초록 ▼

5가지의 L- 아미노산, 누클레오티드 및 빌리루빈류와 같은 생리활성화합물의 새로운 분석법을 개발하였다. 그리고 세라믹 이온선택성 전극을 제조하였으며, 그 감응특성을 조사하였다.
제 1세부과제에서 테플론관 속에 나이론-6 입자 또는 긴 사슬의 알킬아민이 실란화에 의하여 결합되어 있는 다공성 유리구슬을 충전상(packed-bed) 형태로 채우고, 여기에 효소를 고정화시켜서 효소반응기를 만들었다. 연속·자동화 장치계는 자동채취기, 연동펌프, 효소반응기, 기체투석기 및 지시-기준전극으로 구성하였다.
L-아미노산

5가지의 L- 아미노산, 누클레오티드 및 빌리루빈류와 같은 생리활성화합물의 새로운 분석법을 개발하였다. 그리고 세라믹 이온선택성 전극을 제조하였으며, 그 감응특성을 조사하였다.
제 1세부과제에서 테플론관 속에 나이론-6 입자 또는 긴 사슬의 알킬아민이 실란화에 의하여 결합되어 있는 다공성 유리구슬을 충전상(packed-bed) 형태로 채우고, 여기에 효소를 고정화시켜서 효소반응기를 만들었다. 연속·자동화 장치계는 자동채취기, 연동펌프, 효소반응기, 기체투석기 및 지시-기준전극으로 구성하였다.
L-아미노산(L-아스파라긴, L-히스티딘, L-글루타민, L-아르기닌 및 L-글루탐산) 및 구아닌의 정량에 쓴 이 장치계의 전위차법적 감응특성을 개선되었다. 그것은 왜냐하면 이 연구에서 정량에 쓴 이 장치계의 전위차법적 감응특성은 개선되었다. 그것은 왜냐하면 이 연구에서 만든 효소반응기는 나일론-6관의 내면의 효소를 고정화시켜서 만든 효소반응기보다도 전환효율이 높았으며, 또 효소용액을 쓰는 효소전극보다도 전환효율이 높았기 때문이다. 각 반응기의 수명은 각 효소전극(내부 지시전극으로서 유리전극이나 암모니아기체감응 전극을 포함)의 수명보다 더 길었다. 다른 생리활성물질은 이들 효소반응기에 반응하지 않았다.
이 연구에서는 효소반응기와 전극계를 통하여 흐르는 용액의 각 pH 값을 조절할 수 있었지만, 효소전극을 쓰는 뱃치법에서는 시료용액의 pH를 한 값으로만 조절하였다. 그러므로 감응특성이 개선되었다. 피 혈청 속의 L-아스파라긴 및 L-글루타민을 연속·자동화법으로 정량할 때의 농도범위는 효소전극을 쓸 때보다 더 넓었다.
제2세부과제에서는 암모니아기체감응 전극 위에 부착한 기체투과막과 투석막 사이에 잘게 자른 장미꽃잎을 삽입하여 글루타민 바이오센서를 만들었다. 이 센서의 활동도에 미치는 시험용액의 pH 및 온도, 완충용액, 조직량 및 방해물질의 영향을 조사하였다. 조직센서의 감응특성은 37℃와 pH 7.8의 0.20M 인산염 완충용액에서 8.0x10??∼5.0x10??M 글루타민의 직선감응범위 및 52mV/decade 의 감응기울기였다. 이 센서를 만드는 데에는 조직량 50㎎ 이 적당하였다. 이 센서의 수명은 약 10일이엇다. 이 센서에서는 시타민, 2'-디옥시시티딘 및 요소가 글루타민의 분석에 매우 약간만 방해하였으므로 이 센서의 선택성은 우수하였다. 실제로 이 조직센서의 글루타민을 전위차법으로 정량할 때에 매우 유용한 것이었다.
제 3세부과제에서는 티탄산칼슘, 스트론튬 및 마그네슘으로 이루어진 세라믹 이론선택성 자극을 각 금속탄산염과 이산화티탄을 각각 0.2:1.8∼1.8:0.2의 몰비로 섞어서 제조하였다. 1450℃에서 하소한 티탄산칼슘(1.0:1.0 몰비) 선택성전극은 10??∼10??M 범위에서 수용액 중의 NO??및 SCN- 이온에 감응하였다.
1440℃에서 하소한 티탄산스트론튬 선택성적극은 10??∼10??M 범위에서 NO??이온에 선택적인 감응을 나타내었다. 2614∼2700℃에서 하소한 티탄산스트론륨 선택성전극은 10??∼10??M 범위에서 NO??이온에 선택적인 감응을 나타내었다. 2614∼2700℃에서 하소한 티탄산스트론륨 선택성자극은 10??∼10??M 범위에서 Ag?, Cr??, Cu??, Be??, S?? 및 CO?? 에 선택적으로 감응하였다. 2613∼2700℃에서 하소한 티탄산마그네슘(1.0:1.0몰비)선택성전극은 수용액 중에서 은이온 (10??∼10??M)및 인산이온(10??∼10??M)에 현저한 이온선택성과 감도를 나타내었다.
도핑한 시료는 1300∼1400℃에서 하소하였다.,1450℃에서 하소한 Ca?.??Fe?.??Ti?.??O?.?? 선택성전극은 10??∼10??M 범위에서 NO??, CN? 및 NO?? 이온에 대하여 순수한 티탄산칼슘 선택성전극보다 더 민감하게 감응하였다. 1440℃에서 하소한 Sr?.??Fe?.??Ti?.??O?.?? 선택성전극Ti?.??O?.??선택성 전극은 은이온 및 인산이온에 선택적으로 감응하였다.
이들 전극은 세라믹 칼슘선택성전극의 경우에는 pH 3.5∼10.5의 범위에서 H?과 OH?이온에 감응하지 않았다(스트론튬선택성전극에서는 pH 3.5∼10.0이고, 마그네슘선택성전극에서는 pH 3.5∼11.0). 그리고 이들 선택성전극은 6개월 동안 용액 중의 이온에 대하여 재현성있는 전위감응을 나타내었다.
제4세부과제에서는 빌리루빈(BR)과 빌리버딘(BV)의 전기화학적 환원거동을 직류플라로 그래피, 순환전압전류법 및 조절전위전기량법으로 조사하였다. BR의 환원생성물을 가시자외, 적외선, 핵자기공명 및 질량분광법으로 확인하였다.
DMF용액 중에서 BR 자체와 Zn-BR착물의 환원은 3개파로 된 폴라로그램이 나타났으며, pH 7.8의 인산염 완충용액에서는 2개파로 된 폴라로그램이 나타났다. DMR 용액 중에서 BV가 BR로 바뀌는 환원은 2개파로 된 폴라로그램이 나타났다. 각 산화환원단계의 전류 및 가역성의 거동을 상세히 조사하였다.
제안한 환원메카니즘은 BR의 바깥고리의 2중결합(C? 또는 C??) 및 프로피온산기가 전기화확적으로 환원되는 것이다. 트리피롤 구조는 가시-자외, 적외선, 핵자기공명 및 질량스펙트럼법으로 확인하였다.
인산염 완충용액 중에서 3.45x10??M 이하에서는 Br 의 흡착전방파가 나타났다. 직선감응농도 및 검출한계는 이 전방파를 이용하여 벗김전압전류법으로 정량할 때에 각각 1.0x10??∼8.0x10??M 및 5.0x10??M였으며, 전류법으로 정량할 때에는 각각 1.0x10??∼1.0x10??M 및 2.0x10??M 였다.
압력을 1기압에서 1,800기압으로 증가시키면, BR의 산화봉유리전위는 보다 양전위쪽으로 이동하며, 봉우리전류는 상당히 작게 되고, 농도와 전류 사이의 선형관계는 유지된다.

Abstract ▼

New analytical methods for physiologically active compounds, such as five different L-amino acids, nucleotide, and bilitubins, were developed. And ceramicion-selective electrodes were prepared and their reponse characteristics were examined.
In the first subject, enzyme reactors were constru

New analytical methods for physiologically active compounds, such as five different L-amino acids, nucleotide, and bilitubins, were developed. And ceramicion-selective electrodes were prepared and their reponse characteristics were examined.
In the first subject, enzyme reactors were constructed to the packed-bed form which was filled with nylon-6 powder or long chain alkylamine silanized controlled pore glass beads, immobilized enzyme on, inteflon tube. The continous automated system was consisted of autosampler, peristaltic pump, enzyme reactor, gas dialyzer, and indicator-reference electrodes.
The potentiometric response characteristics of this systme for the determination of L-amino acids(such as L-asparagine, L-histidine, L-glutamine, L-arginine, and L-glutamate) and guanine were improved. It is because the enzyme reactors prepared in this study have higher conversion efficiency than those higher efficiency than enzyme electrodes using emzyme solution. The life time of search reactor was longer than that of each enzyme electrode(containing glass electrode or ammonia gas-sensing one as an internal indicator electrode). The other physiolosically active materials did not interfere to these enzyme reactors.
In this work each pH value of the flowing solution through both the enzyme reactor and the electrode system could be controlled, but in the batch method using enzyme electrode the pH of the sample solution was controlled to the one value only. Therefore the response characteristics were improved. The concentration ranges of the continuous automated method for the determination of L-asparagine and L-glutamine in blood serum were wider than those of the enzyme electrode method.
In the second subject, the biosensor for glutamine was fabricated by inserting the petal of rose structural elements between gas permeation and dialysis membranes which was attached to an ammonia gas-sensing electrode. The effects of pH and temperature of test solution, buffer solution, tissular amounts, and interferences on the activity of this linear concentration range of 8.0 x 10??∼5.0 x 10??M glutamine and the response slope of 52mV/decade in 0.20M phosphate buffer solution of pH 7.8 at 37℃. Fifty milligrams of the tissue was appropriate to this sensor. The life time of this sensor was about 10 days. This sensor had excellent selectivity because cytidine, 2'-deoxycytidine, and urea interfered very shightly in the analysis of glutamine. Actually this tissue sensor was found to be very useful for the potentiometric determination of glutamine.
In the third subject, the ceramic ion-selective electrodes of calcium, strontium , and magnesium titanates were prepared by mixing keach metal carbonate with titanium dioxide on molar ratios of 0.2:1.8 to 1.8:0.2, respectivley.
The selectrode of calcium titanate(1.0:1.0 molar ratio) sinstered at 1450℃ was responded to NO?? and SCN? ions in the range of 10??∼10??M in the aqueous solution. The selectrode of strontium titanate sintered at 1440℃ has shown selective response to NO?? ion in the range of 10??∼10??M. The selctrode of strontium titanate sintered at 2614∼2700℃ was responded selectively to Ag?, Cr??, Cu??, Be??, S??, and Co??? in the range of 10??∼10??M. The selectrode of magnesium titanate(1.0:1.0 molar ratio) sintered at 2614∼2700℃ was selectrode of magnesium titanate(1.0:1.0 molar ratio) sintered at 2614∼2700℃ was shown the outstanding ion-selectivity and sensitivitry to silver ion(10??∼10??M) and phospate ion(10??∼10??M).
Doped specimens were sintered at 1300℃ to 1460℃. The selectrode of Ca?.??Fe?.??Ti?.??O?.?? sintered at 1450℃ to 1460℃. The selectrode ofCa?.??Fe?.??Ti?.??O?.?? sintered at 1450℃ was more sensitive response than pure calcium titanate selectrode to NO??, CN?, and NO?? ions only in the range of 10?? ∼10??M. The selectrode of Sr?.??Fe?.??Ti?.??O?.?? sintered at 1440℃ was responded to NO?? ion only and shown good agreement with theoretical nernstian value. The selectrode of Mg?.??Fe?.??Ti?.??O?.?? sintered at 2613∼2700℃ responded selectively to silver(I) and phosphate ions.
These selectrodes were not responded to H? and OH? ions in the range of pH 3.5∼10.5 in the case of ceramic calcium selectrodes (pH 3.5∼10.0 for strontium selectrodes and pH 3.5∼11.0 for magnesium selectrodes). And these selectrodes were shown reproducible potential response to ions in the solution for six months.
In the fourth subject, the electrochemical reduction behavoirs of bilirubin(BR) and biliverdin(BV) have been investigated by the dc polarography, cyclic voitmmetry, and controlled potential coulometry. The reduced products of BR were identified by the uv-vis, ir, nmr, and mass spectrometeries.
The polarogram of three waves was obtained for the reduction of BR itself and Zn-BR complex in the DMF solution but the polarogram of two waves was obtained in the phosphate buffer solution of pH 7.8. And the polarogram of two waves was obtained for the reduction of BV to BR in the DMF solution. The behavoirs of current and reversiblity at each redox step were examined in detail. The proposed reduction mechanism it that exocyclic double bond(C? or C??) and propionic acid groups of BR in the DMF solution is reduced electrochemically. Tripyrrole structure was identified by the uv-vis, ir, nmr and mass spectrometries.
The adsorption prewave of BR appeared below 3.45x10??M in the phosphate buffer solution. The concentration of linear response and detection limit were 1.0x10??∼8.0x10??M and 5.0x10??M, respectively, in the stripping voltammetric determination by exploiting this prewave, and were 1.0x10??∼1.010??M and 2.0x10??M, respectively, in the amperometric determination.
With increasing the pressure from 1 to 1,800 bars, the oxidation peak potential of BR was shifted to the more potentia and the peak current became considerably smaller, and the linear relationship between current and concentration was maintained.

목차 Contents

• 1. 서 론...14
• 2. 연 구 방 법...21
• 3. 결 과 및 고 찰...26
• 4. 결 론...49
• 5. 참 고 문 헌...56
• 제 1 세 부 과 제 목 차...78
• 1. 서 론...80
• 2. 연 구 방 법...87
• 3. 결 과 및 고 찰...95
• 4. 결 론...115
• 5. 참 고 문 헌...119
• 제 2 세 부 과 제 목 차...158
• 1. 서 론...160
• 2. 연 구 방 법...163
• 3. 결 과 및 고 찰...164
• 4. 결 론...171
• 5. 참 고 문 헌...172
• 제 3 세 부 과 제 목 차...184
• 1. 티탄산칼슘 세라믹 이온-선택성 막전극...186
• 2. 티탄산스트론튬 세라믹 이온-선택성 막전극...206
• 3. 티탄산마그네슘 세라믹 이온-선택성 막전극...226
• 4. CERAMIC ION-SELECTRODES OF TITANIUM DIOXIDE, MAGNESIUM, CALCIUM AND STRONTIUM TITANATE...245
• 제 4 세 부 과 제 목 차...258
• 1. 서 론...260
• 2. 실 험...265
• 3. 결 과 및 고 찰...268
• 4. 결 론...290
• 5. 참 고 문 헌...293