게시 및 게시 날짜 : 2018/04/19

산화 된 탄소 나노 튜브 (바카라 하는 법)를 사용한 가외 주 제외 형광 영상 프로브 (바카라 하는 법)

-바카라 하는 법를 쉽고 효율적으로 산화시키는 방법을 개발했습니다

포인트

  • 근적외선 영역에서 형광을 방출하는 산화 탄소 나노 튜브 (바카라 하는 법)에 대한 매우 효율적이고 간단한 합성 방법을 개발했습니다
  • 새로운 합성 방법을 사용한 산화 된 바카라 하는 법를 사용한 근적외선 형광 이미징 프로브를 마우스의 혈관 조영술에 의해 준비하고 입증 하였다
  • 흥분 및 형광등 및 높은 밝기의 우수한 생물 변환성이므로 생체 내 영상화 프로브로 사용될 것으로 예상됩니다

요약

국가 연구 및 개발 기관, 국가 선진 산업 과학 및 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장 NAKABACHI RYOJI] NANOTUBE 실용 연구 센터 [HATA KENJI 의장) 바카라 하는 법 팀 Iizumi 기술 직원 및 오카 자카 협회 협회 (Toshiya Associate Topiya Associate) [Ueda Teruhisa 의장] (이하 "Shimadzu Corporation")Carbon Nanotube (바카라 하는 법),이 방법을 사용하여 합성 된 산화 된 바카라 하는 법를 사용하면 생합성이 매우 높습니다두 번째 근적외선 (NIR-II) 영역형광 이미징 프로브

바카라 하는 법는 형광등을 방출하는 것으로 알려져 있지만 최근 몇 년 동안 오존수는 물과 혼합되어 바카라 하는 법로 분산되어 빛으로 조사되어 더 높이기 위해 빛으로 조사됩니다형광 양자 수율의 산화 된 바카라 하는 법를 합성하는 방법 보고되었습니다 이 산화 된 바카라 하는 법는 근적외선 조명에 의해 여기 될 수 있으며, 이는 생분해성이 높고 NIR-II 영역에서 빛을 방출합니다 그러나 산화 된 바카라 하는 법를 대량 생성 할 수없는 것과 같은 문제가있었습니다

이번에는 자외선 조사에 의해 생성 된 오존을 사용하여 바카라 하는 법 박막을 몇 분 동안 산화시켜 산화 된 바카라 하는 법를 합성하는 방법을 개발했습니다 이 방법은 기존의 방법보다 짧은 시간 내에 다량의 산화 된 바카라 하는 법를 합성 할 수 있으며, 이는 몇 시간의 반응 시간이 필요합니다 합성 된 산화 된 바카라 하는 법는 근적외선 광의 여기에 의해 NIR-II 영역에서 형광을 방출하고, 근적외선 형광 이미징 프로브로서 적용될 수있다 합성 된 산화 된 바카라 하는 법의 표면은이다인지질 폴리에틸렌 글리콜 (PLPEG)로 코팅 하였다 그것들이 물에 분산 될 수있게하고, 오랜 기간 동안 높은 밝기를 이미지에 생체 내 영상 프로브로 사용 하였다 또한,Immunoglobulin G (IGG)면역 침전 (IP)반응대상 지향성부여 될 수 있습니다

이 결과는 2018 년 4 월 19 일 (영국 시간)에 이루어 졌음을 주목하십시오과학 보고서

요약 다이어그램
산화 탄소 나노 튜브의 형광 및 생쥐의 혈관 조영술 개념 다이어그램

개발의 사회적 배경

생물학적 과학에서 형광 영상은 필수 연구 도구가되었습니다 최근에, 더 높은 감도 및 저음이있는 형광 이미지를 얻기 위해, 근적외선 영역에서 빛을 방출하는 형광 이미징 프로브의 개발은 인기를 얻고있다 지금까지, 약 700-900 nm의 파장을 갖는 근적외선 영역에서 주로 가로를 방출하는 형광 이미징 프로브는 발달되었지만, 약 1000-1400 nm의 더 긴 파장을 갖는 NIR-II 영역에서는 생체 분자 및 물 및 광 산란에 의한 흡수의 효과가 추가로 감소 될 수 있으며, 새로운 이미지 영역에서 NIR-IMIIG가 부여 될 수있다 생체 아파트가 예상됩니다

일부 바카라 하는 법는 직경 크기와 흑연 층이 상처를 입는 방식에 따라 NIR-II 영역에서 형광을 방출합니다 또한, 바카라 하는 법의 이전 안전 평가에서 명확한 급성 독성이 확인되지 않았기 때문에, NIR-II 영역에서 생체 내 영상화 프로브의 유망한 후보가되었다 또한, 바카라 하는 법의 산화는 거의 두 가외의 조명에 의해 흥분 될 수 있다고보고되었지만, 기존의 방법은 한 번에 많은 양의 산화 된 바카라 하는 법를 합성 할 수없는 것과 같은 문제에 직면했으며, 바카라 하는 법를 산화하기위한 간단한 방법에 대한 수요가 있었다

연구 기록

AIST는 바카라 하는 법의 질량 합성, 구조적 분리, 기능성 복합 재료의 제조 및 안전 평가와 같은 기본 기술을 개발하여 바카라 하는 법 산업을 만들기위한 안전 평가를 개발했습니다 이 중에서, 우리는 분산 액체에서 기능화 된 바카라 하는 법 및 바카라 하는 법 분산 상태의 광학적 특성을 연구하고 있으며, 안정적인 바카라 하는 법 형광 이미징 프로브를 합성하는 기술을 갖는다 한편 Shimadzu Corporation은 휴대용입니다생체 내우리는 형광 이미징 시스템을 개발했으며 NIR-II 영역에서 형광을 사용하여 마우스에 대한 이미징 적용을 개발하고 있습니다 현재 마켓 형광 이미징 프로브는 독성이있는 것으로 확인되었으며, 무독성 또는 덜 독성이있는 새로운 형광 이미징 프로브를 개발하려는 욕구가 있었다

그래서, 둘 다 산화 된 바카라 하는 법를 갖는 NIR-II 영역에 대한 생체 내 영상화 프로브를 개발하기위한 공동 연구를 수행했다

이 연구 개발은 Shimadzu Manufacturing과 Japan Society for Science를위한 일본 연구 프로젝트 인 "산화 된 탄소 나노 튜브 근적외선 형광 프로브"(2014)에 의해 지원되었습니다

연구 컨텐츠

이번에는, 우리는 Ultraviolet Light와의 조사에 의해 오존을 생성하는 상업적으로 이용 가능한 UV 오존 세정제를 사용하여 바카라 하는 법 박막에서 오존 산화를 수행함으로써 산화 된 바카라 하는 법를 합성하는 방법을 개발했습니다 이 기술은 매우 온화한 조건 하에서 오존 및 바카라 하는 법와 반응하므로 형광 켄칭이 수행되지 않으며 바카라 하는 법 표면은 효율적으로 산화 될 수 있습니다 또한, 몇 시간 이상 바카라 하는 법 분산을 사용하여 산화 반응을 수행하는 기존의 방법과 비교하여, 산화 처리가 쉽고 짧은 시간에 수행 될 수 있다는 이점이있다 또한 복잡한 합성 장비는 필요하지 않습니다키랄 색인11262_11420에폭 사이드타입에 의해 결합 된 산화 된 바카라 하는 법로부터 유래 된 것으로 밝혀졌다 1280 nm은 NIR-II 영역에서 특히 우수한 생체 투과성을 갖는 이후, 이번에 개발 된 방법을 사용하여 합성 된 산화 된 바카라 하는 법 합성은 형광 이미징 프로브로 유망한 것으로 간주되었다

그림 1
그림 1 사전 반응 바카라 하는 법 (왼쪽) 및 산화 된 바카라 하는 법 (오른쪽)의 형광 스펙트럼 비교
 

이 방법을 사용하여 합성 된 산화 된 바카라 하는 법의 표면을 PLPEG로 코팅하여 근적외선 형광 이미징 프로브 (산화 된 바카라 하는 법 근적외선 형광 이미징 프로브)를 제조 하였다 이것은 마우스의 꼬리 정맥을 통해 혈관 조영술 제로 투여되었고, 980 nm의 파장을 갖는 근적외선 조명으로 흥분했을 때, 1150-1400 nm의 근적외선 빛이 검출되어 근적외선 생체 내 영상 이미지를 초래 하였다 (도 2 (a)) 산화 된 바카라 하는 법 근적외선 형광 이미징 프로브는 모세관에 도달하기 때문에 마우스의 전신을 관찰 할 수 있었고, 간과 같은 기관에 의해 포획되지 않고 혈관에서 계속 순환하기 때문에 대략 6 시간 동안 시각화되었다 또한, 산화 된 바카라 하는 법 근적외선 형광 이미징 프로브를 경구로 투여 할 때, 형광 강도는 강력하여 위장관의 움직임과 직접적인 대비를 허용한다 (도 2 (b)) 이러한 결과에 기초하여, 이번에 개발 된 산화 된 바카라 하는 법 근적외선 형광 영상 프로브는 약물 발달 동안 부작용의 효과를 평가하는 도구로 사용될 수있을 것으로 예상된다

그림 2
그림 2 산화 된 바카라 하는 법를 생체 내 근적외선 형광 영상 프로브로 사용하는 예
(a) 혈액 투여로 인한 혈관의 대조 이미지, (b) 구강 투여로 인한 위장관의 대조 이미지
 

12760_12895g 단백질로 코팅 된 미세 입자 혼합 및 반응을 보이고, 미세 입자를 회수 하였다 수집 된 미세 입자가 용리에 배치 될 때, 미세 입자에 결합 된 산화 된 바카라 하는 법는 입자로부터 떨어지고 용리로 전달된다 이 용화의 형광 스펙트럼을 측정하고 산화 된 바카라 하는 법로부터 유도 된 형광이 관찰되었다 (도 3) 비교를 위해, 동일한 IP 반응이 IgG 변형없이 PLPEG로 산화 된 바카라 하는 법 표면 변형으로 수행되었을 때, 산화 된 바카라 하는 법로부터 유래 된 형광은 용리로부터 관찰되지 않았다 이는 IP 반응에 의해 미세 입자에 전적으로 결합 된 IgG-PLPEG로 변형 된 산화 된 바카라 하는 법 표면이 산화 된 바카라 하는 법에 표적 방향성을 부여 할 수 있음을 나타낸다

그림 3
그림 3 : IgG-PLPEG 표면 변형 (왼쪽) 및
IP 반응 후 G 단백질 코팅 된 미세 입자 (오른쪽)
 

이번에 개발 된 산화 된 바카라 하는 법 합성 방법에는 복잡한 장비가 필요하지 않으며 단 몇 분의 짧은 반응 시간에 합성 될 수 있으며 쉽게 확장 할 수 있습니다 합성 된 산화 된 바카라 하는 법는 NIR-II 영역에서 형광을 방출하는데, 이는 고도로 생분해 성이며, 근적 근적 근적 형광 영상 프로브로서 고체가 고도로 사용될 수있다 또한, 적절한 표면 변형을 적용함으로써, 표적 방향성 고광도 근적외선 형광 이미징 프로브로 사용될 것으로 예상된다

미래 계획

앞으로이 프로젝트의 결과를 바탕으로, 우리는 Shimadzu와 협력하여 매우 밝은 산화 된 바카라 하는 법 근적외선 형광 이미징 프로브의 실질적인 사용에 협력 할 것입니다


터미널 설명

◆ 탄소 나노 튜브 (바카라 하는 법)
직경이 04 ~ 50 nm 인 1 차원 나노 카본 재료로, 탄소 원자로 만 구성됩니다 화학 구조는 흑연 층을 롤링하고 함께 스티칭하여 표현되며, 하나의 층 만있는 하나의 층을 단일 층 바카라 하는 법라고하며 다중 층은 다층 바카라 하는 법라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 두 번째 근적외선 (NIR-II) 영역
가시 광보보다 긴 700 ~ 2500 nm의 파장 범위를 근적외선 영역이라고합니다 이 중 1000 내지 1400 nm의 파장 영역을 두 번째 근적외선 영역이라고하며,이 영역의 빛은 특히 물과 생체 분자의 흡수 및 산란에 내성이 있으며, 양호한 생체 감지 성이 있다고합니다 그것은 두 번째 "살아있는 유기체의 창"이라고도합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 형광 이미징 프로브
생체 내 사건, 세포 수준 분자 형태, 발현 및 운동과 같은 생물학적 신체에서 기능적 정보를 얻는 데 사용되는 형광 분자 그것은 생체 내, 세포 수준 분자 형태, 발현, 움직임 등의 사건을 시각화하는 데 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 형광 양자 수율
흡수 된 여기 광의 광자 수에 대한 형광으로 방출 된 광자 수의 비율 형광 양자 수율이 1에 가까울수록 형광이 더 효율적으로 방출됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 인지질 폴리에틸렌 글리콜 (PLPEG)
생물학적 막을 구성하는 인지질에 폴리에틸렌 글리콜을 결합하여 제조 된 분자 인지질의 알킬 사슬은 소수성 바카라 하는 법 표면에 물리적으로 흡착된다 폴리에틸렌 글리콜 사슬은 친수성이기 때문에, 흡착 된 바카라 하는 법는 분리되어 물에 분산 될 수있다 또한, 폴리에틸렌 글리콜로 코팅 된 나노 입자는 신체에 포획되지 않으며 혈액에 좋은 보유가 있다고한다[참조로 돌아 가기]
◆ 면역 학적 글로불린 G (IGG)
특정 단백질과 같은 분자를 인식하고 결합하는 기능을 갖는 항체의 유형 생물학적 방어 반응 인 면역을 담당합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 면역 침전 (IP)
퇴적에 의한 용액으로부터 단백질과 생체 분자를 분리하기 위해 항체와의 친화력을 사용하는 방법[참조로 돌아 가기]
◆ 대상 지향성
생체 내 목표 부위에서 축적되는 속성 표적 방향성은 표적 부위에 특이 적으로 결합하는 분자 또는 항체로 나노 입자의 표면을 변형시킴으로써 전분 될 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 키랄 색인
바카라 하는 법 원주 벡터 (그림 왼쪽의 6A1+5A2흑연이 둥글게 될 때 작성된 벡터의 원점과 끝은 오른쪽 그림과 같이 일치합니다 ) 및 육각형 격자의 기본 격자 벡터 (그림 왼쪽에A1andA2M, n) 바카라 하는 법의 3 차원 구조는 키랄 지수에 의해 설명 될 수있다 바카라 하는 법의 전자 상태는 키랄 지수에 의해 기술 된 3 차원 구조에 의존하기 때문에, 여기 및 형광 파장은 또한 바카라 하는 법의 키랄 지수에 따라 다릅니다[참조로 돌아 가기]
설명 다이어그램
키랄 지수에 의해 표현 된 바카라 하는 법의 구조 이미지 (6, 5)
◆ 에폭 사이드
산소 원자가 2 개의 탄소 원자에 순환 적으로 부착되는 3 원 링 에테르 구조의 기능적 그룹[참조로 돌아 가기]
◆ g 단백질
그룹 G 용접 연쇄상 구균의 세포벽에 존재하는 단백질 그것은 구체적으로 IgG에 결합합니다[참조로 돌아 가기]


문의

연락처 양식