• 제목/요약/키워드: mass culture system

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SWAT 모형을 이용한 영양물질 모의 및 유달율 추정에의 적용 (The Simulation of Nutrients using SWAT Model and its Application to Estimate Delivery Ratio)

  • 최대규;신현석;윤영삼;김상단
    • 한국물환경학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.375-385
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    • 2009
  • The estimation of delivery ratio is a essential part of Korean Total Maximum Daily Loads (TMDL) procedure which needs a number of observed stream flow and pollutants data. If observed data were not sufficient, researchers have to find other alternatives. One of them is to make indirect data by using watershed models, such as Soil and Water Assessment Tool (SWAT) and Hydrological Simulation Program - FORTRAN (HSPF) and so on. In this study, indirect daily data was made by using SWAT model. To build the Byongseong-SWAT model accurately, crop cultures are reflected by handling the MGT.file in SWAT model. Especially, mass of manure and schedule of crop culture are inputted through investigating domestic research papers as well as fieldwork. After calibrating SWAT model in comparison with the 22-years flow and pollutants observed outlet data, the delivery ratio of Byongseong watershed is calculated by using daily simulated data during 2004-2007. Empirical equations for delivery ratio through multi-regression analysis are developed by using meteorological and physical factors such as flow, watershed area, stream length, catchment slope, curve number (CN) and subbasin's pollutant discharge loads.

독립영양방식 액체대량배양 시스템하에서 배양한 체세포배 유래 음나무 기내묘의 생장과 광합성 (The Photoautotrophic Culture System Promotes Photosynthesis and Growth of Somatic Embryo-derived Plantlets of Kalopanax septemlobus)

  • 박소영;문흥규;김용욱
    • 한국산림과학회지
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    • 제100권2호
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    • pp.212-217
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    • 2011
  • 당이 첨가되지 않은 액체배지를 이용한 광독립영양법은 기내배양시 대량배양에 많은 장점이 있다. 본 논문에서는 광독립영양배양 시스템을 이용하여 체세포배발생을 경유해 대량증식 된 음나무의 대량생산 시스템을 보고하고자 한다. 이를 위해 체세포배에서 발아한 음나무 기내묘는 3가지 배양 방식, 즉 $30gL^{-1}$ 당이 첨가된 1/2MS 고체배지에서 배양한 종속영양 배양(무처리구), 당이 첨가되지 않은 1/2MS 고체배지에서 배양, 그리고 당이 첨가되지 않은 1/2MS 액체배지에서 강제환기를 시켜준 독립영양 배양하에서 4주간 배양되었다. 순화전 각 배양환경하에서 자란 식물체들의 엽면적, 광합성량, 엽록소함량, 생장량 등을 조사하였다. 그 결과 독립영양하에서 생장한 유식물체의 생장이 가장 좋았으며 엽록소 함량 및 순광합성량도 대조구에 비해 월등히 증가하였다. 독립영양배양 시스템하에서 생장한 식물체들은 이후 토양에서 100% 순화되었다. 본 결과에서 배양 마지막 단계에 당이 첨가되지 않은 액체배지에 배양하는 독립영양배양 방식이 기내배양묘의 순화율을 증가시키고 기외 활착율을 높임으로서 체세포배 유래 음나무의 대량생산에 효율적인 것으로 나타났다.

Single cell-strain부터 유래된 무세포 효소 시스템을 이용한 톨루엔 및 아세트산 분해 (Degradation of Toluene and Acetic Acid Using Cell-Free Enzyme System from Single Cell-Strain)

  • 장재현;김예지;노태용;박중곤
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권5호
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    • pp.665-670
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    • 2016
  • 본 연구에서는 톨루엔 분해 균주인 Pseudomonas putida와 아세트산 분해 균주인 Cupriavidus necator에 무세포 효소 시스템(cell-free enzyme system)을 적용하여 톨루엔과 아세트산에 대한 분해 가능성을 확인하는 실험을 수행하였다. P. putida는 톨루엔 존재 하에서만 toluene dioxygenase를 생성하여 톨루엔을 cis-toluene dihydrodiol로 분해하며, C. necator는 acetyl coenzyme A synthetase-1을 생성하여 아세트산을 acetyl CoA로 전환시켜 생존에 필요한 ATP나 생분해성(biodegradable) 고분자인 Polyhydroxyalkanoate (PHA)를 합성한다. P. putida의 톨루엔 분해 효소인 toluene dioxygenase는 유도효소이기 때문에 toluene dioxygenase 생성 전과 후로 나누어 실험을 진행하였다. P. putida의 톨루엔 분해능력 확인을 위한 gas chromatography (GC) 분석 결과, 대조군과 toluene dioxygenase 생성 전인 실험군 1에서는 검출된 톨루엔의 양이 거의 유사하였으나, toluene dioxygenase 생성 후인 실험군 2에서는 검출된 톨루엔의 양이 대조군 및 실험군 1에 비해 감소하였다. 또한 C. necator의 아세트산 분해능력 확인을 위한 gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS) 분석 결과, 무세포 효소 시스템을 적용한 실험군에서는 아세트산에 대한 피크가 검출되지 않았다. 따라서 P. putida와 C. necator는 무세포 효소 시스템 적용 후에도 톨루엔 및 아세트산 분해 능력이 유지되었으나, P. putida는 무세포 효소 시스템을 적용하기 전에 유도 효소를 생성하는 과정이 필요하다.

히알루론산 생산성 향상을 위한 Streptococcus zooepidemicus 균주 개량 및 발효조 배양공정 최적화 (Strain Improvement and Bioprocess Optimization for Enhanced Production of Haluronic Acid(HA) in Bioreactor Cultures of Streptococcus zooepidemicus)

  • 김수연;전계택
    • 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(rp)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(kLa)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

우 수정란의 배양세포들로부터 송아지 생산을 위한 체계 (Systems for Production of Calves from Cultured Bovine Embryonic Cells)

  • 박세필;;정길생;이훈택;윤산현;임진호
    • 한국가축번식학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.299-307
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    • 1995
  • 전능성을 지닌 우 수정란 세포배양기술 체계 확립은 가축육종에 중요한 의의를 지닌다. 이러한 체계는 1) 핵치환에 의한 다수의 클론동물 생산에 대한 기전, 2) 형질전환세포를 선발하기 위한 marker의 사용으로 효과적인 유전자 전이체계와 3) site specific 유전자 전이에 대한 기전 또는 homologous DNA서열 재조합에 의한 결손 등에 대한 기전을 이해하는데 이용될 수 있다. 우 수정란세포의 배양은 배반포 내부 세포괴, 상실배와 16∼20세포기로부터 확립하였다. 이들 모든 세포들은 생쥐 배아간 세포형태와 유사하였으며 배양시 분화와 증식에서 다능성을 나타내었다. 배양체계는 미세소적이나 배양용기, 우 도는 설치류 섬유아 세포주를 단기간 배양 또는 장기간 배양방법을 이용하였다. 유사분열시 요구되는 배양체계나 배양액 그리고 분화 억제에 대한 괄목할만한 장점은 아직 밝혀지지 않고 있다. 현재 16∼20 세포기의 배양세포의 전능성에 대해서는 알려져 있지 않다. 배양된 ICM세포 전능성은 27일간 배양한 ICM 세포로부터 4마리의 산자 생산에 의해 입증되었다.

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Myo-inositol increases the plating efficiency of protoplast derived from cotyledon of cabbage (Brassica oleracea var. capitata)

  • Jie, Eun-Yee;Kim, Suk-Weon;Jang, Hye-Rim;In, Dong-Su;Liu, Jang-Ryol
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제38권1호
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    • pp.69-76
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    • 2011
  • This study describes the effect of myo-inositol on sustained cell division and plant regeneration from cotyledon-derived protoplast of cabbage (Brassica oleracea var. capitata). Freshly isolated protoplasts were cultured in modified Murashige and Skoog (MS) medium removed ammonia ions and containing $0.4\;mg\;l^{-1}$ thiamine HCl, $100\;mg\;l^{-1}$ myo-inositol, $2\;mgl^{-1}$ 2,4-D, $0.5\;mgl^{-1}$ BA, $30\;gl^{-1}$ sucrose and several concentrations of myo-inositol (2, 4, 6, 8, 10% (w/v)) as an osmotic stabilizer. After 3 weeks of culture in the dark at $25^{\circ}C$, the plating efficiency of cabbage protoplasts reached to $22.5{\pm}2.9%$ when cultured in modified MS medium supplemented with $2\;mgl^{-1}$ 2,4-D, $0.5\;mgl^{-1}$ BA, $30\;gl^{-1}$ sucrose and 8% (w/v) of myo-inositol at a density of $2{\times}10^5$ protoplasts/ml. Rapidly growing cell colonies after 3 weeks of culture were transferred to the same culture medium removed osmoticum. To induce shoot regeneration from calluses, calluses with about 2 mm in diameter were transferred to the MS medium containing $2\;mgl^{-1}$ BA and $0.5\;mgl^{-1}$ NAA. After further three weeks of incubation onto the medium in the light, green shoots were formed on the surface of calluses at a frequency of 30%. Upon transfer to half-strength MS basal medium, roots were formed onto the bottom of regenerated shoots without auxin treatments. These regenerated plantlets were successfully acclimatized to soil transfer, grown to normal mature plants. The cabbage protoplast culture system established in this study could be applied for production of somatic hybrids or cybrids by asymmetric protoplast fusion and mass proliferation of elite somatic clones of cabbage.

The Protein and Isozyme Patterns During in vitro Plant Regeneration of Yooja (Citrus junos Sieb.) and Trifoliate Orange (Poncirus trifoliata Rafin.)

  • Park, Min-Hee;Jang, Hyun-Kyu;Cha, Young-Ju;Kim, Ho-Bun;Lee, Sook-Young
    • Plant Resources
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    • 제5권1호
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    • pp.29-44
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    • 2002
  • In this study, plant regeneration through in vitro culture from plantlet stems of Yooja (C. junos Sieb.) and trifoliate orange (P. trifoliata Rafin.) was attempted to make mass-production system of virus-free plants having the same genotype with mother plant. In order to investigate physiological change depending on the developmental stage of plant regeneration, the changes of total protein, peroxidase and esterase activity and their isozyme patterns as well were examined in 1/2 MS medium. The results are as follows : 1. The MS medium for the optimal callus induction and shoot formation was utilized. The medium was supplemented either with 2,4-D and Kinetin or with BA and NAA. The optimal concentrations were the combination of 1.0mg/ 2,4-D +0.3mg/ Kinetin and 1.0mg BA +0.3mg NAA in callus induction and shoot formation, respectively. 2. For the plant regeneration from somatic embryos, 1/2 MS medium was used with supplements of growth regulators (free, 1.0mg/ IBA +1.0mg/ BA ,0.5mg/ IBA +0.5mg/ BA). Shooting and rooting were the best in the treatment of 0.5mg/ IBA and 0.5mg/ BA combination. 3. The total protein content has a tendency of increase with the developmental stage of embryo, but it was decreased at the plantlet. Also it was the highest at 8 and 6 weeks stage in C. junos Sieb. and P. trioliata Rafin, respectively. In the SDS-PAGE pattern of protein, C. junos Sieb. showed bands of 29.0 and 40kDa at 10 weeks. The 45,66 and 97.4 kDa bands at 10 weeks of culture were shown in P. trifoliata Rafin. 4. The highest esterase activity was shown at the 6 and 8 weeks of culture in C.junos Sieb. and P. trifoliata Rafin.., respectively. 5. Esterase isozyme patterns were shown difference according to the developmental stage. In C. junos Sieb. a new band was observed at pl 7.7 following 4 weeks culture. On the other hand, new bands in P. trifoliata Rafin. were observed at pl 7.5~6.5 following 4 and 6 weeks culture, respectively.

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Trichosporon cutaneum의 균체생육(菌體生育) 및 Lipase 생산(生産)에 미치는 당류(糖類)의 영향 (Effect of Sugars on Cell Growth and Lipase Production by Trichosporon cutaneum)

  • 김성열
    • 농업과학연구
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    • 제4권1호
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    • pp.105-111
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    • 1977
  • 전보(前報)에 이어 Trichosporon cutaneum의 lipase 생산(生産)에 미치는 당류(糖類)의 영향을 더욱 검토(檢討)하기 위(爲)하여 몇가지 당류(糖類)를 첨가(添加)한 대두분추출액(大豆粉抽出液) 기본배지(基本培地)를 151bs에서 20분간(分間) 살균(殺菌)하였을때 일어나는 pH 및 착색도변화(着色度變化), 착색물질(着色物質)이 균체(菌體)의 생육(生育) 및 lipase 생산(生産)에 미치는 영향, 그리고 $30^{\circ}C$에서 진탕 배양(培養)하면서 배양중(培養中)의 pH 변화(變化)와 균체(菌體)의 생육(生育) 및 lipase 생산(生産)과의 관계(關係)를 검토(檢討)하여 아래와 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 대두분추출액(大豆粉抽出液) 기본배지(基本培地)에 각중당류(各種糖類)를 첨가(添加)하여 살균(殺菌)하였을 때 일어나는 갈변(褐變)은 xylose 첨가구(添加區)가 가장 심(甚)하고 다음이 galactose와 mannose, glucose 첨가구(添加區)의 순(順)이 었고 maltose와 sucrose 첨가구(添加區)는 당무첨가구(糖無添加區)와 별차이(別差異)가 없었다. 2. 살균후(殺菌後)에 갈변(褐變)이 심(甚)한 것일수록 pH가 낮았다. 3. 살균중(殺菌中)에 형성(形成)된 착색물질(着色物質)은 당(糖)의 종류(種類)에 비(比)하여 균체(菌體)의 생육(生育)및 lipase 생산(生産)에 미치는 영향이 작았다. 4. lipase 생산량(生産量)이 많을수록 균체(菌體)의 생산량(生産量)이이 작았다. 5. 살균중(殺菌中)의 갈변(褐變)이 가장 심(甚)한 xylose 첨가구(添加區)에서는 균체(菌體)의 증식(增殖) 및 lipase 생산저해작용(生産沮害作用)이 약천(若千) 약화(弱化)되었다. 6. 균체(菌體)의 증식(增殖)이 왕성(旺盛)할수록 배지(培地)의 pH가 낮아졌다.

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메소코즘에서 USCG phase-II 형식승인 대비 영양염 첨가에 따른 식물플랑크톤 대량 배양조건 확립 및 군집구조의 단주기변화 (Short-term changes of phytoplankton communities after nutrient addition and establishment of stable mass culture condition to prepare the type approval test of USCG Phase-II in mesocosm enclosure)

  • 백승호;이민지;신경순
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.34-42
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    • 2016
  • 본 연구는 USCG Phase-II 형식승인에 대비하여 여름철 메소코즘에서 영양염 첨가(+N, +P, +NP)에 따른 식물플랑크톤의 대량 배양 가능성의 검토와 더불어, 영양염 조성의 차이에 따른 자연 식물플랑크톤 군집의 반응과 시간경과에 따른 종천이 양상을 파악하였다. 메소코즘에서 식물플랑크톤은 영양염 첨가후 곧바로 반응하여 1-3일 이내 최고 개체수 밀도에 도달하였다. +NP 실험군($N:30{\mu}M$, $P:3{\mu}M$)에서 식물플랑크톤 군집의 성장율은 $2.47d^{-1}$로 현저하게 높게 나타났고, +N실험군($N:30{\mu}M$)에서도 1.98 d-1로 나타났다. 반면, +P실험군($P:3{\mu}M$)에서는 대조군과 유사한 성장율을 보여, 영양염 첨가 효과가 명확하지 않았다. 특히, 식물플랑크톤 개체수 밀도 또한 +NP실험군에서 대조군 보다 약 50배 높게 나타나, 선박평형수의 형식승인 시험용 시료를 확보하는 대량 배양가능성을 시사할 수 있었다. 식물플랑크톤의 군집조성은 자연 상태에서 우점한 Pseudo-nitzchia spp. 종이 영양염첨가와 더불어 압도적으로 우점하였고, 실험시간의 경과와 함께 영양염 고갈로 인하여 총 식물플랑크톤이 급격하게 감소하였다. 결과적으로 USCG Phase-II 형식승인에 대비하여 시험수로 활용하기 위한 자연생물 대량배양의 최적 영양염(질산염: $30{\mu}M$과 인산염: $3{\mu}M$)과 수확시기(하계기준 실험3일 후)를 제시할 수 있었고, 이와 같은 과학적 근거는 선박평형수 처리장치를 개발하는 산업계에 크게 도움이 될 것이다.

Meta-synthesis Exploring Barriers to Health Seeking Behaviour among Malaysian Breast Cancer Patients

  • Yu, Foo Qing;Murugiah, Muthu Kumar;Khan, Amer Hayat;Mehmood, Tahir
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권1호
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    • pp.145-152
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    • 2015
  • Barriers to health seeking constitute a challenging issue in the treatment of breast cancer. The current meta-synthesis aimed to explore common barriers to health seeking among Malaysian breast cancer patients. From the systematic search, nine studies were found meeting the inclusion criteria. Data extraction revealed that health behavior towards breast cancer among Malaysia women was influenced by knowledge, psychological, sociocultural and medical system factors. In terms of knowledge, most of the Malaysian patients were observed to have cursory information and the reliance on the information provided by media was limiting. Among psychological factors, stress and sense of denial were some of the common factors leading to delay in treatment seeking. Family member's advice, cultural beliefs towards traditional care were some of the common sociocultural factors hindering immediate access to advanced medical diagnosis and care. Lastly, the delay in referral was one of the most common health system-related problems highlighted in most of the studies. In conclusion, there is an immediate need to improve the knowledge and understanding of Malaysian women towards breast cancer. Mass media should liaise with the cancer specialists to disseminate accurate and up-to-date information for the readers and audience, helping in modification of cultural beliefs that hinder timing health seeking. However, such intervention will not improve or rectify the health system related barriers to treatment seeking. Therefore, there is an immediate need for resource adjustment and training programs among health professional to improve their competency and professionalism required to develop an efficient health system.