이 연구는 ATP 생물발광 기술을 활용해 실내 대기 중 박테리아와 진균(곰팡이) 농도를 실시간으로 구분하여 측정할 수 있는 이동형 모니터링 시스템(BADD)을 개발한 내용입니다. 세포벽 구조 차이로 인해 박테리아가 진균보다 용해(Lysis) 속도가 빠르다는 점에 착안하여, 단일 시료로부터 순차적 용해 및 시차 분석(Time-resolved analysis)을 수행하는 듀얼 광유체 모듈을 구성했습니다.  본 시스템은 기존 배양법의 단점인 긴 대기 시간을 보완하여 실내 바이오에어로졸 노출 감시 및 조기 위험 스크리닝을 위한 보조적 도구로 유용하게 활용될 수 있습니다.

  보급형 광학 먼지 센서(Low-cost optical dust sensor)는 다양한 분야에서 활용되고 있으나, 표준화된 교정(Calibration) 방법의 부재로 인해 측정 데이터의 신뢰성 문제가 지속적으로 제기되어 왔습니다. 기존의 교정 방식(대형 챔버 테스트, 현장 동시 배치 테스트 등)은 시간이 오래 걸리고, 환경이 급격하게 변할 때 센서가 얼마나 잘 반응하는지(반응 특성)를 평가하기 어려웠습니다. 본 연구는 이러한 단점을 보완하고자 '지수함수적으로 감소하는 입자 농도(Exponentially decaying particle concentration)'를 활용한 새로운 센서 성능 평가 방법을 개발하였습니다.

  별도의 압축공기 공급 장치 없이 작동하여 휴대성을 높인 미세먼지 간이측정기 현장 검사용 소형 유동층(Fluidized bed) 시험 입자 발생기를 개발하고 성능을 평가하였습니다. 특성 변수 조절을 통해 가이드북의 요구 조건(1~10분간 50ug/m^3, 11~20분간 25ug/m^3 부근 발생)을 충족하는 재현성 높은 농도 제어에 성공하여 현장 점검 장비로서의 적용 가능성을 확인했습니다.

  이 연구는 전통적인 동물 실험을 대체하기 위해 에어-리퀴드 인터페이스(ALI) 시스템을 활용한 흡입 독성 시험용 신접근방법(NAM)의 선량 측정 및 지표를 제시했습니다. 나노 크기의 NaCl 에어로졸을 생성해 6-트랜스웰 시스템(HIVIS)에 2시간 동안 노출시킨 결과, 개별 트랜스웰에 입자가 매우 균일하게 침적되는 것을 확인했습니다. 실시간 모니터링을 통해 입자 크기, 수농도, 농도 안정성 등을 정밀하게 제어하였으며, 측정된 침적 편차(7% 미만)는 실제 동물(Rat)의 폐 침적 편차와 매우 유사하게 나타났습니다. 이 결과는 본 in vitro 방법론이 규제 기관의 흡입 가이드라인을 충족할 수 있으며, 동물 실험에서 세포 기반 시험으로의 전환을 위한 신뢰성 높은 프레임워크를 제공함을 입증합니다.

  이 연구는 자체 개발한 에어로졸 전기 이동도 스펙트럼 분석기(AEMSA)를 사용해 인위적 요인이 적은 극지방(남극 세종기지 및 북극 다산기지)과 중위도 도심(대한민국 안산)의 대기 입자 대전 특성을 비교 분석했습니다. 분석 결과, 도심 지역인 안산은 양전하와 음전하 입자 비율이 1:1에 가까워 균형을 이룬 반면, 남극과 북극에서는 양전하 입자의 농도가 음전하 입자보다 각각 1.4배, 2.8배 더 높게 나타나는 뚜렷한 불균형을 보였습니다. 연구진은 극지방에서 나타난 이러한 독특한 양전하 우세 현상이 우주선(Cosmic rays)의 극지 집중 유입, 백야 현상으로 인한 지속적인 태양 복사, 눈의 용융 및 증발 등 복합적인 환경적 요인에서 기인한 것으로 보고 있습니다.

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