(자료=미래창조과학부 제공)
우리나라 연구진이 생체세포를 모방한 인공세포막 상에서 자유롭게 움직이는 많은 나노입자의 상호작용을 단일입자수준에서 실시간 관찰할 수 있는 원천 기술을 개발했다.
미래창조과학부는 17일, 서울대 남좌민 교수팀이 세포막상을 움직이는 나노입자를 정량분석할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 세포막을 모방한 유동적인 인공지질 이중층에 빛을 강하게 산란하는 나노입자를 붙여 2차원 상에서 자유롭게 움직이고 상호작용하는 모양을 간편한 암시야 현미경 장비로 실시간 관찰하고 색변화 정량분석법을 개발해 분석했다.
지금까지 사용된 방법은 단일 나노입자의 움직임을 관찰하는 것이 아주 제한적이고 강한 전자빔 주사 등이 필요해 연구에 제한이 많았다.
또 수용액 상에 존재하는 입자의 3차원 운동으로 인해 많은 수의 입자를 모니터링하기가 사실상 불가능했다.
그런데 이번 연구에서는 나노입자를 유동적인 2차원 평면인 지질 이중층에 도입하고 암시야 현미경으로 관찰해 오랜 시간동안 여러개 입자를 동시에 추적, 분석할 수 있는 새로운 방법을 제시했다.
이를 통해 넓은 영역의 지질 이중층 위에서 수백-수천개의 나노입자들이 상호작용해 산란되는 신호의 세기와 색이 변하는 것을 정량적으로 분석했다.
연구팀은 이 방법을 통해 대표적 생물학 무기인 탄저균 DNA를 수 펨토몰라 이하의 낮은 농도까지 정량적으로 검지하고 단일 염기서열의 차이까지 완벽하게 구분해 냈다.
연구팀은 DNA와 RNA, 단백질, 화학분자 등 다양한 분자와 다양한 종류의 나노입자간 상호작용 연구나 초고감도 다중-정량 검지에 응용될 수 있을 것으로 보고 있다.
특히 바이오칩 형태로 구현돼 바이러스와 박테리아, 톡신 등을 실시간으로 모니터링하는 연구에 활용할 예정이다.
미래부는 남 교수팀의 연구성과가 화학분야 최고 권위 학술지인 'JACS'에 Spotlight 논문으로 3월 5일 소개됐다고 밝혔다.