• 제목/요약/키워드: isotope dilution

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Dynamic MRM Measurements of Multi-Biomarker Proteins by Triple-Quadrupole Mass Spectrometry with Nanoflow HPLC-Microfluidics Chip

  • Ji, Eun-Sun;Cheon, Mi-Hee;Lee, Ju-Yeon;Yoo, Jong-Shin;Jung, Hyun-Jin;Kim, Jin-Young
    • Mass Spectrometry Letters
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    • 제1권1호
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    • pp.21-24
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    • 2010
  • The development of clinical biomarkers involves discovery, verification, and validation. Recently, multiple reaction monitoring (MRM) coupled with stable isotope dilution mass spectrometry (IDMS) has shown considerable promise for the direct quantification of proteins in clinical samples. In particular, multiple biomarkers have been tracked in a single experiment using MRM-based MS approaches combined with liquid chromatography. We report here a highly reproducible, quantitative, and dynamic MRM system for validating multi-biomarker proteins using Nanoflow HPLC-Microfluidics Chip/Triple-Quadrupole MS. In this system, transitions were acquired only during the retention window of each eluting peptide. Transitions with the highest MRM-MS intensities for the five target peptides from colon cancer biomarker candidates were automatically selected using Optimizer software. Relative to the corresponding non-dynamic system, the dynamic MRM provided significantly improved coefficients of variation in experiments with large numbers of transitions. Linear responses were obtained with concentrations ranging from fmol to pmol for five target peptides.

질소시용수준이 베치-보리 혼파 사초의 질소고정 및 베치에서 보리로 질소이동에 미치는 영향 (Effect of N Application Rate on Fixation and Transfer from Vetch to Barley in Mixed Stands.)

  • 이효원;김원호;박형수;고한종;김수곤
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.1-6
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    • 2005
  • With recent interest organic farming the use of legumes including vetch and clover to provide N to adjacent crops is increasing in Korea. In the present studies, we conducted a trial to investigate the effects of the application of N rate on nitrogen fixation and transfer from vetch to barley in mixed stands. The experiment was arranged in a randomized complete block design with three replications. Four different N rates(0, 75, 113 and 150/ha) was used and vetch+barley was broadcasted manually on 1.5 $\times$2 m plot in Oct. 2001. Half of urea and K$_{2}O, 200 Phosphate and 75 kg potash per ha were applied as basal dressing md half of N md 75 potash were used for topdressing to soil surface on MarctL 2002. The equivalent of 1kg ha$^{-1}$ at($^{15}$NH$_{4}$)$_{2}$SO$_{4}$ solution at 99.8 atom $\%$$^{15}$N excess was applied to the microplot in mid April. Forage was harvested from each plot at ground level and separated into barley and vetch. Total N content and It values of samples were determined using a continuous flow stable isotope ratio mass spectrometry(IsoPrime-EA. Micromass, UK.). The percentage of legume H fixed from atmospheric N2 were 95.0, 93.8, 94.4 and $84.8\%$ with increment of N levels. The percentage of N transfer from vetch to barley by N-difference method with increment of N fertilizer were from 58 to$49\%$ while 39 to $23\%$ in $^{15}$N-dilution method. The amount of transfer from vetch to barley were 87 to 68 kg/ ha with N level by N-difference moth여 and 58 to -56/ha with N application levels by $^{15}$N dilution method. The amount of nitrogen fixation per ha were from 150 kg / ha to 219 kg / ha by different method, but on the other side 49 to 105kg/ha by N$^{15}$-dilution.

금호강 하천수의 지구화학 및 동위원소 연구 (Geochemical and Isotopic Study of the Kumho River)

  • 김영규;남은경
    • 자원환경지질
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    • 제42권6호
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    • pp.527-539
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    • 2009
  • 금호강의 하천수는 상류의 화산암 지대와 하류의 퇴적암 지대를 지나며 낙동강과 합류하기 전 대구의 염색공단과 같은 산업시설을 유하하여 지구화학적으로 다양한 영향을 받는다. 금호강 하천수는 상류에서 하류로 갈수록 풍화와 오염물질의 유입에 의해 전반적인 용존 이온의 증가를 보여주고 있다. 하천수에 용해된 양이온은 Ca>Na>Mg>K 순으로, 그리고 음이온은 $HCO_3$>$SO_4$>Cl>$NO_3$ 순으로 높게 나타났다. 이는 방해석과 같은 탄산염암을 함유하고 있는 사암과 셰일의 풍화에 의하여 Ca와 $HCO_3$가 다른 원소들보다 우세하게 나타난 것으로 보인다. 그러나 하류지역에서는 공단 폐수와 생활 하수의 영향으로 Na와 $SO_4$가 Ca와 $HCO_3$보다 높게 나타났다. 또한 상류 시료 채취점 네 곳에서는 Si의 함량이 상대적으로 높게 나타났는데 이는 화산암 내의 규산염광물의 풍화의 의한 것으로 해석된다. 하천수의 화학적 유형을 알기 위하여 파이퍼도에 도시해본 결과 금호강은 상류에서 하류로 흘러감에 따라 Ca-$HCO_3$, Ca-Cl/Ca-$SO_4$, Na-Cl/Na-$SO_4$ 유형 순으로 나타났다. 5월 갈수기와 비교하였을 경우 7월 우기시 용존 이온의 농도가 전반적으로 감소하였는데, 이는 강우에 의한 희석의 영향을 받은 것으로 해석된다. 그러나 7월의 경우 Ca 함량이 상대적으로 증가하였는데, 이는 토양내 Ca과 비료에서 유래된 Ca가 빗물에 의하여 강물에 섞인 결과로 해석된다. 금호강 하천수의 물은 주로 강수에서 직접 기인하며 용존 이온들은 탄산염 광물의 풍화와 생활 하수, 공장 폐수와 같은 오염물질에 의해서 공급되는 것으로 보인다. 산소와 수소 동위원소의 조성은 7월의 경우 5월에 비하여 일반적으로 높게 나타났는데 이것은 아마도 상류에 있는 영천댐의 영향일 것으로 생각된다. 질소 동위원소의 경우 전제적으로 7월의 값들이 5월에 비하여 낮은 것으로 나타났다. 이는 7월의 다량의 강수에 의하여 토양내의 질산염이나 경작지의 질산염 비료 등이 혼입되어서 나타난 결과로 해석된다. 전체적으로 하류로 가면서 질소 동위원소의 값은 증가함을 보여 오수와 가축분뇨 등의 영향이 하류에서 증가함을 보인다.

전주, 군산, 남원지역 강수의 Sr, Pb동위원소 지화학 (The Sr and Pb Isotopic and Geochemical Properties of the Atmospheric Bulk Deposition of Jeonju, Gunsan, and Namweon Areas)

  • 전서령;정재일
    • 자원환경지질
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    • 제38권4호
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    • pp.463-479
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    • 2005
  • 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$$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.

Effects of Non-protein Energy Intake on Whole Body Protein Synthesis, Nitrogen Retention and Glucose Turnover in Goats

  • Fujita, Tadahisa;Kajita, Masahiro;Sano, Hiroaki
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제20권4호
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    • pp.536-542
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    • 2007
  • The responses of whole body protein and glucose kinetics and of nitrogen (N) metabolism to non-protein energy intake (NPEI) were determined using an isotope dilution approach and measurement of N balance in three adult male goats. The diets containing 1.0, 1.5 and 2.0 times ME maintenance requirement, with fixed intake of CP (1.5 times maintenance) and percentage of hay (33%), were fed twice daily for each 21 d experimental period. After an adaptation period of 11 d, N balance was determined over 3 d. On day 17, whole body protein synthesis (WBPS) and glucose irreversible loss rate (ILR) were determined during the absorptive state by a primed-continuous infusion of [$^2H_5$]phenylalanine, [$^2H_2$]tyrosine, [$^2H_4$]tyrosine and [$^{13}C_6$]glucose, with simultaneous measurements of plasma concentrations of metabolites and insulin. Ruminal characteristics were also measured at 6 h after feeding over 3 d. Nitrogen retention tended to increase (p<0.10) with increasing NPEI, although digestible N decreased linearly (p<0.05). Increasing NPEI decreased (p<0.01) ammonia N concentration, but increased acetate (p<0.05) and propionate (p<0.05) concentrations in the rumen. Despite decreased plasma urea N concentration (p<0.01), increased plasma tyrosine concentration (p<0.05), and trends toward increased plasma total amino N (p<0.10) and phenylalanine concentrations (p<0.10) were found in response to increasing NPEI. Increasing NPEI increased ILR of both glucose (p<0.01) and phenylalanine (p<0.05), but did not affect ($p{\geq}0.10$) that of tyrosine. Whole body protein synthesis increased (p<0.05) in response to increasing NPEI, resulting from increased utilization rate for protein synthesis (p<0.05) and unchanged hydroxylation rate of phenylalanine ($p{\geq}0.10$). These results suggest that increasing NPEI may enhance WBPS and glucose turnover at the absorptive state and improve the efficiency of digestible N retention in goats, with possibly decreased ammonia and increased amino acid absorption. In addition, simultaneous increases in WBPS and glucose ILR suggest stimulatory effect of glucose availability on WBPS, especially when sufficient amino acid is supplied.

중국 호남성 당관포 광산의 연-아연-주석-은 광화작용: 유체포유물 및 황동위원소 연구 (Lead-Zinc-Tin-Silver Mineralization of Tangguanpu Mine, Hunan Province, China: Fluid Inclusion and Sulfur Isotope Studies)

  • 허철호;윤성택;소칠섭
    • 자원환경지질
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    • 제34권2호
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    • pp.157-166
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    • 2001
  • 중국 남부 호남성에는 수많은 천금속을 배태하고 있는 열수맥 광상이 산출하고 있다. 당관포 연-아연-주석-은 광산은 이들 중에서 대표적인 광산이다. 연-아연-주석-은 광화작용은 고생대 변성퇴적암의 단층열극을 충전하는 괴상 단성맥내에 배태되어 있다. 당관포 연-아연 광성에는 섬아연석, 황동석, 방연석, 황철석, 유비철석, 자류철석이 배태되어 있으며, 소량의 함주석 및 안티모니 황화광물(황석석, 테알라이트, 보우란제라이트, 사면동석)도 산출된다. 황석석과 섬아연석의 철-아연 분배작용에 근거하여, 본 광물조합의 형성온도를 계산하면 300。~33$0^{\circ}C$이며, 석영내 유체포유물의 균질화 온도(207$^{\circ}$~358$^{\circ}C$)중 최상부와 일치하고 있음을 알수 있다. 유체포유물 자료에 의하면, 연-아연-주석-은 광화작용은 207。~358$^{\circ}C$의 균질화 온도와 비교적 낮은 염농도(11.2~7.3 wt.% eq. NaCl)를 지닌 $H_{2}O$-NaCl계 유체로부터 형성되었음을 지시한다. 균질화 온도와 염농도 관계에 의하면, 초기 비등 후에 냉각 및 희석작용이 발생했음을 시사한다. 초기 비등의 증거는 180 bar정도의 유체 포획압력을 지시한다. -5.0~1.1$\textperthousand$${\delta}^{34}S{{\Sigma}S}$ 값은 당관포 함연-아연-주석-은 열수유체의 황이 화성기원임을 지시한다.

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부산지역 지열수의 기원과 진화: 1.가열된 해수-암석 반응과 지하수의 혼입에 따른 희석과 냉각 (Evolution and Origin of the Geothermal Waters in the Busan Area, Korea: 1. Cooling and Dilution by Groundwater Mixing after Heated Seawater-Rock Interaction)

  • 성규열;박맹언;고용권;김천수
    • 자원환경지질
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    • 제34권5호
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    • pp.447-460
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    • 2001
  • 부산지역의 지열수는 Na-Cl형으로서 한국의 타지역에서 산출되는 지열수에 비해 전기전도도(921~6,520 ${\mu}$S/cm)와 총용존고체함량(608~3,390 mg/L)이 비교적 높다. 부산지역 지열수는 Mg를 제외한 주요 이온들이 온도가 증가함에 따라 농도가 대체로 증가하는 약한 정의 상관관계를 나타낸다. 주요 양이온의 함량은 Na>Ca>K>Mg의 순으로 나타나며, 해수에 비해 Ca가 부화되어 있고, Mg가 결핍되어 있다. 이 지열수의 Br 함량은 모두 해수보다 낮으며, 온도가 증가함에 따라 증가하는 정의 상관관계를 보인다. 이를 종합하면, 부산지역 지열수는 심부로 순환하는 해수가 주변 모암과의 상호반응에 의해 해수에 비해 상대적으로 증가된 Ca와 Sr의 함량과 상대적으로 결핍된 Mg, Na와 K의 함량을 갖는 지열수를 형성한 것으로 여겨진다. 또한 주요 이온들과 온도와의 상관관계로 볼 때, 높은 염도의 지열수가 상승하는 동안 저온의 주변 지하수와 혼합되어 냉각과 함께 희석작용이 있었던 것으로 보인다. 이 지열수의 기원과 진화를 정확히 규명하기 위해서는 안정동위원소 연구와 함께 전체 지구화학계에 대한 물-암석 반응 모델링이 수행되어야 할 것이다.

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Preliminary study on the use of near infrared spectroscopy for determination of plasma deuterium oxide in dairy cattle

  • Purnomoadi, Agung;Nonaka, Itoko;Higuchi, Kouji;Enishi, Osamu;Amari, Masahiro;Terada, Fuminori
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.4101-4101
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    • 2001
  • Information of body composition (fat and protein) in living animal is important to determine the nutrients requirement. Deuterium oxide (D2O) dilution techniques, as one of isotope dilution techniques have been useful for the prediction of body composition. However, the determination of D2O concentration is time consuming and complicated. Therefore this study was conducted to develop a new method to predict D2O concentration in plasma using near infrared spectroscopy technique (NIRS). Four dairy cows in early lactation were used. They were fed total mixed ration containing conr silage, timothy hay, and concentrates to make 17.0%CP and 14.0 MJDE/kgDM. Dosing D2O was at week 1,3 and 5 after parturition. After dosing D2O, the blood was collected from hour 0 to 72. Blood samples were then centrifuge at 3,000 rpm for 10 minutes to obtain plasma. D2O concentration was analyzed by gas chromatograph (deuterium oxide analyzable system, HK102, Shokotsusyou) after extracted from plasma by liophilization. Plasma sample was scanned by NIRS using Pacific Scientific (Neotec) model 6500 (Perstorp Analytical, Silver Spring, MD) in the range of wavelength from 1100 to 2500 nm. Calibration equation was developed using multiple linear regression. Sample from one animal (cow #550; n: 74) was used for developing the calibration while the rest three animals were used for validating the equation. The range, R and SEC of the calibration set samples were 135-925 ppm, 0.93 and 48.1 ppm, respectively. Validation of the calibration equation for three individual cows was done and the average of NIR predicted value of D2O at each collection time from three weeks injection showed a high correlation. The range, r and 53 of plasma from cow #474 were 322-840 ppm,0.93 and 53.1; cow #478 were 146-951 ppm,0.95 and 39.8; cow #942 were 313-885 ppm,0.95 and 37.2, respectively. Judgement of accuracy based on ratio of standard deviation and standard error in validation set samples (RPD) for cow #474, #478 and #942 were 2.2,4.3 and 3.4, respectively. The error in application due to the variation between individual was considered smaller than the bias from collection period, however, this prediction can be overcome with correction of standard zero-minute concentration of blood. The results of this preliminary study on the use of NIRS for determination of D2O in plasma showed very promising as shown by a convenient and satisfy accuracy. Further study on various physiological stage of animal should be done.

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Effect of feeding garlic leaves on rumen fermentation, methane emission, plasma glucose kinetics, and nitrogen utilization in sheep

  • Panthee, Arvinda;Matsuno, Ayana;Al-Mamun, Mohammad;Sano, Hiroaki
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제59권6호
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    • pp.14.1-14.9
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    • 2017
  • Background: Garlic and its constituents are reported to have been effective in reducing methane emission and also influence glucose metabolism in body; however, studies in ruminants using garlic leaves are scarce. Garlic leaves contain similar compounds as garlic bulbs, but are discarded in field after garlic bulb harvest. We speculate that feeding garlic leaves might show similar effect as garlic constituents in sheep and could be potential animal feed supplement. Thus, we examined the effect of freeze dried garlic leaves (FDGL) on rumen fermentation, methane emission, plasma glucose kinetics and nitrogen utilization in sheep. Methods: Six sheep were fed Control diet (mixed hay and concentrate (60:40)) or FDGL diet (Control diet supplemented with FDGL at 2.5 g/kg $BW^{0.75}$ of sheep) using a crossover design. Methane gas emission was measured using open-circuit respiratory chamber. Plasma glucose turnover rate was measured using isotope dilution technique of [$U-^{13}C$]glucose. Rumen fluid, feces and urine were collected to measure rumen fermentation characteristics and nitrogen utilization. Result: No significant difference in rumen fermentation parameters was noticed except for rumen ammonia tended to be higher (0.05 < P < 0.1) in FDGL diet. Methane emission per kg dry matter ingested and methane emission per kg dry matter digested were lower (P < 0.05) in FDGL diet. Plasma glucose concentration was similar between diets and plasma glucose turnover rate tended to be higher in FDGL diet (0.05 < P < 0.1). Nitrogen retention was higher (P < 0.05) and microbial nitrogen supply tended to be higher (0.05 < P < 0.1) in FDGL diet. Conclusion: FDGL diet did not impair rumen fermentation, improved nitrogen retention; while absence of significant results in reduction of methane emission, glucose turnover rate and microbial nitrogen supply, further studies at higher dose would be necessary to conclude the merit of FDGL as supplement in ruminant feedstuff.

Analysis of Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs) in Sediments from the Southeastern Coastal Areas of Korea

  • Choi, Hee-Gu;Kim, Sang-Soo;Jeong, Seung-Ryul;Lee, Pil-Yong;Moon, Hyo-Bang
    • Journal of the korean society of oceanography
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    • 제36권4호
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    • pp.101-108
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    • 2001
  • Polybrominated diphenylether (PBDEs) congeners, 2,4,4'-TrBDE, 2,2',4,4'-TeBDE, 2,2',4,4',5-PeBDE, 2,2',4,4',5,5'-HXBDE, and 2,2',4,4',5,6-HxBDE, were measured in sediments from 52 stations in the southeastern coastal areas of Korea. Sediment samples were analyzed using gas chromatography coupled to mass spectrometer detector (GC/MSD) with positive electron impact (PEI) mode. New analytical methodology for PBDEs by the isotope dilution method was established using a multi-layer silica gel column chromatography. Total PBDEs levels in sediments for Pohang coast ranged from 1,1 to 33.8 ng/g dry weight (mean 5.3 ng/g dry), from 1.6 to 36.4 ng/g dry weight (mean 5.7 ng/g dry) for Ulsan coast, from 0.8 to 20.3 ng/g dry weight (mean 4.9 ng/g dry) for Busan coast, and from 0.8 to 10.3 ng/g dry weight (mean 4.4 ng/g dry) for Jinhae Bay. PBDEs contamination in surface sediments from Korean southeastern coasts was relatively moderate in comparison to that of other marine environment in the world. The predominant PBDE congeners were 2,2',4,4'-TeBDE and 2,2',4,4',5-PeBDE.

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