미국 연구진은 혈액 속의 약물과 표적 분자를 검출할 수 있는 새로운 방법을 개발했다.

이 새로운 기술은 한 방울의 혈액 또는 소변을 사용해서 약물의 존재를 빠르게 검출하거나 특정 의료적 조건들을 모니터링할 수 있게 하는데, 이것은 생의학적 분석과 법 집행에 유용한 기술이다. 이 기술은 혈액, 소변, 다른 생물학적 유체의 시료 속에 포함된 미량의 표적 분자를 추출해서 질량 분석기로 테스트함으로써 작동된다. 이 기술을 이용한 테스트는 단지 몇 분 정도 걸리는데 반해서, 기존의 연구실 방법은 수 시간 또는 수 일이 걸리고, 복잡한 단계를 거쳐야 한다.

“우리는 단지 바늘을 한 번 찌르는 것만으로 분석을 할 수 있는 새로운 방법을 개발했다”고 퍼듀 대학(Purdue University)의 Zheng Ouyang 조교수가 말했다. “슬러그 유동 미세유출(slug flow microextraction)” 이라고 불리는 이 방법은 스포츠용 약물(소변 속의 스테로이드) 검사에 사용될 수 있고, 시판되는 소형 질량 분석 장치와 결합될 수 있다. 결합 기술들은 의학 및 연구에 필요한 새로운 소형 장치 개발을 이끌 수 있을 것이다.

이 연구결과는 저널 Angewandte Chemie International Edition에 10월 5일자로 게재되었다. 이번 연구진은 치료 약물 모니터링을 수행하는데 이 기술을 적용했다. “향후에, 부모들은 약국에서 판매되는 간단한 카트리지를 이용해서 아이들의 소변을 검사할 수 있을 것이다. 이 카트리지는 데스크톱 질량 분석기로 몇 분 안에 결과를 도출할 수 있다”고 Ouyang은 말했다.

이 기술은 유기 용매인 에틸 아세테이트(ethyl acetate)를 포함하는 유기 모세관 속에 시편을 주입하는 것을 포함한다. 기름과 물과 같이, 두 개의 유체들은 비혼화성을 가지고, 계면은 시편과 용매 사이에 형성된다.

“당신은 이런 두 개를 혼합하기를 원하지 않고, 당신이 찾고 있는 생체지료만을 추출하기를 원한다”고 Ouyang은 말했다. 그 후에, 생체지표를 포함하는 용매에 고전압 전류를 인가하고, 질량 분석기로 분석되기 위해서 이런 샘플을 이온화한다.

이번 연구진은 다른 분야에 적용하기 위해서 미세추출을 사용했다. “나는 질량 분석을 위해서 생물학적 샘플에 이것을 적용한 최초의 사례라고 생각한다.” 라고 Ouyang은 말했다. “당신은 단지 한 방울의 혈액만을 사용하고, 분석은 수 분 내에 완료된다”고 Ouyang은 덧붙였다. 

소형 질량 분석기를 이 장치에 결합시켰을 때, 의료 전문가, 연구자, 법 진행 분야에 적용될 수 있는 휴대용 시스템이 만들어질 것이다.

질량 분석 장비는 장치의 진공 챔버 속에서 분자들이 이온 또는 전기적으로 대전된 것으로 변환시킬 수 있다. 이온화될 때, 분자들은 더 쉽게 조절되고, 검출되며, 분석될 수 있다. 이 새로운 방법은 나노 전기분무(nano electrospray, nanoESI)라고 불리는 방법을 사용했다. nanoESI는 이온화 단계를 공기 또는 표면 중에 직접적으로 수행하기 때문에 진공 챔버를 필요로 하지 않는다.

이번 연구진은 기존의 연구실 질량 분석기를 사용해서 이 연구를 수행했지만, 동일한 nanoESI 작동은 소형 질량 분석기로 수행될 수 있다. 기존의 질량 분석기가 300파운드 이상의 무게를 가진 장치인데 반해서, 이번 연구진은 Mini 12의 소형 질량 분석기를 최근에 완성했다. 이 소형 질량 분석기는 40파운드이고, 폭이 12.5인치이며, 높은 16인치이다. (이하생략)

출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=251680&cont_cd=GT

원문출처 : http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=37695.php