기능성 나노쉘의 합성과 암세포 진단 프로브로써의 응용에 관한 연구

Abstract

독성이 없고 효과적인 image contrast agent로써 응용 가능한 기능성 나노 쉘을 amine-surface seeding 방법과 metal shell-growing 과정을 통하여 합성하였다. 2 nm 크기의 골드 입자가 seeding된 실리카 나노 입자를 gold chloride 용액과 환원제를 일정 비율로 섞은 다음 실리카 나노 입자 표면에 균일한 두께로 코팅하였다. 본 연구에 따르면 seeding된 골드 입자가 성장하여 균일한 골드 쉘이 되는 데에 7일 가량의 반응시간이 필요하며, 이러한 쉘의 형성 과정은 TEM을 측정하여 확인하였다. 또한, Gold chloride 용액과 환원제의 비율을 조절하여 골드 쉘의 두께를 조절할 수 있으며, core-shell의 비율 변화에 따라 실리콘-골드 나노 쉘이 갖는 광학적 특성 변화는 UV-visible spectrum으로 확인할 수 있었다. 이와 아울러, 본 연구에서는 선택적인 cancer marker를 표식 할 수 있도록 실리콘-골드 나노 쉘 표면에 antibody를 컨쥬게이션하고 세포에 labeling하여 분자 이미징 프로브로써의 가능성을 확인하였다. 먼저, 효과적인 antibody 컨쥬게이션과 세포 labeling 효율성을 확인하고자 세포내의 세포질에 위치하는 ERK2, SRF marker를 antibody 컨쥬게이션 된 실리콘-골드 나노 쉘로 labeling하고 confocal laser scanning microscope (CLSM)을 이용하여 반사 이미지를 측정 하였다. 또한, HEK293 (Human Embryonic Kidney) 세포를 사용하여 정상세포와 cancer marker인 PLCγ1이 발현 된 암 세포를 각각 실리콘-골드 나노 쉘로 labeling 하고 CLSM 반사 이미지를 측정하여 실리콘-골드 나노 쉘의 암 세포 진단 프로브로써 응용 가능성을 확인하였다.; In this work, completely gold-encapsulated silica particles are fabricated by combining the amine-surface seeding with a metal shell-growing method. By introducing another reductant with gold chloride, continuous gold nanolayers were easily deposited on amine-functionalized silica particles. Transmission electron microscopy(TEM) and ultraviolet (UV)-visible spectroscopy were used to identify the morphological and physical property of each nano-shell. Due to combining advances in molecular imaging and nanotechnology, it is expected that contrast agents targeted to molecular markers of disease will routinely provide molecular information about the disease susceptibility long before pathogenic changes occur at the anatomic level. Metal nanoshells have been known as the excellent candidates which can be used for those purposes. Also, advances in scattering-based optical imaging technologies offer a new approach to noninvasive point-of-care detection, diagnosis, and monitoring of cancer. Emerging photonics technologies provide a cost-effective means to image tissue in vivo with high resolution in real time. Advancing the clinical potential of these imaging strategies requires the development of optical contrast agents targeted to specific molecular signatures of disease. Nanoshells offer significant advantages over conventional imaging probes including continuous and broad wavelength tunability, far greater scattering and absorption coefficients, increased chemical stability, and improved biocompatibility. In this work, the use of a novel class of contrast agents based on nanoshell bioconjugates for molecular imaging in living cells has been studied.