• 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.

• Environmental Engineering Research
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• 제22권2호
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• pp.186-192
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• 2017

The carbon paste electrode (CPE) was modified with the pristine bentonite and hybrid material (HDTMA-modified bentonite). The modified-CPEs are then employed as working electrode in an electrochemical detection of As(V) from aqueous solutions using the cyclic voltammetric measurements. Cyclic voltammograms revealed that As(V) showed reversible behavior onto the working electrode. The hybrid material-modified carbon paste electrode showed significantly enhanced electrochemical signal which was then utilized in the low level detection of As(V). Moreover, the studies were conducted at neutral pH conditions. The electrochemical studies were conducted with scan rates (20 to 200 mV/s) to deduce the mechanism of redox processes involved at the electrode surface. The anodic current was linearly increased, increasing the concentration of As(V) from 5.0 to $35.0{\mu}g/g$ using the hybrid material-modified electrode. This provided fairly a good calibration line for As(V) detection. The presence of varied concentrations of As(III) in the determination of total arsenic was studied. The influence of several cations and anions viz., Cu(II), Mn(II), Zn(II), Pb(II), Cd(II), Fe(III), $Cl^-$, $NO_3{^-}$, $PO_4{^{3-}}$, EDTA and glycine in the detection of As(V) from aqueous solution was also studied. Further, in an attempt to simulate the real matrix analysis, the tap water sample was spiked with As(V) and subjected for As(V) detection using the modified-CPE.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제9권1호
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• pp.28-36
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• 2018

Metal-organic frameworks have recently been considered very promising modifiers in electrochemical analysis due to their unique characteristics among which tunable pore sizes, crystalline ordered structures, large surface areas and chemical tenability are worth noting. In the present research, $Cu(btec)_{0.5}DMF$ was electrodeposited on the surface of glassy carbon electrode at room temperature under cathodic potential and was initially used as the active materials for the detection of $H_2O_2$. The cyclic voltammogram of $Cu(btec)_{0.5}DMF$ modified GC electrode shows distinct redox peaks potentials at +0.002 and +0.212 V in 0.1 M phosphate buffer solution (pH 6.5) corresponding to $Cu^{(II)}/Cu^{(I)}$ in $Cu(btec)_{0.5}DMF$. Acting as the electrode materials of a non-enzymatic $H_2O_2$ biosensor, the $Cu(btec)_{0.5}DMF$ brings about a promising electrocatalytic performance. The high electrocatalytic activity of the $Cu(btec)_{0.5}DMF$ modified GC electrode is demonstrated by the amperometric response towards $H_2O_2$ reduction with a wide linear range from $5{\mu}M$ to $8000{\mu}M$, a low detection limit of $0.865{\mu}M$, good stability and high selectivity at an applied potential of -0.2 V, which was higher than some $H_2O_2$ biosensors.

• 전기화학회지
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• 제27권3호
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• pp.81-87
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• 2024

나노 소재 전극은 바이오/화학 분야에서 분석 성능을 향상시키기 위한 핵심 요인으로 활용되고 있다. 금속 나노 소재를 제작하는 방법으로는 크게 용액 공정과 전기증착 공정이 있다. 용액 공정에서 capping agent를 사용하면 금속 원자의 결합 방향을 통제할 수 있어 특이적 구조의 나노 입자를 얻을 수 있고, 전기증착 공정을 이용하면 전극 표면과 금속 원자 사이의 직접적인 결합이 일어나서 높은 결합력을 기대할 수 있다. 이 공정들은 각각의 장점을 가지고 있으나, 문제점 또한 있어 이를 해결하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 이 논문에서는 전극용 금속 나노 소재를 제작하는 두 기법의 융합, 그로부터 확보한 나노 구조 전극 및 그것의 전기화학적 특성을 살펴보고, 그러한 나노 구조 전극의 센서로서의 활용 가능성에 대해 이야기하고자 한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권4호
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• pp.1298-1302
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• 2011

This study describes the development of an electrochemical array immunochip for the detection of IgG. Interdigitated immunochip platforms were fabricated by sputtering gold on a glass wafer by using MEMS process and then were coated with Eudragit S100, an enteric polymer, forming an insulating layer over the working area of immunochips. The breakdown of the polymer layer was exemplified by the catalytic action of urease which, in the presence of urea, caused an alkaline pH change. This subsequently caused an increase of the double layer capacitance of the underlying electrode. Used in conjunction with a competitive immunoassay format, this allowed the ratio of initial to final electrode capacitance to be directly linked with the concentration of analyte, i.e. IgG. Responses to IgG could be detected at IgG concentration as low as $250\;ngmL^{-1}$ and showed good linearity up to IgG concentration as high as $20\;{\mu}gmL^{-1}$.

• 전기화학회지
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• 제15권4호
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• pp.242-248
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• 2012

수질 분석에서 염소 소독제 잔류량 측정은 세균학적 안전성 확보와 염소의 과다 주입을 억제하기 위한 수단으로 매우 중요한 의미를 갖는다. 이러한 휴대용 잔류염소 측정기 개발을 위한 일회용 유리염소 스트립 센서를 스크린 프린팅 기술을 이용한 탄소 전극으로 제작하였다. 탄소 전극은 금과 백금 전극에 비해 결합염소(특히 $NH_2Cl$) 방해종에 대한 영향이 적었으며, -0.3 V(vs. Ag/AgCl) 인가전위에서 유리염소에 대해 안정한 감응성을 나타냈다. 이렇게 제작된 탄소 전극에 모세관현상으로 일정량의 시료를 재현성 있게 도입할 수 있는 유로구조를 갖는 일회용 스트립센서로 제작하였고, 잔류 유리염소의 분석에 적용하였다.

• 전기화학회지
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• 제2권3호
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• pp.130-133
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• 1999

본 연구에서는 음주 측정에 적용할 수 있는 다공질 실리콘층으로 된 저농도의 캐퍼시턴스형 알코올 가스 측정용 센서를 제작하고, 상온에서 그 특성을 측정하였다. 기존의 $SnO_2$등의 금속 산화물 반도체를 이용한 센서는 저농도의 알코올을 정확하게 검지하기에 어려울 뿐만 아니라 감도를 높이기 위해 $200\~400^{\circ}C$로 가열이 필요하였다. 이에 비해 다공질 실리콘층을 이용한 센서는 넓은 표면적을 갖고 있어 상온에서도 감도가 양호할 뿐만 아니라 집적화 센서로 제작이 용이한 점을 갖고 있다. 실험은 증류수에 희석한 알코올 수용액을 체온과 같은 $36^{\circ}C$를 비롯하여 25와 $45^{\circ}C$로 유지한 상태에서 0에서 $0.5\%$의 농도범위에 대해서 $0.05\%$의 간격으로 120 Hz와 1 kHz의 두 주파수에서 측정하였다. 그 결과, 양호한 선형성과 함께 120 Hz의 주파수에서 측정하였을 때, $0.1\%$의 알코올 농도의 증분마다 $25,\;36,\;45^{\circ}C$의 알코올 수용액의 온도에 대해 각각 1.1, 2.6 및 $4.6\%$로 캐퍼시턴스의 증가율을 보였다.

• 센서학회지
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• 제3권3호
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• pp.45-53
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• 1994

실리콘의 직접 접합 방법과 2단계 전기화학적 식 정지 방법을 이용하여 새로운 구조의 실리콘 다이아프램을 제조하였다. 이러한 다이아프램 구조를 기계량 센서에 이용하면 공동의 깊이와 다이아프램의 두께를 보다 정교하게 조절할 수 있다. 또한, 접합 계면에서 발생하는 응력이 다이아프램의 표면으로 전달되는 것을 피할 수 있다. 최종적으로, 제조된 다이아프램을 이용하여 암저항형 실리콘 압력 센서를 제작하였고 압력 단위의 표시가 가능한 디지탈 압력 측정기를 구현하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1627-1628
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• 2006

In this paper, mesoporous only platinum electrode and micro pore platinum electrode with mesoporous Pt are fabricated and characterized on a silicon substrate to check their usability as enzymeless sensing electrodes for developing non-disposable glucose sensors integrated with silicon CMOS read out circuitry. Since most of electrochemical glucose sensors are disposable due to the use of the enzymes that are living creatures, these are limited to use in the in-vivo and continuous monitoring system applications. The proposed mesoporous Pt electrode with approximately 2.5nm in pore diameter and 150nm in height was fabricated by using a nonionic surfactant $C_{16}EO_8$ and an electroplating technique. The micro pore Pt electrode with mesoporous Pt means the mesoporous Pt electrode fabricated on top of micro pore arrayed Pt electrode with approximately $10{\mu}m$ in pore diameter and $80{\mu}m$ in height. The measured current responses at 10mM glucose solution of plane Pt, micro pore Pt, micro pore with mesoporus Pt, and mesoporous Pt electrodes are approximately $9.9nA/mm^2$, $92.4nA/mm^2$, $3320nA/mm^2$ and $44620nA/mm^2$, respectively. These data indicate that the mesoporous Pt electrode is much more sensitive than the other Pt electrodes. Thus, it is promising for non-disposable glucose sensor and electrochemical sensor applications.

• Nano
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• 제13권11호
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• pp.1850134.1-1850134.10
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• 2018

Increasing active sites and enhancing electric conductivity are critical factors to improve sensing performance toward phenol. Herein, Ni nanoparticle was successfully anchored on acidified multiwalled carbon nanotube (a-MWCNT) surface by electroless plating technique to avoid Ni nanoparticle agglomeration and guarantee high conductivity. The crystal structure, phase composition and surface morphology were characterized by XRD, SEM and TEM measurement. The as-prepared Ni/a-MWCNT nanohybrid was immobilized onto glassy carbon electrode (GCE) surface for constructing phenol sensor. The phenol sensing performance indicated that Ni/a-MWCNT/GCE exhibited an amazing detection performance with rapid response time of 4 s, a relatively wide detection range from 0.01 mM to 0.48 mM, a detection limit of $7.07{\mu}M$ and high sensitivity of $566.2{\mu}A\;mM^{-1}\;cm^{-2}$. The superior selectivity, reproducibility, stability and applicability in real sample of Ni/a-MWCNT/GCE endowed it with potential application in discharged wastewater.