전상민(화공) 교수와 주진명 연구원은 실리콘으로 만들어진 마이크로 진동자와 겉은 광촉매 물질, 속은 자기(磁氣) 성질을 띄는 이중 나노입자를 이용해 새로운 개념의 암 진단 기술을 개발했다.
이 기술은 특히 암 진단에 있어서 가장 시급한 과제로 손꼽히는 조기암 진단기술은 물론 여러 암을 한 번에 진단할 수 있는 기술로도 응용할 수 있어 학계가 주목하고 있다.
암에 걸리면 혈액이나 체액 속에 특정 단백질의 농도가 증가하며, 이 단백질을 통해 암 여부를 진단해낼 수 있다. 하지만 조기암의 경우 그 양이 극히 적을 뿐 아니라 이 특정 단백질이 다른 단백질의 농도에 비해 낮아 진단하기 어려웠다.
연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 겉은 광촉매 특성을 속은 자기 성질을 띄는 나노입자를 합성했고, 이를 혈액 속에 넣은 다음 자기장을 일으켜 특정 단백질을 분리 및 검출하는데 성공했다. 특히, 광촉매 특성을 이용하여 빛에 의한 금속 환원 반응을 통해 질량을 증가시킴으로써 극미량의 단백질을 검출해 낼 수 있었다.
그 결과 1밀리리터 혈액 속에 존재하는 0.1 피코그램(1/10,000 나노그램)의 암 관련 단백질을 단 1시간 만에 측정하는데 성공했다. 기존에 알려진 진단기술로는 수 나노그램, 최대 수십피코그램까지 측정할 수 있었지만 전교수팀은 그 1/100배 의 적은 양도 측정하는데 성공한 것은 물론, 3~4시간이 걸리던 측정 시간(실험실 기준)도 1시간으로 크게 단축했다.
연구팀은 또, 어레이 형태의 마이크로 진동자에 각각 특정 암에만 반응하는 항체들을 붙이고 한꺼번에 여러 암을 측정하는 기술까지 같이 선보였다.
연구를 주도한 전상민 교수는 “기존에 사용되던 복잡한 측정 기술에 비해 경제적일 뿐 아니라 동시에 여러 암을 진단해낼 수 있어 훨씬 효율적인 암 진단이 가능할 것으로 기대된다”며 “극미량의 암 관련 단백질을 측정할 수 있어 조기암 진단이 가능하고 진단에 걸리는 시간도 단축했다는 점에서 학계에서 많은 관심을 보이고 있다”고 밝혔다.
한편 이번 연구는 한국연구재단의 지원으로 이루어졌으며 나노분야 세계적 권위지인 ACS Nano지를 통해 발표됐다.