• 한국광학회지
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• 제28권1호
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• pp.28-32
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• 2017

본 논문에서는 LSPR 센서에 적용하기 위한 제한된 높이 100 nm에서 $TiO_2$, $SiO_2$의 다중층을 이용한 LSPR 센서를 디자인을 제안했다. LSPR 센서의 구조는 유전체 층과 나노 구조가 있는 금속층으로 디자인 하였다. 금속층은 금 박막 40 nm와 높이 40 nm, 주기 600 nm, 선폭 300 nm인 나노와이어 구조체를 올려놓은 구조로 디자인하였다. 유전체 층의 높이를 100nm로 제한하고, $TiO_2$, $SiO_2$가 반복되는 구조로 하여 반복층의 개수를 1~4개로 변경하면서 비교 분석하였다. 파장 가변형 SPR을 디자인하기 위해 각도를 75도로 고정하고 파장을 변화시켜 FEM방식으로 계산하였다. 결과로 굴절율이 고정되어 있을 때 다중층의 개수가 증가할수록 공명 파장이 짧아지는 현상을 확인 하였고, 파장의 변화에 더 민감하게 변화하는 것을 측정하였다. 다만, 다중층의 개수가 3개층 이상이 되면 변화하지 않는 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.516-520
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• 2012

In this paper, we have theoretically analyzed and designed a dielectric multi-layer sensor with a SPR (surface plasmon resonance) using analytical calculation and FDTD (finite difference time-domain) methods. The proposed structure is composed of periodic layer and thin metal film. It has many advantages. One of that is a high sensitivity of the SPR. Another is a high Q-factor of the characteristics in the PhC (photonic crystals) micro-cavity structure. The incident light has double resonance characteristics, because the filtered light by PhC structure, dielectric multi-layer, is met the thin metal film for SPR effect. We have also observed the change of resonance characteristics according to the variation of effective index on the metal film.

• 센서학회지
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• 제20권4호
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• pp.226-229
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• 2011

Label-free detection of biomolecular interactions was performed using BioFET(Biologically sensitive Field-Effect Transistor) and SPR(Surface Plasmon Resonance). Qualitative information on the immobilization of an anti-IgG and antibody-antigen interaction was gained using the SPR analysis system. The BioFET was used to explore the pI value of the protein and to monitor biomolecular interactions which caused an effective charge change at the gate surface resulting in a drain current change. The results show that the BioFET can be a useful monitoring tool for biomolecular interactions and is complimentary to the SPR system.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.307-313
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• 2009

Quantitative analysis of optical scattering intensities from a Au nanoparticle with a diameter of 100 nm, which is effected by the localized surface plasmon resonance (LSPR), were numerically carried out by using a dark-field detection scheme on prism basal plane for two different beam incident modes of reflectance (R-mode) and transmittance (T-mode). Two-dimensional finite difference time domain (FDTD) algorithm was adopted, and its applicabilibility was verified by comparing the simulation results with the theoretical ones. Simulation results of the scattered light intensities from a Au nanoparticle revealed that the scattered intensity of the T-mode was much stronger than that of R-mode. Comparison of the calculated results with the theoretical intensity distribution on the prism showed that the scattered intensity is marimized when the evanescent field, which is generated from the interface of prism and air at TIR angle, is coupled with Au nanoparticle.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권1호
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• pp.145-152
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• 2008

A cell-based in vitro exposure system was developed to determine whether oxidative stress plays a role in the cytotoxic effects of volatile organic compounds (VOCs) such as benzene, toluene, xylene, and chlorobenzene, using human epithelial HeLa cells. Thin films based on cysteine-terminated synthetic oligopeptides were fabricated for immobilization of the HeLa cells on a gold (Au) substrate. In addition, an immobilized cell-based sensor was applied to the electrochemical detection of the VOCs. Layer formation and immobilization of the cells were investigated with surface plasmon resonance (SPR), cyclic voltammetry (CV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The adhered living cells were exposed to VOCs; this caused a change in the SPR angle and the VOC-specific electrochemical signal. In addition, VOC toxicity was found to correlate with the degree of nitric oxide (NO) generation and EIS. The primary reason for the marked increase in impedance was the change of aqueous electrolyte composition as a result of cell responses. The p53 and NF-${\kappa}B $ downregulation were closely related to the magnitude of growth inhibition associated with increasing concentrations of each VOC. Therefore, the proposed cell immobilization method, using a self-assembly technique and VOC-specific electrochemical signals, can be applied to construct a cell microarray for onsite VOC monitoring.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.244-248
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• 2015

We proposed and demonstrated the double layered metallic nano-hole structure using polystyrene beads process to enhance the sensitivity of surface plasmon resonance (SPR). The double layered SPR structures are calculated using the finite-difference time-domain (FDTD) method for the width, thickness, and period of the metallic nano-hole structures. The thickness of the metal film and the metallic nano-hole is 30 and 20 nm in the 214 nm wide nano-hole size, respectively. The double layered SPR structures are fabricated with monolayer polystyrene beads of 420 nm wide. The sensitivities of the conventional SPR sensor and the double layered SPR sensor are obtained to 42.2 and 52.1 degree/RIU, respectively.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제60권4호
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• pp.412-418
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• 2006

연구배경 : 클라미디아 감염의 진단은 혈청검사로 이루어진다. 현재 표준 방법은 MIF(microimmunofluorescence)이나 이 방법은 주관적이고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 최근을 SPR(surface plasmon resonance) 센서를 이용한 단백질 칩이 감염의 새로운 진단 방법으로 제시되고 있다. 클라미디아 감염의 진단을 위한 단백질 칩 개발을 위하여 금 칩 표면에 세균을 고정하고 클라미디아 균에 대한 항체와 표면 위 세균과의 반응을 SPR 센서를 이용하여 측정하고자 하였다. 방법 : 표면 항원으로 배양한 Chlamydophila pneumoniae LKK1의 EB를 정제하였다. 양전하를 띤 PDDA (polydiallyldimethylammonium chloride)를 이용하여 전하를 이용한 단백질 칩을 제작하였다. 클라미디아 균을 고정시킨 후에 atomic force microscopy를 이용하여 표면을 관찰하였다. 클라미디아 균에 대한 항체를 투여하고 나서 자체 제작한 SPR 센서를 이용하여 항원 항체 반응을 SPR 파장 변화로 측정하였다. 결과 : 양전하를 띤 PDDA 표면위에서 클라미디아 균이 고정되었음을 확인 하였다. 그리고, 항체를 투여한 후에 SPR 파장의 증가를 확인하였다. 파장 변화는 항원의 농도와 관련이 있었다. 결론 : 전하를 이용하여 클라미디아 폐렴균의 EB를 단백질 칩에 고정하였고, 단백질 칩 위에서의 항원 항체 반응을 확인하였다. 비정형 폐렴의 진단에 SPR 센서가 기여할 수 있을 것으로 사료되나, 실제 임상 시료에의 적용을 위해서는 좀더 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제17권1호
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• pp.1-13
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• 2002

Label-free optical methods for the monitoring of interactions between biological molecules have become increasingly popular within the last decade. A rising number of publications have demonstrated the benefits of direct biomolecular interaction analysis(BIA) for biology and biochemistry, such as antigen-antibody Interactions, receptor-ligand interactions, protein-DNA, DNA- intercalator, and DNA-DNA interactions. This article gives an overview of the historical development, principle and application of label-free optical biosensor to examine the functional characteristics of biospecific interaction, such as kinetics, affinity, and binding position of biomolecular between an immobilized species at the transducer surface and its dissolved binding partner.

• 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.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.474-477
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• 2005

Surface Plasmon Resonance(SPR) sensor system can be applicable for detecting of many biospecific interactions. In this study, the feasibility of the experimental $SPREETA^{TM}$ evaluation kit to analyze human IgG, Pseudomonas aeruginosa, was investigated. The sensor prepared for detecting of anti-human IgG has response on $0.1{\mu}{\ell}$ of the anti-human IgG solution. SPREETA was able to detect P. aeruginosa solution in the range above $10^8\;CFU/mL$ with the chitosan/ alginate multilayers.