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김성지
김성지 (Sungjee Kim) 저자 이메일 보기
POSTECH
 
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pH-Induced Aggregation of Gold Nanoparticles for Photothermal Cancer Therapy

Jutaek Nam, Nayoun Won, Ho Jin, Hyokyun Chung and Sungjee Kim*

Department of Chemistry, Pohang University of Science & Technology, San 31, Hyojadong, Namgu, Pohang 790-784, South Korea

*CORRESPONDENCE : Sungjee Kim

Abstract
We report a "smart" gold nanoparticle that is designed to aggregate in mild acidic intracellular environments by its hydrolysis-susceptible citraconic amide surface. With a relatively small size of 10 nm, the "smart" gold nanoparticles can be efficiently internalized into cancerous cells. Triggered by pH change, the nanoparticle surfaces are engineered to have both positive and negative charges. Electrostatic attractions between the nanoparticles can rapidly form aggregates inside the cells, and the aggregates accumulate as the exocytosis is blocked by the increased size. Endocytosis of gold nanoparticles and the aggregation are monitored real-time by dark field optical microscopy. The pH-induced formation of aggregates shifts the absorption to far-red and near-infrared. The absorption shift to longer wavelength is used for photothermal cancer therapy as it guarantees maximal tissue penetration for potential therapeutic applications. The gold nanoparticles show selective and efficient destruction of cancerous cells with an intensity threshold of 5 W/cm2 to induce the thermal destruction. In the intensity range 5-13 W/cm2, the circular area of damaged cells increases linearly with the irradiation power density. This shows a new proof-of-concept for photothermal cancer therapy that exploits collective plasmon modes of metal nanoparticles.

논문정보
- 형식: Research article
- 게재일: 2009년 09월 (BRIC 등록일 2012-06-19)
- 연구진: 국내연구진태극기
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