나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 산하 "국가 나노과학 센터" 천춘잉(陳春英, 진춘영) 연구원 연구팀은 저산소증(Hypoxia)으로 조립한 초소형 산화 철 나노입자를 이용하여 종양 형광과 자기 공명 이미징 신호를 증폭시키는 연구에서 혁신성과를 획득함.

연구팀이 저산소증(Hypoxia)으로 조립한 산화철 나노입자는 양호한 종양 침투성 및 표적 종양 저산소증(Hypoxia) 구역 능력을 나타내어 종양의 형광과 자기 공명 영상 신호를 효과적으로 증폭시키고, 저산소증(Hypoxia) 종양에 대한 평가를 위해 새로운 방법을 제공하는 것으로 나타났음.

초소형 산화철 나노입자(UIO)는 균일한 사이즈, 정제된 형상, 높은 안전성, 성숙된 제조 방법 등 장점을 보유하고 있기 때문에 핵자기 공명 T2 가중 이미징 조영제(造影劑)로서 선정되는 순위에서 1순위로 평가를 받고 있음.

연구팀은 니트로 이미다졸 유도체(Pimo)를 산소 트리거(trigger)로 사용하여 UIO 나노입자 표면에 수식하고, 저산소증(Hypoxia) 프로브 UIO-Pimo를 구축함.

초소형 사이즈로 하여금 UIO-Pimo를 도와 종양의 저산소증(Hypoxia) 구역에 침투될 수 있도록 하고, Pimo로 하여금 저산소증(Hypoxia) 환경, 전자 공급 체와 니트로기 복원 효소의 공동 역할 하에서 바이오 복원 반응을 실행할 수 있도록 함. 이는 큰 사이즈 조립체의 형성을 촉발시키고, T2 이미징 신호를 증폭시키며, 종양 저산소증(Hypoxia) 구역 자기공명 조영(造影)에 대한 검출 민감 정도를 향상시킴.

연구팀은 MRI 수치 차이 방법을 확정하여 생체에서의 저산소증(Hypoxia) 종양 3차원 분포를 획득함으로써 MRI 수치 차이 방법의 임상 응용을 위한 기반을 구축하였음.

또한, UIO-Pimo 프로브로 하여금 소수(疏水) 환경을 유도시키도록 하여 형광 신호를 증강시키는 NBD 분자를 동시에 탑재시켰는데 동 조립 체는 형광 신호 검출을 증강시키는 것으로 나타남.

이번 연구를 통해 저산소증(Hypoxia) 조립 전략을 확정하였으며, 나노입자로 하여금 종양 부위의 농도를 향상시키고 체류 시간을 증가시켜 나노소재의 침투 능력 한계 때문에 발생하는 치료의 한계성을 극복할 수 있게끔 하였음.

본 연구 성과는 J. Am. Chem. Soc. 2021 ("Hypoxia-Triggered Self-Assembly of Ultrasmall Iron Oxide Nanoparticles to Amplify the Imaging Signal of a Tumor")에 게재됨.