• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.684-689
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• 2021

본 논문에서는 경제적이며 일회용 센서칩으로 제작 가능한 스크린프린팅한 탄소칩 전극[screen printed carbon electrode(SPCE)]에 다중벽 탄소 나노 튜브, 전도성고분자 및 티로시나아제를 융합하여 제작된 나노복합체를 도포한 센서를 개발하고 이를 내분비 저하 물질이면서, 비만, 당뇨병 및 심혈관질환 등의 만성질환 및 성조숙증, 여성 생식 질환, 불임 등과 관련성이 입증된 비스페놀A 농도 분석에 적용하고자 하였다. 다중벽 탄소 나노 튜브를 산화시켜 음전하를 띠게 한 후 양전하를 띠는 전도성고분자인 polydiallyldimethylammonium (PDDA)로 감싸준 후 용액의 pH를 조절하여 음전하를 띠게 한 티로시나아제를 첨가하여 최종적으로 산화된 다중벽 탄소 나노 튜브-PDDA-티로시나아제 나노복합체를 형성하였다. 상기 나노복합체를 물리적으로 흡착시킨 센서칩 표면을 비스페놀A 용액에 접촉시키고, 비스페놀A가 티로시나아제와 2단계의 효소-기질반응을 할 수 있는 충분한 시간(3분)을 주면, 생성물[4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone)]이 생성된다. 이 때 순환전압전류법과 시차펄스전압전류법을 이용하여 생성물[4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone)]을 환원(-0.08V vs. Ag/AgCl)하였을 때 얻어진 전류값 변화를 측정하여 비스페놀A의 농도를 정량적으로 분석하였다. 추가적으로 개발한 센서 전극표면에 비스페놀A와 유사한 비스페놀S 방해물질을 비스페놀A와 함께 접촉하였을 때 비스페놀A에 대한 우수한 선택성을 확인하였다. 최종적으로 제작한 센서를 실험실에서 제작한 환경 시료안에 비스페놀A의 농도를 분석하는 데 적용함으로써 실제 현장에서 활용될 수 있는 가능성을 시사하였다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.461-466
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• 2021

본 논문에서는 이동성이 좋고 경제적이며, 간편하게 일회용 진단칩으로 제작 가능한 스크린 프린팅 한 탄소칩 전극[screen printed carbon electrode (SPCE)] 기반의 전압전류법 나노물질 융합형 바이오센서를 제작하여 폐암 조기진단에 활용 가능한 단백질 표지 인자 중에 하나인 heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (hnRNP A1) 단백질의 농도를 정량 분석하고자 하였다. 먼저 SPCE 표면에 금 나노입자를 전기적으로 증착한 후 크로스링커를 이용하여 hnRNP A1에 특이적으로 결합할 수 있는 바이오리셉터인 DNA 압타머를 고정하였다. Ethanolamine을 블로킹 시약으로 사용하여 압타머와 함께 센서 표면에 고정하여 그 표면을 처리함으로써 비특이적인 생물질의 흡착에 의한 방해 신호를 최소화하고자 하였다. DNA칩과 hnRNP A1 용액을 접촉하여 DNA와 hnRNP A1을 결합시킨 후 alkaline phosphatase (ALP) 효소로 접합한 hnRNP A1 항체(anti-hnRNP A1)을 센서칩 표면으로 주입하여 샌드위치 복합체를 형성하고, 이를 기질인 4-aminophenyl phosphate (APP)와 효소-기질 특이적 산화 반응에 의한 전류 변화를 순환 전압전류법과 시차 펄스전압전류법으로 측정하여 단백질의 농도를 정량적으로 분석하였다. 상기 산화 반응에 의한 피크 전류 변화는 순환전압전류법과 시차 펄스 전압전류법을 사용할 때 -0.05와 -0.17 V (vs. Ag/AgCl) 전위 값에서 각각 일어났다. 개발한 나노바이오센서를 실제 정상인 혈청 시료 분석에 적용 가능함을 보여줌으로써 혈청 한 방울로 폐암의 조기진단 가능성을 제시하고자 하였다.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.188-194
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• 2022

본 연구에서는 비파괴적 표면 기능기화 통하여 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 탄소소재의 특성 변화를 최소화 시킬 수 있는 대면적화 공법을 제안하고, 대면적화 된 SWNT 전자 필름 상에 효소를 집적하여 효소와 SWCNT 전자 필름 간 효율적 전자 전달을 연구하였다. p-terphenyl-4,4"-dithiol, dithiothreitol와 SWCNT의 혼합을 통해 SWCNT 전자 필름의 균일도 및 전하 전달 능력을 향상시키고, 분광학적 분석 및 전기화학적 특성을 평가하여 SWCNT 전자 필름의 향상된 전기화학적 특성을 확인하였다. 전자 필름 상에 고분자 전해질 및 포도당 산화환원 효소를 layer-by-layer 기법으로 효율적으로 집적하여, 최종적으로 음전압 범위에서 구동이 가능한 포도당(glucose) 바이오센서를 구현하였다. 개발된 포도당 바이오센서는 효소와 SWCNT 전자 필름과의 높은 전하 전달 효율을 바탕으로 -0.45 vs. Ag/AgCl 음전압 범위에서 높은 산화환원 신호를 보였을 뿐 아니라 0~1 mM의 낮은 글루코스 농도 변화에서 약 98 ㎂/mM·cm²의 높은 감도를 보였다. 또한 음전압 구동을 통하여, 산화 반응을 일으킬 수 있는 4종의 방해물질(요산, 아스코르빅산, 도파민, 아세타아미노펜) 환경에서 4% 이하의 변화를 보여 높은 선택성을 보였다.

• 전기화학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-38
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• 2016

전기화학적 방법을 통한 요산 (Uric acid) 정량분석을 위해 수용성 고분자 (hydrogel polymer)를 배위시킨 오스뮴 고분자 화합물과 요산 산화효소 (Uricase), 가교를 위한 PEGDGE (poly(ethylene glycol) diglycidyl ether)가 혼합된 용액을 스크린 프린팅된 탄소 전극 (SPCEs) 위에 흡착하여 측정하였다. 수용성 오스뮴 고분자의 전위를 조절하기 위해 리간드인 피리딘링의 4번 위치에 다른 전기음성도의 작용기를 갖는 오스뮴 고분자 화합물을 합성하였다. 합성된 오스뮴 고분자 화합물은 PAA-PVI (Poly(acrylic acid)-poly(vinyl imidazole)-$[osmium(4,4^{\prime}-dichloro-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$), PAA-PVI-$[osmium(4,4^{\prime}-dimethyl-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$, PAA-PVI-$[osmium(4,4^{\prime}-dimethoxy-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl]^{+/2+}$이다. 제작된 효소전극은 순환전압전류법 (cyclic voltammetry)을 통해 uric acid에 의한 오스뮴 고분자 화합물들의 산화 촉매 전류(oxidation catalytic current)를 측정하여 uric acid의 농도를 정량적으로 분석할 수 있었다. 오스뮴 고분자 화합물들 중 0.215 V의 산화환원 전위를 갖는 $PAA-PVI-[Os(dme-bpy)_2Cl]^{+/2+}$ (PAA-PVI-osmium$(4,4^{\prime}-dimethyl-2,2^{\prime}-bipyridine)_2Cl$]$^{+/2+}$) 화합물을 이용하여 대표적인 간섭물질인 아스코르브산 (AA)과 포도당 (glucose)의 산화 신호의 간섭효과를 피할 수 있었다. 이를 이용하여 제작된 전극은 0.33 V 전위에서 다양한 농도의 uric acid (1.0, 1.5, 2.0, and 5.0 mM)의 전류를 측정한 결과 $r^2=0.9986$의 좋은 선형성을 갖는 것을 확인하였다. 이는 복잡하지 않은 간단한 방법과 일회용의 전극을 사용하기 때문에 현장현시 검사 (point of care; POC)에 적합한 요산측정용 바이오센서로서의 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제44권1호
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• pp.17-23
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• 2000

전기화학적으로 중합한 $[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$의 다가 양이은성 고분자 피막전극을 $PF6^-/ClO_4^-$대이온의 비가 1:1 정도 되게 한 후에 우라늄과의 착물의 안정도상수가 각각 38.6과 17.5인 xylenoI orange와 diethyldithiocarbamate로 변성한 전극을 제작하였다. 이를 이용하여 용액중의 U(VI)을 정량할 수 있는 여러 회 사용이 가능한 전극을 제작하였다. 이 때에 분석용 신호를 얻기 위한 전극은 Pt/p-$[Ru(v-bpy)_3]^{2+}$, ligand, U(VI)이며 염화은 기준전극을 사용하였다. 벗김전압전류 과정에서는 전자전달이 지배적인 과정이었으며, 검정선은 $1.0{\times}10^{-3}{\sim}1.0{\times}10^{-7}$ M 범위에서 0.99의 좋은 상관관계와 5${\sim}$8%의 상대 표준편차를 나타냈다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권4호
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• pp.599-609
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• 2012

이 연구의 목적은 버려진 굴 패각을 재활용하여 감소시키는 것으로 굴 패각과 해조펄프를 이용하여 식품의 보존에 대한 항산화비드를 활용하는데 있다. 이 연구는 두 부분으로 나누었다. 첫 번째는 파일럿 규격조건으로 설계하고 제조하였다. 둘째는 [A],[B],[C-a],[C-b]화합물에 대한 최적제조 조건을 다루어 확립하고 이들 생성물을 분석하였다. 파일럿 규격 제조는 해조펄프의 분자수식합성과/Cl-전분 그리고 그의 다양한 비드 형태들이 극성용매에서 다양한 중량비율로 액상 혼합하여 제조되었다. 부가적으로, 혼합과정에서 해조펄프의 비율이 증가함으로서, 해조펄프/Ag-굴 패각을 섞인 것의 항균성은 감소되었으나 항산화와 비드의 견고성 성질은 증가되었다. 파일럿 규격의 생성라인은 해조 펄프와 Cl-전분을 분자수식으로 합성하였다. 그리고 극성용매를 사용하여 여러 가지 중량비율로 다양한 형태의 비드를 제조하였다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제1권1호
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• pp.44-51
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• 2013

For preparing a device-quality $CuInSe_2$ (CISe) light-absorbing layer by single-bath electrodeposition for a superstrate-type CISe cell, morphological properties of the CISe layers were investigated by varying concentrations of sulfamic acid and potassium biphthalate, complexing/buffering agents. CISe films were grown on an $In_2Se_3$ film by applying a constant voltage of -0.5V versus Ag/AgCl for 90 min in a solution with precursors of $CuCl_2$, $InCl_3$, and $SeO_2$, and a KCl electrolyte. A dense and smooth layer of CISe could be obtained with a solution containing both sulfamic acid and potassium biphthalate in a narrow concentration range of combination. A CISe layer prepared on the $In_2Se_3$ film with proper concentrations of complexing/buffering agents exhibited thickness of $1.6{\sim}1.8{\mu}m$ with few undesirable secondary phases. On the other hand, when the bath solution did not contain either sulfamic acid or potassium biphthalate, a CISe film appeared to contain undesirable flake-shape $Cu_{2-x}Se$ phases or sparse pores in the upper part of film.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제20권2호
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• pp.94-100
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• 2003

We studied electrochemical characteristics of Langmuir-Blodgett(LB) films by using cyclic voltammetry with a three-electrode system. An Ag/AgCl as a reference electrode, a platinum wire as a counter electrode and LB film-coated indium tin oxide(ITO) as a working electrode were used to study electrochemical characteristics at a various concentration of $NaClO_4$ solution. LB films were reduced from initial potential to -1350 mV, continuously oxidized to l650mV and returned to the initial point. The scan rate was l00mV/s. The monolayer surface morphology of the LB film have been measured by Atomic Force Microscope(AFM). As a result, We comfirmed that the microscopic properties of LB film by AFM showed the good orientation of momolayer molecules and the thickness of monolayer was 3.5-4.lnm. The cyclic voltammograms(CV) of the ITO-coated glass showed the peak potentials for the reduction-oxidation reation. LB films of 4-octyl-4'-(5-carboxypentamethyleneoxy) azobenzene(8A5H) / L-${\alpha}$-phosphayidyl choline, dilauroyl(DLPC) seemed to be irreversible process caused by only the oxidation current from the cyclic voltammogram. The current of oxidatation increased at cyclic voltammogram by increasing 8A5H density in LB films. The diffusivity(D) of LB films increased with increasing of a 8A5H amount and was inversely proportional to the concentration of $NaClO_4$ solution.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제59권4호
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• pp.285-288
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• 2016

단백질 분해효소는 단백질 내 아미노산의 펩티드 결합을 가수분해하며, 산업분야에서 가장 많이 사용되는 효소이다. 이전의 논문에서 부패한 나무로부터 Pseudoxanthomonas sp. WD12와 WD32를 분리하였다. 분비된 단백질 분해효소의 특성을 조사한 결과 WD12는 pH 9.0, $50^{\circ}C$, WD32의 경우 pH 8.0, $45^{\circ}C$에서 최적 활성을 나타내었다. 최적조건하에서 최고의 활성은 WD12는 768 unit/mL로 WD12의 활성이 WD32보다 2.6배 높았다. 금속 이온에 대한 분비효소 영향을 조사한 결과 두 균주 모두 KCl, NaCl, $CaCl_2$, $MnSO_4$를 첨가했을 때 활성이 증가하였으며, $AgNO_3$, $CuSO_4$, $FeCl_3$, $AlCl_3$를 첨가했을 때는 감소하였고, 최고의 활성은 $MnSO_4$의 첨가했을 때 두 균주 모두 활성 증가를 보인 반면 $FeCl_3$, $CuSO_4$는 활성저해를 보였다. 신종으로 생각되는 WD12 균주의 효소는 알칼리성 조건의 산업 환경에서 이용가능 하다고 생각된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제27권5호
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• pp.713-717
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• 2006

$S_2O$-donor macrocyclic isomers incorporating a xylyl group in o- ($L^1$), m- ($L^2$) and p-positions ($L^3$) extract no metal ions except silver(I) from aqueous to chloroform phase. And the magnitudes of %Ex for silver(I) are in the order of $L^1$ > $L^2$ > $L^3$. Taking this result into account, $L^1$-$L^3$ were utilized as membrane active components to prepare potentiometric silver(I)-selective electrodes. The proposed macrocycles-based electrodes E1 ($L^1$), E2 ($L^2$) and E3 ($L^3$) exhibited comparable results which show considerable selectivity toward silver(I) over alkali, alkali earth and other transition metal ions. Comparative NMR study on $L^1$-$L^3$ and their complexes with silver(I) in solution was also accomplished. In addition, a unique sandwich-type complex $[Ag(L^1)_2]CIO_4$ was prepared from the assembly reaction of $L^1$ with $AgClO_4$ and structurally characterized by an X-ray diffraction analysis.