• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.599-604
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• 2004

본 논문에서는 폴리머/ 금속 다층 공정 기술 (polymer/metal multi layer processing techniques)을 이용한 실시간 혈압 감지를 위한 유연한 생체 삽입형 센서를 새로이 제안한다. 제안되는 방식의 센서는 기계적으로 유연하기 때문에 혈관의 외벽에 대한 침습성을 감소시켜 부착할 수 있다. 즉, 혈압 측정을 위해 센서를 혈관 내에 설치하던 기존의 방법들에 비해서 혈관 자체에 상처를 주지 않고 혈압의 상대적인 변화를 지속적으로 감지할 수 있다. 성인에게 발생하는 급사의 주된 원인은 협심증, 심근 경색과 같은 혈관 관련 질환이다. 플라크 (plaque)의 생성 등과 관계된 순환계 관련 질환들은 지속적인 혈압 감지를 통해서 예방할 수 있으며 발병 초기에 치료할 수 있다. 본 연구에서 제안하는 혈압감지 방법의 과정은 다음과 같다. 우선, 집적된 센서를 혈관 외벽에 부착한다. 둘째, 실장된 센서가 혈관의 기계적인 수축과 확장을 인식한다. 마지막으로, 센서에 의해 인식된 혈압의 변화를 원격 감지 방법을 통해서 외부 안테나에서 감지하게 된다. 센서 시스템에는 어떠한 능동 소자도 존재하지 않기 때문에 에너지와 혈압 변화 정보는 LC 공진기와 외부 안테나 사이에 발생하는 상호 인덕턴스 원리에 의해서 전달되게 된다. 이러한 측정 원리의 가능성을 확인하기 위해서 실리콘 고무관과 혈액을 이용하여 시험관 실험 (In vitro test)을 진행하였다. 우선, 혈액으로 채운 실리콘 고무관에 센서를 감은 후 피스톤으로 압력을 가하였다. 그리고 이를 통해 가해진 압력 변화에 따른 공진 주파수의 변화를 측정하였다. 가해진 압력이 0부터 213.3 KPa까지 변화하는 동안 2.4 MHz의 공진 주파수가 변했다. 그러므로 생체 삽입형 혈압 센서의 감도는 11.25 KHz/KPa이다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1039-1046
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• 2009

다양한 천연물의 합성대사에 관여하는 식물 cytochrome P450 (P450s)은 그 기능적 다양성에도 불구하고, 이들 효소의 광범위한 기질 특이성을 설명해 줄 수 있는 구조분석에 대해서는 충분한 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 식물 p-coumarate 3-hydroxylase (C3H)에 의해 매개되는 효소 반응은 lignin 과 다양한 phenylpropanoid 부산물들의 생합성에 매우 중요한 것으로 여겨지지만, 막 단백질인 C3H의 발현 및 정제가 효과적으로 이루어지지 못하여, 활성을 측정하기 위한 분석방법이 체계화 되지 못하고 있다. C3H의 작용기작과 기질특이성에 대해 폭넓은 이해를 위한 구조분석의 선행단계는 활성을 갖는 C3H를 밀리그램 단위로 분리, 정제하는 실험적 방법을 확립하는 것이라 할 수 있다. 이를 위해, 본 연구에서는 다양한 돌연변이 방법을 도입하여 식물 막단백질 C3H를 대장균 시스템에서 효과적으로 발현 및 정제할 수 있는 시스템을 사용하였다. 변형된 cytochrome P450 C3H ($C3H_{mod}$)을 세포막으로부터 고농도의 염완충용액을 이용하여 계면활성제 없이 추출하였으며, 2단계 chromatography를 통해 활성을 유지한 상태로 분리할 수 있었다. 이러한 실험적 기법은 NMR 및 X-ray crystallography와 같은 구조분석을 통한 C3H의 효과적인 분석에 적용될 수 있을 것이며, 또한 다른 식물 cytochrome P450 단백질의 효과적인 분석에도 적용 될 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.254-255
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• 2012

Interest in nano-crystalline silicon (nc-Si) thin films has been growing because of their favorable processing conditions for certain electronic devices. In particular, there has been an increase in the use of nc-Si thin films in photovoltaics for large solar cell panels and in thin film transistors for large flat panel displays. One of the most important material properties for these device applications is the macroscopic charge-carrier mobility. Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) or nc-Si is a basic material in thin film transistors (TFTs). However, a-Si:H based devices have low carrier mobility and bias instability due to their metastable properties. The large number of trap sites and incomplete hydrogen passivation of a-Si:H film produce limited carrier transport. The basic electrical properties, including the carrier mobility and stability, of nc-Si TFTs might be superior to those of a-Si:H thin film. However, typical nc-Si thin films tend to have mobilities similar to a-Si films, although changes in the processing conditions can enhance the mobility. In polycrystalline silicon (poly-Si) thin films, the performance of the devices is strongly influenced by the boundaries between neighboring crystalline grains. These grain boundaries limit the conductance of macroscopic regions comprised of multiple grains. In much of the work on poly-Si thin films, it was shown that the performance of TFTs was largely determined by the number and location of the grain boundaries within the channel. Hence, efforts were made to reduce the total number of grain boundaries by increasing the average grain size. However, even a small number of grain boundaries can significantly reduce the macroscopic charge carrier mobility. The nano-crystalline or polymorphous-Si development for TFT and solar cells have been employed to compensate for disadvantage inherent to a-Si and micro-crystalline silicon (${\mu}$-Si). Recently, a novel process for deposition of nano-crystralline silicon (nc-Si) thin films at room temperature was developed using neutral beam assisted chemical vapor deposition (NBaCVD) with a neutral particle beam (NPB) source, which controls the energy of incident neutral particles in the range of 1~300 eV in order to enhance the atomic activation and crystalline of thin films at room temperature. In previous our experiments, we verified favorable properties of nc-Si thin films for certain electronic devices. During the formation of the nc-Si thin films by the NBaCVD with various process conditions, NPB energy directly controlled by the reflector bias and effectively increased crystal fraction (~80%) by uniformly distributed nc grains with 3~10 nm size. The more resent work on nc-Si thin film transistors (TFT) was done. We identified the performance of nc-Si TFT active channeal layers. The dependence of the performance of nc-Si TFT on the primary process parameters is explored. Raman, FT-IR and transmission electron microscope (TEM) were used to study the microstructures and the crystalline volume fraction of nc-Si films. The electric properties were investigated on Cr/SiO2/nc-Si metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitors.

• 공업화학
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• 제9권3호
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• pp.355-360
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• 1998

본 연구에서는 여러 귀금속 이온 교환 HZSM-5 촉매상에서 NO의 선택적 환원 반응 및 과잉 산소 존재 하에서 탄화수소 환원제를 첨가하지 않은 조건에서의 직접 분해 반응을 수행하여 NO 제거 활성을 비교 검토하였으며, Cu-HZSM-5 촉매의 활성과도 비교하였다. 사용한 촉매 중 Ru-HZSM-5 상에서 탄화수소 환원제 없이 $NO+O_2$반응을 수행한 결과 최대 45%의 NO에서 $N_2$로의 전환율을 얻을 수 있었으며 수증기의 첨가에 대해서도 상당한 저항성을 나타내었다. 이러한 Ru-HZSM-5의 높은 활성은 NO를 과잉 산소 존재 하에서 $NO_2$로 전환시키는 능력이 우수하기 때문이라고 생각된다. Ru-HZSM-5 촉매상에서 NO는 기상 탄화수소 환원제가 없는 과잉 산소 존재 하에서는 먼저 $NO_2$로 산화된 후 이어 $N_2$로 분해되는 반응 경로를 거치는 것으로 생각되며 촉매 표면에 흡착되는 $NO_2$는 이 반응의 일종의 중간 생성물이라 판단된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.40-44
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• 2003

Soil-borne infectious disease including Pythium aphanidermatum and Rhizoctonia solani causes severe damage to plants, such as cucumber. This soil-borne infectious disease was not controlled effectively by chemical pesticide. Since these diseases spread through the soil, chemical agents are usually ineffective. Instead, biological control, including antagonistic microbe can be used as a preferred control method. An efficient method was developed to select an antagonistic strain to be used as a biological control agent strain. In this new method, surface tension reduction potential of an isolate was included in the ‘decision factor’ in addition to the other factors, such as growth rate, and pathogen inhibition rate. Considering these 3 decision factors by a statistical method, an isolate from soil was selected and was identified as Bacillus sp. GB16. In the pot test, this strain showed the best performance among the isolated strains. The lowest disease incidence rate and fastest seed growth was observed when Bacillus sp. GB16 was used. Therefore this strain was considered as plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). The action of surface tension reducing component was deduced as the enhancement of wetting, spreading, and residing of antagonistic strain in the rhizosphere. This result showed that new selection method was significantly effective in selecting the best antagonistic strain for biological control of soil-borne infectious plant pathogen. The antifungal substances against P. aphanidermatum and R. solani were partially purified from the culture filtrates of Bacillus sp. GB16. In this study, lipopeptide possessing antifungal activity was isolated from Bacillus sp. GB16 cultures by various purification procedures and was identified as a surfactin-like lipopeptide based on the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR), high performance liquid chromatography mass spectroscopy (HPLC-MS), and quadrupole time-of-flight (Q-TOF) ESI-MS/MS data. The lipopeptide, named GB16-BS, completely inhibited the growth of Pythium aphanidermatum, Rhizoctonia solani, Penicillium sp., and Botrytis cineria at concentrations of 10 and 50 mg/L, respectively. A novel method to prevent the foaming and to provide oxygen was developed. During the production of surface active agent, such as lipopeptide (surfactin), large amount of foam was produced by aeration. This resulted in the carryover of cells to the outside of the fermentor, which leads to the significant loss of cells. Instead of using cell-toxic antifoaming agents, low amount of hydrogen peroxide was added. Catalase produced by cells converted hydrogen peroxide into oxygen and water. Also addition of corn oil as an oxygen vector as well as antifoaming agent was attempted. In addition, Ca-stearate, a metal soap, was added to enhance the antifoam activity of com oil. These methods could prevent the foaming significantly and maintained high dissolved oxygen in spite of lower aeration and agitation. Using these methods, high cell density, could be achieved with increased lipopeptide productivity. In conclusion to produce an effective biological control agent for soil-borne infectious disease, following strategies were attempted i) effective screening of antagonist by including surface tension as an important decision factor ii) identification of antifungal compound produced from the isolated strain iii) novel oxygenation by $H_2O_2-catalase$ with vegetable oil for antifungal lipopeptide production.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.145-156
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• 2012

해저열수시스템은 중앙해령이나 후열도확장대와 같은 해저화산대를 따라 생성된다. 해저열수시스템은 지각-맨틀과 해양의 에너지와 물질이 교환되는 장으로 이를 통해 지각과 해수의 조성이 변화하며, 해저면에 열수분출구를 침전시켜 열수생태계를 형성하고 금속광상이 만들어진다. 상대적으로 단순한 중앙해령과 달리 지판소멸지역의 해저열수시스템은 섭입되는 물질의 재순환과정에서 다양한 특성이 나타난다. 황동위원소 조성은 이러한 열수시스템의 다양성을 평가하는데 유용하다. 이 논문에서는 서태평양의 지판소멸대에서 발견된 열수분출 지역에서 채취된 열수분출구 시료의 황동위원소 조성변화를 살펴보고 이들 환경에서 열수생성의 다양성을 일으키는 요인을 고찰하였다. 지판소멸대의 열수분출구는 황화광물과 황산염광물 모두 낮은 황동위원소 조성을 갖는 것이 특징이며, 이는 마그마로부터 공급된 $SO_2$ 기체의 유입으로 해석된다. 황동위원소 조성 변화를 포함한 열수시스템의 다양성은 열수시스템 생성과정에서 마그마의 적극적인 역할을 지시한다.

• 공업화학
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• 제10권1호
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• pp.58-66
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• 1999

알루미나에 담지한 $CrO_x$ 촉매를 이용하여 $200{\sim}400^{\circ}C$의 온도 구간에서 공기 중 vinyl chloride의 산화반응을 조사하였다. 탄소를 포함하는 주생성물은 CO 및 $CO_2$로, 온도의 증가에 따라 $CO_2$의 선택도는 증가하고 CO는 감소하였다. 이로부터 $CrO_x$ 촉매상에서 vinyl chloride는 먼저 CO로 일차산화 후 다시 $CO_2$로 완전산화됨을 알 수 있었다. 반응물에 HCl을 첨가하였을 때 vinyl chloride의 전환율은 변화가 없었으나 $CO_2$의 선택도는 감소하였는데 이는 주반응생성물인 HCl이 vinyl chloride의 $CO_2$로 완전산화를 방해함을 의미한다. 반응물에 물이 없는 조건하에서 vinyl chloride를 산화시킬 때 상당량의 $Cl_2$가 생성되었으나 물을 첨가 시 $Cl_2$는 검출되지 않았다. Vinyl chloride의 촉매산화반응에 대한 $CrO_x$ 담지촉매와 몇가지 귀금속 및 다른 전이 금속 산화물의 활성을 비교하였는데 $CrO_x$ 담지촉매의 vinyl chloride 분해활성은 1% Pt 담지촉매를 제외한 다른 촉매에 비해 높았으며, $275^{\circ}C$에서 12% $CrO_x/Al_2O_3$의 반응속도를 기준으로 각 촉매의 활성을 비교시 1% $Pt/Al_2O_3$ 보다 1.2배정도 활성이 떨어지나 다른 촉매에 비하여 각각 3배에서 8배 가량 높은 활성을 나타내었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제35권6호
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• pp.462-469
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• 1992

대복피(빈랑나무의 과피)로부터 면역조절 역할이 기대되는 2종의 보체활성화(항보체) 다당을 정제하고 그 작용양식에 대해 검토하였다. 활성다당 AC-2-IIIa 및 AC-2-IIIc는 농도가 증가함에 따라 항보체 활성이 증가하는 양상을 보였으며, 2가 금속이온 부재시 대조구에 비해 거의 완전한 활성의 감소를 보인 반면, $Ca^{2+}$ 이온만을 선택적으로 제거한 경우 활성이 상당량 유지되었다. 또한 이들 활성다당들은 비교적 강력한 보체 제 2경로 활성화능을 나타내었으며, $Ca^{2+}$ 이온 부재 상태에서 정상인의 혈청과 반응시, C3의 분해산물을 anti-human C3를 이용한 면역 전기영동법에 의해 확인할 수 있었다. 또한 anti-human whole serum를 이용한 면역 전기영동 결과, ${\alpha}2-M$ peak 대비 3rd peak의 높이 비율은 AC-2-IIIa가 $1.50{\pm}0.04$, AC-2-IIIc가 $1.22{\pm}0.08$이었는바, 이러한 사실로부터 대복피 유래 AC-2-IIIa 및 AC-2-IIIc의 보체 활성화 양식은 classical 및 alternative pathway 양경로를 모두 경유함을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권1호
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• pp.28-34
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• 2006

현재 probiotics로 상업화되어 있는 B. coagulans IDCC 1201(상업용 명칭 : Lactobacillus sporogenes)이 acid phytase 및 $Co^{2+}$를 cofactor로 갖는 metalloenzyme 특성을 가진 phytase를 생산하고, cofactor로 사용되는 $Co^{2+}$ ion이 B. coagulans IDCC 1201 유래 phytase의 열 안정성에 기여하였다. 또한 B. coagulans IDCC 1201의 phytase 유전자 서열을 분석한 결과 B. subtilis 168 유래의 enzyme 서열과 높은 상동성을 나타내었다. 본 연구결과를 토대로 B. coagulans IDCC 1201 장내 균총의 정상화를 가져와, 질병 예방과 면역력 향상을 구현함과 동시에 가축이 곡물에 함유된 phytic acid의 섭취로 인한 항영양인자, 환경오염등의 문제점을 해결할 수 있는 사료 첨가제로써의 산업적 효용가치가 풍부할 것으로 전망된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권1호
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• pp.6-12
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• 1998

폐단백질을 활용하는 방도의 하나로 폐단백질 자원으로 부터 불용성 단백질의 분리 효율성을 높이고 기능성을 개선하기 위하여 protease를 생산하는 Aspergillus sp. MS-18 균주를 토양으로 부터 분리하고 이 균주가 생산하는 효소를 정제하여 특성을 살펴보았다. 효소 생산을 위한 최적 배양조건은 3% arabinose, 0.5% polypepton, 0.1% ammonium sulfate, 0.1% magnesium chloride 첨가로 3 일 배양이었다. 효소는 ion exchange chromatography, gel filtration 등으로 16.9 배 정제할 수 있었으며 비활성역가는 340.4 unit/mg이었다. 정제효소는 polyacryl amide gel 전기영동상 단일 밴드로 나타났으며, 분자량은 30,000 정도로 추정되었고 결정구조는 모서리가 둥그스럼한 막대 모양이었다. 정제 효소의 최적작용 pH와 온도는 9.0, $60^{\circ}C$였으며, pH 7.0-12.0까지 $50^{\circ}C$에서 안정하였다. 금속이온중 $Na^+$, $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$등에 의해 활성이 증대 되었으나, $Hg^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Pb^{2+}$에 의해 효소 활성이 저해되었고 저해제중 ethylenediaminetetra acetic acid와 phenyl methanesulfonyl fluoride에 의한 활성 저해가 관찰되어 금속 이온이 효소 활성에 관여하는 serine protease로 추정되었으며 정제효소의 Km, Vmax는 $29.33\;{\mu}mole/L$, $5.13\;{\mu}g/min$이었다.