• 제목/요약/키워드: 핵자기공명 현미영상

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지구물질의 마이크로미터 단위의 삼차원 공극 구조 규명: 핵자기공명 현미영상 연구 (3-Dimensional ${\mu}m$-Scale Pore Structures of Porous Earth Materials: NMR Micro-imaging Study)

  • 이범한;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.313-324
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    • 2009
  • 지표-지각환경을 구성하는 지질매체의 구조와 성질의 정량적-체계적 이해를 위한 예비연구로, 매질을 구성하는 입자의 모양, 크기, 충전 밀도가 공극 구조의 특성과 매질의 성질에 미치는 영향을 알아보기 위해 입자의 모양이 구형인 글래스 비드와 모양이 불규칙한 실리카 젤을 이용하여 입자 크기와 공극률이 서로 다른 다양한 다공성 매질을 준비하였고, 핵자기공명 현미영상을 이용하여 약 $50\;{\mu}m$의 분해능으로 삼차원 영상을 획득하였다. 분석 결과, 지름 약 0.2~1.3 mm 크기의 입자로 구성된 다공성 매질의 비표면적은 2.5부터 $9.6\;mm^2/mm^3$, 공극률은 0.21에서 0.38, 투수율은 11.6에서 892.3 D이며, 이는 일반적인 미고결 샌드가 갖는 값의 범위에 해당된다. 비표면적, 공극률, 투수율의 관계는 Kozeny 식에서 예상된 경향과 비교적 일치하였다. 상자집계 프랙탈 차원은 공극률, 비표면적과의 관련성이 높으며, 공극률이 0.29~0.38일 때 비표면적이 약 2.5부터 $6.0\;mm^2/mm^3$까지 증가할수록 프랙탈 차원이 2.6에서 3.0까지 선형으로 증가하며, 공극률이 0.21~0.28일 때 비표면적이 약 2.5부터 $9.6\;mm^2/mm^3$까지 증가할수록 프랙탈 차원이 2.5에서 3.0까지 선형으로 증가한다. 실제 다공성 사암에 포함된 유체의 삼차원 구조를 핵자기공명 현미영상으로 영상화하였고, 이에 대한 비표면적은 $0.33\;mm^2/mm^3$, 공극률은 0.017, 투수율은 30.9 mD, 상자 집계 프랙탈 차원은 1.59로 계산되었다. 본 연구에서 제시된 것과 같이 핵자기공명 현미영상은 다양한 다공성 매질의 삼차원 공극 구조를 영상화할 수 있고, 삼차원 공극 구조에 대한 상자집계 프랙탈 차원은 본 연구에서와 같이 다양한 공극 구조에 대해 분석이 가능하며, 다공성 매질의 이동 특성을 나타내는 매개 변수들과 지진파 감쇠 등에 대한 조절 인자로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

핵자기공명 현미영상법을 이용한 약물전달체계의 비파괴연구 (Noninvasive study of Drug Delivery Systems using Nuclear Magnetic Resonance Microimaging)

  • 이동훈;고락길
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.173-178
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    • 1997
  • pH sensitive polymers have long been utilized as one important type among many interesting drug delivery systems. This is due to the reason of different pH environments in human organs, which requires different pH control mechanism depending upon the organs. In the present study the pH sensitivity was investigated for both pH sensitive and pH insensitive biopolymers using the diffusion effect along with the swelling effect. NMR microscopy was performed along with optical microscopy. For the analysis of diffusion effect, UMR Microscopy was perFormed to measure diffusion coefficients for various liquids such as distilled water, acetone and DMSO(dimethyl sulfoxide). Also, this technique is expected to contribute to the studies for many pH drug delivery systems.

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생체고분자의 팽윤현상연구를 위한 핵자기공명 현미영상법의 응용 (Application of NMR Microscopy for the Study of the Swelling Effect in Biopolymers)

  • 이동훈;김승수
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.167-172
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    • 1997
  • Novel measurement method has been performed for the noninvasive study of the swelling effect detected in hydrophilic polymers using Magnetic Resonance Microscopy. iN NMR images were acquired to measure geometric changes due to the swelling effect occurred in the polymer specimens. In addition to the geometric changes, the water ingress process was visualized noninvgsively. The measurement method performed .in the present study utilized some of NMR's valuable properties, both noninvasiveness and parameter selectivity. It is believed that the method used in the present study may be applicable to the study of biopolymers in which noninvasiveness is particularly important.

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핵자기공명 현미영상법을 이용한 생체고분자의 팽윤현상에 대한 비파괴연구 (Noninvasive study of the swelling effect for biopolymers using NMR Microimaging)

  • 이동훈;고락길;조장희;김승수
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1995년도 춘계학술대회
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    • pp.223-226
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    • 1995
  • Polymers have been developed and applied in many biomedical areas as well as engineering and industrial fields. The first essential to achieve successful development and applications is that properties of such polymer materials would be investigated. In many cases, such investigations are accomplished by observing polymeric behavior arising from the environmental changes such as pH, temperature, and ionic concentration. It has long been known that NMR is extremely sensitive to many biochemical and physical changes occurring in the polymer samples. In the present study we focus our study on NMR Microimaging, which is one of the important NMR applications, to characterize the swelling effect by observing the time dependent spatial variations of polymer specimens. For the samples three kinds of polyvinyl alcohol (PVA) specimens are prepared with different degrees of cross linking density. $^1H$ NMR microimages are acquired as a function of time to visualize the swelling behavior as well as volumetric changes occurring in the specimens. From the acquired time dependent images, the swelling process is exploited.

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