Gd-Ti-O 및 Gd-Zr-O계에서의 파이로클로어 (Gd$_2$Ti$_2$$O_7$및 Gd$_2$Zr$_2$$O_7$)는 장주기 방사성 폐기물인 악티나이드 원소들을 고정화시킬 수 있는 물질로써 잘 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 소결법에 의해 이들을 합성하여, 상평형 관계 및 특성을 연구하였다. 혼합된 시료는 상온에서 200-400kgf/$cm^2$의 압력으로 성형한 후, 1000-1$600^{\circ}C$ 범위에서 소결온도 및 분위기를 변화시키면서 소결하였다. 합성된 시료는 XRD 및 SEM/EDS를 사용하여 상분석 및 화학조성을 분석하였다. 실험결과, Gd$_2$Ti$_2$$O_7$의 최적 합성조건은 140$0^{\circ}C$/0.5 hrs, 130$0^{\circ}C$/3 hrs 및 120$0^{\circ}C$/20 hrs였고, 이때의 화학조성은 $Gd_{2.0-2.1}$$Ti_{1.9-2.0}$$O_7$으로 소결온도 및 분위기와 무관하게 화학양론적 조성에 근접하였다. $Gd_{2}$$Zr_{2}$$O_7$의 최적 합성조건은 155$0^{\circ}C$/40 hrs 및 1$600^{\circ}C$/30 hrs였으나 화학조성은 $Gd_{1.5-2.4}$$Zr_{1.7-2.4}$$O_7$로 매우 불균질 하였다. 이 같은 불균질성은 본 연구의 최장 소결시간이었던 40시간에서 조차 평형을 이루지 못할 정도로 Gd$_2$Zr$_2$$O_7$의 생성속도가 매우 낮음을 지시하고 있다.
전북의 전주, 군산, 남원지역에서 주기적으로 채수된 강수(bulk deposition)를 지화학적으로 고찰하고 Sr과 Pb 동위원소의 환경추적인자로서의 적용 여부를 알아보고자 하였다. 강수는 pH $4\~7$의 약산성내지 산성을 띄며, 건기에는 높고, 우기에는 자연산성도 수준인 5.0수준을 유지한다. 강수에 의한 희석작용으로, 우기이후의 강수는 TDS 및 EC도 낮아지나 다시 건기에 들어서면서 상승한다. 겨울철에는 난방연료의 연소에 의해 $SO_4$과 $NO_3$이 높은 함량을 보이며, 여름철은 $CO_2$가스의 영향으로 탄산농도가 약간 높은 경향을 보인다 양이온은 겨울철에 Na의 함량이 높고, 봄부터 여름철에는 Ca의 함량이 높게 나타난다. 지리산에 인접한 남원이 전반적으로 낮은 EC 및 TDS값을 가지고 인구밀집과 도시화가 심한 전주지역은 대체로 높다. 남원지방은 다량의 수목의 호흡작용에 의한 대기중 이사화탄소의 함량이 높아 여름철 탄산 농도가 타 지역에 비해 높다. 군산지역은 해염의 영향으로 대기중 Cl의 함량이 높다. Al, Cu, Zn은 TDS와 상관계수 0.5이상의 양호한 상관관계를 보여 이들 원소가 미량원소 중 강수의 화학적 성상에 영향을 미치는 원소들 이라고 볼 수 있다. $^{87}Sr/^{86}Sr$ 값은 0.7109-0.7128으로 세 지역 모두 유사하며, 해수보다 다소 높은 값을 보이고 있어 주변의 토양입자, 꽃가루, 기타 인위기원의 에어로졸 등의 영향이 있음을 암시하나 지역 전반에 걸친 자세한 동위원소적 고찰이 있어야만 보다 정확한 해석이 가능할 것으로 생각된다. 강수의 Pb 동위원소 조성도 세 지역 모두 유사하며, 서울 에어로졸의 Pb 동위원소 조성 범위내에 포함되고 북경의 에어로졸 범위에서는 약간 벗어나 있다. 이는 한반도내의 대기 중에 함유되어 있는 Pb은 모두 유사한 기원으로 휘발유의 연소에서 발생하는 것으로 생각되며, 중국으로부터 기원한 Pb의 존재 가능성은 내포하고 있으나 그 기여율은 적을 것으로 보인다.
생물테러에 사용되는 생물무기는 세균과 바이러스, 리켓치아, 곰팡이 등을 가공하여 만들어지며, 화학작용제, 방사능작용제와 함께 대량살상무기(Weapons of Mass Destruction, WMD)로 분류되어진다. 생물무기는 다른 대량살상무기들에 비하여 개발과 생산의 용이성, 저렴한 비용, 은닉살포가 가능하다는 운용상 이점들이 존재한다. 본 논문은 생물무기 개발이 이루어진 역사와 현존하는 생물학적 위협에 대해 분석하고, 생물작용제의 물리적 특성과 인체내 감염기작을 기초로 생물무기 공격으로 인한 사회적 영향을 예측하였다. 스벨드롭스크 탄저균유출사고, 아랄스크 두창발생, 2001년 탄저테러 등 생물무기관련 역사적 사례들에서 사고 인지형태, 작용제 오염확산범위와 피해자의 질병특성을 분석한 결과, 생물테러는 공격 즉시 인지가 어렵고, 광범위한 확산이 가능하여 대규모 노출자를 발생시키며, 호흡기관련 중증질환을 일으켜 보건 의료기관에 막대한 부담을 일으킬 것이라는 사실을 발견하였다. 이를 토대로 생물테러에 효과적으로 대응하기 위해서 요구되는 보건대응역량을 제시하였다. 효과적인 증후군감시체계 및 관련질병 보고체계를 운영하여 신속히 이상징후를 파악해야하며, 실험실진단체계를 통해 병원체의 확진을 실시하여야한다. 또한 보건기관은 역학조사 시 수사기관과의 공조를 통해 잠재적노출자를 명확히 규명하여야 하며, 마지막으로 인적 물적 자원을 효율적으로 운용하여 집단예방조치가 효과적으로 이루어지도록 되어야할 것이다. 이러한 보건대응역량을 지속적으로 강화한다면 생물테러위협에 성공적으로 대응할 수 있을 것이다.
세포의 활성을 좌우하는 세포질내의 칼슘농도 조절기작을 이해하기 위하여, 전갈 Leiurus quinquestriatus hebraeus (Lqh) 에서 얻은 전갈독소의 세포내 칼슘농도 조절기능과 관련된 효소들의 활성변화에 미치는 효과를 조사하였다. 칼슘펌프와 칼슘채널 효소활성은 돼지의 호흡기 상피세포에서 분리된 마이크로솜에서 측정되었으며, 전갈 독소 Lqh는 온전한 마이크로솜 시료의 경우 총 ATPase의 활성을 약 32% 증가시켰고, Triton X-100나 $Ca^{2+}$ ionophore A23187을 처리한 마이크로솜 시료에서는 총 ATPase의 활성을 약 28% 증가시켰다. Lqh 독소에 의한 ATPase의 활성증가는 $Ca^{2+}-ATPase$의 특이적 저해제인 thapsigargin의 처리로 완전히 저해되었으며, 이것으로 전갈독소 Lqh가 마이크로솜에 위치한 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성을 특이적으로 증가시킴을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 결국 Lqh 독소가 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성화에 의해 마이크로솜의 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 증가시킬 것이라는 예상을 가능하게 하나, 실제로는 Lqh의 처리가 마이크로솜의 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 오히려 약 30% 감소시켰다. 예상되었던 Lqh에 의한 $^{45}Ca^{2+}$ uptake의 증가는 오직 $InsP_3$ 수용체 칼슘채널의 저해제인 Heparin의 존재시에만 얻어졌다. 이것은 Lqh 독소가 $Ca^{2+}-ATPase$의 활성화에 따른 $^{45}Ca^{2+}$ uptake를 증가시킴과 동시에 또한 $^{45}Ca^{2+}$ release를 유발시킴을 의미하며, Lqh 독소는 실제로 $InsP_3$에 의한 칼슘채널 활성화시에 얻어지는 것과 같은 정도의 $^{45}Ca^{2+}$ release를 유발시킴이 확인되었다. 위의 결과들로부터 Lqh독소에는 적어도 두 가지의 활성성분이 포함되어 있음을 알 수 있었고, 그중 하나는 $InsP_3$ 수용체 칼슘채널의 활성을, 다른 하나는 칼슘펌프의 활성을 촉진시킨다는 결론을 얻었다. 현재 Lqh 독소의 활성성분에 대한 화학적, 전기생리학적 특성들이 연구되어지고 있다.
주요 병재배 버섯인 느타리버섯 혼합배지의 영양원으로 가장 일반적으로 사용되고 있는 면실박의 대체배지를 선발하여 배지재료를 다양화함으로서 느타리버섯의 안정적 생산을 도모하고자 대두박, 야자박, 케이폭박 혼합배지에 대한 생육 및 수량성을 검토하였다. 시험에 사용된 면실박 대체배지재료의 T-N함량은 대두박이 8.0%으로 가장 많았고, 면실박7.8%, 유채박 5.0%, 케이폭박 4.2%, 야자박이 3.2%의 순이었으며, C/N율은 6~15의 범위로 큰 차이를 보였다. 혼합배지의 T-N의 함량은 대두박 혼합배지에서 3.2%로 가장 높았고, 케이폭박은 2.5%로 면실박의 2.4%와 비슷하였으며, C/N율은 16~29의 범위로 혼합배지의 종류에 따라 크게 달라졌는데 대두박 혼합배지가 가장 낮았고, 야자박 혼합배지에서 29로 가장 높았다. 혼합배지별 배양율은 질소함량이 높았던 대두박처리에서 61.8%로 현저히 낮았고, 케이폭박처리에서 99.5%로 가장 높게 나타나, 면실박처리와 동일하게 우수한 배양율을 나타내었다. 초발이소요일수는 C/N율이 가장 높았던 야자박 혼합배지에서 4일로 가장 빨랐고, 유채박과 면실박 + 대두박처리에서 6일로 가장 오래 소요되었으며, 대두박처리에서는 발이 및 자실체 발생이 전혀 이루어지지 않았다. 자실체 수량은 케이폭박 혼합배지에서 144.6 g/병으로 면실박의 122.0 g/병보다 유의하게 높은 것으로 나타났고, 생물학적 효율도 75.4%로 가장 높았다. 자실체 갓직경은 처리간 차이가 없었고, 대의 직경과 길이는 면실박 혼합배지가 각각 9.9 mm, 90.5 mm로 다른 처리보다 높은 경향이었다. 유효경수는 케이폭박 혼합배지에서 43.2개/병으로 가장 많은 것으로 나타나 케이폭박 혼합배지의 수량증가 요인이 되었음을 알 수 있었다. 이와같은 결과로 케이폭박은 현재 가장 많이 사용되고 있는 면실박의 수급불안정기의 대체재료로 뿐만 아니라, 느타리버섯 병재배용 배지재료로 상용화하는 것도 가능할 것으로 판단되었다.
시설재배 토양의 염류집적 방지를 위한 적정 시비량 추천방안을 구명하기 위하여 1997년도에 영동군, 보은군, 청원군, 및 청주시의 시설재배지로부터 염류농도가 다양한 18개 토양을 채취하여 폿트 시험으로 무비구와 시비구로 구분하여 토마토의 생산성과 비료효과를 조사하였다. 무비구의 토마토 건물중 및 질소, 인산, 칼륨 흡수량을 비옥도 요인으로 그리고 이들의 시비구와 무비구의 차이 값을 비료 전체효과 및 비료 질소, 인산, 칼륨효과로 고려하였다. 비옥도 및 비료효과 요인들은 토양 화학성들의 상호관계를 분석하여 시설재배지 토마토의 시비기준을 설정하기 위한 평가방법을 검토하였다. 비옥도 요인들에 대한 무기태 질소($NO_3-N$, $NH_4-N$) 함량의 표준화 편회귀계수는 247~1159의 범위를 보여 다른 화학성들의 0.02~4.02에 비하여 수백배의 높은 가중치를 보였다. 또한 무기태 질소($NO_3-N$, $NH_4-N$) 함량은 전기전도도에 대한 표준화 편회귀계수가 35.2-36.0으로 다른 화학성들의 1.0이하에 비하여 수십배의 높은 가중치를 나타냈다. 이러한 결과로부터 무기태 질소함량은 시설재배 토양의 비옥도와 전도도에 가장 크게 영향을 미치는 지표로 확인되었다. Cate-Nelson split 평가방법에 의한 토마토 최대 생산력과 비료효과 0가 되는 무기태 질소($NO_3-N+NH_4-N$) 함량은 $220mg\;kg^{-1}$으로 배추의 경우와 동일하게 추정되었다. 따라서 시설재배지 토양의 무기태 질소($NO_3-N$, $NH_4-N$) 함량이 $220mg\;kg^{-1}$ 이상인 토양은 무비 재배로 추천하고, 기준치 이하인 토양은 비료효과와 무기태질소 함량의 회귀식을 이용하여 시비기준의 추천이 가능하다.
남극 해양세균 Pseudoalteromonas arctica PAMC 21717로부터 저온활성 alkaline protease (Pro21717)를 부분정제하였다. Pro21717 효소 추출액은 skim milk를 포함하는 zymogram gel 상에서 약 37 kDa (낮은 활성)과 74 kDa (높은 활성) 위치에서 두 개의 뚜렷한 투명밴드(clear zone)를 형성하였다. 단백질 분해활성을 나타내는 두 개의 효소단백질은 동일한 N-말단 아미노산 서열을 가지고 있었으며, 하나의 유전자에서 발현된 미성숙 단백질(precursor)이 37 kDa 크기의 단백질분해효소로 성숙화과정을 거친 후 74 kDa 크기로 이량체화됨으로써 좀 더 높은 활성을 가지는 것으로 판단된다. Pro21717은 $0-40^{\circ}C$ (최고활성 온도 $40^{\circ}C$) 온도 범위에서 단백질분해활성을 나타내었고 pH 5.0-10.0 (최적 pH 9.0) 범위에서 효소활성을 유지하였다. 주목할만한 특성으로써, Pro21717은 $40^{\circ}C$에서의 최고 효소활성(100%) 대비, $0^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$에서 각각 30%와 45%의 높은 저온활성을 나타내었다. 또한 다양한 합성 펩타이드류에 대해 분해활성을 나타내는 Pro21717은 $Cu^{2+}$에 의해 활성이 증가하였으며, 시판용 세탁세제(commercial detergent formulation)에 포함되어 있는 다양한 종류의 계면활성제, 화학성분, 금속이온에 의해 활성이 감소되지 않았다. 전반적으로 저온활성 Pro21717은 글로벌 상업용효소 생산회사 Novozymes이 시판하고 있는 중온성 효소 Subtilisin Carlsberg (trademark Alcalase)에 버금가는 유용한 효소학적 특성이 있는 동시에 상대적으로 더 높은 저온활성을 보여주고 있다. 위의 실험결과들은, Pro21717은 $15^{\circ}C$ 이하의 차가운 수돗물에서도 세척력을 유지하는 새로운 세탁세제 효소첨가제로서의 개발 가능성을 보여주고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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