보고서 정보
주관연구기관 |
숙명여자대학교 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-06 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201500004779 |
과제고유번호 |
9991000366 |
사업명 |
일반연구자지원(미래부) |
DB 구축일자 |
2015-05-30
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500004779 |
초록
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본 연구는 PLA섬유 소재를 담체로 하여 효소를 고정화시킬 수 있는 방법을 시도하고자 한다. 이를 위하여, 관능기가 도입된 PLA 직물에 대표적인 가교제인 글루타알데하이드를 사용하여 PLA 담체 위에 적합한 효소 고정화 기술을 개발하고, 확립된 효소 고정화 기술을 이용하여, 트립신을 고정화한 후, 고정화된 트립신의 안정성을 자유 효소와 비교・평가하고자 한다. 이를 통해 고정화된 기능성 PLA 섬유의 특성을 평가하고자 한다.
고정화 담체로서 관능기가 도입된 PLA 직물을 사용하였으며, 가교제인 GA를 효과적으로 가교시키기 위하여
본 연구는 PLA섬유 소재를 담체로 하여 효소를 고정화시킬 수 있는 방법을 시도하고자 한다. 이를 위하여, 관능기가 도입된 PLA 직물에 대표적인 가교제인 글루타알데하이드를 사용하여 PLA 담체 위에 적합한 효소 고정화 기술을 개발하고, 확립된 효소 고정화 기술을 이용하여, 트립신을 고정화한 후, 고정화된 트립신의 안정성을 자유 효소와 비교・평가하고자 한다. 이를 통해 고정화된 기능성 PLA 섬유의 특성을 평가하고자 한다.
고정화 담체로서 관능기가 도입된 PLA 직물을 사용하였으며, 가교제인 GA를 효과적으로 가교시키기 위하여 다음과 같은 방법을 제안하였다. GA에 의한 PLA 직물의 가교는 가교용액의 pH, 온도, 가교제의 농도, 가교 시간을 변화시켜 처리한 후, 가교된 직물에 고정화를 통해 최적의 가교조건을 확립하였다. 최적 조건은 가교시의 pH 10.0, 용액의 온도 25℃, 가교제의 농도 2%(v/v), 가교시간 3시간이다.
GA가교된 PLA 직물에 트립신을 사용하여, 효소 고정화 시 트립신의 최적 고정화 조건 및 고정화된 트립신의 안정성, 저장성, 재사용성을 평가하였다. 효소 고정화 시 트립신의 최적조건은 고정화된 PLA 직물과 트립신의 기질인 L-BAPA를 반응시킨 후, 상층액의 흡광도 측정을 통해 설정하였다. 실험 결과, pH 8.5, 고정화 온도 25℃, 트립신 농도 10%, 고정화 시간 30분에서 가장 효과적으로 고정화 되었다. 고정화된 트립신은 자유 트립신에 비해 pH 및 온도에서 우수한 안정성을 나타냈으며, 4°C에서 20일간 저장 시, 초기 활성의 약 55%를 유지하였다. 또한, 15회 재사용 시 활성이 약 30% 유지되었다.
분광학적 분석 결과, GA 가교에 의해 알데하이드기와 아민기가 결합함에 따라 2360-2362cm-1 의 흡수피크가 사라졌다. 또한, 트립신 고정화에 의해 C=O 결합 강도가 증가하여, C=O 신축 진동의 흡수피크가 이동하였다. 표면관찰 결과, 매끈하고 부드러운 표면이 GA 가교 후, 불규칙적인 무늬가 형성된 거친 표면으로 변화하고, 둥근 형태의 흐름이 관찰되었으며, 트립신 고정화에 의해 표면은 작은 물결무늬가 갈라진 형태를 띠며, 요철이 형성되었다. 트립신 고정화된 PLA 직물 표면의 접촉각을 측정한 결과, 미처리 PLA 직물의 접촉각은 120°이며, GA 가교 후, PLA 직물의 접촉각은 141°로 증가하였고, 트립신 고정화 후에도 비슷한 값을 유지하였다. 즉, GA 가교 및 고정화 후, 직물 표면은 미처리 PLA 직물보다 소수성을 나타내었다.
본 연구에서는 현재까지 국내에서 연구, 보고된 바 없는 PLA 직물 담체를 활용한 효소 고정화 기술을 개발하고, 고정화된 기능성 섬유의 특성을 평가함으로서, 관련 데이터베이스를 구축하여 학회에서 발표하였다. 기술적으로 친환경, 생분해성 섬유고분자인 PLA을 담체로 이용한 효소 고정화 방법에 대한 기술을 확립하고, PLA 섬유에 적합한 고정화 효소의 최적 조건을 도출하였으며, 관련 기술을 특허출원을 통해 독자적인 기술로 확립하였다. 본 연구를 바탕으로 국내 효소 처리기술의 발전을 도모하고, PLA 직물의 용도개발에 따른 기존 섬유산업의 활성화가 기대된다. 이를 통해, 국내 섬유산업의 높은 기술력을 확보하고, 고부가가치 제품을 창출함으로써 수출이 증대되고 국가 경쟁력이 향상되리라 생각한다.
목차 Contents
- 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
- 목 차 ... 3
- Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
- Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
- 1. 연구과제의 개요 ... 5
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
- 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 8
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8
- Ⅲ. 연구성과 ... 9
- 끝페이지 ... 9
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