• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.6-10
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• 2015

효소 전극 anode와 PEMFC용 전극 cathode를 이용하여 효소연료전지를 구동하였다. 효소 anode는 그래파이트 분말과 효소로서 글루코스 산화제, 전자매개체로서 페로센을 혼합해 압축해서 만들고 Nafion 이오노머로 코팅하였다. anode 제조조건을 변화시키며 OCV를 측정해 효소 anode 제조 최적조건을 찾았다. 효소 anode 압축 시 최적 압력은 9.0 MPa였다. 효소 anode에서 그래파이트가 60%일 때 최고의 OCV를 나타냈다. anode 기질 용액의 최적 글루코스 농도는 1.7 mol/l이었으며, anode의 효소 활성은 7일 동안 안정적으로 유지되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.171-174
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• 2016

효소 전극 cathode와 PEMFC용 전극 anode를 이용하여 효소연료전지를 구동하였다. 효소 cathode는 그래파이트 분말과 효소로서 Laccase, 산화환원 매개체로서 ABTS를 혼합해 압축해서 만들고 Nafion 이오노머로 코팅하였다. cathode 제조조건을 변화시키며 OCV를 측정해 효소 cathode 제조 최적조건을 찾았다. 효소 cathode 압축 시 최적 압력은 4.0 bar 였다. 효소 cathode에서 그래파이트가 95%일 때 최고의 OCV를 나타냈다. cathode기질 용액의 최적 글루코스 농도는 0.4 mol/l이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.667-671
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• 2015

Anode는 효소를 이용한 효소전극과 cathode는 PEMFC용 전극을 이용해 효소연료전지를 구동하였다. 효소 anode는 graphite 분말과 효소로서 글루코스 산화제, 전자매개체로 ferrocene을 혼합해 압축해서 만들고 Nafion 이오노머로 코팅하였다. Anode 제조조건을 변화시키며 성능을 측정해 효소 anode 제조 최적조건을 찾았다. 효소 anode 압축 시 최적 압력은 8.89 MPa이고, 효소 anode의 graphite 성분비가 60%일 때 최고의 출력밀도를 나타냈다. Anode 기질 용액의 최적 glucose 농도는 1.7mol/l이었다. 효소 anode는 Nafion 용액에 1초, 2회 침지에 의해 안정화되었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제8권2호
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• pp.87-95
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• 2017

Enzymatic fuel cells are promising low cost, compact and flexible energy resources. The basis of enzymatic fuel cells is transfer of electron from enzyme to the electrode surface and vice versa. Electron transfer is done either by direct or mediated electron transfer (DET/MET), each one having its own advantages and disadvantages. In this study, the DET and MET of laccase-based biocathodes are compared with each other. The DET of laccase enzyme has been studied using two methods; assemble of needle-like carbon nanotubes (CNTs) on the electrode, and CNTs/Nafion polymer. MET of laccase enzyme also is done by use of ceramic electrode containing, ABTS (2,2'-azino-bis [3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid]) /sol-gel. Cyclic voltammetric results of DET showed a pair of well-defined redox peaks at $200{\mu}A$ and $170{\mu}A$ in a solution containing 5and $10{\mu}M$ o-dianisidine as a substrate for needle-like assembled CNTs and CNTs-Nafion composite respectively. In MET method using sol-gel/ABTS, the maximum redox peak was $14{\mu}A$ in the presence of 15 M solution o-dianisidine as substrate. The cyclic voltammetric results showed that laccase immobilization on needle-like assembled CNTs or CNTs-Nafion is more efficient than the sol-gel/ABTS electrode. Therefore, the expressed methods can be used to fabricate biocathode of biofuel cells or laccase based biosensors.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.550-556
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• 2022

당, 알코올, 유기산 및 아미노산 등과 같은 다양한 유기물에 포함된 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 효소 연료전지의 성능은 anode 뿐만 아니라 cathode에도 큰 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 laccase 기반의 고성능 cathode 전극을 개발하는데 있다. 효소, 전자전달체 및 탄소나노튜브로 구성된 효소 복합체를 제조하고 이를 전극 표면에 다층으로 부착하며 층수 및 탄소나노튜브의 첨가 유무가 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 전극 표면에 효소-전자전달체(Lac-(PVI-Os-dCl))의 층수가 증가할수록 전극에서 발생되는 환원 전류량이 증가하였다. 탄소나노튜브가 첨가된 효소-전자전달체 복합체 전극(Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl))이 Lac-(PVI-Os-dCl) 전극에 비하여 1.7배 많은 환원 전류를 생성하였다. Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl)과 Lac-(PVI-Os-dCl)의 비율을 변화시키며 적층한 전극들에서 2층의 Lac-(PVI-Os-dCl)과 2층의 Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl)으로 구성된 전극이 가장 많은 양의 환원 전류(10.1±0.1 µA)를 생성하였다. 단일 층의 Lac-(PVI-Os-dCl)로 구성된 cathode를 사용하는 셀과 최적화된 cathode를 사용하는 셀의 최대 생산 전력밀도는 각각 0.46±0.05와 1.23±0.04 µW/cm²였다. 본 연구 결과는 전극 표면에 laccase, 전자전달체 및 탄소나노튜브로 구성된 복합체의 적층 최적화를 통해 cathode 및 이를 이용하는 효소 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

• Advances in materials Research
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• 제6권2호
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• pp.129-153
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• 2017

Platinum is a transition metal that is very resistant to corrosion. It is used as catalyst for converting methyl alcohol to formaldehyde, as catalytic converter in cars, for hydrocracking of heavy oils, in Fuel Cell devices etc. Moreover, Platinum compounds are important ingredient for cancer chemotherapy drugs. The nano forms of Platinum due to its unique physico-chemical properties that are not found in its bulk counterpart, has been found to be of great importance in electronics, optoelectronics, enzyme immobilization etc. The stability of Platinum nanoparticles has supported its use for the development of efficient and durable proton exchange membrane Fuel Cells. The present review concentrates on the use of Platinum conjugated with various metal or compounds, to fabricate nanocomposites, to enhance the efficiency of Platinum nanoparticles. The recent advances in the synthesis methods of different Platinum-based nanocomposites and their applications in Fuel Cell, sensors, bioimaging, light emitting diode, dye sensitized solar cell, hydrogen generation and in biosystems has also been discussed.

• BMB Reports
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• 제46권12호
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• pp.567-574
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• 2013

Liver plays a major role in maintaining glucose homeostasis in mammals. Under fasting conditions, hepatic glucose production is critical as a source of fuel to maintain the basic functions in other tissues, including skeletal muscle, red blood cells, and the brain. Fasting hormones glucagon and cortisol play major roles during the process, in part by activating the transcription of key enzyme genes in the gluconeogenesis such as phosphoenol pyruvate carboxykinase (PEPCK) and glucose 6 phosphatase catalytic subunit (G6Pase). Conversely, gluconeogenic transcription is repressed by pancreatic insulin under feeding conditions, which effectively inhibits transcriptional activator complexes by either promoting post-translational modifications or activating transcriptional inhibitors in the liver, resulting in the reduction of hepatic glucose output. The transcriptional regulatory machineries have been highlighted as targets for type 2 diabetes drugs to control glycemia, so understanding of the complex regulatory mechanisms for transcription circuits for hepatic gluconeogenesis is critical in the potential development of therapeutic tools for the treatment of this disease. In this review, the current understanding regarding the roles of two key transcriptional activators, CREB and FoxO1, in the regulation of hepatic gluconeogenic program is discussed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권3호
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• pp.330-337
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• 2011

본 연구에서는 자기조립단분자막(SAM)의 연구에 유용한 일련의 $\omega$-mercapto alkyl amine 1 및 $\omega$-mercapto alkanoic acid 2를 만드는 제조공정을 서술하였다. 먼저 첫 번째 목표물질인 $\omega$-mercapto alkyl amine 1의 제조방법은 다음과 같다: 먼저 시중에서 시판되는 potassium phthalimide와 $\omega$-bromo alcohol을 $80{^{\circ}C}$, DMF 용매에서 치환반응으로 화합물 3을 합성하였다. 아민기와 알코올기를 포함하는 화합물 4을 합성하기 위하여 먼저 화합물 3를 hydrazine hydrate로 환류시킨 후, 이어서 c-HCl로 처리하여 부반응물 5를 수반하여 생성물 4를 76-98% 수율로 만들었다. $\omega$-aminoakanol 4의 hydroxyl기를 HBr로 브로민화반응을 하여 $\omega$-bromoamine 화합물 6을 34-97% 수율로 만들었다. 티올기를 도입하기 위하여 화합물 6을 95% 에탄올 속에서 thiourea와 치환 반응하여 $\omega$-aminoalkanthiuronium 7을 만든 다음, 이 화합물을 센 염기(KOH)와 센 산으로 처리하여 목표화합물, $\omega$-mercapto alkylamines 1을 총 5단계를 걸쳐서 제조하였다. 덧붙여 두 번째 목표물질인 $\omega$-mercapto alkanoic acid 2는 다음과 같이 2단계를 통하여 제조하였다: $\omega$-bromo alkanoic acid를 95% 에탄올 속에서 thiourea로 처리하여 화합물 7을 만든 다음, 센 염기(KOH)를 처리하여 thiuronium bromide 를 제거한 후, 다시 센 산(HCl) 수용액으로 처리하여 두 번째 목표화합물 $\omega$-mercapto alkanoic acid 2을 얻었다. 제조한 긴 사슬 알킬티올 1과 2 유도체들은 금속(Au, Pt, Ti)에 자기조립단분자 막을 형성함으로써 단백질, 효소 및 다양한 생체분자를 고정하는 연결자로 사용될 수 있으며, 그 밖에 금속의 표면개질을 이용하여 다양한 응용 연구를 위한 화학 도구로 사용될 수 있다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제39권4호
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• pp.97-104
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• 2015

Glucose is universal and essential fuel of energy metabolism and in the synthesis pathways of all mammalian cells. Glucose is the one of the major precursors of lactose synthesis using glycolysis result in producing milk fat and protein. During the milk fat synthesis, lipoprotein lipase (LPL) and CD36 are required for glucose uptake. Various morecules such as acyl-CoA synthetase 1 (ACSL1) activity of acetyl-CoA synthetase 2 (ACSS2), ACACA, FASN AGPAT6, GPAM, LPIN1 are closely related with milk fat synthesis. Additionally, glucose plays a major role for synthesizing lactose. Activations of lactose synthesize enzymes such as membranebound enzyme, beta-1,4-galactosyl transferase (B4GALT), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) are changed by concentration of glucose in blood resulting change of amount of lactose production. Glucose transporters are a wide group of membrane proteins that facilitate the transport of glucose over a plasma membrane. There are 2 types of glucose transporters which consisted facilitative glucose transporters (GLUT); and sodium-dependent transport, mediated by the Na+/glucose cotransporters (SGLT). Among them, GLUT1, GLUT8, GLUT12, SGLT1, SGLT2 are main glucose transporters which involved in mammary gland development and milk synthesis. However, more studies are required for revealing clear mechanism and function of other unknown genes and transporters. Therefore, understanding of the mechanisms of glucose usage and its regulation in mammary gland is very essential for enhancing the glucose utilization in the mammary gland and improving dairy productivity and efficiency.