세포 속에서 빛이 나오는 산화철 광열제 개발

김영근 교수팀 치료 위치 실시간 보는 치료제 발전 기대

세포속에서 형광이 나와, 광열치료의 위치를 실시간으로 볼 수 있는 ‘산화철 광열제’ 기술이 개발됐다.

그동안 광열치료는 금(Au) 나노입자를 주로 연구해왔지만 낮은 조도에서 효과가 낮고 금 나노입자 표면을 화학적으로 변형시키는데 사용되는 결합 온도가 높아질수록 안정성이 떨어졌다.

한국연구재단에 따르면 김영근(고려대) 교수 연구팀은 근적외선 파장의 레이저를 쬐어 산화철 나노입자의 광열효과를 유도해 발생하는 열이 나노입자 주변에 있는 고분자의 탄소사슬 구조를 변형, 파이-공액 구조를 가지는 새로운 공액고분자 구조를 형성시켜 강한 형광이 나타나는 것을 확인했다고 밝혔다.

나노입자를 세포에 흡수시켜 광열효과를 유도하는 경우도 형광이 나타났다. 세포내에 유기물질이 고분자의 역할을 해 π-공액 구조로 변형됐기 때문이다. 또 레이저의 세기와 나노입자의 농도 및 크기를 조절했을 때에 형광의 세기도 달라졌다. 나노입자의 크기가 크고 농도가 높을수록 형광이 강하게 나타났다.

김영근 교수는 “산화철 나노입자가 광열치료에 응용됐을 때 부분적으로 치료가 일어나는 위치를 실시간으로 볼 수 있음을 의미한다. 비수술 방식의 새로운 분야를 개척하기 위한 광열치료기술의 가능성을 제시한다”고 연구 의의를 밝혔다.

이 연구 성과는 국제학술지인 스몰(small) 7월27일자 논문으로 게재됐다. 이해미 기자 ham7239@



*광열치료는 암 부위에 나노입자를 전달한 후 근적외선 레이저가 쬐어질 때 발생하는 열을 이용해 암 세포를 괴사시키는 치료방법. 수술치료 등 기존 암 치료 방법과 달리 탈모나 구토 등의 부작용이 적어 새로운 치료기술로 주목받고 있다.

▲ 산화철 나노입자-고분자 복합체의 광반응에 의한 π-공액고분자 변형과 형광 발광현상.

▲ 크기별 산화철 나노입자의 광열반응에 의한 세포의 형광 발광현상.