소분자 생화합물(small molecules) 검출을 위한 획기적인 고감도 나노광학측정기술이 카이스트 바이오및뇌공학과 정기훈 교수(사진)팀에 의해 개발됐다.

소분자 생화합물은 분자량이 작은 생체내 분자들을 말한다. 다양한 세포의 세포막을 드나들며 세포 간 신호전달 등에 큰 역할을 담당하고 있다. 이에 따라 최근 제약업계도 소분자 생화합물을 이용한 신약 연구와 개발에 관심을 보이고 있다.

그러나 소분자 생화합물은 대부분 특정 항원과 항체의 화학 결합반응을 유도하기 힘들다는 점에서 형광이나 전기화학적인 방법을 통해 극소량을 분석하기 어렵다는 한계가 있다. 하지만 정 교수팀의 연구에 의해 이 같은 문제가 해결됐다.

카이스트에 따르면 정 교수팀은 사람의 머리카락 단면적 70만배 보다 작은 나노유체관내 유동특성을 이용해 나노몰(nM) 수준의 농도를 가진 극미량의 소분자 생화합물 농도를 국소적으로 증가시켰다. 이후 나노플라즈모닉 광학기술과 접목, 측정 빛의 세기를 1만배 이상 향상시킴으로써 별도의 생화학처리 없이 도파민(Dopamine)과 가바(GABA) 같은 신경전달물질을 1초 내 구별하는 데 성공했다.

카이스트 관계자는 "이 결과는 현존 세계 최고 수준의 검출 한계를 수백 배 이상 향상시킨 기술로 평가받고 있다"면서 "앞으로 소분자 생화합물을 이용해 다양한 글로벌 신약을 개발할 수 있는 것은 물론 알츠하이머병 같은 퇴행성 신경질환 조기진단과 뇌기능 진단기술에도 크게 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

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