이산화염소의 활성산소 발생에 따른 화랑곡나방 심장박동 억제 효과

김철영,권혁,김욱,김용균,Kim, Chul-young,Kwon, Hyeok,Kim, Wook,Kim, Yonggyun 한국응용곤충학회 2017 한국응용곤충학회지 Vol.56 No.2

곤충의 혈액순환은 심장 박동에 의해 도움을 받는다. 다양한 생리적 변화는 심장 박동 조절을 수반하게 된다. 심장박동에 대한 교란은 곤충의 생존을 위협하게 된다. 본 연구는 활성산소를 유발하여 살충력을 발휘하는 이산화염소가 혈액순환계에 미치는 영향을 심장박동을 통해 분석하였다. 화랑곡나방(Plodia interpunctella) 유충의 등핏줄은 몸의 윗면 중앙에 위치하고 후방으로 복부 10번째 마디에서 시작하여 전방으로 첫 번째 가슴 마디까지 연결된 관 구조를 나타냈다. 등핏줄의 수축과 이완은 주로 복부 3-10번째 마디에 위치한 등핏줄에서 일어났으며 이 부위에 5개의 심실이 관찰되었다. 심장박동빈도는 $25^{\circ}C$에서 분당 평균 118.6회의 수축 리듬을 보였다. 그러나 온도에 따라 심장박동빈도는 현격한 변화를 보였다. 혈강에 이산화염소를 다양한 농도로 투여한 경우 심장박동빈도는 약제 농도 증가에 따라 감소하였다. 이산화염소(100 ppm)을 훈증 처리할 경우 노출 시간의 경과에 따라 심장박동리듬이 현격하게 감소하였다. 이러한 이산화염소의 심장박동 억제효과는 활성산소 저해제인 비타민 E와 함께 주입할 경우 회복되는 현상을 나타냈다. 이상의 결과는 이산화염소가 화랑곡나방의 심장박동에 억제효과를 주었으며 이러한 억제효과는 이물질이 유발하는 활성산소에 기인된 것으로 해석된다. Heart contraction is essential for insect hemolymph circulation, in which various physiological changes need control of the heart contraction. Thus, interruption of heartbeats intimidate insect survival. Chlorine dioxide induces release of reactive oxygen species (ROS), which has been regarded as the main insecticidal agent. This study analyzed the effect of chlorine dioxide on heartbeats of the Indianmeal moth, Plodia interpunctella. The larvae have the dorsal vessel on the medial dorsal region in a form of an extending tube from the first thorax to 10th abdominal segment. Dorsal vessel contraction was noticeable between 3rd and 10th abdominal segments, where five heart chambers were observed. Average heartbeat rate was 118.6 beats per min at $25^{\circ}C$. However, the heartbeats varied with ambient temperature. Injection of chlorine dioxide to hemocoel suppressed the heartbeats in a dose-dependent manner. The suppressive effect of chlorine dioxide also increased with exposure time to gas form of the chemical at 100 ppm. However, vitamin E (an antioxidant against ROS) treatment significantly rescued the larvae treated with chlorine dioxide in the heart contraction activity. These results suggest that chlorine dioxide negatively influences on the heart contraction of P. interpunctella via its production of ROS.

이산화탄소 혼합 처리를 통한 이산화염소 훈증 처리 효과 제고 기술

김철영,권혁,김욱,김용균,Kim, Chulyoung,Kwon, Hyeok,Kim, Wook,Kim, Yonggyun 한국응용곤충학회 2017 한국응용곤충학회지 Vol.56 No.3

이산화염소 훈증 처리는 저곡해충에 대한 방제 가능성을 가지고 있다. 특히 체내로 독성 가스의 침투력을 높이기 위해 기문의 개방화를 유도하면 이 훈증 가스 처리 효과를 증가시킬 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 본 연구는 이산화염소 훈증 처리에 감수성을 보이는 화랑곡나방(Plodia interpunctella)을 대상으로 기문 개방 활동을 분석하였다. 화랑곡나방 유충의 기문은 모두 9쌍으로 앞가슴에 1쌍 그리고 복부에 8쌍을 각각 지니고 있다. 이들은 몸 내부에 가로 및 세로기관지와 연결된 구조를 지녔다. 기문 개방 유무는 염색액 침투 방법으로 판정하였으며 이를 토대로 분석한 결과 주변 온도 증가에 따라 기문 개방화는 약 60% 까지 증가하였다. 특히 이산화탄소에 노출되면 기문개방화는 약 95%까지 증가하였다. 반면에 이산화염소에 노출되면 화랑곡나방 유충의 기문은 대부분 닫혀 기문개방율이 약 25%로 줄었다. 이산화염소 처리에 이산화탄소를 추가한 결과 기문개방율은 이산화탄소 단독 처리만큼 크게 증가하였다. 이를 토대로 두 혼합 가스를 처리하여 살충효과를 분석한 결과 이산화염소 단독 처리에 비해 혼합처리가 현격하게 높은 살충력을 나타냈다. Fumigation using chlorine dioxide ($ClO_2$) has been regarded as a potential control technique against stored grain insect pests. The control efficacy can be enhanced with increase of opening rates of spiracles by facilitating the toxic gas delivery to internal body. To test this hypothesis, this study used the Indianmeal moth, Plodia interpunctella, which was known to be susceptible to $ClO_2$, and analyzed the opening rate of spiracles. A total of 9 pairs of spiracles were observed in P. interpunctella larvae, in which one pair was located on the prothorax and eight pairs were on the abdomen. Within the body, the spiracles were connected to longitudinal and transverse tracheal trunks. The open spiracles were determined by the dye-infiltration method. Based on this method, the opening rate of spiracles increased up to about 60% with increase of ambient temperatures. Furthermore, exposure to carbon dioxide stimulated the opening rate of spiracles up to about 95%. In contrast, exposure to $ClO_2$ prevented the spiracle opening and resulted in only 25% of spiracles in an opening state. The addition of carbon dioxide to $ClO_2$ treatment rescued the opening rate of spiracles as much as the carbon dioxide single treatment. Based on this modulatory activity of carbon dioxide against spiracles, the combined treatment of $ClO_2$ with carbon dioxide resulted in significant increase of its toxicity against P. interpunctella compared to a single $ClO_2$ treatment.

국제학술회의 참관기 - 제5차 세계생체재료학술대회

김철영,Kim, Cheol-Yeong 한국과학기술단체총연합회 1996 과학과 기술 Vol.29 No.8

지난 5월30일 캐나다 토론토에서 열린 제5차 세계생체재료학술대회는 재료를 연구하는 세라믹, 금속, 고분자재료 학자뿐만 아니라 이들 재료를 연구하는 생물학자, 의사들까지 참석한 대규모 학제간 학술대회였다. 4년마다 열리는 이번 대회에서 생체유리분과 좌장으로 활약했고 셋째날 논문을 발표하고 돌아온 김철영교수의 참관기를 싣는다.

준회원소개-국내 최초 생체 나이 측정시스템 바이오에이지

김철영,Kim, Cheol-Yeong 대한병원협회 2007 대한병원협회지 Vol.36 No.3

기술환경변화에 대비한 항공종사자 자격증명제도 고찰

김철영,Kim, Cheol-Yeong 한국항공우주정책·법학회 2000 한국항공우주정책·법학회지 Vol.12 No.-

우리가 맞이하게 될 기술환경의 변화는 직무의 오토메이션, 정보전달 방법의 혁신으로서의 미디어혁명 그리고 사고(忠考)를 지원하는 지식 지원화를 주축으로 이루어질 것으로 보인다. 이러한 변화는 우리가 산업혁명시 기계화를 맞이하면서 겪었던 변화보다 컴퓨터에 의한 오토메이션, 미디어혁명, 지식지원화는 더 큰 변화를 가져오게 될 것이다. 특히 한 시대의 산업사회의 발전을 가져온 기술이 그 사회를 붕괴시킨다는 전성의 법칙은 우리들로 하여금 새로운기술환경변화에 대비하지 않으면 우리는 기술환경변화에 의해 피해를 감수해야 할 것이라는 사실을 간과해서는 안 될 것이다. 본 연구를 통하여 운항환경에 적용되는 기술환경변화를 분석하여 항공종사자 자격증명제도에 요구되는 개선방향을 도출하였다.

지진과 급배수 위생설비

김철영,Kim, Cheol-Yeong 대한설비공학회 2005 설비저널 Vol.34 No.10

비대칭단면 주형을 갖는 3차원 사장교의 고유진동해석

김철영,장승필,Kim, Chul Young,Chang, Sung Pil 대한토목학회 1991 대한토목학회논문집 Vol.11 No.2

지진이나 바람과 같은 횡방향 하중이 가해졌을 때, 일반적으로 수직한 축에 대해서만 대칭인 단명을 갖는 교량의 주형은 횡방향 휨과 비틀림이 결합된 거동을 하게되어 특히 사장교의 케이블등에는 예상치 못했던 추가응력이 유발될 수 있다. 이러한 거동은 일반적인 뼈대요소로는 해석할 수 없으므로, 본 연구에서는 가상일의 원리와 운동에너지로 부터 임의의 단면형상을 갖는 기하학적 비선형 3차원 뼈대요소의 강도매트릭스와 질량매트릭스를 유도하여 주형을 모델링하고, 케이블요소는 Ernst가 제안한 등가탄성계수를 사용한다. 그리고 해석예를 통하여 이론의 타당성을 검증한 후, 3차원 사장교 모델의 고유진동해석을 수행하여 주형의 휨-비틀림 결합작용을 연구한다. The lateral forces such as the earthquake and wind my cause the torsion to be coupled with the lateral bending in the gider, the cross-section of wich has only one axis of symmetry. This induces additional stresses especially in cables arranged in double-planes. Since this effect cannot be considered by using the conventional frame elements, the stiffness and the mass matrices of the geometrically nonlinear thin-walled frame element are developed in this study to model the girder. The equivalent modulus of elasticity proposed by Ernst is used for the cable elements. Verification of the present theory is made through a numerical example. Then, the free vibration of a three dimensional cable-stayed bridge is analyzed to study the coupled flexural-torsional behavior.

용접 및 볼트 연결부 균열을 고려한 사장교 케이블 정착부의 동특성 해석

김철영,김성보,정우태,Kim, Chul Young,Kim, Sung Bo,Jung, Woo Tai 한국강구조학회 1999 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.11 No.4

용접 및 볼트 연결부 균열이 사장교 케이블 정착부의 동특성에 미치는 영향을 파악하여, 국부적으로 취약한 케이블 정착부의 손상을 현장에서 쉽게 탐지할 수 있는 가능성을 제시하였다. 해석대상 구조물로서 현재 서해안고속도로의 일부로 시공되고 있는 서해대교 케이블 정착부를 선택하였다. 케이블과 정착부의 연결판을 케이블요소 및 쉘요소로 함께 모델링하여 자유진동해석을 수행하였다. 해석결과 케이블 정착단에서 용접부 균열이 발생한 경우, 연결판의 고유진동수가 균열이 발생하지 않은 경우에 비하여 최대 16%정도 작아짐을 확인하였다. 따라서, 연결판의 고유진동수를 측정하여 케이블 정착부의 손상을 충분히 파악할 수 있다고 판단된다. Damage detection methods which utilize the change in dynamic characteristics are very hard to apply to large civil structures since local damage hardly affects global dynamic characteristics. But, if there is a very important and critical member and we focus only on the local behavior of it, it would be possible to detect damage from the change in local dynamic characteristics, such as natural frequencies and mode shapes .In this study, the cable anchorage part of a cable-stayed bridge under construction is modeled and analyzed by commercial finite element program, ABAQUS. It has both welding and bolting connections with a cable and a stiffening plate, and has a possible high stress concentration portions in it. Several damage scenarios such as crack through the welding or crack through the bolting connection are examined. The result shows that the local natural frequencies of the damaged member decrease up to 16% compared with that of the undamaged member. It is concluded that there is quite a high feasibility that the damage of the cable anchorage can be detected by measuring local dynamic characteristics.

혈당강하효과를 나타내는 상엽의 당지질 성분

김철영,강시현,정기화,정춘식,김박광,허훈,Kim, Chul-Young,Kang, Si-Hyun,Jeong, Gi-Wha,Cheong, Chun-Sik,Kim, Bak-Kwang,Huh, Hoon 한국생약학회 2000 생약학회지 Vol.31 No.1

In order to find out hypoglycemic constituents from natural resources, Korean medicinal plants being used for the treatments of diabetes mellitus were tested with streptozotocin-induced diabetic rats. From the above screening, the $CH_2Cl_2$ fraction of 80% methanol extracts of Morus alba leaves showed hypoglycemic activity. The $CH_2Cl_2$fraction was chromatographed on silica gel, resulting in 9 subfractions, and tested hypoglycemic activity. The subfraction which had a strong hypoglycemic activity was rechromatographed and two galactolipids (compounds 1 and 2) were isolated along with a triterpene (compound 3) from other fractions. On the basis of spectroscopic data, acid hydrolysis, alkaline hydrolysis and enzyme hydrolysis results, compounds 1, 2 and 3 were identified as $1-O-(9Z,12Z,15Z-octatrienoyl)-2-O-(9Z,12Z,15Z-octatrienoyl)-3-O-{\beta}-D-galactopyranosyl$ glycerol, $2(R)-1-O-octadecanoyl-2-O-(9Z,12Z,15Z-octatrienoyl)-3-O-{\beta}-D-galactopyranosyl$ glycerol, and $3{\beta}-hydroxylup-20(29)-ene$ acetate, respectively. Compound 2 (1mg/kg p.o.) has approximately 16% hypoglycemic activity in streptozotocin-induced diabetic rats.

진공관형 태양열 집열기의 구리-유리 직접 접합 기술

김철영,임형봉,조남권,곽희열,Kim, Cheol-Young,Lim, Hyong-Bong,Cho, Nam-Kwon,Kwak, Hee-Youl 한국세라믹학회 2006 한국세라믹학회지 Vol.43 No.9

The sealing technique between a glass tube and a copper heat pipe in an evacuated tube solar collector is studied. In this study two different sealing techniques, such as flame method and furnace firing, are examined. After the sealing of a copper to a glass, the oxidation state of the copper and its bonding morphology were examined by SEM and XRD. Its oxidation was retarded by coating of borate solution on the copper, and $Cu_2O(cuprite)$ turned into CuO(tenorite) with increase in a firing temperature and firing time. Porous structure was found in the oxide layer when CuO formed. The best sealing morphology was observed when the thickness of the oxidation layer was less than $20{\mu}m$. The sealing technique performed in a furnace was promising and the satisfactory result was obtained when the sample was fired at $950^{\circ}C$ for 5 min under $N_2$ atmosphere. Annealing procedure is recommended to remove the stress left at the bonding zone.