• 분석과학
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• 제20권5호
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• pp.393-399
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• 2007

본 연구에서는 갈락토오즈의 현장검사(point-of-care testing, POCT)를 위한 일회용 갈락토오즈 바이오센서 개발에 관해 논하고자 한다. Galactose oxidase(GAO)와 horseradish peroxidase(HRP) 두 효소를 0.05 M phosphate 완충용액에 용해시킨 후 스크린 프린팅(screen printing) 방법으로 제작한 전극위에 고정화하여 센서를 제작하였다. 이렇게 제작된 센서를 이용하여 $100{\mu}L$ 이하의 시료를 이용하여 갈락토오즈를 90초 이내에 측정하였다. 전극에서의 반응을 최적화하기 위하여 GAO 효소가 가장 우수한 활성을 나타내는 pH 7.0 완충용액을 이용하여 GAO와 HRP 효소를 1:1로 고정화하고, 1mM 1,1'-ferrocene-dimethanol 전자전달매개체를 도입하여 센서를 제작하였다. 유리 탄소전극의 경우 100 mV (vs Ag/AgCl), 스크린 프린트된 전극의 경우 -100 mV(vs Ag/AgCl)의 인가전압을 적용하였다. 본 연구에 의해 개발된 센서는 $0{\sim}400{\mu}M$의 갈락토오즈 농도에 대하여 우수한 직선성($r^2$ = 0.997, S/N = 3)을 나타내었고 낮은 인가전압을 적용하여 갈락토오즈를 측정하므로, ascorbic acid, uric acid 그리고 acetaminophen과 같은 방해물질의 영향을 최소화 할 수 있었다. 또한 갈락토오즈 표준 용액에 대하여 만족할 만한 재현성을 나타내었다(CV = 5%).

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권1호
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• pp.99-106
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• 2021

Phenylethanol (PhE)에서 야기되는 피부 부작용 문제를 극복하기 위한 대안으로 phenylethanol galactoside (PhE-gal)에 대하여 연구하였다. 그 중에서도 대장균 효소 β-galalactosidase(β-gal)을 이용하여 PhE로부터 PhE-gal를 합성하는 반응의 최적 조건에 대하여 조사하였다. 그리고, 용매 분획연구를 수행하여 PhE-gal의 특성도 조사하였다. 반응조건 중에서 반응액의 β-gal 농도, PhE 농도, 반응액의 pH, 그리고 온도에 대하여 조사한 결과, 최적 β-gal의 농도는 0.45 U/ml, 최적 반응물 PhE의 농도는 1.0%, 최적 반응액의 pH는 8.0, 최적 반응온도는 40℃ 였다. 그리고, 최적 반응조건에서 48 시간까지의 반응을 관찰하였는데, 약 81.9 mM의 PhE로부터 약 47.4 mM의 PhE-gal이 합성되었고, PhE로부터 PhE-gal로의 전환수율은 약 57.9% 정도였다. 또한, PhE와 PhE-gal이 포함된 반응물을 용매 EA와 MC로 분획한 결과, 물 층으로 대부분의 PhE-gal이 분획 되었고, 용매 층으로는 PhE가 분획 되었다. 그러나, 물 층으로의 PhE-gal의 분획이 용매 MC를 사용할 때, 더 분명하고 명확하게 나타났으며, 용매 EA를 이용한 분획에서는 명확히 물 층으로 PhE-gal이 분획 되지 않았다. 앞으로, PhE-gal을 화장품에 사용할 수 있는 첨가물(방부제)로 개발하기 위한 후속연구를 계속 진행할 예정이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권1호
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• pp.84-89
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• 2019

대장균 효소 ${\beta}$-gal를 이용하여 합성된 BzO-gal의 분자구조를 NMR ($^1H$-와 $^{13}C$-)과 고성능 mass spectrometry를 이용하여 분석하였다. BzO-gal은 $^1H$ NMR에서 14개의 proton으로부터 12개의 피크를 나타내었다. 방향족 고리에서 오는 5개의 proton 피크와 벤질기의 $CH_2$에서 오는 2개의 proton 피크는 벤질알코올이 존재함을 나타낸다. 지방족 사슬 영역인 ${\delta}_H$ 4.32 ~ 3.46 ppm에서 나타나는 7개의 proton 피크로부터 단당류가 도입되었음을 확인할 수 있었다. $^{13}C$ NMR 스팩트럼에서 나타난 11개의 carbon 피크도 또한 벤질알코올에 단당이 도입되었음을 나타낸다. BzO-gal의 분자량을 확인하기 위하여 mass spectrometry 로 분석한 결과 m/z가 293.0994인 BzO-gal의 sodium adduct ion($[M+Na]^+$)을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 세포독성이 감소된 첨가물 개발을 기대하고 있으며, 추가적인 후속연구를 진행할 예정이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권5호
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• pp.1323-1329
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• 2020

대장균 효소 𝛽-gal를 이용하여 합성된 phenylethanol galactoside (PhE-gal)의 분자구조를 NMR (¹H-와 ¹³C-)과 고성능 mass spectrometry를 이용하여 분석하였다. 그 결과 PhE-gal은 ¹H NMR에서 2-phenylethanol (PhE)에 갈락토실기가 도입되었음을 나타내는 피크가 나타났다. 방향족 고리에서 오는 𝛿_H 7.30~7.21 ppm의 피크와 𝛿_H 2.88 ppm에 나타난 벤질기 위치의 CH₂에서 오는 피크는 PhE가 존재함을 나타낸다. 지방족 사슬 영역인 𝛿_H 4.31 ppm, 4.07 ppm과 𝛿_H 3.86~3.38 ppm에서 나타나는 7개의 proton 피크로부터 단당류가 도입되었음을 확인할 수 있었다. ¹³C NMR 스펙트럼에서 나타난 12개의 탄소 피크 중 4개의 피크는 방향족 고리인 페닐기로부터, 또한 단당류에서 기인한 6개의 탄소피크가 존재하므로 PhE에 단당이 도입되었음을 알 수 있다. PhE-gal의 분자량을 확인하기 위하여 질량분석기로 분석한 결과 m/z가 307.1181인 PhE-gal의 sodium adduct ion ([M+Na]⁺)이 나타나 생성물이 PhE-gal임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구결과 E. coli 𝛽-galactosidase에 의한 촉매반응으로 PhE에 갈락토즈가 첨가된 생성물인 PhE-gal이 성공적으로 생합성 되었음을 확인하였다.