[기사 발행일 : 2018.10.18]

스마트폰, 컴퓨터, 태블릿 등 많은 개인용 전자기기의 사용증가는 전세계적으로 폐기물 발생 증가의 원인 되고 있다. 이 제품들에는 나노물질이 많이 사용되고 있으나, 나노물질이 유기체와 환경에 어떤 영향을 미치는지에 대해선 알려진 바가 많지 않다.

미국 노스웨스턴 대학교와 지속가능한 나노기술을 위한 국립센터 연구진은 코팅된 나노물질이 생체 내에서 반응하여 끈적거리는 나노입자가 생성되는 것을 발견하였다. 분열된 지질 코로나(fragmented lipid coronas)가 나노 입자위에 형성되고 그 크기가 커져서 긴 다시마 모양으로 자란다. 5 나노미터 직경을 가진 나노 입자는 용액 내에서 마이크로 사이즈로 성장한다. 세포에 미치는 영향은 알려지지 않았다.

노스웨스턴 대학의Franz M. Geiger교수는 „왜 처음부터 안전한 물질을 만들지 않는가?“라고 말했다. 그는 노스웨스턴 대학에서 이 연구를 주도하고 있다.

Geiger교수에 따르면 이 연구는 나노 입자가 어떤 분자생물학적 메커니즘을 통해 생체 내에서 반응할지에 대한 통찰력을 제공한다. 이는 왜 몇몇의 나노물질/리간드 코팅 물질만 유기체에 해로운지, 왜 다른 나노물질은 그렇지 않은지에 대해 이해하고 예측하는데 도움이 될 것이다. 즉 나노물질 개발 단계에서부터 나노입자의 안전성을 고려하는데 이 연구 결과를 사용할 수 있다.

실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여, 연구진은 어떻게 양전하를 띤 비드(beads)가 있는 줄에 감싼 금나노입자가 이중층 세포막 모델과 상호작용 할 수 있는지 조사했다. 그 결과 거의 원형의 지질층이 입자 주위에 자연스럽게 형성됨을 발견하였다. 이러한 분열된 지질 코로나는 이전에 세포막에서 발견된 적 없는 형태였다.

이 연구는 화학문제를 해결하는데 도움이 된다. 과학자들은 이 결과를 응용하여 응집을 일으키는 암모늄-인산염 상호작용을 막을 수 있는 리간드 코팅을 설계할 수 있다. (리간드는 나노물질에 레이어링하는데 사용된다)

이 결과는 Chem 저널에 발표되었다. ("Lipid Corona Formation from Nanoparticle Interactions with Bilayers").

Geiger교수는 설원에서 눈뭉치를 굴리는 것처럼 나노입자가 세포의 지질막 일부를 들어올려 끈적거리는 형태가 된다고 말했다. 이러한 의도하지 않은 영향은 나노입자 때문이며, 세포내에서 지질이 원래 존재하지 않아야 하는 곳에 존재하게 만든다고 설명했다.

이 실험은 이상적인 실험실 환경에서 수행되었으나, 그럼에도 불구하고 늦여름 매립지에서 발견되는 환경 (21-22 °C, 지하 2피트 아래인 곳으로 흙과 지하수가 섞이고 먹이사슬이 시작됨)과 관련 있다.

분광기와 이미지 실험을 통해 연구진은 지질의 머리 부분(생체막 부분)과 폴리카티온(polycation)의 암모늄 그룹 사이(나노입자의 코팅 부분)의 이온쌍이 분열된 지질 코로나의 형성을 유도함을 밝혔다. 이 코로나는 10 나노미터 이하의 직경을 가진 입자에게 조성과 끈적임을 포함한 새로운 특성을 가지게 한다.

이 연구는 나노물질이 먹이사슬에 참여하게 되었을 때 그 거동에 어떤 영향을 미치게 될지 예상하는데 도움이된다.

Geiger교수는 나노물질의 새로운 기술과 대량 소비재 제품의 사용이 증가하여 나노물질이 중요한 소재로서 두드러지고 있으며, 이에따라 이 연구 결과는 나노 물질 생산에 관한 기존 패러다임을, 개발 단계에서 안전한 나노 물질을 설계하는 방향으로 바꿀 수 있다고 말했다.

[출처 : https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=51299.php]