• 제목/요약/키워드: 바이오 이온수

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식물조직배양용 바이오리액터의 환경제어 시스템의 개발 (Development of an Automated Control System for Plant Tissue Culture using Bioreactor)

  • 정석현;강창호;권기영;한길수;이기명;한봉희
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 하계 학술대회 논문집
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    • pp.327-332
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    • 2002
  • 식물조직배양용 바이오리액터내 배양액의 pH, DO 농도를 on-line으로 계측하고 제어하기 위한 시스템을 개발하여 시스템의 성능시험과 경시간격별 배양액의 농도변화를 계측하였으며, 주요 연구결과는 다음과 같다. 가. 복수의 바이오리액터내 배양액의 pH, DO 농도를 전극을 이용하여 on-line으로 계측하며, 농도의 계측값과 목표값을 비교하여 피드백으로 제어할 수 있는 시스템을 개발하였다. 나. 배양액의 농도변화를 계측한 결과 pH는 배양초기 5.0에서 배양이 경과됨에 따라 서서히 떨어져 2개월 후에는 3.8까지 떨어지는 것으로 나타났다. 다. 배양액의 성분중 배양초기에는 암모니아태 질소의 흡수가 질산태 질소보다 많이 이루어져 구근으로부터 H+이온을 유출시킴으로 pH의 값이 떨어지는 것으로 나타났다. 라 오염이 발생한 리액터내의 배양액 성분은 pH의 값이 3이하로 떨어졌으며, 이로부터 배양액의 오염경보를 할 수 있는 것으로 나타났다.

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기체 흐름 기술을 이용한 원거리 대기압 질량분석 이미징 기술

  • 김재영;서은석;이선영;신미향;정강원;문대원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.381.1-381.1
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    • 2016
  • 분석 방법의 간편함과 용이함의 장점은 물론, 시료 전처리 과정이 적어 시료물질의 임의 파괴나 훼손을 방지한다는 이유에서 최근 10년 간 많은 연구가 이루어지고 있는 대기압 질량분석 기술은 기압차이가 없는 대기압 분위기에서 질량분석이 이루어지기 때문에 시료를 질량분석기 입구 바로 앞에 스테이지를 설치하고서 시료를 이온화하는 경우가 대부분이다. 이 때문에 균질하지 않은 시료의 관심 영역을 모니터링하면서 질량분석을 하기에는 어려움이 있으며, 공간 정보를 추가한 질량분석 이미징에 한계가 있었다. 이에 본 연구팀은 질량분석기 입구에 챔버와 보조 펌프를 장착하여 강제로 기체 흐름 일으켜 시료로부터 발생한 이온을 질량분석기 입구로 유도하여, 원거리에서 시료를 이온화해도 질량분석기 입구까지 이온을 성공적으로 전달시키는 방법을 제안한다. 이를 이용하면 분석하고자 하는 시료를 현미경 스테이지 위에 위치시켜 분석하고자하는 부분을 현미경으로 확인하면서 질량분석을 할 수 있으며, 나아가 대기압 질량 분석 이미징 기술을 구현할 수 있다. 대기압 탈착/이온화원은시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 헬륨 플라즈마 젯과 펨토초 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 이온 전달관은 1/4" (6.35 mm) 외경의 60 cm 길이의 스테인리스 스틸관을 사용하여 질량분석기에서 약 60 cm 떨어진 현미경 위의 시료의 질량분석이 가능하게 했다. 보조 펌프의 계기압과 저온 대기압 헬륨 플라즈마 젯의 헬륨 기체의 유속을 변화시키면서 시료인 PDMS (polydimethylsiloxane) 의 질량 스펙트럼 (m/z 270.314) 세기를 관찰하여 최적의 이온 전달 조건을 찾았다. 추가로 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다.

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이온영동법에 의한 Dexamethasone의 구강점막에의 침투에 관한 연구 (A Study on the Penetration of Dexamethasone into Oral Mucosa with the Use of Iontophoresis)

  • Sung-Woo Lee;Young-Ku Kim;Hong-Seop Kho
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제16권1호
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    • pp.9-23
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    • 1991
  • 이온 영동법은 전기력의 도움으로 이온화된 물질의 신체조직내 침투를 증가시키는 술식으로서 전신적 부작용은 줄어드는 반면, 국소부위의 약물농도를 증가시킬 수 있다는 장점 때문에 효과적인 국소요법으로 인정받고 있다. 치의학 분야에서는 과민상아질의 치료를 위해 불소 이온영동법이 빈번히 이용되어져 왔으며, 국소마취제나 항바이러스 제재의 도포시에도이용되었다.또,이온 영동법에 의한 스테로이드 투여로 피부나 구강점막의 염증성 질환의 효과적 치료를 보고한 많은 문헌이 있으나, 이온영동법에 의한 스테로이드의 구강점막에의 침투량이나 분포에 관해서는 거의 소개된 바가 없는 실정이다. 본 연구는 방사선 동위원소가 부착된 dexamethasone을 이온영동법을 이용하여 가토의 협점막에 침투시킨후 자기방사선 술식에 의해 그 침투량과 분포를 대조군과 비교 평가하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 이온영동법은 단순 국소도포에 비해 dexamethasone과 0.1M 인산소다 완충용액의 혼합액(dexamethasone in 0.1M sodium phosphate buffer solution)의 가토 협점막 침투량을 증가시켰으며, 양극을 사용하였을 때 더 효과적이었다. 2. Dexamethasone과 0.1M 인산소다 완충용액의 혼합액 투여 4시가, 24시간후 까지도 양극 잉온영동법이 효과적이었으며 은입자의 감소는 투여 4시간부터 24시간 후 사이에 주로 일어났다. 3. 인산소다 완충용액의 첨가는 양극 및 음극에 의한 이온영동법 모두에 효과적이었으며, 양극에 가장 효과적이었고 단순도포군에는 영향을 미치지 않았다. 4. 이온영동법에 의한 스테로이드 투여는 피부뿐만 아니라구강점막 염증성 병소의 효과적 치료술식으로 여거질 수 있다. 시와 maximal clenching시 사이의 치아 접촉시간에서도 유의한 상관관계를 보였다.

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다양한 바이오매스 기반의 탄소 제조 및 리튬이온전지 음극활물질로의 응용 (Synthesis of Various Biomass-derived Carbons and Their Applications as Anode Materials for Lithium Ion Batteries)

  • 김찬교;제갈석;김하영;김지원;추연룡;심형섭;윤창민
    • 유기물자원화
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    • 제31권3호
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    • pp.27-34
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    • 2023
  • 본 연구에서는 여러 종류의 식물성 바이오매스 폐기물을 리튬이온전지용 음극활물질로 재활용하고자 하였다. 수거한 바이오매스는 세척 및 분쇄 후 질소 환경(850℃)으로 탄화하였으며, 이를 FE-SEM, EDS, FT-IR을 사용하여 물리·화학적 특성을 비교하였다. 바이오매스 기반의 탄소 전구체로 왕겨, 밤껍질, 녹차 티백, 커피 폐기물을 사용했으며, 전구체의 성분에 따라 형태 및 탄소화 정도의 차이가 발생함을 확인하였다. 바이오매스 폐기물로 제조된 탄소를 음극재로 활용하여 전기화학 성능을 비교한 결과 각각 65.8, 80.2, 90.6, 104.7mAh g-1의 방전용량을 나타내었으며, 커피 폐기물을 전구체로 제조한 탄소가 가장 높은 방전용량을 나타내었다. 이는 바이오매스의 원소 조성 및 구성성분 차이로 인해 탄화 정도가 달라지기 때문이다. 최종적으로, 환경오염을 유발하는 다양한 식물성 바이오매스를 탄화를 통해 효과적인 에너지 저장매체로 활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

임프린트 나노패턴의 연속적인 구조변형 연구

  • 김수현;박대근;이초연;윤완수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.418-418
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    • 2014
  • 나노임프린트 공정으로 제작된 동일한 형태의 패턴 구조를 변형하거나, 표면의 특성을 조절하는 것은 임프린트 공정의 응용성을 높일 수 있는 유용한 기술이다. 본 연구진은 플라즈마와 열처리를 통하여 임프린트 나노패턴의 크기를 변형하는 연구[1]와 나노구조의 형태에 따른 표면특성의 변화 연구[2]를 수행한 바 있는데, 본 연구에서는 나노임프린트 패턴의 구조 및 표면특성을 단일 칩 내에서 연속적으로 변화하도록 제작하는 방법에 관해 고찰하였다. 나노임프린트 공정으로 제작한 패턴을 반응성이 연속적으로 변화하도록 고안된 산소 플라즈마 장치에서 식각하여 구조를 연속적으로 변형하고, 전자현미경(SEM)과 원자힘현미경(AFM), 집속이온빔(FIB) 등을 통해 표면과 단면을 확인하였으며, 구조변형 이후의 후처리에 따른 접촉각 등의 변화를 관찰하여 임프린트 나노구조 패턴 표면의 화학적 특성을 조절하는 방법을 탐구하였다. 본 연구 결과는 단일한 모 패턴으로부터 다양한 크기의 패턴을 제작하고 화학적 특성을 조절하는 것이 가능함을 보이는 것으로서, 향후 이러한 연속적 변화를 갖는 미세구조를 이용하여 혼합 물질의 분리 및 바이오 물질의 검출 등에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

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미크론 자성비드 검출용 바이오센서에 대한 고감도 GMR-SV 소자의 제작과 특성 연구 (Fabrication and Characteristics of a Highly Sensitive GMR-SV Biosensor for Detecting of Micron Magnetic Beads)

  • 최종구;박광준;이주형;이상석;이장로
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2012년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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    • pp.146-148
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    • 2012
  • 미크론 자성비드 검출용 바이오센서에 활용하는 GMR-SV 박막을 이온빔 스퍼터링 증착법으로 glass/Ta(5.8 nm)/NiFe(5 nm)/Cu(t nm)/NiFe(3 nm)/FeMn(12 nm)/Ta(5.8 nm)의 구조를 갖도록 증착하였다. 비자성체 Cu의 두께가 3.0 nm에서 2.2 nm까지 얇아질수록 교환결합력은 증가하였으며 자기저항비는 다소 낮았다. 비자성체의 두께가 얇으면 반강자성체의 층간 교환작용이 강자성체의 고정층 뿐만 아니라 자유층의 스핀배열에도 영향을 주고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 리소그래피 공정 과정을 거쳐 GMR-SV 소자를 제작하여 미트론 자기비드를 검출하였다. 여기서 자기비드를 떨어뜨리기 전과 후의 자기저항비, 교환결합력, 보자력은 각각 0.9%, 3 Oe, 2 Oe의 값을 나타내었다. 이것으로 미크론단위의 바이오센서로서 활용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

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이온성액체의 미생물.생명화학공학에의 응용과 전망 (Applications and Prospects of Ionic Liquids in Microbiology and Biochemical Engineering)

  • 하성호
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.1-7
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    • 2013
  • 비휘발성, 비폭발성, 열적 안정성의 특성을 가지고 있는 이온성액체는 환경친화적인 용매이고, 또한 양이온과 음이온의 다양한 조합을 통해 사용 목적에 부합하는 이온성액체를 용이하게 합성할 수 있어 용매로서의 다양성으로 인해 청정 용매, 촉매, 추출 및 분리, 전해질 등의 분야에서 다양하게 응용되고 있다. 이에 본 논문에서는 이온성액체에 대한 기본 지식와 함께 현재 미생물생명화학공정에서 이온성액체가 용매로서 효과적으로 응용되고 있는 효소반응 분야, 단백질 재접힘 분야, 바이오매스 용해 및 활용분야에서의 최근 연구동향을 기술하였다.

ENA-A(ENA actimineral resource A) 이온수가 MC3T3-E1 조골세포의 활성과 분화에 미치는 영향 (Effects of ENA-A(ENA actimineral resource A) Ion Water on the Activity and Differentiation of MC3T3-E1 Osteoblastic cell)

  • 이지원;전상경;김현정;이인선
    • 생명과학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.925-931
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    • 2006
  • 골조직은 골아세포, 파골세포, 골세포 등으로 구성되며, 골개조시 여러 인자가 세포증식, 분화, 활성화 및 골대사 조절에 관여한다. 이때 조골세포의 활성은 골형성에 중요하므로, 본 연구에서는 MC3T3-E1 조골세포주를 이용하여 해조류로 조제한 알칼리의 ENA-A 이온수가 조골세포의 증식과 분화활성에 미치는 영향을 조사하였다. 먼저 ENA-A 이온수가 조골세포의 성장에 미치는 영향을 MTT 검색법으로 조사 한 결과, ENA-A 이온수 2% 처리시 대조군과 비교하여 134% 증가하여 조골세포에 대해 높은 성장률을 보였다. 또한 ALP 효소 활성에 미치는 영향을 9일간 배양하여 그 변화를 측정하였다. 결과, 농도 1, 2, 4, 8% 처리시 112, 150, 188%까지 ALP 활성을 증가시켰다. ENA-A 이온수는 다시 ALP 효소 염색법과 Alizarin Red 염색으로 조골세포의 ALP활성유도, 분화와 석회화 형성능을 재확인하였으며 골기질 유전자의 발현의 변화도 확인하였다. 이에 본 연구결과를 통해 각종 무기질 성분을 함유한 ENA 이온수가 조골세포의 분화시에 hydroxyapatite 형성에 영향을 줌으로써 골다공증 예방에 효과가 있을것으로 생각하여 이를 보고하는 바이다.

이온교환막 공정의 연구개발 전망 (Research and Development Trends of Ion Exchange Membrane Processes)

  • 이홍주;최재환;장봉준;김정훈
    • 공업화학전망
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    • 제14권6호
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    • pp.21-28
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    • 2011
  • 이온교환막을 이용한 전기적 탈염기술은 막모듈 내에 양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 장착시키고 모듈의 양단 전극에 전압을 적용함으로써 물속에 용존되어 있는 양이온과 음이온들을 전기의 힘을 이용하여 선택적으로 투과시키는 원리를 기반으로 하는 청정공정 기술이다. 이온교환막 공정은 전통적으로 산/알칼리의 생산, 산업폐수의 중금속의 제거, 해수의 담수화, 반도체 산업의 초순수의 제조, 해수에서 식염의 제조, 발효산업의 유기산 및 아미노산의 회수 등 다양한 산업분야에서 응용되어 왔다. 최근에는 이러한 기존의 응용분야에서 벗어나 새롭게 응용분야가 넓어지고 있다. 이온교환막과 다공성 탄소전극을 결합한 막축전식 해수담수화기술, 해수와 담수의 염도차를 이용한 역전기투석식 해수발전 등의 새로운 선택분리기능 및 응용분야를 가진 이온교환막의 개발 및 공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 국내에서는 이온교환막이 아직 상용화되지 않고 있어 이온교환막을 이용한 응용연구가 활발하게 진행되지 못하고 있어 그 개발이 시급하다. 본 논문에서는 먼저 이온교환막을 이용한 전기투석식 탈염기술, 물분해 전기투석, 전기탈이온 공정에 관한 동향을 조사하였다. 아울러 미래의 이온교환막의 응용기술인 해수담수화기술로서 역삼투법과 경쟁하여 에너지를 낮게 소모할 것으로 예상되는 분리막을 이용한 막축전식 탈염기술과 무한한 신재생에너지원인 해수와 담수를 이용한 역전기투석 해수발전기술에 대해 기술의 원리들과 최근의 연구동향 등을 정리하였다.

항 바이러스성 Carbocyclic nucleoside류의 합성

  • 김희두;최명희
    • 한국응용약물학회:학술대회논문집
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    • 한국응용약물학회 1994년도 춘계학술대회 and 제3회 신약개발 연구발표회
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    • pp.229-229
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    • 1994
  • 선택성이 높고 뛰어난 약효를 지닌 항 바이러스제의 개발은 신약개발의 중요한 영역중에 하나이다. 현재 AIDS 치료제로 사용되고 AZT를 비롯하여 항virus 효과를 나타내는 약물의 대부분은 구조적으로 nucleoside계에 속하는 화합물로서 수 많은 약리학적 연구 및 합성 화학적 연구가 이루어져 왔다. 특히 합성 화학적 측면에서 이들 화합물의 합성은 크게 두가지로 나누어지는데 그것은 sugar 부위의 변형을 통한 방법과 염기 부위의 변형을 통한 방법에 의해 새로운 항 바이러스제를 개발하는 것이다. 최근의 연구 동향에 있어서 주목할 만한 변화의 하나는 sugar 부위의 구조적 변형을 시도하는데 있어서 종래의 5원환 형태에서 환이 개열된 형태의 acyclic nucleoside에 대한 연구가 이루어져 좋은 효과를 거두고 인다는 사실이다. Acyclovir, Ganciclovir등 의 개발이 그것이다. 본 연구에서는 종래의 acyclic nucleoside가 ribose sugar의 2'번 및 3'번 탄소를 제거한 acyclic ether 형태로 되어있는 것과는 다르게 ether 부위의 산소를 탄소 치환한 carbo-acyclic nucleoside를 합성하고자 하였다. Acyclic nucleoside를 합성하고자 하였다. Acyclic nucleoside의 side chain의 conformation이 항 바이러스 작용을 나타내는데 필수 불가결한 점을 감안할때, carbo-acyclic nucleoside계 화합물은 보다 다양하게 변형될 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 관점에서 side chain의 2'번 및 3'번 탄소는 side chain의 conformation을 좌우하는 결정적 요인으로 작용할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 이들 탄소를 중심으로한 분자수식을 시도하기로 하고 bioisosterism을 이용하여 3'위치의 수소를 fluoride로 치환한 화합물을 설계하여 합성을 시도하였다.silyl group-5'-무치환 화합물을 tosyl, azido화 한다음 desilylation하여 얻었다. 목적하는(1) 화합물의 diasteromer 인 2',3'-dihydroxy-5'-무치환 유도체(3)는 (4)화합물 합성시 얻은 hemiactal을 key intermediate로 하여 TsNHNH$_2$, NaB(CN)H$_3$ 및 NaOAc로 처리하므로서 얻을수 있었다. 이들 화합물들의 각종 DNA 및 RNA virus에 대한 항 바이러스작용을 검토한 결과 현저한 항 바이러스 작용을 나타내지 않았다.분화유도 활성을 나타내어 항종양제로의 개발에 많은 흥미가 기대된다.기대된다.oxylic acid (compound 10)를 합성하였다.10^{-7}$ M)에 의한 단백인산화에 대하여는 더 미약한 억제-효과를 나타내었다. 이상의 결과는 PDE-1과 항우울약들의 항혈소판작용은 PKC-기질인 41-43 kD와 20 kD의 인산화를 억제함에 기인되는 것으로 사료된다.다. 것으로 사료된다.다.바와 같이 MCl에서 작은 Dv 값을 갖는데, 이것은 CdCl$_{4}$$^{2-}$ 착이온을 형성하거나 ZnCl$_{4}$$^{2-}$ , ZnCl$_{3}$$^{-}$같은 이온과 MgCl$^{+}$, MgCl$_{2}$같은 이온종을 형성하기 때문인것 같다. 한편 어떠한 용리액에서던지 NH$_{4}$$^{+}$의 경우 Dv값이 제일 작았다. 바. 본 연구의 목적중의 하나인 인체유해 중금속이온인 Hg(II), Cd(II)등이 NaCl같은 염화물이 함유된 시료용액에 공해이온으로 존재할 경우 흡착에 의한 제거가 가능하다. 한편 이같은 중금속이온의 흡착실험은 특히 해수중의 금속이온의 회수연구에도

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