• 농업과학연구
• /
• 제49권3호
• /
• pp.495-510
• /
• 2022

In this study, fluorescence hyperspectral imaging (FHSI) was used for the rapid, non-destructive detection of fake, manmade eggs from real eggs. To identify fake eggs, protoporphyrin IX (PpIX)-a natural pigment present in real eggshells-was utilized as the main indicator due to its strong fluorescence emission effect. The fluorescence images of real and fake eggs were acquired using a line-scan-based FHSI system, and their fluorescence features were analyzed based on spectroscopic techniques. To improve the detection performance and accuracy, an optimal waveband combination was investigated with analysis of variance (ANOVA), and its fluorescence ratio images (588/645 nm) were created for visualization of the real eggs between two different egg groups. In addition, real and fake eggs were scanned using a one-waveband (645 nm) handheld fluorescence imager that can perform real-time scanning for on-site applications. Then, the results of the two methods were compared with one another. The outcome clearly shows that the newly developed FHSI system and the fluorescence handheld imager were both able to distinguish real eggs from fake eggs. Consequently, FHSI showed a better performance (clearer images) compared to the fluorescence handheld imager, and the outcome provided valuable information about the feasibility of using FHSI imaging with ANOVA for the discrimination of real and fake eggs.

• Journal of Ginseng Research
• /
• 제47권1호
• /
• pp.65-73
• /
• 2023

Background: Age-related macular degeneration (AMD) is a significant visual disease that induces impaired vision and irreversible blindness in the elderly. However, the effects of ginseng berry extract (GBE) on the retina have not been studied. Therefore, this study aimed to investigate the protective effects of GBE on blue light (BL)-induced retinal damage and elucidate its underlying mechanisms in human retinal pigment epithelial cells (ARPE-19 cells) and Balb/c retina. Methods: To investigate the effects and underlying mechanisms of GBE on retinal damage in vitro, we performed cell viability assay, pre-and post-treatment of sample, reactive oxygen species (ROS) assay, quantitative real-time PCR (qRT-PCR), and western immunoblotting using A2E-laden ARPE-19 cells with BL exposure. In addition, Balb/c mice were irradiated with BL to induce retinal degeneration and orally administrated with GBE (50, 100, 200 mg/kg). Using the harvested retina, we performed histological analysis (thickness of retinal layers), qRT-PCR, and western immunoblotting to elucidate the effects and mechanisms of GBE against retinal damage in vivo. Results: GBE significantly inhibited BL-induced cell damage in ARPE-19 cells by activating the SIRT1/PGC-1α pathway, regulating NF-kB translocation, caspase 3 activation, PARP cleavage, expressions of apoptosis-related factors (BAX/BCL-2, LC3-II, and p62), and ROS production. Furthermore, GBE prevented BL-induced retinal degeneration by restoring the thickness of retinal layers and suppressed inflammation and apoptosis via regulation of NF-kB and SIRT1/PGC-1α pathway, cleavage of caspase 3 and PARP, and expressions of apoptosis-related factors in vivo. Conclusions: GBE could be a potential agent to prevent dry AMD and progression to wet AMD.

• 생명과학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.126-136
• /
• 2021

산화적 스트레스에 의한 망막 색소상피 세포의 손상 및 퇴화는 시력 소실을 포함한 다양한 망막질환의 원인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 천연물 유래 14종 단일 성분과 합성 화합물 2종을 대상으로 망막질환 개선 가능성을 평가하기 위해, 사람 유래 망막 색소상피 세포를 대상으로 산화적 스트레스에 의한 세포 손상에 대한 보호 효능을 평가하였다. 그 결과, 16종의 후보물질 중 H2O2에 의해 유발된 세포독성을 개선시키는 효능을 보인 5종(auranofin, FK-509, hemistepsin A, honokiol 및 spermidine)을 선별하였다. 이를 기반으로 H2O2에 의한 미토콘드리아 기능 손상 및 활성 저하 억제능을 평가하였으며, auranofin을 제외한 4종에서 유의한 세포 보호 효능이 관찰되었다. 더불어 H2O2에 의해 유도된 DNA 손상에 미치는 영향을 조사한 결과, FK-506, honokiol과 spermidine이 DNA 손상을 개선시켰음을 확인하였다. 그러나 5종의 후보물질이 활성 산소종의 생성에는 뚜렷한 억제 효능을 나타내지 않았으며, 이는 5종의 후보 물질이 ROS-비의존적 기전을 통해 세포 보호효과를 나타낼 것으로 사료된다. 이상의 결과를 바탕으로, 조사 대상 후보물질 중에서 spermidine이 산화적 스트레스로부터 망막 색소상피 세포의 보호 효능이 가장 우수한 천연물 유래 단일 물질임을 규명하였으며, 동시에 합성물질로는 FK-506이 망막 세포 보호 효능이 우수한 것으로 나타났다. 비록 작용 기전에 대한 추가 연구가 필요하겠지만, 본 연구 결과는 spermidine과 FK-506이 산화적 스트레스에 의한 망막질환의 위험을 억제할 가능성이 있음을 시사한다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.406-411
• /
• 2006

뉴기니아 봉선화(Impatiens hawkeri)는 광조건에 따라 생리적 반응이 매우 민감한 것으로 알려져 있다. 이러한 현상 때문에 신품종 보호 재배심사(DUS test)시 나타나는 여러 증상들이 유전적인 요인에 의한 것인지 혹은 생리적 증상인지를 판단하는데 어려움이 따른다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 뉴기니아 봉선화 'Fishlimp 149'를 비가림 하우스에 정식하고 광도조건에 따른 생육 및 화색발현을 구명하기 위하여 몇 가지 광도조건의 처리를 하였다. 실험결과 대조구 ($1,010{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)에 비해 차광 1($599{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) 및 차광 2($88{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) 처리구에서 초장, 초폭, 잎 크기 및 소화경 등이 현저히 증가되었다. 그러나 가장 광도가 낮은 차광 3($30{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)에서는 오히려 이들이 대조구에 비해 감소되었다. 개화특성 조사에서는 차광 1처리가 화경, 상부 꽃잎폭, 측면 꽃잎폭, 하부 꽃잎길이 등에서 가장 좋은 결과를 보였다. 안토시아닌 함량의 경우 줄기, 잎 및 소화경에서는 차광에 의해 감소되었으나 소화경의 경우 차광 1처리에서 가장 높은 결과를 보였다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 차광 1처리가 뉴기니아 봉선화의 생장특성을 조사하는데 가장 적절한 것으로 판단되며, 생육과정 중 나타나는 안토시아닌 축적은 유전적인 요인이 아닌 환경적인 요인에 의한 생리적인 현상인 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
• /
• 제21권8호
• /
• pp.1142-1148
• /
• 2011

본 실험에서는 발효 홍국마를 기능성식품 소재로의 활용 가능성을 알아보기 위하여 발효 홍국마 분말을 에탄올 용매로 하여 농도별로 추출하고 색소 함량, monacolin K 함량, 총 폴리페놀 함량, DPPH radical 소거활성 및 ACE 저해활성 등을 측정하여 생리활성 효과와 더불어 에탄올을 추출용매로 한 최적의 추출조건을 확립하고자 하였다. 그 결과, 에탄올 농도에 따른 천연색소의 추출량은 에탄올 농도가 50% 일 때 red, orange 및 yellow 색소는 각각 13.48, 11.66 및 12.77 units으로 가장 높게 나타났으며, monacolin K 함량은 에탄올 농도가 75% 일 때 462.78 mg/kg으로 가장 높게 나타났다. 또한, 총 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거활성은 에탄올 농도가 50%일 때 각각 655.63 mg/kg 및 92.8%로 가장 높게 나타났으며, ACE 저해활성의 경우 에탄올 농도 95% 일 때 74.55%로서 가장 높게 나타났다. 이상의 결과를 종합하였을 때 사용목적에 따라서 에탄올 농도를 50% 이상으로 하여 추출하는 것이 각각의 생리활성 효과를 증대 시키는데 있어서 좋을 것으로 사료되며, 특정 생리활성 물질의 생산증대를 위한 방안으로서 발효조건의 최적화를 통하여 수율 증대를 하고자 추가 실험을 진행하고 있다.

• 생명과학회지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.1377-1384
• /
• 2011

Astaxanthin (ATX)은 다양한 생명체에서 생성되는 카로티노이드 색소이다. 본 연구에서는 ATX가 RAW264.7 cell에서 LPS에 의한 inducible nitric oxide synthase (iNOS), nitric oxide (NO), 염증성 사이토카인, nuclear factor-kappa B (NF-${\kappa}B$)와 reactive oxygen species (ROS)의 생성을 억제 시키는 지 또한, superoxide radical 소거능이 있는 지를 조사하였다. iNOS와 NF-${\kappa}B$는 immunoblot analysis로, interleukin (IL)-6와 tumour necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$)는 ELISA 법으로 분석하였다. NO 양은 nitrite의 양을 측정하였고, ROS는 2',7'-dichlorodihydrofluorescin diacetate (DCFH-DA) 법으로 superoxide radical 소거능은 superoxide radical scavenging activity assay로 검증하였다. 100 ${\mu}M$의 ATX 농도에서 LPS로 유도된 NO, IL-6 및 TNF-${\alpha}$ 같은 염증성 사이토카인의 생성 뿐만 아니라 iNOS 및 NF-${\kappa}B$의 발현도 억제되었다. 특히, IL-6 및 TNF-${\alpha}$ 생성에 있어 ATX의 최대 억제율은 각각 65.2% 및 21.2% 이었으며 LPS로 유도된 NF-${\kappa}B$의 전사활성을 억제하였다. 이러한 현상은 세포질에서 핵으로 NF-${\kappa}B$의 전위를 억제하는 것과 관련이 있다. 또한, 25-100 ${\mu}M$의 ATX 농도에서 세포 내 ROS 생성을 억제하였으며, 5 mg/ml 농도의 ATX는 동일농도의 ${\alpha}$-tocopherol에 비해 superoxide radical 소거능이 1.33배 높았다. 이러한 결과들은 ATX가 대식세포에서 ROS 생성 및 NF-${\kappa}B$ 활성을 저해하므로 iNOS의 발현, NO 및 염증성 사이토카인의 생성을 억제하며, 또한 우수한 superoxide radical 소거능을 보유한다는 것을 나타내었다. 결론적으로, ATX가 항염증제 및 항산화제로서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국가시화정보학회 2002년도 마이크로/바이오 가시화기술부문 학술강연회
• /
• pp.51-78
• /
• 2002

A number of research groups worldwide are studying electronic implants that can be mounted on retinal optic nerve/visual cortex to restore vision of patients suffering from retinal degeneration. The implants consist of a neural interface made of biocompatible materials, one or more integrated circuits for stimuli generation, a camera, an image processor, and a telemetric channel. The realization of these classes of neural prosthetic devices is largely due to the explosive development of micro- and nano-electronics technologies in the late $20^{th}$ century and biotechnologies more recently. Animal experiments showed promise and some human experiments are in progress to indicate that recognition of images can be obtained and improved over time. We, at NBS-ERC of SNU, have started our own retinal implant project in 2000. We have selected polyimide as the biomaterial for an epi-retinal stimulator. In-vitro and in-vivo biocompatibility studies have been performed on the electrode arrays. We have obtained good affinity to retinal pigment epithelial cells and no harmful effect. The implant also showed very good stability and safety in rabbit eye for 12 weeks. We have also demonstrated that through proper stimulation of inner retina, meaning vision can be obtained.

• 한국식품과학회지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.63-69
• /
• 2008

오디 와인의 제조를 위한 최적 발효 조건을 선정하였으며, 발효 중 이화학적 특성 및 anthocyanin 색소의 함량 변화를 조사하였다. 오디 원료의 일반 성분은 수분 83.75%, 조단백질 1.95%, 조지방 0.22%, 회분 0.97%이었으며, pH 4.56, 적정산도 0.50%, 가용성 고형분 13.0 $^{\circ}Brix$, 색도는 명도(L) 8.96, 적색도(a) 6.55, 황색도(b) 4.96으로 나타났다. 주요 유리당으로 fructose와 glucose가 검출되었으며, 주요 유기산으로 citric, malic, succinic acid가 검출되었다. 시험에 사용한 4종 효모 모두 오디 과즙에서 정상적인 알코올 발효를 하였으며, Saccharomyces cerevisiae KCCM 12224로 발효한 오디 와인의 에탄올 생성량과 적색도가 각각 11.0%와 3.60로서 가장 높았다. 가용성 고형분 24 $^{\circ}Brix$와 $26^{\circ}C$에서 발효시 에탄올 생성량, 적정산도 및 적색도 등에서 우수한 특성을 나타냈다. 오디와인의 발효 초기 주요 유리당은 sucrose, fructose 및 glucose 이었으며, 발효기간에 따라 현저히 감소하였다. 유기산 중 citric acid의 함량은 발효 기간 중 비슷하게 유지되었고, malic acid는 감소하였으며, lactic acid와 succinic acid는 증가하였다. 오디 와인의 주요 anthocyanin 색소는 cyanidin-3-glucoside(C-3-G)와 cyanidin-3-rutinoside(C-3-R)가 검출되었으며, C-3-G의 함량은 발효 초기 195.95mg%에서 발효 2일째 15.37 mg%로 급격한 감소를 보였으며, C-3-R은 발효 기간중 점차 감소하여 발효 10일째 45.53 mg%를 나타냈다. 이상의 결과로부터, 오디 와인 제조를 위하여 오디 마쇄액에 $K_2S_2O_5$ 200 ppm을 처리하고, 설탕으로 24 $^{\circ}brix$로 보당한 후 S. cerevisiae KCCM 12224 배양액 3%(v/v)를 접종하여 $26^{\circ}C$에서 8일 동안 발효하는 것이 최적 조건인 것으로 나타났다.

• 대한화장품학회지
• /
• 제46권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 2020

피부에는 여러 종의 미생물들이 군집을 이루며 서식하고 있고, 서로 상호작용을 하며 균형을 유지하고 있다. 하지만, 여드름, 건선 및 아토피 피부염과 같은 질병 상태에서는 피부 미생물의 균형이 깨져 건강한 피부와는 다른 미생물 군집 구성을 보인다. 피부 미생물 군집 구성의 조절은 이러한 피부 질환에 대한 잠재적인 치료 방법이 될 수 있다. Quorum sensing (QS)은 세포간 전달인자로, QS을 조절하면 유해균의 바이오필름 형성이나 효소 분비등을 억제할 수 있고, 이 역시 피부 미생물 군집 구성에 영향을 준다. 이번 연구에서는 아모레퍼시픽의 특허 성분인 유산균 발효 용해물(Lactobacillus plantarum APsulloc 331261, KCCM 11179P 이용)의 QS억제능력 및 피부 유익균과 피부 유해균의 생장에 미치는 영향을 확인하였다. 유산균 발효 용해물 10 ㎍/mL 처리시, QS에 의해 제어되는 Chromobacterium violaceum의 자주색 안료 생산을 대조군 대비 27.4% 감소시켰다. 또 피부 유익균인 Staphylococcus epidermidis의 생장을 대조군 대비 12% 증가 시켰고, 피부 유해균인 Pseudomonas aeruginosa의 생장을 38.5% 감소, 바이오필름 형성을 17.7% 감소시켰다. S. epidermidis를 같은 속(genus)에 포함되어 있는 대표적인 피부 유해균 Staphylococcus aureus와 함께 공배양 하였을 때 S. epidermidis의 생장은 대조군 대비 134% 증가시켰고, S. aureus의 생장은 13% 억제시켰다. 이러한 결과들을 종합하였을 때 L. plantarum APsulloc 331261을 이용한 발효 용해물은 피부 미생물의 균형을 조절해 줄 수 있는 화장품 원료로 유용하게 사용 될 수 있다고 사료된다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.351-359
• /
• 2010

식물공장 내 생육과 안토시아닌 함량을 동반 제고시킬 수 있는 최적 광조사 방법을 구명하고자 적색광과 청색광의 비율 및 단기간 광질변화 조건을 달리하여 어린잎 상추의 생육 및 안토시아닌 색소발현 양상을 비교 평가하였다. 적색광 단일파장에서 어린잎 상추의 생육이 가장 좋았으며 혼합광, 청색광 및 형광등의 순으로 생육이 억제되었다. 어린잎 상추의 엽내 총 안토시아닌 함량은 청색광과 적색광의 혼합광(R57-B43) 처리에 의해 적색광 단일광원 조건에 비해 4.1배, 형광등(FL) 조건에 비해 6.9배 각각 증가되었다. 청색광의 혼합비율이 43%까지 순차적으로 높아짐에 따라 생육은 억제되었으나 상대 엽록소 함량과 적색도의 발현은 크게 증가하는 경향을 보였다. 수확전 9일간 적색 단일광으로의 광질변환시 생육은 크게 증진된 반면 색소는 급격하게 소실되었으며 반대로 혼합광으로의 광질변환시에는 생육속도는 감소한 대신 안토시아닌 색소함량은 형광등과 적색광에 비해 크게 높아졌다. 따라서 수확 전의 단기간 광질변환 시 적색광의 비율이 높은 광원조건에서 생육을 촉진시킨 후 적색과 청색의 동등 혼합광원으로 변환할 경우 생산성을 유지하면서 고품질의 고색도 상추를 생산할 수 있을 것으로 판단되었다.