• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권3호
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• pp.344-357
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• 2020

Streptococcus zooepidemicus 유래의 세포외 고분자물질인 히알루론산(hyaluronic acid) (HA)을 대량 생산하기 위해, 균주 개량, 생산배지 및 배양공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. HA 고생산성 변이주를 선별하기 위해 약 99%의 사멸률을 보이는 ethylmethane sulfonate (EMS) 처리조건을 적용해서, 지속적인 random screening 방법으로 고생산성, 고안정성의 변이주들을 선별할 수 있었다. HA를 고농도로 생산하기 위해서는, 이 균주의 생화학 및 배양생리적 특성에 기반한 최적 배지개발이 필수적이라고 판단하여, one-factor-at-a-time (OFAT), full factorial design (FFD), steepest ascent method (SAM) 및 response surface method (RSM) (반응표면분석법)을 순차적으로 적용하여 통계적 배지 최적화 실험을 수행하였다. 최적 배지조성에서 플라스크 배양에 의한 HA 생산성은 5.38 g/l로서, 이전 배지(3.54 g/l)에 비해 약 52% 향상된 생산량을 얻을 수 있었다. 또한 선별된 우량균주와 최적화된 생산배지를 이용하여 5 L 발효조에서 배양공정 최적화 연구를 수행하였다. 이 균주의 생리학적 특성을 고려할 때, HA 생산성을 높이기 위해서는 (배양 중 HA 축적으로 인해 고점도를 띠는) 배양액으로의 충분한 용존산소 공급이 매우 중요한 요인인 것으로 판단되었다. 따라서 용존산소 공급과 밀접하게 관련있는 발효조의 교반시스템(교반 날개 종류, 크기 및 배치 등) 및 교반속도에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 그 결과, 교반축 하부에는 Rushton turbine-type, 상부에는 marine-type의 확장된 교반날개(기존 대비 직경 1.3배 확장)가 설치된 경우, 450 rpm에서 강화된 혼합력과 충분한 용존산소 공급으로 인해 HA 생산성이 기존 플라스크 배양 대비 약 1.8배(9.79 vs. 5.38 g/l) 더 높은 것으로 확인되었다. 최종적으로 HA 배양공정의 scale-up 가능성을 확인하기 위해, pilot 규모의 50 L 발효조 배양을 최대 300 rpm의 교반속도에서 수행하였다. 처음으로 시도한 50 L 배양임에도 불구하고, HA 최대 생산성 면에서 볼 때, 5 L 발효조 결과와 거의 동일한 수준(98.5%) (9.11 vs 9.25 g/l)의 생산량을 얻을 수 있었다. 반면 지수기 성장단계인 배양 15시간까지의 50 L 배양의 HA 평균생산속도(r_p)는 0.46 g/l/hr로서 0.62 g/l/hr인 5 L 배양 대비 약 74% 정도에 머무는 것으로 나타났다. 따라서 생산 발효조의 scale-up 시, 생산균주의 전단응력 민감성(shear damage)을 함께 고려하면서, 산소전달계수(k_La)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제41권3호
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• pp.299-314
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• 2008

북동 방향의 호남전단대는 한국의 옥천대 남쪽 경계와 선캠브리아기 영남육괴 사이를 지나는 광역적인 우수향 주향 이동 단층대로 동아시아의 두드러진 지나 변형의 방향과 평행하다. 이 논문에서는 호남전단대의 한 지류인 예천전단대 명호지역의 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암과 엽리상 각섬석-흑운모 화강암의 지화학 및 Nd-Sr 동위원소자료를 보고하고자 한다. 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류를 $SiO_2$ 대 $Na_2O+K_2O$의 분별도에 도시하면 $SiO_2$의 함량은 61.9-67.lwt% 그리고 $Na_2O+K_2O$의 함량은 5.21-6.99wt%로 화강섬록암 영역에 대부분이 점시된다. 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암은 화강암의 영역에 점시된다. $SiO_2$에 대한 수정된 알칼리-라임 지수 및 Fe#($FeO_{total}/(FeO_{total}+MgO)$)에 의한 관계도에서 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 캘크-알카리 계열의 마크네슘 성분이 우세한 코딜러리안(Cordilleran)형 중생대 화강암류의 지화학 특징과 잘 부합된다. 또한 이들 암석들은 $Al_2O_3/(CaO+Na_2O+K_2O)$가 $0.89{\sim}1.10$로 중알루미나에서 약한 고알루미나질의 I형에 해당한다 하지만, 원남층의 압쇄 편마암은 $1.11{\sim}1.22$의 과알루미나질을 보여준다. 연구지역 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류 및 압쇄 편마암류의 미량원소 성분을 초생맨틀(Primitive mantle) 값으로 규격화한 거미 성분도상에서는 저장력 원소(large ion lithophile element)이며 불호정성 원소인 Rb, Ba, Th 및 U이 부화되어 있고 Ta, Nb, P, Ti 가 상대적으로 다른 원소보다 결핍되어 있으며 이러한 지화학적 특징은 호상형(Arc-type) 화강암류와 전형적인 활동성 대륙연변부의 지각물질로부터 유래한 화강암류와 유사하다. ${\varepsilon}_{Nd}(T)$와 Sr 초생값은 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류가 상부지각의 기원물질로부터 형성된 마그마로부터 생성되었음을 지시해 주고 있다. 연구지역을 포함한 영주저반의 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 전단대에서 멀어지면서 변형에 의한 특정 원소들(Ti, P, Zr, V 및 Y)의 변화경향이 관찰되지 않는다. 이러한 원인으로, 많은 유체를 가지고 있는 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류에서는 전단운동 변형동안 전단대 내와 외부의 유체의 흐름에 의한 질량 전달이 동일하게 일어나 암석 내의 부피변화 및 지화학 변질들을 야기 시키지 않았을 것으로 추정된다.

• 현장농수산연구지
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• 제4권1호
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• pp.128-137
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• 2002

개발된 알루히트를 이용하여 지하수 이용 열교환기를 개발하였다. 시작기는 600mm, 700mm 알루히트 19개의 끝을 U자 용접을 하여 지하수가 직렬흐름이 되도록 2가지로 제작하였다. 성능시험은 개방된 공간에서 지하수 유량과 공기양의 변화를 주면서 상온에서 실시하였다. 1. 시작기의 열전달 계수는 33~156(W/m²℃) 범위로 나타나 설계가정 값에 잘 일치하는 것으로 판단되었다. 2. 열전달 면적이 증가할수록, 지하수 입·출구의 온도 차이가 클수록, 공기의 입·출구 온도 차이가 클수록, 또 송풍량이 증가할수록 에너지 전달량이 증가하였다. 3. 지하수 입·출구 온도 차이가 6℃ 이고 송풍량이 6,000m³/h일 때 전달 열용량은 6,825W였으며, 공기의 입·출구 온도 차이는 25.8℃에서 23.2℃로 -2.6℃의 강화 효과가 있었고, 대류열전달계수는 88.5W/m²℃ 였다. 4. 지하수 입·출구 온도 차이가 2℃ 이고 송풍량이 4,000m³/h일 때 전달 열용량은 2,625W으로 작았지만, 공기의 입·출구 온도 차이는 27℃에서 22.5℃로 -4.5℃의 강화 효과가 있었고, 대류열전달계수는 33.6W/m²℃였다. 5. 시작기 I, II, III의 전달 열용량 데이터 각각의 상관계수 R²은 0.9141, 0.8935, 0.9393이었으며, 공기유량이 6,000m³/h, 5,000m³/h, 4,000m³/h일 때 각각의 데이터 상관계수 R²은 0.9513, 0.9414, 0.9003으로 신뢰할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제9권6호
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• pp.870-877
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• 1998

본 연구에서는 임피던스 스펙트럼 분석법을 사용하여 중성운반체로 dibenzo-18-crown-6 (D18Cr6)와 valinomycin (Val)을 이용하여 $K^+$이온선택성 PVC막 전극의 막과 용액계면에서의 임피던스 특성을 검토하였다. PVC막에 대한 운반체의 종류와 함량, 가소제, 막두께, 기본전해질의 혼입(doping)여부 및 이온의 농도변화 등을 교류임피던스 분석법을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 전극특성과 비교 검토하고 PVC막 전극에서의 전달특성을 규명하였다. 교류 임피던스의 특성을 측정하여 중성운반체로 D18Cr6와 Val을 포함하고 있는 PVC막 전극의 등가회로는 막의 벌크저항과 전기이중층 용량을 포함하는 기하학적용량을 병렬로 하고, 용액저항과 직렬로 구성되는 임피던스의 등가회로임을 확인할 수 있었다. 그러나 저농도 및 저주파수 영역에서 약간의 전하전이저항과 Warburg저항이 나타나 중첩되는 것을 알 수 있었다. $K^+$이온선택성 전극에서 운반체로서 D18Cr6가 Val중 D18Cr6가 기존의 Val보다 전극특성 및 임피던스 특성이 좋았으며 특히 D18Cr6에 기본전해질로 potassium tetraphenylborate (TPB)를 첨가한 경우 이상적인 전극을 제조할 수 있었다. 운반체의 최적 함량은 D18Cr6와 Val의 경우 3.23wt%부근이었고, 가소제는 DBP가 가장 적절하였다. 막두께가 얇아질수록 임피던스 특성이 좋아졌으나, 막두께가 최적 막두께 이하로 얇아지면 전극특성이 나빠짐을 알 수 있었다. D18Cr6의 경우 $K^+$이온에 대한 혼합용액법에 의한 선택계수 서열은 다음과 같았다. $NH_4{^+}>Ca^{2+}>Mg^{2+}>Na^+$.

• 한국버섯학회지
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• 제12권1호
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• pp.41-51
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• 2014

${\beta}$-glucan 함량이 높다고 알려진 꽃송이버섯의 농가재배 활성화를 위하여 푸른곰팡이 내성균주를 선발하고자 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사생장 특성을 확인하였으며, 또한 생장이 우수한 신품종을 개발하고자 교잡육종 균주에 대한 유전 다양성을 분석하였다. 먼저 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사의 생장 특성을 확인한 결과, 6951 (T. viride) 균주에서는 대치선을 형성한 후 별다른 변화를 보이지 않았고, 6952 (T. spp.) 균주에서는 대치선을 형성한 다음 보다 많은 포자를 형성하는 것이 관찰되었다. 그러나 6426 (T. harzianum) 균주에서는 꽃송이버섯 균사가 생장하고 있던 부분까지 모두 덮어버리는 것이 확인되었다. 그 중 특이하게도 구례에서 채집선발한 균주인 JF02-06 균주에서는 다른 균주에 비해 푸른곰팡이 포자가 형성되지 않는 것을 확인되어 다소 푸른곰팡이에 대한 저항성을 갖는 것으로 사료되었다. 전남 산림자원연구소에서 보유 중인 균주 중 생장 및 자실체 발생이 우수한 모균주를 선발하여 교잡을 실시하여 생장특성을 조사한 결과, 미송톱밥배지에서 JF02-47, 49, 50 균주의 균사생장량이 우수한 것으로 확인되었다. 이러한 교잡육종 균주의 유전 다양성을 분석하기 위하여 ITS1, 5.8S와 ITS4 영역에 대한 염기서열을 분석한 결과 Genebank에 등록된 다른 꽃송이버섯 균주와 높은 유의성을 갖는 것으로 확인되었다. 이러한 꽃송이버섯의 포자 및 균사를 현미경으로 관찰하여 생장 특성을 확인한 결과, 포자의 크기는 장경 $6{\mu}m$, 단경 $5{\mu}m$의 물방울 모양으로 확인되었고, 균사에서 3가지 형태의 꺽쇠가 관찰되었다. 균사의 폭은 $3{\mu}m$이며 꽃송이버섯 균사의 특징으로는 약 50% 정도 꺽쇠에서 균사가 뻗어나가는 특성을 갖고 있음이 확인되었다. 균사의 생장 속도는 $0.507{\mu}m/min$이며, 2차 균사는 $0.082{\mu}m/min$의 속도로 생장하다가 모균사와 평행을 이루는 시점에서는 모균사의 생장속도와 유사한 속도로 생장하였다. 꺽쇠발생은 약 5시간 동안 균사 내부 전해질의 이동이 관찰된 후 작은 꺽쇠를 형성하였다. 약 3시간 후 격막이 형성되기 시작하였으며, 그로부터 2시간 후 최종적으로 완성되었다. 이러한 특성을 갖는 꽃송이버섯의 푸른곰팡이 저항성을 확인하고, 교잡균주의 유전 다양성 및 균사의 생장 특성을 확인하여 꽃송이버섯에 대한 기초적인 이해를 높이고, 더 나아가 버섯산업 발전에 이바지하고자 한다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제34권4호
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• pp.324-332
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• 2009

근관 치료된 치아의 수복에 있어서 파절은 가장 중요하게 고려되는 점이다. 포스트를 사용해서 수복한다는 것은 치수와 다른 단단한 물질을 근관 내에 삽입한다는 것으로 자연스럽지 못한 구조를 만들어서 고유의 응력분산을 변화시킨다. 오랫동안 수많이 in vitro 연구들이 post-and-core로 수복된 치아의 파절 저항에 대해서 이루어졌지만 어떤 것이 최상의 선택인지에 대해서는 많은 상충되는 관점들이 존재한다. 본 연구의 목적은 유한요소분석법을 사용하여 post-and-core system의 물리적인 성질이 치질의 응력분산에 미치는 영향을 분석하고 어떤 조합이 파절 저항에 도움이 되는지를 알아보는 것이다. 근관 치료된 상악 중절치를 삼차원 유한 요소법으로 Modeling하였다. 1.5 mm의 ferrule 높이를 부여하고 외관은 zirconia ceramic crown으로 지정하였다. 세가지 평행한 형태의 포스트 (zirconia ceramic, glass fiber, and stainless steel)와 두 가지 코어 (Paracore and Tetric ceram) 물질을 6개의 모델로 조합하였다. 각각의 모델은 해면골, 피질골, 치주인대, 그리고 4 mm 근관 충전을 가지도록 설계하였다. 50 N의 정적인 교합력이 치아 장축에서 60도 각도로 치관의 설면에 적용시켰다. 모델들의 응력전달 특징의 차이를 분석하였고, 결과를 나타내는 데는 Maximum von Mises stress 값을 사용하였고 최대 변위량과 정수압도 계산하였다. Glass fiber post로 수복된 경우 높은 탄성계수를 가진 레진 코어 모델 (29.14 MPa)에서 낮은 탄성계수의 코어 모델 (29.21 MPa)보다 더 낮은 응력이 발생하였다. Glass fiber post로 수복된 모델 (0.03497-0.03499 mm)은 다른 포스트로 수복된 모델들 (0.03245-0.03452 mm)보다 더 많은 최대 변위량을 보였다. 이는 glass fiber post로 수복된 치아의 경우가 상대적으로 치아에 가해지는 힘에 의해 더 많이 움직였다는 것을 보여준다. Zirconia ceramic 이나 stainless steel 과 같이 탄성계수가 큰 포스트는 응력을 증가시키지만 포스트가 스트레스를 대부분 흡수하여 치질에는 스트레스가 낮게 나타났다. Glass fiber post로 수복된 모델에서는 코어와 크라운이 만나는 순면 치경부에서 가장 높은 응력이 발생하였다.