산화철 나노 입자와 고분자 복합체는 원하는 형태로 형광 발광이 가능하다. 다양한 고분자와 복합체를 형성해 형광을 유도할 수 있고 가시광 영역을 모두 포함한다./사진제공=한국연구재단한국연구재단은 김영근 고려대 교수 연구팀이 세포 속에서 형광이 나오는 산화철 광열제 기술을 개발했다고 15일 발표했다.
최근 새로운 비수술 항암 치료로 광열치료가 주목받고 있다. 광열치료란 암 부위에 나노 입자를 전달한 후 근적외선 레이저가 쬐어질 때 발생하는 열을 이용해 암세포를 괴사시키는 치료방법이다.
그동안 광열치료에서는 금(Au) 나노 입자를 주로 연구해왔다. 금 나노 입자는 가시광 및 근적외선 빛 흡수로 열이 쉽게 나기 때문이다. 그러나 낮은 조도에서는 효과가 낮고 온도가 높아질수록 결합의 안정성이 떨어졌다. 따라서 최근에는 산화철 나노 입자가 광열제로 부각되고 있다.
김영근 고려대 교수. /사진제공=한국연구재단
김유진 고려대 박사. /사진제공=한국연구재단
박범철 고려대 박사과정생. /사진제공=한국연구재단김 교수 연구팀은 근적외선 파장의 레이저를 쬐어 산화철 나노 입자의 광열효과를 유도했다.
발생하는 열이 나노 입자 주변에 있는 고분자의 탄소 사슬 구조를 변형해 강한 형광이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 나노 입자를 세포에 흡수시켜 광열효과를 유도하는 경우에도 형광이 나타났다.
또 레이저의 세기와 나노 입자의 농도 및 크기를 조절했을 때 형광의 세기가 달라졌다. 나노 입자의 크기가 크고 농도가 높을수록 형광이 강하게 나타났다.
김 교수는 “이 같은 결과는 산화철 나노 입자가 광열치료에 응용됐을 때 부분적으로 치료가 일어나는 위치를 실시간으로 볼 수 있음을 의미한다”면서 “비수술 방식의 새로운 광열치료의 가능성을 제시했다”고 말했다.
과학기술정보통신부, 한국연구재단 나노·소재원천기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘스몰’에 지난달 27일자 논문으로 게재됐다.
