나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 허폐이(合肥, 합비) 물질과학 연구원 산하 "강(强) 자기장 과학 센터" 왕쥔펑(王俊峰, 왕준봉) 연구팀은 최근 생물 단백질 템플릿을 이용하여 나노 결정체 성장 및 응용을 조정 제어하는 연구에서 혁신성과를 취득함.

연구팀은 조영(造影) 효과가 좋고, 생물 안전성이 높고, 방법이 간단한 조영제(造影劑)를 제조하는데 성공하여 밝은 응용 전망을 보유하고 있음.

자기 공명 조영제(造影劑)는 내부와 외부 이완 효과와 자기화 비율을 통해 생물 조직 신호 의 강도(强度)를 개변시키고 자기 공명 이미징(MRI)의 이미지 해상도를 향상시키게 됨.

자기 공명 조영제(造影劑)는 증강(增强) 유형에 따라 양성(T1)과 음성(T2) 조영제(造影劑) 두 가지 종류로 나눌 수 있음.

현재 임상에서 일상적으로 사용되고 있는 가돌리늄 베이스 조영제(造影劑)(Gd-DPTA, 양성 조영제(造影劑))는 체 내에서 소량의 유리(游離) Gd 이온을 방출하여 비교적 심각한 독성 부작용을 생성시킬 수 있는데, 초소(超小) 사이즈(5nm 미만)의 산화철 나노입자는 양호한 생체 호환성을 보유하고 있기 때문에 가돌리늄 베이스 조영제(造影劑)의 이상적인 대체품으로 될 것이라는 평가를 받고 있음.

그러나 현재는 작은 사이즈(5nm 미만)의 산화철 자성 나노입자가 일상적으로 유기 용매를 사용하고, 친수성 배합체 교체가 비교적 복잡하며, 합성 효율이 낮은 등 문제가 있음.

이 때문에 제조 방법이 간단하고 더욱 이상적인 생물 호환성, 더욱 강한 T1 증강 효과를 보유한 산화철 나노입자 개발은 여전히 도전에 직면하여 있는 상황임.

연구팀은 우혈청 백단백질(bovine serum albumin, BSA) 을 자체 조립하여 형성된 케이지(cage) 모양 단백질 구조에 기반 하여 자성 나노소재의 사이즈를 조정 제어하여, 실온 조건 하에서 원스텝(one step)으로 균일하고, 단일 분산적이고, 초소(超小) 사이즈(3.5nm) 수준에 도달하는 Fe2O3@BSA 나노입자를 개발한 동시에 나노입자 표면 케이지 모양의 BSA 초(超) 분자 구조의 존재를 확인함.

Gd-DPTA에 비해 이번 연구를 통해 개발한 나노입자의 T1 조영(造影) 효과는 더욱 이상적이고 더욱 지속되는 것으로 나타났음.

또한 BSA의 커버 덕분에 연구팀이 개발한 나노입자는 체내에서 신속히 대사를 통해 소변으로 배출되기 때문에 비교적 이상적인 생물 안전성을 보유하고 있으며, 제조 방법이 간단하고 효율적이기 때문에 밝은 응용 전망을 보유하고 있는 것으로 나타났음.

본 연구 성과는 ACS Applied Materials & Interfaces ("In Situ One-Pot Synthesis of Fe2O3@BSA Core-Shell Nanoparticles as Enhanced T1-Weighted Magnetic Resonance Imagine Contrast Agents")에 게재됨.