• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.304-309
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• 2015

해양에서 기름 유출 사고로 인한 오염도를 정량적으로 평가하기 위해서, 사고 현장에서 기름을 직접 탐지할 수 있는 센서의 적용이 필요하다. 여러 형태의 기름 탐지 센서 중에서, 기름 성분에 의한 형광 현상(fluorescence)을 탐지 원리로 하는 센서는 해수 중에 존재하는 기름의 농도를 측정할 수 있으므로 효용성이 높은 장점을 갖고 있다. 그러나 이런 종류의 센서는 기름의 형광 현상을 야기시키기 위해서, 수은 램프(mercury lamp)와 같은 자외선 광원(ultraviolet light source)이 필요하고 다양한 종류의 광학 필터와 광전증배관(photomultiplier tube, PMT)과 같은 광학 센서가 주로 사용된다. 이러한 이유로 형광 측정을 기반으로 하고 있는 센서는 측정 플랫폼의 크기가 크기 때문에 현장에서 원활히 사용하기에 한계가 있으며, 고가의 부품들이 집적되어 있어, 센서의 가격이 높은 단점을 갖고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서, 본 논문에서는 소형의 크기와 가격 경쟁력을 갖고 있는 형광 광도계 기반의 기름 탐지 센서를 설계하는 방법에 대해서 제시하였다. 형광 광도계의 설계 인자를 파악하기 위한 방법으로, 본 연구에서는 5종의 원유 샘플과 3종의 정제유를 이용하여, 기름의 여기 스펙트럼(excitation spectrum)과 발광 스펙트럼(emission spectrum)을 측정하였다. 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼의 측정을 위해서는 형광 분광기(fluorescence spectrometer)를 이용하였고, 측정된 스펙트럼 자료를 분석하여 형광 광도계(fluorimeter) 설계에 필요한 유종에 따른 공통 스펙트럼 파장 대역을 도출하였다. 본 실험을 통해서 모든 종류의 기름 샘플의 경우, 여기 스펙트럼과 발광 스펙트럼의 최고 값을 갖는 파장의 차이는 약 50 nm인 것으로 파악되었다. 실험 중에서, 여기광의 파장을 365 nm와 405 nm로 고정하였을 경우, 280 nm와 325 nm로 고정하였을 경우에 비해서 최대 발광(emission)의 세기가 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 형광 광도계의 광원 파장을 365 nm 또는 405 nm로 사용할 경우, 광학 센서의 민감도(sensitivity)가 발광되는 빛의 세기를 측정할 수 있도록 설계에 반영해야 할 것으로 판단된다. 본 연구의 실험에서 도출된 결과를 통해서, 기름 탐지를 위한 형광 광도계의 광원, 광학 센서 그리고 광학 필터의 유효 파장 대역을 선택하는데 필요한 설계 인자를 파악할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.261-266
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• 2019

유동 세포 분석법은 세포나 입자에 대하여 정밀하고 다양한 광학적 특성을 제공해주는 전기적 탐지 기술이다. 형광 처리된 세포나 미립자에 특정한 파장의 빛을 가함으로써 발생 되는 광 산란과 형광 방출을 통해 세포의 크기와 입상도를 포함한 다차원적인 정보를 제공해주는 유동 세포 분석법은 생체 의학 분야 또는 생물 물리학 분야에서 중요한 역할을 수행한다. 그러나 유동 세포 분석법은 고가이며 장비 설치에 있어 적절한 공간이 필요하고 형광 염료 선택에 제한적이라는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는, 상용화된 유동 세포 분석에 사용되는 고가의 레이저와 운영시스템 대신 발광 다이오드, 마이크로 컨트롤러와 광 검출기를 사용한 저가의 형광세포 측정 시스템을 개발하여 사용자가 원하는 형광 염료에 대한 자유도를 높였다. 또한, 3D 프린터를 사용하여 모듈별 소형화 및 경량화를 통한 사용자 맞춤형 제작이 가능하도록 하였다. 그 결과, 형광처리 한 세포의 양에 변화를 주어 발광도를 측정하였을 때, 높은 선형성이 보임을 확인할 수 있었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제29권4호
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• pp.600-606
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• 2002

본 연구는 레이저 형광을 치아의 교합면에 적용하여 임상에서 초기 교합면 우식증의 감별에 레이저의 이용가능성을 평가하는데 그 목적이 있다. 아르곤 레이저 형광법의 교합면 우식증 탐지효과를 평가하기 위해 발거된 사람 치아 중에서 치아우식증을 제외한 결함이 없고 법랑질이 건강한 대구치와 소구치 50개를 선정하여 시진, 탐침을 이용한 시진, 아르곤 레이저 형광법을 이용해 관찰한 결과와 편광현미경으로 관찰한 병소의 깊이를 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 교합면 우식의 조직학적 깊이와 아르곤 레이저 형광법에 의한 교합면 우식증 평가법과 시진, 탐침을 이용한 시진사이에서 모두 높은 상관 관계를 보였다. 2. 교합면 우식증의 조직학적 깊이와 각 검사법간의 일치도(kappa치)는 각각 시진이 0.189, 탐침을 이용한 시진이 0.128, 레이저 형광법이 0.472 이었으며, 레이저 형광법이 가장 일치도가 높았다. 이상의 결과를 종합해 보면 육안적 검사보다는 레이저 조사 후 관찰된 우식과 편광현미경상에서의 우식이 더 유의성 있는 관계를 보여 교합면 우식증탐지에의 레이저 형광법의 적용이 가능하리라 사료된다.

• 대한소아치과학회지
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• 제31권2호
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• pp.323-330
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• 2004

본 연구는 레이저 형광을 치아의 인접면에 적용하여 임상에서 초기 인접면 우식증의 감별에 레이저의 이용가능성을 평가하는데 그 목적이 있다. 염료와 레이저 형광법의 인접면 우식증 탐지효과를 평가하기 위해 조선대학교 소아치과에 내원한 아동 중 유구치의 탈락이 없으며 인접면의 수복치료를 받지 않은 $3{\sim}9$세 사이의 어린이 30명을 대상으로 하였으며, 시진, 교익 방사선사진, 레이저 형광법, 염료와 레이저 형광법을 이용해 관찰한 결과를 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 인접면 우식증의 교익 방사선 사진검사와 시진, 레이저 형광법, 염료와 레이저 형광법 사이에서 모두 높은 상관 관계(r=0.725-0.911)를 보였다(p<0.05). 2. 인접면 우식증의 교익 방사선사진 검사와 각 검사법간의 일치도(kappa치)는 각각 시진이 0.451 레이저 형광법이 0.683, 염료와 레이저 형광법이 0.772로 가장 일치도가 높았다. 이상의 결과를 종합해 보면 교익 방사선사진 검사법과 염료와 레이저 형광법 검사 수치의 상관관계가 진단학적 일치도가 높아 레이저 형광법이 향후 교익방사선 사진 검사법을 대치 할 수 있는 인접면 우식증 검사법으로 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제21권5호
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• pp.347-352
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• 2006

본 연구에서는 sonificator를 장착하여 세포막을 파쇄하고 현장에서 형광을 이용하여 조작이 간편하고 단시간에 DNA를 측정할 수 있는 자동화된 형광기를 개발하기 위하여 그람 양성균으로 간균인 Bacillus globigii와 구균인 Streptococcus epidermidis를 대상으로 최적의 세포 파쇄조건을 확립하고자 하였다. Sonificator probe 직경에 따라 세포의 파쇄 효과가 큰 차이를 보였으며 13 mm probe로 20초동안 sonification시키는 것이 가장 효율적인 것으로 나타났으며 간균인 Bacillus globigii가 구균인 Streptococcus epidermidis보다 더 파쇄가 잘 되는 것으로 나타났다. 시료에 잠긴 Sonificator probe tip 깊이에 따라서도 세포의 파쇄 효과가 크게 나타났는데 시료에 잠긴 probe tip의 깊이가 깊을수록 큰 파쇄 효과를 발휘하였다. 선정된 최적의 파쇄 조건에서 최저 탐지농도는 Bacillus globigii, Streptococcus epidermidis 모두 $5{\times}10^5CFU/m{\ell}$의 농도를 탐지 가능한 것으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.240-246
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• 2002

방사선과의 상호작용에 의하여 섬광이 발생하는 무기형광체(inorganic fluor)인 cerium activated yttrium silicate(CAYS)를 폴리설폰 고분자막에 함침시킴으로써, 형광 용액의 도움 없이 방사능 오염도를 측정할 수 있는 새로운 측정막을 제조하였다. 막의 제조는 두 가지 공정으로 나누어진다. 우선 고분자와 용매의 균일한 1차 제막용액을 유리판 위에 제막 후 용매증발을 통해 폴리설폰 고분자막이 생성되도록 하였다. 고형화된 폴리설폰 필름 표면에 CAYS가 분산된 고분자 제막용액을 2차로 도포시킨 후, 비용매 욕조에 침지시키는 상전환 공정을 이용하거나 용매의 증발을 통한 유리화에 의해 2차 용액의 고형화를 유도함으로써 함침막을 제조하였다. 이렇게 제조된 막의 형상은 치밀한 구조를 지니는 고분자 지지체와 이에 완전히 고착된 CAYS함침막의 이중구조를 지니게되며, 지지체 부분은 막의 안정성을 2차 제막에서 생성된 부분은 기능성의 향상을 이룰 수 있는 구조적 특성을 지닌다. 제조된 함침막에 방사성핵종을 직접 도포하여 방사성핵종의 탐지 특성을 측정하였을 때 효율적인 탐지 특성을 지니는 것으로 확인되었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-9
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• 2003

초기 우식병소와 건전한 치질은 광학적 특성이 다르다는 사실에 근거하여 치과 치료용으로 개발된 가시광선 영역의 레이저의 형광현상과 광활성재를 이용하여 우식 치질과 건전한 치질간의 광학적 특성의 차이를 색조의 차이로 유도 전환함으로써 초기 우식 병소를 조기에 시각적으로 탐지하여 진단하는 방법을 개발하는데 본 연구의 목적이 있다. 소의 치아를 이용하여 여러 단계 깊이의 인공우식병소를 유발하고 우식병소의 표면에서 아르곤 레이저를 조사하여 건전 치질과 우식 치질 사이의 반사된 형광강도의 차이를 컴퓨터 영상분석프로그램을 통해 측정하였다. 또한 광활성재를 병소의 표면에 도포하여 형광현상의 색조대비 증진효과를 평가하였다. 실제 조직학적 병소와 레이저 형광법 사이의 상관관계 분석 및 회귀 분석을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 레이저 형광법에 의한 우식 치질은 건전 치질보다 어둡게, 그리고 광활성재를 도포한후 레이저 형광법으로 관찰한 우식 병소는 건전 치질 보다 밝게 관찰 되었으며 광활성재를 이용한 레이저 형광법이 탈회의 초기단계에서는 레이저 형광법에 비해 진단학적 민감도가 컸다.

• KSBB Journal
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• 제21권5호
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• pp.341-346
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• 2006

본 연구에서는 sonificator를 장착하여 세포막을 파쇄하고 현장에서 형광을 이용하여 조작이 간편하고 단시간에 DNA를 측정할 수 있는 자동화된 형광기를 개발하기 위하여 그람 음성균인 Escherchia coli를 대상으로 최적의 세포 파쇄조건을 확립하고자 하였다. Incubation time은 형광량에 크게 영향을 주지 못하는 것으로 나타났으며, 가열처리 방법은 현장에서 세포를 파괴하는 방법으로는 파쇄효과가 미약하고 적합하지 않은 것으로 나타났다. Sonificator probe 직경에 따라 세포의 파쇄 효과가 큰 차이를 보였으며 13 mm probe로 20초 동안 sonification시키는 것이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 시료에 잠긴 Sonificator probe tip 깊이에 따라서도 세포의 파쇄 효과가 크게 나타났는데 시료에 잠긴 probe tip의 깊이가 깊을수록 큰 파쇄 효과를 발휘하였다. 선정된 최적의 파쇄 조건에서 $5{\times}10^5CFU/m{\ell}$의 Escherchia coli를 탐지 가능한 것으로 나타났다.

• 대한소아치과학회지
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• 제31권2호
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• pp.236-246
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• 2004

레이저 형광법을 이용하여 초기 인접면 우식증을 탐지할 수 있는지의 여부와 그 탐지 감도를 평가하여 인접면 우식증의 진단에 활용가능한지의 여부를 규명하기 위하여 사람의 치아를 사용하여 다양한 깊이의 인공우식병소를 유발시키고 이를 가시광선 투과법에 의한 시진, 교익 방사선사진 촬영, 레이저 형광법, 광활성 염료를 이용한 레이저 형광법 등으로 관찰하여 검사법 간의 일치도, 상관관계, 병소 깊이에 따른 광밀도 등을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 탈회시간과 각 검사법들과 일치도 검사에서 시진의 경우 tau-c 값이 0.08로 탈회시간에 따른 시진의 검사 수치가 일치하지 않았으나 교익 방사선사진, 레이저 형광법, 광활성 염료를 이용한 레이저 형광법의 tau-c 값은 각각 0.60, 0.48, 0,64로 일치하는 것으로 나타났다. 2. 탈회시간에 따른 병소깊이와 각 검사법 간의 상관관계는 광활성 염료를 이용한 레이저 형광법$({\gamma}=0.51)$, 레이저 형광 법$({\gamma}=0.43)$, 교익 방사선사진$({\gamma}=0.35)$, 시진$({\gamma}=0.33)$ 순으로 높았으며 광활성 염료를 이용한 레이저 형광법과 레이저 형광법은 탈회 시간과 상관관계가 있었다(P<0.05). 3. 교익 방사선사진을 기준 검사법으로 한 레이저 형광법과 광활성 염료를 이용한 레이저 형광법의 진단학적 민감도는 각각 67%, 100%였으며 특이도는 57%, 11%로 민감도에 비해 상대적으로 낮게 나타났다. 4. 병소의 깊이에 따른 병소 표면에서의 건전 치질과 우식 치질 사이의 광밀도의 차이(DFR)는 광활성 염료를 이용한 레이저 형광법이 레이저 형광법에 비해 크게 나타났으며(P<0.05) 병소 깊이의 변화에 따른 광밀도 변화는 레이저 형광법의 경우 유의한 변화를 보이는데 반해 광활성 염료를 이용한 레이저 형광법에서는 변화를 보이지 않았다. 이상의 결과를 종합하면 초기 인접면 우식증의 진단에 있어 레이저 형광법과 광활성 염료를 이용한 레이저 형광법은 교익 방사선사진에 뒤지지 않은 진단능을 가지고 있으나 우식 병소의 정성적인 분석뿐 아니라 정량적 분석이 가능한지의 여부는 향후 더 많은 연구가 필요하리라 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.461-470
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• 2019

본 연구는 육안판단이 아닌 엽록소형광 이미지 측정기법을 이용하여 비파괴적으로 수박접목묘 플러그트레이 단일 셀에 대해 건조스트레스를 정량화하고자 수행되었다. 접목 후 6일차 수박접목묘를 3일동안 균일한 관수관리 하에서 재배한 후 건조스트레스를 부여하였다. 이후 플러그트레이 단일 셀 형태의 수분함량센서를 이용하여 D1(53.0%, 충분한 수분상태)단계부터 D9(15.7%, 극심한 건조스트레스)단계까지 9개 그룹으로 분류하고 엽록소 형광을 측정하였다. 또한 건조스트레스에 영향을 받은 묘(D5-D9)에 재관수하여 육안판단으로 확인되지 않은 광합성 및 생육 회복 수준을 측정하였다. 3개의 건조스트레스 단계의 엽록소형광 곡선 형태는 건조스트레스 조기 탐지에 대해 다른 양상을 보였다. 총 16개의 엽록소 형광 지수는 건조스트레스에 노출되면서 지속적으로 감소하였으며, 육안으로 판단 가능한 D5(32.1%)단계에서 크게 감소하였다. 형광감소율(Rfd_Lss)는 초기 건조스트레스 수준(D5-D6)에서 명확하게 감소하기 시작하였으며, 최대 광화학효율(Fv/Fm)은 극심한 건조스트레스 수준(D7-D9)에서 크게 감소하였다. 따라서, Rfd_Lss 및 Fv/Fm 지수를 건조스트레스의 초기 및 이후 단계에서 생육 및 광합성 회복 평가를 위한 지표로 선정하였다. 개별 엽록소형광 지수의 수치값 차이와 엽록소형광 이미지를 통해 건조스트레스 수준이 직관적으로 확인되었다. 이러한 결과는 Rfd_Lss와 Fv/Fm은 각각 초기 및 극심한 건조스트레스를 탐지하지 위한 엽록소형광 지수로 활용될 수 있으며, Fv/Fm은 재관수시 회복 평가를 위한 최적의 엽록소형광 지수로 판단된다.