• 제목/요약/키워드: nano-enzyme complex

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N3S-ligated Copper(II) Complex Catalyzed Selective Oxidation of Benzylic Alcohols to Aldehydes under Mild Reaction Conditions

  • Dharmalingam, Sivanesan;Koo, Eunhae;Yoon, Sungho;Park, Gyoosoon
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권3호
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    • pp.715-720
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    • 2014
  • A Cu(II) complex with an three nitrogens and one sulfur coordination environment was synthesized and characterized. Its redox potential was observed at 0.483 V vs. NHE, very similar to that of a Cu-containing fungal enzyme, galactose oxidase, which catalyzes the oxidation of alcohols to corresponding aldehydes with the concomitant reduction of molecular oxygen to water. The Cu(II) complex selectively oxidizes the benzylic alcohols using TEMPO/$O_2$ under mild reaction conditions to corresponding aldehydes without forming any over-oxidation product. Moreover, the catalyst can be recovered and reused multiple times for further oxidation reactions, thus minimizing the waste generation.

Chitosan-Cu-salen/Carbon Nano-Composite Based Electrode for the Enzyme-less Electrochemical Sensing of Hydrogen Peroxide

  • Jirimali, Harishchandra Digambar;Saravanakumar, Duraisamy;Shin, Woonsup
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제9권3호
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    • pp.169-175
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    • 2018
  • Cu-Salen complex was prepared and attached into chitosan (Cs) polymer backbone. Nanocomposite of the synthesized polymer was prepared with functionalized carbon nano-particles (Cs-Cu-sal/C) to modify the electrode surface. The surface morphology of (Cs-Cu-sal/C) nanocomposite film showed a homogeneous distribution of carbon nanoparticles within the polymeric matrix. The cyclic voltammogram of the modified electrode exhibited a redox behavior at -0.1 V vs. Ag/AgCl (3 M KCl) in 0.1 M PB (pH 7) and showed an excellent hydrogen peroxide reduction activity. The Cs-Cu-sal/C electrode displays a linear response from $5{\times}10^{-6}$ to $5{\times}10^{-4}M$, with a correlation coefficient of 0.993 and detection limit of $0.9{\mu}M$ (at S/N = 3). The sensitivity of the electrode was found to be $0.356{\mu}A\;{\mu}M^{-1}\;cm^{-2}$.

전기화학적인 방법을 이용한 탄소나노튜브 전극상의 오스뮴 착물의 고정화 및 혈당센서에 관한 응용 (Electrochemical Immobilization of Osmium Complex onto the Carbon Nano-Tube Electrodes and its Application for Glucose sensor)

  • 최영봉;전원용;김혁한
    • 전기화학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.50-56
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    • 2010
  • Multi-wall carbon nano-tube(MWCNT)를 이용해 screen printed carbon electrodes(SPCEs)을 제작하여 혈당센서의 선택성과 감도가 증가됨을 확인 할 수 있었다. 효소촉매반응을 위한 탄소전극으로의 전자이동의 매개체로 8족 금속 원소인 오스뮴을 중심금속으로 일차 아민을 포함하는 피리딘(pyridine) 리간드를 배위시켜 $[Os(dme-bpy)_2(4-aPy)Cl]^{+/2+}$를 합성하였다. 합성된 오스뮴 착물은 순환 전압전류법을 포함한 다양한 전기화학분석방법을 이용하여 전기적 성질을 조사하였다. 전기적 흡착방법을 이용하여 일차 아민을 갖는 착화합물을 전극위에 고정화 하였다. 오스뮴이 고정화된 MWCNT-SPCEs는 일반적인 carbon electrode보다 약 100배가량의 오스뮴이 흡착됨을 확인 할 수 있었다. (${\tau}_0=2.0\;{\times}\;10^{-9}\;mole/cm^2$) 마지막으로 당(Glucose)과 당 분해효소(Glucose Oxidase, GOx)에 의한 촉매반응의 전류를 확인하였고, 당 농도에 따라 선형 변화하는 전류의 양도 확인하였다.

Photocatalytic Systems of Pt Nanoparticles and Molecular Co Complexes for NADH Regeneration and Enzyme-coupled CO2 Conversion

  • Kim, Ellen;Jeon, Minkyung;Kim, Soojin;Yadav, Paras Nath;Jeong, Kwang-Duk;Kim, Jinheung
    • Rapid Communication in Photoscience
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    • 제2권2호
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    • pp.42-45
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    • 2013
  • Natural photosynthesis utilizes solar energy to convert carbon dioxide and water to energy-rich carbohydrates. Substantial use of sunlight to meet world energy demands requires energy storage in useful fuels via chemical bonds because sunlight is intermittent. Artificial photosynthesis research focuses the fundamental natural process to design solar energy conversion systems. Nicotinamide adenine dinucleotide ($NAD^+$) and $NADP^+$ are ubiquitous as electron transporters in biological systems. Enzymatic, chemical, and electrochemical methods have been reported for NADH regeneration. As photochemical systems, visible light-driven catalytic activity of NADH regeneration was carried out using platinum nanoparticles, molecular rhodium and cobalt complexes in the presence of triethanolamine as a sacrificial electron donor. Pt nanoparticles showed photochemical NADH regeneration activity without additional visible light collector molecules, demonstrating that both photoactivating and catalytic activities exist together in Pt nanoparticles. The NADH regeneration of the Pt nanoparticle system was not interfered with the reduction of $O_2$. Molecular cobalt complexes containing dimethylglyoxime ligands also transfer their hydrides to $NAD^+$ with photoactivation of eosin Y in the presence of TEOA. In this photocatalytic reaction, the $NAD^+$ reduction process competed with a proton reduction.

미생물 성장 공정에서의 기질 저해에 관한 modified Haldane 모델의 이론적 고찰 (Theoretical Consideration of the Modified Haldane Model of the Substrate Inhibition in the Microbial Growth Processes)

  • 황영보
    • 공업화학
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    • 제19권3호
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    • pp.277-286
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    • 2008
  • 본 논문은 미생물 성장 공정에서의 기질 저해에 관한 modified Haldane 모델의 이론적 유도를 다룬다. 생물학적 개념인 기질-수용체 복합체의 작동 메커니즘을 바탕으로 새로운 미생물학적 동특성인 N-중첩된 다중 기질 저해 모델의 유도와 더불어 일반화가 이론적으로 고찰되었는데, 이것은 효소 반응에서의 단순 기질 저해 메커니즘이 자연스럽게 확장된 것이다. 결과적으로, 본 기질 저해에 관한 modified Haldane 모델은 완전저해 기질농도라는 생물학적 상수를 포함하고 있는, 잘 설계된 4-파라메터 동특성 모델임이 밝혀졌다.

철 화합물을 이용한 당 탈수소화 효소-혈당센서의 연구 (Development of GDH-glucose Sensor using Ferrate Complex)

  • 최영봉;이정민;김세영;김혁한
    • 전기화학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.30-36
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    • 2014
  • 산화/환원 매개체는 혈당 센서의 구성에서 전극과 효소 반응의 전자 전달 매개체로서 중요한 역할을 담당한다. 본 연구에서는 기존의 산화/환원 매개체보다 전자 전달 반응이 용이하며, 높은 민감도를 위해 페레이트에 아닐린을 결합시켜, 1차 아민기를 갖는 $Fe(CN)_5$-aminopyridine를 합성하였다. 합성된 $Fe(CN)_5$-aminopyridine 는 순환 전압 전류 법과 분광학적 방법을 이용하여 합성 결과를 확인하였다. 합성된 물질과 포도당을 측정하기 위한 당 탈 수소 효소를 ITO 전극위에 고정시켜 효소전극을 제작하였고, 또한 신호 증폭을 위하여 금 나노 입자를 함께 고정시켰다. 금 나노 입자가 고정된 효소 전극은 그렇지 않은 전극에 비해 약 2배 가량의 전류 밀도가 증가함을 확인하였다. 만들어진 효소 전극에서 포도당의 농도 별 산화 촉매 전류를 순환 전압 전류 법으로 측정한 결과 0.4 V (vs. Ag/AgCl)에서 전기적 신호가 발생되었으며, 포도당 0~10 mM의 농도 범위에서 전기적 신호가 선형 증가함을 확인할 수 있었다.