• 제목/요약/키워드: Critical micelle concentration

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계면활성제 생성능과 세포 표면 소수성을 가진 세균 균주들에 의한 석유탄화수소의 생분해 (Biodegradation of petroleum hydrocarbons by bacteria with surfactant producing capability and cell surface hydrophobicity)

  • 권선률;송홍규
    • 미생물학회지
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    • 제53권4호
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    • pp.265-272
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    • 2017
  • 다른 탄화수소 분해 방법을 가진 여러 세균을 유류-오염 토양에서 분리하였다. Acinetobacter calcoaceticus SL1은 기름-분산 시험에서 계면활성제-생성능을 보였으며 경유와 n-hexane에 대해 각각 43.6과 54.5%의 유화활성을 나타내었다. 또한 높은 세포 표면 소수성을 가졌는데 이는 탄화수소에 쉽게 부착하여 그것을 분해할 수 있게 한다. 이 균주는 1,000 mg/L의 n-octadecane과 naphthalene을 3일 내에 100% 분해하였으며, 1,000 mg/L의 경유는 7일 동안 72.3%, 그리고 10,000 mg/L로 오염시킨 토양에서는 4주 간 78%를 제거하였다. 다른 분리균주 Bacillus amyloliquefaciens S10과 B. subtilis GO9는 생물계면활성제를 생산할 수 있으며 기름-분산 시험에서 각각 6.34와 2.5 cm직경의 투명대를 형성하였다. 배양 중 그들의 배양 상등액은 표면장력이 74.6 mN/m으로부터 각각 34.4와 33.3 mN/m으로 감소하였으며, 배양 상등액의 critical micelle concentration은 각각 2.0과 5.9%이었다. A. calcoaceticus SL1과 B. amyloliquefaciens S10의 컨소시엄은 10,000 mg/L의 경유를 3일만에 77.8% 분해하였는데 이는 A. calcoaceticus SL1 단독에 의한 것보다 높은 분해능이었다. 만일 이 세균들을 유류-오염 부지에 컨소시엄으로 같이 처리한다면 높은 석유탄화수소 제거율을 나타낼 수 있을 것이다.

비이온성 계면활성제를 이용한 토양내 수착된 나프탈렌의 제거 (Removal of Sorbed Naphthalene from Soils Using Nonionic Surfactant)

  • 하동현;신원식;오상화;송동익;고석오
    • 한국환경과학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.549-563
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    • 2010
  • The environmental behaviors of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are mainly governed by their solubility and partitioning properties on soil media in a subsurface system. In surfactant-enhanced remediation (SER) systems, surfactant plays a critical role in remediation. In this study, sorptive behaviors and partitioning of naphthalene in soils in the presence of surfactants were investigated. Silica and kaolin with low organic carbon contents and a natural soil with relatively higher organic carbon content were used as model sorbents. A nonionic surfactant, Triton X-100, was used to enhance dissolution of naphthalene. Sorption kinetics of naphthalene onto silica, kaolin and natural soil were investigated and analyzed using several kinetic models. The two compartment first-order kinetic model (TCFOKM) was fitted better than the other models. From the results of TCFOKM, the fast sorption coefficient of naphthalene ($k_1$) was in the order of silica > kaolin > natural soil, whereas the slow sorbing fraction ($k_2$) was in the reverse order. Sorption isotherms of naphthalene were linear with organic carbon content ($f_{oc}$) in soils, while those of Triton X-100 were nonlinear and correlated with CEC and BET surface area. Sorption of Triton X-100 was higher than that of naphthalene in all soils. The effectiveness of a SER system depends on the distribution coefficient ($K_D$) of naphthalene between mobile and immobile phases. In surfactant-sorbed soils, naphthalene was adsorbed onto the soil surface and also partitioned onto the sorbed surfactant. The partition coefficient ($K_D$) of naphthalene increased with surfactant concentration. However, the $K_D$ decreased as the surfactant concentration increased above CMC in all soils. This indicates that naphthalene was partitioned competitively onto both sorbed surfactants (immobile phase) and micelles (mobile phase). For the mineral soils such as silica and kaolin, naphthalene removal by mobile phase would be better than that by immobile phase because the distribution of naphthalene onto the micelles ($K_{mic}$) increased with the nonionic surfactant concentration (Triton X-100). For the natural soil with relatively higher organic carbon content, however, the naphthalene removal by immobile phase would be better than that by mobile phase, because a high amount of Triton X-100 could be sorbed onto the natural soil and the sorbed surfactant also could sorb the relatively higher amount of naphthalene.

Chemoenzymatic Synthesis of Dual-responsive Amphiphilic Block Copolymers and Drug Release Studies

  • Chen, Peng;Li, Ya-Peng;Wang, Shu-Wei;Meng, Xin-Lei;Zhu, Ming;Wang, Jing-Yuan
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권6호
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    • pp.1800-1808
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    • 2013
  • Dual-responsive amphiphilic block copolymers were synthesized by combining enzymatic ring-opening polymerization (eROP) of ${\varepsilon}$-caprolactone (CL) and ATRP of N,N-dimethylamino-2-ethyl methacrylate (DMAEMA). The obtained block copolymers were characterized by gel permeation chromatography (GPC), $^1H$ NMR and FTIR-IR. The critical micelle concentration (CMC) of copolymer was determined by fluorescence spectra, it can be found that with hydrophilic block (PDMAEMA) increasing, CMC value of the polymer sample increased accordingly, and the CMC value was 0.012 mg/mL, 0.025 mg/mL and 0.037 mg/mL for $PCL_{50}$-b-$PDMAEMA_{68}$, $PCL_{50}$-b-$PDMAEMA_{89}$, $PCL_{50}$-b-$PDMAEMA_{112}$, $PCL_{50}$-b-$PDMAEMA_{89}$ was chosen as drug carrier to study in vitro release profile of anti-cancer drug (taxol). The temperature and pH dependence of the values of hydrodynamic diameter (Dh) of micelles, and self-assembly of the resulting block copolymers in water were evaluated by dynamic light scattering (DLS). The result showed that with the temperature increasing and pH decreasing, the Dh decreased. Drug-loaded nanoparticles were fabricated using paclitaxel as model. Transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM) had been explored to study the morphology of the hollow micelles and the nanoparticles, revealing well-dispersed spheres with the average diameters both around 80 nm. In vitro release kinetics of paclitaxel from the nanoparticles was also investigated in different conditions (pH and temperature, etc.), revealing that the drug release was triggered by temperature changes upon the lower critical solution temperature (LCST) at pH 7.4, and at $37^{\circ}C$ by an increase of pH.

양쪽성 계면활성제의 유도체합성 및 계면성에 관한 연구(제5보) - 이미다졸린으로부터 유도된 유도체의 기초적 물성 - (Syntheses and Surface Active Properties of Amphoteric Surfactant Derivatives(5) - Basic Properties of Derivatives from Imidazoline)

  • 노윤찬;김태영;정진기;남기대
    • 공업화학
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    • 제7권2호
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    • pp.215-220
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    • 1996
  • 1-(2-hydroxyethyl)-2-undecyl-2-imidazoline로부터 유도된 9종의 양쪽성 계면활성제에 대한 표면장력과 등전점을 일정농도의 수용액에서 비교 검토하였고, 표면장력법에 의하여 cmc를 추정하였다. 카르복시화 아미드류의 표면장력은 $4.0{\times}10^{-4}{\sim}1.0{\times}10^{-3}mol/{\ell}$ 농도범위에서 26~40dyne/cm, 술폰화 또는 황산화 이미다졸린류는 $1.5{\times}10^{-3}{\sim}2.5{\times}10^{-3}mol/{\ell}$ 농도범위에서 30~35dyne/cm, 술폰화 아미드류는 $5.8{\times}10^{-4}{\sim}8.0{\times}10^{-4}mol/{\ell}$ 농도범위에서 25~33dyne/cm이었다. 또한 등전점의 pH 범위는 카르복시화 아미드류는 pH 7.2~7.9, 술폰화 또는 황산화 이미다졸린류와 술폰화 아미드류는 pH 4.5~5.5이었다.

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토양내 Phenanthrene의 생물학적분해에 미치는 계면활성제와 환경변수의 영향 (Effect of surfactants and Environmental Factors on the Bioremediation of Phenanthrene)

  • 류두현;최상일;김광수
    • 한국토양환경학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.115-125
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    • 1998
  • 오염된 토양 중 phenanthrene의 분해에 미치는 비이온계 계면활성제와 생물계면활성제의 영향을 살펴보았다. 비이온계 합성 계면활성제로 polyoxyethylene oreyl esterC$^{17}$ H$^{33}$ COO($C_2$$H_4$O)nH) 와 생물계면활성제인 sophorolipid를 적용하였다. 계면활성제의 농도, 수분함량, 접종균 처리 방법 및 종류, pH, 온도, 부가영양분 등의 변수들이 phenanthrene의 생분해에 미치는 영향을 비교실험 하였다. 계면활성제 농도가 CMC이하의 경우 계면활성제는 phenanthrene의 생분해성을 촉진하였으나, CMC 값 이상의 영역에서는 계면활성제가 미생물의 phenanthrene분해작용을 저해하였다. 30%의 수분함량과 pH 7, $30^{\circ}C$에서, 부가영양분으로 glucose를 10g/L수준으로 첨가하였을 때 좋은 분해도를 나타내었다. 충진제로 짚이 첨가되는 경우 토양 : 짚의 중량비가 5:2이고, 수분함량이 50%인 경우 phenanthrene의 분해가 촉진되었다.

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Biosurfactant 생산균주 Bacillus sp. TBM 911-5의 분리 및 특성 (Isolation and Characteristics of Biosurfactant Producing Bacterium, Bacillus sp. TBM 911-5)

  • 김선희;정연주;이상철;유주순;주우홍;정수열;최시림;최용락
    • 생명과학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.320-324
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    • 2004
  • 본 연구는 biosurfactant를 생산하는 우수한 균주를 얻고자 산지 토양에서 생산능이 우수한 균주 수십 종을 분리하였다. 분리된 균주 중 원유분해능 및 biosurfactant 생성능이 우수한 균주를 선별하여, 형태학적 특성 및 생리 화학적 특성을 조사고, 16S rDNA의 부분적 염기서열 결정을 통하여 Bacillus sp. TBM911-5로 동정하였다. 동정된 균주 배양액에 생산된 biosurfactant에 의해 48시산 정도에서 표면장력이 최저 29mN/m까지 감소되었다. Bacillus sp. TBM 911-5가 생산하는 biosurfactant의 유화활성은 대두유를 기질로 사용하였을 때 최대였으며, 원유에서도 높은 편이였다. 유화안정성은 합성 계면활성제의 Tween 류나 Triton X-100등과 비슷하거나 우수하였으며, 이는 분리된 균이 생산하는 biosurfactant의 계면활성제로서의 산업적 이용 가능성을 보여준다.

복합비타민 유제의 제조와 평가 (Preparation and Evaluation of Mutivitamin Emulsion)

  • 이문석;조혜영;이용복
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제32권1호
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    • pp.13-19
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    • 2002
  • Water-lipid soluble multivitamin formulations were widely used to reduce the disease and stress of animals as husbandry has made a remarkable progress in recent. But the efficiency of these formulations is far from satisfactory. So, this study was attempted to develop the physically and chemically stable and useful multivitamin o/w emulsion. Multivitamin o/w emulsion composed of water, soybean oil (10%, v/v), vitamin A, D, E, K, $B_2,\;B_6,\;B_{12}$ and panthenol. To make a stable o/w emulsion, the egg lecithin (2%, w/v) and glycerin (2.5%, w/v) were used for emulsifier and thickening agent, respectively. The oil in water emulsion system was manufactured by microfluidizer and the physicochemical stability of this emulsion was evaluated. The average particle size and interfacial tension were measured. From the result of interfacial tension tested, critical micelle concentration of the egg lecithin was 0.5% (w/v) and optimal concentration for the preparation of emulsion was 2% (w/v). The mean particle size was about $0.6\;{\mu}m$ which was suitable for injections. Short-term accelerated stability as physical stability study was tested by centrifuging and freeze-thawing the emulsion samples. The additions of vitamins resulted in the increment of particle size and reduction of physical stability of emulsion. But it is not an enormous problem for the stability of emulsion. Also, we have performed the long-period preservation stability test for the vitamins. All vitamins were analysed by HPLC. The result of storage under $4^{\circ}C$ and dark conditions demonstrated that all vitamins were maintained stable at least 16 weeks, except for vitamin $B_{12}$.

비이온계 계면활성제 수용액이 면직물의 습윤특성에 미치는 영향 (Effect on Nonionic Surfactant Solutions on Wetting and Absorbancy of Cotton Fabrics)

  • 김천희
    • 한국의류학회지
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    • 제25권8호
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    • pp.1444-1452
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    • 2001
  • Textile materials are frequently in contact with surfactant solutions during their manufacturing or finishing processes as well as cleaning processes in use. Liquid wetting, wicking and absorbency of textile materials, and the liquid properties, surface characteristics and pore geometry of textile materials, and the liquie-solid interactions, In this paper, 10 different nonionic surfactants, including Span 20, Twen 20, 40, 60, 80, 21, 61, 81, 65, 85, were used. The surfactants were characterized by their hydrophile-lipophile-balance (HLB) values, structures, and surface tensions. The 0.1g/dL and 1.0g/dL surfactant solutions, which were both above critical micelle concentration (CMC), were used to see the concentration effects on the wetting and absorbency of cotton fabrics. The wetting behavior and liquid retention properties of hydrophobic cotton fabrics with different nonionic surfactant solutions are reported. The contact angles are greatly decreased and the water retention values are greatly increased by adding most of the surfactants studied into the system. The extents of this effects are influenced by the characteristics of surfactants and its solutions. Hydrophilic surfactants which have low number of carbon atoms or unsaturated hydrophobe structures are more effective in improving the wetting and absorbancy of hydrophobic cotton fabrics. The water retention of hydrophobic cotton fabrics has positive relations with $cos{\theta}$, adhesion tension and work of adhesion. The 1.0g/dL surfactant solutions show similar, but slightly improved wetting and absorbency characteristics of hydrophobic cotton fabrics compared to the 0.1g/dL surfactant solutions.

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𝜔-Phenylalkylammonium Salt의 수용액에서 Sodium Dodecyl Sulfate의 미셀에 관한 연구 (A Study on the Micellization of Sodium Dodecyl Sulfate in 𝜔-Phenylakylammonium Salt Solution)

  • 류연호;오정희
    • 공업화학
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    • 제8권6호
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    • pp.1041-1047
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    • 1997
  • $\omega$-Phenylalkylamine salt의 존재하에서 sodium dodecyl sulfate (SDS)의 임계 미셀농도(CMC)를 전기전도도법으로 구하였다. 유기염의 alky기의 길이가 길어짐에 따라 CMC는 감소하는 경향을 보여주었다. 유기첨가제의 존재하에서 $18^{\circ}C-50^{\circ}C$의 온도 범위에서 SDS의 미셀화 과정에 수반되는 열역학적 파라메터를 구하였다. 이 온도 범위에서 SDS의 미셀화 자유에너지 (${\Delta}G_m^{\circ}$)는 음의 값을 나타내며 미셀화 엔트로피(${\Delta}S_m^{\circ}$)는 큰 양의 값을 나타내었으며 미셀화 엔탈피(${\Delta}H_m^{\circ}$)는 낮은 온도($18^{\circ}C$)에서는 양의 값을 나타내지만 높은 온도($>25^{\circ}C$)에서는 음의 값을 나타내었다. 미셀화는 자발적인 상전이 현상임을 알 수 있었다. 이들 열역학적 파라메터들은 유기염의 소수성 부분의 길이가 길어짐에 따라 감소하는 경향을 보여주었다. 비전도도 값의 차(${\Delta}\kappa$)가 유기염의 mol 비가 증가할수록 큰 값을 나타내었다. 그러므로 유기염의 소수성 부분의 길이가 길어질수록 유기염들은 더 쉽게 SDS 미셀내의 palisade층까지 깊이 침투하여 안정한 혼합 미셀을 형성함을 알 수 있었다.

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선형 및 분지 구조의 폴리(에틸렌 글리콜)/폴리카프로락톤 공중합체의 합성 및 특성 검토 (Synthesis and Characterization of Linear and Branched Copolymers of Poly(ethylene glycol) and $Poly({\varepsilon}-caprolactone)$)

  • 현훈;김문석;강길선;이종문;이해방
    • 폴리머
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    • 제30권2호
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    • pp.146-151
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    • 2006
  • 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG)과 생분해성 폴리에스터 그룹의 폴리카프로락톤(PCL)으로 이루어진 선형 및 분지 구조의 공중합체를 합성하고 분자 구조에 따른 다양한 특성을 비교하였다. 선형 및 분지 구조의 1-arm-PEG-PCL, 2-arm-PEG-PCL, 4-arm-PEG-PCL 및 8-arm-PEG-PCL 공중합체는 단량체 활성화제로서 Hcl $Et_2O$의 존재 하에 상온에서 카프로락톤$({\varepsilon}-CL)$의 개환중합에 의해 합성하였다. 합성된 선형 및 분지 구조의 공중합체는 $^{1}H-NMR$, GPC, DSC 및 XRD의 측정을 통해 특성을 분석하였다. 그 결과 공중합체의 가지 수에 따라 열적 특성 및 결정성이 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 그리고 각 공중합체의 수용액상에서의 미셀 특성은 $^{1}H-NMR$, 광산란기, 원자 현미경 및 형광 측정기를 이용하여 확인하였다. 공중합체의 가지 수가 증가할수록 임계 미셀 농도 값과 미셀의 직경이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 원자 현미경을 통해 관찰된 미셀의 형태는 선형 및 분지 구조의 공중합체 모두 구형으로 존재함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 분자 설계를 통해 선형 및 분지 구조의 공중합체를 합성하여 각 공중합체의 분자 구조에 따른 다양한 특성을 비교하였으며 수용액상에서 형성된 미셀의 거동을 검토하여 소수성 약물 전달체로서의 가능성을 확인하였다.