• 전기화학회지
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• 제11권3호
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• pp.147-153
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• 2008

Improvement of the selectivity of nonenzymatic glucose based on mesoporous platinum ($H_1$-ePt) by using A.C. impedance is reported. The idea of the present work is based on the novel effect of the mesoporous electrode that the apparent exchange current due to glucose oxidation remarkably grows although the reaction kinetics on the surface is still sluggish. It is expected that the enlarged apparent exchange current on the mesoporous electrode can raise the sensitivity of admittance in A.C. impedance to glucose concentration. At a low frequency, A.C. impedance could become more powerful. The admittance at 0.01 Hz is even more sensitive to glucose than to ascorbic acid while amperometry exhibits the inverse order of sensitivity. This is the unique behavior that is neither observed by A.C. impedance on flat platinum electrode nor obtained by amperometry. The study shows how the combination of A.C. impedance and nano-structured surface can be applied to the detection of sluggish reaction such as electrochemical oxidation of glucose.

• 센서학회지
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• 제17권2호
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• pp.120-126
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• 2008

Glucose concentrations in the interstitial fluid were measured based on optical spectroscopy. Prediction of glucose concentrations was made using partial least squares regression and accuracy improvement was achieved by data preprocessing as well as by selecting an optimal wavelength region. For this purpose, artificial interstitial fluid samples were prepared where their glucose levels varied between 0 and 10 g/dl. Infrared spectral regions where glucose absorption lies were investigated. A region of 1000 - 1500 $cm^{-1}$ produced the best accuracy among the regions of 1000 - 1500 $cm^{-1}$, 4000 - 4545 $cm^{-1}$1 and 5500 - 6500 $cm^{-1}$. Further accuracy improvement in 1000 - 1500 $cm^{-1}$ was achieved by selecting specific wavelength bands based on a loading vector analysis method. For the samples whose glucose concentrations ranged between 0 and 0.5 g/dl, SEP= 0.0266 g/dl and R =0.9863 were achieved with 1000 - 1500 $cm^{-1}$. However, the loading vector optimized band of 1002 - 1095 $cm^{-1}$ reduced the prediction error up to 47 % (SEP =0.0125 g/dl and R=0.9970).

• 센서학회지
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• 제32권1호
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• pp.16-21
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• 2023

This study reports the potential of using commercial copy papers as substrates for simple sensitive glucose detection. Typical paper-based devices use filter papers as porous substrates that can contain reagents; however, this is the first study to report the use of copy papers for the purpose of enhancing enzymatic colorimetric detection. Glucose detection using glucose oxidase, horseradish peroxidase and potassium iodide was performed on a copy paper, cellulose-based filter paper, and polyethylene film. The results indicated that the copy paper exhibited a stronger coloration than the other substrates. Reagents required for detection were dried on the copy paper, and a 3D-printed holder was designed to provide an environment for consistent imaging, making it a convenient cost-effective option for point-of-care testing using a mobile phone camera. The simple paper-based glucose sensor exhibited a linear range of 0.1-20 mM, limit of quantification of 0.477 mM, and limit of detection of 0.143 mM.

• 센서학회지
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• 제15권5호
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• pp.352-356
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• 2006

In this paper, we developed enzyme electrode of a new form to improve performance of disposable glucose sensor. We could fabricate electrode of Cu/Ni/Au structure which has very low electrical resistance (0.1 $\Omega$) by sticking copper film to plastic film with laminating method and electro-plated nickle and gold on it. The enzyme electrode was completed by immobilizing enzyme on the fabricated electrode. The fabricated glucose sensor has very quick sensing time as 3 seconds, and excellent reproducibility, fabrication yield as well.

• 센서학회지
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• 제27권3호
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• pp.170-174
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• 2018

In this paper, the $TiO_2$/glucose oxidase (GOD) mixture has synthesized through simple and low-cost fabrication methods. The physical properties of the mixture were proved using an FT-IR/NIR spectrometer, an X-Ray diffractometer, and a Raman spectrometer. GOD maintained its bioactivity during all fabrication process. The current characteristics of the glucose biosensor were proportional to the glucose concentration and effective surface area of square pyramid on a silicon substrate. The maximum current change was measured in a pH 7.0 buffer solution. The simple and low-cost fabrication process and surface treatment can be used widely in previous research for improvements in effective surface area.

• 전기화학회지
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• 제23권3호
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• pp.66-72
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• 2020

본 연구에서는 글루코스 검출을 위한 HRP (horseradish peroxidase)와 GOD (glucose oxidase)를 혼합한 형태의 다중 효소 반응 바이오센서 개발연구를 수행하였다. 바이오센서는 제작 시간 단축을 위하여 전기전착법을 이용하여 제작하였으며, 경제적인 센서 제작을 위하여 SPE (screen printed electrode)를 사용하였다. 다중 효소 바이오센서의 효과를 확인하기 위하여 단일 효소 바이오센서를 제작하여 비교 및 분석하였다. 센서의 특성을 평가하기 위해서 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM), 순환전위법(cyclic voltammetry, CV), 전기화학적 임피던스 분광법(electrochemical impedance spectroscopy, EIS), 시간대전류법(chronoamperometry, CA), 흐름 주입분석법(flow injection analysis, FIA)를 수행하였다. SEM, CV, EIS의 분석결과로부터 효소가 전극 표면에 고정화가 잘 된 것을 확인하였고, CA로부터 제작된 다중 효소 바이오센서가 단일 효소 바이오센서에 비해 신호성능이 200% 향상된 것을 확인하였다. 이로부터 HRP와 GOD가 서로 촉매적으로 반응한다는 것을 설명할 수 있었다. 또한, FIA의 결과에서 동일한 농도의 글루코스 용액을 4회 나누어 주입하였을 때, 전류신호량이 일정함을 확인하였고, 농도에 따른 전류신호량을 분석하여 신호민감성, 재현성, 안정성 등이 우수함을 설명할 수 있었다.

• 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.

• 전기학회논문지
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• 제67권3호
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• pp.413-418
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• 2018

In this paper, we describe the development of a non-enzymatic glucose sensor based on copper nanocubes(Cu NCs) electroplated laser induced graphene(LIG) electrodes which can detect a certain range of glucose concentrations. $CO_2$ laser equipment was used to form LIG electrodes on the PI film. This fabrication method allows easy control of the LIG electrode size and shape. The Cu NCs were electrochemically deposited on the LIG electrodes to improve electron transfer rates and thus enhancing electrocatalytic reaction with glucose. The average sheet resistances before and after electroplating were $15.6{\Omega}/{\Box}$ and $19.6{\Omega}/{\Box}$, respectively, which confirmed that copper nanocubes were formed on the laser induced graphene electrodes. The prepared electrode was used to measure the current according to glucose concentration using an electrochemical method. The LIG electrodes with Cu NCs demonstrated a high degree of sensitivity ($1643.31{\mu}A/mM{\cdot}cm^2$), good stability with a linear response to glucose ranging from 0.05 mM to 1 mM concentration, and a limit of detection of 0.05 mM. In order to verify that these electrodes can be used as flexible devices, the electrodes were bent to $30^{\circ}$, $90^{\circ}$, and $180^{\circ}$ and cyclic voltammetry measurements were taken while the electrodes were bent. The measured data showed that the peak voltage was almost constant at 0.42 V and the signal was stable even in the flexed condition. Therefore, it is concluded that these electrodes can be used in flexible sensors for detecting glucose in the physiological sample like saliva, tear or sweat.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권2호
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• pp.147-152
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• 2024

의료용 센서들은 대부분 일회용 제품으로, 검사·진단 비용을 줄이기 위해서는 저가의 전극 소재 개발이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 일회용 전기화학센서의 전극 소재로 pencil graphite를 도입하여 전처리 효과와 전도성 고분자 폴리아닐린(polyaniline; PANI) 및 금속 산화물 CuO NPs를 이용한 표면 개질(modification)을 통한 전기화학적 특성을 조사하고, 이를 글루코스 검출용 비효소 전기화학센서에 적용하였다. Pencil graphite electrode (PGE)의 표면 활성화를 위한 전처리는 화학적과 전기화학적으로 각각 진행되었으며, 전처리된 샘플들은 시간대전류법(CA)과 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스(EIS) 분석법을 이용한 전기화학적 특성 조사를 통해 최종적으로 전기화학적 전처리 방법을 채택하여 CuO NPs/PANI/E-PGE를 제작하였다. 이를 적용한 비효소적 글루코스 검출용 전기화학 센서는 0.282 ~2.112 mM과 3.75423~50 mM의 선형 구간에서 각각 239.18 mA/mM×cm²과 36.99 mA/mM×cm² 정도의 감도(sensitivity)와 17.6 μM의 검출 한계(detection limit), 글루코스에 대한 좋은 선택도(selectivity)를 보였다. 본 연구의 결과를 토대로 PGEs를 활용한 다양한 일회용 센서 응용과 저가의 고성능 전극 소재 개발 가능성을 확인하고, 더 많은 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.921-926
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• 2022

Astree사의 E-Tongue을 이용한 상대적 단맛 평가를 위하여 검토한 7개의 센서 중 PKS 및 NMS 센서가 1차로 선정되었다. PKS 및 NMS 센서를 이용해 설탕을 비롯한, 과당, 포도당 및 자일리톨, 5%, 10% 및 15% 용액을 분석한 결과, 자일리톨 및 과당의 농도 증가에 따른 PKS 센서 감응도의 변화가 미미하여, 최종적으로 NMS 센서를 단맛 측정 센서로 선정하였다. 이들 감미료의 농도 중 5% 용액을 모든 센서를 활용한 PCA(주성분 분석) 통계 방법으로 처리한 결과에서는 DI (식별지수)값이 -0.1로 감미료 상호 간 구분이 힘들었으나, NMS 센서만을 이용한 상대적 센서 감응도는 농도에 관계없이 일정한 수치를 나타내었다. 과당 및 자일리톨의 상대적 센서 감응도는 각각 1.08 및 1.00으로 사람의 미각으로 측정한 문헌상 관능검사의 상대적 감미도 범위에 포함되었으나, 포도당의 경우는 0.99로 문헌상 상대감미도 0.5~0.75보다 높게 나타났다. 5%~15% 농도 범위에서 설탕 대비 3종 감미료에 대한 NMS 단일센서를 이용한 E-Tongue의 우수한 정밀성 (%RSD, 1.53~3.64%)을 고려할 때 향후 가당 음료 등에 대한 신제품 개발 및 품질관리 등에 관능검사를 대체할 수 있는 가능성을 확인하였다.