해수 내 유류계 방향족탄화수소인 BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene, xylene)와 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons: PAHs)를 동시에 분석할 수 있는 기술 개발을 위해 GC/MS에서 고체상미량추출법(solid phase microextraction: SPME)을 이용하여 최적의 분석기법을 정립하였다. SPME 기법은 전통의 분석 방법과 비교할 때 조작이 간단하고, 파이버를 재사용할 수 있고, 휴대하기 쉽고, 시료의 운반이나 저장하는 동안 오염을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 최적의 SPME 조건을 정립하기 위해 여러 변수 즉, SPME 수착제, 흡착 시간, 흡착 온도, 교반 속도, GC 탈착 시간들을 확인하였다. 다양한 SPME 수착제($100{\mu}m$ PDMS, $75{\mu}m$ CAR/PDMS, $65{\mu}m$ PDMS/DVB)를 이용하여 BTEX와 PAHs(분자량 78부터 202까지)를 동시에 분석한 결과 $65{\mu}m$ PDMS/DVB를 최적의 수착제로 선정하였다. 최적의 수착제로 $65{\mu}m$ PDMS/DVB 선정한 다음 순차적으로 다른 변수들을 확인하였다. 그 결과 BTEX와 PAHs 동시 분석하기 위한 최적의 SPMD 조건은 흡착시간 60분, 흡착온도 $50^{\circ}C$, 교반속도 750 rpm, GC 탈착시간 3분으로 결정되었다. 최적화한 HS-SPME-GC/MS 분석법을 이용하여 인공오염해수 내 유류계 방향족탄화수소 분석 결과 이전 연구 방법과 유사하였다. HP-SPME-GC/MS 분석법은 기존에 유기용매를 사용한 방법이 가졌던 단점과 제한점을 보완할 수 있으며, 해수 내 유류에 의한 BTEX 및 PAHs 분석에 효율적으로 적용할 수 있다.
유류 및 중금속 오염 토양으로부터 분리한 토착 미생물인 Bacillus sp, B1 사균(dead biomass)과 polysulfone + DMF(N,N-dimethylformamide) 용액을 혼합하여 제조한 비드(지름 2mm 이하)형 미생물 담체를 이용하여 중급속 오염 지하수를 정화하는 배치실험을 실시하였으며, 담체에 흡착된 중금속의 특성과 구조를 분석하여 미생물 담체에 의한 중금속 제거 기작을 규명하였다. 담체 내 Bacillus sp. B1 사균 비율을 달리하여 제조한 담체들을 이용하여 오염수로부터 납 제거효율을 규명함으로써 미생물 담체 제조에 사용되는 최적의 사균 농도(%)를 결정하였으며, 오염수에 대하여 첨가하는 미생물 담체의 농도변화에 따른 중금속 제거효율을 규명하는 실험을 실시하여 최적의 중금속 제거효율을 가지는 오염수 내 담체 첨가량(농도; g/L)을 결정하였다. 담체 내 사균 농도가 0%(유기중합체로만 형성)와 1%인 경우 제조된 담체의 납 제거효율이 3% 미만으로 polysulfone + DMF 만으로 이루어진 담체는 중금속 제거효과가 거의 없으며, 담체 내 미생물 기질 부분에 의해 대부분의 중금속이 제거되는 것으로 나타났다. 실험 결과 미생물 담체 비용과 제거효율을 고려하면 사균 5%를 혼합하여 제조한 미생물 담체를 2g/50mL 농도로 오염수에 주입하는 것이 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다. 담체와 오염수의 반응(흡착)시간에 따른 납과 구리의 제거 반응 실험 결과 두 시간 이내에 평형상태에 도달하여, 현장에서 다량의 중금속 오염 지하수를 짧은 시간(수 시간 이내)에 처리할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체의 중금속 제거효율은 넓은 pH 범위에서 높게 나타났으며, 특히 pH 2-3인 경우 제거효율이 최대로 나타나 pH가 낮은 침출수, 산성폐수의 중금속 처리에도 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 오염수의 중금속(Pb, Cu, Cd) 초기 농도변화에 따른 미생물 담체의 제거율 실험 결과 납, 구리, 카드뮴의 경우 10mg/L 이하의 농도를 가지는 오염수에서 80% 이상의 제거 효율을 나타내어, 대부분의 국내 오염 지하수의 중금속 농도가 이보다 낮은 것을 감안할 때 본 실험에서 사용된 조건을 적용하여 미생물 담체를 이용하는 경우 다량의 중금속 오염 지하수를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 판단되었다. 미생물 담체를 이용한 납 제거 배치 실험 전/후 미생물 담체(bead)의 내/외부 구조를 SEM/EDS 및 TEM으로 분석한 결과 담체 내/외부 모두 다양한 크기의 다공질로 형성되어 있었으며, 외부 표면뿐 아니라 내부 면까지 납이 다량 흡착되어있는 것으로 나타나 본 실험에서 제조한 미생물 담체가 외부 표면 흡착에만 제한되었던 기존의 polysulfone 담체보다 중금속 제거 능력이 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 미생물 담체에 형성된 납의 구조를 분석한 결과 담체의 주된 중금속 제거기작은 담체 내/외부 표면(특히 사균 기질과 polysulfone 물질 경계부)에 의한 다양한 형태의 흡착이었다.
경부고속도로 건설을 기점으로 급격한 경제성장을 이룬 우리나라 고속도로는 현재 신규도로의 건설사업 물량이 둔화되면서 기존의 도로망을 효율적으로 활용하고 최적의 공용성 유지가 필요한 시점이 되었다. 최적의 공용성 확보를 위해 교통하중을 가장 적극적으로 통제하는 방법은 과적단속이다. 본 연구에서는 과적단속의 효율화를 위해 고속축하중측정 시스템을 개발하고 이를 통해 국내 고속도로 과적화물차 행태 분석을 실시하며, 본 시스템을 활용한 과적단속시스템 개발 가능성에 대하여 검토하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구에서 개발한 고속축하중측정 시스템은 차로당 2조의 루프센서와 2조의 축중센서, 2조의 원더링센서로 이루어져 있다. 특히 원더링센서는 차량의 좌우 타이어의 위치 판독이 가능하여 과적단속 시스템으로 활용시 차로의 이탈유무를 판독할 수 있으며, 윤거 측정 및 윤형식(단륜/복륜) 구분이 가능하여 차종을 구분함에 있어서 기존 차종분류 시스템보다 세분화된 분류가 가능하여 12종 차종분류시 오분류 비율이 매우 낮은 장점을 가지고 있다. 본 시스템에 대한 검증시험 결과 모든 시험조건의 전체평균오차가 축하중 15% 이내, 총하중 7% 이내로 나타났다. COST-323에서 제시하고 있는 WIM 등급기준에 따르면 사회기반시설 설계와 유지관리 및 평가목적으로 사용가능한 B(10) 등급으로 나타났으며, 과적이 가장 문제되는 5축 카고 화물차에 대한 분석결과는 축중량 오차 8%, 총중량 오차 5%로 단속가능 수준인 A(5)등급으로 나타났다. 고속도로의 차종별 중량분석 결과 12종 분류기준에서 5종, 6종, 7종, 12종 차량이 하중기준을 초과하는 비율이 가장 높게 나타났으며, 주로 가변축을 장착한 차량으로 축조작에 의한 축하중 과적비율이 매우 높게 나타나 이러한 차량에 대한 실효성 있는 과적단속기법이 필요한 것으로 판단된다. 도로교통분야에 있어서 차종별 교통량 자료는 도로의 계획과 건설, 유지관리, 교통류분석 및 도로행정에 필요한 기본 자료이며 각종 연구에 필요한 기초자료로 활용되어지는 필수적인 요소이다.
본 실험은 사계성 딸기의 무병묘 대량생산을 위한 bioreactor 배양 시 배지조건을 구명하기 위해 실시하였다. 배지조건은 MS배지 내 질소질 종류 2처리 ($NH_4NO_3-KNO_3$혼합, $KNO_3$ 단독), MS배지 내 질소농도 4처리 (1/2배, 1배, 2배, 3배), sucrose농도 3처리 ($10g{\cdot}L^{-1}$, $20g{\cdot}L^{-1}$, $30g{\cdot}L^{-1}$)와 배지 pH 3처리 (pH 4.6, 5.6, 6.6) 등을 실험하였다. 사계성 딸기의 bioreactor 배양 시 MS배지 내에 $NH_4NO_3$와 $KNO_3$를 혼합처리한 배지가 생육량이 많았다. 질소농도가 높아질수록 배지 EC가 급격히 높아지고, 그에 따라 유식물체 생육이 억제되었다. 질소질 1/2배에서 생육량이 많고 신초가 10.8개로 가장 많이 발생하였다. Bioreactor 배양 시 sucrose농도는 $30g{\cdot}L^{-1}$에서 생체중이 3,101 mg으로 가장 무거웠고, 지상부와 지하부 생육량 모두 다른 농도에 비해 많았다. 또한 sucrose농도가 높아질수록 신초수도 증가되는 경향을 보였다. 배지 pH는 5.6-6.6 범위에서 지상부와 지하부 생육량이 모두 많았다. 따라서 사계성 딸기 조직배양묘의 bioreactor를 이용한 대량증식 및 뿌리발달에 알맞은 배지 조건은 MS 무기염을 기본으로 하여 배지 내 질소질은 $NH_4NO_3$와 $KNO_3$ 혼합, 농도는 1/2배, sucrose농도는 $30g{\cdot}L^{-1}$과 배지 pH는 5.6-6.6 범위가 가장 적당하였다.
인간중간엽줄기세포는(Human mesenchymal stem cells, hMSC) 골수, 지방, 피부, 근육, 혈액에 존재하며, 뼈, 연골, 지방, 근육, 신경세포로 분화가능성이 보고되어 손상조직의 재생을 위한 재료로서뿐만 아니라 유전자치료의 매개체로 이용될 수 있는 가능성이 제안되고 있다. 인간중간엽줄기세포의 적절한 배양조건에는 소 태아혈청(fetal bovine serum, FBS)이 요구되어지므로 세포치료에는 소 태아혈청이 다수 포함되어 있을 것이며 세포배양 배지 유래 소 태아혈청의 단백질에 의한 면역거부반응이 우려된다. 이미 앞선 연구에서 자가혈청 하에서 인체지방줄기세포 분리와 계속적인 세포배양을 실시하였을 때 인체지방줄기세포의 증식능력과 다 분화 능이 유지되며 면역결핍 생쥐에 골수의 말초혈액에서 유래된 CD34세포 이식 시 안착 능을 촉진함을 보였다. 본 연구에서 인체지방줄기세포가 인체혈청 하에서 배양되었을 때 소 태아혈청 하에서 배양할 때 발현하는 표면항원을 유지함을 확인했으며 microarray를 사용하여 유전자 발현을 비교했다. 유 세포 분석을 통하여 인체혈청 하에서 계속적으로 배양된 인체유래지방줄기세포에서 HLA-DR, CD117, CD29 와 CD44 의 발현이 소 태아혈청 하에서 배양했을 때와 비슷함을 밝혔다. 그러나 인체혈청 하에서 배양된 인체지방줄기세포의 유전자 발현형태와 소 태아혈청 하에서 배양된 세포의 유전자 발현형태 간에는 상당한 차이를 보였다. 그러므로 본 연구는 인체혈청 하에서 배양된 인체지방기질줄기세포가 임상적용을 위한 선행 데이터로써 직접적인 추정을 하기 위해서는 인체지방기질줄기세포 이식연구에 in vivo 동물실험연구가 수행되어져야 함을 제시하고 있다.
광은 모든 살아 있는 세포에 있어서 매우 중요한 신호이며 생물체에게 이익이 되면서 동시에 해가 되기도 하는데, 광 환경에 잘 적응한 유기체는 자연에서의 경쟁에서 더 잘 살아남을 수 있다. 광질과 식물 생육에 대한 정보는 LED와 같은 인공광을 효율적으로 사용하게 하여 경제적인 손실을 줄일 수 있다. 초기 1주 동안 단일 광파장에 노출된 배추 유묘의 생장을 보면 백색광 조건에서 생장한 묘와 비교했을 때 적색광과 청색광 조건에서는 유묘의 발달과 생육이 정상이었다. 암조건에서 자란 유묘는 하배축이 길고 황화된 반면, 초적외광 조건에서 자란 유묘는 황화되었으나 하배축이 거의 신장하지 않았다. 마이크로어레이를 이용하여 유전자 대량 발현분석 실험을 수행한 결과, 청색광 조건에서 유묘의 생육이 가장 왕성하였으며 적색광 조건과 비교하여 발현변화를 보인 유전자의 수가 2배 많았다. 각각의 광질 조건에서 발현 증가 된 유전자들을 기능별로 분류해 보면(GO 분석) 적색광과 청색광은 생물학적 과정(biological process)과 관련된 유전자의 발현에 영향을 많이 주었다. 특히 대사과정(metabolic process)과 발달과정(developmental process) 그리고 세포 요소(cellular component) 중 색소체(plastid)나 엽록체(chloroplast)관련 유전자들의 발현이 청색광 조건에서 더 많이 증가하였다. 또한 초적외광 조건에서도 다양한 유전자들이 발현 변화를 보였다. 본 논문은 다양한 배추 유묘의 생장에 대한 광질의 영향을 분자생물학적으로 증명하기 위해 수행되었으며 유묘의 배양에 LED 광원이 효율적으로 이용될 수 있음을 보여 주었다.
본 연구에서는 식물성 원료인 콩에 물의 비율을 달리하여 발효우유 베이스(base)를 제조하고, 식물성 젖산균인 김치 젖산균 L. plantarum와 식초 젖산균인 B. acidiproducens를 접종하여 제조한 발효우유의 물리 화학적 특성을 알아보고자 하였다. 콩과 물의 비율은 1:1인 것이 다른 비율보다 실험결과에서 이상적인 값을 보였다. L. plantarum 발효우유와 B. acidiproducens 발효우유는 pH와 산도, 생균수에서 대조군으로 사용한 YF 발효우유보다 낮은 값을 나타내었으나 발효우유 제조 규격에 적합한 수준이었다. L. plantarum 발효우유는 발효완료시점의 생균수에서 B. acidiproducens 발효우유보다 유의적으로 높은 값을 나타내었으나 (p<0.05) 완성된 발효우유의 향과 전체적 기호도에서 낮은 평가를 받았는데, 이는 발효우유의 신맛과 향으로 인한 결과로 사료된다. B. acidiproducens VG1 발효우유는 L. plantarum YD09 발효우유와 pH, 산도, 색도, 당도 및 점성에서 유사한 결과 값을 보였고, 생균수에서는 L. plantarum 발효우유보다 낮은 값을 나타내었지만, 관능검사에서 높은 선호도를 보였다. 결론적으로 김치 젖산균인 L. plantarum YD09과 식초에서 분리한 B. acidiproducens VG1은 시판되는 YF 균주보다 발효 초기 pH값이 높은 경향을 보였으나 발효가 완료된 시점에서 발효우유로써 규격에 합하는 결과 값을 나타낸 것으로 보아 발효우유 제조에 적합한 것으로 사료되며, 콩과 물의 비율을 1:1로 정하여 제조하는 것이 생균수가 높고, 커드 형성이 잘 되는 발효우유를 제조할 수 있을 것으로 보인다. 그리고 L. plantarum 보다 B. acidiproducens VG1을 사용하여 발효우유를 제조할 경우 신맛이 덜하고 시판되는 ABT-4 (YF)만큼 기호도가 높은 발효우유를 제조할 수 있을 것으로 사료된다.
인체장염 유발균으로 최근 문제가 되고 있는 미호기성 식중독균 Campylobacter jejuni의 오염 방지와 식품 속에서의 검출을 위한 실험으로서 두종의 인체 유래 C. jejuni를 이용하여 증균 선택배지에서의 증식과 우유, 닭고기등에서의 첨가 후의 잔존 양상을 온도별로 조사하였다. C. jejuni는 Supplemented Brucella Broth (SBB)에서 호기적 조건에서도 최적조건인 미호기적 배양에 비해 $60{\sim}80%$ (24시간)의 생육이 관찰되었다. SBB에 C. jejuni를 생균수가 $10^7{\;}cfu/mL$과 $10^3{\;}cfu/mL$ 되도록 접종하여 호기조건에서 42, 25, $5^{\circ}C$에서 7일간 배양하였을 때 $42^{\circ}C$에서는 $10^7{\;}cfu/mL$과 $10^3{\;}cfu/mL$ 접종시료 모두 $1{\sim}2$일 후 $>10^8$으로 급격히 증가하다가 7일에는 $>10^7$으로 유지되었다. $5^{\circ}C$에서는 배양 초기 접종된 량을 거의 유지하다가 7일 경과후에 $<1/2log_{10}$ 정도가 감소하였다. $25^{\circ}C$에서는 $1{\sim}2$일 이 후 급격히 감소하여 4일 이 후에는 균이 거의 검출되지 않는 수준이었다. 가열 처리된 우유와 잘게 썰은 닭고기에 $10^7/mL$ 되도록 균을 접종한 후 42, 25, $5^{\circ}C$에서 14일간의 생균수의 변화를 조사한 결과, 우유에서는 SBB에서와 유사한 결과를 보였고, 닭고기에서는 $42^{\circ}C$의 최적조건에서 4일 이후 균이 검출되지 않아 균의 생육이 유지된 $4^{\circ}C$의 냉장조건과 대조를 이뤘다. 이상의 결과에 의하여 C. jejuni가 오염된 식품이 유통되고 취급될 때 냉장온도에서 가장 그 생육이 안정하게 보존되며, 실온에서는 생육이 불안정하여, 식품에 따라 최적 온도에서도 생육 양상이 다르다는 것을 알 수 있었다.
마늘의 이용성 증진과 마늘의 기능성 성분을 효율적으로 추출할 수 있는 최적용매에 대한 기초자료를 얻기 위해 마늘을 5종류의 유기용매와 4종류의 산을 사용하여 추출하고 추출수율과 기능성을 조사하여 최적 용매를 선정하였다. 선정된 용매의 농도를 0, 25, 50, 75, 100%로 조절하여 적정농도를 조사하고 적정용매의 pH 조절, 산 및 염의 첨가 시 추출율 및 아질산염 소거작용, 전자공여효과 및 총 thiosulfinates 함량 측정, 항산화성 등의 생리활성을 조사하였다. 마늘의 기능성 성분의 최적추출조건은 극성이 큰 methanol 의한 추출이 효과적이었다. Citric acid를 비롯하여 유기산 및 무기산 (acetic acid, phosphoric acid, tartaric acid)으로 추출할 때 고형분 수율은 높았으나 기능성에서 methanol 보다 효율성이 낮은 값을 보여 전자공여능은 약 1/2 정도 낮았다. 아질산염 소거능은 완충액의 모든 pH 영역에서 낮게 나타났고, 항산화효과인 과산화물 생성억제도 methanol 추출액이 약간 효과가 더 높았다. Methanol과 ethanol의 기능성 성분의 추출효과는 비슷하므로 식품응용을 고려할 때 ethanol이 보다 효과적임을 알 수 있었다. Ethanol의 농도를 달리하여 추출한 결과 50% ethanol 농도에서 가장 추출이 용이하였고 고형분수율 및 기능성도 가장 효과적이었다. 50% ethanol 용매보다 더 효율적인 추출조건을 찾기 위해 50% ethanol 용액의 pH조절과 NaCl, citric acid, $NaH_2PO_4$, $Na_2HPO_4$를 농도별로 첨가하여 추출하였을 때 고형분수율 및 기능성에서 큰 변화를 보이지 않았다. 따라서 마늘 성분의 추출은 50% ethanol 농도가 마늘의 기능성성분들의 효과적인 추출 방법으로 판단된다. Monascin의 경우 맛살에서 $0.01{\sim}3.31\;g/g$ 혼합어육소시지에서 $0.05{\sim}0.10\;g/g$, 반건조소시지에서 $0.34{\sim}0.35\;g/g$이 각각 검출되었고, 나머지 품목에서는 모두 불검출이었다. 한편, ankaflavin의 경우 맛살에서만 $0.02{\sim}0.89\;g/g$이 검출되었으며, 나머지 품목에서는 모두 불검출이었다.gen synthase의 활성은 P군에 비해 POD군에서 높았고(P<0.05), Px 백서가 Sham 백서에 비해 낮았다(P<0.05). Px 백서의 quadriceps 근육내 중성지방 축적량이 Sham 백서에 비해 높았는데, P에 비해 POD를 공급하였을 때 중성지방의 축적양이 낮아졌다. 결론적으로 POD은 당뇨와 정상 백서에서 인슐린 저항성을 감소시킴을 알 수 있었고 이러한 인슐린 저항성의 감소 현상은 근육에서의 glycogen synthase 활성과 관련이 있을 것으로 생각되었다.로 높은 것으로 밝혀졌지만, 그 이상의 농도에서는 낮은 수치를 나타내었다 이상의 결과로 보아 수용성계에서 뿐 만 아니라, 비수용성계에서도 중금속 이온 존재 하에서의 AsA 자동산화반응에서의 $O_2\bar{{\bullet}}$ 생성이 시사되었다.pm, $230^{\circ}C$에서 5.56 ppm으로 점진적으로 감소하였다. 이는 nonanoic acid, palmitic acid, stearic acid등이 고온가열에 의해 생성되었다가 이들이 열분해로 소실되었기 때문으로 생각된다.평균치는 34점이었으며 여윔에서는 너무 살찜으로 갈수록 사회적 체형불안도가 상승하는 경향을 나타내었다. 후쿠오카 지역의 체형 불안 도가 대구지역보다 유의적으로 높았다. 한 일 여대생의 자기 체형인식 및 체형 불안도에
본 연구의 목적은 항 methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) 활성을 가지는 해양미생물을 분리, 동정하고 항MRSA 물질을 분리 정제하여 그 물질의 활성과 시너지 효과를 밝히는 것이다. 본 연구에서 분리한 해양미생물 중에서, YJ-1 분리 균주가 가장 강한 항MRSA 활성을 나타내었다. YJ-1 균주는 생화학적 특성과 16S rRNA 유전자 염기서열에 기초하여 분류 동정되었다. YJ-1 균주의 염기서열은 Pseudomonas stutzeri와 99.2%의 상동성을 나타내어, Pseudomonas sp. YJ-1이라 명명하였다. 이 균주의 최적 성장조건은 $25^{\circ}C$와 초기 pH 농도 7.0이었다. 항MRSA 물질들을 분리정제하기 위하여 YJ-1 균주를 PPES-II 배지에 배양하였으며, 배양 상등액을 ethyl acetate, hexane과 80% MeOH로 순차적으로 추출하였다. 활성을 보인 80% MeOH 분획을 $C_{18}$ ODS 칼럼 크로마토그래피, silica gel 크로마토그래피와 역상 HPLC법으로 순차적으로 정제하여 항MRSA 활성을 가지는 3개의 순수물질 MR1, MR2 및 MR3를 얻었다. $250{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도의 MR1 물질을 MRSA 세포에 접종했을 때, MRSA 세포의 95%가 48시간 이내에 사멸하였다. 활성을 vancomycin 및 ampicillin과 비교해 보아도, MR1 물질은 보다 우수한 항MRSA 활성을 나타내었다. 또한 항MRSA 활성은 투여량과 시간에 비례하여 증가하였다. 더욱이 MR1 물질과 vancomycin을 조합하여 시너지 효과를 보았을 때, MR1 물질을 단독으로 투여했을 때보다 신속한 MRSA 세포의 감소를 관찰할 수 있었다. 이상의 결과를 종합해보면, MRSA 감염에 있어서 Pseudomonas sp. YJ-1과 이것이 생산하는 항MRSA 물질은 천연 항균제로서 기여할 수 있으리라 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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[부 칙]
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