인간 배아줄기세포는 모든 종류의 세포로 분화할 수 있는 전분화능을 가지고 있어, 이를 이용한 심근세포로의 분화 및 기능 분석에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 분화된 심근세포는 심근세포 특이적 유전자의 발현 및 기능성 등의 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 심장의 자발적 박동 (autonomic rhythm)을 설명하는 전기생리학적 기전들 중 하나인 과분극-활성 양이온통로 (hyperpolarization and cyclic nucleotide-activated (HCN) family)의 발현 여부를 분석하였다. 미분화 인간 배아줄기세포에 10 ng/㎖ BMP2를 4일 동안 처리하여 심근전구세포로의 직접 분화를 유도하였다. 분화유도 18일 후, 세포를 PBS로 세정한 뒤, trizol을 이용하여 RNA를 추출하였다. 1 ug의 RNA를 이용하여 cDNA를 합성한 후, 칼슘채널 특이 유전자의 발현을 RT-PCR 방법을 이용하여 측정하였다. 또한, 칼슘 특이적 시약인 fluo-4를 염색하여 자발적 수축현상과 연관되어 세포내 칼슘농도변화가 동반되는지 확인하였다. 직접분화법을 이용하여 분화된 인간 배아줄기세포 유래 심근세포는 분화유도 14일 후에 박동을 나타내었으며, 칼슘채널 특이적 유전자 hyperpolarization and cyclic nucleotide-activated(HCN) family에 속하는 HCN-1, -2, -4 등을 발현하였다. 또한, 이처럼 분화된 심근세포에서 fluo-4 형광의 주기적 증감이 나타나는 것을 확인하였다. 이러한 현상들 자발적 박동 시작 후 4일째에 최고치를 보였다. 본 연구에서는 인간 배아줄기세포 유래 심근세포에서 pacemaker channel의 역할을 하는 HCN family의 존재 및 관련 유전자의 발현을 확인함으로써, 인간 배아줄기세포 유래 심근전구세포의 기능성을 제시하는 바이다.

본 연구는 황토와 황토에서 분리한 점토(clay fraction)를 이용하여 수용액 내 양이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 분산과 응집의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구를 위하여 사용한 황토는 전남 나주시 동강면 장동리 황토로 지표면으로 부터 90~130 cm 깊이에서 채취하였다. 황토와 황토에서 분리한 점토(〈 2 μm) 그리고 이들 시료로부터 결정질 철과 비결정질 철을 제거한 황토와 점토시료를 이용하여 실험을 실시하였다. 이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 저면간격과 물리적 성질의 변화를 알아보기 위하여 4가지 양이온(Na+, K+, Mg2+, Ca2+)과 이들 이온의 농도(0.001 M~1 M)를 변화시켰을 때 광물의 침강속도와 점토광물의 저면간격의 변화를 연구하였다. 장동리 황토의 주 구성광물은 석영이며, 황토로부터 분리한 점토는 카올리나이트, 일라이트, 버미큘라이트로 이루어져 있다. 장동리 황토의 비결정질 철과 결정질 철의 함량은 각각 16.3 mg/kg과 436 mg/kg으로 주로 결정질 철로 이루어져 있다. 이온농도가 다른 4가지 이온을 추가한 수용액에서 구성 입자의 크기가 작은 점토가 황토에 비하여 분산이 더 잘되었다. 황토광물을 코팅하고 있는 결정질 철과 비결정질 철을 제거하기 전과 제거한 후 광물의 분산실험 결과에서 철을 제거한 시료가 분산이 더 잘 일어났으며 이는 코팅된 철 산화물이 광물입자들의 분산을 방해하는 것으로 사료된다. 수용액 중 이온의 종류와 농도가 광물의 분산에 미치는 영향 실험결과에 따르면 첨가한 이온의 농도가 클수록 그리고 양이온 전하량이 클수록 침강속도가 빨랐다. X-선 회절 분석 결과에 따르면 카올리나이트와 일라이트는 양이온의 종류와 농도에 따른 저면 간격의 변화가 없었다. 하지만 버미큘라이트는 일반적으로 +2가 양이온을 첨가한 경우 저면간격이 14.04 a으로 +1가 양이온의 13.9 a보다 크게 나타났다. 이는 +2가 양이온들의 수화반경이 +1가 양이온보다 크기 때문으로 사료된다. 따라서 광물에 코팅된 철과 수용에 내의 이온의 종류와 농도가 광물의 분산 및 버미큘라이트와 같은 팽창성 점토광물의 저면간격에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.

본 연구는 생식생장기의 습해에 의한 콩 수량과 질소 및 여러 가지 양분흡수에 미치는 영향을 알고자 지하수위를 0 cm, 10 cm 및 40 cm로 달리하여 조사하였다. 지하수위가 높음에 따라 생육과 수량은 감소되었으며 다원콩의 감소정도가 풍산나물콩보다 더 크게 나타났다. 질소흡수량은 지하수위가 높을수록 감소되었으며 수량과의 상관관계는 R2=0.872 로 고도로 유의한 정의상관을 보였다. K함량은 지하수위 높이에 큰 차이를 보이지 않았으며(뿌리 제외), Ca함량은 감소(잎, 줄기) 또는 증가(뿌리)하였지만 Mn과 Fe 함량은 지하수위가 높을수록 급격히 증가하였으며 다원콩이 풍산나물콩보다 높은 함량을 보였다.

신간척지에 조기에 벼를 재배하기 위해서는 내염성 품종개발을 필요로 한다. 내염성 벼 개발을 위해 애기장대로부터 클로닝한 NHX1(Na+/H+ antiporter) 유전자를 아그로박테리움을 이용하여 벼에 형질전환하였다. BNHX1 형질전환체 T3 23계통, NHX1 형질전환체 T6 64계통을 선발하고 내염성 유묘검정을 수행하였다. 이 검정을 토대로 염에 대한 저항성을 5개 그룹으로 나누어 염에 대한 생육변화와 무기이온 함유량을 비교분석하였다. 내염성 벼인 인디카 계열의 Pokkali와 형질전환 계통일수록 초기 생육이 좋았고, 특히 염스트레스 초기에 뿌리생장이 염에 약한 계통보다 3~4배 큰 생장변화를 나타냈다. 또한 줄기부위의 양이온(Ca2+, K+, Mg2+ ) 함유량의 변화폭이 크며, Pokkali와 염에 강한 계통의 경우 염처리 시기동안 줄기부위의 Na+ 함유량이 염에 약한 계통보다 2~3배 적은 것을 확인하였다. 이렇게 선발된 내염성 계통은 간척지 적응성 내염성 벼 개발을 위한 중간모본으로 이용하고자 한다.

In the aqueous solutions the dephosphorylations of isopropyl phenyl-4-nitrophenyl phosphinate(IPNPIN) mediated by hydroxide(OH⊖) and o-iodosobenzoate(IB⊖) ions are relatively slow, because of hydrophobicity of the substrate, and however it appears that OH⊖ is inherently better nucleophile than IB⊖, which is more soft ion. On the other hand, in cetyltrimetylammonium bromide(CTABr) solutions which contain cationic micelles, the dephosphorylations of IPNPIN mediated by OH⊖ or IB⊖ are very accelerated to 120 or 100,000 times as compared with those in the aqueous solutions. The values of pseudo first order rate constants reach a maximum with increasing. Such rate maxima are typical of micellar catalysed bimolecular reactions and the rise in rate constant followed by a gradual decrese is characteristic of reactions of hydrophobic substrates. In the cationic micellar solutions of CTABr, IB⊖ accelerates the reactions much more than that OH⊖ does. The reason seems that IB⊖ which is more hydrophobic and soft ion than OH⊖ is more easily moved into the Stern layer of the CTABr micelles than OH⊖. In the anionic micellar solutions of sodium dodecyl sulfate(SDS), the dephosphorylations of IPNPIN are slower than those in aqeous solutions. It means that OH⊖ or IB⊖ cannot easily move and approach to the Stern layer of the micelle in which almost all the hydrophobic substrate are located and which has a negative circumstance.

두 양이온 유기폴리머(Hexadecyltrimethylammonium (HDTMA)과 Cetylpyridinium (CP))를 합성한 유기벤토나이트에 대해 음이온의 흡착특성을 조사하였다. 이들 유기벤토나이트는 상온에서 저면간격이 약 42.0 a으로 현저한 층간팽창을 나타냈다 유기벤토나이트 시료 0.2 g을 음이온인 질산염, 황산염, 인산염의 각 여러 농도별 용액 40 mL와 반응시킨 흡착실험을 행하였다. 그 결과, 무처리 벤토나이트는 모든 음이온에 대해서 거의 흡착능력을 보이지 않는데 비하여. 유기벤토나이트는 아주 높은 흡착성을 나타냈다. HDTMA-bentonite의 경우, 인산이온과 질산이온의 흡착률이 100 mg/L의 농도에서 약 90% 정도로 높게 나타나고, CP-bentonite의 경우, 질산이온의 흡착률이 100 mg/L의 농도에서 97%로 높게 나타났다. 음이온 및 유기벤토나이트의 종류에 따라 흡착거동이 약간차이를 나타냈다. 두 유기벤토나이트에 있어서 질산이온과 인산이온의 흡착률은 황산이온에 비해 모두 상대적으로 높게 나타났다. 이러한 유기벤토나이트의 높은 음이은 흡착성은 유해성 음이온의 제거와 같은 환경오염처리에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

국내산 벤토나이트들의 광물조성 및 특징과 양이온 교환특성과의 연계성을 규명하기 위해서, 정제나 분리 과정 없이 원광 단위로 XRD 정량분석, 화학적 용출실험, pH 및 양이온 교환능력 (CEC) 측정 등을 시행하였다. 리트벨트법에 의한 XRD 정량분석 결과, 국내산 벤토나이트들은 몬모릴로나이트(30～75 wt%) 외에 주요 불순물로서 제올라이트, 단백석, 장석류가 대개 25 wt% 이상 함유하는 것으로 밝혀졌다. 클리놉틸로라이트-휼란다이트 계열의 조성을 이루는 것으로 감정된 이 제올라이트들은 제올라이트질 벤토나이트의 양이온 교환특성에 심대한 영향을 미친다. 클리놉틸로라이트는 상대적으로 규질이며 밝은 색을 띠는 벤토나이트에서 흔히 볼 수 있고 단백석과 밀접한 공생관계를 이루며 산출되는 것이 특징이다. 대부분 Ca이 주된 교환성 양이온을 이루지만, 일부 제올라이트질 벤토나이트에서는 알칼리 이온의 함유도가 매우 높게 나타나기도 한다. 메칠렌블루법에 의해 측정된 CEC 값은 다소 산포되기는 하지만 몬모릴로나이트의 함량과 대체로 정비례하는 관계를 보이고 상대적으로 낮은 수준을 보인다. 이에 비해서 암모늄아세테이트법에 의해서 측정된 ‘Total CEC’ 값은 비교적 높은 수준(50～l15meq/100 g)을 보인다 이 같은 CEC 값의 차이는 특히 제올라이트질 벤토나이트에서 보다 크게 나타나고, 이는 제올라이트에 의한 CEC 증대효과로 간주된다. 단백석이나 장석류들은 벤토나이트의 양이온 치환능력에 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 나타난다. 벤토나이트 현탁액의 pH는 교환성 양이온들 중에서 알칼리 성분 함유도, 특히 Na의 함유수준이 증가됨에 따라 pH=9.3에 이를 정도로 증대되는 경향을 보인다. 그렇지만 경우에 따라서는 소위 ‘산성백토’로 취급될 수 있을 정도로 낮은 pH(5～6) 값을 갖는 벤토나이트들도 있다. 이는 일부 국내산 벤토나이트들이 몬모릴로나이트의 층간 양이온으로서 H＋ 을 일부 함유하고 있기 때문인 것으로 여겨진다. 궁극적으로 이 연구결과는 벤토나이트의 품위 산정에는 XRD 정량분석법이 적용되는 것이 합리적이고 CEC와 관련된 품질 특성은 전적으로 ‘Total CEC’ 개념에 의거하여 평가되어야 한다는 것을 시사한다.

This study was conducted to know the removal characteristics of ammonia nitrogen by commercially available cation exchange resins. Eight acidic cation exchange resins were investigated in batch reactors. Among them, the most effective resin for ammonia removal in solution was PK228, which was a strong acidic resin of Na+ type. PK228 was compared with activated carbon and natural zeolite. The effects of cation exchange capacity, ammonia concentration, resin amount, temperature and pH on ammonia removal by PK228 were investigated in batch reactor, and the effect of effluent velocity in continuous column reactor. Strong acidic resins of porous type were more effective than week acidic resins or gel type resins for ammonia removal in solution. PK228 was more effective than activated carbon and natural zeolite for ammonia removal in batch reactor. With increasing initial ammonia concentration, the amount of ammonia removed by PK228 increased, but the proportion of removed ammonia to initial ammonia concentration decreased. The effect or temperature on ammonia removal by PK228 was very slight. The ammonia removal to acidic solution was more effective than that at basic solution. With decreasing effluent velocity of solution through column, breakthrough point extended, and ammonia removal capacity increased.

Nitrogen applied as fertilizer for crop production is partly absorbed by plant, and the remaining nitrogen in soil might be leached out through complicated processes to the subsoil layer. Especially, NO₃　N in leachate causes environmental pollution. The purpose of this study was focused on understanding of uptake of nutrients by plants, the behaviors of nutrients in soil and the possibility of leaching loss when nitrogen fertilizer and completely decomposed compost were applied. Lysimeters(Volume 0.15㎥, Diameter 62㎝, Height 62.8㎝) were installed for collecting leachate in the Jeju volcanic ash soils. Lysimeter study consisted of thirteen treatments：fallow, fallow with weeding, cropping without fertilizer and compost, three N fertilizer soil surface applications(16, 32, 64㎏/10a), three N fertilizer and compost soil surface applications(16+800, 32+1600, 64+3200㎏/10a), two water dissolved N fertilizer applications(16, 32㎏/10a), and low and high plant densities. N fertilizer was applied as urea. The growth of corn(preceding crop) and potatoes(succeeding crop) and leaching loss were determined during the experimental period. The results obtained were summarized as follows； With increased N, pH of leachate tended to decrease and NO₃　N concentration of leachate increased. NO₃　N leaching loss was remarkably greater in soil from the bare plot without fertilization and the weed control than from plots with medium N rate and was least in the cropping plot without fertilization. NO₃　N concentration in leachates from the water dissolved N fertilizer application plots was 64% of that from the soil surface application plots. The concentration of Ca and K ions and the leaching loss of these ions were least from the cropping plot without fertilization and were greatest from bare plots(T1 and T2) without fertilization. The proportion of leaching and residual N in soil increased as N rate increased indicting that higher N rates increase the possibility of N leaching to subsoil layer. The proportion of N leaching losses was lower at the low N rate and the high plant density. In future, fertilization prescription which can maximize fertilizer use efficiency and minimize the pollution of ground water will be needed for conserving the environments.

방해석 결정 성장시 나타나는 미량금속 양이온의 분배현상을 표면침전 및 연속 결정 성장과정을 통하여 관찰하였다. A, B, C 유형의 순수한 방해석이 각각 3가지 다른 초기 농도 즉 0.02, 0.2, 0.4M의 CaCl2.2H2O로부터 형성되었으며 이들의 표면 형태는 합성용액의 조성과 성장 속도에 의해 조절됨을 알 수 있었다. B 유형이 표면형태가 좀더 복잡하지만 A, B 유형은 대체로 단순한1014면을 가진 방해석과 유사한 표면형태를 보여준다. 이에 반해 C 유형에서는 0112면이 주로관찰되었다. 순수한 방해석 위에 (Ca, Me)CO3층의 대해 1014면 3 방향에 대한 전자현미분석 결과 금속이온의 특징적인 분배현상을 알수 있었다. Mn2+ /과 Co2+ 는 0112 에 수직으로 반면 Sr2+ /는 1014에 수직 또는 평행한 방향으로 선택적으로 분배되는 현상이 관찰되었다. 합성 방해석 표면 형태에 따른 금속 이온들의 분배 친화도를 Mn2+ 이 C 유형〉B 유형 〉A 유형 그리고 Co2+ 은 B 유형 〉A 유형 〉C 유형이다. 이들중 Sr2+는 특히 1014면이 잘발달된 A유형에 더 많은 친화도를 갖는 것으로 나타났다.

Surface complexation models(SCMs) have been performed to predict metal ion adsorption behavior onto the mineral surface. Application of SCMs, however, requires a self-consistent approach to determine model parameter values. In this paper, in order to determine the metal ion adsorption parameters for the triple layer model(TLM) version of the SCM, we used the zeta potential data for Zeolite and Kaolinite, and the metal ion adsorption data for Pb(Ⅱ) and Cd(Ⅱ). Fitting parameters determined for the modeling were as follows ; total site concentration, site density, specific surface area, surface acidity constants, etc. Zeta potential as a new approach other than the acidic-alkalimetric titration method was adopted for simulation of adsorption phenomena. Some fitting parameters were determined by the trial and error method. Modeling approach was successful in quantitatively simulating adsorption behavior under various geochemical conditions.