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Dec 18, 2023

광학 및 포토닉스 뉴스

김미리 유리병 뚜껑에 녹색으로 나타난 구조용 색상 소재(왼쪽)

김미리

유리병 뚜껑에 녹색으로 나타나는(왼쪽) 구조색 물질은 가열되면 무색으로 변합니다(오른쪽). [이미지: ACS Nano 2023에서 수정, doi: 10.1021/acsnano.3c00467]

너무 춥거나 너무 더운 환경에 보관된 백신은 효능을 잃게 됩니다. 즉, 백신을 전 세계로 운송하려면 정밀하게 조율된 일련의 과정이 필요한 경우가 많습니다. 시간-온도 모니터링은 백신이 콜드 체인의 특정 지점에서 비정상적인 온도에 노출되었는지 여부를 나타낼 수 있습니다.

이제 미국과 중국의 연구자들은 차세대 시간-온도 표시기 생성을 약속하는 일종의 구조적 색상 재료를 개발했습니다(ACS Nano, doi: 10.1021/acsnano.3c00467). 개념 증명 연구는 넓은 추적 온도 범위, 높은 감도 및 뛰어난 안정성을 보여줍니다.

백신은 제조된 순간부터 주사하는 순간까지 제한된 온도 범위 내에서 보관되어야 합니다. 기존 백신은 2~8°C의 보관 온도가 필요한 반면, 메신저 리보핵산(mRNA) 백신은 분해를 방지하기 위해 영하의 온도에서 냉동해야 합니다.

그러나 현재의 재료 기반 시간-온도 표시기는 신뢰성과 안정성이 제한되어 있습니다. 일부는 추적 온도 범위가 좁고 다른 일부는 영하의 온도에 적용할 수 없습니다. 반면에 전자 시간-온도 표시기는 사람의 개입을 요구하고 상당한 양의 폐기물을 생성합니다.

Xuemin Du와 그의 동료들은 백신 및 기타 약물의 시간-온도 모니터링을 개선하기 위한 새로운 재료를 탐구하는 것을 목표로 했습니다. "우리는 유체 특성과 구조적 색상의 장점을 모두 활용하는 자기 파괴적인 구조적 색상 액체라고 불리는 일종의 구조적 색상 재료를 개발했습니다."라고 중국 아카데미 심천 첨단 기술 연구소의 교수인 연구 저자 Du는 말했습니다. 과학.

자기 파괴적인 구조적 색상 액체는 무독성 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 또는 에틸렌 글리콜(EG) 수용액과 빛나는 액체 콜로이드 광결정의 두 가지 구성 요소로 구성됩니다. 특정 온도에 대한 민감도가 높고 혼합하여 다양한 융점을 갖는 액체를 생성하는 PEG 또는 EG 수용액은 유발 물질로 작용하고 콜로이드 광결정은 지시 물질로 작용합니다.

광결정은 일반적으로 밝은 녹색 또는 빨간색으로 나타나지만 자기 파괴적인 구조적 색상 액체가 녹는점에 도달하면 결정이 부서져 돌이킬 수 없는 색 손실이 발생합니다.

광결정은 일반적으로 밝은 녹색 또는 빨간색으로 나타나지만 자기 파괴적인 구조적 색상 액체가 녹는점에 도달하면 결정이 부서져 돌이킬 수 없는 색 손실이 발생합니다. 결과적으로, 이 재료는 넓은 추적 온도 범위(-70°C ~ +37°C)와 크게 조정 가능한 자기 파괴 시간(40분 ~ 5일)을 통해 시간-온도 이력을 표시할 수 있는 능력을 갖습니다.

연구자들은 기존 백신(보관 온도: 8°C), mRNA 백신(-20°C 및 -70°C) 및 수송 장기(0°C)에 대해 시간-온도 표시기 형태로 재료를 테스트했습니다. 이 기술은 높은 감도를 입증했으며 제품이 너무 따뜻해졌을 때 성공적으로 표시했습니다.

Du는 “점진적인 색상 변화와 반사 스펙트럼 변화는 다양한 백신의 정확한 시간-온도 이력을 질적 및 양적으로 밝히기 위한 시너지 전략을 제공합니다.”라고 말했습니다. "우리의 자기 파괴적인 구조적 색상 액체는 기존의 시간-온도 표시기에 내재된 단점을 극복하여 저온 공급망에 한 단계 더 가까워졌습니다."

게시 날짜: 2023년 6월 8일