• KSBB Journal
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• 제15권5호
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• pp.497-500
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• 2000

Avidin의 금속표변에 대한 강한 결합력과 avidin-biotin의 강한 결합력을 이용하여 금속 표면 위에 라포좀과 같은 유기 분자막의 다층 형성 과정을 수정진동자를 이용하여 분석하였다. 금속 표변위에 적층되는 유기 분자막에 대한 정보를 수 집하고 그 가능성을 검토하여 바이오 센서에서 감도를 향상 시킬 수 있는 새로운 방법을 제시하고자 하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권12호
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• pp.4215-4220
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• 2011

This study introduces a new concept for a simple, efficient and cheap sensitivity amplification of a Quartz Crystal Microbalance (QCM) based immunosensor system for the detection of tumor necrosis factor-alpha (TNF-${\alpha}$, TNF) by using an in-built magnetic system. The frequency shift due to the applied magnetic field was successfully observed on magnetic particles labeled detection antibodies, anti-human TNF-${\alpha}$, which were bound to the immunologically captured TNF-${\alpha}$ on the gold coated quartz crystals. In the present system, the magnitude of frequency shift depends on both the strength of magnetic field and the amount of target antigen applied. Significant signal amplification was observed when the additional built-in residual stress generated by the modified magnetic particles under the magnetic field applied. Used in conjunction with a sandwich type non-competitive immunoassay format, the lower detection limit was calculated to be 25 $ngmL^{-1}$ and showed good linearity up to TNF-${\alpha}$ concentrations as high as 2.0 ${\mu}gmL^{-1}$. The sensitivity, most importantly, was improved up to 4.3 times compared with the same QCM system which was used only an antigen-antibody binding without additional magnetic amplification.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제24권1호
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• pp.1-8
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• 2015

Protein immobilization on a gold surface plays an important role in the usefulness of biosensors that utilize gold-coated surfaces such as surface plasmon resonance (SPR), quartz crystal microbalance (QCM), etc. For developing high performance biosensors, it is necessarily required that immobilized proteins must remain biologically active. Loss of protein activity and maintenance of its stability on transducer surfaces is directly associated with the choice of immobilization methods, affecting protein-protein interactions. During the past decade, a variety of strategies have been extensively developed for the effective immobilization of proteins in terms of the orientation, density, and stability of immobilized proteins on analytical devices operating on different principles. In this review, recent advances and novel strategies in protein immobilization technologies developed for biosensors are briefly discussed, thereby providing an useful information for the selection of appropriate immobilization approach.

• 전기화학회지
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• 제19권4호
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• pp.134-140
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• 2016

새로운 산화환원 표지자를 이용한 압타머 기반의 전기화학적 트롬빈 검출 바이오 센서를 개발하였다. 1차 지방족 아민(primary aliphatic amine) 으로 개질한 압타머를 전기 전도성 고분자 poly-(5,2':5',2"-terthiophene-3'-carboxylic acid) (polyTTCA) 층 위에 공유결합을 통해 고정하여 센서 표면을 개질하였다. Tetrabromophenolphthalein ethyl ester (KTBPE)를 압타머와 상호 작용시켜 전기화학적인 산화환원 표지자로 사용하였다. 압타머로 개질한 층 위에 KTBPE의 산화반응을 differential pulse voltammetry (DPV)를 사용하여 조사하였으며, 최종 센서의 특성은 voltammetry, QCM, and ESCA 를 사용하여 조사하였다. KTBEF와 압타머 센서와 반응 후, KTBPE의 산화 피크는 감소하였다. 센서의 선형 동적 범위는 10.0 ~ 100.0 nM 이었으며, 이 때 검출 한계는 $1.0{\pm}0.2nM$이었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1295-1296
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• 2008

Hydrogen peroxide ($H_2O_2$) biosensor is one of the most developing sensors because this kind of sensors is highly selective and responds quickly to the specific substrate. Hemoglobin (Hb) has been used as ideal biomolecules to construct hydrogen peroxide biosensors because of their high selectivity to $H_2O_2$. The direct electron transfer of Hb has widely investigated for application in the determination of $H_2O_2$ because of its simplicity, high selectivity and intrinsic sensitivity. An electrochemical detection for hydrogen peroxide was investigated based on immobilization of hemoglobin on DNA/Fe(pyterpy)$^{2+}$ modified gold electrode. The pyterpy monolayers were firstly an electron deposition onto the gold electrode surface of the quartz crystal microbalance (QCM). It is offered a template to attach negatively charged DNA. The fabrication process of the electrode was verified by quartz crystal analyzer (QCA). The experimental parameters such as pH, applied potential and amperometric response were evaluated and optimized. Under the optimized conditions, this sensor shows the linear response within the range between $3.0{\times}10^{-6}$ to $9.0{|times}10^{-4}$ M concentrations of $H_2O_2$. The detection limit was determined to be $9{\times}10^{-7}$ M (based on the S/N=3).

• 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.