본 연구에서는 톨루엔 계열 화합물로 오염된 환경에 대해 고정화한 유전자 재조합 균주 KG1206의 적용 가능성에 대해 조사하였다. 재조합 균주 KG1206은 직접 유도제인 m-toluate, benzoate 뿐만 아니라 톨루엔, 자일렌 이성질체가 간접 유도제로서 발광 활성을 나타낸다. 연구에 의해 결정된 고정화 프로토콜의 최적 조건은 다음과 같다: 균주 농도(1 : 1 (v/v)), 오염원 용액(인산염 완충액), 발광 측정에 필요한 비드 수(4개), 5가지 오염원에 대한 최대 발광 활성은 일반적으로 m-toluate > p-xylene > 톨루엔 > o-xylene > m-xylene 순으로 나타났다. 생물발광과 오염원 감소는 HPLC로 확인하였으며, 고정 균주에 의해 초기 5 mM m-toluate는 5시간 배양 후 약 48%의 감소율을 나타내었으며 계속 분해되는 경향이 관찰되었다. 알긴산 균주 고정화에 대한 본 연구 결과는 톨루엔 계열 화합물을 함유한 석유계 탄화수소에 오염된 특정 환경을 생물학적 모니터링에 유용한 방법으로 사용할 수 있을 것이다.
increase the viability of oral typhoid vaccine during the passage through the castro-intes-tidal tract, numerous attempts have been made including the vaccine coating. However problems such as high death rate during the coating process and its instability in the gastric juice still remain to be solved. In this study, the oral vaccine was made as the micro-enteric beads by adding Salmomella typhi Ty21a cells to sodium alginate solution and spraying onto calcium chloride solution (ionotropic relation method). The vaccine showed more than 90% of its original viability after treating it for 1 hour in the artificial gastric juice (37$^{\circ}C$, 300 rpm). The clearance rate of the Ty21a in the liver and spleen of the mice orally administrated with coated Ty21a was similar to that of the mice intraperitoneally administrated with uncoated Ty21a. The peripheral blood lymphocytes (PBL) isolated from the mice orally administered with this vaccine produced 15.5 fold higher specific IgA antibody titer than that from the control mice administerd with saline solution. furthermore, the mice treated with the coated Ty21a had higher survival rates (50~87%) than the control mice treated with saline solution (0~10%) in the intraperitoneal challenge test with wild type S. typhi Ty21a cells. These results suggest that the alginate-based coating technique is effective to protect live Ty21a from acidic environments, and produces better intestinal immune responses thereby providing a potentially excellent oral typhoid vaccine.
본 연구는 포집된 bifidobacteria의 위산과 담즙산에 대한 bifidobacteria의 생존율을 증가시키는 것을 목적으로 하였다. Bifidobacteria의 포집을 위한 alginate 선별 실험은 유사위액에 3시간 반응 후 생존율을 측정하여 결정하였다. 2.5%의 Jiwon Co.의 alginate로 포집한 비드에서의 생존율이 Sigma Co.의 alginate로 포집한 비드나 2.0%, 3.0%, 3.5%, 4.0%의 농도에 비해 우수하게 나타났다. Bifidobacteria의 생존율을 향상시키기 위해 2.5% alginate와 함께 보호 효과를 가져올 수 있는 11종의 식품 첨가물질을 가지고 실험을 하였다. 이 실험에서는 erythritol-alginate 비드가 다른 첨가물질들 보다 높은 생존율을 보였다. 또한 erythritol의 최적농도 결정을 위한 실험으로 유사위액에 3시간 반응 후 생존율을 측정한 결과 erythritol의 농도는 1.0%일 때 56%로 가장 우수하게 나타났다. 2.5% alginate 와 1.0% erythritol의 농도로 결정지어진 비드의 크기에 따른 영향 실험에서는 2.0 mm 비드가 다른 크기의 비드보다 bifidobacteria의 생존율이 가장 높았다. Erythritol-alginate 비드는 포집하지 않은 bifidobacteria나 alginate만으로 포집한 bifidobacteria보다 유사위액이나 담즙액에서의 생존율이 높았다. 이러한 비드의 저장성은 5% skimmilk 수용액 상에서 10주간 저온저장을 하였을 경우에 $10^{7}$ 이상의 균수를 유지시킬 수 있었다. 결과적으로 erytritol-alginate비드는 bifidobacteria의 생존율과 저장 안정성에 있어서 다른 첨가물을 이용한 세포 포집의 경우에서보다 이용가치가 높다고 할 수 있다.
본 실험은 인산가용화균인 Pantoea agglomerans를 alginate를 이용하여 고정화 시킨 후 다양한 종류의 인광석을 대상으로 인산 가용화능을 평가하고 고정화된 균의 보관 및 저장온도에 따른 인산 가용화능의 변화를 살펴보기 위하여 수행되었다. 실험에 사용된 원산지가 다른 인광석 (Tunisia, Israel, Morocco, China) 중 Morocco산 인광석의 가용화 속도가 빠르고 높은 농도의 인산이 가용화 되었다. 반면, 중국산 인광석은 가용화 속도가 느리며, 가용화된 인산의 농도도 매우 낮았다. 고정화된 균의 저장 온도는 6개월간 보관 시 인산 가용화능에 유의성 있는 차이를 나타내자 않았다.
수용액 중 흔적량 Cu(II)과 Pb(II)을 알긴산칼슘 비드에 흡착 농축시켜 정량하는 방법에 대해 연구하였다. 알긴산칼슘 비드는 시료용액에 일정량의 Ca(II)과 알긴산을 첨가하여 용액 내에서 형성되도록 하였다. 그리고 효율적인 흡착농축을 위해서 검토해야 할 수용액의 흡착 pH, Ca(II)의 농도, 알긴산의 양, 겔화 방지를 위한 에탄올의 농도, 흡착 평형시간과 탈착을 위해 사용하는 산의 종류 및 농도 등의 조건을 최적화하였다. 흔적량 Cu(II)과 Pb(II)이 포함된 시료 용액에 Ca(II)과 에탄올을 가한 후 용액의 pH를 5.0으로 고정하고, 알긴산을 첨가하여 알긴산칼슘 비드가 용액 내에서 형성되도록 하였다. 흡착 평형이 이루어지면 막 필터로 용액을 거르고, 걸러진 알긴산칼슘 비드를 소량의 완충용액으로 세척한 후 질산용액을 가하여 초음파 세정기에 넣고 역 분산시켰다. 역 분산을 위해 사용하는 탈착제로는 질산이 가장 좋았고, 이때 질산의 농도가 1.0 mol/L 이면 정량적으로 탈착되었다. 공존이온에 대한 방해효과를 Na(I), K(I) 및 Mg(II)에 대해 검토한 결과 Pb(II)에 대해서는 방해효과가 없었으나 과량 존재할 때 Cu(II)에 대해서는 흡광도를 감소시키는 방해를 야기하였다. 2가지 물 시료에 본 방법을 적용한 결과 $90.4{\sim}104.3%$의 회수율을 얻었으므로 수용액 중 흔적량 존재하는 Cu(II)과 Pb(II)을 분리 흡착 농축할 수 있는 효과적인 방법이라고 생각한다.
Histamine은 발효식품, 등푸른 생선 등 단백질이 많이 함유된 식품에서 잘 생성되는 물질로 이들 식품의 부패 시에는 다량의 histamine이 발생되어 이를 섭취하였을 때 독성을 일으킬 수 있기 때문에 histamine은 어육식품의 선도 저하 또는 부패의 지표로서 사용된다. 따라서 본 연구에서는 신속하며 정확한 histamine 검출을 위한 바이오센서 시스템을 구축하기 위하여 기능화된 MWCNT와 Prussian blue를 사용한 전극을 제작하였으며, 여러 불용성 담체에 효소를 고정화시켜 바이오센서 시스템에 적합한 불용성 담체를 확인하기 위한 연구를 수행하였다. MWCNT-$NH_2$와 Prussian blue가 도입된 전극의 과산화수소에 대한 감응도를 확인한 결과, 검출한계는 $0.1{\mu}M$으로 나타났으며, 각 담체의 효소 고정화도를 측정한 결과, CNBr-activated sepharose 4B는 48.5%, calcium alginate는 40.3%, controlled pore size glass beads는 51.0%를 보였다. 또한 CNBr-activated sepharose 4B, calcium alginate, controlled pore size glass beads로 제작된 효소반응기의 $100{\mu}M$ histamine에 대한 전극 감응도는 각각 120 nA, 110 nA, 140 nA로 나타났다. 따라서 담체의 coupling efficiency, 제작된 효소반응기의 전극 감응도, 선형 관계 등을 고려해 보았을 때 controlled pore size glass beads가 본 연구에서 구축된 바이오센서 시스템에서 가장 적합한 담체인 것으로 확인되었다. 이로써 이들 작업전극과 효소반응기로 구축된 바이오센서는 histamine을 감도 높고 신속하게 측정할 수 있는 것으로 나타났다.
SA-TSA 복합구를 이용해 폐활성슬러지로부터 VFAs를 생산하고, 이를 발효 기질로 이용해 PHA를 생산하기 위한 실험을 수행하였다. 30%의 SA-TSA 복합구를 처리하였을 때 폐활성슬러지의 가용화 효율이 가장 효과적으로 일어나서 약 3,900 mg/L의 SCOD값을 얻었으며, acetic acid, propionic acid, iso-butyric acid 및 butyric acid를 주성분으로 하는 2,961 mg/L 농도의 VFAs를 얻었다. VFAs를 외부탄소원으로 이용하는 SBR 공정을 통해 PHA를 생합성하는 미생물을 농화배양하는 실험을 수행하고 PCR-DGGE로 분석한 결과, 우점 미생물로 Vibrio spp.와 Corynebacterium glutamicum이 확인되었다. 폐활성슬러지로부터 얻은 VFAs를 탄소원으로 사용하여 농화된 혼합미생물배양체를 회분배양한 결과, 건체량의 25.9%에 달하는 PHB를 얻었다. 본 연구결과는 SA-TSA 복합구를 이용하여 폐활성슬러지로부터 VFAs를 얻음으로써 폐슬러지 감량화 효과를 얻고, 또 혼합미생물배양체를 이용하여 VFAs를 바이오폴리머로 전환함으로써 경제성을 확보할 수 있는 새로운 생물공정의 가능성을 보여준다.
The wood-degrading fungus Trichophyton sp. LKY-7 (T. LKY-7) was immobilized in ca-alginate beads for laccase production and PCP bioremediation. The immobilized T. LKY-7 enabled the repeated use of this fungus for laccase production and produced high amount of laccase throughout 5 cycles incubation. As a laccase inducer. oak wood meal (Quercus variabilis) seemed to be effective laccase inducer for T. LKY-7, and the optimum addition amount was 1% (W/W) in glucose-peptone medium. Bioremediation of pentachlorophenol by the immobilized T. LKY-7 reached an efficency of up to 90% without toxic inhibition. The immobilized T. LKY-7 might thus be applicable for semicontinuous laccase production and bioremediation to serve inoculum for reactor system.
In this study, Bacillus licheniformis cells were immobilized by entrapment in calcium alginate beads and were used for production of alkaline protease by repeated batch process. In order to increase the stability of the beads, the immobilization procedure was optimized by statistical full factorial method, by which three factors including alginate type, calcium chloride concentration, and agitation speed were studied. Optimization of the enzyme production medium, by the Taguchi method, was also studied. The obtained results showed that optimization of the cell immobilization procedure and medium constituents significantly enhanced the production of alkaline protease. In comparison with the free-cell culture in pre-optimized medium, about 7.3-fold higher productivity was resulted after optimization of the overall procedure. Repeated batch mode of operation, using optimized conditions, resulted in continuous production of the alkaline protease for 13 batches in 19 days.
Suspected carcinogen, TCE and PCE, are the most common groundwater pollutants extensively used as a solvent and degreaser. In this study, oxygenases were immobilized in Ca-alginate and chitosan bead. TCE degradation by the immoblized enzyme beads were measured for various size, enzyme addition volume and TCE contact time. The degradation was decreased as increasing the bead size. For overnight , more than 20% of TCE was degraded. The variation of enzyme activity was tested for the repeated use of enzyme beads.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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