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Design and Implementation of IoT based Low cost, Effective Learning Mechanism for Empowering STEM Education in India

  • Simmi Chawla;Parul Tomar;Sapna Gambhir
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권4호
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    • pp.163-169
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    • 2024
  • India is a developing nation and has come with comprehensive way in modernizing its reducing poverty, economy and rising living standards for an outsized fragment of its residents. The STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) education plays an important role in it. STEM is an educational curriculum that emphasis on the subjects of "science, technology, engineering, and mathematics". In traditional education scenario, these subjects are taught independently, but according to the educational philosophy of STEM that teaches these subjects together in project-based lessons. STEM helps the students in his holistic development. Youth unemployment is the biggest concern due to lack of adequate skills. There is a huge skill gap behind jobless engineers and the question arises how we can prepare engineers for a better tomorrow? Now a day's Industry 4.0 is a new fourth industrial revolution which is an intelligent networking of machines and processes for industry through ICT. It is based upon the usage of cyber-physical systems and Internet of Things (IoT). Industrial revolution does not influence only production but also educational system as well. IoT in academics is a new revolution to the Internet technology, which introduced "Smartness" in the entire IT infrastructure. To improve socio-economic status of the India students must equipped with 21st century digital skills and Universities, colleges must provide individual learning kits to their students which can help them in enhancing their productivity and learning outcomes. The major goal of this paper is to present a low cost, effective learning mechanism for STEM implementation using Raspberry Pi 3+ model (Single board computer) and Node Red open source visual programming tool which is developed by IBM for wiring hardware devices together. These tools are broadly used to provide hands on experience on IoT fundamentals during teaching and learning. This paper elaborates the appropriateness and the practicality of these concepts via an example by implementing a user interface (UI) and Dashboard in Node-RED where dashboard palette is used for demonstration with switch, slider, gauge and Raspberry pi palette is used to connect with GPIO pins present on Raspberry pi board. An LED light is connected with a GPIO pin as an output pin. In this experiment, it is shown that the Node-Red dashboard is accessing on Raspberry pi and via Smartphone as well. In the final step results are shown in an elaborate manner. Conversely, inadequate Programming skills in students are the biggest challenge because without good programming skills there would be no pioneers in engineering, robotics and other areas. Coding plays an important role to increase the level of knowledge on a wide scale and to encourage the interest of students in coding. Today Python language which is Open source and most demanding languages in the industry in order to know data science and algorithms, understanding computer science would not be possible without science, technology, engineering and math. In this paper a small experiment is also done with an LED light via writing source code in python. These tiny experiments are really helpful to encourage the students and give play way to learn these advance technologies. The cost estimation is presented in tabular form for per learning kit provided to the students for Hands on experiments. Some Popular In addition, some Open source tools for experimenting with IoT Technology are described. Students can enrich their knowledge by doing lots of experiments with these freely available software's and this low cost hardware in labs or learning kits provided to them.

유치원·학교 구성원의 코로나19 신속항원검사 결과(2022년 3월 2일부터 5월 1일까지) (COVID-19 Rapid Antigen Test Results in Preschool and School (March 2 to May 1, 2022))

  • 윤고운;박영준;장은정;이상은;김류경;정희권;곽진
    • Pediatric Infection and Vaccine
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    • 제31권1호
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    • pp.113-121
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    • 2024
  • 목적: 코로나19 오미크론 변이 바이러스 확진자 급증에 따라 질병관리청과 교육부는 유치원·학교 구성원을 대상으로 선제검사를 시행하였다. 정상적인 학교생활을 영위하기 위해 자가진단용 신속항원검사 (rapid antigen test, RAT)를 이용하여 코로나19 확진자를 교내 전파가 이루어지기 전에 발견하는데 목적이 있다. 방법: 2022년 3월 2일부터 5월 1일까지전국의유치원·학교의구성원을대상으로검사인원 19,458,575명, 검사건수 50,675,386건을 수집하였다. 건강상태 자가진단 앱에 입력된 결과를 코로나19정보관리시스템 확진자 현황 정보와 병합하여 RAT 양성률과 양성예측도를 분석하였다. 결과: 주간 RAT 양성률은 1.11-5.90%, 양성예측도는 86.42-93.18%였다. 신분별 RAT 양성률은 학생이 1.13-6.16%, 양성예측도는 87.19-94.03%, 교직원 RAT 양성률 0.99-3.93%, 양성예측도는 77.55-83.10%였다. 증상 유무에 따른 RAT 양성률은 의심 증상이 있는 경우 76.32-88.02%, 의심 증상이 없는 경우 0.34-1.11%, 양성예측도는 의심 증상이 있는 경우 79.54-95.49%, 의심 증상이 없는 경우 64.66-87.84%이었다. 이번 유치원·학교 구성원의 RAT 선제 검사를 통하여 943,342명의 확진자를 교내 전파 이전에 신속하게 발견하였다. 결론: 자가진단용 RAT를 잘 활용하면 확진자를 신속하게 발견하는데 도움이 되어 유치원·학교에서는 교육 공백을 최소화할 수 있고, 전파의 위험도 줄일 수 있을 것이다. 장시간 동안 정해진 공간에서 동일한 사람들과 반복적으로 노출되는 위험을 최소화하여 안전한 환경에서 학교생활이 유지될 수 있도록 노력해야 할 필요가 있다. 이러한 점에서 선제검사의 필요성은 더 중요하게 되었다. 이번 연구에서 자가진단용 RAT 검사는 선제적 선별검사 도구로써 유용성과 확진자를 신속하게 발견하는 데 활용될 수 있다는 것을 보여준다.

에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸 파라벤의 In Vitro 검색시험 연구에서의 내분비독성 (Oestrogenic Activity of Parabens In Vitro Estrogen Assays)

  • 이성훈;김선중;박정란;조은혜;안남식;박준석;황재웅;정지윤;이영순;강경선
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.100-106
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    • 2006
  • ER와 리포터 유전자인 $\beta$-galactosidase가 도입된 효모재조합검색시험법을 이용하여 파라벤류의 내분비계 장애작용을 검색하였다. 양성대조 시험물질로 앞의 시험법들과 동일하게 E2와 BPA를 설정하여 파라벤류의 에스트로젠성을 비교분석 하였다. E2의 경우 $10^{-9}M$에서 가장 활성이 높게 관찰되었고, BPA의 경우 $10^{-7}M$에서 에스트로젠성이 가장 높았다. 파라벤의 경우 이소프로필파라벤이 $10^{-9}M$에서 $10^{-3}M$까지 시험하였을 때, 농도 의존적으로 에스트로젠성이 증가하였으며, $10^{-9}M$의 경우 가장 강력한 에스트로젠성을 보였다. 또한 양성대조군인 E2와 비교하였을 때, $10^{-7}M$에서 $10^{-3}M$까지의 이소프로필파라벤은 오히려 E2보다 높은 내분비계 장애작용이 검색되었다. 이소프로필파라벤을 제외한 나머지 파라벤류의 경우 $10^{-4}M$$10^{-5}M$의 프로필파라벤과 $10^{-3}M$$10^{-4}M$의 에틸파라벤에서 에스트로젠성이 관찰되었다. 또한 MCF-7세포주는 사람의 유방암 세포이면서 $ER{\alpha}$가 존재하여 에스트로젠 또는 에스트로젠 유사물질이 ER와 반응하여 세포의 성장을 유도하게 된다. 이번 연구에서 파라벤의 시험 이전에 이미 내분비계 장애물질로 널리 알려진 BPA와 체내에 존재하는 강력한 에스트로젠이면서 BPA보다 활성이 1000배정도 높다고 알려진 E2를 양성대조군으로 설정하여 MCF-7세포의 성장을 관찰하였다. 72시간동안 BPA와 E2를 다양한 농도로 MCF-7세포에 노출한 후 DNA 양을 측정하였더니, E2의 경우 $10^{-9}M$에서 대조군보다 약 2.5배의 세포성장을 관찰할 수 있었으며, BPA의 경우 $10^{-8}M$에서 대조군 보다 약 2.2배의 세포성장을 관찰할 수 있었다. 에틸파라벤의 경우 $10^{-7}M$에서 $10^{-4}M$까지 농도 의존적으로 MCF-7세포의 성장을 증가시켰고, $10^{-4}M$이 대조군에 비해 세포성장이 약 2.2배에 달하여 양성대조군과 비슷하면서 높은 에스트로젠 유사반응을 보였다. 프로필파라벤, 부틸파라벤, 이소부틸파라벤과 이소프로필파라벤의 경우 $10^{-5}M$의 농도에서 2배 이상의 세포성장이 유도되었고, 이소프로필파라벤의 경우 RPE값이 약 104%에 이르는 등, 내분비계 장애작용이 검색되었다. 한편, 본 연구팀은 ER에 대한 파라벤의 시험관 내 상경적 결합력을 측정하기 위해 $ER{\alpha}$$ER{\beta}$ competition binding assay kit를 사용하여 시험하였다. 이 시험법은 E2와 비교하여 파라벤류의 $ER{\alpha}$$ER{\beta}$에 반응하는 시험물질의 RBA(relative binding affinities) 값을 측정하였다. 파라벤의 $ER{\alpha}$ 상경적 결합시험의 경우. E2의 $IC_{50}$의 값이 $4.29{\times}10^{-9}$이었고, 이소부틸파라벤의 경우 $4.5{\times}10^{-7}$에 달하여 RBA값이 0.952가 계산되었다. 이전 연구에 의해 밝혀진 BPA의 경우 RBA값이 0.333인데 반하여, 이소부틸파라벤은 약 3배가 높은 내분비계 장애작용이 검색되었다. 파라벤의 $ER{\beta}$ 상경적 결합시험의 경우. $ER{\alpha}$와 마찬가지로 이소부틸파라벤이 $1.94{\times}10^{-7}M$$IC_{50}$값을 가지면서 RBA값이 0.471이 계산되었다. 이것은 파라벤이 $ER{\alpha}$$\beta$모두와 결합을 할 수 있고 E2와 경쟁적으로 결합을 할 수 있으며 이는 내분비계를 방해할 수 있다는 것을 다시 한번 뒷받침 해주고 있다. 덧붙여 본 연구팀의 결과는 이소부틸파라벤의 경우 경쟁적으로 결합하는 능력 또한 내분비계교란물질로 잘 알려진 BPA만큼의 능력을 가지고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 in vitro적 방법으로 파라벤류들의 에스트로젠성을 측정한 결과 이미 보고된 연구와 비슷하게 화학 구조적으로 더 길거나 분지된 알킬기를 가지는 파라벤일수록 에스트로젠성이 더 강하게 나타났다. 따라서, 식품이나 화장품 등의 보존제로 사용되는 이 화학물질의 과다한 노출은 정상적인 내분비계에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다고 판단된다.

Cisternography 검사 시 사용되는 방사성의약품의 안정성 확보를 위한 검사도입 및 유용성 평가 (Evaluation of Usefulness and Procedures for Safety of Radiopharmaceuticals in Cisternography)

  • 김다은;유연욱;최호용;김윤철;김영석;원우재;김석기
    • 핵의학기술
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    • 제14권2호
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    • pp.45-49
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    • 2010
  • 뇌조 조영술에 이용되는 방사성의약품들 중 최근에는 Tc-99m DTPA를 이용한 뇌 척수액 영상이 대부분이다. 하지만 Tc-99m DTPA는 사용 시 무균수막염, 근육강직, 경련 등 여러 부작용이 발생할 우려가 있다. 따라서 Tc-99m DTPA의 이러한 부작용의 발생을 사전에 예방하기 위하여 안정성검사를 시행하였으며 그 유용성을 알아보고자 한다. 방사성의약품 Vial검사는 2008년 12월 16일 - 2009년 12월 30일에 뇌조조영술을 시행한 환자(n=12)를 대상으로 시행하였으며, 시술시 사용한 vial내의 DTPA 성분 (Mallinckrodt사의 Techscan-DTPA사용), NaPertechnate radiation dose 및 volume, 생리 식염수량, 환자주사용 용량 및 activity 등을 측정하여 순수 DTPA의 양을 계산하였다. 방사성의약품의 내독소평가(Bacterial endotoxin)는 2008년 12월 16일-2009년 12월 30일에 뇌조 조영술을 시행한 환자(n=12)를 대상으로 하였고, 이 때 사용한 DTPA vial의 Pyrogen test (LAL test)를 시행하였다. 시약이 함유된 Positive/Negative control vial(표준액)에 normal saline 0.2 mL을 주입하고, 동일한 Test control vial(실험액)에 normal saline 0.1mL 와 Tc-99m DTPA 0.1 mL로 주입하였으며 Digital hot plate에서 $37.5^{\circ}C$로 1시간 반응시킨 후 응고여부를 표준액과 대조하여 관찰하였다. 안정적인 제조절차 준수는 보존제(방부제)가 없는 미 개봉한 CaNa3 DTPA kit를 사용하였으며 Tc-99m DTPA는 한 Vial당 한명의 환자선량으로 뽑아 투여한다. 이때 적정 용량을 맞추기 위해 0.9% NaCl 멸균 생리 식염수를 사용하여 희석하였다. 방사성의약품 Vial검사는 측정된 성분값들로 순수 DTPA의 양을 얻어내었으며 이는 2가지의 계산식을 이용하여 선량 대비 DTPA의 용량(평균 0.88 mg), 용량 대비 DTPA의 용량(평균 0.74 mg)을 도출해내었다. 방사성의약품의 내독소 평가에서는 동일한 조건으로 시험(n=12)을 시행한 결과 모두 Bacterial endotoxin이 기준치인 단위 선량 당 14 endotoxin units (EU)미만의 반응인 Negative(-)로 나왔다. 안정적인 제조절차 준수에서는 검사 관련 sheet를 만들어 작성 및 제조절차 준수 여부를 확인하였으며 결과 모두 준수하여 제조과정 내에서 방사성의약품에 의하여 발생할 수 있는 부작용이 없었다. Tc-99m DTPA를 이용한 Cisternography 검사 시 항상 방사성의약품의 안정성문제가 제기되어 왔다. 수막강 내 주입용 방사성의약품으로서 제조 및 사용 시 불안정한 취급으로 부작용이 발생할 우려가 있으며, 이에 따른 사용지침이 확립되어야 한다고 생각되었다. 수막강 내 주입용 방사선의약품으로써 free acid 혹은 sodium을 포함하는 DTPA는 적절하지 않으며, 반면 Calcium이 포함된 DTPA는 적절한 것으로 알려져 있다. 위와 같이 Techscan-DTPA(Mallinckrodt): CaNa3으로 간단하며 편리하게 안정성검사를 시행할 수 있었으며 각 검사결과(n=12) 안정성검사를 모두 통과하여 검사 시 동반될 수 있는 부작용은 나타나지 않았다. 앞으로 위와 같은 SOP (Standard Operating Procedures)를 적용하여 보다 쉽고, 편리하게 안정성검사를 시행할 수 있으리라 사료된다.

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최근 4년간 서부 경남지역의 소아에서 발생한 쯔쯔가무시열의 임상적 고찰 (A Clinical Study of Tsutsugamushi Fever in Children during 1997~2000 in the Western Kyungnam Province)

  • 주혜영;이준수;김정희;유황재;김천수
    • Pediatric Infection and Vaccine
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    • 제8권2호
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    • pp.213-221
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    • 2001
  • 목 적 : 급성 열성 질환으로 입원한 환아들 중 임상적 또는 혈청학적 소견상 쯔쯔가무시열로 진단된 17례의 임상양상을 조사하여 소아에서 발진을 동반한 급성 발열성 질환의 감별에 있어서 쯔쯔가무시열의 조기진단과 치료에 도움을 주고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 1997년 9월부터 2000년 12월까지 성균관대학교 마산삼성병원 소아과에 급성 열성 질환으로 입원한 환아들 중 임상적 또는 혈청학적 소견상 쯔쯔가무시열로 진단된 17례를 대상으로 성별 및 연령 분포, 발생시기, 임상증상, 검사소견, 치료결과 등을 후향적으로 분석하였다. 쯔쯔가무시열의 임상적 진단기준은 1일 이상의 발열을 주소로 입원한 환아들 중 최근 3주내 유행지역에 노출된 병력이 있으면서 반점 구진상의 피부 발진과 가피, 림프절 종대 등의 특징적인 진찰소견이 동반된 환아들로 제한하였다. 혈청학적 진단기준은 O.tsutsugamushi 항원 감작 면양 적혈구를 이용한 수동혈구응집반응검사(PHA)인 Genedia tsutsugamushi PHA 2 kit(녹십자, 한국)를 이용하였는데 O.tsutsugamushi 항체가 가 1 : 80 이상이면 양성으로 판정하였고, 양성으로 판정된 검체는 1 : 5,120까지 계단 희석하여 항체가의 변화를 정량 분석하였다. 또한 Hantann virus와 Leptospira에 대한 혈청학적 검사도 동시에 시행하였다. 결 과 : 연구군 17례의 연령 분포는 6개월부터 12세까지로 평균 연령은 $6.9{\pm}3.6$세였으며 성별은 남아가 10례(58.8%), 여아가 7명(41.2%)으로 남아에서 많았다. 발생 시기는 10월에 7명, 11월에 10명으로 전례에서 10~11월에 발생하였고, 환아들 중 14명은 유행지역의 외부환경에 노출된 병력이 있었다. 임상증상은 발열이 전례에서 있었는데 입원 전 발열기간은 2~8(평균 $5.2{\pm}1.7$)일의 분포를 보였고 그 외에 두통, 기침, 소양감, 콧물, 복통, 구토, 설사 등이 있었으며 진찰소견은 피부 발진이 전례에서 있었고 그 외에 가피, 림프절 종대, 결막 충혈, 인후 발적, 피부의 막양 낙설, 간 비대, 발의 부종 등의 순으로 관찰되었다. 가피는 14례에서 관찰되었는데 등과 서혜부가 각각 3례로 가장 많았고 그 외에 경부, 가슴, 슬와부, 두부, 대퇴부 등에서 발견되었다. 말초혈액 검사상 빈혈은 1례에서 관찰되었고 백혈구 감소와 혈소판 감소는 각각 5례에서 보였다. 소변검사에서는 혈뇨와 단백뇨가 각각 1례에서 있었고, 급성기 반응으로 ESR은 단지 2례에서 상승되었으나 CRP는 12례에서 양성이었으며, 간기능 검사상 AST와 ALT치는 각각 9례와 7례에서 증가되었다. 혈청학적 검사(PHA)상 입원 당시의 양성반응은 8례(47%)였으며 발열기간에 따른 양성율은 7일 미만군(38.5%)에 비해서 7일 이상군(75%)에서 더 높았으나 유의성은 없었고 입원 당시 음성반응이었던 9례 중 발병 후 2~3주경에 추적검사한 4명에서는 모두 양성반응으로 전환되었다. 치료는 8세 미만인 9례에서는 chloramphenicol(25 mg/kg)을 8시간 간격으로 정맥 주사하였고, 8세 이상인 8례에서는 doxycycline(5 mg/kg/day)을 2회로 나누어서 경구 투여하였으며 해열 후 4일까지 투여하였다. 치료 후 해열에 걸리는 기간은 chloramphenicol군 : $1.3{\pm}0.6$일, doxycycline군 : $1.5{\pm}1.0$일로 두 군에서 비슷하였다. 합병증은 간질성 폐렴이 1명, 무균성 뇌수막염이 3명 있었으나 17명 전례에서 휴유증이나 재발 없이 완쾌되었다. 결 론 : 소아 쯔쯔가무시열의 발생시기와 임상양상은 성인과 유사하나 소아에서는 남아에서 발생율이 더 높은 차이점이 있었다. 또한 PHA에 의한 검사는 발병 1주내에는 민감도가 낮으므로 유행지역에 노출된 병력이 있는 소아에서는 발열, 발진, 가피, 림프절 종대 등의 특징적 임상소견에 의한 조기진단과 적극적인 치료가 중요하며, 발병 2~3주경에 반복적 검사에 의한 혈청학적 확진이 필요하다고 생각된다.

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Re-188과 Tc-99m 표지 단일클론항체 CEA79.4의 생체외 특성과 생체내 분포 (In Vitro Properties and Biodistribution of Tc-99m and Re-188 Labeled Monoclonal Antibody CEA79.4)

  • 홍미경;정재민;여정석;김경민;장영수;이용진;이동수;정준기;이명철;이승진
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.516-524
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    • 1998
  • 목적: 현재 Re-188 표지 단일클론항체는 종양의 방사면역치료제로서 주목받고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 이 연구에서는 골수성 백혈구 세포에 존재하는 NCA-95에 대한 단일클론항체 CEA79.4를 사용하여 Re-188의 항체 표지법을 개발하고 그 특성을 분석하여 Tc-99m 표지항체와 비교하고자하였다. 대상 및 방법: 표지는 항체에 방사성 핵종을 직접 붙이는 직접법을 사용하였다. 환원제인 ${\beta}$-mercaptoethanol로 단일클론항체 CEA79.4를 환원하여 SH-기를 생성시키고 여기에 발생기로부터 얻은 Tc-99m과 Re-188을 표지 하였다. Tc-99m의 표지를 위해서는 pH 6.5인 PBS에서 반응시켰으며 착화제와 환원제로 MDP kit를 사용하였다. Re-188은 50 mM acetate buffered saline (ABS, pH 5.3)에서 stannous tartrate를 환원제로 사용하여 표지 하였다. 표지효율은 ITLC로 확인하였으며 표지항체는 PD-10 칼럼을 이용하여 분리하였다. 분리한 표지항체를 1% 사람혈청 알부민과 비타민 C를 넣어 산화를 방지하고 실온과 사람혈청(5% $CO_2$, $37^{\circ}C$)에서 안정성 검사를 실시하였다. 대장암세포주인 SNU-C4와 세포결합검사를 실시하여 면역반응성과 항원에 대한 친화상수를 측정하였다. 또한 정상 ICR 마우스에 꼬리정맥으로 주사하여 1, 14, 24시간에 체내분포를 보았다. 결과: Tc-99m의 항체 표지효율은 $92.4{\pm}5.9%$ (n= 15)이고 Re-188은 $84.7{\pm}4.6%$ (n=4)로 우수한 표지효율을 보였다. 표지항체의 체외안정성검사를 실시한 결과 실온에서는 Tc-99m 표지항체의 경우 24시간까지 90% 정도로 안정하였으나 Re-188 표지항체는 70% 정도를 유지하였다. 사람혈청에서는 Tc-99m 표지항체는 24시간에 60% 이상이었으나 Re-188은 50% 이하로 낮았다. Tc-99m과 Re-188의 표지항체의 면역반응성은 각각 59.2%, 41.6%, 친화상수는 $6.59{\times}10^9\;M^{-1}$, $4.2{\times}10^9\;M^{-1}$ 이었다. 또한 정상 마우스에서 체내 분포는 비 특이적으로 집적되지 않고 배설되어 유사한 경향을 보였다. 결론: 기존의 Tc-99m 표지법과 같은 원리를 이용하여 단일클론항체 CEA79.4를 Re-188과 표지하였다. Re-188-CEA79.4는 면역반응성과 친화력등 체외 면역학적 특성과 체내분포에서 Tc-99m 표지항체와 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 Re-188-CEA79.4는 골수성 백혈병, 림프종 등 질병의 방사면성역치료에 적용 할 수 있을 것이다.

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Henoch-$Sch{\ddot{o}}nlein$ Purpura 신염에서 Interleukin 1 Receptor Antagonist(IL-1ra) 유전자 다형성 (Interleukin 1 Receptor Antagonist(IL-1ra) Gene Polymorphism in Children with Henoch-$Sch{\ddot{o}}nlein$ Purpura Nephritis)

  • 황필경;이정녀;정우영
    • Childhood Kidney Diseases
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    • 제9권2호
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    • pp.175-182
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    • 2005
  • 목 적 : IL-1ra는 항염증반응을 가지고 있는 인자로서 IL-1 수용체와 결합하여, IL-l$\alpha$와 IL-1$\beta$의 결합을 경쟁적으로 억제시킴으로써, IL-1에 의해 매개되는 다양한 질환에서 중요한 내인성 조절인자로 작용한다. 이 유전자의 intron 2 부위에 86 bp 크기를 가지는 tandem repeat 에 의한 유전자 다형성이 존재하는데, 다양한 자가면역질환에서는 allele 2형의 빈도가 정상 인구군에 비해 유의하게 높다는 사실이 밝혀져 있다. 이에 저자들은 Henoch-$Sch{\ddot{o}}nlein$ Purpura 환자들을 대상으로 IL-1ra 유전자의 variable number tandem repeats(VNTR) 다형성을 검사하여 정상 대조군과 비교하였으며, 신장 침범 여부 및 중증의 경과에 $IL1RN^{*}2$가 어떤 영향을 미치는 지를 조사하였다. 방 법.: 1998년 1월부터 2002년 12월까지 부산 백병원 .소아과를 방문하여 Henoch-$IL1RN^{*}2$ purpura로 진단된 74명의 환자와 정상 대조군 43명을 대상으로 하였다. EDTA 처리된 전혈에서 상품화된 DNA 추출키트($QIAamp^{\circledR}$ DNA Blood Mini kit, Quiagen, USA)를 사용하여 DNA를 추출하였다. IL-1ra 유전자 다형성(polymorphysm)은 86 bp의 2, 3, 4, 5번의 반복횟수에 따라 각각 240 bp, 325 bp, 410 bp 또는 500 bp 크기의 밴드를 확인하여 결정하였다. 결 과 : HSP 환자군과 정상 대조군 모두에서 $IL1RN^{*}1$의 allele 빈도가 각각 $93.9\%,\;93.2\%$로 가장 높았으며, carriage rate도 각각 $98.6\%,\;97.9\%$로 가장 높았다. $IL1RN^{*}2$의 allele 빈도는 HSP 군에서 4.7$\%$로 대조군의 2.5$\%$에 비해 높았으나, 통계적으로 유의하지 않았다(P=0.794). Carriage rate도 HSP군에서 8.1$\%$로 대조군의 6.8$\%$에 비해 높았으나, 통계적으로 유의하지 않았다(P=0.915). $IL1RN^{*}2$의 allele 빈도는 신장 침범군에서 6.3$\%$로 비침범군의 2.9$\%$에 비해 높게 나타났으나 통계적으로 유의하지 않았다(P=0.356). Carriage rate는 신장 침범군에서 10.0$\%$, 비침범군에서 5.9$\%$였으며, 양군 사이에는 유의한 차이가 관찰되지 않았다(P=0.523). 24시간 채집뇨에서 측정한 총단백량이 1,000 mg 이상이었던 경우가 13명이었는데, 이들의 allele형은 $IL1RN^{*}1$이 11명이었으며, $IL1RN^{*}2와\;IL1RN^{*}4$형이 각각 1명씩 있었다. 마지막 추적관찰 시점까지 단백뇨가 지속되었던 환자는 4명이었으며 이들은 모두 $IL1RN^{*}1$형 이었다. 결 론 : HSP 환자군과 정상 대조군 모두에서 $IL1RN^{*}1$의 allele 빈도와 carriage rate가 가장 높았다. $IL1RN^{*}2$ allele 빈도와 carriage rate는 HSP 환자군에서 대조군과 비교하여 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 또한 HSP 환자군에서도 $IL1RN^{*}2$ allele 빈도와 carriage rate는 신장 침범의 정도와도 유의한 관련성이 발견되지 않았다.

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심질환 병력이 없었던 중환자에서 B-type Natriuretic Peptide 검사의 유용성 (The Usefulness of B-type Natriuretic Peptide test in Critically Ill, Noncardiac Patients)

  • 김강호;박홍훈;김에스더;천석철;이지현;이용구;이지현;김인재;차동훈;김세현;최정은;홍상범
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제54권3호
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    • pp.311-319
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    • 2003
  • 연구배경 : B-type natriuretic peptide(BNP)는 주로 심장의 심실에서 분비되는 호르몬으로서 심부전의 진단, 중증도 및 예후와도 연관이 있다고 알려져 있다. 중환자의 경우 급성병색시 심부전이 올수 있는 것으로 알려져있고 이는 환자의 예후와 연관이 있을 가능성이 있다. 그래서 저자들은 우선 이전 심질환의 병력이 없는 중환자들에서 BNP를 측정하여 증가여부를 살펴보고, BNP와 중환자의 중등도 및 예후와의 관련성 여부를 살펴보기로 하였다. 방 법 : 2002년 6월부터 10월까지 본원 중환자실에 입원하였던 환자 중 환자의 중증도와는 관련이 없이 BNP가 증가될 수 있는 울혈성 심부전, 심방 세동, 허혈성 심질환, 신부전 등을 제외한 32명을 대상으로 하였고, 대조군으로는 일반 병동 및 외래 환자 32명을 무작위로 추출하였다. BNP는 Triage B-Type Natriuretic Peptide test를 이용하여 fluorescence immunoassay를 통해 측정하였다. APACHE II score와 APACHE III score 및 중환자실 사망 여부를 추적하였다. 결 과 : 남녀비는 16 : 16이었고, 연령은 $59.2{\pm}20.6$세 였다. BNP는 $186.7{\pm}274.1$ pg/mL으로 정상 대조군의 $19.9{\pm}21.3$ pg/mL 보다 유의하게 높았다. 중환자군에서 BNP 100 pg/mL이상은 14명으로 43.8%였다. APACHE II score는 $16.5{\pm}7.6$이었고, 11명이 사망하였다. BNP값은 APACHE II score및 사망과 유의한 상관 관계를 보였고(r=0.443, p=0.011, r=0.530, p=0.002), 생존군과 사망군 BNP값은 유의한 차이를 보였으나($83.2{\pm}55.8$ pg/mL vs. $384.1{\pm}401.7$ pg/mL ; p=0.033), $PaO_2/FiO_2$와는 상관 관계를 보이지 않았다. 결 론 : BNP는 이전 심질환병력이 없었던 중환자에서 증가되어 있었고, 사망률 및 중증도 점수와도 유의한 상관 관계가 있었다. 따라서 중환자들의 예후를 예측하는데 비침습적이고 빠른 방법으로 도움이 될 가능성이 있다.

마이크로 컴퓨터를 이용한 어육의 신선도 측정장치의 개발 (Development of New Device for the Rapid Measurement of the freshness of Wet Fish by Using Micro Computer)

  • 조영제;이남걸;김상봉;최영준;이근우;김근배
    • 한국수산과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.253-262
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    • 1995
  • 현재, 일반적으로 사용되고있는 어육의 선도 측정방법은 소요시간이 많이 걸리는 단점이 있으므로, 신속한 어육의 선도 측정방법으로 마이크로컴퓨터를 이용하는 방법의 실용화에 대하여 검토하였다. 즉, 어체의 전기전도도에 따라서 변하는 값을 실효치변환기(RMS)에서 DC 0-5V로 변환시켜 8096마이크로 프로세서에 내장된 10 비트 분해능의 A/D converter를 거쳐서 디지털 DATA값으로 받아들이도록 고안한 장치를 이용하여, 기존의 물리화학적 선도판정법과 비교 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 사후 경직의 개시 시간은 $-3^{\circ}C$에서 4시간, $0^{\circ}C$에서 8시간, $5^{\circ}C$에서 10시간, 그리고 $10^{\circ}C$에서 14시간으로 저장 온도가 높을 수록 연장되었으며, 또 저장 온도가 낮을 수록 경직도가 높았고 완전 경직의 유지시간도 길었다. 2. 신선도 지표인 K값이 횟감으로 이용 가능한 $20\%$에 도달하는 시간은 저장 온도별로 $25^{\circ}C$ 4시간, $10^{\circ}C$ 22시간, $5^{\circ}C$ 71시간, $0^{\circ}C$ 96시간, 그리고 $-3^{\circ}C$ 240시간으로, 저장 온도가 낮을 수록 신선도 저하가 억제되었다. 3. 어류의 초기부패로 알려져 있는 VBN함량 $30mg\%$에 도달하는 데 걸리는 시간이 $-3^{\circ}C$에서 792시간, $0^{\circ}C$에서 576시간, $5^{\circ}C$에서 384시간, $10^{\circ}C$에서 189시간, $25^{\circ}C$에서 45시간이었다. 초기부패 값에 도달하는데 걸리는 속도상수는 각각 $-3^{\circ}C$에서 $0.0183h^{-1}$, $0^{\circ}C$에서 $0.037h^{-1}$, $5^{\circ}C$에서 $0.052h{-1}$, $10^{\circ}C$에서 $0.14h{-1}$, $25^{\circ}C$에서 $0.57h{-1}$이었으며 $0^{\circ}C$$10^{\circ}C$에서 $Q_{10}-value$는 1.37이며 Ea는 48.3Cal/mol이었다. 4. 본 연구에서 사용된 장치를 이용하여 선도를 측정한 결과, 초기값은 $93.3\%$였으며, $25^{\circ}C$의 경우 저장 40시간에 $21.2\%$로, $10^{\circ}C$는 저장 144시간에 $22.3\%$로 가장 낮은 값이었으며 그 이후 일정하게 유지되었다. $05^{\circ}C,\;0^{\circ}C,\;-3^{\circ}C$는 저장기간이 길어짐에 따라서 완만히 Q값이 감소하여 각각 $5^{\circ}C$에서 336시간, $0^{\circ}C$에서 504시간만에 최저값을 나타내어 그 이후 일정하게 유지되었으며 $-3^{\circ}C$의 경우는 서서히 저하하여 저장 792시간 후에 $34.27\%$였다. 각종 온도대에 Q값의 감소 속도 상수는 $-3^{\circ}C$에서 $0.075h^{-l}$, $0^{\circ}C$에서 $0.104h^{-1}$, $5^{\circ}C$에서 $0.18h^{-1}$, $10^{\circ}C$>에서 $0.37h^{-1}$ 그리고 $25^{\circ}C$에서 $1.16h^{-1}$로, 저장 온도가 높을 수록 감소속도는 빨랐다. $0^{\circ}C-10^{\circ}C$에서 $Q_{10}-value$는 1.28, Ea는 3.78Cal/mole이었다. 5. 상기의 실험항목 (사후경직도, K값, VBN)과 선도측정장치를 이용한 실험값과의 상관성을 살펴본 결과 사후경직도와 Q-value는 상관성을 채울 수 없었다. 한편, K값과의 상관성은 -0.978(P<0.001), -0.962(P<0.001), -0.975(P<0.001), -0.944(P<0.001), -0.966(P<0.001)로 모두 높은 상관성이 인정되었다. 또, VBN과의 상관성도 -0.915(P<0.001), -0.916(P<0.001), -0.909(P<0.001), -0.888(P<0.001), 0.988(P<0.001)으로 모두 부의 상관관계가 있었으며, 특히 $24^{\circ}C$의 경우 높은 상관성이 인정되었다. 이상의 결과에서 신선도측정장치는 VBN 및 K값과 높은 상관관계가 있었으며 이장치를 이용하여 각 어종별 data를 축적시킨다면 산업적으로 유용한 장치가 될 것으로 사료된다.

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인체타액의 보관이 DNA 분리와 안정도에 미치는 영향 (The Effects of Storage of Human Saliva on DNA Isolation and Stability)

  • 김용우;김영구
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제31권1호
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    • pp.1-16
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    • 2006
  • 최근 진단분야에 있어서의 가장 획기적인 진보로는 향상된 진단 술식의 민감도와 특이도를 들 수 있으며 이는 다양한 면역 화학물질과 분자생물학적 시약의 활용도가 증가되고 이와 더불어 진단용 기구의 수준 향상으로 가능해진 미세 술식의 발달에 따른 결과이다. 이러한 기술의 발전은 임상검사용 검체 뿐만 아니라 DNA의 공급원으로서의 타액의 진단학적 가치를 고려하게 되었다. 본 연구는 인체의 타액에서 genomic DNA를 분리하고 이를 혈액 및 협점막 swab에서 분리한 genomic DNA와 비교 검토해 봄으로써 타액 검체의 진단학적 활용도를 살펴보고, 타액 검체의 다양한 보관 과정이 genomic DNA의 분리에 미치는 영향을 살펴보고자 시행되었으며, 또한 분리된 genomic DNA의 안정도를 살펴보고자 중합효소 연쇄반응 분석법을 이용하여 $\beta$-globin 유전자의 증폭을 시행하였다. 10명의 피검자(평균 나이: $29.9{\pm}9.8$ 세)를 대상으로 혈액, 비자극성, 자극성 전타액 및 협점막 swab을 채취한 후 이로부터 genomic DNA를 분리하였다. 여러 다양한 보관조건이 genomic DNA에 미치는 영향을 알아보기 위하여 건강한 20명의 피검자(평균 나이: $32.3{\pm}6.6$ 세)를 대상으로 자극성 전타액을 채취하여 실온, $4^{\circ}C$, $-20^{\circ}C$, $-70^{\circ}C$, 자연 건조 및 동결 건조 상태에서 1, 3, 5 개월 동안 보관한 후 genomic DNA를 분리, 조사하였으며, 분리된 genomic DNA의 안정도를 살펴보고자 중합효소 연쇄반응 분석법을 이용하여 989-bp의 $\beta$-globin 유전자를 증폭한 후 전기영동 검사를 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 타액으로부터 분리한 genomic DNA의 농도는 혈액의 경우에 비하여 유의하게 낮았으며(p<0.05), 타액군 간에는 유의한 차이가 없었다. 자극성 전타액과 이를 동결 건조한 검체에서 분리한 genomic DNA의 순도는 혈액의 경우에 비하여 유의하게 높았으며(p<0.05), 협점막 swab으로부터 분리한 genomic DNA 의 순도는 타액의 경우에 비하여 유의하게 낮게 나타났다(p<0.05). 2. 실온에서 보관한 타액 검체로부터 분리한 genomic DNA의 농도는 1 개월 후부터 점차적으로 감소되었으며, 3 개월과 5개월 동안 보관한 타액 검체에서는 유의하게 감소되었다(각각 p<0.05, p<0.01). DNA의 순도 또한 점차적으로 감소되어 3 개월과 5 개월 동안 보관한 타액 DNA의 순도는 신선한 타액과 1 개월 동안 보관된 타액 검체의 순도보다 낮게 나타났다(p<0.05). 3. 타액 검체를 $4^{\circ}C$$-20^{\circ}C$에서 보관한 후 분리한 genomic DNA의 농도는 3 개월의 보관 기간 동안 유의한 변화가 없었으나, 보관 기간 5 개월 후의 검체에서는 유의하게 감소되었다(p<0.05). 4. 타액을 $-70^{\circ}C$에서 보관한 검체와 동결 건조한 후 보관한 검체로부터 분리한 genomic DNA의 농도는 보관 기간에 따른 유의한 차이를 보이지 않았으나, 보관 후 5 개월 후의 검체에서는 DNA의 농도가 감소되는 경향을 보였다. 5. 타액을 자연 건조한 후 즉시 genomic DNA를 분리한 결과, 신선한 타액에 비하여 약 60%의 DNA를 얻을 수 있었다. 자연 건조한 후에 실온에서 보관한 타액 검체로부터 분리한 genomic DNA 농도는 보관 2 주 만에 급격하게 감소되었다(p<0.05). 6. 중합효소 연쇄반응 방법을 이용한 $\beta$-globin 유전자의 증폭은 동결 건조한 후 보관한 타액의 경우 보관 기간 5 개월까지의 모든 검체에서 가능하였으며, 보관 기간 1 개월을 기준으로 보았을 때 $-20^{\circ}C$$-70^{\circ}C$에서 보관한 타액의 경우 모든 검체에서, $4^{\circ}C$에서 보관한 타액의 경우 일부분의 검체에서만 증폭이 가능하였고, 실온에서 보관한 타액과 자연 건조 후 실온에서 보관한 타액의 경우는 증폭이 이루어지지 않았다.