Determination of Optimal Conditions for Zinc-Hyperaccumulation by Saccharomyces cerevisiae FF-10

Jae-Young Cha,Young-Su Cho 한국응용생명화학회 2009 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.52 No.3

Zinc is an essential trace element for many physiological functions in humans and animals. We have previously reported on the isolation of zinc-enriched Saccharomyces cerevisiae FF-10 from the tropical fruit Rambutan (Nephelium lappaceum L.). The present study was undertaken to investigate the influence of the optimal medium composition pertaining to carbon and nitrogen sources, amino acids, minerals, and different zinc compounds on zinc accumulation in FF-10 strain. The highest accumulation of zinc was obtained in a medium containing 2.0%(w/v) glucose, 5.0% yeast extract, and 0.05% ZnSO4 after cultivation at 110 rpm, 30℃ , 72 h. Under these conditions, the 31,932 ppm zinc represented a 93-fold increase over the 339 ppm in the basal medium. The accumulation of zinc in yeast cells increased with the increase of supplemented concentrations (250-4,000 ppm) of zinc powder, zinc sulfate, zinc acetate, and zinc chloride in the culture medium, with the greatest accumulation evident at 4,000 ppm of zinc sulfate, zinc acetate, and zinc chloride. The zinc concentration in the medium strongly influenced FF-10 strain growth. In the presence of medium supplemented with 4,000 ppm zinc chloride, zinc accumulation by FF-10 strain increased by 445-fold to 150,892 ppm. From these results, the beat medium compositions for zinc accumulation in FF-10 yeast were obtained after cultivation with for 72 h in a medium containing 2% glucose, 5% yeast extract, and 0.04% ZnCl2. Zinc is an essential trace element for many physiological functions in humans and animals. We have previously reported on the isolation of zinc-enriched Saccharomyces cerevisiae FF-10 from the tropical fruit Rambutan (Nephelium lappaceum L.). The present study was undertaken to investigate the influence of the optimal medium composition pertaining to carbon and nitrogen sources, amino acids, minerals, and different zinc compounds on zinc accumulation in FF-10 strain. The highest accumulation of zinc was obtained in a medium containing 2.0%(w/v) glucose, 5.0% yeast extract, and 0.05% ZnSO4 after cultivation at 110 rpm, 30℃ , 72 h. Under these conditions, the 31,932 ppm zinc represented a 93-fold increase over the 339 ppm in the basal medium. The accumulation of zinc in yeast cells increased with the increase of supplemented concentrations (250-4,000 ppm) of zinc powder, zinc sulfate, zinc acetate, and zinc chloride in the culture medium, with the greatest accumulation evident at 4,000 ppm of zinc sulfate, zinc acetate, and zinc chloride. The zinc concentration in the medium strongly influenced FF-10 strain growth. In the presence of medium supplemented with 4,000 ppm zinc chloride, zinc accumulation by FF-10 strain increased by 445-fold to 150,892 ppm. From these results, the beat medium compositions for zinc accumulation in FF-10 yeast were obtained after cultivation with for 72 h in a medium containing 2% glucose, 5% yeast extract, and 0.04% ZnCl2.

Determination of Optimal Conditions for Zinc-Hyperaccumulation by Saccharomyces cerevisiae FF-10

Cha, Jae-Young,Cho, Young-Su The Korean Society for Applied Biological Chemistr 2009 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.52 No.3

Zinc is an essential trace element for many physiological functions in humans and animals. We have previously reported on the isolation of zinc-enriched Saccharomyces cerevisiae FF-10 from the tropical fruit Rambutan (Nephelium lappaceum L.). The present study was undertaken to investigate the influence of the optimal medium composition pertaining to carbon and nitrogen sources, amino acids, minerals, and different zinc compounds on zinc accumulation in FF-10 strain. The highest accumulation of zinc was obtained in a medium containing 2.0%(w/v) glucose, 5.0% yeast extract, and 0.05% $ZnSO_4$ after cultivation at 110rpm, 30$^{\circ}C$, 72 h. Under these conditions, the 31,932ppm zinc represented a 93-fold increase over the 339 ppm in the basal medium. The accumulation of zinc in yeast cells increased with the increase of supplemented concentrations (250-4,000ppm) of zinc powder, zinc sulfate, zinc acetate, and zinc chloride in the culture medium, with the greatest accumulation evident at 4,000 ppm of zinc sulfate, zinc acetate, and zinc chloride. The zinc concentration in the medium strongly influenced FF-10 strain growth. In the presence of medium supplemented with 4,000ppm zinc chloride, zinc accumulation by FF-10 strain increased by 445-fold to 150,892ppm. From these results, the beat medium compositions for zinc accumulation in FF-10 yeast were obtained after cultivation with for 72 h in a medium containing 2% glucose, 5% yeast extract, and 0.04% $ZnCl_2$.

유동법에 의한 용융 ZnCl₂ 및 FeCl₂의 증기압 측정

이우상,김원용,정우광,Lee, Woo-Sang,Kim, Won-Yong,Jung, Woo-Gwang 한국재료학회 2010 한국재료학회지 Vol.20 No.3

Chloride-based fluxes such as NaCl-KCl are used in the refining of Al melt. The vapor pressure of the chloride is one of the fundamental pieces of information required for such processes, and is generally high at elevated temperatures. In order to measure the vapor pressure for chlorides, the apparatus for the transpiration method was assembled in the present study. The vapor pressure of $ZnCl_2$ and $FeCl_2$, which is related with the process of aluminum refining and the recovery of useful elements from iron and steel industry by-products, was also measured. In the measurement of vapor pressure by the transpiration method, the powder of $ZnCl_2$ or $FeCl_2$ in a alumina boat was loaded in the uniform zone of the furnace with a stream of Ar. The weight loss of $ZnCl_2$ and $FeCl_2$ after holding was measured by changing the flow rate of Ar gas (10 sccm -230 sccm), and the partial pressures of $ZnCl_2$ and $FeCl_2$ were calculated. The partial pressures within a certain range were found to be independent of the flow rate of Ar at different temperatures. The vapor pressures were measured in the temperature range of 758-901K for $ZnCl_2$ and 963-983K for $FeCl_2$. The measured results agreed well with those in the literature.

도시 강우유출수 내 비점오염물질 제어를 위한 산화철 코팅 모래 여재 개발

이동훈 ( Dong Hoon Lee ),강주현 ( Joo-hyon Kang ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

비점오염물질은 토지이용에 따라 각각 다른 종류와 농도로 배출되고 있으며, 도시지역은 강우유출수내 비점오염물질 중 중금속 및 기름 물질이 다른 토지이용 지역에 비해 높은 농도로 배출되고 있다. 현재 도시지역에서 운영되고 있는 비점오염저감 시설 및 저영향개발(LID, Low Impact Development) 시설물은 일반적으로 도로에서 설치·운영 중이며 여재의 흡착으로 중금속을 처리하고 있다. 특히 겨울철 도로지역의 결빙을 방지하기 위해 사용되는 염화칼슘(CaCl₂)은 겨울동안 도로에 높은 농도로 축적된 후 강우 발생 시 강우유출수와 함께 배출되어 시설물로 유입되며, 염화이온(Chloride, Cl^-)으로 인해 여재에 흡착되어 있는 중금속이 탈착되어 수계를 오염시킬 수 있다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되는 모래여제에 비용효과적인 산화철 코팅 방법을 개발하여, 강우유출수 내 중금속을 일반 여재에 비해 더 많이 흡착제거하며 염화이온에 영향을 많이 받지 않는 기능성여재를 개발하는 목표로 수행되었다. 본 연구에서 개발된 산화철 코팅 모래 여재(Iron oxide coated sand, IOCs)와 일반모래를 대상으로 성능 검증 실험을 수행하였다. 대상물질은 구리(Cu(ll))와 아연(Zn(ll))으로 초기농도는 1mg/L로 수용액을 준비하였으며, Chloride, Sulfate. pH의 영향에 따른 산화철 코팅여재의 흡착 성능검증을 확인하기 위해 실제 강우 유출수에서 측정되는 Chloride(0, 50, 100 mg/L), Sulfate(0, 25, 50 mg/L), pH(6-8) 범위에 따라 중금속제거 성능검증 실험을 수행하였다. 화학평형 모델 MiNEQL+(Environmental research software, Hallowell, ME, USA)결과를 토대로 실험조건에 따른 여재의 중금속 제거 기작을 분석 하였다. 실험 결과 산화철 코팅 모래 여재의 구리와 아연 최대흡착효율은 각각 92.8%, 71.8%이며 특히 아연은 산화철코팅으로 인해 흡착효율이 20% 증가하였다. 구리는 pH가 증가함에 따라 구리의 산화철 코팅 모래 여재의 흡착용량(KF)은 증가하는 것을 볼 수 있으며, 아연은 pH 변화에 따라 흡착용량(KF)의 유의미한 차이가 확인되지 않았다. 구리의 경우 MiNEQL+ 모의 결과 pH > 6.8에서 Cu(OH)₂(s)가 침전물이 발생하였는데 이는 용존성 구리 제거에 상당히 기여하는 것으로 나타났다. 아연은 MiNEQL+ 모의 결과 실험범위 pH에서는 주로 이온형태로 존재하며 흡착제거가 아닌 산화철 코팅 모래 여재 표면의 정전기적 상호작용과 착물화로 제거되기 때문에 pH의 영향을 많이 받지 않은 것으로 판단된다. 산화철 모래 코팅여재의 Chloride의 영향은 농도가 증가함에 따라 아연(Zn(ll))은 60%(96.6% > 38.7%) 감소하였고, 구리(Cu(ll))는 16%(92.8% > 77.7%) 감소하였다.

포틀랜드 시멘트 수화반응에 있어 Znic Chloride의 영향에 관한 연구

정현구,이경희,조재우,이재원 한국세라믹학회 2000 한국세라믹학회지 Vol.37 No.7

The influence of ZnCl2 in portland cement hydration was studied. The hydration reaction was progressed with ZnCl2 solution to observe the adiabatic hydration exothermic and hydration products. To compare with cement hydration, Ca(OH)2 solution reacted with ZnCl2 was carried out. The addition of ZnCl2 solution to the portland cement was retarded hydration quantitatively. Because ZnO which was produced in certain pH adsorbed with unhydrated cement made retarded the hydration reaction.

도시 강우유출수 내 비점오염물질 제어를 위한 산화철 코팅 모래 여재 개발

이동훈 ( Dong Hoon Lee ),강주현 ( Joo-hyon Kang ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

비점오염물질은 토지이용에 따라 각각 다른 종류와 농도로 배출되고 있으며, 도시지역은 강우유출수내 비점오염물질 중 중금속 및 기름 물질이 다른 토지이용 지역에 비해 높은 농도로 배출되고 있다. 현재 도시지역에서 운영되고 있는 비점오염저감 시설 및 저영향개발(LID, Low Impact Development) 시설물은 일반적으로 도로에서 설치·운영 중이며 여재의 흡착으로 중금속을 처리하고 있다. 특히 겨울철 도로지역의 결빙을 방지하기 위해 사용되는 염화칼슘(CaCl₂)은 겨울동안 도로에 높은 농도로 축적된 후 강우 발생 시 강우유출수와 함께 배출되어 시설물로 유입되며, 염화이온(Chloride, Cl^-)으로 인해 여재에 흡착되어 있는 중금속이 탈착되어 수계를 오염시킬 수 있다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되는 모래여제에 비용효과적인 산화철 코팅 방법을 개발하여, 강우유출수 내 중금속을 일반 여재에 비해 더 많이 흡착제거하며 염화이온에 영향을 많이 받지 않는 기능성여재를 개발하는 목표로 수행되었다. 본 연구에서 개발된 산화철 코팅 모래 여재(Iron oxide coated sand, IOCs)와 일반모래를 대상으로 성능 검증 실험을 수행하였다. 대상물질은 구리(Cu(ll))와 아연(Zn(ll))으로 초기농도는 1mg/L로 수용액을 준비하였으며, Chloride, Sulfate. pH의 영향에 따른 산화철 코팅여재의 흡착 성능검증을 확인하기 위해 실제 강우 유출수에서 측정되는 Chloride(0, 50, 100 mg/L), Sulfate(0, 25, 50 mg/L), pH(6-8) 범위에 따라 중금속제거 성능검증 실험을 수행하였다. 화학평형 모델 MiNEQL+(Environmental research software, Hallowell, ME, USA)결과를 토대로 실험조건에 따른 여재의 중금속 제거 기작을 분석 하였다. 실험 결과 산화철 코팅 모래 여재의 구리와 아연 최대흡착효율은 각각 92.8%, 71.8%이며 특히 아연은 산화철코팅으로 인해 흡착효율이 20% 증가하였다. 구리는 pH가 증가함에 따라 구리의 산화철 코팅 모래 여재의 흡착용량(KF)은 증가하는 것을 볼 수 있으며, 아연은 pH 변화에 따라 흡착용량(KF)의 유의미한 차이가 확인되지 않았다. 구리의 경우 MiNEQL+ 모의 결과 pH > 6.8에서 Cu(OH)₂(s)가 침전물이 발생하였는데 이는 용존성 구리 제거에 상당히 기여하는 것으로 나타났다. 아연은 MiNEQL+ 모의 결과 실험범위 pH에서는 주로 이온형태로 존재하며 흡착제거가 아닌 산화철 코팅 모래 여재 표면의 정전기적 상호작용과 착물화로 제거되기 때문에 pH의 영향을 많이 받지 않은 것으로 판단된다. 산화철 모래 코팅여재의 Chloride의 영향은 농도가 증가함에 따라 아연(Zn(ll))은 60%(96.6% > 38.7%) 감소하였고, 구리(Cu(ll))는 16%(92.8% > 77.7%) 감소하였다.

도시 강우유출수 내 비점오염물질 제어를 위한 산화철 코팅 모래 여재 개발

이동훈 ( Dong Hoon Lee ),강주현 ( Joo-hyon Kang ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

비점오염물질은 토지이용에 따라 각각 다른 종류와 농도로 배출되고 있으며, 도시지역은 강우유출수내 비점오염물질 중 중금속 및 기름 물질이 다른 토지이용 지역에 비해 높은 농도로 배출되고 있다. 현재 도시지역에서 운영되고 있는 비점오염저감 시설 및 저영향개발(LID, Low Impact Development) 시설물은 일반적으로 도로에서 설치·운영 중이며 여재의 흡착으로 중금속을 처리하고 있다. 특히 겨울철 도로지역의 결빙을 방지하기 위해 사용되는 염화칼슘(CaCl₂)은 겨울동안 도로에 높은 농도로 축적된 후 강우 발생 시 강우유출수와 함께 배출되어 시설물로 유입되며, 염화이온(Chloride, Cl^-)으로 인해 여재에 흡착되어 있는 중금속이 탈착되어 수계를 오염시킬 수 있다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되는 모래여제에 비용효과적인 산화철 코팅 방법을 개발하여, 강우유출수 내 중금속을 일반 여재에 비해 더 많이 흡착제거하며 염화이온에 영향을 많이 받지 않는 기능성여재를 개발하는 목표로 수행되었다. 본 연구에서 개발된 산화철 코팅 모래 여재(Iron oxide coated sand, IOCs)와 일반모래를 대상으로 성능 검증 실험을 수행하였다. 대상물질은 구리(Cu(ll))와 아연(Zn(ll))으로 초기농도는 1mg/L로 수용액을 준비하였으며, Chloride, Sulfate. pH의 영향에 따른 산화철 코팅여재의 흡착 성능검증을 확인하기 위해 실제 강우 유출수에서 측정되는 Chloride(0, 50, 100 mg/L), Sulfate(0, 25, 50 mg/L), pH(6-8) 범위에 따라 중금속제거 성능검증 실험을 수행하였다. 화학평형 모델 MiNEQL+(Environmental research software, Hallowell, ME, USA)결과를 토대로 실험조건에 따른 여재의 중금속 제거 기작을 분석 하였다. 실험 결과 산화철 코팅 모래 여재의 구리와 아연 최대흡착효율은 각각 92.8%, 71.8%이며 특히 아연은 산화철코팅으로 인해 흡착효율이 20% 증가하였다. 구리는 pH가 증가함에 따라 구리의 산화철 코팅 모래 여재의 흡착용량(KF)은 증가하는 것을 볼 수 있으며, 아연은 pH 변화에 따라 흡착용량(KF)의 유의미한 차이가 확인되지 않았다. 구리의 경우 MiNEQL+ 모의 결과 pH > 6.8에서 Cu(OH)₂(s)가 침전물이 발생하였는데 이는 용존성 구리 제거에 상당히 기여하는 것으로 나타났다. 아연은 MiNEQL+ 모의 결과 실험범위 pH에서는 주로 이온형태로 존재하며 흡착제거가 아닌 산화철 코팅 모래 여재 표면의 정전기적 상호작용과 착물화로 제거되기 때문에 pH의 영향을 많이 받지 않은 것으로 판단된다. 산화철 모래 코팅여재의 Chloride의 영향은 농도가 증가함에 따라 아연(Zn(ll))은 60%(96.6% > 38.7%) 감소하였고, 구리(Cu(ll))는 16%(92.8% > 77.7%) 감소하였다.

Cadmium에 의한 흰쥐의 간장 및 신장의 Metallothionein 변화와 방어효과

김남송,이재형,고대하,기노석,황인담,Kim, Nam-Song,Lee, Jae-Hyung,Koh, Dai-Ha,Ki, No-Suk,Hwang, In-Dam 대한예방의학회 1991 Journal of Preventive Medicine and Public Health Vol.24 No.3

Tolerance to several toxic effects of cadmium, including lethality has been shown following pretreatment with cadmium and zinc. This study was designed to determine if tolerance also develops to Cd-induced hepatotoxicityandrenaltoxicity. Three groups of rats (A, B, C), each consisting of 16 rats, were studied and each group was divided into four subgroups (1, 2, 3, 4), 4 rats for each subgroup. Rats were subcutaneously pretreated with saline (A), $CdCl_2$ (0.5 mg/kg, B), and $ZnCl_2$ (13.0 mg/kg, C) during time periods of $1{\sim}6$ weeks. At the end of the period, rats were challenged with $CdCl_2$ (3.0, 6.0 and 9.0 mg/kg, ip). After giving the challenge dose, cadmium and metallothionein (MT) concentrations were determined and also observed the histologic change in liver and kidney. The concentration of cadmium in liver and kidney increased dose-dependently to the challenge dosage. These da indicate the kidney is a major target organ of chronic cadmium poisoning, and suggest that cadmium induced hepatic injury, via release of Cd-MT, may play an important role in the nephrotoxicity observed in response to long-term exposure to cadmium. In addition, histologic examination of group $A_2,\;A_3\;and\;A_4$ revealed moderate to severe cadmium toxicity, evidenced by infiltration of inflammatory cells, cell swelling, pyknosis, enlarged sinusoids and necrosis in liver, and tubule cell necrosis and degeneration in kidney. However, MT concentrations in liver and kidney were increased by the pretreatment of $CdCl_2$ and $ZnCl_2$, and their morphological findings were not significantly changed, comparing with control group. Higher MT concentration in liver and kidney observed in the pretreated groups constitutes a plausible explanation of the protective effects of pretreatment against the cadmium toxicity after challenge dosing.

염화아연 (ZnCl2) 만성노출에 따른 북방전복, Haliotis discus hannai의 조직학적 지표 변화

손맹현,김병학,김수지,이정식 한국패류학회 2015 The Korean Journal of Malacology Vol.31 No.3

This study was conducted to find out concentration of trace metal, survival rate, falling rate and structural changes of abalone, Haliotis discus hannai exposed to zinc chloride. Experimental groups were composed of one control condition and four exposure conditions (0.3, 0.8, 1.3, 1.8 ZnCl2 mg/L). The accumulation of trace metal (zinc) in abalone was significantly increased all exposure group. Though the exposure groups had lower survival rate than the control group, higher falling rate than the control group. Histopathological changes in the foot, gill and hepatopancreas of abalone revealed obvious with exposure group than control group.

Effects of Quercetin and Resveratrol on Zinc Chloride- and Sodium Metavanadate-Induced Passive Avoidance Memory Retention Deficits in Male Mice

Mahmoud Hashemzaei,Sahar Fanoudi,Mohadeseh Najari,Mansoureh Fotouhi,Maryam Belaran,Najmeh Sadat Alipour,Zahra Dadrezaei,Fatemeh Miri,Kaveh Tabrizian 한국식품영양과학회 2021 Preventive Nutrition and Food Science Vol.26 No.1

Quercetin and resveratrol are found in a variety of fruits and vegetables and have several biological and pharmacological properties. In this study, the effects of quercetin [50 mg/kg, intraperitoneal (i.p.)] and resveratrol (50 mg/kg, i.p.) on zinc chloride (ZnCl₂; 75 mg/kg/d, 2 weeks oral gavage) and sodium metavanadate (SMV; 22.5 mg/kg/d, 2 weeks oral gavage) induced passive avoidance memory retention were investigated in step-through passive avoidance tasks. ZnCl₂ was dissolved in saline and SMV was dissolved in drinking water. Mice received ZnCl₂ or SMV orally for two weeks and were administered quercetin or resveratrol by i.p. injection on day 14, days 12 and 14, or days 10, 12, and 14. At the end of treatment, animals were trained for one day in a step-through passive avoidance task, then alterations in avoidance memory retention were evaluated after 24, 48, 96, and 168 h. Oral consumption of ZnCl₂ and SMV decreased latency time compared with control groups. Both quercetin and resveratrol (50 mg/kg, i.p.) prevented ZnCl₂- and SMV-induced avoidance memory retention impairments and did not significantly alter muscle strength, as demonstrated in rotarod tasks. No significant differences were observed between mice who received single, double, or triple doses of quercetin or resveratrol. The results suggest that quercetin and resveratrol may have preventive effects on ZnCl₂- and SMV-induced memory impairment in male mice.