• 제목/요약/키워드: non-toxic materials

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금속 나노입자의 생체 합성과 항균적 적용 (Biogenic Synthesis of Metallic Nanoparticles and Their Antibacterial Applications)

  • 마헤쉬쿠마 프라카쉬 파틸;김종오;서용배;강민재;김군도
    • 생명과학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.862-872
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    • 2021
  • 최근 생물의학 분야에서의 광범위한 응용 가능성에 의하여 식물이나 미생물을 이용한 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 세륨(Ce), 아연(Zn), 구리(Cu) 등의 금속 나노물질 합성에 관한 연구가 주목받고 있다. 식물은 플라보노이드, 알칼로이드, 사포닌, 스테로이드 탄닌과 각종 영양 성분과 같은 생리 활성 물질을 풍부하게 가지고 있으며, 유사하게 미생물들도 단백질과 같은 생리활성 대사산물이나 색소, 항생제 및 산과 같은 가치가 있는 화학물질을 분비한다. 최근 보고된 바에 의하면, 나노입자의 생체 합성은 무해한 방법일 뿐만 아니라 항균, 항진균, 세포 증식 억제 및 항플라스모디아 활성과 같은 생물의학 분야로서의 적용에 주요한 후보로 여겨진다. 나노입자의 이러한 생리 활성은 농도에 의존적이며, 나노입자의 모양과 크기에도 따라 달라질 수 있다. 미생물과 식물은 나노입자의 친환경적합성에 사용되는 대사산물이나 화학물질 등의 훌륭한 공급원으로서 생물 의학 분야에서 유용하게 사용된다. 미생물 또는 식물 원료를 사용하여 합성된 나노입자는 화학적인 방법으로 합성된 나노입자보다 더 낮은 독성을 나타낸다. 본 리뷰논문에서는 미생물이나 식물과 같은 생물학적 재료를 이용한 나노입자의 합성과, 합성에 사용되는 다양한 기술의 특성 및 나노입자의 항균 분야에서의 적용에 대하여 중점적으로 서술하였다.

Solution Processed Porous Fe2O3 Thin Films for Solar-Driven Water Splitting

  • Suryawanshi, Mahesh P.;Kim, Seonghyeop;Ghorpade, Uma V.;Suryawanshi, Umesh P.;Jang, Jun Sung;Gang, Myeng Gil;Kim, Jin Hyeok;Moon, Jong Ha
    • 한국재료학회지
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    • 제27권11호
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    • pp.631-635
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    • 2017
  • We report facile solution processing of mesoporous hematite (${\alpha}-Fe_2O_3$) thin films for high efficiency solar-driven water splitting. $Fe_2O_3$ thin films were prepared on fluorine doped tin oxide(FTO) conducting substrates by spin coating of a precursor solution followed by annealing at $550^{\circ}C$ for 30 min. in air ambient. Specifically, the precursor solution was prepared by dissolving non-toxic $FeCl_3$ as an Fe source in highly versatile dimethyl sulfoxide(DMSO) as a solvent. The as-deposited and annealed thin films were characterized for their morphological, structural and optical properties using field-emission scanning electron microscopy(FE-SEM), X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and UV-Vis absorption spectroscopy. The photoelectrochemical performance of the precursor (${\alpha}-FeOOH$) and annealed (${\alpha}-Fe_2O_3$) films were characterized and it was found that the ${\alpha}-Fe_2O_3$ film exhibited an increased photocurrent density of ${\sim}0.78mA/cm^2$ at 1.23 V vs. RHE, which is about 3.4 times higher than that of the ${\alpha}-FeOOH$ films ($0.23mA/cm^2$ at 1.23 V vs. RHE). The improved performance can be attributed to the improved crystallinity and porosity of ${\alpha}-Fe_2O_3$ thin films after annealing treatment at higher temperatures. Detailed electrical characterization was further carried out to elucidate the enhanced PEC performance of ${\alpha}-Fe_2O_3$ thin films.

무독성 화합물 기반의 다층 구조 방사선 차폐 시트 개발과 특성 개선에 관한 연구 (A Study on the Non-Toxic Compound-based Multi-layered Radiation Shielding Sheet and Improvement of Properties)

  • 허예지;양승우;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.149-155
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    • 2020
  • 방사선 방호복의 대부분은 가공성과 경제성이 매우 우수하고 높은 원자번호를 갖고 있어 방사선 차폐가 우수한 납으로 제작된다. 하지만 납은 유해 중금속으로 분류되어 납중독 등의 위험이 있으며, 착용 시 중량감 및 불편함 등이 크므로 최근에는 납이 아닌 다양한 물질로 차폐 시트에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 인체에 무해한 BaSO4와 Bi2O3두 화합물과 실리콘 재질의 바인더를 혼합하여 기존과 동등한 방사선 차폐능력을 유지하면서도 물리적 특성이 개선된 다층 구조의 차폐 시트에 대한 연구를 수행하였다. 연구 결과 기존의 차폐 시트와 비교하여 본 연구에서 제작된 다층 구조의 방사선 차폐 시트는 동일한 두께를 기준으로 약 9.8 % 우수한 특성을 보였으며 물리적 특성 중 인장 강도는 BaSO4/nylon/Bi2O3 차폐 시트에서 12.27 N/㎟로 가장 우수한 것으로 분석되었다.

비산재가 포함된 폐광산 채움재의 위해성 평가 전략 (A Strategy for the Risk Assessment of Abandoned Mine Filler Materials)

  • 지상우;조환주;신희영;이상훈;안지환
    • 자원리싸이클링
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    • 제28권4호
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    • pp.59-64
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    • 2019
  • 본 연구에서는 국내 폐광산에 이용될 채움재의 위해성 평가작업을 위한 전략과 방법론을 개념적 측면에서 제시하였다. 채움재는 석탄발전소 비산재와 고형재로 구성되어 있으며 탄산염 등 위해도가 적은 물질이 대부분을 차지하지만 일부 중금속 성분이 포함되어 있어서 이에 대한 위해성 평가가 요구된다. 위해성 평가는 주로 인체내 발암 및 비발암성 유발 가능성을 정량화하는 것이 목적이며, 본 연구의 경우 국내/외 토양 및 광해 위해성평가 기법을 참조 할 수 있을 것으로 판단된다. 이 때 독성이나 분배계수 등 항목별 주요 은 인자 값은 국내 토양위해성평가 가이드라인에서 제시하는 수치를 주로 이용할 수 있다. 오염도에 대한 정확한 위해 성평가는 현장답사와 실측 등을 통한 노력과 시간이 요구된다. 또한 채움재내 중금속 성분 및 농도가 매우 다양하고 반응이 복잡하여 이를 전부 상세하게 평가한다는 것은 비효율적이다. 따라서, 효과적인 위해성 평가를 위하여 일단 문헌 자료와 채움재 시료특성분석결과를 이용한 예비위해성평가를 먼저 실시하고, 그 이후 상세 위해성 평가에서 예비위해성평가에서 선정된 유의 사항을 중점적으로 다뤄야 할 것으로 생각된다. 이를 위해서는 신뢰성 있는 시료분석기법과 노출경로 및 관련 메커니즘에 대한 충분한 이해가 선행되어야 한다.

진행성 비소세포폐암 환자에서 Vinorelbine의 단독요법 (Vinorelbine Monotherapy on Advanced Non-small Cell Lung Cancer)

  • 김명훈;박희선;이연선;안진영;권선중;정성수;김주옥;김선영
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제52권5호
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    • pp.475-484
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    • 2002
  • 연구배경 : 수술적 절제가 불가능한 진행된 병기의 비소세포폐암에 대한 항암화학요법의 성적에 대해서 논란이 있어왔다. 이에 저자들은 기존의 여러 연구에서 보고 된 vinorelbine의 항암효과와 비교적 적은 독성의 결과를 바탕으로 수술적 절제가 불가능한 진행된 병기의 비소세포폐암 환자들을 대상으로 vinorelbine 단독요법의 치료효과와 부작용을 알아보고자 하였다. 방 법 : 조직학적으로 비소세포폐암으로 진단을 받은 환자들 중 치료 당시 III 또는 IV 병기이고 초치로로 다른 항암화학요법을 받지 않고 vinorelbine 단독요법을 받은 16명을 대상으로 하였으며, 매주 30mg/$m^2$ 용량으로 정주 하였다, 임상기록을 통한 후향적인 방법으로 분석하였다. 결 과 : 1) 수술적 절제가 불가능한 병기 3,4기의 비소세포폐암으로 조직학적 진단을 받은 16 명중 남녀 비는 14:2이고 중앙연령은 64세였다. 2) 반응평가로 완전 관해는 없었고 부분 관해는 6명(38%), 불변이 4명(24%), 진행이 6명(38%)으로 전체적인 반응률은 38%이었다. 3) 중앙생존기간은 16주 (95% 신뢰구간 : 12주-20주)였고 반응군에서 중앙 반응지속기간은 (95% 신뢰구간 : 6주-47주), 중앙 무진행생존기간은 16주 였다(95% 신뢰구간 : 6주-26주). 4) 생존기간에 영향을 미치는 통계적으로 유의한 요인은 없었다. 5) 부작용으로 3도 이상의 백혈구 감소증이 총 112회 중 10회(9%)에서 있었으나 호중구감소로 인한 발열로 입원치료를 받은 경우는 1예에서 있었고 vinorelbine 투여와 관련된 정맥염은 16명 중 5명(31%)에서 있었다. 그 외 다른 부작용은 보조적 요법으로 잘 조절되었다. 결 론 : Vinorelbine을 매 주마다 수술적 절제가 불가능한 진행성 병기 및 ECOG 활동도가 저하되어 있는 비소세포폐암 환자들에게 투여하는 것은 비교적 안전하고 효과적인 항암치료법으로 사료된다. 그러나 이에 대해서 더 많은 비소세포폐암 환자를 대상으로 하는 전향적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

수생태 및 토양생태계에서 나노물질의 마이크로코즘 연구 (Microcosm Studies of Nanomaterials in Water and Soil Ecosystems)

  • 윤성지;안윤주
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.288-294
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    • 2012
  • 나노산업의 발달로 인해 나노제품의 제조, 소비, 폐기 과정에서 나노물질이 직 간접적인 경로를 통해 수생태 및 토양생태계로 유입되고 있다. 나노물질은 벌크물질과는 다른 특성을 가지고 있으며 나노물질의 다양한 물리화학적 변화는 환경내 나노물질의 거동 및 무생물적 생물적 상호작용에 영향을 미친다. 나노물질의 생태 독성 연구는 꾸준하게 증가하는 추세이며 특히 나노물질의 마이크로코즘 연구가 최근 보고되고 있다. 마이크로코즘(Microcosm)은 통제된 실험 조건 하에서 생태계의 일부분을 모사하여 자연 현상을 연구하기 위한 기법으로서, 마이크로코즘 연구는 생태계 내 나노물질의 거동과 통합적인 독성영향 평가를 가능하게 한다. 본 연구는 수생태 및 토양생태계에서 나노물질을 이용한 마이크로코즘 및 메조코즘(Mesocosm) 선행연구를 국제 학술 논문을 중심으로 조사하였다. 현재까지 마이크로코즘 연구는 총 12건의 논문이 발표되었고 단 1건의 메조코즘 연구가 보고되었는데, 대부분의 연구들이 미생물 군집 수준에서 나노물질의 영향을 제한적으로 평가하였다. 나노물질의 통합적 독성 영향을 평가하기 위해서 좀 더 다양한 생물종을 대상으로 그들의 상호작용을 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 수생태 및 토양생태계에서 나노물질의 마이크로코즘 연구동향을 분석하고 중금속, 유기물질과 같은 일반 화학물질 이용한 마이크로코즘 독성 연구를 바탕으로 향후 나노물질의 마이크로코즘 연구방향을 제시하였다.

Therapeutic Effects and Adverse Drug Reactions are Affected by Icotinib Exposure and CYP2C19 and EGFR Genotypes in Chinese Non-Small Cell Lung Cancer Patients

  • Chen, Jia;Zheng, Xin;Liu, Dong-Yang;Zhao, Qian;Wu, Yi-Wen;Tan, Fen-Lai;Wang, Yin-Xiang;Jiang, Ji;Hu, Pei
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권17호
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    • pp.7195-7200
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    • 2014
  • Background: The aim of this study was to evaluate how CYP2C19 affects icotinib and metabolite' exposure, and to determine whether the exposure and EGFR genotype influences survival time, tumor metastasis and adverse drug reactions. Materials and Methods: 274 NSCLC patients who accepted 125mg icotinib/t.i.d. were chosen from a phase III study. Blood samples were obtained in $672^{nd}$ ($4^{th}$ week) and $1,680^{th}$ hours ($10^{th}$ week), and plasma was used to quantify the concentration of icotinib and blood cells were sampled to check the genotypes. Clinical data were also collected at the same time, including EGFR genotypes. Plasma concentrations were assessed by HPLC-MS/MS and genotype by sequencing. All data were analyzed through SPSS 17.0 and SAS 9.2. Results: CYP 2C19 genotypes affected bio-transformation from icotinib to M24 and M26, especially in poor-metabolisers. Higher icotinib concentrations (>1000 ng/mL) not only increased patient PFS and OS but also reduced tumor metastasis. Patients with mutant EGFR experienced a higher median PFS and OS (234 and 627 days), especially those with the 19del genotype demonstrating higher PR ratio. Patients who suffered grade II skin toxicity had a higher icotinib exposure than those with grade I skin toxicity or no adverse effects. Liver toxic reactions might occur in patients with greater M20 and M23 plasma concentrations. Conclusions: CYP2C19 polymorphisms significantly affect icotinib, M24 and M26 exposure. Patients with mutant EGFR genotype and higher icotinib concentration might have increased PFS and OS and lower tumor metastasis. Liver ADR events and serious skin effects might be respectively induced by greater M20, M23 and icotinib concentrations.

Efficacy and Tolerability of Weekly Docetaxel, Cisplatin, and 5-Fluorouracil for Locally Advanced or Metastatic Gastric Cancer Patients with ECOG Performance Scores of 1 and 2

  • Turkeli, Mehmet;Aldemir, Mehmet Naci;Cayir, Kerim;Simsek, Melih;Bilici, Mehmet;Tekin, Salim Basol;Yildirim, Nilgun;Bilen, Nurhan;Makas, Ibrahim
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권3호
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    • pp.985-989
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    • 2015
  • Background: Docetaxel, cisplatin, 5-fluorouracil (DCF) given every three weeks is an effective, but palliative regimen and significantly toxic especially in patients who have a low performance score. Here, we aimed to evaluate the efficacy and tolerability of a weekly formulation of DCF in locally advanced and metastatic gastric cancer patients. Materials and Methods: 64 gastric cancer patients (13 locally advanced and 51 metastatic) whose ECOG (Eastern Cooperative Oncology Group) performance status (PS) was 1-2 and who were treated with at least two cycles of weekly DCF protocol as first-line treatment were included retrospectively. The weekly DCF protocol included $25mg/m^2$ docetaxel, $25mg/m^2$ cisplatin, and 24 hours infusion of $750mg/m^2$ 5-fluorouracil, repeated every week. Disease and patient characteristics, prognostic factors, treatment response, grade 3-4 toxicity related to treatment, progression free survival (PFS) and overall survival (OS) were evaluated. Results: Of the patients, 41 were male and 23 were female; the median age was 63 (29-82) years. Forty-one patients were ECOG-1 and 23 were ECOG-2. Of the total, 81.2% received at least three cycles of chemotherapy. Partial response was observed in 28.1% and stabilization in 29.7%. Overall, the disease was controlled in 57.8% whereas progression was noted in 42.2%. The median time to progression was 4 months (95%CI, 2.8-5.2 months) and median overall survival was 12 months (95%CI, 9.2-14.8 months). The evaluation of patients for grade 3-4 toxicity revealed that 10.9% had anemia, 7.8% had thrombocytopenia and 10.9% had neutropenia. Non-hematologic toxicity included renal toxicity (7.8%) and thrombosis (1.6%). Conclusions: In patients with locally advanced or metastatic gastric cancer who were not candidates for DCF administered every-3-weeks, a weekly formulation of DCF demonstrated modest activity with minimal hematologic toxicity, suggesting that weekly DCF is a reasonable treatment option for such patients.

미생물 전기화학 기술이 설치된 단일 혐기성소화조에서 유기성폐기물로부터 메탄생성 (The Methane Production from Organic Waste on Single Anaerobic Digester Equipped with MET (Microbial Electrochemical Technology))

  • 박준규;전동걸;이범;전항배
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.201-209
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    • 2016
  • Glucose ($C_6H_{12}O_6$)의 이론적인 최대 메탄수율은 표준상태(1 atm, $0^{\circ}C$)를 기준으로 0.35 L $CH_4/g$ COD이지만, 전통적인 혐기성소화조에서 유기물이 메탄으로 전환되는 양은 연구의 방법이나 유기물의 종류에 따라 매우 다양하게 보고되고 있으며, 대부분의 연구실 규모 실험에서 안정화 후 메탄 수율은 0.35 L $CH_4/g$ COD 이하로 나타난다. 최근, 미생물 전기화학 기술(Microbial Electrochemical Technology, MET)은 지속가능한 신재생에너지 생산 기술로서 큰 주목을 받고 있으며, MET를 혐기성소화조에 적용할 경우 고농도의 유기성폐기물의 빠른 분해가 가능할 뿐만 아니라 전기화학적인 반응에 의해 휘발성지방산(VFAs)이나 독성물질, 생분해 불가능한 물질까지도 분해가 가능하며, 소화조 내 미생물의 활성을 높이고 바이오가스의 생산량을 극대화 할 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 MET가 혐기성소화의 메탄발생에 미치는 영향에 대하여 연구하기 위해 음식물 탈리액과 하수슬러지의 원소조성에 따른 이론적인 최대 메탄수율을 분석하였으며, BMP (Biochemical Methane Potential) 실험과 연속식 실험을 통한 메탄수율의 특성을 평가하였다. 그 결과, MET가 적용된 혐기성소화에서의 메탄수율은 일반적인 혐기성소화조에 비하여 기질에 따라 2-3배 정도 높았으며, 이론적인 최대 메탄수율에 미치지는 못하였으나 일부는 거의 근접한 결과가 도출되었다. 또한, 일반적인 혐기성소화조와 MET가 적용된 혐기성소화조의 안정화 후 바이오가스의 조성은 거의 유사하게 나타났다. 결과적으로, MET가 혐기성소화조의 유기물 제거효율을 향상시켜 메탄발생량을 증가시킨 것으로 나타났으며, 향후 추가적인 연구를 통하여 MET에서 메탄발생 메카니즘이 명확히 규명되어야 할 것이다.

Poly((R)-3-hydroxybutyric acid)/Poly(ethylene glycol) 양친성 블록 공중합체를 이용한 약물전달체용 고분자 미셀 (Polymeric Micelle Using Poly((R)-3-hydroxybutyric acid)/Poly(ethylene glycol) Amphiphilic Block Copolymer for Drug Delivery System)

  • 정관호;김영진
    • 폴리머
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    • 제30권6호
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    • pp.512-518
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    • 2006
  • 양친성 블록공중합체는 생분해성 고분자인 poly((R)-3-hydroxybutyrie acid), PHB와 친수성 고분자인 poly(ethylene glycol), PEG를 이용하여 제조되었다. 미생물에 의해 생산된 분자량이 수십만인 PHB는 약물전달용 재료로 적합하지 않으므로 산 촉매 가수분해를 통해 분자량이 $3000{\sim}30000$을 가지도록 조절되었다. 공중합체를 수용액에 넣으면, 고분자들은 자기 조립에 의해 친수성인 PEG가 소수성인 PHB를 감싸는 형태의 고분자 미셀을 형성한다. 형성된 고분자 미셀은 생분해성과 생체적합성을 가지면서 생체 내에서 낮은 독성과 환자 친화적인 특성을 가지므로 약물 전달체로의 이용이 가능하다. 양친성 블록 공중합체는 PHB에 PEG를 도입한 것으로 에스테르교환(transesterification) 반응을 통해 유도되었다. PEG는 친수성 블록의 형성과 반응성을 향상시키기 위해 말단의 작용기를 개질한 후 사용되었다. 양친성 블록 공중합체 형성에 대한 열적 특성과 화학적 구조 분석은 DSC, FTIR, $^1H-NMR$을 사용하여 알아보았다. 임계 미셀 농도(critical micelle concentration, CMC)는 고분자 미셀이 형성되는 시점으로 형광 분광기를 사용하여 분석한 결과 $5{\times}10^{-5}g/L$ 부근에서 측정되었다. 수용액 상의 고분자 미셀은 냉동 건조 후, 분말형태의 나노입자를 얻었다. 고분자 미셀의 크기는 dynamic light scattering으로 측정한 결과 약 130 nm 정도로 나타났다. 또한 atomic force microscopy 측정을 통해 크기가 약 130 nm 정도인 구형 입자를 확인하였다. 나노입자가 형성된 고분자 미셀은 소수성 약물을 담지하여 수동적 표적지향형 약물 전달용 수송체로 이용이 가능할 것이다.