Au의 제작

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 18729(2022) 이 기사 인용

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나노입자는 미세한 크기, 다기능, 긴 유지 시간으로 인해 생의학 응용 및 암 치료에 널리 사용됩니다. 다양한 나노입자 중에서 금속 나노입자의 국부적인 표면 플라즈몬 공명 효과에서 파생되는 독특한 광학 특성은 금속 나노입자가 연구되고 응용되는 주요 이유입니다. 구리 및 철 나노입자는 펜톤 또는 펜톤 유사 반응을 통해 과도한 H2O2에서 수산기 라디칼을 생성할 가능성이 있습니다. 반면, 감광제가 장착된 금나노입자는 광자의 에너지를 화학에너지로 전달할 수 있고, 암 치료에 적합한 일중항 산소 생성을 강화할 수 있다. 종양 미세환경에서 이들 두 가지 활성 산소종의 작용으로 세포 사멸이 더욱 유도될 수 있습니다. 본 연구에서는 먼저 간단한 1단계 열수환원반응을 통해 폴리[스티렌-알트-(말레산, 나트륨염)(Cu 페라이트 산화물-고분자)과 이중 금속 나노입자를 합성했습니다. 그런 다음, 금(III)이 환원되어 구조에 도핑되어 삼중 금속 구조인 Au 도핑된 Cu 페라이트 나노입자(Au/Cu 페라이트 산화물-폴리머 NPs)를 형성했습니다. 생성물의 금속 비율은 반응물의 Fe/Cu 비율과 반응물의 첨가 순서를 조작하여 제어할 수 있습니다. 코어-쉘 구조는 투과전자현미경으로 확인되었습니다. 또한, Au/Cu 페라이트 산화물-폴리머의 수산기 라디칼 및 단일항 산소 생성 능력이 입증되었습니다. 화학역학적 및 광역학적 효과를 측정하고, 시험관 내 ROS 생성을 관찰했습니다. 더욱이, 암세포에 의한 세포내이입의 행동은 자기장에 의해 제어될 수 있습니다. 결과는 Au/Cu 페라이트 산화물-고분자 코어-쉘 나노반응기가 화학역학적/광역학적 시너지 치료를 위한 잠재적인 물질임을 나타냅니다.

금속 나노입자의 적용은 이제 촉매, 반도체 및 생물의학 용도를 포함한 다양한 분야에서 널리 사용되는 솔루션입니다1,2,3,4. 나노입자의 작은 크기로 인한 높은 표면 부피 비율, 국부적인 표면 플라즈몬 공명 효과 및 내부화의 독특한 물리화학적 특성은 다양한 생물의학적 문제를 해결하기 위한 새로운 관점을 제공합니다5,6,7,8,9,10.

생체의학 분야에서 나노입자의 다양한 응용 분야 중 암 치료가 적합한 주제입니다. 종양의 짧은 성장으로 인해 낮은 pH 값, 저산소증 미세 환경 및 결함이 있는 혈관을 포함하여 종양 조직과 정상 조직 사이에 몇 가지 차이점이 존재합니다11,12. 누출과 결함이 있는 종양 혈관의 비정상적인 구조와 기능은 나노입자가 종양 조직에 접근하여 수동적으로 축적될 수 있는 장소를 제공합니다. 이러한 현상을 향상된 투과성 및 유지 효과라고 합니다13.

암 치료를 위한 혁신적이고 유망한 치료 방식인 광역학 요법(PDT)은 조직 주변의 빛, 감광제 및 산소를 포함합니다14,15. 그 중 감광제는 본질적으로 특정 파장의 빛에 의해 활성화되고 주변 산소 분자에 에너지를 전달하여 Type I 및 Type II 반응을 통해 활성산소종(ROS)을 생성할 수 있는 촉매 역할을 합니다. 광 흡수를 통해 이러한 특정 감광제는 시스템 간 교차를 거쳐 생체 분자와 함께 간접적으로 ROS를 생성하거나(유형 I 반응) 산소와 직접 반응하여 에너지 전달을 생성하고 일중항 산소(1O2) 생성을 초래하는 두 가지 방식으로 추가 반응할 수 있습니다. 유형 II 반응)18. 그 사이에서 1O2는 극도로 친전자성이며 생물학적 분자와 거대분자에서 전자가 풍부한 이중 결합을 직접 산화시킬 수 있습니다. 이는 PDT19와 관련된 주요 세포독성제로 여겨집니다.