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온도와 강수를 이용하여 일별 일사량을 추정하기 위한 심층 신경망 모델 개발 (Development of a deep neural network model to estimate solar radiation using temperature and precipitation)

  • 강대균;현신우;김광수
    • 한국농림기상학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.85-96
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    • 2019
  • 일사량은 자연 생태계와 농업 생태계에서 에너지 수지와 물 순환을 추정하는데 중요한 변수이다. 일별 일사량을 추정하기 위해 심층 신경망(DNN) 모델이 개발되었다. 일조시간 등의 변수보다 기상 관측소에서의 가용성이 더 높은 온도와 강수량이 심층 신경망 모델의 입력 자료로 사용되었다. five-fold crossvalidation 을 사용하여 심층 신경망을 훈련시키고 검증하였다. 국내 15 개의 기상 관측소에서 30 년 이상 장기간의 기상 자료가 수집되었다. Cross-validation을 통해 얻어진 심층 신경망 모델은 수원 지역 기상 관측소의 일별 일사량 추정치에 대해 비교적 작은 RMSE($3.75MJ\;m^{-2}\;d^{-1}$) 값을 가졌다. 심층 신경망 모델은 수원 지역 기상 관측소의 일사량의 변위의 약 68%를 설명했다. 1985 년과 1998 년의 일사량 관측값은 일조시간에 비해 상당히 낮은 값이 관측되었다. 이는 후속 연구에서 일사량 관측 데이터의 품질 평가가 필요할 것임을 시사했다. 해당 연도의 데이터를 분석에서 제외했을 때, 심층 신경망 모델의 추정값은 통계적 수치가 약간 높게 나타났다. 예를 들어, $R^2$ 와 RMSE 의 값은 각각 0.72 와 $3.55MJ\;m^{-2}\;d^{-1}$ 이었다. 심층 신경망 모델은 기온과 강수량을 통해 일사량을 추정하는데 유용하며, 이는 미래 기후 시나리오 자료에 대해서 활용할 수 있을 것이다. 따라서, 공간에 대한 제약이 완화된 심층 신경망 모델은 작물 모델의 입력 자료로 일사량이 필요한 작물 생산성에 대한 기후 변화 영향 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

벼 작물생육모형 국내 도입 활용과 앞으로의 연구 방향 (History and Future Direction for the Development of Rice Growth Models in Korea)

  • 김준환;상완규;신평;백재경;조정일;서명철
    • 한국농림기상학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.167-174
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    • 2019
  • 작물 생육모형은 기존의 경험적 작물모형과는 달리 벼의 생장과정을 모의 할 수 있는 장점이 있다. 이러한 작물생육 모형들은 80년대 후반부터 적극적으로 국내도입이 이루어 졌다. 유럽에서 개발된 MACROS로 부터 시작하여 이후 Oryza1 및 Oryza2000 모형과 북미에서 개발된 DSSAT 계열의 모형인 CERES-RICE 모형을 도입하게 되었다. 각각의 모형들은 최초에는 단순히 품종수 적합 후 특정지역에의 수량을 모의하는데 활용되었으나 2000년대에 이르러서는 국내에 적합한 작물모형으로 발전시킬 수 있는 단계에 이르게 되었다. 그러나, 작물생육모형을 기후변화 영향평가를 위한 용도로 주로 사용하였고 실용적인 수준에서의 활용은 미미하였다. 일부 농가 적용을 위한 시도가 있었으나 널리 활용되지는 못하였다. 이러한 활용상의 문제점은 기상자료의 공간해상도가 문제가 가장 크며, 그 다음으로는 각 지역별이 품종에 대한 품종모수 자료가 부족하기 때문이다. 이러한 활용상의 문제점을 극복하기 위해서는 기상관측의 공간해상력을 높이기 위한 관측소의 확대 또는 공간 내삽법이 필요할 것으로 생각된다. 또한 신품종이 일정 재배면적 이상 확대될 경우 이에 대해 품종모수를 적합할 제도적 기술적 방법이 필요하다. 작물모형의 활용 확대를 위해서는 기상 또는 토양 분야와도 연결이 필요하다. 이를 위해서는 군락의 증산 속도와 토양모형에 정보가 필요하며 이는 군락 광합성 관련 부분과 토양 특성에 대해서 새로운 접근이 필요함을 의미한다.

창업자의 창업동기, 창업가정신 그리고 창업가 역량특성이 창업기업 지속가능성에 미치는 영향: 창업기업 경영성과를 매개로 하여 (Impact of Entrepreneurial Business Start-up Motivation, Entrepreneurial Spirit, and Entrepreneurial Competence Characteristics on Start-up Companies' Sustainability: Focusing on the Mediating Effect of the Start-up Companies' Business Performance)

  • 강한혁;박우진;배병윤
    • 벤처창업연구
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    • 제14권3호
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    • pp.59-71
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    • 2019
  • 규모가 축소되고 소수인력만을 활용하는 고비용 창출이라는 국제적 추세의 영향으로 현재 국내의 실업률이 심각하게 증가되고 있다. 이를 극복하기 위한 방편으로 국가는 창업진흥정책을 전개 중이지만 과다한 창업자 생성과 특정분야에의 집중으로 인하여 이들은 생존조차 불분명한 상황인 바, 본 연구는 창업자들의 내적 특성에 해당되는 창업동기와 창업가정신 그리고 외적특성인 역량특성이 경영성과를 매개로 하여 지속가능성에 미치는 영향을 규명하여 성공적 창업을 위한 유용한 방향성을 제공하고자 하였다. 가설검증 결과, 창업동기, 창업가정신 그리고 역량특성은 경영성과에 유의한 정(+)의 영향을 미쳤고, 경영성과는 지속가능성에 유의한 정(+)의 영향을 미쳤다. 또한 창업동기, 창업가정신 그리고 역량특성이 지속가능성에 미치는 영향에 있어 경영성과는 모두 매개되었다. 현재까지의 경영성과와 기업지속가능성에 미치는 영향요인에 관한 연구들은 본 연구의 독립변인들을 개별적으로 혹은 2가지 변인으로 연구를 진행해 온 바, 창업자의 내적특성과 외적특성을 다각도로 검증하여 실무적 방향성을 총체적으로 검증한 본 연구는 차후 창업 준비 특성과 같은 창업자 배경적 특성이 추가되어 더욱 포괄적으로 진행된다면 더욱 심도 깊은 결과 도출이 가능할 것으로 판단된다.

인공동결공법 적용 후 융해에 따른 해성 점토지반의 역학적 특성 평가 (Evaluation of mechanical characteristics of marine clay by thawing after artificial ground freezing method)

  • 최현준;이동섭;이효범;손영진;최항석
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.31-48
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    • 2019
  • 인공동결공법(artificial ground freezing method)은 연약지반 및 도심지에서의 지하구조물 시공에 적합한 차수 및 지반보강 공법이다. 인공동결공법은 동결관(freezing pipe)을 지중에 매설한 후 냉매(refregerant)를 순환시켜 대상 지반에 차수벽 및 지지체의 역할을 수행하는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 그러나 간극수의 동결에 따른 간극수의 부피팽창은 지반의 변형을 야기시킬 수 있고, 시공완료 후 동결토의 융해에 따른 지반의 소성변형 및 입자의 재배치 등은 지반의 역학적 특성을 변화시킨다. 본 논문에서는 인공동결공법에 따른 해성 점토지반(marine clay)의 동결속도를 평가하기 위하여 인공동결공법 현장실증시험을 수행하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2 m 깊이로 매설된 동결관 1공 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 수행되었다. 또한, 원지반과 인공동결공법에 의해 동결/융해된 지반에 대한 피에조 콘 관입시험(piezo cone penetration test, CPTu) 및 공내재하시험(lateral load test, LLT)을 수행함으로써 동결/융해(freezing-thawing)에 따른 해성 점토지반의 강도 및 강성 특성의 변화를 평가하였다. 시험결과, 부피가 약 $2.12m^3$인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일이 동안 약 11.9 ton의 액화질소가 소요되었다. 동결/융해에 따른 지반의 강도 및 강성 저하는 각각 48.5%, 22.7%로 산정되었다.

독일 통일과정에서 문화유산 조사와 보존관리 - 고고학 조사와 유적 보존을 중심으로 - (Research on Cultural Heritage and Its Conservation in the Process of Unification in Germany - Focusing on Archaeological Investigations and Site Conservation -)

  • 김종일
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제52권2호
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    • pp.38-61
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    • 2019
  • 20세기 초반까지 독일 고고학에서는 유물 유적에 대한 객관적이고 섬세한 관찰을 중시하는 연구 경향과 어느 정도의 민족주의 혹은 자민족 우월주의의 입장에서 물질문화의 연구를 통해 과거의 민족 혹은 종족의 자취를 찾아 그들의 시공간적 범위를 확정하려는 시도가 공존하고 있었다. 2차 세계대전이 끝나고 독일이 동서로 분열된 이후 구 서독에서는 전통적인 독일 고고학의 전통을 계승하여 유물 유적의 관찰과 목록화, 그리고 편년과 분포의 확인에 집중하였다. 구 동독에서는 맑스주의의 사적 유물론에 입각한 역사의 합법칙적 발전 과정을 물질 자료를 통해 입증하려는 시도와 함께 과거의 문화유산이 갖고 있는 역사적 가치를 사회주의의 이념에 충실하거나 혹은 그 발전에 기여한 정도에 따라 평가하고자 하였다. 그럼에도 불구하고 구 서독과 구 동독의 고고학은 분열 이전의 독일 고고학의 전통을 상당히 공유하고 있었다. 분열 이후에도 고고학자들의 교류가 어느 정도 지속되고 있었고 구 동독의 고고학이 구 서독의 고고학, 그리고 유럽 고고학 전체에서도 인정받을 수 있는 의미 있는 나름의 연구 성과를 내고 있었다. 이러한 사실을 바탕으로 동 서독 고고학의 통합이 제도적인 측면에서는 어느 한쪽에 의한 일방적인 통합이었다는 한계에도 불구하고 양자가 비교적 단시일 내에 통합을 완성할 수 있는 계기를 마련하게 되었다. 한국의 경우에도 고고학 연구와 문화유산 보존의 측면에서는 공통의 연구사적 전통을 공유하고 상호 교류(공동 조사와 학술 교류 등)에 더욱 노력할 필요가 있다. 비록 맑시즘과 주체사상에 의거한 형식화된 해석이라 하더라도 이를 비판적으로 검토하여 필요한 경우 받아들이려는 열린 마음을 통해 남북한 고고학 및 문화유산 보존의 간극을 점차적으로 줄여나가는 작업은 더 이상 미룰 수 없는 과제라고 할 수 있다. 독일의 사례는 이러한 작업을 보다 효율적으로 진행하는 데 나름의 시사점을 던져줄 수 있으리라 생각한다.

LC-MS/MS를 이용한 농산물 중 Kasugamycin 시험법 개발 (Development of Analytical Method for Kasugamycin in Agricultural Products using LC-MS/MS)

  • 이한솔;도정아;박지수;조성민;신혜선;장동은;정용현;이강봉
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.235-241
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    • 2019
  • 본 연구는 농산물 중 잔류허용기준 신설 예정 농약인 가스가마이신의 안전 관리를 위한 공정 시험법을 개발하기 위하여 수행되었다. 가스가마이신은 단백질 합성과정 중 번역 개시 단계를 저해하여 균의 증식을 억제하는 작용기작을 가지고 있으며 특히 사상균인 Piricularia oryzae에 의해 발병하는 도열병을 예방하는 데 효과적이다. 현재 우리나라에는 농산물 중 가스가마이신의 잔류물의 정의가 설정되어 있지 않고 모화합물 만을 잔류물의 정의로 예정하고 있다. 또한 잔류허용기준이 설정된 농산물이 없기 때문에 모든 국내 재배 농산물 또는 수입 농산물 유통 시 실시하는 잔류농약 검사에서 농약 허용물질목록관리제도(Positive List System; PLS)에 의하여 잔류량이 0.01 mg/kg 이하가 되어야 한다. 이에 농산물 중 잔류농약 분석 및 검사를 위한 공정 시험법 마련이 시급하여 본 연구에서는 대표농산물 5종(현미, 감자, 대두, 감귤, 고추)을 대상으로 시험법을 개발하고자 하였다. 따라서 수용성 유기용매인 메탄올의 적용과 수산화나트륨을 이용한 pH 조절을 통한 추출법 및 HLB 카트리지를 이용한 정제법을 최적화하여 LC-MS/MS에 의한 분석법을 확립하였다. 가스가 마이신의 시험법 정량한계는 0.01 mg/kg이며 5종의 농산물에 0.01, 0.1 및 0.5 mg/kg의 처리농도로 회수율 실험을 한 결과 평균 회수율은 71.2~95.4%이었고, 상대표준 편차는 12.1% 이하로 조사되었다. 이러한 검증 결과는 국제식품규격위원회 가이드라인(CAC/GL 40-1993, 2003)의 잔류농약 분석 기준 및 식품의약품안전평가원의 '식품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인(2016)'에 적합한 수준임을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 시험법은 국내 및 수입 농산물 중 가스가마이신의 안전 관리를 위한 공정시험법으로 활용될 수 있으며 잔류물의 정의 및 잔류허용기준을 설정하는 데 기초자료로써 활용 가능할 것이다.

LC-MS/MS를 이용한 농산물 중 제초제 fenquinotrione 및 대사산물 KIH-3653-M-2 동시시험법 개발 (Development of a Simultaneous Analytical Method for Determination of Herbicide Fenquinotrione and KIH-3653-M-2 Residues in Agricultural Crops using LC-MS/MS)

  • 박지수;도정아;이한솔;조성민;신혜선;장동은;정용현;이강봉
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.242-250
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    • 2019
  • 본 연구는 농산물 중 기준신설 예정농약 fenquinotrione에 대한 공정시험법을 개발하고자 수행하였다. Fenquinotrione은 triketone계 제초제로 quinoxaline 구조에 phenyl기가 치환된 새로운 구조의 화합물이며 대사산물 KIH-3653-M-2는 fenquinotrione의 quinoxaline 구조에 cyclohexadione이 -COOH로 치환되어 생성된다. 잔류물의 정의는 fenquinotrione 및 대사산물(KIH-3653-M-2)의 합으로 규정하여 관리할 예정이다. 본 연구에서는 향후 대사산물 안전관리를 고려하여 fenquinotrione 및 KIH-3653-M-2의 동시시험법을 확립하고자 하였다. 2% 포름산 함유한 아세토니트릴로 추출 후 무수황산마그네슘($MgSO_4$) 및 염화나트륨(NaCl) 첨가하여 간섭물질을 효과적으로 제거하고, HLB 카트리지를 이용하여 정제 후 LC-MS/MS로 분석하는 시험법을 개발하였다. 개발된 fenquinotrione 및 KIH-3653-M-2 동시시험법의 직선성은 결정계수($r^2$)가 0.99이상으로 우수하였으며, 검출한계 및 정량한계는 각각 0.004, 0.01 mg/kg이었다. 시험법 검증 결과 농산물 5품목에 대하여 평균 회수율(5반복)은 fenquinotrione 81.1~116.2%, KIH-3653-M-2의 평균 회수율은 78.0~110.0%이었다. RSD는 모두 4.6% 이하로 정확성, 정밀성 및 반복성이 우수함을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 국제식품규격위원회 가이드라인(Codex Alimentarius Commission)의 잔류농약 분석 기준(CAC/GL 40-1993, 2003) 및 식품의약품안전평가원의 '식품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인(2016)'에 부합하였다. 개발된 시험법은 낮은 검출한계 및 정량한계, 우수한 직선성, 회수율 실험을 통한 정확성과 정밀성, 재현성 등이 검증되어 농산물 중 fenquinorione의 잔류검사를 위한 공정시험법으로 활용가능 할 것이다.

갯질경이 용매분획물의 3T3-L1전지방세포에서의 지방생성억제 효과 (Antiadipogenic Activity of Solvent-partitioned Fractions from Limonium tetragonum in 3T3-L1 Preadipocytes)

  • 권명숙;김정애;오정환;파티 카라데니즈;이정임;서영완;공창숙
    • 생명과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.60-68
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    • 2019
  • 갯질경이(Limonium tetragonum)는 질경이과에 속하는 여러해살이 풀로 습지에 자생하는 염생식물의 일종이며, 항산화, 항종양 및 간보호 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 갯질경이 추출물로부터 용매 극성에 따라 분획한 분획물($H_2O$, n-BuOH, 85% aq. MeOH 및 n-Hexane)을 이용하여 지방세포내 중성지방 생성 및 지방세포 분화조절 인자 발현에 미치는 영향을 검토하였다. 마우스 유래 지방전구세포3T3-L1을 지방세포로 분화하여 Oil Red O염색법으로 지방 세포 분화정도를 확인한 결과, 갯질경이 분획물에 의해 지방세포의 형성이 농도의존적으로 억제되었다. 또한 지방생성조절에 관여하는 전사인자 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$ 및 SREBP-1c의 발현을 mRNA와 단백질 수준에서 확인한 결과 갯질경이 분획물 처리시 지방세포 분화 인자의 발현이 유의적으로 감소하였다. 지방세포 분화에 관여하는 것으로 알려진 MAPK 신호 전달 경로를 확인한 결과 갯질경이 분획물 처리군에서 p38, ERK 및 JNK의 인산화가 억제되었다. 용매 분획물중에서 $H_2O$ 및 n-Hexane 분획물이 가장 우수한 지방생성 억제활성을 나타내었는데 이는, 분획물 중 페놀 또는 지방 유도체에 의한 것으로 사료된다. 본 연구 결과로부터 갯질경이 분획물의 MAPK 신호전달 경로 억제를 통한 항비만 효과를 확인하였으며, 나아가 건강기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 기대된다.

지형 및 경작 방법을 반영한 범용토양유실량 산정공식 보전관리 인자 개선 연구 (Study on improvement of USLE P factor considering topography and cultivation method)

  • 성윤수;이관재;이동준;한정호;김종건;임경재;김기성
    • 한국습지학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.163-172
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    • 2019
  • 본 연구는 토양유실량 산정을 위해 사용되는 USLE P factor 선정의 문제점 확인 및 개선방향 제시에 대한 연구이다. USLE P factor는 경작지를 어떻게 관리하여 사용하느냐에 따라 그 값이 달라지는 계수이다. 하지만 기존 연구들은 경작지 상황에 따른 선정이 아닌 유역의 경사도에 대한 P factor를 선정함에 따라 토양유실량이 과다 산정되는 경향이 있다. 뿐만 아니라 처음에 이 식은 제안한 Wishmeier와 Smith에 의해 정의된 다양한 조건들에 부합되지 않게 인자를 선정하고 있어 토양유실량 산정에 대한 정확성이 떨어지고 있다. 이에 환경부에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 표토관련고시를 제정하고 이에 따른 P factor를 선정하도록 제안하고 있다. 하지만 미국에서 제안된 조건을 그대로 국내 사정에 적용하도록 되어 있어 많은 문제점을 야기하고 있다. 이에 본 연구에서는 실제 토양유실이 심각하게 이루어지고 있는 유역(양구 해안면 유역, 홍천 내면 자운리 유역, 안동 임하면 반변천 상류유역)을 선정하여 경사장과 경사도를 측정하고 각 필지에 적용된 관리방법과 경운방법을 조사하여 각 조건들에 적용한 후 고시에 의거하여 제시된 조건을 통해 선정된 인자와의 비교를 통해 고시의 문제점을 확인하였고, 문헌연구를 통한 새로운 조건에 대입하여 새로운 인자들을 선정하였다. 연구 결과, 환경부에서 제시한 표토관련고시에 의거하여 선정된 P factor의 경우 대상 유역 3곳에서 0.8~1.0사이의 값을 제시하고 있었다. 하지만 처음 제안된 조건들을 대입하여 P factor를 선정해본 결과 각 경사도 및 경사장 조건에 부합하여 선정된 값은 고시를 통해 선정된 값과는 차이가 있음을 확인하였다. 이를 통해 국내 환경에 적합한 P factor를 선정하기 위한 조건을 개발하기 위한 연구가 지속적으로 이루어져야 한다고 판단된다.

QuEChERS법 및 LC-MS/MS를 이용한 농산물 중 살균제 Quinoxyfen의 잔류시험법 개발 및 검증 (Development and Validation of an Analytical Method for Quinoxyfen in Agricultural Products using QuEChERS and LC-MS/MS)

  • 조성민;도정아;이한솔;박지수;신혜선;장동은;최영내;정용현;이강봉
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.140-147
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    • 2019
  • 본 연구는 농산물 중 잔류허용기준 신설 예정 농약 퀴녹시펜의 공정시험법을 개발하기 위하여 수행되었다. 퀴녹시펜은 퀴놀린(quinoline) 계열의 표면이동성 살균제로써 흰가루병균(powdery mildew) 방제 효과가 있다. 퀴녹시펜의 잔류물의 정의는 코덱스, 유럽, 일본의 경우 농산물과 축산물 대상으로 모화합물로, 미국의 경우 농산물 대상으로 모화합물로 설정되어 있다. 현재, 국내에서는 농산물 중 퀴녹시펜의 잔류물의 정의 및 잔류허용기준이 설정되어있지 않고, 수입식품 중 체리에 대한 잔류허용기준 신설이 최초 요청되었으며 국내 유통 농산물 중 잔류량에 대한 안전관리 확보를 위해 잔류물의 정의를 모화합물로 규정하고 적부판정을 위한 공정시험법을 개발하고자 하였다. 퀴녹시펜의 물리 화학적 특성을 고려하여 QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe)법을 이용한 추출 및 정제법을 최적화하여 LC-MS/MS에 의한 분석법을 확립하였다. 퀴녹시펜의 결정계수($R^2$)는 0.99 이상으로 높은 직선성을 보여주었고, 퀴녹시펜의 시험법 정량한계(LOQ)는 0.005 mg/kg이며, 대표 농산물 5종(현미, 감자, 대두, 감귤, 고추)에 대하여 1 LOQ (0.005 mg/kg), 10 LOQ(0.05 mg/kg), 50 LOQ (0.25 mg/kg) 수준으로 회수율 실험한 결과 평균 회수율(n=5)은 73.5-86.7%이었으며 상대표준편차는 8.9%이하로 확인되었다. 또한 실험실간 검증 결과 두 실험실간 회수율 결과에 따른 평균값은 77.2-95.4%이며 변이계수(CV) 또한 14.5% 이하로 조사되어, 본 연구는 국제식품규격위원회 가이드라인(Codex Alimentarius Commission, CAC/GL 40)의 잔류농약 분석 기준 및 식품의약품안전평가원의 '식품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인(2016)'에 적합한 수준임을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 시험법은 농산물 중 잔류할 수 있는 퀴녹시펜의 안전관리를 위한 공정시험법으로 활용 가능할 것이다.