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케이블-댐퍼 시스템의 전체감쇠비 해석을 통한 선형조합 접근법의 유효성 (Validity of Linear Combination Approach based on Net Damping Analysis of Cable-Damper System)

  • 김현겸;황재웅;이명재
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권5A호
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    • pp.467-475
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    • 2009
  • 기존의 연구들은 댐퍼만에 의한 부가감쇠비의 Universal Curve만을 제공하였기 때문에 실무에서는 케이블의 구조감쇠 및 공기역학적감쇠와 같은 자체감쇠를 독립적으로 고려하곤 한다. 즉, 케이블에 발생하는 자체감쇠비와 댐퍼에 의해 부여되는 Universal Curve로부터 얻은 부가감쇠비를 산술적으로 합하여 케이블-댐퍼 시스템의 전체감쇠비를 결정해 왔다. 하지만 이러한 선형조합 접근법은 이론적인 근거가 미약하며 관련된 연구도 찾아볼 수 없는 실정이므로 이에 관한 유효성을 검증해 볼 필요가 있다. 이것을 위해 본 연구에서는 자체감쇠를 고려한 전체감쇠비 해석법을 개발하여 정해를 제시하고 이것을 기존의 선형조합 접근법에 의해 얻어진 전체감쇠비와 비교하여 선형조합 접근법의 유효성 여부를 검증하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 강성은 작고 최적감쇠계수와 비슷한 감쇠계수를 갖는 댐퍼가 지점에서 가깝게 설치되어 있으며, 케이블의 진동이 저차 모드 위주로 발생하고 케이블의 자체감쇠가 크지 않은 일반적인 풍환경에서는 기존의 연구그룹에서 제시하는 연구결과나 선형조합 접근법을 적용하는 것에 무리가 따르지 않는다. 하지만 외부댐퍼나 예기치 못한 고차 진동모드의 발생, 강성이 큰 댐퍼가 사용되는 경우에는 본 연구를 적용하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 본 연구는 케이블의 자체감쇠를 고려한 전체감쇠비의 정해를 제시하고 이것을 토대로 선형조합 접근법에 대한 적용근거를 제시하였다는 점에서 의미를 찾을 수 있다. 차후 본 연구를 발전시켜 공기역학적감쇠에 대응하는 최적감쇠계수를 실시간으로 제시할 수 있게 된다면 MR(Magneto-rheological) 댐퍼와 같은 준능동 댐퍼의 케이블-댐퍼 시스템 제어의 중요한 알고리즘이 될 것으로 기대된다.

유동조건에서 $KMnO_4$도입에 따른 수용액중 PCE/TCE의 산화분해 (Oxidative Degradation of PCE/TCE Using $KMnO_4$ in Aqueous Solutions under Steady Flow Conditions)

  • 김헌기;김태윤
    • 자원환경지질
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    • 제41권6호
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    • pp.685-693
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    • 2008
  • 지하수가 유동하는 조건에서, $KMnO_4$의 도입에 따른 perchloroethene (PCE), trichloroethene (TCE)의 산화분해 속도를 토양컬럼을 이용한 실험실 규모의 실험을 통하여 측정하였다. 토양 컬럼을 통과하며 발생하는 PCE, TCE의 농도 감소속도에 영향을 미치는 요인으로서 산화제와 반응물의 반응접촉시간과 산화제의 농도 변화에 대한 효과를 관측하였다. 실험은 모래로 충진된 유리컬럼을 사용하였으며 반응물의 컬림도입농도는 PCE에 대하여 $0.1{\sim}0.21\;mM$, TCE에 대하여 약 $1.3{\sim}1.5\;mM$의 범위에서 일정하게 유지되었고, PCE 용액의 컬럼 내 체류시간은 $14{\sim}125$분, TCE 용액은 $15{\sim}36$분이었다. 또한 $KMnO_4$의 도입농도는 $0.6{\sim}2.5\;mM$범위에서 일정하게 유지되었다. 실험결과, PCE와 TC종의 컬럼통과시간과 컬럼유출액의 오염물질농도는 대체로 반비례 하는 것으로 나타났으나, 본 연구에서 정한 실험 조건에서는 PCE 및 TCE에 대한 반응차수를 정확히 결정할 수 없었다. 그러나 의사 1차반응으로 가정하고 계산한 반응속도 상수는 기존의 회분식 결과와 비교적 근접한 것으로 나타났다. TCE의 분해속도는 $KMnO_4$의 농도에 비례하여 증가하였으며, 이는 토양 컬럼에 PCE와 TCE가 기존의 실험과 달리 비교적 높은 농도로 도입되었기 때문으로 판단된다. 본 연구는 회분식 실험조건과 달리 유동조건에서 PCE와 TCE의 $KMnO_4$에 의한 산화분해속도를 측정함으로써 이들 오염물질로 오염된 대수층의 오염원 근처의 현장에 직접 $KMnO_4$를 적용하여 복원하는 기법을 설계하고 실행하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적 추출조건 (Optimal Extraction Condition of Anthocyanins in Soybean (Glycine max) with Black Seed Coats)

  • 정명근;황영선;이현진;최수산나;임정대;강성택;한원영;백인열;김현경
    • 한국작물학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.110-117
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    • 2008
  • 검정콩 품질평가의 한 기준이 되는 안토시아닌의 함량평가를 위한 분석기술 개발의 일환으로 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적의 추출용매 및 추출방법을 확립하고, 주요재배 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 함량을 정량적으로 평가한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적 추출용매를 검토한 결과 1% HCl - $H_2O$로부터 1% HCl - 80% MeOH용액까지 통계적 차이가 인정되지 않았으나, 산술적으로 1% HCl - 60% MeOH 용액으로 추출하였을 때 총 안토시아닌의 함량이 7.72 mg/g으로 가장 높은 양상을 나타내었으나, 추출용매에 메탄을 함량이 높아질수록 안토시아닌 피크의 분리도가 극히 불량한 결과를 나타내므로 종합적 견지에서 볼 때 1% HCl - 20% MeOH를 이용하여 안토시아닌을 추출하는 것이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 2. 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적 추출방법 및 추출시간을 검토한 결과 상온 12시간 추출이 가장 우수한 결과를 나타내었으며, 추출시간이 24시간 이상 지속될 경우 추출시간이 증대됨에 따라 안토시아닌의 함량이 소량 감소되는 양상을 확인할 수 있었다. 3. 국내외 주요 재배 검정콩 품종별 종피 함유 안토시아닌 색소의 함량을 비교한 결과 총 안토시아닌의 함량 범위는 1.58-10.62 mg/g으로 조사되었고, 조사된 품종 중 검정 올콩이 10.62 mg으로 가장 높은 양상을 나타내었으며, 가장 낮은 함량을 나타낸 흑청콩 대비 약 7배 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다.

3차원 GSO PET/CT 스캐너(Philips GEMINI PET/CT의 특성 평가 (Performance Characteristics of 3D GSO PET/CT Scanner (Philips GEMINI PET/DT))

  • 김진수;이재성;이병일;이동수;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.318-324
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    • 2004
  • 목적: Philips GEMINI PET/CT 스캐너는 GSO 섬광결정을 사용해 제작된 전신용 PET/CT 스캐너이다. 이 연구에서는 NEMA에서 새롭게 제안한 NEMA NU2-2001에 따라 GEMINI PET/CT 스캐너의 공간분해능, 민감도, 산란분획, NECR 등을 평가하고 그 결과를 BGO, LSO등의 섬광결정의 특성과 비교하였다. 대상 및 방법: GEMINI는 Philips ALLEGRO PET과 MX8000 D multi-slice CT 스캐너를 결합한 PET/CT 스캐너로서 검출기는 GSO 섬광결정 ($4{\times}6{\times}20mm^3$)을 사용하였고 축방향 시야는 18 cm이다. 공간분해능. 민감도, 산란분획, NECR 등을 평가하기 위하여 PET 데이터를 획득하였다(동시계수창: 8 ns, 에너지창: $409{\sim}664$ keV). 공간분해능 측정을 위하여 축횡단면의 중심에서 1 cm, 10 cm 떨어진 지점의 각 3지점((a) x=0, y=1, (b)x=10, y=0, (c)x=0, y=10)에서 영상을 획득한 다음 여과후역투사방법(램프필터 사용)과 3D RAMLA를 이용하여 영상재구성을 하고 FWHM을 구하였다. 민감도 측정을 위하여 선선원(F-18)을 축횡단면의 중심과 중심에서 10 cm 벗어난 지점에서 5개의 알루미늄관을 차례로 씌워 매질감쇠에 따라 달라지는 참계수를 구하고 이 값을 회귀분석하여 감쇠매질이 없는 이상적인 상황에서의 민감도를 측정하였다(랜덤계수가 참계수의 1%이내). 산란분획과 NECR을 측정하기 위하여 F-18 선선원(1110 MBq)을 산란팬텀에 주입하여 7반감기동안 계수를 획득하였다. SSRB을 사용하여 3D 데이터를 재구성한 다음 랜덤계수율이 참계수율이 1% 미만인 영역에서 산란분획을 구하고 각 횡단면의 값을 평균하여 전체 산란분획을 얻었다. 이 값을 기초로 각 프레임, 각 횡단면에 대한 랜덤계수율, 산란계수율, NECR을 구하였다. 결과: 스캐너의 중심에서 1 cm 벗어난 지점에서 횡축방향, 축방향 공간분해능은 (1) 5.3, 6.5 mm (FBP), (2) 5.1, 5.9 mm (3D RAMLA)이었다. 횡단면의 중심에서 10 cm 벗어난 지점에서 횡축반경방향, 횡축접선방향, 축방향 공간분해능은 (1) 5.7, 5.7, 7.0 mm (FBP), (2) 5.4, 5.4, 6.4 mm (3D RAMLA)이었다. 감쇠매질이 없는 이상적인 상황에서의 민감도는 횡단면의 중심에서 3,620 counts/sec/MBq, 횡단면의 중심에서 10 cm 벗어난 지점에서 4,324 counts/sec/MBq이었다. 산란분획은 40.6%, 최대 참계수율과 최대 NECR은 각각 88.9 kcps @ 12.9 kBq/mL, 34.3 kcps @ 8.84 kBq/mL이었다. 결론: 이 실험에서 NEMA NU2-2001을 이용해 GSO 섬광결정을 사용해 제작된 PET/CT에 대한 성능 평가를 실시하였다. 이는 BGO, LSO 섬광결정을 사용해 제작된 PET 스캐너의 특성과 비교할 수 있는 자료를 제공하며 PET 영상 획득 시 객관적 평가와 분석에 유용하였다.

5V급 고전압 양극 LiNi0.5Mn1.5O4 Spinel의 제조와 전기화학적 특성에 관한 연구 (Electrochemical Characteristics of LiNi0.5Mn1.5O4 Spinel as 5 V Class Cathode Material for Lithium Secondary Batteries)

  • 전상훈;오시형;이병조;조원일;조병원
    • 전기화학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.172-176
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    • 2005
  • 차세대 5V급 양극활물질로 각광받고 있는 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$는 기존의 $LiMn_2O_4$ spinel 물질의 $Mn^{3+}$$Ni^{2+}$으로 치환하여 5V 영역에서 $Ni^{2+}/Ni^{4+}$ 산화/환원 반응이 가능하게 한 물질이다. 기존의 $LiMn_2O_4$는 낮은 초기 용량과 충 방전에 따른 빠른 용량감소를 보이는 단점을 가지고 있어 이 문제를 극복하기 위해 Mn의 일부를 다른 금속으로 치환하여 $LiM_yMn_{2-y}O_4$ (M=Cr, Al, Ni, Fe, Co, Cu, Ca)을 만드는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 기계 화학적 합성법을 이용하여 합성한 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$의 전기화학적 특성에 대해 연구하였다. 이 물질은 기존의 $LiMn_2O_4$보다 에너지 밀도가 높으며 저가 및 친환경성 등으로 앞으로 HEV 등에서 그 활용성이 크게 기대된다. 볼밀을 이용하여 여러가지 조건(출발물질 조건, 볼밀조건, 열처리조건 등)에서 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$을 합성한 결과 기계화학적 방법으로는 $Ni^{2+}$$Mn^{3+}$를 완전히 치환하지 못하여 $4.0{\sim}4.1V$의 전압에서 $Mn^{3+}/Mn^{4+}$의 산화/환원과 관련된 peak가 발생하였다. Ni 원료 물질로써 수산화 물질을 사용하고 열처리 온도를 $800^{\circ}C$로 하였을 때 최상의 성능을 나타내었다.

위암 환자의 양전자 방출 컴퓨터 단층 검사에서 복와위(伏臥位) 촬영의 유용성에 대한 연구 (Examination about Utility of Prone Position in PET/CT of Stomach Cancer Patient)

  • 남궁혁;박훈희;오신현;반영각;김정열;임한상;이창호
    • 핵의학기술
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    • 제14권2호
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    • pp.93-99
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    • 2010
  • 위암 환자의 PET/CT검사 시에 전신 검사를 한 후 물을 약 300 mL 정도 마시게 한 후 환자의 위가 위치한 부분을 추가적으로 검사를 진행하고 있다. 이는 오랜 금식으로 인해 위의 위-아래 위벽이 붙어있어 진단에 어려움이 있기에 물을 마시게 함으로써 위벽을 팽창시켜 진단의 효율을 높이기 위함이다. 검사 시에 보통 환자의 자세는 앙와위즉, 바르게 누운 자세에서 검사가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 같은양의 물을 먹이고 복와위 즉, 바르게 엎드린 자세에서 촬영하여 앙와위에서 촬영 시와 위 체부의 용적의 팽창 정도를 비교하고, 이를 바탕으로 위의 구조상 하단부에 위치한 유문부와 위의 아래쪽 병변에 대한 정확한 위치와 진단의 효율을 높이고자 한다. 또한, 두 자세의 검사 영상을 비교하여 위의 용적의 차이를 수치화 시키고, 표준화 섭취계수의 변화가 있는지의 여부를 알아보고자 한다. 본원에서 2009년 7월-2010년 1월까지 조기 위암과 진행성 위암을 진단 받고, 수술을 하기 전의 환자와 부분절제를 한 후 추적 검사를 하고 있는 30명을 대상으로 하였다. 검사를 위해 환자에게 $^{18}F$-FDG 7.4 MBq(0.2 mCi/kg)을 정맥주사하고 60분간 누운 자세로 안정을 취하도록 하였다. 검사 시작 전 물을 300 mL 마시게 한 후 먼저 환자를 앙와위로 눕히고 위 부분을 PET/CT 촬영하고, 전신 촬영 한 후 환자에게 다시 물을 300 mL 마시게 한 후 복와위로 눕히고 위 부분을 PET/CT 촬영하였다. 위 체부의 용적을 앙와위와 복와위에서 비교해본 결과 30명의 환자에서 앙와위 평균 위 체부의 용적은 460.29 $mm^2$이고, 복와위 평균 위 체부의 용적은 641.39 $mm^2$로 평균적으로 약 41.3%확장된 것으로 나타났다. 그리고, 앙와위와 복와위에서 위 종양의 최대 표준화 섭취 계수를 각각의 환자에게서 비교해 보았을 때 거의 차이가 없는 것으로 나타났다. 위의 결과로 보았을 때 앙와위 검사보다 복와위에서 환자의 검사가 위 체부의 용적이 보다 더 확장된다는 것을 알 수 있었다. 또한 표준화 섭취 계수의 변화가 없는 것으로 나타났기 때문에 앙와위에서의 판독 결과와 다르지 않다는 것을 보여주고 있다. 거동이 불편한 환자에게는 복와위 추가 촬영이 어렵겠지만, 앙와위 추가 촬영과 더불어 복와위 추가 촬영을 한다면 위암환자의 진단에 많은 도움이 되리라 생각되고, 거동이 불편한 환자에게 사용할 수 있는 복와위 에서의 보조용구의 연구에도 도움이 되리라 사료된다.

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각막 후면 지형 측정을 위한 새로운 방법의 신뢰도 분석 및 평가 (Validating a New Approach to Quantify Posterior Corneal Curvature in Vivo)

  • 윤정호
    • 한국안광학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.223-232
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    • 2012
  • 목적: 본 연구는 각막 전면의 지형과 각막의 두께를 이용하여 각막 후면 정점 곡률과 asphericity(Q)를 측정하기 위해 고안된 새로운 방법의 신뢰도 평가를 위해서 시행 되었다. 방법: 각막 후면의 정점 곡률 및 Q는 Medmont E300 corneal topographer로 측정한 각막 전면의 지형 data와 Holden-Payor optical pachometer로 측정한 각막 수평 경선의 두께 data를 이용하여 계산 되었다. 정확한 각막 두께를 계산 하기위하여 각막 전면 측정 위치의 곡률반경과 각막의 겉보기 두께로부터 각막의 실제 두께를 계산 할 때 정확한 방정식을 이용하였으며, 이는 선행 연구와 구별되는 점이다. 그리고 각막 전면과 후면의 지형은 각막 전면의 지형 data와 계산된 각막 후면의 좌표를 best fit 알고리즘을 이용하여 계산 되었다. 각막 후면의 지형 측정의 신뢰도는 10개의 polymethyl methacrylate(PMMA) lens와 성인 5명의 각막을 측정 하여 평가 하였다. 결과: 10개의 PMMA lens를 이용한 평가에서는 후면 정점 곡률과 후면 Q의 mean absolute accuracy(${\pm}SD$)는 각각 $0.053{\pm}0.044mm$(95% 신뢰구간(CI) -0.033~0.139)와 $0.10{\pm}0.10$(95% CI -0.10~0.31)이였다. 그리고 5명의 각막을 이용한 평가에서의 각막 후면 정점 곡률과 후면 Q의 mean absolute repeatability coefficient(${\pm}SD$)는 각각 $0.07{\pm}0.06mm$(95% CI -0.05~0.19)와 $0.09{\pm}0.07$(95% CI -0.05~0.23) 이였다. 결론: 새로운 방법을 이용하여 신뢰할 수 있는 각막 후면의 지형(정점 곡률과 Q)을 계산 할 수 있었다. 이러한 새로운 방법은 살아있는 인체 각막의 정확한 후면 지형 계산에 적용 될 수 있다.

새로운 레진 단량체가 복합레진수복물의 미세변연누출에 미치는 영향 (EFFECT OF A NEW RESIN MONOMER ON THE MICROLEAKAGE OF COMPOSITE RESIN RESTORATIONS)

  • 배지현;김영균;윤필영;이미애;조병훈
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제32권5호
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    • pp.469-475
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    • 2007
  • 본 연구는 물성의 단점이 많은 희석재인 TEGDMA의 사용을 줄이기 위해, Bis-GMA의 유도체로서 중합수축이 적고 점도가 낮은 새로운 단량체인 methoxlyated Bis-GMA (Bis-M-GMA)를 첨가한 복합레진의 법랑질과 상아질 변연에서의 미세누출을 비교하였다. 40개의 발거된 상하악 소구치의 협면과 설면에 $2\;mm\;{\times}\;2\;mm\;{\times}\;2\;mm$ 와동을 형성하여 4개 군으로 분류하였다. Clearfil SE bond와 복합레진을 이용하여 와동을 수복하였다. EX1군은 실험용 복합레진 1 (Bis-M-GMA/TEGDMA = 95/5wt% ,40 nm 나노필러 함유), EX2군은 실험용 복합레진 2 (Bis-M-GMA/TEGDMA = 95/5wt%, 20 nm 나노필러 함유), EX3군은 실험용 복합레진 3 (Bis-GMA/TEGDMA = 70/30wt%, 40 nm 나노필러 함유), Z250군은 Filtek 2250으로 각각 와동을 수복하였다. 모든 시편은 실온의 실온의 생리식염수에서 7일간 보관한 후, $5^{\circ}C$$55^{\circ}C$ 의 수조에서 500회의 열순환을 실시하고, 2% methylene blue염색 용액에 24시간 담근 후, 협설측으로 치아 장축에 평행하게 절단하고 광학입체현미경하에서 각 수복물의 법랑질과 상아질 변연부의 색소침투 정도를 관찰하여 미세누출점수로 기록한 후 각 군의 유의성을 검증하였다. 법랑질 변연이 상아질 변연보다 유의성있게 낮은 미세변연누출을 보였다 (p = 0.007). 각 변연에서 EX1, EX2보다 EX3, Z250군의 염색침투도가 증가하는 경향을 보였지만 통계적으로 유의성 있는 차이를 보이지는 않았다 (p > 0.05). 점도가 낮은 새로운 레진단량체인 Bis-M-GMA는 기존의 단량체인 Bis-GMA의 대체재로 고려될 수 있다.

EPR을 통한 상자성 자기공명 조영제의 전자스핀 이완시간의 결정 (Determination of Electron Spin Relaxation Time of the Gadolinium-Chealted MRI Contrast Agents by Using an X-band EPR Technique)

  • Sung-wook Hong;Yongmin Chang;Moon-jung Hwang;Il-su Rhee;Duk-Sik Kang
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제4권1호
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    • pp.27-33
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    • 2000
  • 목적: 전자상자성 공명(Electron Paramagnetic Resonance EPR)을 사용하여, 현재 상용되고 있는 세가지 상자성 자기공명 조영제, Gd-DTPA, Gd-DTPA-BMA, Gd-DOTA의 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 결정하고자 한다. 대상 및 방법: 본 연구에 사용된 상자성 자기공명 조영제는 Gd-DTPA(Magnevist), Gd-DTPA-BMA(OMNISCAN), Gd-DOTA(Dotarem)이다. 이들 자기공명 조영제들은 2:1 부피 비율의 메탄올과 물의 혼합용액에 희석하여 저온의 glassy상태에서 EPR스펙트럼을 얻었으며, 또한 주어진 영 자기장 갈라지기 (zero-field splitting, ZFS)변수를 $3{\times}3$ 텐서량으로 계산하는 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램 'GEN'을 사용하여, 이들 조영제들에 대한 각각 다른 ZFS변수를 가지는 시뮬레이션 스펙트럼을 만들었다. 이 결과들과 McLachlan의 평균이완율 이론을 적용하여 전자스핀 이완시간이 결정되었다. 결과: 상자성 자기공명 조영제 Gd-DTPA, Gd-DTPA-BMA, Gd-DOTA의 전자 횡축 스핀이완시간($T_{2e}$)은 각각 0.113ns, 0.147ns, 1.81ns, g-value는 1,9737, 1.9735, 1.9830, 전자스핀 이완시간($T_{le}$)는 18.70ns, 33.40ns, $1.66{\mu}s$로 결정되었다. 결론: 실험 결과로부터 상자성 자기공명 조영제의 ZFS변수가 클수록 짧은 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 가진다는 일반적인 사실을 재 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용된 3가지 자기 공명 조영제들 중에는 화학적으로 환상구조 배위자를 갖는 Gd-DOTA가 가장 긴 전자스핀 이완시간 $T_{le}$를 가지는 것으로 나타나서 일반적으로 환상구조 배위자를 갖는 조영제들이 선상구조 배위자를 갖는 조영제에 비해 전자적인 성질은 우수한 것으로 나타났고 결론적으로 상자성 조명제가 물분자의 자기이완시간에 미치는 영향을 평가하고 고효율 상자성 자기 공명 조영제 개발에는 정확한 ZFS변수 결정이 매우 중요하다는 것을 알 수 있었다.

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마그네슘이온이 적출한 기니피그 대동맥평활근과 흰쥐 자궁평활근의 수축성에 미치는 효과에 관한 연구 (Effect of Magnesium on the Contractility of the Isolated Guinea-Pig Aortic and Rat Smooth Muscles)

  • 안혁;황상익
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제23권3호
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    • pp.452-464
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    • 1990
  • It is well known that extracellular Calcium plays a very important role in several steps of smooth muscle excitability and contractility, and there have been many concerns about factors influencing the distribution of extracellular Ca++ and the Ca++ flux through the cell membrane of the smooth muscle. Based on the assumption that Mg++ may also play an important role in the excitation and contraction processes of the smooth muscle by taking part in affecting Ca++ distribution and flux, many researches are being performed about the exact role of Mg++, especially in the vascular smooth muscle. But yet the effect of Mg++ in the smooth muscle activity is not clarified, and moreover the mechanism of Mg++ action is almost completely unknown. Present study attempted to clarify the effect of Mg++ on the excitability and contractility in the multiunit and unitary smooth muscle, and the mechanism concerned in it. The preparations used were the guinea-pig aortic strip as the experimental material of the multiunit smooth muscle and the rat uterine strip as the one of the unitary smooth muscle. The tissues were isolated from the sacrificed animal and were prepared for recording the isometric contraction. The effects of Mg++ and Ca++ were examined on the electrically driven or spontaneous contraction of the preparations. And the effects of these ions were also studied on the K+ or norepinephrine contracture. All experiments were performed in tris-buffered Tyrode solution which was aerated with 100% 02 and kept at 35oC. The results obtained were as follows: 1] Mg++ suppressed the phasic contraction induced by electrical field stimulation dose-dependently in the guinea-pig aortic strip, while the high concentration of Ca++ never recovered the decreased tension. These phenomena were not changed by the a - or b - adrenergic blocker. 2]Mg++ played the suppressing effect on the low concentration [20 and 40 mM] of K+-contracture in the aortic muscle, but the effect was not shown in the case of 100mM K+-contracture. 3] Mg++ also suppressed the contracture induced by norepinephrine in the aortic preparation. And the effect of Mg++ was most prominent in the contracture by the lowest [10 mM] concentration of norepinephrine. 4] In both the spontaneous and electrically driven contractions of the uterine strip, Mg++ decreased the amplitude of peak tension, and by the high concentration of Ca++ the amplitude of tension was recovered unlike the aortic muscle. 5] The frequency of the uterine spontaneous contraction increased as the [Ca++] / [Mg++] ratio increased up to 2, but the frequency decreased above this level. 6] Mg++ decreased the tension of the low[20 and 40mM] K+-contracture in the uterine smooth muscle, but the effect did not appear in the 100mM K+-contracture. From the above results, the following conclusion could be made. 1] Mg++ seems to suppress the contractility directly by acting on the smooth muscle itself, besides through the indirect action on the nerve terminal, in both the aortic and uterine smooth muscles. 2] The fact that the depressant effect of Mg++ on the K+-contracture is in inverse proportion to an increase of K+ concentration appears resulted from the extent of the opening state of the Ca++ channel. 3] Mg++ may play a depressant role on both the potential dependent and the receptor-operated Ca++ channels. 4] The relationship between the actions of Mg++ and Ca++ seems to be competitive in uterine muscle and non-competitive in aortic strip.

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