꿈의 소재 탄소나노튜브, 나선형 구조임을 밝히다 - KIST, 고분해능 현미경, 에너지 계산 등 과학적 분석으로 단일벽 탄소나노튜브 나선형 구조임을 밝혀 - 기존 탄소나노튜브 성질 및 한계 설명 차세대 신소재로 기대되는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)는 탄소원자가 육각형 모양을 이루는 그라핀(Graphene)의 원통구조로 알려져 있다. 전기전도도 및 강도 등 물성이 다른 소재보다 뛰어나 탄소나노튜브는 1991년 발견된 이후 관련 연구가 활발히 진행되어 왔고 복합재료 및 투명전극분야 등의 산업에서 응용이 기대되고 있다. 국제 공동 연구팀이 나노튜브의 구조가 기존에 알려진 그라핀 원통 구조가 아닌 그라핀 리본이 나선형으로 휘감아진 구조임을 밝혔다. 연구팀은 탄소나노튜브가 물리·기계적 성질을 재현하지 못하고, 전기적 성질을 제어하지 못하는 현상도 이러한 나선형 구조 때문인 것으로 설명했다. 한국과학기술연구원(원장 이병권, KIST) 계면제어연구센터 이재갑 박사와 국제 연구팀은 단일벽탄소나노튜브(Single-Wall Carbon Nanotube, SWNT) 구조를 나노크기의 그라핀 리본(Graphene Ribbon)이 나선형으로 성장한 그라핀 나선체(Graphene Helix)임을 밝혔다. 관련 연구는 국제 학술지 Small지 온라인판에 ‘Structure of Single-Wall Carbon Nanotubes : A Graphene Helix’라는 제목으로 5월 16일 게재되었다. 연구팀은 SWNT가 지그재그(Zigzag)구조를 갖는 그라핀 나노리본이 나선형으로 성장한 그라핀 나선체임을 밝혔다(그림 1). 이 경우, 외관상 전체 모양은 원통형 튜브처럼 보일지라도 지그재그 그라핀이 나선형으로 자란 것이기에 튜브 벽에 길이를 따라 전체를 관통하는 나선형 틈(Dislocation)이 존재한다(그림 2). 연구팀은 고분해능전자현미경 및 원자현미경으로 나선형 틈에 의해 형성된 “마디(Nodal)조직”을 확인했다(그림 3). 이 구조에서 SWNT의 물성은 지그재그 그라핀 리본으로 해석되어야 한다. 지그재그 그라핀은 도체성질을 보이므로 SWNT는 도체의 특성을 보여야 한다. 도체성과 함께 보고된 SWNT의 반도체성은 마디조직을 갖는 나선구조 때문에 생긴 결함 및 격자변형이 전자의 이동을 왜곡시켰기 때문으로 해석된다. 이 나선형 구조에서는 하나의 튜브 내에서도 원자단위 조직이 위치에 따라 다를 수 있으므로 SWNT의 전기적 특성을 제어하는 것은 사실상 불가능하다. 이는 지난 20여 년간 지속되어 온 연구에도 불구하고 SWNT가 전자 소자로서 응용될 수 없었음을 설명해 준다. 한편 SWNT의 구조를 해석하기 위해 연구팀은 형성에너지에 주목했다. 기존 원통형 성장과 나선형 성장의 변형에너지(Strain Energy)를 계산한 결과 나선형 구조 성장의 변형에너지가 1/4배 이하로 작았다. 이는 원통형 성장보다 나선형 성장이 우선됨을 보여주는데 SWNT도 일반 결정성장의 기본원리(에너지가 작은 방향으로 성장)에 따라 생성됨을 보여주는 것이기도 하다. 연구팀은 SWNT의 나선형 성장을 담쟁이덩굴이 나선형으로 감아 돌며 성장하는 것과 동일한 원리로 설명하였다. 관련 연구는 KIST 이재갑 박사가 주도하고 한국기초과학지원연구원 김진규 박사, 영남대학교 민봉기 박사, KIST 이경일 박사, 한국표준과학연구원 김용일 박사, 한국탄소융합연구원 안계혁 박사 및 영국의 Heriot-Watt대학교 John Phillip 교수가 참여하여 진행되었다. 본 연구그룹은 다중벽탄소나노튜브(MWNT)도 튜브가 아니라 AA’ 적층 그라핀이 나선형으로 자란 흑연나선체임을 Applied Physic Letters(J.-K. Lee et al., Structure of multi-wall carbon nanotubes: AA’ stacked graphene helices, Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 161911)에 발표한 바 있다. ○ 연구진 ○ 그림설명 <그림 1> 밝혀진 SWNT의 성장기구 <그림 2> 연구팀이 밝힌 나선형 구조 모형 : 튜브모양으로 보이는 그라핀 나선체 <그림 3> 그라핀의 구조를 전자현미경으로 분석한 사진-균열을 볼 수 있다.

꿈의 소재 탄소나노튜브, 나선형 구조임을 밝히다 - KIST, 고분해능 현미경, 에너지 계산 등 과학적 분석으로 단일벽 탄소나노튜브 나선형 구조임을 밝혀 - 기존 탄소나노튜브 성질 및 한계 설명 차세대 신소재로 기대되는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)는 탄소원자가 육각형 모양을 이루는 그라핀(Graphene)의 원통구조로 알려져 있다. 전기전도도 및 강도 등 물성이 다른 소재보다 뛰어나 탄소나노튜브는 1991년 발견된 이후 관련 연구가 활발히 진행되어 왔고 복합재료 및 투명전극분야 등의 산업에서 응용이 기대되고 있다. 국제 공동 연구팀이 나노튜브의 구조가 기존에 알려진 그라핀 원통 구조가 아닌 그라핀 리본이 나선형으로 휘감아진 구조임을 밝혔다. 연구팀은 탄소나노튜브가 물리·기계적 성질을 재현하지 못하고, 전기적 성질을 제어하지 못하는 현상도 이러한 나선형 구조 때문인 것으로 설명했다. 한국과학기술연구원(원장 이병권, KIST) 계면제어연구센터 이재갑 박사와 국제 연구팀은 단일벽탄소나노튜브(Single-Wall Carbon Nanotube, SWNT) 구조를 나노크기의 그라핀 리본(Graphene Ribbon)이 나선형으로 성장한 그라핀 나선체(Graphene Helix)임을 밝혔다. 관련 연구는 국제 학술지 Small지 온라인판에 ‘Structure of Single-Wall Carbon Nanotubes : A Graphene Helix’라는 제목으로 5월 16일 게재되었다. 연구팀은 SWNT가 지그재그(Zigzag)구조를 갖는 그라핀 나노리본이 나선형으로 성장한 그라핀 나선체임을 밝혔다(그림 1). 이 경우, 외관상 전체 모양은 원통형 튜브처럼 보일지라도 지그재그 그라핀이 나선형으로 자란 것이기에 튜브 벽에 길이를 따라 전체를 관통하는 나선형 틈(Dislocation)이 존재한다(그림 2). 연구팀은 고분해능전자현미경 및 원자현미경으로 나선형 틈에 의해 형성된 “마디(Nodal)조직”을 확인했다(그림 3). 이 구조에서 SWNT의 물성은 지그재그 그라핀 리본으로 해석되어야 한다. 지그재그 그라핀은 도체성질을 보이므로 SWNT는 도체의 특성을 보여야 한다. 도체성과 함께 보고된 SWNT의 반도체성은 마디조직을 갖는 나선구조 때문에 생긴 결함 및 격자변형이 전자의 이동을 왜곡시켰기 때문으로 해석된다. 이 나선형 구조에서는 하나의 튜브 내에서도 원자단위 조직이 위치에 따라 다를 수 있으므로 SWNT의 전기적 특성을 제어하는 것은 사실상 불가능하다. 이는 지난 20여 년간 지속되어 온 연구에도 불구하고 SWNT가 전자 소자로서 응용될 수 없었음을 설명해 준다. 한편 SWNT의 구조를 해석하기 위해 연구팀은 형성에너지에 주목했다. 기존 원통형 성장과 나선형 성장의 변형에너지(Strain Energy)를 계산한 결과 나선형 구조 성장의 변형에너지가 1/4배 이하로 작았다. 이는 원통형 성장보다 나선형 성장이 우선됨을 보여주는데 SWNT도 일반 결정성장의 기본원리(에너지가 작은 방향으로 성장)에 따라 생성됨을 보여주는 것이기도 하다. 연구팀은 SWNT의 나선형 성장을 담쟁이덩굴이 나선형으로 감아 돌며 성장하는 것과 동일한 원리로 설명하였다. 관련 연구는 KIST 이재갑 박사가 주도하고 한국기초과학지원연구원 김진규 박사, 영남대학교 민봉기 박사, KIST 이경일 박사, 한국표준과학연구원 김용일 박사, 한국탄소융합연구원 안계혁 박사 및 영국의 Heriot-Watt대학교 John Phillip 교수가 참여하여 진행되었다. 본 연구그룹은 다중벽탄소나노튜브(MWNT)도 튜브가 아니라 AA’ 적층 그라핀이 나선형으로 자란 흑연나선체임을 Applied Physic Letters(J.-K. Lee et al., Structure of multi-wall carbon nanotubes: AA’ stacked graphene helices, Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 161911)에 발표한 바 있다. ○ 연구진 ○ 그림설명 <그림 1> 밝혀진 SWNT의 성장기구 <그림 2> 연구팀이 밝힌 나선형 구조 모형 : 튜브모양으로 보이는 그라핀 나선체 <그림 3> 그라핀의 구조를 전자현미경으로 분석한 사진-균열을 볼 수 있다.

꿈의 소재 탄소나노튜브, 나선형 구조임을 밝히다 - KIST, 고분해능 현미경, 에너지 계산 등 과학적 분석으로 단일벽 탄소나노튜브 나선형 구조임을 밝혀 - 기존 탄소나노튜브 성질 및 한계 설명 차세대 신소재로 기대되는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)는 탄소원자가 육각형 모양을 이루는 그라핀(Graphene)의 원통구조로 알려져 있다. 전기전도도 및 강도 등 물성이 다른 소재보다 뛰어나 탄소나노튜브는 1991년 발견된 이후 관련 연구가 활발히 진행되어 왔고 복합재료 및 투명전극분야 등의 산업에서 응용이 기대되고 있다. 국제 공동 연구팀이 나노튜브의 구조가 기존에 알려진 그라핀 원통 구조가 아닌 그라핀 리본이 나선형으로 휘감아진 구조임을 밝혔다. 연구팀은 탄소나노튜브가 물리·기계적 성질을 재현하지 못하고, 전기적 성질을 제어하지 못하는 현상도 이러한 나선형 구조 때문인 것으로 설명했다. 한국과학기술연구원(원장 이병권, KIST) 계면제어연구센터 이재갑 박사와 국제 연구팀은 단일벽탄소나노튜브(Single-Wall Carbon Nanotube, SWNT) 구조를 나노크기의 그라핀 리본(Graphene Ribbon)이 나선형으로 성장한 그라핀 나선체(Graphene Helix)임을 밝혔다. 관련 연구는 국제 학술지 Small지 온라인판에 ‘Structure of Single-Wall Carbon Nanotubes : A Graphene Helix’라는 제목으로 5월 16일 게재되었다. 연구팀은 SWNT가 지그재그(Zigzag)구조를 갖는 그라핀 나노리본이 나선형으로 성장한 그라핀 나선체임을 밝혔다(그림 1). 이 경우, 외관상 전체 모양은 원통형 튜브처럼 보일지라도 지그재그 그라핀이 나선형으로 자란 것이기에 튜브 벽에 길이를 따라 전체를 관통하는 나선형 틈(Dislocation)이 존재한다(그림 2). 연구팀은 고분해능전자현미경 및 원자현미경으로 나선형 틈에 의해 형성된 “마디(Nodal)조직”을 확인했다(그림 3). 이 구조에서 SWNT의 물성은 지그재그 그라핀 리본으로 해석되어야 한다. 지그재그 그라핀은 도체성질을 보이므로 SWNT는 도체의 특성을 보여야 한다. 도체성과 함께 보고된 SWNT의 반도체성은 마디조직을 갖는 나선구조 때문에 생긴 결함 및 격자변형이 전자의 이동을 왜곡시켰기 때문으로 해석된다. 이 나선형 구조에서는 하나의 튜브 내에서도 원자단위 조직이 위치에 따라 다를 수 있으므로 SWNT의 전기적 특성을 제어하는 것은 사실상 불가능하다. 이는 지난 20여 년간 지속되어 온 연구에도 불구하고 SWNT가 전자 소자로서 응용될 수 없었음을 설명해 준다. 한편 SWNT의 구조를 해석하기 위해 연구팀은 형성에너지에 주목했다. 기존 원통형 성장과 나선형 성장의 변형에너지(Strain Energy)를 계산한 결과 나선형 구조 성장의 변형에너지가 1/4배 이하로 작았다. 이는 원통형 성장보다 나선형 성장이 우선됨을 보여주는데 SWNT도 일반 결정성장의 기본원리(에너지가 작은 방향으로 성장)에 따라 생성됨을 보여주는 것이기도 하다. 연구팀은 SWNT의 나선형 성장을 담쟁이덩굴이 나선형으로 감아 돌며 성장하는 것과 동일한 원리로 설명하였다. 관련 연구는 KIST 이재갑 박사가 주도하고 한국기초과학지원연구원 김진규 박사, 영남대학교 민봉기 박사, KIST 이경일 박사, 한국표준과학연구원 김용일 박사, 한국탄소융합연구원 안계혁 박사 및 영국의 Heriot-Watt대학교 John Phillip 교수가 참여하여 진행되었다. 본 연구그룹은 다중벽탄소나노튜브(MWNT)도 튜브가 아니라 AA’ 적층 그라핀이 나선형으로 자란 흑연나선체임을 Applied Physic Letters(J.-K. Lee et al., Structure of multi-wall carbon nanotubes: AA’ stacked graphene helices, Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 161911)에 발표한 바 있다. ○ 연구진 ○ 그림설명 <그림 1> 밝혀진 SWNT의 성장기구 <그림 2> 연구팀이 밝힌 나선형 구조 모형 : 튜브모양으로 보이는 그라핀 나선체 <그림 3> 그라핀의 구조를 전자현미경으로 분석한 사진-균열을 볼 수 있다.

꿈의 소재 탄소나노튜브, 나선형 구조임을 밝히다 - KIST, 고분해능 현미경, 에너지 계산 등 과학적 분석으로 단일벽 탄소나노튜브 나선형 구조임을 밝혀 - 기존 탄소나노튜브 성질 및 한계 설명 차세대 신소재로 기대되는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)는 탄소원자가 육각형 모양을 이루는 그라핀(Graphene)의 원통구조로 알려져 있다. 전기전도도 및 강도 등 물성이 다른 소재보다 뛰어나 탄소나노튜브는 1991년 발견된 이후 관련 연구가 활발히 진행되어 왔고 복합재료 및 투명전극분야 등의 산업에서 응용이 기대되고 있다. 국제 공동 연구팀이 나노튜브의 구조가 기존에 알려진 그라핀 원통 구조가 아닌 그라핀 리본이 나선형으로 휘감아진 구조임을 밝혔다. 연구팀은 탄소나노튜브가 물리·기계적 성질을 재현하지 못하고, 전기적 성질을 제어하지 못하는 현상도 이러한 나선형 구조 때문인 것으로 설명했다. 한국과학기술연구원(원장 이병권, KIST) 계면제어연구센터 이재갑 박사와 국제 연구팀은 단일벽탄소나노튜브(Single-Wall Carbon Nanotube, SWNT) 구조를 나노크기의 그라핀 리본(Graphene Ribbon)이 나선형으로 성장한 그라핀 나선체(Graphene Helix)임을 밝혔다. 관련 연구는 국제 학술지 Small지 온라인판에 ‘Structure of Single-Wall Carbon Nanotubes : A Graphene Helix’라는 제목으로 5월 16일 게재되었다. 연구팀은 SWNT가 지그재그(Zigzag)구조를 갖는 그라핀 나노리본이 나선형으로 성장한 그라핀 나선체임을 밝혔다(그림 1). 이 경우, 외관상 전체 모양은 원통형 튜브처럼 보일지라도 지그재그 그라핀이 나선형으로 자란 것이기에 튜브 벽에 길이를 따라 전체를 관통하는 나선형 틈(Dislocation)이 존재한다(그림 2). 연구팀은 고분해능전자현미경 및 원자현미경으로 나선형 틈에 의해 형성된 “마디(Nodal)조직”을 확인했다(그림 3). 이 구조에서 SWNT의 물성은 지그재그 그라핀 리본으로 해석되어야 한다. 지그재그 그라핀은 도체성질을 보이므로 SWNT는 도체의 특성을 보여야 한다. 도체성과 함께 보고된 SWNT의 반도체성은 마디조직을 갖는 나선구조 때문에 생긴 결함 및 격자변형이 전자의 이동을 왜곡시켰기 때문으로 해석된다. 이 나선형 구조에서는 하나의 튜브 내에서도 원자단위 조직이 위치에 따라 다를 수 있으므로 SWNT의 전기적 특성을 제어하는 것은 사실상 불가능하다. 이는 지난 20여 년간 지속되어 온 연구에도 불구하고 SWNT가 전자 소자로서 응용될 수 없었음을 설명해 준다. 한편 SWNT의 구조를 해석하기 위해 연구팀은 형성에너지에 주목했다. 기존 원통형 성장과 나선형 성장의 변형에너지(Strain Energy)를 계산한 결과 나선형 구조 성장의 변형에너지가 1/4배 이하로 작았다. 이는 원통형 성장보다 나선형 성장이 우선됨을 보여주는데 SWNT도 일반 결정성장의 기본원리(에너지가 작은 방향으로 성장)에 따라 생성됨을 보여주는 것이기도 하다. 연구팀은 SWNT의 나선형 성장을 담쟁이덩굴이 나선형으로 감아 돌며 성장하는 것과 동일한 원리로 설명하였다. 관련 연구는 KIST 이재갑 박사가 주도하고 한국기초과학지원연구원 김진규 박사, 영남대학교 민봉기 박사, KIST 이경일 박사, 한국표준과학연구원 김용일 박사, 한국탄소융합연구원 안계혁 박사 및 영국의 Heriot-Watt대학교 John Phillip 교수가 참여하여 진행되었다. 본 연구그룹은 다중벽탄소나노튜브(MWNT)도 튜브가 아니라 AA’ 적층 그라핀이 나선형으로 자란 흑연나선체임을 Applied Physic Letters(J.-K. Lee et al., Structure of multi-wall carbon nanotubes: AA’ stacked graphene helices, Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 161911)에 발표한 바 있다. ○ 연구진 ○ 그림설명 <그림 1> 밝혀진 SWNT의 성장기구 <그림 2> 연구팀이 밝힌 나선형 구조 모형 : 튜브모양으로 보이는 그라핀 나선체 <그림 3> 그라핀의 구조를 전자현미경으로 분석한 사진-균열을 볼 수 있다.

한국과 유럽의 과학기술 교두보 역할을 하고 있는 우리 원 유럽연구소(소장 이호성)가 한국에 독일의 신기술을 소개하고, 나노·바이오 분야의 한·독 공동연구를 모색하는 자리를 마련한다. 우리 원 유럽연은 6월 2일과 3일 양일간 서울 하월곡동 본원에서 ‘한·독 나노·바이오 공동워크숍’을 개최한다. 이번 워크숍은 지난해 10월 ‘미래물질과 안전성’(Future materials and safety)을 주제로 독일 자르브뤼켄에서 진행됐던 공동워크숍을 발전시킨 후속 워크숍이다. 기초기술연구회 ‘한·독 나노기술 공동 연구개발(R&D) 참여 지원 및 연구 역량 강화’ 사업의 지원을 받아 진행된다. 이번 워크숍에서는 한·독 연구진이 공동으로 진행해온 최신 생체재료 개발 및 나노안전성 평가 관련 연구성과를 발표하고, 양국간 공동연구 확대 및 국내 기업과의 협력방안 등에 대한 토론이 이어질 예정이다. 2일에는 바이오 생체재료·나노 안전성 등 2개 세션으로 구성된 연구 주제 발표가, 3일에는 개별 컨소시엄 구성 논의 및 국내 기업과의 비즈니스 미팅이 마련된다. 워크숍에는 유럽연구소를 비롯해 우리 원, 한국표준연구원(KRISS) 등 국내 정부출연연구소 전문가들은 물론 독일 라이프니츠 연구협회 산하 신소재연구소(INM)의 연구자들도 참석한다. 유럽연 이호성 소장은 “독일 4대 연구협회의 하나인 라이프니츠 연구협회 INM과 독일에서 20년 가까이 연구경험을 쌓아온 유럽연의 연구성과를 한국 출연연 및 기업과 나눌 수 있는 기회를 마련할 수 있게 돼서 기쁘다”면서 “이같은 워크숍을 앞으로 지속적으로 만들어, 국내 출연연 유일의 해외연구소로서의 역할을 다할 것”이라고 밝혔다.

우리 원은 지난 2004년 타계한 한국 과학계의 거두 故(고) 송곡 최형섭 장관의 10주기 추모식을 5월 29일 11시 국립대전현충원 국가사회공헌자 묘역에서 개최했다고 밝혔다. 당일 추모식에는 김시중 전 과기부 장관 등 과학계 인사와 KIST 동문회 박원훈 회장, KIST 원내 인사 등 전？현직 과학기술인 60여명이 참석해 최형섭 장관의 업적을 기리는 시간을 가졌다. 우리나라 최초의 출연연구소인 우리 원을 설립한 초대 소장이자 최장수 과학기술처 장관을 역임한 최형섭 장관은 대덕연구단지 설립 및 많은 출연연구소 설립에 기여한 한국 과학기술의 아버지라 해도 과언이 아니다. 가난했던 조국 대한민국에 과학기술 연구소에서 일할 과학자를 유치하기 위해 그는 미국에서 편안한 삶을 살고 있는 과학자들에게 ‘노벨상이 목표인 사람은 여기 남아도 좋다. 하지만 그렇지 않은 사람은 고국 근대화를 위해 나와 함께 가자’고 말해 조국 발전을 위한 대업에 동참하기를 독려했고 세계에서 보기 드문 역 두뇌유출(counter brain drain) 현상을 일으켰다. 이병권 원장은 추도사에서 “돌아가신지 10년이 지났지만 최형섭 박사가 후배 과학자들에게 남긴 ‘부귀영화와 직위에 연연하지 말고, 시간에 초연하여 연구에 몰입하고, 아는 것을 자랑하는 것이 아니라 모르는 것을 반성하라’라는 연구자의 덕목은 여전히 연구자들이 삶의 지표가 되고 있다”고 말하며, “박사님이 만드신 KIST가 대한민국과 과학발전의 선구자 될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 다짐했다.

채소만 먹는 어린이가 고(高) 콜레스테롤? 8개월간 걸린 진단 하루만에 - 혈액 한방울로 식물성 스테롤 희귀질환 진단 기술 개발 - 해외에서 8개월 걸리던 검사, 국내 기술로 24시간만에 진단 흔히 성인병으로 알고 있는 대표적인 만성대사질환인 동맥경화나 고지혈증이 6세 아이에게서 발병한다면, 의사나 부모 모두 당황할 것이다. 이러한 질병들은 주로 혈액내의 콜레스테롤이 지나치게 많아서 발생하기 때문에 콜레스테롤 수치를 낮추는 약물 치료와 콜레스테롤 함량이 높은 음식을 대체하는 식물성 식이 치료를 병행하는 것이 보통이다. 하지만 약효가 없고 아이의 상태는 점점 나빠진다. 설상가상으로 병의 진단을 위해 외국에 검사를 의뢰해야 하고, 8개월이라는 시간을 기다려야 결과를 알 수 있다. 국내 연구진이 이러한 희귀한 식물성 스테로이드 대사이상 환자의 진단 기간을 24시간으로 단축시킨 기술을 개발했다. 검사에 필요한 혈액의 양도 한 방울이면 충분해서 어린 아이뿐아니라 신생아에게도 손쉽게 검사할 수 있는 길이 열렸다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 분자인식연구센터 최만호 박사와 CHA의과학대학교 분당차병원(원장 지훈상) 소아청소년과 유은경 교수 공동 연구팀은 혈액 한 방울을 이용하여 식물성 스테롤 대사이상 질환을 고콜레스테롤혈증과 죽상동맥경화로부터 차별화 될 수 있는 간편하고 정확한 진단 기술을 개발하였다. 해당 기술은, 한국 및 미국 내 특허출원이 완료되었으며, 국내 최초로 진단된 임상환자 증례는 임상내분비학 분야의 세계적인 저널 ‘Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism’ 5월호에 ‘Sitosterolemia Presenting With Severe Hypercholesterolemia and Intertriginous Xanthomas in a Breastfed Infant: Case Report and Brief Review‘라는 제목으로 게재되었다. 동물성 콜레스테롤과 달리 식물성 스테롤은 우리 몸에서 거의 흡수되지 않고 배설된다. 하지만 식물성 스테롤 대사이상 질환 환자들의 경우에는 식물성 스테롤이 배설되지 않고 체내에 흡수된다. 문제는 두 스테롤의 구조가 매우 유사하기 때문에 현재의 혈액 내 총콜레스테롤 측정기술로는 고콜레스테롤혈증 또는 죽상동맥경화로 오진하는 경우가 자주 발생한다는 것. 이런 환자들에게 고콜레스테롤 환자와 같은 치료가 실시되면 약물의 약효가 없을 뿐만 아니라, 식물성 스테롤 식이요법으로 인해 몸 속 스테롤 수치가 증가하게 되어 증상이 더 심해질 수 있다. 그러나 식물성 스테롤을 판별하기는 쉽지 않다. 다양한 형태로 체내에 존재하는 스테롤들을 구분하여 분석하기 위해서는 각각의 스테롤 구조를 명확하게 파악할 수 있는 분석기술이 있어야 하고, 스테롤 대사과정에 대한 이해도가 있어야 한다. 때문에 그동안 미국에서도 스테롤 관련 연구를 하는 소수의 그룹만이 명확히 질병을 진단할 수 있었고, 혈액을 미국으로 송부하고 결과를 전송하는 데 약 8개월이라는 시간이 필요했다. 연구팀은 환자들의 식물성 스테롤과 콜레스테롤의 개별 농도를 분석한 결과, 정상인에 비해 대표적인 식물성 스테롤인 시토스테롤, 캄페스테롤, 스티그마스테롤의 비율이 10~20배 이상 현저히 높게 나타나는 것을 확인했다. 이를 통해 환자들이 시토스테롤레미니아, 즉 식물성 스테롤 대사이상 질환 환자임을 정확하게 진단할 수 있었다. 병원으로부터 운송된 혈액이 묻어있는 진단지로부터 화합물을 추출 및 정제하고, 질량분석법을 통해 개별 농도를 분석하는데 걸린 시간은 24시간. 국내 유일의 스테롤 분석에 대한 시스템이 있기에 가능한 일이었다. 해당 분석 기술은, 혈액 한 방울로부터 20가지 이상의 콜레스테롤 대사물질들을 동시에 확인할 수 있다. 콜레스테롤은 뇌, 신경계에 많이 분포하며 호르몬 합성 등에 사용되기 때문에 콜레스테롤에 관한 연구는 신체 대사와 관련되는 모든 질환 및 생애 전주기적 질환극복을 위한 모니터링 기술로 활용이 가능하다. 진단에 쓰이는 장비들과 시료채취방법은 이미 많은 병원이나 연구소에서 쓰이고 있어, 사회적인 추가 비용도 적다. 그러나 기술이 실질적인 임상진단에 적용되기 위해서는 해당 기술을 통하여 병원에서 정상인들의 스테롤 기준 값이 명확히 설정될 필요가 있다. 이는 후속 연구를 통해 밝힐 수 있을 것이다. KIST 최만호 박사는 ”식물성 스테롤 대사이상 질환은 그동안 진단이 어려워 희귀 질환으로 인식된 면이 크다고 생각한다. 그러나 빠르고 정확한 방법으로 혈액 내 스테롤 농도를 측정하게 되면 더 많은 환자 파악이 가능하며, 이에 맞는 치료법 개발에도 도움이 될 것으로 보인다“고 말했다. 그는 또한 ”본 연구는 KIST의 연구 개발 방향인 사회 문제 해결을 위한 연구와도 방향을 같이 하는 것“이라 밝혔다 ○ 그림설명 <그림 1> 콜레스테롤 및 3가지 대표적인 식물성 스테롤 구조, 구조가 비슷해 차이를 분석하기 쉽지 않다. <그림 2> 콜레스테롤 대사이상 검사 방법 <그림 3> 환자군과 정상군의 한 방울의 혈액으로부터 측정된 콜레스테롤 및 식물성 스테롤의 대사비율 평가 결과 - 환자군은 정상군에 비해 콜레스테롤에 대한 시토스테롤(A), 캄페스테롤(B) 및 스티그마스테롤(C)의 비율이 현저하게 높은 것을 확인 할 수 있음.

채소만 먹는 어린이가 고(高) 콜레스테롤? 8개월간 걸린 진단 하루만에 - 혈액 한방울로 식물성 스테롤 희귀질환 진단 기술 개발 - 해외에서 8개월 걸리던 검사, 국내 기술로 24시간만에 진단 흔히 성인병으로 알고 있는 대표적인 만성대사질환인 동맥경화나 고지혈증이 6세 아이에게서 발병한다면, 의사나 부모 모두 당황할 것이다. 이러한 질병들은 주로 혈액내의 콜레스테롤이 지나치게 많아서 발생하기 때문에 콜레스테롤 수치를 낮추는 약물 치료와 콜레스테롤 함량이 높은 음식을 대체하는 식물성 식이 치료를 병행하는 것이 보통이다. 하지만 약효가 없고 아이의 상태는 점점 나빠진다. 설상가상으로 병의 진단을 위해 외국에 검사를 의뢰해야 하고, 8개월이라는 시간을 기다려야 결과를 알 수 있다. 국내 연구진이 이러한 희귀한 식물성 스테로이드 대사이상 환자의 진단 기간을 24시간으로 단축시킨 기술을 개발했다. 검사에 필요한 혈액의 양도 한 방울이면 충분해서 어린 아이뿐아니라 신생아에게도 손쉽게 검사할 수 있는 길이 열렸다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 분자인식연구센터 최만호 박사와 CHA의과학대학교 분당차병원(원장 지훈상) 소아청소년과 유은경 교수 공동 연구팀은 혈액 한 방울을 이용하여 식물성 스테롤 대사이상 질환을 고콜레스테롤혈증과 죽상동맥경화로부터 차별화 될 수 있는 간편하고 정확한 진단 기술을 개발하였다. 해당 기술은, 한국 및 미국 내 특허출원이 완료되었으며, 국내 최초로 진단된 임상환자 증례는 임상내분비학 분야의 세계적인 저널 ‘Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism’ 5월호에 ‘Sitosterolemia Presenting With Severe Hypercholesterolemia and Intertriginous Xanthomas in a Breastfed Infant: Case Report and Brief Review‘라는 제목으로 게재되었다. 동물성 콜레스테롤과 달리 식물성 스테롤은 우리 몸에서 거의 흡수되지 않고 배설된다. 하지만 식물성 스테롤 대사이상 질환 환자들의 경우에는 식물성 스테롤이 배설되지 않고 체내에 흡수된다. 문제는 두 스테롤의 구조가 매우 유사하기 때문에 현재의 혈액 내 총콜레스테롤 측정기술로는 고콜레스테롤혈증 또는 죽상동맥경화로 오진하는 경우가 자주 발생한다는 것. 이런 환자들에게 고콜레스테롤 환자와 같은 치료가 실시되면 약물의 약효가 없을 뿐만 아니라, 식물성 스테롤 식이요법으로 인해 몸 속 스테롤 수치가 증가하게 되어 증상이 더 심해질 수 있다. 그러나 식물성 스테롤을 판별하기는 쉽지 않다. 다양한 형태로 체내에 존재하는 스테롤들을 구분하여 분석하기 위해서는 각각의 스테롤 구조를 명확하게 파악할 수 있는 분석기술이 있어야 하고, 스테롤 대사과정에 대한 이해도가 있어야 한다. 때문에 그동안 미국에서도 스테롤 관련 연구를 하는 소수의 그룹만이 명확히 질병을 진단할 수 있었고, 혈액을 미국으로 송부하고 결과를 전송하는 데 약 8개월이라는 시간이 필요했다. 연구팀은 환자들의 식물성 스테롤과 콜레스테롤의 개별 농도를 분석한 결과, 정상인에 비해 대표적인 식물성 스테롤인 시토스테롤, 캄페스테롤, 스티그마스테롤의 비율이 10~20배 이상 현저히 높게 나타나는 것을 확인했다. 이를 통해 환자들이 시토스테롤레미니아, 즉 식물성 스테롤 대사이상 질환 환자임을 정확하게 진단할 수 있었다. 병원으로부터 운송된 혈액이 묻어있는 진단지로부터 화합물을 추출 및 정제하고, 질량분석법을 통해 개별 농도를 분석하는데 걸린 시간은 24시간. 국내 유일의 스테롤 분석에 대한 시스템이 있기에 가능한 일이었다. 해당 분석 기술은, 혈액 한 방울로부터 20가지 이상의 콜레스테롤 대사물질들을 동시에 확인할 수 있다. 콜레스테롤은 뇌, 신경계에 많이 분포하며 호르몬 합성 등에 사용되기 때문에 콜레스테롤에 관한 연구는 신체 대사와 관련되는 모든 질환 및 생애 전주기적 질환극복을 위한 모니터링 기술로 활용이 가능하다. 진단에 쓰이는 장비들과 시료채취방법은 이미 많은 병원이나 연구소에서 쓰이고 있어, 사회적인 추가 비용도 적다. 그러나 기술이 실질적인 임상진단에 적용되기 위해서는 해당 기술을 통하여 병원에서 정상인들의 스테롤 기준 값이 명확히 설정될 필요가 있다. 이는 후속 연구를 통해 밝힐 수 있을 것이다. KIST 최만호 박사는 ”식물성 스테롤 대사이상 질환은 그동안 진단이 어려워 희귀 질환으로 인식된 면이 크다고 생각한다. 그러나 빠르고 정확한 방법으로 혈액 내 스테롤 농도를 측정하게 되면 더 많은 환자 파악이 가능하며, 이에 맞는 치료법 개발에도 도움이 될 것으로 보인다“고 말했다. 그는 또한 ”본 연구는 KIST의 연구 개발 방향인 사회 문제 해결을 위한 연구와도 방향을 같이 하는 것“이라 밝혔다 ○ 그림설명 <그림 1> 콜레스테롤 및 3가지 대표적인 식물성 스테롤 구조, 구조가 비슷해 차이를 분석하기 쉽지 않다. <그림 2> 콜레스테롤 대사이상 검사 방법 <그림 3> 환자군과 정상군의 한 방울의 혈액으로부터 측정된 콜레스테롤 및 식물성 스테롤의 대사비율 평가 결과 - 환자군은 정상군에 비해 콜레스테롤에 대한 시토스테롤(A), 캄페스테롤(B) 및 스티그마스테롤(C)의 비율이 현저하게 높은 것을 확인 할 수 있음.