표준硏, '나노입자 세포 내 투과 실시간 확인 기술' 개발

머니투데이

대전=허재구 기자

국내 연구진이 나노의약품을 만들 때 어떤 나노입자를 쓰는 것이 질병 치료에 효과적인지 판별하는 기술을 개발했다.

한국표준과학연구원(KRISS) 나노바이오측정센터 이태걸 박사팀과 서울대학교 의과대학 김정훈 교수팀은 이 같은 내용의 '나노물질의 투과도를 실시간으로 확인하는 기술'을 개발했다고 16일 밝혔다.

연구팀은 세포의 정전용량(전기·전하를 저장할 수 있는 물리량 크기)을 측정한 뒤 주파수 영역대에서의 정전용량 감소 기울기를 분석했다.

이후 나노물질 투입 시 나타나는 변화를 통해 나노물질 투과를 실시간으로 관찰하는 기술을 개발한 것.

연구팀이 혈관투과성 측정을 위해 세포를 기판에 올려놓고 있다./사진제공=한국표준과학연구원

연구팀은 이 기술을 통해 자체 개발한 금 나노기판 안에 혈관 내피세포 및 암세포 등을 성장시킨 뒤 전류를 흘려 세포가 가지는 정전용량을 측정했다.

그 결과 높은 주파수 영역대에서의 정전용량 기울기가 0.6인 세포에 나노입자를 처리해주면 24시간 후 0.5까지 떨어졌다.

이후 동일한 환경 속에서 나노입자의 투과를 방해하는 약물을 추가하면 종전 수치인 0.6으로 비슷하게 유지되는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다.

이번 연구결과는 기판 16개에 각각 세포를 동시에 배양할 수 있기 때문에 특정 나노입자의 투과도에 대한 정확성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 나노입자의 표면 전하 또는 합성에 따른 투과도 검사도 가능하다는 것이 연구팀의 설명이다.

연구팀은 앞으로 기판의 수를 늘려 판별속도를 더욱 높일 계획이다.

이번 연구결과는 네이처 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)9월 19일자에 게재됐다.

한편 10억분의 1 m 단위 수준의 정밀도를 요구하는 나노기술은 최근 순수과학 뿐만 아니라 화장품, 의약품 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

특히 암이나 뇌졸중 등 중증 질환을 대상으로 나노입자를 활용한 치료법이 지속적으로 개발되고 있다.

이렇게 나노입자가 약품, 핵산, 치료용 단백질의 세포 내 전달을 위한 수단으로 큰 잠재력을 보여 주면서 나노입자의 세포 내 투과성이 학계에서 주목 받고 있는 상황이다.

이 연구원의 이태걸 박사는 "이번 기술을 통해 다양하게 합성된 나노입자의 세포내 투과 정도를 약물합성 등을 응용하기 전에 미리 확인할 수 있다" 며 "이에따라 의역물 합성 전 나노입자의 선별검사에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.