• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.306-312
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• 2016

미세조류는 수환경으로 유입되는 독성물질의 배출기준을 설정하거나 환경영향을 평가하기 위한 환경변화의 잠재적 생물지표이다. 본 논문에서 해양 미세조류인 녹조류 Tetraselmis suecica, 규조류 Ditylum brightwellii, 와편모조류 Prorocentrum minimum에 대한 내분비 교란물질(EDCs) 비스페놀 A (BPA)와 Aroclor 1016의 영향을 평가하였다. 처리한 EDCs에 대하여 각각의 종은 매우 다른 민감도 차이를 보였다. 각 종에 대한 50% 영향농도($EC_{50}$)는 Aroclor 1016가 BPA보다 더 유해하였다. 실험에 사용한 미세조류중에서 규조류 D. birghtwellii(0.037 mg/L BPA과 0.002 mg/L Aroclor 1016)가 다른 종보다 매우 민감하게 반응하는 것으로 조사되었다. 본 연구 결과는 수서생태계에로 배출되는 기준 농도 이상의 EDCs가 해양 생물에게 유해 효과가 있다는 것을 제시해 준다.

• 한국환경생태학회지
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• 제30권1호
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• pp.92-97
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• 2016

본 연구는 미세조류 및 해조류 유주자의 피막화가 이들의 생장 및 생존에 미치는 영향을 파악할 목적으로 수행되었다. 갈조류의 세포벽을 구성하는 녹말과 알긴산을 다양한 비율로 혼합하여 친환경 피막소재로 이용하였으며, 염화칼슘수용액에 적하(form a drop)한 후 피막의 형성 여부를 확인하였고, 미세조류 Nannochloropsis salina와 해조류 Ulva australis의 유주자를 피막화하여 생존율 및 성장률을 측정하였다. 미세조류와 해조류 피막은 녹말과 알긴산의 배합비(무게비)가 5:5, 2:8, 0:10일 때에만 형성되었으며, 10:0과 8:2에서는 형성되지 않았다. 형성된 피막 중 녹말과 알긴산의 5:5 배합비에서 미세조류 개체수가 $8.74{\times}10^5cells\;mL^{-1}$로 최대 증가를 보였으나, 알긴산만을 이용한 피막에서는 $4.92{\times}10^5cells\;mL^{-1}$로 가장 낮았다. 따라서, 녹말과 알긴산의 혼합으로 구성된 피막에서 녹말의 함량이 증가할수록 미세조류 및 해조류 유주자의 생존 및 생장율은 증가되지만 알긴산이 50% 이하인 배합비에서는 물성이 약한 것으로 나타났다. 또한, 인공어초 표면에 응용한 결과, 99 개체 $cm^{-2}$가 발아하는 것으로 나타났다. 본 연구는 해양생태계 복원을 위한 해조류 유주자의 생존율 및 생장률을 향상 시킬 수 있는 다양한 기초자료가 될 것으로 사료되어진다.

• 생명과학회지
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• 제25권7호
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• pp.733-739
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• 2015

미세조류는 천연재생자원으로서 단순히 빛, 이산화탄소, 인 및 질소만이 존재하는 환경에서도 빠른 속도로 자라며 동시에 다양한 기본 화학물질(예를 들면 제약 및 식품산업에서 높은 부가가치를 창출 할 수 있는 비타민, 지방산, 카로티노이드 등)들을 생산한다. 본 연구에서는 생리활성물질을 생산하는 미세조류의 무균순수분리방법의 개발 및 미세조류 배양에 필요한 균체 생육도 측정법을 확립하고자 하였다. 미세조류에서 유용성분 추출을 위하여 항생제 혼합물 [ampicillin (100 ${\mu}g/ml$), streptomycin (10 ${\mu}g/ml$), chloramphenicol (10 ${\mu}g/ml$), penicillin (10 ${\mu}g/ml$), neomycin (50 ${\mu}g/ml$), gentamycin (50 ${\mu}g/ml$), kanamycin (10 ${\mu}g/ml$), nystatin (1.5 ${\mu}g/ml$)]을 이용한 결과 1-3%의 혼합 항생제의 농도범위에서 최적의 결과를 얻었으며 분광광도법을 이용한 균체생육도 측정법 또한 확립하였다. Haematococus lacustris 미세조류를 배양하여 astaxanthin을 추출하였으며, H. lacustris 배양액 1 ml로부터 얻은 astaxanthin의 농도는 $1.9{\times}10^{-3}{\mu}g/l$이었다. 따라서 개발된 무균 순수분리법을 이용하여 미세조류로부터 양질의 astaxanthin 및 유용성분들을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.76-82
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• 1998

축산폐수는 과량의 질소와 인을 함유하고 있어서 호소의 부영양화로 수질을 악화시키기 때문에, 본 연구에서는 2차 처리된 돈폐수를 대상으로 조류를 이용하여 폐수 내 질소와 인을 효율적으로 제거하고자 조류의 선별 및 배양의 최적화 실험을 수행하였다. Chlorella vulgaris (UTEX 265), Chlorella sp. GE 21, Botryococcus braunii(UTEX 572), Botryocorcus sp. GE 24, Scenedesmus quadricauda, Phormidium sp. GE 2, 그리고 Spirulina maxima(UTEX 2342)의 7종을 대상으로 조사한 결과 C. vulgaris(UTEX 265)가 질소와 인의 제거 뿐만 아니라 미세조류의 생산량도 우수하였다. 다음 실험에 사용될 미세조류로 선별된 C. vulgaris는 수온 35$^{\circ}C$에서 생장이 가장 좋았으며, 약 알칼리인 초기 pH 8.0에서 생장이 우수하였다. 미세조류의 생산 및 질소와 인의 제거에 있어 광도의 영향을 조사한 결과 40 ${\mu}$E/$m^2$/s 이하에서는 조류의 생장이 억제 받았으나, 그 이상의 광도에서는 비슷한 결과를 얻었다. 시료로 사용된 돈폐수의 질소와 인 농도는 각기 58.7 mg/l와 14.7 mg/l로 조사되었으며, 대상 폐수를 75%(돈폐수:지하수=3:1)로 희석하였을 때 질소와 인의 제거효율과 미세조류의 생산이 우수하였고, 희석하지 않은 경우 lag time은 길어졌으나 점차로 질소와 인이 제거되었다. 본 실험에서 얻어진 최적 조건하에서 25%의 돈폐수를 처리한 결과 4일 후 폐수중의 총질소는 95.3%가 총인은 96.0%가 제거되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권4호
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• pp.400-408
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• 2018

21세기 들어 전 세계는 환경파괴에 따른 지구 온난화로 인하여 생물 다양성이 지속적으로 감소하였다. 생물다양성의 감소는 생태계의 자정 및 복원능력 등을 악화 시켜 환경오염이 더욱 심화 되었고 나아가 생물의 생존을 위협하고 있다. 우리나라는 현재 나고야 의정서로 인해 국내 유전자원을 효율적으로 발굴 보호해야 하는 중요한 시점에 있다. 본 연구에서 사용하는 미세조류는 유용 생물자원으로 활용도가 높으나 동결보존하는 방법이 개발되어 있지 않아 장기보존에 어려움이 있다. 대부분의 원핵생물이나 균류 등의 미생물은 종에 관계없이 glycerol 을 이용하여 저온동결보존이 가능하나 미세조류는 동결보존제의 종류와 농도, 유리화 과정 및 해동방법 등에 따라 세포 재생률에 차이가 있기 때문에 구체적인 연구가 필요하다. 미세조류 중 규조류는 전 세계적으로 발견되며 규산질로 구성된 cell wall 은 이미 산업적으로 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 해양 규조류 Nizschia frustulum과 Nitzschia amabilis를 이용하여 장기 동결보존을 위한 기초연구를 수행하였다. 동결보존제로는 세포막 침투성 보존제인 glycerol, DMSO, methanol을 각각 5, 10, 15% 농도로 제조하여 실험하였고 메탄올의 경우 시약 특성상 5, 10, 12% 농도로 실험하였으며 미세조류는 N. frustulum과 N. amabilis 두 종을 각각 $10^2$, $10^3$, $10^4cells\;ml^{-1}$로 희석하여 사용하였다. 실험에 사용한 미세조류 두 종 모두 메탄올 12%에서 가장 높은 생존율을 보였으며 N. frustulum은 $6.94{\pm}0.31%$, N. amabilis는 $8.85{\pm}0.16%$로 나타났다. 동결 후 해동한 미세조류를 3주간 재배양한 결과에서는 N. frustulum이 재배양 초기 농도보다 약10배 증가하였고 N. amabilis는 약12배 증가한 결과를 나타내었다. 본 연구에서는 유용생물자원인 미세조류 Nizschia sp.에 한하여 적합한 동결보존제를 탐색하였으며 이 자료를 바탕으로 더 많은 동결보존제에 대한 효과와 다양한 미세조류 종에 적합한 동결보존 기법 연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권4호
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• pp.249-260
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• 1998

해수에 잠긴 인공기질 표면에서 미세조류의 부착과 후속적으로 나타나는 성장과정을 이해하기 위해 규조류의 부착과 주변수의 종 급원(species pool)과의 관계를 조사하였다. 1995년 7월부터 1997년 2월까지 인천항 내에서 아크릴 슬라이드를 이용하여 규조류의 부착에 관해 연구하였고, 주변 해수를 조사하였다. 또한 생물막 초기형성 과정에서 노출시간의 증가에 따라 나타나는 부착미세조류 군집의 종조성과 수도의 변화를 유리, 아크릴, 티타늄, 구리 및 생물오손방지 페인트로 도포된 슬라이드 등 다양한 인공기질 표면을 이용하여 조사하였다. 아크릴 슬라이드에서 규조류의 이입률은 주변수의 저서규조류의 수도변화와 유의성 있는 상관관계를 나타냈으며 ($r^2$=0.78, p<0.01, n=42), 이는 주변수의 저서규조류의 수도에 의해 영향을 받는 것을 지시한다. 아크릴 슬라이드에서 봄철에 단배선 형태 규조류의 부착능력(이입계수)이 복배선 형태에 비해 5 배 높게 나타났다. 그러나 부착점유율은 단배선 형태가 복배선 형태에 비해 3 배 낮게 나타났다. 겨울철에는 중심형 규조류의 부착능력이 다른 형태들에 비해 높게 나타났고 부착점유율도 높게 나타났다. 이는 규조류의 부착이 주변해수에 출현한 저서 규조류의 수도 및 부착능력에 의한 결과임을 지시한다. 우상형 규조류가 연구기간동안 모든 인공기질 표면에 대부분 부착 출현하였고, 겨울철에는 중심형 규조류가 모든 인공기질 표면에 우정 부착하였다. 생물오손방지 페인트로 처리된 표면에서는 독성에 대한 내성이 강한 것으로 판단되는 Hantzschia virgata, Licmophora abbreviata, Melosira nummuloides가 우점하여 부착하였다. 노출시간이 증가함에 따라 부착규조류의 수도는 유리, 티타늄, 아크릴 슬라이드에서 지수적으로 증가하였고, 최대수도는 유리 ${\geq}$ 아크릴 > 티타늄 > 구리 ${\geq}$ 페인트처리 슬라이드의 순으로 높게 나타났다. 모든 인공기질 표면에서 부착규조류의 성장률은 $2{\sim}3^{\circ}C$에서 보다 $24{\sim}25^{\circ}C$의 수온에서 높게 나타났고, 유리 슬라이드에서 다른 표면에 비해 전반적으로 높은 값을 보였다. 해수 중에서 노출시간의 증가에 따라 관찰된 우점종은 납작한 형태인 Amphora coffeaeformis, 부채꼴 형태인 Synedra tabulata, stalk 형태인 Licmophora paradoxa 그리고 사슬형태인 M. nummuloides로 나타났고, 부착미세조류 군집에서 미소천이(micro-succession)가 관찰되었다. 이러한 우점종 조성은 미세조류 생물막이 발달하여 서식공간이 제한됨에 따라 나타난 종 적응의 결과로 보인다.

• 유기물자원화
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• 제23권1호
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• pp.38-44
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• 2015

본 연구에서는 저온 해양성 미세조류인 Nannochloropsis sp.를 대상으로 (주)아이엠비즈에서 개발한 수직형 고효율 광배양기를 통한 생산성 평가를 목적으로 2톤의 배양액으로 자가영양의 옥외생장실험을 진행하였다. 한달간 진행된 실험에서, 0.1%의 $CO_2$를 주입한 배양에서는 일평균 0.953g/L의 생산성을 나타냈으며, 공기만을 주입했을 경우에는 0.574g/L의 생산성을 나타냈다. 온도의 분포는 최저 $20^{\circ}C$에서 최고 $31^{\circ}C$에 이르렀으며, 이 범위에서 온도에 따른 생산성의 변화는 크게 차이가 없는 것으로 나타났다. 빛의 세기는 최저 5,000럭스에서 최고 4만 럭스 내외로 조사되었으며, 빛의 세기와 미세조류의 생장사이에 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 한편, 본 실험에서 시도된 개발된 배양기를 통한 가압부상에 의한 조류의 수확방법은 효과가 매우 높은 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.447-450
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• 2009

2세대 바이오연료 생산에 적용되는 미세 조류의 열화학적 전환 특성을 열천칭 반응기를 이용하여 고찰하였다. 반응 온도 (500 - $800^{\circ}C$)와 수분 함량 (0-60wt.%)을 변수로 하였으며 미세조류로서 가장 널리 이용되는 클로렐라를 이용하였다. 대표적인 열화학적 전환 반응인 열분해, 부분 산화 (5%), 연소 반응을 고찰하였으며 실험 영역에서 반응온도 및 산소의 분압이 증가함에 따라 탄소 전환율이 증가하였으며 Shrinking-core model을 사용하여 반응 차수를 구하였다. 가스화 영역인 부분 산화 (5%) 조건에서의 activation energy와 frequency factor 값은 각각 19.60 kJ/mol, $2.47{\times}10-1\;s^{-1}$ 이었으며 산소 분압에 의한 반응 차수는 0.209 임을 확인하였다. 수분 함량에 따른 클로렐라의 반응 특성을 살펴보면, 수분 함량이 증가함에 따라 탄소 전환율과 반응성이 감소하는 경향이 발견되었다. 열분해의 경우, 건조 시료에 비하여 수분 함량이 늘어남에 따라 탄소 전환율과 반응성이 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 반면, 부분 산화(5%) 및 연소의 경우에는 건조 시료, 수분 함량 20, 40% 시료의 탄소 전환율과 반응성은 거의 일정하였다. 그러나 수분 함량이 60%가 되면서 탄소 전환율 및 반응성이 급격히 떨어졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.70-77
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• 2020

미세조류는 광합성을 수행하는 독립영양생물로 배양 환경을 변화시켜 미세조류 유래 유용물질의 축적을 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 미세조류 S. obliquus의 세포 성장에 주요 인자인 배지와 광원의 영향을 평가하기 위해 MBBM, Neo 배지와 7가지의 광원을 사용하여 39일 동안 배양하여 세포 성장을 측정하였다. 그 결과 MBBM과 Neo 배지에서 성장한 S. obliquus의 경우, Fluorescent light 광원과 Red2 LED (R660) 광원에서 세포 성장이 가장 높게 관찰되었고, Infra Red LED (R741) 광원에서는 세포 성장이 가장 낮게 관찰되었다. 평균 세포 성장률은 MBBM 배지에서 17.7 %, Neo 배지에서 15.4 %의 성장률을 확인하였다. MBBM과 수생식물 생산용 영양소를 포함한 Neo 배지의 건조세포무게(dry cell weight)를 비교하였을 때, Blue LED (B450)를 제외한 LED 광원에서 Neo보다 많은 세포 성장이 높은 것이 확인되었다. 이는, MBBM 배지가 Neo 배지보다 미세조류 세포량 증대에 보다 적합함이 증명되어 향후 미세조류 대량배양을 통한 유용물질 생산에 있어 광원 선정이 중요하다는 것이 확인되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권3호
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• pp.236-245
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• 2016

미세조류는 육상 식물과 비교하여 높은 성장률을 나타내며 다량의 지질과 탄수화물을 축적할 뿐 아니라 카로테노이드, 폴리페놀과 같은 생리활성 물질들을 체내에 축적하므로 바이오 에너지 및 기타 산업의 유망한 재료로 인식 되어왔다. 미세조류의 온도, 염분, 빛 등 비생물적 스트레스와 다양한 배양 조건에 따른 생화학 물질의 축적 변화 양상에 대한 연구는 많이 진행되어 왔지만 그러한 조건들의 동시적인 효과에 따른 성장과 생화학물질 조성 변화에 대한 연구는 거의 진행되지 않았다. 따라서 이번 연구에서는 산업적으로 많이 활용되고 있는 두 해양 미세조류인 Chlorella vulgaris와 Nannochloropsis granulata의 염분(10, 30, 50 psu) 및 온도(20, 25, $30^{\circ}C$)의 동시 배양 조건에 따른 바이오 매스의 변화와 바이오 에너지에 사용되는 중성지질 및 녹말의 축적 변화를 회분배양의 실험적 조건에서 측정하였다. 그 결과 $30^{\circ}C$, 30 psu 조건에서 C. vulgaris 및 N. granulata 모두 가장 높은 성장을 나타냈고, 광합성 색소인 chlorophyll a 및 carotenoid의 축적 양상이 온도 의존적으로 증가하였으며 중성지질과 녹말의 축적은 염분과 온도의 조합에 따라 두 종의 양상이 서로 다르게 나타나는 사실을 확인할 수 있었다. 이를 통해 미세조류의 염분에 의한 성장과 중성지질 및 녹말의 축적 양상은 서로 다른 온도 조건에 따라 그 변화 정도가 다르게 나타날 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.