• 제목/요약/키워드: NMR study

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피트모스에서 추출한 휴믹물질(휴믹산, 풀빅산, 휴민)의 화학적 및 분광학적 물질특성 규명 (Chemical and Spectroscopic Characterization of Peat Moss and Its Different Humic Fractions (Humin, Humic Acid and Fulvic Acid))

  • 이창훈;신현상;강기훈
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권4호
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    • pp.42-51
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    • 2004
  • 본 연구에서는 캐나다 산 피트 모스(Canadian Sphagnum peat moss)시료로부터 산${\cdot}$염기 침전법을 이용하여 휴믹산(p-HA), 풀빅산(p-FA), 휴민(p-Humin)을 순수분리 하였고, 화학적(원소분석, pH 적정) 및 분광학적(적외선 및 핵자기공명 분광분석)방법을 이용하여 피트모스와 각 휴믹 성분의 특성(원소성분비, 양성자교환용량(PEC), 작용기 및 분자구조)을 규명하였다. 또한, Cd(II)을 흡착시킨 p-Humin의 적외선 스펙트럼 분석을 통하여 휴믹분자의 금속이온 결합자리를 확인하였다. 이상에서 얻어진 특성분석 결과는 문헌에 제시된 토양 휴믹물질의 특성과 함께 비교 분석하였다. 본 연구의 주요 목적은 유기물 집적 층인 피트 모스에 존재하는 휴믹물질의 친환경적 응용에 필요한 기초 물질 특성 자료를 제공함에 있다. 순수분리 결과, p-Humin 및 p-HA와 p-FA의 함량은 피트 모스 전체유기물 함량($957{\pm}32g/kg$)의 각각 $76\%,\;18\%,\;3\%$로 분포하였으며, 원소 성분비는 p-Humin이 $C_{1.00}H_{1.52}O_{0.79}N_{0.01}$로서 p-HA($C_{1.00}H_{1.09}O_{0.51}N_{0.02}$), p-FA($C_{1.00}H_{1.08}O_{0.65}N_{0.01}$)에 비하여 H/C와 (N+O)/C 비가 상대적으로 더 높았다. pH 적정분석을 통한 산/염기 특성 분석결과, 피트 모스 휴믹 분자에는 서로 다른 환경에 있는 두 종류의 산성 작용기가 존재함을 알 수 있었으며, PEC(meq/g) 값은 p-FA(4.91) >p-HA(4.09) >p-Humin(2.38)의 순으로 나타났다. 적외선 스펙트럼 분석 결과, 피트모스 휴믹물질의 작용기 기본 특성은 기존 토양 휴믹물질과 유사하였으며, 금속이온 주요 결합작용기는 -COOH임을 확인하였다. 피트 휴믹 분자의 탄소 골격은 전반적으로 낮은 휴믹화 단계의 물질 특성을 보였으며, $^{13}C$-핵자기공명 스펙트럼 분석을 통해 p-Humin과 용해성 휴믹 성분(p-HA, p-FA)의 분자구조 특성의 차이점을 밝힐 수 있었다.

식품 중 홍국색소의 분석법에 관한 연구 (Studies on the Determination Method of Monascus Pigments in Foods)

  • 이달수;이영자;권용관;박재석;고현숙;심규창;이주연;신재욱;송지원;이철원
    • 한국식품과학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.641-644
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    • 2001
  • 우리나라에서 허용된 천연색소인 홍국색소는 "천연식품[식육류, 어패류(경육포함), 과실류, 채소류, 해조류, 두류 등 및 그 단순가공품(탈피, 절단 등)], 다류, 고춧가루 및 실고추, 김치류, 고추장 및 식초"에 사용금지토록 사용기준이 규정되어 있으나, 현재 식품중 홍국색소의 분석방법이 아직 확립되어 있지 않은 실정이므로 식품중 홍국색소의 최적분석방법을 확립하고자 하였으며, 확립된 분석법을 적용하여 국내유통중인 식품중 홍국색소의 함유량을 조사하였다. 따라서, 식품중의 홍국색소는 TLC, HPLC, Prep. HPLC, $H^1-NMR$ 및 MS로 홍국색소성분 중 monascin과 ankaflavin을 분리 확인하였으며, 이 두 성분을 표준물질로 하여 다음과 같은 정량분석법을 확립하였다. 역상계 칼럼인 Capcell pak $C_{18}$ UG120을 이용하여 HPLC 분석을 하였으며, 이 때 이동상 및 파장조건은 각각 메틸알콜 : 물 : 초산(75 : 25 : 0.5) 및 390 nm이었다. Monascin, ankaflavin의 회수율은 혼합어육소시지, 시럽, 맛살, 반건조소시지, 혼합프레스햄, 소시지 순으로 나타났으며, 혼합어육소시지에서는 평균 94.1%, 92.9%로 가장 높았고 맛살에서는 평균 85.1%, 85.8%의 회수율을 나타냈다. Monascin은 소시지, 반건조소시지, 혼합프레스햄, 시럽 등에서 평균 $71.5{\sim}88.6%$로 양호하였으나, ankaflavin은 평균 $40.0{\sim}59.4%$로 비교적 낮은 회수율을 나타냈다. 조사대상식품인 국내유통 가공식품중 맛살, 소시지, 혼합어육소시지, 반건조소시지, 혼합프레스햄 및 시럽 등 총 6종에 대하여 monascin과 ankaflavin의 함량을 확립된 분석법으로 정량분석한 결과는 다음과 같았다. Monascin의 경우 맛살에서 $0.01{\sim}3.31\;g/g$ 혼합어육소시지에서 $0.05{\sim}0.10\;g/g$, 반건조소시지에서 $0.34{\sim}0.35\;g/g$이 각각 검출되었고, 나머지 품목에서는 모두 불검출이었다. 한편, ankaflavin의 경우 맛살에서만 $0.02{\sim}0.89\;g/g$이 검출되었으며, 나머지 품목에서는 모두 불검출이었다.

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송라 추출물의 세포 수준에서 항노화 및 모유두세포 활성화 효과 (In Vitro Anti-aging and Hair Follicle Dermal Papilla Cells Activation Effects of Usnea diffracta Vain Extract)

  • 김민정;최원영;심현우;신은진;이정노;박성민;유화선
    • 대한화장품학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.37-48
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    • 2024
  • 송라(Usnea diffracta Vain.)는 송라속(Usnea)에 속하는 지의류 중 하나이며, 이전 연구에서 항산화, 항균, 항염, 항종양 및 심혈관 보호 등의 약리학적 활성이 보고되어 있으나 피부 및 모발에서의 효능은 잘 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 세포 수준에서 송라 추출물(UDE)의 항노화 및 모유두세포 증식에 대한 효과를 검증하였다. 실험 결과, 송라 추출물은 인간 섬유아세포에서 UVA에 의해 증가된 MMP-1의 발현 및 상위기전인 MAPKs (ERK, p38, JNK)와 AP-1 (c-Fos, c-Jun)의 활성을 유의적으로 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 송라 추출물은 인간 모유두세포의 증식을 유의하게 증가시켰으며, 모발 성장인자인 VEGF 및 KGF의 mRNA 발현을 유의하게 증가시켰다. 이로 인하여, 모발 증식 및 성장인자의 발현에 관여하는 ERK/CREB의 인산화를 농도 의존적으로 증가시켰다. 송라 추출물의 주성분 확인을 위해 송라 추출물을 농축 후 Prep-LC를 이용하여 main peak로 나타난 분획을 분리 정제하였고, NMR 및 Mess 분석을 통해 diffractaic acid로 동정하였다. Diffractaic acid는 인간 섬유아세포에서 UVA에 의해 증가된 MMP-1의 발현을 유의적으로 감소시켰으며, 인간 모유두세포의 증식을 농도 의존적으로 증가시켰다. 이를 통해 송라 추출물은 항노화 및 모유두세포 활성 증가 효능을 갖는 화장품 천연소재로서의 활용 가능성을 입증하였다.

Rare ginsenoside Ia synthesized from F1 by cloning and overexpression of the UDP-glycosyltransferase gene from Bacillus subtilis: synthesis, characterization, and in vitro melanogenesis inhibition activity in BL6B16 cells

  • Wang, Dan-Dan;Jin, Yan;Wang, Chao;Kim, Yeon-Ju;Perez, Zuly Elizabeth Jimenez;Baek, Nam In;Mathiyalagan, Ramya;Markus, Josua;Yang, Deok-Chun
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제42권1호
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    • pp.42-49
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    • 2018
  • Background: Ginsenoside F1 has been described to possess skin-whitening effects on humans. We aimed to synthesize a new ginsenoside derivative from F1 and investigate its cytotoxicity and melanogenesis inhibitory activity in B16BL6 cells using recombinant glycosyltransferase enzyme. Glycosylation has the advantage of synthesizing rare chemical compounds from common compounds with great ease. Methods: UDP-glycosyltransferase (BSGT1) gene from Bacillus subtilis was selected for cloning. The recombinant glycosyltransferase enzyme was purified, characterized, and utilized to enzymatically transform F1 into its derivative. The new product was characterized by NMR techniques and evaluated by MTT, melanin count, and tyrosinase inhibition assay. Results: The new derivative was identified as (20S)-$3{\beta},6{\alpha},12{\beta}$,20-tetrahydroxydammar-24-ene-20-O-${\beta}$-D-glucopyranosyl-3-O-${\beta}$-D-glucopyranoside(ginsenoside Ia), which possesses an additional glucose linked into the C-3 position of substrate F1. Ia had been previously reported; however, no in vitro biological activity was further examined. This study focused on the mass production of arduous ginsenoside Ia from accessible F1 and its inhibitory effect of melanogenesis in B16BL6 cells. Ia showed greater inhibition of melanin and tyrosinase at $100{\mu}mol/L$ than F1 and arbutin. These results suggested that Ia decreased cellular melanin synthesis in B16BL6 cells through downregulation of tyrosinase activity. Conclusion: To our knowledge, this is the first study to report on the mass production of rare ginsenoside Ia from F1 using recombinant UDP-glycosyltransferase isolated from B. subtillis and its superior melanogenesis inhibitory activity in B16BL6 cells as compared to its precursor. In brief, ginsenoside Ia can be applied for further study in cosmetics.

급냉 제강 슬래그 잔골재 대체율에 따른 모르타르의 유동성 및 압축강도 특성 (The Properties of Flow and Compressive Strength of Mortar According In Replacement Ratio of Rapidly-Chilled Steel Slag Pine Aggregate)

  • 조성현;김진만;한기석;김무한
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.77-84
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    • 2005
  • 제강 슬래그는 제강 공정에서 발생되는 부산물로서 주로 에이징 한 후 도로용 노반재로 사용된다. 제강 슬래그내에 포함된 free-CaO와 물과의 반응하여 체적팽창을 일으키기 때문에 공기중에 장시간 에이징 하는 것이 필요하다. 이러한 문제 때문에 제강 슬래그를 콘크리트용 골재로 사용하는데 어려움이 있다. 그러나, 본 연구에서는 고온의 용융상태에서 고속공기로 뿜어 급냉시킨 제강 슬래그를 사용하였다. 이와 같이 급냉시키는 방법은 제강 슬래그내의 free-CaO의 생성량을 저감시킨다. 본 연구에서는 통계적 실험계획법 중 일원배치법을 이용하여 급냉 제강 슬래그 대체율이 플로우, 고성능감수제의 첨가율, 물-시멘트비 및 압축강도 등 모르타르의 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, 이들 데이터를 분산분석 후 F-검정을 실시하여 급냉 제강 슬래그가 모르타르의 특성에 유의한 영향을 주고 있는 지를 검정하였다. F-검정결과 유의수준 $1\%$내에서 급냉 제강 슬래그 대체율이 증가할수록 모르타르의 플로우 증가, 고성능감수제 첨가율 및 물-시멘트비의 감소, 압축강도의 증진에 크게 영향을 미치는 것을 검정하였다. 또한, 유동성 및 압축강도를 고려할 때 강모래에 대하여 급냉 제강 슬래그 대체율 $75\%$를 사용하는 것이 가장 우수한 유동성과 압축강도 발현하는 것으로 나타났다.

한국 서해안에 서식하는 주황해변해면에서 분리된 해양세균 Microbulbifer sp.으로부터 생리활성물질 비올라세인의 규명 (Identification of a Bioactive Compound, Violacein, from Microbulbifer sp. Isolated from a Marine Sponge Hymeniacidon sinapium on the West Coast of Korea)

  • 원남일;이가은;고기범;오동찬;나양호;박진숙
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.124-132
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    • 2017
  • 오늘날 해양생물로부터 얻어진 미생물유래의 이차대사물질은 구조적, 생물학적으로 새로운 화합물의 주요한 자원이다. 그 중에서 해면동물과 미생물 관계는 생리활성 물질을 탐색하는데 가장 흥미있는 자원 중 하나로서 주목받아 왔다. 본 연구에서는 서해안 조간대에서 채집된 주황해변해면(Hymeniacidon sinapium)으로부터 분리된 세균 균주(Microbulbifer sp., 127CP-12)를 검토하였다. 배양된 세균은 자주색 색소를 생산하였으며, 색소생산의 최적 배양조건을 조사하였다. 최대 색소생산을 위한 미생물 배양조건은 $25^{\circ}C$, pH 6.0, 3% NaCl임을 알 수 있었다. 추출용매는 에탄올과 메탄올에 비해 아세톤이 더 적절한 것으로 나타났다. 추출된 색소의 주요성분은 HLPC, NMR, MS, 그리고 UV 스펙트럼의 구조 분석을 통해 유용한 생리활성물질인 비올라세인으로 밝혀졌다. 본 연구는 해양미생물이 관여한 대사물질로부터 생리활성물질을 조사하는 연구기법을 서술함과 동시에 오늘날 변화하는 해양환경에서 해면동물과 미생물 관계의 생태학적 의의를 제시하고 있다.

잔류 유기 용매가 모델 세포 지질막의 상전이, 상전이 엔탈피 및 상전이 온도에 미치는 영향 (Effects of Residual Solvents in the Phase Transition, Transition Enthalpy, and Transition Temperature of Phospholipid Membranes)

  • 안은설;최재순;이동국
    • 대한화장품학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.163-170
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    • 2014
  • Phosphatidylcholine (PC) 인지질로 이루어진 모델 지질막은 세포막을 대신하여 지질막과 여러 분자간의 상호 작용을 연구하는 생물리 연구에 흔히 이용된다. 이들 모델 지질막을 제조하는 과정에서 지질 분자나 지질막과 작용하는 분자를 용해하는데 여러 가지 유기 용매가 이용된다. 용해 과정에 사용된 용매는 물론 제거되거나 소량 사용되기 때문에 실험 결과에 미치는 영향이 미미한 것으로 간주되어 보통 무시된다. 하지만 용매의 종류에 따라 소량의 용매가 용질 분자에 남아서 실험 결과에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 시차열분석기와 인($^{31}P$) 고체 핵자기 공명 실험을 통하여 유기 용매가 지질막의 상변이와 지질막의 물리적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 클로로폼에 용해한 지질의 경우 비교적 쉽게 제거되었으며, 에탄올, trifluoroethanol(TFE) 또는 trifluoroacetic acid (TFA)에 용해한 분자들의 경우 용질에 잔류하여 지질과 용질의 상호작용시 지질의 물리적 성질에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 따라서 지질막과 상호작용하는 분자들의 연구에서 용매의 선택이 중요하며 비록 미량이 사용되었을지라도 시료 제조와 실험 결과의 해석에 각별한 주의가 필요함을 보여 준다.

Novel pH/Temperature Sensitive Hydrogels of Poly (ethylene glycol)-Poly (caprolactone) -Poly (${\beta}-amino\;ester$) (PAE-PCLA-PEGPCLA-PAE) Biodegradable Polyester Block Copolymer

  • Huynh Dai Phu;Lee Doo-Sung
    • 한국고분자학회:학술대회논문집
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    • 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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    • pp.263-263
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    • 2006
  • Poly (ethylene glycol)(PEG) - Poly (${\varepsilon}-caprolactone(CL)$) - Poly (D,L lactide(LA) (PCLA-PEG-PCLA) was synthesized by ring-opening polymerization to form temperature sensitive hydrogel triblock copolymer. The triblock copolymer was acrylated by acryloyl chloride. ${\beta}-amino$ ester was used as a pH sensitive moiety, in this study ${\beta}$- amino ester obtained from 1,4-butandiol diacrylate, and 4, 4' trimethylene dipiperidine, it have pKb around 6.6. pH/temperature sensitive penta-block copolymer (PAE-PCL-PEG-PCL-PAE) was synthesized by addition polymerization from acrylated triblock copolymer, 1,4-butandiol diacrylate, and 4, 4' trimethylene dipiperidine. Their physicochemical properties of triblock and penta-block copolymers were characterized by $^1H-NMR$ spectroscopy and gel permeation spectroscopy. Sol-gel phase transition behavior of PAE-PCL-PEG-PCL-PAE block copolymers were investigated by remains stable method. Aqueous media of the penta-block copolymer (at 20 wt%) changed from a sol phase at pH 6.4 and $10^{\circ}C$ to a gel phase at pH 7.4 and $37^{\circ}C$. The sol-gel transition properties of these block copolymers are influenced by the hydrophobic/hydrophilic balance of the copolymers, block length, hydrophobicity, stereo-regularity of the hydrophobic of the block copolymer, and the ionization of the pH function groups in the copolymer depended on the changing of environmental pH, respectively. The degradation and the stabilization at pH 7.4 and $37^{\circ}C$, and the stabilization at pH 6.4 and $10^{\circ}C,\;5^{\circ}C,\;0^{\circ}C$, of the gel were determined. The results of toxicity experiment show that the penta block copolymer can be used for injection drug delivery system. The sol?gel transition of this block copolymer also study by in vitro test ($200{\mu}l$ aqueous solution at 20wt% polymer was injected to mouse). Insulin loading and releasing by in vitro test was investigated, the results showed that insulin can loading easily into polymer matrix and release time is around 14-16days. The PAE-PCL-PEG-PCL-PAE can be used as biomaterial for drug, protein, gene loading and delivery.

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Molecular Mechanism of Crocin Induced Caspase Mediated MCF-7 Cell Death: In Vivo Toxicity Profiling and Ex Vivo Macrophage Activation

  • Bakshi, Hamid A;Hakkim, Faruck Lukmanul;Sam, Smitha
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제17권3호
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    • pp.1499-1506
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    • 2016
  • Background: Crocus sativus and its major constituent crocin are well established to have anti-cancer properties in breast cancer cells (MCF-7). However the role of C. sativus extract (CSE) and crocin on caspase signaling mediated MCF-7 cell death at molecular level is remains unclear. In this study, we tried to unravel role of CSE and crocin on caspase mediated MCF-7 cells death and their in vivo preclinical toxicity profiling and immune stimulatory effect. Materials and Methods: CSE extract was fractionated by HPLC and crocin was isolated and characterized by NMR, IR, and MS. MCF-7 cells were treated with both CSE and crocin and expression of Bcl-2 and Bax was assessed after 24 and 36 hours. Furthermore, caspase 3, caspase 8 and caspase 9 expression was determined by Western blotting after 24 hours of treatment. DNA fragmentation analysis was performed for genotoxicity of CSE and crocin in MCF-7 cells. The in vivo toxicity profile of CSE (300 mg/kg of b.wt) was investigated in normal Swiss albino mice. In addition, peritoneal macrophages were collected from crocin (1, 1.5 and 2 mg/kg body weight) treated mice and analyzed for ex vivo yeast phagocytosis. Results: Immunoblot analysis revealed that there was time dependent decline in anti-apoptotic Bcl-2 with simultaneous upregulation of Bax in CSE and crocin treated MCF-7 cells. Further CSE and crocin treatment downregulated caspase 8 and 9 and cleaved the caspase 3 after 24 hours. Both CSE and crocin elicited considerable DNA damage in MCF-7 cells at each concentration tested. In vivo toxicity profile by histological studies revealed no observable histopathologic differences in the liver, kidney, spleen, lungs and heart in CSE treated and untreated groups. Crocin treatment elicited significant dose and time dependent ex vivo yeast phagocytosis by peritoneal macrophages. Conclusions: Our study delineated involvement of pro-apoptotic and caspase mediated MCF-7 cell death by CSE and crocin at the molecular level accompanied with extensive DNA damage. Further we found that normal swiss albino mice can tolerate the maximum dose of CSE. Crocin enhanced ex vivo macrophage yeast phagocytic ability.

Morphine을 전신투여한 랫드의 뇌에서 분비되는 amino acid 성 신경전달물질 측정을 위한 미세투석법의 개선에 관한 연구 (Study on the improvement of microdialysis method for measuring brain amino acids in systemic morphine treated rats)

  • 이장헌
    • 대한수의학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.535-543
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    • 1998
  • In the present study, we designed and constructed new microdialysis probe in order to improve the efficacy and accuracy of microdialysis method. In addition, extracellular concentrations of GABA, glutamate, aspartate and glycine were monitored with new designed probe in the lateral portion of the ventrocaudal periaqueductal gray using unanesthetized and unrestrained rats. Furthermore, the effect of opiates on release of these amino acids, especially GABA, was analyzed by measuring their concentration in PAG dialysates following veratridine administration in the presence of systemic morphine. The results were summerized as follow : 1. The damaging rates of 1.0mm or 1.5mm window probe were 12.5% or 42.8%, respectively. In the group using 1.5mm window probe, the damaging area was extended into mesencephalic aqueduct because of microdialyzing pressure. 2. Because of the unique design of our probes with an opening facing one side, dialysis occurs in a hemisphere($600{\mu}m$ in mediolateral direction and $100{\mu}m$ in opposite side of the dialysis probe) around the opening rather than in a spherical shaped configuration which is typical of most commercially available probe designs. 3. Glutamate, taurine and glycine were present in the highest concentration in the dialysate sample obtained before treatment with veratridine, whereas, aspartate and GABA were present in the lowest concentration. 4. The concentration of all 5 amino acids increased significantly following $75{\mu}m$ veratridine perfusion into lateral ventrocaudal PAG. 5. There was no significant difference between basal and peak amino acid concentrations according to window sizes. 6. Morphine had no effect on baseline concentrations of amino acids in dialysates obtained from the lateral PAG as compared to saline treated controls. However, following veratridine treatment, morphine selectively affected GABA release in the lateral ventrocaudal PAG as compared to saline treated controls. These results suggest that GABAergic interneurons in the PAG are inhibited by opioids. Therefore, endogenous enkephalins or endorphins may directly inhibit intrinsic GABAergic intemeurons and block their tonic inhibition of PAG-NMR projection neurons. Moreover, new designed probes demonstrate improved efficiency and accuracy in collecting samples as compared to commercial types of microdialysis probes.

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