• 청정기술
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• 제18권3호
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• pp.229-249
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• 2012

산업 발달로 화석 연료 사용이 급증하고 이에 따른 지구 온난화 문제와 자원 고갈 문제가 대두되어 지속 성장을 위협하고 있다. 따라서 지속 성장을 위해서 두 문제를 모두 해결하여야 한다. 현재 이산화탄소의 처리 방법으로 인식되고 있는 이산화탄소 포집 및 저장 기술(carbon capture and sequestration, CCS)의 환경 논란으로 인해 사후 처리 기술의 필요성이 커지고 있다. 이에 해결책중 하나로 부각되고 있는 이산화탄소 포집 및 재활용 기술(carbon capture and utilization, CCU)에 대해서 알아보았다. 이산화탄소 전환 기술은 이산화탄소 배출량 감소에 따른 지구 온난화 문제의 해결 뿐 아니라 탄소원의 재활용이란 측면에서 자원고갈 문제의 해결책으로 제시될 수 있겠다. 이산화탄소 전환 기술은 기상 전환과 액상 전환으로 나눌 수 있으며 기상 전환의 경우 필요 에너지 공급원과 온화한 반응조건에서 전환이 이뤄져야 하고 저에너지 소비 생성물 분리 정제 기술의 개발이 필요하다. 액상 전환의 경우, 반응 속도를 높일 수 있는 촉매 및 광감응제 개발과 함께 촉매, 빛, 전기의 혼성 시스템의 개발이 요구되어진다. 이산화탄소 전환 기술은 신재생 에너지 및 바이오산업의 경쟁력 향상을 위한 연결 기술로 그 가치가 매우 크다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권4호
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• pp.1081-1088
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• 2013

Two new metal-free organic dyes bridged by anthracene-mediated ${\pi}$-conjugated moieties were successfully synthesized for use in a dye-sensitized solar cell (DSSC). A N,N-diphenylthiophen-2-amine unit in these dyes acts as an electron donor, while a (E)-2-cyano-3-(thiophen-2-yl)acrylic acid group acts as an electron acceptor and an anchoring group to the $TiO_2$ electrode. The photovoltaic properties of (E)-2-cyano-3-(5-((10-(5-(diphenylamino)thiophen-2-yl)anthracen-9-yl)ethynyl)thiophen-2-yl)acrylic acid (DPATAT) and (E)-2-cyano-3-(5'-((10-(5-(diphenylamino)thiophen-2-yl)anthracen-9-yl)ethynyl)-2,2'-bithiophen-5-yl)acrylic acid (DPATABT) were investigated to identify the effect of conjugation length between electron donor and acceptor on the DSSC performance. By introducing an anthracene moiety into the dye structure, together with a triple bond and thiophene moieties for fine-tuning of molecular configurations and for broadening the absorption spectra, the short-circuit photocurrent densities ($J_{sc}$), and open-circuit photovoltages ($V_{oc}$) of DSSCs were improved. The improvement of $J_{sc}$ in DSSC made of DPATABT might be attributed to much broader absorption spectrum and higher molecular extinction coefficient (${\varepsilon}$) in the visible wavelength range. The DPATABT-based DSSC showed the highest power conversion efficiency (PCE) of 3.34% (${\eta}_{max}$ = 3.70%) under AM 1.5 illumination ($100mWcm^{-2}$) in a photoactive area of $0.41cm^2$, with the $J_{sc}$ of $7.89mAcm^{-2}$, the $V_{oc}$ of 0.59 V, and the fill factor (FF) of 72%. In brief, the solar cell performance with DPATABT was found to be better than that of DPATAT-based DSSC.

• 농약과학회지
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• 제9권1호
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• pp.60-69
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• 2005

농약사용 성수기에 하천수 중 검출빈도가 높은 수도용 제초제 molinate의 환경 노출성을 평가하기 위하여 논토양 조건에서 잔류성과 분해특성에 대한 시험을 수행하였다. Molinate의물 중 반감기는 토양이 존재하는 조건에서 4.1일이었고 토양이 없는 물만 처리한 구에서는 4.2일로 비슷하게 나타났으나, 초기 물중 소실율은 토양 처리구에서 훨씬 빨랐다. 물과 토양 중 경시적 잔류분포 변화는 처리 7일 후에 토양에 최고농도로 잔류되었다가 점차 감소되는 추세였다. 가수분해는 $25^{\circ}C$에서 pH 4.0, 7.2 및 9.0조건에서 모두 일어나지 않았으며, 물 중 광분해는 xenon lamp로 5,530 $J/cm^2$ 조사시 31.0%의 분해력을 보였으나, 순수물 보다 호소물에서 더 빠르게 분해되는 경향이었다. 광감제 첨가에 의한 molinate 광분해는 5,184 $J/cm^2$의 광조사시 과산화수소와 ZnO 첨가구에서 각각 98%와 58%의 분해력을 보여 이 물질들이 광감응효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. Molinate 입제의 물 중 용출성은 $35^{\circ}C$에서 30시간에 90% 이상이 용출되었다. 논포장 벼 생육조건에서 논물 중 molinate 농도는 약제처리 7일까지 급격하게 감소하는 경향을 보였으며 논물 중 반감기는 3.7일($Y=1.9258{\times}e^{-0.1865X}$(r=-0.9402))이었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1107-1113
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• 2018

최근 들어 초음파를 활용한 항암 치료법은 미세한 기포 또는 조영제를 환자에게 주입한 후 특정 주파수의 초음파를 발생시켜 세포의 괴사를 유도하는 치료법으로서, 항암치료 중 발생가능한 부작용을 현저히 감소시킬 수 있는 유용한 치료법으로 제안되고 있다. 이는 정기적인 세포의 사멸은 세포의 손상과 관계없이 필수적인 생물학적 프로세스이며, 초음파는 이러한 세포의 사멸을 유도 또는 증폭시키는 효과가 있기 때문으로 알려져 왔다. 한편, 광 역학 치료는 광원의 고유한 파장에 따라 반응하는 광감응제 등과 같은 화합물을 추가적으로 인체에 주입함으로써 특정 암세포의 괴사 유도가 가능하며 이를 위해 다양한 종류의 레이저 사용이 가능하다. 하지만, 고가의 광원과 대형화된 장비, 광원의 자극으로 인한 발열 현상 등의 한계로 제한적인 사용이 가능하여왔다. 이러한 기술적 한계는 소형 발광 다이오드가 개발됨에 따라 광 역학 치료 장비의 소형화와 발열현상의 제어가 가능하게 되었고, 그 결과 발광 다이오드는 레이저의 대체광원으로 인식되었다. 따라서, 본 논문에서는 의료용으로 광범위하게 사용되며, 부작용이 적고, 비교적 저주파인 1 MHz 초음파 발생장치와 저렴한 발광다이오드를 복합적으로 융합한 일체형 암세포 증식억제 모듈을 개발하고 이를 암세포에 적용시켜 효과를 정량적으로 분석하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1321-1331
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• 2018

본 연구에서 N. commune으로부터 U937과 SK-HEP-1 세포에 대해 apoptosis를 유도하는 광과민성물질을 순수 분리하였다. N. commune을 dichloromethane : Methanol (1:1)로 추출하여 Hexane, EtOAc, MeOH로 분획하였다. 높은 광역학활성을 나타내는 EtOAc 분획물에서 NC-1을 분리하였으며, 분자량 870의 pheophytin a ($C_{55}H_{74}N_4O_5$)인 것으로 구조를 동정하였다. 광역학활성 조사는 NC-1을 $1.15{\mu}M$에서 $23.00{\mu}M$까지 5개의 농도를 처리하여 광을 조사하는 것과 조사하지 않는 조건으로 나누어 평가하였다. U937과 SK-HEP-1 두 세포에서 apoptotic body 형성, cell blebbing 등의 형태적 변화와 세포독성, caspase 활성, 세포핵의 응축, DNA 단편화 등이 광 의존적이며 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. 추가적으로 유세포분석을 통한 apoptosis 유도의 정량적 분석 결과에서도 광조건에서 농도가 증가할수록 apoptosis 유도가 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 NC-1의 U937과 SK-HEP-1 세포에 대한 사멸은 광역학적 apoptosis에 의한 것임을 확인하였다. 본 연구 내용을 N. commune으로부터 광감각제 개발의 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 대한치과의사협회지
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• 제57권10호
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• pp.560-568
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• 2019

Purpose: This study evaluated the antibacterial effects of curcuma, ginger, and finger root extracts in water-soluble powder on planktonic Streptococcus mutans(S.mutans), which is known to cause dental caries, in order to confirm whether these extracts could perform as photosensitizers for the effects of photodynamic therapy (PDT). Methods: This study used the strain of streptococcus mutans ATCC 25175 distributed by the Korean Collection for Type Cultures of the Korea Research Institute of Bioscience & Biotechnology. Commercial edible curcuma, ginger and finger root were used as the natural extracts for the use of photosensitizer. To extract organic solvent, 3 g of each powder was mixed in $30m{\ell}$ of dimethyl sulfoxide (DMSO, VWR, Germany) before extraction. $1.8m{\ell}$ of the photosensitizer solution, manufactured in the concentrations of 5, 0.5, and $0.05mg/m{\ell}$, was mixed with $0.2m{\ell}$ of the S. mutans culture medium that had been cultured for 2 days. To induce the photodynamic reaction, Qraycam (AIOBIO, Seoul, Korea) equipped with 405 nm LED was used to expose light for 5 minutes to irradiate 59 nW energy for 300 seconds. Results: Compared with the case with no light, a higher photodynamic therapeutic effect was confirmed with $0.05mg/m{\ell}$ curcuma powder extract, the concentration of $0.5mg/m{\ell}$ and LED light of 405 nm wavelength (p=0.000, p=0.003). $0.05mg/m{\ell}$ of curcuma powder extract and the concentration of $0.5mg/m{\ell}$ showed 100% antibacterial effect when exposed to light, whereas the concentration of $5mg/m{\ell}$ showed 11.95% antibacterial effect. When exposed to light, $0.05mg/m{\ell}$ of ginger powder extract showed an antibacterial effect which didn't statistically decrease. The concentrations of $0.5mg/m{\ell}$ and $5mg/m{\ell}$ did not show any antibacterial effects. As a result of examining any photodynamic therapeutic effects of finger root powder extract on S. mutans, no statistically significant effect was found. Conclusion: The curcuma powder extract is expected to perform as a photosensitizer. Even though belonging to the same ginger family, ginger powder and finger root powder seem difficult to perform as photosensitizer.

• 대한임상검사과학회지
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• 제56권1호
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• pp.52-58
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• 2024

광역학 요법(photodynamic therapy)은 특정 파장의 빛에 의해 활성화되는 광민감제(photosensitizer)를 사용하여 세포 내 산소를 활성화시키는 치료 방법으로, 항생제 내성균에 의한 상처 감염의 치료에 유망한 접근 방법이다. 일반적으로 건강한 사람에게 비병원성인 녹농균(Pseudomonas aeruginosa, P. aeruginosa)은 특정 병원성 징후를 보이지 않지만, 피부 손상이나 면역력이 저하된 사람들에서는 패혈증과 같은 심각한 질병을 유발할 수 있다. 항생제는 P. aeruginosa 감염에 대한 전통적인 치료법이나 약물 오용으로 인한 항생제 내성의 증가는 이러한 감염을 관리하는 데 큰 어려움을 준다. 본 연구에서는 P. aeruginosa의 억제제로서 광민감제(PhotoMed, Methyl pheophorbide A, Radachlorin^®)와 다이오드 레이저를 이용한 광역학 치료 효과를 조사하는 것을 목표로 했다. P. aeruginosa 현탁액과 광민감제(PhotoMed, Methyl pheophorbide A, Radachlorin^®)를 페트리 접시에 접종하여 30분 후 다이오드 레이저를 사용하여 3 J/cm²의 에너지 밀도로 조사했다. 그 결과, P. aeruginosa는 PhotoMed에서 79.65%, Methyl pheophorbide A에서 47.36%, Radachlorin^®에서 40.91%의 사멸률을 보였다. 이번 연구는 P. aeruginosa를 억제하기 위한 가장 효과적인 접근법이 PhotoMed와 다이오드 레이저를 이용한 광역학 치료임을 보여준다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제56권2호
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• pp.178-186
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• 2004

연구배경 : 광역학치료는 체내의 풍부한 산소, 외부에서 공급되는 레이저 그리고 레이저 빛에 예민한 반응을 보이는 광감작제를 이용한 새로운 항암치료 방법으로, 그 원리는 체내의 산소와 빛에 예민한 반응을 보이는 광감작제가 레이저에 의하여 화학적인반응을 일으켜 생성되는 단일항 산소와 이에 의하여 유발되는 자유라디칼이 암세포를 손상시키는 것이다. 광역학치료에 의한 세포사의 주요 형태로 아포프토시스가 관여한다고 알려져 있다. 이에 저자들은 A549 폐암세포주에서의 광역학치료에서 세포독성이 광감작제의 농도, 레이저 조사량, 그리고 시간의 경과에 따라서 어떠한 양상으로 나타나는지 그리고 세포사의 특징으로 아포프토시스 유무에 대해서 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 폐암세포주로 A549 폐암세포주를 이용하였고, 광감작제로 ALA를, 그리고 레이저는 632nm diode 레이저를 사용하였다. ALA 의 용량은 $10{\mu}g/m{\ell}$, $100{\mu}g/m{\ell}$, 그리고 $1mg/m{\ell}$를 사용하였고 레이저의 조사량은 1.6, 3.2, $6.4J/cm^2$ 이었다. 세포독성검사는 crystal violet assay를 이용하였고 아포프토시스 유무는 Hoechst 33342 와 propium iodide 이중염색 방법을 이용하여 분석하였다. 결 과 : A549 폐암세포주에서 ALA를 이용한 광역학치료시 ALA의 농도증가에 따른 세포독성의 증가가 관찰되었고 또한 레이저의 조사량 증가에 따라서도 세포독성의 증가가 관찰되었다. 그리고 세포독성의 형태는 아포프토시스임을 확인할 수 있었다. 그러나 광역학치료 후 시간의 경과에 따른 세포독성의 변화는 관찰되지 않았다. 결 론 : ALA를 이용한 광역학치료는 A549 폐암세포주의 항암효과가 있음을 알 수 있었으며 이는 아포프토 시스의 유도에 의해 이루어짐을 확인할 수 있었다. 향후 광역학치료-유도성 아포프토시스의 기전에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권2호
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• pp.107-116
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• 1998

광분해 촉진에 의한 작물 및 토양중 잔류농약의 인위적인 경감을 위하여 자연계에 천연적으로 존재하거나 또는 합성화합물중에서 감광작용을 갖을 것으로 예상되는 40여종에 대하여 감광작용을 검정하여 6종의 화합물을 선정하고 고추와 토마토에 사용되는 살균제중 procymidone,vinclozolin 및 carbendazim을 관행법에 따라 상기 작물에 살포한 후 감광제를 처리하여 다음과 같은 결과를 얻었다.1.Acetone에 용해되어 있는 procymidone,vinclozolin, carbendazim의 최대흡장 파장 (${\lambda}$max)은 모두 209nm 이었고,최대 molar absorptivity (${\varepsilon}$max)는 각각 853,853,8740이었다.2.40여종의 자연계에 천연적으로 존재하는 화합물과 합성 유기 및 무기화합물의 감광작용을 탐색하여 방향족 ketone계인 PS-1,방향족 amine계인 PS_2, quinone계인 PS-3,무기화합물인 PS-4,유기염산인 PS-5,광촉매제인 PS-6를 선발하였다.3.감광제 살포에 의한 토양중 농약의 광분해 촉진효과에서 procymidone의 경우에는 감광제 PS-2를 처리 한 후 3일에 대조구 잔류량의 59%로 감소하여 그 효과가 현저하였다.4.토양에서 vinclozolin의 경우에는 감광제 PS-2를 처리 한 후 1일 잔류랑이 된 양이 대구조의 71%로 그리고 15일 후에는 21%로 감소하였다.