• 제목/요약/키워드: Cell density

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재조합 대장균의 고농도 배양과 유도조건 최적화를 통한 Bacillus 유래 esterase의 생산 (Optimization of Induction Conditions for Bacillus-derived Esterase Production by High-cell Density Fermentation of Recombinant Escherichia coli)

  • 강승훈;민병혁;최홍열;김동일
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.149-154
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    • 2017
  • 본 연구에서는 Bacillus 유래 esterase를 생산할 수 있는 재조합 대장균을 사용하여 유가식 배양을 이용한 고농도 균체 배양을 통해 esterase 생산성을 극대화하고자 하였다. 유가식 배양 중 순수 산소의 공급을 통해 용존산소를 30% 이상 유지한 경우와 포도당농도를 1 g/l 이상 유지한 경우 각각 $OD_{600}$ 76 (35.8 g/l DCW)과 $OD_{600}$ 90 (42.4 g/l DCW)까지 균체량을 증가시킬 수 있었다. 포도당의 공급에도 불구하고 배양 후반에 세포의 성장이 정체되는 현상을 극복하기 위해 yeast extract가 강화된 추가 배지의 공급을 시도하였으며, 그 결과 $OD_{600}$ 185 (87.3 g/l DCW)까지 고농도 균체 배양이 가능함을 확인하였다. 단백질 생산 수율의 향상을 위해 성장 시기에 따라 induction에 의한 세포 성장과 esterase 생산성을 평가하였고, 그 결과 대수 성장기 후반에 induction을 유도한 경우 세포 성장 측면에서는 최대 $OD_{600}$ 190(89 g/l DCW)까지 고농도 균체 배양이 가능함을 확인하였다. Esterase 생산성 측면에서는 대수 성장기 초반에 induction 을 유도한 경우에 비해 최대 5.8배 생산성이 증가됨을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 순수산소와 질소원의 공급을 통해 확립된 대장균 고밀도 배양방법을 기초로 IPTG 유도시간을 최적화 함으로써 Bacillus 유래 esterase의 최대 생산성을 확보할 수 있는 배양방법을 확립하였다.

실내 배양시 부착기질 크기에 따른 저서성 미세조류 Nitzschia sp.의 성장 특성 (Effect of Attachment Substrate Size on the Growth of a Benthic Microalgae Nitzschia sp. in Culture Condition)

  • 오석진;윤양호;산본민차;양한섭
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.91-95
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    • 2009
  • 저서성 미세조류의 성장에 미치는 부착기질의 영향을 알기 위해 서로 다른 크기의 glass bead를 첨가하여 저서성 미세조류 Nitzschia sp.(진해만 클론)의 성장을 조사하였다. 연구에 사용된 glass bead의 크기는 0.09-0.15 mm(G1), 0.25-0.50 mm(G2), 0.75-1.00 mm(G3) 그리고 1.25-1.65 mm(G4)이며, glass bead를 첨가하지 않는 대조구도 설정하였다. Nitzschia sp.의 가장 높은 성장속도(0.37/day)와 최대세포밀도($9,232{\pm}840$ cells/mL)는 가장 작은 크기의 glass bead를 첨가한 G1에서 나타났다. 그리고 성징속도와 최대세포밀도는 glass bead 크기의 증가와 함께 감소하였다(G4의 성장속도와 최대세포밀도는 각각 0.24/day와 $6,397{\pm}524$ cells/mL였다). 더욱이 대조구의 성장속도는 실험구 G1에서 G3의 성장속도보다 상당히 낮았다. 이 결과에서 Nitzschia sp.와 같은 저서성 미세조류를 위한 부착기질은 성장속도 뿐만 아니라 세포밀도에도 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 따라서 부착미세조류의 생리실험을 위해서는 예비실험으로 부착기질의 유무 및 대상 종에 적합한 부착입자의 크기의 고려가 필요할 것으로 보인다.

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발생계배 연골세포의 분화기구에 대한 연구 I. 세포응집과 분화와의 관계 (Studies on the Differentiation of Chondrogenic Cells in Developing Chick Embryo I. Cellular Aggregation and Chondrogenesis)

  • 박대규;손종경;유정아;유병제;강신성
    • 한국동물학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.310-321
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    • 1990
  • 연골세포 분화기구 연구의 기초단계로서 미세 세포배양법을 정립하였으며, 세포의 응집정도와 연골분화의 관계를 조사하기 위하여 계배 limb bod 간충직세포를 여러가지 농도로 micromass 배양하면서 세포농도에 따른 세포증식정도와 proteoglycan에 결합된 alcian blue의 양 및 [35 S] sulfate의 sulfate proteohlycan에 표지되는 속도를 측정하고, 면역조직화학법을 이용하여 type II collegen의 발현을 관찰하였다. 각 농도별로 배양한 Hambruger-Hamilton stage 23/24 간충직세포 중 5. $\times$ 106 cells/ml 이상의 농도로 배양한 세포는 연골세포로 분화하였으나, 저농도로 배양한 세포는 분화하지 않았다. 반면에 stage 18/19 간충직세포는 분화단계 중에서 동일세포들끼리 응집되는 단계이며 stage 23/24 간충직세포 이 단계를 지나 분화능을 갖는 세포응축의 단계인 것으로 생각된다. 본 연구 결과 세포응집 및 분화능은 간충직세포의 발생시기에 따라 다르며, 분화능을 갖기 위해서는 세포응집이 선행조건이고, 그 적정 미세 배양 농도는 5-10 $\times$ 106 cells/ml임을 알았다. 한편, hyaluronidase의 활성은 stage 23/24세포 배양 전 과정에서 비교적 일정한 것으로 나타나 이 시기의 세포분화에는 별로 중요하지 않는 것으로 보인다.

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개미산 분해 반응에서 수소 생산성 증대를 위한 Pd/Pd3Fe 합금 촉매: 범밀도 함수 이론 연구 (Pd/Pd3Fe Alloy Catalyst for Enhancing Hydrogen Production Rate from Formic Acid Decomposition: Density Functional Theory Study)

  • 조진원;한종희;윤성필;남석우;함형철
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권2호
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    • pp.270-274
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    • 2017
  • 본 연구에서는 양자 역학 계산 이론 중 하나인 Density Functional Theory (DFT)를 사용하여 $Pd/Pd_3Fe$ 촉매 표면에서 개미산(HCOOH) 분해 반응으로부터 수소를 생산하는 반응 메커니즘을 분석하였다. 기존 연구에 따르면, 단일 원자 촉매 중에서 개미산 분해 반응에 가장 높은 수소 생산성을 기록하는 원자는 Pd 촉매이지만, 부 반응으로 생산되는 CO가 Pd에 독성을 띄우기 때문에 Pd 촉매의 성능을 저하시킨다. 이러한 단점을 극복하고자, Pd를 기반으로 Pd와 Fe를 3:1로 합금하여 $Pd_3Fe$가 코어(core) 형태로 존재하고 Pd가 표면에 위치한 core-shell $Pd/Pd_3Fe$ 촉매를 설계하여 개미산 분해 반응에 의한 수소 생산 속도를 계산하였다. 순수 Pd촉매 보다 $Pd/Pd_3Fe$ 촉매의 수소 생산 반응의 활성 에너지가 감소하였다. 그 이유는 Pd와 Fe가 합금화 되면서 $Pd_3Fe$의 격자 상수가 $2.76{\AA}$로 줄어 들어 HCOO의 흡착에너지를 0.03 eV 감소시켰고, Fe에서 표면 Pd로 전자가 이동하면서 표면 전자 구조가 변화하여 HCOO의 흡착에너지를 0.29 eV 낮추었기 때문이다. 본 연구에서 제안하는 결과를 바탕으로 추후 개미산으로부터 수소 생산이 더 용이한 새로운 촉매 설계 메커니즘을 제안하고자 한다.

탄소나노튜브 부분 밀도 변화에 의한 CNTFET SRAM 성능 변화에 대한 연구 (A Study on the Performance Variation of CNTFET SRAM by the Partial Density Change of Carbon Nanotubes)

  • 조근호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.83-88
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    • 2022
  • 높은 성능과 폭넓은 활용성으로 CNTFET은 차세대 반도체로 많은 관심을 받아 왔으나 생산 공정이 아직 충분히 성숙되지 않아 상용화에 어려움을 겪어 왔다. 이러한 CNTFET 공정의 불완전성을 극복하고 상용화 가능성을 높이기 위해 본 논문에서는 최근 발표된 CNTFET 공정 내용을 참고하여 CNTFET 부분 밀도 변화에 따른 CNTFET SRAM 성능 변화에 대해 분석하고자 한다. 현존하는 32nm CNTFET HSPICE용 라이브로리 파일을 활용한 HSPICE 회로 시뮬레이션 분석을 통해 SRAM 셀을 구성하는 6개의 트랜지스터 중, CNT 밀도 변화에 대해 성능 변화가 덜 민감한 트랜지스터를 선택하고, 허용되는 CNT 밀도 범위를 제안하였다. 분석 결과, SRAM 내 비트라인에 연결된 2개의 트랜지스터의 CNT 밀도가 6/32nm에서 8/32nm로 변경되더라도 SRAM 성능 편차는 9% 이하인 것으로 나타나고 CNT 밀도가 5/32nm 미만인 경우 SRAM 지연이 약 8배 이상 증가됨을 알 수 있었다.

Transcriptome analysis revealed regulatory mechanisms of light and culture density on free-living sporangial filaments of Neopyropia yezoensis (Rhodophyta)

  • Bangxiang He;Zhenbin Zheng;Jianfeng Niu;Xiujun Xie;Guangce Wang
    • ALGAE
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    • 제38권4호
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    • pp.283-294
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    • 2023
  • Previous research indicated that free-living sporangial filament keep hollow morph under high-culture density and form bipartite cells under low-culture density, while the following conchospore release was inhibited by high light. Here, we further explored the molecular bases of these affects caused by light and culture density using a transcriptome analysis. Many differentially expressed genes (DEGs) related to carbon dioxide concentration and fixation, photosynthesis, chlorophyll synthesis and nitrogen absorption were upregulated under high-light conditions compared with low-light conditions, indicating the molecular basis of rapid vegetative growth under the former. The stress response- and ion transport-related DEGs, as well as the gene encoding the vacuole formation-brefeldin A-inhibited guanine nucleotide exchange protein (BIG, py05721), were highly expressed under high-density conditions, indicating the molecular basis of the hollow morph of free-living sporangial filaments under high-culture density conditions. Additionally, the brefeldin A treatment indicated that the hollow morph was directly influenced by vacuole formation-related vesicle traffic. Others DEGs related to cell wall components, zinc-finger proteins, ASPO1527, cell cycle and cytoskeleton were highly expressed in the low density with low-light group, which might be related to the formation and release of conchospores. These results provide a deeper understanding of sporangial filaments in Neopyropia yezoensis and related species.

수박 밀도의 간편 계측시스템 개발 (Development of Simple Density Measurement System for Watermelons)

  • 최규홍;이강진;최동수;김기영;손재룡
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제29권2호
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    • pp.167-174
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    • 2004
  • Density is a physical property which contains information relating to the internal quality of fruits and vegetables, and can be used as an index for nondestructive quality evaluation. Density sorting has been employed by farmers for some agricultural products since ancient times. In this study, an automatic density measuring system based on the platform scale or water displacement method was developed for density sorting of watermelon. It consisted of water tan, load cell, net tray, electric motor, limit switch, control system and its program. The resolution of density was 0.001 g/㎤. In order to calibrate and evaluate the accuracy, the density was measured using a balloon kept in cold water. It showed 1.002 g/㎤ which almost correspond to real density of water. Test results with 6 watermelons and 3 replications showed that the standard deviations of the dens were 0.001∼0.004 g/㎤. The relationship between density and internal quality of watermelon was investigated using the system. The densities of hollow watermelons were less than 0.950 g/㎤, it was apparent that the density of the watermelon was related to the degree of hollowness. But the soluble solid contents and internal defects could not be estimated from the density.

고분자전해질형연료전지의 가스 채널 최적화를 위한수치적연구(I) -가스 채널 치수가 전류밀도와 HFR 분포에 미치는영향성- (Numerical Study of Land/Channel Flow-field Optimization in Polymer Electrolyte Fuel Cells (PEFCs) (I) -The Effects of Land/Channel Flow-field on Current Density and HFR Distributions-)

  • 주현철
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권9호
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    • pp.683-694
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    • 2008
  • The performance and durability of Polymer Electrolyte Fuel Cells (PEFCs) are strongly influenced by the uniformity of current density, temperature, species distributions inside a cell In order to obtain uniform distributions in them, the optimal design of flowfield must be a key factor. In this paper, the numerical study of land/channel flowfield optimizations is performed, using a multi-dimensional, multi-phase, non-isothermal PEFC model. Numerical simulations reveal more uniform current density and HFR(High Frequency Resistance) distributions and thus better PEFC performance with narrower land/channel width where the less severe oxygen depletion effect near the land region and more uniform contact resistance variation along the in-plane direction are achieved. The present study elucidates detailed effects of land/channel width and assist in identifying optimal flow-field design strategies for the operation of PEFCs.

그라우팅 설계를 위한 절리밀도분포 산출법 개발 (Evaluation of fracture density distribution for the design of grouting works in fractured rocks)

  • 김중열;김유성
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.627-634
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    • 2002
  • To facilitate a drilling plan for grouting in fractured rock, an algorithm of practical use associated with a new term “fracture density distribution”or“fracture tomogram”is developed. It is well known that Televiewer data(amplitude and traveltime image) provide detailed information about not only dip and dip direction of each fracture but also its aperture size estimated by an appropriate evaluation algorithm. A selected plane section of medium around a borehole or the cross section between two boreholes is discretized into a two dimensional grid of cells(rectangular elements). As each elongated(straight) fracture passes through the cells, the corresponding aperture size value is successively summed up in each cell, depending on the fracture length segment. In this, the fracture lines can be determined by intersecting of each fracture plane with the selected plane section. If the fracture line does not pass through a particular grid element, the segment length is set to zero. The final value(aperture size value of each cell) derived from all the detected fractures constitutes the fracture density distribution of the selected plane section, Field examples are illustrated, which will prove the benefit of the suggested algorithm for several kinds of grouting works.

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Glucose-deprivation으로 유발된 PC-12 cell의 세포 고사에 대한 황연해독탕(黃連解毒湯)의 보호 효과 (Neuroprotective Effect of Hwangryunhaedok-tang Against Glucose-deprivation Induced Cytotoxicity in PC-12 Cells)

  • 김혜윤;신선호;이인
    • 동의생리병리학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.1462-1469
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    • 2008
  • The purpose of the study was to confirm what effect HRHDT treatment had on cell extinction by damage of endoplasmic reticulum induced to PC-12 cell damage by glucose deprivation. The study confirmed what effect it had on forming the condition of glucose deprivation within a culture fluid of PC-12 cell and on a nerve cell's survival rates and tested whether HRHDT could prevent extinction of PC-12 cell by glucose deprivation. Also, the study confirmed what effect HRHDT treatment had on the emitted quantity of LDH by glucose deprivation. To examine PC-12 cell's behavioral change under the condition of glucose deprivation and a protective effect of HRHDT on the change, the study observed PC-12 cell's behavioral change with a microscope. Also, the study confirmed density of calcium ion within cells followed by a culture time in the condition of glucose deprivation with FACS and confirmed what effect HRHDT treatment had on the above density of calcium ion within cells. Finally, the study carried out the western blot and confirmed what effect HRHDT treatment had on revelation of GRP 78 and CHOP protein and a segmental type of aspase 12. In this study, HRHDT rescued PC-12 cells from glucose deprivation-induced cell death. HRHDT also prevents the LDH release, Ca++ accumulation, and morphological change, which was associated with the ER stress. Furthermore, HRHDT reduced the expression of ER chaperone (Grp78 and CHOP) proteins by glucose deprivation in PC-12 cells. These results suggest that HRHDT might provide a useful therapeutic strategy in treatment of the neurodegenerative diseases caused by glucose deprivation injuries.