한·미 연구진이 초음파로 아연, 칼슘 같은 체내 금속 이온을 탐지하는 기술을 개발했다.
UNIST(총장 이용훈)는 김건 도시환경공학과 교수가 미국 텍사스대, 일리노이대 연구진과 초음파 열로 DNA센서를 활성화해 생체 속 금속 이온 모니터링 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 활성화된 DNA센서가 금속 이온을 감지하면 형광을 띠게 돼 눈으로 확인할 수 있는 방식이다.
연구팀은 이 기술로 세포 수준을 넘어 살아 있는 쥐 옆구리에 있는 아연 이온을 감지하는 데 성공했다. 다양한 진단기술 개발에 활용될 전망이다.
DNA센서는 유전물질로 알려진 DNA를 변형해 만든 인공 물질이다. 기존에는 이 DNA센서를 광학 레이저로 활성화했는데 레이저는 피부나 근육 속을 깊숙이 투과하지 못해 응용에 제약이 있었다.
연구팀은 초음파시스템을 개발해 기술적 한계를 극복했다. 긴 시간 동안 특정 온도(43°C)를 유지할 수 있도록 초음파 열에너지를 정밀하게 조절했다. 온도가 너무 낮으면 센서가 충분히 활성화되지 않아 금속 이온 감지 민감도가 떨어지고 너무 높으면 조직이 손상된다.
살아 있는 쥐 옆구리에 DNA센서를 주입한 후 30분 동안 초음파 처리하자 다른 부위보다 강하게 형광색이 나타나는 것을 확인했다.
김건 교수는 “초음파 기술을 기존 광역동 치료, 영상 이미지 획득뿐만 아니라 체내 특정 성분 감지, 약물전달을 위한 나노입자 활성화 등에 활용할 수 있다는 사실을 확인했다”고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
