KR102284707B1 - Nanoparticles structure - Google Patents

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Abstract

나노입자 구조체가 제공된다. 상기 나노입자 구조체는, 자성 나노입자들이 어셈블된 클러스터를 포함하는 코어 및 상기 코어 표면에 위치하고 세리아 나노입자들을 포함하는 쉘을 포함한다. 상기 자성 나노입자들 중에서 어느 하나의 자성 나노입자는 상기 자성 나노입자들 중에서 적어도 하나의 다른 자성 입자와 접촉하고, 상기 세리아 나노입자들은 상기 코어와 접촉한다.A nanoparticulate structure is provided. The nanoparticle structure includes a core including a cluster to which magnetic nanoparticles are assembled, and a shell positioned on the surface of the core and including ceria nanoparticles. Any one of the magnetic nanoparticles is in contact with at least one other magnetic particle among the magnetic nanoparticles, and the ceria nanoparticles are in contact with the core.

Description

나노입자 구조체{NANOPARTICLES STRUCTURE}Nanoparticle structure {NANOPARTICLES STRUCTURE}

본 발명은 나노입자 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to nanoparticulate structures.

알츠하이머 병(AD)에서 아밀로이드(amyloid)-β의 신경병리학적 역할은 알츠하이머 병 환자의 사후 뇌에서 아밀로이드-β 플라크가 처음 관찰된 이후 알츠하이머 병 연구의 주요 초점이 되었다. 뇌에서의 아밀로이드-β 축적은 신경 세포의 기능 장애와 죽음과 관련된 노인성 반점의 형성을 유도하고, 아밀로이드-β 펩티드의 상승은 알츠하이머 병(Alzheimer's disease)의 발병 기전의 주된 원인으로 간주되어 왔다. 따라서, 특정 아밀로이드-β 항체가 말초 아밀로이드-β 싱크로서 작용하거나 아밀로이드-β 플라크의 소교 세포 식세포(microglial phagocytosis)를 활성화시키기 위해 알츠하이머 병 환자의 혈류에 투여되거나 생성되는 면역화에 의해 뇌에서 이러한 아밀로이드-β 침착물을 감소시키기 위한 광범위한 연구가 이루어졌다. 그러나 이전의 아밀로이드-β 면역 요법은 뇌막염 및 미세 출혈과 같은 원치 않는 부작용을 유발하는 등의 문제가 있어 알츠하이머 병 환자에게서 아밀로이드-β를 감소시키는 임상 관련 기술의 개발은 진전되지 못하고 있는 실정이다. The neuropathological role of amyloid-β in Alzheimer's disease (AD) has become a major focus of Alzheimer's disease research since amyloid-β plaques were first observed in the postmortem brain of Alzheimer's disease patients. Amyloid-β accumulation in the brain leads to the formation of senile plaques associated with neuronal dysfunction and death, and elevation of amyloid-β peptide has been considered as a major cause of the pathogenesis of Alzheimer's disease. Thus, certain amyloid-β antibodies are administered or generated into the bloodstream of Alzheimer's disease patients to act as peripheral amyloid-β sinks or to activate microglial phagocytosis of amyloid-β plaques in the brain by immunization generated. Extensive research has been done to reduce β deposits. However, the previous amyloid-β immunotherapy has problems such as inducing unwanted side effects such as meningitis and micro-bleeding, so the development of clinically relevant technology for reducing amyloid-β in patients with Alzheimer's disease has not progressed.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 새로운 나노입자 구조체를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a novel nanoparticle structure.

본 발명은 부작용 없이 질병 치료에 사용될 수 있는 나노입자 구조체를 제공한다.The present invention provides a nanoparticulate structure that can be used to treat diseases without side effects.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.Other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and accompanying drawings.

본 발명의 실시예들에 따른 나노입자 구조체는, 자성 나노입자들이 어셈블된 클러스터를 포함하는 코어 및 상기 코어 표면에 위치하고 세리아 나노입자들을 포함하는 쉘을 포함한다. 상기 자성 나노입자들 중에서 어느 하나의 자성 나노입자는 상기 자성 나노입자들 중에서 적어도 하나의 다른 자성 입자와 접촉하고, 상기 세리아 나노입자들은 상기 코어와 접촉한다.Nanoparticle structures according to embodiments of the present invention include a core including a cluster to which magnetic nanoparticles are assembled, and a shell positioned on the surface of the core and including ceria nanoparticles. Any one of the magnetic nanoparticles is in contact with at least one other magnetic particle among the magnetic nanoparticles, and the ceria nanoparticles are in contact with the core.

상기 자성 나노입자들은 산화철 나노입자를 포함할 수 있다.The magnetic nanoparticles may include iron oxide nanoparticles.

상기 나노입자 구조체는 상기 세리아 나노입자들에 결합되는 항체를 더 포함할 수 있다. 상기 항체는 아밀로이드-β 항체를 포함할 수 있다. 상기 항체는 폴리아크릴산에 의해 상기 세리아 나노입자에 결합될 수 있다.The nanoparticle structure may further include an antibody that binds to the ceria nanoparticles. The antibody may comprise an amyloid-β antibody. The antibody may be bound to the ceria nanoparticles by polyacrylic acid.

상기 나노입자 구조체는 상기 세리아 나노입자들에 결합되는 분산성 화합물을 더 포함할 수 있고, 상기 분산성 화합물은 상기 나노입자 구조체에 분산성을 제공할 수 있다. 상기 분산성 화합물은 PEG를 포함할 수 있다.The nanoparticle structure may further include a dispersible compound bonded to the ceria nanoparticles, and the dispersible compound may provide dispersibility to the nanoparticle structure. The dispersible compound may include PEG.

상기 나노입자 구조체는 200 ~ 400nm의 유체 역학적 직경을 가질 수 있다.The nanoparticle structure may have a hydrodynamic diameter of 200 to 400 nm.

상기 쉘은 상기 세리아 나노입자들의 단일층일 수 있다.The shell may be a single layer of the ceria nanoparticles.

본 발명의 실시예들에 따른 나노입자 구조체와 이를 이용한 혈액 클렌징 시스템은 알츠하이머 병 등 다양한 질병 치료에 용이하게 사용될 수 있다. 상기 나노입자 구조체는 혈액에서 아밀로이드-β 펩티드를 높은 포획 효율로 특정 포획(specific capture)할 수 있고, 자기 분리(magnetic separation)에 의해 혈액으로부터 용이하게 회수될 수 있다. 상기 나노입자 구조체는 상기 혈액 클렌징 시스템에 의해 체외에서 혈액에 주입되어 혈액 클렌징을 수행할 수 있으며 체내에 주입되지 않는다. 상기 나노입자 구조체와 상기 혈액 클렌징 시스템은 산화 스트레스, 감염, 심혈관 질환 등 부작용을 일으키지 않고, WBC, RBC, PLT, NEU, MCV 및 MPV 값이 크게 변하지 않아 환자에게 유리하다. 또, 혈액 클렌징을 수행하는 동안 다양한 종류의 많은 양의 활성 산소종을 제거할 수 있어 산화 스트레스를 완화하고 염증을 예방할 수 있다.The nanoparticle structure and the blood cleansing system using the same according to embodiments of the present invention can be easily used to treat various diseases such as Alzheimer's disease. The nanoparticulate structure can specifically capture amyloid-β peptide from blood with high capture efficiency, and can be easily recovered from blood by magnetic separation. The nanoparticle structure may be injected into the blood from outside the body by the blood cleansing system to perform blood cleansing, but is not injected into the body. The nanoparticulate structure and the blood cleansing system do not cause side effects such as oxidative stress, infection, and cardiovascular disease, and WBC, RBC, PLT, NEU, MCV, and MPV values do not change significantly, which is advantageous for the patient. In addition, during blood cleansing, a large amount of various types of reactive oxygen species can be removed, thereby relieving oxidative stress and preventing inflammation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화철/세리아 나노입자 구조체를 나타낸다.
도 2는 도 1의 산화철/세리아 나노입자 구조체의 형성 과정을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 도 1의 산화철/세리아 나노입자 구조체의 다기능성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 산화철 나노입자의 TEM 이미지를 나타낸다.
도 5는 산화철 나노입자 클러스터의 TEM 이미지를 나타낸다.
도 6은 세리아 나노입자의 TEM 이미지를 나타낸다.
도 7은 산화철/세리아 나노입자 구조체의 TEM 이미지를 나타낸다.
도 8은 300K의 온도에서 측정한 산화철/세리아 나노입자 구조체의 자화 곡선을 나타낸다.
도 9는 세리아 농도에 따른 산화철/세리아 나노입자 구조체의 SOD 유사 활성을 세리아 나노입자와 비교하여 나타낸다.
도 10은 세리아 농도에 따른 산화철/세리아 나노입자 구조체의 CAT 유사 활성을 세리아 나노입자와 비교하여 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈액 클렌징 시스템을 나타낸다.
도 12는 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 전후의 혈장의 아밀로이드-β의 변화를 나타낸다.
도 13은 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 혈장의 활성 산소종 수준을 나타낸다.
도 14는 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 마우스 뇌의 아밀로이드-β 대 GAPDH의 농도비를 나타낸다.
도 15는 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 마우스 뇌의 아밀로이드-β 플라크 수준을 나타낸다.
도 16은 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 마우스 뇌의 GFAP의 발현 수준을 나타낸다.
도 17은 도 15의 아밀로이드-β와 도 16의 GFAP의 발현을 보여주는 공초점 레이저 스캐닝 현미경(confocal laser scanning microscopy, CLSM) 이미지이다.
도 18 내지 도 23은 각각 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 마우스 혈액에서의 WBC, RBC, PLT, NEW, MCV, 및 MPV를 나타낸다.
1 shows an iron oxide/ceria nanoparticle structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 schematically shows the formation process of the iron oxide/ceria nanoparticle structure of FIG. 1 .
3 is a view for explaining the versatility of the iron oxide / ceria nanoparticle structure of FIG.
4 shows a TEM image of iron oxide nanoparticles.
5 shows a TEM image of an iron oxide nanoparticle cluster.
6 shows a TEM image of ceria nanoparticles.
7 shows a TEM image of an iron oxide/ceria nanoparticle structure.
8 shows a magnetization curve of an iron oxide/ceria nanoparticle structure measured at a temperature of 300K.
9 shows the SOD-like activity of the iron oxide/ceria nanoparticle structure according to the ceria concentration compared to that of the ceria nanoparticles.
Figure 10 shows the CAT-like activity of the iron oxide / ceria nanoparticle structure according to the ceria concentration compared to that of the ceria nanoparticles.
11 shows a blood cleansing system according to an embodiment of the present invention.
12 shows changes in plasma amyloid-β before and after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures.
13 shows the level of reactive oxygen species in plasma after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures.
14 shows the concentration ratio of amyloid-β to GAPDH in mouse brain after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures.
15 shows amyloid-β plaque levels in mouse brain after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures.
16 shows the expression level of GFAP in mouse brain after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures.
17 is a confocal laser scanning microscopy (CLSM) image showing the expression of amyloid-β of FIG. 15 and GFAP of FIG. 16 .
18 to 23 show WBC, RBC, PLT, NEW, MCV, and MPV in mouse blood after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures, respectively.

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. Objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following examples. The present invention is not limited to the embodiments described herein, and may be embodied in other forms. The embodiments introduced here are provided so that the disclosed content can be thorough and complete, and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 또, 어떤 요소가 다른 요소에 결합된다고 언급되는 경우에 그것은 다른 요소에 직접 결합되거나 또는 그들 사이에 제3의 요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. Although terms such as first, second, etc. are used herein to describe various elements, the elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish the elements from each other. Also, when an element is referred to as being coupled to another element, it may be directly coupled to the other element or a third element may be interposed therebetween.

도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the drawings, the size of the elements, or the relative sizes between the elements, may be exaggerated for a clearer understanding of the present invention. In addition, the shape of the element shown in the drawings may be slightly changed due to variations in the manufacturing process, or the like. Accordingly, the embodiments disclosed in the present specification should not be limited to the shapes shown in the drawings unless otherwise noted, but should be understood to include some degree of deformation.

본 명세서에 사용된 용어인 A/B 나노입자 구조체는 A 나노입자 또는 복수개의 A 나노입자가 어셈블된 클러스터 표면에 복수개의 B 나노입자가 배치된 코어(A)-쉘(B) 구조의 나노입자 구조체를 의미한다. 예를 들어, 산화철/세리아 나노입자 구조체는 복수개의 산화철 나노입자가 어셈블된 클러스터가 코어이고, 상기 클러스터 표면에 배치된 복수개의 세리아 나노입자가 쉘인 나노입자 구조체를 의미한다. 상기 B(쉘)는 상기 A(코어) 표면을 부분적으로 덮을 수도 있고 표면 전체를 덮을 수도 있다. The term A/B nanoparticle structure as used herein is a nanoparticle having a core (A)-shell (B) structure in which a plurality of B nanoparticles are disposed on the surface of a cluster in which A nanoparticles or a plurality of A nanoparticles are assembled. means structure. For example, the iron oxide/ceria nanoparticle structure refers to a nanoparticle structure in which a cluster in which a plurality of iron oxide nanoparticles is assembled is a core, and a plurality of ceria nanoparticles disposed on the surface of the cluster is a shell. The B (shell) may partially cover the A (core) surface or cover the entire surface.

본 발명의 실시예들에 따른 나노입자 구조체는, 제1 나노입자를 포함하는 코어, 상기 코어 표면에 위치하고 제2 나노입자를 포함하는 쉘, 상기 제2 나노입자에 결합되는 분산성 화합물, 및 항체를 포함할 수 있다.Nanoparticle structures according to embodiments of the present invention, a core including a first nanoparticle, a shell positioned on the surface of the core and including a second nanoparticle, a dispersible compound bound to the second nanoparticle, and an antibody may include.

상기 제1 나노입자는 자성 나노입자를 포함할 수 있다. 상기 제1 나노입자는 제1 금속 산화물 나노입자를 포함할 수 있다. 상기 제1 금속 산화물 나노입자는 산화철 나노입자를 포함할 수 있다. 상기 코어는 복수개의 상기 제1 나노입자가 어셈블된 클러스터를 포함할 수 있다.The first nanoparticles may include magnetic nanoparticles. The first nanoparticles may include first metal oxide nanoparticles. The first metal oxide nanoparticles may include iron oxide nanoparticles. The core may include a cluster in which a plurality of the first nanoparticles are assembled.

상기 제2 나노입자는 촉매성 나노입자를 포함할 수 있다. 상기 제2 나노입자는 제2 금속 산화물 나노입자를 포함할 수 있다. 상기 제2 금속 산화물 나노입자는 세리아 나노입자를 포함할 수 있다.The second nanoparticles may include catalytic nanoparticles. The second nanoparticles may include second metal oxide nanoparticles. The second metal oxide nanoparticles may include ceria nanoparticles.

상기 항체 및 상기 분산성 화합물은 폴리아크릴산에 의해 상기 제2 금속 산화물 나노입자에 결합될 수 있다. 상기 항체는 아밀로이드-β 항체를 포함할 수 있다. 상기 분산성 화합물은 PEG를 포함할 수 있다. The antibody and the dispersible compound may be bound to the second metal oxide nanoparticles by polyacrylic acid. The antibody may comprise an amyloid-β antibody. The dispersible compound may include PEG.

상기 나노입자 구조체는 200 ~ 400nm의 유체 역학적 직경을 가질 수 있다.The nanoparticle structure may have a hydrodynamic diameter of 200 to 400 nm.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화철/세리아 나노입자 구조체를 나타낸다.1 shows an iron oxide/ceria nanoparticle structure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 산화철/세리아 나노입자 구조체(10)는 코어(110), 쉘(120), 분산성 화합물(130), 및 항체(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the iron oxide/ceria nanoparticle structure 10 may include a core 110 , a shell 120 , a dispersible compound 130 , and an antibody 140 .

코어(110)는 산화철 나노입자(111)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어(110)는 복수개의 산화철 나노입자(111)가 어셈블된 클러스터를 포함할 수 있다. 코어(110)는 자성을 가질 수 있고, 이에 의해 혈액 클렌징 처리 후 혈액으로부터 산화철/세리아 나노입자 구조체(10)를 분리할 수 있다. 산화철 나노입자(111)는 약 10nm의 직경을 가질 수 있고, 코어(110)는 약 200nm의 직경을 가질 수 있다. The core 110 may include iron oxide nanoparticles 111 . For example, the core 110 may include a cluster in which a plurality of iron oxide nanoparticles 111 are assembled. The core 110 may have magnetism, whereby the iron oxide/ceria nanoparticle structure 10 may be separated from the blood after the blood cleansing treatment. The iron oxide nanoparticles 111 may have a diameter of about 10 nm, and the core 110 may have a diameter of about 200 nm.

쉘(120)은 코어(110) 표면 위에 위치하는 세리아 나노입자(121)를 포함할 수 있다. 또, 쉘(120)은 세리아 나노입자(121)의 단일층으로 형성될 수 있다. 세리아 나노입자(121)는 혈액 클렌징 처리 동안 활성 산소종을 제거할 수 있다. 세리아 나노입자(121)는 약 3nm의 직경을 가질 수 있다.The shell 120 may include ceria nanoparticles 121 positioned on the surface of the core 110 . In addition, the shell 120 may be formed of a single layer of ceria nanoparticles 121 . The ceria nanoparticles 121 may remove reactive oxygen species during the blood cleansing process. The ceria nanoparticles 121 may have a diameter of about 3 nm.

분산성 화합물(130)은 세리아 나노입자(121)에 결합되어 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)에 분산성을 제공할 수 있다. 분산성 화합물(130)은 수분산성 및/또는 유분산성을 가질 수 있다. 분산성 화합물(130)은 예를 들어, PEG(polyethylene glycol) 또는 Lipid-PEG를 포함할 수 있다. 분산성 화합물(130)은 폴리아크릴산에 의해 세리아 나노입자(121)에 결합될 수 있다.The dispersible compound 130 may be bound to the ceria nanoparticles 121 to provide dispersibility to the iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 . The dispersible compound 130 may have water dispersibility and/or oil dispersibility. The dispersible compound 130 may include, for example, polyethylene glycol (PEG) or Lipid-PEG. The dispersible compound 130 may be bound to the ceria nanoparticles 121 by polyacrylic acid.

항체(140)는 세리아 나노입자(121)에 결합되어 다양한 혈액 클렌징에 사용될 수 있다. 예를 들어, 항체(140)는 아밀로이드-β 항체를 포함할 수 있고, 알츠하이머 병 치료에 사용될 수 있다. 항체(140)는 폴리아크릴산에 의해 세리아 나노입자(121)에 결합될 수 있다. The antibody 140 is bound to the ceria nanoparticles 121 and can be used for various blood cleansing. For example, antibody 140 may include an amyloid-β antibody and may be used to treat Alzheimer's disease. The antibody 140 may be bound to the ceria nanoparticles 121 by polyacrylic acid.

도 2는 도 1의 산화철/세리아 나노입자 구조체의 형성 과정을 개략적으로 나타낸다.FIG. 2 schematically shows the formation process of the iron oxide/ceria nanoparticle structure of FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 산화철 나노입자(111)를 형성한다. 산화철 나노입자(111)는 철-올리에이트 복합체(iron-oleate complex)의 열분해에 의해 합성될 수 있다. 에탄올 80ml, 탈이온수 60ml, 및 헥산 140ml의 혼합물에 염화철(III)(10.8g, Aldrich, 97%)과 올레산 나트륨(36.5g, TCI, 97%)을 용해시킨다. 이 혼합 용액을 60℃에서 8시간 반응시킨 후 실온으로 냉각한다. 상부 유기층을 분리하고 탈이온수로 3회 세척한다. 철-올리에이트 복합체는 분리된 유기 용액으로부터 헥산을 증발시켜 획득할 수 있다. 철-올리에이트(1.8g), 올레산(oleic acid)(0.28g, Aldrich, 90%), 및 1-옥타데센(12g, Aldrich, 90%)의 혼합 용액을 320℃(1℃/min의 가열 속도)에서 가열한다. 이 온도에서 격렬히 교반하면서 30분 동안 숙성시킨 후 혼합 용액을 실온으로 냉각한다. 이에 의해 약 10nm 크기의 산화철 나노입자(111)가 형성된다. 산화철 나노입자(111)를 과량의 에탄올로 세척한 후 원심 분리하여 정제한다. 세척 및 원심 분리 단계를 2회 더 반복한 후 얻어진 산화철 나노입자(111)를 클로로포름에 분산시킨다.Referring to FIG. 2 , iron oxide nanoparticles 111 are formed. The iron oxide nanoparticles 111 may be synthesized by thermal decomposition of an iron-oleate complex. Iron(III) chloride (10.8 g, Aldrich, 97%) and sodium oleate (36.5 g, TCI, 97%) are dissolved in a mixture of 80 ml ethanol, 60 ml deionized water, and 140 ml hexane. This mixed solution was reacted at 60° C. for 8 hours and then cooled to room temperature. The upper organic layer was separated and washed three times with deionized water. The iron-oleate complex can be obtained by evaporating hexane from the separated organic solution. A mixed solution of iron-oleate (1.8 g), oleic acid (0.28 g, Aldrich, 90%), and 1-octadecene (12 g, Aldrich, 90%) was heated to 320 °C (1 °C/min). speed) is heated. After aging for 30 minutes with vigorous stirring at this temperature, the mixed solution is cooled to room temperature. Accordingly, the iron oxide nanoparticles 111 having a size of about 10 nm are formed. The iron oxide nanoparticles 111 are washed with an excess of ethanol and purified by centrifugation. After repeating the washing and centrifugation steps two more times, the obtained iron oxide nanoparticles 111 are dispersed in chloroform.

세리아 나노입자(121)를 형성한다. 세륨(Ⅲ) 아세테이트(0.32g, Aldrich, 99.9%), 올레일아민(3.2g, 아크로스, 85%), 및 자일렌(13g)의 혼합 용액을 실온에서 12시간 동안 격렬하게 교반한다. 상기 혼합 용액을 2℃/min의 승온 속도로 가열 한다. 90℃에서 상기 혼합 용액에 탈이온수(1g)를 빠르게 주입한다. 상기 혼합 용액을 이 온도에서 3시간 동안 유지 한 다음, 실온으로 냉각한다. 이에 의해 약 3nm 크기의 세리아 나노입자(121)가 형성된다. 상기 용액을 과량의 에탄올로 세척한 후 원심 분리에 의해 세리아 나노입자(121)를 분리한다. 세척 및 원심 분리 단계를 2회 더 반복한 후 얻어진 세리아 나노입자(121)를 클로로포름에 분산시킨다.The ceria nanoparticles 121 are formed. A mixed solution of cerium(III) acetate (0.32 g, Aldrich, 99.9%), oleylamine (3.2 g, acros, 85%), and xylene (13 g) is vigorously stirred at room temperature for 12 hours. The mixed solution is heated at a temperature increase rate of 2°C/min. Deionized water (1 g) is rapidly injected into the mixed solution at 90°C. The mixed solution is maintained at this temperature for 3 hours and then cooled to room temperature. Accordingly, ceria nanoparticles 121 having a size of about 3 nm are formed. After washing the solution with an excess of ethanol, the ceria nanoparticles 121 are separated by centrifugation. After repeating the washing and centrifugation steps two more times, the obtained ceria nanoparticles 121 are dispersed in chloroform.

산화철/세리아 나노입자 구조체(100)는 산화철 나노입자(111)의 자체 어셈블된 클러스터(110)에 세리아 나노입자(121)를 코팅하여 형성된다. 클로로포름(4.5g) 중 산화철 나노 입자(150mg)를 탈이온수(10g) 중 도데실트리메틸암모늄 브로마이드(150mg, Aldrich, 98 %)와 격렬하게 교반하면서 혼합하여 산화철 나노입자(111)가 어셈블된 약 200nm 크기의 산화철 나노입자 클러스터(110)가 형성된다. 클로로포름을 증발시키고, 상기 용액을 에틸렌 글리콜(11.1g, Aldrich, 99.8%) 중 폴리아크릴산(0.9g, Aldrich)과 혼합한다. 과량의 탈이온수로 세척한 후 원심 분리에 의해 산화철 나노입자 클러스터(110)를 분리한다. 산화철 나노입자 클러스터(110)에 세리아 나노입자(121)를 코팅하기 위해, 산화철 나노입자 클러스터(110)를 별도로 제조한 클로로포름 중 세리아 나노입자(121)와 혼합한다. 하룻밤 동안 교반한 후, 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)를 원심 분리로 분리한다. 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)를 탈이온수에 분산시키고 폴리아크릴산(0.9g)과 혼합하고, 1시간 교반 후 과량의 폴리아크릴산을 원심 분리에 의해 제거한다.The iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 is formed by coating the ceria nanoparticles 121 on the self-assembled cluster 110 of the iron oxide nanoparticles 111 . About 200 nm of assembled iron oxide nanoparticles (111) by mixing iron oxide nanoparticles (150 mg) in chloroform (4.5 g) with dodecyltrimethylammonium bromide (150 mg, Aldrich, 98%) in deionized water (10 g) with vigorous stirring An iron oxide nanoparticle cluster 110 of the size is formed. The chloroform is evaporated and the solution is mixed with polyacrylic acid (0.9 g, Aldrich) in ethylene glycol (11.1 g, Aldrich, 99.8%). After washing with excess deionized water, the iron oxide nanoparticle cluster 110 is separated by centrifugation. In order to coat the ceria nanoparticles 121 on the iron oxide nanoparticle clusters 110, the iron oxide nanoparticle clusters 110 are mixed with the ceria nanoparticles 121 in separately prepared chloroform. After stirring overnight, the iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 is separated by centrifugation. The iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 is dispersed in deionized water and mixed with polyacrylic acid (0.9 g), and after stirring for 1 hour, excess polyacrylic acid is removed by centrifugation.

항체(140)는 폴리아크릴산과 항체 사이의 공유 결합을 통해 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)에 결합되어 포함된다. 2-(N-모르폴리노)에탄술폰산 완충액(100μL, pH 4.7) 중 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)우레아 하이드로클로라이드(1mg, Aldrich, 99%) 및 N-하이드록시숙신이미드(1mg, Aldrich, 98%)를 탈이온수(1mL)에 분산된 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)(1mg[Fe])에 첨가하고 30분 동안 항온 유지한다. 이어서 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)를 원심 분리로 분리하고 항인간 아밀로이드-β 항체(500μL, BioLegend, 800702)와 혼합한다.The antibody 140 is included by being bound to the iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 through a covalent bond between polyacrylic acid and the antibody. 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)urea hydrochloride (1 mg, Aldrich, 99%) and N-hydroxysuccinic in 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid buffer (100 μL, pH 4.7) Mead (1 mg, Aldrich, 98%) was added to the iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 (1 mg [Fe]) dispersed in deionized water (1 mL) and maintained at constant temperature for 30 minutes. Then, the iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 is separated by centrifugation and mixed with anti-human amyloid-β antibody (500 μL, BioLegend, 800702).

1시간 후, 항체 결합된 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)를 원심 분리에 의해 분리하고 붕산염 완충액에 분산시킨다. 인산염 완충액(PBS) 중 PEG(2000)-아민(50mg)을 상기 용액에 첨가하고, 2시간 동안 항온 유지하여 PEG(130)가 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)에 결합되어 포함된다. 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)는 세척 후 원심분리에 의해 분리되고 인산염 완충액(500μL)에 분산된 다음 사용 전에 4℃에서 보관된다.After 1 hour, the antibody-bound iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 is separated by centrifugation and dispersed in a borate buffer. PEG(2000)-amine (50 mg) in phosphate buffer (PBS) was added to the solution, and maintained at constant temperature for 2 hours, so that PEG 130 was bound to the iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 and contained therein. The iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 is separated by centrifugation after washing, dispersed in phosphate buffer (500 μL), and stored at 4° C. before use.

도 3은 도 1의 산화철/세리아 나노입자 구조체의 다기능성을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the versatility of the iron oxide / ceria nanoparticle structure of FIG.

도 3을 참조하면, 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)의 코어(110)에서 어셈블된 산화철 나노입자(111)는 외부 자석 쪽으로 큰 자기 흡착력을 발생시킴으로써 항체(140)에 의해 포획된 아밀로이드-β 펩티드(Aβ)의 분리를 가능하게 한다. 산화철/세리아 나노입자 구조체(100)의 쉘(120)에서 세리아 나노입자(121)는 반응(혈액 클렌징) 과정에서 면역 반응에 의해 생성되는 활성 산소종(reactive oxygen species, ROS)을 제거하는 재생 촉매 작용을 한다. 5XFAD 형질 전환 마우스에 대한 혈액 아밀로이드-β 클렌징 처리는 뇌에서 아밀로이드-β 플라크(plaques)의 양을 감소시켜 알츠하이머 병을 예방하고 치료할 수 있게 한다.Referring to FIG. 3 , the iron oxide nanoparticles 111 assembled in the core 110 of the iron oxide/ceria nanoparticle structure 100 are amyloid-β captured by the antibody 140 by generating a large magnetic adsorption force toward the external magnet. Allows the separation of peptides (Aβ). In the shell 120 of the iron oxide / ceria nanoparticle structure 100, the ceria nanoparticles 121 are regenerative catalysts that remove reactive oxygen species (ROS) generated by the immune reaction during the reaction (blood cleansing) process. it works Blood amyloid-β cleansing treatment for 5XFAD transgenic mice reduces the amount of amyloid-β plaques in the brain, making it possible to prevent and treat Alzheimer's disease.

도 4는 산화철 나노입자의 TEM 이미지를 나타내고, 도 5는 산화철 나노입자 클러스터의 TEM 이미지를 나타내고, 도 6은 세리아 나노입자의 TEM 이미지를 나타내며, 도 7은 산화철/세리아 나노입자 구조체의 TEM 이미지를 나타낸다.4 shows a TEM image of iron oxide nanoparticles, FIG. 5 shows a TEM image of an iron oxide nanoparticle cluster, FIG. 6 shows a TEM image of ceria nanoparticles, and FIG. 7 is a TEM image of an iron oxide/ceria nanoparticle structure. indicates.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 약 10nm 크기의 산화철 나노입자는 철 올리에이트 복합체의 열분해에 의해 합성된다(도 4). TEM(transmission electron microscopy) 이미지는 산화철 나노입자의 크기 균일성에 기인한 자체 어셈블리의 수퍼 초격자 구조를 보여준다(도 5). 도 6은 약 3nm 크기의 세리아 나노입자를 나타내고, 상기 세리아 나노입자가 산화철 나노입자 클러스터 위에 코팅된다(도 7). 세리아 나노입자층의 두께는 약 3nm이고, 이는 세리아 나노입자의 단일층이 산화철 나노입자 클러스터를 덮고 있음을 의미한다.4 to 7 , iron oxide nanoparticles having a size of about 10 nm are synthesized by thermal decomposition of an iron oleate complex ( FIG. 4 ). Transmission electron microscopy (TEM) images show the super-superlattice structure of self-assembly due to the size uniformity of the iron oxide nanoparticles (Fig. 5). 6 shows ceria nanoparticles having a size of about 3 nm, and the ceria nanoparticles are coated on iron oxide nanoparticle clusters (FIG. 7). The thickness of the ceria nanoparticle layer is about 3 nm, which means that a single layer of ceria nanoparticles covers the iron oxide nanoparticle clusters.

산화철/세리아 나노입자 구조체의 코어/쉘 구조 어셈블리는 구조 안정화를 위해 그리고 아밀로이드-β 항체와 안티-파울링(anti-fouling) 폴리에틸렌 글리콜(PEG)의 공유 결합을 위해 폴리아크릴산으로 코팅된다. 형성된 산화철/세리아 나노입자 구조체는 약 250nm의 유체 역학적 직경과 -45mV의 ζ-전위값을 가지며, 유체 역학적 직경과 ζ-전위값은 항체와 PEG의 결합 후 각각 약 330nm와 -23mV까지 증가한다.The core/shell structural assembly of the iron oxide/ceria nanoparticulate structure is coated with polyacrylic acid for structural stabilization and for covalent bonding of amyloid-β antibody with anti-fouling polyethylene glycol (PEG). The formed iron oxide/ceria nanoparticle structure has a hydrodynamic diameter of about 250 nm and a ζ-potential value of -45 mV, and the hydrodynamic diameter and ζ-potential value increase to about 330 nm and -23 mV, respectively, after binding of the antibody and PEG.

산화철/세리아 나노입자 구조체의 항체는 SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis)에 의해 확인될 수 있으며 적어도 1개월 동안 눈에 띄는 활성 저하 없이 산화철/세리아 나노입자 구조체에서 안정적으로 유지된다. Antibodies of the iron oxide/ceria nanoparticle structure can be identified by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and are stably maintained in the iron oxide/ceria nanoparticle structure without noticeable decrease in activity for at least 1 month.

도 8은 300K의 온도에서 측정한 산화철/세리아 나노입자 구조체의 자화 곡선을 나타낸다.8 shows a magnetization curve of an iron oxide/ceria nanoparticle structure measured at a temperature of 300K.

도 8을 참조하면, 실온에서 측정된 산화철/세리아 나노입자 구조체의 자화 곡선은 초상자성 재료로부터 예상할 수 있는 어떠한 히스테리시스 루프도 나타내지 않는다.Referring to FIG. 8 , the magnetization curve of the iron oxide/ceria nanoparticulate structure measured at room temperature does not show any hysteresis loop expected from a superparamagnetic material.

도 9는 세리아 농도에 따른 산화철/세리아 나노입자 구조체의 SOD 유사 활성을 세리아 나노입자와 비교하여 나타내고, 도 10은 세리아 농도에 따른 산화철/세리아 나노입자 구조체의 CAT 유사 활성을 세리아 나노입자와 비교하여 나타낸다.9 shows the SOD-like activity of the iron oxide / ceria nanoparticle structure according to the ceria concentration compared to the ceria nanoparticles, and Figure 10 is the CAT-like activity of the iron oxide / ceria nanoparticle structure according to the ceria concentration compared to the ceria nanoparticles. indicates.

도 9 및 도 10을 참조하면, 산화철/세리아 나노입자 구조체(ICSNPs)의 활성 산소종 소거 활성은 SOD(superoxide dismutase) 및 CAT(catalase) 활성 분석을 사용하여 평가하였다. 두 분석에서 관찰된 용량 의존적 활성은 세리아 나노입자 쉘의 SOD 및 CAT 유사 활성을 각각 이용하여 과산화물(˙O2-) 및 과산화수소(H2O2)를 제거하는 산화철/세리아 나노입자 구조체의 능력을 명확히 보여준다. 개별적으로 분산된 세리아 나노입자와 비교한 산화철/세리아 나노입자 구조체의 낮은 활성 산소종 소거능은 낮은 표면 대 부피 비율에 기인할 수 있다.9 and 10 , the reactive oxygen species scavenging activity of iron oxide/ceria nanoparticle structures (ICSNPs) was evaluated using superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activity assays. The dose-dependent activity observed in both assays demonstrated the ability of iron oxide/ceria nanoparticle structures to remove peroxide (˙O 2 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) using the SOD and CAT-like activities of ceria nanoparticle shells, respectively. show clearly The low reactive oxygen species scavenging ability of the iron oxide/ceria nanoparticle structures compared to the individually dispersed ceria nanoparticles can be attributed to the low surface-to-volume ratio.

도면에 도시되지 않았지만, HeLa 세포에 대한 산화철/세리아 나노입자 구조체의 세포 독성을 평가하기 위해 수행한 MTT 분석에서, 1.0mM [Fe]의 산화철/세리아 나노입자 구조체의 높은 농도에서 세포 생존력이 높게 유지되는 것으로 나타났다. 이와 같이 산화철/세리아 나노입자 구조체는 PEG 코팅에 의해 우수한 생체 적합성을 가질 수 있으며, 큰 크기 때문에 산화철/세리아 나노입자 구조체의 세포 흡수가 방지될 수 있다. Although not shown in the figure, in the MTT assay performed to evaluate the cytotoxicity of the iron oxide/ceria nanoparticle construct on HeLa cells, the cell viability was maintained high at a high concentration of the iron oxide/ceria nanoparticle construct of 1.0 mM [Fe]. appeared to be As such, the iron oxide/ceria nanoparticle structure may have excellent biocompatibility by PEG coating, and cellular uptake of the iron oxide/ceria nanoparticle structure may be prevented due to its large size.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈액 클렌징 시스템을 나타낸다.11 shows a blood cleansing system according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 혈액 클렌징 시스템(1)은 혈액 순환부(10), 나노입자 구조체 공급부(20), 및 나노입자 구조체 회수부(30)를 포함한다.Referring to FIG. 11 , the blood cleansing system 1 includes a blood circulation unit 10 , a nanoparticle structure supply unit 20 , and a nanoparticle structure recovery unit 30 .

혈액 순환부(10)는 혈액 순환 펌프(11), 혈액 배출관(12), 및 혈액 주입관(13)을 포함할 수 있다. 혈액 순환 펌프(11)는 혈액 배출관(12)과 혈액 주입관(13) 사이에 배치되어 혈액을 체외로 배출한 후 다시 체내로 주입하여 혈액을 순환시킨다. 혈액 순환 펌프(11)는 예를 들어, 연동 펌프(peristaltic pump)를 포함할 수 있다. 혈액 배출관(12)은 혈액 클렌징 처리 대상의 혈액 배출 지점과 혈액 순환 펌프(11) 사이에 배치되어 체내 혈액을 체외로 배출한다. 혈액 주입관(13)은 혈액 클렌징 처리 대상의 혈액 주입 지점과 혈액 순환 펌프(11) 사이에 배치되어 혈액 클렌징 처리된 혈액을 체내로 주입한다.The blood circulation unit 10 may include a blood circulation pump 11 , a blood discharge tube 12 , and a blood injection tube 13 . The blood circulation pump 11 is disposed between the blood discharge tube 12 and the blood injection tube 13 to discharge blood out of the body and then inject it back into the body to circulate the blood. The blood circulation pump 11 may include, for example, a peristaltic pump. The blood discharge pipe 12 is disposed between the blood discharge point of the blood cleansing treatment target and the blood circulation pump 11 to discharge body blood to the outside of the body. The blood injection tube 13 is disposed between the blood injection point of the blood cleansing treatment target and the blood circulation pump 11 to inject the blood cleansing treatment into the body.

나노입자 구조체 공급부(20)는 혈액 순환부(10)에 연결되어 체외로 배출된 혈액에 나노입자 구조체(100)를 공급한다. 나노입자 구조체 공급부(20)는 예를 들어, 시린지 펌프(syringe pump)를 포함할 수 있다. 나노입자 구조체 공급부(20)는 혈액 배출 지점에 인접한 혈액 배출관(12)에 나노입자 구조체(100)를 공급할 수 있다.The nanoparticle structure supply unit 20 is connected to the blood circulation unit 10 to supply the nanoparticle structure 100 to the blood discharged outside the body. The nanoparticulate structure supply unit 20 may include, for example, a syringe pump. The nanoparticulate structure supply unit 20 may supply the nanoparticulate structure 100 to the blood discharge pipe 12 adjacent to the blood discharge point.

나노입자 구조체 회수부(30)는 혈액 순환부(10)에 연결되어 혈액 클렌징에서 아밀로이드-β 펩티드(Aβ)를 포획한 나노입자 구조체(100)를 회수한다. 나노입자 구조체 회수부(30)는 예를 들어, 영구 자석을 포함할 수 있다. 나노입자 구조체 공급부(30)는 혈액 주입 지점에 인접한 혈액 주입관(13)에서 나노입자 구조체(100)를 회수할 수 있다.The nanoparticulate structure recovery unit 30 is connected to the blood circulation unit 10 to recover the nanoparticulate structure 100 in which the amyloid-β peptide (Aβ) is captured in blood cleansing. The nanoparticle structure recovery unit 30 may include, for example, a permanent magnet. The nanoparticle structure supply unit 30 may recover the nanoparticle structure 100 from the blood injection tube 13 adjacent to the blood injection point.

도 11은 5XFAD 형질 전환 마우스를 알츠하이머 병 모델로 하여 산화철/세리아 나노입자 구조체(ICSNPs)를 사용하여 혈액 아밀로이드-β 클렌징 처리의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 11 schematically shows an example of blood amyloid-β cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle constructs (ICSNPs) in a 5XFAD transgenic mouse as an Alzheimer's disease model.

다시 도 11을 참조하면, 연동 펌프(peristaltic pump)는 마취된 마우스의 대퇴 정맥으로부터 혈액을 배출시켜 150μL/min의 유속으로 체외 순환시킨다. 마이크로 믹서를 통해 체외 순환 회로의 시작점 근처에 산화철/세리아 나노입자 구조체 용액(1.8mM [Fe])이 10μL/min의 유속으로 작동하는 시린지 펌프에 의해 주입된다. 산화철/세리아 나노입자 구조체는 MTT 분석 결과에서 세포 독성을 갖지 않는 농도 범위에서 아밀로이드-β 펩티드 포획 효율을 고려하여 적절한 농도로 용액에 희석되어 사용된다. 체외로 배출된 혈액은 체외 순환 회로에서 아밀로이드-β 항체가 결합된 산화철/세리아 나노입자 구조체와 혼합되고, 아밀로이드-β 항체는 혈액 내 아밀로이드-β 펩티드를 특이적으로 포획한다. Referring back to FIG. 11 , a peristaltic pump discharges blood from the femoral vein of anesthetized mice and circulates extracorporeally at a flow rate of 150 μL/min. An iron oxide/ceria nanoparticulate structure solution (1.8 mM [Fe]) near the starting point of the extracorporeal circulation circuit through a micromixer is injected by a syringe pump operating at a flow rate of 10 μL/min. The iron oxide/ceria nanoparticle structure is diluted in solution to an appropriate concentration in consideration of the amyloid-β peptide capture efficiency in a concentration range that does not have cytotoxicity in the MTT assay result. The blood discharged from the body is mixed with the iron oxide/ceria nanoparticle structure to which the amyloid-β antibody is bound in the extracorporeal circulation circuit, and the amyloid-β antibody specifically captures the amyloid-β peptide in the blood.

영구 자석은 회로 말단 근처에 위치하여 산화철/세리아 나노입자 구조체 및 이와 결합된 아밀로이드-β 펩티드를 혈액으로부터 분리한다. 산화철/세리아 나노입자 구조체의 코어는 다수의 자체 어셈블된 초상자성 산화철 나노입자(self-assembled superparamagnetic iron oxide nanoparticles)로 구성되어 있어 외부 자기장을 가함으로써 포획된 아밀로이드-β 펩티드와 함께 자기 분리될 수 있다. 산화철/세리아 나노입자 구조체의 쉘에 있는 세리아 나노입자는 혈액이 외부 물질과 만날 때 발생할 수 있는 활성 산소종(ROS)을 제거할 수 있다.A permanent magnet is placed near the end of the circuit to separate the iron oxide/ceria nanoparticle structure and its bound amyloid-β peptide from the blood. The core of the iron oxide/ceria nanoparticle structure is composed of a number of self-assembled superparamagnetic iron oxide nanoparticles, which can be magnetically separated together with the entrapped amyloid-β peptide by applying an external magnetic field. . The ceria nanoparticles in the shell of the iron oxide/ceria nanoparticle structure can remove reactive oxygen species (ROS) that can be generated when blood meets foreign substances.

분리된 산화철/세리아 나노입자 구조체는 유동 채널을 막지 않고 배관에 남아 회수된다. 처리된 혈액은 자기 분리 후 마우스의 경정맥으로 주입되어 혈류로 되돌아온다. The separated iron oxide/ceria nanoparticle structure remains in the pipe without blocking the flow channel and is recovered. The treated blood is injected into the jugular vein of the mouse after magnetic separation and returned to the bloodstream.

아밀로이드-β 펩티드-항체 복합체 및 남은 미사용 아밀로이드-β 항체는 마우스의 체내에 주입되지 않으므로 이들에 대한 체내에서의 후속적인 처리 과정이 필요하지 않다.Since the amyloid-β peptide-antibody complex and the remaining unused amyloid-β antibody are not injected into the body of the mouse, there is no need for subsequent treatment therewith.

도 12는 산화철/세리아 나노입자 구조체(ICSNPs)를 이용한 혈액 클렌징 처리 전후의 혈장의 아밀로이드-β의 변화를 나타낸다.12 shows changes in plasma amyloid-β before and after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle constructs (ICSNPs).

도 12를 참조하면, 혈액 아밀로이드-β 클렌징 성능은 클렌징 처리 전후에 측정된 아밀로이드-β 펩티드 농도를 비교함으로써 평가된다. 2개월된 5XFAD 형질 전환 마우스로부터 쉠(sham) 처리 또는 산화철/세리아 나노입자 구조체 처리(그룹당 5 마리) 전후의 총 20개의 혈장 샘플을 획득하여, 이들의 아밀로이드-β 수준을 분석하였다. 상기 산화철/세리아 나노입자 구조체 처리에 의해 평균적으로 혈액 내 76%의 아밀로이드-β 펩티드가 제거되는 것으로 나타난다. 반면에, 혈액 처리 중에 산화철/세리아 나노입자 구조체가 사용되지 않은 쉠 집단은 처리 전과 후에 측정한 혈장 아밀로이드-β 수준 사이에 유의한 차이를 보이지 않았다. 도면에 도시되지 않았지만, 웨스턴 블랏 데이터도 또한 클렌징 처리 후 혈장 아밀로이드-β 수준의 감소를 보였다.Referring to FIG. 12 , blood amyloid-β cleansing performance is evaluated by comparing amyloid-β peptide concentrations measured before and after cleansing treatment. A total of 20 plasma samples before and after sham treatment or iron oxide/ceria nanoparticle construct treatment (5 mice per group) were obtained from 2 month old 5XFAD transgenic mice, and their amyloid-β levels were analyzed. It appears that 76% of amyloid-β peptide in blood is removed on average by the iron oxide/ceria nanoparticle structure treatment. On the other hand, the Shen group without iron oxide/ceria nanoparticle structures during blood treatment showed no significant difference between plasma amyloid-β levels measured before and after treatment. Although not shown in the figure, Western blot data also showed a decrease in plasma amyloid-β levels after cleansing treatment.

도 13은 산화철/세리아 나노입자 구조체(ICSNPs)를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 혈장의 활성 산소종 수준을 나타낸다.13 shows the level of reactive oxygen species in plasma after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures (ICSNPs).

도 13을 참조하면, 산화철/세리아 나노입자 구조체의 세리아 나노입자 쉘은 혈액 클렌징 처리 중 활성 산소종 생성을 억제하는데 도움이 된다. 혈액 클렌징에서 본 발명의 나노입자 구조체를 사용하지 않거나 산화철 나노입자만으로 구성된 초나노입자를 사용하면 혈장 활성 산소종 수준이 상당히 상승한다. 산화철/세리아 나노입자 구조체를 사용하여 활성 산소종 수준의 증가를 최소화할 수 있다.Referring to FIG. 13 , the ceria nanoparticle shell of the iron oxide/ceria nanoparticle structure helps to suppress the generation of reactive oxygen species during the blood cleansing process. In blood cleansing, if the nanoparticle structure of the present invention is not used or supernanoparticles composed only of iron oxide nanoparticles are used, the plasma reactive oxygen species level is significantly increased. An increase in the level of reactive oxygen species can be minimized by using an iron oxide/ceria nanoparticulate structure.

뇌 절편의 면역 염색(Immunostaining of brain sections)을 이용하여 혈액 아밀로이드-β 클렌징 처리가 뇌에서 아밀로이드-β의 양에 미치는 영향을 조사하였다. 2개월된 5XFAD 형질 전환 마우스를 3그룹으로 나누었다(그룹당 5마리). 첫 번째 그룹(무처리 그룹, Tg)은 혈액 클렌징 처리를 받지 못했다. 두 번째 그룹(처리 그룹, Treatment)은 산화철/세리아 나노입자 구조체를 사용하여 1개월 간격으로 2회 혈액 클렌징 처리를 받았다. 마지막 그룹(쉠 그룹, Sham)은 또한 처리를 두 번 받았지만 산화철/세리아 나노입자를 사용하지 않았다. 모든 마우스는 4개월째에 희생되었으며, 뇌는 분리하여 분석되었다. 각각의 뇌 샘플이 서로 다른 마우스로부터 획득되었기 때문에 혈액 클렌징 처리 전후의 각 샘플 세트가 동일한 마우스에서 얻어졌던 앞서 전술한 혈장 아밀로이드-β 수준 비교 실험과는 다르지만, 데이터에서 여전히 일반적인 경향이 관찰될 수 있다.The effect of blood amyloid-β cleansing treatment on the amount of amyloid-β in the brain was investigated using immunostaining of brain sections. Two month old 5XFAD transgenic mice were divided into 3 groups (5 mice per group). The first group (untreated group, Tg) did not receive blood cleansing treatment. The second group (Treatment group) underwent two blood cleansing treatments at 1-month intervals using iron oxide/ceria nanoparticle structures. The last group (Sham's group, Sham) also received two treatments but did not use iron oxide/ceria nanoparticles. All mice were sacrificed at 4 months and brains were isolated and analyzed. Although different from the previously described plasma amyloid-β level comparison experiments in which each set of samples before and after blood cleansing treatment were obtained from the same mouse because each brain sample was obtained from a different mouse, a general trend can still be observed in the data. .

도 14는 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 마우스 뇌의 아밀로이드-β 대 GAPDH의 농도비를 나타내고, 도 15는 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 마우스 뇌의 아밀로이드-β 플라크 수준을 나타내고, 도 16는 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 마우스 뇌의 GFAP의 발현 수준을 나타내며, 도 17은 도 15의 아밀로이드-β와 도 16의 GFAP의 발현을 보여주는 공초점 레이저 스캐닝 현미경(confocal laser scanning microscopy, CLSM) 이미지이다.14 shows the concentration ratio of amyloid-β to GAPDH in mouse brain after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures, and FIG. 15 is amyloid-β plaques in mouse brain after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures. 16 shows the expression level of GFAP in the mouse brain after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures, and FIG. 17 is a confocal laser showing the expression of amyloid-β of FIG. 15 and GFAP of FIG. 16 This is a confocal laser scanning microscopy (CLSM) image.

도 14를 참조하면, 처리 그룹의 뇌 아밀로이드-β 수준은 무처리 그룹의 뇌 아밀로이드-β 수준보다 유의하게 낮다. 반대로, 쉠 그룹의 뇌 아밀로이드-β 수준은 무처리 그룹의 뇌 아밀로이드-β 수준과 유의한 차이를 보이지 않는다.Referring to FIG. 14 , the brain amyloid-β levels of the treated group were significantly lower than the brain amyloid-β levels of the untreated group. Conversely, the brain amyloid-β levels of the Shen group did not show a significant difference from the brain amyloid-β levels of the untreated group.

도 15를 참조하면, 마우스 뇌(그룹당 5 마리)의 관상 절편에 대한 면역 조직 형광 분석 결과, 면역 분석 결과와 유사하게, 처리 그룹은 무처리 그룹과 비교하여 대뇌 피질에서 아밀로이드-β 플라크의 수준이 상당히 감소한 반면, 쉠 그룹은 유의한 차이를 보이지 않는다.Referring to FIG. 15 , the immunohistologic fluorescence analysis results of coronal sections of mouse brains (5 mice per group), similar to the immunoassay results, the treated group showed a higher level of amyloid-β plaques in the cerebral cortex compared to the untreated group. On the other hand, there was no significant difference in the Sheng group.

도 16을 참조하면, 신경 염증과 관련이 있는 뇌 성상 세포의 GFAP(Glial fibrillary acidic protein) 발현 역시 처리 그룹에서 유의한 감소를 보인다.Referring to FIG. 16 , the expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) in brain astrocytes related to neuroinflammation also showed a significant decrease in the treatment group.

도 17을 참조하면, 도 14 내지 도 16의 결과들을 CLSM 이미지에서도 확인할 수 있다.Referring to FIG. 17 , the results of FIGS. 14 to 16 can also be confirmed in the CLSM image.

도 18 내지 도 23은 각각 산화철/세리아 나노입자 구조체를 이용한 혈액 클렌징 처리 후 마우스 혈액에서의 WBC, RBC, PLT, NEW, MCV, 및 MPV를 나타낸다. 희생시킨 마우스로부터 얻은 혈액 샘플을 분석하여 성분 변화를 평가하였다. 18 to 23 show WBC, RBC, PLT, NEW, MCV, and MPV in mouse blood after blood cleansing treatment using iron oxide/ceria nanoparticle structures, respectively. Blood samples from sacrificed mice were analyzed to assess compositional changes.

도 18 내지 도 20을 참조하면, 완전 혈구 측정(complete blood count, CBC) 결과는 처리 그룹의 백혈구(white blood cell, WBC), 적혈구(red blood cell, RBC) 및 혈소판(platelet, PLT) 농도가 무처리 그룹의 그것과 유의한 차이가 없음을 보여준다.18 to 20 , a complete blood count (CBC) result shows that the white blood cell (WBC), red blood cell (RBC) and platelet (PLT) concentrations of the treatment group are It shows that there is no significant difference with that of the untreated group.

도 21 내지 도 23을 참조하면, WBC, RBC 및 PLT의 기능을 평가하는데 중요한 매개 변수인 중성구(neutrophil, NEU) 농도, 평균 미립체 부피(mean corpuscular volumes, MCV) 및 평균 혈소판 부피(mean platelet volumes, MPV)도 처리 그룹과 무처리 그룹 간에 유의한 차이를 보이지 않는다. 이는 산화철/세리아 나노입자 구조체를 사용한 혈액 클렌징 처리가 마우스에 심각한 염증 또는 부작용을 유발하지 않음을 나타낸다.21 to 23, neutrophil (NEU) concentration, mean corpuscular volumes (MCV) and mean platelet volumes, which are important parameters for evaluating the functions of WBC, RBC and PLT , MPV) also showed no significant difference between the treated and untreated groups. This indicates that blood cleansing treatment with iron oxide/ceria nanoparticulate structures did not cause serious inflammation or side effects in mice.

[분석예][Analysis Example]

SOD 및 CAT 유사 활성 분석SOD and CAT-like activity assays

SOD-유사 활성은 SOD 분석 키트(Sigma-Aldrich, 19160)를 사용하여 측정하였다. 산화철/세리아 나노입자 구조체를 600μL의 WST-1(water-soluble tetrazolium salt; 2-(4-iodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5-(2,4-disulfo-phenyl)-2H-tetrazolium monosodium salt) 용액에 0, 0.06, 0.125, 0.25, 0.5 및 1 mM[Ce]의 농도로 포함시킨다. 준비된 산화철/세리아 나노입자 구조체 용액을 마이크로 플레이트 웰에 3회 옮겼다(각각 200μL). 각 웰에 크산틴 산화 효소(20μL)를 첨가한 후 마이크로 플레이트를 37℃에서 20분 동안 항온 유지하였다. 각 웰의 450nm에서의 흡광도를 측정하여 SOD 유사 활성을 측정하였으며, 50U/mL SOD는 WST-1의 환원 반응을 50% 억제하는 SOD의 양으로 정의하였다. SOD-like activity was measured using the SOD assay kit (Sigma-Aldrich, 19160). The iron oxide/ceria nanoparticle structure was mixed with 600 μL of WST-1 (water-soluble tetrazolium salt; 2-(4-iodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5-(2,4-disulfo-phenyl)-2H-tetrazolium). monosodium salt) solution at concentrations of 0, 0.06, 0.125, 0.25, 0.5 and 1 mM [Ce]. The prepared iron oxide/ceria nanoparticle structure solution was transferred to microplate wells three times (200 μL each). After adding xanthine oxidase (20 μL) to each well, the microplate was incubated at 37° C. for 20 minutes. SOD-like activity was measured by measuring the absorbance at 450 nm of each well, and 50 U/mL SOD was defined as the amount of SOD that inhibited the reduction reaction of WST-1 by 50%.

CAT 유사 활성은 CAT 분석 키트(Amplex Red hydrogen peroxide/peroxidase assay kit, Molecular Probes, A22188)를 사용하여 측정되었다. 100μM Amplex Red 시약 및 2mM 과산화수소를 함유하는 반응 완충액에 산화철/세리아 나노입자 구조체를 상이한 농도(0, 0.375, 0.75 및 1.5mM [Ce])로 희석시켰다. 각각의 용액 50μL를 마이크로 플레이트 웰에 3회 옮겼다. 실온에서 30분간 항온 유지한 후 490nm에서의 각 웰의 흡광도를 측정하였다. 1mU/mL HRP(horseradish peroxidase)는 CAT 유사 활성을 측정할 때 100% 대조군으로 사용되었다.CAT-like activity was measured using a CAT assay kit (Amplex Red hydrogen peroxide/peroxidase assay kit, Molecular Probes, A22188). Iron oxide/ceria nanoparticle structures were diluted to different concentrations (0, 0.375, 0.75 and 1.5 mM [Ce]) in reaction buffer containing 100 μM Amplex Red reagent and 2 mM hydrogen peroxide. 50 μL of each solution was transferred three times to the microplate wells. After incubation at room temperature for 30 minutes, the absorbance of each well at 490 nm was measured. 1 mU/mL horseradish peroxidase (HRP) was used as a 100% control when measuring CAT-like activity.

세포 배양cell culture

HeLa 세포를 10% 가열 불활성화 태아 소혈청(fetal bovine serum, FBS)이 보충된 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium)에서 배양하였다. 세포는 5% CO2의 가습 분위기에서 37℃에서 1x105cells/mL로 유지되었다.HeLa cells were cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) supplemented with 10% heat-inactivated fetal bovine serum (FBS). Cells were maintained at 1×10 5 cells/mL at 37° C. in a humidified atmosphere of 5% CO 2 .

세포 생존율 분석Cell viability assay

HeLa 세포를 96-웰 플레이트에 접종하고(10,000cells/well), 12시간 동안 배양하였다. 세포 배양 배지에서 희석한 산화철/세리아 나노입자 구조체를 마이크로 플레이트 웰에 각각 100μL씩 첨가하여 최종 농도를 각각 0, 0.06, 0.125, 0.25, 0.5 및 1mM [Fe](각각 0, 2.38, 4.75, 9.5, 19 및 38μM [Ce])로 하였다. 세포를 37℃에서 24시간 동안 배양하고, MTT(3-[4,5-dimethylthialzol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide)(5mg/mL) 20μL를 각 웰에 첨가하였다. 세포를 37℃에서 4시간 동안 배양한 후, 디메틸 술폭사이드(200μL)를 각 웰에 첨가하였다. 세포 생존력은 595nm에서 각 웰의 흡광도를 측정하여 결정하였다.HeLa cells were seeded in 96-well plates (10,000 cells/well) and incubated for 12 hours. 100 μL each of iron oxide/ceria nanoparticle constructs diluted in cell culture medium were added to the microplate wells to give final concentrations of 0, 0.06, 0.125, 0.25, 0.5 and 1 mM [Fe] (0, 2.38, 4.75, 9.5, respectively) 19 and 38 μM [Ce]). Cells were incubated at 37° C. for 24 hours, and 20 μL of MTT (3-[4,5-dimethylthialzol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide) (5 mg/mL) was added to each well. After incubating the cells at 37° C. for 4 hours, dimethyl sulfoxide (200 μL) was added to each well. Cell viability was determined by measuring the absorbance of each well at 595 nm.

혈액 아밀로이드-β 펩티드 클렌징Blood Amyloid-β Peptide Cleansing

2개월된 5XFAD 형질 전환 수컷 마우스를 이소플루오란(isofluorane)으로 마취시켰다. 의료용 튜브(내경=0.5mm)에 연결된 29 게이지 바늘을 마우스의 대퇴 정맥에 삽입하여 혈액 배출 지점으로 사용하였다. 바늘과 튜브의 안쪽 면을 PBS 내 2% 헤파린으로 8시간 동안 전처리하여 클렌징 처리 동안 혈액 응고를 막았다.2 month old 5XFAD transgenic male mice were anesthetized with isofluorane. A 29 gauge needle connected to a medical tube (inner diameter = 0.5 mm) was inserted into the femoral vein of the mouse and used as a blood drain point. The inner side of the needle and tube were pretreated with 2% heparin in PBS for 8 hours to prevent blood clotting during the cleansing process.

튜브를 통한 혈액 순환은 150μL/min의 유속으로 연동 펌프에 의해 시작되었다. 동시에, 10μL/min의 유속에서 시린지 펌프에 의해 산화철/세리아 나노입자 구조체(1.8mM [Fe])의 PBS 용액이 혈액 배출 지점에 근접하게 연결된 3방향 마이크로 믹서를 통해 혈액에 도입되었다. 튜브의 다른 쪽 끝은 마우스의 경정맥에 삽입된 31 게이지 바늘에 연결되어 치료된 혈액은 다시 체내로 주입되었다. 네오디뮴(neodymium) 자석은 산화철/세리아 나노입자 구조체 및 이와 결합된 아밀로이드-β 펩티드를 분리하기 위해 혈액 주입 지점인 체외 혈액 회로의 말단 근처에 위치한다. 혈액 클렌징은 마우스 체중 1g 당 0.5분 동안 수행되었다.Blood circulation through the tube was initiated by a peristaltic pump at a flow rate of 150 μL/min. Simultaneously, a PBS solution of iron oxide/ceria nanoparticulate constructs (1.8 mM [Fe]) was introduced into the blood by a syringe pump at a flow rate of 10 μL/min through a three-way micromixer connected close to the blood outlet point. The other end of the tube was connected to a 31 gauge needle inserted into the jugular vein of the mouse, and the treated blood was injected back into the body. A neodymium magnet is positioned near the end of the extracorporeal blood circuit, a blood injection point, to separate the iron oxide/ceria nanoparticle structure and the amyloid-β peptide bound thereto. Blood cleansing was performed for 0.5 min per gram of mouse body weight.

혈장 아밀로이드- β 면역 분석Plasma Amyloid-β Immunoassay

인간 아밀로이드-β 효소 결합 면역 흡착 분석(ELISA) 키트(R & D systems, DAB142)를 사용하여 정량하였다. 각 마우스의 혈액 샘플은 혈액 클렌징 처리 전후에 항응고제 처리된 마이크로 튜브로 수집되었다(각각 약 50μL). 원심 분리에 의한 세포 제거 후, 생성된 상등액을 희석제 완충액(RD2-7)으로 10배 희석시켜 분석하였다. 측정은 3회 수행되었다.Quantification was performed using a human amyloid-β enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kit (R & D systems, DAB142). Blood samples from each mouse were collected into anticoagulant-treated microtubes before and after blood cleansing treatment (approximately 50 μL each). After cell removal by centrifugation, the resulting supernatant was diluted 10-fold with diluent buffer (RD2-7) and analyzed. Measurements were performed in triplicate.

웨스턴 블랏western blot

혈액 클렌징 처리 전후에 얻어진 혈장 샘플을 PBS로 1,000배 희석하였다. 샘플을 97℃에서 5분 동안 변성시키고 얼음에서 10분 동안 냉각시켰다. 원심 분리 후, 10 ㎕의 각 상등액을 SDS-PAGE 겔 위에 로딩하였다. 상기 겔을 니트로셀룰로오스 멤브레인 위로 옮겼다. 상기 멤브레인은 0.05% Tween 20 (PBST)을 함유하는 0.1M PBS 중 5% 탈지유로 1시간 동안 세척한 후 블락되었다.Plasma samples obtained before and after blood cleansing treatment were diluted 1,000-fold with PBS. Samples were denatured at 97° C. for 5 minutes and cooled on ice for 10 minutes. After centrifugation, 10 μl of each supernatant was loaded onto an SDS-PAGE gel. The gel was transferred onto a nitrocellulose membrane. The membrane was blocked after washing with 5% skim milk in 0.1M PBS containing 0.05% Tween 20 (PBST) for 1 hour.

5% 탈지유(1:1000)를 포함하는 PBST로 희석한 항-아밀로이드-β 항체(BioLegend, 800702)와 밤새 반응시켰다. PBST 중 5% 탈지유로 세척한 후, HRP- 결합된 염소 폴리클론 항-마우스 항체(Abcam, ab6789)를 2차 항체로 사용하였다. 헹굼 후, HRP 기질 시약(Merck Millipore, WBLUR0500)을 실온에서 2분 동안 적용하였다. 분석을 위해 화학 발광 신호를 캡처하였다.Anti-amyloid-β antibody (BioLegend, 800702) diluted with PBST containing 5% skim milk (1:1000) was reacted overnight. After washing with 5% skim milk in PBST, an HRP-conjugated goat polyclonal anti-mouse antibody (Abcam, ab6789) was used as a secondary antibody. After rinsing, HRP substrate reagent (Merck Millipore, WBLUR0500) was applied at room temperature for 2 minutes. Chemiluminescence signals were captured for analysis.

혈장 활성 산소종 분석Plasma reactive oxygen species analysis

ROS/RNS 분석 키트(Cell Biolabs, STA-347)를 사용하여 활성 산소종 수준을 비교하였다. 혈액 클렌징 처리 전후에 얻은 혈장 샘플을 PBS로 100배 희석하고, 각각 50μL를 96-웰 마이크로 플레이트에 옮겼다. 희석된 촉매(Part No. 234703) 용액 50㎕를 각 웰에 첨가하였다. 실온에서 5분간 항온 유지한 후 희석된 디클로로디하이드로플루오레세인(dichlorodihydrofluorescein)(Part No. 234704) 용액 100μL를 각 웰에 넣고 15분 동안 항온 유지하였다. 480nm 여기를 사용하여 530nm에서의 형광을 측정하였다. 측정은 3회 수행되었다.ROS/RNS assay kit (Cell Biolabs, STA-347) was used to compare reactive oxygen species levels. Plasma samples obtained before and after the blood cleansing treatment were diluted 100-fold with PBS, and 50 μL of each was transferred to a 96-well microplate. 50 μl of the diluted catalyst (Part No. 234703) solution was added to each well. After incubation at room temperature for 5 minutes, 100 μL of a diluted dichlorodihydrofluorescein (Part No. 234704) solution was added to each well and incubated for 15 minutes. Fluorescence at 530 nm was measured using 480 nm excitation. Measurements were performed in triplicate.

뇌 아밀로이드- β 면역분석Brain Amyloid-β Immunoassay

2개월된 5XFAD 형질 전환 수컷 마우스는 혈액 아밀로이드-β 펩티드 클렌징 처리를 받았다. 마우스는 신체의 다른 부분에 두 번째 혈액 아밀로이드-β 펩티드 클렌징 처리를 받기 전에 한 달 동안 동일한 멸균 실험실 조건에서 성장되었다.2 month old 5XFAD transgenic male mice received blood amyloid-β peptide cleansing treatment. Mice were grown in the same sterile laboratory conditions for one month before receiving a second blood amyloid-β peptide cleansing treatment on another part of the body.

한 달 더 성장된 후 마우스를 CO2로 안락사시키고 혈액 분석을 위해 심근 경색으로 혈액을 항응고제 처리된 CBC 튜브에 수집했다. 마우스를 PBS 중 4% 파라포름 알데히드로 관류시키고, 뇌 제거를 위해 목을 베었다. 각 뇌의 왼쪽 대뇌 반구를 1% 프로테아제 억제제 칵테일(Cell Biolabs, AKR-190)이 들어있는 방사 면역 침전 분석(radioimmunoprecipitation assay, RIPA) 완충액 1.5mL에 용해시켰다. 원심 분리 후, 상등액을 나누어 -80℃에서 사용할 때까지 보관하였다.After one more month of growth, mice were euthanized with CO 2 and blood was collected from myocardial infarction in anticoagulant-treated CBC tubes for blood analysis. Mice were perfused with 4% paraformaldehyde in PBS and decapitated for brain removal. The left cerebral hemisphere of each brain was dissolved in 1.5 mL of a radioimmunoprecipitation assay (RIPA) buffer containing 1% protease inhibitor cocktail (Cell Biolabs, AKR-190). After centrifugation, the supernatant was divided and stored at -80°C until use.

아밀로이드-β 정량을 위해, 뇌 용해액을 희석액 완충액(RD2-7)으로 5배 희석시키고, 인간 아밀로이드-β ELISA 키트(R & D systems, DAB142)를 사용하여 분석하였다. 측정된 각 뇌 용해액의 아밀로이드-β 농도는 동일한 뇌 용해액의 GAPDH(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)의 농도에 대해 표준화되었다. GAPDH 측정을 위해 뇌 용해액을 10,000배 희석하고 GAPDH ELISA 키트(R&D systems, DYC5718)를 사용하여 분석하였다. 모든 측정은 3회 수행되었다.For amyloid-β quantification, brain lysates were diluted 5-fold with dilution buffer (RD2-7) and analyzed using a human amyloid-β ELISA kit (R & D systems, DAB142). The amyloid-β concentration of each brain lysate measured was normalized to the concentration of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) in the same brain lysate. For GAPDH measurement, the brain lysate was diluted 10,000-fold and analyzed using a GAPDH ELISA kit (R&D systems, DYC5718). All measurements were performed in triplicate.

면역 조직 형광(Immunohistofluorescence)Immunohistofluorescence

획득한 뇌의 오른쪽 대뇌 반구는 20시간 동안 4℃에서 4% 파라포름알데히드를 함유한 0.1M 인산염 완충액에 고정시킨 후 저온 유지 장치를 사용하여 30μm 절편으로 자르기 전에 72시간 동안 4℃에서 30% 자당을 함유한 0.05M PBS에 보관되었다. 준비된 조직 절편을 유리 슬라이드 위에 놓고 아세톤에 -20℃에서 10분 동안 담근 후 PBST로 세척하였다. 조직 절편은 실온에서 0.05% Tween-20을 함유하는 블로킹 완충액(ThermoFisher, 37538)으로 1시간 동안 블락되었다.The right cerebral hemisphere of the acquired brain was fixed in 0.1 M phosphate buffer containing 4% paraformaldehyde at 4 °C for 20 h and then cut into 30 µm sections using a cryostat for 72 h at 4 °C with 30% sucrose. was stored in 0.05 M PBS containing The prepared tissue sections were placed on a glass slide, immersed in acetone at -20°C for 10 minutes, and washed with PBST. Tissue sections were blocked with blocking buffer (ThermoFisher, 37538) containing 0.05% Tween-20 at room temperature for 1 hour.

조직 절편을 PBST로 헹구고 2시간 동안 항-아밀로이드-β 항체(1:1000, BioLegend, 800702) 또는 항-GFAP 항체(1:200, ThermoFisher MA5-12023)와 함께 항온 유지하였다. PBST로 세척한 후, 2차 항체로서 Alexa Fluor 594-접합된 폴리클로날 항-마우스 항체(1:200, ThermoFisher R37121)를 첨가하고, 1시간 동안 항온 유지하였다. 조직 절편을 다시 세척하고 CLSM 하에서 대뇌 피질의 형광을 관찰하였다.Tissue sections were rinsed with PBST and incubated with anti-amyloid-β antibody (1:1000, BioLegend, 800702) or anti-GFAP antibody (1:200, ThermoFisher MA5-12023) for 2 h. After washing with PBST, Alexa Fluor 594-conjugated polyclonal anti-mouse antibody (1:200, ThermoFisher R37121) was added as a secondary antibody and incubated for 1 hour. Tissue sections were washed again and cortical fluorescence was observed under CLSM.

이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, specific embodiments of the present invention have been described. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

1 : 혈액 클렌징 시스템
10 : 혈액 순환부 11 : 혈액 순환 펌프
12 : 혈액 배출관 13 : 혈액 주입관
20 : 나노입자 구조체 공급부 30 : 나노입자 구조체 회수부
100 : 나노입자 구조체 110 : 코어
111 : 산화철 나노입자 120 : 쉘
121 : 세리아 나노입자 130 : 분산성 화합물
140 : 항체
1: Blood Cleansing System
10: blood circulation unit 11: blood circulation pump
12: blood discharge tube 13: blood inlet tube
20: nanoparticulate structure supply unit 30: nanoparticulate structure recovery unit
100: nanoparticle structure 110: core
111: iron oxide nanoparticles 120: shell
121: ceria nanoparticles 130: dispersible compound
140: antibody

Claims (9)

자성 나노입자들이 어셈블된 클러스터를 포함하는 코어; 및
상기 클러스터 표면에 위치하고, 세리아 나노입자들을 포함하는 쉘을 포함하고,
상기 클러스터는 상기 자성 나노입자들이 자체 어셈블되어 형성되고, 상기 자성 나노입자들 중에서 어느 하나의 자성 나노입자는 상기 자성 나노입자들 중에서 적어도 하나의 다른 자성 나노입자와 접촉하며,
상기 쉘은 상기 클러스터에 상기 세리아 나노입자들을 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 나노입자 구조체.
a core comprising a cluster to which magnetic nanoparticles are assembled; and
It is located on the surface of the cluster and comprises a shell including ceria nanoparticles,
The cluster is formed by self-assembly of the magnetic nanoparticles, and any one of the magnetic nanoparticles is in contact with at least one other magnetic nanoparticles among the magnetic nanoparticles,
The shell is a nanoparticle structure, characterized in that formed by coating the ceria nanoparticles on the cluster.
제 1 항에 있어서,
상기 자성 나노입자들은 산화철 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 구조체.
The method of claim 1,
The magnetic nanoparticles are nanoparticle structures, characterized in that it comprises iron oxide nanoparticles.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 세리아 나노입자들에 결합되는 분산성 화합물을 더 포함하고,
상기 분산성 화합물은 상기 나노입자 구조체에 분산성을 제공하는 것을 특징으로 하는 나노입자 구조체.
The method of claim 1,
Further comprising a dispersible compound bound to the ceria nanoparticles,
The dispersible compound is a nanoparticulate structure, characterized in that providing dispersibility to the nanoparticle structure.
제 6 항에 있어서,
상기 분산성 화합물은 PEG를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 구조체.
7. The method of claim 6,
The dispersible compound is a nanoparticulate structure, characterized in that it comprises PEG.
제 1 항에 있어서,
상기 나노입자 구조체는 200 ~ 400nm의 유체 역학적 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 나노입자 구조체.
The method of claim 1,
The nanoparticle structure is a nanoparticle structure, characterized in that it has a hydrodynamic diameter of 200 ~ 400nm.
제 1 항에 있어서,
상기 쉘은 상기 세리아 나노입자들의 단일층인 것을 특징으로 하는 나노입자 구조체.
The method of claim 1,
The shell is a nanoparticle structure, characterized in that the single layer of the ceria nanoparticles.
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