미세 온도차를 이용한 분자 위치 제어기술개발

• 암, 치매 등 중요 질병 조기진단에 획기적 개선 기대

최연호 교수

고려대학교 최연호 교수(생체의공학과), 서강대학교 강태욱 교수(화공생명공학과), 미국 버클리소재 캘리포니아대학(U.C.Berkeley) Luke P. Lee 교수 연구팀이 공동으로 빛을 금속 나노구조체에 조사할 때 발생하는 온도차를 이용한 '분자들의 위치제어 기술'을 개발했다.

이번 연구결과는 오늘(6일) 나노 및 마이크로분야의 권위있는 학술지인 '스몰 (Small)'지에 표지논문으로 발표된다.

일반적으로 물질이 공간 상에서 농도 차이에 의해 움직인다는 사실은 인식하고 있는 반면, 물질이 미세한 온도 차이에 의해서도 움직일 수 있다는 사실은 인식하기 어렵다.

이 가운데 1백만분의 1m 정도의 아주 작은 공간에서 이러한 원리를 이용해 단백질, DNA, 박테리아 등 생물·의학적으로 중요한 분자의 위치를 자유자재로 조절할 수 있는 기술이 개발돼 암, 치매 등 중요 질병의 조기진단에 획기적인 개선이 기대되고 있다.

최연호 교수팀은 50 나노미터의 지름을 갖는 금 나노입자를 유리위에 올려놓고 붉은색의 레이저를 조사하여 생긴 나노입자와 주변사이의 온도 차이에 의해 주변에 있던 DNA들을 한 곳에 모으거나 다시 흩어지게 하는 등 자유자재로 제어하는 데 성공했다.

이 방법은 빛에 의해 유발된 온도 차이를 바탕으로 손쉽게 분자들의 위치를 제어할 수 있기 때문에 시료의 양이 적고 농도가 아주 적은 경우에도 검출위치에 많은 양의 분자들을 빠르게 모을 수 있다.

기존 검출방법은 검출감도도 낮을 뿐만 아니라 감도를 높이기 위해서는 검출시간이 오랜 단점을 가지고 있었다.

최 교수는 "분자들을 원하는 곳에 국소적으로 모으는 방법을 찾던 중 온도차에 대한 분자들의 특성을 이용하는데 착안하게 됐다"며 "이 방법을 잘 활용하면 암이나 치매 등의 중요 질병의 조기진단에 획기적으로 큰 기여를 할 것으로 기대한다"고 밝혔다.