Development of flexible resistance type humidity sensor using screen printing

Gyeong-Seok Oh(오경석),Hyun-Ah Lee(이현아),Min-Seok Kim(김민석),Mi-Jin Won(원미진),Dong-Su Kim(김동수) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.11

The printing process enables low-cost manufacturing and can bring flexible electronics to a wide range of markets. A printing process is most suitable for manufacturing a flexible electronic device, and recently, a sensor research using the printing process is being conducted. In the printing process, screen printing is a widely used technology because it can be manufactured with various inks and there is no limitation on the substrate. In this study, the sensor electrode part was printed using screen printing, and a flexible PET film was used as the substrate. In the case of the sensors IDE, as the distance between the thin line width and the line width gets closer, the sensors response speed changes. The performance of the humidity sensor was measured using a nanocellulose material for the sensor layer. Through this study, a flexible resistance type humidity sensor was fabricated and performance evaluation was conducted. Therefore, I think that a humidity sensor with a simple design that is flexible and relatively sensitive is a sensor that can be used for various purposes even in the field of humidity measurement.

GC-ECD를 이용한 한약재 길경(Platycodi Radix) 중 살균제 Prochloraz의 분석

오경석 ( Gyeong-seok Oh ),윤명섭 ( Myung-sub Yoon ),양승현 ( Seung-hyun Yang ),최훈 ( Hoon Choi ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회지 Vol.40 No.4

본 연구는 한약재 길경 중 Imidazole계 살균제 prochloraz 및 그 대사체 2,4,6-T의 잔류분석법을 확립하였다. 한약재 중 길경을 대표 시료로 선정하고 GC-ECD를 이용한 prochloraz 정량 시험법을 개발하였다. 한약재 길경 중 prochloraz 잔류물을 acetone로 추출하고, dichloromethane로 분배하고 pyridine hydoxyde를 이용하여 분해한 뒤, 이온억압 분배과정 후, NH₂ cartridge로 정제하였다. 한약재 길경 중 prochloraz의 경우 정량한계는 0.04 mg/kg으로 결정되었으며, MLOQ 수준의 회수율은 89.7%, MLOQ 10배 수준에서는 82.5%의 우수한 회수율을 보였으며, 분석오차는 최대 2.8%로 재현성 역시 양호하였다. 2,4,6-T의 경우 정량한계는 0.02 mg/kg으로 결정되었으며, MLOQ 수준의 회수율은 83.0%, MLOQ 10배 수준에서는 82.1%의 우수한 회수율을 보였으며, 분석오차는 최대 2.8%로 재현성 역시 양호하였다. 본 연구에서 확립한 prochloraz 및 그 대사체 2,4,6-T의 잔류분석법은 국내·외 한약재의 잔류농약 검사 및 분석에 적용 가능할 것으로 기대된다. BACKGROUND: Prochloraz has been widely used as an imidazole fungicide on fruits and vegetables in Korea. Analytical approaches to evaluate prochloraz residues in herbal medicine are required for their safety management. In this study, we developed a GC-ECD method for quantitative determination of prochloraz in Platycodi Radix. The metabolite 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-T) was used as a target compound to evaluate total prochloraz residues as it is categorized to a representative residue definition of prochloraz. All residues containing 2,4,6-T were converted to 2,4,6-T and subjected to GC-ECD. METHODS AND RESULTS: In order to verify the applicability, the method was optimized for determining prochloraz and it metabolite 2,4,6-T in Platycodi Radix. Prochloraz and its metabolite 2,4,6-T residuals were extracted using acetone. The extract was diluted with and partitioned directly into dichloromethane to remove polar co-extractives in the aqueous phase. The extract was decomposed to 2,4,6-T, and then the partitioned ion-associate was finally purified by optimized aminopropyl solid-phase extraction (SPE). The limits of quantitation of the method (MLOQs) were 0.04 mg/kg and 0.02 mg/kg, respectively for prochloraz and 2,4,6-T, considering the maximum residue level (MRL) of prochloraz as 0.05 mg/kg in Platycodi Radix. Recovery tests were carried out at two levels of concentration (MLOQ, 10 MLOQ) and resulted in good recoveries (82.1-89.7%). Good reproducibilities were obtained (coefficient of variation < 2.8%), and the linearities of calibration curves were reasonable (r² > 0.9986) in the range of 0.005-0.5 μg/mL. CONCLUSION(S): The method developed in this study was successfully validated to meet the guidelines required for quantitative determination of pesticides in herbal medicine. Thus, the method could be useful to monitor prochloraz institutionally in herbal medicine.

생약 길경(Platycodon Grandiflorum) 중 살균제 Prochloraz 분석법 개발

오경석 ( Gyeong-seok Oh ),양승현 ( Seung-hyun Yang ),윤명섭 ( Myung-sub Yun ),강동현 ( Dong-hyun Kang ),김민 ( Min Kim ),김재영 ( Jae-young Kim ),남근우 ( Gnu Nam ),최훈 ( Hoon Choi ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

Prochloraz 단성분 분석법은 이미다졸계 살균제인 prochloraz 및 그의 2,4,6-trichlorophenol moiety를 함유하는 대사산물을 분석대상으로 하였다. 대상 농약들은 환경이나 식물체내에서 구조가 변환되어 일반적으로 3개의 독성 대사물을 생산하는데, N-formyl-N-propyl-N-[2-(2,4,6- trichlorophenoxy) ethyl]urea와 N-propyl-N-[2-(2,4,6- trichlorophenoxy)ethyl]urea로 전환되고 이것은 다시 2,4,6-trichlorophenol로 분해된다. 현재 농산물 중 prochloraz의 잔류분 정의는 prochloraz와 2,4,6-trichlorphenol 기를 포함하고 있는 대사산물의 합을 prochloraz로 함으로써, 본 분석법의 모든 분석대상 화합물을 2,4,6-trichlorophenol으로 분해한 후 2,4,6-trichlorophenol로써 정량한 후 모화합물인 prochloraz로써 정량하도록 하였다. 해당 농약성분의 잔류시험법 확립을 위한 생약으로는 길경(Platycodon grandiflorum)을 사용하였다. 분석법의 경우 검체 5g에 습윤화 과정 이후 acetone을 첨가하여 분석 대상을 추출하였고, 추출액은 농축과정 없이 과량의 물과 혼합한 후 dichloromethane로 분배 회수한 후 prochloraz 대사체들을 분해하기 위하여 pyridine hydrochloride를 첨가하여 고온에서 분해하였다. 분해액을 이온억압분배법에 따라 분배하고 NH2 cartridge로 정제한 다음 GC/ECD로 분석하였다. Prochloraz 분석법 정량한계는 0.05 mg/kg을 목표로 설정하였으며, 이를 위해 prochloraz의 분해산물인 2,4,6-trichlorophenol의 ILOQ(Instrumental Limit of Quantitation, 기기상의 정량한계)는 S/N≥10을 만족하는 0.01 μg/mL이었으며 희석배수 2를 고려하여 분석법 정량한계(Method Limit of Quantification, MLOQ)는 2,4,6-trichlorophenol 0.02 mg/kg이다. 2,4,6-trichlorophenol의 ILOQ와 MLOQ를 prochloraz로써 환산할 경우 prochloraz의 ILOQ는 0.02 mg/kg이고 MLOQ는 0.04 mg/kg으로 분석법 개발기준을 만족하였다.

중국 수출용 쌀의 중금속 안전성 평가

김경진 ( Gyeong-jin Kim ),양애리 ( Ae-li Yang ),김진배 ( Jin-bae Kim ),진용덕 ( Yong-duk Jin ),노진호 ( Jin-ho Ro ),김단비 ( Dan-bi Kim ),류지혁 ( Ji-hyock Yoo ),오경석 ( Kyeong-seok Oh ),문병철 ( Byeong-churl Moon ),박상원 ( Sang 한국환경농학회 2017 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2017 No.-

2016년에 대중국 쌀 수출길이 열리면서 낮은 인지도 및 고가격 대비 차별성을 극복하기 위해서 고품질 쌀 생산 및 가공기술과 더불어 안전성 확보는 필수요소가 되었다. 중국의 식품안전법에 근거로 한 새로운 食品中汚染物限量(GB2762-2012, 2013.6.1.)에 규정된 중금속 안전관리 기준에 맞는 쌀 생산을 위하여 6개 시군(철원, 이천, 청주, 서천, 군산, 해남)의 중국 수출용 쌀 생산단지에서 농경지 토양, 농업 용수 및 생산된 쌀을 채취하여 중금속을 분석하였다. 수출용 쌀 생산단지 토양의 비소 함량은 2.9~18.2 mg/kg 범위로 검출되어 환경오염 우려수준인 25 mg/kg 이하였으며, 카드뮴은 모든 시료에서 정량한계 수준인 0.006 mg/kg 이하로 검출되지 않았다. 구리는 충남 서천 지역에서 최고 25.6 mg/kg이 검출되었으나 토양오염 우려기준 250 mg/kg의 약 1/10수준으로 안전하였다. 그리고 니켈, 납, 아연, 6가크롬 등 분석한 8종의 중금속이 토양오염우려기준 보다 낮게 검출되어 안전한 수준임이 확인되었다. 농업용 수 중 비소의 잔류량은 하천수에서 최고 24.3 ug/L으로 상대적으로 많은 양이 검출되었으나, 지하수는 대부분 1~2 ug/L 수준으로 검출되어 농업용수의 수질기준(0.05 mg/kg)을 초과하지 않았다. 백미와 현 미 중 중금속 5종을 분석한 결과 수은과 크롬은 정량한계 미만이었으며, 카드뮴은 0.004~0.068 mg/kg 이 검출되어 한국과 중국의 잔류허용기준인 0.2 mg/kg 이하였다. 또한 백미 중 납은 0.002~0.136 mg/kg 범위로 우리나라의 백미 기준 0.2 mg/kg, 중국 현미 기준 0.2 mg/kg 이하로 안전하였다. 전반 적으로 쌀 중 비소 등 5종의 중금속 잔류량은 한국과 중국의 잔류허용기준의 1/10~1/20 수준으로 안전 하였다.

비소 오염 논토양으로 충진된 교란형 라이시미터에서 비소 종의 분포

윤지현(Ji hyun Yoon),김경진(Gyeong Jin Kim),이상범(Sang Beom Lee),이유지(Yu Ji Lee),이선미(Seon Mi Lee),최부웅(Buung Choi),류지혁(Ji Hyock Ryu),김병석(Byung Seik Kim),오경석(Kyeong Seok Oh),김강주(Kangjoo Kim),박상원(Sang Won Park) 한국토양비료학회 2018 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2018 No.10

카드뮴 함량에 관한 벼 품종 간의 유전적 다양성

이상범 ( Sang-beom Lee ),김경진 ( Gyeong-jin Kim ),최부웅 ( Buung Choi ),류지혁 ( Ji-hyock Yoo ),오경석 ( Kyeong-seok Oh ),문병철 ( Byeong-churl Moon ),박용진 ( Yong-jin Park ),박상원 ( Sang-won Park ) 한국환경농학회 2017 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2017 No.-

토양 중에 CdS 형태로 존재하는 카드뮴은 토양이 환원상태일 때 Cd²⁺로 전환되어 벼에 흡수된 다. 벼의 카드뮴(Cd) 흡수에 관여하는 유전자는 OsIRT1과 OsNramp5, OsHMA3, OsCDT4 등이 있다. 카드뮴은 OsIRT, OsNramp5, OsHMA family에 의해 뿌리의 외피에서 내피로 이동하며, 물관 부를 거쳐 체관부에 축적된 카드뮴은 다시 OsLCT1 유전자에 의해 종실로 전이 된다. 일반적으로 벼의 형질은 한개의 유전자가 아닌 복수의 유전자가 상호작용을 통해 발현 된다. 벼의 카드뮴흡수 메커니즘에 관여하는 유전자를 탐색하고 궁극적으로 카드뮴 저흡수 품종을 육성하기 위해 본 연구에서는 벼 유전자원 245점을 광산인근 지역에서 재배하여 현미 내 카드뮴 함량을 유도결합플 라즈마질량분석기(ICP-MS, Agilent 7700E)로 정량 분석하였다. 그리고 카드뮴 함량을 표현형 데이터로 하여 벼 품종의 SNP 간 연관성을 찾기 위해 전장유전체연관분석(Genome Wide Association Studies, GWAS)을 하였다. 전장유전체연관분석 결과 염색체 8번의 25299634 위치에서 -log (P) 값 이 5.37로 high peak를 보였고, 염색체 1번의 30402852 위치에서는 -log (P) 값이 5.17로 나타났다. 카드뮴 연관 후보유전자를 ±2Mb 범위에서 탐색한 결과 염색체 8번과 1번에서 각각 51개와 49개의 후보유전자가 확인되었다. 확인된 후보유전자는 반수체(haplotype)의 염기서열과 아미노산의 변화를 분석하여 벼 품종 간의 유전적 다양성을 확인하였다. 카드뮴과 연관된 후보 유전자의 기능을 밝힌 본 연구 결과는 향후 분자육종분야에서 안전한 벼 품종 육성을 위한 기초자료와 식물 환경복원 분야에서 중금속 저감을 위한 자료로 활용되어 질 것으로 기대된다.

들깻(잎) 중 Flubendiamide의 잔류 특성 및 세척방법에 따른 감소 특성

강동현 ( Dong-hyun Kang ),양승현 ( Seung-hyun Yang ),윤명섭 ( Myung-sub Yun ),오경석 ( Gyeong-seok Oh ),김민 ( Min Kim ),최훈 ( Hoon Choi ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

본 연구는 들깻(잎) 중 생산단계 농약잔류허용기준 설정을 위하여 농약의 약제처리 후 재배기간 동안 잔류량 변화에 따른 감소상수 및 세척방법에 따른 잔류량 소실 특성 등 경시적인 변화를 파악하기 위하여 수행하였다. 들깻(잎)의 품종은 잎들깨 1호를 사용하였으며 살충제 중 flubendiamide를 대상으로 하여, 충남금산(포장 1)과 충북 음성(포장 2) 및 전남 곡성(포장 3)에 소재한 농가에서 작물 잔류성 시험을 수행하였다. 약제살포는 농약 안전사용기준에 근거하여 flubendiamide 20% 액상수화제(상표명 : 애니충)를 2,000배 희석하여 3일 간격으로 2회 처리하였다. 시료의 채취는 최종살포일로부터 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10 일차에 걸쳐 총 7번의 시료를 연속하여 채취하였다. 시료의 채취량은 생산단계 잔류성시험 매뉴얼에 근거하여 최소 50개체 이상의 합이 1kg 이상 되도록 하였다. 채취한 시료는 dryice를 이용하여 마쇄한 후 -20℃ 이하에서 냉동보관하였다. 한편, 세척방법에 따른 농약 제거율(%) 조사를 위한 시험은 5가지(물, 베이킹소다, 칼슘파우더, 식초, 중성세제)를 이용하여 수행하였다. 잔류량 분석을 위해 HPLC-UVD는 Waters e2695를 사용하였고, 정량한계는 0.05 mg/kg 이었다. 분석법의 신뢰성 확보를 위해 약제를 처리하지 않은 공시료에 정량한계의 50배, MRL 수준이 되도록 표준용액을 첨가하여 3반복 회수율 실험을 실시하였다. Flubendiamide의 검량선의 검량 범위는 0.1-5.0 μg/mL에서 검량선 상관계수(r²)는 >0.999 이었다. Flubendiamide의 회수율은 정량한계의 50배수준에서 104.2-108.6%, MRL수준에서 111.0-118.6%이었다. 분석법 기준인 회수율 70∼120%, 변이계수 20% 이하를 만족하였다. 또한 확립된 분석법을 토대로 포장시험 시료를 분석하여 잔류농약 경시적 변화를 확인하였으며, 세척 전과 후의 잔류량을 비교하여 세척에 의한 잔류농약 제거율(%)을 산출하였다. 본 연구를 통해 도출된 잔류량을 바탕으로 95% 신뢰수준에서 감소상수 하한값을 산출하고 생물학적 반감기를 계산하였다. 이를 활용하여 출하전 일자별 농약잔류허용기준(안)을 제시하고자 한다.

쪽파 및 머위 중 작물 잔류성 시험 및 생산단계 잔류허용기준 설정 연구

양승현 ( Seung-hyun Yang ),강동현 ( Dong-hyun Kang ),오경석 ( Gyeong-seok Oh ),권다영 ( Da-young Gwon ),김장훈 ( Jang-hoon Kim ),신정우 ( Jeong-woo Shin ),최훈 ( Hoon Choi ) 한국환경농학회 2022 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2022 No.-

본 연구에서는 생산단계 농약잔류허용기준 설정을 위하여 쪽파 및 머위 중 diethofencarb외 7종에 대하여 농약 안전사용기준에 근거한 약제 살포 후, 시간 경과에 따른 경시적 변화를 조사하였다. 쪽파 및 머위 중 diethofencarb외 7종에 대한 작물 잔류시험은 서로 지역이 다른 포장지를 선정하였다. 대표작물인 쪽파의 경우 충청남도 예산군(포장 1), 충청남도 천안시(포장 2), 충청남도 서천군(포장 3) 소재의 시설재배 농가에서 작물 잔류성 시험을 진행하였고, 머위의 경우 충청남도 논산시(포장 1), 전라남도 순창군(포장 2)에서 진행하였다. 쪽파 및 머위에 사용 등록된 약제를 대상으로 연구를 수행하였으며, 농약안전사용기준에 따라 농약을 살포한 후 최종 약제 살포일로부터 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10 일차 및 14 일차에 걸쳐 초기 부착량과 작물의 생육주기를 고려하여 7회 이상 채취할 수 있도록 시료를 채취하여 잔류농약을 분석하였다. 농약 성분별 정량한계는 모두 0.05 mg/kg 이하이었다. 분석법 신뢰성 확보를 위해 쪽파 및 머위 무처리구 시료에 농약 성분별 3 반복 회수율 시험을 진행하였으며 처리수준은 정량한계, 정량한계의 10배, MRL 중 2 수준에서 결정하였고 분석법 기준인 회수율 70∼120%, 변이계수 20% 이하를 만족하였다. 확립된 성분별 분석법으로 포장시험 시료를 분석하여 잔류농약 경시적 변화를 확인하였으며, 95% 신뢰수준에서 감소상수 하한값을 계산하고 농약 성분별 생물학적 반감기를 산출하였다. 이를 토대로 출하 전 일자별 농약잔류허용기준(안)을 제시하고자 한다.

열무 및 부추 중 작물 잔류성 시험 및 생산단계 잔류허용기준 설정연구

양승현 ( Seung-hyun Yang ),강동현 ( Dong-hyun Kang ),윤명섭 ( Myung-sub Yun ),오경석 ( Gyeong-seok Oh ),김민 ( Min Kim ),김가람 ( Ga-ram Kim ),최훈 ( Hoon Choi ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

본 연구에서는 생산단계 농약잔류허용기준 설정을 위하여 열무 및 부추 중 pyraclostrobin외 8종에 대하여 농약 안전사용기준에 근거한 약제살포 후, 생육과정 중 시간경과에 따른 경시적 변화를 조사하였다. 열무 및 부추 중 pyraclostrobin외 8종에 대한 포장시험은 서로 지역이 다른 2개의 시험포장을 선정하여 전라북도 전주시(포장 1), 충청북도 음성군(포장 2) 소재의 시설재배 농가에서 작물 잔류성 시험을 진행하였다. 열무에 사용 등록된 약제 중 살균제 pyraclostrobin외 3개의 살충제와, 부추에 등록된 살균제 fludioxonil외 4개의 살충제를 대상으로 연구를 수행하였으며, 농약을 살포한 후 최종 약제살포일로부터 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10일차 및 14일차에 걸쳐 총 7번의 시료를 채취하여 잔류 농약을 분석하였다. 농약 성분별 정량한계는 모두 0.05 mg/kg 이하이었다. 분석법 신뢰성 확보를 위해 열무 및 부추 공시료에 농약 성분별 회수율 실험을 실시하였으며, 처리수준은 정량한계, 정량한계의 10배, MRL 중 2 수준에서 결정하였고 분석법 기준인 회수율 70∼110%, 변이계수 10% 이하를 만족하였다. 확립된 성분별 분석법으로 포장시험 시료를 분석하여 잔류농약 경시적 변화를 확인하였으며, 95% 신뢰수준에서 감소상수 하한값을 계산하고 농약 성분별 생물학적 반감기를 산출하였다. 이를 토대로 출하전 일자별 농약잔류허용기준(안)을 제시하고자 한다.

비소 오염지에서 재배된 벼 선발집단의 미네랄 함량 차이

최부웅 ( Buung Choi ),이상범 ( Sang-beom Lee ),김경진 ( Gyeong-jin Kim ),류지혁 ( Ji-hyock Yoo ),오경석 ( Kyeong-seok Oh ),문병철 ( Byeong-churl Moon ),김욱한 ( Wook-han Kim ),정남진 ( Nam-jin Chung ),박상원 ( Sang-won Park ) 한국환경농학회 2017 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2017 No.-

세계 3대 식량작물로 전 세계 인구의 50% 이상이 섭취하고 있는 쌀은 주로 아시아 지역에서 재배되며 미네랄, 비타민 등이 풍부하고 영양적 가치가 높아 우리나라에서도 오래 전부터 주식으로 이용해 왔다. 현재까지 우리나라에서 육성 및 재배된 벼는 95% 이상이 자포니카(japnonica type) 품종으로 이루어져 있다. 최근 급속한 기후변화에 따라 향후 30~50년 뒤에는 대부분의 품종이 인 디카(indica type) 품종으로 대체될 것으로 전망되고 있다. 그런데 인디카 품종은 상대적으로 자포니카 품종 보다 비소 등 중금속뿐만 아니라 다양한 미네랄을 많이 흡수 한다는 연구 결과들이 보고되고 있다. 벼 선발집단 295종을 비소 등 중금속이 오염된 농경지에서 재배한 다음 미네랄 27종을 ICP-MS로 정량분석한 결과 전반적으로 인디카 품종들이 자포니카 품종등 다른 생태형 품종들 보다 비소를 포함한 중금속뿐만 아니라 기능성 미네랄들의 함량이 높은 것으로 나타났다. 향후 정확한 미네랄 흡수·축적에 대한 메카니즘과 미네랄 네트워크 분석이 필요한 것으로 판단된다.