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부채꼴방전 플라즈마 개질을 이용한 프로판으로부터의 합성가스 생산 (SynGas Production from Propane using GlidArc Plasma Reforming)

  • 송형운;전영남
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.323-328
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    • 2006
  • 본 논문의 목적은 부채꼴방전(GlidArc) 플라즈마 개질을 이용하여 프로판으로부터 카본블랙의 형성이 없는 합성가스 생산을 위한 개질특성과 최적 운전조건을 연구하였다. 또한 수소 생산 및 프로판 전환율을 항상시키기 위해 반응기 내의 촉매반응 영역에 13 wt%의 니켈촉매를 충진하여 수증기 몰 비, 이산화탄소 몰 비, 입력 전력, 주입 유량 변화의 변수별 연구를 수행하였다. 그 결과, 수증기 몰 비, 이산화탄소 몰 비, 입력 전력, 주입 유량이 각각 1.86, 0.48, 1.37 kW, 14 L/min일 때 프로판 전환율이 62.6%로 최적이었다. 위의 조건에서 합성가스의 건가스 기준에 농도는 $H_2\;44.4%,\;CO\;18.2%,\;CH_4\;11.2%,\;C_2H_2\;2.0%,\;C_3H_6\;1.6%,\;C_2H_4\;0.6%,\;C_3H_4$ 0.4%이며, 이산화탄소 전환율은 29.2%, 합성가스 내의 $H_2/CO$ 농도 비는 2.4이다.

Characterization of Homocysteine ${\gamma}$-Lyase from Submerged and Solid Cultures of Aspergillus fumigatus ASH (JX006238)

  • El-Sayed, Ashraf S.;Khalaf, Salwa A.;Aziz, Hani A.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권4호
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    • pp.499-510
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    • 2013
  • Among 25 isolates, Aspergillus fumigatus ASH (JX006238) was identified as a potent producer of homocysteine ${\gamma}$-lyase. The nutritional requirements to maximize the enzyme yield were optimized under submerged (SF) and solid-state fermentation (SSF) conditions, resulting in a 5.2- and 2.3-fold increase, respectively, after the last purification step. The enzyme exhibited a single homogenous band of 50 kDa on SDS-PAGE, along with an optimum pH of 7.8 and pH stability range of 6.5 to 7.8. It also showed a pI of 5.0, as detected by pH precipitation with no glycosyl residues. The highest enzyme activity was obtained at $37-40^{\circ}C$, with a $T_m$ value of $70.1^{\circ}C$. The enzyme showed clear catalytic and thermal stability below $40^{\circ}C$, with $T_{1/2}$ values of 18.1, 9.9, 5.9, 3.3, and 1.9 h at $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$, respectively. Additionally, the enzyme $K_r$ values were 0.002, 0.054, 0.097, 0.184, and 0.341 $S^{-1}$ at $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$, respectively. The enzyme displayed a strong affinity to homocysteine, followed by methionine and cysteine when compared with non-S amino acids, confirming its potency against homocysteinuria-related diseases, and as an anti-cardiovascular agent and a specific biosensor for homocysteinuria. The enzyme showed its maximum affinity for homocysteine ($K_m$ 2.46 mM, $K_{cat}\;1.39{\times}10^{-3}\;s^{-1}$), methionine ($K_m$ 4.1 mM, $K_{cat}\;0.97{\times}10^{-3}\;s^{-1}$), and cysteine ($K_m$ 4.9 m M, $K_{cat}\;0.77{\times}10^{-3}\;s^{-1}$). The enzyme was also strongly inhibited by hydroxylamine and DDT, confirming its pyridoxal 5'-phosphate (PLP) identity, yet not inhibited by EDTA. In vivo, using Swiss Albino mice, the enzyme showed no detectable negative effects on platelet aggregation, the RBC number, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, or creatinine titer when compared with negative controls.

프러시안 블루 유사체의 합성 및 MnFe2O4의 자성과 흡착 특성 (Synthesis of Prussian Blue Analogue and Magnetic and Adsorption Characteristics of MnFe2O4)

  • 이혜인;강국현;이동규
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.67-74
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    • 2016
  • 프러시안 블루 유사체(Prussian Blue Analogue : PBA)는 3차원 구조와 기공을 갖는 금속-유기골격체이며, 유기 리간드의 종류에 따라 다양한 구조를 갖는다. PBA는 바이오센서, 광학, 촉매, 수소 저장 장치 등의 분야에서 주목 받고 있으며 화학적 안정성을 가진 환경 친화적인 물질이다. 또한 다양한 크기의 미세기공을 조정할 수 있어 흡착분야에서 많이 활용되고 있다. 본 연구는 수열합성법을 이용하여 금속유기골격체인 $Mn_3[Fe(CN)_6]_2$를 합성하였다. 전구체로 $K_4[Fe(CN)_6]$$MnCl_2$를 사용하였고, 합성된 물질은 소성하여 망간철산화물을 생성하였다. 실험 변수로 전구용액의 pH, 전구체의 몰농도, 반응시간을 조절하여 입자의 크기와 형태에 대한 영향을 확인하였다. 합성된 다공체는 XRD, SEM, FT-IR, UV-Vis, TG/DTA에 의해 분석하였고, 여러 염료에 대한 흡착 특성을 평가하였다.

음이온 계면활성제에서 파파인 효소의 안정도에 관한 연구 (A Study on the Stabilization of the Papain Enzyme in the Moderately Concentrated Anionic Surfactant System)

  • 김지영;김진우;김용진;이재욱;이해광;강학희
    • 대한화장품학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.93-97
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    • 2007
  • 일반적으로 음이온 계면활성제는 효소의 disulfide bond를 분해시켜 효소의 활성이 없어진다. 따라서 특정한 캡슐에 효소를 포집하여 안정도를 증대시킨다. 본 연구에서는 polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), 그리고 PEG-PPG-PEG block copolymer 등의 폴리올을 이용하여 papain 효소의 안정도를 증대시켰다. Energy dispersive spectroscopy (EDS)와 confocal laser scanning microscope (CLSM) 분석을 통하여 폴리올은 고분자층과 효소의 중간에 위치하며, 이들은 완충액으로 작용하여 효소의 안정도를 증대시키는 것으로 확인하였다. 또한, 이온 복합체를 이용하여 다층 캡슐을 제조하여 wash-off 형태의 세정제에 응용하였다. 세정제 내에서 계면활성제와 물은 효소캡슐의 표면에 분산되었으며, 캡슐의 중앙부분으로 서서히 침투되었다. 반면에 본 연구에서 사용된 sodium lauroyl sarcosinate와 polyguaternium-6는 물이 효소부분으로 침투하지 않는 것을 in vivo 시험을 통하여 확인하였다.

아메리카동애등에 장내세균 동정과 생리적 특징 (Identification and Physiological Characters of Intestinal Bacteria of the Black Soldier Fly, Hermetia illucens)

  • 김은성;박지영;이상훈;김용균
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.15-26
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    • 2014
  • 다양한 먹이 조건에서 생활하는 아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 장내 세균의 의존성을 가질 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 본 연구는 종령 유충의 소화관에 존재하는 세균을 분리, 동정하고 효소활성 및 항균 능력을 분석하였다. 종령 유충의 소화관은 몸 체장에 약 7 배의 길이를 나타냈다. 한 개체의 소화관 내 존재하는 세균 수는 $5.0{\times}10^6$ cfu로 98% 이상이 후장에 존재했다. 소화관에는 3 종류의 상이한 세균이 존재했고, 미생물 동정 장치는 이들이 각각 Morganella morganii, Providencia rettgeri 및 Bacillus halodurans로 동정하였다. 이들 소화관 세균을 16S rDNA 서열을 분석한 결과 이 외에 Proteus mirabilis, Providencia alcalifaciens, Providencia sp.를 검출하였다. 이들 장내세균은 항생제 내성을 보였고, 타 미생물의 성장을 억제하였다. 또한 섬유소, 지질, 단백질 및 탄수화물의 분해 능력을 보유하였다. 본 연구 결과들은 아메리카동애등에 소화관에 유용성이 높은 세균을 보유하고 있다고 제시하였다.

Yb3+ Er3+ ions 동시도핑에 의한 TiO2 분말의 열적 안정성 증가효과와 upconversion 특성 연구 (Thermal stabilizing effect of Yb3+ Er3+ codoping into TiO2 powder prepared by sol-gel method and its upconversion characteristic)

  • 은종원;오동근;김광진;홍태의;정성민;최봉근;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.173-177
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    • 2010
  • Sol-gel method로 합성한 anatase상의 $TiO_2$와 Yb와 Er을 codoping한 $TiO_2:Yb^{3+},\;Er^{3+}$ 파우더의 열적안정성과 이에 따른 광촉매 특성의 변화를 비교하였다. XRD 분석을 통하여 $TiO_2$ 결정성 및 상변화에 $Yb^{3+},\;Er^{3+}$ ions이 미치는 영향을 온도에 따라 비교하였으며 anatase $TiO_2$와 rutile $TiO_2$의 광학적 성질을 UV-Vis을 통하여 비교하였다. UV-Vis 분석결과 anatase $TiO_2:Yb^{3+},\;Er^{3+}$ ions도핑에 의하여 $TiO_2$의 밴드갭이 미세하게 감소함을 확인하였고 이를 통해 광촉매 작용을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. $Yb^{3+}$ 이온과 $Er^{3+}$ 이온이 도핑된 $TiO_2:Yb^{3+},\;Er^{3+}$ 파우더를 980 nm에서 PL 분석하여 녹색 및 적색 형광을 하는 up-converting 형광특성을 분석하였다.

산화티탄 (IV)의 비화학양론에 관한 연구 (Study of the Nonstoichiometry of Titanium Dioxide)

  • 여철현;김대욱;최재시
    • 대한화학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.323-332
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    • 1976
  • 산화티탄(IV)의 비화학양론적 화학식인 $TiO_{2-x}$ 혹은 $TiO_{2-(x^0+x')}$의 값 혹은 $x^0+x'$ 값을 특수히 고안한 자기석영마이크로천칭을 사용하여 $1{\times}10^{-6}{\sim}-1$ 기압의 산소압력 범위와 600~$1300^{\circ}C$온도범위에서 측정하였다. 표준상태에서 rutile의 x값에 대한 기준 혹은 $x^0$값은 0.00148이다. 1기압 산소압력하에서 x값은 온도가 상승하면 차차로 감소하여 $1130^{\circ}C$에서는 화학양론적인 rutile을 형성한다. $1{\times}10^{-6}∼1${\times}$10^{-2}$ 기압 산소압력 범위와 600~$1300^{\circ}C$ 온도범위에서 x값은 0.00148 ∼ 0.01719 범위에서 변한다. 위 조건에서 비화학양론적 rutile의 생성엔팔피 $({\Delta}H_f)$는 21.05 ∼ 29.97 Kcal/mole 범위에서 변한다. logx'를 $log Po_2$에 대하여 (혹은 (log x'= 1n/$log Po_2$) 도시한 직선의 기울기에서 계산한 1/n값은 $1{\times}10^{-6}1{\sim}{\times}10^{-4}$기압의 낮은 산소압력 범위에서 $-{\frac{1}{2}}{\sim}-{\frac{1}{4}}$ 범위의 값을 갖는다. rutile의 안전성, 전기전도성, 촉매성, 및 결핍성 등과 같은 이산화티탄(IV)의 여러가지 물성을 x값에 의하거나 x값의 온도와 산소압력 의존성에서 계산한 열역학적인 데이타에 의하여 설명할 수 있다.

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세개의 오스뮴 고분자를 이용한 요산의 전기화학적 측정방법 (Electrochemical Detection of Uric Acid using Three Osmium Hydrogels)

  • 전원용;최영봉
    • 전기화학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.29-38
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    • 2016
  • 전기화학적 방법을 통한 요산 (Uric acid) 정량분석을 위해 수용성 고분자 (hydrogel polymer)를 배위시킨 오스뮴 고분자 화합물과 요산 산화효소 (Uricase), 가교를 위한 PEGDGE (poly(ethylene glycol) diglycidyl ether)가 혼합된 용액을 스크린 프린팅된 탄소 전극 (SPCEs) 위에 흡착하여 측정하였다. 수용성 오스뮴 고분자의 전위를 조절하기 위해 리간드인 피리딘링의 4번 위치에 다른 전기음성도의 작용기를 갖는 오스뮴 고분자 화합물을 합성하였다. 합성된 오스뮴 고분자 화합물은 PAA-PVI (Poly(acrylic acid)-poly(vinyl imidazole)-$[osmium(4,4^{\prime}-dichloro-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$), PAA-PVI-$[osmium(4,4^{\prime}-dimethyl-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$, PAA-PVI-$[osmium(4,4^{\prime}-dimethoxy-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$이다. 제작된 효소전극은 순환전압전류법 (cyclic voltammetry)을 통해 uric acid에 의한 오스뮴 고분자 화합물들의 산화 촉매 전류(oxidation catalytic current)를 측정하여 uric acid의 농도를 정량적으로 분석할 수 있었다. 오스뮴 고분자 화합물들 중 0.215 V의 산화환원 전위를 갖는 $PAA-PVI-[Os(dme-bpy)_2Cl]^{+/2+}$ (PAA-PVI-osmium$(4,4^{\prime}-dimethyl-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl$]$^{+/2+}$) 화합물을 이용하여 대표적인 간섭물질인 아스코르브산 (AA)과 포도당 (glucose)의 산화 신호의 간섭효과를 피할 수 있었다. 이를 이용하여 제작된 전극은 0.33 V 전위에서 다양한 농도의 uric acid (1.0, 1.5, 2.0, and 5.0 mM)의 전류를 측정한 결과 $r^2=0.9986$의 좋은 선형성을 갖는 것을 확인하였다. 이는 복잡하지 않은 간단한 방법과 일회용의 전극을 사용하기 때문에 현장현시 검사 (point of care; POC)에 적합한 요산측정용 바이오센서로서의 가능성을 확인 할 수 있었다.

Cholinesterase Activity in the Dental Epithelium of Hamsters During Tooth Development

  • Yang, Jin-Young;Kim, Tak-Heun;Lee, Ju-Yeon;Jiang, Eun-Ha;Bae, Young;Cho, Eui-Sic
    • International Journal of Oral Biology
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    • 제35권4호
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    • pp.169-175
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    • 2010
  • Cholinesterase (ChE) is one of the most ubiquitous enzymes and in addition to its well characterized catalytic function, the morphogenetic involvement of ChE has also been demonstrated in neuronal tissues and in non-neuronal tissues such as bone and cartilage. We have previously reported that during mouse tooth development, acetylcholinesterase (AChE) activity is dynamically localized in the dental epithelium and its derivatives whereas butyrylcholinesterase (BuChE) activity is localized in the dental follicles. To test the functional conservation of ChE in tooth morphogenesis among different species, we performed cholinesterase histochemistry following the use of specific inhibitors of developing molar and incisors in the hamster from embryonic day 11 (E11) to postnatal day 1 (P1). In the developing molar in hamster, the localization of ChE activity was found to be very similar to that of the mouse. At the bud stage, no ChE activity was found in the tooth buds, but was first detectable in the dental epithelium and dental follicles at the cap and bell stages. AChE activity was found to be principally localized in the dental epithelium whereas BuChE activity was observed in the dental follicle. In contrast to the ChE activity in the molars, BuChE activity was specifically observed in the secretory ameloblasts of the incisors, whilst no AChE activity was found in the dental epithelium of incisors. The subtype and localization of ChE activity in the dental epithelium of the incisor thus differed from those of the molar in hamster. In addition, these patterns also differed from the ChE activity in the mouse incisor. These results strongly suggest that ChE may play roles in the differentiation of the dental epithelium and dental follicle in hamster, and that morphogenetic subtypes of ChE may be variable among species and tooth types.

리툼 이차 전지용 Co3O4 및 Ni-Co3O4 복합물의 전기화학적 특성 및 표면 형상의 관계 (A Relation between the Electrochemical Behaviors and Morphology of Co3O4 and Ni-Co3O4 Composites as Anode Materials for Li Ion Secondary Batteries)

  • 강용묵;이용주;송민상;박민식;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.217-228
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    • 2003
  • Li 이차 전지 음극용 활물질인 $Co_3O_4$의 초기 충방전 효율을 향상시키기 위해 chemical reduction method나 mechanical milling법을 이용하여 $Co_3O_4$에 Ni을 첨가하여 $Ni-Co_3O_4$, 복합물을 제조하였다. 그 결과 초기 충방전 효율이 약 69%에 불과한 $Co_3O_4$에 비해 mechanical milling법을 이용하여 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물은 약 79%이상의 대폭 향상된 초기 충방전 효율 특성을 나타내었다. 하지만 chemical reduction method를 이용하여 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물은 약 71%의 초기 충방전 효율 특성만을 나타내었다. SEM 분석을 통해 각 물질의 표면 형상을 관찰한 결과 mechanical milling법과 chemical reduction method를 통해 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물에서는 $Co_3O_4$ 표면에 분포된 Ni의 균일성의 차이가 존재하였다. $Co_3O_4$$Li_2O$의 분해, 형성에 의해 충방전되고 Ni이 $Li_2O$의 분해를 촉진시키는 효과를 가지고 있음을 고려할 때 이러한 균일성의 차이는 결국 Ni 과 $Co_3O_4$ 사이의 접촉면적의 차이로 이어져 $Ni-Co_3O_4$ 복합물의 초기 충방전 효율 특성이 그 제조 방법에 따라 달라지는 것으로 보인다.