• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.4
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• pp.445-454
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• 2019

Layered double hydroxides (LDHs) nanoparticles have emerged as novel nanomaterials for bio-imaging applications due to its unique layered structure, physicochemical properties, and good biocompatibility. Bio-imaging is one of the most important fields for medical applications in clinical diagnostics and therapeutics of various diseases. Enhanced diagnostic techniques are needed to realize new paradigm for next-generation personalized medicine through nanoscale materials. When nanotechnology is introduced into bio-imaging system, nanoparticle probes can endow imaging techniques with enhanced ability to obtain information about biological system at the molecular level. In this review, we summarize structural features of LDH nanoparticles with current issues of bio-imaging system. LDH nanoparticle probes are also discussed through in vitro as well as in vivo studies in various bio-imaging techniques including fluorescence imaging, magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET), and computed X-ray tomography (CT), which will have the potential in the development of the advanced nanoparticles with high sensitivity and selectivity.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.434-435
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• 2009

최근 바이오매스를 친환경 소재로 활용하기 위한 연구개발 및 응용연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 바이오매스를 기반으로 한 대표적인 친환경 소재는 바이오복합재료로서 현재 자동차의 내 외장재료로 사용되고 있으며 응용분야가 전자재료, 포장재료 등으로 다양하게 확대되고 있다. 바이오매스는 이산화탄소 흡수원일 뿐만 아니라 바이오매스를 이용한 바이오복합재료는 경량재료로서 자동차에 사용될 때 연비향상에 의해 이산화탄소 저감에 크게 기여할 수 있다. 최근에는 바이오매스를 기반으로 하여 고강도 특성 등 기존재료에 비해 우수한 특성을 가지는 나노소재를 제조하고 이를 다양한 에너지소재로 활용하기 위한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 바이오매스를 기반으로 한 친환경 소재로서 바이오매스를 기반으로 한 바이오복합재료 및 친환경 나노소재의 연구동향 및 응용분야에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.4
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• pp.20-25
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• 2020

As nanoscience and nanotechnology advance, techniques for selective pattern growth have attracted significant attention. Silica nanoparticles (NPs) are used as a promising nanomaterials for bio-labeling, bio-imaging, and bio-sensing. In this study, silica NPs were synthesized by a sol-gel process using a modified Stöber method. In addition, the selective pattern growth of silica NPs was achieved by the surface functionalization of the substrate using a micro-contact printing technique of a hydrophobic treatment. The particle size of the as-synthesized silica NPs and morphology of selective pattern growth of silica NPs were characterized by FE-SEM. The contact angle by surface functionalization of the substrate was investigated using a contact angle analyzer. As a result, silica NPs were not observed on the hydrophobic surface of the OTS solution treatment, which was coated by spin coating. In contrast, the silica NPs were well coated on the hydrophilic surface after the KOH solution treatment. FE-SEM confirmed the selective pattern growth of silica NPs on a hydrophilic surface, which was functionalized using the micro-contact printing technique. If the characteristics of the selective pattern growth of silica NPs can be applied to dye-doped silica NPs, they will find applications in the bio imaging, and bio sensing fields.

• Journal of the KSME
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• v.44 no.10
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• pp.57-61
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• 2004

이 글에서는 편광을 이용한 광학계측기술인 타원계측방법의 나노측정기술과 나노바이오 측정기술로의 응용에 대하여 소개한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.436-436
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• 2014

본 연구에서는 전 세계적으로 활발히 연구되고 있는 나노바이오센서 분야 중 가장 주목을 받고 있는 LSPR 원리를 이용한 바이오센서를 제작하였다. 금속 나노입자의 국소 표면 플라즈몬 공명현상에 의한 주위환경에 민감하게 반응하는 특성은 고감도 광학형 바이오센서, 화학물질 검출 센서등에 응용된다. 특히 금 나노막대와 같은 1차 나노구조물은 나노막대의 주변 환경 변화에 따라 뚜렷한 플라즈몬 흡수 밴드 변화를 나타냄으로 센서로 적용 했을 때 고감도의 측정이 가능하다. 본 연구에서는 다공성인 알루미늄 양극산화 박막 주형틀을 이용하여 다양한 종횡비를 가지는 금 나노막대를 합성하고, 나노막대 어레이 형태의 박막을 제작하였다. 금 나노막대의 합성은 알루미늄 양극산화막을 사용한 주형제조 방법(template method)을 사용하는 전기화학 증착법을 사용하였다. 우선 부도체인 알루미늄 양극 산화막의 한쪽면을 열증착 장비를 사용하여 금을 증착하여 작업 전극(working electrode)을 형성하였다. 백금 선(platinum wire)을 보조 전극(counter electrode)으로 사용하고 Ag/AgCl 전극을 기준 전극(reference electrode)으로 사용하여 삼전극계(three-electrode system)를 형성하였으며, 금 도금 용액(orotemp 24 gold plating solution, TECHNIC INC.)을 사용하여, 800 mV 전압에서 금 나노 막대를 합성하였다. 금 나노막대의 길이는 테플론 챔버를 통과한 전하량 또는 전기 증착 시간에 비례하여 결정된다. 금 나노막대를 성장시킨 알루미늄 양극산화막을 실리콘 웨이퍼에 은 페이스트를 사용하여 고정시킨 후 수산화나트륨 (NaOH)용액을 사용하여 알루미늄 양극산화막을 녹여내어 수직방향으로 정렬되어 있는 나노 막대 어레이 박막을 제조 하였다. 또한 제작된 금 나노막대 어레이의 광학적 특성을 평가하였다. 본 연구에서와 같이 나노막대를 직경방향으로 측정할 경우, 직경방향의 transverse mode만 측정된다. 금 나노 막대가 알루미늄 양극산화막 안에 포함된 상태로 측정된 금 나노로드 어레이 박막의 광 스펙트럼 분포는 금 나노막대의 가시광영역에서의 흡수 스펙트럼을 측정하였을시 직경 및 길이에 따라 transverse mode의 ${\lambda}$ max (최대 흡광)의 위치가 변화됨을 나타낸다. 실험 결과를 바탕으로 나노막대의 종횡비가 증가함에 따라 흡수 스펙트럼의 transverse mode ${\lambda}$ max가 미약하게 단파장 영역으로 이동하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 원기둥 형태의 금 나노막대의 흡수 스펙트럼에 대한 이론적인 예측과 부합한다. 바이오센서로의 적용 가능성을 확인하기 위하여 자기조립단분자막을 형성하여 항체를 고정하고 CRP에 대한 응답특성을 평가하였다. CRP 항원-항체의 면역반응에 대한 실험 결과 CRP 항원의 농도가 증가함에 따라 넓은 측정범위에서 선형적으로 흡광도가 증가하는 결과를 나타내었으며, CRP 10 fg/ml의 농도까지 검출할 수 있었다. 센서의 선택성을 확인하기 위하여 감지하고자하는 대상물질이 아닌 Tn T 항원을 감지막에 반응시켜 흡광도 변화를 분석하였다. 결과적으로 제작된 센서칩은 선택성을 가지고 측정하고자하는 물질에만 반응함을 확인하였다. 이러한 결과는 다양한 직경을 사용한 부가적인 LSPR현상의 연구에 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of the KSME
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• v.44 no.10
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• pp.34-43
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• 2004

이 글에서는 나노전자소자 기술을 이용한 바이오센서 개발 연구에 대하여 간단히 소개한다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.17 no.4
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• pp.5-15
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• 2004

나노기술은 분자나 원자 단위에서 물성을 규명하고 조작하여 기존 재료의 물성개선은 물론 신재료 및 신소자를 개발할 수 있는 기술로서 활용도가 넓고 잠재가능성이 커서 선진국에서는 기술선점을 위해 정부차원에서 대규모 투자를 하고 있다. 특히 나노기술과 바이오기술의 접목인 나노바이오기술은 생명현상이 주로 나노스케일에서 일어나기 때문에 두 기술의 융합이 용이하기 때문에 많은 응용분야에 대한 연구가 이루어지고 있다.(중략)

• Analytical Science and Technology
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• v.28 no.6
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• pp.425-429
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• 2015

A cholesterol biosensor was developed using a modified carbon electrode with carbon nanotubes. The disposable cholesterol biosensor was modified with carbon nanotubes to enhance electron transfer during the enzymatic reaction of cholesterol. Cholesterol oxidase and peroxidase, with potassium ferrocyanide as a mediator, were immobilized on a screen-printed carbon nanotube electrode. The electrochemical cholesterol biosensor developed using carbon nanotubes showed a rapid and reliable signal for measuring total cholesterol. The cholesterol sensor showed a linear response in 5 seconds with a small volume (0.5 μL) in the range of 100~400 mg/dL, with a coefficient of variation of 4.0%.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.22 no.6
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• pp.13-25
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• 2019

건강한 미래, 건강 사회 구현과 함께 질병 진단, 치료, 예방에 대한 관심이 급증하고 있다. 이에 따라 적시적기에 질병을 치료하고 예방하기 위한 건강 검진용 바이오센서 수요가 증가하였고 이에 따라 바이오센서 시장은 전세계적으로 급격히 확장되고 있다. 혈액 샘플을 기반으로 한 검진 방법이 보편적이지만 최근에는 고감도 센서 개발에 따라 소변, 침, 눈물 등과 같은 체액으로도 검진이 가능한 환자 친화적 비침습 센싱 방법도 활발하게 연구되고 있다. 이러한 센서 시장 패러다임의 변화 및 급속한 발전은 마이크로, 나노 재료 제작과 분석 기술 발전으로 체액 내 존재하는 나노 크기의 바이오 마커(단백질, 유전자, 펩타이드, 사이토카인)를 검출하는 소형화된 고감도의 센서를 개발할 수 있게 되었고 그 결과 화학, 물리, 재료, 의약 등 다양한 학문 분야에서 다양한 형태의 센서가 활발히 보고되었다. 본 기고문에서는 바이오센서용 소재 중에서 나노입자에 집중하여 첨단 센서 구현을 위해 사용된 입자의 종류, 센서 내에서의 입자의 역할을 소개하고 나노입자의 광학적, 물리적 특성에 따른 타겟 물질 검출 방법 및 동향에 대해 논의하고자 한다.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.8 no.5
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• pp.45-50
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• 2018

The functional nanomaterials of fluorescent dye-doped silica nanoparticles(NPs) are applied to bio applications such as bio-labeling of DNA micro-array, and bio-imaging. Organic dye-doped fluorescent silica NPs exhibit excellent bio-compatibility, non-toxic, and highly hydrophilic properties. In this study, organic fluorescent dyes were dissolved in ethanol, and deionized(DI) water. Organic fluorescent dyes were physically adsorbed to silica NPs and chemically doped to silica NPs. The fluorescence characteristics(FLC) was investigated by UV lamp irradiation of 365 nm wavelength. As results, the FLC of dye-doped silica NPs exhibits better than dye-adsorbed silica NPs and the FLC was improved with the increase of concentration of doped-dyes. The fluorescent organic dyes were well dissolved in ethanol than DI water. The photostability of dye-doped silica NPs was superior than pure fluorescent organic dye. The FLC of optimized dye-doped silica NPs would be applied to agent of non-invasive fluorescence bio-imaging in live cell and in vivo.