• 한국물환경학회지
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• 제23권2호
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• pp.236-243
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• 2007

Fluorescence measurements of dissolved organic matter (DOM) have the superior advantages over other analysis tools for the applications to water quality management due to their rapid analysis. It is known that protein-like fluorescence characteristics are well corelated with microbial activities and biodegradable organic matter. In this study, potential biochemical oxygen demand (BOD) predictor were explored using the fluorescence peak intensities and/or the integrated fluorescence intensities derived from synchronous fluorescence spectra and the first derivative spectra of river samples. A preliminary study was conducted using a mixture of a river and a treated sewage to test the feasibility of the approach. It was demonstrated that the better BOD predictor can be derived from synchronous fluorescence spectra and the derivatives when the difference between the emission and the excitation wavelengths (${\Delta}{\gamma}$) was large. The efficacy of several selected fluorescence parameters was rivers in Seoul. The fluorescence parameters exhibited relatively good correlation coefficients with the BOD values, ranging from 0.59 to 0.90. Two parameters were suggested to be the optimum BOD predictors, which were a fluorescence peak at a wavelength of 283 nm from the synchronous spectrum at the ${\Delta}{\gamma}$ value of 75 nm, and the integrated fluorescence intensity of the first derivatives of the spectra at the wavelength range between 245 nm and 280 nm. Each BOD predictor showed the correlation coefficients of 0.89 and 0.90, respectively. It is expected that the results of this study will provide important information to develop a real-time efficient sensor for river BOD in the future.

• Journal of Photoscience
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• 제12권1호
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• pp.11-15
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• 2005

The mechanism of interaction of two drugs viz., amoxicillin and cloxacillin with bovine serum albumin has been investigated using fluorescence absorption and circular dichroism spectroscopy. The quenching mechanism of fluorescence of bovine serum albumin by amoxicillin and cloxacillin was discussed. The binding sites number n and apparent binding constant Kwere measured by fluorescence quenching method. The thermodynamic parameters obtained from data at different temperatures were calculated. The distance r between donor (bovine serum albumin) and acceptor (amoxicillin and cloxacillin) was obtained according to Forster theory of non-radiative energy transfer. The effect of common ions on binding constant was also investigated. The results of synchronous fluorescence spectra, UV-vis absorption spectra and circular dichroism of BSA in presence of amoxicillin and cloxacillin show that the conformation of bovine serum albumin changed

• 한국환경과학회지
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• 제12권1호
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• pp.87-92
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• 2003

Synchronous spectrofluorimetry was carried out for the simultaneous determination of various polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) in aqueous solution by fluorescence spectrometry have been studied. The optimal wavelength interval(${\triangle}{\lambda}$) for synchronous spectra of acenaphthene, anthracene, benzo[a]anthracene, fluorene and pyrene were investigated in the presence of surfactants. The great enhancement of the fluorescence of these PAHs in Triton X-100 was obtained and optimal wavelength was 50 nm. The calibration curves in synthetic mixture solution of 5 PAHs were linear over the range from $1.0{\times}10^{-8}M$ to $1.0{\tiems}10^{-4}M$. Under the optimal experimental conditions, the detection limits were $4.9{\tiems}10^{-9}M$,\;7.0{\times}10^{-9}M,\;4.7{\tiems}10^{-9}M,\;1.6{\tiems}10^{-9}M$ and $3.2{\tiems}10^{-9}M$ for acenaphthene, anthracene, benzo[a]anthracene, fluorene and pyrene, respectively.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권10호
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• pp.1611-1620
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• 2019

Objective: The aim was to investigate the influence of ultrasound and adenosine 5'-monophosphate (AMP) marination (UAMP) on tenderness and structure of myofibrillar proteins of beef. Methods: Five groups, the untreated meat (Control), deionized water marination (DW), ultrasound followed by DW (UDW), AMP marination (AMP), and ultrasound followed by AMP (UAMP) were studied. Myofibrillar fragmentation, cooking loss, shear force, thermograms, histological observation of meats and myofibrillar proteins properties were investigated in these different treatments. Results: The results showed that UAMP significantly increased myofibrillar fragmentation index from 152 (Control), 231 (AMP), and 307 (UDW) to 355 (p<0.05), respectively. The lowest cooking loss, shear force and peak denaturation temperature were observed in UAMP. In histological observation, UDW and UAMP had more fragmented muscular bundles than the others. Furthermore, a drastic increase in ${\alpha}$-helix and decrease in ${\beta}$-sheet of myofibrillar proteins was observed in UAMP, implying the disaggregation of protein samples. The synchronous fluorescence spectra of myofibrillar proteins in UAMP suggested the combination of ultrasound and AMP could accelerate the unfolding molecular structure and destroying hydrophobic interactions. The results of circular dichroism and synchronous fluorescence spectra for myofibrillar proteins coincided with the microstructures of beef. Conclusion: The results indicate that ultrasound combined with AMP improved meat tenderness not only by disruption in muscle integrity, increasing water retention, but also altering their spatial structure of myofibrillar proteins.

• 한국물환경학회지
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• 제25권5호
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• pp.674-681
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• 2009

Characteristics of organic matters (OM) in wastewater and the removal efficiencies were investigated using the influent and the effluent samples collected from 21 wastewater treatment plants. The OM characteristics investigated included biodegradability, humic content, specific UV absorbance (SUVA), the distribution percentage of refractory OM (R-OM), and synchronous fluorescence spectra. The types of wastewater (sewage, livestock waste/night soils, industrial waste) were easily distinguished by comparing the synchronous fluorescence spectra of the influent wastewater. The prominent peak of protein-like fluorescence (PLF) was observed for livestock waste/night soils whereas sewage exhibited a unique fluorescence peak at a wavelength of 370 nm. Irrespective of the wastewater types, the distribution percentage of R-OM increased from the influent to the effluent. Livestock waste/night soils showed the highest removal efficiency among all the three types of wastewater. There was no statistical difference of the removal efficiency between a traditional activated sludge and biological advanced treatment processes. Removal efficiency based on dissolved organic carbon DOC presented good correlations with the distribution percentage of R-OM and fulvic-like fluorescence (FLF) of the influent. The prediction for DOC removal efficiency was improved by using multiple regression analyses based on some selected OM characteristics and mixed liquid suspended solid (MLSS).

• 대한환경공학회지
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• 제28권9호
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• pp.940-948
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• 2006

형광측정법은 자연유기물질을 간편하고 신속하게 분석함으로써 타 분석법에 비해 현장에서 실시간으로 수질관리에 활용할 수 있는 월등한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 표준자연유기물질, 호소수 및 하천수 등 다양한 시료의 형광지표($F_{450}/F_{500}$), synchronous 스펙트럼, 형광 EEM(excitation-emission matrix)을 조사하고 시료 간 상호비교를 통해 자체생성/외부생성 유기물, 단백질계, 펄빅산계, 휴믹산계, 육질성 휴믹산계 형광특성 영역을 구분하였다. 또한 각 영역간의 형광세기 비를 이용하여 다양한 유기물 성분의 상대적인 분포를 파악하였다. 각 시료에서 얻어진 형광특성 및 형광세기 비는 시료의 수질 특징에서 예상되는 결과와 잘 일치하였다. 자연유기물의 생성지가 육지성일수록 외부생성 유기물 및 육질성 휴믹산계 형광특징이 더 크게 나타났고 하수 처리수의 영향을 받거나 조류 및 미생물 활동이 활발한 지점에서는 단백질계 형광특성이 뚜렷하게 나타났다. 특히, synchronous 형광스펙트럼이나 형광 EEM에서 얻어지는 단백질계/육질성 휴믹산계 형광세기 비는 도심지 하천의 경우 하수종말처리장 방류수 영향을 평가하는 지표로, 또한 호수의 경우 조류 및 미생물 활동 정도를 예측하는 지시자로서 사용될 수 있음을 보여 주었다. 본 연구는 현장시료를 사용한 자연유기물질 형광분석법 및 그 해석에 대한 기초자료를 제시하였으며 이 연구결과는 향후 유기물 성분분포 파악이 필요한 수질관리 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.843-849
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• 2007

Monitoring of NOM characteristics is important for improving removal efficiency of natural organic matter (NOM) in water treatment processes. In this study, several NOM characteristics, which include specific UV absorbance (SUVA), total carbonate content, molecular weight distribution, and fluorescence properties, were measured using samples collected from a pilot-scale water treatment plant consisting of coagulation/flocculation (C/F), filtration, ozonation and granular activated carbon (GAC) processes. The highest removal of NOM was observed in C/F and filtration processes as demonstrated by the reduction of dissolved organic carbon (DOC) by 25% and 21%, respectively. Despite nearly no change in DOC, however, the lowest SUVA value and the highest total carbohydrate content were observed in the sample from ozonation process. This indicates that non-degradable aromatic compounds become depleted and biodegradable organic compounds are enriched during the process. Comparison of synchronous fluorescence spectra of the samples showed that ozoation process increased protein-like fluorescence while it decreased fulvic-like and terrestrial humic-like fluorescence. Consistently, a slight peak of protein-like fluorescence was observed in the sample from ozonation process. The greatest change in molecular weight distributions of the samples was observed in C/F process. Comparison of size exclusion chromatogram of the samples revealed that NOM fractions with the molecular weight greater than 2000 Da were reduced by over 90% after C/F process. SUVA values and total carbohydrate content of the samples were well correlated with a ratio of protein-like fluorescence and terrestrial humic-like fluorescence intensities with the correlation coefficients of 0.99 and 0.91, respectively. This suggests that synchronous fluorescence properties of NOM could be used as useful tolls for monitoring changes of some NOM characteristics during water treatment processes.

• 분석과학
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• 제15권5호
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• pp.393-398
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• 2002

수용액 중의 fluorene 과 anthracene을 동시화 형광분광법을 이용하여 동시에 정량하는 방법에 대하여 연구하였다. 두 화합물 용액에서의 형광특성을 조사하였고, 화합물 혼합용액을 이용하여 동시화 형광스펙트럼을 측정할 때에 파장차이 (${\Delta}{\lambda}$)가 봉우리의 분리에 미치는 영향을 조사한 결과 ${\Delta}{\lambda}$가 50 nm일 때 가장 좋은 봉우리의 분리가 일어났다. 혼합 수용액으로 최적 ${\Delta}{\lambda}$에서 동시화 형광스펙트럼을 측정하여 검정곡선을 작성하였을 때 fluorene의 경우에는 $5.0{\times}10^{-8}M$에서 $1.0{\times}10^{-3}M$, anthracene의 경우에는 $5.0{\times}10^{-8}M$에서 $1.0{\times}10^{-3}M$까지 직선범위 가 성립하였다. Fluorene과 anthracene의 검출한계는 각각 $3.0{\times}10^{-9}M$과 $7.0{\times}10^{-9}M$이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권3호
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• pp.317-324
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• 2007

형광측정법은 자연유기물질을 간편하고 신속하게 분석함으로써 타 분석법에 비해 현장에서 실시간으로 수질관리에 활용할 수 있는 월등한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 버섯배지용 톱밥 침출수와 생활하수의 영향을 받는 부산지역 수영천 상류 소하천에서 채집한 제한된 수의 대표시료를 대상으로 synchronous 형광스펙트럼을 분석하고 오염원 추적 및 감시 모니터링 가능성 여부에 대한 예비 실험을 실시하였다. 형광스펙트럼 분석에는 오염원 상류 하천, 생활하수 2개 지점, 톱밥 침출수, 하류지점 하천의 5가지 현장 시료를 사용하였다. 사용된 시료 중에서 톱밥 침출수는 다른 시료와 뚜렷한 형광 스펙트럼 차이를 보여 synchronous 형광 스펙트럼 측정을 통해 톱밥 침출수에 의한 오염 추적 및 감시가 가능함을 보여 주었다. Synchronous 형광 스펙트럼에서 적용 가능한 오염원 식별지표(discrimination index)로는 ${\Delta}\lambda=30nm$의 경우 276 nm와 350 nm에서의 형광세기, 275 nm와 285 nm에서의 형광세기 1차 미분 값이 선택되었고, ${\Delta}\lambda=60nm$의 경우 239 nm, 275 nm, 347 nm에서의 형광세기와 315 nm에서의 형광세기 1차 미분 값이 포함되었다. 다양한 혼합비율을 가진 톱밥 침출수와 상류 하천수 혼합 시료를 사용하여 선택된 식별지표의 민감도를 다음의 두 가지 기준을 바탕으로 비교하였다 - (1)실측치와 두 시료 간 혼합 비율에서 예측되는 지표 값과의 차이와 (2)식별 지표와 혼합 비율 사이의 일차 상관관계 정도. 그 결과 276 nm(${\Delta}\lambda=30nm$ 조건)와 347 nm(${\Delta}\lambda=60nm$ 조건)에서의 형광 세기가 현장에서 톱밥 침출수 오염을 식별하는 가장 이상적인 식별지표로 밝혀졌다. 비록 이 연구가 제한된 대표시료와 오염원 종류에 국한되었지만 여기에 사용된 식별지표 평가 과정 및 구체적인 실험방법은 향후 형광측정을 이용한 실시간 오염원 추적 연구에 중요한 기초자료를 제공할 것으로 기대한다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.893-899
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• 2008

본 연구에서는 낙엽과 토양에서 추출한 용존 자연유기물질(DOM)을 대상으로 생분해 과정 중 변화하는 분광특성과 pyrene 결합 반응성을 조사하였다. 유기물질 특성 변화 분석을 위해 용존 유기탄소(DOC), 용존 자연유기물질 내 방향족 탄소성분을 나타내는 고유흡광도(Specific UV absorbance: SUVA), synchronous 형광 스펙트럼과 유기탄소결합계수(pyrene organic carbon-normalized binding coefficient: K$_{oc}$) 분석을 실시하였다. 3주간의 배양기간 동안 낙엽 추출 DOM과 토양 DOM의 DOC는 각각 61%, 51% 감소하였다. 배양 전과 후의 분광특성을 비교해 보면 단백질/아미노산 계 형광특징(PLF)은 점차 감소된 반면 SUVA, 펄빅산계 형광 특징(FLF)과 휴믹산 계 형광 특징(HLF)은 점차 증가하였다. 이러한 자연유기물질의 분광특성 변화는 생분해 과정을 통해 휴믹화가 진행되며 자연유기물질 내 비방향족 생분해성 탄소성분이 단단한 구조의 방향족 탄소구조로 변화됨을 시사한다. SUVA 값과 유기오염물질과의 결합정도를 나타내는 K$_{oc}$ 값 사이에서는 시료의 종류와 상관없이 1차 상관관계(r = 0.97)를 보여 주어 생분해가 진행되는 동안 방향족 탄소구조 분포가 자연유기물질의 소수성 오염물질과의 결합 정도에 큰 영향을 미침을 보여주었다. 또한 형광특징 중 FLF와 HLF가 K$_{oc}$ 값과 높은 상관관계를 보였으며 자연유기물질의 기원에 따라 다른 상관관계식을 보여주었다. 본 연구를 통해 생분해가 진행되는 동안 자연유기물질 성분변화 및 소수성 유기오염물질의 거동 예측에 자연유기물질의 분광특성이 좋은 모니터링 지표로 사용될 수 있음을 보여 주었다.