40 공업화학 전망, 제21권 제3호, 2018
AIST, 산화 탄소나노튜브를 이용한 고휘도 근적외선 형광 이미징 프로브 개발 - 생체 내 이미징 프로브로 활용 기대 -
일본 산업기술종합연구소(AIST) 나노튜브실용화연구센터 CNT 평가팀 이이즈미 요코(飯泉陽子) 기술스 태프 등은 시마즈제작소(島津製作所)와 공동으로 탄소나노튜브(CNT)를 산화하는 간편한 방법을 고안, 동 방법으로 합성한 산화 CNT를 이용하여 생체 투과성이 높은 제2근적외선(NIR-II) 영역에서 발광하는 근적 외선 형광 이미징 프로브를 개발했다.
CNT는 형광을 발하는 것으로 알려져 있는데, 최근 CNT를 독립 분산시킨 물에 오존을 혼합하고 빛을 조사함으로써 보다 높은 형광양자 수율의 산화 CNT를 합성하는 방법이 보고된 바 있다. 이 산화 CNT는 생체 투과성이 높은 근적외광으로 여기할 수 있으며, NIR-II 영역에서 발광한다. 그러나 대량 합성이 불가 능하다는 문제가 있었다.
연구진은 자외선 조사로 발생한 오존으로 CNT 박막에 수 분간 산화 처리함으로써 산화 CNT를 합성하 는 방법을 개발했다. 이 방법은 반응 시간이 수 시간 걸렸던 기존의 방법에 비해 짧은 시간 안에 다량의 산화 CNT를 합성할 수 있다. 합성된 산화 CNT는 근적외선 광여기에 의해 NIR-II 영역에서 형광을 발하 기 때문에, 근적외선 형광 이미징 프로브로 응용할 수 있다. 합성된 산화 CNT의 표면을 인지질 폴리에틸 렌글리콜(PLPEG)로 코팅하여 물에 분산될 수 있도록 하고, 생체 내 이미징 프로브로 사용하여 실험용 쥐 의 혈관을 장시간 고휘도로 조영했다. 또한, 면역 글로불린G(IgG)을 구조 변경한 PLPEG (IgG-PLPEG)로 코팅한 결과, 면역 침강(IP) 반응에 의해 표적 지향성이 생기는 것을 확인했다.
본 성과는 2018년 4월 19일 과학지 Scientific Reports 온라인판에 게재되었다(※발표논문참조).
※발표논문 : Yoko Iizumi, Masako Yudasaka, Jaeho Kim, Hajime Sakakita, Tsukasa Takeuchi &
Toshiya Okazaki, “Oxygen-doped carbon nanotubes for near-infrared fluorescent labels and imaging probes”, Scientific Reports, 19 April 2018
DOI: 10.1038/s41598-018-24399-8
Figure. 산화 탄소나노튜브의 형광과 실험용 쥐를 대상으로 한 혈관 조영술의 개념도.
출처: 2018.04.19. AIST(http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2018/pr20180419_2/pr20180419_2.html) 작성: 소 대 섭 (한국과학기술정보연구원)
신기술 소개
http://www.ksiec.or.kr
