• 한국환경보건학회지
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• 제33권2호
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• pp.123-131
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• 2007

Many environmental contaminants including several metals, polycyclic aromatic hydrocarbons, and pharmaceuticals, have been identified to be phototoxic in the water environment. Concerns regarding photo-enhancement of toxicity of several environmental contaminants have been increasing because of the increased level of ultraviolet irradiation on the earth surface. However, there exist arguments that there might be certain defense mechanisms taking place in the aquatic ecosystem, which may include behavioral characteristics or genetic acclimation. This study was conducted to understand the potential responses of aquatic receptors to several phototoxic metals in the real environment, where long-term acclimation of such organisms to low dose UV-B may take place. For this purpose, water flea Daphnia magna was acclimated to environmentally relevant dose of UV-B (12 to $18uW/cm^2$) for >11 generations. The differences in developmental and life history characteristics, and toxicity responses were evaluated. Acclimation did not affect the daphnids' growth, longevity, and reproduction characteristics such as time to first brood, and brood size: After 21 d, survival of D. magna was not influenced by UV-B acclimation. When the number of young per female was compared. the daphnids acclimated for 11 generations tend to produce less number of neonates than the un-acclimated individuals but with no statistical significance (p>0.05). Four metals that were reported to be phototoxic elsewhere were employed in this evaluation, that include As, Cd. Cu, and Ni. UV-B level being applied in acclimation did increase the toxicity of Cd and Cu, significantly (p<0.05). However, the toxicities of As and Ni were not affected by irradiation of UV-B. Phototoxic responses were evaluated between the acclimated and the un-acclimated daphnids. For Cu, UV-B acclimation led to reduction of the photo-induced toxicity $(p\approx0.1)$ in daphnids. Non-acclimated Daphnia were affected by 50% at 4.18 ug/l Cu. but UV-B acclimated individuals exhibited $EC_{50}$ of 5.89 ug/l. With Cd, UV-B acclimation appeared to increase phototoxicity (p>0.05). With As and Ni, UV-B acclimation did not influence photo-induced toxicity. This observation may be in part explained by the type of reactive oxygen species that were generated by each metal. Similar to UV-B light, Cu is known to generate superoxide anion by acting as redox cycling toxicant. This is one of the first studies that employed_laboratory based UV-B acclimated test species for photoenhanced toxicity evaluation.

• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.855-862
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• 2012

Free-living 선충으로 알려진 Caenorhabditis elegans는 주로 토양 공극수에서 서식하며, 토양 영양단계, 에너지 흐름, 그리고 분해자로서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 최근 들어, C. elegans는 나노독성연구에 널리 사용되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 C. elegans를 이용한 나노독성과 그에 대한 기작에 관련된 선행연구를 조사하였으며, 총 20건의 연구를 확인하였다. 대부분의 연구는 K-medium, S-medium, 그리고 NGM (Nematode Growth Medium) plate를 노출매체로 이용하고 있으며, 나노물질에 노출된 C. elegans로부터 관찰된 영향으로는 노화억제, 광독성영향, 유전독성, 그리고 표피자극 등이 포함되었다. C. elegans를 이용한 독성기작 연구는 개체 생활사 영향 평가, 산화스트레스 영향 평가, 유전독성영향 평가, 나노물질의 생체 내 분포, 그리고 나노물질 특성에 의한 독성영향 평가로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 세포활성, 잘 알려진 유전정보, 그리고 투명한 구조로 인한 나노물질 관찰의 용이성을 바탕으로, C. elegans를 이용한 나노독성연구의 장점을 확인하였다. C. elegans는 나노독성을 평가하기에 적합한 시험종으로 고려되고 있다.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.138-146
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• 2018

광역학치료는 질병을 치료함에 있어 전이가능성과 부작용이 매우 적고 국부적인 종양의 제거가 가능하다는 장점을 갖는 치료방법이다. 광역학치료에서는 빛 에너지를 흡수하여 세포 독성을 띠는 활성산소를 생성하는 감광제가 필수적이다. 하지만 일반적인 감광제는 가시광선을 광원으로 사용하므로 이에 따른 부작용 및 치료효과의 한계가 존재한다. 이러한 이유로 가시광선 대신 근적외선을 광원으로 사용할 수 있는 업컨버전 나노입자가 질병진단 및 치료 분야에서 주목을 받고 있다. 업컨버전 나노입자는 세포 독성 및 광원에 의한 부작용이 적고, 광원의 조직 내 높은 투과율 및 낮은 자가형광 등의 장점을 가지고 있다. 근적외선 업컨버전을 광역학치료에 활용하기 위해서는 근적외선을 흡수하는 업컨버전 나노입자를 활성산소를 생성시키는 감광제와 결합시켜야 한다. 나노입자에 결합된 감광제는 나노입자로부터 빛 에너지를 흡수하고 이를 주위의 산소에 전이시켜 활성산소를 생성한다. 뿐만 아니라 질병의 치료 효율은 업컨버전 나노입자의 표면을 개질하거나 항암 약물의 첨가, 또는 광열치료와의 결합을 통해 더욱 향상시킬 수 있다. 본 총설은 업컨버전 나노입자를 이용한 광역학치료와 이를 이용한 질병 치료 효과 향상에 대한 최근의 연구결과를 바탕으로 서술하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제43권2호
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• pp.72-78
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• 2013

Purpose: The purpose of this study was to compare the phototoxic effects of blue light exposure on periodontal pathogens in both planktonic and biofilm cultures. Methods: Strains of Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum, and Porphyromonas gingivalis, in planktonic or biofilm states, were exposed to visible light at wavelengths of 400.520 nm. A quartz-tungsten-halogen lamp at a power density of $500mW/cm^2$ was used for the light source. Each sample was exposed to 15, 30, 60, 90, or 120 seconds of each bacterial strain in the planktonic or biofilm state. Confocal scanning laser microscopy (CSLM) was used to observe the distribution of live/dead bacterial cells in biofilms. After light exposure, the bacterial killing rates were calculated from colony forming unit (CFU) counts. Results: CLSM images that were obtained from biofilms showed a mixture of dead and live bacterial cells extending to a depth of $30-45{\mu}m$. Obvious differences in the live-to-dead bacterial cell ratio were found in P. gingivalis biofilm according to light exposure time. In the planktonic state, almost all bacteria were killed with 60 seconds of light exposure to F. nucleatum (99.1%) and with 15 seconds to P. gingivalis (100%). In the biofilm state, however, only the CFU of P. gingivalis demonstrated a decreasing tendency with increasing light exposure time, and there was a lower efficacy of phototoxicity to P. gingivalis as biofilm than in the planktonic state. Conclusions: Blue light exposure using a dental halogen curing unit is effective in reducing periodontal pathogens in the planktonic state. It is recommended that an adjunctive exogenous photosensitizer be used and that pathogens be exposed to visible light for clinical antimicrobial periodontal therapy.

• 대한화장품학회지
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• 제45권2호
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• pp.209-216
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• 2019

자외선은 피부 광노화를 일으키며 홍반, 일광 화상 등 피부 광손상의 원인이 된다. 실리마린은 밀크 씨슬로도 알려져 있는 흰무늬엉겅퀴(Silybum marianum; S. m) 추출물에 존재하는 폴리페놀 화합물로 항산화 효과 및 자외선에 대한 피부 보호 효과가 알려져 있다. 본 연구에서는 피부의 표피층에서 실리마린을 함유하는 S. m 추출물의 광보호 효과를 이해하고자 하였다. 표피층을 구성하는 세포들이 자외선에 노출되면 DNA 손상이 발생하는데 S. m 추출물이 DNA repair를 촉진할 뿐만 아니라 UV filter로 작용하여 DNA 손상을 방지하는 것도 확인할 수 있었다. 특히, 홍반이 발생하지 않는 suberythemal dose (SED)의 자외선 노출에도 각질 산화와 DNA 손상이 일어날 수 있으며, S. m 추출물이 이런 미세 손상이 발생하는 것을 억제하는 것도 확인하였다. 또한 자외선에 의하여 각질이 산화되어 카르보닐화 단백질(protein carbonylation)이 증가하는 현상도 S. m 추출물을 도포한 경우는 억제됨을 확인하였다. S. m 추출물은 흡광의 성질이 있지만 광독성 유발 가능성은 낮은 것으로 평가되었다. 따라서 S. m 추출물은 광노화를 방지하고 피부를 보호하는데 활용 될 수 있을 것이다.