• 문화기술의 융합
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• 제5권3호
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• pp.327-332
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• 2019

현대 과학자들은 식물정화공정과 같은 새로운 기술로 중금속을 제거하려고 한다. 이런 최첨단 기술 중 하나는 토양의 특정 중금속을 제거하는 형질 전환 식물을 개발하는 것이다. 본 연구자는 T. goingense Metal Transport Protein 1 유전자와 TgMTP1 : GFP 유전자를 발현하는 형질 전환 벡터를 구축했다. 형질전환체 식물을 선택하여 형질 전환 된 유전자를 애기 장대 게놈에서 확인했다. 발현은 Arabidopsis 세포, 조직 및 기관의 여러 부분에서 확인되었다. Arabidopsis thaliana에서 TgMTP1 과발현하는 식물에 중금속이온이 처리되었을 때 형질 전환 식물체는 비 형질 전환 체보다 중금속 내성이 높았다. 추가 연구를 위해 4 (Zn, Ni, Co, Cd.)가지 중금속에 대한 내성이 향상된 형질 전환 식물을 선택했다. 선택된 T3 TgMTP1 과다 발현 애기 장대 식물은 중금속에 내성이 증가된다. 이 식물은 액포 내에 중금속을 축적하고 동시에 원형질막에 발현되는 MTP1 유전자의 발현을 특징으로 한다. 결론적으로, 이러한 식물은 식물 정화 응용 분야 및 내성이 증가 된 식물로 사용될 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권7호
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• pp.895-908
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• 2023

Disposal of waste containing heavy metals into the environment is a major threat to human health and can result in toxic or chronic poisoning in aquatic life. In the current study, metal-resistant Raoultella ornithinolytica was isolated from metal-contaminated samples collected from the Tanjaro River, located southwest of Sulaymaniyah, Iraq. R. ornithinolytica was identified by partial amplification of 16S rRNA. The uptake potency of heavy metals was assessed using inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES) and indicated that R. ornithinolytica removed 67, 89, 63.4, 55.6, 56.5, 65, and 61.9% of Cd, Pb, Cr, Ni, Zn, Co, and Fe, respectively. These removal rates were influenced by temperature, pH, and contact time; at 35℃ and pH 5 with a change in the incubation time, the reduction rate improved from 89 to 95% for Pb, from 36.4 to 45% for Cu, and from 55.6 to 64% for Ni. Gene analysis indicated that R. ornithinolytica contained pbrT, chrB, nccA, iroN, and czcA genes, but the pcoD gene was absent. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) images showed evidence of metal ion binding on the cell wall surface with different rates of binding. Transmission electron microscopy (TEM) detected different mechanisms for metal particle localization; cell surface adsorption was the main mechanism for Pb, Zn, and Co uptake, while Cd, Ni, and Fe were accumulated inside the cell. The current study describes, for the first time, the isolation of R. ornithinolytica from metal-contaminated water, which can be used as an eco-friendly biological expedient for the remediation and detoxification of metals from contaminated environments.

• Molecules and Cells
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• 제23권2호
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• pp.198-206
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• 2007

Hydroquinone is a toxic compound and a major benzene metabolite. We report that it strongly inhibits the activation of macrophages and associated cells. Thus, it suppressed the production of proinflammatory cytokines [tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$, interleukin (IL)-$1{\beta}$, IL-3, IL-6, IL-10, IL-12p40, IL-23], secretion of toxic molecules [nitric oxide (NO) and reactive oxygen species (ROS)] and the activation and expression of CD29 as judged by cell-cell adhesion and surface staining experiments. The inhibition was due to the induction of heme oxygenase (HO)-1 in LPS-activated macrophages, since blocking HO-1 activity with ZnPP, an HO-1 specific inhibitor, abolished hydroquinone's NO inhibitory activity. In addition, hydroquinone and inhibitors (wortmannin and LY294002) of the phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K)/Akt pathway had very similar inhibitory effects on LPS-induced and CD29-mediated macrophage responses, including the phoshorylation of Akt. Therefore, our data suggest that hydroquinone inhibits macrophage-mediated immune responses by modulating intracellular signaling and protective mechanisms.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제27권2호
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• pp.66-75
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• 2024

Heavy metals are naturally found in the ecosystem, and their presence in the freshwater river is increasing through anthropogenic activities which pose a threat to living beings. In this study, heavy metal concentrations (Zn, Mn, Cu, Cd, Cu, Cr, Pb, and Ni) in different organs (muscle, skin, and gill) of fish from the Padma River were evaluated to quantify, and compare the contamination levels and related human health risks. The results revealed that the heavy metal concentrations in the water, surface sediments, and fish taken from the Padma River were far below the WHO/USEPA's permitted limits. The estimated daily intake (EDI) value in muscle was less than the tolerable daily intake (TDI). The target hazard quotient (THQ) and hazard indexes (HI) were less than 1, showing that consumers face no non-carcinogenic risk (CR). CR values of Cu, Cd, Cr, Pb, and Ni ranged from 4.00 × 10^-8 to 6.35 × 10^-6, less than 10^-4, and total carcinogenic risk (CRt) values ranged from 9.85 × 10^-6 to 1.10 × 10^-5, indicating some pose a CR from consumption of those fish from the Padma River. To establish a more accurate risk assessment, numerous exposure routes, including inhalation and cutaneous exposure, should be explored.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권2호
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• pp.121-128
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• 2008

해조류를 이용한 수생태독성시험법으로 대형 녹조 구멍갈파래(Ulva pertusa)의 포자형성률을 endpoint로 사용하는 독성시험법이 개발되었다. 생태독성시험을 위한 최적 조건은 광조사량 $100\;{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 수소이온농도(pH) $7{\sim}9$, 염분 $25{\sim}35\;psu$ 그리고 수온 $15{\sim}20^{\circ}C$이다. 본 시험법의 민감도는 표준중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)을 가지고 확인하였고, 오염 시료에 적용 가능성은 9 지역의 산업폐수 또는 생활하수 오니 용출액(elutriate)을 이용하여 이루어졌다. 네 종의 중금속에 대한 포자형성률 억제 반응의 $EC_{50}$ 값을 산출한 결과, 구리($0.062\;{mg}{\cdot}L^{-1}$) > 카드뮴($0.208\;mg{\cdot}L^{-1}$) >납($0.718\;mg{\cdot}L^{-1}$) > 아연($0.776\;mg{\cdot}L^{-1}$) 순으로 민감하게 나타났는데, 이러한 결과는 US EPA에서 제공하는 ECOTOX DB에 탑재되어 있는 국제적으로 공인된 수생태 독성시험법 결과와 비교해 볼 때, 더 높은 중금속 민감성을 보였다. 현장시료에 대한 포자형성률 억제 반응의 $EC_{50}$ 값을 살펴보면 산업폐수오니($EC_{50}=6.78%$)에서 가장 높고 정수장오니($EC_{50}=15.00%$)에서 가장 낮은 독성 반응을 보이는 것으로 나타났다. 산업폐수 또는 생활하수오니 용출액내에 함유된 독성원 농도와 산출된 $EC_{50}$ 값 사이에 상관성을 밝히기 위해 Spearman rank correlation test를 실시한 결과, 구리, 카드뮴, 납 그리고 아연이 구멍갈파래의 포자형성 저해 반응과 밀접한 상관관계가 있는 것으로 확인되었다. 본 시험법은 독성 민감성이 높고, 사용이 간편하고, 경제적이고, 해석이 용이하며, 대량의 시험재료 확보가 상시 가능하고, 배양이 어렵지 않아 매우 편리한 시스템이라고 할 수 있다. 특히, 파래의 포자형성 과정이 파래 집단의 성쇠와 밀접한 관련이 있으므로 생태적인 의미까지 포함하기에 보다 다양한 독성물질을 대상으로 독성민감성이 확인될 경우, 수서 생태독성을 진단하는데 유용한 프로토콜로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 파래류는 넓은 지리적 분포와 속 수준에서 포자형성 과정의 유사성 때문에 전 세계적으로 광역적 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 분석과학
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• 제15권1호
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• pp.54-66
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• 2002

금호강 수계의 수질판정과 낙동강 본류에 미치는 영향을 조사하기 위해 2000년 5월부터 2001년 2월까지 5월, 8월 및 12월 3회에 걸쳐 16개 지점에서 BOD 등 총 24개 항목의 수질을 측정하였다. 각 지점별 항목별 대표적인 특징을 조사기간 전 3년간의 연구결과("전 연구결과")와 비교하여 다으과 같은 결론을 얻었다. 조사기간의 금호강 전 지점에 대한 각 항목의 평균값은 다음과 같다. 수온 $17.71^{\circ}C$, pH 8.06, BOD $2.26{\mu}g/mL$ COD $5.58{\mu}g/mL$, DO $7.13{\mu}g/mL$ SS $4.73{\mu}g/mL$ 전기전도도 $570.0{\mu}S/cm$ 유지류 $0.20{\mu}g/mL$ ABS $0.016{\mu}g/mL$ Phenol $0.29{\mu}g/mL$ 영양염류인 Total-N $5.03{\mu}g/mL$ Total-P $0.27{\mu}g/mL$ 이 었다. 중금속류인 Cu $0.005{\mu}g/mL$, Zn $0.007{\mu}g/mL$ Fe $0.044{\mu}g/mL$, Mn $0.001{\mu}g/mL$ 이었다. 한편 As, Cd, Cr 및 Pb는 불검출되었다. 금호강 전 지점에서 평균값으로 "전 연구결과" 와 비교할 때에 오염이 증가된 항목은 페놀 $NH_3-N$와 $NO_2-N$이며, 감소된 항목은 BOD, COD, SS, 유지류 ABS 등이고, 기타 항목은 비슷한 결과를 보였다. 금호강 수질이 낙동강의 수질에 미치는 영향의 정도는 다음과 같다. 금호강 하천수의 유입 전 지점 14와 유입 후 지점 16의 평균값으로서 BOD 1.07 에서 $1.42{\mu}g/mL$ COD 1.99에서 $2.44{\mu}g/mL$ 전기 전도도 221에서 $392{\mu}S/cm$ 총질소 2.21에서 $2.81{\mu}g/mL$ 총인 0.08에서 $0.19{\mu}g/mL$ 유지류 0.15에서 $0.16{\mu}g/mL$ ABS 0.006에서 $0.015{\mu}g/mL$ 페놀 0.06에서 $0.07{\mu}g/mL$으로 변화를 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권4호
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• pp.328-333
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• 2011

The influence of Al-doped ZnO (AZO) thin films degraded under high temperature and damp heat on the performance deterioration of Cu(In,Ga)$Se_2$ (CIGS) solar cells was investigated. CIGS solar cells with AZO/CdS/CIGS/Mo structure were prepared on glass substrate and exposed to high temperature ($85^{\circ}C$) and damp heat ($85^{\circ}C$/85% RH) for 1000 h. As-prepared CIGS solar cells had 64.91% in fill factor (FF) and 12.04% in conversion efficiency. After exposed to high temperature, CIGS solar cell had 59.14% in FF and 9.78% in efficiency, while after exposed to damp heat, it had 54.00% in FF and 8.78% in efficiency. AZO thin films in the deteriorated CIGS solar cells showed increases in resistivity up to 3.1 times and 4.4 times compared to their initial resistivity after 1000 h of high temperature and damp heat exposure, respectively. These results can be explained by the decreases in carrier concentration and mobility due to diffusion or adsorption of oxygen and moisture in AZO thin films. It can be inferred that decreases in FF and conversion efficiency were caused by an increase in series resistance, which resulted from an increase in resistivity of AZO thin films degraded under high temperature and damp heat.

• 한국버섯학회지
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• 제12권3호
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• pp.163-170
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• 2014

The potential ability of Button mushroom compost (BMC) to solubilize heavy metals was estimated with metal contaminated soils collected from abandoned mines of Boryeong area in South Korea. The bacterial strains in BMC were isolated for investigating the mobilization of metals in soil or plant by the strains and identified according to 16S rRNA gene sequence analysis. When metal solubilization potential of BMC was assessed in a batch experiment, the BMC was found to be capable of solubilizing metals in the presence of metals (Co, Pb and Zn) and the results showed that inoculation of BMC could increase the concentrations of water soluble Co, Pb and Cd by 35, 25 and 45% respectively, than those of non-inoculated soils. BMC-assisted growth promotion and metal uptake in sunflower (Helianthus annuus) was also evaluated in a pot experiment. In comparison with non-inoculated seedlings, the inoculation led to increase the growth of H. annuus by 27, 25 and 28% respectively in Co, Pb and Zn contaminated soils. Moreover, enhanced accumulation of Co, Pb and Zn in the shoot and root systems was observed in inoculated plants, where metal translocation from root to the above-ground tissues was also found to be enhanced by the BMC. The apparent results suggested that the BMC could effectively be employed in enhancing phytoextraction of Co, Pb and Zn from contaminated soils.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.62.1-62.1
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• 2010

CIS(CuInSe2)계 화합물 태양전지는 높은 광흡수계수와 열적 안정성 및 조성 조절을 통한 밴드갭 조절이 용이해 고효율 박막 태양전지로 각광 받고 있다. 또한 CIGS 태양전지는 기존의 유리기판 대신 유연한 기판을 사용해 flexible 태양전지 제조가 가능하다. 이러한 유연기판은 보통 stainless steel과 같은 금속 기판이 많이 사용되는데 기존의 soda-lime glass 기판과는 달리 금속기판에는 Na이 첨가되어 있지 않아 별도의 Na첨가를 필요로 한다. Na은 CIGS 흡수층의 조성조절을 용이하게 하여 태양전지의 변환 효율을 향상시키는 역할을 한다. 본 연구에서 기판은 Na이 첨가되어있지 않은 corning glass를 사용 하였으며 NaF를 이용해 Mo가 증착된 기판에 NaF의 두께를 달리하며 증착해 CIGS 흡수층의 grain 사이즈를 비교 하였으며 그 후 태양전지 소자를 제조해 광전특성을 분석하였다. 후면 전극으로 약60nm 두께의 Mo를 DC Sputtering 방법을 이용해 증착 하였다. buffer층으로는 약 50nm의 CdS층을 CBD방법을 이용하여 제조 하였으며 TCO 층으로 약 50nm의 i-ZnO와 약 450nm의 Al-ZnO를 RF Sputtering방법으로 증착 하였다. 마지막으로 앞면 전극으로 약 $1{\mu}m$의 Al을 Thermal Evaporation방법으로 증착하였다. 태양전지 소자의 면적은 $0.49cm^2$로 효율을 비교 분석하였다.

• 대한본초학회지
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• 제20권2호
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• pp.17-26
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• 2005

Objectives : The study has been undertaken to scrutinize the results of Halloysitum Rubrum before and after physical and chemical manipulation. Methods : I used X-rays diffracted analysis system(Phillips X'Pert - MPD System) on condition of 40Kv, Anode of Cu Ka to grasp the compositions of crude Halloysitum Rubrums which have been from here and there after pulverization them below 200 mesh. X-rays fluorescence analysis system have been used to check the chief elements content of the ore on condition of 40Kv, 95mA. ICP-MS analysis system(Perkin Elmer, Elan 6100)have been used after a micro-elements and a heavy metals take advantage of mixed acid were dissolved completely. Results : The compositions of the ore Halloysitum Rubrum are composed of large amount of Halloysite and Kaolinite, and small amount of Hematite, Alum, quartzite. The chief elements content of the ore Halloysitum Rubrum are composed of Al and Si. A heavy metals in Halloysitum Rubrum are As, Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, etc. As and Zn's amounts was lessen after physical and chemical manipulation Halloysitum Rubrum are decreased at $400^{\circ}C\;and\;450-500^{\circ}C$ each by heat analysis system. Conclusion : Results of this study show that Halloysitum Rubrum can be used in a diverse ways to treat many kinds of disease.