펩타이드를 이용한 탄산칼슘 광물의 나노형태에 대한 선형 편광 마이크로파의 효과

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12027(2023) 이 기사 인용

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전자레인지는 휴대폰, 오븐, 치료기기 등 다양한 용도로 사용됩니다. 그러나 전자레인지가 암 이외의 질병이나 생리학적 과정에 미치는 영향에 대한 보고는 거의 없습니다. 여기에서 우리는 생광물화의 모델로서 CaCO3 광물화에 초점을 맞추고 펩타이드를 사용하여 CaCO3 광물화에 대한 마이크로파의 효과를 밝히려고 시도했습니다. AFM, ζ 전위, HPLC, ICP-AES 및 비유전율 측정을 수행했습니다. 우리의 연구 결과는 마이크로파가 CaCO3 침전물의 나노 형태를 구형 입자에서 끈형 구조로 변경한다는 것을 보여줍니다. 또한, 마이크로파는 펩타이드의 광물화 능력이 높을 경우 광물화에 거의 영향을 미치지 않지만, 침전 능력이 낮을 경우에는 큰 영향을 미친다. 우리의 연구 결과는 치아와 뼈의 치료뿐만 아니라 유무기 나노바이오소재 개발에도 적용될 수 있습니다. 이 방법론은 다양한 마이크로파 조건 하에서 다른 분자/원자 반응으로 확장되어 반응 활동 매개변수를 변경할 수 있습니다.

마이크로파(MW)는 휴대폰, MW 오븐, MW 치료 장치 등 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 그러나 이러한 장치에서 생성되는 전자파는 인체에 ​​미치는 영향에 대한 우려로 인해 국제 규정의 적용을 받습니다. 예를 들어, MW에 장기간 노출된 사람의 경우 암 발병률이 높다는 보고1도 있고, 휴대전화를 과도하게 사용하는 사람의 경우 뇌종양 발병률이 높다는 보고도 있습니다2. 반면, 청소년 뇌종양의 영향에 관한 역학 연구 논문 219편을 요약한 보고서에서는 휴대전화 사용으로 인한 MW 노출로 인한 이병률 증가가 나타나지 않았다3. MW는 생체투과도와 가열능력이 높아 정형외과용 온열제품, 간암치료 등에 활용되고 있다4. MW는 유기 물질5,6,7,8, 무기 물질9,10,11,12 및 펩티드13,14의 합성에도 사용됩니다. 그러나 생명과학 분야에서는 MW가 암 이외의 질병이나 생리학에 미치는 영향에 대한 연구 보고가 거의 없습니다. 질병과 생리학은 단백질, 펩타이드 등 생체분자의 복잡한 상호작용으로 인해 세포의 반응에 영향을 미칩니다. 따라서 MW 조사 하에서 다양한 분자의 거동은 MW가 질병 및 생물학적 기능에 미치는 영향을 밝히기 위해 상세한 분석이 필요합니다. 본 연구에서는 갑각류, 치아 및 뼈의 외골격이 형성되는 과정인 모델 생물학적 반응15,16,17,18,19,20,21,22,23으로 탄산칼슘(CaCO3) 광물화에 중점을 두었습니다. . 생체광물화는 단백질 및 펩타이드와 같은 생체분자에 의한 무기물의 침전입니다. 우리는 이전에 펩타이드를 이용한 CaCO3 침전에 중점을 두고 탄산칼슘(CaCO3) 침전 펩타이드(CAP-1 시퀀스, 가재 외골격의 일부)의 핵심 시퀀스에서 N 말단을 수정하여 생광물화의 기본 메커니즘 측면을 해명하려고 시도했습니다. . 펩타이드를 사용하여 CaCO3 생광물화에 대한 MW의 효과를 조사하면 유기 및 무기 분자의 거동을 밝히는 데 도움이 되며 생물학적 과정에 대한 MW의 영향에 대한 단서를 제공할 수 있습니다. 선형 편파(방향성) MW를 생성하기 위한 반도체 송신기(Minato Medical Science Co., Ltd.)를 준비하고 펩타이드를 이용한 광물화에 대한 MW 출력 와트와 형태, ζ 전위, 강수량, 펩타이드 소비 등의 상관 관계를 분석했습니다. . 이러한 실험을 통해 MW 매개변수와 생체광물화 매개변수 간의 관계에 대한 보다 자세한 이해를 제공할 수 있으며, 이는 치아 및 뼈 치료뿐만 아니라 무기 나노물질 개발에도 적용 가능합니다. 또한, 이 연구는 다른 분자에 대한 MW의 영향에 대한 통찰력을 제공하며 이러한 효과는 조사 편광 및 출력 와트와 같은 MW 매개변수를 변경하여 제어할 수 있습니다.