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키토산 및 키틴 막에 의한 단백질의 친화 여과 크로마토그래피 1 : 다공성 친화 막의 제조와 특성 평가
염경호,육영재 한국막학회 2006 멤브레인 Vol.16 No.1
실리카 입자를 기공 형성제로 사용하여 다공성 키토산 및 키틴 막을 제조하였다. 다공성 막의 제조는 다음의 3단계 절차로서 수행되었다: (1) 키토산 용액에 실리카 입자를 첨가시켜 필름을 형성시킨 후, (2) 이 필름을 알카리 용액에 침지시켜 실리카 입자를 제거하여 다공성의 키토산 막을 제조하였으며, (3) 다공성 키토산 막을 acetic anhydride를 사용하여 아세틸화시킴으로서 다공성 키틴 막을 제조하였다. 물리적 강도가 우수하고, 적절한 순수 투과량을 갖는 다공성 키토산 막과 키틴 막의 최적 제막조건이 제시되었다. 단백질 친화성을 부여하기 위해 다공성 키토산 막에 반응성 염료인 Cibacron Blue 3GA를 고정화시켰으며, BSA 단백질 및 lysozyme 효소의 흡착실험을 수행하여 친화 키토산 막 및 키틴 막의 단백질 결합용량을 측정하였다. 친화 키토산 막의 BSA 단백질 결합용량은 약 22 mg/mL이었으며, 친화 키틴 막의 lysozyme 효소 결합용량은 약 26 mg/mL로서 이는 키토산 또는 키틴을 기반으로 하여 제조된 hydrogel bead의 단백질 결합용량보다 수~수십 배 큰 값으로서, 향후 막여과 크로마토그래피용 친화 막으로의 효과적인 활용이 기대된다. Porous chitosan and chitin membranes were prepared by using silica particles as porogen. Membrane preparation was achieved via the following three steps: (1) chitosan film formation by casting an chitosan solution containing silica particles, (2) preparation of porous chitosan membrane by dissolving the silica particles by immersing the film into an alkaline solution and (3) preparation of porous chitin membrane by acetylation of chitosan membrane with acetic anhydride. The optimum preparation conditions which could provide a chitosan and chitin membranes with good mechanical strength and adequate pure water flux were determined. To allow protein affinity, a reactive dye (Cibacron Blue 3GA) was immobilized on porous chitosan membrane. Binding capacities of affinity chitosan and chitin membranes for protein and enzyme were determined by the batch adsorption experiments of BSA protein and lysozyme enzyme. The maximum binding capacity of affinity chitosan membrane for BSA protein is about 22 mg/mL, and that of affinity chitin membrane for lysozyme enzyme is about 26 mg/mL. Those binding capacities are about several~several tens times larger than those of chitosan and chitin-based hydrogel beads. Those results suggest that the porous chitosan and chitin membranes are suitable in affinity filtration chromatography for large scale separation of proteins.
염경호,육영재 한국막학회 2003 멤브레인 Vol.13 No.4
BSA 용액을 대상으로 한 dead-end 및 cross-flow 한외여과에서 막모듈에의 초음파 조사가 막성능 향상에 미치는 효과를 연구하였다. 이 결과 막모듈에의 간헐적 또는 연속적 초음파 조사는 막오염의 형성 억제 및 막오염 층의 제거에 상당한 효과가 있음이 확인되었다. 초음파 조사에 의한 막성능 향상 효과는 막오염을 크게 유발시키는 운전조건(도입액 농도와 TMP가 높고, 유량이 낮은 운전조건)일수록 더 컸으며, 막모듈에 초음파를 조사시키면 조사시키지 않은 경우와 비교할 때 dead-end 한외여과에서는 최대 약 1.9배, cross-flow 한외여과에서는 최대 약 1.5배의 투과플럭스 향상을 얻을 수 있었다. To improve membrane performance, the dead-end and Cross-flow ultrafiltration with or without ultrasound irradiation onto the membrane module were carried out using a BSA protein solution. Intermittent or continuous irradiation of ultrasound effectively suppressed the formation of fouling on membrane or removed the fouling layers from membrane. Effect of ultrasound irradiation on the enhancement of ultrafiltration performance was more increased at the operating conditions which form more membrane fouling (at the operating conditions of higher feed concentration and TMP, and lower flow rate). The permeate flukes were enhanced up to 1.9 times in case of the dead-end ultrafiltration and 1.5 times in case of the cross-flow ultrafiltration by ultrasound irradiation onto the membrane module.
키토산 및 키틴 막에 의한 단백질의 친화 여과 크로마토그래피 2 : BSA 및 Lysozyme의 분리
염경호,육영재 한국막학회 2009 멤브레인 Vol.19 No.2
실리카 입자를 기공 형성제로 사용하여 물리적 강도와 단백질 결합용량이 높은 다공성 키토산 및 키틴 친화 막을 제조하였다. 키토산 친화 막의 BSA 단백질 결합용량은 최대 21.8mg/mL이었으며, 키틴 친화 막의 lysozyme 효소 결합용량은 최대 26.1mg/mL이었다. 제조된 다공성 키토산 및 키틴 친화 막을 사용하여 단백질 용액의 loading 유량, loading 양 및 농도 변화에 따른 BSA와 lysozyme의 친화 막 여과 크로마토그래피 분리 실험을 수행하였다. 친화 막 여과 크로마토그래피 분리 실험을 통해 얻어진 loading/washing/elution의 단계로 구성된 일련의 크로마토그램으로부터 단백질 용출량과 결합수율을 구하였다. 키토산 및 키틴 친화 막에의 BSA 및 lysozyme 단백질의 결합량과 결합수율은 loading용액의 유량이 작을수록, 주입량 및 농도가 클수록 증가하였다. 이 결과로부터 실리카 입자를 기공 형성제로 사용하여 제조된 다공성 키토산 및 키틴 막은 단백질의 대규모 여과 크로마토그래피 분리를 위한 친화 막으로서 효과적인 활용이 기대된다. Porous affinity chitosan and chitin membranes with good mechanical strength and high protein binding capacity were prepared by using silica particles as porogen. The maximum binding capacity of affinity chitosan membrane for BSA protein is 21.8mg/mL, and that of affinity chitin membrane for lysozyme enzyme is 26.1mg/mL. Chromatographic separations of BSA and lysozyme proteins using the porous affinity chitosan and chitin membranes were performed with change of the flow rate, loading amount and concentration of protein loading solutions. Protein eluted amount and binding yield were calculated from the filtration chromatograms consisted of loading/washing/elution sequences. Protein binding amount and yield were increased with decreasing of flow rate, increasing of loading amount and concentration of protein loading solutions. Those results suggest that the porous chitosan and chitin membranes prepared by using silica particles as porogen are suitable in affinity filtration chromatography for large scale separation of proteins.
Characteristics of sphere active carbon derived from glucose compound by hydrothermal method
허근,육영재,박수길 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1
The EDLC’s electrode are consisted of electrical conductor, binder and active material. Among of them, active materials are generally used carbon materials because of using carbon materials are easy to get and have low price with high electrical conductivity. This research show that the activ carbon was obtained with sphere shape from dextrose glucose through the hydrothermal carbonization process and K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> activation steps. We measured electrochemical characteristics through Impedance and CV. Also, active carbon's morphology was examined using SEM and specific surface area had been examined using BET analysis.