KR100924786B1 - A magnetic metal nano composite for the diagnosis and treatment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다기능성 자성 메탈 나노 복합체에 관한 것으로서, 구체적으로 자성체를 함유하는 유전체 입자; 및 상기 유전체 입자의 표면에 형성된 금속-함유 코팅층을 포함하고, 상기 금속은 전자기파 조사시 열을 발생하는 자성 메탈 나노 복합체에 관한 것이다. 상기 나노 복합체는 세포 질환의 진단 및 치료에 유용하다.The present invention relates to a multifunctional magnetic metal nanocomposite, specifically, dielectric particles containing a magnetic body; And a metal-containing coating layer formed on the surface of the dielectric particles, wherein the metal relates to a magnetic metal nanocomposite that generates heat when irradiated with electromagnetic waves. The nanocomposites are useful for the diagnosis and treatment of cellular diseases.

나노 입자, 자성체, 유전체, 실리카, 골드 Nanoparticles, Magnetic Materials, Dielectrics, Silica, Gold

Description

진단 및 치료용 자성 메탈 나노 복합체{A MAGNETIC METAL NANO COMPOSITE FOR THE DIAGNOSIS AND TREATMENT}Magnetic metal nanocomposite for diagnosis and treatment {A MAGNETIC METAL NANO COMPOSITE FOR THE DIAGNOSIS AND TREATMENT}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a magnetic metal nanocomposite according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포화지방산을 이용한 자성 나노입자의 투과 전자현미경 사진 및 자기적 특성을 도시한 그래프이다. 2 is a graph showing transmission electron micrographs and magnetic properties of magnetic nanoparticles using saturated fatty acids according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 불포화지방산을 이용한 자성 나노입자의 투과 전자현미경 사진 및 자기적 특성을 도시한 그래프이다. 3 is a graph illustrating transmission electron micrographs and magnetic properties of magnetic nanoparticles using unsaturated fatty acids according to another embodiment of the present invention.

도 4a-4e는 제조예 1의 자성 나노입자로부터 실시예 1에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 제조과정을 나타내는 투과 전자현미경 사진이고, 4f는 실시예 1에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 주사 전사현미경 사진이다. 4A and 4E are transmission electron micrographs showing the manufacturing process of the magnetic metal nanocomposite according to Example 1 from the magnetic nanoparticles of Preparation Example 1, and 4f is a scanning transcription micrograph of the magnetic metal nanocomposite according to Example 1; .

도 5는 제조예 5의 골드 나노입자(a), 제조예 4의 자성체-함유 실리카 입자(b),  및 실시예 1의 자성 메탈 나노 복합체(c)의 UV-Vis 흡광도를 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing UV-Vis absorbances of gold nanoparticles of Preparation Example 5, magnetic material-containing silica particles of Preparation Example 4, and magnetic metal nanocomposites of Example 1;

도 6은 실시예 1의 자성 메탈 나노 복합체(a), 제조예 4의 자성체-함유 실리카 입자(b), 제조예 4에서 자성체 없이 제조된 실리카 입자(c) 및 제조예 1의 자성 나노입자(d)의 결정성을 확인하기 위한 X-선 회절 패턴을 나타낸 그래프이다. 6 is a magnetic metal nanocomposite (a) of Example 1, magnetic material-containing silica particles (b) of Preparation Example 4, silica particles (c) prepared without a magnetic body in Preparation Example 4 and the magnetic nanoparticles of Preparation Example 1 ( It is a graph which shows the X-ray diffraction pattern for confirming the crystallinity of d).

도 7a 및 7b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 농도에 따른 자기공명영상 및 이완도의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 7c는 상기 자성 메탈 나노 복합체의 자기이력곡선을 나타낸 그래프이다. 7A and 7B are graphs showing changes in magnetic resonance images and relaxation degrees according to concentrations of the magnetic metal nanocomposites according to one embodiment of the present invention, and FIG. 7C is a graph showing a magnetic history curve of the magnetic metal nanocomposites. to be.

도 8a 와 8b는 자성 메탈 나노 복합체의 표적지향성을 확인하기 위한 유세포 분리기 그래프를 나타낸 것이고, 8c는 상대적인 값으로 비교한 막대 그래프이다. 8a and 8b show the flow cytometry graph for confirming the target orientation of the magnetic metal nanocomposite, 8c is a bar graph compared with the relative value.

도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 항체가 결합된 자성 메탈 나노 복합체와 표적 암세포의 결합도를 나타내는 형광 현미경 및 자기공명영상 사진이고, 도 9b는 자기공명영상을 통해 얻은 상기 세포들의 이완도 변화를 나타낸 그래프이다. Figure 9a is a fluorescence microscope and magnetic resonance imaging showing the binding degree of the antibody-bound magnetic metal nanocomposite and target cancer cells according to an embodiment of the present invention, Figure 9b is the relaxation of the cells obtained through the magnetic resonance image It is a graph showing the change.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 메탈 나노 복합체가 분산된 수용액에 레이저를 조사하여 얻은 온도상승 그래프(a)와, 순수한 물에 레이저를 조사하여 얻은 온도상승 그래프(b)이다. 10 is a temperature increase graph (a) obtained by irradiating a laser to an aqueous solution in which the magnetic metal nanocomposite is dispersed according to an embodiment of the present invention, and a temperature increase graph (b) obtained by irradiating laser to pure water.

도 11은 각각 본 발명의 일에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 암세포 치료 효과를 나타내는 형광 현미경 사진 및 세포 사멸 그래프이다.11 is a fluorescence micrograph and apoptosis graph showing the cancer cell treatment effect of the magnetic metal nanocomposite according to the present invention, respectively.

본 발명은 다기능성 자성 메탈 나노 복합체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다양한 세포질환의 진단 및 치료에 사용될 수 있고, 바람직하게는 항체에 의한 상승적 치료 효과를 제공할 수 있는 다기능성 자성 메탈 나노 복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a multifunctional magnetic metal nanocomposite, and more particularly, to a multifunctional magnetic metal nanocomposite which can be used for diagnosis and treatment of various cellular diseases, and preferably can provide a synergistic therapeutic effect by an antibody. It is about.

일반적으로 메탈 나노 복합체로 지칭되는 나노입자는 구형의 유전성 코어 나 노입자; 및 상기 코어를 둘러싼 얇은 금속막으로 구성되어 있다. 메탈 나노 복합체는 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 전자기파를 흡수할 수 있고, 흡수된 전자기파는 금속막에 있는 전도성 전자들을 집단적으로 진동시켜 열을 발생시킨다. 메탈 나노 복합체에 의해 흡수되는 전자기파의 파장 범위 및 그에 따른 발열은 사용된 금속의 종류, 유전성 코어 나노입자와 금속막의 두께를 조절함으로써 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 전자기파는 파장에 따라 정도의 차이는 있지만, 생체 조직을 어느 정도 침투할 수 있는 특성을 가지고 있으며, 전자기파의 이러한 특성은 임상에서 질병을 진단하기 위한 도구로 응용되고 있다. 예를 들어, 맥반산소계측기, OCT (optical coherence tomography), 확산 촬영 (diffuse tomography) 또는 레이저 도플러 영상은 전자기파의 침투 특성을 이용하고 있다. 이러한 메탈 나노 복합체 및 전자기파의 특성에 기초하여, 메탈 나노 복합체를 약물 전달, 또는 질병 치료 등에 적용하기 위한 연구가 당업계에서 지속적으로 수행되고 있다.Nanoparticles, commonly referred to as metal nanocomposites, include spherical dielectric core nanoparticles; And a thin metal film surrounding the core. The metal nanocomposite can absorb electromagnetic waves by surface plasmon resonance, and the absorbed electromagnetic waves generate heat by collectively vibrating conductive electrons in the metal film. The wavelength range of the electromagnetic wave absorbed by the metal nanocomposite and the resulting heat generation can be easily controlled by controlling the type of metal used, the thickness of the dielectric core nanoparticles and the metal film. In addition, the electromagnetic wave has a characteristic that can penetrate the living tissue to some extent, although the degree varies depending on the wavelength, and this characteristic of the electromagnetic wave has been applied as a tool for diagnosing a disease in a clinic. For example, the pulse oximeter, optical coherence tomography (OCT), diffuse tomography, or laser Doppler imaging uses the penetration characteristics of electromagnetic waves. Based on the properties of such metal nanocomposites and electromagnetic waves, researches for applying metal nanocomposites to drug delivery, disease treatment, and the like are continuously performed in the art.

일본 특허출원 제2001-510655호는 메탈 나노 복합체를 이용하여 약물을 원하는 장소에 전달하는 방법에 대해 개시하고 있다. 구체적으로, 상기 일본 출원은 치료 약물, 감열성 재료(예, 하이드로겔) 및 메탈 나노 복합체를 포함하는 조성물을 제공하며, 상기 조성물을 투여한 후 원하는 장소에서 전자기파를 조사하면 메탈 나노 복합체로부터 발생된 열이 감열성 재료를 붕괴시켜 치료 약물이 방출된다고 기재되어 있다. 그러나, 상기 일본 출원에 사용된 메탈 나노 복합체는 조성물의 한 성분으로 사용되기 때문에 크기가 작아 발열량이 적으며, 전자기파 조사에 의해 발생된 열이 감열성 재료의 붕괴에 사용되기 때문에 열을 이용한 치료 효과를 기대 하기가 어렵다.Japanese Patent Application No. 2001-510655 discloses a method for delivering a drug to a desired place using a metal nanocomposite. Specifically, the Japanese application provides a composition comprising a therapeutic drug, a thermosensitive material (eg, hydrogel), and a metal nanocomposite, wherein the electromagnetic wave is generated from the metal nanocomposite when irradiated with electromagnetic waves at a desired place after administering the composition. It is described that heat disrupts the thermosensitive material and releases the therapeutic drug. However, since the metal nanocomposite used in the Japanese application is used as one component of the composition, it is small in size and generates little heat, and heat treatment caused by electromagnetic wave radiation is used to disintegrate the thermosensitive material. Hard to expect.

L. R. Hirsch 등은 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 발생한 열로 암세포를 치료하는 방법에 대해 개시하고 있다 (PNAS 2003; 100; 13549-13554). 구체적으로, L. R. Hirsch 등은 골드로 코팅된 실리카 나노 물질에 근적외선을 조사하고, 이때 발생된 열이 암세포 사멸에 유용하다는 것을 생체내 및 생체외 실험을 통해 제시하였다. 그러나 상기 발명은 골드-실리카 나노 복합체가 암의 치료에 유용할 수 있다는 것에 대해서만 개시하고 있을 뿐, 본원발명에서와 같이 나노 복합체를 이용하여 진단과 치료를 동시에 수행하는 것에 대해서는 아무런 내용도 시사 또는 암시하고 있지 않다. 더구나, 상기 방법은 암세포 치료를 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 발생한 열에만 의지하고 있기 때문에, 근적외선의 침투량이 깊이에 따라 감소된다는 점을 고려하면 보다 깊은 곳에 위치한 암세포에 대해서는 유효한 치료 효과를 기대하기 어렵다.L. R. Hirsch et al. Disclose a method for treating cancer cells with heat generated by surface plasmon resonance (PNAS 2003; 100; 13549-13554). Specifically, L. R. Hirsch et al. Investigated near-infrared radiation on gold-coated silica nanomaterials and suggested that the generated heat is useful for cancer cell death through in vivo and ex vivo experiments. However, the present invention only discloses that the gold-silica nanocomposite may be useful for the treatment of cancer, and suggests or suggests nothing about the simultaneous diagnosis and treatment using the nanocomposite as in the present invention. I'm not doing it. Moreover, since the method relies only on heat generated by surface plasmon resonance phenomena, it is difficult to expect an effective therapeutic effect for cancer cells located deeper in consideration of the fact that the penetration of near infrared rays decreases with depth.

따라서 당업계에서는 위와 같은 문제점을 극복하면서 다양한 기능을 제공할 수 있는 다기능성 메탈 나노 복합체의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.Therefore, there is a continuous demand in the art for the development of a multifunctional metal nanocomposite capable of providing various functions while overcoming the above problems.

본 발명의 목적은 세포질환을 진단 및 치료할 수 있는 다기능성 자성 메탈 나노 복합체; 및 그의 제조방법의 제공하는 것이다.An object of the present invention is a multifunctional magnetic metal nanocomposite capable of diagnosing and treating cellular diseases; And a method for producing the same.

본 발명의 다른 목적은 상기 다기능성 자성 메탈 나노 복합체과 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 진단 및 치료용 약제학적 조성물; 및 이를 이용한 질병의 진단 및/또는 치료방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a diagnostic and therapeutic pharmaceutical composition comprising the multifunctional magnetic metal nanocomposite and a pharmaceutically acceptable carrier; And it provides a method for diagnosing and / or treating a disease using the same.

본 발명자들은 자성체를 함유한 유전체 입자를 금속으로 코팅한 자성 메탈 나노 복합체가 세포질환의 진단 및 치료에 유용하다는 것을 발견하였다. 또한, 상기 금속의 표면에 항체를 부착함으로써, 특정 세포에 대해 뛰어난 표적 지향성 및 치료 효과를 나타낸다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors have found that magnetic metal nanocomposites coated with metals containing dielectric particles containing magnetic bodies are useful for the diagnosis and treatment of cellular diseases. In addition, by attaching the antibody to the surface of the metal, the present inventors have found that they exhibit excellent target directivity and therapeutic effect on specific cells, thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명은 자성체를 함유하는 유전체 입자; 및Accordingly, the present invention provides a dielectric particle containing a magnetic material; And

상기 유전체 입자의 표면에 형성된 금속-함유 코팅층을 포함하고, 상기 금속은 전자기파 조사 시 열을 발생하는 자성 메탈 나노 복합체를 제공한다.It includes a metal-containing coating layer formed on the surface of the dielectric particles, the metal provides a magnetic metal nanocomposite that generates heat upon electromagnetic wave irradiation.

바람직하게, 상기 자성 메탈 나노 복합체는 항체가 부착된 수용성 고분자를 금속-함유 코팅층의 표면에 추가로 포함한다.Preferably, the magnetic metal nanocomposite further comprises a water-soluble polymer having an antibody attached thereto on the surface of the metal-containing coating layer.

본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체는 자기공명영상(MRI)와 같은 진단방법을 위한 조영제로 사용될 수 있고, 환자 내의 비정상 세포, 바람직하게는 암세포에 대해 유용한 치료효과를 제공한다. 본 발명에서 진단 역할과 치료 역할을 수행하는 부분은 각각 자성 메탈 나노 복합체의 자성체 함유 유전체 입자 및 유전체-금속 층으로 나뉘어져 있다. 상기 자성체 함유 유전체 입자의 자성 나노클러스터는 자기공명영상의 조영제 역할을 하는데, 에멀젼-서스펜션 방법을 이용하여 단분산성의 자성체를 클러스터 형태로 제조하여 조영제 효과를 극대화 시켰다. 또한 상기 유전체-금속 층은 800nm 레이저 조사시 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 열을 발생하여 치료 효과를 나타낸다. 바람직하게, 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체 는 항원-항체 반응을 이용함으로써 원하는 곳으로의 이동 및, 생물학적 치료 효과를 추가로 제공하는 것이 가능하다. 이하, 상기 구성들에 대해 자세히 설명하도록 한다.The magnetic metal nanocomposite according to the present invention can be used as a contrast agent for diagnostic methods such as magnetic resonance imaging (MRI), and provides a useful therapeutic effect on abnormal cells, preferably cancer cells, in a patient. In the present invention, the part performing the diagnostic role and the therapeutic role is divided into magnetic material-containing dielectric particles and dielectric-metal layers of the magnetic metal nanocomposites, respectively. The magnetic nanoclusters of the magnetic body-containing dielectric particles serve as a contrast medium of the magnetic resonance image. The monodisperse magnetic material was prepared in a cluster form using an emulsion-suspension method to maximize the contrast agent effect. In addition, the dielectric-metal layer generates heat due to surface plasmon resonance during 800 nm laser irradiation, thereby exhibiting a therapeutic effect. Preferably, the magnetic metal nanocomposite according to the present invention is capable of further providing a therapeutic effect and a transfer to a desired place by using an antigen-antibody reaction. Hereinafter, the configuration will be described in detail.

진단 도구로 사용되는 자성체-함유 유전체 입자Magnetic body-containing dielectric particles used as diagnostic tools

본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체는 유전체 입자에 자성체를 함유하고 있으므로, 자기적 성질을 이용한 진단법에 유용하게 사용될 수 있다. 구체적으로, 자기적 성질을 이용한 진단법은 자기공명영상(MRI)을 포함하고, 본 발명의 자성 메탈 나노 복합체는 이러한 진단법에 제한 없이 사용될 수 있다. 본 발명에서 자성체는 클러스터 형태로 존재하는 경우 자기공명영상 장치를 이용한 진단 시 고민감도를 나타낼 수 있다.Since the magnetic metal nanocomposite according to the present invention contains a magnetic material in the dielectric particles, it may be usefully used in a diagnostic method using magnetic properties. Specifically, the diagnostic method using the magnetic properties include magnetic resonance imaging (MRI), the magnetic metal nanocomposite of the present invention can be used without limitation in such a diagnostic method. In the present invention, when the magnetic material is present in the form of a cluster, the magnetic material may exhibit a sensitivity when diagnosing the magnetic resonance imaging device.

바람직하게, 본 발명에 사용되는 자성체는 자성 나노입자(nanoparticles) 또는 이들의 모임인 자성 나노클러스터이고, 유전체 입자 중에 분산된 형태 또는 코어 형태로 존재할 수 있다. 상기 자성 나노입자는 자성을 가지고, 직경이 1nm 내지 1,000nm, 바람직하게는 2nm 내지 100nm인 입자라면 제한 없이 사용될 수 있으나, 금속 물질(metal material), 자성 물질(magnetic material), 또는 자성 합금(magnetic alloy)인 것이 바람직하다.Preferably, the magnetic material used in the present invention is magnetic nanoparticles (magnetic nanoparticles) or a collection of magnetic nanoclusters thereof, and may be present in a dispersed form or core form in dielectric particles. The magnetic nanoparticles may be used without limitation as long as the magnetic nanoparticles are magnetic and have a diameter of 1 nm to 1,000 nm, preferably 2 nm to 100 nm, but may be a metal material, a magnetic material, or a magnetic alloy. alloy).

상기 금속은 특별히 제한되지는 않으나, Pt, Pd, Ag, Cu 및 Au로 구성된 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다.The metal is not particularly limited, but is preferably selected from the group consisting of Pt, Pd, Ag, Cu and Au.

상기 자성 물질 역시 특별히 제한되지는 않으나, Co, Mn, Fe, Ni, Gd, Mo, MM'2O4, 및 MxOy (M 및 M'는 각각 독립적으로 Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, 또는 Cr을 나타내고, 0 < x ≤3, 0 < y ≤5)로 구성된 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다.The magnetic material is also not particularly limited, but Co, Mn, Fe, Ni, Gd, Mo, MM ' 2 O 4 , And M x O y (M and M 'each independently represent Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, or Cr, and are preferably selected from the group consisting of 0 <x ≦ 3, 0 <y ≦ 5).

또한 상기 자성 합금 역시 특별히 제한되지는 않으나 CoCu, CoPt, FePt, CoSm, NiFe 및 NiFeCo로 구성된 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다.In addition, the magnetic alloy is not particularly limited, but is preferably selected from the group consisting of CoCu, CoPt, FePt, CoSm, NiFe, and NiFeCo.

또한 상기 금속, 자성 물질, 또는 자성 합금은 유기성 표면 안정제와 결합되어 있는 것이 바람직하다. 유기성 표면 안정제(surface stabilizer)는 본 발명의 나노입자의 상태와 크기를 안정화시킬 수 있는 유기 기능성 분자를 의미하며 대표적인 예로는 계면활성제가 포함된다.In addition, the metal, magnetic material, or magnetic alloy is preferably combined with an organic surface stabilizer. An organic surface stabilizer means an organic functional molecule capable of stabilizing the state and size of the nanoparticles of the present invention, and representative examples thereof include surfactants.

상기 계면활성제는 알킬 트리메틸암모늄 할라이드(alkyl trimethylammonium halide)을 포함하는 양이온 계면활성제; 올레산 (oleic acid), 라우르산(lauric acid), 또는 도데실산(dodecylic acid)과 같은 포화 또는 불포화 지방산, 트리옥틸포스핀 옥사이드(trioctylphosphine oxide: TOPO), 트리옥틸포스핀(trioctylphosphine: TOP), 또는 트리부틸포스핀(tributylphosphine)과 같은 트리알킬포스핀 또는 트리알킬포스핀옥사이드, 도데실아민, 올레익아민(oleic amine), 트리옥틸아민(trioctylamine), 또는 옥틸아민(octylamine)과 같은 알킬아민(alkyl amine), 또는 알킬티올(alkyl thiol)을 포함하는 중성 계면활성제; 및 소디움 알킬 설페이트 (sodium alkyl sulfate), 또는 소디움 알킬 포스페이트 (sodium alkyl phosphate)을 포함하는 음이온 계면활성제를 사용할 수 있으나, 이 에 제한되는 것은 아니다.The surfactant may be a cationic surfactant including an alkyl trimethylammonium halide; Saturated or unsaturated fatty acids such as oleic acid, lauric acid, or dodecylic acid, trioctylphosphine oxide (TOPO), trioctylphosphine (TOP), Or an alkylamine such as trialkylphosphine or trialkylphosphine oxide such as tributylphosphine, dodecylamine, oleic amine, trioctylamine, or octylamine neutral surfactants including alkyl amines, or alkyl thiols; And anionic surfactants including sodium alkyl sulfate, or sodium alkyl phosphate, but are not limited thereto.

특히, 나노입자의 안정화 및 균일한 크기 분포를 고려할 때, 포화 또는 불포화 지방산 및/또는 알킬아민을 사용하는 것이 바람직하다.In particular, considering the stabilization and uniform size distribution of the nanoparticles, preference is given to using saturated or unsaturated fatty acids and / or alkylamines.

본 발명에서, 유전체는 자성 나노클러스터를 친수성 매질에서 안정화시키는 역할을 한다. 또한 일반적으로 금속은 약 520nm 파장대의 빛을 흡수하여 전자를 여기시키는데, 유전체에 금속이 코팅되면 약 800nm 파장대를 흡수하게 되고, 전자가 여기되는 것이 아니라 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 빛을 흡수하고 열을 발생하여 치료효과를 갖게 된다.In the present invention, the dielectric serves to stabilize the magnetic nanoclusters in a hydrophilic medium. Also, metals generally absorb light by absorbing light in the wavelength range of about 520 nm. When the metal is coated on the dielectric, the metal absorbs in the wavelength range of about 800 nm, and electrons are absorbed by surface plasmon resonance rather than excitation. Occurs and has a therapeutic effect.

상기 유전체는 물질 내에 외부전계를 인가하였을 때 유도전기 쌍극자 모멘트를 가지고, 유도분극을 발생시키는 물질을 의미한다. 이러한 물질은 금속과 전도성 고분자를 제외한 대부분의 물질을 포함하고, 당업계에 널리 공지되어 있으므로, 당업자는 사용 목적을 고려하여 공지의 유전체를 임의로 선택할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니나, 바람직하게 유전체는 실리카, 티타니아, 고분자입자, 알루미나 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택될 수 있다. 유전체 입자는 유전체 입자와 금속-함유 코팅층의 부착성을 향상시키기 위해, 카르복실기, 티올기 또는 아민기 등의 작용기로 개질될 수 있다. 상기 작용기로의 개질은 공지된 방법을 이용하여 다양하게 수행될 수 있고, 이로 제한되는 것은 아니지만 (3-아미노프로필)트리메톡시실란, (3-아미노프로필)트리에톡시실란 등과 같은 작용기를 가지는 알콕시실란과 반응시킴으로써 용이하게 수행될 수 있다.The dielectric refers to a material having an induction electric dipole moment and generating induced polarization when an external electric field is applied to the material. Such materials include most materials other than metals and conductive polymers, and are well known in the art, and those skilled in the art can arbitrarily select a known dielectric in consideration of the purpose of use. Although not limited thereto, the dielectric may be preferably selected from the group consisting of silica, titania, polymer particles, alumina and mixtures thereof. The dielectric particles may be modified with functional groups such as carboxyl groups, thiol groups or amine groups to improve the adhesion of the dielectric particles and the metal-containing coating layer. Modification to the functional group can be carried out in various ways using a known method, but is not limited thereto, and has a functional group such as (3-aminopropyl) trimethoxysilane, (3-aminopropyl) triethoxysilane and the like. It can be easily carried out by reacting with an alkoxysilane.

상기 유전체 입자의 입경은 특별히 제한되지는 않으나, 치료효과를 고려할 때 바람직하게는 80nm 내지 120nm 이고, 보다 바람직하게는 95nm 내지 105nm 이다.The particle diameter of the dielectric particles is not particularly limited, but considering the therapeutic effect, it is preferably 80 nm to 120 nm, more preferably 95 nm to 105 nm.

바람직하게, 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체는 유전체 입자 내에 자기장을 발생시키는 자성체와 함께, 다른 진단 프로브를 추가로 함유함으로써 이중 또는 다중 진단 프로브로 사용될 수 있다. 예를 들면, 수용성 자성 메탈 나노 복합체에 T1 자기공명 영상 진단 프로브를 결합시키면 T2 자기공명영상 및 T1 자기공명영상 진단을 동시에 진행할 수 있고, 광학 진단 프로브를 결합시키면 자기공명 영상과 광학 이미징을 동시에 할 수 있으며, CT 진단 프로브를 결합시키면 자기공명영상과 CT 진단을 동시에 할 수 있다. 또한 방사선 동위원소와 결합시키면 자기공명영상과 PET, 또는 SPECT 진단을 동시에 할 수 있다. Preferably, the magnetic metal nanocomposite according to the present invention can be used as a dual or multiple diagnostic probe by additionally containing other diagnostic probes, together with a magnetic body generating a magnetic field in the dielectric particles. For example, combining a T1 magnetic resonance imaging probe with a water-soluble magnetic metal nanocomposite enables simultaneous diagnosis of T2 magnetic resonance imaging and T1 magnetic resonance imaging, and combining the optical diagnostic probe allows simultaneous magnetic resonance imaging and optical imaging. By combining CT diagnostic probes, MRI and CT diagnosis can be performed simultaneously. Combined with radioisotopes, magnetic resonance imaging and PET or SPECT can be simultaneously diagnosed.

상기 T1 자기공명 영상 진단 프로브로는 Gd 화합물, 또는 Mn 화합물 등을 포함하고, 광학 진단 프로브로는 형광 염료, 양자점, 또는 염료 표지된 무기 지지체 (예 SiO2, Al2O3)를 포함하며, CT 진단 프로브로는 I (요오드) 화합물, 또는 골드 나노 입자를 포함하며, 방사선 동위원소로는 In, Tc, 또는 F 등을 포함한다. The T1 magnetic resonance imaging probe includes a Gd compound, a Mn compound, and the like, and the optical diagnostic probe includes a fluorescent dye, a quantum dot, or a dye-labeled inorganic support (eg, SiO 2 , Al 2 O 3 ), CT diagnostic probes include I (iodine) compounds, or gold nanoparticles, and radioisotopes include In, Tc, F, and the like.

열 치료를 제공하기 위한 금속-함유 코팅층Metal-containing coating layer to provide heat treatment

본 발명에 따른 열 치료 효과는 상기 (유전체-금속층)유전체 입자의 표면에 형성된 금속-함유 코팅층에 의해 제공된다. 일반적으로 금속은 빛을 흡수하여 전 자를 여기 시키나, 본 발명에서 금속은 유전체와 층으로 이루어져 있어서 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 빛을 흡수하게 된다. 따라서 약 520nm 파장대의 빛을 흡수하는 것이 아니라 약 800nm 파장대를 흡수하게 된다. 상기 코팅층에 함유된 금속은 전자기파, 바람직하게는 레이저 조사 시 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 열을 발생시키며 이를 주변으로 발산시킨다. 본 발명자들의 실험에 따를 때, 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체를 함유하고 있는 물에 약 800nm 파장을 갖는 레이저를 30w/cm2의 세기로 5분간 조사한 경우 물의 온도가 약 15℃ 정도 상승되었다 (참조: 실험예 3). 따라서 자성 메탈 나노 복합체가 환자의 전신에 분포된 경우 특정 부위에 전자기파를 조사하거나, 자성 메탈 나노 복합체가 국소 분포된 경우 특정 부위 또는 전신에 전자기파를 조사함으로써, 국소적으로 세포의 온도를 상승시키는 것이 가능하다. 이러한 온도 상승은 세포 내 온도를 국소적으로 40℃ 이상으로 상승시킬 수 있고, 단백질의 3차 또는 4차 구조를 비가역적으로 변성시켜 세포를 사멸시키기에 충분하다. 따라서 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체는 열을 이용한 치료를 제공할 수 있다.The thermal treatment effect according to the invention is provided by a metal-containing coating layer formed on the surface of the (dielectric-metal layer) dielectric particles. In general, the metal absorbs light to excite the electron, but in the present invention, the metal is composed of a dielectric and a layer to absorb light by surface plasmon resonance. Therefore, rather than absorbing light in the wavelength range of about 520nm, it absorbs about 800nm wavelength band. The metal contained in the coating layer generates heat due to surface plasmon resonance when radiated from electromagnetic waves, preferably laser, and emits heat to the surroundings. According to the experiments of the present inventors, when the water containing the magnetic metal nanocomposite according to the present invention was irradiated with a laser having a wavelength of about 800 nm for 5 minutes at an intensity of 30 w / cm 2 , the temperature of the water was increased by about 15 ° C. ( Reference: Experimental Example 3). Therefore, if the magnetic metal nanocomposite is distributed throughout the patient's whole body, the electromagnetic wave is irradiated to a specific site, or if the magnetic metal nanocomposite is locally distributed, the electromagnetic wave is irradiated to a specific site or the whole body, thereby locally raising the temperature of the cell. It is possible. This temperature rise can raise the intracellular temperature locally to above 40 ° C. and is sufficient to kill cells by irreversibly denaturing the tertiary or quaternary structure of the protein. Thus, the magnetic metal nanocomposite according to the present invention can provide heat treatment.

상기 금속-함유 코팅층에 포함되는 금속은 전자기파 조사 시 표면 플라즈몬 공명에 의해 열을 발생시킬 수 있는 공지의 금속으로부터 임의로 선택될 수 있다. 상기 금속에 의해 흡수되는 전자기파의 파장 범위 및 표면 플라즈몬 공명에 의해 발생하는 열은 사용된 금속의 종류; 및 유전체 입자와 금속-함유 코팅층의 두께에 의해 조절될 수 있다. 따라서 당업자는 사용 목적에 따라 반복 실험을 함으로써 이들의 특정 조합을 용이하게 선택할 수 있을 것이다. 이로 제한되는 것은 아니나, 상기 금속은 바람직하게는 귀금속을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 Au, Ag 및 Pt으로 구성된 그룹에서 선택될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니나, 금속-함유 코팅층의 두께는 치료효과를 고려할 때 바람직하게는 10nm 내지 30nm 이고, 보다 바람직하게는 15nm 내지 25nm 이다. 상기 금속에 의해 흡수될 수 있는 파장의 범위는 다양하고, 이들은 제한 없이 본 발명에 사용될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니나, 바람직하게 금속에 의해 흡수되는 파장은 생체 조직에 의한 흡수가 적으면서도 높은 침투율을 나타내는 근적외선 내지 중간영역 적외선 영역의 파장이고, 보다 바람직하게는 생체에 적용시 물과 헤모글로빈에 의하여 흡수되지 않는 파장대인 700nm내지 1000 nm이다. The metal included in the metal-containing coating layer may be arbitrarily selected from known metals that may generate heat by surface plasmon resonance upon electromagnetic wave irradiation. The wavelength range of the electromagnetic wave absorbed by the metal and the heat generated by the surface plasmon resonance are based on the type of metal used; And the thickness of the dielectric particles and the metal-containing coating layer. Therefore, those skilled in the art will be able to easily select specific combinations of these by repeating experiments according to the purpose of use. Although not limited thereto, the metal may preferably be a noble metal, and more preferably may be selected from the group consisting of Au, Ag, and Pt. Although not limited to this, the thickness of the metal-containing coating layer is preferably 10 nm to 30 nm, more preferably 15 nm to 25 nm in consideration of the therapeutic effect. The range of wavelengths that can be absorbed by the metals varies and they can be used in the present invention without limitation. Although not limited thereto, preferably, the wavelength absorbed by the metal is a wavelength in the near infrared to mid-area infrared region showing a high penetration rate with little absorption by biological tissues, and more preferably by water and hemoglobin when applied to a living body. It is 700 nm to 1000 nm, which is a wavelength band that is not absorbed.

조직 특이적 결합 성분이 부착된 친수성 고분자Hydrophilic Polymer with Tissue-Specific Binding Components

바람직하게, 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체는 친수성 매질 중에서의 안정성을 향상시키기 위해 친수성 고분자를 금속-함유 코팅층의 표면에 추가로 포함할 수 있다. 상기 친수성 고분자는 자성 메탈 나노 복합체의 외곽에 분포하여 수불용성의 나노 복합체를 친수성 매질 중에서도 안정화시켜 생체 이용률을 극대화시킬 수 있다. 즉 자성 메탈 나노 복합체가 생체 내에서 면역체계에 의해 분해되거나 표적지점으로 가지 못하게 되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 친수성 고분자는 화학 결합을 통해 금속-함유 코팅층과 후술하는 조직 특이적 결합 성분의 연결을 매개하는 역할을 하며, 생체 내 면역 체계를 피하고 표적지점까지 갈 수 있도록 도와준다.Preferably, the magnetic metal nanocomposite according to the present invention may further comprise a hydrophilic polymer on the surface of the metal-containing coating layer in order to improve stability in the hydrophilic medium. The hydrophilic polymer may be distributed outside the magnetic metal nanocomposite to stabilize the water-insoluble nanocomposite in a hydrophilic medium to maximize bioavailability. In other words, the magnetic metal nanocomposite is prevented from being degraded by the immune system or to the target site in vivo. In addition, the hydrophilic polymer mediates the connection between the metal-containing coating layer and the tissue-specific binding component described below through chemical bonding, and helps to avoid the immune system in vivo and reach the target point.

본 발명에 사용되는 친수성 고분자는 형성된 자성 메탈 나노 복합체의 물성에 악영향을 미치지 않는 한, 특별히 제한되지는 않지만 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 플로오르닉계열(폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜 코폴리머), 폴레에테르이미드(PEI), 폴리비닐피롤리돈(PVP), N-이소프로필아크릴아미드(NIPAM) 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택된다. 상기 친수성 고분자는 조직 특이적 결합 성분 및 금속-함유 코팅층과 결합할 수 있는 상기 관능기를 각각 1개 이상, 바람직하게는 1개 내지 3개 포함하며, 친수성 고분자의 본래 구조에 이러한 관능기가 없는 경우에는 필요한 관능기를 원하는 만큼 부가하여 사용할 수 있다. 상기 친수성 고분자는 중량평균분자량이 100 내지 100,000인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 100 미만이면 생체독성을 보이고, 100,000을 초과하면 응용이 어렵다.The hydrophilic polymer used in the present invention is not particularly limited as long as it does not adversely affect the physical properties of the formed magnetic metal nanocomposite, but is preferably polyethylene glycol, polypropylene glycol, or fluoronic series (polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene). Glycol copolymers), polyetherimide (PEI), polyvinylpyrrolidone (PVP), N-isopropylacrylamide (NIPAM) and mixtures thereof. The hydrophilic polymer includes one or more, preferably one to three, functional groups each capable of binding to a tissue-specific binding component and a metal-containing coating layer, and in the case where such functional groups are not present in the original structure of the hydrophilic polymer The necessary functional group can be added and used as desired. The hydrophilic polymer preferably has a weight average molecular weight of 100 to 100,000. If the weight average molecular weight is less than 100 shows biotoxicity, if it exceeds 100,000 it is difficult to apply.

친수성 고분자 중 상기 조직 특이적 결합 성분과 반응하는 관능기의 종류는 구체적으로 사용된 조직 특이적 결합 성분의 종류에 따라 임의로 변할 수 있으며, 대표적인 관능기는 -COOH, -CHO, -NH2, -SH, -CONH2, -PO3H, -PO4H, -SO3H, -SO4H, -OH, -NR4 +X-, -술포네이트, -니트레이트, -포스포네이트, -숙신이미딜기, -말레이미드기, 및 -알킬기로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 기능기를 포함하는 것이 바람직하다.The type of functional group that reacts with the tissue specific binding component in the hydrophilic polymer may be arbitrarily changed according to the type of tissue specific binding component used. Representative functional groups are -COOH, -CHO, -NH 2 , -SH, -CONH 2, -PO 3 H, -PO 4 H, -SO 3 H, -SO 4 H, -OH, -NR 4 + X -, - sulfonate, - nitrates,-phosphonate-succinimidyl It is preferable to include at least one functional group selected from the group consisting of a dill group, a -maleimide group, and a -alkyl group.

또한, 친수성 고분자 중 금속-함유 코팅층과 반응하는 관능기의 종류는 이로 제한되는 것은 아니나, -SH 및 -NH2 로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 관능기를 포함하는 것이 바람직하다. 이로 제한되는 것은 아니나, 친수성 고분자와 금속-함유 코팅층 사이의 결합은 에스테르 결합, 티오에스테르 결합, 아미드 결합 및/또는 티오아미드 결합이고, 반응 안정성 및 용이성 면에서 아미드 결합이 보다 바람직하다. In addition, the type of functional group reacting with the metal-containing coating layer in the hydrophilic polymer is not limited thereto, but preferably includes at least one functional group selected from the group consisting of -SH and -NH 2 . Although not limited thereto, the bond between the hydrophilic polymer and the metal-containing coating layer is an ester bond, a thioester bond, an amide bond and / or a thioamide bond, and an amide bond is more preferable in view of reaction stability and ease.

금속-함유 코팅층은 상기와 같은 화학 결합을 위한 관능기를 가지고 있지 않으므로, 친수성 고분자에 관능기를 부가한 뒤에 금속 함유층과 반응시킬 수 있다. 관능기를 부가하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있으며, 이로 제한되는 것은 아니나 4-아미노티오페놀, 시스티아민과 같은 시약을 이용하여 티올기를 부가할 수 있다. Since the metal-containing coating layer does not have a functional group for chemical bonding as described above, the metal-containing coating layer may react with the metal-containing layer after adding the functional group to the hydrophilic polymer. Methods of adding functional groups are well known in the art, but thiol groups can be added using reagents such as, but not limited to, 4-aminothiophenol, cystiamine.

보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체는 표적 지향성 및 치료 효과를 향상시키기 위해 친수성 고분자 표면에 조직 특이적 결합 성분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 조직 특이적 결합 성분은 특정 조직과의 상호 반응에 의해 상기 나노 복합체의 표적 지향성 및 생물학적 치료 효과에 기여한다. More preferably, the magnetic metal nanocomposite according to the present invention may further include a tissue specific binding component on the surface of the hydrophilic polymer to improve target directivity and therapeutic effect. The tissue specific binding component contributes to the target directivity and biological therapeutic effect of the nanocomposite by interacting with specific tissues.

상기 조직 특이적 결합 성분은 표적 지향성 및 생물학적 치료효과를 고려하여, 항원, 항체, RNA, DNA, 합텐(hapten), 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin), 뉴트라비딘 (neutravidin), 프로테인 A, 프로테인 G, 렉 틴(lectin), 셀렉틴(selectin), 방사선동위원소로 표지된 성분, 종양 마커와 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 포함하나 이에 제한되지 않는다.The tissue-specific binding component is antigen, antibody, RNA, DNA, hapten, avidin, streptavidin, neutravidin, protein A in consideration of target directivity and biological therapeutic effect Protein G, lectin, selectin, radioisotope labeled components, including but not limited to substances capable of specifically binding to tumor markers.

본 발명의 자성 메탈 나노 복합체는 종양과 관련된 다양한 질병, 예를 들어 위암, 폐암, 유방암, 난소암, 간암, 기관지암, 비인두암, 후두암, 췌장암, 방광암, 결장암 및 자궁경부암을 진단 및/또는 치료하는데 이용될 수 있다. 이와 같은 종양 세포는 정상 세포에서는 거의 또는 전혀 생산되지 않는 특정 물질을 발현 및/또는 분비하는데 이들을 일반적으로 “종양 마커(tumor marker)”라고 명명한다. 그러한 종양 마커와 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 포함하는 고분자나 메탈 나노 복합체는 종양 치료에 유용하게 이용될 수 있다. 당업계에는 다양한 종양 마커뿐만 아니라 이들과 특이적으로 결합할 수 있는 물질이 공지되어 있다. The magnetic metal nanocomposites of the present invention diagnose and / or treat various diseases associated with tumors, such as gastric cancer, lung cancer, breast cancer, ovarian cancer, liver cancer, bronchial cancer, nasopharyngeal cancer, laryngeal cancer, pancreatic cancer, bladder cancer, colon cancer and cervical cancer. It can be used to Such tumor cells express and / or secrete certain substances which are produced little or no in normal cells and are generally termed “tumor markers”. Polymers or metal nanocomposites containing materials capable of specifically binding such tumor markers may be usefully used for the treatment of tumors. Various tumor markers are known in the art, as well as materials capable of specifically binding to them.

또한 본 발명에서 종양 마커는 작용 기작에 따라 리간드, 항원, 수용체, 및 이들을 코딩하는 핵산으로 분류할 수 있다.In the present invention, tumor markers may be classified into ligands, antigens, receptors, and nucleic acids encoding them according to a mechanism of action.

종류Kinds 종양 마커의 예Examples of Tumor Markers 조직 특이적 결합 성분의 예Examples of Tissue Specific Binding Components 리간드Ligand 시냅토타그민 I의 C2C2 of Synaptotamine I 포스파티딜세린Phosphatidylserine 아넥신 VAnnexin V 인테그린Integreen 인테그린 수용체Integrin receptor VEGFVEGF VEGFRVEGFR 안지오포이에틴 1, 2Angiopoietins 1 and 2 Tie2 수용체Tie2 receptor 소마토스타틴Somatostatin 소마토스타틴 수용체Somatostatin Receptor 바소인테스티날 펩타이드Basointestinal Peptide 바소인테스티날 펩타이드 수용체Basointestinal Peptide Receptor 항원antigen 암성 태아성 항원Cancerous Fetal Antigens 허셉틴(Genentech, USA)Herceptin (Genentech, USA) HER2/neu 항원HER2 / neu antigen EGFR 1 항원EGFR 1 antigen 얼비툭스 (MERCK, USA)Erbitux (MERCK, USA) 전립선 특이 항원Prostate-specific antigen 리툭산(Genentech, USA)Rituxan (Genentech, USA) 수용체Receptor 폴산 수용체Folic acid receptor 폴산Folic acid

종양 마커가 리간드인 경우에는 상기 리간드와 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체에 도입할 수 있는데, 상기 리간드와 특이적으로 결합할 수 있는 수용체 또는 항체가 적합할 것이다. 본 발명에서 이용 가능한 리간드 및 이와 특이적으로 결합할 수 있는 수용체의 예로는 시냅토타그민의 C2(synaptotagmin의 C2)와 포스파티딜세린, 아넥신 V(annexin V)와 포스파티딜세린, 인테그린(integrin)과 이의 수용체, VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor)와 이의 수용체, 안지오포이에틴(angiopoietin)과 Tie2 수용체, 소마토스타틴(somatostatin)과 이의 수용체, 바소인테스티날 펩타이드(vasointestinal peptide)와 이의 수용체 등이 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.When the tumor marker is a ligand, a substance capable of specifically binding to the ligand may be introduced into the magnetic metal nanocomposite according to the present invention, and the receptor may specifically bind to the ligand. Or the antibody will be suitable. Examples of ligands and receptors that can specifically bind to the present invention include synaptotagmin C2 (synaptotagmin C2) and phosphatidylserine, annexin V and phosphatidylserine, integrin and its Receptors, Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) and its receptors, angiopoietin and Tie2 receptors, somatostatin and its receptors, vasointestinal peptides and their receptors. It is not.

종양 마커가 항원인 경우 상기 항원과 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 조직 특이적 결합 성분으로 도입할 수 있는데 상기 항원과 특이적으로 결합할 수 있는 항체가 적합할 것이다. 본 발명에서 이용 가능한 항원 및 이와 특이적으로 결합하는 항체의 예로는 암성 태아성 항원(carcinoembryonic antigen - 대장암 표지 항원)과 허셉틴(Genentech, USA), HER2/neu 항원(HER2/neu antigen - 유방암 표지 항원)과 허셉틴, EGFR1(epidermal growth factor receptor 1) 항원과 얼비툭스(Erbitux), (전립선 특이 항원 (prostate-specific membrane antigen - 전립선암 표지 항원)과 리툭산(IDCE/Genentech, USA) 등이 있다.When the tumor marker is an antigen, a substance that can specifically bind to the antigen can be introduced as a tissue-specific binding component of the magnetic metal nanocomposite according to the present invention. An antibody that can specifically bind to the antigen is suitable. something to do. Examples of antigens and antibodies that specifically bind to the present invention include carcinoembryonic antigens (colon cancer marker antigens), Herceptin (Genentech, USA), and HER2 / neu antigens (HER2 / neu antigens-breast cancer markers). Antigens), Herceptin, epidermal growth factor receptor 1 (EGFR1) antigens, Erbitux, (prostate-specific membrane antigens) and rituxan (IDCE / Genentech, USA).

종양 마커가 “수용체”인 대표적인 예로는 난소암 세포에서 발현되는 폴산 수용체가 있다. 상기 수용체와 특이적으로 결합할 수 있는 물질(폴산 수용체의 경우에는 폴산)이 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 조직 특이적 결합 성분으로 도입될 수 있는데 상기 수용체와 특이적으로 결합할 수 있는 리간드 또는 항체가 적합할 것이다.Representative examples in which the tumor marker is a "receptor" include folic acid receptors expressed in ovarian cancer cells. A substance capable of specifically binding to the receptor (folic acid in the case of folic acid receptor) may be introduced as a tissue specific binding component of the magnetic metal nanocomposite according to the present invention, and a ligand capable of specifically binding to the receptor Or the antibody will be suitable.

상술한 바와 같이 항체는 본 발명에 있어서 특히 바람직한 조직 특이적 결합 성분이다. 항체는 특정 대상과만 선택적이고 안정적으로 결합하는 성질을 갖고 있으며, 항체의 Fc 영역에 있는 리신의 -NH2, 시스테인의 -SH, 아스파라긴산 및 글루탐산의 -COOH는 자성 메탈 나노 복합체의 친수성 고분자와 결합하는데 유용하게 이용될 수 있기 때문이다. 이러한 항체는 상업적으로 입수하거나 당업계에 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 일반적으로 포유동물 (예, 마우스, 래트, 염소, 토끼, 말 또는 양)을 적절한 양의 항원으로 1회 이상 면역화시킨다. 일정 시간 후 역가가 적정 수준에 이르렀을 때, 포유동물의 혈청으로부터 항체를 회수한다. 회수한 항체는 원하는 경우 공지된 공정을 이용하여 정제하고 사용 시까지 냉동 완충된 용액에 저장할 수 있다. 또한, 상기 동물로부터 비장을 적출하여 모노클로날 항체를 제조하는 것이 가능하다. 이러한 방법에 사용되는 구체적인 실험 조건은 당업계에 잘 알려져 있다 (예를 들어, Nam, K.S., et al. (1990) Biochim. Biophys. Acta 1046, 89-96.를 참조).As mentioned above, antibodies are particularly preferred tissue specific binding components in the present invention. The antibody has the property of selectively and stably binding only to a specific target, and -NH 2 of lysine, -SH of cysteine, -COOH of aspartic acid and glutamic acid in the Fc region of the antibody bind to the hydrophilic polymer of the magnetic metal nanocomposite. This is because it can be usefully used. Such antibodies can be obtained commercially or prepared according to methods known in the art. In general, a mammal (eg, mouse, rat, goat, rabbit, horse or sheep) is immunized one or more times with an appropriate amount of antigen. After a period of time, when the titer reaches an appropriate level, the antibody is recovered from the serum of the mammal. The recovered antibody can be purified using known processes if desired and stored in a frozen buffered solution until use. It is also possible to produce a monoclonal antibody by extracting the spleen from the animal. Specific experimental conditions used in this method are well known in the art (see, eg, Nam, KS, et al. (1990) Biochim. Biophys. Acta 1046, 89-96.).

한편, 상기 “핵산”은 전술한 리간드, 항원, 수용체 또는 이의 일부분을 코딩하는 RNA 및 DNA를 포함한다. 핵산은 당업계에 알려진 바와 같이 상보적인 서열 간에 염기쌍(base pair)을 형성하는 특징을 갖고 있기 때문에 특정 염기서열을 갖는 핵산은 상기 염기서열에 상보적인 염기서열을 갖는 핵산을 이용하여 검출할 수 있다. 상기 효소, 리간드, 항원, 수용체를 코딩하는 핵산과 상보적인 염기서열을 갖는 핵산을 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 조직 특이적 결합 성분으로 이용할 수 있다.On the other hand, "nucleic acid" includes RNA and DNA encoding the above-described ligand, antigen, receptor or a portion thereof. Nucleic acid having a specific base sequence can be detected using a nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence because the nucleic acid has a feature that forms a base pair between complementary sequences as known in the art . Nucleic acid having a base sequence complementary to the nucleic acid encoding the enzyme, ligand, antigen, receptor can be used as a tissue specific binding component of the magnetic metal nanocomposite according to the present invention.

또한, 핵산은 5’- 및 3’- 말단에 -NH2, -SH, -COOH 등의 작용기가 있어 친수성 고분자의 작용기와 결합하는데 유용하게 이용될 수 있다. In addition, the nucleic acid has a functional group such as -NH 2 , -SH, -COOH at the 5'- and 3'- terminal can be usefully used to bind to the functional group of the hydrophilic polymer.

이러한 핵산은 당업계에 공지된 표준 방법에 의해, 예를 들면 자동 DNA 합성기 (예, 바이오써치, 어플라이드 바이오시스템스 등으로부터 구입할 수 있는 것)를 사용하여 합성할 수 있다. 예로서, 포스포로티오에이트 올리고뉴클레오타이드는 문헌(Stein et al. Nucl. Acids Res. 1988, vol.16, p.3209)에 기술된 방법에 의해 합성할 수 있다. 메틸포스포네이트 올리고뉴클레오타이드는 조절된 유리 중합체 지지체를 사용하여 제조할 수 있다(Sarin et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, vol.85, p.7448). 조직 특이적 결합 성분의 양은 특별히 제한되지 않으며, 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있다.Such nucleic acids can be synthesized by standard methods known in the art, for example using automated DNA synthesizers (such as those available from BioSearch, Applied Biosystems, etc.). As an example, phosphorothioate oligonucleotides can be synthesized by the methods described in Stein et al. Nucl. Acids Res. 1988, vol. 16, p. 3209. Methylphosphonate oligonucleotides can be prepared using a controlled free polymer support (Sarin et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1988, vol. 85, p.7448). The amount of tissue specific binding component is not particularly limited and may be appropriately selected by those skilled in the art.

자성 메탈 나노 복합체의 제조방법Manufacturing method of magnetic metal nanocomposite

본 발명은 또한 A) 자성체의 표면에 유전체를 부가하여 자성체-함유 유전체 입자를 제조하는 단계; 및The invention also comprises the steps of A) adding a dielectric to the surface of the magnetic material to produce magnetic-containing dielectric particles; And

B) 상기 유전체 입자의 표면에 금속을 부가하여 금속-함유 코팅층을 형성시키는 단계를 포함하는 자성 메탈 나노 복합체의 제조방법에 관한 것이다.B) a method of manufacturing a magnetic metal nanocomposite comprising the step of adding a metal to the surface of the dielectric particles to form a metal-containing coating layer.

상기 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 제조방법은 임의로, C) 친수성 고분자를 상기 금속-함유 코팅층의 표면에 부가시키는 단계, 또는 D) 상기 친수성 고분자에 조직 특이적 결합 성분을 부착한 단계를 추가로 포함할 수 있다.The method of manufacturing the magnetic metal nanocomposite according to the present invention optionally includes the steps of: C) adding a hydrophilic polymer to the surface of the metal-containing coating layer, or D) attaching a tissue specific binding component to the hydrophilic polymer. It can be included as.

이하 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체의 제조방법의 각 단계를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, each step of the manufacturing method of the magnetic metal nanocomposite according to the present invention will be described in more detail.

상기 자성체-함유 유전체 입자를 제조하는 단계 A)에서, 자성체는In step A) of preparing the magnetic body-containing dielectric particles, the magnetic body is

a) 용매의 존재 하에 자성 나노입자 전구체와 유기성 표면 안정제를 반응시키는 단계; 및 a) reacting the magnetic nanoparticle precursor with the organic surface stabilizer in the presence of a solvent; And

b) 상기 반응물을 열분해하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 자성 나노입자인 것이 바람직하다.b) magnetic nanoparticles prepared by the method comprising the step of pyrolyzing the reactants.

상기 단계 a)는 유기성 표면 안정제가 포함된 용매에 자성 나노입자 전구체를 투입하여 자성 나노입자 표면에 유기성 표면 안정제를 배위시키는 단계이다. Step a) is a step of coordinating the organic surface stabilizer on the surface of the magnetic nanoparticles by introducing a magnetic nanoparticle precursor in a solvent containing the organic surface stabilizer.

상기 단계 a)의 자성 나노입자는 금속, 자성 물질, 또는 자성 합금을 사용하는 것이 바람직하고, 유기성 표면 안정제는 알킬 트리메틸암모늄 할라이드(alkyl trimethylammonium halide), 포화 또는 불포화 지방산, 트리알킬포스핀 옥사이드(trialkylphosphine oxide), 알킬아민(alkyl amine), 알킬티올(alkyl thiol), 소디움 알킬 설페이트 (sodium alkyl sulfate), 및 소디움 알킬 포스페이트 (sodium alkyl phosphate)로 이루어진 그룹 중에서 선택할 수 있다. 상기 금속, 자성물질, 자성 합금 및 유기성 표면 안정제의 구체적인 종류는 상술한 바와 같다. The magnetic nanoparticles of step a) are preferably metals, magnetic materials, or magnetic alloys, and organic surface stabilizers include alkyl trimethylammonium halides, saturated or unsaturated fatty acids, and trialkylphosphine oxides. oxide, alkyl amine, alkyl thiol, sodium alkyl sulfate, sodium alkyl phosphate, and sodium alkyl phosphate. Specific types of the metal, the magnetic material, the magnetic alloy, and the organic surface stabilizer are as described above.

상기 단계 a)의 자성 나노입자 전구체는 금속과 -CO, -NO, -C5H5, 알콕사이드(alkoxide) 또는 기타 공지의 리간드가 결합된 금속 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로 아이언펜타카르보닐 (iron pentacarbonyl, Fe(CO)5), 페로센(ferrocene), 또는 망간카르보닐(Mn2(CO)10) 등의 금속 카르보닐 계열의 화합물; 또는 철 아세틸아세토네이트 (Fe(acac)3) 등의 금속 아세틸아세토네이트 계열의 화합물 등의 다양한 유기금속화합물들을 사용할 수 있다. 또한 자성 나노입자 전구체는 금속과 Cl-, 또는 NO3 - 등의 공지된 음이온과 결합된 금속이온을 포함한 금속염을 사용할 수 있으며, 구체적으로 삼클로로화철(FeCl3), 이클로로화철(FeCl2), 또는 철 나이트레이트 (Fe(NO3)3)등을 사용할 수 있다. 또한 합금 나노입자와 복합 나노입자 합성에서는 위에서 언급한 2종 이상의 금속 전구체의 혼합물을 사용할 수 있다.The magnetic nanoparticle precursor of step a) may use a metal compound in which a metal and -CO, -NO, -C 5 H 5 , an alkoxide or other known ligand are bound, specifically, iron pentacarbonyl ( metal carbonyl compounds such as iron pentacarbonyl, Fe (CO) 5 ), ferrocene, or manganese carbonyl (Mn 2 (CO) 10 ); Or various organometallic compounds such as metal acetylacetonate-based compounds such as iron acetylacetonate (Fe (acac) 3 ). In addition, the magnetic nanoparticle precursor may use a metal salt including a metal ion bonded to a metal and a known anion such as Cl or NO 3 , and specifically, iron trichloride (FeCl 3 ) and iron dichlorochloride (FeCl 2). ), Or iron nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ) can be used. In addition, in the synthesis of alloy nanoparticles and composite nanoparticles, a mixture of two or more metal precursors mentioned above may be used.

상기 a) 단계에서 사용 가능한 용매는 자성 나노입자의 표면에 유기성 표면 안정제가 배위된 착화합물의 열분해 온도에 근접하는 높은 끊는점을 가지는 것이 바람직하며, 예를 들어 에테르계 화합물, 헤테로고리화합물, 방향족화합물, 술폭사이드화합물, 아마이드화합물, 알코올, 탄화수소 및 물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다.The solvent usable in step a) preferably has a high breaking point close to the thermal decomposition temperature of the complex compound coordinated with the organic surface stabilizer on the surface of the magnetic nanoparticles, for example, an ether compound, a heterocyclic compound, and an aromatic compound. , Sulfoxide compounds, amide compounds, alcohols, hydrocarbons and water may be selected from the group consisting of water.

구체적으로 상기 용매는 옥틸 에테르(octyl ether), 부틸 에테르(butyl ether), 헥실 에테르(hexyl ether), 또는 데실 에테르(decyl ether)와 같은 에테르계 화합물; 피리딘, 또는 테트라하이드로퓨란(THF)과 같은 헤테로고리화합물; 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 또는 벤젠과 같은 방향족화합물: 디메틸술폭사이드(DMSO)와 같은 술폭사이드화합물; 디메틸포름아마이드(DMF)와 같은 아마이드화합물; 옥틸알코올, 또는 데칸올과 같은 알코올; 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 도데칸, 테트라데칸, 또는 헥사데칸과 같은 탄화수소, 또는 물을 사용할 수 있다.Specifically, the solvent may be an ether compound such as octyl ether, butyl ether, hexyl ether, or decyl ether; Heterocyclic compounds such as pyridine or tetrahydrofuran (THF); Aromatic compounds such as toluene, xylene, mesitylene, or benzene: sulfoxide compounds such as dimethyl sulfoxide (DMSO); Amide compounds such as dimethylformamide (DMF); Alcohols such as octyl alcohol or decanol; Hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, decane, dodecane, tetradecane, or hexadecane, or water can be used.

상기 a) 단계의 반응 조건은 특별히 제한되지 않으며, 금속전구체 및 표면 안정제의 종류에 따라 적절히 조절할 수 있다. 반응은 실온 또는 그 이하의 온도에서도 형성될 수 있으나, 통상적으로는 약 30~200℃의 범위로 가열 및 유지시키는 것이 바람직하다.The reaction conditions of step a) are not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the type of metal precursor and the surface stabilizer. The reaction may be formed at room temperature or even lower, but is usually preferred to be heated and maintained in the range of about 30-200 ° C.

상기 b) 단계는 자성 나노입자 표면에 유기성 표면 안정제가 배위된 착화합물을 열분해하여 자성 나노입자를 성장시키는 단계이다. 이 때 반응조건에 따라 균일한 크기 및 형상의 자성 나노입자를 형성할 수 있으며, 열분해 온도 역시 금속전구체 및 표면 안정제의 종류에 따라 적절히 조절할 수 있다. 바람직하게는 약 50~500℃에 반응시키는 것이 적절하다. 상기 b) 단계에서 제조된 자성 나노입자는 공지의 수단을 통하여 분리 및 정제할 수 있다.Step b) is a step of growing magnetic nanoparticles by pyrolyzing a complex compound in which an organic surface stabilizer is coordinated on the magnetic nanoparticle surface. At this time, the magnetic nanoparticles having a uniform size and shape can be formed according to the reaction conditions, and the thermal decomposition temperature can also be appropriately adjusted according to the type of metal precursor and the surface stabilizer. Preferably, the reaction is performed at about 50 to 500 ° C. Magnetic nanoparticles prepared in step b) can be separated and purified through known means.

바람직하게, 상기 b) 단계에서 수득한 자성 나노입자는 오일상/수용상(O/W) 에멀전 방법을 이용하여 상기 나노입자들의 모임인 자성 나노클러스터를 제조하는데 사용될 수 있다. 상기 방법에 관한 구체적인 방법 및 조건은 당업계에 잘 알려져 있으므로, 당업자는 공지의 방법을 반복 실험함으로써 이들을 용이하게 선택할 수 있을 것이다. 구체적으로, 상기 단계 A)에 사용되는 자성체는,Preferably, the magnetic nanoparticles obtained in step b) may be used to prepare a magnetic nanocluster, which is a collection of the nanoparticles, using an oil phase / water phase (O / W) emulsion method. Since specific methods and conditions relating to the method are well known in the art, those skilled in the art will be able to easily select them by repeating the known methods. Specifically, the magnetic material used in step A),

c) 상기 단계 b)에서 수득한 자성 나노입자를 유기용매에 용해시켜 오일상을 제조하는 단계;c) dissolving the magnetic nanoparticles obtained in step b) in an organic solvent to prepare an oil phase;

d) 친수성 화합물을 수성용매에 용해시켜 수용상을 제조하는 단계;d) dissolving the hydrophilic compound in an aqueous solvent to prepare an aqueous phase;

e) 상기 오일상과 수용상을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계; 및e) mixing the oil phase and the aqueous phase to form an emulsion; And

f) 상기 에멀젼으로부터 오일상을 분리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 자성 나노클러스터인 것이 바람직하다.f) magnetic nanoclusters prepared by a process comprising the step of separating the oil phase from the emulsion.

상기 단계 c)에서 유기용매는 형성된 유전체 입자의 물성에 악영향을 미치지 않는 한 특별히 제한되지는 않으며, 바람직하게는 클로로포름, 헥산, 헵탄,메틸렌클로라이드, 벤젠, 톨루엔, 테트라하이드로퓨란, 아세톤 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택된다.The organic solvent in step c) is not particularly limited as long as it does not adversely affect the physical properties of the formed dielectric particles, preferably chloroform, hexane, heptane, methylene chloride, benzene, toluene, tetrahydrofuran, acetone and mixtures thereof It is selected from the group consisting of.

상기 단계 d)에서 친수성 화합물은 이로 제한되는 것은 아니나, 폴리비닐알콜, 플로오르닉 계열, 소듐도데실설파이트(SDS), 헥사데실트리메틸암모니움브로마이드(CTAB) 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택된다.The hydrophilic compound in step d) is selected from the group consisting of, but not limited to, polyvinyl alcohol, fluoronic series, sodium dodecyl sulfite (SDS), hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) and mixtures thereof .

상기 단계 e)에서 오일상을 분리하는 단계는 통상의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 바람직하게는 교반함으로써 수행될 수 있다.Separating the oil phase in step e) may be carried out by a conventional method, preferably by stirring.

바람직하게는 상기 f) 단계 이후에, 수득한 자성나노클러스터를 원심분리 및 겔 필트레이션 컬럼에 적용하여 불순물을 제거하는 단계 g)를 추가로 포함할 수 있다.Preferably, after step f), the obtained magnetic nanocluster may further include a step g) of applying impurities to the centrifugation and gel filtration columns to remove impurities.

상기 단계 A)에서 자성체 표면에 유전체를 부가하는 것은 사용되는 유전체의 구체적인 종류에 따라 당업계에 공지된 통상의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 자성체는 C1 - 6알콕시실란, 바람직하게는 테트라키스(C1-4알콕시)실란의 존재하에 실리카로 코팅될 수 있다.The addition of the dielectric to the surface of the magnetic body in step A) may be carried out using conventional methods known in the art depending on the specific type of dielectric used. For example, the magnetic material is C 1 - can be coated in the presence of a 6-alkoxy silane, preferably tetrakis (C 1-4 alkoxy) silane to the silica.

단계 A)에서 수득한 유전체 입자의 표면에 상기 금속-함유 코팅층을 형성시키는 단계 B)는 당업계에 잘 알려져 있다 (참조: L. R. Hirsch, et al., PNAS 2003; 100; 13549-13554; S. J. Oldenberg, et al., (1998) Chem . Phys . Lett . 28, 243-247; W. Stober, et al., (1968) J. Colloid Interface Sci . 26, 62-69 참조). 이로 제한되는 것은 아니나, 상기 금속은 나노 입자로 제조되어 상기 유전체 입자의 표면에 부착될 수 있다. 상기 유전체 입자의 표면에 부착된 나노 입자는 금속이 성장할 수 있는 핵으로 작용하므로, 금속 수용액 내에서 환원조건하에 금속 나노 입자를 중심으로 금속을 성장시켜 원하는 두께의 금속-함유 코팅층을 형성시키는 것이 가능하다. 필요하다면, 상기 금속의 성장 과정을 수회 반복할 수 있다.Forming the metal-containing coating layer on the surface of the dielectric particles obtained in step A) is well known in the art (see LR Hirsch, et al., PNAS 2003; 100; 13549-13554; SJ Oldenberg , et al., (1998) Chem . Phys . Lett . 28, 243-247; W. Stober, et al., (1968) J. Colloid Interface Sci . 26, 62-69). Although not limited thereto, the metal may be made of nanoparticles and attached to the surface of the dielectric particles. Since the nanoparticles attached to the surface of the dielectric particles act as nuclei for metal growth, it is possible to form a metal-containing coating layer having a desired thickness by growing the metal around the metal nanoparticles under reducing conditions in an aqueous metal solution. Do. If necessary, the growth process of the metal may be repeated several times.

보다 구체적으로 단계 B)는More specifically, step B)

h) 금속이온을 환원시켜 금속 나노입자를 제조하는 단계;h) preparing metal nanoparticles by reducing metal ions;

i) 상기 단계 A)에서 수득한 자성체-함유 유전체 입자의 표면에 금속 나노입자와의 결합을 위한 관능기를 부가하여 표면을 개질시키는 단계;i) modifying the surface by adding a functional group for bonding with the metal nanoparticles to the surface of the magnetic body-containing dielectric particles obtained in step A);

j) 단계 h)의 금속 나노입자와 단계 i)의 표면이 개질된 유전체 입자를 반응시켜 이들을 결합시키는 단계; 및j) reacting the metal nanoparticles of step h) with the dielectric particles having modified surface of step i) to bond them; And

k) 단계 j)의 금속 나노입자를 핵으로 사용하여 금속을 성장시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 단계 k)는 소망하는 금속층의 두께에 따라 수회 반복하는 것이 가능하다.k) preferably using the metal nanoparticle of step j) as a nucleus to grow a metal. Preferably, step k) can be repeated several times depending on the thickness of the desired metal layer.

상기 단계 h)에서 금속이온을 환원시키는 방법은 당업계에 잘 알려져 있고, 바람직하게는 통상의 환원제를 이용하여 용이하게 수행될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니나, 골드 나노입자는 하이드로젠 테트라클로로아우레이트(III) (HAuCl4)를 테트라키스(하이드록시메틸)포스포늄 클로라이드로 환원시킴으로써 제조될 수 있다.The method of reducing the metal ion in step h) is well known in the art, and preferably can be easily carried out using a conventional reducing agent. Gold nanoparticles can be prepared by reducing hydrogen tetrachloroaurate (III) (HAuCl 4 ) to tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride, although not limited thereto.

예를 들어 3nm 골드 구형 입자는 초순수에 NaOH 용액 넣은 후 THPC(테트라키스 하이드록시메틸 포스포늄 클로라이드)를 넣는다. 그 이후 하이드로젠 테트라 클로로아우레이트(HAuCl4)를 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 20nm의 골드 입자를 제조하는 방법은 초순수에 하이드로젠 테트라 클로로아우레이트(HAuCl4)를 넣고 온도를 올린 후 트리소듐 시트레이트(trisodium citrate)를 넣어 제조할 수 있다. 이 외에도 다른 여러 조건에 따라 다양한 사이즈와 모양을 갖는 골드 나노입자를 만들 수 있다.For example, 3 nm gold spherical particles are added with NaOH solution in ultrapure water followed by THPC (tetrakis hydroxymethyl phosphonium chloride). Thereafter it may be prepared by the addition of hydrogen tetra chloroaurate (HAuCl 4 ). In addition, the method for producing gold particles of 20nm may be prepared by adding hydrogen tetra chloroaurate (HAuCl 4 ) in ultrapure water and raising the temperature and then trisodium citrate (trisodium citrate). In addition, gold nanoparticles of various sizes and shapes can be produced according to various other conditions.

상기 단계 i)에서 자성체-함유 유전체 입자의 표면은 금속 나노입자와의 결합을 위해 개질되며, 구체적으로 카르복실기, 티올기 또는 아민기 등으로 개질될 수 있다. 티올기 또는 아민기로의 개질은 공지된 방법을 이용하여 다양하게 수행될 수 있고, 이로 제한되는 것은 아니나, 숙신이미딜기 및 티오아민기; (3-아미노프로필)트리메톡시실란과 같은 통상의 시약과 반응시킴으로써 용이하게 수행될 수 있다. In step i) the surface of the magnetic body-containing dielectric particles are modified for bonding with the metal nanoparticles, specifically, may be modified with a carboxyl group, thiol group or amine group. Modification to a thiol group or an amine group can be carried out in various ways using a known method, but is not limited thereto, succinimidyl group and thioamine group; It can be easily carried out by reacting with conventional reagents such as (3-aminopropyl) trimethoxysilane.

상기 단계 j)에서 표면이 개질된 유전체와 금속 나노입자를 결합시키는 방법은 공지된 방법을 이용하여 다양하게 수행될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만 실리카를 금으로 코팅한는 방법은 K2CO3 을 초순수에 녹인 상태에서 하이드로젠 테트라 클로로아우레이트(HAuCl4)을 넣은 후 실리카 입자와 포름알데하이드를 넣어 주는 방법이 있다.The method of bonding the surface-modified dielectric and the metal nanoparticles in step j) may be performed in various ways using a known method. This method is not an an a gold-coated silica is limited to a method to put the silica particles with formaldehyde and then into the hydrogen tetrachloroaurate (HAuCl 4) in a state dissolved in a K 2 CO 3 in pure water.

상기 단계 k)에서 금속-함유 코팅층은 환원 조건, 바람직하게는 환원제의 존재하에 금속이온을 환원시킴으로써 용이하게 수행될 수 있다. 금속 이온의 환원 조건 및 환원제 등은 당업계에 잘 알려져 있다.The metal-containing coating layer in step k) can be easily carried out by reducing the metal ions in reducing conditions, preferably in the presence of a reducing agent. Reducing conditions of metal ions, reducing agents and the like are well known in the art.

또한 상기 금속-함유 코팅층의 표면에 친수성 고분자를 부가시키는 단계 C) 또는 친수성 고분자에 조직 특이적 결합 성분을 결합시키는 단계 D)는 가교제의 존재 하에서 수행하는 것이 바람직하다. In addition, the step C) of adding a hydrophilic polymer to the surface of the metal-containing coating layer or the step D) of binding a tissue-specific binding component to the hydrophilic polymer is preferably performed in the presence of a crosslinking agent.

상기 가교제는 친수성 고분자에 금속-함유 코팅층과 결합가능한 관능기 또는 조직 특이적 결합 성분과 결합 가능한 관능기를 제공할 수 있다. The crosslinking agent may provide a hydrophilic polymer with a functional group capable of binding to the metal-containing coating layer or a tissue specific binding component.

이로 제한되는 것은 아니나 4-아미노티오페놀, 시스티아민과 같은 시약을 이용하여 아민기를 부가할 수 있다.Although not limited thereto, amine groups may be added using reagents such as 4-aminothiophenol and cystiamine.

상기 가교제는 특별히 제한되지 않으나, 1,4-디이소티오시아나토벤젠(1,4-Diisothiocyanatobenzene), 1,4-페닐린 디이소시아네이트(1,4-Phenylene diisocyanate), 1,6-디이소시아나토헥산(1,6-Diisocyanatohexane), 4-(4-말레이미도페닐)뷰트릭산 노말-하이드록시숙신이미드 에스터(4-(4-Maleimidophenyl)butyric acid N-hydroxysuccinimide ester), 포스겐(Phosgene solution), 4-(말레이미도)페닐 이소시아네이트(4-(Maleinimido)phenyl isocyanate), 1,6-헥산디아민(1,6-Hexanediamine), 파라-니트로페닐클로로포르메이트(p-Nitrophenyl chloroformate), 노말-하이드록시숙신이미드(N-Hydroxysuccinimide), 1,3-디사이클로헥실카르보이미드(1,3-Dicyclohexylcarbodiimide), 1,1′-카르보닐디이미다졸(1,1′-Carbonyldiimidazole), 3-말레이미도벤조익산 노말-하이드록시숙신이미드 에스터(3-Maleimidobenzoic acid N-hydroxysuccinimide ester), 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 비스(4-니트로페닐)카르보네이트(Bis(4-nitrophenyl) carbonate), 숙시닐 클로라이드(Succinyl chloride), N-(3-디메틸아미노프로필)-N′-에틸카르보이미드 하이드로클로라이드(N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide Hydrochloride), N,N′-디숙신이미딜 카르보네이트(N,N′-Disuccinimidyl carbonate), N-숙신이미딜 3-(2-피리딜디티오)프로피오네이트(N-Succinimidyl 3-(2-pyridyldithio)propionate), 및 숙시닉 언하이드라이드(sucinic anhydride) 로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.The crosslinking agent is not particularly limited, but may be 1,4-diisothiocyanatobenzene, 1,4-phenylene diisocyanate, or 1,6-diisocyanato. Hexane (1,6-Diisocyanatohexane), 4- (4-maleimidophenyl) butyric acid normal-hydroxysuccinimide ester (4- (4-Maleimidophenyl) butyric acid N-hydroxysuccinimide ester), Phosgene solution , 4- (Maleimido) phenyl isocyanate, 1,6-hexanediamine, 1,6-Hexanediamine, p-Nitrophenyl chloroformate, normal-hydride N-Hydroxysuccinimide, 1,3-Dicyclohexylcarbodiimide, 1,1'-carbonyldiimidazole, 3-male Midobenzoic Acid Normal-Hydroxysuccinimide ester, Ethylenediamine, Non (4-nitrophenyl) carbonate (Bis (4-nitrophenyl) carbonate), Succinyl chloride, N- (3-dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbonide hydrochloride (N- ( 3-Dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide Hydrochloride), N, N'-disuccinimidyl carbonate, N-succinimidyl 3- (2-pyridyldithio) It is preferable to include at least one selected from the group consisting of N-Succinimidyl 3- (2-pyridyldithio) propionate, and succinic anhydride.

친수성 고분자와 조직 특이적 결합 성분의 결합은, 각 화합물의 종류에 따라 변화될 수 있으며, 그 구체 예를 하기 표 2에 나타내었다. The binding of the hydrophilic polymer and the tissue specific binding component may be changed according to the type of each compound, and specific examples thereof are shown in Table 2 below.

I I IIII IIIIII R-NH2 R-NH 2 R'-COOHR'-COOH R-NHCO-R'R-NHCO-R ' R-SH R-SH R'-SHR'-SH R-SS-RR-SS-R R-OH R-OH R'-(에폭시기)R '-(epoxy) R-OCH2C(OH)CH2-R'R-OCH 2 C (OH) CH 2 -R ' RH-NH2 RH-NH 2 R'-(에폭시기)R '-(epoxy) R-NHCH2C(OH)CH2-R'R-NHCH 2 C (OH) CH 2 -R ' R-SH R-SH R'-(에폭시기)R '-(epoxy) R-SCH2C(OH)CH2-R'R-SCH 2 C (OH) CH 2 -R ' R-NH2 R-NH 2 R'-COHR'-COH R-N=CH-R'R-N = CH-R ' R-NH2 R-NH 2 R'-NCOR'-NCO R-NHCONH-R'R-NHCONH-R ' R-NH2 R-NH 2 R'-NCSR'-NCS R-NHCSNH-R'R-NHCSNH-R ' R-SH R-SH R'-COCH2 R'-COCH 2 R'-COCH2S-RR'-COCH 2 SR R-SH R-SH R'-O(C=O)XR'-O (C = O) X R-OCH2(C=O)O-R'R-OCH 2 (C = O) O-R ' R-(아지리딘기) R- (aziridine group) R'-SHR'-SH R-CH2CH(NH2)CH2S-R'R-CH 2 CH (NH 2 ) CH 2 S-R ' R-CH=CH2 R-CH = CH 2 R'-SHR'-SH R-CH2CHS-R'R-CH 2 CHS-R ' R-OH R-OH R'-NCOR'-NCO R'-NHCOO-RR'-NHCOO-R R-SH R-SH R'-COCH2XR'-COCH 2 X R-SCH2CO-R'R-SCH 2 CO-R ' R-NH2 R-NH 2 R'-CON3 R'-CON 3 R-NHCO-R'R-NHCO-R ' R-COOH R-COOH R'-COOHR'-COOH R-(C=O)O(C=O)-R' + H2OR- (C = O) O (C = O) -R '+ H 2 O R-SH R-SH R'-X R'-X R-S-R'R-S-R ' R-NH2 R-NH 2 R'CH2C(NH2 +)OCH3 R'CH 2 C (NH 2 + ) OCH 3 R-NHC(NH2 +)CH2-R'R-NHC (NH 2 + ) CH 2 -R ' R-OP(O2 -)OH R-OP (O 2 -) OH R'-NH2 R'-NH 2 R-OP(O2 -)-NH-R' R-OP (O 2 -) -NH-R ' R-CONHNH2 R-CONHNH 2 R'-COHR'-COH R-CONHN=CH-R'R-CONHN = CH-R ' R-NH2 R-NH 2 R'-SHR'-SH R-NHCO(CH2)2SS-R'R-NHCO (CH 2 ) 2 SS-R ' I: 친수성 고분자의 관능기 II: 조직 특이적 결합성분의 관능기 III: I과 II의 반응에 따른 결합예I: Functional group of hydrophilic polymer II: Functional group of tissue specific binding component III: Example of binding according to reaction of I and II

약제학적 조성물 및 이를 이용한 진단 및 치료Pharmaceutical Compositions and Diagnosis and Treatment Using the Same

본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체는 자기장을 이용한 진단 효과와 열을 이용한 치료 효과를 동시에 제공하고, 바람직하게는 조직 특이적 결합 성분에 의한 생물학적 치료 효과를 추가적으로 나타냄으로, 세포 사멸이 요구되는 다양한 세포 질환을 진단 및/또는 치료하는 데 유용하다. 상기 세포 질환은 암, 비만, 또는 염증성 질환을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는 위암, 폐암, 유방암, 난소암, 간암, 기관지암, 비인두암, 후두암, 췌장암, 방광암, 결장암, 피부암 및 자궁경부암을 포함한다. 따라서 본 발명은 앞에서 정의된 자성 메탈 나노 복합체; 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는, 세포 사멸이 요구되는 세포 질환을 진단 또는 치료하기 위한 조성물을 제공한다. 바람직하게, 상기 자성 메탈 나노 복합체는 조직 특이적 결합 성분을 포함하고 있다.The magnetic metal nanocomposite according to the present invention simultaneously provides a diagnostic effect using a magnetic field and a therapeutic effect using heat, and preferably additionally exhibits a biological therapeutic effect by a tissue-specific binding component, whereby cell death is required. Useful for diagnosing and / or treating a disease. Such cellular diseases include, but are not limited to, cancer, obesity, or inflammatory diseases. More preferably gastric cancer, lung cancer, breast cancer, ovarian cancer, liver cancer, bronchial cancer, nasopharyngeal cancer, laryngeal cancer, pancreatic cancer, bladder cancer, colon cancer, skin cancer and cervical cancer. Therefore, the present invention is a magnetic metal nanocomposite defined above; And a pharmaceutically acceptable carrier, the composition for diagnosing or treating a cell disease requiring cell death. Preferably, the magnetic metal nanocomposite includes a tissue specific binding component.

본 발명에 따른 상기 조성물에 사용되는 담체는 의약 분야에서 통상 사용되는 담체 및 비히클을 포함하며, 구체적으로 이온 교환, 알루미나, 알루미늄 스테아레이트, 레시틴, 혈청 단백질(예, 사람 혈청 알부민), 완충 물질(예, 여러 인산염, 글리신, 소르브산, 칼륨 소르베이트, 포화 식물성 지방산의 부분적인 글리세라이드 혼합물), 물, 염 또는 전해질(예, 프로타민 설페이트, 인산수소이나트륨, 인산수소캄륨, 염화나트륨 및 아연 염), 교질성 실리카, 마그네슘 트리실리케이트, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로즈계 기질, 폴리에틸렌 글리콜, 나트륨 카르복시메틸셀룰로즈, 폴리아릴레이트, 왁스, 폴리에틸렌 글리콜 또는 양모지 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 조성물은 또한 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 유화제, 현탁제, 또는 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.Carriers used in the composition according to the present invention include carriers and vehicles commonly used in the medical field, and specifically, ion exchange, alumina, aluminum stearate, lecithin, serum proteins (eg, human serum albumin), buffer materials ( E.g. several phosphates, glycine, sorbic acid, potassium sorbate, partial glyceride mixtures of saturated vegetable fatty acids), water, salts or electrolytes (e.g., protamine sulfate, disodium hydrogen phosphate, hydrogen carbonate, sodium chloride and zinc salts) Colloidal silica, magnesium trisilicate, polyvinylpyrrolidone, cellulose based substrates, polyethylene glycol, sodium carboxymethylcellulose, polyarylates, waxes, polyethylene glycols or wool, and the like. The compositions of the present invention may also further comprise lubricants, wetting agents, emulsifiers, suspending agents, preservatives and the like in addition to the above components.

한 양태로서, 본 발명에 따른 조성물은 비경구 투여를 위한 수용성 용액으로 제조될 수 있다. 바람직하게는 한스 용액(Hank’s solution), 링거 용액(Ringer’s solution) 또는 물리적으로 완충된 염수와 같은 완충 용액을 사용할 수 있다. 수용성 주입(injection) 현탁액은 소디움 카르복시메틸셀룰로즈, 솔비톨 또는 덱스트란과 같이 현탁액의 점도를 증가시킬 수 있는 기질을 첨가할 수 있다.In one embodiment, the composition according to the invention can be prepared in an aqueous solution for parenteral administration. Preferably, a buffer solution such as Hanks' solution, Ringer's solution, or physically buffered saline may be used. Aqueous injection suspensions can be added with a substrate that can increase the viscosity of the suspension, such as sodium carboxymethylcellulose, sorbitol or dextran.

본 발명의 조성물의 다른 바람직한 양태는 수성 또는 유성 현탁액의 멸균 주사용 제제의 형태일 수 있다. 이러한 현탁액은 적합한 분산제 또는 습윤제(예를 들면 트윈 80) 및 현탁화제를 사용하여 본 분야에 공지된 기술에 따라 제형화할 수 있다. 멸균 주사용 제제는 또한 무독성의 비경구적으로 허용되는 희석제 또는 용매 중의 멸균 주사 용액 또는 현탁액(예를 들면 1,3-부탄디올 중의 용액)일 수 있다. 사용될 수 있는 비히클 및 용매로는 만니톨, 물, 링거 용액 및 등장성 염화나트륨 용액이 있다. 또한, 멸균 비휘발성 오일이 통상적으로 용매 또는 현탁화 매질로서 사용된다. 이러한 목적을 위해 합성 모노 또는 디글리세라이드를 포함하여 자극성이 적은 비휘발성 오일은 그 어느 것도 사용될 수 있다.Another preferred embodiment of the compositions of the present invention may be in the form of sterile injectable preparations of aqueous or oily suspensions. Such suspensions may be formulated according to techniques known in the art using suitable dispersing or wetting agents (eg Tween 80) and suspending agents. Sterile injectable preparations may also be sterile injectable solutions or suspensions (eg solutions in 1,3-butanediol) in nontoxic parenterally acceptable diluents or solvents. Vehicles and solvents that may be used include mannitol, water, Ringer's solution, and isotonic sodium chloride solution. In addition, sterile, nonvolatile oils are conventionally employed as a solvent or suspending medium. For this purpose any non-irritating non-volatile oil can be used including synthetic mono or diglycerides.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 약제학적 조성물을 생체 또는 시료에 투여하는 단계; 및 The invention also comprises administering a pharmaceutical composition according to the invention to a living body or a sample; And

상기 생체 또는 시료로부터 자성 메탈 나노 복합체에 의해 발산되는 신호를 감지하여 영상을 수득하는 단계를 포함하는 질병의 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for diagnosing a disease comprising detecting an image emitted by a magnetic metal nanocomposite from a living body or a sample and obtaining an image.

바람직하게, 상기 진단 방법은 T1 또는 T2 자기공명 영상 진단 프로브, 광학 진단 프로브, CT 진단 프로브 및 방사선 동위원소로부터 발산되는 신호를 감지하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.Preferably, the diagnostic method may further comprise detecting a signal emitted from a T1 or T2 magnetic resonance imaging diagnostic probe, an optical diagnostic probe, a CT diagnostic probe, and a radioisotope.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 약제학적 조성물을 생체에 투여하는 단계; 및 The invention also comprises administering a pharmaceutical composition according to the invention to a living body; And

상기 생체에 전자기파를 조사하는 단계를 포함하는 세포 사멸이 요구되는 세포질환을 진단 및 치료하는 방법에 관한 것이다.  전자기파는 생체의 전신 영역 또는 병소로 판단되는 국소 영역으로 나뉘어 조사될 수 있다. The present invention relates to a method for diagnosing and treating cell diseases requiring cell death, including irradiating electromagnetic waves to the living body. Electromagnetic waves can be irradiated by dividing the whole body region or a local region determined as a lesion of the living body.

바람직하게, 상기 치료 방법은 상기 전자기파를 조사하는 단계 이전에, 생체로부터 자성 메탈 나노 복합체에 의해 발산되는 신호를 감지하여 영상을 수득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. Preferably, the treatment method may further comprise the step of obtaining an image by sensing a signal emitted by the magnetic metal nanocomposite from the living body, before the step of irradiating the electromagnetic wave.

본 명세서에서, 용어 “시료”는 진단하고자 하는 대상으로부터 분리한 조직 또는 세포를 의미한다.  또한, 상기 약제학적 조성물을 생체에 주입하는 단계는 의약 분야에서 통상적으로 이용되는 경로를 통해 투여될 수 있으며, 비경구 투여가 바람직하고 예를 들어 정맥내, 복강내, 근육내, 피하 또는 국부 경로를 통하여 투여할 수 있다.As used herein, the term "sample" refers to tissue or cells isolated from a subject to be diagnosed. In addition, the step of injecting the pharmaceutical composition into the living body may be administered via a route commonly used in the medical field, parenteral administration is preferred, for example, intravenous, intraperitoneal, intramuscular, subcutaneous or topical routes. It can be administered through.

상기 진단 방법에 있어서, 자성 메탈 나노 복합체에 의해 발산되는 신호는 자기장을 이용하는 각종 장비들에 의해서 감지될 수 있으며, 특히 자기공명영상 장치(MRI)가 바람직하게 사용될 수 있다. In the diagnostic method, a signal emitted by the magnetic metal nanocomposite may be detected by various equipments using a magnetic field, and in particular, a magnetic resonance imaging apparatus (MRI) may be preferably used.

자기공명영상 장치는 강력한 자기장 속에 생체를 넣고 특정 주파수의 전파를 조사하여 생체조직에 있는 수소 등의 원자핵이 에너지를 흡수하여 에너지가 높은 상태로 만든 후 상기 전파를 중단하여 상기 수소 등의 원자핵 에너지가 방출되게 하고 이 에너지를 신호로 변환하여 컴퓨터로 처리하여 영상화한 장치이다.  자기 또는 전파는 골에 방해를 받지 않기 때문에 단단한 골 주위 또는 뇌나 골수의 종양에 대하여 종단, 횡단, 임의의 각도에서 선명한 입체적인 단층상을 얻을 수 있다.  특히 상기 자기 공명 영상 장치는 T2 스핀-스핀 이완 자기 공명영상 장치인 것이 바람직하다.The magnetic resonance imaging apparatus puts a living body in a strong magnetic field and irradiates radio waves of a specific frequency so that atomic nuclei such as hydrogen in biological tissues absorb energy to make energy high, and then stops propagating the nuclear energy such as hydrogen. The energy is converted into a signal, processed by a computer, and imaged. Since magnetism or propagation is not obstructed by bone, clear three-dimensional tomograms can be obtained at longitudinal, transverse, and arbitrary angles around solid bones or tumors of the brain or bone marrow. In particular, the magnetic resonance imaging apparatus is preferably a T2 spin-spin relaxation magnetic resonance imaging apparatus.

본 발명은 또한 조직 특이적 결합 성분과 결합되어 있는 자성 메탈 나노 복합체를 표적 물질과 결합시키는 단계; 및 The present invention also relates to a method of binding a magnetic metal nanocomposite coupled to a tissue-specific binding component with a target material; And

상기 자성 메탈 나노 복합체과 표적 물질의 결합물에 자기장을 가하는 단계를 포함하는 표적 물질을 분리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for separating a target material comprising applying a magnetic field to a combination of the magnetic metal nanocomposite and the target material.

본 발명에 따른 분리방법에 있어서, 표적 물질의 바람직한 예는 생체 분자를 의미하고, 보다 구체적으로는 조직 특이적 결합 성분과 친화성을 가지고 있는 세포, 단백질, 항원, 펩타이드, DNA, RNA, 또는 바이러스 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.  조직 특이적 결합 성분의 대표적인 예는 항원, 항체, RNA, DNA, 합텐(hapten), 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin), 뉴트라비딘 (neutravidin), 프로테인 A, 프로테인 G, 렉틴(lectin), 셀렉틴(selectin), 방사선동위원소로 표지된 성분, 종양 마커와 특이적으로 결합할 수 있는 물질을 포함한다. In the separation method according to the present invention, a preferred example of a target substance means a biomolecule, and more specifically, a cell, protein, antigen, peptide, DNA, RNA, or virus having affinity with a tissue-specific binding component. And the like, and the like. Representative examples of tissue specific binding components include antigen, antibody, RNA, DNA, hapten, avidin, streptavidin, neutravidin, protein A, protein G, lectin , Selectin, radioisotope labeled components, and substances capable of specifically binding to tumor markers.

이하, 본 발명을 하기 제조예 및 실시예에 따라 보다 구체적으로 설명한다.  그러나, 이들 제조예 및 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위를 이들로 한정하려는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail according to the following Preparation Examples and Examples. However, these preparation examples and examples are merely to aid the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention to them in any sense.

제조예Production Example 1: 포화 지방산을 이용한 고민감도 자성 나노입자의 제조 1: Preparation of High Sensitivity Magnetic Nanoparticles Using Saturated Fatty Acids

6 nm의 마그네타이트(Fe3O4)는 벤질에테르 용매에서 도데실산 0.6몰과 도데실 아민 0.6몰 및 철 트리아세틸아세토네이트(Aldrich)를 290℃에서 열분해 화학반응(thermal decomposition)시켜 (30 분) 합성하였다.  12 nm 산화철 나노입자는 도데실산 0.2 몰, 도데실 6아민 0.1 몰, 상기 6 nm 산화철 나노입자 10 mg/ml 및 철 트리에세틸아세토네이트를 포함하는 벤질에테르 용액을 290 ℃에서 30 분 동안 가열하여 제조하였다.  망간페라이트(MnFe2O4)는 위의 반응에 망간 투아세틸아세토네이트를 첨가하여 제조하였다.  제조된 마그네타이트 및 망간페라이트의 투과전자현미경 사진을 각각 도 2a 및 2b에 도시하였다.  상기 마그네타이트 및 망간페라이트의 자기적 특성은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 이용하여 측정하였으며 이를 각각 점선 및 실선으로 표시하여 도 2c에 도시하였다.6 nm of magnetite (Fe 3 O 4 ) was thermally decomposed (0.6 minutes) by thermal decomposition of 0.6 moles of dodecyl acid, 0.6 moles of dodecyl amine and iron triacetylacetonate (Aldrich) at 290 ° C. in a benzyl ether solvent. Synthesized. The 12 nm iron oxide nanoparticles were heated at 290 ° C. for 30 minutes by heating a benzyl ether solution containing 0.2 mol of dodecyl acid, 0.1 mol of dodecyl 6amine, 10 mg / ml of the 6 nm iron oxide nanoparticles, and iron triacetylacetonate. Prepared. Manganese ferrite (MnFe 2 O 4 ) was prepared by the addition of manganese tuacetylacetonate to the above reaction. Transmission electron micrographs of the prepared magnetite and manganese ferrite are shown in FIGS. 2A and 2B, respectively. Magnetic properties of the magnetite and manganese ferrite were measured using a Vibrating Sample Magnetometer (VSM), which is shown in FIG. 2C with dotted and solid lines, respectively.

제조예Production Example 2: 불포화 지방산을 이용한 고민감도 자성 나노입자의 제조 2: Preparation of High Sensitivity Magnetic Nanoparticles Using Unsaturated Fatty Acids

6 nm의 마그네타이트(Fe3O4)는 벤질에테르 용매에서 올레인산 0.6 몰과 올레일 아민 0.6몰 철 트리아세틸아세토네이트 (Aldrich)를 290 ℃에서 열분해 화학반응(thermal decomposition)하여 (30 분) 합성하였다.  12 nm 산화철 나노입자는 올레인산 0.2 몰, 올레일 아민 0.1 몰, 상기 6 nm 산화철 나노입자 10 mg/ml 및 철 트리에세틸아세토네이트를 포함하는 벤질에테르 용액을 290 ℃에서 30 분 동안 가열하여 제조하였다.  망간페라이트(MnFe2O4)는 위의 반응에 망간 투아세틸아세토네이트를 첨가하여 제조하였다.  제조된 마그네타이트 및 망간페라이트의 투과전자현미경 사진을 각각 도 3a 및 3b에 도시하였다.  상기 마그네타이트 및 망간페라이트의 자기적 특성은 VSM을 이용하여 측정하였으며 이를 각각 점선 및 실선으로 표시하여 도 3c에 도시하였다. 6 nm of magnetite (Fe 3 O 4 ) was added with 0.6 moles of oleic acid and 0.6 moles of oleyl amine in a benzyl ether solvent. And Iron triacetylacetonate (Aldrich) was synthesized by thermal decomposition (30 minutes) at 290 ° C. 12 nm iron oxide nanoparticles were prepared by heating a benzyl ether solution containing 0.2 mol of oleic acid, 0.1 mol of oleyl amine, 10 mg / ml of the 6 nm iron oxide nanoparticles, and iron triacetylacetonate at 290 ° C. for 30 minutes. . Manganese ferrite (MnFe 2 O 4 ) was prepared by the addition of manganese tuacetylacetonate to the above reaction. Transmission electron micrographs of the prepared magnetite and manganese ferrite are shown in FIGS. 3A and 3B, respectively. Magnetic properties of the magnetite and manganese ferrite were measured using VSM, and these are shown in FIG. 3C with dotted and solid lines, respectively.

제조예Production Example 3: 자성 나노클러스터의 제조  3: Preparation of Magnetic Nanoclusters

오일상/수용상 에멀젼(O/W emulsion)방법을 이용하여, 제조예 1 또는 2에서 수득한 자성 나노입자로부터 자성 나노클러스터를 제조하였다.  구체적으로, 폴리비닐알코올 600mg을 수용상인 초순수 20ml에 용해시키고, 제조예 1에서 얻은 자성 나노입자 100mg을 오일상인 클로로포름에 용해시켰다.  상기 에멀젼을 6시간 교반시켜 오일상을 증발시키고, 원심분리를 수 회 반복하여 불순물을 제거하고 일정한 사이즈로 뭉쳐있는 고민감도 자성 나노클러스터를 제조하였다.  제조된 자성 나노클러스터의 투과 전자현미경 사진을 도 4b에 나타내었고, 실리카로 코팅하기 위해 다음 단계에 사용하였다. Magnetic nanoclusters were prepared from the magnetic nanoparticles obtained in Preparation Examples 1 or 2 using an oil phase / water phase emulsion (O / W emulsion) method. Specifically, 600 mg of polyvinyl alcohol was dissolved in 20 ml of ultrapure water as an aqueous phase, and 100 mg of magnetic nanoparticles obtained in Preparation Example 1 was dissolved in chloroform as an oil phase. The emulsion was stirred for 6 hours to evaporate the oil phase, and centrifugation was repeated several times to remove impurities and to prepare a highly sensitive magnetic nanocluster clustered in a constant size. Transmission electron micrographs of the prepared magnetic nanoclusters are shown in FIG. 4b and used in the next step to coat with silica.

제조예Production Example 4: 자성체-함유 유전체 입자의 제조 (실리카를 이용한 자성 나노클러스터의 코팅) 4: Preparation of Magnetic Body-Containing Dielectric Particles (Coating of Magnetic Nanoclusters with Silica)

제조예 3에서 얻은 자성 나노클러스터를 초순수 1ml, 에탄올 4ml 및 암모니아수 0.1ml의 혼합물에 재분산시켰다.  상기 혼합물에 테트라키스(에톡시)실란 0.1ml를 천천히 주입함으로써 자성 나노클러스터를 실리카로 코팅하여 자성체-함유 유전체 입자를 제조하였다.  상기 유전체 입자의 투과 전자현미경 사진을 도 4c에 나타내었다.  또한, X-선 회절법을 이용하여 상기 유전체 입자의 결정성을 확인하였고, 결과를 도 6에 나타내었다. The magnetic nanoclusters obtained in Preparation Example 3 were redispersed in a mixture of 1 ml of ultrapure water, 4 ml of ethanol and 0.1 ml of ammonia water. Magnetic nano-clusters were coated with silica to slowly inject 0.1 ml of tetrakis (ethoxy) silane into the mixture to prepare magnetic-containing dielectric particles. A transmission electron micrograph of the dielectric particles is shown in FIG. 4C. In addition, the crystallinity of the dielectric particles was confirmed by X-ray diffraction, and the results are shown in FIG. 6.

제조예Production Example 5: 골드 나노입자의 제조 5: Preparation of Gold Nanoparticles

초순수 45ml에 1M의 NaOH 용액 0.5ml를 넣고 1분간 강하게 STIRRING한 후  THPC(테트라키스(하이드록시메틸)포스포늄 클로라이드 용액 1ml(0.28mmol))를 넣어주고 5분간 교반하였다. 그 이후 HAuCl4 1% 농도의 용액을 2ml넣어주고 2분간 교반하여 3nm의 골드 나노입자를 제조하였다. 0.5 ml of 1 M NaOH solution was added to 45 ml of ultrapure water, and STIRRING was strongly performed for 1 minute. Then, THPC (1 ml (0.28 mmol) of tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride solution) was added thereto and stirred for 5 minutes. Thereafter, 2 ml of a 1% HAuCl4 solution was added thereto, followed by stirring for 2 minutes to prepare 3 nm gold nanoparticles.

제조예Production Example 6: 골드 나노입자가 결합한 유전체 입자의 제조 6: Preparation of Dielectric Particles Bonded with Gold Nanoparticles

제조예 4에서 얻은 유전체 입자를 (3-아미노프로필)트리메톡시실란 (APTMS) 2 ㎕와 반응시켜 유전체의 실리카 표면을 아민기(NH2)로 개질하였다.  상기 표면이 개질된 유전체 입자와 제조예 5에서 얻은 입경 3nm의 골드 나노입자 7×1015개를 혼합하여, 실리카의 아민기와 골드 나노입자를 결합시켰다.  수회의 원심분리로 미반응한 APTMS와 골드 나노입자를 제거하였다.  실리카 표면에 붙은 골드 나노입자는 골드 성장시 핵으로 작용하였다.  투과 전자현미경을 이용하여, 실리카 표면과 골드 나노입자가 결합한 것을 확인하였고, 결과를 도 4d에 나타내었다.The dielectric particles obtained in Preparation Example 4 were reacted with 2 µl of (3-aminopropyl) trimethoxysilane (APTMS) to modify the silica surface of the dielectric with an amine group (NH 2 ). The surface-modified dielectric particles were mixed with 7 × 10 15 gold nanoparticles having a particle size of 3 nm obtained in Preparation Example 5 to bind the amine group of the silica and the gold nanoparticles. Several centrifugations removed unreacted APTMS and gold nanoparticles. Gold nanoparticles on the silica surface acted as nuclei during gold growth. Using a transmission electron microscope, it was confirmed that the silica surface and the gold nanoparticles are bonded, the results are shown in Figure 4d.

실시예Example 1: 자성 메탈 나노 복합체의 제조 1: Preparation of Magnetic Metal Nanocomposites

1% HAuCl4 용액 1.5ml, K2CO3 25mg 및 초순수 100ml을 이용하여 골드염 용액을 제조하였다.  상기 골드염 용액 4ml, 포름알데하이드 80 ㎕ 및 제조예 6에서 얻은 골드 나노입자가 결합한 유전체 입자 1×1012개를 짧은 시간 동안 반응시켜, 본 발명에 따른 자성 메탈 나노 복합체를 제조하였다.  제조한 자성 메탈 나노 복합체의 투과 전자현미경 사진을 도 4e에 나타내었다.  UV-Vis 흡광도를 이용하여 상기 자성 메탈 나노 복합체가 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 800nm 파장의 빛을 흡수한다는 것을 확인하였다.  자성 골드 나노 복합체의 적외선 흡광도를 자성체-함유 실리카 입자 및 골드 나노입자와 비교하였고, 결과를 도 5에 나타내었다. Gold salt solution was prepared using 1.5 ml of 1% HAuCl 4 solution, 25 mg of K 2 CO 3 and 100 ml of ultrapure water. The magnetic metal nanocomposite according to the present invention was prepared by reacting 4 ml of the gold salt solution, 80 μl of formaldehyde and 1 × 10 12 dielectric particles combined with gold nanoparticles obtained in Preparation Example 6 for a short time. A transmission electron micrograph of the prepared magnetic metal nanocomposite is shown in FIG. 4E. UV-Vis absorbance was used to confirm that the magnetic metal nanocomposite absorbed light of 800 nm wavelength by surface plasmon resonance. Infrared absorbance of the magnetic gold nanocomposites was compared with magnetic body-containing silica particles and gold nanoparticles, and the results are shown in FIG. 5.

실시예Example 2:  2: 폴리에틸렌글리콜Polyethylene glycol 및 항체의 결합 And binding of antibodies

실시예 1에서 얻은 고민감도 자성 메탈 나노 복합체 1×1010개와 1×10- 6몰의 di-COOH PEG와 엔-삼다이메틸아미노프로필-엔-에틸카르보디이미드 하이드로클로라이드/엔-하이드록시숙신이미디(EDC/NHS) 를 첨가되는 PEG몰수의 6배 과량으로 넣고 반응시켰다.  1시간30분 반응을 시킨 다음에 수회의 원심분리를 통해 미반응 PEG와 EDC/NHS를 제거한 후, 항체로서 얼비툭스(Erbitux) 3×10- 10몰과 첨가되는 항체 몰 수의 6배정도 양의 EDC/NHS를 넣고 10시간 정도 4℃에서 반응 시켰다. 수회의 원심분리를 통해 미반응 항체와 과량의 EDC/NHS를 제거함으로써, 항체가 결합된 자성 메탈 나노 복합체를 제조하였다. Example 1 Sensitivity magnetic metal nanocomposite 1 × 10 10 and one 1 × 10 obtained in 6 moles of di-COOH PEG and Yen samdayi dimethylaminopropyl-N-ethylcarbodiimide hydrochloride / N - hydroxy-succinimide MIDI (EDC / NHS) Was added in a 6-fold excess of the number of moles of PEG added and reacted. 1.5 hours after the reaction to remove the unreacted PEG and EDC / NHS through several times centrifugation in the following, the antibody as Erbitux (Erbitux) 3 × 10 - 6-fold amount of antibody mol is added with 10 moles EDC / NHS was added and reacted at 4 ° C. for about 10 hours. By removing the unreacted antibody and excess EDC / NHS through several centrifugation, a magnetic metal nanocomposite to which the antibody is bound was prepared.

실험예Experimental Example 1: 항체에 의한 표적 지향성 검증 1: Target Directivity Verification by Antibody

항체에 의한 표적 지향성을 검증하기 위해, 실시예 2의 방법에 따라 제조한 얼비툭스와 일렐리번트 항체(IRR)가 각각 부착된 자성 메탈 나노 복합체를 이용하여, 각각 EGFR 1(epidermal growth factor receptor 1)이 잘 발현되어 있는 A431셀과 EGFR 1이 발현되지 않은 MCF7셀을 처리하였다.  A431셀은 얼비툭스와 항원-항체 결합을 할 수 있는 항원들이 다수 발현되어 있는 세포이다.  유세포분리기(FACS) 및 형광 현미경을 이용하여 얼비툭스가 결합한 자성 메탈 나노 복합체가 EGFR 1이 과발현된 A431셀과 특정하게 결합하고 있는 것을 확인하였다.  결과를 도 8에 나타내었다. IRR-MGNCs는 일렐리번트 항체가 결합된 자성 메탈 나노 복합체를 나타내고, ERB-MGNCs는 얼비툭스가 결합된 자성 메탈 나노 복합체를 나타낸다. In order to verify the target directivity by the antibody, each of the magnetic metal nanocomposites to which Erbitux and Illeibant antibody (IRR) attached according to the method of Example 2 were attached, respectively, EGFR 1 (epidermal growth factor receptor 1) The well-expressed A431 cells and MCF7 cells without EGFR 1 expression were treated. A431 cells are cells that express a large number of antigens capable of antigen-antibody binding with Erbitux. Flow cytometry (FACS) and fluorescence microscopy confirmed that Erbitux-bound magnetic metal nanocomposites specifically bind to A431 cells overexpressed EGFR 1. The results are shown in FIG. IRR-MGNCs represent magnetic metal nanocomposites bound to elelibant antibodies, and ERB-MGNCs represent magnetic metal nanocomposites bound to Erbitux.

실험예Experimental Example 2: 자성 메탈 나노 복합체의  2: of magnetic metal nanocomposites MRIMRI 조영제로서의 기능 확인  Check function as contrast agent

실시예에서 제조한 자성 메탈 나노 복합체가 자기공명영상 효과를 보여주는지 확인하기 위해, 자성 메탈 나노 복합체를 600, 800, 1000, 1200,1400, 1600, 1800 및 2000㎍/ml의 농도로 적정하여 마이크로 튜브에 주입하였다.  급속자장에코 (Fast Field Echo; FFE) 펄스열을 사용하여 관상면의 영상을 얻었고, 이를 도 9a 및 9b에 나타내었다.  자기공명영상을 이용한 자성 메탈 나노 복합체의 암 진단 효과를 확인하기 위해, 실시예 2의 방법에 따라 제조한 얼비툭스와 일렐리번트 항체가 각각 부착된 자성 메탈 나노 복합체를 EGFR 1이 과발현된 세포(A431)와 발현되지 않은 세포(MCF7)와 인큐베이션 시킨 뒤, 자기공명영상을 획득하였다.  자기공명영상을 비교할 때, 정상 세포와 암세포 간의 영상 변화가 뚜렷하였다 (도 9a). In order to confirm that the magnetic metal nanocomposites prepared in Examples show magnetic resonance imaging effects, the magnetic metal nanocomposites were titrated at concentrations of 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, and 2000 µg / ml. It was injected into the tube. Cortical plane images were obtained using Fast Field Echo (FFE) pulse trains, which are shown in FIGS. 9A and 9B. In order to confirm the cancer diagnostic effect of the magnetic metal nanocomposite using magnetic resonance imaging, the EGFR 1 overexpressed cells of the magnetic metal nanocomposite to which the Erbitux and erylicant antibodies prepared according to Example 2 were attached (A431 ) And non-expressed cells (MCF7) and magnetic resonance images were obtained. When comparing the magnetic resonance images, the image change between the normal and cancer cells was obvious (Fig. 9a).

 

자기공명영상을 얻는데 사용된 구체적인 조건은 다음과 같다: Specific conditions used to obtain magnetic resonance imaging are as follows:

기기: 1.5T(Intera; Philips Medical Systems, Best, The Netherlands) 시스템 및 마이크로-47 코일; 해상도 156× 156㎛; 절편 두께 0.6mm; TE = 20ms; TR = 400ms; 영상여기횟수 1; 영상획득시간 6 분. Instrument: 1.5T (Intera; Philips Medical Systems, Best, The Netherlands) system and micro-47 coil; Resolution 156 × 156 μm; Section thickness 0.6 mm; TE = 20 ms; TR = 400 ms; Image excitation count 1; Image acquisition time 6 minutes.

항원 특이성에 대한 자기공명영상 조영효과의 정량적 평가를 위해 T2 맵을 시행하였으며, 구체적인 파라미터는 다음과 같다: T2 maps were performed to quantitatively evaluate the magnetic resonance imaging contrast effect on antigen specificity. Specific parameters were as follows:

해상도 156× 156㎛; 절편두께 0.6mm; TR = 4000ms; TE = 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160ms; 영상여기횟수 2; 영상획득시간 4분. Resolution 156 × 156 μm; Section thickness 0.6 mm; TR = 4000 ms; TE = 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160 ms; Video here2; Video acquisition time 4 minutes.

실험예Experimental Example 3: 레이저 조사시에 의한 발열과 치료 효과 3: fever and treatment effect by laser irradiation

실시예 2에서 얻은 자성 메탈 나노 복합체가 분산된 물과 순수한 물에 800nm 파장을 갖는 레이저를 30w/cm2의 세기로 5분간 조사하였다. 결과를 도 10에 나타내었다.  레이저 조사 후에, 상기 자성 메탈 나노 복합체가 분산된 물은 온도가 15℃ 이상 상승하였으나, 순수한 물은 온도가 2℃ 정도 상승하였다. A laser having an 800 nm wavelength was irradiated with water having a wavelength of 30 w / cm 2 for 5 minutes in the water and the magnetic water in which the magnetic metal nanocomposite obtained in Example 2 was dispersed. The results are shown in FIG. After the laser irradiation, the water in which the magnetic metal nanocomposite was dispersed had a temperature of 15 ° C. or more, but pure water had a temperature of about 2 ° C.

얼비툭스가 결합된 자성 메탈 나노 복합체를 EGFR 1이 과발현된 세포(A431)와 발현되지 않은 세포(MCF7)와 같이 인큐베이션 한 뒤, 800nm 파장을 갖는 레이저를 30w/cm2의 세기로 조사하였다.  상기 자성 메탈 나노 복합체는 항원/항체 결합에 의해 암세포 속으로 업테이크 되었으며, 레이저 조사 후 뚜렷하게 암세포만이 사멸하였다.  자성 메탈 나노 복합체의 업테이크는 자기공명영상, FACS(유세포분리기 실험) 및 형광현미경으로 확인하였고 (도8, 도 9), 암세포 사멸은 형광현미경 및 MTT(독성테스트) 실험으로 확인하였다 (도 11).Erbitux-coupled magnetic metal nanocomposites were incubated with cells overexpressing EGFR 1 (A431) and cells without expression (MCF7), and then irradiated with a laser having an 800 nm wavelength at an intensity of 30 w / cm 2 . The magnetic metal nanocomposites were uptake into cancer cells by antigen / antibody binding, and only cancer cells were clearly killed after laser irradiation. Uptake of the magnetic metal nanocomposite was confirmed by magnetic resonance imaging, FACS (flow cytometry experiment) and fluorescence microscope (Fig. 8, 9), cancer cell death was confirmed by fluorescence microscope and MTT (toxicity test) experiment (Fig. 11). ).

본 발명은 세포질환을 진단 및 치료할 수 있는 자성 메탈 나노 복합체; 및 그의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.The present invention is a magnetic metal nanocomposite capable of diagnosing and treating cellular diseases; And the production method thereof.

또한, 본 발명은 상기 자성 메탈 나노 복합체과 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 진단 및/또는 치료용 약제학적 조성물; 및 이를 이용한 질병의 진단 및/또는 치료방법을 제공하는 효과가 있다.The present invention also provides a diagnostic and / or therapeutic pharmaceutical composition comprising the magnetic metal nanocomposite and a pharmaceutically acceptable carrier; And providing a method for diagnosing and / or treating a disease using the same.

Claims (35)

자성체를 함유하는 유전체 입자; 및 Dielectric particles containing magnetic material; And 상기 유전체 입자의 표면에 형성된 금속-함유 코팅층을 포함하되,Including a metal-containing coating layer formed on the surface of the dielectric particles, 상기 자성체는 The magnetic material is a) 에테르계 화합물, 헤테로고리화합물, 방향족화합물, 술폭사이드 화합물, 아마이드 화합물, 알코올, 탄화수소 및 물로 구성된 그룹에서 선택되는 용매의 존재 하에 자성 나노입자 전구체와 계면활성제를 반응시키는 단계; 및 a) reacting the magnetic nanoparticle precursor with the surfactant in the presence of a solvent selected from the group consisting of ether compounds, heterocyclic compounds, aromatic compounds, sulfoxide compounds, amide compounds, alcohols, hydrocarbons and water; And b) 상기 자성 나노입자 전구체와 계면활성제와의 반응물을 열분해하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 자성 나노입자의 모임인 자성 나노클러스터로서, 유전체 입자 내에 분산된 형태 또는 코어 형태로 존재하며,b) a magnetic nanocluster, which is a collection of magnetic nanoparticles prepared by a method comprising thermally decomposing a reactant of the magnetic nanoparticle precursor with a surfactant, present in the form of a core dispersed in a dielectric particle, 상기 용매는 자성 나노입자의 표면에 계면활성제가 배위된 착화합물의 열분해 온도보다 높은 끓는점을 가지는 용매이고, The solvent is a solvent having a boiling point higher than the thermal decomposition temperature of the complex compound coordinated with the surfactant on the surface of the magnetic nanoparticles, 상기 자성 나노입자 전구체는 금속과 리간드가 결합된 금속 화합물, 금속과 음이온이 결합된 금속이온을 포함한 금속염 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되며,The magnetic nanoparticle precursor is selected from the group consisting of metal compounds including metals and ligands, metal salts including metal ions with metals and anions, and mixtures thereof, 상기 자성 나노입자는 Pt, Pd, Ag, Cu 및 Au로 구성된 그룹에서 선택되는 금속; Co, Mn, Fe, Ni, Gd, Mo, MM'2O4, 및 MxOy (M 및 M'는 각각 독립적으로 Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, 또는 Cr을 나타내고, 0 < x ≤3, 0 < y ≤5)로 구성된 그룹에서 선택되는 자성 물질; 또는 CoCu, CoPt, FePt, CoSm, NiFe 및 NiFeCo로 구성된 그룹에서 선택되는 자성 합금이고,The magnetic nanoparticle is a metal selected from the group consisting of Pt, Pd, Ag, Cu and Au; Co, Mn, Fe, Ni, Gd, Mo, MM ' 2 O 4 , And M x O y (M and M ′ each independently represent Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, or Cr, the magnetic being selected from the group consisting of 0 <x ≦ 3, 0 <y ≦ 5) matter; Or a magnetic alloy selected from the group consisting of CoCu, CoPt, FePt, CoSm, NiFe and NiFeCo, 상기 금속-함유 코팅층의 금속은 Au, Ag 및 Pt로 구성된 그룹에서 선택되는 것인 자성 메탈 나노 복합체.The metal of the metal-containing coating layer is a magnetic metal nanocomposite is selected from the group consisting of Au, Ag and Pt. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 자성 나노입자는 직경이 1nm 내지 1,000nm인 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Magnetic nanoparticles are magnetic metal nanocomposites, characterized in that the diameter of 1nm to 1,000nm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 자성 나노입자가 계면활성제와 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Magnetic metal nanocomposite, characterized in that the magnetic nanoparticles are combined with a surfactant. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 계면활성제가 알킬 트리메틸암모늄 할라이드(alkyl trimethylammonium halide), 포화 또는 불포화 지방산, 트리알킬포스핀(trialkylphosphine), 트리알킬포스핀 옥사이드(trialkylphosphine oxide), 알킬아민(alkyl amine), 알킬티올(alkyl thiol), 소디움 알킬 설페이트 (sodium alkyl sulfate), 및 소디움 알킬 포스페이트 (sodium alkyl phosphate)로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. The surfactant may be alkyl trimethylammonium halide, saturated or unsaturated fatty acid, trialkylphosphine, trialkylphosphine oxide, alkyl amine, alkyl thiol, Magnetic metal nanocomposite, characterized in that at least one selected from the group consisting of sodium alkyl sulfate, and sodium alkyl phosphate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 유전체가 실리카, 티타니아, 전도성 고분자를 제외한 고분자입자, 알루미나 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Magnetic metal nanocomposite, characterized in that the dielectric is selected from the group consisting of silica, titania, polymer particles other than the conductive polymer, alumina and mixtures thereof. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 유전체의 입경이 80nm 내지 120nm인 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Magnetic metal nanocomposite, characterized in that the particle size of the dielectric is 80nm to 120nm. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 유전체 입자가 T1 자기공명 영상 진단 프로브, 광학 진단 프로브, CT 진단 프로브 또는 방사선 동위원소를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Magnetic metal nanocomposite, wherein the dielectric particles further comprise a T1 magnetic resonance imaging diagnostic probe, an optical diagnostic probe, a CT diagnostic probe or a radioisotope. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 금속-함유 코팅층의 두께가 10nm 내지 30nm인 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Magnetic metal nanocomposite, characterized in that the thickness of the metal-containing coating layer is 10nm to 30nm. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 금속-함유 코팅층의 표면에 친수성 고분자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Magnetic metal nanocomposite, characterized in that it further comprises a hydrophilic polymer on the surface of the metal-containing coating layer. 제 15 항에 있어서, The method of claim 15, 친수성 고분자가 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 플로오르닉계열(폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜 코폴리머), 폴레에테르이미드(PEI), 폴리비닐피롤리돈(PVP), N-이소프로필아크릴아미드(NIPAM) 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Hydrophilic polymers include polyethylene glycol, polypropylene glycol, fluoronic series (polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol copolymer), polyetherimide (PEI), polyvinylpyrrolidone (PVP), N-isopropyl acrylamide (NIPAM) and mixtures thereof. Magnetic metal nanocomposite. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16, 친수성 고분자는 -COOH, -CHO, -NH2, -SH, -CONH2, -PO3H, -PO4H, -SO3H, -SO4H, -OH, -NR4 +X-, -술포네이트, -니트레이트, -포스포네이트, -숙신이미딜기, -말레이미드기, 및 -알킬기로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 기능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. The hydrophilic polymer is -COOH, -CHO, -NH 2, -SH , -CONH 2, -PO 3 H, -PO 4 H, -SO 3 H, -SO 4 H, -OH, -NR 4 + X -, A magnetic metal nanocomposite comprising at least one functional group selected from the group consisting of -sulfonate, -nitrate, -phosphonate, -succinimidyl group, -maleimide group, and -alkyl group. 제 15 항에 있어서, The method of claim 15, 친수성 고분자 표면에 조직 특이적 결합 성분을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Magnetic metal nanocomposite, characterized in that it further comprises a tissue specific binding component on the surface of the hydrophilic polymer. 제 18 항에 있어서, The method of claim 18, 조직 특이적 결합 성분이 항원, 항체, RNA, DNA, 합텐(hapten), 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin), 뉴트라비딘 (neutravidin), 프로테인 A, 프로테인 G, 렉틴(lectin), 셀렉틴(selectin), 방사선동위원소로 표지된 성분, 및 종양 마커와 특이적으로 결합할 수 있는 물질로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Tissue-specific binding components include antigen, antibody, RNA, DNA, hapten, avidin, streptavidin, neutravidin, protein A, protein G, lectin, selectin ( selectin), a radioisotope labeled component, and a magnetic metal nanocomposite, wherein the magnetic metal nanocomposite is selected from the group consisting of a substance capable of specifically binding to a tumor marker. 제 19 항에 있어서, The method of claim 19, 종양 마커가 리간드, 항원, 수용체, 및 이들을 코딩하는 핵산으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. A magnetic metal nanocomposite, wherein the tumor marker is selected from the group consisting of ligands, antigens, receptors, and nucleic acids encoding them. 제 20 항에 있어서, The method of claim 20, 종양 마커가 시냅토타그민 I의 C2, 아넥신 V, 인테그린, VEGF, 안지오포이에 틴 1, 안지오포이에틴 2, 소마토스타틴, 바소인테스티날 펩타이드, 암성 태아성 항원, HER2/neu 항원, EGFR1, 전립선 특이 항원 및 폴산 수용체로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. Tumor markers include C2, annexin V, integrin, VEGF, angiopoietin 1, angiopoietin 2, somatostatin, vasointestinal peptide, cancerous fetal antigen, HER2 / neu antigen, EGFR1, of synaptotamine I Magnetic metal nanocomposite, characterized in that selected from the group consisting of prostate specific antigen and folic acid receptor. 제 19 항에 있어서, The method of claim 19, 종양 마커와 특이적으로 결합할 수 있는 물질이 포스파티딜세린, VEGFR, 인테그린 수용체, Tie2 수용체, 소마토스타틴 수용체, 바소인테스티날 펩타이드 수용체, 허셉틴,얼비툭스, 리툭산 및 폴산으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자성 메탈 나노 복합체. A substance capable of specifically binding to a tumor marker is at least one selected from the group consisting of phosphatidylserine, VEGFR, integrin receptor, Tie2 receptor, somatostatin receptor, vasointestinal peptide receptor, Herceptin, Erbitux, Rituxan and Folic acid. Magnetic metal nanocomposite. A) 자성체의 표면에 유전체를 부가하여 자성체-함유 유전체 입자를 제조하는 단계; 및 A) adding a dielectric to the surface of the magnetic material to produce magnetic-containing dielectric particles; And B) 상기 유전체 입자의 표면에 금속을 부가하여 금속-함유 코팅층을 형성시키는 단계를 포함하되, B) adding a metal to the surface of the dielectric particles to form a metal-containing coating layer, 상기 자성체는 The magnetic material is a) 에테르계 화합물, 헤테로고리화합물, 방향족화합물, 술폭사이드 화합물, 아마이드 화합물, 알코올, 탄화수소 및 물로 구성된 그룹에서 선택되는 용매의 존재 하에 자성 나노입자 전구체와 계면활성제를 반응시키는 단계; 및 a) reacting the magnetic nanoparticle precursor with the surfactant in the presence of a solvent selected from the group consisting of ether compounds, heterocyclic compounds, aromatic compounds, sulfoxide compounds, amide compounds, alcohols, hydrocarbons and water; And b) 상기 자성 나노입자 전구체와 계면활성제와의 반응물을 열분해하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 자성 나노입자의 모임인 자성 나노클러스터로서, 유전체 입자 내에 분산된 형태 또는 코어 형태로 존재하며,b) a magnetic nanocluster, which is a collection of magnetic nanoparticles prepared by a method comprising thermally decomposing a reactant of the magnetic nanoparticle precursor with a surfactant, present in the form of a core dispersed in a dielectric particle, 상기 용매는 자성 나노입자의 표면에 계면활성제가 배위된 착화합물의 열분해 온도보다 높은 끓는점을 가지는 용매이고, The solvent is a solvent having a boiling point higher than the thermal decomposition temperature of the complex compound coordinated with the surfactant on the surface of the magnetic nanoparticles, 상기 자성 나노입자 전구체는 금속과 리간드가 결합된 금속 화합물, 금속과 음이온이 결합된 금속이온을 포함한 금속염 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택되며,The magnetic nanoparticle precursor is selected from the group consisting of metal compounds including metals and ligands, metal salts including metal ions with metals and anions, and mixtures thereof, 상기 자성 나노입자는 Pt, Pd, Ag, Cu 및 Au로 구성된 그룹에서 선택되는 금속; Co, Mn, Fe, Ni, Gd, Mo, MM'2O4, 및 MxOy (M 및 M'는 각각 독립적으로 Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, 또는 Cr을 나타내고, 0 < x ≤3, 0 < y ≤5)로 구성된 그룹에서 선택되는 자성 물질; 또는 CoCu, CoPt, FePt, CoSm, NiFe 및 NiFeCo로 구성된 그룹에서 선택되는 자성 합금이고,The magnetic nanoparticle is a metal selected from the group consisting of Pt, Pd, Ag, Cu and Au; Co, Mn, Fe, Ni, Gd, Mo, MM ' 2 O 4 , And M x O y (M and M ′ each independently represent Co, Fe, Ni, Mn, Zn, Gd, or Cr, the magnetic being selected from the group consisting of 0 <x ≦ 3, 0 <y ≦ 5) matter; Or a magnetic alloy selected from the group consisting of CoCu, CoPt, FePt, CoSm, NiFe and NiFeCo, 상기 금속-함유 코팅층의 금속은 Au, Ag 및 Pt로 구성된 그룹에서 선택되는 것인The metal of the metal-containing coating layer is selected from the group consisting of Au, Ag and Pt 자성 메탈 나노 복합체의 제조방법. Method for producing a magnetic metal nanocomposite. 삭제delete 제 23 항에 있어서, The method of claim 23, 단계 a)의 자성 나노입자 전구체가 금속과 -CO, -NO, -C5H5 또는 알콕사이드(alkoxide)가 결합한 유기금속 화합물인 것을 특징으로 하는 방법. Wherein the magnetic nanoparticle precursor of step a) is an organometallic compound in which a metal and -CO, -NO, -C 5 H 5 or an alkoxide are bonded. 삭제delete 제 23 항에 있어서, 단계 A)의 자성체가 The method of claim 23 wherein the magnetic body of step A) c) 유전체 및 단계 b)에서 수득한 자성 나노입자를 유기용매에 용해시켜 오일상을 제조하는 단계; c) dissolving the dielectric and magnetic nanoparticles obtained in step b) in an organic solvent to prepare an oil phase; d) 친수성 화합물을 수성용매에 용해시켜 수용상을 제조하는 단계; d) dissolving the hydrophilic compound in an aqueous solvent to prepare an aqueous phase; e) 상기 오일상과 수용상을 혼합하여 에멀젼을 형성하는 단계; 및 e) mixing the oil phase and the aqueous phase to form an emulsion; And f) 상기 에멀젼으로부터 오일상을 분리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 자성 나노클러스터인 것을 특징으로 하는 방법. f) a magnetic nanocluster prepared by the method comprising the step of separating the oil phase from the emulsion. 제 27 항에 있어서, The method of claim 27, 단계 d)의 친수성 화합물은 폴리비닐알콜, 플로오르닉 계열, 소듐도데실설파이트(SDS), 헥사데실트리메틸암모니움브로마이드(CTAB) 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 방법. Wherein the hydrophilic compound of step d) is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, fluoronic series, sodium dodecylsulfite (SDS), hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) and mixtures thereof. 제 23 항에 있어서, 단계 B)는 The method of claim 23, wherein step B) h) 금속이온을 환원시켜 금속 나노입자를 제조하는 단계; h) preparing metal nanoparticles by reducing metal ions; i) 상기 단계 A)에서 수득한 자성체-함유 유전체 입자의 표면에 금속 나노입자와의 결합을 위한 관능기를 부가하여 표면을 개질시키는 단계; i) modifying the surface by adding a functional group for bonding with the metal nanoparticles to the surface of the magnetic body-containing dielectric particles obtained in step A); j) 단계 h)의 금속 나노입자와 단계 i)의 표면이 개질된 유전체 입자를 반응시켜 이들을 결합시키는 단계; 및 j) reacting the metal nanoparticles of step h) with the dielectric particles having modified surface of step i) to bond them; And k) 단계 j)의 금속 나노입자를 핵으로 사용하여 금속을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. k) growing the metal using the metal nanoparticle of step j) as a nucleus. 제 23 항에 있어서, The method of claim 23, 금속-함유 코팅층의 표면에 친수성 고분자를 부가시키는 단계 C)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. Adding C to the hydrophilic polymer on the surface of the metal-containing coating layer. 제 30 항에 있어서, The method of claim 30, 친수성 고분자에 조직 특이적 결합 성분을 결합시키는 단계 D)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. The method further comprises the step D) of binding the tissue specific binding component to the hydrophilic polymer. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서, 32. The method of claim 30 or 31 wherein 단계 C) 또는 D)는 가교제의 존재 하에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법. Step C) or D) is carried out in the presence of a crosslinking agent. 제1항, 제3항, 제8항 내지 제12항, 제14항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 자성 메탈 나노 복합체; 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는, 암, 비만, 또는 염증성 질환을 진단 또는 치료하기 위한 약제학적 조성물. Magnetic metal nanocomposite according to any one of claims 1, 3, 8 to 12, 14 to 22; And a pharmaceutically acceptable carrier, the pharmaceutical composition for diagnosing or treating cancer, obesity, or inflammatory disease. 제 33 항에 있어서, The method of claim 33, wherein 세포질환이 암, 비만, 또는 염증성 질환인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물. A pharmaceutical composition, characterized in that the cell disease is cancer, obesity, or inflammatory disease. 제 34 항에 있어서, The method of claim 34, wherein 세포질환이 위암, 폐암, 유방암, 난소암, 간암, 기관지암, 비인두암, 후두암, 췌장암, 방광암, 결장암 및 자궁경부암으로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물. A pharmaceutical composition, wherein the cellular disease is selected from the group consisting of gastric cancer, lung cancer, breast cancer, ovarian cancer, liver cancer, bronchial cancer, nasopharyngeal cancer, laryngeal cancer, pancreatic cancer, bladder cancer, colon cancer and cervical cancer.
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