• 생명과학회지
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• 제30권6호
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• pp.563-569
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• 2020

유방암의 수술적 치료에 있어서 종양성형학적 수술이란 종양학적 안정성과 성형적 만족도를 모두 충족시키는 수술을 일컫는 용어이다. 처음 시작한 서양에서는 적은 절개나 절제, 미세침습수술을 지향하기 보다 유방축소술을 기본으로 제거될 조직에 병변을 포함하도록 계획한다. 충분한 절제가 가능하기 때문에 수술 전 검사, 절제연에 대한 고민, 수술 중 병리 검사의 필요성 등도 줄면서 종양학적 안전성에도 도움이 된다고 알려져 왔다. 개개인의 체형에 대한 병변의 종양학적 안정성을 충족시키는 최소 절제 비율에 따라 전위 또는 보충으로 나뉘게 된다. 환자의 기본 체형은 인종적인 영향을 받는 유방암의 특징으로, 유럽, 미국이나 영국의 경우 평균 크기가 대개 36D(600 ㎤) 이상으로, 유방고정술이나 유방축소술이 주로 사용되고, 성형 측면의 최대 목표인 대칭을 위해서는 반대측 유방의 축소도 흔히 이루어지고 있다. 부산대학교병원 유방암 환자 671명의 평균 분포를 분석해 본 결과, 평균은 33A (75%, <35B)로, 대략 체적은 300 ㎤ (75%, <400 ㎤)라고 생각할 수 있다. 따라서 서양과는 다른 수술법이 선택될 수 밖에 없다. 수술 전 MRI를 이용한 범위의 확인을 통한 대상 선정과 함께 초음파와 피부 표식을 이용한 정확한 절제 범위의 계획도 중요하다. 병리적 판독 기준도 절제연 음성이면 종양학적 안정성에 충분하다는 것으로 관점이 바뀐 것은 보존 수술에 유리한 측면이 된다. 동결절편검사는 여전히 고급 전문 인력, 시간이 지나치게 소요되고 있어 편리하고 안전한 병변의 절제에 도움이 될 만한 새로운 방법들이 필요하여 연구되고 있다. 대표적인 최근 연구로는 무선주파수를 이용하는 margin probe, 형광 색소를 결합한 Aqueous Quantum-Dot-Molecular Probes 등을 들 수 있다. 합병증 측면에서 박리 면적이 늘어나는 종양성형학적 수술의 단점을 보강할 수 있는 최근 기술로 초음파 에너지 기구들이 유용하고, 수술 범위가 늘어남에 따라 생길 수 있는 혈종이나 장액 저류의 감소에 도움이 될 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.93-93
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• 1999

양자점(Quantum dot : QD)를 이용한 소자를 만들기 위해서는 수직방향으로의 적층이 필수적이다. 양자점의 적층은 수직적으로 같은 위치에 정렬하므로, 고려되어야 할 요소로는 양자점간의 파동함수의 중첩(coupling)에 의한 특성변화, 적층의 진행에 따른 변형(strain)의 증가로 기인되는 volcano 모양으로 나타나는 결함등이 있다. 이러한 결함은 nonradiative recombination center로 작용하여 오히려 효율이 떨어지게 되는 현상이 발생하게 되므로 본 연구에서는 적층횟수에 따른 발광효율의 변화를 조사하여 소자응용에 적절한 적층 조건을 조사하였다. 시료성장은 molecular beam epitaxy (MBE) 장치를 이용하여 GAs(100) 기판위에 GaAs buffer를 58$0^{\circ}C$에서 150nm 성장후 InAs/GaAs 양자점과 50$0^{\circ}C$에서 적층회수 1, 3, 6, 10, 15, 20회로 하였으며 적층성장 이후 GaAs cap layer를 성장하였다. GaAs spacing과 cap layer의 성장온도 역시 50$0^{\circ}C$이며 시료의 분석은 photoluminescence (PL)과 scanning transmission electron microscope (STEM)으로 하였다. 적층횟수를 바꾸어 시료를 성장하기 전에 적층횟수를 10회로 고정하고 spacing 두께를 2.8nm, 5.6nm, 11.2nm로 바꾸어 성장하여 PL 특성을 관찰하여본 결과 spacing이 2.8nm인 경우 수직적으로 정렬된 양자점 간에 coupling이 매우 커서 single layer QD의 PL peak에 비해 약 100nm 정도 파장이 증가하였고, spacing의 두께가 11.2nm 일 경우는 single layer QD와 거의 같은 파장의 빛을 방출하여 중첩이 거의 일어나지 않지만 두꺼운 spacing때문에 PL세기가 감소하였다. 한편, 적층회수에 따른 광학적 특성을 PL로 조사하여 본 결과 peak 파장은 적층횟수가 1회에서 3회로 증가했을 때는 blue shift 하다가 이후 적층이 증가함에 따라 red shift 하였다. 그리고 10층 이상의 적층에서는 excited state에서 기인된 peak이 검출되었다. 이렇나 원인은 적층수가 증가함에 따라 carrier life time이 증가하여 exciter state에 carrier가 존재할 확률이 증가하기 때문으로 생각된다. 또한 PL 세기가 다소 증가하다가 10층 이상의 경우는 다시 감소함을 알 수 있었다. 반치폭도 3층과 6층에서 가장 적은 값을 보였다. 이와 같은 결과는 결함생성과 관련하여 STEM 분석으로 해석되어질 수 있는데 6층 적층시는 양자점이 수직적으로 정렬되어 잘 형성됨을 관찰할 수 있었고 적층에 따른 크기 변화도 거의 나타나지 않았다. 그러나 10층 15층 적층시 몇가지 결함이 형성됨을 볼수 있었고 양자점의 정렬도 완전하게 이루어지지 않음을 볼 수 있었다. 그러므로 수직적층된 InAs 양자점의 광학적 특성은 성장조건에 따른 결함생성과 밀접한 관련이 있으며 상세한 논의가 이루어질 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.154-155
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• 2010

최근 Stranski-Krastanov (SK) 성장법을 이용한 자발형성 (Self-assembled) InAs/GaAs 양자점 (Quantum Dot) 연구가 기초 물리학뿐만 아니라 응용에 있어 활발하게 진행되고 있다. 그러나 기존 보고에 따르면 SK 성장법을 통한 InAs/GaAs 양자점은 크기, 균일도, 및 밀도 등의 성장거동 제어에 한계가 있다. 예로, 성장속도 및 증착양이 감소하더라도 상대적으로 크기가 큰 InAs/GaAs 클러스터 (Cluster)를 형성하여 크기분포의 불균일 및 결함을 야기하여 결과적으로 전기/광학적 특성을 저해하는 요인이 된다. 이를 개선하기 위한 방안으로 SK 성장법을 변형한 다양한 수정자발형성법이 제안되어 연구되고 있다. 본 논문에서는 기존 SK 성장법과 Arsenic-interruption Technique(AIT), In Pre-deposition (IPD)법을 각각 접목한 수정자발형성법을 이용하여 상대적으로 크기가 큰 InAs/GaAs 양자점 또는 클러스터 형성을 감소시켜 공간적 크기 균일도 및 밀도를 제어한 결과를 보고한다. 성장된 InAs/GaAs 양자점 시료의 구조 및 광학적 특성을 원자력간현미경 (Artomic Force Microscopy, AFM)과 Photoluminescence (PL) 분광법을 이용하여 분석하였다. 기존 SK 성장법을 이용하여 형성한 기준시료의 AFM 이미지에서 InAs/GaAs 양자점과 클러스터의 공간밀도는 각각 6.4*1010/cm2와 1.4*109/cm2로 관찰되었다. 그러나, AIT를 이용한 양자점 시료의 경우 상대적으로 크기가 큰 InAs/GaAs 클러스터는 관찰되어지지 않았고, 양자점 밀도는 8.4*1010/cm2로 SK 양자점에 비하여 30% 정도 개선되었다. 또한, InAs/GaAs 클러스터를 제외한 공간 균일도는 SK-InAs/GaAs 양자점의 15.6%에 비하여 8%로 크게 개선된 결과를 얻었다. AIT 성장법을 이용한 InAs/GaAs 양자점에서 원자의 이동거리 (Migration Length)의 제어로 양자점의 형성특성이 개선된 것으로 설명할 수 있으며, Arsenic 차단 시간이 임계점 이상으로 길어지면 다시 InAs/GaAs 클러스터들이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. InAs/GaAs 양자점과 클러스터 형성 특성이 초기 표면 조건에 어떻게 영향을 받는지 분석하기 위해, InAs 양자점 성장 이전에 V족 물질 공급 없이 Indium의 공급시간을 1초(IPDT1S 시료), 2초 (IPDT2S 시료), 3초 (IPDT1S 시료)로 변화시키면서 증착하고 기존 SK 성장법으로 양자점을 성장하였다 (IPD성장법). 그 결과 IDP1S 양자점 시료의 공간밀도가 10*1010/cm2로 SK InAs/GaAs 양자점 시료에 비해 약 60% 정도 증가하였고, 클러스터도 관찰 할 수 없었다. 그러나 IPD 시간이 증가할수록 다시 InAs/GaAs 클러스터들이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 InAs/GaAs 양자점 성장초기에 InAs 핵생성 사이트 (Nucleation site)의 크기 및 상태를 제어하는 것이 양자점의 밀도 및 균일도를 제어하는 중요한 요소임을 알 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.441-441
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• 2012

Franz Keldysh Oscillation (FKO)은 p-n 접합 구조의 Photoreflectance (PR) spectra에서 표면 및 계면의 전기장(electric field) 특성을 반영한다. InAs/GaAs 양자점 태양전지(Quantum Dot Solar Cell, QDSC) 구조에서 InAs 양자점 층 전후에 AlGaAs 층을 삽입하여 퍼텐셜 장벽(potential barrier) 두께에 따른 PR spectra 및 GaAs-matrix에서 FKO 주파수 특성을 비교 분석하였다. InAs/GaAs 양자점 태양전지는 p-i-n 구조의 i-GaAs에 2.0 monolayer (ML), 8주기의 InAs 양자점 층을 삽입하여 Molecular Beam Epitaxy (MBE) 방법으로 성장하였다. 각 양자점 층 전후에 두께가 각각 0.0, 1.6, 2.8, 6.0 nm인 AlGaAs 층을 삽입하여 퍼텐셜 장벽 두께에 따른 FKO 주파수 변화를 관측하였다. 또한 태양전지 구조의 전기장 분포를 좀 더 용이하게 관측하기 위해 여기 광의 세기(power intensity)를 충분히 낮추어 Photovoltaic effect에 의한 내부 전기장의 변화를 최소화하여 비교 분석하였다. InAs/GaAs 양자점 태양전지 구조에서 AlGaAs 장벽층이 없는 경우, PR spectra의 Fast Fourier Transform 결과에 반영되는 FKO 주파수 특성은 p-i-n 구조 계면에서 공핍층(depletion region)의 space charge field보다 양자점 층의 내부 전기장에 의한 FKO 주파수가 더 큰 진폭(amplitude)을 보였다. 반면에, AlGaAs 장벽층이 삽입되면 두께가 커짐에 따라 p-i-n 구조 계면의 space charge field에 의해 더 큰 진폭의 FKO 주파수가 관측되었다. 이는 AlGaAs 장벽층이 삽입됨으로써 양자점 층 내 양자 상태 수 및 여기광에 의한 캐리어의 수와 관련이 있음을 확인하였으며, 결과적으로 GaAs-matrix에서 p-i-n 구조 계면의 space charge field에 영향을 미치게 됨을 알 수 있다. 이러한 PR 특성 결과들을 InAs/GaAs 양자점 태양전지의 설계 및 제조에 반영함으로써 양자효율 증대에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권1호
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• pp.1-11
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• 2021

본 논문에서는 최근 10년간(2010-2019년) 바이러스에 의한 식중독 통계 및 바이러스 검출법과 제어법에 대한 자료를 정리하여 나타냈다. 국내에서 지난 10년 동안 바이러스에 의해 발생한 식중독 사고 488건 중 94.9%가 노로바이러스에 의한 것으로 확인되어 노로바이러스가 국내에서 가장 주요한 식중독 바이러스로 생각된다. 노로바이러스를 검출하는 방법으로는 PCR을 이용한 방법이 주로 보고되고 있으며 현재(2020년 12월) 식품 공전에 등록된 방법(고시 제 2010-45호)에 따라 전기 영동을 기반으로 한 one-step RT PCR 및 semi-nested PCR 방법이 널리 이용되고 있다. 또한 최근 DNA sequencing 기술이 발달됨에 따라서 검출된 바이러스의 서열을 분석하여 이미 보고된 바이러스의 서열과 비교한 논문들이 많이 보고되었다. 이 외에도 real-time PCR을 적용한 논문들도 보고되고 있으며 앞으로는 전기 영동을 실시하는 conventional PCR을 대신하여 신속하게 정량 검출이 가능한 realtime PCR의 활용이 늘어날 것으로 생각한다. 기타 바이러스의 검출에 있어서도 역시 PCR을 활용한 방법이 주로 보고되고 있으며 multiplex PCR을 활용하여 여러 종류의 바이러스를 동시에 검출하고자 하는 노력이 이루어지고 있다. 더 나아가서, 자기 면역력 분리와 퀀텀닷 분석 방법 등을 이용한 신속 검출법이 제시되고 있어 앞으로 여러 식품에 오염된 바이러스를 현장에서 신속분리 및 검출하는데 이용할 수 있을 것으로 전망된다. 한편, 노로바이러스는 실험실에서 배양하기가 어렵기 때문에 노로바이러스 제어 연구는 대체재를 이용한 방법들이 주를 이루었다. 옴 가열을 포함한 여러 종류의 열처리와 초고압, 오존, 감마선, 광펄스 등의 비가열 처리를 이용하여 노로바이러스의 저감 정도를 살펴본 연구들이 최근 보고되었다. 일반적으로 물이나 완충용액보다는 식품 샘플에서 바이러스의 저감 정도가 낮게 관찰되었는데 식품 matrix가 이러한 물리적 처리에 간섭 효과를 나타내기 때문으로 생각되며 이를 극복하기 위해서는 여러 물리적, 화학적 처리를 조합하여 처리할 필요가 있다. 기타 바이러스 제어 연구에 있어서는 열, 광펄스, 고압력 등의 물리적 처리와 더불어 살균제(sanitizer)를 적용한 논문들이 보고되고 있으며 식중독 바이러스의 저감 메커니즘에 대한 체계적인 연구가 수행되고 있는 것을 확인하였다. 여러 물리적, 화학적 처리에 대해서 식중독 바이러스가 저항성을 갖는 이유와 사멸되는 메커니즘을 정확하게 이해한다면 추후 여러 식품에서의 바이러스에 대한 안전성을 확보하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제33권3호
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• pp.309-314
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• 2022

탄소점은 수 nm 크기의 탄소 기반 나노 입자로서 높은 생체 적합성, 우수한 발광 특성 등의 장점으로 인해 바이오 센서 및 바이오 이미징 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 하지만 청색광을 발광하는 대부분의 탄소점은 해당 파장의 빛이 생물학적 조직에 대해서 약한 침투성을 보여주기 때문에 생물 의학 분야에서 응용에 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 장파장 영역에서의 형광을 방출하는 탄소점 개발의 필요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 p-페닐렌다이아민에 염산을 첨가하여 산화 후 중합시킴으로써 장파장 빛을 발광하는 탄소점을 획득할 수 있었다. 이때 염산의 양에 따라 탄소점의 화학적 구조가 영향을 받음을 적외선 분광과 X-선 광전자 분광 분석을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 탄소점의 화학적 구조 변화는 이들의 흡광, 형광, 그리고 형광 수율에 영향을 끼쳤다. 이 연구는 장파장을 가지는 탄소점을 합성함에 있어서 영향을 주는 인자 (산)에 대한 이해를 높일 수 있었으며 이를 기반으로 바이오 센서 등의 다양한 생물의학 분야에 높은 응용 가능성을 가지는 효과적인 탄소점의 설계가 가능할 것으로 보인다.