나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 산하 국가 나노과학 센터 연구팀이 업컨버전(upconversion) 매개물(MedIatIon)의 광 동력 치료분야에서 혁신 성과를 취득함.

광 동력 치료(PDT)는 광화학 반응에 기반을 둔 일종 치료 기술로서 높은 제어 가능성과 낮은 독성 및 부작용이 적은 등 강점을 보유하고 있기 때문에 이미 종양 등 관련 질병에 대한 임상치료에 응용되고 있음. 하지만 임상 허가를 받은 광민감제는 가시광선의 여기(勵起)가 필요하며 제한된 조직 투과 능력으로 인해 응용이 어려웠음. 연구팀은 에피택셜 성장(epitaxial growth)을 이용하여 Nd3+ 이온 도핑을 실행한 코어 쉘 구조의 업컨버전(upconversion) 나노 입자(UCNPs)를 시드 결정(seed crystal)으로 사용한 후 인터페이스 유도의 자체 조립 전략을 통해 포르피린(Porphyrins) 유형의 메탈-유기물 프레임워크 metal-organic frameworks(MOFs) 재료가 관련 표면에서의 이방성 성장을 제어하였으며, 야누스(Janus, 로마신화에 나오는 두 개의 얼굴을 가진 신의 이름) 구조를 보유한 나노 광민감제를 개발하는데 성공하였음. 연구팀은 한 단계 더 나아가 구조가 비대칭적인 특성을 이용하여 미토콘드리아(mitochondria)에 대해 표적 특이성을 부여함. 연구팀은 준 세포(subcellular) 수준의 미토콘드리아(mitochondria)(세포의 동력 원천과 자살 무기 저장 창고) 속에서 ROS의 동적 평형을 제어하였으며, 세포 사망 메커니즘을 활성화하여 광 동력 치료 효과를 확대시켰음.

이번 연구는 종양의 효과적인 광 동력 치료를 위해 새로운 아이디어를 제공하였으며, 근적외선 여기(勵起) 기술과 정밀한 공간 제어 기술을 결합시켰는데 이런 상황은 차세대 PDT 시스템의 새로운 발전 방향이 되고 있음.

본 연구 성과는 Angewandte Chemie International Edition에 게재됨.