유기·무기·물리화학·재료. 친환경 합성·촉매·약물 개발.
인용 속도·영향력 기준 큐레이션
Times are changing but order matters: transferable prediction of small-molecule liquid chromatography retention times
액체 크로마토그래피는 소분자 분리에 널리 사용되지만, 대상 시스템의 훈련 데이터 없이도 적용 가능한 머무름 시간 예측 모델 개발은 여전히 난제로 남아 있습니다. 이는 명목상 동일한 조건에서도 머무름 시간이 크게 변동할 수 있기 때문입니다. 머무름 순서는 비교적 잘 보존되지만, 크로마토그래피 조건이 달라지면 순서 또한 바뀔 수 있습니다. 본 연구에서는 역상 크로마토그래피의 머무름 시간을 예측하는 2단계(2-step) 방법을 제안합니다. 첫 번째 단계에서는 머신러닝 모델이 크로마토그래피 조건을 고려하여 머무름 순서 지표를 예측합니다.…
Embracing triplet nitrenes for C-to-N replacement of complex bicyclic (hetero)aryl azides
탄소-질소 치환 반응은 최근 개념 증명에도 불구하고 기질 특이성과 가혹한 산화 조건 의존성으로 인해 적용에 한계가 있었습니다. 특히 단일항 나이트렌의 원자가 이성질화에 의존하는 변환은 삼중항 스핀 상태로의 경쟁적인 계간 전이로 인해 어려움을 겪었는데, 삼중항 나이트렌은 동일한 재배열을 겪지 않기 때문입니다. 본 연구에서는 나프탈렌, 안트라센, 인돌, 벤조퓨란, 벤조티오펜, 인다졸, 벤즈아이소티아졸 등 다양한 이환식 헤테로아렌의 벤젠 고리에서 삼중항 아릴 나이트렌을 탄소-질소 치환에 효과적으로 활용하는 반응을 보고합니다. 이 반응…
High-throughput label-free single-cell proteomics enabled by multicolumn NanoLC
질량분석기반 단일세포 단백질체학(SCP)은 세포 이질성, 생물학적 과정, 질병 메커니즘 이해에 필수적입니다. 그러나 기존 나노LC-MS 워크플로우는 긴 분석 시간과 낮은 처리량으로 인해 대규모 코호트 적용에 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 다중 컬럼 나노LC-MS 플랫폼을 개발하여 5분 분리 시간과 100% 듀티 사이클을 달성했습니다. 이를 통해 하루 최대 288개의 단일 세포를 분석할 수 있으며, 약 1200회 연속 주입에도 안정적인 펩타이드 분리, 미미한 오염, 뛰어난 재현성을 보였습니다. 이 플랫폼은 하루 약 288개 샘…
Low Energy Excitations in a [4]Triangulene Honeycomb Antiferromagnet
탄소 기반 합성 격자는 나노 규모에서 상관 양자 효과를 구현하고 제어하는 데 활용되는 다목적 플랫폼입니다. 최근 표면 합성 기술의 발전은 복잡한 분자 프레임워크 제작을 가능하게 하여, 맞춤형 전자 및 자기 위상을 탐색하고 설계할 기회를 제공합니다. 본 연구에서는 D3h 대칭의 S = 3/2 [4]트라이앵귤렌 빌딩 블록으로 구성된 2차원 공유 유기 프레임워크(COF)를 설계하고 표면 합성 및 특성을 분석했습니다. 주사 탐침 현미경 및 분광학 분석과 제일원리 밀도범함수 이론(DFT) 및 GW 계산을 통해 반강자성(AFM) 절연체 바닥…
MARLOWE: taxonomic characterization of unknown samples for forensics using de novo peptide identification
법의학 분야에서 미지의 생물학적 시료에 대한 출처 생물 특성 분석은 중요하나, 프로테오믹스 데이터 분석 적용에는 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 간극을 해소하고자 새로운 계산 도구인 MARLOWE를 개발했습니다. MARLOWE는 de novo 펩타이드 시퀀싱을 통해 얻은 펩타이드 태그와 광범위한 서열 데이터베이스 기반의 통계적 접근 방식을 활용하여 잠재적 출처 생물 목록을 제공합니다. MARLOWE는 사전 지식 없이 펩타이드를 분류학적으로 할당하고 점수를 매기는 확률론적 방식을 채택하여 편향 없는 결과를 도출합니다. 개념 증…
Crystal structure of ( E )-4-(4-(3,5-dimethylpiperidin-1-yl)benzylidene)-6,8-dimethoxy-3,4-dihydrobenzo[ b ]oxepin-5( 2H )-one, C 26 H 31 NO 4
본 연구는 (E)-4-(4-(3,5-dimethylpiperidin-1-yl)benzylidene)-6,8-dimethoxy-3,4-dihydrobenzo[b]oxepin-5(2H)-one (화학식 C26H31NO4) 화합물의 단결정 구조를 분석했습니다. 이 화합물은 삼사정계(triclinic)에 속하며 공간군 P-1(no. 2)을 가집니다. 단위 세포의 격자 상수는 a = 8.5191(3) Å, b = 9.6375(3) Å, c = 14.2811(3) Å이며, 각도는 α = 79.101(2)°, β = 77.159(2)°, γ =…
A high-confidence plant mitochondrial proteome via protein correlation profiling
식물 미토콘드리아는 동물과 유사한 특징 외에 환형/선형 미토콘드리아 DNA, RNA 편집, 분지형 전자전달계 등 고유한 특성을 지닌다. 이러한 보존 및 계통 특이적 기능을 연구하기 위해서는 정확한 미토콘드리아 프로테옴 정보가 필수적이다. 본 연구는 직렬 미토콘드리아 농축, 질량 분석, 단백질 상관관계 프로파일링을 결합한 새로운 접근법을 통해 식물 미토콘드리아 프로테옴을 규명했다. 이 방법을 활용하여 1,462개의 미토콘드리아 단백질 목록을 높은 민감도와 특이도로 실험적으로 정의했다. 실험 데이터와 기존 문헌 및 현미경 검증을 통…
Spatial Proteomics of the Human Atherosclerotic Microenvironment Reveals Heterogeneity in Intraplaque Proteomes and Extracellular Matrix Remodeling
죽상경화반의 이질성은 심혈관 질환을 유발하는 병변 파열의 주요 원인으로 알려져 있습니다. 기존 단백체 연구는 주로 전체적인 변화에 초점을 맞춰, 단백질 풍부도의 핵심적인 공간적 차이를 간과하는 경향이 있었습니다. 본 연구는 인체 플라크 및 쥐 심근의 분자 지형을 탐색하기 위한 고해상도 공간 단백체 분석 워크플로우를 제시합니다. 레이저 포획 미세해부와 고감도 이온 이동성 질량 분석법을 결합하여 세포 및 세포외 기질(ECM) 단백체의 공간적 프로파일링을 성공적으로 수행했습니다. 50,000 μm2 면적에서 2,700개 이상의 단백질이 …
Two-dimensional topological quantum chemistry and catalog of topological materials
2차원(2D) 위상 물질은 양자 기술에 필수적인 대칭 보호 및 무질서에 강건한 가장자리 상태를 가지지만, 3차원 물질에 비해 그 수가 매우 적었습니다. 본 연구는 이러한 격차를 해소하고자 위상 양자 화학(TQC) 이론을 층군(layer groups)에 맞춰 2D 물질에 적용했습니다. 연구팀은 C2DB 및 MC2D 계산 재료 데이터베이스의 8872개 항목에 대한 밴드 위상을 분석했습니다. 이 방법론을 통해 비자성 단층 또는 다층 물질의 위상을 연구할 수 있는 공개 프로그램을 개발했습니다. 분석 결과, 4073개의 위상 또는 방해된…
Expanding the human proteome with microproteins and peptideins
인간 건강 연구의 기반이 되는 단백질 코딩 유전체 특성화는 주요 과학적 과제이나, 기존 분석에서 놓쳤을 수 있는 부분에 대한 근본적인 질문이 남아있습니다. 지난 10년간 비정규적 오픈 리딩 프레임(ncORF)의 번역이 다양한 인간 세포 유형과 질병 상태에서 관찰되었으며, 이는 생물의학 분야에 중대한 영향을 미칩니다. 그러나 어떤 ncORF가 인간 프로테옴에 기여하는 작은 마이크로단백질 또는 대체 단백질 분자를 생성하는지에 대한 지식 격차가 있었습니다. 본 연구에서는 TransCODE 컨소시엄의 협력 노력을 통해 ncORF에 대한 …
Closed-loop photoreactor design enabled by machine learning and digital twins
광반응기 설계는 빛의 반사, 산란, 흡수 등 복잡한 상호작용으로 인해 효율성 확보가 어렵습니다. 본 연구는 광자 포획률을 높이고 균일한 조사를 가능하게 하는 광반응기 설계를 위해 레이 트레이싱 디지털 트윈과 다목적 베이지안 최적화를 통합한 폐쇄 루프 워크플로우를 제안합니다. 디지털 3D 반응기 모델은 측정된 방출 특성, 반사율 데이터, 기하학적 속성을 사용하여 보정되었으며, 포타슘 페리옥살레이트 광량 측정법으로 검증되었습니다. 이 모델은 반사경 모양과 바이알 위치를 탐색하여 16개 바이알에 걸쳐 균일성을 유지하면서 입사 광자 플럭…
High-accuracy photoacoustic gas sensor enabled by deep learning-based concentration inversion from full waveforms
이 연구는 딥러닝을 활용하여 전체 파형으로부터 가스 농도를 역추론하는 고정밀 광음향 가스 센서 기술을 제안한다. 기존 방식의 한계를 극복하고, 복잡한 비선형 매핑을 통해 가스 농도 정보를 자율적으로 추출하는 새로운 접근법을 제시한다. 제안된 딥러닝 모델은 광음향 신호의 전체 파형을 분석하여 농도를 예측한다. 특히, 훈련 데이터에 노이즈를 증강하여 모델의 견고성과 일반화 성능을 크게 향상시켰다. 이를 통해 실제 환경에서의 다양한 노이즈 요인에도 안정적으로 작동하도록 설계되었다. 평가 결과, 모델은 0.9999의 결정 계수(R²)를…
Exploring the role of π-π interactions in metallic and covalent organic frameworks based photocatalysis: Design, principles and applications
금속 유기 골격체(MOF)와 공유 유기 골격체(COF)는 구조적 다양성, 넓은 표면적, 맞춤형 기공 특성 덕분에 유망한 광촉매 물질로 주목받고 있습니다. 이들의 높은 광촉매 효율에 기여하는 다양한 요인 중, 덜 연구되었던 π-π 상호작용 또한 중요한 요소입니다. 방향족 π-전자 시스템에서 발생하는 이러한 비공유 상호작용은 광전자 특성에 큰 영향을 미칩니다. 본 총설은 주요 과학 데이터베이스의 문헌을 체계적으로 검토하여, MOF 및 COF 기반 광촉매에서 π-매개 상호작용의 역할을 탐구하는 기계론적 연구에 중점을 둡니다. 특히, π…
Taming transient radical couplings by preassembling organophotocatalytic dyads
본 연구는 과도기적 탄소 중심 라디칼의 생성과 커플링을 금속 없이 제어하는 두 가지 유기광촉매 다이애드를 제시한다. 이 다이애드들은 평면 전하 이동 또는 전하 분리 상태를 형성한 후 라디칼 전구체와 비공유적으로 결합하며, 광여기(photoexcitation)를 통해 전자 전달 반응성을 촉발한다. 다이애드의 전자 공여체 치환기를 조절함으로써 메커니즘을 두 가지 방식으로 전환할 수 있었다. 첫째는 라디칼 음이온 촉매/전자 수용체 기질의 이원 조립체를 통한 연속적인 광유도 전자 전달이며, 둘째는 전하 분리된 촉매와 두 파트너 기질의 삼…
Energy value of cereal grains for broiler chickens. II. NIR prediction calibrations
육계의 성장률과 최종 체중 달성 시간은 에너지 섭취량과 밀접하게 관련되어 있습니다. 주된 에너지원인 곡물은 개별 시료마다 에너지 공급 능력에 큰 차이를 보여, 사료 배합 전 곡물의 에너지 함량을 정확히 평가하는 것이 사료 효율과 육계 성능 향상에 필수적입니다. 본 연구는 근적외선 분광법(NIR) 기술이 육계용 곡물의 겉보기 대사 에너지(AME) 함량 및 섭취량을 실시간으로 정확하게 예측할 수 있는지 확인하고자 했습니다. 수컷, 암컷, 혼합 성별 육계에 외인성 효소 첨가 여부에 따른 사료를 급여한 실험에서 얻은 431개 곡물 측정 …
Bifacial ladder polymers enabled by chirality-assisted synthesis that exhibit self-assembly and chirality-induced spin selectivity
고분자 구조 개념의 발전은 분자 조직화 및 새로운 기능 구현에 중요한 역할을 해왔다. 본 연구에서는 키랄성 보조 합성 전략을 통해 두 개의 명확히 다른 면을 가진 강성 이중 가닥 골격인 '양면성 사다리형 고분자'를 개발했다. 이는 sp3 탄소쌍에 syn 입체화학을 갖는 두 개의 다른 치환기를 포함하는 C2-키랄 2,8-다이브로모인덴오플루오렌 단량체를 설계하여 단일 사다리화 기하학적 구조만 가능하도록 구현했다. 거울상 이성질체 순수 단량체와 다이보론산염 공단량체를 스즈키-미야우라 조건에서 중합하여 전구체 고분자를 합성한 후, 위치 …
Orthogonal phase modulation and Lissajous mode decoupling in light-induced thermoelastic spectroscopy for real-time multi-component gas sensing
본 논문은 실시간 다성분 가스 감지를 위해 광유도 열탄성 분광법(LITES) 센서에 직교 위상 변조(OPM) 및 리사주 모드 디커플링을 활용하는 새로운 광학 감지 메커니즘을 제안한다. 듀얼 경로 OPM 하에서 석영 진동자(QTF)의 2차원 강제 진동 모델을 수립하여, 비이상적인 위상 및 진폭 조건으로 인한 진동 모드 커플링 메커니즘을 규명하고 채널 간섭 억제를 위한 이론적 기반과 최적화 경로를 제공한다. OPM-LITES 센서에서는 동일 주파수(QTF 공명 주파수의 절반)를 가지지만 45도 위상차를 갖는 두 개의 연속파 분산 피드…
Facile Assembly of Functionalizable Conjugated Dienes via Skeletal Editing of Alkynyl Diazoketones Enabled by a Traceless 2‐Pyridyloxy Group
이 연구는 추적 불가능한 2-피리딜옥시 그룹을 활용하여 알킨일 다이아조케톤의 골격 재편을 통해 기능화 가능한 공액 다이엔을 효율적으로 합성하는 전략을 보고한다. 공액 다이엔은 중요한 구조적 모티프이자 다재다능한 합성 빌딩 블록이지만, 쉽게 변형 가능한 기능성 작용기를 가진 고치환 다이엔을 입체 선택적으로 제조하는 것은 여전히 어려운 과제였다. 본 프로토콜에서는 알킨일 다이아조케톤이 2-피리돈 유래 N,N-아세탈과 온화한 루이스산 촉진 조건에서 반응하여 유용한 화학선택성, 위치선택성 및 입체선택성을 가진 다치환 공액 다이엔을 생성한…
Large-scale discovery, analysis and design of protein energy landscapes
모든 접힌 단백질은 낮은 에너지의 고유 구조와 부분적 또는 전체적으로 펼쳐질 수 있는 높은 에너지 형태 사이에서 지속적으로 요동합니다. 이러한 희귀 상태는 단백질 기능, 상호작용, 응집 및 면역원성에 영향을 미치지만, 고유 상태에 비해 이해도가 낮습니다. 고유 단백질 구조는 높은 정확도로 예측 가능하지만, 형태 변화와 그 에너지는 여전히 파악하기 어렵고 예측 불가능하며, 대규모 측정을 방해하는 실험적 난제로 인해 기계 학습 및 물리 기반 모델링 개선에 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 온전한 단백질 수소-중수소 교환 질량 분석법을…
Research Progress on Metal‐Organic Framework Materials in Corrosion‐Resistant and Antimicrobial Metal Functional Coatings
금속유기골격체(MOF)는 높은 비표면적, 조절 가능한 다공성, 다양한 구조 및 맞춤형 기능성 덕분에 여러 첨단 분야에서 중요한 잠재력을 지닌다. 최근에는 항균 및 내식성을 동시에 제공하는 코팅에 MOF를 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설은 금속 표면 보호 코팅에 MOF를 적용하는 새로운 연구들을 체계적으로 정리하고, 제조 기술, 미세 구조 조절, 보호 성능, 그리고 내식 및 항균 작용의 기본 메커니즘을 심층적으로 논의한다. 다양한 방법으로 제작된 MOF 기반 보호 코팅은 금속 기판의 내식성을 크게 향상시키는 것으로 …
An integrated landscape of mRNA and protein isoforms
대체 스플라이싱과 단백질 분해는 단일 유전자에서 다양한 단백질 이형체를 생성하여 프로테옴 다양성을 확장합니다. 그러나 기존 단백질체학 방법론의 한계로 인해 전사체 이형체와 단백질 산물 간의 관계는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구에서는 인간 RPE-1 세포에서 mRNA 및 단백질 이형체의 통합 지도를 구축하기 위해, 전체 길이 mRNA 시퀀싱을 단백질 분획 및 정량적 질량 분석법과 결합했습니다. 특히, 바텀업 단백질체학의 모호성을 극복하고자 분자량으로 분리된 펩타이드 이동 프로파일로부터 단백질 이형체를 해석하는 전산 파이…
Truthful visualizations for mass spectrometry imaging enable high-spatial-resolution interactive m/z mapping and exploration
질량 분석 이미징(MSI)은 고차원 분자 데이터를 생성하지만, 기존 시각화 방법들은 데이터의 전역적 구조를 불완전하게 보존하여 해석에 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 MSI-VISUAL이라는 오픈소스 프레임워크를 제안합니다. 이 프레임워크는 데이터의 전역적 구조를 충실하게 보존하는 차원 축소 시각화 기법을 통합하여 MSI 데이터의 상호작용적 분석을 가능하게 합니다. MSI-VISUAL은 SALO, SPEAR, TOP3, PR3D의 네 가지 새로운 시각화 전략을 도입합니다. SALO와 SPEAR는 다양한 …
Non‐Covalent PL, CD, and CPL Activation of Linear Aromatic Oligomers within Axially Chiral Aromatic Capsules
방향족 올리고머의 발광 및 키로광학적 특성을 향상시키기 위해서는 일반적으로 공유 결합을 통한 기능화가 필수적입니다. 본 연구에서는 선형 방향족 올리고머가 축 방향 카이랄 방향족 캡슐에 포접될 때, 상온 수용액 조건에서 강렬한 PL, CD, CPL 특성을 나타냄을 보고합니다. 이는 비공유 결합을 통해 올리고머의 광학적 특성을 활성화하는 새로운 접근법을 제시합니다. 카이랄 BINOL 기반 양친매성 물질로 파라-페닐렌 올리고머를 처리하여 수용액에서 호스트-게스트 복합체를 형성했습니다. 이 복합체는 올리고머 기반의 PL, CD, CPL …
Beef freshness classification based on RGB–hyperspectral fusion and temperature-aware temporal modeling
쇠고기 신선도를 신속하고 정확하게 평가하는 것은 식품 안전 및 품질 관리에 필수적이지만, 기존 단일 모드 감지 방식은 부패 과정의 시간적 역동성을 포착하는 데 한계가 있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 RGB 이미징과 초분광 이미징을 온도 인식 시간 모델링과 통합한 다중 모드 프레임워크를 제안합니다. 제안된 방법론은 RGB 이미지에서 공간 특징을, 초분광 데이터에서 스펙트럼 특징을 추출하는 이중 분기 토큰화 모듈을 포함합니다. 이어서, 특징 정렬 및 불일치 모델링을 통해 효과적인 다중 모드 특징 통합을 달성하는 상보적 …
Europium Doped Atomically Precise Bismuth Oxido Nanoclusters as Molecular Building Blocks for Photoluminescent Hybrid Materials
본 연구는 약 2 nm 크기의 유로퓸(Eu3+)이 도핑된 원자 정밀 비스무트 산화물 나노클러스터(BiO-NCs)의 구조적 및 광학적 특성을 규명합니다. 초기 BiO-NC인 [Bi38O45(NO3)24(dmso)28]:Eu(C-1D:Eu)는 리간드 교환을 통해 용해성 메타크릴레이트(-OMc) 배위 화합물인 [Bi38O45(OMc)24(dmso)4]:Eu·4dmso·4H2O(C-2D:Eu) 및 [Bi38O45(OMc)24(EtOH)10]:Eu·4EtOH(C-2E:Eu)로 전환되었으며, Eu3+ 도핑량(ω ≈ 1%)은 유지되었습니다. …
Advances in SiC aerogel materials for thermal insulation and electromagnetic wave absorption
탄화규소(SiC) 에어로젤은 3차원 다공성 구조와 우수한 물리화학적 특성을 통합한 다기능성 신소재로, 극한 환경에서 단열 및 전자기파(EMW) 흡수에 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 본 총설은 SiC 에어로젤의 제조 전략, 구조-특성 관계 및 기능적 성능에 대한 최근 연구 동향을 체계적으로 요약합니다. 단열 측면에서, SiC 에어로젤의 고도로 다공성인 골격은 고체 열전도 및 기체 대류를 효과적으로 억제합니다. 또한, SiC의 넓은 밴드갭 반도체 특성은 효율적인 열복사 감쇠를 가능하게 하여 고온에서도 탁월한 단열 안정성을 보장합니다.…
Ultra-lightweight mid-IR methane sensor for in-situ UAV-based measurements: Design and demonstration
본 연구는 소형 무인 항공기(UAV)에 탑재하여 대기 중 메탄 농도를 정밀하고 신속하게 측정할 수 있는 초경량 중적외선 레이저 분광 센서를 개발했습니다. 이 센서는 단순하고 소형화된 설계가 특징이며, 개방형 경로 구성의 헤리엇(Herriott)형 다중 통과 셀을 통합합니다. 단일 보드 컴퓨터에 두 개의 온칩 마이크로프로세서 유닛을 탑재하여 빠른 데이터 획득과 온보드 파장 변조 분광법을 가능하게 함으로써, 센서는 독립형 턴키 장비로 작동합니다. 전용 배터리를 포함하여 총 무게는 1.2 kg이며, 표준 실험실 조건에서 최대 11 W의…
Constructing co-assembly derived smart lipid nanoparticles for enhanced antimicrobial potency with plant growth-promoting potential
지질 나노입자(LNP)는 생체 적합성과 안전성으로 인해 생물의학 분야에서 널리 활용되지만, 식물 시스템으로의 적용은 제한적입니다. 본 연구는 식물 세균성 질병에 효과적으로 대응하기 위해 항균 화합물 발굴, 식물 맞춤형 나노 운반체 설계, 그리고 작용 메커니즘 규명을 통합하는 전략을 수립했습니다. 연구팀은 티몰 기반 4차 암모늄 화합물들을 합성했으며, 그중 C2가 강력한 항균 활성(EC50 = 0.78 µg/mL)을 가진 선도 물질임을 확인했습니다. C2를 지질 나노입자에 공동 조립(co-assembly)한 C2@LNP는 감염 관련…
Localized and Delocalized Nonadiabatic Vibronic Models Unravel Chiroptical Trends and Design Principles in Symmetric π Conjugated Macrocycles
반복되는 발색단으로 구성된 π-공액 거대고리의 카이로 광학 반응은 매우 강렬하지만, 고리 크기에 따른 변화 양상과 제어 메커니즘은 아직 불완전하게 이해되고 있습니다. 본 연구는 축방향 카이럴 다이에티닐스피로바이플루오렌 거대고리(Pn)-DESn (n=2, 3, 4; D2, D3, D4 대칭) 계열을 대상으로, 비단열 양자 동역학과 두 가지 상보적인 선형 진동-전자 결합 해밀토니안 모델을 결합하여 분석했습니다. 여기에는 거대고리 전체에 걸쳐 있는 비단열 상태를 다루는 비편재화 모델과 개별 단편의 여기에서 구축된 국소화된 엑시톤 유사 …
Total Syntheses and Biological Evaluation of Lamellolactones A and B via Direct Butenolide Functionalization
라멜로락톤 A와 B는 산화된 부테놀라이드 골격을 가진 유사 이성질체 천연물로, 진행성 골화성 섬유이형성증(FOP) 연구에서 주목받아 왔다. 본 연구는 이들 화합물의 최초 전합성을 성공적으로 달성했다. 합성은 공통된 알킬 아이오다이드와 α- 및 β-브로모부테놀라이드의 니켈 촉매 환원성 커플링을 통해 이루어졌다. 예비 실험 결과, 이 커플링 반응은 단순한 1차 및 2차 알킬 아이오다이드에도 적용 가능함을 확인했다. 또한, 본 합성 경로는 γ-치환 효과가 골 형성 단백질(BMP) 유도 알칼리성 인산분해효소 억제 및 세포 독성에 미치는…
Proteome-scale quantification of the interactions driving condensate formation of intrinsically disordered proteins
생체 분자 응축물 형태의 세포 내 조직화는 모든 생명체에서 기본적인 조절 메커니즘으로 작용한다. 이러한 응축물 형성은 종종 약하고 일시적인 다가 상호작용에 의존하기 때문에 실험적 연구에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 재구성된 응축물 내 펩타이드 및 핵산의 분배 자유 에너지를 측정하는 CPmD(Condensate Partitioning by mRNA-Display) 기술을 개발했다. CPmD는 실험 처리량을 비약적으로 증가시키며, 이를 통해 본질적으로 무질서한 단백질(IDP)의 응축물 형성을 유도하는 상호작용을 밝혀냈다. 약 10…
Microsecond-pulsed nanocalorimetry: a scalable approach for ultrasensitive heat capacity measurements
기존 기술로는 한계가 있던 저차원 나노 스케일 재료의 열역학적 특성 탐색을 위해, 고감도 준등온 열용량 측정이 가능한 마이크로초 펄스 가열 기반 나노열량 측정(µs-PHnC) 기술을 소개한다. 이 기술은 열 여기를 마이크로초 단위로 제한하여 측면 열 확산을 최소화하고, 열용량 부가물을 10⁻⁹ J K⁻¹ 미만으로 줄인다. 이 방법은 75 pJ K⁻¹ √Hz mm⁻²의 낮은 노이즈 밀도를 달성하며, 30 × 30 µm² 면적의 서브나노그램 샘플에서도 정밀한 열역학적 특성 분석을 가능하게 한다. 특히 초박막 CoO 필름의 반강자성 전…
Harnessing Diazo Compounds as Alkoxycarbonyl Methylene Radical Linchpins: Truce–Smiles Rearrangement toward Amido Esters and Isoquinolinedione Scaffolds
본 연구는 수용체형 다이아조 화합물의 라디칼 반응성을 활용하여 N-아릴-N-아릴설포닐 아크릴아마이드의 광화학적 Truce–Smiles 재배열을 통해 β,β′-다이치환 아미도 에스터를 효과적으로 합성하는 방법을 제시합니다. 이는 다이아조 화합물이 알콕시카보닐 메틸렌 라디칼의 핵심 연결고리(linchpin) 역할을 수행함을 보여줍니다. 출발 물질의 합리적 설계와 캐스케이드 기법을 통해 아트로프이성질체 현상을 보이는 아이소퀴놀린다이온 골격도 성공적으로 합성했습니다. 이 과정은 다이아조 화학의 잠재력을 확장하는 중요한 진전입니다. 메커…
Unified down-stream analysis of crosslinking mass spectrometry results with pyXLMS
교차결합 질량분석법은 단백질-단백질 상호작용 규명 및 생체 내 단백질 구조 분석에 필수적인 방법으로 자리매김했습니다. 그러나 교차결합 검색 엔진 결과와 후속 분석 도구를 연결하여 생물학적 통찰력을 얻는 과정은 수동적이고 번거로워, 종종 전문적인 생물정보학 지식을 요구하는 어려움이 있었습니다. 이러한 중간 단계를 간소화하고 효율화하기 위해 Python 패키지이자 웹 애플리케이션인 pyXLMS를 개발했습니다. pyXLMS는 생물정보학 지식이 없는 연구자도 심층적인 교차결합 분석을 수행할 수 있도록 지원합니다. 현재 7개 이상의 교차결…
High-speed and high-sensitivity multi-gas detection based on parallel heterodyne LITES sensor
본 연구는 고속·고감도 다중 가스 검출을 위한 병렬 헤테로다인 광유도 열탄성 분광법(PH-LITES) 센서를 최초로 제안한다. 협업 신호 증폭 아키텍처(CSEA)를 통해 물리 계층에서 높은 민감도와 빠른 검출 속도를 달성했다. 이를 위해 자체 설계된 원통형 다중 통과 셀(MPC)은 높은 광 경로 길이 대 부피 비율(OPL/V = 37.4 cm⁻²)을 가지며, 낮은 공진 주파수(f₀ = ~7.9 kHz)의 쿼츠 튜닝 포크(QTF)와 시너지를 이루어 검출 응답성을 크게 향상시켰다. 병렬 헤테로다인 변조는 단일 QTF로 복합 과도 응답…
Sustainable synthesis and characterization of nano zeolite-X from industrial sludge for environmental applications
본 연구는 폐수 처리 시설에서 발생하는 산업 슬러지를 활용하여 나노 제올라이트-X를 지속 가능한 방식으로 합성하는 데 중점을 두었습니다. 제올라이트는 실리콘(Si+4)과 알루미늄(Al+3) 이온이 산소(O-2)에 둘러싸인 사면체 배열로 구성된 알루미노실리케이트 골격을 기본 구조로 합니다. 나노 제올라이트는 높은 표면적과 흡착 능력을 가진 결정질 미세 다공성 물질로, 촉매 및 환경 정화 등 다양한 응용 분야에서 가치가 높습니다. 합성 과정은 슬러지에서 실리카와 알루미나를 추출한 후 졸-겔법을 통해 겔화 및 열처리를 거쳐 제올라이트 …
InstaNovo-P: a de novo peptide sequencing model for phosphoproteomics
인산화는 세포 신호 전달 및 질병 메커니즘에 필수적인 번역 후 변형(PTM)이다. 질량 분석 기반 인산화단백질체학은 인산화 이벤트를 전사적으로 특성화하는 데 널리 사용되지만, 인산화 부위의 정확한 위치 파악, 복잡한 검색 공간, 그리고 참조 데이터베이스 외 서열 검출에 어려움이 있다. 기존 방법의 한계를 극복하기 위해, 새로운 펩타이드 서열 분석(de novo peptide sequencing) 기술의 발전이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 한계를 해결하고자 트랜스포머 기반 InstaNovo 모델의 인산화 특이적 버전인 Insta…
Hydrogeochemical Characteristics and Formation Mechanisms of Uranium‐rich Groundwater in the Bayanwula Area, Inner Mongolia, China
사암층 우라늄(U) 광상은 수리지구화학적 과정과 밀접하게 연관되어 있으며, 지하수는 우라늄의 활성화, 이동 및 고정화에 핵심적인 매개체 역할을 합니다. 본 연구는 수리지화학적 특성, 이온 비율 분석, 지구화학 모델링을 통합하여 수중 우라늄의 진화 특성과 주요 조절 인자를 규명했습니다. 연구 결과, 해당 지역 지하수는 약알칼리성 Cl·SO4-Na형의 염수이며, 수리지화학적 진화는 규산염 광물 용해와 강한 직접 양이온 교환에 의해 주로 제어됩니다. 지하수 내 용존 우라늄 농도는 0.26~114.00 μg/L 범위이며 평균 28.55 …
Direct Characterization of Halogen-Based Microplastics via Single-Event ICP-Mass Spectrometry in Negative-Ion Mode
폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리염화비닐(PVC)과 같은 할로겐 함유 미세플라스틱은 분석적 중요성에도 불구하고, 특히 불소 중합체의 경우 기존 양이온 모드에서 F+ 형성이 제한되어 선택적 특성 분석이 어려웠습니다. 본 연구는 플라즈마 변형제나 프록시 이온 화학 없이 사중극자 ICP-MS에서 F- 및 Cl-를 모니터링하여 할로겐 함유 미세플라스틱의 입자별 특성 분석을 위한 직접적인 전략으로 음이온 단일 이벤트 ICP-MS를 도입합니다. PTFE 및 PVC 입자 표준을 잘 정의된 모델 시스템으로 사용했으며, 주사전자현미경(SE…
A general photoinduced manganese-catalyzed platform for the sequential difunctionalization of [1.1.1]propellane
바이사이클로[1.1.1]펜탄(BCP)은 방향족 화합물의 중요한 바이오아이소스테르 대체물로, 다양한 의약품에 활용됩니다. 하지만 현재 BCP, 특히 설포닐 BCP 유도체 합성법은 기질 범위가 좁고 작용기 허용 범위가 제한적이라는 한계가 있습니다. 이러한 제약은 더욱 다재다능하고 실용적인 합성 전략의 필요성을 강조합니다. 본 연구에서는 [1.1.1]프로펠란의 순차적 이기능화를 위한 광유도 망간 촉매 플랫폼을 개발했습니다. 이 플랫폼은 다양한 기능성을 가진 설포닐 BCP를 모듈식으로 합성할 수 있게 합니다. 개발된 플랫폼은 염소, 브…
Intelligent Algorithm-Assisted Indirect Absorption Spectroscopy for Trace Gas Sensing
광음향 분광법(PAS), 석영 강화 광음향 분광법(QEPAS), 광유도 열탄성 분광법(LITES)은 미량 가스 감지를 위한 간접 흡수 분광 기술로, 그동안 하드웨어 중심의 성능 향상에 주력해왔습니다. 그러나 하드웨어 기술 발전의 한계에 부딪히면서, 약한 응답 신호, 복잡한 교차 간섭, 다중 물리 매개변수 결합 등의 문제로 기존 방식은 병목 현상을 겪고 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 본 연구는 전통 알고리즘, 머신러닝, 딥러닝, 지능형 최적화 등 다양한 알고리즘 기반 방법론을 분광 시스템에 체계적으로 통합하는 접근 방식을…
Dynamical refinement against 3D-ED data in Olex2–AutoChem using the N-Beam approach
전자 회절 데이터를 기반으로 한 결정 구조 분석에서 동적 회절 효과는 오랫동안 복잡한 문제로 인식되어 왔습니다. 본 연구는 Rigaku CrysAlisPro 데이터 처리 소프트웨어로 분석된 회절 데이터를 활용하여 Olex2–AutoChem 내에서 이러한 동적 효과를 직접 모델링하는 새로운 접근법을 제시합니다. 블로흐 파동(Bloch-wave) 형식론에 기반한 N-Beam 정밀화 방법은 CrysAlisPro와 Olex2를 연결하는 AutoChem 인터페이스에 완벽하게 통합됩니다. 이를 통해 회전 전자 회절 실험에서 얻은 완전 통합 …
Electrochemical investigation of copper(II)–imazaquin complex formation: stoichiometry, stability, and behavior in acidified natural waters
농업에서 널리 사용되는 이미다졸리논계 제초제인 이마자퀸(IMZ)은 토양에서 주로 음이온 형태로 존재하여 금속 이온과의 상호작용을 촉진하며, 이는 제초제의 화학종, 이동성 및 환경 운명을 변화시킬 수 있습니다. 본 연구는 구리(II)와 이마자퀸 간의 상호작용을 순환 전압전류법(CV)과 미분 펄스 양극 벗김 전압전류법(DPASV)을 이용하여 조사했습니다. 최적의 전압전류 신호 정의와 안정성을 위해 pH 2.0의 산성 조건에서 실험을 수행했습니다. 순환 전압전류법은 Cu(II)와 IMZ의 산화환원 전위 변화를 통해 안정적인 Cu-IMZ…
Synthesis, Characterization, and Antibacterial Efficacy of Cu-ZIF-8: In Vitro Study of Multidrug-Resistant Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria
최근 다제내성(MDR) 황색포도상구균(S. aureus)과 녹농균(P. aeruginosa)이 증가하며 다양한 독성 인자를 생성하여 심각한 건강 위협이 되고 있습니다. 이에 따라 박테리아의 항생제 내성 증가 문제에 대한 해결책 모색이 시급합니다. 본 연구는 이러한 위험에 대응하기 위해 지속적이고 안전하며 독성이 낮은 새로운 나노입자 합성을 목표로 했습니다. 금속-유기 골격체(MOFs)는 MDR 박테리아를 억제하거나 사멸시키는 데 높은 효율을 보이는 유망한 물질입니다. 연구팀은 용매열 합성법을 이용하여 구리(Cu)가 도핑된 ZIF-8…
Comparing Nuclear Reaction Coordinates Driving Photoinduced Proton-Coupled Electron and Energy Transfer
양성자-결합 전자 전달(PCET) 및 양성자-결합 에너지 전달(PCEnT) 반응은 각각 양성자 전달이 전자 전달 또는 전자 여기 에너지 전달과 결합된 현상입니다. 안트라센-페놀-피리딘 분자 삼합체에서 광유도 PCET 및 PCEnT가 광범위하게 연구되었음에도 불구하고, 이 두 경로의 핵 반응 좌표는 아직 밝혀지지 않았습니다. 본 연구에서는 관련 교차 이접 상태(intersecting diabatic states) 사이의 이음매 공간(seam space)을 샘플링하여 삼합체 내 PCET 및 PCEnT의 핵 반응 좌표를 규명했습니다. …
Distinction between Listeria species and L. monocytogenes serotypes with a handheld, VNIR hyperspectral imaging camera
본 연구는 휴대용 VNIR(가시근적외선) 초분광 영상(HSI) 카메라를 활용하여 리스테리아 종(L. monocytogenes, L. ivanovii, L. innocua)과 L. monocytogenes의 두 가지 혈청형(1/2a, 4b)을 구별하는 방법을 탐구했습니다. 벤치탑 CCD 기반 장비 대비 낮은 분광 해상도와 높은 노이즈 민감도에도 불구하고, 휴대용 HSI 카메라가 병원균 검출 및 구별에 효과적으로 사용될 수 있음을 입증하고자 했습니다. 총 7회에 걸쳐 한천 배지 순수 배양액에서 555개의 초분광 이미지를 수집했습니다.…
Supramolecular Binary Systems of Flavonoids: Design, Structure, and Physicochemical Properties
본 연구는 친환경적인 기계화학적 방법을 활용하여 1:2 비율의 새로운 플라보노이드 공결정 및 염 공결정 시리즈를 합성하고 특성을 분석했습니다. 아피게닌, 루테올린, 피세틴, 캠페롤, 퀘르세틴 등의 플라보노이드를 공동 형성제인 피리다론(BZFP)과 혼합하여 사용했습니다. 단결정 X선 회절, 푸리에 변환 적외선 및 라만 분광법을 통해 주로 O-H···N 수소 결합으로 안정화된 잘 정의된 초분자 구조의 형성을 확인했습니다. 플라보노이드의 말단 수산기(7OH 및 3'OH/4'OH)가 수소 결합 주개로, BZFP의 피리딜 질소 원자가 받개…
Nonlocal electrostatic field theory from microscopic description
연성 물질 내 전기장 연구는 비선형 이론에서 점 입자를 다루거나, 비국소 선형 이론에서 유한 크기 입자를 활용하는 방식으로 진행됩니다. 본 연구는 미시적 운동 방정식을 기반으로 비국소 비선형 시스템의 비평형 정전기학을 기술하는 통합된 평균장 포커-플랑크 방정식을 구축했습니다. 이를 통해 해당 시스템에 대한 일반화된 푸아송-볼츠만 방정식을 도출하고, 정전기적 자유 에너지 표현식도 제시했습니다. 선형 근사에서는 등방성 유체 내에서 이방성 감수율이 나타남을 확인했습니다. 이는 정전기학에서 국소 선형 응답의 역변환을 가능하게 합니다. …
Asymptotics for Graphically Divergent Series: Dense Digraphs and 2-SAT Formulae
본 연구는 밀집 그래프 계열의 계수 시퀀스를 체계적으로 계산하기 위한 새로운 점근 확장 방법론을 제안한다. 이 방법의 핵심은 확장 계수의 2차원 배열을 특수한 이변수 생성 함수인 '계수 생성 함수'로 인코딩하는 것이다. 계수 생성 함수는 점근 확장을 간결한 폐쇄형으로 표현할 수 있는 일반적인 특성을 지닌다. 대부분의 시나리오에서 관련된 계수들의 조합론적 의미를 명확히 제시한다. 이 방법론은 연결 그래프, 기약 토너먼트, 강하게 연결된 유향 그래프, 2-SAT 공식 및 모순된 강하게 연결된 함의 유향 그래프의 점근 확장에 성공적으…
Photo-Stitching of Nitroalkanes via Cross-Denitrative Olefination
입체적으로 정의된 삼치환 및 사치환 알켄은 분자 설계에서 중요함에도 불구하고, 대부분의 올레핀화 반응이 입체 장애 조건에서 어려움을 겪어 합성이 까다롭습니다. 본 연구는 나이트로알케인의 광유도 교차-탈나이트로 올레핀화 반응을 통해 이러한 삼치환 및 사치환 알켄을 효율적으로 합성하는 방법을 보고합니다. 제자리에서 생성된 나이트론산염에 가시광선을 조사하면 두 개의 나이트로알케인이 탈나이트로 교차-커플링되는 광화학적 연결(photo-stitching) 반응이 촉진됩니다. 이 반응은 카보닐 및 헤테로고리 화합물을 포함한 다양한 작용기화된…
Second-Generation Synthesis of the Male Contraceptive YCT-529
비호르몬성 남성 피임제 YCT-529의 실용적인 합성법이 개발되었다. 기존 합성법의 주요 한계점이었던 이리듐 및 팔라듐 촉매 사용을 피하면서, 효율성을 크게 개선한 것이 특징이다. 본 합성법은 그리냐르(Grignard) 매개 아세틸화, 메틸 케톤의 α-메틸렌화, 그리고 스테터(Stetter) 및 파알-크노르(Paal–Knorr) 반응 시퀀스를 통한 피롤(pyrrole) 형성이라는 핵심 변환 과정을 포함한다. 새로운 합성법은 브로모크로멘(bromochromene) 4로부터 6단계 반응으로 진행되며, 51%의 전체 수율을 달성한다.…
Continuous-Flow Photochemical Nitrile Imine Cycloadditions with Cyclopropenes: Access to Substituted Pyrazoles
본 연구는 테트라졸과 사이클로프로펜의 반응을 통해 고도로 치환된 피라졸을 합성하는 일반적인 연속 흐름 광화학 프로토콜을 제시한다. 이 방법론은 단색 308 nm UV-B LED 조사와 연속 흐름 공정을 결합하여 짧은 체류 시간, 간단한 조작성, 그리고 안전한 조건에서 그램 규모의 합성을 가능하게 한다. 다양한 테트라졸과 사이클로프로펜이 해당 피라졸로 성공적으로 전환되었으며, 특정 아릴 치환 사이클로프로펜의 경우 분리 가능한 이환식 고리화 첨가물(cycloadducts)을 생성했다. 이 중간체 중 하나가 자발적으로 해당 피라졸로 전…
Airborne performance assessment of the DLR MIRO MGA 3 quantum cascade laser spectrometer for fast N 2 O measurements
아산화질소(N2O)는 오존층 파괴 물질의 주요 전구체이자 세 번째로 중요한 인위적 온실가스로, 농업 부문이 배출량의 56%를 차지합니다. 지난 20년간 대기 중 N2O 배출 및 수송 연구에서 항공기 현장 측정의 중요성이 커졌으나, 양자 캐스케이드 레이저(QCL) 기반 분광계는 정적/기내 압력, 항공기 롤/피치 각도 등 비행 환경 변화에 민감하며, 특히 수증기 변화는 희석 및 양자역학적 효과로 인해 데이터 품질에 치명적입니다. 하부 대류권의 N2O 변동성이 배경 농도 대비 매우 작아 미미한 환경 변화도 데이터 품질에 큰 영향을 미치므…
Spectral Splitting Using Luminescent Solar Concentrator Lightguides
발광 태양광 집광기(LSC)는 시각적으로 매력적이며 저비용으로 태양광 에너지를 생성할 수 있는 유망한 장치입니다. 이는 발광체로 햇빛을 흡수하고, 협대역 방출광을 도파관 가장자리로 유도하여 소면적의 스펙트럼 조정형 태양전지에 적용됩니다. 여러 염료를 통합하면 흡수 스펙트럼이 넓어져 태양 에너지 포집 효율이 높아지지만, 넓어진 방출 대역폭은 태양전지와의 스펙트럼 정합을 복잡하게 만듭니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 다중 염료 LSC에서 태양 스펙트럼 분할을 구현하는 최초의 개념 증명 방법을 제시합니다. LSC의 좁은…
The synthesis of sulfonyl fluoride functionalised tetrasubstituted thiophenes using a diversity oriented clicking approach
본 연구는 다양성 지향 클릭(DOC) 접근법을 활용하여 새로운 클릭 가능한 고기능성 티오펜 라이브러리를 합성하는 방법을 제시한다. 이 티오펜 화합물들은 황-플루오라이드 교환(SuFEx) 클릭 화학 다각화를 위한 다용도 허브 역할을 한다. 연구팀은 DOC 연결자로 2-치환-알키닐-1-설포닐 플루오라이드(SASF)를 사용하여 쯔비터 이온성 피리디늄 싸이올레이트와의 반응성을 탐구했다. 초기에는 피리도싸이아제핀과 티오펜 두 가지 종류의 황 함유 헤테로고리를 선택적으로 얻고자 했으나, 피리도싸이아제핀 생성물의 불안정성으로 인해 티오펜 생성…
Quantifying Base-Dependent Lewis Acidity in Substituted Boranes through DFT and Machine Learning
루이스 산도는 상호작용하는 염기에 따라 달라진다는 사실이 밝혀졌습니다. 본 연구에서는 밀도범함수 이론 계산과 머신러닝 분석을 활용하여 16가지 치환체로 구성된 816개의 삼치환 보레인 라이브러리 내에서 치환체 효과와 염기 의존성을 정량화했습니다. 5가지 프로브 염기(H2O, NH3, C5H5N, PMe3, Cl–)와의 상호작용을 통해 디클로로메탄 용매에서 3927개의 부가물 형성 자유 에너지를 계산했습니다. 전자-끌개 치환체는 일반적으로 보레인의 루이스 산도를 증가시키는 반면, 전자-주개 치환체는 이를 약화시킵니다. 이러한 효과의…
Mechanism and Reactivity Drivers of the Intramolecular Dearomative Didehydro-Diels–Alder Reaction
고리형 헤테로아렌은 의약품, 천연물, 유기 소재 등 다양한 화합물의 핵심 구성 요소입니다. 헤테로아렌의 분자 내 방향족 이탈 이중 탈수 Diels–Alder (IMDDDA) 반응은 고리형 헤테로아렌 합성에 강력한 방법이지만, 반응 결과가 전구체 헤테로아렌, 연결고리, 알카인에 매우 민감하다는 문제가 있었습니다. 본 연구는 실험적 반응 속도론, DFT 계산, 데이터 과학 도구를 결합하여 이러한 복잡한 문제를 전구체 반응성에 대한 명확한 이해로 전환했습니다. 이 통합적인 접근법을 통해 반응 메커니즘과 반응성 동인을 심층적으로 분석했습…
Employing “FAST Water” to Accelerate Self-Assembly
분자 동역학(MD) 시뮬레이션은 초분자 자가 조립 메커니즘을 규명하는 강력한 도구이지만, 긴 응집 시간 척도로 인해 전원자 시뮬레이션은 계산 비용이 많이 듭니다. 본 연구에서는 수용액 상에서 자가 조립 시뮬레이션을 가속화하기 위한 간단한 전략으로 최근 개발된 TIP3P-FAST 물 모델의 유효성을 평가했습니다. TIP3P-FAST 모델은 물 분자 내 질량 재분배 및 재조정을 통해 잠재 에너지 표면을 변경하지 않으면서 분자 이동성을 증가시킵니다. 본 연구는 l-페닐알라닌 트라이펩타이드(FFF), 메틸 치환 유레이도-피리미디논(UPy…
Non-thermal effects and temperature disparities in uniform supersonic flows
지난 40년간 성간화학 데이터베이스의 저온 반응 속도 계수는 주로 CRESU(초음속 균일 유동 반응 속도론) 실험에서 얻어졌으며, 이 실험에서는 국소 열역학적 평형 가정 하에 유동이 단일 온도로 기술되었습니다. 본 연구는 시드된 초음속 유동에서 적외선 주파수 빗 분광법, 레이저 유도 형광, 피토 측정 및 전산 유체 역학을 사용하여 이 가정을 직접 검증했습니다. 실험 결과, 효율적인 회전 냉각에도 불구하고 조사된 모든 조건에서 카르보닐 황화물(OCS)과 아산화질소(N2O)에서 지속적인 진동 여기(excitation)가 관찰되었습니다…
Topological control of local electroneutrality in confined electrolytes
제한된 전해질 내에서 국소 전하 중성(electroneutrality)의 유한 크기 위반은 위상(topology)에 의해 결정됩니다. 본 연구는 푸아송-볼츠만(Poisson-Boltzmann) 이론을 통해 이러한 위상 제어가 구형, 원통형, 평면형 제한 조건에서 일련의 보편적인 편차를 발생시킨다는 것을 밝혀냈습니다. 우리는 이 효과를 전하 중성 편차 비율로 정량화했으며, 이는 구형(Ωsph), 원통형(Ωcyl), 슬릿형(Ωslit) 공간의 밀집도 및 경계 다양성과 관련된 전역적 정전기적 제약을 포착합니다. 국소 전하 중성은 공동(…
Broadly Accessible and Highly Active Hydrophosphination Catalysis With Simple Calcium Compounds in DMSO Solution
하이드로포스핀화 촉매 분야에서 광범위한 기질 적용 범위는 오랜 난제였습니다. 본 연구는 지구상에 풍부한 칼슘 전구체 촉매를 활용하여 이 문제를 해결합니다. 120개 이상의 반응 예시를 통해, 칼슘 촉매가 기존 스티렌, 활성화된 알켄(마이클 수용체), 공액 다이엔, 헤테로쿠물렌, 알카인, 비활성화된 알켄, 심지어 천연 알켄까지 포함하는 가장 넓은 기질 범위를 가진다는 것을 입증했습니다. 반응은 최대 전환율을 목표로 최적화되었으며, 대부분의 경우 90% 이상의 높은 전환율을 보여 현재까지 가장 활성이 높은 촉매임을 확인했습니다. 이러…
Path dependence in alchemical calculations of water chemical potential in aqueous electrolytes
분자 및 입자 시스템의 열역학적 안정성을 평가하는 데 있어 자유 에너지 및 그 미분값의 정확한 계산은 핵심적입니다. 그러나 이온성 용질이 극성 용매에 녹아 있는 강한 상호작용 시스템에서는 이러한 양을 신뢰성 있게 계산하기 어렵습니다. 특히 수용액 전해질에서 물의 화학 퍼텐셜은 삽입 분자를 환경에 점진적으로 결합시키는 단계별 입자 삽입을 통해 추정할 수 있습니다. 삽입 자유 에너지는 연금술적 경로에 독립적이어야 하지만, 반데르발스 및 정전기적 상호작용이 활성화되는 순서와 방식은 수렴에 강하게 영향을 미치며, 때로는 일관성 없는 추정…
Integrative chemometric profiling of biochemical composition, fatty acids, minerals, organic acids, and carbohydrates in wild olive (Olea europaea L. subsp. oleaster) genotypes for quality-oriented selection
본 연구는 야생 올리브(Olea europaea L. subsp. oleaster) 유전자형의 생화학적 특성, 지방산 조성, 미네랄, 유기산 및 탄수화물 다양성을 통합적으로 평가하고, 화학량론적 접근법을 통해 우수 유전자형을 선별하는 것을 목표로 했습니다. 동부 지중해 지역에서 수집된 150개 유전자형을 분석한 결과, 모든 평가 특성에서 유의미한 유전자형 간 변이를 확인했습니다. 야생 올리브 유전자형은 총 페놀에서 최대 2.4배, 플라보노이드에서 20배의 변이를 보였으며, 올레산 함량(55–83%) 등 지방산 프로필에서도 상당한 …
Progress toward a Better BOCS: Systematic Coarse-Graining with Local Density Potentials
원자 수준 시뮬레이션 데이터를 활용하여 거대 분자 모델(CG 모델)의 퍼텐셜을 매개변수화하는 오픈소스 상자성 소프트웨어 BOCS(Bottom-up Open-source Coarse-graining Software)의 5.0 버전이 소개되었다. 기존 버전의 한계를 넘어, BOCS 5.0은 각 입자 주변의 국소 밀도(LD)와 이 국소 밀도의 제곱 기울기(SG)에 의존하는 퍼텐셜을 처리하도록 확장되었다. 새롭게 개발된 PKG-BOCS 패키지는 이러한 퍼텐셜을 LAMMPS 시뮬레이션에 적용할 수 있도록 지원한다. 이 소프트웨어는 복잡한 …
Development of a Screening Workflow for the Halogenation of Nitrogen Heterocycles with Vanadium-Dependent Haloperoxidases
질소 헤테로고리 할로젠화는 의약화학에서 중요한 합성 중간체 및 생리활성 물질을 얻는 데 필수적인 반응입니다. 그러나 기존 방법은 비선택적 시약이나 촉매에 의존하며, 상당량의 폐기물을 발생시키는 한계가 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 할로젠화 효소의 활용에 대한 관심이 증가하고 있으며, 특히 바나듐 의존성 할로페르옥시다아제는 광범위한 반응 조건에서 할로젠화 반응을 수행할 수 있는 강력한 플랫폼으로 부상하고 있습니다. 본 연구에서는 Curvularia inaequalis 유래 클로로페르옥시다아제(CiVCPO)를 이용한 헤테로고…
Rare earth and actinide bulky silylamide chemistry
희토류(RE) 및 악티늄족(An) 원소의 비스(트리메틸실릴)아마이드({N(SiMe3)2}−, N′′) 화학은 50년 이상 연구되어 매우 잘 정립되어 있습니다. N′′ 리간드의 단단한 질소 원자와 부피가 큰 트리메틸실릴기는 상당한 열역학적 및 동역학적 안정성을 제공하여, 다양한 응용 분야에서 RE 및 An 금속의 배위 환경을 제어할 수 있게 합니다. 반면, 다른 부피가 큰 모노(실릴)아마이드({N(SiR3)(R)}−) 또는 비스(실릴)아마이드({N(SiR3)2}−)를 활용한 RE 및 An 화학은 상대적으로 미성숙합니다. 이는 N′′…
Heteronuclear MOF Heterostructures Based on Identical Auxiliary‐Ligand Bridging for Multi‐Function‐Integrated Photonic Devices
다중 분절 발광 및 통합 반응성을 지닌 금속-유기 골격체(MOF) 이종구조체는 통합 광자 소자에 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 기존 MOF 이종구조체는 유사한 에너지 준위를 가진 동족 발색단 리간드 조립에 초점을 맞춰 기능 통합에 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 동일한 보조 리간드 브리징 전략을 기반으로 하는 최초의 이종핵 MOF 이종구조체를 보고합니다. 서로 다른 발색단 구조를 가진 리간드를 동일한 보조 리간드 브리징 방식으로 에피택시적으로 조립하여 이종핵 MOF 이종구조체를 성공적으로 구축했습니다. 리간드의 독특한 …
N -Acyl Hemiperaminals: From Bioactive Skeleton Editing of Artemisinin to Programmable Handles for α-Amido Functionalization and Bioactive Peroxides
후기 단계 분자 편집은 신약 다양화 및 SAR(구조-활성 관계) 연구에 필수적이지만, 아미드, α-아미노산, 펩타이드 및 약물 관련 골격에 대한 프로그래밍 가능한 과산화물 기반 편집 핸들은 N-아실 헤미페라미날을 포함하여 아직 충분히 탐구되지 않았습니다. 본 연구는 아르테미시닌의 생체 활성 골격에 대한 분자 편집 개념에서 영감을 받아 이 문제를 해결하고자 합니다. 우리는 광촉매 α-아미도 C–H 산화 기능화 및 α-아미노산의 산화적 탈카르복실화 커플링을 통해 다양한 구조의 N-아실 헤미페라미날을 효율적으로 합성했습니다. 특히, 다…
How Crystallite Size and Topology Control Intrusion–Extrusion Hysteresis in Metal–Organic Frameworks
이종 소수성 시스템(HLS)은 에너지 소재 및 크로마토그래피 등 다양한 분야에서 응용 가능성이 높으며, 응용 범위 확장을 위해 특성 조절이 중요합니다. 본 연구는 결정 크기라는 외인성 특성이 다양한 화학적 조성과 위상을 가진 ZIF 계열 금속-유기 골격체(MOF)의 물 침투-압출 특성에 미치는 영향을 탐구합니다. 고압 물 침투-압출 과정에서 ZIF의 거동을 분석하기 위해 실험과 전산 시뮬레이션을 병행했습니다. 이전 연구의 ZIF-8과 화학적, 위상학적으로 다른 ZIF-71에서도 결정 크기가 나노 스케일로 감소함에 따라 침투/압출 …
Isocoumarin Ring Rearrangement Approach to π-Extended Dibenzothiophenes
본 연구는 황 기능화 아이소쿠마린을 활용하여 1,2,3,4-테트라치환 나프탈렌을 성공적으로 합성하는 방법을 제시한다. 케텐 실릴 아세탈 첨가 반응과 이어진 플루오라이드 유도 골격 재배열을 통해 복잡한 치환 패턴을 가진 나프탈렌 유도체를 효율적으로 얻을 수 있었다. 합성된 나프탈렌은 인접한 치환체들 간의 추가적인 고리화 반응을 위한 이상적인 전구체 역할을 한다. 이러한 고리화 전략을 통해 여러 종류의 π-확장 다이벤조싸이오펜 유도체를 효과적으로 구축하였다. 이 방법론은 기존 합성 경로로는 접근하기 어려웠던 고밀도 치환 방향족 화합…
Dynamics of charge fluctuations in nanocapacitors: Effects of salt concentration and electrode metallicity from Brownian dynamics
전기 이중층 축전기(EDLC)는 전하 저장 및 방출을 위해 제한된 전해질의 동적 반응에 의존하지만, 나노 규모에서 이온 수송, 정전기 상호작용 및 전극 금속성 간의 상호작용은 아직 불분명합니다. 본 연구에서는 염 농도와 전극의 유한 스크리닝 길이(Thomas-Fermi 이론 모델링)를 명시적으로 고려하여 나노축전기의 주파수 의존 어드미턴스를 계산하는 포괄적인 브라운 동역학 프레임워크를 개발했습니다. 평형 전하 요동의 동역학과 주파수 의존 어드미턴스로 정량화되는 시스템의 선형 응답을 연결하는 요동-소산 관계를 도출했습니다. 특히, …
Multifunctional AgNPs@Chitosan-g-C3N4-OH Nanocomposite: Efficient Catalytic Reduction of Nitro Pollutants, Antibacterial and Antioxidant Applications
본 연구는 수산화 기능화된 그래핀 질화탄소(C3N4-OH)에 글루타르알데하이드로 가교된 키토산(CS-g-C3N4-OH)을 지지체로 사용하여 은 나노입자(AgNPs)를 고정시킨 삼원 나노복합체(AgNPs@CS-g-C3N4-OH)를 단계별 은 환원법을 통해 성공적으로 합성했습니다. 구조 및 물리화학적 특성 분석을 통해 균일하게 분포된 준구형 AgNPs의 형성과 결정성 은의 (111) 면에 해당하는 격자 간격이 확인되었습니다. 합성된 나노복합체는 뛰어난 촉매 활성을 보였습니다. NaBH4 매개 환원 반응에서 4-니트로페놀, 메트로니다졸…
Resorufin‐Catalyzed PhotoATRP Under Red Light
본 연구는 저렴하고 수용성이며 상업적으로 이용 가능한 페녹사진온 염료인 레조루핀(RSF)의 나트륨염이 가시광선 스펙트럼 전반에 걸쳐 저농도 구리 이중 촉매 PhotoATRP를 위한 효율적인 광촉매로 작용함을 입증했습니다. RSF는 1 ppm의 낮은 농도에서도 CuBr2/Me6TREN 존재 하에 아크릴레이트의 PhotoATRP를 효과적으로 촉진하여 낮은 분산도(Đ ~ 1.07)와 높은 개시 효율을 가진 고분자를 합성했습니다. 이 시스템은 청색, 녹색, 주황색, 적색광 조사 조건에서도 중합 제어를 유지했습니다. 선형 1차 반응 속도,…
To Greater Twist: A Kinetically Biased π‐Radical Cascade
개방형 껍질 그래핀 조각(페날레닐 및 관련 시스템)의 π-라디칼 캐스케이드는 복잡한 다환 방향족 골격을 구축하는 데 유용한 합성 도구로 부상하고 있습니다. 이전 연구에서는 반응 결과가 분자 내 및 분자 간 환경 모두에서 단일 가능성으로 축소될 수 있음을 보여주었으나, 본 연구는 제어의 더 넓은 차원을 밝혀냈습니다. 이 연구는 이치환 및 삼치환 페날레닐 유도체를 포함하는 여러 경쟁 경로가 있는 시나리오에 초점을 맞추었습니다. 연구팀은 이러한 복잡한 시스템에서 캐스케이드 반응의 경로를 면밀히 조사했습니다. 놀랍게도, 이 캐스케이드는…
Benchmarking ZenoSWATH-DIA and Rapid-Gradient Workflows for Plasma Proteomics
단백질체학은 질병의 생물학적 변화를 탐구하고 초기 질병 단계에서 잠재적 바이오마커를 식별하여 진단, 예후 및 치료 효능 평가에 기여합니다. 효율적인 고처리량 단백질체학 기술 개발은 인간 혈장 단백질체에 대한 포괄적인 연구를 가능하게 합니다. 본 연구는 데이터 독립적 분석(DIA) 혈장 단백질체학 데이터 분석을 위한 다양한 질량분석기(MS)와 소프트웨어 도구의 성능을 비교했습니다. 인간 혈장 단백질에 대장균 단백질을 세 가지 다른 농도로 첨가하는 '혼합 종' 접근법을 사용하여, 다양한 LC-MS 실행 시간 및 데이터 분석 워크플로우…
In Pursuit of Enduring Inactivation: A Perspective on the Development and Study of Irreversible-Covalent Inhibitors
표적과 비가역적 공유결합을 형성하는 분자는 신약 개발 및 화학 생물학 연구의 핵심 요소입니다. 이러한 분자는 효소 표적을 영구적으로 비활성화하여 질병 표현형을 조절할 수 있는 중요한 메커니즘을 제공합니다. 본 관점 논문은 비가역적 효소 저해제 분야의 발전 과정을 심층적으로 다룹니다. 특히, 새로운 방법론, 작용기(warhead) 구조, 그리고 현재 공유결합 약물 개발 및 설계 관행을 이끄는 주요 흐름에 대한 전망을 제시합니다. 현재의 연구 동향은 차세대 공유결합 약물 개발에 있어 중요한 방향성을 제시하며, 지속적인 비활성화를 목…
Hyperpolarization of [1‐ <sup>13</sup> C]Ketoisocaproate‐d <sub>2</sub> by Reversible Exchange with Parahydrogen Enables Profiling of Branched‐Chain‐Amino‐Acid Metabolism in Cellulo and in Vivo
하이퍼폴라라이즈드(Hyperpolarized) 13C MRI는 실시간으로 대사 흐름을 비침습적으로 영상화하는 유일한 방법이지만, 대부분의 연구는 [1-13C]피루브산과 동적 핵분극(dDNP)에 의존해왔습니다. 본 연구에서는 파라수소 기반의 SLIC-SABRE(Spin-Lock-Induced-Crossing-Signal Amplification by Reversible Exchange) 방법을 활용하여 프로티오 및 부분 중수소화된 [1-13C]케토이소카프로산(KIC)의 효율적인 과분극 기술을 확립했습니다. 메탄올-d4 환경에서 최대…
Expansion, functional diversification, and gene fusion events in the Ato protein family
기회감염성 병원균인 칸디다 알비칸스(Candida albicans)는 대사 유연성이 뛰어나며, 제한된 포도당 환경에서 카르복실산과 같은 대체 탄소원을 활용하여 병원성에 영향을 미칠 수 있습니다. 효모(Saccharomyces cerevisiae)에서는 Ato1(Ady2)과 같은 플라즈마막 수송 단백질이 모노카르복실산 흡수를 조절하지만, 칸디다 알비칸스에서는 이 단백질 계열이 Ato1-Ato10까지 10개로 확장되어 있으며 그 기능은 알려지지 않았습니다. 본 연구에서는 칸디다 알비칸스의 Ato 단백질이 카르복실산 활용에 미치는 역할…
Tuning σ-Hole Chalcogen···Nitrogen Bonding Between C2F4Ch2 and Nitrogen Bases: Dual Modulation by Chalcogen Atomic Size and Nitrogen Hybridization (Ch = S, Se, Te, Po)
칼코젠 결합(ChB)은 16족 원소가 친전자성 부위로 작용하는 시그마-홀 상호작용의 일종으로, 다양한 화학 및 생물학 시스템에서 중요한 역할을 하여 최근 많은 관심을 받고 있습니다. 그러나 칼코젠 원자 크기와 질소 원자의 혼성 궤도 상태가 칼코젠-질소(Ch···N) 상호작용의 특성과 강도에 미치는 복합적인 영향은 아직 충분히 탐구되지 않았습니다. 본 연구에서는 양자 화학 계산을 통해 2,2,4,4-테트라플루오로-1,3-다이칼코제테인(C2F4Ch2, Ch = S, Se, Te, Po)과 다양한 혼성 패턴(sp-NCH, sp2-NH═…
Controlling the Reactivity of 1,3-Diacyl-2-gold Carbenes: [3+2] Annulation with External Imines over Wolff Rearrangement
이미다졸과 1,3-다이아실 금 카벤 간의 새로운 [3+2] 고리화 반응을 통해 2-아실-3-아미노피롤 유도체를 효율적으로 합성하는 방법이 개발되었습니다. 이 반응은 이미다졸의 친핵성 첨가로 시작되어 금 카벤-이미다졸 중간체를 형성하며, 이후 3탄소 1,3-다이카보닐 단위와 C=N 결합이 관여하는 분자 내 고리화 반응을 통해 피롤 골격을 형성합니다. 이 금 촉매 반응에서 경쟁적으로 발생할 수 있는 반응은 1,3-다이아실 금 카벤의 볼프 재배열입니다. 특히 벌키한 케톤을 포함하는 이논 기질의 경우 이러한 경쟁 반응이 두드러집니다. …
Synthesis and Photophysical Properties of Novel 1H-Indazole-3-carbohydrazides: Computational and Crystallographic Insights
본 연구는 다양한 카르복실산을 활용한 산-아민 커플링 반응을 통해 새로운 인다졸 유도체들을 성공적으로 합성했습니다. 합성된 화합물들의 화학 구조는 1H, 13C, DEPT-135 NMR, FT-IR, HRMS 등 첨단 분광학적 기법으로 철저히 검증되었습니다. 대표 화합물에 대한 단결정 X선 회절 데이터와 Hirshfeld 표면 분석을 결합하여 결정 내 분자간 상호작용을 효과적으로 규명했습니다. 또한, 밀도범함수 이론(DFT) 계산을 통해 이론적 스펙트럼 프로파일, 분자궤도 에너지 간극, 전자 밀도 분포를 명확히 밝혔습니다. 이러…
The structure of the vat dye pyranthrone, a regioselective double Scholl Reaction product
1912년 Scholl에 의해 처음 합성된 vat 염료 피란트론(2)의 구조가 1,6-디벤조일피렌(1)의 이중 Scholl 반응(AlCl3/NaCl 용융)을 통해 형성됨이 확인되었다. 이 연구는 니트로벤젠-d5 용매에서 150 °C의 1H- 및 13C-2차원 NMR 상관 분광법을 이용하여 피란트론(2)의 구조를 최초로 검증하였다. 흥미롭게도, 유사한 반응 조건에서 1,8-디벤조일피렌(3)은 직접적인 이중 Scholl 반응 생성물을 주지 않고 대신 피란트론(2)을 형성하였다. 이는 1,8-디벤조일피렌(3)이 단일 탈아실화를 거쳐 1…
On the statistical theory of strong electrolytes and high-temperature plasmas: New applications of the work by Yukhnovskii and Kelbg II
크라머스, 헬만, 글라우버만, 유흐노프스키, 켈브그 등 선행 연구자들은 양자 화학, 이온 용액, 플라즈마 문제 해결에 지수형 퍼텐셜을 활용해왔습니다. 본 연구는 이 이론을 확장하고, 특히 양자 통계 이론과 관련하여 새로운 결과를 제시합니다. 본 연구에서는 지수형 상호작용에 대한 켈브그 양자 퍼텐셜을 유도하고, 스크리닝 현상 및 열역학적 안정성 문제를 심층적으로 논의합니다. 이는 기존 이론의 한계를 극복하고, 보다 정확한 양자 통계적 접근을 가능하게 합니다. 새로운 이론을 알칼리 플라즈마 및 핵융합 플라즈마의 정성적 분석에 적용했…
Synthesis and Catalytic Application of a Novel Recyclable Thermoregulated Phase-Transfer Phosphine Ligand
유기금속 착물은 유기 합성에서 효율적인 균일 촉매로 널리 사용되지만, 회수 및 재활용이 어렵다는 한계가 있습니다. 본 연구에서는 열조절 상전이 기능을 갖는 새로운 LTRPT22-Pd(0) 나노촉매를 설계하고 합성하여, 미조로키-헥 반응에서의 촉매 활성 및 재활용성을 평가했습니다. 합성된 인 리간드 LTRPT22는 부피가 크고 전자가 풍부한 아릴 부분과 유연한 폴리에테르 사슬을 포함하며, 이들의 시너지 효과로 LTRPT22-Pd(0) 나노촉매는 균일 촉매의 높은 활성과 불균일 촉매의 용이한 회수성을 동시에 가집니다. 이 나노촉매는 …
Leakage-aware machine learning for data-driven performance prediction of metal–organic framework systems
금속유기골격체(MOF)는 구조적, 화학적, 재료적, 운용 변수 간의 복잡한 상호작용에 의해 성능이 결정되는 고도로 조절 가능한 다공성 물질입니다. 본 연구는 MOF의 두 가지 핵심 성능 지표인 흡착 용량과 세포 생존율을 예측하기 위한 데이터 유출 방지(leakage-aware) 머신러닝 프레임워크를 개발했습니다. 연구는 110개 변수로 설명되는 161개 흡착 용량 데이터와 25개 변수로 설명되는 444개 세포 생존율 데이터를 활용했습니다. 히스토그램 기반 경사 부스팅 회귀(HGBR)와 부분 최소 제곱 회귀(PLSR) 모델을 5겹 …
Polymers for Detecting or Protecting Against Chemical Warfare Agents: Recent Advances and Future Perspectives
화학작용제(CWA)의 지속적인 위협은 첨단 감지 및 보호 기술의 필요성을 증대시킨다. 고분자는 조절 가능한 구조, 용이한 기능화, 경량성 덕분에 이 분야에서 다재다능한 플랫폼으로 부상했다. 본 총설은 CWA 감지 및 보호를 위한 고분자 기반 재료의 최근 발전을 체계적으로 요약하며, 상호작용 메커니즘과 구조-특성 관계에 중점을 둔다. 감지 분야에서 고분자 기반 시스템의 작동 원리는 전자 전달, 수소 결합, 형광 소광, 비색 반응에 기반한다. 전도성 고분자는 전하 이동을 통해 화학 저항 감지를 가능하게 하고, 수소 결합성 고분자는 유…
Enhancing Hydrogen Adsorption Ability of MOF-5 with Metal Node Exchange and Linker Functionalisation
수소 저장 물질 개발을 위해 MOF-5(금속 유기 골격체-5) 유도체들의 수소 흡착 특성을 제일원리 계산을 통해 탐구했다. 금속 노드(Zn → Mg, Cd)의 등전자 치환과 NH₂, OH, NO₂ 작용기를 이용한 링커 기능화를 적용하여 MOF-5의 변형체를 설계했다. 연구 결과, 금속 노드 치환은 일관되게 H₂ 결합을 안정화했으며, 리간드 기능화는 금속-산소 클러스터 부위에서 H₂ 결합을 체계적으로 강화했다. 특히, Cd 중심과 NO₂ 작용기의 조합이 가장 효율적이었다. 이 조합은 -15.58 kJ mol⁻¹의 흡착 에너지를 나…
Quantizing the Exterior Region of a Kerr-AdS Black Hole Leads to a Resolution of the Information Paradox on a Quantum Level
본 연구는 양자 중력 모델을 활용하여 홀수 차원 Kerr-AdS 블랙홀의 외부 영역을 양자화하고, 모든 회전 매개변수가 동일한 경우를 다룹니다. 이 과정에서 발생하는 쌍곡선 방정식은 시간 고유함수와 공간 고유분포의 곱으로 해를 구하며, 시간 고유값은 모두 단일 중복도를 가지고 공간 고유분포는 mi≥1의 중복도를 가집니다. mi 값의 모호성은 외부 영역만 고려할 때는 존재하지만, 내부 영역의 양자화를 함께 고려할 경우 중복도를 최대로 선택함으로써 해소됩니다. 내부 및 외부 영역에서 시간 해밀턴이 동일하므로, 두 영역의 고유값은 일치…
PSA‐GUI: A Windows‐Based Graphical User Interface for the Projected Superposition Approximation Collision Cross‐Section Calculation
이온 이동성/질량 분석법(IM/MS)을 이용한 생체 분자의 구조 분석은 측정된 충돌 단면적과 이론 모델의 비교를 필수적으로 요구합니다. 이를 위해 다양한 충돌 단면적 계산 방법론이 개발되었으며, 그중 하나가 투영 중첩 근사(PSA) 방법입니다. 본 연구에서는 기존 PSA 방법을 윈도우 서브시스템 리눅스(WSL)를 활용하여 윈도우 시스템에서 실행 가능하도록 구현한 크로스 플랫폼 과학 소프트웨어인 PSA-GUI를 소개합니다. PSA-GUI는 PSA 매개변수 제어, PDB 및 XYZ 파일 자동 처리, 다중 모델 이성질체 추출 기능을 통…
Observability- and Identifiability-Guided Sensor-Set Design for Digital-Twin-Assisted Consolidated Bioprocessing
통합 바이오공정(CBP)은 효소 생산, 리그노셀룰로스 분해, 당 방출, 발효가 동시에 발생하며, 측정 부족, 원료 변동성, 모델 불일치로 인해 모니터링이 어렵습니다. 본 연구는 디지털 트윈 기반 CBP 모니터링을 위한 센서 세트 설계 프레임워크를 제안합니다. 활성 바이오매스, 셀룰로스 분해 효소 활성, 잔류 불용성 기질, 가용성 당, 에탄올의 5가지 상태를 포함하는 가상 플랜트를 활용하여 16가지 에탄올 필수 측정 패키지를 평가했습니다. 유한 차분 출력 민감도, Fisher 정보 기반 상태 관측성 및 매개변수 식별성 분석, 고유값…
Modular Synthesis of Di‐ and Triazadibenzoazulenes by a Cross‐Coupling/Cycloisomerization Strategy
이미다조[1,2-a]피리딘 및 이미다조[1,2-a]피라진은 의약 및 재료 화학 분야에서 중요한 질소 함유 헤테로고리 화합물이다. 본 연구는 신규 다이아자 및 트라이아자다이벤조아줄렌 유도체를 합성하기 위한 위치 선택적 전략을 제시한다. 이 전략은 팔라듐 촉매 소노가시라(Sonogashira) 및 스즈키-미야우라(Suzuki–Miyaura) 교차-짝지음 반응을 순차적으로 수행한 후, 브뢴스테드 산 촉진 고리 이성질화 반응을 통해 진행된다. 교차-짝지음 반응의 순서를 조절함으로써 서로 다른 위치 이성질체 중간체를 선택적으로 얻을 수 있…
Bidirectional Alkene-Nucleophile Coupling at a Single Carbon Center Enabled by a Methylene-Bridged Thianthrenium Dication
합성을 통해 탐색되는 화학 공간은 자연에서 얻을 수 있는 빌딩 블록에 의해 크게 좌우됩니다. 생합성은 정해진 대사 경로를 따르므로, 탄소 수에 따른 화합물 분포가 불균일하여 합성 접근성에 본질적인 편향을 만듭니다. 이로 인해 단일 탄소 원자 차이만으로도 합성 난이도가 크게 달라질 수 있습니다. 이러한 오랜 문제를 극복하기 위해, 본 연구는 알켄과 친핵체를 중간 메틸렌 단위를 통해 결합시키는 양방향 커플링 전략을 제시합니다. 이는 알켄과 친핵체를 직접 연결하는 기존의 알켄 하이드로작용화와 달리, 모듈성을 유지하면서 생성물의 탄소 수…
Asymmetric Radical-Type Clayden Rearrangement for the Synthesis of Enantiopure 1,2-Aminothiols and 1,2-Aminoalcohols
본 연구는 광산화환원 촉매 및 탈카복실화를 활용한 비대칭 라디칼형 Clayden 재배열을 통해 엔안티오순수 1,2-아미노싸이올 및 1,2-아미노알코올을 합성하는 효율적인 방법을 제시한다. 극성 아미노산인 시스테인과 세린을 출발 물질로 사용한다. 입체선택적 1,4-N-에서 C-로의 라디칼 아릴 전이를 위해 ‘입체 중심의 자가 재생(SRS)’ 전략을 적용했다. 이 전략은 시스테인과 세린으로부터 쉽게 유도되는 고정된 골격의 헤테로고리 우레아 기질을 활용한다. 다양한 치환된 아릴 및 헤테로고리 아릴을 포함한 광범위한 전이 그룹이 우수한…
A Four-Mirror Incoherent Broadband Cavity-Enhanced Absorption Spectrometer for Trace Gas Detection
기존 선형 공동의 한계를 극복하기 위해, 4개의 거울로 구성된 비간섭성 광대역 공동 증강 흡수 분광기(IBBCEAS)가 미량 가스 검출에 최초로 적용되었습니다. 이 새로운 기하학적 구조는 정렬 유연성을 높이고 다중 출력 포트를 통해 다중 검출을 가능하게 하여, 동시 다종 측정에서 선택적 민감도 최적화를 구현합니다. 400~550 nm 범위에서 약 99.9% 및 99.98%의 높은 반사율을 가진 유전체 거울을 사용하여 제작된 이 공진기는 소형 공간 내에서 긴 유효 광 경로 길이를 제공합니다. 투과된 빛은 고해상도 광대역 분석을 위해…
Spatialproteomics: an interoperable toolbox for analyzing highly multiplexed fluorescence image data
고도로 다중화된 면역형광 이미징은 단일 세포 해상도에서 단백질 수준을 시각화하고 정량화하는 저비용 고확장성 기술입니다. 그러나 이러한 데이터를 분석하는 과정은 다양한 방법론과 파라미터 선택을 포함하며, 이는 데이터와 분석 목표에 따라 맞춤화되어야 하는 과제를 안고 있습니다. 유연한 엔드투엔드 워크플로우를 제공하는 툴박스에 대한 미충족 수요가 존재합니다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 위해 파이썬 패키지인 'spatialproteomics'를 개발했습니다. spatialproteomics는 대규모 이미징 데이터의 처리 및 분석을 지…
Reactivity-Guided Detection Strategies for Isocyanide Natural Products Reveal Acid-Induced Hazimycin Artifacts
아이소사이아나이드는 합성 화학, 화학 생물학, 천연물 생리활성에서 중요한 역할을 하지만, 복잡한 생체 시료에서 검출하기 어렵습니다. 본 연구에서는 아이소사이아나이드 함유 화합물 식별을 위한 HPLC-MS 및 형광 기반의 상호보완적 전략을 개발했습니다. 무표지 MS/MS 분석은 [CN]− 리포터 이온 및 HCN 중성 손실을 포함하는 진단적 특징을 밝혀냈습니다. 또한, 약산 처리로 아이소사이아나이드를 폼아마이드로 전환하여 [CH2NO]− 리포터 이온과 특징적인 중성 손실로 검출했습니다. 이러한 화합물 의존적 단편화 패턴의 한계를 극복…
Analytical applications of molecularly imprinted polymers: a personal view
분자 각인 고분자(MIPs)는 고분자 망상 내에 표적을 주형하여 합성되는 생체 고분자의 생체 모방체입니다. MIPs의 친화도는 항체와 경쟁할 수 있지만, 촉매 활성 MIPs의 특이 활성은 천연 효소에 비해 여전히 낮습니다. 항체와 MIPs 생성 메커니즘은 근본적으로 다르지만, 생물학적 원리가 인공 결합체에 적용되어 왔습니다. 분자 전체 대신 표적의 조각을 주형하는 에피토프 각인법은 MIP 합성 비용을 절감하며, 계층적 각인법은 주형 배향을 개선하여 더 균일한 결합 부위를 생성합니다. 이중 각인을 통한 항이디오타입 MIPs 생성은 …
Expert knowledge-guided decision calibration for accurate fine-grained tree species classification
정확한 미세 수종 분류는 산림 자원 조사 및 생물 다양성 모니터링에 필수적이다. 기존 방법들은 복잡한 아키텍처 설계에 치중하여 제한된 데이터 내의 긴 꼬리 분포나 높은 클래스 간 유사성 문제를 간과, 소수 또는 혼동되는 범주 식별에 어려움을 겪었다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 외부의 '도메인 전문가' 개념을 도입, 전문가 지식 기반 분류 결정 보정 네트워크(EKDC-Net)를 제안한다. EKDC-Net은 전문가 지식 추출 및 활용이라는 두 가지 핵심 과제를 해결한다. 먼저, 지역 사전 안내 지식 추출 모듈(LPKEM)을 …
Why do high-temperature gas mixtures exhibit nearly ideal behavior even at high pressures? A statistical-mechanical perspective on the Haber–Bosch process
이상 기체 근사는 일반적으로 저압 조건과 관련이 있으며, 고압에서는 이상성에서 크게 벗어날 것으로 예상됩니다. 그러나 많은 화학적으로 중요한 시스템은 고압에서도 거의 이상적인 거동을 유지합니다. 대표적인 예로 하버-보쉬 공정의 N₂, H₂, NH₃ 혼합물은 일반적인 작동 조건(673.15-773.15K, 150-250bar)에서 압축 인자가 10% 미만의 편차를 보입니다. 이러한 현상은 화학 열역학 교과서에서 압력을 비이상성의 주요 원인으로 다루기 때문에 제1원리로부터 거의 설명되지 않습니다. 본 연구에서는 이러한 겉보기 모순을 …
Nuciferine Ameliorates Ovariectomy-Induced Bone Loss via TFEB-Mediated Autophagy-Lysosomal Pathway
폐경 후 골다공증은 골 형성 감소와 골절 위험 증가를 특징으로 하는 흔한 대사성 골 질환이다. 연꽃 잎에서 추출한 아포르핀 알칼로이드인 누시페린은 TFEB 매개 자가포식-리소좀 경로를 조절하며, 이 경로는 골 형성 분화에 중요하다. 본 연구는 누시페린이 이 경로를 통해 골 형성을 촉진하고 에스트로겐 결핍으로 인한 골 손실을 완화하는지 규명하고자 했다. 난소절제술(OVX) 쥐 모델에 12주간 누시페린을 경구 투여하고, 생체 외(in vitro) 실험에서는 쥐 골수 유래 중간엽 줄기세포(BMSC)를 활용하여 기전 연구를 수행했다. …
DeisoLAB - isotopic envelope identification by analysis of the spatial distribution of peptides in MALDI-MSI data
질량 분석 이미징(MSI) 실험에서 얻어지는 방대한 펩타이드 데이터는 동위원소 봉투(isotopic envelope) 식별에 어려움을 야기합니다. 기존 방법들은 주로 스펙트럼 정보에 의존하여 분석의 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 공간 분포 정보를 활용하는 새로운 접근법인 DeisoLAB을 제안합니다. DeisoLAB은 퍼지 추론 시스템과 펩타이드의 공간 분포 분석을 결합합니다. 맘다니-아실란(Mamdani-Assilan) 퍼지 추론 시스템을 통해 잠재적인 동위원소 봉투 구성원을 1차적으로 식별한 후, …
Synthesis of Furan and Benzene Derivatives Containing Unsaturated Substituents with Electron-Withdrawing Groups, and Analysis of Their Antimicrobial Activity
본 연구는 전자 구인기를 포함하는 불포화 치환체를 가진 푸란-2-일 치환 에텐 및 공액 부타디엔, 그리고 두 개의 전자 수용체를 가진 페닐부타디엔의 합성을 다룬다. 이 화합물들은 알돌 축합 반응을 통해 해당 알데하이드와 다양한 β-다이카보닐 화합물로부터 성공적으로 합성되었다. 합성된 에테닐푸란과 메틸 3-(벤조푸란-2-일)프로페노에이트를 트라이플산(TfOH) 존재 하에 아렌과 반응시켜 아릴화된 2,3-다이하이드로푸란 및 2,3-다이하이드로벤조푸란을 얻었다. 이는 이들 다이하이드로 유도체에 대한 새로운 합성 경로를 제시한다. 반면,…
Recent advances in uranium (VI) uptake from aqueous solutions using clay mineral-based adsorbents
원자력 에너지 사용 증가로 인해 우라늄을 포함한 방사성 핵종 오염 폐수 발생량이 늘고 있으며, 이에 따라 수용액에서 우라늄을 효과적으로 제거하기 위한 흡착제 연구의 중요성이 커지고 있습니다. 본 총설에서는 점토 광물 기반 흡착제를 활용한 수용액 내 우라늄 흡착 연구 동향을 분석했습니다. 흡착제는 크게 원료 상태, 개질된 형태, 그리고 다른 물질과의 하이브리드 복합체 세 가지 범주로 분류했습니다. 각 범주에 대해 흡착 성능, 주요 연구 변수, 동역학 모델, 등온 흡착식, 그리고 흡착 메커니즘 관련 연구들을 종합적으로 검토했습니다. …
Rh(III)-Catalyzed [4 + 2] Spiroannulation of 2-Phenylbenzimidazoles with Isomerizable 3-Methylmaleimides: Synthesis of Spiro-Fused Benzimidazoisoquinoline Succinimides
본 연구는 2-페닐벤즈이미다졸과 3-메틸말레이미드 간의 Rh(III) 촉매 [4+2] 스피로 고리화 반응을 통해 스피로 융합 벤즈이미다조아이소퀴놀린 숙신이미드를 합성하는 방법을 제시합니다. 이 반응은 C-H 활성화를 통해 독점적인 방식으로 진행됩니다. 메커니즘 연구 결과, 반응은 2-페닐벤즈이미다졸의 N-지향성 C-H 활성화를 통해 시작됩니다. 이후 로듐 매개 이성질체 말레이미드의 Rh-C 결합으로의 이동 삽입이 일어나며, 최종적으로 환원 제거 단계를 거쳐 다환 스피로 융합 벤즈이미다조아이소퀴놀린 숙신이미드가 형성됩니다. 이러한…
The need for standardization and improved open (meta)data practices in metaproteomics
메타프로테오믹스는 복잡한 시료에서 단백질을 식별하고 정량하여 미생물 군집의 기능적 통찰력을 제공합니다. 그러나 이질적인 분석 워크플로우와 실험 및 생물정보학 단계 전반의 표준화 부족은 재현성 및 비교 가능성을 저해하며, 다른 오믹스 데이터와의 통합을 제한하는 문제점이 있습니다. 본 연구는 메타프로테오믹스의 특정 요구사항에 맞춰 커뮤니티가 개발한 보고 체크리스트를 제시합니다. 또한, 프로테오믹스 및 미생물 연구의 표준을 최대한 활용하여 구조화되고 상호 운용 가능한 메타데이터 캡처를 가능하게 하는 현재의 노력들을 설명합니다. 이러한…
Biophenolic and Mineral Composition of Olive Leaves from Different Cultivars and Sampling Periods in Central Dalmatia
올리브 재배 부산물인 올리브 잎 바이오매스는 영양학적 잠재력이 인정된 페놀 화합물의 중요한 공급원이다. 그러나 이러한 생리활성 화합물의 조성은 유전적 요인과 환경적 요인 모두에 의해 영향을 받는다. 본 연구는 크로아티아 중앙 달마티아의 유사한 환경 조건에서 재배된 6가지 올리브 품종의 잎에서 품종 및 채취 시기가 바이오페놀 조성과 무기 영양소 함량에 미치는 영향을 평가했다. 잎은 수확기와 가지치기 시기에 채취되었으며, 페놀 화합물은 HPLC로, 무기 영양소는 ICP-MS, FAAS, UV/Vis 분광광도법으로 분석되었다. 대부분의…
Photochemistry and Spectroscopy of 2- and 3-Benzo[ b ]thienyl Diazomethane
본 연구는 2-벤조[b]티에닐 디아조메탄(1)과 3-벤조[b]티에닐 디아조메탄(3)의 광화학 반응을 적외선, 자외선/가시광선, 전자 상자성 공명 분광법을 이용해 분석했습니다. 이 화합물들은 10 K의 저온에서 아르곤 또는 질소 매트릭스에 고립되어 연구되었습니다. 해당하는 2- 및 3-벤조[b]티에닐 카벤(16, 17)은 관찰되지 않았으나, 여러 흥미로운 재배열 생성물(C9H6S 이성질체)이 확인되었습니다. 2-벤조[b]티에닐 디아조메탄(1)은 534 nm 이상의 빛 조사 시 고리 확장 반응을 통해 변형된 알렌인 5,6-벤조-1-티…
Cross-Couplings via Electroreductive C–F, C–O, and C–S Bond Cleavage and Radical-Polar Crossover Mechanisms
전기화학 합성은 기존 환원제나 산화제로 달성하기 어려운 조건에서 반응성 중간체를 생성하는 강력한 플랫폼으로 부상했습니다. 특히, 극성 C–X 결합에 대한 음극 전자 전달은 탄소 중심 라디칼에 직접 접근할 수 있게 하며, 두 번째 전자 전달은 라디칼-극성 교차를 통해 카바니온을 생성하여 적절한 친전자체에 의해 포착될 수 있습니다. 이 역극성(umpolung) 반응은 발화성 금속이나 강염기 없이 친핵성 탄소 중간체를 생성할 수 있어 고전적인 유기금속 화학의 매력적인 대안을 제공합니다. 그러나 이 과정의 겉보기 단순성에도 불구하고 여러…
Microwave-Enabled Oxidative Alkoxycyclization of 2′-Aminochalcones by Gold Catalysis
본 연구는 2′-아미노찰콘과 알코올을 금 촉매 존재 하에 마이크로파를 이용하여 산화적 사이클화 반응을 통해 4-알콕시퀴놀린을 합성하는 효율적인 프로토콜을 제시한다. AuCl3를 촉매로 사용하며, 알코올은 용매이자 친핵체로서 이중 역할을 수행한다. 이 방법론은 선형, 분지형, 고리형 및 테르펜 기반 알코올에 모두 적용 가능하며, 중간에서 우수한 수율로 다양한 4-알콕시퀴놀린 유도체를 제공한다. 개발된 방법론은 4-메톡시-2-페닐퀴놀린(2a) 및 그라베올리닌(2e)과 같은 천연 알칼로이드를 단일 단계로 합성하는 데 성공적으로 활용되었…
Designing a Triplet 2‐Formylphenylnitrene With Fast Tunneling Reactivity
양자 역학적 터널링(QMT)은 반응 속도와 최종 생성물에 결정적인 영향을 미치므로, QMT 반응성을 이해하고 실제 실험 조건으로 확장하는 것이 중요합니다. 본 연구에서는 삼중항 2-포르밀페닐나이트렌의 QMT 반응성을 크게 가속화할 수 있는 3-트리플루오로메틸 치환체를 전산 스크리닝을 통해 확인했습니다. 아자이드 전구체에 UV를 조사하여 이민케텐(3)과 2,1-벤즈아이소옥사졸(4)을 생성했으며, 가시광선 조사로 3을 벤조퓨즈드 β-락탐(5)으로 전환했습니다. 삼중항 3-트리플루오로메틸-2-포르밀페닐나이트렌(3 2)의 안티 및 신-이…
Bridging MOE with eco-friendly chromatographic analyses of metformin and ursodeoxycholic acid with their official impurities: Multi-metric sustainability assessment
이 연구는 지속 가능하고 신뢰할 수 있는 분석법에 대한 요구에 부응하여, 메트포르민과 우르소데옥시콜산 및 그 불순물을 동시에 정량하기 위한 두 가지 친환경적이고 선택적인 크로마토그래피 방법을 개발했습니다. 첫 번째 방법인 HPLC-DAD는 C8 컬럼과 인산염 완충액, 메탄올, 아세토니트릴의 기울기 용리를 사용하여 15분 이내에 7가지 분석물질을 완전히 분리했습니다. 두 번째 방법인 HPTLC는 실리카겔 플레이트와 친환경 바이오 기반 이동상(에틸아세테이트, 에탄올, 물, 아세트산)을 사용했습니다. 멜라민과 시아노구아니딘, 메트포르민…
3D Electron Diffraction Elucidates the Structure of a 1,3,5-Triazin-2,4-dione Cinnamamide Covalent Inhibitor of SARS-CoV-2 3CLpro
코로나바이러스 3-키모트립신 유사 프로테아제(3CLpro)는 항바이러스제 개발의 핵심 표적이다. 본 연구에서는 Cys145를 표적으로 하는 α,β-불포화 마이클 수용체를 포함하는 11가지 1,3,5-트리아진-2,4-다이온 신남아마이드(1a–1k) 유도체를 합성하고 SARS-CoV-2 3CLpro에 대한 활성을 평가했다. 이 중 1a 화합물이 92.45 nM의 가장 높은 IC50 값을 보였으며, 그 결정 구조를 규명하기 위해 3차원 전자 회절(3DED)을 적용했다. 3DED는 초저선량 조건에서 나노결정의 원자 해상도 분석을 가능하게…
Tailoring Reactivity of Molecular Gallium Hydroxides via Chalcogen Bridging
본 연구는 칼코젠 원자(μ-E; E = S, Se)가 다이갈륨 다이수산화물 복합체 [{MeLGa(OH)}2(μ-E)]의 구조와 반응성에 미치는 영향을 탐구했습니다. 황(4) 및 셀레늄(5) 화합물은 MeLGaCl2와 Na2E를 THF-NH3(l)에서 반응시킨 후 가수분해하여 합성되었습니다. 황 시스템에서는 중간체 2와 3이 분리 및 특성화되었으나, 셀레늄 유도체는 반응성이 높아 분리하기 어려웠습니다. 4와 5의 4족 금속 아미드(M(NR2)4)에 대한 반응성 연구는 칼코젠 효과를 명확히 보여주었습니다. 4는 단일고리 및 스파이로고…
Synthesis of Acetylsalicylic Acid Catalysed by Food Industry Waste Ash: A Preliminary Study
녹색 화학은 폐기물 감소, 유해 물질 최소화, 대체 촉매 및 용매 개발을 통해 지속 가능하고 친환경적인 화학 공정을 추구한다. 기존 유기 합성에서 사용되는 인산과 같은 촉매는 독성, 인화성, 부식성 문제를 야기하여 친환경적인 대안의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 식품 산업 폐기물에서 얻은 재의 녹색 촉매로서의 잠재력을 탐색했다. 양파·마늘 껍질, 땅콩 껍질, 맥주 생산 후 홉·보리 잔류물, 코코아 껍질·콩 등 다양한 폐기물을 활용했다. ICP-MS 분석을 통해 재에 함유된 25가지 원소(Na, Mg, P, K, Ca, Cr, Mn…
Spectral Modeling for the Deconvolution of Doppler-Broadened HR-CS GFAAS Signals for Lithium Isotope Discrimination at Trace Levels
고분해능 연속 광원 흑연로 원자 흡수 분광법(HR-CS GFAAS)을 이용한 리튬 동위원소 분석은 도플러 확장 전이의 강한 스펙트럼 중첩으로 인해 어려움이 있었습니다. 본 연구는 경험적 또는 데이터 기반 보정 모델 없이 7Li 및 6Li의 미세 구조 구성 요소를 분해하기 위한 물리적 제약 스펙트럼 디컨볼루션 접근법을 제안합니다. 이 방법은 흡수 프로파일에 대한 물리적 정보를 기반으로 하며, 가우스 선폭(ΔFWHM)과 전이 매개변수를 최적화하여 실험 스펙트럼을 재현합니다. 이 접근법은 1–10 μg L–1 농도 범위에서 동위원소별 …
Critical kinetic transition points over the vegetable oils peroxidation monitored simultaneously by peroxide and carbonyl values
본 연구는 올레산, 올레산-리놀레산, 리놀렌산 계열 식물유의 산패 여부를 판단하는 데 필요한 과산화물가(PV) 및 카르보닐가(CV)의 임계값을 규명하고자 수행되었다. 올리브유, 옥수수유, 참기름, 카놀라유를 45°C에서 가속 저장하며 PV와 CV 변화 동역학을 분석하였다. 지질 과산화의 개시 단계에서는 PV와 CV가 선형적으로 증가했으며, 전파 단계에서는 시그모이드 동역학 모델(R2 > 0.95, RMSE < 0.85)을 따랐다. 전파 단계에서 나타나는 동역학적 전이점을 활용하여 식물유 폐기 기준이 되는 임계 PV 및 CV를 설정…
Nanoconfinement-Enhanced CO2 Retention in Fenamate-Loaded Silica Aerogels
분자 수준으로 구속된 의약 화합물과 이산화탄소(CO2) 간의 상호작용은 기존 물리 흡착을 능가하는 CO2 포집 능력을 보여줄 수 있습니다. 본 연구는 친수성 및 소수성 실리카 에어로젤에 메페남산과 플루페남산 같은 페나메이트를 담지하여 CO2 포집 특성을 조사했습니다. CO2 포집 후 잔류 CO2의 열 안정성은 승온 산화 및 승온 탈착 측정으로 분석했습니다. 동시에 질소 흡착 측정을 통해 다공성 매트릭스의 겉보기 표면적 변화를 모니터링했습니다. 미처리 실리카 에어로젤은 고온에서 유의미한 CO2 탈착 피크를 보이지 않았습니다. 그러…
Light-Enhanced Synthesis of TiSb2 and TiBi2 Metallacycles
전이금속과 무거운 15족 원소로 구성된 소형 금속고리 화합물은 주로 15족 원소 부분과 전이금속 조각의 환원성 짝지음 반응을 통해 합성되어 왔다. 본 연구는 디프닉텐(RSb=SbR, RBi=BiR)과 적합한 티타노센 전구체(Cp2Ti(btmsa))를 활용한 티타노센 Sb2 및 Bi2 금속고리 화합물의 광증진 합성법을 보고한다. 이 합성법은 기존 방식과 차별화되며, 특히 빛을 활용하여 반응 효율을 높이는 새로운 접근법을 제시한다. 또한, 합성된 TiSb2 복합체의 반응성을 디아조올레핀과 반응시켜 특이한 육원자 헤테로고리 화합물을 성…
Photocatalytic Denitrative Homo- and Cross-Coupling of Nitroalkanes toward the Synthesis of Alkenes
알켄은 천연물 및 합성 분자의 기본 골격이지만, 효율적이고 온화하며 다재다능한 올레핀화 전략은 여전히 요구됩니다. 다양한 반응성을 지닌 나이트로알케인은 광촉매 분야에서 잠재력이 충분히 활용되지 못했습니다. 본 연구는 단순하고 비사전 기능화된 나이트론산염의 산화를 통해 α-나이트로알킬 라디칼을 광촉매적으로 생성하는 통합된 방법을 보고합니다. 이 라디칼은 다른 나이트론산염에 첨가(동종 또는 교차 커플링)된 후 이중 탈나이트로화 과정을 거쳐 알켄을 형성합니다. 이 변환은 나이트로알케인의 친핵성 및 친전자성 특성을 모두 활용하며, 기존…
Design and synthesis of metronidazole-substituted dihydropyrimidinones with biological evaluation and molecular docking studies
메트로니다졸은 광범위한 항균 작용을 하는 잘 알려진 니트로이미다졸계 약물이다. 본 연구에서는 새로운 메트로니다졸 치환 3,4-다이하이드로피리미디논(3a-3j) 계열 화합물을 변형된 비기넬리 반응을 통해 합성하고, 잠재적인 항균제로서의 가능성을 탐색했다. 새로 합성된 화합물들은 P. aeruginosa, E. coli, S. aureus, B. subtilis에 대한 효과를 평가했다. 대부분의 화합물은 그람 양성 및 그람 음성 균주 모두에 대해 상당한 항균 효과를 보였다. 특히, 3d 화합물은 0.98~3.91 μg/mL의 MIC …
Synthesis and Photocatalytic Three-Component Ring-Opening of 3-Substituted-1-azabicyclo[1.1.0]butanes toward 3,3-Disubstituted N -Sulfonylazetidines
아릴 치환 아제티딘은 약리학적 활성 화합물에서 발견되지만, 효율적인 합성법은 제한적이며 주로 전자가 풍부한 아릴 치환체를 가진 아제티딘 합성에 국한됩니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 새로운 합성 전략을 제시합니다. 본 연구에서는 상업적으로 이용 가능한 tert-부틸 3-옥소아제티딘-1-카르복실레이트로부터 4단계 공정을 통해 3-치환 1-아자바이사이클로[1.1.0]부탄(ABB)을 합성하는 간단한 경로를 개발했습니다. 이 ABB는 이후 광촉매 삼중 성분 고리 열림 반응에 적용되었습니다. 개발된 방법은 3,3-다이아릴-N-설…
Structural Engineering of Cyanine Dyes to Access Shortwave Infrared-Emissive J-Aggregates
광통신, 센서 및 진단 분야에서 근적외선(NIR) 및 단파 적외선(SWIR) 영역의 빛을 흡수하고 방출하는 저비용, 안전한 소재에 대한 관심이 높습니다. J-응집체는 이러한 NIR/SWIR 영역에 접근할 수 있는 유망한 방법이지만, 2차원 또는 튜브형 J-응집체의 분자 설계는 단량체 변화가 형태 및 광물리적 특성에 큰 영향을 미치므로 도전적입니다. 본 연구에서는 폴리메틴 사슬에 입체 부피를 증가시킨 4가지 새로운 헵타메틴 벤조티아졸 염료를 합성하여 SWIR 방출 2차원 J-응집체를 합리적으로 설계했습니다. 입체 부피의 증가는 자가…
Glucosamine functionalized multi-walled carbon nanotubes as potential antibacterial molecules
항생제 내성은 항균제 오남용과 다제내성 병원균의 빠른 진화로 인해 심각한 세계적 보건 문제로 대두되고 있습니다. 기존 항생제는 낮은 안정성, 생체이용률, 독성 및 효능 감소로 인해 한계에 직면해 있습니다. 본 연구는 탄소나노튜브 기반 나노운반체가 내성균에 대한 항생제 전달 및 효능을 향상시킬 수 있는 잠재력을 탐구합니다. 다중벽 탄소나노튜브를 산화시키고 글루코사민으로 기능화한 후, 에타크리딘 락테이트와 설파메톡사졸 두 가지 항생제를 로딩하여 나노접합체를 형성했습니다. 특성 분석 결과, 성공적인 기능화 및 약물 로딩이 확인되었습니다…
SOLiD‐MaP: A Photoproximity Labeling Platform for Small Molecule Binding Site Mapping on RNA
RNA 표적 소분자는 유망한 치료제로 부상하고 있으나, 결합 부위를 명확히 규명하고 RNA 표적 선택성을 평가하는 방법론 개발이 필수적입니다. 기존 리간드-RNA 상호작용 분석법은 강력한 기반을 제공했지만, 리간드 특이적 프로브 설계, 반응성 작용기 호환성, 국소 반응 기하학적 구조에 의존하는 직접적인 가교 또는 공유 결합 포획 방식에 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 소분자 결합 부위 식별을 위한 광근접 표지 플랫폼인 SOLiD-MaP(Singlet Oxygen footprinting on RNA in a Ligand-Direc…
Multi-attribute spectral imaging with a wavelength-aware band-gated vision transformer for camellia oil adulteration detection
동백기름의 위변조는 근적외선 스펙트럼에서 전역적 프로파일, 국소적 변화 패턴, 그리고 원거리 스펙트럼 영역 간의 상호작용 등 다층적인 차이를 유발합니다. 기존의 1차원 모델링은 이러한 다층적 관계를 보존하고 통합적으로 학습하는 데 한계가 있었습니다. 본 연구는 동백기름 위변조의 정성적 탐지를 위해 파장 인지 대역 게이트 비전 트랜스포머(ViT-BandGate)를 제안합니다. 제안된 방법은 전처리된 스펙트럼과 그 1차 및 2차 미분값을 파장별 공동 위치를 보존하는 2차원 통합 표현으로 인코딩하여 전역 흡수 프로파일과 국소 기울기 및…
From Signals to Measurands: A Measurement-Science Roadmap for Reproducible Analytical Biochemistry
분석 생화학 분야에서 운동 또는 결합 상수는 흔히 직접 관찰된 것처럼 보고되지만, 실제로는 기기 신호로부터 추론됩니다. 이 과정에서 교정은 척도를 설정하고, 생화학 및 관찰 모델은 신호를 목표와 연결하며, 통계 분석은 추정치와 불확실성을 산출합니다. 본 연구는 재현성을 감사 가능한 측정 사슬을 통해 특정 측정량과 그 불확실성을 복원하는 과정으로 정의하며, 미카엘리스-멘텐 기질 고갈 사례를 중심으로 논의를 전개합니다. 동일한 매개변수와 잡음 모델로 생성된 두 개의 진행 곡선 실험은 모두 잘 부합했지만, 미카엘리스 상수 주변의 기질 …
Ovarian cancer proteomic landscape changes across different pathological stages and biomarker-sets identified with integrative multiomics analysis
난소암은 치사율이 높고 효과적인 바이오마커가 부족한 치명적인 부인과 악성 종양입니다. 예측, 예방 및 개인 맞춤 의학(PPPM) 개념은 조기 경보 시스템과 맞춤형 개입의 필요성을 강조하며, 신뢰할 수 있는 병기별 바이오마커에 대한 수요를 높이고 있습니다. 본 연구에서는 데이터 독립적 획득(DIA) 질량 분석법을 사용하여 병기 I-IV의 난소암 조직 60개와 양성 난소 조직 17개의 포괄적인 단백체 분석을 수행했습니다. 또한, 이러한 단백체 분석 결과를 TCGA/GTEx 데이터와 통합하여 생존 분석 및 핵심 분자를 식별한 후, 웨스…
Guiding Students to Use Spectroscopy to Determine Ligand Coordination Mode in a Cobalt(III) Acetylacetonate Complex
이 연구는 상위 학부 무기화학 실험 과정에서 코발트 아세틸아세토네이트 합성 및 분석을 포함하는 4가지 탐구형 활동을 개발, 구현 및 평가했습니다. 2주간의 실험에서 학생들은 비계식 워크시트를 통해 분광학을 활용하여 리간드의 금속 중심 배위 모드를 결정하는 방법을 탐구하도록 안내받았습니다. 협동 학습, 학생 자기 효능감, 개념 개발 및 유지에 대한 평가는 두 학기 동안 네 개 섹션의 강좌에서 진행되었습니다. 학생들은 활동 중 팀으로 효과적으로 협력하며 집중하고 소통했습니다. 그 결과, 학생들의 자신감, 참여도, 과학적 능력과 관련…
Cobalt-Catalyzed Enantioselective Intermolecular C–H Carboamination with Racemic Allenes
알렌의 거울상 선택적 카보아민화는 특히 3D-금속 촉매와 결합할 때 여전히 중요한 과제로 남아있습니다. 본 연구는 키랄 사이클로펜타디에닐 코발트(III) 촉매를 활용하여 라세미 알레닐 에스터와 N-페녹시이소부티르아마이드 간의 위치, 화학 및 거울상 선택적 분자간 C–H 카보아민화를 보고합니다. 이 방법은 알렌의 고도로 선택적인 카보아민화를 위한 효율적인 접근법을 제공하며, 합성적으로 가치 있는 키랄 γ-치환-β-에나미도 에스터를 탁월한 선택성으로 제공합니다 (최대 88% 수율, >99:1 er, >20:1 E/Z). 운동학적 분…
Chemoselective Generation of the 1,3-Benzdiyne Synthon
본 연구는 온화한 조건에서 동일한 방향족 고리 내 두 개의 아린 삼중 결합을 화학선택적으로, 순차적으로 생성할 수 있는 다용도 1,3-벤자다이인 전구체를 보고한다. 이는 아이오도늄 단위(탈양성자화를 통해 첫 번째 아린 삼중 결합 생성)와 “고바야시”형 오르토-실릴아릴 트라이플레이트 단위(불화물을 이용해 두 번째 아린 삼중 결합 생성)를 포함하는 단일 방향족 고리로부터 달성된다. 각 삼중 결합은 자리 선택적으로 트랩 반응을 겪으며, 밀도범함수 이론(DFT) 연구는 각 아린 시스템에서 기저 상태 왜곡이 매우 높음을 보여준다. 이 접근…
Synthesis of SAPO-34 using polyacrylamide enhances the catalyst lifetime and selectivity of light olefins in MTO
글로벌 수요 증가와 신흥 경제국의 성장에 따라 경질 올레핀의 경제적, 환경적 생산 경로 개발이 산업계의 주요 과제로 부상하고 있다. 이러한 맥락에서 메탄올-올레핀(MTO) 공정은 매우 효과적이고 실용적인 대안으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 폴리아크릴아마이드(PAM) 고분자 하이드로겔을 연성 주형으로 사용하여 모르폴린과 테트라에틸암모늄 하이드록사이드(TEAOH)를 이용한 SAPO-34를 합성했다. 결정 형태와 산점 분포는 입자 크기에 영향을 미치는 요인으로 활용되었으며, BET, FTIR, NH3-TPD, XRD, FESEM 등…
A Team-Based Learning Activity with AI-Supported Reasoning for Teaching Molecular Dynamics
화학 및 생명 과학 교육과정에서 분자 동역학(MD) 시뮬레이션의 중요성이 커지고 있으나, 학생들은 결과 해석 및 다양한 지표 통합에 어려움을 겪는다. 본 연구는 생명공학 전공 대학원생을 위한 물리화학 과정에서 이러한 문제 해결을 목표로 팀 기반 학습(TBL) 활동을 제안한다. 이 TBL 활동은 단백질 및 리간드의 RMSD 시계열, RMSF 값, 핵심 수소 결합 지속성, 포켓 점유율 등 여러 지표를 비교하고 통합하는 데 중점을 둔다. 또한, 해석적 모호성 속에서 팀원 간의 공동 정당화를 요구하며, 권위적인 답변 대신 설명을 유도하는…
Synthesis and Biological Evaluation of New Substituted 2-Mercaptobenzimidazole Derivatives as Anticancer and Anti-Inflammatory Agents
본 연구는 6-클로로-5-(2,4-다이클로로페녹시) 치환체를 포함하는 14가지 2-머캅토벤즈이미다졸 유도체(B1-B14)를 합성하고 생물학적 활성을 평가했습니다. 해당 벤즈이미다졸-2-싸이올의 S-알킬화를 통해 75-85%의 수율로 유도체를 얻었으며, FTIR, 1H NMR, 13C NMR, 질량 분석법으로 특성을 규명했습니다. 생체 외 단백질 변성 및 MTT 분석을 통해 이들 유도체의 생물학적 잠재력을 조사했습니다. 단백질 변성 분석 결과, 시험된 유도체들은 농도 의존적인 항염 활성을 보였습니다. 특히 화합물 B7과 B12가 가…
Programmable Construction of Supramolecular Polymers Achieved in Neutral Lipid Environments
세포 내 초분자 중합은 세포 기능 제어를 위한 유망한 전략으로 부상하고 있습니다. 중성 지질로 구성된 세포 내 소기관인 지질 방울은 낮은 극성 환경을 제공하지만, 초분자 조립 경로 조절에서의 역할은 불분명했습니다. 본 연구는 트라이올레인(triolein)이 동역학적으로 제어되는 초분자 중합을 위한 효과적인 매개체임을 밝혀냈습니다. 알라닌 기반 다이아마이드 기능성 형광체가 트라이올레인 내에서 핵 생성-성장 메커니즘을 통해 초분자 고분자를 형성합니다. 이 과정에서 초기 핵이 후속 성장을 유도합니다. 트라이올레인에서의 열역학적 안정성은…
Feed-forward neural network and Levenberg-Marquardt backpropagation algorithm for time-dependent squeezing dynamics prediction of polymer penta-hybrid nanofluid using machine learning
본 연구는 두 평행판 사이에 갇힌 폴리머 펜타 하이브리드 나노유체의 비정상 압착 유동 및 열전달 거동을 분석합니다. 비압축성, 층류 유동을 가정하고 점성 소산 및 나노입자 효과를 통합한 시간 의존적 수학적 모델을 개발했습니다. 이 모델은 연료전지, 레독스 흐름 전지, 전해조, 슈퍼커패시터와 같은 밀폐된 전기화학 에너지 시스템에 적용 가능합니다. 나노유체의 거동 예측을 위해 머신러닝 기반의 인공신경망(ANN) 모델을 통합했습니다. 은닉층에 시그모이드 활성화 함수, 출력층에 선형 뉴런을 사용하는 2계층 피드포워드 신경망을 Levenb…
Development of Fast, Robust, and Metal‐Free Synthetic Route to a Prime Chemotype “8a‐(Hydroxymethyl)oxazolo[ 3,4‐a ]pyrazin‐3‐one”
8a-(하이드록시메틸)헥사하이드로-3H-옥사졸로[3,4-a]피라진-3-온 (9)은 의약 화학 분야에서 약물 발견에 잠재적으로 응용될 수 있는 유망한 골격이다. 그러나 이 고가치 화합물의 후기 단계 변형 및 광범위한 탐색은 제한적인 합성 접근성으로 인해 어려움을 겪어왔다. 본 연구에서는 화합물 9에 대한 빠르고 금속이 없는 새로운 합성 경로를 개발했다. 이 방법은 기존의 한계를 극복하며, 약물 개발 파이프라인에 화합물 9를 신속하게 통합할 수 있도록 한다. 개발된 합성법은 효율성과 견고성을 특징으로 하며, 의약 화학자들이 이 핵심…
Synthesis, Crystal Structure, Antimicrobial Activity, and Computational Studies of Novel Pyridazine Derivatives
본 연구는 두 가지 새로운 피리다진온 유도체인 (E)‐4‐(4‐클로로벤질)‐6‐스티릴피리다진‐3(2H)‐온 (2)과 에틸 (E)‐2‐(5‐(4‐클로로벤질)‐6‐옥소‐3‐스티릴피리다진‐1(6H)‐일)아세테이트 (3)를 합성하고 특성을 규명했습니다. 이 화합물들은 FT‐IR, 1H NMR, 13C NMR, 단결정 X선 회절 분석을 통해 구조를 확인했습니다. 분자 특성은 B3LYP/6‐311++G(d,p) 수준의 DFT 계산을 사용하여 프론티어 분자 궤도 및 분자 정전기 전위 분석을 포함하여 심층적으로 조사되었습니다. 두 화합물 모두…
( S )‐Pyrrolo[1,2‐ a ]pyrazine‐3‐carboxamide Analogs as Dual Akt/JNK Modulators With Antiproliferative Effects in MDA‐MB‐468 Cells
삼중음성유방암(TNBC)은 효과적인 표적 치료법의 부재로 인해 임상적으로 큰 난제로 남아있습니다. 본 연구에서는 (S)-1-oxo-1,2,3,4-tetrahydropyrrolo[1,2-a]pyrazine-3-carboxamide 유도체 30종(A1-F5)을 설계 및 합성하여 호르몬 수용체 양성 유방암(MCF-7) 및 EGFR 과발현 TNBC(MDA-MB-468) 세포주에 대한 세포 독성 활성을 평가했습니다. 특히, B1 및 B3 화합물은 MDA-MB-468 세포에서 각각 2.8 µM 및 4.7 µM의 GI50 값을 나타내며 강력한…
Swartzite, CaMg[UO2(CO3)3]·12H2O: a reversible phase transition associated with hydrogen–bond ordering below 238 K
우라닐 삼탄산염 광물인 스워자이트(CaMg[UO2(CO3)3]·12H2O)의 결정 구조를 합성 시료를 이용한 단결정 X선 회절 분석으로 100 K에서 295 K까지 연구했습니다. 스워자이트는 Mg(H2O)6 팔면체와 {Ca(H2O)6[UO2(CO3)3]} 복합체가 광범위한 수소 결합 네트워크를 통해 3차원 골격을 형성합니다. 상온에서는 단사정계 P21/m 공간군으로 결정화되며, Mg(H2O)6 팔면체는 중심 대칭을, {Ca(H2O)6[UO2(CO3)3]} 복합체는 거울 대칭을 보입니다. 일곱 개의 독립적인 H2O 그룹 중 두 그룹의…
Alkylpiperazino-1,8-Naphthalimide Fluorescent Probes for Exploring Micellar Membrane Nanospaces
마이셀 계면의 국소 극성 및 양성자 농도를 탐색하기 위해 4-피페라진-1,8-나프탈이미드 기반의 형광 프로브 두 종류가 개발되었습니다. 이 pH 프로브는 앵커1-형광단-스페이서-수용체-앵커2 구조로 설계되었으며, 마이셀 침투 깊이 조절을 위해 앵커 모듈에 다양한 알킬 사슬(메틸, 부틸, 옥틸)을 도입하여 소수성을 조절했습니다. 메탄올/물 혼합 용매에서 피페라진 수용체의 양성자화 시 형광이 켜지는(‘on’) 현상은 용매 극성과 광유도 전하 이동(photoinduced charge transfer) 간의 경쟁에 의해 유도됩니다. 육안…
Structural Evolution of RAFT-Modified Unsaturated Polyester Copolymers: Effects of CPDT Concentration, Acidic Comonomer Structure, and Polyester Matrix Architecture
불포화 폴리에스터 수지(UPR)는 사슬 전파, 분지화, 국부적 겔화가 동시에 발생할 수 있어 가역적 비활성화 라디칼 중합(RDRP)에 적용하기 어려운 시스템입니다. 본 연구는 RAFT 조절제인 2-시아노-2-프로필 도데실 트라이티오카보네이트(CPDT)의 농도, 폴리에스터 전구체의 화학 구조, 산성 공단량체의 특성이 RAFT 변형 불포화 폴리에스터 공중합체의 구조 진화에 미치는 영향을 체계적으로 조사했습니다. 세 가지 CPDT 농도에서 합성된 p-EGM:AA:[CPDT], p-EGM:MAA:[CPDT], p-PGM:MAA:[CPDT…
Low-gas-flow strategy boosts hierarchical porosity of ZIF-8 single-atom catalysts for efficient adsorption-driven degradation
계층 다공성은 단일 원자 촉매(SAC)의 물질 전달 및 활성 부위 접근성을 향상시켜 성능을 크게 증폭시키지만, 기존 제조 방식은 희생 주형이나 후처리 식각 공정에 의존하는 복잡성이 있었습니다. 본 연구는 최소한의 가스 유량 제어를 통해 잘 연결된 기공 네트워크를 구축하는 간단한 전략을 제시합니다. 제올라이트 이미다졸레이트 골격(ZIF-8)의 열분해 과정에서 질소(N2) 유량을 낮추면 전기로 내부의 습도가 유지됩니다. 이는 골격 내 아연(Zn) 종의 순차적인 변형 및 휘발을 유도하여 계층 다공성을 정밀하게 조절합니다. 이 첨가제 없…
New insights into multi-endpoint toxicological profiles and potential molecular mechanisms for display-related organic light-emitting/modulating materials
디스플레이 유기 발광/변조 재료(DOLMs)는 환경에서 점차 많이 검출되며 건강 문제를 야기하고 있으나, 독성 데이터와 메커니즘 연구가 부족하여 정확한 위해성 평가에 어려움이 있습니다. 본 연구는 네트워크 독성학 및 분자 도킹을 통합하여 1838개 DOLMs에 대한 체계적인 전산 독성 평가를 최초로 수행했습니다. 세 가지 플랫폼을 활용하여 심장 독성, 신장 독성, 간 독성, 호흡기 독성, 미토콘드리아 독성, 눈 자극 독성 등 6가지 주요 독성 종말점을 식별했습니다. 이 독성 종말점들에서 39개의 핵심 DOLMs와 20개의 핵심 표…
Synthesis of CBIMMT-modified SBA-15 as a novel nano-sorbent to preconcentrate, extraction and determination of trace amounts of Cd (II) ions in wastewater and natural water samples
본 연구는 폐수 및 자연수 샘플에서 미량의 카드뮴(II) 이온을 분리, 사전 농축 및 정량하기 위한 새로운 나노 흡착제를 제안한다. 4-(4-클로로벤질리덴이미노)-3-메틸-5-메르캅토-1,2,4-트리아졸(CBIMMT) 리간드를 SBA-15 나노입자에 고정화하여 나노 흡착제를 제조했다. 제조된 SBA-15 나노입자와 나노 흡착제는 열중량 분석, BET 분석, 에너지 분산형 X선 분광법, 전계 방출 주사 전자 현미경, CHNS 원소 분석 및 투과 전자 현미경을 통해 구조적 특성을 규명했다. 카드뮴(II) 이온의 정량적 측정을 위해 추…
Smart Antibacterial Coatings: Harnessing Bacterial Redox Activity for Infection Control
의료기기 관련 생물막은 만성 감염, 항생제 내성, 기기 고장의 주원인이지만, 기존 항균 코팅은 지속적인 세균 군집화에 대한 활성이 제한적입니다. 본 연구에서는 항생제 방출을 세균의 전기활성과 연동시키도록 설계된, 세프타지딤(CAZ)이 로딩된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)(PEDOT) 기반의 산화환원 활성 항균 코팅을 개발했습니다. 높은 전하 저장 용량(14.6 ± 3.4 mC cm−2)과 증가된 전하 전달 저항(10.7 ± 0.5 kΩ)은 PEDOT 매트릭스 내 CAZ의 성공적인 통합을 나타냈습니다. Shewanella on…
Diversity‐Oriented Two‐Step Annulative π‐Extension Enables Access to Structurally Complex Nanographenes
구조적으로 다양한 나노그래핀 및 다환 방향족 탄화수소(PAH)를 합성하는 일반적인 전략 개발은 합성 화학 분야의 주요 과제로 남아있습니다. 기존의 고리화 π-확장(APEX) 방법은 비작용기화된 PAH로부터 융합 방향족 시스템을 직접 구축할 수 있지만, 적용 가능한 π-확장 시약의 다양성 한계로 인해 구조적 범위가 제한적이었습니다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 다양성 지향적 2단계 APEX 전략을 보고합니다. 이 방법은 구조적으로 다양한 나프탈렌 기반 아릴트리메틸실레인을 팔라듐/o-클로라닐 촉매 C-H 아릴화에 사용한…
Flux-mediated ligand exchange restructures metal–organic framework glasses
금속-유기 골격체(MOF) 용융 퀀칭 유리는 MOF의 모듈성 및 미세 다공성과 유리의 가공성을 겸비하지만, 결정질 유사체에 비해 구조적 및 기능적 다양성이 부족했습니다. 본 연구에서는 킬레이트 리간드인 1,10-페난트롤린이 유기 플럭스로 작용하여 특정 MOF의 유리 전이 온도를 낮추고 용융 중 리간드 교환을 유도함을 보였습니다. 이를 통해 MOF 유리 내 국부 배위 및 전체 토폴로지를 제어할 수 있게 됩니다. 특히 Co2+ 기반 시스템에서 페난트롤린은 금속 노드에 배위하여 배위수를 증가시키고 말단 리간드를 형성함으로써 네트워크 연…
Proximate Composition Profiling and Adjustment of Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) Equations for Dry Legumes from Local Markets in Northern Thailand and Southern China
근적외선 분광법(NIRS)은 콩류의 영양 성분을 신속하고 비파괴적으로 분석하는 데 널리 사용되지만, 상업용 NIRS 모델은 주로 주요 상업용 콩류를 기반으로 개발되어 활용도가 낮은 콩류의 스펙트럼 다양성을 반영하지 못하는 한계가 있습니다. 본 연구는 태국 북부와 중국 남부 현지 시장에서 수집한 콩류의 근접 성분 조성을 평가하고, 기존 NIRS 방정식을 조정하여 근접 성분을 예측하는 것을 목표로 했습니다. 연구를 위해 4개 속 및 여러 종을 대표하는 26개의 건조 콩류 시료를 표준 습식 화학 방법으로 분석했습니다. 부분 최소 제곱 …
One-Step Hydrothermal Synthesis of Ni2P/MIL-53(Fe) and Its Catalytic Performance in the Selective Oxidation of Aromatic Alcohols
높은 활성을 지닌 경제적인 광촉매 개발은 광촉매 분야의 핵심 과제입니다. 본 연구에서는 저비용의 인화니켈(Ni2P) 조촉매를 MIL-53(Fe)와 결합하여 Ni2P/MIL-53(Fe) 나노복합체를 간단한 수열합성법으로 제조했습니다. 제조된 복합체는 XRD, FT-IR, SEM, UV-vis DRS, PL, EIS 분석을 통해 구조적, 형태학적, 광학적, 전기화학적 특성이 체계적으로 평가되었습니다. Ni2P의 도입은 MIL-53(Fe) 표면에서 광생성된 전자-정공 쌍의 분리를 크게 촉진했으며, 이는 광전기화학 분석을 통해 확인되었습…
Copper Nanoclusters with Exposed Active Sites for Highly Efficient Protoboration of C–C Multiple Bonds
원자 수준의 정밀한 금속 나노클러스터는 균일 및 불균일 촉매 작용의 가교 역할을 하지만, C–C 불포화 결합의 프로토붕소화 적용에는 어려움이 있었습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 하였습니다. 본 연구팀은 노출된 활성 부위를 가진 안정적인 구리 나노클러스터(Cu6-1)를 개발하여 알카인의 효율적인 프로토붕소화를 성공적으로 구현했습니다. 이 촉매는 그램 단위로 쉽게 합성 가능하며, 상온 및 대기 조건에서 최대 32,000의 전환율(TON)을 달성하는 초고효율을 보였습니다. 반응은 뛰어난 위치 및 입체 선택성을 나타냈으며,…
P‐Directed and Lewis Acid‐Assisted Pd‐Catalyzed Si─Me Bond Activation Enabling Alkyl Exchange at Silicon
본 연구는 P-지향기, 팔라듐 촉매, 루이스 산의 협력 작용을 통해 Si-Me 결합 활성화의 새로운 메커니즘을 규명했습니다. 강하고 비극성인 Si-Me 결합 활성화에 있어 루이스 산의 핵심적인 역할을 정량적 실험을 통해 밝혀냈습니다. 밀도범함수 이론(DFT) 계산 결과에 따르면, 루이스 산은 Me- 수용체로 작용하여 Si에서의 알킬 교환을 가능하게 하는 핵심적인 양이온성 실릴 팔라듐 복합체 형성을 유도합니다. 이러한 Si-Me 결합 변환은 4단계 반응 시퀀스를 통해 성공적으로 시연되었습니다. 이를 통해 Me3SiCl을 다양한 유…
Photo-triggered construction of nitrogen-containing aromatic heterocycles under physiological conditions
생체 시스템 탐색 및 안전한 치료제 개발에는 분자 기능의 정밀한 시공간 제어가 필수적이다. 본 연구는 질소 함유 방향족 헤테로고리 생성을 위한 광유도 분자 내 고리화 반응에 대한 자체 개발 기술을 소개한다. 이 광반응은 o-나이트로벤질 옥심 에테르의 독특한 광반응성을 활용하며, 핵심 중간체로 이미닐 라디칼을 생성한다. 이를 통해 생체 내 환경에서 효율적인 고리화가 가능하다. 특히, 이러한 반응은 생리적 조건 및 세포 내에서 성공적으로 일어난다. 이는 생물학적 환경에서 광제어 가능한 분자 설계를 위한 새로운 가능성을 확장한다. …
Explainable artificial intelligence techniques for interpretation of food models: a review
인공지능(AI)은 복잡한 데이터 분석과 고난도 문제 해결에 필수적이며, 식품 공학 분야에서도 엄격한 품질 기준 충족을 위한 정확하고 신뢰할 수 있는 예측의 필요성이 증대되고 있습니다. 그러나 AI 모델의 복잡성 증가는 의사결정 과정의 불투명성을 야기하며, 이는 모델 해석 및 신뢰성 확보에 걸림돌이 됩니다. 특히 식품 품질 관리에서 스펙트럼 이미징을 활용한 AI 모델은 오염 물질 감지나 신선도 평가에 유용하지만, 불투명한 의사결정 과정으로 인해 채택이 제한되는 문제가 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 설명 가능한 AI(XAI)…
General C(sp3)–C(sp3)Cross-Coupling of Primary Amines via in Situ Diazene Formation
1차 아민은 가장 풍부하고 쉽게 구할 수 있는 작용기임에도 불구하고, 알킬 교차 짝지음 반응의 직접적인 파트너로 활용하는 연구는 미진했습니다. 본 연구는 비대칭 다이아젠의 현장 형성 및 가시광 유도 탈질소화를 통해 C(sp3)–C(sp3) 교차 짝지음을 위한 일반적인 플랫폼을 제시합니다. 이 접근법의 핵심은 N-벤조일옥시설파마이드의 개발입니다. 이는 1차 아민과 안정적인 O-벤조일하이드록실아민으로부터 단일 단계로 쉽게 제조되며, 약염기 촉진 조건에서 다이아젠으로 전환됩니다. 이후 저렴한 유기 삼중항 광증감제를 사용한 광증감 탈질…
Mechanochemically Synthesized ZIF-67/PANI-SSA Composites as Superior Adsorbents for the Removal of Basic Fuchsin from Water
수중 오염물질 제거를 위한 효율적인 흡착제 개발의 일환으로, ZIF-67 금속유기골격체와 1차원 나노구조 폴리아닐린 설포살리실레이트(PANI-SSA)를 다양한 중량비(ZIF-67 20–75 wt.%)로 기계화학적 합성하여 새로운 복합체를 제조했습니다. 이 복합체들은 FAAS, SEM-EDX, TGA, FTIR, 라만 분광법, N2 흡착, 전기 전도도 및 제타 전위 측정으로 특성화되었으며, 수용액에서 염기성 푸크신(BF) 염료 제거를 위한 흡착제로 탐색되었습니다. TGA 분석 결과 순수 성분보다 복합체의 열 안정성이 향상되었고, F…
In Vitro Inhibitory Activity of Three Hospital Biocides Against Multidrug-Resistant Clinical Isolates: A Pilot Study From Morocco
감염 예방 및 관리에 필수적인 살균제는 부적절한 준비나 희석 시 항균 활성이 저하될 수 있습니다. 본 연구는 모로코의 한 3차 진료 병원에서 분리된 다제내성 임상 균주에 대한 세 가지 병원 살균제(차아염소산나트륨 0.5%, 과산화수소 3%, 에탄올 70%)의 가시적 성장 억제 효과를 평가했습니다. 2026년 3월 1일부터 4월 10일까지 전향적 실험실 연구를 수행했으며, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, …
A ComputationalStudy on Type-I Sn Clathrateswith Inorganic and Organic Guests
반도체 클러스레이트는 Si, Ge, Sn, Sb 원자로 구성된 골격 내에 단원자 양이온 또는 음이온이 포획된 포접 화합물입니다. 본 연구에서는 밀도범함수 이론(DFT) 계산을 활용하여 다양한 무기 및 유기 이온(양이온: Rb+, Cs+, NH4+, CH3NH3+, (CH3)2NH2+, (CH3)3NH+, (CH3)4N+, (NH2)2CH+, (CH3)3S+; 음이온: F–, Cl–, Br–, I–, HCOO–, NO3–, BF4–, SCN–, CF3SO3–), 중성 분자(NH3), 그리고 염(CsI)을 포함하는 Sn 골격 기반의 T…
Asymmetric Kinetic Resolution of 2‐Aryl Oxetanes by Dinuclear Titanium Radical Catalysis
2-아릴 옥세탄은 유용한 고리형 합성 빌딩 블록이지만, 이 기질에 대한 광범위한 동역학 분해법은 부족했습니다. 본 연구는 온화한 조건에서 이핵 (살렌)티타늄 촉매를 이용한 라디칼 고리 열림 전략을 통해 2-아릴 옥세탄의 동역학 분해를 보고합니다. 이 반응은 다양한 아릴, 헤테로아릴 및 약물 접합 기질에 적용 가능하며, 높은 위치 및 거울상 선택성을 갖는 거울상 이성질체 농축 옥세탄을 제공합니다. 생성된 옥세탄은 다재다능한 키랄 플랫폼으로 작용하여 (S)-아토목세틴, (S)-니속세틴, (S)-플루옥세틴과 같은 의약적으로 중요한 표적…
Tribenzotriquinacene Fused Dimers (“Fusodimers”)—Synthesis and Host–Guest Properties
본 연구는 두 개의 입체 이성질체 트라이벤조트리퀴나센(TBTQ) 유도체인 syn-4와 anti-4의 합성 및 구조적 특성을 다룬다. 이 화합물들은 두 개의 견고한 TBTQ 그릇이 하나의 벤젠 고리를 공유하는 구조를 가지며, 각 TBTQ 단위의 세 인단 날개가 직교하여 네 개의 베라트롤 고리가 3차원 공간에서 직각 또는 평행하게 배열된다. 특히, 오목-오목한 형태의 syn-4 이성질체는 C60 및 C70 풀러렌과 1:1 복합체를 형성하는 호스트-게스트 특성을 보였다. 이는 용액 상태와 고체 상태 모두에서 1H NMR 분광법 및 X선…
D/PVA/I-1 as an Antibiotic Adjuvant: In Vitro Synergy and Membrane Permeabilization in MDR Bacteria
항생제 내성(AMR)은 현대 감염 의학의 주요 과제로, 다제내성(MDR) 병원균으로 인한 감염 치료 실패와 사망률 증가를 초래합니다. 기존 약물의 활성을 회복시키는 보조제를 통한 항생제 강화는 새로운 항균 물질 개발 없이 내성을 극복할 유망한 전략입니다. 본 연구는 덱스트린/폴리비닐 알코올/요오드 복합체(D/PVA/I-1)의 항생제 강화 활성을 임상적으로 중요한 MDR 표준 균주에 대해 평가했습니다. 연구는 9가지 표준 균주(황색포도상구균, 대장균, 폐렴간균, 아시네토박터 바우마니, 폐렴구균, 인플루엔자균)와 2가지 임상 분리주(…
Orbital Tuningof the β-Lactam Warhead:Intrinsic n → π* Preactivation in Cephalosporins
β-락탐 항생제의 안정성-반응성 역설, 특히 페니실린보다 낮은 고리 변형에도 불구하고 세팔로스포린이 높은 항균 효능을 유지하는 원리는 의약 화학 분야의 근본적인 난제로 남아있습니다. 본 연구는 세팔로스포린의 핵심 골격인 7-아미노데스아세톡시세팔로스포란산(7-ADCA)의 고유한 입체 구조를 레이저 삭마 광대역 회전 분광법과 고수준 양자 화학 계산을 통해 규명했습니다. 페니실린에서 관찰되는 수소 결합 매개 활성화와는 달리, 7-ADCA에서는 카르복실 산소와 β-락탐 카르보닐 사이의 미묘한 n → π* 궤도 상호작용을 통해 전자적으로 …
Resolving conformational polymorphism in disulfide-rich peptide drugs
이황화물 결합이 풍부한 펩타이드 치료제는 견고한 구조와 높은 안정성, 표적 특이성을 가지지만, 고유한 다형성 및 구조적 이질성으로 인해 기존 분석법으로는 미묘한 구조 변이를 구별하기 어려웠습니다. 이는 고도로 제약된 펩타이드 골격 내에서 발생하는 복잡한 구조적 변화를 포착하는 데 한계가 있기 때문입니다. 본 연구에서는 지코노타이드와 리나클로타이드 제조 배치에 대해 고리형 이온 이동성-질량분석법(cIM-MS)을 가속 열 스트레스 테스트와 결합하여 적용했습니다. 그 결과, 두 약물 모두 자연 상태에서도 상당한 입체 이성질체 이질성을 …
Mid-Infrared Quantum Cascade Laser Sensor System with Molecularly Imprinted Polymer Solid Phase Enrichment for Diclofenac Monitoring
복잡한 매트릭스와 낮은 표적 농도로 인해 폐수 내 의약품 미량 오염물질의 실시간 모니터링은 여전히 어렵다. 본 연구는 널리 사용되는 소염제이자 EU 우선 오염물질인 디클로페낙(DCF)을 정량적으로 식별하기 위해 중적외선 양자 캐스케이드 레이저(QCL) 흡수 분광법과 선택적 시료 전농축을 결합한 현장 배치형 폐수 분광 분석기(WSA)를 개발했다. 개발된 시스템은 원시 시료에서 미립자를 제거하기 위한 여과, 디클로페낙 분자 각인 고분자(MIP) 기반 고체상 추출(SPE)을 통한 선택적 농축, 그리고 메탄올 용액으로 용리된 시료를 중적…
Halogen Bonding‐Mediated Radical Cyclisation of Aryl Halides
아릴 할라이드는 합성적으로 유용한 아릴 라디칼의 안정적인 전구체이지만, 기존 라디칼 생성법은 대개 다량의 주석/실리콘 시약이나 귀금속 광촉매를 고희석 조건에서 요구했습니다. 이는 생산성과 지속가능성 측면에서 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 삼차 아민이 광화학 조건에서 아릴 할라이드의 환원성 고리화를 매개할 수 있음을 보였습니다. 삼차 아민은 광활성 할로젠 결합 복합체 형성을 통해 아릴 라디칼 생성을 촉진하며, 동시에 온화한 최종 환원제 역할을 수행합니다. 강력한 양론적 환원제를 사용하지 않음으로써, 이 반응은 이분자 아릴 할라…
A Review ofAmmonia (NH3) Adsorption inPorous Solids
암모니아(NH3)는 비료로 농업 분야에서 중요하며, 재생 가능하고 탄소 없는 에너지원의 잠재력을 가진 수소 운반체입니다. 이러한 이점들로 인해 효율적인 NH3 합성 및 분리 시스템 개발이 필수적입니다. 기존 하버-보쉬 공정은 고온/고압에서 합성하고 저온 응축을 통해 NH3를 분리하지만, 이는 에너지 집약적입니다. 본 총설은 다공성 고체 흡착제를 활용한 NH3 분리 기술을 에너지 효율적인 대안으로 탐구합니다. 제올라이트, 금속-유기 골격체(MOF), 공유결합 유기 골격체(COF), 수소결합 유기 골격체(HOF), 다공성 유기 고분자…
Nanoscale sensing of spatial correlations in nonequilibrium current noise
질소-공동(NV) 중심은 전류 잡음을 공간적으로 분석하는 데 활용되는 탐침입니다. 현재까지 NV 중심을 이용한 전류 잡음 감지는 주로 평형 수송 계수를 탐색하는 방식으로 사용되어 왔습니다. 본 연구는 볼츠만 체제에서 비평형 전류 잡음의 시공간적 상관관계를 계산하는 프레임워크를 개발했습니다. 이 프레임워크를 전류가 인가된 정상 상태의 2차원 금속에 적용했습니다. 우리는 잡음의 공간 구조가 전자의 비평형 분포 함수의 특성을 드러내며, 더 나아가 수송을 담당하는 여기(excitation)의 본질과 수명을 밝혀낼 수 있음을 주장합니다. …
The Catalytic AsymmetricAlkylation of Olefins withAlcohol Derivatives
올레핀과 아렌은 풍부하고 다용도적인 원료 화학물질입니다. 아렌의 친전자성 알킬화는 고도로 발전된 기술인 반면, 올레핀의 알킬화는 상대적으로 미개발 상태입니다. 본 연구에서는 아세테이트를 친전자체로 사용하여 비활성화된 올레핀의 비대칭 촉매 벤질화 및 알릴화를 보고합니다. 이 반응은 실릴륨 루이스 산으로 작용하는 단일 이미도디포스포르이미데이트 유기촉매에 의해 촉매됩니다. 메커니즘 연구는 입체선택적 이온쌍 형성을 특징으로 하는 에난티오수렴성 SN1 메커니즘을 지지하며, 이는 동역학적 분해능을 유도합니다. 생성된 거울상 이성질체 농축 …
A review of thermal hazard formation mechanisms and regulation strategies of hydrophobic silica aerogels
소수성 실리카 에어로젤(HSA)은 저밀도, 고다공성, 초저열전도성을 특징으로 하는 나노다공성 소재로, 건축 단열, 석유화학 공학, 신에너지 시스템 열관리, 항공우주 등 다양한 분야에서 고성능 단열재로서 큰 잠재력을 보여왔습니다. 그러나 열 단열 적용이 확대됨에 따라 소수성 개질 과정에서 도입되는 유기 작용기로 인한 잠재적 열적 위험에 대한 우려가 커지고 있습니다. HSA의 고유한 인화성은 높은 화재 안전 기준이 요구되는 단열 분야에서의 적용을 심각하게 제한합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 HSA의 열분해 및 연소 메커니즘에 대…
Microwave-assisted synthesis of indolizines from 1H-pyrrolo[3,4-b]pyridine scaffolds
본 연구는 쉽게 접근 가능한 퓨즈드 피롤 골격을 활용하여 인돌리진 유도체를 효율적으로 합성하는 2단계 전략을 제시합니다. 기존의 합성법에서 발생하는 수율 및 반응 시간 문제를 개선하고자 하였습니다. 첫 번째 단계에서는 빌스마이어-하크(Vilsmeier–Haack) 포르밀화를 통해 해당 피롤 알데하이드를 높은 수율로 성공적으로 얻었습니다. 이 중간체는 인돌리진 합성을 위한 핵심 전구체 역할을 합니다. 이어서, 마이크로파 조사 조건 하에서 브로모알릴 시약과의 고리화 반응을 진행하여 인돌리진 유도체들을 효과적으로 합성했습니다. 마이크…
Sustainable synthesis of Ag/UiO-66 composites using recycled silver for efficient adsorption of methylene blue and crystal violet
합성 염료는 독성이 강하고 잔류성이 높아 효과적인 수처리 기술이 필수적이며, 금속-유기 골격체(MOF)는 유망한 흡착제로 주목받고 있습니다. 본 연구에서는 염산 조절 용매열 합성법을 통해 결함이 제어된 지르코늄 기반 UiO-66 골격체를 합성했습니다. 이후 전기 접점 폐기물에서 회수한 은을 활용한 후처리 함침-환원법으로 은 나노입자를 UiO-66에 도입하여 Ag/UiO-66 복합체를 제조했습니다. 제조된 Ag/UiO-66 복합체는 메틸렌 블루(MB) 및 크리스탈 바이올렛(CV)과 같은 양이온성 염료 제거에 활용되었습니다. 분석 결…
Rational design, synthesis, and antimicrobial evaluation of novel 1,2,3-triazole hybrids: structure–activity relationships, molecular docking, and DFT studies
본 연구는 2,4-다이클로로페닐-1,2,3-트리아졸 유도체와 찰콘, 하이드라존, 티오/세미카바자이드, 카바메이트, 피라졸을 포함하는 구조적 하이브리드를 합리적으로 설계하고 합성하여 특성을 분석했습니다. 합성된 화합물들의 항균 활성은 그람 양성 및 음성 세균, 그리고 칸디다 알비칸스(Candida albicans)에 대해 평가되었으며, 구조에 따른 명확한 활성 프로파일을 확인했습니다. 테스트된 화합물 중 모체 트리아졸-아세틸 골격(화합물 3)은 가장 일관된 광범위 항균 활성을 보였습니다. 이 화합물은 대장균, 헬리코박터 파일로리, …
Cytosine-RichDNA Aptamers Reveal Recognition Principlesfor Structurally Diverse Lipopolysaccharides
리포다당류(LPS)는 구조적으로 이질적인 당지질로, 그 가변적인 구성과 초분자 구조 때문에 분석용 인식 요소 설계가 어렵습니다. 본 연구에서는 네 가지 LPS 시료에 대해 자성 비드 기반 SELEX를 독립적으로 수행하여 세 가지 사이토신 풍부 DNA 앱타머를 얻었습니다. 이 앱타머들은 O-항원 유무와 관계없이 구조적으로 상이한 다섯 가지 LPS 시료에 나노몰 수준의 겉보기 해리 상수(Kd)로 결합했습니다. 돌연변이 분석 결과, C-풍부 서열 구조의 변형은 결합력을 크게 저해했으며, 독립적인 선별 과정에서 이러한 모티프가 반복적으로…
Development of camellia oil-based beverage and its anti-atherosclerotic effects in ApoE−/− mice
동맥경화증은 전 세계적으로 심혈관 질환의 주요 원인이다. 동백 오일은 항동맥경화 특성을 보이지만, 강한 풍미와 기름진 질감으로 인해 직접 섭취가 제한적이다. 본 연구는 유백색 외관과 개선된 맛을 지닌 동백 오일 기반 음료를 개발하고, ApoE−/− 마우스에서 그 항동맥경화 효과를 평가했다. 연구팀은 동백 오일 수중유적형 에멀션을 최적화하고 안정성, 입자 크기, 제타 전위를 특성 분석했다. 고지방식이 ApoE−/− 마우스에 8주간 음료를 투여한 후, 대동맥 Oil Red O 염색, 혈청 지질 분석, UHPLC-Q-TOF/MS 기반 …
Wuchuyuamines A-G, seven new alkaloids isolated from the fruits of Tetradium ruticarpum and their antifungal activities
식물 병원성 곰팡이로 인한 작물 질병은 수확량과 식량 안보를 심각하게 위협하며, 새로운 친환경 살균제 개발의 필요성을 증대시킨다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 위해 오수유 열매에서 36가지 알칼로이드를 분리했으며, 이 중 7가지(1-4, 23, 29, 30)는 신규 화합물로 확인되었다. 이들 화합물의 구조는 광범위한 분광학적 분석을 통해 규명되었다. 충분한 양이 확보된 화합물들의 항균 잠재력은 세 가지 식물 병원균(Alternaria solani, Bipolaris sorokiniana, Fusarium odoratissimum…
HeterometallicExtended Metal Atom Chain Complexeswith Carboxylate (O2CX) Axial Ligands
본 연구는 치환된 벤조에이트 축 리간드(O2CC6H4X)를 포함하는 Mo2Ni(dpa)4(O2CC6H4X)2 이종 금속 원자 사슬 복합체의 합성을 보고한다. 여기서 X는 파라 치환체(CH3, H, I, CN, CF3)이다. 이 화합물들은 기존에 보고된 Mo2Ni(dpa)4(OTf)2 전구체와 두 당량의 [NEt4][O2CC6H4X] 카르복실레이트 염을 반응시켜 합성되었으며, 유사 할로젠화물 축 리간드 치환에 대한 이전 연구를 기반으로 한다. 결정학적, 분광학적, 자기적 측정 결과, 합성된 화합물들은 유사한 구조적 및 분광학적 특성…
Scalable ω‐Substituted α‐Olefins via Living Chain Transfer Telomerization: A Platform for Next Generation Polyolefins
본 연구는 차세대 폴리올레핀 합성을 위한 플랫폼으로서, 실용적이고 확장 가능한 양의 이성질체 순수 ω-치환 α-올레핀(X-(CH2)m(CH2CH2)n-1CH=CH2)을 생산하는 새로운 방법을 제시한다. 이 올레핀들은 좁은 푸아송 몰 질량 분포를 가지며, n-머(n=1-10) 형태로 분리 가능하다. 합성 과정은 두 단계의 원팟(one-pot) 공정으로 이루어진다. 첫째, 트리스(ω-치환 알킬)알루미늄과 에텐, 소량의 디에틸아연을 이용한 리빙 삼원 연쇄 이동 텔로머화 반응을 수행한다. 이때, CPAM Hf 전구체와 보레이트 공-개시제…
Electron-RichAcetylenic Nanostructures with <i>In Situ</i> Chelated UltrafinePalladium Nanoclusters for EfficientLiquid-Phase Reaction Catalyst
균일하게 분산된 초미세 금속 나노클러스터 촉매 개발은 큰 관심을 받고 있으나, 특정 전자 환경과 명확한 기공을 가진 지지체를 합성하여 응집을 막는 것은 여전히 어렵습니다. 본 연구에서는 팔라듐/구리 공촉매를 이용한 중합을 통해 탄소 풍부 아세틸렌 나노구조인 폴리(1,3,5-트라이에티닐벤젠)(PTEB)을 합성하고, 이를 활용하여 약 0.4 nm 크기의 초미세 팔라듐 나노클러스터를 제자리에서 킬레이트화했습니다. PTEB의 광범위한 π-공액 구조는 전하 이동을 통해 팔라듐 배위를 강화하는 전자 풍부 환경을 제공하며, 고유한 기공 구조는…
A Multi-Layered Proteogenomic Framework for the Prioritization of Cell Surface Therapeutic Targets: Proof-of-Concept for Metastatic Colorectal Cancer
종양 특이적 세포 표면 표적 식별은 방사성 리간드 및 항체 기반 치료제를 포함한 정밀 종양학 치료법 개발에 필수적입니다. 그러나 기존 전략은 단일 계층 분석에 의존하며 단백체, 유전체 및 임상 메타데이터의 체계적인 통합이 부족한 실정입니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 정량적 단백체 데이터와 단백질 국소화, 정상 조직 발현, 약물 가능성에 대한 메타데이터를 통합하는 다층 단백체유전체 필터링 프레임워크를 개발했습니다. 연구팀은 11가지 상호 보완적인 필터링 전략을 적용한 후, 세포외 접근성 및 단백질 순위, 국소화, 임상적 …
StructuralConstraint of Overcrowded Alkenes: Macrocyclizationof 9,9′-Bifluorenylidene
본 연구는 9,9′-바이플루오레닐리덴(BF)에 알킬 브릿지를 도입하여 분자 변형을 정밀하게 조절하는 거대고리형 Cyclic BF 및 Cyclic Bis-BF를 성공적으로 합성했습니다. 기존의 9,9′-바이플루오레닐리덴 기능화에서 발생하는 심각한 입체 장벽은 변형된 Barton–Kellogg 반응을 통해 극복되었습니다. NMR 분광법, 단결정 X선 회절, DFT 계산, UV-Vis 분광법 및 전기화학 측정을 포함한 종합적인 특성 분석을 수행했습니다. 이를 통해 변형 유도형 구조 고정(strain-induced conformation…
Expanding the Scope of 1,2‐Diazepines Through Alternative Activation Strategies
1,2-다이아제핀 골격은 여러 생리활성 화합물의 핵심 구조임에도 불구하고, 복잡한 합성 과정으로 인해 의약품 개발에 제한적으로 활용되어 왔습니다. 최근 광화학적 접근법을 통해 피리디늄 일라이드로부터 이 중간 크기 아자헤테로고리에 효율적으로 접근하는 길이 열렸습니다. 본 연구에서는 1,2-다이아제핀 합성을 위한 세 가지 새로운 활성화 전략을 제시합니다. 첫째, 아실 아자이드 중간체를 통해 카복실산(아미노산 포함)으로부터 아실화된 1,2-다이아제핀을 합성합니다. 둘째, α-다이아조케톤을 청색광 조사로 케텐으로 전환하여 아실화된 1,2-…
Panel of Cephem-ScaffoldProbes to Fluorescently DetectCopper through Copper Catalysis
생체 시스템 내 저농도 구리 검출을 위한 형광 탐침은 다양하게 개발되었으나, 낮은 구리 농도에서 미약한 형광 변화를 보이는 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 구리 촉매 반응을 통해 구리 일부를 재활용하여 형광 신호를 증폭시키는 활성 기반 구리 탐침을 개발했습니다. 개발된 탐침은 우수한 민감도를 보였으며, 세포 내 실험에도 성공적으로 적용될 수 있음을 확인했습니다. 이는 기존 탐침의 낮은 신호 증폭 문제를 극복하고, 생체 내 미량 구리 검출의 정확도를 높이는 데 기여합니다. 이러한 시스템은 저농도로 존재하는 …
Genomic insights into the local adaptation of spontaneous olive trees in the Mediterranean Basin highlight the need for conservation planning in the face of global change
지중해 분지는 기후 및 전 지구적 변화에 매우 취약한 생물 다양성 보고이며, 야생 올리브 나무는 이 지역의 생태적, 문화적, 사회경제적 핵심 요소입니다. 본 연구는 야생 올리브 나무가 과거 기후 조건에 어떻게 반응했는지 분석하여, 온도와 강수량 등 지역 환경에 대한 적응력을 확인했습니다. 유전체 분석을 통해 야생 올리브 개체군이 지닌 유전적 다양성을 조사하고, 재배 올리브로부터의 유전자 흐름이 야생 개체군의 적응 잠재력을 감소시키지 않음을 밝혀냈습니다. 이는 야생 올리브가 급변하는 환경 속에서도 고유의 적응력을 유지하고 있음을 시…
Redox‐Tuned Oxycarbamates Enable Divergent C─N and C─C Functionalization of Indolizines Under Photoredox Catalysis With Green Light
질소 중심 라디칼(NCR)은 C-N 결합 형성에 직접 활용될 수 있으나, 강한 환원성 광촉매, 고에너지 조사, 그리고 경쟁 라디칼 전이 경로에 대한 불완전한 제어 등의 한계로 인해 활용이 제한적이었습니다. 본 연구는 노나플루오로메시틸설포닐(Nms) 치환 옥시카바메이트가 완화된 산화환원 전위를 갖는 아미딜 라디칼 전구체임을 밝히고, 이들이 이색성 루테늄 광촉매에 의해 녹색광 조건에서 활성화될 수 있음을 보여줍니다. 전자 결핍성 설포닐 그룹은 N-O 결합의 환원 전위를 충분히 낮춰, 온화한 조건에서 단일 전자 분열을 가능하게 합니다.…
Quartz-enhanced laser spectroscopy sensing
가스 감지 기술은 환경 모니터링, 산업 공정 제어, 의료 진단 등 다양한 분야에서 필수적으로 활용됩니다. 본 연구는 고품질 계수, 우수한 잡음 내성, 소형화 및 저비용의 장점을 지닌 석영 진동자(QTF)를 활용한 분광 기술에 주목합니다. QTF 기반의 핵심 분광 기술인 석영 증폭 광음향 분광법(QEPAS)과 광유도 열탄성 분광법(LITES)의 주요 혁신을 종합적으로 검토했습니다. QEPAS 분야에서는 고출력 여기 방법, 새로운 여기원, 향상된 QTF 검출 요소, 음파 증폭 전략을 분석했습니다. LITES 분야에서는 광학 공동 증폭…
Beyond coordination and covalent bonds: Stabilization strategies and emerging applications of metal hydrogen-bonded organic frameworks
금속-수소결합 유기 골격체(MHOF)는 금속-유기 단위의 수소결합 기반 자가 조립으로 형성되는 새로운 결정성 다공성 물질이다. 기존의 금속-유기 골격체(MOF)나 공유결합 유기 골격체(COF)에 비해 수소결합의 상대적 약점으로 인해 합성이 어렵다는 문제가 있다. 하지만 금속-유기 빌딩 블록의 합리적 설계, 산성도/염기성도 정밀 제어, 전략적 위상 계획을 통해 안정적이고 영구적인 다공성 MHOF를 성공적으로 구현할 수 있다. 수소결합과 다공성의 시너지 효과는 MHOF에 고유한 물리화학적 특성을 부여하며 다양한 기능 탐색의 기회를 제…
Recent advances in MOF-based composites engineered for dyes and metal ions removal from aqueous environments. A review
금속-유기 골격체(MOF)는 높은 표면적, 조절 가능한 다공성 및 다기능 활성 부위를 통해 폐수 처리에 유망한 소재로 부상했습니다. 그러나 수성 환경에서의 불안정성과 금속 또는 리간드 종의 용출은 실제 적용에 있어 주요한 한계점으로 작용합니다. 본 총설은 유기 염료 및 중금속 이온 제거를 위해 설계된 MOF 하이브리드 복합체의 최근 발전을 다룹니다. 특히, 수 안정성과 재활용성을 향상시키는 복합체 설계 및 기능화 접근법에 중점을 둡니다. 등온 흡착 및 동역학 모델, 그리고 MOF 성능을 지배하는 흡착 메커니즘을 분석합니다. 또한, …
1,4-Diazatriphenylene and Its Hetero-Fused Analogs: Synthesis and Applications
본 총설은 1,4-다이아자트리페닐렌 및 관련 구조 유사체의 합성법 최신 동향을 다룹니다. 특히 2,3-다이(헤트)아릴 치환 피라진 유도체의 축합 반응과 분자 내 고리화 반응에 중점을 둡니다. 주요 방법론으로는 산화적 광 고리화(Mallory 반응), 분자 내 고리화 탈수소화(Scholl 반응), 그리고 2-비스(헤트)아릴 치환 1,4-다이아진 유도체를 포함하는 분자 내 SNH(수소의 친핵성 방향족 치환) 반응이 있습니다. 또한, 이 화합물들이 유기 전자공학 분야에서 형광 및/또는 반도체 재료로 활용될 잠재력과 배위 화학 및 생물…
The Hidden Complexities of Electrochemically Active Surface Area Measurements
전기화학 분야에서 정량적 비교를 위해 표면적 정규화는 필수적이지만, 면적의 의미에 대한 모호함이 해석과 재현성을 저해합니다. 본 연구는 표면 거칠기 및 구조의 기하학적 척도인 실제 표면적과 특정 패러데이 반응에 참여하는 표면 부위의 조건 의존적 하위 집합인 전기화학 활성 표면적을 구분합니다. 이중층 전기용량과 흡착 제한 전하 이동 반응이 전극 표면의 다른 영역을 탐색하는 방식과, 이들의 해석 및 기준값이 겉보기 면적, 실제 표면적 또는 전기화학 활성 표면적 중 무엇에 해당하는지를 명확히 합니다. 또한, 일반적으로 사용되는 기준값들…
Advances in eco-efficient and accelerated sol–gel routes for hybrid nanostructures
졸-겔법은 세라믹, 유리, 하이브리드 나노구조체 제조에 유용한 기술이지만, 기존 방식은 긴 반응 시간, 고온 처리, 유독성 유기 용매 사용 등의 한계가 있습니다. 본 총설은 친환경 전략과 고속 졸-겔 경로를 결합하여 지속가능성과 합성 효율을 높이면서 재료 성능을 유지하거나 향상시킬 수 있다는 가설을 평가합니다. 보고된 연구들은 친환경 조성물이 용매 관련 위험과 VOC 배출을 70~90%까지 줄일 수 있음을 보여줍니다. 또한, 최적화된 마이크로파 또는 초음파 활성화를 통해 겔화 및 건조 단계를 수 시간에서 수 분으로 단축시킬 수 있…
Multimodal <scp>AI</scp> for Real‐Time Food Safety and Quality: From Sensors to Foundation Models, Edge Deployment, and Regulation
식품 안전 및 품질을 실시간으로 보장하기 위해서는 농장에서 소매점에 이르기까지 시각, 분광학, 휘발성 물질, 바이오센싱, 공정 원격 측정 등 다양한 신호를 활용하여 신속한 의사 결정이 필요합니다. 본 연구는 이러한 이종 데이터를 융합하는 멀티모달 인공지능(AI)이 유해 물질 감지, 진위 확인, 신선도 예측에 어떻게 활용될 수 있는지 조사하고 요약합니다. 데이터 엔지니어링 관행으로는 시간 동기화, 실제 데이터와의 공동 등록, 다중 사이트 및 다중 계절 일반화를 위한 강력한 샘플링을 포함하여 이질적인 스트림을 분석 준비 상태로 만드는…
4-Aminoalkylquinolines as Potent Antitubercular Agents Targeting the Cytochrome bc 1 Complex
결핵균의 사이토크롬 bc1 복합체를 표적으로 하는 새로운 항결핵제 개발을 위해 4-아미노알킬퀴놀린 유도체를 합성하고 평가했습니다. 이 화합물들은 결핵균에 대해 강력한 활성을 보였으며, 특히 대표 화합물의 구조는 단결정 X선 회절 분석을 통해 명확히 확인되었습니다. 선별된 분자들은 베로(Vero) 및 헵G2(HepG2) 세포에서 양호한 선택성을 나타냈고, 비결핵성 세균에 대해서는 제한적인 활성을 보였습니다. 시험관 내 ADME(흡수, 분포, 대사, 배설) 프로파일링 결과, pH 의존적인 용해도, 우수한 투과성 및 빠른 대사 회전율이…
Tetrazole-based fluorescent probe for sensitive detection of Cu2+: photoluminescence, biological activity, DNA/BSA interaction, and theoretical insights
질소 함량이 높은 헤테로고리 화합물인 테트라졸(TZ)은 금속 이온과 강력하게 배위 결합할 수 있는 독특한 방향족 고리 구조를 가지고 있습니다. 본 연구에서는 테트라졸 기반 형광 프로브인 1,4-다이(테트라졸-5-일)부탄(DTB)의 화학 감지, 생물학적 및 전산학적 특성을 종합적으로 탐구했습니다. 형광 분광법 분석 결과, DTB는 구리 이온(Cu2+)에 대해 뛰어난 민감도와 선택성을 보였으며, Cu2+ 존재 시 광발광(PL) 강도가 현저히 소광되었습니다. 다양한 금속 이온 중 Cu2+가 가장 높은 소광 효율을 나타냈으며, 검출 한계…
Standoff LITES Sensor Based on a Frequency‐Stabilized Encased Quartz Tuning Fork
본 연구는 주파수 안정성을 향상시킨 밀봉형 수정 진동자(QTF) 기반의 원거리 광유도 열탄성 분광법(standoff-LITES) 센서를 최초로 제안하고 시연했습니다. QTF의 최적 작동 온도는 약 0°C로 설정되었으며, 3.27 µm 파장대의 DFB-ICL 레이저를 사용하여 물(H2O)과 메탄(CH4)의 흡수선을 포함하는 3056.8–3058.1 cm−1 범위의 파수를 방출했습니다. 센서는 오프축 포물면 거울과 5m 떨어진 협력 타겟을 활용하여 총 10m의 흡수 경로를 구현했습니다. 개발된 standoff-LITES 센서 시스템은…
Boosting Photocatalytic <scp> H <sub>2</sub> O <sub>2</sub> </scp> Synthesis Over <scp>HKUST</scp> ‐1 <scp>MOFs</scp> ‐Derived Hollow <scp>HKUST</scp> ‐1@ <scp>CuFePBA</scp> @ <scp>CuS</scp> Heterojunctions
최근 광촉매를 이용한 과산화수소(H₂O₂) 합성이 주목받고 있으나, 광전자 부족, 낮은 산소 흡착 능력, 높은 열역학적 장벽 등으로 인해 광촉매 활성이 제한되는 문제가 있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 속이 빈 HKUST-1@CuFePBA@CuS (HS@CuFe@CuS) 이종접합 광촉매를 개발했습니다. 입방형 HKUST-1 금속-유기 골격체(MOF)를 전구체로 사용하여 합성했습니다. HKUST-1에서 방출된 Cu²⁺ 이온을 통해 HKUST-1 표면에 CuFe 프러시안 블루 유사체(CuFePBA) 나노시트를 성장시키고,…
The Indole Scaffold in Biochemistry and Therapeutics: A Privileged Structure with Diverse Chemical, Biological, and Clinical Significance
인돌 골격은 의약 화학에서 탁월한 구조적 모티프로, 뛰어난 화학적 다용성, 생물학적 보편성 및 임상적 관련성으로 주목받고 있습니다. 본 총설은 인돌 핵에 대한 최근 연구를 종합적으로 분석하며, 그 물리화학적 특성, 반응성 패턴, 그리고 다양한 생물학적 표적과의 상호작용 능력에 중점을 둡니다. 세로토닌 및 멜라토닌과 같은 주요 내인성 화합물에서 발견되는 인돌은 신경화학적 신호 전달, 일주기 조절 및 시간-대사 항상성의 초석 역할을 합니다. 생리적 역할 외에도, 합성 인돌 유도체는 종양학, 감염성 질환, 신경퇴행성 질환, 면역 조절 …
Computational design of metallohydrolases
새로운 효소를 설계하는 데 있어, 표적 화학 반응의 전이 상태를 안정화하는 이상적인 촉매 활성 부위를 갖춘 단백질을 구축하는 것은 중요한 과제입니다. 기존의 생성형 인공지능 방법은 촉매 잔기의 서열 위치와 골격 좌표를 모두 지정해야 한다는 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 이러한 제약 조건을 제거한 RFdiffusion2를 개발하고, 양자 화학 기반의 활성 부위 기하학적 구조로부터 아연 금속수해효소를 설계했습니다. 초기 96개 설계에 대한 실험 결과, 가장 활성이 높은 효소는 16,000 M−1 s−1의 촉매 효율(kcat/KM)…
An Electrochemical Oxidative Two‐Fold C─C Bond Formation of Indolizines With Xanthenes
본 연구는 인돌리진과 잔텐 간의 직접적인 탈수소 C-C 커플링을 위한 효율적이고 온화한 전기화학적 전략을 개발했습니다. 이 방법은 전이 금속 촉매나 산화제 없이 진행되며, 새로운 인돌리진 유도체를 최대 85%의 수율로 성공적으로 합성했습니다. 개발된 절차는 조작이 간편하며, 생성물은 크로마토그래피 정제 과정 없이도 분리할 수 있습니다. 특히, 그램 규모 반응에서도 우수한 성능을 보여 대규모 생산 가능성을 시사합니다. 또한, 본 접근법의 지속가능성은 친환경 지표를 통해 평가되었습니다. 전기화학적 연구와 제어 실험을 바탕으로, 본 …
The Redox Properties of Polyphenols and Their Role in ROS Generation for Biomedical Applications
폴리페놀, 특히 카테콜은 자연 및 산업 부산물에서 유래하는 화합물로, 다양한 물리화학적 및 생물학적 특성을 지닌다. 본 총설은 이들의 핵심적인 산화환원 특성에 주목하여, 항산화 작용과 더불어 반응성 산소종(ROS) 생성을 정밀하게 조절하는 이중적 능력에 대해 조명한다. 이러한 이중적 특성은 폴리페놀이 나노입자, 하이드로젤, 생체접착제, 코팅 및 멤브레인 등 다양한 생체재료 개발에 활용될 수 있는 기반을 제공한다. 항균 전략, 첨단 암 치료, 조직 재생 분야에서 폴리페놀의 ROS 조절 능력이 치료 효과를 유도하는 방식이 탐구된다. …
Imidazo[1,2- a ]pyridines in Medicinal Chemistry: Recent Advances in Synthesis and Biological Activities
이미다조[1,2-a]피리딘(imidazo[1,2-a]pyridine)은 의약 화학 분야에서 중요한 골격으로, 다양한 생물학적 활성을 나타내며 신약 개발에 있어 주목받고 있습니다. 본 총설은 이 화합물 계열의 최근 합성 전략과 생물학적 응용에 대한 포괄적인 최신 정보를 제공합니다. 특히, 합성 방법의 다양성과 그에 따른 구조적 변형 가능성에 초점을 맞춥니다. 문헌 분석을 통해 이미다조[1,2-a]피리딘 유도체들의 항암, 항균, 항염증, 항바이러스 등 광범위한 약리 활성이 확인되었습니다. 이는 해당 골격이 여러 질병 치료제 개발에 활…
The ProteomeXchange consortium in 2026: making proteomics data FAIR
질량 분석법(MS) 기반 프로테오믹스 분야에서 개방형 데이터 표준화를 목표로 설립된 ProteomeXchange 컨소시엄은 지난 3년간 상당한 발전을 이루었습니다. PRIDE, PeptideAtlas, MassIVE, jPOST, iProX, Panorama Public 등 3개 대륙에 걸쳐 있는 6개 회원 데이터베이스를 통해 데이터 제출 건수가 매년 가속화되고 있습니다. 2025년 6월까지 ProteomeXchange 리소스에 총 64,330개의 데이터셋이 제출되었으며, 이 중 30,097개(47%)가 지난 3년 동안 제출되었습…
Microwave-Assisted Organic Synthesis: An Eco-Friendly Method of Green Chemistry
화학 산업의 환경 및 인체 유해성 문제를 해결하고 유엔 지속가능발전목표를 달성하기 위해 1996년 그린 케미스트리 개념이 도입되었습니다. 이는 독성 물질 생성을 줄이고 지속가능한 화학 물질 및 공정을 개발하여 합성 방법의 효율성을 높이고 더 안전하며 독성이 적은 화학 물질을 만드는 것을 목표로 합니다. 이러한 맥락에서 마이크로파를 활용한 유기 반응은 화학 합성에 혁명적인 변화를 가져왔습니다. 마이크로파 화학은 사용되는 용매의 환경 영향을 최소화하며, 합성 화학 분야에서 선호되는 방법으로 자리매김했습니다. 본 연구는 마이크로파 유…
Recent advances in magnetic nanocatalysts for synthesis of imidazo[1,2- a ]pyridine frameworks
이미다조[1,2-a]피리딘 유도체는 의약화학, 재료과학, 농화학 분야에서 폭넓게 활용되는 중요한 질소-융합 헤테로고리 화합물입니다. 이러한 화합물의 효율적인 합성은 관련 산업 발전에 필수적이며, 지속 가능한 합성 전략에 대한 요구가 증가하고 있습니다. 본 연구는 이미다조[1,2-a]피리딘 골격 합성을 위한 자성 나노촉매(MNCs)의 최근 발전에 주목합니다. MNCs는 반응 효율성을 높이고 촉매 회수 및 재활용을 용이하게 하여 친환경적인 합성 경로를 제공하는 지속 가능한 플랫폼으로 각광받고 있습니다. 다양한 유형의 자성 나노촉매들…
Special Issue “Heterocyclic Compounds: Synthesis, Design, and Biological Activity”
유기화학에서 유기 화합물은 주로 탄소-수소 골격의 유도체로 정의되지만, 헤테로고리 화합물은 하나 이상의 탄소 원자가 질소, 산소, 황과 같은 다른 원자로 대체된 고리 구조를 특징으로 합니다. 이러한 구조적 특성으로 인해 헤테로고리 화합물은 자연계에 풍부하게 존재하며, 의약품, 농약, 재료 과학 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다. 본 특별호는 헤테로고리 화합물의 합성 전략, 분자 설계 원리, 그리고 생물학적 활성 및 기타 응용 분야에 대한 최신 연구 동향을 다룹니다. 다양한 합성 경로를 통해 새로운 헤테로고리 골격을 구축하고…
On the Question of the Full Selective Synthesis of Potentially Bioactive of 2-(tert-Butyl)-3-hydroxy-7-2,3-dihydro-1H-pyrrolo[3,4-c]pyridin-1-ones and Their Derivatives: Experimental and DFT Computational Study
본 연구는 잠재적 생체 활성 화합물인 2-(tert-부틸)-3-하이드록시-7-2,3-다이하이드로-1H-피롤로[3,4-c]피리딘-1-온 및 그 유도체들의 완전한 위치선택적 합성에 대한 실용적인 접근법을 제시한다. 실험실에서 개발된 반응 프로토콜은 간단하고 온화한 조건에서 진행된다. 합성된 모든 화합물은 안정하고 순수하며 결정성이 우수함을 확인하였다. 스펙트럼 데이터와 X-선 분석 결과를 통해 쉽게 식별할 수 있다. 반응 메커니즘의 핵심적인 측면들은 DFT 양자화학 계산을 통해 심층적으로 규명되었다. 이를 통해 반응 경로에 대한 이…
I2 and the Deep Eutectic Solvent ChCl–Tartaric Acid Promote the Addition–Oxidative Cyclization of 2-Aminopyridines and Chalcones to Obtain Imidazo[1,2-a]pyridines
질소 함유 헤테로고리는 의약 화학 및 재료 과학 분야에서 폭넓게 응용되어 지속적인 연구 대상입니다. 본 연구는 2-아미노피리딘과 칼콘(1,3-다이페닐프로프-2-엔-1-온)을 반응시켜 이미다조[1,2-a]피리딘을 합성하는 효율적인 촉매 시스템을 제시합니다. 이 시스템은 딥 유텍틱 용매(DES)인 염화콜린(ChCl)–타르타르산(1:2)과 I2로 구성됩니다. 제안된 반응 메커니즘에 따르면, DES는 칼콘의 카보닐기를 활성화하여 공액계의 편극을 증대시키고, 이어서 I2가 C=C 이중 결합에 친전자성 첨가 반응을 일으킵니다. 생성된 중간체…
Cu/Zn/histidine supramolecular assemblies with optimized Cu catalytic sites as an alternative of superoxide dismutase
체내 활성산소종(ROS) 손상에 대한 1차 방어선인 초과산화물 불균등화 효소(SOD)는 산화 스트레스 관련 질병 치료에 활용되지만, 금속 이온과 아미노산 잔기 간의 경직된 배위 결합으로 인해 촉매 활성이 제한적입니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 했습니다. Cu-Zn-SOD의 Cu2+/히스티딘 잔기 배위에서 영감을 받아, Cu2+와 히스티딘 내 다양한 작용기 간의 사면체 배위 구조 형성 시 배위 결합의 끊어짐/재형성 깁스 자유 에너지 변화를 계산했습니다. 그 결과, 네 개의 이미다졸일과 배위된 Cu 촉매 부위보다 하나의 아…
Mechanochemistry for Metal–Organic Frameworks and Covalent–Organic Frameworks (MOFs, COFs): Methods, Materials, and Mechanisms
금속-유기 골격체(MOF)의 기계화학은 지난 20년간 MOF 재료 및 기계화학 반응에 대한 이해와 설계를 발전시켜 온 중요한 분야입니다. 본 총설은 MOF 합성을 위한 기계화학적 전략과 기계적 처리 및 응력에 대한 MOF 재료의 반응을 포함하여, 이 두 분야의 밀접하고 상호 유익한 상호작용을 다룹니다. MOF는 기계화학 합성의 모델 대상으로 활용되어, 이 재료군의 접근성과 이해도를 높이는 동시에 기계화학 반응에 대한 실험적 및 근본적인 이해를 증진시킵니다. 유기 분자 고체의 기계화학을 MOF와 비교함으로써 얻을 수 있는 상호 이점…
Advances in Peptidomimetics for Next-Generation Therapeutics: Strategies, Modifications, and Applications
지난 20년간 펩타이드 약물 개발은 유기화학과 생명공학의 발전에 힘입어 크게 부흥했습니다. 특히 기존 펩타이드의 한계를 넘어 안정성, 특이성, 생체 이용률이 향상된 펩타이드 모방체 개발이 핵심 동력이었습니다. 본 총설은 펩타이드 골격을 변형하여 원하는 특성을 얻는 방법론을 체계적으로 검토하고, 현대 생명공학 혁신을 통해 가능해진 새로운 분자 변환 기술의 최신 발전을 조명합니다. 나아가 펩타이드 및 펩타이드 모방체의 실제 응용 사례를 강조하며, 의학과 약리학 분야에서의 성공적인 통합을 보여줍니다. 이 논문은 해당 분야의 성과와 과…
Fast step heterodyne light-induced thermoelastic spectroscopy gas sensing based on a quartz tuning fork with high-frequency of 100 kHz
이 연구에서는 약 100 kHz의 고주파수 공진을 갖는 수정 진동자(QTF)를 활용한 고속 스텝 헤테로다인 광유도 열탄성 분광법(SH-LITES) 센서를 최초로 보고한다. 헤테로다인 LITES(H-LITES) 신호 생성의 이론적 원리를 분석하고, 아세틸렌(C2H2) H-LITES 센서를 구축하여 성능을 검증했다. 기존의 상용 QTF(약 32.768 kHz)와 고주파수 QTF를 비교한 결과, 고주파수 QTF가 10배 빠른 응답 시간을 보였다. 이 QTF를 사용한 H-LITES 센서는 33ms의 측정 주기를 달성하여 상용 제품보다 9…
Hierarchical chiral supramolecular assemblies with strong and invertible chiroptical properties
초분자체는 구조적 다양성과 동적 특성으로 인해 첨단 카이랄 소재로서 큰 잠재력을 지니지만, 낮은 원편광 이색성(CD) 활성이 실제 응용을 제한해왔습니다. 본 연구는 무카이랄 양친성 단분자 미셀과 카이랄 첨가제의 공동 조립을 통해 거대하고 가역적인 키로광학 활성 및 기계적 특성을 갖는 계층적 초분자체를 개발했습니다. 미셀이 형성하는 나노구조 환경에서 성분 간의 다중 수소 결합을 통한 점진적인 카이랄성 전이가 유도되어 카이랄 섬유형 조립체가 형성됩니다. 이러한 계층적 구조는 기존 한계를 넘어선 강력한 키로광학 특성을 발현합니다. 다…
An ultra-highly sensitive LITES sensor based on multi-pass cell with ultra-dense spot pattern designed by multi-objective algorithm
광유도 열탄성 분광법(LITES) 센서의 검출 성능 향상과 시스템 통합을 위해 긴 광 경로 길이(OPL)와 높은 광 경로 길이 대 부피 비율(RLV)을 가진 다중 통과 셀(MPC)이 중요합니다. 본 연구에서는 병렬 비지배 정렬 유전 알고리즘 II(PNSGA-II) 다중 목적 알고리즘으로 설계된 초고밀도 스팟 패턴 MPC 기반의 초고감도 LITES 센서를 최초로 보고합니다. PNSGA-II 알고리즘을 활용하여 5가지 고밀도 스팟 패턴 MPC를 생성했으며, 실험적으로 측정된 OPL은 20 cm⁻² 이상의 우수한 RLV를 보이며 이론적…
Bridging the pyridine-pyridazine synthesis gap by skeletal editing
단일 고리 원자 차이에도 불구하고, 이종 고리 화합물 쌍은 역합성 경로에서 현저한 차이를 보인다. 피리딘과 피리다진이 대표적인 예로, C5N 고리인 피리딘은 합성 용이성으로 인해 발견 화학에서 널리 활용된 반면, 유사한 C4N2 고리인 피리다진은 전자적으로 부조화한 헤테로원자 배열로 인해 합성이 어려워 활용이 제한적이었다. 본 연구에서는 피리딘을 피리다진으로 직접 전환하는 단일 원자 골격 편집 기술을 개발했다. 이는 피리딘의 탄소 원자를 질소 원자로 직접 치환하는 방식으로, 오르토(ortho) 위치에 아자이드를 도입한 후 N-아미…
Mass Spectrometry Imaging
질량분석 이미징(MSI)은 복잡한 표면의 화학물질 공간 분포를 매핑하는 기술로, 각 픽셀이 질량 스펙트럼을 포함하여 탁월한 민감도와 정보 밀도를 제공한다. 지난 30년간 기술 발전으로 MSI는 재료 분석부터 생명 과학 및 임상 진단에 이르는 광범위한 분야에서 비표적 분자 및 원소 이미징의 주류 기법으로 자리매김했다. 본 연구는 MSI 분야의 주요 기술 발전에 초점을 맞춰 다양한 이미지 획득 모드와 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화(MALDI), 레이저 삭마 유도 결합 플라즈마(LA-ICP), 레이저 삭마 전기분무 이온화(LAESI…
MOF-derived nanomaterials: Transformative innovations for renewable energy and environmental sustainability
금속유기골격체 유래 나노소재(MOF-NMs)는 조성, 다공성, 기능성 측면에서 전례 없는 조절 가능성을 제공하며 재료 과학에 혁명을 가져왔습니다. MOF는 금속 산화물, 질화물, 층상 이중 수산화물(LDH), 탄소 기반 물질 등 고성능 MOF-NMs 합성을 위한 다목적 전구체로 활용됩니다. 열처리(열분해, 소성) 및 화학적 변형(질화, 인산화, 황화)을 통해 MOF-NMs는 향상된 표면적, 다공성, 촉매 활성을 나타냅니다. 이 검토는 MOF-NMs의 주요 합성 경로와 물리화학적 특성에 미치는 핵심 매개변수의 영향을 강조합니다. …
Truss-inspired ultra-high strength, fire-safe, and thermal insulating double-crosslinked wood aerogels
바이오 기반 목재 에어로젤은 기존 석유화학 기반 단열재를 대체할 유망한 소재이나, 낮은 기계적 강도와 가연성이 실제 적용을 제한합니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 트러스 지지 시스템에서 영감을 받아 초고강도, 내화성, 단열성을 갖춘 다기능 이중 가교 목재 에어로젤(TSP@Ca)을 개발했습니다. 산화 목재 셀룰로스 골격, 알긴산나트륨, 피트산(PA), Ca2+를 활용한 이중 수소-이온 결합 전략을 통해 TSP@Ca 에어로젤을 합성했습니다. 유한요소 시뮬레이션과 기계적 분석 결과, 산화 목재 템플릿 내 형성된 다점 지지 구조…
Current landscape of plasma proteomics from technical innovations to biological insights and biomarker discovery
혈장은 건강과 질병 상태를 반영하는 단백질을 포함한 다양한 생체 분자의 풍부한 원천이다. 단백질은 생물학적 과정에서 핵심적인 역할을 수행하므로 바이오마커로서의 잠재력이 매우 커 최근 혈장 단백질체 프로파일링 연구가 급증하고 있다. 그러나 다양한 혈장 단백질체 플랫폼의 성능을 종합적으로 비교한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 이러한 간극을 해소하고자 친화도 기반 및 다양한 질량 분석법을 대표하는 8가지 플랫폼을 직접 비교했다. 13,000개 이상의 단백질을 포괄하며 동일한 코호트에 적용하여 각 플랫폼의 성능을 체계적으로 평가하고…
Atroposelective construction of axially chiral alkenylindole-fused nine-membered rings via catalytic asymmetric formal (4 + 5) cycloaddition
축 방향 카이랄 아릴-융합 중간 크기 고리, 특히 9원 고리의 촉매적 아트로포선택적 합성은 중요하지만 난이도가 높습니다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 위해 3-알키닐-2-인돌릴메탄올과 2-인돌릴에탄올의 유기촉매 비대칭 형식 (4+5) 고리화 첨가 반응을 통해 축 방향 카이랄 아릴알켄-융합 9원 고리 합성을 성공적으로 확립했습니다. 이 전략을 통해 다양한 축 방향 카이랄 알케닐인돌-융합 9원 고리가 최대 74%의 수율과 98% ee의 높은 거울상 선택성으로 합성되었습니다. 이론 계산은 반응 경로와 유기촉매 비대칭 형식 (4+5) …
Advancing wastewater treatment with green and scalable metal–organic frameworks: from synthetic strategies to real-world deployment
전 세계적인 물 부족 문제 심화에 따라 혁신적인 폐수 처리 기술의 필요성이 증대되고 있습니다. 본 총설은 금속-유기 골격체(MOF)가 폐수 처리 분야에서 가지는 혁신적인 역할에 주목합니다. 기계화학, 연속 흐름, 초임계 유체 등 친환경적이고 확장 가능한 MOF 합성 전략과 고급 기능화 기법을 통합적으로 다룹니다. 이를 통해 다양한 오염물질 제거 성능, 실제 폐수 환경에서의 효과, 제거 메커니즘을 심층적으로 분석합니다. 나아가 MOF의 실질적인 현장 적용 플랫폼을 제시하고, 상업적 규모의 물 정화를 위한 주요 과제와 미래 연구 방…
Nanoarchitectonics of Metal–Organic Framework and Nanocellulose Composites for Multifunctional Environmental Remediation
금속-유기 골격체(MOF)는 독특한 특성으로 환경 정화 분야에서 폭넓게 활용되지만, 분말 형태라는 한계로 실제 적용에 제약이 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, MOF를 풍부하고 지속 가능한 바이오매스 유래 나노셀룰로스(NC)와 결합하여 가공 가능한 거시적 구조체를 구축하는 연구가 활발합니다. 본 총설은 MOF-NC 기반 다차원 거시 재료의 제조 및 환경 정화 응용 분야의 최근 발전을 다룹니다. 염료 흡착 및 분해, 의약품 제거, 중금속 이온 포획, 휘발성 유기 화합물(VOC) 흡착 및 분해, 이산화탄소 포획 및 분리, 미세…
Machine Learning for Quality Control in the Food Industry: A Review
현대 식품 생산의 복잡성 증가는 품질 관리, 안전 모니터링 및 공정 최적화를 위한 첨단 솔루션의 필요성을 증대시키고 있습니다. 본 연구는 식품 산업의 품질 관리에 적용된 머신러닝(ML) 기술의 최신 발전 동향을 6가지 주요 영역(식품 품질, 결함 감지, 성분 최적화, 포장-센서, 공급망 추적성, 인더스트리 4.0 모델)에 걸쳐 체계적으로 검토합니다. PRISMA 기반 방법론을 활용하여 Scopus 데이터베이스에서 2005년부터 2025년까지 발표된 124편의 동료 심사 논문을 검색했으며, 사전 정의된 포함 및 제외 기준, 방법론적…
Research Progress on Antimicrobial Biomaterials
항생제 오남용과 다제내성균의 확산으로 인해 세균 감염 및 생물막 관련 합병증은 전 세계적으로 심각한 보건 문제로 대두되고 있습니다. 본 총설은 이러한 문제에 대응하기 위한 항균 생체재료의 최신 연구 동향을 체계적으로 탐구합니다. 연구는 먼저 세균 부착 및 생물막 형성 과정을 심층적으로 분석합니다. 이어서 수동적 항균 부착 저항 표면과 능동적 살균 재료의 작용 메커니즘을 상세히 설명합니다. 또한, 다중 메커니즘 시너지 효과를 발휘하는 재료와 지능형 반응성 항균 재료의 생체 의학 분야 적용 잠재력을 소개합니다. 본 연구는 항균 재료…
Harnessing carbene polarity: Unified catalytic access to donor, neutral, and acceptor carbenes
유기 합성에서 금속 카벤은 매우 유용한 중간체이나, 모든 극성 유형의 카벤에 대한 촉매적 접근이 가능하지 않으며, 다양한 전자적 특성을 지닌 카벤들을 합성할 수 있는 공통 전구체도 알려져 있지 않습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 공여성(EDG: OMe, NR2, alkyl), 중성(H, BR2, SiR3, halide, aryl, heteroaryl), 그리고 수용성(EWG: CN, CO2R) 치환체를 포함하는 광범위한 카벤에 접근할 수 있는 통합 전략을 제시합니다. 이 철 촉매 방법은 α-염소 라디칼을 활용하여 (…
Insights into interactions between polyphenols and proteins and their applications: An updated overview
폴리페놀은 채소, 과일, 곡물 등 다양한 식품에 분포하는 중요한 2차 대사산물로, 독특한 구조와 항산화, 항염증, 항종양 등 여러 생체 활성으로 식품 및 영양 분야에서 주목받고 있습니다. 그러나 화학적 불안정성과 환경 요인에 대한 민감성으로 식품 시스템에서의 응용에 제약이 따릅니다. 본 논문은 폴리페놀과 단백질 간의 상호작용 방식과 특성 분석 방법을 체계적으로 검토합니다. 자외선-가시광선 분광법(UV-vis), 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR), 원형 이색성 분광법(CD), 등온 적정 열량측정법(ITC), 핵자기 공명(NMR…
Precisely designing atomically dispersed catalysts for C-N coupling reactions
전기화학적 C-N 결합 반응은 C-N 결합 합성을 위한 친환경적인 방법이지만, 비효율적인 반응물 흡착, 경쟁적 부반응, 복잡한 반응 경로로 인해 널리 적용되지 못하고 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 정밀하게 정의된 활성 부위, 높은 촉매 활성, 향상된 선택성을 가진 단일 원자 촉매(ADCs)가 주목받고 있습니다. 본 총설은 ADCs를 활용하여 CO2, N2, NO2–, NO3–와 같은 소분자를 요소, 아미드, 옥심, 아미노산 등 고부가가치 유기 질소 화합물로 전환하는 현재의 반응 경로를 논의합니다. 특히 반응물 흡착, C/…
Comparative Assessment and Deployment of Zeolites, MOFs, and Activated Carbons for CO2 Capture and Geological Sequestration Applications
대기 중 이산화탄소(CO2) 농도 증가는 기후 변화의 주요 원인으로, 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술 개발의 시급성을 강조한다. 본 논문은 CO2 포집 및 장기 저장을 위한 다공성 흡착제인 제올라이트, 금속유기골격체(MOF), 활성탄 세 가지 주요 물질군을 비교 분석한다. 각 물질의 구조적 특성, 흡착 용량, 수분 안정성, 경제성을 평가하여 강점과 약점을 파악했다. 또한, 고갈된 유전 및 가스 저장소에 이러한 물질을 주입하는 다섯 가지 방법(직접 현탁액 주입, 고분자 보조 수송, 폼 보조 전달, 제어 방출 캡슐화, 사전 형성 입…
A human pan-disease blood atlas of the circulating proteome
인체 혈액 프로테옴은 수천 개의 순환 단백질 분석을 통해 건강 상태를 총체적으로 반영한다. 본 연구는 다양한 질병 표현형을 조화로운 프로테오믹스 데이터셋 내에서 연구할 수 있도록 범질환 자원을 제시한다. 59가지 질병 및 건강 코호트에서 단백질 농도를 프로파일링하여 연령, 성별, 체질량지수와 관련된 단백질 및 질병 특이적 특징을 규명했다. 이 과정에서 통합된 프로테오믹스 접근법의 강력함을 입증했다. 연구 결과, 여러 질환 전반에 걸쳐 공유되거나 구별되는 단백질 패턴을 확인하며 생물학적 통찰력을 얻었다. 이 데이터셋은 8262명의…
Quantum Chemistry Calculations of Circularly Polarized Luminescence (CPL): From Spectral Modeling to Molecular Design
원형 편광 발광(CPL)은 키랄 분자의 중요한 특성이지만, 기존 지식만으로는 구조-특성 관계를 파악하기 어렵습니다. 양자화학 계산은 CPL 특성에 대한 통찰력을 제공하고, 효율적인 CPL 활성 물질의 합리적인 설계를 위한 예측 도구로 활용됩니다. 본 총설은 세 부분으로 구성됩니다. 첫째, CPL 계산의 이론적 기초, 전자 구조 기술, 환경 효과, 진동 변조, 밴드 모양 넓힘, 그리고 응집체 시뮬레이션에 대한 포괄적인 설명을 제공합니다. 둘째, 구조적 기준에 따라 정리된 광범위한 문헌 조사를 다룹니다. 셋째, 문헌 데이터를 비판적…
A Golgi-targeted AIE-active probe for monitoring peroxynitrite and viscosity during drug-induced liver injury
약물 유발 간 손상(DILI)은 급성 간부전으로 이어질 수 있는 주요 생물안전 문제로 부상하고 있습니다. 간 손상 과정에서 과산화질소(ONOO⁻)와 같은 활성산소종(ROS) 농도가 증가하고, 동시에 세포 내 점도도 상승하는 특징을 보입니다. 본 연구에서는 이러한 변화를 감지하기 위해 골지체 표적 응집 유도 방출(AIE) 특성을 지닌 새로운 쿠마린 기반 프로브인 COUPY-SA를 개발했습니다. 이 프로브는 이중 형광 채널을 활용하여 ONOO⁻와 점도를 동시에 감지할 수 있습니다. COUPY-SA는 ONOO⁻에 대해 빠른 반응성과 …
Diversity-oriented photobiocatalytic synthesis via stereoselective three-component radical coupling
다양성 지향 합성을 위한 효소적 다성분 탄소-탄소(C-C) 결합 형성 반응은 여전히 드뭅니다. 본 연구에서는 유기화학과 생화학 분야 모두에서 전례 없는 입체선택적 삼분자 라디칼 매개 C-C 커플링 반응을 협력적 광생체 촉매를 활용하여 개발했습니다. 재활용된 피리독살 탈카복실화효소의 유도 진화를 통해 이 삼분자 커플링 반응에서 완전한 단편 가변성을 확보했습니다. 이를 통해 기존 방법으로는 라세미 형태로도 접근하기 어려웠던 6가지 종류의 유용한 생성물을 합성할 수 있었습니다. 이 효소 플랫폼은 원격 입체 중심 구축, 입체다양성 촉매…
Optimization of Antibiotic Selection: ABC and VED Analysis of Medicines Against Intracellular Microorganisms
항생제 치료는 세포내 병원체 및 결핵을 포함한 세균 감염 치료의 핵심 방법이다. 효과적인 항균제 선택은 세포 침투 및 대식세포와 조직 내 병원체 파괴 능력에 크게 좌우된다. 본 연구는 세포내 미생물 및 결핵에 활성인 항생제에 대한 ABC(Always Better Control) 및 VED(Vital, Essential, Desirable) 분석을 수행하고, 마크로라이드, 플루오로퀴놀론, 리팜피신 등 주요 임상약리학적 그룹의 특성을 규명하며, 이들의 결핵 및 기타 세포내 감염 약물 치료에서의 역할을 평가하는 것을 목표로 한다. 연구…
Microwave-assisted extraction: Recent advances in optimization, synergistic approaches, and applications for green chemistry
지속 가능한 산업 관행으로의 전환은 기존 추출 방식의 비효율성과 환경 부담을 해소할 친환경 추출 기술 개발을 촉진하고 있습니다. 마이크로파 보조 추출(MAE)은 부피 가열을 통해 천연 화합물을 신속하고 효율적으로 회수하는 유망한 대안으로 주목받고 있습니다. 본 연구는 MAE의 최근 발전을 종합적으로 분석합니다. 마이크로파 출력, 시간, 용매 등 핵심 매개변수 최적화 전략을 체계적으로 검토하고, 초음파 또는 딥 유택틱 용매, 이온성 액체와 같은 친환경 용매와의 시너지 접근법을 탐구합니다. 비교 분석을 통해 MAE는 추출 시간과 용…
Electrochemical Detection of Heavy Metals Using Graphene-Based Sensors: Advances, Meta-Analysis, Toxicity, and Sustainable Development Challenges
식품 내 중금속 오염은 심각한 건강 문제를 야기하므로 신속한 검출이 필수적입니다. 기존 중금속 검출법은 비용, 분석 시간, 복잡성 면에서 한계가 있습니다. 지난 10년간 전기화학적 중금속 검출법 중 특히 볼탐메트리 분석이 신뢰성, 경제성, 신속성을 갖춘 방법으로 부상했습니다. 본 연구는 지난 10년간 그래핀 기반 전기화학 센서를 이용한 중금속 모니터링 기술의 발전과 적용을 상세히 다룹니다. 센서의 그래핀 변형(제조 공정, 안정성, 비용, 재현성) 및 분석 특성(민감도, 선택성, 신속성, 낮은 검출 한계, 매트릭스 효과)을 비판적으…
Rhodium nanoparticles in ZrO2 on N-doped carbon leads to ultra-high catalytic selectivity and activity in nitroarene hydrogenation
금속 나노입자는 높은 원자 효율과 조절 가능한 활성 미세 환경으로 인해 불균일 촉매 분야에서 널리 연구되고 있으나, 그 구체적인 기능적 특성은 여전히 불분명합니다. 본 연구는 나이트로아렌의 -NO₂ 그룹을 -NH₂로 수소화하는 반응에서 단 0.1 wt%의 로듐(Rh)을 포함하는 Rh@ZrO₂/NC 촉매가 탁월한 성능과 높은 선택성을 보임을 보고합니다. p-나이트로아세토페논 전환율 98.6%, p-아미노아세토페논 선택성 100%, 반응 속도 56.4 mol p-나이트로아세토페논/(mol Rh·min)을 달성했습니다. 이러한 우수한 …
Metal organic framework derived In2O3/ZrO2 heterojunctions with interfacial oxygen vacancies for highly selective CO2-to-methanol hydrogenation
이산화탄소(CO2)를 메탄올로 수소화하는 반응은 탄소 포집 및 활용의 유망한 전략이지만, 높은 선택성과 생산성을 달성하는 데 어려움이 있습니다. 본 연구는 계면 산소 결함을 가진 In2O3/ZrO2 이종접합 촉매를 개발하여 CO2-메탄올 전환의 효율을 크게 향상시켰습니다. 인듐이 함침된 지르코늄 기반 금속-유기 골격체(MOF)를 열분해하여 촉매를 합성했습니다. 이 방법으로 ZrO2 및 탄소 매트릭스 내에 초미세 In2O3 나노입자가 균일하게 분산된 구조를 얻었으며, 특히 In2O3/ZrO2 이종접합 계면에서 풍부한 산소 결함이 형…
Analytical techniques and source apportionment for heavy metal(loid)s in groundwater: A comprehensive review
지하수 중금속 오염은 음용수 안전과 공중 보건을 위협하는 전 세계적 문제로, 효과적인 해결을 위해선 정밀한 분석법과 예측 모델이 필수적입니다. 이 총설은 지하수 내 미량 중금속(HM) 및 준금속 검출과 오염원 이해를 위한 최신 분석 기술과 오염원 규명 방법을 종합적으로 평가합니다. 유도 결합 플라즈마 질량분석법(ICP-MS)과 같은 첨단 실험실 기술은 서브-μg/L 수준의 검출 한계와 2-3%의 높은 정밀도로 탁월한 감도를 제공합니다. 이온 크로마토그래피-ICP-MS와 같은 결합 분석 기술은 Cr(III)/Cr(VI) 및 As(I…
Oxidative Stress Fundamentals: Unraveling the Pathophysiological Role of Redox Imbalance in Non-Communicable Diseases
산화 스트레스는 반응성 산소종(ROS) 생성과 항산화 방어 시스템 간의 불균형으로 발생하며, 심혈관, 신경퇴행성, 염증성 질환 등 다양한 비전염성 질환의 병태생리에 핵심적인 역할을 합니다. 본 연구는 ROS가 지질, 단백질, 콜레스테롤, DNA에 유발하는 손상의 생화학적 메커니즘을 탐구하고, 이를 상쇄하는 내인성(효소적, 비효소적) 및 외인성(영양학적) 항산화 시스템을 분석합니다. 주요 효소인 superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase와 비타민 C, E, 폴리페놀, 카로티노이…
Advances in vat photopolymerization 3D printing: Multifunctional materials, process innovations, and emerging applications
적층 제조(3D 프린팅)는 금형 없이 CAD 모델을 물리적 객체로 변환하는 기술입니다. 특히 광경화성 수지 기반의 광경화 3D 프린팅(VPP)은 폴리머 및 복합 재료에 중점을 두며, 탁월한 인쇄 유연성, 속도, 정밀도를 제공합니다. 이 기술은 빠른 제작, 높은 치수 정확도, 우수한 표면 마감을 특징으로 하며 복잡한 형상 구현에 적합합니다. VPP는 특정 파장의 빛으로 광경화성 수지를 경화시키는 방식으로 작동하며, 벡터 스캐닝 또는 마스크 투영 방식을 주로 사용합니다. 분말-폴리머 복합 슬러리 시스템 및 세라믹 전구체 폴리머 액체에…
Water Adsorption in Metal–Organic Frameworks: Characteristics, Mechanisms, and Structure–Property Relationships
물 부족 문제 해결을 위해 금속유기골격체(MOF)를 활용한 대기 중 수증기 포집이 유망한 전략으로 부상하고 있습니다. MOF의 물 흡착 특성과 단계 압력은 수집 가능한 물의 양과 수확 효율성에 직접적인 영향을 미치지만, 물 흡착 거동 및 MOF 특성과의 관계에 대한 포괄적인 이해는 부족했습니다. 본 연구는 200개 이상의 MOF를 체계적으로 분석하여 이 간극을 해소했습니다. 연구 결과, MOF의 물 흡착이 매우 복잡하며, 비-S자형 및 S자형 등 다양한 등온선 유형이 존재함을 확인했습니다. 특히 S자형 등온선 내에서는 거시상 확률…
Linear paired electrolysis enables redox-neutral benzylation of N-heteroarenes with benzyl halides using ion resin as the recyclable electrolyte
본 연구는 고체 이온 교환 수지를 재활용 가능한 전해질로 활용하여 N-헤테로아렌과 벤질 할라이드의 산화환원 중성 벤질화를 위한 지속 가능한 선형 짝 전기분해 전략을 개발했습니다. 이 방법은 음극 및 양극 반응을 모두 효율적으로 사용하여 다양한 벤질화된 N-헤테로아렌을 생성합니다. 개발된 방법은 높은 원자 및 단계 경제성, 우수한 에너지 효율, 간단한 조작, 넓은 작용기 내성, 온화한 반응 조건을 특징으로 합니다. 또한, 희생 시약이나 염기 첨가제가 필요 없어 공정의 간소화를 이룹니다. 특히, 저렴하고 상업적으로 이용 가능한 고체…
Advances in Hyperspectral Imaging Technology for Grain Quality and Safety Detection: A Review
곡물 품질 및 안전성 평가는 전 세계 식량 안보와 경제 안정에 필수적입니다. 기존의 곡물 평가 방식은 노동 집약적이고 시간이 많이 소요되며 시료를 손상시키는 단점이 있었습니다. 이에 따라 비파괴적이고 효율적인 대안 기술의 필요성이 증대되었습니다. 본 총설은 공간 및 스펙트럼 데이터를 통합하여 비파괴적이고 신속한 분석을 가능하게 하는 초분광 이미징(HSI) 기술의 최근 발전을 다룹니다. HSI는 기존 방법의 한계를 극복하며 곡물 분석에 혁신적인 접근법을 제공합니다. 지난 5년간 HSI는 질병 감지, 품질 평가, 이화학적 특성 분석…
Enantioconvergent benzylic C(sp <sup>3</sup> )‒N coupling with a copper-substituted nonheme enzyme
지난 10년간 구리 촉매 라디칼 C(sp3)-N 결합은 합성 화학 분야에서 중요한 연구 주제였으나, 효소를 활용한 접근법은 아직 미개척 분야로 남아있었습니다. 본 연구는 구리가 치환된 비헴 효소를 이용한 광생체촉매적 라디칼 벤질 C(sp3)-N 결합 방법을 제시합니다. 연구팀은 광산화환원 촉매로 로다민 B를 활용하여, N-하이드록시프탈이미드 에스터와 아닐린 간의 거울상 선택적 탈카복실화 아민화를 촉진하는 구리 치환 페닐알라닌 수산화효소를 발굴했습니다. 유도 진화를 통해 효소의 활성 부위를 재설계하여 대부분의 기질에서 높은 거울상 …
Balanced Iodophilicity and Solvophilicity Unlocks Fast Iodine Conversion Chemistry
수계 Zn-I2 전지의 성능은 폴리요오드화물 셔틀링과 느린 산화환원 동역학으로 인해 제한된다. 기존 연구들은 요오드 음극 안정성 향상에 초점을 맞췄으나, 폴리요오드화물 흡착과 계면 물질 전달 동역학 간의 균형이라는 중요한 측면은 간과되었다. 요오드 중간체의 불충분한 포획은 낮은 활용률과 빠른 용량 감소를 초래하며, 과도한 흡착은 이온 수송을 방해하고 촉매를 비활성화시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 NiN4P 및 FeN4P 부위를 포함하는 이중 단일 원자 촉매를 활용하여 용매화도(solvophilicity)와 요…
Profiling the proteome-wide selectivity of diverse electrophiles
효소 활성 저해에 의존하지 않는 공유 결합 저해제는 주로 시스테인 잔기를 표적으로 하는 데 국한되어 왔다. 이러한 시스테인 표적 공유 결합 저해제 개발은 경쟁적 잔기 특이적 프로테오믹스 기술을 활용하여 단백질체 전반의 선택성을 결정함으로써 크게 발전했다. 이 기술을 이용해 다른 아미노산을 모니터링하기 위한 여러 프로브가 개발되었고, 단백질 변형을 위한 더 많은 친전자체가 존재한다. 그럼에도 불구하고, 다양한 친전자체의 단백질체 전반 선택성을 직접적으로 비교하는 연구는 부족했다. 본 연구에서는 친전자체 선택성을 단백질체 전반에서 분…
Spatial biology using single-cell mass spectrometry imaging and integrated microscopy
공간 생물학은 세포의 고유 미세 환경 분석을 통해 형태, 유전자 및 단백질 발현을 규명합니다. 여기에 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화 질량 분석 이미징(MALDI-MSI)을 활용한 지질 및 대사 프로파일의 공간 분석은 추가적인 분자 정보를 제공할 수 있습니다. 그러나 기존 방법들은 종종 불충분한 공동 등록 및 해상도로 인해 단일 세포 수준에서 MSI 데이터를 다른 다중 양식 방법과 통합하는 데 어려움이 있었습니다. 본 연구에서는 MALDI-MSI 기반의 새로운 통합 방법을 제시합니다. 이 방법은 인-소스(in-source) 명시…
Entropy Governs the Structure and Reactivity of Water Dissociation Under Electric Fields
전기화학 장치의 성능과 안정성, 그리고 효소 반응 및 유기 반응의 선택성에 있어 전기장에 대한 물의 반응은 매우 중요하다. 특히 물 자동 해리(WD) 반응은 산-염기 수용액 화학을 지배하고 반응 속도와 메커니즘을 결정하는 핵심 과정이지만, 전기화학 환경에서의 WD 반응 열역학은 아직 제대로 이해되지 않고 있다. 본 연구에서는 편극의 현대 이론(modern theory of polarization) 프레임워크 내에서 제일원리 분자 동역학 시뮬레이션을 활용하여 외부 전기장 하의 WD 반응을 조사했다. 그 결과, 강한 전기장이 WD …
Modular Access to <i>N</i>-SF<sub>5</sub> Azetidines
본 연구는 의약 화학 분야에서 잠재적 활용 가치를 지닌 새로운 종류의 골격인 N-SF5 아제티딘을 합성하기 위한 일반적이고 모듈형 전략을 개발했습니다. 이 방법은 안정적이고 확장 가능한 SF5 전이 시약을 활용하여 SF5 라디칼을 생성합니다. 이 라디칼은 케톤, 에스터, 알킬 또는 아릴 치환체를 포함하는 아자바이사이클로[1.1.0]뷰테인과 반응하여 고리 변형 해소 이작용기화 반응을 유도합니다. 이 합성법은 온화한 반응 조건에서 진행되며, 광범위한 작용기 내성을 보이고, 조작이 간편하다는 장점이 있습니다. 이를 통해 다양한 구조적 …
Recent developments in the field of MOF-based catalytic systems: A review
본 종합 리뷰는 사회 및 환경적 요구에 부응하는 고효율 기능성 소재 및 공정 개발에 초점을 맞춰, MOF(금속-유기 골격체) 기반 촉매 시스템 분야의 최신 발전과 혁신적인 합성 및 변형 기술을 다룬다. 효소, 고분자, 금속 복합체 등 대체 물질을 MOF에 통합하는 방법론을 탐구하여 안정성, 활성, 선택성과 같은 핵심 특성을 조절하고 향상시키는 가능성을 조명한다. 특히, MOF 기반 촉매가 산업 부문을 현대적인 에너지 생산 시스템으로 전환하는 데 기여할 수 있는 막대한 잠재력을 보여준다. 이를 위해 CO2 활용, 바이오 연료 생산,…
LMCT‐Driven Iron Photocatalysis: Mechanistic Insights and Synthetic Applications
철 기반 광촉매는 귀금속 촉매의 지속 가능한 대안으로 다양한 화학 반응에 활용되며 주목받고 있습니다. 특히 리간드-금속 전하 이동(LMCT)을 통한 Fe(III)-리간드 결합의 균일 분해는 기질의 산화환원 전위 매칭 없이 온화한 조건에서 반응성 라디칼 종을 생성할 수 있어 큰 관심을 받고 있습니다. 본 총설은 지난 5년간 발표된 LMCT 기반 철 광촉매의 최신 연구 동향을 포괄적으로 다루며, 메커니즘적 통찰과 합성 응용에 중점을 둡니다. Fe(III)-리간드 균일 분해를 할라이드, 카르복실레이트, 알콕사이드, 아자이드 등 배위 리…
Prediction of Soil Properties Using Vis-NIR Spectroscopy Combined with Machine Learning: A Review
안정적인 작물 수확량을 위해서는 토양 영양소 상태를 정확히 진단하고 질소(N), 인(P), 칼륨(K) 등 필수 영양소를 적절히 공급해야 한다. 그러나 기존의 토양 영양소 분석법은 복잡하고 시간이 오래 걸려 실시간 진단이 어렵다는 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 비파괴적이고 신속한 방법인 가시광선-근적외선(Vis-NIR) 분광법이 주목받고 있다. Vis-NIR 스펙트럼은 시료의 특성을 피크 강도로 반영하지만, 노이즈나 기저선 이동 등 다양한 인공물과 복잡한 변수에 의해 영향을 받기 쉽다. 따라서 정확한 영양소 추정을 위해…
Mechanically robust eutectogels enabled by precisely engineered crystalline domains
유텍토젤은 환경 안정성, 반복 변형성, 높은 이온 전도성으로 인해 다양한 기술 응용 분야에서 유망한 소재로 주목받고 있습니다. 그러나 기존 유텍토젤은 취약한 네트워크 구조를 가지며, 높은 탄성 계수, 강도, 인성을 동시에 달성하는 데 어려움이 있었습니다. 본 연구에서는 기계적 강도가 우수한 유텍토젤을 제조하기 위한 가변 온도 용매 교환(VTSE) 전략을 제안합니다. VTSE 접근 방식은 2단계 용매 교환 공정을 통해 폴리(비닐 알코올)의 결정 핵 생성 및 성장을 시너지 효과로 최적화하여, 잘 발달된 결정 도메인으로 가교된 견고한 …
Physics-Based Solubility Prediction for Organic Molecules
유기 분자의 수용해도 예측은 에너지 재료 설계부터 환경 오염 물질 평가에 이르기까지 다양한 분야에서 중요하게 다뤄진다. 특히 신약 개발 과정에서 낮은 수용해도는 빈번히 걸림돌이 되며, 실험적 측정은 시간과 자원이 많이 소모되고 이미 합성된 분자에만 적용 가능하다는 한계가 있다. 이에 따라 용해도를 예측하는 계산 화학적 접근법 개발의 필요성이 증대되고 있다. 최근 물리학 기반 방법론은 상당한 발전을 이루었으며, 여러 대조적인 기술들이 정확한 용해도 예측과 구조 최적화를 위한 풍부한 열역학 데이터를 제공한다. 본 논문은 이러한 물리학…
Metal–organic framework-based dual-mode biosensors: Mechanisms and applications
복잡해지는 검출 환경에 대응하기 위해 바이오센싱 기술은 단일 모드에서 듀얼 모드 시스템으로 발전하고 있습니다. 금속-유기 골격체(MOF)는 높은 표면적, 조절 가능한 기공 구조, 다기능성 덕분에 듀얼 모드 바이오센서의 이상적인 기판으로 주목받고 있습니다. MOF는 금속 노드와 리간드 간의 정밀한 배위 공학을 통해 시너지 효과를 내는 광학-전기화학 신호 출력을 가능하게 합니다. 또한, 고유한 효소 유사 또는 광/전기 촉매 활성(존재 시)은 기질 전환을 통해 검출 신호를 증폭시킬 수 있습니다. 모듈식 설계는 신호 변환 및 촉매 기능을…
Rethinking the Excited-State Redox Properties of Iron(III) Complexes for LMCT Photoredox Catalysis
광산화환원 반응 설계에서 전자 들뜬 상태의 환원 전위는 매우 중요하지만, 직접 측정이 불가능하여 통상적으로 바닥 상태 전위와 들뜬 상태 에너지로부터 추정됩니다. 본 연구는 이러한 일반적인 추정 방식이 광활성 리간드-금속 전하 이동(LMCT) 들뜬 상태를 갖는 저스핀 d5 철(III) 복합체에는 적용될 수 없음을 밝혀냈습니다. Stern–Volmer 발광 소광, 광촉매 실험 및 상세한 열역학 분석을 통해, 들뜬 상태 철(III) 복합체의 실제 산화 전위가 예상보다 최대 0.7 V 낮다는 사실을 확인했습니다. 이는 광유도 전자 전달 …
Monomeric Fe in Six-Membered Rings at Work: <i>Operando</i> Spectroscopy of Nitrous Oxide Activation and Decomposition over Fe-Exchanged Zeolites
이온 교환 제올라이트의 이종 화학종은 반응성 이해를 어렵게 한다. 특히 아산화질소(N₂O) 활성화 및 분해에 널리 사용되는 철 함유 제올라이트의 경우 더욱 그러하다. 본 연구는 소형 기공 제올라이트 SSZ-13 내 철 이온의 반응성 구조를 규명하고자 오페란도(operando) 확산 반사 UV-Vis, 적외선 분광법, 전자 상자성 공명 분광법을 결합하여 촉매의 다양한 구조적 특성에 대한 상호 보완적 민감도를 확인했다. 변조 여기(ME) 및 위상 감지(PSD) 기술을 접목하여 철 이온의 거동을 위치 선택적으로 추적했다. 이를 통해 산…
