• 제목/요약/키워드: Near infrared spectroscopy(NIRS)

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근적외선 분광법에 의한 국내 축우용 TMR의 성분추정 (Prediction on the Quality of Total Mixed Ration for Dairy Cows by Near Infrared Reflectance Spectroscopy)

  • 기광석;김상범;이현준;양승학;이재식;김택림;김현섭;여준모;구재연;조종구
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.253-262
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 축우용 TMR 사용이 점차 증가하고 있으나 TMR의 영양성분을 측정하고자 할 경우 실험실 분석에 의존하므로 많은 비용과 시간이 소요되어 농가 현장에서 활용하기가 어려움에 따라 NIRS(Near InfraRed Spectroscopy, 근적외선분광분석기)을 이용하여 TMR에 대한 신속하고 간편하게 사료가치를 평가하기 위한 검량선을 작성하기 위하여 실시하였다. 근적외선 분광분석법은 친환경 분석으로서 시약의 사용이 전혀 없고, 폐수 및 유해물질의 사용이 전혀 없어 작업자의 환경을 개선 할 수 있다. 또한 분석시간이 일반 분석법에 비해 10배 이상 빠르며, 누구나 간단한 교육을 통해서 표준분석 방법을 개발하여 적용할 수 있는 분석법이다. 그러나 NIR 성분분석기를 이용할 경우 많은 TMR 시료 샘플을 분석 비교하여 새로운 검량선을 만들어야 한다는 애로사항이 있다. 따라서 본 연구에서는 NIR 성분분석기를 이용하여 새로운 검량선을 만들고자 하였고 수집된 TMR 시료 253점에 대하여 부적합한 일부 시료를 제거하고 검량식 세트 160점과 검증 세트 40점으로 구별하여 일반성분분석과 각 성분에 대한 NIR Calibration curve를 만들어 비교하며 신뢰성 높은 새로운 검량선을 개발하였다. 개발된 NIR 검량선을 이용할 경우 TMR 성분분석시 신속하고 신뢰성 높은 성분분석 값을 얻을 수 있을 것으로 사료되나 보다 정확하고 정밀한 검량선을 얻기 위해서는 더 많은 시료의 수집 및 분석, TMR의 구성요소에 비율 등의 연구가 추가되어야 할 것으로 생각한다.

Calibration Update for the Measuring Total Nitrogen Content in Rice Plant Tissue Using the Near Infrared Spectroscopy

  • Kwon, Young-Rip;Song, Young-Eun;Choi, Dong-Chil;Ryu, Jeong
    • 한국작물학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.29-35
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    • 2009
  • The aim of the present study was to update the calibration that is used for the measurement of the total nitrogen content in the rice plant samples by using the visible and near infrared spectrum. Before the equation merge, correlation coefficient of calibration equation for nitrogen content on each rice parts was 0.945 (Leaf), 0.928 (Stem), and 0.864 (Whole plant), respectively. In the calibration models created by each part in the rice plant under the various regression method, the calibration model for the leaf was recorded with relatively high accuracy. Among of those, the calibration equation developed by Partial least squares (PLS) method was more accurate than the Multiple linear regression (MLR) method. The calibration equation was sensitive based on variety and location variations. However, we have merged and enlarged various of the samples that made not only to measure the nitrogen content more accurately, but also later sampling populations became more diversified. After merging, $R^2$ value becomes more accurate and significantly to 0.950 (L.), 0.974 (S.), 0.940 (W.). Also, after removal of outlier, R2 values increased into 0.998, 0.995, and 0.997. In view of the results so far achieved, Standard error of prediction (SEP) and SEP (C) were reduced in the stem and whole plant. Biases were reduced in the leaf, stem as well as whole plant. Slopes were high in the stem. Standard deviation reduced in the stem but $R^2$ was high in the stem and whole plant. Result was indicated that calibration equation make update, and updating robust calibration equation from merge function and multi-variate calibration.

근적외선 분광법을 이용한 제품담배 판별 연구 (Discriminant Analysis of Cigarette Brands by Nearinfrared Spectroscopy)

  • 김용옥
    • 한국연초학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.163-171
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    • 1994
  • This experiment was conducted to investigate the discrimination of cigarette brands and the similarity between Korea and America cigarette brands by near infrared spectra. Statistical tools such as principal component analysis (PCA) and mahalanobis distance(M.D) were used. The discrimination rate of the Korea and the America cigarette brands, determined by position number which was calculated with PCA and M.D, was 94% and 87%, respectively. The spectra of the 10 America cigarette brands were selected by averaging 5 sample spectra for each brand and another 5 spectra for each brand were investigated to use as the sample spectra. Comparing the sample spectra with the selected spectra by M.D using 410-1090 nm, 1110-1850 nm and 1970-2490 nm wavelength, the discrimination rate which was determined by the closest M.D between the sample and the selected spectra was 100% when each spectra was investigated on the same time. But the discrimination rate decreased 50% when the sample and the selected spectra were investigated on the different time. Excluding 1970-2490 nm wavelength, the discrimination rate increased up to 90% when the sample and the selected spectra were investigated on the different time. Comparing the spectra of Korea cigarette brands with those of America cigarette brands by M.D using only 410-1090 nm and 1110-1850 nm wavelength, the spectra of Expo(G) was similar to Winston, Vantage(U.L) and Benson & hedges(M.), the spectra of Hanaro(D) was similar to Carrel, Winston(L), Vantage(U.L), \Vantage and Carrel(L), the spectra of Hanaro(L) was similar to Winston(L) , Carton, Vantage and Carmel(L) and the spectra of Pinetree was similar to Kent, Kool, Kent(G.L), Merit and Benson & hedges(L), respectively. Key Words : NIRS, cigarette brands discrimination

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전두엽 혈류 측정을 통한 산림녹지 내 수경관 유형별 치유 효과 분석 (The Analysis of Therapeutic Effects of Forest landscapes with different Water-scape types Using Hemodynamic measurement in Prefrontal cortex)

  • 강민지;윤초혜;이정원;이주영
    • 한국환경과학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.1-8
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    • 2024
  • When situated in green landscapes, water bodies play a crucial role in positively influencing mood and mental health, yet research on the cognitive mechanisms underlying these therapeutic effects is lacking. This study is intended to examine differences in brain function among adult males exposed to forest landscapes with or without water bodies. The wooded landscapes included views of a waterfall, a valley, and a forest without water. The control group was exposed to a local urban landscape. Twelve adult males participated in a field experiment in which prefrontal cortex (PFC) activity was measured using near-infrared spectroscopy (NIRS). In the experiment, participants engaged in low-intensity walking in three forested areas with similar vegetation and climatic conditions. Participants showed significant differences in left PFC activity depending on whether they were in the three forested landscapes or in the control landscape (P < 0.01). An analysis of variance (ANOVA) confirmed that significantly lower left PFC activity was recorded in the wooded landscape containing a water view . Notably, the lowest PFC values recorded in the landscape with a waterfall view suggest that landscapes with dynamic water flow may be associated with greater therapeutic benefits in terms of PFC activity than static landscapes. Our results underscore that water is a critical aspect of a landscape due to its therapeutic benefits and should be incorporated in the planning and design of green spaces for health promotion.

근적외선분광분석에 의한 동아시아 지역 재래종 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량 변이분석 (Statistical Analysis of Amylose and Protein Content in Landrace Rice Germplasm Collected from East Asian Countries Based on Near-Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS))

  • 오세종;최유미;윤혜명;이수경;유은애;이명철;;채병수
    • 한국작물학회지
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    • 제64권2호
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    • pp.70-88
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    • 2019
  • 본 연구는 선행연구에서 개발된 근적외선 분광분석(NIRS) 예측모델을 활용하여 측정된 국내외 재래종 메벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량 자료를 통계처리 하여 자원의 지리적 특성과 성분 함량에 대한 정확한 정보를 제공하기 위해 실시하였다. 1. 정규분포분석 결과 메벼 유전자원의 아밀로스 평균은 22.0%였고, 단백질 평균은 8.2%였으며 전체 자원의 95%를 차지하는 자원들의 함량범위는 아밀로스의 경우 15.0-28.9%, 단백질은 5.4-10.9%였다. 자원의 다양성지수는 아밀로스의 경우 0.81, 단백질은 0.50이었다. 2. ANOVA, DMRT에 사용된 자원 수는 한국 자원의 경우 1,032, 북한은 994, 일본은 800, 중국은 528자원이었다. 국가별 아밀로스 평균함량은 중국 자원의 경우 23.34%, 한국 자원은 21.55%, 일본 자원은 21.45%, 북한 자원은 20.48%였다. 단백질 평균함량은 중국 자원의 경우 9.02%, 일본 자원은 8.06%, 북한 자원은 8.04%, 한국 자원은 7.99%였다. ANOVA 결과 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량은 국가별 차이가 있었고 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 3. DMRT 결과 국가별 아밀로스 함량은 한국과 일본, 북한, 중국의 세 집단으로 나눌 수 있었으며 각 집단 간 아밀로스 함량차이는 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 단백질 함량의 경우 한국, 일본, 북한과 중국의 두 집단으로 나눌 수 있었으며 각 집단 간 단백질 함량차이는 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 북한 자원은 가장 낮은 아밀로스 평균함량을 나타냈고, 한국 자원은 가장 낮은 단백질 평균함량을 나타냈다. 이에 비해 중국 자원은 가장 높은 아밀로스와 단백질 평균함량을 나타냈다. 이러한 지리적 분포에 따른 벼 자원 간 함량차이는 각 지역별 자원 선호도와 품종 특성이 반영된 결과라고 할 수 있다.

A Systematic Review of Cortical Excitability during Dual-Task in Post-Stroke Patients

  • Soyi Jung;Chang-Sik An
    • Physical Therapy Rehabilitation Science
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    • 제13권2호
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    • pp.213-222
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    • 2024
  • Objective: Stroke is a leading cause of disability worldwide, often leaving survivors with significant cognitive and motor impairments. Dual-task (DT), which involves performing cognitive and motor tasks simultaneously, can influence brain activation patterns and functional recovery in stroke patients. Design: A systematic review Methods: Following PRISMA guidelines, databases including MEDLINE, CINAHL, Embase, and Web of Science were searched for studies assessing cortical activation via functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) during DT performance in stroke patients. Studies were selected based on predefined eligibility criteria, focusing on changes in hemodynamic responses and their correlation with task performance. Results: Eight studies met the inclusion criteria. Findings indicate that DT leads to increased activation in the prefrontal cortex (PFC), premotor cortex (PMC), and posterior parietal cortex (PPC), suggesting an integrated cortical response to managing concurrent cognitive and motor demands. However, increased activation did not consistently translate to improved functional outcomes, highlighting the complex relationship between brain activation and rehabilitation success. Conclusions: DT interventions may enhance cortical activation and neuroplasticity in post-stroke patients, but the relationship between increased brain activity and functional recovery remains complex and requires further investigation. Tailored DT programs that consider individual neurophysiological and functional capacities are recommended to optimize rehabilitation outcomes.

분광된 빛의 주사가 원유내 성분에 미치는 영향 (Effect of Light Transmission on Composition and Somatic Cell count of Raw Milk)

  • 고한종;김기연;민영봉;西津貴久;윤용철;김현태
    • 농업생명과학연구
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    • 제46권1호
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    • pp.189-194
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    • 2012
  • 농산물의 안전성 확보와 품질평가를 위해서 신속하고 경제적인 비파괴 검사법에 대한 연구 및 기술개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 분광된 빛을 이용하여 내부 품질평가 과정에서 발생할 수 있는 분석 대상체의 성분 변화에 미치는 영향에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 분광분석을 이용하여 원유의 성분분석 과정에서 분광된 빛이 원유의 성분 및 체세포에 미치는 영향을 구명하고자 수행 되었다. 본 연구에 사용된 원유는 일본 시가현 소재 낙농가에서 채취된 것으로 유지방, 유단백질, 유당, 무지고형분, 총고형분, 유요소, 구연산 및 체세포수를 화학적 방법에 의해 측정하였다. 또한 인위적으로 분광된 빛은 5가지 영역대로 구분하여 원유에 각각 1분, 5분, 10분간 주사하였다. 연구결과, 400 nm이하 파장대인 자외선 영역에서 유지방이 2.6% 증가되는 경향이 있었고, 체세포수도 9.0% 증가된 것으로 분석되었다. 그러나 다른 원유 성분에는 변화가 없는 것으로 나타났다. 따라서 자외선 영역의 빛을 원유 품질 평가에 적용하기 위해서는 보다 다양한 원유 시료에 대한 추가 검증이 필요할 것으로 사료된다.

양이온 개시제 함량이 2관능성 에폭시 수지의 Electron-beam 경화에 미치는 효과 (Effect of Cationic Initiator Content on Electron-beam Curing of Difunctional Epoxy Resin)

  • 박수진;허건영;이재락;서동학
    • 대한화학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.250-256
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    • 2003
  • 본 연구에서는 이관능성 에폭시 수지의 전자선 (EB) 경화에 양이온 개시제 함량이 미치는 영향을 근적외선 분광기 (NIRS), 열중량 분석기 (TGA), 그리고 임계응력 인자 (KIC)를 사용하여 고찰하였다. 개시제로서 benzyl- quinoxalinium hexafluoroantimonate (BQH)을 사용하였으며, 함량은 0.5, 1, 2, 그리고 3 phr로 변화시켰다. NIRS 측정에 의해 BQH의 함량이 증가할수록 EB 경화된 에폭시 수지의 수산화기가 증가하는 것을 알 수 있었으며, 열안정성과 $K_{IC}$는 BQH 함량이 증가할수록 증가하다가 함량이 2 phr을 넘으면 감소함을 확인하였다. 이러한 결과들은 에폭시 수지의 경화반응 전환율과 경화도의 감소로 설명될 수 있었다. 다시 말하면, BQH의 함량이 2 phr 이상이 되면 에폭시 수지의 경화반응 전환율과 경화도가 높은 반응성에 기인한 불완전한 네트워크 구조로 인해서 제한되기 때문에 열안정성과 $K_{IC}$가 낮아진다고 생각된다.

근적외선분광광도법을 이용한 참기름의 산가, 요오드가, 지방산정량법에 관한 연구 (Quantitative Analysis of Acid Value, Iodine Value and Fatty Acids Content in Sesame Oils by NIRS)

  • 김재관;이명진;김명길;김경아;박은미;김영숙;고환욱;손진석
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.204-212
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    • 2006
  • 근적외선 분광광도기을 이용하여 참기름의 Acid value, iodine value, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid 및 linolenic acid를 비파괴적으로 신속하게 정량할 수 있는 가능성을 조사하였다. 시료의 스펙트럼측정은 투과방식을 이용하여 $400\sim2500nm$ 범위에서 측정하였다. MPLS를 이용하여 도출된 Acid value, Iodine value, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid 및 linolenic acid의 검량선 상관도는 각각 0.9907, 0.9077, 0.9527, 0.9210, 0.9829, 0.9736, 0.9709이었고 검증했을때의 상관도는 각각 0.989, 0.944, 0.924, 0.717, 0.989, 0.967, 0.990이었으며 SEP는 0.058, 0.562, 0.194, 0.168, 0.221, 0.297, 0.072로 나타나 기존의 분석법을 대신하거나 예비시험법으로 활용할 수 있는 유용한 방법임이 입증되었다 본 연구에서 개발한 방법은 매우 간단하게 참기름의 품질평가 및 진위여부를 판단할 수 있어 다수의 시료를 검사해야 하는 기관과 실시간으로 품질관리를 필요로 하는 생산현장에서 예비시험법으로 활용함으로써 인력절감 및 실험환경 개선등의 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

근적외선 분광법을 이용한 돈분뇨 액비 성분분석기 개발을 위한 기초 연구 (Basic Study on the Development of Analytical Instrument for Liquid Pig Manure Component Using Near Infra-Red Spectroscopy)

  • 최동윤;곽정훈;박치호;정광화;김재환;송준익;유용희;정만순;양창범
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.113-120
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    • 2007
  • 본 시험은 근적외선분광법을 이용한 돈분뇨 액비의 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물의 분석 가능성을 구명하고, 이를 활용한 분석기의 개발을 목적으로 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 돈분뇨 액비시료는 $400{\sim}2,500nm$ 대역의 근적외선을 시료에 투과하여 측정하였으며, 동일시료에 대한 습식분석 결과, N, $P_2O_5,\;K_2O$, 수분 및 유기물 함량은 각각 1,555mg/l, 302mg/l, 240mg/l, 98.8%, 0.53%로 조사되었다. 2. 근적외선 분광광도법을 이용한 분석에서 N, $P_2O_5,\;K_2O$, 수분 및 유기물에 대한 RSQ ($r^2$, R, Coefficient of determination)는 각각 0.9190, 0.9749, 0.5046, 0.9883 및 0.9777이었고 SEC(Standard Error of Calibration)는 2.1649, 0.5019, 1.9252, 0.1180 및 0.0789였다. 3. 액비에 대한 이화학적 습식분석과 NIR 흡수스펙트럼 측정결과를 비교 분석하여 돈 분뇨 액비에 포함된 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물 함량을 실시간으로 분석하고 액비 성분량을 자동 계산할 수 있는 알고리즘을 도입한 액비분석 프로그램을 작성하였다. 4. 액비 성분분석 시작기는 근적외선(NIR : Near InfraRed)을 받아들여 실시간으로 액비성분의 흡수율을 측정하는 광검출장치(NIR Spectrometer), 근적외선 Light Source로부터 나오는 빛을 반사시키는 반사경, 액비성분 분석용 시료를 넣어 측정하는 Cell Mount, $400{\sim}2,500nm$ 대역의 가시광선-근적외선을 방출하는 Tungsten halogen lamp, NIR Spectrometer와 Tungsten halogen lamp로 전압을 입력시켜 주는 Power Supply Module 및 전체를 Black Anodizing한 외형으로 구성되었다. 5. 실험결과, 칼리를 제외한 액비내 모든 성분이 광을 흡수하는 강도는 성분의 농도에 비례하였으며 원시 스펙트럼의 중첩 제거 및 빛의 산란보정을 통해 액비의 질소, 인산성분, 수분 및 유기물 함량을 측정하는데 효과적으로 이용할 수 있을 것으로 사료되며, 분광분석법을 이용한 액비성분 분석기 개발이 완료되면 현장에서 신속하고 정확한 분석이 가능할 것으로 판단된다.

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