• KSBB Journal
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• 제24권3호
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• pp.227-238
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• 2009

현재까지의 농약 검출용 바이오센서는 화학 센서, immunoassay, 화학 테스트 킷과 같은 다른 잘 알려진 분석 방법들과 경쟁적으로 연구되어 지고 있다. 바이오센서가 농약을 증명하는 간단하고 저렴한 방법으로 chromatography 방법들을 대체할 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고 정확한 정량적 분석 방법이 아직도 미비하다. 안정하고 강력한 바이오센서의 발전을 위해서 유전자 조작을 이용한 효소 개량을 통해 좀 더 민감하고 반응속도가 빠른 생촉매와 특이성이 높은 항체의 개발이 요구되고 있다. 바이오센서의 안정성 개선과 transducer 표면으로부터의 빠른 신호 전달을 위해 새로운 고정화 방법이 탐구되어져야 한다. 비록 약간의 방법들이 시료의 전처리를 필요로 하지 않을 지라도 센서의 안정성은 또 다른 개념으로 접근해야 한다. 그래서 현장 적용을 위해, 보다 간편한 시료의 전처리과정 혹은 직접적인 분석 방식이 동일시되어 개선되어야 한다. 향상된 fabrication 기술을 이용한 소형화 센서 혹은 일회용 킷의 개발은 개인용 및 산업용, 의약용 등의 여러 분야에서 실시간으로 분석이 가능하게 할 것이다. 실제 샘플의 빠르고 자동화 및 소형화된 분석 시스템의 구축을 위해 장차 매우 선택적인 다중 검출 바이오센서의 설계에 더 많은 중점을 둘 필요가 있다. 앞으로 잔류농약 검출을 위한 휴대형 바이오센서의 개발과 상용화를 위해서, 무엇보다 현재의 GC, LC (혹은 GC/MS, LC/MS) 분석을 위해 이루어지고 있는 샘플 전처리 방법의 경우, 다량의 샘플로부터 유기용매 등을 이용한 추출방법으로 진행되고 있기 때문에 샘플 전처리를 간소화하고 간단한 측정방법으로 전체의 측정결과를 대변할 수 있는 방안을 구축하고 잔류농약의 법적 허용기준과 적용이 가능한 방법을 찾아내는 노력이 절실히 요구되는 상황이다.

• 한국환경보건학회지
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• 제28권1호
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• pp.21-29
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• 2002

To identify and evaluate the dichlorobenzidine(DCB)-DNA adducts in liver cell and bladder epithelial cells by $^{32}$ P-postlabeling and GC/MS-SIM, we orally exposed the dichlorobenzidine(20mg/kh body wt./day) to male Sprague-Dawley rats(l85$\pm$10g) for 14 days. Two kinds of DCB-DNA adduct(A1 and A2) were found at the same site of thin layer chromatogram of $^{32}$ P-postlabeling method in liver cells and bladder epithelial cells. In liver cells, relative adduct labeling(RAL) $\times$ 10$^{12}$ of DCB-DNA adduct A1 were 34.1$\pm$3.71 and 69.9$\pm$5.02, that of adduct A2 were 74.1$\pm$10.1 and 105.1$\pm$10.1 on 10 and 14 days after treatment, respectively. And in bladder epithelia cells, RAL $\times$ 10$^{12}$ of DCB-DNA adduct A1 were 5.92$\pm$1.60 and 15.9$\pm$1.31, that of adduct A2 were 9.81$\pm$2.81 and 22.8$\pm$1.79 on 10 and 14 days after treatment, respectively. DCB metabolites formed DNA adducts were monoacetyl-dichlorobenzidine(acDCB) and diacetyl-dichlorobenzidine(di-acDCB), which was identify by gas chromatography/mass spectrometry-scan ionization mode(GC/MS-SIM), after hydrolysis of DCB-DNA adducts isolated from live cells and bladder epithelial cells. The base peak of acDCB were 252 and 294 m/z, and that of di-acDCB were 252, 294 and 336 m/z. In conclusion, the exposed DCB formed two kinds of DCB-DNA adduct, the proximate materials of that were acDCB and di-acDCB in liver and bladder epithelial cells. And the above GC/MS-SIM method was found the DCB-DNA adducts could be monitoring by gas chromatography.

• 생태와환경
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• 제52권2호
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• pp.81-93
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• 2019

지구 온난화에 따른 기온 상승, 보나 댐의 건설로 인한 체류시간의 변화는 식물플랑크톤의 이상증식을 일으키며 이로 인한 수계의 부영양화, 녹조 현상은 상수원 수질 악화에 영향을 미쳐 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다. 본 연구와 같이 일차생산력과 환경요인들의 상관관계를 확인하는 것은 일차생산력의 조절인자 파악에 매우 효과적이다. 또한 HPLC-CHEMTAX 분석 방법은 간편하며 짧은 시간 안에 식물플랑크톤의 색소 비 값을 기반으로 각 군집의 상대적인 기여도 추정이 가능하다. 이러한 연구 방법들을 적용할 경우 수 생태 건강성 평가 및 식물플랑크톤 이상증식에 영향을 주는 군집조성을 빠르게 파악할 수 있어 조류 예보제 및 수계관리에 있어 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1633-1641
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• 2022

도시의 인구 집중과 무분별한 개발은 대기오염, 열섬현상과 같은 다양한 환경 문제들을 유발하며, 자연재해로 인한 피해 상황을 악화시키는 등 인재의 원인이 되고 있다. 도심 수목은 이러한 도시 문제들의 해결방안으로 제시되어왔으며, 실제로 환경 개선 기능을 제공하는 등 중요한 역할들을 수행한다. 이에 따라 수목이 도시 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해 도심 수목에서 개별목에 대한 정량적인 측정 및 분석이 요구된다. 그러나 도심 수목의 복잡성 및 다양성은 단일 수목 탐지 정확도를 낮추는 문제점이 존재한다. 따라서 본 연구는 수목 개체에 대해 효과적인 탐지가 가능한 고해상도 항공영상 및 object detection에서 뛰어난 성능을 발휘한 You Only Look Once Version 5 (YOLOv5) 모델을 사용하여 도심 수목을 효과적으로 탐지하는 연구를 진행하였다. 수목 AI 학습 데이터셋의 구축을 위한 라벨링 가이드라인을 생성하고 이를 기준으로 동작구 수목에 대해 box annotation을 수행하였다. 구축된 데이터셋으로부터 다양한 scale의 YOLOv5 모델들을 테스트하고 최적의 모델을 채택하여 효율적인 도심 수목 탐지를 수행한 결과, mean Average Precision (mAP) 0.663의 유의미한 결과를 도출하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권4호
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• pp.273-278
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• 2023

본 연구에서는 검은콩 선식 및 기능성 표시 검은콩 선식의 저장온도(25℃, 35℃, 50℃) 및 저장기간(0개월, 6개월, 12개월)에 따른 식이섬유 및 칼슘함량 변화를 관찰하였다. 이후 Arrhenius 반응식을 통해 품질한계기한을 산출하여 소비기한을 예측하였다. 식이섬유 분석 결과 BS 및 BSN 모두 저장 12개월에서 저장초기에 비해 증가하는 경향을 나타내었으며, 이는 저장 중 선식에 함유된 phytate의 분해로 인하여 양이온이 방출되고, 양이온은 pectic acid와 Middle Lamella에서 새로운 가교결합을 형성하여 결과적으로 저장 중 식이섬유 함량이 증가될 수 있다. 반면에 BS와 BSN의 칼슘함량은 저장기간에 따라 감소하였다. 이러한 결과를 바탕으로 품질한계기한을 예측한 결과 BS 15.65 개월, BSN 28.34 개월 이었으며, 난소화성 말토덱스트린 및 젖산칼슘을 첨가한 검은콩 선식을 제조하였을 때 기능성 표시 제도를 도입할 수 있을 뿐만 아니라 품질한계기한을 연장시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제20권8호
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• pp.1193-1200
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• 2010

상수리 잎을 먹고 자라는 야생견사곤충의 일종인 작잠의 저장단백질인 아릴포린 유전자의 cDNA를 클로닝하고 발육경과에 따른 유전자발현의 양상을 조사 검토하였다. 작잠의 아릴포린 유전자의 cDNA는 2,112 bp의 ORF(open reading frame)를 포함하여 2,234 bp임을 밝혔다. 작잠 아릴포린 유전자의 cDNA염기서열로부터 아미노산 서열을 검토한 결과 방향족 아미노산인 페닐알라닌(phenylalanine)과 티로신(tyrosine)의 성분이 높은 아미노산 서열구조를 보였으며 ORF로부터 계산한 단백질의 분자량은 83,439 Da 이었다.작잠 아릴포린 저장단백질의 아미노산서열을 다른 곤충의 서열과 그 상동성을 비교 분석한 결과 세크로피아잠(H. cecropia)과는 78%, 담배나방의 알파단량체(M. sexta-$\alpha$ subunit)와는 71%, 담배나방의 베타단량체(M. sexta $\beta$-subunit)와는 62% 그리고 가잠(B. mori)과는 64%의 아미노산서열 상동성을 각각 보였다. 또, Northern blot analysis에서 유충 5령기의 중장, 중부 실샘, 후부 실샘에서는 아릴포린 유전자가 발현되지 않고 오로지 지방체 조직에서만 아릴포린 유전자가 발현되었음을 확인하였다. 아릴포린 유전자는 특히 종령인 5령 유충의 초기에 발현강도가 높았으며 중, 후기로 갈수록 그 강도가 감소하였다. 하지만 번데기시기에는 흔적 정도의 해당 mRNA가 검출되었으며, 이와 같이 검출된 mRNA는 불활성화된 것으로 추정된다. 이상의 결과에서 작잠 아릴포린 유전자의 cDNA가 클로닝되었으며, 이 유전자는 유충기특이적 발현 및 지방체 조직특이적 발현양상을 보인 점이 본 연구에서 확인되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권5_1호
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• pp.649-663
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• 2019

2018년 유엔 개발 계획(United Nations Development Programme; UNDP)의 보고서에 따르면 북한의 산림 황폐화는 매우 극단적이며, 지금까지도 진행되고 있다. 기후변화 측면에서 산림 황폐화는 단순히 한 국가만의 문제가 아닌 전 지구적인 스케일의 문제로 여겨지며, 이러한 북한 산림 황폐화의 원인은 만성적인 식량난과 개간 산지의 확대, 산림 병해충의 영향으로 알려져 있다. 산림 황폐화에 대응하기 위한 연구와 정책 사업들은 원격탐사와 산림 관련 국가 공간자료들을 이용하여 진행되지만, 북한의 경우 국가 공공 자료들의 접근이 제한적이며, 객관성이 보장되기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 Landsat 위성영상을 사용하여 통계적 확률밀도 추정 방법을 통해 한반도에서 유일하게 행정구역상으로 분단된 강원도에 대한 산림면적을 탐지 및 평가하고자 하였다. 남한의 산림 공간자료와 정규화식생지수(Normalized Difference Vegetation Index; NDVI)를 이용하여, 산림 비산림의 NDVI 값에 대한 범주별 가우시안 확률밀도함수를 추정하고 산림 탐지를 위한 NDVI 임계점(0.6658)을 설정하였다. 설정된 임계점을 이용하여 남 북 강원도에 대한 다중시기 산림면적 탐지를 진행한 결과 남 북 모두 2000년대까지 산림 면적이 감소하였으나, 2010년대에는 면적이 증가하는 경향이 나타났다. 또한, 지역적 규모에서 산림 면적의 감소는 국가별 도시화, 산업화의 정책 방향과 일치함을 확인하였다. 검증을 위한 Kappa value의 경우 대부분 강적합(0.8)과 중적합(0.6) 수준을 나타내었으며, 탐지된 면적과 국가 통계와의 비교 결과도 약소한 차이를 나타내었다. 본 연구는 북한 산림 황폐화에 대응하는 기반 자료로 사용될 수 있으며, 탐지된 결과를 바탕으로 산림자원의 보호와 복구의 필요성이 제기된다.

• Toxicological Research
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• 제33권1호
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• pp.43-48
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• 2017

With ultraviolet and visible light exposure, some pharmaceutical substances applied systemically or topically may cause phototoxic skin irritation. The major factor in phototoxicity is the generation of reactive oxygen species (ROS) such as singlet oxygen and superoxide anion that cause oxidative damage to DNA, lipids and proteins. Thus, measuring the generation of ROS can predict the phototoxic potential of a given substance indirectly. For this reason, a standard ROS assay (ROS assay) was developed and validated and provides an alternative method for phototoxicity evaluation. However, negative substances are over-predicted by the assay. Except for ultraviolet A (UVA), other UV ranges are not a major factor in causing phototoxicity and may lead to incorrect labeling of some non-phototoxic substances as being phototoxic in the ROS assay when using a solar simulator. A UVA stimulator is also widely used to evaluate phototoxicity in various test substances. Consequently, we identified the applicability of a UVA simulator to the ROS assay for photoreactivity. In this study, we tested 60 pharmaceutical substances including 50 phototoxins and 10 non-phototoxins to predict their phototoxic potential via the ROS assay with a UVA simulator. Following the ROS protocol, all test substances were dissolved in dimethyl sulfoxide or sodium phosphate buffer. The final concentration of the test solutions in the reaction mixture was 20 to $200{\mu}M$. The exposure was with $2.0{\sim}2.2mW/cm^2$ irradiance and optimization for a relevant dose of UVA was performed. The generation of ROS was compared before and after UVA exposure and was measured by a microplate spectrophotometer. Sensitivity and specificity values were 85.7% and 100.0% respectively, and the accuracy was 88.1%. From this analysis, the ROS assay with a UVA simulator is suitable for testing the photoreactivity and estimating the phototoxic potential of various test pharmaceutical substances.

• Toxicological Research
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• 제28권1호
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• pp.39-49
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• 2012

We investigated the effect of zinc on the formation of colonic aberrant crypt foci induced by azoxymethane (AOM) followed by dextran sodium sulfate (DSS) in mice with high iron diet (HFe; 450 ppm iron). Sixweek old ICR mice were fed on high iron diets with combination of three different levels of zinc in diets, low-zinc (LZn; 0.01 ppm), medium-zinc (MZn; 0.1 ppm), and high-zinc (HZn; 1 ppm) for 12 weeks. Animals were received weekly intraperitoneal injections of AOM (10 mg/kg B.W. in saline) for 3 weeks followed by 2% DSS (molecular weight 36,000~50,000) in the drinking water for a week. To confirm the iron storage in the body, the hepatic iron concentration has been determine chemically and compared with histological assessment visualized by Prussian blue reaction. Aberrant crypt (AC) and aberrant crypt foci (ACF) were analyzed in the colonic mucosa of mouse fed high dietary iron. Superoxide dismutase (SOD) activity and thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) level were also investigated. Apoptosis in the preneoplastic lesion was determined by terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nickend labeling (TUNEL). In addition, immunohistochemistry of ${\beta}$-catenin was also performed on the mucous membrane of colon. The number of large ACF (${\geq}4$ AC/ACF), which possess greater tumorigenic potential, was significantly lower in MZn and HZn groups compared with LZn group. Cytosolic SOD activity in the liver was significantly higher in HZn group compared with LZn group. Hepatic MDA level was decreased significantly in HZn group compared with MZn and LZn groups. Apoptotic index was significantly higher in HZn group. Taken together, these findings indicate that dietary zinc might exert a protective effect against colonic preneoplastic lesion induced by AOM/DSS in ICR mice with high iron status, and suggest that dietary supplement of zinc might play a role in suppressing colon carcinogenesis in mice.

• Toxicological Research
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• 제29권1호
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• pp.21-25
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• 2013

The selective targeting of an integrin ${\alpha}_v{\beta}_3$ receptor using radioligands may enable the assessment of angiogenesis and integrin ${\alpha}_v{\beta}_3$ receptor status in tumors. The aim of this research was to label a peptidomimetic integrin ${\alpha}_v{\beta}_3$ antagonist (PIA) with $^{99m}Tc(CO)_3$ and to test its receptor targeting properties in nude mice bearing receptor-positive tumors. PIA was reacted with tris-succinimidyl aminotriacetate (TSAT) (20 mM) as a PIA per TSAT. The product, PIA-aminodiacetic acid (ADA), was radiolabeled with $[^{99m}Tc(CO)_3(H_2O)_3]^{+1}$, and purified sequentially on a Sep-Pak C-18 cartridge followed by a Sep-Pak QMA anion exchange cartridge. Using gradient C-18 reverse-phase HPLC, the radiochemical purity of $^{99m}Tc(CO)_3$-ADA-PIA (retention time, 10.5 min) was confirmed to be > 95%. Biodistribution analysis was performed in nude mice (n = 5 per time point) bearing receptor-positive M21 human melanoma xenografts. The mice were administered $^{99m}Tc(CO)_3$-ADA-PIA intravenously. The animals were euthanized at 0.33, 1, and 2 hr after injection for the biodistribution study. A separate group of mice were also co-injected with 200 ${\mu}g$ of PIA and euthanized at 1 hr to quantify tumor uptake. $^{99m}Tc(CO)_3$-ADA-PIA was stable in phosphate buffer for 21 hr, but at 3 and 6 hr, 7.9 and 11.5% of the radioactivity was lost as histidine, respectively. In tumor bearing mice, $^{99m}Tc(CO)_3$-ADA-PIA accumulated rapidly in a receptor-positive tumor with a peak uptake at 20 min, and rapid clearance from blood occurring primarily through the hepatobiliary system. At 20 min, the tumor-to-blood ratio was 1.8. At 1 hr, the tumor uptake was 0.47% injected dose (ID)/g, but decreased to 0.12% ID/g when co-injected with an excess amount of PIA, indicating that accumulation was receptor mediated. These results demonstrate successful $^{99m}TC$ labeling of a peptidomimetic integrin antagonist that accumulated in a tumor via receptor-specific binding. However, tumor uptake was very low because of low blood concentrations that likely resulted from rapid uptake of the agent into the hepatobiliary system. This study suggests that for $^{99m}Tc(CO)_3$-ADA-PIA to be useful as a tumor detection agent, it will be necessary to improve receptor binding affinity and increase the hydrophilicity of the product to minimize rapid hepatobiliary uptake.