To detect lead ions using electrochemical voltammetric analysis, Infrared Photo-Diode Electrode(IPDE) was applied via cyclic and square wave stripping voltammetry. Lead ions were deposited at 0.5 V(versus Ag/AgCl) accumulation potential. Instrumental measurements systems were made based on a simple and compact detection system. The stripping voltammetric and cyclic voltammetric optimal parameters were searched. The results yielded a cyclic range of $40{\sim}240mgl^{-1}$ Pb(II) and a square wave stripping working range of $0.5{\sim}5.00mgl^{-1}$ Pb(II). The relative standard deviation at 2 and 4 $mgl^{-1}$ Pb(II) was 0.04% and 0.02%(n=15), respectively, using the stripping voltammetric conditions. The detection limit was found to be 0.05 $mgl^{-1}$ with a 40 sec preconcentration time. Analytical interference ions were also evaluated. The proposed method was applied to determine lead ions in various samples.
The surface protein hemagglutinin (HA) mediates the attachment of influenza virus to host cells containing sialic acid and thus facilitates viral infection. Therefore, HA is considered as a good target for the development of diagnostic tools for influenza virus. Previously, we reported the isolation of single-stranded aptamers that can distinguish influenza subtype H1 from H5. In this study, we describe a method for the selective electrical detection of H1 using the isolated aptamer as a molecular probe. After immobilization of the aptamer on Si wafer, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) showed that the immobilized aptamer bound specifically to the H1 subtype but not to the H5 subtype. Assessment by cyclic voltammetry (CV) also demonstrated that the immobilized aptamer on the indium thin oxide-coated surface was specifically bound to the H1 subtype only, which was consistent with the ELISA and FE-SEM results. Further measurement of CV using various amounts of H1 subtype provided the detection limit of the immobilized aptamer, which showed that a nanomolar scale of target protein was sufficient to produce the signal. These results indicated that the selected aptamer can be an effective probe for distinguishing the subtypes of influenza viruses by monitoring current changes.
Biochip sensing technologies offering in-situ, fast and real-time measurements in addition to portability can be powerfully utilized in a wide spectrum of research areas including environmental science, food science, medical diagnostics and drug development. In this article, we introduce current research trends and economic aspects of the development of various optical biochip technologies for the analysis of organophosphorus/carbamate pesticides in environmental samples, which is of global importance with serious consequences for both current and future generations. In particular, we will highlight recent efforts made in the creation of highly sensitive and selective optical biochip sensors in conjunction with nanobiotechnologies and microfabrication for the rapid detection of organophosphorus/carbamate pesticides.
A tyrosinase-immobilized biosensor was developed based on various amine-modified multi-walled carbon nanotube (MWNT) supports for the detection of phenolic compounds. MWNTs with various amine groups were prepared by radiation-induced graft polymerization of glycidyl methacrylate (GMA) onto MWNT supports and the subsequent amination of poly(GMA) graft chains. The physical and chemical properties of the poly(GMA)-grafted MWNT supports and the aminated MWNT supports were investigated by SEM, XPS, and TGA. Furthermore, the electrochemical properties of the prepared tyrosinase-modified biosensor based on MWNT supports with amine groups were also investigated. The response of the enzymatic biosensor was in the range of 0.1-0.9 mM for the concentration of phenol in a phosphate buffer solution. Various parameters influencing biosensor performance have been optimized: binder effects, pH, temperature, and the response to various phenolic compounds. The biosensor was tested on phenolic compounds contained in two different commercial red wines.
Kim, Young-Kee;Min, Jun-Hong;Oh, Byung-Keun;Choi, Jeong-Woo
KSBB Journal
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v.22
no.6
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pp.378-386
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2007
Bio-sensing devices, which are basically integrated and miniaturized assay systems consisted of bioreceptor and signal transducer, are advantageous in several ways. In addition to their high sensitivity, selectivity, simplicity, multi-detection capability, and real time detection abilities, they are both very small and require relatively inexpensive equipments. Two core technologies are required to develop bio-sensing devices; the fabrication of biological receptor module (both of receptor development and immobilisation of them) and the development of signal transducing instruments containing signal generation technique. Various biological receptors, such as enzymes, DNA/RNA, protein, and cell were tried to develop bio-sensing devices. And, the signal transducing instruments have also been extensively studied, especially with regard to electrochemical, optical, and mass sensitive transducers. This article addresses bio-sensing devices that have been developed in the past few years, and also discusses possible future major trends in these devices.
Active metabolites in rat bile after an intravenous injection of $[^3H]$ pteroylglutamic acid(PteGlu)were studies using high-performance liquid chromatography(HPLC). Predominant four radioactive metabolites and parent compound PteGlu were detected on the chromatogram of HPLC with liquid scintillation counting system. These metabolites were identified as tetrahydrofolate, 10-formyltetrahydrofolate, 5-methyltetrahydrofolate and para-aminobenzoyl glutamate. The identification of active folate metabolites was based on the consistency of retention time profiles and hydrodynamic voltammograms which were obtained by HPLC with the electrochemical detection system, and characteristics of UV absorbance spectra obtained by HPLC with photodiode array detection system.
This research aims to develop the multiple channel electrochemical DNA chip using microfabrication technology. At first, we fabricated a high integration type DNA chip array by lithography technology. Several probe DNAs consisting of thiol group at their 5-end were immobilized on the sold electrodes. Then target DNAs were hybridized and reacted. Cyclic voltammetry showed a difference between target DNA and control DNA in the anodic peak current values. Therefore, it is able to detect a plural genes electrochemically after immobilization of a plural probe DNA and hybridization of non-labeling target DNA on the electrodes simultaneously. It suggested that this DNA chip could recognize the sequence specific genes.
Although there are various factors that threaten the security of ships, one of the most harmful is corrosion. It is not easy to find corroding areas and the status of corrosion, even though corrosion causes serious problems such as submergence and marine pollution as a result of leaking oil and polluted water. To monitor the corrosion of ships, non-destructive inspection, weight loss coupons, electrical resistance, linear polarization resistance, zero resistance ammeter, and electrochemical impedance spectroscopy have been developed. However, these methods require much time to detect corrosion, and most are not appropriate for real time monitoring. Coating, sacrificial anode, and impressed current cathodic protection (ICCP) methods have been developed to control corrosion. The ICCP and sacrificial anode methods are the most popular ways to prevent ship corrosion. However, ICCP is only appropriate for the outside of a ship and cannot be used for complex structures such as ballast tanks because these are composed of many separate chambers. Sacrificial anodes have to be replaced periodically. This paper proposes an integrated corrosion monitoring and control system (ICMCS) that can detect corrosion in real time and is appropriate for complex structures such as ballast tanks. Because the system uses titanium for an anode, exhausted anodes do not need to be replaced.
Microbiologically influenced corrosion (MIC) of carbon steel gas pipeline in soil environments was investigated at field and laboratory MIC is very severe corrosion and it is not easy to distinguish this corrosion from Inorganic corrosion because of its localized, pitting-type character Therefore, it is important to provide proper assessment techniques for the prediction, detection, monitoring and mitigation of MIC. It is possible to predict the MIC risk, i.e., the activity of sulfate-reducing bacteria (SRB) through the analysis of soil environments. Chemical, microbiological and surface analysis of corrosion products and metal attacked could reveal the possibility of the occurrence of MIC. Various electrochemical and surface analysis techniques could be used for the study of MIC. Among these techniques, thin-film electrical resistance (ER) type sensors are promising to obtain localized corrosion rate of MIC induced by SRB. It is also important to study the effect of cathodic protection (CP) on the MIC In case of coated pipeline, the relationship between coating disbondment and the activity of SRB beneath the disbanded coating is also important.
Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) spectroscopy is a multifaceted surface sensitive methodology which exploits spectroscopy-based analysis for various applications. This technique is based on the massive amplification of Raman signals which were feeble previously in order to use them for appropriate identification at qualitative and quantitative in chemical as well as biological systems. This novel powerful technique can be utilized to identify pathogens such as bacteria and viruses. As far as SERS is concerned, one of the most studied problems has been functionalization of SERS active substrate. Metal colloids and nanostructures or microstructures synthesized using noble metals such as Au, Ag and Cu are considered to be SERS active. Silver and gold are extensively used as SERS active substrates due to chemical inertness and stability in air compare to copper. However, use of Cu as a suitable alternative has been taken into account as it is cheap. Herein, we have synthesized air-stable copper microstructures/nanostructures by chemical, electrochemical and microwave-assisted methods. In this paper, we have also discussed the use of as synthesized copper micro/nanostructures as inexpensive yet effective SERS active substrates for the fast identification of micro-organisms like Staphylococcus aureus and Escherichia coli.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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