• 제목/요약/키워드: electron spin resonance spectroscopy

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열발광, 전자스핀공명 및 DNA Comet 분석에 의한 대두의 방사선 조사 여부 검지 특성 (Detection Characteristics of TL, ESR and DNA Comet for Irradiated Soybeans)

  • 이은영;정재영;노정은;조덕조;권중호
    • 한국식품과학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.18-23
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    • 2002
  • 방사선 조사된 대두의 검지방법을 연구하기 위하여 국산 및 중국산 대두에 대하여 $0.5{\sim}4.0\;kGy$의 감마선을 조사하고 열발광(TL), 전자스핀공명(ESR) 및 DNA comet 특성을 비교 검토하였다. TL 측정에서 비조사구는 $280^{\circ}C$ 부근에서 매우 낮은 glow curve를 나타내었고, 감마선 조사구는 $200^{\circ}C$ 부근에서 조사선량에 의존적인 glow curve를 나타내었다. 재조사(re-irradiation) 방법에 의한 TL ratio$(TL_1/TL_2)$의 비교는 TL 측정 결과의 정확도를 높여 주었다. 원산지별 TL 특성 비교에서 국산을 중국산에 비해 높은 TL intensity를 나타내었다(p<0.01). 대두 껍질을 사용한 ESR 측정에서는 조사시료에서 cellulose radical 유래의 특이한 signal(g = 2.02374, 1.98715)을 보여주었고 중국산 시료의 ESR signal이 더 높게 나타났다. 비조사 대두의 DNA comet은 tail이 없거나 아주 짧은 tail을 가진 전형적인 intact cell을 나타내었다. 그러나 0.5 kGy 이상의 감마선 조사 시료에서는 조사선량에 의존적으로 comet의 tail length 증가와 더불어 comet의 크기 및 농도의 변화가 일어났다. 이상의 결과에서 TL, ESR 및 DNA comet의 분석은 대두의 방사선 조사 여부 확인을 가능하게 하였으며, 원산지별 검지특성의 차이는 거의 없었다.

건멸치의 방사선 조사 확인을 위한 열발광, 전자스핀공명, Hydrocarbon 및 2-Alkylcyclobutanone의 다중분석 (Multistep Identification of γ-Irradiated Boiled-Dried Anchovies by Analysis of Thermoluminescence, Electron Spin Resonance, Hydrocarbon and 2-Alkylcyclobutanone)

  • 노정은;권중호
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.8-14
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    • 2003
  • 건 멸치에 대한 방사선 조사 여부의 확인을 위한 다중 분석을 실시하였다 열발광(TL) 분석에서 건 멸치의 비조사구는 28$0^{\circ}C$ 부근에서 매우 낮은 peak를 나타내었다 방사선 조사구 는 20$0^{\circ}C$ 전후에서 선량의존적인 높은 peak를 나타내었다. 재조사에 의한 TL ratio의 산출은 조사 여부 확인의 신뢰도를 높여주었다. 전자스핀공명(ESR) 분석에서는 건멸치의 뼈를 사용하여 hydroxyapatite 유래의 radical을 확인할 수 있다. 이때 ESR signal은 선량의존적 이었으며, -2$0^{\circ}C$에서 6개월 저장 이후에도 측정이 가능하였다. 건 멸치에서 6종의 hydrocarbon (HC)류가 분석되었고, 이 중 1,7-hexadecadiene과 1-hexadecene는 방사선 조사구 에서만 검출되었다. 건 멸치에서 3종의 2-alkylcyclobutanone(2-ACB)류가 분석되었으며, 2-do-decylcyclobutanone와 2-tetradecylcyclobutanone는 방사선 조사구에서만 검출되었다. 이상의 방사선 조사 유래의 HC와 2-ACB는 조사선량에 따라 의존적으로 증가하였다. HC와 2-ACB는 저장 6개월 후에도 미량이지만 검출이 가능하였으나 TL- 및 ESR 분석은 좀 더 간편한 분석방법으로 나타났다.

The first KREDOS-EPR intercomparison exercise using alanine pellet dosimeter in South Korea

  • Park, Byeong Ryong;Kim, Jae Seok;Yoo, Jaeryong;Ha, Wi-Ho;Jang, Seongjae;Kang, Yeong-Rok;Kim, HyoJin;Jang, Han-Ki;Han, Ki-Tek;Min, Jeho;Choi, Hoon;Kim, Jeongin;Lee, Jungil;Kim, Hyoungtaek;Kim, Jang-Lyul
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권10호
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    • pp.2379-2386
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    • 2020
  • This paper presents the results of the first intercomparison exercise performed by the Korea retrospective dosimetry (KREDOS) working group using electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. The intercomparison employed the alanine dosimeter, which is commonly used as the standard dosimeter in EPR methods. Four laboratories participated in the dose assessment of blind samples, and one laboratory carried out irradiation of blind samples. Two types of alanine dosimeters (Bruker and Magnettech) with different geometries were used. Both dosimeters were blindly irradiated at three dose levels (0.60, 2.70, and 8.00 Gy) and four samples per dose were distributed to the participating laboratories. Assessments of blind doses by the laboratories were performed using their own measurement protocols. One laboratory did not participate in the measurements of Magnettech alanine dosimeter samples. Intercomparison results were analyzed by calculating the relative bias, En value, and z-score. The results reported by participating laboratories were overall satisfactory for doses of 2.70 and 8.00 Gy but were considerably overestimated with a relative bias range of 10-95% for 0.60 Gy, which is lower than the minimum detectable dose (MDD) of the alanine dosimeter. After the first intercomparison, participating laboratories are working to improve their alanine-EPR dosimetry systems through continuous meetings and are preparing a second intercomparison exercise for other materials.

Alaternin and Emodin with Hydroxyl Radical inhibitory and/or Scavenging Activities and Hepatoprotective Activity on Tacrine-Induced Cytotoxicity in HepG2 Cells

  • Jung, Hyun-Ah;Chung, Hae-Young;Takaka, Yokezawa;Kim, Youn-Chul;Hyun, Sook-Kyung;Choi, Jae-Sue
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제27권9호
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    • pp.947-953
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    • 2004
  • The antioxidative and hepatoprotective potentials of two anthraquinones, alaternin (2-hydroxy-emodin) and emodin, to scavenge and/or inhibit hydroxyl radicals generated by the Fenton reaction and to protect tacrine-induced cytotoxicity in human liver derived HepG2 cells were evaluated, respectively. The inhibitory activity on hydroxyl radical generated in a cell-free chemical system (FeSO$_4$/$H_2O$$_2$) was investigated by a fluorescence spectrophotometer using a highly fluorescent probe, 2$^1$,7$^1$-dichlorofluorescein. The hydroxyl radical scavenging activity was determined by electron spin resonance spectroscopy using 5,5-dimethy-1-pyrroline-N-oxide as hydroxyl radicals trapping agents. Tacrine-induced HepG2 cell toxicity was determined by a 3-[4,5-dimethylthiazole-2yl]-2,5-diphenyltertrazolium bromide assay. Although the scavenging activity of alaternin on hydroxyl radical was similar to that of emodin in dose-dependent pat-terns, the inhibitory activity exhibited by the former on hydroxyl radical generation was stron-ger than that of the latter, with $IC_{50}$/ values of 3.05$\pm$0.26 $\mu$M and 13.29$\pm$3.20 $\mu$M, respectively. In addition, the two anthraquinones, alaternin and emodin showed their hepatoprotective activ-ities on tacrine-induced cytotoxicity, and the EC$_{50}$ values were 4.02 11M and 2.37 $\mu$M, respec-tively. Silymarin, an antihepatotoxic agent used as a positive control exhibited the EC$_{50}$ value of 2.00 $\mu$M. These results demonstrated that both alaternin and emodin had the simultaneous antioxidant and hepatoprotective activities.ies.

Effect of Irradiation Dose and Storage Time on the Free Radical Concentrations in Gamma-reradiated Dried Seasoning Powder

  • Nam, Hye-Seon;Ly, Sun-Yung;Yang, Jae-Seung
    • Preventive Nutrition and Food Science
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    • 제7권1호
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    • pp.57-61
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    • 2002
  • Electron spin resonance (ESR) spectroscopy was used to investigate the effect of irradiation dose and storage time on the free radical concentrations in gamma-irradiated dried seasoning powder. Seasoning powders of dried squid flavor, shrimp flavors, kimchi flavor, spicy beef soup flavor and soy sauce flavor were irradiated with doses of 0, 1, 3, 5, 7 and 9 kGy at room temperature using a Co-60 irradiator. Characteristic signals of free radicals were observed in all the irradiated samples of this experimental while these signals were not detected in non-irradiated samples. Since the free radical concentrations linearly increased with the applied doses (1~9 kGy), highly positive correlation coefficients ($R^2$ = 0.9285~0.9965) were obtained between irradiation doses and free radical concentrations during all the storage times. Free radical concentrations of the irradiated flavored seasoning powder did not change even at 16 weeks of storage at room temperature, while those of dried squid, shrimp and spicy beef soup flavors decreased until 2 weeks of storage after irradiation with 5 kGy or over, and these of soy cause flavors slowly decreased until 8 weeks of storage after irradiation with 3 kGy or over. Although the free radical concentrations decreased with storage times, the characteristic signals of the irradiated seasoning powders of dried squid, shrimp, spicy beef and soy sauce flavors were observed even after 16 weeks of storage at room temperature.

Inhibition of Oxidative Damage by Phlorotannins from Ecklonia cava in Normal Human Dermal Fibroblasts

  • Kim, Moon-Moo;Rajapakseb, Niranjan;Kim, Se-Kwon
    • 한국해양바이오학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.126-135
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    • 2006
  • Phloroglucinol 단위체로 구성된 Oligomeric polyphenol인 Phlorotannins을 갈조류의 일종인 감태(Ecklonia cava)의 메탄올 추출물의 용매 분획으로부터 분리하였다. 산화스트레스에 대한 감태추출물의 용매분획으로부터 Phlorotannins의 억제효능을 주름형성과 연관성이 있는 사람피부섬유아세포(HDFs)에서 조사되었다. ESR spectroscopy 분석에서, 감태의 에틸아세테이트 분획으로 부터의 Phlorotannins에서 DPPH radical, Hydroxyl radical 및 Alkyl radical에 대하여 가장 높은 소거효능이 나타났다. 2',7'-Dichlorofluorescin diacetate (DCFH-DA)와 Diphenyl-1-pyrenylphosphine (DPPP)을 이용하여 세포내에서 활성산소종 및 지질과산화 수준을 측정하였다. 감태의 다른 용매 분획과 비교하여 에틸아세테이트 용매분획으로 부터의 Pphlorotannins의 존재에서 이들수준이 유의성 있게 감소되었다 (P < 0.01). 더욱이, Phlorotannins은 세포내의 Glutathione (GSH) 함량도 시간에 따라 증가시켰다. 그러므로, 이러한 결과들은 감태의 Phlorotannins이 산화적 스트레스와 연관성이 있는 주름형성 같은 여러가지 질환의 예방 및 치료에 잠재적인 효능이 있다는 것을 암시하고 있다.

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유기용매에서 Anthraquinone의 광반응에서 생성하는 짧은 수명의 반응중간체에 관한 시간분해 ESR 연구 (Time Resolved ESR Studies on Short-Lived Reaction Intermediates Produced by Laser Photolysis of Anthraquinone in Organic Solvents)

  • 홍대일;윤영현;손무정;김경찬;쿠와타 케이지
    • 대한화학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.237-243
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    • 1995
  • Anthraquinone이 유기용매에서 광반으에 의하여 반응 중간체로 생성하는 짧은 수명의 중성 세미퀴논 라디칼과 음이온 라디칼을 시간분해 ESR법에 의하여 측정하였다. 2-2-propanol (PrOH)과 triethylamine (TEA) 10:1 혼합 용매에서 광반응에 의하여 생성하는 중성 anthrasemiquinone 라디칼(AQH${\cdot}$)과 음이온 라디칼 (AQH${\cdot}$)의 CIDEP 스펙트럼을 측정하였다. 생성한 AQH${\cdot}$은 반감기가 0.8 ${\mu}sec$로 수명이 아주 짧았으며, AQ${\cdot}$-은 안정하여 cwESR의 측정이 가능하였다. 스핀분극된 음이온 라디칼(AQ${\cdot}$-*)의 분극소멸 속도 상수는 $2.6{\times}10^5\; sec^{-1}$이고, 음이온 라디칼의 소멸은 1차 반응으로 속도상수가 $3.0{\times}10^2\; sec^{-1}$이다. 혼합용매에 TEA가 2% 미만일 때 CIDEP가 일어나지 않았다. 벤젠과 TEA 혼합용매에서는 반감기 3.0 ${\mu}sec$의 중성 anthrasemiquinone 라디칼의 CIDEP가 측정되었다. 그러나, cwESR은 측정되지 않았다. PrOH, TEA 또는 벤젠만의 용매로서는 CIDEP와 ESR을 측정할 수 없었다.

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닭고기, 돼지고기 및 쇠고기의 방사선 조사 유무 판별을 위한 ESR Spectroscopy의 활용 (Detection of Irradiated Chicken, Pork and Beef by ESR Spectroscopy)

  • 양재승;김충기;이해정
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.606-611
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    • 1999
  • ESR 기기를 이용하여 뼈를 함유한 육류의 방사선 조사 유무를 알아보았다. 닭고기, 돼지고기, 쇠고기 시료를 0, 1, 3, 5, 7 kGy로 조사한 후 살과 골수를 제거한 뼈를 건조한 다음 시료로 사용하였다. 분광은 적용 자장에 대한 흡광도의 일차미분으로 나타냈으며 Bruker Win-EPR spectrometer로 기록하였다. 실험결과 방사선 조사시료는 전형적 비대칭성 신호를 나타냄으로서 비조사 시료와 확실히 구별되었다. 방사선 조사된 닭뼈의 경우 상업적인 조사선량인 3 kGy보다 적은 1 kGy이하까지 검출이 가능하였다. 또 방사선 조사한 시료의 신호 높이는 같은 시료의 채취부위 차이보다는 시료 종류간의 차이로 인하여 높이가 달랐다. 각 시료의 조사선량에 따른 신호의 높이를 알아본 결과 쇠고기 뼈가 가장 높았으며 다음으로는 돼지고기 뼈 그리고 닭고기 뼈의 경우 제일 낮아서 동물의 크기가 클수록 크게 나타났으나 어느 경우든 조사선량에 따라 직선관계를 보임으로서 개략적인 정량도 가능하였다. 또 이들 신호의 크기는 6주간의 저장기간동안에도 변하지 않아 ESR 기기법은 빠르고 확실한, 육류의 방사선 조사 유무를 판별할 수 있는 검출법임을 알 수 있었다.

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감마선 조사된 참깨, 들깨의 조사선량과 저장기간에 따른 free radical 농도의 변화 (Changes of Free Radical Concentrations with Irradiation Dose and Storage Time in Gamma-Irradiated Sesame and Perilla Seeds)

  • 이은정;양재승
    • 한국식품과학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.396-399
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    • 2002
  • ESR spectroscopy를 이용하여 방사선 조사된 국내산 참깨와 들깨, 수단산 참깨에서 생성된 라디칼 농도에 조사선량과 저장기간이 미치는 영향을 조사하였다. 시료를 50 g씩 pyrex tube에 넣고 밀봉하여 0, 1, 5 및 10 kGy의 Co-60 감마선을 조사하고 각각의 시료를 직경 4 mm의 ESR 석영튜브에 120 mg씩 넣은 후 상온에서 4주간 보관하면서 일정기간에 따라 Bruker-EPR spectrometer를 이용하여 ESR 신호를 측정하였다. 실험결과 조사 직후 감마선 조사된 국내산 참깨와 들깨, 수단산 참깨는 비조사시료와 비교하여 조사시료의 신호 크기가 매우 커서 비조사시료와 쉽게 구별할 수 있었다. 적용선량의 범위에서$(1{\sim}10\;kGy)$ 조사선량이 증가함에 따라 라디칼 농도는 비례적으로 증가하였으며, 선량의 증가에 따른 라디칼 농도의 증가를 나타낸 $R^2$$0.9926{\sim}0.9994$의 높은 값을 나타내었다. 국내산 참깨와 들깨, 수단산 참깨의 라디칼 신호는 4주간의 저장 후에도 관찰할 수 있어 ESR spectroscopy를 이용한 국내산 참깨와 들깨, 수단산 참깨의 방사선 조사여부 판별은 4주간의 저장 후에도 측정 가능한 방법임을 알 수 있었다.

RF 마그네트론 코스퍼터링을 이용한 Si3N4 매트릭스 내부의 실리콘 양자점 제조연구 (Fabrication of Silicon Quantum Dots in Si3N4 Matrix Using RF Magnetron Co-Sputtering)

  • 하린;김신호;이현주;박영빈;이정철;배종성;김양도
    • 한국재료학회지
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    • 제20권11호
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    • pp.606-610
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    • 2010
  • Films consisting of a silicon quantum dot superlattice were fabricated by alternating deposition of silicon rich silicon nitride and $Si_3N_4$ layers using an rf magnetron co-sputtering system. In order to use the silicon quantum dot super lattice structure for third generation multi junction solar cell applications, it is important to control the dot size. Moreover, silicon quantum dots have to be in a regularly spaced array in the dielectric matrix material for in order to allow for effective carrier transport. In this study, therefore, we fabricated silicon quantum dot superlattice films under various conditions and investigated crystallization behavior of the silicon quantum dot super lattice structure. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra showed an increased intensity of the $840\;cm^{-1}$ peak with increasing annealing temperature due to the increase in the number of Si-N bonds. A more conspicuous characteristic of this process is the increased intensity of the $1100\;cm^{-1}$ peak. This peak was attributed to annealing induced reordering in the films that led to increased Si-$N_4$ bonding. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis showed that peak position was shifted to higher bonding energy as silicon 2p bonding energy changed. This transition is related to the formation of silicon quantum dots. Transmission electron microscopy (TEM) and electron spin resonance (ESR) analysis also confirmed the formation of silicon quantum dots. This study revealed that post annealing at $1100^{\circ}C$ for at least one hour is necessary to precipitate the silicon quantum dots in the $SiN_x$ matrix.