• Applied Chemistry for Engineering
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• v.33 no.1
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• pp.17-27
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• 2022

Fluorescence imaging is widely used to image cells or small animals due to its high temporal and spatial resolution. Because conventional fluorescence imaging uses visible light, the penetration depth of light within the tissue is low, phototoxicity may occur due to visible light, and the detection sensitivity is lowered due to interference by background autofluorescence. In order to overcome this limitation, long-wavelength light should be used, and fluorescence imaging using near-infrared-I (NIR-I) in the region of 700~900 nm has been developed. To further improve imaging quality, researchers are interested in using a longer wavelength light, near-infrared-II (NIR-II) ranging from 1000 to 1700 nm. In the NIR-II region, light scattering is further minimized, and the penetration depth of light in the tissue is improved up to about 10 mm, and autofluorescence of the tissue is reduced, enabling high sensitivity and resolution fluorescence imaging. In this review, among various NIR-II fluorescence imaging probes, inorganic nanoparticle-based probes with excellent photostability and easily tunable emission wavelength were described, focusing on single-walled carbon nanotubes, quantum dots, and lanthanide nanoparticles.

• Applied Microscopy
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• v.41 no.3
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• pp.147-154
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• 2011

Backscattered electrons (BSE) are generated at the impact of the primary electron beam on the specimen. BSE imaging provides the compositional contrast to resolve chemical features of sectioned block-face. A focused ion beam (FIB) column can be combined with a field emission scanning electron microscope (FESEM) to ensure a dual (or cross)-beam system (FIB-FESEM). Due to the milling of the specimen material by 10 to 100 nm with the gallium ion beam, FIB-FESEM allows the serial block-face (SBF) imaging of plastic-embedded specimens with high z-axis resolution. After contrast inversion, BSE images are similar to transmitted electron images by transmission electron microscopy. As another means of SBF imaging, a specialized ultramirotome has been incorporated into the specimen chamber of FESEM ($3View^{(R)}$). Internal structures of plastic-embedded specimens can be serially revealed and analyzed by $3View^{(R)}$ with a large field of view to facilitate three-dimensional reconstruction. These two SBF approaches by FESEM can be employed to unravel spatial association of (sub)cellular entities for a comprehensive understanding of complex biological systems.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.229.1-229.1
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• 2015

생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

• BT NEWS
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• v.15 no.1
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• pp.16-19
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• 2008

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2006.08a
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• pp.46-46
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• 2006

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2008.07a
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• pp.357-358
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• 2008

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2011.06a
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• pp.977-978
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• 2011

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.05a
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• pp.916-919
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• 2012

Bioimaging that can be imaging phenomena within cells of a molecular size have been advanced in technology. We can observe clearly DNA and proteins using a confocal microscope. Currently biological fluorescent imaging area is used essentially for diagnosis and treatment in health and clinical care field. In this paper, we developed an integration management system of analyzing fluorescence images on smart phone. It can support a user to analyse fluorescence images anytime anywhere. And our system is based on client-server configuration and has functions that can figure intensity of fluorescence images and manage many imaging data. Proposed system can be a mean of ubiquitous health because it helps a doctor diagnose by analyzing fluorescence images of emergency patients without time and space restrictions.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.622-624
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• 2015

Tumor hypoxia caused by the unique characteristics of solid tumor sites such as lowered vascular density, irregular vasculature, longitudinal oxygen gradient, and unbalanced oxygen consumption has decreased therapeutic efficacy in several clinical trials such as radiation, chemotherapy, and surgery. Hence, tumor oxygenation studies at microvascular levels are important to provide better understanding of the complexity of microvasculature oxygen transport and exchange with tissue. However, polarographic microelectodes, was employed to measure $pO_2$ at the microvasculature level, but it is difficult to perform and does not provide significant spatial and temporal information of oxygen delivery. In this research, we introduce the hyperspectral imaging system able to provide a wide range of vascular characteristics by spatial maps on hemoglobin saturation information for better understanding of the relationship between blood oxygen delivery, hypervascularity, aberrant angiogenesis at microvasculature levels during tumor growth.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2008.07a
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• pp.381-382
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• 2008