일반기술

의료용 실리콘 나노입자

러시아 최초로 CdTe나 CdSe 를 가지고 나노입자, 즉 ≪양자점 (Quantum dots)≫을 제조하는 기술이 개발되었다.양자점들(Quantum dots)은 Cd, Se, Hg, Pb, In 등 다양한 합금으로 만든 직경이 약 3nm인 반도체 나노입자를 말하는데, 가시광선역에서 발광한다. 양자점들은 세포나 조직 같은 생체시료를 연구할 때 유기염료와 형광표시한 단백질 등을 대신할 수 있는 물질로 널리 이용된다. 표면이 각각 CdS와 ZnS로 안정된 CdTe 또는 CdSe를 이용해 만든 나노입자들이 이미 연구되었다. 입자들은 가시광선역과 근적외선역에서 수 많은 가는 형광선들을 나타낸다. 그렇기 때문에 최근 이를 형광표시로 바이오메디신에 응용할 수 있는 가능성이 적극 연구되고 있는데 한편 독성이 있기 때문에 의료용으로는 아직 이용되지 못하고 있다.최근 카드뮴 대신 실리콘을 이용한 나노입자가 제조되었다. 실리콘은 마이크로일렉트로닉스에서 널리 이용되는 관성소재이다. 크기가 10nm인 실리콘 나노입자들은 적색-오렌지색 부분에서 발광하는데, 그 위치는 CdTe나 CdSe와 마찬가지로 입자크기에 달려 있다. 나노입자는 레이저 열분해로 만든다.나노입자를 흐름반응기에서 합성시키는데, 실린더 모양을 한 아르곤플루로 둘러싸인 모노실란 스트림에서 한다. 노즐단면의 모노실란스트림 직경과 CO2레이저 렌즈(F=12 см)에서 나가는 연속방사선의 직경은 1 mm이다. 아르곤 스트림을 만드는 노즐 직경은 4mm이다. 실리콘 가루는 여과블록에서 모은다.대형입자를 제거하기 위해 샘플을 원심분리 시킨다. 그리고 나노입자들의 입단화 (aggregation)를 방지하기 위해 초음파 처리한 뒤 바이오폴리머로 코팅한다.제조된 실리콘 나노입자들에 생긴 발광라인의 반굵기가 기존 양자점들에 비해 크지만, 카드뮴 나노입자보다 실리콘 나노입자가 의료와 생물학에 이용될 가능성이 더 크다.실험실에서 실험이 완료되었고, 나노소재 샘플의 발광특성이 연구되었다. 액체바이오와 실험용 동물에서 시험을 완료하였다.