• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.74-78
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• 2003

본 논문에서는 금속의 표면 플라즈몬 공명으로 인한 금속-유전체 경계면에서의 국소적 전자기장의 강화 효과를 이용하여 표면 플라즈몬을 유발하는 금 박막을 유리 기판위에 증착하고, 프리즘 커플러를 이용한 소산장의 공명 흡수현상을 이차원 영상 으로 얻었다. 특히 DNA/단백질 칩 등 향후 가능한 다채널 시스템에의 응용을 고려하여11-MUA, 11-MUOH 등 자기조립 단분자막(SAM)을 크롬 마스크와 리토그래피, 그리고 Shadow mask와 광 산화반응을 이용하여 금 표면 위에 패터닝 하였다. 텅스텐-할로겐 램프와 중심파장이 ${\lambda}_0=633$ nm의 대역통과 필터를 사용하여 이 평행광을 프리즘 커플러에 입사시켜 반사되어 나오는 반사광의 이차원 영상을 얻었다. 이와는 별도로 ${\lambda}_0=633$ nm의 레이저를 이용하여 단분자막이 코팅되어 있을 때와 없을 때의 공명각의 변화를 관찰하였다. 얻어진 이차원 영상의 위치에 따른 화소 값의 변화를 단분자 막의 두께의 변화에 따라 보정하고, 알려진 매질의 SPR 특성을 Fresnel 방정식에 따라 이론적으로 계산하면 다채널 표면 영상으로부터 항원-항체 등 단백질의 결합 정도를 정량적으로 측정할 수 있다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권3호
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• pp.380-393
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• 2015

This study presents how we can evaluate stereo camera systems for the structural deformation monitoring. A stereo camera system, consisting of a set of stereo cameras and reflective markers attached on the structure, is introduced for the measurement and the stereo pattern recognition (SPR) method is utilized for the full-field structural deformation estimation. Performance of this measurement system depends on many parameters including types and specifications of the cameras, locations and orientations of them, and sizes and positions of markers; it is difficult to experimentally identify the effects of each parameter on the measurement performance. In this study, a simulation framework for evaluating performance of the stereo camera systems with various parameters has been developed. The maximum normalized root-mean-square (RMS) error is defined as a representative index of stereo camera system performance. A plate structure is chosen for an introductory example. Its several modal harmonic vibrations are generated and estimated in the simulation framework. Two cases of simulations are conducted to see the effects of camera locations and the resolutions of the cameras. An experimental validation is carried out for a few selected cases from the simulations. Using the simultaneous laser displacement sensor (LDS) measurements as the reference, the measurement errors are obtained and compared with the simulations.

• 센서학회지
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• 제28권6호
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• pp.355-359
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• 2019

Exosomes, known as nanoscale extracellular vesicles in the range of 30-150 nm, are known to contain clinically significant information. However, there is still insufficient information on exosomal membrane proteins for cancer diagnosis. In this work, we investigated the characteristics of the membrane proteins of exosomes shed by cultured breast cancer cell lines using a surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy and pre-activated alkanethiols modified sensor chips. The antibodies of breast cancer biomarkers such as MCU-16, EpCAM, CD24, ErbB2, and CA19-9 were immobilized on the pre-activated alkanethiols surfaces without any activation steps. The purified exosomes were loaded onto each antibody surface. The affinity rank of the antibody surfaces was decided by the relative capture efficiency factors for the exosomes. In addition, an antibody with a relative capture efficiency close to 100% was tested with exosome concentration levels of 10⁴/µl, 10⁵/µl, and 10⁶/µl for quantitative analysis.

• 센서학회지
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• 제13권5호
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• pp.342-349
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• 2004

SK (SPR Kinds) index, which can categorize the complicated measurement methods of surface plasmon resonance by simple method, has been proposed and verified. SK index is composed of three digits, where each digit presents the type of immobilized ligand, the type of illumination and the kinds of varying parameter, sequentially. The measurement method of (33#) series among SK indices shows the possibility of the multi-sensing capability, by which the response of 2-dimensional array of immobilized ligands can be detected simultaneously. The proposed possibility of multi-sensing capability has been verified by the modeling that is based on Fresnel reflection model.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권6호
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• pp.541-547
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• 2019

A novel photonic crystal fiber (PCF) sensor with three D-shaped holes based on surface plasmon resonance (SPR) is analyzed in this paper. Three D-shaped holes are filled with the analyte, and the gold film is deposited on the side of three planes. The design of D-shaped holes with outward expansion can effectively solve the uniformity problem of metallized nano-coating, it is beneficial to the filling of the analyte and is convenient for real-time measurement of the analyte. Compared with the hexagonal lattice structure, the triangular arrangement of the clad air holes can significantly reduce the transmission loss of light and improve the sensitivity of the sensor. The influences of the air hole diameter, the distance between D-shaped holes and core, and the counterclockwise rotation angle of D-shaped holes on sensing performance are studied. The simulation results show that the wavelength sensitivity of the designed sensor can be as high as 10100 nm/RIU and the resolution can reach 9.9 × 10^-6 RIU.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1062-1067
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• 2018

본 연구에서는 화학센서의 개발에 있어서 감지 대상 물질을 정확히 선택적으로 인식하고 그 결과를 물리적 신호로서 발산할 수 있는 분자시스템이 화학센서의 감지부에 도입되고 이러한 기술을 바탕으로 효율적인 감지기술의 개발이 요청되고 있어 미량의 중금속 이온 측정용 화학센서의 연구를 하였다. 본 연구에서는 감지 대상 물질로서 저 농도의 $Ag^+$, $Cu^{2+}$ 이온들을 통하여 이들에 대한 선택적인 감지 결과를 SPR 센서를 응용한 인식 기능성 감지 막 제조를 하여 측정대상 금속이온들에 대한 선택적인 측정을 하여 저 농도에서 매우 정밀 하게 감지 가능한 센서시스템을 구현하였다. 이 결과 DTSQ-dye를 이용한 감지 막 측정 결과의 경우 저 농도 $Ag^+$이온에 따른 공명각의 변화는 $Ag^+$ 이온의 최고농도인 $10^{-4}M$ 까지 공명각의 변화는 $2.17[^{\circ}]$이며, 다른 금속과 비교 시 약 4.3배나 되는 큰 공명각의 변화를 보였고, SQ-dye를 이용한 감지막 측정 결과의 경우 저 농도 $Cu^{2+}$ 이온에 따른 공명각의 변화는 $Cu^{2+}$의 최고농도인 $10^{-4}M$ 까지 공명각의 변화는 $2.3[^{\circ}]$이며 다른 금속과의 비교시 약 4.5배나 되는 큰 공명각의 변화를 보였다.

• 센서학회지
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• 제19권4호
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• pp.306-312
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• 2010

We have detected deoxynivalenol(DON) using a metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor(MOSFET)-based biosensor. The MOSFET-based biosensor is fabricated by a standard complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS) process, and the biosensor's electrical characteristics were investigated. The output of the sensor was stabilized by employing a reference electrode that applies a fixed bias to the gate. Au which has a chemical affinity for thiol was used as the gate metal to immobilize a self-assembled monolayer(SAM) made of 16-mercaptohexadecanoic acid(MHDA). The SAM was used to immobilize anti-deoxynivalenol antibody. The carboxyl group of the SAM was bound to the anti- deoxynivalenol antibody. Anti-deoxynivalenol antibody and deoxynivalenol were bound by an antigen-antibody reaction. In this study, it is confirmed that the MOSFET-based biosensor can detect deoxynivalenol at concentrations as low as 0.1 ${\mu}g$/ml. The measurements were performed in phosphate buffered saline(PBS; pH 7.4) solution. To verify the interaction among the SAM, antibody, and antigen, surface plasmon resonance(SPR) measurements were performed.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-83
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• 2018

최근 의료, 보건, 헬스케어 분야에 대한 관심이 증가함에 따라 질병의 조기 진단 연구가 각광 받고 있다. 특히 표면증강 라만 산란 (Surface Enhancement Raman scattering)은 고분자 검출을 위해 가장 유용한 물리 화학적 기법으로 SERS를 활용한 특정물질 검출 기술 개발에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 나노구조의 국부적 표면 플라즈몬의 공명조건 (Surface Plasmon Resonance, SPR)으로 유도된 전자기장은 우수한 SERS 신호를 나타낸다. 따라서 표면 플라즈몬 공명 효과는 귀금속 나노입자의 종류, 크기 및 형태, 기판의 형상 및 구조 등에 의해서 달라지게 되므로 이들을 조절하여 보다 민감한 SERS 신호를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 고감도 SERS-Active 기판을 제작하기 위해 SERS 기판 표면의 나노구조를 최적화 하였다. SERS 기판 표면을 제어하기 위해 공정파워, 공정압력, 기판의 온도 등의 증착공정 변수에 변화를 주어 표면의 나노구조를 형성하였다. 이를 분석하기 위해 SEM 분석을 통해 피라미드형 실리콘 기판 표면의 Au 나노구조 금속 박막을 확인하였고, XRD를 이용하여 결정성 및 결정크기를 확인하였다. Rhodamine 6G를 이용한 라만 분석을 통해 SERS 신호의 강도를 알 수 있었다. 금속 나노구조의 형태, 온도 제어를 통해 SERS 신호강도가 우수한 나노구조 기판을 제조 할 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제14권1호
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• pp.97-102
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• 2003

이차원 표면 플라즈몬의 공명 흡수와 포토 마스크를 이용하여 11-MUA(11-Mercaptoundecanoic acid)와 11-MUOH(11-Mercaptoundecanol) 둥으로 이루어진 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer; SAM)의 다채널 영상을 얻었다. 통상의 Photoresist를 이용한 리토그래피 대신에 Thiol bonding의 광산화를 이용하여 패터닝 과정을 줄이고, 백색광 및 대역통과 필터(λ$_{0}$=633nm)를 이용하여 입사광으로써 레이저를 사용할 때 나타나는 간섭무늬를 줄였다. 이로부터 나타나는 이차원 영상의 명암을 정량적으로 보정하면 수 나노미터(nm) 두께의 변화를 측정할 수 있다. 또한 표면 플라즈몬 공명법은 국소화된 근접장 (소산장)을 이용하는 방법으로서, 통상 많이 이용되는 형광법 등에서 나타나는 광탈색(Photobleaching)이나 소광(Quenching) 현상이 없이 시료의 처리가 간단하고, 영상 신호의 시간에 따른 변화가 극히 적으며, 실시간으로 신호의 변화를 측정할 수 있다는 장점이 있다.