• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.76-76
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• 2008

The resonance properties due to the surface plasmon(SP) excitation of metal nanoparticles make the nanocomposite films promising for various applications such as optical switching devices. In spite of the well-known ultra-sensitive operation of optical switches based on a guided wave, the application of nanocomposite film(NC) has inherent limitation originating from the excessive optical loss related with the surface plasmon resonance(SPR). In this study, we addressed this problem and present the experimental and theoretical analysis on the pump-probe optical switching in prism-coupled Au(1 vol.%):$SiO_2$ nanocomposite waveguide film. The guided mode was successfully generated using a near infrared probe beam of 1550 nm and modulated with an external pump beam of 532 nm close to the SPR wavelength. We extend our approach to ultra-fast operation using a pulsed laser with 5 ns pulse width. To improve the switching speed through the reduction in thermal loading effect accompanied by the resonant absorption of pump beam light, we adopted a metallic film as a coupling layer instead of low-index dielectric layer between the high-index SF10 prism and NC slab waveguide. We observed great enhancement in switching speed for the case of using metallic coupling layer, and founded a distinct difference in origin of optical nonlinearities induced during switching operation using cw and ns laser.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVII)
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• pp.755-756
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• 2005

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.28-34
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• 2021

SiO2/Ag 코어-쉘 나노입자를 수정된 Stöber 공정법과 물/dodecylbenzenesulfonic acid (DDBA)/cyclohexane의 역 미셀에서 acetoxime을 환원제로 사용하는 역 미셀 방법을 상호 조합하여 합성하였다. SiO2/Ag 코어-쉘은 UV-visible spectroscopy, XRD, SEM 및 TEM을 사용하여 구조, 형태 및 크기를 조사하였다. SiO2/Ag 코어-쉘의 나노입자 크기는 [물]/[DDBA]의 몰비(WR)의 값을 조절하여 제어할 수 있었다. SiO2/Ag 코어-쉘의 크기와 다분산성은 WR 값이 증가함에 따라 증가하였다. 비정질 SiO2 나노입자 위에 생성된 Ag 나노입자는 430 nm에서 강한 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 피크를 나타내었다. SPR 피크는 나노입자 크기의 증가에 따라 장파장으로의 적색 이동을 나타내었다. 합성된 SiO2/Ag 코어-쉘을 분산시켜 70 wt% 조성의 전도성 페이스트를 제조하고, 스크린 인쇄법으로 PET 필름에 코팅하여 전도성을 조사하였다. SiO2/Ag 코어-쉘 페이스트로 코팅된 필름은 상용 Ag 페이스트에 비하여 높은 460~750 µΩ/sq 영역의 표면저항을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.36-44
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• 2023

코어-쉘 TiO₂/Ag 나노입자를 수정된 졸-겔 공정과 함께 acetoxime을 환원제로 사용한 물/dodecylbenzenesulfonic acid (DDBA)/cyclohexane의 역 미셀 방법으로 합성하였다. 합성된 TiO₂/Ag 나노입자의 구조, 형태 및 크기를 XRD, UV-visible spectroscopy, SEM, TEM 및 TGA를 이용하여 조사하였다. TiO₂/Ag 나노입자의 크기는 [물]/[DDBA]의 몰비를 조절하여 제어할 수 있었다. TiO₂/Ag 나노입자의 크기와 다분산성은 [물]/[DDBA]의 몰비가 증가함에 따라 증가하였다. 아나타제 결정상의 TiO₂ 나노입자 위에 생성된 Ag 나노입자는 430 nm 주변에서 강한 표면 플라즈몬 공명(SPR) 흡수 특성을 나타내었다. SPR 피크는 나노입자 크기의 증가에 따라 장파장으로의 적색 이동이 나타났다. 70 wt% 조성으로 TiO₂/Ag 나노입자를 분산시켜 전도성 페이스트를 제조하고, 스크린 인쇄법으로 PET 필름에 코팅하여 전도성을 조사하였다. TiO₂/Ag 나노입자 페이스트로 코팅된 필름은 상용 Ag 페이스트의 경우보다 높은 405~630 μΩ/sq 영역의 표면저항을 나타내었다.

• Toxicological Research
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• 제35권1호
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• pp.37-44
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• 2019

A major predictor of the efficacy of natural or synthetic cannabinoids is their binding affinity to the cannabinoid type I receptor ($CB_1$) in the central nervous system, as the main psychological effects of cannabinoids are achieved via binding to this receptor. Conventionally, receptor binding assays have been performed using isotopes, which are inconvenient owing to the effects of radioactivity. In the present study, the binding affinities of five cannabinoids for purified $CB_1$ were measured using a surface plasmon resonance (SPR) technique as a putative non-isotopic receptor binding assay. Results were compared with those of a radio-isotope-labeled receptor binding assay. The representative natural cannabinoid ${\Delta}^9$-tetrahydrocannabinol and four synthetic cannabinoids, JWH-015, JWH-210, RCS-4, and JWH-250, were assessed using both the SPR biosensor assay and the conventional isotopic receptor binding assay. The binding affinities of the test substances to $CB_1$ were determined to be (from highest to lowest) $9.52{\times}10^{-3}M$ (JWH-210), $6.54{\times}10^{-12}M$ (JWH-250), $1.56{\times}10^{-11}M$ (${\Delta}^9$-tetrahydrocannabinol), $2.75{\times}10^{-11}M$ (RCS-4), and $6.80{\times}10^{-11}M$ (JWH-015) using the non-isotopic method. Using the conventional isotopic receptor binding assay, the same order of affinities was observed. In conclusion, our results support the use of kinetic analysis via SPR in place of the isotopic receptor binding assay. To replace the receptor binding affinity assay with SPR techniques in routine assays, further studies for method validation will be needed in the future.

• Macromolecular Research
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• 제17권3호
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• pp.192-196
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• 2009

Recently, the multi-screening of target materials has been made possible by the development of the surface plasmon resonance (SPR) imaging method. To adapt this method to biochemical analysis, the multi-patterning technology of protein microarrays is required. Among the different methods of fabricating protein microarrays, the microfluidic platform was selected due to its various advantages over other techniques. Microfluidic devices were designed and fabricated with polydimethylsiloxane (PDMS) by the replica molding method. These devices were designed to operate using only capillary force, without the need for additional flow control equipment. With these devices, multiple protein-patterned sensor surfaces were made, to support the two-dimensional detection of various protein-protein interactions with SPR. The fabrication technique of protein microarrays can be applied not only to SPR imaging, but also to other biochemical analyses.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.389-389
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• 2011

최근 생체분자 구조 연구가 의료진단, 생명 현상 규명 및 의약품 개발 등 다양한 분야에 응용되고 있으나 대부분의 분석방법이 제한적이어서 새로운 기술 개발의 필요성이 증대하고 있다. 종래의 DNA 등의 생체분자의 분석은 형광염료를 이용한 방법이 주로 이용되었다. 형광염료는 단백질을 포함한 여러 물질들에 대해 반응하지 않기 때문에 분석에 제한이 있으며, 이와 같은 단점을 보완하는 방법으로 SPR (surface plasmon resonance) 분석법이 연구되었다. SPR은 형광염료 분석에 필수적인 레이블링(labeling) 등의 전처리 과정 없이 높은 민감도로 분석이 가능한 장점이 있다. 한편, 그래핀은 뛰어난 전자기적 성질과 기계적 성질 을 가지는 반금속(semimetal)으로, 실험실 규모에서 안정적인 합성이 실현되면서 그 응용 분야에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 그래핀은 큰 표면적 대 부피비를 가지며, 이는 검출물질과의 반응성이 좋아야 하는 센서기술에 있어서 장점으로 작용한다. 특히, 비금속성을 띠는 단층 그래핀을 여러 장 겹치면 금속성을 갖게 되기 때문에 SPR 센서의 금속 필름으로 응용이 가능하다. 본 연구에서는 SPR 현상을 이용하는 광섬유 센서의 감도와 정확도를 증진시키기 위해 광섬유 표면에 그래핀을 적용하였다. 광섬유는 상부 피복과 클래딩을 제거하여 코어를 노출시킨 후, 다층 그래핀 필름을 코팅함으로써 검출부를 구성한다. 그 후, DNA-biotin 용액, DNA-biotin 용액, 그리고 Streptavidin 단백질 복합 용액에 대한 검출기 신호를 분석하였다. 구성된 센서에 각 용액을 1 ${\mu}{\ell}$ 씩 반응시켜 분광계로 파장에 따른 광강도를 측정하는 실험을 수행했으며, 450 nm에서 460 nm 범위의 푸른빛의 광원을 사용하였다. 그래핀 필름의 유무에 따라 확연히 구분되는 경향을 보이는 결과를 얻었고 그래핀 필름이 기존 SPR 센서의 금속박막을 대체 할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권2호
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• pp.174-179
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• 2014

Since in vitro neural recording and imaging applications based on a surface plasmon resonance (SPR) technique have expanded dramatically in recent years, cytotoxicity assessment to ensure the biosafety and biocompatibility for those applications is crucial. Here, we report the cytotoxicity of the SPR substrate incorporating a flint glass whose refractive index is larger than that of a conventional crown glass. A high refractive index glass substrate is essential in neural signal detection due to the advantages such as high sensitivity and wide dynamic range. From experimental data using primary hippocampal neurons, it is found that a lead-based flint glass is not appropriate as a neural recording template although the neuron cells are not directly attached to the toxic glass. We also demonstrate that the adhesion layer between the glass substrate and the gold film plays an important role in achieving the substrate stability and the cell viability.

• 한국광학회지
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• 제13권1호
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• pp.9-14
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• 2002

감쇠 전반사(attenuated total reflection)를 이용하여 액체의 농도 변화를 측정할 수 있는 표면 플라즈몬 공명 센서를 제작하였다. 센서의 구조는 프리즘 밑면에 금속 박막을 코팅하고 그 밑에 유전체론 접촉시킨 Kretschmann-Raether타입으로 하였고, 금속 박막으로는 센서 물질로 적합한 은(Ag) 박막을 사용하였다. 본 센서의 특성은 일반적으로 금속 박막의 두께에 영향을 받는데, 이론적 분석을 통하여 은 박막의 경우 54 nm의 두께에서 매우 좋은 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 물과 에탄올을 혼합한 용액에서 에탄올의 농도를 변화시켜 가며 이에 따른 보면 플라즈몬 공명 각을 측정하였고, 표면 플라즈몬 공명 각의 변화로부터 혼합 용액의 농도 변화를 구하였다. 에탄올의 농도가 증가하여 50% 질량비 가지 변하는 구간에서 SPR센서가 매우 좋은 특성을 보였으며, 에탄올의 농도 변화를 3$\times$$10^{-2}$ % 질량비 가지 측정할 수 있었다. 또한 물과 에탄올을 혼합한 용액의 굴절률이 용액의 농도 변화에 따라 비선형적으로 변함을 관측하였으며, 물과 에탄을 혼합 용액의 농도에 따른 밀도 변화를 이용해 굴절률 변화의 비선형적 경향을 설명할 수 있었다.