• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제14권5호
• /
• pp.583-588
• /
• 1993

Encapsulation capacities $(V_{gas})$ of, $H_2,\;N_2,\;CO,\;CH_4$ and CO, for $Cs_{2.5}Na_{9.5}-A (C_s-A)$ and $Na_{12}$-A (Na-A) zeolites have been measured in order to understand the effect of molecular properties on the $V_{gas}$. With appropriate number of large blocking cations on the main windows of cavities in zeolite A, gas molecules can be encapsulated in both the ${\alpha}$ -and ${\beta}$-cages, resulting in much large $V_{gas}.\;V_{gas}$ is proportional to the encapsulation pressure (Pe) and is also dependent on the molecular properties of encapsulated gases themselves, especially on intermolecular forces originated from the quadrupole moments of molecules in the molecular-dimensioned cavities of zeolite A. At the low range of Pe, molecules with larger $V_{gas}$ and intermolecular forces apparently have smaller increasing tendencies of $V_{gas}$ upon increases in Pe, showing a linear relationship between the tendencies and intermolecular forces rather than their sizes. Interactions between encapsulated molecules of $CH_4$ and framework of Cs-A have been estimated and they seem to depend on the number of encapsulated molecules per unit cell. On the basis of calculated density of $CO_2$, presence of liquid-like phase for the encapsulated molecules in the molecular dimensioned cavities of zeolite A is postulated.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제38권5호
• /
• pp.287-293
• /
• 2005

본 연구에서는 농업용 미생물제 수요의 증가에 따른 보다 안정한 미생물제 공급과 규격화된 품질 보증 및 미생물제 생산성 확대를 위하여 식품 산업에서 활용되고 있는 미생물제의 미세캡슐화 기술을 응용하여, 농업용 미생물제 캡슐화 소재선발 및 캡슐화 최적조건을 조사하고 생산된 미생물 캡슐제의 생균력과 안정성에 관하여 검토하였다. 본 실험의 캡슐화 장치는 extrusion 기법에서 주로 사용되고 있는 air atomizing device 대신 저속의 연동펌프를 이용한 micro-nozzle 방식을 설계하여 수행하였다. 농용 미생물의 캡슐화 소재선발을 위해 bead 형성이 용이하며 생균력을 안정적으로 유지할 수 있고 저렴한 비용으로 구입이 가능한 캡슐제를 조사한 결과 Na-alginate와 K-carragenan은 bead 형성이 우수하게 나타났으며 캡슐내 생균수는 $5.3-7.4{\times}10^7cfu\;g^{-1}$로 gellan gum과 locust bean gum 등에 비하여 6배 이상 높은 생균수를 나타냈다. Na-alginate의 경우 캡슐이 매우 단단하고 매끄러웠으며, K-carragenan보다 7배 이상 저렴한 것으로 조사되었다. 이상 농업용 미생물제의 캡슐화 소재로서 Na-alginate를 사용하는 것이 가장 효율적이고 경제적이라 판단되었다. 농업용 미생물제의 캡슐화를 위한 최적의 캡슐화 소재로 1.5% 농도의 Na-alginate에 1.0% starch와 같은 안정제를 혼합하여 사용할 경우 생균력을 유지하는 데 보다 안정적이었다. 최적조건에서 형성된 캡슐의 형태를 관찰한 결과 캡슐의 표면구조는 매끈하고 규칙 바른 구형을 나타내었으며, 내부 구조는 비교적 균일한 polymatrix를 형성하였 으며 부분적으로 큰 공극을 형성하였다. 미세 캡슐 내 미생물 생존력을 유지하기 위한 캡슐막의 효과를 나타낼 수 있는 안정제로 저렴한 가격으로 구입이 용이한 starch와 zeolite를 이용하여 생균력 증진효과를 검토하였다. 세균을 이용한 미생물 캡슐체의 경우 starch와 zeolite 모두 약 70-80% 생균력을 나타내었으며, 효모의 경우 starch를 안정제로 이용한 경우 67%의 생균력을 나타내었으나 zeolite를 안정제로 첨가한 경우 80% 이상의 높은 생균력 증진을 나타내었다. 이상의 결과로부터 미생물을 캡슐화 할 경우 무기재료인 zeolite를 첨가할 경우 장기간 생균력 안정성이 유지되는 것으로 나타났다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제30권2호
• /
• pp.348-354
• /
• 2009

Copper(II) complexes with tetraoxo dithia tetraaza macrocyclic ligands; [18]ane$N_4S_2$: 1,4,10,13-tetraaza-5,9,14,18-tetraoxo-7,16-dithia-cyclooctadecane, [20]ane$N_4S_2$: 1,5,11,15-tetraaza-6,10,16,20-tetraoxo-8,18-dithia-cyclocosane,Bzo2[18]ane$N_4S_2$: dibenzo-1,4,10,13-tetraaza-5,9,14,18-tetraoxo-7,16-dithia-cyclooctadecane, Bzo2[20]ane$N_4S_2$: dibenzo-1,5,11,15-tetraaza-6,10,16,20-tetraoxo-8,18-dithia-cyclocosane; were entrapped in the nanopores of zeolite-Y by a two-step process in the liquid phase: (i) adsorption of [bis(diamine)copper(II)] (diamine = 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,2-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene); $[Cu(N-N)_2]^{2+}$-NaY; in the nanopores of the zeolite, and (ii) in situ template condensation of the copper(II) precursor complex with thiodiglycolic acid. The obtained complexes and new host-guest nanocomposite materials; $[Cu([18]aneN_4S_2)]^{2+}-NaY,\;[Cu([20]aneN_4S_2)]^{2+}-NaY,\;[Cu(Bzo_2[18]aneN_4S_2)]^{2+}-NaY,\;[Cu(Bzo_2[20]aneN_4S_2)]^{2+}$-NaY; have been characterized by elemental analysis FT-IR, DRS and UV-Vis spectroscopic techniques, molar conductance and magnetic moment data, XRD and, as well as nitrogen adsorption. Analysis of data indicates all of the complexes have been encapsulated within nanopore of zeolite Y without affecting the zeolite framework structure.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제29권3호
• /
• pp.147-155
• /
• 2006

기체 저장제로서 제올라이트의 구조와 기체분자의 유출입 기전을 이해하기 위해 완전히 탈수된 $K_3-A$들을 제조하고 $K_3Na_8H-A(R_1=0.0478,\;R_2=0.0458$ 및 $a=12.257(1){\AA}$)의 결정구조들을 Pm3m 입방 공간군에서 단결정 X-ray 회절 방법으로 연구하였다. 진공 탈수된 $K_3Na_8H-A$의 결정구조에 있어서, 단위세포 당 3개의 $K^+$ 이온들이 8-ring(0.0, 0.4531, 0.4531) 상에 존재하였고, 단위세포 당 8개의 $Na^+$ 이온들이 6-oxygen ring들의 중앙에 위치하였다. 8-ring상에 존재하는 각 $K^+$ 이온들은 두 가지 종류의 골격산소 원자들로 부터 각각 $2.87(2){\AA}$과 $2.79(1){\AA}$의 거리를 가지고 있었다. 이러한 값들은 이미 기존에 알려진 $K_{12}Na-A$의 값들보다 더 짧은 값으로 이들의 이온 반경들을 고려할 때 더 타당한 값들이였다. $K^+$ 이온들의 정확한 위치들은 8-ring들의 중앙으로부터 약 $0.8{\AA}$ 떨어져 있었다. 이러한 결과는 제올라이트 골격을 안전화시켜 기체분자들의 효과적인 유출입 통제와 저장을 가능하게 하며, 유효 부피 극대화를 이루어 더 많은 기체 저장을 할 수 있으므로 병원에서 사용하는 산소 저장 용기를 더욱더 소형임은 물론 산소가 필요한 응급환자 들을 위한 휴대하기 간편한 용기를 만들어 줄 것으로 예상된다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제49권3호
• /
• pp.170-174
• /
• 2006

생균력 안정성이 보장되고 품질이 규격화된 농용 미생물제공급을 위하여 캡슐형 미생물제의 캡슐화 소재로 열수 추출법과 알칼리 추출법을 이용하여 다시마로부터 Na-alginate를 직접 추출하여 겔 형성능과 생균력을 검토하였다. 열수추출 alginate(HWEA)의 경우 5%의 고농도에서 겔 형성이 성공적으로 이루어진데 반해 알칼리추출 alginate(ASA)는 3% 농도에서 $992.1\;{\pm}\;0.2\;g/cm^2$의 강한 겔이 형성되는 특성을 보여 시판되고 있는 alginate(CA) 1.5% 농도의 겔과 유사한 겔 형성능을 나타내었다. 또한 ASA의 경우 추출 수율이 20%로 HWEA 보다 2배 이상 높게 나타났으며 현재 시판되고 있는 Na-alginate(CA)에 비해 비용이 11배 이상 저렴한 것으로 산출되었다. 이상의 결과로부터 ASA를 사용할 경우 값싼 비용으로 추출이 용이하며 저농도에서 겔형성능이 우수하여 최적의 농용 미생물 캡슐소재로 평가되었다. ASA 캡슐제의 생균력을 조사한 결과 81%의 생균력을 나타내어 고가의 CA 캡슐제와 동일한 생균력을 보장 할 수 있음이 입증되었다. 미세 캡슐 내 미생물 생존력을 보다 안정적으로 유지하기 위해 캡슐막의 효과를 나타낼 수 있는 보조제로 starch와 zeolite를 이용하여 생균력 증진효과를 검토한 결과 단일소재 ASA만으로 제조된 캡슐제보다 보조제를 혼합한 캡슐제 경우 세균과 효모는 생균수가 크게 증가되는 효과를 볼 수 있었다. 미생물 혼합 배양액과 상기의 최적 복합 캡슐소재를 혼합하여 캡슐화한 미생물제의 생균력을 측정한 결과 세균은 93%의 높은 생균력을 나타내었고 유산균과 효모의 경우 70% 이상의 생균력을 나타내어 본 연구를 통해 다시마로부터 직접 추출한 ASA가 고가의 시판품 alginate를 대체할 수 있는 농용 미생물 캡슐화 소재로 이용가능할 것으로 판단되었다.

• 한국염색가공학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.247-255
• /
• 2017

Scutellaria Baicalensis(SB) is widely used in traditional and modern oriental medicine. It possesses several biology activities such as anti-oxidative, anti-inflammatory, antimicrobial and antiviral activities. In this study, a functional high density polyethylene (HDPE) fabric with antimicrobial properties was developed using zeolite microparticles as a SB extract delivery carrier. Zeolites loaded with SB extract were prepared by immersing in an SB extract aqueous solution. The average size of the SB extract-loaded zeolites was about 0.1 to $2.0{\mu}m$, and the morphology of the zeolites was not altered after SB extract binding. The resulting SB extract-loaded zeolites were then immobilized homogeneously onto the HDPE fabric using acrylic binder. The encapsulation efficiency of SB extract to the zeolite was more than 45%. The in vitro release test of SB extract-loaded zeolites containing HDPE fabrics showed release of 35% of the total SB extract by day 1 in a 24hours immersion study. Moreover, the SB extract-loaded zeolites containing HDPE fabrics showed effective antimicrobial activity against Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus, and Klebsiella pneumoniae, indicating that this innovative delivery platform potently imparted antimicrobial activity to the HDPE fabric. In conclusion, the current study suggests that the HDPE fabric containing the SB extract-loaded zeolites microparticle carrier system has potential as an effective antimicrobial textile such as safety gloves, protective gloves etc.

• 분석과학
• /
• 제15권6호
• /
• pp.540-549
• /
• 2002

The arrangement of encapsulated Ar atoms in the molecular-dimensioned cavities of fully dehydrated zeolite A of unit-cell composition $Cs_3Na_8HSi_{12}Al_{12}O_{48}$ ($Cs_3$-A) has been studied crystallographically to probe the confinement effect of guest species in microporous environment. Atoms of Ar were encapsulated in the cavities of $Cs_3$-A by treatment with 410 atm of Ar at $400^{\circ}C$ for two days, followed by cooling at room temperature. The crystal structure of $Cs_3Na_8H$-A(4Ar) ($P_e$ = 410 atm, $a=12.245(2){\AA}$, $R_1=0.0543$, and $R_2=0.0552$) has been determined by single crystal X-ray diffraction technique in the cubic space group $Pm\bar{3}m$ at 21 (1) $^{\circ}C$ and 1 atm. Encapsulated Ar atoms are distributed in three crystallographic distinct positions: 1.5 Ar atoms per unit cell opposite 6-rings, 1.5 opposite four-rings in the large cavity, and finally 1.0 in the sodalite-unit. The possible structures of argon clusters, such as $Ar_2$, $Ar_3$, and $Ar_4$, are proposed.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제16권10호
• /
• pp.923-929
• /
• 1995

Four crystal structures of M3-A (M3Na9-xHx-A, M=Rb or K and x=1 or 0), Rb3Na8H-A(a=12.228(1) Å and R1=0.046), Rb3Na9-A (a=12.258(3) Å and R1=0.058), K3Na8H-A (a=12.257(3) Å and R1=0.048) and K3Na9-A (a=12.257(3) Å and R1=0.052), have been determined by single crystal x-ray diffraction technique in the cubic space group Pm3^m at 21 ℃. In all structures, each unit cell contained three M+ ions all located at one crystallographically distinct position on 8-rings. Rb+ ions are 3.12 and 3.21 Å away respectively from O(1) and O(2) oxygens, about 0.40 Å away from the centers of the 8-rings, and K+ ions are 2.87 and 2.81 Å apart from the corresponding oxygens. These distances are the shortest ones among those previously found for the corresoponding ones. Eight 6-rings per unit cell are occupied by eight Na+ ions, each with a distance of 2.31 Å to three O(3) oxygens. The twelfth cation per unit cell is found as Na+ opposite 4-ring in the large cavities of M3Na9-A and assumed to be H+ for M3Na8H-A. With these noble non-framework cationic arrangements, larger M+ ions preferably on all larger 8-rings and the compact Na+ ions on all 6-rings, the bond angles in the 8-rings of M3-A, 145.1 and 161.0 respectively for (Si,Al)-O(1)-(Si,Al) and (Si,Al)-O(2)-(Si,Al), turned out to be remarkably stable and smaller, by more than 12 to 17°, than the corresponding angles found in the crystal structures of zeolites A with high concentration of M+ ions. It is to achieve these remarkably relaxed 8-rings, the main windows for the passage of gas molecules, with simultaneously maximized cavity volumes that M3-A have been selected as one of the efficient zeolite A systems for gas encapsulation.

• 한국식품과학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.255-262
• /
• 2002

본 실험에서는 L. fermentum YL-3의 생존에 관한 연구로 살아 있는 상태로 위를 거쳐 장내에 정착하여 생균제로서의 기능을 수행할 수 있도록 내산성과 저장성에 초점을 맞추었다. 유산균 성장촉진 물질로 첨가되어 온 tween 80 성분의 제거가 pH 2.0에서 L. fermentum YL-3의 내산성을 약 1 log cycle 정도 향상시켰다. 지방산 분석에서는 세포의 유동성 및 동결 등에 저항성을 가진다고 보고되는 $C_{19:0}\;cyc\;{\omega}8c(lactobacillic\;acid)$의 성분이 24.6% 증가함으로써 내산성이 향상됨을 알 수 있었다. 온도별에서도 배양 온도가 상승할수록 내산성은 향상되었으며 배양시간 역시 길수록 향상되나 생균수를 고려해야 하므로 $42^{\circ}C$의 배양온도에서 대수기 말기의 균제를 이용하였다. 그래서 최종 배양 조건은 tween 80이 제거된 $MRS^-$ 배지에서 $20{\sim}24$시간 $42^{\circ}C$에서 혐기 배양을 실시한 균체를 capsule 제도에 이용하였다. Alginate capsule이 산, 열, 인산염 등에 풀어지는 단점을 가져 무독성의 1% chitosan을 이용하였으며 표면의 관찰 결과, chitosan처리 후 가교 결함에 의하여 더욱 촘촘한 막이 형성되었으며 alginate capsule에서 여러 군데 보이던 미세 구멍이 줄었으며 CLSM을 이용한 L. fermentum YL-3의 포집은 안정한 상태로 포집 균수는 약 $2.0{\times}10^9\;CFU/g$ 정도였다. 캡슐화된 L. fermentum YL-3의 내산성에서는, 3시간 동안 pH 2.0에서 alginate capsule은 약 40 %가 생존한 반면 chitosan 처리 후의 alginate capsule은 약 65% 정도로 생존율의 향상을 보였다. 캡슐화된 L. fermentum YL-3의 저장성에서는 상온인 $25^{\circ}C$에서는 초기 균수에서 1주 사이 $2{\sim}3\;log\;cycle$정도로 급격히 사멸되었으며 chitosan 처리구나 zeolite 처리구에 의한 상온에서의 저장성 향상에서는 영향을 미치지 못했다. $4^{\circ}C$에서는 $2.0{\times}10^9\;CFU/g$이었던 초기균수가 3주까지 모두 $10^8\;CFU/g$ 이상의 생존율을 나타내었으며 특히 chitosan으로 처리한 capsule의 저장성은 3주 후 약 24% 정도로 alginate capsule에 비해 생존율이 높았다.