• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권4호
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• pp.323-328
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• 2004

A surface plasmon resonance (SPR) sensing system, which belonged to a family of thin film refractometry-based sensors, was fabricated to measure the alcohol contents in alcoholic beverages. In this study, a SPR owe was obtained by a photodiode array with 128 pixels and transformed into a refractive index which was calculated by means of the first moment of values below a baseline of 0.85. When the sensing system was applied to Soju, Cheonju, Igwaduju and Tacju highly linear relationships between the refractive index by SPR and the contents of alcohol were obtained. That is, the coefficients of determination in their linear models were 0.992, 0.933, 0.918 and 0.954, respectively. Meanwhile, the effect of sample preparations on the accuracy of measurement was analyzed. As for Soju and Tacju, the best calibration equations were obtained when no sample preparation was applied. The best calibration models for measurement of Cheonju and Igwaduju were obtained through the samples filtered by $C_{18}$ disks.

• 센서학회지
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• 제19권6호
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• pp.456-461
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• 2010

The detection of C-reactive protein(CRP) using self-assembled monolayer(SAM) was investigated by a portable surface plasmon resonance(SPR) sensor system. The CRP is a biomarker for the possible cardiovascular disease. The SAM was formed on gold(Au) surface to anchor the monoclonal antibody of CRP(anti-CRP) for detection of CRP. Sequence injection of the anti-CRP and bovine serum albumin(BSA) into the sensor system has been carried out immobilize the antibody and to prevent non-specific binding. The portable SPR system has two flow channels: one for the sample measurements and the other for the reference. The output SPR signal was increased with the injection of the anti-CRP, BSA and CRP due to binding of the proteins on the sensor chip. The valid output SPR signals was linearly related to the critical range of the CRP concentration. The experimental results showed the feasibility of the portable SPR system with newly developed SAM to diagnose a risk of the future cardiovascular events.

• 센서학회지
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• 제17권5호
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• pp.369-374
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• 2008

A novel fiber optic surface plasmon resonance (SPR) sensor using cyclic olefin copolymer (COC) prism with the spectral modulation is presented. The SPR sensor chip is fabricated using the SU-8 photolithography, Ni-electroplating and COC injection molding process. The sidewall of the COC prism is partially deposited with Au/Cr (45/2.nm thickness) by e-beam evaporator, and the thermal bonding process is conducted for micro fluidic channels and optical fibers alignment. The SPR spectrum for a phosphate buffered saline (0.1.M PBS, pH.7.2) solution shows a distinctive dip at 1300.nm wavelength, which shifts toward longer wavelength with respect to the bovine serum albumin (BSA)concentrations. The sensitivity of the wavelength shift is $1.16\;nm{\cdot}{\mu}g^{-1}{\cdot}{\mu}l^{-1}$. From the wavelength of SPR dips, the refractive indices (RI) of the BSA solutions can be theoretically calculated using Kretchmann configuration, and the change rate of the RI was found to be $2.3{\times}10^{-5}RI{\cdot}{\mu}g^{-1}{\cdot}l^{-1}$. The realized fiber optic SPR sensor with a COC prism has clearly shown the feasibility of a new disposable, low cost and miniaturized SPR biosensor for biochemical molecular analyses.

• 한국광학회지
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• 제28권1호
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• pp.9-15
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• 2017

실리콘 기판으로 만든 바이오센서에서 펩타이드-항체의 접합 동특성을 회전 타원분광계로 정밀하게 측정하고 분석하였다. 극도로 낮은 몰농도의 펩타이드를 측정할 때, 시료가 놓이는 바이오센서의 표면의 불완전한 편평도와 완충용액 굴절률 변화로 인한 측정오차를 줄이기 위하여 금속박막의 유리 프리즘 대신에 실리콘 기판 위에 덱스트란 SAM을 직접 적층하여 바이오센서를 만들었다. $100{\mu}l/min$의 완충용액 주입속도에서 바이오센서에 올려진 항체 및 펩타이드의 접합특성을 각각 측정하였다. 리터당 5 ng의 낮은 항체농도에서도 항체-덱스트란 SAM 사이의 동특성을 쉽게 측정할 수 있었다. 또한 100 nM까지의 펩타이드에 대한 미세한 흡착 및 해리 특성을 정밀하게 측정할 수 있었으며, 접합 동특성 식에 이 실험결과를 피팅하여 흡착계수와 해리계수를 구할 수 있었다. 이 결과로부터 펩타이드의 평형상태의 해리상수인 $K_D$는 97 nM이었고, 이 수치는 Class I에 속함을 알 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권1호
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• pp.50-56
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• 2009

Surface plasmon resonance (SPR) biosensor has been used to detect many biochemical reactions, because this label-free sensor has high sensitivity and rapid response. The reactions are monitored by refractive index changes of the SPR biosensor. Iprovalicarb is protective, curative, and eradicative systemic fungicide introduced by Bayer AG in 1999. It has potential far control of downy mildew infesting onion, cucumber, grape and melon, late blight infesting tomato and potato, and anthracnose infesting watermelon and pepper. It is strictly limited to the maximum residue limit. In this study, the applicability of a portable SPR biosensor (Spreeta, Texas instrument, TX, USA) to detect the iprovalicarb residue was examined. The sensor chip was adopted to detect the reaction of iprovalicarb to immobilized iprovalicarb-antibody. The binding of the iprovalicarb onto the biosensor surface was measured by change of the refractive index (RI). Characteristics of the sensor chip including specificity, sensitivity, stability, and reusability were analyzed. In calibration test for seven levels of iprovalicarb concentration (0.32 to 5,000 mg/L) with three replications, a Sigmoidal model with Hill function was obtained between relative RI value and the iprovalicarb concentration with R-square of 0.998. It took 30 minutes to complete a set of detecting assay with the SPR biosensor.

• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.1-8
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• 2009

현재까지 연구 개발된 바이오칩 및 센서의 경우에는 생체분자 상호작용의 분석을 수행하기 위해서 효소나 형광 물질 등과 같은 표지물질을 생체분자에 주입할 필요성이 있었다. 이러한 표지작업은 단백질 등과 같이 고차구조를 형성하는 생체분자에 있어서 그 분자인식능을 저하시키는 문제가 발생하게 된다. 그리고 표지작업은 일련의 조작이 필요하기 때문에 조작의 복잡성을 띄게 되고, 간편성을 저해하는 문제가 발생하게 되며, 분석 결과를 얻기 위해서는 장시간을 필요로 하게 된다. 또한, 생체분자 상호작용의 분석에 적용되는 측정장치도 대형화하게 되어 온사이트 모니터링에 이용하기 어렵다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 비표지로 생체분자의 상호작용 분석이 가능한 SPR 광학특성, QCM 및 전기화학법 등을 이용한 비표지 바이오칩 및 센서가 개발되었다. 하지만 표지 바이오칩 및 센서와 마찬가지로 장치의 대형화 및 복잡화, 간편성 및 감도 등에 문제가 있었다. 따라서 지금까지 개발되어진 표지 및 비표지 바이오칩의 문제들을 해결하기 위해서 나노구조에서만 발현되는 새로운 광학특성인 LSPR을 기반으로 하는 새로운 형태의 코어-쉘 구조 나노입자 바이오칩이 제작되었다. 코어-쉘 나노입자 바이오칩의 표면에 수직방향으로부터 입사광을 조사하고 바이오칩 표면으로부터 반사된 반사광을 검출기로 검출하여 흡수 스펙트럼을 소형의 분광기로 해석함으로서 코어-쉘 나노입자 바이오칩 기반 비표지 광학 바이오센서를 완성하였다. 또한 단백질 항원-항체 반응에 대한 비표지 검출 및 정량특성을 평가한 결과, 감도, 간편성, 유연성, 폭넓은 응용성 등에 양호한 특성을 확인할 수 있었다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 코어-쉘 나노입자 바이오칩 기반 비표지 광학 바이오센서는 생체분자 상호작용의 분석에 많이 이용되고 있는 단백질, DNA, 세포 등의 생체분자에 유연하게 대처할 수 있을 것으로 생각되어지며, 그 밖에 의료, 식품분석, 환경 및 공정 모니터링 등 분야에 폭넓게 이용될 것으로 기대되고 있다. 또한 본 코어-쉘 나노입자 바이오칩 기반 비표지 광학 바이오센서는 소형으로 저렴한 분광기를 이용하여 측정을 실시하고 있기 때문에 온사이트 모니터링에의 적용도 가능할 것으로 생각된다.