• 제목/요약/키워드: Concentration Gradient

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Predicting As Contamination Risk in Red River Delta using Machine Learning Algorithms

  • Ottong, Zheina J.;Puspasari, Reta L.;Yoon, Daeung;Kim, Kyoung-Woong
    • 자원환경지질
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    • 제55권2호
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    • pp.127-135
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    • 2022
  • Excessive presence of As level in groundwater is a major health problem worldwide. In the Red River Delta in Vietnam, several million residents possess a high risk of chronic As poisoning. The As releases into groundwater caused by natural process through microbially-driven reductive dissolution of Fe (III) oxides. It has been extracted by Red River residents using private tube wells for drinking and daily purposes because of their unawareness of the contamination. This long-term consumption of As-contaminated groundwater could lead to various health problems. Therefore, a predictive model would be useful to expose contamination risks of the wells in the Red River Delta Vietnam area. This study used four machine learning algorithms to predict the As probability of study sites in Red River Delta, Vietnam. The GBM was the best performing model with the accuracy, precision, sensitivity, and specificity of 98.7%, 100%, 95.2%, and 100%, respectively. In addition, it resulted the highest AUC of 92% and 96% for the PRC and ROC curves, with Eh and Fe as the most important variables. The partial dependence plot of As concentration on the model parameters showed that the probability of high level of As is related to the low number of wells' depth, Eh, and SO4, along with high PO43- and NH4+. This condition triggers the reductive dissolution of iron phases, thus releasing As into groundwater.

Improved HPLC-UV method for determination of five synthetic dyes in Typha orientalis

  • Ko, Kyung Yuk;Choi, Eun Young;Jeong, Se Hee;Paek, Ock jin;Lee, Chan;Heo, Huijin;Oh, She-Wook;Lee, Chulhyun;Kang, Juhye;Cho, Sooyeul
    • 분석과학
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    • 제34권4호
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    • pp.160-171
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    • 2021
  • Synthetic azo dyes are used extensively in herbal medicines to render the medicines more visually attractive to consumers. This study developed and validated a rapid high-performance liquid chromatography (HPLC) method to determine whether synthetic colorants such as Tartrazine, Auramine O, Metanil yellow, Sunset yellow, and Orange II are used extensively in Typha orientalis. To increase the recovery of the synthetic dyes, this method employed containing 50 mM ammonium acetate in 70 % methanol at first extraction and 100 mM HCl in 70 % methanol at second extraction. Five synthetic pigments in Typha orientalis were separated by gradient elution with a mobile phase consisting of acetonitrile and 50 mM ammonium acetate in distilled water at ultra-violet (UV) detection 428 nm or 500 nm. Additionally, this study established the liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method to confirm positive samples suspected by HPLC results. The HPLC-UV method had good linearity, indicating r2> 0.999. The recoveries of the samples spiked with three different concentration ranged from 73.8~91.5 %, and relative standard deviation values indicated 0.2~5.2 %. The established LC-MS/MS could successfully identify the synthetic pigments in herbal medicine samples. The study demonstrates that Typha orientalis adulterated by yellowish synthetic dyes can be successfully distinguished when using the HPLC-UV method.

Crystal Growth of InP by VGF Method using Auqrtz Ampoule Characterization

  • Park, E.S.;C.H. Jung;J.J. Myung;J.Y. Hong;Kim, M.K.
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1999년도 PROCEEDINGS OF 99 INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE KACG AND 6TH KOREA·JAPAN EMG SYMPOSIUM (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM), HANYANG UNIVERSITY, SEOUL, 06월 09일 JUNE 1999
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    • pp.419-431
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    • 1999
  • InP, III-V binary compound semiconductor, single crystal was grown by VGF (vertical gradient freeze) method using quartz ampoule and its electrical optical properties were investigated. Phosphorous powders were put in the bottom of quartz ampoule and Indium metal changed in conical quartz crucible hat was attached at the upper side position inside the quartz ampoule. It was vacuous under the pressure of 10-5 Torr and sealed up. In metal in the quartz crucible was melted at 1070$^{\circ}C$ and phophorous sublimated at 450$^{\circ}C$, there after it was diffused in In melt and so InP composition was formed. By cooling the InP composition melt (2$^{\circ}C$∼5$^{\circ}C$/hr of cooling rate) in range of 1070$^{\circ}C$∼900$^{\circ}C$, InP crystal was grown. the grown InP single crystals were investigated by X-ray analysis and polarized optical microscopy. Electrical properties of them were measured by Van der Pauw method. At the cooling rate of 2$^{\circ}C$/hr, its direction was (111), quality of the ingot ws better upper side of the ingot than lower. It was found that the InP crystals were n-type semiconductor and the carrier concentration, electron mobility and relative resistivity were 1015∼1016/㎤, 2x103∼3x104$\textrm{cm}^2$/Vsec and 2x10-1∼2x10-3Ωcm in the range of 150K∼300K, respectively.

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Effect of Soybean Meal and Soluble Starch on Biogenic Amine Production and Microbial Diversity Using In vitro Rumen Fermentation

  • Jeong, Chang-Dae;Mamuad, Lovelia L.;Kim, Seon-Ho;Choi, Yeon Jae;Soriano, Alvin P.;Cho, Kwang Keun;Jeon, Che-Ok;Lee, Sung Sil;Lee, Sang-Suk
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제28권1호
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    • pp.50-57
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    • 2015
  • This study was conducted to investigate the effect of soybean meal (SM) and soluble starch (SS) on biogenic amine production and microbial diversity using in vitro ruminal fermentation. Treatments comprised of incubation of 2 g of mixture (expressed as 10 parts) containing different ratios of SM to SS as: 0:0, 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, or 0:10. In vitro ruminal fermentation parameters were determined at 0, 12, 24, and 48 h of incubation while the biogenic amine and microbial diversity were determined at 48 h of incubation. Treatment with highest proportion of SM had higher (p<0.05) gas production than those with higher proportions of SS. Samples with higher proportion of SS resulted in lower pH than those with higher proportion of SM after 48 h of incubation. The largest change in $NH_3$-N concentration from 0 to 48 h was observed on all SM while the smallest was observed on exclusive SS. Similarly, exclusive SS had the lowest $NH_3$-N concentration among all groups after 24 h of incubation. Increasing methane ($CH_4$) concentrations were observed with time, and $CH_4$ concentrations were higher (p<0.05) with greater proportions of SM than SS. Balanced proportion of SM and SS had the highest (p<0.05) total volatile fatty acid (TVFA) while propionate was found highest in higher proportion of SS. Moreover, biogenic amine (BA) was higher (p<0.05) in samples containing greater proportions of SM. Histamines, amine index and total amines were highest in exclusive SM followed in sequence mixtures with increasing proportion of SS (and lowered proportion of SM) at 48 h of incubation. Nine dominant bands were identified by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and their identity ranged from 87% to 100% which were mostly isolated from rumen and feces. Bands R2 (uncultured bacterium clone RB-5E1) and R4 (uncultured rumen bacterium clone L7A_C10) bands were found in samples with higher proportions of SM while R3 (uncultured Firmicutes bacterium clone NI_52), R7 (Selenomonas sp. MCB2), R8 (Selenomonas ruminantium gene) and R9 (Selenomonas ruminantium strain LongY6) were found in samples with higher proportions of SS. Different feed ratios affect rumen fermentation in terms of pH, $NH_3$-N, $CH_4$, BA, volatile fatty acid and other metabolite concentrations and microbial diversity. Balanced protein and carbohydrate ratios are needed for rumen fermentation.

소나무(Pinus densiflora) 생육토양의 미생물 군집에 미치는 납과 CO2의 영향 (Effects of Pb and CO2 on Soil Microbial Community Associated with Pinus densiflora-Lab)

  • 홍선화;김성현;강호정;류희욱;이상돈;이인숙;조경숙
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제29권6호
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    • pp.551-558
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    • 2006
  • 우리나라 산림의 대표적 인 침엽수인 소나무(Pinus densiflora) 생육 토양의 미생물 군집에 미치는 $CO_2$와 납의 영향을 파악하기 위해, 군집 수준 기질 이용도를 평가하는 CLPP (community level rhysiological profiles) 방법과 165 rDNA PCR-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) 방법을 활용하여 토양 미생물군집 특성을 조사하였다. 납 오염 토양(500 mg/kg-soil)과 비오염 토양에 2년생 소나무를 식재한 후, $CO_2$ 농도를 380 ppmv 혹은 760 ppmv으로 조절한 배양기에서 3개월간 생육시킨 후 6종류의 토앙 시료의 미생물 군집을 비교 분석하였다. 3개월 후 비오염 토양(CA-3M vs EA-3M)의 기질 이용도는 $CO_2$에 의해 크게 영향을 받지 않았으나, 납오염 토양(OB-3M vs EB-3M)의 경우에는 $CO_2$를 760 ppmv로 높인 토양 시료(EB-3M)의 기질 이용도가 높았다. 각 시료간의 기질 이용도를 이용하여 PCA를 수행한 결과, 각 토양시료의 미생물 군집은 납의 존재 유무에 따라 그룹화 되었다. 비오염 토양(CA-3M vs EA-3M))사이의 DGGE fingerprint 유사성은 56.3%, 납 오염 토양(CB-3M vs EB-3M) 사이의 DGGE fingerprint 유사성은 71.4%였다. 동일 $CO_2$ 농도 시료인 CA-3M과 CB-3M사이의 유사성은 53.3%, EA-3M과 EB-3M사이의 유사성은 35.8%이었다. 이러한 결과는 소나무를 식재한 토양의 세균 군집 구조는 $CO_2$ 농도보다는 납 오염 여부에 의해 더 민감하게 특성화됨을 의미한다.

하계 강우기 섬진강 하구역의 일차생산력 및 식물플랑크톤 색소조성 변화 (Primary Productivity and Pigments Variation of Phytoplankton in the Seomjin River Estuary during Rainy Season in Summer)

  • 민준오;하선용;최보형;정미희;윤원득;이재성;신경훈
    • 생태와환경
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    • 제44권3호
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    • pp.303-313
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    • 2011
  • 섬진강 하구역의 강우기 동안 일차생산력은 12~1,169 mgC $m^{-2}$ $d^{-1}$으로 넓은 범위를 보였으며 강우 전과 후의 일차생산력의 변화는 뚜렷하게 나타났다. 강우 전인 7월 6일에 가장 높은 생산력을 보였으며 상류정점에서 높은 일차생산력과 생리 활성도를 보였다. 집중호우 직후 일차 생산력은 현저히 감소하였으며 이러한 이유는 탁수의 영향이 전 수층으로 전이 되면서 식물플랑크톤 광합성 기작에 제한영향으로 적용되었음을 판단할 수 있다. 집중호우 19일 후의 일차생산력은 강우의 영향으로 유입된 탁도가 줄고 유광층 깊이가 깊어지면서 하류정점에서부터 회복되는 결과를 보였다. 또한 강우 전보다 식물플랑크톤의 생리활성도가 매우 좋음을 알 수 있었다. HPLC로 분석된 색소 조성 결과 Fuco가 전 정점에서 우점하는 것으로 나타났으며 현미경 결과와 비교 시 유사하였다. 일차 생산력과 HPLC로 분석된 지표색소 결과를 비교하였을 시 규조류가 일차생산력에 가장 큰 기여를 했을 것으로 보인다. 본 연구에서는 하계 한반도의 우세한 기후적 특징인 강우기 동안 섬진강 하구역에서 일차생산력의 시공간적 변동과 식물플랑크톤의 군집구조의 변화특성을 파악하였다. 이러한 연구 결과는 강우기 섬진강 수 생태 환경 변화를 이해하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 향후 수질관리 및 수 생태계 에너지 흐름과 물질순환에 대한 연구를 위한 유용한 자료로 활용될 것으로 사료된다.

탄소나노튜브 가스센서의 SF6 분해생성물 검출 및 확산현상에 관한 연구 (Detection with a SWNT Gas Sensor and Diffusion of SF6 Decomposition Products by Corona Discharges)

  • 이종철;정세훈;백승현
    • 한국진공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.66-72
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    • 2009
  • 가스절연개폐장치 (Gas-insulated switchgear, GIS)의 내부에는 절연에 관한 이상 여부를 감시하고 판단할 수 있는 시스템이 요구된다. 부분방전에 의해 발생되는 $SF_6$ 분해생성물에 관한 단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotube, SWNT)가 지닌 우수한 검출기능 때문에 SWNT를 이용한 가스센서 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 아직까지 부분방전에 의해 발생된 분해생성물의 확산현상에 관한 해석적 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 실험 데이터 및 상용 CFD (Computational Fluid Dynamics) 프로그램을 이용하여 SWNT 가스센서에 포획되는 분해생성물의 코로나 방전에 의한 발생 과정과 챔버 내부에서의 확산과정을 모델링하여 부분방전 발생 시 챔버 내부의 온도, 압력, 그리고 분해생성물의 농도 등을 수치계산하였다. 분해생성물의 시간당 질량생성율과 발생온도는 각각 $5.04{\times}10^{-10}$ [g/s]와 773 K이라 가정하였다. 농도방정식을 계산함에 있어 미지의 확산계수를 임의의 값으로 가정하여 직접 부여하는 방법을 사용하지 않고, 확산계수를 정의하는데 사용되는 Schmidt수의 값을 지정하여 확산계수가 $SF_6$ 가스의 물성치인 점성계수와 밀도의 함수로 계산되도록 하였다. 수치결과로부터 분해생성물의 농도구배가 확산을 일으키는데 주요 구동포텐셜 (Drive potential)이 됨을 확인하였다. 센서 설치위치가 부분방전 발생영역에서 멀리 떨어질수록 분해생성물 농도가 낮음을 알 수 있었고, 부분방전이 지속될수록 분해생성물의 농도가 증가함을 확인하였다. 다수의 센서를 챔버 내부에 설치하면 각 센서의 응답시간을 확인하여 PD 발생위치를 판단할 수 있을 것이고, 이를 통해 GIS 진단 및 유지보수에 관한 유용한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

해수 중 용존 암모늄 분석방법 비교: 분광광도법과 형광법 (Comparison of Dissolved Ammonium Analytical Method in Seawater: Spetrophotometry and Fluorometry)

  • 손푸르나;박준성;노태근
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제25권4호
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    • pp.81-96
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    • 2020
  • 해수 중 용존 암모늄 분석에는 Berthlot's 반응의 분광광도법이 일반적으로 사용되었으나, 최근에는 OPA (orthophthaldialdehyde-sulfite) 형광시약을 이용한 형광법이 국제적으로 활발하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 2017년도 호주연구선 Investigator에서 수행된 국제 영양염 선상 상호비교 실험에서 두 기관(KIOST(분광광도법, 1차 선형 회귀식 기울기만 사용), 호주CSIRO(형광법, 2차 비선형 회귀식 사용))간의 영양염 표준물질과 현장 해수시료의 용존 암모늄 농도값 차이(약 0.31 𝜇M)의 원인을 이해하기 위해 분석방법 간 검출한계, 분광광도법에 내재된 시약 굴절률, 검량선식 등에 의한 영향을 고찰하였다. 본 연구에서 측정된 분광광도법의 방법검출한계(0.063 𝜇M)와 시약 굴절률 바탕값(0.054 𝜇M)은 두 기관의 용존 암모늄 농도값 차이를 각각 20%, 17% 정도 설명할 수 있었다. 그러나 분광광도법의 검량선을 형광법과 동일한 2차식 또는 선형회기식의 기울기와 절편으로 농도를 계산할 경우, 두 기관 간의 용존 암모늄 농도값 차이는 현장에서 측정된 분광광도법의 방법검출한계 이하로 줄었다. 따라서 국제 영양염 선상 상호비교 실험에서 영양염 표준물질과 해수 현장시료에서 나타난 두 기관 간의 용존 암모늄 농도값 차이는 분광광도법과 형광법의 분석방법 차이에 의한 영향보다는 두 방법에 사용된 상이한 검량선식 영향인 것으로 판단된다. 향후 해수시료의 용존 암모늄 자료를 비교할 때 분석방법의 차이보다는 분석에 사용된 기저선, 표준용액열 개수, 검량선식 등에 대한 정보에 유의할 것을 권장한다.

Effect of ZNimesulide on the Differentiation and Survival of Endothelial Progenitor Cells

  • Oh, Ho-Kyun;Kim, Sun-Yong;Baek, Sang-Hong;Lim, Sung-Cil;Ahn, Hyun-Young;Shin, Jong-Chul;Hong, Sung-Hee;Hong, Yong-Kil;Joe, Young-Ae
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제12권4호
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    • pp.221-227
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    • 2004
  • Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), particularly the highly selective cyclooxygenase (COX)-2 inhibitors have been shown to decrease the growth of tumor, in part, by inhibition of neovascularization. Recently, besides mature endothelial cells, endothelial progenitor cells (EPCs) have been shown to contribute neovascularization in angiogenic tissues. In this study, we addressed a question whether nimesulide, a selective COX-2 inhibitor, could affect differentiation of EPCs into adhesive endothelial cells in vitro. Total mononuclear cells were isolated from cord blood by Ficoll density gradient centrifugation, and then the cells were incubated with nimesulide or vehicle control for 7 days. The number of adherent and spindle-shaped cells decreased by nimesulide treatment in a concentration-dependent fashion at a concentration range of 5 - 200 ${\mu}M$. Moreover, the adherent cells double positive for DiI-ac-LDL uptake and lectin binding significantly decreased upon nimesulide treatment. There was no change of expression of CD31 between treatment and control groups, whereas slight reduction was detected upon treatment in expression of VE-cadherin, ICAM-1, vWF, ${\alpha}v$, and ${\alpha}5$. Nimesulide also reduced cell viability during first 3 days' culture and induced apoptosis in adherent EPCs, resulting in increased annexin-V-positive and propidium iodide-negative cells. Taken together, these results suggest that nimesulide could be applied for the inhibition of new vessel formation, in part, by inhibiting differentiation and survival of EPCs.

낙동강 하구역의 동물플랑크톤 군집 분포특성 (Distributional characteristics of mesozooplankton community in Nakdong river estuary)

  • 강정훈;김민주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.1-11
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    • 2020
  • 2015년 평수기인 5월과 태풍 "두쥐안"이 통과한 직후인 10월 초에 낙동강 하구역에서 동물플랑크톤 군집과 환경특성을 조사하였다. 10월에 출현한 동물플랑크톤 군집의 우점종은 따개비 유생, 유공충류와 야광충이었고, 환경특성은 낙동강 하굿둑 수문개방에 의한 담수유입, 난류수 유입과 태풍통과에 의한 수괴혼합에 의해 영향을 받았다. 반면 평수기인 5월에는 모든 정점에서 저염분 해수가 강하게 분포하여 담수 기인 지각류(Evadne nordmanni, Podon polyphemoides)가 우점하여 분포하였다. 모든 시기에 울타리 섬을 기준으로 내측에서 표층염분이 가장 낮았고, 외측으로 가면서 증가하였다. 10월의 표층과 저층 평균수온이 동일하여, 수괴혼합이 활발함을 지시했고, 부유물질 평균농도는 5월보다 10월에 높았다. 5월의 영양염 농도가 엽록소-a 농도와 함께 10월에 비해 높았다. 그러나 동물플랑크톤 총 평균 개체수는 엽록소-a 농도와 관련된 시기적 차이가 없었으며, 집괴분석결과 동물플랑크톤 분포특성은 모든 시기에 염분분포와 관련되어 세 그룹(울타리 섬 내측, 중간측, 외측)으로 구분되었다. 본 연구결과는 조사시기동안 낙동강 하구역에서 관찰된 동물플랑크톤 군집의 시기적 분포특성이 상향적 조절(영양염-엽록소-a 농도-동물플랑크톤)보다 수문개방에 의한 담수유입, 난류수 유입정도 그리고 태풍통과 기인 수괴혼합과 관련있음을 지시하였다.