Food Safety and Hygiene: Robust Anti-Biofouling and Self-Cleaning Low-Density Polyethylene Films

송상하,정주현,최하영,오준균 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.2

Preventing bacterial attachment to material surfaces in the absence of antibiotic agents is currently demanded due to the growing prevalence of antimicrobial resistance strains in the food industry and healthcare industry. In this work, we prepared “surface energy reducing silica” (SERS) with reaction of silica nanoparticles and fluorosilane. The mixture of SERS and low-density polyethylene (LDPE) film was prepared via solvent casting method. Casted film showed CF3 peak during FT-IR measurement and high-water contact angle. The bacterial anti-adhesive property of modified film was evaluated with Escherichia coli and Staphylococcus epidermidis at bacterial concentration of ca. 9.0 log CFU/mL through the dip-inoculation approach. Self-cleaning property was investigated with various organic/inorganic contaminants (e.g., protein, blood, soda, soil etc.). The mechanical robustness of the film surfaces was assessed through ultrasonic test method.

맥파전달속도를 이용한 내중막 두께 추정에 관한 연구

송상하,장승진,김원식,이현숙,윤영로,Song, Sang-Ha,Jang, Seung-Jin,Kim, Wuon-Shik,Lee, Hyun-Sook,Yoon, Young-Ro 대한의용생체공학회 2009 의공학회지 Vol.30 No.5

In this paper, we correct pulse wave velocity(PWV) with heart-rate and derive regression equations to estimate intima-media thickness(IMT). Widely used methods for diagnosis of arteriosclerosis are IMT and PWV. Arterial wall stiffness determines the degree of energy absorbed by the elastic aorta and its recoil in diastole but there is not correlation between sclerosis and IMT in an existing study. In this study, we will correct PWV with heart-rate and get regression equation to estimate IMT using heart-rate correction index(HCI). We executed experiments for this study. Made up question of physical condition and measured electrocardiogram(ECG), photoplethysmogram (PPG) of finger-tip and toe-tip and ultrasound image of carotid artery. Calculated PWV and IMT using ECG, PPG and ultrasound image. We found that every p-value between PWV and IMT is not significant(<0.05). But p-value between IMT and HCI which is a corrected PWV using heart-rate is significant(>0.01). We use HCI and various measured parameter for estimating regression equation and apply backward estimation to select parameters for regression analysis. Result of backward estimation, found that only HCI is possible to derive proper regression equation of IMT. Relationship between PWV and IMT is the second order. Result of regression equation of E-H PWV is $R^2$=0.735, adj $R^2$=0.711. This is the best correlation value. We calculate error of its analysis for verification of earlobe PWV regression equation. Its result is RMSEP=0.0328, MAPE(%) = 4.7622. Like this regression analysis, we know that HCI is useful parameter and relationship between PWV, HCI and IMT. In addition, we are able to suggest possibility which is that we can get different parameter of prediction throughout just one measurement.

Bactericidal Properties of Functional Polymer with Chitosan-modified Nanoparticles

송상하,정주현,오준균 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.1

Preventing bacterial infection and proliferation has been a major concern due to the growing prevalence of infection by pathogenic germs. In this study, we prepared "chitosan-modified silica nanoparticles" (CMSNs) with reaction of chitosan and silica nanoparticles. Polyethylene (PE) was modified with CMSNs. Chemical structure of CMSN-PE was investigated by ATR-FTIR, and surface morphology of both bare PE and CMSN-PE was compared with SEM images. Bactericidal property was tested with both gram-negative and gram-positive bacteria. CMSN-PE shows ability of inhibiting bacterial growth by killing both Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis). The bacteria populations of E. coli and S. epidermidis on CMSN-PE were reduced by more than 1 log units in comparison to pristine PE.

옴개구리(Rana rugosa)와 청개구리(Hyla japonica)의 동면 적응도 비교

송상하,박찬진,계명찬 한국양서·파충류학회 2015 한국양서·파충류학회 학술대회 Vol.2015 No.07

국내에 서식하는 양서류는 일반적으로 반육생, 반수생의 범주에 속하며, 동면장소의 선택에 있 어 산개구리, 옴개구리 등의 반수생양서류는 물속에서 동면하는 반면, 두꺼비, 청개구리, 맹꽁 이 등의 반육생양서류는 토양 속에서 동면한다. 본 연구에서는 반수생, 반육생 양서류에 대한 인공동면 유도를 통해 혈중 포도당의 농도 변화 및 혈장의 어는점 변화, 혈장의 열적이력현상 (thermal hysteresis)를 확인하고, 이를 통해 반수생, 반육생 양서류의 동면 적응도를 비교하고 자 하였다. 반수생양서류 모델로 옴개구리를 사용하였으며, 반육생양서류 모델생물은 청개구리 를 사용하였다. 모든 개체는 22-23℃, 습도 60% 이상의 조건에서 사육하며, 먹이를 1회/1일 규 칙적으로 정량 공급하였다. 저온자극에 의해 소화관 내의 먹이가 소화되지 못하고 부패하는 것 을 방지하기 위해 최소 6일 동안 먹이를 공급하지 않았다. 대조군은 23℃에서 유지하며 실험군 은 2일 간격으로 순차적으로 10℃, 4℃℃로 사육온도를 조정하였다. 이때, 자연상태에서의 동면 특성에 따라 반수생양서류는 물속에서 동면을 유도하며, 반육생양서류는 토양 내에서 동면을 유도하였다. 결과로서, 옴개구리의 경우 인공동면 유도에 의해 혈중 포도당 농도가 평균 1.15배 증가하였으며, 청개구리는 혈중 포도당 농도가 평균 2.26배 증가하는 것을 확인하였다. 혈장의 어는점 역시 인공동면 유도에 의해 낮아지는 것으로 확인되었으며, 옴개구리의 경우 동면 시 혈장의 어는점이 1.5배 낮아졌으며, 청개구리는 2.5배 낮아지는 것으로 확인되었다. 어는점 측 정과 동시에 열적 이력현상 (thermal hysteresis)을 측정하여 두 양서류 종의 혈장에 얼음결정 형성을 억제하는 능력이 있는지 확인하였다. 혈장의 어는점 및 열적 이력현상 분석을 위해 nanoliter osmometer (Otago Osmometers, Dunedin, New Zealand)장비를 사용하였으며, Gwak et al. (2010)의 방법에 따라 분석하였다. 혈장을 완전히 동결시킨 후 온도를 서서히 높 이며 얼음을 녹이며, 이 과정을 통해 작은 얼음조각 (빙핵)을 남겼다. 빙핵의 크기가 변하지 않 는 온도를 확인한 후 0.1℃ 단위로 냉각시켜 빙핵이 유지되는 온도부터 성장을 멈춘 빙핵이 급 격히 자라나기 시작하는 온도의 차이를 열적 이력구간으로서 기록하였다. 옴개구리와 청개구리 두 종의 혈장을 이용해 열적 이력현상을 측정한 결과, 상온에서 사육한 경우에는 빙핵이 자라지 않 고 머무르는 온도범위가 두종에서 차이를 보이지 않았다. 그러나 저온자극을 가한 후에는 빙핵이 자라지 않는 온도범위가 옴개구리에서는 0.1℃증가하였으며, 청개구리에서는 0.3℃ 증가 하는 것이 확인되었다. 동면기작으로서 체액의 열적이력현상은 혈장 내에 존재하는 단백질들에 의해 발생할 수 있으며, 특히 얼음결합단백질 (ice binding protein)은 빙핵에 결합하여 얼음결 정이 확장하는 것을 억제하는 것으로 알려져 있다. 따라서 옴개구리보다 청개구리 혈장이 갖는 열적이력이 더 큰 것은 청개구리의 혈장 내에 동결을 억제하는 단백질이 더 많거나 단백질의 효율이 좋다는 것을 의미한다. 옴개구리는 물속에서 동면을 하고 청개구리는 흙속이나 낙엽층 아래와 같은 물 밖에서 동면하는 점을 감안할 때, 청개구리에서 관찰된 인공동면 유도에 의한 급격한 포도당 증가 및 어는점 내림, 열적이력현상은 보다 추운 환경에서 적응하기 위해 발달 된 기작인 것으로 사료된다.

Superhydrophobically-Modified Nanoparticles Embedded Dual-Functional Low-Density Polyethylene Film for Antibacterial and Self-Cleaning Properties

송상하,정주현,오준균 한국고분자학회 2020 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.45 No.2

RFID를 기반으로 한 실험실 정보 시스템의 설계 및 구현

송상하(Sangha Song),장승진(Seungjin Jang),김효민(Hyomin Kim),윤영로(Youngro Yoon) 대한전기학회 2007 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.10

This paper is intended to trace and management of a medical specimen and its report in a hospital. To avoid missing and decaying specimen and to establish of order in the circulation of specimen, at the moment sampling, RFID tags for each are on examiner. And then, specimen is monitored easily, quickly and, correctly. We developed implementation LIS system has better CQI (Continuos Quality Improvement) using RFID and XML, ADO.net, ASP.net, C# 2.0. RFID technology replaces to an existing the bar-code system. Also for more convenience, we used a PDA-RFID module. The LIS system consists of main server, SQL 2005, event display and analysis web page developed using asp.net 2.0 and sharing specimen data information using XML technology.

무당개구리 배아를 이용한 탄천 수계 수질에 대한 생물학적 평가

박찬진,송상하,김대한,계명찬 한국환경생물학회 2015 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.33 No.4

Pollution in the fresh water system in urban area has the adverse effect on the amphibians population. Restoration activity of amphibian in the urban stream has been growing in Korea as well as western country. For successful restoration water quality of urban stream should be sufficient for survival and normal development of amphibian. To monitor the biological safety of surface water in the Tancheon basin, the capital area of Korea, a 6-day exposure Bombina orientalis embryo developmental toxicity assay was examined. The toxicity of surface water of Tancheon mainstream were lower than those of tributaries of Tancheon. The survival rate of embryos negatively correlated with total dissolved solid, turbidity and electrical conductivity whereas the developmental abnormality and growth retardation of embryos was positively correlated with total dissolved solid, turbidity and electrical conductivity. An amphibian developmental toxicity assay would be helpful for the selection of point for construction of habitat and reintroduction of amphibian in interrupted urban stream.

Enhancement of Anti-biofouling Properties of Polypropylene Membrane via Bioinspired CaCO₃ Coating and Hydrophilic Graft Polymerization

정주현,송상하,오준균 한국고분자학회 2020 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.45 No.2

ECG 압축 방법들의 코딩 성능 비교 분석

장승진,송상하,윤영로 대한전기학회 2008 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2008 No.1

수많은 방식의 ECG 압축 코딩 알고리즘이 개발되어왔고 현재도 개발 중이지안 각자의 알고리즘의 성능에 유리한 특정 데이터만을 분석하고 압축율이 다름으로 인해 다른 알고리즘과의 성능 비교를 객관화하고 있지 못하였다. 본 연구에서는 기존의 MIT-BIH에서 제공하는 ECG 신호와 달리 시뮬레이션된 ECG 신호를 기반으로 각각의 알고리즘에 대한 성능비교를 하여 ECG신호의 특성에 따른 코딩 알고리즘의 압축율 및 평균 오차 에러의 정도를 분석비교하였다. 비교 대상 알고리즘으로는 상용화되어 널리 사용되는 Delta 코딩 방식의 문턱치를 갖는 Discrete Pulse Code Modulation과 Discrete Cosine Transform, Lifting Wavelet Transform 과 Wavelet 기반 Linear Prediction 4가지 알고리즘을 대상으로 분석하였다. Compression Ratio (CR)을 2,4로 고정하고 Percentage of Root-mean-square difference (PDR)를 분석한 결과, EMG 잡음의 진폭변화에는 0.1㎷이하의 경우 DCT, Wavelet Lifiting Tranform이 낮은 PDR을 보였고, 0.1㎷이상의 경우 Wavelet based Linear Prediction (WLP)이 낮은 PDR을 보였다. Heart Rate의 간격에 변화를 주어 불규칙성이 있는 경우 WLP가 가장 안좋은 PDR 결과를 보였으며, DCT가 가장 낮고 안정된 PDR 걸과를 보였다. DPCM은 노이즈와 진폭간격의 변화에 상관없이 압축율에 의해 크게 PDR 성능 결과가 변화함을 나타내었다.

Fabrication of Anti-biofouling Cotton Fabrics to Improve Personal Hygiene

정주현,송상하,오준균 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.1

Cotton fabric is a natural polymer material commonly used in hospital and food industries, for example, gowns, gloves, aprons, and face masks. In this work, trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane and nanoscale fumed silica is used to manufacture fluorinated-silica nanoparticles (FSNs). The dip-coating method is used to provide anti-biofouling and bacterial cross-contamination protection on the cotton fabric surface. The presence of FSNs on the coated cotton fabric sample surface was confirmed by the Fourier transform infrared spectroscopy (e.g., –CF₃ peak) and the images of scanning electron microscope (e.g., roughness). The water contact angle measurements show high water contact angle (i.e., >150°, superhydrophobic). The cotton fabric sample with biofouling-resistant surfaces show a significant reduction in biological contaminants (e.g., virus, bacteria, protein, blood, and fungi) adhesion, which can potentially improve personal hygiene.