초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 세포로부터 자발광을 유발하지 않는 적외선을 여기광원으로 하여 암세포를 이미징하기 위하여 적외선을 흡수해 가시광을 발광하는 상향변환(upconversion) 나노형광체를개발하고자 함. 이를 위해 안전한 전구체와 용매를 사용하여 균일한 크기와 모양의 불화물계 상향변환 나노형광체를 합성하고 코어/쉘 혹은 코어/쉘/쉘 구조를 통해 나노형광체의 발광 강도를 증대시키고, 소수성 나노형광체의 표면을 친수성으로 개질 한 후, 간암 표적성이 있는 리간드를 합성하여 나노형광체와 conjugation 시킨 후 적외선 레

□ 연구개요
본 연구에서는 세포로부터 자발광을 유발하지 않는 적외선을 여기광원으로 하여 암세포를 이미징하기 위하여 적외선을 흡수해 가시광을 발광하는 상향변환(upconversion) 나노형광체를개발하고자 함. 이를 위해 안전한 전구체와 용매를 사용하여 균일한 크기와 모양의 불화물계 상향변환 나노형광체를 합성하고 코어/쉘 혹은 코어/쉘/쉘 구조를 통해 나노형광체의 발광 강도를 증대시키고, 소수성 나노형광체의 표면을 친수성으로 개질 한 후, 간암 표적성이 있는 리간드를 합성하여 나노형광체와 conjugation 시킨 후 적외선 레이저를 광원으로 이용하여 간암세포를 이미징 하고, 또한 간암세포가 성장된 쥐에 표적 리간드가 결합된 나노형광체를 주사하여 in vivo 암세포 이미징을 하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 친환경 조성의 upconversion 무기 나노형광체 개발 및 코어/쉘, 코어/쉘/쉘 구조의 무기 나노형광체 합성
- Cd을 포함하지 않은 Cd-free 조성의 불화물계 upconversion 나노형광체를 합성하였음.
- 녹색 발광을 나타내는 정방정계 단일상의 코어 upconversion 나노형광체를 합성하였음.
- 정방정계 upconversion 나노형광체를 코어로 하여 코어/쉘 및 코어/쉘/쉘 upconversion 나노형광체를 합성하여 upconversion 발광을 증대시켰음.
- 두 가지 적외선 파장 여기 조건하에서 발광이 가능한 upconversion 나노형광체를 합성하였음.
(2) 암 표적물질 구조 설계와 나노형광체와의 결합 및 기능성 조사
- 간암세포 표적용 선도물질구조를 선정하고 선정된 Glycyrrhetinic acid(GA)를 합성하였음.
- 나노형광체의 표면을 개질하여 친수성 나노형광체 합성 후 cytotoxicity 테스트를 통해 독성 평가를 수행하였음.
- 표면 개질된 upconversion 나노형광체 uptake를 통한 암세포 이미징 실험을 수행하였음.
- 표면 개질된 코어/쉘/쉘 upconversion 나노형광체를 이용해 피하 주사 후 in vivo 이미징 실험을 수행하였음.
- 나노형광체에 결합 가능한 링커가 도입된 GA를 제조하여 나노형광체와 conjugation 후, GA 결합된 나노형광체를 이용한 세포 이미징을 통해 표적성 여부를 조사하였고, MTTassay를 이용해 독성 평가를 하였음.
(3) upconversion 나노형광체를 이용한 in vivo 암세포 이미징
- GA 결합된 나노형광체를 쥐에 주사한 후 적외선 광원을 이용해 in vivo 형광 이미징 실험을 수행하였음.
- 800 nm 적외선과 980 nm 적외선을 여기광원으로 하여 형광 이미징 여부를 조사하였음.
- 800 nm 적외선을 여기광원으로 이용 시 효과적으로 in vivo 이미징이 가능함을 확인하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 통하여 800 nm의 적외선에 의해 여기되어 강한 녹색 발광을 나타내는 코어/쉘/쉘구조의 나노형광체를 개발하였으며, 간암표적성이 있는 리간드와 결합하여 간암세포를 효과적으로 이미징 할 수 있었음. 향후 이러한 결과를 활용하면, biomolecule에 손상을 적게 주고 자발광을 일으키지 않는 적외선 광원을 이용하여 암세포를 이미징할 수 있기 때문에 고감도 암진단 기술을 확보하는 바탕이 될 수 있으며, 기존의 유기 형광 염료나 양자점을 이용한 검출수준 및 한계를 뛰어 넘는 암진단 영상 기술 확보의 교두보가 될 수 있음. 또한 upconversion발광을 나타내는 물질 조성에 대한 원천성이 있으므로 원천 물질 특허 확보가 가능하므로 매우 중요한 결과라 할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• (1) 연구개발의 필요성 ... 5
• (2) 연구의 최종 목표 ... 5
• (3) 연구의 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 친환경 조성의 up-conversion 무기 나노형광체 개발 ... 6
• (2) 코어/쉘, 코어/쉘/쉘 구조의 불화물계 무기나노형광체 합성 ... 7
• (3) 암 표적물질 구조 설계 ... 10
• (4) upconversion 나노형광체의 표면 개질 ... 11
• (5) 암 표적물질 제조 및 나노형광체와 결합 및 기능성 조사 ... 15
• (6) upconversion 나노형광체를 이용한 in vivo 암세포 이미징 ... 17
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 19
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 23
• 끝페이지 ... 40