본 연구는 개발한 batch type 동결농축장치를 이용하여 제조한 동결농축유의 일반성분 분석 및 이화학적 특성을 분석하고, 진공농축유와 비교하여 동결농축유의 우수성을 입증하기위하여 실시되었다. 동결농축유와 진공농축유는 농축방법에 따라 차이가 나타났으며, 전기영동 실험결과 진공농축유에 비하여 동결농축유의 band가 뚜렷하게 나타나 열처리한 진공농축유가 열변성이 된 것을 확인할 수 있었다. 열처리시에는 Maillard반응이 일어나거나 유효성 lysine함량이 감소되며, 유청내 용해성 칼슘이 인산이나 변성된 단백질과 결합하여 한외여과성칼슘(calcium ions in milk ultrafiltrates)함량이 감소되며, 비타민 손실, 유당의 이성체화, 휘발성 황화합물 생성에 의해 가열취가 발생될 수 있다. 따라서 전기영동 실험결과 batch type 동결농축장치를 이용하여 제조한 동결농축유의 우수성을 확인할 수 있었다.
근원섬유 단백질에 카제인염을 첨가함으로써 유화안정성이나 보수력을 증진시킬 수 있으나 가제인염은 열에 안정성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. TGase가 이러한 카제인염의 단점을 보완해주는지 알아보기 위해 열량분석기와 전기영동을 이용하여 단백질의 변화를 측정하였다. 열량분석기의 경우 근원섬유 단백질과 카제인 염 단백질의 상호교차결합을 TGase의 첨가유무에 따라 실시하였으며 그 결과 TGase의 첨가는 각 단백질 열량변화가 나타나는 온도를 변화시켰으며 배양시간을 증가할수록 각 단백질별 열량변화의 차이를 보였고 peak의 크기에도 차이를 보였다. 또한 전기영동의 경우 MFP, SC, MFP:SC의 1:1 혼합액을 각각을 TGase 첨가한 것과 하지 않은 것을 비교한 결과, TGase의 첨가는 고분자 polymer를 만들어줌으로써 두 단백질간의 상호작용에 촉매제로써 작용한다는 것을 확인하였다.
양수 내에 존재하는 총 단백질을 이차원 전기영동을 이용하여 분리 분석하였고, gradient gel을 이용하여 양수 내에 소량으로 존재하는 미세 단백질까지 분리하였다. 양수 내에는 고농도로 존재하는 단백질이 있는데 이것이 serum albumin precursor임을 확인하였고, 8-18% gradient gel의 이용으로 분해능(resolution)이 향상되어 미세 단백질을 분리 분석할 수 있었다. 이차원 전기영동 후 MALDI-TOF를 이용하여 단백질을 identification하여 기존의 양수 protein database에 존재하는 단백질을 확인하였고, 존재하지 않는 새로운 단백질을 분리 분석하였다.
한우 난소의 황체는 다양한 세포들로 구성되어 있으며 난소의 생식기능유지와 임신유지에 중요한 인자가 복잡하게 관련되어 있으며 이들 황체에서 분비하는 단백질은 황체기능에 필수적으로 중요한 작용을 한다. 본 연구는 난소의 황체일령에 따른 단백질 분비 패턴을 조사함으로써 황체세포의 기능과 임신 유지에 관련되는 인자들을 조사하기 위하여 수행하였다. 한우에서 채취한 난소에서 황체를 분리, 황체시기별(전기, 중기, 말기)로 구분하여 cytosol을 분리 정제하였다. 황체시기별로 분리된 황체 단백질의 성분을 분석하기 위해 ion-exchange chromatography를 이용하여 단백질 패턴을 조사, 추출된 fraction을 단백질 정량후 SDS-PAGE를 실시하였다. 그 결과 중기에서의 단백질의 농도가 가장 높았으며, 특히 단백질 패턴 또한 다른 양상을 보였다. 시기별로 구분한 각각의 fraction을 SDS-PAGE로 조사했을 때 중기와 말기황체 cytosol의 fraction 3번과 4번에서 다른 양상을 보였으며 SDS-PAGE에서 120kb, 95kb, 34kb, 25kb 등의 단백질 밴드를 확인할 수 있었다. 초, 중기황체에서만 특이하게 검출되는 단백질 band를 확인할 수 있었으며 이 들 단백질을 구체적으로 확인하기 위하여 Two-Dimensional electrophoresis를 이용하여 실험을 수행하였다. 시기별로 분리된 황체를 일반적인 IEF단백질 분리법으로 cytosol을 회수한 후 IPG-system을 이용하여 1차원 전기영동을 한 후, SDS-PAGE로 이차원 전기영동을 실시하였다. 이차원 전기영동 결과, SDS-PAGE의 결과와 비슷한 위치에 부분적으로 다른 spot의 양상을 보였다. 특히 기능황체에서의 특이적 발현 spot을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 황체의 progesterone분비기능의 역할을 수행하기 위한 단백질들이 전, 중기에 발현된다는 것을 알 수 있고 퇴행황체에서는 발현이 안되고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 결과를 토대로 다른 양상을 띤 spot을 분리하여 어떤 단백질인지를 분석하여 각각의 황체단백질의 특성을 규명할 수 있을 것으로 사료된다.
용액 중에서 나노입자의 전기영동 특성을 이용한 전자종이용 잉크 제조를 위해 $TiO_2$ 나노입자를 저유전율 용매인 cyclohexane에 혼합한 후 용매와 용질의 비중차를 줄이기 위해 분말 상 polyethylen을 첨가하여 high energy milling의 방법으로 입자분쇄와 동시에 입자 표면에 고분자 풍을 코팅하였다. 용액내의 입자 분산성 향상과 용매 착색을 위하여 계면활성제와 oil-blue N을 첨가한 후 전자종이용 잉크를 제조하여 측정한 제타 전위 결과 cyclohexane 내에서 $TiO_2$의 제타전위는 -40mV 정도였으나 polyethylene으로 코팅한 후 계면활성제를 첨가하였을 경우 최대 -110mV 이상의 높은 값을 나타내었다. 실제 디스플레이 특성을 평가하기 위해 포토리소그래피를 이용하여 3인치 크기의 ITO glass 위에 $10{\mu}m$의 크기를 갖는 십자형의 격벽을 $40{\mu}m$의 높이로 균일하게 형성한 후 합성된 전자잉크로 주입하여 상부전극과 하부전극사이에 UV 경화제를 도포하여 UV 접합을 실시하였다. 격벽 내에서 입자의 mobility를 측정하여 환산된 전자잉크의 응답속도는 0.1cm/sec로 측정되었으나, 전기영동시 입자들의 움직임에 따른 반사광의 파형을 측정한 경우 0.07cm/sec의 응답속도를 나타내었다.
모세관 전기영동을 이용한 박테리아의 분석에 영향을 주는 다양한 실험적인 요인을 연구하였다. 여러 완충액 농도에서 gram-positive 박테리아에 비해 gram-negative 박테리아는 높은 전기장 하에서 다른 분리 거동을 보임을 확인하였다. 한편, 모세관 내부로 주입되는 박테리아의 농도에 따른 분리 효율의 차이가 연구되었다. 완충액에 존재하는 박테리아 시료의 농도가 비교적 높은 1.0 mg/ml일때 좋은 분리 효율이 얻어졌으며, 이것은 박테리아의 높은 농도에서 발생하는 focusing effect에 의한 결과로 보인다. 선형 고분자인 poly(ethylene)oxide(PEO), polyvinylpyirrolidone(PVP)와 가지형 고분자인 dextran을 크기와 형태적 차이로서 박테리아를 분리하기 위하여 테스트하였다. 다른 고분자와 달리 보다 유연하며 입체 장애가 적은 선형 고분자인 PEO를 포함하는 완충액에서 gram-positve 박테리아인 Micrococcus lysodeikticus와 gram-negative 박테리아인 Aerobacter aerogenes의 혼합물을 높은 효율로 분리하였다.
본 연구에서는 외부에서 균일한 직류전기장이 벽과 평행하게 인가될 때 점성유체 안에 자유롭게 잠겨있는 한 쌍의 입자들이 근처의 비전도성 평면 벽과의 상호작용 때문에 유발되는 2차원 유전영동 운동에 대하여 수치연구를 수행하였다. 해석 결과 운동 특성은 입자들이 가지는 전기전도도 부호 조합과 입자들과 벽 사이 간격에 따라 크게 달라졌다. 두 입자가 서로 같은 전도도 부호를 가지면 입자들은 공전을 하다가 최종적으로 전기장과 평행하게 정렬한다. 반면에 서로 다른 부호를 가지면 입자들은 반대방향으로 공전하다 결국 전기장과 수직하게 정렬한다. 동시에 입자들은 전도도 조합과 무관하게 반발력을 받아 벽으로부터 멀어지는 쪽으로 이동한다. 입자들이 벽으로부터 멀리 떨어져 있을수록 입자들과 벽 사이 유전영동 상호작용 효과는 서서히 사라지며 대신 입자와 입자 사이 효과가 점점 두드러진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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