국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Nakabachi Ryoji 의장) (이하 바카라 꽁 머니 "), 보건 공학 연구 부서 [연구 부 이사 인 Tatsu Yoshiro], 생물학적 나노 미터 측정 연구 그룹, Wakita Shinichi (및 이사) 연구 그룹, Nakanishi Shunske 교수 (및 Kagawa) Nagao Shogo) 및 Nosaka Yoshaka의 명예 교수, Nagaoka University (Niihara Seiichi 의장), 재료 및 재료 및 재료, 재료 및 재료, 재료 및 재료,반도체 양자점
이 연구에서, 양자점은 덮개 유리의 표면에 드물게 고정되었고, 바카라 꽁 머니 양자점으로부터의 방출은 광학 현미경을 사용하여 관찰되었다 결과적으로, 여기 상태의 양자점은 전자를 방출합니다 (오거 이온화) 그런 다음싱글 산소그리고 발광은 안정화 될 것입니다 바카라 꽁 머니 산소 스 캐빈 저를 사용하면 오거로 이온화되지 않은 중성 양자 도트의 산화를 억제한다는 것이 밝혀졌다 이러한 결과는 살아있는 세포 내에서 개별 분자의 기능을 연구하는 바카라 꽁 머니 분자 바이오 이미징 기술에 기여할 것으로 예상된다
이 결과에 대한 자세한 내용은 독일 화학 학회에서 발행 한 잡지를 참조하십시오Angewandte Chemie International Edition그리고Angewandte Chemie에 발표되었습니다 (독일 버전)
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| 양자점 방출 감소 메커니즘과 방출 안정성을 향상시키는 방법 |
살아있는 세포 내에서 핵산 및 단백질과 같은 개별 생체 분자가 검출되고 하나씩 관찰 될 수 있다면, 의약품을보다 효율적이고 정확하게 개발하고 질병의 원인을 식별 할 수 있습니다 이러한 기술을 바카라 꽁 머니 분자 바이오 이미징이라고하며 최근 매우 민감한 현미경의 발달로 가능해지고 있습니다 그러나 바카라 꽁 머니 분자 바이오 이미징으로 해결해야 할 많은 문제가 여전히 있습니다 핵산 및 단백질과 같은 생체 분자는 광학 현미경 하에서 높은 감도로 관찰 될 수 없으므로 발광 염료로 화학적으로 변형하는 방법이 채택되었습니다 그러나, 통상적으로 사용되는 유기 염료는 빛에 노출 될 때 짧은 시간에 페이드하는 단점을 가지고 있으며 장기 바카라 꽁 머니 분자 바이오 이미징에 적합하지 않습니다 반면에, 양자점은 유기 염료보다 더 나은 빛 안정성을 가지고 있지만 오랫동안 빛에 노출 될 때 페이딩이 발생하는 문제가 있습니다
바카라 꽁 머니 양자점이 오랫동안 빛으로 조사 될 때, 발광 강도는 점차 감소하고 결국 사라진다 이 현상은 유기 염료의 바카라 꽁 머니 분자의 광 방출이 한 번에 사라지는 현상과 완전히 다릅니다 양자점의 발광이 점차 감소하는 이유는 산소와 반응하고 비 발포성 또는 약한 발광 산화 상태가되기 때문에 생각됩니다 따라서, 양자점의 산화를 예방하고 안정적인 방출을 달성하려는 시도는 전 세계적으로 적극적으로 수행되었지만 지금까지는 성공하지 못했습니다
바카라 꽁 머니는 새로운 발광 나노 물질을 개발하고 양자점 배출량을 안정화하기위한 기술을 개발하고있었습니다 이 연구에서, 우리는 카가와 대학교 및 나가오카 기술 대학과 협력하여 양자점에 의한 단일 산소 생성에 대한 연구를 촉진했으며, 이로 인해 현재 결과가 이어졌습니다
이 연구는 과학 연구 B를위한 과학 보조금 보조금 홍보를위한 일본 협회와 전략적 크리에이티브 리서치 프로모션 프로젝트의 국립 과학 기술 연구소에서 지원했습니다
cdse/zns 유형 양자점, 100 × 100 µm2조각 당 약 100 조각의 균일 한 밀도가 덮개 유리 표면에 고정되었습니다 이를 현미경 상에 놓고 파장이 532 nm 인 레이저로 조사되었고, 바카라 꽁 머니 양자점으로부터의 방출 강도가 관찰되었다 (도 1A) 빛의 빠른 진동 및 온/오프 동작은 깜박임이라고하며, 바카라 꽁 머니 양자점의 방출에서 발견되는 독특한 현상이며, 오프 상태는 종종 몇 초 동안 몇 초 동안 지속됩니다 깜박임은 오거 이온화에 의해 발생하는 것으로 알려져 있습니다 공기에서, 커버 슬립의 바카라 꽁 머니 양자점의 방출 강도는 오랜 기간 동안 안정적이며 깜박임 한편, 덮개 유리의 양자점이 유기 용매 디메틸 설폭 사이드 (DMSO)에 침지 될 때, 발광 강도는 빠르게 감소하고 사라졌다 (도 1B) 또한, 물에 침지 되더라도 발광은 같은 방식으로 감소되었다
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그림 1 고강도 레이저 라이트 (532 nm, 약 500 w/cm2)
(a) 공기 중, (b) DMSO |
DMSO 또는 물에 담그면 흥분한 양자점이 효율적으로 용존 산소가됩니다에너지 전송를 유발합니다 산화 된 산소를 생산합니다 이러한 반응이 반복적으로 발생할 때, 양자점의 표면에 섬과 같은 형태로 비 후광 산화물이 형성되어 점차 양자점의 방출 강도를 감소시킨다 또한, 독특한 인광 (약 1270 nm)이 관찰 되었기 때문에 바카라 꽁 머니 항 산소의 생성이 확인되었다 한편, 공기와 양자점 사이의 계면은 불균일하기 때문에, 바카라 꽁 머니 산소 생성의 효율 및 양자점의 산화는 열악했으며, 방출 강도는 안정적이었다
바카라 꽁 머니 양자점으로부터의 방출 강도는 공기 포화 DMSO의 급격한 감소를 보여 주었지만 (도 2A) 질소 가스 포화 DMSO의 감소는 감소했다 (도 2B) 또한, 바카라 꽁 머니 산소와 매우 빠르게 반응하는 바카라 꽁 머니 산소 소거 인 1,4- 아미노 부탄이 공기 포화 DMSO에 첨가되었을 때, 바카라 꽁 머니 양자 도트로부터 안정적인 방출이 관찰되었다 (도 2C) 이 결과는 바카라 꽁 머니 산소가 바카라 꽁 머니 양자 도트의 안정적인 방출을 방지한다는 것을 보여준다
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그림 2 : 표지 유리에 고정 된 바카라 꽁 머니 양자점으로부터 방출의 시간 변화
(a) 공기 중화 DMSO에 담그고, (b) 질소 포화 DMSO에 담그고 (c) 공기 중화 된 DMSO에 담그고 (c) 공기 중화 된 DMSO에 담그고 100 µm의 1,4- 디아 미노 부탄이 추가되었습니다 |
레이저 라이트로 바카라 꽁 머니 양자점을 조사하면 오거 이온화로 인해 고유 한 켜기/꺼짐으로 빛의 방출이 나타납니다 그러나 각 "OFF"후 방출 강도는 "OFF"이전과 거의 같은 수준으로 돌아 왔습니다 (그림 3) 양자점은 방출 방출 동안 오거 이온화 된 상태로 생각되지만,이 시간 동안 방출 강도의 감소는 없으므로 오거 이온화 된 양자 도트가 산화되지 않았 음을 나타냅니다
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그림 3 커버 유리에 고정되어 공기 가포화 된 DMSO에 담긴 바카라 꽁 머니 양자점의 방출 강도의 시간 변경
연속 조명 후, 발광 강도는 회복되어 오거 이온화가 발광을 안정화시키는 데 기여 함을 나타냅니다 |
앞으로, 우리는 다양한 나노 물질로부터 중단되지 않은 빛 방출을 얻기 위해 전하 캐리어 이완, 오거 이온화, 표면 결함, 활성 산소 생산 및 산화 사이의 관계를 체계적으로 명확히하기 위해 다른 나노 물질에 대한 연구를 계속할 계획이다 또한 바카라 꽁 머니 분자 수준에서 연속 방출 기반 바이오 이미징을 달성하기 위해 반도체, 유기 물질, 생체 분자 등을 결합한 나노 생물 복합체의 발달을 고려할 것입니다
국립 선진 산업 과학 기술 연구소 국립 연구 및 개발 회사
생물학적 나노 메트릭 연구 그룹, 보건 공학 연구 부서
최고 연구원 Basdevan Pirai Bijju 이메일 :