초록 ▼

연구의 목적 및 내용
- 도파민 센서의 높은 감도와 선택도를 위한 가장 적합한 고정화 방법 모색
- 도파민 바이오센서와 L-DOPA 합성을 위한 최적 조건 모색
- 도파민 바이오센서와 L-DOPA 합성의 안정성 연구

연구결과
본 연구에서는 도파민 센서를 위한 tyrosinase 고정화를 하고 L-DOPA합성에 응용하였다. 도파민 센서는 전극표면에 활성탄, 다층 탄소나노튜브, tyrosinase효소 와 nafion로 제조하여 사용하였다. Activated carbon/tyrosinase/Nafion

연구의 목적 및 내용
- 도파민 센서의 높은 감도와 선택도를 위한 가장 적합한 고정화 방법 모색
- 도파민 바이오센서와 L-DOPA 합성을 위한 최적 조건 모색
- 도파민 바이오센서와 L-DOPA 합성의 안정성 연구

연구결과
본 연구에서는 도파민 센서를 위한 tyrosinase 고정화를 하고 L-DOPA합성에 응용하였다. 도파민 센서는 전극표면에 활성탄, 다층 탄소나노튜브, tyrosinase효소 와 nafion로 제조하여 사용하였다. Activated carbon/tyrosinase/Nafion - 변형된 GCE는 50mM, pH 7.0인 인산공통용액에서 300초 동안 2.0 V에서 전기화학적으로 전처리 하였다. 활성탄과 tyrosinase/MWNT/GCE의 선형범위는 탐지한계가 50 μM에서 도파민 농도 50 - 1000 μM 이였다. 전기화학적으로 전처리된 tyrosinase/MWNT/GCE는 감지도가 1,323 mAM - 1cm^-2로 최고값 이었다. 활성탄에 대한 바이오센서의 안전성은 15일동안 초기 활성도의 80.9% 유지 되었으며, MWNT에 대한 활성도는 30일 후까지 90%로 측정되었다.

L-DOPA 합성에는 전기화학적 고분자화와 EPC(enzyme precipitate coating) 변형 전극을 사용하였다. 전기화학적 고분자화의 최적조건은 온도 30℃와 pH 7.0이었으며 이때 L-DOPA 농도는 0.315 mM이었다. EPC변형 전극의 최적조건은 온도 30℃와 pH 6.5이었으며 이때 L-DOPA 농도는 0.733 mM 이었다. 전기화학적 고분자화의 전극안정성은 40일까지 효소활성도가 38.60%로 유지되었으며, EPC변형 전극의 전기안정성은 효소활성도가 73.26%로 유지되었다.

연구결과의 활용계획
이 결과는 도파민 바이오센서 및 L-DOPA 합성에 대한 기술개발에 기여할 것으로 기대된다. 선택도가 높고 감도가 좋은 타이로시네이즈 기반의 바이오센서를 이용한 L-DOPA 생산이 가능한 규모의 scale-up 단계에 대한 연구의 근거로 활용이 가능하다. 현재 화학적 또는 미생물 합성으로 생산되는 L-DOPA의 효소적 공정을 이용한 생산에 활용되면 보다 저렴하게 L-DOPA생산이 가능할 것으로 기대됨.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
- To find the best methods immobilization for high sensitivity and selectivity of dopamine sensor.
- To find the optimum condition for dopamine biosensor and L-DOPA synthesis.
- To find the stability of dopamine sensor and L-DOPA synthesis.

Result
Tyrosinase was i

Purpose&contents
- To find the best methods immobilization for high sensitivity and selectivity of dopamine sensor.
- To find the optimum condition for dopamine biosensor and L-DOPA synthesis.
- To find the stability of dopamine sensor and L-DOPA synthesis.

Result
Tyrosinase was immobilized for dopamine biosensor and L-DOPA synthesis application. For dopamine biosensor, activated carbon or multi-walled carbon nanotube, tyrosinase enzyme, and nafion were dropped in the electrode surface.

Then, the prepared activated carbon/tyrosinase/Nafion® - modified GCE was electrochemically pretreated at 2.0 V for 300 seconds. Linear range for activated carbon and tyrosinase/MWNT/GCE were 50-1000μM of dopamine with limit detection was 50μM. The electrochemically pretreated tyrosinase/MWNT/GCE exhibited the highest sensitivity (1,323 mAM-1cm^-2). The stability of biosensor for activated carbon and MWNT was also maintained 80.9% of initial activity after 15 days and 90% after 30 days, respectively.

Electropolymerization and enzyme precipitate coatings (EPC) modified electrodes were used for L-DOPA synthesis. Optimum conditions for electropolymerization modified electrode were temperature 30℃ and pH 7 producing L-DOPA concentration 0.315 mM. Optimum conditions for enzyme precipitate coatings electrode were found to be 30℃ and pH 6.5 resulting L-DOPA concentration 0.733mM. After 40 days, relative activity of enzyme for electropolymerization and EPC modified electrode remained 38.60% and 73.26%, respectively.

Expected Contribution
This result is expected to have contribution for further step of dopamine biosensor and L-DOPA synthesis development. Step to get more selective and sensitive dopamine based tyrosinase biosensor and L-DOPA synthesis in scale up production. L-DOPA synthesis from enzymatic process is expected to produce more than chemical and microbiological synthesis in the future.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 13
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 13
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 8. 연구성과 ... 16
• 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설.장비 현황 ... 18
• 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 18
• 11. 기타사항 ... 18
• 끝페이지 ... 18