• 한국재료학회지
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• 제33권12호
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• pp.530-536
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• 2023

The theoretical capacity of silicon-based anode materials is more than 10 times higher than the capacity of graphite, so silicon can be used as an alternative to graphite anode materials. However, silicon has a much higher contraction and expansion rate due to lithiation of the anode material during the charge and discharge processes, compared to graphite anode materials, resulting in the pulverization of silicon particles during repeated charge and discharge. To compensate for the above issues, there is a growing interest in SiO_x materials with a silica or carbon coating to minimize the expansion of the silicon. In this study, spherical silica (SiO₂) was synthesized using TEOS as a starting material for the fabrication of such SiO_x through heating in a reduction atmosphere. SiO_x powder was produced by adding PVA as a carbon source and inducing the reduction of silica by the carbothermal reduction method. The ratio of TEOS to distilled water, the stirring time, and the amount of PVA added were adjusted to induce size and morphology, resulting in uniform nanosized spherical silica particles. For the reduction of the spherical monodisperse silica particles, a nitrogen gas atmosphere mixed with 5 % hydrogen was applied, and oxygen atoms in the silica were selectively removed by the carbothermal reduction method. The produced SiO_x powder was characterized by FE-SEM to examine the morphology and size changes of the particles, and XPS and FT-IR were used to examine the x value (O/Si ratio) of the synthesized SiO_x.

• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.479-487
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• 2023

구리(Cu)는 저렴한 비용으로 용이하게 도입이 가능하여 다양한 소재 표면에 살균 코팅제로 쓰이고 있다. 자연적 산화 반응이 구리의 효능을 손상시키지 않아 장기간 노출 조건에서도 항균 성능을 유지할 수 있다. 더 나아가 구리 화합물은 그람 음성균 및 그람 양성균 뿐만 아니라, 병원성 효모, 외피 보유 및 외피 미보유 타입의 바이러스에 대해 모두 폭넓은 살균 효과를 보인다. 구리 코팅 표면의 접촉 살균은 구리의 침투로 단백질 변성을 일으키고 세포막 손상으로 뉴클레오티드 및 세포질 등의 내용물이 용출되게 한다. 또한 구리 산화환원 활성에 의한 활성 산소종 생성으로 효소작용을 억제하고 DNA를 파괴하여 세포를 영구적으로 손상시킨다. 구리는 안정한 금속 성질 때문에 나노입자, 이온, 복합물, 합금 등의 여러 형태로 쓰이고 있으며 코팅 방법이 다양하다. 본 총설에서는 구리 이온과 구리 산화물의 대표적인 표면 도입 방법을 살펴보고 구리 산화수에 따른 항균·항바이러스 특성을 다루고자 한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제18권6호
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• pp.1478-1499
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• 2024

Coronavirus disease (COVID-19) is an infectious disease caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) virus. COVID-19 become an active epidemic disease due to its spread around the globe. The main causes of the spread are through interaction and transmission of the droplets through coughing and sneezing. The spread can be minimized by isolating the susceptible patients. However, it necessitates remote monitoring to check the breathing issues of the patient remotely to minimize the interactions for spread minimization. Thus, in this article, we offer a wearable-IoTs-centered framework for remote monitoring and recognition of the breathing pattern and abnormal breath detection for timely providing the proper oxygen level required. We propose wearable sensors accelerometer and gyroscope-based breathing time-series data acquisition, temporal features extraction, and machine learning algorithms for pattern detection and abnormality identification. The sensors provide the data through Bluetooth and receive it at the server for further processing and recognition. We collect the six breathing patterns from the twenty subjects and each pattern is recorded for about five minutes. We match prediction accuracies of all machine learning models under study (i.e. Random forest, Gradient boosting tree, Decision tree, and K-nearest neighbor. Our results show that normal breathing and Bradypnea are the most correctly recognized breathing patterns. However, in some cases, algorithm recognizes kussmaul well also. Collectively, the classification outcomes of Random Forest and Gradient Boost Trees are better than the other two algorithms.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.379-386
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• 2024

Basophils and mast cells are specialized effector cells in allergic reactions. Haliotis discus hannai (abalone), is valuable seafood. Abalone male viscera, which has a brownish color and has not been previously reported to show anti-allergic activities, was extracted with acetone. Six different acetone/hexane fractions (0, 10, 20, 30, 40, and 100%) were obtained using a silica column via β-hexosaminidase release inhibitory activity-guided selection in phorbol myristate acetate and a calcium ionophore, A23187 (PMACI)-induced human basophils, KU812F cells. The 40% acetone/hexane fraction (A40) exhibited the strongest inhibition of PMACI-induced-β-hexosaminidase release. This fraction dose-dependently inhibited reactive oxygen species (ROS) production and calcium mobilization without cytotoxicity. Western blot analysis revealed that A40 down-regulated PMACI-induced MAPK (ERK 1/2, p-38, and JNK) phosphorylation, and the NF-κB translocation from the cytosol to membrane. Moreover, A40 inhibited PMACI-induced interleukin (IL)-1β, IL-6, and IL-8 production. Anti-allergic activities of A40 were confirmed based on inhibitory effects on IL-4 and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) production in compound (com) 48/80-induced rat basophilic leukemia (RBL)-2H3 cells. A40 inhibited β-hexosaminidase release and cytokine production such as IL-4 and TNF-α produced by com 48/80-stimulated RBL-2H3 cells. Furthermore, it's fraction attenuated the IgE/DNP-induced passive cutaneous anaphylaxis (PCA) reaction in the ears of BALB/c mice. Our results suggest that abalone contains the active fraction, A40 is a potent therapeutic and functional material to treat allergic diseases.

• 공업화학
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• 제28권6호
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• pp.696-704
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• 2017

본 연구에서는 마가목 가지 비발효 추출물과 발효균주 Lactobacillus pentosus를 이용하여 발효시킨 발효 추출물에 대하여 항산화 및 MMPs 발현 억제 효과를 조사하고 유효 성분을 분석하였다. 마가목 가지 비발효 추출물과 발효 추출물의 자유 라디칼 소거 활성($FSC_{50}$)에서 비발효 추출물은 $41.0{\mu}g/mL$, 발효 추출물은 $58.2{\mu}g/mL$이었다. $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$계에서 활성산소 소거 활성($OSC_{50}$)은 각각 2.6, $3.0{\mu}g/mL$로 나타났다. 진피 섬유아세포에서 세포내 활성산소 소거활성은 $10{\mu}g/mL$에서 각각 35.3, 40.2%를 나타났다. 진피 섬유아세포에서 MMPs (MMP-1, MMP-2 및 MMP-3) 발현은 $10{mu}g/mL$에서 비발효 추출물은 각각 68.3, 35.0 및 24.2%이었고, 발효 추출물은 각각 84.3, 70.5 및 69.2% 억제되었다. 마가목 발효 전후 추출물의 성분 변화는 TLC, HPLC 및 LC/ESI-MS/MS를 이용하였다. 그 결과, caffeic acid, (-)-epicatechin, isoquercitrin 및 quercetin을 확인하였다. 이상의 결과들은 L. pentosus를 이용한 마가목 가지 발효 추출물은 비발효 추출물보다도 ROS 소거 활성이 크게 나타났고 또한 MMPs 발현 억제 효능도 보여주었다. 따라서 마가목 가지 발효 추출물은 항노화 화장품 소재로서 응용 가능성이 있음을 시사하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권4호
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• pp.771-780
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• 2014

니아울리 잎 추출물의 항산화 효능과 성분 분석에 관한 연구를 시행하였다. 실험에 사용한 시료는 건조된 니아울리 잎의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획을 이용하였다. 자유라디칼(1,1-phenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 에틸아세테이트 분획이 $10.05{\mu}g/mL$로, 지용성 항산화제로 알려진 (+)-${\alpha}$-tocopherol ($8.89{\mu}g/mL$)과 유사한 효과를 나타내었다. 루미놀 발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 니아울리 잎 추출물의 총 항산화능($OSC_{50}$)에서 에틸아세테이트 분획은 $1.61{\mu}g/mL$, 아글리콘 분획은 $1.07{\mu}g/mL$를 나타냈다. 에틸아세테이트 분획과 아글리콘 분획 모두 항산화 활성이 매우 큰 비교 물질인 L-ascorbic acid ($1.50{\mu}g/mL$)와 비슷한 활성산소 소거활성을 나타내었다. Rose-bengal로 광증감된 $^1O_2$에 의한 세포손상에 대한 세포보호능 측정에서 추출물 및 분획 모두 농도 의존적($5{\sim}50{\mu}g/mL$)으로 세포보호 활성을 나타내었다. 특히 아글리콘 분획과 50% 에탄올 추출물의 ${\tau}_{50}$은 $10{\mu}g/mL$에서 각각 158.80 min, 50.1 min으로 지용성 항산화제로 알려진 (+)-${\alpha}$-tocopherol (38.0 min)보다 더 큰 세포 보호 효과를 나타내었다. TLC와 HPLC를 이용하여 니아울리 잎 추출물의 에틸아세테이트 분획으로부터 avicularin과 quercitrin이 존재함을 처음 확인하였다. 이상의 결과들은 니아울리 잎 추출물 또는 분획이 항산화 원료로서 화장품에 응용 가능함을 시사한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권1호
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• pp.135-144
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• 2013

본 연구에서는 목형 잎 추출물의 항산화 활성, 성분분석 그리고 mushroom tyrosinase 저해활성 측정, ${\alpha}$-MSH로 유도된 세포 내 멜라닌 생합성에 대한 저해활성에 관한 연구를 수행하였다. 목형 잎 추출물의 자유라디칼 (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성 ($FSC_{50}$)은 에틸아세테이트 분획에서 $14.51{\mu}g/ml$, 아글리콘 분획에서 $13.96{\mu}g/ml$로 측정되었다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종 (reactive oxygen species, ROS)에 대한 목형 잎 추출물의 총항산화능은 아글리콘 분획에서 $0.22{\mu}g/ml$로, 아글리콘 분획에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 목형 잎 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 $^1O_2$에 의한 적혈구 파괴에 대한 세포보호 효과는 모든 분획에서 농도 의존적($1{\sim}50{\mu}g/ml$)으로 증가하였으며, 특히 아글리콘 분획에서 지용성 항산화제인 (+)-${\alpha}$-tocopherol 보다 우수한 세포보호 활성이 있는 것으로 나타났다. Mushroom tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)를 측정한 결과 에틸아세테이트 분획($IC_{50}$ = $48.58{\mu}g/ml$)에서 우수한 효과를 나타났고, ${\alpha}$-MSH로 유도된 세포 내 멜라닌 합성 저해 활성을 측정한 결과 에틸아세테이트 분획물의 $50{\mu}g/ml$ 농도에서 41.80% 저해활성을 나타내었다. TLC, HPLC 및 LC/ESIMS를 이용한 성분분석 결과 에틸아세테이트 분획 중에 luteolin, isoorientin이 존재함을 확인하였다. 이상의 결과들로부터 목형 잎 추출물은 활성산소종을 소거하는 항산화제로 이용가능하며, 특히 mushroom tyrosinase 저해효과와 ${\alpha}$-MSH로 유도된 멜라닌 생합성 저해 효과로부터 에틸아세테이트 분획 중 luteolin 및 isoorientin을 새로운 미백 화장품의 원료로써 이용가능성을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권2호
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• pp.139-147
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• 2005

각종 산소 라디칼들이 생체내의 호흡효소계나 산화환원계에서 생성되어 노화와 각종 질병과 유관한 사실이 밝혀져 감에 따라 이들의 소거를 위한 항산화물질에 대한 관심이 높아지고 있는 시점에서, 본 논문에서는 차가버섯의 대표 유효성분인 항산화 성분을 최대로 추출해내기 위한 효과적인 추출법을 시도하고자 실행하였다. 차가버섯 건조분말을 8$0^{\circ}C$에서 8시간 추출한 것을 1차 추출물, 1차 추출 후 그 잔사물에 물을 첨가하여 10$0^{\circ}C$에서 8시간 추출한 것을 2차 추출물, 2차 추출 후 남은 잔사물에 물을 첨가하여 12$0^{\circ}C$에서 8시간 추출한 것을 3차 추출물로 하여서, DPPH자유 라디칼에 대한 전자공여능, ABTS$.$$^{+}$ 라디칼 양이온 소거능, 리놀레산 자동산화 저해 효과를 봄으로서 항산화능을 측정하였다. 결과에서 항산화력은 1차 추출물이 가장 낮았고 3차 추출물이 가장 높았고, 3차 추출물은 페놀 화합물과 플라보노이드 함량이 1차나 2차 추출물보다 유의적으로 많았고, 페놀화합물 합량은 라디칼 소거능 및 리놀레산 자동산화 저해효과와 상관관계가 높은 것(r=0.960∼0.980, regression analysis)으로 나타났다. 또한 각 온도에서의 추출물을 혼합하여 지방산화 촉진인자인 3종의 활성산소종(KO$_2$, $H_2O$$_2$, $.$OH)과 금속 이온(Fe$^{2+}$, Cu$^{2+}$) 존재 하에서 항산화 효과를 TBARS값으로 측정한 결과, 차가추출물이 모두의 경우에서 TBARS값을 낮추었으며 특히 $.$OH와 Fe$^{2+}$ 이온에 대하여 탁월한 항산화능을 보였다. 이상의 결과로 미루어 보아 자유 라디칼로 인해 야기되는 지방을 비롯한 그 산화물에 대하여 3단계 온도 추출법에 의한 차가버섯 추출물은 매우 유효한 항산화제로서 작용할 수 있을 것으로 사료되어진다.

• 한국환경농학회지
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• 제5권2호
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• pp.149-155
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• 1986

청색광(靑色光)파장영역이 결여된 태양광하에서 재배된 작물(광질(光質)처리구)의 잎에서 분리한 인지질(燐脂質)과 미토콘드리아막(膜)에서 분리한 인지질의 지방산조성(組成)의 특성을 지방산 부포화도(不飽和度)(지질분자당(當) 이중결합(二重結合)수)로서 조사하고 백색자연광(白色自然光)하의 작물(대조구(對照區))의 그것과 비교하였다. 공시(供試)된 작물(오이, 호박, 고추, 토마토)에서 공(共)히 광질처리구의 미토콘드리아가 대조구보다 최저 8%(토마토) 최고 49%(오이)의 지방산불포화도증가율($4%{\sim}8%$, 광질(光質)처리구/대조구(對照區))를 훨씬 상회하였다. 이러한 관찰사실은 청색광(靑色光)이 세포생체막(生體膜)의 화학적(化學的) 특성(特性)에 미치는 효과는, 지질지방산의 불포화도에 관한한, 주(主)로 미토콘드리아막(膜)에서 일어났음을 시사한다. 미토콘드리아막의 지방산불포화도가 세포생체막 전체의 평균지방산불포화도보다 현저히 낮은 것을 확인하고, 이것은 미토콘드리아막(膜)에서 전자전달과정(電子傳達過程)의 부반응(副反應)과 청색광에 의한 photosensitized reaction에 의해 각각 생성되는 산화력이 강한 산소화학종(化學種)(특히 oxygen super radical;$O_2-$)에 의한 불포화지방산의 산화적(酸化的) 파괴의 결과라고 해석하였다. 따라서 청색광의 제거는 최소한 photosensitized reaction에 의한 $O_2-$의 생성만은 줄일수 있으므로, 상기 광질처기구에서 나타난 지방산분석결과는 지용성 항산화제(抗酸化劑)(${\alpha}-tocopherol$) 수준의 증가($6{\sim}13%$, 광질처리구/대조구)는 청색광이 유발하는 photodynamic action의 존재를 간접적으로 시사하는 자료가 되었다.

• 대한화장품학회지
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• 제38권1호
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• pp.57-65
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• 2012

본 연구에서는 비파엽 추출물의 항산화 활성, 타이로시네이즈 저해 활성, 및 추출물/분획의 성분 분석에 대한 연구를 수행하였다. 비파엽 추출물의 자유라디칼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 50 % 에탄올 추출물($22.63{\mu}g/mL$) < 에틸아세테이트(ethyl acetate) 분획(6.75) < 당을 제거시킨 아글리콘(aglycone) 분획(5.06) 순으로 증가하였다. 루미놀(luminol)-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 총항산화능은 에틸아세테이트 분획($OSC_{50}$, $0.75{\mu}g/mL$), 아글리콘 분획(0.79) 및 50 % 에탄올 추출물(1.61)에서 모두 큰 활성을 나타내었다. 비파엽 추출물의 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 보호효과를 조사하였다. 비파엽 추출물은 모든 분획에서 농도 의존적($5{\sim}50{\mu}g/mL$)으로 증가하였으며, 특히 에틸아세테이트 분획은 $10{\mu}g/mL$ 농도에서 ${\tau}50$이 390.8 min, $50{\mu}g/mL$ 농도에서 ${\tau}50$이 1471.5 min으로 높은 세포 보호 활성을 나타내었다. 타이로시네이즈 저해 활성($IC_50$)은 에틸아세테이트 분획($75.25{\mu}g/mL$) < 50 % 에탄올 추출물($74.1{\mu}g/mL$) < 아글리콘 분획($43.35{\mu}g/mL$) 순으로 미백제로 알려진 알부틴보타 타이로시네이즈 저해활성이 크게 나타났다. 비파엽 추출물 중 에틸아세테이트 분획의 TLC 분석 결과 7개의 띠(EJL 1 - EJL 7)가 나타났다. HPLC로 아글리콘 분획을 분석한 결과 kaempferol 및 quercetin이 각각 53.7 % 및 46.3 %였으며, 따라서 추출물 중에는 kaempferol 및 그 배당체 비율이 다소 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과들은 비파엽 추출물 또는 분획이 $^1O_2$ 및 다른 ROS를 소거 또는 소광함으로써 그리고 ROS에 대항해서 세포막을 효과적으로 보호함으로써 태양 자외선에 노출된 피부를 보호하는 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리키며, 타이로시네이즈 저해 효과로부터 비파엽 추출물 및 분획물은 기능성 화장품 원료로서 응용가능성이 있음을 시사한다.