[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 디셀레나이드가 암 부위에서 약물을 방출하고 약물의 작용을 도와 시너지 효과를 낼 수 있다는 것을 밝혀냈다. 연구진은 세포와 동물 실험으로 암세포를 죽이는 효과가 2배 높다는 것을 확인했다. 한국연구재단은 가톨릭대학교 약학대학 강한창 교수 연구팀이 디셀레나이드 기반 약물전달체가 항암제의 작용을 도울 수 있음을 확인했다고 16일 밝혔다. 디셀레나이드(diselenice)는 셀레늄 두 분자가 화학결합한 화합물로 산화 및 환원 조건 하에서 생분해되는 특성이 있다. 자극 감응성 약물전달체는 특정조건에서 스스로 반응해 안에 담겨진 약물을 방출한다. 온도, 산성도, 화학물질, 효소 등 세포의 다양한 물리화학적 자극이나 효소활동 등에 반응, 분해되거나 또는 크기가 변하는 원리다. 디셀레나이드 결합이 포함된 화합물 역시 세포 내 화학물질이자 항산화물질인 '글루타치온'과 활성산소 모두에 의해 분해될 수 있어 자극감응성 약물전달체의 좋은 구성성분이 될 수 있다. 세포 내 활성산소와 글루타치온이 공존하는 만큼 이 둘을 모두 고려한 약물전달체 연구가 필요했다. 연구진은 활성산소보다 글루타치온이 디셀레나이드를 더 잘 분해하는 것을 알아냈다. 또한 글루타치온이 활성산소보다 더 빠르게 소비되면서 산화스트레스가 가속화되는 것도 알아냈다. 특히 암세포는 활성산소의 산화능과 글루타치온의 항산화능이 모두 정상세포에 비해 상대적으로 높다. 때문에 글루타치온에 의한 디셀레나이드 분해가 정상세포에 비해 더 빠르게 일어나면서 항산화능이 급격히 감소, 산화스트레스로 인해 암세포만 선택적으로 죽게 되는 원리를 알아냈다. 실험결과 암세포에 디셀레나이드 약물전달체에 독소루비신(항암제 일종)을 탑재하여 처리하자 독소루비신 단독처리시 보다 암세포 사멸 능력이 2배 우수한 것으로 나타났다. 나아가 대장암 생쥐모델을 통해서도 이를 확인했다. 고용량(5㎎/㎏ 2회 주사)의 독소루비신 만을 투여했을 때 보다 저용량의 독소루비신(10분의 1 농도)을 디셀레나이드 약물 전달체에 담아 투여한 경우 종양크기의 감소가 1.9배 더 높게 나타났다. 연구진은 암 뿐 아니라 다른 질병 내의 산화능과 항산화능을 조절해 시너지 약효를 기대, 디셀레나이드 약물전달체의 병용과 관련한 후속연구를 지속할 계획이다. 이번 연구의 성과는 소재 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'에 9일 게재됐다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 현재 상용화된 태양전지의 에너지전환 효율 한계인 33.7%늘 넘어 46%까지 향상시킬 수 있는 방법을 찾았다. 빛의 입자 하나를 여러개의 전기를 띈 입자로 변환할 수 있는 것이다. 이번 연구 결과를 통해 향후 실리콘 태양전지의 전기전환 효율을 높이고 잘 구부러지는 태양전지로 활용까지 가능할 것으로 보인다. 기초과학연구원(IBS)은 나노구조물리 연구단 이영희 단장 연구진이 빛 에너지에 비례해 전기를 만들어내는 양이 늘어나는 원자층 수준으로 얇은 2차원 물질을 개발했다고 2일 밝혔다. 이영희 단장은 "가볍고 우수한 빛 흡수력과 뛰어난 내구성, 유연성 때문에 향후 플렉서블 태양전지의 상용화까지 기대할 수 있다"고 말했다. 일반적으로 태양광을 전기로 전환할때 빛 알갱이 하나 이외의 남은 에너지는 열로 방출돼 일정량만 사용하는 한계가 있다. 여분의 에너지가 열로 방출되는 대신 100%에 가까운 에너지 전환이 가능한 2차원 물질이 이론상으로만 예측했을뿐 지금까지 관측된 적은 없다. 이는 2차원 소재로 합성하는데 어려웠기 때문이다. 연구진은 열로 방출되는 에너지까지 전기로 전환할 수 있는 후보 물질들을 합성하는 방법을 개발했다. 전이금속 칼코젠 화합물은 쉽게 원자층을 2차원으로 분리할 수 있고, 높은 광흡수율과 우수한 캐리어 이동성 때문에 차세대 태양광 소재로 각광받는 물질이다. 연구진은 3년간의 시행착오 끝에 전이금속 칼코젠 화합물 중에서 광변환 효율이 좋은 몰리브덴디텔루라이드(MoTe2)와 텅스텐디셀레나이드(WSe2)를 대면적으로 합성하는 데 성공했다. 현재 쓰이고 있는 실리콘 태양전지는 열 손실이 커, 빛에서 전기로 변환되는 효율은 33.7%가 한계다. 이번에 합성한 2차원 물질을 활용하면 변환 과정에서 캐리어의 여분 에너지를 99% 활용할 수 있어 태양전지 효율을 46%까지 끌어올릴 수 있을 것으로 전망된다. 연구진은 "이번에 관측된 2차원 전이금속 칼코젠 소재의 독특한 광학적 특성은 앞으로 광검출기, 태양전지 등 다양한 광전자 분야에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다. 네덜란드 암스테르담 대학과 공동으로 진행한 이번 연구는 국제학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈'에 2일(한국시간) 온라인 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자