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이재범 교수 연구팀, ‘사이언스 어드밴시스’에 논문 등재

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이재범 교수 연구팀, ‘사이언스 어드밴시스’에 논문 등재 사진1

살아있는 쥐 모델 생체내의 암세포 형광 표지

바이오메디컬 이미징 응용분야 개척

 

충남대학교 화학과 이재범 교수 연구팀(제1저자: 권준영 박사과정, 김정효 박사)은 부산대학교, 국립암센터와 공동연구를 수행한 가운데 철 기반 생체 친화적 양자점(셀렌화철)을 합성해 살아있는 쥐 모델 생체내의 암세포를 형광 표지했다.

미래창조과학부가 지원하는 기초연구실지원사업(BRL), 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 한국보건산업진흥원의 질환극복기술개발사업의 지원을 받아 진행된 이번 연구는, 사이언스(Science) 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances, Impact Factor: 12.804)’ 온라인에  ‘FeSe Quantum Dots for In Vivo Multi-photon Biomedical Imaging’ 제목으로 등재됐다.

이재범 교수 연구팀은 높은 생체 적합성 및 다중 광자 흡수 성능을 갖는 효율적인 광 발광 프로브인 셀렌화철(FeSe) 양자점을 개발해, 생체 이미징의 광 침투 깊이와 공간 해상도를 개선했다.

특히 합성된 양자점은 800nm 및 1080nm 파장에서 2 또는 3 광자 여기 특성과 함께, 생체 내 이미징을 유리하게 하는 2차 윈도우 이미징에 적합한 높은 양자 수율(약 40%)을 보였다.

이에 연구팀은 개발된 형광표지자의 암세포 특이성과 생체 적합성을 높이기 위해 폴리에틸렌글리콜로 양자점을 둘러싸고, 이후 인간상피 성장 인자 수용체 2 (HER2) 항체를 접합했다. 또한 개발된 셀렌화철 양자점을 이용해 HER2가 과발현된 MCF7 세포 및 유방암 쥐모델에서 인비트로(In vitro) 및 인비보(in vivo) 2 광자 이미징을 성공적으로 수행했다. 이 가운데 유방암 쥐 모델에서 800nm의 여기 파장에서 비선형 펨토초레이저를 사용해 피부표면에서 최대 500μm의 깊이에 있는 암세포 형광 이미징을 성공시켰다. 

이번 연구는 다중 광자 암 영상화에 새로운 물질인 생체 적합적 FeSe 양자점을 이용한 바이오메디컬 이미징 응용분야를 열었다는 점에서 높은 평가를 받았다. 




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