• 폴리머
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• 제36권2호
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• pp.124-130
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• 2012

본 연구의 목적은 전기방사법을 사용하여 poly(L-lactide-$co$-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL)과 marine collagen (MC)이 혼합된 나노섬유를 제조하는 것이다. 전기방사된 나노섬유의 직경과 형태는 여러 공정 변수에 의해서 변화되는데, PLCL과 MC의 혼합비, 노즐과 콜렉터와의 거리, 노즐의 직경, 용액의 방출 속도 그리고 전기장의 세기 변화에 따라 나노파이버의 직경을 주사전자현미경을 통해서 분석하였다. 또한 제조된 나노파이버의 표면변화를 확인하기 위해 물과의 접촉각을 측정하였으며, 나노파이버의 세포 친화성을 평가하기 위해 MG-63을 이용하여 생존율과 흡착형태를 주사전자현미경과 형광현미경을 통해서 관찰하였다. 이와 같은 연구 결과, 방사거리, MC의 함량, 전기장의 세기가 증가할수록 제조된 나노파이버의 평균직경은 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 MC의 함량이 증가할수록 나노파이버의 친수성이 증가하였고 세포독성은 관찰되지 않았다. 이에 따라 해양유래 생물에서 추출한 콜라겐은 조직공학용 소재에 새롭게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.17-27
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• 2022

형광 이미징은 시간 분해능과 공간 해상도가 높기 때문에 기초연구에서 세포나 소동물 이미징에 널리 활용된다. 기존의 형광 이미징은 가시광선 영역의 광원을 활용하기 때문에 조직 내 광투과도가 낮고, 광원에 의한 광독성이 생길 수 있으며, 자가형광에 의한 간섭으로 검출 민감도가 떨어지는 한계가 있다. 이러한 점을 개선하기 위해 에너지가 낮은 장파장의 광원을 활용하고자 하며, 700~900 nm 영역을 활용하는 근적외선-I 형광 이미징이 개발되었고, 이미징 성능을 대폭 향상시키기 위해서 1000~1700 nm 영역의 장파장을 이용하는 근적외선-II 이미징이 연구자들의 관심을 받고 있다. 근적외선-II 영역은 광산란이 최소화되어 생체조직 내 투과도를 약 10 mm까지 향상시킬 수 있고, 생체조직의 자가형광도 최소화되어 고민감도와 고해상도의 형광 이미징이 가능하다. 본 총설에서는 다양한 근적외선-II 형광 이미징 탐침 중에서 광안정성이 뛰어나고 발광 파장 조절이 용이한 무기 나노입자 기반 탐침에 대해 살펴보았고, 그 중에서 단층 탄소 나노튜브와 양자점 및 란탄족 나노입자에 대해 중점적으로 기술하였다.

• 환경생물
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• 제41권4호
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• pp.386-399
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• 2023

미세플라스틱과 나노플라스틱(NMPs)은 해양생물에 대한 생식 방해, 산화적 스트레스 등의 부정적 영향을 줄 수 있어 해양생태계의 유해오염물질 중 하나로 간주된다. 전 지구적 기후변화로 해수 온도가 상승하고 있음에도 불구하고 미세플라스틱과 온도변화 간의 독성학적 상호 작용에 대한 연구는 제한적이다. 따라서, 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis에 대한 NMPs(polystyrene beads; 0.05-, 6-㎛)의 온도 상승에 따른 독성을 개체 및 유전자 수준에서 확인하였다. 개체 수준에서의 첫 생식 시점은 온도 상승에 의해 빨라지는 양상을 보였으나 35℃ 온도 조건에서 PS beads에 노출된 경우 유의하게 지연되었다. 총 산란 수는 30℃, 0.05-㎛ PS beads에 노출된 경우에서만 유의하게 감소하였다. 상호작용 분석결과 첫번째 생식 시점과 항산화 및 열충격 단백질 유전자(GSTS1 및 Hsp70) 및 ecdysteroid 경로 관련 유전자(EcR_A, EcR_B, 및 CYP314A1)가 온도 및 PS 입자 크기에 주로 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 미세플라스틱이 크기 의존적인 독성을 가지고 있음을 보여줌과 동시에 온도 증가로 인해 독성이 강화될 수 있음을 의미한다. 본 연구는 미세플라스틱의 독성을 평가할 때 수온 등 다양한 요소 또한 고려되어야 한다는 점을 제시하였으며, 해양동물 플랑크톤에 대한 수온과 미세플라스틱의 복합적 독성 상호작용에 대한 이해를 제공할 수 있을 것이다.

• 폴리머
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• 제29권3호
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• pp.260-265
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• 2005

약물의 서방화에 있어서 독성이 특히 강하거나 유효 치료영역이 좁은 약물일수록 초기 버스트는 매우 중요하다. 이러한 약물의 전달을 위한 단일층으로 이루어진 나노미립구의 이용은 표면에 존재하는 약물 때문에 초기 버스트가 커서 서방화에 적절치 못하다. 따라서 본 연구에서는 생분해성 고분자인 덱스트란과 락타이드-글리콜라이드 공중합체(PLCA)를 이용한 이중층 나노미립구를 제조하여 서방성 방출 거동을 보이는 약물 전달체 제조에 대한 연구를 수행 하였다. 덱스트란과 PLCA의 나노미립구는 W/O/W법을 이용하여 이중 에멀젼 과정을 통해 제조하였고 계면활성제로는 폴리(비닐 알코올)(PVA)을 사용하였다. 덱스트란의 생체외 방출 거동을 확인하기 위해 동결 건조된 시료를 직경 $3{\times}1mm$ 몰드를 이용하여 웨이퍼를 제조하여 증류수에서 7일간 방출 거동을 확인하였다. 이중층 나노미립구는 각각의 단일고분자로 이루어진 나노미립구에 비해 다른 방출거동을 보였다. 특히 유화제인 PVA농도가 $0.2\%$인 것이 0차 방출에 가까운 결과를 보였다. 본 실험을 통해 대조군인 물리적인 혼합 모델, 덱스트란 또는 PLGA로만 이루어진 웨이퍼 및 단일층 미립구에 비해 이중층 나노미립구의 내부물질인 덱스트란의 방출 거동이 서방형을 보임을 확인할 수 있었으며 PVA의 함량에 따라 방출 거동을 조절할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제30권3호
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• pp.158-172
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• 2020

수처리용 멤브레인의 기능 개선은 물과 에너지 자원 부족의 문제를 해결할 대표적인 과제로 떠오르고 있다. 나노 멤브레인을 활용한 정수 과정이 실용 가능할 수준에 도달하려면, 여과막의 표면에 박테리아나 미생물이 축적되는 생물 오손(biofouling)을 해소하는 전략이 필수적으로 고안되어야 한다. 더 높은 내구성을 가지면서도 기본적인 목적인 여과에 대한 성능 저하 없이 작동하는 수처리용 멤브레인을 합성하기 위해 현재 수많은 연구가 진행되고 있으며, 이러한 연구들에서 다루어지는 전략들은 크게 두 가지 종류로 분류될 수 있다. 이 중 일반적으로 제시되는 유형은 멤브레인의 표면에 은 나노 입자를 고정하는 방식이다. 은 나노 입자를 활용하는 방법에도, 은 나노 입자가 오염 방지의 역할을 효과적으로 수행하는 데 필요한 표면과의 유의미한 결합을 실현하기 위해 여러 가지 세부 전략들이 제안되어진다. 은 나노 입자를 사용하는 방식에서 단점이나 독성 유발 가능성 등의 위험성이 제기되면서, 은 외에도 구리, 그래핀 또는 아연 산화물, 아민 부분과 같은 물질의 입자들을 적용하여 멤브레인을 알맞게 기능화 하는 유형의 연구들 또한 진행되었다. 위 두 가지 유형의 전략들을 주제로 한 연구들은 여러 번의 시도와 실험을 거쳐 합성된 멤브레인의 표면에서 박테리아의 박멸이나 그의 번식을 예방하는 등의 몇 가지 주목할 만한 성과를 낳았으며, 향후 추가적인 연구가 필요한 점들을 제시하였다. 본 리뷰논문은 금속 나노 입자 및 기타 물질들이 수처리용 멤브레인의 표면과 결합하여 그의 방오화 특성에 기인하는 영향을 조사한 연구들에 대하여 다루고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권11호
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• pp.835-860
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• 2013

최근 들어 나노기술의 발전에 따라 다양한 산업 및 상업분야에서 나노물질의 사용이 급증하고 있다. 이러한 나노물질이 환경에 유출되어 사람의 건강 및 생태계에 악영향을 줄 수 있다는 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 따라 다양한 환경매질 내에서 나노물질의 거동특성 및 생독성 등에 대한 평가들이 요구되어진다. 이러한 평가들이 진행되기 위해서 필연적으로 다양한 매체 내에서 존재하는 나노물질을 효과적으로 분리하고 이들의 특성을 정량화하는 기술들이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 나노물질의 분리기술들 중 시료의 교란이 비교적 적고 전처리과정이 단순한 장-흐름 분획기술을 이용한 나노물질 분리에 대한 국내외 선행연구들을 살펴보았다. 특히 가장 많이 활용되어온 흐름 장-흐름 분획기를 중심으로 기본원리를 살펴보고 분리대상인 나노물질의 종류에 따라서 지금까지 수행되어온 연구들을 분류하고 분석해 봄으로써 이 분야의 연구자들에게 실제적인 정보를 제공하고자 한다. 장-흐름 분획기를 이용하여 다양한 환경매질로부터 나노물질을 효과적으로 분리하기 위해서 분리대상인 나노물질의 종류와 특성을 고려한 전처리, 적절한 멤브레인과 운반용액의 선택, 흐름조건의 최적화 등이 중요한 것으로 조사되었다. 뿐만 아니라 분리 후 나노물질의 특성을 정량화하기 위해서 다양한 검출기 및 분석기와의 연계가 필수적으로 보인다. 하지만 아직까지 일부 환경매질에만 국한되어 연구가 진행되었으며, 또한 분리대상인 나노물질의 종류도 극히 제한적인 것으로 조사되었다. 특히 이러한 나노물질에 대한 분리 및 측정에 대한 국내 연구는 매우 부족한 실정이며 나노물질 사용량이 급증하고 있는 현실을 고려하면 이 분야에 대한 연구가 절실히 요구된다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제22권3호
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• pp.189-196
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• 2007

[ $TiO_2$ ] is widely used because it is non-toxic. Recently, however, nanometer size $TiO_2$ particles (P-25) have been produced and used to increase the photo catalysis efficiency. Nanometer-sized $TiO_2$ is efficient, but due to its small size ($20{\sim}30\;nm$), it can flow into ecosystems and into cells. Thus, it may affect human health. Additionally, $TiO_2$ can produce a second contaminant, OH-radical, which is a health risk for all living organisms during photo degradation reaction. Hence, when nanometer-sized $TiO_2$ flows into natural streams and attaches to living organisms, it will create health risks. We investigated the biological toxicity of this condition in zebrafish embryos. We observed abnormal morphology, hatching rate, and measured the catalase activity to determine anti-oxidation at 100 post fertilization hours. Zebrafish were somewhat affected by $TiO_2$ nanometer sized particles under UV-A (a condition similar to sunlight). Powdered $TiO_2$ is toxic to the zebrafish fly. Even without light, $TiO_2$ particles attached to embryos and flies, having an effect on both.

• 폴리머
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• 제34권6호
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• pp.501-506
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• 2010

물에 잘 녹지 않는 고분자량의 키토산을 가수분해하여 수용성을 갖는 저분자량 키토산을 제조하였다. 키토산을 효율적인 유전자 전달체로 개발하기 위하여 항산화제의 일종인 리포산과 결합하여 빗살 형태의 공중합체를 제조하였다. 양친성을 가지는 공중합체는 수용액 상에서 자기조립을 하여 나노입자를 형성하였다. 나노입자의 평균크기는 217.6 nm이었고 유전자와 복합체를 이루었을 때의 평균크기는 170 nm로 나타났다. 새롭게 만들어진 키토산-리포산 공중합체는 낮은 세포독성을 나타내었고 순수한 키토산에 비하여 10배 정도 높은 형질 발현효율을 보여주었다.

• 한국물환경학회지
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• 제28권6호
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• pp.943-953
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• 2012

Because of their unique properties, nano-sized metallic nanomaterials (NMs) have been used in extensive applications of biomedicine, electronics, optics, engineering, and personal care products. Accordingly, with the increasing release of NMs into the environment, numerous studies of nanoecotoxicity have been conducted. Fish embryo toxicity test (FET) has many benefits in evaluating toxicity of NMs as an alternative to a whole-body test in fish. In this study, we collected and analyzed the toxicity studies of metallic NMs on freshwater fish embryos. Most studies have demonstrated that metallic NMs are highly toxic during the early development of fish embryos. However, it should be noted that the results for the same NMs on the same test species show variation due to differences in the size or surface properties of the test NMs and exposure conditions. For the safe use of metallic NMs, we need to analyze their effects based on their properties, test species, environmental media, and diverse conditions.

• 공업화학
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• 제34권2호
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• pp.192-198
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• 2023

본 연구에서는 마이크로웨이브를 이용하여 추출한 측백나무 잎의 성분을 분석하고 세포독성, 항균 및 항바이러스 활성을 평가하였다. 마이크로웨이브 추출법에 따른 주요 성분은 catechin, leucopelargonidin, arecatannin, quinolone 및 kaempferol 유도체 등으로 나타나 플라보노이드와 탄닌 계열 물질을 함유하고 있는 것을 확인하였다. 인간 상피세포 (HaCaT)를 대상으로 한 세포독성 평가에서는 0.11 mg/mL 농도에서 독성이 나타나지 않음을 보였다. 항균 성능은 외용 소독제(의약외품) 효력평가법 가이드라인에 따라 측정하였으며 1.11 mg/mL 농도에서는 그람 음성균인 대장균에 대해 항균 효과가 낮은 반면, 그람 양성균인 황색포도상구균에 대해서는 99.9%의 항균 효율을 나타내었다. 또한, 추출물의 농도를 높이고 균과의 접촉 시간을 증가시킬 경우 대장균에 대해서도 99.9%의 항균 효율을 나타낼 수 있음을 보였다. 항균 활성 외에도 바이러스에 대한 살균제의 활성을 측정하는 표준(ASTM E1052-20)에 따라 평가 결과 인플루엔자 A (H1N1)와 SARS-CoV-2에 대해 99.99% 이상의 항바이러스 활성을 가지고 있음을 확인하였다. 이 결과들은 측백나무 추출물이 항바이러스 소독제나 표면 코팅제, 개인 보호용구 및 방역용 섬유 소재로서 응용될 수 있음을 시사한다.