카이스트(KAIST) 박현규 교수팀은 혈중농도가 높으면 치명적인 테오필린의 혈중 농도를 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 25일 밝혔다.
3~4년 후 상용화가 기대되며 분석 시간은 기존 3~4시간에서 10분으로, 분석비용은 15분의 1로 줄 것으로 예상된다.
테오필린은 만성 폐질환자들의 숨길을 터주는 고마운 약물이지만 혈중농도가 높을 경우 영구적인 신경손상을 일으키는 등 부작용이 있어 환자들의 부담이 크다.
부작용을 고려해 연령·증상·합병증 등을 고려하여 환자 개개인에 맞는 적정 복용량을 설정하더라도 개인마다 복용량에 대한 흡수가 달라, 같은 양을 복용해도 테오필린의 혈중농도는 증가될 위험이 있다. 따라서 환자에게 테오필린을 투여할 경우 혈중농도의 지속적인 측정이 요구된다.
이번 기술은 분석 비용과 시간을 획기적으로 줄여 만성폐쇄성 폐질환 환자들이 간편하게 혈중농도를 측정이 가능하다.
연구팀은 테오필린과 은 이온에만 달라붙는 DNA를 이용하여 테오필린의 혈중 농도를 측정했다.
연구팀에 따르면 조작된 DNA는 혈액 내 테오필린의 양이 적으면 은 이온과 반응해 형광특성을 갖는 은나노 클러스터를 형성한다. 즉 강한 형광신호는 테오필린 농도가 낮다는 뜻이고 반대로 약한 형광신호는 테오필린의 농도가 높다는 것을 의미한다.
이 형광신호의 차이를 적용하여 혈액 내에 존재하는 테오필린 약물을 성공적으로 분석했고 임상 유용성을 훌륭하게 검증했다는게 설명이다.
박현규 교수는 "이번 연구는 기존 검출 시스템의 문제점을 극복하여 손쉽고 신속한 분석을 가능하게 해주는 새로운 원천기술"이라며 "테오필린 뿐 아니라 다양한 병원체 물질 및 화학물질의 검출 기술로 응용될 수 있어 의미가 크다"고 밝혔다.
한편, 연구 결과는 나노 분야의 국제저명 학술지인 '나노스케일'의 9월 7일자 표지논문으로 선정됐다.
bbrex@fnnews.com 김혜민 기자
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