• 공업화학
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• 제25권5호
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• pp.538-543
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• 2014

시판 고추냉이 과산화효소를 대치하기 위하여 탄소반죽에 담배 잎을 고정시켜 과산화수소 감응 센서를 제작하고 그것의 감응성을 살펴보았다. 얻어진 10여 개 이상의 전극 파라미터는 효소전극이 실험 전위영역에서 정량적으로 특이성을 발휘하고 있음을 보여주었다. 특히 작은 대칭인자(${\alpha}$, 0.21)는 전극반응 속도가 전극전위의 변화에 매우 민감한 것을 보여주었다. 이런 실험적 사실들은 효소전극이 과산화수소 센서로서 정상적으로 기능을 발휘하고 있으며 담배 과산화효소가 시판 효소를 대체할 수 있음을 보여주는 것이었다.

• 대한화학회지
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• 제59권6호
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• pp.554-559
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• 2015

• 대한화학회지
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• 제57권3호
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• pp.329-334
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• 2013

솔잎조직과 ferrocene을 각각 효소원 및 매개체로, CSM 고무를 흑연가루 결합재로 사용하여 전류법 과산화수소 정량 효소전극을 제작하고, 그것의 특성을 전기화학적인 방법으로 관찰하였다. 낮은 퍼텐샬 영역(-100 ~ -500 mV)에서 보여준 ln($i(1-e^{nf{\eta}})$) vs. ${\eta}$ 및 Lineweaver-Burk 도시의 좋은 직선성은 신호전류의 생성이 효소의 촉매작용에 의한 것임을 확인하여 주었다. 이 때 얻어진 대칭인자(${\alpha}$, 0.17), 한계전류($i_1$, 1.99 $A/cm^2$), 교환전류밀도($i_0$, $5.86{\times}10^{-5}\;A/cm^2$), 마이클 상수($K_M$, $1.68{\times}10^{-3}$ M) 및 기타 전극 파라메터들은 전극 표면에서 소나무 과산화효소가 정량적으로 성능을 발휘하고 있음을 보여 주었다. 이런 실험적 사실들은 솔잎조직이 상업용 과산화효소를 대치하여 실용 효소전극 제작에 사용될 수 있음을 보여 주었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1536-1537
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• 2007

본 논문은 당뇨병의 지표 물질인 glucose의 농도를 극미량의 시료를 사용하여 정량할 수 있는 방법을 개발하기 위해 organic/inorganic 네트웍에 의해 안정화된 나노입자 효소를 이용하여 초소형 효소 전극을 개발하였다. 전극은 실리콘 웨이퍼상에 반도체 공정을 이용하여 마이크로 크기의 금 박막 전극을 제작하였다, Organic/Inorganic 물질과 함께 합성된 glucose oxidase 나노입자는 20nm 크기로 투과형 전자현미경 (Transmission Electron Microscope:TEM)으로 관찰하고, 푸리에변환 적외선분광법(Fourier transform infrared spectrophotometer : FTIR) 을 이용하여 분석하였고, 전극 특성을 알아보기 위해 Potentiostat/Galvanostat을 사용하여 전기 화학 실험을 하였다. 제작된 전극은 시간대 전류법으로 glucose의 농도에 따른 감도를 측정하였다. 실험결과에 따라 전극의 표면에서 발생하는 전류는 glucose의 농도에 비례함을 알 수 있었다. 또한 순환 전압전류법을 통하여 감도를 측정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.550-556
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• 2022

당, 알코올, 유기산 및 아미노산 등과 같은 다양한 유기물에 포함된 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 효소 연료전지의 성능은 anode 뿐만 아니라 cathode에도 큰 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 laccase 기반의 고성능 cathode 전극을 개발하는데 있다. 효소, 전자전달체 및 탄소나노튜브로 구성된 효소 복합체를 제조하고 이를 전극 표면에 다층으로 부착하며 층수 및 탄소나노튜브의 첨가 유무가 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 전극 표면에 효소-전자전달체(Lac-(PVI-Os-dCl))의 층수가 증가할수록 전극에서 발생되는 환원 전류량이 증가하였다. 탄소나노튜브가 첨가된 효소-전자전달체 복합체 전극(Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl))이 Lac-(PVI-Os-dCl) 전극에 비하여 1.7배 많은 환원 전류를 생성하였다. Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl)과 Lac-(PVI-Os-dCl)의 비율을 변화시키며 적층한 전극들에서 2층의 Lac-(PVI-Os-dCl)과 2층의 Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl)으로 구성된 전극이 가장 많은 양의 환원 전류(10.1±0.1 µA)를 생성하였다. 단일 층의 Lac-(PVI-Os-dCl)로 구성된 cathode를 사용하는 셀과 최적화된 cathode를 사용하는 셀의 최대 생산 전력밀도는 각각 0.46±0.05와 1.23±0.04 µW/cm²였다. 본 연구 결과는 전극 표면에 laccase, 전자전달체 및 탄소나노튜브로 구성된 복합체의 적층 최적화를 통해 cathode 및 이를 이용하는 효소 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

• 공업화학
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• 제24권1호
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• pp.99-103
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• 2013

유리화탄소전극 위에 탄소나노튜브(CNT), 전하전달체(CTC), 글루코스 산화효소(GOx), 폴리이온복합체(PIC, poly-L-lysine hydrobromiderhk과 poly(sodium 4-styrenesulfonate) 혼합물)를 순차적으로 도포하여 글루코스/산소 바이오전지용 효소전극을 제조하였다. 또한, CNT, bilirubin oxidase (BOD), 2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 그리고 PIC 등의 층으로 제조한 전극을 바이오캐쏘드로 사용하여 바이오전지를 제조하였다. CNT와 CTC가 전극의 성능에 미치는 영향을 조사하였으며, 글루코스농도 5, 20, 200 mM에서 각각 3.6, 10.1, $46.5{\mu}W/cm^2$의 최대전력밀도를 나타내었으며, 본 연구에서 제시한 전극이 바이오전지 및 바이오센서의 개발에 활용될 수 있다는 것을 보여주었다.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.248-250
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• 2002

본 논문은 당뇨병의 지표물질인 glucose의 농도를 극미량의 시료를 사용하여 정량 할 수 있는 방법을 개발하기 위하여 효소 고정화 전극을 제작하였다. 전극은 실리콘 웨이퍼상에 마이크로 크기의 전극을 반도체 공정을 이용하여 제작하였고, 전기 화학적 방법으로 마이크로 전극에 전도성 고분자 Polypyrrole(PPy) 및 glucose oxidase(GOx)를 고정화한 고감도의 전기화학 전극을 개발하였다. 도전성 고분자의 전기 화학적 중합은 순환 전압 전류법으로 하였으며, 용액의 액성에 따른 효소의 표면 전하를 이용하여, 도전성 고분자를 코팅한 전극에 일정한 전압을 인가하고 GOx를 도우핑 하였다. 제작된 전극은 시간대 전류법으로 glucose의 농도에 따른 감도 측정결과 마이크로 리터의 시료에 $5{\mu}A$/decade를 얻었다. 전극의 표면분석은 Scanning electron microscopy(SEM), Energy dispersive X-ray spectroscopy(EDX)를 이용하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.576-583
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• 2023

본 연구에서는 전극의 전기 전도도 증대와 젖산 산화반응의 부산물인 과산화수소 생성 완화가 젖산 산화효소 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 유연성 있는 탄소종이 표면을 단일벽 탄소나노튜브로 개질하여 전극의 전기 전도도를 향상시켰다. 카탈라아제를 도입하여 젖산 산화반응에서 발생하는 과산화수소를 제거하였다. 젖산 산화효소와 카탈라아제가 동시에 고정화된 탄소종이 전극은 젖산 산화효소만 고정화된 탄소종이 전극보다 1.7배 많은 전류를 생성하였다. 단일벽 탄소나노튜브로 개질된 탄소종이 표면에 젖산 산화효소와 카탈라아제가 동시에 고정화된 전극은 171 µA의 전류를 생산하였는데, 이는 탄소종이 표면에 젖산 산화효소만 고정화된 전극이 생산하는 전류보다 2배 높은 값이다. 최적화된 전극은 젖산 농도가 20 mM까지 선형반응을 보여 센서용 전극으로 사용 가능함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.520-525
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• 2000

Glucose oxidase was immobilized in polypyrrole by electrosynthesis. The enzyme had an influence on the redox properties of a complex enzyme electrode. In the cyclic voltammograms of the enazyme electrode new peaks were appeared at the potential around 0.7V vs. Ag/AgCl in additional to the typical peaks for polypyrrole. The more immobilized the stronger the peaks became. During the cycling the pH of electrolyte solution was decreased to about 4.4 The reason for that is to be the proton released from the carboxyl in the glucose oxidase in order to keep on a charge neutrality of the oxidized enzyme. This fact suggests that the new peaks in the voltammograms are caused by the redox of glucose oxidase. In the AC impedance spectrum analysis of the electrode the diffusion of electrolyte anion was limited because of chained structure of the enzyme. The faradic impedance was large since the glucose oxidase is an insulator. Therefore when glucose oxidase is entrapped the enzyme should be limited in amount. Because the growth of the polypyrrole is accompanied both charge transfer and mass transport. For the traditional electrosynthesis that means amount of enzyme present in the electrode is limited to as much as film growable.