• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제33권4호
• /
• pp.114-120
• /
• 2022

Purpose: Particle beam therapy is advantageous over photon therapy. However, adequately delivering therapeutic doses to tumors near critical organs is difficult. Nanoparticle-aided radiation therapy can be used to alleviate this problem, wherein nanoparticles can passively accumulate at higher concentrations in the tumor tissue compared to the surrounding normal tissue. In this study, we investigate the dose enhancement effect due to gold nanoparticle (GNP) when Carbon-12, He-4, and proton beams are irradiated on GNP. Methods: First, monoenergetic Carbon-12 and He-4 ion beams of energy of 283.33 MeV/u and 150 MeV/u, respectively, and a proton beam of energy of 150 MeV were irradiated on a water phantom of dimensions 30 cm×30 cm×30 cm. Subsequently, the secondary-particle information generated near the Bragg peak was recorded in a phase-space (phsp) file. Second, the obtained phsp file was scaled down to a nanometer scale to irradiate GNP of diameter 50 nm located at the center of a 4 ㎛×4 ㎛×4 ㎛ water phantom. The dose enhancement ratio (DER) was calculated in intervals of 1 nm from the GNP surface. Results: The DER of GNP computed at 1 nm from the GNP surface was 4.70, 4.86, and 4.89 for Carbon-12, He-4, and proton beams, respectively; the DER decreased rapidly with increasing distance from the GNP surface. Conclusions: The results indicated that GNP can be used as radiosensitizers in particle beam therapy. Furthermore, the dose enhancement effect of the GNP absorbed by tumor cells can aid in delivering higher therapeutic doses.

• 한국식품위생안전성학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.269-276
• /
• 2019

본 연구에서는 시판되고 있는 혈청 내 AChE가 acetylthiocholine과 반응하여 GNP에 aggregation 일으키는 원리를 이용하여 신선채소 농산물 중에 저농도 농약을 신속하고 간편하게 분석할 수 있는 비색-신속 농약 검출법을 개발하는 연구를 수행하였다. 먼저 비색-신속 농약 검출법의 최적화를 위해 GNP 입자의 크기에 따른 응집정도를 확인하여 15~20 nm 직경의 GNP를 선정하였고, 혈청의 희석배수와 acetylthiocholine의 농도를 확인하여 GNP 응집 차이가 가장 큰 혈청 1000배 희석과 acetylthiocholine 1 mM을 최적화 조건으로 선정하였다. 비색-신속 농약 검출법의 평가를 위해 최적화된 비색농약분석법을 이용하여 유기인계 농약은 dimethyl amine으로 카바메이트계 농약은 carbofuran으로 민감도를 분석한 결과 모두 7.5 ng/mL까지 검출이 가능한 것으로 확인되었으며 이는 기존의 비색-신속 농약 검출법과 비교했을 때 높은 민감도와 특이성을 나타내었다. 농약 이외에 화학물질인 곰팡이독소 등에 대한 반응성은 확인되지 않아 높은 특이성을 나타내었다. 또한 상추, 깻잎, 양상추에 대한 시료 전처리법을 확립하고 임의로 오염시킨 3종(상추, 깻잎, 양상추)의 농산물에 대해서 회수율을 확인한 결과유기인계와 카바메이트계 농약을 83.85~133.16% 정도의 회수율이 확인되었다. 이상의 결과 볼 때 본 연구에서 개발한 비색-신속 농약 검출법을 이용한다면 시판 농산물의 잔류농약을 신속하고 민감도 높게 검출할 수 있을 것으로 판단된다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제8권5호
• /
• pp.471-486
• /
• 2011

Various types of strain sensors have been developed and widely used in the field for monitoring the mechanical deformation of structures. However, conventional strain sensors are not suited for measuring large strains associated with impact damage and local crack propagation. In addition, strain sensors are resistive-type transducers, which mean that the sensors require an external electrical or power source. In this study, a gold nanoparticle (GNP)-based polymer composite is proposed for large strain sensing. Fabrication of the composites relies on a novel and simple in situ GNP reduction technique that is performed directly within the elastomeric poly(dimethyl siloxane) (PDMS) matrix. First, the reducing and stabilizing capacities of PDMS constituents and mixtures are evaluated via visual observation, ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, and transmission electron microscopy. The large strain sensing capacity of the GNP-PDMS thin film is then validated by correlating changes in thin film optical properties (e.g., maximum UV-Vis light absorption) with applied tensile strains. Also, the composite's strain sensing performance (e.g., sensitivity and sensing range) is also characterized with respect to gold chloride concentrations within the PDMS mixture.

• 대한치과재료학회지
• /
• 제44권1호
• /
• pp.33-41
• /
• 2017

In this study, we prepared PLA-tetracycline complexes coated gold nanoparticle-titania nanotubes and estimated their infrared LASER mediated drug release in the abdominal region of ICR mouse. The results of UV-Vis spectrophotometer showed the highest absorbance at the wavelength of 530 nm and 809 nm indicating the existence of gold nanoparticles. EDX analysis showed that the amounts of gold nanoparticle coated on titania nanotubes were approximately 3.62-36.5 wt%. In vivo test resulted that the tetracycline release value of experimental groups (6.5 ng/mL) was higher than that of control group (5.8 ng/mL) on the condition of 30 minutes of LASER irradiation. Therefore, it is expected that PLA-tetracycline complexes coated gold nanoparticle-titania nanotubes have the feasibility in the field of infrared remote controlled drug device and overcome the limitation of location and time of drug release in dental implant.

• Korean Journal of Chemical Engineering
• /
• 제35권12호
• /
• pp.2421-2429
• /
• 2018

Thiol-based self-assembled anchor linked to glucose oxidase (GOx) and gold nanoparticle (GNP) cluster is suggested to enhance the performance of glucose biosensor. By the adoption of thiol-based anchors, the activity of biocatalyst consisting of GOx, GNP, polyethyleneimine (PEI) and carbon nanotube (CNT) is improved because they play a crucial role in preventing the leaching out of GOx. They also promote electron collection and transfer, and this is due to a strong hydrophobic interaction between the active site of GOx and the aromatic ring of anchor, while the effect is optimized with the use of thiophenol anchor due to its simple configuration. Based on that, it is quantified that by the adoption of thiophenol as anchor, the current density of flavin adenine dinucleotide (FAD) redox reaction increases about 42%, electron transfer rate constant ($k_s$) is $9.1{\pm}0.1s^{-1}$ and the value is 26% higher than that of catalyst that does not use the anchor structure.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제59권2호
• /
• pp.145-147
• /
• 2016

Recently, conjugates of medicinal herb-derived bioflavonoids, such as quercetin, and gold nanoparticles (GNPs) have gained attention as targeted drug delivery systems. In the present study, because quercetin is an important flavonoid with anti-cancer, anti-inflammatory, and anti-oxidant properties, GNP-quercetin complexes (GNPQs) were synthesized to investigate possible adverse effects such as cytotoxicity. We found that while quercetin was cytotoxic, GNPQs were not cytotoxic towards the RAW 264.7 and THP-1 cell lines. Therefore, GNPQs may serve as a potential drug delivery system for cancer treatment.

• 대한화장품학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.27-34
• /
• 2015

나노입자의 응용은 1970년대부터 발전되어 왔다. 금속 나노입자에 빛을 조사하면 나노입자 표면에서 플라즈몬 공명(SPR, surface plasmon resonance)을 일으킨다. SPR 효과는 금속표면에 입사한 빛에너지에 의해 전자가 여기하며 공명을 일으켜 진동을 발생시키는 현상을 말한다. 여기 된 전자들이 금속원자들과 충돌을 일으키며 열에너지로 전환될 수 있는데 이를 금속의 광열효과(photothermal effect)라고 한다. 우리는 광열 효과를 이용하여 온열 화장품의 개발 가능성을 제시하고자 한다. 온열 화장품의 개발을 위해 생체 독성이 적은 금 나노입자를 선택하여 광열 효과에 있어서의 세포 생체적합성과 열효율을 살펴보았다. 금 나노입자의 합성 상태는 금 나노입자가 갖는 독특한 흡광 스펙트럼으로 확인하였으며, 금 나노입자의 농도는 원자 흡광분석기로 측정하였다. 세포의 독성평가는 MTT assay와 이중 염색법을 사용하였으며, 금 나노입자의 광열 효과는 제논 램프를 광원으로 하여 금 나노입자의 농도의 증가에 따른 광열 효과증대를 적외선-열화상 카메라로 확인하였다. 금 나노입자의 광열 효과를 온열 화장품에 적용한다면 한대 지방의 기후, 또는 겨울철에 태양 에너지를 열에너지로 전환시켜 피부에 손실된 열을 공급, 피부온도 유지에 도움이 되고 피부건강에 긍정적 효과를 주리라 사료된다.

• 한국식품위생안전성학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2021

본 연구에서는 농약의 음성시료에서는 acetylcholinesterase와 acetylthiocholine을 반응시켜 +전하와 -전하를 가지는 thiocholine으로 분해되어 금 나노입자를 응집시켜 역 Y자 스트립상에서 청자색의 반응선(띠)을 형성하고 양성 시료에서는 생성시키지 않는 원리를 이용한 신속 농약 검출법을 개발하였다. 개발한 분석법은 유기인계 농약 말라옥손과 카바메이트계 농약 카보퓨란을 각각 10 ng/mL 수준까지 검출이 가능한 것으로 확인되었으며, 2종의 유기인계와 카바메이트계 농약(EPN, dichlorvos)에 대해 추가적으로 검출 한계를 확인한 결과에서도 10 ng/mL 수준까지 모두 검출 가능함을 확인할 수 있었다. 그러나 3종의 트리아진 계열의 농약과 각 1종의 피레스로이드, 카복사마이드, 페닐아마이드 및 유기염소계열의 농약에 대해서는 반응성이 없는 것으로 확인되어 유기인계와 카바메이트계 농약 분석에 적용이 가능한 것으로 확인되었다. 마지막으로, 임의로 오염시킨 농산물 시료를 대상으로 분석법의 회수율을 확인한 결과, 말라옥손에 대해서 96.4에서100.7%, 카보퓨란은 81에서112.7%의 회수율이 확인되어 본 연구에서 개발한 역 Y자 스트립을 농약 검출법으로 이용한다면 농산물과 농업환경 중 존재하는 유기인계 및 카바메이트계 잔류농약을 신속하게 검출할 수 있을 것으로 판단된다.