FT-IR스펙트럼 데이터의 다변량통계분석 기반 들잔디와 갯잔디의 대사체 수준신속 식별 체계

양대화,안명숙,정옥철,송인자,고석민,전예인,강홍규,선현진,권용익,김석원,이효연 한국식물생명공학회 2016 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.43 No.2

This study aims to establish a system for the rapid discrimination of Zoysia species using metabolite fingerprinting of FT-IR spectroscopy combined with multivariate analysis. Whole cell extracts from leaves of 19 identified Zoysia japonica, 6 identified Zoysia sinica, and 38 different unidentified Zoysia species were subjected to Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). PCA (principle component analysis) and PLS-DA (partial least square discriminant analysis) from FT-IR spectral data successfully divided the 25 identified turf grasses into two groups, representing good agreement with species identification using molecular markers. PC (principal component) loading values show that the 1,100 ~ 950 cm -1 region of the FT-IR spectra are important for the discrimination of Zoysia species. A dendrogram based on hierarchical clustering analysis (HCA) from the PCA and PLS-DA data of turf grasses showed that turf grass samples were divided into Zoysia japonica and Zoysia sinica in a species-dependent manner. PCA and PLS-DA from FT-IR spectral data of Zoysia species identified and unidentified by molecular markers successfully divided the 49 turf grasses into Z. japonica and Z. sinica. In particular, PLS-DA and the HCA dendrogram could mostly discriminate the 47 Z. japonica grasses into two groups depending on their origins (mountainous areas and island area). Considering these results, we suggest that FT-IR fingerprinting combined with multivariate analysis could be applied to discriminate between Zoysia species as well as their geographical origins of various Zoysia species. 본 연구에서는 FT-IR 스펙트럼 분석을 통해 한국에서 자생하는 Zoysia 속인 들잔디(Zoysia japonica)와 갯잔디(Zoysia sinica)의 전세포추출 시료로부터 대사체 수준에서 신속한식별체계를 확립하고자 하였다. 이를 위해 기준라인으로분자마커를 이용해 동정이 완료된 들잔디와 갯잔디 시료를FT-IR 분석에 사용하였으며, 제주도와 전라도에서 수집된미동정 잔디들을 기준라인과 비교분석하기 위해 FT-IR 분석에 사용하였다. 기준라인 들잔디와 갯잔디 시료로부터확보된 FT-IR 스펙트럼 데이터의 PCA (principal component analysis)와 PLS-DA (partial least square discriminant analysis) 분석 결과 각 기준라인은 들잔디 및 갯잔디 종에 따라 뚜렷하게 식별되었다. 들잔디와 갯잔디 시료 사이에서 가장 큰PC loading value값을 보인 부위는 1,100 ~ 950 cm -1 였다. 이부위는 carbohydrates 계열의 화합물들의 질적, 양적 정보를반영하는 부위로 이 계열의 화합물의 양적, 질적 차이가 들잔디, 갯잔디의 대사체 수준 구분에 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 기준라인 들잔디와 갯잔디 시료집단에미동정된 잔디 시료 집단을 추가하여 PCA와 PLS-DA 분석한 결과, 일차적으로 들잔디와 갯잔디로 구분이 이루어졌으며 미동정 집단은 모두 들잔디 그룹내에 분포하였다. 특히, HCA (hierarchical clustering analysis) dendrogram 분석 결과에서 동정 및 미동정 들잔디 시료들은 모두 수집지 특성에따라 국내 국립공원의 고산지대와 국내 섬지역 해안가의저지대로 별도의 소그룹을 형성하였다. 따라서, 본 연구 결과에서 확립된 FT-IR 스펙트럼 분석법은 한국 전역에 자생하는 들잔디와 갯잔디의 신속한 종 식별뿐만 아니라 수집지역의 특성에 따라 대사체 수준에서의 유연관계를 규명하는데 활용 가능할 것으로 기대된다.

FT-IR스펙트럼 데이터의 다변량통계분석 기반 들잔디와 갯잔디의 대사체 수준 신속 식별 체계

양대화,안명숙,정옥철,송인자,고석민,전예인,강홍규,선현진,권용익,김석원,이효연,Yang, Dae-Hwa,Ahn, Myung Suk,Jeong, Ok-Cheol,Song, In-Ja,Ko, Suk-Min,Jeon, Ye-In,Kang, Hong-Gyu,Sun, Hyeon-Jin,Kwon, Yong-Ik,Kim, Suk Weon,Lee, Hyo-Yeon 한국식물생명공학회 2016 식물생명공학회지 Vol.43 No.2

본 연구에서는 FT-IR 스펙트럼 분석을 통해 한국에서 자생하는 Zoysia 속인 들잔디(Zoysia japonica)와 갯잔디(Zoysia sinica)의 전세포추출 시료로부터 대사체 수준에서 신속한 식별체계를 확립하고자 하였다. 이를 위해 기준라인으로 분자마커를 이용해 동정이 완료된 들잔디와 갯잔디 시료를 FT-IR 분석에 사용하였으며, 제주도와 전라도에서 수집된 미동정 잔디들을 기준라인과 비교분석하기 위해 FT-IR 분석에 사용하였다. 기준라인 들잔디와 갯잔디 시료로부터 확보된 FT-IR 스펙트럼 데이터의 PCA (principal component analysis)와 PLS-DA (partial least square discriminant analysis) 분석 결과 각 기준라인은 들잔디 및 갯잔디 종에 따라 뚜렷하게 식별되었다. 들잔디와 갯잔디 시료 사이에서 가장 큰 PC loading value값을 보인 부위는 $1,100{\sim}950cm^{-1}$였다. 이 부위는 carbohydrates 계열의 화합물들의 질적, 양적 정보를 반영하는 부위로 이 계열의 화합물의 양적, 질적 차이가 들잔디, 갯잔디의 대사체 수준 구분에 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 기준라인 들잔디와 갯잔디 시료집단에 미동정된 잔디 시료 집단을 추가하여 PCA와 PLS-DA 분석한 결과, 일차적으로 들잔디와 갯잔디로 구분이 이루어졌으며 미동정 집단은 모두 들잔디 그룹내에 분포하였다. 특히, HCA (hierarchical clustering analysis) dendrogram 분석 결과에서 동정 및 미동정 들잔디 시료들은 모두 수집지 특성에 따라 국내 국립공원의 고산지대와 국내 섬지역 해안가의 저지대로 별도의 소그룹을 형성하였다. 따라서, 본 연구 결과에서 확립된 FT-IR 스펙트럼 분석법은 한국 전역에 자생하는 들잔디와 갯잔디의 신속한 종 식별뿐만 아니라 수집 지역의 특성에 따라 대사체 수준에서의 유연관계를 규명하는데 활용 가능할 것으로 기대된다. This study aims to establish a system for the rapid discrimination of Zoysia species using metabolite fingerprinting of FT-IR spectroscopy combined with multivariate analysis. Whole cell extracts from leaves of 19 identified Zoysia japonica, 6 identified Zoysia sinica, and 38 different unidentified Zoysia species were subjected to Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). PCA (principle component analysis) and PLS-DA (partial least square discriminant analysis) from FT-IR spectral data successfully divided the 25 identified turf grasses into two groups, representing good agreement with species identification using molecular markers. PC (principal component) loading values show that the $1,100{\sim}950cm^{-1}$ region of the FT-IR spectra are important for the discrimination of Zoysia species. A dendrogram based on hierarchical clustering analysis (HCA) from the PCA and PLS-DA data of turf grasses showed that turf grass samples were divided into Zoysia japonica and Zoysia sinica in a species-dependent manner. PCA and PLS-DA from FT-IR spectral data of Zoysia species identified and unidentified by molecular markers successfully divided the 49 turf grasses into Z. japonica and Z. sinica. In particular, PLS-DA and the HCA dendrogram could mostly discriminate the 47 Z. japonica grasses into two groups depending on their origins (mountainous areas and island area). Considering these results, we suggest that FT-IR fingerprinting combined with multivariate analysis could be applied to discriminate between Zoysia species as well as their geographical origins of various Zoysia species.

FT-IR 스펙트럼 데이터 기반 다변량통계분석기법을 이용한 아티초크의 대사체 수준 품종 분류

김천환(Chun Hwan Kim),성기철(Ki-Cheol Seong),정영빈(Young Bin Jung),임찬규(Chan Kyu Lim),문두경(Doo Gyung Moon),송승엽(Seung Yeob Song) 한국원예학회 2016 원예과학기술지 Vol.34 No.2

본 연구는 FT-IR 스펙트럼 데이터를 기반한 다변량통계분석을 이용한 대사체 수준에서 아티초크(Cynara cardunculus var. scolymus L.) 품종 구분하였다. FT-IR 스펙트럼 데이터로부터 PCA(principal component analysis), PLS-DA(partial least square discriminant analysis) 그리고 HCA(hierarchical clustering analysis) 분석을 실시하였다. 아티초크 품종들은 1700-1500, 1500-1300, 1100-950㎝<SUP>-1</SUP> 부위에서 대사체의 양적, 질적 패턴 변화가 FT-IR 스펙트럼상에서 나타났다. FT-IR 스펙트럼의 1700-1500㎝<SUP>-1</SUP> 부위는 주로 Amide I 과 II을 포함하는 아미노산 및 단백질계열의 화합물들의 질적, 양적 정보를 나타내고, 1700-1300㎝<SUP>-1</SUP> 부위는 phosphodiester group을 포함한 핵산 및 인지질의 정보가 반영이 되고, 1100-950㎝<SUP>-1</SUP> 부위는 단당류나 복합 다당류를 포함하는c arbohydrates 계열의 화합물들이 질적, 양적 정보가 반영되는 부위이다P. CA 상에 나타난 10품종의 아티초크들은 품종간에 중첩이 많이 이뤄지는 모습을 나타냈다. 아티초크 10개의 품종 중에서 ‘Cardoon’과 ‘Green Globe’가 계통분류학적으로 유연관계가 낮고, 서로간에 대사체 수준의 차이가 뚜렷하게 나타나는 것으로 보아 대사체 수준에서 마커 탐색에 가장 중요한 품종으로 작용할 것으로 판단된다. PLS-DA 분석의 경우 PCA 분석 보다 아티초크의 종간 식별이 뚜렷하게 나타났다. 따라서 본 연구에서 확립된 대사체 수준에서 아티초크의 품종 식별 기술은 품종, 계통의 신속한 선발 수단으로 활용이 가능할 것으로 기대되며 육종을 통한 품종개발 가속화에 기여 할 수 있을 것으로 예상된다 To determine whether FT-IR spectral analysis based on multivariate analysis for whole cell extracts can be used to discriminate between artichoke (Cynara cardunculus var. scolymus L.) plants at the metabolic level, leaves of ten artichoke plants were subjected to Fourier transform infrared(FT-IR) spectroscopy. FT-IR spectral data from leaves were analyzed by principal component analysis (PCA), partial least square discriminant analysis (PLS-DA) and hierarchical clustering analysis (HCA). FT-IR spectra confirmed typical spectral differences between the frequency regions of 1,700-1,500, 1,500-1,300 and 1,100-950 ㎝<SUP>-1</SUP>, respectively. These spectral regions reflect the quantitative and qualitative variations of amide I, II from amino acids and proteins (1,700-1,500 ㎝<SUP>-1</SUP>), phosphodiester groups from nucleic acid and phospholipid (1,500-1,300 ㎝<SUP>-1</SUP>) and carbohydrate compounds (1,100-950 ㎝<SUP>-1</SUP>). PCA revealed separate clusters that corresponded to their species relationship. Thus, PCA could be used to distinguish between artichoke species with different metabolite contents. PLS-DA showed similar species classification of artichoke. Furthermore these metabolic discrimination systems could be used for the rapid selection and classification of useful artichoke cultivars.

라만 및 FT-IR 현미경을 이용한 천일염 중 미세플라스틱 분석

Cho, Soo-Ah,Cho, Won-Bo,Kim, Su-Bin,Chung, Jae-Hak,Kim, Hyo-Jin 한국분석과학회 2019 분석과학 Vol.32 No.6

미세플라스틱이 해양에서 대량으로 발견되어 생태계에 큰 위협이 되고 있다. 국내에서도 우리가 실생활에서 직접 섭취하거나 음식에 많이 사용되는 천일염에서 미세플라스틱이 검출되었다는 보고가 있었다. 미세플라스틱을 분석하기 위하여는 성분, 크기, 모양 등에 대한 정보가 필요하며 이를 위하여 20 ㎛ 크기까지는 FT-IR 현미경이 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 최근에는 20 ㎛ 이하의 초 미세 플라스틱 분석이 가능한 라만 현미경법이 함께 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 시판 천일염 10.0 g을 녹인 후 25.4 mm × 25.4 mm 크기의 45 ㎛ mesh 필터로 여과한 후 필터 시료를 각각 FT-IR 현미경과 라만 현미경을 사용하여 미세플라스틱을 분석하였다. FT-IR 현미경의 경우 70 ㎛에서 100 ㎛까지의 3개의 폴리에틸렌(PE)와 170 ㎛의 폴리프로필렌(PP)가 검출되었다. 라만현미경에서는 45 ㎛ 필터를 사용하였음에도 불구하고 필터의 일부에 걸쳐서 여과되지 않고 존재하던 10 ㎛, 30 ㎛의 PE를 포함하여 50 ㎛에서 120 ㎛까지 총 9 개의 PE와 1 개의 40 ㎛ 크기의 폴리스티렌(PS) 1 개가 검출되었다. 검출된 PE 중에는 PE와 Al2O3가 함께 결합한 70 ㎛ 미세플라스틱과 원형이 아닌 200 ㎛ × 30 ㎛, 150 ㎛ × 20 ㎛의 비정형 PE도 함께 측정되었다. 미세플라스틱 외에도 총 100 개 이상의 입자들이 측정되었으며 이들의 조성을 보면 5 개의 셀룰로오스, 16 개의 유리류, 35 개의 탄소, 28 개의 미네랄등과 확인이 되지 못한 19 개의 입자들이 측정되었다. 따라서 라만현미경은 적외선현미경에 비하여 20 ㎛ 이하의 미세플라스틱도 측정이 가능하기 때문에 시료의 량도 10배이상 적게 사용할 수 있어 시료 전처리 및 크기에 따른 분석오차를 줄일 수 있다. Microplastics (MP) are found in large quantities in the oceans, posing a major threat to the ecosystem. In Korea, MPs have been reported to be detected in sea salts. In order to analyze MPs, information on their composition, size, and shape is required. FT-IR microscopy is used frequently to measure sizes larger than 20 ㎛. Recently, however, Raman microscopy, which can analyze ultrafine plastics below 20 ㎛, has been applied extensively. In this study, 10.0 g samples of commercially available salts were dissolved and filtered through a 45 ㎛ mesh filter with a size of 25.4 mm × 25.4 mm. These filtered samples were then analyzed by both FT-IR microscopy and Raman microscopy. A total of four MPs, including three polyethylene (PE) of size 70-100 ㎛ and a polypropylene (PP) of size 170 ㎛, were detected by FT-IR microscopy, while 10 MPs, including nine PE of size 10-120 ㎛ and one polystyrene (PS) of size 40 ㎛, were detected by Raman microscopy. Approximately, 1,000 MPs/kg was estimated, which was almost two times higher than the previous reported levels (~550-681 particles/kg in sea salts); this is because Raman microscopy can detect much smaller MPs than FT-IR microscopy. A total of 113 particles were found using Raman microscopy: Carbon (35, 31.5 %), minerals (28, 25 %), and glass (16, 14.4 %) were dominant, forming around 70% of the total, but MPs (10, 8.8 %) and cellulose (5, 4.5 %) were also found. Raman microscopy has great potential as an accurate method for measuring MPs, as it can measure smaller size MPs than FT-IR microscopy. It also has a reduced sample preparation time.

FT-IR 스펙트럼 다변량통계분석을 이용한 파파야(Carica papaya L.)의 생육온도 변화에 따른 대사체 수준 식별

정영빈,김천환,임찬규,김성철,송관정,송승엽 한국국제농업개발학회 2019 韓國國際農業開發學會誌 Vol.31 No.4

본 연구는 FT-IR 스펙트럼 데이터를 기반으로 다변량통계분석을 이용하여 생육 온도변화에 따른 파파야(Carica papaya L.)의 대사체 수준 식별을 통해 기후 변화에 대응하여 작물의육종 연구의 기초자료로 활용하고자 한다. 1. FT-IR 스펙트럼 데이터로부터 PCA(principal component analysis), PLS-DA(partial least square discriminant analysis) 그리고 HCA(hierarchical clustering analysis) 분석을 실시하였다. 2. 파파야 품종은 1700–1500, 1500–1300, 1100–950 cm-1부위에서 대사체의 양적, 질적 패턴 변화가 FT-IR 스펙트럼상에서 나타났다. FT-IR 스펙트럼의 1700–1500 cm-1부위는 주로Amide I 과 II을 포함하는 아미노산 및 단백질계열의 화합물들의 질적, 양적 정보를 나타내고, 1500–1300 cm-1부위는phosphodiester group을 포함한 핵산 및 인지질의 정보가 반영이 되고, 1100–950 cm-1부위는 단당류나 복합 다당류를 포함하는 carbohydrates 계열의 화합물들이 질적, 양적 정보가 반영되는 부위이다. 3. PCA score plot 상측으로부터 +0oC(A)에서 +4oC(C)로변화하는 것을 볼 수 있다. (A) 그룹은 주로 현재 기온에서재배되는 파파야가 분포되면서 그룹을 형성하고 있고, (B) 그룹은 평년 기온에서 +2oC 증가한 것을 가정하여 재배된 파파야가 그룹을 형성하였다. 또한, (C) 그룹은 (B) 그룹에서+2oC, 평년 기온에서 +4oC 증가한 것을 가정하여 재배된 파파야가 그룹을 형성하였다. 4. PLS-DA 분석의 경우 PCA 분석보다 생육온도에 따른그룹 간 식별이 뚜렷하게 나타났다. 5. 본 연구에서 확립된 파파야 생육온도에 따른 대사체 수준 식별 기술은 파파야의 품종, 계통의 신속한 선발 수단으로활용이 가능할 것으로 기대되며 육종을 통한 신품종개발 가속화에 기여할 수 있을 것으로 예상된다. To determine whether FT-IR spectral analysis based on multivariate analysis for whole cell extracts can be used to discriminate papaya at metabolic level. FT-IR spectral data from leaves were analyzed by principal component analysis (PCA), partial least square discriminant analysis (PLS-DA) and hierarchical clustering analysis (HCA). FT-IR spectra confirmed typical spectral differences between the frequency regions of 1,700–1,500, 1,500–1,300 and 1,100-950 cm-1, respectively. These spectral regions were reflecting the quantitative and qualitative variations of amide I, II from amino acids and proteins (1,700–1,500 cm-1), phosphodiester groups from nucleic acid and phospholipid (1,500– 1,300 cm-1) and carbohydrate compounds (1,100-950 cm-1). The result of PCA analysis showed that papaya leaves could be separated into clusters depending on different growth temperature. In this case, showed discrimination confirmed according to metabolite content of growth condition from papaya. And PLS-DA analysis also showed more clear discrimination pattern than PCA result. Furthermore, these metabolic discrimination systems could be applied for rapid selection and classification of useful papaya cultivars.

한지의 제조 조건에 따른 열 손상 평가 연구

김지원,박세린,한기옥,정선화 한국문화재보존과학회 2021 보존과학회지 Vol.37 No.6

본 연구에서는 증해제 종류(천연 잿물, Na2CO3)와 초지 시기(겨울, 여름)가 다른 한지를 선정하여 105℃의 가속열화 환경에서 나타나는 한지의 화학적 변화를 분석하고자 하였다. 백색 도(brightness) 및 황색도(yellowness), pH를 측정하여 한지의 열화 정도를 확인하였으며, 적외선 분광분석(FT-IR)을 통해 열화가 진행됨에 따른 셀룰로오스 내 작용기의 변화 정도를 나타내었 다. 이를 바탕으로 X선 회절분석(XRD)과 라만 분광분석을 실시하여 FT-IR에서 나타난 셀룰로 오스 내 결정 및 비결정영역의 변화를 검증하였다. FT-IR 분석결과, 열화가 진행됨에 따라 셀룰로오스 내 비결정영역의 흡광도는 감소하는 반면 결정영역의 흡광도는 미미하게 증가하는 양상을 보였다. 결정영역의 증가는 XRD 분석 후 결정 화도(Crystallinity Index, CI) 산출을 통해 열화 후 다소 증가함을 보여 같은 경향을 띠는 것을 확인할 수 있었다. 또한 라만 분광분석 결과, 열화 후 측정된 형광을 통해 초지 조건에 따른 셀룰로오스 내 비결정영역의 분해 정도를 확인하였다. In this study, we aimed to analyze the chemical changes that occur in Korean paper in an accelerated deterioration environment of 105℃. We selected the Korean paper produced with different types of cooking agents (plant lye, Na2CO3) and during different manufacturing seasons (winter, summer). The degree of deterioration of the Korean paper was confirmed by measuring the brightness, yellowness, and pH level, and the degree of change in each vibrational region of cellulose as deterioration progressed through infrared (FT-IR) spectroscopy. The FT-IR analysis showed that, as deterioration progressed, the absorbance of the amorphous region in cellulose decreased, whereas the absorbance of the crystalline region slightly increased. X-Ray diffraction (XRD) analysis and Raman spectroscopy were performed to verify the changes in the crystalline and amorphous regions in cellulose indicated by the FT-IR results. Furthermore, the crystallinity index (CI) was calculated; it showed a slight increase after deterioration; therefore, CI was confirmed to follow the same trend as that observed for absorbance in the FT-IR results. In addition, as a result of Raman spectroscopic analysis, the degree of decomposition of the amorphous region in the cellulose under the manufacturing conditions was confirmed by the fluorescence measured after the deterioration.

IBA 및 elicitor 처리에 따른 백수오 기내 생산 부정근 및 표준품의 FT-IR 스펙트럼 기반 대사체 비교 분석

안명숙,소은진,지은이,최소연,박상언,문병철,강영민,민성란,김석원,Ahn, Myung Suk,So, Eun Jin,Jie, Eun Yee,Choi, So Yeon,Park, Sang Un,Moon, Byeong Cheol,Kang, Young Min,Min, Sung Ran,Kim, Suk Weon 한국식물생명공학회 2018 식물생명공학회지 Vol.45 No.3

한약자원 약용부위와 대사체 수준에서 동등성이 규명된다면 식물조직배양을 통한 약용자원의 대량증식은 한약자원 약용부위의 보다 안전하고, 지속적인 대체 공급수단으로 활용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 기원 검증이 이루어진 백수오 약용부위와 동일조직에서 유래된 부정근으로부터 전세포추출물의 FT-IR스펙트럼 분석을 통해 대사체 수준에서의 동등성을 비교분석함으로써 한약자원 약용부위의 대체 공급수단으로 활용 가능성을 검증하고자 하였다. 식물생장조절제인 IBA 농도별 백수오 부정근의 생장률 분석 결과 5 mg/L IBA 첨가 배지에서 백수오 부정근 증식이 가장 우수하였다. SA 처리의 경우 처리 농도가 증가함에도 불구하고 백수오 부정근의 생장에는 차이가 없었지만, MeJA 처리시 농도가 높아질수록 부정근이 갈변되고 생장이 감소하였다. Elicitor 처리된 백수오 부정근 및 표준 약용부위 시료로부터 FT-IR 스펙트럼 데이터의 PCA 와 PLS-DA 분석결과 $400{\mu}M$ MeJA를 제외한 모든 처리구에서 백수오 기내 생산 부정근과 표준 약용부위 시료들 사이에서 전체 대사체 패턴이 매우 유사함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서 확립된 FT-IR 스펙트럼기반 다변량통계분석 기술은 다양한 한약자원 약용부위 시료들의 대사체 수준 동등성을 신속하게 식별하는 수단으로 활용이 가능할 것으로 기대된다. To determine whether metabolite fingerprinting for whole cell extracts based on Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) can be used to discriminate and compare metabolic equivalence, standard medicinal parts of Cynanchum wilfordii (Maxim.) Hemsl. and their adventitious roots were subjected to FT-IR. The principal component analysis (PCA) and partial least square discriminant analysis (PLS-DA) from FT-IR spectral data showed that whole metabolic pattern from the adventitious root of Cynanchum wilfordii was highly similar to its standard medicinal parts. These results clearly showed that mass proliferation of adventitious roots could be applied for the novel supply of standard medicinal parts of medicinal plants. Furthermore, FT-IR spectroscopy combined with multivariate analysis established in this study could be applied as an alternative tool for discriminating of whole metabolic equivalence from standard medicinal parts. Thus, it is proposed that these metabolic discrimination systems from the adventitious root of Cynanchum wilfordii could be applied for metabolic standardization of in vitro grown Cynanchum wilfordii.

FT-IR을 이용한 쿼츠와 비취의 감별에 관한 연구

김영출,김세환,김판채 한국결정성장학회 2003 한국결정성장학회지 Vol.13 No.1

FT-IR은 보석을 감별하고 연구하는데 있어서 아주 유용한 장비이다. 그러므로 본 연구에서는 FT-IR을 이용하여 자수정. 황수정, 백수정 그리고 비취를 감별하는 데에 중점을 두었다 FT-IR은 자수정, 황수정과 백수정의 천연과 합성의 진위를 가리는데 매우 효과적이었으며, 천연 비취(A-Jade)와 왁스가 주입된 비취, 폴리머가 주입된 비취(B-Jade)를 식별하는 데 매우 유용하였다. 이러한 기술은 처리와 합성에 의해 새롭게 변화되어 나타나는 보석의 감별에 있어, 결정적으로 도움이 될 것이다. Infrared spectroscopy is a powerful tool for gem identification and research. Therefore, this study was focused to a method of the identification of amethyst, citrine, rock quartz and jadeite by the FT-IR. The FT-IR measurement was very effective in judgement of amethyst, citrine and rock quartz whether they are natural and synthetic. And FT-IR was very useful for the distinguishment of the natural jadeite (A-Jade) from wax/polymer-impregnated jadeite (B-Jade). Such technique will be helpful to identify new challenges present by treatments and synthetics.

FT-IR을 활용한 효과적인 유류성분 검출기법 연구

최아영(A-Young Choi),이정민(Jeong Min Lee),이상구(Sang Gu Lee),김명재(Myung Jae Kim),황인규(In Kyu Hwang),김준식(Jun Sic Kim),한동훈(Dong Hun Han),임장규(Jang Gyu Lim) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

본 연구는 화재의 원인을 실험과 분석을 통해 과학적으로 규명하고 다양한 화재증거물을 분석할 수 있는 새로운 감정기법을 찾기 위해 수행되었다. 일반적으로 화재증거물 분석, 특히 유류 증거물 분석 시 GC/MS(Gas chromatography/mass spectrometry)를 활용하여 연소 잔여물 중 연소 촉진제의 유무를 분석하는데 사용되고 있다. GC/MS의 특성상 분석은 정확하나 분석 시간이 오래 걸리고 방법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 화학물질의 정성⋅정량 분석에 사용되는 푸리에 변환적외선분광법(FT-IR, Fourier transform infrared spectroscopy)을 이용하여 신속하게 화재증거물 내의 연소 촉진제를 식별하는 방법을 도출하고, 화재 현장 발화 원인 규명을 하고자 연구를 진행하였다. FT-IR을 이용한 감정 분석에 대한 사례 중 국립과학수사연구원에서 FT-IR 라이브러리에 구축된 자료를 이용하여 차량에 묻은 페인트를 식별하여 도주 차량을 찾는 분석을 하고 있고, 화장품 등을 정성적으로 분석하여 자료를 축적하는 연구를 진행한 바 있다. 화재증거물을 분석에 대한 선행연구는 없어 FT-IR을 활용하여 정성분석을 위한 연구를 진행하였다. 연구를 통해 FT-IR의 ‘한국식 화재증거물 라이브러리’의 구축을 위한 시범 계획을 도출 하고자한다. 모든 연소 물질에 대한 자료를 축적하기에 한계가 있어 발화의 원인인 물질 중 다수를 차지하는 침구 및 섬유류를 중심으로 대표적인 면(cotton 100%)직물과 폴리에스터 (polyester 100%), 혼합 직물(7:3) 등으로 화재증거물 수집과 비슷한 조건을 위해 탄화정도, 소화수에 젖은 정도, 감식 후 경과시간 등 조건을 달리하여 시료를 측정하여 라이브러리에 자료를 축적하였다. 실험을 통해 각 연소 촉진물에서 측정되는 피크들이 비슷한 영역에서 측정이 가능하였다. 물론, 정확한 분석을 위해서는 GC/MC 등 기기를 이용해야겠지만, 침구 및 섬유류의 연소 촉진물 중 어떤 물질이 나오는지는 구축된 라이브러리를 통해 신속하게 측정할 수 있었으며 유사율 또한 꽤 높은 편으로 나타났다. 향후 한국형 화재증거물 라이브러리의 자료 축적 위해 다양한 가연물의 추가 연구가 필요하겠지만, 본 연구를 통해 FT-IR를 활용하여 화재조사관들이 보다 신속하고, 편리하게 감정에 접근할 수 있기를 바란다.

콘칼로리미터 연소가스 FT-IR 분석을 위한 국제표준 초안의 비교시험 결과분석

최정민,박계원,정재군 한국화재소방학회 2019 한국화재소방학회논문지 Vol.33 No.3

The international standard for FT-IR gas analysis of fire effluents in ISO 5660-1 cone calorimeter has been beingdeveloped in ISO TC 92. A comparison of the round-robin test of WD 21397 was conducted with six participatinglaboratories in 2018. The test specimens were PMMA, rigid PU foam board, and PVC flooring. The measurement quantitieswere the time-to-ignition, peak heat release rate, total heat release, and effective heat of combustion for a cone calorimetertest and peak gas concentration, gas generation, and gas yield for FT-IR gas analysis. No outliers were identified. For thecone calorimeter quantities, the repeatability and reproducibility were 1.5% and 9.8%, respectively. For FT-IR gas analysis,the repeatability and reproducibility was 12.9% and 27.9%, respectively. ISO TC 92에서는 콘칼로리미터의 연소가스를 FT-IR 방식의 가스분석기로 분석하기 위한 표준을 개발하고 있다. 2018년에는 표준 초안(WD 21397)의 절차에 따라 6개 기관이 참여하여 표준 초안의 반복성 및 재현성을 평가하였다. 시험대상 시료는 polymethyl methacrylate (PMMA), 경질 폴리우레탄 보드 및 PVC 장판이었고 콘칼로리미터 시험결과중 착화시간(s), 최대 열방출률(kW·m-2), 총 방출열량(MJ·m-2) 및 유효연소열(MJ·m-2·kg-1)을, 그리고 FT-IR 가스분석결과 중 독성가스의 최대 농도(μL·L-1), 가스 발생량(g) 및 가스 수율(g·g-1)을 ISO 5725-2에 따라 통계 분석하여 정밀도를 평가하였다. 이상치(outlier)는 발견되지 않았으며 콘칼로리미터 시험의 반복성(sr/m)은 1.5%, 재현성(sR/m)은9.8%로 나타났고 FT-IR 가스분석의 반복성은 12.9%, 재현성은 27.9%로 나타났다.