합성생물학에서 여러 물질들이 섞여있는 것으로부터 순수한 물질을 추출하거나 다양한 용도로 물질을 만들어 내는 정유사의 석유정제와 유사한 방법으로 바이오매스(Biomass)를 처리하는 개념은 무엇인가요?
합성생물학
에너지, 석유대체 물질 및 고부가가치 대사산물을 대장균, 효모 등을 이용해 합성하는 데 적용될 수 있으며, 보다 장기적으로는 새로운 바이오 시스템 또는 인공생명체 설계 및 합성기술로 발전할 전망이다. 에너지 개발을 위한 슈퍼효소, 미생물을 이용한 초고감도 센서, 세포기능을 지시하는 유전자 논리회로 등 다양한 연구 분야에서 급속한 진전이 기대되고 있다. 특히 최근 들어서는 지구온난화와 화석자원의 고갈로 기존 산업체계에서 석유가 담당하던 역할을 재생 가능한 자원인 바이오매스로 대체하는 바이오 에너지 및 바이오 정제에 대한 관심이 높아지면서 합성생물학에 대한 관심도 더욱 높아지고 있다. 온난화 문제를 합성생물학이 완화시킬 수 있는지를 미국의 에너지국과 환경청은 모색 중이다. 
생물정제(Refinery)는 여러 물질들이 섞여있는 것으로부터 순수한 물질을 추출하거나 다양한 용도로 물질을 만들어 내는 정유사의 석유정제와 유사한 방법으로 바이오매스(Biomass)를 처리하는 개념이다. 정유사는 대략 1000가지 이상의 화합물들이 혼재되어 있는 석유에서 여러 가지 중요한 석유 화학 제품을 만들기 위한 순수한 원료들을 추출하고 이런 과정에서 휘발유, 등유, 디젤 등의 연료가 생산된다. 이 공정을 모방해서 바이오메스를 활용 가능한 화학물질을 정제하고 이 과정에서 에너지자원을 얻는 전환개념이 바로 생물정제이다. 생물정제에서는 하나의 바이오매스 공급 원료로부터 고부가가치 화학 물질을 순수하게 분지 정제해서 활용할 수 있을 뿐 아니라 가치는 조금 낮지만 많은 양을 얻어낼 수 있는 연료를 얻을 수도 있고, 전기에너지를 얻어서 판매하거나, 자체 내의 전력으로써 사용하는 등 다양한 공정으로 활용가능성이 열려있다.
유가급등과 석유자원 고갈, 그리고 기후변화에 따른 국제 환경규제로 인해 친환경 대체연료 사용을 확대하고자 이러한 에너지를 생산하는 합성미생물을 개발하는 연구가 주목을 받고 있다. 미국의 키슬링(Keasling)그룹을 비롯한 몇몇 그룹들이 수소가스를 대량으로 생산해낼 수 있는 미생물을 합성하는 생물학적 방법을 개발하려는 장기 프로젝트가 진행되고 있다. 이미 유전체를 화학적으로 합성하여 최소 유전체로만 이루어진 새로운 생명체를 만드는데 성공한 합성생물학의 선두 주자인 크레이그 벤터(J. Craig Venter)박사는 합성생물학을 통해 화석연료통 대신연료를 생산하는 미생물이 담긴 통을 장착한 자동차가 나옴으로써 유조선이 사라지는 세상이 올 것이며, 덩달아 지구온난화 문제도 해결될 것이라고 주장한다. 실제 미국 에너지 부 산하의 국가바이오에너지연구소(Joint BioEnergyInstitute, JBEI) 및 대표적인 바이오에너지 기업인 LS9사와 AMYRIS사 등은 합성미생물을 이용하여 에탄올, 디젤, 항공유 등을 생산하고 있으며 생산성을 높이는 단계에 있다.
백신에는 생백신(약독백신), 항원만을 분리 정제하여 만든 재조합 서브유닛 백신, 바이러스나 바이러스와 유사한 물질을 사용하는 바이러스 운반체를 사용하는 바이러스 백신, DNA백신이 있다. 이 중 합성생물학의 기술을 사용하여 생산이 가능한 DNA백신이 주목받고 있다. DNA백신은 쉽게 설계하고 품질이 우수하며 보존성 안전성이 우수하여 비용이 낮아 다양하게 활용되고 있다. 이 DNA백신은 다른 백신과 마찬가지로 체액 면역이나 세포내 면역을 유도할 수 있다. DNA가 세포 안으로 들어가 핵 안으로 들어가게 되면 mRNA가 만들어지고 이에 해당되는 단백질이 만들어지는데 단백질은 세포 내에서 파괴되어 일부는 바깥으로 분비되고 분비된 것은 B세포를 활성화 시켜 항체를 파괴하게 만들고 일부 부서진 조각들은 CTL과 같은 세포를 자극시켜서 세포 내 면역을 유도한다. 이는 임상, 면역, 치료에 사용된다. 감염성 질환이나, 암, 자가면역질환 또는 알러지에 사용되고 있다.
광합성
탄수화물은 다른 유기화합물을 만드는 데 쓰인다. 셀룰로스(cellulose), 지질(lipid), 아미노산의 전구물질로 사용되기도 하고 세포호흡(cellular respiration)의 연료로도 사용된다. 식물에서 저장된 에너지는 먹이 사슬을 통하여 이동한다. 세포호흡은 광합성과 반대로 포도당이나 다른 화합물을 산화하여 이산화탄소, 물, 화학 에너지를 생성한다. 하지만 광합성과 세포호흡은 반응이 일어나는 장소와 반응과정이 서로 다르다. 바이오메카트로닉스
바이오메카트로닉스는 다양한 학제간의 과학이 적용된 학문으로 기계적인 요소, 전자 공학 그리고 생물학적 유기체를 통합하기 위한 목적을 가지고 있다. 바이오메카트로닉스는 생물학, 기계공학 그리고 전자공학의 부분을 포함하고 있다. 그것은 또한 로봇공학과 신경과학의 학문 분야도 아우른다. 생분해성 고분자
생분해성 고분자(生分解性 高分子, , 는 이용 후에 화학적 분해가 가능한 이산화탄소, 질소, 물, 바이오매스, 무기염류등의 천연 부산물을 내놓는 고분자 종류의 하나이다. 합성가스
석탄에 고열을 가하면 고체, 액체, 기체 순서로 변하는데, 이렇게 만들어진 합성가스는 천연가스를 대체할 수 있다. 음성 합성
음성 합성(音聲合成, )은 말소리의 음파를 기계가 자동으로 만들어 내는 기술로, 간단히 말하면 모델로 선정된 한 사람의 말소리를 녹음하여 일정한 음성 단위로 분할한 다음, 부호를 붙여 합성기에 입력하였다가 지시에 따라 필요한 음성 단위만을 다시 합쳐 말소리를 인위로 만들어내는 기술이다. TTS(=Text-to-Speech)라고도 한다. 인공생명
전통적인 생물학의 연구가 살아있는 것들을 분석·분해하여 그것을 이루는 가장 작은 부분들로 설명하려는데 강조점을 둔다면, 인공생명의 관점은 컴퓨터나 다른 매체에서 생명과 유사한 과정이나 행동들을 합성·종합해내려고 시도한다. 인공생명은 인공생명의 단위에게 유전자를 합성하도록 함으로써 이 과정을 모방한다(예를 들어 MICROANTS 프로그램). 인공생명은 새로운 유전자 배열을 첨가할 수도 있다. 교차를 제외하면, 생물의 성은 유전자가 아닌 전염색체를 합성한다. 전형적인 유전자는 유전자 2만개를 가지고, 큰 유전자 블록이 한 단위로 유전된다. 그렇지만 인공생명 프로그램은 개별 유전자를 무작위로 선택할 수 있다. 또한 인공생명은 세 성, 네 성 혹은 더 일반적으로 n-성일 수 있다. 이것은 생물학적인 것을 뛰어넘는 모든 종류의 가능성을 연구하는 수단을 제공한다. 생물적 환경정화
생물적 환경정화는 많은 경제적/효율적 장점이 있으며, 중장비를 동원해야만 작업할 수 있는 지역에서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 원유 등의 탄화수소화합물이 누출되거나 염소를 포함한 화합물이 지하수를 오염시켰을 때, 적절한 오염 정화 생물을 이용하면 오염도를 장기간에 걸쳐 크게 줄일 수 있다. 이 방법은 일반적으로 땅을 파헤치는 등의 방법에 비해 훨씬 저렴하다. 또한, 오염된 지하수를 펌프로 퍼내서 정화시킬 필요성도 없다. 합성수
합성수(合成數, Composite Number)는 1과 자기 자신이 아닌 다른 자연수의 곱으로 나타낼 수 있는 자연수를 의미한다. 1보다 큰 모든 정수는 소수이거나 합성수이다. 합성생물학
합성생물학은 생명정보의 저장암호인 DNA를 읽는 기술과 DNA를 인공적으로 합성하는 유전자 재조합기술에서 시작되었고, 21세기를 맞아 유전공학의 급속한 발전과 유전자 조절 시스템 발명의 영향으로 합성생물학의 영역은 더욱 더 확장되고 있다. 바이오의약품
분자 생물학을 기반으로하는 의학 생물학은 예측, 진단 및 치료
를 위한 새로운 기술을 고안하는 특정 관점에서 분자의학를 개발하는 모든 문제를 인간 게놈, 전사체, 프로테옴, 생리학 및 대사체의 대규모 구조적 및 기능적 관계로 결합한다. 생물약제학적 분류체계
미국 식품의약국의 생물약제학적 분류체계(BCS, Biopharmaceutics Classification System)는 투과성과 용해도에 따라 약물을 분류하는 방법론이다. 아미돈(Amidon) 등의 핵심 아이디어를 기반으로한 BCS는 약물의 생체내(in vivo) 동태를 시험관내(in vitro) 투과성과 용해도의 측정값으로 예측하는 것이 목적이다. 생화학
생화학은 단백질, 탄수화물, 지질, 핵산과 같은 세포 구성물질의 구조와 기능에 중점을 두고 있다. 고전적이고 좁은 의미에서의 생화학은 특히 효소가 매개하는 반응과 그 산물에 대한 화학적 연구를 의미한다. 현대적 의미로는 생명현상을 매개하는 분자들에 대한 화학적 연구를 지칭한다.
고전적인 생화학 연구를 통해 사람들은 세포 내 물질대사과정에 대해서 상세한 정보를 얻고 해당작용이나 TCA회로와 같은 물질대사에 대한 폭넓은 이해를 얻게되었다. 최근의 연구 경향은 DNA, RNA, 단백질의 합성, 세포막과 물질수송 신호전달체계 등 세포 내에서 분자들의 모든 활동을 포함한다. 바이오의약품
생물 의학(生物醫學, Biomedicine)은 (즉,의학 생물학)은 생물학적 및 생리학적 원리를 임상 실습에 적용하는 의학의 한 분야이다. 이 분야는 특히 생물학과 생리학.
에 많이 관련이 있으며 건강과 생물학관련 분야에서 다른 범주와 관련 될 수 있다. 바이오의약품은 한 세기 이상동안 건강 시스템 분야에서 지배적인 영향력을 가졌다. 생물지구화학적 순환
생물지구화학적 순환(生物地球化學的循環)은 생태학과 지구 과학 분야에서 화학 원소나 분자가 지구의 생물권과 비생물권 (암권, 대기권, 수권)을 통해 움직이는 현상을 가리킨다. 영양의 순환이라 부르기도 한다. 원소는 재순환하지만 원소가 오랜 시간 동안 쌓이거나 (물이 바다나 호수에 모이는 것처럼) 한곳에 모여 있기도 한다. 이를테면 물은 늘 물의 순환을 통하여 순환한다. 물은 증발, 응축, 강수라는 과정을 거쳐 깨끗한 물이 되어 지구로 되돌아온다. 화학 원소, 화합물 등의 형태로 된 물질은 하나의 유기체에서 다른 유기체로 옮겨다니고 생물권의 일부에서 다른 곳으로 옮겨다니는데 이 모든 과정은 생물지구화학적 순환을 통하여 이루어진다. 유동 접촉 분해
촉매화 분해 공정은 원유를 제품화하는 데 있어서 가장 중요한 분해공정이다. 원유를 높은 온도의 탄화수소 입자들을 좀 더 가치있는 휘발유나 에틸렌계 가스 등의 제품으로 만드는 데 널리 쓰이고 있다. 옥탄 비율이 높은 가솔린을 만들기 위해서, 원유 탄화수소의 분해는 실제로 거의 완벽히 촉매 분해로 변환되는 열분해를 이용한다. 또한, 열분해로 만드는 것보다 좀 더 가치있는 에틸렌계의 가스제품을 만든다. 생물반응기
생물반응기에서 생장하는 유기물은 액체배지에 잠기거나 고체배지 표면에 부착할 수 있다. 배양액은 현탁화(suspension) 혹은 고정화(immmobilized)하는 것이 가능하다. 현탁화 배양기는 특수한 부착면이 필요하지 않고, 고정화 배양액에 비해 훨씬 많은 양을 운용할 수있다. 하지만, 연속식으로 운용되는 중에는 폐배양액이 제거될 때 유기물이 함께 제거된다. 생화학
생화학(生化學, )은 생물체의 구성 성분, 생물체 내에서의 생리 작용(生理作用, physiological function)을 화학적으로 분석하여 해명하고 생명현상을 화학적으로 연구하는 화학의 한 분야를 말한다. 생물화학이라고도 하지만 보통 줄여서 생화학이라고 한다. 회수육
육회수 또는 육회수 공정이란 뼈나 도체(屠體, 도살한 가축의 몸뚱이) 등에서 남은 살코기를 분리해내는 작업을 말한다. 육회수공정이라 하면 주로 공장식으로 운영되는 기계를 도입한 공정을 뜻하는 경우가 많다.
선진육회수(先進肉回收, )는 육회수공정의 하나로서 기계적인 공정과 수작업을 모두 포함하는데, 일반적으로는 기계적 공정을 의미한다. 미국 농무부 규정에 따라 용어가 의미하는 범위가 결정되기 때문에, 규정이 바뀌면 그 범위도 바뀐다. 미국 농무부는, AMR 기계가 살코기를 분리하기 위해 뼈를 갈거나, 부러뜨리거나, 분쇄하는 기능을 하지 못하도록 규제하고 있다. AMR은 본래 공정을 가리키는 말이지만, 이 공정을 통해 얻은 고기(선진회수육)을 AMR이라 부르기도 한다. 바이오센서
- 민감한 생물학적 요소, 생물학적으로 끌어낸 재료, 연구 중에 분석물질과 상호작용하는 생체모방 요소. 생물학적으로 민감한 요소들은 생물학적 공학기술로도 만들어낼 수 있다. 바이오시밀러
바이오시밀러의 경우 원래의 약과 동일한 공정으로 제조하지는 않으나 임상실험을 하여 혈액검사 결과 생물학적으로 거의 동일한 효과를 낼 경우 동등성인증을 받아 바이오시밀러로 인정된다. 동일하지는 않지만 비슷하다는 의미에서 시밀러(similar)라는 표현을 하게 되어 바이오시밀러(biosimilar)라고 말하는 것이다. 무기화학
무기화학(無機化學, Inorganic chemistry)은 화학에서 유기화학의 여집합의 개념으로 출발한 학문이다. 유기화학이 주로 탄소-수소 결합이 포함되어 있는 화합물의 화학을 다룬다고 한다면 무기화학은 전이 금속, 희토류 금속과 이의 유기 화합물과의 반응에 주로 초점이 맞추어진 학문이다. 이 분야는 유기 화학 물질을 포함하는 무수한 유기 화합물(대개 C-H결합 화합물)을 제외한 모든 화학 화합물을 포괄한다. 유기화학의 하위 학문과 겹치는 부분이 많기 때문에 두 학문사이의 절대적인 구별은 되지 않는다. 촉매, 재료 과학, 색소, 계면활성제, 코팅, 의약품, 연료 및 농업을 포함하는 화학 산업의 모든 측면에서 응용된다. 화학생물학
화학생물학(化學生物學, Chemical Biology)은 생명체나 생물학적 현상에 대하여 화학적 방법과 기술을 이용하여 접근하는 분야이다. Biology라는 말이 들어가기에 생물학의 한 분야라고 생각할 수 있지만, 기본적으로 화학에서 시작한 분야이기에 화학의 한 분야이다. 합성 화학적인 방법으로 화합물을 만들고, 생물학적인 환경을 조작하고 연구하고자 하는 데에 목적이 있다. 비슷한 화학의 분야로서 생화학(Biochemistry)가 있는데, 생화학은 생체 분자의 화학을 다룬다는 점에 있어서 약간 의미가 다르며 보다 생물학에 가까운 반면에, 화학생물학자들은 유기화학을 기반으로 하여 다양한 변화와 수정을 통해 생체 시스템을 컨트롤하고자 한다. 간단히 말해서, 생화학자들은 생물에 대한 화학을 다루고, 화학생물학자들은 생물학에 적용되는 화학을 다루게 된다. 천연물
천연물(天然物, )은 자연계에서 발견되는 살아있는 유기체에 의해 생성되는 화합물 또는 물질이다. 가장 넓은 의미에서, 천연물에는 생명체에 의해 생성되는 물질이 포함된다. 빛
특정 화학 물질의 연구는 화학 발광에 의해 가시 광선을 생산하고 있다. 생명체에서, 이 공정은 생물 발광 불린다. 예를 들어, 반딧불은 이 의미에 의해 빛을 생산하고 보트는 물이 빛나는 웨이크 생산에 의해 플랑크톤을 방해 할 수 있다. 그들은 더 많은 에너지 방사선과 형광으로 알려진 과정에 의해 조명될 때 특정 물질이 빛을 생산하고 있다. 어떤 물질보다 에너지 방사선에 의해 빛을 천천히 방출한다. 이것은 인광으로 알려져 있다. 인광 재료는 아 원자 입자를 퍼 붓는 것에 의해 흥분 될 수 있다. 음극선이 하나의 예다. 이 메커니즘은 브라운관 텔레비전과 컴퓨터 모니터에 사용된다. 유기화학
원래는 살아있는 생명체에 의해 만들어진 물질(유기물)을 연구하는 학문으로 정의되었으나, 1828년 프리드리히 뵐러가 무기물인 사이안산암모늄으로부터 요소를 만들어내어, 유기물질이 생명체에 의해서뿐만 아니라 실험실에서도 만들어질 수 있음이 알려진 이후로는 탄소를 포함하는 화합물을 연구하는 학문으로 재정의되었다. 유기화학에서의 유기화합물은 일반적으로 탄소와 수소를 포함하고 있는 분자를 지칭한다. 화학합성
화학합성이라는 말은, 좁게는 2개 이상의 기질을 단일생성물로 변환하는 반응에 대해서 쓰인다. 일반식을 쓰면,
로 보여진다. 여기서 A와 B는 원소의 홑원소 물질 또는 화합물, AB는 A와 B 각각의 부분구조를 가진 화합물이다. 구체적인 예시로는
정도를 들 수 있다. 일차생산량
일차생산량은 어떤 생태계에서 독립영양생물이 일정 시간동안 무기물로부터 생산한 유기물의 양이다. 주로 광합성이 이에 기여하지만, 화학합성이 중요한 부분을 차지하는 생태계도 존재한다. 빛이 들지 않는 심해 저생대 등의 생태계에서는 화학합성이 유일한 독립영양 방식이다. 해저생산설비
해저생산설비(subsea production systems)는 천해든 심해든 상관없이 해저에 위치한 석유정(oil well)을 의미한다. 해저에서 천연석유를 추출한 뒤 기존의 생산설비나 육상설비로도 연결이 가능한 경우에는 일반적으로 부유식생산설비(FPS, floating production system)라 한다. 굴착기를 이용해 석유정을 파낸 후 추출된 석유 또는 천연가스를 바다 아래에 있는 가스관을 통해 해팽(oceanic rise)으로 보낸 뒤 공정 설비까지 보낸다. Subsea Production System은 해저생산설비 외에도 해저생산시스템, 해저생산플랜트, 해저생산장비, 심해생산시스템, 심해저생산시스템 등 다양한 명칭으로 번역되고 있다. (해저는 천해 및 심해에 있는 땅을 모두 포함하는 단어이므로 '심해'는 적절하지 않다.) 본 설비는 다음과 같은 하부설비로 나뉜다. 석유 제품
원유는 다양한 물질의 혼합물로 시장에서 판매되는 석유는 대부분 정유 과정을 통해 적당한 규격을 갖춘 석유 제품이다. 석유 제품 가운데 대부분은 휘발유를 비롯한 연료용 석유로 예를 들면 제트 연료, 경유, 등유와 같은 것들이 있다. 한편, 휘발성이 낮은 물질들은 아스팔트, 타르, 파라핀 왁스, 윤활유와 같은 것들로 정유되어 판매된다. 정유과정에서는 이외의 다른 석유 화합물도 정제되는데 이 물질들은 플라스틱의 원료나 기타 다른 공업 재료로 사용된다. 석유에는 소량의 황이 포함되어 있는데, 정유 공장의 탈황 공정을 모인 황 역시 판매된다. 이 외에도 원유의 크래킹 과정에서 정유 설비에 쌓이는 탄소와 증류 과정에서 발생하는 수소 역시 석유 제품의 하나로 볼 수 있다.다음은 정유 과정을 통해 생산되는 석유 제품의 사진들이다. 석출
EBS강좌 '양진석의 화학1'에서 그는 석출을 다음과 같이 서술한다:결정형 고체가 녹은 용액에서 결정이 만들어지는 것을 가리키는 단어로 화합물을 분석한 뒤 어떤 물질을 분리, 분석해내는 것 생명윤리학
생명윤리학(Bioethics)은 생명(Bios)과 윤리학(Ethics)의 합성어로, 오늘날 생명과학의 발전과 더불어 생명을 어디까지 인위적으로 조작할 것인가, 개인의 생명존중 등이 문제시되고 있다. 과학기술과 인간가치의 관련을 생각하고 그 윤리를 묻는 분야이다. 유전자조작이나 세포융합 등 생명과학 혹은 생물공학(biotechnology)의 발전에 따라 종래의 생명관 만을 고집할 수 없게 되었고 따라서 근래에는 생명을 어디까지 인위적으로 조작할 것인가 등의 문제가 현실적인 문제로 자주 대두되고 있다. 정수 (물)
정수(淨水, )는 물을 깨끗하게 하는 과정이나 깨끗하게 한 물을 가리킨다. 특정한 목적을 맞게 물을 생산하는 것이 목적이다. 대부분의 물은 인간이 소비(음료)하기 위하여 정화하지만, 이 밖에도 정수 과정은 의학, 약리학, 화학, 산업 목적과 같은 다양한 목적으로 시행한다. 이와 비슷한 용어로, 거름종이나 여과기로 말미암아 액체 속에 남아있는 침전물을 걸러내는 여과가 있다. 대체 연료
대체 연료(代替燃料)는 기존의 화석 연료(석유, 석탄, 천연 가스 등)나 핵 연료(우라늄 등)이 아닌 물질 중에 연료로 사용 가능한 것을 말한다. 예컨대 바이오디젤이나 알코올(에탄올, 부탄올), 화학 전지나 연료 전지, 식물성 유지 등의 바이오매스가 있다. 생물적 환경정화
생물적 환경정화(Bioremediation), 또는 생물학적교정은 오염된 환경을 미생물, 곰팡이, 식물 또는 그 효소를 이용하여 원래의 상태로 복구시키는 모든 방법으로 정의할 수 있다. 즉, 생물을 이용하여 위해물질을 독성이 약한 물질로 분해하고 오염된 환경을 정화하는 과정이다. 예를 들자면 세균을 이용해 특정한 토양 오염물질(염소가 포함된 탄화수소물질 등)을 분해할 수도 있고, 질소나 황을 첨가하는 세균을 이용해 해상에 유출된 원유를 분해할 수도 있다. 이러한 생물적 환경 정화의 자연적 정화기작을 개선하여 정화속도를 증가시키는 것이다. 효소공학
효소공학(酵素工學, enzyme engineering)은 효소의 산업적 응용(유용물질의 생산, 에너지 관련물질의 생산, 분석, 환경보전인공장기 등의 새로운 의료에 대한 응용)을 목적으로 하는 공학. 좁은 뜻으로는 효소의 대량분리 및 정제, 효소의 고정화나화학적·생화학적 수식에 의한 안정화 등 성능의 개선, 효소반응기, 특히 고정화효소를 고정상 또는 유동상 촉매로 하는 반응기의 설계와 운전의 최적화, 반응생성물의 분리·순화를 공학적으로 연구하여 실지 응용으로 유도하는 학문을 말한다. 넓은 뜻으로는 대상을 미생물균체(열이나 계면활성제 처리를 한균체, 휴지균체, 증식균체) 식물세포, 동물세포, 세포소기관, 효소기능을 모방한 인공촉매의 촉매기능의 이용을 포함하여 또한 유전자공학, 세포공학 등의 용법에 의한 신규적인 생체촉매(미생물균체, 동식물세포, 효소)의 취득과 응용을 위한 과학과 기술도 포함하는 것으로 해석하고 있다. 생명공학기술
유전자 치환이나 세포융합을 이용한 대량 배양한 효소를 사용하여 물질을 합성하는 바이오리액터(bioreactor) 등 생체기능 자체를 응용한 기술에 의하여 자연에는 극히 미량밖에 존재하지 않는 물질을 대량으로 생산하려는 것으로 이미 당뇨병의 특효약 인슐린, 제암제 인터페론 등이 상업화되었다. 의약품뿐만 아니라 화학식품·화학섬유 등의 업종에서도 연구개발이 활발히 진행 중이다. 앞으로는 품질개량, 식량생산(GMO 식품) 등 농업 분야에도 응용될 것으로 기대된다. 유한 상태 기계
자연발생설(自然發生說, Abiogenesis)은 생명체가 부모 없이 스스로 생길 수 있다는 가설이지만, 인공생명에서 다루는 자연발생론이란 생명의 기원에 대한 알고리즘적 시뮬레이션을 의미한다. 복제 (생물학)
생물학에서 복제(Cloning)란 자연 상태의 생물 개체가 자신과 동일한 개체를 생산하는 것(무성 생식)을 뜻한다. 생물 공학에서 말하는 클로닝이란 DNA 조각이나 세포, 유기체를 복제하는 과정을 의미하며, 생물 복제, 생명 복제는 특별히 후자를 이른다. Clone이라는 말은 그리스어로 줄기, 가지를 뜻하는 κλῶνος에서 유래했는데, 잔가지를 이용해 꺾꽂이를 하는 전통적인 복제 방법을 뜻한다. 원예학에서는 20세기까지도 clone이라는 단어를 사용했다. 한편 '클로닝'은 복제 분기의 의미로 컴퓨터 프로그래밍이나 소프트웨어에서도 종종 쓰이는 단어이기도하다. 생식
수정은 암·수 각각의 유전자가 만나 하나의 수정체를 만드는 과정이다. 식물의 경우 수분이라 한다. 바이오에너지
바이오연료 생산에 특화되어 재배되는 농작물도 있다. 미국에서는 옥수수·콩·버드나무·수수 등이 쓰이고 유럽에서는 유채·밀·사탕무·버드나무 등이 쓰이며 브라질에서는 사탕수수, 동남아시아에서는 팜유·억새, 중국은 수수·카사바, 인도는 자트로파를 쓰고 있다. 삼 또한 바이오연료로서 활용할 수 있다는 것이 증명되었다. 공업과 농업, 산림, 가정으로부터 나온 생분해성의 산출물도 바이오연료 생산에 쓰일 수 있다. 생분해성 찌꺼기로는 짚·목재·거름·쌀껍질·하수·음식물쓰레기 등을 예로 들 수 있다. 바이오매스 자체로는 쓰레기 관리나 기후 변화 등에 해결책이 될 수 없지만 바이오매스 연료의 사용은 연료 안전성뿐만 아니라 기후 변화를 예방하거나 늦추고 쓰레기 관리에 도움이 된다. 바이오 연료
바이오 연료로 사용하기 위해 미국에서는 콩과 옥수수를 재배하거나 유럽에서는 아마씨나 평지씨 등이 재배되고 있고 가정이나 산업체의 유기물 쓰레기를 바이오 연료로 전환해 사용한다. 아직은 바이오매스를 태워서 열 에너지를 얻는 방법이 일반적이지만 자동차 연료와 전기 생산을 위한 연료로 전환하는 데 기술개발이 집중되고 있다. 유한 상태 기계
Hard Artificial Life와 비슷하지만 외형이 생명체의 외피와 같은 유기물질 등으로 되어 있는 경우의 인공생명을 말한다. 이러한 분야가 유전자 조작 등 유기적 생명체를 만들어 내려고 노력하는 생물 분야와 다른 점은 가장 기본적이고 사소한 부분에서 인공 생명을 만들어낸다(creating artificial life from scratch)는 점에 있다.
인공 생명과 연관된 분야 또는 개념으로는 아래와 같은 것들이 있다. 질량분석기
샘플의 제조 원리를 이해하는 것으로 샘플의 분자 구성과 그 파편을 추정 가능하게 한다. 합성이나 제조된 샘플은 화학적으로 목적 성분과 관계된 불순물을 포함한다. 비교적 가공되지 않은 생물학적 샘플은 아마도 어떠한 분석기들에 의해 분석될 수 있는 부가 생성물을 형성하는 특정한 양의 염을 포함하고 있을 것이다. 인공생명
인공생명()은 부분적으로라도 생명체의 특징을 갖는 인공체를 창조하기 위한 학문이다. 이를 위해 생명체의 구조와 분석을 통해 축적된 연구결과를 체계화하며, 인공적인 매체()가 생명의 탄생, 성장, 진화 등과 같은 특징이나 기능을 재현 혹은 창출하기 위해 노력한다. 생정보
생정보(Bioinformation)는 생명다양성, 생명자원정보, 및 유전정보를 총칭하는 말이다. 생명정보와 동의어이다. 생정보를 처리 분석하는 학문이 생정보학이다. 에너지 개발
바이오매스 생산은 쓰레기나 옥수수 같은 식물 등의 재생 가능 자원을 사용하여 전기를 생산하는 것이다. 쓰레기가 분해되면서 나오는 메탄이 파이프를 통해 모아지고, 이것을 태워서 전기를 생산하는 것이다. 식물과 나무는 불에 태워서 바로 에너지를 생산할 수도 있고, 가공하여 알코올을 만들 수도 있다. 브라질은 현재 세계 최대 재생 가능 에너지 프로그램을 진행 중으로, 사탕수수로 만든 에탄올 연료는 이미 국가 자동차 연료의 18%를 공급하고 있다. 에탄올 연료는 미국에서도 광범위하게 사용되고 있다. 화학합성
뛰어난 유기합성 기술에는 상이 주어진다. 로버트 번스 우드워드와 같이, 특히 가치가 높은 반응이나 합성이 어려운 화합물의 합성법을 발견한 인물에게는, 노벨 화학상이 수여된다. 재생 가능 에너지
태양에너지를 받은 식물과 미생물의 광합성에 의해 생성되는 식물체·균체와 이를 먹고 살아가는 동물체를 포함하는 생물 유기체를 일컫는다. 바이오매스 자원은 곡물, 감자류를 포함한 전분질계의 자원과 초본, 임목과 볏짚, 왕겨와 같은 농수산물을 포함하는 셀룰로스계의 자원과 사탕수수, 사탕무와 같은 당질계의 자원은 물론 가축의 분뇨, 사체와 미생물의 균체를 포함하는 단백질계의 자원까지를 포함하는 다양한 성상을 지닌다. 이들 자원에서 파생되는 종이, 음식찌꺼기등의 유기성폐기물도 포함한다. 이런 유기성 폐기물 중 과일껍질 같은 것도 기여된다. 유기물
유기물 (有機物, )은 자연적이고 공학적인, 육상과 수생 환경에서 발견되는 탄소 기반 화합물의 대규모 조직을 가리킨다. 이는 식물이나 동물과 같은 생물의 잔류물과 환경의 폐기물에서 온 유기 화합물로 구성된 물질이다. 유기 분자는 생명을 수반하지 않는 화학 반응에 의해서도 만들어질 수 있다. 기본 구조는 셀룰로오스, 탄닌, 큐틴 및 리그닌과 함께 다양한 단백질, 지질 및 탄수화물로 만들어진다. 유기물은 환경의 영양소 이동에 매우 중요하며 지구 표면의 수분 유지에 중요한 역할을 한다.비교: 체학
체학(體學)은 영어의 -omics를 번역한 용어이다. 영어의 접미사 -ome은 '체'(體)로 번역되며, 현대 생명과학에서 많은 분자들이나 세포 등의 집합체 전부를 뜻한다. 체학은 체에 대해 연구하는 학문이다. 체학에서는 생물정보학적 기법을 활용하여 기존의 단편적인 연구에서 탈피하여 복합적이고 총체적인 패러다임을 시도함으로써 대량의 생물정보와 이들간의 상호관계를 종합적으로 연구한다. 대체생화학
대체생화학은 외계생명이나 지구 내의 일부 미생물이 이용할 수 있는 전혀 다른 생화학을 말한다. 탄소에 기반하지 않거나, 용매를 다르게 사용할 수 있다. 화학 물질
화합물은 두 종류 이상의 원소가 결합하여 이루어진 순물질이다. 두 가지 이상의 원자가 일정한 비율로 결합하여 이루어지며, 성분 원소와는 성질이 전혀 다른 물질이다. 유전자 변형 생물체
유전자 변형 생물체(Living modified organism, LMO)는 현대 생명공학기술을 이용하여 얻어진 새로운 유전물질의 조합을 포함하고 있는 모든 살아있는 생물체를 말한다. 바이오 안전성 의정서에서 사용하고 있는 용어이다. 산소
여러 화학 합성 공정이 산소와 관련되어 있다. 탄화 수소를 산소로 연소시킬 때 산소의 양을 세밀하게 조절하는 등의 조치를 취할 경우 연소의 여러 단계에서 발생하는 물질을 생성할 수 있는데, 이를 부분 산화라고 한다. 예를 들어 대부분이 메테인으로 구성되어 있는 천연 가스가 이 공정을 거칠 경우 천연 가스로부터 아세틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등을 얻을 수 있다. 탄소나 탄화수소를 산소와 수증기로 반응시킬 경우 일산화 탄소, 수소 등으로 이루어진 합성 가스를 얻을 수 있다. 합성 가스는 메탄올, 옥테인 등 여러 화합물 생성에 원료로 사용될 수 있다. 그 외에도 산소는 연료 합성, 염료 생산 등 다양한 공정에 관여하고 있다.식물의 광합성 과정은 이산화 탄소와 물을 사용하여 탄수화물과 산소를 생성하는 과정이다. 광합성의 전체 과정을 반응식으로 간단히 나타내면 다음과 같다. 반응식에서는 생성되는 탄수화물을 포도당으로 나타내었으나, 정확하게는 포도당뿐만 아니라 다른 탄수화물로도 전환될 수 있는 글리세르알데하이드-3-인산(G3P)이 생성된다. 바이오에너지
바이오에너지는 좁은 의미로 생물자원에서 오는 바이오연료와 동의어 관계이다. 넓은 의미로는 바이오매스, 바이오연료로 사용되는 생물학적 물질뿐만 아니라 생물자원을 에너지로 사용하는 것과 관련된 사회적, 경제적, 과학적, 기술적 분야도 포함한다. 바이오에너지는 바이오매스를 직접 또는 물리적, 생화학적 변환과정을 거쳐 가스, 액체, 고체연료나 전기, 열에너지 형태로 이용하는 생물, 화학, 연소공학 등의 기술을 말한다. 천연물
약리활성이나 생리활성(bioactive)이 있어 신약 개발이나 신약 디자인에 도움을 주는 생물에 의하여 만들어지는 물질을 말한다. 합성에 의하여 공급되어도 그 구조가 생물에 의하여 만들어진 것과 같으면 천연물이라 부른다. 핵합성
핵합성(Nucleosynthesis)은 핵융합이나 핵분열을 통해 새로운 원자핵을 만들어내는 과정이다. 화학합성
단순한 화합물에서 복잡한 화합물을 만드는 과정에 있어서는, 목적으로 하는 생성물을 합성하기까지 여러 단계의 조작과 많은 시간과 노력을 필요로 한다. 특히, 시판되고 있는 단순한 화합물만으로 생리활성물질 따위의 천연물이나 이론적으로 흥미로운 유기화합물을 만들기 위한 여러 단계의 화합 합성을, 전합성(全合成)이라고 한다. 전합성은 순수히 합성화학적인 과정이지만, 다른 한 편으로는 식물과 동물, 균류 등에서 추출된 천연물을 원료로 하는 경우에는 반합성(半合成)이라고 불린다. 바이오스
넓은 의미로 컴퓨터에 탑재된 프로그램 중에서 하드웨어와 가장 낮은 수준에서 입출력을 담당하는 프로그램을 가리킨다. 좁은 의미의 정의에선 IBM-PC 호환 기종에 탑재된 것을 말하며, 보통 이 뜻으로 쓰인다. 바이오스는 컴퓨터에서 하드웨어와 소프트웨어의 중간 형태를 가지는 펌웨어의 일종으로, 대부분 소프트웨어가 하드웨어를 제어하고 하드웨어에 의해 변경되거나 생성된 정보를 소프트웨어에서 처리할 수 있도록 전달하는 등 인간의 신경망과 같은 기능을 수행한다. 애니매트로닉스
애니매트로닉스()는 특수 효과 기술의 일종으로 생물을 모방한 로봇을 사용하여 촬영하는 기술이다. "Animate"와 "electronics"를 조합한 단어이다. 컴퓨터에 의해 제어되는 로봇 인공 피부로 생생하고 부드러운 움직임이 있는 생물을 연출한다. 공룡, 환상의 생물 등을 조형 골격이나 근육, 얼굴 표정 등을 기계로 표현한다. 기술 자체는 오래된 형태의 문제로 인형은 인간이 표현할 수 없는 생물과 배우와의 호흡이 중요한 경우에 사용되어 왔다. 석유화학
석유화학에서는 주로 탄소수가 1∼7개 정도인 탄화수소를 이용하며, 그 원료로는 유정(油井)에서 나오는 천연가스, 혹은 크래킹·증류과정에서 생기는 가스를 쓰기도 하지만, 가장 많이 사용되는 것은 특별히 석유화학공업용으로 석유(주로 나프타(naphtha) 유분)를 열분해하여 얻은 에틸렌이나 프로필렌이다. 석유화학 공업의 특징은 여러 가지 탄화수소의 혼합물을 분해하고, 여기에서 생긴 온갖 생성물을 정류(精溜)공업에서 발달한 분리기술로 각 성분으로 나누어, 그 하나하나에 대한 다양한 합성법을 적용해서 수많은 종류의 제품으로 만드는 일관된 공정(工程)을 가지는 점이다. 그렇기 때문에 원료의 생산과 수요의 밸런스가 항상 중요한 문제로 되는 것이다. 한편 석유화학공업의 원료는 액체나 기체인 점에서 파이프 수송의 방식이 이용되고 있다. 따라서 이 분야의 제1차 제품인 에틸렌·프로필렌 등의 제조공장, 그것을 원료로 하는 제2차 제품인 폴리에틸렌·합성고무 등의 합성공장, 그리고 기초 원료를 만드는 석유정제 공장 등이 하나의 큰 집단으로 모여 있는 편이 유리한 것이다. 이 같은 형태를 콤비나트(combinat)라 한다. 석유화학에서 가장 중요한 위치를 차지하는 것은 에틸렌이며, 유전이 많은 미국에서는 석유와 함께 채취한 천연가스를 에틸렌의 원료로 하고 있으나 유전이 없는 지역에서는 나프타 유분을 열분해하여 에틸렌을 만드는 것이 보통이다. 생명공학기술
생명공학기술 (生命工學技術) 또는 바이오테크놀로지()는 생물의 유전자 DNA를 인위적으로 재조합, 형질을 전환하거나 생체기능을 모방하여 다양한 분야에 응용하는 기술 즉, 생명 현상, 생물 기능 그 자체를 인위적으로 조작하는 기술이다. 생물체가 가지는 유전·번식·성장·자기제어 및 물질대사 등의 기능과 정보를 이용해 인류에게 필요한 물질과 서비스를 가공·생산하는 기술을 말한다. 합성생물학
생물 방어와 관련된 바이오센서들이 관심을 받고 있고, 이는 여러 방면으로 활용이 가능하다. 합성생물학의 가능성을 보이기 위한 하나의 시도로 TNT 감지 바이오센서를 설계한 예를 든다. 센서를 만들 때 여러 생물학적 부품을 이용하여 조합해서 유전적인 회로를 만든다. 이 회로를 세포에 넣어 주는 데 미생물의 TNT농도가 높으면 빨간색, 중간일 때는 노란색, 농도가 낮을 때는 녹색을 띄게 하는 세가지 미생물을 만들고 이를 이용하여 TNT 주변에 나타나는 색을 확인한다. 이러한 방법으로 지뢰가 위치하는 부분을 정확히 눈으로 확인할 수 있다. 대사체학
대사체학(代謝體學, )은 세포내의 대사물질과 대사회로를 총체적으로 분석 연구하는 생물학의 분야 가운데 하나이다. 유전체학의 핵심 분파중의 하나로, 유전자형과 그 조절 결과에 의해서 생겨나는 모든 대사물질의 발현을 유전체와 연관시켜 분석을 하는 학문이다. 대사체는 주로 혈액등에서 분류가 가능한 모든 것을 추출하고 분석하는 것이 기본이며, 그 응용은 주로 대사관련 질병을 연구하는 것이다. 에어매스
에어매스(airmass)는 직역하면 공기 덩어리라는 뜻이고, 다양한 분야에서 서로 다른 의미로 사용된다. 생물공학
생물공학(生物工學, )은 생명과학에 관련된 실생활 문제를 해결하기 위한, 생물학의 개념과 방식을 응용이다. 바이오센서
바이오센서는 생물학적 요소와 물리화학적 탐지기를 결합한 분석을 위한 장치로, 분석물질의 탐색에 사용된다. 유성 생식
유성생식(, )은 암수의 구별이 있는 두 생식 세포가 결합하여 새로운 개체를 만드는 생식법이다. 접합(한자:接合, 영어:Bacterial conjugation)을 유성생식으로 보는 견해도 있다. 통단백체학
통단백체학 (메타프로티오믹스: metaproteomics)는 특정환경내의 모든 생물체의 단백질의 총체인 통단백체를 연구하는 학문이다. 통유전체학과 대비되는 말로서, 종의 경계를 뛰어넘어서 생산되는 모든 단백질을 동정하고 양을 측정하여 생명군 전체를 연구하는 것을 목표로한다. 바이오가스
바이오가스(biogas), 생물기체(생물가스)는 산소가 없는 환경에서 유기물이 분해되면서 생산되는 다양한 기체의 혼합물을 가리킨다. 바이오가스는 농업 쓰레기, 두엄, 일반 쓰레기, 식물 물질, 오물, 음식물 쓰레기와 같은 원료로부터 만들어낸다. 바이오에너지
바이오매스는 동식물과 그 부산물을 포함한 유기물로부터 추출되는 물질이다. 거름, 정원 폐기물, 작물 잔해 등이 바이오매스의 원료이다. 이는 석유, 석탄. 핵연료 등의 다른 천연 자원과는 달리 탄소 순환에 기초한 재생가능 에너지 자원이다. 다른 원료로는 대부분 큰 규모의 동물 축사에서 생산되는 끊임없고 피할 수 없는 오염원인 동물 폐기물이 있다. 물 처리
정수 과정은 처리되지 않은 물에서 오염물을 제거하여, 일반적으로 인간 소비 기준에 충족하는 마실물을 만드는 과정이다. 이 과정을 통해 제거되는 물질은 부유고형물, 박테리아, 조류, 바이러스, 균, 광물(철, 망가니즈, 황 따위), 기타 화학 오염물 (비료 따위) 등이 있다. 문헌체학
문헌체학 (Bibliomics 혹은 Textomics)은 문헌에 있는 생물학적 객체를 유기적인 네트워크로 이해하고 분석하는 학문. 생물학에서 가장 많이 쓰이는 문헌 데이터베이스는 펍메드(pubmed)인데, 이것을 검색하고, 그 초록과 본문 및 참고문헌에서 서로 연관된 단어와 뜻을 연결하여 이전에 발견되지 않았던 유전자나 단백질들간의 관계를 찾는 등의 작업을 수행한다. 이런 작업을 전산용어로는 text mining 이라고 하고, 전산학에서는 중요한 분야이다. 최근에는 자연어처리등의 분야도 많이 쓰이는 일종의 첨단 정보처리학문이다. 휴켐스
정밀화학이란 정유 및 석유화학 등의 기초화학과 대비되는 개념으로, 기초화학 산업에서 원료를 공급받아 자동차 및 전자 등의 제조업체에서 사용되는 원부자재를 생산한다. 즉 정밀화학 업체는 원료를 생산하는 기초화학 업체와 최종 상품을 만드는 제조업체 사이의 중간 생산자에 해당한다. 단백질 정제
단백질 정제란 복합 혼합물(complex mixture)로부터 단일 타입의 단백질을 분리하는 일련의 과정들이다. 단백질 정제는 관심있는 단백질의 기능, 구조 그리고 상호작용을 분석하기 위해서 필수적이다. 시작물질은 보통 생체조직 혹은 미생물 배양체이다. 합성생물학
공학적으로 설계한 합성세포가 때로는 제대로 작동하지 않을 경우도 있는데, 이때는 바이오시스템 전반에 대한 재검토가 이루어져야 한다. 합성생물학적 설계와 시스템생물학적 튜닝이 필요하므로, 두 가지 요소를 합한 시스템합성생물학적 접근이 필요하다. 천연물화학
천연물화학(natural product chemistry)은 자연에 존재하는 여러 생물로부터 인간에 도움이 되는 다양한 물질을 분리하고, 화학적 구조를 규명하는 학문이다. 바이오마커
바이오 마커는 많은 과학적 분야에 이용되며 평범한 생물처리 과정, 병원성을 일으키는 과정, 치료를 위한 약리학의 과정을 측정하거나 평가하는 데도 쓰인다. 자연과학
화학은 물질의 성질, 조성, 구조, 변화 및 그에 수반하는 에너지의 변화를 연구하는 자연과학의 한 분야이다. 물리학 역시도 물질을 다루는 학문이지만, 물리학이 원소와 화합물을 모두 포함한 물체의 운동과 에너지, 열적·전기적·광학적·기계적 속성을 다루고 이러한 현상으로부터 통일된 이론을 구축하려는 것과는 달리 화학에서는 물질 자체를 연구 대상으로 한다. 화학은 이미 존재하는 물질을 이용하여 특정한 목적에 맞는 새로운 물질을 합성하는 길을 제공하며, 이는 농작물의 증산, 질병의 치료 및 예방, 에너지 효율 증대, 환경오염 감소 등 여러 가지 이점을 제공한다. 생리체학
생리체학은 생리학을 대량의 실험정보를 생산하여 연구하는 오믹스학문중의 하나이다. 유전체학, 단백체학, 상호작용체학등과 같이 최근에 생명과학에서 사용되는 신조이이다. 기존의 생리학과의 차이는 생리학적인 현상을 네트워크를 형성하는 정보객체로 계(system)를 이해하고자하는 것이다. 바이오에너지
숲 바이오에너지(forest bioenergy)의 몇몇 형태는 최근에 "Greenpeace"나 "Natural Resources Defense Council"을 포함한 수많은 환경단체로부터 그 에너지의 숲과 기후에 미칠 수 있는 해로운 영향에 대해 비난받아왔다. "Greenpeace"는 최근에 "Fuelling a BioMass“라는 그들의 숲 바이오에너지에 대한 걱정을 서술하는 제목의 기사를 냈다. 나무의 어떠한 부분도 탈 수 있기 때문에, 에너지 생산을 위해 나무를 베는 것은 보통 나무수확보다 더 많은 영양소와 흙 표면을 제거하는 나무전체를 수확하는 것을 장려한고 숲의 장기적 건강에 해로울 수 있다. 몇몇 관할구역에서는 숲 바이오매스는 점진적으로 이전부터 숲에 있던 서있는 나무, 자연적으로 훼손된 숲과 전통적인 벌목작업의 잔재를 포함한 숲 생태계가 기능하는데 필수적인 요소로 구성되어가고 있다. 환경단체는 또한 바이오매스를 태우는 것으로부터 배출된 탄소가 다시 자라나는 나무로 돌아갈 때까지 수십 년이 걸릴 수 있고 생산성이 낮은 지역에서는 더 오래 걸릴 수도 있으며 더욱이, 벌목작업은 숲의 땅을 훼손할 수 있고 그 땅에 저장된 탄소를 배출시킬 수도 있다는 것을 알아낸 최근 과학연구를 인용한다. 기후변화의 효과를 완화하기 위해 그린하우스의 단기간 가스 배출을 줄일 필요가 있다는 압박에 비추어, 많은 환경단체들은 대규모의 숲 바이오매스를 에너지 생산에 사용하는 것에 반대하고 있다. 바이오센서
바이오센서는 일반적으로 바이오 탐지 요소, 바이오변환기 요소와 증폭기, 가공기계, 화면을 포함한 전자 시스템으로 구성된다. 변환기와 전자공학은 CMOS 기반 마이크로센서 시스템과 결합될 수 있다. 흔히 바이오수용기로 불리는 탐지 요소는 분석물질과 상호작용하기 위해 유기체나 생물학적 요소를 본 따서 만든 수용기의 바이오분자를 사용한다. 이 상호작용은 샘플에서 분석물질의 부분적인 측정 가능한 신호를 발생시키는 바이오변환기에 의해 이루어진다. 바이오센서의 일반적인 디자인의 목적은 샘플이 구해진 곳에서 빠르고 편리한 테스트를 가능하게 하기 위함이다.
바이오센서에서 바이오수용체(bioreceptor)는 특정 분석 대상물과 상호작용하도록 설계되는데, 변환기(transducer)에 의해 측정 가능한 효과를 생성하게 된다. 바이오센서의 핵심 요구사항은 화학적 또는 생물학적 성분의 매트릭스중에서 분석물에 대한 높은 선택성이라 말할 수 있다. 바이오 센서는 이러한 높은 선택성에 따라 분류될 수 있는데, 항원/항체, 효소, 핵산/DNA, 세포구조 등에서의 선택성으로 바이오수용체를 분류할 수 있다. 합성가스
합성가스(Syngas, synthesis gas)는 천연가스와 달리 인공적으로 만든 가스이다. 촉매
생물학내에서 효소는 물질대사와 이화작용 과정에서 사용되는 단백질 기반의  촉매를 의미한다. 대부분의 생체 촉매는 효소이지만 다른 비 단백질 기반의 생체 분자 또한 리보자임과 합성 디옥시리보자임과 같은 촉매적 특성을 나타낼수 있다. 석출
석출(析出)은 결정형 고체가 녹은 용액에서 결정이 만들어지는 것을 가리키는 단어로 화합물을 분석한 뒤 어떤 물질을 분리, 분석해내는 것을 말한다. 시스템 생물학
특정 현상을 정의하기 위해 수많은 변인들의 연결 고리를 규명함으로써 현상에 대한 근원적인 이해를 하고자 하는 것이 시스템 생물학이다. 한 마디로 시스템 생물학이란 유전자나, 분자, 세포 수준의 요소를 통해 그들 간의 관계를 찾고, 관계에 관한 정보들을 시스템 차원의 관점에서 통합하여 분석하는 학문이다. 최근 오믹스 생물학의 발전으로 다수의 변인에 대해 동시측정이 가능하게 되어 생명현상을 전체주의적인(holistic) 관점에서 해석하고자 하는 시스템 생물학적 접근이 활발하게 시도되고 있다. 시스템 생물학을 연구하기 위해서는 오믹스 데이터가 대량으로 요구될 뿐 아니라 대량의 데이터를 수집하여 각각의 관계도를 그려내고 시스템의 반응을 유추해주는 모델링 기술이 뒷받침 되어야 한다. 따라서 단일 학문이 아닌 다양한 학문분야가 관련된 융합학문으로 볼 수 있다. 시스템 생물학에서의 최종 목표는 생명 현상에서 일어나는 현상을 시스템 수준의 관점에서 고찰하여 창발적 속성에 대해 밝혀내는 것이다. 시스템 생물학의 이와 비슷한 모델은 인간 사회에서도 찾을 수 있는데 개인의 사회적 역할은 개인의 성격이나 특성보다 개인이 속해있는 집단의 성격에 의해 좌우되는 것을 예로 들 수 있다. 특정한 집단은 개인이 모여 이뤄지지만 개인으로 존재할 때는 없던 습성이 집단으로 행동할 때만 나타나는 것을 창발적 속성이라 할 수 있다. 생리체
생리체는 생리현상을 일으키는 단백질, 유전차, 기질, 화합물, 조직, 및 장기들과 그들 간의 조절 상호작용의 총체를 말한다. 토양 증기 추출법
추출한 토양 증기를 액체와 기체로 분리하고 이들을 각각 필요한 수준까지 회복시킨다. 증기추출법은 높은 휘발성을 가진 다양한 오염물질을 제거하는 데 적당하다. 높은 증발 압력과 물보다 낮은 끓는 점을 가진 염소화 용매가 그 예이다. 증기추출법으로 소수성 액체형태의 오염물질 등 고농도의 오염물질을 처리할 수 있다. 증기추출법은 빠르고 효과적인 복원 기법이다. 유기 화합물
이 발견 이후 생물의 관여 없이 여러 종류의 유기물이 화학적으로 합성되어 생기론에 타격을 입혔다. 유기물이란 말은 '생물유래'라는 개념을 내포하고 있어 엄밀히 말하면 유기 화합물의 뜻과 유기물의 뜻은 완전히 일치하지는 않는다. 그리고 유기물이란 말은 베르셀레우스의 것에 비해 약간을 제외하면 거의 현재에도 같으나 실제로는 생물이 개입하지 않고 화학적으로 합성된 유기물이 대부분이다. 십자류 여과방식
십자류 여과방식(Cross-flow filtration)는 여과 방식 중 하나로 화학공학, 생물공학, 단백질 정제에서 쓰는 용어이다. 십자류 여과방식은 막을 투과하는 물이 공급수와는 직각 방향으로 흐르도록 해 여과를 한다. 주로 작은 고체의 비율이 많을 때 사용한다. 생체모방
생체모방(生體模倣, )은 생명을 뜻하는 'bios'와 모방이나 흉내를 의미하는 'mimesis' 이 두 개의 그리스 단어에서 따온 단어로, 이름에서 알 수 있듯이 생체모방은 자연에서 볼 수 있는 디자인적 요소들이나 생물체의 특성들의 연구 및 모방을 통해 인류의 과제를 해결하는 데 그 목적이 있다. 생체 모방학의 선구자인 재닌 베니어스는 생체 모방을 ‘자연이 가져다 준 혁신'이라 정의하기도 하였다. 현재의 생체 모방학은 새로운 생체물질을 만들고, 새로운 지능 시스템을 설계하며, 생체 구조를 그대로 모방하여 새로운 디바이스를 만들고, 새로운 광학 시스템을 디자인하는데 많은 도움을 주고 있다. 생체모방은 바이오미메틱스(biomimetics)라고 불리기도 하며, 비슷한 단어에는 생체모사가 있다. 이 두 단어는 일정한 방식으로 자연을 모방하는 것과 공학적 해결책을 찾기 위해 자연에서 영감을 얻는 것이라는 의미의 차이를 가지고 있으나 거의 같은 의미로 통용되기도 한다. 상호작용체학
상호작용체학(Interactomics)은 세포 내의 분자들의 상호작용의 총체를 연구하는 체학중의 하나이다. 생정보학 중의 하나이다. 대표적으로 단백질의 상호작용들의 총체를 연구한다. 이합체
이합체(二合體, ) 또는 이량체는 동일한 두 분자가 중합되어 만들어진 물질로서, 주로 수소결합에 의해 형성된다. 대표적인 예로는 아세트산이나 플루오르화 수소가 있다. 아세트산을 예로 들어 설명하자면 아세트산은 원래 극성 분자로서 극성 용매에 잘 용해되나 무극성 용매에 용해시킨다면 산소와 수소가 서로 수소결합을 이루게 되어 두 분자(혹은 단량체)가 이합체를 형성하여 무극성 분자의 성질을 띠게 된다. 이로 인해 무극성 용매 중 하나인 벤젠에 용해시킨다면 기존의 분자량인 60의 두배인 120으로 측정된다. 촉매
석유 정제 기술은 알킬화, 촉매 분해 , 나프타 개질 및 수증기 개질과 같은 과정에서  집중적으로 촉매를 활용한다. 화석 연료의 연소로 인한 배기 가스 또한 촉매 작용을 통해 처리 하는데, 일반적으로 백금과 로듐으로 구성된 촉매 변환기를 활용하여  자동차 배기 가스의 유해한 부산물 중 일부를 분해한다. 연료전지 기술도 양극 및 음극 반응을 위해 촉매를 활용한다. 촉매 가열 장치는 가연성 연료 공급 장치에서 불꽃없는 열을 발생시킨다. 재조합 DNA
고전 생물학에서 복제는 체세포를 이용하여 동일한 유전체를 갖는 생물을 발생시키는 것을 의미하였다. 현대의 분자유전학이나 유전공학에서는 바이러스 벡터를 이용하여 DNA 염기서열이나 유전자를 플라스미드에 삽입하여 대량으로 증식시키는 과정 역시 복제로 부른다. 플라스미드에 삽입된 유전자는 대장균과 같이 숙주가 되는 세균 내에서 발현하여 특정한 단백질을 생산할 수 있다. 예를 들어 의료용으로 인슐린을 생산하게 할 수 있다. 바이오가스
바이오가스는 천연가스가 CNG로 압축되는 것과 동일한 방식으로 압축될 수 있으며, 전기 자동차를 구동하는데 사용될 수 있다. 이를테면 영국에서 바이오가스는 차량 연료의 17% 정도를 대체할 가능성이 있는 것으로 짐작된다. 생물 분류
생물 분류(生物分類) 또는 생물학 과학 분류(生物學科學分類)는 생물의 종을 종류별로 묶고, 생물학적 형태에 따라 유기체들을 계통화하는 방법을 말한다. 생물 분류는 분류학이나 계통분류학에서 다룬다. 생물반응기
생물반응기는 세포 배양이라는 측면에만 집중한다면 세포나 조직을 배양하기 위한 장치나 시스템만을 가리킬 수도 있다. 이러한 장치들은 조직공학이나 생화학공학에서 사용하기 위해 개발되고 있다. 의공학
생물 정보학은 생물학적 데이터를 이해하기위한 방법과 소프트웨어 툴을 개발하는 융합적 분야이다.
여러 과학이 포함된 분야로서, 생물 정보공학은 생물학적 데이터를 분석하고 해석하기 위해 컴퓨터 과학, 통계, 수학, 공학이 결합되어 있다. 식용유
식용유 정제는 각각의 방법을 통해, 또는 이를 조합하여 필요에 맞추어 진행할 수 있다.대규모의 상업적 생산의 경우, 냄새 및 외관의 균일성, 보존 기간 등을 이유로 위 과정을 모두 포함하여 처리한다. 일부 식용유 중 건강식품 시장을 대상으로 하는 경우 고온·고압 처리라던가 화학적 처리를 최소한으로 하여 시장에 나오기도 한다.