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[김성지 교수]Cancer-Microenvironment-Sensitive Activatable Quantum Dot Probe in the Second Near-Infrared Window

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작성자 최고관리자 댓글 조회 작성일 17-04-20 17:04

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Cancer-Microenvironment-Sensitive Activatable Quantum Dot Probe in the Second Near-Infrared Window

 

Sanghwa Jeong, Jaejung Song, Wonseok Lee, Yeon Mi Ryu, Yebin Jung, Sang-Yeob Kim, Kangwook Kim, Seong Cheol Hong, Seung Jae Myung, and Sungjee Kim*



본 연구진은 퀀텀닷의 발광신호를 조절해 몸 속 깊은 곳의 암을 발견하면 적외선으로 알려주는 기술을 개발하였다. 퀀텀닷 표면의 유기물질과 퀀텀닷 사이의 빛을 유발하는 전자 이동을 이용, 2근적외선 영역에서 빛을 내는 신호를 조절하는데 성공했다. 그리고 이 퀀텀닷과 암세포에서 과발현되는 유기물질을 펩타이드로 연결, 평소에는 낮은 신호를 보이다가 암 조직 근처에서만 높은 발광신호를 보이는 퀀텀닷 프로브를 제작했다. 여기서 이용된 제2근적외선 영역은 기존의 근적외선 영역에 비해 생체조직에 의한 산란이 적게 일어나 이를 이용한 기술은 생체 깊숙한 곳의 생명 현상을 번짐 없이 관찰할 수 있는 기술로 각광받고 있는 기술이다. 이러한 연구 내용은 미국화학회(ACS)가 발간하는나노레터스(Nano Letters)’에 게재 확정되었다.

 

We report an enzyme-activatable NIR-II probe that exhibits FL upon matrix metalloprotease activity in tumor microenvironment. Bright and stable PbS/CdS/ZnS core/shell/shell quantum dots (QDs) were synthesized as a model NIR-II fluorophore, and activatable modulators were attached to exploit photoexcited electron transfer (PET) quenching. The quasi type-II QD band alignment allowed rapid and effective FL modulations with the compact surface ligand modulator that contains methylene blue PET quencher. The modulator was optimized to afford full enzyme accessibility and high activation signal surge upon the enzyme activity. Using a colon cancer mouse model, the probe demonstrated selective FL activation at tumor sites with 3-fold signal enhancement in 10 min. Optical phantom experiments confirmed the advantages of the NIR-II probe over conventional dyes in the first near-infrared region.

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