인체내 미량의 나노입자 잔류 여부 확인 가능한 기술개발

UNIST 강주헌 교수, 영국왕립화학회 '이머징 인베스티게이터'로 선정

UNIST 생명과학부 강주헌 교수

UNIST는 생명과학부 강주헌 교수팀이 인체내 나노입자 잔류 여부나 미량의 수질오염까지 확인하는데 도움을 줄 수 있는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 이 연구 성과는 영국왕립화학회에서도 인정받아 랩온어칩에 '이머징 인베스티게이터'로 선정돼 지난 7일 소개됐다.

강주헌 교수팀이 개발한 기술은 미세유체 제어 기술을 기반으로 자기적 성질을 띠는 용액의 자화율을 쉽고 정확하게 측정이 가능하다.

강주헌 교수는 "최근 자성을 띠는 나노 물질이 다양한 질병의 진단이나 약물 전달, 혈액에서 병원성 물질 제거 등에 폭넓게 활용되고 있다"며 "체내에 주입된 용액의 자화율을 쉽고 싸게 측정하는 기술은 자성 나노 물질을 이용한 진단과 치료 기술 개발에 도움이 될 것"이라고 밝혔다.

자화율은 외부 자기장이 형성됐을때 전자가 잡아당겨지는 정도를 말한다. 어떤 구성요소로 이뤄졌는지에 따라 값이 달라지므로 자화율을 측정하면, 불순물 여부나 환경오염 정도도 알아낼 수 있다.

하지만 자화율 측정 장비인 초전도 양자간섭계(SQUID) 등이 초고가인 데다, 이런 기술을 써도 자성 용액의 농도가 낮으면 정확한 측정이 어려웠다.

강주헌 교수팀은 미량의 용액을 흘릴 수 있는 '미세유체 칩(Chip)'에 강화된 영구자석들을 배치시킨 채널을 만들었다. 그런 다음 자성을 띠는 용액이 섞여 있는 반자성 폴리스티렌 (Polystyrene) 입자들의 움직임을 관찰해 용액의 자화율을 알아냈다.

연구팀은 실제 MRI 조영제로 쓰이는 나노 자성입자(SPIONs) 용액과 MRI 조영제(Gd-DTPA)용액의 자화율을 여러 농도 조건에서 정확히 측정해냈다. 이는 기존 초전도 양자간섭계(SQUID)를 이용한 방법으로는 측정하기 어려운 낮은 농도에서도 자성 용액의 자화율을 측정할 수 있음을 보여준 것이다.

공동 제1저자인 장봉환 UNIST 생명과학부 연구원은 "저비용으로 구축이 가능하며 휴대성을 갖추고 있어 자성 용액의 자화율을 측정하는 다양한 분야에 응용 가능할 것"이라고 전했다. 또 다른 1저자인 권세용 UNIST 생명과학부 연구원은 "이 기술을 응용하면 산화철(FeO)이나 니켈(Ni) 같은 금속에 의한 수질오염도 저비용으로 간단하게 측정 가능할 것"이라고 전망했다.

이머징 인베스티케이터는 박사학위 수여 10년 이내의 독립적 연구를 수행하는 전도유망한 신진연구자 중 우수한 성과를 이룬 사람에게 수여되며, 올해 특집 테마로 2019년 선정된 이머징 인베스티게이터 26명의 논문을 발표하게 된다.

[e-mail] 김만기 기자