Anti-obesity and hypocholesterolemic effects of ginger extract in high-fat diet induced obese rats

본 연구는 생강 추출물이 고지방식이로 유도된 비만 Sprague-Dawley (SD) 쥐에서 비만과 고콜레스테롤혈증에 미치는 효과를 평가하고자 수행되었다. 3주령의 SD 수컷 흰쥐를 네 개의 군으로 나누어 각각 일반식이 (NOR), 45% 고지방식이 (HF), 고지방식이에 0.25% 생강 추출물 첨가한 식이 (GEL) 그리고 고지방식이에 0.5% 생강 추출물을 첨가한 식이 (GEH)를 총 14주간 공급하였다. 체중, 간, 신장 및 부고환 지방조직 무게와 식이 및 에너지 섭취량을 측정하였고 혈액, 간 및 변 지질 농도를 분석하였다. 미토콘드리아의 크기와 개수를 확인하기 위해서 갈색지방조직과 근육에서 전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 실험 결과, GEH군에서는 체중 증가량 및 신장주변지방이 HF군에 비해 유의적으로 낮아졌고, 혈중 중성지방, 총 콜레스테롤 그리고 LDL-콜레스테롤의 양이 유의적으로 감소하였으며, HDL-콜레스테롤의 양은 유의적으로 증가하였다 (P < 0.05). 또한 GEH군에서는 변으로 배출된 총 콜레스테롤 함량이 HF군보다 유의적으로 증가하였다 (P <0.05). 전자현미경 분석 결과, 갈색지방조직과 근육에서 생강추출물 섭취군이 HF군에 비해 미토콘드리아의 개수와 크기가 증가하였다. 이러한 결과들은 생강 추출물의 섭취가 에내 미토콘드리아 수를 증가시키고 혈중 HDL-콜레스테롤 수준을 증가시키고 LDL-콜레스테롤 수준을 감소시키면서 비만과 심혈관계질환을 예방할 수 있는 가능성을 제시한다. 특히, 본 연구에서는 근육에서 미토콘드리아 생합성에 중요한 역할을 하는 유전자인 PGC-1α, 간에서 HDL 생성에 관여하는 유전자인 ApoA-1 과 LCAT, 그리고 간에서 콜레스테롤 대사를 조절하는 유전자인 CYP7A1의 발현 정도를 측정하여 생강추출물이 비만과 고콜레스테롤혈증에 관여하는 메커니즘을 알아보고자 하였다. 근육조직의 PGC-1α의 발현은 GEH군에서 HF군에 비해 유의적으로 증가하였다 (P < 0.05). 간조직에서는 HDL 단백질의 70%를 차지하고 있는 ApoA-1, HDL의 성숙을 돕는 LCAT, 그리고 콜레스테롤을 답즙산으로 전환시켜 체내로 배출하는 효소로 알려진 CYP7A1과 의 유전자 발현은 GEH군에서 HF군에 비해 유의적으로 증가하였다 (P <0.05). 본 연구의 결과들을 종합하여 볼 때, 생강 추출물의 섭취는 미토콘드리아 합성을 증가시킴으로써 항비만 효과를 나타내고, 간에서 HDL 형성을 증가시키고 변으로 콜레스테롤의 배출을 증가시킴으로써 고콜레스테롤혈증을 개선하는 효과가 있을 것으로 사료된다.;The aim of the present study was to investigate the anti-obesity and hypocholesterolemic effects of ginger extract in high-fat diet induced obese rats. Dietary ginger extract significantly reduced body weight and epididymal adipose tissue mass after 14 weeks of experimental period. In ginger treated group, serum triglyceride, cholesterol and low-density lipoprotein cholesterol were significantly reduced, whereas high-density lipoprotein cholesterol was significantly increased. Moreover, fecal cholesterol excretion level was significantly increased with the supplementation of ginger extract. Dietary ginger extract increased the mitochondrial size and number in muscle and this increase was related to the up-regulated mRNA expression of PGC-1α. Also, the mRNA expression of ApoA-1, LCAT and CYP7A1 was elevated in the liver. These results suggest that dietary ginger extract might have anti-obesity effect via stimulating muscular mitochondrial biogenesis, and hypocholesterolemic effect via increasing fecal cholesterol excretion and elevating hepatic HDL formation.Ⅰ. Introduction 1 Ⅱ. Materials and Methods 6 A. Preparation of test materials 6 B. Experimental animals and diets 6 C. Collection of feces, serum and tissues 9 D. Biochemical analysis 9 1. Serum analysis 9 2. Hepatic lipid analysis 10 3. Fecal lipid analysis 11 E. Electron microscopic analysis 12 F. Gene expression analysis 12 1. Isolation of total liver and muscle RNA 12 2. cDNA synthesis 14 3. Real-time polymerase chain reaction (PCR) 14 G. Statistical analysis 17 Ⅲ. Results 18 A. Body weight and body weight change 18 B. Food intake, energy intake and energy efficiency 21 C. Tissue weights 23 D. Liver toxicity parameters 25 E. Serum lipid profiles and atherogenic index 27 F. Hepatic lipid profiles 29 G. Fecal lipid profiles 31 H. Mitochondria in the brown adipose tissue and muscle 33 I. Gene expressions 36 1. Mitochondrial biogenesis related gene expression in the muscle 36 2. HDL formation related gene expressions in the liver 38 3. Cholesterol metabolism related gene expression in the liver 40 Ⅳ. Discussion 42 Ⅴ. References 51 Appendices 59 국문초록 6

R 기반 센서 데이터 분석 라이브러리 설계 및 구현

A vast amount of data has been generated by developing information technology and wireless internet. Most electronic devices include sensors which generates various data. These data can be used to provide useful information in real-time. Furthermore, we can obtain useful knowledge by analyzing accumulated sensor data. The weather center is a representative case. Development and dissemination of device control boards provide an environment to collect sensor data. By using a device control board and database tool, we can construct a database which includes various sensor data. These accumulated sensor data can be used for data mining. However, these tools are difficult and complicated to utilize by beginners. Furthermore, data analysis needs hard coding to implement various algorithms. To consider these issues, our goal is constructing a library to collect and analyze sensor data. By constructing modules for each sensor, we provide convenience for data collection step. For the data analysis step, we reduced the number of function arguments (which are used in function call) for simplification. To construct a more understandable library, we defined function names as general words. The sensor data collection part is constructed based on the C programming language, and the sensor data analysis part is constructed using the R programming language.;정보 기술과 무선 인터넷 기술의 발달로 여러 분야에서 다양한 데이터들이 생성되고 있다. 자동차, 스마트폰, 에어컨, TV 등 주변에 많은 장치들이 다양한 센서들을 포함하고 있고, 센서 데이터들을 활용하면 실시간으로 사용자들에게 유용한 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 데이터들은 그 자체로도 사용자들에게 실시간 정보를 제공해 준다는 측면에서 장점이 있지만, 데이터를 축적하고 분석하게 되면 더욱더 다양한 정보를 추출할 수 있다. 오랜 기간 축적된 데이터를 분석하여 향후 날씨를 예측하고 기상 정보를 제공하는 기상청의 경우가 대표적인 예라고 할 수 있다. 또 아두이노와 라즈베리파이 같은 보드들의 발달과 보급으로 손쉽게 다양한 센서를 직접 테스트할 수 있는 환경이 구축되었으며, MySQL과 같은 데이터베이스 활용 도구를 연동하여 활용하면 센서 데이터를 직접 수집할 수 있다. 이렇게 직접 수집한 데이터들은 다양한 연구를 위해 사용될 수 있으며, 데이터 마이닝의 데이터로써 유용하게 활용될 수 있다. 하지만 보드를 이용한 데이터 수집에는 컴퓨터 관련 전공자가 아니거나 처음 접해보는 경우 사용하는 데 있어서 많은 어려움이 있으며, 또 데이터를 수집하더라도 전문적인 지식이 부족하거나 경험이 없으면 데이터 분석 및 시각화를 하는데 어려움이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 보완하고자 센서 데이터 수집 및 분석을 위한 라이브러리 구축을 목표로 한다. 데이터 수집 과정을 간소화하기 위해 각 센서 별로 모듈을 구축하였고, 간단하게 원하는 센서를 호출하면 데이터 수집이 가능하게 설계하였다. 또 데이터 분석 및 시각화 과정에서는 사용자가 직관적으로 이해할 수 있는 함수의 이름을 사용하여 함수를 정의하고, 함수에 들어가는 인자들을 간소화하여, 최소한의 정보로 데이터 분석 및 시각화를 가능하도록 설계하였다. 센서 데이터 수집은 C 언어를 기반으로 구축하였으며, 데이터 분석 및 시각화 과정을 R 프로그래밍언어를 기반으로 구축하였다.Ⅰ. 서론 1 Ⅱ. 관련 연구 및 관련 기술 6 A. 센서 데이터 기반 연구 6 B. 데이터 마이닝의 활용 분야 7 C. 스트리밍 데이터 처리 8 D. R 프로그래밍을 사용한 관련 연구 9 Ⅲ. R 프로그래밍을 기반으로 한 센서 데이터 처리 라이브러리 11 A. 센서 데이터 전처리 모듈 13 B. 데이터베이스 서버 16 C. 실시간 이벤트 처리 17 D. 데이터 분석 모듈 17 Ⅳ. 적용 및 구현 환경 20 A. 센서 데이터 21 B. 센서 데이터 전처리 모듈 23 C. 데이터베이스 서버 28 D. 실시간 이벤트 처리 30 E. 데이터 분석 모듈 32 Ⅴ. 라이브러리 평가 및 분석 49 A. 라이브러리를 이용한 응용구축 활용성 분석 49 B. 라이브러리의 이용 편의성 분석 59 Ⅵ. 결론 및 향후 연구 64 참고문헌 6

(The) design of an educational environment as a true learning environment

본 연구는 우리 나라 교육 환경의 문제점들의 해결 방안으로 열린교육을 위한 새로운 개념의 학습환경으로서의 초등학교 디자인에 관한 연구이다. 본 연구자는 현재 우리 나라의 초등학교 사례들을 조사하여 문제점 등을 발견, 분석하고 학교의 주요 구성원인 학생과 교사 그리고 학부모의 행태와 열린교육 프로그램을 중심으로 그 해결 방안을 모색 하고자 한다. 본 연구는 열린교육의 의미와 목적, 그리고 열린교육 실시를 위한 교육 방법에 대하여 구체적으로 조사하고 그에 부합하는 진정한 학습의 의미로서의 교육환경의 디자인 계획을 제시하고자 한다. 진정한 의미로서의 학습이란 열린교육이 가진 의미로서 학생 개개인의 인격 존중을 바탕으로 그들이 가진 특별한 개성, 그리고 각각의 잠재 능력을 최대한 효과적으로 학생 스스로가 주체가 되어서 끌어 낼 수 있는 환경을 의미한다. 여기에서의 환경이란 학교의 물리적인 환경만을 의미하는 것이 아니고 학생이 경험하는 모든 정신적, 사회적, 물리적 상황을 의미 한다. 우리 나라는 현재 교육환경에서 많은 어려움과 문제들을 가지고 있다. 주입식, 수동적 교육 방법과 획일화 된 환경의 모습으로 인해 학생들의 개성과 잠재 능력을 효과적으로 끌어내지 못하고 있으며 학생들로 하여금 학교는 어렵고 무서우며 항상 같은 모습의 의무적인 학습을 위한 공간으로만 여겨지고 있다. 따라서 학생들은 학교를 자신의 의지대로 배우고자하는 욕구와 사회생활의 시초인 학교에서 얻어지는 즐거움을 위해서가 아닌 강제의 보이지 않는 강요와 의무에 의해서 찾게되는 공간으로 여겨질 뿐이다. 또한 새로이 실시되는 참된 교육으로서의 학습을 위한 열린교육 방법 실행을 위한 체계적이고 실질적인 공간, 환경 구성을 하지 않은 상태에서 주먹구구식의 열린교육 방법을 진행하고 있는 것이 현재 우리 나라가 가진 교육환경의 모습이다. 이러한 문제점들의 해결 방안 제시를 위하여 본 연구는 다음과 같은 과정으로 진행된다. 1장에서는 학습환경(Learning Environment)으로서의 교육환경이 가지는 연구 가치와 범위 및 방향에 대해서 제시한다. 2장에서는 새로운 교육환경의 개념과 디자인을 위한 이론적 배경을 알아보고 그에 따른 열린교육의 개념과 목적, 의미에 부합하는 열린교육 방법과 공간별 유형, 특성을 조사, 분석한다. 3장에서는 현재 우리 나라 학교 교육 공간에서 나타나는 문제점을 사례 조사를 통하여 알아보고 그 해결 방안을 연구, 계획한다. 4장에서는 디자인을 위한 프로그래밍 단계로서 대상지의 설정과 그 대상지의 현황을 조사, 분석하고 공간 이용자 구성 및 구성원간의 요구 사항들에 대해서 알아본다. 5장에서는 실질적인 디자인 단계로서 목적별 공간 구성 계획 및 디자인 원리와 적용, 그리고 최종 디자인 단계를 통하여 본 연구의 목적에 맞는 새로운 개념의 학습환경(Learning Environment)으로서의 교육환경디자인 계획을 제시한다. 6장에서는 위에서 언급한 과정을 통해 나온 교육환경디자인 계획에 대한 평가를 내리고 그 과정을 통해 내린 결과와 의의를 정리한다.;Economically advanced countries have long been placing immense efforts in the reform of education policy and the educational environment to enact these policies for many years. In order to understand these reforms, we must first ask, "what has been the fundamental driving force behind these nationwide efforts?" The answer is not a complicated one. It is that these countries have wholeheartedly embraced the simple idea that our future lies in the hands of our children and that they possess an incredible strength and influence that is too often forgotten. Children are integral members of our society that will play the leading role in the change and advancement of our future society. In this regard, the educational environment and the influence it has on the perception-building of our chlidren is indeed powerful. Thus, it can be said that education by itself will determine the future of a nation which in turn has resulted in these educational environment reforms carried out by every advanced country. It is a fallacy to believe that adolescent education can be comprised merely through textbooks and the occasional stern discipline given out by teachers. Children by nature obtain their knowledge and acceptance of social norms from the environments that they encounter through their own personal experiences and from the society that they are a member of as a whole. Furthermore, amongst the various external environments and experiences that our children encounter, the educational environment is by far the largest portion in terms of time and the most influential environment of them all. Not only that, it can be said that the primary level is the most basic and representative of this thought. Whether it by personal choice or by external forces, children on average spend anywhere from four to eight hours within the walls of a primary school. Within these walls, Korea's educational environment and system have been developing at a snail pace since the input-oriented one-way education of the 70s. There have been, of course, many efforts since 1993 when education reform had become a hot topic and attempts to develop an open education system brought some change. This, however, amounted to nothing more than supplying some new educational material and tools within the same classroom format. In other words, it was by no means a complete and comprehensive educational reform that truly brought with it constructive change and development. By definition, "Open Education" should create an environment through an assortment of education resources that is focused more on learning rather than teaching, and on the needs of the student rather than the teacher. In this spirit, each student should be able to select the most optimum method of learning for themselves and thus given the opportunity to discover their own hidden abilities and interests. In Korea, there have been many attempts to establish this school of thought with disappointing results and with large amounts of criticism. The reason for this has been that Korea is still in a transition period regarding open education and the changes have been limited to partial changes in policy, textbooks, and teaching methods. It is unlikely that these half-hearted efforts will bring about the true development of Korea's educational environment. In other words, the time has come for Korea to create an educational environment that has not been built from the perspective of adults for adults, but rather from a perspective from the students. This paper studies the basic philosophy and characteristics of "Open Education" while identifying the current issues and key problems faced today. Furthermore, recommendations to resolve these problems are presented based on the steps outlined below of developing a new learning environment concept and the required educational environment design elements for that concept. Chapter 1 presents the research value of leaning environments while defining the scope and direction of the study. Chapter 2 explores the theoretical background of a new educational environment and the concepts and objectives behind it. The chapter further presents the methodology of open education with comparisons and analysis of different types and characteristic of space used in this form of education. Chapter 3 presents the current status and key issues of Korea's educational environment through case examples and provides a deeper analysis into potential recommendations and the implementation plan to resolve these problems. Chapter 4 explains the design programming stage that involves the selection and analysis of the current situation of the selected site and it surroundings. It further presents research on the composition of the users of the space and the needs of the users within this space. Finally, it presents the design concepts of order, organization, freedom and flexibility through a space designed to live up to the standards of true open education. Chapter 5 presents key next steps for further development of this study while summarizing key learnings through a self-evaluation of educational environment presented above.논문개요 = ⅶ 1. 서론 = 1 1.1 연구의 필요성 및 목적 = 1 1.2 연구의 범위 및 방법 = 2 2. 이론적 배경 = 3 2.1 열린교육의 개념 = 3 2.1.1 열린교육의 유래와 의미 = 3 2.1.2 열린교육의 정의 = 3 2.1.3 열린교육의 원리와 특징 = 7 2.2 열린교육의 시대적 고찰 = 13 2.2.1 철학적 배경 = 13 2.2.2 심리학적 배경 = 14 2.2.3 우리 나라 및 각 나라의 열린교육 성립배경과 특징 = 16 2.3 열린교육의 교육 환경 = 17 2.3.1 물리적 환격 = 18 2.3.2 인적 환경 = 20 2.4 열린교육의 학습체제 = 23 2.4.1 교육 목적 = 23 2.4.2 교육 방법 = 24 2.4.3 교육 평가 = 24 2.5 열린교육의 교육 방법과 공간별 유형 및 특성 = 26 3. 우리 나라 초등학교의 현황 조사 및 문제점과 대책 = 27 3.1 현재 우리 나짜 초등학교 사례조사 = 28 3.2 열린교육 방법과 그에 따르는 현 교육 환경의 문제점 = 32 4. 디자인 프로세스(Process) = 36 4.1 대상지 설정과 현황 = 37 4.2 공간 이용자 구성 및 구성원간의 요구사항 = 38 4.3 목적별 공간 구성 계획 = 40 4.3.1 학교건물 = 40 4.3.2 학교 내부 공간 = 40 4.3.3 공간 구성 계획도 = 45 4.4 디자인 개념 설정 = 45 4.4.1 디자인 개념(Concepts) = 45 4.4.2 디자인 원리 = 46 4.4.3 식재 설계원리 = 50 4.5 디자인 단계 = 54 4.6 최종 디자인 = 59 4.7 종합 및 평가 = 73 5. 결론 = 76 참고문헌 = 78 ABSTRACT = 8

세포 공동 배양 및 분석을 위한 이중 구조 미세 유체 플랫폼

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 기계항공공학부, 2016. 2. 전누리.In this thesis, we propose about designing new microfluidic device to culture microvessel in three-dimensional space and suggest methods to analyze microvessel behavior to external condition. The device have cell culture region both in horizontal and vertical direction providing in vivo like culture condition among cells. Mainly the devices are made in flexible polymer PDMS (polydimethylsiloxane) and composed with two-layered microchannel with thin porous membrane in between. Considering the pore size of the membrane is important because it can vary the aim of the experiment. The biggest advantage of two-layered microchannel with porous membrane is that the device can provide both isolated region and shared region in cell culture. Cells can be cultured independently in the isolated culture region while they can also share their secreting factors and even their exclusive functions through shared region. For these reasons, there are many researches and publishes dealing cell responses using this type of microfluidic device. However, there are also limitations in fabricating methodology to provide various applications so far. Here, we have designed two types of two-layered microfluidic culture platform which can be considered invaluable system for further experiment in the field of cell culture. Each platform have an individual aim respectively(1) Platform #1: we have established self-assembled microvessel network and analyzed microvessel damage by treating with toxic chemical(2) Platform #2: we have observed microvessel behavior by co-culturing with cancer spheroid. Both platforms provide chemical diffusion through porous membrane at the intersecting region of upper and lower microchannel. Cells in this region have more opportunity to be nourished with fresh media which have direct influence on cell viability. The platform #1, we have precisely aligned 0.4 μm porous polyester membrane in between the layered microchannel. Upper part microchannel is designed to culture and differentiate endothelial cells into microvessel. Once the microvessel is assembled and stabilized, toxic chemical – in this case low concentration of SDS (sodium dodecyl sulfate) – is introduced into lower part of the microchannel. As SDS molecule is tiny enough to penetrate through the porous membrane, the external side of the microvessel is exposed to the chemical instantly. According to the toxicity of the chemical, microvessel can be maintained or damaged gradually. By mixing fluorescent molecule with the chemical, we were able to observe the fluorescent molecule penetrate through microvessel wall which can be an indicator of considering vessel wall damage. The platform #2, we have observed microvessel behavior by co-culturing with cancer spheroid. The strong point of this platform is that we were able to culture μm sized microvessel and mm sized cancer spheroid at the same time while observing the blood vessel sprouts in vertical direction as well. In the paper, we present method steps to fabricate 200 μm sized pores in 75 μm thick PDMS membrane. This micro-pore can connect upper part and lower part and also guide microvessel to sprout towards the upper part. Upper part of the device is Ø6 mm open reservoir and lower part of the device is microchannel design to culture and differentiate endothelial cells into microvessel. During microvessel development, cancer spheroid is co-cultured in the upper part of the same device. As cancer spheroid secret plenty of growth factors to induce formation of the microvessel, we were able to observe thicker microvessel growth in the presence of cancer spheroid. With the platform #2, we also tested selective flow by flowing two types of fluorescent dye through upper and lower part of the device. As lower part is the region where the microvessel is assembled, dye introduced in lower part can flow through microvessel lumen while dye introduced in upper part can access through micropore to external side of the vessel. In this way, microvessel can experience different types of media supply at inner-and external side of the blood vessel barrier, which is usual condition for blood vessels in vivo. This condition realized in vitro is meaningful because selecting media is very important element to co-culture two types of different cells in one system. To conclude, in order to fully develop the in vitro culture condition close to in vivo, we need to consider not only the cell types but also the spatial relevance among them. Reminding that our designed platform provide horizontal and vertical co-culture, most of the three-dimensional culture condition can be demonstrated in the device. Our development enables to overcome the difficulties experienced so far with existing devices and offers opportunity to design various experimental concepts in the field of microfluidic bioengineering.the spatial relevance among cells 49 3.1.2 Tissue engineering and blood vessel 50 3.1.3 Blood vessel formation in microfluidic device 51 3.1.4 Aim of the device 52 3.2 Materials and Methods 55 3.2.1 Photolithography and soft lithography 55 3.2.2 Device design and fabrication 56 3.2.3 Cell culture 57 3.2.4 Culturing U87MG spheroid 58 3.2.5 Cell loading 58 3.2.6 Immunostaining 59 3.3 Results and Discussion 62 3.3.1 Microvessel formation in the open top microfluidic device 62 3.3.2 Microvessel formation according to channel width 64 3.3.3 Selective fluid delivery to intra- and extra-luminal side of the microvessel 66 3.3.4 Culturing cancer spheroid on top of the vascular network 73 3.3.5 Blood vessel recruitment 77 3.3.6 Vertical angiogenesis towards cancer spheroid 84 3.4 Conclusion 87 4.Micro Blood Vessel Module (μBVM) for Organ-on-a-Chip Applications 90 4.1 Introduction 90 4.1.1 Circulatory system and human-on-a-chip 90 4.1.2 Idea of hydrogel loop insert 91 4.1.3 Aim of the paper 92 4.2 Materials and Methods 93 4.2.1 Fabrication of the microchannel 93 4.2.2 Cell Culture 93 4.2.3 LF–hydrogel loop preparation 94 4.2.4 Live/dead assay 95 4.2.5 Preparation of µBVM 95 4.2.6 Immunostaining and imaging of the capillary 97 4.3 Results and Discussion 98 4.3.1 Loop–hydrogel culture of the lung fibroblast in µBVM 98 4.3.2 Verification of blood vessel formed in µBVM 100 4.3.3 Extended µBVM for Organ-on-a chip 103 4.4 Conclusion 105 5.Conclusion 106 6.Reference 109 국문초록 1141.Introduction 15 1.1 Microfluidics in cell biology 15 1.1.1 In vivo and in vitro cell culture 15 1.1.2 Microfluidics in cell biology 16 1.1.3 Organ-on-a-chip and importance of blood vessel 18 1.2 Aim of the paper 20 2.Platform #1 : Double-layered microfluidic device for chemical irritancy test 22 2.1 Introduction 22 2.1.1 Cosmetics and dermatology 22 2.1.2 Animal testing ban in cosmetic markets 23 2.1.3 Alternative testing tools and challenges 24 2.1.4 Aim of the paper 26 2.2 Materials and Methods 29 2.2.1 Photolithography and soft lithography 29 2.2.2 Device design and fabrication 30 2.2.3 Experiment set up 31 2.2.4 Cell culture 33 2.2.5 Nuclei staining 33 2.2.6 Chemical preparation 34 2.2.7 Imaging and data analysis 34 2.3 Results and Discussion 35 2.3.1 Perfusable microvessel formation in the device 35 2.3.2 FITC absolve and intensity difference 38 2.3.3 Effect of 1% SDS 40 2.3.4 Effect of SDS according to concentration 43 2.4 Conclusion 47 3.Platform #2 : Open top Two-layered Micropore Device to form Capillary Bed in vitro 49 3.1 Introduction 49 3.1.1 EmbryologyDocto

Multivariate analysis of methanogenic community structure in two-stage anaerobic digestion of swine wastewater

MasterLaboratory experiments were conducted to investigate two-stage anaerobic digestion of swine wastewater. In this study, the two-stage methanogenic reactor was operated by acidogenic reactor with HRT of 2 days and 50 oC and methanogenic reactor to vary hydraulic retention time (HRT) with 35 oC. In the optimized thermophilic-acidogenic stage throughout the entire experimental period, VS was reduced by 13.8% (±1.6%)however, COD hardly decreased because of the thermophilic hydrolysis of major organic materials, such as carbohydrates, proteins, and lipids, without any significant consumption of volatile fatty acids (VFAs). In the methanogenic stage, COD was reduced by 65.8 (±1.1)% compared to a 47.4 (±2.9)% reduction in VS reduction efficiency, indicating the gradual increase in methane production and the gradual decrease in methane yield during a HRT between 25 and 10 days. This was probably due to the fact that methanogens consume a substantial amount of the VFAs produced as a result of the degradation of major organic materials by bacteria.Change of methanogen community, associated with changes in chemical profiles, was investigated and monitored by quantitative real-time PCR (QPCR) based on archaeal denaruting gel gradient electrophoresis (DGGE). Methanoculleus bourgnesis, belonging to Mehtanomicrobiales (MMB) was predominant during a HRT between 25 and 10 days, while Methanobrevibacter sp. AbM4, belonging to Methanobacteriales (MBT) was predominant during a HRT between 10 and 5 days. Overall 16S rRNA gene concentration also gradually decreased with decline of HRT. In order to understand correlation between methanogen community and environmental variables, redundancy analysis (RDA) was conducted by software CANOCO 4.5.A 20 m3 pilot-scale two-stage anaerobic reactor was operated in continuously for 70 days. The plant was seeded with mesophilic anaerobic sludge (Chemical Oxygen Demand (COD), 12.44 g/L) obtained from a full-scale treatment plant for municipal wastewater treatment. During the start-up period for 15days, the flow rate in reactor was kept increasing from HRT of 50 to 20 days. Although COD and VS residual concentration was already constant at average 54.4 (±3.8) g/L and 24.8 (±2.2)g/L, biogas production has still increased from 3.3 to 11.7 m3/m3/d

On an irreducible plane curve of low degree

Thesis (master`s)--서울대학교 대학원 :수학과,1997.Maste

Design and Engineering of Microfluidic Platform for Mechanotransduction

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 기계항공공학부, 2012. 2. 전누리.In natural living cells, they are exposed to physical stresses in most of their times. They constantly reconstitute themselves by activating their complex intra-cellular signaling pathways to adjust to those rapid changing situations. Studies to clarify the phenomena of cells under physical stress which is called mechanotransduction are covered generally in the various fields of biology. These efforts of researches eventually present fundamental backgrounds for studying the reason of related disease and developing new drugs. In this paper, we introduce the microfluidic platform to deliver physical stress to cells. The device is installed with cell culture chamber and pneumatically operated valve. Cell culture chamber layer is under the air channel layer while these two are isolated with thin flexible membrane (~100 μm). When air-pressure is loaded to air-channel, the channel expands deforming thin membrane which works as a valve. Consequently this valve transports pressure to cells underlying beneath the membrane. Three individual experiments were processed to prove the potential use of the device. We ultimately expect this device to bring out meaningful results from cells dedicating as a new biological tool for the study of mechanotransduction.세포는 생존에 있어 항상성을 유지하기 위해 다양한 외부 환경 변화에 반응하며 적응한다. 온도, 산성도, 삼투압, 팽창과 수축 등 복합적이고 때로는 혹독한 환경에 노출되기도 하는데 이러한 외적 자극에 의해 세포는 복잡한 세포 내 신호전달을 발생시킨다. 그 결과 주어진 자극에 적절한 반응을 보이며 변화하는 환경에 적응하게 된다. 이처럼 물리적인 외부 자극이 세포 내에서 화학적인 신호전달로서 나타나는 것을 역학전이 (mechanotransduction) 라고 하는데, 역학전이에 의한 신호전달경로는 그 가지가 다양하고 복잡하며 유기적으로 연관되어 있기 때문에 명확한 분석이 어렵고 기술적 한계로 오늘날 까지도 밝혀지지 않은 관계가 있는 실정이다. 주어진 자극에 의한 세포 내 신호전달경로의 관계를 밝히는 것은 결국 관련 질병의 원인 이해와 의약품 개발에 근본적인 자료가 될 수 있다. 따라서 본 석사논문에서는 공학적 기술인 미세유체소자 (microfluidics) 를 도입하여 기존에 어려웠던 생물학적 실험과 분석에 새로운 플랫폼을 제시하고자 한다. 본 논문에서는 미세유체소자를 사용하여 압력으로 인한 자극에 나타나는 세포의 반응을 분석하는 데 도움을 줄 수 있는 장치를 소개한다. 동전 정도 크기의 장치 안에 세포배양 층과 그 위에 공기채널 층이 있는데 두 층은 100 μm 이하의 얇은 PDMS 막으로 분리되어 있다. 공기채널에 공압이 걸리게 되면 폐쇄된 채널은 팽창하게 되는데 이 때 가장 얇은 PDMS 막 부위가 변형되어 아래의 세포배양 층을 짓누르게 된다. 공압의 세기는 0 ~ 10 psi 로 컴퓨터를 통해 제어가 가능하여 세포배양 층에 원하는 세기의 자극을 전달 할 수 있도록 해준다. 본 논문에서는 세 개의 개별적인 실험을 통해 장치의 적용 가능성을 증명하였다; 첫 번째 실험은 외부 압력에 의해 발생하는 신경세포의 기능저하에 관하여 축색돌기의 반응 분석을 통해 장치의 가능성을 살펴보았다. 두 번째 실험은 효모가 압력에 의해 팽창될 때 나타나는 세포 내 신경전달경로를 분석하기 위한 툴로써의 적합성을 판단하였다. 마지막 실험은 바이오 연료의 원료가 되는 녹조류 (green algae) 의 지질 생산을 증가시키기 위한 장치로써 녹조류 배양 조건에서 압력이 주어졌을 때 스트레스로 인한 영향을 분석하였다. 개별적인 실험해 대한 결과 및 분석을 기술하였고 장치의 잠재성과 응용 가능성을 판단하였다. 본 장치는 세포를 배양하고 자극을 전달할 수 있는 기초적인 장치로써 적합한 조건을 가지고 있으나 현재까지는 생물학적으로 정확하고 의미 있는 필요를 충족시키기엔 추가적인 설계와 정밀한 제어가 요구된다. 논문에 기재된 실험에 대한 긍정적인 결과를 토대로 미래에 다양한 분야에서 활용될 수 있도록 본 장치의 발전을 기대하는 바이다.Maste

공급사슬통합과 제4자 물류

많은 기업들이 내부 프로세스를 효율화 하는 측면에서는 좋은 성과를 보이고 있으나 기업의 프로세스를 다른 기업과 공유하는 것에서는 아직까지 부족함이 많다. 기업 간 프로세스가 통합되지 않았기 때문에 많은 활동들이 중복된 결과를 가져온다. 이렇게 공급사슬의 통합이 이루어지지 않아 발생하는 비효율은 비록 눈에는 보이지 않지만 기업으로 하여금 많은 비용을 유발하게 한다. 또한 최근 들어 기업은 더 많은 기업과 함께 일을 하게 되면서 기업과 기업 간의 통합 즉, 공급사슬 통합이 더욱 중요한 요소가 되었다. 따라서 기업은 공급사슬통합에 대하여 보다 자세하게 이해하는 것이 필요하다고 볼 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 공급사슬 통합에 관하여 필요성, 장애물, 관리방법 등을 통해 보다 자세히 살펴보고, 최근 공급사슬 통합자로서의 역할이 기대되는 제4자 물류에 대해서 살펴봄으로써 효과적인 공급사슬통합의 과정을 제시하였다