자외선의 증가는 식물의 광합성, 호흡, 생장 및 발육 등과 같은 생리․생화학적 과정에 손상을 입혀 식물의 생산성을 감소시킨다. 본 실험은 벼 유묘기(품종 : 새추청벼)에 자외선을 조사하여, 주/야 단위시간 당 엽 생장량 및 탄수화물 변화양상을 알아보고자, 국립농업과학원에서 4엽이 출현하였을 때 실시하였다. 엽 생장 은 광의 유무에 크게 영향을 받는 것으로 나타나, 엽 생장량은 오후 13:00～17:00에 최고에 (무처리, 0.6～ 1.4cm 4hrs-1; 자외선, 0.5～1.0cm 4hrs-1) 도달하였다. 주간 엽 생장량은 야간과 비교하여 약 4～5배 큰 것으로 나타났으며, 자외선 처리는 주간의 엽 생장량을 약 30% 감소시키는 것으로 나타났다. 자외선 처리 마지막 날에 4시간 간격으로 4엽을 채취하여 수용성 당과 전분함량을 분석하였다. 무처리 벼의 수용성 당 함량은 13:00～17:00시에 가장 높았으며 서서히 감소하여 9:00～13:00시에 가장 낮았다. 합성된 수용성 당은 물질합성 및 생장을 위해 지속적으로 소모되었으며, 전분으로의 전류량은 크지 않았다. 반면, 자외선 처리된 벼의 수용 성 당 함량은 1:00～9:00시에 가장 낮았으며, 그 외에는 시간별 차이가 없었다. 또한 자외선 처리에 의하여 수용성 당의 합성은 무처리에 비하여 최대 55%까지 감소하였고, 낮은 당 합성으로 인해 주간에는 당을 전분 으로 축적하고 야간에 축적된 전분을 당으로 변환시켜 물질합성 및 생장을 위해 사용하는 것으로 판단되었다. 본 연구를 통해, 자외선은 식물의 생장억제 뿐만 아니라 당-전분 대사기능에 영향을 미치는 것으로 추측되었다.

자외선은 생체 내 활성산소 생성 증가와 내인성 항산화 효소 및 항산화제 감소를 통하여 광노화 과정을 촉진하는 대표적인 외부 환경인자로 알려져 있다. 그러므로, 본 연구에서는 12종의 다양한 해양소재 추출물(김, 다시마, 모려, 모자반, 미역, 석결명, 청각, 해룡, 해마, 해삼, 파래, 톳)을 이용하여 기본적인 자유라디칼 소거능 실험을 바탕으로, 자외선 B 조사로 인한 세포독성 및 산화적 사멸을 억제하고 세포 내 항산화 기능을 강화시킬 수 있는 천연 항산화 피부보호 소재를 발굴하고자 하였다. 해양소재 추출물의 라디칼 소거능을 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) assay로 비교 측정한 결과 미역, 모자반, 다시마, 해마, 석결명, 모려, 해룡의 순으로 항산화력을 나타내었다. 이후 in vitro 세포 실험에서 자외선 B를 섬유아세포주인 HS68 세포에 노출시킨 경우 세포 독성이 유발되어 사멸이 진행되었으며 이는 모자반, 석결명, 청각, 해마 열수 추출물을 처리한 경우 현저히 억제되었다. 특히, 자외선 B로 인한 세포손상은 세포 내 활성산소종의 축적으로 인한 것임을 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCF-DA) 형광염색법으로 확인할 수 있었으며, 활성산소종의 생성은 모자반, 석결명, 청각, 해마 열수 추출물을 처리한 경우 유의적으로 감소되었다. 한편, 이러한 항산화 작용은 대표적인 내인성 항산화 효소인 catalase, superoxide dismutase 및 heme oxygenase-1의 발현 증가로 매개되었다. 이상의 결과는 모자반, 석결명, 청각, 해마 등의 해양소재가 항산화 작용을 통하여 산화적 스트레스가 매개하는피부손상과 노화과정을 예방 및 보호하는 새로운 화장품 천연소재로의 활용 가능성을 제시한다.

기존의 유기계 자외선차단제는 피부에 대한 자극과 투과의 문제, 무기계 자외선차단제는 백탁현상 등 몇 가지 문제점이 알려져 있다. 최근에 보다 효과적인 자외선차단제를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 그 중의 하나가 유기/무기 복합구조의 자외선차단제에 대한 연구이다. 본 연구진은 새로운 자외선차단제인 메톡시신나미도프로필폴리실세스퀴옥산의 제조와 그 효과에 대해 보고한 바 있다. 특별히, 본 연구는 신규 자외선차단제의 화학적 구조에 대한 정성적인 분석과 향상된 자외선차단 효과 및 화장료 제형에 대한 적용성을 평가하였다. 자외선차단제의 구조분석은 TGA, solid state NMR, 원소분석을 이용하여 평가하였으며, 자외선차단지수는 5 wt%를 포함하는 제형을 평가하였을 때, 6.0 정도의 수치를 보였다. 또한, 기존의 유기 및 무기 자외선차단제와 혼합적용 시, 자외선차단효과에 대한 우수한 시너지 효과를 나타내었으며, W/S 유형의 화장료 제형에서 우수한 적용성을 보였다.

Sunlight, and in particular its UV component, is the major environmental trigger that underlies the major signs of human skin and skin cancer in general. Therefore, this study was carried out to investigate the UV protection effects of R. coreanus. R. coreanus was extracted by ultra high pressure extraction process at 500 MPa and 30℃ for 5 and 15 minutes. The cytotoxicity of the extracts extracted by ultra high pressure process on human dermal fibroblast cell CCD-986sk, human kidney normal cell HEK293, and human lung normal cell HEL299 was measured as 17.5%, 16.5% and 14.0%, respectively in adding 1.0 mg/ml of the samples, which was much lower than that from conventional water extraction method at 100℃ as 23.2%, 22.5%, 21.2%. The secretion of NO- from macrophage showed 15.9 μM on the R. coreanus extract from this process, which was higher than others. Prostaglandin E2 (PGE2) production from UV-induced human skin cells was also greatly decreased down to 510 pg/ml, compared to the control. From the results, we considered that the extracts from R. coreanus could be potent natural materials for skin anti-inflammation agent, and could be used as a potential anti-aging for the photo-damaged skin.

본 연구에서는 모발의 내부 및 외부구조에 자외선이 미치는 영향에 관하여 조사를 수행하였다. 자외선이 조사된 모발의 형태학적 및 화학적 구조의 변화를 알아보기 위해 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM), 공초점레이져주사현미경(CLSM) 등을 사용하였다. SEM상에서 자외선이 조사된 모발은 자외선에 의한 화학적 산화반응에 의해 표면이 거칠고 부풀어진 형태를 보였다. 이황화결합(disulfide bond)의 산화에 의한 시스테인산(cysteic acid)의 분해로 팽윤부위가 관찰되었다. 또한 자외선 조사에 의해 표면색의 변화를 나타내었다. TEM 분석결과 버진헤어(virgin hair)의 경우에는 매끄러운 표면구조를 나타내었지만, 자외선 조사모발에 있어서는 거칠고 모수질층이 갈라진 형태를 보여주었다. 모피질층에 존재하는 멜라닌 입자의 크기가 감소하고 소실되는 것이 관찰 되었다. CLSM에 의해 3차원적 구조의 입체영상을 얻을 수 있었으며, 광학분할에 의해 버진헤어는 강한 형광을 나타내었지만, 자외선 조사모발은 낮은 형광을 보여주었다. 이는 버진헤어의 경우 자동형광을 나타낼 수 있는 방향족 아미노산이 많이 존재하는데 비해 자외선 조사모발은 방향족 아미노산이 파괴되어 낮게 나온 것으로 여겨진다.

본 연구에서는 초고압 추출 공정의 활성 증진 효과를 알아보기 위해 당귀의 자외선 차단 효과 및 피부 미백활성 실험을 실시하였다. 인간의 섬유아세포인 CCD-986sk를 이용한 세포독성 실험에서 1.0mg/ml 농도의 시료 첨가를 통해 초음파 병행 60℃ 추출물이 21.27%로 가장 낮은 세포독성을 나타내었으며, 15분간 초고압 처리한 60℃초음파 병행 추출물이 23.49%로 가장 높은 세포독성을 나타내었다. UVA 처리에 따른 MMP-1 발현 저해 효과 측정에서 1.0mg/ml 첨가를 통해 15분간 초고압 처리한 60℃ 초음파 추출물이 UV를 조사하지 않은 대조군과 비교하여 122.2%를 나타내며 양성대조군인 ascorbic acid의 121.3%와 근사한 수치의 발현 억제 효과를나타내었다. 그 외 다른 시료들도 134.5% 이하로 발현하며 높은 저해율을 나타냄에 따라 당귀가 UVA에 대한 MMP-1 발현 저해 효과가 있음을 나타내었다. Tyrosinase 억제효과에서는 양성대조군인 ascorbic acid가 1.0mg/ml의 농도에서 70.8%로 가장 높은 저해율을 나타내었다. 당귀 시료 중에서는 초고압을 15분간 처리한 60℃ 초음파 추출물이 ascorbic acid에 근사한 수치인 69.4%로 가장 높은 저해율을 나타내었고, 그외의 시료들도 모두 55% 이상의 높은 저해율을 나타내었다. 시료 첨가를 통한 Clone M-3 세포주의 melanin 생성 억제실험에서 1.0mg/ml 농도 첨가를 통해 15분간 초고압 처리한 60℃ 초음파 추출물이 82.4%를 나타내어 양성대조군인 ascorbic acid에 비해 더 높은 활성을 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 당귀가 자외선 차단 및 피부 미백 관련 향장 소재로의 활용 가능성이 있으며, 초고압 처리를 통해 향장활성의 증가가 가능함을 확인하였다.

자외선 차단제는 해변 및 실외수영장에서 물놀이 시 사용되는 경우가 많으나, 기존의 자외선 차단효과 측정방법 및 기준은 내수성 시험방법을 포함하고 있지 않아, 그 확립이 요구되고 있다. 따라서 본 연구를 통하여 내수성 자외선 차단제의 자외선 차단지수 평가방법에 관하여 한국인의 특성에 맞는 시험방법을 확립하고자 하였다. 내수성 자외선 차단제의 자외선 차단지수 평가방법을 표준화하기 위하여, 외국과 우리나라의 자외선 차단지수 측정방법을 비교하였고, 우리나라의 자외선 차단지수 측정방법을 내수성 자외선 차단지수 측정방법에 적용할 수 있음을 알 수 있었다. 내수성 자외선 차단제 선별 시험을 통해 제품의 적합성을 검증하였고 내수성 자외선 차단지수 측정방법의 변수를 설정, 확인 시험을 하였다. 물 온도 23 ∼ 32 ℃에서 내수성 자외선 차단지수 비교 시험을 한 결과, 이 범위 안에서 온도는 내수성 자외선 차단지수에 통계학적으로 의의 있는 영향을 미치지 않음을 알 수 있었으며, 물의 흐름 변화에 따른 내수성 자외선 차단지수는 43.61 ± 1.96, 43.92 ± 1.62 그리고 42.65 ± 2.41로 결과의 유의적 차이는 없었다. 그러므로 피험자의 적절한 활동을 대신하기 위한 대안으로 지속적인 20 min 물 순환이 적절하다고 사료된다.

본 연구에서는 고려엉겅퀴 추출물의 항산화 효과, 사람섬유아세포에 자외선에 의해 유도된 MMP-1 발현에 대한 영향 및 피부탄력 개선효과에 대하여 연구하였다. 고려엉겅퀴 추출물의 DPPH radical과 superoxide anion radical 소거효과는 처리 농도가 증가함에 따라 농도 의존적으로 소거효과를 나타냈으며, 각각 1 mg/mL에서 87.47 %와 61.71 %로 DPPH radical과 superoxide anion radical을 소거하여 우수한 항산화 효과를 나타내었다. 고려엉겅퀴 추출물의 지질과산화 억제효과는 100 g/mL 농도에서 95.54 %의 지질과산화 저해효과를 나타내었다. 또한, 자외선 조사에 의해 사람 섬유아세포에서 증가되는 MMP-1의 단백질 발현은 고려엉겅퀴 추출물을 100 g/mL 농도로 처리하였을 때 54.69 % 감소하였다. 피부의 탄력 개선 효과를 알아보기 위해 고려엉겅퀴 추출물을 500 g/mL 함유한 O/W 에멀젼을 이용한 임상실험에서 피부의 탄력 개선 효과를 확인하였다. 본 연구를 통하여 고려엉겅퀴 추출물은 항산화 효과와 자외선으로부터 생성되는 MMP-1의 발현을 저해하고 피부의 탄력을 개선함으로써 항노화 소재로서의 응용가능성을 확인하였다.

The photodegradation and by-products of the gaseous toluene with TiO2 (P25) and short-wavelength UV (UV254+185nm) radiation were studied. The toluene was decomposed and mineralized efficiently owed to the synergistic effect of photochemical oxidation in the gas phase and photocatalytic oxidation on the TiO2 surface. The toluene by the UV254+185nm photoirradiated TiO2 were mainly mineralized CO2 and CO, but some water-soluble organic intermediates were also formed under severe reaction conditions. The ozone and secondary organic aerosol were produced as undesirable by-products. It was found that wet scrubber was useful as post-treatment to remove water-soluble organic intermediates. Excess ozone could be easily removed by means of a MnO2 ozone-decomposition catalyst. It was also observed that the MnO2 catalyst could decompose organic compounds by using oxygen reactive species formed in process of ozone decomposition.

테린 계열의 화합물은 생체 내에 존재하여 여러 가지 효소들의 cofactor로써의 역할을 담당하며, 활성 산소에 대하여 제거 작용을 갖는 비단백질 화합물로서 널리 알려져 있다. 테린 계열의 화합물은 (6R)-5,6,7,8-tetrahydrobiopterin (이하 6-BH4)인 완전히 환원된 형태로 활성을 가지며 공기에 노출되었을 경우 쉽게 산화 형태로 전환된다. 6-BH4의 결핍 증상으로서 정신 질환 관련된 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 우울증 등의 증상이 있으며, 피부 질환으로는 백반증이 있다. 최근에는 6-BH4의 멜라닌 합성 저해와 관련된 연구가 수행되어지고 있다. 본 연구에서는 6-BH4와 유도체인 (6R)-5-methyl-5,6,7,8-tetrahydrobiopterin (이하 methyl-BH4)의 항산화 효능과 미백 효능 및 자외선 손상 방어 효능에 관한 연구를 수행하였다. 테린 화합물의 DPPH 라디칼 소거능 평가 결과 항산화 표준 물질인 quercetin과 유사한 효능을 갖는 항산화 물질임을 확인하였으며, 피부 세포주에서의 세포 독성이 없는 안전한 물질임을 확인하였다. 또한 미백 효능을 평가하기 위하여 효소 수준에서의 tyrosinase 활성 저해능과 세포 수준에서의 tyrosinase, TRP-1단백질의 발현 저해 효능을 확인하였다. In vivo에서의 미백 효능 평가 결과 역시 증류수 처리군과 비교시 테린 화합물 처리군에서 멜라닌 수치가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 테린 화합물의 또 다른 효능으로서 항산화 효능을 기반으로 하는 자외선 손상 방어 효능을 평가한 결과, 자외선에 의해 유도되는 cytokines의 발현양을 감소시켰으며, 멜라닌의 합성을 저해하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 테린 화합물의 화장료적 특성을 확인할 수 있었다.

Photodegradation of endosulfan alpha, beta, and sulfate known as the most toxic substance among organochlorine pesticides by UV irradiation was studied at experimental conditions such as different pH aqueous solution and reaction time. The initial concentration of endosulfan alpha, beta, and sulfate in aqueous solution was 500 ppb, respectively. The experiment of photodegradation was conducted in a quartz reactor equipped with a low pressure mercury lamp (100 W, 240 nm). The samples were withdrawn from the photo reactor at intervals of 0, 10 min, 30 min, 1 hr, 2 hr, and 4 hr. Endosulfan sulfate was never hydrolyzed and photodegraded in wide range of pH. At pH 5 and reaction time (240 min), endosulfan alpha was photodegraded up to 67%. Both endosulfan alpha and beta were started to photodegrade at pH 6.5 with the lapse of time, resulting in approximately 99.9% and 87.2% of photodegradation efficiency, respectively. Furthermore, at pH 9, endosulfan alpha and beta was partially hydrolyzed and photodegraded to 99.5% at 120 min of reaction time. During the photolysis, any photo-products of endosulfan alpha, beta, and sulfate were not observed.

PAHs are major pollutants that are widely distributed in soil and groundwater environment, so that may be regarded as carcinogens. We investigated the degradation kinetics of PAH in aqueous solution when low pressure UV energy and ultrasonic irradiation were applied. Phenanthrene and pyrene were used as model compounds. The degrees of degradation of these compounds with time were analyzed with a GC/MSD (SIM-mode). UV photolysis experiments showed that phenanthrene was reduced by 90～67% at initial concentrations of 1 ppm to 8ppm whilst it decreased to 50% at 10 ppm. Under the same conditions pyrene was degraded up to about 75% at lower initial concentrations but the reduction efficiency dropped to a level of 34 to 29% at the higher concentrations above 8 ppm. The reaction orders for phenanthrene and pyrene were found to be zero-th and ca. -0.4th order, respectively, thus implying that the reported assumption of pseudo 1st order reaction for some PAHs would be no longer valid. PAH degradation was roughly proportional to the intensity of UV (number of lamps), exhibiting maximum 92.5% of the degradation efficiency. The solution pH was lowered to 4.4 from 6.4 during the experiments partially because the carbons decomposed by the energy reacted with oxygen radicals to produce carbon dioxides. Ultrasonic irradiation on phenanthrene solutions gave relatively poor results which matched to 50 to 70% of degradation efficiency even at 2 ppm of initial concentration. Phenanthrene was found to be degraded more efficiently than pyrene for the two energy sources. Ultrasound also followed the same reaction kinetics as UV energy on PAH degradation.