Alcohol oxidase와 alcohol dehydrogenase를 DEAE-Cellulose와 ePG에 고정화시켜 에탄올을 산 화시키는 반응을 기상에서 수행하였다. 이 기상반응 의 반응활성은 반응온도와 효소의 hydration 정도에 큰 영향을 받았다. 온도에 의한 효소활성의 변화는 액상에셔의 경우와 비슷한 경향을 보였다. 즉 기상 반응에서도 $35^{\circ}C$에서 $40^{\circ}C$ 사이에서 최고의 활성을 나타내였다. 효소의 hydration 정도는 효소의 활성 에 매우 큰 영향을 끼치는 인자였는데 water activity가 0.8 정도까지는 water activIty가 증가함 에 따라 효소의 활성이 급격히 증가하다가 그 이상 에서는 다소 감소하는 경향을 보였다. 쇼소의 얀정 성도 water activity에 의해서 크게 영향을 받았는데 water actIvity가 0.5 정도까지는 water activity가 증가함에 따라 안정성이 비교적 급격히 감소하였고 그 이상의 water activity에서는 효소의 안정성이 water activity의 영향을 크게 받지 않고 어느 정도 엘정하게 유지되었다. 담체의 흡착성능이 기상반응에 마치는 영향을 알아보가 위하여 셔로 흡 착성능이 다른 DEAE-Cellulose와 CPG에 고정화 된 효소를 사용하여 반응을 비교해 본 결과 담체의 흡착성능은 반응에 별 영향을 주지 못했다. Alcoh이 O oxidase의 기상반응 속도상수(Km=0.24mM)는 액상에서의 값(Km=11.22mM)과 order of magni tude가 약 2 정도의 차이를 보여주었는데 이는 기질 인 에탄올의 기 액 평형상태에셔의 각상간의 농도의 order of magnitude 차와 비슷하였다. 같은 산화효 소류이나 조효소를 펠요로 하고 반응속도식이 많이 다른 alcohol dehydrogenase 효소에도, 기상반응 속도상수와 사용기질의 기 액평형 데이타와의 이와 같은 연관성이 성립하였다. 이같은 연관성이 산화환 원효소류가 아닌 다른 효소류에도 적용될지의 여부는 앞으로의 연구로 밝혀야 할 것이다.
본 연구에서는 우유에 탈지분유 또는 4종의 곡류(쌀, 보리, 밀, 옥수수)를 각각 2% 첨가하고 Leuconostoc mesenteroides(ATCC 9135)로 발효하여 호상의 요구르트를 만든 후, 곡류의 첨가가 유산균의 생육과 산생성에 미치는 영향과 몇가지 휘발성 향기성분을 분석하였다. 곡류의 첨가로 Leuc. mesenteroides의 산생성이 대조군(우유로만 만든 요구르트)보다 현저하게 촉진되었으며, 30시간까지 발효하면서 적정산도와 pH, 생균수를 관찰한 결과는 발효시간이 경과함에 따라 산생성이 현저히 증가하였고 pH는 현저히 저하하였으며 생균수는 12시간 또는 18시간까지 현저히 증가하였다. GC에 의한 휘발성 향기성분 분석에서는 호상 요구르트에 함유된 휘발성분 가운데 acetaldehyde, acetone, ethanol, diacetyl, butanol 및 acetoin의 6가지 성분이 확인되었으며 이중에서 발효에 의해 생성된 것은 acetaldehyde, ethanol, diacetyl 및 acetoin이었다.
For development of an on-line monitoring unit of fermentation process, an auto dilution unit based on traditional chemical and biological analytical method was developed and the performance was evaluated. The dilution unit was constructed with two syringe pumps and flow direction change valves and fully automated. Total delivery volume of two pumps using distilled water was measured to confirm the operating stability And diluted concentrations of three substrate solutions (glucose, lactic acid, ethanol) were compared with a standard method with a high performance liquid chromatograph (glucose, lactic acid) and gas chromatograph (ethanol). Relative error values of total delivery volume of the pumps were below 3% and standard deviation values were 0.003 (n=5). Relative error values of diluted concentration of the dilution unit measurements were below 2% with 1/10 of dilution ratio and 70, $80{\mu}{\ell}$ of sample volume conditions for glucose and lactic acid, 1/30 of dilution ratio and $70{\mu}{\ell}$ of sample volume conditions for ethanol, respectively. In case of the ethanol, cause of the evaporative characteristics, the relative error values showed over 5% whole experimental conditions.
Breath analysis is rapidly evolving as a non-invasive disease recognition and diagnosis method. Metal oxide gas sensors are one of the most ideal platforms for realizing portable, hand-held breath analysis devices in the near future. This paper reviewed the recent developments in metal oxide gas sensors detecting exhaled biomarker gases such as nitric oxides, acetone, ammonia, hydrogen sulfide, and hydrocarbons. Emphasis was placed on strategies to tailor sensing materials/films capable of highly selective and sensitive detection of biomarker gases with negligible cross-response to ethanol, the major interfering breath gas. Specific examples were given to highlight the validity of the strategies, which include optimization of sensing temperature, doping additives, utilizing acid-base interaction, loading catalysts, and controlling gas reforming reaction. In addition, we briefly discussed the design and optimization method of gas sensor arrays for implementing the simultaneous assessment of multiple diseases. Breath analysis using high-performance metal oxide gas sensors/arrays will open new roads for point-of-care diagnosis of diseases such as asthma, diabetes, kidney dysfunction, halitosis, and lung cancer.
본 연구에서는 (주)파인텍에서 개발한 제올라이트 4A 분리막을 이용하여 물, 에탄올, 이소프로필알코올 단일 성분 및 혼합물의 투과증발 실험을 수행하였다. 본 분리막은 수열합성법을 이용하여 제막하였고, Si/Al 비율이 1인 LTA 구조에 $Na^+$를 이온교환하여 약 $4{\AA}$의 기공크기를 갖고 있으며, 강한 친수성을 나타내고 있다. 물리적 특성을 확인하기 위해 SEM, porosimetry, BET, 압축강도계를 이용하였다. 다양한 온도 및 농도 조건 실험을 통해 제올라이트 4A 분리막이 물/에탄올(분리계수 3,000 이상) 및 물/이소프로필알코올(분리계수 1,500 이상) 혼합물로 부터 물을 선택적으로 분리할 수 있음을 확인하였다. 활동도계수, Generalized Maxwell Stefan 모형 및 Dusty Gas 모형을 이용하여 단일성분 및 혼합물의 투과증발 거동을 모사하였으며, Genetic Algorithm를 이용한 상수추정을 통하여 분리층의 흡착 및 확산상수를 구하였다.
4가지 서로 다른 소재(대나무, 목재, 피탄, 석탄)로 제조된 10가지 활성탄에 대해서, 30% 알코올모델용액에 용해되어 있는 6가지 휘발성화합물(isoamyl alcohol, hexanal, furfural, ethyl lactate, ethyl octanoate, 2-phenyl ethanol)의 흡착효율을 평가하였다. 이들 6가지 휘발성화합물은 알코올음료에서 종종 발견되며, 농도가 높을 경우에는 숙취의 원인이 될 뿐만이 아니라 위스키나 보드카와 같은 술에서 이취의 원인물질이 되기도 한다. 6가지 휘발성화합물이 용해되어 있는 30% 알코올모델용액 200 mL에 0.2 g의 활성탄을 넣고 16시간 일정한 속도로 교반한 후에 처리된 용액을 2가지 시료처리방법(direct liquid injection and headspace-solid phase microextraction)을 이용 GC분석을 수행하여 활성탄의 제거효율을 구하였다. 활성탄의 제거효율은 휘발성화합물의 종류와 활성탄제조의 소재에 따라 차이가 있었으며, ethy octanoate, 2-phenyl ethanol, hexanal에 대한 제거율은 34-100%로 높은 편이나, isoamyl alcohol, ethyl lactate, furfural의 제거율은 5-13%로 비교적 낮은 편이었다. 활성탄의 종류에 따른 제거율은 대나무활성탄인 A가 isoamly alcohol, hexanal, ethyl lactate, furfural 등 대부분의 휘발성화합물에 대해서 유의적으로 높았으며(p < 0.05), 특히 알코올음료에서 숙취와 이취물질이며 fusel oil의 주성분인 isoamyl alcohol, aldehydes(hexanal, furfural), 2-phenyl ethanol에 대한 흡착효율이 높은 것으로 확인되었다.
Insoluble anodes of the Ta/Ir mixed metal oxide for electrodeposition of Ni-W alloy in ammoniacal citrate bath were prepared by thermal decomposition method. Ti plate was etched in boiling oxalic acid solution and coated with ethanol solution of $TaCl_{5}$ and $IrCl_4$ mixed in a fixed ratio, followed by drying and treating at various temperatures. The coating layer of these insoluble anode was characterized by SEM, EDX, XRD and DSC. The decomposition rate of citric acid in plating bath was determined by measuring the $CO_2$ gas evolved at the anodes with Gas Chromatography. Evolution of $CO_2$ gas from Ta/Ir oxide anodes decreased about 5% compared with that of Pt. The $CO_2$ gas evolution was increased with the amount of Ir-oxide in the coatings. The coatings which have more than 40% ratio of Ta content and heat-treated at the temperature higher than $400^{\circ}C$ showed better efficiency
The maleate copolyrner($C_{18}MA-VE_2$) is used as sensitive materials and deposited on the slide-glass substrates at room temperature using Langmuir-Blodgett(LB) method. The results of current-time(1-t) measurements are performed to investigate the gas-detection characteristics of the sensitive LB films in the presence of organic gases just as chloroform, acetone, ethanol, methanol using the apparatus for the gas-detection measurement. Several interesting responses are observed at room temperature, such as reversible response, sensitivity and response time. Response time and sensitivities are evaluated 160~220[sec], minimum 6[times], maximum 70[times] for each organic gas by adsorption and penetration of the organic gases in the relation concentration of 100[%], respectively.
Yi, Seung Yeop;Song, Young Geun;Kim, Gwang Su;Kang, Chong-Yun
센서학회지
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제28권4호
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pp.231-235
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2019
We investigated the facile and effective strategy for sensitive and selective $C_2H_5OH$ sensors based on the In-decorated NiO nanoigloos. The In-decorated NiO nanoigloos is fabricated by RF sputtering using 750 nm-diameter polystyrene beads using a soft-template. The morphological evolution based on the Van der Drift model was generated through a heterojunction between In metal and NiO, resulting in a pyramidal rough surface. Upon decorating the In on the NiO surface, high sensitivity and selectivity to $C_2H_5OH$ were observed, and gas sensing mechanism was demonstrated by a high surface-to-volume and double Schottky barrier. We are confident that the method presented in this study will have a significant impact on the fabrication of effective nanostructures and their application for the gas sensors.
Xylene is a hazardous volatile organic compound that should be precisely measured to monitor indoor air quality. However, the selective and sensitive detection of ppm-level xylene using oxide-semiconductor gas sensors remains a challenge. In this study, pure and Cr-doped Co3O4 nanoparticles (NPs) were prepared using flame spray pyrolysis, and their gas-sensing characteristics to 5-ppm xylene at 250 ℃ were investigated. The 4 at% Cr-doped Co3O4 NPs exhibited a high gas response to 5-ppm xylene (resistance ratio to gas and air = 39.1) and negligible cross-responses to other representative and ubiquitous indoor pollutants such as ethanol, benzene, formaldehyde, carbon monoxide, and ammonia. In this paper, the enhancement of the gas response and selectivity of Co3O4 NPs to xylene by Cr doping was discussed in relation to the catalytic promotion of the gas-sensing reaction. This sensor can be used to monitor indoor xylene.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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