초록 ▼

본 연구결과보고서에서는 질병 진단 및 치료용 나노물질의 물리화학적 특성, 세포와의 상호작용, 생체내에서의 거동 등의 특성화 및 QC를 위한 가이드라인 및 평가지침을 제공하였다. 제1세부과제에서는 질병 진단 및 치료용 소재로 활발하게 연구되고 있는 골드 나노입자의 표면전위를 cationic, neutral, anionic 3 가지 특성을 갖는 나노입자를 제조하였다 이렇게 제조된 골드 나노입자가 향후 이 분야의 특성화 및 QC 에 필요한 기준지침을 마련하는데 필요한 표준물질로서의 활용되기 위해서 필요한 3가지 표면특성을 갖는 나노입자를

본 연구결과보고서에서는 질병 진단 및 치료용 나노물질의 물리화학적 특성, 세포와의 상호작용, 생체내에서의 거동 등의 특성화 및 QC를 위한 가이드라인 및 평가지침을 제공하였다. 제1세부과제에서는 질병 진단 및 치료용 소재로 활발하게 연구되고 있는 골드 나노입자의 표면전위를 cationic, neutral, anionic 3 가지 특성을 갖는 나노입자를 제조하였다 이렇게 제조된 골드 나노입자가 향후 이 분야의 특성화 및 QC 에 필요한 기준지침을 마련하는데 필요한 표준물질로서의 활용되기 위해서 필요한 3가지 표면특성을 갖는 나노입자를 제조하는 가이드라인을 제시하였다. 골드 나노입자 표면에 항체의 고정화 및 배향성을 향상시키기 위한 기술의 하나로 단백질 G를 이용하는 방법을 제시하였으며, 이렇게 항체가 고정화된 골드 나노입자를 특성화하는 방법으로 dark-field scattering microscopy와 형광다이가 부착된 2차항체를 이용하는 방법을 제시하였다. 3가지 표면전위를 갖는 골드 나노입자와 세포의 상호작용을 일반 암세포주와 대식세포주를 이용하여 알아보았다. 이러한 세포와의 상호작용은 나노입자와 세포와 접촉하고 있는 시간에 따라서도 른 영향을 받는 것을 확인하였는데, 6시간 정도로 인큐베이션 했을 때는 양전하를 띠는 골드 나노입자가 세포와 상호작용을 가장 강하게 하는 경향을 보였다. 하지만 12시간 정도 이후에는 음이온을 가지는 골드 나노입자도 세포와 상호작용을 하는 것을 관찰할 수 있었다. 나노입자와 세포의 작용은 형광 및 Dark-field scattering spectroscopy방법을 이용하여 특성화 하는 방법을 제시하였다.
제 2세부과제에서는 다양한 나노입자의 생체내/외 특성분석을 위한 기준마련을 위하여 생체치 특성분석을 나노 입자의 입자크기, 표면형상 및 나노입자의 표면전위를 측정하여 물리/화학적 특성분석 기준을 설정하였으며, 나노입자의 물리/화학적 특성과 생체내의 생체분포도 및 특정 질환 표적성을 분자영상 기술을 통하여 살아있는 소동물 모델에서 특성분석을 실시하는 가이드라인을 제시하였다. 특히, 분자영상 기술을 이용한 DDS용 나노입자의 생체내 특성분석은 기존 나노입자의 특성에서 예측이 불가능한 생체내의 특성을 정성/정량적으로 분석이 가능함으로써, 향후 나노입자 기반 약물전달시스템의 임상 적용시 약물전달체의 생체내 효능예측 및 잠재된 위험성을 예측하기 위한 특성분석의 기준설정을 집중적으로 연구하였다. 향후 임상시험 및 제품화 허가를 앞둔 다양한 나노입자의 특성분석을 위하여 1) 나노입자의 표면 전위, 2) 나노입자의 평균입자크기 및 표면형상, 3) 나노 입자의 세포흡수 메커니즘, 4) 나노입자의 생체내 생체분포도 및 표적성 등의 특성분석을 위한 실험방법 기준안을 제시하여고, 각각의 실험방법에 대한 실례를 제시하였다.
제3세부과제에서는 항체가 접합 된 금 나노입자의 FT-IR 흡수스펙트럼 검출을 이용하여 표면에 흡착되어있는 유기 및 생체물질을 정성.정량 분석 기술을 개발하고 나아가 금 나노입자의 흡광도와 비교함으로써 표면에 붙어 있는 리간드의 양을 측정할 수 있는 정량분석기술로 발전시키고자 하였다. 이를 위해 dialysis와 vacumm oven을 이용한 수분제거 등의 시료전처리 기술을 개발하고 미량의 나노입자 용액을 이용해서도 FT-IR 측정이 가능하도록 하기위해 ATR 측정방식을 이용하여 나노입자의 적외선 분광스펙트럼을 얻는 기술을 개발하였다. 일관된 측정결과를 얻기위해 FT-IR 측정과정에서 필요한 시료준비, 측정 등의 절차를 정리하여 분석가이드라인을 작성하였다. 나노입자의 표면전하를 측정하는 과정에서 발생하는 오류요인을 분석하고 신뢰성있는 측정을 위해 고려해야할 사항들을 정리하여 분석가이드라인을 설정하였다. 표면분식 가이드라인은 FT-IR 측정법을 기반으로 작성하였고, 표면전하 측정을 위해서는 LDV 방법을 이용한 제타포텐셜 측정기술의 측정가이드라인을 설정하였다.

Abstract ▼

This report provides guidelines on the characterization and quality control of physicochemical properties, interaction with cells, and biodistribution of nanomaterials that can be used for disease diagnosis and therapy.
In the first research project, the guidelines for the synthesis of cationic,

This report provides guidelines on the characterization and quality control of physicochemical properties, interaction with cells, and biodistribution of nanomaterials that can be used for disease diagnosis and therapy.
In the first research project, the guidelines for the synthesis of cationic, neutral, and anionic gold nanoparticles coated with antibodies were suggested. To characterize gold nanoparticles coated with antibodies, we suggested fluorescence microscopy and dark-field scattering microscopy techniques. The interaction of three-different charged gold nanoparticles was dependent on the surface properties of gold nanoparticles and incubation time. In the short time, cationic charged gold nanoparticles were easily internalized into macrophage cells, while the anionic charged gold nanoparticles were also internalized into cell after 12 hrs. The fluorescence and dark-field scattering microscopy technique can be also used as the characterization tools of the interaction between nanoparticles and cells.
In the second research project, the guidelines for the characterization and quality control of DDS nanoparticles both in vitro and in vivo. Using various kinds of DDS nanoparticles, the guidelines for the characterization of physicochemical properties, interactio with cells, behavior in vivo condition were suggested. For the guidelines suggested in this research project to be used as the guidelines for the QC of nanoparticles, various characterization tools that analyze the nanoparticle size, shape, surface charge, mechanism of internalization, biodistribution in body were examined.
In the third research project, the guidelines for the characterization of ligand attached on the surface of gold nanoparticles were suggested using FT-IR. To characterize such kinds of nanoparticles reproducibly, detailed guidelines for the characterization method was suggested. Furthermore, analysis guidelines for the measurement of surface charge of nanomaterials were also suggested. This guidelines would be useful to minimize any errors that could be occurred in !the analysis and to maximize the reliability of analysis tools.

목차 Contents

• 용역연구사업 연구결과보고서 ...1
• 표지 ...2
• 제출문 ...5
• 목차 ...6
• I. 연구개발결과 요약문 ...8
• 연구결과보고서 요약문 ...8
• Summary ...10
• II. 총괄연구개발과제 연구결과 ...12
• 제1장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...12
• 제2장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법 ...19
• 제3장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...24
• 제4장 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...39
• 제5장 총괄연구개발과제의 연구성과 ...47
• 제6장 기타 중요변경사항 ...50
• 제7장 참고문헌 ...50
• 제8장 첨부서류 ...51
• III. 제1 세부연구개발과제 연구결과 (세부과제별로 작성) ...62
• 제1장 제1 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...63
• 제2장 제1 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ...66
• 제3장 제1 세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...71
• 제4장 제1 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...89
• 제5장 제1 세부연구개발과제의 연구성과 ...93
• 제6장 기타 중요변경사항 ...95
• 제7장 참고문헌 ...95
• 제8장 첨부서류 ...96
• IV. 제2 세부연구개발과제 연구결과 (세부과제별로 작성) ...102
• 제1장 제2 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...103
• 제2장 제2 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ...107
• 제3장 제2 세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...110
• 제4장 제2 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...134
• 제5장 제2 세부연구개발과제의 연구성과 ...137
• 제6장 기타 중요변경사항 ...139
• 제7장 참고문헌 ...139
• 제8장 첨부서류 ...140
• V. 제3 세부연구개발과제 연구결과 (세부과제별로 작성) ...143
• 제1장 제3 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...144
• 제2장 제3 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ...151
• 제3장 제3 세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...152
• 제4장 제3 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...188
• 제5장 제3 세부연구개발과제의 연구성과 ...189
• 제6장 기타 중요변경사항 ...190
• 제7장 참고문헌 ...190
• 제8장 첨부서류 ...191