• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.569-574
• /
• 2014

오폐수 처리에 있어서 용존산소량을 장기간, 연속측정이 가능한 DO 센서의 개발이 요구되어, 형광검출 특성을 이용한 광학식 DO 센서를 개발하고 특성을 분석하였다 (OS-100, 글로벌광통신주식회사). 형광 센서막은 GA를 이용하여 졸-겔 방법을 이용하여 $Ru(Dpp)_3{^{2+}}$(tris(4,7diphenyl-1, 10-phenanthroline) ruthenium(II)) 형광물질을 제작하였고, 용액과 혼합하여 스프레이 방법으로 석영기판위에 증착하였다. 증착된 형광막은 용존산소 농도 3 mg/L에서 10 mg/L 사이의 넓은 영역에서 ${\pm}1%$ 이하의 오차를 보였다. 제작된 광학식 DO 센서의 성능평가를 위하여 대구염색단지의 오폐수처리장 폐수의 실시간 용존산소를 장기간 측정하였다. 6개월간의 장기간에 걸쳐 실시간 측정된 용존산소의 결과는 염색공단 폐수의 악조건 하에서도 ${\pm}2%$ 이하의 오차를 나타내었다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
• /
• pp.82-85
• /
• 2006

The Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) will be loaded in Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS). To efficiently apply the GOCI data in the variety of fields, it is essential to develop the standard algorithm for estimating the concentration of ocean environmental components (, , and ). For developing the empirical algorithm, about 300 water samples and in situ measurements were collected from sea water around the Korean peninsula from 1998 to 2006. Two kinds of chlorophyll algorithms are developed by using statistical regression and fluorescence technique considering the bio-optical properties in Case-II waters. The single band algorithm for is derived by relationship between Rrs (555) and in situ concentration. The CDOM is estimated by absorption coefficient and ratio of Rrs(412)/Rrs(555). These standard algorithms will be programmed as a module of GOCI Data Processing System (GDPS) until 2008.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제14권4호
• /
• pp.326-332
• /
• 2010

We review the research on specialty fiber couplers with emphasis placed on the characteristics that make them attractive for biomedical imaging, optical communications, and sensing applications. The fabrication of fiber couplers has been carried out with, in addition to conventional single mode fiber, various specialty fibers such as photonic crystal fiber, double clad fiber, and hole-assisted fiber with a Ge-doped core. For the fiber coupler fabrication, the side polishing and the fused biconical tapered methods have been developed. These specialty fiber couplers have been applied to optical coherence tomography, fluorescence spectroscopy, fiber sensors, and optical communication systems. This review aims to provide a detailed statement on the recent progress and novel applications of specialty fiber couplers.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.587-587
• /
• 2013

ZnS is well-known direct band gap II-VI semiconductor, and it attracts intense interest due to its excellent properties of luminescence which enable ZnS to have promising materials for optical, photonic and electronic devices. Especially, the emission wavelength of ZnS falls in the UV absorption band of most organic compoundsand biomolecules, thus it is envisaged that ZnS based devices may find applications in increasingly important fluorescence sensing. We have developed a facile and effective one-step process for the fabrication of single-crystalline and pure-wurtzite ZnS nanostructures possessing sharp band-edge emission at room-temperature having diverse length-to-width ratios. Each of nanostructures was composed of chemically pure, structurally uniform, single-crystalline, and defect-free ZnS. These features not only suppress trap or surface states emission centered at 420 nm, but also enhance UV band-edge emission centered at 327 nm, which give as-synthesized our ZnS nanostructures possible sharp UV emission at room temperature. The reaction medium consisting of mixed solvents such as hydrazine, ethylenediamine, and water as well as proper reaction time and temperature have played an important role in the crystallinity and optical properties of ZnS nanostructures. As-synthesized our ZnS nanostructures possessing sharp UV emission guarantee high potential for both fundamental research and technological applications.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제31권12호
• /
• pp.3707-3710
• /
• 2010

A chromo/fluorogenic $NO_2S_2$-macrocycle L functionalized with nitrobenzofurazan unit as a dual-signaling probe was synthesized and structurally characterized by single crystal X-ray analysis. In a cation-induced color change experiment, L exhibited excellent $Hg^{2+}$ ion selectivity by showing the color change from orange-red to yellow. However, this hypochromic shift by $Hg^{2+}$ was observed for the weaker coordinating anion system such as ${NO_3}^-$ and ${ClO_4}^-$ ions. The observed anion effect is due to the strong coordination of anions inhibits the bond formation between $Hg^{2+}$ and the macrocyclic tert-N atom, which is sensitive to induce the color change. In the fluorometric experiment, L showed chelate-enhanced fluorescence change effect only with $Hg^{2+}$ ion, together with a change from yellow to green emission. The sensing ability for $Hg^{2+}$ with the proposed chemosensor L is due to the stable complexation with 1:1 stoichiometry (metal-to-ligand).

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권5호
• /
• pp.1429-1434
• /
• 2013

A synthesis and cation-induced fluorescent behavior of the carbazole-attached $NO_2S_2$-macrocycle (L) is described and structurally characterized by single crystal X-ray analysis. The photoluminescence spectrum of L in 80% $CH_3CN/CH_2Cl_2$ displays a peak maximum at 431 nm (blue emission). In the metal-induced fluorometric experiment, L showed a drastic chelation-enhanced fluorescence quenching (CHEQ) effect only with $Hg^{2+}$ and $Cu^{2+}$. In ESI-mass study, a 1:1 stoichiometry for complexation of L with $Hg^{2+}$ was confirmed, suggesting the unique sensing behavior of the proposed ligand L due to the selective complexation affinity for $Hg^{2+}$. The observed results indicate that L is a promising turn-off type fluoroionophore for $Hg^{2+}$ and $Cu^{2+}$ detections. Additionally, the $Ag^+$ complex of the precursor macrocycle was prepared and its solid structure was crystallographically characterized.

• 센서학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.70-77
• /
• 2024

In this study, a fluorescent ethanol sensor is developed to determine the ethanol concentration in the liquid phase. The sensor is developed using a complex of resazurin (RA)/resorufin (RO) and a hydrotalcite (HT) catalyst in a sol-gel matrix of methyltrimethoxysilane (MTMS) to produce a fluorescent ethanol-sensing membrane (RA/RO^*HT membrane). The operation mechanism of the RA/RO^*HT membrane is based on (i) the oxidation of ethanol to acetaldehyde and (ii) the reduction of RA to RO, through electron flows followed by EtOH ↔ HT ↔ RA/RO ↔ EtOH interactions. These possible redox reactions can lead to an increased fluorescence intensity of the RA/RO^*HT membrane as the ethanol concentration increases. The RA/RO^*HT membrane shows a linear detection range of 1-20 vol.% EtOH with limit of detection (LOD) of 0.178%. Additionally, the RA/RO^*HT membrane has high sensitivity and accuracy for determining the alcohol content in several Korean alcoholic beverages.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제34권7호
• /
• pp.1544-1549
• /
• 2024

This study presents a fluorescent mechanism for two-step amplification by combining two widely used techniques, exponential amplification reaction (EXPAR) and catalytic hairpin assembly (CHA). Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) engaged in competition with the complementary DNA in order to attach to the aptamer that had been fixed on the magnetic beads. The unbound complementary strand in the liquid above was utilized as a trigger sequence to initiate the protective-EXPAR (p-EXPAR) process, resulting in the generation of a substantial quantity of short single-stranded DNA (ssDNA). The amplified ssDNA can initiate the second CHA amplification process, resulting in the generation of many double-stranded DNA (dsDNA) products. The CHA reaction was initiated by the target/trigger DNA, resulting in the release of G-quadruplex sequences. These sequences have the ability to bond with the fluorescent amyloid dye thioflavin T (ThT), generating fluorescence signals. The method employed in this study demonstrated a detection limit of 16 CFU/ml and exhibited a strong linear correlation within the concentration range of 50 CFU/ml to 10⁵ CFU/ml. This method of signal amplification has been effectively utilized to create a fluorescent sensing platform without the need for labels, enabling the detection of P. aeruginosa with high sensitivity.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제39권2호
• /
• pp.169-181
• /
• 2023

최근 지구온난화의 주원인인 이산화탄소(carbon dioxide, CO₂)의 배출량을 줄이기 위하여 한국은 탄소 배출량 감축목표와 탄소 중립을 선언하였으며, 이에 따른 지역별 배출량과 대기 중 CO₂ 농도의 정확한 평가가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 Orbiting Carbon Observatory-2 위성자료와 CO₂ 배출량 자료를 활용하여 위성기반 대기 중 CO₂ 농도와 배출량의 시공간적 차이를 확인하고, 이러한 차이를 식생 성장에 따른 광합성 반응지수인 태양유도 엽록소 형광(solar-induced fluorescence, SIF)을 이용하여 설명하고자 하였다. 2014년부터 2018년까지 한국 지역에서 환경부 온실가스종합정보센터(Greenhouse Gas Inventory and Research Center, GIR) 및 Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) 배출량은 지속적으로 증가하였지만, 위성에서 관측된 CO₂ 농도는 2018년에 전년 대비 감소하는 것으로 나타났다. 지역적으로 살펴보면 경기도, 충청북도는 2018년에 GIR, EDGAR 배출량이 증가하였지만 CO₂ 농도는 감소하였다. 또한, 배출량과 위성관측 CO₂ 농도의 상관성분석에서 서울과 강원도 지역에서 각각 0.22 (GIR), 0.16 (EDGAR)으로 낮은 상관성을 보였다. 대기 중 CO₂ 농도는 SIF와 지역별로 상이한 상관관계를 보였는데, 5~9월의 CO₂-SIF 상관성분석에서 서울과 경기지역은 -0.26의 음의 상관계수를, 충청북도와 강원도는 0.46의 양의 상관계수를 보이며 CO₂ 흡수와 대기 중 농도의 관계성이 지역별로 차이가 있음을 밝혔다. 따라서 대기 중 CO₂ 농도와 배출량 사이의 관계성을 분석함에 있어 CO₂ 흡수 과정에 대한 고려가 필요하다는 것을 시사한다.

• 멤브레인
• /
• 제31권2호
• /
• pp.87-100
• /
• 2021

최근 오염물질 수위의 급격한 상승세와 더불어 가속화되는 자연환경 파괴로 인해 다양한 환경 속에 쌓이는 오염물질의 검출 및 모니터링은 현대 사회의 중요한 미션 중 하나로 자리 잡았다. 본 논문에는 멤브레인 기반의 광학 센서를 활용한 미량 오염물질 검출에 대한 최근 연구 동향이 요약되어 있다. 본 논문에 포함된 연구들은 섬유소로 이루어진 멤브레인을 검출을 위한 플랫폼으로 사용하였으며, 금속 나노 입자나 형광단을 색 변화 검출을 위해 이용하였다. 제조된 광학 센서들은 모두 적절하거나 특출한 수준의 감도를 보였고, 대부분의 센서에서 타겟 물질이 아닌 이온이나 물질에는 반응하지 않는 정확성 또한 확인되었다. 검출 플랫폼으로 이용된 섬유소 멤브레인의 물리적, 화학적 특성들은 멤브레인 합성 방법이나 색 변화를 위한 광학 물질 등을 바꾸는 방법을 통해 각 연구의 목적에 맞추어 최적화될 수 있었다. 또한, 멤브레인을 기반으로 하여 제조된 센서들은 운반이 편리하고 기계적 성질이 강해 현장에서 바로 오염물질을 검출할 수도 있다는 사실이 제시되었다. 이러한 장점 덕분에 멤브레인 기반 센서들은 식용수에서 검출된 중금속의 정량화와 자연 수질환경에서 발견되는 미량 중금속 및 유독성 항생제의 감지 등 다양한 목적을 위해 활용될 수 있었다. 몇몇의 연구에서 제조된 센서들은 항균성이나 재활용성 또한 나타내었다. 대부분의 센서들이 타겟 물질을 감지한 후 육안으로도 식별 가능한 색 변화를 보였으나, 본 논문에 포함된 많은 연구들은 형광 발산, UV-vis 분광학, RGB 색 강도 차이 등을 비교 분석한 더 상세한 검출 결과를 제시하였다.