【환경화학】 2012 국가공무원 5급(기술) 제1문

2012 국가공무원 5급(기술) 제1문

 

추천글 : 【환경화학】 환경화학 목차

---

a. 지질 분해

b. 혼합물의 분리

---

 

Q. 다음의 탄화수소는 호기성 미생물에 의해 2단계의 산화반응을 갖는다. 이와 관련하여 다음 물음에 답하시오.

 

CH₃(CH₂)₆CH₃ 

 

Q1. 분해과정을 2단계로 설명하시오.

 

A1.

⑴ 1단계. terminal oxidation 혹은 subterminal oxidation

 

출처 : 이미지 클릭

 

⑵ 2단계. 포화지방산의 베타산화(β-oxidation)

 

출처 : 이미지 클릭

 

① 베타산화가 되는 지방산은 오직 포화지방산

② 반응 중 먼저 1 FADH2가 생성된 뒤 (1차 산화) 나중에 1 NADH가 생성 (2차 산화)

③ 1회 베타산화 결과 지방산에서 ⑴과 함께 1개의 아세틸-CoA(2C)가 생성

④ 12개의 탄소를 가진 포화지방은 5번의 베타산화를 거친 뒤 5개의 아세틸 CoA와 1개의 글리세롤이 생성 

 

Q2. 위의 분해과정의 생성물을 기기분석법으로 관찰하고자 할 때, 적합한 분석 장비 및 방법을 제시하시오.

 

A2. 

⑴ 기체 크로마토그래피(GC, gas chromatography) 

① 정의 : 증발된 시료 성분이 분리관에 있는 고정상과 이동하는 기체상 사이에 분배되어 분리되는 방식

② 운반기체는 고순도의 헬륨, 수소, 질소, 아르곤 등의 비활성 기체 : 기체상으로 주로 He이 사용됨

○ 이유 1. H₂, He 등 분자량이 가벼운 기체 분자들은 확산 계수가 커서 더 빠르게 분리를 함

○ 이유 2. H₂, He 등 분자량이 가벼운 기체 분자들은 열전도도가 크므로 예열 시간이 적게 걸림

○ 이유 3. H₂, O₂ 등의 기체는 반응 시료와 반응할 수 있음

③ 장점 : 해상도가 높음

④ 단점 : 휘발이 안 되면 분석이 안 되므로 분자량이 작아야 함

○ 시료의 분자량 조건 : 10⁰ ~ 10³

○ 일반적으로 분자량이 500을 넘어가면 기체 크로마토그래피를 하기 어려움

⑤ 응용 1. GLC(gas-liquid chromatography)와 GSC(gas-solid chromatography)

⑥ 응용 2. 기체 크로마토그래피로 분자량을 측정할 수 있음 : retention time과 분자량의 상관관계를 이용

⑦ 응용 3. GC-MS(gas chromatography mass spectrography)

○ 1^st. 기체 크로마토그래피에서 분리된 물질은 전자 이온화 혹은 화학적 이온화되어 질량 의존적으로 분류됨

○ 2^nd. 분류된 물질들은 고유의 질량 스펙트럼을 형성함

○ 3^rd. 이를 축적된 라이브러리 데이터와 비교하여 구조 정보를 취득하거나 정량분석이 이루어짐

○ 1차 이온을 선별하고 2차 이온화를 수행하여 보다 미량의 성분들을 정량하기도 함

⑵ 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC, high-performance lipid chromatography)

① 크로마토그래피에서 고정상에서의 화합물의 이동거리 차이를 이용해 극미량의 물질의 존재 및 분자량 측정

② 시료의 분자량 조건 : 6 × 10¹ ~ 10⁴

③ solvent, pump, injector, column, detector, recorder로 구성

④ HPLC에서 가장 널리 사용되는 검출기는 자외선 검출기

⑤ RI 검출기는 용질에 대해서는 감도가 높지 않으나 압력, 온도 같은 주위 환경 변화에 매우 민감

⑶ 2차원 전기영동

① 오파렐(O'Farrel) 법이 일반적

② x 축 : 요소 존재 하의 등전점 전기영동이나 미변성 조건 하의 전기영동에 의해 하전에 따라 분리

○ 즉, 등전점에 따라 분리

○ 요소 : 이황화결합을 제외한 모든 R-R 상호작용 제거

③ y 축 : SDS 존재 하의 전기영동에 의해 분자량에 따라 분리

④ 1,000 종류 이상의 단백질을 분리하는 것이 가능

⑤ 응용 1. x 축과 y 축을 동일 방법으로 분리하되, y 축 분리시 특정 물질을 첨가 → 대각선을 벗어나는 물질은 해당 물질과 상호작용한다는 증거

⑥ 응용 2. tRNA , 소형 RNA 분자의 경우 : 1차원 10 %, 2차원 20 % 폴리아크릴아마이드 겔 농도 → 각종 RNA 효과적 분리

 

입력 : 2022.09.17 15:37