• Journal of Microbiology
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• 제43권3호
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• pp.295-300
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• 2005

In the present study, the performances of conventional purification methods, packed bed adsorption (PBA), and expanded bed adsorption (EBA) for the purification of the nucleocapsid protein (NP) of Newcastle disease virus (NDV) from Escherichia coli homogenates were evaluated. The conventional methods for the recovery of NP proteins involved multiple steps, such as centrifugation, precipitation, dialysis, and sucrose gradient ultracentrifugation. For the PBA, clarified feedstock was used for column loading, while in EBA, unclarified feedstock was used. Streamline chelating immobilized with $Ni^{2+}$ ion was used as an affinity ligand for both PBA and EBA. The final protein yield obtained in conventional and PBA methods was $1.26\%$ and $5.56\%$, respectively. It was demonstrated that EBA achieved the highest final protein yield of $9.6\%$ with a purification factor of 7. Additionally, the total processing time of the EBA process has been shortened by 8 times compared to that of the conventional method.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제9권3호
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• pp.292-296
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• 1999

The high density mixed mode adsorbent known by the trade name of Mimo-AD was used to purify lysozyme directly from the hen egg white (HEW). The homogenized hen egg white was treated with the adsorbent in a stirred vessel for lysozyme adsorption, and then the adsorbent, easily separated from the HEW by sedimentation, was packed into a column. The remaining HEW and contaminant proteins were removed by washing with pH 11 distilled water in an expanded-bed state, and subsequently the elution was performed with pH 12 distilled water in a packed-bed state. By this simple and rapid adsorption, washing, and elution procedure, lysozyme was purified to＞95％ with an overall recovery yield of 66％. This process offers a great potential for industrial application by allowing the extraction of lysozyme while retaining the commercial value of HEW.

• KSBB Journal
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• 제11권6호
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• pp.663-668
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• 1996

Phage lysogen계는 통일 반응기 내에서 단백질 고농도 생산과 세포파괴를 수행할 수 있는 장점을 가지나, 배양액내 다양한 배지생분과 세포내외 물질 이 흔재하게 되어 분리, 정제 공정에서의 효율이 감소되는 단점이 있다. 본 실험에서는 이러한 E. coli double-lysogen 계의 단점을 Expanded Bed Adsorption을 적용함으로써, 세포분리 빛 세포파괴 공정과, 잔류물질 제거를 위한 전처리 공정을 간소화 할 수 있었다. 이러한 공정의 간소화를 통해 생물 공학적 제품 생산시 생산비용의 감소와 생산효율 증 대를 이룰 수 있을 것으로 생각된다. EBA의 운전에 있어 배양용액의 주입량을 1/2로 감소시키는 경우 resin에 홉착되지 않고 손실되는 단백질과 흡착후 용리되는 단백질양이 모두 감소하 여 실험한 범위에서 주입량 감소에 의한 영향은 없 는 것으로 나타났다. Column 길이를 2배 증가시킨 경우 resin 1mL당 홉착되는 단백질 양이 $3.44{\times}106unit 에서 5.28{\times}106unit$ 으로 65% 증가하였으며, column 지름을 2배 증가시키는 경우 용리액의 농축비가 0.8에서 2.1로 증가하였다. 따라서 resin 단위 부피당 흡착량의 증 가를 위해서는 column의 길이를 증가시키는 것이 펼요하며, 높은 농도의 용리액을 얻기 위해서는 col­u umn의 지름을 증가시키는 것이 척절하다고 판단된다. EBA의 광범위한 사용을 위해서는 목적 단백질에 적합한 물성을 갖는 reSIn의 개발이 중요하며, 주어 진 상황에 따른 운전 조건의 최적화가 필요하다고 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제15권1호
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• pp.42-48
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• 2000

본 연구에서는 고정화 UK를 이용한 융합단백질의 절단방응에 대해 UK의 고정화, 고정화 UK의 특성과 절단방응, 절단반응 후의 분리정제 그리고 고정화 UK으 재생에 대해 실험하였다. 고정화 수율은 99% 이상이였고 고정화 후의 효소활성은 80%를 유지하였다. 융합단백질 전단반응에서 액상 UK와 고정화 UK를 이용한 회분식 반응 모두 약 70%의 절단반응을 얻었고, 특히 고정화 UK의 사용시 부반응이 매우 낮은 이점이 있었다. 컬럼식 절단반응에서는 기절의 주입속도에 따라 절단수율은 크게 변화하였다. 최적의 유속은 50%의 절단수율을 얻은 1 bed volume/h로 설정하였다. 고정화 효소반응의 이점인 안정성과 반복사용 측면에서는 액상 UK 대비 고정화 UK가 높은 열안정성을 보였고 낮은 pH에서는 10% 이상 높은 활성을 유지하였다. 반복사용을 위해 6M GuHCl을 사용하여 인위적으로 풀림, 재접힘을 한 경우 98%의 활성을 얻음으로 타당성이 있음을 제시하였다. 또한 목적 단백질의 분리를 위하여 산침전 후 expanded bed adsorption 크로마토그래피를 이용함으로써 연속화된 고수율의 정제공정을 가능하게 하였다. 이러한 고정화 UK를 이용한 절단방응 및 정제시스템을 구축함으로써 융합단백지의 생산공정에 매우 유용하게 사용될 것으로 생각되어진다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권4호
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• pp.323-325
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• 2004

To model the behavior of expanded beds with aqueous feed streams containing different amounts of glycerol, we previously developed a modified Stokes expression that correlates the terminal settling velocity of a particle of a solution with the properties of the particle (particle diameter and density) and the solution (density and viscosity). Two empirical parameters, the effective diameter of the poly-disperse resins for protein adsorption and an exponent of non-unity for $(\rho_{P}-\rho)/\mu$ term, are introduced in the modified Stokes expression. We applied the same type of the modified Stokes expression in combination with the Richardson-Zaki correlation to the published results [1], and found that the expansions of the beds with feed streams containing different amounts of E. coli homogenates can also be successfully described.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.185-191
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• 1999

An air-conditioning system based on the chemical heat storage principle was considered. $H_2O$ was chosen as the reaction gas and the working fluid as well. Na$_2$S, CaCl$_2$, MnCl$_2$, BaCl$_2$, MgCl$_2$, Fe$_2$(SO$_4$)$_3$ and MnSO$_4$ were tested as the solid reactants by using Cahn pressure balance. Na$_2$S was superior to other salts in respect of high capability of absorption of water gas, 5 moles of $H_2O$ per unit mole of Na$_2$S, and adequate temperature of adsorption, $65^{\circ}C$ at 7torr, and of desorption, 13$0^{\circ}C$ at 76torr. Clausius-Clapeyron diagram of Na$_2$S was obtained via adsorption experiments at several vapor pressures of water gas. To enhance heat and mass transfer characteristics, usually below 1W/m K, of the reactor bed of general adsorption systems, expanded graphite block was adapted as the support of Na$_2$S salt. Expanded graphite blocks had thermal conductivity values of 20~80W/mK with respect to 100~400kg/㎥ of block bulk density. Permeability values of expanded graphite blocks were 10$^{-13}$ ~ 10$^{-14}$ $m^2$ with respect to 100~300kg/㎥ of block bulk density showing highly decreasing values of permeability, below 10$^{-l4}$$m^2$, in the range of above 150kg/㎥ of block bulk density.y.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.187-201
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• 2005

최근 전통적인 액체상 공정을 대체하는 기술로서 고체 담체와 단백질 사이의 '생물인식' 기능을 이용하는 새로운 생물공정기술이 개발되고 있다. 통상 고체 담체로는 표면에 특정한 기능기가 노출되어 있는 크로마토그래피용 담체를 사용한다. 단백질의 반응이나 상호작용이 단백질이 담체 표면에 부착되어 있는 상태에서 일어나기 때문에 이 '고체상 기술'은 액체상 기술에 비해 뚜렷한 장점을 갖고 있다. 고체상 재접힘은 변성제에 의해 용해된 내포체 형태의 재조합 단백질을 이온교환수지 표면에 흡착시켜 시작한다. 변성제를 단백질 주위로부터 서서히 제거시키면서 고유의 3차 구조로 재접힘시킨다. 재접힘이 완료되면 염 구배와 같은 전통적인 방법에 의해 재접힘된 단백질을 정제된 상태로 용출시킨다. 이 개념은 '확장층 흡착 재접힘'에도 연장 적용된다. 세포파쇄액에 변성제를 첨가하여 용해한 내포체 단백질은 확장층 흡착 크로마토그래피용 Streamline 담체에 흡착되고 세포찌꺼기와 불순 단백질들은 확장층 사이로 빠져 칼럼 밖으로 제거된다. 흡착된 목적 단백질은 고체상 재접힘 방법에 의해 재접힘 된 후 용출된다. 수년간 연구 발전되어 온이 새로운 재접힘 기술은 정제수율 향상, 공정 단계 감축, 공정 시간 및 부피 감소에 따라 생물의약공정의 경제성을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 증명되고 있다. 본 논문에서는 실험실에서 수행한 여러 생물의약용 단백질들을 대상으로 한 연구 실험 자료를 바탕으로 고체상 재접힘 기술의 적용 사례를 서술하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권10호
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• pp.561-567
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• 2017

본 연구는 $NH_4{^+}-N$ 흡착능력을 지닌 제올라이트 여재에 부착성장을 이용하여 저농도 $NH_4{^+}-N$의 생물학적 질산화에 대해 평가하고자 하였다. 대조군으로는 $NH_4{^+}-N$ 흡착능력이 없는 EPP (expanded polypropylene) 여재와 비교하였다. 각 여재는 미생물 접촉을 위해 활성슬러지에 8시간 폭기시킨 후 실험에 사용하였다. 회분식 실험결과 제올라이트에 흡착된 $NH_4{^+}-N$을 부착된 질산화 미생물들이 이용할 수 있기 때문에 EPP 여재보다 질산화가 더 잘 일어남을 확인하였다. 또한 연속운전결과 EBCT (empty bed contact time) 25분의 체류시간, 3 mg $NH_4{^+}-N/L$ 수준의 저농도 조건일 때 제올라이트 여재에서만 생물학적 질산화를 관찰할 수 있었다. 제올라이트 여재를 EBCT 10~60분으로 바꿔가며 운전한 결과 EBCT에 따른 질산화 수준의 차이를 확인할 수 있었으며, EBCT 60분일 때 최대 90% 이상의 $NH_4{^+}-N$처리율을 나타냈다. EBCT에 따라 유입되는 질소($NH_4{^+}-N$)농도대비 유출되는 질소($NH_4{^+}-N+NO_2{^-}-N+NO_3{^-}-N$)농도의 차이가 발생함을 확인할 수 있었으며, EBCT 10분일 때 0.25 mg/L, 25분일 때 0.78 mg/L, 40분일 때 0.59 mg/L, 60분일 때 0.37 mg/L로 나타났다. 이는 $NH_4{^+}-N$의 흡착속도와 질산화속도의 차이로 발생한 것으로, 이 농도의 차이만큼 여재에 $NH_4{^+}-N$이 흡착된 상태로 존재하고 있을 것으로 사료된다.