KR101963147B1 - １ 나노몰 이하의 타겟 선택성을 갖는 정밀종양진단용 자기공명영상용 조영제 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 １ 나노몰 이하의 타겟 선택성을 갖는 정밀종양진단용 자기공명영상용 조영제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, T2 강조 자기공명영상용 조영제인 자성나노입자에 암 특이 표적 압타머를 결합시켜 1 nM 이하의 타겟 선택성을 제공하여 상기 암 특이 바이오마커를 발현하는 유방암, 전이암 등의 정밀진단에 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

１ 나노몰 이하의 타겟 선택성을 갖는 정밀종양진단용 자기공명영상용 조영제 및 이의 제조방법{MRI contrast for the precise diagnosis of tumor with target specificity of less than 1 nM and method for preparing thereof}
본 발명은 １ 나노몰 이하의 타겟 선택성을 갖는 정밀종양진단용 자기공명영상용 조영제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI)은 비침습적 단층 촬영 영상 및 높은 공간 해상도로 인해 암의 임상 진단을 위한 우수한 분자 영상 기법이다. MRI의 민감도는 자성나노입자를 이용하여 증강된 T2-단축 효과로 인해 최근 크게 개선되었다. 특히, 자성나노입자에 표적능이 있는 모이어티를 고정할 수 있어 바이오마커-특이적인 분자 MRI를 용이하게 한다. 따라서, 바이오마커-특이적인 분자 이미징은 암세포의 조기 및 특이적 검출을 가능하게하고, 생존율을 향상시키는 질병 진행 분석을 용이하게 한다.
그러나, 종양 진단에 사용하는 바이오마커를 표적으로 하는 화합물, 당류, 소단백질, 항체 등은 정밀종양진단에 사용하는 경우 검출민감도가 높지 않은 단점이 있다.
Dan Heo et al. Nanotechnology, vol.25, pp.275102 (2014.06.24.)
본 발명의 목적은 기존의 바이오마커를 표적으로 하는 프로브에 비해 검출민감도가 우수한 자성나노입자-압타머 복합체, 이의 제조방법 및 이의 T2 강조 자기공명영상용 조영제로서의 용도를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 자성나노입자; 상기 자성나노입자를 둘러싸는 소수성 물질층 및 양친매성 고분자층; 및 상기 양친매성 고분자층의 표면에 결합된 바이오마커 표적능이 있는 압타머를 포함하고, 상기 자성나노입자 및 바이오마커 표적능이 있는 압타머의 질량 비율은 1: 0.005 내지 0.08인, 자성나노입자-압타머 복합체를 제공한다.
본 발명은 또한 자성나노입자, 소수성 물질 및 양친매성 고분자를 반응시켜 상기 자성나노입자의 표면을 개질하는 단계; 상기 표면이 개질된 자성나노입자와 바이오마커 표적능이 있는 압타머를 반응시켜 표면이 개질된 자성나노입자의 표면에 바이오마커 표적능이 있는 압타머가 고정된 자성나노입자-압타머 복합체를 제조하는 단계; 및 상기 자성나노입자-압타머 복합체를 3회 이상 정제하는 단계를 포함하고, 상기 자성나노입자 및 바이오마커 표적능이 있는 압타머의 질량 비율은 1: 0.005 내지 0.08인, 본 발명의 자성나노입자-압타머 복합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 자성나노입자-압타머 복합체를 포함하는 자기공명영상용 조영제를 제공한다.
본 발명은 자성나노입자와 바이오마커 표적능이 있는 압타머의 질량 비율을 제어하고, 자성나노입자-압타머 복합체의 정제 회수를 제어하여 높은 자성 민감도와 표적 효율이 1 나노몰 이하로 보이는 T2 강조 자기공명영상용 조영제로 사용할 수 있는 자성나노입자-압타머 복합체를 제공할 수 있다.
상기 자성나노입자-압타머 복합체는 기존의 바이오마커 표적용 화합물, 당류, 소단백질, 항체 등과 비교하여 수배 내지는 수십 배의 표적 효율을 나타내므로 정밀종양진단 용도로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 ErbB2 발현 종양을 진단하는 산화철 나노입자-ErbB2 압타머 복합체의 구성을 개략적으로 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 산화철 나노입자(bIO)의 물리-화학적 특성을 보여준 것으로, (a) TEM 사진도, (b) TEM 사진에서 측정한 자성나노입자의 직경 분포 그래프, (c) 자장의 변화에 따른 자성나노입자의 자화율 분석 그래프(VSM), (d) 자성나노입자의 열분해에 의한 질량변화 특성곡선(TGA)이다.
도 3은 산화철 나노입자(bIOT), 표면 개질된 산화철 나노입자(bIOTm) 및 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 물리-화학적 특성을 보여준 것으로, (a) FT-IR (푸리에 변환 적외선) 분광법으로 분석한 자성나노입자의 수분산용 고분자와 그 전구체에 대한 화학구조 분석 그래프, (b) 상기 (a)에서 분석한 고분자와 그 전구체에 대한 핵자기공명 분광 분석 데이터, (c) 고분자 코팅에 의해 수분산된 자성나노입자의 콜로이드 직경 그래프, (d) 수분산된 자성나노입자의 자기 이완율을 나타내는 그래프, (e) 수분산된 자성나노입자의 R2 MRI 영상이다.
도 4는 산화철 나노입자(bIOT) 및 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 ErbB2 압타머의 유무에 따라 온도 및 혈장(a)과 산도 조건 변화(b)에서의 안정성을 분석한 결과를 보여준다.
도 5는 산화철 나노입자(bIOT) 및 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 ErbB2 과발현 세포주 및 저발현 세포주에 대한 세포 활성도 저해에 대한 평가결과 및 특이적 결합을 보여주는 결과로, (a) NIH3T6.7 세포주(ErbB2+)의 ErbB2 실제 발현율을 나타내는 플로우 사이토메트리 결과, (b) 압타머 및 Fe 농도별 세포 활성도 저해 평가 결과, (c) 산화철 나노입자(bIOT) 및 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 ErbB2 과발현 세포 특이적 결합을 보여주는 결과, (d) MDA-MB-231 세포주(ErbB2-)의 실제 ErbB2 발현율을 나타내는 플로우 사이토메트리 결과, (e) 압타머 및 Fe 농도별 세포 활성도 저해 평가 결과, (f) 산화철 나노입자(bIOT) 및 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 ErbB2 저발현 세포에 결합하지 않는 특성을 보여주는 결과이다.
도 6a는 ErbB2 과별현 세포주인 NCI-N87 세포를 이식받은 종양동물모델 쥐(NCI-N87 세포주를 쥐의 넓적다리에 피하 주사함(1×107 cells/mouse))에 bIOTm-ErbB2(1mg Fe/mL, 100㎕ 주입 후 3시간까지 조영 증강을 확인한 결과이고, 도 6b는 ErbB2 과별현 세포주인 NIH3T6.7 세포를 뇌에 이식받은 종양동물모델 쥐(NIH3T6.7 세포주를 쥐의 넓적다리에 피하 주사함(1×106 cells/mouse))에 bIOTm-ErbB2(1mg Fe/mL, 50㎕ 주입 후 3시간까지 조영 증강을 확인한 결과이며, ErbB2 압타머가 없는 조영제인 bIOT에서는 조영 증강의 양상을 확인할 수 없다.
도 7은 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 합성 시 표면 개질된 산화철 나노입자(bIOTm) 및 ErbB2 압타머의 합성 조건에 따른 bIOTm-ErbB2의 젤 사진도이다.
도 8은 산화철 나노입자(bIOT), 표면 개질된 산화철 나노입자(bIOTm) 및 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 합성 시 ErbB2 압타머의 질량 비율에 따른 세포 표적능 분석(cell targeting assay) 결과를 도시한 사진도이다.
도 9는 ErbB2-SH 압타머 및 bIOTm-ErbB2과 ErbB2 단백질의 결합 친화도를 보여주는 필터 결합 분석(filter binding assay) 결과를 도시한 것이다.
도 10은 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 합성 시 ErbB2 압타머의 정제 여부에 따른 15% PAGE-Gel retardation 결과(a), ErbB2 단백질 결합 분석 결과(b), ErbB2 단백질의 농도에 따른 타겟 표적능 측정 결과(c)를 나타낸 것이다.
도 11은 표면 개질된 산화철 나노입자-압타머 복합체(IAOTm-ErbB2)의 물리-화학적 특성을 보여준 것으로, (a) TEM 사진도, (b) 자장의 변화에 따른 자성나노입자의 자기 이완율 분석 그래프(VSM), (c) TEM 사진에서 측정한 자성나노입자의 직경 분포 그래프, (d) IAOT 및 IAOTm-ErbB2의 자기이완율을 나타내는 그래프이다.
도 12는 오른쪽 넓적다리에 NIH3T6.7 세포를 이식받은 종양동물모델 쥐에 IAOT 또는 IAOTm-ErbB2(100㎍/100㎕의 투여량)의 주입 전과 후 T2 강조 MR 영상(a), 시간별 T2 신호 강도 변화 그래프(b) 및 IAOTm-ErbB2 주입 전과 후(240분)의 칼라-맵 T2 강조 MR 영상을 나타낸 것이다.
도 13은 오른쪽 넓적다리에 NIH3T6.7 세포를 이식받은 종양동물모델 쥐에 IAOT 또는 IAOTm-ErbB2(100㎍/100㎕의 투여량)의 주입 전과 후(240분) 멀티-슬라이스 T2 강조 MR 영상(a), 상기 (a)의 영상의 확대도(b) 및 IAOTm-ErbB2 주입 전과 후 T2 강조 MR 영상으로부터 추출된 히스토그램 분석 데이터를 도시한 것이다(c).
도 14는 위(stomach)에 NIH3T6.7 세포를 이식받은 종양동물모델 쥐에 IAOT 또는 IAOTm-ErbB2(100㎍/100㎕의 투여량)의 주입 전과 후(240분) 멀티-슬라이스 T2 강조 MR 영상(a), 상기 (a)의 영상의 확대도(b) 및 IAOTm-ErbB2 주입 전과 후 T2 강조 MR 영상으로부터 추출된 히스토그램 분석 데이터를 도시한 것이다(c).
도 15는 유방 지방 패드(mammary fat pad)에 NIH3T6.7 세포를 이식받은 종양동물모델 쥐에 IAOT 또는 IAOTm-ErbB2(100㎍/100㎕의 투여량)의 주입 전과 후(240분) 멀티-슬라이스 T2 강조 MR 영상(a), 상기 (a)의 영상의 확대도(b) 및 IAOTm-ErbB2 주입 전과 후 T2 강조 MR 영상으로부터 추출된 히스토그램 분석 데이터를 도시한 것이다(c).
도 16은 MR 영상 촬영 후 피부암 종양모델 쥐에서 IAOTm-ErbB2의 존재 및 종양 조직의 형태를 관찰한 조직학적 분석 결과를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 자성나노입자; 상기 자성나노입자를 둘러싸는 소수성 물질층 및 양친매성 고분자층; 및 상기 양친매성 고분자층의 표면에 결합된 바이오마커 표적능이 있는 압타머를 포함하고, 상기 자성나노입자 및 바이오마커 표적능이 있는 압타머의 질량 비율은 1: 0.005 내지 0.08인, 자성나노입자-압타머 복합체에 관한 것이다.
본 발명의 자성나노입자-압타머 복합체는 자성나노입자의 표면을 소수성 물질층과 양친매성 고분자층이 둘러싸여 있고, 여기에 바이오마커 표적능이 있는 압타머가 고정된 형태를 가진다.
본 발명은 자성나노입자와 압타머의 질량 비율을 제어함으로써 자성민감도가 110 emu/g 이상이며, 표적에 대해 1 nM 이하의 타겟 선택성을 가진다. 상기의 타겟 선택성은 기존의 바이오마커 표적용으로 사용되는 화합물, 당류, 소단백질 또는 항체와 비교하여 수배 내지 수십 배의 표적 효율을 보이는 것이다.
또한, 본 발명의 자성나노입자-압타머 복합체는 압타머의 표적 특이성으로 인해 질환 바이오마커를 표적으로 하는 압타머를 사용하여 질환의 정밀진단 용도로 사용할 수 있다. 예컨대, 질환 바이오마커로 암 바이오마커를 사용하는 경우, 각종 암종의 정밀진단이 가능하다. 상기 암 바이오마커로, ErbB 계열 (1, 2, 3, 4), MMP 계열 (1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14), α-페토프로테인(α-Fetoprotein), 인간 융모막 고나도트로핀-β(human chorionic gonadotrophin-β), CA15-3, CA27-29, CA19-9, CA125, CEA, KIT, 티로글로불린(thyroglobulin), PSA, 사이토케라틴(cytokeratin), MNP22, 피브린(fibrin), BTA, 고분자량 CEA, 뮤신(mucin) 등을 사용할 수 있고, 그러한 바이오마커를 발현하는 대표적인 암종인 유방암, 난소암, 자궁경부암, 대장암, 갑상선암, 전립선암, 방광암, 이들의전이암종 등의 정밀진단이 가능하다.
아울러, 바이오마커 표적능이 있는 압타머를 통해 화학요법을 받은 암 환자의 예후에 대해 추적 관찰할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자성나노입자-압타머 복합체의 타겟 선택성을 높이기 위한 자성나노입자와 압타머의 질량 비율은 1: 0.005 내지 0.08, 보다 구체적으로는, 1: 0.005 내지 0.02 인 것이 좋고, 보다 더 구체적으로는, 1:0.01의 질량 비율인 것이 좋다.
상기 자성나노입자는 자성금속 또는 자성금속 산화물인 것을 특징으로 한다.
상기 자성금속은 철족 금속 원소(Fe, Ni, Co), 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), 화폐금속 원소(Cu, Ag, Au), 아연족 원소(Zn, Cd, Hg), 알루미늄족원소(Al, Ga, In, Tl), 알칼리토금속 원소(Ca, Sr, Ba, Ra) 및 백금족 원소(Pt, Pd 등)에서 하나 이상 선택된 금속 또는 이들의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 자성금속 산화물(magnetic metal material)은 철족 금속 원소(Fe, Ni, Co), 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), 화폐금속 원소(Cu, Ag, Au), 아연족 원소(Zn, Cd, Hg), 알루미늄족 원소(Al, Ga, In, Tl), 알칼리토금속 원소(Ca, Sr, Ba, Ra) 및 백금족 원소(Pt, Pd 등)에서 하나 이상 선택된 금속의 산화물 또는 이들의 합금의 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 자성나노입자는 산화철 나노입자를 사용할 수 있다.
상기 자성나노입자는 직경이 3 내지 20 nm, 더 구체적으로, 6 내지 16 nm일 수 있다.
상기 소수성 물질층은 양친매성 고분자와 자성나노입자 사이에 위치하여 수용상 분산된 자성나노입자-압타머 복합체의 콜로이드 안정성을 높이는 역할을 하며, 분자량 100 내지 2,000인 소수성 물질을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 스테로이드(steroid) 유도체, 글리세라이드(glyceride) 유도체, 글리세롤 에테르(glycerol ether), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), C12 내지 C50의 불포화 또는 포화 탄화수소(hydrocarbon), 디아실포스파티딜콜린(diacylphosphatidylcholine), 지방산(fatty acid), 인지질(phospholipid), 리포폴리아민(lipopolyamine) 등을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있다.
특히, 상기 스테로이드(steroid) 유도체는 콜레스테롤, 콜리스탄올, 콜산, 콜리스테릴포르메이트, 코테스타닐모르메이트 및 콜리스타닐아민으로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있으며, 상기 글리세라이드 유도체는 모노-, 디- 및 트리-글리세라이드 등에서 선택될 수 있는데 이때, 글리세라이드의 지방산은 C12 내지 C50의 불포화 또는 포화 지방산임을 특징으로 한다. 상기 지방산으로, 올레산을 사용할 수 있다.
상기 소수성 물질은 자성나노입자 100 중량부에 대하여 10 내지 400 중량부, 보다 구체적으로는, 20 내지 150 중량부, 보다 더 구체적으로는 22.5 내지 70 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량이 10 중량부 미만인 경우, 양친매성 고분자와 자성나노입자 사이에 위치하는 소수성 물질의 양이 부족하여 양친매성 고분자의 자성나노입자를 코팅하는 기능의 안정성이 떨어지는 문제가 있고, 400 중량부를 초과하는 경우, 과도한 소수성물질이 양친매성 고분자와 별도의 콜로이드를 이루어 부산물로써 발명품의 순도를 저해하는 문제가 있다.
상기 양친매성 고분자층은 소수성 물질층과 함께 코어인 자성나노입자의 지지체 역할을 함과 동시에 압타머를 결합시키기 위해 사용하는 것으로, 압타머와 반응할 수 있는 기능기, 예컨대, 말레이미드(maleimide)기, 티올(thiol)기, 카복실(carboxyl)기, 아민(amine)기, N-하이드로시석신이미드(N-hydroxysuccinimide)기, 아자이드(azide)기 등을 포함하는 양친매성 고분자를 사용하여 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 자성나노입자-압타머 복합체를 생물학적, 의학적 용도로 활용하기 위해서는 생리 환경에서의 분산 안정성 및 적합성을 위하여 생체 적합성 양친매성 고분자를 사용하는 것이 좋다. 화학적 분석에 사용하기 위해서는 생체 적합성의 특성을 가질 필요는 없다.
상기 양친매성 고분자의 예로, 폴록사머(poloxamer), 폴리소르베이트(polysorbate), 소르비탄(sorbitan) 알킬에스테르 또는 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 구체적으로는, 플루로닉　 F 38, 플루로닉　 F 68, 플루로닉 F 77, 플루로닉 F 87, 플루로닉 F 88, 플루로닉 F 98,플루로닉　 F 127, 플루로닉　 P 181 및 P 407 (BASF 등록 상표) 등으로 이루어진 폴록사머, 트윈　 20, 트윈　 40, 트윈　 60, 트윈　 80 (ICI Americas Inc. 등록 상표) 등으로 이루어진 폴리소르베이트, 스판　 20, 스판　 40, 스판　 60, 스판　 65, 스판　 80, 스판　 85 (Croda International PLC 등록 상표) 등으로 이루어진 소르비탄 알킬에스테르일 수 있다.
상기 양친매성 고분자는 자성나노입자 100 중량부에 대하여 10 내지 100 중량부, 보다 구체적으로는, 25 내지 70 중량부, 보다 더 구체적으로는, 35 내지 45 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량이 10 중량부 미만인 경우, 자성나노입자를 코팅하는 양친매성 고분자의 양이 적어 수용상 콜로이드 안정성이 떨어지는 문제가 있고, 100 중량부를 초과하는 경우, 압타머의 고정에 요구되는 양보다 과량이 함유되어 시약이 낭비되는 문제가 있다.
상기 바이오마커 표적능이 있는 압타머는 양친매성 고분자와 반응할 수 있는 기능기를 가지고 있어 양친매성 고분자층에 고정될 수 있다. 그러한 기능기는 양친매성 고분자의 반응기에 따라 당업자 수준에서 적절히 채택할 수 있어 특별히 제한하지는 않는다. 예컨대, 말레이미드(maleimide)기, 티올(thiol)기, 카복실(carboxyl)기, 아민(amine)기, N-하이드로시석신이미드(N-hydroxysuccinimide)기, 아자이드(azide)기 등을 사용할 수 있다.
또한, 바이오마커로는 암 바이오마커를 사용할 수 있고, 예컨대, 유방암 및 전이암 등에서 발현되는 ErbB 계열 (1, 2, 3, 4), MMP 계열 (1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14), α-페토프로테인(α-Fetoprotein), 인간 융모막 고나도트로핀-β(human chorionic gonadotrophin-β), CA15-3, CA27-29, CA19-9, CA125, CEA, KIT, 티로글로불린(thyroglobulin, PSA), 사이토케라틴(cytokeratin), MNP22, 피브린(fibrin), BTA, 고분자량 CEA, 뮤신(mucin) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명은 또한 자성나노입자, 소수성 물질 및 양친매성 고분자를 반응시켜 상기 자성나노입자의 표면을 개질하는 단계;
상기 표면이 개질된 자성나노입자와 바이오마커 표적능이 있는 압타머를 반응시켜 표면이 개질된 자성나노입자의 표면에 바이오마커 표적능이 있는 압타머가 고정된 자성나노입자-압타머 복합체를 제조하는 단계; 및
상기 자성나노입자-압타머 복합체를 3회 이상 정제하는 단계를 포함하고,
상기 자성나노입자 및 바이오마커 표적능이 있는 압타머의 질량 비율은 1: 0.005 내지 0.08인, 본 발명의 자성나노입자-압타머 복합체의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 자성나노입자-압타머 복합체는 자성나노입자, 소수성 물질, 양친매성 고분자 및 압타머를 나노에멀젼(nano-emulsion)법을 이용하여 제조할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 열분해 합성법을 통해 제조한 자성나노입자를 소수성 물질과 양친매성 고분자로 표면 개질하고 나노에멀젼법으로 수분산하여 자성나노입자 수용액을 제조하고, 바이오마커 표적능이 있는 압타머를 첨가하여 표면 개질된 자성나노입자의 표면에 상기 압타머가 고정되도록 하고, 상기에서 제조된 자성나노입자-압타머 복합체는 유리 압타머가 존재하지 않도록 3회 이상 정제하는 과정을 통해 제조한다.
상기 자성나노입자-압타머 복합체는 자성나노입자와 바이오마커 표적능이 있는 압타머의 질량 비율을 제어하여 표적 효율을 높일 수 있다. 그러한 비율로, 1: 0.005 내지 0.08, 보다 구체적으로는, 1: 0.005 내지 0.02 인 것이 좋고, 보다 더 구체적으로는, 1:0.01의 질량 비율인 것이 좋다.
상기 자성나노입자-압타머 복합체의 정제를 통해 표적능을 높일 수 있다. 상기 자성나노입자-압타머 복합체의 정제 횟수는 3회 이상 8회 이하로 수행할 수 있으나, 작업성을 고려하여 당업자의 이해 수준에 따라 필요에 의해 적절히 채택할 수 있다. 다만, 정제 횟수가 3회 미만인 경우에는 유리 압타머가 존재하여 바이오마커와 압타머의 결합을 방해하여 표적능을 확보하기 어려울 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 산화철 나노입자-ErbB2 압타머 복합체 형성 시 산화철 나노입자와 ErbB2 압타머의 질량 비율을 최적으로 정하여도 정제 횟수에 따라 유리 압타머가 존재할 경우에는 표적능이 저하될 수 있다. 이러한 이유로, 자성나노입자-압타머 복합체의 형성 후 3회 이상 정제가 요구된다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 자성나노입자로 산화철 나노입자를 사용하고, 소수성 물질로 올레산을, 양친매성 고분자로 말레이미딜 폴리소르베이트 80(mP80)를 사용하여 상기 산화철 나노입자의 표면을 개질하며, 상기 표면 개질된 산화철 나노입자에 바이오마커 표적능이 있는 압타머, 예컨대, ErbB2에 특이적인 압타머를 고정시켜 제조한다. 상기에서 제조된 자성나노입자-압타머 복합체는 3회 이상 정제하여 유리 압타머가 존재하지 않도록 한다.
이러한 압타머가 고정된 표면 개질된 산화철 나노입자는 자성민감도가 110 emu/g 이상이며, ErbB2에 대해 1 nM 이하의 타겟 선택성을 가진다.
또한, 본 발명은 상기 자성나노입자-압타머 복합체를 포함하는 자기공명영상용 조영제를 제공한다.
본 발명의 자기공명영상용 조영제는 압타머가 표적으로 하는 암 바이오마커를 발현하는 암종에서 사용할 수 있으며, 예컨대, 유방암, 난소암, 자궁경부암, 대장암, 갑상선암, 전립선암, 방광암, 또는 이들의 전이암종 등을 포함할 수 있으나, 바이오마커의 종류에 따라 달라질 수 있어 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 자기공명영상용 조영제는 정맥주사용일 수 있다. 이를 위해, 약제학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용 가능한 담체는 본 발명의 유효 성분과 양립이 가능해야하며, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토덱스트린 용액, 글리세린, 에탄올 및 이들 성분 중 1성분 이상이 혼합되어 사용될 수 있고, 필요에 따라서 항산화제, 완충제, 정균제 등 다른 통상의 첨가제가 첨가될 수 있다. 또한, 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 포함하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형으로 제제화될 수 있다. 특히, 동결건조(lyophilized)된 형태의 제형으로 제제화하여 제공하는 것이 바람직하다. 동결건조 제형 제조를 위해서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이 사용될 수 있으며, 동결건조를 위한 안정화제가 추가될 수도 있다.
본 발명의 자기공명영상용 조영제의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강 상태, 식이, 투여 시간, 방법, 배설율 및 질병의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하며, 본 기술분야의 통상의 전문가가 용이하게 결정할 수 있다.
이하, 본 출원을 실시예를 통해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 출원을 예시하는 것일 뿐 본 출원의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 자성나노입자-ErbB2 압타머 복합체의 제조
자성나노입자-ErbB2 압타머 복합체를 제조하기 위해, 자성나노입자(bIO), ErbB2 압타머, maleimidyl Tween80(Tm) 및 올레산에 대해 나노에멀전 방법(nano-emulsion)을 수행하였다. 자세한 공정은 다음과 같다.
열분해 합성법을 이용하여 합성된 산화철 나노입자(bIO, 전구체로 bulk iron(III) oxide 및 oleic acid 사용, 직경 약 12 ~ 16 nm)를 n-헥산에 분산시켜 준비하였다. 준비된 산화철 나노입자에 포함된 지방산의 함량은 질량 기준으로 산화철 나노입자 대비 약 20~40% 사이가 되도록 하였다. maleimidyl Tween80을 포함하고 있는 3차 증류수에 190W 출력의 초음파와 1200 rpm의 교반속도 하에서 산화철 나노입자를 포함하고 있는 n-헥산을 빠르게 주입한 후 10분간 반응시켰다. 초음파하에서 열 발생에 의한 산화철 나노입자의 산화를 방지하기 위해 반응기의 온도를 4℃로 유지하였다. 반응이 끝난 후 반응물은 잔여 n-헥산을 제거하기 위하여 상온에서 12시간 이상 교반하였다. 이후 과량의 maleimidyl Tween80을 제거하기 위하여 3차 증류수하에서 투석을 수행하였다. 투석 비율은 1:50 조건하에서 1시간 이상, 10회 수행하였다. 투석을 마친 산화철 나노입자 수용액은 원심분리를 이용하여 농축하여 1.25 mL Fe/mL의 농도로 준비하였다. 종양에 대한 표적능을 부여하기 위하여 ErbB2 압타머를 DNase, RNase free 증류수에 분산한 후, 상온에서 5분간, 4℃에서 2시간 반응하여 결합시켰다. 반응 후 결합되지 않은 압타머를 제거하기 위하여 원심분리를 이용하여 수회 정제하였다. 정제 전후의 결합되지 않은 압타머의 양은 전기영동을 이용하여 확인하고, 정제 여부를 확인하였다. 본 실시예에서 각 단계별 첨가물질들의 반응조건은 다음 표 1과 같다.
나노에멀젼 단계에서의 반응조건
질량 부피
자성나노입자 20 mg (Fe 원소 기준) 4 mL
Maleimidyl Tween80 100 mg
3차 증류수 20 mL
압타머 결합 단계에서의 반응조건
질량 부피
자성나노입자 수용액 500 ㎍ (Fe 원소 기준) 400 ㎕
ErbB2-SH 압타머 5 ㎍ 100 ㎕
본 실시예 1에서 제조한 ErbB2 발현 종양을 진단하는 산화철 나노입자-ErbB2 압타머 복합체의 개략적인 구성은 도 1에 도시하였다.
< 실시예 2> 자성나노입자- ErbB2 압타머 복합체의 물리화학적 특성 평가
상기 실시예 1에서 제조한 자성나노입자-ErbB2 압타머 복합체의 물리화학적 특성을 평가하기 위하여 산화철 나노입자(bIO)의 모양 및 크기분포, 자화율, 산화철 함유율을 분석하였다.
도 2a에 나타난 바와 같이, 산화철 나노입자의 모양은 투과전자현미경을 이용하여 원형 모양임을 확인하였다.
투과전자현미경 상에 나타난 산화철 나노입자의 직경을 측정하여 그 크기 분포를 도 2b에 도시하였다. 106개의 산화철 나노입자의 직경을 측정한 결과 그 분포는 16.3±1.3 nm로 나타났다.
자장의 변화에 따른 산화철 나노입자의 자화율 분석 결과, 최대 자화율은 70.7 emu/g으로 측정되었으며, 그래프의 양상은 자장의 변화에 따라 히스테리시스에 의한 면적이 나타나지 않는, 초상자성체의 형태를 띠었다(도 2c).
산화철 나노입자의 표면 개질에 사용된 올레산(oleic acid)과 산화철 나노입자(Fe3O4) 함량비를 측정하기 위하여 열질량분석기(Thermogravimetric analyzer, TGA)를 이용하였다. 분석결과, 올레산(oleic acid)과 산화철나노입자(Fe3O4) 함량비는 약 2:8인 것으로 확인되었다(도 2d).
상기 실시예 1에서 사용된 자성나노입자-ErbB2 압타머 복합체를 수분산하고 종양 표적능이 있는 압타머를 결합시키는데 사용하기 위하여 말단이 말레이미드기로 치환된 양친매성 고분자를 합성하고, 고분자의 전구체 및 합성된 양친매성 고분자의 화학적 분석을 통해 합성에 대한 근거 데이터를 확보하였다. 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)을 이용하여 전구체 3-maleimidopropionic acid(3-MPA)와 Tween 80, 합성된 고분자인 maleimidyl Tween 80의 FT-IR 스펙트럼을 비교, maleimidyl Tween 80에서 3-MPA의 카르복실기(1,690 cm-1)가 Tween 80의 히드록실기(3,300-3,600 cm-1)와 반응하여 C-O 결합을 형성(1,730 cm-1)하는 것으로 보아 maleimidyl Tween 80이 합성되었음을 확인하였다(도 3a).
합성에 대한 근거는 수소핵 자기공명 분광법(1H-NMR)으로도 확인하였다. Tween80에서는 확인되지 않는 3-MPA의 특성 peak(2.63 ppm)을 Maleimidyl Tween 80에서 확인(2.7 ppm)하였다(도 3b).
산화철 나노입자를 나노에멀전법으로 수분산하여 표면 개질된 산화철 나노입자 수용액(bIOTm)을 제조한 후, 압타머를 결합시키고 동적광산란법을 이용하여 수용상의 표면 개질된 산화철 나노입자의 크기를 측정하였다.
측정결과, 압타머를 결합시킨 자성나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)는 수용상에서 52.8±11.3 nm로 확인되었으며, 대조군으로 비교한 두 가지 나노입자 수용액(bIOT: 압타머가 없으며 Tween80으로만 나노에멀전을 수행한 상태, bIOTm: maleimidyl Tween80으로 나노에멀전을 수행하고 압타머를 결합하기 전의 상태)의 경우 각각 47.1±13.2 nm, 49.5±12.3 nm로 확인되었다(도 3c).
자성나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)에 대해 자기공명영상을 촬영하여 조영제로서의 능력을 확인하였다. bIOTm-ErbB2는 T2 조영제로서, 농도별 T2 자기 이완율(relaxivity) 값을 측정하여 T2 relaxivity coefficient(자기이완상수, r2, 단위: mM-1ㆍs- 1)를 산출하며 이 값이 조영제의 조영 능력을 나타낸다. r2 값은 bIOTm-ErbB2는 184.97 mM-1ㆍs-1, bIOTm는 192.85 mM-1ㆍs-1, bIOT는 145.73 mM-1ㆍs- 1으로 측정되었다(도 3d). 각 조영제의 농도별 T2 자기 이완율 값 맵핑 데이터는 도 3e에 도시하였다.
수분산 된 bIOTm-ErbB2의 체내에서의 안정성을 모사한 실험으로, 온도 및 혈장, 산도 조건 변화에서의 안정성을 테스트하였다. 각 조건에서 7일까지 bIOTm-ErbB2의 침전 여부를 육안으로 확인하여 안정성 정도를 판단하였다. 온도는 냉장(4℃), 상온(25℃), 체온(37℃)의 경우로 나누어 테스트하였으며, 혈장조건은 랫트에서 혈장을 채취한 것과 10% FBS(Fetal bovine serum) 수용액에서 테스트, 산도는 pH 4~8에서 pH 1의 간격으로 나누어 테스트하였다.
bIOTm-ErbB2의 경우, 온도와 혈장조건에서는 별다른 응집과 침전을 보이지 않았으며, pH 4~6 조건에서 다소 침전되는 양상을 확인하였다. 결과로 미루어 보아 bIOTm-ErbB2는 체내에 주입될 경우, 온도나 혈장, 산도에 의해서는 응집 또는 침전이 발생하지 않을 것으로 판단된다. 대조군으로 bIOT도 같은 조건하에서 테스트하였으며 결과는 도 4에 도시하였다.
< 실시예 3> 자성나노입자- 압타머 복합체의 생체 내/외 유효성 평가
자성나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2)의 ErbB2 발현 정도에 따른 표적화 효율을 확인하기 위하여 ErbB2 과발현 세포주(NIH3T6.7)과 저발현 세포주(MDA-MB-231)에서 암시야 형광 현미경 분석을 수행하였다. 분석에 앞서 각 세포주의 ErbB2 발현율을 유세포분석기를 이용하여 분석하였으며, 결과는 도 5a에 도시하였다. 현미경 분석에 적합한 bIOTm-ErbB2의 농도를 확인하기 위하여 각 세포주에 대해 세포 성장 저해 평가를 수행하였다.
두 세포주 모두에서 최대 0.1 mg/mL의 bIOTm-ErbB2 농도(Fe 기준)에서도 105% 이상의 세포 생장율(cell viability)을 보였다(도 5b). 이에 기반하여 암시야 현미경 분석 시 각 세포주의 0.1 mg/mL 농도로 bIOTm-ErbB2를 처리하였으며, 비처리군, bIOT 처리군에 비하여 NIH3T6.7 세포주에서 bIOTm-ErbB2 처리군에서만 자성나노입자를 확인할 수 있었다(도 5c: 푸른색이 세포핵, 엷고 하얗게 빛나는 것이 세포질, 노랗고 밝게 빛나는 것이 bIOTm-ErbB2임).
bIOTm-ErbB2의 ErbB2 발현 정도에 따른 표적화 효율이 생체 내에서도 유효한지 확인하기 위하여, ErbB2 과발현 세포주를 이용하여 만든 종양동물모델에 bIOTm-ErbB2를 주입 후 자기공명영상을 촬영하였다. 첫 번째로, ErbB2가 과발현 되어있는 위암세포주인 NCI-N87를 면역결핍 마우스(nude mouse)의 넓적다리에 1×107개를 주입한 후 2주 뒤에 종양 형성을 확인한 다음 bIOTm-ErbB2를 꼬리정맥을 통해 주입 후 자기공명영상을 촬영하였다(주입량은 2.5 mg/kg).
주입 후 3시간까지 관찰한 결과, 특정 부위(붉은색 표시영역)에서 조영증강이 나타나는 것을 확인할 수 있으며 해당 부위의 신호를 측정하여 수치화한 결과 초기 신호 대비 약 20%의 신호증강이 있었음을 확인하였다(도 6a).
두 번째로, ErbB2가 과발현되어있는 세포주 NIH3T6.7를 1×106개만큼 누드 마우스의 뇌에 주입하여 종양동물모델을 제작하였다. 2주 뒤 종양이 형성된 마우스에 bIOTm-ErbB2를 꼬리정맥을 통해 주입 후 자기공명영상을 촬영하였다(주입량은 2.5 mg/kg).
주입 후 2시간까지 관찰한 결과 특정 부위(붉은색 표시영역)에서 조영증강이 나타나는 것을 확인할 수 있으며 해당 부위의 신호를 측정하여 수치화한 결과 초기 신호 대비 약 60%의 신호증강이 있었음을 확인하였다(도 6b). 대조군으로 bIOT를 주입한 마우스에서는 주입 초기에 60% 가량의 조영 증강이 나타났다가 2시간 이후에는 모두 빠져나가는 현상(wash-out)이 관찰되었다. 이는 bIOTm-ErbB2가 ErbB2에 결합되어 혈류에 의해 wash-out 되지 않음을 나타내는 간접적인 증거이다.
< 실시예 4> 자성나노입자- 압타머 복합체의 합성 조건에 따른 타겟 선택성 실험
자성나노입자-압타머 복합체(bIOTm-ErbB2) 합성 조건별 gel retardation test(아가로즈 젤 3%)를 수행하였다. bIOTm-ErbB2 5 조건이 상기 실시예 1의 Fe 100 ㎍ 당 AptHER2-HS 5 ㎍ 합성 조건이며, bIOTm-ErbB2 제조 후, 50k MWCO filter로 3회 정제하고, RNase free PBS에 Fe 기준 1 mg/mL 로 준비하였다. 염색 시약을 포함하여 레인당 15 ㎕씩 로딩하였고, 50V, 15분 조건으로 전기영동을 수행하였다. bIOTm-ErbB2의 실험실 규모의 합성 기준으로, bIOTm Fe 기준 100 ㎍ / 압타머 5 ㎍ bIOTm-ErbB2 5로 표기하였다. 압타머 비율별로, bIOTm-ErbB22.5 / 5 / 10 / 20 / 40 ㎍ 준비하여 NIH3T6.7 세포에 처리하고, 4시간 이후에 세척한 후 Nucleus, HER2 형광 염색 후 암시야 현미경으로 관찰하였다(3ch: DFM-산란광, 세포 형태 및 bIOTm-ErbB2 관찰용 / DAPI-파란형광, Necleus 염색 / Alexa 488-녹색형광, HER2 염색).
도 7에서, 압타머에 해당하는 두 개의 밴드는 압타머(40mer)의 단량체, 이량체 형태인 것으로 추측하였다. bIOTm-ErbB2 5까지는 유리 압타머 밴드가 나타나지 않으나, 10 조건부터 발생하였다. 또한, bIOTm-ErbB2 5 조건에서도 2회 정제까지는 유리 압타머 밴드가 발견되었다. 젤의 맨 윗줄은 bIOTm-ErbB2에 공존하는 압타머에 의한 밴드로 추측하였고, 밴드 강도의 조건별 차이가 미미한 것으로 보아, bIOTm-ErbB2 5 이상의 조건에서 bIOTm-ErbB2과 공존하는 압타머의 양의 크게 늘지 않는 것으로 사료되었다.
또한, 세포 표적능 분석 결과, 도 8에서와 같이, 경향은 bIOT, bIOTm, bIOTm-ErbBe 2.5, 5까지는 뚜렷한 차이를 확인하기 어려웠으나, 5 조건에서 bIOTm-ErbB2으로 추정되는 입자들이 HER2 염색 부위와 그 수가 많지는 않았으나, 일부 일치하여 존재하는 것이 보였다. 10 조건부터 세포 주변에 입자들이 다수 존재하는 것으로 보이고, 40 조건까지 유사한 경향을 보였다.
도 9는 압타머 자체의 ErbB2에 대한 결합 정도를 의미하는 Kd 값 그래프로, 압타머에 티올기(SH)가 있을 때는 Kd 값이 커지나(높을수록 민감도가 낮다는 의미임) bIOTm를 결합시킨 후 다시 회복되는 것을 확인하였다.
다음으로, 압타머가 정제되지 않아 유리 압타머가 존재할 경우, 타겟 표적능에 미치는 효과를 조사하였다.
도 10a-c에 나타난 바와 같이, gel retardation 결과에서, 순수 압타머(1) 외의 경우와 같이 정제되지 않은 유리 압타머(중간 옅은 밴드)가 있을 경우, ErbB2 단백질과의 결합을 방해하여 표적능을 확보하기 어려웠다.
또한, Tm과 압타머만 결합된 경우 역시 압타머가 안정적으로 ErbB2 단백질과 결합되지 못하여 표적능이 10배 이상 감소하였다.
Tm 이외 다른 고분자인 DPM(maleimidyl PEG3400-dopamine)을 사용할 경우 나노 입자의 크기가 100 nm 이상이 되고, 이 경우 필터를 통과하지 못하여 표적능 측정이 불가하였다(6번 레인).
< 실시예 5> 다양한 종양동물모델에서 IAOTm - ErbB2 주입 전과 후의 T2 강조 MR 영상
도 11은 IAOTm-ErbB2의 물리-화학적 특성을 보여준 것으로, 상기 IAOTm-ErbB2는 상기 실시예 1에서 제시하는 자성나노입자-ErbB2 압타머 복합체의 구성에서 자성나노입자 bIO만 다른 산화철 나노입자인 IAO(전구체로 iron(III) acetylacetonate 및 oleic acid 사용)로 변경한 것이며, 직경 약 10~13 nm 크기(도 11a)를 갖는 초상자성 물질(도 11b)이다. IAO를 이용하여 제조한 자성나노입자-ErbB2 압타머 복합체 또한 bIO와 마찬가지로 수용상 분산이 가능고, 유사한 콜로이드 직경을 가지며(도 11c) 자기공명영상용 조영제로서의 특징을 보유하고 있다(도 11d).
IAOTm-ErbB2의 ErbB2 발현 정도에 따른 표적화 효율이 생체 내에서도 유효한지 확인하기 위하여, ErbB2 과발현 세포주를 이용하여 만든 종양동물모델에 IAOTm-ErbB2를 주입 후 자기공명영상을 촬영하였다. 첫 번째로, ErbB2가 과발현 되어있는 위암세포주인 NIH3T6.7을 면역결핍 마우스(nude mouse)의 넓적다리에 1×107개를 주입한 후 2주 뒤에 종양 형성을 확인한 다음 IAOTm-ErbB2를 꼬리정맥을 통해 주입 후 자기공명영상을 촬영하였다(주입량은 5.0 mg/kg).
주입 후 4시간까지 관찰한 결과, 특정 부위(도 12)에서 조영증강이 나타나는 것을 확인할 수 있으며 해당 부위의 신호를 측정하여 수치화한 결과 초기 신호 대비 약 40%의 신호증강이 있었음을 확인하였다(도 12b). IAOTm-ErbB2의 조영증강 효과를 상세히 확인하기 위하여, 다중 자기공명단층영상에서의 조영증강효과 비교 (도 13a), 가장 변화가 높은 부분에서의 확대영상 (도 13b), 해당 영상에서의 신호증강 히스토그램(도 13c)를 제시하였다.
두 번째로, ErbB2가 과발현되어있는 세포주 NIH3T6.7를 1×107개만큼 누드 마우스의 위벽에 주입하여 종양동물모델을 제작하였다. 2주 뒤 종양이 형성된 마우스에 IAOTm-ErbB2를 꼬리정맥을 통해 주입 후 자기공명영상을 촬영하였다(주입량은 5.0 mg/kg).
주입 후 3시간까지 관찰한 결과 특정 부위(노란색 표시영역)에서 조영증강이 나타나는 것을 확인할 수 있으며 해당 부위의 신호를 측정하여 히스토그램화 한 결과 초기 신호 대비 신호분포의 중심이 약 20% 이동하였음을 확인하였다(도 14c).
세 번째로, ErbB2가 과발현되어있는 세포주 NIH3T6.7를 1×107개만큼 누드 마우스의 유방부위에 주입하여 종양동물모델을 제작하였다. 2주 뒤 종양이 형성된 마우스에 IAOTm-ErbB2를 꼬리정맥을 통해 주입 후 자기공명영상을 촬영하였다(주입량은 5.0 mg/kg).
주입 후 2시간까지 관찰한 결과 특정 부위(노란색 표시영역)에서 조영증강이 나타나는 것을 확인할 수 있으며 해당 부위의 신호를 측정하여 히스토그램화 한 결과 초기 신호 대비 신호분포의 중심이 약 20% 이동하였음을 확인하였다(도 15c).
도 16은 넓적다리에 종양을 만든 종양모델 쥐에서 MR 영상 촬영 후IAOTm-ErbB2의 존재 및 종양 조직의 형태를 관찰한 조직학적 분석 결과를 도시한 것으로, H&E 염색에서는 다수의 핵(보라색)과 세포질(분홍색)이 존재하는 암 조직의 형태적 특성을 확인할 수 있다. 해당 부위의 IAOTm-ErbB2의 존재는, 동일 부위에서 Prussian blue 염색을 통해, 철 성분을 검출, IAOTm-ErbB2에서 기인하는 철 이온이 파란 점으로 염색되어 나타나는 것을 알 수 있었다.

Claims (12)

  1. 초상자성 산화철 나노입자; 상기 초상자성 산화철 나노입자를 둘러싸는 소수성 물질층 및 양친매성 고분자층; 및 상기 양친매성 고분자층의 표면에 결합된 ErbB 계열 (1, 2, 3, 4)의 암 바이오마커 표적능이 있는 압타머를 포함하고,
    상기 초상자성 산화철 나노입자 및 ErbB 계열 (1, 2, 3, 4)의 암 바이오마커 표적능이 있는 압타머의 질량 비율은 1: 0.005 내지 0.08이며,
    상기 소수성 물질층은 스테로이드(steroid) 유도체, 글리세라이드(glyceride) 유도체, 글리세롤 에테르(glycerol ether), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), C12내지 C50의 불포화 또는 포화 탄화수소(hydrocarbon), 디아실포스파티딜콜린(diacylphosphatidylcholine), 지방산(fatty acid), 인지질(phospholipid), 리포폴리아민(lipopolyamine) 및 이들의 조합으로부터 제조되고,
    상기 양친매성 고분자층은 말레이미드(maleimide)기, 티올(thiol)기, 카복실(carboxyl)기, 아민(amine)기, N-하이드로시석신이미드(N-hydroxysuccinimide)기 및 아자이드(azide)기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 기능기를 갖는 폴록사머(poloxamer), 폴리소르베이트(polysorbate), 소르비탄(sorbitan) 알킬에스테르 및 이들의 조합으로부터 제조되며,
    상기 ErbB 계열 (1, 2, 3, 4)의 암 바이오마커에 대해 1 나노몰 이하의 타겟 선택성을 갖는 것인, 자성나노입자-압타머 복합체.
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  8. 초상자성 산화철 나노입자, 소수성 물질 및 양친매성 고분자를 반응시켜 상기 자성나노입자의 표면을 개질하는 단계;
    상기 표면이 개질된 자성나노입자와 ErbB 계열 (1, 2, 3, 4)의 암 바이오마커 표적능이 있는 압타머를 1: 0.005 내지 0.08의 질량 비율로 혼합하여 반응시켜 표면이 개질된 초상자성 산화철 나노입자의 표면에 ErbB 계열 (1, 2, 3, 4)의 암 바이오마커 표적능이 있는 압타머가 고정된 자성나노입자-압타머 복합체를 제조하는 단계; 및
    상기 자성나노입자-압타머 복합체를 3회 이상 정제하는 단계를 포함하고,
    상기 소수성 물질은 스테로이드(steroid) 유도체, 글리세라이드(glyceride) 유도체, 글리세롤 에테르(glycerol ether), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), C12내지 C50의 불포화 또는 포화 탄화수소(hydrocarbon), 디아실포스파티딜콜린(diacylphosphatidylcholine), 지방산(fatty acid), 인지질(phospholipid), 리포폴리아민(lipopolyamine) 및 이들의 조합으로부터 선택되고,
    상기 양친매성 고분자는 말레이미드(maleimide)기, 티올(thiol)기, 카복실(carboxyl)기, 아민(amine)기, N-하이드로시석신이미드(N-hydroxysuccinimide)기 및 아자이드(azide)기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 기능기를 갖는 폴록사머(poloxamer), 폴리소르베이트(polysorbate), 소르비탄(sorbitan) 알킬에스테르 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 제1항의 자성나노입자-압타머 복합체의 제조방법.
  9. 제1항의 자성나노입자-압타머 복합체를 포함하는 자기공명영상용 조영제.
  10. 제9항에 있어서,
    조영제는 정맥주사용인, 자기공명영상용 조영제.
  11. 제9항에 있어서,
    자기공명영상용 조영제는 1 나노몰 이하의 타겟 선택성을 갖는 것인, 자기공명영상용 조영제.
  12. 제9항에 있어서,
    자기공명영상용 조영제는 암 정밀진단용인, 자기공명영상용 조영제.





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