• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.459-465
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• 2001

본 연구에서는 생물공정에서 주요 기질로 이용되는 글루코오스와 전분을 온라인 모니터링 하기 이하여 GOD, AMG를 이용한 흐름 주입분석(Flow Injection Analysis : FIA) 기술을 개발하였고, 효소활성 변화를 비교, 고찰하였다. 특히, epoxy 고분자 담체에 고정화된 COD-FIA와 AMG/GOD-FIA 장치의 성능을 조사하였고, FIA의 조작온도, pH, 운반용액의 첨가제, 염 그리고 각종 신진대사물질의 고정화된 GOD, AMG의 활성에 대한 영향을 소형 반응기내 글루코오스와 전분의 농도 변화를 온라인 모니터링하였다. GOD-FIA에 의한 온라인 모니터링 결과는 오프라인 분석과 비교적 잘 일치하였으며, AMG/GOD-FIA에의한 전분 농도의 온라인 모니터링은 단일 효소 반응기를 사용한 경우 두 개의 효소 반응기를 사용한 경우보다 더 효과적임을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제13권3호
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• pp.244-250
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• 1998

글루코스와 초산을 온라인 모니터링 하기위한 흐름주입분석기 술이 개발되었고 대장균발효공정에 이용되었다. 또한, Epoxy 고 분자 담체에 고정화된 GOD와 SOD 를 이용한 GOD-FIA와 SOD-FlA의 특성을 연구했다. 즉, FIA 의 조작온도, 운반용액 속의 첨 가제 (Triton, EDTA, natrium azid 등), 분석 시 료에 용 해된 신진대사물의 농도, pH, 초산측정시 사코진 농도 등에 따 라 고정화된 GOD와 SOD의 활성도, 즉 검출신호의 높이변화를 고찰했다. 최소배양액 과 복합배양액을 사용한 대장균 발효공정 에서 달루코스와 초산을 동시에 온라인 모니터링 하였으며 그결 과는 오프라인 분석결과와 잘 일치 하였다,

• 한국식품영양과학회지
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• 제29권5호
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• pp.965-967
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• 2000

An on-line FIA system in place of traditional Conway method was used for quicker and simpler analysis of volatile basic nitrogen of pork. The on-line system was developed by connecting an FIA apparatus with an ammonia electrode as a detector to a personal computer. The data from Conway method and from the on-line FIA system were in good agreement and the correlation coefficient was 0.981. One sample could be analyzed in about 4 min.

• KSBB Journal
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• 제18권5호
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• pp.377-384
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• 2003

본 연구에서는 푸마르산 또는 숙신산을 생산/소비하는 생물공정에서 각 물질의 농도를 온라인 모니터링을 하기 위한 흐름주입분석기술 (FIA)을 개발하였다. 각 효소반응에 필요한 효소 (Fum/MDH, ICL/ICDH)를 VA-Epoxy Biosynth E3-carrier에 공유 결합에 의해 고정화하였고 소형 고정화 효소반응기를 흐름주입분석 장치에 도입하였다. 푸마르산-FIA 및 숙신산-FIA 시스템에서 고정화 효소 반응기의 특성 (예를 들면, 고정화 Fum/MDH 효소 반응기와 ICL/ICDH 효소 반응기는 최적 pH가 9.0이었으며 35$^{\circ}C$의 반응온도에서 최대 활성을 보임) 을 연구하였고 실제 생물공정에의 적용 가능성을 조사하기 위해 각 FIA 시스템의 성능을 조사하였다. 또한 모사공정과 실제 발효공정에서 푸마르산과 숙신산의 농도를 온라인 모니터링하여 오프라인 분석값과 비교하였고 잘 일치함을 볼 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.241-243
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• 2001

On-line monitoring technique for the concentration of lactate by a FIA(Flow Injection Analysis) system was studied. The lactate oxidase(LOD) was immboilized on VA-Epoxy carrier and integrated into the FIA system. The pH, buffer flow rate and temperature for the LOD-FIA were optimized, and the effects of salts and metabolites dissolved in the sample on the activity of immobilized enzyme were investigated. The LOD-FIA has been applied to monitor the concentrations of lactate in a simulated bioprocess. The on-line monitoring data by the LOD-FIA agreed with the off-line data measured by a fluorescence spectroscopy well.

• KSBB Journal
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• 제22권2호
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• pp.84-90
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• 2007

본 연구에서는 고가의 TreH를 형질전환한 대장균으로부터 생산하고 부분적으로 정제한 후, 에폭시에 고정화하고 트레할로스-FIA 시스템에 이용하였다. 산소 전극을 이용한 트레할로스 검출 방법과 분광학적 방법을 이용한 트레할로스 검출 방법을 비교하고, 공정에서의 온라인 모니터링의 가능성을 검토하였다. 산소 전극을 이용한 분석의 경우 다른 대사 물질로 인한 간섭현상이 상대적으로 적고 검출 가능한 농도가 0.1$\sim$1.0 g/L로 많은 량의 트레할로스를 생산하는 공정을 모니터링할 경우 적합한 시스템임을 알 수 있었다. 반면 분광학적 방법으로 트레할로스를 검출한 실험의 경우 TreH와 GOD/HRP를 고정하여 실험한 경우와 TreH만 고정하고 GOD와 HRP를 직접 주입하는 방식을 비교했을 때 검출 가능한 농도는 0.01$\sim$0.2 g/L로 낮은 농도의 트레할로스를 모니터링할 경우에 적합하다. 그러나 ABTS나 GOD, HRP의 주입량 등 경제성과 운전이 편이성 등을 고려할 경우 GOD와 HRP를 직접 주입하는 시스템이 가장 효과적임을 알 수 있었다. 이 시스템을 이용하여 소형 생물반응기 내 트레할로스의 농도를 온라인 모니터링한 결과는 오프라인 값과 매우 잘 일치함을 보였다. 생물공정에서 트레할로스의 온라인 모니터링이 FIA 기술에 의해 가능함을 확인하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권4호
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• pp.276-281
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• 2008

A flow injection analysis method (FIA), which analyzes sample conditions after injecting a sample and reagents into a continuous stream, are recognized as the most adequate analyzing method according to the increase of sampling frequency, the decrease of measuring time and the diversity of measuring targets. Specially, the FIA is considered to be used effectively for the control of a fermentation process to produce fermentation food and useful microbial production by activation of a fermentation industry for development of biological materials. In this study, a flow injection analysis sensor unit was developed for on-line monitoring of the fermentation process. The performance was verified by on-line measuring the concentration of glucose of the fermentation process of wine. The glucose concentrations of the samples were measured every 12 hours during the whole fermentation process and compared with those by a HPLC. The concentration relative errors of glucose on the fermentation process of wine showed below 30% within 72 hours and over 50% after the 72 hours. The sensor unit had potential to on-line monitoring of the fermentation process but some problems to overcome for an commercial application.

• KSBB Journal
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• 제15권4호
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• pp.388-392
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• 2000

한지자숙폐액을 이용한 Saccharomyces cerevisiae의 배양에 서 glucose의 자동분석 및 첨가에 의해 균농도를 증가시킴으로써 폐액의 재이용성을 향상시키파 하였다 배양액의 glucose를 자동분석하고 자동첨가하기 위하여 ceramic sampler, sampling, ralve, injection valve, glucose oxidase column, debubbler, flow cell과 백금전극, potentiostat, computer와 interface card, 및 tubing pump블로 구성된 glucose 자동분석 및 첨가시스템을 제작하였으며, glucose의 자동분석에는 glucose oxidase를 이용한 on-line FIA법을 채택하였다. 효모의 배양중 glucose자 동분석 및 첨가시스템을 사용하여 glucose를 자동첨가한 결과 배양액의 포도당농도가 $176{\pm}31 mg/L$ 의 낮은 농도로 제어 되었으며, glucose와 $>(NH_4)_2S0_4$의 첨가에 의해 총균수가 3.1 배 증가하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권3호
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• pp.156-165
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• 2004

Concentrations of substrates, glucose, and ammionia in biological processes have been on-line monitored by using glucose-flow injection (FIA) and ammonia-FIA systems. Based on the on-line monitored data the concentrations of substrates have been controlled by an on-off controller, a PID controller, and a neural network (NN) based controller. A simulation program has been developed to test the control quality of each controller and to estimate the control parameters. The on-off controller often produced high oscillations at the set point due to its low robustness. The control quality of a PID controller could have been improved by a high analysis frequency and by a short residence time of sample in a FIA system. A NN-based controller with 3 layers has been developed, and a 3(input)-2(hidden)-1(output) network structure has been found to be optimal for the NN-based controller. The performance of the three controllers has been tested in a simulated process as well as in a cultivation process of Saccharomyces cerevisiae, and the performance has also been compared to simulation results. The NN-based controller with the 3-2-1 network structure was robust and stable against some disturbances, such as a sudden injection of distilled water into a biological process.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권6호
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• pp.553-557
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• 2004

A microdialysis coupled flow injection amperometric $({\mu}FIA)$ biosensor was calibrated to measure the concentration of sucrose using 11 standard samples from 2 ml to 70 ml of sucrose solution. The output of the sensor increased linearly with an increase in the sucrose concentration with an $r^2$ correlation of 0.99. The amperometric biosensor was then applied to measure the sucrose concentration of 4 commercial samples (Orange and Pineapple juices, Pepsi, Sprite) and the results compared with those by HPLC. Around $20\~30\%$ error was observed in sucrose concentration measurements of the samples analyzed. The sensor has potential in rapid measurement once the calibration is done. Potential for on-line sensing is also discussed.