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임용택
임용택(Yong Taik Lim) 저자 이메일 보기
Beth Israel Deaconess Medical Center / 한국전자통신연구원
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Near-infrared fluorescent type II quantum dots for sentinel lymph node mapping
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 간단히 설명

대부분의 생체 물질 또는 그 조직들은 UV 또는 가시광선 영역에서 강한 흡수나 산란특성을 보이기 때문에, 광학을 이용한 분석이나 영상 진단 과정에 어려움이 있습니다. 근적외선(Near-Infrared ; NIR) 영역은 각종 생체물질(예;혈액,피부 등)에 대한 투과도가 최대가 되는 파장대로서, 각종 질병을 진단하거나 치료하기 위해 사용되는 광학 영상 분야에서 큰 관심의 대상이 되고 있습니다. 광학을 이용한 영상 진단 분야는 현재 의료분야에서 널리 보급되어 사용되고 있는 X-ray, MRI, PET 등의 방법과 비교하여 많은 한계점이 있지만, 간편성, 유용성, 저가의 진단 비용 등, 고유의 장점을 가지고 그 응용분야가 점점 확대되고 있으며, 위에서 언급한 기존의 영상분야와 상호 보완적으로 발전해 나갈 것으로 기대됩니다. 위 논문은 주요한 cancer staging 기술의 하나인 sentinel lymph node (SLN) mapping에서 사용되는 radio-active colloid나 blue dye를 NIR 영역에서 emission하는 optical contrast agent로 대체할 수 있다는 가능성을 보여주는 연구 결과로써, NIR imaging 기술이 실제 임상 의료 분야나 수술 과정에 곧 바로 적용될 수 있다는 것을 시사해 준다는 점에서 의의가 있을 것입니다.

본 연구에서 사용된quantum dots (QDs)이라 불리는 semiconductor nanocrystals는 기존의 organic dye에 비해 광 안정성 등이 우수하고, 그 크기를 조절함으로 emission wavelength를 조절할 수 있다는 특성으로 인하여 다양한 분야에서 응용이 기대되는 있는 물질 입니다 (www.qdots.com 참조). 그러나, 이러한 물질을 이용하여 생체 내에서 광학 영상 진단을 하기 위해서는 NIR 이나 IR 영역에서 광학적 특성을 나타내어야 하고, 특히, 혈관을 따라 이동하면서 생체 내의 면역 시스템이나, liver, spleen 과 같은 조직에서 잡히지 않고, 원하는 특정부위까지 이동하기 위해서는 입자의 표면 특성이나 크기 등도 최적화 되어야 합니다. 위 논문에서 다루어진SLN mapping과 같은 응용분야에서는 입자가 림프관을 따라 이동하고, 혈관으로는 주입되지 않는 비교적 큰 사이즈의 입자를 사용했기 때문에 위에서 언급한 문제들을 피할 수 있었습니다. 이러한 관점에서 입자의 크기와 광학특성을 독립적으로 조절하기 위한 시도가 최근에 두 연구 그룹 (Nie S.et al., J.Am.Chem.Soc. 125, 7100-7106 & Kim et al. J.Am.Chem.Soc. 125, 11466-11467)에서 시도 되었고, 이를 바탕으로 한 QDs의 pharmacokinetic behavior, biodistribution, 그리고 toxicity 등에 대한 연구가 계속적으로 진행될 것으로 기대됩니다.

- 논문을 내기까지의 과정과 어려움, 극복해낸 이야기, 관련된 재미난 에피소드

본 논문은 Harvard Medical School에서 저와 저의 post-doc 과정 지도를 맡으셨던 John V. Frangioni 교수님, 그리고 MIT 화학과에서 Moungi G. Bawendi 교수님과 당시 박사과정 중이었던 김성지 군이 공동으로 수행한 연구 결과인데, 공동연구를 수행하게 된 과정에서 있었던 일화 입니다. John V. Frangioni 교수님은 NIR 영상 기술을 이용하여 non-invasive 방법으로 암을 진단하거나 다양한 생체 내 영상을 얻는 분야에 관심이 많았는데, 기존에 사용되어 왔던 organic dye 대신에 무기물인 QDs을 이용하기 위해 QDs 물질 분야의 전문가 그룹 중의 하나인 MIT Bawendi 그룹과 접촉을 시도하였습니다. 당시에 Bawendi group에서 처음에는 John V. Frangioni 교수의 제의에 큰 관심을 두지 않았다고 합니다. 그러나, John V. Frangioni 교수의 지속적인 열의에 Moungi G. Bawendi 교수가 결국에는 손을 들게 되었고, 공동 연구가 시작되었다고 합니다. 연구 진행 과정에서도 그러한 열의는 계속되었는데, 그와 같은 연구에 대한 진지한 자세가 위의 논문이 만들어지게 된 가장 큰 계기가 된 거 같습니다.

2. 현소속 기관, 연구실에 관한 소개

저는 현재 대덕 연구단지에 위치한 한국전자통신연구원(ETRI) BioMEMS group에서 질병 진단용 바이오 소자 개발에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 제가 속한 연구 그룹은 다양한 전공 (전자공학,기계공학,물리학,생물학,의공학,화학,화학공학 등)을 가진 연구원들로 구성되어 있으며, E-health와 관련된 연구를 수행하고 있습니다.

3. 실험실에서의 연구생활 이야기, 외국에서의 연구생활 이야기…

저의 이력서를 보시고, 화학공학도가 Harvard medical school에서 박사 후 연수 과정을 밟게 된 사연에 대해서 의아해 하시는 분들이 많을 것으로 생각됩니다. 저는 학위 과정 중에 고분자와 그 나노 복합체라는 재료분야의 일을 하다가, 다양한 광학적 특성을 가지는 고분자와 나노 입자에 관심을 갖게 되었습니다. 그리고, 나노 입자의 특성을 연구하면서 biomedicine분야로의 무한한 응용 가능성을 실감하게 되었지만, 저와 같은 research background를 가진 사람과 공동으로 연구를 수행할 의료 분야의 전문가를 접촉하는 것이 쉬운 일이 아니었습니다. 그래서, 과감한 (어쩌면 무모해 보이기도 한) 도전을 결심하게 되었습니다. 마침, John V. Frangioni 교수는 저와 같은 research background를 가진 사람을 찾고 있는 중이었고, 저는 그 분야에서 연구 경력을 쌓고 싶었기 때문에, 자연스럽게 인연이 형성 되었습니다. 타국에서의 연구생활, 특히 낯설게만 느껴지는 의학, 생물 분야의 전문용어 때문에 처음에는 논문을 읽거나 자료를 검색할 때, 많은 어려움이 있었던 것 같습니다.
그러나 병원에서 연구를 하면서, 경험했던 일들이나, 지도교수의 솔직하고 진지한 학문적 조언 등은 현재 제가 연구를 수행하는 데 많은 도움이 되고 있습니다. 무엇보다도, 저의 질문에 하나하나 친절하게 설명하고, 때로는 실험도 같이 수행했던, 한국 사람보다도 더 따뜻한 인간미를 보여주었던 지도 교수의 배려는 저의 가족과 함께 외국에서 저에게 큰 힘이 되었던 것 같습니다.

4. 과학자를 희망하는 후배연구자 또는 유학을 준비하는 이들에게 조언을 하신다면?

자신이 수행하고 있는 연구분야 이외의 다양한 분야에 관심을 갖는 자세가 중요한 것 같습니다. 그리고, 항상 새로운 도전을 두려워하지 마십시오.

5. 다른 하시고 싶은 이야기들....

이런 기회를 마련해 주신 생물학연구정보센터에 감사를 드리고, 이 자리를 빌어 감사의 마음을 전하고픈 분들이 있습니다. Post-doc 과정 중에 항상 진지한 연구태도와 따뜻한 배려를 아끼지 않았던 John V. Frangioni 교수님, 학위 과정 중에 자유로운 생각을 바탕으로 연구를 할 수 있도록 지도해 주신 KAIST 박오옥 교수님께 진심으로 감사를 드립니다. 그리고, 타국 생활동안 연구실에만 오고 갔던 저를 따뜻하게 이해해 준 아내에게도 감사하며, 이러한 자리를 통하여 작은 위로가 되었으면 합니다.



  Received for article December 12, 2003

 등록일 2003-12-12
Category: Biotechnology
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