• 제목/요약/키워드: Kinetics analysis

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광미내 Zn의 탈착 특성과 지렁이에 대한 생이용성 (Desorption Characteristics and Bioavailability of Zn to Earthworm in Mine Tailings)

  • 오상화;신원식
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제16권4호
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    • pp.38-52
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    • 2011
  • Sorption and sequential desorption experiments were conducted for Zn using a natural soil (NS) in background status by aging (1, 30 and 100 days). The sorption isotherm showed that Zn had high sorption capacity but low sorption affinity in NS. Sequential desorption was biphasic with appreciable amount of sorbed Zn residing in the desorption-resistant fraction after several desorption steps. The biphasic desorption behavior of Zn was characterized by a biphasic desorption model that includes a linear term to represent labile or easily-desorbing fraction and a Langmuirian-type term to represent desorption-resistant fraction. The biphasic desorption model indicated that the size of the maximum capacity of desorption-resistant fraction ($q^{irr}_{max}$) increased with aging in NS. Desorption kinetics and desorption-resistance of Zn in the soils collected from mine tailings (MA, MB and MC collected from surface, subsurface soils and mine waste, respectively) were investigated and compared to the bioavailability to earthworm (Eisenia fetida). Desorption kinetic data of Zn were fitted to several desorption kinetic models. The ratio ($q_{e,d}/q_0$) of remaining Zn at desorption equilibrium ($q_{e,d}$) to initial sorbed concentration ($q_0$) was in the range of 0.53~0.90 in the mine tailings which was higher than that in NS, except MA. The sequential desorption from the mine tailings with 0.01M Na$NO_3$ and 0.01M $CaCl_2$ showed that appreciable amounts of Zn are resistant to desorption due to aging or sequestration. The SM&T (Standard Measurements and Testing Programme of European Union) analysis showed that the sum of oxidizable (Step III) and residual (Step IV) fractions of Zn was linearly related with its desorption-resistance ($q^{irr}_{max}$) determined by the sequential desorption with 0.01M Na$NO_3$ ($R^2$= 0.9998) and 0.01M $CaCl_2$ ($R^2$= 0.8580). The earthworm uptake of Zn and the desorbed amount of Zn ($q_{desorbed}$ = $q_0-q_{e,d}$) in MB soil were also linearly related ($R^2$ = 0.899). Our results implicate that the ecological risk assessment of heavy metals would be possible considering the relation between desorption behaviors and bioavailability to earthworm.

인슐린 비의존형 당뇨병 환자의 혈청 중 Insulin-Like Growth Factor-Binding Proteins(IGFBPs)의 분포 및 IGFBP-3의 분해 (Distribution of Insulin-Like Growth Factor-Binding Proteins(IGFBPs) and IGFBP-3 Proteolysis in Noninsulin-Dependent Diabetes Mellitus Serum)

  • 이화진;김성현;권미진;남택정
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.285-290
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    • 1997
  • 이상의 결과를 요약하연, 혈당값은 정상대조군 78{\pm}6.20mg/dl, 인슐린 비의존형 당뇨병 환자 $184{\pm}18.94mg/dl$로 인슐린 비의존형 당뇨병 환자의 혈당값이 유의적으로 높았다. IGF-I의 수준은 정상대조군 $9.32{\pm}1.48{\mu}g/ml$, 인슐린 비의존형 당뇨병 환자 $4.19{\pm}0.84{\mu}g/ml$로 인슐린 비의존형 당뇨병 환자의 IGF-I 수준이 유의적으로 낮았다. 인슐린 비의존형 당뇨병 환자의 혈청 중 IGFBP-1, -2는 증가한 반면, IGFBP-3, -4, -5는 감소하였다. IGFBP-3의 분해에 관여하는 효소는 PMSF, aprotinin, EDTA에 의해 저해되어 metal-dependent serine proteases임을 확인하였고, 효소의 크기가 대략 97,66kDa 이었으며 효소활성이 인슐린 비의존형 당뇨병 환자에게서 큼을 확인하였다.

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하수처리장 슬러지처리 계통에서의 인 제거 및 회수를 위한 Struvite 결정화 공정 적용성 평가 (Assessment of the Struvite Crystallization Process for Phosphate Removal and Recovery from a Sludge Treatment System of a Domestic Wastewater Treatment Plant)

  • 백승룡;이병준
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.462-469
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    • 2017
  • 최근 부영양화 문제, 인광석 자원이 부족해지고 있는 국제적 상황, 하수처리장 관로 스케일 문제 등에 대응하기 위하여, Struvite 결정화 공정을 하수처리장 슬러지처리 계통의 고농도 인 제거/회수에 적용하려는 시도를 하고 있다. 본 연구는 실제 국내 하수처리장 슬러지처리 계통에 대한 Struvite 결정화 공정 적용 가능성을 평가를 목표하여, 첫째, 운영자료 및 현장측정자료 분석을 통하여 실제 하수처리장 슬러지처리 계통의 인 농도 및 물질수지를 분석하였고, 둘째, 평형화학 계산 프로그램을 활용하여 Struvite 결정화 반응 포텐셜, 이에 따른 최적 $Mg^{2+}$ 주입량, pH 등에 관해 연구하였고, 셋째, 실험실규모 배치실험을 통해 실제 Struvite 결정화 반응 동역학에 대해 연구하였다. 슬러지처리 계통에서의 인 농도 및 물질수지를 분석하였을 때, Struvite 결정화 공정은 소화슬러지 및 탈리여액에 적용함이 바람직한 것으로 파악되었다. 평형화학 계산결과, 안정적인 공정 운영을 위해서는 pH 8 이상, $Mg^{2+}$ 주입량은 몰비 기준 이론 요구량의 1.2배 이상을 첨가해야 하는 것으로 파악하였다. 그리고, Struvite 결정화 반응 동역학은 1차 반응속도식을 따르고, Struvite 결정화 반응이 평형상태에 도달한 경우, 모든 pH 조건에서 인산염인 제거율이 80% 이상으로 우수하게 나타났다. Struvite 결정화 반응 시 NaOH 첨가 없이 폭기만으로 $CO_2$ 탈기를 일으켜 반응 종결 후 pH 8.7 이상까지 상승했으며, $Mg^{2+}$ 주입원의 경우 간수 등 저가 대체물질을 활용할 수 있으므로, 약품비에 의한 운영비 증대 없이 Struvite 결정화 공정을 적용할 수 있으리라 판단된다.

Development and Validation of a Predictive Model for Listeria monocytogenes Scott A as a Function of Temperature, pH, and Commercial Mixture of Potassium Lactate and Sodium Diacetate

  • Abou-Zeid, Khaled A.;Oscar, Thomas P.;Schwarz, Jurgen G.;Hashem, Fawzy M.;Whiting, Richard C.;Yoon, Kisun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권7호
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    • pp.718-726
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    • 2009
  • The objective of this study was to develop and validate secondary models that can predict growth parameters of L. monocytogenes Scott A as a function of concentrations (0-3%) of a commercial potassium lactate (PL) and sodium diacetate (SDA) mixture, pH (5.5-7.0), and temperature (4-37DC). A total of 120 growth curves were fitted to the Baranyi primary model that directly estimates lag time (LT) and specific growth rate (SGR). The effects of the variables on L. monocytogenes Scott A growth kinetics were modeled by response surface analysis using quadratic and cubic polynomial models of the natural logarithm transformation of both LT and SGR. Model performance was evaluated with dependent data and independent data using the prediction bias ($B_f$) and accuracy factors ($A_f$) as well as the acceptable prediction zone method [percentage of relative errors (%RE)]. Comparison of predicted versus observed values of SGR indicated that the cubic model fits better than the quadratic model, particularly at 4 and $10^{\circ}C$. The $B_f$and $A_f$for independent SGR were 1.00 and 1.08 for the cubic model and 1.08 and 1.16 for the quadratic model, respectively. For cubic and quadratic models, the %REs for the independent SGR data were 92.6 and 85.7, respectively. Both quadratic and cubic polynomial models for SGR and LT provided acceptable predictions of L. monocytogenes Scott A growth in the matrix of conditions described in the present study. Model performance can be more accurately evaluated with $B_f$and $A_f$and % RE together.

가토 근위세뇨관 Basolateral Membrane Vesicle에서 Succinate 이동 특성 (Succinate Transport in Rabbit Renal Basolateral Membrane Vesicles)

  • 김용근;배혜란;임병용
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제22권2호
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    • pp.307-318
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    • 1988
  • 가토 신장 피질에서 Percoll density gradient방법으로 분리한 basolateral membrane vesicle (BLMV)에서 rapid filtration technique을 이용하여 succinate의 이동 특성을 관찰하였다. $Na^+$은 succinate의 이동을 증가시켜 "overshoot"현상을 보였으며 이러한 효과는 $K^+,{\;}Li^+,{\;}Rb^+,{\;}choline$과 같은 다른 양이온들에 의해 나타나지 않았다. $Na^+$농도변화에 따른 succinate의 이동율은 sigmoid모양을 보였고, $Na^+$에 대한 Hill coefficient는 2.0이었다. soccinate의 이동은 vesicle 내부가 음전압일 때 더욱 증가되었다. BLMV에서 succinate이동은 용액내 pH변화에 따라 영향을 받았으나 brush border membrane vesicle (BBMV)에서는 영향을 받지 않았다. 동력학적 분석결과 succinate의 Km값은 $15.5{\pm}0.94{\;}{\mu}M$이었고 Vmax는 $16.22{\pm}0.25{\;}n{\;}mole/mg{\;}protein/min$이었다. succinate의 이동은 $4{\sim}5$탄소를 가진 dicarboxylate들에 의해 강력하게 억제되었으나 monocarboxylate나 다른 유기음이온들에 의해 영향을 적게 받거나 받지 않았다. succinate의 이동은 DIDS, SITS, furosemide와 같은 음이온 이동 억제제와 harmaline과 같은 $Na^+$ 이동 억제제에 의해 억제되었다. 이들 결과들은 BLMV에서 succinate는 $Na^+$에 의존하여 이동하며 다른 Krebs cycle중간 산물들과 동일한 운반기전을 이용함을 가르킨다. 또한 BLMV에서 succinate의 이동은 그 기질특이성에 있어서 다른 연구자에 의해 보고된 BBMV에서 이동특성과 유사함을 보였다.

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토양 미생물 다양성 지표를 이용한 토착 미생물 군집의 호기성 가솔린 오염분해능력 평가 기법 개발 연구 (A Novel Method to Assess the Aerobic Gasoline Degradation by Indigenous Soil Microbial Community using Microbial Diversity Information)

  • 황서윤;이나리;권혜지;박준홍
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권5호
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    • pp.839-846
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    • 2016
  • 유류오염은 우리나라의 대표적인 토양 비점오염원으로 알려져 있으며, 이를 정화하는 토양의 능력은 토양 자원의 기능적 가치 평가에서 매우 유의하다. 특히 절/성토 설계 등의 친환경 건설기술 측면에서 토양의 유류오염정화능력을 평가하는 것은 중요하다. 그러나 마이크로코즘 실험을 포함한 기존의 토양 유류 오염정화능력 평가기법은 경제적, 시간적인 제약이 많아 광범위한 지역에 적용하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 유류 오염물질 중 가솔린의 대표적 오염물질인 톨루엔을 선정하여 쉽고 간편하게 측정할 수 있는 토양의 미생물 다양성 지표를 이용, 토양의 유류오염 정화능력을 평가하는 기법을 제시하였다. 연구를 통해 미생물 군집의 다양성 지표 중 Shannon index가 토양의 정화능력 인자인 Specific Degradation Rate ($V_{max}$)와 상관성 관계가 있음을 보였고, 두 인자 간의 상관식을 도출할 수 있었다. 또한 본 상관식을 Michaelis-Menten kinetics에 적용하여 미생물 다양성 인자만으로 토양의 톨루엔 정화능력을 평가할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 기법을 통해 간단히 토양의 톨루엔 정화능력을 평가할 수 있으며, 친환경 건설기술분야와 같은 다양한 공학적 분야에 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

MCFC의 예비 개질 반응 메커니즘 연구 (Study of reaction mechanism in pre-reforming for MCFC)

  • 이우형;박용기
    • 산업진흥연구
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    • 제3권2호
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    • pp.1-8
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    • 2018
  • 본 연구에서는 탄화수소 개질을 위한 예비 개질기에서 에탄의 반응 메커니즘과 이에 적합한 반응속도식에 대한 연구를 수행하였다. 반응 mechanism 분석을 통해 ethane의 개질 반응 중 (CO2+H2,C2H6+H2,C2H6+H2O)3개의 반응이 진행되는 것을 확인할 수 있었으며, 각각의 반응 속도 (CO2+H2($r=3.42{\times}10-5molgcat.-1\;s-1$), C2H6+H2($r=3.18{\times}10-5mol\;gcat.-1s-1$), C2H6+H2O($r=1.84{\times}10-5mol\;gcat.-1s-1$)) 를 구하였다. 이를 통해 C2H6+H2O반응이 rate determining step (RDS)임을 확인하고, Langmuir-Hinshelwood model (L-H model)을 통해 이 반응의 반응식을 r=kS*(KAKBPC2H6PH2O)/(1+KAPC2H6+KBPH2O)2 (KA=2.052,KB=6.384,$kS=0.189{\times}10-2$)로 나타낼 수 있었다. 이렇게 얻어진 반응식은 반응 메커니즘을 고려하지 않고 유도된 power rate law와 비교하였으며, power rate law는 좁은 농도 변화 영역 (ethane 약 2.5-4%, water 약 60-75%)에서는 비교적 유사한 fitting이 이루어졌지만, 넓은 농도 변화영역에서는 반응 mechanism을 토대로 얻은 L-H model 반응식이 실험값과 더 유사한 값을 보이는 것을 확인하였다.

응집공정에서 발생하는 알루미늄 가수분해종 분포특성 (Characteristic of Al(III) Hydrolysis Specie Distribution on Coagulation Process)

  • 송유경;정철우;황보봉형;손인식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권5호
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    • pp.547-554
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    • 2006
  • 응집공정에서 교반조건과 응집제 주입농도에 따른 알루미늄 가수분해종 변화에 대한 실험결과 다음과 같은 결론을 얻을 수가 있었다. 알루미늄 표준용액을 이용하여 모노머성 알루미늄과 페론 반응을 살펴본 결과 반응초기에 급격한 반응률을 보이며 반응시간 3분 정도에 평형에 도달함을 알 수 있었다. 순수의 경우 교반시간에 따른 영향은 거의 나타나지 않고 있으며 거의 일정한 반응률을 보이고 있었다. 상수원수의 경우 입자상 물질과 유기물의 존재함에 따라 응집제 주입시 수중에서 형성되는 알루미늄 가수분해종이 입자상 물질 및 유기물과 우선적으로 반응하기 때문에 형성되는 알루미늄 가수분해 종에 대한 반응률이 교반시간에 따라 다르게 나타났다. 응집제 주입량이 증가할수록 페론과 반응율이 빠르게 일어나나 일정한 시간이 경과한 후에 반응율을 살펴보면 응집제 주입량이 증가할수록 반응이 느리게 나타났다. 순수의 경우 교반시간에 따른 Ka 값은 교반시간이 증가할수록 Ka 값은 감소함을 알 수 있으며 응집제 주입량의 영향은 크게 나타나지 않고 있다. 그러나 Kb의 경우 응집제 주입량이 증가할수록 반응속도 상수값이 낮아지는 경향을 보이고 있으며, 마찬가지로 교반시간이 증가할수록 Kb 값은 감소함을 알 수 있다. 상수원수를 사용한 경우 순수와 마찬가지로 교반시간에 따른 Ka, Kb값 은 교반시간이 증가할수록 감소하였다. 그러나 응집제 주입량이 증가할수록 Ka 값은 감소하였다.

Dynamic DSC와 TGA를 이용한 NR/CR 고무블렌드의 가황시스템이 가교 및 열화반응에 미치는 영향 연구 (A Study on Effects of Vulcanization Systems on Cross-linking and Degradation Reactions of NR/CR Blends Using Dynamic DSC and TGA)

  • 민병권;박동률;안원술
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권2호
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    • pp.169-173
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    • 2009
  • Dynamic DSC와 TGA를 이용하여 NR/CR 고무복합체의 가황시스템에 따른 가교화반응과 열화반응특성을 연구하였다. 주어진 샘플에 대하여 승온속도를 각각 달리하여 DSC 곡선을 얻었고, 가황반응이 끝난 같은 샘플을 이용하여 TGA에서도 같은 승온 속도의 실험으로 열분해 곡선을 얻은 다음, Kissinger의 해석 방법에 따라 가교 및 열화 반응의 활성화에너지를 구하고 서로 비교하였다. 실험에 사용된 NR/CR 고무복합재료는 대개 $120{\sim}180^{\circ}C$$350{\sim}450^{\circ}C$ 사이의 온도영역에서 각각 가교 반응과 열분해반응이 일어나는 것으로 관찰되었으며 Kissinger의 해석방법이 잘 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 DSC에 의한 생성 활성화에너지는 $83.0{\pm}5.0kJ/mol$로서 TGA에 의한 분해 활성화에너지인 $147.0{\pm}2.0kJ/mol$보다 매우 낮은 값을 나타내었다. 이러한 사실로부터 가황제/가황촉진제의 조성비 변화는 반응기구의 변화에는 크게 영향을 미치지 않지만 생성반응 시에는 샘플내의 저분자 화합물들과 함께 촉매역할을 하여 활성화에너지를 낮추는 역할을 하게 되는 반면, 반응이 끝난 후에는 더 이상 촉매로서 작용하지 못하게 되며 이에 따라 열분해활성화에너지는 주쇄의 분해반응에 의해 상대적으로 더 높게 나타내게 되는 것으로 생각할 수 있었다.

Human Peripheral Polymorphonuclear Leukocyte에 대한 Proinflammatory Cytokinessl의 작용 (EFFECTS OF PROINFLAMMATORY CYTOKINES ON THE HUMAN PERIPHERAL POLYMORPHONUCLEAR LEUKOCYTES)

  • 송요한;외귀옥;이인규;소서영;문대희;이인우;김형섭
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제25권2호
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    • pp.267-278
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    • 1995
  • Human polymorphonuclear leukocytes(PMN) are the most numerous host cell in periodontal pockets and their presumed role is to form a protective barrier between the bacteria and periodontal tissues. Microbial component LPS activates macrophages to produce $IL-1{\beta}$, $MIP-1{\alpha}$, $-1{\beta}$, $TNF-{\alpha}$ and IL-6, etc. These cytokines have autocrine function to the macrophages, and paracrine function to other cell such as PMN and affect them to produce some biological functions. In the present study, human PMN were tested for the expression of $IL-1{\beta}$ and $MIP-1{\alpha}$ mRNA. Also we performed the receptor binding assay and in vitro assay for the antimicrobial action of HL-60 cell to determine whether HL-60 can replace the peripheral PMN in analyzing the biological functions. PMN were stimulated with $IL-1{\beta}$, TPA, $MIP-1{\alpha}$, LPS, IL-2 and total cytoplasmic RNA were extracted for the northern blot analysis. In order to determine the induction kinetics of $IL-1{\beta}$ or $MIP-1{\alpha}$ mRNA expression, cells were stimulated for 0,1,2,3 hours. We found peak expression of $IL-1{\beta}$ mRNA after 1hr of induction with $IL-1{\beta}$, LPS and after 2hr of induction with TPA. $MIP-l{\alpha}$ also induced but a scarce $IL-l{\beta}$ message from PMN. In contrast to the $IL-l{\beta}$ mRNA expression, $MIP-1{\alpha}$ were not induced from PMN in any culture conditions. Receptors for $MIP-1{\alpha}$ were identified on dibutyryl cyclic AMP(dbcAMP)-treated HL-60 as well as peripheral PMN. dbcAMP treatment significantly enhanced antimicrobial action of undifferentiated HL-60 cell. MIP-1 further increased enhancing effect of dbcAMP. $IL-1{\beta}$, to a lesser extent, also increased dbcAMP-induced enhancing effect of antimicrobial action of HL-60 cell.

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