• Polymer(Korea)
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• v.30 no.4
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• pp.279-285
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• 2006

Non-viral gene carriers continue to attract a great deal of interest due to advantageous safety profile. Among the non-viral gene carriers, cationic liposomes or synthetic gene carriers are efficient DNA carriers in vitro. but their in vivo applications are greatly hampered because of low biocompatibility. On the other hand, chitosan, a natural cationic polysaccharide, is a candidate non-viral vector for gene delivery because of its low cytotoxicity and high positive charges. In this work, targeted gene carrier was synthesized to target artery wall cells using low molecular water-soluble chitosan (LMWSC). The molecular weight $(M_W)$ and degree of de acetylation (DDA) of LMWSC were measured by relative viscometer and Kina titration. respectively. The structure of LMWSC was analyzed by measuring FTIR, $^1H-NMR,\;and\;^{13}C-NMR$. AWBP-PEG-g-LMWSC was synthesized by conjugation of the artery wall binding peptide (AWBP), a specific targeting peptide, to the end of pegylated LMWSC as a gene carrier to target artery wall cells. The synthesized AWBP-PEG-g-LMWSC were analyzed by measuring FTIR, $^1H-NMR$, zeta -potentiometer, and atomic force microscopy (AFM).

• Polymer(Korea)
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• v.31 no.1
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• pp.14-19
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• 2007

Demineralized bone particle (DBP) has been used as one of the powerful inducers of bone and cartilage tissue specialization. In this study, we fabricated DBP/PLGA scaffold for tissue engineered disc regeneration. We manufactured dual-structured scaffold to compose inner cylinder and outer doughnut similar to nature disc tissue. The DBP/PLGA scaffold was characterized by porosity, wettability, and water uptake ability. We isolated and cultured nucleus pulposus (NP) and annulus fibrosus (AF) cells from rabbit intervertebral disc. We seeded NP cells into the inner core of the hybrid scaffold and AF cells into the outer portion of it. Cellular viability and proliferation were assayed by 3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl) -2,5- diphenyltetrazolium -bromide (MTT) test. PLGA and PLGA/DBP scaffolds were implanted in subcutaneous of athymic nude mouse to observe the formation of disc-like tissue in vivo. And then we observed change of morphology and hematoxylin and eosin (H&E). Formation of disc-like tissue was better DBP/PLGA hybrid scaffold than control. Specially, we confirmed that scaffold impregnated 20 and 40% DBP affected to proliferation of disc cell and formation of disc-like tissue.

• Journal of Sericultural and Entomological Science
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• v.50 no.1
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• pp.15-19
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• 2012

A number of researcher have studied biomaterials for cartilage regeneration and are now proceeding. Silk protein was attempted for use as biomedical materials by many researchers because it is natural polymer with biocompatibility and excellent mechanical strength. In this study, we want to know a possibility of silk protein on the cartilage regeneration. We isolated chondrocytes from nasal cartilage and confirmed optimal culture condition of the cells. To observe the effects of silk fibroin on chondrogenesis, we added silk fibroin solutions to the culture medium of chondrocyte and detected gene expression levels related chondrogenesis such as col2, col10. The chondrocytes showed optimal growth when they were cultured in DMEM medium supplemented with 10% FBS 100 ${\cdot}{\ddot{I}}$M ascorbic acid. The levels of col2 gene expression were increased in non-autoclaved silk fibroin, but decreased in autoclaved one. Also the gene expression levels of col10 were increased in silk fibroin, particulary at 3D culture. Based on the results of this study, we had seen the possibility of silk fibroin for cartilage regeneration. In future studies, we should know more clearly the relationship between cartilage regeneration and the silk protein.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.31 no.1
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• pp.83-90
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• 1999

Although the chitosan has many functional properties due to its cationic amino groups, the application of chitosan in foods is limited by its poor water solubility, bitter taste and astringency. This study was conducted to investigate physicochemical and sensory properties of chitosan hydrolysates in various molecular weights obtained by ultrafiltration after enzymatic hydrolysis. As molecular weight decreased, the solubility of chitosan hydrolysates increased, while the viscosity and emulsion stability decreased. High molecular weight chitosan hydrolysates (>30 kDa) exhibited 800% of fat binding capacity, while low molecular weight ones $(3{\sim}30\;kDa)$ showed 500% of fat binding capacity. Water soluble chitosan hydrolysates exhibited no color differences. Freeze-thaw stability of chitosan hydrolysates was good, without variations among fractions. Cholesterol binding capacity of chitosan hydrolysates was changed from 24% to 36% with increasing molecular weights. From sensory evaluation of chitosan hydrolysates, it was found that bitterness, astringency, chemical flavor and fish flavor of chitosan hydrolysates were very weak.

• Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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• 2012.03a
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• pp.111-111
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• 2012

나노테크놀로지는 종래의 가공으로는 얻기 힘들었던 섬유가공 효과를 간단하게 할 수 있는 기술이다. 현재 각국의 기능성 나노 가공제를 섬유에 응용하는 나노 테크놀로지는 현재 공업 생산되고 있는 면, 모, 견 등의 천연섬유 및 polyester, Nylon 등의 합성섬유의 원단에 적용하는 데서 출발하고 있다. 이러한 나노기술은 기존의 설비와 물을 사용하는 것이 큰 특징이고, 특별한 기계장치가 필요하지 않으며, 소규모의 실험장비만 있어도 현장투입이 가능한 나노입자의 제조가 가능하기 때문에 대량생산이 용이하고 설비투자는 원칙적으로 필요하지 않는다. 또한, 나노입자의 분산을 제대로 시키면 그 사이즈가 빛의 가시광선 영역의 파장(400~800nm)에 비해 절반 수준이하 크기의 입자가 대부분을 차지하기 때문에 염색성, 태의 변화가 적어 앞으로 더욱더 나노테크놀로지에 의한 가공이 확대될 것이 예상된다. 특히 유 무기 하이브리드 재료는 용액상태에서 제조되기 때문에 용액 코팅공정의 적용이 가능하여 다양한 코팅에 적극적으로 활용되고 있다. 또한 코팅공정 온도가 상대적으로 낮아서, 유기물의 기능성 발현이 용이하며, 섬유가공에 그대로 적용이 가능하고, 섬유고분자와 내구성 있게 직접 결합이 되어 실용성이 높다 할 수 있다. 또한 나노졸의 형성 시, 혹은 나노졸에 기능성 물질을 첨가함으로서 나노졸과 기능성 물질을 복합화하여 섬유상에 부여하는 것도 가능하다. 최근에 실리카졸의 형성과 성장에 관한 연구는 졸-겔 기술의 발전과 해석 및 상용화에 집중되어 있다. 규산나트륨과 황산 또는 염산을 사용하여 실리카를 생성하는 공정은 tetraethoxysilane (($Si(OC_2H_5)_4$, (TEOS))를 이용하여 합성하는 방법과 달리 대량의 실리카를 경제적으로 생산하는데 방법으로 널리 연구되고 있지만, 많은 연구가 수행되었음에도 불구하고 실리카 졸의 특성, 성장, 제조에 대한 충분한 이해가 이루어 지지 않고 있어, 아직까지 나노크기의 입자를 제조하는 공정에 대해서는 경제성, 효율성, 품질의 균일성이 떨어지는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 앞서 연구된 졸-겔 합성기술과 저렴한 원료인 규산나트륨을 이용하여 보다 간단하고 경제적인 방법으로 고부가가치의 다양한 실리카 나노졸을 제조할 수 있는 연구를 하고자 하였다. 이를 위해 규산나트륨 수용액의 특성, 핵 생성에 필요한 규산나트륨 수용액의 산화반응 특성, 그리고 출발용액의 졸겔 반응을 기초로 하여 실리카 졸 형성에 대한 반응물질의 혼합방법, 반응온도, 반응물의 농도, pH등이 최종 실리카 나노졸 제품의 입자 크기와 모양 등에 미치는 영향을 조사하려고 하며 이를 토대로 다양한 크기와 특성을 가진 실리카 나노졸을 제조하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• Membrane Journal
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• v.26 no.4
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• pp.318-327
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• 2016

In this study, alginate/poly(ethylene oxide) (PEO), and chitosan/PEO solution are prepared by dissolving alginate and chitosan into specific solvent for electrospinning. Solutions are poured into 10 mL plastic syringes with a metal nozzle supplied a high voltage power. The solution of alginate and chitosan is controlled by polymer concentration, temperature, relative humidity, applied voltage, distance from nozzle and flow rate of solution. Morphologies of fabricated nanofiber are observed by scanning electron microscopy (SEM). Optimal conditions for electrospinning of alginate nanofiber membrane are 2 wt% of alginate, 2 wt% of PEO at $60^{\circ}C$, 15 cm from the nozzle, $8{\mu}m/min$ flow rate and 20~24 kV. The conditions for elctrospinning of chitosan nanofiber membrane are 2 wt% of chitosan, 2 wt% PEO at $25^{\circ}C$, 15 cm from the nozzle, $8{\mu}m/min$ flow rate and 24 kV. The fabrication conditions of complex nanofiber prepared with chitosan and alginate are 20 cm from the nozzle, $8{\mu}m/min$ flow rate and 26 kV.

• KSBB Journal
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• v.20 no.6
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• pp.393-400
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• 2005

Hydrogen($H_2$) as a clean, and renewable energy carrier will be served an important role in the future energy economy. Several biological $H_2$ production processes are known and currently under development, ranging from direct bio-photolysis of water by green algae, indirect bio-photolysis by cyanobacteria including the separated two stage photolysis using the combination of green algae and photosynthetic microorganisms or green algae alone, dark anaerobic fermentation by fermentative bacteria, photo-fermentation by purple bacteria, and water gas shift reaction by photosynthetic or fermentative bacteria. In this paper, biological $H_2$ production processes, that are being explored in fundamental and applied research, are reviewed.

• Polymer(Korea)
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• v.30 no.1
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• pp.14-21
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• 2006

Tissue engineering techniques require the use of a porous biodegradable/bioresorbable scaffold, which server as a three-dimensional template for initial cell attachment and subsequent tissue formation in both in vitro and in vivo. Small intestinal submucosa (SIS) has been investigated as a source of collagenous tissue with the potential to be used as biomaterials because of its inherent strength and biocompatibility. SIS-loaded poly(L-lactide-co-glicolide)(PLGA) scaffolds were prepared by solvent casting/particle leaching. Characterizations of SIS/PLGA scaffold were carried out by SEM, mercury porosimeter, and so on. Muscle-derived stem cells can be differentiated in culture into osteoblasts, chondrocytes, and even myoblasts by the controlling the culture environment. Cellular viability and proliferation were assayed by 3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium-bromide(MTT) test. Osteogenic differential cells were analyzed by alkaline phosphatase(ALP) activity. SIS/PLGA scaffolds were implanted into the back of athymic nude mouse to observe the effect of SIS on the osteoinduction compared with controlled PLGA scaffolds. Thin sections were cut from paraffin embedded tissues and histological sections were conducted hematoxylin and eosin (H&E), Trichrome, and von Kossa. We observed that bone formatioin of SIS/PLGA hybrid scaffold as natural/synthetic scaffold was better thean that of only PLGA scaffold. It canb be explained that SIS contains various kinds of bioactive molecules for osteoinduction.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.40 no.3
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• pp.277-282
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• 2008

Oriental herbs are reported as having potent functions for preventing many types of diseases. They also appear to have positive effects and potential capabilities for skin care. Among the many oriental herbs that are available, we chose to analyze four medicinal herbs, Korean red ginseng, Artemisia capillaries Thunb, Schizonepeta tenuifolia Briq, and Foeniculum vulgare Mill, because all are popular and considered as favorite medicinal plants in Korea. Extracts of the herbs were obtained by various methods such as using distilled water, ethyl ether, methanol, ethanol, benzene, 1-butanol, and chloroform. Nine phytochemicals were detected in the extracts: maltol, adenosine, b-pinene, menthone, pulegone, limonene, anethole, estragole, and fenchone, which reportedly have multi-functionalities. All phytochemicals were analyzed quantitatively by various chromatographic techniques such as HPLC and gas chromatography-mass (GC-MS) spectrometry. This article also presents the optimum conditions for extracting these 9 targeted phytochemical compounds that were derived from 4 popular oriental herbs, which could be useful for the efficient preparation of each phytochemical.