• Title/Summary/Keyword: 물질 전달

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원자간력현미경(AFM)을 이용한 줄기세포의 신경세포로 분화 인지에 관한 연구

  • Gwon, Sang-U;Yang, U-Cheol;Jeon, Song-Hui;Yu, Bo-Yeong;Choe, Yun-Gyeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.558-558
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    • 2012
  • 최근의 원자간력현미경(AFM)은 soft한 생체물질을 비파괴적 방법 및 나노크기의 분해능으로 여러 구조적, 물리적 특성 측정이 가능하여 bio분야에 다양이 활용되고 있다. 본 연구에서는 AFM을 이용하여 줄기세포인 BM MSC(bone marrow mesenchymal stem cell)가 신경세포로 분화 여부를 측정하는 방법을 보고하고자 한다. 신경세포의 신호전달은 시냅스에서 신경전달물질을 매개로 하여 이루어지는데, 신경전달물질 중에 D-Glutamic acid는 시냅스후세포에서 흥분성 전위 크기를 증가시킨 상태를 장기간 유지시켜주는 물질로, 특정물질인 Glutamate와 항원-항체 결합을 한다. 본 연구에서는 이 두 물질간의 항원-항체 반응을 활용하여 줄기세포의 신경세포로 분화 여부를 AFM으로 측정하였다. 먼저, 수용성 시료인 두 물질을 증류수에 용해시켜 Mica 기판에 그 용액을 떨어뜨려 자연건조로 시료를 준비한 후, AFM으로 형태 및 크기를 측정하였다. D-Glutamic acid와 Glutamate는 구형 입자 형태를 보였으며, Glutamate의 너비는 ~100 nm이고, D-Glutamic acid는 ~50 nm였다. 두 물질이 든 용액을 섞었을 때, 항원-항체 반응에 의해 다른 크기의 두 구형입자가 붙어 있는 형태가 관찰되었다. 이 반응을 활용하여, 신경세포에서 분비되는 신경전달물질인 D-Glutamic acid를 선별하였다. DMEM 배지에 신경암세포주인 SH-SY5Y 를 접종한 후 $37.6^{\circ}C$의 incubator에서 24시간 배양하고, 화학적 자극(60~70 mM의 KCl 용액을 주입함)을 주어 신경전달물질 분비를 유도하였다. 그 배지에 항체 Glutamate 를 주입하여 자연건조 시킨 후 항원-항체 결합특성을 AFM으로 측정하여, 항원-항체 결합된 이미지와 동일함을 확인하였다. 결과적으로 AFM을 이용한 신경전달물질의 항원-항체 결합여부 측정을 통해, BM MSC 줄기세포의 신경세포로 분화를 판단할 수 있으며, 이 방법은 줄기세포의 특정 세포로의 분화 여부 판단에 활용될 것으로 기대된다.

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Mass Transfer Phenomena in Polycondensation Reaction of Poly(ethylene naphthalate) (폴리(에틸렌 나프탈레이트)의 축중합 반응에서 물질 전달 현상)

  • 이성진;정성일
    • Polymer(Korea)
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    • v.28 no.2
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    • pp.121-127
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    • 2004
  • The instantaneous removal of ethylene glycol is very important fur obtaining high molecular weight polymer because of the reversibility of the polycondensation reaction of poly(ethylene naphthalate)(PEN). In this study, we investigated the mass transfer phenomena in the thin film of PEN oligomer where the polycondensation reaction took place at 280$^{\circ}C$ and under 0.1mmHg. In case of less than 0.025cm film thickness the mass transfer resistance through the thin film of the polymer melt was not so high that the overall reaction rate was governed only by the polycondenstion reaction. Both the mass transfer model and the diffusion model predicted the experimenatal data well but the diffusion model showed faster reaction rate in the low molecular weight range than the mass transfer model . It was estimated from the two models that the diffusivity was 4.7${\times}$10$\^$-6/$\textrm{cm}^2$/sec and the mass transfer coefficient was 1.4 ${\times}$10$\^$-4/cm/sec both of which were smaller than In case of poly(ethylene terephthalate).

Analysis on Multi-Components of Neurotransmitter Release in Response to Light of Retinal ON-Type Bipolar Cells (망막 ON형 쌍극세포의 광응답에 따른 다중성분의 전달물질 방출에 관한 해석)

  • Jung, Nam-Chae
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.14 no.4
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    • pp.222-230
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    • 2013
  • Retinal bipolar cells according to the light stimulus respond to potential slowly, emit neurotransmitter release(glutamine acid) to depend on membrane potential. In this paper, the several physiological information on neurotransmitter release mechanism in the presynaptic terminal of the ON-type bipolar cells are incorporated into the formula model. The source of fast components and slow components of neurotransmitter release was arranged in parallel, this model was able to reproduce the membrane potential and intracellular $Ca^{2+}$ concentration dependence of neurotransmitter release faithfully. In addition, because the fast releasable components of neurotransmitter was represented by the membrane potential dependence of trapezoid type, whereas the slow releasable components was represented by the membrane potential dependence of a bell type, $Ca^{2+}$ concentration rise in intracellular is suppressed by $Ca^{2+}$ buffer to reduce slow releasable components, it was confirmed that the membrane potential dependence of neurotransmitter release was characteristics of a trapezoid type. And, in the light response of ON type bipolar cell, the result of the simulation of the neurotransmitter release caused by the components of transient and persistent was that the start of light response occurred the fast release of neurotransmitter, it was confirmed that the transient component and persistent component of the light response occurred the slow release. It was confirmed that the later of persistent component of the light response occurred due to the continuous release by synaptic vesicle supplemented from the storage pool.

Mass Transfer Characteristics of Vertical Two-Phase Flows with Orifice Nozzle (오리피스 노즐 수직 2 상 유동의 물질전달 특성)

  • Kim, Dong Jun;Yang, Hei Cheon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.39 no.10
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    • pp.817-824
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    • 2015
  • Experiments were carried out to investigate the flow and mass transfer characteristics of an orifice nozzle. Measurements of primary and suction flow rates, dissolved oxygen concentration, and electric power were obtained. Vertically injected mixed-jet images were captured by a direct visualization technique with a high speed camera unit. The mass ratio, volumetric mass transfer coefficient, and mass transfer performance were calculated using the measured data. As the primary flow pressure increases, the mass ratio decreases slightly, while the volumetric mass transfer coefficient and electric power increase. As the primary flow pressure increases and the mass ratio decreases, the mass transfer rate increases because of the fine bubbles and wider distribution of the bubbles.

Heat/Mass Transfer Measurements on a Film Cooled Blade with Naphthalene Saturated Coolant (나프탈렌 포화공기가 분사되는 막냉각 홀을 가진 터빈 블레이드 표면의 열/물질전달 계수 측정)

  • Lee, Dong-Hyun;Rhee, Dong-Ho;Kim, Kyung-Min;Cho, Hyung-Hee;Kim, Beom-Su
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.433-436
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    • 2010
  • In this paper, heat/mass transfer characteristics on a film cooled stationary rotor blade are investigated using the naphthalene sublimation method. A row-speed annular wind tunnel with a single annular turbine stage is used. Three rows of film cooling holes are machined on the leading edge of the test blade. Detailed heat/mass transfer distributions are measured with changing the blowing rate from 1.0 to 2.0. As the blowing ratio increases, overall heat/mass transfer increases and the lower peak formed on the pressure side were disappeared.

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Research on Heat and Mass Transfer Coefficient in the Packing Layer With a Solar Desiccant Heating/Cooling System (태양열 데시컨트 냉난방시스템 중 충진층에 있어서의 열 물질전달에 관한 연구)

  • Yohana, Eflita;Choi, Kwang-Hwan;Kim, Bu-Ahn;Kim, Dong-Gyu;Paek, Ki-Dong;Kim, Ji-Won
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.26 no.3
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    • pp.17-24
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    • 2006
  • 최근에 에너지절약 차원에서 종래의 공조방식을 대신할 새로운 냉난방시스템 개발이 요구되고 있는데, 본 논문에서는 태양열 집열기를 이용하는 데시컨트 시스템 중 제습역할을 실질적으로 담당하는 제습기의 충진층 부분에서의 열 및 물질전달에 관한 일련의 해석 결과를 발표하고 있다. 제습과정에서 액체흡수제는 충진층에서 열 뿐만 아니라 물질전달을 수반하게 되는데, 이 결과 건물에 냉방 및 난방효과를 가져다 준다. 따라서 이 충진층의 최적 설계가시스템의 효율을 극대화하기 위해서는 무엇보다도 중요한데, 이를 위해서는 충진층에서의 열 및 물질전달 양상을 규명하여야 한다. 따라서 금번 실험에서는 공기와 액체흡수제와의 접촉면적을 넓히기 위해서 충진재로써 3cm(직경) ${\times}$ 3cm(높이)인 시판중인 플라스틱 재질을 사용하고, 실질적으로 40cm(너비)${\sim}$40cm(깊이)${\times}$40cm(높이)의 충진층을 직접 제작하여 실험을 행하였다. 그 결과, 공기측 열 및 물질전달 계수는 공기 온도와 밀접한 관계를 갖고 있으며, 또한 물질전달계수는 열전달계수와 같은 경향을 보이고 있음을 알 수 있었다.

Mass Transfer Effects in Xanthan Gum Fermentation (Xanthan Gum 발효에 있어서 물질전달의 영향)

  • 임병연;유영제
    • Microbiology and Biotechnology Letters
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    • v.17 no.4
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    • pp.277-282
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    • 1989
  • Xanthan gum is a biopolymer produced by Xanthomonas campestris. In xanthan gum fermentation, the fermentation broth changes to highly viscous non-Newtonian fluid as xanthan gum concentration increases. Maximum xanthan gum concentration is limited by high viscosity of the broth since mass transfers of nutrient and oxygen are inhibited. Int this study the mass transfer effects were investigated in batch and fed-batch fermentations at various agitation speeds and by separate oxygen transfer experiments. Xanthan gum production rate was observed to be largely dependent on oxygen transfer coefficient; while cell growth rate was not affected highly by this factor.

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Experimental Evaluation Method of Mass Transfer Coefficient on Biotrickling Filtration for Air Pollution Control (대기오염제어를 위한 생물살수여과법에서 물질전달계수 실험평가방법에 관한 연구)

  • Won, Yang-Soo;Jo, Wan-Keun
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.53 no.4
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    • pp.482-488
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    • 2015
  • Biological treatment is promising alternative to conventional air pollution control method. Bioreactors for air pollution control have found most of their success in the treatment of dilute and high flow waste air streams containing volatile organic compounds and odor. The studies of mass transfer in biotrickling filters for air pollution control were of importance in order to control and optimize the purification process. The objectives of this study were to develop the experimental methodologies to evaluate the mass transfer coefficients of gas/liquid(trickling liquid), gas/solid(biomass) and liquid/solid in three phase biotrickling filtration. Also, this study characterized the influence factors on mass transfer such as dynamic holdup volume, gas/liquid flow rate ratio, biomass weight in reactor and recirculation rate of trickling medium for each phase of biotrickling filter.

Numerical Study of Characteristic of Heat and Mass Transfer in Planar Membrane Humidifier According to Flow Direction (연료전지용 판형 막 가습기의 유동방향에 따른 열 및 물질전달 특성에 관한 해석적 연구)

  • Yun, Sungho;Byun, Jae Ki;Choi, Young Don
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.5
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    • pp.503-511
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    • 2013
  • The humidifying supply gas is important in terms of the performance efficiency and membrane life improvement of a PEM fuel cell. A planar membrane humidifier is classified as a cross-flow and counter-flow type depending on the flow direction, and heat and mass transfer occur between the plate and the membrane. In this study, the changes in heat and mass transfer for various inlet temperatures and flow rates are compared according to the flow direction by using the sensible and latent ${\varepsilon}$-NTU method. The obtained results indicate that the counter flow shows higher heat and mass transfer performance than the cross flow at a low flow rate, and the difference in performance decreases as the flow rate increases. Furthermore, changes in the mass transfer performance decrease considerably with a nonlinear increase in the inlet temperature, and variations of the heat transfer performance are small.

방출조절용 항균성 포장재의 개발 및 미생물 생육억제와 물질전달 모델링

  • Han, Jeong-Hun
    • Bulletin of Food Technology
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    • v.9 no.2
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    • pp.111-127
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    • 1996
  • Potassium Sorbate의 향균능력측정결과 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 성장에 대하여 uncompetitive 기작으로 작용하였다. 열처리 실험의 결과 Potassium Sorbate는 가열온도에 대하여 Arrhenius, 또한 가열시간에 대하여 1차반응식관계로 향균능력을 잃었으며 따라서 보존제로 Potassium Sorbate를 식품에 첨가후 포장, 가열살균하는 일반 식품가공공정상에서 가열살균공정이 첨가 보존제의 잔류향균능력을 잃게 하는 것으로 나타났다. 플라스틱 film과 치즈안에서 Potassium Sorbate의 확산계수 및 확산에 의한 물질전달 현상을 수학적모델과 컴퓨터 simulation 그리고 실험에 의해 구하였다. 저밀도폴리에틸렌(LDPE)이 범용플라스틱중에서 가장 작은 확산계수를 가져 빠른 물질전달이 요구되는 film층 또는 약물저장층으로 적합한것으로 나타났다. 그외 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET)는 느린 물질전달이 요구되는층 또는 복합다층 film에서 물질전달에 단방향성을 주는 고차단층으로 적합한것으로 나타났다. Potassium Sorbate분말과 LDPE resin분말을 섞은후 단일스크루 익스트루더로 항균성 포장 film을 제조한 결과 LDPE film의 tensile strength과 elongation, elastic modulus는 Potassium Sorbate를 3% 이상 포함할때까지 변화하지 않았다. 그러나 film의 투명도는 급격히 낮아졌다. 향균성LDPE film은 효모가 접종된 한천배지상에서 항균물질인 Potassium Sorbate를 배지위로 서서히 방출시켜 효모의 성장속도(growth rate)를 저하시키고 초기성장지체기(lag period)를 연장시킨다. 따라서 식품포장재로 적용시에 미생물의 오염을 막고 식품저장기간을 연장할것이라 여겨진다.

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