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Layered Double Hydroxide Nanoparticles for Bio-Imaging Applications (LDH 나노입자 기반의 바이오 이미징 소재)

  • Jin, Wenji;Ha, Seongjin;Lee, Dongki;Park, Dae-Hwan
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.57 no.4
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    • pp.445-454
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    • 2019
  • Layered double hydroxides (LDHs) nanoparticles have emerged as novel nanomaterials for bio-imaging applications due to its unique layered structure, physicochemical properties, and good biocompatibility. Bio-imaging is one of the most important fields for medical applications in clinical diagnostics and therapeutics of various diseases. Enhanced diagnostic techniques are needed to realize new paradigm for next-generation personalized medicine through nanoscale materials. When nanotechnology is introduced into bio-imaging system, nanoparticle probes can endow imaging techniques with enhanced ability to obtain information about biological system at the molecular level. In this review, we summarize structural features of LDH nanoparticles with current issues of bio-imaging system. LDH nanoparticle probes are also discussed through in vitro as well as in vivo studies in various bio-imaging techniques including fluorescence imaging, magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET), and computed X-ray tomography (CT), which will have the potential in the development of the advanced nanoparticles with high sensitivity and selectivity.

A Bio Edutainment Contents System based on Virtual Reality (가상현실 기반의 바이오 교육 콘텐츠)

  • Lee, Jun;Park, SungJun;Kim, HyungSeok;Kim, Jee-In
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.59-65
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    • 2009
  • An Edutainment Contents help the learners to recognize the problems effectively, grasp and classify important information needed to solve the problems and convey the contents of what they have learned. Owing not only to this game-like fun but also to the educational effect, The Edutainment contents can be usefully applied to education and training in the areas of scientific technology and industrial technology. This study proposes the Edutainment that users can apply to biotechnology by using intuitive multi-modal interfaces. In this study, a stereoscopic monitor is used to make three dimensional molecular structures, and multi-modal interface is used to efficiently control. Based on the system, this study easily solved the docking simulation function, which is one of the important experiments, by applying these game factors. For this, we suggested the level-up concept as a game factor that depends on numbers of objects and users.

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Research on Effective Use of A Serious Bio-Game (기능성 Bio-Game의 활용 방안에 관한 연구)

  • Park, Sung-Jun;Lee, Jun;Kim, Jee-In
    • Journal of Korea Game Society
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    • v.9 no.1
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    • pp.93-103
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    • 2009
  • A Serious Game helps the learners to recognize the problems effectively, grasp and classify important information needed to solve the problems and convey the contents of what they have learned. Owing not only to this game-like fun but also to the educational effect, The Serious Game can be usefully applied to education and training in the areas of scientific technology and industrial technology. This study proposes the Serious Game that users can apply to biotechnology by using intuitive multi-modal interfaces. In this study, a stereoscopic monitor is used to make three dimensional molecular structures, and multi-modal interface is used to efficiently control. Based on a such system, this study easily solved the docking simulation function, which is one of the important experiments, by applying these game factors. For this, we suggested the level-up concept as a game factor that depends on numbers of objects and users. The proposed system was evaluated in performance comparison in result time of a new drug design process on AIDS virus with previous approach.

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Investigation of Aerosol Optical Depth Retreived from GMS-5 During ACE-Asia 2001 : Case Study of Asian Dust Period (2001 ACE-Asia 기간동안에 관측된 GMS-5 위성에서의 에어러솔 광학두께: 황사사례를 중심으로)

  • 이권호;홍천상;김정은;류성윤;김영준;최병철;김지영
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.442-443
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    • 2002
  • 인공위성에 의한 대기 에어러솔의 관측방법은 에어러솔이 기후에 미치는 영향의 평가에 있어서 중요한 요소가 되었다. 기본적으로 인공위성 원격탐사자료는 가시광선 영역역대의 밴드에서 대기중의 분자들이나 에어러솔에 의한 산란효과에 의해 영향을 받는다. 황사 현상과 같은 먼지구름은 인공위성 영상에서 쉽게 보이며 이러한 먼지 구름이 복사 강제 효과에 대한 기여도가 클 것으로 예측된다. (중략)

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The Molecular Weight Dependance of Paramagnetic Gd-chelates on T1 and T2 Relaxation Times (상자성 복합체의 분자량에 따른 T1 및 T2 자기이완시간에 관한 연구)

  • Kim In-Sung;Lee Young-Ju;Kim Ju-Hyun;Sujit Dutta;Kim Suk-Kyung;Kim Tae-Jeong;Kang Duk-Sik;Chang Yong-Min
    • Progress in Medical Physics
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    • v.17 no.2
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    • pp.61-66
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    • 2006
  • To evaluate the T1, T2 magnetic relaxation properties of water molecule according to molecular weight of paramagnetic complex. 4-aminomethyicyclohexane carboxylic acid (0.63 g, 4 mmol) was mixed with the suspension solution of DMF (15 ml) and DTPA-bis-anhydride (0.71 g, 2 mmol) to synthesize the ligand. The ligand was then mixed with $Gd_2O_3$ (0.18 g, 0.5 mmol) to synthesize Gd-chelate. For the measurement of magnetic relaxivity of paramagnetic compounds, the compounds were diluted to 1 mM and then the relaxation times were measured at 1.57 (64 MHz). Inversion-recovery pulse sequence was employed for T1 relaxation measurement and CPMG (Carr-Purcell-Meiboon-Gill) pulse sequence was employed for T2 relaxation measurement. In case of inversion recovery sequence, total 35 images with different inversion time(T1)s ranging from 50 msec to 1,750 msec. To estimate the relaxation times, the signal intensity of each sample was measured using region of Interest (ROI) and then fitted by non-linear least square method to yield T1, T2 relaxation times and also R1 and R2. Compared to T1=($205.1{\pm}2.57$) msec and T2=($209.4{\pm}4.28$) msec of Omniscan (Gadodiamide), which is commercially available paramagnetic MR agent, T1 and T2 values of new paramagnetic complexes were reduced along with their molecular weight. That is, T1 value was ranged from $(96.35{\pm}2.04)\;to\;(79.38{\pm}1.55)$ msec and T2 value was ranged from $(91.02{\pm}2.08)\;to\;(76.66{\pm}1.84)$ msec. Among new paramagnetic complexes, there is a tendency that the R1 and R2 increase as the molecular weight is increases. As molecular weight of paramagnetic complex increases, T1 and T2 relaxation times reduce and thus the increase of relaxivity (R1 and R2) Is proportional to molecular weight.

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Similarity Measures between 3D Shape Models Using Silhouette Images (실루엣 영상을 이용한 3차원 형상 모델간의 유사도 측정)

  • 김정식;최수미
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2003.04c
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    • pp.289-291
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    • 2003
  • 3차원 형상 모델의 비교 연구는 의학, 분자 생물학, 컴퓨터 그래픽스 등의 분야에서 다루게 되는 기본적인 문제들 중의 하나이다. 본 논문에서는 3차원 형상 모델간의 유사성을 측정하기 위한 방법을 제안한다. 본 시스템은 삼각형 메쉬 모델을 유사성 평가에 사용한다. 유사성 비교를 위해 실루엣 영상을 이용하고, 유사 점도의 계산을 위한 측도(metric)로는 부피(Volume), 곡률(Curvature), 직선거리(Euclidean Distance)를 사용한다. 또한 다양한 방식에 의해 획득된 형상 모델의 비교를 위하여 먼저 포즈 정규화(Pose Normalization)를 한 후 유사성 평가 작업을 수행한다. 본 논문에서 제시한 3차원 형상 비교 시스템은 형상 비교대상들에 대한 전체 변형 및 부분 변형, 그리고 회전등에 강인함을 보였다.

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Structure Analysis of Low Contrast Fax Cover Pages (저해상도 팩스 표지 영상의 구조 분석)

  • 임영규;이성환
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 1998.10c
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    • pp.387-389
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    • 1998
  • 팩스가 보편적인 정보 전달 매체로 자리잡게 됨에 따라 기업체나 관공서 뿐만 아니라 가정에서도 많은 작업이 팩스를 통해 이루어지게 되었다. 이에 따라 팩스 문서의 분석 및 인식의 필요성이 증가하게 되었다. 팩스 문서는 표지와 내용이 두 부분으로 이루어지는데 팩스 문서의 처리를 위해서는 성명, 주소등을 포함하는 팩스 표지의 분석이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 팩스 표지 영상의 구조 분석 방법을 제안한다. 제안한 팩스 표지 구조 분석 방법은 팩스 표지가 헤드, 송/수신 정보, 메시지로 구성된다는 점에 착안하여 위치 정보를 이용한 영역 분리에 중점을 두었으며, 팩스 표지의 종류를 몇 가지로 분류하여 도표 형태의 팩스 표지도 분석이 가능하도록 하였다. 분자 인식에서는 팩스 문자 인식에 우수한 성능을 보이고 있는 자소 기반 한글 문자 인식기를 사용하였다. 또한 한글의 자소 모델에 기반한 후처리 방법을 개발하여 인식 오류를 교정하였다.

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Detection of Intracellular Free Metal Ions with Molecular Two-Photon Sensors (이광자 분자센서를 이용한 생체 내 금속이온 검출)

  • Kim, Hwan-Myung
    • Clean Technology
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    • v.17 no.3
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    • pp.231-237
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    • 2011
  • Two-photon microscopy (TPM) is attracting much attention in biological imaging due to the capability of imaging deep inside the living tissues for a long period of time. For maximum utilization of TPM, it is essential to develop efficient twophoton sensors. Regarding this, many research groups are developing two-photon sensors for specific applications. In this review, we summarize recent results on selected examples of two-photon sensors for intracellular free metal ions in the live cells and tissues to provide a guideline for various imaging applications.

A Research of Character Graphic Design on Larger Television Screens -Based on Analysis of its Visual Perception- (TV화면 대형화에 따른 문자그래픽 표현 연구 -시각인지도 분석 기반-)

  • Lee, Kook-Se;Moon, Nam-Mee
    • The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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    • v.9 no.4
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    • pp.129-138
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    • 2009
  • Character graphic design of TV screen, the major visual element, has become greatly important in its roles to help viewers understand visual information better and to enhance the qualities of the program. This research is to figure our a way of changing and improving the attributes of TV captions and graphics such as fonts, size, and caption speed appropriate to bigger and better qualified TV screen. Based on two Delphi surveys of graphics experts along with the theoretical studies, this article analyzes the relevance of visual perception to various visual elements of TV screen, and proposes a better plan in visual effects for various media under OSMU (One Source Multi Use).

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Development of Ambient Ionization Mass Spectrometry Imaging for Live Cells and Tissues

  • Kim, Jae-Yeong;Seo, Eun-Seok;Lee, Seon-Yeong;Jeong, Gang-Won;Mun, Dae-Won
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.229.1-229.1
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    • 2015
  • 생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

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