포스텍 연구팀, 생체 생존하는 유기 라디칼 개발…120년 유기 라디칼 역사상 최초의 사례

조영제 대체와 신약 개발 등에 탄력

포스텍 이은성 교수

포스텍 김영석 박사

생체에서 살아남는 유기 라디칼이 개발돼 화제다. 120년 유기 라디칼 역사상 최초의 사례이며 이를 활용하면 지금까지 대체재가 없는 가돌리늄 기반의 조영제를 대신할 수 있을 것으로 기대된다.

라디칼은 화학변화가 일어날 때 분해되지 않고 다른 분자로 이동하는 원자의 무리로, 홀전자를 가진 원자나 분자를 말한다. 전자가 짝지어지지 않다보니 매우 불안정하고 반응성이 큰 특징이 있다.

포스텍(포항공대) 화학과 이은성 교수, 김영석 박사 연구팀은 가혹한 환경에서도 살아남는 새로운 유기물 자성소재인 다이카보닐 라디칼을 개발했다. 연구성과는 화학 분야 국제 학술지 '미국화학회지(JACS)'게재됐으며, 표지논문으로 채택됐다.

다이카보닐은 탄소와 산소가 이중결합으로 연결된 구조인 카보닐 두 개가 결합한 화합물을 말한다.

연구팀은 다이카보닐 구조를 질소-헤테로고리 카벤이라 불리는 유기물질과 결합했다. 그 과정에서 자성을 띤 새로운 유기물질인 다이카보닐 라디칼이 생성되는 것을 관찰했다.

라디칼 물질들은 전자가 쌍을 이루지 않아 자성이 나타나는데, 이 때문에 다른 물질들과 쉽게 반응하는 특성을 보여 다루기가 쉽지 않다.

하지만 이번에 연구팀이 발견한 다이카보닐 라디칼은 다른 라디칼 물질과 달리 200℃의 고온 및 산염기 수용액, 산화제, 환원제 등에서 매우 높은 안정성을 보이고 있다. 특히 생체 내에서도 생존하면서 다양한 응용에 대한 기대를 높이고 있다.

이은성 교수는 "생체 내에서 살 수 있는 유기 라디칼이 아직 존재하지 않아서, 라디칼들을 활용한 노화 및 다양한 질병과 관련된 신약 개발이 전무했다. 하지만 이번 연구를 통해 생체 내 유기 라디칼이 성공적으로 합성됐고 다양한 응용가능성도 확인했다"며"연구성과를 바탕으로 조영제 대체, 신약 개발 등이 보다 탄력받을 것으로 보인다"고 했다.