나노입자 생체물질간 상호작용 분석 기술 개발

국내 연구진이 세포에서 움직이는 나노입자의 움직임을 관찰할 수 있는 기술을 개발했다.
남좌민 서울대 화학부 교수 연구진은 세포막 구조를 모방한 인공 세포 위에서 현미경을 이용해 나노입자의 움직임을 실시간으로 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.
연구진은 인공 세포 위에 빛을 강하게 산란시키는 나노입자를 붙인 뒤 현미경으로 관찰했다. 그러자 나노입자 간의 상호작용을 현미경을 이용해 실시간으로 분석하는 데 성공했다. 기존에 흔히 쓰이는 단일 나노입자의 관찰 및 분석 방법은 강한 전자빔 주사 등이 필요하고 분석할 수 있는 입자 수가 한정되어 있어서 연구에 제한이 많았다. 또한 수용액 상에 존재하는 입자의 3차원 운동으로 인해 많은 수의 입자를 모니터링하기가 사실상 거의 불가능했다. 남 교수는 "수백, 수천 개의 나노입자들이 서로 상호작용하여 산란되는 신호의 세기와 색이 변하는 것을 정량적으로 분석해냈다"며 "대표적인 생물학 무기인 탄저균 DNA를 수 펨토몰라(샘플 1㎕당 수 만개의 DNA) 이하의 낮은 농도까지 정량적으로 검지하고 단일 염기서열의 차이까지 완벽하게 구분하는 데 성공했다"고 설명했다.
연구진은 이번 연구가 DNA, RNA, 단백질, 화학 분자 등 다양한 분자 및 다양한 종류의 나노입자 간의 상호작용 연구 및 초고감도 검지에 응용될 수 있을 것으로 전망했다. 남 교수는 "특히 바이오칩 형태로 구현돼 바이러스, 박테리아, 톡신 등을 실시간으로 모니터링하는 연구에 활용할 수 있다"며 "나노입자 상호 작용 연구는 물론 생체물질의 상호작용을 연구하는데 있어서 새로운 지평을 여는 연구결과"라고 덧붙였다.
연구결과는 화학분야 국제 저명 학술지인 미국 화학회지 'JACS'5일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]