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Recent advances in the chemistry of lanthanide-doped upconversion nanocrystals
DOI: 10.1039/B809132N
Received 13 Oct 2008, First published online 12 Feb 2009
Lanthanide ions exhibit unique luminescent properties, including the ability to convert near infrared long-wavelength excitation radiation into shorter visible wavelengths through a process known as photon upconversion. In recent years lanthanide-doped upconversion nanocrystals have been developed as a new class of luminescent optical labels that have become promising alternatives to organic fluorophores and quantum dots for applications in biological assays and medical imaging. These techniques offer low autofluorescence background, large anti-Stokes shifts, sharp emission bandwidths, high resistance to photobleaching, and high penetration depth and temporal resolution. Such techniques also show potential for improving the selectivity and sensitivity of conventional methods. They also pave the way for high throughput screening and miniaturization. This tutorial review focuses on the recent development of various synthetic approaches and possibilities for chemical tuning of upconversion properties, as well as giving an overview of biological applications of these luminescent nanocrystals.
===
Volume 832, 17 June 2014, Pages 1–33
Lanthanide upconversion nanoparticles and applications in bioassays and bioimaging: A review
Highlights- •UCNP synthesis and surface modifications, and UC mechanisms and theory are discussed.
- •Examples of UCNPs as passive labels and as donors in LRET based assays are described.
- •Optical multiplexing capacity of UCNPs for diagnostics and imaging is considered.
- •UCNPs are described for use as in vivo biomarkers for multi-modal imaging and theranostics.
===
- Page name: Photon upconversion
- Author: Wikipedia contributors
- Publisher: Wikipedia, The Free Encyclopedia.
- Date of last revision: 19 June 2015 18:41 UTC
- Date retrieved: 20 July 2015 15:02 UTC
- Permanent link: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Photon_upconversion&oldid=667664608
- Primary contributors: Revision history statistics
- Page Version ID: 667664608
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멘델레예프의 영재들을 위한 화학강의
백성혜 외(지은이) | 이치사이언스 | 2011-02-15
정가 18,000원
314쪽 | 257*188mm (B5) |
ISBN(13) : 9788991215887
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연구노트가 R&D의 성패를 가른다
연구노트 작성 의무화와 전자연구노트 시점인증 서비스
2012년 01월 02일(월)
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과거 미국의 제약 회사인 애보트사와
카이론사는 에이즈 바이러스(HIV) 검출방법 특허를 놓고 맞붙었다. 애보트는 카이론이 제기한 특허침해 소송에 대항해 카이론의
특허에 대한 무효소송을 냈다가 법원에 제출한 ‘연구노트’가 증거로 갖춰야 할 요건들을 충족하지 못해 패소하였다. 당시 애보트가
승소했다면 에이즈 바이러스 관련 시장의 주도권을 애보트사가 선점했을 것이라는 예상이 대다수 전문가들의 의견이다.
‘연구노트’가 중요한 또 하나의 이유는 연구과정에서 발생할 수 있는 같은 과정의 반복이나 같은 실수의 반복을 막을 수가 있다는 점이다. 실험을 하다보면 여러가지 경우의 수를 갖고 실험을 할 수가 있는데 기존 연구노트에 관련된 실험결과들이 기록되어 있다면 같은 실험의 과정이나 실수를 불필요하게 반복하는 것을 막을 수 있어 효과적인 실험을 가능하게 해준다. 금년부터 연구노트 작성 의무화 세계 각국의 기술전쟁이 날로 치열해지는 상황에서 연구노트의 중요성이 강조되고 있지만 지난해 특허청이 국가 R&D사업 연구자를 대상으로 한 ‘연구노트 활용 현황조사’에 따르면 연구노트에 대한 국내 연구자들의 인식 및 활용도는 매우 낮은 것으로 나타났다. 조사결과에 따르면 전체응답자 중 국가R&D사업 때 연구노트작성 의무화 사실을 아는 연구자는 약 16%에 불과한 것으로 파악되었다. 이런 조사결과를 바탕으로 정부는 금년부터 ‘국가연구개발사업의관리 등에 관한 규정’에 의거하여 국가연구개발 수행시 연구노트 작성을 의무화하였다. 또한, 국가 연구개발 과제를 수행하는 연구자 및 연구기관의 장은 연구노트를 작성하여 관리할 수 있도록 필요한 내부지침도 마련하여 운영하도록 하였다.
특히, 연구환경의 전산화에 따라 사용자가 증가하고 있는 전자연구노트의 증거력을 확보하기 위해 ‘전자연구노트 시점인증 시스템’을 갖춰 대학, 공공연구원을 대상으로 서비스에 들어갔는데 '연구노트 확산지원본부 홈페이지(www.e-note.or.kr)'를 통해 시점인증 서비스는 물론 연구노트 온라인교육, 전자연구노트 체험판 제공등의 정보들을 주고 받을 수 있다. 전자연구노트 시점인증 서비스 제공 ‘전자연 구노트 시점인증 서비스’는 특허청 산하기관인 연구노트확산지원본부를 통해 제공되는 서비스로서 연구자가 작성한 전자문서에 행정안전부의 ‘전자문서진본확인센터’로부터 받은 시점 정보를 제공, 전자연구노트의 기록 시점·원본 여부를 증명해주는 서비스다. 과 거, 국내의 모 대학에서 실험기록에 대한 중요성을 인식하여 이공계 학과들에 연구노트를 제공한 적이 있었다. 하지만 이 연구노트는 반쪽짜리에 불과했는데 그 이유는 연구노트에 연구자 외의 제3자가 증인으로서 서명하는 공란이 없어 ‘시점인증’이 불가능했기 때문이다. 앞서 언급한 연구노트의 증거력 확보를 위한 시점인증 서비스가 필요한 이유이다.
이 서비스를 제공하고 있는 연구노트확산지원본부의 관계자는 "앞으로도 연구노트 활성화를 위해 연구노트확산지원본부는 다양한 정책을 지속적으로 추진하고, 국가 연구개발 정보·성과물의 보호·축적·활용을 강화해 나가겠다"고 밝혔다. |
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[‘황금알’ 21세기프런티어사업]<1>과학계에 부는 ‘연(硏)테크’
원천기술 개발 ‘꿩먹고’ 로열티 ‘알먹고’
냉장고를 열자 퀴퀴하면서도 진한 흙냄새가 진동했다. 둥근 샬레(배양접시) 수십 개가 냉장고 한가득이다. 짙은 주황색과 노란색 등 샬레 바닥은 각양각색이다. 홍영수 한국생명공학연구원 책임연구원(미생물유전체활용기술개발사업단)은 “방선균(放線菌)이라는 미생물을 키우고 있다”며 “흙 속에 사는 미생물이라 흙냄새가 난다”고 설명했다.
● ‘흙 속의 진주’ 방선균에서 항암제 찾아
방선균
은 ‘흙 속의 진주’로 불린다. 항생제 성분을 생산하기 때문이다. 스트렙토마이신이 대표적이다. 성병 치료제인 테라마이신도
방선균에서 나왔다. 홍 연구원은 “방선균은 대장균 등 다른 균보다 유전자가 많아 생리작용에 필요한 다양한 물질을 만드는 데
유리하다”면서 “(우리가 쓰고 있는) 항생제의 70%가 방선균에서 만들어졌다”고 말했다.
방선균은 항암제 성분도 만든다. 독소루비신이 가장 유명하다. 10여 년 전만 해도 독소루비신은 병원에서 가장 많이 사용되던
항암제다. 하지만 독소루비신은 암세포뿐 아니라 정상세포까지 손상시켜 환자의 머리카락이 빠지는 부작용을 낳았다. 당시 방선균에서
새로운 항암제를 찾던 홍 연구원은 젤다나마이신이라는 새로운 성분에 주목했다. 젤다나마이신은 미국에서 막 뜨기 시작한 항암제
후보물질이었다. 코산바이오사이언스(Kosan Biosciences·현 브리스톨-마이어스 스퀴브)라는 미국의 유명한 바이오벤처가
이미 젤다나마이신으로 항암제를 만드는 연구를 하고 있었다. 홍 연구원은 “미국 기업과 경쟁하는 게 부담스러웠지만 승산이 있다고
판단했다”면서 “2002년 사업단에 참여하면서 젤다나마이신을 파고들어 2004년 이 물질의 생합성 경로를 세계 최초로 찾아냈다”고
말했다.
일동제약도 젤다나마이신의 가능성을 알아봤다. 홍 연구원과 함께 젤다나마이신을 항암제로 만드는 연구에 착수했다. 홍 연구원은
“젤다나마이신의 단점은 간 독성이 매우 강한 것”이라면서 “방선균에서 독성을 일으키는 부분을 생산하는 유전자만 제거한 뒤 이
자리에 새로운 화합물을 붙이는 방식으로 독성을 없애는 데 성공했다”고 말했다.
일동제약은 2008년 이 기술을 4억4000만 원에 샀다. 홍 연구원은 5%인 2200만 원을 로열티로 받았다. 그는 “기술을
팔아 돈을 벌 수 있다는 생각을 하지 않았는데 그간의 노력을 인정받은 것 같아 너무 기뻤다”고 말했다. 일동제약은 현재
젤다나마이신을 유방암, 대장암, 전립샘암 등의 치료제로 개발하기 위해 1상 임상시험을 앞두고 있다. 1상 임상시험에서는 소수의
건강한 사람을 대상으로 신물질의 성능 안전성 등을 검사한다. 임상시험이 진행될 때마다 홍 연구원은 단계별 러닝로열티를 따로
받는다. 그는 “신약 개발은 10년 이상 걸리는 연구라 장기적으로 지원하는 프런티어사업단의 덕을 톡톡히 봤다”고 말했다.
● CCTV로 수위 찍고 GPS로 유속 측정해
아이디어는 자동차 과속 감시용 카메라에서 얻었다. 과속 감시용 카메라는 자동차의 번호판을 찍은 뒤 이미지 프로세싱 기술을 이용해 번호를 읽어낸다. 김 연구위원은 하천의 수위도 카메라로 사진을 찍어 같은 방식으로 판독할 수 있지 않을까 고민했다. 교각에 눈금 표를 설치하고 폐쇄회로(CC)TV를 달아 촬영하면 사람이 현장에 가지 않고도 수위를 확인할 수 있다. 김 연구위원은 “지능형교통시스템 기업인 하이테콤시스템과 머리를 맞대고 1년 만에 영상수위계를 개발했다”고 말했다.
교각의 눈금 표를 발광다이오드(LED)로 바꾸기도 했다. 어두워지면 CCTV가 눈금 표를 찍어도 숫자가 잘 안 보였다. 김 연구위원은 눈금 표 전체를 LED로 바꿨다.
위성위치확인시스템(GPS)을 이용해 하천의 유속을 측정하는 기술도 개발했다. 부표 안에 GPS 수신기를 넣어 하천에 던져 놓으면 GPS 수신기가 받은 데이터를 무선(RF)통신으로 연구실에서 확인할 수 있다. 김 연구위원은 “몇 년간 제품을 테스트하기 위해 비만 오면 밤낮 가리지 않고 충북 괴산군 칠성면 괴산댐으로 떠났다”면서 “아이디어가 제품으로 나오니 보람이 크다”고 말했다.
이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com
[참고자료]
http://news.dongascience.com/PHP/NewsView.php?kisaid=20110729100000000159&classcode=01
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