바이오 미네랄 반응(Biomineralization)이란 자연계의 생체기관이 생존에 필요한 바이오 미네랄을 생성·하여 만들어진다. 여기에 관여하는 유기물의 특성에 따라 동일한 무기물 성분이라도 완전히 다른 기능과 물성을 가지게 된다. 본 연구에서는 바이오 미네랄의 대표적인 무기물인 탄산칼슘과 유기물인 단백질 중 하나인 Silk fibroin을 이용하여 여러 가지 다른 환경 속에서 바이오 미네랄 반응을 진행시켰으며, 기능성 단백질 ...
바이오 미네랄 반응(Biomineralization)이란 자연계의 생체기관이 생존에 필요한 바이오 미네랄을 생성·하여 만들어진다. 여기에 관여하는 유기물의 특성에 따라 동일한 무기물 성분이라도 완전히 다른 기능과 물성을 가지게 된다. 본 연구에서는 바이오 미네랄의 대표적인 무기물인 탄산칼슘과 유기물인 단백질 중 하나인 Silk fibroin을 이용하여 여러 가지 다른 환경 속에서 바이오 미네랄 반응을 진행시켰으며, 기능성 단백질 박막을 이용한 QCM 측정을 통해 바이오 미네랄 반응의 메커니즘을 해석하였다. 바이오 미네랄 반응은 단백질과 탄산칼슘 이온의 선택성에 의하여 진행이 되므로, 본 연구에서는 탄산칼슘의 순수한 이온이 존재하는 상태와 이온과 입자가 혼합된 상황의 바이오 미네랄 반응을 추적하여 자연계에서 일어나는 바이오 미네랄 반응을 이해하고자 하였다. 실험의 결과 이온의 농도가 높을수록 탄성적인 바이오 미네랄의 형성이 관찰되었고, 불순물인 탄산칼슘 입자가 많으면 점 탄성적인 바이오 미네랄이 형성됨을 알 수 있었다. 실험 용액을 교 반 하여 반응을 진행하였을 때 교 반 속도가 빠를수록 교반속도가 느릴 때 보다 더욱 탄성적인 바이오 미네랄이 생성되었으며 바이오 미네랄의 수율이 향상되었다. 바이오 미네랄 반응에 관여하는 단백질을 수정 진동자에 고정하기 위한 기능성 박막의 종류를 다양하게 하여 실험한 결과 단백질의 밀도가 조절 가능하였으며, 단백질 밀도에 따른 바이오 미네랄 반응의 산물을 AFM 및 SEM으로 확인하여, 단백질 밀도변화에 따른 바이오 미네랄의 수율차를 확인하였다. 이를 통하여 본 연구를 바탕으로 바이오 미네랄 반응의 현상규명 및 제어가 가능함을 제안하였다.
바이오 미네랄 반응(Biomineralization)이란 자연계의 생체기관이 생존에 필요한 바이오 미네랄을 생성·하여 만들어진다. 여기에 관여하는 유기물의 특성에 따라 동일한 무기물 성분이라도 완전히 다른 기능과 물성을 가지게 된다. 본 연구에서는 바이오 미네랄의 대표적인 무기물인 탄산칼슘과 유기물인 단백질 중 하나인 Silk fibroin을 이용하여 여러 가지 다른 환경 속에서 바이오 미네랄 반응을 진행시켰으며, 기능성 단백질 박막을 이용한 QCM 측정을 통해 바이오 미네랄 반응의 메커니즘을 해석하였다. 바이오 미네랄 반응은 단백질과 탄산칼슘 이온의 선택성에 의하여 진행이 되므로, 본 연구에서는 탄산칼슘의 순수한 이온이 존재하는 상태와 이온과 입자가 혼합된 상황의 바이오 미네랄 반응을 추적하여 자연계에서 일어나는 바이오 미네랄 반응을 이해하고자 하였다. 실험의 결과 이온의 농도가 높을수록 탄성적인 바이오 미네랄의 형성이 관찰되었고, 불순물인 탄산칼슘 입자가 많으면 점 탄성적인 바이오 미네랄이 형성됨을 알 수 있었다. 실험 용액을 교 반 하여 반응을 진행하였을 때 교 반 속도가 빠를수록 교반속도가 느릴 때 보다 더욱 탄성적인 바이오 미네랄이 생성되었으며 바이오 미네랄의 수율이 향상되었다. 바이오 미네랄 반응에 관여하는 단백질을 수정 진동자에 고정하기 위한 기능성 박막의 종류를 다양하게 하여 실험한 결과 단백질의 밀도가 조절 가능하였으며, 단백질 밀도에 따른 바이오 미네랄 반응의 산물을 AFM 및 SEM으로 확인하여, 단백질 밀도변화에 따른 바이오 미네랄의 수율차를 확인하였다. 이를 통하여 본 연구를 바탕으로 바이오 미네랄 반응의 현상규명 및 제어가 가능함을 제안하였다.
Biomineralization is the process by which living organisms produce biominerals. It make interaction between organic material and inorganic material of the natural world. Even if the same inorganic material, biomineral had completely different functions and properties from organic material's characte...
Biomineralization is the process by which living organisms produce biominerals. It make interaction between organic material and inorganic material of the natural world. Even if the same inorganic material, biomineral had completely different functions and properties from organic material's character. In this study, we did experimenting biomineralization to use calcium carbonate and silk fibroin by many different environment and we analyzed the mechanism of biomineralization to use functional films via QCM. In the pure ionic solution, the lower ionic strength produces the higher elastic material. In the particle mixed solution, the higher particle concentration produces the higher viscous material. In the stirring condition, the faster stirring rate creates more elastic biomineral with a high yield. For further understanding, the functional materials for immobilizing the silk fibroin is changed, and the surface density of the protein is controlled. The result based on the different protein density for the biomineralization reaction is visualized by SEM and AFM techniques. We suggest further study in this field may contribute develop the control process of biomineralization.
Biomineralization is the process by which living organisms produce biominerals. It make interaction between organic material and inorganic material of the natural world. Even if the same inorganic material, biomineral had completely different functions and properties from organic material's character. In this study, we did experimenting biomineralization to use calcium carbonate and silk fibroin by many different environment and we analyzed the mechanism of biomineralization to use functional films via QCM. In the pure ionic solution, the lower ionic strength produces the higher elastic material. In the particle mixed solution, the higher particle concentration produces the higher viscous material. In the stirring condition, the faster stirring rate creates more elastic biomineral with a high yield. For further understanding, the functional materials for immobilizing the silk fibroin is changed, and the surface density of the protein is controlled. The result based on the different protein density for the biomineralization reaction is visualized by SEM and AFM techniques. We suggest further study in this field may contribute develop the control process of biomineralization.
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