수술 중 목표 위치 더 오래 보여주는 근적외선 형광염료 개발 작성일 07-19 48 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">화학연, 형광염료가 빛 받으면 흐려지던 문제 개선</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="fZZ6s31yDX"> <p contents-hash="721cbaccdfd302d227fbc73807a655219d382c101845f87782cf453e821138e0" dmcf-pid="455PO0tWsH" dmcf-ptype="general"> [이데일리 강민구 기자] 한국화학연구원 연구진이 암, 림프절 등 위치 확인용 근적외선 의료영상에 쓰이는 형광염료가 빛을 받으면 빠르게 흐려지던 문제를 개선했다.</p> <p contents-hash="746535e9aa9d48b623b8e98bd15d89b9751dae9c6cd650ecff3aca83bc189eda" dmcf-pid="811QIpFYrG" dmcf-ptype="general">화학연은 박영일·남상환 박사팀이 박성진 조지아 공대 교수팀과 근적외선 형광염료 ‘인도시아닌 그린(ICG)’을 고분자 구조로 재설계해 광안정성을 높인 형광체를 개발했다고 19일 박혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="650510c36c69199815e82efdbda3aa9739d9791245e421111d3a3a36ad68bb2c" dmcf-pid="6ttxCU3GmY" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국화학연구원 연구진.(오른쪽부터)남상환 책임, 박영일 책임, 최민석 연구원.(사진=한국화학연구원)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/19/Edaily/20260719120349597amwx.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="VqqoG2b0rZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/19/Edaily/20260719120349597amwx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국화학연구원 연구진.(오른쪽부터)남상환 책임, 박영일 책임, 최민석 연구원.(사진=한국화학연구원) </figcaption> </figure> <div contents-hash="7a389f6fbc1190d1ec3cd4c86ecc94fdd08f52058680998e6a456230af7762ae" dmcf-pid="PuuiybztEW" dmcf-ptype="general"> 근적외선 의료 영상은 진단과 정밀 수술에 활용되는 기술이다. 근적외선은 가시광선보다 인체 조직을 깊이 통과하는데 이는 인체 속 수분과 혈색소(헤모글로빈)에 흡수되는 빛 손실이 상대적으로 적기 때문이다. 근적외선의 이런 특성을 형광 염료와 결합하면 수 cm 깊이의 생체 조직까지 영상화할 수 있다. </div> <p contents-hash="35b7eca541a369b57daf831855aacabbe7c9849af072ac520cfbfc6670da2d35" dmcf-pid="Q77nWKqFDy" dmcf-ptype="general">전 세계에서 유일하게 FDA 승인을 받은 근적외선 형광 염료는 인도시아닌 그린(ICG)이다. 1959년 FDA 승인 이후 60년 넘게 유방암 림프절 추적, 간암 절제, 담관 시각화 등 전 세계에서 다양한 진단, 수술에 활용된다.</p> <p contents-hash="c6b9f5ca84b79047259c3e53a4a87393f81f0862a83637291b7dfe1890d91afa" dmcf-pid="xzzLY9B3OT" dmcf-ptype="general">다만 ICG는 빛을 받고 형광이 금방 흐려지는 ‘광 표백’ 문제가 있어, 장시간 수술에서 정확도가 떨어질 수 있다. 그동안 미세입자 캡슐이나 나노구조체로 ICG를 감싸는 시도가 있었지만, 제조공정이 복잡하고 형광물질이 새어 나오는 문제가 있어 상용화에 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="068493b38f711aa062d1128cf6a530d0688c9d475ccf48dcbd4891241e2a19b2" dmcf-pid="yEE1Rswamv" dmcf-ptype="general">연구팀은 ICG 분자를 고분자 사슬에 연결해 이 문제를 해결했다. 형광 발생 부위를 양쪽에서 잡고 고정시켜 오래 지속되게 했다.</p> <p contents-hash="0d62aad7e04225d7ce4c8c36abd263cfbf39d77573283a4f11fe9a74620b73cf" dmcf-pid="WDDteOrNES" dmcf-ptype="general">ICG가 형광을 잃는 원인은 강한 빛(레이저)에 의해 주변 산소와 반응해 형광을 내는 헵타메틴 고리가 부서지기 때문이다. 연구팀이 만든 형광체(KR-NIR-P)는 고분자 골격이 발색단 주변의 산소 접근을 차단한다. 또 분자 간 소수성 상호작용이 구조를 안정되게 붙들어 같은 빛에도 오래 형광을 유지한다. 또한 고분자 구조가 분자들의 무분별 응집을 막아, 응집 자체가 광표백을 가속하는 요인도 차단했다.</p> <p contents-hash="df90be90cfa566e93737fb9aa0633fc023574f4d9640e9f033e91148dff6abae" dmcf-pid="YwwFdImjsl" dmcf-ptype="general">실험 결과, 785나노미터 파장의 근적외선 레이저를 계속 비췄을 때 기존 ICG는 50초 이내에 형광이 40% 수준으로 줄었지만 개발한 형광체는 200초 후에도 66%를 유지했다.</p> <p contents-hash="1dd1c23b3d24e49d41f12780af73071cf32141d2ea35956122a79d012406fadf" dmcf-pid="Grr3JCsArh" dmcf-ptype="general">세포 독성 실험 결과에서도 자궁경부암·구강 편평암 세포 등 암세포와 정상 세포 모두에서 20 마이크로몰(µM) 농도까지 세포 생존율 90% 이상을 유지해 생체 적합성을 확인했다. 세포사멸과 관련된 주요 단백질 변화도 기존 ICG와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="c596d7eb96fe3733536de27402b02f2d6a50426c1a9980129e8905bedb15363f" dmcf-pid="Hmm0ihOcsC" dmcf-ptype="general">실제 종양과 유사한 인공 세포 덩어리인 3차원 종양 스페로이드에 넣었을 때, KR-NIR-P가 깊은 층까지 균일하게 침투함을 확인했다. 마우스 생체 실험에서는 발바닥 피하 주사 후 2시간 만에 림프절에서 형광이 검출되고, 24시간 후에는 강하게 축적됐다. 암의 전이 경로인 림프절을 실시간으로 추적하는 데 활용할 수 있음을 보여준 것이다.</p> <p contents-hash="498182a586626d17203c7f63fbeb3d10781d3eb700c00bfb1c86661ea1a0a34d" dmcf-pid="XVVctP4qDI" dmcf-ptype="general">연구팀은 향후 독성 평가·약동학 연구 등 임상 전 단계 연구를 통해 안전성과 유효성을 입증할 계획이다.</p> <p contents-hash="7bb9889098d53f1c1f9bdc6768b57fe465edf9d087dba01037e4dd488c24f078" dmcf-pid="ZffkFQ8BIO" dmcf-ptype="general">신석민 화학연 원장은 “고분자화라는 합성 전략이 ICG 외 다른 형광 염료에도 적용할 수 있다”며 “위조 방지·보안 등 다양한 차세대 형광 진단 소재로의 확장도 기대된다”고 말했다.</p> <p contents-hash="03d704821726a68da30e9007e0da2ab95eb21834e5a039938caf47d929bc6486" dmcf-pid="544E3x6bDs" dmcf-ptype="general">연구 결과는 나노·마이크로 소재 분야 국제 학술지 ‘스몰(Small)’에 지난 6월호 표지 논문으로 게재됐다.</p> <p contents-hash="9ce127eb08654b4095d3ecd9ec91f5c9d5ea0a4483530142c9da2e84fc786cdc" dmcf-pid="188D0MPKOm" dmcf-ptype="general">강민구 (science1@edaily.co.kr) </p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 난치성 뇌종양 면역치료 '숨은 열쇠' 찾았다 07-19 다음 최태원 "내년 반도체 수요 최소 50% 증가…빠른 증설이 생명줄" 07-19 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
