나노입자의 업컨버전

전문가 제언

○ 희토류 원소를 도핑한 나노입자가 바이오발광체로서 가장 유망한 것은 호스트 결정격자가 주변 환경으로부터 발광 RE 도핑물질을 보호할 뿐 아니라 생물학적 물질의 자기흡수가 거의 없고 물에 의한 흡수가 약하여 배경 흡수와 발광이 거의 없는 영역인 980㎚ NIR을 사용할 수 있는 점이다. 또한 큰 anti-Stoke 이동과 좁은 발광 피크의 분리가 용이하여 생물학적 표지로 사용하기에 대단히 유용한 나노물질이다.

○ 업컨버전 나노입자(UCNPs)는 화학적으로 안정하고 소광이 없으며 생화학적으로 많이 사용되고 있는 양자점과는 달리 최대 발광 파장이 크기-의존이 아니며 호스트 결정과 RE 도핑물질을 변화시켜 쉽게 다중 색 발광을 할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 UCNPs는 흘림 세포계측(flow cytometry), 광역학 요법(photodynamic therapy), 진단 등에 활용되고 있으며 면역분석법과 유전자 분석 같은 생물학적 분석에서 발광 표지로 사용되고 화학적 감지/세포의 영상화에도 활용되고 있다.

○ 다양한 조성을 가진 도핑-호스트 물질들을 개발하기 위하여 집중적으로 연구되었으며, 생의학적 활용에서 대부분의 과학자들이 육방정 구조 NaYF4가 지금까지 가장 가능성 있는 호스트 물질로 평가하였다. 대부분의 란탄족 원소 이온은 UC 발광을 할 수 있으나 광자 흡수와 에너지 전달을 가능하게 하는 들뜸 상태와 중간 상태의 에너지 차이가 거의 같은 Er3+와 Tm3+ 이온이 발광 도핑 물질로 가장 많이 연구되었다.

○ 이 보고서에는 UCNPs 연구에서 호스트 물질과 란탄족 이온의 선택 조건, 나노결정의 합성과 성장, 그리고 RE 도핑 나노입자의 특성, 생물학적 활용을 위한 표면화학 및 코어-셀 화합물의 제조에 대한 지금까지의 연구현황을 기술하고 있다. 우리나라에서 서울대학교 박승범 교수팀이 실리카 코팅 자기나노입자의 표면화학, 그리고 포항공대 허종 교수팀이 Er3+/Tm3+ 유리 물질의 비선형 광학특성에 대한 연구를 수행하였다.

저자

Markus Haase and Helmut Schafer

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

50

잡지명

Angewandte Chemie International Edition

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

5808~5829

분석자

엄*윤

분석물

• 나노입자의 업컨버전.pdf [338,259 byte]

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