동결온도조건 및 수직구속응력에 따른 동결토의 전단강도 변화에 관한 연구

이준용(Lee, Joonyong),최창호(Choi, Changho) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.11

동토지반의 기초구조물을 설계하는데 있어 기초의 안정성을 지배하는 설계정수인 동결토의 전단강도 및 동착강도를 측정하기 위하여 지난 50여 년 동안 많은 연구가 수행되어 오고 있다. 하지만, 아직까지 동결토의 전단강도 특성에 관한 많은 연구들은 토사 종류, 수직구속응력, 동결온도조건 등 여러 가지 영향인자 중 제한된 영향인자의 변화를 통해 수행되어 왔다. 동결토는 일반 토질과는 달리 토립자, 물, 공기뿐만 아니라 얼음을 포함한 4상으로 구성되어 있으며, 동토의 역학적인 성질의 변화는 일반적으로 온도, 수직구속응력, 동토의 구성물질에 따라 영향을 받는다. 이와 같은 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 영하 30도의 저온환경에서도 동작이 가능하도록 설계된 동결토 직접전단시험기를 활용하였으며, 동토지역의 저온환경을 모사하기 위하여 대형 냉동챔버 내에 직접전단시험기를 설치하였다. 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 비교적 균질한 입경분포를 지닌 주문진 표준사 및 실리카모래와 입도분포가 좋은 화강풍화토를 활용하였다. 각각 세가지 시료에 대하여 전단시험은 세가지 동결온도 조건 및 수직구속응력 조건에서 수행되었으며, 그 결과를 바탕으로 동결온도조건 및 수직구속응력이 동결토의 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 전반적으로 동결토의 전단강도는 동결온도가 낮아질수록 증가하는 경향을 보였으나, 수직구속응력에 의한 영향은 미미 한 것으로 나타났다. In order to characterize the shear strength of the frozen sand for foundation design in cold region and prediction of adfreeze bond strength, many researchers developed test techniques and carried out many tests to analyze shear strength properties of the frozen sand for half a century. However, many studies for shear strength properties of the frozen sand have been carried out with limited circumstances, even though shear strength of the froze sand can be affected by various influence factors such as soil type, temperature conditions, and magnitude of normal stress. In this study, direct shear test equipment was used to analyze the shear strength characteristics of the frozen sand. Direct shear test equipment was designed for cold weather, and the direct shear tests were carried out inside of large-scaled low temperature chamber. Three soil types-two uniform sands and one well graded soil were used to analyze the shear strength of the frozen sand with three different temperature conditions and three different vertical confining pressures. In this research, a series of direct shear tests for shear strength of the frozen sand have been conducted to demonstrate the efficiency of effectiveness of the test equipment and low temperature chamber. This research also showed that shear strength of the froze sand increased with decreasing temperature condition, but the influence of vertical confining pressure was insignificant to the shear strength of the frozen sand.

인공동결공법 적용 후 융해에 따른 해성점토지반의 역학적 특성 평가

최현준,이동섭,이효범,손영진,최항석 사단법인 한국터널지하공간학회 2019 한국터널지하공간학회논문집 Vol.21 No.1

The artificial ground freezing (AGF) method is a groundwater cutoff and/or ground reinforcement method suitable for constructing underground structures in soft ground and urban areas. The AGF method conducts a freezing process by employing a refrigerant circulating through a set of embedded freezing pipes to form frozen walls serving as excavation supports and/or cutoff walls. However, thermal expansion of the pore water during freezing may cause excessive deformation of the ground. On the other hand, as the frozen soil is thawed after completion of the construction, mechanical characteristics of the thawed soil are changed due to the plastic deformation of the ground and the rearrangement of soil fabric. This paper performed a field experiment to evaluate the freezing rate of marine clay in the application of the AGF method. The field experiment was carried out by circulating liquid nitrogen, which is a cryogenic refrigerant, through one freezing pipe installed at a depth of 3.2 m in the ground. Also, a piezo-cone penetration test (CPTu) and a lateral load test (LLT) were performed on the marine clay before and after application of the AGF method to evaluate a change in strength and stiffness of it, which was induced by freezing-thawing. The experimental results indicate that about 11.9 tons of liquid nitrogen were consumed for 3.5 days to form a cylindrical frozen body with a volume of about 2.12 m3. In addition, the strength and stiffness of the ground were reduced by 48.5% and 22.7%, respectively, after a freezing-thawing cycle. 인공동결공법(artificial ground freezing method)은 연약지반 및 도심지에서의 지하구조물 시공에 적합한 차수 및 지반보강 공법이다. 인공동결공법은 동결관(freezing pipe)을 지중에 매설한 후 냉매(refregerant)를 순환시켜 대상 지반에차수벽 및 지지체의 역할을 수행하는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 그러나 간극수의 동결에 따른 간극수의 부피팽창은 지반의 변형을 야기시킬 수 있고, 시공완료 후 동결토의 융해에 따른 지반의 소성변형 및 입자의 재배치 등은 지반의 역학적 특성을 변화시킨다. 본 논문에서는 인공동결공법에 따른 해성 점토지반(marine clay)의 동결속도를 평가하기위하여 인공동결공법 현장실증시험을 수행하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2 m 깊이로 매설된 동결관 1공 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 수행되었다. 또한, 원지반과 인공동결공법에 의해 동결/융해된 지반에 대한피에조 콘 관입시험(piezo cone penetration test, CPTu) 및 공내재하시험(lateral load test, LLT)을 수행함으로써 동결/ 융해(freezing-thawing)에 따른 해성 점토지반의 강도 및 강성 특성의 변화를 평가하였다. 시험결과, 부피가 약 2.12 m3 인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일이 동안 약 11.9 ton의 액화질소가 소요되었다. 동결/융해에 따른 지반의강도 및 강성 저하는 각각 48.5%, 22.7%로 산정되었다.

동결피해 후의 수확시기가 사과 ‘후지’ 품종의 저장 중 과실품질에 미치는 영향

권헌중(Hun-Joong Kweon),이상규(Sang-Gyu Lee),박무용(Moo-Yong Park),송양익(Yang-Yik Song),남종철(Jong-Chul Nam),사공동훈(Dong-Hoon Sagong) 한국원예학회 2010 원예과학기술지 Vol.28 No.6

본 시험은 이상저온(-3.5℃ 이하에서 7시간 지속)에 의해 수체 상에서 동결된 사과 ‘후지’ 과실들의 수확시기에 따른 품질차이를 비교하고자 실시하였다. 수확 시기는 동결피해 1일 전, 동결피해 2일 후, 동결피해 6일 후였다. 시험에 조사된 과실들의 수확시 가용성 고형물 함량은 14°Bx 이상이었다. 동결피해 후 수확한 과실의 수확 시 경도 및 산 함량은 동결피해 전에 수확한 과실보다 낮았다. 저온저장 중의 에틸렌 발생량은 동결피해 후 수확한 과실이 동결피해 전에 수확한 과실보다 높았다. 동결피해 후 수확한 과실의 저온저장 동안의 품질저하는 동결피해 전에 수확한 과실보다 심하였다. 동결피해 후에 수확한 과실의 저온저장 출고 후 실온 1주일째의 품질 저하는 동결피해 전에 수확한 과실보다 더 심하였다. 동결피해 후에 수확한 시험구들간의 비교에서는 저온저장 8주까지 동결피해 6일 후에 수확한 시험구의 에틸렌 발생량 및 과실품질 저하가 동결피해 2일 후에 수확한 시험구보다 낮았으나, 이러한 차이는 저온저장 8주 이후로는 없었다. 과육 갈변증상 발생률은 -3.5℃ 이하에서 7시간 동결될 경우 영향을 받지 않은 것으로 나타났다. This study was conducted to compare differences in fruit quality by harvest time of ‘Fuji’ apple fruit that was frozen on tree by unusual low temperature in that air temperature was under -3.5℃ for 7 hours. Fruits were harvested at 1 day before, and 2 days and 6 days after freezing damage, respectively. Harvest’s soluble solid contents in all treatments was over 14°Bx. Firmness and titratable acidity of fruit harvested after freezing damage was lower than those of fruit harvested before freezing damage. During cold storage, ethylene production of fruit harvested after freezing damage was higher than that of fruit harvested before freezing damage. The reduction in the level of fruit quality during cold storage of fruit harvested after freezing damage was more serious than that of fruit harvested before freezing damage. The reduction of fruit quality during subsequent ambient temperature for 1 week after cold storage of fruit harvested after freezing damage was higher than that of fruit harvested before freezing damage. In comparison of treatments that were harvested at different times after freezing damage, ethylene production and reduction in the level of fruit quality until 8 weeks of cold storage of fruit harvested at 6 days after freezing damage was lower than that of fruit harvested at 2 days after freezing damage. However, this difference by harvest time after freezing damage disappeared after 8 weeks of cold storage. Incidence of flesh browning was not affected by freezing at air temperature under -3.5℃ for 7 hours.

Hyaluronate, ethylene glycol, glycerol, sucrose에 의한 한우 수정란의 동결보존

최하영,유한준,신종서,구덕본,박정준 한국수정란이식학회 2018 한국수정란이식학회 학술대회 Vol.2018 No.11

본 연구는 한우 체외 수정란의 동결보존에 hyaluronate(HA), ethylene glycol(EG), glycerol(G), sucrose(S)를 사용한 동결배양액의 효과를 검증하고자 수행되었다. 체외 수정란 생산을 위해 도축장에서 회수된 난소로부터 미성숙 난자를 채취하여 체외성숙, 수정, 발달 배양을 실시하였다. 성숙배양은 0.5 ug/ml FSH, 5 ug/ml LH, 0.125% BSA(v/v)가 첨가된 mTCM199 배양액에서 38.5 ℃, 5 % CO2 의 조건으로 22 h 동안 실시하였으며 체외수정은 mTALP 배양액에서 38.5 ℃, 5 % CO2 의 조건에서 22 h 동안 이루어졌고 발달배양은 mSOFaa 배양액을 사용하여 38.5 ℃, 5 % CO2, 5 % O2 의 조건에서 이루어졌다. 동결에 이용된 수정란은 수정배양 후 7 일차의 배반포를 대상으로 하였다. 실험에 사용된 동결배양액은 대조군으로써 vigro 의 1.8M EG 에 0.1 M S 가 첨가된 제품을 사용하였고 처리군으로써 1.8M EG 배양액, 1.8M EG 에 0.1M S 와 1.7M G 이 첨가된 배양액, 1.8M EG 에 0.1M S, 1.7M G 및 0.0007 g/ml HA 가 첨가된 배양액을 사용하였다. 모든 처리군은 0.01 g/ml Albumax 가 첨가된 CJ buffer 를 동결배양액의 base 로 사용하였다. 동결방법은 0.25 ml 스트로에 장착된 수정란을 CL-8800i(CryoLogic)에 의한 –0.3℃/min 의 완만동결로 –32℃까지 냉각시킨 후 액체질소에 침지하여 실시하였다. 동결과정 중, -6℃에서 스트로의 말단 부분에 식빙을 실시하였다. 동결융해 후 생존율 조사를 위해 동결보존 중인 스트로 32℃의 온수에서 25 초간 융해를 실시하여 발달배양액에서 48 시간 배양하여 총 동결융해 수정란에 대한 재확장율 및 부화율을 통해 생존율을 확인하였다. 실험결과, 동결융해 후 재확장율은 대조군(EG+S)과 EG, EG+S+G, EG+S+G+HA 에서 각 90.1±0.5, 76.0±1.0, ±85.4±2.1, 84.9±0.5 %로 관찰되었으며 부화율은 80.2±1.0, 70.8±4.2, 74.0±1.0, 82.8±1.6 %로 확인되었다. 재확장율은 대조군인 1.8M EG + 0.1M sucrose 배양액에서 90.1±0.5 %로 가장 유의적으로 높게 관찰되었으며 부화율은 대조군과 1.8M EG + 0.1M sucrose + 1.7M glycerol + 0.0007 g/ml HA 처리군에서 각 80.2±1.0 %와 82.8±1.6 %로 가장 유의적으로 높게 관찰되었다(p<0.05). 추가적으로 본 동결방법에 의해 생산된 동결수정란의 수정란이식을 실시하여 수태율을 조사하고 있지만 결과가 부족하여 본 연구결과에서 포함시키지 못하였다. 하지만 수정란 이식과정에서 EG+S+G 처리군의 경우 30 분이 경과된 시점부터 다른 처리군보다 수태율이 감소되는 경향이 뚜렷하게 관찰되었다. 반면, glycerol 과 HA 가 함께 첨가된 다른 동결배양액의 경우에는 이러한 경향이 관찰되지 않았다. 다른 체외수정란의 발달연구에서 HA 의 첨가는 부화율을 증가시킨다는 연구결과가 보고된 바 있는데 이러한 연구결과와 일치된다고 생각된다. 본 연구결과는 농촌진흥청 연구사업(세부과제번호:PJ012695032018)의 지원에 의해 이루어진 것임.

분쇄, 동결, 해동 등 전처리에 의한 하수슬러지의 성상 변화

선용호 유기성자원학회 2010 유기물자원화 Vol.18 No.2

In this study, ways to help anaerobic digestion were studied and waste activated sludge were pretreated by grinding, thawing after freezing and grinding after freezing. The volumes of grinding sludge, thawing after freezing and grinding after freezing were decreased 2.08 times,3.37 times, 3.54 times compared to the volume of sludge respectively and the larger decline in the sludge has been grinding after freezing, thawing after freezing, and grinding. In addition,when the concentrations of SCOD, SBOD and protein were compared, the concentration of freezing sludge was higher than others and the grinding after freezing method seems to be the highest concentration. When the TS, VS removal rates were compared, thawing after freezing method seems to be higher than others method. From these results, grinding after freezing method is very effective for the pretreatment of sludge and it can be expected grinding after freezing method can be an alternative method for prohibiting ocean dumping of sludge after 2012. 본 연구는 하수슬러지 전처리 방법으로 분쇄, 동결 해동, 동결 분쇄 조작을 한 후, 각각의 슬러지 특성의 변화를 고찰하였다. 분쇄 슬러지, 동결 해동 슬러지, 동결 분쇄 슬러지는 하수슬러지 부피에 비해 각각 2.08배, 3.37배, 3.54배감소하여 동결 분쇄한 경우가 가장 슬러지 감소량이 컸으며 그 다음으로 동결 후 해동한 경우, 분쇄만 한 경우 순이었다. 또한 하수슬러지의 SCOD 농도, SBOD 농도, protein 농도는 동결하지 않은 것보다 동결 하는 것이 높았고, 그중에서도 동결 후 분쇄하는 것이 가장 높은 경향을 보였다. TS, VS의 제거율은 동결한 것이 높았지만, 동결 분쇄보다 동결 해동이 높은 경향을 보였다. 이상의 결과로부터 동결 분쇄 방법이 슬러지 전처리 방법으로 매우 효과적이며2012년부터 발효되는 슬러지 해양 투기 전면 금지에 대한 대안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

동결지수와 전국 포장국도에서 실측한 동결깊이의 관계

김영진(Kim Youngchin),홍승서(Hong Seungseo) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.4

우리 나라는 계절 동토지대로서 겨울에는 기온이 영하로 떨어져 지반에 동상현상이 발생하고, 봄에는 얼었던 지반이 융해하면서 도로포장을 파손하거나 그 수명을 단축시킨다. 이러한 동상 및 융해로 인한 도로포장의 파손을 방지하기 위하여 도로포장하부에 동상방지층을 설치하고 있다. 그런데 국내에서는 도로 동상방지층의 두께 결정시 사용되는 동결깊이 추정식으로서 미국이나 일본에서 개발된 식을 이용하고 있다. 그러나 이 식들은 자국의 기후 및 지반 조건에서 만들어진 것이므로 국내에서 그대로 적용하는 것이 합리적이라고 말하기는 어렵다. 우리 나라의 기후 및 지반조건에 맞지 않는 동결깊이 산정식을 도로 설계시 적용할 경우 전국에 새로 설치하는 도로 동상방지층의 두께가 달라질 수 있으며, 이에 따라 공사비가 잘못 산정될 수도 있다. 따라서 도로 공사비의 효율적인 집행과 도로의 내구성 향상을 위해 국내 기후 조건과 지반 여건에 맞는 동결깊이 산정식의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 전국 89개 포장국도에서 측정한 동결깊이와 기상청 측정 기온으로부터 산정한 동결지수를 함수로 하여 동결깊이 산정식(안)을 만들어 보았다. 아울러 지역별, 음/양지(陰/陽地) 조건별로 동결깊이가 어떻게 다르게 나타나는지 분석하였다. 또한 국내에서 기존에 이용하고 있던 동결깊이 산정식 및 외국의 동결깊이 산정식들과 그 결과가 어떻게 다르게 나타나는지 분석하였다. Korea is known to have seasonal frost during winter and the effect of low temperatures and water may cause a weakening of pavements. For that reason, frost protection layers have been constructed in pavements to avoid damage caused by frost action. The practies established in USA and Japan have been adopted as anti-frost design methods in Korea. However, the characteristics of Korean soils are different. Additionally, there is no formulation of a reasonable equation for frost penetration depth and the criterion to identify potentially frost-susceptible soils in present pavement design manuals in Korea. Therefore, adequate pavement design procedures in seasonal frost areas, as well as construction and maintenance practices are required. In this paper, frost penetration depths along national roads in Korea were measured and analyzed over several years. The frost penetration depth was analyzed with respect to the provinces of Korea and sunny/ shaded areas. Additionally, measurement results were compared to the formula of the US Army Corps of Engineers and Ifukube in Japan.

동결 해동한 포배 이식에 있어서 동결시기가 임신결과에 미치는 영향

김현정,김충현,이중엽,권재희,황도영,김기철,Kim, Hyun-Jung,Kim, Chung-Hyon,Lee, Joong-Yeup,Kwon, Jae-Hee,Hwang, Do-Yeong,Kim, Ki-Chul 대한생식의학회 2010 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.37 No.1

목 적: 배양 환경과 동결 기술이 발달함에 따라 동결 포배의 해동-이식의 빈도가 증가하고 있으며, 신선 주기와 마찬가지로 해동-이식 주기에서도 질 좋은 배아를 선별하는 것은 임신 성공 여부를 결정하는 아주 중요한 과제이다. 본 연구는 동결 당시 포배로의 발달 속도가 임신 결과에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 수정 후 5일 및 6일째 동결한 포배의 해동-이식 후 임신율을 비교 분석하였다. 연구방법: 2006년 1월부터 12월까지 5일째 또는 6일째 동결한 포배를 해동하여 2007년 6월까지 융해 이식한 87명, 93주기를 대상으로 하였다. 동결법은 ethylene glycol과 DMSO를 이용한 유리화 동결법을 이용하였으며, 팽창 포배는 인위적인 수축을 시행 후 동결하였다. 해동 과정은 이식 전날 시행하여 15~18시간 배양액에서 배양 후 재팽창 여부를 확인하였다. 결 과: 5일째 동결한 포배를 해동-이식한 52주기와 6일째 동결한 포배를 해동-이식한 41주기에서 환자의 나이, 이식한 배아의 수, 해동 배아의 생존율 등 임신 결과에 영향을 미칠만한 요인들의 차이는 없었다. 그러나 생화학적 임신율, 임상적 임신율, 진행 임신율, 착상율 등은 5일째 동결한 포배를 해동-이식한 주기에서 높게 나타났다. 결 론: 5일째 동결한 포배를 해동-이식했을 때의 임신율은 6일째 동결한 포배를 해동-이식했을 때의 임신율보다 2배 이상 높았으며, 이는 신선 주기와 마찬가지로 해동-이식 주기에서도 동결 전 배아의 발달 속도의 차이를 임신 성공 예측의 중요한 지표로 사용할 수 있음을 시사한다. Objectives: Likewise fresh cycle, it is also important to select right blastocysts for transfer in purpose of improving the pregnancy and implantation rates in frozen-thawed embryo transfer (ET) cycles. To investigate the relationship between the developmental velocity at the time of cryopreservation and pregnancy rates, we compared pregnancy rates between the day 5 cryopreservation group and the day 6 cryopreservation group. Methods: Transfers of frozen-thawed blastocysts which had been cryopreserved by vitrification on day 5 or day 6 were performed between January 2006 and June 2007. Ethylene glycol, DMSO, and pull and cut straws were used for vitrification and artificial shrinkage was done in expanded blastocysts. Thawing was performed on the day before transfer and thawed blastocysts were cultured in for 15~18 hrs in Quinn's blastocyct media. Blastocyst survival was assessed before transfer and post-thaw survival was defined as >50% of cells remaining intact and blastocoele re-expansion by the time of transfer. Results: Transfers of thawed blastocyst had been cryopreserved on day 5 were 52 cycles and 41 transfer cycles were cryopreserved on day 6. Patient characteristics, the number of transferred embryos and the survival rate of thawed blastocysts were not different in each cryopreservation day. But the biochemical pregnancy, clinical pregnancy, ongoing pregnancy, and implantation rate were significantly high in transfer of frozen-thawed blastocyst which were cryopreserved on day 5. Conclusions: The clinical pregnancy and implantation rate of day-5 blastocyst showed significantly higher than those of day-6 blastocyst in frozen-ET cycles. This result indicated that developmental rate of blastocyst at cryopreservation time in frozen-thawed cycle is discriminative marker of pregnancy outcome as like in fresh cycle.

해저터널 인공 동결공법에서의 냉매 사용량 산정

손영진,최항석,고태영,Son, Youngjin,Choi, Hangseok,Ko, Tae Young 한국터널지하공간학회 2018 한국터널지하공간학회논문집 Vol.20 No.2

Subsea tunnel can be highly vulnerable to seawater intrusion due to unexpected high-water pressure during construction. An artificial ground freezing (AGF) will be a promising alternative to conventional reinforcement or water-tightening technology under high-water pressure conditions. In this study, the freezing energy and required time was calculated by the theoretical model of the heat flow to estimate the total amount of refrigerant required for the artificial ground freezing. A lab-scale freezing chamber was devised to investigate changes in the thermal and mechanical properties of sandy soil corresponding to the variation of the salinity and water pressure. The freezing time was measured with different conditions during the chamber freezing tests. Its validity was evaluated by comparing the results between the freezing chamber experiment and the numerical analysis. In particular, the freezing time showed no significant difference between the theoretical model and the numerical analysis. The amount of refrigerant for artificial ground freezing was estimated from the numerical analysis and the freezing efficiency obtained from the chamber test. In addition, the energy ratio for maintaining frozen status was calculated by the proposed formula. It is believed that the energy ratio for freezing will depend on the depth of rock cover in the subsea tunnels and the water temperature on the sea floor. 해저터널은 시공중 예측치 못한 고수압으로 인한 해수 침투가 발생할 가능성이 매우 크다. 이에 고수압조건에서 차수 및 보강효과가 탁월한 인공 동결 공법의 적용이 대두되고 있다. 본 연구에서는 인공 동결 공법에 필요한 냉매량을 산정하기 위해 열흐름 에너지 이론 모델에 의한 이론적인 값을 계산하고, 동결 챔버 실험결과 및 수치해석결과와의 비교를 통해 적정성을 검증하였다. 염분과 수압에 따른 열적 역학적 특성 변화를 규명하기 위해 동결용 챔버를 제작하여 염분과 수압 조건에 따라 사질토의 동결 시간을 파악하였다. 또한, 이론값과 수치해석 결과의 동결 시간은 유사한 경향을 확인하였다. 동결공법의 냉매량은 수치해석의 결과를 기반으로, 동결 챔버 실험을 통해 동결 효율의 결과와 이론식을 통한 동결 유지를 위한 에너지 비율을 적용하여 산정하였다. 동결유지를 위한 에너지 비율은 해저터널의 토피고와 해저면의 수온에 따라 좌우될 것으로 판단된다.

한라산 백록담 서북벽 암온의 향별 특성

김태호 한국지형학회 2012 한국지형학회지 Vol.19 No.3

한라산 정상의 백록담 서북벽 표고 1,860m 지점에서 18개월간 용암돔 암벽의 표면 온도를 향별로 관측하여 동결융해 사이클의 빈도와 출현 시기, 동결기의 암온 저하량을 밝혔다. 관측 지점에는 일주기와 연주기의 동결융해 사이클이 나타난다. 유효동결융해 사이클을 포함하여 일주기성 동결융해 사이클은 북동향 암벽보다 남서향 암벽에서 더 많이 발생한다. 일주기성 동결융해 사이클은 남서향 암벽에서는 2월과 3월에, 북동향 암벽에서는 11월과 4월에 집중적으로 출현한다. 또한 남서향 암벽에서는 11월 중순∼4월 중순, 북동향 암벽에서는 11월 초순∼4월 하순에 걸쳐 0℃ 이하의 암온이 지속되는 계절적 동결기가 출현함으로써 연주기성 동결융해 사이클도 확인된다. 동결기의 암온 저하량은 동결지수가 더 높은 북동향 암벽에서 더 크고, 동결파쇄의 최적 온도 기준점으로 알려진 -3℃ 이하의 지속시간도 북동향 암벽에서 더 길어 북동향 암벽이 남서향 암벽보다 일주기성 동결융해 사이클의 빈도는 낮아도 동결 강도는 더 큰 것으로 보인다. 따라서 암벽의 향에 따른 일사 조건의 차이가 동결융해 사이클의 빈도와 동결 지속시간을 결정함으로써 일주기성 동결융해 사이클은 남서향 암벽에서, 연주기성 동결융해 사이클은 북동향 암벽에서 현저하게 출현한다. 암석의 동결파쇄는 온도 조건으로만 결정되는 것은 아니므로 식생피복, 지형적 위치, 고도, 향을 달리하는 다양한 장소의 온도 자료 축적과 함께 암석 물성과 수분 공급에 관한 조사가 필요하다. Rock-surface temperatures were observed at a trachytic lava dome, called as Baeknokdam Northwest Face, in the summit area of Mt. Halla, Jeju Island, to examine the frequency and occurrence season of freeze-thaw cycles and the rate of temperature changes during a freezing period. Long-term measurements were recorded over 18 months from November 2006 to April 2008, at a 1-hour logging interval and rock depth of 1.5cm. Both diurnal freeze-thaw cycles and effective freeze-thaw cycles appear in larger numbers on a south-facing rock face than a north-facing rock face. The diurnal cycles were dominantly observed on February and March for the south face and on November and April for the north face, respectively. The annual freeze-thaw cycles were confirmed in terms of the presence of seasonal freezing periods lasting from mid-November to mid-April for the south face and from early-November to late-April for the north face, respectively. The rate of decreasing temperatures during the seasonal freezing periods is larger on the north face than the south face. Notwithstanding the lower numbers of freeze-thaw events, the north face experiences a higher frost intensity since the number of hours below -3℃ is larger on the north face than the south face. The number of freeze-thaw events and the duration of days with continuous sub-zero rock temperatures largely depend on the solar radiation controlled by the aspect of the monitored rock surfaces, and thus the highfrequency short-term frost cycle dominantly appears on the south face and the annual frost cycle on the north face, respectively.

생쥐 배아의 유리화 동결에 동결액의 조성과 냉각속도의 영향

박재균,고영은,엄진희,원형재,이우식,윤태기,이동률,Park, Jae-Kyun,Go, Young-Eun,Eum, Jin-Hee,Won, Hyung-Jae,Lee, Woo-Sik,Yoon, Tae-Ki,Lee, Dong-Ryul 대한생식의학회 2010 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.37 No.4

목적: 유리화 동결액의 조성조절과 냉각속도 증진을 통한 동결보호제의 농도를 낮추는 전략을 통해 세포에 미치는 독성을 감소시켜 유리화 동결 및 융해 후 생쥐 배아의 생존율 및 발생률을 증진시키고, 궁극적으로 배아의 유리화 동결법을 개선하고자 하였다. 연구방법: 생쥐 배아와 포배기를 그리드를 이용한 유리화 동결법을 이용하여 동결/융해하였다. 동결액 내 ethylene glycol와 dimethylsulphoxide (DMSO)의 농도와 당의 농도를 조절하여 생쥐 배아의 융해 후 생존율과 발생률을 관찰하였고, 냉각속도의 증가와 동결억제제의 농도와의 상관관계를 포배기의 융해 후 생존율과 발생률에 따라 비교하였다. 또한 융해 후 배아를 대리모에 이식하여 산자를 생산함으로 냉각속도의 효율성을 알아보았다. 결과: EG를 단독으로 사용한 동결보존액 보다는 DMSO와 혼합된 동결보존액의 사용이 보다 유리하다는 결과를 얻을 수 있었다. 슬러시 질소에 의한 냉각속도의 증가가 동결보존의 대상의 상해를 줄여 유리화 동결의 효율성을 증진시키는 것으로 생각된다. 결론: 혼합된 동결보호제를 사용하였을 때 생쥐 배아의 유리화 동결 후 생존과 발생률이 증진되었다. 슬러시 질소를 이용한 유리화 동결의 도입은 냉각속도의 증가를 통해 기존 유리화 동결방법의 효율을 증진시켜 생존율과 융해후 발생률, 임신율 증진에 기여하였다. 또한 냉각속도의 증진은 유리화 동결의 필수요건인 고농도의 동결억제제에 대한 노출을 감소시킬 수 있었다. 이러한 노력은 생식력의 보전을 위한 유리화 동결법의 효율 향상에 기여할 것이다. Objective: Vitrification requires a high concentration of cyroprotectant (CPA) and an elevated cooling speed to avoid ice crystal formation. We have evaluated the effect of different combinations of cooling rate and CPA on embryonic integrity (developmental competence) in order to increase the efficiency of vitrification without impairing embryo viabilit. We hypothesized that the combination of CPA or the increase of cooling rates can reduce the concentration of toxic CPA for vitrification. As consequently, we performed experiments to evaluate the effect of various composition of CPA or slush nitrogen ($SN_2$) on the mouse embryonic development following vitrification using low CPA concentration. Methods: Vitrification of mouse embryos was performed with EM grid using liquid nitrogen ($LN_2$) or $SN_2$ and different composition of CPAs, ethylene glycol (EG) and dimethylsulfoxide (DMSO). After vitrification-warming process, their survival and blastocyst formation rates were examined. For analyzing long-term effect, these blastocysts were transferred into the uterus of foster mothers. Results: Survival and blastocyst formation rates of vitrified embryos were higher in EG+DMSO group than those in EG only. Furthermor, the group using $SN_2$ with a lower CPA concentration showed a higher survival of embryos and developmental rates than group using $LN_2$. Conclusion: The combination of EG and DMSO as CPAs may enhance the survival of mouse embryos and further embryonic development after vitrification. $SN_2$ can generate high survival and developmental rate of vitrified/warmed mouse embryos when a lower concentration of CPA was applied. Therefore, these systems may contribute in the improvement of cryopreservation for fertility preservation.