• 제목/요약/키워드: ASPEN Chromatography

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이온교환크로마토그래피에서 라이소자임 분리에 미치는 pH와 온도 영향 (The Effect of pH and Temperature on Lysozyme Separation in Ion-exchange Chromatography)

  • 고관영;김인호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권1호
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    • pp.98-105
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    • 2014
  • 라이소자임은 용균 작용, 조직 회복 과정의 촉진 등의 작용을 하며 난백 중에 0.3% 함유되어 있다. 난백에서 라이소자임을 분리하는 방법으로 친화성 크로마토그래피, 이온교환크로마토그래피, 한외여과법 등이 있는데 이 중 이온교환크로마토그래피가 가장 많이 사용된다. 라이소자임을 양이온 젤이 충전된 유리 칼럼에서 분리 정제할 때 최적의 pH와 온도 조건을 찾는 것을 실험 목표로 하고, ASPEN Chromatography 전산 모사의 결과와 비교하였다. 실험에 사용되는 완충용액은 인산완충용액이었고 pH를 5~8로 변화를 주어 상온에서 실험하였고, 가장 분리가 잘 이루어진 pH에서 온도를 $5^{\circ}C$ 간격으로 $25{\sim}40^{\circ}C$로 변화시켜 실험하였다. RP-HPLC (Reversed phase High Performance Liquid Chromatography) 분석을 통해 라이소자임의 체류 시간을 확인하였고, OriginPro 8을 이용해 용출 단계에서 크로마토그램의 면적을 비교하여 라이소자임의 양을 정량분석하였다. 결과를 분석한 결과, pH 5일 때, 온도가 $25^{\circ}C$에서 가장 많은 양의 라이소자임이 분리되었다.

IgY (Immunoglobulin Yolk) 분리를 위한 3-영역 SMB (Simulated Moving Bed)와 4-영역 SMB 비교전산모사 (Comparative Simulation of 3-zone SMB (Simulated Moving Bed) and 4-zone SMB for IgY (Immunoglobulin Yolk) Purification)

  • 윤상희;김인호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권5호
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    • pp.866-873
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    • 2012
  • 난황에 포함된 IgY는 포유동물에 있는 바이러스나 항원에 반응하는 항체와 같은 역할을 한다. 난황을 전처리한 후 3-zone와 4-zone SMB를 이용하여 지질단백질들로 부터 IgY를 분리하는 전산모사연구를 수행하였다. 회분식 크로마토그래피에서 전산모사 매개변수와 흡착 등온식 SMB 전산모사 변수를 얻었다. Aspen simulator를 이용하여 전산모사를 수행하여 IgY를 분리할 수 있는 3-zone과 4-zone SMB 운전조건을 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. IgY와 다른 단백질의 농도와 순도를 모두 고려할 때, 꼭지점인 좌표($m_2$, $m_3$=0.1, 1.1)에서 3-zone SMB가 최적의 조건으로 생각된다. IgY 만을 고려하면 4-zone SMB가 좌표($m_2$, $m_3$=0.06, 0.5)에서 가장 높게 IgY를 분리할 수 있었다. recycle이 없는 3-zone SMB는 꼭지점 좌표에서 좌표이동이 extract의 지질 단백질 농도에 큰 영향을 주었다.

양이온 교환 크로마토그래피와 HPLC에서의 L-arabinose와 D-ribose의 분리 및 등온 흡착곡선 결정 (Determination of Adsorption Isotherms and Separation of L-arabinose and D-ribose in Cation Exchange Chromatography and HPLC)

  • 전영주;김인호
    • KSBB Journal
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    • 제23권1호
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    • pp.31-36
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    • 2008
  • The use of L-carbohydrates and their corresponding nucleosides in medicinal application has greatly increased. For example L-ribose has been much in demand as the starting material for curing hepatitis B. High performance liquid chromatography (HPLC) method was studied for the analysis of ribose and arabinose fractions from ion exchange chromatography (IEC). Dowex Monosphere 99 Ca/320 resin was packed in IEC to separate ribose and arabinose under various operating conditions. $NH_{2}$ and sugar HPLC columns were then used to analyze the fractions from the IEC column. Pulse input method (PIM) was also used to measure adsorption isotherms of ribose and arabinose in the Dowex column and HPLC columns. Experimental results and simulations by ASPEN chromatography were compared with fair agreement.

감귤 추출물로부터 D-리모넨 분리를 위한 유사 이동층 크로마토그래피(SMB) 전산모사 (Simulation of D-limonene Separation from Mandarine Extract in Simulated Moving Bed (SMB))

  • 김태호;고관영;김인호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권1호
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    • pp.81-88
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    • 2016
  • 리모넨은 오렌지 향이 있는 천연의 키랄 화합물로 주로 감귤껍질과 레몬껍질에 함유되어 있다. $4^{\circ}C$로 냉장 보관한 감귤 껍질을 에탄올을 용매로 속슬렛 추출기에서 2시간동안 $120^{\circ}C$에서 추출하였다. 역상 HPLC 분석을 통해 d-리모넨과 불순물의 헨리 상수를 계산하여 $H_{Lim}=8.55$, $H_{imp}=0.223$를 얻었다. Aspen chromatography 프로그램을 사용해서 $0.46{\times}25cm$ 칼럼으로 이루어진 4-bed SMB의 리모넨 전산모사를 수행하였고 삼각도내의 $m_2$, $m_3$ 값을 변경하면서 순도가 가장 높은 분리 조건을 찾았다. 그 결과 가장 높은 순도는 98.59%이고, $m_2=2.57$, $m_3=9.55$였다. 이 때의 feed 유량은 1 mL/min, desorbent 유량은 1.19 mL/min, extract 유량은 0.857 mL/min, raffinate 유량은 1.34 mL/min이었다. Scale-up 전산모사를 위해 칼럼의 직경을 1.6 cm로 늘린 4-bed SMB에서 직경이 0.46 cm인 4-bed SMB와 같은 결과를 갖는 조건을 찾기 위해 유량을 칼럼 부피 비에 정비례하여 증가시켰다. 이 때 feed, desorbent, extract, raffinate의 유량은 각각 12 mL/min, 14 mL/min, 10 mL/min, 16 mL/min이었다. 리모넨과 불순물의 등온흡착곡선을 선형으로 가정하였기에 칼럼 부피에 정비례하여 유량을 증가시키는 scale-up이 가능하였다.

Ceriporiopsis subvermispora 처리에 의한 아스펜 목재 리그닌의 구조 변화 (Structural Analysis of Milled Wood Lignins Isolated From Aspen Wood (Populus tremuloides L.) Biotreated by Ceriporiopsis subvermispora)

  • 최준원;문성희;안세희;최돈하;백기현
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제33권6호통권134호
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    • pp.79-86
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    • 2005
  • 아스펜 목재(Populus tremuloides, L.)를 Ceriporiopsis subvermispora로 1, 2, 4, 6주 동안 부후 처리한 후, 목재의 화학적 성상변화를 관찰하였으며, 부후목재로부터 리그닌(MWL)을 단리하여 Gel permeation chromatography (GPC) 분석과 nitrobenzene oxidation (NBO)을 실시하였다. 부후가 진행되면서 목재내 리그닌의 함량은 계속 감소하여 6주 후에는 미처리재와 비교하여 20%까지 감소하였다. 리그닌은 균주처리에 의하여 저분자화되어 알칼리에 쉽게 용출되는 것으로 예측된다. 부후목재의 전섬유소(Holocellulose) 함량은 미처리재와 비교하여 5~6% 정도 감소하였다. 부후 과정 동안 $\alpha$-셀룰로스의 함량은 커다란 변화가 관찰되지 않았으나, xylose의 함량은 대조구의 23.4%에서 6주후에는 18%까지 감소하였다. 아스펜 목재의 리그닌 분자량은 균주처리에 의해서 점차 감소되었다가 부후 6주 이후에는 안정화 단계에 접어드는 경향을 보였다. 단리한 리그닌의 NBO 분석 결과, NBO 분해산물의 수율은 대조구와 비교하여 6주처리 후에는 20% 가량 감소되었다. 특히, 부후 목재 리그닌에서 S-타입 유도체(syringaldehyde+syringic aicd)의 감소량이 두드러졌다. G-타입 유도체(vanillin+vanillic acid)의 수율은 부후가 진행되면서 약 20% 가량 증가되었는데, 이는 부후과정에서 리그닌 분해 효소에 의한 S-리그닌의 탈메톡실화 반응이 진행되었음을 암시한다. 결론적으로, C. subvermispora는 부후 과정동안 G-리그닌보다 S-리그닌을 더욱 선택적으로 분해하는 경향을 나타내었다.

Comparing the Performance of One-column Process and Four-zone Simulated Moving Bed by Computer Simulation

  • Kim Young Sik;Lee Chong Ho;Wankat Phillip C.;Koon Yoon Mo
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제9권5호
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    • pp.362-368
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    • 2004
  • A new one-column chromatography process, analogous to a four-zone simulated moving bed (SMB), was presented. The basic principle of the process was identical to that of a four-zone SMB. The process consisted of one chromatographic column and four tanks, instead of the four columns in the four-zone SMB (1-1-1-1), and has been used for the separation of two amino acids, phenylalanine and tryptophan, using an ion exchange resin. The operating parameters for the one-column process and four-zone SMB were obtained from equilibrium theory. Computer simulations were used to compare the performances of the new one column process to that of the general four-zone SMB, using Aspen $Chromatography^{TM}$ v 11.1. The differences between the one-column and SMB processes in terms of the purities and yields of phenylalanine and tryptophan were less than 4 and about $6\%$, respectively. The lower purities of the one-column process were due to the loss of the developed concentration profiles in the column when the liquid was stored in tanks. The one-column process gave great flexibility, and would be useful for reconstructing an existing conventional chromatography process to one of a SMB.

(R)-케토프로펜과 (S)- 케토프로펜 분리를 위한 유사 이동층 크로마토그래피의 전산모사 (Simulation of (R)- and (S)- Ketoprofen Separation in Simulated Moving Bed (SMB))

  • 이일송;이인수;김인호
    • KSBB Journal
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    • 제29권4호
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    • pp.250-262
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    • 2014
  • A simulation study for finding purity changes of extract and raffinate as well as the best purity of (S)-ketoprofen in simulated moving bed (SMB) was performed with changing parameters of $m_2$ and $m_3$ from triangle theory. Aspen simulator allowed separation process simulation of (R)- and (S)-ketoprofen in SMB and compared 4-bed SMB and 8-bed SMB based on the same Henry constant and mass transfer coefficient. The 4-bed SMB consisted of 4 columns (200 mm of length, 10 mm of diameter) and the 8-bed SMB constructed by 8 columns (100 mm of length, 10 mm of diameter), and therefore total column length was made the same as 800 mm. Considering purities of both (R)-and (S)-ketoprofen, both 4-bed SMB and 8-bed SMB had the best purity when $m_2$ and $m_3$ were on 12.0 and 13.0 in the center of triangle. Taking only (S)-ketoprofen into account, 4-bed SMB as well as 8-bed SMB had the best purity when $m_2$ and $m_3$ were on 10.9 and 12.6 in the left outside triangle, and their purities were 93.3 % for 4-bed SMB and 96.9 % for 8-bed SMB.