한국연구재단, 뇌 속 도파민 농도 실시간 측정기술 개발

실험동물에서의 생체 내 도파민 농도의 측정
파킨슨병이나 조현병 환자의 도파민 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 한양대학교 장동표 교수 연구팀이 전기화학기법을 이용해 실시간 뇌 신경전달물질 농도 측정 기술을 개발했다고 밝혔다.

도파민은 뇌신경 세포의 흥분을 전달하는 역할을 한다.

뇌 질환의 근본 원인을 규명하고 이해하는 데 있어 도파민은 중요한 지표이다.

파킨슨병 환자의 뇌 속 도파민 양은 감소되어 있고 정신분열증으로 알려진 조현병 환자는 도파민이 과다하다고 알려져 있다.

과거에는 미세투석법, 전류법, 고속스캔순환전압전류법 등을 이용해 뇌 신경전달물질을 측정해왔으나 이 방법은 시시각각 변하는 도파민의 농도를 실시간 측정하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 도파민 농도의 실시간 측정을 위해 다중사각전압 형태의 새로운 전기화학법을 개발하고 신경전달물질의 전기화학적 특성을 실시간 영상으로 구현될 수 있게 제작했다.

특정한 파형을 갖는 전압을 가해주면 물질이 산화환원반응을 일으켜 전류가 발생하는데, 이를 측정하고 분석하는 원리다.

도파민의 반응 특성을 이차원 영상으로 구현해 도파민과 화학 구조가 비슷한 다른 신경전달물질과의 구분을 명확하게 할 수 있다.

특히 산화환원반응을 극대화해 생체 뇌에서 농도 0.17nM(나노몰)의 미소량의 도파민을 10초 간격으로 측정할 수 있게 됐다.

장동표 교수는 "이 연구는 뇌의 신경전달물질 기저농도의 실시간 측정을 위해 개발한 것이다"라며, "뇌과학 연구 뿐만 아니라 뇌질환 환자의 치료 시스템에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다"라고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행되었으며 전기화학 분야 저명한 국제학술지 바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors & Bioelectronics) 8월 20일자 논문으로 게재되었다.

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