• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.556-561
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• 2012

본 연구에서는 고분자형 연료전지(PEMFC) 내의 기체확산층(GDL)에서의 물질 거동 전산해석을 통하여 GDL 물성이 전지성능에 미치는 영향을 알아보았다. GDL 내에서 기상의 산소와 액상의 물의 거동을 계산하기 위하여 multi-phase mixture($M^2$) 모델을 사용하였다. GDL의 접촉각, 기공도, 기체투과도, 두께에 변화를 주며 계산을 실시하여 GDL 내에서의 물질 거동의 변화를 확인 하였고, GDL 물성이 전지성능에 미치는 영향을 파악하였다. 전산해석 결과, GDL의 접촉각과 기공도가 커지고, 두께가 얇아짐에 따라 물질전달 저항이 감소하여 GDL과 촉매층 사이의 계면에서의 물포화도가 낮아지고 산소농도는 증가하여 전지성능이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.129-136
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• 2010

모바일컴퓨팅, 무선 센서네트워크, 센서 기술로 인하여 유비쿼터스 컴퓨팅 서비스가 현실화되고 있고 모든 사람들에게 의료서비스를 보다 편리하게 제공할 수 있게 될 것으로 기대된다. 이 u-Healthcare 서비스는 시간, 장소에 구애 받지 않고 의료서비스를 제공할 수 있으므로 인간의 삶의 질을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이 서비스를 구현하는 시스템으로 심장병 환자를 위한 헬스케어 서비스 프로토타입을 구현하였다. 시스템은 두 부분으로 구성된다. front-end는 체온, 혈압, 혈중산소농도, 심장의 파형 등 다양한 생체신호를 수집하고 back-end는 수집된 신호를 바탕으로 의료서비스를 제공한다. 단순히 생체 신호만을 의료진에게 전달하는 것은 모니터링 수준에 불과하여 유비쿼터스 헬스케어 서비스의 요구조건을 만족할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 인공신경망 기술을 이용하여 현재의 상황을 인식하여 불필요한 신호를 제거하고, 개인의 특성에 최적화된 헬스케어 모델을 제시한다. 철저한 실험을 통하여 제안된 모델은 유비쿼터스 서비스의 요구조건을 만족하고 보다 향상된 서비스를 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제45권1호
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• pp.10-16
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• 2009

일부 그람양성세균들은 고온, 저온, 염, 에탄올, 산소와 영양분 고갈과 같은 다양한 스트레스 상태에 노출되면, 일반 스트레스반응(general stress response)에 의해서 일련의 스트레스 단백질군을 발현시켜 외부 스트레스를 극복하고 세균의 생존력을 증가시킨다. 비병원성균인 Bacillus subtilis의 일반 스트레스반응에 관해서는 많은 연구가 이루어져 있으므로 다른 균의 연구모델로 이용이 가능하다. 본 총설에서는 B. subtilis와 병원성균인 Listeria monocytogenes의 일반 스트레스반응의 유사성과 차이점을 B. subtilis를 모델로 하여 비교하였다. 두 균의 일반 스트레스반응은 대체 전사 인자인 ${\sigma}^B$ (alternative transcription factor sigma B)에 의해서 조절되고 신호전달 네트워크 또한 매우 유사하며, ${\sigma}^B$ 의존성 유전자들에 의해 150여 개의 스트레스 단백질들이 발현된다. 그러나 L. monocytogenes는 B. subtilis의 에너지 스트레스 신호 경로를 가지고 있지 않은 점과, 일반 스트레스반응에 의해 병독 유전자들(virulence genes)이 조절되는 것이 가장 큰 차이점이다. 그러므로 L. monocytogenes의 생리 및 병원성 규명을 위해서는 일반 스트레스반응에 관한 이해가 매우 중요하다.

• 전기화학회지
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• 제11권1호
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• pp.51-58
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• 2008

고분자 전해질 연료전지의 성능향상을 위한 방법으로 유동채널의 형상을 변경한 많은 연구가 진행되어 왔으나 동일한 유동채널 형상에서 유동방향 변경에 따른 연구는 많이 진행되지 못하였다. 본 연구에서는 동일한 반응면적과 동일한 유동채널의 고분자 전해질 연료전지의 수소와 산소의 유동방향을 Co-flow에서 Counter-flow로 변경될 경우의 연료전지의 성능변화를 분석하기 위하여 연료극과 공기극이 포함된 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 개발된 수치해석모델을 활용하여 Co-flow와 Counter-flow의 유동채널 내부의 압력손실, 반응물질의 농도분포, 고분자 전해질 막을 통한 Water Transport, 고분자 전해질 막의 이온전도도 및 I-V 성능곡선을 비교하였다. 그 결과 반응물질의 농도분포, Water Transport, 고분자 전해질 막의 이온전도도가 우수한 Counter-flow 유동조건에서의 성능이 Co-flow 유동조건에 비하여 더욱 우수하였다.

• 원예과학기술지
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• 제32권5호
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• pp.684-693
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• 2014

저온, 건조, 염과 같은 비생물적 스트레스는 식물의 생리적 형태적 변화와 수확량 감소를 초래한다. 이러한 이유로 식물체는 불리한 환경을 극복하기 위해 다양한 대사과정에 관련된 유전자들간의 복잡한 상호 관계를 조절함으로써 저항성을 획득한다. 본 연구는 배추에서 염 스트레스에 반응하는 유전자를 다각적으로 분석하기 위해 상호발현 네트워크를 구축하였다. 네트워크를 구축하기 위하여 배추를 염스트레스 조건 하에서 시간 경과에 따라 KBGP-24K 마이크로어레이 분석을 실시한 [BrEMD (Brassica rapa EST and Microarray Database)] 실험 결과를 수집하여 분석하였다. 구축된 네트워크 모델은 1,853개 node, 5,740개 edge, 및 142개 connected component(상관계수 > 0.85)로 구성되었다. 구축된 네트워크 분석 결과, ROS 신호 전달을 통한 N$Na^+$ 수송활성화와 proline 축적이 배추의 염 저항성 획득과 밀접한 연관이 있는 것으로 판단하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권8호
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• pp.1182-1187
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• 2005

국민생활 수준의 향상과 의학기술의 발달로 인하여 평균수명이 증가하였지만 이에 반해 성인병, 암, 치매 등 질병 유병율은 점차적으로 증가하는 실정이다. 특히 당뇨와 치매는 고령화 현상에 따른 노인 인구의 증가에 따라 그 심각성이 더욱 크다. 또한 문경에서는 품질이 낮은 향신 표고버섯의 대 부위를 분말화하여 조미료로 이용함으로써 표고버섯의 활용 및 부가가치를 높이고 있으나, 표고버섯의 채취시기 및 부위별 생리활성에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 KK 당뇨마우스를 이용하여 대조군과 표고버섯 품질 (동고, 향신) 및 부위별(갓, 대) 분말을 섭취한 4종의 실험군을 8주간 사육한 다음 치매관련 뇌조직 신경전달 물질(neurotransmitter) 및 그 관련효소를 조사하고 활성 산소에 의한 산화적 스트레스로 지질과산화(lipid peroxide)를 평가하였다. 그 결과 뇌의 가장 중요한 신경전달물질인 아세틸콜린 함량은 표고버섯 향신갓 부분을 섭취한 실험군 HSC에서 약 12$\%$의 유의적인 증가효과를 보였으며, 아세틸콜린 분해효소인 AChE효소의 저해활성은 동고갓 부분을 섭취한 DGC실험군에서 약 10$\%$의 유의적인 아세틸콜린에 스테라아제 활성 저해효과를 보였으며, 향신갓 부분를 섭취한 HSC 실험군에서도 저해되는 경향을 보였다. 카테콜아민계 신경전달물질의 파괴에 관계하는 MAO-B효소의 저해활성은 향신갓 부위 첨가 식이 HSC에서 약 12$\%$의 유의적인 활성 저해효과를 보였으며, 지질과산화는 동고갓 부위를 섭취한 실험군 DGC에서 약 10$\%$의 유의적인 지질과산화 감소 효과를 보였다. 따라서 표고버섯은 대 부분보다는 갓 부분이 채취시기 및 품질에 상관없이 당뇨모델 마우스 뇌조직의 AChE 효소의 활성을 저해하여 ACh의 농도를 높일 뿐만 아니라 MAO-B효소와 활성산소에 의한 산화적 스트레스를 효과적으로 억제하여 신경전달물질을 잘 보존하여 인지능력 개선에 도움이 될 것으로 생각된다. 그러나 표고버섯의 급여기간 및 첨가수준을 달리한 계속적인 연구가 계속되어야 할 것으로 생각되며, 이러한 결과를 근거로 한 표고버섯 소재의 다양한 제품 개발과 부가가치 향상이 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권1호
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• pp.59-63
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• 2009

작물 스트레스 내성 연구의 궁극적인 과제는 가진 형질을 극대화하여 생산량을 증대하고 외부의 환경적인 요소로부터 피해를 최소화하는 것이다. 따라서 작물의 다양한 외부 환경적 스트레스에 대응하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 특히 세포 내 신호전달 과정의 이차매개체인 칼슘에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있지만 아직까지 많은 부분이 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 모델식물인 애기장대를 이용하여 세포 내 칼슘의 주요 저장소인 액포로 칼슘을 수송하는 역할을 수행하는 $Ca^{2+}$-ATPase의 형질전환 식물을 이용하여 세포 내 칼슘의 신호전달과 식물 생물학적 기능을 알아보았다. ACA11-GFP 유전자가 형질전환된 식물에서 흥미롭게도 ACA11 유전자가 발현 침묵됨으로써 세포 내 칼슘농도 항상성 조절과 신호전달 과정에 문제가 발생하고 세포질 내 활성산소가 증가되어 결국 형질전환체의 잎에서 HR과 같은 세포사멸을 유발한다는 것을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1445-1451
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• 2017

미토콘드리아는 산화적 인산화와 연결된 전자전달을 통하여 에너지 생산에 중추적인 역할을 갖는다. 이 외에도 미토콘드리아는 신진대사, 세포자멸, 신호전달 그리고 활성산소 생성 등의 다양한 기능을 수행한다. 따라서, 미토콘드리아의 기능장애는 여러 인체질환에 영향을 준다는 것이 명백하다. 또한, 미토콘드리아 DNA의 돌연변이는 에너지 신진대사에 결함이 있는 여러 유전성 질환의 원인을 제공한다. 불행하게도 아직 이러한 유전성 미토콘드리아 DNA 질환의 치료법은 전무한 상태이다. 이러한 관점에서, 결함 미토콘드리아를 정상 미토콘드리아로 치환하는 최근의 시도는 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 녹색형광단백질로 표지된 미토콘드리아를 원심분리에 기반하여 생화학적으로 분리하고, 분리된 미토콘드리아를 동물복제에 쓰이는 미세주입 기법으로 소 난자에 전달 하였다. 이러한 미토콘드리아가 미세주입된 난자에서 단위발생을 유도하여 배반포 단계까지의 초기 발생과정에서 미토콘드리아 미세주입의 영향을 분석하였다. 미토콘드리아에 표지된 녹색형광단백질을 형광현미경으로 분석함으로써 미세주입으로 난자에 전달된 미토콘드리아는 빠르게 세포질에서 분산되고, 이 후 발생되는 딸세포에게 전달됨이 확인되었다. 따라서, 본 연구에서 수행된, 미세주입을 이용한 미토콘드리아의 전달은 최근 활발히 연구되는 미토콘드리아 치환 기법, 유전성 미토콘드리아 DNA 질환 치료법 및 동물복제 등에 유용한 모델로의 기여가 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권1호
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• pp.55-68
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• 2007

STP78-1 위성이 관측한 낮대기광 중에서 $OII\;834{\AA},\;OI\;989{\AA},\;OI\;1027{\AA},\;NII\;1085{\AA},\;NI\;1134{\AA},\;NI\;1200{\AA},\;OI\;1304{\AA},\;OI\;1356{\AA}$ 대기광을 사용하여 AURIC 모델의 EUV/FUV 대기광 계산을 검증하였다. 관측값과 모델 계산값을 비교한 결과, $OII\;834{\AA},\;OI\;1027{\AA},\;NI\;1200{\AA},\;OI\;1304{\AA}$ 대기광은 약 20% 이내로 일치하였다. 그러나 $OI\;989{\AA},\;NII\;1085{\AA},\;NI\;1134{\AA}$ 대기광은 각각 관측치의 42%, 74%,45%에 그쳐, 심각한 차이를 보였다. 그 원인으로 AURIC 모델이 $OI\;989{\AA}$ 대기광의 경우 복사 전달 효과를 제대로 계산하지 못한 것으로, $NI\;1134{\AA}$ 대기광은 원천 과정이 실제 대기의 상태를 반영하지 못한 것으로 판단되었다. $NII\;1085{\AA}$ 대기광에 대해서는 AURIC 모델 자체의 결함보다는 입력된 태양 극자외선 플럭스의 변화에 기인하는 것으로 추정된다. 또한 STP78-1 위성의 위방향 대기광 관측값과 비교했을 때 AURIC 모델값이 전반적으로 작게 계산되는데, 이는 위성 고도 아래에서 입사하는 대기광의 기여를 .AURIC 모델이 포함시키지 않았기 때문으로 판단된다. 이런 효과는 특히 $OI\;989{\AA},\;NI\;1134{\AA},\;NI\;1200{\AA}$ 대기광에 크게 나타났다. 한편 STP78-1 위성이 관측한 위도별 $OII\;834{\AA}$ 대기광과 비교했을 때 , AURIC 모델의 계산 값은 관측된 위도별 변화와 특히 중위도 지역에서 상당한 차이를 보였다. 이는 AURIC 모델 계산 시 사용되는 중성대기 모델 MSISE-90이 관측 당시에 진행된 오로라 폭풍에 의해 변화된 산소원자 밀도를 제대로 반영하지 못한 것으로 추정된다. 이 논문에서 밝혀진 AURIC 모델의 EUV/FUV 대기광 계산의 문제점들은 향후 AURIC 모델의 개선에 반영되어야 할 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.39-39
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• 2018

최근 플라즈마 의학이 발달하면서 제트, 펜, 니들, 토치 등의 다양한 형태의 플라즈마 발생기가 개발되었으며 내부의 가스라인으로 가스의 종류, 유속, 조성 등을 조절하여 생물학적 효과를 극대화 할 수 있고 안정적으로 플라즈마 방전상태를 유지할 수 있으나 처리 면적이 좁아 실제 생물학적 시스템 (세포, 조직, 그리고 박테리아) 적용에 있어 한계점이 존재한다. 이러한 한계점을 극복하기 위해서 유전체격벽방전 (Dielectric barrier discharge, DBD) 방식을 이용한 플렉서블 활성종 발생기를 제작하고 생물학적 시스템에 적용하기 위한 방전 특성 평가를 진행하였으며, 간단한 in vitro 모델인 한천 젤을 이용하여 플라즈마 처리에 따른 전달물질의 침투거리를 확인하였다. 플라즈마 방전 시 생성되는 수산화기 [OH], 과산화수소 [$H_2O_2$], 초산소음이온 [$O_2{^-}$], 오존 [$O_3$], 그리고 산화질소 [$NO_x$]와 같은 산소 및 질소 활성종 (Reactive oxygen and nitrogen species, RONS)은 세포벽 또는 세포막의 주요 구성성분인 다당류와 인지질의 과산화 반응을 통해 구조를 변화시키고 생물학적 시스템의 표면의 pH를 낮춘다. 이러한 RONS의 작용은 살균, 소독 뿐만 아니라 약물의 침투를 돕는다. 일반적으로 한천 겔은 농도에 따라 생체 내 뇌 조직과 물리적 특성이 유사하고, 미생물학 기질, 방사선학 연구를 위한 조직모델로 사용되기 때문에 본 연구에서는 3%와 5% 농도의 한천 젤을 사용하여 침투거리를 확인하였다. 한천 젤은 $2.5{\times}2.5{\times}2.5cm^3$의 크기로 준비되었고 대조군으로 염료가 포함된 에멀젼을 0.01 g 도포하고, 실온에서 30분간 보존 후 단면을 잘라 현미경으로 침투거리를 확인하였으며, 실험군으로 플라즈마 전처리 후 에멀젼을 도포한 시표와 에멀젼 도포 후 플라즈마 처리한 시료에 대해 에멀젼 침투거리의 변화를 확인하였다. 본 연구의 플렉서블 활성종 발생기는 인체에 부착하여 사용되기 때문에 화상, 홍반을 유발을 방지하기위해 $40^{\circ}C$의 온도에서 실험을 진행하였고 이때에 플라즈마 방전조건은 $0.065W/cm^2$ 수준의 전력을 소모하는 1.7 kV의 전압, 16 kHz의 주파수로 10분간 처리하였다. 그 결과 3%의 한천 젤의 경우 침투거리 0.779 mm에서 0.826 mm, 0.942 mm까지 침투거리가 증가하였고 5%의 한천 젤의 경우 0.859 mm, 0.949 mm로 증가하였다. 이러한 침투거리 증가는 젤 표면의 다당류를 구성하고 있는 단량체가 플라즈마 처리시 화확적 구조가 끊어져 결론적으로 약물 침투가 증가된 것으로 판단된다.