• 제목/요약/키워드: electrochemical biosensor

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Disposable Strip-Type Biosensors for Amperometric Determination of Galactose

  • Gwon, Kihak;Lee, Seonhwa;Nam, Hakhyun;Shin, Jae Ho
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제11권3호
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    • pp.310-317
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    • 2020
  • A development of disposable strip-type galactose sensor for point-of-care testing (POCT) was studied, which was constructed using screen-printed carbon electrodes. Galactose levels were determined by the redox reaction of galactose oxidase in the presence of potassium ferricyanide as an electron transfer mediator in a small sample volume (i.e., less than 1 µL). The optimal performance of biosensor was systematically designated by varying applied potential, operating pH, mediator concentration, and amount of enzyme on the electrode. The sensor system was identified as a highly active for the galactose measurement in terms of the sensitivity (slope = 4.76 ± 0.05 nA/µM) with high sensor-to-sensor reproducibility, the linearity (R2 = 0.9915 in galactose concentration range from 0 to 400 µM), and response time (t95% = <17 s). A lower applied potential (i.e., 0.25 V vs. Ag/AgCl) allowed to minimize interference from readily oxidizable metabolites such as ascorbic acid, acetaminophen, uric acid, and acetoacetic acid. The proposed galactose sensor represents a promising system with advantage for use in POCT.

포도당 센서의 제작을 위한 고정화 방법의 전기화학적 결정 (Electrochemical Determination of Immobilization Technique for Glucose Sensor Fabrication)

  • 정태훈;홍석인;노봉수;정용섭;윤정원;김태진
    • KSBB Journal
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    • 제13권1호
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    • pp.52-57
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    • 1998
  • The present work proposes a simple electrochemical method applicable to any immobilization processes of oxidase using a Clark type oxygen electrode as a base transducer. The present work suggests an optimal immobilization technique among three different methods of glucose oxidase(GOD) onto one side of $37[\mu}$mthick blend membranes, composed o 80% of cellulose triacetate and 20% of polycaprolactone, on the basis of the maximum Michaelis-Menten parameter(Vm) determined by either steady state or transient analyses. The electrode system was made of disk type gold cathode(4mm diameter) and Ag/AgCl anode. One side of the blend membrane was in contact with the cathode surface while the other side was immobilized with GOD either in covalent-bond or cross-linked forms, the latter being covered by $25{\mu}$m thick dialysis membrane of cellulose acetate. The resultant current density was on-line monitored by a potentiostat while glucose level was varied from 1 to 20 mM. The present study shows that direct cross-linking of GOD with glutaraldehyde was mostly preferred for fabrication of glucose sensor, on the basis of resultant kinetic parameters from either steady state or transient analyses.

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과산화수소 정량을 위한 서양고추냉이 과산화효소 대용 아카시아의 활용 (Application of Acacia as an Alternative to Horseradish Peroxidase for the Determination of Hydrogen Peroxide)

  • 윤길중
    • 공업화학
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    • 제28권3호
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    • pp.369-374
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    • 2017
  • 바이오센서를 상업적으로 양산하고자 할 때 제작비의 경제성이 고려되어야 한다. 과산화수소를 정량하기 위한 효소전극 제작 시 필수적으로 사용되는, 서양고추냉이로부터 추출된 과산화효소는 대단히 고가이므로 탄소반죽법에 의한 전극제작의 제한 요인이 된다. 이 문제를 우회하고자 본 실험실에서는 생활주변에서 쉽게 얻을 수 있는 재료로 대체하기 위하여 아카시아 잎을 효소원으로 사용하여 과산화수소 센서를 제작하고 그것의 전기화학적 특성을 살펴보았다. 일정전압전류법으로 얻어진 10개 이상의 전기화학적 파라미터와 실험적 결과들은 효소전극이 정량적으로 그 기능을 발휘하고 있음을 보여주었다. 이런 사실들은 시판 과산화효소가 아카시아 잎으로 대체될 수 있음을 보여주는 것이다.

제초제 검출을 위한 전기화학적 일회용 면역센서 (Disposable Electrochemical Immunosensors for the Detection of Herbicide)

  • 장승철
    • 센서학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.35-39
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    • 2011
  • A disposable electrochemical immunosensor system has been developed for the detection of herbicide in aqueous samples. Disposable screen printed carbon electrodes(SPCE) were used as basic electrodes and an enzyme, horseradish peroxidase (HRP), and anti-herbicide antibodies was immobilised on to the working electrode of SPCE by using avidin-biotin coupling reactions. An herbicide-glucose oxidase conjugates have been used for the competitive immunoreaction with sample herbicides. The enzymatic reaction between the conjugated glucose oxidase and glucose added generates hydrogen peroxide, which was reduced by the peroxidase immobilised. The latter process caused an electrical current change, due to direct re-reduction of peroxidase by a direct electron transfer mechanism, which was measured to determine the herbicides in the sample. The optimal operational condition was found to be: $20\;{\mu}gl-1$ deglycosylated avidin loading to the working electrode and working potential +50 mV vs. Ag/AgCl. The total assay time was 15 min after sample addition. The detection limits for herbicides, atrazine and simazine, were found to be 3 ppb and 10 ppb, respectively.

탄소나노튜브 전자 필름을 이용한 고감도-고선택성 전기화학 글루코스 센서 (Sensitive and Selective Electrochemical Glucose Biosensor Based on a Carbon Nanotube Electronic Film)

  • 이승우;이동욱;서병관
    • 공업화학
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    • 제33권2호
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    • pp.188-194
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    • 2022
  • 본 연구에서는 비파괴적 표면 기능기화 통하여 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 탄소소재의 특성 변화를 최소화 시킬 수 있는 대면적화 공법을 제안하고, 대면적화 된 SWNT 전자 필름 상에 효소를 집적하여 효소와 SWCNT 전자 필름 간 효율적 전자 전달을 연구하였다. p-terphenyl-4,4"-dithiol, dithiothreitol와 SWCNT의 혼합을 통해 SWCNT 전자 필름의 균일도 및 전하 전달 능력을 향상시키고, 분광학적 분석 및 전기화학적 특성을 평가하여 SWCNT 전자 필름의 향상된 전기화학적 특성을 확인하였다. 전자 필름 상에 고분자 전해질 및 포도당 산화환원 효소를 layer-by-layer 기법으로 효율적으로 집적하여, 최종적으로 음전압 범위에서 구동이 가능한 포도당(glucose) 바이오센서를 구현하였다. 개발된 포도당 바이오센서는 효소와 SWCNT 전자 필름과의 높은 전하 전달 효율을 바탕으로 -0.45 vs. Ag/AgCl 음전압 범위에서 높은 산화환원 신호를 보였을 뿐 아니라 0~1 mM의 낮은 글루코스 농도 변화에서 약 98 ㎂/mM·cm2의 높은 감도를 보였다. 또한 음전압 구동을 통하여, 산화 반응을 일으킬 수 있는 4종의 방해물질(요산, 아스코르빅산, 도파민, 아세타아미노펜) 환경에서 4% 이하의 변화를 보여 높은 선택성을 보였다.

Electrochemical Detection of Pesticide in Living Plant and Fish Brain Cell

  • Lee, Chang-Hyun;Ly, Suw-Young
    • 한국환경과학회지
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    • 제19권8호
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    • pp.941-949
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    • 2010
  • The three electrode system was used to detect the pesticide fenitrothion ($C_9H_{12}NO_5PS$. MW=277.24) using cyclic voltammetry (CV) and square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). The working electrode was mercury immobilized on a carbon nanotube paste electrode (Hg-CNTPE). At the optimized condition, the limit of detection (LoD) was 0.6 ppt ($2.16{\times}10^{-12}\;M$), and the relative standard deviation was 0.035% (n=15). And there is more sensitive in detecting fenitrothion than common type carbon nanotube paste electrode. When it was implanted into the brain of live fish (carp), the existence of fenitrothion was measured without any destruction or damage of tissue.

바이오 센서로의 응용을 위한 2차 양극산화 시간에 따른 나노튜브의 구조적, 전기적 특성 (Structural and Electrical Properties of Nanotube as Various Second Anodizing Time for Biosensor)

  • 김용준;이태호;정혜린;이성갑
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권10호
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    • pp.741-744
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    • 2013
  • In this study, we fabricated anodic aluminum oxide (AAO) membrane by two step anodizing process for pH detection. The structural properties were observed by X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Electrochemical measurements of the pH sensor have been performed in capacitance-voltage (C-V) and drift rates. The characterization of AAO membrane exhibited high sensitivity (99.1 mV/pH) at second anodizing time of 4 min.

금속이 첨가된 탄소전극의 전기화학적 특성과 이를 이용한 L-lactate 바이오센서의 개발 (Electrocatalytic Properties of Metal-dispersed Carbon Paste Electrodes for Reagentless L-lactate Biosensors)

  • 윤현철;김학성
    • KSBB Journal
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    • 제11권4호
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    • pp.489-496
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    • 1996
  • Carbon paste electrode를 채용함으로써 L-lac tate 측정용의 전기화학식 바이오센서를 성공적으로 개발할 수 있었다. 특히 뛰어난 electrocatalytic activity를 갖는 platinum이 첨가된 platinum-CPE 를 이용하여 낮은 전위에서의 NADH의 전기척 산 화가 가능하였다. Enzyme (lactate dehydrogen­a ase)과 $NAD^+$를 carbon paste형식으로 직접 제조 함으로써 L-lactate 측정을 위한 성공적인 바이요센 서의 개발이 가능하였다. 위와 같은 개발연구를 통 하여 다른 $NAD^+$ -dependent dehydrogenase를 채 용한 바이오센서로의 적용이 기대된다.

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Voltammetric Assay of Silver Ions in Frog's Tissue

  • Ly, Suw-Young;Lee, Jin-Hui;Lee, Chang-Hyun
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.139-145
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    • 2013
  • The electrochemical analysis of silver ion was performed using cyclic voltammetry (CV) and square-wave (SW) stripping voltammetry, and electrode cell systems were fabricated with graphite pencil electrode (GE) of working, reference and counter electrodes. Also electrolyte was the use of sea water as electrolyte solutions instead of ionic controlled solutions. The optimum analytical conditions for the cyclic and stripping parameters were determined using GE. The results approached the microgram working ranges of SW(ug/L) and CV(ug/L) Ag, and the optimum conditions were applied to frog's tissue and the food samples.

마이크로머시닝 기술을 이용한 3차원 마이크로 챔버형 글루코스 센서의 개발 (Development of Three-dimensional Chamber-type Glucose Sensor Using Micromachining Technology)

  • 김성호;김창교
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.24-28
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    • 2005
  • 3차원 실리콘 챔버를 갖는 $15.8{\times}15.8 mm^2$크기의 칩을 바이오 센서용으로 마이크로머시닝 기술을 이용하여 개발하였다. 비등방성 식각기술을 이용하여 (100)방향의 p형 실리콘 웨이퍼위에 마이크로 챔버를 형성하였다. 마이크로 챔버를 갖는 웨이퍼와 백금전극이 도포된 Pyrex 유리를 DGF-48S 접착제를 이용하여 접합하였다. 백금전극과 Ag/AgCl 기준전극에 의한 전기화학적 특성을 조사하였다.

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