스마트 의료
연구중심병원 실현을 위한 필수 장비
질량분석기
글_ 진단검사의학과 임진숙 교수
질량분석기는 물질에 함유된 원소의 함량을 측정하는 기기로 소분자부터 펩타이드, 단백질까지 임상적으로 의미 있는 물질들을 분석하는 데 유용하다. 최근 진단검사의학과에서는 질량분석기를 도입해 각종 질환에 대한 바이오마커를 발굴하고 임상에 적용하고 있다. 최고의 바이오 헬스케어 산업화를 선도하는 데 꼭 필요한 장비인 질량분석기의 활용 방법과 의의를 소개한다.
물질을 이루는 원소의 함량을 측정하고 분석
진단검사의학과는 liquid chromatography tandem mass spectrometry(액체 크로마토그래피–질량분석기)를 최근 도입하였다. 질량분석기는 분석하고자 하는 물질을 질량에 따라 분리하고 이를 개별적으로 측정하는 장비이다. 지구상에 존재하는 원소들은 저마다 원자량을 지니는데, 이를 원소 고유의 전하량과 원자량에서 비롯되는 쿨롱힘의 차이를 이용하여 분리하고, 각 원소의 함량을 측정하는 기기가 질량분석기이다. 따라서 이를 이용해 주기율표 대부분의 원소를 분리하여 측정할 수 있다. 질량분석기는 시료의 분석을 위해 시료주입부, 이온발생장치, 질량분석기기, 검출기로 구성된다.
질량분석기의 작동 원리
시료주입부는 분석하려는 시료에 따라 여러 가지 방법을 선택할 수 있으며, 이온발생장치에서는 시료 성분을 전자, 이온, 분자 혹은 광자로 충돌시켜 이온으로 바꾼다. 이렇게 형성된 이온은 질량분석기에 들어가서 각각의 질량에 따라 분리되는 장치를 통과하고, 마지막으로 검출기를 거친 후 해당 검체가 무엇인지 확인하는 것이다. 검체에서 발생하는 이온의 질량대전하비값을 이용하여 물질을 분석할 수 있는 강력한 분석 기법. 정성 및 정량검사가 모두 가능하며, 소분자부터 펩타이드, 단백질까지 다양한 임상적으로 의미 있는 물질들을 분석하는데 유용하다.
검사 적용의 가변성 및 측정의 정확성
질량분석기를 이용하여 여러가지 종류의 검사항목의 측정이 가능하다. 면역억제약물, 약물남용, 대사물질, 메타네프린, 비타민D 항레트로바이러스 약물, 정신작용 약물, 스테로이드, 아미노산 등의 측정이 가능하다. 또 여러 종류의 호르몬, 유전질환 및 선천성 대사이상 선별 및 확진 등에 사용되는 등 하나의 장비로 여러 검사항목에 다양하게 적용할 수 있는 장점이 있다. 질량분석기를 이용한 측정법은 다수의 검사항목에서 표준측정방법으로 여겨지고 있으며, 이는 검사결과의 정확성을 지향하는 진단검사의학과의 방향성과 맞는 검사 장비이다.
바이오 헬스케어 산업화를 위한 필수 장비
질량분석기는 동위원소 비율 질량분석, 미량 가스분석, 신약개발을 위한 프로테오믹스, 법정 증거물분석 시료 물질의 원소 조성에 대한 정보, 저분자량의 극성, 비극성 물질 뿐 아니라 단백질 등의 고분자량 물질도 분석할 수 있다. 따라서 질량분석기의 도입으로 다양한 검사항목으로의 적용 및 확대뿐만 아니라 또한 미지 시료에 대한 분석을 통해 각종 질환에 대한 바이오 마커를 발굴하고 이를 임상적으로 적용할 수 있는 기회를 제공한다. 질량분석기는 ‘최고의 바이오 헬스케어 산업화를 선도하는 병원’인 충남대학교병원의 위상에 걸맞으며, 지역 의료를 넘어 세계 의료의 역사를 쓰는 병원을 이루어 가는 데 큰 도움이 될 것이라 기대되고 있다.