연구 주제
발광 은 나노도트의 합성과 응용
은 나노도트은 덴드리머, 마이크로겔, 펩타이드, 단일 가닥 DNA(ssDNA)에 성공적으로 캡슐화되어 수용성 형광물질이 되었습니다. 탐침, 축광 물질, 전계발광 물질, 바이오라벨 등 다양한 응용 분야가 발표되었습니다.
세포 영상화 및 저장 공간
은 나노도트과 세포망 간의 상호작용을 이해합니다. 우리는 은 나노도트로 세포의 염색을 선택적으로 제어할 수 있는 방법을 발견했습니다. 예를 들어, 615nm에서 방출스펙트럼을 보이는 은 나노도트는 뛰어난 신호 대 배경 비율로 핵소체를 매우 특이적으로 염색하는 것으로 나타났습니다. 은과 단백질의 싸이올 그룹 사이의 결합이 은 염색을 강화하는 주요 요인으로 나타났습니다. 우리는 칼륨 헥사시아노페레이트(III)를 사용하여 세포의 활성 부위를 차단하고 세포의 비특이적 염색을 현저히 감소시켰습니다. 따라서, 결과를 통해 발광 금속 복합체와 세포 매트릭스 사이의 좌표 결합을 제어하는 것이 특정 염색을 개선하는 효율적인 방법이 될 수 있음을 알 수 있습니다. 또한 세포 매트릭스를 저장 공간으로 활용하여 나노노트의 안정화를 위한 특정 단백질을 보호합니다.
금속 나노 입자의 반응 이해하기
나노 입자와 기판 사이의 정전기적 상호 작용에 대해 다룹니다. 나노 입자와 반응물 사이의 정전기적 반발이 일어날 때 나노 입자의 표면 전하가 금 나노 입자 촉매 전이 수소화의 반응성을 결정하는 중요한 요인이 되었습니다. 작은 나노 입자의 표면 전하 밀도가 높을수록 나노 입자 표면의 반발력이 강해져 반응 물질이 나노 입자에 더 느리게 접근하는 결과를 가져왔습니다.
한 가지 예로 금속 나노입자 표면에서 촉매를 이용한 보로하이드라이드 환원 시 유도 시간을 들 수 있습니다. 음전하를 띤 나노 입자는 보로하이드라이드 음이온의 접근을 막아 유도 시간이 길어지는 것으로 널리 보고되었습니다. 그러나 노화된 보로하이드라이드는 금속 나노입자가 있는 상태에서 4-니트로페놀을 환원할 때 유도 시간이 나타나지 않았습니다. 보로하이드라이드의 자연 가수분해에서 생성된 중성 보란 중간체가 검출되었으며 나노 입자와 접촉하는 즉시 반응하는 것으로 추정됩니다. 결과적으로 용액의 pH와 같이 보로하이드라이드의 자연 가수분해를 결정하는 파라미터가 유도 시간에 영향을 미쳤습니다.
펩타이드로 안정화된 금 나노도트와 그 응용 분야
금의 독성이 낮기 때문에 다양한 생물학적 응용 분야가 생겨났습니다. 금 클러스터는 일반적으로 작은 분자의 단층을 안정화하여 얻지만, 이들 중 다수는 강한 흡수만 보이고 거의 방출되지 않으며, 대형 단백질, 머캅토 및 DNA 분자가 발광 금 클러스터(금 나노도트)의 생성을 돕는 것으로 관찰되었습니다. 발광 금 클러스터(금 나노도트)의 포괄적인 구조는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 또한 금 나노도트은 은 나노도트(20~60%)에 비해 현저히 낮은 발광 양자 수율(<8%)을 보이는데, 은과 금 나노도트의 차이를 조사하고 광물리적 특성과 구조 사이의 연관성을 이해하기 위해 연구하고 있습니다.
교육연구: 학교 교육에서 나노과학 홍보하기
대학과 고등학교에서 나노과학에 대한 강좌를 개발하기 시작했습니다. 물질이 나노크기로 변하면서 얻게 되는 새로운 성질은 크기의 영향을 설명하는 데 특히 유용합니다. 또한 새로운 커리큘럼과 교재를 개발하여 학교 교육에서 나노과학을 장려하기 위해 노력하고 있습니다.
