체내에서 다수 생체분자 추적이 가능한 근적외선 라만산란 나노입자 개발 - 암 세포 추적 및 항체신약 후보물질 선별에 활용 가능
□ 연구진
- 서울대학교 나노응용시스템연구센터 및 화학생물공학부 이윤식 교수
- 서울대학교 화학교육과 정대홍 교수
- 서울대학교 의과대학 이호영 교수
- 한양대학교 공학대학 김종호 교수
- 서울대학교 협동과정 나노과학기술전공 강호만 박사과정
- 서울대학교 화학교육과 정신영 박사과정
□ 내용 및 의의
라만 분광법은 산란광에 의해 극미량 물질을 정성, 정량 분석하는 방법으로서 나노 기술이 발달함에 따라 측정 감도가 단분자 수준에 이르도록 크게 향상되어왔으며, 전자, 바이오, 신소재 등 다양한 분야에 이용되고 있다. 특히, 라만 분광법은 분석물질에 손상을 주지 않고, 신호의 폭이 형광 등 다른 분광법에 비해 100배 이상 좁아, 다수의 라만 신호를 동시에 분석할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점들로 인해 최근 생체물질의 광학적 표지방법으로 많이 사용되어 왔으며 암 등 질병을 진단하는 새로운 방법으로 각광을 받고 있다.
서울대학교 이윤식 교수, 정대홍 교수, 이호영 교수와 한양대학교 김종호 교수의 공동연구팀은 미래융합파이오니아 사업단의 지원을 받아 체내 생체분자 분석용으로 근적외선을 사용하는 라만산란 나노입자 (이하 나노프로브)를 개발하였다. 이 나노프로브는 실리카 나노입자 표면에 수 십 개의 속이 빈 금/은 합금 나노입자를 도입함으로써 근 적외선 영역의 빛을 사용하여 라만산란 신호가 수 십 만 배 이상 증가되게 만들었다. 이 나노프로브는 수 백 가지 이상 서로 다른 다양한 라만신호를 낼 수 있으며, 근적외선을 사용하기 때문에 체 내에 존재하는 여러 종류의 생체 분자를 동시에 탐지하는데 이용될 수 있다.
연구팀은 제조된 나노 프로브를 살아있는 실험쥐에 주입하였고, 실험쥐 체내의 각 기관에 존재하는 나노 프로브의 신호를 측정할 수 있음을 보여 주었다. 또한, 세 종류의 서로 다른 나노 프로브를 체 내에 동시에 주입하여도 각각의 특정 신호가 확인 가능함을 보임으로써 다수의 대상 물질을 동시에 분석해 낼 수 있음을 보였다. 이윤식 교수는 “이 프로브를 사용하면, 체내에서 다수의 단백질을 동시에 측정할 수 있기 때문에 항체 신약 등 바이오 신약을 개발하는데 있어 개발시간을 획기적으로 줄일 가능성이 있다”고 소감을 이야기하고 있다.
이 연구 결과는 독일에서 발간되는 재료 분야 국제 저명학술지인 첨단기능성소재 (Advanced Functional Materials, IF 9.765)지 최신호(2013년 8월 12일자) 표지 논문으로 출판되었다.
□ 연구진 소개
- 서울대학교 화학생물공학부 이윤식 교수
[학력]
- 럿거스 대학교 화학과 박사(1981)
- 서울대학교 공업화학과 학사(1974)
[경력]
- 서울대학교 화학생물공학부 교수 (1982 ~ 현재)
- 한국공업화학회 회장 (2011)
- 화학관련학회연합회 회장 (2013 ~ 현재)
- 서울대학교 화학교육과 정대홍 교수
[학력]
- 서울대학교 박사(1999)
- 서울대학교 석사(1995)
- 서울대학교 화학교육과 학사(1993)
[경력]
- 서울대학교 화학교육과 교수 (2003 ~ 현재)
- 박사후 과정, University of California-Santa Barbara (2002 ~ 2003)
- 방문교수, University of California-Santa Barbara (2009)
- 방문교수, Institute for Molecular Science (2010)
- 서울대학교 분당병원 이호영 교수
[학력]
- 서울대학교 의과대학 박사(2010)
- 서울대학교 의과대학 석사(2004)
- 서울대학교 의과대학 학사(2000)
[경력]
- 서울특별시 보라매병원 핵의학과 임상조교수 (2008)
- 분당서울대학교병원 핵의학과 임상부교수 (2013)
- 한양대학교 화학공학과 김종호 교수
[학력]
- 서울대학교 화학생물공학부 박사 (2007)
[경력]
- 한양대학교(ERICA) 화학공학과 조교수 (2011~현재)
- Massachusetts Institute of Technology (M.I.T), 박사후 연구원 (2007~2011)
- 서울대학교 전기공학부, 박사후 연구원 (2007)
- 서울대학교 협동과정 나노과학기술전공 강호만 박사과정
[학력]
- 단국대학교 고분자 공학과 학사 (2007)
- 서울대학교 화학교육과 정신영 박사과정
[학력]
- 서울대학교 화학교육과 학사 (2010)
- 서울대학교 화학교육과 석사 (2012)