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          붕소가 도핑된 리튬이온전지용 양극 활물질(LiNi<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Ti<sub>0.05</sub>O<sub>2</sub>)의 전기화학적 특성

          김근중 ( Geun Joong Kim ),박현우 ( Hyun Woo Park ),이종대 ( Jong Dae Lee ) 한국화학공학회 2019 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.57 No.6

          양극 활물질의 전기화학적 성능을 개선하기 위하여, 농도 구배형 전구체를 사용한 boron-doped LiNi<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Ti<sub>0.05</sub>O<sub>2</sub>를 합성하였다. 제조된 양극 활물질의 특성은 XRD, SEM, EDS, PSA, ICP-OES 및 전기전도도 측정을 통하여 분석하였다. 초기 충·방전 용량, 사이클, 순환전압전류, 율속 특성 및 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 성능을 조사하였다. 붕소가 0.5 mol% 도핑된 LiNi<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Ti<sub>0.05</sub>O<sub>2</sub> 양극 활물질은 2.7~4.3 V (vs. Li/Li+)의 전압 범위에서 0.5 C의 전류를 인가했을 때, 187 mAh/g의 용량을 보이며 50 사이클 이후 94.7%의 용량 유지율을 보였다. 상대적으로 고전압인 2.7~4.5 V(vs. Li/Li+)의 전압 범위에서는 200 mAh/g의 높은 용량을 보이며 50 사이클 이후 80.5%의 용량 유지율을 나타냈다. To improve the electrochemical performances of the cathode materials, boron-doped LiNi<sub>0.90</sub>Co<sub>0.05</sub>Ti<sub>0.05</sub>O<sub>2</sub> were synthesized by using concentration gradient precursor. The characteristics of the prepared cathode materials were analyzed by XRD, SEM, EDS, PSA, ICP-OES and electrical conductivity measurement. The electrochemical performances were investigated by initial charge/discharge capacity, cycle stability, C-rate, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The cathode material with 0.5 mol% boron exhibited a capacity of 187 mAh/g (0.5 C) in a voltage range of 2.7~4.3 V(vs. Li/Li<sup>+</sup>), and an capacity retention of 94.7% after 50 cycles. In the relatively high voltage range of 2.7~4.5 V(vs. Li/Li<sup>+</sup>), it showed a high capacity of 200 mAh/g and capacity retention of 80.5% after 50 cycles.

        • KCI등재

          울트라 배터리 용 전해액 첨가제와 Nano-Pb/AC 음극의 전기화학적 특성

          김근중 ( Geun Joong Kim ),이종대 ( Jong Dae Lee ) 한국공업화학회 2018 공업화학 Vol.29 No.5

          본 연구에서는 울트라 배터리의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해서 Nano-Pb/Activated Carbon (Nano-Pb/AC) 복합소재와 전해액 첨가제의 특성이 조사되었다. 제조된 복합 소재의 물리적 특성은 FE-SEM, TEM, XPS, BET를 이용하여 분석하였고, 울트라 배터리의 전기화학적 성능은 사이클, 율속, 임피던스 테스트를 통해 조사되었다. 납 산 배터리에 비하여 나노 납 함량이 9 wt%인 복합소재로 코팅된 울트라 배터리는 사이클 성능이 150%로 개선되었으며, 1-5 C 율속 테스트에서 방전 용량이 119-122%로 증가되었다. 또한 임피던스 테스트 결과 나노 납 함량이 증가할수록 내부 저항의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전해액 첨가제가 0.45 vol% 포함된 배터리의 장기 사이클 성능은 140%로 향상되었다. In this study, the electrochemical properties of nano-Pb/activated carbon (nano-Pb/AC) composites and electrolyte additives were examined to improve the performance of ultra batteries. Physical properties of the prepared nano-Pb/AC composites were analyzed using FE-SEM, TEM, XPS and BET. The electrochemical performances of ultra batteries were performed by cycle, rate performance and impedance tests. The cycling performance of nano-Pb/AC (Pb : 9 wt%) coated ultra battery increased by 150% with respect to the lead acid one, and the discharge specific capacity increased by 119-122% for 1-5 C rate tests. As a result of the impedance test, it was confirmed that the internal resistance decreased as the nano lead content increased. The cycle performance of the ultra battery containing 0.45 vol% electrolyte additives showed 140% longer than that of no electrolyte additives.

        • KCI등재
        • KCI등재

          유전자 표적화를 위한 단백질공학 연구동향

          정대은(Dea-Eun Cheong),김근중(Geun-Joong Kim) 한국생물공학회 2010 KSBB Journal Vol.25 No.3

          Monogenic disease의 치료를 위한 하나의 전략으로 viral vector를 이용한 gene therapy에 비해 독성이 적은 gene targeting 기술을 이용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 구의 주된 관점은 자연적인 HR의 낮은 효율을 개선하기 위한 DSB 유도 방법으로, 선택성을 높일 수 있는 긴 염기서열의 인식이 가능한 artificial endonuclease의 개발이다. 본 글에서는 이러한 artificial endonuclease 중, 가장 많이 연구 되고 있는 homing endonuclease와 zinc finger nuclease를 간략히 소개하였다. 전자와 후자 모두, 인식 서열에 대한 일정 수준의 tolerance (인식 서열 일부가 특이적이지 않아 다른 염기로 구성된 경우)가 존재하여, 일정한 비율로 다른 target을 절단할 수 있는 가능성이 존재한다. 이러한 점은, meganucleases를 치료 목적으로 이용할 때 세포 독성을 나타내는 근본원인 중 하나이다. 두 종 모두 이러한 특성을 가짐에도 불구하고, 완전한 비자연적인 후자 보다는 전자의 경우가 보다 효과적이며 낮은 세포독성을 보이는 것으로 보고되고 있다. 물론 실험 조건이나 적용되는 세포 종류, 인위적인 단백질의 발현 정도에 따라 세포 독성 유무 또는 정도에 차이가 나타남이 확인되고 있다. 이러한 사실들에 근거할 때, gene targeting을 유도하기 위한 artificial endonuclease의 서열 특이성을 증대시키는 것이 가장 중요하나, 그 외 여러 인자들에 대한 복합적인 연구 역시 필요함을 보여준다. 현재까지 실제 치료제로 쓰인 예는 없지만, 시험관내에서 보이는 결과와 모델 개체에서 이루어진 표적화 정도, 관련된 단백질 치료제들이 지닌 잠재성을 비교할 때 매우 큰 가능성을 지니고 있음은 충분히 확인할 수 있다. Monogenic diseases are resulted from modifications in a single gene of human cells. Because their treatment with pharmacological medicine have a temporary effect, continuous nursing care and retreatment are required. Gene therapy, gene targeting and induced pluripotent stem cell (iPSC) are considered permanent treatment methods of them. In gene therapy, however, retroviral vectors that have potential toxicity caused by random insertion of harmful virus are used as vehicles for transferring genetic materials. On the other hand, gene targeting could replace and remove the modified gene though homologous recombination (HR) induced by site-specific endonucleases. This short review provides a brief overview on the recently tailored endonucleses with high selectivity for HR.

        • KCI등재

          메타게놈 서열에 존재하는 보존적인 전사와 번역 인자를 이용한 ORF 예측

          정대은(Dea-Eun Cheong),김근중(Geun-Joong Kim) 한국생물공학회 2010 KSBB Journal Vol.25 No.5

          미생물은 지구상에 약 5 × 10<SUP>30</SUP> 정도의 개체가 존재하며, 350~550 Pg (1Pg = 10<SUP>15</SUP>g)의 탄소, 85~130 Pg의 질소, 9~14 Pg의 인 등, 지구상의 어떠한 생물 종보다 거대한 양의 원소를 포함하고 있다 [28]. 또한 이러한 미생물과 생태계를 구성하는 다른 유기체나 무기물과의 관계가 지속적으로 밝혀지고 있다. 이러한 연구들의 기본적인 목표는 상호작용에 중요한 인자들의 규명 (대표적으로 유전자)하는 것이기 때문에, 염색체에 존재하는 true ORF의 검색과 확인은 가장 중요한 기본 수단이 된다. 그러나 다양한 미생물로 구성된 환경 유전체는 기존 정보로 검색 가능한 비율을 정확하게 유추할 수 없기에 많은 어려움이 있다. 이렇게 경계가 불분명한 자료의 검색을 위해서는 보다 많은 정보를 필요 (training 이나 space를 규정하기 위한 보다 많은 유전자 서열)로 하며, 다른 검색 방법이나 기법들이 추가적으로 개발되어야 할 것이다. 이러한 방법의 대안으로써, 미생물의 유전자간 서열에 존재하는 전사/번역인자의 보존성에 근거한 검색방법은 개량여하에 따라 광범위한 적용 범위를 지닐 것이다. 현 수준에 서도 조합 탐색, 즉 기존의 방법과 혼용하거나 기존의 방법을 보완하는 과정으로 충분한 가치를 지니고 있다. 이러한 추정은, 기존의 ORF 중심의 발굴 결과와 전혀 일치되지 않는 경우에서부터 90% 이상 일치하는 등의 결과로서 확인하였다. 일치 되지 않는 많은 경우가 BLASTing으로 검색되지 않는 새로운 ORF를 포함하기 때문이다. As sequencing technologies are steadily improving, massive sequence data have been accumulated in public databases. Thereby, programs based on various algorithms are developed to mine useful information, such as genes, operons and regulatory factors,from these sequences. However, despite its usefulness in a wide range of applications, comprehensive analyses of metagenome using these programs have some drawbacks, thereby yielding inaccurate or complex results. We here provide a possibility of signature sequences (cis-acting transcriptional and translational factors of metagenome) as a hallmark of ORFs finding from metagenome.

        • KCI등재

          Thraustochytrium sp. 26185 균주에서의 $\Delta5$ desaturase 유전자 클로닝 및 Pichia pastoris 내에서의 기능적 발현

          정태호,이수진,오효정,김근중,허병기,Chung Tae-Ho,Lee Su-Jin,Oh Hyo-Jeong,Kim Geun-Joong,Hur Byung-Ki 한국생물공학회 2005 KSBB Journal Vol.20 No.2

          불포화지방산의 생합성능이 뛰어나다고 알려진 Thraustochytrids 균주 중 26185를 대상으로 arachidonic acid (AA C20:4 n-6)를 포함하는 PUFA 생산에 관여하는 유전자의 하나로서 key enzyme인 desaturase를 보다 효율적이고 안정적인 방법으로 cloning한 후 결과물을 분석하였다. 이를 위해 실험균주인 26185 균주를 대상으로 효율적인 전체 nucleic acids 추출법을 개발하였으며 관련된 기법의 활용을 통해 일반적으로 활용이 가능한 효과적이 방법임을 확인하였다. 확보된 유전체를 통한 direct PCR의 결과물을 기존에 알려진 cDNA 합성방법에 의한 결과물과 비교하였을 때 동일한 결과물임을 확인하였다. 이는 Thraustochytrids 관련 균주로부터 지방산 생합성에 관련된 효소군을 탐색하는 방법이 cDNA 합성방법에 의하지 않고 보다 직접적으로 진행될 수 있음을 제안할 수 있는 하나의 결과물로 생각되어진다. 획득된 유전자를 같은 진핵세포인 P. pastoris를 숙주로 하여 유전자를 도입하고 활성을 재현성 있게 규명함으로써 인공진화 혹은 재조합균체의 개발이 가능하다는 사실을 부분적으로 제시할 수 있었다. Polyunsaturated fatty acids, that is PUFAs, are important constituents of membranes particularly found in the retina and central nervous system. In microorganism-based PUFAs biosynthesis, the genus Thraustochytrids is well evaluated for their potential as a promising candidate in the practical production of PUFAs, such as AA and DHA. In this study, we attempted to optimize a method of total nucleic acid extraction from this microorganism as a preliminary experiment. Using the extracted nucleic acid and degenerated primers for direct PCR, we isolated a $\Delta5$ desaturase gene that contained 1320-nucleotide and encoded 439 amino acids. This gene exhibited an expected function, when expressed in P. pastoris in the presence of appropriate exogenous substrate, as an evidence for $\Delta5$ desaturase activity (conversion of DGLA to AA). These results and information could provide a basis for the construction of engineered strains suitable for the practical production of PUFAs.

        • KCI등재
        • KCI등재

          항시발현 프로모터를 이용한 대장균에서의 β-glucosidase 가용성 발현증진

          정대은(Dae-Eun Cheong),유수경(Su-Kyoung Yoo),최혜지(Hye-Ji Choi),김근중(Geun-Joong Kim) 한국생물공학회 2021 KSBB Journal Vol.36 No.2

          Sinorhizobium meliloti β-glucosidase (β-D-glucoside glucohydrolase: EC 3.2.1.21) is an exocellulase and cleavages β-(1-4) glycosidic bonds in poly- and oligosaccharides. It has also high activity toward indican, a precursor to indigo and indirubin used as clothing dyes, cosmetics and antimicrobial agents. Typically, this enzyme induced with IPTG under the control of the corresponding promoter was mainly produced as non-functional aggregates in Escherichia coli XL1-Blue and BL21 (DE3). In this study, expression vectors with a mined constitutive promoter (CEM) from metagenome were employed to increase the soluble expression of S. meliloti β-glucosidase. The resulting efficiency of constitutive expression systems was compared with those of the commonly used inducible systems in terms of the specific activity and solubility ratio. Consequently, recombinant β-glucosidases were mainly expressed in soluble form (82-97%) by the constitutive promoter CEM and thus showed the highest specific activity in the recombinant E. coli XL1-Blue harboring pCEMT.

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