• 제목/요약/키워드: FT-IR analysis

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Discrimination of cultivation ages and cultivars of ginseng leaves using Fourier transform infrared spectroscopy combined with multivariate analysis

  • Kwon, Yong-Kook;Ahn, Myung Suk;Park, Jong Suk;Liu, Jang Ryol;In, Dong Su;Min, Byung Whan;Kim, Suk Weon
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제38권1호
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    • pp.52-58
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    • 2014
  • To determine whether Fourier transform (FT)-IR spectral analysis combined with multivariate analysis of whole-cell extracts from ginseng leaves can be applied as a high-throughput discrimination system of cultivation ages and cultivars, a total of total 480 leaf samples belonging to 12 categories corresponding to four different cultivars (Yunpung, Kumpung, Chunpung, and an open-pollinated variety) and three different cultivation ages (1 yr, 2 yr, and 3 yr) were subjected to FT-IR. The spectral data were analyzed by principal component analysis and partial least squares-discriminant analysis. A dendrogram based on hierarchical clustering analysis of the FT-IR spectral data on ginseng leaves showed that leaf samples were initially segregated into three groups in a cultivation age-dependent manner. Then, within the same cultivation age group, leaf samples were clustered into four subgroups in a cultivar-dependent manner. The overall prediction accuracy for discrimination of cultivars and cultivation ages was 94.8% in a cross-validation test. These results clearly show that the FT-IR spectra combined with multivariate analysis from ginseng leaves can be applied as an alternative tool for discriminating of ginseng cultivars and cultivation ages. Therefore, we suggest that this result could be used as a rapid and reliable F1 hybrid seed-screening tool for accelerating the conventional breeding of ginseng.

용매열합성을 이용한 구형 $TiO_2-SiO_2$ 복합체 제조 및 열적특성 (A Synthesis of Spherical Shape $TiO_2-SiO_2$ Complex via Solvothermal Process and Thermal Properties at Non-Isothermal)

  • 조태환;박성진
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.141-147
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    • 2005
  • 나노재료 $TiO_2-SiO_2$는 2-prOH(2-propanol)를 용매로 사용하여 가수분해와 축합반응으로 제조하였고, FT-IR, DSC, XRD, FE-SEM을 사용하여 $TiO_2-SiO_2$의 특성을 조사하였다. FT-IR분석으로부터 Ti-0-Si의 흡수피크에 대해 설명하였으며, DSC분석 결과를 Ozawa 방정식에 적용하여, 결정화에 필요한 활성화 에너지를 계산하였다. 결정학적 특징은 XRD를 이용하여 하소 온도의 변화에 따른 시료의 회절패턴과 반가폭의 변화 등에 관련하여 설명하였다. FE-SEM을 통하여 Ti mol$\%$가 증가할수록 입자크기가 커지는 것을 확인 할 수 있었다.

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다양한 아미노산의 첨가에 의한 탄산칼슘 결정의 Polymorphism (Polymorphism of Calcium Carbonate Crystal by Addition of Various Amino)

  • 김진호;김종민;김우식;김인호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권2호
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    • pp.213-219
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    • 2009
  • 탄산칼슘의 Biomineralization 반응을 수행하기 위해 다양한 아미노산을 첨가하여 결정화 실험을 하였다. 탄산칼슘의 액체-액체 반응으로 염화칼슘과 탄산나트륨을 사용하였고, Silk fibroin, 아스파라긴, 아스파르트산, 글루탐산과 글리신과 같은 첨가제를 사용하여 실험을 수행하였다. 그리고 결정화 반응에서 반응 시간, pH, 용질의 농도를 변경하여 탄산칼슘 결정의 형태 변화를 조사하였다. 결정의 분석을 수행하기 위해 XRD, FE-SEM 그리고 FT-IR 장치를 사용하였다. XRD로 칼사이트와 베터라이트의 결정과 피크 강도를 계산하였다. FE-SEM으로 결정의 외형과 크기를 비교하였고, FT-IR 스펙트럼으로 결정을 확인하였다. 반응 시간에 따른 결정의 분포는 XRD의 피크 영역과 FT-IR의 데이터로 확인하였다.

FT-IR 스펙트럼 데이터의 다변량 통계분석을 이용한 고기능성 아프리칸 얌 식별 및 기능성 성분 함량 예측 모델링 (Discrimination of African Yams Containing High Functional Compounds Using FT-IR Fingerprinting Combined by Multivariate Analysis and Quantitative Prediction of Functional Compounds by PLS Regression Modeling)

  • 송승엽;지은이;안명숙;김동진;김인중;김석원
    • 원예과학기술지
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    • 제32권1호
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    • pp.105-114
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    • 2014
  • 본 연구에서는 UV-VIS spectrophotometer를 이용한 total carotenoids, flavonoids, phenolics 함량 데이터와 FT-IR 스펙트럼 데이터를 다변량통계분석법을 통하여 기능성 성분 함량이 높은 아프리칸 얌 고속 선발 시스템을 구축하였다. 62개 아프리칸 얌의 total carotenoids 함량은 $0.01-0.91{\mu}g{\cdot}g^{-1}$ dry wt 나타냈다. Total flavonoids와 phenolics 함량은 $12.9-229.0{\mu}g{\cdot}g^{-1}$ dry wt와 $0.29-5.2mg{\cdot}g^{-1}$ dry wt로 각각 나타났다. 아프리칸 얌은 FT-IR 스펙트럼상의 1700-1500, 1500-1300, $1,100-950cm^{-1}$, 부위에서 중요한 스펙트럼 변화가 나타났다. 이 부위는 각각 amide I과 II을 포함하는 아미노산 및 단백질계열의 화합물, phosphodiester group을 포함한 핵산 및 인지질 그리고 단당류나 복합 다당류를 포함하는 carbohydrates 계열의 화합물들의 질적, 양적 정보를 반영하는 부위이다. PCA 분석과 PLS-DA 분석에서 62개 아프리칸 얌은 유연성이 높은 종으로 3개의 그룹을 형성하였다. 아프리칸 얌의 FT-IR 스펙트럼 데이터와 UV-VIS spectrophotometer을 이용한 total carotenoids, flavonoids, phenolics 함량 데이터 간에 PLS regression 분석하였다. Total carotenoids, flavonoids, phenolics 함량 성분의 실측 값과 예측 값간에 상관계수($R^2$)가 각각 0.83, 0.86, 0.72로 나타났다. 이 결과, 아프리칸 얌으로부터 FT-IR 스펙트럼을 이용한 total carotenoids, flavonoids, phenolics 함량 예측이 가능하였다. 본 연구에서 확립된 대사체 수준에서 아프리칸 얌의 유용 기능성 성분 함량 예측 모델링을 통해 품종, 계통의 신속한 선발 수단으로 활용이 가능할 것으로 예상된다.

IBA 및 elicitor 처리에 따른 백수오 기내 생산 부정근 및 표준품의 FT-IR 스펙트럼 기반 대사체 비교 분석 (Metabolic comparison between standard medicinal parts and their adventitious roots of Cynanchum wilfordii (Maxim.) Hemsl. using FT-IR spectroscopy after IBA and elicitor treatment)

  • 안명숙;소은진;지은이;최소연;박상언;문병철;강영민;민성란;김석원
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제45권3호
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    • pp.250-256
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    • 2018
  • 한약자원 약용부위와 대사체 수준에서 동등성이 규명된다면 식물조직배양을 통한 약용자원의 대량증식은 한약자원 약용부위의 보다 안전하고, 지속적인 대체 공급수단으로 활용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 기원 검증이 이루어진 백수오 약용부위와 동일조직에서 유래된 부정근으로부터 전세포추출물의 FT-IR스펙트럼 분석을 통해 대사체 수준에서의 동등성을 비교분석함으로써 한약자원 약용부위의 대체 공급수단으로 활용 가능성을 검증하고자 하였다. 식물생장조절제인 IBA 농도별 백수오 부정근의 생장률 분석 결과 5 mg/L IBA 첨가 배지에서 백수오 부정근 증식이 가장 우수하였다. SA 처리의 경우 처리 농도가 증가함에도 불구하고 백수오 부정근의 생장에는 차이가 없었지만, MeJA 처리시 농도가 높아질수록 부정근이 갈변되고 생장이 감소하였다. Elicitor 처리된 백수오 부정근 및 표준 약용부위 시료로부터 FT-IR 스펙트럼 데이터의 PCA 와 PLS-DA 분석결과 $400{\mu}M$ MeJA를 제외한 모든 처리구에서 백수오 기내 생산 부정근과 표준 약용부위 시료들 사이에서 전체 대사체 패턴이 매우 유사함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서 확립된 FT-IR 스펙트럼기반 다변량통계분석 기술은 다양한 한약자원 약용부위 시료들의 대사체 수준 동등성을 신속하게 식별하는 수단으로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

페놀 수지의 경화 공정 (Curing Process of Phenolic Resin)

  • 이윤배;성시창;신은정
    • 공업화학
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    • 제16권2호
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    • pp.292-295
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    • 2005
  • 자동차 브레이크 패드 만들 때 페놀 수지의 경화 시간은 원가 질감의 중요한 요인이 된다. 이 경화 시간은 페놀수지와 경화제인 Hexamethylenetetramine의 반응 시간을 측정함으로써 알 수 있다. 이 반응 시간은 적외선 분광법(FT-IR), 열치사 주사법(DSC) 및 열중량 분석법(TGA)에 의하여 화학 반응의 완결을 추적하여 알아낼 수 있었다.

가열처리 및 탄화처리 소나무재(Pinus densiflora) 목분의 구조 및 물리·화학적 특성(II) - FT-IR, Raman - (Analysis of Structure and Physical and Chemical Properties of the Carbonized Powder of Pine Wood (Pinus densiflora Sieb. et Zucc.) (II) - FT-IR, Raman -)

  • 이인자;이원희
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제36권4호
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    • pp.52-57
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    • 2008
  • 본 연구에서는 소나무재 심재부와 변재부 목질 다공체의 물리 화학적 성질에 미치는 탄화 온도의 영향을 FT-IR과 Raman 분광법을 이용하여 연구하였다. IR 연구에 따르면, $500^{\circ}C$의 예비 탄화 단계에서 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스의 C-O, C-O-C 및 C=O 작용기와 관련된 피크는 대부분 사라진 반면에 리그닌의 aromatic C=C 및 C-O 피크는 상대적으로 덜 감소하였으며, $700^{\circ}C$까지도 분해 과정이 진행되었다. 탄화 온도가 $900^{\circ}C$ 이상이 되면 $1575cm^{-1}$의 피크는 사라지고, $1630cm^{-1}$에 새로운 피크가 관찰되었는데, 전보에서 관찰한 새로운 탄소 구조체의 생성과 관련이 있는 것으로 보인다. 라만에서는 탄화 온도가 증가함에 따라 D-띠는 낮은 파수쪽으로 이동하였으며, 그 상대적인 세기는 증가하였는데, 이것은 시료의 결정 크기가 작아진다는 것을 의미한다.

ET-IR, UV-VIS 분광분석을 통한 자수정의 산지감별 (The identification of amethyst origins by using FT-IR, UV-VIS spectrum analysis)

  • 윤시내;연석주
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.25-31
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    • 2006
  • 남미, 아프리카, 아시아 대륙의 자수정을 대상으로 하였다 ICP-AES 분석에서 나타난 발색원소는 Fe, Cr, Cu, Co이며 대체적으로 남미 지역에서 발색원소의 함유량이 높게 나타났다. UV-VIS 분석결과 천연자수정과 합성자수정은 350nm 영역과 550nm 영역에서 흡수가 일어나는 특성을 나타냈고 투과율은 합성에 비해 천연이 낮게 나타났다. FT-IR분석결과 천연자수정과 합성자수정의 구분은 합성자수정의 특징인 $3543cm^{-1}$ 흡수밴드의 유무에 의해 알 수 있었다 남미 지역은 $3584cm^{-1},\;3435cm^{-1}$ 흡수밴드가 강하게 나타나며, 아프리카 지역은 $3299cm^{-1},\;3196cm^{-1}$ 흡수밴드가 나타났다. 아시아 지역은 $3381cm^{-1}$ 흡수밴드가 특징적으로 관찰되었다.

A comparison of ATR-FTIR and Raman spectroscopy for the non-destructive examination of terpenoids in medicinal plants essential oils

  • Rahul Joshi;Sushma Kholiya;Himanshu Pandey;Ritu Joshi;Omia Emmanuel;Ameeta Tewari;Taehyun Kim;Byoung-Kwan Cho
    • 농업과학연구
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    • 제50권4호
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    • pp.675-696
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    • 2023
  • Terpenoids, also referred to as terpenes, are a large family of naturally occurring chemical compounds present in the essential oils extracted from medicinal plants. In this study, a nondestructive methodology was created by combining ATR-FT-IR (attenuated total reflectance-Fourier transform infrared), and Raman spectroscopy for the terpenoids assessment in medicinal plants essential oils from ten different geographical locations. Partial least squares regression (PLSR) and support vector regression (SVR) were used as machine learning methodologies. However, a deep learning based model called as one-dimensional convolutional neural network (1D CNN) were also developed for models comparison. With a correlation coefficient (R2) of 0.999 and a lowest RMSEP (root mean squared error of prediction) of 0.006% for the prediction datasets, the SVR model created for FT-IR spectral data outperformed both the PLSR and 1 D CNN models. On the other hand, for the classification of essential oils derived from plants collected from various geographical regions, the created SVM (support vector machine) classification model for Raman spectroscopic data obtained an overall classification accuracy of 0.997% which was superior than the FT-IR (0.986%) data. Based on the results we propose that FT-IR spectroscopy, when coupled with the SVR model, has a significant potential for the non-destructive identification of terpenoids in essential oils compared with destructive chemical analysis methods.