Pesticides as a risk factor for metabolic syndrome: Population-based longitudinal study in Korea

Background and purpose Metabolic syndrome (MetS) is an adverse health effect that can be associated with pesticide exposure. However, there are few epidemiologic studies on the relationship between pesticide use and MetS incidence. The present study examined the relationship between pesticide exposure and incidence of MetS in a rural population in Korea. Methods We examined the causal relationship between pesticide use and MetS incidence in a rural population. We used Data from the Korea Farmers Cohort study of 1,162 participants. Poisson regression with a robust error variance was used to calculate relative risks (RRs) and 95% confidence intervals (CIs) to estimate the relationship between pesticide exposure and MetS. Results The incidence of MetS was 20.7%. Pesticide use increased the RR of MetS incidence. In women, we observed a low–dose effect related to MetS and pesticide exposure. Conclusion Pesticide exposure is related to the incidence of MetS; the causal relationship differs in men and women. 배경 대사증후군은 농약 노출과 관련 될 수 있는 유해한 건강 영향이다. 그러나 농약 사용과 대사증후군 발생 사이의 관계에 대한 역학적 연구는 거의 없다. 본 연구는 한국의 농촌 인구집단에서 농약 노출과 대사증후군 발병률 사이의 관련성을 조사하였다. 대상 및 방법 본 연구에서는 농촌 인구에서 농약 사용과 대사증후군 발병 사이의 인과 관계를 조사했다. 1,162 명의 연구대상자에 대한 원주 평창 농업인 코호트 연구의 반복 측정 데이터를 분석하였다. 농약 노출과 대사증후군 사이의 관계를 추정하고, 상대 위험도(Relative risk)와 95 % 신뢰 구간 (CI)을 계산하기 위해 로버스트 포아송 회귀분석(Poisson regression with a robust error variance)을 시행 하였다. 결과 농약 노출 집단에서 대사증후군의 발생률은 20.7 % 이었다. 농약 사용은 대사증후군 발생의 상대 위험도를 증가시켰다. 여성에서는 대사증후군 및 농약 노출과 관련된 저용량 건강 영향 효과(low-dose effects )를 관찰하였다. 결론 농약 노출은 대사증후군의 발생과 관련이 있다. 농약 노출로 인한 대사증후군 발생의 상대위험도는 남녀간에 차이가 있다.open박

Mutation of Drosophila Gongpo Gene Causes Mitochondrial defect and Cell death

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :사범대학 과학교육과(생물전공),2019. 8. 전상학.phosphatidylserine(PS)은 세포막을 구성하고 있는 중요한 인지질 중 하나이다. 이러한 구조적 중요성 외에도, 세포 신호와 apoptotic cell의 cell clearance에 있어서 중요한 역할을 수행하며, 신경 퇴행에 관여하는 것으로 보인다. 본 연구에서는 PS 합성효소를 암호화하는 초파리의 유전자 Gongpo의 돌연변이 표현형을 확인하였다. Gongpo 유전자 돌연변이의 trans-heterozygous mutant에서 신경퇴행성 질환의 대표적인 표현형이라고 알려진, 수명 단축, 운동능력 감퇴, 충격민감성 및 신경조직의 퇴화를 확인하였다. 또한 Gongpo 돌연변이에서 ROS의 증가와 함께 신경계의 미토콘드리아 형태 및 기능의 이상을 확인하였으며, autophagy 및 apoptosis의 증가 또한 확인할 수 있었다. Gongpo 돌연변이에서 Secondary necrosis가 크게 증가하여 발생함을 확인하였는데, 이러한 secondary necrosis가 돌연변이에서의 광범위한 세포사멸을 야기시키는 듯하다. 본 연구는 신경계 내 PS의 합성 이상에 의해 유발되는 신경퇴행성 질환의 새로운 기전을 제안한다.Phosphatidylserine (PS) is one of the integral phospholipid components in the eukaryotic cell membranes and organelles. In addition to the structural importance, it is also shown to play active roles in cellular signaling and apoptotic cell clearance. In this study, we characterized mutant phenotypes of a Drosophila gene Gongpo that encodes a PS synthase. Adult flies trans-heterozygous for Gongpo mutations showed general neurodegenerative phenotypes such as bang-sensitivity, locomotion defects, reduced life span, and excessive formation of vacuoles in the brain. Gongpo mutants showed defective mitochondria in nervous system in conjunction with elevated production of reactive oxygen species (ROS), increased autophagy and apoptotic cell death in the adult brain. Moreover, secondary necrosis was occurred in Gongpo mutants and it seems to cause cell death even to the surrounding cells. All together leading to excessive neurodegeneration. This study proposes a new mechanism of neurodegenerative diseases triggered by defective PS metabolism in nervous system.제 1 장 서 론 1 제 1 절 신경퇴행성 질환과 인지질 1 제 2 절 Phosphatidylserine(PS)와 Phosphatidylserine synthase 3 제 3 절 선행연구 결과 및 연구 목표 5 제 2 장 실험 방법 및 재료 7 제 1 절 실험에 사용된 초파리 7 제 2 절 단백질 서열 alignment 및 서열 상동성 확인 7 제 3 절 유전자 발현량 확인(Quantitative real-time PCR) 8 제 4 절 신경퇴행성 질환의 표현형 확인 8 제 5 절 초파리의 뇌 절편 제작 및 관찰 9 제 6 절 투과전자현미경(TEM) 10 제 7 절 근육 미토콘드리아 관찰 10 제 8 절 뇌 조직의 ROS 측정 10 제 9 절 뇌 조직의 세포사멸 확인 11 제 10 절 뇌 조직의 Necrosis 확인 12 제 3 장 실험 결과 13 제 1 절 포유류의 PSS와 초파리의 Gong의 상동성 확인 13 제 2 절 Gong 유전자 돌연변이의 신경퇴행성 질환 표현형 확인 17 제 3 절 Gong 유전자 돌연변이의 미토콘드리아 형태 이상 확인 22 제 4 절 Gong 유전자 돌연변이의 ROS 발생량 확인 27 제 5 절 Gong 유전자 돌연변이의 autophagy 증가량 확인 30 제 6 절 Gong 유전자 돌연변이의 apoptosis 및 secondary necrosis 확인 34 제 7 절 Cortex glia 특이적 Gong 유전자 knock down 돌연변이의 신경퇴행성질환 표현형 확인 39 제 4 장 고찰 41 참고문헌 45 Abstract 55Maste

Electrical and Interfacial Characterization of GaSb MOS Capacitors by Using Sulfuric Passivation, and Post- and Pre-Deposition Rapid Thermal Process

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 공과대학 재료공학부, 2017. 8. 김형준.GaSb has attracted significant attention as a strong channel candidate for next generation nanoscale logic metal oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), since it has extraordinary hole mobility(~ 3000 cm2/Vs) compared to conventional silicon devices, chemical resistance of its native oxides towards water, and high effective density of states(1.8 x 1019 cm-3). However, there are some drawbacks to adopt GaSb to the MOSFETs such as high interface states. When it comes to the operation of MOSFETs with Ⅲ-Ⅴ channel materials, because of the high interface states, the Fermi-level pinning phenomena lead to severe stretch-out of capacitance-voltage (C-V) and is one of the issues as well. The Fermi-level pinning comes especially from the native oxides and elemental Sb of GaSb upon exposure to oxygen. GaSb is also known to form the native oxides rapidly with air exposure, which makes it more difficult to reduce the native oxides. In this study, GaSb metal oxide semiconductor (MOS) capacitors were fabricated with low temperature atomic layer deposition (ALD). Electrical properties were evaluated by C-V frequency dispersion and interface traps density (Dit) from the Terman method. Interfacial analysis was performed to investigate the compositions, roughness, thickness, and density by Auger electron spectroscopy (AES), spectroscopic ellipsometer (SE), x-ray reflectometry (XRR), atomic-force microscopy (AFM), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and transmission electron microscopy (TEM). Low temperature ALD was conducted to deposit Al2O3 on top of GaSb substrates as a gate oxide at various deposition process temperatures(100 ~ 310 ℃). It showed that the Dit level was lowered and the Fermi-level pinning behavior was alleviated in a C-V curve with low temperature ALD at 150 ℃. From the XPS results, the ratio of pure Ga2O3 over metastable Ga2O increased as the deposition temperature decreased and was highest with low temperature ALD at 150 ℃. The C-V curve deteriorated with low temperature ALD at 100 ℃. It can be explained by the XRR results that demonstrate the significant decrease in density of the Al2O3 film with low temperature ALD at 100 ℃. To reduce the Dit, a post deposition annealing process with N2 ambient at various temperatures (150 ~ 300 ℃) for 30 seconds was adopted after depositing Al2O3. The stretch-out of the C-V curve was alleviated by post deposition rapid thermal process (RTP) at 250 ℃ but the C-V curve was more stretched out by the post-deposition RTP at 300 ℃. The roughness decreased as the RTP temperature increased, then increased when the RTP temperature was over 300 ℃. The ratio of pure Ga2O3 over metastable Ga2O increased as the RTP temperature increased then decreased when the RTP temperature was over 300 ℃. The Dit is very consistent with the interfacial results. Forming gas annealing (FGA) is known as one of the effective ways to reduce the Dit in the SiO2/Si systems by filling up dangling bonds with hydrogen. To verify these hydrogen annealing effects, Al2O3/GaSb had been annealed with hydrogen including gases (5% H2/95 % N2 and 10 % H2/90 % N2). Results from both experiments with two different gases showed that the reduction of pure Ga2O3 to metastable Ga2O occurred by hydrogen annealing. The ratio of Ga2O3 over Ga2O decreased as the process temperature increased and the flux of hydrogen increased. The stretch-out in the C-V curves became worse and the Dit level significantly increased by hydrogen annealing due to the decreased ratio of pure Ga2O3 over metastable Ga2O. As mentioned before, GaSb forms the native oxide quickly with air exposure. Therefore, passivation is essential to be considered for fabricating the GaSb capacitors in ex-situ. Sulfuric passivation was chosen to be used, since the surface of GaSb can be passivated by forming Ga-S and Sb-S bonds, which would improve the electrical properties of the MOS capacitors. Each sample was immersed in the sulfuric solution (5 % (NH4)2S) for various times (1 ~ 15 minutes). The stretch-out of the C-V curve was successfully alleviated with immersion in the sulfuric solution for 5 minutes. However, immersion time longer than 5 minutes aggravated the C-V curves. The AFM results showed that the roughness increased as the immersion time increased. The inter layer (IL) between Al2O3 and GaSb also became longer with longer immersion duration. Sb-oxide is not able to be perfectly cleaned by HCl even though HCl is known as the most effective wet chemical to get rid of the native oxides of GaSb. This remaining Sb-oxide oxidizes GaSb to Ga-oxide and changes itself to elemental Sb. For this, pre-deposition RTP (N2 ambient), for improving electrical properties of the Al2O3/GaSb MOS capacitors, was adopted for the first time in this study. The improvement of stretch-out of the C-V curves was outstanding. The the Dit was also successfully reduced by the pre-deposition RTP at 550 and 575 ℃ and this the Dit value is the lowest one among the ones of sulfur treated GaSb MOS capacitors in literature(1.06 x 1012 cm-2ev-1 @ E-Ev=0.004). The Fermi-level pinning phenomenon deteriorated by pre-deposition RTP at 500 ℃ because chemical reactions for making the native oxides were accelerated at 500 ℃. The accelerated chemical reactions were proven by XPS, AFM, AES, and TEM analysis. The ratio of Ga2O3 over Ga2O is also very consistent with electrical results. In conclusion, low temperature ALD, post-deposition RTP, sulfuric passivation, and pre-deposition RTP are the effective ways to alleviate the Fermi-level pinning phenomenon that leads to the significant stretch-out in the C-V curves.1. Introduction 1 1.1. Indispensability and Issues to Adopt III-V Channel Materials for MOSFETs 1 1.2. Objective and Chapter Overview 5 2. Literature Review 7 2.1. Native Oxide Formation of GaSb 7 2.1.1. Fast Oxidation of GaSb with Air Exposure 9 2.1.2. Effects of the Native Oxide on Electrical Properties 13 2.1.3. Thermal Desorption Behavior of the Native Oxide of GaSb 19 2.2. Surface Treatments and Passivation of GaSb 23 2.2.1. Chemical Wet Cleaning 23 2.2.2. Hydrogen Plasma 25 2.2.3. Sulfuric Passivation 37 2.2.4. Insertion of Passivation Layers 48 2.3. Oxide Deposition on GaSb by Atomic Layer Deposition 52 2.3.1. Deposition of Almina by Atomic Layer Deposition 52 2.3.2. Low Temperature Atomic Layer Deposition 55 2.4. Post-Deposition Thermal Annealing Process 57 2.4.1. Rapid Thermal Process 57 2.4.2. Forming Gas Annealing 59 2.5. Electrical Characterization of III-V MOS Devices 60 2.5.1. The Terman Method for the Dit Extraction 60 3. Deposition of Alumina on GaSb by Low-Temperature Atomic Layer Deposition 63 3.1. Introduction 63 3.2. Experimental Procedures 64 3.3. Results and Discussions 69 3.4. Summary 76 4. Post-Deposition Rapid Thermal Process of Alumina Deposited GaSb 77 4.1. Introduction 77 4.2. Experimental Procedures 78 4.3. Results and Discussions 84 4.3.1. Post-Deposition Rapid Thermal Process in a Nitrogen Ambience 84 4.3.2. Post-Deposition Annealing in a Gas Mixture Ambience ( 5 % H2 and 95 % N2) 92 4.3.3. Post-Deposition Annealing in a Gas Mixture Ambience (10 % H2 and 90 % N2) 96 4.4. Summary 104 5. Sulfuric Passivation of GaSb 107 5.1. Introduction 107 5.2. Experimental Procedures 108 5.3. Results and Discussions 111 5.4. Summary 118 6. Pre-Deposition Rapid Thermal Annealing of GaSb in a Nitrogen Ambient 119 6.1. Introduction 119 6.2. Experimental Procedures 121 6.3. Results and Discussions 124 6.4. Summary 133 7. Conclusion 135 8. References 139 Abstract in Korean 151Docto

SiC 결정의 고속 성장을 위한 고온화학증착법에 대한 전산묘사

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 재료공학부, 2014. 2. 김형준.탄화규소(SiC)는 광역 에너지 금지대역을 가지며, 높은 파괴 전압, 포화 이동 속도, 전자 이동도, 내방사선특성 등으로 인해 기존의 실리콘(Si)이나 갈륨비소(GaAs) 등의 반도체가 그 성능을 제대로 발휘할 수 없는 고온, 고출력, 고주파수, 고밀도 방사선 내에서의 사용이 기대되고 있는 대표적인 광대역 화합물 반도체 물질이다. 우수한 물성을 지니는 탄화규소는 고온 고압에서의 높은 안정성에 의해서 기존의 실리콘을 대체하기에는 비용적인 측면에서 단점을 가지고 있다. 이를 극복하기 위해 탄화규소 bulk 성장에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는 실정이다. 탄화규소 bulk 성장 방법들은 SiC powder를 source로 사용하기 때문에 powder에서 오는 본질적인 한계점들을 가지고 있다. 하지만 고온에서 gas precursor의 직접적인 열분해를 이용하여 SiC를 증착하는 방법인 HTCVD(high temperature chemical vapor deposition)의 경우 상대적으로 높은 성장 속도를 가지고 있다. HTCVD 방법을 이용한 SiC의 성장이 다른 증착 방법에 비해서 빠른 이유는 흑연으로 만들어진 수직 원통형 반응기와 source로 gas precursor를 사용함에서 오는 독특한 메커니즘 때문이며, 이 메커니즘에 대한 주장이 제기되어 왔다. 또한 문헌상에서 주장되어온 메커니즘에서 주요 발생되는 거동은 온도구배, gas의 농도가 높은 정체구간, 그리고 다량의 cluster의 생성이다. 한편, 고온에서 이루어지는 화학 반응을 위해 불투명한 흑연으로 이루어진 수직 원통형 반응기 내부에서 열적, 물리적, 화학적 안정성을 유지하면서 이러한 세 가지 거동(온도구배, 정체구간, cluster의 생성)을 측정할 수 있는 In-situ measurement장비가 없는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 위 세 가지 거동의 발생 여부를 시뮬레이션을 통해서 관찰하여 문헌상의 메커니즘을 규명하고 여러 가지 변수들을 이용하여 세 가지 거동의 변화 추이를 보고자 하였다. 제작한 시뮬레이션 모델은 크게 두 가지로 하나는 화학적 거동을 집중적으로 살펴보기 위해 반응기 내부만의 그리드를 적용하여 simulation scaling down을 적용한 모델과 나머지 하나는 실제 공정과 유사한 환경의 복잡한 그리드를 적용하고 이에 추가적으로 inductive heating과 radiation등을 고려한 모델이다. 화학적 거동을 고려한 모델을 이용하여 문헌상에서 제시하였던 cluster가 발생되는 온도구간인(1300K-2400K)에서의 화학적 거동을 살펴보았다. 특히 유입구를 통해서 넣어주었던 gas들이 반응기의 위쪽으로 이동함에 따라 소모되면서 중간생성물들이 발생하는 것을 확인 하였다. 이 중간 생성물들은 기판에서의 표면반응에 의해서 소모가 된다. 또한, 이 중간 생성물들의 fraction을 비교하였을 때 Si의 fraction이 다른 중간 생성물들에 비해 약 10000배 가량 월등히 컸으며, 이를 통해서 중간 생성물인 Si이 반응에 기여하는 정도가 다른 중간 생성물들에 월등히 클 것으로 판단할 수 있었다. 따라서 다음의 실험은 다른 중간 생성물들의 생성량을 변화시키는 것보다 Si의 생성량을 변화시켜보는 것이 더 효과적일 것이라는 판단을 내릴 수 있었다. 실제 공정과 유사한 환경의 복잡한 그리드를 적용하고 이에 추가적으로 inductive heating과 radiation을 고려한 모델을 이용하여서 유입하여 주는 source gas들, 즉 precursor들의 양에 따라 온도구배, 정체구간, cluster의 생성의 변화 추이를 살펴보았다. Silane(SiH4) gas의 양을 변화시키기에 앞서 최적의 deposition rate을 가지는 propane(C3H8)의 유량을 파악하기 위해서 수소(H2) gas의 양을 6000 sccm, silane gas의 양을 150 sccm으로 고정하고 propane gas의 유량을 각각 20 sccm, 24 sccm, 28 sccm, 32 sccm 씩 늘려서 실험을 진행 하였다. propane을 20 sccm을 넣어준 것이 cluster의 생성이 가장 많은 것으로 확인되었기 때문에 Si-source인 silane gas의 영향을 살펴보는 실험에서는 propane을 20 sccm으로 고정하고 진행하였다. 마찬가지로 수소 gas의 양을 6000 sccm, propane gas의 양을 20 sccm 으로 고정하고 silane gas의 양을 각각 150 sccm, 180 sccm, 210 sccm, 240 sccm 씩 늘려서 실험을 진행 하였다. Silane gas의 양을 240 sccm 넣어 주었을 경우 cluster의 생성이 가장 많은 것으로 확인 되었다. 또한 위 실험을 통하여 수직 원통형 반응기의 높이 방향으로 올라갈수록 온도가 증가하다가 감소하는 온도구배, velocity magnitude가 증가하다가 감소하는 것으로 정체구간이 시뮬레이션을 통해 구현되는 것을 확인 할 수 있었다. 구리 코일에 의한 흑연 반응기의 inductive heating을 사용하기 때문에 반응기 자체가 공정상에서 heat source로 작용하게 된다. 따라서 공정 온도를 증가시키기 위하여 위와 같은 모델을 사용하고 반응기의 길이를 5 %, 10 % 늘려서 시뮬레이션을 진행하였다. 반응기의 길이를 늘일수록 전체적인 온도가 증가함을 확인할 수 있었고, velocity magnitude도 역시 전체적으로 증가 하게 된다. 생성되는 cluster의 양이 온도가 증가함에 따라서 많이 생성되는 것을 확인할 수 있었는데 condensed phase로 가려고 하는 driving force의 정도를 나타내는 super saturation이 된 정도와 증착 속도를 비교를 하였을 때, super saturation이 된 정도가 증가할수록 Si의 증착 속도가 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 생성되는 silicon은 liquid 상태의 silicon cluster이며 이 silicon cluster의 양이 많아질수록 deposition rate이 증가한다는 결론을 내릴 수 있었다. 또한 넣어주는 silicon source gas의 농도를 증가시키고, carrier gas의 양을 감소시키며, 반응기의 길이를 늘여줄수록 silicon cluster의 양이 증가한다는 결론을 내릴 수 있었다.초록 목차 List of Figures 1. 서 론 2. 문헌연구 2.1. 탄화규소의 구조와 물성 2.1.1. 구조 2.1.2. 물성 2.2. 연구의 목적 2.2.1. SiC bulk 성장방법들의 특징과 한계점 2.2.1.1. Growth from melt 2.2.1.2. Lely growth 2.2.1.3. Seeded sublimation growth 2.3. High temperature chemical vapor deposition(HTCVD) 2.3.1. HTCVD의 특징 2.3.1.1. 반응기의 형상 및 특징 2.3.1.2. Precursor 및 carrier gas 2.3.2. HTCVD 메커니즘에 관한 연구 2.3.2.1. 빠른 SiC 성장의 메커니즘 2.3.2.2. 메커니즘 상의 세 가지 거동 및 시뮬레이션의 필요성 2.3.3. Si liquid cluster indicating factors 2.3.3.1. Super saturation 2.4. Simulation 2.4.1. Simulator의 특징과 한계점 2.4.2. Residual의 정의와 Iterations 3. 실험 방법 3.1. 화학적 거동을 고려한 모델 3.1.1. 그리드 형상 3.1.2. 실험 조건 및 가정 3.2. Inductive heating과 radiation을 추가적으로 고려한 복잡한 모델 3.2.1. 그리드 형상 3.2.2. 실험 조건 및 가정 4. 실험 결과 및 토의 4.1. 화학적 거동을 고려한 모델의 분석 4.1.1. 표면 반응을 고려하였을 때의 화학적 거동 연구 4.1.2. 표면 반응을 고려하지 않았을 때의 Si의 화학적 거동 연구 4.1.3. 소결론 4.2. Inductive heating과 radiation을 추가적으로 고려한 복잡한 모델의 분석 4.2.1. Propane gas의 유량에 따른 거동 연구 4.2.1.1. 온도구배의 형성 및 변화 거동 4.2.1.2. 정체구간의 형성 및 변화 거동 4.2.1.3. Si cluster의 형성 및 변화 거동 4.2.2. Silane gas의 유량에 따른 거동 연구 4.2.2.1. 온도구배의 형성 및 변화 거동 4.2.2.2. 정체구간의 형성 및 변화 거동 4.2.2.3. Si cluster의 형성 및 변화 거동 4.2.3. Carrier gas의 유량에 따른 거동 연구 4.2.3.1. 온도구배의 형성 및 변화 거동 4.2.3.2. 정체구간의 형성 및 변화 거동 4.2.3.3. Si cluster의 형성 및 변화 거동 4.2.4. 반응기의 길이에 따른 거동 연구 4.2.4.1. 온도구배의 형성 및 변화 거동 4.2.4.2. 정체구간의 형성 및 변화 거동 4.2.4.3. Si cluster의 형성 및 변화 거동 4.2.5. 소결론 5. 결 론 6. 참고 문헌 AbstractMaste

Out-of-pocket health expenditures by adults and elderly persons in Korea

보건학과/석사[한글] 의료보험의 보장범위에서 제외된 서비스 영역에 대하여 의료이용자가 지불하는 개인부담 의료비용은 그 부담정도에 따라 의료의 접근성과 건강상태, 삶이 질에 영향을 미칠 수 있으나, 이러한 비용에 대한 실증적인 자료에 기초한 연구가 부족한 실정이다. 이 연구는 20세 이상 우리나라 성인의 개인부담 의료비용의 규모와 이에 대한 관련요인을 파악하는데 그 목적이 있으며, 이를 위해 2001년도 ‘국민건강ㆍ영양조사’ 자료를 이용하였다. 20세 이상 26,154명을 분석대상으로 65세 미만과 이상으로 구분하였으며, 총 개인부담 의료비뿐만 아니라 입원과 외래의 본인부담 비용으로 각각 나누어 분석하였고, 사회인구학적 변수와 건강관련 변수를 독립변수로 개인부담 의료비를 자연로그 변환하여 회귀분석 하였다. 이 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 65세미만 성인의 개인부담 의료비용은 월 평균 14,800원, 65세 이상 노인의 개인부담 의료비용은 월 평균 27,200원으로 노인이 통계학적으로 유의하게 높았으며, 본인부담 입원비용과 외래비용에서도 성인과 비교하여 노인의 비용 수준이 통계학적으로 유의하게 높았다. 둘째, 의료보장형태, 거주지역, 주관적 건강상태, 활동제한 일수, 침상와병 일수, 급ㆍ만성질환의 종류가 성인과 노인 모두에서 개인부담 의료비 및 본인부담 입원비용, 본인부담 외래비용과 통계학적으로 유의한 관련성이 있었다. 셋째, 연령과 성은 성인에서만 개인부담 의료비용과 통계학적으로 유의한 관련성이 있었다. 넷째, 성인의 본인부담 입원비용은 여자가 통계학적으로 유의하게 낮았으나, 본인부담 외래비용은 여자가 통계학적으로 유의하게 높았다. 다섯째, 성인에서 연령은 본인부담 외래비용과 통계학적으로 유의한 관련성이 있었다. 여섯째, 노인에서 월 가구소득과 동거 가구원수는 본인부담 외래비용과 통계학적으로 유의한 관련성이 있었다. 이 연구는 일반인구 집단의 의료에 대한 개인별 경제적 부담수준 및 관련요인을 살펴본 것에 의의가 있으며, 이와 관련한 향후 국가의 의료정책 수립 등에 있어서 노인과 성인을 구분할 필요성이 있음을 보여주었다. 따라서 개인부담 의료비용이 노인들의 보건의료이용에 어떤 영향을 미치는지에 대한 추가적인 연구가 필요하며, 주요 질환별로 어떤 질환의 개인부담비용이 높은지 파악할 필요가 있다. 또한 개인부담 의료비용으로 인해 필요한 의료서비스를 지연시키거나 포기하는 일이 없도록 보험의 보장성을 강화하고 보험급여의 내실을 기할 필요가 있으며, 이를 통해 의료이용자의 건강과 삶의 질 향상에 기여할 것으로 생각된다. [영문]Out-of-pocket health expenditures defined as the charges for services not covered by health insurance have been shown to impede access to care and affect health status and quality of life. However, studies based on comprehensive national estimates of out-of-pocket health spending by the general population are scarce. Data from the 2001 National Public Health and Nutrition Survey were used to determine the impact of socioeconomic and health characteristics on out-of-pocket health spending for individuals age 20 and older in Korea. The final sample size for this analysis was 26,154 persons. Two separate multiple linear regression models were used by age group, that is, one for those under age sixty-five and the other for those age sixty-five and older. In these analyses, expenditures were divided into out-of-pocket spending for inpatient and outpatient services and transformed to a logarithmic scale to reduce skewness. The principle findings are as follows. 1. Out-of-pocket health expenditures for those under age 65 averaged 14,800 won per month, whereas expenditures for those age 65 and older averaged 27,200 won per month. In the bivariate analyses, elderly persons spent more than the non-elderly on health services. This result was statistically significant. 2. In the regression analysis, insurance type, resident area, self-reported health status, acute or chronic condition, activity-limited day, lying day in a sickbed were statistically significant determinants for both age groups. 3. Gender and age were statistically significant determinants only for the non-elderly. 4. Compared with non-elderly men, women had lower expenditures on inpatient services, whereas non-elderly women had higher expenditures on outpatient services. These results were statistically significant. 5. For the non-elderly, age had positive and statistically significant impacts on outpatient expenditures. 6. For the elderly, household income and family size had statistically significant impacts on outpatient expenditures. Findings from this study show that mean out-of-pocket health expenditures were high for the elderly. The level of this spending also varied by diverse characteristics. Thus, policymakers should consider out-of-pocket health expenditure differentials between elderly and non-elderly persons. In addition, further research is necessary to assess the impact of high out-of-pocket spending on health care utilization for the elderly. It is necessary to identify which disease is most likely to generate large out-of-pocket spending. Finally, improvement of insurance coverage for the subgroups identified in this study as vulnerable needs to be carefully considered.ope

Improvement in Cycle Life of LiNi0.5Mn1.5O4 Positive Electrode for Lithium-Ion Secondary Batteries by Employing Quercetin as an Electrolyte Additive at Elevated Temperature

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 화학생물공학부, 2016. 2. 김재정.리튬 이온전지는 높은 에너지 밀도, 가벼운 특성을 바탕으로 빠르게 시장에 보급되었다. 그러나, 지속적으로 증가하는 에너지 수요를 맞추기 위해 단위 중량당 또는 단위 부피당 에너지 밀도를 더욱 높이는 연구가 필요한 실정이다. 전지의 에너지 밀도는 전지의 평균 작동 전압 * 용량으로 주어지며, 높은 전압에서 작동하는 전극 물질을 지속적으로 연구함으로써 전지의 작동 평균 전압을 높이는 방향으로 연구가 많이 진행되고 있다. 전지의 작동 평균 전압은 양극의 평균 작동 전압 – 음극의 평균 작동 전압으로 쓸 수 있다. 일반적인 음극의 경우 이미 리튬 전극을 기준으로 0 V 수준이기 때문에, 더욱 낮추기는 어렵고 따라서 양극의 작동 전위를 높이는 것이 전지의 에너지 밀도를 높이는 하나의 방법이 된다. 현 세대의 양극으로써 가장 많이 쓰이는 물질은 LiCoO2 로, 4 V (vs. Li/Li+) 수준의 작동 전압을 갖으며 흑연 음극과의 전압 차이로 3.7 V 수준의 실제 작동 전압을 발현한다. 한편 LiCoO2를 대체하는 고전위 전극 물질로 연구된 물질에는 LiCoPO4, LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO), LiNiPO4, Li3V2(PO4)3, NCA (Nickel Cobalt Aluminium Oxide), OLO (Over lithiated Layered Oxide) 등이 있다. 이 중, LNMO의 경우 평균 작동전압이 4.7 V로 4 V 수준의 LiCoO2의 작동전압보다 높으며, 상온을 기준으로 충·방전 특성이 매우 우수하면서도 단위 중량 당 얻을 수 있는 용량이 130 mAh 수준으로 LiCoO2와 비견할 수 있을 정도로 준수해 유망한 양극 물질로 볼 수 있다. 그러나 일반적으로 5 V vs. Li/Li+ 수준의 높은 전위에서 충∙방전이 이루어지기 때문에, 전해질의 산화분해에 의한 표면피막(SEI: Solid Electrolyte Interface)의 생성이 불가피하다. 지속적인 충∙방전은 전해액을 지속적으로 분해시킴으로 SEI의 두께를 점차 두껍게 만들고 이는 Li+의 전극 내부 및 외부로의 이동을 점차 어렵게 만듦으로써 전지의 전체적인 전하전달이 지연된다. 다시 말해, 전해질의 분해는 전지의 분극도(polarization)를 증가시켜 성능의 감퇴를 초래하게 된다. 본 실험에서는 식물계에 널리 존재하는 flavonoid의 일종인 Quercetin이 전지의 성능 감퇴를 완화할 수 있는지 알아보았다. Quercetin의 HOMO 값은 -5.8 eV 수준으로 -11 eV의 EC 용매보다 더 높아 전해액의 산화 분해이전에 Quercetin의 산화 분해가 진행될 것으로 예상되었다. 실험 결과 Quercetin을 전해액에 첨가한 경우는 약 3.6 V vs. Li/Li+의 전위에서 전류가 급격히 증가한 반면 기준전해액의 경우 약 4.3 V vs. Li/Li+의 전위에서부터 전류가 증가하기 시작하였고 따라서 Quercetin의 산화가 전해액의 산화보다 먼저 일어남을 확인할 수 있었다. 사이클 특성의 관점에서 Quercetin이 첨가된 경우, 상온의 조건에서는 1 C의 충·방전을 100사이클까지 진행한 결과 용량 유지율 면에서 차이가 없었으나, Quercetin이 첨가된 전지의 평균적인 쿨롱효율이 더 높음을 알 수 있었다. 이는 전해액의 분해에 의한 부반응이 Quercetin이 첨가된 경우 더 적었음을 의미한다. 일반적으로 전해액의 분해에 의한 전극의 퇴화는 고온에서 심해지기 때문에 고온(60℃)의 조건에서는 쿨롱효율이 상온에 비해 더 낮아진다. 고온(60℃) 조건에서 1 C의 전류로 80사이클까지 충·방전을 진행해 본 결과 LNMO // Li 전지의 충·방전에 따른 용량감퇴를 줄일 수 있었음을 알 수 있었다. 실험이 끝난 뒤, LNMO 전극을 회수하여 XRD 및 XPS 분석을 시행하였고, Quercetin의 존재 하에 결정성의 유지가 더 잘 되며 전해액의 분해가 완화됨을 확인하였다. 자가방전(self-discharge) 실험의 경우 고온의 오븐(60℃)에서 전지를 7일간 보관하여 진행하였고 Quercetin이 첨가된 경우의 자가방전 정도가 더 적은 것을 알 수 있었다. 자가방전 이후 1 C의 전류로 사이클을 돌린 결과 용량의 감퇴 또한 더 적음을 알 수 있었다. 또한 자가방전 실험에 쓰인 Lithium metal을 회수하여 ICP-MS 분석을 시행한 결과, Quercetin이 첨가된 전해액을 사용한 경우 Mn과 Ni 등의 전이금속의 농도가 더 적게 검출되었다. 종합적으로 볼 때, Quercetin 기반의 SEI가 기준전해액(Blank) 기반의 SEI보다 더 안정적이기 때문에 전극의 안정성이 향상되었다고 볼 수 있다.제 1 장. 서론 1 1.1. 이차전지의 원리 및 특징 1 1.2. 리튬 이온전지의 구성요소 2 1.2.1. 양극(Positive electrode) 3 1.2.2. 음극(Negative electrode) 4 1.2.3. 전해액(Electrolyte) 6 1.2.4. 분리막(Separator) 7 1.3. LiNi0.5Mn1.5O4 양극의 특성 16 1.4. 표면피막(SEI) 22 1.4.1. 표면피막 형성 22 1.4.2. 표면피막 형성 첨가제 23 1.4.3. Quercetin의 특징 24 1.5. 연구 목표 31 제 2 장. 실험 32 2.1. 전극의 제조(Electrode preparation) 32 2.2. 전해액 제조(Electrolyte preparation) 33 2.3. Quercetin의 산화 거동(Oxidation of Quercetin) 33 2.4. 전기화학적 성능 평가(Electrochemical performance) 34 2.5. 고온 퇴화 실험(Degradation) 35 2.6. 표면 분석(Surface analysis) 35 제 3 장. 결과 및 토론 40 3.1. 전극의 특성 확인(Electrode characterization) 40 3.2. Quercetin의 산화 거동(Oxidation of Quercetin) 44 3.3. 전기화학적 성능 평가(Electrochemical performance) 48 3.3.1. 상온 사이클(Room temperature) 48 3.3.2. 고온 사이클(High temperature) 51 3.4. 고온 퇴화 실험(Degradation) 55 3.5. 전극 표면 분석(Surface analysis) 59 3.5.1. EIS 분석(EIS analysis) 59 3.5.2. XPS 분석(XPS analysis) 62 3.5.3. FE-SEM 분석(FE-SEM analysis) 73 3.5.4. XRD 분석(XRD analysis) 75 3.5.5. ICP-MS 분석(ICP-MS analysis) 78 제 4 장. 결론 81 참고 문헌 84 Abstract 89Maste

심혈관계 및 자가면역 질환 진단을 위한 전기화학적 압타센서 개발에 관한 연구

Master효과적인 질병 진단은 건강한 삶을 영위하기 위한 필수요소이다. 특별히, 생체지표를 활용한 진단이 많은 관심을 받고 있다. 생체지표를 검출하기 위해서 항체가 주로 이용되고 있다. 본 연구에서는 항체의 한계점을 극복할 수 있는 물질로 알려진 압타머를 이용해서 새로운 진단법을 개발하고자 한다. 1장에서는 압타머에 대한 전반적인 이해와 압타머를 개발하는 기술인 in vitro selection 또는 systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) 방법에 대해 다루었다. 2장에서는 심혈관계 질환의 생체지표 단백질로 잘 알려진 creatine kinase MB isoenzyme (CK-MB), n-terminal pro atrial natriuretic peptide (NT-proANP), n-terminal pro brain natriuretic peptide (NT-proBNP), heart type fatty acid binding protein (hFABP)에 대한 연구를 수행하였다. 먼저, 이 4가지 단백질을 성공적으로 발현 및 정제하였다. 그 중, CK-MB, NT-proBNP, hFABP에 대한 단일 가닥 DNA 압타머 개발을 성공적으로 수행하였으며, 전기영동 이동도 검사법 (EMSA)으로 생체지표 단백질과 압타머간의 결합을 확인하였다. 개발된 압타머는 형광 분광법을 이용하여 높은 민감도를 확인하였다. CK-MB의 경우 해리상수가 43.32 nM이였고, NT-proBNP는 54.58 nM이였다. 생체지표 단백질을 검출하기 위해서 개발된 CK-MB, NT-proBNP 압타머를 활용한 전기화학 임피던스 분광학 (EIS) 기반 센서를 디자인하였고, 1 ng/mL의 표적단백질 검출에 성공하였다. 개발된 압타센서는 심혈관계 질환 진단에 활용할 수 있을 것이라 기대된다. 3장에서는 자가면역 질환에서 중요한 역할을 한다고 알려진 interleukin-17 receptor (IL-17R) 검출에 대한 연구를 수행하였다. 금 나노 입자를 도포해서 민감도를 높인 금 전극에 IL-17R 압타머를 고정시켜서 10 pg/mL ? 10 ng/mL의 IL-17R을 성공적으로 검출했다. 개발된 압타센서는 interleukin-5 receptor (IL-5R), interleukin-13 receptor (IL-13R), cluster of differentiation 166 (CD166, 또는 ALCAM), albumin, bovine serum albumin(BSA), lysozyme에 낮은 결합력을 갖는 것을 확인함으로써 개발된 센서가 높은 선택도를 갖는 것을 검증하였다. 또한, 바이오센서로서의 유용성을 검증하기 위해 사람 혈청 내에서 100 pg/mL의 IL-17R을 검출하였다. 또한, 세포 표면에 발현된 IL-17R 검출도 성공함으로써 센서 활용 가능성을 입증하였다. 본 연구에서는 압타머와 전기화학적 검출법을 접목하여 심혈관계 질환 및 자가면역 질환에 대한 새로운 진단법을 제시하였다. 이는 기존 진단법의 한계를 극복하고, 새로운 조기 진단법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.Rapid and accurate diagnostic technology for cardiovascular diseases (CVDs) is highly important because CVDs are a major cause of death worldwide. Creatine kinase MB isoenzyme (CK-MB), N-terminal prohormone of atrial natriuretic peptide (NT-proANP), N-terminal prohormone of brain natriuretic peptide (NT-proBNP), and heart-type fatty acid binding protein (hFABP) are released into circulating blood immediately after CVDs. Therefore, CK-MB, NT-proANP, NT-proBNP, and hFABP are reliable biomarkers for the early diagnosis of CVDs. Also, a novel method is required for diagnosis of autoimmune disease. Because traditional diagnosis methods have difficulty in diagnosing earlier stages of autoimmune disease. Many factors are involved in immune response. Among them, interleukin-17 (IL-17) and interleukin-17 receptor (IL-17R, also known as IL-17RA) play significant roles in autoimmune disease. Observing the concentrations of biomarkers can be an important step in diagnosing the CVDs and autoimmune disease. Diagnosis based on biomarkers is relatively simple and cost-effective. Moreover, the diagnosis can be used to determine whether more complicated or invasive procedures are required. Numerous studies on biomarkers have been conducted to develop more sensitive and specific diagnostic approaches. In the clinical field, the level of a biomarker is commonly monitored by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and radioimmunoassay (RIA), which are both based on a selective antigen-antibody interaction. However, these antibody-based methods have several limitations, such as difficulty of production, low stability at high temperatures, and difficulty of modification for biological detection. Aptamers are single-stranded DNA (ssDNA), RNA or peptide molecules discovered by in vitro selection or Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment (SELEX) methods. In both diagnostic and therapeutic applications, they have been considered to be rivals of antibodies. Aptamer-based detection methods are becoming more appealing because aptamers have many advantages over antibodies, such as their convenience of chemical synthesis, ease of modification, specificity to targets, thermal stability, rare immunological rejection and low cost. In this study, ssDNA aptamers targeted to CK-MB, NT-proBNP, and hFABP were developed. These aptamers were isolated by binding a random ssDNA library over magnetic beads of immobilized target protein, washing away unbound ssDNAs, and subsequently eluting. Next, target proteins for CVDs and autoimmune disease were successively detected using aptamers and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods

Characterization of Physiological Response under Phosphosugar Stress between Escherichia coli Strains

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Flux engineering of atoB expression for enhanced production of hexanoic acid in Escherichia coli

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Deciphering and Characterization of Glucose Homeostasis between Escherichia coli Strains

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