분자체 분리막은 분자크기의 기공을 갖는 다공성 분리막으로서 크기 또는 모양을 기반으로 혼합물을 분리하며, 높은 잠재적 에너지 효율과 뛰어난 분리능으로 많은 주목을 받아왔다. 그 중, 제올라이트 MFI 분리막은 가장 오랫동안 연구된 물질 중의 하나이며, 다양한 방면으로 개발된 기술들은 이후 다른 종류의 분자체 분리막 연구에도 많은 영향을 미쳤다. 본 총설에서는, 결정성 물질인 제올라이트 MFI의 결정 생성 및 성장을 제어하여 자일렌 이성질체 혼합물에 대한 분리막의 투과도와 선택도를 향상시킨 많은 방법들을 다룬다. 씨앗결정의 형태 제어, 결정의 효과적인 이차성장법, 씨앗결정의 코팅 방법, 결정의 방향성 제어, 이종원소 도입을 통한 결정구조의 유연성 제어, 결함 관리 등, 자일렌 이성질체 분리성능의 비약적 성능 향상을 가져온 기술들을 소개한다.
토양으로부터 분리한 Streptomyces sp. 30여 균주들과 한국전통식품에서 분리한 Bacillus sp. 200여 균주들로부터 ${\alpha}$-glucosidase 의 활성을 저해하고 동시에 DNJ를 생산하는 유용균주를 선발하였다. 실험결과 한국전통식품인 청국장으로부터 ${\alpha}$-glucosidase 저해능이 높고 DNJ 생산능이 우수한 한개의 균주를 선발하였다. 이 균주의 동정을 위하여 API kit에 의한 균의 당 이용능 분석, HPLC와 GC에 의한 균체의 quinone 및 지방산 분석 등과 함께 균의 16S rDNA 염기서열을 분석하였으며 주사전자현미경에 의해 균주의 형태적 특성을 관찰하였다. 그 결과 본 연구를 통해 선발한 균주는 건강기능성식품 개발 등에 적용할 수 있는 GRAS에 속하는 균주임을 확인하여 B. subtilis MORI로 명명하였다.
우리 나라 주요 조림수종의 하나인 일본잎갈나무 심재의 추출성분을 분리하여 그 구조를 구명하고, 각 단리물질의 항산화활성을 측정하였다. 일본잎갈나무 심재의 에탄올 가용부를 용매분획과 칼럼크로마토그래피를 실시하여 3종의 플라보노이드 화합물을 분리하고 기기분석을 실시하여, 3,3',4',5,7-pentahydroxyflavanone(taxifolin), 3,3',4',5,7-pentahydroxyflavone(quercetin). 3,4',5,7-tetrahydroxyflavanone (aromadendrin)으로 동정되었다. 단리물질의 항산화활성을 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)에 의한 프리라디칼 소거능으로 측정한 결과, aromadendrin은 낮은 프리라디칼 소거능을 나타내어 항산화활성이 없는 것으로 나타난 반면, taxifolin과 quercetin은 천연항산화제인 ${\alpha}$-tocopherol과 합성항산화제인 BHT보다 높은 라디칼 소거능을 나타내어 항산화활성이 우수한 것으로 판명되었다.
본 연구에서는 수중 악취의 원인 물질인 용존 암모니아를 제거하기 위해 분말형태의 활성탄을 사용하였다. 특히, 일반적인 분말활성탄은 암모니아 흡착능이 좋지 않기 때문에 흡착능을 높이기 위해 분말활성탄의 표면을 산 용액으로 함침시킨 산 첨착활성탄을 제조하였다. 이렇게 제조한 산 첨착활성탄을 섬유 재질로 된 다공성 지지막($10{\sim}50{\mu}m$)의 표면에 압력에 의한 분리 활성 여과 층을 형성시켜 흡착과 분리를 동시에 할 수 있는 혼합 공정을 구성하였다. 그 결과 혼합공정에서 암모니아 제거율이 60% 이상 되어, 일반 분말활성탄에 비해 10~15% 더 높은 흡착능을 보였다. 그리고 층이 형성된 동적막의 순수투과성능 실험을 보면 수투과도는 400~700 LMH로 정밀여과(Microfiltration)막 수준의 역할을 한다. 이는 수처리에서 기존의 분리막 공정보다 고효율적인 처리 유량을 유지하는 효과가 기대된다.
한국산 옻나무의 메탄올추출물과 유기용매 분획의 항산화 효과를 조사하였다. 항산화 효과는 수소공여 억제능, 과산화지질 형성 억제능, xanthine oxidase저해 활성과 아질산염 소거능으로 측정한 결과, ethyl acetate 분획이 가장 뛰어난 효과를 나타내었다. 이 분획의 생리활성 물질을 분리하기 위하여, rotatory locular counter current chromatography(RLCCC), Sephadex LH-20 column chromatograpy와 HPLC등의 방법을 사용하여, 1,2,3-trihydroxybenzene, methyl 3,4,5-trihydroxybenzoat와 3,4,5-trihydroxybenzoic acid를 분리하였다. 이중 methyl 3,4,5-trihydroxybenzoate는 butylated hydroxyanisole(BHA)이나 butylated hydroxytoluene(BHT)보다도 강한 항산화 효과를 나타내었다. 그러나 세포독성 실험에서는 이들 물질들이 암세포주에 대하여 활성이 높지 않았다. 이상의 결과로 methyl 3,4,5-trihydroxybenzoate은 뛰어난 항산화 효과를 지닌 식품첨가물로서의 이용 가능성을 제시할 수 있다.
미세기공(microporous)을 가진 제올라이트는 다양한 유기질 분리의 촉매제 및 광학, 화학 센서, 기체 분리 등의 고기능 소재로서 크게 주목받고 있으며, 비표면적의 증가, 새로운 기능의 발현 둥으로 최근 들어 나노크기를 갖는 제올라이트 합성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기체 분리에 응용하기 위한 제올라이트 분리막 개발에 앞서 분리막 제조에 유리할 것으로 판단되어지는 적합한 크기와 형상을 갖춘 나노크기의 제올라이트를 합성하였으며 그 특성을 분석하였다. 출발물질로서 실리카 원으로는 TEOS, LUDOX AS-40, Cab-O-SIL 등을 사용하였으며, 템프레이트(TPAOH)와 함께 특정조성의 TPAOH/SiO$_2$,/$H_2O$ 겔을 만들었다. 합성시간을 단축할 수 있는 방법의 연구로서 저온하의 2단계 온도 변화법을 적용하였으며, 결정성장속도의 향상을 목적으로 NaH$_2$PO$_4$, H$_2$SO$_4$, NH$_4$OH 등의 결정화 촉진제로 사용하여 수열합성법으로 Silicalite-1를 합성하였다.
1. 서론 : 투과증발막에 의한 수용액으로부터 유기물을 선태적으로 투과하는 공정은 용제회수, 오염감소, 유기물농축 및 처리 등의 목적으로 사용되어진다. 1989년에 이르러 상업적으로 응용이 되기 시작하였으며, 여러가지 막재질이 개발되고 있으나 현재 적용되고 있는 막은 Silicone rubber가 주를 이루고 있다. 이중 PDMS 막은 유기물질의 선택적 분리에 있어서 가장 우수한 막재질로 보고되고 있다. 투과증발을 이용하여 휘발성 유기물질을 분리함에 있어서 그 분리능은 막재질의 선정뿐만 아니라 막구조의 결정이 중요한 변수로 지적되며, 이 구조에 따라 투과성능의 다양한 변화를 가져올 수 있다. 본 연구는 PDMS의 막구조를 달리하면서 제막하여, VOC중 MEK(Methyl Ethyl Keton)과 toluene을 실험물질로 정하여 PDMS막의 투과성능을 관찰해보았다.
고도로 효율적인 분석방법인 모세관 전기영동 시스템을 최적의 감도를 갖는 상태의 기기로 국내에서 제작하였다. 50 ${\mu}m$ 내경을 가진 모세관을 완충용액으로 채워준 후 모세관의 양끝에 20∼35 kV의 전압을 걸어주는 이 분석방법은 20분 이내에 10 nl 이하의 소량의 시료를 이론단수가 20∼50만 정도가 되도록 분리할 수 있는 매우 좋은 분리능으 가지고 있다. 모세관 전기영동법의 분리능과 분리도를 증가시키는데 영향을 주는 요소들을 알아보기 위하여 catecholamine과 adenine 유도체를 분석하였다.
1. 서론 : 장 흐름 분획법(Field-Flow Fractionation, FFF)의 개발은 고분자 및 미세한 콜로이드 입자의 분리, 분석, 분취를 위한 빠르고 선택적인 분리방법의 필요성과 액체 크로마토그래피 의 경우 고정상에서 유발되는 시료흡착에 의한 칼럼 효율저하의 문제를 극소화하기 위한 필요에 의해서 출발하였다. 본 연구의 목적은 중공사막 흐름장 흐름 분획법에 사용되는 중공사막 칼럼을 개잘하여 칼럼내의 시료의 거동을 이론적으로 해석하여 분리능과 분리효율을 기존의 방식보다 향상시켜 여러 용도로 응용이 가능한 저렴한 칼럼의 개발의 가능성을 제시하는데 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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