본고에서는 기초적인 연구단계로부터 실용디바이스로서의 생산으로 그 중심이 이동되고 있는 동시에 단일파장동작 또는 고출력화 등 새롭고 고성능을 목표로 계속 연구개발되고 있는 반도체 레이저를 중심으로 연구진전과 현상 및 내외의 동향을 살펴본 후 응용분야와 앞으로의 전망에 대하여 기술하여 보고자 한다.
1997년과 1998년 사이에 설사 증상을 보이는 돼지의 분변으로부터 총56균주의 Escherichia coli를 분리하여 이중 용혈성을 나타내는 38균주의 항생제 내성과 독소 생산능을 확인하였다. 항생제 한천 희석법으로 최소억제농도(minimal inhibitory concentration)를 측정한 결과 36균주$(94.7\%)$가 tetracycline에 대해 내성을 나타내었고, 27주$(71.0\%)$는 ampicillin에 내성, 26균주$(68.4\%)$는 chloramphenicol에 내성, 그리고 21균주$(55.2\%)$는 tri-methoprim에 내성을 나타내었으나, aztreonam, amikacin, norfloxacin에 내성을 나타낸 균주는 발견되지 않았다. 이중 4가지 이상의 항생제에 대해 내성을 가지는 다제내성(multiple drug resistance, MDR)을 보인 균주는 총 38 균주 중 21균주$(55.3\%)$였다. 또한 이중 디스크 시험법(Double Disk Synergy Test)을 수행한 결과 extended spectrum $\beta-lactamase$를 생산하는 균주는 없는 것으로 나타났다. 이들 중 가장 많은 수의 균주가 내열성 독소$(ST,89.5\%)$를 생산하였고, 다음으로 베로 독소(VT와 VTe, 각각$47.4\%$)와 이열성 독소$(LT,31.6\%)$를 생산하는 것으로 나타났다. 이 중에서 8균주$(21.0\%)$는 57만을 생산하였던 반면에 12균주$(31.6\%)$는 LT와 ST를 동시에 생산하였고, 13균주$(34.2\%)$는 ST, VT, VTe를 동시에 생산하였으며, 5균주$(13.2\%)$는 VT와 VTe를 동시에 생산하는 것으로 나타났다. 그러나 네 가지 독소를 동시에 생산하는 균주는 없었다. 또한 이 균주들은 매우 다양한 혈청형(serotype)을 가지고 있음이 확인되었다. 사람에 직접적인 유해성을 가지고 있는 지 확인하기 위해 사람 방광 유래의 T-24세포와 장내 표피 유래의 Caco-2세포에 대한 부착능을 시험하였을 때, 16균주$(42.1\%)$가 T-24방광 세포에, 그리고 17균주$(44.7\%)$가 Caco-2장세포에 대해 강한 부착능을 나타내었다. 특히 11균주$(28.9\%)$는 두 세포 모두에 강한 부착능을 가지고 있었다. Filter mating method를 수행하여 이들 균주들의 독소 생산 유전자와 항생제 내성 유전자가 사람에서 분리된 균주로 전달되는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험의 결과는 설사 중상을 나타내는 돼지로부터 분리된 용혈성 E. coli의 독성과 세포 부착능력, 그리고 항생제 내성간의 상호 연관성을 보여주지 않았으나 동물 분리 세균의 항생제 내성과 독소 생산 능력이 유전자 전달을 통해서 뿐만 아니라 세균의 직접 접촉에 의해서도 인체로 전달될 수 있는 것을 보여주는 것이다.
일반적으로 반도체 생산 라인으로부터 생산되는 제품의 수율은 반도체의 가격에 직접적인 영향을 미치는 인자로 고수율의 제품 생산을 위해서는 반도체 생산라인 내부의 공기를 청정하게 할 필요가 있으며 이를 위해 고성능의 필터들이 사용되고 있다. 이러한 필터의 재료는 초극세 섬유로 작업자의 부주의한 조작에 의해 필터 표면에 핀홀(pinhole)둥이 발생하기 쉽다. 이러한 핀홀은 육안으로 관측이 힘들뿐만 아니라 필터의 여과 성능에도 악영향을 미치는 요소로 필터 생산업체에서는 이의 검출 및 보수에 많은 인력이 투입되고 있다. 본 연구에서는 필터 표면에 발생된 핀홀을 검출할 수 있는 자동 테스트 장치를 제안함과 동시에 제안된 테스트 장치의 효율적 운영을 가능케 하는 최적 운전 파라미터를 퍼지 모델링 기법을 이용하여 튜닝하고자 한다.
자동차 공장에서의 생산스케줄은 차체공장에서부터 시작되는데 가장 이상적인 생산스케줄은 차체공장의 생산스케줄이 최종 조립라인의 조립스케줄과 동일하게 구성이 되는 것인데 차체공장, 도장공장, 조립공장의 생산 방식이 서로 다르므로 각각의 생산스케줄 목표에 맞게 투입순서를 조절해야 한다. 이를 위해서 WBS(White Body Storage), CRS(Color Rescheduling Storage), PBS(Painted Body Storage)라는 세 개의 주요 완충공간을 이용한다. 본 논문에서는 시뮬레이션 사례연구를 통하여 CRS와 PBS의 효율적인 운영을 위해 전용레인 설치를 검토하였다. 그 결과 전용레인을 설치하였을 경우 CRS에서는 그룹화비율이 감소하고, 동시에 회송차량이 증가하므로 효과적인 방법이 아님을 알 수 있었다. PBS에 전용레인을 설치한 경우에도 접근금지조건을 위반하는 차량과 회송차량이 증가하여 효율적이지 못함을 알 수 있었다.
방선균에서 항생물질을 발효 생산하기 위해서는 이와 관련된 방선균의 생리학적 및 생화학적 특성을 고찰해 볼 필요가 있다. 우선, 항생물질은 방선균의 2차 대사산물로써 이의 생산은 미생물의 성장과는 거의 연계되어 있지 않다. 즉, 방선균의 발효 과정을 살펴보면, 일반적으로 균체가 성장하는 증식 단계(trophophase)와 항생물질이 생산되는 발효 단계(idiophase)로 구분할 수 있다(2). 다시 말해서, 항생물질과 같은 2차 대사산물은 균체의 성장이 어느 정도 완료되어진 이후에 생합성되어지기 시작하며, 이는 방선균의 생활 주기상의 분화과정과도 밀접한 관계를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 또 하나의 특징은 한 종류의 방선균으로부터 유사한 화학적 골격을 지닌 여러 종의 항생물질들이 동시에 생산되어지는 경우가 많으며, 외부 환경에 따라 그 생산량이 크게 영향을 받는다는 사실이다. 따라서 방선균에서 목적하는 항생물질만을 과량생산하기 위해서는 배지의 조성을 비롯하여 pH, 발효온도, 통기, 점도 등 여러가지 발효 조건들을 잘 조절해 주어야 한다. 이러한 관점에서 방선균을 이용한 항생물질 발효에 있어서 그 생산량을 증대시키기 위해 고려해 주어야 할 사항들을 고찰해 보기로 한다.
본 연구에서는 고려인삼세포 현탁배양에 의한 회분배양 실험에서 쟈스몬산과 안식향산이 ginsenoside 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 세포내에서 이차대사계를 활성화시키는 중간 신호전달 물질(signal transducer)로 알려진 쟈스몬산은 50 $\mu$M 이상의 농도로 투여되었을 때 ginsenoside 생산을 증가시킬 수 있었다. 그 이상의 농도에서는 세포 생장을 저하시키는 결과를 보였다. 쟈스몬산 투여 후 12시간가지 ginsenoside의 생산은 증가하였고, 그 이후에는 더 이상 증가하지 않았다. 안식향산과 쟈스몬산을 동시에 투여하면 ginsenoside 생산이 9.6배 증가하는 결과를 나타내었다. 이는 쟈스몬산 단독투여 때보다 2.2배 증가된 결과였다.
공급사슬은 공급자, 공장, 유통센터, 소비자 둥의 네트워크로 구성되고, 이러한 공급사슬네트워크에서 생산과 분배의 각 활동사이의 상호작용에 대해 고려해야만 한다. 공급사슬관리(SCM) 연구에 있어서 생산과 분배에 대한 총비용을 최소화하는 것은 중요한 문제인데, 본 연구에서는 다설비, 다제품에 대한 생산과 분배를 동시에 고려하는 연구를 수행하였다. 이를 위하여 공급사슬 네트워크에서의 총비용을 최소화하는 수학적 모델을 제안하였고, 유전자 알고리즘기반의 총비용의 근사최적해와 각각의 생산비용, 재고비용, 수송비용을 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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