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공업화학 전망, 제20권 제5호, 2017
NIMS, 개폐 가능한 포켓이 있는 나노카본 마이크로 큐브 개발 - 표적 약물의 수송⋅서방 등의 의료적 응용 기대 -
일본 물질⋅재료연구기구(NIMS) 국제나노아키텍토닉스연구거점(MANA) 초분자그룹 Partha Bairi 연구 원 등의 연구그룹은 각 면에 하나씩 포켓을 갖는, 나노카본으로 이루어진 마이크로 크기의 큐브 모양 물질 을 제작하고, 포켓에 뚜껑을 열고 닫는 작업에 성공했다. 포켓 안에 마이크로 크기의 세포나 약물 등을 넣 어 수송하는 등 의료 분야를 비롯한 다양한 분야에서의 응용이 기대된다.
연구진은 탄소 재료의 하나인 C70 풀러렌을 이용하여 각 면에 하나씩 포켓을 갖는 마이크로 크기의 큐 브를 제작하는 데 성공했다(Figure a). 지금까지 다양한 풀러렌 결정 구조 제어를 달성해 온 ‘액체-액체 계 면 침전법(Liquid-Liquid Interfacial Precipitation; LLIP)’을 개선시킨 ‘Dynamic LLIP 법’을 통해 큐브의 모든 면에 하나씩 약 1 µm의 포켓 구조를 제작했다. 아울러 이 큐브 포켓에 뚜껑을 열고 닫는 작업에 성공 했다(Figure b, c).
또한 크기가 거의 같은 2종류의 입자(수지 유래의 입자와 탄소 소재의 입자)를 제작한 큐브와 혼합한 결 과, 입자의 화학적 성질을 인식하여 수지 유래의 입자는 하나만 들이는 반면, 탄소 소재의 입자는 여러 개 를 들이는 것을 확인했다.
제작된 큐브의 포켓 구조는 마이크로 입자의 화학적 성질의 차이점을 인식할 수 있고, 자유자재로 뚜껑 을 열고 닫을 수 있다. 이 포켓 구조에 표적 약물과 생체 기능 물질을 내포시켜 운송한 후, 뚜껑을 개폐하 여 서방을 제어하는 등의 의료 응용 및 오염 물질의 선택적 제거를 통해 환경을 정화하는 등의 응용이 기 대된다.
본 연구 성과는 2017년 7월 25일 국제 학술지 ACS Nano 온라인판에 게재되었다(※발표논문참조).
※ 발표논문 : Partha Bairi, Kosuke Minani, Jonathan P. Hill, Katsuhiko Ariga, and Lok Kumar Shrestha, “intentional Closing/Opening of ‘Hole-in-Cube’ Fullerene Crystals with Microscopic Recognition Properties”, ACS Nano, July 25, 2017
DOI: 10.1021/acsnano.7b01569
Figure. C70 풀러렌 마이크로 큐브의 전자현미경상.
