• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.116-121
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• 2005

폐수 처리를 위한 PVA 포괄 고정화 담체의 특성에 관한 연구를 실시하였다. 특히 PVA의 고정화 조건에 따른 용해도의 영향, 첨가제가 PVA 물성에 미치는 영향, 제작된 PVA gel의 질산화 처리 효율을 살펴보았다. PVA gel 제작 과정 중 진공을 걸어줄수록 그리고 동결온도가 낮을수록 PVA gel의 용해도는 감소하였다. PAC와 같은 첨가제를 넣었을 때 PVA gel의 용해도는 감소하였고 특히 organoclay를 넣었을 때 PAC에 비하여 25% 낮은 용해도를 보였다. 질산화 효율면에서는 PVA로 코팅한 담체가 기존의 부착 담체에 비하여 용질과 산소 확산의 제한 때문에 질산화율이 낮게 관찰되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권8호
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• pp.603-610
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• 2009

본 연구는 휘발성유기화합물질의 분해능력을 가진 yeast인 Candida tropicalis를 이용하여, 대표적인 휘발성 유기화합물질인 톨루엔과 MEK의 제거효율을 향상시키기 위하여 수행되었다. 반응기는 가스상으로 유입되는 톨루엔과 MEK의 물질전달 능력을 향상시키기 위하여 airlift loop 형태로 선택하였고, yeast 미생물의 효과적인 포괄고정화를 위해 분말활성탄(PAC)과 알지네이트(Alginate), PEG로 고분자 담체를 형성하였다. Airlift loop bioreactor의 물질전달성능을 평가하기 위한 실험을 수행하였으며, 기체체류시간 15초에서 담체를 첨가하지 않은 액상의 톨루엔 물질전달계수($K_La$) 값이 1.29 $min^{-1}$이었으나, 고분자 담체를 첨가한 경우 톨루엔의 $K_La$는 4.07 $min^{-1}$로 증가하였다. 따라서 고분자담체를 적용하는 것이 기상으로 유입되는 휘발성유기화합물의 물질전달을 향상시키는 것으로 확인되었다. 이러한 airlift loop bioreactor와 yeast 포괄고정 담체를 적용하여 체류시간을 60초, 30초, 15초에서 유입부하에 변화를 주며 실험을 진행한 결과, 톨루엔 5, 10, 19, 37 g/$m^3$/hr, MEK 4.5, 8.9, 17.8, 35.1 g/$m^3$/hr의 유입부하 변화에도 전체 80% 이상의 안정적인 처리효율을 나타내었다. 또한 airlift loop bioreactor의 분해능을 확인하기 위하여 유입부하를 단기간 변화시켜 주며 실험한 결과, 톨루엔과 MEK의 최대분해능은 각각 70.4 g/$m^3$/hr, 56.4 g/$m^3$/hr로 확인되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제38권1호
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• pp.26-30
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• 1995

돼지감자 분말을 원료로 alginate에 고정화된 Kluyveromyces marxianus FO43의 에탄올 생산성을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 15% 돼지감자 배지에서 발효시킨 고정화 효모에 의한 에탄올 농도와 이론치에 대한 에탄올 수율은 4일 후에 각각 3.38%(w/v), 54.20%로 이것은 고정화하지 않은 효모의 3.76%(w/v), 71.13% 보다 낮았다. Cellulase의 첨가는 $15{\sim}20%$ 돼지감자 배지의 점조성을 크게 낮추어 고정화 효모의 에탄올 생산성을 증가시켰다. 그리하여 20% 배지에서도 효소를 처리하여 고정화 효모를 4일 발효 시키면 에탄올 농도를 5.57%(w/v), 이론치에 대한 에탄올 수율을 68.86%까지 얻을 수 있었다. Repeated batch culture를 실시한 결과 bead의 활성이 22일 동안 저하되지 않고 유지되었다.

• 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.

• 방사선산업학회지
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• 제9권4호
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• pp.171-180
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• 2015

Vascular tissue engineering has been accessed to mimic the natural composition of the blood vessel containing intima, media, and adventitia layers. We fabricated mechanically expanded PLLA/PLCL nanofibers using electrospinning and UTM. The pore size of the meshes was increased the gelatin immobilized AAc-PLLA/PLCL nanofibers ($203.30{\pm}49.62microns$) than PLLA/PLCL nanofibers ($59.99{\pm}8.66microns$) after mechanical expansion. To increase the cell adhesion and proliferation, we introduced carboxyl group, and gelatin was conjugated on them. The properties of the PLLA/PLCL nanofibers were analyzed with SEM, ATR-FTIR, TBO staining, and water contact angle measurement, general cell responses on the PLLA/PLCL nanofibers such as adhesion, proliferation, and infiltration were also investigated using smooth muscle cell (SMC). During the SMC culture, the initial viability of the cells was significantly increased on the gelatin immobilized AAc-PLLA/PLCL nanofibers, and infiltration of the cells was also enhanced on them. Therefore, gelatin immobilized AAc-PLLA/PLCL nanofibers and mechanically expanded meshes may be a good tool for vascular tissue engineering application.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권1호
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• pp.137-141
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• 2002

Anabaena variabilis ATCC 29413 grew in chromium (Cr) containing Chu-10 (basal) and nitrate-supplemented media, and the growth of the organism in $100{\mu}M$ chromium was found to be 50% of that in control medium. The growth in nitrate $({NO_3}^-)$ supplemented cultures was better as compared to cultures grown in basal medium. Free cells from basal and nitrate-supplemented media removed 5.2 and 7.4 nmol of chromium $mg^{-1}$protein in 8 h, respectively, from the medium containing $30{\mu}M$ chromium. The efficiency of chromium removal increased 7-fold in imidazole buffer (0.2 M, pH 7.0). A cell density equivalent to $100{\mu}g$ protein $ml^{-1}$ was found to be optimum for maximum Cr removal. Entrapment of cells in calcium-alginate beads did not affect the rate of Cr uptake by the cells. The efficiency of the laboratory-scale continuous flow bioreactor $(12.5{\times}2cm)$ loaded with alginate-immobilized cells (10 mg protein) and fed with $30{\mu}M$ chromium solution was compared at different flow rates. The efficiency of the bioreactor varied with flow rates. In terms of percent removal of Cr from influent, a flow rate of 0.1 ml $min^{-1}$ was found to be optimum for 6 h (54% Cr removal efficiency). Maximum amount of Cr (883 nmol) was removed by the cells in 3 h at a flow rate of 0.5 ml $min^{-1}$. The potential use of A. variabilis in removing Cr from industrial effluents is discussed.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.203-206
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• 2005

본 연구에서는 생물반응기에서 효율적으로 돼지 전염성 백신을 생산하기 위해 swine testicle cell을 host cell로 하는 백신 생산 시스템을 확립하였고, 이를 위한 최적 MOI, 최적 감염시기, 최적 수확시기 등 백신 생산 조건을 확립하였다. 또한 보다 안전한 백신 생산을 위해 통계적 방법에 의해 무 혈청 배지를 개발하였고 백신 생산 면에서의 가장 우수한 무 혈청 배지를 선정하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.345-350
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• 2006

본 연구에서는 생물학적 처리방법으로 염색폐수의 난분해성 유기물질을 효과적으로 처리하기 위한 방안으로 활성슬러지를 Polyethylene glycol(PEG)에 포괄고정화한 담체를 유동상 반응기를 이용하여 난분해성 유기물질의 처리효율을 평가하고 적정 운전인자를 검토하였다. 담체는 내경 4 mm${\times}$높이 4 mm의 원통형으로 미세공극을 가진 PEG재질의 담체를 제조하기 위해 PEG-prepolymer와 미생물을 젤 상태에서 혼합하여 고형화 시켰으며, 이때 담체에 사용된 미생물은 염색폐수에 순응시키지 않은 상태에서 합성되었다. 연속 호기성 유동상 반응기의 유입수는 $SCOD_{Cr}$ 약 330 mg/L, $SBOD_5$ 20 mg/L 이하의 생물학적 처리수를 사용하였고, 체류시간의 변화에 따른 각 반응기의 난분해성 유기물질 제거효율을 비교하였다 생물학적 처리수를 유입수로 하여 동일한 HRT로 운전한 결과 모든 조건에서 45% 이상의 유기물 제거효율을 보였으며, HRT 12 hr이 유기물 제거효율 등을 고려할 때 안정된 효율을 얻을 수 있는 적정 체류시간으로 판단되었다. 특히 기질환경의 변화에 따른 유기물 제거효율의 변화를 확인하기 위하여 생물학적 처리전의 처리장 유입폐수를 처리한 결과 $SCOD_{Cr}$ 70% 이상, $SBOD_5$ 97% 이상의 높은 처리효과를 나타내었다. 포괄고정화 담체를 이용한 염색폐수처리에서 유동상 반응기는 기존 활성슬러지 공정을 대신하거나 혼용하여 적용하는 것이 가능할 것으로 판단되어진다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제28권3호
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• pp.172-179
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• 2000

여러 재질의 담체를 이용하여 H1-39변이주를 고정화시켜 3.4% 목질계 당화액을 탄소원으로 $37^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $43^{\circ}C$에서 에탄올 발효를 하였는데 전반적으로 유리세포 배양시보다 에탄올 수율, 생산성, 세포수율, 세포 생존율이 향상되었다 온도 37$^{\circ}C$에서는 Ca-alginate와 ABG bead에 고정화된 H1-39변이주에서 각각 가장 높은 14.8 g/1의 에탄올을 생산하였으며 특히 H1-39변이주를 ABG bead에 고정화하여 배양하였을 때 생산성이 1.23g/1-h로 가장높았다. $40^{\circ}C$에서는 ABG bead에 고정화된 H1-39 변이주에서 가장높은 15.2g/1의 에탄올을 생산하였으며 생산성도 0.84g/1-h 로 유리세포 배양시보다 약 91% 증가하였다. 한편 $43^{\circ}C$에서는 ABP고정화 배양을 통해 가장 높은 13.8g/1의 에탄올 생산과 0.77g/1-h의 생산성을 나타내어 유리세포 배양시 보다 각각 14%와 93%의 증가를 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.504-511
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• 2016

락툴로오스는 기존에 화학적인 이성화법을 통해 생산해왔던 기능성 당으로서 프로바이오틱스나 장내균총 개선을 위한 의약품으로 활용되어 왔다. 최근 락툴로오스 화학전환법의 단점인 촉매제거와 부산물제거 에너지손실등의 문제를 해결할 수 있는 생물촉매를 이용한 락툴로오스 전환법이 대두되었다. 본연구에서는 유당의 낮은 용해도와 락툴로오스의 효율적전환을 위해 최적의 효소를 선별하여 무작위 돌연변이법으로 유전자를 개량하여 열내성이 $75^{\circ}C$까지 증진되고 활성이 1.3배 향상된 효소를 선별하였다. 이 효소를 정제하여 사용하는 대신 본 연구에서는 과량 발현시킨 대장균을 Ca-alginate로 고정화하여 $70^{\circ}C$에서 200 g/l의 유당과 회분식으로 반응시켜 43%의 전환 수율을 확인하였다. 반복회분식 실험에서 고정화된 담체는 비교적 안정적이었으며 4회 반복반응 후에도 80% 이상의 활성을 유지하고 있었다. 산업적인 방법을 개발하기 위해 고정화 담체를 이용한 반응기의 운전 최적화와 담체의 안정화를 증진시키는 추가적인 연구가 필요하지만, 본 연구에서는 열내성 특성을 이용하여 정제된 효소가 아닌 효소를 발현하는 세포자체를 고정화 시킴으로써 경제성있는 생산에 대한 방법론을 제시하였다.