• 대한방사성의약품학회지
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• 제6권2호
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• pp.177-181
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• 2020

Dual-modality imaging strategy using near-infrared fluorescence (FLI) and photoacoustic imaging (PAI) demands a suitable probe to enable dual-modular signal production. Herein, we demonstrate a synthetic protocol of small molecular dye for dual-modular FLI and PAI. A condensation reaction between squaric acid and carboxypentyl benzoindolium, and followed by basic hydrolysis to give the benzoindole derived squaraine (BSQ) dye in 49% yield. Next, the carboxylic acid group of BSQ was further functionalized with N-hydroxysuccinimide or azide group for an efficient conjugation with a targeting biomolecule. BSQ showed a maximum fluorescent emission at around 680 nm and the photoacoustic signal reached a maximum intensity at 680-700 nm. Based on these results, we conclude that BSQ analogs will be useful probes for dual-modular (FLI/PAI) imaging studies in animal models.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.398-406
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• 2022

그람음성균의 외막은 수많은 생물물리학적 및 생화학적 과정이 작용하여 생존력을 유지하도록 설계되어 있는 세포환경의 가장 바깥 층이다. 세포공학의 발전으로 인해 박테리아의 막 환경을 변경하는 등 유전정보를 원하는 대로 조작할 수 있게 되었고 이는 박테리아를 특정 목적에 적용시킬 수 있게 하였다. 그중 기능성 분자를 박테리아 외막에 표지하는 세포 표면공학은 숙주세포가 특정 외부물질이나 자극에 반응하도록 유도하는 전략 중 하나이다. 기능성 펩타이드 또는 단백질을 세포 표면에 표지하기 위한 방법으로 막 고정 모티프를 융합한 후 세포 내에서 발현하는 방법이 일반적으로 사용되고 있지만 이는 박테리아 시스템에서 발현할 수 없는 외인성 단백질이나 크기가 큰 단백질에는 적용할 수 없다는 한계점이 있다. 박테리아 외막의 구성요소에 자연적으로 존재하는 반응성 그룹과 기능성 물질을 화학접합하는 방법도 있으나 필수 구성 요소의 비특이적 변형으로 인해 세포의 생장이 저해되는 경우가 많다. 본 연구에서는 비천연아미노산 또는 자가결합 도메인을 사용해 대장균의 세포 표면을 부위 특이적으로 형광 표지하는 두 가지의 접근법을 수행하였다. 첫 번째 접근법은 화학선택적 반응성을 지닌 비천연아미노산이 삽입된 펩타이드를 대장균 표면에 발현하여 위치 특이적으로 형광염료를 접합시키는 방법이다. 두 번째 접근법은 자가결합능력을 지닌 이종 이량체 코일-코일에서 유래된 α-나선 도메인을 대장균 외막에 발현하고 녹색 형광 단백질이 융합된 상보적인 α-나선 도메인을 막 표면에 특이적으로 고정하는 방법이다. 제시된 방법들은 위치와 시간이 제어된 방식으로 박테리아 외막에 새로운 기능을 부여하는 방법론으로서 유용하다.

• 대한방사성의약품학회지
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• 제3권2호
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• pp.98-102
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• 2017

We demonstrate a detail protocol for the radiosynthesis of a $^{125}I-labeled$ tetrazine prosthetic group and its application to the efficient radiolabeling of trans-cyclooctene-group conjugated human serum albumin (3) using inverse-electron-demand Diels-Alder reaction. Radioiodination of the stannylated precursor (2) was carried out by using [$^{125}I$]NaI and chloramine T as an oxidant at room temperature for 15 min. After HPLC purification of the crude product, the purified $^{125}I-labeled$ azide ([$^{125}I$]1) was obtained with high radiochemical yield ($65{\pm}8%$, n = 5) and excellent radiochemical purity (>99%). Inverse-electron-demand Diels-Alder reaction between ([$^{125}I$]1) and 3 gave the $^{125}I-labeled$ human serum albumin ([$^{125}I$]4) with more than 99% of radiochemical yield as determined by radio-thin-layer chromatography (radio-TLC). These results clearly indicate that the present radiolabeling method will be useful for the efficient and convenient radiolabeling of trans-cyclooctene-group containing biomolecules.

• 대한방사성의약품학회지
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• 제6권1호
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• pp.53-58
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• 2020

Pretargeting is a two-component strategy often used for tumor targeting to enhance the tumor-to-background ratio in cancer diagnosis as well as therapy. In the multistep strategy, the highly specific unlabeled monoclonal antibodies (mAbs) with the reactive site is allowed to get localized at tumor site first, and then small and fastclearing radiolabeled chelator with counter reactive site is administered which covalently attaches to mAbs via inverse electron demand Diels-Alder reaction (IEDDA). The catalyst-free IEDDA cycloaddition reaction between 1,2,4,5-tetrazines and strained alkene dienophiles aid with properties like selective bioconjugation, swift and high yielding bioorthogonal reactions are emergent in the development of radiopharmaceutical. Due to its fast pharmacokinetics, the in vivo formed radioimmunoconjugates can be imaged at earlier time points by short-lived radionuclides like ¹⁸F and ⁶⁸Ga; it can also reduce radiation damage to the normal cells. Ultimately, this review elucidates the updated status of pretargeting based on antibodies and IEDDA for tumor diagnosis (PET and SPECT) and therapy.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권3호
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• pp.361-370
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• 2005

In this review, the field of biosurface organic chemistry is defined and some examples are presented. The aim of biosurface organic chemistry, composed of surface organic chemistry, bioconjugation, and micro- and nanofabrication, is to control the interfaces between biological and non-biological systems at the molecular level. Biosurface organic chemistry has evolved into the stage, where the lateral and vertical control of chemical compositions is achievable with recent developments of nanoscience and nanotechnology. Some new findings in the field are discussed in consideration of their applicability to nanobiotechnology and biomedical sciences.

• 센서학회지
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• 제33권2호
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• pp.86-92
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• 2024

Flexible electronic devices are exposed to repeated mechanical deformation; therefore, electrode performance is an important element. Recently, a new technology has been developed to improve the adhesion strength between polymer substrates and metal thin films through the cross-linking reaction of bovine serum albumin (BSA) bioconjugation proteins; however, additional performance evaluation as an electrode is necessary. Therefore, in this study, we investigated the effect of adhesive strength between a flexible substrate and a metal thin film on the performance of a flexible electrode. Cracks and changes in the electrical resistance of the electrode surface were observed through outer bending fatigue tests and tensile tests. As a result of a bending fatigue test of 50,000 cycles and a tensile test at 10% strain, the change in the electrical resistance of the flexible electrode with a high adhesion strength was less than 40%, and only a few microcracks were formed on the surface; thus, the electrical performance did not significantly deteriorate. Through this study, the relationship between the adhesion strength and electrical performance was identified. This study will provide useful information for analyzing the performance of flexible electrodes in the commercialization of flexible electronic devices in the future.

• Macromolecular Research
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• 제17권3호
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• pp.174-180
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• 2009

Chemical modification of titanium/titanium oxide (Ti/$TiO_2$) substrates has recently gained a great deal of attention because of the applications of Ti/$TiO_2$-based materials to biomedical areas. The reported modification methods generally involve passive coating of Ti/$TiO_2$ substrates with protein-resistant materials, and poly(ethylene glycol) (PEG) has proven advantageous for bestowing a nonbiofouling property on the surface of Ti/$TiO_2$. However, the wider applications of Ti/$TiO_2$ based materials to biomedical areas will require the introduction of biologically active moieties onto Ti/$TiO_2$, in addition to nonbiofouling property. In this work, we therefore utilized surface-initiated polymerization to coat the Ti/$TiO_2$ substrates with polymers presenting the nonbiofouling PEG moiety and subsequently conjugated biologically active compounds to the PEG-presenting, polymeric films. Specifically, a Ti/$TiO_2$ surface was chemically modified to present an initiator for atom transfer radical polymerization, and poly(ethylene glycol) methacrylate (pEGMA) was polymerized from the surface. After activation of hydroxyl groups of poly(pEGMA) (pPEGMA) with N,N'-disuccinimidyl carbonate, biotin, a model compound, was conjugated to the pPEGMA films. The reactions were confirmed by infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, contact angle goniometry, and ellipsometry. The biospecific binding of target proteins was also utilized to generate micropatterns of proteins on the Ti/$TiO_2$ surface.

• 분석과학
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• 제23권6호
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• pp.537-543
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• 2010

도파민은 카테콜아민류의 중요한 신경전달물질로서 부족하면 파킨스병과 정신분열증 등을 야기할 수 있다. 그러므로 조작이 비교적 간단하면서 감도가 우수한 분석법의 개발이 필요하다. 이에, 도파민에 대한 경쟁적인 효소면역분석법이 연구되었다. 경쟁적인 면역분석법의 분석감도는 일반적으로 두가지 요소에 의해 조절된다. 하나는 경쟁자의 특성과 농도이며, 다른 하나는 결합체, 즉 항체의 그것이다. 따라서, 경쟁자인 BSA-DA과 결합체인 항체-avidin 접합체의 최적화가 수행되었다. 두 접합체는 SATA와 SMCC를 이용한 dual heterobifunctional coupling법에 의해 합성되었으며, 최적화 과정을 통해 BSA-DA 접합체의 농도는 $6.66\;{\mu}g/mL$, 항체-avidin 접합체의 농도 $4.17{\times}10^{-10}\;M$로 결정되었다. 도파민에 대한 doseresponse curve와 calibration curve의 결과로써 도파민에 대한 검출 한계는 $2.3{\times}10^{-2}\;{\mu}g/mL$ 이고 검출 영역은 $1.0{\times}10^{-3}\;M\sim1.0{\times}10^{-7}\;M$ 이다. 직선성을 갖는 검출영역에서의 검정선을 얻은 결과 [Absorbance = -0.1098 log[DA]+0.0353 ($R^2$ = 0.9956)] 우수한 직선관계를 얻었다.

• KSBB Journal
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• 제21권2호
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• pp.133-139
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• 2006

혈액 내 순환시 안정성 향상과 면역원성의 감소를 위해, rhIFN-${\alpha}$-2a은 N-terminus의 ${\alpha}$-아민기에 mPEG aldehyde를 solid-phase PEGylation 시킨다. CM-Sepharose와 같은 양이온 교환수지가 고체 지지체로 사용되었다. Mono-PEGylate는 양이온 교환 수지에서 unmodified 단백질과 분리되어 용출된다. Site-srecific PEGylation과 mono-PEGylate의 분리가 한 단계의 공정으로 얻어진다는 점은 solid-phase PEGylation의 이점을 뒷받침해준다. 위치 특이성은 peptide digest의 질량 분석과 Edman degradation을 이용한 N-terminal sequencing에 의해 확인하였다. Mono-PEGylate는 항바이러스 활성과 면역원성의 감소를 나타내고, 감소 정도는 결합되는 mPEG의 분자량에 비례한다. Trypsin 저항성과 온도 안정성은 mono-PEGylation에 의해 두드러지게 개선되었다. Solid-phase PEGylation을 통해 종래의 액상 반응에서 나타날 수 있는 재현성 낮은 반응, 부 반응물 생성, 부 반응물 제거 공정 등의 단점을 극복할 수 있었다. 그러나 solid-phase PEGylation의 문제점인 액상 반응에 비교하여 많은 양의 PEG를 사용하여야 한다는 점은 개선되어야 한다.

• 대한핵의학회지
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• 제38권3호
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• pp.253-258
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• 2004

목적: 약물이나 유전자 전달에 이용되는 생체적합성이 높은 키토산의 간세포 지향성을 위해서 갈락토스를 수식하는 방법이 널리 이용되어지고 있다. 이번 연구에서는 갈락토스 수식 키토산의 간세포지향성 획득을 평가하는데 있어서 핵의학 영상법의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 키토산에 NHS와 EDC를 이용하여 30 mol%의 lactobionic acid를 결합시켜 갈락토스 수식 키토산을 제조하였다. 얻어진 갈락토스 수식 키토산을 투석 시킨 후 동결 건조하여 얻어 낸 다음 키토산의 기본구조인 glucoseamine에 methyl기를 첨가시키는 반응을 하여 최종화합물을 합성하였다. GMC의 세포내 독성은 MTT assay를 통하여 확인하였다. 제조된 GMC에 $SnCl_2{\cdot}2H_2O$를 이용하여 $^{99m}Tc$을 표지하였다. 표지 후 안정성은 아세톤과 생리식염수를 이용하여 1시간까지 확인하였다. $^{99m}Tc$-GMC와 $^{99m}Tc$-MC 55.5 MBq (1.5 mCi)를 토끼의 외이정맥으로 주사 후, 감마카메라를 이용하여 10분, 30분, 60분, 90분 간격으로 전면 영상을 얻었다. 결과: 키토산에 lactobionic acid 30 mol%를 반응시켜 7.4 mol%의 galactose group이 키토산에 결합한 것을 확인하였다. 갈락토스 수식 키토산을 메틸화한 결과는 tri, di, mono가 각각 8.8%, 46%, 35.2%인 것을 확인하였다. MTT assay결과를 통해 GMC의 세포에 미치는 독성은 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 표지 효율은 메틸화시키지 않은 $^{99m}Tc$-GC가 아세톤과 생리식염수에서 각각 88%, 72%를 보인 반면에 $^{99m}Tc$-GMC는 96%정도를 보여 보다 높은 표지효율을 가지는 것을 확인하였다. $^{99m}Tc$-MC를 주사후 얻은 토끼 영상에서 키토산은 일반적으로 대부분 신장을 통해 배출되며, 간과 비장, 골격계에는 매우 적은 분포를 보이는데 비해. 갈락토스가 수식된 $^{99m}Tc$-GMC에서는 분포에 변화가 생겨 간, 신장, 그리고 방광에서 높은 방사능이 관찰되는 소견을 보였다. 결론: 핵의학 영상법은 갈락토스 리간드 수식 키토산의 간세포 지향성 여부를 평가하기 위한 생체내 평가법으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.