아주대 ‘빛의 산란’ 활용한 항생제 효과 진단 기술 개발

[이데일리 신하영 기자] 아주대 연구진이 빛의 산란 현상을 활용, 미생물의 활성·성장을 측정하는 기술을 개발했다. 이 기술을 활용하면 항생제 효과를 신속히 진단할 수 있어 감염 치료의 효율성을 높일 수 있다.

사진=아주대 제공

아주대는 윤종희(사진) 물리학과 교수팀과 이창한 생명과학과 교수팀이 이러한 연구 성과를 거뒀다고 21일 밝혔다.

항생제는 세균 감염에 의한 질병을 치료하기 위해 널리 사용되는 약물이다. 미생물을 죽이거나 성장·번식을 억제하는 방식으로 질병을 치료한다.

항생제 치료의 관건은 감염 부위의 세균이 특정 항생제에 얼마나 민감하게 반응하는지 혹은 내성을 갖는지를 평가하는 것이다. 그래야 감염을 효율적으로 억제하고 항생제 오·남용을 막을 수 있어서다.

항생제 선별 기술 중 ‘빛의 산란’을 활용한 레이저 스페클 영상(laser speckle imaging) 기술은 기존 측정 방식에 비해 민감도가 높다. 아주대 연구팀은 이러한 점에 착안해 산란 기반 항생제 효과 진단 기술 개발에 나섰다.

연구팀은 광학 디퓨저를 활용해 여러 스페클 조명을 만들고, 수초 내 영상 촬영만으로 미생물의 활성을 파악하는 기술을 개발했다. 이를 통해 항생제 효과에 의해 미생물의 활성이 억제되는 영역을 측정하고, 3시간 이내에 항생제 효과를 진단할 수 있음을 확인했다.

윤종희 물리학과 교수는 “이번에 개발한 레이저 스페클 영상을 통해 미생물 배양 후 3시간 만에 항생제 효과를 진단할 수 있다”며 “세균에 감염된 환자들의 효과적 치료에 많은 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

윤 교수는 이어 “빛의 산란 특성은 미생물 종류에 영향을 받지 않기 때문에 다양한 종류의 미생물과 항생제 효과 진단에 적용이 가능하다”라며 “앞으로 그 응용 범위가 더 넓어질 것으로 기대한다”라고 덧붙였다.

이번 연구는 한국연구재단 우수진진연구자사업 등의 지원을 받아 수행했으며 아주대 대학원 에너지시스템학과의 김동혁 석사과정생과 생명과학과의 문성준 석박사 통합과정생이 제1저자로 참여했다. 교신저자는 이상한 교수와 윤종희 교수가 맡았다. 연구 결과는 국제 저명 학술지(Journal of Biological Engineering) 7월호에 게재됐다.