[메디컬 세특 칼럼] 동위원소의 의약학적 활용

안녕하세요

네이버블로그에서 주로 의약학계열 세특 자료를 꾸준히 

업로드하고 있는, Record-writer입니다.

약대를 졸업하고 과학학원 강사, 원장으로 일하며

수년간 재원생들의 세특 심화탐구에 주제추천 혹은 질의응답 등으로

도움을 주어 왔고, 많은 학생들이 의치한약수(메디컬) 계열로 진학하는 것에

조금이나마 도움을 받고 만족해 하는 모습을 보며, 

해당 분야에 대한 누적된 역량을 온라인으로도 선보이고 싶은 생각을 하였습니다.

그런 동기로 비록 아직 자료가 많지는 않으나,

'중요한건 꺾이지 않는 마음' 이라는 meme 처럼 꾸준히 자료를 제작해 업로드하고 있고,

최대 수험생 사이트인 오르비에도 인사를 드리게 되었습니다.

입시자료 게시판에는 당연하게도 입시 전략에 대해 다루는 게시글이 많아

정확한 카테고리에 글을 게시하는 것이 맞는지 의구심이 들지만,

저는 포괄적이고 전반적인 전략보다는

개별적이고 실질적인 탐구자료를 제공하는 것을

처음부터 지금까지 일관성 있게 추구해 왔습니다.

앞으로도 가능한 꾸준히 오르비에 세특 관련 심화탐구 자료들을

게시할 생각이오니 많은 관심과 애정 부탁드립니다.

1. 탐구 동기

화학1 교과의 '원자의 구조' 단원에서는 동위원소가 무엇인지와 동위원소를 고려한 

평균원자량 계산 방법 등을 배우게 됩니다. 그러한 학습 과정에서 여러분들은

 "동위원소가 어디에 쓰이길래?" 라는 궁금증을 분명 가지게 되었을 것입니다(?)

실제로 동위원소는 의약학 분야를 비롯해 핵발전(통합과학), 지질연대측정(지구과학) 

등 다양한 분야에서 광범위 하게 활용되고 있습니다.

2. 탐구 내용

동위원소의 의약학적 활용에 대한 탐구를 진행하기 위해서는, 동위원소가 무엇인지를

정확히 이해하는 것이 선행되어야 합니다. 화학1 교과를 통해 배우는 것처럼,

특정 원자를 식별할 때 우리는 양성자나 전자를 활용할 수 있습니다.

양성자는 원자번호이며, 원자 상태라는 것은 양성자수와 전자수가 같기 때문입니다.

즉, 여러 종류의 원자 중 특정 원자를 식별해내는 과정에서 중성자에 대한 언급은 없습니다.

이는 달리 말하자면 중성자는 원자가 가변성을 갖게 하는 존재라 할 수 있습니다.

중성자의 개수가 달라짐에 따라 질량수가 달라지며 그에 따라 우리는

같은 원소이지만 질량수가 다른 동위원소의 존재를 정의하게 됩니다.

이러한 중성자의 의미와 동위원소의 정의가 동위원소를 활용하는 것의 절대적 기초가 됩니다.

동위원소는 안정성 동위원소와 방사성 동위원소로 나누어지며,

동위원소의 활용도 각각의 성질에 기반하는 것이므로 나누어 설명할 수 있습니다.

3. 진로 연계

아쉽게도 이번 탐구에서는 동위 원소의 활용 예로서 널리 알려진 반감기를 통한 연대 측정,

우라늄 동위원소를 활용한 핵발전 보다는 의약학적 분야에 초점을 맞추어 보려 합니다.

또한, 실제로는 암의 진단(PET)이나 치료(방사선 항암치료)등에 활용되는 방사성 동위원소가 아닌

비교적 학생들에게 생소할 법한 안정성 동위원소의 의약학적 활용에 대해 소개하겠습니다.

신약 연구개발의 단계에서, 신약 후보군에 함유된 특정 물질의 양을 정량하는 것은 너무나도 당연한

중요성을 가집니다. 대표적 예시로 '타이레놀'을 개량해 단순히 위장관에서 더 잘 흡수되는 제형의 약을

개발한다고 할 때, 해당 약물에 타이레놀과 같은 500mg의 아세트아미노펜 성분이 포함 되어 있음을

정량해야하는 것은 너무나 당연한 것입니다.

그러한 목적을 위한 높은 정확성을 가지는 분석 방법으로서 '동위원소희석 질량분석법'은

실제 실험실, 연구실에서 매우 빈번하게 활용되는 분석 방법 중 하나입니다.

이 분석방법은, 동위원소의 기본적 개념에 첨단 분석 장비인 질량분석기가 복합된 것입니다.

그런데 해당 분석법을 네이버에 검색해보신다면, 

고등수준에서 이해하기 어려운 정의와 알아보지 못할 기호들로 채워진 공식을 발견할 수 있습니다.

이러한 어려움을 극복하고 학생들이 실제 세특에 활용할 수 있도록 하는 것이

Record-writer의 존재 이유입니다.

이해하기 어려운 공식에 매달리기 보다는, 스스로 간단한 예시를 만들어 해결해봅니다.

동위원소희석 질량분석법의 기본적 원리를 확실히 이해하고

예시를 직접 작성하므로써 이미 알고 있는 결론을 통해 

위의 어려운 설명과 공식을, 나만의 방식으로 보다 직관적으로 설명하고 이해할 수 있습니다.

4. 추가탐구

추가 탐구로는 방사성 동위원소의 의약학적 활용을 추천드립니다.

특히 암의 진단과 치료에 방사성 동위원소가 활용되고 있는 만큼

진단과 치료로 나누어 탐구한다면 연결성 있는 생기부를 작성할 수 있을 것으로 기대합니다.

5. 결론

결론은, '학생들의 생기부가 이렇게 작성 되었으면 좋겠다'라는 생각으로

예시를 제공하는 것이며, 흔히 대필이라 불리는 목적이 아님을 밝힙니다.

참고용으로 확인하시면 좋을 듯 합니다. 글자수 역시 실제 세특 보다 긴 점 양해 바랍니다.

6. 마치며

저는 자료를 어도비 인디자인 프로그램을 통해 제작합니다.

따라서 오르비에는 해당 프로그램으로 제작한 pdf의 내용을 캡쳐한

이미지 파일들로 업로드 하였습니다.

물론 대부분의 파일들이 블로그에 무료로 공개되어 있지만,

저는 자선 사업가가 아니기에, 이번 탐구의 텍스트 복사가 가능한 pdf 파일은

제 블로그에 이웃추가 후 다운로드 받을 수 있게 업로드 하였습니다.

번거로우시겠지만, pdf 파일이 필요하신 분들은 블로그 이웃추가 후

다운로드 해주시면 감사하겠습니다. 또한 블로그 방문하시면 추가적으로 도움이

되실 만한 자료들이 존재할 가능성이 있습니다!

감사합니다.

https://blog.naver.com/c1c23c/222962159552

* 혹시 이런 자료들은 어떤 태그로 업로드해야 할지 알려주시면 감사하겠습니다!