충북대, 단일 마이크로 액적 중량 분석 기술 개발-‘물리적 액체 생검’가능성 열어 - □ 충북대학교(총장 직무대리 유재수) 물리학과 이만희 교수 연구팀은 삼성서울병원 한종철 교수, 전북대 안상민 교수, 서울대 제원호 교수 연구팀과 공동연구를 통해 머리카락 굵기 수준의 초미세 액체 한 방울(1 나노리터)에서 질량과 밀도, 용질 농도까지 측정할 수 있는 새로운 분석 기술을 개발했다. □ 이번 연구에는 충북대 물리학과 김동원(박사 5년) 씨와 배연비(석사 졸업) 씨 그리고 전북대 안상민 교수가 참여했으며, 이만희 교수가 교신저자로, 삼성서울병원 한종철 교수, 서울대 제원호 교수가 공동 교신저자로 참여했다. □ 연구진은 개발한 기술을 사람의 안방수(aqueous humor)에 적용한 결과, 개인마다 안방수의 밀도와 총용존고형물(TDS) 농도가 서로 다르다는 사실을 최초로 확인했다. 안방수는 눈 속을 채우고 있는 투명한 체액으로, 채취할 수 있는 양이 매우 적어 기존 분석법을 적용하는 데 어려움이 있었다. 연구팀은 석영 진동자(quartz tuning fork)를 이용해 극소량 액체의 질량을 측정하는 과정에서 액적 내부에 형성되는 초고주파 종파를 활용했다. □ 기존의 질량 측정 기술은 액적 내부의 복잡한 유체 흐름과 점성 효과 등으로 인해 이처럼 작은 크기의 액체를 정확하게 계량하기 어려웠지만, 연구팀은 초고주파 종파를 분석해 점성 등에 따른 영향을 구분하고 실제 질량 성분을 분리해 측정하는 방법을 개발했다. □ 연구진은 이 기술을 사람의 안방수에 적용해 개인별 물리적 특성의 차이를 확인했다. 분석 결과, 안방수의 밀도와 총용존고형물 농도가 사람마다 서로 다른 것으로 나타났으며, 이는 안방수의 물리적 특성이 개인의 생리적 상태나 안질환과 연관될 가능성을 보여준다.□ 이번 연구는 기존 액체생검이 단백질이나 유전자 등 분자 정보를 분석하는 데 집중했던 것과 달리, 생체유체의 질량·밀도·용질농도·점성 등 물리적 특성을 분석해 건강 상태와 질환 정보를 파악하는 새로운 ‘물리적 액체 생검(Physical Liquid Biopsy)’ 개념을 제시했다는 점에서 의미가 있다. □ 특히 분석에 필요한 시료의 양이 극히 적다는 점에서 안방수와 같이 채취 가능한 양이 제한적인 생체유체뿐만 아니라 다양한 극소량 생체유체 분석에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 향후 이번 기술을 안과 질환 진단을 비롯해 극소량의 생체유체를 활용하는 다양한 질환 진단 분야로 확대해 나갈 계획이다.□ 이번 연구는 ‘Nanomechanical gravimetric analysis of single microdroplets for liquid biopsy’라는 제목으로 미국화학회(American Chemical Society)가 발행하는 국제학술지 ‘ACS Sensors(JCR 기준 상위 4.1% 학술지로 영향력지수(IF) 10.9)’에 지난 8월 28일(금)자로 게재됐다. □ 한편, 이번 연구는 한국연구재단, 교육부 G-LAMP 사업, 과학기술사업화진흥원, 연구장비전문인력양성사업 및 정보통신기획평가원 대학 ICT 연구센터 육성지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
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