$NH_4^+$ 정량을 위한 Amperometric Enzyme Electrode

서무룡,김재상,이심성,배준웅,이흥락,박태명,Moo Lyong Seo,Jae Sang Kim,Shim Sung Lee,Zun Ung Bae,Heung Lark Lee,Tae Myung Park 대한화학회 1993 대한화학회지 Vol.37 No.11

Immobilon-AV Affinity membrane에 L-glutamate dehydrogenase를 고정하여 유리질 탄소전극에 부착시킨 전극을 사용하여 암모니아를 전류법으로 정량하였다. 이때 환원형의 NADH가 $NAD^+$로 산화될 때 전류를 +1.0 volt vs. Ag/AgCl에서 측정하였다. 효소 고정화된 membrane을 부착시킨 전극의 감응 특성은 다음과 같다. 곧 직선 감응 농도 범위는 $4.0\;{\times}\;10^{-5}\;{\sim}\;4.0\;{\times}\;10^{-4}$ M이었으며, 정량한계는 2.0 ${\times}\;10^{-6}$ M이었다. 또한 감응 시간은 2분이었으며 효소 고정화된 막의 최적 pH와 수명은 각각 pH 7.3∼7.6 (Dulbecco's buffer 용액)과 25일이었다. 그리고 다른 생리활성 물질의 방해는 없었다. Enzyme electrodes for amperometric measurement of ammonia was prepared by immobilization of L-glutamate dehydrogenase on an Immobilon-AV Affinity membrane and attachment to a glassy carbon electrode. Reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) was used as the electroactive species. The electrochemical oxidation of NADH was monitored at +1.0 volt vs. Ag/AgCl. Response was linear from $4.0\;{\times}\;10^{-5}\;to\;4.0\;{\times}\;10^{-4}$ M. The detection limit was 2.0 ${\times}\;10^{-6}$ M. Response time, the optimum pH and life time of enzyme immobilized membrane were 2 min, pH 7.3∼7.6 (Dulbecco's buffer solution) and about 25 days respectively. When the enzyme electrode was applied to the $NH_4^+$ determination with amperometric method, other physiological materials had no interference.

아세토니트릴 용매 중에서 Copper-1,5,9,13-Tetrathiacyclohexadecane착물의 전기화학적 거동과 그 분석적 응용

서무룡,이부영,최명자,배준웅,박태명,Moo-Lyong Seo,Bu-Yong Lee,Myung-Ja Choi,Bae Jun Ung,Park Tae Myeong 대한화학회 1992 대한화학회지 Vol.36 No.3

비수용매인 아세토니트릴 중에서 Cu(Ⅱ)와 1,5,9,13-tetrathiacyclohexadecane[16-ane-$S_4$]의 착물에 대한 전기화학적 거동으로서 직류폴라로그램과 미분펄스폴라로그램으로부터 환원전류의 유형과 가역성을 조사하고, 이들 화합물의 분석적 응용으로서 수용액에 있는 Cu(Ⅱ) 이온을 염석추출법으로 정량하였다. 또한 아세토니트릴 용매 중에서 착물의 안정도 상수를 구하고, 분석적 응용으로 수용액 중의 Cu(Ⅱ)를 염석추출법으로 정량하기 위하여 추출조건, 곧 킬레이트와 염석제의 효과, pH 범위를 구하고 또한 Cu(Ⅱ) 이온을 정량하는데 있어서의 검량성과 공존이온 효과를 조사하였다. 실험결과로부터 환원 과정은 비가역적이었으며 환원전류는 확산지배적임을 알았다. 또한 아세토닐트릴 용매 중에서 착물의 log $K_f$의 값은 3.51이었으며 Cu(Ⅱ) 이온을 정량하는데 있어 공존하는 이온의 영향을 별로 받지 않아 선택성이 좋았으며 본 실험방법에 의한 정량한계는 60ppb 이었다. The electrochemical behaviors and analytical application of copper-1,5,9,13-tetrathiacyclohexadecane[16-ane-$S_4$] complex in acetonitrile(AN) solution have been investigated by the use of DC polarography and differential pulse polarography. Thus the formation constant of copper complex was $10^{3.51}$. Copper (Ⅱ) ion was found to form complex of 1-to-1 composition with [16-ane-$S_4$]. In addition, reduction step was irreversible and the reduction current was diffusion controlled. And the effect of concentration of the salting-out reagent and chelating agent and pH of aqueous phase on the determination of copper (Ⅱ) was investigated and diverse ion effect was discussed. By salting-out extraction technique, we can be determined until the concentration of copper (Ⅱ) of 60 ppb.

5원자 헤테로고리 화합물을 이용한 $Mg^{2+}$의 정량

서무룡,이심성,김재상,박태명,Seo, Moo Lyong,Lee, Shim Sung,Kim, Jae Sang,Park, Tae Myung 한국분석과학회 1993 분석과학 Vol.6 No.3

5원자 헤테로고리를 포함하는 열린고리형의 ionophore를 합성하였다. 이 때 합성한 ionophore를 착화제로 이용하여 수용액 중의 $Mg^{2+}$을 염석추출법으로 추출하여 원자 흡광 광도법으로 정량하였다. Acetate 완충용액으로 pH를 4.2로 조절한 $Mg^{2+}$를 포함하는 수용액에 ionophore-AN 용액을 넣어 $Mg^{2+}$-ionophore 착물을 형성시킨 다음, 염석제를 첨가하여 유기층으로 추출하고, 유기층의 착물의 흡광도를 원자 흡광 광도계로서 측정하여 $Mg^{2+}$를 정량하였다. 최적 추출 조건을 조사해 본 결과, 최적 pH는 2.5~5.0이었으며, 염석제인 황산암모늄[$(NH_4)_2SO_4$]의 양은 5g 이상이면 정량적으로 추출되었다. 또한 $Mg^{2+}$과 ionophore의 착물 조성비는 1:2이었다. $Mg^{2+}$의 정량범위는 0.24ppm~2.4ppm이었으며 $Ca^{2+}$이온 및 EDTA의 방해효과가 크게 나타났다. Ionophore, which contains 5-membered heterocyclic compound, was prepared. $Mg^{2+}$ was determined by salting-out technique using ionophore as a chelating reagent. After $Mg^{2+}$ was extracted into the acetonitrile layer as a Mg-$(Ionophore)_2$ complex from acetate buffered aqueous solution by salting-out extraction technique, absorbance of complex was recorded by atomic absorption spectrophotometry. Optimum pH was between 2.5 and 5.0 for extraction and 1:2([$Mg^{2+}$]/[ionophore]) complex were formed. The range of detection was 0.24ppm~2.4ppm and $Ca^{2+}$ and EDTA were interfered in the determination of $Mg^{2+}$.

[화학]5원자 헤테로고리 화합물을 이용한 Mg²+의 정량

서무룡(Moo Lyong Seo),이심성(Shim Sung Lee),김재상(Jae Sang Kim),박태명(Tae Myung Park) 한국분석과학회 1993 분석과학 Vol.6 No.3

아세토니트릴 溶媒중에서 1-(2-Thiazolylazo)-2-naphthol 의 폴라로그래프적 거동

배준웅,서무룡,Zun Ung Bae,Moo Lyong Seo 대한화학회 1988 대한화학회지 Vol.32 No.1

반양성자성 용매인 아세토니트릴 중에서 1-(2-thiazolylazo)-2-naphthol (이하 TAN으로 줄임)의 폴라로그래프적 성질을 조사하였다. 직류폴라로그램으로부터 환원전류의 유형과 양성자 주게 인물의 첨가에 따른 영향을 검토하였다. 그리고 환원반응에 관여한 전자수는 정전위분해법으로 구하였다. 또 일정전위전해생성물의 UV-Vis Spectrum과 IR-Spectrum으로부터 전해생성물을 확인하였다. 이상의 실험결과로부터 아세토니트릴 용매중에서 TAN은 1전자 4단계의 환원과정을 거쳐 최종적으로 아민화합물이 됨을 알았다. 또 각 환원과정은 모두 가역적이었으며, 각 단계의 환원전류는 확산지배적이었다. The Polarographic behavior of 1-(2-thiazolylazo)-2-naphthol (TAN) in acetonitrile solution was studied. From the DC polarograms of TAN in acetonitrile solution, the type of reduction current and the effect of proton donor such as water have been investigated. In order to explain the reduction mechanism, the number of the electrons for each reduction step was measured by controlled potential coulometric technique and the electrolysis products were identified by UV-Vis spectroscopy and IR spectroscopy. The results were shown that the reduction of TAN in acetonitrile solution occurred with four-one electron steps. In addition, each reduction step was considerably reversible and the reduction current was diffusion controlled.

Crown Ether를 이용한 탐침형 납 이온선택성 전극

장미경,하광수,서무룡,Jang, Mi Kyeong,Ha, Kwang Soo,Seo, Moo Lyong 대한화학회 1997 대한화학회지 Vol.41 No.7

본 연구에서는 benzo-15-crown-5(B15C5)와 poly(acryloylmethylbenzo-15-crown-5)[poly(AMB15C5)] 화합물을 이온선택성 물질로 이용해서 $Pb^{2+}$를 전위차법으로 정량할 수 있는 탐침형 이온선택성 전극(coated wire-ion-selec-tive electrode[CWISE])을 개발하였다. 각각 감지막의 최적 조성은 B15C5의 경우에는 리간드 20 mg, 가소제인 tris(2-ethylhexyl) ester 165 mg, 지지체인 polyvinylchloride 75 mg 및 용매인 THF 0.7 mL이었으며 poly(AMB15C5) 경우에는 리간드 35 mg, 가소제인 tris(2-ethylhexyl) ester 160 mg, 지지체인 PVC [Polyvinyl Chloride] 70 mg 및 용매인 THF 2 mL이었다. 이 때 코팅용액의 리간드에 대한 무게함량은 각각 7.7%와 13.1%이었다. 각각의 전극은 $10^{-5} M{\sim}10^{-1}$ M 농도 범위에서 기울기가 28{\pm}1$ mV/decade인 직선성이 잘 성립하는 감응을 나타내었다. 또한 전극의 감응시간은 poly(AMB15C5) 경우에는 5분 이내였으며 B15C5의 경우에는 3분이내로 비교적 빠른 편이었다. 전극의 안정성은 크라운 에테르의 물에 대한 용해도 때문에 좋은 편은 아니었다. 최적 pH 조건은 pH 3~6이었으며 $Mg^{2+},\; Ca^{2+},\; Co^{2+},\; Ni^{2+},\; Cu^{2+},\; Zn^{2+}$ 및 $Cd^{2+}$는 방해가 거의 없었으나 $Na^+$와 $K^+$는 방해효과가 컸다. 그리고 본 연구에서 제조한 탐침형 이온선택성 전극을 이용하여 $Pb^{2+}$ 이온을 전위차 적정법으로 정량분석해 보았을 때 이론적인 당량점과 종말점이 잘 일키하는 결과를 얻었다. Acryloylmethylbenzo-15-crown-5 was prepared from the reaction of 4'-hydroxymethylbenzo-15-crown-5 with acryloyl chloride. And, poly(acryloylmethylbenzo-15-crown-5) [poly(AMB15C5)] was synthesized by radical polymerization using AIBN as initiator in benzene. Coated wire lead(II) ion-selective electrodes ($Pb^{2+}$-CWISEs) using either poly(AMB15C5) or B15C5 as neutral carrier were prepared, respectively. $Pb^{2+}$-CWISEs gave linear responses with slopes of 28$\pm$ 1mV per decade within the concentration range of $10^{-5} M{\sim}10^{-1}$ M, respectively. Also, the detection limits were $10^{-6}$ M and response times were either 3 or 5 min. for B15C5 and poly(AMB15C5), respectively. $Pb^{2+}$-CWISE base on B15C5 was rather unstable than poly(AMB15C5)'s due to solubility of the B15C5 in water. The selectivity coefficients of a variety of interfering ions such as $Mg^{2+},\; Ca^{2+},\; Co^{2+},\; Ni^{2+},\; Cu^{2+},\; Zn^{2+}$ and $Cd^{2+}$ were small ($10^{-4}{\sim}10^{-5}$), while those of $Na^+$ and $K^+$ were large (0.1∼0.01). In addition, the electrode responses depended upon the pH of test solution and the composition of the membrane. In the range pH 3∼6 of test solution, potentials of Pb2+-CWISEs were hardly changed. The optimal contents of B15C5 and poly(AMB15C5) were 7.7 wt% and 13.1 wt%, respectively.

수용성 규산나트륨의 물리 · 화학적 특성

하윤식,박경일,서무룡,Ha, Youn Shick,Park, Kyeong Il,Seo, Moo Lyong 대한화학회 1999 대한화학회지 Vol.43 No.2

수용성 규산나트륨 빌더를 개발하기 위하여 물유리와 수산화나륨을 적정비율로 혼합한 후 메탄올에 분산시켜 $SiO_2/Na_2O$의 몰 비율이 2.4∼2.8인 무정형 규산나트륨 고체분말을 제조하였다. 이때 규산나트륨의 $SiO_2/Na_2O$의 몰비, 용해도, thermogram, SEM, BET 등을 통하여 그 물리적 특성을 조사하였으며 빌더로서의 기본적인 특성을 규명하기 위해 $SiO_2/Na_2O$의 몰비가 1.0, 2.4, 2.8인 규산나트륨 빌더와 제올라이트를 사용하여 pH 유지능력, 온도에 따른 칼슘이온 결합능, 계면활성제 흡착능 등을 조사하였다. 그 결과 수용성 규산나트륨 화합물이 세제용빌더로서 가져야할 특성인 pH 유지능력 및 용해도에 있어서 제올라이트 보다 우수한 성능을 나타냈으나 칼슘이온 결합능 및 계면활성제 흡착능은 낮게 나타났으며, 규산나트륨의 $SiO_2/Na_2O$의 비율이 증가할수록 pH 유지능력과 이온교환능력은 감소하지만 계면활성제 흡착능력은 다소 증가함을 알 수 있었다. To develop the manufacturing technique for the powder builder of amorphous solid types, the water glass mixed with caustic soda dispersed into the methanol. Thus soluble sodium silicate was made a form of amorphous solid powder. In order to examine characteristics of water soluble sodium silicate $SiO_2/Na_2O$ mol ratio, we investigated solubility, thermogram, SEM, and BET analysis. pH buffering capacity, calcium-ion binding capacity as temperature change, and surfactant loading capacity were examined for characteristics as laundry detergent builder. $SiO_2/Na_2O$ molar ratio of soluble sodium silicate was 1.0, 2.4, 2.8, and zeolite was used in order to investigate basic characteristics of laundry detergent builder. Silicate used with laundry detergent was good for pH buffering capacity and solubility. But calcium-ion binding capacity and surfactant adsorption ability were lower. $SiO_2/Na_2O$ mol ratio became higher, pH buffering capacity and ion exchange ability were lower and surfactant adsorption ability was a little higher.

1,5,9,13-Tetrathiacyclohexadecane 수식전극을 사용한 Ag(I)의 전기화학적 정량

하광수,장미경,서무룡,Ha, Kwang Soo,Jang, Mi-Kyeong,Seo, Moo Lyong 한국분석과학회 1997 분석과학 Vol.10 No.3

[16]-ane-$S_4$/탄소분말 함량비를 50%로 하여 nujol oil과 혼합하여 수식전극을 제조하였다. $5.0{\times}10^{-4}M$ $Ag^+$를 포함하는 pH 4.5인 아세트 완충용액에 수식전극을 담가 $Ag^+$를 전극 표면에 흡착시켰다. 이 때 흡착시간을 15분으로 하고 전해환원시키는 시간은 -0.3V vs S.C.E에서 2분으로 하였다. 또한 0.1M $HNO_3$ 용액으로 전극을 활성화시켰으며 한번 활성화한 전극은 10회까지 사용이 가능하였다. 최적 분석조건에서 미분펄스 전압전류법으로 $5.0{\times}10^{-7}{\sim}1.5{\times}10^{-6}M$ 사이의 농도 범위에서 정량해 보았을 때 직선성이 잘 성립하였으며, 검출한계는 $2.0{\times}10^{-7}M$이었다. 대부분의 금속들은 방해를 주지 않았으나, Cu(II)은 방해를 나타내었다. Chemically modified electrodes(CMEs) for Ag(I) were constructed by incoporating 1,5,9,13-tetrathiacyclohexadecane([16]-ane-$S_4$) with a conventional carbon-paste mixture composed of graphite powder and nujol oil. Ag(I) ion was chemically deposited onto the surface of the modified electrode with [16]-ane-$S_4$ by immersion of the electrode in the acetate buffer solution(pH=4.5) containing $5.0{\times}10^{-4}M$ Ag(I) ion. And then the electrode deposited with Ag(I) was reduced at -0.3V vs. S.C.E. Well-defined stripping voltammetric peaks could be obtained by scanning the potential to the positive direction. The CME surface was regenerated with exposure to 0.1M $HNO_3$ solution and was reused for the determination of Ag(I) ion. When deposition/measurement/regeneration cycles were 10 times, the response could be reproduced with relative standard deviation of 6.08%. In case of differential pulse stripping voltammetry, the calibration curve for Ag(I) was linear over the range of $5.0{\times}10^{-7}{\sim}1.5{\times}10^{-6}M$. And the detection limit was $2.0{\times}10^{-7}M$. Various ions such as Cd(II), Ni(II), Pb(II), Zn(II), Mn(II), Mg(II), EDTA, and oxalate(II) did not influence the determination of Ag(I) ion, except Cu(II) ion.

N,N-Dimethylformamide 용액 중에서 Zn(II)-Bilirubin 착물의 전기화학적 거동

배준웅,이흥락,박태명,서무룡,Zun-Ung Bae,Heung-Lark Lee,Tae-Myung Park,Moo-Lyong Seo 대한화학회 1993 대한화학회지 Vol.37 No.7

DMF 용액 중에서 zinc(II) 이온과 copper(II) 이온의 bilirubin과의 착물형성 여부를 조사하고 Zn(II)-bilirubin(이하 Zn(II)-BR로 줄임) 착물의 전기화학적 성질을 여러가지 전기화학적인 방법으로 조사하였다. Zn(II)는 DMF 용액 중에서 bilirubin과 착물을 형성하였으나, Cu(II)는 bilirubin과 착물을 형성하지 않고 오히려 bilirubin의 산화를 촉진시켰다. Zn-BR 착물은 3단계의 환원과정을 거치며, 제1파와 제2파의 환원전류는 반응성 전류가 약간 포함된 환산전류이었으며, 제3파의 환원전류는 확산지배적인 전류이었다. The complexation of bilirubin with zinc(II) and copper(II) ions was studied spectrophotometrically. In the zinc(II)-bilirubin (Zn-BR) system, complex is formed, but the copper(II) ion oxidizes bilirubin to biliverdin and then to the further oxidation products. The electrochemical reduction behavior of ZN-BR complex has been investigated with DC polarography and cyclic voltammetry. The three polarographic waves were obtained for the reduction of ZN-BR complex in DMF solution. Thde reduction current of the third wave was diffusion current, but that of the first and the second waves contained a little kinetic current.

Tris(2-cyclohexylaminoethyl)amine-Zn(II) 착물의 안정성

신용운,백현숙,양재경,김진은,서무룡,Yong Woon Shin,Hyun Sook Baek,Jae-Kyung Yang,Jineun Kim,Moo Lyong Seo 대한화학회 2003 대한화학회지 Vol.47 No.2

Tris(2-cyclohexylaminoethyl)amine (L) was synthesized by the Schiff base condensation reaction of tris(2-aminoethyl)amine with cyclohexanone, followed by reduction. The thermodynamic characteristics, mole ratio and formation constant of [Zn(II)-L] complex were measured by the cyclic voltammetry and isothermal titration. In the case of Zn(II), well-defined cathodic and anodic peak were obtained at -1.02V and -0.48V vs Ag/AgCl , respectively. For the [Zn(II)-L] complex, both peaks were obtained at -1.19V and -0.45V vs Ag/AgCl, respectively. In addition, the peak height gradually increases as the scan rate increases, suggesting that the currents obtained were diffusion - controlled. The mole ratio and stability constant of the complex measured cyclic voltammerty were 1:1 and logK$_f$= 5.8, respectively. And the mole ratio and stability constant of the complexe calculated by isothermal titration method was 1:1 and logK =5.4, respectively. ${\Delta}$H, ${\Delta}$G and T${\Delta}$S for the complex formation were -53.0 kJ/mol, -31.1 kJ/mol, and -21.9 J/K at 25 ${\circ}$C, respectively. Cyclohexanone,과 tris(2-aminoethyl)amine을 이용하여 Schiff 연기 축합반응으로 tren의 유도체인 tris(2-cyclohexylaminoethyl)amine (L)을 합성하였다. 또한 합성한 tren의 유도체인 tris(2-cyclohexylaminoethyl)amine (L)과 Zn(II) 착물의 열역학적 특성과 안정도 상수, Zn(II)와의 착물 조성비 등을 순환전압전류법과 열량계법으로 측정하였다. Zn(II)과 [Zn(II)-L] 순환전압전류 곡선을 0${sim}$-1.5 V vs. Ag/AgCl의 가전압 범위에서 측정하였다. 금속인 경우, -1.02V와 -0.48V vs. Ag/AgCl에서 각각 환원피이크와 산화피이크가 나타났으며, 금속착물인 경우에는 -1.19V와 -0.45V vs. Ag/AgCl에서 각각 환원피이크와 산화피이크가 나타났다. 또한 피이크 전류(IP)는 주사속도의 평방근 $(v^{1/2})$에 비례하였으며 이것은 전류의 유형이 확산 지배적인 전류임을 나타낸다. 그리고 [Zn-L] 착물에 대해서 전압전류법적으로 구한 안정도상수는 logK$_f$ = 5.8, 결합비는 1:1을 나타내었다. 또한 열량계법적으로 [Zn-L] 착물의 열역학적 파라메타를 조사한 결과, 리간드 L과 Zn(II)는 1:1의 4 배위수를 가지는 착물을 이룬다는 것을 알 수 있었고, 이때 25 ${\circ}$C에서 logK=5.4, ${\Delta}H$= -53.0 kJ/mol, ${\Delta}$G의 값은 -31.1 kJ/mol이었으며 T${\Delta}$S는 -21.9 J/K${\cdot}$mole이었다.