용어의 정의

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선택적으로 암세포에 접근하여 폭발하는 매직탄환이라고도 불리는 나노쉘(Nanoshell)은 실리콘과 같은 부전도체 핵을 다양한 두께의 금속껍질로 감싸고 있는 구조로 되어있다. 나노쉘은 핵과 껍질의 두께의 조정을 통하여 빛을 흡수하거나 분산시키도록 디자인 할 수 있다. 빛을 흡수하도록 디자인된 나노쉘은 뜨거워진 나노쉘을 통하여 세포를 죽일 수 있는 가능성이 있으며 빛을 분산시키도록 디자인된 나노쉘은 나노 조영제(image contrast agent)로 사용될 수 있다. 특히 금(gold)으로 포장된 나노쉘은 적외선에 근접한 파장대의 빛(near-infrared light)에 반응을 하며 생물 조직에 침투가 용이하여 많은 관심이 집중되고 있다. 이 나노쉘은 그림과 같이 표면에 종양세포에 선별적으로 반응하는 항체를 처리했을 경우 종양세포에 선별적으로 부착되며 빛을 흡수했을 때는 열을 발생시켜 세포를 죽이고 빛을 분산했을 경우에는 효율적인 조영제로 쓰일 수 있음이 실험실 수준에서 증명되었다. 적외선에 근접한 파장대의 빛은 약 15 센티미터의 깊이로 생물조직에 침투할 수 있으며 또는 혈관 등에 사용하는 도관형 광섬유 케이블을 이용하여 나노쉘에 전달될 수 있다. 금나노쉘은 약 120 나노미터로 머리카락 두께의 약 1500배 작기 때문에 흡수가 용이하며 적외선에 근접한 파장대의 빛을 흡수했을 경우 평균적으로 37°C 정도의 열을 내 타겟 세포에 치명적인 상처를 줄 수 있다. 금 나노쉘의 적외선에 근접한 파장대의 빛의 흡수율은 기타 다른 조영제와 비교했을 때 100만배 이상 좋다고 알려져 있다. 아직까지 사람에게는 실험이 되지 않았지만 이 기술은 수술이 필요없이 암세포만을 선택적으로 죽일 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 이 밖에 MRI에서 많이 쓰이지만 독성이 있는 가돌리늄 혼합물의 조영제를 탄소나노튜브나 풀러렌에 주입하여 더 효율적이면서도 독성이 없는 조영제를 개발하는 시도도 되고 있으며 가돌리늄 탄소 나노구조체가 회전하는 MRI의 자기장에 의하여 발열하여 타겟 세포를 죽이는 가능성도 검토되고 있다.