초록 ▼

우수한 단백질 반발 성질로 인해 인공장기의 재료로 많이 사용되는 폴리에틸렌 옥사이드(PEO)는 사슬내에 소수성과 친수성 기를 동시에 가지고 있는 양쪽성 물질이며, 수용액내에서 독특한 용액 성질과 분자구조를 하고 있다고 한다. 또한 PEO는 결정 상태에서 나선형 구조를 가지는데, 이 나선형 구조는 수용액 상태에서도 어느 정도 유지되고 있으며, 특히 낮은 온도에서 더 우세하게 존재한다고 한다. 수용액 상태에서의 나선형 구조는, 부분적으로 PEO의 소수성 기들 주위 물의 구조화에 의한 사슬내 소수성 상호인력에 의해 유발될 수 있는데

우수한 단백질 반발 성질로 인해 인공장기의 재료로 많이 사용되는 폴리에틸렌 옥사이드(PEO)는 사슬내에 소수성과 친수성 기를 동시에 가지고 있는 양쪽성 물질이며, 수용액내에서 독특한 용액 성질과 분자구조를 하고 있다고 한다. 또한 PEO는 결정 상태에서 나선형 구조를 가지는데, 이 나선형 구조는 수용액 상태에서도 어느 정도 유지되고 있으며, 특히 낮은 온도에서 더 우세하게 존재한다고 한다. 수용액 상태에서의 나선형 구조는, 부분적으로 PEO의 소수성 기들 주위 물의 구조화에 의한 사슬내 소수성 상호인력에 의해 유발될 수 있는데, 이러한 분자내 소수성 상호인력은 사슬을 엉키게 하는 요인이 될 수도 있다. 즉, 수용액내 PEO는 물의 구조화에 의한 소수성 상호인력에 의해 부분적으로 나선형을 유지하며 엉켜있는 꼴이 된다. urea 계통 용질들은 물의 구조화를 깨뜨려 소수성 인력을 못하게 하는 방식으로 규칙성 구조의 변성을 유발한다. 이러한 urea 용질들의 물 구조 간섭 정도 차이에 의해, 수용액내 PEO 사슬의 펴지는 정도가 달라질 수 있는데, 이것을 사슬의 hydrodynamic 부피를 얘기해주는 점도 측정실험으로 관찰했다. 실험결과, PEO의 urea들에 의한 물 구조 간섭의 효과는 다른 일반적인 소수성 물에 녹는 고분자(나선형 구조가 존재하지 않는)의 경우보다 적게 나왔는데, 이것을 PEO와 물 간 강한 상호인력에 의한 것으로 설명했다. 또한 낮은 분자량의 PEO나 낮은 온도에서의 PEO는, 나선형이 없는 일반 소수성 물에 녹는 고분자에서 발견되는 일반적인 소수성 상호인력에 의해 엉켜있는 것이다. 반면 이것들은 노출된 외부 소수성 기들을 가지고 있어 외부에서 첨가된 소수성 용질들과 쉽게 분자간 소수성 상호인력을 하게 된다. 또한 높은 분자량의 PEO나 높은 온도에서의 PEO는, 보통 일반물에 녹는 소수성 고분자와 비슷한 소수성 상호인력에 의해 엉켜있어, PEO의 형태 변화가 urea들의 물 구조 간섭 능력에 의해 지배되고 있음을 알 수 있다. 그렇지만, 이것들에 소수성 기를 갖는 용질의 양을 증가시키게 되면, 오히려 낮은 온도에서보다도 강한 PEO와 용질간 소수성 상호인력을 발휘하게 된다. 그리고 PEO에 대한 urea와 methylurea의 농도변화 실험결과, 소수성 기를 하나 갖는 methylurea는 methylurea와 PEO간 소수성 상호인력에 의해 methylurea가 PEO에 달라붙는 식으로 PEO의 hydrodynamic 부피를 늘린다.

Abstract ▼

The most effective polymer for protein-resistant surfaces sppears to be poly(ethylene oxide) (PEO) which is the amphiphilic material and contains both hydrophobic and hydrophilic groups, probably because of its unique solution properties and its molecular conformation in aqueous solution. There has

The most effective polymer for protein-resistant surfaces sppears to be poly(ethylene oxide) (PEO) which is the amphiphilic material and contains both hydrophobic and hydrophilic groups, probably because of its unique solution properties and its molecular conformation in aqueous solution. There has also been a hyphothesis that PEO, which is known to be helical in the solid state, retains some of its helicity even in dilute aqueous solutions, and a helical arrangement is favored at low temperauters. The helical conformations of PEO in aqueous solutions are partly induced by the hydrophobic interactions of the PEO chain in the solvent, which promote the chain contraction. One says that these phenomena are due to the structuring of the neighboring water molecules at the hydrophobic interface. The PEO chain in aqueous solutions are random coiled with maintaining a helical arrangement here and there. Aqueous solutions of urea and substituted ureas are found to be effective denaturants of proteins. Denaturation may alter the solvent structure so as to weaken the intramolecular hydrophobic interactions. The coiled PEO chian can be expanded by the breaking of the hydrophobic interactions between the hydrophobic groups of PEO, and the extent of expansion can be determined by the method of viscometry. Experimental results show that the perturbation of water structure around of PEO by urea must be smaller than that of any other water soluble polymers, which is explained by a particularly strong unique interaction between PEO and water. Aqueous PEO of low molucular weight and at low temperatures is coiled by large amounts of intramolecular hydrophobic interaction between the hydrophobic groups of PEO, which can induce the strong unique interaction between PEO and water. Whereas it has small amounts of unreacted, exposed hydrophobic groups in PEO, which can participate in the hydrophobic interaction with the added hydrophobic solute. Aqueous PEO of high molecular weight and at high temperatures is coiled by the hydrophobic interactions as the common water soluble synthetic polymers, and the change of its conformations is explained by the concept of the water structure perturbability of ureas. If the addition of hydrophobic solute to PEO is increased, the hydrophobic interaction between solute and PEO is stronger than that at low temperatures. And the study of the change of amounts of added urea methylurea shows that the increase of addition of urea makes PEO expand its hydrodynamic volume by the perturbation of the water structure around of PEO and the increase of addition of methylurea makes PEO greatly expand its hydrodynamic volume by the hydrophobic interaction between the hydrophobic groups of methylurea and PEO.

목차 Contents

• 1)서론...10
• 2)연구방법 및 이론...11
• 3)결과 및 고찰...11
• 4)결론...27
• 인용문헌...28