• 제목/요약/키워드: Plasma process

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꼬마색깔감자 초고압 추출물이 고지방식이를 섭취한 흰쥐의 혈청지질농도개선 미치는 영향 (Effects of Small Colored Potato Extracts by High-Pressure Extraction on Serum Lipid Levels in High Fat Diet Fed Rats)

  • 나영아;최미숙;권민수;황영정;박성진
    • 한국조리학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.157-168
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    • 2014
  • 고지방식이로 비만 및 고지혈이 유발된 실험동물에서 체중, 혈중지질, 혈청생화학적 검사 및 장기무게를 측정하여 추출공정에 따른 꼬마색깔감자 추출물 투여로 인한 혈중지질 개선 및 꼬마색깔감자 추출물의 간기능 및 장기무게 변화에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 체중 및 사료이용 효율은 고지방식이에 의해 대조군에서 증가현상을 보였으며, 꼬마색깔감자 추출물 투여군 시험군(CP군, HCP군)에서 꼬마색깔감자 추출물 투여로 인한 체중증가량 감소와 식이효율 감소현상을 보였다. 혈청 생화학적 검사에서 고지방식이에 의해 혈중 ALT, AST, 총단백의 변화가 관찰되었으며, 꼬마색깔감자 추출물 투여에 의해 정상군 군과 비슷한 수준으로 유지되는 것을 볼 수 있었다. 혈중 creatinine과 g-GT의 경우 고지방식이 및 꼬마색깔감자 추출물 투여에 의한 변화는 관찰되지 않았다. 혈중지질 변화는 총 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, triglyceride, 동맥경화지수(AI) 모두 고지방식이에 의해 유의적인 증가현상을 보였으며, 꼬마색깔감자 추출물 투여로 인한 혈중지질 변화를 관찰할 수 있었다. 이상의 실험결과, 추출 공정 중 초고압 공정을 통한 꼬마색깔감자 추출물은 비만유도 흰쥐에서 체중, 간, 지방조직의 무게 감소와 더불어 혈청의 지질성상의 개선에 더욱 효과적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 초고압 공정을 통한 꼬마색깔감자 추출물에 함유된 다량의 안토시아닌 및 폴리페놀 등의 생리활성 물질이 지질대사를 개선시키고 지방 축적을 억제하는 것으로 판단된다. 꼬마색깔감자 추출물은 비만, 고지혈증, 이상지혈증의 예방 및 개선 효과를 나타낼 것으로 기대하는 바이며 나아가 심혈관계 질환의 예방 및 치료에 긍정적인 효과가 있을 것으로 사료된다.

Carbon nanotube field emission display

  • Chil, Won-Bong;Kim, Jong-Min
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제12권7호
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    • pp.7-11
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    • 1999
  • Fully sealed field emission display in size of 4.5 inch has been fabricated using single-wall carbon nanotubes-organic vehicle com-posite. The fabricated display were fully scalable at low temperature below 415$^{\circ}C$ and CNTs were vertically aligned using paste squeeze and surface rubbing techniques. The turn-on fields of 1V/${\mu}{\textrm}{m}$ and field emis-sion current of 1.5mA at 3V/${\mu}{\textrm}{m}$ (J=90${\mu}{\textrm}{m}$/$\textrm{cm}^2$)were observed. Brightness of 1800cd/$m^2$ at 3.7V/${\mu}{\textrm}{m}$ was observed on the entire area of 4.5-inch panel from the green phosphor-ITO glass. The fluctuation of the current was found to be about 7% over a 4.5-inch cath-ode area. This reliable result enables us to produce large area full-color flat panel dis-play in the near future. Carbon nanotubes (CNTs) have attracted much attention because of their unique elec-trical properties and their potential applica-tions [1, 2]. Large aspect ratio of CNTs together with high chemical stability. ther-mal conductivity, and high mechanical strength are advantageous for applications to the field emitter [3]. Several results have been reported on the field emissions from multi-walled nanotubes (MWNTs) and single-walled nanotubes (SWNTs) grown from arc discharge [4, 5]. De Heer et al. have reported the field emission from nan-otubes aligned by the suspension-filtering method. This approach is too difficult to be fully adopted in integration process. Recently, there have been efforts to make applications to field emission devices using nanotubes. Saito et al. demonstrated a car-bon nanotube-based lamp, which was oper-ated at high voltage (10KV) [8]. Aproto-type diode structure was tested by the size of 100mm $\times$ 10mm in vacuum chamber [9]. the difficulties arise from the arrangement of vertically aligned nanotubes after the growth. Recently vertically aligned carbon nanotubes have been synthesized using plasma-enhanced chemical vapor deposition(CVD) [6, 7]. Yet, control of a large area synthesis is still not easily accessible with such approaches. Here we report integra-tion processes of fully sealed 4.5-inch CNT-field emission displays (FEDs). Low turn-on voltage with high brightness, and stabili-ty clearly demonstrate the potential applica-bility of carbon nanotubes to full color dis-plays in near future. For flat panel display in a large area, car-bon nanotubes-based field emitters were fabricated by using nanotubes-organic vehi-cles. The purified SWNTs, which were syn-thesized by dc arc discharge, were dispersed in iso propyl alcohol, and then mixed with on organic binder. The paste of well-dis-persed carbon nanotubes was squeezed onto the metal-patterned sodalime glass throuhg the metal mesh of 20${\mu}{\textrm}{m}$ in size and subse-quently heat-treated in order to remove the organic binder. The insulating spacers in thickness of 200${\mu}{\textrm}{m}$ are inserted between the lower and upper glasses. The Y\ulcornerO\ulcornerS:Eu, ZnS:Cu, Al, and ZnS:Ag, Cl, phosphors are electrically deposited on the upper glass for red, green, and blue colors, respectively. The typical sizes of each phosphor are 2~3 micron. The assembled structure was sealed in an atmosphere of highly purified Ar gas by means of a glass frit. The display plate was evacuated down to the pressure level of 1$\times$10\ulcorner Torr. Three non-evaporable getters of Ti-Zr-V-Fe were activated during the final heat-exhausting procedure. Finally, the active area of 4.5-inch panel with fully sealed carbon nanotubes was pro-duced. Emission currents were character-ized by the DC-mode and pulse-modulating mode at the voltage up to 800 volts. The brightness of field emission was measured by the Luminance calorimeter (BM-7, Topcon).

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체외순환도관의 혈액적합성 평가 - 방사선 동위원소(Tc99m) 활성화 혈소판의 생체 내 주입을 이용한 정량분석법의 개발 - (Evaluation of Biocompatibility of Extracorporeal Circuit - Development of a Quantification Technique using in-vivo Injection of Tc99m Radioactive Platelets -)

  • 이성호;선경;최재걸;손호성;정재승;안상수;오혜정;이환성;이혜원;김광택;정윤섭;김영하;김형묵
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제35권3호
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    • pp.171-176
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    • 2002
  • 배경: 혈액이 이물질과 접촉을 하면 체내에서 응고 및 염증기전을 활성화 시키게 되고 임상적으로 폐 및 신장 기능의 저하, 출혈 등을 유발할 수 있고 심한 경우 다발성 장기기능 저하까지 발생할 수 있다. 이 때문에 혈액-이물질 접촉표면을 개선하는 여러 가지 시도들이 이루어지고 있고 혈액접촉표면의 적합성을 평가하는 지표의 선택은 대단히 중요하다. 접촉면의 응고기전에서 혈소판의 침착이 가장 중요한 단계이고 혈소판의 침착을 확인하기 위하여 표면흡착 정도를 비교하는 방법이 흔히 사용되고 있는데, 대부분 in-vitro 혹은ex-vivo조건에서 시행되고 있으므로 생체 내 in-vivo상황을 정확히 대변한다고 보기 힘들다. 따라서 본 연구는 in-vivo 실험조건에서 동위원소(radioisotope)를 이용하여 혈소판의 표면흡착 정도를 정량 분석하는 방법의 유용성을 분석하고자 계획되었다. 대상 및 방법: 돼지(20-25 kg, n=6)를 이용하여 하행대동맥 우회회로를 구성하였다. 우회회로는 헤파린 표면처리가 안된 일반 PVC 도관(대조군; Capiox, Terumo, Japan)과 이온결합 헤파린 표면 처리된 PVC 도관(실험군; Duraflo ll, Baxter, USA)을 Y-connector로 연결하여 2개의 회로를 동시에 구성하였다. 수술 전날 동종의 실험동물로부터 혈액을 채취하여 원심분리를 통해 고농도 혈소판 용액(platelet concentrate)을 추출하였고, 수술 당일 동위원소(Tc-99m-HMPAO, 180 $\mu$Ci)을 섞어 30분간 방치한 다음, 10분간 원심분리하여 침전층의 labeling efficiency를 측정하였다. 분리된 침전층에 혈장을 섞어(5 ml) 실험동물에 정맥주사한 후, 전신 헤파린 처치 상태에서(1 mg/kg) 하행대동맥을 차단하여 우회도관 쪽으로 2시간 동안 혈액을 순환시키고 분리하였다. 각 도관의 내강을 생리식염수 500 ml로 동시에 세척한 다음, 일정 간격으로10$\times$10 mm 크기의 절편을 5개 채취하였다. 절편을 세분하여 측정튜브에 담아 동위원소 측정기(gamma counter, Cobra II , Packard ,USA)를 이용하여 Tc-99m-HMPAO의 분당 count수를 측정함으로써 혈소판의 흡착정도를 정량분석 비교하였다. 결과: 동위원소 측정기를 이용한 평균 count수는 각각의 실험군과 대조군의 비율을 이용하여 비교하였다. 평균 count수는 대조군에서 537.3 Ci/min였고 실험군에서는 311.1Ci/min로 측정되었으며, 두 군 사이의 비율은 대조군에 비하여 실험군이 1: 0.58로 통계적으로 유의하였다.(p=0.004) 결론: 위결과를 통하여 실험군이 대조군에 비하여 혈소판 표면흡착측면에서 우수하다는 것을 정량적으로 증명할 수 있었다. 저자 등이 사용한 in-vivo 동위원소 측정법으로 혈소판 흡착정도의 생체 내 실험으로 유용하며 의료용 고분자 재료의 혈액적합성 판정의 지표로 제시하고자 한다.

Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)를 이용한 방사성 스트론튬 오염물질에 대한 신속한 모니터링 기술 (Rapid Detection of Radioactive Strontium in Water Samples Using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS))

  • 박진영;김현아;박기홍;김경웅
    • 자원환경지질
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    • 제50권5호
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    • pp.341-352
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    • 2017
  • Cs-137 (반감기 : 30.17년)과 더불어 중요한 원자력발전소 주변 환경감시대상 방사성 핵종 가운데 하나인 순수한 베타방출체인 Sr-90 (반감기 : 28.8년)에 대한 신속하고 용이한 모니터링 방법을 연구하였다. 스트론튬은 칼슘과 같은 2족 알칼리 토금속에 속해 있어서 전자배치나 크기가 비슷하며 최외각전자를 2개 가지고 있기 때문에 화학적으로 칼슘과 치환될 수 있다. 이러한 유사한 화학적 성질로 인해서 환경으로 유출시 물, 토양 및 농작물을 통한 먹이사슬을 거쳐서 인체로 쉽게 유입될 수 있으며, 인체 유입 시 뼈에 쉽게 침적되어 장기간 (생물학적 반감기 : 약 50년) 동안 독성을 유발한다. 스트론튬은 매우 환원성이 있고 특이 반응으로 습식분석이 어려우며, 특히 원자력발전소에서 감시하고 있는 방사성 스트론튬은 복잡한 분석절차, 고가의 분석 장비 사용 및 화학 전처리약품 다량 사용 등으로 분석의 정확도 저하는 물론 고비용에 따른 문제를 안고 있다. 따라서 펄스에너지를 사용하여 시료에 플라즈마를 생성시켜 고유 스펙트럼을 이용해 시료내 원소를 분석하는 Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) 분석기법을 도입하여 전처리 과정 없이 수 초 내에 분석이 가능하고 현장에서 실시간으로 측정 가능한 스트론튬 원소의 정량분석 방법을 도출하였다. 다양한 분석에 필요한 시료기판을 개발하여 레이저, 파장 및 시간분해능의 최적화로 분석 감도를 향상시키고 방해이온에 대한 영향 평가로 액체시료의 정량분석을 가능하게 하여 신속한 모니터링 체계를 구축하게 하였다. 이는 원자력발전소로부터 방출되고 있는 방사성 폐수의 실시간 모니터링에 효과적으로 적용될 수 있으며, 더 나아가 후쿠시마 원전사고와 같은 비상시 모니터링 수단으로 적용 될 수 있다.

Dibutyryl Cyclic AMP가 생쥐여포난자의 성숙에 미치는 억제효과에 관한 자기방사법적 연구 (Autoradiographic Studies on the Inhibitory Effect of Dibutyryl Cyclic AMP on Mouse Oocyte Maturation in Vitro)

  • 최춘근
    • Applied Microscopy
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    • 제7권1호
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    • pp.21-43
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    • 1977
  • This experiment was undertaken in order to localize the labeled dbcAMP (dibutyryl cyclic AMP) in oocytes whose development has been suppressed by cold dbcAMP for 6 or 19 hours in vitro. Mouse oocytes were obtained from the ovaries of 3-4 week old A strain female mice, by puncturing the Graafian follicles in the modified Krebs-Ringer bicarbonate salt solution under the dissecting microscope. Those oocytes which have intact germinal vesicle were cultured in the basic culture medium supplemented with 0.4% bovine serum albumin (BSA). Cultivation of the oocytes was carried out in a microtube developed by Cho (1974). The cultures were then incubated in a humidified 5% $CO_2$ incubator maintained at $37^{\circ}C$ for 6 or 19 hours (Donahue, 1968). DbcAMP was added to culture medium for a final concentration of 100ug/ml, and $^3H-dbc$ AMP (specific activity 13 Ci/mM) for a final concentration of $40{\mu}Ci/ml$ was also added to the medium. For electron microscopic autoradiography, those oocytes recovered from the culture were washed with phosphate buffer (pH 7.4), and immediately prefixed in a 2.5% glutaraldehyde overnight and postfixed for 2 hours at $4 ^{\circ}C$ in 1% osmium tetroxide in phosphate buffer with pH 7.4 (Palade, 1952). After fixation, the materials were dehydrated in graded alcohol series and embedded in Epon 812 mixture based on the standard procedures (Luft, 1961). The thin sections $600-700{\AA}$ thick were mounted on the grids of 200 meshes. The grids containing sections were coated with a nuclear emulsion Kodak NTB-3 and stored in a cold dark box (at $4^{\circ}C$) for 3 weeks. After exposure, the samples were developed with Kodak D-19 and stained with uranyl acetate and lead citrate. Routine observation was made with Hitachi HU-11E electron microsocope. The results of the observation were as followings: 1. It was found that the labeled dbcAMP penetrated the egg plasma membrane and dispersed at random in the cytoplasm. 2. It was also observed that most of the labeled dbcAMP was attached to microfibrillar lattices portion of the oocyte cytoplasm. There fore, it is presumed that the receptor of the dbcAMP is localized in the microfibrillar lattices of the oocyte. 3. It also seems that some other cell organells such as mitochondria, Golgi complex, cortical granules are not directly related to the action of the dbcAMP. 4. The labeled dbcAMP was neither observed in the membrane nor in the nucleus. Therefore, it seems that there is no relationship between the concentration of dbcAMP and the nuclear membranous permeability. 5. There was no difference in number of dbcAMP particles when oocytes were cultured for 6 hours and 19 hours. 6. However, it was observed that, in same of the oocytes suppressed in germinal vesicle by dbcAMP for 19 hours, cell organells were moved and concentrated to a small portion of the cytoplasm, and that the morphology of the organells greatly changed to an abnormal. form. Therefore, it is supposed that those oocytes were in the process of degeneration. From the above results, it is expected that dbcAMP penetrated the egg membrane and was bound to the receptor which seems to be located in the microfibrillar lattiees portion, and that this dbcAMP-receptor complex inhibited some enzyme system of the oocytes which are essential for the germinal vesicle breakdown.

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구강 편평세포암종 세포주에서 Cyclosporin A와 Taxol 투여시 PI-3 kinase/Akt1 Pathway에 의한 세포사멸 병용효과 (APOPTOTIC EFFECT IN COMBINATION OF CYCLOSPORIN A AND TAXOL ON ORAL SQUAMOUS CELL CARCINOMA CELL LINE THROUGH THE PI-3 KINASE/AKT1 PATHWAY)

  • 김규영;이재훈
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제33권5호
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    • pp.426-436
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    • 2007
  • Oral cancer take up 2-6% of all carcinomas and squamous cell carcinoma, which is the most common type in oral cancer, has a poor prognosis due to its high metastasis and recurrence rates. In treating oral cancer, chemotherapy to the primary, metastasized and recurrent lesion is a very important and useful treatment, even though its widespread usage is limited due to high general toxicity and local toxicity to other organs. Taxol, a microtubule stabilizing agent, is an anticancer drug that induces cell apoptosis by inhibiting depolymerization of microtubules in between the metaphase and anaphase of the cell mitosis. Recently, its effectiveness and mechanism on various tumor has been reported. However, not much research has been done on the application of Taxol to oral squamous cell carcinoma. Cyclosporin A, which is an immunosuppressant, is being used on cancers and when co-administered with Taxol, effectiveness of Taxol is enhanced by inhibition of Taxol induced multidrug resistance. In this study, Cyclosporin A with different concentration of Taxol was co-administered to HN22, the oral squamous cell carcinomacell line. To observe the cell apoptosis and the mechanisms that take part in this process, mortality evaluation of tumor cell using wortmannin, c-DNA microarray, RT-PCR analysis, cytometry analysis and western blotting were used, and based upon the observation on the effect and mechanism of the agent, the following results were obtained: 1. The HN22 cell line viability was lowest when $100{\mu}M$ of Wortmannin and $5{\mu}g/ml$ of Taxol were co-administered, showing that Taxol participates in P13K-AKT1 pathway. 2. In c-DNA microarray, where $1{\mu}g/ml$ of cyclosporine A and 3mg/ml of Taxol were co-administered, no up regulation of AKT1, PTEN and BAD c-DNA that participate in cell apoptosis was observed. 3. When $1{\mu}g/ml$ of Cyclosporin A was applied alone to HN22 cell line, no difference was found in AKT1, PTEN and BAD mRNA expression. 4. Increased AKT1, mRNA expression was observed when $3{\mu}g/ml$ of Taxol was applied alone to HN22 cell line. 5. When $1{\mu}g/ml$ of Cyclosporin A and Taxol($3{\mu}g/ml\;and\;5{\mu}g/ml$) were co-administered to HN22 cell line, PTEN mRNA expression increased, whereas AKT1 and BAD mRNA decreased. 6. As a result of cytometry analysis, in the group of Cyclosporin A($1{\mu}g/ml$) and Taxol($3{\mu}g/ml$) co-administration, increased Annxin V was observed, which shows that apoptosis occurred by deformation of plasma membrane. However, no significant difference was observed with vary ing concentration. 7. In western blot analysis, no caspase 3 was observed in the group of Cyclosporin A($1{\mu}g/ml$) and Taxol($3{\mu}g/ml$) co-administration. From the results of this study, it can be concluded that synergistic effect can be observed in combination therapy of Taxol and Cyclosporin A on oral squamous cell carcinoma cell line, where decreased activity of the cell line was observed. This resulted in decreased AKT1 and BAD mRNA and increased PTEN mRNA expression and when wortmannin and Taxol were co-administered, the viability decreased which confirms that Taxol decreases the viability of tumor cell line. Hence, when Taxol and cyclosporine A are co-administered, it can be assumed that cell apoptosis occurs through AKt1 pathway.

60 nm 와 20 nm 두께의 수소화된 비정질 실리콘에 따른 저온 니켈실리사이드의 물성 변화 (Property of Nickel Silicide with 60 nm and 20 nm Hydrogenated Amorphous Silicon Prepared by Low Temperature Process)

  • 김종률;박종성;최용윤;송오성
    • 한국진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.528-537
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    • 2008
  • ICP-CVD를 사용하여 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)을 60 nm 또는 20 nm 두께로 성막 시키고, 그 위에 전자총증착장치(e-beam evaporator)를 이용하여 30 nm Ni 증착 후, 최종적으로 30 nm Ni/(60 또는 20 nm a-Si:H)/200 nm $SiO_2$/single-Si 구조의 시편을 만들고 $200{\sim}500^{\circ}C$ 사이에서 $50^{\circ}C$간격으로 40초간 진공열처리를 실시하여 실리사이드화 처리하였다. 완성된 니켈실리사이드의 처리온도에 따른 면저항값, 상구조, 미세구조, 표면조도 변화를 각각 사점면저항측정기, HRXRD, FE-SEM과 TEM, SPM을 활용하여 확인하였다. 60 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $400^{\circ}C$이후부터 저온공정이 가능한 면저항값을 보였다. 반면 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $300^{\circ}C$이후부터 저온공정이 가능한 면저항값을 보였다. HRXRD 결과 60 nm 와 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 열처리온도에 따라서 동일한 상변화를 보였다. FE-SEM과 TEM 관찰결과, 60 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 저온에서 고저항의 미반응 실리콘이 잔류하고 60 nm 두께의 니켈실리사이드를 가지는 미세구조를 보였다. 20 nm a-Si:H 기판위에 형성되는 니켈실리사이드는 20 nm 두께의 균일한 결정질 실리사이드가 생성됨을 확인하였다. SPM 결과 모든 시편은 열처리온도가 증가하면서 RMS값이 증가하였고 특히 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $300^{\circ}C$에서 0.75 nm의 가장 낮은 RMS 값을 보였다.

가공식품과 육가공품의 트랜스 지방산 함량 조사 (Analysis of Trans Fatty Acid Content in Processed Foods and Meat Products)

  • 박정민;지원구;김은정;박다정;신진호;심순미;서형주;장은재;강덕호;김진만
    • 한국축산식품학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.531-537
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    • 2007
  • 본 연구에서 트랜스 지방산 함량에 대한 기초자료를 수집하기 위하여 서울 지역에서 수거한 도넛류 28종, 빵류 18종, 냉동생지류 4종, 팝콘류 2종, 그리고 육가공품 중에서 햄류, 너겟류, 소시지류 및 베이컨류 각각 1종씩을 선택하여 총 8종류의 56종의 시료를 분석하였다. 도넛류, 빵류, 냉동생지 및 팝콘류는 chloroform-methanol(CM) 추출법에 의하여 조지방을 추출하였으며 햄, 소시지, 너겟 및 베이컨류의 육제품은 산분해법을 이용하여 조지방을 추출한 후 gas chromatography(GC)에 의해 트랜스 지방산 함량을 분석하였다. 도넛류의 총 지방중 트랜스 지방산 함량은 0-3.3%이며 베이커리에서 원료에 마가린과 버터가 많이 함유되어 있는 페스츄리의 트랜스 지방산 함량은 0.2-5.8%로서 제조시 제품성상과 제조회사에 따라 차이가 많이 났다. 냉동생지의 트랜스 지방산 함량은 0.2-6.3%로서 시료 간 가장 많은 차이를 나타내었으며 이는 수입산 냉동생지 사용여부에 기인된다고 사료된다. 팝콘류에서는 총 두 제품 중 한 제품에서는 검출되지 않았으며 또 다른 제품에서는 5.8%의 높은 트랜스 지방산 함유률을 나타내었다. 육가공품에서의 트랜스 지방산 함량은 햄류, 너겟류 그리고 소시류에서 각각 0.1%로 낮은 수준으로 조사되었으며 베이컨류에서는 트랜스 지방산이 불검출 되었다.

레이저유도붕괴분광법을 활용한 토양의 정량분석 (Quantitative Elemental Analysis in Soils by using Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS))

  • 장용선;이계준;이정태;황선웅;진용익;박찬원;문용희
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.399-407
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    • 2009
  • 레이저 유도붕괴 분광법(LIBS)은 물질상태(고체, 액체, 기체)에 상관없이 신체 접촉시 오염 우려 및 미량 시료도 전처리 없이 동시에 많은 종류의 원소 분석으로 분석과정이 단순하고 신속하게 분석이 가능하며, 소형화된 레이저의 개발로 시료의 직접적인 채취가 어려운 조건의 현장분석에도 적합하다. 농산물 안정성 평가나 친환경 농업 및 정밀농업을 위한 조사 등에 활용될 수 있는 비파괴 실시간 정량분석기술로서 LIBS 분석법의 토양분석 가능성을 평가하고자 표준광물, 미국의 표준기술연구소의 표준토양, 미국 테네시주 초지 및 밭토양을 대상으로 토양 구성성분의 정성 정량적 분석에 필요한 측정조건을 조사하고 이를 토대로 LIBS에 의한 농도값과 기존의 화학분석법을 통해 측정한 결과를 비교하였다. LIBS 측정은 펄스형 Nd:YAG 레이저(Minilite II, Continuum, Santa Clara, CA)에서 나오는 1064 nm 에너지 파장의 광원을 시편의 플라즈마를 생성시키는데 사용하였고, 25 mJ/pulse 여기 에너지 빔을 펄스폭 35 ns, 펄스 반복 주기 10 Hz, 노출시간 10 s 동안 시료의 표면에 조사하였다. LIBS 분광은 0.03 nm의 해상력으로 200 nm에서 600 nm의 영역에서 50 m 이하로 분쇄하여 원형 펠렛 형태로 압축시킨 시료를 10 rpm의 속도로 회전시키면서 상온 상압의 실험실 조건에서 수행되었다. LIBS를 이용한 토양 중 주요한 원소의 적정 파장(nm)은 Al(I) 309.2 nm, Ca(I) 422.6 nm, Fe(I) 406.4 nm, Mg(I) 285.2 nm, Na(I) 589.2 nm, Si(I) 288.2 nm, Ti(I) 398.9 nm 이었다. LIBS의 피크강도가 물질 중 원소의 농도가 증가됨에 따라 각 원소의 특정 파장대에서 일정하게 증가되는 것으로 나타나고 있으나 표준물질의 LIBS의 신호비와 원소비를 통해 측정된 검량곡선의 상관계수($r^2$)는 0.863에서 0.977의 범위로 원소별로 상이할 뿐만 아니라 0.98에 미치지 못하였다. 또한, 토양 중 분석대상원소에 대하여 기존 ICP-AES에 의한 표준방법으로 분석된 시료의 측정값과 비교하여 상대적인 오차는 대략적으로 (-)40%에서 80%이상이며, 평균오차는 32.2%로 표준척도 20% 이상을 초과하였다. LIBS에 의한 토양분석은 토양의 조성과 입자의 크기에 따른 매질효과(matrix effect)로 표준물질의 검량곡선에서 결정계수가 낮고, 원소별 함량도 기준의 표준방법과 비교할 때 오차가 컸다. 따라서 LIBS에 의한 토양분석은 정성적인 분석 수준의 정밀도를 보였으며, 토양 매질의 영향을 최소화하기 위하여 기존의 분쇄 펠렛형 시료조제 및 회전측정 이외의 다양한 토양매질의 표준물질(standard reference material)의 확보, 새로운 전처리 방법 및 측정상 방법개선 등 신뢰성 있는 정량 분석을 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

전도성고분자, 티로시나아제 효소 및 이온성 액체 전해질을 융합한 전압전류법 기반의 비스페놀F 검출 센서 (Voltammetric Sensor Incorporated with Conductive Polymer, Tyrosinase, and Ionic Liquid Electrolyte for Bisphenol F)

  • 지성은;이상혁;이혜진
    • 공업화학
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    • 제34권3호
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    • pp.258-263
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    • 2023
  • 본 연구에서는 일회용 센서 칩으로 제작 가능한 스크린 프린팅된 탄소칩 전극(screen printed carbon electrode; SPCE) 표면에 전도성고분자 및 효소 티로시나아제(tyrosinase, Tyr)를 적층하여 전기화학적인 방법으로 남성 질환, 갑상선 질환 등과 연관성이 입증된 내분비계 교란 물질인 비스페놀F (bisphenol F, BPF) 검출에 적용하였다. 산소 플라즈마 처리를 통해 음전하를 띠게 한 SPCE 작업전극 표면에 양전하를 띄는 전도성 고분자인 poly(diallyldimethyl ammonium chloride) (PDDA)과 음전하를 띠는 고분자 화합물 poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS) 그리고 PDDA 순서대로 정전기적인 인력으로 층을 쌓고, 최종적으로 pH (7.0)를 조절하여 음전하를 띄게 한 효소, Tyr층을 올려 PDDA-PSS-PDDA-Tyr 센서를 제작하였다. 상기 전극 센서를 기질이자 타겟분석물인 BPF 용액에 접촉하면, 전극 표면에서 Tyr 효소와 산화반응에 의해 4,4'-methylenebis(cyclohexa-3,5-diene-1,2-dione)가 생성되고, 순환전압전류법과 시차펄스전압전류법을 이용하여 생성물을 0.1 V (vs. Ag/AgCl)에서 환원하면 4,4'-methylenebis(benzene-1,2-diol)이 생성되면서 발생하는 피크 전류 값의 변화를 측정함으로써, BPF의 농도를 정량적으로 분석하였다. 또한, 기존에 많은 연구에서 사용되는 인산완충생리식염수를 대체할 수 있는 이온성 액체 전해질을 사용하여 BPF의 검출 성능 결과를 비교하였다. 또한 BPF와 유사한 구조를 갖는 방해물질로 작용하는 비스페놀S에 대한 선택성을 확인하였다. 마지막으로 실험실에서 준비한 실제 시료안의 BPF의 농도를 분석하는데 제작한 센서를 적용함으로써 센서의 실제 적용 가능성을 입증하고자 하였다.