마이크로, 나노유체 (micro-, nanofluidics)을 이용한 종이 기반 분석 소자 (paper-based analytical devices, micro-PADs)에 대한 관심이 증가하고 있다. 종이 기반의 분석 소자는 초저가의 비용과 간단한 공정 방법으로 인하여 상용화 컨셉의 바이오센서로 각광받고 있다. 하지만, 종이 기반의 분석 소자는 낮은 검출 한계 (limit of detection, LOD)와 민감도 (sensitivity)의 제한이 있다. 그로 인해 우리는 이온 선택적 투과층 (ion permselective membrane, i.e. Nafion)을 종이 기반의 분석 소자와 결합하여 이온 농도 분극 (ion concentration polarization, ICP) 현상을 구현하여 낮은 검출한계와 민감도를 개선할 수 있었다. 접착력이 있는 테이프 표면에 이온 선택적 투과층을 패터닝 (patterning)하여 종이 기반 분석 소자와 결합하여 매우 간단하게 소자를 제작할 수 있었다. 따라서 종이 기반의 채널 양단에 직류 전압을 인가했을 때 발생하는 ICP 현상으로 인하여 형광 물질 (fluorescence dye)이 농축(preconcentration)되는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 초기 농도가 1.55 nM인 형광 물질을 이용하여 200 V의 외부전압을 인가했을 때, 500 초 이내에 1000 배 이상의 농축비를 얻을 수 있었다. 따라서, 외부 전압을 상용화된 건전지 출력값으로 낮출 수 있다면 다양한 종이 기반 분석 소자와 간단한 결합 방법을 통해 상용화 컨셉의 바이오센서로도 구현이 가능할 것이다.
Proliferation of algae on the surface of concrete or mortar in aquatic habitat has a negative impact on maintenance of concrete-based structures. Growth of algae may decrease stability of structure by bio-deterioration. In this study, we developed a functional mortar for restraining bio-deterioration by using $Cu^{2+}$ ion. The mortar contains soluble glass beads made of $Cu^{2+}$ ion, which can dissolve into water slowly. Mortars prepared with different ratio of glass beads (0, 2, 5, 10, and 15%) were placed in a culture medium with algae and incubated over a month period. Water chemistry, chlorophyll-a, and extracellular enzyme activities were measured. The incubation was conducted in both freshwater and seawater conditions, to assess applicability to both aquatic conditions. Overall, mortar with Cu glass exhibited lower chlorophyll-a content, suggesting that the functional mortar reduced algal growth. DOC concentration increased because debris of dead algae increased. Cu glass also decreased phosphatase activity, which is involved in the regeneration of inorganic P from organic moieties. Since, P is often a limiting nutrient for algal production, algal growth may be inhibited. Activities of ${\beta}$-glucosidase and N-acetylglucosaminidase were not significantly affected because carbon and nitrogen mineralization may not be influenced by the Cu glass beads. Our study suggests that functional mortar with Cu glass beads may reduce the growth of algae on the surface, while it has little environmental impact.
Metallic salts of C10-18 aliphatic carboxylic acids were prepared and their scanning electron microscopic images were analyzed for the morphology dependency with the metal and the carboxylic acid. Regardless of metal ion, metal salts of dicarboxylic acids showed a high crystallinity with a fiber image (SuA-Na). The aromatic dicarboxylates also represented a morphology of a rectangular-rod or board shapes (IA-Li, IA-Ba). With Na ion, most aliphatic carboxylate (MA, PA, SA) showed a fiber-like crystallinity. However, other monovalent Li, K and multivalent Mg, especially Al ion resulted a glassy-amorphous in the metallic salts of acids (MA, PA, SA). With divalent Ba and Ca ions, the metal salt of aliphatic acids expressed a branched round cluster shape as in SA-Ca, SA-Ba. Both Li and Mg ions with a similar size showed a strong morphological similarity in the metallic salts of aliphatic acids MA, PA, SA. In the case of Na and Ca ions with a similar size (98, 106 pm), both ionic salts of stearic acid gave a branching effect for a fiber or round granular image. In the case of hydroxyl-aliphatic acids (HLA, HPA, HSA), the fiber images in HLA-Na and HSA-Na was appeared about 100 nm thicker than those of nonhydroxycarboxylates (LA-Na, SA-Na). The metallic salts of unsaturated C-18 carboxylic acids (OlA, LeA and LnA) showed an amorphous glassy image due to a kinked carbon chain.
의료의 패러다임이 질병 치료에서 질변 예방 및 조기 진단으로 변화하면서 미량의 생분자를 측정할 수 있는 기술에 대한 수요가 증가하고 있다. 미량의 생분자를 측정할 수 있는 다양한 기술이 존재하는데 여기서는 성숙된 반도체 기술을 이용한 바이오센서에 대해 언급하고자 한다. 이의 이해를 돕기 위해 반도체의 기본 소자인 MOSFET (Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)의 구조와 원리를 소개하고, 이를 응용한 ISFET (Ion sensitive FET), BioFET (Biologically modified FET), Nanowire FET, 그리고 IFET (Ionic FET)에 대한 소개와 이의 생명공학에 대한 응용에 대해 논하고자 한다.
Park, Soo-Jin;Park, Sun-Hee;Oh, Joo-Yeon;Han, Sang-Yun;Jo, Kyu-Bong;Oh, Han-Bin
Mass Spectrometry Letters
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제3권3호
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pp.82-85
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2012
The formation of zinc finger peptide-$Zn^{2+}$ complexes in electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) was examined using three different metal ion sources: $ZnCl_2$, $Zn(CH_3COO)_2$, and $Zn(OOC(CHOH)_2COO)$. For the four zinc finger peptides (Sp1-1, Sp1-3, CF2II-4, and CF2II-6) that bind only a single $Zn^{2+}$ in the native condition, electrospray of apo-zinc finger in solution containing $ZnCl_2$ or $Zn(CH_3COO)_2$ resulted in the formation of zinc finger-$Zn^{2+}$ complexes with multiple zinc ions. This result suggests the formation of nonspecific zinc finger-$Zn^{2+}$ complexes. Zn(tartrate), $Zn(OOC(CHOH)_2COO)$, mainly produced specific zinc finger-$Zn^{2+}$ complexes with a single zinc ion. This study clearly indicates that tartrate is an excellent counter ion in ESI-MS studies of zinc finger-$Zn^{2+}$ complexes, which prevents the formation of nonspecific zinc finger-$Zn^{2+}$ complexes.
Winter wheat is a suitable crop to be ensiled for animal feed and China has the largest planting area of this crop in the world. During the ensiling process, lactic acid bacteria (LAB) play the most important role in the fermentation. We investigated the natural population of LAB in whole-crop wheat (WCW) and examined the quality of whole-crop wheat silage (WCWS) with and without LAB inoculants. Two Lactobacillus plantarum subsp. plantarum strains, Zhengzhou University 1 (ZZU 1) selected from corn and forage and grass 1 (FG 1) from a commercial inoculant, were used as additives. The silages inoculated with LAB strains (ZZU 1 and FG 1) were better preserved than the control, with lower pH values (3.5 and 3.6, respectively) (p<0.05) and higher contents of lactic acid (37.5 and 34.0 g/kg of fresh matter (FM), respectively) (p<0.05) than the control. Sixty LAB strains were isolated from fresh material and WCWS without any LAB inoculation. These LAB strains were divided into the following four genera and six species based on their phenotypic, biochemical and phylogenetic characteristics: Leuconostoc pseudomesenteroides, Leuconostoc citreum, Weissella cibaria, Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactobacillus buchneri, and Lactobacillus plantarum subsp. plantarum. However, the prevalent LAB, which was predominantly heterofermentative (66.7%), consisted of Leuconostoc pseudomesenteroides, Leuconostoc citreum, Weissella cibaria, and Lactobacillus buchneri. This study revealed that most of isolated LAB strains from control WCWS were heterofermentative and could not grow well at low pH condition; the selective inoculants of Lactobacillus strains, especially ZZU 1, could improve WCWS quality significantly.
The design of ion channel targeted library is a valuable methodology that can aid in the selection and prioritization of potential ion channel-likeness for ion-channel-targeted bio-screening from large commercial available chemical pool. The differences of property profiling between the 93 ion-channel active compounds from MDDR and CMC database and the ACDSC compounds were classified by suitable descriptors calculated with preADME software. Through the PCA, clustering, and similarity analysis, the compounds capable of ion channel activity were defined in ACDSC compounds pool. The designed library showed a tendency to follow the property profile of ion-channel active compounds and can be implemented with great time and economical efficiencies of ligand-based drug design or virtual high throughput screening from an enormous small molecule space.
This paper reports on the development of carbon nanotube tip modified with focused ion beam(FIB). We used an electric field which causes dielectrophoresis, to align and deposit CNTs on a metal-coated canning Probe Microscope (SPM) tip. Using the CNT attached SPM tip, we have obtained an enhanced resolution and wear property compared to that from the bare silicon tip through the scanning of the surface of the bio materials. The carbon nanotube tip was aligned toward the source of the ion beam allowing their orientation to be changed at precise angles. By this technique, metal coated carbon nanotube tips that are several micrometer in length are prepared for SPM.
Alizarin Red S modified screen printed carbon electrodes were developed for the electrochemical detection of aluminum ion. The electrodes developed use screen-printed carbon electrodes(SPCEs) coupled with chemical modification with an organic chelator, Alizarin Red S(ARS), for aluminum ion detection in aqueous solution. For sensor fabrication ARS was directly immobilized on the surface of SPCEs using PVA-SbQ(The poly(vinyl alcohol) bearing stryrylpyridinium groups). Aluminum concentrations were indirectly estimated by amperometric determination of the non-complexed ARS immobilized on the electrodes, after its complexation with aluminum. The sensitivity of the sensor developed was $3.8\;nA{\mu}M^{-1}cm^{-2}$ and the detection limit for aluminum was $25\;{\mu}M$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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