• Title/Summary/Keyword: Immobilization of Enzyme

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Edwardsiellosis의 진단을 위한 정성적 ELISA법 (Qualitative Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) for the Diagnosis of Edwardsiellosis)

  • 김명석;황은아;허민도;정현도
    • 한국어병학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.24-31
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    • 1999
  • 어류의 edwardsiellosis를 진단하기 위한 solid phase ELISA법에 대한 최적화 분석을 실시하였다. 부분 정제한 E. tarda Edk-2에 대한 토끼 항혈청을 sodium bicarbonate 완충용액에 $50{\mu}g/ml$ 농도로 희석하여 overnight 반응시켜 주었을 때 polystyrene bead 표면의 항체 immobilization이 최적화되었다. $50{\mu}g/ml$의 biotin 표지화 항체와 1:2000으로 희석된 extravidin-peroxidase를 차례로 처리하였을 때 최적의 반응을 나타내었으며 이렇게 최적화시킨 정성적 solid phase ELISA법은 EDTA 추출법으로 조제된 항원에 대해서는 $1{\times}10^5$ cells/ml, 열 추출법으로 조제된 항원에 대해서는 $1{\times}10^5$ cells/ml의 검출한계를 나타내었다. E. tarda Edk-2에 대한 토끼 항혈청을 이용한 본 연구의 solid phase ELISA법은 우리나라 양어장의 넙치 병어로부터 분리한 여러 한국형 E. tarda 균주와도 높은 교차반응을 나타내었다. 이러한 것은 본 기법을 다른 지역에서 분리한 여러 strain의 E. tarda에 대한 진단을 위하여 본 실험의 항혈청을 사용하여 가능하다는 것을 보여 주었다.

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포도당, 젖산 및 에탄올의 동시 측정용 바이오센서의 개발 (Development of Biosensor for Simultaneous Determination of Glucose, Lactic Acid and Ethanol)

  • 김정호;이동희;김태진;노봉수
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.22-34
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    • 1998
  • 고정화효소와 산소전극 시스템을 이용한 효소센서를 제작하여 식품 중의 당, 유기산, 알코올 성분을 동시 측정 하였다. 효소가 기질과 반응하여 소비한 산소의 변화량이 전압차이로 나타나므로 시간당 전압 감소량이 최대인 값으로부터 각 성분의 농도를 측정하였으며, 이때 1분내에 최대기울기를 구할 수 있어 신속한 측정이 가능하였다. 효소의 고정화 지지체로는 nylon cloth를 사용하였고, asymmetrical coupling 방법에 의하여 기질 작용 순으로 위치하도록 효소를 고정화하였다. 한 개의 양극과 6개의 음극으로 제작된 multiple cathode system으로 포도당, 젖산, 에탄올 성분을 동시 측정할 수 있는 효소 센서를 제작하였다. 위의 센서 제작을 위하여 mutarotase과 glucose oxidase/lactate oxidase/alcohol oxidase와 catalase가 각기 사용되었다. 이들 효소센서의 최적조건은 $pH\;7.0,\;40^{\circ}C$의 0.1 M 인산완충용액이었으며 각 효소 센서의 방해물질을 알아 보기 위하여 여러 가지 당과 각종 유기산, 알콜류에 대한 효소 감응도를 살펴 본 결과 포도당 센서에서 유기산의 영향을 제외하고는 10% 내외였다. 따라서 포도당과 유기산을 동시 측정하기 위하여 포도당/젖산의 영향을 고려한 적절한 보정관계식을 도입하여 순수한 유리당과 유기산의 값을 측정할 수 있었다. 제작된 효소센서의 검증을 위하여 분광광도법. HPLC, GC를 이용한 결과, 분석방법간에 높은 상관관계를 보여 주었다. 아울러 각 효소센서의 안정성을 살펴본 결과 알코올 센서를 제외하고는 30일 이후에도 80%이상 효소감응도가 유지되었다.

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식품첨가물 E171이 수생물에 미치는 독성 평가 (Toxicity assessment of food additive(E171) in aquatic environments)

  • 송인규;김강희;윤학원;박준우
    • 환경생물
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    • 제41권1호
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    • pp.41-53
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    • 2023
  • 식품첨가제로 주로 사용되는 이산화타이타늄 혼합물인 최근 E171은 체내 축적 및 유전 독성을 야기할 수 있다는 사실이 입증되어, 현재 규정 개정을 통해 E171의 식품첨가물 사용이 제한되고 있다. 그러나, 현재까지 E171의 인체 위해성 연구는 많이 진행된 반면, E171의 환경생물에 미치는 독성 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 최근 우려되는 잠재적 독성물질인 E171의 환경적 위해성을 파악하기 위해 수생태계를 대표하는 물벼룩(Daphnia magna)과 제브라피쉬(Danio rerio)를 대상으로 나노물질의 특성을 반영한 최신 표준문건을 활용하여 기존 시험법의 한계점을 보완한 최적의 독성시험을 수행하였다. 독성시험 결과, 실제 환경적 현실성을 고려한 농도범위의 E171에 노출된 물벼룩에서 유영저해가 발생했지만, 어류의 경우 치사나 이상행동개체가 관찰되지 않았다. 그러나, 산화스트레스 관련 분자생물학적 분석 결과, E171이 물벼룩과 어류에 모두 산화스트레스를 유발하여 이의 방어작용으로 항산화효소의 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 다만, 항산화효소 관련 유전자의 발현 여부는 생물종에 따라 차이가 존재하였다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 E171은 실제 환경적 현실성을 고려한 농도에서 수생물에 산화스트레스를 유도할 수 있으나, 생물체의 종류에 따라 가시적인 독성의 정도와 산화스트레스 관련 유전자 발현에 차이가 존재함을 확인하였다. 본 연구는 기존 시험법의 한계점을 보안한 최적의 독성시험을 통해 E171이 수생물에 미치는 위험성을 확인하였으며, 이 결과는 E171의 환경 위해성 평가를 위한 과학적 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Pseudomonas sp. BCNU 171이 생산하는 유기용매 내성 리파아제 (Organic Solvent Stable Lipase from Pseudomonas sp. BCNU 171)

  • 최혜정;권기석;주우홍
    • 생명과학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.345-348
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    • 2015
  • 유기용매 내성 Pseudomonas sp. BCNU 171 균주가 생산하는 유기용매 내성 리파아제의 최적활성은 pH 8과 37℃로 나타났다. BCNU 171 균주가 생산하는 세포외 리파아제는 고농도의 다양한 유기용매하에서 안정성이 증가하는 것으로 나타났다. 리파아제의 안정성은 xylene (137%) 첨가시 가장 높은 것으로 확인되었고, toluene (131%), octane (130%) 그리고 butanol (104%) 순으로 안정성이 높은 것으로 나타났다. 전체적으로 대부분의 용매에서, 상용 고정화 효소(Novozyme 435)와 비교하여 효소안정성이 높은 것으로 나타났다. 나아가 NH4+, Na+, Ba2+, Hg2+, Ni2+, Cu2+및 Ca2+의 존재하에서 약 90%로 효소 안정성을 유지하였으며 다양한 유화제 첨가시에는 현저하게 안정성이 증가하였다. 그러므로 Pseudomonas sp. BCNU 171의 유기용매 내성 리파아제는 잠재성이 높은 whole cell 생물촉매로서 사용가능 할 것이며, 고정화 하지 않고도 유기용매에서의 공업적인 화학공정에서 효소를 이용한 합성에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

자성 미세입자에 고정된 효소를 통한 요소 전환 (Urea Conversion via Enzymes Immobilized on Magnetic Microparticles)

  • 박예슬;권지은;정승준;조혁진;신고운하늘;조강익;박진원;이경혁
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권3호
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    • pp.407-411
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    • 2023
  • 요소분해효소가 자성입자표면에 공유결합으로 고정되어 요소의 중탄산음이온 전환을 촉진하였으며, 이 전환을 정성적으로 고압액체크로마토그래피와 UV/Vis분광법으로 확인하고 순환전압전류법을 사용하여 정량적으로 분석하였다. 시간에 따른 전환량을 측정하고 이를 반응속도식으로 분석하여 0.0474 min-1의 반응속도 상수를 산출하였다. 처음 1~3회에서는 90% 이상의 전환율을 확인하였으며, 50% 전환율까지 8회 재활용이 가능하였다. 30일 동안의 저장에 대하여 평가된 안정성은 유지되는 것으로 관찰되었다. 본 연구의 결과, 지지체에 공유결합으로 고정된 요소분해효소는 초순수 제조 목적으로 요소제거에 활용될 수 있음을 알 수 있다.

Horseradish Peroxidase가 고정화된 다공성 탄소 전극을 이용한 페놀의 전기화학적 분해 (Electrochemical Degradation of Phenol by Using Reticulated Vitreous Carbon Immobilized Horseradish Peroxidase)

  • 조승희;연경호;김가영;심준목;문승현
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권12호
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    • pp.1263-1269
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    • 2005
  • 용액 상에서 페놀류에 대해 95%의 분해특성을 지니는 동식물세포유래의 효소(horseradish peroxidase, HRP, EC 1.11.1.7)를 다공성 탄소 전극에 고정화시키고 이를 전기화학 반응기에 도입하여 전극반응에 의해 연속적으로 발생되는 과산화수소를 이용하여 페놀의 분해를 수행하였다. FT-IR 분석을 통해 다공성탄소전극 표면에 HRP의 아민기와 펩티드 결합을 위한 카르복실기가 생성되었음을 확인하였고 가교제(coupling agent)로 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride(EDC)를 이용하여 공유결합으로 고정화시켰다. 또한 HRP를 활성화 시켜 페놀을 처리하기 위해 전해질로 사용된 인산염 완충용액의 농도($10{\sim}200$ mM)와 pH($5.0{\sim}8.0$), 외부 산소 주입량($10{\sim}50$ mL/min)및 potentiostat/galvanosta에 의한 외부 공급전압($-0.2{\sim}-0.8$ volt, vs. Ag/AgCl)의 조건을 달리하며 RVC 전극 표면에서 발생되는 과산화수소 농도 및 전류효율을 고려하여 최적 자체 발생조건을 결정하였다. HRP가 고정화된 RVC 전극은 초기 고정화된 HRP 활성에 대해 4주 동안 89%의 상대적 효소 활성도(relatively enzymatic activity)를 지니는 안정한 전극임을 확인하였으며 실험실 스케일의 연속식 전기화학 반응기에 도입되어 최적 과산화수소의 발생조건에서 86%의 분해 효율을 보였다.

항정자 항체 검출을 위한 CIA 및 ELISA 개발을 위한 기초 연구 (Development of Chemiluminescence Immunoassay(CIA) & ELISA for the Detection of Anti-sperm Antibodies in Male Serum)

  • 김세철;이기순;김윤규;김창규;최경호;권오중;김종배
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제17권1호
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    • pp.71-80
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    • 1990
  • 항정자항체를 검사할 수 있는 면역분석법개발을 위하여 immunoaffinity chromatography로 분리 정제한 정자표현항원을 microtiter plate에 고정화 시킨것과 효소와 화학발광체로 표지된 2차항체를 사용하여 ELISA법과 CIA법을 개발하고 이 방법의 이용 가능성을 검토하기 위하여 기존 방법인 Kibrick test법으로 임상소견이 다른 남성혈청을 분석 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 인간정자 표면항원을 분리하기 위한 immunoaffinity column을 제작키 위하여 인간정자를 토끼에 주사하여 정자에 대한 항혈청을 생산하였으며 이를 Protein A-Sepharose column으로 분리 정제하여 CNBr activated Sepharose-4B에 coupling시켜 immunoaffinity column을 제작하였다. 이 column에 균질화된 정자를 반응시키고 SDS를 넣은 Tris-HCI buffer로 용출시켰을때 60KD정도의 분자량을 갖는 분획을 얻었다. 2. 분리 정제된 human IgG를 microtier plate에 농도를 달리하여 고정화 시키고 ELISA용 Goat anti-human IgG-HRP conjugate와 CIA용 Rabbit anti-human IgG-ABEI-H conjugate와 반응시켜 그 활성도를 측정하였던 바 농도에 따라 반응의 정도가 감소하였다. 3. ELISA법으로 양성혈청의 희석곡선을 작성하였을때 경사가 완만한 것과 급한 것의 두 종류의 경향을 띈 곡선으로 대별되었으며 완만한 경사를 나타내는 것에서 1:160 희석치에서 O.D가가 0.1이하를 음성, 0.1이상 0.2이하를 약양성(weak positive) 그리고 0.2이상을 양성으로 판별하였다. 4. ELISA, CIA 그리고 Kibrick test로 동일시료를 분석 비교하였던바 ELISA와 CIA는 거의 동일한 상관관계를 보였으나 Kibrick test와는 50% 수준만 일치함을 보였다.

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The effect of immobilization of heparin and bone morphogenic protein-2 to bovine bone substitute on osteoblast-like cell's function

  • Huh, Jung-Bo;Kim, Sung-Eun;Song, Se-Kyung;Yun, Mi-Jung;Shim, Ji-Suk;Lee, Jeong-Yo;Shin, Sang-Wan
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제3권3호
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    • pp.145-151
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    • 2011
  • PURPOSE. This study was performed to investigate the ability of recombinant human-bone morphogenic protein-2 immobilized on a heparin-grafted bone substrate to enhance the osteoblastic functions. MATERIALS AND METHODS. The Bio-$Oss^{(R)}$, not coated with any material, was used as a control group. In rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ group, rhBMP-2 was coated with Bio-$Oss^{(R)}$ using only deep and dry methods (50 ng/mL, 24 h). In heparinized rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ group, dopamine was anchored to the surface of Bio-$Oss^{(R)}$, and coated with heparin. rhBMP-2 was immobilized onto the heparinized- Bio-$Oss^{(R)}$ surface. The release kinetics of the rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ and heparinized rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ were analyzed using an enzyme-linked immunosorbent assay. The biological activities of the MG63 cells on the three groups were investigated via cytotoxicity assay, cell proliferation assay, alkaline phosphatase (ALP) measurement, and calcium deposition determination. Statistical comparisons were carried out by one-way ANOVA test. Differences were considered statistically significant at $^*$P<.05 and $^{**}$P<.001. RESULTS. The heparinized rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ showed more sustained release compared to the rhBMP-2-Bio-$Oss^{(R)}$ over an extended time. In the measurement of the ALP activity, the heparinized group showed a significantly higher ALP activity when compared with the non-heparinized groups (P<.05). The MG63 cells cultivated in the group with rhBMP-2 showed increased calcium deposition, and the MG63 cells from the heparinized group increased more than those that were cultivated in the non-heparinized groups. CONCLUSION. Heparin increased the rhBMP-2 release amount and made sustained release possible, and heparinized Bio-$Oss^{(R)}$ with rhBMP-2 successfully improved the osteoblastic functions.

흡착법에 의한 Lipase의 고정화 (Studies on the Immobilization of Lipase by Adsorption Method)

  • 박종학;이영춘
    • 한국식품과학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.75-80
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    • 1985
  • Lipase를 유지분해에 이용하기 위한 기초연구로서 Candida cylindracea에서 추출된 lipase를 흡착법에 의해 고정화하고 그의 반응특이성을 본 결과는 다음과 같다. Lipase 흡착에 적합한 흡착제로는 silica gel이 선정되었으며, Silica gel 1.6g에 lipase 47.5 units를 $5^{\circ}C$, PH 7.0에서 100분간 흡착시키는 것이 좋았다. Silica gel에 고정화 시킨 lipase를 유지방과 olive oil의 분해에 적합한 최적온도 및 최적pH는 가용성효소와 비교시 $37^{\circ}C$, pH 7.0으로 변하지는 않았으나 활성의 범위는 넓어졌다. 또한 열안정성 및 pH안정성도 가용성 효소에 비하여 활성의 범위가 넓어졌다. 유지의 분해에 적합한 고정화 효소의 최적효소농도는 유지방의 경우 30g이었으며 올리브유의 경우 80g으로 선정하였다. 이 때 최적기질농도는 유지방 및 올리브유 모두 20%였다. 반응시간에 따른 반응률은 유지방을 이용하여 조사한 결과 가용성 효소는 반응 4시간까지는 급격한 분해를 나타냈으나 고정화 효소는 8시간 까지 급격한 증가를 나타내고 그 이상은 거의 일정하였다. 또한 유리되는 지방산의 profile은 가용성 효소와 비교시 capric acid의 생성은 모두 높았으며, myristic acid의 함량은 높고 butyic acid의 함량은 적었다.

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유기인계 및 카바메이트계 농약을 측정할 수 있는 바이오 센서의 개발 (Acetylcholinesterase-based Biosensor for Detection of Residual Organophosphates and Carbamates Insecticides)

  • 김영미;김진영;조문제;장공만;현해남;김소미
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제49권4호
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    • pp.315-321
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    • 2006
  • 유기인계나 카바메이트 살충제는 신경전달계 효소인 Acetylcholinesterase(AchE)를 저해하므로 농산물중에서 농약의 잔류여부 확인이 가능하다. 이러한 바이오센서는 환경 관리를 위한 민감한 센서로 사용될 수 있으며, 최근에는 AchE를 이용한 잔류농약을 측정할 수 있는 바이오센서 기술이 주목을 받고 있다. 우리는 최근에 감광성고분자물질인 고정화물질을 이용하여 광기교화반응에 의해 AchE를 막에 고정화시켜 잔류농약을 측정할 수 있는 바이오센서를 개발하였다. 고정화시킨 효소는 $4^{\circ}C$에서 6개월 동안 안정하였으며, 유기인계와 카바메이트계의 농약에 대한 반응에서도 기존의 용액형태의 효소보다 민감한 반응을 보였다. 또한 본 연구개발로 제작된 바이오센서에 의한 잔류농약 측정법은 용액형태의 효소에 의한 잔류농약 측정법보다 신속 간편하여 5분 안에 잔류농약에 대한 효소의 억제율을 측정할 수 있었으며, chlorpyrifos, cabaryl, carbofuran methidathion에 대해 농약의 검출 능력이 정밀분석법에 의한 검출한계에 근접한 것으로 나타났다