• 제목/요약/키워드: L" g growth model

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미생물을 이용한 일산화탄소로부터 에탄올 생산공정 최적화 (Optimization of Microbial Production of Ethanol form Carbon Monoxide)

  • 강환구;이충렬
    • KSBB Journal
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    • 제17권1호
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    • pp.73-79
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    • 2002
  • 본 연구에서는 C. ljungdahlii를 이용하여 일산화탄소로부터 에탄올 생성 방법을 최적화하였다. 먼저 Clostridium ljungdahlii ATCC 55383을 이용하여 일산화탄소 소비속도에 대한 kinetic model과 그에 따른 여러 가지 상수값을 계산하기 위한 실험을 수행하였다. 이 결과 일 산화탄소 소비속도 data에 Michaelis Menten식이 잘 적용됨을 알수 있었고 기울기 값 $K_m/V_{max}$ max 및 y-절편값 $1/V_{max}$로부터 구한 $V_{max}$는 37.14 mmol/L-hr-O.D. 그리고 $K_{m}$은 0.9516 atm임을 알 수 있었다. C. ljungdahlii에서의 ethanol의 생성에 미치는 pH와 질소원의 영향을 실험한 결과 세포성장에는 pH 5.5와 YE첨가가 에탄올 생성에는 pH 4~4.5, ammonium solution $(NH_4Cl+(NH_4)_2SO_4$)첨가가 필요한 것으로 확인되었다. 따라서 pH 5.5와 YE 0.5%에서 C. ljungdahlii를 배양한 후 pH 4.5로 shift하고 ammonium solution을 계속 첨가한 경우 세포농도 0.D. 0.25에서 약 3.6 g/L의 에탄올 생성을 얻었으며 이것은 pH 및 질소원 shift가 없는 경우에 비하여 약 20배 이상 에탄을 생성양이 증가된 수치이다. 이를 바탕으로 pH shift 후 N source로서 ammonium solution을 지속적으로 공급하여 주면서 fermenter를 이용한 일산화탄소로부터 에탄을 최적화를 수행하였고 이 결과 최대 specific ethanol production rate 0.49 g ethanol/L.hr.O.D.를 얻을 수 있었으며 생성된 최종 에탄을 농도는 25 g ethanol/L에 달하였다. 이 결과를 이용하여 높은 세포농도를 얻기 위하여 세포성장에 도움을 주는 탄소원 실험을 수행하였고 이 결과 glucose를 이용한 세포성장후 일산화탄소로 전환하는 방법을 fermenter에 적용하여 pH 5.5, 400 rpm 조건에서 glucose를 feeding하여 O.D. 3.4가지 자라게 한 후 ammonium solution을 첨가하여 주면서 일산화탄소를 소비하는 시점가지 약 10시간 동안 CO adaptation을 실시하여 일산화탄소의 소비속도가 충분한 속도에 달했을 때 pH를 5.5에서 4.5로 낮추어 주었고 그 후 간헐적으로 ammonium solution을 feeding한 결과 얻어진 최종 에탄을 생성량은 45 g/L 이었다. 특히 약60시간 이내에 45 g/L 정도의 ethanol을 생성 함으로써 0.75 g ethanol/L.hr의 ethanol 생산성을 확보 할 수 있었다. 또한 C. ljungdahlii이 에탄을 내성을 실험한 결과 약 50 g/L 정도의 에탄올에는 큰 성장 장애를 받지 않는 것으로 나타나 이 균주를 이용한 산업체 부생가스로부터의 에탄을 생산 가능성을 더하여 주고 있다. 현재 본 연구진에 의하여 C. ljungdahlii를 이용하여 long term operation시의 cell viability 유지를 위한 세포성장과 에탄을 생성을 완전히 분리시킨 2 bioreactor system의 연구 및 일산화탄소로부터 높은 농도의 에탄올을 생성하는 독창적인 새로운 균주가 분리되어 현재 실험 진행 중이다.

경막형 용융결정화에 의한 파라디옥사논과 디에틸렌글리콜 혼합물로부터 파라디옥사논의 정제 (Purification of p-Dioxanone from p-Dioxanone and Diethylene Glycol Mixture by a Layer Melt Crystallization)

  • 김성일;김철웅;박소진
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권5호
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    • pp.595-602
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    • 2005
  • 파라디옥사논에 포함된 주요한 불순물인 디에틸렌글리콜을 제거하기 위해, 파라디옥사논과 디에틸렌글리콜과의 이성분계 고액 상평형 및 혼합물의 밀도를 측정하였으며, 종(seed)을 이용한 경막 용융결정화 실험을 하였다. 얻어진 2성분계 고액 상평형 결과는 단순 공융계를 형성하였는데, 공용점은 파라디옥사논의 0.08 몰농도에서 246 K였다. 또한, 혼합물의 밀도 데이터는 ${\rho}_l=k_1+k_2x+k_3T+k_4xT$ 식과 잘 연관되었으며, 각 파라메타인 $k_1$, $k_2$, $k_3$$k_4$의 값은 0.405, 1.361, 0.002, -0.004이었다. 용융결정화 실험에서 결정 성장속도(G)는 냉각속도가 감소하거나 파라디옥사논의 초기농도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 결정 성장속도식은 과냉각 온도의 1.5승에 비례하였다. 또한, 불순물의 제거 정도를 나타내는 유효 분배계수($K_{eff}$)는 냉각속도 및 PDX 초기농도가 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었으며, 유효분배계수는 Wintermantel 모델에 의해 $K_{eef}=-0.0604+6.392{\times}Z$ 관계로 표현되었다. 최종적으로 얻어진 PDX 순도는 결정화 조작변수를 최적화하여 99% 이상으로 조절할 수 있음을 알 수 있었다.

Antioxidative Properties of Amaranth Cauline Leaf and Suppressive Effect against CT-26 Cell Proliferation of the Sausage Containing the Leaf

  • Lee, Heejeong;Joo, Nami
    • 한국축산식품학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.570-579
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    • 2018
  • The study investigated antioxidative properties and rectal cancer cell inhibition effect of amaranth (Amaranthus cruentus L.) cauline leaves (ACL) to produce the sausage with ACL powder (ACLP). Antioxidative effects of ACLP prepared with different stem lengths (10-45 cm) were evaluated through DPPH, ABTS, reducing power, total phenol, and total flavonoid. Inhibition effect on rectal cancer cells growth was also examined with CT-26 cell. To determine appropriate ACL amounts in sausage formula, response surface methodology was used. The sausages without ACL (control) and the sausage with ACL (ACLP sausage) were the subjected to the examinations of antioxidation, growth inhibition on CT-26, and physicochemical properties (pH and water content). ACLP made from the leaf with 15 cm length stem generally showed the highest antioxidative effect through results of DPPH, ABTS, reducing power, total phenol, and total flavonoid. ACLP also showed inhibition effect on the proliferation of CT-26, depending on concentration of ACLP. The surface response model showed that 4.87 g of ACLP was optimized amount for sausage production. Physicochemical properties between optimized ACLP and control sausages were not significantly different. Higher antioxidative effect of optimized ACLP sausage extract was observed (p<0.05) in antioxidation tests than control sausage extract except for DPPH. Cell viability of CT-26 cells were higher (p<0.05) in ACLP than in control sausage extracts. These results indicate that ACLP has functional effects on antioxidation activity and growth inhibition on CT-26 cell, and thus, it should be useful as a supplement in sausage, which may some effect as ACLP itself.

흑색한국재래닭, 한국화이트레그혼 집단의 산육 및 산란 형질 유전모수 추정 (Estimation of Genetic Parameters for Growth and Egg Production Traits in Black Korean Native Chicken and Korean White Leghorn Populations)

  • 차재범;김기곤;추효준;권일;박병호
    • 한국가금학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.267-274
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    • 2020
  • 본 연구에서는 국립축산과학원 가금연구소에서 보유하고 있는 흑색 재래종토종닭 L계통, 한국화이트레그혼 F, K계통의 150일령 및 270일령 체중, 시산일령, 시산 및 270일령 난중, 270일령 산란수 총 6가지 경제형질에 대한 유전모수를추정하였다. 기초통계량에서 150일령 및 270일령 체중은 L계통이 각각 1,714 g, 2,032 g으로 F, K계통에 비해 무겁게 나타났으며, 시산일령은 L, F, K계통에서 153, 140, 143일로 나타났으며, L계통의 시산난중 및 270일령 난중은 각각 37 g, 54 g으로 F, K계통에 비해 가벼웠으며, 270일령까지 산란수는 76개로 F, K계통의 산란수인 100, 99개에 비해 적은 경향을 나타냈다. 재래종토종닭과 화이트레그혼의 품종 간 경제형질 능력의 차이를 보였으며, 화이트레그혼 품종 내 F, K계통 간 경제형질 능력의 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났다. L, F, K계통에서 150일령 체중의 유전력은 0.48~0.52로 고도의 유전력으로 나타났으며, 270일령 체중은 0.56~0.57로 고도의 유전력, 270일령 난중은 0.55~0.59로 고도의 유전력, 시산일령은 0.31~0.45로 중도에서 고도의 유전력, 270일령 산란수는 0.20~0.22로 중도의 유전력, 마지막으로 시산난중은 0.15~0.16으로 저도의 유전력을 보였다. 시산일령과 270일령까지 산란수의 유전 및 표현형 상관계수는 각각 -0.73~-0.63, -0.48~-0.42로 부의 상관관계가 나타났다. 시산일령과 체중의 유전 상관은 0.05~0.17로 정의 상관관계를 보였으나, 표현형 상관은 -0.04~0.10으로 대체적으로 부의 상관관계를 나타냈다. 또한, 270일령까지 산란수와 150일령, 270일령 체중 및 270일령 난중의 유전상관은 각각 -0.16~0.01, -0.14~-0.03, -0.45~-0.24로 나타났고, 표현형 상관은 각각 -0.08~0.07, -0.13~0.04, -0.15~-0.11로 나타나 전반적으로 부의 상관을 보였다. 270일령 난중과 150, 270일령 체중은 0.36~0.49의 유전 상관과 0.29~0.37의 표현형 상관을 나타냈으며, 모두 정의 상관을 나타냈다. 270일령 난중과 시산난중은 0.50~0.73의 유전 상관과 0.21~0.32의 표현형 상관을 나타냈으며, 모둔 정의 상관을 나타냈고, 유전 상관이 표현형 상관보다 높게 나타났다. 시산난중과 체중의 상관 관계는 0.22~0.39로 정의 유전 상관과 0.07~0.16의 정의 표현형 상관을 보였으며, 시산난중과 시산일령은 0.48~0.67로 높은 정의 유전 상관과 0.27~0.39 정의 표현형 상관을 보였다. 그리고 150일과 270일 체중 간 유전 상관 0.90~0.91, 표현형 상관 0.68~0.80으로 상당히 높은 상관 관계가 있는 것으로 나타났다.

BMP실험을 이용한 음식물폐기물 및 분뇨의 병합소화 특성 (Characteristics for Co-digestion of Food Waste and Night Soil using BMP Test)

  • 조진규;김형진;오대민
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권9호
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    • pp.13-18
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    • 2014
  • 분뇨/정화조슬러지와 음식물폐기물의 병합소화 특성을 확인하기 위하여 BMP 테스트를 실시하였다. 생슬러지, 잉여슬러지, 소화슬러지, 분뇨/정화조슬러지(1:1의 비율로 조성), 음식물폐기물(음식물 파쇄물과 희석수의 비=1:1) 및 혼합슬러지의 6개의 슬러지를 대상으로 30일간 실험을 진행하였다. 바이오가스 발생은 초기 2일 이후부터 활발히 시작되어 2주 동안 지속되는 것을 알 수 있었으며 일정 시간이 경과한 후에는 발생량이 급격히 감소하는 것을 확인하였다. 특히 7~8일 사이에 가스발생량이 최대값을 보였으며, Modified Gompertz model을 이용한 생슬러지, 잉여슬러지, 소화슬러지, 분뇨/정화조슬러지, 음식물폐기물 및 혼합슬러지의 단위메탄생산량은 각각 64.63, 67.49, 66.45, 72.44, 107.85, 46.71 mL $CH_4/g$ VS로 나타났다. 혼합슬러지의 지체성장기간은 1.88 day이었으며, 최대메탄생산속도는 80.4 mL/day로 나타났다. 따라서 메탄생성퍼텐셜을 높이기 위해서는 하수처리장의 혐기성 소화조에 투입되는 음식물폐기물의 혼합비를 조절함으로써 빈부하 문제 해결과 동시에 소화조의 안정적인 운전을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

종자처리 양파(Allium cepa L.)의 포장직파재래 생육 특성 (The Growth Characteristics and Yield of Treatment Onion (Allium cepa L.)Seed in Direct Sowing Cultivation)

  • 이성춘
    • 한국자원식물학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.94-101
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    • 2001
  • 종자처리 한 종자를 실제 포장에 파종기를 달리하여 포장환경과 양파의 생육과의 관계를 구명하여 양파 직파재배의 모델을 제시하기 위해 파종기별 포장출아율, 포장출아소요시간, 생육특성, 잡초발생, 수량특성 등을 조사하였다. 1.종자처리 종자의 포장출아율은 파종기간 차이가 없었고, 출아소요시간은 파종기가 늦어질수록 지연되었다. 2. 종자처리 종자의 직파재배 파종기는 9월 10일이 적기로 출아율과 출아소요시간은 각각 87과 192시간이었으며, 늦어 도 9월 20일 전에는 파종을 마쳐야 한다. 3. 이삭재배와 직파재배의 월동 전 유묘생장은 9월20일 파종까지는 직파재배에서 양호하였으며, 뿌리수가 직파재배묘에서 월등하게 많았다. 4. 월동 후 3월 8일 조사한 유묘생장은 전체 파종기에서 직파재배가 이식재배보다 양호하였는데 이후 조사에서는 생장의 차이가 점차 감소되었으며, 5월 8일 조사에서는 9월 20일 직파묘와 이식묘의 생장이 거의 비슷하였다. 5. 결주율은 이식재배 3%에 비해 직파재배에서는 13∼18%로 훨씬 높았으며, 그 정도는 파종이 지연 될수록 심하였다. 6. 평균 구중은 직파재 배에서 파종기가 늦어 질수록 감소하였는데, 직파재배와 이식재배에서 각각 230과 217g으로 직파재배에서 무거웠다. 7. 추대율은 직파재배가 이식재배 보다 높았으며, 파종이 지연될수록 약간 감소하였다. 8. 수량은 직파재배와 이식 재배가 각각 5,134와 5,300kg으로 이식재 배가 높았는데, 직파재배에서 파종이 늦어질수록 감소가 뚜렷하였다. 9. 품종간 평균 수량은 조생종과 중만생종에서 각각 3,750과 4,908kg으로 중만생종이 훨씬 높았고, 조생종에서는 소닉 품종이, 중만생종에서는 농우대고가 가장 높았다. 10. 흑색유공비닐 직파재배에서 발생 잡초는 흑쐐기풀 외 9종으로 흑쐐기풀, 민바랭이 및 개여뀌가 우점종이었으며, 파종기가 늦어 질수록 발생잡초량은 감소하였다.

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기체-액체 혼합조건에 따른 Engineered PCC의 형태학적 분석 (Morphological Analysis of Engineered PCC by Gas-Liquid Mixing Conditions)

  • 이태주;서진호;김형진
    • 펄프종이기술
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    • 제43권3호
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    • pp.113-120
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    • 2011
  • Precipitated calcium carbonate(PCC), particularly calcite crystal, is extensively used as a pigment, filler or extender in various industries such as paper, paint, textile, detergents, adhesives, rubber and plastics, food, cosmetics, and biomaterials. PCC is conventionally produced through the gas-liquid carbonation process, which consists on bubbling gaseous $CO_2$ through a concentrated calcium hydroxide slurry. This study is aimed to find some factors for controlling the morphology of engineered PCC in lab-scaled mixing batch. The experimental designs were based on temperature variables, $Ca(OH)_2$ concentration, $CO_2$ flow rate, and electrical conductivity. The model of engineered PCC morphology was finally controlled by adjustment of electrical conductivity(6.0~7.0 mS/cm) and $Ca(OH)_2$ concentration(10 g/L). Orthorhombic calcite crystals were mostly created at high concentration and electrical conductivity conditions because the increased ratio of $Ca^{2+}$ and $CO{_3}^{2-}$ ions affects the growth rate of orthorhombic faces. Excess calcium spices were contributed to the growth of faces in calcium carbonate crystal, and the non-stoichiometric reaction was occurred between $Ca^{2+}$ and $CO{_3}^{2-}$ ions during carbonation process.

Three-Dimensional Microstructural Modelling of Wear, Crack Initiation and Growth in Rail Steel

  • Fletcher, D.I.;Franklin, F.J.;Garnham, J.E.;Muyupa, E.;Papaelias, M.;Davis, C.L.;Kapoor, A.;Widiyarta, M.;Vasic, G.
    • International Journal of Railway
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    • 제1권3호
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    • pp.106-112
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    • 2008
  • Rolling-sliding, cyclic contact of wheel and rail progressively alters the microstructure of the contacting steels, eventually leading to micro-scale crack initiation, wear and macro-scale crack growth in the railhead. Relating the microstructural changes to subsequent wear and cracking is being accomplished through modelling at three spatial scales: (i) bulk material (ii) multi-grain and (iii) sub-grain. The models incorporate detailed information from metallurgical examinations of used rails and tested rail material. The initial 2-dimensional models representing the rail material are being further developed into 3-dimensional models. Modelling is taking account of thermal effects, and traffic patterns to which the rails are exposed.

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선단무산소조를 이용한 영양소제거공정(Bio-NET)의 질소·인 제거 특성 (Nitrogen and Phosphorus Removal Characteristics of a New Biological Nutrient Removal Process with Pre-Denitrification by Pilot Scale and Computer Simulation Program)

  • 오영기;오성민;황연상;이경수;박노연;고광백
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.121-132
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    • 2000
  • TCODcr 380mg/L이며 TKN이 65mg/L, TP 12mg/L가량인 도시하수의 질소, 인 제거를 위하여 $13{\sim}28^{\circ}C$에서 선단무산소조를 설치한 영양소제거공정(Bio-NET)을 $10m^3/d$ 규모의 pilot plant를 설치하여 내부반송율과 SRT를 변화시켜 운전하여 질소, 인 제거 특성을 살펴 보고 이를 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 모사한 결과를 상호 비교하였다. SS, CODcr의 경우 각각 94%, 87%의 제거효율을 안정적으로 보였으며, 질소의 경우 52%~89%로 평균 75%의 제거효율을 보였다. 또한 인의 경우 안정적으로 평균 90% 이상의 높은 제거효율을 보여주었다. 또한 선단무산소조에서는 유입수내에 높은 $COD/NO_3-N$가 유지되어 비탈질속도는 평균 9.04mgN/gMv/hr로 분석되었다. 인의 거동은 유입수의 SCOD부하에 의해 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며 비인용출속도는 평균 6.25mgP/gMv/hr를 보였다. 혐기조에서 비인용출속도는 평균 1.0mgP/gMv/hr를 보였고 폭기조에서 비질산화속도는 평균 2.9mgN/gMv/hr로 분석되었다. GPS-X 프로그램을 이용하여 모델의 내부인자 중 종속영양미생물군의 최대비중식속도, 인의 용출에 관련된 Short Chain Fatty Acid(SCFA) limit, 인의 섭취와 관련된 COD 이용당 인용출량을 반응조 특성에 맞게 보정하여 시뮬레이션을 실시한 결과와 pilot plant 실측치가 유사한 것으로 나타났다.

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Efficacy of Multiple Low-dose Photodynamic TMPYP4 Therapy on Cervical Cancer Tumour Growth in Nude Mice

  • Liu, Ai-Hong;Sun, Xuan;Wei, Xiao-Qiang;Zhang, You-Zhong
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권9호
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    • pp.5371-5374
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    • 2013
  • Objective: Photodynamic therapy (PDT) is an emerging therapeutic procedure suitable for the treatment of cervical cancer. However, the side effects of PDT are severe, including skin ulceration, so we designed an experiment to examine the effects of multiple low-dose photodynamic therapy of 5, 10, 15, 20-tetrakis(1-methylpyridinium-4-yl) porphyrin (Tmpyp4) on tumour growth by utilizing a model in nude mice implanted with Hela cervical cancer cells. Materials and Methods: Female BALB/c nude mice (aged 5-6 weeks, weighing 18-20 g) were used. Hela cervical cancer cells were injected subcutaneously ($1{\times}10^7cells/200{\mu}L$). Ten days after injection, the mice were divided into three groups (n=6), the A group of controls without any treatment, the B group receiving a single-treatment with Tmpyp4 (10 mg/kg, intratumor injection) and irradiation (blue laser, $108J/cm^2$), and the C group given three-treatments with Tmpyp4 (10 mg/kg, intratumor injection) and irradiation at intervals of two days. After starting treatment, tumours were measured every two days, to assess growth. At 2 weeks after the last treatment of C group, tumour tissue and organs were collected from each mouse to evaluate tumor histology and organ damage. Results: Tumour growth in C group was significantly inhibited compared with A and B groups (P<0.05), without any injury to the skin and internal organs. Conclusion: Our novel findings demonstrated that multiple low-dose photodynamic therapy of Tmpyp4 could inhibit cervical cancer growth significantly with no apparent side effects.