• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.179-186
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• 2006

$TiO_2$를 나노튜브(nanotube)와 나노입자(nanoparticle)의 두 가지 형태로 제조하여 닥터 브레이드 방법과 $450^{\circ}C$에서의 소결 공정을 통하여 다공성막으로 제조하였다. 이 다공성막을 작용물질로 사용하여 염료감응형 태양전지를 제조하고 그 특성을 조사하였다. $TiO_2$ 나노입자는 수소화 티탄염 나노튜브를 $180^{\circ}C$에서 24시간 동안 가수열분해 처리함으로써 합성하였다. 이 $TiO_2$ 나노입자를 다공성막으로 사용하여 제작한 염료감응형 태양전지의 에너지 효율(${\eta}$)은 8.07％이며, 개방전압(open-circuit potential, $V_{OC}$), 단락전류(short-circuit current, $I_{SC}$)와 fill factor(FF) 값은 각각 0.81 V, $18.29mV/cm^2$와 66.95％이었다. 나노튜브 $TiO_2$를 제조할 경우에는 NaOH 용액의 농도를 3M과 5M로 변화시켰다. 그 결과 3M NaOH 용액에서 합성된 나노튜브 $TiO_2$를 다공성막으로 사용하여 제작된 염료감응형 태양전지의 에너지 효율(${\eta}$)은 6.19％이었으며, $V_{OC}$, $IV_{SC}$와 FF 값은 각각 0.77 V, $12.41mV/cm^2$와 64.49％이었다. 반면에 5 M NaOH에서는 전자이동성이 좋지 않아 효율이 4.09％로 감소하였다. 본 연구 결과 가수열분해법에 의해 제조한 $TiO_2$ 나노입자로 제조한 염료감응형 태양전지의 효율이 가장 높았다.

• 대한약리학회지
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• 제27권2호
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• pp.155-166
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• 1991

Paraquat 독성작용에 있어서 mitochondria의 잠재적인 역할을 평가하기 위하여, 이 약물의 산소 radical 생성과 지질과산화 반응에 미치는 영향을 mouse간의 submitochondrial particle 과 microsome에서 비교하여 보았다. Submitochondrial particle 사용시 NADH를, microsome 사용시 NADPH를 전자공여체로 이용한 경우 paraquat는 두 분획에서 superoxide anion과 hydrogen peroxide의 생성을 증가시켰다. 동일한 조건하에서 paraquat는 hydroxyl radical의 생성을 시사하는 methional로 부터 ethylene의 생성을 증가시켰다. 그러나, paraquat에 의한 이들 각각의 효과는 microsome에서 보다 submitochondrial particle에서 약간 낮았다. 한편, 두 분획 모두에서 paraquat는 지질과산화 반응을 촉진시켰다. Submitochondrial particle과 microsome에서의 Paraquat에 의한 지질과산화반응은 i) 두 분회에서 지질과산화는 SOD에 의해서 부분적으로 억제됨을 보였고, DETAPAC(iron chelator)에 의해서는 완전히 억제되었고, catalase와 hydroxyl radical scavenger에 의해서는 억제되지 아니하였으며, ii) 반응내 $ADP-Fe^{3+}$ 첨가로 paraquat에 의한 지질과산화는 더욱 증가되었지만 methional로 부터 ethylene 생성은 감소하여 hydroxyl radical 생성과 지질과산화 사이에는 상관성이 없음으로 보아 같은 기전을 통해 촉진됨을 알 수 있었고 이러한 촉진작용은 perferryl ion을 통하여 일어나리라 추측되었다. Submitochondrial particle에서 paraquat에 의해 촉진된 산소라디칼 생성과 지질과산화 반응은 p-hydroxymercuribenzoate(NADH dehydrogenase 억제제)에 의하여 억제되었으나 다른 respiratory chain 차단제들에 의해서는 거의 영향을 받지 않음으로 보아 mitochondria에서의 paraquat의 redox-cycling은 CoQ 보다는 NADH dehyrogenase와 관련이 있음을 시사하였다. 이상의 결과로 보아 산소 radical의 생성과 지질과산화를 유도하는 paraquat의 redox-cycling은 microsome에서와 마찬가지로 mitochondria에서도 일어나며, 이결과 생체내에서의 paraquat의 독작용에 관여함을 짐작할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1711-1717
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• 2010

본 연구에서는 혈전용해능이 우수한 Bacillus sp. sm26을 선별하고 신품종 기능성 콩인 노란 아가콩(YA)와 검정 아가콩(BA)을 발효시킨 발효콩(FYA, FBA)의 혈전용해 활성과 70% ethanol 추출(FYAE, FBAE)에 대한 항산화 효능을 조사하였다. FYA와 FBA의 혈전용해 활성은 각각 $6.38{\pm}0.5$와 $6.83{\pm}0.5\;U/ml$로 대두 발효물(FSB)보다 각각 1.3배와 1.4배 높은 것으로 나타났다. 총 페놀 함량은 FYAE와 FBAE가 각각 $3.40{\pm}0.44\;mg/g$, $2.45{\pm}0.20\;mg/g$으로 나타나, 대두 발효 추출물(FSBE)에 비하여 약 2배 이상의 높은 페놀 함량을 나타내었다. FYAE의 총 단백질과 총 당 함량은 각각 $0.56{\pm}0.11\;mg/g$과 $2.41{\pm}0.48\;mg/g$이었으며 FYBA는 각각 $0.39{\pm}0.12\;mg/g$과 $2.72{\pm}0.63\;mg/g$으로 나타나, FYAE가 FSBE보다 각각 4.7배와 1.7배 높은 총 단백질과 총 당 함량을 지닌 것으로 나타났다. DPPH radical 소거능은 FBAE가 1 mg/ml에서 79 %로 가장 높게 나타났으며 2배 높은 활성을 나타내었다. 환원력은 FBAE가 1 mg/ml의 농도에서 가장 높은 환원력을 나타내었으며 FSBE에 비해 2배 높은 활성을 보였다. 지질 과산화능은 1 mg/ml일 때 FBAE는 93%로 FSBE의 약 3배 높은 활성을 나타내었고 FYAE 또한 80%로 2.5배 높은 활성을 보였다. 과산화 수소에 대한 소거능은 1 mg/ml 농도에서는 FBAE가 82%로 FSBE에 비해 4배 높은 효과를 나타내고 FYAE의 경우 2.5배 높은 효과를 나타낸다. 이상의 연구 결과에서, 기능성 콩인 아가콩 발효물의 혈전용해 활성과 항산화 효능은 일반 콩에 높게 나타났으며 이는 앞으로 새로운 천연 기능성 식품으로서의 이용 가능성을 시사하고 있다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2007년도 Proceedings of The Convention
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• pp.79-92
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• 2007

Oxidative stress have known to be a risk factor for the degenerative processes and closely related to a lot of diseases. It is well established that antioxidants are good in protection and therapeutic means against oxidative damage. There is increasing interest in natural antioxidants and many natural antioxidants have been found and utilized as the possible protection for various diseases and skin aging. We have screened natural antioxidant agents for cosmeceuticals, nutraceuticals, and drugs as therapeutic and preventive means against oxidative stress, and have developed a number of novel antioxidants from various natural sources. A novel melanin synthesis inhibitor, Melanocin A, isolated from the metabolite of a fungal strain Eupenicillium shearii F80695 inhibited mushroom tyrosinase and melanin biosynthesis of B16 melanoma cells with $IC_{50}$ value of 9.0 nM and MIC value of $0.9\;{\mu}M$, respectively. Melanocin A also exhibited potent antioxidant activity by scavenging of DPPH and superoxide anion radicals. UV was found to increase the level of hydrogen peroxides and other reactive oxygen species (ROS) in skin tissues. This increase in ROS may not only alter the structure and function of many genes and proteins directly but may also modulate their expressions through signal transduction pathways and, ultimately, lead to skin damage. We investigated the effect of Melanocin A on UV-induced premature skin aging. Firstly, the effect of Melanocin A on UV-induced matrix metalloproteinase (MMP)-9 expression in an immortalized human keratinocyte cell line, HaCaT in vitro was investigated. Acute UV irradiation induced MMP-9 expression at both the mRNA and protein levels and Melanocin A suppressed this expression in a dose-dependent manner. We then investigated UV-induced skin changes in hairless mice in vivo by Melanocin A. Chronic exposure of hairless mouse dorsal skin to UV increased skin thickness and induced wrinkle formation and the gelatinase activities of MMP-2 and MMP-9. Moreover, Melanocin A significantly suppressed UV-induced morphologic skin changes and MMP-2 and MMP-9 expression. These results show that Melanocin A can prevent the harmful effects of UV that lead to skin aging. Therefore, we suggest that Melanocin A should be viewed as a potential therapeutic agent for preventing and/or treating premature skin aging. Terrein is a bioactive fungal metabolite isolated from Penicillium species. Terrein has a relatively simple structure and can be easily synthesized. However, the biologic effects of terrein are comparatively unknown. We found for the first time that terrein potently inhibit melanin production in melanocytes and has a strong hypopigmentary effect in a spontaneously immortalized mouse melanocyte cell line, Mel-Ab. Treatment of Mel-Ab cells with terrein (10-100 mM) for 4 days significantly reduced melanin levels in a dose-dependent manner. In addition, terrein at the same concentration also reduced tyrosinase activity. We then investigated whether terrein influences the extracellular signal-regulated protein kinase (ERK) pathway and the expression of microphthalmia-associated transcription factor (MITF), which is required for tyrosinase expression. Terrein was found to induce sustained ERK activation and MITF down-regulation, and luciferase assays showed that terrein inhibits MITF promoter activity in a dose-dependent manner. To elucidate the correlation between ERK pathway activation and a decreased MITF transcriptional level, PD98059, a specific inhibitor of the ERK pathway, was applied before terrain treatment and found to abrogate the terrein-induced MITF attenuation. Terrein also reduced the tyrosinase protein level for at least 72 h. These results suggest that terrain reduces melanin synthesis by reducing tyrosinase production via ERK activation, and that this is followed by MITF down-regulation.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.454-464
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• 2018

식품 원료로도 널리 애용되는 검은콩은 풍부한 천연 페놀 화합물을 함유하고 있기 때문에 기능성 소재로서의 개발에도 매우 유용한 자원이다. 본 연구에서는 3가지 검은콩 품종[소청자(SCJ), 소청2호(SC2) 및 청자2호(CJ2)]을 대상으로 TPCs과 항산화 능을 조사하였다. 그 중에서도 TPCs는 CJ2 $H_2O_2$ 처리에 의한 HaCaT 세포의 생존력 감소를 현저히 억제하여 산화적 스트레스에 대한 보호 효과가 있음을 알 수 있었다. SCJ와 SC2 전처리는 또한 HaCaT 세포에서 mitochondrial dysfunction의 차단과 pro-apoptotic Bax의 발현 변화의 정상화를 통해 $H_2O_2$에 의하여 유도된 apoptosis를 효과적으로 억제하였으며, DNA 손상에 대한 보호 효과와 연관성이 있었다. 또한 SCJ와 SC2는 Nrf2와 연관된 TrxR1의 발현을 효과적으로 유도하였으나, 산화적 스트레스에 대한 SCJ와 SC2의 보호 효과는 TrxR 억제제에 의하여 상쇄되었다. 이러한 결과는 SCJ와 SC2가 Nrf2 신호전달 경로 활성을 통하여 산화적 스트레스와 관련된 세포 손상을 차단함으로써 세포 보호 활성을 갖는다는 것을 의미한다. 결론적으로, SCJ와 SC2는 산화스트레스로 인한 피부 질환의 치료와 예방을 위한 응용 가능성이 높음을 보여주었다.

• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.96-115
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• 2017

온배수와 산성화는 오래 전부터 전 세계를 통해 육수학과 수생태학에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 그러나 우리나라는 아직까지 초보적이거나 접근 조차 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류(부소천)의 최상류 구간 5개 지점(BSU (상류), HSW (온천폐수 방류구), BSD1~3 (하류))에서 수질환경과 부착조류 생태계에 온배수와 산성비의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 수온의 범위(평균값)는 $1.7{\sim}28.8^{\circ}C$($15.0^{\circ}C$)이었다. 특히 HSW의 범위와 평균값은 17.5 (1월)~$28.8^{\circ}C$(9월), $24.2{\pm}3.7^{\circ}C$로서 고온을 유지하였고, 다른 지점에 비해 월등히 높았다. 온배수는 하천수의 수온 증가와 영양염 펄스로서 작용하였으며, 그 영향은 갈수기와 저온기 (12월~3월)에 우세하였다. 그리고 온도의 영향권은 유하 거리에 따라 멀지 않았으나, P N 영양염은 다소 원거리까지 미칠 수 있는 잠재력을 갖고 있었다. pH는 5.1~8.4 (6.9)이었다. 수중 pH 감소의 원인은 계절적으로 강설과 산성비의 습윤 산성강하물에 있었고, 그 영향은 부착 규조류 중 호산성 종조성(Eunotia pectinalis, Tabellaria flocculosa)의 생물학적 분포에서 간헐적(3월과 8월)으로 확인되었다. 부소천의 수질과 부착조류 생태계는 열 오염, 부영양화 및 산성화에 의한 역동적인 상태이었고, 계류, 온배수 및 대기오염과 같은 지리 지역적 특성에 기반한 인위적 영향이 지배적이었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권4호
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• pp.32-41
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• 2001

전라북도곰소만 조간대에서 조석에 따른 오염물질의 플럭스를 구한 결과, COD의 경우, 4월에는 창조와 낙조시 COD의 유출입량이 동일하였고, 8월에는 창조시 83.0 ton COD/hr가 유입되어 낙조 시에는 68.6 ton COD/hr이 유출되어 조사해역의 갯벌이 평균적으로 5.69g COD/$m^2/day$의 정화력이 있는 것으로 평가되었다. 한편, 총질소의 플럭스는 4월의 창조 시에 0.486 ton N/hr이 유입되어 낙조 시에 0.330 ton N/hr으로 유출되어 조사해역 갯벌의 질소 정화력은 0.062 g N/$m^2/day$으로 평가되었다. 8월에도 창조 시에 3.144 ton N/hr이 유입된 후 낙조 시에 2.011 ton N/hr이 유출되고 있어 조사 해역의 갯벌이 0.448g N/$m^2/day$의 정화능력이 있음을 알 수 있었다. 부유물질의 플럭스는 4월의 창조 시에 0.31 ton SS/hr가 유입되어 낙조 시에 0.26 ton SS/㎡/day의 정화력이 있는 것으로 평가되었다. 8월에도 창조 시에 1.63ton SS/hr가 유입되어 낙조 시에 1.34 ton SS/hr이 유출되고 있어 조사해역의 갯벌이 시간당 0.29 ton의 부유물질을 수용하여 0.12g SS/$m^2/day$의 정화력이 있는 것으로 평가되었다. 곰소만 갯벌에서의 탈질산화는 1999년 4월에 0.009∼1.720 m mole N₂/㎡/day(평균 0.702 m mole ${N_2}/m^2/day$), 8월에 0.033∼0.133 m mole ${N_2}/m^2/day$(평균 0.077 m mole ${N_2}/m^2/day$)였으며, 2000년 4월에는 0.000∼1.909 m mole ${N_2}/m^2/day$(평균 0.756 m mole ${N_2}/m^2/day$), 8월에는 0.000∼1.697 m mole N₂/㎡/day(평균 0.392 m mole ${N_2}/m^2/day$)으로 계절별로 지점별로 탈질산화의 차이가 나타났으며 4회 평균치는 0.482 m mole ${N_2}/m^2/day$으로 평가되었다.

• Interdisciplinary Bio Central
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• 제1권1호
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• pp.3.1-3.6
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• 2009

Introduction: GTPases known as translation factor play a vital role as ribosomal subunit assembly chaperone. The bacterial Obg proteins ($Spo{\underline{0B}}$-associated ${\underline{G}}TP$-binding protein) belong to the subfamily of P-loop GTPase proteins and now it is considered as one of the new target for antibacterial drug. The majority of bacterial Obgs have been commonly found to be associated with ribosome, implying that these proteins may play a fundamental role in ribosome assembly or maturation. In addition, one of the experimental evidences suggested that Bacillus subtilis Obg (BsObg) protein binds to the L13 ribosomal protein (BsL13) which is known to be one of the early assembly proteins of the 50S ribosomal subunit in Escherichia coli. In order to investigate binding mode between the BsObg and the BsL13, protein-protein docking simulation was carried out after generating 3D structure of the BsL13 structure using homology modeling method. Materials and Methods: Homology model structure of BsL13 was generated using the EcL13 crystal structure as a template. Protein-protein docking of BsObg protein with ribosomal protein BsL13 was performed by DOT, a macro-molecular docking software, in order to predict a reasonable binding mode. The solvated energy minimization calculation of the docked conformation was carried out to refine the structure. Results and Discussion: The possible binding conformation of BsL13 along with activated Obg fold in BsObg was predicted by computational docking study. The final structure is obtained from the solvated energy minimization. From the analysis, three important H-bond interactions between the Obg fold and the L13 were detected: Obg:Tyr27-L13:Glu32, Obg:Asn76-L13:Glu139, and Obg:Ala136-L13:Glu142. The interaction between the BsObg and BsL13 structures were also analyzed by electrostatic potential calculations to examine the interface surfaces. From the results, the key residues for hydrogen bonding and hydrophobic interaction between the two proteins were predicted. Conclusion and Prospects: In this study, we have focused on the binding mode of the BsObg protein with the ribosomal BsL13 protein. The interaction between the activated Obg and target protein was investigated with protein-protein docking calculations. The binding pattern can be further used as a base for structure-based drug design to find a novel antibacterial drug.

• 한국해양학회지:바다
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• 제20권3호
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• pp.131-140
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• 2015

광생물학적 수소생산 잠재력을 가진 한국산 단세포성 남세균 단종배양체를 확립하기 위하여, 2005부터 4년 동안 우리나라 연근해역의 68개 정점에서 반복적으로 시료를 채집하였다. 확보된 77개 종주의 단종배양체 가운데 6개 종주(KNU CB-MAL002, 026, 031, 054, 055, 058)는 일반적인 수소생산 조건에서 0.15 mL $H_2\;mL^{-1}$ 이상의 수소 누적량을 나타내었고, 60시간 이상의 수소 지속생산을 기록하였다. 6개 실험 종주의 수소생산을 더욱 높여주는 최적의 공정을 규명하기 위한 연구의 일환으로, 각 종주의 수온 및 염분 등급 별 성장도를 측정하여, 종주 간의 차이(interstrain difference)를 비교 하였다. 실험 종주 6개의 일일 최대 성장률은 1.78~2.08 범위로 높았고, 모든 실험 종주가 질소고정능을 나타내어, 광생물학적 수소생산 잠재력이 높은 것으로 예상되었다. 16S rRNA 분석결과, 실험 종주 들은 Cyanothece sp. ATCC51142와 높은 유사도(99%)를 보였으나, 6개의 종주 모두가 분자계통도에서는 ATCC51142와 서로 다른 clade에 별도로 나뉘어져, 본 실험 종주의 일부는 신종일 가능성이 있다. 엽록소-a는 건중량 대비 함유량이 3.4~7.8%의 범위로 나타났으며, 보조색소인 홍조소와 남조소의 함유량은 대서양산 남세균 Synechococcus sp. Miami BG03511의 절반 수준이었다. 최적 성장온도로 확인된 $30{\sim}35^{\circ}C$ 구간 밖의 온도에서는 성장이 크게 제한되었으며, $40^{\circ}C$의 고온에서는 모든 실험종주의 성장이 거의 정지됨을 확인하였다. 실험 종주들은 30 psu의 염분에서 성장이 우세하였다. 이 가운데 CB055 종주는 15 psu까지의 상대적 저염 구간에서도 높은 성장을 유지하여, 염분의 변동에 대한 내성이 높은 종주로 확인되었다. 이와 같은 광염 특성의 종주는 연안수의 계절적인 염분변화가 상대적으로 큰 온대 연안역에서 이 종주를 생물공학적으로 응용하게 될 경우, 기반해수의 계절적인 염분 변화에도 불구하고 배양 공정상의 높은 유연성을 나타내게 될 것이다. 본 연구 결과 규명된 각 종주 별 생리적 특성 자료는 향후 광생물학적 수소생산 최적공정을 확립하기 위한 모델연구에 긴요할 것이다.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.10-21
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• 2023

천연 고분자 이중 네트워크를 기반으로 하는 하이드로젤은 뛰어난 생체 적합성, 낮은 세포 독성, 높은 함수율을 가져 다양한 의학 분야 재료로서 우수한 성능을 가지며 생체 조직 내 표적 약물 전달 시스템에의 응용에도 많은 주목을 받고 있지만 상대적으로 약한 기계적 물성에 의한 한계를 가진다. 본 연구에서는 천연 고분자 산화 알지네이트(alginate di-aldehyde, ADA)와 젤라틴(gelatin)이 형성하는 이중 네트워크 기반의 하이드로젤을 합성하였으며 하이드로젤 내부의 기능기와 수소 결합을 할 수 있는 다량의 수산기(-OH) 기능기를 가지는 과분지 고분자(hyperbranched polyglycerol, HPG)를 0~25%의 범위로 조절하여 첨가하여 최종적으로 기계적 물성이 향상된 천연 고분자 기반 하이드로젤을 합성하였다. 또한, 자철석 나노 입자(Fe₃O₄ nanoparticles (NPs))를 하이드로젤 내부에 in-situ 방법으로 합성하여 자성이 부여된 천연고분자 하이드로젤의 제조 및 특성 분석을 진행하였다. 결과적으로 Fe₃O₄ NPs를 도입한 15% HPG 함량의 하이드로젤은 3.8 emu g^-1의 포화자화 값을 가지는 초상자성을 보였고, 변형률 67.4%에서 최대 압축 강도 1.1 MPa으로 높은 기계적 물성을 가졌다. 향상된 기계적 물성을 가지는 천연 고분자 기반의 초상자성 하이드로젤은 약물 전달 시스템 및 생체 재료에 매우 중요한 잠재적 용도가 있을 것으로 사료된다.