• 제목/요약/키워드: Cell Immobilization

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Photobacterium phosphoreum의 생체발광 유지도에 관한 연구 (Studies on the Maintenance of Bioluminescence from Stored Photobacterium phosphoreum)

  • 김현숙;정성제;전억한
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.117-123
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    • 2000
  • P. phosphoreum의 생존과 생체발광도는 온도에 의해 많은 영향을 받는다. 냉동 저장한 세포의 경우 glycerol의 보호 작용으로 세포농도와 생균수는 측정기간 동안 일정하게 유지된 반면 생체발광도는 glycerol 첨가 직후 급속히 감소하였으며, 저장 이후에도 감소된 생체발광도가 활성화되지 못하였다. 최적 생육온도인 $20^{\circ}C$의 경우 저장 초기 세포가 성장함에 따라 세포수의 증가를 보였으나 일정 시간 이후 세포 분해 현상으로 인하여 생균수 및 세포 집락수의 감소를 나타내었으며, 생체발광도는 저장 3일 이후 소멸되었다. 이와는 대조적으로 $4^{\circ}C$에 저장한 세포의 생체발광도는 저장 10일 동안 지속되어 가장 높은 생체발광 유지도를 나타내었으나 장기간 저온 저장으로 인하여 세포가 VBNC 상태에 돌입됨에 따라 총균수와 생균수는 일정한 반면 저장 10일 이후 세포 집락수의 급격한 감소를 나타내었으며, 저장 20일 이후 간균에서 구균으로 세포 형태상의 변화를 나타내었다. 이에 따라 세포 저장 시 접종원의 농도를 달리하여 VBNC 상태와 생체발광도의 관련성을 조사한 결과 VBNC 세포가 증가할수록 생체발광도의 감소를 나타내었다. 따라서 VBNC 세포를 감소시키기 위하여 세포를 고정화하여 저장한 결과 별도의 활성제 없이 실온에서 다시 활성화되어 고정화하지 않은 세포에 비해 2.3배 높은 생체발광유지도를 나타내었으며, 저온저장에 따른 platebility 소실과 세포 응축현상이 나타나지 않았다. 이러한 결과는 세포의 고정화 방법을 이용하여 $4^{\circ}C$에서도 세포의 생존 및 생체발광 유지도를 향상시킬 수 있으며, 동결 건조법의 단점을 보완해 줄 것으로 생각된다.

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알지네이트 및 글루타르알데하이드 고정화 Zymomonas mobilis에 의한 쏠비톨 생산 (Sorbitol Production by Zymomonas mobilis Immobilized in Calcium Alginate Gels and Glutaraldehyde)

  • 정인호;최도진;박철진;전억한
    • 한국식품과학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.812-816
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    • 1990
  • 쏠비톨 생산을 위해서 Zymomonas mobilis의 Cell wall 투과성을 높인 후 alginate에 고정화 하였다. 투과성을 높이는데 toluene이 가장 효과적인 것으로 나타났으나, 3회의 회분공정을 행한 바 glucose-fructose oxidoreductase의 유출, 손실로 인하며 쏠비톨 생산이 급격히 저하되었다. 효소의 활성도를 장시간 유지하기 위하여 투과성을 높인 cell을 상온에서 1시간 동안 0.25%(v/v)의 glutaraldehyde로 처리한 후 alginate에 고정화 하여 연속공정을 행하였을 때 210시간 동안 높은 전환효율(82%)을 보였으며, 희석비율 $0.18\;h^{-1}$에서 $7.2{\sim}7.5\;g/l-h$의 쏠비톨 productivity를 얻었다. 이는 glutaraldehyde로 처리하지 않고 alginate에 cell을 고정화하였을 때에 비해서 효소의 안정성이 아주 높은 것으로 나타났다.

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포도당 이성화 효소의 세포 고정화에 관한 연구 - I. 세포 고정화 효소의 제조와 성질 - (Studies on Whole Cell Immobilized Glucose Isomerase - I. Preparation and Properties of Whole Cell Immobilized Glucose Isomerase -)

  • 안병윤;변시명
    • 한국식품과학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.192-199
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    • 1979
  • 비교적 높은 역가의 포도당 이성화 효소를 생산하는 방사선균을 토양에서 선별하여 이성화 효소의 세포 고정화를 행하였다. 특히 최종 제품(pellet form)의 물리적 견고성을 얻기 위하여 세포를 $65^{\circ}C$로 15분간 열처리하고 선택적 건조를 행하여 얻은 세포 slurry를 가용성 전분과 섞은 후 사출시켜 pellet form으로 만들었다. 5% glutaraldehyde를 가교제로서 pellet 균괴를 3시간 처리함으로 효소의 세포 고정화를 이룩하였다. 최종 제품은 물리적 견고성이 양호하였고 효소의 회수율은 26%였으며 비활성도는 건물 g당 48.1 단위였다. 세포 고정화시킨 이성화 효소는 가용성 효소와 매우 유사한 효소학적 성질을 보여 주었다. 즉 최적 pH ; $7.5{\sim}9.0$, 최적 온도 ; $80{\sim}85^{\circ}C$, 활성화 에너지 ; 10.9 kcal/mole, 포도당에 대한 $K_m$값 ; 10.9 M이었다. 고정화 효소는 열안정과 pH 안정성이 양호함을 보여주었다.

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Kasugamycin 생산을 위한 연속 청정생물공정 개발 (Development of Continuous Clean Bioprocess for Kasugamycin Production)

  • 김창준;박선옥;장용근;전계택;이종대;김상용
    • 청정기술
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    • 제4권1호
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    • pp.45-59
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    • 1998
  • 방선균인 Streptomyces kasugaensis에 의해서 생산되는 이차대사산물인 kasugamycin 생산성 증대 및 단위 생산량 당 오염물질 배출량 저감을 위한 연속 고정화 배양을 수행하였다. 세포 고정화에 적합한 포자 수확을 위한 포자형성 촉진 배지 개발은 물론 고정화 담체로 사용한 셀라이트에 수확된 포자를 고정화시키는 방법을 확립하였다. 연속 고정화 배양 시 고정화세포의 유출을 방지함으로써 안정된 연속배양을 가능토록 하기위한 decantor 형태의 고정화세포 분리기가 장착된 반응기를 사용하였다. 희석 속도 및 공급액 중의 기질 농도(당 농도, 인 농도)를 변화시키며 생합성된 kasugamycin 생산성 및 화학적산소요구량(COD)을 측정하였으며 이들을 현탁세포를 이용한 회분식 발효에서의 kasugamycin 생산성 및 발효 폐액 중의 COD 값과 비교하였다. 고정화 세포를 이용한 연속배양에서의 kasugamycin 생산성이 현탁세포를 이용한 회분식 발효에 비해 2.5배 높았으며, 동시에 단위 생산량 당 COD가 2.3배 저감되는 것으로 나타났다. 이것으로부터 연속 고정화 배양이 현탁 회분식 배양에 비해 kasugamycin 생산성 및 오염물질 배출 측면에서 유리한 청정 공정임을 확인할 수 있었다.

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전도성 고분자 나노임프린트 패턴 상의 HeLa 세포 배양 (HeLa Cell Culture on Nanoimprinted Patterns Using Conducting Polymer)

  • 안준형;박경숙;이수옥;정상희;임형준;신용범;이재종
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권1호
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    • pp.63-67
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    • 2017
  • 일반적인 세포 배양 기술은 평평한 표면에 세포 부착을 위한 화학적, 생화학적 표면처리를 하는 것이 기본이지만, 요즘 들어 마이크로나 나노 크기의 구조체를 형성하여 세포 부착을 하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 고분자인 피롤과 나노임프린트 기술을 이용하여 300 nm 선 패턴과 150 nm 원기둥 패턴의 나노구조체 제작 후 대표적인 암세포인 HeLa 세포를 배양하여, 주사전자현미경과 공초점 현미경을 이용하여 세포의 부착 특성을 연구하였다. 상용 페트리 접시와 평면 피롤에서는 세포들이 부정형의 형태로 부착 및 배양되었지만, 선폭 300 nm 선패턴 상에서는 길이 방향으로 세포가 부착되고 세포 내의 핵과 액틴 역시 배열되어 있고, 지름 150 nm 원기둥 패턴 상에서는 단일 세포로 고정되고 세포 내 액틴은 방사상으로 나노구조체에 고정되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

에탄올 생산성 향상을 위한 Alginate-Celite 고정화 방법의 개발 (Development of Alginate-Celite Immobilization Technique for the Improvement of Ethanol Productivity)

  • 김승욱;김은영홍영기
    • KSBB Journal
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    • 제11권1호
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    • pp.77-85
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    • 1996
  • 에탄올 생산 효모균주인 Saccharomyces K35의 에탄올 생산을 위한 최적의 초기 pH는 5.0으로 나 타났으며, 기질로 200g/$\ell$ 의 glucose를 이 용했을때 약 80%의 수율을 나타내어 내당성도 좋은 것으로 나타났다. 첨가제와 가교제로서 Celite R-634 1.67 %(v/v) 와 glutaraldehyde 1.67% (v/v) 를 함께 첨가했을때(ACG bead) Ca-alginate bead에 비해 안정성, 에탄올 생산성 빛 세포생존률이 좋게 나타 났다. 또한 배지밖에서 자란 효모 농도도 감소하여 A A CG bead가 Ca-alginate bead보다 phosphate이 온에 더 안정한 것으로 보인다. SEM (Scanning E Electron Microscopy)을 통해 ACG gel bead의 구조를 관찰하였는데 , ACG bead가 Ca~alginate bead에 비해 훨씬 온전한 모습을 유지하며, 효모의 농도가 상당히 밀집되어 있음을 보여준다. 반복회분 식 배양을 시도했을때 Ca-alginate bead의 경우는 7회분(약 40일)까지는 에탄올 놓도와 효모농도가 각각 138g/$\ell$-gel와 29~30g/$\ell$-gel을 유지하다가 급격히 감소하는 경향을 보였으나, ACG bead의 경 우에는 130~150g/$\ell$-gel와 32~35g/$\ell$-gel의 수준을 유지하였으며, 세포생존률도 약 70% 이상을 유지하였다.

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세포융합과 고정화 시스템을 이용한 L-Lysine의 생산성 향상 (Improvement of L-Lysine Productivity by Using Cell Fusion and Immobilized System)

  • 류병호;김혜성;노명훈;박법규;정종순;배기철
    • 한국식품과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.154-163
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    • 1989
  • L-Lysine 생산 균주인 B. flavum ATCC 21528, B. lactofermentum ATCC 21086 및 C. glutamicum 820을 이용하여 L-lysine 생산성이 우수한 균주를 분리할 목적으로 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG) $250{\mu}g/ml$ 농도로 처리한 다음 $300{\mu}g/ml$의 penicillin-G로 변이주를 농축하여 B. flavum $37-2(Hos^-,\;Kan^r,\;AEC^r)$, B. lactofermentum $6-2(Ile^-,\;Val^-,\;Str^r,\;ACE^r)$ 및 C. glutamicum $57-5(Met^-,\;Thr^-,\;Rif^r,\;AEC^r)$ 등의 변이주를 분리하였다. 분리된 변이주의 원형질체 형성은 lysozyme $500{\mu}g/ml$를 함유한 LS 용액으로 6시간 처리시 원형질체의 형성율은 97-99%였으며, 세포벽 재생율은 0.5M sodium succinate를 함유한 RCM에 0.7% osft agar를 중층하였을 때 33-37%를 나타내었다. 또 각각의 원형질체를 동량 혼합후 30% PEG 6,000에서 융합을 시킨 다음 분리된 융합주 BBFL 21, BCFG 37 및 BCLG 59는 $1.25{\times}10^{-6}{\sim}5.83{\times}10^{-7}$의 융합 빈도를 나타내었다. 분리된 융합주 BBFL 21은 LPB에서 $30^{\circ}C$, 72hr 배양하였을때 $411.1ng/ml{\cdot}hr$로 높은 L-lysine 생산성을 나타내었다. 발효 방법을 개선할 목적으로 융합주 BBFL 21를 sodium alginate, polyacrylamide, agar, x-carrageenan등으로 고정화 하여 회분식 발효를 행한 바 $413ng/ml{\cdot}hr$로 sodium alginate로 처리했을 때 가장 좋았다. 고정화 균체를 이용하여 관형 발효기를 제작하여 연속 발효를 행한 바 $416.7ng/ml{\cdot}hr$의 가장 높은 L-lysine 생산성을 나타내어 회분식 보다 높은 수율을 얻었다.

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In vitro Anticancer Activity of Paclitaxel Incorporated in Low-melting Solid Lipid Nanoparticles

  • Lee, Mi-Kyung;Yang, Jae-Heon
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제39권3호
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    • pp.201-205
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    • 2009
  • Triglyceride solid lipid with medium chain fatty acid, tricaprin (TC), was used as a core matrix of lipid nanoparticles (LN) to solubilize water-insoluble paclitaxel and enhance the stability of nanoparticles by immobilization of incorporated drug in the solid core during storage at low temperature. In the present study, TC-LN containing paclitaxel was prepared by hot melt homogenization method using TC as a core lipid and phospholipids as stabilizers. The particle size of TC-LN containing paclitaxel was less than 200 nm and its zeta potential was around -40 mV. Calorimetric analysis showed TC core could be solidified by freezing and thawing in the manufacturing process in which the hot dispersion should be prepared at elevated temperature and subsequently cooled to obtain solid lipid nanoparticles. The melting transition of TC core was observed at $27.5^{\circ}C$, which was lower than melting point of TC bulk. The particle size of TC-LN remained unchanged when kept at $4^{\circ}C$. Paclitaxel containing TC-LN showed comparable anticancer activity to the Cremophore ELbased paclitaxel formulation against human ovarian (OVCAR-3) and breast (MCF-7) cancer cell lines. Thus, lipid nanoparticles with medium chain solid lipid may have a potential as alternative delivery system for parenteral administration of paclitaxel.

유전자 재조합 E. coli를 이용한 levofloxacin의 광학선택적 생산

  • 민병혁;이상윤;조종문;오선영;장성재;임상민;김동일
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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    • pp.666-670
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    • 2001
  • Levofloxacin은 ofloxacin의 L형의 광학이성질체로 D형의 ofloxacin보다 뛰어난 향균활성을 갖는다. 본 연구에서는 광학선택성을 지닌 외래 효소를 재조합균주에서 발현시키고 고농도배양과 세포고정화를 통해 levofloxacin을 생산하였다. E. coli 고농도 배양을 수행하여 89 g/L의 세포농도를 얻었으며 IPTG 1 mM로 단백질 발현을 유도하여 levofloxacin 생산 반응에 사용할 때 최적 첨가시기를 결정하였다. 세포고정화를 위해서는 sodium alginate를 사용하였으며 1.5% 첨가시 가장 우수한 효소활성을 나타내었고 재사용시에도 효소활성과 광학선택성이 유지됨올 확인하였다.

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Preparation and Properties of Silk Fibroin/Alginate Blend Sponges and its Application

  • Kweon, Hae-Yong;Lee, Kwang-Gill;Yeo, Joo-Hong;Woo, Soon-Ok;Han, Sang-Mi;Lee, Yong-Woo;Lee, Jang-Hern;Ham, Tae-Won;Ki, Chang-Seok;Park, Young-Hwan
    • 한국잠사학회:학술대회논문집
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    • 한국잠사학회 2003년도 International Symposium of Silkworm/Insect Biotechnology and Annual Meeting of Korea Society of Sericultural Science
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    • pp.55-56
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    • 2003
  • Silk fibroin (SF) is one of the typical protein polymer produced by silkworm, Bombyx mori. SF has been used as textile fiber and surgical suture fur thousands of years due to its unique gloss, handle, and mechanical properties. Recently, SF has been intensively studied to diverse usage for biotechlological and biomedical fields because of their reproducibility, environmental compatibility, non-toxicity, and biological compatibility. Based on its biocompatibility, the possible uses of regenerated SF have been proposed including substrate for cell culture[1], enzyme immobilization[2], and matrix for drug release[3]. (omitted)

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