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생명과학 연구 새 지평… 세포 속 액체의 점도확인 가능해졌다

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2018년 02월 06일 10:00 프린트하기

살아있는 세포나 혈액과 같은 생명체를 구성하는 물질의 미세한 점도(끈적한 정도)를 정확하게 측정하는 방법을 국내 연구진이 처음으로 개발했다. 생명과학분야 연구, 새로운 의료 진단법 개발 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

 

이창열 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소 박사팀은 권오필 아주대 교수, 김세훈 한국과학기술연구원(KIST) 박사팀과 공동으로 분자 회전체 기반으로 미세유체 점도를 측정할 수 있는 형광 분자 센서를 개발했다고 5일 밝혔다.

 

미세유체는 가느다란 나노미터 구조물에서 흐르는 액체나 기체를 뜻한다. 세포 속 액체, 가느다란 모세혈관 속을 흐르는 혈액 등 다양한 생체조직도 여기 속한다. 생명현상과 밀접한 관계가 있지만 세포나 조직에 손상을 입히지 않고 점도를 확인할 방법을 알기 어려웠다. 형광물질 분자로 물질의 점도 변화를 측정하는 방법이 연구되고 있지만 효율이 낮아 정확한 측정이 어려웠다.

 

점도에 따라 형광물질이 반응하려면 형광물질 속 ‘회전체’가 필요한데, 기존 형광 분자 센서는 회전체가 1개로만 돼 있어 형광 효율 및 형광 대비비가 최적화 되지 못해 상용화에 걸림돌이 돼 왔다.

 

국내 공동연구진은  기존 센서의 단점을 극복하기 위해 2개 회전체를 도입해 형광 효율 및 형광 대비비가 높은 형광 분자 센서를 새롭게 개발했다. 또 높은 반응성을 가진 회전체를 도입함으로써 형광 효율 및 형광 대비비를 최대로 높이는데 성공했다.

 

연구진은 이번 성과가 의료와 생명, 소재 분야에서 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 보고 있다.

 

이창열 박사는 “기존의 방법으로 측정이 어려운 마이크로 미세유체를 확인할 수 있어 더 많은 생명현상을 영상으로 확인할 수 있다”며 “앞으로 의료진단 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

 

이 연구는 저명 학술지인 케미스트리 어 유러피언 저널(Chemistry-A European Journal)의 2017년 12월 5일자 표지논문으로 게재됐으며, 상위 5% 수준의 우수 논문들에 부여하는 VIP(Very Important Pape) 논문으로도 선정됐다.

 

연구진이 발표한 형광 이미지. 높은 점도를 갖는 세포 내 소기관이 진한 색깔로 두드러져 보인다. - GIST 제공
연구진이 발표한 형광 이미지. 높은 점도를 갖는 세포 내 소기관이 진한 색깔로 두드러져 보인다. - GIST 제공
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