마이크로웨이브 추출공정과 초임계 유체추출공정을 이용한 아가리쿠스 버섯내의 생리활성물질 추출

류동열 서강대학교 대학원 2000 국내석사

버섯에서 추출되는 생리활성물질인 β-glucan은 탁월한 항암효과를 갖는 물질이다. 특히 Agaricur blazei에 β-glucan이 많이 포함되어 있다는 것이 보고되어 있다. 본 연구의 목적은 마이크로웨이브를 사용하여 아가리쿠스버섯으로부터 β-glucan을 추출하는 공정의 추출효율을 극대화하는 것으로, 다양한 추출시간과 마이크로웨이브 출력을 이용하여 최적 운전조건을 결정하였다. 최적 마이크로웨이브의 최적 출력은 200, 500, 650watt의 경우에서 실험하여 결정하였다. 추출물질의 구조와 농도 분석은 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy(NMR)와 Infrared Spectroscopy(IR)를 이용하여 수행하였다. 본 실험 결과로 마이크로웨이브를 이용한 추출의 다당류 수율이 전통적인 열수 추출방법보다 향상됨을 확인하였고, 소량의 용매와 짧은 추출 시간으로 향상된 수율을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 초임계 유체 추출공정 및 정제 기술을 기초로하여 약리 작용이 우수한 버섯으로부터 의약후보물질을 탐색, 추출 및 생리활성을 검색하는 새로운 체계적 연구 방안을 제시하였다. 또한, 초임계 유체법을 이용하여 버섯속의 비극성물질을 찾아보기로 하였다. 초임계 유채의 온도와 압력에 따른 분석은 Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS)를 이용하여 물질을 분석하였다. 초임계 유체 추출공정과 생리활성검색법의 결합된 연구는 미래 제약산업에 본 기술의 응용 영역을 확장 가능하게 하였다. 천연생리활성물질의 초임계 유체 추출공정 특성을 평가하기 위해 Linoleic acid성분을 선정하여 초임계 이산화탄소 용해도 실험을 온도, 압력의 변화에 대해 정량적으로 실험을 수행하였다. 최적의 조건에서 두 가지 방법의 수율, 시간 및 경제성 등등을 비교하였다. 각 생성물의 분석은 GC-MS를 사용하여 정성/정량분석을 하였다. Physiologically active material, β-glucan, extracted from mushroom has an antitumor effect. Agaricus blazei murill (A. blazei) fruiting bodies were reported to contain large amounts of β-glucan. The purpose of this study was to maximize β-glucan extraction from A. blazei by microwave assisted extraction(MAE) method. Optimal extraction conditions were obtained for various extraction time and applied power, which was examined as 200, 500 and 650 watt. The structure and concentrations of the raffinates were analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and infrared spectroscopy (IR). It was proved that the extraction yield of microwave assisted extraction method was higher than that of conventional solvent extraction method. It was also observed that microwave assisted extraction method requires less amounts of solvents and extraction time compared to the conventional solvent extraction method. And based on the Supercritical fluid Extraction(SFE) and purification technique, a systematic method was established for searching, extracting and testing bioactivities of target prodrug substances from mushroom products. Also, Non-Polar material in mushroom was fined using SFE. It was analysed using Gas Chromatography-Mass Spectroscopy(GC-MS) that SFE was extracted Temperatures and Pressure. The combined study of the SFE technology with the bioassay tests could make it possible to extend the technology more viable in future application in pharmaceutical industry. to evaluate the SFE characteristics of Physiologically active material from natural products with the variation of experimental Temperatures and Pressure, Illustratively the reagent grade of Linoleic acid and its material were chosen and accordingly the SFE with carbon dioxide. Optimal condition of process was fined by SFE. and Quantitative analysis and Qualitative analysis of each components were performed with GC-MS.

Design of User Interface IC with Light Leakage Elimination and Noise Immunity for Home Appliances

류동열 충북대학교 2019 국내박사

AAs the usage of various home appliances increasing, the interaction between users and these appliances, that is, the user interface has become more important. The user interface acts as a medium that enables communication between the users and the home appliances. In this thesis, one chip user interface IC is designed to provide an essential interaction between users and the home appliances. The proposed one chip user interface IC contains a key scan circuit, a rotary encoder circuit, a buzzer and an LED display. The key scan circuit senses which key has pressed by the user. The rotary encoder circuit reads the phase of the rotary encoder. Meanwhile, the buzzer is driven to output audible information, while the LED display is driven to output the status, process, and result of the current operation to the user as a mean of visual information. The proposed one chip user interface IC mainly works with the MCU to provide a bidirectional interaction between both the user and the home appliances. One way of communication happens whenever a key is pressed by the user, or a rotary encoder movement is sensed, which triggers the control program in the MCU to perform the corresponding process. The other way of communication is conducted by both the LED display and buzzer, to communicate visual and audio information, respectively, to the user according to the MCU commands. The input/output methods that mediate the conventional user and home appliances include the following problems, in which this thesis attempts to solve them. First, the conventional LED display has a problem with the occurrence of light leakage phenomenon. This phenomenon takes place when an off LED is driven by a parasitic current generated due to a parasitic capacitance component included in the display matrix. The proposed light leakage elimination circuit suppresses the current flow caused by the parasitic capacitance component. Light leakage phenomenon is eliminated by the preceding charging/discharging for the parasitic capacitance component. This circuit is designed to operate during the idle period of both the key scan and LED driving process in order to not affect the operation of key scanning and LED display. Second, the issues with the conventional rotary encoder that the user’s command is misinterpreted due to chattering noise, bounce noise, and abnormal phase signal generated from the mechanical structure, causing malfunction of the MCU and the entire system. The proposed rotary encoder interpreter keeps track of the edge and phase of the signal to perform the noise immunity operation which distinguishes the chattering noise, the bounce noise, the abnormal phase signal and the normal signal. Thereby, preventing malfunction of the MCU and the entire system. In addition, when the normal rotation of the rotary encoder is detected, an interrupt signal is output to enable the MCU to process the interrupt process, hence, improving the efficiency of the entire system. Third, the piezo buzzer is mainly driven by the MCU. When the number of sounds and the length of the melody are increased, the efficiency of the MCU is greatly reduced. The proposed buzzer driver circuit receives buzzer command from MCU and directly drives 48 notes from 4-octave (A4) sound at 440Hz to 7-octave (G#7) sound at 6,645Hz. Thereby MCU software complexity has reduced and increasing the efficiency of the overall system. In addition, it incorporates a temperature stabilization circuit and an internal trimming circuit that provides a high frequency accuracy, thereby outputting a buzzer sound with a stable temperature characteristic and has less chip-to-chip variation. The proposed LED driver, key scan circuit, rotary encoder interpreter, and the piezo buzzer driving circuit are all integrated into one IC, fabricated, and operated with the MCU through a serial I2C interface. The designed one chip user interface IC is verified through various simulations and implemented with 0.35um high voltage CMOS process and packaged in LQFP44. And evaluated on the evaluation board along with the LED display matrix, key matrix, rotary encoder, buzzer and the MCU. The evaluation environment is programmed to operate the user interface bidirectionally, and to verify the operation of each instructions implemented in the IC. The proposed one chip user interface IC has eliminated the light leakage phenomenon, and the rotary encoder interpreter has confirmed the noise immunity characteristics while the frequency accuracy of the buzzer output sound is confirmed to be within ±2%. The proposed one chip user interface IC contributes to the simplification of user interface application. In particular, LED applications that receive drive signals from MCUs have technological advances and economic benefits that are reduced to 2 lines of SDA and SCL from 22 drive signals based on 8Digit × 14Segment. Furthermore, one chip user interface IC can replace the role of the sub MCU in applications where the main MCU control the operation of the home appliances and the sub MCU is responsible for the user interface. Therefore, it is expected to be widely used for user interface application field in home appliances. The proposed light leakage elimination circuit can be applied to a micro LED display area in which many studies are being conducted with a large display device in the future. Micro LED displays require fast driving of large-scale matrices, which is why it is necessary to eliminate light leakage with fast operation. Therefore, the proposed driving circuit can be applied to solve the light leakage problem of a micro LED display. The proposed rotary encoder interpreter with noise immunity and a buzzer driving circuit with temperature stability and high frequency accuracy can be reused as a hard IP for SOC implementation in various home appliances. 각종 가전기기가 보편화 되고 사용이 증가 되면서 사용자와 가전기기 간의 상호작용 즉, 사용자 인터페이스가 매우 중요하게 되었다. 본 논문에서는 사용자와 가전기기 사이에 필수적인 사용자 인터페이스에 필요한 광누설 제거 및 노이즈 면역을 갖는 가전기기용 사용자 인터페이스 IC를 제안하였다. 제안하는 사용자 인터페이스 IC는 주로 MCU와 연동하여 양방향 인터페이스 역할을 수행한다. 가전기기의 동작 명령을 입력하기 위한 키 눌림 또는 로터리 인코더의 회전 동작이 감지되면, MCU의 제어 프로그램에 따라 정해진 동작이 수행되고 그에 대응되는 LED 구동 명령에 따라 시각적 정보를 사용자에게 전달한다. 또한, 부저 구동 명령에 따라 가전기기의 동작음, 경고음과 같은 청각적 정보를 사용자에게 제공하는 역할을 수행한다. 사용자와 가전기기를 연결하는 종래의 사용자 인터페이스의 입출력 방법들은 아래와 같은 문제를 포함하고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하는 사용자 인터페이스 IC를 제안 하였다. 첫째, 기존 LED 디스플레이는 매트릭스에 포함된 기생 용량 성분으로 인해 발생되는 기생 전류에 의해 구동되지 않는 LED가 켜지는 광누설 현상이 나타나는 문제가 있다. 제안된 사용자 인터페이스 IC의 LED 구동회로는 광누설 현상의 원인이 되는 기생 용량 성분으로 인한 전류의 흐름을 기생 용량 성분에 대한 선행 충/방전으로 억제하여 LED 광누설 현상을 제거하였다. 제안된 회로는 키 스캔 및 LED 구동 과정의 휴지기 동안에 동작하도록 고안하여 키 스캔 동작과 LED 구동 동작에 영향이 없도록 구현하였다. 둘째, 기존 로터리 인코더는 기계적 구조로부터 발생되는 채터링 노이즈와 바운스 노이즈 및 비정상 위상 신호로 인해 사용자 명령이 오독되어 MCU 및 전체 시스템의 오동작이 유발 되는 문제가 있다. 제안된 사용자 인터페이스 IC의 로터리 인코더 인터프리터는 신호의 에지와 위상을 지속적으로 추적하여 채터링 노이즈와 바운스 노이즈 및 비정상 위상 신호와 정상 신호를 구분하는 노이즈 면역 동작을 수행하여 MCU 및 전체 시스템의 오동작을 방지한다. 또한, 로터리 인코더의 정상 회전 동전이 감지되면 인터럽트 신호를 출력하여 MCU가 인터럽트 프로세스를 처리할 수 있도록 하여 전체 시스템의 효율성을 높였다. 셋째, 종래 피에조 부저는 주로 MCU에 의해 구동된다. 멜로디 연주와 같이 구동하는 음의 수와 구동 시간이 길어지는 경우에는 MCU의 효율성을 저하시키는 문제가 있다. 제안된 사용자 인터페이스 IC의 부저 구동회로는 MCU로부터 부저 명령어를 수신하여 440Hz의 4-옥타브 라(A4)음에서 6,645Hz의 7옥타브 솔#(G#7)음까지 48개의 음을 직접 구동한다. 따라서 MCU 소프트웨어 복잡도는 낮추고 전체 시스템의 효율성은 높일 수 있다. 위와 같이 제안된 LED 구동 및 키 스캔 회로와 로터리 인코더와 부저 구동회로는 하나의 IC로 통합하여 설계 및 구현하였고, 직렬 I2C 인터페이스를 통해 MCU와 연동하여 동작할 수 있도록 하였다. 제안된 사용자 인터페이스 IC는 각종 시뮬레이션을 통해 설계를 검증 한 후 0.35um 고전압 CMOS 공정으로 구현하여 LQFP44에 패키징 하였다. 구현된 IC는 LED 매트릭스, 키 매트릭스, 로터리 인코더, 부저와 MCU를 하나의 평가 보드에 장착하여 동작을 평가하였다. 평가 보드의 MCU는 사용자 인터페이스를 양방향으로 동작하도록 프로그래밍 하였으며, 제안된 사용자 인터페이스 IC의 모든 명령어에 대하여 동작을 검증하였다. 제안된 LED 광누설 제거회로에 의해 LED 디스플레이에 광누설 현상이 제거되는 개선을 확인하였고, 로터리 인코더 인터프리터의 노이즈 면역 특성을 확인하였고, 부저 출력 사운드의 주파수 정밀도가 ±2% 이내 임을 확인하였다. 본 논문에서 제안되고 구현된 사용자 인터페이스 IC는 LED구동, 키 스캔, 로터리 인코더 판독, 부저 구동 기능을 통합하여 구성함으로써 사용자 인터페이스 응용 구성이 단순화되는 기여가 크다. 특히, MCU로부터 구동신호를 받는 LED 응용의 경우, 8Digit × 14Segment 기준으로 22개의 구동 신호에서 SDA, SCL 2개의 구동 신로로 감소되는 기술적인 효과와 경제적 효과가 있다. 더 나아가 가전기기의 주요 동작을 제어하는 주 MCU와 사용자 인터페이스를 담당하는 보조 MCU로 구성된 응용에서 보조 MCU의 역할을 제안된 사용자 인터페이스 IC가 대체할 수 있는 효과가 있다. 따라서 가전기기의 사용자 인터페이스 응용 분야에서 다양하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 제안된 광누설 제거 기능을 갖는 LED 구동 회로는 향후 대형 디스플레이 장치로 많은 연구가 진행 중인 마이크로 LED 디스플레이에 적용될 수 있다. 마이크로 LED 디스플레이는 대규모 LED 매트릭스를 빠르게 구현해야 하므로 빠른 동작으로 광누설을 제거하는 것이 필요하다. 따라서 제안된 광누설 제거기능을 갖는 LED 디스플레이 회로가 마이크로 LED 디스플레이의 광누설 문제 해결에 적용될 수 있다. 제안된 노이즈 면역 특성을 갖는 로터리 인코더 인터프리터와 온도 안정적이고 주파수 정밀도를 갖는 부저 구동회로는 가전기기에 사용되는 SOC 구현 시 hard IP로 재사용 될 수 있다.

The Clinical and Angiographic Outcomes After DES Implantation in Unprotected Left Main Coronary Artery Bifurcation Lesion with Provisional TAP Technique

류동열 Kangwon National Univ. 2010 국내석사

배경 좌측 주 관상동맥 분지 병변은 임상 및 해부학적으로 복잡한 병변임에도 불구하고 이에 대한 스텐트 삽입의 결과에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 좌측 주 관상동맥 분지 병변에 경피적 관상동맥 중재술을 시행 받은 환자의 입상 및 혈관조영술적 결과에 알아보고자 하였다. 방법 2005년 3월부터 2008년 10월 사이에 좌측 주 관상동맥에 provisional T-stenting and small protrusion (TAP) 기법을 이용하여 약물 방출 스텐트 시술을 시행 받은 환자들을 대상으로 하였다. 혈역학적으로 안정되지 않은 환자나 일차적 관상동맥 중재시술을 시행 받은 환자는 제외하였다. 주요 심장 유해 사건 (MACE: major adverse cardiac event)은 심장 질환에 의한 사망, 심근경색, 표적병변 재시술 (TLR: target lesion revascularization)의 발생으로 정의 하였다. 결과 총 114명의 환자가 이 연구에 포함되었다 (1-stent 군 n=59, 2-stent 군 n=55). 두 그룹의 기본적인 특징에서 고혈압 (p = 0.026)과 true bifurcation lesion (p <0.001)이 2-stent 군에서 더 많았으며, 측부 가지의 minimal lumen diameter는 2-stent 군에서 유의하게 더 작았다 (p < 0.001). 평균 712 (315-1055)일의 추적관찰 후 주요 심장 유해사건의 누적 발생률은 15%였으며 1-stent 군에서 2-stent 군보다 낮게 발생하였으나 통계적 의미는 없었다 (10% vs 20%, p = 0.14). 당뇨, 스텐트 기법, 스텐트 종류, 급성 관동맥 증후군, true bifurcation을 포함한 다변량 분석에서 paclitaxel-eluting stent (PES)의 사용이 주요 심장 유해 사건의 발생의 유일한 예측인자로 나타났다 (OR of PES 3.754, 95% CI = 1.073 – 13.131, p = 0.038). 9개월 후 추적 혈관조영술은 100명 (88%)의 환자에서 시행되었으며 혈관조영 재협착률은 15%였으며 두 군에서 유사하였다 (p = 0.65). 결론 본 연구에서 좌측 주 관상동맥 분지 병변의 provisional TAP 기법을 이용한 약물 방출 스텐트의 삽입은 안전하고 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 1-stent 군과 2-stent 군 간의 임상 및 혈관조영술적 결과는 차이를 보이지 않았다. Background Although unprotected Left main coronary artery (LMCA) bifurcation lesion is a clinically and anatomically complex lesion, there are few data about outcome of the stent implantation in LMCA bifurcation lesion. We investigate the clinical and angiographic outcomesof patients undergoing percutaneous coronary intervention (PCI) of unprotected LMCA bifurcation lesion. Methods Patients with unprotected LMCA bifurcation lesion treated with provisional T-stenting and small protrusion(TAP) technique using drug-eluting stent (DES) from March 2005 to October 2008 were included in this study. Patients with hemodynamic instability and who underwent primary PCI were excluded. Major adverse cardiac event (MACE) was defined as a composite of cardiac death, myocardial infarction (MI) or target lesion revascularization (TLR). Results Total 114 patients were included in this study (1-stent group n=59, 2-stent group n=55). In baseline characteristics, hypertension (p = 0.026) and true bifurcation lesion (p <0.001) was more frequent in 2-stent group. Minimal lumen diameter of side branch was significantly smaller in 2-stent group (p < 0.001). After a median follow-up of 712 (355-1055)days, the cumulative incidence of MACE was 15% and lower in 1-stent group than in 2-stent group but it was not statistically significant (10% vs 20%, p = 0.14). Multivariate analysis adjusted by diabetes mellitus, stent technique, stent type, acute coronary syndrome and true bifurcation showed that the use of paclitaxel-eluting stent (PES) was the only predictor of MACE (OR of PES 3.754, 95% CI = 1.073 - 13.131, p = 0.038). Angiographic follow-up at 9-month was available in 100 patients (88%). Angiographic restenosis rates were 15% and similar between the 2 groups (p = 0.65). Conclusion Our data suggests that DES implantation by provisional TAP technique in unprotected LMCA bifurcation lesion appears to be safe and effective. Also, there was no difference in clinical and angiographic outcomes of 1-stent and 2-stent to treat unprotected LMCA bifurcation lesion.

p-Hydroxybenzyl alcohol-containing biodegradable nanoparticle improves functional blood flow through angiogenesis in a mouse model of hindlimb ischemia

류동열 Kangwon National University Graduate School 2015 국내박사

Therapeutic angiogenesis has achieved promising results for ischemic diseases or peripheral artery disease in preclinical and early-phase clinical studies. I examined the therapeutic angiogenic effects of HPOX, which is biodegradable polymer composing the antioxidant p-hydroxybenzyl alcohol (HBA), in a mouse model of hindlimb ischemia. HPOX effectively stimulated blood flow recovery, compared with its degraded compounds HBA and 1,4-cyclohexendimethanol, via promotion of capillary vessel density in the ischemic hindlimb. These effects were highly correlated with levels of angiogenic inducers, vascular endothelial cell growth factor (VEGF), heme oxygenase-1 (HO-1), and Akt/AMPK/endothelial nitric oxide synthase (eNOS) in ischemic mouse hindlimb muscle. Blood perfusion and neovascularization induced by HPOX were reduced in eNOS-/- and HO-1+/- mice. HPOX also elevated the endothelial cell markers VEGF receptor-2, CD31, and eNOS mRNAs in the ischemic hindlimb, indicating that HPOX increases endothelial cell population and angiogenesis in the ischemic muscle. However, this nanoparticle suppressed expression levels of several inflammatory genes in ischemic tissues. These results suggest that HPOX significantly promotes angiogenesis and blood flow in the ischemic mouse hindlimb via increased angiogenic inducers, along with suppression of inflammatory gene expression. Thus, HPOX can be used potentially as a noninvasive drug intervention to facilitate therapeutic angiogenesis. 혈관신생 치료법은 전임상이나 초기 임상연구에서 허혈성 질환이나 말초동맥질환의 치료에 응용할 수 있는 가능성을 제시하고 있다. 따라서 본 연구자는 마우스 뒷다리 허혈 모델에서 항산화 물질인 p-hydroxybenzyl alcohol (HBA)을 포함한 생분해 고분자 화합물인 HPOX, 이것의 분해 산물인 HBA의 허혈조직의 기능을 개선하는 혈관신생 효과를 연구하였다. HPOX를 마우스의 뒷다리 허혈 조직에 투여하였을 때 허혈 마우스 모델에서 모세혈관밀도 생성을 통해 우수한 혈류 개선 효과를 보였으며, 이러한 효과는 HPOX의 분해산물인 HBA와 1,4-cyclohexenedimethanol 보다도 매우 우수함이 확인되었다. 이러한 HPOX의 효과는 허혈 근육 조직에서 혈관신생을 촉진하는 물질인 혈관내피세포 성장인자(VEGF), 헴 산화 효소-1(HO-1) 및 Akt/AMPK/내피세포 일산화질소 합성효소(eNOS)의 발현 농도와 높은 연관성을 보여주었다. 마우스 뒷다리 허혈 모델에서 HPOX에 의해 유도된 혈류 개선과 혈관신생 효과는 eNOS-/-andHO-1+/- 마우스 실험 모델에서는 의미 있게 감소되었다. 또한, HPOX를 투여한 뒷다리 허혈 마우스 모델의 조직에서 혈관내피세포 표지자인 VEGF 수용체-2, CD31, eNOS mRNA 발현이 효과적으로 증가되었으며, 이러한 결과는 HPOX가 허혈 조직 내로 혈관내피세포의 침투가 증가되어 혈관신생이 촉진됨을 시사하고 있다. 마지막으로, HPOX 투여는 허혈로 인해 유발될 수 있는 염증 조절 분자(종양괴사인자-알파, 인터루킨-1베타, 유도성-NOS)의 발현을 효과적으로 억제함을 확인하였다. 이러한 결과들은 HPOX가 혈관신생 유도물질의 발현 및 활성 증가와 염증성 유전자의 발현 억제를 통하여 마우스 뒷다리 허혈 모델에서 혈관신생을 통한 혈류 개선을 촉진시킴을 제시하고 있다. 따라서 본 연구는 HPOX는 혈관신생을 효과적으로 촉진하여 허혈질환을 치료할 수 있는 비침습적인 치료 약물로 사용될 수 있는 가능성 제시한다.