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레닌저 생화학 요약, 정리 (9장 DNA기반 정보기술)

<섬네일을 확인해주세요.>

자연과학| 2023.05.07| 13페이지| 3,000원| 조회(302)

유전공학, 생화학, DNA cloning, 유전화학, 레닌저

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레닌저 생화학 요약, 정리 (24장 유전자와 염색체)

24장 Gene & chromosom염기서열 쌍을 붙일 때 1000번중 한번은 miss가 생긴다.Gene -> 약 3~4만개protein에 이용하는 기능적 유전자도 3% 정도이며 나머지는 아직 무슨 역할을 하는지 잘 모른다유전자 gene : 구조 또는 촉매 기능을 지닌 polypeptide나 RNA등과 같은 최종 산물의 1차 서열을부호화하고 있는 모든 종류의 DNA를 말한다.· codon 유전부호 : 유전자 발현에서 하나의 아미노산을 지정하는 mRNA와 tRNA의 유전정보· intron : DNA에서 단백질의 합성과 아무런 관계없이 섞여있는 의미없는 부분· Exon : DNA염기서열 중 단백질의 구성정보를 담고 있는 부분-> exon의 총합을 exome 엑솜 이라고 한다.chromosome 과 gene은 다른개념! 같지 않음. 복제, 전사, 그 외의 과정 등에 관여하는 다양한 조절 서열등이 포함됨· 사람의 유전체 genome (32억개 염기쌍)-> 23쌍 염색체 chromosome -> 30,000~35,000개 유전자 gene genome : chromosome을 구성하는 전체 dna의 총 서열-> 사람의 유전자를 전부 읽고싶다! 에서 출발한 프로젝트가 HGP, human genome project임DNA : 가장 중요한 개념 = 길다.· 최대의 역할 : mutation이 없게끔 100% 복제하기진핵세포 : 염색체 쌍가닥 DNA분자를 이룸1) 핵 염색체· 쌍가닥 dna분자를 이룬다.· 사람의 체세포 = 46개의 염색체 (22쌍 + XX or XY)로 이루어짐· 일반적인 성인은 10^14개의 세포 * 2m dna = 2*10^11 km 길이의 dna를 가진다2) 그 외의 dna· mtDNA (mitcondoria dna) -> 동물· cpDNA (cytoplasma dna) -> 식물

자연과학| 2023.05.07| 8페이지| 3,000원| 조회(275)

유전공학, 염색체, 생화학, 유전자, 유전화학, 레닌저

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레닌저 생화학 요약, 정리 (8장 뉴클레오타이드와 핵산)

ch.8 뉴클레오타이드와 핵산 nucleotide & nucleic acid유전자 gene : 유전 정보의 단위정확히는 : 생물학적 기능을 가지고있는 산물(단백질, RNA)을 합성하는데 필요한 정보를 가지고있는 DNA의 분절(segment)우리가 흔히 알고있는 염색체 chromosome은 XX or XY까지 총 23쌍으로 모계와 부계쪽에서 하나씩 섞여서 다음 세대로 전달된다.우리가 앞으로 다룰 DNA가 이 안에 꼬여서 존재하고 있음!미토콘드리아 안에도 DNA가 들어있다.이 DNA는 일반 핵에 있는 DNA 처럼 chromosome 형태가 아니어서 노출이 되어 있다. 또 미트콘드리아는 ATP 합성공장이다.이 두가지 이유로 인해 미트콘드리아의 DNA는 변형확률이 크다.미트콘드리아는 일반 염색체 처럼 섞이지 않기 때문에 모계쪽 유전자가 그대로 전달된다.Chromosome의 구조1 chromosome = 10 coils1 coil = 30 rosettes1 rosette = 6 loops1 loop = ~75,000 bpCloneDNA는 100% 복제된다. 완벽한 복제, 이것이 기본적인 DNA의 가장 큰 원칙이다.Chromatine : Chromosome이 풀려있는 상태· Xx, XY 같은 chromosome 형태는 극히 일부의 시간에서만 확인이 가능하다. (24시간당 30분꼴 정도로 확인 가능함)· DNA 분열을 위한 중간단계염색체의 수, 모양, 크기는 생물종에 따라 다르지만 같은 생물종에 한하여 일정하다.ex) 사람: 23쌍 / 개: 42쌍 / 고양이와 돼지: 19쌍 등염색체 분석1) 대장균대장균은 DNA사슬이 둥근 고리로 존재하는데, 이것은 1개의 염색체에 해당한다.2) 식물 (먹는거를 분석)미역-22쌍 / 벼-12쌍 / 옥수수-10쌍 등등

자연과학| 2023.05.07| 12페이지| 3,000원| 조회(631)

유전공학, 생화학, 핵산, 유전화학, 레닌저, 뉴클레오타이드

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CH3NH3PbI3 Perovskite Nano Quantum Dots 실험보고서

실험 제목CH3NH3PbI3 Perovskite Nano Quantum Dots실험 목적Perovskite 구조를 가진 Nano Quantum Dots 을 Ligand양조절을 통해 크기별로 합성해보고, 이를 통해 크기에 따른 분광특성을 알아본다.실험 이론Perovskite구조A: 무기 양이온B: 금속 양이온C: 할로겐 음이온화학식 ABX3를 따르는 결정 구조를 가진 물질이상적인 구조는 음이온 팔면체에 둘러싸인 6중배위의 B양이온과, 12중 육팔면체 배위의 A 양이온을 갖는다.여기서 전이금속 양이온은 전자 전도성을 가지게 한다.여러 개의 양이온이 이 구조에 들어갈 수 있어서 다양한 재료 공학 물질로의 개발이 가능하다는 장점이 있다.Quantum dots10nm 미만 크기의 반도체 결정체입자의 크기가 수 nm수준으로 작아지게 되면 이들 입자의 전기광학적 성질이 크게 변한다. 이 때 이러한 초미세 반도체 나노 입자를 Quantum dot(양자점)이라고 한다.양자점에 전기를 걸어주거나 빛을 쪼여주게 되면 입자의 크기, 모양, 재료에 따라 특정한 진동수의 빛을 방출한다.양자점에 자외선을 쪼이면 같은 성분의 입자라도 입자 크기에 따른 다양한 색을 나타낸다. 양자점이 자외선 빛을 받을 때 양자점 안에 전자는 더 높은 에너지 상태로 들뜰 수 있다. 이런 특성은 일반 물질보다 반도체 물질들에게서 더 잘 나타난다.양자점의 크기가 작으면 녹색의 짧은 파장의 가시광선, 크기가 커질수록 빨간색의 파장이 긴 가시광선을 방출한다.Quantum confinement effect양자 구속효과 : 어떤 입자가 제한된 크기의 계 안에 존재할 때 연속적인 에너지 준위를 가진다는 양자역학적 이론전자와 같은 입자들이 나노 크기를 가지는 어떤 공간 안에 속박되면 그 입자는 특정 양자수를 만족하는 조건에서만 파동함수로서 존재할 수 있고, 그 파동함수에 대응되는 정해진 에너지 준위값만 가진다.입자의 크기가 클수록 반도체 입자의 밴드갭이 작아지고, 작을수록 밴드갭이 커진다.양자 구속효과는 입자의 크기가 전자의 파장과 비교할 수 없을 정도로 작을 때 관찰된다.Colloidal synthesis methodsColloidal perovskite 나노결정을 합성하는 방법에는 대표적으로 hot injection 과 LARP가 있다. 일반적으로는 대부분 hot injection method로 합성한다.하지만 이 방법은 실온이 아닌 고온에서 결정화 정도를 조절하여 quantum dot을 합성하는 방법으로 반응시간이 오래 걸리고, 진공 상태를 유지해야 하는 등 어려움이 존재한다. 그에 비해 LARP는 실온에서도 사용이 가능하고 반응 시간이 짧기 때문에 이번 실험에서는 LARP 방법을 사용한다.Ligand-assisted re-precipitation (LARP)LARP 방법은 ligand물질에 따라 quantum dot의 물리적, 광학적 특성이 변하는 것을 이용한 방법이다.LARP 방법은 perovskite물질을 용해도가 높은 용매에 녹인 다음 Ligand물질을 첨가하여 전구체를 만들고, 이 전구체가 분산되며 순간적으로 입자가 석출되는 방식이다. 이 때 첨가하는 ligand물질과 양에 따라 양자점의 물리적 광학적 특성이 변한다.시약 및 기구시약Lead(Ⅱ) iodide- chemical formula : PbI2- Mw : 461.01 g/mol- density : 6.16 g/cm3- Mp : 410 ºC- Bp : 872 ºC(2) MAI(3) n-octylamine- chemical formula : C8H19N- Mw : 129.24 g/mol- Bp : 176 ºC(4) oleic acid- chemical formula : C18H34O2- Mw : 282.47 g/mol- density : 895 kg/m3- Mp : 13-14 ºC- Bp : 360 ºC(5) Acetonitrile- chemical formula : C2H3N- Mw : 41.053 g/mol- density : 0.786 g/cm3- Mp : -46 - -44 ºC- Bp : 81.3 - 82.1 ºC(6) toluene- chemical formula : C7H8- Mw : 92.141 g/mol- density : 0.87 g/cm3- Mp : -95 ºC- Bp : 111 ºC기구CentrifugeVialMicro pipetteSpatulaWeighing paperSonicatorSyringe filter실험 방법0.0459g PbI2 + 0.0127g MAI 5, 10, 15 µl OAm, 0.2 ml OAIn 2 ml Acetonitrile / vialUltra-sonicate the solution for 15 minutesInject rapidly 0.2ml precursor solution into 5mL toluene under vigorous stirring (about 1300 rpm)Centrifuge the dark solution at 7000rpm for 10minMeasure UV-Vis absorption spectra & PL spectra실험결과UV-Vis absorption 그래프 그리기PL그래프 그리기, 최대 발광 파장(nm)값을 eV단위로 변환하여 광학 밴드갭 값 얻기파장값 nm값을 eV값으로 변환하기 위해 다음 식을 사용한다.1eV는 전자가 1V 이동할 때 얻는 에너지의 양이다. 여기서 eV는 로 환산될 수 있다.때문에 에너지 값은 다음과 같이 파장에 관한 식으로 나타낼 수 있다.위 식을 이용하여 band gap energy를 eV값으로 변환하면 아래와 같다.PL데이터를 이용하여 광학 밴드갭 값을 입자크기 (diameter)로 변환Particle in box model에 의한 에너지와 나노입자 크기의 관계식을 이용한다.여기서 Einfinite를 좌항으로 옮겨 ΔE값으로 표시하고 상수값을 처리하면 다음과 같다.me = 전자(electron)의 유효질량(kg) = 0.31momh = 정공(hole)의 유효질량(kg) = 0.18momo = 전자의 질량 = 9.1093837 × 10-31kgℏ = 1.055 × 10-34 J*sR = radius of quantum dot (nm)다음을 R에 대한 식으로 고치면 다음과 같다.따라서 R값을 구하면 다음과 같다.위 값은 반지름 값이므로 diameter값은 위 값에 2배를 해주어 지름으로 구해준다.5µl diameter = 5.52nm10µl diameter = 5.96nm15µl diameter = 5.9nm연구문제LARP technique에 대해 설명하시오(4줄 이하)LARP 방법은 perovskite물질을 용해도가 높은 용매에 녹인 다음 Ligand물질을 첨가하여 전구체를 만들고, 이 전구체가 분산되며 순간적으로 입자가 석출되는 방식이다. 이 때 첨가하는 ligand물질과 양에 따라 양자점의 물리적 광학적 특성이 변한다.n-octylamine / oleic acid의 역할에 대해 생각해보기(+surface ligand engineering이란?)n-octylamine은 양자점이 뭉치는 것을 막아준다.Oleic acid는 용액상에 형성된 콜로이드의 안정성을 유지시켜준다.용액 속의 Pb2+원자들은 Lewis base에 쉽게 배위되어 합성된 MAPbI3결정의 분해를 야기한다.아래의 용매 중 합성에 적절한 용매를 선택한 후 본인의 생각을 기술하기THF (tetrahydrofuran)DMSO (dimethyl sulfoxide)MeCN (methyl cyanide)DMF (dimethylformamide)MAPbl3의 합성에서 사용되는 리간드는 루이스 염기로 작용된다. 이 때 용매의 염기도가 낮으면 리간드가 더 쉽게 배위결합을 이룰 수 있다. 때문에 위의 4가지 용매중 상대적으로 염기도가 낮은 THF와 MeCN이 적합할 거라고 생각한다.고찰이번 실험에서 perovskite 구조를 가진 CH3NH3PbI3를 이용해 Quantum Dots을 리간드 양을 조절하여 크기별로 합성해보고 양자 구속 효과에 대해 알아보았다.QD을 합성할 때 리간드인 OAm의 양을 5µl, 10µl, 15µl 로 다르게 넣어주었다. 넣어주는 리간드의 양이 많을수록 색이 진하게 나온 것을 확인할 수 있었다.이론상 QD의 입자의 크기가 클수록 반도체 입자의 밴드갭이 작아지고, 작을 수록 밴드갭이 커진다.때문에 이론상 5µl의 밴드갭이 가장 크게, 15µl의 밴드갭이 가장 작게 나와야한다. 이번 실험결과를 보면 5µl의 밴드갭이 가장 크게 나왔긴 했지만 10µl과 15µl의 밴드갭 크기가 서로 바뀐듯한 결과를 얻었다.계산한 QD의 diameter를 봐도 그 값은 5,10,15 µl 차례대로 5.52, 5.96, 5.9로 두번째의 값이 가장 크게 나온 것을 볼 수 있다.실험 중 10µl의 용액이 가장 진한 것을 확인하였지만 재실험을 진행하기엔 이미 순서가 많이 지난 상황이어서 그대로 진행하였는데 10,15 µl 용액 둘 다 15 µl의 OAm을 잘못 넣었을거라 예상된다.

자연과학| 2023.04.22| 10페이지| 2,000원| 조회(329)

무기화학, 무기화학실험, 나노입자, perovskite, nanoquantumd..

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synthesis of porphyrin and metalloporphyrin 실험보고서

실험 제목Synthesis of porphyrin and metalloporphyrin실험 목적porphyrin을 합성하고 UV-vis를 측정하여 가시광선의 어떠한 흡수가 나타나는지 분석한다.실험 이론hetero cycle compound고리 내에 2개 또는 2개 이상의 원자가 포함된 고리형 유기화합물고리를 구성하는 원자는 탄소 뿐 아니라 산소 질소 인 등이 고리내에 포함되며 그중에서도 질소원자가 헤테로 고리 내에 1번 원자가 된다.방향족 성질을 가지게 되는 경우 헤테로 방향족 화합물이라 불리며 이 경우 huckel규칙을 만족하게 된다. 이 규칙은 유기화학에서 평면분자가 방향족성을 띄게되는 조건에 대한 규칙으로 예상했던 것 보다 낮은 에너지를 보유하고 있고, 반응성이 크게 달라지는 성질을 기술하기 위한 규칙이다. 이 규칙은 아래의 4가지 조건을 만족해야 한다.Huckel rule고리형 구조를 가지고 있다.고리형 구조가 평면이어야 한다.평면형 고리를 이루는 각 원자는 모두 conjugation되어야 한다.P 오비탈에 존재하는 π전자의 개수가 4n+2이다. (n은 정수)따라서 모든 p오비탈들이 한 평면에 정렬되어 있어야 π전자 밀도가 비편제화 된다.Porphyrinpyrrole 구조 4개가 메틴기로 연결된 거대 고리 화합물Porphine의 유도체이며 이 둘은 동일한 골격 구조를 가지지만 전자의 배치가 다르다.Huckel rule만족 (π전자 수 : 4n+2 ; 방향족성)26개의 풍부한 π전자를 가짐모든 전자들이 서로 conjugation되어있기 때문에 가시광선 영역에서 특수한 흡수 peak를 나타냄Metalloporphyrinporpyrin내부의 수소 이온 2개를 잃어 2가 음이온 형성중심의 빈 공간에 철이나 마그네슘과 같은 금속이온이 결합된 화합물이 경우 금속 이온이 특정 porphyrin특성에 큰 영향을 미치고 Metalloporphyrin과 그것의 라디칼 화학종이 생체 내에서 중요한 기능을 담당하게 된다.PorphinePorphyrin은 여러 생체활동에 관여하는 단일 리간드로서 오래 연구되어온 물질이다. 대표적인 예로는 질소가 철과 배위되어 있는 헤모글로빈의 행구조가 있고, 질소가 마그네슘에 배위되어 있는 엽록소의 chlorophyll이 있다.Porphyrin과 그 관련 화합물이 없으면 우리가 알고있는 생명체는 불가능 하고, 산소결합, 전자전달, 촉매작용등을 포함한 다양한 생명활동을 이해하는데 필수적이다.Soret band & α,β bandPorphyrin이 가시광선에서 나타내는 흡수피크는 π->π* 에서 주로 해당 흡수가 나타난다.크게 보강간섭과 상쇄간섭 두개로 나뉨Soret band (=B band)π->π* 보강간섭 때문에 나타남바닥상태의 입자가 2차 들뜬 상태로의 전의로 인해 흡수가 일어나는 밴드이 전이는 주로 400부터 500nm에서 흡수가 나타나고, 매우 높은 피크를 가지는 것이 특징이다.α,β band (=Q band)π->π* 상쇄간섭 때문에 나타남바닥상태에서 1차 들뜬 상태로의 전의로 인해 흡수가 일어남.이 전이는 주로 500부터 700nm부근에서 흡수가 나타난다.위 밴드 두개를 비교하면 Q밴드가 B밴드보다 낮은 intensity를 나타낸다.Synthesis of tetraphenylporphyrinPorphyrin에 phenyl기 4개가 달려있는 형태.이는 pyrrole과 benzaldehyde를 산촉매 하에서 reflux를 시켜주면 간단하게 합성할 수 있다.시약 및 기구시약Propionic acid화학식: C3H6O2몰질량: 74.079g/mol녹는점: -20.5 ºC끓는점: 141.15 ºCBenzaldehyde화학식: C7H6O몰질량: 106.124 g/mol밀도: 1.044 g/ml녹는점: -57.12 ºC끓는점: 178.1 ºCPyrrole화학식: C4H5N몰질량: 67.091g/mol밀도: 0.967g/ml녹는점: -23 ºC끓는점: 129~131 ºC기구- quartz cell, 환류장치, 감압 여과기, uv-spectrometer실험 방법환류장치 세팅스탠드에 클램프를 고정시킨 뒤 환류 냉각기를 고정시킨다.propionic acid를 둥근 바닥 플라스크(환류 냉각기 연결되는)에 75ml 따른다. (부피 실린더 이용)pyrrole 5.6ml를 둥근 바닥 플라스크에 넣는다.Benzaldehide 8ml를 둥근 바닥 플라스크에 넣는다.환류장치에서 물이 밑에서 위로 향하게 세팅한다.가열기에 시료를 넣고 클립으로 고정시킨 뒤 후드 밑에서 30분동안 가열시킨다. (실험이 진행될수록 시료의 색이 주황색에서 보라색으로 바뀜)30분 뒤 환류장치는 유지한 채 나무 받침대로 옮긴다.상온에서 15분 식힌다.거르기 및 재결정감압 여과기에 거름종이를 넣고 전원을 킨 후 멘탄올을 부어준다.용액을 붓고 남은 용액은 메탄올로 씻어가며 넣어준다.촉매로 사용한 propionic acid를 씻어주기 위해 뜨거운 증류수로 씻어준다.시계접시 위에 올려둔 뒤 상온에서 건조시킨다.측정Uv-probe를 실행시키고 연결 커넥트를 누른다.( Chloroform을 용매로 사용)Quartz cell 벽면을 용매로 씻어준다. 이 때 유리로 된 Pasteur pipette을 사용 시 내부에 기스가 생기지 않게 주의하며, 벽면을 타고 용매를 흘려주어 기포가 생기지 않도록 한다.측정범위 300-800 간격5로 base line을 잡는다.측정 용액을 희석해준 뒤 측정을 한다.실험 결과Porphyrin 반응식과 한계 반응물Tetraphenyl porphyrin 합성 반응식 (이는 pyrrole과 benzaldehyde를 산 촉매 하에서 reflux를 시켜주면 간단하게 합성할 수 있음)실험에서 사용한 pyrrole : 5.6ml실험에서 사용한 benzaldehyde : 8mlPyrrole과 benzaldehyde는 1:1로 반응하기 때문에 benzaldehyde가 한계반응물이 된다.한계 반응물을 통한 이론적인 porphyrin양과 수득률반응식을 보면 Pyrrole과 benzaldehyde가 8mol씩 반응 할 때 Tetraphenyl porphyrin 2mol, 즉 Pyrrole과 benzaldehyde가 4mol씩 반응 할 때 Tetraphenyl porphyrin 1mol 생성된다고 볼 수 있다.이론적으로 Pyrrole과 benzaldehyde는 한계 반응물인 benzaldehyde양인 0.0757mol씩 반응했을 것이므로 위에 내용과 같이 계산하면4 : 1 = 0.0757 : 0.0189 , 0.0189mol의 Tetraphenyl porphyrin이 생성된다.0.0189mol Tetraphenyl porphyrin =실험에서 구한 Tetraphenyl porphyrin의 양은 2.536g 이다.수득률을 계산하면 이다.UV-Vis그래프[uv-Vis spectrum of Tetraphenyl porphyrin]그래프를 보면 1개의 soret band peak, 4개의 Q-band peak, 그리고 1개의 어깨peak이 관찰된다.실험 고찰이번 실험에서는 Tetraphenyl porphyrin을 합성하여 수득률을 알아보고 uv-Vis spectrometer을 이용해 분광학적 성질을 알아보았다.Tetraphenyl porphyrin은 porphyrin에 phenyl group 4개가 붙어있는 형태로 총 26개의 파이 전자를 가지고 있다. 또 이는 콘쥬게이션 되어있는데 콘쥬게이션 화합물에서 일어날 수 있는 π → π*와 n → π*전이가 uv-vis영역에서 관찰될 수 있다.Tetraphenyl porphyrin의 uv-vis spectrum에선 1개의 soret band peak, 4개의 Q-band peak, 그리고 1개의 어깨peak이 관찰됐다.Soret band peak은 π π* 보강간섭 때문에 나타나는데, 이는 바닥상태의 입자가 2차 들뜬 상태로의 전이로 인해 흡수가 일어나는 밴드이다.이 전이는 주로 400부터 500nm에서 흡수가 나타나고, 매우 높은 피크를 가지는 것이 특징이다.Q-band peak은 π π* 상쇄간섭 때문에 나타나는데, 이는 바닥상태에서 1차 들뜬 상태로의 전의로 인해 흡수가 일어나는 밴드이다.이 전이는 주로 500 부터 700nm에서 흡수가 나타난다.Q-band 가 soret band 보다 낮은 intensity를 나타낸다.

자연과학| 2023.04.21| 8페이지| 2,000원| 조회(212)

무기화학, 실험보고서, 무기화학실험, Porphyrin

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