• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.35-42
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• 1997

전기적 제한 방출 시스템을 이용한 페록사이드 측정용 광바이오센서가 개발되었다. HPA를 포함한 PEOx와 PMAA의 고분자 복합체는 전류를 가하게 되면 붕괴되면서, HPA를 방출한다. 고분자 복합체의 붕괴 속도 및 방출되는 HPA의 양은 가해지는 전류의 세기에 비례했다. 페록사이드는 HPA와 페록시다아제효소에 의해 반응되어 형광 물질인 DBDA가 생성되었다. Xenon램프를 이용하여 DBDA를 여기시키고 발생되는 형광을 광섬유와 광다이오드어레이로 측정하였다. 측정된 DBDA의 형광의 변화는 페록사이드의 농도에 비례하였다. 페록시다아제 효소는 Ca-alginate를 이용하여 반응기내벽에 고정화시켰다. 개발된 광바이오센서는 페록사이드 0.025mM - 1.0mM 농도의 측정 범위를 가지며, 페록사이드의 단계 변화에 대한 반복성 있는 센서신호가 조사되었다. 효소 반응과 물질전달현상을 통하여 센서의 수학적 모델을 구성하였으며, 제안된 모델은 실험 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권12호
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• pp.2993-2998
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• 2009

An enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)-on-a-chip (EOC) biosensor combined with cell concentration technology based on immuno-magnetic separation (IMS) was investigated for use as a potential tool for early screening of Listeria monocytogenes (L. monocytogenes) in food products. The target analyte is a well-known pathogenic foodborne microorganism and outbreaks of the food poisoning typically occur due to contamination of normal food products. Thus, the aim of this study was to develop a rapid and reliable sensor that could be utilized on a daily basis to test food products for the presence of this pathogenic microorganism. The sensor was optimized to provide a high detection capability (e.g., 5.9 ${\times}\;10^3$ cells/mL) and, to eventually minimize cultivation time. The cell density was condensed using IMS prior to analysis. Since the concentration rate of IMS was greater than 100-fold, this combination resulted in a detection limit of 54 cells/mL. The EOC-IMS coupled analytical system was then applied to a real sample test of fish intestines. The system was able to detect L. monocytogenes at a concentration of 2.4 CFU/g after pre-enrichment for 6 h from the onset of cell cultivation. This may allow us to monitor the target analyte at a concentration less than 1 CFU/g within a 9 h-cultivation provided a doubling time of 40 min is typically maintained. Based on this estimation, the EOC-IMS system can screen and detect the presence of this microorganism in food products almost within working hours.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.1-6
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• 2022

최근 웨어러블 디바이스에 대한 수요가 증가하면서 유연 전극 소재 개발에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 특히, 헬스케어용 웨어러블 센서들은 체온이나 심장 박동, 혈당, 혈중 산소 농도 등 신체 정보들의 실시간·지속적인 모니터링과 정확한 진단, 검출이 가능해야 하기 때문에 고성능 유연 전극 소재의 개발이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 탄소나노튜브 섬유(carbon nanotube fiber; CNT fiber) 기반의 유연 전극 소재의 성능을 개선시키기 위해 CNT fiber 위에 전기화학적 중합(electrochemical polymerization) 공정을 통해 polyaniline (PANI) layer를 합성하고, 이에 대한 전기화학적 특성 분석과 비효소적 글루코스(glucose) 검출 특성을 확인하였다. 제작된 PANI/CNT fiber 전극의 표면 분석은 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 진행되었으며, 전극의 전기화학적 특성 및 글루코스에 대한 센싱 성능은 시간대전류법(CA)과 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스법(EIS)을 이용하여 분석되었다. PANI/CNT fiber 전극의 전기화학적 특성은 bare CNT fiber 전극에 비해 작은 electron transfer resistance와 낮은 peak separation potential, 증가된 전극 면적을 나타내며, 이런 향상된 특성들 덕분에 글루코스 검출에 대한 센싱 성능이 개선되었다. 따라서, 본 연구를 기반으로 다양한 나노구조체를 도입하고 접목을 통해 고성능 CNT fiber 기반의 유연 전극 소재 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 전기화학회지
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• 제13권1호
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• pp.50-56
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• 2010

Multi-wall carbon nano-tube(MWCNT)를 이용해 screen printed carbon electrodes(SPCEs)을 제작하여 혈당센서의 선택성과 감도가 증가됨을 확인 할 수 있었다. 효소촉매반응을 위한 탄소전극으로의 전자이동의 매개체로 8족 금속 원소인 오스뮴을 중심금속으로 일차 아민을 포함하는 피리딘(pyridine) 리간드를 배위시켜 $[Os(dme-bpy)_2(4-aPy)Cl]^{+/2+}$를 합성하였다. 합성된 오스뮴 착물은 순환 전압전류법을 포함한 다양한 전기화학분석방법을 이용하여 전기적 성질을 조사하였다. 전기적 흡착방법을 이용하여 일차 아민을 갖는 착화합물을 전극위에 고정화 하였다. 오스뮴이 고정화된 MWCNT-SPCEs는 일반적인 carbon electrode보다 약 100배가량의 오스뮴이 흡착됨을 확인 할 수 있었다. (${\tau}_0=2.0\;{\times}\;10^{-9}\;mole/cm^2$) 마지막으로 당(Glucose)과 당 분해효소(Glucose Oxidase, GOx)에 의한 촉매반응의 전류를 확인하였고, 당 농도에 따라 선형 변화하는 전류의 양도 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제23권4호
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• pp.278-283
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• 2014

In this study, we propose an immunosensor using zinc oxide nanorods (NRs) inside PDMS channel for detecting the influenza A virus subtype H7N9. ZnO with high isoelectric point (IEP, ~9.5) makes it suitable for immobilizing proteins with low IEP. In this proposed H7N9 immunosensor structure ZnO NRs were grown on the PDMS channel inner surface to immobilize H7N9 capture antibody. A sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) method with was used 3,3',5,5' tetramethylbenzidine (TMB) for detecting H7N9 influenza virus. The immunosensor was evaluated by amperometry at various H7N9 influenza antigen concentrations (1 pg/ml - 1 ng/ml). The redox peak voltage and current were measured by amperometry with ZnO NWs and without ZnO NWs inside PDMS channel. The measurement results of the H7N9 immunosensor showed that oxidation peak current of TMB at 0.25 V logarithmically increased from 2.3 to 3.8 uA as the H7N9 influenza antigen concentration changed from 1 pg/ml to 1 ng/ml. And then we demonstrated that ZnO NRs inside PDMS channel can improve the sensitivity of immunosensor to compare non-ZnO NRs inside PDMS channel.

• 분석과학
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• 제28권2호
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• pp.98-105
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• 2015

버얼리종 담배에서 추출물에서 얻은 peroxidase와 다중벽 탄소 나노튜브를 이용한 dopamine 정량 바이오센서를 만들었다. Peroxidase는 dopamine을 dopamine quinone으로 산화시키는 반응의 촉매 역할을 한다. 이 논문은 효소의 농도, pH와 같은 바이오센서의 감응에 영향을 주는 parameter를 조사하였다. 또한, 전극의 감도, 직선성의 범위, 전극의 안정성을 조사하였다. 본 실험에 사용한 dopamine의 정량 센서는 pH 6.50, 0.010 M 인산 완충용액, -0.15 V의 가해준 전압에서 가장 좋은 감응을 나타내었다. 전극의 검출한계(S/N ＝3)는 2.7×10⁻⁶ M이었으며, 5.0×10⁻² M dopamine을 이용하여 10회 반복 측정한 상대표준편차는 1.3%이었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권1호
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• pp.53-58
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• 2009

Calcium signals can be transduced by binding calmodulin (CaM), a $Ca^{2+}$ sensor in eukaryotes, is known to be involved in the regulation of diverse cellular functions. We isolated a CaM-binding protein 63 kD (AtCBP63) from the pathogen-treated Arabidopsis cDNA expression library. Recently, AtCBP63 was identified as a CaM bining protein. The CaM binding domain of AtCBP63 was reported to be located in its N-terminal region, In this study, however, we showed that ACaM2 could specifically bind to second CaM-binding domain (CaMBD) of AtCBP63 at the C-terminal region. The specific binding of CaM to CaM binding domain was confirmed by a gel mobility shift assay, a split ubiquitin assay, site-directed mutagenesis, and a competition assay using a $Ca^{2+}$/CaM-dependent enzyme. The gene expression of AtCBP63 was induced by pathogens and pathogens related second messengers. This result suggests that a CaM binding protein, AtCBP63, may play role in pathogen defense signaling pathway.

• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권11호
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• pp.2037-2043
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• 2017

The surface protein hemagglutinin (HA) mediates the attachment of influenza virus to host cells containing sialic acid and thus facilitates viral infection. Therefore, HA is considered as a good target for the development of diagnostic tools for influenza virus. Previously, we reported the isolation of single-stranded aptamers that can distinguish influenza subtype H1 from H5. In this study, we describe a method for the selective electrical detection of H1 using the isolated aptamer as a molecular probe. After immobilization of the aptamer on Si wafer, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) showed that the immobilized aptamer bound specifically to the H1 subtype but not to the H5 subtype. Assessment by cyclic voltammetry (CV) also demonstrated that the immobilized aptamer on the indium thin oxide-coated surface was specifically bound to the H1 subtype only, which was consistent with the ELISA and FE-SEM results. Further measurement of CV using various amounts of H1 subtype provided the detection limit of the immobilized aptamer, which showed that a nanomolar scale of target protein was sufficient to produce the signal. These results indicated that the selected aptamer can be an effective probe for distinguishing the subtypes of influenza viruses by monitoring current changes.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권6호
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• pp.440-447
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• 2007

In this study, a biosensor was developed using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) to rapidly measure the fungicide iprovalicarb residues in agricultural products. The biosensor was designed to include micro-pumps and solenoid valves for fluid transport, a spectrophotometer cuvet as a reaction chamber, a photodiode with a light-emitting diode for optical density measurement, and a control microcomputer to implement assay. The rate of change in optical density of the cuvet was read as final signal output. Micro-pumps were evaluated to investigate their delivery capability, the highest values of the error and the coefficient of variation were 4.3% and 4.6% respectively. As the incubation period was reduced from 15 minutes to 11 minutes to shorten the total processing time, the sensor sensitivity was decreased as the antibody dilution ratio was reduced to a half. The maximum usable period of the coated cuvet was found to be two days with 1% error limit. To predict the concentration of the iprovalicarb residue in agricultural products, a linear calibration model was obtained with r-square values of 0.992 for potato and 0.985 for onion. In validation test for the samples of potatoes and onions against the high performance liquid chromatography, very high correlation values were obtained as 0.996 and 0.993 respectively. Using the cuvet immobilized with antigen, it took 21-minutes for the biosensor to complete the measuring process of the iprovalicarb residues.