½ ¨ 7 Hë H Sae Mulli (The Korean Physical Society), Volume 54, Number 3, 2007¸ 3 Z 4, pp. 162∼165
²
7 _¶ £z ºכ Ä Z Ø 5 8 ý ò k >P ÂS © + s Ƕ ¥ ì Å× D; c 6 X ¢ ì Å
"
k+ ä
Â
Òí ß @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , Â Òí ß 609-735
-
!
Hg ` @+ ä · »0 ï FV ∗
Â
Òí ß @ / < Æ § ¸Ö 6 x ½ + Ël Õ ü t < Æõ , x 9 ª 627-706
T
r )Q
Â
Òí ß @ / < Æ § ¸Ö 6 x ½ + Ël Õ ü t < ÆÂ Ò, x 9 ª 627-706
% · n* × <P v
Â
Òí ß @ / < Æ § ¸& ñ Ð èF / B N < Æõ , x 9 ª 627-706 (2007¸ 1 Z 4 24{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
:
r ½ ¨\ " f H : r ¸7 £ x \ É r à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ Ä »o _ / å J o ïr × ¼ ½ + Ë_ o\ ¦ Raman specroscopy\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i . / å J À Ò ïÝ ¼ ì r ç ß 1 l x \ _ K 1140 cm
−1H % \ " f H /
å
J o ïr × ¼ ½ + Ë\ @ /ô Ç Raman i ` ¦ ì r$ 3 ô Ç õ : r ¸7 £ x \ É r Raman i o_ l Ö ¦ l 162
◦
C \ " f % i . s õ РÒ' à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ ì r ? /_ / å J À Ò ïÝ ¼ ì r ç ß _ ½ + Ës 162
◦C \ " f l
r ô Ç H כ ` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 .
PACS numbers: 07.20.Fw, 61.10.Eq, 61.43.Fs, 78.30.Ly Keywords: Ä »o , à ÔY U½ + É ÐÝ ¼, / å J o ïr × ¼ ½ + Ë, ë ß í ß ê ø Í
I. " e  ] Ø
t
F K t [ O ½ Ó É r Ò q tÓ ü t ^ _ ½ ¨$ í $ í ì r s Ö ¸1 l x _ \ - t
" é ¶ Ü ¼ Ð s 6 x ÷ & H & ñ ¸ Ðë ß Ò q ty ÷ &# Q M ® o . Õ ª Q þ j
H \ ü <" f [ j í} ` ¦ s À Ò H é ß Ñ þ | 9 s t ~ ½ Ó[ þ t s ´ ú § É r
â
Ä º\ [ O ½ Óõ ½ + Ë ) a { © é ß Ñ þ | 9 < Ê É r { © t | 9 _ + þ AI \ ¦ Ä
»t ¦ e 6 £ § s µ 1 ß) & ¦, s M : ò ø ÍÃ º oÓ ü t ` ¦ o ¦ Q[ þ t s
[ j íç ß _ ñ ² ú x 9 [ j í$ í © õ ì r o ¸] X \ × æ כ ¹ ô
Ç % i ½ + É` ¦ { { © ô Ç H z ´s 5 Å q5 Å q µ 1 ß) t ¦ e . ÷ r ë ß
m , a =Ó o+ þ A` ¦ & ñ H ½ Ó" é ¶ ½ ¨ ¸ % i r a =½ ¨ [ j í }
ü @Â Ò\ o ô Ç [ O ½ Ós 9, # î " é ¶ ^ [ þ t s ½ + Ë H X < ¸ [ O
½ Ó_ ½ ¨ ¸ × æ כ ¹ô Ç % i ½ + É` ¦ < ÊÜ ¼ Ð+ , % i > ¸] X x 9
u « Ñ\ ¸ × æ כ ¹ô Ç é ß " f ÷ & ¦ e .
:
£
¤ y þ j H \ H Ò q t" î ^ [ j í ¢ ¸ H Ó ü t| 9 s [ O ½ Ó ([ O ½ Ó
×
æ \ " f ¸ : £ ¤ y é ß { © À Ó s { © À Ó)` ¦ í < Ê ¦ e H â Ä º
\
F G $ : r © I » 1 ÏÃ º © I ° ú É r F G ô Ç © S ! \ " f [ O ½ Ós Ä
»o © ` ¦ + þ A$ í # [ j í õ ÷ &t · ú § ¦ Ð > r ÷ & ¸2 ¤ ¸ ü
<Å Ò H cryopreservation s anhydrobiosis ü < ° ú É r “ Ð
∗
E-mail: [email protected]
ñ: £ ¤$ í ”\ @ /ô Ç ½ ¨ õ ´ ú §s µ 1 ϳ ð÷ & ¦ e [1–3].
[ O
½ ÓÄ »o s Qô Ç Ð ñ: £ ¤$ í ` ¦ t H s Ä » H & ³F t ß
¼> ¿ º t Ð · ú 94 R e H X <, Õ ª × æ H [ O ½ Óõ Ó ü t s
D ¥ ½ + Ë © I Ð > r F ½ + É M : [ O ½ Ós Ä »o © ` ¦ + þ A$ í 9 Ó ü t _
^ (tetrahedral) ½ ¨ ¸\ g Ë >È ÒK # Q H& h s \ " f Ó
ü
t _ & ñ o\ ¦ ~ ½ ÓK H ´ òõ e l M :ë H s 9, É r
H [ O ½ ÓÄ »o _ : £ ¤$ í © [ j í} s a =Ó o° ú s Ò q t" î ^ \ ¦
½
¨$ í H Ó ü t| 9 [ þ t \ ~ 1 > g Ë >È ÒK $ : r s » 1 ÏÃ º © I \ " f ì
r õ ÷ & H כ ` ¦ } Å Òl M :ë H s . z ´] j Ð t F K
t _ z ´+ « > õ \ Ø Ô [ O ½ ÓÄ »o _ [ j í Ð ñ0 p x§ 4
É
r [ O ½ Ó_ 7 á x À Ó\ Ø Ô> H X < # Q t [ O
½
Ó[ þ t × æ \ " f ¸ : £ ¤ y s { © À Ó à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ (trehalose)
þ
j H ' a d _ @ / © s ÷ & ¦ e H Ó ü t| 9 s . à ÔY U½ + É ÐÝ ¼\ ¦
í < Ê ¦ e H d Ó ü t s [ j íz ´+ « >\ " f Ð ñ: £ ¤$ í s ¿ º× ¼
Qt > è ß H כ s # Q t z ´+ « >` ¦ : x K & ³ © & h Ü
¼ Ð · ú 94 R e Ü ¼ [4–8] Ð ñ: £ ¤$ í \ @ /ô Ç H : r& h s Ä
» H f t S X z ´y µ 1 ß) t t · ú § ¦ e .
: r ½ ¨\ " f H s Qô Ç à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ Ð ñ: £ ¤$ í \ @ /ô Ç
"
é
¶ ` ¦ ½ ©" î l 0 A # : r ¸ o\ É r à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ ì
r _ / å J o ïr × ¼ ½ + Ë_ o\ ¦ ' a8 £ ¤ % i . : r ½ ¨
-162-
½ ¨ 7 Hë H à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ ì r ? /_ / å J o ïr × ¼ ½ + Ë o\ @ /ô Ç ½ ¨ – " f& ñ 1 p x -163-
\
" f : £ ¤Z > y / å J o ïr × ¼ ½ + Ë\ ' a d ` ¦ s Ä » H à Ô Y
U½ + É ÐÝ ¼ ì r Ó ü t _ ^ ½ ¨ ¸ [ j í} \ É r [ O
½ Ó[ þ t Ð ~ 1 > g Ë >È Ò H s Ä »\ ¦ à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ ì r _ / å J o
ïr × ¼ ½ + Ë_ $ í | 9 ` ¦ ½ ¨ < ÊÜ ¼ Ð+ s K ¦ Ù þ ¡l M
:ë H s .
II. ÷ m Ç ] M ö
: r ½ ¨\ " f 6 x ô Ç à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ (trehalose) H Cargill Company РÒ' ] j/ B N ~ à Π¤Ü ¼ 9, Z > É r & ñ oõ & ñ \ O s
6 x % i . s ß ¼ Ð ¸ É r É r r « Ñ\ ¦ é ß r ç ß \ ç H{ 9
> \ P H X < Ä »o ô Ç ~ ½ ÓZ O s l M :ë H \ à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ Ä
»o © ` ¦ ë ß [ þ t l 0 A 9 s ß ¼ Ð ¸ É r` ¦ 6 x % i [9]. à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ Ä »o © É r X í ß ê ø Í z ´+ « > (GDX-1193A, Japan)` ¦ : x # S X % i . à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ Ä »o _ Ä »o s
: r ¸ 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 A # differential scanning calorimeter (DSC3100, Mac Science, Japan)\ ¦ 6 x % i . s 8 £ ¤& ñ
\
6 x ô Ç r « Ñ_ ª É r 20 mg s 9, Ø Ô 4 H Û ¼ ì r 0 Al
\
" f · ú À Òp ³ o u ! s q` ¦ 6 x # 8 £ ¤& ñ % i . à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ ì
r ? /_ / å J o ïr × ¼ ½ + Ë ¸× ¼\ ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK " f Ra- man spectroscopy\ ¦ 6 x % i Ü ¼ 9, F g " é ¶ Ü ¼ Ð 514.5 nm _
Ar-ion Y Us $ \ ¦ 6 x % i .
III. + s ÇÊ Ý õ m Í ºÂ ] Ø
s ß ¼ Ð ¸ É r` ¦ s 6 x # ë ß H à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ Ä »o
© I \ ¦ S X l 0 A # X í ß ê ø Í z ´+ « >` ¦ % i . Fig.
1 É r à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ & ñ õ Ä »o © _ X í ß ê ø Í z ´+ « > õ s
. à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ & ñ © \ " f H # Q > h_ i s ' a8 £ ¤ ÷ &% 3 Ü
¼ 9, Õ ª õ H É r ½ ¨ õ [ þ t õ ¸ ú { 9 u > z ¤
[10–13]. à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ Ä »o © \ " f H 10 ∼ 20
◦H % \
"
f [ O ½ Ó ì r ç ß _ ¨ î ç H o \ _ K H ¢ - a ë ß ô Ç V ,
É r i s ' a ¹ 1 Ï÷ &% 3 . s Qô Ç õ H Ä »o Ó ü t| 9 _ X í ß ê
ø Í z ´+ « >\ " f H + þ A& h s & ³ © s 9, " f s õ
ÐÂ Ò' à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ Ä »o © o ¸ ú ë ß [ þ t # Q & H z
´` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 [9].
à
ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ Ä »o s : r ¸ H DSC\ ¦ s 6 x # 5 p x : r Ò
¦` ¦ or v " f 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9, Õ ª õ \ ¦ Fig. 2 \
? /% 3 . à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ Ä »o s : r ¸ H 2 ∼ 8
◦C/min 5
p
x : rÒ ¦ \ " f 107.1 ∼ 110.3
◦C Ð ' a8 £ ¤ ÷ &% 3 Ü ¼ 9, \ P t
´
òõ \ _ K 5 p x : rÒ ¦ s 7 £ x < Ê\ Ä »o s : r ¸
7
£
x H â ¾ Ó` ¦ ? /% 3 . à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ Ä »o s : r
¸ H · ú ¡ ½ ¨\ " f ' a8 £ ¤ ô Ç # Q t [ O ½ Ó_ Ä »o s
Fig. 1. X-ray diffraction spectra of trehalose glass and crystal.
Fig. 2. Glass transition temperatures of trehalose glass.
: r ¸ [14] -20 ∼ 33
◦C כ ` ¦ ¦ 9K ^ ¦ M : © { © y Z }
É
r ° ú כs . à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ s Qô Ç Z } É r Ä »o s : r ¸\ ¦
t H s Ä » H f t S X z ´ > µ 1 ß) t ¦ e t H · ú § t
ë ß , ° ú É r : r ¸\ " f ¦ 9 % i ` ¦ M : Ä »o s : r ¸ 8
± ú
É r É r [ O ½ Ó Ó ü t| 9 [ þ t Ð Z } É r & h $ í ` ¦ t l M :ë H \
É r [ O ½ Ó[ þ t \ q K [ j í Ð ñ 0 p x§ 4 s 8 A# Q ¦ b # Q t
¦ e [15].
: r ½ ¨\ " f H à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ 8 A# Qè ß Ð ñ: £ ¤$ í \ @ /ô Ç
"
é
¶ ` ¦ ½ ©" î ¦ à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ ì r _ / å J o ïr × ¼ ½ + Ë _
o\ ¦ 1000 ∼ 1200 cm
−1% ò % i \ " f 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9, Õ ª
õ \ ¦ Fig. 3 \ ? /% 3 . : r ½ ¨\ " f H 1140 cm
−1H % \ " f H ¸× ¼\ ' a d ` ¦ t ¦ ì r$ 3 % i .
1140 cm
−1H % \ " f H i É r C-O vibration, C-H bending, Õ ªo ¦ C-O-H vibration_ ½ + Ë\ _ K " f
H i Ü ¼ Ð / å J o ïr × ¼ ½ + Ës Ô ¦ 2 ; . / å J o ïr × ¼
½ + Ë É r à ÔY U½ + É ÐÝ ¼\ ¦ ½ ¨$ í ¦ e H ¿ º > h_ / å J À Ò ïÝ ¼ ì
r s \ ¦ H ½ + Ës 9, " f / å J o ïr × ¼
-164- ô Dz D GÓ ü t o < Æ rt “D hÓ ü t o ”, Volume 54, Number 3, 2007¸ 3 Z 4
Fig. 3. Raman spectra of trehalose glass with increasing temperature.
½
+ Ë_ o\ ¦ ì r$ 3 < ÊÜ ¼ Ð+ à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ ì r ? /\ " f ¿ º
>
h_ / å J À Ò ïÝ ¼ ç ß _ ½ + Ë © I _ o\ ¦ Æ Ò8 £ ¤ ½ + É Ã º e .
Fig. 3 \ · p Raman scattering õ \ ¦ Lorentzian < Ê Ã
º Ð x h A % i Ü ¼ 9, x h A` ¦ : x # ½ ¨ô Ç : r ¸7 £ x \ @ / ô
Ç Raman i _ s 1 l x` ¦ Fig. 4 \ ? /% 3 . Fig. 4\
"
f : r ¸7 £ x \ É r Raman i o_ l Ö ¦ l 162
◦C
\
" f % i Ü ¼ 9, s õ ÐÂ Ò' à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ Ä »o _ / å J o
ïr × ¼ ½ + Ës 162
◦C \ " f o l r ô Ç H כ
`
¦ · ú Ã º e % 3 .
/ å
J o ïr × ¼ ½ + Ë_ o\ @ /K ¿ º t 0 p x ô Ç â Ä º
\
¦ ¦ 9K ^ ¦ Ã º e H X <, ô Çt H à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ ì r ? /\
"
f / å J À Ò ïÝ ¼ ì r ç ß _ ½ + ËU ´s U ´# Qt H â Ä ºs ¦,
É r ô Ç t â Ä º H / å J À Ò ïÝ ¼ ì r ç ß _ ½ + Ë y s
o H â Ä ºs . : r ½ ¨\ " f H s Qô Ç à ÔY U½ + É ÐÝ ¼\
"
f / å J o ïr × ¼ ½ + Ë_ o\ ¦ ì r$ 3 < ÊÜ ¼ Ð+ Ó ü t _
^
½ ¨ ¸ [ j í} \ @ /ô Ç à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ g Ë >È ÒÖ ¦ \ @ /ô Ç s
K \ ¦ Z } s ¦ % i Ü ¼ 9, Ï ã ÎF G& h Ü ¼ Ð à ÔY U½ + É ÐÝ ¼_ Ð
ñ: £ ¤$ í \ @ /ô Ç s K \ ¸¹ ¡ § s | ¨ c כ Ü ¼ Ð l @ /ô Ç .
IV. + s Ç Â ] Ø
: r ½ ¨\ " f H : r ¸7 £ x \ É r à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ Ä »o _ / å J o
ïr × ¼ ½ + Ë_ o\ ¦ Raman spectroscopy\ ¦ s 6 x
#
8 £ ¤& ñ % i . / å J À Ò ïÝ ¼ ì r ç ß 1 l x \ _ K 1140 cm
−1H % \ " f H / å J o ïr × ¼ ½ + Ë\ @ /ô Ç Ramani ` ¦ ì
r$ 3 ô Ç õ : r ¸7 £ x \ É r Raman i o_ l Ö ¦ l
162
◦C \ " f % i . s õ ÐÂ Ò' à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ Ä » o
_ / å J o ïr × ¼ ½ + Ës 162
◦C \ " f o l r ô Ç
Fig. 4. Raman shift of glycosidic bond of trehalose with increasing temperature.
H כ ` ¦ · ú Ã º e % 3 Ü ¼ 9, s â Ä º 0 p x ô Ç / å J o ïr × ¼
½ + Ë_ o H / å J À Ò ïÝ ¼ ì r ç ß _ ½ + ËU ´s ¢ ¸ H ½ + Ë y
_ o{ 9 כ s Æ Ò8 £ ¤ ) a .
P
c p 8 ý ò k >
: r ½ ¨ H Â Òí ß @ / < Æ § Ä »õ ] j < ÆÕ ü t ½ ¨q (2¸ )\ _
# ½ ¨÷ &% 3 6 £ §.
Y
c p w à U Ø ô
[1] M. Karel and Labuza, J. Agriculture and Food Chemistry 16, 717 (1968).
[2] T. Schoebel, S. Tannenbaum and Labuza, J. Food Sci. 34, 324 (1969).
[3] Flink, J. Food Sci. 48 539 (1983).
[4] C. Brancaa, S. Magazu, G. Maisanoa, P. Migliar- doa and E. Tettamantib, J.Mol.Sci. 480-481, 133 (1999).
[5] A. Vegis, Annu. Rev. Plant Physiol. 15, 185 (1964).
[6] A. S. Sussman and H. O. Halvorson, in: Spores:
Their Dormancy and Germination (Harper & Row, New York, 1966)
[7] J. S. Clegg, Comp. Biochem. Physiol. 20, 8 (1967).
[8] Natasa Jovanovic, Andreanne Bouchardb, Gerard
W. Hofland, Geert-Jan Witkamp, Daan J. A. Crom-
melin and Wim Jiskoot, European Journal of Phar-
maceutical Sciences 27, 336 (2006).
½ ¨ 7 Hë H à ÔY U½ + É ÐÝ ¼ ì r ? /_ / å J o ïr × ¼ ½ + Ë o\ @ /ô Ç ½ ¨ – " f& ñ 1 p x -165-
[9] Jeong-Ah Seo, Jiyoung Oh, Dong Jin Kim, Hyung Kook Kim and Yoon-Hwae Hwang, Journal of Non- Crystalline Solids 333, 111 (2004).
[10] Joint Committee for Powder Diffraction Standards, Powder Diffraction File (Institute of Physics, Uni- versity College, Cardiff, Wales, ICDD Grant-in-Aid) Nos. 03-0312.
[11] F. Sussich, S. Bortoluzzi and A. Cesaro, Ther- mochem. Acta 391, 137 (2002).
[12] F. Sussich, F. Princivalle and A. Cesaro, Carbohy-
drate Res. 322 133 (1999).
[13] H. Nagase, T. Endo, H. Ueda and M. Nakagaki, Car- bohydrate Res. 337, 167 (2002).
[14] Su Jae Kim, Chung Sik Kim, Jiyoung Oh, Jung-A Suh, Yong Suk Yang, Hyung Kook Kim and Yoon- Hwae Hwang, SEAMULLI (New Phys.) 44, 252 (2002).
[15] J. L. Green and C. A. Angell, Journal of Physical Chemistry 93 2880 (1989).
Glycosidic Bond Change in Trehalose Glass
Jeong-Ah Seo
Department of Physics, Pusan National University, Busan 609-735
Hyun-Joung Kwon and Hyung Kook Kim
∗Department of Nanofusion Technology, Pusan National University, Miryang 627-706
Hee Mi Lee
School of Nanoscience and Technology, Pusan National University, Miryang 627-706
Yoon-Hwae Hwang
Department of Nanomaterials, Pusan National University, Miryang 627-706 (Received 24 January 2007)
We studied the glycosidic bond in trehalose glass to understand the bioprotect mechanism. We measured the glycosidic bond vibration mode around 1140 cm
−1with increasing temperature from 50
◦C to 210
◦C by using Raman spectroscopy, and we found that the slope of the Raman shift changed at 162
◦C. From this result, we can speculate that the glycosidic bond in trehalose glass changed around 162
◦C and that the change might originate from the change in the bond length of the bond angle between the glucose rings in trehalose glass.
PACS numbers: 07.20.Fw, 61.10.Eq, 61.43.Fs, 78.30.Ly Keywords: Glass, Trehalose, Glycosidic link, Raman scattering
∗
