• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.115-123
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• 2007

토양환경내 오염물질의 고정화 현상은 오염물질의 거동을 결정하는 주요 과정중 하나이다. 특히 생물화학적 반응에 대해 비가역적이며, 이로부터 오염물질의 독성도 동시에 제거되는 산화-공유결합반응에 의한 고정화 반응은 오염물질의 주요한 자연정화 메커니즘중 하나일 뿐만 아니라, 이를 공학적으로 응용함으로써 기존의 분해에 의존해 오던 정화 방법에 비해 보다 효과적으로 오염토양 및 지하수의 복원에 적용될 수 있다. 특히 이러한 산화-공유결합반응을 일으키는 촉매로서의 역할을 하는 망간산화물은 미생물 자체, 혹은 미생물을 포함한 균류, 식물체 등으로부터 추출한 산화-환원 효소를 이용하는 것에 비해 실용적인 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 이에 본고에서는 망간산화물을 이용한 유기오염물질의 정화 기작에 대한 최근의 다양한 연구 결과들을 정리하였다. 특히 망간산화물에 대해 반응성을 가지지 않는 안정한 유기오염물의 처리를 위한 관련 연구로서 반응매개체를 적용한 사례와, PAHs 처리기법, $Fe^0$를 이용한 환원 전처리 등 적절한 전처리 기법과의 조합에 의한 처리방법 등에 대한 연구결과를 소개하였으며, 이로부터 보다 광범위한 적용 가능성을 제시하고자 하였다. 자연계 내에서 일어나는 탄소의 순환과정을 고려할 때 산화-공유결합 반응에 의한 고정화 및 안정화 반응은 특히 분해에 대해 높은 내성을 가지는 방향족 유기오염물질의 제거에 보다 효과적으로 적용될 수 있는 친환경적 기법으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국수산과학회지
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• 제32권1호
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• pp.83-87
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• 1999

Chitosan의 산업적 응용분야 중 효소의 고정화담체로서의 이용 가능성을 확인하기 위한 방법으로 알코올 발효공업에서 다량으로 사용되어지고 있는 담화효소인 amyloglucosidase를 공유결합에 의한 고정화를 시도, 여러가지 반응조건에서의 활성변화를 free enzyme과 비교해 보았으며, 생산공정에서 사용되어지고 있는 액화전분용액에 대한 반응을 실시하여 효소고정화를 위한 담체로서의 chitosan 적용가능성을 검토한 결과, 제조되어진 chitosan bead의 직경은 약 1.2mm 정도였으며 고정화시에 AMG의 농도 6mg/ml가 최적의 반응액농도로서 더 이상의 농도 증가에도 불구하고 거의 일정한 수준의 고정화율을 나타내었으며 pH 4.2인 0.01 M sodium acetate 완충액, 반응온도 $55^{\circ}C$, 15min의 조건에서 free enzyme에 대한 상대효소활성도는 $97.8\%$에 달하였고, 고정화효소의 효소활성의 최적온도조건은 $55^{\circ}C$로서 free enzyme의 그것과 동일한 것으로 나타났다. 고정화효소의 최적 활성조건은 pH 4.2로서 free enzyme과 동일하였으며 중성 이후의 영역에서는 free enzyme에 비하여 상대적으로 높은 효소활성을 나타내었고, 열에 대한 내성에 있어서, 가열온도 $30^{\circ}C$를 기점으로 free enzyme에 비하여 상대적으로 소폭 증대되어진 활성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 알코올발효용 액화전분용액에 대한 free enzyme 및 고정화효소의 반응시, 두 시료 모두 $55^{\circ}C$에서 최대의 활성을 나타내었으나 고정화효소의 free enzyme에 대한 상대활성도는 $62.6\%$ 였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권3호
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• pp.179-182
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• 2001

Porcine liver esterase was immobilized in polyacrylamide gel for the enantioselective production of levofloxacin from ofloxacin butyl ester. The initial activity of immobilized esterase was found to be significantly affected by the polyacrylamide gel composition. The optimum concentrations of monomer and crosslinker were determined to be 20% and 8.3%, respectively. The activity of immobilized esterase was 55.4% compared to a free enzyme. Enantiomeric excess was maintained at 60%, almost the same level as that of free enzyme. In addition, the immobilized esterase could be used repeatedly up to 10 times without experiencing any severe loss of activity and enantioselectivity.

• 에너지공학
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• 제26권3호
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• pp.30-50
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• 2017

현재, 석탄이나 석유, 천연가스 등의 화석연료를 대량으로 소비하는 화력발전소나 각종 연료시설로부터 배출되는 배기가스에는 고농도의 $CO_2$가 포함되어 있으며, 지구온난화의 주된 원인으로 되어 있다. 종래, 이 대책법으로서 다방면으로부터 연구개발이 수행되고 있으며, 배기가스 중의 $CO_2$를 분리 회수하여 처분하는 것도 매우 유망한 방법의 하나라고 생각되고 있다. 이산화탄소의 화학적 이용이 적은 이유의 하나는, 이산화탄소가 탄소화합물 중에서도 산화되어 가장 안정한 상태로 존재하기 때문이다. $CO_2$ 배출의 관점에서 앞으로 $CO_2$를 화학적으로 유용한 화합물로 변환시키는 $CO_2$ 고정화 기술이 더욱 중요하다고 생각된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.495-499
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• 2010

The biocatalytic capture of $CO_2$, and its precipitationas $CaCO_3$, over bovine carbonic anhydrase (BCA) immobilized on a pore-expanded SBA-15 support was investigated. SBA-15 was synthesized using TMB as a pore expander, and the resulting porous silica was characterized by XRD, BET, IR, and FE-SEM analysis. BCA was immobilized on SBA-15 through various approaches, including covalent attachment (BCA-CA), adsorption (BCA-ADS), and cross-linked enzyme aggregation (BCA-CLEA). The immobilization of BCA on SBA-15 was confirmed by the presence of zinc metal in the EDXS analysis. The effects of pH, temperature, storage stability, and reusability on the biocatalytic performance of BCA were characterized by examining para-nitrophenyl acetate (p-NPA) hydrolysis. The $K_{cat}/K_m$ values for p-NPA hydrolysis were 740.05, 660.62, and $680.11M^{-1}s^{-1}$, respectively, where as $K_{cat}/K_m$ for free BCA was $873.76M^{-1}s^{-1}$. The amount of $CaCO_3$ precipitate was measured quantitatively using anion-selective electrode and was found to be 12.41, 11.82, or 11.28 mg $CaCO_3$/mg for BCA-CLEA, BCA-ADS, or BCA-CA, respectively. The present results indicate that the immobilized BCA-CLEA, BCA-ADS, and BCA-CA are green materials, and are tunable, reusable, and promising biocatalysts for $CO_2$ sequestration.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제20권3호
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• pp.291-296
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• 1999

The immobilization of APTMS(3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane) and AAPTMS(3-(2-(2-aminoethyl)aminoethylanino)propyltrimethoxysilane) on the surface of high quality mesoporous molecular sieves MCM-41 and MCM-48 have been confirmed by F.T.-IR spectroscopy, Raman spectroscopy, 29Si solid state NMR, and a surface polarity measurement using Reichardt's dye. The formation of metal (Co(Ⅱ), Ni(Ⅱ), and Cu(Ⅱ)) complexes by immobilized aminosilanes have been investigated by photoacoustic spectroscopy(PAS). The assignment of UV-Vis. PAS bands makes it possible to identify the structure of metal complexes within mesoporous molecular sieves. Co(Ⅱ) ion may be coordinated mainly in a tetrahedral symmetry by two APTMS onto MCM-41, and in an octahedral one by two AAPTMS. Both Ni(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) coordinated by aminosilanes within MCM-41 form possibly the octahedral complexes such as [Ni(APTMS)2(H20)2]2+, [Ni(AAPTMS)2]2+, [Cu(APTMS)2(H2O)2]2+, and [Cu(AAPTMS)(H2O)3]2+, respectively. The PAS band shapes of complexes onto MCM-48 are similar to those of corresponding MCM-41 with the variation of PAS intensity. Most of metal ion(Ⅱ) within MCM-41 and MCM-48 are coordinated by aminosilanes without the impregnation on the surface.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권7호
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• pp.1278-1284
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• 2016

Rhizopus chinensis cells immobilized on loofah (Luffa cylindrica) sponges were used to produce biodiesel via the transesterification of soybean oil. In whole-cell immobilization, loofah sponge is considered to be a superior alternative to conventional biomass carriers because of its biodegradable and renewable properties. During cell cultivation, Rhizopus chinensis mycelia can spontaneously and firmly adhere to the surface of loofah sponge particles. The optimal conditions for processing 9.65 g soybean oil at 40℃ and 180 rpm using a 3:1 methanol-to-oil molar ratio were found to be 8% cell addition and 3-10% water content (depending on the oil's weight). Under optimal conditions, an over 90% methyl ester yield was achieved after the first reaction batch. The operational stability of immobilized Rhizopus chinensis cells was assayed utilizing a 1:1 methanol-to-oil molar ratio, thus resulting in a 16.5-fold increase in half-life when compared with immobilized cells of the widely studied Rhizopus oryzae. These results suggest that transesterification of vegetable oil using Rhizopus chinensis whole cells immobilized onto loofah sponge is an effective approach for biodiesel production.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권2호
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• pp.41-51
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• 2017

Microbial processes that bind heavy metals and form minerals are widespread, and they represent a basic aspect of biogeochemistry. Some microorganisms can crystallize minerals by secreting a specific enzyme. In particular, calcite ($CaCO_3$) precipitation is an important part of biomineralization, and has been studied extensively because of its wide application in civil engineering technology. This process provides an effective way to stabilize heavy metals within a relatively stable crystal phase. In this study, biomineralization of calcite by three urea-hydrolyzing indigenous bacterial strains was investigated by microbiological analyses. Three bacterial strains were isolated from the sludge of B mine in Mexico and each bacterial strain was identified by the cellular fatty acid composition and 16S rRNA partial sequencing analysis. The results of the identification analysis showed that these strains were closest to Sporosarcina pasteurii, Kurthia gibsonii, and Paenibacillus polymyxa. We found that the optimum conditions for growth of these indigenous bacteria were $30-40^{\circ}C$ and pH range of 7-8. Microbiological analyses showed the possibility that the bioaccumulated heavy metals ions were deposited around the cell as crystalline carbonate minerals under the optimum conditions. The findings of our study suggest that the indigenous bacterial strains play an important role in heavy metal immobilization.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.257-260
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• 2002

Dissolved oxygen level of cell culture media has a critical effect on cellular metabolism, which governs specific productivity of recombinant proteins and mammalian cell growth However, in the cores of cell aggregates or cell-immobilized beads, oxygen level frequently goes below a critical level. Mammalian cells have a number of genes induced in the lower level of oxygen, and the genes contain a common cis-acting element (-RCGTG-), hypoxia response element (HRE). By binding of hypoxia inducible factor-l (HIF-I) to the HRE, promoters of hypoxia inducible genes are activated, which is a survival mechanism. In this work, to develop a CHO cell capable of producing recombinant proteins in immobilization and high density cell culture efficiently, mammalian expression vectors containing human tissue-type plasminogen activator (t-PA) gene controlled by HRE were constructed and stably transfected into the CHO cells. In $Ba^{2+}$ -alginate immobilization culture, CHO/pCl/dhfr/2HRE-t-PA cells produced 2 folds higher recombinant t-PA activity than CHO/pCl/dhfrlt-PA cells without $CoCl_2$ treatment. Furthermore, in repeated fed batch culture, productivity of t-PA in immobilized CHO/pCI/dhfr/2HRE-t-PA cells was 121 ng/ml/day, total production of 0.968 mg/day at 11 days culture while CHO/pCIIdhfrlt-PA cells was 22.8 ng/ml/day. All these results indicate that HRE is very useful for the enhancement of protein productivity in mammalian cell cultures.

• 생명과학회지
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• 제21권9호
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• pp.1323-1328
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• 2011

본 연구에서는 페놀 화합물들을 현장에서 검출하기 위해 간단하고 간편한 일회용 재조합 박테리아 바이오센서 시스템을 개발하였다. 플라즈미드 pLZCapR을 함유하는 E. coli 세포를 ${\beta}$-galactosidase 기질인 CPRG와 함께 96-well plate의 wells에 agarose로 고정하였다. 이 바이오센서는 현장에서 발색을 위한 별도의 기질을 추가하거나 불편한 기기 사용 또는 시료의 전 처리를 필요로 하지 않는다. 시료의 측정은 간단히 적은 부피(<100 ${\mu}l$)의 현장 시료를 바이오센서를 포함하는 wells에 넣고 발색을 관찰하여 측정하였다. 또한 6% DMF, 0.1% SDS 그리고 10 mM $CaCl_2$를 첨가하여 agarose 고정에 의한 화합물의 세포내 확산 제한을 감소시켜 보다 더 나은 발색을 얻을 수 있었다. 따라서 이 고정된 미생물 유래 재조합 바이오센서 시스템은 현장에서 환경오염물질들을 간단하게 확인하고 정량 하는 유용한 접근 방법이 될 것으로 사료된다.