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독성물질 농도에 따른 Photobacterium phosphoreum의 bioluminescence 변화
정계훈,정성제,이용제,허문석,전억한 한국산업미생물학회 2000 한국미생물·생명공학회지 Vol.28 No.1
본 연규에서는 발광미생물인 P. phosphoreum을 이용하여 수질 측정용 바이오센서를 개발하고자 free cell과 고정화 세포의 독성물질에 대한 반응성을 조사하였다. 고정화 물질로는 절차가 비교적 간단한 sodium alginate를 사용하였다. Alginate는 발광미생물의 빛 발생 대사를 저해하지 않을 뿐만 아니라 bioluminescence의 투과성이 탁월하였다. 독성물질의 MIC값을 보면 As_2O_3가 400 ppm, phenol이 800 ppm, SeO_2와 CrO_3가 60 ppm으로 나타났다, 독성물질 As_2O_3, phenol, SeO_2, CrO_3를 3가지의 조건 free cell과 Sr-alginate 및 Ca-alginate에 고정화한 세포에 투여하여 반응성을 조사하였다. Free cell이 가장 민감한 반응을 보였으며 free cell과 고정화 세포 모두 독성물질에 대하여 발광량이 농도에 비례하여 감소하였다. 특히, 고정화 세포인 경우 free cell보다 독성물질의 mass transfer에 미치는 영향때문에 민감성은 떨어지지만 직선의 관계식을 나타내었다. Sr-alginate고정화 세포와 Ca-alginate고정화 세포의 독성물질에 대한 반응 양상은 비슷하게 나타났다. 독성물질에 대한 반응분석은 Gamma value로부터 EC_50을 구하여 각 독성물질의 농도와 P. phosphoreum의 발광량과의 상관관계 및 각 독성물질의 독성정도를 산출하였다. Photobacterium phoshoreum was used for the study of bioluminescence response to toxic substances including phenol, As_2O_3, SeO_2, and CrO_3 in view of developing monitoring system. Measurement of inhibition of bioluminescence in P. phosphoreum has been proposed as a sensitive and rapid procedure to monitor toxic substances. The concentration of toxic substance causing 50% light reduction(EC_50) in bioluminescence intensity was determined with free and immobilized P. phosphoreum. The minimum inhibitory concentration(MICs) for bioluminescence emission were found to be 400 ppm for As_2O_3, 800 ppm for phenol, 60 ppm for SeO_2 and 60 ppm for CrO_3, respectively. The linear correlation between Gamma value and the concentration of toxic substances was obtained and EC_50 was calculated from the linear correlation. The free cells were shown to be more sensitive to toxic substances than cells immobilized on Sr-alginate and Ca-alginate, However, the linear regrassion curves were derived form the Sr-alginate immobilized cells indication the immobilization method is a useful tool for monitoring of toxic substances under the more stable condition of bioluminescence.
고정화 및 저장 온도에 따른 Photobacterium phosphoreum의 Bioluminescence 안정성의 변화
김현숙,정계훈,전억한 경희대학교 생명자원과학연구원 1998 硏究論文集 Vol.19 No.-
P phosphoreum의 고정화에 있어 중요한 것은 matrix의 선택이며, matrix로서 soudium alginate만을 사용하여 고정화 하는 것보다는 strontium chloride를 첨가하여 gel의 견고성을 높여주었을 때 세포의 bioluminescence 유지도가 증가하였다. 저장온도에 따른 세포의 bioluminescence 유지도와 활성도와 관련하여 -70℃, -20℃, 20℃에서 저장한 세포의 경우 저장 1일 후에 급격한 bioluminescence의 감소를 보였으며 낮은 세포 활성도를 보인 반면 4℃의 경우 bioluminescence의 유지도가 15일 이상 이어졌으며 높은 활성도를 나타내었다. 따라서 P phosphoreum의 bioluminescence 안정성에 있어 가장 좋은 결과를 나타낸 것은 2.5%(W/W) sodium alginated와 0.3M(W/V) strontium chloride로 고정화하여 4℃에 저장한 세포였다. The objective of this work was to unprove biolummescence stability of Photobacterium phosphoreum when stored at different temperature in view of developing contmuous on-line monitonng system for pollutants m environment. A long-term experiment was performed to determine how immobilization affects the mamtenance and stability of biolummescence from luminescent bacteria at appropnate temperature. The unmobhzed cells of P. phosphoreum were compared with free cells m terms of mamtenance of biolummescence at room temperature. It was found that the biolummescence of cells immobilized on strontium alginate showed higher biolummescence mtensity than both free and mixed cells with only algmate as a matrix. The effect of temperature on the biolummescence stability was investigated with free and immobilized cells stored at 20℃, 4℃, -20℃ and -70℃ for 20 days. Both free and immobilized cells stored at 4℃ emtted a stable biolummescence whde the biolummescence markedly decreased with those stored at 20℃, -20℃ and -70℃.