• 센서학회지
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• 제21권5호
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• pp.374-378
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• 2012

Biofouling causes many problem in industrial processes, medical health industries, water utilities and our daily life. So detecting formation of biofilm on the surface of medical appliance, water pipe and industrial utility is highly important to prevent the problem caused by biofouling. In this study, we suggest an electrochemical sensor for detecting biofilm. We fabricated the electrochemical sensor in MEMS process and cultivated two different kinds of Pseudomonas aeruginosa RpoN type and Wild type on the surface of electrochemical sensor. Each group of Pseudomonas aeruginosa was cultivated according to the hours of 2, 4, 6, 8, 12 and 24. Then we investigated changes in degree of biofilm cultivation using cyclic voltammetry. As a result, it was observed that peak of the cyclic voltammetry curve is increased according as the biofilm growth on the surface of electrochemical sensor. Also we can discern between Pseudomonas aeruginosa RpoN type and Wild type.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권6호
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• pp.1867-1870
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• 2013

• Environmental Engineering Research
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• 제15권3호
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• pp.141-147
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• 2010

The objective of this study was to assess the biofouling characteristics of the Bacillus biofilm formed on reverse osmosis (RO) membranes. For the study, a sporogenic Bacillus sp. was isolated from the seawater intake to a RO process, with two distinct sets of experiments performed to grow the Bacillus biofilm on the RO membrane using a lab-scale crossflow membrane test unit. Two operational feds were used, 9 L sterile-filtered seawater and 109 Bacillus cells, with flow rates of 1 L/min, and a constant 800 psi-pressure and pH 7.6. From the results, the membrane with more fouling, in which the observed permeate flux decreased to 33% of its initial value, showed about 10 and 100 times greater extracellular polymeric substances and spoOA genes expressions, respectively, than the those of the less fouled membrane (flux declined to 20% of its initial value). Interestingly; however, the number of culturable Bacillus sp. in the more fouled membrane was about 10 times less than that of the less fouled membrane. This indicated that while the number of Bacillus had less relevance with respect to the extent of biofouling, the activation of the genes of interest, which is initiative of biofilm development, had a more positive effect on biofouling than the mass of an individual Bacillus bacterium.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권3호
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• pp.573-583
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• 2017

Biofilm formation on the membrane surface results in the loss of permeability in membrane bioreactors (MBRs) for wastewater treatment. Studies have revealed that cellulose is not only produced by a number of bacterial species but also plays a key role during formation of their biofilm. Hence, in this study, cellulase was introduced to a MBR as a cellulose-induced biofilm control strategy. For practical application of cellulase to MBR, a cellulolytic (i.e., cellulase-producing) bacterium, Undibacterium sp. DM-1, was isolated from a lab-scale MBR for wastewater treatment. Prior to its application to MBR, it was confirmed that the cell-free supernatant of DM-1 was capable of inhibiting biofilm formation and of detaching the mature biofilm of activated sludge and cellulose-producing bacteria. This suggested that cellulase could be an effective anti-biofouling agent for MBRs used in wastewater treatment. Undibacterium sp. DM-1-entrapping beads (i.e., cellulolytic-beads) were applied to a continuous MBR to mitigate membrane biofouling 2.2-fold, compared with an MBR with vacant-beads as a control. Subsequent analysis of the cellulose content in the biofilm formed on the membrane surface revealed that this mitigation was associated with an approximately 30% reduction in cellulose by cellulolytic-beads in MBR.

• 상하수도학회지
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• 제23권6호
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• pp.811-823
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• 2009

Seawater desalination process using a reverse osmosis (RO) membrane has been considered as one of the most promising technologies in solving the water scarcity problems in many arid regions around the world. To protect RO membrane in the process, a thorough understanding of the pretreatment process is particularly needed. Seawater organic matters (SWOMs) may form a gel layer on the membrane surface, which will increase a concentration polarization. As the SWOMs can be utilized as a substrate, membrane biofouling will be progressed on the RO membrane surface, resulting in the flux decline and increase of trans-membrane pressure drop and salt passage. In the middle of disinfection, an optimal chlorine dosage and neutralizer (sodium bisulfite, SBS) should be practiced to prevent oxidizing the surface of RO membranes. Additional fundamental research including novel non-susceptible biofouling membranes would be necessary to provide a guide line for the proper pretreatment process.

• 한국진공학회지
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• 제16권1호
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• pp.65-73
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• 2007

마이크로유체 채널 내에서 표면 성질과 기능성 분자들의 공간적인 위치를 제어하는 것은 진단소자, 마이크로 반응기, 또는 세포와 마이크로 유체역학의 기본적인 연구를 일해 매우 중요하다. 이 논문에서는 소프트 리소그라피 방법을 이용하여 채널 안에 패턴된 구조물을 포함하는 안정적인 마이크로 채널을 제작하는 방법을 소개하려 한다. 먼저 패턴된 영역을 폴리디메틸실록세인(PDMS) 몰드의 치수와 제작 과정을 적당히 조절함으로써 산소 플라즈마로부터 보호한다. 마이크로 구조물은 대표적인 생물오손(biofouling) 억제 물질인 폴리에틸렌 글리콜(PEG)계 공중합 고분자 혹은 다당류인 히알루산(HA)을 패턴하여 얻었으며 이러한 패턴을 이용하여 피브로넥틴(FN), 소의 혈장 알부민(BSA) 등의 단백질과 동물 세포의 어레이를 제작하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.83-91
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• 2012

본 총설은 N-acyl-homoserine lactone (AHL)에 기반한 quorum sensing(QS)을 비롯한 다양한 QS 시스템 및 생물막 형성과의 관련성에 대한 연구 동향을 정리하였다. 또한 anti-QS으로서 quorum quenching 전략을 이용한 생물막 억제 연구 동향에 대해 중점적으로 서술하였다. 세균의 독특한 신호전달 체계인 QS는 AHL과 같은 특정한 신호분자의 농도에 의해 세균의 집단적 행동 양식이 결정되는 세포밀도-의존성 유전자 발현 조절 메커니즘이다. QS 시스템은 미생물의 부착 및 생물막 형성에 있어 중요한 역할을 한다. AI-1이나 AI-2에 의한 QS는 생물막 형성 과정에 필요한 세포외 다당류, 단백질, 세포 외 DNA 등 주요한 구성 성분 등의 생산뿐만 아니라, 세균의 운동성 조절, 부착, 생물막 해체 과정까지도 조절하는 기능을 한다. 일부 세균의 경우 QS시스템 이외에도 second messenger로 알려진 c-di-GMP에 의한 signaling이 QS와 서로 연결되어 생물막 형성이나 병독성과 같은 타깃들을 함께 조절한다. 생물막은 병원성 세균에 의한 감염 시 여러 가지 병독성 가운데 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문에, 생물막 형성을 조절하는 QS를 차단하기 위한 다양한 anti-quorum sensing 전략이 연구되고 있다. Anti-QS 접근 방식은 의학적 이용뿐만 아니라 물에 노출되어있는 MBR을 비롯한 많은 산업적 장치 등에서 생물막 형성으로 인한 손상 및 오염을 방지하기 위해 쓰일 수 있다. Anti-QS 전략 중 신호분자인 AHL을 무력화 시키는 quorum quenching 효소(AHL-lactonase, AHL-acylase, oxidoreductas)를 이용하여 생물막 형성을 억제할 수 있으며, 막을 이용한 수처리 공정에서 막에 발생하는 biofouling을 완화시킬 수 있는 새로운 anti-fouling 처리 기술로서 이러한 QQ 효소의적용 가능성을 보여 주고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.51-57
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• 2009

역삼투 해수담수화(SWRO)공정의 큰 문제점 중 하나인 biofouling 현상을 초기에 감지하기 위한 센서 개발의 선행 연구로써, 본 연구는 역삼투막에 바이오필름을 형성하는 문제성 있는 박테리아를 센서의 타겟 박테리아로 제시하는 것에 중점을 두었다. 문헌조사와 실제 해수담수화 공정에서 사용된 해수 원수와 오염된 역삼투막에 존재하는 박테리아를 계통발생학적으로 분석한 결과를 토대로 Bacillus sp., Flavobacterium sp., Mycobacterium sp., P. aeruginosa, P. fluorescens, 그리고 Rhodobacter sp.의 여섯종의 모델 박테리아를 선정하였고, 선정된 모델 박테리아 중, 막 오염 잠재력을 가진 종을 찾아내기 위해 각각 박테리아의 역삼투막 부착 능력, 고압내성, 그리고 소수성을 비교 분석하였다. 그 결과, 역삼투막 부착능력은 Rhodobacter sp.와 Mycobacterium sp.가 뛰어났으며 소수성이거나 역삼투막(접촉각 약 $63^{\circ}$)과 비슷한 접촉각을 가진 박테리아가 역삼투막에 잘 부착하였다. 800 psi의 고압을 적용 한 후, Rhodobacter sp.는 여섯 종류의 모델 박테리아 중 59-73%의 가장 큰 개체수의 감소를 보였고, P. fluorescens는 1-29%로 가장 높은 고압내성을 보였다. 부착, 소수성, 고압내성 특성을 통한 역삼투막에 biofouling을 유발하는 영향력 있는 박테리아 선정 실험 결과, 여섯 종류의 모델 박테리아 중 Mycobacterium sp.가 부착 능력이 뛰어나고 높은 소수성 특성을 가지며, 800 psi의 고압에서도 50% 이상의 cell의 생물학적 활성능력을 가지고 있어, 막 오염을 유발시키는 가장 잠재력 있는 박테리아로 분석되었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2018년도 공동국제학술발표회
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• pp.10-10
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• 2018

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제10권4호
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• pp.554-558
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• 2000

Bacteria were isolated and identified from an advanced high-purity water system that supplies ultra-high purity water (UHPW) for 16-megabyte DRAM semiconductor manufacturing. Scanning electron microscopic and microbiological observations revealed that the primary source of the bacteria isolated from the UHPW was detached cells from biofilms developed on the pipe wall through which the UHPW, a man-made and extremely nutrient poor environment, was passing. About 63-65% of the bacteria isolated from the UHPW and the pipe wall were Gram-positive, whereas only 10% of the bacteria isolated from the feed water were Gram-positive. The of Gram-positive bacteria and seven genera of Gram-negative bacteria. Strains of the UHPW bacteria effectively adhered to and formed a biofilm on the surface of polyvinyl chloride (PVC) pipe.