초전도 자석으로 환부만 공격, 자성부여 약제 개발
투여량·부작용 억제에 기대
大阪대학 대학원 공학연구과의 西嶋戊宏 교수, 武田眞一 조교 등은 자성부여 약제를 이용한 약물송달시스템(DDS)을 개발한다. 초전도 자석을 이용하여 몸 밖에서 자성부여 약제를 환부에 효율적으로 집중시키는 시스템이다. 장치와 약제개발은 의학과 공학 연대로 추진한다. 실현하면 약제투여량과 부작용을 낮추고 치료효과를 높일 수 있어 유전자 치료에도 응용할 수 있으리라 보고 있다. 실용화를 위해 혈관의 분지를 본뜬 모의실험에서 초전도 자석에 의해 자기흉배를 만들어서 몸 밖에서 자성체를 유도 제어한다. 또 체내의 환부를 상정하여, 10센티미터 정도의 거리에서의 제어를 검증한다. 또한 산화물계와 보급형 등 초전도 자석의 종류도 검토한다. 실험단계에서는 쥐 체내에 주입한 입경 30나노미터의 산화철입자(γFe2O3)를 자석으로 회수할 수 있다는 것을 확인했다. 또 자성부여 약제는 阪大대학원 의학계 연구과의 金田安史 교수 등과 공동으로 자성 벡터를 개발하고 있다.
金田교수 등이 개발한 센다이바이러스를 불활성화하여 세포융합활성을 남긴 센다이바이러스엔베로프(HVJ-E)벡터 표면에 생체 적합성 고분자를 매개하여 철 나노입자를 붙였다. 그 다음 이 벡터 안에 발광효소가 들어있는 유전자를 넣었다.
배양접시에 세포를 놓고 산화철을 붙인 이 벡터를 자석으로 끌어당겨 세포에 유전자 도입의 차이를 조사했다. 그러자 산화철을 붙이지 않은 HVJ-E벡터에 비해 유전자 도입 효율이 약 15배로 높아진다는 것을 알았다.
HVJ-E벡터는 유전자, 단백질, 약 등을 넣을 수 있다. 산화철 입자가 붙은 벡터와 벡터에 내포할 약제 등의 안전성 평가는 필요하지만 자기유도장치는 5년 내에 제작할 수 있다고 한다. (NK)

방사광을 이용한 전자궤도의 새로운 관측방법
루테늄 산화물의 전자궤도 상태를 결정
고온초전도 구리 산화물과 거대 자기저항 망간 산화물로 대표되는 천이금속원소와 희토류 원소의 산화물 일렉트로닉스 재료는 일렉트로닉스 기술의 브레이크 스루를 생성할 가능성을 가진다. 도 산화물 일렉트로닉스 재료의 전자상태의 이해를 위해서 1)고휘도, 2)고지향성, 3)에너지 가변성, 4)편광특성을 가진 ‘방사광’을 이용한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
이번에 (독)고(高)에너지 가속기 연구기구의 久保田正人 조교 등은 궤도 질서의 기스널을 결정구조 시그널과 간섭시켜 강도를 증강시킴으로써 본래 미약한 궤도질서의 시그널을 포착하는 관측방법(공명X선 산란간섭법)을 새로이 개발했다. 그 결과, SPring8에서의 방사광 실험으로 금속·절연체 전이계 층상 페로부스카이트형 루테늄 산화물 Ca2-xSrxRuO4에 있어 4d전자의 강적(强的) 궤도질서상태(결정 전체에 걸쳐 전자운이 하나의 대칭성을 가진 상태)의 직접적 관측에 세계 최초로 성공했다. 그 결과, 전자의 궤도(전자운의 대칭성)이 무질서, 혹은 강적 질서상태에 있는지를 구별할 수 있게 되어, 궤도 상태가 금속·절연체라는 물질의 전도성뿐 아니라 자성과도 밀접하게 관계되어 있다는 것을 밝혀냈다.
고체 속의 원자의 전자상태를 결정하는 자유도에는 전하, 스핀(전자의 자성), 궤도(전하분포의 대칭성)가 있다. 이번 연구로 종래의 전하에 의한 반도체 일렉트로닉스와 스핀(전자의 자성)에 의한 스핀트로닉스와 함께 궤도의 자유도를 제어함으로써 가령 빛과 결합하는 성질을 갖는 제 3의 새로운 전자 디바이스 개발의 방향성이 제시되게 되고, 지금까지 없었던 새로운 개념의 전자 디바이스 재료의 창생으로 이어지리라 기대된다. (CJ)