• KSBB Journal
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• 제14권1호
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• pp.91-95
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• 1999

P. phosphoreum의 고정화에 있어 중요한 것은 Matrix의 선택이며, Matrix로서 sodium algnate만을 사용하여 고정화하는 것보다는 strontnum chloride를 첨가하였을 때 세포의 bio-iummescence 유지도가 증가하였다. 저장 온도에 따른 bio-iummescence 유지도와 관련하여 -$70^{\circ}C,\;-20^{\circ}C,\;20^{\circ}C$에서 저장한 세포의 경우 저장 1일 후에 급격한 bioluminescence의 감소를 보였으나 $4^{\circ}C$ 에서 저장한 세포는 bioluminescence의 유지도가 15일 이상 이어졌다. 따라서 P. phosphoreum의 bioluminescence 안정성에 있어 가장 좋은 결과를 나타낸 것은 2.5%(W/W)sodium alginate와 0.3M(W/V)strontnum chloride 를 사용하여 고정화한 세포였으며 저장 온도는 $4^{\circ}C$였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권4호
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• pp.706-709
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• 2002

Bacterial bioluminescence has been known to be a highly valuable reporter system for its potential application as an effective and simple environmental monitoring method for toxic compounds. In this short report, we constructed a streptomycetes-Escherichia coli shuttle vector-containing bioluminescence system and evaluated its potential application for toxic compounds monitoring. The luxAB biolurninescence genes from Vibrio harveyi were cloned into a streptornycetes-E. coli shuttle vector (named pESK004) and functionally expressed in Streptomyces lividans. The recombinant S. lividans containing pESK004 exhibited an optimal biolurninescence at the optical density ($OD_{600\;nm}$) of 0.4-0.5 and aldehyde concentration of 0.005%. When the recombinant bioluminescence streptomycetes was exposed to a toxic compound such as heavy metals, chlorinated phenols, or pesticides, the bioluminescence was decreased proportionally to the concentration of toxic compound in the assay mixture. The $EC_{50}$ (effective concentration to decrease 50% of the bioluminescence prior to exposure) values in the recombinant biolurninescence streptomycetes for mercury, 2,4-dichlorophenol, and malathion were measured at 2.2 ppm, 144.0 ppm, and 82.4 ppm, respectively. The degree of sensitivity and specificity pattern toward these toxic compounds characterized in this recombinant bioluminescence streptomycetes were unique when compared with previously reported bacterial bioluminescence systems, and this revealed that a recombinant bioluminescence streptomycetes might provide an alternative or complementary system for potential environmental monitoring.

• KSBB Journal
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• 제14권4호
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• pp.403-407
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• 1999

식품이나 수질 내의 독성 물질 monitoring을 위해서 발광미생물인 P. phosphoreum이 많이 연구되고 있는데 이 독성 물질측정을 위하여 P. phosphoreum을 더 효과적으로 이요하기 위해 고정화하여 이용하는 방법을 연구하였다. 고정화 방법을 크게 4가지로 나누어서 그 방법에 따라 각각 고정화 물질 한가지씩을 선택하여 P. phosphoreum의 bioluminescence 안정성을 알아보았다. Polvacrylamide나 collagen에서는 bioluminescence가 유지를 못하고 material과 cell을 혼합하자마자 급격히 떨어졌으나 alginate와 k-carrageenan에서는 빛 안정성이 매우 좋았다. 그러나 k-carrageenan은 온도를 높여야 gel이 형성되는 성질을 갖고 있기 때문에 저온성 발광 미생물인 P. phosphoreum에는 적합한 고정화 물질이 되지 못한다. 따라서 P. phosphoreum의 bioluminescence를 안정되게 유지하면서 고정화가 용이한 polymer로는 alginate가 적합하다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권4호
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• pp.242-249
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• 1997

Stability of bioluminescence was investigated with Photobacterium phosphoreum immobilized on the strontium alginate in order to develope continuous real time monitoring of pollutants. The stability of bioluminescence emission was improved by prolonged aging time. The aging time of ${\geq}40$ min and the cell concentration of ${\leq}0.6\;of\;OD_660$ were selected for the immobilization of P. phosphoreum to give linearity between cell concentrations and bioluminescence intensity. In sensitivity tests using phenol, it was found that this compound quenched bioluminescence proportional to the concentration without lowering of cell growth. The lower value for maximum quenching ($q_s$) and higher dissociation constant ($K_s$) were observed with strontium-alginate immobilized cells compared to free cells. The response of bioluminescence to toxicants was evaluated with the immobilized luminescent bacteria. The sensitivity of the immobilized cells was found to be good in response to toxicants, 4-nitrophenol, salicylate and cadmium, when evaluated with a specific rate of bioluminescence quenching.

• 한국식품과학회지
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• 제31권5호
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• pp.1345-1348
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• 1999

고등어의 저장중 표피 오염 미생물 수를 신속하게 측정하여 신선도 판정을 위한 자료로 활용하고자 ATP bioluminescence assay에 의한 측정가능성을 파악하고자 하였다. 고등어를 $1^{\circ}C$에 저장하면서 표피를 swabbing 방법에 의해 미생물을 분리하여 총균수의 변화와 ATP bioluminescence assay에 의한 RLU 값을 측정하여 상관관계를 측정하여 본 결과 0.90 이상의 regression coefficient를 나타내어 유의적인 관계가 있음을 알 수 있었다. 따라서 ATP bioluminescence assay는 고등어 표피 오염 미생물의 신속 측정 방법으로 적합함을 알 수 있었으며 이 방법을 사용하였을 경우 기존의 48시간 이상 소요되는 전통적인 plate count 방법에 비하여 전처리를 포함하여 30분 이내에 결과를 알 수 있는 매우 신속하고 정확한 측정방법임을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제14권3호
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• pp.342-350
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• 1999

P. phosphoreum을 이용하여 연속 모니터링 시스템을 개발하고자 free cell과 고정화 세포의 중금속 물질에 대한 반응을 일차로 조사하였다. 고정화 물질로는 절차가 비교적 간단하고 bioluminescence 투과성에 영향을 주지 않는 sodium algmate를 사용하였다. Alginate는 발광미생물의 빛 발생 대사를 저해하지 않을 뿐만 아니라 bioluminescence의 투과성이 탁월하였다. 중금속 물질 중에서 $HgCl_2$, $CdCl_2$, $MnSO_4$, $ZnSO_4$를 선택하여 free cell과 alginate 혼합 세포 및 strontium alginate에 고정화한 세포에 노출시켜 반응을 조사하였으며, 또한 독성 및 strontium alginate에 고정화한 gel을 disc type으로 제조하여 중금속 물질에 대한 bioluminescence의 변화를 조사하였다. Free cell과 disc type의 세포가 alginate 혼합세포 및 strontium alginate로 고정화한 세포에 비해서 비교적 민감한 반응을 보였으며 중금속 물질의 농도에 대하여 bioluminescence intensity의 감소율이 비례하여 나타났다. 특히, 고정화 세포인경우 free cell 보다 중금속의 mass transfer에 미치는 영향 때문에 민감성은 떨어지지만 모두 linear regression curve를 나타내었다. Disc type의 경우 alginate에 혼합한 세포와 strontium alginate로 고정화한 세포보다 민감한 반응을 보인 것은 중금속에 노출된 면적이 넓기 때문으로 사료된다. 독성물질에 대한 반응분석을 위하여 Gamma value로부터 $EC_{50}$을 계산하였으며 이를 이용하여 각 중금속 물질의 농도와 P. phosphoreum의 bioluminescence intensity와의 상관관계 및 각 중금속 물질의 독성정도를 산출하였다. $EC_{50}$값을 이용하여 독성정도를 볼 때 4가지 type 모두 $HgCl_2$가 가장 독성이 강한 것으로 나타났다. 본 연구결과를 종합해 볼때 P. phosphoreum을 고정화 할 경우 bioluminescence에 거의 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 bioluminescence의 안정성에도 기여하기 때문에 모니터링 시스템에 적용할 수 있다. 특히 disc type의 고정화 제재는 free cell과 동등한 민감도를 나타내었기 때문에 빛 안정성을 유지하면서 수질 모니터링을 위한 bioluminescence제재로 이용이 가능하다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제25권3호
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• pp.127-129
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• 2001

새로운 미생물 오염도 검사방법인 ATP-bioluminescence 방법을 인삼분말에 적용한 결과 인삼분말에 오염된 세균수가 약 10,000 CFU/g 이상인 경우에는 세균수가 증감함에 따라 ATP의 양이 비례적으로 증가하였다. 그러나 세균수가 10,000 CFU/g 이하일때는 ATP 의 증가 및 결과의 상관성이 인정되지 않았다. 따라서 이 방법은 세균의 오염도가 높은 인삼 분말($\geq$10,000 CFU/g) 에서 신속하게 미생물을 측정하여 제품의 품질을 관리하는데 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제27권6호
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• pp.484-490
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• 1999

Various materials including sodium alginate, k-carrageenan, collagen and polyacrylamide were studied in order to maintain the stability of bioluminescence of Photobacterium for the monitoring of volatile toxic substances. Kinetic parameters of specific rate($\mu$), and gamma(${\gamma}$) value were determined for the relationship between bioluminescence of immobilized P. phosphoreum and toxic substances. The bioluminescence intensity was found to be proportional to the concentration of toxic substances and the free cells were shown to be more sensitive than immobilized cells when volatile substances were exposed to the cells. Bioluminescence increased slightly after several minutes, which was due to the volatility of toxic compounds. Furthermore, P. phosphoreum immobilized on strontium alginate was better than cells immobilized on sodium alginate for the response to substances used.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제28권1호
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• pp.45-51
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• 2000

Photobacterium phosphoreum was used for the study of bioluminescence response to toxic substances including phenol, As2O3, SoO2, and CrO3 in view of developing monitoring system. measurement of inhibition of bioluminescence in P. phosphoreum has been proposed as a sensitive and raped procedure to monitor toxic substances. The concentration of toxic substance causing 50% light reduction(EC50) in bioluminescence intensity was determined with free and immobilized P. phosphoreum, The minimum inhibitory concentrations (MICs) for bioluminescence emission were found to be 400ppm for As2O3, 800ppm for phenol, 60ppm for SeO2 and 60ppm for CrO3 , respectively. The linear correlation between Gamma value and the concentration of toxic substances was obtained and EC50 wa calculated from the linear correlation. The free cells were shown to be more sensitive to toxic substances than cells immobilized on Sr-alginate and Ca-alginate. However, the linear regression curves were derived from the Sr-alginate immobilized cells indicating the immobilization method in s useful tool for monitoring of toxic substances under the more stable condition of bioluminescence.

• 한국식품조리과학회지
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• 제16권2호
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• pp.195-201
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• 2000

대학 급식 시설의 미생물적 위생상태를 평가하기 위해서 도마, 칼, 식판 그리고 행주에 대하여 ATP bioluminescence와 표준평판 균수를 측정 비교하여 분석, 평가한 결과는 다음과 같다. 1) 도마, 칼, 식판 그리고 행주에 대한 표준평판 균수의 허용기준으로 1 $\textrm{cm}^2$당 40을 기준으로 하고 ATP bioluminescence는 800 RLU을 허용기준으로 하여 만족 할만한 수준과 시정할 수준으로 구분하여 위생상태를 평가하였을 때 ATP bioluminescence 측정값과 표준평판 균수 측정값은 84.7%의 일치도를 보였다. 2) 사용 전 도마, 칼, 식판, 및 행주의 ATP bioluminescence 측정값과 표준평판 균수 측정값의 일치도는 91.7%, 사용 중 두 값의 일치도는 75%. 그리고 세척ㆍ소독 후의 두값의 일치도는 87.5%로 사용 전의 일치도가 가장 높았고 사용 중의 일치도가 가장 낮았다. 3) ATP bioluminescence 측정과 표준 평판 균수 측정으로 얻어진 결과에서 사용 전 도마, 칼, 식판, 및 행주의 87.5%가 허용기준 이하이고, 사용 중 도마, 칼, 식판, 및 행주의 29.2%만이 허용기준 이하이며, 세척ㆍ소독 후 도마, 칼, 식판, 및 행주의 42.7%가 허용기준 이하로 사용전의 위생상태가 가장 양호하며 사용 중인 경우 위생상태가 가장 불량하여 즉각적인 조치가 필요하다. 4) 사용 전 도마, 칼, 식판, 행주 4종류의 표준평판 균수가 허용기준 이하 검출된 대학 급식 시설은 3곳이며, 사용 중 4종류의 표준평판 균수가 허용기준 이하 검출된 곳은 없었고 세척ㆍ소독 후 4종류의 표준평판 균수가 허용기준 이하 검출된 곳도 없었다. 5) 도마, 칼, 식판, 및 행주의 용도별 분리사용은 거의 이루어지고 있지 않고 있다. 특히 칼과 도마는 교차오염의 가능성이 크므로 용도에 따라 구분하여 분리 사용이 필요하며 소독방법 및 횟수에서 행주의 소독이 가장 잘 이루어지고 있으며 도마의 소독이 가장 미흡하게 나타나고 있다. 사용 중 도마, 칼, 행주에 대한 즉각적인 조치와 분리 사용이 필요하며 칼, 도마, 행주에 대한 적절한 소독 방법이 강구되어야 한다고 사려된다. 결론적으로 ATP bioluminescence 측정값은 표준평판균수 측정값과 높은 일치도를 보여 급식 분야의 미생물 품질관리 평가에 ATP bioluminescence 측정의 이용 가능성이 높게 나타나고 있으며 실제로 HACCP system에 적용하기 위하여 보다 지속적인 연구가 필요하다고 사려된다.