나노 MRI 램프의 구성요소. (그림=IBS 제공)
질병을 선택적으로 찾아내 밝게 빛을 내는 '나노 MRI 램프'가 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 천진우 단장(연세대 화학과 특훈교수) 연구팀은 자기 공명 튜너(MRET, 엠레트) 현상을 처음으로 발견해 원리를 규명했다고 밝혔다.
MRET은 두 자성물질의 근접도에 따라 MRI 신호 강도가 달라지는 현상으로 연구결과는 7일 오전 1시(한국시간) 재료 과학 분야 국제 학술지인 네이처 머티리얼즈(Nature Materials) 온라인판에 게재됐다.
나노 MRI 램프는 병든 조직을 주변 조직에 비해 최대 10배 밝게 보이는 고감도 영상을 구현한다. 현재 사용 중인 MRI 조영제는 신호가 켜진 상태로 몸 안으로 주입돼 주변 조직과 병든 조직간 명확한 구분이 어려웠다.
천진우 단장은 "기존 MRI 조영제는 밝은 대낮에 램프를 켜는 것이라면 나노 MRI 램프는 밤에 램프를 하나 켜는 것"이라고 설명했다.
특히 나노 MRI 램프는 자기장의 원리를 활용하기 때문에 생체인자 인식물질만 바꿔주면 다방면으로 활용 가능하다. 생체 내 존재하는 다양한 염기서열의 유전자와 단백질, 화학분자, 금속 산도(pH) 등을 MRI로 영상화할 수 있기 때문에 생검(biopsy)과 같은 침습적 조직검사 없이도 암 관련 질병 인자를 영상으로 확인할 수 있다는 것.
나노 MRI 램프와 기존 MRI 조영제의 차별성. (그림=IBS 제공)
연구팀은 "광학적 방법인 형광 공명 에너지 전달은 행명현상을 관찰하는데 널리 이용되고 있지만, 생체 깊이 존재하는 조직을 관찰하는 데에는 한계가 있었다"며 "하지만 이번에 개발된 MRI 램프는 자기장을 기반으로 해 광학적 방법이 갖는 빛의 한계를 극복하고 생체 깊은 곳에 있는 질병 인자를 탐색하는데 매우 효과적인 관찰도구가 될 것으로 기대된다"고 밝혔다.
천 단장은 "나노 MRI 램프는 원리가 간단하면서 높은 정확도와 민감도를 나타내 더욱 정밀하고 정확한 진단을 가능하게 한다"며 "분자 수준에서 관찰하고 진단하는 영상진단의 신개념을 제시했다"고 말했다.