대장암이나 유방암을 24시간 안에 진단할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 한국생명공학연구원(KRIBB)과 미국 MIT 나타리 알치(Natalie Artzi) 교수, 예일대 김재홍 교수와 공동으로 암을 진단할 수 있는 나노캡슐을 개발했다고 11일 밝혔다.

이는 두 개의 서로 다른 유기 형광 염료 액상을 담은 200㎚크기의 나노캡슐에 질병의 표지나 표적을 선별적으로 집어낼 수 있는 항체를 부착, 주사한 뒤 빛을 쏘여 질병 유무를 확인하는 기술이다.

암 진단까지는 검사 후 약 일주일 동안의 시간이 소요되지만 이번에 개발한 나노캡슐은 투약 후 24시간 안에 암 세포 유무를 확인할 수 있다.

연구팀은 기존 형광(螢光) 현상과는 정반대의 '상향변환(upconversion)'현상을 구현, 빠른 진단을 가능하게 했다.

일반적인 형광은 에너지가 높은 짧은 파장의 빛에너지를 받은 물질이 자극에 의해 발광하게 된다.

하지만 투과가 어렵고 장시간 인체에 쪼일 경우 해로워 진단 목적으로 사용하기 어렵다.

연구팀은 에너지를 변환 증폭하는 기술을 이용해 에너지가 낮은 긴 파장의 빛을 받아 에너지가 높은 파장의 빛을 방출하도록 했다.

연구팀은 이를 대장암과 유방암 세포를 함께 가지고 있는 쥐에 적용해 대장암은 녹색 유방암은 파란색형광을 나타나도록 하는데 성공했다.

특히 나노캡슐 표면에 암 표적 물질이 아닌 다양한 바이오 탐침을 부착하면 암 외에도 다양한 질병을 진단할 수 있다.

나노캡슐을 주사하고 빛을 쬐는 것만으로 진단이 가능해 진단이 빠르고 환자들이 검사에서 받는 고통과 스트레스, 경제적 부담도 크게 줄일 수 있다고 연구팀은 설명했다.

기초지원연 송현석 박사는 "상향변환 효과로 조직손상이 거의 없어 진단의 효율을 높일 수 있고 실리카 나노캡슐 기술이 적용돼 인체에 무해하다는 장점이 있다"며 "여러 종류의 암을 선택적으로 진단할 수 있어 암의 종류뿐 아니라 암의 전이까지 진단할 수 있을 것"라고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 나노과학분야 학술지 'ACS 나노 (ACS Nano, IF: 12.881)' 온라인판에 게재됐다. 논문제목은 'Dual-Color Emissive Upconversion Nanocapsules for Differential Cancer Bioimaging in vivo'이다. 뉴시스