Ballast water is widely recognized as a serious environmental problem due to the risk of introducing non-indigenous aquatic species. In this study we aimed to investigate measures which can minimize the transfer of aquatic organisms from ballast water. Securing more reliable technologies to determine the viability of aquatic organisms is an important initiative in ballast water management systems. To evaluate the viability of marine phytoplankton, we designed the staining methods of fluorescein diacetate (FDA) and Calcein-AM assay on each target species belonging to different groups, such as bacillariphyceae, dinophyceae, raphidophyceae, chrysophyceae, haptophyceae and chlorophyceae. The FDA method, which is based on measurements of cell esterase activity using a fluorimetric stain, was the best dye for determining live cells of almost all phytoplankton species, except several diatoms tested in this study. On the other hand, although fluorescence of Calcein-AM was very clear for a comparatively longer time, green fluorescence per cell volume was lacking in most of the tested species. According to the Flow CAM method, which is a continuous imaging technique designed to characterize particles, green fluorescence values of stained cells by FDA were significantly higher than those of Calcein-AM treatments and control, implying that the Flow CAM using FDA assay could be adapted as an important tool for distinguishing living cells from dead cells. Our results suggest that the FDA and Calcein-AM methods can be adapted for use on phytoplankton, though species-specific characters are greatly different from one organism to another.
선박평형수를 통한 외래종 확산을 방지하기 위해 국제해사기구(IMO)에서는 2004년 선박평형수관리협약을 채택하였다. 이 협약에 따르면 앞으로 대부분의 선박들은 선박평형수 처리시스템을 통해서 해양 생물을 사멸 또는 제거시킨 후 배출해야 하며, 이는 플랑크톤의 생사판별방법을 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 국제적으로 선박평형수 처리후 생사판별법으로 널리 사용되고 있는 fluorescein diacetate assay (FDA) 염색방법의 제한성과 이의 대안으로 Neutral red (NR) 염색방법사용 가능성을 살펴보고자 하였다. FDA 염색법은 대부분의 플랑크톤 염색에 되어서 현재 가장 널리 사용되는 방법임에도 불구하고 본 연구에서는 Ditylum brightwellii 을 제외한 모든 식물플랑크톤 대해서 낮은 염색 효율(전체 평균 염색 효율 <50%)을 보였으며, 식물플랑크톤이 갖는 고유한 형광(적색)에 간섭을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 FDA는 형광파장에 노출된 후 빠르게 색이 바래지는 경향도 관찰되었다. 반면에 NR은 조사된 모든 동 식물플랑크톤 개체수에 대해서 90% 이상의 높은 염색 효율을 보였다. 두 염색법 모두 포르말린을 이용해서 사멸시킨 동 식물플랑크톤에 대해서는 염색이 되지 않았다. 본 연구결과를 통해서 NR 염색법을 이용한 동 식물플랑크톤 생사판별은 매우 효율적이라고 판단된다.
본 연구는 선박평형수처리장치 성능을 평가하기 위한 일환으로 Evan blue, Aniline blue 그리고 CMFDA 염색방법을 활용하여 해양부유생물의 생사판별을 이해하고자 하였다. Evans blue와 Aniline blue의 염색은 죽은 생물을 파란색으로 염색하여 죽은 생물을 평가하는 방법이고, CMFDA의 방법은 살아있는 생물을 녹색으로 염색하여 평가한다. 현장 동 식물플랑크톤 군집을 대상으로 Evans blue와 Aniline blue의 방법을 적용한 결과, 죽은 생물을 90%이상 염색시키는 것으로 나타났다. 하지만, 살아있는 일부 식물플랑크톤의 군집에서도 파란색으로 염색 되어, 실제 선박평형수 처리장장치의 성능을 평가하기에는 일정의 한계성을 나타내었다. 한편, 살아있는 생물을 염색하는CMFDA방법을 적용한 결과, 현장의 부유생물의 70%의 염색효과를 보였다. CMFDA방법은 FDA방법과 유사하게 살아있는 생물을 녹색으로 염색하여 생물 생사판별이 가능하게 함으로, 두 가지 방법을 중복염색(double staining)하는 방법을 고안해 보다 높은 효율의 생사판별방법을 찾고자 노력하였다. 그 결과, 두 가지의 염색시약을 중복으로 염색한 실험군에서 95%이상의 높은 효율을 보였고. 이는 단일 염색한 실험군보다 상대적으로 높은 염색효율을 얻을 수 있었다. 따라서 CMFDA+ FDA를 중복염색한 평가법이 해양생물의 생사를 판별하는데 보다 높은 효율을 보였고, 선박평형수처리장치의 성능을 평가하는 방법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
고추 재배지 포장에서 고추 품종과 퇴비 시용 수준이 토양 미생물 활성과 다양성에 미치는 효과를 검증하고자 본 시험을 실시하였다. 2007년 4월에 퇴비를 30톤과 60톤 $ha^{-1}$을 살포한 다음, 영고4호와 고은 고추를 5월에 정식하였으며 8월 초에 토양을 채취하였다. 토양 미생물 활성은 탈수소 효소활성과 fluorescein diacetate(FDA) 수화도로 측정하였으며, 토양 미생물 군락은 $EcoPlate^{TM}$와 인지질 지방산을 분석하여 조사하였다. 모든 조사 항목에서 품종간 유의성 있는 차이는 발견되지 않았다. 퇴비 30톤과 60톤 $ha^{-1}$처리는 토양의 pH와 미생물 군락을 변화시켰고, 퇴비 60톤 $ha^{-1}$처리는 토양 유기물과 칼리 함량 증가 그리고 탈수소효소 활성과 FDA 수화도 증가에 효과적이었다. 결론적으로 단기적으로는 토양 화학적, 미생물적 특성에 미치는 영향이 고추 재배 품종보다는 퇴비 등의 유기 개량제의 영향이 크지만, 장기적으로 고추재배 품종 특히 '영고4호'가 일반 재배 품종과는 다른 토양 미생물적 특성을 유도할 수 있는 가능성을 보여 주었다.
와송으로부터 고온 고압의 열수 추출로 다당체 조추출물(OJP1)을 얻어 디스크 확산법, fluorescein diacetate(PDA)법 및 액체 배지 희석법을 통하여 세균과 진균에 대한 항균 활성을 조사하였다. 또한 Sephadex G-50을 통하여 다당체(FI)와 올리고당류(FII)를 분리하고, 이들의 항암 활성을 조사하였다. FI과 FII의 분자량은 각각 30$\~$50 kDa과 1$\~$3 kDa으로 추정되었다. OJP1의 항균 효과는 디스크 확산법에서 Candida albicans가 $20\pm4.9\;mm$의 억제대로 가장 높았으며, Salmonella typhimurium과 Staphylococcus aureus도 각각 $18\pm2.0\;mm$ 와 $17\pm1.0\;mm$의 억제대로 비교적 높게 나타났다. 또한 Escherichia coli와 Pseudomonas aeruginosa에 대해서도 양성 대조군인 프로폴리스보다 높게 나타났으며, FDA법, 액체배지 희석법에서도 비슷한 양상을 나타냈다. OJP1과 Fl, FII의 인체 암세포주와 Sarcoma 180 세포주에 대한 항암 활성을 측정해 본 결과, 이들은 모두 MTT assay와 형태 변화 관찰에서 강력한 암세포주 증식 억제 효과를 나타내었는데, 특히 폐암 세포주인 A549 세포와 자궁 경부암 세포주인 HeLa 세포, 위암 세포주인 AGS에서 현저한 효과를 보였다. 더 나아가 DNA 분절화를 통해 apoptosis 유발 여부를 확인해 본 결과, 대조군에 비해서 이들 물질을 처리한 실험군에서 apoptosis발생을 뜻하는 DNA 분절화 현상이 뚜fut하게 나타났다. 요컨대, OJP1과 Fl, FII는 광범위한 병원성 균주에 대하여 효과적인 항균 활성을 보였으며, 각종 암세포주에 대하여 현저한 항암 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.
여러가지의 선발된 미생물로 구성된 미생물비료는 토양 개량과 식물 생장 촉진을 위해서 여러 유기물과 결합하여 이용되기도 한다. 미생물 비료를 미생물 비료 단독으로 그리고 도시 가로수 부산물 퇴비, 가금류 분뇨 부산물, 레드클로버와 귀리의 피복작물 등의 유기물과 같이 토양에 처리하여 토양의 화학적 또는 생물학적 특성에 미치는 효과를 측정하였다. 액체상의 미생물 비료를 2년동안 3회 처리하였다. 미생물 비료 단독으로는 pH, K, 유기물 함량에 영향을 미치지 않았지만, 미생물비료의 처리는 2년 가을 모두 가금류 분뇨 부산물을 처리한 토양의 인산 함량을 증가시켰고, 첫해 가을에 퇴비를 처리한 토양의 칼슘함량을 증가시켰으며, 레드클로버를 처리한 토양의 Ca, Mg, 그리고 양이온교환용량을 감소시켰다. 미생물 비료는 레드클로버가 처리된 토양에서 첫 해 7월에 탈수소효소 활성을 증가시켰다. 미생물 비료는 유기물이 처리되지 않은 토양이나 퇴비가 처리된 토양에서 FDA의 가수분해도를 가끔 증가시켰다. 가금류 분뇨 부산물과 레드 클로버가 처리된 토양의 FDA 가수분해도와 가금류 분뇨 부산물이 처리된 토양의 탈수소효소활성은 미생물 비료의 처리로 감소하였다. 한편, 미생물 비료의 처리는 BIOLOG에 의한 토양 미생물 군락의 생리생태적 다양성에는 영향을 미치지 못했다. 따라서 토양의 미생물학적 특성에 미치는 미생물비료의 효과는 같이 투여되는 유기물의 종류에 따라 다양하다고 할 수 있으며, 탈수소효소의 활성은 레드클로버가 처리된 토양에서, 그리고 FDA 가수분해도는 퇴비와 귀리가 처리된 토양에서 가끔 증가했다.
To improve survival rates of vitrified pig oocytes, the treatment of cytoskeletal stabilizer on an appropriate time is one of the possible approaches. However, the exact treatment timing and effect of cytoskeletal stabilizer such as cytochalasin B (CB) is not well known during oocyte vitrification procedures. Thus, the present study was conducted to determine optimal treatment timing of CB during vitrification and warming procedures. In experiment 1, the survival rates of the postwarming pig oocytes were analyzed by fluorescein diacetate (FDA) assays with 4 classifications. In results, post-warming oocytes showed significantly (p<0.05) decreased number of alive oocytes (31.8% vs. 86.4%) compared to fresh control. In detail, the significant difference (p<0.05) was found only in strong fluorescence (18.2% vs. 70.5%) not in intermediate fluorescence groups (13.6% vs. 15.9%). In experiment 2, CB was treated before (CB-Vitri) and after (Vitri-CB) vitrification. In results, group of Vitri-CB showed significantly (p<0.05) higher (91.6%) survival rates compared to group of CB-Vitri (83.7%), significantly (p<0.05) and comparable with group of Vitri Control (88.7%) by morphological inspection. In FDA assay results, group of Vitri-CB showed significantly (p<0.05) higher (44.2%) survival rates compared to groups of CB-Vitri (36.7%) and Vitri Control (35.1%). In conclusion, the increased survival rates of post-warming pig oocyte treated with Vitri-CB method are firstly described here. The main finding of present study is that the CB treatment during recovery could be helpful to refresh the post-warming pig oocyte resulting its improved survival rates.
Objectives: To circumvent the limitations of the current golden standard method, colony-forming unit (CFU) assay, for viability of Bacille Calmette-$Gu{\acute{e}}rin$ (BCG) vaccines, we developed a new method to rapidly and accurately determine the potency of BCG vaccines. Methods: Based on flow cytometry (FACS) and fluorescein diacetate (FDA) as the most appropriate fluorescent staining reagent, 17 lots of BCG vaccines for percutaneous administration and 5 lots of BCG vaccines for intradermal administration were analyzed in this study. The percentage of viable cells measured by flow cytometry along with the total number of organisms in BCG vaccines, as determined on a cell counter, was used to quantify the number of viable cells. Results: Pearson correlation coefficients of FACS and CFU assays for percutaneous and intradermal BCG vaccines were 0.6962 and 0.7428, respectively, indicating a high correlation. The coefficient of variation value of the FACS assay was less than 7%, which was 11 times lower than that of the CFU assay. Conclusion: This study contributes to the evaluation of new potency test method for FACS-based determination of viable cells in BCG vaccines. Accordingly, quality control of BCG vaccines can be significantly improved.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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