• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.124-124
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• 2018

Polydopamine은 수중 접착력, 친환경 접착제, nanoparticle absorption 등 다양한 특성으로 많이 연구되고 있는 소재이다. 본 연구에서는 dopamine을 이용하여 수중 금속을 흡착시키는 thin film을 제작하였다. 종래의 Polydopamine coating 방법으로 wet coating 이 사용되고 있다. 하지만 wet 방식의 경우 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 in-line, roll to roll 방식을 적용하는 것이 어렵기 때문에 생산적이지 않다. 이에 본 연구에서는 Atmospheric Pressure Plasma(APP)를 이용 하여 Polydopamine-like film을 coating 하였다. APP의 경우 vacuum system, solution tank가 필요 없고 in-line, roll to roll 방식을 적용 할 수 있기 때문에 더 경제적이고 생산적인 공정이다. 또한 기존의 Plasma polymerization 방법은 Plasma energy가 높기 때문에 source의 분자구조가 바뀌거나 atom 단위로 분해된다. source의 분자구조가 바뀌는 "Atomic polymerization", Neiswender-Rosskamp Mechanism이 적용되면 wet 방식 coating한 film과는 다른 특성을 갖게 된다. 하지만 APP polymerization은 Plasma energy가 vacuum plasma 보다 매우 낮기 때문에 stile polymerization mechanism을 구현 하는데 적합 하다. stile polymerization mechanism은 Plasma 내부에서 polymer source를 분해 성장 시켜서 Polymer film 얻는 것이 아닌 source의 분자구조가 깨지지 않으면서 polymer growing 시키는 방법이다. dopamine source의 분자구조를 최대한 유지하려고 하는 이유는 metal absorption과 같은 특성이 dopamine chemical structure에 영향을 받기 때문이다. 많은 논문들에서 dopamine의 catechol group이 metal absorption, adhesion force에 영향을 주는 주요 인자라고 주장하고 있기 때문이다. 그래서 본 논문에서는 Dopamine source의 형태를 보존하면서 Polymerization 하는 방법으로 APP process를 사용 하여 낮은 전압에서 Polydopamine-like film을 제작 하였다. APP system 의 Plasma 방전부 에 Dopamine source를 유입하기 위하여 본 논문에서는 Piezo Spray 방식을 사용 하였다. Dopamine을 evaporator 하는 것이 어렵고 chemical composition이 유사한 monomer를 사용해서 Plasma Polymerization으로 Dopamine 분자 구조를 재현하는 것도 어렵다. 그래서 본 연구에서는 Dopamine을 water에 immerse 하고 Dopamine solution을 mist 상태로 만들어서 Plasma discharge area에 유입하였다. 이러한 방법으로 만들어진 film은 Polydopamine film은 아니지만 Polydopamine film과 유사한 Chemical composition, chemical structure, metal absorption을 갖는 것을 FT-IR, SEM, XPS을 이용 하여 확인 하였다. Dopamine source의 보존에 대하여 명확하게 확인하기 위하여 FT-IR을 측정 하였다. 전압에 따른 Benzene ring, hydroxyl group의 비율을 확인 하였다. 낮은 전압으로 coating 된 Polydopamine-like film 일수록 hydroxyl group peak($3400{\sim}3000cm^{-1}$)과 비교하여 Benzene ring peak($1600{\sim}1580cm^{-1}$ and $1510{\sim}500cm^{-1}$)이 흡수를 더 많이 하는 것을 확인 할 수 있다. 이것은 Benzene ring이 파괴되지 않고 보존되는 것을 보여준다. Dopamine에서 Benzene ring은 absorption main factor인 catechol에 있는 chemical structure이다. 즉 Benzene ring peak이 높을수록 Catechol이 잘 보존 되었다는 의미 이다. Catechol의 보존은 absorption main factor가 보존 된다는 의미 이다. 이러한 Polydopamine-like film으로 As, Cr, Mg, Cu 200ppm solution에 대한 filtration 능력을 확인 하였다. As, Cr, Cu, Mg 의 제거율이 각각 약25%, 35%, 45%, 65%인 것을 확인 하였다. 이 수치는 시중에 판매되는 제품들과 비교했을 때 300%~500% 향상된 수치 이다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.454-462
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• 2023

금속 나노 입자의 플래시 램프 어닐링 공정은 빠른 가공 속도(밀리초 단위), 저온 공정, 롤투롤 공정과의 호환성 등 이유로 유연한 기판 위에 고성능 전극을 제조하기 위한 강력한 솔루션으로 제공되어 왔다. 그러나 금속 나노 입자[예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등]는 저온 공정을 위한 미세 금속 나노 입자(직경 10 nm 미만)의 제조가 어렵고, 고가이며, 잉크보관 및 플래시 램프 어닐링 과정에서 산화가 발생하는 등의 한계가 존재했다. 이러한 이유로 유기금속화합물 잉크는 금속 나노 입자를 대체할 수 있는 재료로서 저렴한 가격(기존 금속 나노 잉크 대비 1/100의 가격)과 저온 공정성, 높은 재료 안정성으로 인해 제안되었다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 유기금속화합물의 플래시 램프 어닐링 처리를 통한 유연한 전극의 제조는 광범위하게 연구되지 않고 있다. 본 논문에서는 사전 경험 없이 은 유기금속화합물을 플래시 램프 어닐링하는 과정에서 발생할 수 있는 어려움을 최소화하기 위해 재료 매개변수와 플래시광 처리 매개변수(에너지 밀도, 펄스 지속시간 등)를 고려하여 유연 기판에 전극을 제조하기 위한 최적의 조건을 결정하는 방법을 실험적으로 가이드하고자 한다.

• 한국환경보건학회지
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• 제38권6호
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• pp.493-502
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• 2012

Objectives: The purpose of this study is to investigate the mass concentration of nanoparticles and understand the characteristics of elements of heavy metal concentrations within nanoparticles in the air using Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor Model-110 (MOUDI-110), based on indoor and outdoor air. Methods: This Study sampled nanoparticles using MOUDI-110 indoors (office) and outdoors at S University in Asan, Korea in order to reveal the concentration of nanoparticles in the air. Sampling continued for nine months (10 times indoors and 14 times outdoors) from March to November 2010. Mass concentrations of nanoparticle and concentrations of heavy metals (Al, Mn, Zn, Ni, Cu, Cr, Pb) were analyzed. Results: Indoors, geometric mean concentration of nanoparticles ranged in size from 0.056 ${\mu}m$ to 0.10 ${\mu}m$ and those of 0.056 ${\mu}m$ or less recorded 0.929 ${\mu}g/m^3$ and 1.002 ${\mu}g/m^3$, respectively. On the other hand, the levels were lower outdoors with 0.819 ${\mu}g/m^3$ and 0.597 ${\mu}g/m^3$. Mann-Whitney U tests showed that the difference between the indoors and the outdoors was statistically meaningful in terms of particles of 0.056 ${\mu}m$ or less (p<0.05) in size. These results are possibly influenced by the use of printers and duplicators as the factor that increased the concentration of nanoparticles. In seasonal concentration distribution, the level was higher during the summer compared to in the autumn. Those of 0.056 ${\mu}m$ or less in size presented a statistically meaningful difference during the summer (p<0.05). These results may be influenced by photochemical event as the factor that makes the levels high. Regarding zinc, among the other heavy metals, the fine particles ranged in size from 0.056 ${\mu}m$ to 0.10 ${\mu}m$ and those of 0.056 ${\mu}m$ or less recorded 1.699 $ng/m^3$ and 1.189 $ng/m^3$ in the outdoors. In the indoors, the levels were lower, with 0.745 $ng/m^3$ and 0.617 $ng/m^3$. Cr and Ni at the size of 0.056 ${\mu}m$ or less, both of which have been known to pose severe health effects, recorded higher concentrations indoors with 0.736 $ng/m^3$ and 0.177 $ng/m^3$, compared to 0.444 $ng/m^3$ and 0.091 $ng/m^3$ outdoors. By season, Zn, Ni, Cu and Pb posted a high level of indoor concentration during the fall. As for Cr, the level of concentration indoors was higher than outdoors both during the summer and the autumn. Conclusion: This study indicates the result of an examination of nano-sized particles and heavy metal concentrations. It will provide useful data for the determination of basic nanoparticle standards in the future.

• 전기화학회지
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• 제17권3호
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• pp.164-171
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• 2014

무효소 혈당센서는 높은 선택성과 민감성을 가지고 저비용으로 체내 혈당(glucose)을 검출할 수차세대 기술이다. 현재 시판되고 있는 혈당센서는 당을 산화시켜주는 당산화효소와 전극과 효소사이에 전자 전달을 원활하게 해주는 산화/환원 매개체를 이용하여 효소센서로 제작된다. 그러나 이러한 효소센서는 pH, 온도, 습도, 화학적 독성물질 등에 영향을 많이 받아 안정성이 떨어지고, 제작에 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 위와 같은 단점을 해결하고자 환원제인 당에 의하여 환원되는 니켈 나노입자를 전기화학적 흡착방법을 이용하여 산화 인듐 주석 전극 (ITO)에 고정시켰다. 고정된 니켈 나노입자는 전극의 표면적을 넓혀 신호를 증폭시키는 효과를 가지고 있으며, 당에 의하여 계속적으로 니켈이 환원됨에 따라 전극 반응에서는 촉매산화전류 반응으로 나타낸다. 당의 농도에 따라서 선형적으로 감응 할 수 있는 최적 조건의 니켈 나노입자를 이용하여 혈당센서를 제작하였다. 또한 체내에 존재하는 방해 인자인 아스코브산의 간섭을 억제하기 위해 음이온 고분자의 표면처리를 통하여 상대적으로 당에 선택적으로 감응하도록 하였다. 제작된 전극을 통하여 당 농도 별 산화 촉매 전류를 순환 전압 전류 법으로 측정한 결과 650 mV (vs. Ag/AgCl)에서 최대 전기적 신호가 발생되었으며, 포도당 0~6.15 mM 의 농도범위에서 전기적 신호가 선형 증가함을 확인할 수 있었다.

• 대한방사성의약품학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-16
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• 2023

Liposomes as drug delivery system have proved useful carrier for various disease, including cancer. In addition, perfluorocarbon cored microbubbles are utilized in conjunction with high-intensity focused-ultrasound (HIFU) to enable simultaneous diagnosis and treatment. However, microbubbles generally exhibit lower drug loading efficiency, so the need for the development of a novel liposome-based drug delivery material that can efficiently load and deliver drugs to targeted areas via HIFU. This study aims to develop a liposome-based drug delivery material by introducing a substance that can burst liposomes using ultrasound energy and confirm the ability to target tumors using PET imaging. Liposomes (Lipo-DOX, Lipo-DOX-Au, Lipo-DOX-Au-RGD) were synthesized with gold nanoparticles using an avidin-biotin bond, and doxorubicin was mounted inside by pH gradient method. The size distribution was measured by DLS, and encapsulation efficiency of doxorubicin was analyzed by UV-vis spectrometer. The target specificity and cytotoxicity of liposomes were assessed in vitro by glioblastoma U87mg cells to HIFU treatment and analyzed using CCK-8 assay, and fluorescence microscopy at 6-hour intervals for up to 24 hours. For the in vivo study, U87mg model mouse were injected intravenously with 1.48 MBq of ⁶⁴Cu-labeled Lipo-DOX-Au and Lipo-DOX-Au-RGD, and PET images were taken at 0, 2, 4, 8, and 24 hours. As a result, the size of liposomes was 108.3 ± 5.0 nm at Lipo-DOX-Au and 94.1 ± 12.2 nm at Lipo-DOX-Au-RGD, and it was observed that doxorubicin was mounted inside the liposome up to 52%. After 6 hours of HIFU treatment, the viability of U87mg cells treated with Lipo-DOX-Au decreased by around 20% compared to Lipo-DOX, and Lipo-DOX-Au-RGD had a higher uptake rate than Lipo-DOX. In vivo study using PET images, it was confirmed that ⁶⁴Cu-Lipo-DOX-Au-RGD was taken up into the tumor immediately after injection and maintained for up to 4 hours. In this study, drugs released from liposomes-gold nanoparticles via ultrasound and RGD targeting were confirmed by non-invasive imaging. In cell-level experiments, HIFU treatment of gold nanoparticle-coupled liposomes significantly decreased tumor survival, while RGD-liposomes exhibited high tumor targeting and rapid release in vivo imaging. It is expected that the combination of these models with ultrasound is served as an effective drug delivery material with therapeutic outcomes.