| 초록 |
1.분석자 서문 의료분야에서 암 진단과 치료는 현재까지도 가장 중요한 사안이며 이를 해결하기 위해 수많은 연구가 이루어지고 있다. 암 환자의 생존 가능성을 높이기 위해 조기에 암을 진단하는 일은 무엇보다 중요한 연구 가치를 가지며, 나아가 간편하고 확실한 방법으로 암을 치료하는 연구도 지속적으로 이루어져야 할 부분이다. 특히, 비침습적이고 안전한 진단 및 치료 방법을 개발하기 위해 다양한 연구들이 이루어지고 있다. 최근에는 빛과 나노 물질을 통해 발생되는 플라즈몬 현상을 이용하는 암진단과 치료법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 분석문에서는 플라즈몬을 이용하여 나노 단위의 암 표지자를 검출하고, 암을 치료하는 연구 방법들을 소개하고자 한다. 참고한 자료는 lsquo;Nanostructured materials with plasmonic nanobiosensors for early cancer detection: A past and future prospect rsquo;이며[1], 나노구조와 플라즈모닉 바이오센서를 이용한 암진단의 다양한 연구들에 대해 다루고 있다. 본 분석문에서는 참고 자료를 바탕으로 플라즈모닉 나노물질 그리고 플라즈모닉스를 이용한 암진단과 치료 방법에 대해 설명하고자 한다. 2. 목차 1.개요 2.플라즈모닉 나노물질 2.1.메타 물질 2.2.나노 안테나 3.암진단을 위한 플라즈모닉스 3.1.플라즈모닉 바이오센서 3.2.표면플라즈몬공명 이미징(SPRi) 4.암치료를 위한 플라즈모닉스 5.결론 본 분석글에서는 참고자료에서 언급된 내용을 바탕으로 플라즈모닉 현상을 이용한 암의 진단과 치료 방법에 대해 살펴보았다. 플라즈모닉 센서는 민감도, 선택성, 신속성, 정확성 그리고 다른 센서와 동시에 활용이 가능한 장점들을 가지고 있다. 플라즈모닉 센서를 이용한 뛰어난 실험 결과와 많은 연구 논문들이 있지만 아쉽게도 실제 산업계 및 의료계에서의 활용은 미비하다. 이는 플라즈모닉 센서 장비와 이를 활용할 수 있는 다양한 바이오 마커와 센서칩 그리고 이를 통합하는 플렛폼의 부재라고 생각된다. 현재 GE, AMETEK 등의 해외 대기업들이 고성능 플라즈모닉 센싱 시스템과 여러가지 플랫폼을 갖추고 판매를 하고 있지만 수 억대의 고가이기 때문에 이러한 장비를 일반 병원이나 실험실에서 확보하기가 쉽지 않다. 몇몇 기업들이 소형 플라즈모닉 센서 장비를 개발하여 판매를 하고 있지만 실제 바이오 분야에서 활용하기에 성능이 부족하거나 이를 활용하기 위한 다양한 센서칩이나 플랫폼의 부재 등의 이유로 거의 사용되지 못하고 있는 실정이다. 이를 해결하기 위해서는 성능을 유지하면서 부피를 줄이고 단가가 낮은 장비의 개발이 필요하며, 다양한 센서칩과 응용 모듈 그리고 간단한 방법으로 쉽게 접근이 가능한 플랫폼 구축이 필요할 것이다. 플라즈모닉스를 이용한 암치료는 비침습적이고 빠르고 정확한 암치료법으로서 앞으로 그 활용 가치가 높다. 하지만 인체 내 나노입자의 배출 및 독성 문제, 피부를 통한 광원의 침투 깊이 한계 등의 이유로 활용도가 높지 않으며, 현재는 구강암, 유방암 등과 같은 광원의 투과가 용이한 특정 신체 부위의 질병 치료에 한정되어 있다. 하지만 인체와 같은 복잡한 매질에서 높은 투과도로 빛을 통과 시키는 연구의 성공[15]과 투과도가 높은 적외선 대역에서 표면플라즈몬공명이 일어나는 나노 입자의 사용[16-18]을 통해 보다 효과적이고 다양한 범위의 플라즈모닉 암 치료 가능성이 열려있다. 플라즈몬 현상이 발견되고[19], 60여년 동안 이와 관련된 수 많은 연구가 진행되었으며 이를 통해 실제 여러분야에서 많이 사용되고 있다. 특히 바이오 분야에서의 그 응용 가치가 뛰어나기 때문에 앞으로도 더 다양한 활용 가능성과 활발한 상용화를 기대해 본다. References 1. S. Sugumarana, M.F. Jamlosa, M.N. Ahmadb, C.S. Bellanc, D. Schreursd, Nanostructured materials with plasmonic nanobiosensors for early cancer detection: A past and future prospect, Biosensors and Bioelectronics, 100, 361-373 (2018) 2. S.E. Lohse, N.D. Burrows, L. Scarabelli, L.M. Liz-Marzan, C.J. Murphy, The quest for shape control: a history of gold nanorod synthesis, Chem. Mater. 25, 1250-1261 (2013) 3. J. Srajer, A. Schwaighofer, G. Ramer, P. Frank, B. Lendl, C. Nowak, Experimental Study on Localized Surface Plasmon Mode Hybridization in the Near and Mid Infrared, Plasmonics, 9, 707-713 (2014) 4. J. Obrzut, J.F. Douglas, O. Kirillov, F. Sharifi, J.A. Liddle, Resonant microwave absorption in thermally deposited Au nanoparticle films near percolation coverage, Langmuir, 29, 9010-9015 (2013) 5. S. Zhu, Y. Fu, Hybridization of localized surface plasmon resonance-based Au-Ag nanoparticles, Biomed. Microdev. 11, 579-583 (2009) 6. J.P. Monteiro, S.M. Predabon, E.G. Bonafe, A.F. Martins, A.G. Brolo, SPR platform based on image acquisition for HER2 antigen detection, Nanotechnology 28, 045206, 7 (2017) 7. C. Cao, J. Zhang, X. Wen, S.L. Dodson, N.T. Dao, L.M. Wong, S. Wang, S. Li, A.T. Phan, Q. Xiong, Metamaterials-based label-free nanosensor for conformation and affinity biosensing, ACS Nano 7, 7583-7591 (2013) 8. I.H. El-Sayed, X. Huang, M.A. El-Sayed, Surface Plasmon Resonance Scattering and Absorption of anti-EGFR Antibody Conjugated Gold Nanoparticles in Cancer Diagnostics: Applications in Oral Cancer, Nano Lett. 5, 829-834 (2005) 9. C. Walgama, Z.H. Al Mubarak, B. Zhang, M. Akinwale, A. Pathiranage, J. Deng, K.D. Berlin, D.M. Benbrook, S. Krishnan, Label-Free Real-Time Microarray Imaging of Cancer Protein ndash;Protein Interactions and Their Inhibition by Small Molecules, Anal. Chem. 88, 3130-3135 (2016) 10. A. Sankiewicz, L. Romanowicz, P. Laudanski, B. Zelazoska-Rutkowska, B. Puzan, B. Cylwik, E. Gorodkiewicz, SPR imaging biosensor for determination of laminin-5 as a potential cancer marker in biological material, Anal. Bioanal. Chem. 408, 5269-5276 (2016) ※ 이 자료의 분석은 서울대학교 차세대융합기술연구원의 김낙현님께서 수고해주셨습니다. |
