• 제목/요약/키워드: Model membranes

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Atomic Force Microscopy of Asymmetric Membranes from Turtle Erythrocytes

  • Tian, Yongmei;Cai, Mingjun;Xu, Haijiao;Ding, Bohua;Hao, Xian;Jiang, Junguang;Sun, Yingchun;Wang, Hongda
    • Molecules and Cells
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    • 제37권8호
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    • pp.592-597
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    • 2014
  • The cell membrane provides critical cellular functions that rely on its elaborate structure and organization. The structure of turtle membranes is an important part of an ongoing study of erythrocyte membranes. Using a combination of atomic force microscopy and single-molecule force spectroscopy, we characterized the turtle erythrocyte membrane structure with molecular resolution in a quasi-native state. High-resolution images both leaflets of turtle erythrocyte membranes revealed a smooth outer membrane leaflet and a protein covered inner membrane leaflet. This asymmetry was verified by single-molecule force spectroscopy, which detects numerous exposed amino groups of membrane proteins in the inner membrane leaflet but much fewer in the outer leaflet. The asymmetric membrane structure of turtle erythrocytes is consistent with the semi-mosaic model of human, chicken and fish erythrocyte membrane structure, making the semi-mosaic model more widely applicable. From the perspective of biological evolution, this result may support the universality of the semi-mosaic model.

오일/물 에멀젼의 분리막 투과 특성 (Membrane Filtration Characteristics of Oil/Water Emulsions)

  • 김종표;임진수;유종훈;김재진;정건용;전명석;민병렬
    • 청정기술
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    • 제5권2호
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    • pp.69-78
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    • 1999
  • 수용성 에멀젼형 절삭유의 한외여과 및 정밀여과 특성을 실험적으로 연구하였다. 한외여과막의 경우 오일/물 에멀젼의 투과 거동은 film model을 잘 따랐으나 정밀여과막인 ASYPOR막의 경우에는 이러한 거동을 벗어났다. 본 연구에서 사용된 모든 분리막의 경우 운전압력이 투과유속에는 큰 효과를 나타내지 않았다. 저압에서는 투과 초기 및 후기에서의 투과유속 감소율이 적은 반면 고압에서는 초기 투과유속은 매우 컸으나 투과유속의 감소율이 커서 후기에는 모두 비슷한 투과유속을 보여 주었다. 소수성이 큰 polycarbonate 정밀여과막의 경우 일반적인 경우와는 달리 운전시간이 증가함에 따라 투과유속이 증가하는 경향을 나타내었다. 교반하지 않은 cell에서의 임계투과압력은 150 ppm의 에멀젼 농도에서 약 $2.2kg_f/cm^2$이었으나 500 ppm의 농도에서는 $3.8kg_f/cm^2$ 압력에서 나타났다.

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지지체 투과저항과 코팅층의 두께가 PDMS 복합막의 에틸렌/질소의 투과성능에 미치는 영향 (Effect of Support Resistance & Coating Thickness on Ethylene/Nitrogen Separation of PDMS Composite Membranes)

  • 김정훈;최승학;박인준;이수복;강득주
    • 멤브레인
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    • 제14권1호
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    • pp.57-65
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    • 2004
  • PDMS (polydimethylsiloxane) 복합막을 통한 기체분리 공정에서 다공성 지지체의 투과저항과 PDMS 코팅두께가 에틸렌/질소의 분리성능(투과도, 선택도)에 미치는 영향에 관하여 조사하였다. 이를 위해 Pinnau 등이 제시한 복합막 투과저항 모델이론식〔1〕이 사용되었다. 지지체의 투과도 또는 투과저항은 PES (polyethersulfone)/NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 고분자 용액의 농도를 변화시키면서 조절하였다. 복합막은 PES 지지체 위에 n-hexane에 녹인 2액형 PDMS 용액을 spin coater를 사용해 코팅하여 제조하였다. 선택층의 코팅 두께는 spin coater의 회전속도를 통해 조절하였다. 투과기체 분리특성은 단일기체 투과도 측정 장치를 통해 조사하였으며, 지지체 및 복합막의 단면구조 및 코팅두께는 SEM (scanning electron microscope)을 통하여 확인하였다 얻어진 실험결과는 복합막의 투과저항모델의 이론식과 매우 잘 일치함을 확인 할 수 있었다. 에틸렌/질소의 분리에 있어 PDMS 막 고유의 선택도를 얻기 위해서는 지지체의 투과저항과 코팅층의 최적화가 중요함을 확인하였다.

비겹침 구형 모델을 이용한 세공 박막 내 수소 기체의 분산 및 확산 특성 (Partitioning and Diffusion Properties of Hydrogen Gases In Porous Membranes Using the Nonoverlapping Sphere Model)

  • 서승혁;하기룡
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.119-125
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    • 1998
  • The modified statistical-mechanical theory for dense fluid mixtures of rigid spheres has been applied to rigid sphere fluids in the nonoverlapping pore model. The resulting expressions for the partition coefficient and diffusivity illustrate the influence of steric hindrance on the thermodynamic and transport properties in such systems. The open membrane model without the size-exclusion and shielding effects shows considerable overestimation of the diffusion flux when the effective mean pore radii of the order of $20{\AA}$ or less are involved. Theoretical predictions investigated here were also compared with experimental data for hydrogen gases in inorganic porous membranes and it was observed a qualitative agreement in the low pressure limit.

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Influence of Amphoteric Behaviour of Oxide Materials on the Selectivity of Micro and Mesoporous Ceramic Membranes

  • L. Cot;A. Larbot
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제18권9호
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    • pp.1028-1031
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    • 1997
  • Electrostatic interaction is a very important parameter for the membrane selectivity. In this work, the electrical double layer establishment on the surface of metal oxide material from the Stern-Grahame model has been described. Then, some examples of rejection using micro and mesoporous ceramic membranes have been given. A correlation between the charges of the membrane material and the species to be filtered has been precised. Two rejection mechanisms have to be taken into account the size of the solutes and the electrostatic interactions.

The Effect of 1-Propanol on the Rotational Mobility of n-(9-Anthroyloxy) stearic acid in Outer Monolayers of Neuronal and Model Membranes

  • Ahn, Tae-Young;Jin, Seong-Deok;Yang, Hak-Jin;Yoon, Chang-Dae;Kim, Mi-Kyung;An, Taek-Kyung;Bae, Young-Jun;Seo, Sang-Jin;Kim, Gwon-Su;Bae, Moon-Kyoung;Bae, Soo-Kyoung;Jang, Hye-Ock
    • International Journal of Oral Biology
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    • 제42권4호
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    • pp.175-181
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    • 2017
  • The aim of this study was to provide a basis for the molecular mechanism underlying the pharmacological action of ethanol. We studied the effects of 1-propanol on the location of n-(9-anthroyloxy)palmitic acid or stearic acid (n-AS) within the phospholipids of synaptosomal plasma membrane vesicles (SPMV). The SPMV were isolated from the bovine cerebral cortex and liposomes of total lipids (SPMVTL) and phospholipids (SPMVPL). 1-Propanol increased the rotational mobility of inner hydrocarbons, while decreasing the mobility of membrane interface, in native and model membranes. The degree of rotational mobility varied with the number of carbon atoms at positions 16, 12, 9, 6 and 2 in the aliphatic chain of phospholipids in the neuronal and model membranes. The sensitivity of increasing or decreasing rotational mobility of hydrocarbon interior or surface by 1-propanol varied with the neuronal and model membranes in the following order: SPMV, SPMVPL and SPMVTL.

Membrane-Ordering Effects of Barbiturates on Pure Phospholipid Model Membranes

  • Knag, Jung-Sook;Chung, Young-Za;Cho, Goon-Jae;Byun, Won-Tan;Yun, Il
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제15권3호
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    • pp.196-203
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    • 1992
  • Intramolecular excimer formation of 1, 3-di(1-pyrenyl)propane (Py-3-Py) and fluorescence polarization of 1, 6-diphenyl-1, 3, 5-hexatriene (DPH) were used to investigate the effects of barbiturates on the fluidity of model membranes of phosphatidycholine (SPMVPC), phosphatidylserine (SPMVPS), and phosphatidylinositol (SPMVPI) fractions of synaptosomal plasma membrane vesicles (SPMV) isolated from bovine cerebral cortex. In a dose-dependent manner, barbiturates decreased the excimer to monomer fluorescence intensity ratio (I'/I) of Py-3-Py and increased the anisotropy(r), rotational relaxation time (P), limiting anisotropy $(r_infty)$, and order parameter (S) of DPH in SPMVPC, SPMVPS and SPMVPI. This indicates that barbiturates decreased both the lateral and rotational diffusion of the probes in SPMVPC, SPMVPS and SPMVPI. The relative potencies of barbiturates in ordering the membranes were in the order: pentobarbital > hexobarbital > amobarbital > phenobarbital. This order correlates well with the anesthetic potencies of barbiturates and the potencies for enhancement of $\gamma$-aminobutyric acid-stimulated chloride uptake. Thus, it is strongly suggested that a close relationship might exist between the membrane ordering effects of barbiturates and the chloride fluxes across SPMV.

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Modeling the electric transport of HCl and H3PO4 mixture through anion-exchange membranes

  • Koter, Stanislaw;Kultys, Monika;Gilewicz-Lukasik, Barbara
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제2권3호
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    • pp.187-205
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    • 2011
  • The electric transport of the mixture of hydrochloric and phosphoric acids through strong base (Neosepta ACM) and weak base (Selemion AAV) anion-exchange membranes was investigated. The instantaneous efficiency of HCl removal from the cathode solution, $CE_{Cl}$, with and without $H_3PO_4$ was determined. It was found that $CE_{Cl}$ was 0.8-0.9 if the number of moles of elementary charge passed through the system, $n_F$, did not exceed ca. 80% of the initial number of HCl moles in the cathode solution, $n_{Cl,ca,0}$. The retention efficiency of $H_3PO_4$ in that range was close to one. The transport of acid mixtures was satisfactorily described by a model based on the extended Nernst-Planck and Donnan equations for $n_F$ not exceeding $n_{Cl,ca,0}$. Among the tested model parameters, most important were: concentration of fixed charges, the porosity-tortuosity coefficient, and the partition coefficient of an undissociated form of $H_3PO_4$. For the both membranes, the obtained optimal values of fixed charge concentration, $\bar{c}_m$, were up to 40% lower than the literature values of $\bar{c}_m$ obtained from the equilibrium measurements. Regarding the $H_3PO_4$ equilibria, it was sufficient to consider $H_3PO_4$ as a monoprotic acid.

n-Alkanols가 Cholesterol과 인지질들로서 제제한 인공세포막에서의 침투정도 (The Penetration of n-Alkanols into Model Membranes of Cholesterol Plus Phospholipids Extracted from Brain Membranes)

  • 김인세;백승완;정규섭
    • The Korean Journal of Pain
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    • 제6권1호
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    • pp.74-82
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    • 1993
  • 신선한 소의 대뇌피질로부터 synaptosomal plasma membrane vesicles(SPMV)를 분리하고 이 SPMV로부터 추출한 총지질(cholesterol과 각종 인지질 함유)로서 제제한 인공세포막(SPMVTL)에서의 n-alkanols 침투 정도를 형광 probe를 이용한 형광 소광법을 통하여 검색하였다. n-alkanols는 SPMVTL 외부 단층(outer monolayer)의 표면에 주로 분포하되 그 탄소수에 비례하여 소수성 부위에 분포되는 양이 증가되는 경향을 나타내었다(1-decanol은 예외). Methanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-hepatnol, 1-cotanol, 1-nonanol 및 1-decanol은 SPMVTL 외부 단층 표면(친수성 부위)에 분포되는 것이 소수성 부위에 분포되는 것에 비하여 각각 650, 288, 151.6, 69.5, 36.8, 11.9, 4.8, 1.6, 0.74, 2.1배가 된다는 것을 확인하였다. 1-decanol은 $C_{10}$인데도 불구하고 $C_8$인 1-octanol에 비하여 적은 양이 소수성 부위에 침투 분포되는 것이 확인되었다. 또한 n-alkanols는 저자등이 이미 보고한 SPMV에서의 경우보다도 본 연구에서의 SPMVTL의 경우가 현저하게 많은 양이 소수성 부위로 침투 분포된다는 것이 확인되었다.

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n-Alkanols가 인지질들로서 제제한 인공세포막에서의 침투정도 (The Penetration of n-Alkanols into Model Membranes of cholesterol Plus Phospholipids Extracted from Brain Membranes)

  • 김인세;백승완;정규섭
    • The Korean Journal of Pain
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    • 제6권1호
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    • pp.67-73
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    • 1993
  • 소의 신선한 대뇌피질로부터 synaptosomal plasma membrane vesicles(SPMV)를 분리한 후 이 SPMV로부터 추출한 모든 인지질들로서 제제한 인공세포막(SPMVPL)에서의 n-alkanols 침투 정도를 형광 probe를 이용한 형광 소광법을 통하여 검색하였다. n-alkanols는 SPMVPL 외부 단층(outer monolayer)의 표면에 주로 분포하되 그 탄소수에 비례하여 소수성 부위에 분포되는 양이 증가되는 경향을 나타내었다. methanol, ethanol, 1-propano, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol 및 1-decanol은 SPMVPL 외부 단층의 표면(친수성 부위)에 분포되는 것이 소수성 부위에 분포되는 것에 비하여 각각 432.4, 208.9. 125.6, 88.2, 19.3, 7.9, 2.6, 1.0, 0.42, 1.36배가 되었다. 1-decanol은 $C_{10}$인데도 불구하고 $C_8$인 1-octanol에 비하여 적은 양이 소수성 부위에 침투 분포된다는 것이 확인되었다. n-alkanols의 침투에 대하여 저자등이 이미 보고한 바 있는 SPMV 및 SPMVTL(cholesterol+phospholipids)의 경우보다도 본 연구에서의 SPMVPL의 경우가 현저하게 많은 양이 소수성 부위로 침투 분포된다는 것도 확인되었다.

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