• 제목/요약/키워드: Surface protection

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폐광산 오염원인 분석 및 오염경로, 향후 지속가능성에 대한 평가 (Assessment of the Cause and Pathway of Contamination and Sustainability in an Abandoned Mine)

  • 김민규;김기준;정교철
    • 지질공학
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    • 제28권3호
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    • pp.411-429
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    • 2018
  • 대영광산(일명 대마광산)은 함금은석영맥을 주 대상으로 채광한 금 은광산으로, 주 광해유발요인은 광물찌꺼기 적치장, 폐석장, 갱구 등 이다. 광물찌꺼기 적치장의 주 오염원소는 As와 Pb이다. 특히 As의 경우 3,424.41~3,803.61 mg/kg로 1지역 대책기준의 45배 이상으로 As에 의한 오염이 매우 심각한 것으로 파악되었다. 오염원소를 보면 오염원인 광물찌꺼기가 고농도의 As를 함유하고 있으며, 오염원의 영향을 받는 주변의 매체에서도 공통적으로 As 오염이 확인되고 있다. 이러한 As 오염은 광물찌꺼기 적치장과의 지형적 상관성이나 이격거리에 따라 오염정도가 달라지는 특성을 나타낸다. 즉 광물찌꺼기 적치장의 상류지역은 하류지역에 비해 오염정도가 낮으며, 광물찌꺼기 적치장의 하류지역에서는 광물찌꺼기 적치장과의 거리가 멀어질수록 오염도가 낮아지는 경향을 보인다. 특히 광물찌꺼기 적치장 주변에서 고농도 오염이 집중적으로 나타나고 있다. 이러한 특성으로 볼 때, 연구지역의 주 오염경로 중의 하나는 광물찌꺼기의 유실로 볼 수 있다. 광물찌꺼기 적치장 하류수계를 따라 As 오염이 확인되었으며, 이러한 현상은 현 하천보다는 구 하천에서 상대적으로 높게 나타나고 있다. 이는 광물찌꺼기 적치장에 대한 유실방지시설을 설치하기 전에 구 하천으로 다량의 광물찌꺼기가 유실되었음을 의미한다. 또한 광물찌꺼기 적치장의 하류수계 농경지에서 하천 범람 시에 영향을 상대적으로 더 받게 되는 하천변 50 m 이내의 농경지 오염도가 50 m 이상의 농경지에 비해 높게 나타났다. 이러한 특성으로 볼 때, 유실된 광물찌꺼기가 하천을 따라 이동하다가 범람에 의해 농경지로 유입되면서 오염이 발생하는 경로도 주 오염경로로 판단된다.

반폐쇄식 순환여과 사육시스템에서의 넙치 (Paralichthys olivaceus) 양식 (Culture of the Olive Flounder (Paralichthys olivaceus) in a Semi-closed Recirculating Seawater System)

  • 장영진;김승헌;양한섭
    • 한국수산과학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.457-468
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    • 1995
  • 현재 유수식 방법으로 양식되고 있는 넙치(Paralichthys olivaceus)의 육상수조 양식에서 환수율, 월동시가온 및 양식배수 등의 문제를 해결하기 위하여, 실제 양식장에 설치한 반폐쇄식 순환여과 사육시스템을 이용하여 1992년 2월부터 1994년 1월까지 2년 동안(실험 I , 실험II) 넘치를 사육하면서 그 실용성을 연구하였다. 실험 I에서는 평균전장 7.5cm, 평균체중 3.4g, 실험II에서는 각각 5.0cm, 1.8g의 종묘를 사용하였다. 실험 I의 사육수 용존 무기태질소량은 $NH_4-N\;0.247-0.512ppm,\;NO_2-N\;0.010-0.043ppm,\;NO_3-N\;0.108-0.342ppm$ 실험II에서는 각각 0.091-0.715ppm, 0.002-0.045 ppm, 0,007-0.277 ppm 범위에서 변화하였다. 일간섭식률은 실험 I $0.67-2.41\%$, 실험II $0.69-2.22\%$, 사료효율은 각각 $34.8-59.8\%,\;40.5-88.4\%$였다. 실험 I에서의 어체는 사육 340일만에 전장 40.0-42.8cm, 체중 695.0-852.6g으로 성장하였고, 실험II에서는 사육 365일후에 전장 36.7-39.7cm, 체중 552.4-706.4g으로 자라났다. 사육종료시 어체의 평균 생존율은 실험 $192.0\%$, 실험II $96.0\%$였다. 어체의 체표면적이 수조바닥을 덮는율(covering rate)은 넙치의 수용밀도의 지표로 활용 가능하였다. 사육시 어체의 최대 수용량은 실험 I에서 덮는율 2.2, 중량 $34.1kg/m^2$였고, 실험II에서는 각각 $2.6,\;36.3kg/m^2$였다. 순환여과식 양식시스템은 현행의 유수식 양식시스템에 비해 양식 생산성 및 연안 환경오염 방지에 기여도가 높은 양식방법으로 평가되었다.

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Fuji VII 글래스 아이오노머 시멘트의 재광화 효과 (REMINERALIZATION EFFECT OF FUJI VII GLASS IONOMER CEMENT)

  • 김영진;이주현;서현우;박호원
    • 대한소아치과학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.653-660
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    • 2006
  • Fuji VII은 제 1, 2대구치의 조기보호를 목적으로 소개되었으며 기존의 글래스 아이오노머 시멘트보다 많은 양의 불소를 유리하면서도 점도가 낮아 흐름성이 우수하고 부가적인 산부식 과정이 필요 없는 특징 때문에 치은판개가 일부 덮인 제 1, 2대구치의 교합면이나 일부만 노출된 대구치 협면구의 우식 예방과 재광화에 유용하다고 하였다. 본 연구의 목적은 Fuji VII의 재광화 효과를 알아보고 기존의 글래스 아이오노머 시멘트, 레진 강화형 글래스 아이오노머 시멘트, 콤포머와 복합레진의 재광화 효과를 비교하고자 하였다. 이에 인공적으로 형성한 우식을 가진 42개의 치아에 Fuji VII, Fuji II, Fuji II LC improved F2000, $Filtek^{TM}$ Z250의 재료를 충전하고 편광현미경 상에서 충전 직후와 4주 후 탈회 면적을 측정하였으며 두 면적의 차이를 비교하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 재광화 정도는 Fuji VII, Fuji II, Fuji II LC improved, F2000, 대조군, $Filtek^{TM}$ Z250 순으로 크게 나타났으며, 글래스 아이오노머 계통의 Fuji VII, Fuji II, Fuji II LC improved에서 F2000, $Filtek^{TM}$ Z250, 대조군에 비해 유의한 재광화가 나타났다(p<0.05). 2. Fuji VII과 Fuji II Fuji II LC improved 간에는 유의한 재광화 정도의 차이는 관찰되지 않았다(p>0.05).

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WRF-SMOKE-CMAQ(MADRID)을 이용한 한반도 봄철 황사(PM10)의 농도 추정 (An Estimation of Concentration of Asian Dust (PM10) Using WRF-SMOKE-CMAQ (MADRID) During Springtime in the Korean Peninsula)

  • 문윤섭;임윤규;이강열
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.276-293
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    • 2011
  • 본 연구에서는 한반도 황사 사례 동안 WRF 기상모델과 SMOKE 배출량모델, CMAQ 및 CMAQ-MADRID 대기질 모델을 이용하여 다양한 황사 발생량 경험식에 대한 $PM_{10}$의 농도를 추정하였다. 특별히 Wang et al.(2000), US EPA 모델, Park and In(2003), GOCART 모델, DEAD 모델의 5가지 황사 발생 경험식이 중국과 몽골 등의 황사 발생량을 추정하기 위해 WRF-SMOKE-CMAQ(MADRID) 모델에 적용되었다. 일기도, 후방궤적 및 위성이미지 분석에 따르면 한반도로의 황사 수송은 절리저기압(위성에서 콤마형 구름)과 관련된 지상 전선의 뒤쪽에서, 그리고 상층 제트류의 발달에 기인한 파의 정체현상과 함께 상층 골에서의 풍속이 하층으로 전이되는 풍하 바람에 의해 생성되었다. 그리고 WRF-SMOKE-CMAQ 모델링 결과, 황사의 시 공간적 분포에 있어서는 Wang et al.(2000)의 경험식이, 평균 편의 및 평균 제곱근 오차에서의 정확도 부분에서는 GOCART 모델의 경험식이 관측값을 보다 잘 모사하는 것으로 나타났다. 또한 Wang et al.의 경험식을 이용한 황사의 연직분포 분석 결과에서 강한 황사 사례(2007년 3월 31에서 4월 1일 $800\;{\mu}g/m^3$ 이상)의 경우는 황사 수송이 한반도 상공 대기 경계층 내를 통과하였기 때문으로, 약한 황사 사례(2009년 3월 16일과 17에 $400\;{\mu}g/m^3$ 이하)의 경우는 황사 수송이 경계층 위를 통과하였기 때문으로 나타났다. 또한 CMAQ 모델과 CAMQ-MADRID 모델에서의 미세먼지($PM_{10}$) 민감도 분석 결과에서는 CMAQ-MADRID 모델이 CMAQ 모델에 비해 한반도를 포함한 동아시아 지역에서 최대 $25\;{\mu}g/m^3$ 정도가 높게 모사되었고, 모델 내 구름 액상과정에 의해서는 최대 $15\;{\mu}g/m^3$ 정도가 제거되는 것으로 나타났다.

상이(相異)한 임분(林分)의 토층분화(土層分化)에 따른 수분분포(水分分布)와 이동특성(移動特性) (Characteristics of Water Distribution and Transport Depending on Soil Evolution in the Different Forest Stands)

  • 진현오;정덕영;손요환;주영특;오종민
    • 한국산림과학회지
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    • 제89권1호
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    • pp.24-32
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    • 2000
  • 본 연구는 경기도 광주군에 위치한 경희대학교 연습림내의 낙엽송, 잣나무 및 신갈나무의 천연활엽수로 구성된 3개의 임분의 선정된 구간에서 경사도별로 토층 분화와 강우에 따른 수분분포 특성을 구명하기 위하여 수행되었다. 조사대상 임분의 O층과 A층의 깊이는 활엽수나 낙엽송 염분에 비하여 임분 밀도가 높은 잣나무 임분에서 더 깊어지는 결과를 보여 토층 분화는 경사도, 토양침식과 물질퇴적과 함께 임분을 구성하는 식생과 임분 밀도 등이 주요인으로 작용하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 각각의 임분에서 선정된 지점별로 용적밀도를 조사한 결과 경사도가 높은 지점에서는 용적밀도가 낮은 반면 토층이 잘 발달된 경사도가 낮은 지점에서는 용적밀도가 높은 것으로 조사되었다. 따라서 산림토양의 깊이별 용적밀도 변화는 토양표면에서의 침식, 유기물 함량, 토양입자의 수직적 이동과 상관성이 높은 것으로 판단된다. 그리고 이러한 용적밀도와 유기물의 토양내 분포 특성은 수리전도도에도 영향을 미쳐 용적밀도와 수리전도도는 반비례하는 경향을 보였으나, 유기물 함량에 따른 표층토만의 수리전도도의 변이는 높지 않았다. 낙엽송 임분에서 각각의 경사도와 토층 분화 깊이가 다른 세 지점에서 강우의 침투 특성을 볼 때 토양의 용적밀도와 경사도가 임분에 가해지는 강우의 수직적 이동뿐만 아니라 수평이동에도 영향을 마치는 것으로 조사되었다. 또한 lysimeter 실험 결과로부터 추정할 때 토양내 수분이 용적밀도가 다른 토양층간을 이동할 때 수분은 작은 범위의 수리전도도가 수분 이동을 결정하며, 특히 불포화 형태로 수분이 이동할 때는 유기물에 의한 수분 보유력도 토양내 수분이동에 영향을 미칠 것으로 추측할 수 있다. 결론적으로 산림토양에서의 수분 분포와 이동 특성은 사면경사도와 같은 지형적인 요인과 토양의 물리적 성질인 용적밀도와 유기물 함량 등에 의해 영향을 받는 것으로 사료된다.

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의료기관 방사선작업종사자와 임상실습 학생의 피폭선량 분석 (Analysis of radiation exposure in radiation worker in medical facility and student in clinical practice)

  • 이주아;최관우;민정환;임종천;손순룡
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.442-448
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    • 2016
  • 연구목적은 의료용 방사선 장비를 운용하는 병원의 근무지별 종사자와 동일한 구역에서 임상실습을 수행한 학생과의 피폭선량을 비교하여 실습학생의 체계적인 피폭관리의 당위성을 제시하고자 하였다. 연구대상은 2014년 7월부터 8월까지 C대학병원 방사선구역에서 임상실습을 이수한 121명의 학생과 동 의료기관에 재직중인 종사자 62명(영상의학과 47명, 방사선종양학과 8명, 핵의학과 7명)을 대상으로 연구하였다. 연구방법은 측정을 위해 임상실습 기간인 8주간의 피폭선량을 측정하였으며, 종사자는 영상의학, 방사선종양학, 핵의학분야 종사자의 4개 그룹으로 구분하여 8주간의 심부선량과 표층선량을 비교하였다. 선량측정은 OSLD를 이용하였으며, 각 그룹의 평균의 차이는 분산분석(ANOVA)을 수행하였고 사후검정으로는 Duncan의 중다검정방법(muliple range test)을 이용하여 유의성을 분석하였다. 연구결과 심부선량은 영상의학과 $0.127{\pm}0.331mSv$, 방사선종양학과 $0.01{\pm}0.003mSv$, 핵의학과 $0.431{\pm}0.205mSv$, 실습생 $0.143{\pm}0.136mSv$로 나타났다. 표층선량은 영상의학과 $0.131{\pm}0.331mSv$, 방사선종양학과 $0.009{\pm}0.003mSv$, 핵의학과 $0.445{\pm}0.198mSv$, 실습생 $0.151{\pm}0.14mSv$로 나타났으며, 두 선량에서 모두 통계적으로 매우 유의한 차이를 보였다(p<.01). 연구결과를 통하여 실습생의 평균선량이 핵의학 종사자를 제외한 나머지 그룹보다 높게 나타났으므로 향후 방사선방어 측면에서 관리 대상자에 포함하여 체계적인 개인피폭 관리가 이루어지도록 개선이 필요할 것으로 사료된다.

B형 간염 바이러스 X 항원을 면역한 A2Kb Transgenic Mice에서 CD8+ T Cell의 활성화에 의한 X 항원 표현 재조합 Vaccinia Virus에 대한 방어 효과; in vitro 배양을 통한 XEP-3 특이적인 CTL의 반응 (Protective Effects on A2Kb Transgenic Mice That Were Immunized with Hepatitis B Virus X Antigen Peptides by the Activation of CD8+ T Cells; XEP-3 Specific CTL Responses in the in vitro Culture)

  • 황유경;김형일;김남경;박정민;정홍석
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제2권1호
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    • pp.41-48
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    • 2002
  • Background: Viral antigens presented on the cell surface in association with MHC class I molecules are recognized by CD8+ T cells. MHC restricted peptides are important in eliciting cellular immune responses. As peptide antigens have a weak immunigenicity, pH-sensitive liposomes were used for peptide delivery to induce effective cytotoxic T lymphocyte (CTL) responses. In the previous study, as the HBx peptides could induce specific CTLs in vitro, we tested whether the HLA-A2/$K^b$ transgenic mice that were immunized by HBx-derived peptides could be protected from a viral challenge. Methods: HBx-peptides encapsulated by pH-sensitive liposomes were prepared. $A2K^b$ transgenic mice were immunized i.m. on days one and seven with the indicated concentrations of liposome-encapsulated peptides. Three weeks later, mice were infected with $1{\times}10^7pfu$/head of recombinant vaccinia virus (rVV)-HBx via i.p. administration. The ovaries were extracted from the mice, and the presence of rVV-HBx in the ovaries was analyzed using human TK-143B cells. IFN-${\gamma}$ secretion by these cells was directly assessed using a peptide-pulsed target cell stimulation assay with either peptide-pulsed antigen presenting cells (APCs), concanavalin A ($2{\mu}g/ml$), or a vehicle. To generate peptide-specific CTLs, splenocytes obtained from the immunized mice were stimulated with $20{\mu}g/ml$ of each peptide and restimulated with peptide-pulsed APC four times. The cytotoxic activity of the CTLs was assessed by standard $^{51}Cr$-release assay and intracellular IFN-${\gamma}$ assay. Results: Immunization of these peptides as a mixture in pH-sensitive liposomes to transgenic mice induced a good protective effect from a viral challenge by inducing the peptide-specific CD8+ T cells. Mice immunized with $50{\mu}g/head$ were much better protected against viral challenge compared to those immunized with $5{\mu}g$/head, whereas the mice immunized with empty liposomes were not protected at all. After in vitro CTL culture by peptide stimulation, however, specific cytotoxicity was much higher in the CTLs from mice immunized with $5{\mu}g/head$ than $50{\mu}g/head$ group. Increase of the number of cells that intracellular IFN-${\gamma}$ secreting cell among CD8+ T cells showed similar result. Conclusion: Mice immunized with XEPs within pH-sensitive liposome were protected against viral challenge. The protective effect depended on the amount of antigen used during immunization. XEP-3-specific CTLs could be induced by peptide stimulation in vitro from splenocytes obtained from immunized mice. The cytotoxic effect of CTLs was measured by $^{51}Cr$-release assay and the percentage of accumulated intracellular IFN-${\gamma}$ secreting cells after in vitro restimulation was measured by flow cytometric analysis. The result of $^{51}Cr$-release cytotoxicity test was well correlated with that of the flow cytometric analysis. Viral protection was effective in immunized group of $50{\mu}g/head$, while in the in vitro restimulation, it showed more spectific response in $5{\mu}g$/head group.

식품 중 비페닐 분석법 개발 및 유효성 검증 (Development and Validation of Analytical Method for Determination of Biphenyl Analysis in Foods)

  • 김정복;김명철;송성완;신재욱
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.459-464
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    • 2017
  • 본 연구에서는 국내 미설정 보존료인 biphenyl의 분석법 확립을 위해 국내외 다양한 분석법을 조사하고 비교 검토하였다. 식품용 기구 및 용기 포장공전 목재류 시험법의 경우 범용적 장비와 비교적 간단한 시험 전처리 방법이지만 회수율이 10% 이하로 측정되었으며 방해 물질 제거가 어려워 효과적인 시료 전처리와 분석방법이 될 수 없음을 확인하였다. 식품공전의 잔류농약 분석법의 경우 시료 전처리에 사용된 추출 용매는 아세토니트릴이고 정제는 아미노프로필 카트리지를 이용하였으며, 정성 및 정량분석이 가능하고 효과적으로 matrix를 제거하는 장점이 있으나, 30% 이하의 회수율과 전처리 시간이 많이 소요되는 것을 확인하였다. AOAC official method 분석법의 경우 n-heptane을 이용하여 추출 후 무수황산나트륨 칼럼을 이용하여 정제한 뒤 TLC와 spectrophotometry를 이용하여 확인 시험 결과 시료 전처리에 시간 소요가 많고 재현성과 숙련도가 요구되는 단점이 확인되었다. QuEchERs 방법은 시료를 아세토니트릴로 추출 후 dispersive SPE kit을 이용하여 전처리 후 GC-MS와 HPLC를 이용하여 확인 결과 시료 전처리 시간이 비교적 짧고 좋은 재현성이 있는 장점이 있으나, 소모품 사용 시 경제적 부담이 큰 단점을 가지고 있다. Anklam E 등의 시험법은 GC-FID이며 디클로로메탄, 메탄올, 헥산을 이용한 단순 추출 후 2시간 방치한 다음 GC-MS와 GC-FID로 분석하는데, 일부 시료에서 효과적인 matrix 제거가 어려운 것으로 확인되었다. 따라서 국내외 여러 시험방법을 검토 및 응용하여 간단한 시료 전처리와 분석법을 확립하였다. 시료 중의 biphenyl 분석에 사용한 칼럼은 Capcellpak UG 120 $C_{18}$($4.6mm{\times}250mm$, $5{\mu}m$), 이동상은 3차 증류수에 녹인 25 mM phosphoric acid(solvent A)와 아세토니트닐에 녹인 25 mM phosphoric acid(solvent B)를 이용하여 gradient로 분석하였다. UV 흡수 파장은 230 nm, 오븐 온도는 $40^{\circ}C$, 유속은 1.0 mL/min을 이용하였다. 직선성은 0.999($R^2$) 이상의 높은 직선성을 보였으며 직선성 각각의 농도에 대한 정밀도는 6.7% 이하, 정확도는 86.7~102.9%, 검량선 내 서로 다른 농도 3가지에 대한 일내 정밀도는 0.7~1.9%, 정확도는 95.8~104.0%로 확인되었다. 일간은 정밀도가 1.6~2.4%, 정확도는 96.7~102.4%로 확인되었다. 검출한계 $0.04{\mu}g/mL$, 정량한계는 $0.13{\mu}g/mL$로 측정되었다. 회수율 측정 결과 3가지 농도에서 정밀도는 1.8% 이하이고, 회수율은 92.7~99.4%로 측정되었다. 확립된 biphenyl의 분석법 확립의 적용성 검토를 위해 시료는 총 111건을 수집하였으며, 일본 현지에서 구입한 시료는 30건, 서울 경기 대형마트 및 중소형 식품 도매점에서 81건을 수집하여 총 111건에 대해 분석한 결과 모든 시료에서 불검출이 확인되었다. 향후 국내 미설정 보존료인 biphenyl을 사용한 식품에 대해 정량한계($0.13{\mu}g/mL$)까지 분석할 수 있는 분석법 확립과 국내에 비의도적으로 혼용될 수 있는 수입식품의 사전사후 관리에 기여될 수 있을 것으로 판단된다.

피부 섬유아세포에서 갈참나무 잎 추출물의 항산화 및 항노화 효능 (Antioxidant and Anti-aging Effects of Extracts from Leaves of the Quercusaliena Blume on Human Dermal Fibroblast)

  • 최선일;이종석;이사라;여주홍;정태동;조봉연;최승현;심완섭;한웅호;이진하;김종대;이옥환
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.140-145
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    • 2018
  • 본 연구는 예부터 약용으로 사용되었거나, 현재 식품공전에 식품원료로 사용이 가능한 것으로 등록된 국내 산림지역에 자생하는 식물을 식품산업에 활용하고자 선행연구에서 우수한 항산화 활성을 보인 갈참나무 잎을 본 연구에서 사용하였다. 70% 에탄올을 이용하여 추출한 갈참나무 잎을 이용하여, hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 피부 섬유아세포에서의 세포 보호효과, 세포내 항산화 효과 및 항노화 효과를 측정하였다. 세포 독성을 평가한 결과 25, 50 및 $100{\mu}g/mL$의 갈참나무 잎 추출물을 처리하였을 때 모두 독성을 나타내지 않았으며, hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 상태에서는 세포를 보호하여 농도 유의적으로 세포생존율이 증가하였다. 특히, $100{\mu}g/mL$의 농도에서는 양성대조군으로 사용한 $50{\mu}M$ ascorbic acid 수준까지 세포 생존율이 증가하였다. 세포내 항산화 효과를 확인 하기위해 사용한 $H_2-DCFDA$ assay에서는 형광현미경과 형광흡광도 측정에서 모두 농도 유의적으로 세포내 ROS 저감 활성을 확인하였고 갈참나무 잎 추출물을 $100{\mu}g/mL$ 농도로 처리했을 때는 $50{\mu}M$ ascorbic acid와 비슷한 세포내 항산화 효과를 나타내었다. 또한 SA-${\beta}$-galactosidase assay를 이용한 갈참나무 잎 추출물의 피부 섬유아세포에 대한 항노화활성은 ROS 생성 억제 효과와 유사한 경향으로 갈참나무 잎 추출물의 농도 유의적으로 세포 노화 억제효과를 확인하였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 갈참나무 잎 추출물이 hydrogen peroxide로 인한 산화적 스트레스 상태에서 세포 보호효과, 항산화 효과 및 항노화 효과가 관찰되어 기능성 식품원료로서의 활용도가 매우 넓을 것으로 판단된다.

꿀풀 추출물과 그 활성 화합물인 카페인산의 Na+/H+ exchanger 1 (NHE1) 발현 조절을 통한 피부 pH 개선 효과에 대한 연구 (Study on Skin pH Improvement Effect through Regulation of Na+/H+ Exchanger 1 (NHE1) Expression of Prunella vulgaris Extract and Its Active Compound, Caffeic Acid)

  • 박노준;봉심규;박상아;박기현;고영철;김혜원;김수남
    • 대한화장품학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.87-96
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    • 2023
  • 본 연구는 인간 각질형성 세포주를 이용하여 피부 표면의 산성화를 조절하는 물질을 발굴하고, 이를 통해 각질층의 보습 능력 및 피부 장벽 기능에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 꿀풀은 아프리카 북서부 및 북미에 널리 분포하는 허브 중 하나로 세포사멸, 항산화 및 항염에 대한 효능이 연구되어 왔다. 하지만 NHE1의 발현 조절 및 피부 장벽기능 회복에 대한 연구는 진행되지 않았다. 꿀풀의 피부 pH 조절 효과를 확인하기 위하여 꿀풀의 활성 성분 분석 결과 로즈마린산과 카페인산이 검출되었다. 꿀풀과 이것으로부터 검출된 성분인 카페인산은 인간 각질형성 세포주인 HaCaT 세포에 고농도(100 ㎍/mL 또는 100 µM)를 처리한 결과 독성을 보이지 않았다. 노화된 피부에서는 각질층의 산성 pH를 유지하기 위한 나트륨-수소 이온 교환 펌프(NHE1)의 발현감소가 나타나는 것으로 알려져 있으며, 이러한 이유로 노화 피부에서 나타나는 피부 장벽 기능 회복의 저하에 중요한 원인으로 작용할 것으로 추측된다. 꿀풀 추출물 및 카페인산은 각질형성 세포에서 NHE1의 발현을 증가시켰으며, 자연 보습 인자 전구체인 필라그린과 세라마이드 합성 효소인 serine plmitoyl transferase (SPT)의 발현을 증가시켰다. 또한, 직접적인 pH 조절 효과를 확인하기 위해 각질형성 세포 내/외 pH 수치를 측정한 결과 꿀풀과 카페인산은 세포 외부 pH를 감소시켰다. 위 결과들을 종합해 볼 때, 꿀풀과 카페인산은 NHE1 조절을 통해 피부 pH를 조절할 수 있고, 자연 보습 인자(NMF)와 세라마이드 합성을 증가시켜 피부 장벽 기능 회복을 도울 수 있을 것으로 추측된다. 이러한 결과는 꿀풀과 카페인산이 피부 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 보여주며, 이를 활용한 새로운 피부 보호 제품 개발에 대한 토대가 될 수 있다.