유청단백질에서 유래된 탄소양자점의 형광특성 및 철 이온(Fe3+) 탐지 응용 (Iron ion (Fe3+) Detection of Carbon Dots Derived from Whey Protein)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 73권 / 3호 / 182 ~ 188페이지
· 저자명 : 홍우태, 양현경, 문병기, 김창우

초록

탄소양자점은 10 nm이하의 크기를 가지고 주로 탄소로 이루어진 입자로서, 형광특성 조절에 대한 용이함, 친환경성, 광안정성, 저렴한 가격, 높은 친수성 등의 장점을 가지고 있다. 이러한 탄소양자점의 물성의 물성은 합성법 및 합성조건에 따라 달라질 수 있기 때문에 다양한 합성법 및 합성조건 중에 대한 연구가 진행중이다. 본 연구에서는 일상생활에서 자주 취급되는 유청단백질을 탄소원으로 한 탄소양자점을 수열분해법을 사용하여 합성하였다. 탄소양자점의 물성분석을 통해 탄소양자점이 10 nm의 크기를 가지고, 비정질 구조를 가지는 것을 확인하였다. 또한 탄소양자점이 탄소, 질소, 산소 간의 결합으로 형성되어 있고, 친수성을 가지고 있는 것을 확인하였다. 탄소양자점의 형광특성을 조사한 결과, 주로 275 nm에서 여기하여, 420 nm 파장의 청색광을 발광하는 것을 확인하였다. 또한 500 μM의 농도를 가지는 Fe3+ 이온의 수용액이 탄소양자점과 혼합된 경우, 일반적인 탄소양자점에 비해 36%가 감소하나 형광 및 발광파장의 변화는 없는 것을 확인하였다. 이를 통해 탄소양자점을 이용하여 Fe3+ 이온의 탐지 및 hemoglobin 분자를 탐지할 수 있을 것이다.

영어초록

Carbon dots, which are carbon nanomaterials with a size below 10 nm, have easy luminescence modification, environmental friendliness, good photo-stability, low price, and hydrophilic properties. Considering that the characteristics of carbon dots can be modified by synthesis and their conditions, the synthesis of carbon dots has been performed for various methods. In this study, the carbon dots derived from whey protein were synthesized through hydrothermal decomposition. The carbon dots have a particle size of 10 nm and amorphous structure. In addition, the carbon dots have hydrophilic characteristics and various organic bonding among carbon, nitrogen, and oxygen atoms. The PL spectra of carbon dots showed that the dominant excitation and emission wavelengths of carbon dots were 275 and 420 nm, respectively. The Fe3+ ion sensing application of the carbon dots performed by mixing Fe3+ solution and carbon dot solution showed a 36% decrease in luminescence intensity, whereas the luminescence wavelength was not changed. Based on these results, the carbon dots derived from whey protein can be applied as the luminescent sensor for Fe3+ ions and hemoglobin detection.

참고자료

· 없음