초고압전자현미경을 이용한 미라 모발 멜라닌과립의 구조 관찰

장병수 한국융합학회 2017 한국융합학회논문지 Vol.8 No.8

본 연구는 미라 모발에 존재하는 멜라닌과립의 보존 상태와 모양을 규명하기 위해서 1250kV의 초고압전자현미경high voltage electron microscope: HVEM)을 사용하여 3차 구조를 분석하였다. 미라 모발에서 피질에 분포하고 있는 멜라닌과립은 큐티클층에 인접한 바깥쪽 피질에 집중적으로 분포하고 있다. 이들 부위에는 다량의 멜라닌과립들이 무리를 지어 존재하고 있어서 현대인의 정상 모발에 있는 멜라닌과립의 분포양상과 뚜렷한 차이점을 나타내었다. 초고압전자현미경으로 ± 60도의 범위에서 1도 간격으로 촬영한 결과 멜라닌과립은 길쭉한 타원형의 형태로 크기가 다양하게 관찰되었다. 과립의 크기는 단축 직경이 0.3- 0.6㎛이고, 장축 직경은 0.5-1㎛로 측정되었다. 결론적으로 초고압전자현미경은 일반 투과전자현미경보다 높은 해상도와 투과력을 가져서 두꺼운 절편의 생물시료 구조분석에 용이하다. Three-dimensional melanin granules of mummy’s hair analyzed using high voltage electron microscopy at 1250kV. The melanin granules in the cortex of mummy’s hair located in close proximity to the outer of cortex in the adjacent place of the cuticles. A lot of melanin granule performed in this area. It is a distinguished difference from modern human. While it rotated up to 60 degree counter-clockwise and taken a photo per one degree using high voltage electron microscopy. The melanin granule displayed with long elliptical and variable at the size. The size of granule is measured from 0.3~0.6㎛ in minimum diameter and 0.5~1㎛ in maximum diameter. Conclusionally, high voltage electron microscope has higher resolution and penetration power than conventional transmission electron microscope that could be load biological thick specimen.

투과 전자 현미경 원소 분석을 통하여 본 산화주석 박막과 실리콘 기판 사이의 산소 영향에 관한 연구

정진 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2019 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.9 No.9

This study investigated the effect of oxygen atoms on the interface of tin oxide through transmission electron microscopy. The tin oxide thin film was prepared by sputtering. X-ray diffraction analysis of the prepared tin oxide thin film showed that the tin oxide thin film was grown to (110), (101), (200), and (201) planes. As a result of the X-ray diffraction analysis, it was confirmed that the oxygen atom influences the growth plane of the thin film and the intensity of the crystal plane changes. As a result of analyzing the thin film through the transmission electron microscope, the oxygen layer was observed between the silicon substrate and the tin oxide, and another tin layer was formed on the oxygen layer. Stoichiometric defects occur when oxygen and tin ions chemically bond onto silicon substrates. The optical and electrical defects of the oxide thin films are closely related to the oxygen vacancy defects in the thin films. The presence of an oxygen layer between the interfaces can be sufficiently utilized as an optical and electrical element of the thin film. As a result of chemical analysis of the interface of the tin oxide thin film through elemental analysis, it was confirmed that tin, oxygen, and silicon atoms were distributed together in the interface layer. 본 연구는 투과 전자 현미경 원소 분석을 통하여 산화주석의 계면에서의 산소원자 영향을 연구 하였다. 산화주석 박막의 제조는 스퍼터를 통하여 제조 되었다. 제조된 산화 주석 박막의 x선 회절 분석을 통하여 분석한 결과 산화주석 박막은 (110), (101), (200), (201)면 등으로 성장 되었다. x선 회절 분석을 통하여 본 결과, 산소 원자가 박막의 성장면에 영향을 미치어서 결정면의 세기가 변화됨이 확인되었다. 투과 전자 현미경을 통하여 박막을 분석한 결과 실리콘 기판과 산화주석 사이에 산소층이 관찰되었고, 산소층 위에 다른 주석 층이 형성되어 있는 것이 관찰되었다. 산소와 주석 이온이 실리콘 기판 위에 화학 결합을 할 때 화학 양론 결함이 발생하였다. 산화물 박막의 광학적 전기적 결함은 박막 내의 산소 공공 결함과 밀접한 관계가 있다. 계면 사이의 산소층 존재는 박막의 광학적 전기적 소자로서의 충분한 이용이 가능하다. 원소 분석을 통하여 산화주석 박막의 계면을 화학 분석한 결과, 주석, 산소, 규소 원자들이 계면층에 함께 분포되어 있음을 확인하였다.

미토콘드리아 절편의 여러 투사각에서 투과 전자 현미경으로 획득한 영상의 정합과 밝기 보정

김동식(Dong Sik Kim) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.46 No.3

투과전자현미경(transmission electron microscopy)에서 특정 투사각에서 획득한 2차원으로의 투사 영상의 열을 사용하여 세포와 같은 물질의 3차원 구조를 복원한다. 이때 전처리 과정으로 2차원 투사 영상의 정확한 영상 정렬과 밝기 보정이 필요하다. 본 논문에서는 기준점(fiducial marker)을 사용한 정렬 방법을 이용하여 영상열을 정렬하고, 수십 장의 영상들의 상이한 밝기 특성을 일정하게 보정하는 방법을 제시하였다. 영상의 투과율 모델에 근거하여, 영상의 주변부의 밝기 정보를 사용하여 각 영상의 조명을 일정한 값으로 조정하고 투사각에 따라 대상의 밝기가 일정하게 변동하도록 밝기 보정을 수행하는 알고리듬을 제시하였으며, 실제 투과전자현미경으로부터 얻은 영상열을 사용하여 밝기 보정 알고리듬의 성능을 검증하였다. Using the projected 2-dimensional tilted images obtained from the transmission electron microscopy, we can reconstruct the 3-dimensional structures of objects, such as cells. As a preprocessing procedure, the tilted images should be registered and compensated in terms of the spatial position and the intensity difference, respectively. In this paper, we employ the fiducial marker-based approach to perform a registration, and introduce a simple intensity compensation scheme. Based on the transmissivity image formation model, we propose an algorithm that can compensate the components of the illumination and transmissivity of each image according to the tilted angle. Numerical analysis using real images obtained from the transmission electron microscopy are shown in this paper to show the performance of the proposed algorithm.

RF magnetron sputtering 법으로 증착된 GZO와 ZnO 박막의 광학적 특성

황보수정,전훈하,김금채,이지수,김도현,최원봉,전민현,HwangBoe, S.J.,Jeon, H.H.,Kim, G.C.,Lee, J.S.,Kim, D.H.,Choi, W.B.,Jeon, M.H. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.6

상온에서 RF magnetron sputtering 을 이용하여 10nm에서 50nm 의 두께를 가지는 ZnO와 GZO 를 유리 기판위에 증착하여 두 물질 간의 구조적 특성과 광학적 특성을 평가하였다. 구조적인 특성은 투과전자현미경 (TEM) 과 주사전자현미경 (SEM)을 통해 이루어졌다. 광학적 특성 평가는 spectrophotometer를 이용하여 UV-VIS-NIR 영역에 관한 투과도를 측정하였다. ZnO의 결정크기가 GZO보다 상대적으로 더 크게나왔으며 이는 결정 경계면에서 발생하는 광산란을 줄임으로서 투과도의 향상을 가져왔다. 투과 전 영역에서 ZnO의 투과도가 더 높게 나왔으며, 특히 50nm 박막의 경우 ZnO의 투과도가 GZO 보다 20% 이상 더 뛰어난 것을 확인 할 수 있었다. Zinc oxide (ZnO) and Ga doped zinc oxide (GZO) with different thickness in range of 10nm to 100nm are prepared on glass substrate by RF magnetron sputtering at room temperature. The structural and optical properties of the thin films is evaluated. The structural properties of ZnO and GZO are investigated by Tunneling Electron Microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). Optical properties are also investigated by UV-VIS-NIR spectrophotometer (200$\sim$1400nm). The much larger grain size of ZnO compared to GZO decreased the light scattering at the grain boundary and improved the transmittance. The transmittance of ZnO is higher than that of GZO through all of the ranges of wavelengths. In case of over 50nm, we found that the transmittance of ZnO is 20% higher than that of GZO.

모발조직의 투과전자현미경 시료제작 및 관찰기법

장병수 대한미용학회 2018 대한미용학회지 Vol.14 No.4

This study explains the ultrastructure of normal hair and the hair that underwent a structural change caused by various hair styling based on the skilled experience and know-how of the researcher. The hair is a keratinized cylindrical structure and many holes are formed naturally inside the hair. For this reason, the preparation of samples for transmission electron microscope (TEM) should be done under vacuum condition of fixation, dehydration, infiltration and embedding. Also, care must be taken to avoid artifacts during ultra-thin sectioning and staining. The artifacts are observed on TEM as scratches and streaks of the blade, and as a precipitate with high electron density due to carelessness of heavy metal dyeing process. In the observation of hair tissue, the sample is easily torn by the electron beam. In such cases, it is necessary to observe the distant part from the torn part or to observe and analyze the same sample which exists in another grid mesh. Academic distortions can occur when using images formed by physical deformation of hair tissue and artifacts as research results. 모발은 각질화된 긴 원통형의 구조로 모발 내부에 자연적으로 많은 구멍들이 형성되어 있다. 그래서 투과전자현미경 관찰을 위한 시료 제작은 고정과 탈수, 침투, 포매, 중합과정을 진공상태에서 실시해야 한다. 또한 절편제작과 염색과정에서 인공산물이 생성되지 않도록 주의를 기울여야 한다. 인공산물은 투과전자현미경상에 칼날의 흠집과 줄무늬가 형성되어 나타나거나, 중금속 염색과정의 부주의로 전자밀도가 높은 침전물로 관찰된다. 모발조직의 관찰에서 시료는 전자빔에 의해 쉽게 찢어지는 현상이 나타나는데 이런 경우 찢어진 부위에서 멀리 떨어진 부위를 관찰하거나 다른 그물에 존재하는 동일한 시료를 찾아서 관찰 분석해야한다. 모발조직의 물리적인 변형과 인공산물 등에 의해 형성된 이미지를 연구결과로 사용하면 학문적인 왜곡이 일어날 수 있다.

3-Days lens와 daily disposable lens(1-day)의 시간 경과 별물리적 특성 변화의 비교

송선정,김기홍,추병선 한국안광학회 2020 한국안광학회지 Vol.25 No.2

Purpose: The study compared changes in physical properties of daily disposable and 3-day-lenses (3-day wearing lenses) over 3 days in vitro. Methods: Artificial Tear Solution (ATS) was prepared to simulate the actual composition of tears. Three types of single-use disposable contact lenses (senofilcon A, delefilcon A, filcon II 3) and 3-day wearing lenses (silicone tripolymer) were soaked in the artificial tear solution, inside an incubator at 37oC with 150 rpm for 12, 24, and 48 hours. Oxygen transmissibility and visible light transmittance were measured, and the lens surface was observed over time. Results: The initial oxygen permeability (Dk/t) of the 3-day wearing lenses was 13.23, which was significantly lower than that of the three types of disposable lenses at all times. All four lenses showed more than 97% visible light transmission, but after 24 hours, the transmittance of delefilcon A was markedly reduced to less than 80%. Surface observations showed an increase in deposits over time which was greatest for Filcon II 3. Conclusions: Three-day wearing lenses seem likely to cause problems due to hypoxia as a result of the low oxygen permeability. Delefilcon A is expected to blur vision after 24 hours, and filcon II 3 in the high water content group should be avoided in patients with high protein levels in tears. In addition, the safety of the 3-day wearing lenses could not be determined in this study. 시중에 판매되고 있는 실리콘 하이드로겔 소재의 일회용 렌즈 3종과 3일 착용렌즈 1종에 있어 시간 경과에 따른 물리적 특성 변화를 비교하였다. 방법: 인공누액은 실제의 눈물의 조성비를 기준으로 준비하였으며, 일회용 렌 즈(senofilcon A, delefilcon A, filcon II 3)와 3일 착용렌즈(silicone tripolymer)를 준비된 인공누액에 담구어 배양기에 서 37oC, 150 rpm의 속도로 흔들어 주면서 12h, 24h, 48h 동안 침지시킨 후 시간 경과에 따른 산소투과도, 가시광선 투과율, 표면 변화를 관찰하였다. 결과: 3일 착용렌즈의 최초 산소투과도(Dk/t)는 13.23이었으며, 모든 시간에 있어 일 회용 렌즈와 비교 시 현저히 낮은 산소투과도를 나타내었다. 가시광선 투과율의 경우 오염 전 4종 모두 97% 이상의 투과율을 가졌으나 24h 경과 후 delefilcon A의 투과율이 80%이하로 현저한 감소를 나타내었다. 표면 관찰 시 시간 경과에 따라 침착물의 증가가 관찰되었으며, filcon II 3에서 가장 많은 침착물이 관찰 되었다. 결론: 본 연구에서 사 용된 3일 착용렌즈는 낮은 산소투과도의 결과로 저산소증에 의한 문제가 우려된다. 일회용 3종간의 비교에서 24h 경 과 후 delefilcon A에서 가장 먼저 시야 흐림 증상이 발생될 것으로 예상된다. 표면침착은 고함수율군의 filcon II 3에 서 큰 폭의 증가를 보였다. 일회용 렌즈와 3일 착용렌즈의 시간 경과에 따른 물리적 특성 변화 비교 결과, 3일 착용 렌즈의 3일 착용여부에 관한 안전성은 검증되지 않았다.

전기석과 백운모 반응경계면의 관찰

안중호 忠北大學校部設基礎科學硏究所 2012 自然科學硏究 Vol.26 No.-

페그마타이트에서 부분적으로 운모화된 전기석을 고분해능 투과전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 전기석 의 변질광물로서 관찰되는 백운모는 전기석의 {110}와 {100} 방향으로 발달하는데, 이러한 특징은 초기에는 전기석의 변질작용이 구조적으로 벽개의 방향에 의해 결정되었음을 지시한다. 고분해능 투과전자현미경 관찰 에 의하면 전기석과 백운모의 반응경계면은 전기석의 {110}와 {100}을 따라 생성되어 있음을 보여준다. 백 운모의 (001)와 전기석의 (110)간의 반응경계면이 이루는 각도는 일정하지 않지만, 백운모의 (001)와 전기 석의 c-축 간의 방향은 일반적으로 평행을 유지한다. 고분해능 투과전자현미경 관찰 결과는 전기석이 다른 광 물을 거치지 않고 직접 백운모로 변질되었음을 보여준다.

얇은 판모양의 SnO 합성과 역동적인 입자 파쇄현상 연구

박상문 한국물리학회 2013 새물리 Vol.63 No.8

SnO particles were prepared using a simple hydrothermal reduction method at a low temperature of 150 ℃. X-ray diffraction patterns and transmission-electron-microscopic images of the SnO product were used to index the peak positions and the characterize the plate-like morphologies, respectively. A preferred orientation of the well-crystallized SnO tetragonal lattice along the c-axis [00l ] was observed. The dynamic electron-beam-induced fragmentation (EBIF) process in SnO lumps under beam irradiation was monitored. The homogenous SnO nanoparticle-like droplets with diameters of about 20 to 300 nm produced through the EBIF process were scrutinized. One of leading factors influencing the fragmentations is discussed based on melting points. SnO 입자를 낮은 온도 (150 ℃)에서 간단한 수열 환원(hydrothermal reduction) 방법으로 합성하였다. X-선 회절 (X-ray diffraction) 방법을 통해서 생성물에서 관찰된 회절피크가 SnO 결정구조를 보이고 있는지 인덱스 하였으며, 투과형 전자현미경(transmission electron microscope)을 통해서는 얇은 판 모양의 SnO 입자 모양을 관찰 하였다. 정방정계 구조인 SnO의 결정화와 함께 c 축방향으로 선택 방향 성장 [00l]이 관찰되었다. 투과형전자현미경의 빔을 SnO 덩어리에 조사하여 SnO 덩어리가 역동적으로물방울 모양 같은 나노 입자들로 파쇄 (Fragmentation)되는 현상을모니터링 하였다. 전자빔 유도 파쇄현상에 의해서 20에서 300 nm 크기의물방울 모양 같은 균질한 SnO 나노 입자들이 형성됨을 관찰하였다. 이파쇄 현상의 가장 큰 요인은 각 물질들이 가지는 고유한 녹는점과 밀접한관계가 있다고 예측하였다.ㅂ

투과전자현미경분석용 박편 제작 시 집속이온빔에 의한 광물 손상

정기영 ( Gi Young Jeong ) 한국광물학회 2015 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.28 No.4

집속이온빔(FIB, focused ion beam)법은 광물 및 지질시료의 분석 대상 위치로부터 투과전자현미경(TEM, transmission electron microscope) 관찰을 위한 박편을 정밀하게 제작할 수 있는 방법으로널리 보급되고 있다. 그러나 박편 제작과정에서 Ga 이온빔에 의한 구조 손상이나 인위적 효과들이 발생하여 전자빔에 의한 손상과 함께 TEM 분석에서의 난점들 중 하나이다. 광물 시료 FIB 박편의TEM 관찰에서 석영과 장석의 비정질화, 커튼 효과, Ga 오염 등이 확인되었으며, 특히 입자 경계 부근이나 두께가 얇은 곳에서 이들 현상이 보다 뚜렷하다. 박편 제작 시의 가속전압 및 전류 조정 등의 분석절차 개선으로 이온빔 손상을 줄일 수 있으나, 어느 정도의 손상이나 오염은 피할 수 없으므로TEM 박편 관찰과 해석에서 유의하여야 한다. Focused ion beam (FIB) technique is widely used in the precise preparation of thin slices for the transmission electron microscopic (TEM) observation of target area of the minerals and geological materials. However, structural damages and artifacts by the Ga ion beam as well as electron beam damage are major difficulties in the TEM analyses. TEM analyses of the mineral samples showed the amorphization of quartz and feldspar, curtain effect, and Ga contamination, particularly near the grain edges and relatively thin regions. Although the ion beam damage could be much reduced by the improved procedures including the adjustment of the acceleration voltage and current, the ion beam damage and contamination are likely inevitable, thus requiring careful interpretation of the micro-structural and micro-chemical features observed by TEM analyses.

Graphene oxide-supported SiNx microchannel chips for cryo-EM of materials in native environments

이민영,박정원 한국공업화학회 2023 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2023 No.0