한국원자력연구원 첨단방사선연구소는 방사성동위원소 '지르코늄-89'(Zr-89)에서 발생하는 체렌코프 효과를 이용해 암을 죽이는 나노물질을 개발에 성공했다.

체렌코프 효과는 1958년 노벨 물리학상을 받은 러시아 과학자 체렌코프 박사가 발견한 현상으로, 전기적 성질을 가진 입자가 물속을 빛의 속도보다 빠른 속도를 운동할 때 빛이나 X선을 방출하는 효과이다. 원자로 수조가 푸른 빛을 내는 이유이기도 하다.

18일 박정훈 박사 연구팀은 100㎚(1㎚는 10억분의 1ｍ) 크기로 만든 산화타이타늄 나노입자 내부에 진단용 동위원소 지르코늄-89를 넣었다고 밝혔다. .

연구 결과 모식도.

이어 나노입자 표면을 생체단백질인 트랜스페린으로 코팅하고, 트랜스페린 외부에 산화망가니즈를 첨가해 암세포 근처에서 활성산소를 발생시키는 나노물질을 개발했다.

산화타이타늄과 산화망간에서 발생한 활성산소는 암세포의 DNA를 훼손해 암세포를 죽인다.

연구진은 나노물질 내부는 산화타이타늄, 외부는 산화망가니즈로 만들어 활성산소를 이중으로 방출하는 나노물질 구현에 성공했다.

나노물질 내부 지르코늄-89에서 나오는 입자는 영상 진단에 사용될 뿐만 아니라 체렌코프 효과를 유발한다.

여기서 발생한 자외선 때문에 산화타이타늄에서 활성산소가 발생한다.

산화망가니즈는 암세포 주변 약한 산성 조건과 체렌코프 효과에 따라 분해돼 활성산소를 방출한다.

정병엽 소장은 "이번 연구 성과는 지르코늄-89에서 방출하는 감마선을 자외선으로 변환하는 데 성공해 방사선 변환 기술을 증명하는 데 성공한 것"이라며 "대장암 세포주 외 폐암·간암 등 다양한 세포주를 이용해 전임상시험을 추진할 계획"이라고 말했다.