• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권4호
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• pp.250-257
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• 1997

A new sensing system based on the immobilization of luminescent bacteria, photobacterium phosphoreum, was proposed for continuous real-time monitoring of pollutants. The response curves demonstrate that Photobacterium phosphoreum immobilized on the strontium alginate were very sensitive to seven reference chemicals used. The significant inhibitory concentrations for bioluminescence emission were 5 ppm for Pb$(NO_3)_2$), $NiCl_2$, $CdCl_2$, 50 ppm for $NaASO_2$, 0.1 ppm for $HgCl_2$, 0.5 ppm for pentachlorophenol and less than 5 ppm for SDS, respectively. The alginate mixed-cells (AMC) retained their luminescence during experimental period (29 days) under storage condition of $-80^{\circ}C$. The variables affecting performance of continuous flow through monitoring (CFTM) was optimized in order to ensure stability and efficiency. The flow through cell with strontium-alginate immobilized luminescent bacteria was tested with salicylate and 4-nitrophenol. A rapid response of luminescence was recorded by time drive mode in bioluminescence spectrometer after exposure to both toxicants.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권2호
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• pp.156-163
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• 2008

해양 기원의 발광박테리아 Vibrio fischeri를 이용한 발광박테리아 독성시험법은 1980년대 초반에 소개된 이후 많은 연구자들에 의해 이용되어오다 1998년 국제공인시험법으로 등재되어 지금은 전 세계적으로 이용되고 있다. 이 시험법은 테스트하고자하는 화학물질이나 환경시료에 발광박테리아를 30분간 노출시킨 후 나타나는 발광량 감소의 정도로서 독성 유무나 강도를 평가하는 방법으로서 신속성, 정밀성, 민감성, 경제성이 뛰어나다는 평가를 받고 있으며, 시험생물의 유지/배양없이 상용화된 키트 제품을 이용하여 독성 시험을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 해양성 발광 박테리아 독성평가 키트로 판매되는 상용화제품(N-Tox)을 이용하여 수행된 결과를 제시하였다. 시험법 개발 및 표준화를 위한 시험항목으로는 시료 주입량, 발광량과 같은 기본 항목 테스트와 표준독성물질을 이용한 정도관리 테스트, 화학물질 및 현장시료에 대한 테스트가 포함되었다. 이 시험법은 자동화되어 누구나 쉽게 수행이 가능하면서도, 시험 결과 독성물질에 대한 용량-반응 관계가 확실하게 평가되고, 정밀도가 뛰어나며, 현장시료 독성평가에 이용할 수 있을 정도의 민감성을 지닌 것으로 입증되었다. 따라서 아직 생물검정이 보편화되지 않은 국내에서 편리하게 이용할 수 있는 표준독성시험방법의 하나로서 활용 가능하다고 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제9권1호
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• pp.21-29
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• 2007

국내에서는 독성이 강한 화학물질 중 535종을 유독물로 지정하고 있다. 이들 유독물 중 약 10%만이 수질관련 기준으로 관리하고 있다. 타르색소도 화학물질이지만, 수계에 미치는 영향에 대한 자료가 미비한 상태이다. 본 연구에서는 형광 박테리아(Vibrio fischeri)와 큰물벼룩(Daphnia magna)을 이용하여 타르색소에 대한 생물검정을 수행하고자 한다. 국내에서 식용으로 허가되어 있는 7종 중 5종에 대한 타르색소의 독성을 평가하여 향후 연구의 기초자료를 제공하고자 한다. 물벼룩을 이용한 결과 독성순위는 적색 제2호, 황색 제5호, 적색 제3호, 황색 제4호, 청색 제1호순으로 그리고 형광성 박테리아를 이용한 Micorotox 독성시험은 15min-EC50을 기준으로 황색 제5호, 적색 제3호, 적색 제2호, 황색 제5호, 청색 제1호 순으로 나타났다. 타르색소들은 종류에 따라 수서생태계에 미치는 영향이 다르며, 수계에 타르색소들의 독성치 이상이 유출되었을 경우 먹이사슬에 의한 생물농축현상(bioconcentration)으로 수계와 인간에게 영향을 줄 것으로 생각된다.

• 한국축산식품학회지
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• 제37권1호
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• pp.147-152
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• 2017

A bioluminescent Lactobacillus plantarum (pLuc2) strain was constructed. The luminescent signal started to increase during the early exponential phase and reached its maximum in the mid-exponential phase in a batch culture of the strain. The signal detection sensitivity of the strain was the highest in PBS (phosphate buffered saline), followed by milk and MRS broth, indicating that the sensitivity was influenced by the matrix effect. The strain was used in millet seed fermentation which has a complex matrix and native lactic acid bacteria (LAB). The luminescent signal was gradually increased until 9 h during fermentation and abolished at 24 h, indicating that the strain could be specifically tracked in the complex matrix and microflora. Therefore, the bioluminescent labeling system can be used for monitoring LAB in food and dairy sciences and industries.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제2권2호
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• pp.141-146
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• 1997

A new sensing system based on the immobilization of luminescent batcteria, Photobacterium phosphoreum, was proposed for continuous real-time monitoring of polluants. The response curves demonstrate that Photobacterium phosphoreum immobilized on the strontium alginate was very sensitive to seven reference chemicals used. The significant inhibitory concentrations for bioluminescence emission were 5 ppm for Pb(NO3)2, NiCl2, CdCl2, 50 ppm for NaAsO2, 0.1ppm for HgCl2, 0.5ppm for pentachlorophenol and less than 5ppm for SDS, respectively. The alginate mixed-cells (AMC) retained their luminescence during experimental period (29 days) under storage condition of -8$0^{\circ}C$. The variables affecting performance of continuous flow through monitoring (CFTM) were optimized in order to ensure stability and efficiency. The flow through cell with strontium-alginate immobilized luminescent bacteria was tested with salicylate and 4-nitrophenol and a rapid response of luminescence was recorded by time drive mode in bioluminescence spectrometer after exposure to both toxicants.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권4호
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• pp.242-249
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• 1997

Stability of bioluminescence was investigated with Photobacterium phosphoreum immobilized on the strontium alginate in order to develope continuous real time monitoring of pollutants. The stability of bioluminescence emission was improved by prolonged aging time. The aging time of ${\geq}40$ min and the cell concentration of ${\leq}0.6\;of\;OD_660$ were selected for the immobilization of P. phosphoreum to give linearity between cell concentrations and bioluminescence intensity. In sensitivity tests using phenol, it was found that this compound quenched bioluminescence proportional to the concentration without lowering of cell growth. The lower value for maximum quenching ($q_s$) and higher dissociation constant ($K_s$) were observed with strontium-alginate immobilized cells compared to free cells. The response of bioluminescence to toxicants was evaluated with the immobilized luminescent bacteria. The sensitivity of the immobilized cells was found to be good in response to toxicants, 4-nitrophenol, salicylate and cadmium, when evaluated with a specific rate of bioluminescence quenching.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제12권4호
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• pp.265-270
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• 1984

신선한 생선에서 분리한 형광세균들 중에서, glucose로부터 pyruvic acid생산능이 가장 좋은 균주 BL-1980을 선별하여, Beneckea sp.로 동정하였다. Glucose로부터 pyruvic acid생산을 위한 배양 최적조건이 검토되었으며, pH 7.0, 배양온도 28$^{\circ}C$에서 60시간 진탕배양하였을때 10.6g/L의 pyruvic acid가 생산되었다. 또한. 이때 사용한 3 %의 glucose로부터 pyruvic acid로의 전환율은 35.33%이었다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제7권2호
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• pp.74-85
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• 2022

Organisms constituting a large proportion of marine ecosystems, ranging from bacteria to fish, exhibit fluorescence and bioluminescence. A variety of marine organisms utilize these biochemically generated light sources for feeding, reproduction, communication, and defense. Since the discovery of green fluorescent protein and the luciferin-luciferase system more than a century ago, numerous studies have been conducted to characterize their function and regulatory mechanism. The unique properties of fluorescent and bioluminescent proteins offer great potential for their use in a broad range of applications. This short review briefly describes the functions and characteristics of fluorescent and bioluminescent proteins, in addition to summarizing the recent status of their applications.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.81-88
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• 2019

본 연구는 실리콘계 소포제가 해양으로 배출되었을 때 소포제 내에 존재하는 주요 성분들이 해양 저서환경에 서식하는 생물에게 미치는 영향을 알아보기 위해 실리콘 및 알코올계 소포제에 대해 저서성단각류(Monocorophium acherusicum)와 발광박테리아(Vibrio fischeri)를 이용하여 해양생태독성실험을 수행하였고 실리콘계 소포제의 주요성분인 디메틸폴리실록산(PDMS)에 대한 수중생물 독성영향을 조사하였다. 실리콘 및 알코올계 소포제에 대한 발광박테리아와 저서성단각류를 이용한 독성실험결과, 실험생물별 독성영향은 발광박테리아가 저서성 단각류에 비해 알코올계 소포제에서 최대 9배 까지 민감한 독성영향을 보였으며 소포제 종류별 독성영향은 실리콘계 소포제가 알코올계 소포제에 비해 최대 400배 이상 높은 독성영향이 나타났다. 실리콘계 소포제의 주요성분인 PDMS가 수중생물에 미치는 영향을 조사한 결과, 식물플랑크톤, 무척추동물 및 어류에 대한 반수치사농도($LC_{50}$)및 반수영향농도($EC_{50}$)값은 $10{\sim}44,500{\mu}g/L$의 범위로 나타났다. 물질의 정성적인 특성을 나타내는 지표인 PBT(P: persistency, B: bioaccumulation, T: toxicity)특성을 PDMS에 적용한 결과, 지속성(P)과 생물농축성(B)의 특성을 가지는 것으로 나타나 PDMS가 해양으로 배출될 경우 생물농축 및 먹이사슬을 통한 상위 영양단계로 축적될 가능성이 존재하며 저서생물에게 부정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 나타났다. 본 연구결과로 향후 실제 해양으로 배출되는 다양한 소포제가 해양생태계에 미치는 영향조사시 소포제 내 주요성분을 고려한 보다 객관적이고 과학적인 위해성평가에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제49권2호
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• pp.89-98
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• 2023

Background: Organophosphorus flame retardants (OPFRs) are a group of chemical substances used in building materials and plastic products to suppress or mitigate the combustion of materials. Although OPFRs are generally used in mixed form, information on their mixture toxicity is quite scarce. Objectives: This study aims to elucidate the toxicity and determine the types of interaction (e.g., synergistic, additive, and antagonistic effect) of OPFRs mixtures. Methods: Nine organophosphorus flame retardants, including TEHP (tris(2-ethylhexyl) phosphate) and TDCPP (tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate), were selected based on indoor dust measurement data in South Korea. Nine OPFRs were exposed to the luminescent bacteria Aliivibrio fischeri for 30 minutes and the human hepatocyte cell line HepG2 for 48 hours. Chemicals with significant toxicity were only used for mixture toxicity tests in HepG2. In addition, the observed EC_x values were compared with the predicted toxicity values in the CA (concentration addition) prediction model, and the MDR (model deviation ratio) was calculated to determine the type of interaction. Results: Only four chemicals showed significant toxicity in the luminescent bacteria assays. However, EC₅₀ values were derived for seven out of nine OPFRs in the HepG2 assays. In the HepG2 assays, the highest to lowest EC₅₀ were in the order of the molecular weight of the target chemicals. In the further mixture tests, most binary mixtures show additive interactions except for the two combinations that have TPhP (triphenyl phosphate), i.e., TPhP and TDCPP, and TPhP and TBOEP (tris(2-butoxyethyl) phosphate). Conclusions: Our data shows OPFR mixtures usually have additivity; however, more research is needed to find out the reason for the synergistic effect of TPhP. Also, the mixture experimental dataset can be used as a training and validation set for developing the mixture toxicity prediction model as a further step.