• 제목/요약/키워드: $\delta^{15}N$

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Merrifield-Type Diaminatedpolystyrene-Cu (II) 불균일 촉매에 의한 Sarin과 Soman 분해반응 연구 (A Study on the Hydrolysis of Sarin and Soman by Merrifield-Type Diaminatedpolystyrene-Cu (II) Heterogeneous Polymers)

  • 정우영;계영식
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.164-175
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    • 2000
  • Three compounds of Cu(II)-loaded N,N,N'-trimethylethylenediaminated Merrifield-type polymers were synthesized with yields higher than 80%, and the hydrolysis reaction rates of O-isopropylmethyl-phosphonofluoridate(GB) and O-pinacolylmethylphosphonofluoridate (GD) catalyzed by them have been surveyed. GB and GD hydrolysis by Cu(II)-loaded polymers occurs via intermediate complex mechanism where rapid equilibrium to form intermediate complex between substrate and Cu(II)-loaded polymers($K_f$) is followed by rate determining hydrolysis step($k_1$). The measured activation parameters for $k_1$ are ${\Delta}H^{\ddag}$ : $17.75{\pm}0.98kJ/mol$ ${\Delta}S^{\ddag}$ / : $-218.42{\pm}3.35J/mol$ K, $E^{\circ}_a$ : $20.22{\pm}0.98kJ/mo1$ for GB and ${\Delta}H^{\ddag}$ / : $11.16{\pm}1.15kJ/mol,$${\Delta}S^{\ddag}$ /: $-258.57{\pm}3.93J/mol$ K, $E^{\circ}_a$ : $13.64{\pm}1.15 kJ/mol$ for GD. Standard enthalpy/entropy changes corresponding to the intermediate complex formation constant $K_f$ are ${\Delta}H^{\circ}$ : $37.05{\pm}2.19 kJ/mo1,$$ {\Delta}S^{\circ}$ : $163.12{\pm}7.49 J/mol$ K and ${\Delta}H^{\circ}$ : 418.59{\pm}2.04 kJ/mol,$ ${\Delta}S^{\circ}$ : 4111.92{\pm}6.98 J/mol$ K for GB and GD, respectively, The electron push-pull mechanism by Cu(II)-loaded polymers lowers the P-F bond breaking energy(~400 kJ/mol) to less than 1/20 compared to the case in which no Cu(II)-loaded resin presents. Analysis of $K_f$ and 4k_1$ over pH=6.5~8.0 range suggest that the GB and GD hydrolysis occurs intramolecularily with $pK_a$ =7.29 for ligated $H_2O$ and $t_{1/2}$=36.9 sec, $pK_a$ = 7.06 and $t_{1/2}$=177.7 sec for GB and GD, respectively.

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동위원소분석을 이용한 질산염의 오염원 추적에 대한 고찰 (A Review on Nitrate Source Identification using Isotope Analysis)

  • 진성욱;이환;김락현;정훈영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제22권1호
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    • pp.1-12
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    • 2017
  • Nitrate ($NO_3^-$), a common surface water and groundwater pollutant, poses a serious environmental problem in regions with intensive agricultural activities and dense population. It is thus important to identify the source of nitrate contamination to better manage water quality. Due to the distinct isotope compositions of nitrate among different origins, the dual isotope analysis (${\delta}^{15}N$ and ${\delta}^{18}O$) of nitrate has been widely applied to track contamination sources. This paper provided the underlying backgrounds in the isotope analysis of nitrate, which included typical ranges of ${\delta}^{15}N$ and ${\delta}^{18}O$ from various nitrate sources, isotope fractionation, the analytical methods used to concentrate nitrate from samples, and the potential limitations of the dual isotope analysis along with the resolutions. To enhance the applicability of the dual isotope analysis as well as increase the ability to interpret field data, this paper also introduced several case studies. Furthermore, other environmental tracers including ${\delta}^{11}B$ and $Cl^-/Br^-$ ratios were discussed to accompany the dual isotope analysis for better assignment of contamination sources even when microbial transformation of nitrate and/or mixing between contaminant plumes occur.

안정동위원소 분석을 이용한 통영 연질조하대 대형저서동물의 유기물 기원 추적 (The Origin of Organic Matters Utilized by Soft Bottom Macrozoobenthos in Tongyeong)

  • 윤성규;윤병선;백상규;강창근
    • 한국수산과학회지
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    • 제39권spc1호
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    • pp.189-197
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    • 2006
  • To elucidate the organic matter sources in soft-bottom macrozoobenthos at Tongyeong, Korea, macrozoobenthos and their potential food sources were sampled in May 2004, and their C and N stable isotope compositions were analyzed. In total we collected 128 macrozoobenthic species, which ranged from 465 to 3,775 individuals/$m^2$(average 2,108 ind.$m^2$) in density and from 47.8 to 539.9 gwwt/$m^2$(average 366.0 gwwt/$m^2$) in biomass. Cluster and multi-dimensional scaling analyses indicated that the macrozoobenthic community was divided into two distinct groups. Coastal inner stations, where commercial fish cages were established, were dominated by Amphioplus ancistrotus, Scoletoma longifoila and Tharyx sp., whereas open sea stations were dominated by Chaetozone spinosa, Scoletoma longifolia and Capitella capitata. ${\delta}^{13}C$ values of sedimentary organic matter showed a distinct gradient in the range of -18.4 to $-15.2\%_{\circ}$, with a declining trend from the coastal inner stations to open sea stations. This probably reflects the settling rate of organic wastes such as feces and pellets from fish cages near the coastal inner stations. The macrozoobenthos showed a broad ${\delta}^{13}C$ range from -19.5 to $-8.9\%_{\circ}$ at the coastal inner stations, and a relatively narrow range from -21.3 to $-12.9\%_{\circ}$ at the open sea stations. ${\delta}^{13}C$ values of macrozoobenthos paralleled those of sedimentary organic matter, Our isotope results suggested that macrozoobenthos near the coastal inner stations used organic wastes derived from fish cages along with phytoplankton, whereas the macrozoobenthos near the open sea stations used organic wasters derived mainly from phytoplankton.

입자성 유기물의 안정동위원소비를 이용한 팔당호 수계내의 유기물 기원 연구 (Determination of the Origin of Particulate Organic Matter at the Lake Paldang using Stable Isotope Ratios (${\delta}^{13}C$, ${\delta}^{15}N$))

  • 김민섭;김종민;황종연;김보경;조항수;윤석제;홍석영;권오상;이원석
    • 생태와환경
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    • 제47권2호
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    • pp.127-134
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    • 2014
  • 본 연구는 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석을 제공하기 위하여 연구하였다. POC, PN, Chl. a, 탄소 안정동위원소비 및 질소 안정동위원소비의 자료로 유추해 보았을 때, 팔당댐, 남한강, 북한강 지역에 비해서 경안천 지역에서 계절에 따른 유기물의 기원 변동이 뚜렷하게 관찰되고 있다. 유입량 및 강우량이 많은 시기인 7, 8월경에 입자성 유기물의 기원이 자생기원 유기물보다는 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 한강 유역에서 입자성 유기물의 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 추후 유역 오염원의 대표값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

조선시대 회곽묘 출토 미이라의 안정동위원소 분석으로 생애 주기에 따른 식생활 변화 추적 (Unveiling dietary lifestyle of a Joseon-era mummy by extracting isotopic information from hair and bone)

  • 강다영;신지영
    • 분석과학
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    • 제25권5호
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    • pp.300-306
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    • 2012
  • 미라는 뼈, 머리카락, 피부, 손톱 등 서로 다른 시기를 반영하는 생체 조직분석이 가능하며, 이를 바탕으로 식생활, 환경 등 당시 생활상을 복원할 수 있는 매우 중요한 자료이다. 본 연구에서는 문경 흥덕동 회곽묘에서 출토된 조선시대 미라에서 추출한 뼈 콜라겐과 머리카락 케라틴의 탄소와 질소 안정동위원소 분석을 수행하였으며, 국내 출토 미라에 안정동위원소 분석을 적용한 첫 사례이다. 우리가 섭취하는 식료의 종류에 따라 뼈와 머리카락 등 인체 조직에는 그 특유의 탄소와 질소 안정동위원소 정보가 기록되며, 그 비율은 시간이 경과하여도 변하지 않는 것으로 알려져 있다. 특히 뼈에서 추출된 콜라겐이라는 단백질은 생애 전주기의 평균 식생활을 추적할 수 있으며, 머리카락의 케라틴의 경우 길이에 따라 죽기 전 몇 달에서 몇 년의 식생활 정보를 담고 있다. 미라 조직의 안정동위원소 분석 결과 그 평균값은 다음과 같다(뼈 콜라겐(${\delta}^{13}C$=-19.0‰, ${\delta}^{15}N$=11.4‰), 머리카락 케라틴(${\delta}^{13}C$=-21.3‰, ${\delta}^{15}N$=14.3‰). 탄소 안정동위원소 값으로부터 생애 주기 동안 주로 $C_3$ 작물 위주의 식생활을 하였다는 것을 예측할 수 있었으며, 특히 질소 안정동위원소 값의 경우 머리카락의 값이 뼈 콜라겐의 값보다 2.9‰ 높게 나타난 것으로 미루어 볼 때 생애 전반에 걸친 영양 상태보다 죽기 전 몇 달 동안 육류 섭취 등으로 인한 단백질 섭취량이 높았다는 것을 추정할 수 있었다.

Chrome 변환을 이용한 CR 렌즈의 미세응력 시각화 (Stress analysis of the CR lens using the chrome conversion)

  • 김용근
    • 한국안광학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.9-15
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    • 2005
  • CR 렌즈에 가한 미세응력 크기의 시각화를 위한 편광기는 광원-편광판-시료-편광판-CCD-컴퓨터-chrome 변환 로 구성하였고, 각 편광판의 단계별 광 파의 $E_1$, $E_2$의 성분을 분석하여, 주 응력차 ${\sigma}_1-{\sigma}_2$와 무늬 차수(n)를 유도하였다. 시료의 광 축이 주 응력 방향과 일치하는 것으로부터 2 차원 모델을 결정할 수 있다. 광파에 작용하는 이중 굴절성과 위상 지연은 주 응력차(${\sigma}_1-{\sigma}_2$)에 비례하며, 최종 광 파의 세기는 $sin^2({\Delta}/2)$에 비례하고, ${\Delta}/2=n{\pi}$ (n=0, 1, 2, ${\ldots}$)일 때 흡광이 일어난다. 미세 응력에 의한 광탄성은 chrome 변환을 이용하여 분석 가능하였으며, 이미지는 뚜렷하였다.

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N,N-디메틸포롬아미드 용액에서의 알칼리금속이온과 피리디노-아자크라운에테르와의 착물화 반응 (Complexation of Pyridino-Azacrown Ethers with Alkali Metal Ions in N,N-Dimethylformamide)

  • 김동원;신영국;김창석;오제직;전영신;김태승
    • 대한화학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.669-673
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    • 1992
  • 알칼리금속이온(Li^+, Na^+, K^+, Rb^+, and Cs^+)과 아미드기를 포함하는 피리디노아자 크라운 화합물인 DBPDA와 PDA의 착물형성에 대한 안정도상수, K를 전기 전도도법을 이용하여 여러 온도에서 측정하였다. 각 온도에서 K값은 DBPDA의 경우 Cs^+ > K^+ > Rb^+ > Li^+ > Na^+의 순서였으며, PDA의 경우는 Cs^+ > K^+ > Rb^+ > Li^+ > Na^+이었다. 또한 DBPDA가 PDA보다 이들 알칼리 금속 이온에서 더 큰 K값을 보여주었다. 넓은 의미를 갖는 "Hole-Size-Selectivity" 원리에 이들 착물은 적용되지 않는 것으로 나타났다. 온도 변화에 따른 K값으로부터 {\delta}H와 T{\delta}S를 각각 구했으며, 이들 반응들은 엔탈피 기여에 따르는 착물형성반응으로 나타났다. 그러나 PDA의 경우 부분적인 엔트로피 항의 증가도 착물의 형성에 기여함을 알았다.

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[Cu(dl-trans-[14]-diene)]$^{2+}$ 착이온과 음이온 (S$_2O_3^{2-},\;SCN^-,\;I^-$ 및 NO$_2^-$)간의 화학반응에 대한 열역학적 성질 (${\Delta}G;\;{\Delta}H;\;{\Delta}V$) (Thermodynamic Properties for the Chemical Reactions of [Cu(dl-trans-[14]-diene)]$^{2+}$ with S$_2O_3^{2-},\;SCN^-,\;I^-\;and\;NO_2^-$)

  • 박유철;변종철
    • 대한화학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.239-246
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    • 1985
  • [Cu(dl-trans-[14]-diene)]$^{2+}$ 착이온과 음이온(L$^{n-}$ = S$_2$O$_3^{2-}$, SCN$^-$, I$^-$, NO$_2^-$)사이의 화학평형 관계를 온도 15 ~ 35$^{\circ}C$, 압력 1 ~ 1500bar 범위에서 분광광도법으로 연구하였다. S$_2$O$_3^{2-}$, SCN$^-$, I$^-$ 및 NO$_2^-$일때 평형상수 K는 25$^{\circ}C$, 1500bar에서 각각 3.0, 1.9, 0.6 및 0.5이었다. K값은 온도와 압력이 증가함에 따라 감소하였다. K에 대한 온도 영향으로 부터 열역학적 파라메터(${\Delta}G^{\circ}$, ${\Delta}H^{\circ}$, ${\Delta}S^{\circ}$)를 계산하였으며, 이 결과 NO$_2^-$이온을 제외한 다른 이온(S$_2$O$_3^{2-}$, SCN$^-$, I$^-$)에서는 모두 발열반응으로 나타났다. K에 대한 압력 영향에서 얻은 반응체적변화(${\Delta}$V)는 각 음이온에서 모두 양의 값이었다. S$_2$O$_3^{2-}$ 이온일 때 1,500, 1,000 및 1,500bar에서의 ${\Delta}$V(cm$^3$/mole)는 각각 26,22,19 및 16이었고, 상압에서 S$_2$O$_3^{2-}$, SCN$^-$, I$^-$ 및 NO$_2^-$이온일 때 ${\Delta}$V(cm$^3$/mole)는 각각 26, 30, 64 및 45이었다. S$_2$O$_3^{2-}$이온인 경우 Fuoss식에 의하여 계산한 평형상수와 실험치를 비교하여 Cu(Ⅱ) 착이온과 L$^{n-}$간의 결합성을 고찰하였다.

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국내 산양삼과 인삼 종자의 형태적 형질과 안정성 동위원소 비교 (Comparison of Morphological Characters and Stable Isotopes of Seeds between Wild Simulated Ginseng and Cultivated Field Ginseng)

  • 최명섭;김선희;박찬열;김남영;신진섭
    • 한국산림과학회지
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    • 제97권4호
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    • pp.357-362
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    • 2008
  • 국내 산양삼과 인삼 종자의 형태적 형질과 안정성 동위원소를 비교하였다. 산양삼 10개 산지와 인삼 2개 산지에서 종자를 채집하여 종자의 길이, 폭, 두께, 그램당 립수를 측정하였으며, 탄소, 질소 안정성 동위원소비를 분석하였다. 산양삼 종자의 형태적 형질과 안정성 동위원소비는 지역간에 중복되는 변이를 나타냈다. 금산지역의 산양삼과 인삼을 비교한 결과, 산양삼 종자는 인삼과 비교하여 유의하게 크기가 작고 무게가 가벼웠으며, 질소 동위원소비는 산양삼 종자에서 낮았다. 유사한 지역 환경에서 산양삼과 인삼 종자는 형태적으로 구분할 수 있었고, 산양삼 종자의 질소 동위원소비는 경작 유형을 반영하였으나, 지역간 절대적 비교는 할 수 없었다.

Production of Gamma-Linolenic Acid in Pichia pastoris by Expression of a Delta-6 Desaturase Gene from Cunninghamella echinulata

  • Wan, Xia;Zhang, Yinbo;Wang, Ping;Huang, Fenghong;Chen, Hong;Jiang, Mulan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권10호
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    • pp.1098-1102
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    • 2009
  • Gamma-linolenic acid (GLA, C18:3 ${\Delta}^{6,9,12}$) is synthesized by a delta-6 fatty acid desaturase using linoleic acid (LA, C18:2 ${\Delta}^{9,12}$) as a substrate. To enable the production of GLA in the conventional yeast Pichia pastoris, we have isolated a cDNA encoding the delta-6 fatty acid desaturase from Cunninghamella echinulata MIAN6 and confirmed its function by heterogeneous expression in P. pastoris. Sequence analysis indicated that this cDNA sequence has an open reading frame of 1,404 bp, which encodes a 52 kDa peptide of 468 amino acids. This sequence has 64% identity to the previously reported delta-6 fatty acid desaturase from Rhizopus oryzae. The polypeptide has a cytochrome b5 domain at the N-terminus including the HPGG motif in the heme-binding region, as reported for other delta-6 fatty acid desaturases. In addition, this enzyme differs from other desaturases by the presence of three possible N-linked glycosylation sites. Analysis of the fatty acid composition demonstrated the accumulation of GLA to the level of 3.1% of the total fatty acids. Notably, the amounts of ginkgolic acid (C17:1) and palmitic acid (C16:0) were increased from 1.3% to 29.6% and from 15% to 33%, respectively. These results reveal that the modification of the fatty acid biosynthetic pathway by genetic manipulation in order to produce specific polyunsaturated fatty acids in P. pastoris is a promising technique.