세포 속 빛 나오는 산화철 광열제 개발

김영근 고려대 신소재공학부 교수 연구팀

형광 물질로 암 광열 치료 실시간 추적 가능

산화철 나노입자에 의한 세포의 형광 발광 [한국연구재단 제공=연합뉴스]/2017-08-15(한국일보)

국내 연구진이 세포 속에서 빛이 나오는 산화철 광열제를 개발해 암 광열 치료 과정을 실시간으로 확인할 수 있게 됐다.

한국연구재단은 김영근 고려대 신소재공학부 교수 연구팀이 이 같은 연구 성과를 거뒀다고 15일 밝혔다.

이 연구는 과학기술정보통보통신부와 한국연구재단, 나노ㆍ소재원천기술개발사업의 지원으로 진행됐으며, 국제학술지인 ‘스몰(Small)’ 지난달 27일자에 실렸다.

광열치료는 암 부위에 나노입자를 전달한 뒤 근적외전 레이저를 쬘 때 발생하는 열을 이용해 암세포를 태워 죽이는 치료법이다. 탈모나 구토 등의 기존 암 치료법의 부작용이 적어 차세대 치료 기술로 주목 받고 있다.

기존 광열치료에 이용하는 금(Au) 나노입자는 가시광ㆍ근적외선 빛을 흡수하면 열이 쉽게 나지만 낮은 조도에선 효과가 낮다. 또 표면을 화학적으로 변형시키는데 사용되는 결합은 온도가 높아질수록 안정성도 떨어진다.

형광을 나타내는 산화철 나노입자. 한국연구재단 제공

연구팀은 최근 광열제로 부각되는 산화철 나노입자에 주목했다. 근적외선 파장의 레이저를 쬐어 광열효과를 유도해 보니 발생한 열이 나노입자 주변 고분자 탄소 사슬 구조를 변형시켜 새로운 공액 고분자 구조를 형성, 강한 형광이 나타나는 것을 확인했다. 나노입자를 세포에 흡수시켜 광열효과를 유도한 경우에도 형광이 나타났다. 연구팀은 나노입자의 크기가 크고 농도가 높을수록 형광이 더욱 강하게 나타났다고 설명했다.

김영근 교수는 “산화철 나노입자를 광열치료에 응용하면 부분적으로 치료가 이뤄지는 위치를 실시간 확인할 수 있다”며 “이번 연구는 비수술 방식의 새로운 광열 치료 기술의 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.

최두선 기자 balanceds@hankookilbo.com