화공생명공학부 장희민 학생, SCI급 저널에 질병 진단 및 치료를 위한 나노입자의 새로운 합성법 발표
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- 작성자 커뮤니케이션팀
- 보도일자 2019-06-10
우리대학 학부생이 질병 치료와 진단을 위한 나노소재 기반 입자의 새로운 합성법을 SCI급 저널에 발표해 화제를 모으고 있다.
화공생명공학부 권우성 교수 연구실 소속의 장희민 학생(화공생명공학부16)은 최근 나노소재 기반 진단·치료 시스템과 관련해 주목받고 있는 실리카나노입자의 화학적/양자적 구조설계를 통해 외부 자극에 의해 강한 빛을 발생시키는 발광성 나노소재를 합성하는데 성공했다. 해당연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업의 지원을 받았으며, 결과는 SCI저널인 Journal of Luminescence (IF = 2.732)에 지난 6월 4일 게재됐다.
(논문명: Controlled growth of fluorescent silica nanoparticles using two-phase orthogonal solvents for bioimaging, 제1저자: 장희민 / 교신저자: 권우성)
장희민 화공생명공학부 학생
권우성 교수에 따르면 암, 알츠하이머, 에이즈와 같은 질병 진단에 필요한 기존의 진단기술(MRI, PET 등)은 값비싼 비용과 긴 분석 시간을 요구하며, 인체에 유해한 조영제를 써야 한다는 단점이 있었다. 또한 외과적 절제, 방사선 요법, 화학 요법 등 질병 치료 기술 역시 신체적 부담이 크거나 특정 환부에는 적용하기 어려워 일반 세포에도 악영향을 준다는 부작용이 있었다. 이러한 한계를 극복하기 위한 방법으로 진단과 치료를 동시에 수행할 수 있는 나노소재 기반의 진단·치료 시스템이 연구돼 왔다.
그림1. 비혼화성 용매 기반 실리카나노입자 합성법 모식도
최근 생체적합성 원소인 실리콘 기반의 실리카나노입자가 주목을 받고 있으며, 이에 연구팀은 비혼화성(immiscible) 용매를 이용하여 실리카나노입자의 성장 속도를 조절해 나노입자의 크기와 특성을 변화시키는 합성법을 개발했다. 이렇게 합성된 실리카나노입자는 우수한 생체적합성과 발광성을 나타냈으며, 실란기(silane)을 이용한 표면개질을 통해 세포흡수성을 높여 세포이미징에 활용할 수 있다.
그림2. (왼쪽) 실리카나노입자 전자현미경 사진 (가운데) 실리카나노입자를 이용해 촬영한 세포사진 (오른쪽) 실리카나노입자 독성 시험 결과
권우성 교수는 “생체적합성 실리카나노입자의 활용성을 높일 수 있는 새로운 합성법을 개발했다는데 의의가 있으며, 추후 실리카나노입자 기반 질병진단·치료 시스템 구축에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.
장희민 학생은 “학부생 신분으로 연구에 참여하고, 또 좋은 성과도 거둘 수 있어서 보람 있었다. 실리카나노입자가 생체적합성에서 큰 장점이 있는 만큼, 이번에 개발한 새로운 합성법을 바탕으로 다양한 생체의료 분야 응용 연구에 도전해 보고 싶다”고 소감을 밝혔다.