• 산업식품공학
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• 제15권4호
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• pp.388-397
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• 2011

본 연구에서는 추출시간을 단축시키고자 Ultrasound-Assisted Extraction(UAE)를 이용한 전처리 추출공정을 수행 후 기능성 성분 추출 시 시료에 대한 용매비와 추출 온도, 추출 시간의 영향을 알아보기 위하여 용매비는 10-30 mL/g, 추출온도 60-100$^{\circ}C$, 추출시간 2-6시간으로 하여 각 조건에서 추출함량을 측정하였으며 최적 추출 조건을 구하기 위해 반응표면 분석을 실시하였다. 그 결과, 미강의 기능성 성분의 추출 시 추출온도에 가장 영향을 많이 받았으며 추출시간은 크게 영향을 받지 않았다. 시료에 대한 용매비는 추출온도 다음으로 종속변수에 비교적 유의하게 영향을 주었다. 총페놀함량의 추출조건은 시료에 대한 용매비 17.43, 추출온도 82.13$^{\circ}C$, 추출시간 3.76시간일 때 최대값 176.57 mg GAE/100g을 나타내었고, 총플라보노이드 함량은 18.32 mL/g, 77.51$^{\circ}C$, 2.04시간일 때 291.09 mg/ 100 g으로 최대값을 나타내었다. 전자공여능은 14.37 mL/g, 78.46$^{\circ}C$, 2.87시간일 때 94.34%로 최대값을 나타내었다. Ferulic acid의 추출조건은 시료에 대한 용매비 17.71 mL/g, 추출 온도 80.58$^{\circ}C$, 추출시간 3.62시간일 때 최대값 265.18 mg/100 g으로 예측되었고, $\gamma$-oryzanol은 시료에 대한 용매비 16.39 mL/g, 추출온도 76.45$^{\circ}C$, 추출시간 3.41시간 에서 최대값 226.46 mg/100 g을 나타났다. $\alpha$-toopherol은 시료에 대한 용매비 25 mL/g, 추출온도 79.18$^{\circ}C$, 추출 시간 5.73시간일 때 최대값 9.71 mg/100 g을 나타내었다. 흑미 미강의 기능성 성분의 최적 추출 조건을 예측하기 위하여 각 종속변수에 대한 각각의 contour map을 superimposing을 한 결과 시료에 대한 용매비 20.35mL/g, 추출 온도 79.4$^{\circ}C$, 추출 시간 2.88시간으로 나타났다. 이 조건에서 실험한 결과 각각 종속변수들의 예측값과 실제값이 유사하게 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.325-331
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• 2019

상추는 가장 선호하는 녹색 채소 중 하나이다. 상추는 폴리페놀성 화합물을 비롯한 다양한 성분을 함유하고 있으며, 항균, 항산화, 항염증 등의 생리활성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 건조상추의 에탄올 추출물(DLE)을 제조하고 이들의 항염증 활성을 연구하였다. DLE의 항염증 활성을 측정하기 위하여 LPS로 활성화된 마우스 대식세포 RAW 264.7 세포주에서 nitric oxide (NO) 생성을 측정하였다. DLE는 세포주의 생존에는 영향을 미치지 않으면서 NO 생산을 현저하게 저해하였다. DLE에 의해 염증 유전자인 iNOS와 COX-2의 유전자와 단백질의 발현이 모두 감소하였으며, 6개의 염증관련 cytokine 유전자($IL-1{\alpha}$, $IL-1{\beta}$, IL-1F6, $TNF-{\alpha}$, CSF2, 그리고 CXCL10)의 발현이 모두 감소하였다. 또한, DLE의 처리는 MAPKs 경로의 인산화를 모두 저해하였으며, $NF-{\kappa}B$ p65의 핵으로의 이동을 저해하였다. 이러한 결과는 DLE의 항염증 활성은 MAPKs 경로와 $NF-{\kappa}B$ 경로를 조절함으로써 이루어짐을 시사한다. 또한, DLE는 농도의존적으로 reactive oxygen species (ROS)의 생산을 저해하였으며, hemeoxygenase-1 (HO-1) 단백질의 발현을 증가시켰으며, HO-1의 전사조절인자인 Nrf2의 핵으로의 이동을 증가시켰다. 결론적으로, 이러한 연구결과는 DLE가 염증관련 유전자의 발현을 감소시키며, MAPKs, $NF-{\kappa}B$, 그리고 Nrf2/HO-1 등 다양한 경로를 조절함으로써 항염증 활성을 가지는 것을 제시한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권6호
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• pp.486-491
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• 2009

우리나라 주요 바이오에너지 작물인 밀, 유채, 보리, 옥수수, 고구마를 대상으로 그 에너지화 하는 잠재적 가치를 평가하기 위하여, 바이오매스 생산량과 생산 열량을 조사 분석하였고, 작물재배기간 동안 투입 및 생산요인을 작물간에 분석하였다. 바이오매스 생산량은 작물별 조사한 결과와 농림통계연보에 있는 데이타와는 차이가 있었으며, 특히 작물간 및 품종간에도 차이가 있었다. 본 연구에서는 작물별 직접 조사한 결과를 이용하여 바이오매스량, 총 생산열량 등을 비교분석하였다. 바이오매스 생산량에 대하여 주요 에너지 이용 부위만 고려할 때 고구마가 가장 많았고, 지상부의 곡류부위를 포함한 총 바이오 매스는 옥수수(강다옥)가 많은 것으로 나타났다. 부위별 열량을 비교해 보면 바이오 에탄올의 주 원료가 되는 밀, 옥수수 등은 $3,879{\sim}4,317cal\;g^{-1}$으로 비슷한 값을 보였으나, 바이오 디젤의 주 원료로 사용되는 유지작물인 유채의 씨(에너지 이용부위)는 $6,673{\sim}6,725cal\;g^{-1}$으로 가장 높게 나타났다. 단위면적당 총 생산 열량은 총바이오매스가 가장 많은 옥수수의 강다옥이 $8,263kcal\;m^{-2}$ 으로 가장 높게 나타났다. 옥수수의 경우 영농에 필요한 투입이 가장 많았으며 생산량 가장 많은 것으로 나타났다. 고구마는 투입 요소가 전반적으로 보통임에도 불구하고 생산요인은 높은 것으로 나타났다. 추후 대상작물을 확대하여 조사할 필요가 있으며, 우리나라의 좁은 농경지 면적을 감안하여 효율적 이용 측면도 고려하여 적절한 바이오에너지 작물을 선발할 필요가 있다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제54권4호
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• pp.238-243
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• 2011

본 연구에서는 채진목(Amelanchier asiatica)의 항산화 활성과 xanthine oxidase, angiotensin converting enzyme 그리고 elastase 저해활성 등의 생리활성 효과를 조사해 보았다. 채진목 열매추출물에는 17.6 mg/g의 페놀성 물질이 함유되어 있으며, 추출물의 항산화 활성 실험에서 전자공여능은 채진목 열매 추출물을 $50{\mu}g/mL$ 이상으로 처리했을 때, 50% 이상의 효과를 보였으며, $200{\mu}g/mL$ 이상 처리 하였을 때는 90% 이상의 전자공여능을 보였다. 또한 ABTS [2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid] radical cation decolorization 측정과 thiobarbituric acid reaction substance 측정에서도 각각 $200{\mu}g/mL$ 이상 처리하였을 때, 98%와 73%의 우수한 항산화력을 보였으며, antioxidant protection factor 측정에서는 1.03 PF의 효과를 보였다. XOase 저해활성 측정에서는 $200{\mu}g/mL$이상 처리하였을 때, 15% 이상의 저해활성을 나타냈으며, ACE 저해 활성에서는 $150{\mu}g/mL$에서 50% 이상, $200{\mu}g/mL$에서 82% 이상의 우수한 저해활성을 확인할 수 있었다. Elastase 저해활성에서는 50, 100, 150, $200{\mu}g/mL$첨가 시 각각 3.9, 18.8, 32.1, 41.3%의 저해율을 보여 농도가 증가함에 따라 그 효과 또한 증가함을 알 수 있었다. 또한 대조구인 Vit C가 $200{\mu}g/mL$ 첨가 시 12.6%의 낮은 저해율을 보여 상대적으로 그 효과의 우수함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 채진목의 항산화 활성 및 통풍과 고혈압, 주름개선에 도움을 줄 수 있는 기능성 식품 및 기능성 화장품의 개발 가능성이 확인되었으며, 안전한 천연 기능성소재로서의 활용을 기대 할 수 있게 하였다.

• 생명과학회지
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• 제24권8호
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• pp.851-859
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• 2014

본 연구에서는 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (DNCB)에 의해 유도된 아토피성 피부염 마우스 모델에서 고삼, 감초 및 백선피 추출물과 그들 복합 추출물(GGB)의 항아토피 효능을 평가하였다. 아토피성 피부염의 병리학적 형태인 홍반, 귀부종, 부종, 각질과 상처는 복합 추출물 중 고삼, 감초 및 백선피 추출물이 3:1:1로 혼합된 GGB-1 처리군에서 다른 시료 처리군들에 비하여 유의적인 억제 효능을 나타내었다. 또한 면역 기관인 비장의 무게도 GGB-1 처리군에서 감소하였고, 간의 무게는 정상군과 시료 처리군의 값이 유사한 결과를 나타내었다. 아울러 GGB-1 처리군에서 비만 세포의 침윤이 감소되었으며, 혈청 중 IgE의 농도 역시 GGB-1 처리군에서 가장 낮은 값을 보였다. 비록 단일 한약재와 그들의 혼합물 처리군에서는 면역 사이토카인(IFN-${\gamma}$, IL- 1, 4, 5, 6, 13, $1{\beta}$, and TNF-${\alpha}$) 의 값이 유의적으로 감소되었으나, 여러 가지 결과들을 종합하여 볼 때 고삼, 감초 및 백선피 추출물이 3:1:1로 혼합된 복합 추출물인 GGB-1이 아토피성 피부염의 개선에 효과적인 약물로 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권9호
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• pp.1333-1339
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• 2011

뽕잎(Morus alba leaves)의 생리활성을 증강시키기 위하여 solid-state culture 방법을 이용하여 노루궁뎅이버섯 균사체(Hericium erinaceum)를 뽕잎에 배양하여 조제한 노루궁뎅이버섯 균사체-뽕잎발효물(MA-HE)을 열수(MA-HE-HW)와 에탄올(MA-HE-E)로 추출하였다. MA-HE의 용매 추출물 중 MA-HE-HW는 $100\;{\mu}g$/mL의 시료농도에서 시료대조군인 비발효 뽕잎 또는 액체배양으로 얻은 노루궁뎅이 균사체 종균의 열수추출물(MA-HW와 HE-HW)보다 증강된 마이토젠 및 장관면역활성을 나타내었다(각각 saline 대조군의 1.41과 1.52배). 한편, LPS로 자극한 RAW 264.7 murine macrophage에서 염증반응에 중요하게 관여하는 매개인자인 nitric oxide, tumor necrosis factor-${\alpha}$, interleukin-$1{\beta}$ 및 IL-6의 생성 억제효과를 확인한 결과, MA-HE-E는 $1,000\;{\mu}g$/mL의 농도에서 LPS 처리군 및 시료대조군보다 유의적으로 증강된 항염증활성을 나타내었다(LPS 처리군의 45.1, 41.3, 70.2와 55.7% 억제). 또한, RAW 264.7 세포에 대하여 노루궁뎅이버섯 균사체-뽕잎발효물의 MA-HE-HW와 MA-HE-E는 $1,000\;{\mu}g$/mL의 고농도에서도 독성을 나타내지 않았으나 시료대조군 중 에탄올추출물인 HE-E와 MA-E는 각각 80.1과 30.7%의 세포생존률을 나타내어 독성이 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 solid-state culture를 이용한 노루궁뎅이버섯 균사체의 뽕잎발효는 비발효 뽕잎보다 면역활성 및 항염증활성을 증가시킬 뿐만 아니라 독성을 감소시키는데 중요하게 작용하고 있어 균사체 발효과정에서 뽕잎에 생물학적인 전환과정이 일어나고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권5호
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• pp.581-591
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• 2017

약용식물의 장기 저장을 위한 위생처리법으로 감마선 조사처리의 적용 가능성을 확인하고자 한국산 약용식물인 곽향에 감마선 조사처리 후 항산화 효능 및 생리활성 변화에 미치는 영향을 검토하였다. 먼저 곽향의 감마선 조사처리에 따른 조사 판별 마커 확인을 위해 광자극발광법(PSL), 열발광분석법(TL), 전자스핀공명법(ESR)을 이용하여 조사처리 여부를 확인하였으며, 그 결과 비조사구 0 kGy와 조사구 5 kGy, 10 kGy에서 조사선량에 따라 명확하게 패턴의 차이를 나타내어 음성 시료와 양성 시료로 판단할 수 있었다. 따라서 약용식물인 곽향의 위생처리 및 장기 보존을 위한 감마선 조사처리 시 PSL, TL, ESR 시험 검지법을 적용하여 감마선 조사 여부 판별이 가능한 것을 입증하였다. 감마선 조사처리에 따른 유용성분의 추출 수율 비교를 위해 물과 에탄올을 용매로 하여 비조사구 0 kGy와 조사구 10 kGy의 total phenolics 함량을 비교한 결과, 감마선 조사처리에 따라 열수 및 에탄올 추출물 모두 감마선 조사처리에 따라 추출 수율이 증대되는 것을 확인할 수 있었다. Total phenolics 추출 수율이 가장 우수한 열수 추출물과 50% 에탄올 추출물을 이용하여 total phenolics 농도를 각각 $50{\sim}200{\mu}g/mL$로 조절하여 항산화 및 생리활성 변화를 비교 검증하였다. 수용성 물질의 항산화 활성 확인을 위한 DPPH 라디칼 저해 효과와 ABTS 라디칼 저해 효과를 비교한 결과, 열수와 50% 에탄올 추출물 모두 감마선 조사처리에 의한 효능 변화 폭이 높게 나타나지 않았다. 지용성 물질의 항산화 활성 확인을 위한 antioxidant protection factor 효과에서도 감마선 조사처리가 효능의 변화에 크게 영향을 미치지 않았으나, TBARS 저해 효과에는 감마선 조사처리에 의해 열수 및 50% 에탄올 추출물 모두 유의적으로 곽향의 TBARS 저해 효과를 증대시키는 양상을 나타내었지만 그 변화 폭은 크지 않았다. 이상의 결과를 통해 감마선 조사처리가 곽향의 항산화 효능 변화에 크게 영향을 주지 않는 것으로 판단되며, 곽향이 지닌 고유의 항산화력을 일부 보전하는 것으로 판단되었다. 감마선 조사처리에 따른 xanthine oxidase 억제 효과를 비교한 결과는 항산화력과 유사하게 효소 억제 활성에 유의적인 변화를 주지 않는 것으로 나타났다. 반면 감마선 조사처리에 따른 ${\alpha}-amylase$ 억제 효과를 비교한 결과는 곽향 열수 추출물 $200{\mu}g/mL$ phenolics 농도에서 10 kGy 조사처리 시 63.57%의 저해율을 보여주었으며, 비조사구 0 kGy에 비해 저해율이 23.26% 증가하는 양상을 나타내어 감마선 조사처리에 따라 ${\alpha}-amylase$ 억제 효과가 유의적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 바탕으로 곽향의 위생처리를 위한 10 kGy의 감마선 조사처리 시 곽향 열수 및 50% 에탄올 추출물의 항산화 활성에 유의적인 변화를 일으키지 않는 것을 확인하였으며, 감마선 조사처리가 곽향이 지닌 고유한 기능성을 보전하거나 소폭 증대시켜 긍정적인 영향을 미치는 것으로 생각하였다. 따라서 본 연구결과가 감마선 조사처리 기술의 기능성 소재 개발 연구에 적용하기 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.663-672
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• 2016

벌 사상자[Cnidium monnieri (L.) Cusson]는 중국과 한국에 분포하는 일년생 초본으로, 화농성피부염 및 여성의 생식기 질환의 치료에 널리 사용되고 있다. 이 외에도 면역기능개선과 천식 등에 대한 효과는 보고된 바 있으나 아직까지 암과 관련된 연구는 많이 이루어지지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 인간 대장암 세포인 HCT116 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물(CME)의 apoptosis 및 세포주기정지 유도 효과에 대하여 알아보고자 하였으며, 이러한 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로의 조절을 통하여 이루어지는지 확인하고자 하였다. MTT assay와 LDH assay 결과, 벌 사상자 에탄올 추출물에 의하여 HCT116 세포의 세포생존율이 감소하였으며, 세포독성효과가 나타났다. 또한 벌 사상자 에탄올 추출물의 농도의존적으로 apoptotic body의 수와 apoptosis 비율이 증가하였으며, G1기에서 세포주기정지 유도 효과가 관찰되었다. 세포의 성장과 증식 및 분열에 관련된 단백질인 Akt는 mTOR, p53, GSK-3β와 같은 신호단백질들의 발현을 조절하는 것으로 보고되었다. 벌 사상자 에탄올 추출물을 처리하였을 때, Akt와 mTOR 단백질의 인산화가 저해되었으며, 이에 따라 하위 신호조절 단백질인 GSK-3β, Bcl-2 family, Caspase-3, PARP의 발현이 조절되었다. 또한 Akt와 GSK-3β, mTOR 저해제 처리를 통하여 CME에 의한 apoptosis 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로를 통하여 이루어지는 것을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구를 통하여HCT116 대장암 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물이 암세포의 apoptosis 및 세포주기정지 유도에 효과적임을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제32권8호
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• pp.633-640
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• 2022

케나프(Hibiscus cannabinus L.)는 척박한 건조 토양이나 습한 습지에서도 빠른 성장을 나타내어 섬유용, 제지용, 사료용, 식품용 및 환경 정화용 식물로 각광받고 있다. 국내에서는 전량 수입되어 온 케나프 종자를 대체하기 위해 국내 채종가능한 장대 품종이 최근 개발되어 재배되고 있으나 외국산 종자와 장대 종자의 생리활성 비교 평가는 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 8종의 외국산 케나프 품종과 신품종 장대의 종자를 대상으로 에탄올 추출물을 제조하고 이들의 항혈전 활성, 항산화 활성 및 항당뇨 활성을 평가하였다. 케나프 종자 추출물의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과, 장대 종자 추출물이 각각 14.4 mg/g 및 5.3 mg/g을 나타내어 외국산 품종의 종자 추출물보다 월등히 높은 함량을 보였다. 항혈전 활성평가를 위한 트롬빈 저해활성 측정에서는 IT 181215 및 IT 207877 종자 추출물에서 용매 대조구보다 1.92배 및 1.88배 증가된 thrombin time을 보였으며, 프로트롬빈 저해활성 평가에서는 홍마 종자 추출물을 제외한 모든 추출물에서 유사한 1.36~1.56배 증가된 prothrombin time을 보였다. 혈액응고인자 저해활성 평가에서는 IT 207886 종자 추출물에서 가장 강력한 3.04배 증가된 aPTT를 보였다. 장대 종자 추출물은 각각 1.46배, 1.38배, 2.37배 증가된 TT, PT, aPTT를 우수한 항혈전 활성을 보였다. 장대 종자 추출물은 ABTS 양이온 및 nitrite 소거능의 RC₅₀값이 0.48 및 0.27 mg/ml으로 외국산 종자 추출물보다 우수한 항산화 활성을 보였다. 또한, α-glucosidase 저해활성 측정에서 장대 및 IT 181215 종자 추출물은 0.5 mg/ml 농도에서 10.3~10.6%의 저해활성을 보여 다른 품종의 종자 추출물보다 우수하였다. 본 연구결과는 케나프 품종별 종자 추출물의 항혈전, 항산화 및 항당뇨 활성에 대한 최초 보고이며, 케나프 신품종 장대 종자를 이용한 고부가가치 생물소재 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 분석과학
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• 제33권3호
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• pp.151-158
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• 2020

일반적인 음료처럼 주변에 손쉽게 구할 수 있는 알코올(술)은 남용 및 중독 섭취로 인하여 사망에 이를 수 있을 만큼 유해한 물질이므로 적정량의 음주량을 유지하고 올바른 음주습관을 가지는 것이 중요하다. 뿐만 아니라 적정량 이상의 알코올을 장기간 섭취함으로써 야기될 수 있는 행동장애 및 판단장애로 인해 일어나는 사건 또한 상당하므로, 각종 사건, 사고에서 관련자가 음주 상태였는지, 그리고 관련자의 알코올 중독 여부를 확인하는 것이 법과학적으로 매우 중요하다. 현재 우리나라에서는 혈액이나 뇨에서 알코올 농도 혹은 알코올 대사체인 ethyl glucuronide (EtG)를 검출하는 것으로 알코올 섭취 여부를 판단하고 있다. 하지만 혈액이나 뇨에서 알코올이나 EtG를 검출하는 것은 검출 가능 시간이 짧기 때문에 비교적 최근 음주에 대한 정보만을 알 수 있다는 한계가 있다. 그러므로 오랫동안 알코올 대사체가 존재할 수 있는 모발에서 EtG를 검출하여, 장기간의 음주 여부와 주취 정도를 분석하고 알코올 중독 여부를 진단하고자 하였다. 이번 연구에서는 지속적인 음주를 하는 한국인의 모발 시료를 대상으로, 일관성 있으면서 효율적으로 모발에서 EtG를 추출 및 전처리 하는 방법을 정립하고 이를 LC-MS/MS를 이용하여 정성 정량하는 분석법을 확립하였으며, 평소 음주를 하는 사회 음주자의 실제 모발과 만성 알코올 중독이 의심되는 변사자의 모발을 대상으로 EtG를 분석해 보았다. 이 연구 결과는 한국인의 알코올 중독 진단 및 치료 과정에서 금주를 모니터링 하는 데 유용할 뿐만 아니라, 양육권 관련 법적 절차나 운전면허 재발급 및 갱신 등을 위한 절차에 근거로 응용할 수도 있을 것이다. 또한 변사자들의 알코올 남용에 대한 확실한 객관적 지표를 제공함으로써 보다 명확한 사인을 규명하는데 법과학적 응용 가능성이 기대된다.