• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.200-205
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• 2016

본 연구에서는 최근 많은 분야에서 응용되고 있는 형광물질인 양자점을 생명고분자인 키토산과 반응시켜 얻은 나노입자와 금속성 골드 나노입자, 그리고 실버 나노입자로 외부를 코팅하여 나노약물 전달체를 얻을 수 있었다. 키토산은 생체고분자로써 무독성이며 인체적합성 고분자이다. 양자점은 2~10 nm의 크기를 가지는 반도체성 나노입자이다. 양자점은 생명분자나 생명단백질의 비슷한 크기를 갖으며, 그 크기에 따라 알맞은 가시광선 영역의 빛을 발산할 수 있도록 조절 가능하므로, 세포 바이오 마킹, 약물전달체 등에 효과적으로 쓰일 수 있다. 따라서 키토산 나노입자 말단의 아민기와 양자점의 카르복실기가 아미드결합을 형성하여 반응하게 조절하였다. 양자점의 독성을 완화시키기 위해 코팅재료로 사용된 금속성 나노입자 중 골드나노입자는 약 5~10 nm의 크기를 가지고 있고, 인체에 무해하고 음전하를 띄어서 양전하를 띈 고분자와 쉽게 복합체를 형성할 수 있는 장점이 있다. 향균성으로 잘 알려진 실버나노입자는 약 5 nm의 크기를 가지고 있고, 은 나노입자로 코팅을 하면 미생물 감염을 미리 방지 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 만들어진 QDs-키토산-골드 & QDs-키토산-실버 나노쉘의 입자크기는 약 100 nm의 크기를 갖었으며, 목적하는 바 형광특성을 잘 보여주고 있었다. 이러한 입자들은 정전기적 상호작용에 의하여 각각 골드나노입자와 실버나노입자로 코팅되어 나노 약물전달체로 완성할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제46권3호
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• pp.347-351
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• 2014

키토산 바이오폴리머를 활용한 은나노 입자의 효과적인 녹색합성을 수행하였으며 얻어진 키토산-은나노 복합물질의 물리화학적 특성을 분석하고 키토산-은나노 복합필름을 제조, 이들의 항균성을 평가하였다. UV-Visible 흡수 spectrum과 TEM 분석을 통해 키토산 내 은나노 입자가 안정적으로 생성, 분포하고 있음을 확인하였고 키토산 및 질산은의 농도 그리고 반응시간의 변화에 따른 키토산 내 은나노 생성 특성을 조사하였다. 녹색합성된 키토산-은나노 복합물질로부터 EDS 분석 결과 0.9-8.9% 범위의 은나노를 함유한 키토산-은나노 복합필름이 얻어졌으며 FTIR 분석에 의해 은나노 합성과정에서 키토산의 활성아민기와 소량의 히드록시기가 은나노 환원반응에 참여함으로써 키토산이 은나노 입자의 합성을 위한 환원제 및 안정제로 작용하였음을 확인할 수 있었다. 이들 복합필름의 항균정성 평가 결과 순수 키토산 대조군 필름에서는 E. coli에 대한 항균성이 나타나지 않은 반면 키토산-은나노 필름에서는 뚜렷한 항균성을 보였으며 함유된 은의 농도 증가에 따라 항균력 또한 증가하였다. 본 연구결과를 통해 친환경 항균소재로서 녹색합성법에 의해 제조된 키토산-은나노 복합물질을 기능성 포장소재로 응용 가능함을 확인하였으며 향후 포장소재로서 요구되는 수분 및 가스차단성, 식품 내용물과의 반응성, 접촉안전성 및 안정성 등과 같은 다양한 요소의 체계적 연구가 뒤따라야 할 것으로 판단되며 복합필름의 연성, 강성, 내냉 내열성 등 식품포장필름 적용을 위한 지속적인 연구가 수행될 것이다.

• 공업화학
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• 제32권5호
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• pp.509-515
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• 2021

본 연구는 생체적합성 및 생분해성의 특성을 갖는 PLGA (poly lactic-co-glycolic acid)를 이용하여 이중(w/o/w) emlusion과 유화 용매-증발 기법을 통해 PLGA 나노입자(PNP)를 제조하였고, 이에 키토산을 전하 상호작용을 통해 키토산이 코팅된 PLGA 나노입자(CPNP)를 제조하여 입자의 안정성과 생체이용률을 극대화할 수 있는 경구 투여용 약물 전달체로 사용 가능성을 입증하고자 하였다. CPNP의 화학적 구조는 ¹H-NMR 및 FT-IR을 통해 분석하였으며, 모든 특성 피크가 나타남으로써 성공적으로 제조되었음을 확인하였다. 또한, CPNP의 입자 크기, 제타 전위 및 형태학적 이미지는 DLS와 TEM을 이용하여 각각 분석하였으며, TGA를 통해 CPNP의 열적 분해 거동을 관찰하였다. 또한, CPNP의 세포 독성은 HEK293 및 L929 세포에서 MTT assay를 수행하여 확인하였고, 모든 농도에서 70% 이상의 세포 생존율을 확인함으로써 독성이 없음을 입증하였다. 이러한 결과를 통해 본 연구에서 개발된 CPNP가 경구용 약물 전달체로써 사용 가능성이 있음을 제안한다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제40권3호
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• pp.261-271
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• 2024

Sulfur is one of the inorganic elements used by plants to develop and produce phytoalexin to resist certain diseases. This study reported a method for preparing a material for plant disease resistance. Sulfur nanoparticles (SNPs) stabilized in the chitosan-Cu²⁺ (CS-Cu²⁺) complex were synthesized by hydrolysis of Na₂S₂O₃ in an acidic medium. The obtained SNPs/CS-Cu²⁺ complex consisting of 0.32% S, 4% CS, and 0.7% Cu (w/v), contained SNPs with an average size of ~28 nm as measured by transmission electron microscopy images. The X-ray diffraction pattern of the SNPs/CS-Cu²⁺ complex showed that SNPs had orthorhombic crystal structures. Interaction between SNPs and the CS-Cu²⁺ complex was also investigated by ultraviolet-visible. Results in vitro nematicidal effect of materials against Meloidogyne incognita showed that SNPs/CS-Cu²⁺ complex was more effective in killing second-stage juveniles (J2) nematodes and inhibiting egg hatching than that of CS and CS-Cu²⁺ complex. The values of LC₅₀ in killing J2 nematodes and EC₅₀ in inhibiting egg hatching of SNPs/CS-Cu²⁺ complex were 75 and 51 mg/l, respectively. These values were lower than those of CS and the CS-Cu²⁺ complex. The test results on the nematicidal effect against M. incognita on coffee pots showed that the SNPs/CS-Cu²⁺ complex was 100% effective at a concentration of 150 mg/l. Therefore, the SNPs/CS-Cu²⁺ complex could be considered as a biochemical material with potential for agricultural applications to control root-knot nematodes.

• 폴리머
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• 제33권4호
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• pp.389-395
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• 2009

저분자량수용성 키토산(LMWSE)을 소수성 항진균제 전달체로 응용하기 위하여, 데옥시콜릭산(deoxycholic acid, DA)을 이용하여 LMWSE를 화학적으로 개질하였다. DA가 결합된 LMWSC 나노입자(WSEDA)의 특성은 동적 광산란기, 투과전자현미경을 이용하여 그 특성을 분석하였다. 제조되어진 나노입자의 크기는 $250{\sim}350\;nm$로 DA의 치환도가 증가함에 따라 입자의 크기가 증가하였다. 항진균제인 이트라코나졸(itraconazole)이 봉입된 WSEDA 나노입자(WSEDA-ITCN)는 소수성 상호작용을 이용한 용매 증발법으로 제조하였다. UV 분광광도계를 이용하여 약물의 함량 및 담지 효율을 측정한 결과 약물의 담지 효율은 $61{\sim}68%$로 우수한 담지 효율을 보였다. 약물방출 거동에서 이트라코나졸이 봉입된 나노파티클의 DA의 함량이 많아질수록 약물이 천천히 방출되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 제조한 DA가 결합된 저분자량 수용성 키토산 나노파티클이 항진균제 전달체로서 매우 높은 응용 가능성을 나타내고 있음을 확인하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제39권sup2호
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• pp.213-222
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• 2009

Purpose: Recently, interest in chitosan has increased due to its excellent biological properties such as biocompatibility, antibacterial effect, and rapid healing capacity. On the other hand, hydroxyapatite is used as a bone substitute in the fields of orthopedics and dentistry. The hydroxyapatite-chitosan (HA-CS) complex containing hydroxyapatite nanoparticles was developed for synergy of both biomaterials. The objective of this study was to evaluate the effect of hydroxyapatite (HA)-chitosan (CS) membrane on bone regeneration in the rat calvarial defect. Methods: Eight-millimeter critical-sized calvarial defects were created in 70 male Sprague-Dawley rats. The animals were divided into 7 groups of 10 animals and received either 1) chitosan (CS) 100% membrane, 2) hydroxyapatite (HA) 30%/CS 70% membrane, 3) HA 30%/CS 70%, pressed membrane, 4) HA 40%/CS 60% membrane, 5) HA 50%/CS 50% membrane, 6) HA 50%/CS 50%, pressed membrane, or 7) a sham . surgery control. The amount of newly formed bone from the surface of the rat calvarial defects was measured using histomorphometry, following 2- or 8- week healing intervals. Results: Surgical implantation of the HA - CS membrane resulted in enhanced local bone formation at both 2 and 8 weeks compared to the control group. The HA - CS membrane would be significantly more effective than the chitosan membrane in early bone formation. Conclusions: Concerning the advantages of biomaterials, the HA-CS membrane would be an effective biomaterial for regeneration of periodontal bone. Further studies will be required to improve the mechanical properties to develop a more rigid scaffold for the HA-CS membrane.

• Journal of Veterinary Science
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• 제25권2호
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• pp.30.1-30.16
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• 2024

Background: Biofilms, such as those from Staphylococcus epidermidis, are generally insensitive to traditional antimicrobial agents, making it difficult to inhibit their formation. Although quercetin has excellent antibiofilm effects, its clinical applications are limited by the lack of sustained and targeted release at the site of S. epidermidis infection. Objectives: Polyethylene glycol-quercetin nanoparticles (PQ-NPs)-loaded gelatin-N,O-carboxymethyl chitosan (N,O-CMCS) composite nanogels were prepared and assessed for the on-demand release potential for reducing S. epidermidis biofilm formation. Methods: The formation mechanism, physicochemical characterization, and antibiofilm activity of PQ-nanogels against S. epidermidis were studied. Results: Physicochemical characterization confirmed that PQ-nanogels had been prepared by the electrostatic interactions between gelatin and N,O-CMCS with sodium tripolyphosphate. The PQ-nanogels exhibited obvious pH and gelatinase-responsive to achieve on-demand release in the micro-environment (pH 5.5 and gelatinase) of S. epidermidis. In addition, PQ-nanogels had excellent antibiofilm activity, and the potential antibiofilm mechanism may enhance its antibiofilm activity by reducing its relative biofilm formation, surface hydrophobicity, exopolysaccharides production, and eDNA production. Conclusions: This study will guide the development of the dual responsiveness (pH and gelatinase) of nanogels to achieve on-demand release for reducing S. epidermidis biofilm formation.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.159-159
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• 2022

Nitric oxide (NO) is a versatile signaling molecule, which is not only involved in plant growth and development but also regulates biological processes in response to biotic and abiotic stresses. Exogenous application of NO regulates the endogenous level of nitric oxide in response to stress conditions and therefore, NO donors are frequently used for stress alleviation. However, NO has very short half-life along with high reactivity. Therefore, conventional NO donors are often disadvantageous due to the relative instability of NO. On the contrary, development of NO releasing nanoparticles is a potential technique for enhancing the availability of NO in plants. Therefore, our aim was to synthesize such potential NO releasing nanoparticles which may be useful for application in agriculture. We have prepared Chitosan encapsulated S-nitrosoglutathione nanoparticles (GSNONP) and tried it with different concentrations for basic research in Arabidopsis thaliana. Our results suggest that lower concentration of this nanoparticle is highly effective for better growth of plants whereas higher concentration produces toxicity that leads to plant death. We observed better growth of Arabidopsis thaliana at 1µM concentration of the GSNONP compared to free GSNO.

• Macromolecular Research
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• 제13권3호
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• pp.167-175
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• 2005

This review explores recent works involving the use of the self-assembled nanoparticles of bile acid-modified glycol chitosans (BGCs) as a new drug carrier for cancer therapy. BGC nanoparticles were produced by chemically grafting different bile acids through the use of l-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC). The precise control of the size, structure, and hydrophobicity of the various BGC nanoparticles could be achieved by grafting different amounts of bile acids. The BGC nanoparticles so produced formed nanoparticles ranging in size from 210 to 850 nm in phosphate-buffered saline (PBS, pH=7.4), which exhibited substantially lower critical aggregation concentrations (0.038-0.260 mg/mL) than those of other low-molecular-weight surfactants, indicating that they possess high thermodynamic stability. The SOC nanoparticles could encapsulate small molecular peptides and hydrophobic anticancer drugs with a high loading efficiency and release them in a sustained manner. This review also highlights the biodistribution of the BGC nanoparticles, in order to demonstrate their accumulation in the tumor tissue, by utilizing the enhanced permeability and retention (EPR) effect. The different approaches used to optimize the delivery of drugs to treat cancer are also described in the last section.

• 폴리머
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• 제35권3호
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• pp.254-259
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• 2011

고분자 용액의 전기분무에서 금속 샘플 포집기들은 분무된 입자로부터 흔히 용매를 충분히 제거하거나 재분산이 가능한 분무 입자를 회수하는데 효과적이지 못하다. 단백질 약물의 캡슐화(encapsulation)를 위해 본 연구에서는 입자를 분산매(응고액제)의 층류 안으로 분무하는 새로운 전기분무시스템을 설계하였다. 캡슐화용 물질로 키토산과 폴리아크릴산이 사용되었다. 이 새로운 시스템을 사용하여 입자의 응집을 방지할 수 있었으며, 4~16 kV의 전압과 같은 유속에서 unimodal한 입도분포를 관찰할 수 있었다. 반면에 가한 전압이 평균 입자 크기에 미치는 영향은 크지 않았다.