• 대한화장품학회지
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• 제50권1호
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• pp.59-65
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• 2024

플라즈마 화장품은, 플라즈마의 제형 내 장기 안정성을 확보하는 것이 중요하다. 이번 연구는 효율적인 플라즈마 화장품 개발을 위하여 용기 적합성을 검토하였다. 플라즈마가 닿는 표면적을 달리하여, 4 cm², 25 cm², 75 cm², 175 cm² 용기 별로 화장품 제조용 플라즈마를 주입 후, 질소 플라즈마 주요 활성 종인 nitric oxide (NO)의 양을 추적 분석 하였다. 그 결과, 플라즈마에 노출된 표면적과 안정도는 반비례 경향을 나타내었고, 4 cm² 용기에서 가장 효과적이었다. 추가적으로, 25 mm, 40 mm, 50 mm 바이알 병에 플라즈마를 처리하였고, 그 결과 공기에 노출된 용기의 표면 면적이 작은 25 mm에서 NO의 상대적 장기 안정성이 확보되었다. 화장품 제형으로 수상 미스트(water mist)와 층 분리 미스트(stratified mist)를 선택하여 수상층 부분에 NO 플라즈마를 주입 후 제형의 성상 및 주입한 NO 플라즈마의 상태 변화를 관찰하였다. 두 제형에서 NO 플라즈마의 주입량은 수상 미스트가 층 분리 미스트보다 약 1.5 배 가량 높았으며, 층 분리 미스트는 시간에 따라 점차 감소하여 3 주 후, 소실되는 것이 확인되었다. 저온(4 ℃), 실온(25 ℃), 고온(37 ℃, 50 ℃)에서 질소 플라즈마의 안정도를 진행하였다. 그 결과 수상 미스트는 안정도에 영향을 미치지 않는 것을 확인하였지만, 층 분리 미스트는 유상층에서 색 변화를 관찰하였다. 종합적으로, 본 연구는 질소 플라즈마의 용기 적합성을 제시하고 있으며 화장품 제형 내 주입된 질소 플라즈마의 안정성 확보의 중요성을 시사하고 있다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권3호
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• pp.189-196
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• 2022

플라즈마란 고체, 액체, 기체에 이은 "4번째 상"으로서 이온화된 기체를 의미한다. 주로 용접과 네온사인에 응용 및 사용되어 왔으나, 최근 암 치료 등 의료 분야에도 적용되고 있으며, 피부에서는 콜라겐 생성 촉진, 피부 톤 개선, 피부 유해균 사멸 등 다양한 효과가 보고되고 있다. 본 연구는 대기의 주성분인 질소를 활용한 화장품 제조용 플라즈마 기기를 통해 질소 플라즈마 활성종 중, 추적 평가가 용이한 nitric oxide (NO)의 양을 측정하여 플라즈마의 양적/질적 평가를 진행하였다. 효율적인 플라즈마 처리를 위해 sinking과 non sinking 법을 활용한 주입 방법을 시도한 결과, non sinking 법을 활용한 제형의 근접 처리가 효과적임을 확인할 수 있었다. 나아가 토너와 앰플을 화장품 제형으로 선택하여 NO 플라즈마 주입 후 제형의 성상 및 주입한 플라즈마의 상태 변화를 관찰하였다. 두 제형에서 NO 플라즈마의 주입 성공량은 토너가 앰플보다 약 2 배 가량 높았으며, 시간에 따라 점진적으로 감소하여 일주일 후, 소실되는 것이 확인되었다. 사용된 질소 플라즈마는 저온(4 ℃), 실온(25 ℃), 고온(37 ℃, 50 ℃) 조건에서 토너와 앰플 제형의 안정도에 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 종합적으로, 본 연구는 질소 플라즈마의 화장품 가능성을 제시하고 있으며 주입된 플라즈마의 안정성 확보의 중요성을 시사하고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.495-495
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• 2013

액체 내에 적용 가능한 바이오 플라즈마 소스를 제작하기 위해 텅스텐과 주사 바늘, 카테터 등의 여러 재료를 사용하여 시도를 해보았고 액체에서 방전이 일어날 수 있는 구조를 연구하였다. 전극 위에 절연체를 씌우고 그 위에 전극을 고정시켜 전압을 인가하여 전극 간에 표면방전을 통해서 플라즈마를 생성하는 방식을 사용하였다. 실험 장비는 AC 전압을 사용하였으며(12 kV, 22 kHz) 방전 전압과 방전 전류를 고전압 프로브(Tektronix P6015A)와 전류 프로브(P6021)를 사용하여 측정하였다. 모노크로미터를 이용하여 바이오 플라즈마 소스가 액체 속(수돗물, 증류수, 생리식염수)에서 방전 될 때 에미션 스펙트럼을 분석하여 산화질소(nitric oxide; NO), 과산화수소(hydrogen peroxide; H2O2), hydroxyl radical이 발생함을 확인하였다. 인체 내에서는 온도가 중요한 요소이기 때문에 액체에서 방전할 때 $40^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 이용이 가능하도록 연구하였다. 특히, 우리는 여러 종류의 액체(수돗물, 증류수, 생리식염수)에서의 방전 특성의 광학적 전기적 연구를 하였다.

• 생명과학회지
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• 제23권6호
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• pp.838-846
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• 2013

플라즈마는 물질의 제4의 상태로서 이온화된 가스로 불리며 다양한 활성종 및 수산화기, 하전입자, 이온, 자유 전자, 산소등을 발생시키는 특징을 가지고 있다. 20세기 후반에 플라즈마는 산업현장에서 활발히 사용되고 있으며, 최근 저온 상압 플라즈마 장치가 개발되면서 의생명 분야에 적용되기 시작했다. 저온 상압 플라즈마는 인체조직에 열 손상을 입히지 않을 뿐만 아니라, 암 치료, 살균, 치아미백, 지혈, 상처치유 등에서 높은 효율성을 보이고 있다. 이때 발생되는 활성종은 포유세포나 병원균에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 또한, 다학제간의 연구를 통해 저온 상압 플라즈마의 활용범위는 다양한 영역으로 넓어지고 있으며, 새로운 첨단 의료기술로서의 가치가 높아지고 있다. 저온 상압 플라즈마가 포유세포와 미생물에 적용된 이후, 지난 10여 년간 급속한 발전을 통해 최근 플라즈마 메디신이란 학문영역으로 성장했다. 본 논문은 저온 플라즈마가 적용되고 있는 분야에 대해 소개하고, 플라즈마 메디신에 대한 이해를 돕고자 한다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제5권2호
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• pp.51-57
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• 2020

순환여과양식시스템(RAS)은 사육수를 여과하여 재사용하며 고밀도로 사육하는 양식 방법으로 수질관리 및 소독이 매우 중요하다. 병원체로 인한 질병 발생을 예방하고 수질 개선에 도움을 주기 위하여 최근 코로나 방전 플라즈마 처리수(plasma water, PW)를 이용한 사육수 소독법이 제안되었다. 본 연구에서는 플라즈마 발생장치를 설치한 순환여과시스템(처리구, PW system)과 설치하지 않은 순환여과시스템(대조구, No PW system)에서 40일 동안 틸라피아를 사육하면서 수질 변화 및 어체의 성장을 조사하였다. 이를 위해 10일 마다 물을 채수하여 UV 투과율과 일반 세균 수 변화를 측정하였고 틸라피아의 성장지표, 생존율 및 조직학적인 차이를 분석하였다. UV 투과율 실험 결과 처리구와 대조구는 실험 시작 시에(0일) 각각 74.1%, 74.8%를 나타냈으며, 40일째에 처리구는 91.8%로 증가한 반면 대조구는 65.2%로 감소하여 수중 유기물 감소 효과를 확인하였다. 일반 세균 수는 40일에 이르러 처리구(10^1.69 CFU/ml)에서 대조구(10^3.25 CFU/ml) 보다 유의하게 감소하였다(p<0.05). 틸라피아 성장차이 조사 결과 처리구는 대조구에 비해 총 증중량이 유의하게 높았으며(p<0.05), 다른 성장지표도 처리구가 상대적으로 높았으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었다(p>0.05). 또한 처리구는 100%의 생존율을 보였으며, 조직학적으로 대조구와 차이가 나타나지 않았다. 따라서 플라즈마 처리수는 순환여과양식시스템 내 어류의 성장과 건강에 해를 끼치지 않고 수질 개선에도 효과가 있을 것으로 기대된다. 그러나 현장 적용 시에는 탈기수조의 설치 등 주의사항을 충분히 고려하여야 할 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제23권6호
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• pp.73-81
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• 2018

Inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), one of the most commonly used instruments for metal analysis, was used to determine total uranium in soil. The method was named as "Modified ASTM C1345-96". When comparing with ASTM C1345-96, digestion time (2~3 days) was shorten to 7 hours and the treatment in furnace was eliminated. In analyses of 26 field soil samples, there was a significant difference in the average concentration of total uranium between modified ASTM C1345-96 and ASTM C1345-96 (F : 6.22 > Fc : 4.03, significance level : 0.05, n=26). The average concentration of modified ASTM C1345-96 was 1.8 times larger than that of ASTM C1345-96. In addition, modified ASTM C1345-96 was compared with other acid digestion methods for soil including ISO 11466, Modified ISO 11466, US EPA-3051, US EPA-3051A and US EPA-3052 using a certificated reference material (SRM 2711a, NIST) and field soil samples with different level of organic matter content (1.6%, 5.8%, 10.6%). Modified ASTM C1345-96 showed the best accuracy of 93.01% for SRM 2711a. Also, modified ASTM C1345-96 showed the higher extraction rates than other digestion methods by 11~45%.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.249-254
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• 2011

Ferroelectric의 강유전체 소구들을 충전한 원통형의 비열 방전 플라즈마 반응기를 설계 제작하였으며, 강유전체 층방전 구조를 구성하는 평판(20 mm 간격) 금속망 전극 사이에 직경 2.0 mm인 $SrBiTaO_9$ (SBT) 소구들을 위치시키고 고압의 교류 전원을 인가하였다. SBT 소구는 상온($25^{\circ}C$)에서 150, 큐리온도($335^{\circ}C$)에서 500의 유전상수를 가졌다. 플라즈마 반응기에서 오존 생성속도는 거의 인가전압의 증가에 비례하였으며, SBT 소구들이 충전된 경우, 20 kV 이상의 인가전압에서 오존 생성속도는 급격하게 증가하였다. 부코로나 방전에서 오존 생성속도가 정코로나 방전에서의 경우보다 높았다. 그러나 톨루엔 및 메틸렌클로라이드의 분해율은 생성된 오존 농도에 비례하여 증가하지 않았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.229.1-229.1
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• 2015

생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제4권2호
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• pp.86-90
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• 2019

본 연구는 수산양식분야에서 용수를 살균하기 위해 제품화되어 있는 UV 및 플라즈마 장치를 100 ℓ 수조에 적용하고 처리수를 1 ℓ씩 채수, 농축하여 시료 내 세균 수의 변화를 확인하여 두 가지 처리 방식에 따른 효과를 비교하였다. 각 장치를 6시간 동안 작동시키면서 일반 해수 내 세균을 MA, TCBS, SS 배지에 배양하여 세균 수 변화를 확인하였고, 살균처리된 해수 내 Edwardsiella piscicida를 인위 접종한 후 처리수 내 E. piscicida 세균 수 변화를 확인한 결과 UV 장치와 플라즈마 장치 간의 세균 저감 효율은 99.5~99.9% 수준으로 거의 유사한 수준으로 확인되었다. 2가지 장치를 적용하여 100 ℓ의 수량을 동일한 시간 동안 처리하였을 때, 플라즈마 방식의 경우 UV 장치와 비교하여 더 짧은 시간 안에 세균을 사멸하는 것으로 나타났다. 하지만 본 연구에서는 단기적(6시간)으로만 세균 수 변화를 확인한 것으로, 사료찌꺼기, 배설물, 연안 오염 등에 따라 수질의 변동이 크고 biofilm과 유기물이 많이 존재하는 실제 양식환경을 고려할 때, 탁도와 유기물의 존재에 따라 한계가 있는 UV 처리 방식보다는 지속적이고 일정한 효과를 유지할 수 있는 플라즈마 처리 방식이 보다 효율적일 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.618-626
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• 2019

줄기세포를 기반으로 한 세포치료제는 생체 이식시 생착률이 낮아서 치료효과를 기대하기 어렵다. 이를 극복하기 위하여 줄기세포를 탑재할 수 있는 다양한 세포담체들이 개발되어 활용되고 있다. 이렇게 개발된 세포담체를 3-dimentional (3D) 프린팅하여 스캐폴드를 만들 경우, 환자의 손상부위 맞춤형 이식재를 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 줄기세포를 탑재하여 손상부위를 기계적으로 보완하는 동시에 세포치료제로서의 효과도 얻을 수 있다. Polycaprolactone (PCL)은 저렴할 뿐 아니라 현재 가장 널리 쓰이고 있는 3D 프린팅 소재이기 때문에, PCL을 프린팅하여 세포담체로 활용할 경우 빠르고 경제적인 기술발전을 도모할 수 있다. 하지만 PCL 소재는 세포담체로서의 성능이 우수하지 못하여, 극히 일부의 세포만이 PCL 표면에서 생존한다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해서 PCL 소재에 세포의 탑재능력을 극대화되는 조건을 찾고자 하였다. PCL의 표면에 플라즈마를 처리하는 조건, PCL 표면을 콜라겐 코팅처리, PCL의 3D 프린팅 형상, 세포배양방법 변경 등 다양한 조건을 바탕으로 하여 PCL 소재에 인간 중간엽줄기세포의 세포탑재능력을 확인하였다. 세포탑재능력을 향상시킨다고 알려진 콜라겐 코팅과 플라즈마 처리를 적용하여, 플라즈마 처리 후 3% 콜라겐 코팅을 하였을 때 세포탑재능력이 가장 우수함을 확인하였고, 세포탑재능력에 영향을 줄 수 있는 세포배양방법과 스캐폴드의 구조변화를 적용하여, spheroid 세포배양시 기존의 단일세포배양법보다 탑재능력이 우수함을 확인하였으며, 스캐폴드의 구조는 세포탑재능력에 영향을 주지 못함을 확인하였다. 이를 바탕으로 PCL 소재를 세포 담체로 활용한 다양한 연구를 시도하고자 한다.