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전기화학환원에 의한 이산화탄소의 수소화 반응연구 (A study on the electrochemical reduction of carbon dioxide)

  • 심규성;김종원;김연순;명광식
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.8-15
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    • 1998
  • 지구온난화방지를 위한 이산화탄소 고정화 기술로는 주로 접촉수소화에 의한 탄화수소의 제조가 주로 연구, 검토되고 있으나 값비싼 수소의 확보가 큰 걸림돌로 작용하고 있으며, 기타 해조류 합성 등에 의한 생물학적 고정화 방법도 연구되고 있다. 전기화학적 환원에 의한 이산화탄소 고정화 방법은 전해질 용액중 촉매전극으로 전기화학반응을 일으켜 이산화탄소를 메탄, 에탄, 알코올 등으로 전환시키는 것으로 접촉수소화 방법과 같은 원리로 생각할 수 있으나 전기분해와 동시에 수소화 반응을 일으키므로 장치가 간단하고 심야의 잉여전력을 이용할 수 있는 동의 장점으로 최근 연구개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 환원전극으로 구리 및 페롭스카이트($La_{0.8}Sr_{0.2}CuO_3$) 분말을 시료로 하여 제조한 전극을 사용하였고, 기준전극으로는 Ag/AgCl, 상대전극으로는 백금전극을 사용하였다. 전해액은 $KHCO_3$ 수용액에 이산화탄소를 포화시키고 이를 반응조에 순환시키는 연속흐름식 전해환원시스템을 사용하였다. 환원전극의 크기는 $2{\times}2cm$, 상대전극의 크기는 $2{\times}6cm$의 것을 사용하였고, 전해환원 결과 얻어지는 기상의 생성물과 액상의 생성물을 분석하였다. 또한 전해질의 농도, 페롭스카이트 전극의 제조방법에 따라 환원전류의 크기 및 반응생성물의 종류와 발생량을 측정하였다.

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산초유의 지방산 조성과 마우스 혈청 및 간장의 지방산 조성변화 (Fatty Acid Composition of Serum and Liver in Mice and Sancho(Zanthoxylum schinifolium) Seed Oil)

  • 차재영;신승렬;조영수
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.308-312
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    • 2000
  • 산초유 전지질 분획에서 주요 구성지방산 조성은 eicosenoic acid 30.88%, linoleic acid 23.4%, oleic acid 19.94%, palmitic acid 10.52% 순으로 나타났으며, n-9계열 일가불포화지방산이 약 60% 이상을 차지하였다. 또한 산초유의 각 지질 분획의 구성지방산 조성에서는, triglyceride 분획에서 eicosenoic acid가 41.16%로 가장 높았고, 나머지 분획들에서는 oleic acid가 34.32~53.58%로 높게 나타났다. 마우스를 24시간 절식시킨 상태에서 산초유를 마리당 500 mg씩 강제 경구투여 한 후 혈청 및 간장 전지질의 지방산 조성을 투여전, 투여 3시간 및 6시간 후의 경시적인 변화를 관찰한 결과, 혈청 전지질 중의 eicosenoic acid가 투여 전에는 존재가 확인되지 않았으나, 투여 3시간 및 6시간 후에는 경시적으로 유의적인 증가를 보였다. 간장에서도 산초유 투여 6시간 후에 eicosenoic acid의 유의적인 증가가 나타났다. 따라서, 혈청 및 간장 전지질 중의 eicosenoic acid의 증가는 산초 원료유의 섭취 영향과 지방질 대사과정에서 oleic acid로부터의 전환이 시사되어진다. 이상의 결과로부터, 산초유에는 일반 종실유와는 달리 n-9 계열 일가불포화지방산인 eicosenoic acid와 oleic acid가 많이 함유되어 있으며, 마우스의 혈청 및 간장 전지질 중의 지방산 조성의 변화는 경구투여한 원료유 지방산 섭취의 영향을 받는 것으로 시사되어졌다.

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알긴산을 분해하는 해양미생물인 Sphingomonas sp. MJ-3 균주의 올리고알긴산 분해효소의 상동성 모델링 및 특성연구 (Homology Modeling and Characterization of Oligoalginate Lyase from the Alginolytic Marine Bacterium Sphingomonas sp. Strain MJ-3)

  • 김희숙
    • 생명과학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.121-129
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    • 2015
  • 알긴산은 미역이나 다시마 같은 갈조류의 세포벽에 존재하거나 또는 특정 박테리아들이 biofilm을 만들기 위하여 생산하는 L-${\alpha}$-guluronate 및 D-${\beta}$-mannuronate로 구성된 산성다당류이다. 전보에서 보고한 Sphingomonas sp. MJ-3의 외부 분해효소인 올리고알긴산 분해효소(oligoalginate lyase, MJ3-Oal)는 효소단백질의 N-terminal 영역에 내부 알긴산 분해효소인 polyM 분해효소의 단백질 서열과 상동성을 가지고 있었다. 본 실험에서는 MJ3-Oal이 외부 분해효소 활성뿐 만 아니라 내부 분해효소 활성도 함께 가지는 효소인지 알기 위하여 Saccharophagus degradans 2-40T 유래 올리고알긴산 분해효소인 Alg17c의 결정구조와 상동성 모델링을 행하였으며 기질과 수소결합을 할 것으로 예상되는 잔기 중 426번째 아미노산인 tyrosine을 구조가 비슷한 phenylalanine으로 돌연변이시키고 알긴산 분해양상을 wild type과 비교하였다. MJ3-Oal의 FPLC 결과를 보면 처음에는 이당류, 삼당류 등 올리고머가 증가하다가 최종적으로 단당류로 전환되었으나 Tyr426Phe 돌연변이 효소의 FPLC profile은 외부 분해활성만 나타내었다. 또한 $^1H$-NMR spectra 역시 MJ3-Oal은 polyM block 또는 polyMG block의 내부결합을 분해하는 활성을 나타내었다. 이와 같은 결과들은 Sphingomonas sp. MJ-3 유래 올리고알긴산 분해효소는 외부 분해효소 활성 및 내부 분해효소 활성 모두 가질 가능성을 뒷받침해 준다.

왜곡-비트율 추정에 근거한 MPEG-2 비디오의 순방향 비트율 제어 (Forward rate control of MPEG-2 video based on distortion-rate estimation)

  • 홍성훈;김성대;최재각;홍성용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.2010-2024
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    • 1998
  • 비디오 부호화에 있어서 평균화질의 향상뿐만 아니라 이웃한 영상들간에 일관된 화질을 유지하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 MPEG-2 비디오에 대한 왜곡-비트율 추정방식과 이 추정결과를 이용히여 일정 비트율(CBR)로 부호화되는 MPEG-2 비디오가 일관된 화질을 유지하면서도 향상된 평균화질을 얻도록 하는 순방향 비트율 제어방식을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 왜곡-비트율 추정은 부호화에 사용되는 양자화 스텝 크기에 따라한 영상에서 발생하는 비트량과 왜곡을 예측하거나, 역으로 발생하는 비트량이나 왜곡에 대한 양자화 스텝 크기를 예측할 수 있다. 제안된 추정 방식의 장점은 실제의 비디오 부호화 응용에 적용할 수 있을 만큼 계산량이 적고 정확하다는 것이다. 한편 제안된 비트율 제어는 프레임 단위로 왜곡-비트율 추정, 목표 비트 할당, 왜곡 제한 그리고 VBV(Video B Buffer Verification) 제한 절차에 의해서 부호화에 적용할 양자화 파라메터를 결정하고, 이 양자화 파라메터를 적용하여 영상을 부호화 함으로써 일관되고도 향상된 화질을 유지한다. 또한 화면전환이나 기준영상의 화질열화 등에 의하여 화질저하가 오래 지속되는 문제를 B-picture 제거와 기준영상에 대하여 최소 비트량 할당을 보장함으로써 해결한다. 그리고 제안된 순방향 비트율 제어방식과 MPEG-2의 TM5(Test Model 5)에서 제안한 비트율 제어를 비교한 실험 결과들을 통하여 제안된 방식이 영상들 간에 일관된 화질을 유지할 뿐만 아니라 평균화질도 향상 됨을 확인한다.

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태양광 발전시스템이 연계된 배터리 전기추진선박의 국내 유람선 적용에 관한 연구 (A Study on the Application of Domestic ferry to a Battery Propulsion Ship connected with Photovoltaic System)

  • 황준영;전철환;전현민;김종수
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권7호
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    • pp.945-952
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    • 2019
  • 지구온난화 및 대기오염 등 환경문제에 대한 관심이 대두되면서 국제해사기구의 선박 대기오염물질 배출 규제 및 협약이 채택되었으며, 최근 국내에서는 항만지역 등 대기질의 개선에 관한 특별법안이 제정되어 미세먼지 발생량을 줄이고자 다방면으로 노력하고 있다. 이러한 미세먼지 저감대책의 일환으로 노후화된 연안선박의 디젤엔진을 미세먼지 및 배출가스가 없는 배터리 전기추진시스템으로 전환하는 것에 대한 타당성 조사가 활발히 진행되고 있다. 배터리 전기추진시스템은 연료의 연소로 인한 배기가스의 발생이 없으며, 신재생에너지원의 적용이 용이하므로 유럽이나 미국과 같은 선진국에서는 수년전부터 신재생에너지를 적용한 배터리 전기추진시스템이 적용된 소형연안여객선이 운항 중이나 국내에서는 전무하다. 따라서 본 연구에서는 국내 소형연안여객선을 대상선박으로 선정하여 태양광 발전시스템이 연계된 배터리 전기추진선박의 적용 여부에 대해 시뮬레이션을 하였으며, 그에 따른 결과를 바탕으로 배터리 전기추진선박의 적용가능성을 확인하고자 한다.

간흡충에 감염된 실험쥐 담관 섬유모세포의 미세구조적 변화 (Ultrastructural Change of the Bile Duct Fibroblast at Infected Rat with Clonorchis sinensis)

  • 김수진;민병훈
    • Applied Microscopy
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    • 제34권2호
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    • pp.121-130
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    • 2004
  • 동물의 결합조직에 분포하고 있는 섬유모세포 (fibroblast)는 결합조직을 구성하는 세포의 한 종류로서 세포질 돌기들이 잘 발달된 형태적 특징이 있는 것으로 실험쥐 담관의 경우 간흡충 등의 기생충에 의하여 물리, 화학적 상해를 받았을 때 세포변이가 유발될 뿐만 아니라, 담관 암세포로 전이되기도 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 저자 등은 실험쥐의 담관이 기생충에 의한 상해를 받았을 때 섬유모세포의 세포 표면과 세포질의 변화를 알아보고자 실험쥐 담관에서 섬유모세포를 분리하여 전자현미경으로 확인하고 다음과 같은 결과를 얻었다. 대조군 실험쥐 담관의 섬유모세포들은 일반적인 형태로 세포돌기, 세포표면 및 세포질을 구성하고 있었으나 간흡충 감염군 실험쥐 담관의 섬유모세포는 미세소관에 의한 세포질 돌기들이 다수 발달하고 다양한 종류의 포낭형 조면소포체 그리고 세포질에 전자밀도가 높은 다양한 액포, 높은 밀도의 리보좀을 포함하는 조면소포체, 다양한 형태의 과립 및 많은 수의 미세섬유가 관찰되는 형태적 변화가 관찰되었다. 간흡충에 감염된 담관의 섬유모세포는 간흡충에 의하여 상해 받은 세포가 물리화학적 자극에 의한 적응으로 단백질 합성이 증가하며 multi-vesicular 형태의 Golgi복합체가 생성되고, 세포질돌기 형성하는 것으로 확인되었다. 세포질에 광범위하게 분포하는 multi-vesicle은 당말단인 sialic acid를 포함하고 세포내에서 세포표면의 미세융모에 이르기까지 이동하는 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 간흡충 감염 실험쥐로부터 분리된 섬유모세포는 actin단백으로 구성된 세포돌기가 잘 발달하고, 세포내 조면소포체에서 형성된 단백질이 Golgi복합체에서 당말단인 sialic acid로 전환되어 세포표면에 분포하게 된다. 이는 간흡충 감염으로 물리 화학적 자극 자극받은 섬유세포가 미세구조적 변화를 유발하는 것으로 확인되었다.

석탄재를 적용한 시멘트 클링커의 소성온도에 따른 상변화 및 미세구조 변화 고찰 (A Study on the Phase Change and Microstructure Change According to the Sintering Temperature of Cement Clinker Applied with Coal Ash)

  • 유동우;임영진;최상민;이창현
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.553-560
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    • 2021
  • 본 연구에서는 순수시료를 사용한 시멘트 클링커와 석탄재를 7% 적용한 클링커를 1050~1500℃의 온도로 소성하여 소성온도별 시멘트 광물의 함량 변화와 미세구조의 변화를 검토하였다. 시멘트 클링커의 원료로서 석탄재의 적용은 알루미나 및 규산질의 공급원으로 적용이 가능하였으며, 석탄재를 적용한 시멘트 클링커는 1350℃ 이상의 소성온도에서 순수원료를 적용한 시멘트 클링커와 동등 수준의 광물량을 나타내었고, 미세구조 또한 유사한 상태를 나타내어 시멘트 원료로서 석탄재의 활용이 가능함을 확인하였다. XRD-Reitveld 분석에서 1250℃에서 Belite의 최대량이 생성되어 1350℃에서부터 Belite에서 Alite로의 전환이 나타났다. 1350℃에서부터 간극상과 Alite로 추정되는 광물상이 구분되며, 1400℃에서부터 명확하게 구분되었다. 소성온도가 증가함에 따라 결정상의 형상과 경계가 명확해지며, 결정상의 크기도 증가되는 것이 나타났다.

트레드밀 운동이 mutant (N141I) presenilin-2 유전자를 이식한 알츠하이머질환 모델 생쥐 뇌의 Aβ-42, cytochrome c, SOD-1, 2와 Sirt-3 단백질 발현에 미치는 영향 (The Effects of Treadmill Exercise on Cognitive Performance, Brain Mitochondrial Aβ-42, Cytochrome c, SOD-1, 2 and Sirt-3 Protein Expression in Mutant (N141I) Presenilin-2 Transgenic Mice of Alzheimer's Disease)

  • 구정훈;엄현섭;강은범;권인수;염동철;안길영;오유성;백영수;조인호;조준용
    • 생명과학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.444-452
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 PS-2 (N141I) 알츠하이머 형질전환 모델 생쥐를 대상으로 트레드밀 운동이 뇌의 세포질과 미토콘드리아의 $A{\beta}$-42, cytochrome c, SOD-1, 2 and Sirt-3 단백질 발현에 미치는 효과를 알아보는데 있다. 우선 알츠하이머 형질전환 생쥐를 Non-Tg-sedentary (n=5), Non-Tg-treadmill exercise (n=5) 집단과 Tg-sedentary (n=5), Tg-treadmill exercise (n=5) 집단으로 구분하고 트레드밀 운동을 통한 신경보호 효과를 검증하기 위해 Tg와 Non-Tg집단에 12주간 트레드밀 운동을 수행한 후 인지능력을 살펴보고 뇌의 세포질과 미토콘드리아의 $A{\beta}$-42, cytochrome c, anti-oxidant enzymes (SOD-1, SOD-2)와 Sirt-3 단백질을 분석하였다. 먼저 트레드밀운동은 Tg 집단에서 인지능력의 개선을 나타냈으며 미토콘드리아의 $A{\beta}$-42와 세포질의 cytochrome c 단백질의 감소와 항산화 효소인 SOD-1, SOD-2를 유의하게 증가시켰다. 게다가 트레드밀 운동은 모든 집단에서 Sirt-3 단백질의 발현을 증가시켰다. 따라서 트레드밀 운동은 인지능력의 향상과 세포 내 스트레스를 유발하는 $A{\beta}$-42를 억제시켜 알츠하이머 질환을 개선시킬 수 있는 효과적인 방법이라고 생각된다.

영양흐름모형을 이용한 1994년 신지도 해양생태계 해석 (Analysis of Sinjido Marine Ecosystem in 1994 using a Trophic Flow Model)

  • 강윤호
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제16권4호
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    • pp.180-195
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    • 2011
  • 1994년 신지도 해양생태계에서 관측된 자료를 이용 Ecopath 영양흐름 모델을 구축하였다. 모델은 생체량과 먹이 조성 자료를 이용하여 우점종의 개체군 역학, 주요 영양흐름의 경로, 생태적 특성을 해석하여 다른 해양 생태계와 비교하였다. 계를 구성하는 그룹은 17개로서 해조류, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 복족류, 다모류, 이매패류, 극피동물, 갑각류, 두족류, 망둑어, 양태, 홍어, 보구치, 베도라치, 장어, 가자미 및 유기쇄설물을 포함한다. 실험결과 영양단계는 일차생산자와 유기쇄설물로부터 최고 소비자인 가자미 그룹에 이르기까지 1.0~4.0의 범위를 보였다. 계의 총생체량(B)은 0.1 $kgWW/m^2$, 총순일차생산량(PP)과 총통과흐름(TST)은 각기 1.6, 3.4 $kgWW/m^2/yr$이며, TST는 총소비 7%, 총이출 43%, 총호흡(TR) 4%, 총유기쇄설물전환 46%의 합으로 구성된다. PP/TR은 0.012, PP/B는 0.015, 잡식지수는 0.12, 핀순환지수는 0.7%, 평균경로거리는 2.15, 지배용량(A)과 발전용량(C)은 각기 4.1과 8.2 $kgWW/m^2/yr$ bits이며, 상대지배용량(A/C)은 51%를 보였다. 특히 본 연구는 영양상호영향 해석에서 간접적인 경로를 통한 영향을 4가지 형태로 구분하여 기술하였다. 총통과흐름 기운데 총이출이 높은 것은 계가 반폐쇄된 만과 다르게 물질 교환이 크다는 의미이며, 연구해역이 신지도, 조약도, 생일도로 둘러싸인 수로를 통해 강한 조류가 미치는 지역임을 보아 쉽게 알 수 있다. 생태계 이론 및 순환지수 가운데 총생체량, 총통과흐름, PP/TR, 핀순환지수, 평균경로 거리, 잡식지수는 비교적 낮게 산출되었는데, 이는 오덤의 이론에 따라 계가 충분히 성숙하지 못한 근거로 해석되었고, 정보지수인 상대지배용량이 크게 산출된 것은 계가 최대로 발전할 수 있는 용량이 작다는 것으로 해석되었다. 이상의 결과로 보아 연구해역은 영양물질의 외부 유출이 커 계가 발전할 수 있는 가능성은 한정되고 현재 발전하고 있는 단계인 것으로 판단되었다. 본 연구는 신지도 해양생태계의 영양흐름 구조와 생태계 특성을 해석한 시험연구로서 향후 생태계의 변화를 비교하거나 관리에 유용할 것으로 판단된다.

경골어류 시클리드과 크리벤시스(Pelvicachromis pulcher)의 난자형성과정 (The Oogenesis of Kribensis, Pelvicachromis pulcher, Cichlidae, Teleostei)

  • 김동희;장병수;등영건;권중균;이명선;이귀영;이규재
    • Applied Microscopy
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    • 제40권2호
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    • pp.65-71
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    • 2010
  • 경골어류, 시클리드과(Cichlidae)에 속하는 크리벤시스(Pelvicachromis pulcher)의 난자형성과정을 광학현미경으로 관찰한 결과는 다음과 같다. 크리벤시스의 난소는 한 쌍으로 부레와 창자사이에 위치하고 있었으며 황색을 띠었다. 난소의 형태는 장타원형(장축 20 mm, 단축 5 mm)이었다. 초기난원세포는 진한 파란색으로 염색되었으며 발달함에 따라서 난원세포의 세포질은 hematoxylin으로 초기의 난원세포에 비하여 파란색으로 낮게 염색되었으며 핵 안에 여러 개의 인들이 초기시기의 난원세포와 같이 핵막 안쪽에만 배열하는 특징을 보였다 발달함에 따라서 제1난모세포(primary oocyte)는 커졌으며 초기 난원세포에 비하여 색상은 좀 흐려져 보라색에 가깝게 관찰되었고 난막은 관찰되지 않았다. 난황포(yolk vesicle)들은 핵 주변부에는 관찰되지 않았고 세포질의 가장자리에만 국한적으로 형성되기 시작하였다. 제1난모세포가 발달함에 따라서 난황포는 바깥 가장자리에서 안쪽으로 증식되어 핵 쪽으로 이동되었으며 제2난모세포는 세포질이 전체적으로 호산성이었으며 난황포가 세포질 전체에 분포하였다. 일부 난황포는 작은 난황괴를 형성하기 시작하였으나 핵 주변부에서는 난황괴 형성은 많이 이루어지지 않았다. 성숙한 난자는 난자의 크기가 상당히 커졌으며 난황포는 더욱 발달하여 난황괴(yolk mass)를 이루고 있었고 성숙난의 난황괴를 확대한 결과 난황괴속에 염색밀도가 낮은 다각형 또는 타원형의 결정구조물들이 채워져 있었다. 이상과 같이 크리벤시스의 난자형성과정은 난세포의 크기증가, 난황낭의 축적, 세포질 내 염기성 물질이 산성으로 전환 및 난막의 발달로 요약될 수 있으며 일반적인 다른 과의 담수경골어류와 큰 차이는 없는 것으로 확인되었다. 그러나 난황포의 배열방식과 난황괴의 형태는 다른 종과 구별되는 종특이성이다.