Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) is widely used to assess the nutrient composition of forages. In forage, the leaf to stem ratio of alfalfa greatly affects its forage quality, with a high ratio of leaf indicated as high quality. This study aimed to evaluate the predictability of the alfalfa leaf-to-stem ratio and feed value using NIRS. Alfalfa hay was manually separated into leaves and stems by hand and the analysis samples were then made in the controlled range between 0 and 100%. Calibration models (n=320) were developed using modified partial least squares regression (MPLS) based on cross-validation. The optimal calibrations were selected based on the highest coefficients of determination in cross-validation (R2) and the lowest standard error of cross-validation (SECV). The prediction accuracy for the leaf-to-stem ratio (SECV, 5.95 vs. 5.71%; R2, 0.91 vs. 0.91) in alfalfa hay was comparable. For leaves, the standard error of calibration (SEC) was 4.94% (R2=0.94), and for stems, it was 4.81% (R2=0.94). The leaves and stems of the SEC were 4.94% (R2=0.94) and 4.81% (R2=0.94), respectively. The prediction accuracy for feed value, based on the leaf-to-stem ratio, predicted SECV values of 0.92% (R2=0.88) for crude protein (CP) content, 1.92% (R2=0.91) for neutral detergent fiber (NDF) content, 1.36% (R2=0.91) for total digestibility nutrient (TDN) content, and 9.86 (R2=0.81) for relative feed value (RFV). The results of this study demonstrate the potential of the NIRS method as a reliable tool for predicting the leaf-to-stem ratio of alfalfa hay, and show available techniques for routine feed value evaluation.

경동맥의 치료 초음파 자극이 뇌의 생리적인 작용에 미치는 영향은 여전히 연구가 필요한 상황이다. 이에 본 연구 에서는 치료용 초음파를 이용한 비침습적이고, 정량적인 열자극 기법을 이용하여 경동맥의 자극을 통해 뇌의 생리적 인 기능을 개선하고 건강한 뇌 기능을 유지할 수 있는 방법을 제안하고자 하였다. 건강한 20대 성인 남녀 27명을 대상으로 연구를 진행하였다. 바로 누운 자세에서 진단용 초음파를 이용하여 우측 총경동맥(right common carotid artery, CCA)의 자극 위치를 확인하고, 우측 목빗근(sternocleidomastoid muscle)에 치료 초음파 자극을 적용하였다. 치료 초음파 자극은 치료용 초음파를 이용하여 3MHz의 주파수에서 총 2가지 강도 (5W/cm2 and 10W/cm2)에서 각각 2분 동안 중재하였다. 근적외선분광법(near-infrared spectroscopy, NIRS)을 이용하 여 대뇌산소포화도(regional cerebral oxygen saturation, rSO2) 및 헤모글로빈(hemoglobin, Hb) 농도의 변화를 측정 하여 비교하였으며, 추가적으로 강도에 따른 중재 구간별 변화를 비교 분석하였다. 두피와 대뇌피질 사이(Shallow) 영역에서 rSO2는 강도에 따라서 서로 증감이 다르게 나타났다. 즉, 5W/cm2에서는 중재전과 비교하여 중재중과 중재후에 모두 감소하는 경향을 보였고, 10W/cm2에서는 모두 증가하는 경향을 보였지 만, 모두 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 반면, 대뇌피질(Deep) 영역에서는 중재중에서 강도와 상관없이 통계적으로 유의한 감소를 보였고(p = .001 for 5W/cm2; p < .001 for 10W/cm2), 중재중과 비교하여 중재후에는 다시 중재전의 상태로 회복되는 경향을 보였다(p = .016 for 5W/cm2; p = .012 for 1 0W/cm2). 옥시헤모글로빈 (oxyhemoglobin, HbO)의 변화는 5W/cm2 자극에서 중재중에서만 유의한 증가를 보였고(p = .036), 디옥시헤모글로 빈(deoxyhemoglobin, HbR)은 감소하는 경향을 나타냈지만, 유의한 차이를 보이지는 않았다. 10W/cm2 자극에서 HbO와 HbR이 모두 감소하는 경향을 보였지만, 유의한 차이를 보이지 않았다. 강도에 따른 변화는 Shallow 영역에 서 rSO2가 유의한 차이를 보였다(중재중, p = .023; 중재후, p = .022). 결론적으로 3MHz의 주파수와 5W/cm2와 10W/cm2 강도로 중재를 수행하게 된다면, 중재중에 Deep 영역의 rSO2 의 감소를 야기한다는 것을 볼 수 있었다. 10W/cm2의 강한 강도의 자극에서는 Shallow 영역에서 rSO2가 증가하고, Deep 영역에서는 감소하는 것을 보여주었다. 이는 강한 강도의 자극에 의해 내경동맥의 혈류 증가로 인한 대뇌피질 에서의 효과적인 자극이 아니라 외경동맥의 혈류 증가로 인하여 Shallow 영역에서의 혈류 공급의 과다로 인한 현상 이 나타난 것으로 보여 진다. 반면, 대뇌에서 HbO는 5W/cm2의 강도에서 증가하였고, 이는 전반적인 산소 공급량이 높아졌음을 의미한다. 이에 적절한 강도의 치료용 초음파 자극을 사용한다면 기존에 알려져 있던 뇌혈류의 개선을 통하여 뇌혈관 건강을 개선하는 기능과 더불어 대뇌의 생리적인 기능을 조절하여 뇌기능의 개선에 기여할 수 있을 것으로 보인다.

La modified lead zirconate titanate ceramics (Pb0.92La0.08)(Zr0.95Ti0.05)O3 = PLZT-8/95/5 were prepared using the conventional solid state reaction method in order to investigate the complex impedance characteristics of the PLZT-8/95/5 ceramic according to temperature. The complex impedance in the PLZT-8/95/5 ceramic was measured over a temperature range of 30~550 °C at several frequencies. The complex dielectric constant anomaly of the phase transition was observed near TU1 = 179 °C and TU2 = 230 °C. A remarkable diffuse dielectric constant anomalous behaviour of the complex dielectric constant was found between 100 °C and 550 °C. The complex impedance spectra below and above TU1 and TU2 were fitted by the superposition of two Cole-Cole types of impedance relaxations. The fast component in the higher frequency region may be due to ion migration in the bulk, and the slow component in the lower frequency region is interpreted to be the formation and migration of ions at the grain boundary or electrode/crystal interfacial polarization.

Fulvic acid, a humic substance with unique properties, has sparked interest due to its potential applications in the treatment of allergic diseases, Alzheimer's disease, and as a microplastic adsorbent. However, conventional extraction methods produce insufficient quantities for commercial use, which has prompted research to enhance fulvic acid production. In this study, we investigated the impact of Saccharomyces cerevisiae fermentation on the yield and spectral characteristics of fulvic acid extracted from white peat. Fulvic acid was extracted from both S. cerevisiae-treated and untreated white peats using acid precipitation. The yield of fulvic acid from the S. cerevisiae treated group reached its highest at 3.5 % after 72 hr of fermentation, which was significantly higher than the untreated group (1.1 %). Fourier Transform Infrared (FTIR) analysis revealed similarities in functional groups and characteristic absorption bands between the treated and untreated fulvic acid samples. These findings suggest that S. cerevisiae fermentation can increase the yield of fulvic acid extracted from white peat, providing a promising approach for enhancing the commercial viability of fulvic acid production.

Lately, Raman spectroscopy has become powerful tool for quality assessment of graphene analogues with identification of intensity ratio of Raman active D-band and G-band ( ID/IG ratio) as a vital parameter for quantification of defects. However, during chemical reduction of graphitic oxide (GrO) to reduced GrO (RGrO), the increased ID/ IG ratio is often wrongly recognized as defect augmentation, with “formation of more numerous yet smaller size sp2 domains” as its explanation. Herein, by giving due attention to normalized peak height, full-width half-maxima and integrated peak area of Raman D- and G-bands, and compliment the findings by XRD data, we have shown that in-plane size of sp2 domains actually increases upon chemical reduction. Particularly, contrary to increased ID/ IG ratio, the calculated decrease in integrated peak area ratio ( AD/AG ratio) in conjunction with narrowing of D-band and broadening of G-band, evinced the decrease in in-plane defects. Finally, as duly supported by reduction induced broadening of interlayer-spacing characteristic XRD peak and narrowing of ~ 43° centered XRD hump, we have also shown that the sp2 domains actually expands in size and the observed increase in ID/ IG ratio is indeed due to increase in across-plane defects, formed via along-the-layer slicing of graphitic domains.

본 연구는 메꽃과 6종의 식물에 대해 신속하고 비파괴적으로 분류하기 위해 근적외선 (Vis-NIR) 스펙트럼을 이용하였고 데이터의 전처리와 머신러닝 기술을 적용하였다. 전국적으로 분포하는 메꽃과 6종에 대해 야외에서 휴대용 분광기를 이용하여 판별하였다. 식물의 잎의 표면에서 400~1,075 nm의 근적외선 스펙트럼 (1.5 nm)을 수집하였 다. 수집된 스펙트럼 데이터는 3가지의 전처리와 raw데이터를 이용하였고 4종류의 머신러닝 모델을 적용하여 높은 판별 정확도를 확인하였다. 전처리와 머신러닝 모델의 조합을 통해 분석된 판별의 정확도는 43~99%의 범위로 분석되었고, standard normal variate 전처리와 support vector machine 머신러닝 모델의 조합에서 판별 정확도가 98.6% 로 가장 높게 나타났다. 본 연구에서 수집된 스펙트럼은 식물의 성장단계, 다양한 측정 지역 및 잎에서의 측정 위치 등과 같은 요인과 더불어 데이터 분석을 위한 조건으로 최 적의 전처리와 머신러닝 기술을 적용한다면 메꽃과 식물의 야외에서의 정확한 분류가 가능하고 이들 식물의 효과적인 관리와 모니터링에 활용할 수 있을 것으로 판단되었다.

안전한 화장품용 방부제에 대한 연구를 위하여 1, 2-octanediol (OD)에 galactose 한 분자가 결합된 1, 2-octanediol galactoside (OD-gal)의 합성을 시도하였다. 이를 위하여, 재조합 대장균의 β-galactosidase (β-gal)를 이용하여 transgalactosylation 반응을 수행하였으며, OD-gal 합성을 확인하기 위하여 mass spectrometry 분석과 NMR (1H- and 13C-) spectroscopy 분석을 실시하였다. 합성 반응물에서 m/z=331.1732의 sodium adduct ion 형태로 OD-gal 분자의 합성을 확인하였고, 정제된 OD-gal의 NMR 분석을 통하여 OD-gal의 1H NMR 스펙트럼에서 OD에 갈락토실화가 되었음을 보여주는 다양한 피크를 확인하였다. 1H NMR 스펙트럼의 다운필드인 δH 4.39 ppm과 δH 3.98~3.55 ppm에서 나타나는 다양한 피크들은 이들이 OD에 갈락토실화가 되었다는 것을 잘 암시하고 있으며, 또한 1H NMR 스펙트럼의 업필드에서 나타나는 δH 1.52~1.26 ppm과 0.89 ppm의 피크는 OD의 CH2 와 CH3 작용기로 부터 나타나는 피크로써 OD가 본 물질에 존재함을 알 수 있었다. 13C NMR 스펙트럼에서는 OD-gal의 알파-아노머와 베타-아노머의 구조에서 기인하는 총 24개의 탄소피크가 나타났고, 각 아노머 마다 14개의 탄소가 존재하는데 이중 δc 31.4, 29.0, 22.3 그리고 13.7 ppm에 보이는 OD 4개의 탄소는 지방족 사슬의 끝부분에 해당하며 화학적 구조의 유사성으로 인하여 탄소 피크가 겹쳐서 나타난 것으로 보인다. 따라서 총 28개의 탄소 피크 중 24개가 나타났다. 마지막으로, 합성된 OD-gal 의 β-gal을 이용한 가수분해 반응을 통하여 OD-gal에 gal이 결합되어 있다는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 세포독성이 감소된 첨가물 개발을 기대하고 있으며, 추가적인 후속연구를 진행할 예정이다.

A progressive muscle atrophy is strongly associated with aging, resulting in lower quality of life in elderly individuals. This study was conducted to determine relative hemoglobin (Hb) concentrations in the rabbit model of the sciatic nerve transection injury using non-invasive diffuse optical spectroscopy (DOS). From the 2nd week to the end of the experiment after sciatic nerve injury, a total muscle mass in nerve injured-group (NI group) significantly reduced compared with that in the normal group (p<0.001). During the capillary occlusion after nerve injury, the deoxy-hemoglobin (Hb-R) concentration in NI group significantly increased compared to that in the normal group at the 2nd and 3rd week after sciatic nerve injury (p<0.05). During the capillary release after nerve injury, the oxy-hemoglobin (Hb-O2) concentration in NI group significantly decreased at the 1st and 3rd week, and Hb-R significantly increased at 2nd week, compared to those in the normal group (p<0.05). Histological changes in the gastrocnemius muscle of NI group observed that clear fat filled spaces at the periphery of muscle fibers and angular fibers. From the results of this study, non-invasive DOS could be used to measure changes of Hb concentrations in muscles.

Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) is routinely used for the determination of nutrient components of forages. However, little is known about the impact of sample preparation and wavelength on the accuracy of the calibration to predict minerals. This study was conducted to assess the effect of sample preparation and wavelength of near infrared spectrum for the improvement of calibration and prediction accuracy of Calcium (Ca) and Phosphorus (P) in imported hay using NIRS. The samples were scanned in reflectance in a monochromator instrument (680–2,500 nm). Calibration models (n = 126) were developed using partial least squares regression (PLS) based on cross-validation. The optimum calibrations were selected based on the highest coefficients of determination in cross validation (R2) and the lowest standard error of cross-validation (SECV). The highest R2 and the lowest SECV were obtained using oven-dry grinded sample preparation and 1,100-2,500 nm wavelength. The calibration (R2) and SECV were 0.99 (SECV: 468.6) for Ca and 0.91 (SECV: 224.7) for P in mg/kg DM on a dry weight, respectively. Results of this experiment showed the possibility of NIRS method to predict mineral (Ca and P) concentration of imported hay in Korea for routine analysis method to evaluate the feed value.

The aim of this study was to investigate the feasibility of discrimination 12 different cultivar of sorghum × sudangrass hybrid (Sorghum genus) seed through near infrared spectroscopy (NIRS). The amount of samples for develop to the best discriminant equation was 360. Whole samples were applied different three spectra range (visible, NIR and full range) within 680-2500 nm wavelength and the spectrastar 2500 Near near infrared was used to measure spectra. The calibration equation for discriminant analysis was developed partial least square (PLS) regression and discrimination equation (DE) analysis. The PLS discriminant analysis model for three spectra range developed with mathematic pretreatment 1,8,8,1 successfully discriminated 12 different sorghum genus. External validation indicated that all samples were discriminated correctly. The whole discriminant accuracy shown 82 ~ 100 % in NIR full range spectra. The results demonstrated the usefulness of NIRS combined with chemometrics as a rapid method for discrimination of sorghum × sudangrass hybrid cultivar through seed.