• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권10호
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• pp.1539-1542
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• 2005

We have introduced polyelectrolyte micro-patterning technique employing agarose plane stamp and a hard substrate having microscale features on its surface. With this method, chemically micropatterned surfaces with both positive and negative functionalities were successfully embedded in well-defined microstructures, and selective impartment of charge functionalities was confirmed by patterning bead bearing surface charge. Furthermore, this technique allows highly sensitive immobilization of protein onto targeted surface simply by endowing functionalities, which extends the potential of its use as a tool for high-throughput protein microarray and proteomics. Because plane agarose stamp is free of structures on its surface, there is no concern for pattern collapse, and the combination of agarose plane stamp with patterned substrate is more suited for selective protein patterning compared with adopting surface-patterned agarose stamp with flat substrate. Our technique using agarose plane stamp and a substrate having microscale features on its surface suggests a range of possible applications, including the micropatterning of biofunctionalized copolymer having polyelectrolyte block, immobilization of micro- and nanoparticle with biofunctionalities such as biotin and streptavidine, and establishing optoelectronic microstructures with micro-beads on various surfaces.

• 폴리머
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• 제37권5호
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• pp.600-605
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• 2013

본 연구에서는 polylactide(PLA) 중합 촉매로 알루미늄계 유기금속화합물인 triethylaluminium(TEAL)을 이용하여 실리카에 담지하고 이를 이용하여 L-lactide 벌크중합을 진행하였다. TEAL을 실리카에 담지하기 위해 촉매 투입량, 담지시간, 담지온도를 변화시켜 촉매를 합성하고 이를 이용하여 생성된 PLA의 중합특성을 확인하였다. 담지된 촉매 투입량이 증가할수록 전환율이 높고 촉매 투입량이 8 mmol/g-silica일 경우에 가장 높은 분자량을 보였다. 담지시간을 변화시켜 합성된 담지촉매를 이용하여 중합한 결과 담지시간이 증가할수록 전환율 및 분자량이 증가하였다. 담지온도를 변화시켜 촉매를 합성하기 위해 용매로 hexane과 toluene을 사용하였다. 담지온도를 변화시켜 합성된 촉매로 L-lactide 중합한 결과, hexane을 용매로 사용하고 담지온도가 $50^{\circ}C$일 경우에 전환율 및 분자량이 높았다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권12호
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• pp.2098-2105
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• 2016

Massive reserves of methane ($CH_4$) remain unexplored as a feedstock for the production of liquid fuels and chemicals, mainly because of the lack of economically suitable and sustainable strategies for selective oxidation of $CH_4$ to methanol. The present study demonstrates the bioconversion of $CH_4$ to methanol mediated by Type I methanotrophs, such as Methylomicrobium album and Methylomicrobium alcaliphilum. Furthermore, immobilization of a Type II methanotroph, Methylosinus sporium, was carried out using different encapsulation methods, employing sodium-alginate (Na-alginate) and silica gel. The encapsulated cells demonstrated higher stability for methanol production. The optimal pH, temperature, and agitation rate were determined to be pH 7.0, $30^{\circ}C$, and 175 rpm, respectively, using inoculum (1.5 mg of dry cell mass/ml) and 20% of $CH_4$ as a feed. Under these conditions, maximum methanol production (3.43 and 3.73 mM) by the encapsulated cells was recorded. Even after six cycles of reuse, the Na-alginate and silica gel encapsulated cells retained 61.8% and 51.6% of their initial efficiency for methanol production, respectively, in comparison with the efficiency of 11.5% observed in the case of free cells. These results suggest that encapsulation of methanotrophs is a promising approach to improve the stability of methanol production.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.65-72
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• 2006

자력을 이용한 분리기술의 장점을 이용하여 여러 가지 불순물들이 섞여 있는 현탁 용액으로부터 자성입자를 이용하여 목적 단백질만을 얻어낼 수 있는 기술의 가능성에 대하여 알아보고자 하였다. 자성입자를 이용하는 경우에는 (1) 자성입자 표면에 리간드 고정화, (2) ligand(리간드)와 목적 물질과의 특이적 결합, (3) 자력을 이용한 자성입자의 분리, (4) 목적 물질의 탈착 그리고 (5) 자성입자의 재사용 순서로 진행되어 여러 단계의 공정을 단순화시킬 수 있다. 이러한 자성입자를 이용한 방법은 효율성, 단순성, 까다롭지 않은 조건, 자동화의 용이성, 비용의 저렴함으로 인해 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 표면이 카르복실기로 처리된 자성입자에 IgG 항체를 고정화시킨 후 IgG를 목적 단백질로 하여 이를 분리해내고자 하였다. 이를 위하여 자성입자 표면에 다른 물질과의 비특이적 결합이 일어나지 않을 조건에 대하여 확인해 보았으며, IgG 항체를 배향성 고정화시켜 자성입자가 목적 단백질과 보다 효과적으로 결합하여 목적 단백질인 IgG만을 선택적으로 분리해 낼 수 있는지에 대하여 알아보았다. 높은 pH를 사용할 경우 비특이적 흡착을 줄일 수 있었으며, IgG 항체 고정화된 자성입자를 사용할 경우 목적 단백질인 IgG와 선택적으로 반응함을 알 수 있었다. IgG 항체의 고정화에서 Fc지역 C-terminus에 인접해 있는 탄수화물 부분을 이용하여 배향성을 준 경우, IgG 항체 내의 아민기와 고정화시키는 비배향성 고정화 방법보다 항원과의 결합능력이 약 2배 높았다.

• KSBB Journal
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• 제21권5호
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• pp.384-388
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• 2006

본 연구에서는 고정화 방선균을 이용한 이차대사산물생산 공정 개발에 있어서 고려해야 할 중요한 사항인, 고정화세포의 반복사용 가능성을 조사하였다. 또한 축축한 담체에 균사체 형태의 생산균주의 고정화가능성에 대하여 알아보았다. 셀라이트 담체에 고정화된 고생산성 Streptomyces lincolnensis 돌연변이주를 이용한 반복회분식 배양에서, 회분수가 증가함에 따라 고정화세포의 린코마이신 생산성이 증가하였고 9번째 회분에서는 1007 $({\pm}256)$ mg/L의 린코마이신이 얻어졌다. 10번의 반복회분동안 고정화세포에 의해 얻어진 린코마이신 총양을 기준으로 계산된 고정화세포 배양의 생산성은 현탁회분식 배양에 비해 1.4배 높았다. 축축한 담체와 배지가 포함된 플라스크에 균사체 형태의 생산균주를 접종하고 배양 후 생성된 고정화세포 농도와 린코마이신 양은 건조한 담체에 포자상태의 생산균주를 고정화한 후 배양하여 얻어진 것에 비하여 다소 높음이 관찰되었다. 이는 균사체 형태의 생산균주가 축축한 담체에 쉽게 고정화되는 것을 의미한다. 실제 생산규모를 고려할 때, 본 연구팀에서 개발한 방선균 고정화방법은 담체 멸균 및 세포고정화 단계에서 추가적인 설비가 필요 없으며, 이는 고정화단계에서 숙련된 기술과 추가의 설비를 요하는 다른 방법들에 비하여 실용적이며 경쟁력 있는 생물 공정이라고 사료된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권3호
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• pp.67-75
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• 1999

비소는 자연적인 환경 하에서 음이온적인 거동을 하며 조건의 변화에 따라 다양한 형태로 전환되는 물질이기 때문에 적당한 처리방법이 없는 형편이다. 본 연구의 처리방법은 광미에 과산화수소를 첨가하여 비산철로 불용화 하는 방법으로 실제 구봉광산의 광미를 이용하여 실험한 결과 비소와 철의 용출농도가 각각 84%와 93%가량이 감소되는 것으로 나타났으며, 순수한 황철광과 비소표준용액을 이용하여 과산화수소를 첨가하는 실험에서는 과산화수소의 첨가량에 따라 비소의 농도가 직선적으로 감소하는 것으로 나타났다. 재용출 실험에서는 철은 약 80%, 비소는 약 90%가 용출이 억제되어 장기적 안정성면에서도 우수한 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제23권4호
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• pp.408-412
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• 2017

Pigment red 53:1 is a dye used in various products as a component of the inks, suspected of being carcinogenic. Thus, the environmental and occupational issues related to it are important. The enzyme-based approach with reusability has advantages to consume less energy and generate less harsh side- products compared to the conventional strategies including separations, microbe, and electrochemical treatment. The degradation of Pigment red 53:1 by the lignin peroxidase immobilized on the surface of magnetic particles has been studied. The immobilization of the peroxidase was conducted on magnetic particle surface with the treatment of polyethyleneimine, glutaraldehyde, and the peroxidase, in sequence. The immobilization was confirmed using X-ray photon spectroscopy. The absorbance peak of the pigment was monitored at 495 nm of UV/Vis spectrum with respect to time to calculate the catalytic activities of the pigment for the immobilized lignin peroxidase. For the comparison, the absorbance of the lignin peroxidase free in solution was also monitored. The catalytic rate constant values for the free lignin peroxidases and the immobilized those were 0.51 and $0.34min^{-1}$, respectively. The reusable activity for the immobilized lignin peroxidase was kept to 92% after 10 cycles. The stabilities for heat and storage were also investigated for both cases.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권8호
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• pp.1291-1298
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• 2015

Five different polymer nanofibers, namely, polyaniline nanofiber (PANI), magnetically separable polyaniline nanofiber (PAMP), magnetically separable DEAE cellulose fiber (DEAE), magnetically separable CM cellulose fiber (CM), and polystyrene nanofiber (PSNF), have been used for the immobilization of lactase (E.C. 3.2.1.23). Except for CM and PSNF, three polymers showed great properties. The catalytic activities (k_cat) of the free, PANI, PAMP, and magnetic DEAE-cellulose were determined to be 4.0, 2.05, 0.59, and 0.042 mM/min·mg protein, respectively. The lactase immobilized on DEAE, PANI, and PAMP showed improved stability and recyclability. PANI- and PAMP-lactase showed only a 0-3% decrease in activity after 3 months of vigorous shaking conditions (200 rpm) and at room temperature (25℃). PANI-, PAMP-, and DEAE-lactase showed a high percentage of conversion (100%, 47%, and 12%) after a 1 h lactose hydrolysis reaction. The residual activities of PANI-, PAMP-, and DEAE-lactase after 10 times of recycling were 98%, 96%, and 97%, respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.693-697
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• 2016

본 연구에서는 탄소나노튜브(CNT), 글루코스 산화효소(Glucose oxidase, GOx) 및 다양한 분자량의 가지달린 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, branched, bPEI)을 물리적으로 결합하여 GOx/PEI/CNT 구조를 제조한 뒤, 가교제인 테레프타랄데하이드(Terephthalaldehyde, TPA)와 알돌축합반응을 통해 TPA/[GOx/bPEI/CNT] 구조의 촉매를 합성하였으며, 각각의 전기화학적 특성 및 장기안정성 등을 평가하였다. GOx/PEI/CNT의 경우, PEI의 분자량의 증가에 따라 유의한 차이를 확인할 수 없었으나, TPA 도입한 TPA/[GOx/bPEI/CNT]는 PEI 분자의 증가에 따라 전자전달 및 장기안정성은 향상되며 글루코스의 물질전달은 감소함을 확인하였다. 또한 효소연료전지 음극 촉매로서의 최적 bPEI 분자량을 확인한 결과, 750 k PEI를 이용한 촉매(TPA/[GOx/bPEI-750k/CNT]에서 최고의 최대전력밀도($0.995mW{\cdot}cm^{-2}$)를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.443-450
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• 2014

To determine Pb species in soils following the immobilization process, sequential extraction has been used despite the possibility of overestimating Pb species from unintended reactions during chemical extraction. Meanwhile, the application of extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) has been shown to provide a more precise result than chemical extraction. In this study, the immobilization of Pb in contaminated soils treated with liming materials such as oyster shell (OS) or eggshell (ES) was evaluated with thermodynamic modelling and EXAFS analysis. Thermodynamic modelling by visual MINTEQ predicted the precipitation of $Pb(OH)_2$ in OS and ES treated soils. In particular, the values of saturation index (SI) for $Pb(OH)_2$ in OS (SI=0.286) and ES (SI=0.453) treated soils were greater than in the control soil (SI=0.281). Linear combination fitting (LCF) analysis confirmed the presence of $C_{12}H_{10}O_{14}Pb_3$ (lead citrate, 44.7%) by citric acid from plant root, Pb-gibbsite (Pb adsorbed gibbsite, 26.4%), and Pb-kaolinite (Pb adsorbed kaolinite, 20.3%) in the control soil. On the other hand, $Pb(OH)_2$ (16.8%), Pb-gibbsite (39.3%), and Pb-kaolinite (25.6%) were observed in the OS treated soil and $Pb(OH)_2$ (55.2%) and Pb-gibbsite (33.8%) were also confirmed in the ES treated soil. Our results indicate that the treatment with OS and ES immobilizes Pb by adsorption of Pb onto the soil minerals as a result of the increase in soil negative charge and the formation of stable $Pb(OH)_2$ under high pH condition of soils.