• 제목/요약/키워드: matrix analysis

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시료 희석 주입 LC-MS/MS를 이용한 소변 중 메스암페타민, 4-하이드록시메스암페타민, 암페타민 및 4-하이드록시암페타민 동시 분석 (Determination of methamphetamine, 4-hydroxymethamphetamine, amphetamine and 4-hydroxyamphetamine in urine using dilute-and-shoot liquid chromatography-tandem mass spectrometry)

  • 허보름;권남희;김진영
    • 분석과학
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    • 제31권4호
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    • pp.161-170
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    • 2018
  • 메스암페타민(methamphetamine, MA)과 암페타민(amphetamine, AP)은 전세계적으로 널리 퍼진합성 흥분제로 보건 및 사회 문제, 경제적 비용 발생 등의 다양한 문제를 일으킨다. 또한 이러한 마약은 중독 및 남용 가능성이 매우 높기 때문에 확산 방지를 위한 방안의 하나로 복용자의 생체시료에서 이들 마약을 검출하기 위한 분석법 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 액체크로마토그래피-질량분석법(liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)를 이용하여 소변에서 MA와 4-하이드록시메스암페타민(4-hydroxymethamphetamine, 4HMA), AP, 4-하이드록시암페타민(4-hydroxyamphetamine, 4HA)을 동시에 분석할 수 있는 분석법을 개발하였고 유효성 평가를 수행하였다. 전처리 시간 단축을 위해 50000 g에서 3 min 동안 초고속원심분리 후 시료 희석 주입법을 이용하여 LC-MS/MS에 주입하였다. 분리관은 역상 C18 컬럼을 사용하였고, 정량분석을 위해 MRM (multiple reaction monitoring) 모드를 적용하였다. 가중계수 $1/x^2$에서 정량 범위는 MA는 10-2500 ng/mL, AP는 1.0-800 ng/mL, 4HA와 4HMA는 2.0-200 ng/mL로 설정하였고, 검량선의 직선성은 결정계수($r^2$)를 구하여 평가하였다. 초고속원심분리법의 효율성을 확인하기 위해 전처리 과정으로 시린지 필터(membrane-filtration)를 적용한 결과와 비교하였고, 그 결과 분석물질에 따라 6-15 % 성능이 우수한 것으로 나타났다. 일내(intra-day)와 일간(inter-day) 정밀도는 6.6 % 미만이었고, 정확도는 -14.9-11.3 % 였다. 최저정량한계(LLOQ)는 2.0 ng/mL (4HA 및 4HMA), 1.0 ng/mL (AP), 10 ng/mL (MA)로 확인되었다. 선택성, 검출한계, 희석무결성, 기질효과, 효율성, 안정성을 평가한 결과 만족스러운 측정값을 얻었다. 또한 개발된 분석법을 마약 복용자의 소변에 적용하여 분석법의 유용성을 확인하였다.

ICP-AES를 이용한 토양 시료 중 비소 분석 방법 개선 (Improvement of analytical methods for arsenic in soil using ICP-AES)

  • 이홍길;김지인;김록영;고형욱;김태승;윤정기
    • 분석과학
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    • 제28권6호
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    • pp.409-416
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    • 2015
  • ICP-AES는 넓은 검량범위 및 다성분 동시분석이라는 장점이 있어 많은 연구소에서 사용되지만 비소의 경우 토양 중에 존재하는 성분들이 함께 방출되어 스펙트럼 간섭이 일어나 농도가 과대/과소평가 될 수 있다. 본 연구에서는 표준 인증 물질(CRMs)과 현장 토양시료를 국내 토양오염 공정시험기준에 의거하여 HG-AAS 및 ICP-AES로 분석하여 발생하는 문제점을 살펴보았다. HG-AAS 분석결과는 모든 CRM에 대해 90.8~106.3%의 정확도를 보인 반면, ICP-AES는 비소의 농도가 낮으며 철 및 알루미늄의 농도가 높은 CRM에서 정확도를 만족하지 못했으며 CRM030의 경우 193.696 nm에서 정확도가 39% 미만으로 나타났다. 비소의 측정파장에서 발생하는 간섭영향을 살펴본 결과, 193.696 nm 부근에서 50 mg/L 철 및 알루미늄에 의해 각각 유의한 수준의 partial overlap, sloping background가 발생하였으나 188.980 nm에서는 간섭이 미미하거나 없는 것으로 확인되었다. 현장시료를 ICP-AES로 측정한 결과 각각 188.980 nm, 193.696 nm에서 저농도/고농도 비소가 HG-AAS로 측정한 결과와 가장 유사한 것으로 나타났다. 따라서, ICP-AES를 분석장비로 사용할 경우 시료 매질, 분석 조건 등에 따라 간섭영향이 달라질 수 있으므로 분석자는 비소의 농도에 따라 적절한 파장을 선택하는 것이 중요하다. 또한 ICP-AES 분석에서 간섭 영향이 확인되는 경우에는 HG-AAS와 교차분석 등의 방법을 고려해야 한다. ICP-AES 분석의 대안으로 검토한 HG-ICP-AES는 HG로 간섭을 줄여 검출한계가 향상되었으며 HG-AAS에 비해 넓은 검량범위를 나타내 적절한 분석방법으로 평가되었다.

Glass Dissolution Rates From MCC-1 and Flow-Through Tests

  • Jeong, Seung-Young
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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    • pp.257-258
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    • 2004
  • The dose from radionuclides released from high-level radioactive waste (HLW) glasses as they corrode must be taken into account when assessing the performance of a disposal system. In the performance assessment (PA) calculations conducted for the proposed Yucca Mountain, Nevada, disposal system, the release of radionuclides is conservatively assumed to occur at the same rate the glass matrix dissolves. A simple model was developed to calculate the glass dissolution rate of HLW glasses in these PA calculations [1]. For the PA calculations that were conducted for Site Recommendation, it was necessary to identify ranges of parameter values that bounded the dissolution rates of the wide range of HLW glass compositions that will be disposed. The values and ranges of the model parameters for the pH and temperature dependencies were extracted from the results of SPFT, static leach tests, and Soxhlet tests available in the literature. Static leach tests were conducted with a range of glass compositions to measure values for the glass composition parameter. The glass dissolution rate depends on temperature, pH, and the compositions of the glass and solution, The dissolution rate is calculated using Eq. 1: $rate{\;}={\;}k_{o}10^{(ph){\eta})}{\cdot}e^{(-Ea/RT)}{\cdot}(1-Q/K){\;}+{\;}k_{long}$ where $k_{0},\;{\eta}$ and Eaare the parameters for glass composition, pH, $\eta$ and temperature dependence, respectively, and R is the gas constant. The term (1-Q/K) is the affinity term, where Q is the ion activity product of the solution and K is the pseudo-equilibrium constant for the glass. Values of the parameters $k_{0},\;{\eta}\;and\;E_{a}$ are the parameters for glass composition, pH, and temperature dependence, respectively, and R is the gas constant. The term (1-Q/C) is the affinity term, where Q is the ion activity product of the solution and K is the pseudo-equilibrium constant for the glass. Values of the parameters $k_0$, and Ea are determined under test conditions where the value of Q is maintained near zero, so that the value of the affinity term remains near 1. The dissolution rate under conditions in which the value of the affinity term is near 1 is referred to as the forward rate. This is the highest dissolution rate that can occur at a particular pH and temperature. The value of the parameter K is determined from experiments in which the value of the ion activity product approaches the value of K. This results in a decrease in the value of the affinity term and the dissolution rate. The highly dilute solutions required to measure the forward rate and extract values for $k_0$, $\eta$, and Ea can be maintained by conducting dynamic tests in which the test solution is removed from the reaction cell and replaced with fresh solution. In the single-pass flow-through (PFT) test method, this is done by continuously pumping the test solution through the reaction cell. Alternatively, static tests can be conducted with sufficient solution volume that the solution concentrations of dissolved glass components do not increase significantly during the test. Both the SPFT and static tests can ve conducted for a wide range of pH values and temperatures. Both static and SPFt tests have short-comings. the SPFT test requires analysis of several solutions (typically 6-10) at each of several flow rates to determine the glass dissolution rate at each pH and temperature. As will be shown, the rate measured in an SPFt test depends on the solution flow rate. The solutions in static tests will eventually become concentrated enough to affect the dissolution rate. In both the SPFt and static test methods. a compromise is required between the need to minimize the effects of dissolved components on the dissolution rate and the need to attain solution concentrations that are high enough to analyze. In the paper, we compare the results of static leach tests and SPFT tests conducted with simple 5-component glass to confirm the equivalence of SPFT tests and static tests conducted with pH buffer solutions. Tests were conducted over the range pH values that are most relevant for waste glass disssolution in a disposal system. The glass and temperature used in the tests were selected to allow direct comparison with SPFT tests conducted previously. The ability to measure parameter values with more than one test method and an understanding of how the rate measured in each test is affected by various test parameters provides added confidence to the measured values. The dissolution rate of a simple 5-component glass was measured at pH values of 6.2, 8.3, and 9.6 and $70^{\circ}C$ using static tests and single-pass flow-through (SPFT) tests. Similar rates were measured with the two methods. However, the measured rates are about 10X higher than the rates measured previously for a glass having the same composition using an SPFT test method. Differences are attributed to effects of the solution flow rate on the glass dissolution reate and how the specific surface area of crushed glass is estimated. This comparison indicates the need to standardize the SPFT test procedure.

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B형 간염 바이러스 감염과 연관된 사구체신염의 임상병리학적 특성과 신 조직내에서 HBs Ag 과 HBe Ag의 발현 (Clinicopathologic Features and HBsAg and HBeAg Expressions in Hepatitis B Virus-associated Glomerulopathy)

  • 정수진;김영주;윤혜경;정우영;김영훈;김수영
    • Childhood Kidney Diseases
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    • 제2권1호
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    • pp.50-59
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    • 1998
  • 목적 : HBV 감염과 연관된 신병증의임상 및 검사소견과 병리학적 소견을 분석하여 그 특징을 규명하고, HBeAg과 HBsAg에 대한 면역조직화학염색을 신생검조직에서 시행하여 이들 항원의 사구체내에서의 면역학적 발현을 관찰하므로써 이 질환의 발생 기전에 대한 이해를 돕고자하였다. 방법 : 1990년 4월부터 1997년 2월까지 사구체신염으로 신조직 생검을 시행하여 부산백병원 해부병리과에 병리조직검사가 의뢰된 증례 중 혈청 HBsAg 양성인 28례를 대상으로 임상 및 검사소견을 조사하였고, 신조직의 광학현미경적, 면역형광학적, 전자현미경적 검사와 HBsAg과 HBeAg 항원에 대한 면역조직화학검사를 시행하였다. 결과 : 1. 연령 분포는 6세에서 73세였으며 소아 환자가 8명이었고 성인 환자는 20명 이었다. 평균 연령은 28세였고, 남녀 비는 3:1 이었다. 내원당시 67.9%에서 혈뇨, 75.0%에서 단백뇨를 보였고 57.2%에서 신증후군을 나타내었다. 전 예에서 혈청 HBsAg이 양성이었고, 혈청 HBeAg은 검사가 시행된 9례 중 6례 (66.6%)에서 양성이었다. 2. 간기능검사가 시행된 11례 중 7례 (63.6%)에서 AST와 ALT치가 증가되어 있었으며, 이중 간생검이 시행된 3례 모두 만성 활동성 간염으로 진단되었다. 3. 28례 중 막성 사구체 신염 (membranous glomerulonephritis: MGN)이 10례 (35.7%)로 가장 많았으며, 메산지움중식성 사구체신염 (mesangioproliferative glomerulonephritis: MesGN)이 8례 (28.6%), 막증식성 사구체 신염 (membranoproliferaive glomerulonephritis : MPGN)은 7례 (25.0%) 그리고 미세변화질환 (minimal change disease : MCD)가 3nl (10.7%)순이었다. 4. HBV와 연관된 MGN에서는 혈관간 세포의 증식 및 혈관간 기질의 확장이 자주 관찰되었으며, 사구체간질 내와 내피하 침윤도 동반되어 MPGN을 시사하는 소견이 함께 관찰되는 예가 많았고, HBV 항원 혈증에 동반된 MPGN에서는 내피하 침윤 뿐 아니라 기저막 내 및 상피세포하 침윤도 종종 관찰되었다. 5. 신조직의 면역조직화학검사상 HBsAg은 모두 음성이었으나 HBeAg은 28례 중 8례 (28.6%)에서 사구체 모세혈관벽을 따라 양성 반응을 나타내었고, 이 중 3례는 혈치 HBeAg 검사를 받았는데 모두 양성이었다. 결론 : HBV와 연관된 사구체신염은 다양한 병리학적 양상을 보여주며, 특히 MGN과 MPGN에서는 전자현미경소견상 두 질환의 특징이 중복되어 나타났고, 사구체내에서 HBeAg이 검출되어 HBV의 활동성 정도와 사구체신염의 발생이 연관성이 있을 것으로 사료되나 더 많은 연구보고가 있어야 하겠다.

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COMS 위성의 가시 및 적외 영상 채널로부터 복원된 대류운의 강우강도 향상과 검증 (Improvement and Validation of Convective Rainfall Rate Retrieved from Visible and Infrared Image Bands of the COMS Satellite)

  • 문윤섭;이강열
    • 한국지구과학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.420-433
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 2011년 4월 22일부터 10월 22일까지 우리나라에서 강수가 있는 총 75일 동안 COMS 위성의 적외 채널 $10.8{\mu}m$ 휘도 온도(IR), 적외 채널 $10.8{\mu}m$와 수증기 채널 $6.7{\mu}m$의 휘도 온도차(IR-WV), 정규화 된 가시반사도(VIS)와 기상 레이더의 강우강도를 이용하여 2-D와 3-D 대류운의 강우강도 (CRR) 조견표를 향상시키는 것이다. 특별히 한국형 2-D와 3-D CRR 조견표를 검증하기 위해 2011년 강수가 있는 24일 동안의 기상 레이더 강우강도 자료가 사용된다. 2-D와 3-D CRR 조견표는 각 채널의 등급 범주별 강우 총수와 비강우 총수의 행렬을 이용하여 구한 강우 확률에 평균 누적강우강도와 최대 강우강도를 각각 곱함으로써 2-D (IR, IR-WV)와 3-D (IR, IR-WV, VIS) 조견표의 기본과 최대 행렬을 얻을 수 있다. 최종적으로 새로운 2-D와 3-D의 CRR 조견표는 경험적으로 기본과 최대 강우강도 행렬의 회귀 분석으로 얻어진다. 그 결과 새로운 CRR 조견표는 기존보다 낮은 IR 휘도 온도, 낮은 IR-WV 휘도 온도차일 때에도 비교적 많은 강우 현상을 나타내며, $10mm\;h^{-1}$ 이상의 강우강도 영역이 확대되어 나타난다. 정확도와 범주별 통계가 주어진 기간 동안 발생했던 CRR 자료에 대해 계산된다. 새로운 2-D와 3-D CRR 조견표의 평균 오차, 평균절대 오차, 제곱근평균 오차가 기존 조견표보다 작게 나타나며, 예측 거짓경고비율은 감소하고, 탐지확률은 증가하며, 임계성공지수는 개선된다. 태풍과 뇌우와 같은 기상 이변에서의 강한 호우를 고려하기 위해서 습윤 보정 계수를 교정한다. 이 인자는 수치모델이나 COMS에서 복원한 지면에서 500 hPa까지 평균한 총가강수량과 상대습도의 곱 (PW RH)으로 정의된다. 이 연구에서는 PW RH에 근거하여 IR 운정 휘도 온도가 210 K 이하일 때, 상대습도가 40% 이상일 때 1에서 2사이를 경험적으로 정한다. 새로운 2-D와 3-D CRR 조견표를 적용한 결과 평균 오차, 평균 절대 오차, 제곱근 평균 오차가 줄어든다.

초극소 저체중 출생아의 뇌 MRI 상 Maturation Score의 의의 (The Significance of Maturation Score of Brain Magnetic Resonance Imaging in Extremely Low Birth Weight Infant)

  • 송인규;김수영;김규리;김윤주;신승한;이승현;이재명;이주영;김지영;손진아;이진아;최창원;김이경;천정은;김우선;김한석;김병일;김인원;최중환
    • Neonatal Medicine
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    • 제18권2호
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    • pp.310-319
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    • 2011
  • 목적: ELBWI의 출생과 생존율이 증가함에 따라 그들의 삶의 질의 향상을 위해 신경학적 발달을 예측 및 평가하고 재활 치료를 통해 발달 지연을 최소화하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 뇌 손상의 평가 및 신경학적 발달을 예측하기 위하여 뇌 MRI의 촬영이 많이 이루어지고 있고, 연구를 통해 다양한 프로토콜이 개발되고 있다. 저자들은 Childs 등이 제안한 뇌 성숙도를 점수화 하는 방법을 통해 ELBWI의 주산기에 발생하는 위험 인자와 뇌성숙의 관계, 뇌 성숙과 신경학적 발달 지연과의 관계에 대해 확인하고자 한다. 방법: 교정 주령 만삭 근처에 뇌 MRI를 시행한 ELBWI 124명을 대상으로 의무 기록을 후항적으로 분석하여 주산기적 위험인자를 확인하였고, 뇌 MRI에서 뇌 성숙도를 점수화(TMS) 하고, 동반 되는 이상 소견을 판독하였으며, BSID III를 시행하여 신경학적 발달에 대한 평가를 하였다. 주산기적 위험인자와 TMS의 관계, 뇌 MRI에서 관찰 되는 이상 소견과 TMS의 관계, TMS와 BSID III 결과의 관계에 대한 분석을 하였다. 결과: 대상 환자의 평균 출생 재태 주령은 27.1${\pm}$2.1주, 평균 출생 체중은 781.5${\pm}$143.9 g 이었다. 뇌 성숙도 점수의 평균은 10.8${\pm}$2.0점이었다. 주산기적 위험 인자와의 관계 분석에서는 MRI 검사 당일의 PMA만이 통계학적으로 유의한 관계를 보였고 (P<0.001), BSID III에서 확인되는 신경학적 발달 지연이나 뇌 MRI에서 이상 소견과 뇌 성숙도 점수 간에는 통계학적으로 유의한 상관관계가 없었다. 결론: Conventional 뇌 MRI에서 뇌 성숙도를 평가하여 신경학적 발달을 예측하고, 뇌 성숙에 영향을 주는 주산기적 위험인자를 찾고자 하였으나 MRI 검사 당일의 PMA 외에는 통계학적으로 의미 있는 결과가 없었다. 하지만 수초화 등의 뇌 성숙의 정도가 신경학적 발달에 영향을 줄 것으로 추측되므로 향후 더 다양한 교정 주수에 촬영된 영상과 여러 임상 환자군의 영상에 대한 분석 및 BSID III 등 신경학적 발달 검사와의 관계에 대한 연구가 필요하다.

Ca-Gd-Ce-Zr-Fe-O계에서의 석류석 합성 연구 (Synthesis of Garnet in the Ca-Ce-Gd-Zr-Fe-O System)

  • 채수천;장영남;배인국
    • 자원환경지질
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    • 제38권2호
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    • pp.187-196
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    • 2005
  • 석류석 구조에서, 양이온이 점할 수 있는 구조적 위치는 사면체, 팔면체 및 이들과 능을 공유하고 있는 배위다면체의 중심 등이다. 이들 중, 사면체의 자리를 차지하는 양이온의 크기는 석류석의 단위포의 크기와 밀접한 관계를 가진다. 따라서 4-배위 자리에 비교적 이온반경이 큰 철을 함유하고 있는 석류석은 방사성 폐기물 내에 함유된 비교적 이온반경이 큰 악티나이드 원소를 고정시키기 위한 유망한 매트릭스로써 고려될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 $Ca_{1.5}GdCe_{0.5}ZrFeFe_3O_{12}$인 조성을 가진 석류석을 합성하여 이들의 상평형 관계 및 특성을 연구하였다. 혼합된 시료는 $200{\~}400{\cal}kg/{\cal}cm^2$의 압력으로 성형한 후, $1100{\~}1400^{\circ}C$ 범위에서 온도 및 분위기를 변화시키면서 소결하였으며, 합성된 시료는 XRD 및 SEM/EDS를 사용하여 상분석과 정량분석을 실시하였다. 실험결과, 석류석은 소결온도 $1300^{\circ}C$에서 최적의 합성상을 얻을 수 있었지만, 미량의 페로브스카이트 및 미지의 상이 공존하였다. 석류석과 페로브스카이트의 화학조성은 각각 $[Ca_{l.2-1.8}Gd_{0.9-1.4}Ce_{0.3-0.5}]^{VIII}[Zr_{0.8-1.3}Fe_{0.7-1.2}]^{VI}[Fe_{2.9-3.1}]^{IV}O_{12}$$Ca_{0.1-0.5}Gd_{0.0-0.8}Ce_{0.1-0.5}\;Zr_{0.0-0.2}Fe_{0.9-1.1}O_3$ 이었다. 특히 화학양론적 조성과 비교 시, 합성된 석류석의 8-배위 자리를 점하고 있는 Ca의 초과 및 Ce의 결핍된 양상을 보였다. 이는 6-배위 자리에서의 Zr 및 Fe의 화학조성과 밀접한 관계를 지닌다.

한우 종모우와 지역별 한우 집단의 유연관계와 유전적 구조 분석 (Genetic Relationship between Populations and Analysis of Genetic Structure in Hanwoo Proven and Regional Area Populations)

  • 오재돈;전광주;이학교;조병욱;이미랑;공홍식
    • 생명과학회지
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    • 제18권10호
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    • pp.1442-1446
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    • 2008
  • 본 연구는 10개의 Microsatellite를 이용하여 국내 한우집 단 586두(경기: 100, 전남: 100, 전북: 100, 경남: 100, 경북:86, 강원: 100)와 보증종모우 집단(39두)간의 유전적 거리추정 및 계통지도의 작성을 통해 보증종모우 집단과 지역별 한우집단의 유전적 특성과 유연관계 분석을 실시하였다. 10개의 MS marker의 분석 결과 기대이형접합도의 경우 경남지역에서 가장 높은 0.780을 나타내었으며 종모우 집단에서 가장 낮은 0.760을 나타내었다. 관측된 이형접합도의 경우 종모우 집단에서 가장 높은 0.818을 나타내었으며 경북지역에서 가장 낮은 0.721을 나타내었다. 검출된 대립유전자의 수에서는 것으로 확인 되었다. 종모우 집단은 가장 높은 관측이형접합도를 나타냈음에도 불구하고 가장 낮은 대립유전자의 수를나타내고 음을 확인하였다. 7개의 집단 간의 유전적 유연관계 분석한 결과 강원도 집단의 한우와 경기, 경북의 유전적 거리가 각 0.021로 가장 가까운 것으로 확인 되었으며 경기와 경북 간의 유전적 거리는 0.032인 것으로 가장 먼 것으로 확인 되었다. 또한 경북은 전남과도 0.032의 먼 유전적 거리를 나타내고 있음을 확인하였다. 종모우 집단의 경우 각 지역별 집단 간의 유전적 거리에 비해 상당히 큰 차이의 유전적 거리를 나타내고 있는데 이는 각 지역별 암소집단에 소수의 종모우를 이용해 계획 교배를 실시하고 있어 나타난 것으로 사료된다. 각 개체들 간의 유전적 거리에 대한 추정값을 계산하여 개체별 분지도를 작성한 결과 같은 지역 내의몇몇 개체들이 그룹을 이루어 존재하기는 하지만 일반적으로 넓게 분포되어 있어 각 지역별로 그룹을 이루어 존재하고 있다고 보기엔 어려움이 있음을 확인 하였다. 반면 종모우 집단의 경우 크게 두개의 그룹을 이루어 분지도 내에 분포하고 있음을 확인 할 수 있었다. 따라서 종모우의 유전적 배경이 상당히 좁게 나타나고 있음을 확인 할 수 있었으며 이러한 결과로 인해 국내의 유전자원의 다양성이 작아질 수도 있을 것으로 추정된다. 따라서 국내 유전자원의 다양성 보존을 위해 종모우의 선발 및 사업 추진에 있어 대책을 마련하기 위한 고찰이 진행되어질 필요가 있는 것으로 사료된다.

압축력을 병용한 하악골 신장술 (MANDIBULAR DISTRACTION OSTEOGENESIS WITH COMPRESSION FORCE - BONE DENSITY, HISTOLOGICAL FINDINGS AND TMJ RESPONSE)

  • 황영섭;허준;김욱규;박성진;황대석;김용덕;정인교;김규천
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제28권6호
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    • pp.531-548
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    • 2006
  • The purpose of this study was to investigate the biomechanical, histologic findings of distracted regenerate and TMJ response in modified distraction osteogenesis (DO) technique combined with compression force as biomechanical stimulation method which has been suggested in 2002, and developed thereafter by authors. This study was performed with two experiments. First experiment was designed to explore the optimal ratio of compression force versus distraction force for the new DO technique. Second experiment was planned to evaluate the reaction of TMJ tissue, especially condyle, disc after application of the DO technique with compression force. Total 52 New Zealand adult male-rabbits with 3.0kg body weight were used for the study. For the first study, 30 adult male-rabbits underwent osteotomy at one side of mandibular body and a external distraction device was applied on each rabbit with same manner. In the control group of 10 rabbits, final 8 mm of distraction with 1 mm rate per day was done with conventional DO technique after 5 latency days. For the experimental group of 20 rabbits, a compression force with 1 mm rate per day was added to the distracted mandible on 3-latency day after over-distraction (over-lengthening). As the amount of the rate of compression versus distraction, experimental subgroup I (10 rabbits) was set up as 2 mm compression versus 10 mm distraction (1/5) and experimental subgroup II (10 rabbits) was set up as 3 mm compression versus 11 mm distraction (about 1/3). All 30 rabbits were set up to obtain final 8 mm distraction and sacrificed on postoperative 55 day to analysis on biomechanical, and histologic findings of the bone regenerates. For second study, 22 adult male-rabbits were used to evaluate TMJ response after the DO method application with compression force. In the control group, 10 rabbits was used to be performed with conventional DO method, on the other hand, in a experimental group of 10 rabbits, 10 mm distraction with 2 mm compression (1/5 ratio) was done. The remaining 2 rabbits served as the normal control group. Histomorphologic examinations on both condyle, histological studies on condyle, disc were done at 1, 2, 3, 4, 7 weeks after distraction force application. The results were as follows: 1. On the bone density findings, the experimental group II (force ratio - 1/3) showed higher bone density than the other experimental group (force ratio - 1/5) and control group (control group - $0,2906\;g/cm^2$, experimental group I - $0.2961\;g/cm^2$, experimental group II - $0.3328\;g/cm^2$). 2. In the histologic findings, more rapid bone maturation like as wide lamellar bone site, more trabeculae formation was observed in two experimental groups compared to the conventional DO control group. 3. In morphologic findings of condyle, there were no differences of size and architecture in the condyle in the control and experimental groups. 4. In histologic findings of condyles, there were thicker fiberous and proliferative layers in experimental group than those of control group until 2 weeks after distraction with compression force. But, no differences were seen between two groups on 3, 4, 7 weeks after compression. 5. In histologic findings of disc, more collagen contents in extracellular matrix, more regular fiber bundles, and less elastin fibers were seen in experimental group than control group until 2 weeks after distraction with compression. But, no differences were seen between two groups on 3, 4, 7 weeks after distraction with compression. From this study, we could identify that the new distraction osteogenesis technique with compression stimulation might improve the quality of bone regeneration. The no remarkable differences on TMJ response between control and experimental groups were seen and TMJ tissues were recovered similarly to normal TMJ condition after 3 weeks.

좌굴방지장치 영향을 고려한 복합재 적층판의 압축강도에 대한 이차원 크기 효과 (Two Dimensional Size Effect on the Compressive Strength of Composite Plates Considering Influence of an Anti-buckling Device)

  • 공창덕;이정환
    • Composites Research
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    • 제15권4호
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    • pp.23-31
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    • 2002
  • 시편 게이지 면적($길이{\;}{\times}{\;}폭$)의 이차원 크기효과가 T300/924 $[45/-45/0/90]_3s$ 탄소섬유/에폭시 적층판의 압축거동에 대해 조사하였다. 개조된 압축시험치구(ICSTM)와 좌굴방지장치가 $30mm{\;}{\times}{\;}30mm,{\;}50mm{\;}{\times}{\;}50mm,{\;}70mm{\;}{\times}{\;}70mm,{\;}90mm{\;}{\times}{\;}90mm$의 게이지 길이와 폭을 가진 시편들의 압축시험에 사용하였다. 모든 경우의 파괴들은 시편 게이지 길이 내에서 주로 갑자기 발생하였다. 파괴 후 분석결과는 $0^{\circ}$층의 섬유의 미소좌굴에 의해 파괴를 시작하여 최종파괴를 일으키는 임계파괴기구일 것으로 생각되었다. 이것은 매트릭스 지배적인 파괴를 의미하며, 초기섬유굴곡에 따라 파괴가 지배적으로 시작된다는 것을 말한다 이것은 또한 제작공정과 품질이 압축강도를 결정하는 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다. 좌굴방지장치를 장착하고 시험할 때 장치의 볼트 조임 토크에 따라 시편과의 접촉마찰 등에 의해 실제 압축강도 보다 크게 나타나는 결과를 보였다. 좌굴방지장치의 영향을 유한요소법을 이용하여 해석한 결과 실제 압축강도 보다 7% 정도 크게 나타남을 확인하였다. 부가적으로 홀을 갖는 시편들의 압축시험도 수행되었다. 홀에 의한 국부응력집중이 적층판 강도에 지배적 요인이었다. 파괴강도는 홀 크기와 시편 폭이 증가할수록 감소하였으나 탄성응력집중계수로 예측된 값보다는 일반적으로 크게 나타났다. 이것은 사용된 복합재가 이상적인 취성재질이 아니라는 것을 의미하며 홀 주위에서 다소간의 응력이완이 발생한다고 볼 수 있다. X선 검사 사진분석에서 섬유좌굴과 층간분리형태의 손상이 파괴하중의 약 80%에서 홀 가장자리로부터 시작되었고 임계파괴크랙길이인 2-3mm의 불안정한 상태에 도달하기 전까지는 하중 증가와 더불어 안정되게 파괴가 진전되었다(시편의 기하학적 크기에 의존함). 이 손상과 파괴는 선형 cohesive zone 모델로 해석되었다. 노치없는 시편의 압축강도와 평면 파괴인성의 측정된 적층판 변수들을 사용하여 홀의 크기와 시편 폭의 함수로서 홀을 갖는 적층판의 압축강도를 성공적으로 예측하였다.