• 한국미생물·생명공학회지
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• 제21권4호
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• pp.336-341
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• 1993

In metal-affinify aqueous two-phase systems, protein partitioning is affected by a variety of parameters such as pH, the number of surface-accessible histidines, and the amount and partition coefficient of metallated polythylene glyco(PEG) ligand. To enhance partitioning of proteins with surface-accessible histidines, we have synthesized and used a (Cu(II)-ininodiacetic acid)$_2$-PEG20,000($Cu(II)_2IDA_2$-PEG20,000) as well as Cu(II)IDA-PEG5,000 as an affinity ligand. The partition coefficient of $Cu(II)_2-IDA_2$-PEG20,000 in a PEG5,000/dextran two-phase system was 30.1, which corresponded to a 3.8-fold increase over that of Cu(II)IDA-PEG5,000. The partitioning experiments were performed on four proteins, horse cytochrome c, S. cerevisiae cytochrome c, horse myoglobin, and sheep myoglobin. Partitioning of proteins which convey surface-accessible histidines was enhanced dramatically by the addition of $Cu(II)_2IDA_2$-PEG20,000 ligand. These results demonstrate that enhanced partitioning of metal-binding proteins in an aqueous two -phase system can by achieved by using an appropriate metallated PEG ligand.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제2권2호
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• pp.97-100
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• 1997

Cyclodxtrin homologues(CDs), produced by cyclodextrin glycosyltransferase(CGTase), were simultaneously partitioned in aqueous two-phase system(ATPS). Partition coefficients of CDs were measured in PEG/dextran systems. Phosphate, citrate, sulfate were tested as salt. ATPS of PEG/salt and PEG/dextran had the partition coefficients of the CDs, larger than unity. However, PEG/dextran system was observed better than PEG/salt as CGTase activity decreased sharply with salt concentration. Enzymatic rection occurred mainly in PEG-rich bottom phase because of the low partition coefficient of CGTase. The resulting CDs transferred to the PEG-rich top phase, obeying the diffusional partition. In the ATPS of 7% PEG(M.W.40, 000), 7mg/ml of CDs were obtained in top phase at 4.5 hours.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권6호
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• pp.395-401
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• 2001

Crystallins are a family of water-soluble proteins that constitute up to 90% of the wa-ter-soluble proteins in mammalian eye lenses, We present in this paper an alternative purification method for these proteins using polyethylene glycol/dextran aqueous two-phase extraction. Un-der the appropriate conditions, we were able to recover the γ-crystallin fraction essentially free of the remaining proteins. High concentrations of salt at a neutral pH maximize the recovery of γ-crystallins in the top phase and minimize the contamination by the other proteins present in the lenses. The proposed protocol decreases the separation time by about 50%. The complex partition behavior observed for these proteins reflects a delicate balance between protein/phase-forming species(various polymers and salts) and protein interactions. This is evidenced, in part, by the role played by the largest proteins in this group as a "pseudo"phase-forming species.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.52-56
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• 2016

본 연구에서는 숙신산 추출을 위한 효과적인 분리공정으로서 피페리딘계 이온성 액체/$K_2HPO_4$에 의한 수상이성분계를 적용하여 수상이성분계 형성 특성 및 추출특성을 고찰하였다. 실험 결과 $K_2HPO_4$ 수용액에 적정량의 피페리딘계 이온성 액체를 첨가함에 따라 안정한 수상이성분계가 형성됨을 확인할 수 있었으며 이성분계 형성능력은 이온성 액체 내 양이온의 알킬 사슬길이에 따라 증가하였다. $K_2HPO_4$ 수용액을 기준으로 피페리딘계 이온성 액체의 수상이성분계 형성 능력은 이미다졸계나 피롤리딘계에 비해 우수하였다. 피페리딘계 이온성 액체를 이용한 수상이성분계 추출에 있어 숙신산 추출 효율은 75~95%의 범위를 가지며 이 값들은 이미다졸계나 피롤리딘계와 큰 차이가 없었다. 그러므로 피페리딘계 이온성 액체를 이용한 수상이성분계를 숙신산 추출에 적용할 경우 이미다졸계 및 피롤리딘계에 비해 적은 양의 이온성 액체를 사용하여 높은 추출효율을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.575-579
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• 2013

최근 바이오 플라스틱인 Polytrimethylene terephthalate (PTT)의 원료물질인 1,3-프로판디올의 생물학적 생산이 주목받고 있다. 발효를 통한 1,3-프로판디올의 생산에 있어 부산물로 생성되는 젖산, 숙신산을 포함한 카르복실산들은 1,3-프로판디올의 경제적인 생산을 어렵게 한다. 본 연구에서는 카르복실산 부산물이 포함된 1,3-프로판디올 수용액으로부터 1,3-프로판디올의 효율적 분리정제를 위해 수용성 알콜과 염으로 구성된 수상이성분계를 이용한 추출을 적용하였다. 알콜과 염으로 구성된 수상이성분계 형성은 하부상에 존재하는 염의 염출효과에 의한 것이며 이로 인해 1,3-프로판디올이 상부상으로 이동된다. 추출효율을 알콜의 사슬길이가 짧을수록, 염의 세기가 높을수록 높아졌으며 최대 98%의 회수율을 얻을 수 있었다. 또한 발효 시에 부산물로 형성되는 카르복실산은 1,3-프로판디올과 동반추출 되지 않았으며 1,3-프로판디올의 추출효율에도 영향이 없는 것으로 나타났다. 그러므로 본 연구에서 적용된 친수성 알콜과 염으로 구성된 수상이성분계는 카르복실산 부산물로부터 1,3-프로판디올을 선택적으로 분리하는데 효과적임을 알 수 있다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.349-353
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• 2014

숙신산은 의약품, 식품 첨가물, 청정용매와 같은 종래의 응용 이외에도 생분해성 고분자의 중요한 전구물질로 주목 받고 있다. 그러나 최근 화석 연료의 높은 가격과 화석 원료 유래 제품의 전주기에 걸친 온실가스 배출로 인해 재생 가능한 바이오매스에 의한 숙신산의 생물학적 생산에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 숙신산의 선택적인 추출과 농축을 동시에 수행할 수 있는 공정으로서 이미다졸계 이온성 액체/$K_2HPO_4$에 의한 수상이성분계를 적용하였다. 실험 결과 숙신산에 존재하는 $K_2HPO_4$ 수용액에 적정량의 이미다졸계 이온성 액체가 첨가됨에 따라 안정한 수상이성분계가 형성됨을 확인할 수 있었으며 수상이성분계 형성 능력은 [HMIm][Br]${\fallingdotseq}$[OMIm][Br]>[BMIm][Br]>[EMImBr]의 순서로 나타났다. 숙신산의 최대 추출 효율은 약 90%였으며 이온성 액체에서 양이온 사슬길이가 증가할수록 상부상으로 동반 추출되는 물의 양이 줄어들어 숙신산의 선택적 농축효과가 크게 나타났다. 따라서 본 연구에서 사용된 이미다졸계 이온성 액체와 $K_2HPO_4$으로 구성된 수상이성분계는 숙신산의 선택적 추출과 농축에 효과적임을 알 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제46권3호
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• pp.291-295
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• 2010

Streptococcus parauberis Z49가 생산하는 새로운 bacteriocin의 특성을 조사하고 수성 이상계를 사용하여 발효배양액에서 효율적으로 추출하였다. Nisin과 유사한 S. parauberis Z49의 bacteriocin은 $121^{\circ}C$에서 15 min 열처리해도 활성이 있었으며, 넓은 범위의 pH (pH 2-12)에서 안정하며, M. luteus, Lactobacillus sp., L. fermentum, E. faecium, L. monocytogenes, and P. fluorescens의 생육을 억제하였다. S. parauberis Z49의 발효배양액에 있는 bacteriocin을 간편하게 분리하기 위한 PEG 600/$Na_2SO_4$ 수성 이상계의 최적조건은 PEG 600 15%, $Na_2SO_4$ 30%, NaCl 8% 이었으며, bacteriocin은 PEG층에서 농축이 되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권4호
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• pp.535-543
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• 2002

Although the generic implementation of aqueous two-phase systems (ATPS) processes for the recovery of biological products has been exploited for several years, this has not resulted in a wide adoption of the technique. The main reasons involve the poor understanding of the mechanism governing phase formation and the behavior of solute partitioning in ATPS processes, the cost of phase forming polymers, and the necessary extended time to optimize the technique. In this review paper, some of the practical disadvantages attributed to ATPS are addressed. The practical approach exploited to design ATPS processes, the application to achieve process integration, the extended use for the recovery of high-value products, and the recent development of new low-cost ATPS, are discussed. It is proposed that the trend of the practical application of ATPS processes for the recovery of biological products will involve the purification of new high-value bioparticulate products with medical applications. Such a trend will give new impetus to the technique, and will draw attention from industries needing to develop new, and improve existing, commercial processes.

• KSBB Journal
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• 제9권5호
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• pp.443-449
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• 1994

여러 가지 조성의 PEG 20000jDx로 구성한 수성 이상계를 사용한 에탄올 추출발효실험을 통하여 K. fragilis에 의한 돼지감자 주스의 발효 특성을 초기 당농도 및 생성 알코올 농도의 함수로 규명하여 다음의 결과를 얻었다. 균체의 비증식속도 빛 에탄올 비생성속도는 PEG 및 Dx 농도가 낮을수록 증가하였다. 비증식속도는 조성에 무관하게 초기 당농도 $80g/\ell$에서 최대치를 보였고, 에탄올 비생성속도는 $120g/\ell$최대치를 보였다. 생성 알코올 농도에 의한 저해 영향은 비증식속도에 대하여 지수함수형 을, 에탄올 비생성속도에 대하여 쌍곡선함수형을 나타냈다. Dx 농도가 2.5~5% 범위에셔 PEG 농도 가 낮을수록 에탄올 저해 영향은 감소하였다. 총괄 에탄올 생산성은 초기 당농도가 증가할수록 높았으 며 생산성이 최대치에 도랄하는 소요시간도 당농도가 증가함에 따라 증가하였다. 시간별 에탄올 생산 속도는 초기 당농도 $160g/\ell$ 에서 가장 높은 값을 보 였다. 총괄 에탄올 생산성은 대조실험에 비하여 수 성이상계 추출발효를 통하여 1.2배 이상 증가하였고 초기 당농도가 높을수록 이상계 추출발효가 더욱 유리한 것으로 나타났다.

• Macromolecular Research
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• 제12권2호
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• pp.246-250
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• 2004

We have classified a number of aqueous ternary systems containing two different polymers into three types by focusing on the deviation of the Huggins constant k'from the additivity line. Systems of type I have negative deviations of k'; the repulsive interaction between the two different polymers dominates. In systems of type II, k' almost follows the additivity relation; the repulsive and attractive interactions between the two different polymers are balancing. Type III systems have positive deviations of k'; the attractive interactions are relatively dominant. This classification of systems is supported by the fact that the positive and negative deviations of k' from the additivity line also correspond to the sign of interaction parameter between polymer 2 and 3, Δb$\_$23/. Furthermore, we have verified the relatively high compatibility between dextran and poly(vinyl alcohol) by determining the binodal concentration of a liquid-liquid phase separation for a water/dextran/poly(vinyl alcohol) system, which is classified as type III. Thus, we found that the compositional dependence of k' closely relates to the compatibility of binary polymer mixtures in aqueous ternary systems.