• Title/Summary/Keyword: 생물전기화학기술

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An Analysis of Research Productivity by Fields in Science and Engineering (이공계 분야별 연구생산성 분석)

  • Kim, Ki-Hyoung;Seol, Sung-Soo
    • Journal of Korea Technology Innovation Society
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    • v.18 no.1
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    • pp.98-125
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    • 2015
  • This study will show the determinants of research productivity by fields in science and engineering. However, we present the differences between fields by personal attributes, research resources, and research productivities. The data includes 1,383 researchers who participated in the BK21 PLUS program during 2010-2012. The fields are physics, chemistry, biology, mechanics, electricity and electronics and chemical engineering. As for research productivity, 3 indices are used such as the number of papers publicized, patents and combination of papers and patents. As for explanation factors, two kinds of variables are used. The personal factors include sex, age, academic rank, location of affiliation, and country of PhD acquisition, and the resource factors are the number of graduate students, 3 types of research funds such as government fund, industrial fund and overseas fund. This study is unique in several aspects; Dealing with 3 productivity indices, and using massive official data, 6 different fields, and determinants of research productivity. The results are as follows; 1) there is a big difference in determinants by fields. 2) No variables affect the research productivity of all the fields at the same time. 3) In science, the number of determinants are quite low than engineering. 4) The ratio between papers and patents are different by fields. 5) The correlations between paper and patent by fields are different; no relationship in the field of physics and chemistry and positive relationship in the other 4 fields.

Toxicity Analysis of Carbon Nanotubes Based on Their Physicochemical Properties (서로 다른 물리화학적 특성을 갖는 탄소나노튜브(CNT)의 생물학적 독성 분석)

  • Kim, Soo-Nam;Kang, Min-Sung;Han, Young-Ah;Kim, Jae-Hwan;Roh, Jin-Kyu;Kim, Young-Hun;Choi, Sang-Dun;Park, Eun-Jung
    • Clean Technology
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    • v.17 no.3
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    • pp.273-279
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    • 2011
  • The physicochemical properties of manufactured nanomaterials can vary depending upon the methods of manufacture, although the utilized raw materials are same. Hence, the toxicity can also vary based on the methods of nanomaterials manufacture. In this study, we compared the toxicity effect of two types of CNTs (MWCNT, multi-walled carbon nanotube; SWCNT, single-walled carbon nanotube) that differ in length and wall number. In case of MWCNTs, inflammatory responses were more strongly induced in longer groups, whereas body weights more clearly decreased in shorter groups. SWCNT significantly decreased the relative weights of brain and kidney, and the inflow of immune cells and the hematological changes were observed significantly on day 1 and day 7 after exposure, respectively. Our results showed that the length and wall number of CNTs can serve as critical factors in the exhibited inflammation and toxicity.

Trends in Rapid Detection Methods for Marine Organism-derived Toxins (해양 생물 유래 독소의 나노 기술 기반 신속 진단법 개발 동향)

  • Park, Chan Yeong;Kweon, So Yeon;Moon, Sunhee;Kim, Min Woo;Ha, Sang-Do;Park, Jong Pil;Park, Tae Jung
    • Journal of Food Hygiene and Safety
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    • v.35 no.4
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    • pp.291-303
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    • 2020
  • Marine organism-derived toxins have negative effects not only on human health but also in aquaculture, fisheries, and marine ecosystems. However, traditional analytical methods are insufficient in preventing this threat. In this paper, we reviewed new rapid methods of toxin detection, which have been improved by adopting diverse types of nanomaterials and technologies. Moreover, we herein describe the main strategies for toxin detection and their related sensing performance. Notably, to popularize and commercialize these newly developed technologies, simplifying the process of pre-treating real samples real samples is very important. As part of these efforts, numerous studies have reported pretreatment methods based on the antibody-immobilized magnetic nanoparticles, and some cases have applied nanoparticles to enhance the sensing performance by utilizing the intrinsic catalytic activity. Furthermore, some reports have introduced fluorescent nanoparticles, such as quantum dots, to represent the lower detection limits of conventional enzyme-based colorimetric methods and lateral flow assays. Some studies using electrochemical measurements based on aptamer-nanoparticle complexes have also been announced. In addition, as the response to new toxins generated by changes in the marine environment is still lacking, further research on diagnostic and detection is also greatly needed for these kinds of marine toxins and their derivatives.

Grapevine Growth and Berry Development under the Agrivoltaic Solar Panels in the Vineyards (영농형 태양광 시설 설치에 따른 포도나무 생육 및 과실 특성 변화 비교)

  • Ahn, Soon Young;Lee, Dan Bi;Lee, Hae In;Myint, Zar Le;Min, Sang Yoon;Kim, Bo Myung;Oh, Wook;Jung, Jae Hak;Yun, Hae Keun
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.31 no.4
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    • pp.356-365
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    • 2022
  • Agrivoltaic systems, also called solar sharing, stated from an idea that utilizes sunlight above the light saturation point of crops for power generation using solar panels. The agrivoltaic systems are expected to reduce the incident solar radiation, the consequent surface cooling effect, and evapotranspiration, and bring additional income to farms through solar power generation by combining crops with solar photovoltaics. In this study, to evaluate if agrivoltaic systems are suitable for viticulture, we investigated the microclimatic change, the growth of vines and the characteristics of grape grown under solar panels set by planting lines compared with ones in open vineyards. There was high reduction of wind speed during over-wintering season, and low soil temperature under solar panel compared to those in the open field. There was not significant difference in total carbohydrates and bud burst in bearing mother branches between plots. Despite high content of chlorophyll in vines grown under panels, there is no significant difference in shoot growth of vines, berry weight, cluster weight, total soluble solid content and acidity of berries, and anthocyanin content of berry skins in harvested grapes in vineyards under panels and open vineyards. It was observed that harvesting season was delayed by 7-10 days due to late skin coloration in grapes grown in vineyards under panels compared to ones grown in open vineyards. The results from this study would be used as data required in development of viticulture system under panel in the future and further study for evaluating the influence of agrivoltaic system on production of crops including grapes.

Problems of Environmental Pollution (환경오염의 세계적인 경향)

  • 송인현
    • Proceedings of the KOR-BRONCHOESO Conference
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    • 1972.03a
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    • pp.3.4-5
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    • 1972
  • 생활수준이 낮은 단계에 있어서는 우선 식량에 대한 수요가 강하다. 인간의 욕구가 만족스럽게 먹는다는 것에 대하여 제일 강하게 발동하는 것이다 그러나 점차 과학기술과 산업과 경제가 발전하여 성장과정에 오르게 되고 소득수준도 향상하게 되면 시장기구를 통해서 구입 할 수 있는 개인의 물적 소비재에 대해서는 점차 충족하게 되며 식량이외에도 의복, 전기기구 및 일용생활용품, 자동차 등에 이르기까지 더욱 고차원의 소비재가 보급하게 되는 것이다. 이렇게 되며는 사람의 욕구는 사적 재물이나 물적 수요에서 점진적으로 공공재나 또는 질적 수요(주택, 생활환경 등)의 방향으로 움직이게 되는 것으로써 여기에 환경오염 또는 공해문제에 대하여 의식하게 된다. 그러나 여기에서 더욱이 문제점이 되는 것은 소득 수준의 향상 과정이란 그 자체가 환경오염의 커다란 요인이라는 점이며 자동차의 급격한 보급과 생활의 편의성을 구하여 집중되는 도시인구의 집적, 높은 소득을 보장하기 위한 생산성 높은 중화학공업의 발전 등등은 그 자체가 환경권이란 사람이 요구하는 고차원의 권리를 침해하는 직접적인 요인이 된다는 것이다. 이와 같은 환경오염이나 공해문제에 대한 세계적인 논의는 이미 시작된 지 오래이지만 현재는 우리의 건강보호를 위해서나 생활환경의 보전을 위해서라는 점에서는 그치는 것이 아니고, 더욱 넓혀서 자연의 보호, 자원의 보호라는 견지로 확대되고 있다. 이와 같은 세계적인 확대된 이해와 이에 대한 대책강구의 제안은 1968년 국제연합의 경제사회이사회에서 스웨덴 정부대표에 의하여 제시되었으며 1969년의 우- 탄트 사무총장의 인간환경에 관한 보고서, 1970년 Nixon 미대통령의 연두일반교서 그리고 1972년 5월 6일 스웨덴의 스톡홀롬에서 개최되는 인간환경회의의 주제 등을 통해서 알 수 있고, 종래의 공해나 생활환경의 오염문제라는 좁은 개념에서가 아니고 인간환경전체의 문제로 다루고 있는 것이다. 즉 환경개발(도시, 산업, 지역개발에 수반된 문제), 환경오염(인위적 행위에 의하여 환경의 대인간조건이 악화하는 문제) 자연ㆍ자원의 보호관리(지하, 해양자원, 동식물, 풍경경치의 문제)란 3개 측면에서 다루고 있는 것이다. 환경오염이란 문제를 중 심하여 보면 환경을 구성하는 기본적인 요소로서 대기, 물, 토지 또는 지각. 그리고 공간의 사대요소로 집약하여 생각할 수 있음으로 이 4요소의 오염이 문제가 되는 것이다. 대기의 오염은 환경의 오염중 가장 널리 알려진, 또 가장 오랜 역사를 가진 오염의 문제로써 이에 속하는 오염인자는 분진, 매연, 유해가스(유황산화물, 불화수소, 염화수소, 질소산화물, 일산 화염소 등) 등 대기의 1차 오염과 1차 존재한 물질이 자외선의 작용으로 변화발생 하는 오존, PAN등 광화학물질이 형성되는 2차적인 오염을 들 수 있다. 기외 카도미움, 연등 유해중금속이나 방사선물질이 대기로부터 토지를 오염시켜서 토지에 서식하는 생물의 오염을 야기케 한다는 점등이 명백하여지고 있으며 대기의 오염은 이런 오염물질이 대기중에서 이동하여 강우에 의한 침강물질의 변화를 일으키게 되며 소위 광역오염문제를 발생케하며 동시에 토지의 토질저하등을 가져오게 한다. 물의 오염은 크게 내육수의 오염과 해양의 오염의 양면으로 나누어 볼 수 있다. 하천의 오염을 방지하고 하천을 보호하기 위한 움직임 역시 환경오염의 역사상 오래된 문제이며 시초에는 인분뇨와의 연결에서 오는 세균에 의한 오염이나 양수 기타 일반하수와의 연결에서 오는 오염에 대비하는 것부터 시작하였지만 근래에는 산업공장폐수에 의한 각종 화학적유해물질과 염료 그리고 석유화학의 발달에 의한 폐유등으로 인한 수질오탁문제가 점차 크게 대두되고 있다. 이것은 측 오염이란 시초에 우리에게 주는 불쾌감이 크므로 이것을 피하자는 것부터 시작하여 인간의 건강을 지키고 각종 사용수를 보존하자는 용수보존으로 그리고 이제는 건강과 용수보존뿐만 아니라 이것이 농림 수산물에 대한 큰 피해를 주게됨으로써 오는 자연환경의 생태계보전의 문제로 확대전환하고 있는 것이다. ?간 특히 해양오염에 대한 문제는 국지적인 것에만 끝이는 것이 아니고 전세계의 해양에 곧 연결되는 것이므로 세계각국의 공통관심사로 등장케 되었으며 이것은 특히 폐유가 유류수송 도중에 해양에 투기되는 유류에 의한 해양의 유막성형에서 오는 기상의 변화와 물피해등이 막심함으로 심각화 되고 있다. 각국이 자국의 해안과 해양을 보호하기 위하여 조치를 서두르고 있는 현시점에서 볼 때에는 이는 국제문제화하고 있으며 세계적인 국제적 협력과 협조의 필요성이 강조되는 좋은 예라 하겠다. 토양의 오염에 있어서는 대기나 수질의 오염이 구국적으로 토양과 관련되고 토양으로 환원되는 것이지만 근래에 많이 보급사용되는 농약과 화학비료의 문제는 토양자체의 오염에만 그치는 것이 아니고 농작물을 식품으로 하여 섭취함으로써 발생되는 인체나 기타생물체의 피해를 고려할 때 더욱 중요한 것이며, 또 토질의 저하를 가져오게 하여 농림생산에 미치는 영향이 적지 않을 것이다. 지반강하는 지각 에 주는 인공적 영향의 대표적인 것으로써 지하수나 지하 천연가스를 채취이용하기 위하여 파들어 감으로써 지반이 침하 하는 것이며 건축물에 대한 영향 특히 풍수해시의 재해를 크게 할 우려가 있는 것이다. 공간에 있어서의 환경오염에는 소음, 진동, 광선, 악취 등이 있다. 이들은 특수한 작업환경의 경우를 제외하고는 건강에 직접적인 큰 피해를 준다고 생각할 수 없으나 소음, 진동, 관선, 악취 등은 일반 일상시민생활에 불쾌나 불안을 줌으로써 안정된 생활을 방해하는 요인이 되는 것이다. 공간의 오염물로써 새로운 주목을 끌게된 것은 도시산업폐기물로써 이들은 대기나 물 또는 토지를 오염시킬 뿐만 아니라 공간을 점령함으로써 도시의 미관이나 기능을 손상케 하는 것이다. 즉 노배폐차의 잔해, 냉장고등고형폐기물등의 재생불가능한 것이나 비니루등 합성물질로 된 용기나 포장 등으로 연소분해 되지 않은 내구소비재가 이에 해당하는 것으로 이는 maker의 양식에 호소하여 그 책임 하에 해결되어야 할 문제로 본다. 이렇듯 환경오염은 각양각색으로 그 오염물질의 주요 발생원인 산업장이나 기타 기관에서의 발생요인을 살펴보며는 다음과 같은 것으로 요약할 수 있다. A. 제도적 요인 1. 관리체재의 미비 2. 관리법규의 미비 3. 책임소재의 불명확 B. 자재적 요인 1. 사용자재의 선택부적 2. 개량대책급 연구의 미흡 C. 기술적 요인 1. 시설의 설계불량, 공정의 결함 2. 시설의 점검, 보전의 불충분 3. 도출물의 취급에 대한 검사부족 4. 발생방지 시설의 미설치, 결함 D. 교육적 요인 1. 오염물질 방제지식의 결여 2. 법규의 오해, 미숙지 E. 경제적 요인 1. 자금부족 2. 융자상의 문제 3. 경제성의 문제 F. 정신적 요인 1. 사회적 도의심의 결여(이기주의) 2. 태만 3. 무지, 무관심 등이다. 따라서 환경오염의 방지란 상기한 문제의 해결에 기대하지 않을 수 없으나 이를 해결하기 위하여는 국내적 국제적 상호협조에 의한 사회각층의 총력적 대책이 시급한 것이다. 이와 같은 환경오염이 단속된다 하며는 미구에 인류의 건강은 물론 그 존립마저 기대하기 어려울 것이며, 현재는 점진적으로 급성피해에 대하여는 그 흥미가 집중되어 그 대비책도 많이 논의되고 있지만 미량의 단속접촉에 의한 만성축적에 관한 문제나 이와 같은 환경오염이 앞으로 태어날 신생률에 대한 영향이나 유전정보에 관한 연구는 장차에 대비하는 문제로써 중요한 것이라 생각된다. 기외에 우려되는 점은 오염방지책을 적극 추진함으로써 올 수 있는 파생적인 문제이다. 즉 오염을 방지하기 위하여 생산기업체가 투자를 하게 되며는 그만큼 생산원가가 상승할 것이며 소비가격도 오를 것이다. 반면 이런 시책에 뒤떨어진 후진국의 값싼 생산국은 자연 수입이 억제 당할 것이며, 이렇게되면 후진국은 무역경쟁에서 큰 상처를 입게될 것이고 뿐만 아니라 선진국에 필요한 오염물질의 발생이 높은 생산기기를 자연후진국에 양도하게 될 것임으로 후진국의 환경오염은 배가할 우려가 있는 것이다. 또 해양오염을 방지할 목적에서와 같이 자국의 해안보호를 위하여 마련된 법의 규제는 타국의 선박운항에 많은 제약을 가하게 될 것이며 이것 역시 시설이 미약한 약소후진국의 선박에 크게 영향을 미치게 될 것임으로 교통, 해운, 무역등을 통한 약소후진국의 경제성장에 제동을 거는 것이 될 것이다. 이렇듯 환경오염의 문제는 환경자체에 대해서만 아니라 부산물적으로 특히 후진국에는 의외 문제를 던져주게 되는 것임으로 환경오염에 대해서는 물론, 전술한 바와 같이 인간환경전체의 문제로써 Nixon 대통령이 말한 결의와 창의와 그리고 자금을 가지고 과감하게 대처해 나가야 할 것이다.

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The Effects of Storage of Human Saliva on DNA Isolation and Stability (인체타액의 보관이 DNA 분리와 안정도에 미치는 영향)

  • Kim, Yong-Woo;Kim, Young-Ku
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • v.31 no.1
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    • pp.1-16
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    • 2006
  • The most important progress in diagnostic sciences is the increased sensitivity and specificity in diagnostic procedures due to the development of micromethodologies and increasing availability of immunological and molecular biological reagents. The technological advances led to consider the diagnostic use of saliva for an array of analytes and DNA source. The purpose of the present study was to compare DNA from saliva with those from blood and buccal swab, to evaluate diagnostic and forensic application of saliva, to investigate the changes of genomic DNA in saliva according to the storage temperature and period of saliva samples, and to evaluate the integrity of the DNA from saliva stored under various storage conditions by PCR analysis. Peripheral venous blood, unstimulated whole saliva, stimulated whole saliva, and buccal swab were obtained from healthy 10 subjects (mean age: $29.9{\pm}9.8$ years) and genomic DNA was extracted using commercial kit. For the study of effects of various storage conditions on genomic DNA from saliva, stimulated whole saliva were obtained from healthy 20 subjects (mean age: $32.3{\pm}6.6$ years). After making aliquots from fresh saliva, they were stored at room temperature, $4^{\circ}C$, $-20^{\circ}C$, and $-70^{\circ}C$. Saliva samples after lyophilization and dry-out procedure were stored at room temperature. After 1, 3, and 5 months, the same experiment was performed to investigate the changes in genomic DNA in saliva samples. In case of saliva aliquots stored at room temperature and dry-out samples, the results in 2 weeks were also included. Integrity of DNA from saliva stored under various storage conditions was also evaluated by PCR amplification analysis of $\beta$-globin gene fragments (989-bp). The results were as follows: 1. Concentration of genomic DNA extracted from saliva was lower than that from blood (p<0.05), but there were no significant differences among various types of saliva samples. Purities of genomic DNA extracted from stimulated whole saliva and lyophilized one were significantly higher than that from blood (p<0.05). Purity of genomic DNA extracted from buccal swab was lower than those from various types of saliva samples (p<0.05). 2. Concentration of genomic DNA from saliva stored at room temperature showed gradual reduction after 1 month, and decreased significantly in 3 and 5 months (p<0.05, p<0.01, respectively). Purities of DNA from saliva stored for 3 and 5 months showed significant differences with those of fresh saliva and stored saliva for 1 month (p<0.05). 3. In the case of saliva stored at $4^{\circ}C$ and $-20^{\circ}C$, there were no significant changes of concentration of genomic DNA in 3 months. Concentration of DNA decreased significantly in 5 months (p<0.05). 4. There were no significant differences of concentration of genomic DNA from saliva stored at $-70^{\circ}C$ and from lyophilized one according to storage period. Concentration of DNA showed decreasing tendency in 5 months. 5. Concentration of genomic DNA immediately extracted from saliva dried on Petri dish were 60% compared with that of fresh saliva. Concentration of DNA from saliva stored at room temperature after dry-out showed rapid reduction within 2 weeks (p<0.05). 6. Amplification of $\beta$-globin gene using PCR was successful in all lyophilized saliva stored for 5 months. At the time of 1 month, $\beta$-globin gene was successfully amplified in all saliva samples stored at $-20^{\circ}C$ and $-70^{\circ}C$, and in some saliva samples stored at $4^{\circ}C$. $\beta$-globin gene was failed to amplify in saliva stored at room temperature and dry-out saliva.