• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권6호
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• pp.505-509
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• 2005

For the purpose of developing a direct label-free electrochemical detection system, we have systematically investigated the electrochemical signatures of each step in the preparation procedure, from a bare gold electrode to the hybridization of label-free complementary DNA, for the streptavidin-modified electrode. For the purpose of this investigation, we obtained the following pertinent data; cyclic voltammogram measurements, electrochemical impedance spectra and square wave voltammogram measurements, in $Fe(CN)_6^{3-}/Fe(CN)_6^{4-}$ solution (which was utilized as the electron transfer redox mediator). The oligonucleotide molecules on the streptavidin-modified electrodes exhibited intrinsic redox activity in the ferrocyanide-mediated electrochemical measurements. Furthermore, the investigation of electrochemical electron transfer, according to the sequence of oligonucleotide molecules, was also undertaken. This work demonstrates that direct label-free oligonucleotide electrical recognition, based on biofunctional streptavidin-modified gold electrodes, could lead to the development of a new biosensor protocol for the expansion of rapid, cost-effective detection systems.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.8-8
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• 2010

외부전하를 감지할 수 있는 EEPROM 구조를 기반으로 한 센서를 제안하였다. 부유게이트로부터 확장된 큰 면적의 접촉부위 (CCM)는 외부전하를 고정화하도록 설계되었으며, $0.13{\mu}m$ 단일-다결정 CMOS 공정에 적합한 적층의 금속-절연체-금속 (MIM) 제어케이트구조로 구성되었다. N-채널 EEPROM의 CCW 캐패시터 영역에 양의 전압이 인가되면 제어 게이트의 문턱전압이 음의 방향으로 변화하여 드레인 전류는 증가하는 특성을 보였다. 또한 이미 충전된 외부 캐패시터가 CCW의 부유게이트의 금속영역에 직접 연결되면, 외부 캐패시터로부터 유입된 양의 전하는 n-채널 EEPROM의 드레인 전류를 증가시키지만 반면에 음의 전하는 이를 감소시켰다. 외부 전압과 전하에 의해 PMOS의 특성은 NMOS에 비교하여 반대로 나타남이 확인되었다. EEPROM 인버터의 CCW 영역에 외부전하를 연결하면 인버터의 입-출력 특성이 기준 시료에 비해 외부전하의 극성에 따라 변화하였다. 그러므로, EEPROM 인버터는 외부전하를 감지하여 부유게이트에 고정된 전하의 밀도 크기에 따라 출력을 전압으로 표현할 수 있음을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.369-374
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• 2017

바이오센서를 상업적으로 양산하고자 할 때 제작비의 경제성이 고려되어야 한다. 과산화수소를 정량하기 위한 효소전극 제작 시 필수적으로 사용되는, 서양고추냉이로부터 추출된 과산화효소는 대단히 고가이므로 탄소반죽법에 의한 전극제작의 제한 요인이 된다. 이 문제를 우회하고자 본 실험실에서는 생활주변에서 쉽게 얻을 수 있는 재료로 대체하기 위하여 아카시아 잎을 효소원으로 사용하여 과산화수소 센서를 제작하고 그것의 전기화학적 특성을 살펴보았다. 일정전압전류법으로 얻어진 10개 이상의 전기화학적 파라미터와 실험적 결과들은 효소전극이 정량적으로 그 기능을 발휘하고 있음을 보여주었다. 이런 사실들은 시판 과산화효소가 아카시아 잎으로 대체될 수 있음을 보여주는 것이다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제31권1호
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• pp.59-65
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• 2013

Antibiotic residues are undesirable in milk and milk products for a number of reasons. In particular, they can have harmful effects on public health and harm to the manufacturer of the cultured milk products, e.g. MRSA etc. Although government regulatory agencies and the dairy industry have been successful in decreasing the presence of high concentrations of antibiotic residues, violations still occur and lead to contaminated products. As a result, several rapid and reliable methods for the detection of antibiotic residues have been developed, including microbiological and instrumental analysis methods. The conventional methods are time consuming, but recent improvements have allowed for better detection time, sensitivity, and accuracy. An example of an advanced detection instrument is the biosensor, which has several applications in food and environmental science, e.g. food-born pathogen detection, antimicrobial residues etc. In the present review, the recent trends in the methods used to test for antibiotic residues in milk and dairy products, as well as their specific applications, have been discussed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권6호
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• pp.459-464
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• 2008

We present a novel microcantilever device with nano-interdigitated electrodes (nano-IDEs) and DNA selective immobilization on the nano-IDEs for biosensing applications. Using the nano-IDEs and cyclic voltammetric methods, we have achieved selective immobilization of DNA with submicrometer spatial resolution on a freestanding microcantilever. $70{\sim}500\;nm$-wide gold (Au) nano-IDEs are fabricated on a low-stress SiNx microcantilever with dimensions of $100{\sim}600\;{\mu}m$ in length, and $15{\sim}60\;{\mu}m$ in width, with a $0.5\;{\mu}m$ thickness using electron beam lithography and bulk micromachining. Streptavidin is selectively deposited on one side of the nano-IDEs using cyclic voltammetry at a scan rate of 0.1 V/s with a range of $-0.2{\sim}0.7\;V$ during $1{\sim}5$ cycles. The selective deposition of dsDNA is confirmed by fluorescence microscopy after labeling with YOYO-1 dye.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.401-401
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• 2014

In this study, graphene, the most attractive material today, has been applied to the wavelength-modulated surface plasmon resonance (SPR) sensor. The optical fiber sensor technology is the most fascinating topic because of its several benefits. In addition to this, the SPR phenomenon enables the detection of biomaterials to be label-free, highly sensitive, and accurate. Therefore, the optical fiber SPR sensor has powerful advantages to detect biomaterials. Meanwhile, Graphene shows superior mechanical, electrical, and optical characteristics, so that it has tremendous potential to be applied to any applications. Especially, grapheme has tighter confinement plasmon and relatively long propagation distances, so that it can enhance the light-matter interactions (F. H. L. Koppens, et al., Nano Lett., 2011). Accordingly, we coated graphene on the optical fiber probe which we fabricated to compose the wavelength-modulated SPR sensor (Figure 1.). The graphene film was synthesized via thermal chemical vapor deposition (CVD) process. Synthesized graphene was transferred on the core exposed region of fiber optic by lift-off method. Detected analytes were biotinylated double cross-over DNA structure (DXB) and Streptavidin (SA) as the ligand-receptor binding model. The preliminary results showed the SPR signal shifts for the DXB and SA binding rather than the concentration change.

• 한국재료학회지
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• 제25권12호
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• pp.655-658
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• 2015

The development of glucose biosensors has been attracting much attention because of their importance in monitoring glucose in the human body; such sensors are used to diagnose diabetes and related human diseases. Thanks to the high selectivity, sensitivity to glucose detection, and relatively low-cost fabrication of enzyme-immobilized electrochemical glucose sensors, these devices are recognized as one of the most intensively investigated glucose sensor types. In this work, ZnO nanofibers were synthesized using an electrospinning method with polyvinyl alcohol zinc acetate as precursor material. Using the synthesized ZnO nanofibers, we fabricated glucose biosensors in which glucose oxidase was immobilized on the ZnO nanofibers. The sensors were used to detect a wide range of glucose from 10 to 700 M with a sensitivity of $10.01nA/cm^2-{\mu}M$, indicating that the ZnO nanofiber-based glucose sensor can be used for the detection of glucose in the human body. The control of nanograins in terms of the size and crystalline quality of the individual nanofibers is required for improving the glucose-sensing abilities of the nanofibers.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.822-824
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• 2012

21세기는 유전자, 질병검사를 통해 질병 예방, 예후 관리, 재택 및 원격 진료 시스템을 구축하여 초고감도, 실시간으로 환자의 건강 상태를 모니터링 하고, 진단, 처방할 수 있는 IT/BT/NT를 결합한 유비쿼터스 의료 시스템이 대두할 것으로 기대되고 있다. 유비쿼터스 의료 시스템의 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되는 바이오센서는 측정 기술로서 획기적인 발전을 거듭하고 있으며 생물학, 화학, 의학, 전자, 물리, 컴퓨터, 기계 공학 등 최첨단 학문의 관련 기술이 복합적으로 융합되면서 실용화에 필요한 요소 기술들이 접목되고 점점 소형화, 시스템화 되어 가고 있는 추세이다. 특히 SiNW(silicon nanowire) 바이오센서 같은 경우 양쪽의 전극이 소스와 드레인 역할을 하고 SiNW receptor가 검출대상과 결합하면 게이트 역할을 하게 된다. 불순물의 농도에 따라 전기적 특성이 결정되는데 검출하고자하는 대상이 receptor와 결합하게 되면 마치 MOS에서 게이트에 전압을 인가한 동작과 같은 역할을 하게 되어 소소와 드레인 사이에 채널이 형성되고 하나의 저항처럼 동작하게 된다. 본 논문에서는 기존의 MOS를 이용하여 현재 전자소자나 바이오센서 등 많은 분야에서 응용되고 있는 SiNW 바이오센서의 기능과 유사하게 피드백 회로를 통해 구현하였다. 피드백 회로의 정상 작동 확인과 SiNW 바이오센서의 역할을 대체한 MOS 소자의 정상 작동을 확인을 위해 블루투스 통신을 이용하여 모니터에 전압 값을 표시한다.

• KSBB Journal
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• 제11권5호
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• pp.518-523
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• 1996

효소 purine nucleoside phosphoryrase(NP)하 고 xanthine oxidase(XOD) 두 효소를 하나로 고정화시켜 산소 전극으로부터 ATPase 활성 계측용 바 이오 센서를 개발했다. 개발된 ATPase센서를 이용 해서 Thunnus albacares(Yeliowfin tuna), Tetra~ t turus audax(Striped marlin), Prognichthys agoo (Japanese flyingfish) 그리고 Cyprinus carpio ( ( Carp) 등의 각 4종의 어근육 단백질중의 $K^+-, Ca^{2}+- 그리고 Mg^{2+}-$ATPase 활성을 측정하였고, 시료 1 개를 측정는데 3분의 시간을 필요로 하였다. $K^+-, Ca^{2}+-$ATPase 활성의 경우 본 연구에셔 개발한 센 셔를 이용한 측정 결과와 종래(비색측정)법으로 측 정한 결과와의 사이에서 좋은 상관치를 얻었다.

• 분석과학
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• 제23권5호
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• pp.505-510
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• 2010

톨루엔에 녹인 폴리부타디엔을 탄소가루의 결합재로 사용하였을 때, 탄소반죽은 전극 제작 후 용매 증발에 의하여 기계적 물성을 보였으며, 이 성질은 탄소반죽전극 실용화의 선행조건을 충족시키는 것이었다. 부타디엔 고무를 결합재로 사용하여 새로운 효소전극을 제작하고, 그것이 정량적인 전기화학적 행동을 보이는지 확인하기 위하여 여러 가지 전기화학 속도론적 파라메터 즉 대칭인자, 교환전류밀도, 이중층의 축전용량, 시간상수, 최대전류, Michaelis 상수 등을 구하였다. 이 결과들은 부타디엔 고무가 탄소반죽전극 실용화에 추천할 만한 위한 결합재임을 보여 주는 것이었다.