소동물 생체자기 측정장치로 실험 쥐의 뇌기능을 측정하는 모습.한국표준과학연구원 제공
한국표준과학연구원(원장 박상열,표준연) 생체신호센터 연구팀이 초전도 양자 간섭소자(SQUID)를 이용, ‘소(小)동물 생체자기 측정장치’를 개발했다고 28일 밝혔다.
실험쥐는 유전자 및 장기 구조가 사람과 유사해 전 세계 동물실험의 97% 이상에 활용되고 있다.
실험시 생체기능의 변화를 관찰하기 위해 여러 마리의 실험용 쥐를 해부해야 하기 때문에 생명윤리·효율성·정확성 등에 대한 문제가 지속적으로 제기됐다.
표준연 연구팀은 자기장 측정센서인 SQUID 센서를 이용해 ‘소동물 생체자기 측정장치’를 개발했다.
연구팀은 센서를 소형화·밀집화해 장치 내 SQUID 센서의 배치를 최적화했다. 이어 초전도 상태를 유지시키는 액체헬륨과 측정 동물 사이의 간격을 최소화하기 위해 극저온 단열통 구조를 개발함으로써 공간해상도의 한계를 극복했다.
이 장치는 두개골을 수술하지 않고 실험 쥐의 뇌자도를 측정해 희생 없이 한 개체에서의 변화를 연속적으로 관찰할 수 있다.
또한, 심장의 기능도 측정할 수 있어 실험쥐의 심근이 발생시키는 자기장을 정밀 측정하면 Long-QT 증후군과 같은 심장질환을 신약개발의 초기단계에서 진단할 수 있다.
표준연 김기웅 생체신호센터장은 “이번 기술로 동물의 희생은 최소화하면서 측정의 정확도는 최대화할 수 있게 됐다”며 “동물실험 뿐만 아니라 급증하는 애완동물 시장에서 동물의 뇌 및 심장질환을 진단하는 기기로도 활용할 수 있다”고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘리뷰 오브 사이언티픽 인스트루먼츠(Review of Scientific Instruments)’ 온라인 판에 게재됐다.
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