Saccharomyces cerevisiae 탐침이 장착된 원자힘 현미경(AFM)을 이용한 미생물의 막 표면 부착력 측정

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 26권 / 7호 / 778 ~ 783페이지
· 저자명 : 강석태, 에릭, 최희철

초록

본 연구에서는 막 표면에서 발생하는 생물학적 막오염 현상에 대한 정량적인 해석을 위해 미생물 탐침 (bio-probe tip)이 장착된 원자힘 현미경(AFM)을 이용하여 막 표면의 수 십～수 백 나노미터 범위에서 작용하는 작용력을 측정하였다. 실험에 사용된 미생물은 비교적 균일한 크기를 가지는 S. cerevisiae로 0.32 N/m의 silicon nitride 재질의 캔틸레버에 부착되어 pH, 이온농도 및 막 종류에 따른 거리-힘 사이의 관계를 측정하였다. 실험결과, 낮은 pH에서 음전하를 띠는 작용기의 치환 및 안정화로 인해 제타전위가 감소하였고, 이로 인해 정전기적인 반발력이 감소하여 부착력의 크기가 pH 3.5에서 약 4.23 nN으로 증가하였다. 아울러 용액 내 NaCl 농도가 1mM에서 100 mM로 높아짐에 따라 정전기적 반발력 감소로 인해 막과 S. cerevisiae 사이의 부착력의 크기가 0.8nN에서 2.5 nN으로 증가하였다. 친수성 막이 10 mM NaCl 용액 내에서 약한 반발력 (MX500) 및 2.2 nN (MX50)의 비교적 약한 부착력을 나타낸 반면, 같은 조건에서 소수성의 EW 막은 18.5 nN의 부착력을 나타내어, 미생물의 부착현상에 대한 막의 소수성/친수성 특성에 따른 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 볼 때, 낮은 pH 및 높은 이온강도, 소수성 막을 이용한 막공정은 매우 빠른 생물학적 막오염 현상을 유발할 것으로 판단되었다.

참고자료

· 없음