• 생체재료학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.328-336
• /
• 2018

Background: Biogenic fabrication of silver nanoparticles from naturally occurring biomaterials provides an alternative, eco-friendly and cost-effective means of obtaining nanoparticles. It is a favourite pursuit of all scientists and has gained popularity because it prevents the environment from pollution. Our main objective to take up this project is to fabricate silver nanoparticles from lichen, Usnea longissima and explore their properties. In the present study, we report a benign method of biosynthesis of silver nanoparticles from aqueous-ethanolic extract of Usnea longissima and their characterization by ultraviolet-visible (UV-vis), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) analyses. Silver nanoparticles thus obtained were tested for antimicrobial activity against gram positive bacteria and gram negative bacteria. Results: Formation of silver nanoparticles was confirmed by the appearance of an absorption band at 400 nm in the UV-vis spectrum of the colloidal solution containing both the nanoparticles and U. longissima extract. Poly(ethylene glycol) coated silver nanoparticles showed additional absorption peaks at 424 and 450 nm. FTIR spectrum showed the involvement of amines, usnic acids, phenols, aldehydes and ketones in the reduction of silver ions to silver nanoparticles. Morphological studies showed three types of nanoparticles with an abundance of spherical shaped silver nanoparticles of 9.40-11.23 nm. Their average hydrodynamic diameter is 437.1 nm. Results of in vitro antibacterial activity of silver nanoparticles against Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans, Streptococcus pyrogenes, Streptococcus viridans, Corynebacterium xerosis, Corynebacterium diphtheriae (gram positive bacteria) and Escherichia coli, Klebsiella pneuomoniae and Pseudomonas aeruginosa (gram negative bacteria) showed that it was effective against tested bacterial strains. However, S. mutans, C. diphtheriae and P. aeruginosa were resistant to silver nanoparticles. Conclusion: Lichens are rarely exploited for the fabrication of silver nanoparticles. In the present work the lichen acts as reducing as well as capping agent. They can therefore, be used to synthesize metal nanoparticles and their size may be controlled by monitoring the concentration of extract and metal ions. Since they are antibacterial they may be used for the treatment of bacterial infections in man and animal. They can also be used in purification of water, in soaps and medicine. Their sustained release may be achieved by coating them with a suitable polymer. Silver nanoparticles fabricated from edible U. longissima are free from toxic chemicals and therefore they can be safely used in medicine and medical devices. These silver nanoparticles were stable for weeks therefore they can be stored for longer duration of time without decomposition.

• 한국식품영양학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.30-38
• /
• 2010

Aflatoxin은 Aspergillus 속 곰팡이로부터 생성되며, 사람에게 있어서 간독성 및 간암을 유발하는 잠재력을 가진 곰팡이 독소이며, 지질과산화 반응은 aflatoxin $B_1$에 의한 세포 산화적 손상 시 발생하는 주요 현상 중의 하나이다. 방사선은 수술, 항암약물요법과 더불어 임상 시 중요한 치료 방법이나, 정상세포에 방사선을 조사하였을 때 반응성이 높은 활성산소와 과산화라디칼($OH^*$)을 생성하여 세포막의 불포화 지방산을 지질 과산화물로 변성시켜 세포 산화적 손상을 일으킨다. 본 연구는 곡류를 주식으로 하는 우리나라 사람들의 경우, aflatoxin $B_1$에 노출되기 쉽고 이들 중 일부는 위, 간, 담도 암과 같은 상복부 암으로 진단되어 간을 포함하는 부위에 대해 방사선 치료를 받을 수 있는 경우를 생각하여 흰쥐에게 aflatoxin $B_1$을 투여하거나 방사선과 aflatoxin $B_1$을 병합 처리하여 vitamin C가 간독성 유발요인과 연관된 간 기능 효소들의 변화와 전자현미경 실험에 의한 형태학적 관찰을 알아보고자 시행되었다. X-ray 조사는 실험기간 내 단 1회로 실험사육기간 첫 일에 조사하였고, X-ray 조사 후 vitamin C를 투여하였으며 vitamin C 투여 1시간 후 $AFB_1$을 투여하였다. Vitamin C와 AFB은 모두 복강투여로 실험 사육 첫 일부터 1회 시작하여 3일에 한번씩, 5회 반복 투여 하였으며 실험동물 사육기간은 총 15일로 하였다. GOT, ALK phatase, LDH는 유의적인 차이는 없으나 $AFB_1$을 투여한 2군에 비해 2군에 vitamin C를 투여한 3군이, 방사선과 $AFB_1$ 병합 처리한 4군에 비해 4군에 vitamin C를 투여한 5군이 각각 감소하는 경향이었다. 간 기능 효소 중 GPT는 대조군에 비해 $AFB_1$을 투여한 2군은 유의적인 차이가 없었으나 증가하였으며, 특히 2군에 비해 2군에 vitamin C를 투여한 3군은 수치가 p<0.001 수준에서 현저히 감소하였다. TEM을 이용한 간세포의 형태에서는 $AFB_1$ 단독 처리군의 세포(G2)는 세포의 핵과 핵막이 팽창되어 있으며, 소포체가 긴 막대 모양에서 원형으로 변형되어 나타나고, 미토콘드리아는 크리스테(cristae)가 분열되어 속이 빈 형태를 보여주고 있으나 여기에 vitamin C를 투여한 3군의 세포(G3)에서는 핵은 아직 약간 팽창된 모양을 하고 있으나 핵막의 모양이 거의 정상으로 되었으며, 소포체와 미토콘드리아도 거의 정상 모양을 회복하고 있다. X선 조사와 $AFB_1$ 병합 처리군인 4군의 세포(G4)는 조직의 상당한 파괴가 관찰되었으며, 여기에 vitamin C를 투여한 5군의 세포(G5)는 정상적이지는 않으나 파괴 정도가 덜 한 것을 볼 수 있었다. 이로써 $AFB_1$ 단독 투여군인 2군, 방사선과 $AFB_1$ 병합 처리한 4군에 각각 vitamin C를 혼합 투여한 3군과 5군에서 핵과 핵막 등이 정상에 가깝게 회복된 현상은 vitamin C의 항산화력에 의해 세포막 표면에 형성된 틈이나 팽창 상태가 가역적이고 반복적인 결합이 유도되어 핵과 핵막이 많이 회복된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국광물학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.265-275
• /
• 2006

미생물을 이용한 원석 또는 폐석으로부터 인류에 유용한 원소 및 중금속의 용출은 초기 연구단계에 있는 새로운 생물학적 기술 중의 하나이다. 본 연구의 목적은 갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Microcosm)을 이용하여 자철석으로부터 철의 용출 및 용출된 철의 생광화작용에 따른 2차 물질의 형성을 규명하고자 한다. 갯벌퇴적물에서 분리한 철 환원 박테리아(Microcosm)가 글루코스($10{\sim}20mM$)를 이용하여 성장하는 동안 자철석으로부터 철의 용출 및 2차 물질의 형성을 ICP, XRD, SEM-EDX 및 TEM을 이용하여 연구하였다. 미생물배지에 상업용 자철석(미생물배지 : 자철석 = 100 : 1)과 철환원 박테리아를 넣고 혐기성 및 호기성 조건하에서 철 용출 및 2차 물질의 형성실험을 실시한 결과, 철의 용출 실험동안 미생물배지의 Eh는 호기성 조건에서 +250 mV에서 -520 mV 까지 감소하고, pH 7.3에서 5.5까지 감소하였다. 혐기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 15일째 자철석으로부터 94 ppm의 Fe를 용출하였으며, 박테리아가 없는 혐기성 조건 하에서는 0.9 ppm의 Fe의 용출을 보여 주었다. 호기성 환경에서 박테리아의 활동에 따라 자철석으로부터 15일째 107 ppm의 Fe를 용출하였다. 배양을 시작한지 1개월이 지난 시점에서는 미생물배지에 용출되어 있는 Fe가 혐기성 조건에서는 57ppm의 Fe가, 호기성 조건하에서는 6.5 ppm의 Fe 각각 존재하였다. 박테리아가 배양되는 동안 용출된 철의 감소는 2차물질의 형성에 철이 소비된 것으로 사료되며, 호기성 조건하에서는 적갈색의 2차 물질 형성을 보여주었다. 미생물에 의한 자철석으로부터 철과 망간의 용출은 미생물의 활동에 따른 미생물배지의 열역학적인 조건(Eh/pH)의 변화 및 유기물의 산화에 따른 유기산의 형성에 기인한 것으로 사료된다. 미생물을 이용한 결정질의 자철석으로부터 철의 용출 및 비정질의 2차물질의 형성은 미생물의 퇴적물 내에서 철의 순환에 중요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 미생물을 이용한 유용물질의 침출(Bioleaching) 및 생광화작용에 따른 광물의 합성 가능성을 시사한다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
• /
• 제23권1호
• /
• pp.141-161
• /
• 1998

The depth and patterns of demineralization according to the difference in concentration and application time of phosphoric acid were observed through the transmission electron microscope, and shear bond strengths to the acid -conditioned dentin were then measured and compared with the TEM results. To investigate the influence of polymer addition into the phosphoric acid and the effect of difference in concentration and application time of the acid, the specimens were randomly divided into 9 groups. Among the specimens, the exposed dentin surfaces were acid-conditioned with 10% polymer-thickened phosphoric acid(All Bond 2, Bisco, U.S.A.) and aqueous 10%, 20%, 30%, 40% phosphoric acid for 20 seconds, The rest of the specimens were acid-conditioned with 10% phosphoric acid for 15s, 30s, 60s, 120s respectively. The specimens were immersed in 4% glutaraldehyde in 0.1M sodium cacodylate buffer and postfixed with 1 % osmium tetroxide without decalcification and then observed under a JEOL Transmission Electron Microscope(JEM 1200 EX II, Japan). After the specimens were acid-conditioned as the above, primer and adhesive resin were applied to blot-dried dentin and shear bond strengths were then measured and analysed. The results were as follows : 1. The intertubular demineralization depth of 4.0-$5.0{\mu}m$ in 10% polymer-thickened phosphoric acid gels was similar or slightly deeper than that of 4.0-$4.5{\mu}m$ in aqueous 10% phosphoric acid solution. 2. The intertubular demineralization depth of aqueous 20%, 30% and 40% phosphoric acid solution was 6.5-$7.0{\mu}m$, 6.5-$7.5{\mu}m$ and 9.0-$15.0{\mu}m$ respectively. It showed that the depth of dentin demineralization is partly related to the concentration of phosphoric acid solution. 3. The intertubular demineralization depth of aqueous 10% phosphoric acid solution in application time for 15s, 30s, 60s and 120s was 2.5-$3.0{\mu}m$, 4.0-$6.0{\mu}m$, 6.5-$7.0{\mu}m$ and 8.5-$14.0{\mu}m$ respectively. It showed that the depth of dentin demineralization is directly related to the application time of phosphoric acid solution. 4. The partially demineralized dentin layer between demineralized collagen layer and unaffected dentin was showed to a width of 0.5-$1.0{\mu}m$ in lower concentration groups treated with aqueous 10% phosphoric acid for 20s, 60s, 120s and 20% phosphoric acid for 20s. 5. The demineralization effect at the border of intertubular-peritubular junction was less evident than that in the peritubular and intertubular dentin. The collagen fibers in the intertubular dentin had a random orientation, whereas those that lined the tubules were circumferentially aligned. The cross-linkage of dentinal collagen in demineralized collagen layer was clearly seen. 6. A statistically significant difference of bond strengths according to the difference in phosphoric acid concentration did not exist among the groups treated with 10%, 20%, 30% and 40% acid solution (P>0.05). However, bond strengths to the treated dentin with 10% phosphoric acid solution for 30s were significantly higher than that for 120s (P<0.05).

• 생명과학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.770-780
• /
• 2009

녹조류인 Spirulina platensis에서 추출하여 만든 새로운 광감작제와 660 nm의 다이오드 레이저를 이용한 광역학치료의 항암효과와 치료기전을 알아보았다. 세포 독성능은 MTT assay를 이용하였고, 세포사멸기전은 propidium iodide과 Hoechst 33342 염색법과 투과전자현미경으로 확인하였다. 또한 암세포가 이종 이식된 누드마우스 모델에서 광역학치료를 시행하여 항암효과를 확인하였다. 3종류의 클로로필 유도체 중 9-hydroxypheophorbide-a (9-HpbD-a)의 세포 독성능이 가장 우수하였고, 9-HpbD-a의 적정 레이저조사 시간은 30분 (3.2 J/$cm^{2}$), 광감작제를 투여하고 레이저조사시간까지의 배양시간은 최소 6시간 이상임을 확인하였다. 광역학치료의 세포사멸기전은 낮은 9-HpbD-a 농도에서 세포고사가 주된 세포사멸기전이었고, 높은 농도의 9-HpbD-a에서는 세포괴사에 의한 세포사멸이 주된 기전임을 확인하였다. 투과전자현미경 하에서도 같은 양상을 관찰하였다. 그리고 암세포가 이종 이식된 누드마우스 모델에서의 광역학치료는 제1군 정상대조군과 제2군 9-HpbD-a만을 투여한 종양조직모두 지속적인 종양의 성장(100% )을 보였고, 제3군인 레이저만을 종양조직에 조사한 실험군에서는 3 마리는 치료가 되지 않았고(75.0%), 1 마리는 재발(25.0%) 하였다. 제4군 광역학치료군에서 총16 마리의 종양에서 10 마리는 완치(62.5%), 4 마리는 재발(25.0%), 2 마리는 치유되지 않았음(12.5% )을 확인하였다. 9-HpbD-a와 660 nm 다이오드 레이저를 이용한 광역학치료는 유의한 항암효과를 나타내었고 9-HpbD-a를 이용한 광역학치료는 새로운 치료방법으로서 향후 암치료의 유용한 치료방법으로 기대된다.