Cs-137 (반감기 : 30.17년)과 더불어 중요한 원자력발전소 주변 환경감시대상 방사성 핵종 가운데 하나인 순수한 베타방출체인 Sr-90 (반감기 : 28.8년)에 대한 신속하고 용이한 모니터링 방법을 연구하였다. 스트론튬은 칼슘과 같은 2족 알칼리 토금속에 속해 있어서 전자배치나 크기가 비슷하며 최외각전자를 2개 가지고 있기 때문에 화학적으로 칼슘과 치환될 수 있다. 이러한 유사한 화학적 성질로 인해서 환경으로 유출시 물, 토양 및 농작물을 통한 먹이사슬을 거쳐서 인체로 쉽게 유입될 수 있으며, 인체 유입 시 뼈에 쉽게 침적되어 장기간 (생물학적 반감기 : 약 50년) 동안 독성을 유발한다. 스트론튬은 매우 환원성이 있고 특이 반응으로 습식분석이 어려우며, 특히 원자력발전소에서 감시하고 있는 방사성 스트론튬은 복잡한 분석절차, 고가의 분석 장비 사용 및 화학 전처리약품 다량 사용 등으로 분석의 정확도 저하는 물론 고비용에 따른 문제를 안고 있다. 따라서 펄스에너지를 사용하여 시료에 플라즈마를 생성시켜 고유 스펙트럼을 이용해 시료내 원소를 분석하는 Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) 분석기법을 도입하여 전처리 과정 없이 수 초 내에 분석이 가능하고 현장에서 실시간으로 측정 가능한 스트론튬 원소의 정량분석 방법을 도출하였다. 다양한 분석에 필요한 시료기판을 개발하여 레이저, 파장 및 시간분해능의 최적화로 분석 감도를 향상시키고 방해이온에 대한 영향 평가로 액체시료의 정량분석을 가능하게 하여 신속한 모니터링 체계를 구축하게 하였다. 이는 원자력발전소로부터 방출되고 있는 방사성 폐수의 실시간 모니터링에 효과적으로 적용될 수 있으며, 더 나아가 후쿠시마 원전사고와 같은 비상시 모니터링 수단으로 적용 될 수 있다.
천연물 유래 생활습관병의 예방 및 치료에 유용한 성분을 함유하고 있는 소재를 탐색하고자 능이버섯 추출물의 생리활성을 확인하였다. 능이버섯 추출물의 nitrite 제거활성은 pH 1.2에서 강한 활성을 보였으며, 농도 의존적으로 활성이 증가하였고, 0.5 mg/mL 처리 시 저해활성이 99.85$\pm$3.05%로 대조구로 사용한 Vitamin C(0.1 mg/mL)의 99.18$\pm$0.31%과 유사하였다. 전자공여활성 역시 농도 의존적으로 증가하였으며, 0.1 mg/mL에서 90.42$\pm$0.54%로 가장 우수하게 나타났고, 0.05 mg/mL에서도 61.08$\pm$1.38%으로 높게 나타났다. 대조구로 사용한 0.1 mg/mL의 vitamin C는 95.36%, vitamin E는 92.56%, BHT는 49.55로 나타났다. 또한 능이버섯 추출물의 항산화 활성은 0.05 mg/mL 이상의 농도에서 유의차(p<0.001) 있게 항산화 활성이 존재하였으며, 특히 1 mg/mL 농도에서는 합성항산화제인 BHT보다 강한 항산화력을 나타냈다. 능이버섯 추출물의 SOD유사활성은 3,250$\pm$51 unit/g로 나타났으며, 혈전 용해활성은 표준시료인 Streptokinase(제일제당)의 1,180 unit/g보다 높은 1,843.8 unit/g의 활성을 보였고, ACE저해활성은 통상법에서 52.89$\pm$1.93%와 전처리법에서 57.63$\pm$0.61%로 높게 나타났다. 암세포에 대한 능이버섯 추출물의 세포독성에서, 폐암 세포주인 A549에 대한 증식 억제율은 능이버섯 추출물 50 mgg/mL 처리 시 84.71$\pm$2.97%로 가장 높게 나타났고, 자궁암 세포주인 HeLa의 세포독성은 1~50 mgg/mL 농도에서 40% 이상의 증식 억제효과를 나타냈으며, 위암 세포주인 AGS의 경우 5~50 mg/mL에서 약 70%의 높은 증식 억제율을 나타냈다. 간암세포주인 SK- Hep-1에 대한 능이버섯 추출물의 세포독성은 0.1~5 mg/mL까지는 증식 억제율이 증가하였으나 42.53% 수준이었다. Ames test를 이용한 돌연변이원성 실험결과 Salmonella typhimurium TA98 및 TA100의 자연 돌연변이수에 비해 능이버섯 추출물 처리 시 2배 이상의 histidine positive revertant colony가 형성되어 돌연변이 유발성이 있음을 확인하였다.
얼음쐐기는 영구동토 지역의 토양층에서 관찰되는 얼음체로, 형성 당시의 강수 및 토양이 유입되어 형성되며, 높은 농도의 용질 및 고체함량을 가진다. 이러한 얼음쐐기는 그 형성 및 분포적 특성으로 인해 최근 고기후 및 고환경 복원을 위한 연구에 활용될 수 있는 가능성이 제시되고, 이에 대한 연구가 제한적으로 시작되고 있다. 하지만 얼음쐐기에 포함된 용질 및 고체 혹은 광물입자들을 고기후 및 고환경 복원 프록시로 사용하기 위해서는 이들의 물리화학적 특성 보존이 필수적이다. 만약 얼음쐐기 시료의 해동과정에 의한 물리화학적 특성 변화가 야기된다면, 이를 활용한 고기후 및 고환경 해석에 오류를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 동시베리아 쑤야(Cyuie) 지역에서 채취된 얼음쐐기를 이용하여 해동조건이 얼음쐐기 내 용질 및 고체상에 미치는 영향을 조사하였다. 쑤야(Cyuie) 지역의 얼음쐐기 시료에 대해 해동온도와 산소유무를 고려하여 네 가지 해동조건(4℃-유산소, 4℃-무산소, 23℃-유산소 혹은 23℃-무산소)에서 회수된 용액 및 고체시료의 특성을 분석하였다. 온도와 산소의 영향이 가장 제한적일 것으로 예상되는 4℃-무산소 조건에서 측정된 결과를 기준으로 비교한 결과, 얼음쐐기 내 고체입자들에 대한 해동조건의 영향은 미미하였다. 반면, 용액의 화학적 특성(pH, 전기전도도, 알칼리도와 주양이온 및 미량원소의 농도)은 기준조건에 비해 4℃-유산소 조건에서 일관성 있게 유의미한 차이를 보였다. 본 연구결과, 얼음쐐기 시료의 해동조건에 따라 시료의 화학적 특성에 변화를 야기할 수 있으며, 이는 시료처리 방법 및 절차가 얼음쐐기를 이용한 고기후 및 고환경 복원 결과에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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