[ 시티저널 허송빈 기자 ] 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단이 무독성 반도체 나노 입자를 활용한 고해상 삼광자(三光子) 인광 생체 광학 영상 구현에 성공했다고 18일 밝혔다.

현택환 단장 연구팀은 중금속 기반 나노 입자를 대신해 독성이 적고, 인체 구성 필수 원소인 아연과 황으로 구성된 황화아연 나노 입자를 합성한 다음 소량의 망간 이온을 도핑해 매우 밝은 오렌지색 인광을 구현했다.

현 단장 연구진은 오렌지색으로 발광하는 황화아연 나노 입자를 이용해 고해상도 생체 광학 영상을 얻기 위해 노력하던 가운데 이 나노입자가 매우 높은 효율의 '삼(三)광자 현상'이라는 특이한 양자역학적 성질을 갖고 있다는 사실을 발견했다.

연구팀은 또 무독성 황화아연 나노 입자의 삼광자 현상을 이용, 기존의 근적외선 광학 현미경의 해상도 한계를 뛰어넘는 고해상도 생체 광학 영상을 얻는데 성공했다.

실제 유방암만 선택적으로 인식하는 펩타이드 항체와 나노 입자 표면을 결합시킨 후 암이 이식된 쥐에 주사를 투여, 암조직 주변의 혈관 및 암세포를 2 마이크로미터 이하 분해능의 고해상도 광학영상을 얻어냈다.

이번 연구성과는 반도체 나노 입자의 독성 문제를 해결함으로써 임상 등 의료 분야 적용 안전성을 확보하는 동시에 기존 영상보다 고해상도의 광학 영상을 도출해 의료 등 다양한 분야의 적용 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다.

특히 유해성 논란을 빚어 오던 중금속 기반의 기존 발광 입자를 대체했다는 점에서 큰 의미를 갖는다.

현 단장 연구팀 유정호 박사와 한국기초과학지원(연)(KBSI) 춘천 센터 권승해 박사의 7년여에 걸친 오랜 공동 연구를 통해 결실을 맺은 이번 연구 결과는 재료 공학 분야 세계적 권위 학술지인 '네이처 머터리얼즈' 2월 18일 온라인판에 게재됐다.