• 대한화학회지
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• 제56권5호
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• pp.571-576
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• 2012

Horseradish peroxidase (HRP), alkoxysilane인 TEOS의 겔 용액과 graphite를 혼합하여, 전기전도성을 나타내고 재사용이 가능하며 안정성을 향상시킨 carbon composite electrodes (CCEs) 바이오센서를 제작하였다. TEOS의 졸-겔 전이반응을 이용하여 HRP를 silicate gel network포획시킨 바이오센서는 -0.2 V에서 $H_2O_2$의 환원이 시작되었으며, HRP의 함량과 pH를 변화시켜 최적 분석 조건을 구하였다. 분석 최적 조건에서 검량선 및 검출한계를 구한 결과, 0.2~2.2 mM의 $H_2O_2$ 농도 범위에서 직선적인 감응을 나타내며 검출한계는 0.035 mM이었다. ascorbic acid, acetaminophene, uric acid의 방해작용을 조사한 결과 $H_2O_2$의 전기화학적 분석에 영향을 주지 않았다.

• 대한화학회지
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• 제38권3호
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• pp.200-207
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• 1994

Wistar계 쥐의 신장 조직을 암모니아 기체 감응전극에 고정화하여 조직센서를 제작하고, L-glutamine을 정량하기 위한 최적 조건을 조사하였다. 그 결과, $30^{\circ}C$, pH 7.8의 0.05M 인산완충용액과 30 ${\mu}m$ 두께의 신장을 사용하였을 경우, 정량 가능한 직선범위는$ 8.0{\times}10^{-5}{\sim}1.0{\times}10^{-2} M$이었으며, 감응도는 53.8 mV/decade로 나타났고, 감응시간은 3~5분 소요되었다. 또한 같은 최적 조건하에서 조직을 파쇄하여 얻은 세포소기관을 전극에 고정화시킨 센서의 경우, 정량 가능한 직선범위는 $1.2{\times}10^{-4}{\sim}5.0{\times}10^{-3} M$이었으며, 감응도는 54.0 mV/decade, 감응시간은 6~7분이 소요되었다. 이와 같이 본 연구에서는 쥐의 신장 조직 및 세포 소기관을 이용하여 L-glutamine을 정량 분석할 수 있는 조직센서 개발에 관하여 연구하였다.

• 센서학회지
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• 제7권4호
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• pp.271-278
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• 1998

ISFET를 바탕으로 한 포도당 센서일 경우에 저감도, 드리프트 현상, 긴 응답시간의 문제점들을 가지고 있다. 이러한 이유로, ISFET 포도당센서에 백금 엑츄에이터(Pt actuator)를 내장시켜 반응부산물인 $H_2O_2$를 전기분해하는 전류법적인 엑츄에이션(amperometric actuation) 기법을 도입하여 감도를 높였다. 또한 출력신호의 기준선(baseline)을 확인한 후, $H_2O_2$ 전기분해에 의한 pH 변화분만을 검출하여 출력신호로 사용하는 새로운 측정법을 고안하여 심각한 드리프트를 배제하였다. 이러한 전류법적 엑츄에이션과 측정 기술로써 ISFET 포도당 센서의 동작특성이 개선되었다. 제작된 ISFET 포도당센서는 포도당 농도에 따른 응답의 크기가 30mM의 인산완충용액인 PBS(phosphate buffer solution)에서 약 26mV/decade의 높은 감도와 선형성을 보였다. 이 센서를 사용하여 높은 정밀도를 갖는 휴대용 포도당 측정기를 개발하고 그 특성을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.448-448
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• 2012

최근에 pH 감지막의 감지감도특성을 평가하기 위해 electrolyte insulator semiconductor (EIS) 구조가 유용하게 이용되고 있다. EIS는 간단한 구조와 pH 용액에 빠른 응답속도, 낮은 단가 및 집적이 용이하다는 장점이 있다. EIS 구조에서 화학적 용액에 대한 감지감도 평가 중 가장 중요하게 작용하는 부분이 감지막이다. 이 감지막은 감지 대상 물질과 물리적으로 직접 접촉되는 부분으로서 일반적으로 기계적/화학적 강도가 우수한 실리콘 산화막($SiO_2$)이 많이 사용되어져 왔다. 최근에는 기존의 $SiO_2$ 보다 성능이 향상된 감지막을 개발하기 위하여 $Al_2O_3$, $HfO_2$, $ZrO_2$, 그리고 $Ta_2O_5$와 같은 고유전 상수(high-k)를 가지는 물질들을 EIS 센서의 감지막으로 이용하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. High-k 물질 중 $Al_2O_3$는 산성에서 알칼리성 영역까지의 넓은 화학안정성을 가지며 화학용액에 대해 내구성이 우수한 특성을 가진다. $HfO_2$은 내식성이 뛰어나며 출력특성이 높은 장점을 가진 물질이다. 본 실험에서는 특성이 다른 두 물질을 EIS의 감지막으로 각각 사용하여 두께에 따른 의존성을 평가하였다. 제작한 EIS 구조의 pH 센서를 바이오 센서에 적용하였을 때 신호대 잡음비(SNR: signal to noise)가 여전히 취약하다는 문제점이 있었다. 이런 문제점을 보완하기 위하여 감지막의 물리적 두께는 점점 얇아지게 되었고 그 결과 높은 출력 특성을 얻게 되었지만, 감지막이 얇아짐에 따라서 화학 용액 중의 이온 침투로 인한 감지막 자체의 손상 또한 심각한 문제로 대두되었다. 이로 인해 최적화 된 감지막의 두께를 얻을 필요가 있다. 결론적으로 $Al_2O_3$, $HfO_2$ 두 감지막 모두 두께가 23 nm일 때 가장 우수한 특성을 보였으며, $Al_2O_3$를 감지막으로 사용하였을 경우 화학적 용액에 대해 내구성이 뛰어났고, $HfO_2$을 사용하였을 때에는 화학적 용액에 대한 안정성 보다는 pH 용액변화에 따른 향상된 감지감도특성을 보였다.

• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.106-112
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• 2009

An optical sensing membrane has been fabricated to measure the concentration of dissolved oxygen(DO) and pH value simultaneously. It has employed HPTS as a pH sensitive dye and a ruthenium(II) complex as a DO sensitive dye. The sensing membrane has been applied to wells in a 24-well microtiter plate. Using the 24-well microtiter plate the concentrations of dissolved oxygen and pH values have been on-line monitored during the cultivations of E.coli DH5${\alpha}$, B.cereus 318 and P.pastoris X-33. On-line monitoring of DO and pH in microorganism cultivation processes showed good performance of the sensing membrane containing 5 mM HPTS and 2 or 5 mg/mL Rudpp.

• 센서학회지
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• 제6권3호
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• pp.207-213
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• 1997

$H^{+}$ 이온에 선택적으로 감응하는 field effect transistor(pH-ISFET)를 바탕소자로 하고, 그 gate 주위에 Ag/AgCl 기준전극을 형성한 다음, 이를 둘러싼 수화젤(hydrogel)막 및 기체투과막의 이중막 구조를 가진 용존이산화탄소($CO_{2(aq)}$) 센서소자를 사진식각(photolithography)법으로 제작하였다. PVA-SbQ 혹은 PVP-PVAc/감광제 형의 광가교형 감광액은 수화젤막 형성에 적합하지 않았으나, 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA) 및 acrylamide를 포함하는 광중합형 감광액을 사용할 경우에는 사진식각법에 의한 수화젤막이 좋은 해상도로 얻어졌다. 기체투과막은 urethane acrylate계 UV-oligomer를 주성분으로 한 감광액을 써서 사진식각법으로 수화젤막위에 형성할 수 있었다. 또한 수화젤막 및 기체투과막을 사진식각법으로 형성할 때 N,N,N',N'-tetramethyl ethplenediamine(TED) 을 $O_{2}$ quencher로서 감광액 중에 도입함으로써 UV 노광시에 polyester film을 부착하는 번거로운 공정을 생략할 수 있음을 알았다. 이렇게 제조된 $pCO_{2}$ 센서는 수용액 중에서 $10^{-3}{\sim}10^{0}\;mol/{\ell}$의 $CO_{2}$ 농도변화에 대하여 직선적인 검정곡선(calibration curve)을 얻을 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제20권6호
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• pp.400-405
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• 2011

This study introduced the development of a strip type disposable enzyme-linked immunosensor platform for the detection of IgG. Strips of the strip sensor were fabricated by using commercial nitrocellulose filter membranes and a housing holder for the strips was manufactured by using a standard injection molding process for a plastic material. An IgG-urease conjugate was prepared and used for the competitive immune-binding with sample IgG. From the enzymatic reaction between the conjugated urease and urea added, ammonia was generated and caused a localized alkaline pH change on the immobilized antibody band which was coated onto the sensor strips. This pH increase subsequently caused a color change of the antibody band in the presence of a pH indicator, phenol red. Used in conjunction with a competitive immunoassay format, the intensity of the color produced is directly linked with the concentration of target analyte, IgG, and specific measurement of IgG in a lateral flow immunoassay format was achieved over the range 100 ppb to 2000 ppb IgG.

• 센서학회지
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• 제20권6호
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• pp.368-374
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• 2011

A microfluidic device for real-time monitoring of residual free chlorine and pH in water based on optical absorption is proposed. The device consists of a serpentine micromixer for mixing samples with a reagent, and a photodiode and light emitting diode(LED) for the detection of light absorbance at specific wavelengths, determined for specific reagent combinations. Spectral analyses of the samples mixed with N, N'-diethyl-p-phenylenediamine(DPD) reagent for chlorine determination and bromothymol blue(BTB) for pH measurement are performed, and the wavelengths providing the most useful linear changes in absorbance with chlorine concentration and pH are determined and used to select the combination of LED and photodiode wavelengths for each analyte. In tests using standard solutions, the device is shown to give highly reproducible results, demonstrating the feasibility of the device for the inexpensive and continuous monitoring of water quality parameters with very low reagent consumption.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1454-1456
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• 2001

신장병 진단에 중요한 요소의 농도를 측정하기 위한 요소 센서를 반도체 위에 개발이 연구의 목적이다. 센서의 감도 측정은 선형 전위 주사법(Linear sweep voltammtry)을 이용하였다. 선형 전위 주사법은 가역적이든 비가역적이든 관계없이 cottrell 식에 의한 전류와 농도의 직선관계로부터 감도를 측정할 수 있는 장점이 있고 또한 저 농도에서 민감하게 반응한다. 따라서 기존 전위차 측정형 바이오 센서(Potentiometric biosensor)에서 규명할 수 없는 감도 문제를 선형 전위 주사법으로 규명하고자 하였다. 센서전극은 p-type 실리콘 웨이퍼 위에 전극을 제작했다. 그 위에 cyclic voltammetry 법을 사용하여 전도성 고분자를 전기 중합 하였고, 그위에 다시 chronoamperometry법을 사용하여 우레아제를 고정화 하여 작업전극으로 제작하였다. 센서의 감도는 phosphate buffer 용액(pH7.4)속에서 온도 35$^{\circ}C$를 유지하며 측정하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2415-2418
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• 2008

Polydiacetylenes (PDAs) are very attractive chemical substances which have distinctive features of color change and fluorescence emission by thermal or chemical stress. Especially, when PDAs contact with solutions of a particular pH, such as a strong alkaline sodium hydroxide (NaOH) solution or a strong acidic hydrogen chloride (HCl) solution, PDAs change their color from non-fluorescent blue to fluorescent red. In this study, we propose a novel method to detect alkaline pH using PDAs and NaOH solutions by hydrodynamic focusing on a microfluidic chip. Preliminary results indicate that the fluorescent intensity of PDAs increases in respond to the NaOH solution concentrations. Also, the fluorescence is quenched back when the PDAs are in contact with a HCl solution. These results are useful in a microfluidic PDA sensor chip design for pH detection.