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들잔디 5-Enolpyruvyl Shikimate 3-Phosphate Synthase(EPSPS) 유전자 클로닝 및 특성 (Cloning and Characterization of a 5-Enolpyruvyl Shikimate 3-Phosphate Synthase (EPSPS) Gene from Korean Lawn Grass (Zoysia japonica))

  • 이혜정;이긍주;김동섭;김진백;구자형;강시용
    • 원예과학기술지
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    • 제28권4호
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    • pp.648-655
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    • 2010
  • 본 연구에서는 들잔디와 돌연변이체에서 Glyphosate 내성 관련 유전자인 EPSPS를 코딩하는 cDNA를 분리하여, 시퀸스 비교분석과 발현 양상 차이 등에 관하여 조사하였다. 5'/3' RACE를 통하여 밝혀진 EPSPS의 cDNA는 각각 1176bp의 open reading frame으로 이루어져 있으며 391개의 아미노산을 코딩하고 있었다. 이는 보고된 다른 EPSPS 유전자들과 높은 유사성을 가지고 있다. Genomic southern 결과 들잔디 내에 EPSPS 유전자는 단일copy로 존재하였다. Wild type과 제초제 내성 변이체의 EPSPS 유전자는 6개의 아미노산 시퀀스의 차이를 보였으며 기존에 보고된 EPSPS active site에서 시퀀스의 차이를 나타냈다. 한편 glyphosate의 독성기작의 하나인 EPSPS 효소활성 저해 작용을 알아본 결과, 내성 개체에서 높은(1.5배 이상) EPSPS 활성을 확인할 수 있었다. Northern 분석과 RT-PCR로 제초제 처리 시간에 따른 EPSPS의 발현량을 살펴본 결과, 제초제 처리 후 시간이 경과할수록 발현량이 증가하다가 7일 이후에는 감소하였고, wild type에 비해 glyphosate 내성 선발개체에서 전체적인 발현량이 높음을 알 수 있었다. 본 연구 결과 선발된 glyphosate 내성 돌연변이체는 높은 EPSPS 효소활성 증가 및 EPSPS active site의 아미노산 시퀀스 변화를 통해 원할하고 지속적인 방향족 아미노산의 합성이 가능한 것으로 보여졌다. 본 실험을 통해 얻어진 glyphosate 내성 잔디 돌연변이체와 방법은 앞으로 유용한 제초제 저항성 돌연변이 품종개발 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

대동맥 판막 치환술과 벤탈 수술 환자에서 대동맥 근부를 통한 승모판막 교련 성형술 (Transaortic Mitral Commissuroplasty with a Bentall Procedure or Artic Valve Replacement)

  • 김시욱;박표원
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제40권11호
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    • pp.727-732
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    • 2007
  • 서론: 대동맥 판막 치환술 또는 벤탈수술 대상이 되는 환자들에서 다양한 정도의 승모판막 폐쇄부전이 동반될 수 있다. 대동맥 판막질환과 동반된 승모판막 폐쇄부전의 교정여부를 결정하기 위해서는 폐쇄부전의 원인과 정도, 추가 수술의 위험성을 고려해야 한다. 최근에는 수술시간과 심장 절개를 최소화하는 대동맥 근부를 통한 다양한 승모판막 수술이 시도되고 있다. 본원에서는 대동맥 판막 치환술 또는 벤탈 수술과 함께 기질적 변화가 심하지 않은 승모판막 폐쇄부전증에 대해 효과적인 대동맥 근부를 통한 승모판막 교련 성형술을 시행하였기에 보고한다. 대상 및 방법: 2002년 6월부터 2005년 6월까지 20명의 환자에서 대동맥 판막 치환술(14명), 벤탈(Bentall) 수술(6명)과 함께 대동맥을 통한 승모판막 교련 성형술을 시행하였다. 모든 환자에서 승모판막은 기질적 변화가 심하지 않은 중등도(grade 2) 이하의 부전증을 보였다. 술 전 승모판막 폐쇄부전의 진단은 경흉부 심초음파와 수술 중 경 식도 심초음파로 확진하였으며 수술 후 경흉부 심초음파로 추적 관찰하였다. 모든 환자에서 대동맥판막엽을 제거한 후 대동맥 근부를 통해 한 번의 매트리스 봉합으로 승모판막 교련 성형술을 시행하였다. 결과: 환자들의 평균 나이는 56.2세였고 65% (13명)가 남자였다. 수술 전 승모판막 폐쇄부전 정도는 경도(mild, 1)가 9 (45%)명, 경도와 중등도 사이(mild to moderate)가 8 (40%)명, 그리고 중등 도(moderate, grade 2)가 3 (9%)명이었다. 수술 사망은 없었고 평균 추적기간은 28개월이었다. 경흉부 심초음파로 추적한 승모판막 폐쇄부전은 모든 예에서 호전되었으며(p=0.002) 심실 구출률은 75%에서 호전을 보였다(p=0.005). 평균 대동맥 차단시간은 대동맥 판막 치환술을 받은 환자들에서는 $62.1{\pm}13.9분$, 벤탈 수술을 받은 환자에서는 $137.5{\pm}7.2$분이었다. 결론: 중등도 이하의 승모판막 폐쇄부전을 갖는 선택적인 환자에서 대동맥 판막 치환술 또는 벤탈 수술 시에 대동맥을 통한 승모판막 교련 성형술은 대동맥 차단시간의 증가나 추가의 절개 없이 시행될 수 있는 비교적 간단하고 효과적인 방법이라고 생각한다.

식용식물자원으로부터 활성물질의 탐색-XXII. 사자발쑥(Artemisia princeps PAMPANINI)의 지상부로부터 Triterpenoid의 분리 (Development of Biologically Active Compounds from Edible Plant Sources XXII. Triterpenoids from the Aerial Parts of Sajabalssuk (Artemisia princeps PAMPANINI))

  • 방면호;조진경;송명종;이대영;한민우;정해곤;정태숙;이경태;최명숙;백남인
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제51권3호
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    • pp.223-227
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    • 2008
  • 사자발쑥의 지상부를 80% MeOH용액으로 추출하고, 얻어진 추출물을 EtOAc, H-BuOH 및 $H_2O$로 용매 분획 하였다. 이 중 EtOAc 분획으로부터 silica gel과 octadecyl silica gel(ODS), Sephadex LH-20 column chromatography로 정제하여 4종의 triterpenoid를 분리하였다. 각 화합물의 화학구조는 NMR, MS 및 IR 등의 스펙트럼 데이터를 해석하여 wrightial(1), wrightial acetate(2), 27-norcycloart-20(21)-ene-25-al-3${\beta}$-ol acetate(3) 및 ursolic acid(4)로 동정하였다. 이 화합물들은 사자발쑥에서 처음으로 분리 보고 되었으며 특히, 화합물 3은 천연에서 처음으로 분리 보고 되었다. 또한 이번에 분리한 화합물에 대하여 항고지혈증 활성을 측정한 결과 화합물 1은 ACAT1과 ACAT2 효소에 대한 $IC_{50}$ 값이 33 ${\mu}g/ml$와 45 ${\mu}g/ml$로 나타났고, 화합물 2는 ACAT1 효소에 대하여 $IC_{50}$ 값이 12 ${\mu}g/ml$로 나타났다. 화합물 3은 ACATI 효소에 대하여 $IC_{50}$값이 16 ${\mu}g/ml$으로 나타났다.

1973년(年) 한국(韓國)에서 분리(分離)된 쌀모넬라균(菌)에 관(關)한 보고(報告) (A Report on the Salmonella Cultures Isolated in Korea(1973))

  • 유영해;김순희
    • 대한미생물학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.7-11
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    • 1974
  • 저자(著者)들은 1967년(年), 1971년(年길) 및 1972년(年)에 각기(各其) 41주(株), 45주(株) 및 88주(株)의 전형적(典型的)인 이질균주(痢疾菌株)를 동정시험(同定試驗)하고 그들의 미생물학적(微生物學的) 및 생화학적(生化學的) 성상(性狀)과 혈청형적(血淸型的) 분류결과(分類結果)를 보고(報告)한 바 있었다. 1973년(年)에 전국(全國) 11개시도(個市道) 위생시험소(衛生試驗所)와 각급(各級) 종합병원(綜合病院)에서 동정의뢰(同定依賴)된 1644건(件)의 균주중(菌株中) 58주(株)의 이질균(痢疾菌)이 최종적(最終的)으로 동정(同定)되었으므로 그들의 성상(性狀)과 시험결과(試驗結果)를 요약(要約)하여 이에 보고(報告)하는 바이다. 비록 검체(檢體)는 전국각지(全國各地)에서 수집(蒐集)되었으나 최종적(最終的)으로 이질균(痢疾菌)이 동정검출(同定檢出)된 지역(地域)은 서울지방(地方)과 전라북도(全羅北道), 강원도(江原道) 및 제주도(濟州道)이었으며 총균주(總菌株) 58주중(株中)에서 51주(株)가 S. flexneri이었고 나머지 7주(株)는 S. sunnei이었다. S. flexneri 51주중(株中) 26주(株)가 $B_{2a}$이었으며 서울지방(地方) 및 강원도(江原道)에서 분리(分離)되었다. $B_{3a}$가 25주(株) 있었던바 전라북도(全羅北道)와 강원도(江原道)에서 검출(檢出)되었다. 제주도(濟州道)에서는 전년(前年)에 $B_{3a}$ 1주(株)가 분리(分離)된데 이어 금번(今番)에는 S. sonnei 1주(株)가 검출(檢出)되어 과거(過去)에 장내(腸內) 병원성세균(病原性細菌)이 검출(檢出)되지 않던 내력(來歷)이 근년(近年)에 와서 달라졌다고 하겠다. 생화학적성상(生化學的性狀)에 있어서는 arginine decarboxylase양성균(陽性菌)이 S. flexneri $B_{2a}$에서 2주(株) 곤찰(觀察)된 것 외(外)에는 전년도(前年度)와 같이 전형적(典型的)인 양상(樣相)을 나타내었다. 한국(韓國)에서 상용(常用)되는 몇가지 항균제(抗菌劑)에 대(對)한 감수성검사(感受性檢査)를 Ericsson씨법(氏法)에 의(依)하여 실시(實施)한 결과(結果) ampiciltin, cephalosporin 및 nitrofurantoin에 대(對)하여서는 전균주(全菌株)가 감수성균(感受性菌)으로 나타난 반면(反面) neomycin, bacitracin 및 colistin에 대(對)하여서는 내성균(耐性菌)으로 나타났다. chloramphenicol에 대(對)하여서는 S. flexneri $B_{2a}$는 대부분(大部分) 내성균(耐性菌)이었으나 $B_{3a}$는 대부분(大部分) 감수성(感受性)이 있었으며 S. sonnei는 약(約) 반반(半半)이었다. gentamycin에 대(對)하여서도 비교적(比較的) 감수성(感受性)이 있었던 것으로 시험관내시험(試驗管內試驗)에서 관찰(觀察)되었다.

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실전 창의형 인재 양성을 위한 NCS 기반 직업교육과정의 모형 개발 (Development of NCS Based Vocational Curriculum Model for the Practical and Creative Human Respirces)

  • 김동연;김진수
    • 대한공업교육학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.101-121
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    • 2014
  • 이 연구는 고교 단계에서의 실전 창의형 인재 양성을 위한 NCS 기반 직업교육과 정의 모형을 개발하는 것이 목적이다. 이 연구를 효과적으로 수행하기 위해 사용한 연구 방법은 국내 외 문헌 연구, 내용 분석 연구, 사례 연구, 전문가(9명) 협의회 및 검토 자문 위원(3명)의 심층 면담 조사 방법으로 수행하였다. 또한 구안한 모형(안)의 타당도 확보를 위해 평균, 표준 편차, 내용 타당도 비율(CVR)로 분석하였다. 이 연구의 주요 개발 결과는 다음과 같다. 첫째, NCS 개발 매뉴얼과 훈련기준 활용 훈련과정 편성 매뉴얼, NCS 학습모듈 개발 매뉴얼과 사례집, NCS 연구보고서, NCS 기반 고교 단계 직업교육과정의 시범 개발 자료집과 사례 연구 분석, 국내 외 직업교육 모형 등 NCS 관련 선행 및 문헌 연구를 토대로 실전 창의형 인재 양성을 위한 NCS 기반 직업교육과정의 기본 모형(안)을 개발하였고 둘째, 구안한 모형(안)의 단계별 영역별 해당 하위 구성 요소 도출 자료를 토대로 전문가 심층 면담 조사 내용과 의견을 반영하여 최종 19개를 도출하였다. 즉 1단계의 영역별 하위 구성 요소로 능력단위, 능력단위정의, 능력단위요소, 수행준거, 적용범위 및 작업상황, 평가지침, 직업기초능력이고 2단계의 영역별 하위 구성 요소는 교과목명, 교과목표, 대단원명, 대단원목표, 교수 학습 방법, 평가방법, 직업기초능력이며 3단계 영역별 해당 하위 구성 요소로 NCS 기반 교과목 행렬표, NCS 기반 교과목 프로파일, NCS 기반 직업교육과정 편제표, NCS 기반 교과목 전체 구성도, NCS 기반 직업교육과정의 운영계획서를 도출하였다. 셋째, 1단계와 2단계 각각의 해당 하위 구성 요소를 3단계의 NCS 기반 교과목 프로파일과 연계 구성하여 모형(안)을 개발하였다. 넷째, 모형(안)에 대해 단계별 영역별로 타당도를 검증한 결과 평균이 4.67이고 CVR 값은 1.00으로 타당도가 매우 우수함을 알 수 있었다. 또한 해당 하위 구성 요소 도출 내용에 대한 평균이 모두 4.33 이상이며 CVR 값은 1.00으로 타당도가 매우 높았고 모형(안)의 연계 구성에 대한 평균도 모두 4.33 이상이며 CVR 값도 1.00이었다. 그리고 표준 편차는 .50 이하로 편차가 모두 작은 것으로 나타났다. 다섯째, 전문가에 의한 타당성 검증 자료와 검토 자문 위원들의 심층 면담 조사 내용을 토대로 모형(안)을 수정 보완 단계를 거쳐 고교 단계에서의 실전 창의형 인재 양성을 위한 NCS 기반 직업교육과정의 모형을 개발하였다.

흉통 환자에서의 정서, 자존감 및 삶의 질에 대한 예비 연구 (A Preliminary Study on Emotion, Self-Esteem and Quality of Life in the Patients with Chest Pain)

  • 박숙현;제영묘;이대수;장세헌;최진혁;이한철
    • 정신신체의학
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    • 제20권2호
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    • pp.120-126
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    • 2012
  • 연구목적 : 흉통을 호소하여 방문한 환자를 대상으로 우울, 불안, 자존감, 그리고 삶의 질 을 조사하고, 전형적 흉통과 비전형적 흉통에 따른 차이를 비교하였다. 방 법 : 39명의 흉통 환자와 40명의 대조군을 대상으로 하였으며, 순환기 내과 전문의의 문진과 심장 전산화 단층촬영, 답차운동부하검사, 관상동맥조영술 등을 시행하여 전형적 흉통과 비전형적 흉통을 감별하였다. 우울, 불안, 자존감, 그리고 삶의 질을 평가하기 위해 BDI(Beck's Depression scale), STAI(State trait anxiety inven-tory), RSES(Rosenberg Self-esteem Scale), SBQOL(SmithKlein Beecham Quality of Life Scale)를 적용하였다. 결 과 : 심질환의 위험인자는 가족력을 제외하고는 전형적 흉통군, 비전형적 흉통군, 그리고 대조군 간에 차이가 없었다. 우울은 대조군에 비해 두 가지 흉통군 모두에 더 높았으나 흉통군 간에는 차이가 없었다. 불안은 대조군에 비해 두 가지 흉통군 모두에서 더 높았고, 전형적 흉통군에 비해 비전형적 흉통군에서 더 높았다. 자존감과 삶의 질은 대조군과 전형적 흉통군에 비해 비전형적 흉통군에서 더 낮았다. 결 론 : 흉통환자에서 불안과 우울에 대한 평가와 개입이 필요하며, 특히 비전형적 흉통환자에서는 자존감과 삶의 질 저하에 대한 접근도 병행이 되어야 함을 시사한다.

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전과정평가(LCA)에 의한 토양오염 정화공정의 환경영향분석 및 $CO_2$ 배출량 산정 - SVE 및 Biopile 시스템 중심으로 - (Assessment of Environmental Impacts and $CO_2$ Emissions from Soil Remediation Technologies using Life Cycle Assessment - Case Studies on SVE and Biopile Systems -)

  • 정승우;서상원
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.267-274
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    • 2011
  • '오염토양 복원작업 품셈자료 산출근거 마련을 위한 연구'에 제시된 토양증기추출법(soil vapor extraction: SVE)과 바이오파일(biopile) 시스템 구성을 바탕으로 두 오염토양 정화공정이 토양 $1,000m^3$내 총탄화수소를 95% 제거하는 전과정을 전과정평가기법을 통해 평가하였다. 전과정영향평가 결과 SVE가 9개 환경영향범주에서 모두 바이오파일에 비해 높은 환경영향수치를 나타내었다. SVE와 바이오파일, 두 정화방법 공히 토양경로 인체독성(Human toxicity-soil), 수생태독성(Ecotoxicity-water), 지표수경로 인체독성(Human toxicity-surface water), 대기경로 인체독성(Human toxicity-air) 등 4가지 범주에서 상대적으로 높은 환경영향값을 보였다. SVE방법이 가장 큰 영향을 미치는 환경범주는 인체독성(토양)이었으며 바이오파일이 가장 큰 영향을 미치는 환경범주는 수생태독성이었다. SVE방법의 세부 공정별 환경영향을 분석한 결과 운영단계에서 전체 환경영향의 60%를 초래하였고 활성탄교체단계가 36%를 초래하는 등 두 개 단계가 전체 환경영향의 96%를 차지하였다. 가장 큰 영향을 미치는 투입물은 운영 중 사용된 전기였다. 바이오파일 세부 공정별 환경영향 분석결과에서도 운영단계가 전체영향의 55.7%를 차지하였고 활성탄교체단계가 12.4%를 차지하였다. 바이오파일에서도 역시 전기사용에 따른 환경영향이 가장 크게 나타났다. SVE 와 바이오파일, 두 공정 모두 운영단계에서 소비되는 전기에 의한 환경영향이 가장 크므로 오염토양 정화시스템 운영 중 전기소비를 최소화 할 수 있는 운영방안이 필요하다. 오염토양 정화는 비교적 장기간 많은 에너지와 물질이 투입된다. 최근 이산화탄소발생량 감축과 녹색성장에 대한 사회적 요구에 따라 오염토양정화공정에 대한 체계적인 분석과 연구가 필요한 것으로 예상된다. 특히 운영 중 전기소비량은 전과정영향평가 및 탄소배출량 결과에 큰 영향을 미치므로 앞으로 보다 신뢰성 높은 전과정평가를 위해서 전기사용량에 대한 데이터 수집 및 확보가 가장 필요한 것으로 판단된다.

17세기 이후 장흥 보림사(長興 寶林寺)의 경관요소 해석 (Interpretation of Landscape Elements in Borimsa Temple after 17th Century)

  • 김규원;심우경
    • 한국전통조경학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.110-118
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    • 2015
  • 구산선문 중 가지산문 장흥 보림사는 문화 생태경관적으로 중요한 위치에 있는데도 조경분야의 연구가 부족하다. 본 연구로 17세기 이후 장흥 보림사 경관요소의 변화를 고찰하여 그 가치를 새롭게 인식하고 조경사적 위치를 확인하고자 하였다. 본 연구는 전남 장흥 보림사 일원의 경관요소에 대해 현장답사와 사적기(事蹟記), 중창기, 1928년 후지시마 가이지로(藤島亥治郞)의 보림사 실측도, 조선고적도보(朝鮮古蹟圖譜) 등의 관련 고문헌과 보림사정밀지표조사보고서, 국가기록원 및 전남 장흥의 과거 사진자료를 통해 경내 건축물과 지당, 사찰림 등의 경관요소의 변화를 고찰해보고자 하였으며 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 보림사의 입지는 보조선사탑비의 내용을 통해 풍수적으로 길지에 위치함을 알 수 있으며 십육나한상과 천불로 비보하려했음을 알 수 있었다. 중국의 남화선사와 비교했을 때, 주변의 환경구성은 비슷하지만 단을 쌓아 건물을 배치한 것은 차이점으로 보였다. 둘째, 보림사의 건축경관은 일제강점기와 한국전쟁을 거치고 현재까지 경관의 변화가 이어지고 있는 상태이므로 과거 경관자료 아카이브 구축 등의 조치가 필요하다고 판단되었다. 셋째, 보림사의 지당은 보림사사적기의 내용으로 보아 가장자리에 돌을 쌓아 만든 부정형이었을 것으로 판단되며 중창기의 내용을 통해 지당의 이름을 용천(湧泉)으로 추정해볼 수 있다. 또한 현재의 경관은 과거의 사진과 비교해보았을 때 경내 지반사업으로 인한 지표의 상승으로 변형을 가져온 것으로 보였다. 넷째, 보조선사탑비와 보림사사적기에 언급되고 있는 장생표주(長生標柱)는 한국전쟁 이전 사진자료에서 나타난 대웅보전 앞의 마른 향나무로 추측하고 있으나 도갑사의 국장생과 황장생을 참고하였을 때 석비형으로 추정되었다. 또한 보림사 중창기에 나타난 홍살문은 병자호란이후 승군의 충성에 대한 사액으로 세워진 것으로 확인되었다. 다섯째, 보림사 중창기에서 보림사의 연못 조성 등 사찰경관요소 조성 시 풍수지리를 고려하였음을 알 수 있었으며 또한 소나무, 보리수, 감나무의 식재기록이 나타나고 있었다. 여섯째, 차나무림은 정약용의 구증구포법 전수와 초의선사의 보림백모차, 이유원의 가오고략 등 관련 문헌을 통해 통일신라부터 시작된 선차일여의 다맥을 이어오고 있음이 확인되었다. 일곱째, 비자나무림은 관련 고문헌을 통해 비자가 국가의 제사와 의료약품으로 쓰였고 항공사진 및 보호림 지정구역의 위치를 통해 비자림이 내화수림대의 역할도 하는 것으로 확인되었다.

동방결절 활동전압에 대한 아데노신 효과 (Effects of Adenosine on the Action Potentials of Rabbit SA Nodal Cells)

  • 김기환;호원경
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제18권1호
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    • pp.19-35
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    • 1984
  • Since the first report of Drury and $Szent-Gy{\ddot{o}}rgyi$ in 1929, the inhibitory influences of adenosine on the heart have repeatedly been described by many investigators. These studies have shown that adenosine and adenine nucleotides have overall depressant effects, similar to those of acetylcholine. Heart beats become slow and weak. It is also well known that adenosine is a potent endogenous coronary vasodilator. Many investigations on the working mechanisms of adenosine have been focused mainly on the effects of the coronary blood flow. However, the cellular mechanisms underlying the inhibitory action of adenosine on sinus node are not well understood yet. Thus, this study was undertaken to examine the behavior of rabbit SA node under influence of adenosine. In these series of experiments three kinds of preparations were used: whole atrial pair, left atrial strip, and isolated SA node preparations. The electrical activity of SA node was recorded with conventional glass microelectrodes 30 to 50 $M{\Omega}$. The preparations were superfused with bicarbonate-buffered Tyrode solution of pH 7.35 and aerated with a gas mixture of $3%\;CO_2-97%\;O_2$ at $35^{\circ}C$. In whole atrial pair, adenosine suppressed sinoatrial rhythm in a dose-dependent manner. Effect of adenosine on atrial rate appeared at the concentration of $10^{-5}M$ and was enhanced in parallel with the increase in adenosine concentration. Inhibitory action of adenosine on pacemaker activity was more prominent in the preparation pretreated with norepinephrine, which can steepen the slope of pacemaker potential by increasing permeability of $Ca^{+2}$. Calcium ions in perfusate slowly produced a marked change in sinoatrial rhythm. Elevation of the calcium concentration from 0.3 to 8 mM increased the atrial rate from 132 to 174 beats/min, but over 10 mM $Ca^{+2}$ decreased. The inhibitory effect of adenosine on sinoatrial rhythm developed very rapidly. Atrial rate was recovered promptly from the adenosine-induced suppression by the addition of norepinephrine, but extra $Ca^{+2}$ was less suitable to restore the suppression of atrial rate. Adenosine suppressed also atrial contractility in the same dosage range that restricted pacemaker activity, even in the reserpinized preparation. In isolated SA node preparation, spontaneous firing rate of SA node at $35^{\circ}C$(mean{\pm}SEM, n=16) was $154{\pm}3.3\;beats/min. The parameters of action potentials were: maximum diastolic potential(MDP), $-73{\pm}1.7\;mV: overshoot(OS), $9{\pm}1.4\;mV: slope of pacemaker potential(SPP), $94{\pm}3.0\;mV/sec. Adenosine suppressed the firing rate of SA node in a dose-dependent manner. This inhibitory effect appeared at the concentration of $10^{-6}M$ and was in parallel with the increase in adenosine concentration. Changes in action potential by adenosine were dose-dependent increase of MDP and decrease of SPP until $10^{-4}M$. Above this concentration, however, the amplitude of action potential decreased markedly due to the simultaneous decrease of both MDP and OS. All these effects of adenosine were not affected by pretreatment of atropine and propranolol. Lowering extra $Ca^{2+}$ irom 2 mM to 0.3 mM resulted in a marked decrease of OS and SPP, but almost no change of MDP. However, increase of perfusate $Ca^{2+}$ from 2 mM to 6 or 8 mM produced a prominent decrease of MDP and a slight increase of OS and SPP. Dipyridamole(DPM), which is known to block the adenosine transport across the cell membrane, definately potentiated the action of adenosine. The results of this experiment suggest that adenosine suppressed pacemaker activity and atrial contractility simultaneously and directly, by decreasing $Ca^{2+}-permeability$ of nodal and atrial cell membranes.

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Structural Behavior of Mixed $LiMn_2O_4-LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ Cathode in Li-ion Cells during Electrochemical Cycling

  • 윤원섭;이상우
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.5-5
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    • 2011
  • The research and development of hybrid electric vehicle (HEV), plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) and electric vehicle (EV) are intensified due to the energy crisis and environmental concerns. In order to meet the challenging requirements of powering HEV, PHEV and EV, the current lithium battery technology needs to be significantly improved in terms of the cost, safety, power and energy density, as well as the calendar and cycle life. One new technology being developed is the utilization of composite cathode by mixing two different types of insertion compounds [e.g., spinel $LiMn_2O_4$ and layered $LiMO_2$ (M=Ni, Co, and Mn)]. Recently, some studies on mixing two different types of cathode materials to make a composite cathode have been reported, which were aimed at reducing cost and improving self-discharge. Numata et al. reported that when stored in a sealed can together with electrolyte at $80^{\circ}C$ for 10 days, the concentrations of both HF and $Mn^{2+}$ were lower in the can containing $LiMn_2O_4$ blended with $LiNi_{0.8}Co_{0.2}O_2$ than that containing $LiMn_2O_4$ only. That reports clearly showed that this blending technique can prevent the decline in capacity caused by cycling or storage at elevated temperatures. However, not much work has been reported on the charge-discharge characteristics and related structural phase transitions for these composite cathodes. In this presentation, we will report our in situ x-ray diffraction studies on this mixed composite cathode material during charge-discharge cycling. The mixed cathodes were incorporated into in situ XRD cells with a Li foil anode, a Celgard separator, and a 1M $LiPF_6$ electrolyte in a 1 : 1 EC : DMC solvent (LP 30 from EM Industries, Inc.). For in situ XRD cell, Mylar windows were used as has been described in detail elsewhere. All of these in situ XRD spectra were collected on beam line X18A at National Synchrotron Light Source (NSLS) at Brookhaven National Laboratory using two different detectors. One is a conventional scintillation detector with data collection at 0.02 degree in two theta angle for each step. The other is a wide angle position sensitive detector (PSD). The wavelengths used were 1.1950 ${\AA}$ for the scintillation detector and 0.9999 A for the PSD. The newly installed PSD at beam line X18A of NSLS can collect XRD patterns as short as a few minutes covering $90^{\circ}$ of two theta angles simultaneously with good signal to noise ratio. It significantly reduced the data collection time for each scan, giving us a great advantage in studying the phase transition in real time. The two theta angles of all the XRD spectra presented in this paper have been recalculated and converted to corresponding angles for ${\lambda}=1.54\;{\AA}$, which is the wavelength of conventional x-ray tube source with Cu-$k{\alpha}$ radiation, for easy comparison with data in other literatures. The structural changes of the composite cathode made by mixing spinel $LiMn_2O_4$ and layered $Li-Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ in 1 : 1 wt% in both Li-half and Li-ion cells during charge/discharge are studied by in situ XRD. During the first charge up to ~5.2 V vs. $Li/Li^+$, the in situ XRD spectra for the composite cathode in the Li-half cell track the structural changes of each component. At the early stage of charge, the lithium extraction takes place in the $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component only. When the cell voltage reaches at ~4.0 V vs. $Li/Li^+$, lithium extraction from the spinel $LiMn_2O_4$ component starts and becomes the major contributor for the cell capacity due to the higher rate capability of $LiMn_2O_4$. When the voltage passed 4.3 V, the major structural changes are from the $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component, while the $LiMn_2O_4$ component is almost unchanged. In the Li-ion cell using a MCMB anode and a composite cathode cycled between 2.5 V and 4.2 V, the structural changes are dominated by the spinel $LiMn_2O_4$ component, with much less changes in the layered $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component, comparing with the Li-half cell results. These results give us valuable information about the structural changes relating to the contributions of each individual component to the cell capacity at certain charge/discharge state, which are helpful in designing and optimizing the composite cathode using spinel- and layered-type materials for Li-ion battery research. More detailed discussion will be presented at the meeting.

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