비휘발성, 비폭발성, 열적 안정성의 특성을 가지고 있는 이온성액체는 환경친화적인 용매이고, 또한 양이온과 음이온의 다양한 조합을 통해 사용 목적에 부합하는 이온성액체를 용이하게 합성할 수 있어 용매로서의 다양성으로 인해 청정 용매, 촉매, 추출 및 분리, 전해질 등의 분야에서 다양하게 응용되고 있다. 이에 본 논문에서는 이온성액체에 대한 기본 지식와 함께 현재 미생물생명화학공정에서 이온성액체가 용매로서 효과적으로 응용되고 있는 효소반응 분야, 단백질 재접힘 분야, 바이오매스 용해 및 활용분야에서의 최근 연구동향을 기술하였다.
액체의 특성을 분류하기 위해서는 액상 물질의 유전율의 차이 등에 따른 특징적인 현상들을 파악하여야 한다. 이러한 현상들을 원격으로 탐지하여 추출할 수 있다면 폭발 가능성이 있는 위험물질의 검색이나 액체의 종류 등을 파악하는데 유용하게 활용할 수 있을 것이다. 따라서 본 논문에서는 광대역 전자파 신호를 이용하여 액체의 반사 및 투과신호를 하나의 송신 안테나와 2개의 수신 안테나에서 획득하여 분석하였다. 반사 또는 투과신호는 액체의 종류에 따라 주파수별 응답특성이 다르게 나타난다. 그러나 기존의 FFT 스펙트럼 추정방식은 주파수 해상도 문제 및 윈도잉에 의한 왜곡 때문에 적용하기 어렵다. 따라서 이러한 문제들을 최소화할 수 있는 고유벡터 해석 기법을 이용한 고해상도 스펙트럼 추정 및 분석 방법을 적용하였다. 이렇게 얻어진 결과들로부터 투과 또는 반사경로 들에 따른 액체의 종류별 첨두치 주파수들 및 대응전력 값들을 비교함으로서 다양한 액체들의 분류가 가능함을 보였다.
이온성 액체 기술에서의 학문적 연구들은 원자력 산업으로 확대되어 왔으며 많은 연구자들에 의해 방사성 물질의 처리에 이온성 액체의 활용이 연구되어 왔다. 다수의 연구들에 의해 사용 후 핵연료에 포함되어 있는 금속 원소들의 분광학적, 전기화학적 거동에 대한 흥미로운 결과들이 보고되었다. TBP(tri-butyl phosphate)를 용해시킨 이온성 액체에서 측정되고 관찰된 금속 이온들의 물성들은 전통적인 수용성 공정에 대한 대안 기술 개발을 유발시켰다. 한편, 수용성 및 비수용성 공정에서의 활용을 위해 이온성 액체에서 금속 이온의 전기화학적 전착이 연구되었다. 본 연구에서는 이온성 액체 연구에서 주목할 만한 내용들을 분류하고 정리하여 핵연료주기에서 이온성 액체의 활용에 대해 고찰하였다.
대기오염물질 속에 함유되어 있는 다환방향족 탄화수소 (PAHs)는 분자식 구조가 비슷한 수십개의 이성질체가 여러 종류의 유기화합물과 혼합되어 존재한다. 본 연구에서는 환경오염 시료중의 PAHs를 분석하는데 있어서 분석방법과 결과를 비교하기 위하여 지침이 될 수 있는 환경표준 기준물을 개발할 목적으로 굴뚝 안쪽벽에서 긁어 채취한 검댕을 시료로 선책하여 액체/액체 용매 추출방법에 의해 PAHs 분류부분을 얻었다. Phenanthrene 이외의 30여종의 PAHs 화합물을 가스크로마토그라피의 머무른시간과 가스크로마토그라피/질량분석기에 의하여 분리, 판명하였고 5종의 주 PAHs 화합물을 정확하게 정량 분석하였다. 정량분석 결과의 신뢰도, 정확도, 정밀도는 미국 NBS의 표준기준물 1647을 분석하여 검정치와 비교함으로써 평가하였다.
본 연구에서는 석류에서 단세포성 곰팡이의 성장을 저해하는 항진균 물질을 탐색하고 새로운 천연 항생물질을 찾기 위한 목적으로 석류를 과피, 씨, 전체로 각각 분리하고 추출하여 항진균 활성을 조사하였다. 고흥에서 생산된 석류를 전체, 과피, 씨로 나누어 70% EtOH로 추출한 후 Candida albicans에 대한 항진균 활성을 측정한 결과, 항진균 활성이 액체배지에서 각각 비슷하게 나왔으며 고체배지에서는 석류 전체 추출물을 사용하였을 때 가장 잘 나타났다. 고체배지에서와 액체배지에서 공통적으로 석류 전체 및 과피 추출물의 chloroform, ethyl acetate 용매 추출물의 C. albicans의 항진균 활성도를 측정한 결과 ethyl acetate 추출물에서 모두 높은 활성도를 나타냈다. C. albicans, Candida glabrata, Candida tropicalis, Candida lusitaniae에 대한 항진균 활성은 석류 전체 및 석류 과피의 ethyl acetate 용매 추출물에서 각각 36%, 25% 이상의 저해율을 보였다. 이러한 결과는 석류 내 존재하는 항진균 활성 물질은 ethyl acetate에 잘 녹는 지용성 물질인 것으로 추정된다.
잘피의 유용성분을 추출하기 위한 dipping, ultrasonic-assisted, heating추출법의 적용성을 검토하였다. 이온성 액체와 공융용매(DES)를 잘피에 존재하는 카페인산과 로즈마린산의 추출 효율을 증가시키기 위해 첨가제로써 사용하였다. 실험에서 확인된 최적의 조건은 동결건조된 0.005 g의 잘피 뿌리 파우더와 5 mL의 methanol 그리고 0.5 g의 DES-3를 바이알에 넣은 후 30분동안 dipping하여 추출하였다. 그 결과 0.19 mg/g 카페인산과 8.48 mg/g의 로즈마린산을 얻었다. 이 방법은 잘피에 있는 카페인산과 로즈마린산을 간단하고 성공적으로 적용할 수 있었고 전통적인 용매 추출법보다 청정용매인 DES를 첨가했을 때 잘피의 유용성분 추출에 더 적합함을 의미한다.
본 연구에서는 GC/MS를 이용하여 수질시료로부터 7종의 유기주석화합물을 분석하는 방법을 연구하였다. Hydrogenation과 ethylation의 반응시의 pH, 반응시간, 반응시약의 농도 등을 변화시켜 최적 반응조건을 조사하였다. n-Hexane을 용매로 사용한 액체-액체 추출 후 hydrogenation에 의한 유기주석염화물의 추출 회수율은 61-112% 범위로 나타났다. 물시료에서 ethylation한 후 n-hexane으로 추출한 경우의 추출 회수율이 74-113% 범위로 나타나 hydrogenation의 경우보다 높은 추출율을 보였다. 또한 ethylation후 styrene-divinylbenzene (SDB) 재질의 disk형의 고체상을 사용하고 추출 용매로 methylene chloride를 사용한 경우 61-97% 범위의 회수율을 나타냈다. Hydrogenation과 ethylation에 의한 검출한계는 각각 0.05-0.5 ng/ml와 0.02-0.05 ng/ml로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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