• 제목/요약/키워드: Membrane-pore formation

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천연유기물질의 특성과 막의 종류에 따른 막오염 메카니즘 분석 (Effects of Membrane Size and Organic Matter on Membrane Fouling)

  • 정철우;손희종
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1046-1054
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    • 2006
  • 낙동강 매리원수의 경우 HPO가 42.9%, HPI가 39.3% 및 TPI가 17.8%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. HPO를 세분화한 결과에서 HPO-FA와 HPO-HA의 구성비는 62%와 38%로 나타났고, HPO-car과 HPO-phe로 분류하였을 경우는 HPO 중에서는 각각 64%와 36%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 또한, HPI를 세분화하여 조사한 결과, HPI에 대한 함량은 HPI-N이 44%, HPI-C가 56%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 분리된 NOM을 이용한 막 오염 평가에서 공극 크기가 100 kDa 이상인 막에서는 HPI-N이 가장 막 오염을 많이 유발하는 NOM으로 나타났고, 다음으로 HPO-car, HPO-HA, HPO-FA, HPI-C, HPO-phe 순으로 나타났다. 또한, 10 kDa 막에서는 HPI-N, HPI-C, HPO-HA, HPO-car, HPO-FA, HPO-phe 순으로 막 오염을 많이 유발하는 것으로 나타났다. 100 kDa 막의 경우 친수성 NOM에 비하여 소수성 NOM에서 상대적으로 $K_s$, $K_i$, $K_c$ 값이 크게 나타났으며 소수성 NOM의 경우 막 공극 내부와 막 공극 표면에서 막 오염을 유발하는 것으로 나타났다. 특히 HPI-N과 HPO-car가 막의 공극 내부에서 막 오염을 일으키는 주요 NOM으로 작용하고 있었다. 10 kDa 막의 경우 소수성 NOM에 비해 친수성 NOM 중 HPI-N이 상대적으로 주된 막 오염 물질로 나타났다. 100 kDa 이상의 공극이 큰 막에서는 소수성 계열의 NOM이 막의 공극내부에서 막 오염을 유발하는 것이 주된 막 오염 메카니즘이었으며, 10 kDa 정도의 공극이 작은 막의 경우 친수성 계열의 NOM이 막 표면에서 막 오염을 유발하는 것이 주된 막 오염 메카니즘이었다. 투과 flux 감소에 대한 NOM의 분자량 분포 영향을 살펴본 결과, 전반적으로 2,000 g/mol 이하의 분자량 범위에서 90% 이상의 분포범위를 나타내고 있어 투과 flux 감소에 대한 유기물 분자량 크기분포의 영향은 없는 것으로 나타났다.

톨라신의 용혈활성에 대한 Ni2+의 저해효과 (Inhibitory Effect of Ni2+ on the Tolaasin-induced Hemolysis)

  • 최태근;왕희성;김영기
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제52권1호
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    • pp.28-32
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    • 2009
  • 세균독소인 톨라신은 재배버섯에서 버섯균사 및 자실체의 구조를 파괴하여 갈반병을 일으킨다. 톨라신의 세포독성은 톨라신이 적혈구의 세포막에 pore를 형성하여 세포구조를 파괴하기 때문에 용혈활성을 측정하여 평가한다. 저자들은 $Zn^{2+}$$Cd^{2+}$에 의한 톨라신의 용혈활성 저해효과를 측정하는 중에 $Ni^{2+}$이 또 다른 저해제로 톨라신의 독성을 억제하는 것을 발견하였다. $Ni^{2+}$에 의한 톨라신 용혈활성의 저해는 농도의존적이었으며, Ki 값은 대략 10mM이었고, 이것은 $Ni^{2+}$$Cd^{2+}$에 비하여 저해효과가 높음을 의미한다. 용혈활성은 50mM 이상의 $Ni^{2+}$농도에서 완전히 제거되었으며, $Ni^{2+}$의 효과는 EDTA 첨가에 의해 가역적임을 확인하였다. 톨라신에 의한 용혈활성이 20mM $Ni^{2+}$에 의해서 완전히 억제된 상태에서 EDTA를 가하면 즉각 용혈활성이 나타났다. $Ni^{2+}$에 의한 톨라신 독성의 저해기작은 알 수 없지만, $Ni^{2+}$은 톨라신의 독성과정인 막결합, 분자중합체 형성, pore 형성, pore를 통한 막대한 양의 이온이동 등에 작용할 수 있을 것이다. 된 연구의 결과는 $Ni^{2+}$이 독성과정의 마지막 단계인 pore를 통한 이온이동 과정을 저해함을 보여준다.

이성분계 단백질 혼합물의 미세막 분리공정에서 막오염에 관한 연구 (Fouling Study with Binary Protein Mixtures in Microfilration)

  • 안병훈;문동주;유계상
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권2호
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    • pp.236-242
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    • 2005
  • 대표적인 단백질 물질인 bovine serum albumin(BSA), lysozyme, pepsin, casein 그리고 ovalbumin의 이성분계 단백질 혼합물의 미세 분리 막에서 보이는 막 오염 현상에 관한 실험을 고찰하였다. 트랙 에치법에 의해 제조된 $0.2{\mu}m$ 폴리카보네이트 미세 막을 이용하여 단백질 혼합물 용액의 조성과 종류가 여과유량감속에 미치는 영향에 대한 실험을 일정한 압력(14 kPa)과 수소이온농도(pH=11) 하에서 수행하였다. 각각의 이성분 단백질 혼합물에 대한 막오염 현상을 확인하였으며, 유량 감속 데이터는 최근에 개발된 pore blockage-cake formation 모델을 이용하여 분석한 결과, 실험 결과와 일치하였다. 이성분계 단백질 혼합물의 조성과 단백질 종류가 막오염 및 유속변화에 미치는 영향은 공극막힘속도(${\alpha}$), 단백질 침적층의 초기 저항($R_{po}$) 및 단백질 저항의 증가속도(${\beta}$)에 의해 설명 할 수 있었다. 대체로 공극막힘속도의 변화는 유속감소현상과 일치함을 알 수 있으며, 특히 casein이 존재하는 단백질 혼합물에서의 급격한 유량감속은 casein에 의한 단백질 침적층의 초기저항에 크게 기인된 것으로 판단된다.

$Zn^{+2}$에 의한 Tolaasin의 용혈활성 저해효과 (Inhibitory Effect of $Zn^{+2}$ on Tolaasin-induced Hemolysis)

  • 조광현;김성태;김영기
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제49권4호
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    • pp.281-286
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    • 2006
  • Tolaasin은 Pseudomonas tolaasii에 의해 생성된 분자량 1,985 Da의 펩티드로서 재배버섯에 갈반병을 유발하는 원인 독소이다. Tolaasin은 곰팡이, 세균, 식물세포 뿐만 아니라 적혈구의 원형질막에 이온통로를 형성하여 세포를 파괴한다. $Zn^{+2}$는 tolaasin의 활성을 저해함이 알려졌으나, 자세한 기작은 밝혀지지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 tolaasin의 이온통로 형성에 대한 분자기작을 밝히기 위하여, 적혈구 용혈현상에 대한 $Zn^{+2}$의 저해효과를 조사하였다. $Zn^{+2}$$Cd^{+2}$은 tolaasin의 용혈활성을 농도의존적으로 저해하였으며, Ki 값은 각각 170 ${\mu}M$과 20 mM 이었다. $Zn^{+2}$의 저해효과는 EDTA의 첨가로 제거되어 $Zn^{+2}$의 효과가 가역적임을 보여준다. 한편, tolaasin과 함께 삼투억제제인 PEG 2000을 가하였을 때, 용혈현상은 나타나지 않았다. 적혈구를 원심분리로 회수하고 PEG 2000을 제거한 후, 신선한 반응용액에 현탁하였을 때, 용혈현상은 즉시 관측되었다. 그러나, 이때에도 $Zn^{+2}$가 존재시에는 용혈현상이 억제되었으며, 이것은 삼투억제제의 처리중에 이미 이온통로가 만들어졌음을 의미한다. 이러한 결과는 $Zn^{+2}$가 tolaasin의 세포막 결합 및 이온통로 형성에는 영향이 적으며, 형성된 이온통로의 활성을 저해함을 보인다.

기체분리용 세라믹 복합분리막의 개발: III. 기체투과 모델에 의한 막의 특성 규명 (Development of Ceramic Composite Membranes for Gas Separation: III. Examination of Membrane Characteristics by the Gas Permeation Model)

  • 현상훈;윤성필;강범석
    • 한국세라믹학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.905-911
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    • 1992
  • Model equations for the gas permeation through a ceramic composite membrane were derived for examining the existence of crack, the reproducibility, and the microstructural properties of composite membranes. From the results of analyzing the nitrogen permeability data through alumina-tube supported TiO2 and SiO2 composite membranes, the extent of cracking, and the formation and structure of membrane top-layers were modelled. It was proved that the crack-free and reproducible composite membranes could be easily prepared only by the pore-filled coating within pores of the support in the sol-gel coating process.

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Fouling evaluation on nanofiltration for concentrating phenolic and flavonoid compounds in propolis extract

  • Leo, C.P.;Yeo, K.L.;Lease, Y.;Derek, C.J.C.
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제7권4호
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    • pp.327-339
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    • 2016
  • Nanofiltration is useful to concentrate propolis extract. During the selection of membrane, both compound rejection and permeate flux are important indicators of process economy. Brazilian green propolis extract was studied to evaluate the separation performance of Startmen 122 and NF270 membranes. Compared to Starmen 122, NF270 membrane showed better rejection of bioactive compounds. The flux decline patterns were further studied using Hermia's model. Cake formation is the major fouling mechanism on the hydrophobic surface of Starmen 122. While the fouling mechanism for NF270 is pore blocking. The fouled membranes were further characterized using SEM and FT-IR to confirm on the predicted fouling mechanisms.

Free-Standing Langmuir-Blodgett Films of Maleic Acid-Vinyl Ether Copolymers across 1 μm Pores

  • 이범종;최기선;권영수
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제16권12호
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    • pp.1167-1172
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    • 1995
  • A coverage of about 1 μm-sized pores of a membrane filter by four monolayers of maleic acids copolymers and poly(allylamine) (PAA) was attained by Langmuir-Blodgett (LB) technique through a covalent cross-linking followed a polyion complexation at the air-water interface. The copolymers were prepared to have side chains of hydrocarbon tail, carboxyl, and/or oligoether in the repeat unit. The surface pressure-area isotherms showed that the monolayers on an aqueous PAA have more expanded area than on pure water. The monolayers were transferable on a calcium fluoride substrate and a fluorocarbon membrane filter as Y deposition type, and the resulting LB films were characterized by FT-IR spectroscopy and scanning electron microscopy. A polymer network produced through interchain amide formation was confirmed in as-deposited films. The films were heat-treated in order to complete the cross-linking. SEM observation of the heat-treated film on a porous membrane filter showed that the four layer film was sufficiently stable to cover the filter pore of about 1 μm. Immersion of the film in water or in chloroform did not cause any change in its appearance on SEM and in FT-IR spectra.

Cytotoxicity of Vibrio vulnificus Cytolysin on Rat Neutrophils

  • Park, Kwang-Hyun;Rho, In-Whan;Park, Byung-Hyun;Kim, Jong-Suk;Kim, Hyung-Rho
    • BMB Reports
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    • 제32권3호
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    • pp.273-278
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    • 1999
  • Cytolysin produced by Vibrio vulnificus has been known to be lethal to mice by increasing vascular permeability and neutrophil sequestration in the lung. In the present study, a cytotoxic mechanism of V. vulnificus cytolysin on the neutrophil was investigated. Cytolysin rapidly bound to neutrophils and induced cell death, as determined by the trypan blue exclusion test. V. vulnificus cytolysin caused the depletion of cellular ATP without the release of ATP or lactate dehydrogenase. Formation of transmembrane pores was evidenced by the rapid efflux of potassium and 2-deoxy-D-[$^3H$]glucose from cytolysin-treated neutrophils. It was further confirmed by the rapid flow of monovalent ions in the patch clamp of cytolysin-treated neutrophil membrane. The pore formation was accompanied by the oligomerization of cytolysin monomers on the neutrophil membrane as demonstrated by immunoblot, which exhibited a 210 kDa band corresponding to a tetramer of the native cytolysin of $M_r$ 51,000. These findings indicate that V. vulnificus cytolysin rapidly binds to the neutrophil membrane and oligomerizes to form small transmembrane pores, which induce the efflux of potassium and the depletion of cellular ATP leading to cell death without cytolysis.

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골유도재생술시 탈단백 우골이 세포증식에 미치는 영향 (Effect of deproteinized bovine bone mineral on cell proliferation in the procedure of guided bone regeneration)

  • 인영미;권영혁;박준봉;허익
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제34권3호
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    • pp.683-698
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    • 2004
  • One of the bone substitutes now in routine use, deproteinized bovine bone mineral(DBBM), is regarded as resorbable and osteoconductive, but some studies refute this. The present study was performed to evaluate the effects of DBBM on guided bone regeneration using titanium membrane on the calvaria of rabbit. At 2 weeks, 4 weeks, 8 weeks, and 12 weeks after surgery, the animal was scrificed. Non-decalcified specimens were produced for histologic analysis. The results of this study were as follows : 1. Titanium membrane was biocompatible and capable of space-maintaining, but there was ingrowth of soft tissue through the pore of titanium membrane. 2. There was no resorption or reduction of DBBM with time. 3. Some of the DBBM particles were combined with newly formed bone. But, apart from host bone, a great part of the particles were surrounded by connective tissue. 4. The bone formation was slight vertically and restricted to superficial area of host bone. Whithin the above results, DBBM dose not appear to contribute to bone formation. DBBM may disturb the migration and proliferation of mesenchymal cell derived from host bone and increase the growth of connective tissue. Therefore, careful caution is needed on selection of bone graft material and surgical protocol at guided bone regeneration for implant placement.

Effect of PTMGDA-PEGMA dopant on PVDF ultrafiltration membrane

  • Chen, Gui-E.;Huang, Hui-Hong;Xu, Zhen-Liang;Zhang, Ping-Yun;Wu, Wen-Zhi;Sun, Li;Liu, Yan-Jun
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제7권6호
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    • pp.539-553
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    • 2016
  • As a novel hydrophobic monomer, polytetrahydrofuran diacrylate (PTMGDA) was synthesized by the esterification reaction between polyethylene tetrahydrofuran (PTMG) and acryloyl chloride (AC). In situ free radical polymerization reaction method was utilized to fabricate poly (vinylidene fluoride) (PVDF)-PTMGDA-poly(ethylene oxide) dimethacrylate (PEGMA) ulrafiltration (UF) membranes. The performances of PVDF-PTMGDA-PEGMA UF membranes in terms of morphologies, mechanical properties, separation properties and hydrophilicities were investigated. The introduction of the PTMGDA-PEGMA dopants not only increased the membranes' pure water flux, but also improved their mechanical properties and the dynamic contact angles. The addition of the PTMGDA/PEGMA dopants led to the formation of the finger-like structure in the membrane bulk. With the increase concentration of PTMGDA/PEGMA dopants, the porosity and the mean effective pore size increased. Those performances were coincide with the physicochemical properties of the casting solutions.