KR100541282B1 - 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 및 그제조방법 - Google Patents

초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 및 그제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100541282B1
KR100541282B1 KR1020040049664A KR20040049664A KR100541282B1 KR 100541282 B1 KR100541282 B1 KR 100541282B1 KR 1020040049664 A KR1020040049664 A KR 1020040049664A KR 20040049664 A KR20040049664 A KR 20040049664A KR 100541282 B1 KR100541282 B1 KR 100541282B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanoparticles
magnetite
contrast agent
iron oxide
liver
Prior art date
Application number
KR1020040049664A
Other languages
English (en)
Inventor
강인규
하용수
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR1020040049664A priority Critical patent/KR100541282B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100541282B1 publication Critical patent/KR100541282B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1833—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule
    • A61K49/1848—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule the small organic molecule being a silane
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10—Organic compounds
    • A61K49/12—Macromolecular compounds
    • A61K49/122—Macromolecular compounds dimers of complexes or complex-forming compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1833—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule
    • A61K49/1845—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a small organic molecule the small organic molecule being a carbohydrate (monosaccharides, discacharides)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/08—Hepato-biliairy disorders other than hepatitis
    • G01N2800/085—Liver diseases, e.g. portal hypertension, fibrosis, cirrhosis, bilirubin

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

본 발명은, 마그네타이트 나노입자를 합성하고, 1차 표면개질 물질인 3-아미노 프로필 트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)으로 1차 표면개질하여 아민기를 가지는 스페이서를 형성하고, 아민기를 가지는 마그네타이트 나노입자를 2차 표면개질하여 β-갈락토오스를 함유한 락토바이오닉 산을 리간드로서 상기 스페이서를 매개로 결합시킴으로써 초상자성 산화철계 나노입자 간조영제를 얻는다.
간 조영제, MRI, 마그네타이트 나노입자, β-갈락토오스를 함유한 락토바이오닉산

Description

초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 및 그 제조방법{LIVER CONTRAST AGENT USING IRON OXIDE NANOPARTICLES AND MANUFACTURE METHOD THEREFOR}
도 1은 간 실질세포와 특이적으로 결합하는 β-갈락토오스(galactose)를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 β-갈락토오스(galactose)을 가지는 락토바이오닉산을 리간드로 가지는 초상자성 산화철계 나노입자가 간 조영제로서 제조되는 개략적인 과정과(a), 초상자성 산화철계 나노입자 조영제가 간 실질세포를 인식하여 간 실질세포막을 통해 침투하는 과정(b)을 보여주는 도면,
도 3은 XRD를 이용하여 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자 합성여부를 측정한 그래프,
도 4는 VSM(Vibrating sample magnetometer)으로 자화도(magnetic property)를 측정한 그래프,
도 5는 FT-IR과 원소 분석기를 이용하여 분석한 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 합성결과 그래프,
도 6은 마그네타이트 나노입자의 사이즈 분포도를 보여주는 그래프,
도 7는 간 실질세포속에 침투한 철분농도량 측정 결과를 보여주는 그래프,
도 8은 간세포와의 배양시 세포의 괴사 또는 오염에 의한 변화를 관찰한 사진.
도 9는 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 간영사제를 주입 전후의 MRI를 통하여 촬영한 영상을 보여주는 도면으로서, (A)는 간의 전면부를 주입 전후로 촬영한 영상이며, (B)는 간의 중반부를 주입 전후로 촬영한 영상.
본 발명은 조영제(contrast medium)에 관한 것으로, 특히 자성 나노입자 간 조영제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
요즈음 간 질환은 우리나라를 비롯하여 동아시아 및 아프리카의 일부지역에서 가장 많은 빈도를 보이고 있으며 간암의 경우 조기발견이 매우 어렵고 간 경변 등의 만성 간 질환을 동반하는 예가 많다. 근래의 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging: MRI) 기술의 빠른 발전으로 병변의 검출 및 진단에 충분한 병변-잡음 대조도를 가진 허상이 적은 휼륭한 영상의 획득이 단시간에 기능해짐에 따라, MRI는 간 질환의 발견과 감별 진단에 매우 유용한 진단의 수단으로 자리잡고 있으며, 간 질환의 진단 및 치료 후 평가에 있어서 상당부분 컴퓨터 단층촬영(Computer Tomography: CT)을 대치하여 사용되고 있다.
또한, 최근에는 간 질환의 검출 및 특성화에 도움이 되는 조직 특이적인 조영제(contrast medium)의 개발이 활발히 진행되어 MRI의 유용성을 더욱 높이고 있다. 조영제라 함은 진단을 목적으로 하여 인위적으로 대조도의 차를 만들어 영상으로 나타낼 수 있도록 하기 위해 사용되어지는 약품(물질)이다. 조영제를 사용하는 가장 중요 이유는 모든 간 병변에 대해서 보다 정확한 특성화 병변의 전반적인 범위를 파악하기 위해서이다.
이러한 조영제의 구비조건의 일 예는 하기와 같다.
(1) 주위 조직과의 적절한 대조도를 형성할 것. (2) 인체에 무해 및 무자극이며 불쾌한 맛, 냄새, 빛깔이 없을 것. (3) 생화적으로 안정된 물질일 것. (4) 되도록 소량으로 조영에 필요한 농도를 얻을 수 있고 적절한 지속성을 가질 것. (5) 목적 장기에 신속하고 쉽게 도입될 수 있을 것. (6) 목적장기의 조영에 적절한 점조도를 가질 것. (7) 검사 후 신속히 체외로 배설 또는 제어되기 쉬운 물질일 것. (8) 가격이 저렴할 것.
현재 조영제는 다수의 종류가 있으며 그에 따른 장단점이 있다. 그중 MRI용 조영제는 주성분에 양성자가 포함되어 있지 않으므로 양성자에서 나오는 신호를 측정하는 MRI 촬영중 그 자체가 촬영되지는 않으며 주위에 있는 물 양성자의 T1,T2 이완시간에 영향을 주는 직접적인 효과를 제공한다.
MRI용 조영제는 자장에 미치는 영향에 따라서 상자성(paramagnetic), 초상자성(super-paramagnetic) 제제로 구분된다. 상자성 MRI조영제는 T1 감쇄효과가 우세 하여 T1 강조영상에서 밝은 신호로 보이며, 초상자성 MRI조영제는 T2 감쇄효과가 우세하여 T2영상에서 신호를 어둡게 만든다.
상자성 제제로의 대표적인 일 예는 현재 임상적으로 널리 사용되고 있는 가돌리늄(Gd) 제제를 들 수 있다. 가돌리늄(Gd) 자체는 독성이 높기 때문에 현재 사용중인 제제들은 리간드(legand)와 결합시킨 착화합물(chelates)형태로 하여 안정성을 개선했다. 초상자성 제제로는 산화철 입자가 대표적이다.
상기한 제제중에서 초상자성 산화철 조영제로서 널리 사용되는 것이 덱스트란(dextran) 코팅된 초상자성 산화철 조영제이다. 덱스트란(dextran) 코팅된 초상자성 산화철 조영제는 간세포중 쿠퍼세포(Kupffer cell)를 타겟으로 하며, 1988년에 페루모시드(ferumixde), 일명 '페리덱스(feridex)'라 하여 상품화되었다. 산화철 입자를 덱스트란(dextran)으로 코팅을 하게 되면, 그 입자의 크기에 따라 생물학적 성질이 변화되는데, 직경크기가 50∼200nm의 입자는 간에 존재하는 쿠퍼 세포에 의해서 빠르게 탐식되어 한시간내에 혈액으로부터 제거되어진다. 간 종양에는 대부분 쿠퍼세포가 없으므로, 덱스트란 코팅된 초상자성 산화철 조영제에 의해서 정상 간의 신호강도가 떨어지는 반면에 간 종양에는 신호강도가 떨어지지 않는다. 그에 따라 간 병변과 주변 간 조직간의 대조도가 상대적으로 증가하여 결국 병변이 명확하게 보이게 된다.
하지만 상기한 덱스트란 코팅된 초상자성 산화철 조영제는 입자의 평균 직경이 100nm이상이므로 혈액 반감기가 짧다는 단점이 있다.
이러한 덱스트란 코팅된 초상자성 산화철 조영제의 단점을 보완한 일명 '리 소비스트(resivist)'라는 초상자성 산화철 조영제가 있는데, 입자의 평균 직경이 60nm로서, '페리덱스'와 구조적으로 비슷하고 원리와 영상은 동일하나 급속 주입시에도 저혈압 등의 부작용이 없고 역동영상(dynamic imaging)을 얻을 수 있다. 그리고 리소비스트 주입 10분 후에 촬영이 가능함과 아울러 T2영상을 확인할 수 있다.
이러한 초상자성 산화철계 입자는 가돌리늄(Gd)보다 더 긴 혈액 반감기를 가지며 자기공명 혈관 조영법(Magnetic Resonance Angiogrphy)와 자기공명가진(Magnetic Resonance Perfusion)에 대한 연구를 통해 사용가능함을 알게 되었으며, 특히 높은 자기공명 효율(상자성 복합체보다 10∼100배 정도)을 나타냄으로써 더 작은 양을 사용할 수 있다는 장점이 있다.
특히 초상자성 산화철계 나노입자는 높은 영상 이미지, 적은 독성, 높은 효율성, 혈액내에서의 긴 반감기를 가질 수 있어 자기공명 조영제로서 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 앞으로 진단용 조영제로서의 무한한 개발 잠재력을 가지고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 초상자성 산화철계 나노입자를 이용하여 간세포를 특이적으로 인식할 수 있는 간세포 조영제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 생체 적합성과 혈류의 흐름에서 오래 살아 남을 수 있는 능력을 가진 나노입자 철분 조영제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 신속한 시간내에 목표지점에 도달할 수 있는 능력 을 가진 나노입자 철분 조영제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 콜로이드화된 나노입자의 안정성이 보장된 나노입자 철분 조영제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 간 조영제는, 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 표면에 다수개의 표면개질 스페이서들을 형성하되, 상기 스페이서들 각각은 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자 표면의 수산기 OH와 에톡시 실란과의 결합으로 형성시키며 그 말단에 아민기를 가지게하며, 상기 각 스페이서의 아민기 NH2와 카르복실기 COOH와의 결합으로 스페이서에 β-갈락토오스(galactose)가 포함된 리간드를 형성함으로써, 상기 리간드의 β-갈락토오스에 의해서 간실질세포를 특이적으로 인식토록 구성함을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 간 조영제 제조방법은, 마그네타이트 나노입자를 합성하고, 1차 표면개질 물질인 3-아미노 프로필 트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)으로 1차 표면개질하여 아민기를 가지는 스페이서를 형성하고, 아민기를 가지는 마그네타이트 나노입자를 2차 표면개질하여 β-갈락토오스를 함유한 락토바이오닉 산을 리간드로서 상기 스페이서를 매개로 결합시킴으로써 초상자성 산화철계 나노입자 간조영제를 얻음을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명 한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예에서는 간 실질세포 주변에 존재하는 쿠퍼(kuffer)세포를 타겟팅(tageting)하는 것이 아니라 간 실질세포를 특이적으로 인식할 수 있는 간세포 특이적 철분 조영제(Iron oxide particles Hepatocyte-specific contrast agent)를 구현하므로 간 경변에 대한 직접적인 진단영상을 얻을 수 있게 한다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 산화철계 조영제로 많이 쓰이면서 간 경변에 대해 가돌리늄(Gd) 제제보다 더 좋은 영상과 긴 촬영이 가능한 초상자성 산화철계 나노입자(superparamagnetic iron oxide nanoparticles: SPIO NP)를 조영제로서 채택한다. 초상자성 산화철계 나노입자의 조영제 구현으로, 높은 영상 이미지, 적은 독성, 높은 효율성, 혈액내에서의 긴 반감기를 가질 수 있는 특성을 조영제가 가질 수 있도록 한다.
초상자성 산화철계 나노입자(SPIO NP)의 대표적인 일 예로는 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자(manetite nanoparticles)이다. 마그네타이트 나노입자는 인체에 유해하므로 인체에 무해하도록 위해선 기존의 덱스트란(dextran)이나 치토산(chitosan) 등과 같은 무해한 폴리머(polymer)를 코팅해야 한다. 그리고 일반적인 나노입자는 표면적이 넓으므로 자기들끼리 뭉치는 응집(agglomeration)현상이 있고 생체내 주입시 혈장 단백질의 흡착으로 인해 특정 부위에 도달하기 이전에 부적절하게 제거되어져 버릴 수 있는데, 이에 대한 대처도 해야 한다.
따라서 초상자성 산화철계 나노입자인 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자를 MRI용 조영제로서 적용하기 위해서는 하기와 같은 조건들을 충족해야 한다.
1) 코팅된 폴리머를 포함한 나노입자의 크기는 20∼150nm 정도여야 한다. 만일 나노입자 크기가 20∼150nm 범위보다 훨씬 크게 되면 면역계 세포(macrophages)의 공격을 받아 나노입자는 빠르게 제거되어 버려 결국 혈액내의 반감기가 짧아지게 된다.
2) 콜로이드화된 나노입자의 안정성이 있어야 한다. 즉 나노입자가 응집되어 있지 않고 분산되어 있어야 한다.
3) 생체내(in vivo)에서 독성없이(nontoxic) 생체 적합성을 가지고 있어야 한다.
4) 면역계 세포에 의한 제거가 방지되어야 한다. 즉 혈류의 흐름에서 오래 살아남을 수 있는 능력이 있어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 간세포 특이적 철분 조영제 즉, 초상자성 산화철계 나노입자의 조영제 구현을 위해, 먼저 간세포에 대해서 간략하게 설명하면 하기와 같다.
간세포는 간 실질 세포(hepatocyte), 쿠퍼세포(kupffer cell), 이토세포(ito cell), 혈관내피세포, 및 섬유 아세포 등이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 간 실질세포(2)의 표면에는 각기 다른 형태의 수 많은 시알산 당단백질 리셉터(asialoglycoprotein receptor; 이하 "ASGP-R"이라 칭함)(4)들이 존재하는데, 이 ASGP-R(4)는 β-갈락토오스(galactose)와 특이적인(specific) 결합을 하는 것으로 알려져 있다.
그에 따라 본 발명의 실시 예에서는 간 실질세포(2)를 잘 인식하기 위해서 β-갈락토오스(galactose)를 가지는 락토바이오닉 산(lactobionic acid)이라는 리간드(ligand)를 초상자성 산화철계 나노입자인 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자에 결합되게 한다. 이렇게 한다면 락토바이오닉산의 리간드에 의해서 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자가 잘 위장이되어 면역계 세포로부터 공격을 받지 않게될 뿐만 아니라 간 실질세포(2)에 의해서도 잘 인식되어 간세포로의 특이적 침투가 가능하며 침투 후 간 실질세포(2)내에서도 오랫동안 살아남을 수 있다.
β-갈락토오스(galactose)의 분자식은 하기 화학식 1과 같으며, β-갈락토오스(galactose)을 가지는 락토바이오닉산의 분자구조는 하기 화학식 2와 같다.
Figure 112004028600442-pat00001
Figure 112004028600442-pat00002
본 발명의 실시 예에서는 β-갈락토오스(galactose)(화학식 1)가 포함된 락토바이오닉산(화학식 2)이 마그네타이트 나노입자와 결합되게 하기 위해서와, 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자가 상기한 1) 내지 4)의 조건을 충족시키는 조영제로서 역할을 제대로 할 수 있도록 하기 위해선, 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자에 대한 표면 개질이 있어야 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 표면 개질은, 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 표면에 스페이서 형성을 위한 1차 표면 개질과, 리간드 결합을 위한 2차 표면 개질로 이루어진다.
본 발명의 실시 예에 따른 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 1차 표면 개질을 위한 표면 개질물질은 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 표면에 많이 가지고 있는 수산기(-OH)와 쉽게 반응할 수 있는 실란(silan)계열 물질이다. 바람직하게는 3-아미노 프로필 트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)이 1차 표면개질 물질이 된다.
상기 3-아미노 프로필 트리에톡시실란의 분자 구조식은 하기 화학식 3과 같 다.
Figure 112004028600442-pat00003
화학식3에서 알 수 있듯이, 3-아미노 프로필 트리에톡시실란에는 아민기 NH2와 하기 화학식 4와 같은 분자구조의 트리 에톡시실란이 포함되어있다.
Figure 112004028600442-pat00004
본 발명의 실시 예에 따라 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자를 3-아미노 프로필 트리 에톡시실란으로 1차 표면개질을 하게 되면, 트리에톡시실란이 마그네타이트 (Fe3O4) 나노입자 표면의 수산기 OH와 공유결합을 하여서 스페이서(spacer)를 형성하는데, 그 스페이서의 말단에는 아민기 NH2를 가진다. 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자 표면의 수산기 OH와 트리에톡시실란의 공유결합은 기존 덱스트란(dextran)과 같은 폴리머를 이용해 나노입자를 코팅하는 표면개질시 수소결합보다 훨씬 강력한 결합이다. 수소결합은 물리적 결합인 반면 본 발명에서의 공유결합은 화학적 결합이기 때문이다.
그리고 스페이서의 말단에 있는 아민기 NH2는 전술한 리간드, 즉 β-갈락토오스(galactose)를 가지는 락토바이오닉산내 활성화된 카르복실기 HOOC와 아미드 (amide) 결합되어질 수 있다. 그러므로 본 발명의 실시 예에 따른 2차 표면개질을 통해서 리간드가 스페이서를 매개로 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자에 결합되어진다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 β-갈락토오스(galactose)을 가지는 락토바이오닉산을 리간드로 가지는 초상자성 산화철계 나노입자가 간 조영제로서 제조되는 개략적인 과정과(a), 초상자성 산화철계 나노입자 조영제가 간 실질세포를 인식하여 간 실질세포막을 통해 침투하는 과정(b)을 보여주는 도면이다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예의 제조과정은, 먼저 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자(10)를 합성하고, 1차 표면개질 물질인 3-아미노 프로필 트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)으로 1차 표면개질하여 아민기를 가지는 스페이서(12)를 형성하고, 아민기를 가지는 마그네타이트 나노입자(14)를 2차 표면개질하여 β-갈락토오스를 함유한 락토바이오닉산을 리간드(16)로서 스페이서(12)를 매개로 결합시킴으로써 마그네타이트 나노입자 간조영제(18)를 얻게 된다.
이렇게 제조된 마그네타이트 나노입자 간조영제(18)는 하기 화학식 5와 같은 분자구조를 가지며, 리간드(16)의 β-갈락토오스(galactose)에 의해서 간 실질세포를 특이적으로 인식한다.
Figure 112004028600442-pat00005
마그네타이트 나노입자 간조영제(18)는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, β-갈락토오스를 함유한 락토바이오닉산을 리간드(16)로서 가지고 있으므로, 도 1와 함께 언급 하였듯이, 간 실질세포(2)의 ASGP-R(4)과 특이적인 결합을 하게 되는 성질을 띄게되어 간 실질세포막(3)을 뚫고 간 실질세포(2)로 침투한다.
<제조공정>
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따라 구현된 마그네타이트 나노입자 간조영제(18)를 제조하는 공정이 상세히 설명될 것이다.
마그네타이트 나노입자 간조영제(18)를 제조하기 위해서, 우선적으로 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자를 합성해 내어야 한다. 마그네타이트(Fe3O4 ) 나노입자는 하기와 같은 일반적인 반응식 1에 의해서 합성하여 얻을 수 있다.
Fe2+ + 2Fe3+ + 8OH- → Fe3O4 + 4H2O
상기한 반응식 1의 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자를 합성하기 위해 본 발명의 실시예에 적용한 방법을 보다 상세히 설명하면, Fe2+와 Fe3+의 몰 비율을 0.5로 한다음 질소 분위기하에서 알카리 수용액에 드로핑(dropping)하면 검은색 침전이 일어난다. 이때 최종 pH가 13.5로 하고, 반응시간을 30분으로 한다. 이렇게 반응을 하고 이것을 세척과 건조를 통해 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자를 합성해 얻을 수 있다.
그후 본 발명의 실시 예에서는 하기 반응식 2에서와 같이 반응시켜 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자를 1차 표면개질한다.
Figure 112004028600442-pat00006
1차 표면개질물질인 실란계열 물질 대표적인 일예로서, 3-아미노 프로필 트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)으로 표면 개질을 함으로써 반응식 2에서 볼 수 있듯이, 도 2의 스페이서(12)의 말단에 아민기 NH2를 가지는 마그네타이 트 나노입자(14)를 합성하게 된다. 즉 마그네타이트 나노입자 표면에 아민기 NH2를 도입하게 된다.
구체적으로 설명하면, 250ml 삼구 플라스크에 3g의 합성된 마그네타이트 나노입자를 10(v/v) 3-아미노 프로필 트리에톡시실란 1000ml를 첨가 후 30분 동안 질소 버블링(bubbling)하고 냉각기에 설치한 후 기계식교반기를 사용하여 250rpm에서 95℃에서 2시간동안 반응시킨다. 그후 실온까지 내린다음 초음파 세척기를 통해서 10분동안 세척한다.
이렇게 1차 표면개질을 함에 따라 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자(10)의 표면에는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 표면개질 스페이서(12)들을 형성되는데, 반응식 2에서 볼 수 있듯이 스페이서(12)들 각각은 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자 표면의 수산기 OH와 에톡시실란 (CH3CH2-O)3Si-(CH2)3 -NH2간의 공유결합으로 형성됨을 알 수 있고, 스페이서(12)의 말단에는 아민기 NH2를 가지게 된다.
그후에는 아민기 NH2를 가지는 마그네타이트 나노입자(14)를 2차 표면 개질한다. 2차 표면 개질은 1차 표면개질한 나노입자(14)의 표면에 간 실질세포 타게팅하는 리간드(legand) 즉, 화학식 2의 락토바이오닉산을 결합하기 위함이다.
Figure 112004028600442-pat00007
2차 표면개질을 함으로써 도 2의 β-갈락토오스(galactose)(화학식 1)가 포함된 락토바이오닉산(화학식 2)이 마그네타이트 나노입자에 결합된다. 즉 반응식 3에서 볼 수 있듯이 도 2의 스페이서(12)의 말단에 있는 아민기 NH2는 도 2의 리간드(16) 즉, 락토바이오닉산과 결합이 된다. 즉 상기 아민기 NH2가 β-갈락토오스(galactose)를 가지는 락토바이오닉산(리간드)내 활성화된 카르복실기 HOOC와 아미드(amide)결합이 이루어진다. 그에의해, β-갈락토오스(화학식 1)가 포함된 락토바이오닉산(화학식 2)이 마그네타이트 나노입자에 결합되어지는 것이다.
구체적으로 설명하면, 1g의 아미노실란(aminosilane)이 포함된 마그네타이트 나노입자를 pH 7의 포스페이트 버퍼(phosphate buffer) 100ml에 10분동안 초음파 처리기를 이용하여 분산시킨 후 1-에틸-3(3-dimethylaminopropyl)-카보디미드 (cabodimide; 00163g, 9.2 ×10-4mol)와 락토바이오닉산(lactobionic acid; 0.032g, 9.2 ×10-4mol)로 카르복실기 HOOC를 활성화시킨 후, 기계식 교반기를 이용하여 2일 동안 반응한다. 여기서, 1-에틸-3(3-imethylaminopropyl)- 카보디미드는 카르복실기를 반응을 촉진시키기 위한 촉매제로서 작용한다.
반응후 세척을 하는데, 세척은 원심분리기를 이용하여 12000rpm에서 20분 동안 중탄산 나트륨(sodium bicarbonate buffer)로 2회 세척 후 증류수를 이용하여 pH중성까지 세척한다.
이렇게 스페이서(12)의 아민기 NH2와 리간드(16)인 락토바이오닉산(화학식 2)내 카르복실기 HOOC가 결합함으로 인해 스페이서(12)에는 β-갈락토오스기를 포함하는 리간드(16)가 형성되고, 그 결과 리간드(16)가 스페이서(12)를 매개로 마그네타이트 나노입자와 결합하게된다.
리간드(16)의 β-갈락토오스(galactose)는 간세포(2)의 ASGP-R(4)와 특정한(specific) 결합하게 되므로, β-갈락토오스를 가진 락토바이오닉산(리간드)이 결합된 마그네타이트나노입자 간조영제(18)가 간실질세포(2)에 특이하게 인식되어지는 것이다.
<결과 실험 및 평가>
본 발명의 발명자들은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 마그네타이트 나노입자 간조영제가 전술한 조건들 1) 내지 4)를 만족하는지와 기타 몇몇가지를 다양한 실험을 통해 평가 및 검증하였다.
비교실험을 위해서 본 발명의 실시 예에서는 β-갈락토오스를 가진 락토바이오닉산이 결합된 마그네타이트 나노입자와는 거의 모든 기능에서 유사하지만 간 실질세포를 인식하지 못한다는 점에서는 다른, α- 갈락토오스를 가진 말토트리오닉산(maltotrionic acid)이 결합된 마그네타이트 나노입자를 제조해 이용하였다.
α- 갈락토오스를 가진 말토트리오닉산(maltotrionic acid)이 결합된 마그네타이트 나노입자의 분자구조는 하기 화학식 6과 같다.
Figure 112004028600442-pat00008
1. 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자 합성여부 확인
투과형 전자현미경(Transmission electron microscope: TEM)으로 입자의 크기 측정 및 격자(lattice)간의 거리를 측정하였으며, XRD(X-ray diffractometer)를 이용하여 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자 합성여부를 확인한 결과 제대로 합성됨을 확인하였다.
도 3은 XRD를 이용하여 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자 합성여부를 측정한 그래프로서, A는 어넬링(annealing)이전의 곡선 프로파일(profile)을 나타낸 것이고, B는 온도 500℃의 진공상태 하에서 어넬링을 한 후의 곡선 프로파일을 나타낸 것이다. 마그네타이트(Fe3O4) 합성후 XRD측정 결과 피크자체가 광범위하여 Fe3O 4인지 아니면 γ-Fe2O3인지를 확인할 수가 없다. 하지만 어넬링을 한 후에는 피크의 강도가 샤프(sharp)하면서 크게 증가한 것을 확인할 수 있으며, 회절각을 측정해본 결과 마그네타이트 Fe3O4로 합성됨을 알 수 있었다.
2. 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 자화도 실험
VSM(Vibrating sample magnetometer)으로 자화도(magnetic property)를 측정하였는데, 측정결과 23mu/g으로 측정되었다. 도 4에서는 VSM(Vibrating sample magnetometer)으로 자화도(magnetic property)를 측정한 그래프를 보여주고 있는데, 이 측정값 23mu/g에 대응된 자계 H의 폭의 거리를 확인한 결과 이 물질이 초상자성체임을 알 수 있었다. 초상자성체는 강자성체와는 다르게, MRI 촬영시 자장을 가하면 영구자석으로 변경되는 것이 아니고 자성이 없는 비자성체로 변경되어지는 특성이 있다. 이러한 초상자성체의 특성은 조영제로서 역할에 잘 부합된다.
3. 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 표면 개질 여부 확인
마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 합성결과를 FT-IR과 원소 분석기를 이용하여 확인하였으며, 도 5에 도시된 그래프와 같이 나타났다. 도 5의 A는 비개질된 마 그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 프로파일 곡선도이고, B는 아미노실란 결합된 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 프로파일 곡선도이며, C는 마그네타이트(Fe3O 4) 나노입자의 프로파일 곡선도이다.
도 5의 B의 곡선도에서 볼 수 있듯이, 실란기에 기인된 Si-O-Si의 신축진동이 나타났으며, 도 5의 C의 곡선도에서 볼 수 있듯이, 1100cm-1에서 락토바이오닉산에 기인된 C-O-C의 신축진동이 나타났다. 그러므로 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 1차 및 2차 표면 개질여부를 확인할 수 있었다.
4. 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 사이즈 분포도 측정
DLS(Dynamic Lighting Scattering)를 이용하여, 개질하지 않은 마그네타이트 나노입자, 1차 개질하여 아미노실란이 포함된 마그네타이트 나노입자 및 2차 개질하여 락토바이오닉산 포함된 마그네타이트 나노입자 각각에 대한 사이즈 분포도를 확인하였다.
도 6은 마그네타이트 나노입자의 사이즈 분포도를 보여주는 그래프인데, (A)는 개질하지 않은 마그네타이트 나노입자들의 사이즈 분포도이고, (B)는 1차 개질하여 아미노실란이 포함된 마그네타이트 나노입자들의 사이즈 분포도이며, (C)는 2차 개질하여 락토바이오닉산 포함된 마그네타이트 나노입자들의 사이즈 분포도이다.
도 6의 (A)의 그래프에서 볼 수 있듯이, 개질하지 않은 마그네타이트 나노입자들의 경우는, 17.96nm에서 대부분의 사이즈들이 집중적으로 존재하며, 시간이 지나면서 나노입자들이 응집되는 현상으로 인해 입자의 성장이 나타났음을 확인하였다. 즉 시간이 지남에 따라 33.53nm, 62.62nm, 73.19nm에서 나노입자들이 존재함을 확인하였다. 1차 개질한 마그네타이트 나노입자들의 경우 전반적인 입자의 분포는, 도 6의 (B)의 그래프에서 볼 수 있듯이, 33.65nm에서 존재했으며, 나노입자의 범위는 33nm 내지 89nm까지 존재하는 것을 볼 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라 2차 개질한 마그네타이트 나노입자들의 경우 전반적인 입자의 분포는, 도 6의 (C)의 그래프에서 볼 수 있듯이, 67.14nm에서 나타났으며 전체적인 범위는 58.49nm에서 100nm정도까지 나타났다.
본 발명의 실시 예에 따른 (B)와 (C)의 결과와 (A)의 비개질된 마그네타이트 나노입자 결과를 확인해보면, (A)의 경우는 나노입자가 개질하지 않는 영향으로 자기들끼리 뭉치는 응집현상이 나타났지만, 본 발명에 따른 (B)와 (C)는 분포한 범위에만 나노입자들이 존재하였고 시간이 경과하여도 나노입자의 성장에 의한 입자 분포는 나타나지 않았다.
이는 본 발명의 간 조영제가 콜로이드화된 나노입자로서 안정성이 있음을 확인해주는 것이며, 아울러 2차 개질된 마그네타이트 나노입자가 20∼150nm범위를 만족하므로 면역계 세포들의 공격을 쉽게 받지 않게 되고, 그에 따라 혈액내의 반감기도 길어지게된다.
5. 간세포 속에 침투한 철분농도 량 측정
표준 쥐에서 분리한 간 실질세포를 사용하였으며 세포 생존능력을 트리팬 블루(tripan blue)로 측정해본 결과 생존율은 89%로 이주 좋은 세포상태를 보였으며, 세포의 농도는 1 ×105cell/ml로 하여 콜라겐-코팅 접시에서 37℃, 5% CO2 인큐베이터에서 20시간동안 초대배양 후 세포 배양액 교체시, 비개질된 마그네타이트 나노입자, 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 나노입자, 상기 말토트리오닉산 결합된 나노입자를 0.2mg/ml의 농도로 첨가하였으며 측정시간은 나노입자의 첨가후 1일에서 5일 동안 측정하였다.
측정해본 결과 도 7에서와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 도 7은 간 실질세포속에 침투한 철분농도량 측정 결과를 보여주는 그래프로서, A는 β-갈락토오스가 포함된 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 나노입자를 측정한 결과이고, B는 α-갈락토오스가 포함된 말토트리오닉산 결합된 마그네타이트 나노입자를 측정한 결과이다.
도 7의 A에서 볼 수 있듯이, β-갈락토오스(galactose)를 포함하는 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 나노입자가, 개질하지 않은 마그네타이트 나노입자(비도시함)나 도 7의 B에서 볼 수 있는 말토트리오닉산 결합된 마그네타이트 나노입자보다 3배에서 최고 5배 가량 철분(iron)농도가 높게 나타났으며, 이것은 다른 것에는 포함되어 있지 않은 β-갈락토오스(galactose)효과라 할 수 있다.
이는 본 발명의 실시 예에 따른 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 나노입 자 간조영제가 β-갈락토오스(galactose)에 의해서 간실질세포를 특이적으로 인식되어짐을 확인해주는 것이다.
6. 마그네타이트의 세포독성 평가
간세포와의 배양시 세포의 괴사 또는 오염에 의한 변화를 관찰 할 수 없었다. 본 발명의 마그네타이트 나노입자 간조영제가 세포 적합성(cell compatibility)이 있음을 알 수 있었다.
보다 구체척으로 설명하면, 광학 마이크로스코프(optical microscope)로 배양 3일되는 날 관찰했으며, 관찰결과 도 8에 도시된 바와 같은 사진을 얻을 수 있었다.
도 8의 A의 사진은 배양접시에 10% FCS 배양액을 첨가하여 정상적으로 세포배양한 것이고, B의 사진은 개질되지 않은 마그네타이트 나노입자와 10% FCS 배양액을 첨가하여 세포 배양한 것이고, C의 사진은 본 발명의 실시 예에 따라 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 나노입자와 10% FCS 배양액을 첨가하여 세포 배양한 것이다.
관찰결과 A,B,C사진 모두가 별다른 결과를 나타냈지 않았고, 특히 우려했던 것의 B사진에서의 독성에 의한 괴사나 오염 같이 일어나지 않았고, C사진도 마찬가지로 A사진과 비교해 했을 시에 아무런 차이가 없었다. 이 결과로서 본 발명의 실시 예에 따른 마그네타이트 나노입자 B과 C는 세포 독성을 나타내지 않음을 확인했다.
7. 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 간 영사제 주입 전후의 영상
실험용 토끼에 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 간영사제를 주입하기 전후를 MRI(Magnetic resonance imaging)를 통해서 영상의 변화를 확인하였다.
도 9는 락토바이오닉산 결합된 마그네타이트 간영사제를 주입 전후의 MRI를 통하여 촬영한 영상을 보여주는 도면으로서, (A)는 간의 전면부를 주입 전후로 촬영한 영상이며, (B)는 간의 중반부를 주입 전후로 촬영한 영상이다.
먼저 간 영사제 주입 전의 MRI 촬영영상을 보면(도면의 상부 사진), 도 9의 전면부 촬영영상 (A)에서 위쪽의 폐부분의 검은색 영상과는 간에서는 달리 연한 흰색을 띠고 있으며, 중반부 촬영영상 (B)에서 간내 중간부분에 계란모양의 담즙낭(bile)이 주변의 영상에 비해 약간 밝게 빛나고 있는 것을 볼 수 있다. 다음으로 간 영사제 주입 후의 MRI 촬영영상을 보면(도면의 하부 사진), 도 9의 전면부(A) 및 중반부(B) 모두에서 볼 수 있듯이 간의 영상이 간 조영제 주입전과는 확실히 다르며 그 간내 영상이 어둡게 변한 것을 확인할 수 있다. 이것으로 보아, 본 발명의 마그네타이트 나노입자가 간에 침투해서 작용한 것을 알 수 있다. 특히 중반부 촬영영상 (B)에서 조영제 주입 후 간의 영상을 주입전과 비교해 보면, 담즙낭(bile)에는 간 실질세포가 존재하지 않아 주입전과 이미지 변화가 없었는데 반해 담즙낭 주변의 간 실질세포들에는 주입전과는 이미지 변화가 또렷이 나타나 상대적으로 어둡게 나타남을 알 수 있다. 그러므로 주입전 영상에 비해 주입후의 영상은 담즙낭이 담즙낭 주변과는 상대적으로 더욱 밝으면서 두드려져 보인다. 그 러므로 간경변 등으로 인해 간에 간 실질세포가 존재하지 않게 되면, 어둡게 나타나야할 이미지 부분이 밝고 또렷한 흰색으로 나타내게 될 것이므로 진단을 용이하게 해준다.
상기한 실험 결과들에서 볼 수 있듯이 본 발명의 실시 예에 따른 간 조영제로서의 조건들을 충분히 만족함과 아울러 나노입자 채용에 따른 뛰어난 효과를 발휘하게된다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 나노입자를 이용하여 간 조영제를 구현하여 간세포를 특이적으로 인식할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자의 표면에 다수개의 표면개질 스페이서들을 형성하되, 상기 스페이서들 각각은 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자 표면의 수산기 OH와 에톡시 실란과의 결합으로 형성시키며 그 말단에 아민기를 가지게하며, 상기 각 스페이서의 아민기 NH2와 카르복실기 COOH와의 결합으로 스페이서에 β-갈락토오스(galactose)가 포함된 리간드를 형성함으로써, 상기 리간드의 β-갈락토오스에 의해서 간실질세포를 특이적으로 인식토록 구성함을 특징으로 하는 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제.
  2. 하기 화학식과 같이 아미노실란이 결합된 초상자성 산화철계 나노입자로 구성됨을 특징으로 하는 간 조영제.
    <화학식>
    Figure 112004028600442-pat00009
  3. 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 제조방법에 있어서,
    초상자성 산화철계 나노입자인 마그네타이트(Fe3O4) 나노입자를 합성하는 제1과정과,
    마그네타이트(Fe3O4) 나노입자를 3-아미노 프로필 트리에톡시실란으로 1차 표면개질하여 스페이서의 말단에 아민기를 가지는 마그네타이트 나노입자를 합성하는 제2과정과,
    아민기를 가지는 마그네타이트 나노입자를 2차 표면 개질하여 상기 나노입자의 표면에 간세포 타게팅하는 락토바이오닉 산을 결합하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 2차 표면 개질시에는 락토바이오닉산과 촉매제인 1-에틸-3-카보디미드를 첨가하여 카르복실기 HOOC를 활성화시킨 후 반응함을 특징으로 하는 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 제조방법.
  5. 마그네타이트 나노입자를 합성하고, 1차 표면개질 물질인 3-아미노 프로필 트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)으로 1차 표면개질하여 아민기를 가 지는 스페이서를 형성하고, 아민기를 가지는 마그네타이트 나노입자를 2차 표면개질하여 β-갈락토오스를 함유한 락토바이오닉 산을 리간드로서 상기 스페이서를 매개로 결합시킴으로써 초상자성 산화철계 나노입자 간조영제를 얻음을 특징으로 하는 간 조영제 제조방법.
KR1020040049664A 2004-06-29 2004-06-29 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 및 그제조방법 KR100541282B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040049664A KR100541282B1 (ko) 2004-06-29 2004-06-29 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 및 그제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040049664A KR100541282B1 (ko) 2004-06-29 2004-06-29 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 및 그제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100541282B1 true KR100541282B1 (ko) 2006-01-10

Family

ID=37178027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040049664A KR100541282B1 (ko) 2004-06-29 2004-06-29 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 및 그제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100541282B1 (ko)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819378B1 (ko) * 2006-02-24 2008-04-04 (주)에이티젠 양친매성 화합물을 이용한 자성 나노복합체 및 이를포함하는 약제학적 조성물
KR100956264B1 (ko) 2008-01-02 2010-05-07 원광대학교산학협력단 붕소화철 및 마그네타이트산화철로 구성된초미세나노입자들의 제조 방법 및 장치
KR100974083B1 (ko) * 2007-09-18 2010-08-04 전북대학교산학협력단 Ｐｖｌａ가 코팅된 초상자성 산화철 나노입자, 이의제조방법 및 이를 포함하는 간질환 진단용 조영제
KR100974082B1 (ko) 2008-02-05 2010-08-04 전북대학교산학협력단 간질환 진단용 조영제 및 이의 제조방법
WO2010074539A3 (ko) * 2008-12-24 2010-09-23 주식회사 다이온 고온의 ａｃ 자기 유도 발열을 보이는 가공된 초 상자성 마그네슘 도핑된 페라이트 나노입자의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 가공된 초상자성 마그네슘 도핑된 페라이트 나노입자
KR101045535B1 (ko) 2008-11-07 2011-06-30 원광대학교산학협력단 마그네타이트 나노입자를 이용한 조영제 및 그 제조방법
KR101142905B1 (ko) 2009-11-27 2012-05-10 연세대학교 산학협력단 양이온성 양친매 고분자를 이용한 양이온성 자성 나노복합체 제조
WO2012177088A1 (ko) * 2011-06-23 2012-12-27 주식회사 나노브릭 자성 입자 표면 처리 방법, 이에 의해 제조된 자성 복합체, 및 타겟 물질 표지용 자성 복합체
US8697020B2 (en) 2008-02-14 2014-04-15 Bioneer Corporation Silica magnetic particles having a spherical form and a process for preparing the same
US8734762B2 (en) 2007-10-18 2014-05-27 Korea Research Institute Of Bioscience And Biotechnology Perfluorocarbon nano-emulsion containing quantum dot nanoparticles and method for preparing the same
KR101563790B1 (ko) * 2013-12-31 2015-10-29 연세대학교 산학협력단 간세포 특이적 핵산 전달 및 자기공명영상용 자성 나노벡터
WO2018004309A1 (ko) 2016-06-30 2018-01-04 김성천 이중가닥 핵산 신호 프로브 및 이를 이용한 표적분자의 검출방법

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819378B1 (ko) * 2006-02-24 2008-04-04 (주)에이티젠 양친매성 화합물을 이용한 자성 나노복합체 및 이를포함하는 약제학적 조성물
KR100819377B1 (ko) * 2006-02-24 2008-04-04 (주)에이티젠 양친매성 화합물을 이용한 자성 나노복합체 및 이를포함하는 조영제
KR100848932B1 (ko) * 2006-02-24 2008-07-29 (주)에이티젠 자성 나노복합체를 이용하여 표적 물질을 분리하는 방법
KR100848931B1 (ko) * 2006-02-24 2008-07-29 (주)에이티젠 양친매성 화합물 및 조직 특이적 결합 성분을 이용한지능형 자성 나노복합체 및 이를 포함하는 조영제
KR100848930B1 (ko) * 2006-02-24 2008-07-29 (주)에이티젠 양친매성 화합물을 이용한 자성 나노복합체의 제조방법
KR100974083B1 (ko) * 2007-09-18 2010-08-04 전북대학교산학협력단 Ｐｖｌａ가 코팅된 초상자성 산화철 나노입자, 이의제조방법 및 이를 포함하는 간질환 진단용 조영제
US8734762B2 (en) 2007-10-18 2014-05-27 Korea Research Institute Of Bioscience And Biotechnology Perfluorocarbon nano-emulsion containing quantum dot nanoparticles and method for preparing the same
KR100956264B1 (ko) 2008-01-02 2010-05-07 원광대학교산학협력단 붕소화철 및 마그네타이트산화철로 구성된초미세나노입자들의 제조 방법 및 장치
KR100974082B1 (ko) 2008-02-05 2010-08-04 전북대학교산학협력단 간질환 진단용 조영제 및 이의 제조방법
US8697020B2 (en) 2008-02-14 2014-04-15 Bioneer Corporation Silica magnetic particles having a spherical form and a process for preparing the same
KR101045535B1 (ko) 2008-11-07 2011-06-30 원광대학교산학협력단 마그네타이트 나노입자를 이용한 조영제 및 그 제조방법
WO2010074539A3 (ko) * 2008-12-24 2010-09-23 주식회사 다이온 고온의 ａｃ 자기 유도 발열을 보이는 가공된 초 상자성 마그네슘 도핑된 페라이트 나노입자의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 가공된 초상자성 마그네슘 도핑된 페라이트 나노입자
KR101142905B1 (ko) 2009-11-27 2012-05-10 연세대학교 산학협력단 양이온성 양친매 고분자를 이용한 양이온성 자성 나노복합체 제조
WO2012177088A1 (ko) * 2011-06-23 2012-12-27 주식회사 나노브릭 자성 입자 표면 처리 방법, 이에 의해 제조된 자성 복합체, 및 타겟 물질 표지용 자성 복합체
KR101563790B1 (ko) * 2013-12-31 2015-10-29 연세대학교 산학협력단 간세포 특이적 핵산 전달 및 자기공명영상용 자성 나노벡터
WO2018004309A1 (ko) 2016-06-30 2018-01-04 김성천 이중가닥 핵산 신호 프로브 및 이를 이용한 표적분자의 검출방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bae et al. Bioinspired synthesis and characterization of gadolinium-labeled magnetite nanoparticles for dual contrast T 1-and T 2-weighted magnetic resonance imaging
Mao et al. Functional nanoparticles for magnetic resonance imaging
Jia et al. Active-target T1-weighted MR imaging of tiny hepatic tumor via RGD modified ultra-small Fe3O4 nanoprobes
Bruckman et al. Engineering Gd-loaded nanoparticles to enhance MRI sensitivity via T1 shortening
US20100119458A1 (en) Compositions Containing Metal Oxide Particles and Their Use
KR100541282B1 (ko) 초상자성 산화철계 나노입자를 이용한 간 조영제 및 그제조방법
US20090220431A1 (en) Magnetic resonance imaging contrast agents containing water-soluble nanoparticles of manganese oxide or manganese metal oxide
JP5799161B2 (ja) 酸化鉄ナノ粒子に基づくリンパ系造影用ｍｒｉ造影剤およびこれを用いてリンパ節を造影する方法
Hu et al. High-performance nanostructured MR contrast probes
CN103143043B (zh) 一种Fe3O4/Au复合纳米颗粒的制备方法
ES2720152T3 (es) Tratamiento de nanopartículas insolubles en agua con conjugados del ácido hidroxifosfónico hidrofílico, las nanopartículas así modificadas y su uso como agentes de contraste
US20090226376A1 (en) Novel Mixed Ligand Core/Shell Iron Oxide Nanoparticles for Inflammation Imaging
Lee et al. Amphiphilic hyaluronic acid-based nanoparticles for tumor-specific optical/MR dual imaging
CN109045310A (zh) 一种两性离子修饰的树状大分子复合材料及其制备和应用
CN106466488B (zh) 具有肿瘤细胞靶向性的超细磁性核壳纳米材料及其制备和应用
Li et al. Targeted CT/MR dual mode imaging of human hepatocellular carcinoma using lactobionic acid-modified polyethyleneimine-entrapped gold nanoparticles
US20090041673A1 (en) Thermally Crosslinked Contrast Agents
CN104672462B (zh) 一种增强纳米粒子生物相容性和稳定性的多齿仿生配体及其制备方法
Li et al. Facile synthesis of manganese silicate nanoparticles for pH/GSH-responsive T 1-weighted magnetic resonance imaging
KR20140110401A (ko) 조영제 조성물 및 이를 이용한 바이오 영상화 방법
CN103237562B (zh) 含有复合粒子的mri 造影剂
JP4894332B2 (ja) 磁気共鳴画像用造影剤
KR101631311B1 (ko) 망간 이온이 도핑된 실리카 나노입자를 포함하는 ｍｒｉ 조영제
KR101042399B1 (ko) 다기능성 산화철 나노입자 및 이를 이용한 진단 조영제
KR20150073282A (ko) 자성 나노입자에 친수성을 부여하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121128

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131120

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141119

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160325

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee