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  화공생물공학실험 | DPPH TIP ROS Pathway 및 radical에 의한 인체 내 산화적 스트레스에 대해 이해하고, radical 소거활성능 측정법 중 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)법으로 항산화 활성을 측정한다. 실험 개요 활성 산소종 (reactive oxygen species, ROS)이란 정상적인 세포 내에 활성 작용 과정에서 생성되며 세포 분화나 유전자의 발현, 시토카인에 대한 반응 정도를 포함한 다양한 생물학적 과정과 연관된 물질이다. ROS의 항상성을 유지하는 것이 세포의 성장과 생존에 매우 중요하며 산화 스트레스란 ROS의 생성과 이를 제거하는 항산화 반응 간의 항상성이 깨져 세포 내의 ROS가 증가하여 유전물질이나 단백질 혹은 지질과 반응해 손상시키는 현상이며 이것이 노화와 .. Engineering/화학생물공정 2023. 11. 14.

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  화학생물공정실험 | Veturi Tube 실험 요약 Venturi Tube를 통과하는 물의 흐름을 관찰함으로 Bernoulli Equation을 통해 기술되는 에너지 수지의 성립을 확인하였다. 결과적으로 Viscous Friction Loss에 의한 에너지 손실로 인해 Frictionless Flow를 가정한 실험의 Bernoulli Equation은 성립하지 않음을 알 수 있었고 이와 같은 오차는 Viscous Fiction Loss가 무시되지 않은Generalized Bernoulli Equation의 적용에 의해 어느 정도 보정됨을 살펴볼 수 있었다. 따라서 Bernoulli Equation의 성립 조건을 확인할 수 있었고 Empirical Equation을 통해 Venturi Tube를 흐르는 유체의 Head Loss를 정량적으로 계산해.. Engineering/화학생물공정 2023. 4. 29.

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  생물화학공학실험 | 생물 반응기의 온도제어시스템 설치 TIP 미생물 배양 실험에 있어서 미생물을 대량으로 배양하기 위해 또는 배양환경 인자의 영향을 관찰하기 위해 사용되는 생물 반응기의 조작요령에 대해 알아본다. 생물반응기 생물반응기는 특정 물질이나 세포를 생산하기 위해 또는 특정 반응을 수행하기 위해, 생물체를 조절된 환경하에서 키울 수 있도록 만든 용기의 총칭이다. 생물 반응기는 발효조라고도 불리나, 엄격한 발효의 의미는 미생물의 혐기적 배양을 말하므 로, 대부분의 배양이 호기성임을 감안하여 생물 반응기라는 용어가 보편적으로 쓰 이고 있다. 따라서 적당한 생물 반응기의 선택을 위해서는 키우려는 생물체 및 원 하는 생산물의 생물학적, 생화학적인 특성, 물리 화학적 성질뿐만 아니라 이들 특성에 따른 전체 공정의 설계와 생산물의 판매전략 등까지 고려되어야 한.. Engineering/화학생물공정 2023. 4. 24.

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  생물화학공학실험 | 생물반응기의 온도제어 시스템 측정 TIP 생물반응기에 온도제어 시스템을 설치하여 온도제어 후 반응기 내, 항온수조 내부의 온도변화를 확인, 측정하여 분석할 수 있다. 온도제어는 피드백 제어의 일종 피드백 제어란 제어신호의 되돌림(Feed back)에 의해 온도, 습도, 압력등과 같은 제어량을 설정치와 비교하고, 제어량과 설정치가 일치하도록 그 제어량에 대한 수정동작을 행하는 제어를 말한다. 어떤 제어량의 값을 한번의 조작만으로 원하는 상태를 얻거나 그 상태를 유지한다는 것은 절대 불가능한 일이며 또한 바람직한 제어도 될 수 없다. 따라서 피드백 제어에서는 제어량과 설정치를 일치시키기 위하여 출력측의 신호를 입력측으로 반드 시 되돌려야만 하며, 되돌아온 신호와 설정치를 비교하는 비교부가 반드시 있어야 한다. 예를 들어 설명하면 설정부에서 .. Engineering/화학생물공정 2023. 4. 21.

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  화학생물공정실험 | E. coli 와 Yeast의 Cell Culture 실험 요약 E. coli 와 Yeast Cell Culture의 생식과정을 살펴보고 Spectroscopy를 통해 이를 정량화하여 각 Cell Culture의 지수적 증식을 살펴보았다. 결과적으로 초기의 Lag Phase 를 제외하고는 대체적으로 지수적 증가를 따른다는 것을 확인할 수 있었으며 지수 증가적 모델을 통해 각 Cell Culture의 Specific Growth Rate 과 Doubling Time을 구할 수 있었다. 한편 계산된 E. coli 와 Yeast 의 Specific Growth Rate과 Doubling Time을 비교함을 통해 본 실험에 어느 정도의 오차가 있었다는 것을 알 수 있었고 이러한 결과를 토대로 실험의 오차를 예측해 보았다. 이외에도 생물학 실험에서 주로 사용되는 멸.. Engineering/화학생물공정 2023. 4. 20.

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  화공생물공학실험 | DNA 제한효소 TIP Lambda DNA를 임의의 제한효소로 절단하고, 이를 전기영동을 하여 사용된 제한효소의 기작 및 DNA의 대략적인 구조를 분석한다. 제한효소 DNA의 특정한 염기배열을 식별하고 이중사슬을 절단하는 엔도뉴클레아제(핵산분해효소의 하나)로서 유전공학에서 재조합 DNA를 만들기 위해서 사용하는 특수한 효소이다. 제한효소는 그 특성(절단양식이나 활성발현인자 등)에 의해 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ형의 3군(群)으로 대별된다. Ⅰ형효소는 활성발현에 ATP, S-아데노실메싸이오닌 및 마그네슘이온(Mg2+)을 필요로 하고, DNA 속의 인식염기배열로부터 떨어진 부위를 절단하는데 그 위치는 일정하지 않다. Ⅱ형효소는 유전공학에서 널리 사용되는 것으로 활성발현에 마그네슘이온을 필요로 하여 DNA분자의 특정한 염기배열을 인식하고.. Engineering/화학생물공정 2023. 2. 2.

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  화공생명공학기초실험 | 염색체 DNA의 정제 및 분석 TIP 박테리아로부터 염색체 DNA를 분리, 정제 하는 과정에서 각 시약과 Enzyme의 작용과 실험과정을 이해하고 PCR과 전기영동법에 대해 알아보며 장치의 조작 방법을 습득한다. DNA는 생명체의 모든 유전정보를 가지고 있는 하나의 거대한 정보저장물질이다. 이러한 DNA를 분석하기 위해선 다량의 DNA를 확보하는 기술이 중요한데 1984년 Kery M㎕lis에 의해 PCR이라는 방법이 도입된 이래 원하는 부분만큼의 DNA부분을 증폭시킬 수 있는 기술이 확보 되었다. 본 실험에서는 DNA를 정제하여 PCR을 이용해 다량 증폭시키고 Agarose gel 전기영동법을 이용하여 DNA를 분석해본다. 실험 방법 1. 세포에서의 DNA추출 1) OD가 1.0이 조금 넘은 배양 세포를 마이크로 튜브에 넣고, 10.. Engineering/화학생물공정 2022. 10. 2.

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  화학생물공학실험 | 플라스미드 추출(Plasmid Purification (Mini-prep)) TIP 대장균(Escherichia coli, E. coli)로 부터의 플라스미드 DNA(Plasmid DNA)분리는 연구실험에서 많이 알려져 있다. Mini-prep이라 불리는 Alkaline lysis method을 이용하여 Plasmid DNA을 빠르고 쉽게 추출하자. plasmid DNA 분리 방법 plasmid DNA분리는 주로 miniprep이라고 부르는 방법으로 plasmid DNA를 소량 분리하는 방법이다. 플라스미드를 정제는 total cell DNA를 일반적인 분리방법과 같다. 플라스미드를 지니는 세포를 액체배지에서 배양하여 수확하고 cell extract를 하면 된다. extract는 단백질을 제거하고 에탄올침전으로 DNA를 응축시킬 수 있다. 그러나 totall cell DNA 분리.. Engineering/화학생물공정 2022. 9. 24.

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  화학공정실험 | 착염의 합성 TIP CO2+(제2 코발트 이온)과 C2O42-(산이온)으로 되는 착이온을 함유하는 착염을 합성하고 착염의 합성법 및 성질을 검토한다. 착이온 금속 이온에 다른 이온이나 분자가 배위 결합을 하여 이루어진 복잡한 이온을 착이온(complex ion)이라 하고, 착이온을 포함한 화합물을 일반적으로 착물, 착화합물, 착염 또는 배위 화합물이라 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 100㎖ 비커에 CoCO3 1.0g을 취한다. 2) 14㎖ 포화수산수용액과 15㎖ 포화수산칼륨 용액을 가한다.(서서히) 3) 15분간 water bath에서 가열한다. 4) CoCO3가 용해되면 40℃이하에서 냉각한다. 5) PbO2 2.0g을 가한다. 6) 40% CH3COOH 5㎖ 적가한다. 7) 비커 냉각한다. → 적등색에서.. Engineering/화학생물공정 2022. 6. 16.

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  화학공정실험 | 오렌지 Ⅱ의(β-Naphthol orange) 합성 - 디아조화 반응과 커플링 반응 TIP 술파닐산을 디아조화하고, β-나프톨과 알칼리성 용액 중에서 커플링 시켜 오렌지Ⅱ(β-나프톨 오렌지)를 합성한다. 커플링 반응 (Coupling reaction) 방향족 디아조늄 화합물이 방향족 화합물의 활성이 있는 수소와 치환되어 아조 화합물을 만드는 반응. 디아조늄화합물로는 보통 방향족일차아민의 디아조늄이 사용되고 반응을 받는 커플링 성분으로서는 방향족아민 ·페놀류 ·방향족에테르 등이 알려져 있다. 이 반응은 아조염료 합성의 중요한 반응단계이며, p-디메틸아미노벤젠 ·오렌지Ⅰ ·오렌지Ⅳ 등의 많은 염료색소가 합성된다. 아민은 페놀의 반응에서는 히드록시기나 아미노기의 p-위치가 비었을 때에 p-위치에 커플링이 일어나는데 p-위치에 이미 치환기가 있을 때는 o-위치에서 일어난다. 실험 방법 1. 디.. Engineering/화학생물공정 2022. 6. 15.

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  화학공정실험 | 미생물 성장속도 실험 - Escherichia coli 의 성장속도 TIP 1. 미생물의 성장 속도에 대해 이해한다. 2. E.coli 의 배양에 관하여 알고, 배경이론에 따라 성장곡선을 그려본다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 배양액, 삼각플라스크 준비하여 배양액 (LB Broth)를 제조한다. ① Yeast(5g) + Tripton(10g) + NaCl(10g) + Water로 total 1L를 autoclave로 멸균하여 LB medium을 준비한다. 2) 오염에 민감하므로 멸균 준비를 한다. ① 깨끗한 250㎖ armed flask와 stopper를 준비하여 autoclave로 멸균 처리한다. ② 고온, 고압의 멸균기로 멸균한다. 3) 배양을 할 Clean Bench의 조작한다. ① UV turn off → Fan on → FL on ② Clean Bench에 .. Engineering/화학생물공정 2022. 6. 14.

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  화학공정실험 | Diazo-aminobenzene의 합성 TIP Aniline에 NaNO2와 H2SO4를 작용시켜 Diazonium화합물을 만들고, 이 Diazonium화합물을 Aniline과 coupling반응을 시키면 Diazo-aminobenzene이 생성됨을 안다. 위치선택성 방향족 친전자성 치환반응의 치환규칙에 따라 페놀의 –OH기 및 아민의 –NH₂기에 대하여 ortho, para 위치에서 치환이 일어난다. (para위치가 우선적이다) 실험 방법 1. 실험 과정 1) 600㎖ 비이커에 물 350㎖ 넣고 진한황산 2㎖를 가한다. 2) 아닐린 12㎖를 가한다. (온도는 30℃로 유지한다.) 3) NaNO2 4.05g + 물 5㎖에 위의 용액을 30초에 1㎖씩 가한다. 이때 간간히 교반시켜준다. 4) 30℃에서 15분간 가온한 다음 용액을 냉각시킨다. 5.. Engineering/화학생물공정 2022. 6. 13.

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  화공생물공학기초실험 | 고분자를 이용한 축전기(Capacitor)의 제작과 정전용량(Capacitance) 측정 Capacitor란 금속판 사이에 절연체를 넣고 전극판에 대전시켜 전하를 저장하는 전기소자이다. 본 실험에서 Capacitor 제작을 위해서 절연 특성을 갖는 PVA를 바 코팅을 통해 박막성형하여 이용하였으며 여기에서 PVA가 유전체 역할을 한다. 유전체란 절연 재료로 분리된 2개의 평행한 도체판으로 구성된 전기 소자이다. 축전기의 유전체는 절연체로 전자가 통과할 수 없다. Capacitor가 전원에 연결되어 충전되면 서 전자가 한 도체판에서 다른 도체판으로 전선과 전원을 통해서 이동하는데 축전기의 전압과 전원의 전압이 같아지게 되면 전자의 이동이 멈추게 된다. 축전기가 저장할 수 있는 단위 전압 당 전하의 양을 정전용량(Capacitance)이라고 하며 C로 표시한다. 즉, 정전용량은 전하를 저장하는 .. Engineering/화학생물공정 2021. 3. 23.

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  화공생물공학실험 | Methylmethacrylate의 현탁중합 TIP 1. 용액중합과 현탁중합의 차이를 이해하고 교반속도, 단량체와 물과의 비율, 안정제의 종류에 따른 생성중합체의 크기, 분자량 및 분포 등을 알아보는 것이다. 2. 개시제 BPO를 사용하여 MMA를 현탁중합 방법으로 중합한 후, Conversion rate와 생성물의 변화를 확인한다. 단량체를 라디칼중합시켜 고분자 화합물을 얻는 중합방법에서 용액중합은 중합반응에서 용매를 사용하여 벌크중합을 단점을 보완하였다. 그러나 용매를 사용함으로써 생산원가나 작업성에 문제점이 많아 용매대신에 물과 같은 비활성의 매질을 사용하여 중합하는 방법을 현탁중합 또는 진주중합이라 한다. 단량체를 비활성의 매질속에서 0.01～1㎜정도 입자로 분산시켜 중합하면 중합반응 결과 얻어지는 고분자화합물은 비드같은 입자로 되어 침강하.. Engineering/화학생물공정 2020. 3. 8.

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  화공생물공학기초실험 | 유산균 음료로부터 미생물 분리 실험 방법 1. 그람 염색법 1) 균체를 슬라이드글라스에 도말하여 고정시킨다. 균체를 진하게 한 곳과 연하게 한 곳이 있도록 만들면 좋다. 2) 제1액으로 1분간 염색한 다음 물로 씻는다. 3) 제2액으로 1분간 담근 다음, 물로 씻는다. 제2액을 떨어뜨린 다음 즉시 이것을 버리고 다시 제2액을 떨어뜨려 1분간 담그면 좋다. 4) 제2액을 물로 씻은 다음, 살짝 여과지로 물기를 제거하고 완전하게 건조하기 전에 95% 에탄올 중에 살짝 흔들면서 30초 동안 탈색한다. 5) 건조를 한 다음 제3액으로 30-40초 동안 염색하고 물로 씻는다.(대비염색) 6) 현미경으로 관찰한다. 2. BCP Agar의 제조(BCP 24.64g/L) 1) 위의 시약을 150㎖ 제조할 때 해당하는 양을 계산하여 유리 보틀에 넣은.. Engineering/화학생물공정 2020. 2. 24.

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  화공생물공학기초실험 | 박막크로마토그래피(Thin Layer Chromatography) TIP 생물소재의 분리/정제 과정에서 얻어지는 혼합추출물에서 목적하는 물질을 신 속하고 간편하게 분리 동정하는 방법과 그 활용범위를 익힌다. 크로마토그래피는 2 종류 이상의 화학성분이 혼합되어 있는 생물소재 추출물이나 유기합성 과정에서 얻어진 화합물을 효과적으로 분리/정제 하는 방법이다. 물질이 분리되는 기본 원리는 정지상(stationary phase)가 이동상(moving phase)사이에서 각 물질이 가지는 독특한 용해도(solubility)와 흡착성(adsorption)의 차이에 따라 선별적으로 분배되는 성질을 이용하는 것이다. 박막크로마토그래피(TLC)는 정지상으로서 유리판이나 플라스틱판 위에 얇게(～0.25㎜) coating시킨 silica gel 또는 alumina 가 사용된다. TLC에서 .. Engineering/화학생물공정 2020. 2. 16.

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  화공생물공학기초실험 | 라디칼 소거활성 측정 - DPPH assay TIP 1. ROS(Reactive Oxygen Species) 활성산소 pathway 및 radical에 의한 인체 내 산화적 스트레스에 대해 이해하고, radical 소거활성능 측정법 중 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)법으로 항산화 활성을 측정한다. 2. 안정한 자유 라디칼인 2,2-diphenyl-1-picryl hydrazyl (DPPH)을 이용하여 일정량의 시료 용액과의 반응에 의하여 DPPH 라디칼이 감소하는 정도를 분광광도계로 측정하여 간접적으로 시료의 항산화 활성을 한다. 활성산소는 ‘프리라디칼(free radical)' 혹은 ’자유기‘ ’유리기‘라고 불린다. 활성산소는 동식물의 체내 세포들의 대사과정에서 생성되는 산소화합물로 노화나 동맥경화, 암 등의 원인.. Engineering/화학생물공정 2020. 2. 13.

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  화학생물공정실험 | Grignard 반응 - 1,1-Diphenylethanol 제조 실험 방법 1. 1단계 : Grignard 시약 제조 1) Magnesium 조각 2 g을 넣은 3-neck round-bottom flask를 stand에 설치하고, bromobenzene 19.4 g을 diethyl ether 60 ㎖ (유리 피펫 사용)에 혼합하여 dropping funnel에 넣고 flask 좌측 neck에 설치하고 funnel위에 cotton wool과 건조제를 넣은 drying tube를 설치하며, condenser를 가운데 neck에 설치하고 상기 drying tube를 설치하며, 우측 neck은 stopper로 막아 설치를 완료한다. 2) 상기 dropping funnel의 마개를 열고 bromobenzene ether 용액을 Mg 조각이 들어있는 flask에 유입시킨 후,.. Engineering/화학생물공정 2020. 2. 8.