• 제목/요약/키워드: 효소 고정화

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서식지에 따른 사철나무 잎의 이온화 방사선 조사 후 항산화 활성 변화 차이 (Post-irradiation Changes in Antioxidant Activity of Spindle Tree Leaves from Different Areas)

  • 김진규;차민경;나디아빌헬모바;아니타무크헤르지
    • 환경생물
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    • 제29권4호
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    • pp.280-285
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    • 2011
  • 고등식물은 고정된 장소에 서식하기 때문에 주변 환경의 오염에 따른 부정적 영향을 회피할 수 없다. 대기 오염 지역과 청정지역에 서식하는 가로수의 이온화 방사선에 대한 효소활성 변화를 이용하여 대기오염 정도를 진단하는 방법을 개발하고자 본 연구를 수행하였다. 오염된 대기 속에 서식하며 대기에 포함된 오염물질로부터 지속적으로 산화스트레스를 받아온 식물체의 경우 이를 극복하기 위한 수단으로 생화학적 저항성을 발달시키게 된다. 항산화 효소와 자유라디칼 제거능, 세포막 안정도 등는 산화스트레스에 대한 저항성을 분별하는데 이용되는 좋은 생체지표로 이용되어 왔다. 비교를 위하여 대기오염이 심한 온산 지역과 비교적 청정한 곳인 기장 지역에 서식하는 사철나무의 가지와 잎을 채취하여 공시재료로 사용하였다. 공시재료에 0, 50, 100 Gy의 감마선을 조사하고 시간 경과에 따른 SOD 활성 변화와 자유라디칼 제거 능력(EDA)을 측정하였다. 그 결과, 대기오염 지역의 식물은 이온화 방사선의 조사가 SOD나 EDA에 큰 변화를 일으키지 않았다. 그러나 청정지역 식물인 경우 이온화 방사선 조사 후 6~10시간까지는 SOD 효소 활성이 증가 추세를 보이다가 그 이후 점진적 활성 저하 현상이 나타났다. 이는 오염이 심한 대기에 적응한 식물의 경우 이온화 방사선에 의하여 유발된 산화 스트레스를 극복할 수 있는 수용력이 높다는 것을 의미한다. 각기 다른 서식지의 식물체에 이온화 방사선을 조사한 후 나타나는 생화학적 변화의 차이를 이용하여 그들의 서식환경에 관한 통합 오염도를 진단하는 것이 가능할 것으로 판단된다.

유기용매 첨가에 따른 Polypyrrole-Glucose Oxidase 효소전극의 효소고정화 향상 I. 자외선 분광분석 (Improvement on Enzyme Immobilization in Polypyrrole-Glucose Oxidase Enzyme Electrode using Organic Solvent Additive I. Ultraviolet Spectroscopic Analyses)

  • 김현철;구할본
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.615-620
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    • 2002
  • In the case of immobilizing of glucose oxidase into polypyrrole (PPy) using electrosynthesis, the glucose oxidise (GOx) forms a coordinate bond with the polymers backbone. However, because of intrinsic insulation and net-chain of the enzyme, the charge transfer and mass transport are obstructed during the film growth. Therefore, the film growth is dull. We synthesized enzyme electrodes by electropolymerization added some organic solvent, such as ethanol and tetrahydrofuran (THF). The formative seeds of film growth was delayed by adding ethanol. The delay was induced by radical transfer between ethanol and pyrrole monomer. The radical transfer reactions shared the contribution of dopants between electrolyte anion and GOx polyanion. This led to increase amount of immobilized the enzyme in PPy. For the UV absorption spectra of synthetic solution before synthesis and after, in the case of ethanol added, the optical density was slightly decreased for the GOx peaks. It suggests amount of GOx in the solution was decreased and amount of GOx in the film was increased.

유기용매 첨가에 따른 Polypyrrole-Glucose Oxidase 효소전극의 효소고정화 향상 II. 전기화학적 분석 및 포도당 감지 (Improvement on Enzyme Immobilization in Polypyrrole-Glucose Oxidase Enzyme Electrode using Organic Solvent Additive II. Electrochemical Analyses and Glucose Sensing)

  • 김현철;구할본
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.621-626
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    • 2002
  • In the case of immobilizing of glucose oxidase (GOx) in polypyrrole (PPy) conducting polymer using electrosynthesis, the GOx obstructs charge transfer and mass transport during the film growth. This may lead to short chained polymer and/or make charge-coupling weak between the GOx and the backbone of the PPy. That is mainly due to insulating property and net chain of the GOx. Since being the case, it is useless to increase in amount of GOx mere than reasonable in the synthetic solution. We improved the amount of immobilized GOx into the PPy by adding a little ethanol in the synthetic solution without any more amount of GOx in the solution. We electrochemically analyzed an improvement in the immobilizing event. For the glucose sensing, when ethanol was added by 0.1 mol $dm^{-3}$ in the synthetic solution, the Michaelis constant of the resulting enzyme electrode was about 32 mmol $dm^{-3}$ and maximum current was about $146\mu A$.

Trichloroethylene 분해를 위한 혼합 메탄자화균 생물막 반응기의 초기 조건 (Initial Condition of Methanotrophic Consortium Biofilm Reactor(MCBR) for Trichloroethylene Degradation)

  • 이무열;양지원
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.971-980
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    • 2000
  • 가용성 메탄산화효소를 분비하는 혼합 메탄자화균총을 celite R-635에 고정화시켜 TCE 분해를 위한 새로운 형식의 가압 산기식 혼합 메탄자화균총 고정층 생물막 반응기를 설계하였다. Celite R-635에서 용출되는 용액의 pH는 약 4시간 후부터 안정화되어서 중성 영역에 도달하므로 더 이상 중화할 필요가 없었다. 혼합 메탄자화균 생물막을 완전히 형성하기 위해서는 130일이 걸렸으며, 처음에 흰색을 띠고 있었던 celite는 점차 붉게 변해 갔었다. 생물막이 형성된 후에는 메탄과 산소를 각각 2.5~4, 8~10 ppm씩 공급할 때 하루 동안 체류한 후 0.5~1, 1~2 ppm 정도로 농도가 낮아졌다. 초기에 2 ppm의 TCE를 메탄자화균 고정층 생물막 반응기에서 10시간 동안 체류시켰을 때 79.9%의 분해 효율을 보였다.

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탄산탈수효소 모사를 이용한 이산화탄소 고정화 및 탄산칼슘 합성 (Carbonic Anhydrase Mimicry for Carbon Dioxide Fixation and Calcium Carbonate Mineralization)

  • 프라카쉬 챈드라 사후;장영남;채수천;이승우
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.201-208
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    • 2013
  • Copper (II) and Nickel (II) mimic complexes of enzyme carbonic anhydrase were evaluated under ambient condition for carbon dioxide capture and conversion process. The synthesized complexes were characterized by ATR-FTIR and UV-DR spectroscopy. It was found that all the complexes have biomimetic activity towards $CO_2$ using para-nitrophenyl acetate (p-NPA) hydrolysis as the model reaction. Interestingly, the proper geometry obtained by the restricted orientation of tripodal N atoms in Cu (II) complex of 2,6-bis(2-benzimidazolyl) pyridine showed the highest activity (1.14 au) compared to others. The $CO_2$ bio-mineralization to $CaCO_3$ was carried out via in-vitro crystallization approach. Results indicate that the biomimetic complexes have a role in determining $CaCO_3$ morphology. The present observations establish a qualitative insight for the design of improved small-molecule catalysts for carbon capture.

2단계 고정화 효소반응기를 활용한 Cyclodextrin의 연속생산 (Continuous Production of Cyclodextrin in Two-Stage Immobilized Enzyme Reactor Coupled with Ultrafiltration Recycle System)

  • 이용현;이상호;한일근
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.171-178
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    • 1991
  • The two-stage enzyme reactor, packed with cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) immobilized on Amberite IRA 900, coupled with ultrafiltration membrane was investigated for continuous production of cyclodextrin (CD). 5% (w/v) of soluble starch was partially cyclized, in the 0.1 l first-stage immobilized enzyme reactor, up to CD conversion yield of 10% (w/w) at retention time of 0.56hr and 1.5 units of immobilized CGTase/1g of carrier. In the second stage main immobilized enzyme reactor capacity of 1.5 l, the maximum CD conversion yield of 39% (w/v) was achieved at retention time of 2.8hr and 0.47 unit of CGTase/1 g of carrier. Unreacted residual dextrin was fractionated with ultrafiltration membrane, and then, recycled into the second-stage main bioreactor to increase the CD conversion yield. The most suitable membrane size and the volume concentration ratio (concentrate: filterate) for recycling of unreacted residual dextrin were found to be 5K dalton and 4:6, respectively. CD conversion yield was increased about 3~4% upon co-immobilization of pulluanase along with CGTase. Spent Amberite IRA 900 can be reutilized consecutively more than 3 times for immobilization of CGTase after regeneration.

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고정화 효소전극을 이용한 포도당분석 (Glucose Analysis Using Free and Immobilized Glucose Oxidase Electrode)

  • 장호남;주대권;김영성
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.95-100
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    • 1982
  • Glucose oxidase from A. niger was entrapped in polyacrylamide gel which was used in the enzyme electrode for glucose analysis. The electrode was assembled by placing the gel between the membranes on the surface of a Clark type electrode. In order to make it possible to analyze the experimental results later, the stagnation flow was adopted wheree the governing fluid mechanics were well known. The current increased with the increase concentration in the bulk below a certain level of glucose concentration beyond which no more current increase was observed. This is probably due to the diffusion limitation of oxygen from the bulk solution. Also the current increased witll the enzyme loading in the gel, but the linearity between the current and the glucose concentration was rather limited to a narrow range. Flow rate was found to be very important, which means that film diffusion is very important under the flow rate of 5cm/sec. As a conclusion, enzyme loading, gel layer thickness, stirring speed and bulk concentration of glucose were found to be most improtant parameters in yielding a linar current reponse with respect to the bulk glucose concentration.

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식물성 유지의 phytosterol, tocopherol 분석 및 CLA를 함유한 재구성 지질의 합성

  • 조은진;이기택
    • 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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    • 한국식품저장유통학회 2003년도 춘계총회 및 제22차 학술발표회
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    • pp.103.2-104
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    • 2003
  • 식물종자 중 참깨, 호두, 통밀, 미강 등을 원료로 하여 8$0^{\circ}C$, soxhlet extractor에서 6시간 동안 추출하여 수율을 알아본 후, 추출된 유지의 지방산 조성을 분석하고, phytosterol 및 tocopherol의 함량을 비교.분석하였다. 추출결과, 호두가 56.11%로 가장 높은 수율을 보였으며, 그 뒤로 참깨, 미강, 통밀 등이 각각 35.65, 14.83, 1.56% 등을 나타내었다. GC에 의한 지방산 조성 분석 결과, 추출된 식물유지 모두 linoleic acid, oleic acid등이 각각 평균 45.19, 32.70% 등으로 가장 높은 비율을 차지하였으며, 그 뒤로 palmitic acid, linolenic acid, stearic acid 등이 각각 평균 14.97, 3.52, 2.95 ㏖% 등의 비율을 나타내었다. GC에 의한 phytosterol 분석결과, 참깨, 호두, 통밀, 미강 등의 총 phytosterol 함량은 평균 1.20%의 비율을 보였고, HPLC에 의한 tocopherol 분석결과, 총 tocopherol 함량은 평균 1.52%의 함량을 보이는 것으로 조사되었다. 한편, 추출된 식물성유지 4종과 Conjugated linoleic acid (CLA)를 각각 1:3 ㏖ 비율로 혼합한 후 고정화 효소인 IM60과 24시간 동안 반응하여 재구성지질을 합성하고 GC에 의해 지방산 조성을 분석하였다. 총 CLA의 함량이 가장 많은 것은 통밀로서 23.75㏖%를 나타내었고, 그 뒤로 미강, 호두, 참깨 등이 각각 19.15, 16.28, 13.46㏖% 등의 함량을 나타내는 것으로 조사되었다.

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광바이오촉매 수소제조 시스템에의 광촉매 형태 및 미세구조의 영향에 관한 연구 (Study on the effect of morphology and microstructure of photocatalyst in photo/biocatalytic hydrogen production system)

  • 이상봉;설용건;주현규
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.111-121
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    • 2005
  • 이 연구는 광화학적 물분해 수소제소 기술의 일환으로 수행 중인 광촉매와 바이오촉매를 복합한 시스템 활용 기술에서 광촉매가 갖는 물리적 특성의 영향을 파악하고자 진행되었다. 다양한 물리적 특성을 갖는 광촉매 얻기 위하여 상용광촉매, 수열화법(HT-TiON), 리고 저온합성법(LT-TiON) 등을 이용하여 샘플을 준비하였다. 가시광 감응을 위하여 암모니아나 triethylamine 처리를 하여 질소를 도핑도 시도하였다. 시도된 복합시스템은 인위적인 전자주개 없이 수소를 발생시키는 결과를 보여주었으나, 광촉매로부터 엔자임으로의 전자전달 부분이 율속단계로 확인되었다. 사용된 광촉매 샘플에 따라 수소발생량에 차이가 나타난 결과로 광촉매의 미세구조 (결정상, 결정도, 기공 크기 및 비표면적 등)이 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. 얻어진 결과들을 활용하여 재료들이 고정화된 새로운 시스템 구성을 제안하였다.

요소측정용 바이오센서를 위한 Cu-doped PPy electrode의 제작 (Fabrication of Cu-doped PPy electrode for urea sensor)

  • 양정훈;진준형;송민정;윤동화;민남기;홍석인
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2000-2002
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    • 2002
  • 신장병의 조기진단을 위해서 체내의 요소 농도의 정확한 측정은 매우 중요하며, 이러한 이유에서 많은 연구자들은 보다 빠르고 정확한 체내의 요소농도 측정을 위한 바이오센서를 개발 중이다. 본 논문은 반도체 공정을 이용하여 산화막(4.000${\AA}$)이 성장된 p-형 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. RF sputter를 사용하여 티타늄과 백금을 증착한 백금 박막전극을 제작하였다. 그 위에 전도성 고분자인 Polypyrrole(PPy)과 전도도를 증가시키기 위하여 구리를 도펀트로 사용 scan rate 40mV/S $0.8{\sim}-0.8V$ 전위영역에서 산화적 전기 중합법 (anodical electropolymerization)을 이용하여 전극을 형성하였다. 요소를 2개의 암모늄 이온과 1개의 탄산 이온으로의 가수분해반응을 촉매하는 효소로써 유레이즈(urease)를 전기적 흡착방법을 이용하여 고정화하고 이에 요소농도의 변화에 대하여 시간대 전류법 (chronoamperometry:CA)을 사용하여 감도를 측정하였다. 최적화된 조건하에서 요소농도에 비례하여 Cu-doped PPy electrode로부터 얻어진 확산한계전류는 $4.5{\mu}A$/decade의 기울기를 나타내었다. 전극의 표면은 SEM(Scanning Electron Microscopy)과 EDX(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer)를 이용하여 분석 하였다.

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