• 제목/요약/키워드: 산화 막

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In Vitro 과산화지질에 미치는 glutathione 고함유 효모 Saccharomyces cerevisiae FF-8의 항산화효과 (The Antioxidative Activity of Glutathione-Enriched Extract from Saccharomyces cerevisiae FF-8 in In Vitro Model System)

  • 이치형;차재영;전방실;이호준;이영춘;최용락;조영수
    • 생명과학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.819-825
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    • 2005
  • 항산화물질인 glutathione (${\gamma}$-L-glutamyl-cysteinyl-glycine) 고함유 효모 Saccharomyces cerevisiae FF-8에서 생산된 glutathione을 함유한 세포 추출액의 항산화 활성을 in vitro 과산화지질 실험계인 DPPH($a,{\;}\acute{a}-diphenyl-\beta-picrylhydrazyl$)법, linoleic acid를 이용한 ferric thiocyanate법과 TBA법 및 microsome 생체막 지질 과산화물 생성정도의 TBARS법으로 측정하였다. YM 최적 배지에서 생산된 glutathione 농도는 $204\mug/ml$로 YM 기본배지에서 생산된 glutathione 농도 $74\mug/ml$보다 2.76배 증가하였다. 본 실험에서는 YM 기본배지와 최적배지에서 S. cerevisiae FF-8이 생산하는 glutathione 함량에 따른 항산화 활성을 비교하였다. DPPH 측정법에서는 짙은 자색의 탈색되는 정도로 나타내는 전자 공여능이 glutathione 함량이 높은 최적 생산배지에서 S. cerevisiae FF-8가 생산하는 glutathione고함유 세포 추출액에서 대조구인 $ 0.05\%BHT $와 비슷한 수준으로 항산화 활성이 높게 나타났다. 각 조직 microsome을 이용한 생체막 지질 과산화 억제정도는 최적 생산배지에서 전체적으로 높게 나타났으며, 간장 $60.98\%$, 신장 $56.43\%$, 심장 $52.91\%$, 뇌 $52.13\%$, 고환$45.57\%$ 및 비장 $42.95\%$순으로 나타났다 Linoleic acid 산화 실험계를 이용한 ferric thiocyanate법에서는 최적 생산배지가 반응 7일째까지 대조구에 비해 강한 항산화 활성을 보였으며, TBA법에서는 반응 5일째까지 최적 생산배지가 YM 배지보다는 높은 항산화 활성을 나타내었다 이상의 결과에서 Saccharomyces cerevisiae FF-8 균주가 glutathione을 생산하는 최적배지 조건에서 생산된 glutathione 고함유 세포 추출액은 in vitro 항산화 실험계인 DPPH radical scavenging activity, ferric thiocyanate and TBARS 측정에서 항산화 활성을 나타내는 생리활성 성분을 지닌 것으로 나타나 천연 항산화제로서의 사용 가능성을 시사하였다.

단계적(段階的) 분쇄법(粉碎法)에 의해 조제(調製)된 활엽수(闊葉樹) MWL에 관한 연구(硏究) (On the Milled Wood Lignins Isolated from Hardwood by Progressive Milling)

  • 조남석
    • 한국산림과학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.62-67
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    • 1979
  • 목재(木材)의 초박편시료(超薄片試料)에 자외선주사현미(紫外線走査顯微) 분광분석법(分光分析法)이 목재세포벽내(木材細胞壁內)의 리그닌 분포량(分布量) 변화측정(變化測定)에 우수(優秀)한 방법(方法)임이 판명(判明)되고 자작나무, 목질부(木質部)에서 복합세포간층(複合細胞間層)을 단리(單離)하여 분광분석법(分光分析法)과 정량분석(定量分析)을 수행(遂行), 도관(道管)의 이차막(二次膜)과 세포간층내(細胞間層內)의 리그닌은 주(主)로 Guajacylpropane으로 구성(構成)되었고, 목섬유(木纖維)와 방재세포(放財細胞)의 이차막내(二次膜內)의 리그닌은 대부분(大部分)이 Syringylpropane으로 구성(構成)되었고, 또 목섬유(木纖維) 및 방사세포(放射細胞)의 세포(細胞) 간층(間層)은 Guaiacyl- 및 Syringyl-propane으로 구성(構成)되었다는 연구보고(硏究報告)에 따라 본(本) 연구(硏究)는 너도밤나무 탈지(脫脂) 목분(木粉을 시료(試料)로 하여 마쇄단계별(磨碎段階別)로 Bjorkman리그닌(Milled Wood Lignin, MWL)을 추출(抽出)하여 MWL의 화학적(化學的) 구조(構造)와 특성(特性)을 분석(分析)하여 목재세포벽내(木材細胞壁內)의 리그닌의 구조적(構造的) 차이(差異)와 그 분포량(分布量), 그리고 MWL의 기원(基源)을 보다 명확(明確)히 구명(究明)하고j 수행(修行)하였다. 마쇄시간(磨碎時間)이 길어질수록 MWL의 pehnolic-OH기(基), 카보닐기(基) 그리고 메톡실기(基)의 함량(含量)이 높아지며 또한 단계별(段階別) MWL을 nitrobezene으로 산화(酸化)하여 얻은 vanillin량(量)은 감소(減少)하여 가고 반대로 syringaldehyde량(量)은 증가(增加)한다. 따라서 마쇄초기(磨碎初期)의 MWL은 세포간층(細胞間層) 부위(部位)로부터 온 것이고, 마쇄말기(磨碎末期)의 그것은 마쇄후기(磨碎后期)에 파괴(破壞)되는 목섬유(木纖維)의 세포벽(細胞壁) 이차막(二次膜)에서 유래(由來)된 것이라고 믿어진다. 그러므로 활엽수재목(闊葉樹材木)의 세포벽내(細胞壁內) 리그닌도 위치(位置)에 따라 화학적(化學的) 구조(構造)가 다르다는 것을 명화(明確)히 알 수 있다. 본(本) 연구(硏究)에서 마쇄단계별(磨碎段階別) 각(各) MWL을 젤 여과법(濾過法)에 의(依)한 분자량(分子量)을 분석(分析)한 바 마쇄초기(磨碎初期)MWL의 분자량(分子量)이 마쇄후기(磨碎后期) MWL의 그것보다 작았으나 세포벽내(細胞壁內) 리그닌의 분자량(分子量) 분포(分布)에 관(關)한 상세(詳細)한 것에 관(關)하여는 연구(硏究)가 필요(必要)함을 적시(摘示)한다.

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이종골 이식을 동반한 지르코니아와 타이타늄 임플란트의 골유착에 관한 연구 (On the osseointegration of zirconia and titanium implants installed at defect site filled with xenograft material)

  • 김성원;조인호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.9-17
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    • 2014
  • 연구 목적: 본 연구에서는 외과적으로 형성한 골 결손부에 이종골 이식과 함께 식립한 지르코니아 임플란트의 골유착에 대한 기계적 안정성과 조직학적 반응을 타이타늄 임플란트와 비교하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 6마리 돼지의 경골에 인위적으로 형성한 골 결손 부위에 대조군인 18개의 상용 타이타늄 나사형 임플란트와 실험군인 18개의 샌드블라스팅한 지르코니아(Y-TZP) 나사형 임플란트를 각각 식립하고 차폐막을 이용하여 이종골을 이식하였으며 1주, 4주, 12주후에 각각 2마리씩 희생시켜 조직 시편을 제작하였다. 식립 직후와 식립 1주, 4주, 12주 후에 각각 페리오테스트를 이용하여 임플란트의 안정성을 측정하였고, 광학현미경으로 조직학적 관찰과 조직계측학적 분석을 하였으며 주사전자현미경으로 임플란트의 표면 특성과 골-임플란트 계면을 관찰하였다. 결과: 페리오테스트를 이용한 임플란트 안정성 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었고, 조직학적 분석 결과, 각 군 모두 4주에 이식골의 재흡수와 조골세포의 활발한 활동에 의해 신생골이 형성되기 시작하였다. 골-임플란트 접촉률 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 있었으며(P<.05), 특히 4주와 12주에서 실험군과 대조군 사이에 2시점에서 유의한 차이를 보였다(P<.05). 골 면적률 분석 결과, 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다. 주사전자현미경 관찰 결과, 대조군은 균일한 다공성의 거친 표면을 나타냈고 실험군은 무정형 입자들이 불규칙하게 산재된 표면을 보여 주었다. 각 군 모두 4주에 임플란트 표면과 골 조직 사이에 빈 공간이 관찰되었고 12주에는 일부 공간에서 골 조직으로 채워진 양상을 보였다. 결론: 차폐막을 이용한 이종골 이식을 동반하는 경우 본 실험에 사용된 지르코니아 임플란트의 골-임플란트 접촉률은 양극산화 표면처리를 한 타이타늄 임플란트에 크게 미치지 못하므로 지르코니아 임플란트의 실용화를 위해서는 표면 처리 방법 등에 대한 지속적인 연구를 통한 개선이 필요하다고 사료된다.

Ginsenosdie F1과 EGCG의 상승작용에 의한 자외선조사에 의한 세포 사멸 방지 (Combining Ginsenoside F1 with (-)-Epigallocatechin Gallate Synergistically Protects Human HaCaT Keratinocytes from Ultraviolet B-Induced Apoptosis)

  • Tae Ryong, Lee;Si Young, Cho;Eun Hee, Lee;Myeong Hoon, Yeom;Ih-Seop, Chang
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.253-261
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    • 2004
  • 피부는 외부에 노출되어 있기 때문에 외부로부터의 자극에 의하여 손상 받기 쉽다 그러한 외부적 자극 중 자외선은 피부노화의 주요한 원인으로 손꼽힌다. 자외선 중 특히 280-320 nm의 파장을 갖는 UVB (ultraviolet-B)는 피부노화의 가장 중요한 요인으로서 피부화상이나 피부암을 유발한다. 고설량의 자외선에 노출된 세포는 복구할 수 없는 심각한 DNA 손상을 입게 되는데, 이 경우 세포사멸(apoptosis) 현상은 이러한 세포들의 죽음을 유도하여 이들이 종양으로 발전하는 것을 막는다. 따라서 세포손상 정도에 따라 특이적으로 세포사멸을 유도하거나 막는 것이 암 발생을 억제하면서 세포의 항상성을 유지하는데 매우 중요하다. 이러한 세포 사멸을 조절하는데 가장 중요한 단백질로 알려진 것이 Bcl-2이다. Bcl-2는 피부세포에서 자외선 조사에 의해 그 발현이 급격히 감소되며 이를 통해 피부세포가 사멸한다. 따라서, 자외선 조사시에 Bcl-2의 발현감소를 막을 수 있다면 피부세포의 사멸을 막을 수 있고, 이를 통해 자외선에 의한 피부손상을 방지하여 노화를 억제할 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구에서는 인삼의 진세노사이드 Fl(20-O-$\beta$-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)과 녹차의 주요 효능 성분인 EGEG ((-) 에피갈로카테킨-3-갈레이트)을 함유하는 조성물이 자외선조사에 의한 피부세포사멸을 억제하여 그 손상을 방지하는데 탁월한 효과가 있음을 밝힌 것이다. 즉, 진세노사이드 Fl과 EGCG을 단독으로 처리했을 때에는 효과가 없는 낮은 농도의 두 화합물을 동시에 처리하게 되면, 상승작용을 통해 자외선 조사시 유발되는 Bcl-2의 발현 감소 및 그의 전사인자인 Brn-3a의 발현 감소를 억제함과 동시에, Rb 단백질의 탈인산화를 저해함으로써 자외선에 의한 세포사멸을 방지하였다 본 연구결과를 통해 낮은 농도의 진세노사이드 Fl과 EGCG를 동시에 처리함으로써 자외선 노출에 의한 세포손상을 방지하여 피부 노화를 억제할 수 있는 물질로서 활용할 수 있다는 가능성을 제시하였을 뿐만 아니라, 단가가 높은 두 화합물을 낮은 농도(단독 사용시 각각 2.5배, 5배 농도 필요)로 사용함으로써 원료비를 낮추어 고기능성 제품을 보다 저렴한 가격에 공급할 수 있는 기회를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

단핵구세포주 THP-1의 분화과정에서 Ref-1의 역할 (The Role of Ref-1 in the Differentiation Process of Monocytic THP-1 Cells)

  • 김다솔;김강미;김관회;박영철
    • 생명과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.271-278
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    • 2024
  • Redox factor (Ref)-1은 세포질과 핵을 오가며 산화환원(redox) 환경에 민감한 transcription factors의 조절과 손상된 DNA의 교정 등 다양한 기능을 수행하는 단백질이다. 하지만, 단핵구(monocyte)의 대식세포(macrophage)로의 분화과정에서 Ref-1의 역할은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 인간 단핵구세포주 THP-1을 이용하여 Ref-1의 단핵구 분화과정에 미치는 영향을 조사하였다. 분화제 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)는 시간이 지날수록 세포의 부착능을 증가시키고 포식기능의 현저한 증가를 보이지만, Ref-1의 세포 내 양을 현저히 감소시켰다. Ref-1의 억제제인 E3330와 siRNA 기법을 이용한 Ref-1 knock- down은 PMA에 의한 세포 부착능과 막표면 분화인자의 발현을 현저히 감소시켰다. 이는 PMA에 자극을 받은 THP-1 세포의 분화 초기과정에는 Ref-1의 역할이 절대적으로 필요하다는 것을 의미한다. 단핵구 분화과정에서 Ref-1의 작용기전을 조사하기 위하여, PMA로 자극한 THP-1 세포의 세포질과 핵에서 Ref-1의 분포를 조사하였다. 놀랍게도, PMA 자극은 Ref-1을 빠르게 핵으로 이동하는 결과를 나타내었다. Ref-1의 핵으로의 이동이 단핵구 분화에 필요함을 증명하기 위하여, nuclear localization sequence (NLS)가 제거된 Ref-1 vector를 사용하였다. 그 결과, 핵으로의 이동이 제한된 ∆NLS Ref-1의 과발현은 PMA 자극에 의한 막표면 단백질의 발현 억제와 포식기능의 현저한 감소를 보였다. 이를 종합하면, Ref-1은 분화제 자극에 의한 분화 유도 초기과정에 핵으로 이동하여 다양한 분화인자의 발현에 관여하는 것으로 보인다.

녹차와 실크 펩타이드 및 캡슐 소재 함유 조성물이 여대생들의 복용 기간별 체지방 및 혈청 지질 성상 변화에 미치는 영향 (Effects of Green Tea, Cocoon Hydrolysates and Capsulated Components Mixture on Body Fat and Serum Lipid Composition in College Women in Terms of Supplemented Periods)

  • 이성희;조병남;홍이진;이민숙;주상섭;김동명;진동규;노숙령
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.715-722
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    • 2003
  • 본 연구에서는 산화, 변성되기 쉬운 비타민 C와 유산균을 캡슐화하여 비타민 C의 활성을 유지시킴은 물론 유산균에 보호막을 씌움으로써 불활성화를 방지하고자 하였다. 녹차잎과 캡슐화한 비타민 C, 유산균 및 실크 펩타이드, 다시마, 차전자피, 알로에 등의 섭취가 체지방 감소 및 체중 감량에 미치는 효과를 확인하고자 여대생 34명을 대상으로 2002년 8월부터 2002년 11월까지 3개월 동안 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 실험군의 평균 연령은 20.3세, 평균신장은 162.5 cm, 평균 체중은 57.9 kg, BMI 평균은 21.9 였다. 총열량 섭취량은 보충 전.후에 유의적인 차이는 나타나지 않았으며, 당질 섭취량은 보충 전보다 보충 후에 유의적으로 감소하는 경향으로 나타났으며 (p<0.05), 단백질과 지방의 섭취는 보충 전후에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 식이 섬유소 섭취의 경우 보충 전에 비해 보충 후에 유의적으로 증가한 것으로 나타났다(p<0.001). 각 주별 체중 및 BMI의 변화는 유의적인 차이는 나타나지 않았으나 보충 전에 비하여 보충 후에 2.5 kg 정도 감소하는 것으로 나타났다. 체지방량 변화는 보충 전에 비해 보충 4주군에서 유의적인 감소가 나타나(p<0.05) 보충 전에 비해 보충 4주 후 2.0 kg정도 감소하는 것으로 나타났으며, 체지방율 변화 역시 보충 전보다 보충 4주 후에 유의적인 감소 경향이 나타나(P<0.05) 보충 전에 비해 보충 후 1.9%의 체지방율 감소가 나타났다. 허리-엉덩이 둘레 비율(WHR)의 변화는 보충 전에 비해 보충 4주군에서 유의한 감소 경향이 나타났다(p<0.05). 보충 전.후의 총 콜레스테롤과 중성지방의 변화는 보충 후에 유의적으로 감소하는 것으로 나타났으며 (p<0.001), LDL-cholesterol, HDL,-cholesterol 및 LDL/HDL ratio는 보충 전.후에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 이상의 결과를 토대로 보면 본 연구에서 한달 동안 일상식이를 섭취하면서 녹차와 실크 펩타이드와 식이 섬유소의 보충은 체지방을 낮추는 역할을 하였으며, 총 콜레스테롤과 중성 지방 수준의 감소 효과를 알 수 있었다. 또한 산화, 변성되기 쉬운 비타민 C와 유산균을 캡슐화하여 비타민 C의 항산화 기능으로 혈청 지질 개선에 유의적이었으며, 정장 작용을 도움으로써 체중 감소에 효과적인 것으로 사료된다. 특히 신체의 부위 중 복부의 지방을 감소시켜 복부 비만의 관리 및 체지방 관련 위험율을 감소시키는 결과가 나타났다.

열CVD방법으로 증착시킨 탄탈륨 산화박막의 특성평가와 열처리 효과 (Characterization and annealing effect of tantalum oxide thin film by thermal chemical)

  • 남갑진;박상규;이영백;홍재화
    • 한국재료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.42-54
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    • 1995
  • $Ta_2O_5$박막은 고유전율의 특성으로 차세대 DRAM캐패시터 물질로 유망받고 있는 물질이다. 본 연구에서는 p-type(100)Si 웨이퍼 위에 열 MOCVD 방법으로 $Ta_2O_5$박막을 성장시켰으며 기판온도, 버블러 온도, 반응압력의 조업조건이 미치는 영향을 고찰하엿다. 증착된 박막은 SEM, XRD, XPS, FT-IR, AES, TEM, AFM을 이용하여 분석하였으며 질소나 산소 분위기의 furnace 열처리 (FA)와 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 통하여 열처리 효과를 살펴보았다. 반응온도에 따른 증착속도는 300 ~ $400 ^{\circ}C$ 범위에서 18.46kcal/mol의 활성화 에너지를 가지는 표면반응 율속단계와 400 ~ $450^{\circ}C$ 범위에서 1.9kcal/mol의 활성화 에너지를 가지는 물질전단 율속단계로 구분되었다. 버블러 온도는 $140^{\circ}C$일때 최대의 증착속도를 보였다. 반응압력에 따른 증착속도는 3torr에서 최대의 증착속도를 보였으나 굴절율은 0.1-1torr사이에 $Ta_2O_5$의 bulk값과 비슷한 2.1정도의 양호한 값이 얻어졌다. $400^{\circ}C$에서 층덮힘은 85.71%로 매우 양호하게 나타났으며 몬테카를로법에 의한 전산모사 결과와의 비교에 의해서 부착계수는 0.06으로 나타났다. FT-IR, AES, TEM 분석결과에 의하여 Si와 $Ta_2O_5$ 박막 계면의 산화막 두께는 FA-$O_{2}$ > RTA-$O_{2}$ ~ FA-$N_{2}$ > RTA-$N_{2}$ 순으로 성장하였다. 하지만 질소분위기에서 열처리한 박막은 산소분위기의 열처리경우에 비해 박막내의 산소성분의 부족으로 인한 그레인 사이의 결함이 많이 관찰되었다.

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양극산화에 의한 티타늄 산화막의 표면 특성 및 생체 활성에 관한 연구 (SURFACE CHARACTERISTICS AND BIOACTIVITY OF ANODICALLY OXIDIZED TITANIUM SURFACES)

  • 이상한;조인호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.85-97
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    • 2007
  • Statement of problem: Recently, anodic oxidation of cp-titanium is a popular method for treatment of titanium implant surfaces. It is a relatively easy process, and the thickness, structure, composition, and the microstructure of the oxide layer can be variably modified. Moreover the biological properties of the oxide layer can be controlled. Purpose: In this study, the roughness, microstructure, crystal structure of the variously treated groups (current, voltage, frequency, electrolyte, thermal treatment) were evaluated. And the specimens were soaked in simulated body fluid (SBF) to evaluate the effects of the surface characteristics and the oxide layers on the bioactivity of the specimens which were directly related to bone formation and integration. Materials and methods: Surface treatments consisted of either anodization or anodization followed thermal treatment. Specimens were divided into seven groups, depending on their anodizing treatment conditions: constant current mode (350V for group 2), constant voltage mode (155V for group 3), 60 Hz pulse series (230V for group 4, 300V for group 5), and 1000 Hz pulse series (400V for group 6, 460V for group 7). Non-treated native surfaces were used as controls (group 1). In addition, for the purpose of evaluating the effects of thermal treatment, each group was heat treated by elevating the temperature by $5^{\circ}C$ per minute until $600^{\circ}C$ for 1 hour, and then bench cured. Using scanning electron microscope (SEM), porous oxide layers were observed on treated surfaces. The crystal structures and phases of titania were identified by thin-film x-ray diffractmeter (TF-XRD). Atomic force microscope (AFM) was used for roughness measurement (Sa, Sq). To evaluate bioactivity of modified titanium surfaces, each group was soaked in SBF for 168 hours (1 week), and then changed surface characteristics were analyzed by SEM and TF-XRD. Results: On basis of our findings, we concluded the following results. 1. Most groups showed morphologically porous structures. Except group 2, all groups showed fine to coarse convex structures, and the groups with superior quantity of oxide products showed superior morphology. 2. As a result of combined anodization and thermal treatment, there were no effects on composition of crystalline structure. But, heat treatment influenced the quantity of formation of the oxide products (rutile / anatase). 3. Roughness decreased in the order of groups 7,5,2,3,6,4,1 and there was statistical difference between group 7 and the others (p<0.05), but group 7 did not show any bioactivity within a week. 4. In groups that implanted ions (Ca/P) on the oxide layer through current and voltage control, showed superior morphology, and oxide products, but did not express any bioactivity within a week. 5. In group 3, the oxide layer was uniformly organized with rutile, with almost no titanium peak. And there were abnormally more [101] orientations of rutile crystalline structure, and bonelike apatite formation could be seen around these crystalline structures. Conclusion: As a result of control of various factors in anodization (current, voltage, frequency, electrolytes, thermal treatment), the surface morphology, micro-porosity, the 2nd phase formation, crystalline structure, thickness of the oxide layer could be modified. And even more, the bioactivity of the specimens in vitro could be induced. Thus anodic oxidation can be considered as an excellent surface treatment method that will able to not only control the physical properties but enhance the biological characteristics of the oxide layer. Furthermore, it is recommended in near future animal research to prove these results.

나노 크기 매킨나와이트로 코팅된 규사를 이용한 아비산염의 흡착 (Sorption of Arsenite Using Nanosized Mackinawite (FeS)-Coated Silica Sand)

  • 이승열;강정천;박민지;양경희;정훈영
    • 한국광물학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.185-195
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    • 2012
  • 나노 크기 매킨나와이트(FeS)는 높은 환원력, 흡착성, 그리고 비표면적을 지니고 있어, 염소유기물의 분해와 중금속 및 비금속의 제거에 유용하다. 하지만 매킨나와이트 나노입자는 콜로이드 안정성(colloid stability)의 변화로 지하수 흐름에 따라 쉽게 확산되거나, 입자집적(particle aggregation)에 의해 대수층의 공극을 막을 수 있다. 따라서 투과반응벽(permeable reactive barrier)에 적용하기 위해서 적절한 공학적 변형이 필요하다. 본 연구에서는 코팅법을 적용해 나노크기 매킨나와이트를 변형시킴으로써 본래의 반응성을 유지하고 또한 경제적인 투과반응벽의 설치에 활용하고자 한다. 이를 위해 화학적 처리를 하지 않은 규사(non-treated silica sand, NTS)와 화학적 처리에 의해 불순물이 제거된 규사(chemically treated silica sand, CTS)를 사용해 매킨나와이트를 코팅시켰다. 두 규사 모두 약 pH 5.4에서 매킨나와이트가 최대로 코팅되었으며, 이 pH는 (1) 매킨나와이트의 용해도, (2) 규사 및 매킨나와이트의 표면전하(surface charge)에 의해 영향받았다. 최적 pH에서 NTS와 CTS에 의한 코팅량은 각각 0.101 mmol FeS/g, 0.043 mmol FeS/g으로, NTS 표면에 존재하는 산화철 등의 불순물에 의해 매킨나와이트의 코팅이 현저히 증가했다. 한편 혐기성 조건에서 코팅되지 않은 규사 2종과 최적 pH에서 코팅된 규사 2종을 이용해 아비산염(arsenite)의 흡착실험을 실시했다. pH 7에서 코팅되지 않은 NTS와 코팅된 NTS에 의한 아비산염의 상대적 제거율은 아비산염의 초기 농도에 따라 달라졌다. 낮은 농도에서 코팅되지 않은 NTS가 높은 아비산염의 제거율을 보였으나, 높은 농도에서는 코팅된 NTS가 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 이런 차이는 아비산염은 낮은 농도에서 규사 표면에 존재하는 산화물과의 표면배위결합(surface complexation)에 의해 제거되었고, 높은 농도에서 코팅된 매킨나와이트와 반응해 황화비소(arsenic sulfides)로 침전되었기 때문이다. pH 7에서 코팅된 NTS에 비교해 코팅된 CTS는 현저히 낮은 아비산염 제거율을 보였는데, 이는 CTS의 상대적으로 낮은 매킨나와이트 코팅량에 기인했다. 따라서 코팅된 NTS는 코팅된 CTS보다 아비산염의 제거를 위한 투과반응벽의 설치에 더 적합한 물질이며, 특히 아비산염의 오염도가 심한 지하수의 복원에 유용하게 적용될 수 있다.

Hybrid-RBC와 BAF의 조합공정을 이용한 고농도 도축폐수의 처리 특성 (High Strength Slaughter Wastewater Treatment in a Novel Combined System of Hybrid-Rotating Biological Contactor and Biological Aerated Filter)

  • 정찬일;안조환;배우근;김승진
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.77-84
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    • 2011
  • 본 연구에서는 부착/부유 미생물 혼재형 RBC (Rotating Biological Contactor)와 BAF (Biological Aerated Filter) 공정이 가지는 각각의 장점을 조합한 호기성 생물막 처리 시스템을 고안하여 고농도 도축폐수의 처리 특성을 평가하였다. 본 공정은 상당량의 부유 미생물이 함께 있는 RBC와 침전지 그리고 BAF 공정 순으로 구성되었다. 첫 번째 공정인 RBC와 침전지에서는 유기물의 산화, 질소의 질산화/탈질 및 부유물질의 제거가 이루어지며, 후속 공정인 BAF에서는 일부 제거되지 않은 유기물과 질소의 산화 및 부유물질의 여과가 이루어진다. 돈까스 소스(시판용)와 돼지피을 이용하여 모사한 고농도 도축폐수(TCOD $5.2{\sim}40.4g/m^2{\cdot}d$, TN $0.44{\sim}4.17g/m^2{\cdot}d$)의 처리 특성을 평가한 결과, 침전지를 포함한 RBC 공정에서 Soluble COD와 $NH_3-N$의 평균 제거율은 각각 90%와 82% 이상으로 양호하였으나 TCOD와 TN은 Suspended Solid (SS)의 대량 유출과 돼지피에서 기인한 콜로이드 물질 생성 때문에 각각 60%와 69%의 다소 낮은 제거율을 보였다. 후속 공정인 BAF가 잔존 TCOD와 TN을 제거하는 생물 반응조의 역할과 SS를 제거하는 여과기의 역할을 충분히 수행해 약 100 mg/L의 TCOD와 약 140 mg/L의 SS 추가 제거가 가능하였으나, 처리수질은 TCOD 300 mg/L, SS 180 mg/L 그리고 TN 53 mg/L로 상당히 높았다. RBC 유출수에 Polyaluminium Chloride를 투입한 결과, 침전성이 크게 향상되어 RBC+침전지 공정 유출수의 TCOD와 TN은 각각 93.8%, 25.6%의 제거율을 보였으며, BAF 유출수 수질은 TCOD 16.5 mg/L, SS 0 mg/L, NH3-N 12.0 mg/L, TP 1.3 mg/L로 우수하였다. 따라서 별도의 추가 처리공정 없이 본 연구에서 고안한 RBC+BAF 조합공정에 의한 처리만으로 고농도 도축폐수를 성공적으로 처리할 수 있었다.