생물학 및 의학등의 생명과학에서는 현미경을 이용하여 생체물질 즉, 생체조직을 관찰하고 이에 대한 조직의 검사 결과를 판정하고 발표한다. 이때 필히 고정과정(fixation process)을 거쳐야 한 다. 즉, 생체조직중 조직의 구조, 특정 세포나 바이러스 및 효소등을 관찰할 때 고정과정을 거쳐 조직을 절편하고 이를 염색하여 현미경으로 검사하게 된다. 고정과정이란 생체물질을 안정화시키고 자기분해 혹은 부패를 방지하여 보존이 가능하도록 변화시키 는 과정으로, 조직내의 용해성 물질을 불용성 물질로 변형시키는 과정이다. 고정과정을 거친 생체조직 은 구조를 보존하고 있기 때문에 조직의 훼손이 없는 상태에서 절편이 가능하고 또한 염색상태를 좋게 하며 관찰시 contrast를 증진시킨다. 만약 고정과정을 거치지 않으면 물질의 세포막이 파괴되고 단백질 등의 물질이 용해되어 조직의 변형을 일으켜 제대로 조직을 관찰할 수 없게 된다. 고정과정에는 크게 화학적 고정법과 물리적 고정법이 있다. 화학적 고정법은 생체조직을 화학용액에 처리하는 방법이며, 물리적 고정법은 직접적인 열 혹은 초음파등으로 물질을 고정시키는 방법이다. 표 면과 내부의 열전도가 달라져 고정이 균일하게 되지 않는 단점을 가지고 있기 때문에 보통 2~6일의 고 정시간을 요하는 화학적 고정법을 사용하고 있다. 따라서 조직에 대한 총 검사시간이 최소 6일에서 최 대 12일이 요구된다. 병원등에서 조직검사의 결과가 늦게 발표되는 사유는 바로 화학적 고정법을 사용 하여 생체조직을 관찰하고 그 결과를 판정하기 때문이다. 본 고에서는 마이크로파를 이용하여 약 3시간만에 조직의 상태를 관찰할 수 있는 고정법을 소개한다. 마이크로파를 이용하여 조직을 고정하는 고정방법을 기존의 고정법과 비교하여 이들의 장단점을 나타 낸다. 본 연구자에 의해 개발된 마이크로파 고정기를 소개하고, 이를 이용하여 생체물질을 고정한뒤 절 편, 염색하여 현미경 관찰결과를 발표하여 본 연구의 방법이 기존 방법보다 우수함을 나타낸다.
족관절 고정술은 족관절에 발생한 심한 관절염(end-stage arthritis)에서 전통적으로 시행하던 술식으로 현재 사용되고 있는 인공 족관절 치환술이 발달되기 전까지는 gold standard 로 알려져 있었으며 현재에도 심한 족관절의 변형이나 파괴, 족관절 인공 관절의 실패시에 시행되고 있다. 1897년 Albert가 처음으로 족관절 고정술을 소개한 이후로 30여가지가 넘는 방법이 행해지고 있으나 개방적 관절 고정술의 단점인 수술 후 염증, 유합 지연, 연부조직의 손상에 의한 피부 괴사 등을 극복하고 유합물을 높이기 위해 다양한 내고정 및 외고정 장치를 사용하고 있다. 관절경 술식이 발달하면서 Schnider가 1983년 최초로 관절경을 이용한 족관절 고정술을 발표한 이후로 관절경하의 족관절 고정술은 개방적 족관절 고정술 보다 높은 유합율과 적은 수술 합병증으로 인해 관심의 대상이 되었지만 족관절의 변형이 심한 경우에는 시행하기 어려운 단점이 있는 것으로 알려져 왔다.
적외선 온도 감응기를 장착한 기존의 마이크로파 고정기의 단점을 보완하기 위해서 주변 온도를 보상할 수 있는 고정기를 개발하였다. 이를 이용하여 흰쥐의 혀, 췌장 및 소장을 고정(물리고정)한 후 몇 가지 염색법을 적용하여 염색성을 관찰하였고, 췌장의 내, 외분비 세포의 미세구조를 전자현미경으로 검경하였으며 단백질의 양과 bands의 양상을 조사하였다. 또한 이 결과들을 통상적인 화학고정을 시행한 경우와 비교하여 마이크로파에 의한 생체물질의 고정효과를 검증하고 조직화학에 응용될 수 있는지를 조사하였다. 흰쥐 혀의 횡단면을 H-E 염색하였을 경우, 두 고정법에서 염색성은 유사하였으나 물리고정에 비해 화학고정에 의한 관찰된 조직은 근육층의 분리가 관찰되었다. 췌장조직을 Feulgen 반응을 이용하여 염색하였을 경우, 물리고정한 군에서 반응산물이 보다 명확하게 관찰되었으며, 십이지장 융모에서 PAS 반응에 의한 염색성도 물리고정의 경우에서 배상세포에 특이적으로 강하게 나타났다. 물리고정을 한 후 짧은 시간동안 2차로 화학고정했을 경우, 췌장 내, 외 분비세포들의 전자현미경적 미세구조는 막 구조 및 세포기관이나 분비과립등의 보존상태 등에서 통상적인 화학고정법의 결과와 유사하게 관찰되었다. 물리고정한 시료의 질과 염색성이 우수하다는 사실에 근거하여 단백질 함량을 조사한 결과, 물리고정시 단백질의 추출이 비교적 적은 것으로 조사되었다. 이상과 같은 결과들은 마이크로파로 생체조직을 고정할 경우 대부분의 단백질들의 불용성화가 일어남으로써 미세구조의 고정 및 염색성이 증대되는 것으로 판단되었다. 현상에는 반드시 rosy transformant의 염색체 삽입에 의해서 만이 아니라 세포질내에서도 construct내의 rosy 유전자의 발현이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 형질전환율에 있어서는 Pc[(ry+)B]와p[(ry+)$\Delta$SX9] construct 간에 유의한 차가 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 볼 때, 실험 목적에 따라 자율적인 P element 또는 helper DNA를 이용한 비자율적인 P element를 효과적인 vector 로 선택 이용함으로써 특정 유전자를 곤충집단내로 침투 및 고정시킬 수 있다고 판단된다.
본 연구는 성 고정관념이 활성화되었을 때 남성과 여성의 자아해석은 어떻게 달라지는지를 알아보기 위해 시도되었다. 그 결과 전반적으로 남성들의 성 고정관념 점수가 여성들보다 높았고 이런 현상은 자아해석에도 그대로 반영되었다. 여성들은 여성에 대한 고정관념은 낮지만 자아해석은 매우 고정형적으로 하고 있었다. 성 고정관념의 활성화효과는 남성들에게는 나타나지 않고 여성들에게만 나타나, 고정관념이 활성화되었을 때 자아해석을 덜 고정형적으로 하는 탈동일시 경향을 보였다. 영역별로는 역할 영역에서 남성은 고정관념을 수용하는 반면 여성들은 거부하는 양상이 나타났고, 외모 영역에서는 남녀 모두 고정관념을 수용하는 경향이 높았다. 능력영역에서는 남성들은 고정관념이 활성화될 때 더 고정형적인 자아해석을 하는데 비해 여성들은 탈동일시하는 현상이 나타났다. 한편 처방적인 성 고정관념을 자아에 반영하는 경향은 남성에게서 더 강하게 나타났다. 성 고정관념을 가지고 있는 정도에 따라 고정관념 고-저 집단을 나누어 자아해석을 살펴 본 결과, 남녀 모두 성 고정관념이 낮은 사람들은 높은 사람들에 비해 자아해석이 덜 고정형적이었다. 그리고 여성의 경우에는 고정관념이 활성화되었을 때에 성 고정관념이 낮은 사람들이 고정형적인 자아해석을 더 많이 억압하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 성 고정관념이 그 수혜자인 남성과 피해자인 여성의 자아해석에 각기 다르게 영향을 미쳐, 거부되기도 하지만, 자아에 반영되고 실천되어 성 고정관념을 유지시킬 수 있다고 해석되었다.
화인세라믹의 우수한 공학적 특성으로 인한 최근의 이용가치 증대와 더불어 세라믹의 고정도 가공에 대한 관심이 높아지고 있다. 다이아몬드휠을 이용한 연삭이나 다이아몬드 공구를 이용한 선삭에 의해 세라믹의 고정도 표면생성을 실현시키고자 하는 연구가 활발히 진행되고는 있으나 아직 미흡한 상태에 있다. 따라서 전통적으로 고정도 표면생성에 널리 용되어 온 래핑에 의한 표면다듬질이 현재 행하여지고 있는 일반적인 방법이다. 본 연구에서는 화인세라믹의 고정도 표면생성을 위한 원통래핑 공정의 최적화 방법으로 실험계획법의 한 응용분야인 반응표면분석법을 이용하였으며 그 결과, 적은 재료와 시간으로 능률적이고 체계적인 실험 및 통계적인 분석을 통해서 원통세라믹의 고정도 표면생성을 위한 최적래핑조건을 찾아내었다.
최근 들어 국가하천의 주요구간에 대규모 보가 설치되고 있으며 설치된 고정보와 가동보는 형식에 따라 부분적으로 상이한 기능을 나타내나 기본적으로 상류의 수위가 일정하게 유지되도록 하여 하천 내 수자원을 확보하는데 기본적인 목적이 있다. 그러나 이로 인해 치수 및 하천환경에 많은 변화가 예상되므로 발생 가능한 하천관리의 문제점을 최소화하기 위해서는 하천정비에 따른 수리학적 영향을 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 4가지 형식의 고정보 본체의 형식별 월류능력을 수치해석모형인 Flow-3D 모형을 이용하여 검토하여 하천에서 고정보 설계시 단면형식 결정의 기초자료로 활용할 수 있도록 하였다. 이를 위해 선정된 고정보 단면의 형상에 따라 보 하류측 사면형태 및 경사별 월류량 검토를 수행하였으며 하류관리수위가 없을 때와 있을 때의 월류량과 하류부 흐름양상을 분석하였다. 고정보 단면 형식 선정을 위한 분석결과 적용된 4가지 유형중 선행한 월류능력별 수치해석 결과에서는 월류능력, 월류수맥의 수충, 구조체의 수축 팽창에 의한 불안정성 등을 종합적으로 고려할 때 오지형이 가장 적합한 구조인 것으로 검토되었다.
실리콘 산화막 ($SiO_2$)의 성장 과정에서 발생하는 $SiO_2$ 층에 포획된 전자-정공, Si-$SiO_2$ 계면 영역의 산화물 고정 전하와 Si-$SiO_2$ 계면의 표면 준위에 포획된 전하와 같은 $SiO_2$ 의 결점에 의해 전계효과 트랜지스터 소자의 전기적 특성을 저하하여 신뢰성을 높이는데 한계점이 발생한다. $SiO_2$ 의 결점에 의한 전계효과 트랜지스터 소자의 전기적 특성 변화에 대한 연구는 활발히 진행되었으나, 전계효과 트랜지스터 소자에서 셀 사이즈가 감소함에 따라 전기적 특성에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 산화나 산화 후 열처리 과정 동안에 생기는 Si-$SiO_2$ 계면에서의 산화물 고정 전하의 위치에 따른 전계효과 트랜지스터 소자의 전기적 특성 변화를 TCAD 시뮬레이션 툴인 Sentaurus를 사용하여 관찰하였다. Si-$SiO_2$ 계면 근처의 실리콘 산화물내에 위치시킨 양전하를 산화물 고정 전하로 가정하여 시뮬레이션 하였다. 또한 40 nm의 전계효과 트랜지스터 소자에서 산화물 고정 전하의 위치를 실리콘 산화 막의 가장자리부터 중심으로 10 nm씩 각각 차이를 두고 비교해 본 결과, $SiO_2$의 가장 자리보다 $SiO_2$의 한 가운데에 산화물 고정 전하가 고정되었을 때 전류-전압 특성 곡선에서 문턱전압의 변화가 더 뚜렷함을 알 수 있었다. 산화물 고정 전하를 Si-$SiO_2$ 계면으로부터 1~5 nm 에 각각 위치시켜 계산한 결과 산화물 고정 전하에 의해 문턱 전압이 전류-전압 특성 곡선에서 낮은 전압쪽으로 이동하였고, 산화물 고정 전하가 Si-$SiO_2$ 계면에 가까울수록 문턱 전압의 변화가 커졌다. 이는 전계효과 트랜지스터 소자에서 Si-$SiO_2$ 계면의 산화물 고정 전하에 의해 실리콘의 전위가 영향을 받기 때문이며, 양의 계면전하는 반도체의 표면에서의 에너지 밴드를 아래로 휘게 만들어 문턱전압을 감소하였다.
기존의 다중사용자 중첩 전송은 순시 채널 전력의 조건에 따라 데이터 심벌의 전력 할당 계수와 사용자별 수신 신호 처리 방법을 결정한다. 그러나 순시 채널 전력의 이용은 시스템의 복잡도를 증가시킬 수 있기 때문에 본 논문에서는 평균 채널 전력을 이용하는 고정적 다중사용자 중첩 전송을 고려한다. 고정적 다중사용자 중첩 전송 기법은 시간에 따라 느리게 변화하는 평균 채널 전력의 조건을 기반으로 데이터 심벌의 전력 할당 계수와 사용자별 수신 신호 처리 방법을 결정하기 때문에 시스템 복잡도를 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 고정적 다중사용자 중첩 전송에 대한 평균 심벌 오차율을 분석한다. 특히, 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 M-ary 직교 진폭 변조에 대한 평균 심벌 오차율의 표현식을 유도한다. 또한, 수치적 결과를 통하여 열악한 채널 환경에 있는 사용자에서 고정적 다중사용자 중첩전송과 기존의 다중사용자 중첩 전송의 평균 심벌 오차율 성능이 유사함을 보였다.
마이크로파 에너지로서 현미경 관찰을 위한 생체물질을 고정할 때, 고정효과는 화학 고정액을 사용할 때와 비교하여 보다 우수한 또는 적어도 동일한 고정효과를 볼 수 있다는 것은 알려진 사실이다. 그러나 기존의 마이크로파 오븐을 사용하여 생체물질을 고정하면 고정 정도에 일정성이 없는데, 이는 마이크로파가 균일하게 조사되지 않고 고정에 적절하도록 마이크로팍의 강도를 조절하기 어려우며, 이로 인하여 정확한 고정온도의 측정이 불가능하기 때문으로 생각된다. 이 연구에서는 마이크로파가 조사되는 동안 시료의 온도를 측정할 수 없는 기존의 마이크연.파 오븐의 단점을 보완하기 위하여 비접촉식 적외선 온도 감응기를 장착한 마이크로파 오븐을 개발하였으며 고정효과를 관찰하기 위하여는 포유류의 기준 조직으로 알려진 생쥐의 신장을 고정하였다 고정효과는 전체적인 구조와 세부 구조의 보존이 모두 우수하였고 최적의 고정온도는 28$\pm$1$^{\circ}C$(완충용액 20 ml, 10초) 이었다. 이와같이 고정된 재료는 고정효과 뿐만 아니라 염색성이 좋아서 조직화학 반응이 우수하고, 냉동절편법과 연계했을 때 전체 절편제작 과정이 2~4시간 내에 완료될 수 있었다 이때 절편의 질(질)은 화학 고정액이나 냉동절편 법에 의하여 제작된 것 보다 우수하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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