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주사전자현미경 분석을 활용한 자연환경 퇴적시료의 생물기원구조 관찰
박한범,김진욱 한국암석학회·(사)한국광물학회 2020 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.33 No.3
The activity of living microorganism directly or indirectly affects to the biomineralization in sediments and rocks that display the unique biotic structure. Minerals in the biotic structures showed unique properties and bypass the thermodynamic and kinetic barriers. Therefore, investigations on the biotically induced microstructure is essential to identify the new mineral formation mechanism by analyzing crystal structures and morphology at a nano-scale. The significant implication as well as advantages of using scanning electron microscopy to characterize the biotic structures were discussed in this paper for the examples of hydrothermal vent area microbial mat and deep-sea ferromanganese crust sample. 생물체의 활동 특히 미생물의 활동은 직·간접적으로 전 지구적으로 분포하는 퇴적물 및 암석 내부 광물의 형성 및 변형에 영향을 주고, 일부는 특징적인 생물기원구조를 형성한다. 특히, 특징적인 생물기원구조에 분포하는 광물은 기존에 알려진 무기적 과정을 통하여 형성되기 어려운 환경에서 형성되기도 하고, 무기적 과정을 통하여 형성된 광물과는 다른 물성 및 특성을 나타낸다. 이러한 생물체의 영향을 받아 형성된 생물기원구조에 대해 연구·분석하는 것은 새로운 광물 형성 메커니즘을 규명하는데 필수적이라 할 수 있다. 따라서 본 논문은 심해저 망간각 및 해저열수분출공 지역 미생물 매트 시료를 예로 들어, 주사전자현미경 분석을 통한 자연환경에 분포하는 생물기원구조 관찰에 대해 소개하고 분석방법, 장점 및 활용에 대해 설명하고자 한다.
박한범,김현남,이주혁,이익재,최진현,조성오 한국원자력학회 2018 Nuclear Engineering and Technology Vol.50 No.6
Background: This work presents the performance of a novel electronic brachytherapy (EBT) device andradiotherapy (RT) experiments on both skin cancer cells and animals using the device. Methods and materials: The performance of the EBT device was evaluated by measuring and analyzingthe dosimetric characteristics of X-rays generated from the device. The apoptosis of skin cancer cells wasanalyzed using B16F10 melanoma cancer cells. Animal experiments were performed using C57BL/6 mice. Results: The X-ray characteristics of the EBT device satisfied the accepted tolerance level for RT. Theresults of the RT experiments on the skin cancer cells show that a significant apoptosis inductionoccurred after irradiation with 50 kVp X-rays generated from the EBT device. Furthermore, the results ofthe animal RT experiments demonstrate that the superficial X-rays significantly delay the tumor growthand that the tumor growth delay induced by irradiation with low-energy X-rays was almost the same asthat induced by irradiation with a high-energy electron beam. Conclusions: The developed new EBT device has almost the same therapeutic effect on the skin cancerwith a conventional linear accelerator. Consequently, the EBT device can be practically used for humanskin cancer treatment in the near future.
생지구화학적 광물변이작용 연구에서 전자에너지 손실 분광 분석 - 스펙트럼 영상법의 활용
양기호,박한범,김진욱 한국광물학회 2019 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.32 No.1
The oxidation states of structural Fe in minerals reflect the paleo-depositional redox conditions for the biologically or abiotically induced mineral formation. Particularly, nano-scale analysis using high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and electron energy loss spectroscopy (EELS) is necessary to identify evidence for the microbial role in the biomineralization. HRTEM-EELS analysis of oxidation states of structural Fe and carbon bonding structure differentiate biological factors in mineralization by mapping the distribution of Fe(II)/Fe(III) and source of organic C. HRTEM-EELS technique provides geomicrobiologists with the direct nano-scale evidence of microbe-mineral interaction. 광물 구조에 분포하는 철의 산화수 정보는 유⋅무기적 퇴적광물형성 시 산화환원 조건 등 과거 퇴적 환경에 한 정보를 제공한다. 특히, 생광물화작용에서 미생물의 역할을 규명하기 위해서는 고분 해능 투과 전자현미경(HRTEM) 및 전자에너지 손실 분광기(EELS)를 활용한 나노스케일 분석이 필요 하다. HRTEM-EELS를 이용한 광물구조 내 철의 산화수 및 탄소 결합 구조 분석, Fe(II)/Fe(III) 및 탄소 기원 분포영상으로부터 광물생성의 생물학적 요소를 판별할 수 있다. 이와 같은 나노스케일 분석을 통하여 지질미생물학자들은 미생물-광물작용의 증거를 직접적으로 얻을 수 있다.