• 자원환경지질
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• 제54권3호
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• pp.399-408
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• 2021

배경토양에 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn) 등의 중금속 오염물질을 인위적으로 오염시킨 후 진동센서 등으로 구성된 시스템(ViSSET)을 이용하여 지렁이 움직임 특성을 실시간으로 모니터링하였다. 이로부터 얻어진 지렁이 움직임의 누적 횟수와 전통적인 지렁이 행태지표(실험 전후의 체중 변화, 생체축적농도) 등을 이용하여 중금속 오염물질의 토양 내 생태독성 발현 기작을 규명하였다. 중금속별 농도 증가에 따른 지렁이 움직임을 살펴보면, Cd는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 감소하다가 증가하는 경향을 보였고, Pb는 농도 증가에 따라 지렁이 움직임이 급증하였으며, Zn의 경우는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 지렁이의 체중은 Zn 오염 토양에서 가장 크게 감소하였으며, Cd와 Pb에서는 지렁이 체중 변화가 유사한 것으로 조사되었다. 생물축적농도는 Cd, Zn, Pb의 순으로 높게 조사되었고, 특히 Pb의 경우에는 토양 내 농도에 따른 생체축적농도의 변화가 뚜렷하게 나타나지 않았다. Cd는 metallothionein-bound 형태로 결합되어 지렁이 생체 내에 장기간 축적되며, 특히 고농도에서는 임계효과(critical effect)에 의해 지렁이 움직임에 악영향을 주는 것으로 판단된다. Pb는 섭취에 의하여 생태독성이 발현되는 것이 아니고 피부를 자극시키거나 감각기관을 손상시킴으로서 독성을 발현시키는 것으로 생각된다. Zn은 소화기관의 세포막을 손상시키거나 물질대사를 과도하게 증가시킴으로써 지렁이 움직임과 체중이 감소하는 것과 같은 생태독성을 발현시킨다. 지렁이 움직임에 대한 실시간 모니터링 결과를 분석하여 도출한 Pb의 50% 최대 영향농도(half maximal effective concentration, EC50)는 751.2 mg/kg로 기존 연구와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 기존에 이용되어온 지렁이 행태 지표와 새롭게 제시한 지렁이의 움직임을 실시간으로 모니터링하여 얻어진 결과를 통합적으로 해석함으로써 중금속 오염물질의 생태독성 발현 기작을 규명하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권9호
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• pp.1243-1252
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• 2009

본 연구에서는 초고압 공정을 통하여 기존의 일반 열수추출공정과 비교함으로써 초고압 공정에 의한 항산화 활성 증진 및 항암활성 증진 효과를 확인하였다. 기존의 추출공정과 비교하여 높은 압력 하에서 추출수율이 증가한 것은 시료의 세포막이 비가역적으로 분해되어 막 투과성이 증가되어 물질 이동이 용이하게 되어 용매가 세포 안으로 들어가 보다 많은 성분이 세포 밖으로 쉽게 용출되어 나오는 결과라고 추정된다. DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, 네 가지의 추출물 중 15분간 초고압 처리한 추출물의 활성이 1.0 mg/mL의 농도에서 94.56%로 가장 높은 활성을 보였고, 또한 BHA의 93.24%보다 높은 활성을 보였다. SOD 유사활성 결과를 살펴보면 15분간 초고압 처리를 한 추출물의 활성이 모든 농도에서 대조군으로 비교한 BHA의 활성보다 높았고, 열수추출의 활성보다 높은 결과를 나타내었다. 인간의 정상 폐 세포인 HEL299를 이용한 세포 독성은 초음파 공정을 15분간 처리한 추출물 1.0 mg/mL의 농도에서 20.12%로, 일반 열수 추출물의 24.53%보다 낮은 세포독성을 나타내어 초고압 공정을 통한 세포독성 저감 효과를 확인할 수 있었다. 또한 인간 정상 신장 세포인 HEK293을 이용한 세포 독성실험에서도 1.0 mg/mL의 농도에서 초고압 처리를 15분 동안 한 추출물이 23.54%를 나타내어 일반 열수 추출물보다 약 3% 낮은 독성을 보였다. 암세포 억제활성 측정은 AGS, A549, MCF-7, Hep3B, Caco-2의 세포를 이용하여 실험을 하였다. 위의 4가지 암세포에서 1.0 mg/mL의 농도에서 70% 이상의 높은 암세포 억제 활성을 보였고, 암세포의 생육활성에 대한 정상 세포의 세포독성의 비로 나타낸 선택적사멸도는 1.0 mg/mL의 농도에서 4 정도로 나타났으며, 초고압 공정에 의한 추출물의 사멸도가 높게 나타났다. 본 실험 결과를 통하여 기존의 일반 열수 추출에 비해 초고압 공정을 통한 추출물의 수율향상 및 세포독성 저감 효과를 확인할 수 있었는데, 이는 초고압에 의한 고로쇠 수피 표면조직의 파괴와 성분 변화로 인한 유용물질 및 신물질의 대량 용출과 함께 독성물질이 파괴되거나 변성되어 나타난 결과라고 생각 된다. 또한 항산화 활성 및 항암활성 증진효과를 확인할 수 있었는데 이를 통해 고로쇠나무의 항산화제 및 항암 신소재로의 가능성을 확인할 수 있었다. 더 나아가 초고압 공정에 의해 용출된 성분의 분리 및 성분 분석에 관한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제52권2호
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• pp.45-50
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• 2009

본 연구에서는 개비자나무(Cephalotaxus koreana)를 기능성 생물소재로 개발하기 위해 개비자나무 추출물(Korean Plum-yem extract, KPE)의 항균활성, 암세포 증식 억제활성 및 독성을 확인하였고, 일반성분을 조사하였다. KPE의 농도에 따른 항균활성은 그램 양성균, 그램 음성균, 효모 및 사상균에 대하여 성장 저해현상을 나타내었으며, 특히 그램 음성균인 Pseudomonas aeruginosae가 KPE에 가장 민감하게 생육 저해현상을 보였고, 마찬가지로 그램 음성균인 Salmonella thyphimurim, Escherichia coli 순이었다. 그램 양성균이 그램 음성균에 비해 KPE에 의한 생육저해효과가 작은 것으로 나타났다. 혈액암 세포주를 이용한 KPE의 암세포 증식 억제활성을 분석한 결과 80 ${\mu}g/mL$의 농도에서 현저한 암세포 저해활성을 보였다. 또한, KPE를 섭취하였을 때 유발되는 용혈율을 측정하여 KPE의 적혈구 막지질 붕괴의 유무를 조사한 결과, KPE 중 hemolysis를 일으키는 물질은 KPE의 유효성분인 HHT 외에 다른 물질이 있는 것으로 판단되었으며, Ame's test에 의한 돌연변이원성을 갖지 않음을 확인하였다. 따라서 개비자나무 추출물은 항균과 암세포에 대한 세포독성 등 기능성을 갖는 천연물 소재로서 이를 응용한 기능성 식품 개발이 가능한 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.964-970
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• 2023

국제해사기구의 온실가스 감축 노력으로, 해운 산업에서는 저탄소 연료로서 액화천연가스와 메탄올, 그리고 무탄소 연료로서 수소와 암모니아가 대두되고 있으며, 환경 친화적인 연료로 평가되고 있다. 특히 암모니아의 경우 화물로써 운반선을 통한 상당 기간의 운항 경험을 보유하고 있으며, 24년 하반기에는 암모니아 선박 엔진이 공급 예정으로, 상용화가 상대적으로 용이한 연료 중 하나로 간주되고 있다. 그러나 암모니아를 연료로 사용하기 위해서는 독성의 문제점을 극복해야할 필요가 있다. 5ppm 수준의 농도에서 후각으로 판단이 가능하며, 300ppm 이상을 30분 이상 흡입할 경우 회복이 불가능한 상태에 이를 수 있는 독성물질이다. 화학물질안전원에서 제공하는 KORA 프로그램을 사용하여 암모니아 벙커링시 누설시 발생할 수 있는 위험성에 대하여 평가하였으며, 1분간의 누설로 인해서 반경 약 7.5km에서 5ppm의 영향이 있을 수 있으며 이는 부산시 주요지역에 해당하며, 인체에 치명적일 수 있는 300ppm의 경우 벙커링 인근 인구밀집지역 및 학교등에 심각한 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 암모니아 벙커링 관련 법제도가 부재한 상태로 작은 누설에도 광범위한 지역에 독성의 영향이 미칠 수 있기 때문에 지자체, 소방, 환경관서 등과의 유기적인 체계 구축이 마련될 수 있도록 법제도 개발이 필요하다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권9호
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• pp.1099-1105
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• 2007

오만둥이의 세포독성 효과를 알아보기 위해 신선한 오만둥이를 분쇄하고 동결건조하여 분말 형태로 제조한 후 시료 5 g당 메탄올, 에탄올, 아세톤, 물을 각각 100 mL씩 첨가하여 용매별 추출물을 제조하였다. 이 용매별 추출물을 대장암 세포주인 HT-29 cell에 250 ${\mu}g/mL$ 농도로 각각 처리하여 형태학적인 변화를 관찰한 결과 대조군에 비해 아세톤 추출물에서 세포의 수가 감소하고 그 형태가 응축되는 현상을 관찰할 수 있었고, 이 결과를 바탕으로 100, 250, 500 ${\mu}g/mL$ 농도로 MTT reduction assay를 실시한 결과 아세톤 추출물을 500 ${\mu}g/mL$ 농도로 처리했을 때 6%의 암세포만이 생존하는 것으로 나타나 형태학적인 실험결과와 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 아세톤 추출물을 헥산, 디에틸 에테르, 에틸 아세테이트 그리고 물로 분획물을 조제하여 대장암 세포주인 HT-29 cell에 250 ${\mu}g/mL$ 농도로 각각 처리하여 형태학적인 변화를 관찰한 결과 헥산 분획물에서 세포의 형태변화가 가장 크게 나타났으며 250 ${\mu}g/mL$ 농도로 MTT reduction assay를 실시한 결과에서도 5.1%의 암세포만이 존재하는 것으로 나타나 헥산 분획물이 가장 높은 세포독성 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 다른 암세포주에 대한 영향을 알아보기 위해 헥산 분획물을 SW620, HeLa 및 MCF-7 세포주에 농도별로 처리한 결과, 250 ${\mu}g/mL$ 농도에서 10% 내외의 암세포 생존율을 보여 높은 세포독성 효과를 나타내었으며 특히, HeLa 세포주에서는 생존율이 5.8%로 나타나 매우 높은 활성을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 미루어 짐작해 볼 때 오만둥이에 함유된 불포화 지방산 등의 지용성 물질이 암세포주의 성장 억제에 중요한 역할을 하리라 생각된다. 따라서 오만둥이 추출물은 다양한 암세포주에 대해 활성을 가지는 해양생물로서의 잠재적인 가능성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권1호
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• pp.70-74
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• 2017

해양생물자원은 차세대 바이오산업의 중요한 자원으로 관심이 증대되고 있다. 다양한 해양생물자원이 생물학적 활성을 가지고 있을 것으로 기대됨에도 불구하고, 지금까지는 시료 채취의 어려움 등으로 개발에 제한이 있었다. 해면동물, 해조류, 산호 등의 대부분의 해양생물자원들이 험난한 환경에서 살아남기 위해 특수한 대사산물을 만들어 낼 것으로 여겨지고 있어 이를 활용하기 위한 노력들이 기울여지고 있다. 많은 종류의 해양생물자원 중에서 바이오산업에 활용할 수 있는 항암, 항균, 항바이러스 및 항암 작용 등과 같은 생물학적 활성을 가진 물질을 선별하는 것이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 항암 작용을 갖는 해양생물자원을 도출하기 위하여 사람유래 대장암 세포주에서 세포독성시험을 실시하였다. 해양생물자원은 2013년 3월 마크로네시아에서 채취한 샘플들로 메탄올로 추출한 물질을 사용하였다. 해양생물자원의 세포독성시험을 실시하여 20개의 시료 중에서 3개의 시료에서 농도의존적인 세포 생존을 억제하는 것을 확인하였다. 검색된 시료들 중 2종만이 동정되어, 해면동물 Hyrtios sp.임이 밝혀졌다. 한종은 아직 밝혀지지 않은 상태로 추가적인 연구를 통해 동정이 필요하였다. Hyrtios sp. 추출물(1304KO-327과 1304KO-329)의 HCT116세포 증식억제작용은 이전 연구에서 보고된 RKO에서의 작용과 일치함을 알 수 있었다. 대장암세포주의 생존 억제 활성을 밝혀낸 3종의 도출 물질은 앞으로의 지속적인 연구를 통해 추출물 중의 항암 활성 물질을 규명함으로써 바이오산업의 새로운 개발 자원으로 활용될 것이 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제30권6호
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• pp.532-541
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• 2020

본 연구는 지방감소를 위한 소재개발로 감국 유산균 발효물이 갖는 지방구세포 분화 억제효과를 관찰하였다. 감국 추출물의 세포독성을 극복하는 유산균의 발효물을 제작하였다. 3T3-L1 세포주에서 감국 추출물 및 발효물이 갖는 세포독성은 모두 없었다(1day culture). 감국 추출물 처리 대조군과 비교하여 3T3-L1 세포주에 처리시 증식 유도된 발효물을 선별하였다. 감국 추출물 및 발효물의 분화억제 및 세포생존률 FACS분석은 분화 유도된 세포가 모든 실험군에서 줄어들었다. 3T3-L1 세포주에서 감국 추출물과 발효물 처리가 protein kinase B (Akt) pathway활성이 증가하였고, 단백질 발현은 지방구세포로 분화되면서 Gli2의 수준은 감소하였다. Hedgehog를 조절하는 유산균은 KCTC 3115인 것을 알 수 있었다. 분화와 관련된 KCTC 3115 및 KCTC 3109 발효군에서 단백질 수준에서 C/EBPα 및 FAS를 감소, pACC는 증가시키는 것을 확인하였다. 감국 추출물과 4개의 감국 유산균 발효물 중 Lactococcus lactis subsp. lactis KCTC 3115 발효물이 지방구세포 분화 신호를 더 효과적으로 조절하고, hedgehog을 같이 조절하여 지방전구세포의 분화를 억제하는 것을 알 수 있었다. Hedgehog 신호를 조절하면서 분화를 억제하는 물질에 대한 연구가 더 필요할 것으로 판단된다. 따라서 감국 발효물의 생리활성 물질 중 향후 매커니즘 분석을 위한 활성물질의 자료가 더 필요할 것으로 여겨지며, 감국 추출물 및 감국 발효물의 hedgehog 신호조절이 새로운 비만치료제로 개발될 수 있음을 위한 가능성을 제시하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제23권5호
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• pp.35-43
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• 2019

플랜트시설의 핵심부품인 산업용 밸브에 대한 기존안전관리는 인력에 의해 관리되고 있으며 점검 영역이 넓고 시설물의 특성상 제한된 접근성을 가지고 있기 때문에 어려움이 있다. 플랜트 시설의 수많은 산업용 밸브에서 누출 및 고장 발생 시 생산중단, 독성물질 및 가연성 가스의 누출 및 폭발로 인한 인명피해, 사고 위치 파악 어려움 등의 문제점이 발생되기 때문에 사물인터넷(IoT) 기술을 기반으로 한 안전관리 및 제어 시스템이 필요하다. 이 연구에서는 IoT 기반 무선통신을 통한 산업용 밸브의 안전관리 및 액츄에이터 제어 시스템 개발 내용 중에서 위험요소 예측기술 개발과 관련 된 내용이다. 밸브의 구조적 특성 분석을 하고 고장데이터, 문헌 등으로 부터 주요 위험요소 분석, 위험요소 원인분석 및 사고시나리오 분석을 통해 주요 위험요소로 인한 사고를 예방하기 위해 IoT 기반 산업용 밸브의 안전관리 기법을 개발하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.110-110
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• 2020

최근 낙동강유역에서는 여름철 폭염 및 가뭄의 영향으로 조류대경보가 발령되고 있으며, 급격한 수질환경적 변화가 이루어지고 있다. 본 연구대상유역인 낙동강에서도 가뭄으로 인해 녹조가 발생하여 조류경보가 발령되었다. 남조류의 대발생은 대량 번성 및 사멸에 따라 수체 내 산소 고갈 및 유기물 증가와 같은 문제를 야기하고 있다. 또한 남조류가 분비하는 독성물질 또한 수생태계와 인체에 유해하다. 그리고 인체에는 무해하다고 밝혀졌지만 수돗물 등에서 흙냄새와 같은 좋지 않은 냄새를 유발하는 냄새물인 지오스민, 2-MIB을 분비하여 정수공급체계의 악영향을 미친다. 본 연구대상 지점인 낙동강은 다기능 보 건설로 인해 하천 수심이 증가하고 유속이 느려지면서 정체성 수역 특성을 나타내고 있다. 이는 호소성 수역 특성을 나타내고 있음과 동시에 녹조발생과 같은 수질환경적 변화가 이루어지고 있다는 것을 의미한다. 본 연구에서 시각화 분석을 통해 낙동강 하류 남조류 발생현황을 분석하였으며, 랜덤포레스트를 이용하여 지점별 남조류 발생 주요 영향인자를 도출하였다. 조류경보제 발생 등급은 발령기준으로 관심, 위험, 대발생으로 구분된다. 학습데이터로 관심단계 기준인 남조류세포수 1,000 cell/mL 보다 작게 측정된 데이터들은 관심미만의 데이터로 Normal 등급으로 구분하였다. 구분된 발생등급을 범주형 변수로 설정하여 학습 데이터를 통해 모형을 구축하고 검증 데이터를 이용하여 모형 정확성을 평가하였다. 본 연구를 통해 조류발생 주요 영향인자를 도출하고 변수별 중요도를 평가를 통해 지점별 녹조 발생특성을 비교 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.452-452
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• 2009

HEV용 리튬 이차전지의 양극물질로서 $LiMn_2O_4$는 일반적으로 사용되고 있는 $LiCoO_2$에 비해 값이 저렴하고 독성이 낮으며, 높은 전압과 좋은 율 특성을 갖는 물질이다. 하지만 고온에서 전이금속인 Mn이 전해액으로 용출되어 급격한 용량감소로 인한 짧은 수명의 단점을 가지고 있다. 흔히 전구체로 쓰이는 $MnO_2$, $Mn_3O_4$, MnOOH등은 전기 분해법을 이용한 EMD가 주로 이용된다. 본 연구에서는 출발 물질로 $KMnO_4$와 $Mn(NO_3)_2$를 수용액 반응을 시켜서 농도, 온도변화에 따른 입자 형상 및 크기와 결정상의 변화를 관찰하고, 화학적 방법으로 얻어진 $MnO_2$와 LiOH를 합성하여 각각의 $LiMn_2O_4$를 비교 분석하고자한다.