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인공지능 기법을 이용한 질량분석 스펙트럼 해석과 신종 화학물질 스크리닝 기법
오한빈(Han Bin Oh) 환경독성보건학회 2021 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2021 No.5
우리는 새로운 물질들이 수없이 합성되고 있는 세상에 살고 있습니다. 환경이나 제품에 쓰이는 화학물질들을 분석하는데 있어서 새롭게 합성되는 물질은 정성 분석이 매우 어렵습니다. 새로운 물질을 정성 분석할 때에 주로 쓰이는 방법은 환경매질이나 제품내 화합물들을 분리하고, 이들에 대한 질량분석 스펙트럼 및 탠덤 질량분석 스펙트럼을 얻어, 데이터베이스 상의 자료와 비교하는 접근법인데, 이 접근법이 새로운 물질의 경우 적용이 불가능하기 때문입니다. 이런 문제를 어떻게 풀 수 있을까 하는 노력의 일환으로, 대상이 좁혀진 화학군에 경우에 미지의 화학물에 대한 정성 분석에 인공지능기법 및 혼성 유사성 검색(Hybrid Similarity Search)이라는 알고리즘을 통해 가능함을 보여준 연구결과를 발표하고자 합니다. 본 발표에서 예로써 발기부전치료 부정 의약품과 마약류에 대한 결과를 보여 드리고자 하는데, 이 방법은 환경분석의 경우에도 마찬가지원리로 적용 가능합니다. 예를 들어, 발기부전치료제들은 비교적 비슷한 화학구조를 갖고 있습니다. 비슷한 화학구조로 인해서 그들의 탠덤 질량분석 스펙트럼들 역시 비슷한 특성을 갖고 있습니다. 하지만, 이것들이 사람들의 인지능력으로는 쉽게 규칙성을 찾기 어려운 경우가 대부분입니다. 이 문제를 해결하기 위해 많은 발기부전치료제들의 탠덤 질량분석 스펙트럼들을 머신러닝 기법을 통해 훈련시켜 소위 인공지능 모델을 만들고, 이를 미지의 물질에 대한 탠덤 질량분석 스펙트럼에 적용한 결과, 매우 정확하게 미지의 물질이 발기부전치료제인지를 확인할 수 있었습니다. 하지만, 이 정보만으로는 부족하여 미지의 물질과 가장 유사한 분자와 그 분자와의 차이를 확인하기 위해서는 기존의 유사도 검색기법을 변형한 혼성 유사도 검색 알고리즘을 채택하여 분석한 결과 미지 분자에 대한 상세한 정보를 알 수 있었습니다.
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단백질 질량분석을 위한 THRASH 알고리즘 속도 향상 기법
전상현(Sang-hyun Jeon),장형수(Hyeong Soo Chang),오한빈(Han Bin Oh) 한국정보과학회 2005 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.32 No.1
Horn et al.에 의하여 개발된 THRASH 알고리즘은 대표적인 단백질 질량분석 플랫폼으로써, 극초분해능(ultra high resolution) Fourier Transform 질량분석법을 통해 얻어지는 고집적 전기분무 (electrospray ionization, ESI)질량 스펙트럼 데이터를 분석하는데 이용되고 있다. 하지만 이 알고리즘은 속도 면에서 부족하여 실시간 분석에 한계점을 보이고 있다. 이를 보완하기 위해 본 논문에서는 THRASH알고리즘의 속도를 향상시키는 기법을 제안하고 실험 결과를 통하여 새로운 기법이 융합된 알고리즘의 수행 속도가 기존 THRASH알고리즘의 속도를 비약적으로 향상 시킬 수 있음을 보인다.
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소비자제품 중 구아니딘계 올리고머의 정량을 위한 Eosin Y를 이용한 흡광분석법의 최적화
최상현 ( Sang-hyun Choi ),배정은 ( Jeong-eun Bae ),오한빈 ( Han Bin Oh ),권정환 ( Jung-hwan Kwon ) 한국환경분석학회 2016 환경분석과 독성보건 Vol.19 No.1
A spectroscopic method using a specific interaction between guanidine groups and 2,4,5,7- tetrabromo-6-oxido-3-oxo-3H-xanthen-9-yl)benzoate (Eosin Y) for quantifying guanidine oligomers from consumer products was optimized. Specifically, reaction time, detection wavelength, pH condition, and solid-phase extraction were optimized with the method detection limits of 0.133, 0.155, and 0.195 mg/L for polyhexamethylene guanidine (PHMG), polyhexamethylene biguanidine (PHMB), poly(2-(2-ethoxy)ethoxyethyl guanidium hydrochloride (PGH), respectively. Using the method, the content of guanidine oligomers were determined from various consumer products (wet tissues, contact lens cleaners, and make-up removers). This method can be used for detecting the existence of guanidine oligomers from consumer products as a screening tool.
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