• 제목/요약/키워드: phase detection

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Real-Time Monitoring of Mitochondrial ATP Synthesis and Hydrolysis by Surface Infrared Spectroscopy

  • Yamaguchi, Ryo-Taro;Hirano-Iwata, Ayumi;Aonuma, Yuki;Yoshimura, Yuya;Shinohara, Yasuo;Kimura, Yasuo;Niwano, Michio
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.108-109
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    • 2013
  • Mitochondria play key roles in the production of cell's energy. Their dominant function is the synthesis of adenosine 5'-triphosphate (ATP) from adenosine diphosphate (ADP) and phosphate (Pi) through the oxidative phosphorylation. Evaluation of drug-induced mitochondrial toxicity has become increasingly important since mitochondrial dysfunction has recently been implicated in numerous diseases including cancer and diabetes mellitus. Mitochondrial functions have been monitored via oxygen consumption, mitochondrial membrane potential, and more importantly via ATP synthesis since ATP synthesis is the most essential function of mitochondria. Various analytical methods have been employed to investigate ATP synthesis in mitochondria, including high performance liquid chromatography (HPLC), bioluminescence technique, and pH measurement. However, most of these methods are based on destructive analysis or indirect monitoring through the enzymatic reaction. Infrared absorption spectroscopy (IRAS) is one of the useful techniques for real-time, label-free, and direct monitoring of biological reactions [1,2]. However, the strong water absorption requires very short path length in the order of several micrometers. Transmission measurements with thin path length are not suitable for mitochondrial assays because solution handlings necessary for evaluating mitochondrial toxicity, such as rapid mixing of drugs and oxygen supply, are difficult in such a narrow space. On the other hand, IRAS in the multiple internal reflection (MIR) geometry provides an ideal optical configuration to combine solution handling and aqueous-phase measurement. We have recently reportedon a real-time monitoring of drug-induced necrotic and apoptotic cell death using MIR-IRAS [3,4]. Clear discrimination between viable and damaged cells has been demonstrated, showing a promise as a label-free and real-time detection for cell-based assays. In the present study, we have applied our MIR-IRAS system to mitochondria-based assays by monitoring ATP synthesis in isolated mitochondria from rat livers. Mitochondrial ATP synthesis and hydrolysis were in situ monitored with MIR-IRAS, while dissolved oxygen level and solution pH were simultaneously monitored with O2 and pH electrodes, respectively. It is demonstrated that ATP synthesis and hydrolysis can be monitored by the IR spectral changes in phosphate groups in adenine nucleotides and MIR-IRAS is useful for evaluating time-dependent drug effects of mitochondrial toxicants.

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황기의 추출조건 및 유효성분의 HPLC 분석법 평가 (Evaluation on Extraction Conditions and HPLC Analysis Method for Bioactive Compounds of Astragali Radix)

  • 김금숙;이대영;이승은;노형준;최재훈;박춘근;최수임;홍승재;김승유
    • 한국약용작물학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.486-492
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    • 2013
  • This study has been conducted to establish the optimal extraction process and HPLC analysis method for the determination of marker compounds as a part of the materials standardization for the development of health functional food materials from Astragali radix. Five extraction conditions including the shaking extraction at room temperature and the reflux extraction at $85^{\circ}C$ with 30%, 50% and 95% ethanol were evaluated. Reflux extraction with 50% ethanol showed the highest extraction yield as $27.27{\pm}2.27%$, while the extraction under reflux with 95% ethanol showed significantly the lowest yield of $10.55{\pm}0.24%$. The quantitative determination methods of calycosin-7-O-${\beta}$-D-glucoside and calycosin as marker compounds of Astragali radix extracts were optimized by HPLC analysis using a Thermo Hypersil column ($4.6{\times}250mm$, $5{\mu}m$) with the gradient elution of water and acetonitrile as the mobile phase at the flow rate of $0.8mLmin^{-1}$ and a detection wavelength of 230nm. The HPLC/UV method was applied successfully to the quantification of two marker compounds in Astragali radix extracts after validation of the method with the linearity, accuracy and precision. The contents of calycosin-7-O-${\beta}$-D-glucoside and calycosin in 50% ethanol extracts by reflux extraction were significantly higher as $1,700.3{\pm}30.4$ and $443.6{\pm}8.4{\mu}g-1$, respectively, comparing with those in other extracts. The results indicate that the reflux extraction with 50% ethanol at $85^{\circ}C$ is optimal for the extraction of Astragali radix, and the established HPLC method are very useful for the evaluation of marker compounds in Astragali radix extracts to develop the health functional material from Astragali radix.

폐광산 인근 논토양과 수도의 비소함량 조사 (Concentration of Arsenic in Rice Plants and Paddy Soils in the Vicinity of Abandoned Zinc Mine)

  • 김찬용;박만;이동훈;최충렬;김광섭;최정;서영진
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제45권3호
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    • pp.152-156
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    • 2002
  • 토양중 비소함량이 식물체내 이동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 아연 폐광산 근처 논토양과 벼에 함유된 비소함량을 조사하였다. 논토양 중 비소는 total As의 약 52.9%, extractable As의 74%정도가 iron oxide phase에 bound된 비소(Fe-As)였으며 수용성 비소(Ws-As)는 대부분 검출한계 이하였다. 비소의 연속추출 결과, extractable As fraction중 Fe-As가 1 N-HCI 가용성 As와 가장 높은 상관을 나타내었고, 이것은 토양중 Fe-As 의 함량이 많기 때문으로 생각된다. 식물체 부위별 비소의 농도는 뿌리>잎 줄기>곡실순이었으며 곡실 중에 함유된 비소농도는 FDA 식품기준 1.08mg/kg 이하였다. 토양중 As fraction과 식물체 부위별 As함량간의 상관관계를 분석한 결과 Al-As fraction이 뿌리와 0.821, 줄기 0.888, 잎 0.777로 비교적 높은 상관계수를 나타내었고, 작물에 가장 잘 이용될 수 있는 비소의 형태는 Al-As fraction인 것으로 판단된다.

Extensive Hepatic Uptake of Pz-peptide, a Hydrophilic Proline-Containing Pentapeptide, into Isolated Hepatocytes Compared with Colonocytes and Caco-2 Cells

  • Shin, Tae-Ha;Lee, Pung-Sok;Kwon, Oh-Seung;Chung, Youn-Bok
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제26권1호
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    • pp.70-75
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    • 2003
  • The objective of the present study was to investigate the uptake process of 4-Phenylazobenzoxycarbonyl-Pro-Leu-Gly-Pro-D-Arg (Pz-peptide), a hydrophilic and collagenase-labile pentapeptide, by isolated hepatocytes. For comparison, the uptake of Pz-peptide by Caco-2 cells and colonic cells, two known paracellular routes of Pz-peptide, was also evaluated. A simple and sensitive reversed-phase HPLC assay method using UV detection has been developed. The coefficient of variation for all the criteria of validation were less than 15%. The method was, therefore, considered to be sutable for measuring the concentration of Pz-peptide in the biological cells. Pz-peptide was extensively uptaked into hepatocytes. The initial velocity of Pz-peptide uptake assessed from the initial slope of the curve was plotted as Eadie-Hofstee plots. The maximum velocity ($V_{max}$) and the Michaelis constant ($K_m$) were 0.190$\pm$0.020 $nmol/min/10^6$ cells and 12.1$\pm$3.23 $\mu$M, respectively. The permeability-surface area product ($PS{influx}$) was calculated to be 0.0157 ml/min/10^6$ cells. $V_{max}$ and $K_m$ values for Caco-2 cells were calculated to be 6.22$\pm$0.930 pmol/min/10^6$ cells and 82.8$\pm$8.37 $\mu$M, respectively, being comparable with those of colonocytes (6.04$\pm$1.03 pmol/min/10^6$ cells and 87.8$\pm$13.2 $\mu$M, respectively). $PS_{influx}$ values for Caco-2 cells and colonocytes were calculated to be 0.0751 $\mu$l/min/10^6$ cells and 0.0688 $\mu$l/min/10^6$ cells, respectively. The more pronounced uptake of Pz-peptide by hepatocytes, when compared with Caco-2 cells and colonocytes, is probably due to its specific transporter. In conclusion, Pz-peptide, a paracellularly transported pentapeptide in the intestine and ocular epithelia, was uptaked into hepatocytes extensively. Although Pz-peptide is able to be uptaked into the Caco-2 cells and colonocytes, it is less pronounced when compared with hepatocytes. $PS_{influx}$ values of Caco-2 cells and colonocytes for unbound Pz-peptide under linear conditions were less than 0.4% when compared with that of hepatocytes.

간섭 억제된 DS-CDMA 시스템에서의 시공간 직렬 연쇄 컨볼루션 차등 부호 기법 (Space-Time Concatenated Convolutional and Differential Codes with Interference Suppression for DS-CDMA Systems)

  • 양하영;신민호;송홍엽;홍대식;강창언
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제39권1호
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    • pp.1-10
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    • 2002
  • 다중 사용자 DS-CDMA 시스템에서 더 좋은 성능을 얻고자 컨볼루션 부호와 시공간 차등 부호의 직렬 연쇄 구조를 제안한다. 본 논문에서 시스템은 다중 접속 간섭(MAI ; Multiple-access Interference) 를 억제하기 위해 다른 사용자의 확산 코드, 동기, 그리고 전력 정보 등을 필요로 하지 않는 단일 사용자 검파기(SUD : Single User Detection) 를 고려한다. 채널 부호로 사용된 부호화율 1 과 메모리 수 1 을 가지는 차등 부호는 부호화로 인한 효율 저하를 가져오지 않으며 최소 상태수를 가지게 된다. 그리고 시공간 블록 부호를 통해 다중 안테나로 인한 다이버시티 이득을 얻게 된다. 이러한 시공간 직렬 연쇄 컨볼루션 차등 부호를 복호함에 있어서 서로간의 정보를 교환하는 반복 복호 처리를 이용한다. 실험 결과로부터 본 시공간 연쇄 부호 기법이 DS-CDMA 시스템에서 기존의 컨볼루션 부호보다 유사한 복잡도에서 더 나은 성능과 유연성을 제공함을 알 수 있다. 또한 제안한 기법이 SUD를 하는 DS-CDMA 시스템에 적용될 때, 처리이득(PG : Processing Gain) 이나 간섭 억제 여파기의 탭 개수의 증가에 따라 성능 향상이 일어나며, 원근 간섭 전력 문제가 심한 경우에 성능 저하가 일어남을 알 수 있다.

Headspace SPME GC/FID를 이용한 Chlorinated Solvents의 경쟁적 추출효과에 관한 연구 (Competitive Extraction of Chlorinated Solvents by Headspace SPME GC/FID)

  • 안상우;김영주;천석영;이시진;박재우;장순웅
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.61-67
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    • 2010
  • 본 연구는 GC/FID에서 염화유기용제(PCE와 TCE)와 그 부산물(cis-DCE, VC, 그리고 Ethylene)의 분석을 위하여 액-액추출법의 대안인 SPME방법을 연구하였다. 실험인자로써 fiber의 종류, 흡착 및 탈착시간, headspace의 부피, 염석효과, 그리고 교반효과에 대하여 실험을 실시하였다. 염화유기용제와 부산물의 분석을 위하여 fiber는 CAR/PDMS, 흡착과 탈착시간은 $250^{\circ}C$에서 20분과 5분, 염첨가량 25%와 교반이 병행되었을 때에 최적의 분석조건으로 도출되었다. CAR/PDMS fiber에서 분석물의 추출감도는 PCE>TCE>cis-DCE>VC>Ethylene순으로 조사되었다. 염화유기용제와 부산물의 농도 $10{\mu}g/L$에서 $500{\mu}g/L$까지의 직선상의 상관계수($R^2$)는 0.912에서 0.999로 조사되었으며, $500{\mu}g/L$(5회 분석)일 때에 상대표준편차(% RSD)는 2.1%에서 3.6%로 나타났다. 마지막으로 본 연구에서 염화유기용제와 부산물의 검출한계(LOD)는 $0.5{\mu}g/L$에서 $10{\mu}g/L$로 관측되었다.

Digital Imaging Fiber-Optic Trans-Illuminational과 Confocal Laser Scanning Microscope를 이용한 초기 법랑질 우식증 연구 (STUDY OF INCIPIENT ENAMEL CARIES USING A DIGITAL ILLUMINATION FIBER-OPTIC TRANSILLUMINATION AND CONFOCAL LASER SCANNING MICROSCOPE)

  • 김지태;김성오;김종수
    • 대한소아치과학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.1-12
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    • 2006
  • 최근 새로 개발된 DIFOTI(Digital Imaging Fiber-Optic Transillumination) 시스템의 초기 법랑질 우식증 진단 능력을 평가하고 임상 적용의 가능성을 타진해 보고자 본 연구를 시행하였다. 임상 연구는 유치 탈락 시기에 근접한 학령기 아동 23명을 대상으로 DIFOTI 이미지 촬영을 시행하고 자연 탈락된 유치 20개를 수거하여 CLSM 촬영 결과를 바탕으로 민감도(sensitivity)와 특이도(specificity)를 산출하였으며 실험실 연구에서는 수거된 40개의 유치를 대상으로 Carbopol 인공 우식 용액으로 1, 2, 4 그리고 8일간 탈회시킨 후 각각 방사선 사진, DIFOTI 이미지 그리고 CLSM와 비교 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 구내에서 촬영한 DIFOTI 이미지의 민감도는 0.61이었고, 특이도는 0.63이었다. 2. 실험실에서 인공 탈회시킨 유치의 협설면 초기 우식증에 대한 DIFOTI 이미지의 민감도는 0.71였고, 특이도는 0.75였다.

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방사선조사 고추가루로부터 휘발성 표지물질의 구명 (Identification of Irradiation -induced Volatile Marker Compounds in Irradiated Red Pepper Powder)

  • 김훈;안준석;신영민;이영자;이경혜;변명우;차용준
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.236-242
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    • 2005
  • 방사선 조사된 고춧가루의 휘발성 화합물로부터 방사선 조사 표지물질의 선정에 의한 새로운 검지방법의 개발 가능성을 검토하기 위해, 각 선량별(0, 1, 3, 5, 10 kGy)로 조사된 고춧가루를 시료로 하여 SPME법 및 P&T법으로 휘발성 화합물을 추출한 후 GC/MS법으로 분석하였다. 그 결과 SPME법 및 P&T법에 의해 각각 51종과 34종의 휘발성 화합물이 검출되었다. 이 중 방사선 조사선량과 유의 적 상관성 (p<0.05 또는 p<0.01)을 가지는 총 25종의 화합물이 SPME법 및 P&T법에 선별되었으며 이는 주로 탄화수소류(4종, dodecane, tridecane, tetradecene, pentadecane), 알데히드류(7종: propanal, 2-methylpropanal, 2-propenal, hexanal, (E)-2-octenal, benzaldehyde, (E)-2-noneal), 케톤류(1종: 2,2,6-trimethyl-cyclohexanone), 알콜류(3종: 1-ponton-3-ol, hexanol, 1-octen-3-ol), 방향족화합물류(4종: toluene, ethyl benzene, o-xylene, 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)benzene), 에스테르 화합물류(2종, methyl acetate, ethyl acetate) 및 기타 화합물(4종: p-cymene, tetramethyl-pyrazine, dimethyl disulfide, $\beta$-ocimene)로 구성되어 있었다. 하지만 방사선 조사선량과 화합물의 함량 간의 회귀분석에 의한 결정계수($R^2$) 0.80 이상을 나타내며, 방사선 조사된 시료에서만 검출되는 조건을 만족하는 화합물은 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)benzene 1종 뿐이었으며, 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)benzene이 SPME법 과 P&T법에 의한 고춧가루의 방사선 조사 판별을 위한 휘발성 표지물질로 선정되었다.

Dithiocarbamate 금속착물의 용매추출 및 분석적 응용(제 1 보). 해수중 흔적량 비스무트, 카드뮴, 인듐의 용매추출 및 정량 (Studies on Solvent Extraction and Analytical Applications of Metal-Dithiocarbamate Complexes(Ⅰ). Extraction and Determination of Trace Bismuth, Cadmium and Indium in Sea Water)

  • 전문교;최종문;최희선;김영상
    • 대한화학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.492-500
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    • 1996
  • Ammonium pyrrolidine dithiocarbamate(APDC)를 착화제로 사용하여 해수중 흔적량 비스무트, 카드뮴, 인듐을 동시에 용매추출하여 정량하는 방법을 연구하였다. 최적조건을 찾기위하여, 시료용액의 pH, 착화제의 양, 흔들어주는 시간, 유기용매의 종류 등에 대하여 조사하였고 역추출효율도 검토하였다. 해수시료 200mL를 취하여, pH를 4.0으로 조정하고 1% APDC 5.0mL를 첨가하고, MIBK 10.0mL로 35분 동안 흔들어 추출한다. 그리고 0.05M 수산화나트륨용액 10mL로 유기층의 HPDC를 세척한다. 유기층을 150.mu.g/mL Pd(II)를 포함하는 4M 질산으로 5분동안 흔들어 분석원소를 역추출한다. 팔라윰이 포함된 4M질산은 역추출효율을 증가시키고 흡광도 측정에서 매트릭스를 개선하여 감도를 증가시켰다. 바탕 흡광도에 대한 표준편차의 3배에 해당하는 농도로서의 검출한계는 Bi(III) :0.038, Cd(II) : 0.0057, In(III) : 0.023 ng/mL이었다. 동해 시료2 가지를 취하여 본방법으로 정량한 결과 Bi(III), In(III)은 검출한계 이하였고, Cd(II)는 0.018과 0.016 ng/mL이었다. 해수시료에 일정량 원소를 가해서 구한 회수율은 모두 90% 이상으로 아칼리금속 매트릭스에서 흔적량 원소의 동시분석에 이 방법이 응용될수 있음을 알 수 있었다.

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체외에서 ESI-MS/MS 탐지에 연결된 HPLC에 의한 Entacapon의 수량화: 생물학적 동등성 연구에 적용 (Quantification of Entacapone in Human Plasma by HPLC Coupled to ESI-MS/MS Detection: Application to Bioequavalence Study)

  • Balasekhara Reddy., Ch.;Baburao., Ch.;Chandrasekhar., K.B.;Kanchanamala., K.;RihanaParveen., S.K.;Ravikumar., Konda
    • 대한화학회지
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    • 제54권5호
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    • pp.523-532
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    • 2010
  • 제안된 방법은 국제표준(IS)인 Entacapone-d10(EAD10)을 사용하여 체외에서 Entacapon(EA)의 정량화를 위한 간단하고, 감도가 좋고, 명확한 액체 크로마토그래피-직렬 질량 분석법(LC-ESI-MS/MS)이다. 크로마토그래피 분리는 Zorbax SB-C18에서 수행되었고, $2.1{\times}50\;mm$, $5\;{\mu}m$ 컬럼과 10 mM Ammonium formate (pH 3.0)로 구성된 이동상에서 수행되었다: 0.7 mL/min 유속의 아세토나이트릴(60:40 v/v)은 액체-액체 추출을 따른다. EA와 EAD10은 다중 반응 탐색법(MRM)에서 수소부가물을 가지고 상대적으로 포지티브 모드인 m/z $306.1{\rightarrow}233.1$$316.3{\rightarrow}233.0$에서 수소부과물을 가지고 측정되었다. 그 방법은 상관계수($r^2$) 0.993 이상을 갖는 1.00 - 2000.00 ng/mL의 선형 농도 범위 이상으로 입증되었다. 하루 중과 하루 이내에 3.60에서 7.30과 4.20에서 5.50% 이내의 정밀성과 97.30에서 104.20과 98.30에서 105.80% 이내의 정확도는 EA를 위해 입증되었다. 이러한 방법은 건강한 인도인 자원자들의 생물학적 동등성 연구에서 성공적으로 적용되었다.