초록 ▼

본 연구에서는 생물학적으로 안정하다고 알려진 싸이클로덱스트린(Cyclodextrin, CD)을 기반으로 기능성분자 템플레이트(template)를 쉽게 만들 수 있는 싸이클로덱스트린 유도체의 합성법 개발과 호스트-게스트화학 및 초분자 조합을 이용하여 약물전달, 센서, 이미징 등 여러 가지 생물학적 응용이 가능한 플랫폼(platform)의 개발, 두가지 부분으로 나누어서 연구를 진행하였다. 세부적인 내용은 다음과 같다.

1) 다기능성 분자 템플레이트로서의 사이클로덱스트린 유도체 합성 연구.
- 마이크로웨이브(micro

본 연구에서는 생물학적으로 안정하다고 알려진 싸이클로덱스트린(Cyclodextrin, CD)을 기반으로 기능성분자 템플레이트(template)를 쉽게 만들 수 있는 싸이클로덱스트린 유도체의 합성법 개발과 호스트-게스트화학 및 초분자 조합을 이용하여 약물전달, 센서, 이미징 등 여러 가지 생물학적 응용이 가능한 플랫폼(platform)의 개발, 두가지 부분으로 나누어서 연구를 진행하였다. 세부적인 내용은 다음과 같다.

1) 다기능성 분자 템플레이트로서의 사이클로덱스트린 유도체 합성 연구.
- 마이크로웨이브(microwave)를 이용한 alpha, beta, gamma – cyclodextrin의 유도체 합성
; 싸이클로덱스트린의 1차 알코올을 아지이드(Azide)로 작용기를 변환하였다. 예를 들면 베타 싸이클 로덱스트린(b-Cyclodextrin)에 7개의 1차 알코올을 모두 아자이드(azide)로 치환할 수 있는 합성법을 개발하고, 수용성 싸이클로덱스트린 유도체를 클릭 반응(Click reaction)을 통하여 합성하였다. 클릭 반응조건을 마이크로웨이브 반응조건을 최적화하여 모든 아자이드 작용기를 아세틸렌작용기와 반응 후 생물학적인 응용이 가능한 싸이클로덱스트린 유도체를 합성하였다. 또한 마이크로웨이브를 이용하지 않은 조건에서 클릭 반응을 비교하였다.

2) 새로운 싸이클로덱스트린 유도체 합성과 호스트-게스트(Host-guest) 특성 연구
- 중성, 음이온성, 양이온성 베타싸이클로덱스트린(β-CD) 유도체의 합성
; 클릭반응을 기반으로 다양한 싸이클로덱스트린 유도체를 합성할 수 있는 데, 전하를 가진 유도체를 추가로 합성할 수 있었다. 중성인 경우는 propargyl alcohol, 음이온은 propargyl sulfonate을 이용하여 베타아지도 싸이클로덱스트린과 반응하여 합성하였고, 양이온인 경우는 triazolium으로 치환하여 합성하였다.

- 약물전달체로서의 싸이클로덱스트린 유도체 연구
; 일반적으로 베타 싸이클로덱스트린(β-CD)은 약물의 담지할 수 있는 공동(Cavity)을 가지고 있다. 본연구에서 합성된 새로운 싸이클로덱스트린 유도체의 약물 전달의 기능을 탐색하기 위하여 adamantane, fatty acid, 항염제등의 다양한 게스트 물질을 이용하여 담지 능력을 확인하였다. 이때 등온열량계(isothermal calorimetry)나 자외선 분광기(UV-vis spectrophotometer)를 이용하여 결합상수나 열역학적인 변화를 확인하였다.

- 유전체 전달체로서의 양이온성 싸이클로덱스트린 유도체 연구.
;유전체의 경우 음이온을 띠고 있기 때문에 양이온성 고분자를 이용, 정전기적 인력을 통한 유전자 전달을 시도하고 있는 데, 본 연구에서는 기초적인 연구로 분자인 싸이클로덱스트린에 다중의 양이온을 도입하여 IP3(Inositol triphosphate), AMP (adenosine triphosphate)등의 다양한 생물학적 다중 음이온과의 결합 능력을 확인하였다. 이때 형광 및 자외선을 이용하여 결합상수를 결정하였다.

3) 양쪽성 싸이클로덱스트린(amphiphilic cyclodextrin) 합성 및 리포좀(liposome) 연구
단분자로서 리포좀 형성 및 세포내 전달을 위해서는 친수성/친유성 두가지 양쪽성 물질이 필요하여 혐수성인 알킬 그룹을 가진 양이온성 싸이클로덱스트린을 합성하였다. 약물 및 유전체를 동시에 전달할 수 있는 운반체로서 효과적인 양이온 리포좀 형성을 시도하였고, 전자투과현미경(TEM) 및 Langmuir-blodgett isotherm을 이용하여 확인하였다.

4) 유전체 전달 및 형광이미징이 가능한 싸이클로덱스트린 유도체 연구
양이온 전하를 가진 양쪽성 싸이클로덱스트린과 플라스미드 DNA와의 결합을 전기영동(Electrophoresis)을 통하여 확인하였고, 형광분자를 양쪽성 싸이클로덱스트린에 도입하여 세포내에 전달가능성을 공초점 형광현미경(Confocal fluorescence microscopy)를 이용하여 확인하였다.

(출처:연구결과 요약문 p.4)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5 1. 연구과제의 개요 ... 5 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8 5. 연구결과의 활용계획 ... 8 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8Ⅲ. 연구성과 ... 9끝페이지 ... 15