• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권1호
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• pp.31-36
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• 2001

Optimal operation in chromatography is needed to save operation time and the solvent used in multiple chromatographic runs. To this end, many simulation studies of chromatography process have been performed. The relationship between the distribution coefficient and the ionic strength is important in gradient elution ion chromatography. Experimental runs and computer simulations were carried out under linear gradient elution condition in order to compare the experiments and the simulation. Experiments were performed with formic acid under isocratic conditions to determine the simulation equation parameters. Computer simulation was based on three equations which related distribution with ionic strength as follows; K=${\alpha}$I(sup)-${\beta}$, K=A+BI+Cl$^2$and K=y(sub)0+A$_1$$.$e(sup)(-I/m$_1$). The effects of gradient slope on the chromatograms are discussed, and good agreement between the experimental and the simulated results is shown.

• KSBB Journal
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• 제21권3호
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• pp.220-223
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• 2006

이온교환 크로마토그래피에서 주요 변수로 샘플 투입량, 용출 NaCl 농도, 용출액 pH를 변화시켜 lysozyme 크로마토그라피 실험을 하였다. 그리고 Aspen Chromatography simulator를 이용하여 위의 변수 변화에 대한 모사된 크로마토그렘을 얻고 그 모사결과들을 실험 결과와 비교하였다. 용출 용액 NaCl의 농도가 높아질수록 단백질의 머무름 시간이 감소하며, 최대 피크의 높이가 높아졌다. pH가 증가함에 따라 최대 피크 높이가 증가하며, 분리 시간이 앞으로 이동하였다. 단백질의 주입량에 따라 분리 시간에 상관없이 최대 피크 높이만 비례적으로 증가하는 것을 확인하였다. 그리고 실험을 통해 얻어진 결과와 시뮬레이션 결과의 비교를 통해 같은 경향을 보임을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.615-619
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• 2009

$Tr{\ddot{o}}ger$'s base 중 (+)-$Tr{\ddot{o}}ger$'s base는 항혈전제로 Thromboxane A2($T{\times}A2$) Synthase의 효소 활성을 저해하여 동맥경화의 치료제로 널리 사용되고 있다. 따라서 (+)-$Tr{\ddot{o}}ger$'s base를 라세미 혼합물로부터 순수하게 분리하는 것은 중요한 연구대상이다. 하지만 실험을 통한 (+)-$Tr{\ddot{o}}ger$'s base의 순수한 분리에는 많은 시간과 비용이 필요하게 되므로 분리 효율의 향상에 많은 어려움이 있다. 이러한 단점을 보완하고자 Aspen Chromatography 전산 모사는 여러 조건하에서 직접 실험을 하지 않는 효율적인 시뮬레이션 방법으로서 분리 효율 등을 예측할 수 있으므로 생산성 향상에 드는 시간과 비용을 절약할 수 있다. Aspen Chromatography simulator로 $Tr{\ddot{o}}ger$'s base의 주입량과 이동상 속도를 변화시켜 TB(-)와 TB(+)의 분리도, 수율 그리고 다양한 흡착식을 비교하였다. TB(-)와 TB(+)의 분리도와 순수한 수율은 이동상 속도 0.25 mL/min일 때 가장 높았다. 고정상과 이동상 농도사이의 관계식을 표시하는 등온흡착식을 변화하여 전산모사한 결과 Ideal Adsorbed Solution(IAS) Statistical Langmuir 등온흡착식이 분리 효율에 좋은 결과를 가져왔다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.798-803
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• 2011

난황에 포함된 IgY는 포유동물에 있는 바이러스나 항원에 반응하는 항체와 같은 역할을 한다. IgY 분리를 위해 난황을 전처리한 후 3-zone SMB를 이용하여 지질단백질들로 부터 분리하는 전산모사연구를 수행하였다. 회분식 크로마토그래피와 pulse input method(PIM) 실험을 이용하여 전산모사 매개변수와 흡착 등온식을 얻었다. Aspen simulator를 이용하여 전산모사를 수행하여 IgY를 분리할 수 있는 SMB 운전조건을 다음과 같이 제시할 수 있었다. 삼각형 이론의 $m_2$와 $m_3$ 값은 각각 0.18, 1.0이고 스위칭 타임은 419 초이었다. 전산모사 결과 raffinate의 IgY 순도가 98.39%이고 두번째 싸이클에서 순도가 정상상태에 도달하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.558-558
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• 2005

• KSBB Journal
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• 제14권3호
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• pp.371-376
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• 1999

제조용 액체 크로마토그래피를 전산모사하는 것은 최적의 분리와 조건을 위해 필수적이다. 제조용 액체 크로마토그래피에서의 단일 성분과 2성분 용출 피크의 거동을 설명하는 수학적 모델을 equilibrium-dispersive model을 이용해 계산을 수행하였다. 모델의 전산모사를 통해 주입되는 시료부피, 시료속의 용질의 농도, 유속, 컬럼길이가 용출되는 피크에 미치는 영향을 확인해 보았다. Equilibrium-dispersive model로 전산모사된 data를 이용하여 단일 성분 시료 주입에 대해 주입 농도와 유속에 대한 영향을 알아본 결과 주입 농도를 증가시킬수록 용출이 일어나는 시점이 앞당겨져 평균 체류 시간이 감소하고 날카로운 피크를 얻을 수 있다. 유속을 증가시키면 시료의 용출 시점이 앞당겨지고, 고정상과의 충분한 상호 작용을 일으키기 전에 용출되기 때문에 피크가 날카로와 진다. 2성분 시료 주입에 대해 분리도값들을 계산한 결과 두번째로 용출되는 시료의 농도를 증가시킬수록 이 시료성분이 더 빨리 용출되므로 분리도값이 감소함을 알 수 있다. 칼럼길이가 분리도에 미치는 영향을 보면 칼럼길이를 길게 할수록 시료성분이 고정상과의 완전한 상호작용으로 분리가 잘되고, 시료의 주입량을 증가시키면 두 성분간의 용출 피크의 간격이 좁아져 분리도 값이 감소함을 알 수 있다. 이 내용을 바탕으로 다성분 분리에 대한 simulation 연구로 확장할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권1호
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• pp.88-92
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• 2010

DNA 구조를 밝히기 위해 의학, 약학 그리고 생명과학분야 등에서 활발한연구가 이루어지고 있다. 그 중 DNA의 염기쌍은 생명체의 정보 전달에 매우 중요한 역할을 하므로 염기쌍의 집중적인 분석이 필요하다. 그래서 DNA의 염기쌍 중 하나인 구아닌과 시토신을 선택하여 분석 실험을 하였다. 구아닌과 시토신의 분석은 Aspen chromatography 전산모사와 HPLC(High Performance Liquid Chromatography) 실험을 통하여 이루어졌다. Aspen Chromatography(ver. 2006 Aspen Tech. U.S.A)로 시료농도, 이동상 유속 그리고 이론단수를 변화시켜 전산모사하였다. HPLC 실험은 $C_{18}$ HPLC column 칼럼과 이동상 water/methanol/acetic acid 혼합액(90/10/0.1)을 이용하여 시료의 주입 농도와 이동상 속도를 변화시켰고 구아닌과 시토신의 크로마토그램의 분리도와 이론단수를 비교하였다. 실험과 전산모사 크로마토그래피 결과가 비교적 일치하였다.

• KSBB Journal
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• 제23권2호
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• pp.135-141
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• 2008

SMB 크로마토그래피를 위한 예비 실험으로서 L-ribose와 L-arabinose의 혼합물의 분리 특성을 $NH_2$ 컬럼을 사용하여 확인하였고 두 성분 분리 최적 조건으로 Acetonitrile과 증류수의 조성이 85/15 (v/v)에서 실험을 수행하였다. PIM(Pulse input method)과 Aspen chromatography 전산모사를 통해 L-ribose와 L-arabinose가 선형 흡착등온식을 따르는 것을 알 수 있었으며 각 성분의 Henry상수를 추산하였고 다음과 같다. $$C_{S,Ribose}=3.51{\cdot}C_{M.Ribose}$$ $$C_{S,Arabinose}=5.07{\cdot}C_{M.Arabinose}$$ 이를 바탕으로 SMB 크로마토그래피의 최적 운전조건을 수립하기 위하여 Triangle 이론에 의한 운전 조작변수를 추산함으로서 $m_2\;=\;3.51$, $m_3\;=\;5.07$일 때 즉, 삼각형에서 꼭지점의 조건에서 L-ribose와 L-arabinose의 순도가 각각 85, 80% 정도로 두 성분의 분리에 있어서 가장 효과적인 운전 조건임을 확인 할 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.373-373
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• 2005

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.623-627
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• 2011

Loxoprofen racemate를 분리하기 위해 SMB에서 운전조건을 탐색하였다. Aspen simulator를 이용하여 전산모사를 함으로써 loxoprofen racemate를 분리할 수 있는 운전조건을 다음과 같이 제시할 수 있었다. Raffinate 순도를 증가시키기 위해 삼각도에서 왼쪽 중간 부분의 $m_2$, $m_3$ 좌표를 정하여야 하며 내부농도 분포도에서 raffinate와 extract 분포곡선을 겹치지 않도록 하여야 한다.