• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2688-2691
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• 2008

This study addresses a microfluidic method to uniformly form diacetylene (DA) liposomes and control their size. DA liposomes are biochemical sensor materials with a unique property such that when they are polymerized to polydiacetylene (PDA) they exhibit non-fluorescent blue to fluorescent red phase transition upon chemical or thermal stress. The liposome size and distribution are important because they significantly affect the phase transition. So far, DA Liposomes, have been prepared by mixing of bulk phases leading to heterogeneous, polydisperse distribution in size. Therefore, additional post-processes are required such as sonication or membrane extrusion to obtain an appropriate size of liposomes. Here, we report a novel strategy using a microfluidic chip and hydrodynamic focusing to form DA liposomes and control their size. Preliminary results obtained by scanning electron microscope (SEM) and dynamic light scattering (DLS) show that the microfluidic strategy generates more monodispersed liposomes than a bulk method.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2696-2699
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• 2008

Microfluidic chips have been frequently utilized to perform biochemical analysis, like cell culture, because they reduce the consumptions of analytes and reagents and automate multi-step analysis processes. It is often critical to monitor temperature in a microchannel for the analyses in order to control a reaction condition of bio or chemical molecules. We propose a novel method to monitor temperature of a microchannel flow by using polydiacetylene (PDA), a conjugated polymer, that has a unique property to transform its color from visible blue to fluorescent red by thermal stress. We inject PDA sensor droplets generated by hydrodynamic instability into a microchannel with a microheater incorporated on the channel bottom. Also, we change the channel temperature by providing the different electric power to the microheater. The results show that the florescence intensity of PDA sensor droplets linearly increases in response to the flow temperature increase within a certain range.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.350-354
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• 2010

자연계에는 유/무기 복합막 형성시 크기와 배열이 정교하게 제어되면서 여러 무기물 결정들이 성장한다. 이와 같은 자연계의 유/무기 복합막을 인공적으로 재현하기 위한 시도가 다각적으로 이루어지고 있다. 유/무기 계면에서 생체모방 결정화의 대표적인 물질 중의 하나가 바로 탄산칼슘 결정이다. 탄산칼슘은 생체 내의 골격을 이루는 주성분이고 성장방법이 비교적 간단하여 많은 연구가 수행되어 왔다. 분자수준에서의 우수한 정돈 상태들을 지니고 있는 폴리다이아세틸렌(polydiacetylene: PDA)은 무기결정성장에 관하여 효과적인 template를 제공할 수 있다. 본 실험에서는 폴리다이아세틸렌의 패턴들을 고체기판에 동시에 증착시키기 위하여, 신규로 고안한 mini arrayer의 air/water의 계면을 이용하여 소수성 유리기판위에 PDA를 전이시켰다. 이 방법을 이용한 결정화 과정의 제어는 생체유도결정화의 매커니즘을 이해하는데 기여할 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.400-404
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• 2011

폴리다이아세틸렌(polydiacetylene: PDA)은 독특한 광학적 특성, 즉 외부자극에 의하여 파란색에서 빨간색으로 색상이 변화하는 동시에 형광이 없던 상태에서 자가형광을 발현하는 특성 때문에 화학, 바이오센서로써 응용하기 위한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 특히, 센서의 성능에서 감지하고자 하는 물질에 대한 우수한 민감도는 매우 중요하다. 본 연구에서는 다양한 필터 사이즈를 이용하여 10,12-pentacosadynoic acid(PCDA) 베시클의 크기를 조절함과 동시에 중합온도를 조절하여 ${\alpha}$-사이클로텍스트린(CD)을 검출하여 두 가지 효과가 민감도 향상에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다. 필터를 사용하지 않은 베시클과 0.22 ${\mu}m$로 필터한 베시클을 $25^{\circ}C$에서 고분자한 후에 ${\alpha}$-CD(5 mM)와 30분 반응하였을 때 색전이 정도(colorimetric response, CR)가 31.4%에서 74.0%로 증가하였다. 또한, 0.22 ${\mu}m$로 필터한 베시클을 $25^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서 고분자한 후에 ${\alpha}$-CD(5 mM)와 30분 반응하였을 때 CR값이 74.0%에서 99.2%로 증가하였다. 이는 폴리다이아세틸렌의 크기와 고분자시 온도를 조절함으로써 민감도를 크게 증가시킬 수 있음을 보여준다. 또한, 폴리다이이아세틸렌은 감도 향상이 매우 중요한 바이오물질을 검출하는데 적용될 수 있을 것이다.

• 한국고분자학회지:고분자과학과기술
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• 제23권6호
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• pp.608-614
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• 2012

• 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.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.415-416
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• 2007

• 한국고분자학회지:고분자과학과기술
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• 제18권4호
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• pp.326-330
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• 2007

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권3호
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• pp.348-351
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• 2011

본 연구에서는 폴리다이아세틸렌(polydiacetylene, PDA) 베시클을 이용하여 여러 가지 킬레이트제(chelating agent)를 쉽게 검출할 수 있는 센서 시스템을 개발하였다. 다른 센서들과 비교하여 PDA기반 센서는 많은 장점이 있다. 첫째로, 형광물질의 부착이 필요 없는 무표지 검출(label-free detection)이 가능하여 실험 절차가 간단하고 빠르다. 둘째로, PDA는 청색에서 외부 자극에 의해 적색으로 변화하는 색전이를 일으키므로 육안으로 쉽게 검출을 확인할 수 있었다. 끝으로, 특정 파장에서의 colorimetric response를 측정하여 각각의 킬레이트제의 농도에 따른 정량검출도 가능하다. 본 연구에서는 5가지 종류의 킬레이트제, 즉 EDTA, EGTA, NTA, DCTA, DTPA를 PDA 베시클과 반응시켰으며, 이중에서 EDTA, DCTA는 특히 강한 반응으로 PDA의 색전이를 유도함을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 PDA 베시클을 사용하여 어떠한 기계나 동력을 사용하지 않고 색전이를 이용하여 킬레이트를 성공적으로 검출할 수 있음을 보여주었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2692-2695
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• 2008

Polydiacetylene (PDA) is chemosensor materials that exhibit non-fluorescent-to-fluorescent transition as well as blue-to-red visible color change upon chemical or thermal stress. They have been studied in forms of film or microarray chip, so far. In this paper, we provide a novel technique to fabricate continuous micro-fiber PDA sensor using in-situ laser-polymerization technique and 3-D hydrodynamic focusing on a microfluidic chip. The flow of a monomer solution with diacetylene (DA) monomer is focused by a sheath flow on a 3-D microfluidic chip. The focused flow is exposed to 365 nm UV laser beam for in-situ polymerization which generates a continuous fiber containing DA monomers. Then, the fiber is exposed to 254 nm UV light to polymerize DA monomers to PDA. Preliminary results indicate that the fiber size can be controlled by the flow rates of the monomer solution and sheath flows and that a PDA sensor fiber successively responds to chemical and thermal stress.