약물 원하는 부위에 콕~ 구조체 최적 특성 확인

약물 원하는 부위에 콕~ 구조체 최적 특성 확인

원자력연, 2차원 자가-격자배령 메커니즘 규명

 

한국원자력연구원 연구진이 공동연구로 약물전달 고분자 구조체의 특성을 확인했다. 사진 왼쪽은 연구원이 자체 개발한 금 나노입자 구조체, 오른쪽은 중심 직사각형 모양으로 개별된 금 나노입자 구조도.[사진= 한국원자력연구원]

 

국내 연구진이 약물을 원하는 부위에만 정확히 전달하는 고분자 구조체의 특이현상을 발견하며 약물 전달 운송체 등 다양한 분야에 활용이 기대된다.

한국원자력연구원(원장 박원석)은 금 나노입자 구조체에서 '2차원 자가-격자배열 메커니즘'을 세계 최초로 규명했다고 7일 밝혔다.

연구팀에 의하면 금 나노입자는 고온에서 서로 응집하려는 특성이 있다. 이러한 특성이 바이러스로 체온이 높아지더라도 약물이 흩어지지 않고 목표지점에 도달하도록 돕는다. 연구진은 자체 개발한 유무기 하이브리드 나노 구조체에서 금 나노입자들이 격자구조로 정렬되는 순간을 포착했다. 구조체 공간의 두께 변화에 따라 금 나노입자의 배열이 달라진다는 사실도 알아냈다. 

구조체는 가운데가 비어있는 구형태로 금 나노입자와 유기 분자 체인은 껍질 부분에만 모여있다. 그중 금 나노입자는 유기 분자 체인 두 층 사이 공간에 위치하는데 공간의 폭을 4nm로 금 나노입자의 직경과 유사하게 조절하면 금 나노입자들이 각 꼭짓점과 중심점에 위치하는 '중심 직사각형' 형태로 배열된다. 반면 해당 공간이 금나노입자의 직경보다 얇거나 두꺼운 경우에는 무작위성을 보인다는게 연구팀의 설명이다.

이번 연구에서 연구팀은 나노미터 크기로 섞여 있는 유무기 나노 입자들의 응집 현태를 규명하고자 중성자 소각 산란 장치를 활용했다. 이는 원자력연 연구용 원자로 '하나로'에서 생산된 중성자를 영하 250도의 액체 수소로 극저온화한 냉중성자로 물질의 구조를 분석한다. 냉중성자는 1~100nm영역의 물질 구조를 연구하는데 적합하고 분자체에서 조사하면 물질 구조 정보를 얻을 수 있다.

연구팀은 "금 나노입자의 규칙성있는 분포는 구조체 품질을 높이는데 주요한 요건이다. 연구원이 개발한 금 나노입자 구조체는 약물 전달 운송체, 전자교환을 위한 나노제품 등 다양한 분야에서 활용이 기대된다"고 설명했다.

 

박원석 원장은 "앞으로도 연구원의 독보적인 산란 기술을 활용해, 차세대에 활용 가능한 고성능의 하이브리드 구조체 개발 방법을 모색하겠다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 방사선기술개발사업의 지원을 받았다. 장종대 박사를 제1저자로 한영수 원자력연 박사,  최수형 홍익대 교수, 김태환 전북대 교수가 공동으로 참여했다. 연구결과는 국제 학술지 '사이언티픽 리포트' 온라인판에 지난달 16일 게재됐다.

 

사진 왼쪽부터 한국원자력연구원 중성자과학부 장종대 박사, 한영수 박사, 홍익대 최수형 교수, 전북대 김태환 교수.[사진= 한국원자력연구원]

 

헬로디디 (hellodd.com) 길애경 기자 kilpaper@hellodd.com 입력 2022.04.07 17:45