• Analytical Science and Technology
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• v.19 no.6
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• pp.482-489
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• 2006

Two electrode-based lactate biosensor was prepared by immobilizing lactate oxidase (LOD) obtained from pediococcus species in a poly(vinyl alcohol). Hydrogen peroxide ($H_2O_2$) produced by the reaction of lactate and LOD was detected on the Pt-black that was electrochemically deposited on the Au electrode. Sensors fabricated with Pt-black deposited Au electrode provided a high current of $H_2O_2$ oxidation at a substantially lowered applied potential (+300 mV vs. Ag/AgCl), resulting in reduced interferences from easily oxidizable species such as ascorbic acid, acetaminophen, and uric acid. An outer membrane is formulated by adjusting water uptake of hydrophilic polyurethane (HPU). The sensor performance was evaluated in vitro with both flow-through arrangement and static mode. The sensor showed a linear range from 0.1 mM to about 9.0 mM in 0.05 M phosphate buffer (pH 7.6) containing 0.05 M NaCl. Storing the sensors prepared in this work at $4^{\circ}C$ buffer solution while not in use, they provided same electrochemical performance for more than 25 days.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.436-436
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• 2014

본 연구에서는 전 세계적으로 활발히 연구되고 있는 나노바이오센서 분야 중 가장 주목을 받고 있는 LSPR 원리를 이용한 바이오센서를 제작하였다. 금속 나노입자의 국소 표면 플라즈몬 공명현상에 의한 주위환경에 민감하게 반응하는 특성은 고감도 광학형 바이오센서, 화학물질 검출 센서등에 응용된다. 특히 금 나노막대와 같은 1차 나노구조물은 나노막대의 주변 환경 변화에 따라 뚜렷한 플라즈몬 흡수 밴드 변화를 나타냄으로 센서로 적용 했을 때 고감도의 측정이 가능하다. 본 연구에서는 다공성인 알루미늄 양극산화 박막 주형틀을 이용하여 다양한 종횡비를 가지는 금 나노막대를 합성하고, 나노막대 어레이 형태의 박막을 제작하였다. 금 나노막대의 합성은 알루미늄 양극산화막을 사용한 주형제조 방법(template method)을 사용하는 전기화학 증착법을 사용하였다. 우선 부도체인 알루미늄 양극 산화막의 한쪽면을 열증착 장비를 사용하여 금을 증착하여 작업 전극(working electrode)을 형성하였다. 백금 선(platinum wire)을 보조 전극(counter electrode)으로 사용하고 Ag/AgCl 전극을 기준 전극(reference electrode)으로 사용하여 삼전극계(three-electrode system)를 형성하였으며, 금 도금 용액(orotemp 24 gold plating solution, TECHNIC INC.)을 사용하여, 800 mV 전압에서 금 나노 막대를 합성하였다. 금 나노막대의 길이는 테플론 챔버를 통과한 전하량 또는 전기 증착 시간에 비례하여 결정된다. 금 나노막대를 성장시킨 알루미늄 양극산화막을 실리콘 웨이퍼에 은 페이스트를 사용하여 고정시킨 후 수산화나트륨 (NaOH)용액을 사용하여 알루미늄 양극산화막을 녹여내어 수직방향으로 정렬되어 있는 나노 막대 어레이 박막을 제조 하였다. 또한 제작된 금 나노막대 어레이의 광학적 특성을 평가하였다. 본 연구에서와 같이 나노막대를 직경방향으로 측정할 경우, 직경방향의 transverse mode만 측정된다. 금 나노 막대가 알루미늄 양극산화막 안에 포함된 상태로 측정된 금 나노로드 어레이 박막의 광 스펙트럼 분포는 금 나노막대의 가시광영역에서의 흡수 스펙트럼을 측정하였을시 직경 및 길이에 따라 transverse mode의 ${\lambda}$ max (최대 흡광)의 위치가 변화됨을 나타낸다. 실험 결과를 바탕으로 나노막대의 종횡비가 증가함에 따라 흡수 스펙트럼의 transverse mode ${\lambda}$ max가 미약하게 단파장 영역으로 이동하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 원기둥 형태의 금 나노막대의 흡수 스펙트럼에 대한 이론적인 예측과 부합한다. 바이오센서로의 적용 가능성을 확인하기 위하여 자기조립단분자막을 형성하여 항체를 고정하고 CRP에 대한 응답특성을 평가하였다. CRP 항원-항체의 면역반응에 대한 실험 결과 CRP 항원의 농도가 증가함에 따라 넓은 측정범위에서 선형적으로 흡광도가 증가하는 결과를 나타내었으며, CRP 10 fg/ml의 농도까지 검출할 수 있었다. 센서의 선택성을 확인하기 위하여 감지하고자하는 대상물질이 아닌 Tn T 항원을 감지막에 반응시켜 흡광도 변화를 분석하였다. 결과적으로 제작된 센서칩은 선택성을 가지고 측정하고자하는 물질에만 반응함을 확인하였다. 이러한 결과는 다양한 직경을 사용한 부가적인 LSPR현상의 연구에 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.17 no.2
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• pp.130-137
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• 2014

A strip sensor based on $PbO_2$/carbon paste electrode was prepared by a screen-printing method, and employed to electrochemically determine the concentration of fruit sweeteners(i.e. glucose, sucrose, and fructose). The $PbO_2$/carbon paste electrode could monitor electrocatalytic oxidation of organic compounds such as carbohydrates, and measure the levels of natural sweeteners without enzyme. Severe interference from ascorbic acid was effectively reduced by modifying the electrode surface with a Nafion membrane. The response level of the Nafion/$PbO_2$/carbon paste electrode increased in the order of fructose, sucrose, and glucose, which corresponds to the order of sweetness perceived by humans.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.269-269
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• 2010

$SnO_2$ 나노선은 n-type의 전기적 특성과 우수한 광 특성을 보이며, 전자소자, 광소자 뿐 아니라 다양한 종류의 가스 센서 등에 응용되고 있다. 그러나 $SnO_2$ 나노선은 공기중에서 전기적으로 불안정한 특성을 보이며, 도핑을 하지 않은 나노선 소자에서는 전자의 모빌러티가 높지 않다는 단점을 갖고 있다. 이를 개선하고자 본 연구에서는 화학기상증착법 (Chemical Vapor Deposition)으로 Sb을 도핑한 $SnO_2$ 나노선을 성장하여 전계방출효과 트랜지스터 (field effect transistor: FET)를 제작하여 전기적 특성과 UV 반응성의 변화를 측정하였다. Sb 도핑 양을 늘려감에 따라 전기적 특성이 반도체 특성에서 점점 금속 특성으로 변하는 것과 게이트 전압의 영향을 적게 받는 것을 확인하였다. 또한 도핑을 해준 $SnO_2$ 나노선의 경우 UV 반응과 회복 시간이 기존에 비하여 크게 감소하여 UV 센서에 더욱 적합해진 것을 확인하였다. 또한, 슬라이딩 트랜스퍼 공정을 이용하여 나노선을 원하는 기판에 정렬된 상태로 전이할 때 도핑한 나노선은 표면특성의 변화로 정렬도가 크게 감소하는 것을 확인하였고, 기판에 윤활제를 사용하여 정렬도를 높일 수 있었다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.18 no.6
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• pp.40-45
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• 1996

전자제어를 이용한 자동차의 제어란 인간의 감각 기관과 같은 센싱부, 두뇌와 같은 전자제어 유니트부, 명령을 수행하는 액츄에이터로 구성되어 있다. 그 중 센서는 각가지 물리량 및 화학량을 전자제어 유니트가 이해할 수 있는 전기적인 양으로 변환하여 전달하는 부품이라고 할 수 있으며 매우 다양한 원리와 구조로 이루어져 있다. 그 중에서 자동차에서 일어나는 가장 일반적인 물리량인 가속도, 압력, 충격, 변위, 온도 등을 센싱할 수 있는 재료인 세라믹 재료는 자동차의 전자화에 따라서 그 적용범위가 크게 확대되어 왔다고 할 수 있다. 세라믹이란 단결정의 무질서 집합체이며, 가장 일반적인 것은 원료 분말을 조합해서 그 성형체를 고열로 소성함으로서 만들어진다. 세라믹은 절연성, 유연성, 압전성, 초전성, 반도체적 특성 등 센서와 관련된 많은 유용한 전자적 기능들을 보유하고 있어 세라믹이 아니고는 실현할 수 없는 기능들도 많이 생겨나게 되었다. 본 기고에서는 세라믹의 자동차 센서에의 응용에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 압전 효과를 이용한 센서 재료와 서미스터를 이용한 온도센서 재료에 대해서 소개하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1591-1593
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• 2004

압력센서는 몇 가지 센싱 메카니즘을 가지고 있으므로 종류가 다양하고 크기 변에서도 여러 가지가 이용되고 있다. 최근에는 센싱 부분이 작으며 제어부분도 포함되는 ASIC화된 센서 시스템이 개발되고 있다. 여기에 이용되는 대부분의 탄성물질은 힘을 받았을 때 물질 내부의 벌크에서 저항 값이 변화하는 특성을 갖고 있다. 이러한 특성은 피에조 저항률(piezoresistivity)로 언급되며 스트레인 게이지의 감도에 영향을 주는 중요한 요소로 작용한다. 다이어프램으로 금속대선 세라믹을 사용하면 안정성이 우수한 특정을 가칠 수 있으며, 부식성 가스 류 및 화학성분에 대해서 내성이 강하고 환경변화에 따른 변형과 공정의 단순화 등 우수한 특성을 갖고 있는 것이 큰 장점이다. 센싱부는 산화 루세니움($RuO_2$)을 주 성분으로 하는 분말을 Paste화 하여 다이어프램 위에 스크린 프린팅을 하여 기본성능을 나타내었으며 특히, 상품화에서 중요한 일반성능에서는 온도 특성에 대한 Span 과 Offset 그리고 공정의 단순화에 대해서 고찰을 하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.2 no.4
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• pp.227-231
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• 1999

Disposable, amperometric glucose sensor was constructed using platinised carbon paste electrode. The sensor response was studied by amperometry and cyclic voltammetry applying sample solutions on the strip-type electrode. Platinization of screen-printed carbon paste electrode effectively improved the electrochemical reversibility of a mediator and the analytical characteristics of the sensor. The heterogeneous rate constant for $[Fe(CN)_6]^{4-/3-}$ was $1.45\times10^{-2}cm{\cdot}s^{-1}$. An applied potential of 0.3V vs. Ag/AgCl resulted in the best selectivity for glucose. The apparent Michaelis-Menten constant for glucose on the strip sensor, $K_m^{app}$, was 24.5 mM. To evaluate the analytical performance of the glucose sensor strip, a correlation study was performed with the NOVA S.P, Ultra M analyzer for 30 serum samples containing $80\~297mg/dL$ of glucose: the correlation coefficient value was 0.983. It can be seen that the strip sensor has satisfactory precision and accuracy.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.3 no.3
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• pp.45-53
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• 1994

A new type of Si diaphragm was fabricated using Si-wafer direct bonding and two-step electrochemical etch-stopping methods. Using the new diaphragm structure in mechanical sensors, more precise control of cavity depth and diaphragm thickness was achievable. Also, the propagation of the stress, which was generated near the bonding interface, to the surface can be avoided. Finally, a piezoresistive-type Si pressure sensor was fabricated utilizing the diaphragm and a digital pressure gauge, which can display units of pressure, was realized.

• Analytical Science and Technology
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• v.20 no.5
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• pp.393-399
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• 2007

In principle, the blood galactose level may be determined conveniently with a strip-type biosensor similar to that for glucose. In this study, we describe the development of a disposable galactose biosensor strip for point-of-care testing. The sensor strip is constructed with screen-printed carbon paste electrode (SPCE) and sample amount (< $100{\mu}L$). The developed strip the galactose level in less than 90 s using bienzymatic system of galactose oxidase (GAO) and horseradish peroxidase (HRP). The effects of pH, mediator (1,1-ferrocenedimethanol) concentration, ratio of enzymes, and applied potential were determined preliminarily with glassy carbon electrodes, and optimized further with the strip-type electrodes. The sensor exhibits linear response in the range of $0{\sim}400{\mu}M$ ($r^2$ = 0.997, S/N = 3). Since a low working potential, in principle, the fabricated disposable galactose biosensor has -100 mV (vs. Ag/AgCl), it is applied for the detection of galactose, interfering responses from common interferents such as ascorbic acid, uric acid and acetaminophen could be minimized. The sensor has been used to determine the total galactose level in standard samples with satisfactory reproducibility (CV = 5 %).

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.28 no.4
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• pp.453-458
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• 2006

An electrochemical COD(Chemical Oxygen Demand) sensor using an electrode-surface finding unit has been constructed. The electrolyzing(oxidizing) action of copper on the organic species was used as the basis of the COD measuring sensor. Using a simple three electrode cell, organic species which has been activated by the catalytic action of copper is oxidized at a working electrode, poised at a positive potential. A novel modification of the above method allowed for extended use of the electrode, in which the action of the electrode is regenerated by an electrode-surface grinding unit. When samples obtained from a wastewater treatment factory were measured, a linear correlation($r^2=0.93$) between the measured value(EOD) and $COD_{Mn}$ of the samples was observed. Overall results indicated that the electrochemical sensor with grinding unit could be applied for continuous measurements of COD in practical fields.