WO2018043904A1 - Microalgae cell stimulating apparatus and method for increasing lipid production of microalgae using same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a microalgae cell stimulating apparatus and a method for increasing the lipid production of microalgae using the microalgae cell stimulating apparatus. When the microalgae cell stimulating apparatus according to the present invention is used to apply pressure to polyurethane beads in the microalgae cell stimulating apparatus, the restoring force of the polyurethane beads and the contact between adjacent polyurethane beads cause a chain of force dispersion events, thereby continuously applying a mechanical stimulus to the microalgae cells in the apparatus. Therefore, the present invention does not require any other external stimulus and thus is very efficient in view of energy, and does not give any chemical stimulus and thus acts stably on microalgae cells. Especially, the microalgae cell stimulating apparatus of the present invention has an effect of increasing the lipid production of the microalgae cells that have undergone a mechanical stimulus, and thus can be advantageously used in an environmentally friendly biodiesel production method.

Description

미세조류 세포 자극 장치 및 이를 이용한 미세조류의 지질 생산 증대 방법Microalgae cell stimulation device and method for increasing lipid production of microalgae using the same
본 발명은 미세조류 세포 자극 장치 및 상기 미세조류 세포 자극 장치를 이용한 미세조류의 지질 생산 증대 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microalgae cell stimulation device and a method for increasing lipid production of microalgae using the microalgae cell stimulation device.
미세조류(microalgae)는 크기가 50 ㎛ 이하의 단세포 조류이다. 자연계의 먹이사슬에서 최하위에 위치하기 때문에 광합성을 통해 유기물을 생산하는 독립영양생물이다. 종에 따라 차이는 있지만 일반적으로 섬유질을 많이 포함하고 있는 세포벽과 다양한 당류를 포함하는 물질로 채워진 내부 추출물로 나눌 수 있다. 일부 종에 함유되어 있는 지질은 식물유와 매우 유사하여 이를 생물연료로 만드는데 매우 적합하며, 상기 지질의 함량이 건조물의 80%까지 이르는 종도 있다. 미세조류는 배양시설 등과 같은 폐쇄된 생산 체계에서 자동으로 대량 배양이 가능하다. 또한, 상기 미세조류의 지질을 수득하기 위하여, 배양 조건 또는 시스템은 매우 중요하다.Microalgae are single cell algae up to 50 μm in size. Because it is located at the lowest level in the natural food chain, it is an independent nutrient that produces organic matter through photosynthesis. Depending on the species, they can generally be divided into cell walls, which contain a lot of fiber, and internal extracts, which are filled with substances containing various sugars. The lipids contained in some species are very similar to vegetable oils and are very suitable for making them into biofuels, with some species reaching up to 80% of the dry matter. Microalgae can be mass cultured automatically in closed production systems such as culture facilities. In addition, in order to obtain lipids of the microalgae, culture conditions or systems are very important.
기존의 대용량 기계적 자극(mechanical stress)을 통한 배양시스템에서는 주로 임펠러(impeller)의 스트링(stirring)을 이용한 방식이 이용되어왔다. 또한, 최근에는 압축 로딩 시스템(compressive loading system), 세로길이 신장 시스템(longitudinal stretch system) 및 기질 팽창 시스템(substrate distention system)과 같은 다양한 방식의 대용량 기계적 자극 시스템이 개발되고 있다. 그러나, 스트링의 경우, 유체 자극(fluid stress)을 주기 위한 임펠러 회전 동력 소비가 심해 에너지적 측면에서 비효율적이며, 리액터(reactor) 내부 위치에 따른 자극 정도(임펠러로부터 멀어질수록 자극 강도가 감소)가 다르기 때문에, 공간적으로 일정한 스트레스를 주지 못한다는 한계점을 갖고 있다. 또한, 세로길이 신장 시스템 또는 기질 팽창 시스템의 경우, 부착세포에만 적용된다는 한계점을 갖고 있으며, 2차원적인 면적단위 자극 방식이므로, 많은 양의 세포에 자극을 주기 위해서 공간적 소비가 심하다는 공간적 비효율성을 가지고 있다.In conventional culture systems using large-capacity mechanical stress, a method using an impeller string has been used. Recently, large-scale mechanical stimulation systems have been developed in various ways such as compressive loading systems, longitudinal stretch systems and substrate distention systems. However, in the case of string, impeller rotational power consumption for fluid stress is high, which is inefficient in terms of energy, and the degree of stimulation (decreased stimulus intensity away from the impeller) according to the position inside the reactor is decreased. Because they are different, they have the limitation of not giving a spatially constant stress. In addition, in the case of the longitudinal elongation system or matrix expansion system, it has a limitation that it is applied only to adherent cells, and because it is a two-dimensional area unit stimulation method, the spatial inefficiency of high spatial consumption in order to stimulate a large amount of cells Have.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 기계적 자극을 이용하는 배양 시스템을 이용하여 미세조류의 지질 생산을 증대시키는 방법을 연구하던 중, 폴리우레탄 비드를 이용하여 미세조류에 기계적 자극을 주는 미세조류 세포 자극 장치를 제작하였다. 상기 장치에 의해 탄성체 고분자 비드에 압력이 가해지고 압축된 탄성체 고분자 비드가 복원되면서 미세조류의 세포에 기계적 자극을 주게 되면, 미세조류의 지질 생산량이 증가됨을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.In order to solve the above problems, the present inventors while studying a method of increasing the lipid production of microalgae using a culture system using mechanical stimulation, microalgae to give mechanical stimulation to microalgae using polyurethane beads A cell stimulation device was constructed. When the pressure is applied to the elastomeric polymer beads and the compressed elastomeric polymer beads are restored by the apparatus, and mechanical stimulation is applied to the cells of the microalgae, it was confirmed that the lipid production of the microalgae is increased, thereby completing the present invention.
본 발명의 목적은 미세조류 세포 자극 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a microalgal cell stimulation device.
또한 본 발명의 목적은 미세조류의 지질 생산 증대 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for increasing lipid production of microalgae.
또한 본 발명의 목적은 지질 생산이 증대된 미세조류의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for producing microalgae with increased lipid production.
또한 본 발명의 목적은 상기 제조 방법으로 지질 생산이 증대된 미세조류를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a microalgae in which lipid production is increased by the production method.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 일측에 출구가 형성되고, 상기 출구를 개폐 가능하도록 형성된 필터를 구비하는 자극반응 탱크; 측면이 상기 자극반응 탱크의 내주면에 접하여 상기 자극반응 탱크 내부에서 승강 운동하는 자극기 헤드를 구비하는 자극기; 상기 자극반응 탱크 내부로 용액을 주입하거나, 상기 자극반응 탱크 내부의 용액을 흡입하여 배출시키는 펌프; 및 상기 자극반응 탱크 내부에 수용되는 탄성체 고분자 비드를 포함하고, 상기 자극기 헤드에는 상기 용액이 투과되는 노즐이 구비되는 것을 특징으로 하는 미세조류 세포 자극 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is an outlet is formed on one side, the stimulation tank having a filter formed to open and close the outlet; A stimulator having a stimulator head having a lateral movement in contact with an inner circumferential surface of the stimulation reaction tank to move up and down inside the stimulation reaction tank; A pump for injecting a solution into the stimulation tank or sucking and discharging the solution in the stimulation tank; And an elastomeric polymer bead accommodated in the stimulation reaction tank, and the stimulator head provides a microalgae cell stimulation device, characterized in that the nozzle is permeated with the solution.
또한 본 발명은, (a) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 이용하여 탄성체 고분자 비드를 압축하는 단계; (b) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 주입구에 미세조류의 세포를 주입하는 단계; (c) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 상승 작용시킨 후 탄성체 고분자 비드가 복원되면서 미세조류 세포에 기계적 자극을 주는 단계; 및 (d) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 필터를 개방하고 자극기를 하강 작용시킨 후 회수 탱크에 상기 미세조류 세포를 회수하는 단계;를 포함하는 미세조류의 지질 생산 증대 방법을 제공한다.In addition, the present invention, (a) compressing the elastomeric polymer beads using a stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus; (b) injecting the microalgal cells into the inlet of the microalgal cell stimulation device; (c) synergizing the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus and then applying mechanical stimulation to the microalgal cells while restoring the elastomeric polymer beads; And (d) recovering the microalgae cells in a recovery tank after opening the filter of the microalgae cell stimulation device and lowering the stimulator, thereby providing a method for increasing lipid production of microalgae.
또한 본 발명은, (a) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 이용하여 탄성체 고분자 비드를 압축하는 단계; (b) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 주입구에 미세조류의 세포를 주입하는 단계; (c) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 상승 작용시킨 후 탄성체 고분자 비드가 복원되면서 미세조류 세포에 기계적 자극을 주는 단계; 및 (d) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 필터를 개방하고 자극기를 하강 작용시킨 후 회수 탱크에 상기 미세조류 세포를 회수하는 단계;를 포함하는 지질 생산이 증대된 미세조류의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention, (a) compressing the elastomeric polymer beads using a stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus; (b) injecting the microalgal cells into the inlet of the microalgal cell stimulation device; (c) synergizing the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus and then applying mechanical stimulation to the microalgal cells while restoring the elastomeric polymer beads; And (d) recovering the microalgae cells in a recovery tank after opening the filter of the microalgae cell stimulation device and lowering the stimulator, thereby providing a microalgae with increased lipid production.
또한 본 발명은, 상기 제조 방법으로 지질 생산이 증대된 미세조류를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a microalgae with increased lipid production by the production method.
본 발명에 따른 미세조류 세포 자극 장치를 이용하여 상기 미세조류 세포 자극 장치 내 탄성체 고분자 비드에 압력을 가하면, 상기 탄성체 고분자 비드의 복원력 및 인접한 탄성체 고분자 비드 간의 접촉으로 인하여 힘의 분산이 연쇄적으로 발생하여 지속적으로 장치 내 미세조류 세포에 기계적 자극을 가하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 미세조류 세포자극 장치는 다른 외부 자극을 요구하지 않아 에너지 측면에서 매우 효율적이고, 화학적 자극을 주지 않아 미세조류 세포에 안정적으로 작용할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 발명의 미세조류 세포 자극 장치로 기계적 자극을 받은 미세조류 세포의 지질 생산이 증대되는 효과가 있어, 친환경 바이오 디젤 생산 방법에 유용하게 이용될 수 있다.When pressure is applied to the elastomeric polymer beads in the microalgae cell stimulation apparatus using the microalgae cell stimulation apparatus according to the present invention, force dispersion occurs in series due to the restoring force of the elastomeric polymer beads and the contact between adjacent elastomeric polymer beads. It continuously exerts mechanical stimuli on the microalgal cells in the device. Therefore, the microalgae cell stimulation device according to the present invention does not require any external stimulation, and thus is very efficient in terms of energy, and does not give chemical stimulation, and thus has an advantage of stably acting on microalgal cells. In particular, the microalgal cell stimulation apparatus of the present invention has an effect of increasing the lipid production of microalgal cells subjected to mechanical stimulation, it can be usefully used in environmentally friendly biodiesel production method.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세포 자극 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a cell stimulation device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2의 a는 자극된 클라미도모나스 라인하르티의 지질 생산 증대 과정을 모식화한 도이다. 도 2의 b는 본 발명의 세포 자극 장치의 압축 단계, 탈-압축 단계 및 회수 단계를 모식화한 도이다.Figure 2a is a schematic of the process of increasing lipid production of stimulated Chlamydomonas Reinhardi. 2B is a diagram schematically illustrating a compression step, a de-compression step, and a recovery step of the cell stimulation device of the present invention.
도 3의 a는 폴리우레탄 함량(%)(w/v)에 따른 폴리우레탄 비드의 형태를 나타낸 도이다. 도 3의 b는 각 폴리우레탄 함량(%)(w/v)에 따른 비드의 지름을 나타낸 도이다. 도 3의 c는 30% (w/v) 폴리우레탄 비드의 표면 및 단면적 형태를 나타낸 도이다.Figure 3a is a view showing the shape of the polyurethane beads according to the polyurethane content (%) (w / v). 3 is a view showing the diameter of the beads according to the polyurethane content (%) (w / v). Figure 3c is a view showing the surface and cross-sectional shape of the 30% (w / v) polyurethane beads.
도 4의 a는 자극 횟수에 따른 폴리우레탄 비드의 복원력 정도를 확인한 도이다. 도 4의 b는 클라미도모나스 라인하르티를 자극한 비드의 내부에 세포가 침투했는지 확인하기 위하여 비드 내부 액체의 흡광도를 확인한 결과를 나타낸 도이다. Figure 4a is a diagram confirming the degree of restoring force of the polyurethane beads according to the number of stimulation. Figure 4b is a diagram showing the result of confirming the absorbance of the liquid inside the beads to check whether the cells penetrated into the inside of the beads stimulated Chlamydomonas Reinharti.
도 5의 a 및 b는 대조군 및 자극된 클라미도모나스 라인하르티의 칼슘 유입을 확인한 도이다. 도 5의 c는 자극 12시간 및 24시간의 클라미도모나스 라인하르티의 세포 크기를 확인한 도이다. 도 5의 d는 대조군 및 자극된 클라미도모나스 라인하르티의 Mat3 및 E2F1의 mRNAs 발현 정도를 확인한 도이다.5 a and b is a diagram confirming the calcium influx of the control and stimulated Chlamydomonas Reinharti. Figure 5c is a diagram confirming the cell size of Chlamydomonas Reinharti 12 hours and 24 hours of stimulation. 5d is a diagram confirming the mRNAs expression level of Mat3 and E2F1 of the control and stimulated Chlamydomonas Reinharti.
도 6의 a 및 b는 자극 시간 및 압력 정도에 따른 클라미도모나스 라인하르티의 지방 소립의 증가를 확인한 도이다.Figure 6 a and b is a diagram confirming the increase in fat granules of Chlamydomonas Reinharti with stimulation time and pressure.
도 7의 a는 자극 시간에 따른 단세포의 세포 내 지질량을 확인한 도이다. 도 7의 b는 총세포의 지질 소립 합성 정도를 나타낸 도이다(블랙 바는 대조군, 회색 바는 자극된 세포를 의미함).Figure 7a is a diagram confirming the amount of intracellular lipid of a single cell with stimulation time. 7b is a diagram showing the degree of lipid granulation synthesis of total cells (black bar means control, gray bar means stimulated cells).
도 8은 대조군 및 자극된 클라미도모나스 라인하르티의 지질 함량을 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 8 is a diagram showing the results of analyzing the lipid content of the control and stimulated Chlamydomonas Reinharti.
도 9는 대조군과 비교하여 각 시간 조건에 따른 압축 및 탈-압축된 클라미도모나스 라인하르티의 ACCase, DGAT 및 LPAAT의 mRNA 발현 정도를 확인한 도이다.9 is a diagram confirming the mRNA expression level of ACCase, DGAT and LPAAT of Chlamydomonas Reinharti compressed and de-compressed over each time condition compared to the control group.
도 10의 a는 클라미도모나스 라인하르티 세포의 직접적 자극 조건을 모식화한 도이다. 도 10의 b는 직접적 자극에 따른 세포의 모습을 나타낸 도이다.10A is a diagram schematically illustrating the conditions of direct stimulation of Chlamydomonas Reinharti cells. Figure 10b is a diagram showing the appearance of the cells by direct stimulation.
도 11은 대조군과 비교하여 각 시간 조건에 따른 압축 과정 및 탈-압축된 클라미도모나스 라인하르티의 세포사멸률(%)을 나타낸 도이다.11 is a diagram showing the percentage of apoptosis of the compressed process and de-compressed Chlamydomonas Rainharti according to each time condition compared to the control.
일 양태로서, 본 발명은 일측에 출구가 형성되고, 상기 출구를 개폐 가능하도록 형성된 필터를 구비하는 자극반응 탱크; 측면이 상기 자극반응 탱크의 내주면에 접하여 상기 자극반응 탱크 내부에서 승강 운동하는 자극기 헤드를 구비하는 자극기; 상기 자극반응 탱크 내부로 용액을 주입하거나, 상기 자극반응 탱크 내부의 용액을 흡입하여 배출시키는 펌프; 및 상기 자극반응 탱크 내부에 수용되는 탄성체 고분자 비드를 포함하고, 상기 자극기 헤드에는 상기 용액이 투과되는 노즐이 연결되는 것을 특징으로 하는 미세조류 세포 자극 장치를 제공한다.In one aspect, the present invention is an outlet is formed on one side, the stimulation tank having a filter formed to open and close the outlet; A stimulator having a stimulator head having a lateral movement in contact with an inner circumferential surface of the stimulation reaction tank to move up and down inside the stimulation reaction tank; A pump for injecting a solution into the stimulation tank or sucking and discharging the solution in the stimulation tank; And an elastomeric polymer bead accommodated in the stimulation reaction tank, and the stimulator head provides a microalgal cell stimulation device, wherein a nozzle through which the solution is permeated is connected.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세포 자극 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a cell stimulation device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참고하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세조류 세포 자극 장치(100)를 설명한다.Referring to Figure 1, the microalgal cell stimulation apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세조류 세포 자극 장치(100)는 자극반응 탱크(110), 자극기(120), 펌프(130), 공급 탱크(140), 회수 탱크(150) 및 탄성체 고분자 비드(160)를 포함한다.Microalgal cell stimulation apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention is a stimulation reaction tank 110, stimulator 120, pump 130, supply tank 140, recovery tank 150 and elastomeric polymer beads ( 160).
자극반응 탱크(110)는 일측에 출구가 형성되고, 상기 출구를 개폐 가능하도록 형성된 필터(112)를 구비한다. 이러한 자극반응 탱크(110)는 원통형 등의 직선형 관 모양으로 형성된다. Stimulus reaction tank 110 has an outlet is formed on one side, and has a filter 112 formed to open and close the outlet. The stimulation reaction tank 110 is formed in a straight tube shape, such as cylindrical.
필터(112)는 자극반응 탱크(110)의 출구에 배치되어 자극기(120)에 의해 상부가 폐쇄된 자극반응 탱크(110)의 내부를 개폐시키는 역할을 한다. 이러한 필터(112)는 스테인리스 스틸 멤브레인 필터로 구현될 수 있으며, 필터(112)의 공극 크기는 800㎛~1200㎛로 형성하여 자극반응 탱크(110) 내부에 수용되는 탄성체 고분자 비드(160)를 걸러낼 수 있도록 한다.The filter 112 is disposed at the outlet of the stimulation tank 110 to open and close the inside of the stimulation tank 110, the top of which is closed by the stimulator 120. The filter 112 may be implemented as a stainless steel membrane filter, the pore size of the filter 112 is formed to 800㎛ ~ 1200㎛ to filter the elastomeric polymer beads 160 accommodated inside the stimulation tank 110 Make it work.
자극기(120)는 일단에 측면이 자극반응 탱크(110)의 내주면에 접하여 자극반응 탱크(110) 내부에서 승강운동하는 자극기 헤드(122)를 구비한다. Stimulator 120 is provided with a stimulator head 122 at one end thereof in contact with the inner circumferential surface of the stimulation reaction tank 110 to move up and down inside the stimulation reaction tank (110).
자극기 헤드(122)에는 미세조류 세포(C)의 배양을 위한 배양액 등의 용액이 투과되어 필터역할을 수행하는 노즐(132)이 연결되는데, 노즐(132)의 공극 크기는 3㎛~10㎛로 형성하여 펌프(130)를 이용한 용액의 배출 시 배출되는 용액과 함께 미세조류 세포(C)가 자극반응 탱크(110)의 외부로 누출되는 것을 방지한다.The stimulator head 122 is connected to a nozzle 132 through which a solution such as a culture solution for culturing microalgae cells C is performed to perform a filter role. The pore size of the nozzle 132 is 3 μm to 10 μm. It is formed to prevent the microalgae cells (C) to leak out of the stimulation reaction tank 110 together with the solution discharged during the discharge of the solution using the pump 130.
또한, 자극기 헤드(122)에는 자극반응 탱크(110)와 자극기 헤드(122)에 의해 둘러 싸여진 자극반응 탱크(110)의 내부공간에 미세조류 세포(C)를 주입하여 접종시키기 위한 주입구(126)가 구비된다.In addition, an inlet 126 for injecting and inoculating microalgae cells C into the stimulator head 122 in the inner space of the stimulation tank 110 and the stimulation tank 110 surrounded by the stimulator head 122. Is provided.
펌프(130)는 자극반응 탱크(110) 내부로 배양액 등의 용액을 주입하거나, 자극반응 탱크(110) 내부의 용액을 흡입하여 공급 탱크(140)로 배출시킨다.The pump 130 injects a solution such as a culture solution into the stimulation reaction tank 110 or inhales the solution in the stimulation reaction tank 110 and discharges it into the supply tank 140.
이때, 펌프(130)에는 내부로 용액이 흐를 수 있도록 형성되는 관(134)이 연결되고, 자극반응 탱크(110)를 향하는 관(134)의 일단에는 노즐(132)이 결합된다. At this time, the pump 130 is connected to the tube 134 is formed so that the solution flows therein, the nozzle 132 is coupled to one end of the tube 134 facing the stimulation reaction tank 110.
이때, 노즐(132)은 관(134)에 결합되지 않은 타측이 자극기 헤드(122)가 상승된 상태에서 자극기 헤드(122)에 연결되도록 구비된다.At this time, the nozzle 132 is provided so that the other side that is not coupled to the tube 134 is connected to the stimulator head 122 in a state in which the stimulator head 122 is raised.
공급 탱크(140)는 펌프(130)에 의해 자극반응 탱크(110)로부터 배출되거나, 자극반응 탱크(110)로 공급되는 용액이 저장된다.The supply tank 140 is discharged from the stimulation tank 110 by the pump 130, or the solution supplied to the stimulation tank 110 is stored.
회수 탱크(150)는 필터(112)가 개방된 상태에서 용액과 함께 필터(112)를 투과하여 배출된 미세조류 세포(C)가 수용되는 부분이다.The recovery tank 150 is a portion in which the microalgal cells C discharged through the filter 112 together with the solution in the opened state of the filter 112 are accommodated.
탄성체 고분자 비드(160)는 탄성을 가지는 재질로 형성되고, 자극반응 탱크(110) 내부에 수용되어 자극기 헤드(122)에 의해 압력을 받아 변형되면서 함께 자극반응 탱크(110)에 수용된 미세조류 세포(C)에 물리적 자극을 가하는 역할을 한다.The elastomeric polymer bead 160 is formed of a material having elasticity and is accommodated inside the stimulation tank 110 to be deformed under pressure by the stimulator head 122 while being contained in the microalgae cells (110) It acts as a physical stimulus to C).
상기 탄성체 고분자(elastomeric polymer) 비드는 탄성을 갖는 소재를 이용하여 제조될 수 있으며, 바람직하게는 다공성을 갖는 다공성 탄성체 고분자인 마이크로 비드일 수 있다. 다공성 탄성체 고분자를 이용하는 경우 다공성 구조에 media가 함유되고 이를 압축하는 경우 내재적 탄성 성질에 의해 media가 방출되어 세포의 사멸을 저해할 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 사용 가능한 탄성 소재는 당분야에 알려진 탄성소재로부터 제한 없이 선택될 수 있으며, 나일론 스펀지, 폴리우레탄, 다공성 합성수지, 고무류, 실리콘류에서 선택될 수 있다. 다공성 탄성체 고분자는 탄성을 갖는 생분해성 고분자일 수 있으며, 폴리(L-락트산-co-ε-카프로락톤)(Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone)), 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리(D,L-락트산-co-글리콜산)(poly(D,L-lactide-coglycolide);PLGA), 폴리(카프로락톤), 디올/디애시드계 지방족 폴리에스테르, 폴리에스테르-아미드/폴리에스테르-우레탄, 폴리우레탄, 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide), 폴리(발레로락톤), 폴리(하이드록시부티레이트) 및 폴리(하이드록시 발러레이트)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합성 고분자, 또는 키토산, 키틴, 알긴산, 콜라겐, 젤라틴 및 히알루론산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 천연 고분자 중 어느 하나 이상의 고분자를 이용하여 제조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에서는 폴리우레탄을 다공성을 갖는 탄성소재로 이용한 예를 개시한다. The elastomeric polymer beads may be prepared using a material having elasticity, and may preferably be microbeads, which are porous elastomeric polymers having porosity. In the case of using the porous elastomer polymer, the media is contained in the porous structure, and when the compression is carried out, the media is released by the intrinsic elastic properties, thereby inhibiting cell death. The elastic material usable in the present invention may be selected without limitation from elastic materials known in the art, and may be selected from nylon sponges, polyurethanes, porous synthetic resins, rubbers, and silicones. The porous elastomer polymer may be a biodegradable polymer having elasticity and may be poly (L-lactide-co-ε-caprolactone) (Poly (L-lactide-co-ε-caprolactone)), polylactic acid (PLA), or polyglycol. Acid (PGA), poly (D, L-lactic acid-co-glycolic acid) (poly (D, L-lactide-coglycolide); PLGA), poly (caprolactone), diol / diacid based aliphatic polyester, polyester One or more synthetic polymers selected from the group consisting of -amide / polyester-urethane, polyurethane, polyethylene oxide, poly (valerolactone), poly (hydroxybutyrate) and poly (hydroxy valerate) Or chitosan, chitin, alginic acid, collagen, gelatin and hyaluronic acid can be prepared using any one or more polymers of at least one natural polymer selected from the group consisting of. In a preferred embodiment of the present invention discloses an example using polyurethane as an elastic material having a porosity.
본 발명에서 용어 "폴리우레탄"은 알코올기와 아이소사이안산기의 결합으로 만들어진 우레탄결합으로 결합된 고분자 화합물의 총칭이다. 폴리우레탄은 거품 구조를 가지기 때문에 탄성이 있고 견고하며 가벼운 특성을 가진다. 또한, 화학약품에 잘 견디는 특성을 가지고 있으며, 신축성이 좋아 고무의 대체 물질로도 사용된다.In the present invention, the term "polyurethane" is a generic term for a high molecular compound bonded by a urethane bond made of a combination of an alcohol group and an isocyanic acid group. Polyurethane is elastic, firm and light because it has a foam structure. In addition, it has good resistance to chemicals and has good elasticity, and is also used as a substitute for rubber.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서 폴리우레탄 비드는 폴리우레탄을 10 내지 50%(w/v) 농도로 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 25 내지 30%(w/v) 농도의 폴리우레탄을 포함하는 비드이다.In one preferred embodiment of the present invention, the polyurethane beads may comprise polyurethane at a concentration of 10 to 50% (w / v), more preferably at a concentration of 25 to 30% (w / v) polyurethane. It is a bead.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세포 자극 장치를 이용하여 세포에 자극을 가하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a process of applying a stimulation to the cell using a cell stimulation device according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 도 2를 참고하여 상술한 본 발명의 세포 자극 장치(100)를 이용하여 세포에 물리적 자극을 가하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of applying physical stimulation to a cell using the cell stimulation device 100 of the present invention described above with reference to FIG.
먼저, 도 2의 ①과 같이, 자극반응 탱크(110) 내부에 다수의 탄성체 고분자 비드(160)와 배양액 등의 용액을 채우고, 필터(112)는 폐쇄 상태(OFF)가 되도록 하여 자극반응 탱크(110) 내부의 충진물들이 외부로 누출되지 않도록 한다.First, as shown in ① of FIG. 2, the stimulation reaction tank 110 is filled with a plurality of elastomer polymer beads 160 and a solution such as a culture solution, and the filter 112 is in a closed state (OFF). 110) Do not let the internal fillings leak to the outside.
이후, 도 2의 ②와 같이, 필터(112)의 폐쇄 상태(OFF)가 유지된 상태에서, 자극기(120)를 하강시켜 탄성체 고분자 비드(160)를 압축 시키고, 자극반응 탱크(110) 내부의 용액은 노즐(132)을 통해 자극기 헤드(122)의 상부공간으로 배출되어 공급 탱크(140)에 이동된다.Then, as shown in ② of FIG. 2, in the state in which the closed state (OFF) of the filter 112 is maintained, the stimulator 120 is lowered to compress the elastomeric polymer beads 160, and the inside of the stimulation tank 110 The solution is discharged to the upper space of the stimulator head 122 through the nozzle 132 is moved to the supply tank 140.
이후, 도 2의 ③와 같이, 필터(112)의 폐쇄 상태(OFF)가 유지된 상태에서, 주입구(126)에 미세조류 세포(C)를 주입한다.Thereafter, as shown in ③ of FIG. 2, the microalgae cells C are injected into the injection hole 126 while the closed state (OFF) of the filter 112 is maintained.
이후, 도 2의 ④와 같이, 필터(112)의 폐쇄 상태(OFF)가 유지된 상태에서, 자극기(120)를 상승시켜 탄성체 고분자 비드(160)의 복원력 및 탄성력을 이용하여 미세조류 세포(C)에 기계적 자극이 가하도록 한다. 이때, 공급 탱크(140)의 용액이 펌프(130)를 이용하여 자극반응 탱크(110)으로 이동한다.Then, as shown in ④ of FIG. 2, in the state in which the closed state (OFF) of the filter 112 is maintained, the stimulator 120 is raised to use the microalgae cells C by using the restoring force and elastic force of the elastomeric polymer bead 160. Mechanical stimulus). At this time, the solution of the supply tank 140 moves to the stimulation reaction tank 110 using the pump 130.
이후, 도 2의 ⑤와 같이, 필터(112)의 개방 상태(ON)가 유지된 상태에서, 기계적 자극이 가해진 미세조류 세포(C)가 회수 탱크(150)로 유입되도록 하고, 탄성체 고분자 비드(160)들은 필터(112)에 의해 걸러져서 자극반응 탱크(110) 내부에 잔류하게 된다.Thereafter, as shown in ⑤ of FIG. 2, while the open state (ON) of the filter 112 is maintained, the microalgal cells C subjected to mechanical stimulation are introduced into the recovery tank 150, and the elastomeric polymer beads ( The filters 160 are filtered by the filter 112 and remain inside the stimulation tank 110.
또한 본 발명은, (a) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 이용하여 탄성체 고분자 비드를 압축하는 단계; (b) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 주입구에 미세조류의 세포를 주입하는 단계; (c) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 상승 작용시킨 후 탄성체 고분자 비드가 복원되면서 미세조류 세포에 기계적 자극을 주는 단계; 및 (d) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 필터를 개방하고 자극기를 하강 작용시킨 후 회수 탱크에 상기 미세조류 세포를 회수하는 단계;를 포함하는 미세조류의 지질 생산 증대 방법을 제공한다.In addition, the present invention, (a) compressing the elastomeric polymer beads using a stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus; (b) injecting the microalgal cells into the inlet of the microalgal cell stimulation device; (c) synergizing the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus and then applying mechanical stimulation to the microalgal cells while restoring the elastomeric polymer beads; And (d) recovering the microalgae cells in a recovery tank after opening the filter of the microalgae cell stimulation device and lowering the stimulator, thereby providing a method for increasing lipid production of microalgae.
상기 미세조류의 지질 생산 증대 방법은 도 2를 참고하여 상술한 본 발명의 세포 자극 장치(100)의 자극기를 이용하여 세포에 물리적 자극을 가하는 과정을 포함하는 것으로, 과도한 기재 및 중복 제거를 위하여 추가적인 설명은 생략한다.The method of increasing lipid production of the microalgae includes a process of applying physical stimulation to cells using the stimulator of the cell stimulation device 100 of the present invention described above with reference to FIG. Description is omitted.
본 발명에서 용어 "기계적 자극"은 기계나 기구 따위를 사용하여 생물체에 작용함으로써 어떤 반응을 일으키게 하는 일을 의미하며, 예컨대, 본 발명에서는 압축된 탄성체 고분자가 복원되어 세포에 가하는 자극을 의미한다.The term "mechanical stimulus" in the present invention means to cause a certain reaction by acting on the organism using a machine or a device, for example, in the present invention means a stimulus to restore the compressed elastomeric polymer to the cell.
상기 (a)의 압축은 1 내지 48시간 가하는 것이나, 바람직하게는 1 내지 30시간, 더욱 바람직하게는 4 내지 24시간이며, 이에 제한되지 않는다.The compression of (a) is 1 to 48 hours, but preferably 1 to 30 hours, more preferably 4 to 24 hours, but is not limited thereto.
본 발명의 미세조류는 기계적인 자극을 통해 대사에 변화가 유도될 수 있는 다양한 미세조류를 제한 없이 포함할 수 있으며, 구체적으로 본 발명의 자극 장치를 이용 시, 압축 단계, 탈-압축 단계 및 회수 단계를 거쳐 기계적 자극을 받는 경우 멤브레인 왜곡(membrane distortion)이 유도되어 칼슘 유입이 비 자극된 세포보다 증가될 수 있는 미세조류일 수 있다. 예컨대 상기 미세조류는 클라미도모나스 라인하르티(Chlamydomonas reinhardtii ), 클라미도모나스 카다타(Chlamydomonas caudate), 클라미도모나스 모에우시( Chlamydomonas moewusii ), 클라미도모나스 니바리스(Chlamydomonas nivalis ), 클라미도모나스 오보이대( Chlamydomonas ovoidae), 아나시스티스 니둘란스(Anacystis nidulans), 안키스트로데스무스(Ankistrodesmus sp .), 비둘파 아우리타(Biddulpha aurita ), 보트리오코쿠스 브라우니(Botryococcus braunii), 키토세라스(Chaetoceros sp.), 클라미도모나스 아플란타(Chlamydomonas applanata), 클로렐라(Chlorella sp .), 클로렐라 엘립소이데아(Chlorella ellipsoidea), 클로렐라 에멀소니(Chlorella emersonii ), 클로렐라 프로토세코이드(Chlorella protothecoides ), 클로렐라 피레노이도사(Chlorella pyrenoidosa), 클로렐라 소로키니아나(Chlorella sorokiniana), 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 클로렐라 미누티시마(Chlorella minutissima), 클로로코쿠 리토레일(Chlorococcu littorale), 시클로텔라 크립티카( Cyclotella cryptica), 두날리엘라 바르다윌(Dunaliella bardawil), 두날리엘라 살리나(Dunaliella salina), 두날리엘라 테르티오렉타(Dunaliella tertiolecta ), 두날리엘라 프리모렉타(Dunaliella primolecta), 짐노디움(Gymnodinum sp .), 헤머노모나스 카테라에(Hymenomonas carterae), 이소크리시스 갈베나(Isochrysis galbana), 이소크리시스(Isochrysis sp .), 마이크로시스티스 아에루기노사(Microcystis aeruginosa), 마이크로모나스 푸실라( Micromonas pusilla ), 모노두스 서브테라네우스(Monodus subterraneous), 나노클로리스(Nannochloris sp .), 나노클로롭시스(Nannochloropsis sp .), 나노클로롭시스 아토무스(Nannochloropsis atomus), 나노클로롭시스 살리나(Nannochloropsis salina), 나비쿨라 필리쿨로사(Navicula pelliculosa), 니츠시아(Nitzschia sp .), 니츠시아 클로스테리움(Nitzscia closterium), 니츠시아 팔레아(Nitzscia palea), 오시스티스 폴리모피아(Oocystis polymorpha), 아우로코커스(Ourococcus sp .), 오실라토리아 루베스켄스(Oscillatoria rubescens), 파브로바 루테리(Pavlova lutheri), 패오닥트리움 트리코누툼(Phaeodactylum tricornutum), 피크노코커스 프로바솔리(Pycnococcus provasolii), 피라미노나스 코르다타(Pyramimonas cordata), 스피눌라 플라텐시스(Spirulina platensis), 스테파노디스커스 미누투루스(Stephanodiscus minutulus), 스티코커스(Stichococcus sp .), 시네드라우르나(Synedra ulna), 스케네데스무스 오브리쿼스(Scenedesmus obliquus), 스켈레나스트럼 그라시레(Selenastrum gracile), 스켈레토노마 코스타럼(Skeletonoma costalum), 테트라셀미스 출리(Tetraselmis chui), 테트라셀미스 마쿠라타(Tetraselmis maculata), 테트라셀미스(Tetraselmis sp .), 테트라셀미스 수에시카(Tetraselmis suecica), 탈라시오스트라 프세우도모나(Thalassiostra pseudomona), 아나배나(Anabaena sp.), 칼로드릭스(Calothrix sp .), 카마에시폰(Chaemisiphon sp .), 코로코시디옵시스(Chroococcidiopsis sp.), 차노데세(Cyanothece sp .), 실린더로스페멈(Cylindrospermum sp .), 데모카펠라(Dermocarpella sp .), 피셔렐라(Fischerella sp.), 글로에오캅사(Gloeocapsa sp .), 믹소사시나(Myxosarcina sp .), 노스톡(Nostoc sp .), 오스실라토리아(Oscillatoria sp .), 포르미디움 코리움(Phormidium corium), 플레우로캅사(Pleurocapsa sp .), 프로콜로코코스(Prochlorococcus sp .), 페세우다나바에나(Pseudanabaena sp .), 시네코코스(Synechococcus), 시네코시스티스(Synechocystis sp .), 톨리포트릭스(Tolypothrix sp .) 및 제노코코스(Xenococcus sp.)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 클라미도모나스 속(Chlamydomonas sp .)일 수 있고, 본 발명의 일 구현예에서는 클라미도모나스 라인하르티(Chlamydomonas reinhardtii)를 이용한 실험예를 개시하였으나, 이에 제한되지 않는다.The microalgae of the present invention may include without limitation various microalgae that can be induced metabolic changes through mechanical stimulation, specifically, when using the stimulation device of the present invention, the compression step, de-compression step and recovery In the case of mechanical stimulation through the step, membrane distortion may be induced, and thus, microalgae may be increased in the calcium inflow than non-stimulated cells. For example, the microalga is Chlamydomonas Reinharti(Chlamydomonas reinhardtii ), Chlamydomonas cardata (Chlamydomonas caudate), Chlamydomonas Moew( Chlamydomonas moewusii ), Chlamydomonas Nivaris(Chlamydomonas nivalis ), Chlamydomonas Oboys( Chlamydomonas ovoidae), Anastasis nidulans (Anacystis nidulans), Anchistrodesmus (Ankistrodesmus sp .), Bidulpa Aurita (Biddulpha aurita ), Boat Rio Cocous BrowniesBotryococcus braunii), Chitoceros sp., Chlamydomonas planta (Chlamydomonas applanata), Chlorella (Chlorella sp .), Chlorella Ellipsoide (Chlorella ellipsoidea), Chlorella EmulsonyChlorella emersonii ), Chlorella protosecoid (Chlorella protothecoides ), Chlorella Pyrenoidosa (Chlorella pyrenoidosa), Chlorella SorokiniChlorella sorokiniana), Chlorella Vulgaris (Chlorella vulgaris), Chlorella Minutishima (Chlorella minutissima), Chlorocoque litorrail (Chlororococcu littorale), Cyclotella cryptica( Cyclotella cryptica), Dunaliella Bardawil (Dunaliella bardawil), Dunaliella Salina (Dunaliella salina), Dunaliella Terthiolekta (Dunaliella tertiolecta ), Dunaliella Primorecta (Dunaliella primolecta), Gymnodium (Gymnodinum sp .), Hemeranomonas Catera (Hymenomonas carterae), Isocrisis Galvena (Isochrysis galbana), Isocrysis (Isochrysis sp .), Microcystis aeruginosa (Microcystis aeruginosa), Micromonas Fuscilla( Micromonas pusilla ), Monodus subterraneus (Monodus subterraneous), Nanochloris (Nannochloris sp .), Nanochloropsis (Nannochloropsis sp .), Nanochloropsis Atomus (Nannochloropsis atomus), Nanochloropsis Salina (Nannochloropsis salina), Navikula Pilikulosa (Navicula pelliculosa), Nitzia (Nitzschia sp .), The Nitzsia Closterium (Nitzscia closterium), Nitzia Palea (Nitzscia palea), Ossis polymorphia (Oocystis polymorpha), Aurocacus (Ourococcus sp .), Oscillatoria Rubeskens (Oscillatoria rubescens), Pavlova Lutheri (Pavlova lutheri), Paodaktrium Triconutum (Phaeodactylum tricornutum), Picnococcus probasoli (Pycnococcus provasolii), Pyramidonas cordata (Pyramimonas cordata), Spinula Platensis(Spirulina platensis), Stefanodiscus Minuturus (Stephanodiscus minutulus), Sticky note (Stichococcus sp .), Cinedraurna (Synedra ulna), Skenedesmus Obliques (Scenedesmus obliquus), Skeletonstrum grasire (Selenastrum gracile), Skeletonoma Costa Rum (Skeletonoma costalum), Tetraselmis Churro (Tetraselmis chui), Tetraselmis Makurata (Tetraselmis maculata), Tetraselmis (Tetraselmis sp .), Tetraselmis suesica (Tetraselmis suecica), Thalassio pseuudomona (Thalassiostra pseudomona), Anavana (Anabaena sp.), Carl Rodriguez (Calothrix sp .), Kamae Chiffon (Chaemisiphon sp .), Corokosidiopsis (Chroococcidiopsis sp.), Chanodese (Cyanothece sp .), Cylinder lossCylindrospermum sp .), Demo capella (Dermocarpella sp .), Fisherella (Fischerella sp.), Gloeocop company (Gloeocapsa sp .), Myxosina (Myxosarcina sp .), Northstock (Nostoc sp .), Ossilatoria (Oscillatoria sp .), Formium Corium (Phormidium corium), Pleurocap company (Pleurocapsa sp .), Procolococos (Prochlorococcus sp .), Peseudanavaena (Pseudanabaena sp .), Shineko Course (Synechococcus), Cinecosistis (Synechocystis sp .), Toliforrix (Tolypothrix sp .) And Genokocos (Xenococcus sp.It may be one or more selected from the group consisting of, preferably Chlamydomonas genus (Chlamydomonas sp .), And in one embodiment of the present invention Chlamydomonas Reinhardt (Chlamydomonas reinhardtiiExperimental example using the) is disclosed, but is not limited thereto.
상기 미세조류는 바다, 하천, 또는 호수 등에서 포집된 것을 배양하지 않고 포집된 그대로 회수할 수도 있으며, 광생물 배양기 등을 이용하여 배양된 미세조류일 수 있다.The microalgae may be recovered as it is collected without culturing the collected in the sea, rivers, lakes, etc., may be microalgae cultured using a photobiological incubator.
상기 지질은 포화 또는 불포화 지방산일 수 있고, C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 및 C29으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 사슬 길이를 갖는 지방산이며, 이에 제한되지 않는다.The lipid may be a saturated or unsaturated fatty acid, and is a fatty acid having one or more chain lengths selected from the group consisting of C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 and C29, but is not limited thereto.
또한 본 발명은, (a) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 이용하여 탄성체 고분자 비드를 압축하는 단계; (b) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 주입구에 미세조류의 세포를 주입하는 단계; (c) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 상승 작용시킨 후 탄성체 고분자 비드가 복원되면서 미세조류 세포에 기계적 자극을 주는 단계; 및 (d) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 필터를 개방하고 자극기를 하강 작용시킨 후 회수 탱크에 상기 미세조류 세포를 회수하는 단계;를 포함하는 미세조류의 지질 생산 증대 방법을 제공한다.In addition, the present invention, (a) compressing the elastomeric polymer beads using a stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus; (b) injecting the microalgal cells into the inlet of the microalgal cell stimulation device; (c) synergizing the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus and then applying mechanical stimulation to the microalgal cells while restoring the elastomeric polymer beads; And (d) recovering the microalgae cells in a recovery tank after opening the filter of the microalgae cell stimulation device and lowering the stimulator, thereby providing a method for increasing lipid production of microalgae.
또한 본 발명은, (a) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 이용하여 탄성체 고분자 비드를 압축하는 단계; (b) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 주입구에 미세조류의 세포를 주입하는 단계; (c) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 상승 작용시킨 후 탄성체 고분자 비드가 복원되면서 미세조류 세포에 기계적 자극을 주는 단계; 및 (d) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 필터를 개방하고 자극기를 하강 작용시킨 후 회수 탱크에 상기 미세조류 세포를 회수하는 단계;를 포함하는 지질 생산이 증대된 미세조류의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention, (a) compressing the elastomeric polymer beads using a stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus; (b) injecting the microalgal cells into the inlet of the microalgal cell stimulation device; (c) synergizing the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus and then applying mechanical stimulation to the microalgal cells while restoring the elastomeric polymer beads; And (d) recovering the microalgae cells in a recovery tank after opening the filter of the microalgae cell stimulation device and lowering the stimulator, thereby providing a microalgae with increased lipid production.
상기 미세조류는 비편모조류화(deflagellation)될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The microalgae may be deflagellation, but are not limited thereto.
본 발명에 있어서, "비편모조류화(deflagellation)"는 미세조류에 운동성을 갖게 하는 편모가 존재하는데, 해당 편모가 떨어져 나가는 현상을 의미한다.In the present invention, "deflagellation" refers to a flagella which causes motility to the microalgae, and the flagella falls out.
또한 본 발명은, 상기 제조 방법으로 지질 생산이 증대된 미세조류를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a microalgae with increased lipid production by the production method.
본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명의 자극 장치를 이용 시, 압축 단계, 탈-압축 단계 및 회수 단계를 거쳐 클라미도모나스 라인하르티 세포에 기계적 자극을 효과적으로 가하게 됨을 확인하였다. 또한, 상기 자극 장치 내 30%(w/v) 폴리우레탄 비드를 이용 시, 상기 비드는 우수한 탄성력, 복원력 및 강인성이 존재하여 효과적으로 세포에 자극을 가하고, 자극 시간은 1 내지 24시간 자극이 최적임을 확인하였다. In one embodiment of the present invention, using the stimulation device of the present invention, it was confirmed that the mechanical stimulation effectively applied to Chlamydomonas Reinharti cells through the compression step, de-compression step and recovery step. In addition, when using the 30% (w / v) polyurethane beads in the stimulation device, the beads have excellent elasticity, restoring force and toughness to effectively stimulate the cells, the stimulation time is 1 to 24 hours stimulation is optimal Confirmed.
상기 일련의 실험을 통하여, 본 발명의 자극 장치를 이용 시, 압축 단계, 탈-압축 단계 및 회수 단계를 거쳐 클라미도모나스 라인하르티 세포에 기계적 자극을 효과적으로 가하게 됨을 확인하였다. 또한, 상기 자극 장치 내 30%(w/v) 폴리우레탄 비드를 이용 시, 상기 비드는 우수한 탄성력, 복원력 및 강인성이 존재하여 효과적으로 세포에 자극을 가하고, 자극 시간은 1 내지 24시간 자극이 최적임을 확인하였다. Through the series of experiments, it was confirmed that the mechanical stimulation was effectively applied to Chlamydomonas Reinhardti cells through the compression, de-compression and recovery steps when using the stimulation device of the present invention. In addition, when using the 30% (w / v) polyurethane beads in the stimulation device, the beads have excellent elasticity, restoring force and toughness to effectively stimulate the cells, the stimulation time is 1 to 24 hours stimulation is optimal Confirmed.
또한, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포는 멤브레인 왜곡(membrane distortion)이 유도되어 칼슘 유입이 대조군 세포보다 증가되어 비편모조류화(deflagellation) 됨을 확인하였다. 또한, 생리적 변화와 관련된 Mat3 mRNAs 발현이 증가되어, 생리적 변화가 발생됨을 확인하였고, 자극 되지 않은 대조군과 비교하여 세포의 크기가 더 커짐을 확인하였다. 또한, 지질 관련된 ACCase, DGAT 및 LPAAT의 mRNA 발현이 증가되고, 자극된 클라미도모나스 라인하르티는 C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 및 C29의 사슬 길이를 갖는 지방산을 함유하고, 대조군과 비교하여 다가불포화지방산(Polyunsaturated fatty acid, PUFA)이 발생하는 것을 확인하였고, 이에 따라, 압축 스트레스에 의해 클라미도모나스 라인하르티 세포 내에 지질 구성이 변화하는 것을 확인하였다.In addition, it was confirmed that Chlamydomonas Reinharti cells stimulated using the stimulation device of the present invention induced membrane distortion, which increased calcium influx than control cells, resulting in deflagellation. In addition, it was confirmed that the expression of Mat3 mRNAs associated with physiological changes was increased, resulting in physiological changes, and that the size of the cells was larger than that of the unstimulated control group. In addition, mRNA expression of lipid related ACCase, DGAT and LPAAT is increased and stimulated Chlamydomonas reinhardti contains fatty acids with chain lengths of C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 and C29 In comparison with the control group, polyunsaturated fatty acid (PUFA) was confirmed to occur, and accordingly, it was confirmed that the lipid composition was changed in the Chlamydomonas Reinharti cells by compressive stress.
따라서, 본 발명에 따른 미세조류 세포자극 장치를 이용시, 다른 외부 자극을 요구하지 않아 에너지 측면에서 매우 효율적이고, 화학적 자극을 주지 않아 미세조류 세포에 안정적으로 작용할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 발명의 미세조류 세포 자극 장치로 기계적 자극을 받은 미세조류 세포의 지질 생산이 증대되는 효과가 있어, 친환경 바이오 디젤 생산 방법에 유용하게 이용될 수 있다.Therefore, when using the microalgae cell stimulation apparatus according to the present invention, it is very efficient in terms of energy because it does not require other external stimulation, there is an advantage that can act stably on the microalgae cells without chemical stimulation. In particular, the microalgal cell stimulation apparatus of the present invention has an effect of increasing the lipid production of microalgal cells subjected to mechanical stimulation, it can be usefully used in environmentally friendly biodiesel production method.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 자세히 설명하도록 한다. 하기 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The following examples are only for illustrating the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention to those skilled in the art. Will be self-evident.
실험예 1. 미세조류 세포 자극 장치 제조 및 실험 방법Experimental Example 1. Preparation of microalgal cell stimulation device and experimental method
1-1. 미세조류 세포 자극 장치 제조1-1. Manufacture of Microalgal Cell Stimulation Devices
본 발명의 미세조류 세포 자극 장치(100)는 도 1에 나타내었으며, 일반적으로 자극반응 탱크와 같이 세포에 자극을 가하는 펌핑 원리를 이용하였으며, 구체적으로, 자극기(120), 펌프(130), 공급 탱크(140), 회수 탱크(150) 및 탄성체 고분자 비드(160)를 포함하도록 제작하였다. 보다 구체적으로, 자극반응 탱크(110)는 일측에 출구가 형성되고, 상기 출구를 개폐 가능하도록 형성된 필터(112)를 구비하였다. 상기 자극반응 탱크(110)는 원통형 등의 직선형 관 모양으로 형성하도록 하였다. 필터(112)는 자극반응 탱크(110)의 출구에 배치되어 자극기(120)에 의해 상부가 폐쇄된 자극반응 탱크(110)의 내부를 개폐시키는 역할을 하도록 하였다. 상기 필터(112)는 스테인리스 스틸 멤브레인 필터로 구현될 수 있으며, 필터(112)의 공극 크기는 800㎛~1200㎛로 형성하여 자극반응 탱크(110) 내부에 수용되는 탄성체 고분자 비드(160)를 걸러낼 수 있도록 제작하였다.The microalgal cell stimulation apparatus 100 of the present invention is shown in FIG. 1, and generally used a pumping principle of applying stimulation to cells such as a stimulation tank, and specifically, a stimulator 120, a pump 130, and a supply. It was manufactured to include a tank 140, a recovery tank 150 and the elastomeric polymer beads 160. More specifically, the stimulation reaction tank 110 is provided with an outlet formed on one side, the filter 112 formed to open and close the outlet. The stimulation reaction tank 110 is to be formed in a straight tube shape, such as cylindrical. The filter 112 is disposed at the outlet of the stimulation tank 110 so as to open and close the inside of the stimulation tank 110, the top of which is closed by the stimulator 120. The filter 112 may be implemented as a stainless steel membrane filter, the pore size of the filter 112 is formed to 800㎛ ~ 1200㎛ to filter the elastomeric polymer beads 160 accommodated inside the stimulation tank 110 Made to be produced.
또한, 자극기(120)는 일단에 측면이 자극반응 탱크(110)의 내주면에 접하여 자극반응 탱크(110) 내부에서 승강 운동하는 자극기 헤드(122)를 구비하도록 하고, 상기 자극기 헤드(122)에는 배양액 등의 용액이 투과되어 필터역할을 수행하는 노즐(132)이 연결되는데, 노즐(132)의 공극 크기는 3㎛~10㎛로 형성하여 펌프(130)를 이용한 용액의 배출 시 배출되는 용액과 함께 미세조류 세포(C)가 자극반응 탱크(110)의 외부로 누출되는 것을 방지하게 제작하였다. 또한, 자극기 헤드(122)에는 자극반응 탱크(110)와 자극기 헤드(122)에 의해 둘러싸여진 자극반응 탱크(110)의 내부공간에 세포(C)를 주입하여 접종시키기 위한 주입구(126)를 구비하도록 제작하였다.In addition, the stimulator 120 is provided with a stimulator head 122 to move up and down inside the stimulation reaction tank 110 in contact with the inner peripheral surface of the stimulation reaction tank 110 at one end, the stimulator head 122 The nozzle 132 is connected to perform a filter role by passing through a solution such as a filter. The pore size of the nozzle 132 is 3 μm to 10 μm, and together with the solution discharged when the solution is discharged using the pump 130. Microalgae cells (C) was produced to prevent leakage to the outside of the stimulation tank (110). In addition, the stimulator head 122 is provided with an injection hole 126 for injecting and injecting the cells (C) into the inner space of the stimulation reaction tank 110 and the stimulation reaction tank 110 surrounded by the stimulation head (122). It was made to.
또한, 펌프(130)는 자극반응 탱크(110) 내부로 배양액 등의 용액을 주입하거나, 자극반응 탱크(110) 내부의 용액을 흡입하여 공급 탱크(140)로 배출시키게 하는 양방향 펌프이다. 이때, 상기 펌프(130)에는 내부로 용액이 흐를 수 있도록 형성되는 관(134)이 연결되고, 자극반응 탱크(110)를 향하는 관(134)의 일단에는 노즐(132)이 결합된다. 또한, 상기 노즐(132)은 관(134)에 결합되지 않은 타측이 자극기 헤드(122)가 상승된 상태에서 자극기 헤드(122)에 연결되도록 제작하였다.In addition, the pump 130 is a bidirectional pump for injecting a solution such as a culture solution into the stimulation tank 110, or to suck the solution inside the stimulation tank 110 to discharge to the supply tank 140. At this time, the pump 130 is connected to the tube 134 is formed so that the solution flows therein, the nozzle 132 is coupled to one end of the tube 134 facing the stimulation reaction tank (110). In addition, the nozzle 132 is manufactured so that the other side that is not coupled to the tube 134 is connected to the stimulator head 122 in a state in which the stimulator head 122 is raised.
또한, 공급 탱크(140)는 펌프(130)에 의해 자극반응 탱크(110)로부터 배출되거나, 자극반응 탱크(110)로 공급되는 용액이 저장되도록 제작하였다.In addition, the supply tank 140 is manufactured to be discharged from the stimulation tank 110 by the pump 130, or the solution supplied to the stimulation tank 110 is stored.
또한, 회수 탱크(150)는 필터(112)가 개방된 상태에서 용액과 함께 필터(112)를 투과하여 배출된 미세조류 세포(C)가 수용되는 부분이다.In addition, the recovery tank 150 is a portion in which the microalgal cells C discharged through the filter 112 together with the solution in the opened state of the filter 112 are accommodated.
또한, 탄성체 고분자 비드(160)는 30% (w/v) 농도의 탄성체 고분자 비드를 이용하여, 자극반응 탱크(110) 내부에 수용되어 자극기 헤드(122)에 의해 압력을 받아 변형되면서 함께 자극반응 탱크(110)에 수용된 미세조류 세포(C)에 물리적 자극을 가하는 역할을 하도록 제작하였다.In addition, the elastomeric polymer beads 160 are accommodated inside the stimulation tank 110 by using the elastomeric polymer beads having a concentration of 30% (w / v), and are deformed under pressure by the stimulator head 122. The microalgae cells (C) accommodated in the tank 110 were produced to act as a physical stimulus.
상기 미세조류 세포 자극 장치를 이용하여, 클리미도모나스 라인하르티 세포에 자극을 가하는 과정은 도 2에 나타내었다. 구체적으로, 자극반응 탱크(110) 내부에는 30% (w/v) 농도의 제형된 탄성체 고분자 비드(160)로 가득 채워져 있으며, 도 2의 과정을 따라서 압축, 탈-압축 및 회수 단계를 진행하였다. Using the microalgae cell stimulation device, the process of stimulating the Climidomonas Reinharti cells is shown in FIG. 2. Specifically, the stimulation tank 110 is filled with 30% (w / v) of the formulated elastomeric polymer beads 160, and the compression, de-compression and recovery steps were performed according to the process of FIG. .
상기 압축 단계의 경우, 자극기(120)에 압력을 가하여 자극반응 탱크(110) 내부를 압축하는 동시에 노즐(132)을 통해 일정량의 배지를 배출시켰다. 탄성체 고분자 비드(160)가 완전히 압축된 후에, 주입구(126)를 통해 세포(C)가 주입된다. 상기 과정에서, 배지 배출과 함께 세포 손실이 발생할 가능성이 있기 때문에 반드시 비드 압축이 완전히 끝난 이후에 세포 주입을 진행하였다. 또한, 상기 과정에서, 압축에 의해 세포가 회수 탱크(150)로 빠져나가지 않도록 하단부의 1000 ㎛의 필터(112)를 off 상태로 두었다. 이때, 30% (w/v) 농도의 탄성체 고분자 비드(160)는 압축되어 있는 상태이며, 원래의 모양을 복원하려는 힘으로 인해 지속적으로 주변 세포에 기계적 자극을 가하게 된다. 또한, 비드간의 접촉으로 인한 힘의 분산이 발생한다. 이러한 힘의 분산이 연쇄적으로 일어나면서 전체 비드가 동일하게 압축되며, 결과적으로 공간적으로 일정한 기계적 자극을 전체 세포에 가하게 된다.In the case of the compression step, by applying a pressure to the stimulator 120 to compress the inside of the stimulation reaction tank 110 at the same time to discharge a certain amount of medium through the nozzle 132. After the elastomeric polymer beads 160 are completely compressed, the cells C are injected through the inlet 126. In this process, since cell loss may occur along with the medium discharge, cell injection was performed after the bead compression was completely completed. In addition, in the above process, the 1000 μm filter 112 at the lower end of the filter 112 was turned off so that the cells did not escape to the recovery tank 150 by compression. At this time, the elastomeric polymer bead 160 having a concentration of 30% (w / v) is in a compressed state and continuously exerts mechanical stimulation on surrounding cells due to the force to restore its original shape. In addition, dispersion of forces due to contact between beads occurs. This dispersion of forces occurs in series, causing the entire bead to compress equally, resulting in a spatially constant mechanical stimulus to the whole cell.
탈-압축 단계의 경우, 자극기(120)를 승강하면서, 펌프(130)를 통해 공급 탱크(140) 내의 배지를 추가적으로 자극반응 탱크(110)에 주입하였다. 이때, 상기 압축된 30% (w/v) 농도의 탄성체 고분자 비드(160)는 복원력으로 인하여, 다시 전체 세포(C)에 기계적 자극을 가하게 된다.In the case of the de-compression step, the medium in the supply tank 140 was additionally injected into the stimulation tank 110 through the pump 130 while lifting the stimulator 120. At this time, the compressed elastomeric polymer beads 160 of 30% (w / v) concentration, due to the restoring force, again exerts mechanical stimulation on the whole cell (C).
회수 단계의 경우, 상기 탈-압축에 의하여 충분히 공간이 확보된 상태에서 공급된 배지에 의해 뭉친 탄성체 고분자 비드(160)가 복원되어 완전히 풀린 뒤 하단부의 off 상태였던 필터(112)를 on 시키고, 상단부의 노즐(132)을 막은 상태에서 자극기(120)에 압력을 가하여 회수 탱크(150)를 통해 세포(C)를 회수하였다.In the recovery step, the elastomeric polymer beads 160, which are agglomerated by the supplied medium in a state where sufficient space is secured by the de-compression, are restored and completely released, and then the filter 112, which is in the off state of the lower end, is turned on, and the upper part is The cell C was recovered through the recovery tank 150 by applying pressure to the stimulator 120 while clogging the nozzle 132.
1-2. 폴리우레탄 1-2. Polyurethane 비드Bead (Polyurethane (Polyurethane beedbeed ) 제작 Production
폴리우레탄(Polyurethane, PU)은 탄성체 고분자(elastomeric polymer)로서 비드의 재료로 사용하였다. 폴리우레탄 템플릿을 N,N-dimethylformamide (DMF)에 녹여 30%(w/v) 폴리우레탄 용액을 만든 후, 밤새 완전히 녹이고 플라스틱 시린지에 로딩하여 22G 니들(needle)과 연결하였다. 상기 시린지 세트를 시린지 펌프(KD Scientific)에 설치하고 유량을 3 ml/h로 설정하였다. 상기 시린지에서 구 형태로 떨어진 폴리우레탄 비드는 비커에 담겨 있는 2차 증류수에 모았으며, syringe 끝으로부터 증류수까지의 낙하 높이는 9 cm로 유지하여, 폴리우레탄이 20% (w/v), 25% (w/v), 30% (w/v), 35% (w/v) 및 40% (w/v)로 함유된 폴리우레탄 비드를 제형하였다. 상기 제형된 폴리우레탄 비드 내부의 잔여 DMF를 제거하기 위하여 95% 에탄올(Samshun pure chemical)에 밤새 담가두었다. 이후 2차 증류수로 3회 세척하였으며, 최종적으로 비드를 TAP배지에 밤새 동안 담가었다. 상기 과정에서 비드에 압력을 가하여 내부에 흡수된 용액까지 배출시키며 세척하였고, 비드의 탄성력을 높이고 일정 압력에 대한 복원력을 갖도록 하였다.Polyurethane (PU) was used as the material of the beads as an elastomeric polymer. The polyurethane template was dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF) to form a 30% (w / v) polyurethane solution, then completely dissolved overnight and loaded into a plastic syringe to connect with the 22G needle. The syringe set was installed in a syringe pump (KD Scientific) and the flow rate was set to 3 ml / h. Polyurethane beads dropped into the sphere from the syringe were collected in the secondary distilled water contained in the beaker, and the drop height from the tip of the syringe to the distilled water was maintained at 9 cm, so that the polyurethane was 20% (w / v), 25% ( polyurethane beads containing 30% (w / v), 35% (w / v) and 40% (w / v) were formulated. Soak overnight in 95% ethanol (Samshun pure chemical) to remove residual DMF inside the formulated polyurethane beads. After washing three times with secondary distilled water, the beads were finally soaked overnight in TAP medium. In the process, the pressure was applied to the beads to discharge the solution absorbed therein, and the washing was performed to increase the elasticity of the beads and to have a restoring force against a predetermined pressure.
상기 제형된 폴리우레탄 비드의 형태를 관찰하기 위하여 SEM(Scanning electron microscope)(Hitachi S-4200)을 이용하였다. 데시케이터(Desiccator)에 밤새 보관해둔 각 비드를 카본 테잎을 이용하여 콜렉터에 부착하였다. SEM을 찍기 전에, 각 비드를 Pt sputter를 이용하여 180초간 코팅하였다. 최종적으로 10kV 가속 전압에서 SEM 이미지를 수득하였다. 또한, 압축 단계 또는 탈-압축된 단계에서의 각 비드의 탄성력을 확인하기 위하여, 각 농도의 비드의 복원 정도를 10분 간격으로 관찰하였다. 또한, 마이크로미터를 이용하여 비드의 압축과정 및 시간에 따른 각 조건의 비드의 지름 변화를 측정하였다. Scanning electron microscope (Hitachi S-4200) was used to observe the morphology of the formulated polyurethane beads. Each bead stored in a dessicator overnight was attached to the collector using a carbon tape. Prior to SEM, each bead was coated for 180 seconds using a Pt sputter. Finally, SEM images were obtained at a 10 kV acceleration voltage. In addition, in order to confirm the elastic force of each bead in the compression step or de-compression step, the degree of restoration of the beads of each concentration was observed at 10 minute intervals. In addition, the micrometer was used to measure the diameter change of the beads under each condition over time and the process of compressing the beads.
1-3. 1-3. 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티Reinhardty (( ChlamydomonasChlamydomonas reinhardtiireinhardtii ) 배양Culture
야생형 클라미도모나스 라인하르티 CC-620을 18ml TAP media(Gibco, USA), pH 7.2의 조건인 플라스크에 접종하고, 이를 5 % CO2 조건을 유지시키며 23도, 120 rpm으로 진탕배양기로 배양하였다. 빛은 OSRAM DULUX L FPL36EX-D lamps로 제공하였으며, 빛의 세기는 300μmm-2s-1으로 유지시켰다. Wild-type Chlamydomonas Reinharti CC-620 was inoculated into a flask of 18 ml TAP media (Gibco, USA), pH 7.2, which was incubated in a shaker at 23 degrees and 120 rpm while maintaining 5% CO 2 conditions. Light was provided by OSRAM DULUX L FPL36EX-D lamps and the light intensity was maintained at 300 μmm- 2 s-1.
세포 성장 및 분화의 동시화(Synchronization)를 확인하기 위하여, 광 및 암 기간의 조건 변화(12 h / 12 h)를 진행하였다. 3번째 사이클부터 세포의 동시화가 확인되었으며, 상기 세포의 동시화 여부는 동시화된 배양 과정에서 단위시간당 세포 광학 밀도를 X-ma 1000 분광광도계를 통해 측정하여 생장 곡선 커브를 그려 확인하였다. 생장 커브 변화는 3번째 암/광 사이클 동안 모니터링하였다. 4번째 광 기간이 시작될 때, 배양 희석을 통해 동조 세포(Synchronous cell) 접종농도(2×106 cell/ml)를 맞추어 접종할 접종액을 준비하였다. 상기 접종액을 비-스트레스 반응기와 유채 농화 스트레스 반응기(fluid shear stress reactor)에 각각 접종하였다.In order to confirm the synchronization of cell growth and differentiation, conditional changes (12 h / 12 h) of the light and cancer periods were performed. Synchronization of the cells was confirmed from the third cycle, and the synchronization of the cells was confirmed by drawing a growth curve curve by measuring the cell optical density per unit time using an X-ma 1000 spectrophotometer during the synchronized culture process. Growth curve changes were monitored during the third dark / light cycle. At the beginning of the fourth light period, an inoculum to be inoculated was prepared by adjusting the synchronous cell inoculation concentration (2 × 10 6 cells / ml) through culture dilution. The inoculum was inoculated in a non-stress reactor and a fluid shear stress reactor, respectively.
1-4. 1-4. 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티Reinhardty (( ChlamydomonasChlamydomonas reinhardtiireinhardtii )의 생존력 및 세포사멸(apoptosis)) Viability and apoptosis
상기 1-3의 반응기로부터 얻은 각 샘플을 TAP media을 포함하는 1 mM sytox Green (Molecular Probes)를 통해 10분간 실온에서 염색하였다. 각 샘플을 confocal laser microscope(LSM 510 META)를 이용하여 촬영하였으며, 488 nm (Ar-laser)/505-530 nm(여기/방출)에서 live cell을 543nm (HeNe-laser)/560 nm (여기/방출)에서 사멸된 세포를 촬영하였다. 또한, Dual fluorescence image는 ZEN 2009 light Edition software(Carl Zeiss)를 통해 병합하였으며, 최소 500개 이상의 세포를 ×100 배율에서 무작위로 설정하여 클라미도모나스 라인하르티 세포의 생존력 및 세포사멸 정도(%)를 계산하였다.Each sample obtained from the reactors 1-3 was stained at room temperature for 10 minutes through 1 mM sytox Green (Molecular Probes) containing TAP media. Each sample was taken using a confocal laser microscope (LSM 510 META), and live cells at 488 nm (Ar-laser) / 505-530 nm (excitation / emission) at 543 nm (HeNe-laser) / 560 nm (here / Dead cells were photographed. In addition, dual fluorescence images were merged through ZEN 2009 light Edition software (Carl Zeiss) and at least 500 cells were randomly set at × 100 magnification to determine the viability and degree of apoptosis of Chlamydomonas Reinhardti cells (%). Calculated.
1-5. 세포 형태1-5. Cell morphology
압축된 세포와 탈-압축된 세포의 형태를 비교 및 분석하기 위하여, 상기 1-1의 압축 단계 및 탈-압축 단계에서 얻은 세포를 13,500 g에서 20초간 원심분리하여 이를 0.25% 글루타르알데히드(glutaraldehyde)를 통해 고착(fixation)시켰다. 이 후, 현미경을 통해 세포 멤브레인 분포 및 비편모조류화(deflagellation) 여부를 관찰하였고, Cellometer Auto T4 Cell Counter (Nexcelom Bioscience) (n>50)을 통해 세포 크기를 측정하였다. In order to compare and analyze the morphology of the compressed and de-compressed cells, the cells obtained in the compression and de-compression steps of 1-1 were centrifuged at 13,500 g for 20 seconds, which was 0.25% glutaraldehyde. Fixation). Subsequent microscopic cell membrane distribution and deflagellation The cell size was measured using a Cellometer Auto T4 Cell Counter (Nexcelom Bioscience) (n> 50).
1-6. 자극 장치에서 수득한 1-6. Obtained from the stimulation device 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티의Reinhardty 세포질  cytoplasm 유리(free) 칼슘이온Free calcium ions 유입의 확인Confirmation of inflow
본원 발명의 자극 장치의 회수 탱크에서 수득한 클라미도모나스 라인하르티(1×105 cell/ml)를 13,500 g로 20초간 원심분리하여 상등액을 제거하였다. 남은 펠렛을 1 mM 설핀파라존(sulfinpyrazone)이 포함된 NMG+/K+ 완충액(1 mM 설핀파라존을 포함하고, pH 5.6까지 N-methyl-D-glucamine (NMG)을 추가하고, 5 mM HEPES, 10 mM HCl, 1 mM KCl, 200 μM K+ BAPTA을 포함함)과 DMSO (Sigma-Aldrich)에 용해된 3 μM Fura-2에 용해하였다. 해당 각 시료를 36도, 2시간 조건으로 배양한 뒤 TAP배지를 이용하여 3회 세척하였다. 이 후, dye-free NMG+/K+ 완충액(pH 6.8)을 첨가하여 4도에서 10분간 암 조건로 배양하였다. 공초점 현미경을 이용하여 세포의 Fura-2-Ca2+를 촬영하였다. Obtained in the recovery tank of the stimulation device of the present invention. The supernatant was removed by centrifuging Chlamydomonas Reinharti (1 × 10 5 cell / ml) at 13,500 g for 20 seconds. The remaining pellet was added to NMG + / K + buffer containing 1 mM sulfinpyrazone (containing 1 mM sulfinparazone, N-methyl-D-glucamine (NMG) was added to pH 5.6, 5 mM HEPES, 10 1 mM KCl, 200 μM K + BAPTA) and 3 μM Fura-2 dissolved in DMSO (Sigma-Aldrich). Each sample was incubated at 36 degrees for 2 hours and washed three times using a TAP medium. Thereafter, dye-free NMG + / K + buffer (pH 6.8) was added and incubated in dark at 10 ° C. for 10 minutes. Fura-2-Ca 2+ of cells was photographed using confocal microscopy.
1-7. 1-7. 설포Sulfo -- 포스포Phospho -바닐린 방법(Vanillin method 비색법Colorimetric )() ( SulphoSulpho -- phosphophospho -vanillin method (colorimetric method))vanillin method (colorimetric method))
본원 발명의 자극 장치의 회수 탱크에서 수득한 클라미도모나스 라인하르티(1×105 cell/ml)를 13,500 g로 20초간 원심분리하여 상등액을 제거하였다. 세포의 펠렛에 95% 에탄올(Samshun pure chemical)을 넣어 밤새 처리한 후, 13,500 g로 10분간 원심분리하였다. 이 후, 펠렛을 제거하고 상등액 (100% ethanol+lipid)을 96-well plate에 옮긴 후, 드라이 오븐에서 90도로 증발시키고 각 웰에 100 μl의 황산(sulfuric acid)을 첨가하여 90도에서 20분간 반응시켰다. 이 후, 50 ㎕ 바닐린-인산염(vanillin-phosphate)(0.25 mg/ml vanillin in 17% phosphoric acid)를 각 웰에 첨가하여 실온에 10분간 반응시킨 후, ELISA를 통해 540 nm에서 OD값을 측정하였다. Obtained in the recovery tank of the stimulation device of the present invention. The supernatant was removed by centrifuging Chlamydomonas Reinharti (1 × 10 5 cell / ml) at 13,500 g for 20 seconds. 95% ethanol (Samshun pure chemical) was added to the pellet of the cell, and then treated overnight, followed by centrifugation at 13,500 g for 10 minutes. The pellet is then removed and the supernatant (100% ethanol + lipid) transferred to a 96-well plate, evaporated in a dry oven at 90 degrees and 100 μl of sulfuric acid is added to each well for 20 minutes at 90 degrees. Reacted. Thereafter, 50 μl vanillin-phosphate (0.25 mg / ml vanillin in 17% phosphoric acid) was added to each well, reacted at room temperature for 10 minutes, and the OD value was measured at 540 nm by ELISA. .
1-8. 1-8. GCGC -MS 분석-MS analysis
본원 발명의 자극 장치의 회수 탱크에서 수득한 클라미도모나스 라인하르티(1×105 cell/ml)를 13,500 g로 20초간 원심분리하여 상등액을 제거하였다. 세포의 펠렛에 1.0 ml의 톨루엔 및 10% (v/v) 메탄올 내 염화아세틸을 첨가하여 재-현탁하였다. 그 후, 샘플을 120분, 70도에서 배양하고, 차갑게 식힌 후, 0.2 ml의 증류수를 첨가하여 반응을 정지시켰다. FAMEs를 1.25 ml의 hexane - methyl tert-butyl ether (1:1)을 추가하여 추출하고, 10분간 부드럽게 흔들어준 후, 2500×g, 6분간 원심분리하고 유기층(상부층)을 다른 새로운 튜브로 옮겼다. 시료를 클린업하기 위하여, 3 ml의 클리닝 시약(10.8 g NaOH in 900 ml dH2O)을 넣고 5분간 흔들어 준 뒤, 유기층(상부층)을을 다른 새로운 튜브로 옮긴 후 40도에서 증발시켰다. FAMEs의 재현탁은 헥산을 이용하였으며, 상기 FAMEs 시료를 J&W GC column DB-5ms (30 m × 0.25 mm × 0.25 ㎛)를 포함하고, 검출기로서 LECO Pegasus Ⅲ Time-of-Flight Mass Spectrometer(TOMS) (Agilent Tech)가 설치된 Agilent 6890N 가스 크로마토그래피에 주입하였다. 280도의 유입 온도에서 10:1 분열(split) 조건으로 1 ㎕의 주입 부피를 수행하였으며, 캐리어 가스는 헬륨을 이용하였고, 고정된 유량은 1 mL/min으로, 30도로 10분, 램프는 10도/분에서 300도까지 조건을 두었고, 10분간 유지하는 조건으로 수행하였다. FAMEs 시료의 GC 분석은 KIST(Korea Institute of Science and Technology)의 ACC(Advanced Analysis Center)에 의뢰하여 분석하였다. Obtained in the recovery tank of the stimulation device of the present invention. The supernatant was removed by centrifuging Chlamydomonas Reinharti (1 × 10 5 cell / ml) at 13,500 g for 20 seconds. The pellet of cells was re-suspended by adding 1.0 ml of toluene and acetyl chloride in 10% (v / v) methanol. Thereafter, the sample was incubated at 70 ° C for 120 minutes, cooled, and then 0.2 ml of distilled water was added to stop the reaction. FAMEs were extracted by adding 1.25 ml of hexane-methyl tert-butyl ether (1: 1), gently shaken for 10 minutes, then centrifuged at 2500 × g for 6 minutes and the organic layer (top layer) was transferred to another new tube. To clean up the sample, 3 ml of cleaning reagent (10.8 g NaOH in 900 ml dH 2 O) was added and shaken for 5 minutes. The organic layer (upper layer) was transferred to another new tube and evaporated at 40 ° C. Resuspension of FAMEs was performed using hexane, and the FAMEs sample included a J & W GC column DB-5ms (30 m × 0.25 mm × 0.25 μm), and was a LECO Pegasus III Time-of-Flight Mass Spectrometer (TOMS) as a detector. Agilent Tech) was installed in Agilent 6890N gas chromatography installed. A 1 μl injection volume was performed at 10: 1 split conditions at an inlet temperature of 280 ° C. The carrier gas was helium, and the fixed flow rate was 1 mL / min, 30 ° C for 10 minutes, and the lamp was 10 ° C. Conditions were maintained at 300 ° C./min and held for 10 minutes. GC analysis of FAMEs samples was analyzed by the Advanced Analysis Center (ACC) of the Korea Institute of Science and Technology (KIST).
1-9. 나일 레드 염색(Nile red staining)을 통한 클라미도모나스 라인하르티 지질의 정성 분석1-9. Qualitative analysis of Chlamydomonas Reinhardti lipids by Nile red staining
본원 발명의 자극 장치를 이용하여 기계적 자극을 받은 클라미도모나스 라인하르티의 지질 생산량 변화를 정성적으로 확인하기 위해서 Nile red staining (Sigma Aldrich)를 수행하였다. 본원 발명의 자극 장치의 회수 탱크에서 수득한 클라미도모나스 라인하르티의 배양액을 2.5% 글루타르알데히드(glutaraldehyde)를 밤새 처리하여 세포를 고정하였다. 이후 배양액과 Nile Red dye를 3:1 비율로 혼합하여 10분간 40도로 암조건에서 배양하였다. 상기 시료의 이미지는 공초점 현미경을 여기 파장(excitation wavelength)은 543nm, 분출 파장(emission wavelength) 630nm으로 하여 확인하였다. Nile red staining (Sigma Aldrich) was performed to qualitatively confirm the change in lipid production of Chlamydomonas Reinharti mechanically stimulated using the stimulation device of the present invention. Obtained in the recovery tank of the stimulation device of the present invention. The culture of Chlamydomonas Reinharti was treated with 2.5% glutaraldehyde overnight to fix the cells. Then, the culture solution and Nile Red dye were mixed in a 3: 1 ratio and incubated in a dark condition at 40 degrees for 10 minutes. Images of the samples were confirmed by confocal microscopy with an excitation wavelength of 543 nm and an emission wavelength of 630 nm.
1-10. 1-10. qRTqRT -- PCRPCR (Quantitative real-time Quantitative real-time PCRPCR 수행 Perform
mRNA 발현 정도를 확인하여 lipid를 정량적으로 분석하기 위하여 Real time qPCR을 수행하였다. 본원 발명의 자극 장치의 회수 탱크에서 수득한 클라미도모나스 라인하르티 배양액을 그람 아이오딘(gram iodine)(10 : 1 v/v)로 고정하여 혈구계산판(hemocytometer)(Superior)을 이용하여 세포 수를 계산하였다. 각 시료의 세포 수 조건을 동일하게 맞추기 위해 세포 수 계산 결과를 바탕으로 희석하여 각 시료의 세포 수를 5-6×106 cell/ml(기준값)로 맞추었다. 각 시료를 PBS로 세척한 후, 10,000rpm에서 15초간 원심분리하였다. 이 후, 상등액을 제거한 펠렛을 RNAeasy Plant Mini Kit(Qiagen)를 이용하여 gDNA 제거 후, total RNA을 추출하였다. 상기 각 시료의 RNA 누락을 방지하기 위해 Reverse Transcription Kit(Qiagen)를 이용하여 cDNA로 합성 후 QuantiFast SYBR Green PCR Kit (Qiagen)와 PCR장치인 Rotor-Gene Q (Qiagen)를 이용하여 유전자를 증폭하였다. PCR에는 하기 표 1의 총 6가지의 primer(CBLP, Actin, ACCase, DGAT, LPAAT 및 Mat3)가 사용되었으며, 각 primer에 대한 threshold 0.1 기준의 사이클 시간을 Rotor-Gene Q Series Software(Qiagen)를 이용하여 delta-delta Ct value로 데이터화하였다. 최종적으로 delta-delta Ct를 CBLP (housekeeping gene)의 발현 정도에 대한 각 프라이머별 mRNA의 상대 농도로 일반화하여 확인하였다. Real time qPCR was performed to quantitatively analyze lipids by checking mRNA expression levels. Obtained in the recovery tank of the stimulation device of the present invention. Chlamydomonas Reinharti culture was fixed with gram iodine (10: 1 v / v) and cell number was calculated using a hemocytometer (Superior). In order to equalize the cell number condition of each sample, the cell number of each sample was diluted to 5-6 × 10 6 cells / ml (reference value) based on the cell number calculation result. Each sample was washed with PBS and then centrifuged for 15 seconds at 10,000 rpm. Thereafter, the pellet from which the supernatant was removed was extracted with gDNA using RNAeasy Plant Mini Kit (Qiagen), and total RNA was extracted. To prevent RNA omission of each sample, cDNA was synthesized using Reverse Transcription Kit (Qiagen) and amplified by using QuantiFast SYBR Green PCR Kit (Qiagen) and Rotor-Gene Q (Qiagen). For PCR, a total of six primers (CBLP, Actin, ACCase, DGAT, LPAAT, and Mat3) shown in Table 1 were used, and the cycle time based on threshold 0.1 for each primer was determined using Rotor-Gene Q Series Software (Qiagen). The data was converted into delta-delta Ct value. Finally, delta-delta Ct was identified by generalizing the relative concentration of mRNA for each primer to the expression level of CBLP (housekeeping gene).
[표 1]TABLE 1
Figure PCTKR2017007298-appb-I000001
Figure PCTKR2017007298-appb-I000001
실시예Example 1. 폴리우레탄  1.polyurethane 비드Bead (Polyurethane (Polyurethane beedbeed ) 제작 및 이의 형태 및 지름 확인) Fabrication and its shape and diameter
상기 실험예 1-2의 방법에 따라, 폴리우레탄이 20% (w/v), 25% (w/v), 30% (w/v), 35% (w/v) 및 40% (w/v)로 함유된 폴리우레탄 비드를 제형하였고, 이의 형태, 지름, 표면 및 단면을 확인하였다. 그 결과를 도 3, 표 1 및 표 2에 나타내었다.According to the method of Experimental Example 1-2, the polyurethane was 20% (w / v), 25% (w / v), 30% (w / v), 35% (w / v) and 40% (w polyurethane beads contained in / v) were formulated, and their shape, diameter, surface and cross section were identified. The results are shown in Figure 3, Table 1 and Table 2.
도 3의 a 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에서 제형된 각각의 폴리우레탄 농도 20% (w/v), 25% (w/v), 30% (w/v), 35% (w/v) 및 40% (w/v)에 대한 폴리우레탄 비드의 형태를 확인한 결과, 20% (w/v)의 비드는 낮은 밀도로 매우 불안정한 제형이 나타나 제형 후, 수압에 의한 비드 수축(bead shrink) 현상이 나타남을 확인하였다. 35% (w/v) 및 40% (w/v) 비드는 점성이 강하여 꼬리가 달린 형태로 제형되어 불안정함을 확인하였다. 25% (w/v) 및 30% (w/v) 농도의 폴리우레탄 비드의 제형은 일정한 구형으로, 안정적인 제형이 형성됨을 확인하였다.As shown in FIG. 3 a and Table 1, each polyurethane concentration formulated in Example 1 was 20% (w / v), 25% (w / v), 30% (w / v), 35% ( The morphology of the polyurethane beads for w / v) and 40% (w / v) showed that 20% (w / v) beads showed very unstable formulations at low density, resulting in the shrinkage of beads after It was confirmed that a bead shrink phenomenon appeared. 35% (w / v) and 40% (w / v) beads were viscous and were formulated in tailed form to confirm instability. Formulations of polyurethane beads at concentrations of 25% (w / v) and 30% (w / v) were found to be spherical, resulting in a stable formulation.
또한, 도 3의 b 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에서 제형된 각각의 폴리우레탄 농도 20% (w/v), 25% (w/v), 30% (w/v), 35% (w/v) 및 40% (w/v)에 대한 폴리우레탄 비드의 지름을 확인한 결과, 20% (w/v) 농도의 폴리우레탄 비드는 평균 2.410 ㎝, 25% (w/v) 농도의 폴리우레탄 비드는 평균 2.507 ㎝, 30% (w/v) 농도의 폴리우레탄 비드는 평균 2.499 ㎝, 35% (w/v) 농도의 폴리우레탄 비드는 평균 2.483 ㎝ 및 40% (w/v) 농도의 폴리우레탄 비드는 평균 2.353 ㎝임을 확인하였다. In addition, as shown in b and Table 2 of FIG. 3, each of the polyurethane concentrations formulated in Example 1 20% (w / v), 25% (w / v), 30% (w / v), 35 Polyurethane beads at 20% (w / v) concentrations average 2.410 cm, 25% (w / v) concentrations as a result of checking the diameter of the polyurethane beads for% (w / v) and 40% (w / v) Polyurethane beads at an average of 2.507 cm, 30% (w / v) polyurethane beads at an average of 2.499 cm, 35% (w / v) polyurethane beads at an average of 2.483 cm and 40% (w / v) The concentration of polyurethane beads was found to be 2.353 cm on average.
또한, 도 3의 c를 확인한 결과, 30% (w/v)의 폴리우레탄 비드의 표면은 미세한 구멍이 무수히 존재하는 다공성 구조이고, 단면 내에는 특정 크기의 빈 공간이 존재하는 것을 확인하였다.In addition, as a result of checking c of FIG. 3, it was confirmed that 30% (w / v) of the surface of the polyurethane bead is a porous structure in which numerous fine pores exist, and an empty space having a specific size exists in the cross section.
또한, 압축 단계 또는 탈-압축 단계에서 각 농도의 폴리우레탄 비드의 복원 정도는 폴리우레탄 농도가 낮을수록 복원되는 속도가 빨랐으며, 40%(w/v)의 폴리우레탄 비드를 제외한 모든 비드가 50분 이내로 복원되는 것을 확인하였다.In addition, the degree of restoration of polyurethane beads at each concentration in the compression or de-compression step was faster as the polyurethane concentration was lower, and all beads except 50% of the polyurethane beads were 40% (w / v). It was confirmed that it was restored within minutes.
따라서, 본 발명의 자극 장치에 이용 시, 우수한 탄성력 및 복원력을 지니는 30%(w/v) 폴리우레탄 비드가 가장 최적임을 확인하였다. Therefore, when used in the stimulation device of the present invention, it was confirmed that 30% (w / v) polyurethane beads having excellent elasticity and restoring force is the most optimal.
실시예Example 2. 본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서 폴리우레탄  2. Polyurethane under stimulation conditions using stimulation device of the present invention 비드의Bead 강인성(Robustness) 확인 Robustness check
본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서 폴리우레탄 비드의 강인성(Robustness)을 확인하였다. Robustness of the polyurethane beads in the stimulation conditions using the stimulation device of the present invention was confirmed.
구체적으로, 반복적으로 폴리우레탄 비드를 압축 단계 및 탈-압축 과정 횟수를 1 내지 10회 수행하여 30%(w/v)의 폴리우레탄 비드가 복원되는 정도를 확인하여 물리적 특성 변화(크기 및 탄성력)를 확인하였다. 또한, 본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서 비드가 녹색으로 변색됨을 확인함에 따라, 비드의 특성 변화 여부 및 회수 과정에 영향을 줄 수 있는 클라미도모나스 라인하르티의 비드 내부로 침투 여부를 확인하기 위하여, 클라미도모나스 라인하르티와 비드를 일주일 이상 배양하고, 비드 표면을 세척한 액체(TAP media)(solution A) 및 비드가 흡수한 내부 액체(TAP media)(solution B)에 대한 흡광도를 확인하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.Specifically, the physical properties change (size and elastic force) by repeatedly performing the polyurethane beads 1 to 10 times the compression step and the de-compression process to check the degree of restoration of 30% (w / v) of the polyurethane beads It was confirmed. In addition, as the bead is discolored to green under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention, to determine whether the bead of Chlamydomonas Rheinharti infiltrate inside the bead that may affect the properties and recovery process of the bead In order to check the absorbance of Chlamydomonas Reinharti and the beads for more than a week, the surface of the beads (TAP media) (solution A) and the internal liquid (TAP media) solution (B) absorbed by the beads was confirmed. . The results are shown in FIG.
도 4의 a에 나타낸 바와 같이, 압축 단계 및 탈-압축 과정에도 본 발명의 폴리우레탄 비드의 크기 및 탄성력은 변하지 않고 그대로 유지됨을 확인하여, 강인성이 뛰어남을 확인하였다. As shown in Figure 4a, it was confirmed that even in the compression step and the de-compression process, the size and elastic force of the polyurethane beads of the present invention remains unchanged, it was confirmed that the excellent toughness.
도 4의 b에 나타낸 바와 같이, 방출된 클라미도모나스 라인하르티의 색소가 폴리우레탄 비드 표면에 흡착된 것으로, 비드 내부의 미세한 공극을 통과하여 세포가 비드 내부로 흡수된 것이 아님을 확인하였다. 따라서, 비드 변색 현상은 클라미도모나스 라인하르티의 지질 생산에 영향을 미치지 않는 것으로 확인하였다.As shown in b of FIG. 4, it was confirmed that the released Chlamydomonas Reinhardt's pigment was adsorbed on the surface of the polyurethane beads, and the cells were not absorbed into the beads through the fine pores inside the beads. Therefore, the bead discoloration phenomenon was confirmed that does not affect the lipid production of Chlamydomonas Reinharti.
실시예Example 3. 본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서  3. Under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티의Reinhardty 세포 크기, 칼슘 유입-매개된 비편모조류화(deflagellation) 및 생리학적 변화 관련 유전자 발현 확인 Identify gene expression related to cell size, calcium influx-mediated deflagellation and physiological changes
본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서 클라미도모나스 라인하르티의 세포 크기, 칼슘 유입-매개된 비편모조류화(deflagellation) 및 형태적 변화 관련 유전자 발현 정도를 확인하였다.The cell size, calcium influx-mediated deflagellation and morphological change-related gene expression of Chlamydomonas Reinharti were confirmed under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention.
구체적으로, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티와 이의 대조군 세포와 비교하여, 상기 실험예 1-5의 방법에 따라, 12시간 또는 24시간 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포 및 대조군 세포의 크기를 확인하였다. 실험예 1-6의 방법에 따라, 2시간 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포 및 대조군 세포의 세포질 유리(free) Ca2 + 유입을 확인하였다. 또한, 실험예 1-10의 방법에 따라 qRT-PCR(Quantitative real-time PCR 수행하여 생리학적 변화와 관련된 Mat3 및 E2F1의 mRNAs 발현 정도를 확인하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.Specifically, according to the method of Experimental Example 1-5, Chlamydomonas Reinharti cells stimulated using the stimulation device of the present invention, according to the method of Experimental Example 1-5, for 12 hours or 24 hours And the size of control cells. According to the method of Experimental Example 1-6, it was confirmed for 2 hours to stimulate the Chlamydomonas line hareuti cells and cytoplasmic free (free) Ca + 2 influx of control cells. In addition, qRT-PCR (Quantitative real-time PCR) was performed according to the method of Experimental Example 1-10 to confirm the expression level of mRNAs of Mat3 and E2F1 associated with physiological changes.
도 5의 a 및 b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포는 멤브레인 왜곡(membrane distortion)이 유도되어 칼슘 유입이 대조군 세포보다 증가되어 비편모조류화(deflagellated)됨을 확인하였다. As shown in a and b of Figure 5, Chlamydomonas Reinharti cells stimulated using the stimulation device of the present invention induced membrane distortion (membrane distortion) increased calcium influx than the control cells unbiased algae ( deflagellated).
도 5의 c에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 12시간 동안 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포의 크기는 최대 7.2 ㎛임을 확인하였다. 24시간 동안 자극된 세포는 7.8 ㎛이고, 대조군은 6.7 ㎛임을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포는 대조군보다 세포의 크기가 더 커짐을 확인하였다As shown in Figure 5c, it was confirmed that the size of the Chlamydomonas Reinharti cells stimulated for 12 hours using the stimulation device of the present invention is up to 7.2 ㎛. The cells stimulated for 24 hours were 7.8 μm and the control was 6.7 μm. Therefore, Chlamydomonas Reinharti cells stimulated using the stimulation device of the present invention was confirmed that the size of the cells larger than the control group
도 5의 d에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포에서 생리적 변화와 관련된 Mat3의 mRNAs가 자극 12시간 조건에서 유의적으로 증가됨을 확인하였다. 상기 Mat3의 발현이 유의적 변화가 있다는 점에서, 압축 스트레스에 의해 클라미도모나스의 세포 사이클의 생리적 변화가 발생했음을 확인하였다. As shown in Figure 5d, it was confirmed that the mRNAs of Mat3 associated with physiological changes in Chlamydomonas Reinharti cells stimulated using the stimulation device of the present invention significantly increased in 12 hours stimulation conditions. Since there is a significant change in the expression of Mat3, it was confirmed that physiological changes of the cell cycle of Chlamydomonas occurred by compressive stress.
실시예Example 4. 본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서  4. Under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티의Reinhardty 지질 생성 확인 Confirmation of Lipid Generation
본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서 클라미도모나스 라인하르티의 지질 생산을 확인하였다.Lipid production of Chlamydomonas Reinharti was confirmed under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention.
구체적으로, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티와 이의 대조군 세포와 비교하여, 실험예 1-9의 나일 레드 염색(Nile red staining) 방법을 이용하였고, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 0, 4, 8, 12 및 24 시간 자극 조건을 주었다. 또한, 본 발명의 50 ml 자극반응 탱크에 자극기를 이용하여 0, 4 또는 8 ml 부피로 압력을 가하여 세포에 대한 각 자극 조건을 달리하였다. 상기 각 조건에 따른 클라미도모나스 라인하르티 세포 또는 대조군의 지질 소립(lipid droplet) 생성을 정성 및 정량 분석을 수행하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.Specifically, the nile red staining method of Experimental Example 1-9 was used as compared to Chlamydomonas Reinhardti and its control cells stimulated using the stimulation device of the present invention, and the stimulation device of the present invention. Stimulation conditions were given using 0, 4, 8, 12 and 24 hours. In addition, each stimulation condition for the cells was varied by applying pressure to a volume of 0, 4 or 8 ml using a stimulator to the 50 ml stimulation tank of the present invention. Qualitative and quantitative analysis of lipid droplet formation of Chlamydomonas Reinharti cells or controls according to the above conditions was performed. The results are shown in FIG.
도 6의 a 및 b에 나타낸 바와 같이, 자극 시간이 지남에 따라, 또는 압력 정도에 따라 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포 내부의 지질 소립이 증가됨을 확인하였다.As shown in a and b of FIG. 6, it was confirmed that lipid granules inside the Chlamydomonas reinhardti cells stimulated using the stimulation device of the present invention increased with time or pressure.
실시예Example 5. 본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서  5. Under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티의Reinhardty 지질 생산 효율 확인 Confirmation of Lipid Production Efficiency
본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서 클라미도모나스 라인하르티의 지질 생산 효율을 확인하였다.Lipid production efficiency of Chlamydomonas reinhardti was confirmed under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention.
구체적으로, 압축 단계 또는 탈-압축단계를 통해 4, 8, 12 및 24 시간 동안 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포 또는 대조군의 지질 생산 효율을 상기 실험예 1-7의 설포-포스포-바닐린 방법(비색법)에 따라 확인하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.Specifically, the lipid production efficiency of Chlamydomonas Reinhardti cells or controls stimulated for 4, 8, 12 and 24 hours through a compression step or a de-compression step was determined by the sulfo-phospho-vanillin method of Experimental Example 1-7. It confirmed by (colorimetric method). The results are shown in FIG.
도 7의 a에 나타낸 바와 같이, 단세포의 지질 소립 합성 정도를 확인한 결과, 4시간 자극을 준 클라미도모나스 라인하르티 세포가 대조군과 비교하여 높은 단위세포 내 지질량이 측정됨을 확인하였다. 또한 4시간 간격으로 자극 시간이 증가함에 따라, 단위세포 내 지질의 대조군 세포 대비 증가율을 분석한 결과, 각각 65%(4시간), 78%(8시간), 47%(12시간)의 증가율이 확인되었다.As shown in Figure 7a, as a result of confirming the degree of lipid granule synthesis of single cells, Chlamydomonas Reinharti cells subjected to 4 hours stimulation was confirmed that the high amount of lipid in the unit cell compared to the control. In addition, as the stimulation time increases every 4 hours, the analysis of the increase rate of lipids in the unit cell compared to the control cells showed that the increase rate of 65% (4 hours), 78% (8 hours), and 47% (12 hours) respectively. Confirmed.
도 7의 b에 나타낸 바와 같이, 총 세포의 지질 소립 합성 정도를 확인한 결과, 대조군과 비교하여 총 세포의 지질 소립 합성이 증가되었음을 확인하였다.As shown in b of FIG. 7, as a result of confirming the degree of lipid granule synthesis of the total cells, it was confirmed that the lipid particle synthesis of the total cells was increased compared to the control group.
따라서, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티는 대조군보다 지질 생산 효율이 우수함을 확인하였다.Therefore, Chlamydomonas Reinharti stimulated using the stimulation device of the present invention was confirmed that the lipid production efficiency is superior to the control.
실시예Example 6. 본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서  6. Under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티의Reinhardty 지질 함량 변화  Lipid content change
본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서 클라미도모나스 라인하르티의 지질 함량의 변화를 확인하였다.Changes in the lipid content of Chlamydomonas Reinharti under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention were confirmed.
구체적으로, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 4, 8 및 12시간 자극 조건을 주었다. 또한, 본 발명의 50 ml 자극반응 탱크에 자극기를 이용하여 0 또는 4ml 부피로 압력을 가하여 세포에 대한 각 자극 조건을 달리하였다. 상기 각 조건에 따라 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포의 지질 함량 변화를 실험예 1-8의 방법에 따라 분석하였다. 그 결과를 도 8 및 표 2에 나타내었다.Specifically, 4, 8 and 12 hours of stimulation conditions were given using the stimulation device of the present invention. In addition, the 50 ml stimulation tank of the present invention using a stimulator to apply a pressure in a volume of 0 or 4ml to vary the respective stimulation conditions for the cells. Lipid content change of Chlamydomonas Reinharti cells stimulated according to the above conditions was analyzed according to the method of Experimental Example 1-8. The results are shown in Figure 8 and Table 2.
[표 2]TABLE 2
Figure PCTKR2017007298-appb-I000002
Figure PCTKR2017007298-appb-I000002
C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 및 C29의 사슬 길이를 갖는 지방산을 함유함을 확인하였다. 또한, 대조군에 비해 압축 스트레스를 받은 모든 클라미도모나스 라인하르티 세포에서 다가불포화지방산(Polyunsaturated fatty acid, PUFA)가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 압축 스트레스에 의해 클라미도모나스 라인하르티 세포 내에 지질 구성이 변화하는 것을 알 수 있었다.It was found to contain fatty acids having chain lengths of C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 and C29. In addition, it was confirmed that polyunsaturated fatty acid (PUFA) was generated in all Chlamydomonas Reinharti cells subjected to compressive stress compared to the control group. Therefore, it was found that lipid composition changes in Chlamydomonas Reinhardt cells due to compressive stress.
실시예Example 7. 본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서  7. Under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티의Reinhardty 지질 관련 mRNA 확인  Confirmation of lipid-related mRNA
본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서 클라미도모나스 라인하르티의 지질 관련 mRNA 발현 정도를 확인하였다.The degree of lipid-related mRNA expression of Chlamydomonas reinhardti under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention was confirmed.
구체적으로, 4, 8, 12 및 24 시간 자극 조건에 따라 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포의 지질 관련 mRNA 발현 정도를 실험예 1-10의 방법에 따라 분석하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다.Specifically, the degree of lipid-related mRNA expression of Chlamydomonas Reinharti cells stimulated according to 4, 8, 12 and 24 hour stimulation conditions was analyzed according to the method of Experimental Example 1-10. The results are shown in FIG.
도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 자극 장치에 따라 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포가 대조군 세포와 비교하여 ACCase, DGAT 및 LPAAT의 mRNA 발현이 상향-조절됨을 확인하여, 본 발명의 자극 장치에 따라 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포는 지질을 효과적으로 생산함을 확인하였다.As shown in Figure 9, Chlamydomonas Reinharti cells stimulated according to the stimulation device of the present invention compared with the control cells confirmed that the mRNA expression of ACCase, DGAT and LPAAT is up-regulated, the stimulation device of the present invention Thus stimulated Chlamydomonas Reinharti cells were found to produce lipids effectively.
실시예Example 8. 본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건에서  8. Under stimulation conditions using the stimulation device of the present invention 클라미도모나스Chlamydomonas 라인하르티Reinhardty 세포의 세포사멸 정도의 확인 Confirmation of the degree of cell death
본 발명의 자극 장치를 이용한 자극 조건 또는 직접적 자극을 가한 조건에서 클라미도모나스 라인하르티 세포의 세포사멸 정도를 확인하였다.The degree of apoptosis of Chlamydomonas Reinharti cells was confirmed under stimulation conditions or direct stimulation conditions using the stimulation device of the present invention.
구체적으로, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 4, 8, 12 및 24 시간 자극 조건을 주었다. 또한, 본 발명의 50 ml 자극반응 탱크에 자극기를 이용하여 0 또는 4 ml 부피로 압력을 가하여 세포에 대한 각 자극 조건을 달리하였다. 또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 페트리 디쉬에 PDMS(polydimethylsiloxane)을 채워서 굳힌 후, 상기 굳혀진 PDMS와 페트리 디쉬의 평평한 면을 이용하여 세포에 직접적으로 자극을 가한 조건을 주었다. Specifically, stimulation conditions of the present invention were given 4, 8, 12 and 24 hour stimulation conditions. In addition, each stimulation condition for the cells was varied by applying pressure to a volume of 0 or 4 ml using a stimulator to the 50 ml stimulation tank of the present invention. In addition, as shown in Figure 10, the Petri dishes were filled with PDMS (polydimethylsiloxane) filled and hardened, and the conditions were applied directly to the cells using the flat surface of the hardened PDMS and Petri dishes.
상기 각 조건에 대한 클라미도모나스 라인하르티 세포의 세포사멸 정도를 실험예 1-4의 방법에 따라 확인하였다. 그 결과를 도 11에 나타내었다.The degree of apoptosis of Chlamydomonas Reinharti cells for each of the above conditions was confirmed according to the method of Experimental Example 1-4. The results are shown in FIG.
도 11에 나타낸 바와 같이, 직접적으로 세포에 자극을 가한 조건에서는 40% 이상의 세포사멸률(%)이 나타남을 확인하였다. 또한 24시간 자극 조건을 제외하고, 4ml 부피의 압력을 가한 조건과 4, 8 및 12 시간 자극 조건에서 세포사멸이 저해됨을 확인하였다. As shown in FIG. 11, it was confirmed that apoptosis rate (%) of 40% or more appeared under the condition of directly stimulating cells. In addition, it was confirmed that apoptosis was inhibited at 4, 8 and 12 hours of stimulation conditions and 4 ml volume of the pressure, except for 24 hours of stimulation conditions.
상기 일련의 실험을 통하여, 본 발명의 자극 장치를 이용 시, 압축 단계, 탈-압축 단계 및 회수 단계를 거쳐 클라미도모나스 라인하르티 세포에 기계적 자극을 효과적으로 가하게 됨을 확인하였다. 또한, 상기 자극 장치 내 30%(w/v) 폴리우레탄 비드를 이용 시, 상기 비드는 우수한 탄성력, 복원력 및 강인성이 존재하여 효과적으로 세포에 자극을 가하고, 자극 시간은 1 내지 24시간 자극이 최적임을 확인하였다. Through the series of experiments, it was confirmed that the mechanical stimulation was effectively applied to Chlamydomonas Reinhardti cells through the compression, de-compression and recovery steps when using the stimulation device of the present invention. In addition, when using the 30% (w / v) polyurethane beads in the stimulation device, the beads have excellent elasticity, restoring force and toughness to effectively stimulate the cells, the stimulation time is 1 to 24 hours stimulation is optimal Confirmed.
또한, 본 발명의 자극 장치를 이용하여 자극된 클라미도모나스 라인하르티 세포는 멤브레인 왜곡(membrane distortion)이 유도되어 칼슘 유입이 대조군 세포보다 증가되어 비편모조류화(deflagellation) 됨을 확인하였다. 또한, 생리적 변화와 관련된 Mat3 mRNAs 발현이 증가되어, 생리적 변화가 발생됨을 확인하였고, 자극 되지 않은 대조군과 비교하여 세포의 크기가 더 커짐을 확인하였다. 또한, 지질 관련된 ACCase, DGAT 및 LPAAT의 mRNA 발현이 증가되고, 자극된 클라미도모나스 라인하르티는 C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 및 C29의 사슬 길이를 갖는 지방산을 함유하고, 대조군과 비교하여 다가불포화지방산(Polyunsaturated fatty acid, PUFA)이 발생하는 것을 확인하였고, 이에 따라, 압축 스트레스에 의해 클라미도모나스 라인하르티 세포 내에 지질 구성이 변화하는 것을 확인하였다.In addition, it was confirmed that Chlamydomonas Reinharti cells stimulated using the stimulation device of the present invention induced membrane distortion, which increased calcium influx than control cells, resulting in deflagellation. In addition, it was confirmed that the expression of Mat3 mRNAs associated with physiological changes was increased, resulting in physiological changes, and that the size of the cells was larger than that of the unstimulated control group. In addition, mRNA expression of lipid related ACCase, DGAT and LPAAT is increased and stimulated Chlamydomonas reinhardti contains fatty acids with chain lengths of C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 and C29 In comparison with the control group, polyunsaturated fatty acid (PUFA) was confirmed to occur, and accordingly, it was confirmed that the lipid composition was changed in the Chlamydomonas Reinharti cells by compressive stress.

Claims (20)

  1. 일측에 출구가 형성되고, 상기 출구를 개폐 가능하도록 형성된 필터를 구비하는 자극반응 탱크;An stimulation tank having an outlet formed at one side and having a filter formed to open and close the outlet;
    측면이 상기 자극반응 탱크의 내주면에 접하여 상기 자극반응 탱크 내부에서 승강 운동하는 자극기 헤드를 구비하는 자극기;A stimulator having a stimulator head having a lateral movement in contact with an inner circumferential surface of the stimulation reaction tank to move up and down inside the stimulation reaction tank;
    상기 자극반응 탱크 내부로 용액을 주입하거나, 상기 자극반응 탱크 내부의 용액을 흡입하여 배출시키는 펌프; 및A pump for injecting a solution into the stimulation tank or sucking and discharging the solution in the stimulation tank; And
    상기 자극반응 탱크 내부에 수용되는 탄성체 고분자 비드를 포함하고,An elastic polymer bead accommodated in the stimulation tank;
    상기 자극기 헤드에는 상기 용액이 투과되는 노즐이 연결되는 것을 특징으로 하는 미세조류 세포 자극 장치.The stimulator head is a microalgae cell stimulation device, characterized in that the nozzle through which the solution is connected.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 자극기 헤드에는 상기 자극반응 탱크 내부로 세포가 주입되도록 하는 주입구가 구비된 것을 특징으로 하는 미세조류 세포 자극 장치.The stimulator head is a microalgae cell stimulation device, characterized in that the injection port is provided to inject the cells into the stimulation reaction tank.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 펌프에 연결되고, 내부로 상기 용액이 흐르는 관; 및A tube connected to the pump and in which the solution flows; And
    상기 노즐은 일측이 상기 자극반응 탱크를 향하는 상기 관의 일단에 결합되고, 관에 결합되지 않은 타측이 자극기 헤드가 상승된 상태에서 자극기 헤드에 연결되는 것을 특징으로 하는 미세조류 세포 자극 장치.The nozzle is one side is coupled to one end of the tube facing the stimulation reaction tank, the other side that is not coupled to the tube is connected to the stimulator head, the microalgal cell stimulator, characterized in that the stimulator head is raised.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 펌프에 의해 상기 자극반응 탱크로부터 배출되거나, 상기 자극반응 탱크로 공급되는 용액이 저장되는 공급 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 세포 자극 장치.The microalgae cell stimulation apparatus further comprises a supply tank for storing a solution discharged from the stimulation reaction tank by the pump, or supplied to the stimulation reaction tank.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    필터의 공극 크기는 800㎛~1200㎛인 것을 특징으로 하는 세포 자극 장치.Cell stimulation apparatus, characterized in that the pore size of the filter is 800㎛ ~ 1200㎛.
  6. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    노즐의 공극 크기는 3㎛~10㎛ 인 것을 특징으로 하는 세포 자극 장치.The pore size of the nozzle is a cell stimulation device, characterized in that 3㎛ ~ 10㎛.
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 탄성체 고분자 비드는 폴리(L-락트산-co-ε-카프로락톤)(Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone)), 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리(D,L-락트산-co-글리콜산)(poly(D,L-lactide-coglycolide)), 폴리(카프로락톤), 디올/디애시드계 지방족 폴리에스테르, 폴리에스테르-아미드/폴리에스테르-우레탄, 폴리우레탄, 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide), 폴리(발레로락톤), 폴리(하이드록시부티레이트), 폴리(하이드록시 발러레이트), 키토산, 키틴, 알긴산, 콜라겐, 젤라틴 및 히알루론산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 미세조류 세포 자극 장치.The elastomeric polymer beads may be poly (L-lactide-co-ε-caprolactone) (Poly (L-lactide-co-ε-caprolactone)), polylactic acid (PLA), polyglycolic acid (PGA), poly (D, L-lactic acid-co-glycolic acid) (poly (D, L-lactide-coglycolide)), poly (caprolactone), diol / diacid based aliphatic polyester, polyester-amide / polyester-urethane, polyurethane, At least one member selected from the group consisting of polyethylene oxide, poly (valerolactone), poly (hydroxybutyrate), poly (hydroxy valerate), chitosan, chitin, alginic acid, collagen, gelatin and hyaluronic acid Microalgae cell stimulation apparatus.
  8. 제7항에 있어서, 상기 폴리우레탄 비드는 폴리우레탄을 10~50%(w/v) 농도로 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 세포 자극 장치.The microalgal cell stimulation apparatus according to claim 7, wherein the polyurethane bead comprises polyurethane at a concentration of 10 to 50% (w / v).
  9. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 미세조류는 클라미도모나스 속(Chlamydomonas sp.)인 것을 특징으로 하는 미세조류 세포 자극 장치.The microalgae is a genus Chlamydomonas sp .
  10. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 클라미도모나스 속은 클라미도모나스 라인하르티(Chlamydomonas reinhardtii), 클라미도모나스 카다타(Chlamydomonas caudate), 클라미도모나스 모에우시(Chlamydomonas moewusii), 클라미도모나스 니바리스(Chlamydomonas nivalis) 및 클라미도모나스 오보이대(Chlamydomonas ovoidae)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 미세조류 세포 자극 장치.The genus Chlamydomonas Reinhardtii ( Chlamydomonas reinhardtii ), Chlamydomonas caudate , Chlamydomonas moewusii , Chlamydomonas nibaris ( Chlamydomonas nivalis ) and Chlamydomonas nivalis ( Chlamydomonas ovoidae ), characterized in that at least one selected from the group consisting of microalgae cell stimulation device.
  11. (a) 제1항의 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 이용하여 탄성체 고분자 비드를 압축하는 단계;(a) compressing the elastomeric polymer beads using the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus of claim 1;
    (b) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 주입구에 미세조류의 세포를 주입하는 단계;(b) injecting the microalgal cells into the inlet of the microalgal cell stimulation device;
    (c) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 상승 작용시킨 후 탄성체 고분자 비드가 복원되면서 미세조류 세포에 기계적 자극을 주는 단계; 및(c) synergizing the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus and then applying mechanical stimulation to the microalgal cells while restoring the elastomeric polymer beads; And
    (d) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 필터를 개방하고 자극기를 하강 작용시킨 후 회수 탱크에 상기 미세조류 세포를 회수하는 단계;를 포함하는 미세조류의 지질 생산 증대 방법.(d) recovering the microalgae cells in a recovery tank after opening the filter of the microalgae cell stimulation device and lowering the stimulator.
  12. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 (a)의 압축은 1 내지 48시간 가하는 것을 특징으로 하는, 미세조류의 지질 생산 증대 방법.The compression of (a) is characterized in that the addition of 1 to 48 hours, a method for increasing lipid production of microalgae.
  13. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 (a)의 탄성체 고분자 비드는 폴리우레탄 비드인 것을 특징으로 하는, 미세조류의 지질 생산 증대 방법.The elastic polymer beads of (a) are polyurethane beads, characterized in that the lipid production of microalgae.
  14. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 미세조류는 클라미도모나스 속(Chlamydomonas sp.)인 것을 특징으로 하는, 미세조류의 지질 생산 증대 방법.The microalgae is a genus Chlamydomonas sp. , Characterized in that the lipid production of microalgae.
  15. 제14항에 있어서,The method of claim 14,
    상기 클라미도모나스 속은 클라미도모나스 라인하르티(Chlamydomonas reinhardtii), 클라미도모나스 카다타(Chlamydomonas caudate), 클라미도모나스 모에우시(Chlamydomonas moewusii), 클라미도모나스 니바리스(Chlamydomonas nivalis) 및 클라미도모나스 오보이대(Chlamydomonas ovoidae)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 미세조류의 지질 생산 증대 방법.The genus Chlamydomonas Reinhardtii ( Chlamydomonas reinhardtii ), Chlamydomonas caudate , Chlamydomonas moewusii , Chlamydomonas nibaris ( Chlamydomonas nivalis ) and Chlamydomonas nivalis ( Chlamydomonas ovoidae ) characterized in that at least one member selected from the group consisting of, a method for increasing lipid production of microalgae.
  16. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 지질은 포화 또는 불포화 지방산인 것을 특징으로 하는, 미세조류의 지질 생산 증대 방법.The lipid is a saturated or unsaturated fatty acid, characterized in that the lipid production of microalgae.
  17. 제16항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 포화 또는 불포화 지방산은 C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 및 C29으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 사슬 길이를 갖는 지방산인 것을 특징으로 하는, 미세조류의 지질 생산 증대 방법.The saturated or unsaturated fatty acid is a fatty acid having at least one chain length selected from the group consisting of C14, C16, C18, C20, C21, C24, C27, C28 and C29, lipid production of microalgae.
  18. (a) 제1항의 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 이용하여 탄성체 고분자 비드를 압축하는 단계;(a) compressing the elastomeric polymer beads using the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus of claim 1;
    (b) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 주입구에 미세조류의 세포를 주입하는 단계;(b) injecting the microalgal cells into the inlet of the microalgal cell stimulation device;
    (c) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 자극기를 상승 작용시킨 후 탄성체 고분자 비드가 복원되면서 미세조류 세포에 기계적 자극을 주는 단계; 및(c) synergizing the stimulator of the microalgal cell stimulation apparatus and then applying mechanical stimulation to the microalgal cells while restoring the elastomeric polymer beads; And
    (d) 상기 미세조류 세포 자극 장치의 필터를 개방하고 자극기를 하강 작용시킨 후 회수 탱크에 상기 미세조류 세포를 회수하는 단계;를 포함하는 지질 생산이 증대된 미세조류의 제조 방법.and (d) recovering the microalgae cells in a recovery tank after opening the filter of the microalgae cell stimulation device and lowering the stimulator.
  19. 제18항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 미세조류는 비편모조류화(deflagellation)된 것을 특징으로 하는, 지질 생산이 증대된 미세조류의 제조 방법.The microalgae is characterized in that the deflagellation (deflagellation), the production method of microalgae with increased lipid production.
  20. 제18항의 제조 방법으로 지질 생산이 증대된 미세조류.Microalgae with increased lipid production by the method of claim 18.
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