• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
• /
• pp.260-262
• /
• 2002

The determination of DNA hybridization can apply the molecular biology research. clinic diagnostics. bioengineering, environment monitoring, food science and other application area. So, The determination of hybridization is very important for the improvement of DNA detection system. In this study, we report the characterization of the DNA hybridization by the electricalchemical methods. The probe oligonucleotide was used to determine the amount of target oligonucleotide in solution using Methylen Blue(MB) as the electrochemical indicators. The cathodic peak currents($I_{peak}$) of MB were linearly related to the concentration of the target oligonucleotide sequence in the range $1[{\mu}M]{\sim}0.1[{\mu}M]$. The detection limit of this approach was 0.01[nM]. As a result, the match oligonucleotide(CR-1) was most stable state and the peak of redox current measured by DNA hybridization detection sensors by using electrochemical method seem to be similar to 1-mer terminal mismatch oligonucleotide(MR-3). The MR-2, MR-3, MR-22 and MR-33 have each mismatching sequence of central and terminal. With this set the role of point mutations was to be investigated. Terminal mismatch oligonucleotide (MR-3, 33) is shown more stable state than central mismatch oligonucleotide(MR-2, 22). And 1-mer mismatch oligonucleotide(MR-2 or 3) is shown more stable state than 2-mer mismatch oligonucleotide(MR-22 or 33).

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제24권4호
• /
• pp.1-10
• /
• 2019

Recently, groundwater contamination by mixed occurrence of arsenic (As) and nitrate ($NO_3{^-}$) has been a serious environmental issue all around world. In this study, we investigated the microbial As(III) oxidation characteristic under denitrification process to examine the feasibility of the microbial consortia in wetland sediment to simultaneously treat these two contaminants. The detail objectives of this study were to investigate the effects of $NO_3{^-}$ on the oxidation of As(III) in anaerobic environments and observe the microbial community change during the As oxidation under denitrification process. Results showed that the As(III) was completely and simultaneously oxidized to As(V) under denitrification process, however, it occurred to a much less extent in the absence of sediment or $NO_3{^-}$. In addition, the significant increase of As(III) oxidation rate in the presence of $NO_3{^-}$ suggested the potential of As oxidation under denitrification by indigenous microorganisms in wetland sediment. Genera Pseudogulbenkiania, and Flavisolibacter were identified as predominant microbial species driving the redox process. Conclusively, this study can provide useful information on As(III) oxidation under denitrifying environment and contribute to develop an effective technology for simultaneous removal of As(III) and $NO_3{^-}$ in groundwater.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권5호
• /
• pp.606-610
• /
• 2019

본 연구에서 우리는 보론 도핑된 다이아몬드 나노물질을 이용하여 유연성 탄소 섬유 기반의 전극(CF-BDD 전극)을 개발하고, 이를 비효소적 글루코스 센서에 적용하여 전기화학적 특성을 확인하였다. 이 전극은 탄소 섬유 표면에 정전하 자기조립법을 이용하여 BDD 층을 증착하여 제작하였다. 이 전극 물질의 표면 구조는 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성 및 센싱 성능 분석은 시간대전류법(CA)와 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스(EIS)으로 실행하였다. 제작된 CF-BDD 전극은 산화-환원 화학종과 전극 계면 간의 effective direct electron transfer와 large effective surface area, high catalytic activity의 우수한 특성들을 보였다. 결과적으로, CF 센서와 비교에서 CF-BDD 센서는 더 넓은 선형 농도 범위(3.75~50 mM)와 더 빠른 감응 시간(3초 이내), 더 높은 감도(388.8 nA/mM) 등의 향상된 센싱 특성을 보였다. 따라서, 본 연구에서 개발된 전극 물질은 다양한 전기화학 센서 뿐 아니라, 웨어러블 센서 소재로도 활용 가능할 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제59권2호
• /
• pp.159-164
• /
• 2021

부착형(attachable) 타입의 웨어러블 디바이스 적용을 위한 패브릭(fabric)이나 텍스처(textiles) 타입의 고성능 전극 소재 개발에 대한 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 유연 전극 소재로 탄소나노튜브 섬유(CNT fibers)를 응용하고자, CNT fibers의 전기화학적 특성과 이를 적용한 비효소적 글루코스 센싱 성능을 확인하였다. CNT fibers의 표면 구조는 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성 및 센싱 성능 분석은 시간대전류법와 순환전압 전류법, 전기화학 임피던스 분석법을 이용하여 수행되었다. CNT fibers 전극은 낮은 capacitive current와 산화-환원 화학종과 전극 계면 간의 효율적인 direct electron transfer에 의한 우수한 electrochemical activity 등 향상된 전기화학적 특성으로 인해 높은 감도와 넓은 선형 농도 범위, 그리고 낮은 검출 한계 등 우수한 센싱 특성을 보였다. 따라서, 본 연구는 CNT fibers 기반의 고성능 유연 전극 소재 개발을 위한 기초 연구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.123-131
• /
• 2007

Many environmental contaminants including several metals, polycyclic aromatic hydrocarbons, and pharmaceuticals, have been identified to be phototoxic in the water environment. Concerns regarding photo-enhancement of toxicity of several environmental contaminants have been increasing because of the increased level of ultraviolet irradiation on the earth surface. However, there exist arguments that there might be certain defense mechanisms taking place in the aquatic ecosystem, which may include behavioral characteristics or genetic acclimation. This study was conducted to understand the potential responses of aquatic receptors to several phototoxic metals in the real environment, where long-term acclimation of such organisms to low dose UV-B may take place. For this purpose, water flea Daphnia magna was acclimated to environmentally relevant dose of UV-B (12 to $18uW/cm^2$) for >11 generations. The differences in developmental and life history characteristics, and toxicity responses were evaluated. Acclimation did not affect the daphnids' growth, longevity, and reproduction characteristics such as time to first brood, and brood size: After 21 d, survival of D. magna was not influenced by UV-B acclimation. When the number of young per female was compared. the daphnids acclimated for 11 generations tend to produce less number of neonates than the un-acclimated individuals but with no statistical significance (p>0.05). Four metals that were reported to be phototoxic elsewhere were employed in this evaluation, that include As, Cd. Cu, and Ni. UV-B level being applied in acclimation did increase the toxicity of Cd and Cu, significantly (p<0.05). However, the toxicities of As and Ni were not affected by irradiation of UV-B. Phototoxic responses were evaluated between the acclimated and the un-acclimated daphnids. For Cu, UV-B acclimation led to reduction of the photo-induced toxicity $(p\approx0.1)$ in daphnids. Non-acclimated Daphnia were affected by 50% at 4.18 ug/l Cu. but UV-B acclimated individuals exhibited $EC_{50}$ of 5.89 ug/l. With Cd, UV-B acclimation appeared to increase phototoxicity (p>0.05). With As and Ni, UV-B acclimation did not influence photo-induced toxicity. This observation may be in part explained by the type of reactive oxygen species that were generated by each metal. Similar to UV-B light, Cu is known to generate superoxide anion by acting as redox cycling toxicant. This is one of the first studies that employed_laboratory based UV-B acclimated test species for photoenhanced toxicity evaluation.

• 환경영향평가
• /
• 제24권1호
• /
• pp.87-98
• /
• 2015

본 연구에서는 충청북도 옥천군 일부지역에 분포된 지하수를 대상으로 지구화학적 특성, 수질 특성, $NO_3{^-}$에 의한 오염 특성과 그에 따른 $NO_3{^-}$의 기원을 추정하고자 하였다. 연구지역 지하수는 약산 내지 약알칼리성의 환원환경이며, 변성퇴적암류를 구성하는 석회암과 백운암의 높은 용해도로 인해 변성퇴적암 지하수는 pH와 주요 용존 성분의 함량이 화강암 지하수 보다 높은 분포를 나타낸다. 파이퍼 다이어그램에 도시된 연구지역 지하수의 수질 유형은 대부분 $(Ca+Mg)+HCO_3$형이나, 요인 분석 결과 $NO_3{^-}$와 $Cl^-$이 요인 1의 구성 성분으로 추출되어 $(Ca+Mg)+(Cl+NO_3)$형도 상당수 분포한다. 이와 같은 결과는 연구지역이 $NO_3{^-}$와 $Cl^-$로 인한 오염이 우려되는 지역임을 시사하는 것으로 국내외 농촌지역 지하수 오염 특성과 동일한 결과를 나타낸다. 중금속 원소로 인한 오염의 양상은 나타나지 않고 있으며, 탄산염 광물의 지구화학적 풍화작용과 인위적 오염 성분 유입 등의 복합적인 작용이 연구지역 지하수의 지구화학적 특성과 수질 특성을 결정짓는 요인이다. 질소 동위원소 분석 결과에 의한 $NO_3{^-}$ 기원은 주로 농업 활동과 분뇨등이 지배적인 것으로 나타났다.

• 한국가정과학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.57-65
• /
• 2003

전남 지역의 김장 배추김치의 품질특성을 조사하기 위하여 22개 지역의 김장 배추김치를 수거하여 -1$\pm$1$^{\circ}C$의 김치냉장고(ANAX, KC-070S)에 보관하면서 품질 특성을 분석하였다. 김치 담그는 시기는 2001년 11월말부터 12월 중순이였으며 8개월 가량 숙성한 뒤에 분석을 실시하였다. 배추김치는 pH는 4.75 정도였으면 산도는 0.84% 수준이었다. 염도는 3.50%였으며, 환원당은 13.25mg%를 나타내었고, 김치의 저장 과정 중 커다란 변화중의 하나인 총 비타민 C는 10.18mg%가 함유되어 있었다. 휘발성 산도는 0.09%를 나타냈으며, 산화환원 전위값은 시료간에 차이가 크게 나타났는데 Eh/sbu 7/ 값이 -134.08mV였다. 색도는 L값이 52.29의 높은 값을 보였으며, a값과 b값은 19.68 및 27.69를 나타내었다. 미생물수의 변화를 살펴보면 총 균수는 5.5${\times}$$10^{6}$을 나타내었고, 총 젖산균수는 4.6${\times}$$10^{5}$, 총 효모수는 8.8${\times}$$10^{5}$을 나타내었다. 김치의 조직감의 변화를 기계적으로 측정한 결과 9.26kgf로 나타났다. 펙틴 조성의 변화를 보면 알코올불용성 고형물함량은 5.53%를 나타내었고, 알코올불용성 고형물로부터 분리해 낸 열수가용성펙틴(HWSP), 염가용펙틴(NaSP), 산가용성펙틴(HClSP)의 함량비를 살펴보면, methoxyl group이 비교적 많은 수용성 펙틴인 열수가용성펙틴(HWSP)은 17.35%, low methoxyl group을 갖고 있는 펙틴질인 염가용성펙틴(NaSP)은 29.65%, protopectin의 양으로 표시되는 산가용펙틴(HClSP)은 53.0%로 나타나 산가용성펙틴의 함량이 가장 높았다.높았다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.228-236
• /
• 2019

본 연구는 남해 연안에서 채취한 퇴적물을 대상으로 수질의 환경변화에 의해 퇴적물이 용출 특성에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험실에서 20일 동안 용출 배양실험을 진행하였으며, 퇴적물 인의 존재형태와 수질의 환경 인자, 총 인의 용출률을 측정하였다. 관찰 결과, 수층에서 미생물의 성장에 의해 용존 산소가 감소하여, 퇴적물의 산화환원전위가 낮아지는 혐기성환경이 진행되었다. 그에 따라 배양 초기일과 20일 후를 비교하면, 퇴적물 인의 존재 형태 중철 산화물과 결합한 인산염의 감소하는 변동성이 높게 나타났다. 이는 철 산화물이 환원될 경우 금속 이온과 분리된 무기인이 수중으로 이동하는 것을 의미하는데, 분리된 무기인은 플랑크톤에 의해 잘 흡수되는 특성을 가진다. 수층의 총 인을 분석한 결과 20일 차 0.304mg/L까지 지속적으로 증가하였으며, 산정된 용출률의 경우 배양 5일 이후 용존 산소의 감소와 높은 관계성을 보였다. 따라서 본 연구의 결과로부터, 수층의 부영양화를 관리하기 위한 요소로서 수질의 용존 산소와 퇴적물 인의 존재형태 중 철 산화물의 중요성을 확인할 수 있었다.

• 자원환경지질
• /
• 제51권3호
• /
• pp.213-222
• /
• 2018

카자흐스탄 듀셈바이지역에서 변성퇴적암을 모암으로 발달한 연-아연 광화대가 확인되었다. 이 광화대에서 채취된 암추시료의 암석학적 특징, 변질지수(Alteration Index) 및 광석의 산화-환원 민감도(Redox-sensitive)를 퇴적분기형(SEDEX-type) 광상과 대비하였다. 광화작용은 습곡과 단층에 의해 규제되며 주로 흑연질천매암의 엽리를 따라 발달한다. 주요 광석광물은 황철석, 자류철석, 섬아연석 및 방연석이며, 세립질 석영과 함께 산점상 또는 층상으로 발달되어 있다. 광화대의 연변부는 전반적으로 견운모 및 녹니석을 수반하는 광역변성작용의 특징을 보인다. 모암을 관입한 마츄빈 화강암류 인근에서 열수작용에 의한 각력화와 망상의 석영-방해석 맥에 수반되는 연-아연 광화작용이 확인된다. 광화작용은 광석광물의 산출형태, 공생광물, 화학조성 및 동위원소 특성에 의해 세 가지 유형으로 구분된다. 광화 제1유형은 엽층리가 잘 발달된 모암 내에 미립의 황철석, 자황철석 및 섬아연석이 엽층리에 평행하게 단속적으로 배태되는 특징을 가지며, 지구화학적 분석결과 퇴적분기형 광화작용의 초기 단계 특징과 유사하다. 광화 제2유형은 광역변성작용에 의해 모암에 형성된 엽리에 평행하게 광석광물이 농집되어 나타나며, 석영 및 백운모(${\pm}$ 흑운모)와 공생하는 특징을 보인다. 광화 제3유형은 열수각력대 내에 발달하며, 모암의 엽리면과 각력 사이의 열극에 규제되어 층상, 망상 및 세맥상의 형태로 발달하는 특징을 가진다. 듀셈바이 연-아연 광화대의 모암은 유사한 변성정도를 나타내고, 명확한 변질대의 분대 현상이 관찰되지 않는다. 또한 광화 제1유형, 제2유형 및 제3유형 모두 유사한 희토류원소(REEs) 패턴을 나타내므로 동일한 기원에 의해 형성된 것으로 해석된다. 광화대에서 산출되는 황화광물은 제한된 범위의 황 동위원소 값(제2유형: ${\delta}^{34}S=-13.3{\sim}-11.7$‰, 제3유형: ${\delta}^{34}S=-13.9{\sim}-8.2$‰)을 가지며, 동위원소 지질온도계 적용 결과, 제2유형($T=251{\pm}38^{\circ}C{\sim}277{\pm}40^{\circ}C$)과 제3유형($T=360{\pm}2^{\circ}C$, $537{\pm}29^{\circ}C$)이 각각 다른 온도 범위로 나타났다. 이는 각각 모암의 변성작용과 마츄빈 화강암류의 관입에 의한 영향을 반영하는 것으로 추정된다. Th-Zr-Sc을 이용한 퇴적환경 분석 및 V/Mo 값을 이용한 산화-환원 민감도 검토 결과, 열수퇴적물은 침전 후 환원환경을 겪었으며 이후 변성작용과 화성암체의 관입에 의한 영향을 받은 것을 지시한다. 또한, 주성분을 이용한 SEDEX 지수를 산출하여 퇴적분기형 광상 판별도에 도시해본 결과 원지성 광화대에 대비된다. 따라서 듀셈바이 연-아연 광화대는 퇴적암을 모암으로 발달하는 층상 퇴적분기형 광상의 원지성 광화대에 해당하는 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제25권11호
• /
• pp.1541-1554
• /
• 2016

To understand the characteristics of vanadium leaching from soils formed by the weathering of basalts, paleo soil at Gosan, Jeju Island, Korea, and several present-day soils from neighboring areas were collected. Leaching experiments were carried out by two approaches: 1) batch experiments under various geochemical conditions (redox potential (Eh) and pH) and 2) continuous leaching experiments under conditions similar to those of natural environments. From the batch experiments, leached vanadium concentrations were highest under alkaline (NaOH) conditions, with a maximum value of $2,870{\mu}g/L$, and were meaningful (maximum value, $114{\mu}g/L$) under oxidizing ($H_2O_2$) conditions, whereas concentrations under other conditions (acidic-HCl, $neutral-NaHCO_3$, and $reducing-Na_2S_2O_3$) were negligible. This indicated that the geochemical conditions, in which soil-water reactions occurred to form groundwater with high vanadium concentrations, were under alkaline-oxidizing conditions. From the continuous leaching experiments, the pH and leached vanadium concentrations of the solution were in the ranges of 5.45~5.58 and $6{\sim}9{\mu}g/L$, respectively, under $CO_2$ supersaturation conditions for the first 15 days, whereas values under $O_2$ aeration conditions after the next 15 days increased to 8.48~8.62 and $9.7{\sim}12.2{\mu}g/L$, respectively. Vanadium concentrations from the latter continuous leaching experiments were similar to the average concentration of groundwater in Jeju Island ($11.2{\mu}g/L$). Furthermore leached vanadium concentrations in continuous leaching experiments were highly correlated with pH and Al, Cr, Fe, Mn and Zn concentrations. The results of this study showed that 1) alkaline-oxidizing conditions of water-rock (soil) interactions were essential to form vanadium-rich groundwater and 2) volcanic soils can be a potential source of vanadium in Jeju Island groundwater.