간질 원인 규명 할 초소형 센서, 국내서 개발

2016.03.06 18:00

 

IBS 연구진은 새로운 센서를 개발, 쥐의 뇌파 변화와 일산화질소, 일산화탄소의 농도 변화 그래프를 관찰하는데 성공했다. - 기초과학연구원 제공
IBS 연구진은 새로운 센서를 개발, 쥐의 뇌파 변화와 일산화질소, 일산화탄소의 농도 변화 그래프를 관찰하는데 성공했다. - 기초과학연구원 제공

간질 발작 등 뇌질환과 관련된 두 물질 일산화질소(NO), 일산화탄소(CO)를 동시에 측정할 수 있는 초소형 센서가 처음으로 개발됐다.

 

서민아, 이영미 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단 팀은 쥐의 간질 발작 시 두뇌에서 나타나는 물질의 농도 변화를 실시간으로 측정할 수 있는 센서를 개발했다고 5일 밝혔다.

 

NO와 CO는 신호전달물질로 혈관 확장이나 신경 전달에 관여하는 걸로 알려져 있다. 두 물질의 균형이 맞지 않으면 뇌졸중, 간질과 같은 뇌 질환이 발생한다. 하지만 두 물질은 화학적, 생물학적 특성이 비슷해 각각을 정확하게 측정하기 어려웠다.

 

연구진은 먼저 혈액 속 미세한 전류를 측정하는 방법을 고안하고, 전극 표면의 금속과 코팅막의 종류에 따라 측정물질의 산화 반응 패턴이 달라진다는 사실을 발견했다. 이에 백금으로 전극을 만든 뒤 NO 센서 표면에는 흑백금(platinum black)을, CO 센서에는 금을 도금한 다음 다시 불소 성분의 코팅막을 입혀주자 두 가지 물질을 제각각 측정할 수 있었다.

 

연구진은 이 센서를 각각 초소형 바늘 형태로 만들어 활용도를 높였다. 센서를 쥐의 살아있는 두뇌 조직에 직접 삽입한 뒤, NO·CO 농도와 뇌파의 변화를 실시간으로 측정한 결과 뇌신경세포의 활성과 밀접한 관련이 있다는 사실도 확인했다.

 

서 연구위원은 “간질 등 뇌신경질환에서 두 물질이 관여하는 신경계와 혈관계의 상호 작용을 이 센서로 파악한다면 치료법을 찾는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

 

이번 연구결과는 분석화학 분야 학술지 ‘분석화학(Analytical Chemistry) 온라인판 2월 8일자에 게재됐다.

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