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동계 마우스 종양의 방사선 감수성 예측인자로서의 생물학적 표지자 (Biological Markers as Predictors of Radiosensitivity in Syngeneic Murine Tumors)

  • 장세경;김성희;신현수;성진실
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제24권2호
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    • pp.128-137
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    • 2006
  • 목적: 방사선 감수성이 다양한 동계(syngeneic) 마우스 종양들을 대상으로 50% 종양억제선량과 종양성장지연 등 방사선 감수성을 대변하는 지표와 방사선에 의해 유도되는 아포토시스 간에 상관관계가 있는지 여부를 알아보고자 하였다. 또한 아포토시스와 관련된 여러 유전물질의 기본(constitutive) 발현수준을 측정한 후 이들 상호 간의 상관관계를 분석하여 방사선 감수성을 예측할 수 있는 생물학적 표지자를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 동계 마우스 종양으로는 난소암 OCa-1, 유방암 MCa-K, 편평상피세포암 SCC-VII, 섬유육종 FSa-II, 간암 HCa-1을 사용하였고 이들은 PCR-SSCP 검사상 p53이 모두 자연형인 종양들이었고 주령 $8{\sim}10$ 주인 C3H/HeJ 웅성 마우스를 사용하였다. 50% 종양억제선량과 종양성장지연 및 방사선에 의해 유도되는 아포토시스를 측정하여 이들과 방사선에 의해 유도되는 아포토시스간의 상관관계를 분석하여 방사선에 의해 유도되는 아포토시스로 방사선 감수성을 예측할 수 있는지 여부를 알아보고, 또한 아포토시스와 관련된 유전물질 $053,\;p21^{WAF1/CIP1},\;BAX,\;Bcl-2,\;Bcl-x_L,\;Bcl-X_s,\;p34$ 등의 기본 발현양상 및 발현수준을 Western blot과 농도계측기로 측정한 후 이들 상호 간의 상관관계를 분석하였다. 결과: 방사선에 의해 유도된 아포토시스의 정도와 종양성장지연과의 사이에는 통계적으로 유의한 상관관계가 존재하였다(R=0.922, p=0.026). 50% 종양억제선량과의 사이에는 통계적 유의성은 변연수준이었으나(p=0.070) 상관관계의 경향을 보였다(R=-0.848). $p21^{WAF1/CIP1}$과 p34의 기본 발현수준과 50% 종양억제선량(R=0.893, p=0.041와 R=0.904, p=0.035) 및 종양성장지연(R=-0.922, p=0.026와 R=-0.890, p=0.043) 사이에는 통계적으로 유의한 상관관계가 존재하였다. 즉, $p21^{WAF1/CIP1}$과 p34의 기본 발현수준이 낮은 경우에 방사선 감수성이 높고, 기본 발현수준이 높은 경우에는 방사선 감수성이 낮은 상관관계가 존재함을 알 수 있었다. 결론: 방사선에 의해 유도된 아포토시스의 정도로 종양의 방사선 감수성을 예측하여 볼 수 있을 것으로 생각하며, 종양의 방사선 감수성을 예측할 수 있는 생물학적 표지자로 $p21^{WAF1/CIP1}$와 p34의 기본 발현수준이 이용될 수 있을 것으로 생각한다.

자궁내막암의 수술 후 방사선치료 결과에 영향을 미치는 예후인자 (Prognostic Factors Influencing the Result of Postoperative Radiotherapy in Endometrial Carcinoma)

  • 기용간;권병현;김원택;남지호;윤만수;이형식;김동원
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제24권2호
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    • pp.110-115
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    • 2006
  • 목적: 수술 후 보조적으로 방사선치료를 받은 자궁내막암 환자의 전체생존율, 무병생존율, 재발 부위 등을 분석하여 이와 관련된 예후인자를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1992년 4월부터 2003년 5월까지 부산대학교병원에서 수술 후 방사선치료를 받은 자궁내막암 환자 중 조직유형이 선암인 환자 54명을 대상으로 후향적 분석하였다. 전체 환자의 중앙 나이는 55세(35-76세)였고, 병기 분포는 FIGO 병기 I군이 34명(63.0%), 병기 II군이 8명(14.8%), 병기 III군이 12명(22.2%)이었다. 모든 환자는 수술 및 외부 방사선조사($41.4{\sim}54.0Gy$, 중앙값 50.4 Gy)를 받았고, 20명(전체 환자의 37.0%)의 환자에서 추가로 질내 근접치료($15.0{\sim}24.0Gy$, 중앙값 15.0 Gy)를 받았다. 전체추적기간은 $5{\sim}115$개월로 중앙추적기간은 35개월이었다. 분석 결과 유의 인자로 나타난 조직 분화도(histologic grade), 림프-혈관 침범(Iymphovascular space invasion), 그리고 자궁근 침범 정도(myometrial invasion depth)를 점수화(GLM 점수)하여 생존분석을 시행하였다. 생존분석은 Ka-plan-Meter 법을, 단변량 및 다변량 통계분석은 각각 log-rank 검정과 Cox 회귀분석을 사용했다. 결과: 전체 자궁내막암 환자의 5년 생존율은 87.7%였고, 5년 무병생존율은 87.1%였다. 단변량 통계분석에서는 조직분화도, 림프-혈관 침범, 그리고 자궁근 침범 정도가 전체생존율 및 무병생존율과 관련 있는 인자였고, 다변량 통계분석에서는 림프-혈관 침범이 무병생존율과 관련 있는 인자였다(p=0.0158). GLM 점수는 전체생존율 및 무병생존율과 의미 있는 관계를 나타냈고(각각 p=0.0090, p=0.0073), 원격재발에도 유의한 예후인자로 나타났다 (p=0.0132). 전체 환자 중 6명(11%)의 환자에서 재발을 보였고, 재발 부위는 대동맥 림프절 2명, 폐 2명, 쇄골상부 림프절 1명, 질 1명이었다. 결론: 수술 및 수술 후 방사선치료를 받은 자궁내막암 환자의 예후는 수술 후의 병리 소견과 밀접한 관계를 가지고 있다. 더 많은 연구를 통해 자궁내막암 환자의 예후인자를 체계화한다면, 병의 진행양상을 예견하고 대처하는데 도움이 될 것이다.

토모테라피를 이용한 표면 치료 계획과 선량 분석 (Superficial Dosimetry for Helical Tomotherapy)

  • 김송이;유세환;송태수;김용남;금기창;조재호;이창걸;성진실
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제27권2호
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    • pp.103-110
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    • 2009
  • 목 적: 피부와 같이 표면이 넓고 굴곡이 있는 부분을 치료할 때 토모테라피의 유용성과 치료 계획에서 계산된 표면 조사량의 정확성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 실린더 모양의 치즈 팬텀을 이용하여 2가지의 치료 계획을 세웠다. 첫 번째 계획은 표면에서 1 cm 깊이까지 고리 모양의 치료 부위를 설정하고, 여기에 2 Gy의 선량을 처방하였다. 다른 계획은 표면에서 5 mm 바깥쪽부터 1 cm 깊이까지 고리 모양의 치료 부위를 설정하고, 여기에 2 Gy의 선량을 처방하였다. 표면에서 2 cm 밑의 안쪽 부분은 차폐하여 방사선이 직접 들어가지 않도록 하였다. 표면 선량과 깊이에 따른 선량 분포를 측정하기 위하여, EDR2 필름을 팬텀 안에 넣었으며, TLD 칩 6개를 표면에 부착하였다. 결 과: 필름을 분석한 결과, 표면 선량은 첫 번째 계획에서 118.7 cGy였고 두 번째 계획에서 130.9 cGy였다. TLD 칩을 분석한 결과, 필름에 비하여 표면 선량이 높게 나왔는데 이것은 TLD 칩의 두께로 인한 것으로 생각된다. 처방 선량의 95%에 다다르는 깊이는 첫 번째 계획의 경우 2.1 mm, 두 번째 계획의 경우 2.2 mm였다. 최대 선량은 처방 선량의 110%였다. 표면에서 깊어질수록, 선량은 빠르게 감소하였고, 표면에서 2 cm 깊이에서는 처방 선량의 20%만 측정되었다. 결 론: 토모테라피는 피부와 같은 넓고 굴곡진 부위를 치료하는데 유용하다. 하지만 표면에서 2 mm 깊이 이내의 경우 실제 선량이 계획된 선량보다 적게 나타나기 때문에, 이 깊이보다 얕게 위치한 부위를 치료할 경우에는 보상체가 필요하다.

돼지에서 연속형 $CO_2$ 레이저와 펄스형 $CO_2$ 레이저를 이용한 피부절개시 창상치유 평가 (Comparison of Wound Healing in Porcine Skin with Continuous-Wave and Pulsed Mode $CO_2$ Laser Incisions)

  • 이재연;조성환;박창식;김명철
    • 한국임상수의학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.647-651
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    • 2010
  • 연속형 $CO_2$ 레이저와 펄스형 $CO_2$ 레이저를 이용한 돼지 피부절개 시 창상 치유에 미치는 영향을 평가하고자 본 실험을 실시하였다. 다섯 마리의 돼지(Landrace x Yorkshire) (45-51 kg, 4-6 개월령, 수컷 3마리, 암컷 2마리)를 이용 하였고, 각각의 돼지에서 우측 및 좌측의 등쪽 피부에 대칭적으로 연속형 $CO_2$ 레이저와 펄스형 $CO_2$ 레이저를 이용하여 절개($2{\times}2{\times}2cm^2$) 하였다. 양측 피부 절개는 Maxon 3-0 를 이용하여 봉합하였다. 수술 후 3, 7, 14, 21일에 병리조직학적 검사를 실시하였다. 창상 부위의 재상피화는 연속형 $CO_2$ 레이저 군에 비해 펄스형 $CO_2$ 레이저군에서 더 많이 이루어졌다. 육아조직 형성은 창상후 경과일 3일에 펄스 $CO_2$ 레이저군에서 유의적으로 높게 나타났다(P < 0.05). 섬유아세포는 창상후 경과일 7일에 펄스형 $CO_2$ 레이져군에서 유의적으로 많게 형성되었다(P < 0.05). 결론적으로 피부절개 시에 있어서 펄스형 $CO_2$ 레이저는 연속형 $CO_2$ 레이저에 비하여 재상피화, 육아조직형성 및 섬유아세포가 더 높게 나타났으며, 레이저 시술에 따른 조직손상을 적게 나타내었다. 따라서 피부절개 시에 있어서 펄스형$CO_2$ 레이저가 연속형 $CO_2$ 레이저 보다 더 적합할 것으로 판단된다.

방사선에 전신 조사된 마우스 음와 세포의 아포토시스 유도를 이용한 생물학적 선량 측정 모델 개발 연구 (Mouse model system based on apoptosis induction to crypt cells after exposure to ionizing radiation)

  • 김태환
    • 대한수의학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.571-578
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    • 2001
  • 방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 민감 지표 모델 개발의 일환으로 apoptotic fragment assay법이 방사선에 피폭된 후 체내 피폭선량을 예측할 수 있는 지표로의 이용 가능성을 평가하기 위하여 코발트-60 감마선과 의료용 싸이크로트론 50MeV($p{\rightarrow}Be^+$) fast neutron 을 0.25Gy에서 1Gy의 선량을 마우스에 각각 전신 조사한 후 소장 음와세포내 apoptotic crypt cell의 수적 변화를 관찰하였다. 저선량 조사군에서 apoptotic crypt cell의 출현 빈도가 1Gy까지 급격하게 증가한 것으로 보아 방사선이 stem cell 지역에 있는 crypt cell의 형태학적 변화를 유발하는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 아포토시스가 손상된 세포를 제거하므로 손상된 방사선 민감 표적 장기의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. Apoptotic fragments의 발생빈도에 대한 선량-반응 곡선에 있어서 음와세포는 중성자조사군이 $y=0.18+(9.728{\pm}0.887)D+(-4.727{\pm}1.033)D^2$ ($r^2=0.984$)으로, 반면에 감마선조사군은 $y=0.18+(5.125{\pm}0.601)D+(-2.652{\pm}0.7000)D^2$ ($r^2=0.970$)의 식을 얻었다. 이와 같이 중성자조사군과 감마선조사군은 공히 linear quadratic model 로 관찰되었다. apoptotic fragments 의 발생빈도와 조사 선량간에 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과에서 조사선량의 증가에 비례하여 방사선 민감 세포의apoptotic fragments 가 수적으로 증가하였으며, 고준위 방사선과 저준위 방사선은 선량 반응 관계식과 시간 경과에 따른 영향이 매우 유사하였으며, 마우스 음와세포의 apoptosis 유도에 대한 중성자선의 방사선 생물학적 효과비(RBE)는 2.072이였다. 그리고 모든 방사선조사군에서 방사선피폭 후 4시간과 6시간에 apoptosis 유도가 가장 많았으며, 음와세포의 형태학적 소견은 정상 대조군에서 관찰되지 않는 전형적인 apoptotic fragments 가 나타났다. 따라서 음와 세포에서의 아포토시스 유도는 방사선 피폭으로 발생된 세포 손상의 생물학적 영향 평가검색, 방사선 방호제의 민감도 검사, 방사성 동위원소의 체내 오염에 대한 체내 피폭선량 예측의 지표 및 방사선 민감 표적장기의 손상정도 파악에 이용 가능할 것임. Apoptotic fragment assay 법은 0.25Gy에서 1Gy 까지의 선량에서 간편하고 빠르며 재현성이 있는 지표로서 방사선 민감 표적 장기의 선량 반응 평가와 방사선 피폭후 조기 피폭선량 예측을 위한 방사선 생물학적 선량측정법의 좋은 지표로 사용할 수 있을 것으로 사료됨.

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개심술 시 냉혈성 심정지액 사용에 따른 허혈 전후 심근 미세구조의 변화 (Ultrastructrual Change of Myocardium in Open Cardiac Surgery with Cold Blood Cardioplegia)

  • 김병호;김대현;공준혁;조준용;손윤경;이종태
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제36권9호
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    • pp.638-645
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    • 2003
  • 본 연구에서는 사용된 혈성심정지용액에 의한 심근보호의 효과를 평가하고 심근보호를 평가하는 방법에 있어서 심근 미세구조관찰의 유용성과 다른 검사방법들과의 상관관계를 알아 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 판막수술 및 관상동맥우회로술을 시행한 18명의 환자의 심전도, CK의 MB 동위효소, SGOT, LDH1과 LDH2의 비 등의 변화를 측정하고 반정량적인 방법을 통해 심근 미세구조의 변화를 관찰하였다. 인공심폐기 가동 직전과 인공심폐기 가동 직후 우심방 부속지에 조직검사를 시행하였고, 심근관련 혈청효소치들과 심전도는 술 후 3일 동안 검사하여 최고치를 구하였으며 심전도에서는 새로운 Q파나 ST분절의 상승을 관찰하였다. 결과: 대상환자는 남자 8명, 여자 10명이었으며 평균연령은 55.6$\pm$13세였다. 판막수술을 시행한 환자는 8명 관상동맥우회로술을 시행한 환자는 10명이었고, 평균 체외순환시간은 119$\pm$29분이었고 평균 대동맥차단시간은 75.4$\pm$24분이었다 체외순환 직전의 1.28$\pm$0.53이었던 평균 사립체 변화점수가 체외순환이후에는 2.35$\pm$0.79로 의미있게 증가했으나 술 후 심근경색을 시사하는 심근관련 혈청효소치의 증가나 심전도상의 새로운 Q파의 발견이나 ST분절의 상승은 없었다. 그리고 체외순환인 직전 및 직후 심근 사립체 변화점수, 또한 이들의 차는 체외순환시간 및 대동맥차단시간과 상관관계가 없었으며, 술 후 CK-MB, SGOT, LDH1/LDH2 등의 최고치와도 유의한 상관관계를 보이지 않았으나 체외순환시간과 LDH1/LDH2수치는 유의한 상관관계를 보였다 결론: 혈성심정지용액을 사용한 이번 연구에서 심근관련혈청수치나 심전도상에서 만족스러운 결과를 보였지만 심근의 미세구조에는 많은 변화가 있었으며 보다 많은 연구들이 이루어져야 할 것이다.

면역체 분석을 위한 탄저균 유전자 발현 라이브러리의 구축 (Construction of the Genomic Expression Library of Bacillus anthracis for the Immunomic Analysis)

  • 박문규;정경화;김연희;이기은;채영규;윤장원
    • 미생물학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.21-26
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    • 2010
  • 탄저균(Bacillus anthracis)은 탄저(Antrax)의 원인균으로 사람은 물론, 초식동물인 소, 양, 말 등에서 급성의 폐사성 전염병을 일으킨다. 현재 사용되고 있는 탄저 치료 및 예방법은 항생제 치료와 약독화 백신주를 토대로 하고 있으나, 항생제 내성주의 출현 및 잔류 병원성이 문제시 되고 있는 실정이다. 따라서, 인체에 적용 가능하며 보다 안전한 탄저 치료제 및 백신 개발이 요구되고 있으며, 최근 탄저균 아포 및 영양세포, 그리고 탄저독소(Anthrax toxins)에 대한 동시 면역을 유도하는 다가백신 개발이 보고된 바 있다. 본 연구에서는, 향후 탄저균에 대한 새로운 다가백신 후보물질 발굴을 위하여, 탄저균에 대한 전장 유전자 발현 라이브러리(whole genomic expression library)를 구축하였다. 라이브러리 구축을 위하여, 탄저균(ATCC 14578) 게놈 DNA를 Sau3AI으로 부분 제한효소 처리였고, 유도 발현이 가능한 pET30abc 벡터에 접합시킴으로써, 총 $1{\times}10^5$개에 해당하는 대장균 BL21(DE3) 유래의 전장 유전자 발현 라이브러리를 구축하였다. 염기서열분석을 통한 중복성(redundancy) 확인 결과, 111개의 무작위 클론 중 56개(50.5%)가 탄저균 유전자로 확인되었으며, 17개(15.3%)는 벡터 유전자였고, 38개(34.2%)는 BLAST 탐색에서 일치하는 유전자를 찾지 못하였다. 또한 웨스턴 분석을 통하여 단백질 유도발현을 확인하였으며, 탄저균 항혈청에 대한 colony blot으로부터 양성반응을 보이는 일부 클론들을 확인할 수 있었다. 이러한 결과물들은, 구축된 전장 유전자 발현 라이브러리가 향후 탄저균에 대한 면역체(immunome) 분석을 위해 적용 가능함을 암시한다.

Tungsten-188/Rhenium-188 발생기의 정도관리 (Quality Control of Tungsten-188/Rhenium-188 Generator)

  • 장영수;정재민;이동수;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.425-432
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    • 1998
  • 목적: Re-188을 치료용 방사성핵종으로 사용하기 위하여 W-188/Re-188 발생기를 병원 내에서 사용할 때 발생기 정도관리에 관한 실험을 실시하였다. 대상 및 방법: 알루미나 컬럼을 사용한 W-188/Re-188 발생기를 대상으로 하여 약 300일간 정도관리 실험을 하였다. 생리식염수 20 ml을 사용하여 발생기로부터 Re-188을 용출한 후 Re-188 용출액의 방사화학적 순도를 보기 위하여 박층크로마토그라피를 실시하고 감마에너지 스펙트럼을 측정하였다. 발생기의 화학순도실험으로 알루미늄의 용출을 알루미늄 이온 확인 키트를 사용하여 확인하였다. Re-188 용출액에 불순물로 있을 수 있는 모핵종 W-188은 감마에너지 스펙트럼으로 확인하였다. Re-188 용출액의 pH를 측정하였으며 발열원 검사로 LAL 검사를 시행하였다. Re-188 용출액을 이온교환컬럼을 사용하여 농축하였다. 결과: 용출분획의 Re-188 방사능양을 전체 용출한 방사능 양에 대한 백분율로 계산하였을 때 $5{\sim}10 ml$ 사이의 용출액이 전체 방사능양의 약 76%를 차지하였다. W-188의 방사능에 대한 Re-188 용출액의 방사능비는 270일간 평균 $67.4{\pm}7.0%$였으며, 용출 간격을 3일 이상 두었을 때가 높았다. 용출한 Re-188의 방사화학적 순도는 거의 100%였으며, 감마에너지 스펙트럼상에서 정점은 $135{\sim}188 keV$ 사이에 나타났다. 알루미늄 유출은 없었으며, W-188의 유출 역시 없었다. Re-188 용출액의 pH는 3이었으며, 발열성물질은 검출되지 않았다. 이온교환컬럼을 사용하여 Re-188을 농축하였을 때 회수율은 87%였다. 결론: 이 연구에서 사용한 W-188/Re-188 발생기는 각종 임상연구에 사용하기에 충분한 수준의 정도관리 결과를 나타내었다.

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고추 역병에 대한 Carboxylic Acid Amide계 살균제의 방제 효과 (Control Efficacy of Carboxylic Acid Amide Fungicides against Pepper Phytophthora Blight Causing Phytophthora capsici)

  • 신진호;김주형;김형조;최영기;김아형;이경희;노창우;김흥태
    • 농약과학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.463-472
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    • 2010
  • Benthiavalicarb, iprovalicarb, dimethomorph, mandiproparnid 등과 같은 carboxylic acid amide(CAA)계 살균제가 고추 역병균인 Phytophthora capsici의 생육 단계에 미치는 영향과 온실에서의 작용특성 그리고 포장에서의 방제 효과를 조사하였다. CAA계 살균제는 병원균의 균사 생장과 포자낭의 직접 발o]를 크게 억제하였으나, 포자낭으로부터 유주포자의 나출은 전혀 억제하지 못하였다. 온실에서 실시한 고추 유묘 검정에서도 모든 살균제는 병원균의 접종 농도와 조사 시기를 등에 따라서 다소의 차이는 있었지만, 병원균을 접종하기 1일 전과 1일 후에 처리한 예방과 치료처리에서 모두 우수한 효과를 보여 주었다. Benthiavalicarb는 병원균을 접종하기 7일 전에 처리하였을 때도 100%의 효과를 보였다. 이 효과는 P. capsici를 $5{\times}10^3$$mL^{-1}$의 낮은 농도로 접종하였을 때와 $1{\times}10^5$$mL^{-1}$의 높은 농도로 접종하였을 때 모두에서 나타났다. 포장 실험에서도 dimethomorph를 제외한 모든 살균제는 효과적으로 고추 역병을 방제하였다. 하지만 dimethomorph는 2009년의 실험에서 $250{\mu}g\;mL^{-1}$에서 27.2%의 저조한 효과를 보였지만, 2010년에는 $125\;250{\mu}g\;mL^{-1}$에서도 89.5%의 우수한 효과를 보였다. 본 실험을 통해서 CAA계 살균제는 고추 역병에 대해서 매우 우수한 효과를 가지고 있음이 확인되었고, 병원균과 병 방제에 대한 다양한 효과는 포장에서 역병을 종합적으로 방제하는 처리 체계를 확립하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각한다.

이산화탄소 지중저장 조건에서 초임계이산화탄소와 염수 반응에 의한 Ca-사장석, 각섬석, 감람석의 지화학적 변화 연구 (Study for the Geochemical Reaction of Ca-feldspar, Amphibole and Olivine with Supercritical $CO_2$ and Brine on the $CO_2$ Sequestration Condition)

  • 강현민;박민호;박상희;이민희;왕수균
    • 자원환경지질
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    • 제44권2호
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    • pp.123-133
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    • 2011
  • 이산화탄소 지중저장지에서 초임계이산화탄소(supercritical $CO_2$)-광물-염수 반응에 의한 광물의 지화학적 변화를 규명하는 실내 실험을 실시하였다. 초임계$CO_2$로 존재하는 지중저장 온도/압력조건(100 bar와 $50^{\circ}C$)을 재현한 스테인레스 셀(용량 110 ml) 내부에 100 ml의 염수를 주입하였다. 염수는 부산 해안가 지하 800 m 깊이 지하수 채수정에서 채수한 염수를 사용하였으며, 실험 대상 광물로는 $CO_2$와 반응이 잘 일어나는 것으로 보고된 Ca, Fe, Mg 성분이 풍부한 Ca-사장석, 각섬석, 감람석 시료를 사용하였다. 각 광물 시료를 슬랩($10\;mm{\times}10\;mm$)으로 제작하여 표면을 폴리싱한 후 염수가 담긴 고압셀 내부 하부에 고정시키고 초임계 $CO_2$를 주입한 후 30일 동안 반응시켰다. 실험 전 광물 표면을 반사현미경과 SPM을 사용하여 영상화하였으며, 표면 당 3 지점을 임의로 선택하여 주변 면적 ($20\;{\mu}m{\times}20\;{\mu}m$)의 표면거칠기값(SRV: surface roughness value)을 구하였다. 반응 후 일정 시간 간격으로 고압셀 내 광물 표면에 대하여 SPM 분석과 표면거칠기값 계산을 반복하여 초임계 $CO_2$-광물-염수 반응에 의해 변화된 광물 표변을 정량화 하였으며, 염수에 용해된 양이온 종류와 농도를 분석하고, 광물 표면에 형성된 2차 광물 분석을 위해 SEM/EDS 분석을 실시하였다. Ca-사장석의 경우 초임계 $CO_2$가 용해된 염수와 반응하여 광물 표면의 평균 SRV는 30일 동안 2.77 nm에서 20.87 nm로 증가하여 지화학반응에 의하여 상당한 광물 표면 풍화가 발생하였음을 알 수 있었다. 각성석과 감람석의 경우에는 평균 SRV가 2.54 nm와 0.77 nm에서 각각 8.31 nm와 11.03 nm로 증가하였다. 반응에 의해 염수에 용해된 이온은 Ca-사장석의 경우 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $Fe^{2+}$, $Si^{4+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 순이었으며, 각섬석의 경우에는 $Si^{4+}$, $Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Mg^{2+}$ 순으로 나타났다. 각섬석과 감람석 광물 표면에는 만상에 의해 철(또는 마그네슘)-(수)산화물이 2차 광물로 형성됨을 SEM/EDS 분석결과로 알 수 있었다. 실험 결과로부터 $Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Mg^{2+}$이 풍부한 광물의 경우 $CO_2$ 지중저장 시 초임계 $CO_2$-광물-염수 반응에 의해 짧은 시간 내에 심한 풍화작용을 일으켜 광물의 물성 변화를 일으킬 수 있음을 입증하였다.