• Title/Summary/Keyword: Biological systems

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석유계 잔사유 피치를 이용한 수중에서 저농도 세슘 이온의 제거효율 향상 (Enhanced Removal Efficiency of Low-Concentration Cesium Ion in Water Phase by Using Petroleum Residue Pitch)

  • 최태령;하정협;최석순
    • 유기물자원화
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    • 제29권4호
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    • pp.25-31
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    • 2021
  • 본 연구에서는 석유계 잔사유 피치를 효과적으로 활용하고자, 세슘 이온의 제거를 위한 흡착제로 사용하였다. 이 실험에서는 수중에 용해된 저농도 세슘 이온의 제거능력 향상을 위하여 흡착제에 산 개질(염산, 황산)처리가 수행되었다. 그 결과, 9 M 황산으로 개질된 흡착제가 25 ℃에서 240 min 반응이 이루어졌을 때, 1.0과 2.5 mg/L의 세슘 이온의 제거효율은 각각 66, 51%를 나타내었다. 또한, 회분식 공정에서 흡착 시간이 증가할수록 1.0과 2.5 mg/L의 세슘 이온 제거능력이 향상되었으며, 32 hr 흡착에 도달하였을 때 각각 72, 68%의 제거효율을 나타내었다. 그리고 잔존하는 세슘 이온의 제거 능력을 높이고자, 온도 변화(25, 37, 49 ℃)에 의한 실험이 이루어졌으며, 49 ℃와 32 hr의 운전 조건에서 수중에 함유된 1.0과 2.5 mg/L 세슘이온은 각각 90, 81%의 제거효율을 얻을 수 있었다. 따라서 이러한 실험 결과들은 수중에 함유된 저농도 세슘 이온을 경제적으로 처리할 수 있는 흡착 기술로 사용하고자 하였다.

우슬 줄기 부산물을 이용한 아연과 철 이온의 제거효율 향상 (Enhanced Removal Efficiency of Zinc and Iron Ions Using By-Product of Achyanthes Japonica Stem)

  • 최석순;최태령;하정협
    • 공업화학
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    • 제33권1호
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    • pp.90-95
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    • 2022
  • 본 연구에서는 한약재 부산물로서 우슬 줄기를 사용하여 바이오차를 제조하였다. 제조된 바이오차를 수처리 공정에 적용하기 위하여, 수중에 용해된 아연과 철 이온의 흡착 특성을 고찰하였다. 70과 100 mg/L 아연 이온을 제거하고자 2 h 실험이 이루어졌을 때, 각각 32.3과 31.0 mg/g 흡착량을 구할 수 있었다. 위의 실험 결과, 아연 이온의 제거공정에서 우슬 줄기 바이오차는 활성탄소 보다 3배 이상의 흡착량을 나타내었다. 또한, 70과 100 mg/L 철 이온을 처리하고자 2 h 실험이 수행되었을 때, 각각 50.1과 54.3 mg/g의 높은 흡착량을 얻었다. 그리고, 아연과 철 이온의 제거효율을 향상시키고자, 우슬 줄기 바이오차에 수증기 활성화 공정이 이루어졌다. 그 결과, 70과 100 mg/L 아연 이온의 제거효율이 각각 80과 60%로 증가되었다. 또한, 70과 100 mg/L 철 이온의 제거효율은 각각 100과 82%로 향상되었다. 그리고 수증기로 활성화된 우슬 줄기 바이오차는 미처리된 우슬 줄기 바이오차와 비교하였을 때, 비표면적이 37.3배 증가되었으며 총 기공부피와 대세공 기공부피가 각각 28.4, 136배 향상되었다. 따라서 이러한 실험 결과들은 수중에 함유된 아연과 철 이온을 경제적이고 실용적으로 흡착 처리하는 기술에 사용될 수 있을 것이다.

나노섬유 멤브레인 기반 무동력 정수 시스템의 적정기술 및 현장 적용 (Appropriate Technology and Field Application of Non-powered Water Purification System Using Nanofiber Membrane)

  • 이진;윤병권;한경구;이승훈;김철현;김찬;이윤호;이동휘;이승혁;김경웅
    • 적정기술학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.72-81
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    • 2021
  • 안전한 음용수 확보를 위한 적정기술로써 환경적, 기술적 요구사항을 충족할 수 있는 나노섬유 멤브레인으로 구성된 무동력 막 여과 시스템을 평가하였다. 이 장치는 수두차에 의한 중력과 생물학적 막 오염층 제어로 별도의 에너지원이 필요 없고, 핵심 소재인 PVDF 나노섬유 멤브레인 필터가 병렬로 연결, 모듈화되어 있어 물 생산성을 높이는 구조이다. 이 장치의 실제 현장 적용 가능성을 평가하기 위해 Pilot-scale (3000-5000 L/day) 나노섬유 멤브레인 기반 정수 시스템이 개발도상국(키리바시, 투발루 등)에 2017년 8월 설치되어 3개월간 운영되었다. 14-92 L/(m2×h)의 플럭스로 안정적 물 생산성을 확인하였고 처리수의 탁도와 박테리아의 높은 제거율 (99.99% 이상)로 안전한 수질을 장기간 제공할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 현장 적용을 통해 나노섬유 멤브레인 기반 무동력 정수 시스템이 장기간 안전한 음용수를 공급할 수 있는 정수장치로 평가되었고, 적정기술로써 개도국의 수처리 장치로 활용 가능성을 보여준다.

제주도 하수처리장 해양방류구 인근해역의 늦은 봄철 조류 특성과 조석잔차류에 의한 오염물질의 분포 특성 (Characteristics of Tide-induced Flow and its Effect on Pollutant Patterns Near the Ocean Outfall of Wastewater Treatment Plants in Jeju Island in Late Spring)

  • 김준택;홍지석;문재홍;김상현;김태훈;김수강
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제26권2호
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    • pp.63-81
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    • 2021
  • 이 연구에서는 2018년 늦은 봄철을 대상으로, 제주도내 위치한 제주와 보목 하수처리장의 해양방류구 주변 해역의 하수처리 방류수의 이동 특성을 파악하기 위하여 다층 유향·유속계 (Acoustic Doppler Current Meter; ADCP)와 지역규모 해양 수치모델의 가상 추적자 실험을 활용한 분석을 수행하였다. ADCP관측 결과에 의하면 두 하수처리장 모두 방류구 인근 해역의 해수 유동은 비조석 성분 보다 조석 성분이 컸고, 조류는 등수심선과 평행한 방향의 왕복성 운동이 지배적이었다. 조화 분석결과는 제주와 보목 하수처리장 해역 모두 반일주기 유속 성분이 우세한 혼합형 조석특성이 지배적이지만, 보목 하수처리장 주변의 유속 세기가 제주 하수처리장 유속의 50% 정도로 느리고, 조류의 회전성이 제주는 시계 방향, 보목의 경우 반시계 방향으로 지역적으로 차이를 보인다. 특히, 보목 하수처리장 방류구 주변해역은 상대적으로 느린 유속과 더불어 잔차류가 등수심선을 가로질러 연안으로 향하기 때문에 해안을 따라 오염물질이 집적되는데 유리한 환경이다. 고해상도 수치실험은 유속·유향 현장 관측 결과와 유사한 해수 유동 특성을 잘 모의하였으며, 오염물질의 이동확산을 파악하기 위한 추적자 실험을 통하여 잔차성분이 연안을 향하는 보목 하수처리장 연안에서 오염물질 잔류량이 상대적으로 높아질 수 있음을 제시하였다. 이러한 결과는 늦은 봄철에 보목 하수처리장 인근 해역이 상대적으로 약한 조류와 연안을 향하는 잔차성분의 영향으로 하수처리 방류수에 의한 연안 오염 가능성이 높은 환경임을 제시하는 결과이다. 퇴적유기물 조사에서도 보목하수처리장 인근 연안은 중간오염 단계를 보임으로써 조석 잔자류에 의한 연안 오염물질 축적과 그에 따른 연안환경오염의 가능성을 뒷받침하고 있다.

Visualization of the binding between gintonin, a Panax ginseng-derived LPA receptor ligand, and the LPA receptor subtypes and transactivation of the EGF receptor

  • Choi, Sun-Hye;Lee, Ra Mi;Cho, Han-Sung;Hwang, Sung Hee;Hwang, Hong-Ik;Rhim, Hyewhon;Kim, Hyoung-Chun;Kim, Do-Geun;Cho, Ik-Hyun;Nah, Seung-Yeol
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제46권3호
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    • pp.348-356
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    • 2022
  • Background: Gintonin is a ginseng-derived exogenous G-protein-coupled lysophosphatidic acid (LPA) receptor ligand. Gintonin exerts its neuronal and non-neuronal in vitro and in vivo effects through LPA receptor subtypes. However, it is unknown whether gintonin can bind to the plasma membrane of cells and can transactivate the epidermal growth factor (EGF) receptor. In the present study, we examined whether gintonin-biotin conjugates directly bound to LPA receptors and transactivated the EGF receptor. Methods: We designed gintonin-biotin conjugates through gintonin biotinylation and examined whether gintonin-biotin conjugate binding sites co-localized with the LPA receptor subtype binding sites. We further examined whether gintonin-biotin transactivated the EGF receptor via LPA receptor regulation via phosphor-EGF and cell migration assays. Results: Gintonin-biotin conjugates elicit [Ca2+]i transient similar to that observed with unbiotinylated gintonin in cultured PC3 cells, suggesting that biotinylation does not affect physiological activity of gintonin. We proved that gintonin-biotin conjugate binding sites co-localized with the LPA1/6 receptor binding sites. Gintonin-biotin binding to the LPA1 receptor transactivates the epidermal growth factor (EGF) receptor through phosphorylation, while the LPA1/3 receptor antagonist, Ki16425, blocked phosphorylation of the EGF receptor. Additionally, an EGF receptor inhibitor AG1478 blocked gintonin-biotin conjugate-mediated cell migration. Conclusions: We observed the binding between ginseng-derived gintonin and the plasma membrane target proteins corresponding to the LPA1/6 receptor subtypes. Moreover, gintonin transactivated EGF receptors via LPA receptor regulation. Our results suggest that gintonin directly binds to the LPA receptor subtypes and transactivates the EGF receptor. It may explain the molecular basis of ginseng physiology/pharmacology in biological systems.

바이오매스 유래 함산소 화합물의 수첨탈산소 촉매 반응: 총설 (Catalytic Hydrodeoxygenation of Biomass-Derived Oxygenates: a Review)

  • 하정명
    • 청정기술
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    • 제28권2호
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    • pp.174-181
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    • 2022
  • 바이오매스는 현재 석유, 천연가스, 석탄 등 화석 연료에서 얻을 수 있는 액체 연료와 유기 화합물을 생산할 수 있는 지속 가능한 대체 자원이다. 화석 연료를 사용하면 온실가스를 배출하기 때문에 바이오매스와 같은 탄소중립적 원료를 사용하는 것은 기후 변화 대응에 기여할 수 있다. 바이오매스 원료로부터 석유 대체 화학 제품과 연료를 생산하기 위한 생물학적 및 화학적 공정이 제안되었지만, 바이오매스에 포함된 높은 산소 함량때문에 화석 연료를 완전히 대체하기 어렵다. 석유와 유사한 연료와 화학 물질을 생산하려면 바이오매스 파생물에 존재하는 산소 원자를 제거하거나 산소 기능기를 전환해야 하며, 이는 촉매 화학적 수첨탈산소화에 의해 달성될 수 있다. 바이오매스 열분해 오일, 리그노셀룰로오스 유래 화학물질, 지질과 같은 원료를 탈산소 연료 및 화학물질로 전환하기 위해 수첨탈산소화가 진행되었다. 높은 표면적의 금속 산화물 또는 탄소에 지지된 귀금속 및 전이 금속으로 구성된 다기능성 촉매는 효율적인 수첨탈산소 촉매로 사용되었다. 본 총설에서는 문헌에서 제안된 촉매를 확인하고 이러한 촉매를 이용한 수첨탈산소 반응 시스템이 논의하였다. 문헌에 보고된 수첨탈산소화 방법을 기반으로, 실현 가능한 수첨탈산소화 공정 개발 방향이 제시하였다.

어장환경평가의 평가지수 및 등급 산정 방법 소개 (Procedure of the Ecological Index and Rating Calculation Methods for Fishery Environmental Assessment)

  • 박소현;김선영;김연정;홍석진;정래홍;윤상필
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.835-842
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    • 2022
  • 양식장 환경관리를 위하여 여러 나라에서 양식장 환경관리시스템을 구축하고 있으며, 어장환경평가가 그중 하나이다. 2013년에 개정된 국내 어장관리법에는 어류가두리양식장 면허를 연장할 때 어장환경평가를 받도록 명시되어 있다. 어장환경평가는 과학적 분석을 통한 평가를 바탕으로 양식장 환경 개선 조치를 실행하여, 지속 가능한 어업생산 조성, 어장 생산력 증가, 어업인의 소득 증가를 목적으로 한다. 어장환경평가의 평가지표는 저서다모류 군집을 기초로 한 생물지수인 저서동물지수(BHI)와 총유기탄소량(TOC)이며, 두 항목을 점수화하여 단일등급으로 산출하여 평가에 사용한다. 본 연구는 어장환경평가지표인 BHI와 TOC의 선정 과정과 산출된 평가 등급의 생태학적 의미를 설명한다.

생물전공 대학생과 비전공 대학생의 생명과학 학습에서 자기조절 과정의 두뇌 활성 분석 (Analysis of Brain Activation on the Self-Regulation Process in College Life Science Learning between Biology Major and Non-Major Students)

  • 이수민;박상희;권승혁;권용주
    • 과학교육연구지
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    • 제46권3호
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    • pp.255-265
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 생명과학 학습에서 생물학 전공자와 비전공 대학생의 자기조절 과정에서 나타나는 뇌 활성을 분석하고 비교하는 것이다. 자기조절과제는 생물분류 개념으로 생명과학 학습상황을 구현하였다. 대학생들의 뇌 활성은 fNIRS에 의해 측정되고 분석되었다. 동화 과정에서 양측 FP와 좌 DLPFC는 유의미한 활성이 나타났으며, 두 그룹은 동기부여 및 보상과 관련된 좌측 OFC 활성에서 차이를 보였다. 갈등 과정에서 왼쪽 DLPFC는 공통적으로 활성이 현저히 낮았으며, 두 그룹은 최근 메모리와 관련된 BA46과 장기 메모리와 관련된 BA47의 활성에서 차이를 보였다. 동화 과정에서 우측 DLPFC에서 유의하게 높은 활성이 공통적으로 발견되었으며, 두 그룹은 우측 DLPFC와 우측 FP의 활성의 차이를 보였다. 이 영역들은 오른쪽 전두엽 영역에 있으며 생명과학 지식의 이해와 관련이 있다. 본 연구 결과 생물학 전공 대학생과 비전공 대학생의 뇌 활성 패턴은 자기조절 과정에서 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한 자기조절에 대한 신경학적 연구를 추가로 제안하고 학교 환경에서 구성할 수 있는 시스템과 학습전략을 제시할 수 있을 것이다.

타타리메밀 당절임 추출음료의 성분 및 약리효능 (Components and Pharmaceutical Effect of Beverage Extracted from Sugar-treated Tartary buckwheat)

  • 박정자;장광진;서건식;이희선;이건순;박철호;이만휘
    • 현장농수산연구지
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    • 제10권1호
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    • pp.67-75
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    • 2008
  • 본 연구에서는 평창의 주요 농산물인 메밀의 새로운 수요를 창출하고 부가가치를 높이고자 음료 개발을 시도하였으며, 영양성분 조사 및 동물실험을 통한 약리적 효능을 검정하였다. 영양성분분석에서는 일반적인 성분검사로서 특별한 점이 발견되지는 않았으나 동물실험에서 밝혀진 효능검사는 타타리메밀로 만든 당절임 추출음료가 짧은 기간의 실험임에도 불구하고 혈중 LDL 콜레스테롤의 수치를 낮추고, HDL 콜레스테롤의 수치를 올려주어 혈중 total lipid를 낮추는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 타타리메밀을 이용한 음료는 혈중 지질의 개선을 통해 순환기 질환에 효과를 줄 수 있다는 가능성을 제시하였다. 하지만 제품화하여 메밀의 새로운 수요창출 및 부가가치를 높이기 위해서는 장기적인 동물실험 및 제품이 갖추어야 할 조건에 대한 관능검사를 다양한 연구가 다음 단계에서 이루어져야 한다. 본 논문에서는 타타리메밀 전초와 싹을 이용한 당절임 추출음료의 개발 가능성과 영양성분 및 기능적 효과를 밝혔다는 것에 의의가 있다. 이것은 다양한 용도의 접근 가능성을 제시하는 동시에 메밀의 다양한 수요방법을 창출할 수 있기에 농가의 부가가치를 향상시킬 수 있는 방법이 될 것이라 생각된다. 또한 타타리메밀을 이용한 당절임 추출음료가 새로운 건강식품이 될 수 있음을 전망하였다.

자살의 신경생물학적 요인 (Neurobiological Factors of Suicide)

  • 송후림;우영섭;전태연
    • 우울조울병
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    • 제10권1호
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    • pp.13-21
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    • 2012
  • 자살은 다양한 신경생물학적, 심리사회적 요인들이 모두 관여하고 있는 복합적인 행동으로, 유전적 요인과 가족력, 신경생물학적인 특성, 발달 단계에서의 요인들과 성격적 특성 등의 취약한 체질적 소인을 가진 사람들에게서 환경적인 스트레스와 물질남용, 정신질환, 신체질환 등의 영향을 통해 최종적으로 발생하게 된다. 신경생물학의 발달로 인해 자살에는 정신질환과 무관하게 독립적으로 작용하는 유전적 소인이 있으며, 이와 관련된 신경전달물질, 신경호르몬, 신경영양인자, cytokine, 지질 대사의 이상 등이 신경회로의 신호 전달을 교란시켜 자살에 취약하도록 만든다는 사실이 밝혀졌다. 또한 그 중 가장 주된 역할을 하는 인자는 5-HT와 HPA 축의 기능부전인 것으로 생각할 수 있다. 이러한 소견들은 향후 자살의 생물학적 표지자를 설정하고, 임상적으로 자살 고위험군에 대한 조기 개입을 하는 한편 새로운 치료 방법을 개발하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.