• 환경생물
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• 제36권2호
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• pp.124-130
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• 2018

본 연구는 넙치 치어(평균 체장 $13.3{\pm}1.6cm$, 평균 체중 $25.6{\pm}3.7g$)를 수중 6가크롬에 10일간 0, 0.5,1.0, $2.0mg\;L^{-1}$의 농도로 노출시켜 독성영향 판단하기 위해 수행되었다. 넙치 hemoglobin과 hematocrit와 같은 혈액학적 성상은 수중 크롬노출에 의해 유의적으로 감소하였다. 혈장 무기성분인 calcium과 magnesium은 크롬노출에 의해 유의적인 변화는 나타나지 않았다. 혈장 무기성분인 glucose와 cholesterol과 같은 $1.0mg\;L^{-1}$ 이상의 크롬노출에 의해 유의적으로 증가하였지만, total protein은 유의적인 변화는 나타나지 않았다. 혈장 효소성분인 AST, ALT, ALP는 크롬노출에 의해 유의적인 증가가 나타났다. 본 실험의 결과는 수중 크롬노출은 넙치의 혈액 및 혈장성분에 유의적인 변화를 유발하며, 이러한 지표의 변화는 수중 크롬노출의 독성영향을 판단하는 주요한 지표가 될 것이다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제42권3호
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• pp.327-333
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• 2018

Background: Bioactive compounds in plant extracts are able to reduce metal ions to nanoparticles through the process of green synthesis. Panax ginseng is an oriental medicinal herb and an adaptogen which has been historically used to cure various diseases. In addition, the P. ginseng leaves-mediated gold nanoparticles are the value-added novel materials. Its potential as a cosmetic ingredient is still unexplored. The aim of this study was to evaluate the antioxidant, moisture retention and whitening properties of gold nanoparticles (PgAuNPs) in cosmetic applications. Methods: Cell-free experiments were performed to evaluate PgAuNP's antioxidant and moisture retention properties and inhibition activity on mushroom tyrosinase. Furthermore, in vitro cell cytotoxicity was evaluated using normal human dermal fibroblast and murine B16BL6 melanoma cells (B16) after treatment with increasing concentrations of PgAuNPs for 24 h, 48 h, and 72 h. Finally, in vitro cell assays on B16 cells were performed to evaluate the whitening effect of PgAuNPs through reduction of cellular melanin content and tyrosinase activity. Results: In vitro DPPH radical scavenging assay results revealed that PgAuNPs exhibited antioxidant activity in a dose-dependent manner. PgAuNPs exhibited moisture retention capacity and effectively inhibited mushroom tyrosinase. In addition, 3-(4,5-dimethyl-thiazol-2yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide results revealed that PgAuNPs were not toxic to human dermal fibroblast and B16 cells; in addition, they significantly reduced melanin content, tyrosinase activity, and mRNA expression of melanogenesis-associated transcription factor and tyrosinase in B16 cells. Conclusion: Our study is the first report to provide evidence supporting that P. ginseng leaves-capped gold nanoparticles could be used as multifunctional ingredients in cosmetics.

• 대한화장품학회지
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• 제31권2호
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• pp.197-206
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• 2005

본 연구에서는 춘천 지역에서 재배되고 있는 메밀의 부위별(종피, 종자, 줄기) 추출물을 이용하여 MTT assay 항산화 효능(수퍼옥사이드 라디칼, 하이드록실 라디칼 소거능), rutin과 phytic acid에 대한 함량 측정, 대표적인 중금속 중의 하나인 카드뮴에 대한 세포 수준에서 방어 효능을 평가하였고, 이들 자료를 토대로 주된 식품재료로 쓰이고 있는 메밀을 기능성 화장품의 소재로써 개발할 수 있는 가능성을 조사하여 보았다. HaCaT 세포와 B16F10 세포를 이용한 세포 독성 실험에서는 각 추출물 $100 {\mu}g/mL$의 농도 범위에서는 독성이 없는 것으로 나타났다. 수퍼옥사이드 라디칼에 대한 소거능은 종피>줄기>종자 추출물 순이었으며, 종피나 줄기는 거의 비슷한 수준의 효능을 보여 주었으며, 항산화 효능에 관여하는 주요 물질중의 하나인 rutin은 줄기 부위에 가장 많이 함유하고 있었다. 하이드록실 라디칼에 대한 소거능은 각 추출물 모두 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 중금속에 대한 chelate 물질로 알려진 phytic acid는 rutin처럼 줄기 부위에 높은 농도로 함유되어 있었다. 카드뮴에 대한 독성은 HaCaT 세포에서 $50{\mu}M$의 농도일 때 $50\%$ 정도의 치사율을 보였으며, 카드뮴을 추출물과 같이 처리하였을 때는 카드뮴의 독성에 대해 약 $10\%$ 정도 방어 효과를 나타냈다. Confocal laser scanning microscope를 이용하여 카드뮴에 의한 세포내 활성산소종의 생성을 확인하였고. 생성된 활성 산소 종에 대한 방어 효능은 줄기추출물에서 가장 우수한 것을 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제30권3호
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• pp.261-267
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• 2011

인산에 의한 카드뮴의 식물저감 효과를 증진시키기 위해 서로 다른 특성의 두 인산제재인 용과린과 $K_2HPO_4$를 선정하여 축분퇴비와 혼용하여 처리한 후 알타리무 내 카드뮴 흡수특성과 토양 내 카드뮴의 특성을 조사하였다. $K_2HPO_4$는 토양의 pH와 음하전도를 증대시켜 토양 내 유효태 카드뮴 함량과 알타리무내 카드뮴 흡수농도를 저감시키는 효과를 나타내었다. 반면 용과린은 토양의 pH와 음하전도를 감소시켜 유효태 카드뮴 함량과 알타리무 내 카드뮴 함량을 증가시키는 효과를 나타내었다. 축분퇴비와 인산비료와의 혼용은 인산 제재의 특성에 관계없이 인산비료를 단독으로 시용하였을 때 보다 알타리무 내 카드뮴 흡수농도와 토양 내 유효태 카드뮴 함량을 감소시키는 효과가 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 인산비료나 축분퇴비의 시용에 의해 토양 내 인산과 카드뮴의 침전반응에 의한 난용성의 카드뮴 화합물의 형성은 나타나지 않았다. 토양의 pH와 음하전도는 토양 내 유효태 카드뮴의 함량과 알타리무 내 카드뮴의 함량과 고도로 유의한 부의 상관관계를 나타내었다. 본 연구의 결과를 통하여 인산비료와 축분퇴비에 의한 카드뮴의 부동화는 인산과 카드뮴의 직접적인 침전반응에 의한 것이라기보다는 토양의 pH와 음하전도의 증대에 기인된 카드뮴의 흡착증대에 의한 것으로 판단되어진다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권3호
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• pp.145-153
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• 2005

산소가 고갈된 혐기성 환경의 유기물 분해 및 물질순환에서 철 환원반응의 생태/환경적 중요성에 대해 고찰하였다. 다양한 해양환경에서 유기물 분해 시 철 환원이 차지하는 중요성은 미약한 수준에서 거의 $100\%$에 이르기까지 그 범위가 극단적으로 다양하게 나타났다. 일반적으로 철 환원은 Fe(III)의 농도가 높은 곳에서 황산염 환원보다 중요한 유기물 분해 경로로 나타나, 유기물 분해에서 철 환원의 중요성은 철 환원세균이 이용 가능한 Fe(III)의 공급정도에 의해 결정되는 것으로 인식되었다. 산소공급이 미약한 연안혐기성 퇴적토 내에서 Fe(III)의 공급은: (1)조석에 의한 퇴적물 내 공극수의 교환(tidal flushing): (2)저서동물에 의한 생물교란: (3)식생의 유무에 따른 퇴적물의 산화/환원 상태의 변화 등에 의해 주로 영향을 받는 것으로 나타났다 철 환원세균에 의한 유기물 분해 및 다양한 금속원소의 전환기능을 이용한 특정 유기오염원과 금속오염원의 생물정화는 우리나라와 같이 부영양화된 연안생태환경의 개선 및 독성 유t무기 오염원의 생물정화 등 연안역의 환경친화적 관리가 절실히 요구되는 환경에서 생태/환경공학 분야의 유용한 해결수단으로 간주된다.

• 생명과학회지
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• 제31권9호
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• pp.862-872
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• 2021

최근 생물의학 분야에서의 광범위한 응용 가능성에 의하여 식물이나 미생물을 이용한 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 세륨(Ce), 아연(Zn), 구리(Cu) 등의 금속 나노물질 합성에 관한 연구가 주목받고 있다. 식물은 플라보노이드, 알칼로이드, 사포닌, 스테로이드 탄닌과 각종 영양 성분과 같은 생리 활성 물질을 풍부하게 가지고 있으며, 유사하게 미생물들도 단백질과 같은 생리활성 대사산물이나 색소, 항생제 및 산과 같은 가치가 있는 화학물질을 분비한다. 최근 보고된 바에 의하면, 나노입자의 생체 합성은 무해한 방법일 뿐만 아니라 항균, 항진균, 세포 증식 억제 및 항플라스모디아 활성과 같은 생물의학 분야로서의 적용에 주요한 후보로 여겨진다. 나노입자의 이러한 생리 활성은 농도에 의존적이며, 나노입자의 모양과 크기에도 따라 달라질 수 있다. 미생물과 식물은 나노입자의 친환경적합성에 사용되는 대사산물이나 화학물질 등의 훌륭한 공급원으로서 생물 의학 분야에서 유용하게 사용된다. 미생물 또는 식물 원료를 사용하여 합성된 나노입자는 화학적인 방법으로 합성된 나노입자보다 더 낮은 독성을 나타낸다. 본 리뷰논문에서는 미생물이나 식물과 같은 생물학적 재료를 이용한 나노입자의 합성과, 합성에 사용되는 다양한 기술의 특성 및 나노입자의 항균 분야에서의 적용에 대하여 중점적으로 서술하였다.

• 상하수도학회지
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• 제33권1호
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• pp.31-41
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• 2019

Volatile organic compounds(VOCs) are toxic carcinogenic compounds found in wastewater. VOCs require rapid removal because they are easily volatilized during wastewater treatment. Electrochemical advanced oxidation processes(EAOPs) are considered efficient for VOC removal, based on their fast and versatile anodic electrochemical oxidation of pollutants. Many studies have reported the efficiency of removal of various types of pollutants using different anodes, but few studies have examined volatilization of VOCs during EAOPs. This study examined the removal efficiency for VOCs (chloroform, benzene, trichloroethylene and toluene) by oxidization and volatilization under a static stirred, aerated condition and an EAOP to compare the volatility of each compound. The removal efficiency of the optimum anode was determined by comparing the smallest volatilization ratio and the largest oxidization ratio for four different dimensionally stable anodes(DSA): Pt/Ti, $IrO_2/Ti$, $IrO_2/Ti$, and $IrO_2-Ru-Pd/Ti$. EAOP was operated under same current density ($25mA/cm^2$) and electrolyte concentration (0.05 M, as NaCl). The high volatility of the VOCs resulted in removal of more than 90% within 30 min under aerated conditions. For EAOP, the $IrO_2-Ru/Ti$ anode exhibited the highest VOC removal efficiency, at over 98% in 1 h, and the lowest VOC volatilization (less than 5%). Chloroform was the most recalcitrant VOC due to its high volatility and chemical stability, but it was oxidized 99.2% by $IrO_2-Ru/Ti$, 90.2% by $IrO_2-Ru-Pd/Ti$, 78% by $IrO_2/Ti$, and 75.4% by Pt/Ti anodes The oxidation and volatilization ratios of the VOCs indicate that the $IrO_2-Ru/Ti$ anode has superior electrochemical properties for VOC treatment due to its rapid oxidation process and its prevention of bubbling and volatilization of VOCs.

• 한국도시환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.547-555
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• 2018

북미, 유럽 뿐 아니라 우리나라에서도 유해물질 관리제도가 도입되는 등 매년 크게 증가하는 화학물질의 생산, 유통으로 인한 독성 피해에 대응하고 있다. 유해물질의 생물독성을 평가하는 방법은 널리 소개되어 왔으나, 모델링을 위한 정량적이고 신속한 정보가 요구된다. 본 연구에서는 발광 미생물인 Vibrio fischeri를 이용하여 아연, 구리, 크롬, 카드뮴, 수은, 납 등 중금속 6종에 대한 독성 평가를 실시하고, 독성 모델링을 통해 생존율을 재현하였다. 발광 미생물의 활성 정도 및 중금속에 의한 독성은 photomultiplier가 내장된 감광 장치를 이용하여 상대발광도를 측정, 독성의 영향을 판단하였다. 30분 내 저해율이 20% 미만에 이르는 농도 및 $EC_{50}$ 등을 통해 독성을 평가하였다. 그 결과, 생물 독성은 수은, 납, 구리, 크롬, 아연, 카드뮴 순으로 나타났다. 시간별 $EC_{50}$의 추세선을 통해 얻은 $EC_{{50},{\infty}}$는 독성 모델링의 주요 파라미터와 선형 관계가 높았다. 실험결과로부터 DAM, TDM 모델링에 필요한 주요 파라미터를 얻었으며, 재현된 독성 영향은 아연, 구리, 크롬, 카드뮴 등에서 오차율 평균 10.2%이었다. Vibrio fischeri를 및 감광 장치를 이용한 미생물 독성 측정 방법은 짧은 시간에서 $EC_{{50},{\infty}}$ 및 독성 모델링 구현에 필요한 주요한 인자들을 신속하게 얻을 있어 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.23-29
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• 2011

산화슬래그는 토목분야에 널리 활용되어 왔으나 전기로 제강 환원슬래그는 거의 활용되지 않고 있는 실정이다. 따라서 토목 분야에서의 재활용 방법을 모색하기 위하여 환원슬래그의 성분을 분석하고 이를 바탕으로 토목현장에서 흔히 볼 수 있는 풍화토와 환원슬래그를 중량비 0% 내지 30%로 혼합한 후, 폐합시스템의 Lysimeter에서 1주, 2주, 4주의 주기로 환원슬래그 혼합토의 환경적 특성을 고찰하기 위한 시험을 수행하였다. 환원슬래그를 XRD, XRF를 이용하여 정성 정량적으로 분석한 결과, calcium silicate의 일종인 $Ca_2(SiO_4)$가 주요 결정 광물로 나타났다. 그리고 ICP-OES에 의한 중금속 분석결과 철강 생산 공정에 의한 영향으로 Al, Fe, Mn이 환원슬래그에 포함된 주요 중금속으로 확인되었다. 이를 폐기물관리법에 의한 오염물질 배출허용기준과 비교한 결과 중금속에 의한 오염가능성은 거의 없을 것으로 사료된다. 또한 환원슬래그 혼합토 침출수는 0% 혼합토에서 pH 6.9로부터 30% 혼합토에서 pH 10으로 측정되어 문제가 없음을 확인하였다. 침출수의 순환주기에 의한 pH 변화는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제54권4호
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• pp.265-271
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• 2021

갑각류 외골격은 키틴질로 이루어져 있고 외부자극에 보호와 지지를 위해 주요한 기능을 한다. 수환경은 물리적 변화뿐만 아니라 다양한 해양 오염에 끊임없이 영향을 받고 그 환경에 서식하는 생물은 생존을 위해 생물학적으로 반응한다. 본 연구에서는 이르가롤 독성노출이나 퇴적환경 중금속 분포에 따라 서식하는 칠게의 외골격 표면조도 분석을 통한 생태독성 종말점이 될 수 있음을 제시하였다. 칠게의 외골격 표면 조도는 이르가롤 노출에 대해 거칠기(Ra)도 감소하고 조도 변이(variation)도 줄어들었다. 또한 해양 연안 퇴적물 내 중금속(Cd, Pb, Hg) 분포에 따라 서식하는 칠게에서 표면 거칠기 및 변이가 변화하는 것을 확인하였다. 이러한 외골격 표면 거칠기의 변화는 외부환경 스트레스 요인에 따른 칠게의 생물학적인 반응 종말점(end-point)을 나타내며 나아가 외골격의 보호, 지지, 수송 등의 기능적 면에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 이러한 접근방법은 공학과 생물의 융합적 기술로 수환경 모니터링을 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.