• 제목/요약/키워드: Near-infrared (NIR) spectroscopy

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근적외선분광분석기를 이용한 미강의 Tocopherol과 Tocotrienol 함량 분석 (Quantification of Tocopherol and Tocotrienol Content in Rice Bran by Near Infrated Reflectance Spectroscopy)

  • 김용호;강창성;이영상
    • 한국작물학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.211-215
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    • 2004
  • 미강에 함유되어 있는 토코페롤 및 토코트리에놀의 함량을 비파괴적으로 신속하게 추정하기 위하여 NIRS(근적외선 분광분석기)를 이용한 분석 방법을 검토하였다. 벼 유전자원 80계통의 미장을 사용하여 HPLC에서 분석된 토코페롤 및 토코트리에놀의 함량치를 NIRS 스펙트럼에 적용시킨 후 검량식을 작성하였다. NIRS의 검량식을 몇가지 방법에 의하여 비교 분석한 결과 2차 미분된 스펙트럼을 MPLS(Modified Partial Least Squares)를 이용한 회귀식에 이용하는 것이 가장 적합하였다. HPLC를 이용한 유전자원들의 성분 함량과 NIRS에서 도출된 검량식과의 상관계수는 토코페롤과 토코트리에놀이 각각 0.992, 0.953을 나타내었다. 이들 검량식은 validation file 에서도 0.846 및 0.956의 높은 상관을 보여 미강 상태에서 토코페롤 및 토코트리에놀의 함량을 NIRS를 이용하여 신속하게 분석할 수 있을 것으로 판단되었다.

근적외선 분광분석법을 이용한 국산 주요 수종의 섬유포화점 이하 함수율 예측 모델 개발 (Moisture Content Prediction Model Development for Major Domestic Wood Species Using Near Infrared Spectroscopy)

  • 양상윤;한연중;박준호;정현우;엄창득;여환명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.311-319
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    • 2015
  • 근적외선 반사율 분광분석법을 이용하여 리기다 소나무, 소나무, 잣나무, 백합나무의 섬유포화점 이하 함수율 예측모델을 개발하였다. 시편들을 다양한 평형함수율 상태로 유도한 후 1000 nm~2400 nm 파장영역의 반사율 스펙트럼을 획득하였다. 최적 함수율 예측 모델을 선정하기 위해 5가지의 수학적 전처리(moving average (smoothing point: 3), baseline, standard normal variate (SNV), mean normalization, Savitzky-Golay $2^{nd}$ derivatives (polynomial order: 3, smoothing point: 11))를 8가지 조합으로 각 시편의 반사율 스펙트럼에 적용하였다. 수학적 전처리 후, 변형된 스펙트럼을 이용하여 PLS 회귀분석을 실시하였다. 그 결과, 최적 함수율 예측 모델을 도출한 전처리 방법은 리기다 소나무와 소나무의 경우 moving average/SNV, 잣나무와 백합나무의 경우 moving average/SNV/Savitzky-Golay $2^{nd}$ derivatives이며, 모든 모델은 3개의 주성분을 포함하고 있었다.

근적외선 분광분석기를 이용한 잔디 생체잎의 질소 함량 측정을 위한 검량식 개발 (Prediction from Linear Regression Equation for Nitrogen Content Measurement in Bentgrasses leaves Using Near Infrared Reflectance Spectroscopy)

  • 차정훈;김경덕;박대섭
    • 아시안잔디학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.77-90
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    • 2009
  • Near Infrared Reflectance Spectroscopy(NIRS)는 짧은 시간 안에 식물의 다양한 영양소를 동시에 정확하고 빠르게 측정할 수 있다. 본 연구는 creeping bentgrass 'CY2' 엽의 여러 가지 기본 요소의 값을 예측하기 위해서 NIRS(근적의선 분광분석기)를 사용하여 측정하였다. 그 결과, 질소와 수분 그리고 탄수화물의 $r^2$은 각각 0.892, 0.925, 0.971이었다. 검량식에 대한 검증에서 $r^2$이 높은 상관관계를 나타냈으므로, 잔디에서 더 많은 연구를 위한 실용화 가능성을 확인 할 수 있었다.

기능적 근적외선 분광법(fNIRS)을 이용한 우세손에 따른 뇌 활성화도에 대한 융합 연구 (Convergence Study of Brain Activity by Dominant Hand Using functional near-infrared spectroscopy(fNIRS))

  • 김미경;박선하;박혜연
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권12호
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    • pp.323-330
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    • 2021
  • 본 연구에서는 10명의 건강한 성인을 대상으로 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)을 이용하여 우세손과 비우세손에 따른 뇌 활성화도의 차이를 알아보고자 하였다. 우세손, 비우세손 총 2가지 조건에서 상자와 나무토막검사(BBT)를 실시하였다. 실험을 진행하는 동안 fNIRS을 이용하여 뇌 활성도를 측정하였으며, 실험이 종료된 후 nirsLAB v2019.04 소프트웨어를 사용하여 신호를 분석하였다. 그 결과 우세손을 사용한 경우 10명 중 6명이 우세손과 관련 있는 대뇌반구의 활성화를 보였고, 비우세손을 사용한 경우는 10명 중 3명만이 비우세손과 관련 있는 대뇌반구의 활성화를 보였다. 즉, 우세손, 비우세손 모두 우세손과 관련 있는 대뇌반구가 좀 더 활성화되었음을 확인하였다. 따라서 우세손을 알기 어려운 감각처리장애를 가진 아동들에게 fNIRS을 적용할 수 있는 기초적 자료로 사용될 수 있으리라 사료된다.

400℃ 열처리한 삼원화합물 ZnxCd1-xS 박막의 분광학적 특성 연구 (Spectroscopic Characterization of 400℃ Annealed ZnxCd1-xS Thin Films)

  • 강광용;이승환;이남권;이정주;유윤식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.101-112
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    • 2015
  • II~VI족 화합물 반도체 $Zn_xCd_{1-x}S$ 박막을 Indium-tin-oxide(ITO)가 도포된 유리기판 상에 열증발법을 사용하여 증착하였다. 박막의 합성비(molar ratio) x($0{\leq}x{\leq}1$)는 CdS(x=0) 박막과 ZnS(x=1) 박막을 포함하여, 삼원화합물 $Zn_xCd_{1-x}S$ 박막을 제조하기 위하여 변화시켰다. 또한, 증착한 박막의 결정성을 높이기 위하여 진공전기로에서 열처리 하였으며, 분광학적 특성조사를 위해서는 $400^{\circ}C$에서 열처리한 $Zn_xCd_{1-x}S$ 박막이 최적임을 알았다. $Zn_xCd_{1-x}S$ 박막의 합성비(x)와 전자적 구조를 조사하기 위하여 X-선 광전자 분광법(XPS)을 사용하였고, 박막시료의 광학적 에너지 띠 간격 $E_g$는 자외선-가시광-근접 적외선(UV-Vis-NIR) 분광법으로 측정하였으며, 합성비(x)값이 0에서 1까지 변화함에 따라 2.44~3.98 eV 범위의 값을 보여주었다. 끝으로, THz-TDS(Time Domain Spectroscopy) 시스템을 사용하고 $Zn_xCd_{1-x}S$ 박막의 THz파 특성을 측정하여 테라헤르츠(THz) 영역용 전자 및 광학 소자로서 응용가능성을 확인하였다.

근적외선 분광광도법을 이용한 페노바르비탈정제의 정량법에 관한 연구 (Determination of Phenobarbital in Intact Phenobabital Tablets using NIRS)

  • 차기원;제금련;윤미옥;이수정;최현철;김호정;김효진
    • 분석과학
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    • 제15권2호
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    • pp.102-107
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    • 2002
  • 근적외선 분광광도법 (near infrared spectroscopy, NIRS)를 이용하여 의약품의 신속 정확한 분석법을 개발하였다. 제조회사에 따라 약효성분이 같고 유사한 부형제를 갖고 있는 페노바르비탈정제에서 페노바르비탈을 액체크로마토그래피로 분석한 분석치와 투과방식의 NIRS 의 부분최소자승법(partial least squares regression, PLSR) 으로 얻은 데이터와의 상관관계를 이용하여 검정선을 얻었다. 이 방법의 직선성, 정량범위, 재현성 등을 검토하여 본 분석법의 정확성을 검증하였다. 검정선의 상관계수는 0.9983이고 검정의 표준오차(SEC)는 0.14% 이였으며, 이 분석법의 시간별 및 날자별 정밀도인 CV 값은 각 각 0.45%과 0.56% 이다.

근적외 분광분석법을 응용한 사과의 비파괴 품질 측정 가능성 조사 (Possibility of the Nondestructive Quality Evaluation of Apples using Near-infrared Spectroscopy)

  • 손미령;권영길;이경희;박우철;조래광
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제41권2호
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    • pp.153-159
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    • 1998
  • 국내산 후지 사과의 주요 내부 품질 요인인 당도, 수분 함량, 경도 및 산 함량을 근적외 분광분석법에 의해 동시에 신속, 정확하게 비파괴 측정할 수 있는지의 가능성을 조사하였다. 굴절당도계에 의한 당도, 동결 건조법에 의한 수분 함량, texture analyzer에 의한 경도 및 알칼리 적정법에 의해 얻어진 산 함량 데이터와 근적외 영역의 흡광도 데이터 사이에 각각 중회귀분석을 행한 결과, 당도, 수분 함량, 경도 및 산 함량의 측정 오차(SEP)는 각각 $0.50^{\circ}Brix,\;0.64%,\;0.14kg/cm^2$ 및 0.07%이었다. 이로서 근적외 분광 분석법을 응용하여 사과의 당도와 수분 함량은 비파괴적으로 신속, 정확하게 측정 가능함을 알 수 있었으나, 경도와 산 함량의 측정 정확도는 다소 낮은 편이었다.

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ASSESSING CALIBRATION ROBUSTNESS FOR INTACT FRUIT

  • Guthrie, John A.;Walsh, Kerry B.
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.1154-1154
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    • 2001
  • Near infra-red (NIR) spectroscopy has been used for the non-invasive assessment of intact fruit for eating quality attributes such as total soluble solids (TSS) content. However, little information is available in the literature with respect to the robustness of such calibration models validated against independent populations (however, see Peiris et al. 1998 and Guthrie et al. 1998). Many studies report ‘prediction’ statistics in which the calibration and prediction sets are subsets of the same population (e. g. a three year calibration validated against a set from the same population, Peiris et al. 1998; calibration and validation subsets of the same initial population, Guthrie and Walsh 1997 and McGlone and Kawano 1998). In this study, a calibration was developed across 84 melon fruit (R$^2$= 0.86$^{\circ}$Brix, SECV = 0.38$^{\circ}$Brix), which predicted well on fruit excluded from the calibration set but taken from the same population (n = 24, SEP = 0.38$^{\circ}$Brix with 0.1$^{\circ}$Brix bias), relative to an independent group (same variety and farm but different harvest date) (n = 24, SEP= 0.66$^{\circ}$ Brix with 0.1$^{\circ}$Brix bias). Prediction on a different variety, different growing district and time was worse (n = 24, SEP = 1.2$^{\circ}$Brix with 0.9$^{\circ}$Brix bias). Using an ‘in-line’ unit based on a silicon diode array spectrometer, as described in Walsh et al. (2000), we collected spectra from fruit populations covering different varieties, growing districts and time. The calibration procedure was optimized in terms of spectral window, derivative function and scatter correction. Performance of a calibration across new populations of fruit (different varieties, growing districts and harvest date) is reported. Various calibration sample selection techniques (primarily based on Mahalanobis distances), were trialled to structure the calibration population to improve robustness of prediction on independent sets. Optimization of calibration population structure (using the ISI protocols of neighbourhood and global distances) resulted in the elimination of over 50% of the initial data set. The use of the ISI Local Calibration routine was also investigated.

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Prediction of Chemical Organic Composition of Manure by Near Infrared Reflectance Spectroscopy

  • Amari, Masahiro;Fukumoto, Yasuyuki;Takada, Ryozo
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.1265-1265
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    • 2001
  • The organic materials included in excreta of livestock are important resources for organic manure and for improving soil quality, although there is still far from effective using. One reason for this is still unclearly standard of quality for evaluation of manure made from excreta of livestock. Therefore, the objective of this study is to develop rapid and accurate analytical method for analyzing organic compositions of manure made from excreta of livestock, and to establish quality evaluation method based on the compositions predicted by near infrared reflectance spectroscopy (NIRS). Sixteen samples of manure, each eight samples prepared from two treatments, were used in this study. The manure samples were prepared by mixing 560 kg feces of swine,60 kg sawdust with moisture content was adjusted to be 65%. The mixture was then keep under two kinds of shelter, black and clear sheets, as a treatment on the effect of sunlight. Samples were taken in every week (form week-0 to 7) during the process of manure making. Samples were analyzed to determine neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and acid detergent lignin (ADL) by detergent methods, and organic cell wall (OCW) and fibrous content of low digestibility in OCW (Ob) by enzymatic methods. Biological oxygen demand (BOD) was analyzed by coulometric respirometer method. These compositions were carbohydrateds and lignin that were hardly digested. Spectra of samples were scanned by NIR instrument model 6500 (Pacific Scientific) and read over the range of wavelength between 400 and 2500nm. Calibration equations were developed using eight manure samples collected from black sheet shelter, while prediction was conducted to the other eight samples from clear sheet shelter. Accuracy of NTRS prediction was evaluated by correlation coefficients (r), standard error of prediction (SEP) and ration of standard deviation of reference data in prediction sample set to SEP (RPD). The r, SEP and RPD value of forage were 0.99, 0.69 and 7.6 for ADL, 0.96, 1.03 and 4.1 for NDF, 0.98, 0.60 and 4.9 for ADF, 0.92, 1.24 and 2.6 for Ob, and 0.91, 1.02 and 7.3 for BOD, respectively. The results indicated that NIRS could be used to measure the organic composition of forage used in manure samples.

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Authentication and classification of strawberry varieties by analysis of their leaves using near infrared spectroscopy.

  • Lopez, Mercedes G.
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.1617-1617
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    • 2001
  • It is well known now that near infrared spectroscopy (NIRS) is a fast, no destructive, and inexpensive analytical technique that could be used to classify, identify, and authenticate a wide range of foods and food items. Therefore, the main aims of this study were to provide a new insight into the authentication of five strawberry (Fragaria x ananassa) varieties and to correlate them with geographical zones and the propagating methods used. Three weeks plants of five different strawberry varieties (F. x ananassa Duch. cv Camarosa, Seascape, Chandler, F. Chiloensis, and F. Virginiana) were cultivated in vitro first and then transferred to pots with special soil, and grown in a greenhouse at CINVESTAV, all varieties were acquired from California (USA). After 18 months, ten leaves from each variety were collected. Transmission spectra from each leave were recorded over a range of 10, 000-4, 000 cm$-^{1}$, 32 scans of each strawberry leave were collected using a resolution of 4 cm$-^{1}$ with a Paragon IdentiCheck FT-NIR System Spectrometer. Triplicates of each strawberry leave were used. All spectra were analyzed using principal component analysis (PCA) and soft independent modeling class analogy (SIMCA). The optimum number of components to be used in the regression was automatically determined by the software. Camarosa was the only variety grown from the same shoot but propagated by a different method (direct or in vitro). Five different classes (varieties) or clusters were observed among samples, however, larger inter class distances were presented by the two wildtype samples (F. Chiloensis and F. Virginiana). Camarosa direct and Camarosa in vitro displayed a small overlapping region between them. On the other hand, Seascape variety presented the smallest rejection percentage among all varieties (more similarities with the rest of the samples). Therefore, it can be concluded that the application of NIRS technique allowed the authentication of all strawberry varieties and geographical origin as well. It was also possible to form subclasses of the same materials. The results presented here demonstrate that NIRS is a very powerful and promising analytical tool since all materials were authenticated and classified based on their variety, origin, and treatment. This is of a tremendous relevance since the variety and origin of a plant material can be established even before it gives its typical fruit or flower.

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