Journal of Sensor Science and Technology (센서학회지)

The Korean Sensors Society (한국센서학회)
권호 표지

Preparation and Characteristics of a Single-layer PVA Laminated CTA/PCL Membrane for Oxygen Biosensor Electrode

산소센서용 CTA/PCL 효소고정화막과 반투막을 단일화한 PVA적층막의 제조 및 특성

  • 서종원 (수원대학교 생명과학부) ;
  • 김태진 (수원대학교 고분자화학공학부) ;
  • 정용섭 (전북대학교 식품공학과) ;
  • 윤정원 (수원대학교 생명과학부)
  • Published : 1999.05.31
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Abstract

The oxygen electrode of a biosensor needs enzyme immobilized membrane and a dialysis membrane to measure the oxygen concentration that remains after an enzyme reacts with its substrate. Accodingly, a single-layer PVA laminated CTA/PCL membrane was developed as an oxygen biosensor electrode. The enzymes were immobilized on a cellulose triacetate/polycarprolactone membrane using the 1,1'-carbonyl diimidazole(CDI) method, and then laminated with polyvinyl alcohol, aldehyde and acid. The alcohol oxidase and PVA laminated CTA/PCL membrane was tested with various concentration of enzyme substrates using a Yellow Springs Instrument(YSI) oxygen sensor. Under 5-10mmol substrates produced $0.37{\sim}0.83{\mu}A$(r=0.995) currents, and ater 8 weeks the glucose oxidase activity remained at about 56%, while the other activities remained very low. A SEM indicated a smooth surface and tightly attached PVA on the enzyme-immobilized CTA/PCL membranes.

바이오센서로 이용되는 산소센서에는 효소고정화막과 함께 반투성막이 필요한데, 이러한 두 층의 막은 취급이 쉽지 않아서 상업화하기가 불리하므로, 이 두 막을 하나의 적층막으로 제조하였다. cellulose triacetate/polycarprolactone(CTA/PCL)막에 1,1'-carbonyl diimidazole(CDI) 방법으로 glucose oxidase, ascorbate oxidase, pyrubate oxidase와 alcohole oxidase 등의 효소를 고정화시킨 다음, 그 위에 polyvinylalcohol을 알데하이드와 산과 혼합하여 적층방법으로 단일막을 제조하였다. 고정화된 이 적층막을 산소전극에 부착하여 glucose, ascorbate, pyrubate, ethanol의 농도에 따른 전류변화를 측정한 결과, 각각 5-10mmol 이내의 기질농도에서 $0.38{\sim}0.83{\mu}A$까지 r=0.995의 선형성을 나타내었다. 한편, 고정화된 적층막의 저장중 안정성은 glucose oxidase는 8주 후에도 56% 이상의 활성을 나타내고 있었으나 나머지 효소들은 효소의 안정성이 낮았다.

Keywords