초록 ▼

은 나노닷의 우수한 광물리학적 특성과 그들의 보다 광범위한 생물학적 응용성을 고려해 볼 때, 환경이 어떻게 은 나노닷의 특성에 영향을 미치는 가에 대해서 반드시 이해를 해야 한다. 우리 그룹에서는 이와 같은 마이크로 환경 내에서의 나노닷의 구조와 안정성 사이의 관계를 이해 할 수 있도록 할 것이다.
우리 그룹은 특정 생물학적 구조를 만들 것이고, 이와 같은 구조 내에서 은 나노닷의 화학적, 광물리학적 반응, 예를 들어 은 나노닷의 안정성, 스펙트럼 이동성 (spectrum shift), 발광 양자효율 (luminescence

은 나노닷의 우수한 광물리학적 특성과 그들의 보다 광범위한 생물학적 응용성을 고려해 볼 때, 환경이 어떻게 은 나노닷의 특성에 영향을 미치는 가에 대해서 반드시 이해를 해야 한다. 우리 그룹에서는 이와 같은 마이크로 환경 내에서의 나노닷의 구조와 안정성 사이의 관계를 이해 할 수 있도록 할 것이다.
우리 그룹은 특정 생물학적 구조를 만들 것이고, 이와 같은 구조 내에서 은 나노닷의 화학적, 광물리학적 반응, 예를 들어 은 나노닷의 안정성, 스펙트럼 이동성 (spectrum shift), 발광 양자효율 (luminescence quantum yields), 다른 가능한 화학적 변화 등에 특별한 주의를 두어 연구 할 것이다. 마이셀 (micelle)/역마이셀 (reverse micelle)은 은 나노닷의 화학적/ 광물리학적 특성 이동을 연구하기 위하여 주된 모델로써 적용이 될 것이다. 정제된 세포 내 기관 (purified cellular organelles) 또한 또 다른 방법으로 그와 같은 정제된 세포 내환경에서의 은 나노닷의 광반응에 대하여 특정 세포 기관 안에서 은 나노닷의 특성을 연구 할 것이다. 그와 같은 정제된 세포 내 환경에서 은 나노닷의 용해도와 그들의 파생된 부분은 또한 중요한 요소 중의 하나로써 분석 될 것이고, 이것은 세포 내 기관들에서 은 나노닷의 분포가 어떻게 결정 되는지를 보여 줄 것이다. 배양액의 극성 (medium polarity)과 마이크로 환경의 점성도 (viscosity)와 같은 다른 요소들도 은 나노닷의 광물리학적 특성에 중요한 역할을 할 것으로 본다. 마이크로 환경과 화학적/ 광물리학적 특성 사이의 관계를 이해함으로써, 우리 그룹은 마이크로 환경 감지기로써 은 나노닷을 스크리닝 할 수 있다. 게다가, 보다 강력한 은 나노닷을 만들기 위한 은 나노닷의 보호그룹을 변화시킬 수 있다. 우리 그룹은 단지 DNA 혹은 펩타이드의 시퀀스(sequence)를 변화시키는 것 뿐만 아니라 리간드 (ligand)로 부터 보다 나은보호를 위한 어떤 특정한 개별적인 염기 (base)/ 아미노산 (amino acid)의 변화를 시킴으로써 보호그룹의 미세한 입체구조 (3D)를 변화시킬 것이다.
세포 이미징 분야에서 점점 더 많은 나노닷이 사용됨으로써 마이크로 환경 내에서 은 나노닷의 기본적인 화학적/ 광물리학적 특성 이동에 관하여 이해하려고 하는 것은 필수 불가결 하게 되고 있다. 우리 그룹의 연구는 이러한 마이크로 환경 내에서 구조와 광물리학적 특성 사이의 관계를 보다 명백히 밝히는 것이라고 할 수 있다. 이러한 연구는 국소적 마이크로 환경 내에서 은 나노닷의 발광 신호로 부터의 메세지를 잘 이해하는 것 뿐만 아니라 특정 기능을 지닌 강력한 은 나노닷을 만들기 위해 더 나은 디자인을 하도록 도움을 줄 것이다.

Abstract ▼

Giving the excellent photophysical properties of silver nanodots and their more and more widely biological applications, it is imperative to understand the environmental influences on the properties of silver nanodots. We will be able to understand the relation between the stability and the nanodot

Giving the excellent photophysical properties of silver nanodots and their more and more widely biological applications, it is imperative to understand the environmental influences on the properties of silver nanodots. We will be able to understand the relation between the stability and the nanodot structure in such microenvironments.
We will mimic certain biological structures and examine the chemical and photophysical response of silver nanodots loaded in such structures, with particular attention to their stability, spectral shifts, luminescence quantum yields and other possible chemical changes. Micelles/reverse micelles will be applied as primary models to investigate the chemical/photophysical property shift of silver nanodots. Purified cellular organelles offer another way to study the properties of silver nanodots in a certain cellular organelle with respect to the photoresponse of nanodots in such environments. The solubility of silver nanodots and their derivatives in such structures is also one of the key factors to be analyzed, which somehow determines the distribution of nanodots in cellular organelles. Other factors, such as medium polarity and viscosity of microenvironments may also play an important role in the photophysical properties of silver nanodots. As we understand the relations between the chemical/photophyscal properties and microenvironments, we can screen nanodots as microenvironment sensors. Moreover, we can modify the protection groups of silver nanodots to produce more robust silver nanodots. We will not only vary the sequence of DNA or peptide, but also tune the fine 3D structure of protection group by modifying of a certain individual base/amino acid in the protection group to yield better protection from the ligand.
It is essential for us to know the basic chemical/photophysical property shift of silver nanodots in microenvironments as more and more nanodots are utilized in cellular imaging. Our study will elucidate further the relations between the structure and photophyscial properties in microenvironments. It will help us not only to better understand the message from luminescent signal of silver nanodots in local microenvironments, but also to further design robust silver nanodots with specific functions for molecular imaging and sensors.