• 제목/요약/키워드: Growth Mixture Model

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Kinetics of Kojic Acid Fermentation by Aspergillus flavus Link S44-1 Using Sucrose as a Carbon Source under Different pH Conditions

  • Rosfarizan M.;Ariff A.B.
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제11권1호
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    • pp.72-79
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    • 2006
  • Kojic acid production by Aspergillus flavus strain S44-1 using sucrose as a carbon source was carried out in a 250-mL shake flask and a 2-L stirred tank fermenter. For comparison, production of kojic acid using glucose, fructose and its mixture was also carried out. Kojic acid production in shake flask fermentation was 25.8 g/L using glucose as the sole carbon source, 23.6 g/L with sucrose, and 6.4 g/L from fructose. Reduced kojic acid production (13.5 g/L) was observed when a combination of glucose and fructose was used as a carbon source. The highest production of kojic acid (40.2 g/L) was obtained from 150 g/L sucrose in a 2 L fermenter, while the lowest kojic acid production (10.3 g/L) was seen in fermentation using fructose as the sole carbon source. The experimental data from batch fermentation and resuspended cell system was analysed in order to form the basis for a kinetic model of the process. An unstructured model based on logistic and Luedeking-Piret equations was found suitable to describe the growth, substrate consumption, and efficiency of kojic acid production by A. flavus in batch fermentation using sucrose. From this model, it was found that kojic acid production by A. flavus was not a growth-associated process. Fermentation without pH control (from an initial culture pH of 3.0) showed higher kojic acid production than single-phase pH-controlled fermentation (pH 2.5, 2.75, and 3.0).

Growth of Endothelial Cells on Microfabricated Silicon Nitride Membranes for an In Vitro Model of the Blood-brain Barrier

  • Harris, Sarina G.;Shuler, Michael L.
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제8권4호
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    • pp.246-251
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    • 2003
  • The blood-brain barrier (BBB) is composed of the brain capillaries, which are lined by endothelial cells displaying extremely tight intercellular junctions. Several attempts at creating an in vitro model of the BBB have been met with moderate success as brain capillary endothelial cells lose their barrier properties when isolated in cell culture. This may be due to a lack of recreation of the in vivo endothelial cellular environment in these models, including nearly constant contact with astrocyte foot processes. This work is motivated by the hypothesis that growing endothelial cells on one side of an ultra-thin, highly porous membrane and differentiating astrocyte or astrogliomal cells on the opposite side will lead to a higher degree of interaction between the two cell types and therefore to an improved model. Here we describe our initial efforts towards testing this hypothesis including a procedure for membrane fabrication and methods for culturing endothelial cells on these membranes. We have fabricated a 1 $\mu\textrm{m}$ thick, 2.0 $\mu\textrm{m}$ pore size, and 55% porous membrane with a very narrow pore size distribution from low-stress silicon nitride (SiN) utilizing techniques from the microelectronics industry. We have developed a base, acid, autoclave routine that prepares the membranes for cell culture both by cleaning residual fabrication chemicals from the surface and by increasing the hydrophilicity of the membranes (confirmed by contact angle measurements). Gelatin, fibronectin, and a 50/50 mixture of the two proteins were evaluated as potential basement membrane protein treatments prior to membrane cell seeding. All three treatments support adequate attachment and growth on the membranes compared to the control.

Mathematical Models to Predict Staphylococcus aureus Growth on Processed Cheeses

  • Kim, Kyungmi;Lee, Heeyoung;Moon, Jinsan;Kim, Youngjo;Heo, Eunjeong;Park, Hyunjung;Yoon, Yohan
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.217-221
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    • 2013
  • 본 연구는 가공치즈에서 Staphylococcus aureus의 생장을 예측하기 위한 수학적 모델을 개발하였다. 모짜렐라 슬라이스 치즈와 체다 슬라이스 치즈에 S. aureus 혼합균액(ATCC13565, ATCC14458, ATCC23235, ATCC27664, NCCP10826) 0.1 ml (log CFU/g)을 접종한 후 $4^{\circ}C$ (1440 h), $15^{\circ}C$ (288 h), $25^{\circ}C$ (72 h), and $30^{\circ}C$ (48 h)에 저장하면서 총 세균수와 S. aureus 세균수를 tryptic soy agar와 mannitol salt agar를 이용해 각각 확인하였다. S. aureus의 세균 수를 Baranyi model로 분석하여 생장률(${\mu}_{max}$; ${\log}CFU{\cdot}g^{-1}{\cdot}h^{-1}$), 유도기(LPD; h), 초기 세균 수(log CFU/g), 최대 생장 세균수(log CFU/g)를 계산함으로써 1차 모델을 개발하였다. 또한 저장온도와 S. aureus의 ${\mu}_{max}$, LPD의 관계를 분석하기 위해 square root model과 exponential decay model을 이용하였고 이를 통해 2차모델을 개발하였으며 개발된 모델의 평균제곱근 편차(RMSE)를 계산하여 적합성을 검증하였다. $4^{\circ}C$에서는 모든 가공치즈에서 황색포도상구균의 생장이 관찰되지 않았으나 $15^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$에서는 모짜렐라 슬라이스와 체다 슬라이스 치즈에서 황색포도상구균이 생장하였으며($R^2=0.785-0.996$) 저장온도가 높아짐에 따라 생장률은 증가한 반면 유도기는 감소하였다($R^2=0.879-0.999$). 또한 개발된 모델의 RMSE 값은 0.3500-0.5344로 적합하였다. 따라서 본 연구결과는 가공치즈에서 황색포도상구균의 생장 예측에 유용하게 사용될 것이다.

학습노력, 태도 및 성취목표가 수학 학업성취도에 미치는 직·간접적인 영향에 대한 종단연구: 초·중학생을 대상으로 (A Longitudinal Study on the Influence of Learning Effort, Attitude, and Achievement Goal on Mathematics Academic Achievement : For elementary and secondary school students)

  • 김용석
    • 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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    • 제24권1호
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    • pp.1-20
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    • 2021
  • 수학 학업성취도에 영향을 미치는 요인들은 끊임없이 변화하면서 수학 학업성취도에 직·간접적인 영향을 미치고 있기 때문에 그 성장을 예측하고 분석할 수 있는 종단연구가 필요하다. 본 연구는 서울교육종단연구의 2011년도(초등학교 5학년)부터 2014년(중학교 2학년)까지 학생들에 대한 종단자료를 활용하여 수학 학업성취도의 종단적인 변화양상이 유사한 그룹으로 분류하여 그룹별 학습노력과 학습태도, 성취목표의 직·간접적인 영향을 살펴보았다. 연구결과 1그룹(2277명, 67.7%)의 수학 학업성취도에는 학습노력과 학습태도가 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 3그룹(958명, 28.5%)의 수학 학업성취도에는 학습태도가 직접적인 영향, 학습노력은 학습태도를 매개로 하여 간접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 2그룹(127명, 3.8%)의 수학 학업성취도에는 학습태도와 학습노력, 성취목표 모두 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다.

노인의 다중적 건강 변화궤적 유형화 및 관련요인 탐색 (Multidimensional Health Trajectories and Their Correlates Among Older Adults)

  • 배다영;박은빈
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.31-48
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    • 2021
  • 본 연구는 고령화연구패널조사(KLoSA)의 1-6차 연도 자료를 분석하여 노년기의 우울, 만성질환, 인지기능의 다중적 측면에서의 건강 변화 유형을 파악하고 이와 관련이 있는 요인들을 분석하고자 하였다. 연구의 대상은 1차 연도 조사 시점에서 65세 이상이고 결측률이 없는 총 2,059명이다. 잠재성장모형을 통해 세 가지 건강 측면이 시간에 따라 어떠한 변화궤적을 보이는지 살펴보았으며, 성장혼합모형을 활용해 세 건강 요인에서 서로 다른 변화 궤적을 보이는 집단들을 유형화하였다. 또한 일원분산분석 및 Scheffé 사후검증, 교차분석을 통해 건강 변화유형 집단에 따라 인구사회학적 특성, 건강행동, 삶의 만족도에서 차이가 나타나는지를 살펴보았다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 잠재성장모형 분석 결과 우울과 만성질환의 수는 연령에 따라 점차 증가하고 인지기능은 점차 감소했다. 둘째, 성장혼합모형을 분석한 결과 노인의 건강 변화는 일반적 노화, 질환 증가, 만성적 문제의 세 집단으로 유형화되었다. 셋째, 노인의 인구사회학적 특성, 건강행동, 삶의 만족도는 세 집단에 따라 유의한 차이가 나타났다. 특히 만성적 문제 집단의 경우 교육 및 소득수준이 낮고, 전반적으로 낮은 삶의 만족도를 나타냈다. 본 연구는 노년기 건강증진 교육 프로그램에 있어 노인들이 경험하는 건강의 다중적 측면을 고려하는 것이 중요함을 보여주며, 노년기 건강증진 교육 프로그램을 위한 제언을 제공한다. 또한 전생애적 건강관리를 위한 건강정보문해력 증진에 있어서 가정과 교과과정이 갖는 중요성에 대해 논의하고자 한다.

Modeling the compressive strength of cement mortar nano-composites

  • Alavi, Reza;Mirzadeh, Hamed
    • Computers and Concrete
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    • 제10권1호
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    • pp.49-57
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    • 2012
  • Nano-particle-reinforced cement mortars have been the basis of research in recent years and a significant growth is expected in the future. Therefore, optimization and quantification of the effect of processing parameters and mixture ingredients on the performance of cement mortars are quite important. In this work, the effects of nano-silica, water/binder ratio, sand/binder ratio and aging (curing) time on the compressive strength of cement mortars were modeled by means of artificial neural network (ANN). The developed model can be conveniently used as a rough estimate at the stage of mix design in order to produce high quality and economical cement mortars.

A comparison study between the realistic random modeling and simplified porous medium for gamma-gamma well-logging

  • Fatemeh S. Rasouli
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권5호
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    • pp.1747-1753
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    • 2024
  • The accurate determination of formation density and the physical properties of rocks is the most critical logging tasks which can be obtained using gamma-ray transport and detection tools. Though the simulation works published so far have considerably improved the knowledge of the parameters that govern the responses of the detectors in these tools, recent studies have found considerable differences between the results of using a conventional model of a homogeneous mixture of formation and fluid and an inhomogeneous fractured medium. It has increased concerns about the importance of the complexity of the model used for the medium in simulation works. In the present study, we have suggested two various models for the flow of the fluid in porous media and fractured rock to be used for logging purposes. For a typical gamma-gamma logging tool containing a 137Cs source and two NaI detectors, simulated by using the MCNPX code, a simplified porous (SP) model in which the formation is filled with elongated rectangular cubes loaded with either mineral material or oil was investigated. In this model, the oil directly reaches the top of the medium and the connection between the pores is not guaranteed. In the other model, the medium is a large 3-D matrix of 1 cm3 randomly filled cubes. The designed algorithm to fill the matrix sites is so that this realistic random (RR) model provides the continuum growth of oil flow in various disordered directions and, therefore, fulfills the concerns about modeling the rock textures consist of extremely complex pore structures. For an arbitrary set of oil concentrations and various formation materials, the response of the detectors in the logging tool has been considered as a criterion to assess the effect of modeling for the distribution of pores in the formation on simulation studies. The results show that defining a RR model for describing heterogeneities of a porous medium does not effectively improve the prediction of the responses of logging tools. Taking into account the computational cost of the particle transport in the complex geometries in the Monte Carlo method, the SP model can be satisfactory for gamma-gamma logging purposes.

우리나라 신생아의 재태 연령에 따른 출생체중의 정상치 : Finite Mixture Model을 이용하여 (Birth Weight Distribution by Gestational Age in Korean Population : Using Finite Mixture Modle)

  • 이정주;박창기;이광선
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권11호
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    • pp.1179-1186
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    • 2005
  • 목 적 : 재태 연령에 따른 신생아 출생체중의 정상치를 아는 것은 자궁내 발육부전과 과출생 체중아를 진단하여 의사들은 고위험 신생아를 조기에 진단하고 치료하여 이들의 유병률과 사망률을 줄일 수 있고, 의료정책 입안자들은 이들에 대한 적절한 의료서비스의 개발과 건강관리 프로그램을 개발하고 시행하는데 도움을 줄 수 있다. 이에 저자들은 우리나라의 재태 연령에 따른 출생체중의 기준치를 구하고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 2001년 1월 1일부터 2003년 12월 31일까지 3년간 통계청의 인구동태자료 중 출생 자료에 기록되어 있는 1,552,375명 중 재태 연령이 24주에서 44주 사이의 단태아 1,509,763명을 대상으로 재태 연령에 따른 평균값과 표준편차를 구하고 10, 25, 50, 75, 90 백분위수를 구하였다. 또한 각 재태 연령별 분포곡선이 정규분포를 따르는지 알아보았다. 이중 정규분포를 따르지 않거나 쌍봉형을 나타내는 재태 연령에서 유한 혼합 모델을 이용하여 오류의 값을 제거하고 다시 평균과 표준편차 그리고 10, 25, 50, 75, 90 백분위수를 구하고 이에 따른 곡선을 그렸다. 결 과 : 원시자료를 통해 얻은 재태 연령에 따른 출생체중 곡선은 27주에서 32주 사이에 심한 혹이 나타난다. 이에 따라 재태 연령별 출생체중의 분포를 그렸을 때 24주에서 27주까지는 우측으로 긴 꼬리를 가지는 치우친 곡선을 보였고 28주에서 32주까지는 상봉형의 곡선을 보였다. 그리고 그 이후에는 거의 정규 분포를 따르는 곡선을 보였다. 이는 33주 미만에서 재태 연령의 기록에 오류가 있음을 나타내는 것으로 저자들은 유한 혼합 모델을 이용해서 재태 연령별 출생체중 분포를 분석한 후 오류의 부분을 제거 후 재태 연령에 따른 출생체중 곡선을 완성하였다. 이렇게 완성된 출생체중 곡선은 Lubchenco 등의 결과에 비해 10 백분위수에서 높은 값을 보였고 노르웨이나 북미의 연구 결과에 비해서는 전반적으로 낮은 값을 보였다. 결 론 : 본 연구에서 얻은 재태 연령에 의한 출생체중의 기준치와 곡선은 3년간 우리나라의 출생아 전수를 대상으로 오류를 객관적인 기준에 의해 제거하여 만든 것이다. 그러므로 우리나라를 대표하난 신생아의 재태 연령에 의한 출생체중의 기준 및 자궁내 발육부전이나 과출생 체중아의 진단의 기준으로 사용 할 수 있으리라 생각된다.

Arabidopsis thaliana as Bioindicator of Fungal VOCs in Indoor Air

  • Lee, Samantha;Hung, Richard;Yin, Guohua;Klich, Maren A.;Grimm, Casey;Bennett, Joan W.
    • Mycobiology
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    • 제44권3호
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    • pp.162-170
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    • 2016
  • In this paper, we demonstrate the ability of Arabidopsis thaliana to detect different mixtures of volatile organic compounds (VOCs) emitted by the common indoor fungus, Aspergillus versicolor, and demonstrate the potential usage of the plant as a bioindicator to monitor fungal VOCs in indoor air. We evaluated the volatile production of Aspergillus versicolor strains SRRC 108 (NRRL 3449) and SRRC 2559 (ATCC 32662) grown on nutrient rich fungal medium, and grown under conditions to mimic the substrate encountered in the built environment where fungi would typically grow indoors (moist wallboard and ceiling tiles). Using headspace solid phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry, we analyzed VOC profiles of the two strains. The most abundant compound produced by both strains on all three media was 1-octen-3-ol. Strain SRRC 2559 made several terpenes not detected from strain SRRC 108. Using a split-plate bioassay, we grew Arabidopsis thaliana in a shared atmosphere with VOCs from the two strains of Aspergillus versicolor grown on yeast extract sucrose medium. The VOCs emitted by SRRC 2559 had an adverse impact on seed germination and plant growth. Chemical standards of individual VOCs from the Aspergillus versicolor mixture (2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 1-octen-3-ol, limonene, and ${\beta}-farnesene$), and ${\beta}-caryophyllene$ were tested one by one in seed germination and vegetative plant growth assays. The most inhibitory compound to both seed germination and plant growth was 1-octen-3-ol. Our data suggest that Arabidopsis is a useful model for monitoring indoor air quality as it is sensitive to naturally emitted fungal volatile mixtures as well as to chemical standards of individual compounds, and it exhibits relatively quick concentration- and duration-dependent responses.

Concentration dependent dielectric properties of Barium Titanate/Polyvenylidene Fluoride (PVDF) and (Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3/Poly(VDF-TrFE) composite

  • Roy, Ansu K.;Ahmad, Z.;Prasad, A.;Prasad, K.
    • Advances in materials Research
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    • 제1권4호
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    • pp.285-297
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    • 2012
  • The present study addresses the problem of quantitative prediction of effective complex relative permittivity of Barium Titanate/Polyvenylidene Fluoride (PVDF) and $(Bi_{0.5}Na_{0.5})_{0.94}Ba_{0.06}TiO_3$/Poly(VDF-TrFE) biphasic ceramic-polymer composites. Theoretical results for effective relative permittivity derived from several dielectric mixture equations were fitted to the experimental data taken from the works of Prasad et al. (2010), Wang et al. (2004), Takenaka et al. (1991) and Yamada et al. (1982). The study revealed that out of the different test equations, only a few equations like modified Rother-Lichtenecker equation, Dias-Dasgupta equation or Rao equation for the real part and Bruggeman equation for the imaginary part of complex permittivity well fitted the corresponding experimental results. In the present study, some of the equations were used in their original forms, while some others were modified by choosing suitable shape-dependent parameters in order to get reasonably good agreement with experimental results. Besides, the experimental results have been proposed in the form of a mathematical model using first order exponential growth, which provided excellent fits.