교육과학기술부(장관 이주호)는 김광표 건국대 교수와 김상경 KIST(한국과학기술연구원) 박사, 김영환 한국기초과학지원연구원 박사가 의약물이나 대사 물질이 체내에서 흡수·대사되는 과정을 별도의 분자 표지화 과정 없이 극미량까지 직접 영상화하는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

이번에 개발한 새로운 매트릭스 제조기술은 기존 분자영상질량분석법의 한계를 극복해 약물이 체내에 흡수된 후 치료부위에 정확히 전달되는지, 약물이 대사·배설되는 장기에 어떻게 분포되는지 등을 분자영상으로 파악가능하다.

분자영상질량분석기법은 조직이나 장기에 분포하는 생체 분자들의 공간적 분포 뿐 아니라 농도 정보까지 얻을 수 있는 장점 때문에 생명현상 분석에 활용도가 매우 높은 분석법이다. 그러나 기존에 분자영상분석에 사용되는 매트릭스 분자들은 높은 반응성으로 인해 다양한 작은 분자량을 가지는 물질을 만들어 분자량 겹침을 발생시켜 의약품이나 체내 대사물질 분석을 어렵게했다.

김광표 교수 연구팀은 이 같은 문제점을 극복할 수 있는 안정한 혼성매트릭스 제조기법을 연구를 통해 개발했다. 두 종류의 매트릭스를 적절히 혼합함으로써 안정한 이온성 액체의 성질을 갖는 혼합 비율을 발견하여 매트릭스의 안정성을 높인 것이다.

연구팀에 따르면 이러한 혼성매트릭스를 사용해 기존의 질량분석법으로 분석이 어려운 낮은 분자량 영역에 분포하는 분자들의 조직 분포 패턴 영상화가 가능하게 됐다. 연구 관계자는 "예를 들어, 알츠하이머 치매 증상 치료에 이용되고 있는 '도네페질'이라는 약물이 뇌의 병변부위인 대뇌피질(Cortex)로 전달되고 대사와 배설을 위해 신장에 분포하는 분자영상을 얻을 수 있었다"고 말했다.

김광표 교수는 "체내 조직에 분포하는 분자들에 대한 영상을 얻기 위해 널리 사용되는 분자 표지에 의존하는 기존 분석법에 비해, 본 기술은 약물 등이 체내에서 전달·흡수·대사·배설되는 과정을 분자영상으로 제공할 수 있어 향후 신약후보물질의 개발과정을 앞당기는데 크게 기여할 것으로 기대된다"고 연구 의의를 전했다.

연구결과는 영국왕립화학회가 발간하는 분석화학분야의 세계적인 학술지인 'Analyst' 137호(12월 21일자)에 소개되며, 연구의 중요성과 독창성을 인정받아 2012년 12월호 표지 논문으로 선정됐다.