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본 연구에서는 하나의 종만 존재하는 고추의 ISSR 및 ITS 서열 분석을 통해 품종 간 분류를 하고자 한다. 시중에서 구하기 쉬운 고추 6가지를 선정하였고, 고추 핵 내 DNA를 추출했다. 이를 통해 추출한 DNA를 7가지의 ISSR 프라이머를 이용해 유전자 증폭반응인 PCR을 진행하였고, 증폭시킨 DNA를 전기영동으로 분리한 후 밴드의 유무에 따라 이진법 처리한 데이터를 Popgene 프로그램을 이용해 유전자 다양성, 대립유전자 수, 샤론의 정보지수 등을 분석하였다. 또한, ITS 분석에 필요한 ITS 서열을 알아내기 위하여 ITS 프라이머를 이용해 증폭시킨 DNA를 Sequencing 의뢰하였다. 이후, Chromas를 이용한 다중서열 정리, MEGA-X를 이용한 계통수 그리기 및 쌍 서열 거리, RNAStructure 프로그램을 이용한 DNA와 RNA 2차 구조 모델링을 진행함으로써 품종 간 차이를 알아내었다.

▪ 주제어: 고추, ISSR 서열 분석, ITS 서열 분석

본 연구의 목적은 관절염 등의 각종 질환의 치료법 중 자연에서 고안하여 인체에 해가 가지 않는 치료법은 없는지 털머위의 항산화 실험을 이용하여 입증하는 것이다. 연구 내에서 사용된 털머위를 잎, 줄기, 뿌리로 나누어 구분하였으며 털머위와 시료의 농도를 0.25:1, 0.5:1, 1:1 비율로 하여 용액을 제조하였다. 그 후 각각을 아밀레이스, DPPH, 히알루론산에 대해 저해 활성실험을 거쳤다. 농도와, 털머위의 부위, 용액 3가지에 따른 총 27가지 경우에 대한 측정한 흡광도 값을 통해 항산화능을 분석하였다. 실험 결과 추론은 저해율 계산식을 통해 왜 시료용액의 흡광도 값이 작을수록 저해율이 높아져 항산화능이 높은지 나타내었다. 우리는 세 용액에 대해 각각 잎, 줄기, 뿌리의 효능이 다르게 측정되었으므로 결과적으로 털머위를 이용한 치료제를 만든다면 양친매성 용매를 사용하여 털머위의 전 부위를 가능한 많이 추출하여 만드는 것이 가장 효율적일 것이라는 결론을 도출하였다.

▪ 주제어: 히알루론산, 털머위, 관절염, 항산화, 저해율

 우리나라에서는 다양한 종의 굴의 양식이 이루어지고, 그 중에서도 참굴이 비중이 가장 크다. 굴은 유기물 입자와 식물플랑크톤을 걸러먹는 여과 섭식형 생물이다. 특히 20um이상의 큰 식물플랑크톤을 선호한다. 굴의 여과 효율은 다양한 염분, 유속, 오염도, 먹이질과 같은 환경적 요인에 영향을 받고, 그 중에서도 먹이 조성이 양식생물의 성장과 밀접한 관련이 있다. 최근 일어나고 있는 지구온난화 등의 해양환경 변화는 해양생태계 전체에 영향을 미치고 있으며, 특히 굴의 주먹이원인 식물플랑크톤에게 영향을 끼치고 있다. 따라서 환경변화가 식물플랑크톤에게 어떤 영향을 끼치는지, 패류양식생물의 주먹이원이 어떤 식물플랑크톤인지 알아볼 필요가 있다. 우리는 경상남도 고성군에 위치한 자란만 해역에서 해수를 채수한 다음, HPLC(고성능액체크로마토그래피)를 이용한 색소분석을 바탕으로 CHEMTAX 프로그램에서 식물플랑크톤의 군집 구조를 분석해보았다. 또한 굴의 위 내용물 속 광합성 색소 농도를 분석하기 위해 참굴의 위 내용물을 떼어내고 24시간 동결건조 후 HPLC를 사용했다. 이를 바탕으로 굴이 어떤 식물플랑크톤을 섭식하는지 알아보았다. 

▪ 주제어: 식물플랑크톤, HPLC, 참굴, 자란만, 양식

  볼에 충격이 가해지면 발생하는 Cheek bite의 원인은 다양하다. 본 연구는 Cheek bite가 잘 발생하는 충격 원인을 구강 구조 분석을 통해 찾고, 이를 완화 시켜 줄 수 있는 구강 보조기를 제작하여 그 효과를 판단하고자 한다. 치아의 형태, 볼과 치아 사이의 거리 등 구강 구조에 대한 분석과 이 악물기, 수면 시 이 갈기 등 평소 습관에 대한 내용을 바탕으로 Cheek bite의 원인을 찾는데 효율적인 질문으로 구성된 설문조사지를 구성하고, 알지네이트, 석고, 3D 펜 등을 이용해 Cheek bite가 있는 구강구조를 효과적으로 분석할 수 있는 방안을 제시하고자한다.

▪ 주제어: Cheek bite, 협점막 백선, 구강 보조기

 청국장은 우리나라 사람들이 오랜 기간 먹어 왔던 발효식품으로 많은 연구를 통해 다양한 건강증진 효과가 밝혀졌다. 이 물질들은 청국장을 발효시키는 미생물에 의해서 생기는 것인데, 이는 식품, 의학 산업에 있어 주목받고 있다. 그러나 산업적으로 이를 이용하기 위해서는 제조법과 환경이 다른 재래식 방법보다 특정한 발효균의 접종을 통한 제조가 유리할 것이다. 따라서 본 연구에서는 제조 지역이 다른 청국장을 수집해 분리, 동정하여 종을 밝히고 생리활성물질인 genistein의 함량을 알아보기 위해 β-glucosidase 활성측정을 통하여 좀 더 유용한 균주를 선별하려는 기초 작업을 하였다. 일반 백화점, 마트, 재래시장 등지에서 채집한 청국장에서 각 제품별 2~3종의 미생물을 순수 분리하였다. β-glucosidase 활성은 4-white균이 가장 높았고 가장 낮은 활성을 보인 것은 3-brown 균주였다. 이들은 대부분 Bacillus subtilis, B. licheniformis 등 이었고 제품별 차이가 있었다. β-glucosidase 활성은 재래시장(MK-1)이 가장 높았고 가장 낮은 활성을 보인 것은 백화점(DP-5)의 균주였다. 이 두 균주의 β-glucosidase 활성도 차이를 통해 genistein의 함량 차이도 나타남을 알 수 있다. 

▪ 주제어: 청국장, 발효식품, genistein, Bacillus, β-glucosidase
 

본 연구는 은행나무, 아까시아, 소나무, 자작나무 등을 채집하고 가공하여 실생활에 밀착시켜 사용할 수 있는 살충 및 향균제를 제작하는 것에 목적을 둔다. 채집하여 이물질을 제거한 시료들은 건조 후 분쇄시켜 soxhlet 추출을 진행하였고, 이때 용매는 n-hexane을 사용하였다. 추출한 유기물은 잔류 수분을 모두 증발시켜 고형질의 물질만 남도록 하였고, 이렇게 얻은 유기물은 한천을 이용해 겔 형태의 살충제를 제작했다. 향균 능력을 검증하기 위해서는 잔류 수분을 제거하기 전 단계인 n-hexane에 희석된 시료를 페이퍼디스크법을 이용해 배양된 대장균에 처리하는 방식을 이용했다. 살충과 향균 부분에서 모두 은행나무와 아까시아가 효력이 있는 것으로 드러났다.

▪ 주제어: 항균, 살충, 자연유래, 환경

본 연구는 미량동 작용에 의해 구리가 항균 능력을 가진다는 이론적 배경에 따라 구리의 형태에 따른 구리의 항균 능력을 알아보기 위한 연구이다. 이 연구를 진행하게 된 계기는 최근 코로나19가 유행하면서 간접접촉에 의한 바이러스 전파가 큰 위험으로 대두되었고, 이에 따라 출시된 구리 항균 필름 등의 제품이 간접 접촉에 의한 전파를 막는데에 얼마나 효과적일지 알아보기 위해서이다. 항균 능력을 측정하기 위해 선정한 4가지 형태의 구리 시료와 3가지 방법으로 세척한 구리 필름을 배양액에 넣어 배양시킨 뒤 배지에 도포해 균의 배양정도를 확인하였다. 연구결과, 순수구리가 가장 항균 능력이 뛰어난 것으로 나타났고, 필름을 세척하는 경우 성능이 세척하기 전보다 더욱 떨어지는 것으로 나타났다. 이를 통해 구리 자체는 항균 능력을 가지며, 순수구리의 형태가 가장 효과가 크다는 결론을 도출해냈고, 필름을 세척하는 것은 오히려 항균능력을 떨어지게 한다는 결론을 도출했다.

▪ 주제어: 구리, 코로나 19, 구리 형태, 항균 능력

최근 전염병의 확산에 따라 개인 면역력 강화의 중요성이 대두되고 있다. 인간은 면역반응을 통해 바이러스, 세균, 기생충 등의 병원체로부터 몸을 보호한다. 사람의 주요 면역세포 중 하나인 호중구는 포유류에서 가장 많은 비율을 차지하는 백혈구로 병원균을 먹어치우는 선천적 면역을 담당한다. 이 호중구 내의 Myeloperoxidase라는 효소는 체내 과산화물은 분해하여 하이포아염소산을 생성함으로써 세균을 죽이는 것에 일조한다. 본 연구에서는 이 효소의 기질인 과산화수소의 농도에 따른 반응 정도를 분석해 살균에 최적인 과산화수소 농도와 효소 활성을 확인하고자 하였다. 단, 이 실험은 세포 내에서 일어나는 현상을 세포 밖에서 재현한 것이므로 실제 세포 내 상황을 정확하게 반영하지 못한다는 한계를 지닌다.

▪ 주제어: 효소의 활성도, 과산화수소의 농도, 살균 능력, Myeloperoxidase(MPO), 하이포아염소산

대기압 상온 플라즈마를 이용해 종자에 대한 살균 효과와 발아 증진 효과를 조사하였다. 연구에서는 같은 도스의 플라즈마를 발생해 세균 Pseudomonas syringae pv. syringae에 감염된 종자에 시간을 다르게 노출시켜 살균 효과를 조사해보고, 종자를 플라즈마에 시간을 다르게 노출시켜 발아 증진 효과를 조사하였다. 살균효과는 플라즈마에 오래 노출될 수록 살균 효과가 강해졌다. 발아 증진 효과는 플라즈마를 5분 노출할 때는 생장 속도가 저하되었고, 10분 노출시킬 때는 생장 속도가 회복되었으며, 발아 속도는 대조군과 큰 차이가 없었다. 같은 도스의 플라즈마를 노출시켜 살균 효과와 발아 증진 효과가 나타나는 것을 조사할 수 있었다. 노출 시간을 달리하여 발아 증진 효과와 살균 효과를 최대치로 발휘할 수 있는 노출 시간을 조사할 수 있었다.

▪ 주제어: 대기압 상온 플라즈마, 종자 살균, 종자 발아, 노출 시간

본 연구는 인체 내에서 나이트로스 아민으로 변형되어 해롭게 작용할 수 있는 아질산이온을 검출하기 위해 그래핀과 연필심을 활용한 「홈메이드 그래핀-연필심 전자혀」(HGET, Homemade Graphene Electronic Tongue)을 제작하고자 한다. 전극 표면에 그래핀을 casting하여 전기화학적 활성도를 높였고, 이는 아질산이온의 검출에 효과적일 것이다. CV(Cyclic Voltammetry) 기법과 EIS, Amperometry를 이용해, bare GCE 그리고 PGE(Pencil Graphite Electrode)보다 「홈메이드 그래핀-연필심 전자혀」가 수용액 속 아질산 이온을 더 잘 검출할 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발하는 「홈메이드 그래핀-연필심 전자혀」는 연필심을 활용하여 저렴하고 간편하게 제작할 수 있다는 장점을 갖고 있고 이전보다 높은 감도와 안정성을 보이는 아질산 이온 검출 센서일 것이다. 또한, 재현성, 안정성 및 넓은 선형 범위를 갖는 센서 제작에 활용할 수 있을 것이라 기대한다.

▪ 주제어: 그래핀, 연필심, 전자혀, 아질산 이온, 홈메이드

본 연구는 환기나 배기와 같이 공기의 순환이 원활하게 이루어져야 할 때 공기 저항에 방해 받지 않고 미세먼지를 필터링 할 수 있는 물리화학적 성능을 가진 공기 저항성, 지속가능성, 흡착성에 중점을 둔 필터를 제작하고자 한다. 수선화줄기는 장축 끝이 뾰족한 타원형으로 타원형의 줄기 단면이 뿌리에서 꽃까지 꼬이면서 올라가는 형상을 가진다. 이러한 나선형 구조로 인해 공기저항을 낮추는 수선화 줄기의 구조를 모티브로 하고, 화학적으로는 광촉매물질인 갱 를 사용한다. 갱 의 효과적인 코팅방법을 조사하고 필터 기둥의 구조와 화학물질의 코팅이 필터의 공기정화 효율을 높이는 정도를 실험을 통해 확인한다. 추가적인 연구를 통하여 우리가 만든 필터가 미시적인 관점의 생화학 분야에서 활용될 방안을 탐색한다.

▪ 주제어: 수선화 줄기, 갱 , 미세먼지, Karman Vortex, 필터

= 지정주제형 R&E =

본 연구는 심층학습을 이용해서 카메라의 화질을 개선하기 위한 연구를 진행한다. 최근의 카메라 기술은 좋은 센서와 렌즈를 개발해서 좋은 사진을 촬영 것에만 그치는 것이 아니라, 촬영된 사진을 사용자의 의도나 선호하는 기능을 제공할 수 있도록 딥러닝을 통해서 영상을 처리하는 것으로 발전하고 있다.

본 연구에서는 핸드폰 카메라에서의 렌즈의 한계 때문에 배경이 블러되는 아웃포커싱과 같은 영상을 촬영하기 힘들기 때문에 이를 위해서 딥러닝을 이용해서 객체에 대한 부분을 인지하거나 전경과 배경을 분리하는 기술을 연구함으로써 추후에 아웃포커싱 영상을 생성하는데 활용될 수 있다. 본 연구에서는 딥러닝을 기반으로 거리를 측정하는 연구도 진행하였으며, 거리에 대한 정보도 딥러닝으로부터 획득하여 카메라의 화질 개선 연구에 적용될 수 있다. 본 연구를 통해 딥러닝의 원리를 이해하고 실제 어떻게 사용되는지를 이해하였다.

▪ 주제어: 심층학습, 화질개선, 객체인식, 이미지 매팅, 거리 추정