• 센서학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.125-133
• /
• 2001

전도성 고분자 센서 (Conducting polymer sensors)는 상온에서 휘발성 유기 화합물 가스 (Volitile organic compounds gases)에 대해 감도를 가지고 있다. 화학 중합으로 제조된 전도성고분자인 polypyrrole과 polyaniline로 이루어진 8개의 센서 어레이를 이용하여 VOCs 가스에 대한 감응 특성을 살펴보았다. 화학 중합으로 합성된 각 센서들은 증류된 pyrrole, aniline과 dopant로 dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA)와 산화제로 ammonium persulfate (APS) 그리고 증류수를 이용하여 제조되었으며, 각 센서들의 특성 부여를 위해 redoping과 dedoping은 전기화합법을 이용하여 제조하였다. Dedoping 법은 전압을 반대로 걸어주어 처음 첨가된 dopant를 전해질 속으로 빼냈으며, redoping법은 1-octanesulfonic acid sodium salt를 화합중합으로 형성된 막에 다시 첨가 시켰다. 감도와 가역성은 doping, dedoping, redoping 그리고 두께에 따라 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 이들 전도성 고분자의 구조와 감도와의 관계를 scanning electron microscope (SEM), scanning probe microscope (SPM) 그리고 $\alpha$-step을 사용하여 조사하였다.

• 분석과학
• /
• 제19권6호
• /
• pp.482-489
• /
• 2006

Pediococcus에서 추출된 lactate oxidase(LOD)를 poly(vinyl alcohol)(PVA)에 고정화하여 2전극계로 구성된 lactate 바이오센서를 제조하였다. Lactate는 LOD 효소와의 반응에서 생성되는 $H_2O_2$를 전기화학적으로 금(Au)위에 형성시킨 Pt-black 층에서 산화시켜 정량 할 수 있었다. Pt-black으로 만들어진 센서는 과산화수소에 대해서 낮은 전위(+300 mV vs. Ag/AgCl)에서 큰 산화전류를 보여주었으며, ascorbic acid, acetaminophen, uric acid 등과 같이 산화되기 쉬운 산화 종들의 영향을 감소시켜주었다. 외부보호막으로는 다양한 종류의 친수성 폴리우레탄을 사용하였다. 센서는 in vitro 방식으로 흐름계와 비흐름계 모두에서 성능을 평가하였다. 제작된 센서는 0.05 M NaCl을 포함하는 0.05 M 인산염 완충용액(pH 7.6)에서 성능을 시험하였으며, 0.1 mM에서 9.0 mM의 lactate 농도구간에서 직선적 감응성을 나타내었다. 최적화된 센서는 $4^{\circ}C$ 완충용액에 보관하였으며, 25일 이상 감응도(sensitivity)가 거의 변화하지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제62권3호
• /
• pp.238-245
• /
• 2024

젖산 전극은 환자의 건강상태와 스트레스 수준, 및 운동선수의 피로도를 실시간으로 모니터링하는 젖산 센서 또는 젖산 연료전지 전극으로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 젖산 산화효소, 카탈라아제, 미토콘드리아로 구성된 고성능 전극을 제작하고 전극의 표면분석 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 단일벽 탄소나노튜브로 개질된 탄소종이(CPSWCNT)는 개질 전보다 전기 전도성이 크게 향상되었다. 젖산 산화효소, 카탈라아제, 그리고 미토콘드리아가 부착된 전극(CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito)은 젖산 산화효소와 카탈라아제가 부착된 전극에 비하여 많은 전류를 생산하였다. 빌리루빈 산화효소(BOD)가 부착된 전극(CP-SWCNT-BOD)이 생산하는 환원전류량은 전해질의 산소 존재 유무에 따라 크게 영향을 받았다. CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito (anode)와 CP-SWCNT-BOD (cathode)로 구성된 연료전지는 133 ㎂/cm²로 방전 시 0.2 V의 셀 전위를 유지하며 29 ㎼/cm²의 전력을 생산하였다. 본 연구결과는 미토콘드리아가 젖산 센서 및 연료전지 성능 향상에 필수적인 생체물질임을 시사한다.

• Molecules and Cells
• /
• 제39권11호
• /
• pp.807-813
• /
• 2016

Escherichia coli are important indicator organisms, used routinely for the monitoring of water and food safety. For quick, sensitive and real-time detection of E. coli we developed a 2'F modified RNA aptamer Ec3, by Cell-SELEX. The 31 nucleotide truncated Ec3 demonstrated improved binding and low nano-molar affinity to E. coli. The aptamer developed by us out-performs the commercial antibody and aptamer used for E. coli detection. Ec3(31) aptamer based E. coli detection was done using three different detection formats and the assay sensitivities were determined. Conventional Ec3(31)-biotin-streptavidin magnetic separation could detect E. coli with a limit of detection of $1.3{\times}10^6CFU/ml$. Although, optical analytic technique, biolayer interferometry, did not improve the sensitivity of detection for whole cells, a very significant improvement in the detection was seen with the E. coli cell lysate ($5{\times}10^4CFU/ml$). Finally we developed Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) gap capacitance biosensor that has detection limits of $2{\times}10^4CFU/mL$ of E. coli cells, without any labeling and signal amplification techniques. We believe that our developed method can step towards more complex and real sample application.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.462-462
• /
• 2009

$CeO_2$는 고체 산화물 연료전지 (SOFC, soild oxide fuel cell)의 전해질 재료와 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 슬러리 재료, 자동차의 3원 촉매, gas sensor, UV absorbent등 여러 분야에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 위의 활용범위 외에 $CeO_2$의 구조적 안정성과 빠른 $Ce^{3+}/Ce^{4+}$의 전환 특성을 이용하여 lithium ion battery의 anode 재료로서 전기화학적 특성을 알아보고자 실험을 실시하였다. $CeO_2$ 합성에 사용되는 전구체인 cerium carbonate의 형상 및 크기, 비표면적과 같은 물리화학적 특성이 $CeO_2$ 분말의 특성에 직접적인 영향을 주기 때문에 전구체의 합성 단계에서 입자의 특성을 조절하였다. 전구체 합성의 출발원료로 cerium nitrate hexahydrate 와 ammonium carbonate를 사용하였고 반응온도 및 농도 등을 변화시켜 입자의 형상 및 결정상을 fiber형태의 orthorombic $Ce_2O(CO_3)_2{\cdot}H_2O$와 구형의 hexagonal $CeCO_3OH$의 세리아 전구체를 합성하였다. 이를 $300^{\circ}C$에서 30분 동안 하소하여 전구체의 입자형상을 유지하는 cubic $CeO_2$를 합성하고 X-ray diffraction, FE-SEM, micropore physisorption analyzer 분석을 통하여 입자의 결정상과 형상, 비표면적 등을 비교 분석하고 $Li/CeO_2$ couple의 충,방전 용량과 수명특성을 비교 분석하여 $CeO_2$의 전기화학적 특성을 알아보았다.

• 센서학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.278-283
• /
• 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.

• 한국환경과학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.211-220
• /
• 1996

두 개의 황과 셀렌의 주개원자를 포함한 새로운 thia 및 diselena 크라운에데르 화합물을 합성하였다. 그리고 이 화합들을 중성운반체로 하고 PVC-가소제 (STPB)를 포함한 Hg(ll) 선택성 전극을 제작하였다. 이 전극들을 이용하여 여러 이온들의 전기화학적 선택성, 중성운반체의 종류 및 농도와 선택막의 매질에 대한 효과 그리고 실험용액의 pH변화에 대한 전극의 선택적 감응성들의 영향을 각각 검토하였다. 1,10-diselena-18-crown-6-PVC-STPB의 중성운반체의 막전극은 $10^{-2}$-10- M $Hg^{2+}$ 이온의 농도범위에서 ${28.2}\pm{0.6}$의 Nernstian 기울기를 갖는 좋은 선형적 감응성을 갖는다. 그리고 이 전극은 pH 2.5~6.0 범 위에서 알칼리토 금속, 몇가지 중금속 및 희토류 금속 이온에 대하여 좋은 선택성을 갖는다. 특히 이 전극은 수용액 중에서.$1^-$ 이온으로 Hg^{2-}$ 이온을 전위차 적정할 수 있는 센서로서 응용할 수 있다.

• 대한화학회지
• /
• 제56권5호
• /
• pp.571-576
• /
• 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.

• 센서학회지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.71-79
• /
• 1996

Indium tin oxide(ITO) 전극을 스파터링 법으로 피막시킨 9 MHz 수정진동자를 작용전극으로 사용하여 피롤을 전기화학적으로 중합시키면서, 수정진동자의 공진주파수 변화로 부터 중합량을 분석하고 공진저항의 변화로부터 막의 점탄성 변화를 분석함으로써 중합막의 유변학적 변화를 해석하였다. 본 실험에서 피롤막이 중합될 때 초기에는 탄성막을 형성하다가 점차 점탄성막으로 변화하지만 어느 순간에 다시 탄성막 점탄성막의 변화를 반복함을 확인하였다. 본 연구결과, 수정진동자를 이용하여 전기화학적 중합막의 유변학적 동특성을 중합과정에서 해석할 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.271-271
• /
• 2014

본 연구에서는 최근 다양한 전자 소자로써의 연구가 진행되고 있는 그라핀을 SiO2/Si 기판 위에 전자빔 식각(Electron-Beam Lithography)을 이용하여 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자를 형성하고 가스 유입이 가능한 진공 Probe Measurement System을 이용하여 금속 전극과 그라핀 간의 접촉저항 (Rc) 및 길이가 다른 채널저항(Rch)를 구하고, 채널 길이, 가스 유량, 온도, 게이트 전압에 따른 I-V 변화를 측정함으로써, 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자의 가스 센서로서의 가능성을 연구하였다. 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자는 전자빔 식각(Electron-Beam Lithography)에 의해 패턴을 제작하고 Evaporator를 이용하여 전극을 증착 하였다. 소자의 소스 (Source)와 드레인 (Drain)은 TLM (Transfer Length Method)패턴을 이용하여 인접한 두 개의 전극간 범위를 변화시키는 형태로 제작함으로써 소스-드레인간 채널 길이가 다르게 하였다. 이 때 전극의 크기는 가로, 세로 각각 $20{\mu}m$, $40{\mu}m$이며 전극간 간격은 $20/30/40/50/60{\mu}m$로 서로 다르게 배열 하였다. 제작된 그라핀 소자는 진공 Probe Measurement System 내에서 게이트 전압(VG)를 변화시킴으로써 VG 변화에 따른 소자의 특성을 평가하였는데, mTorr 상태의 챔버 내로 O2 가스를 주입하여 그라핀의 Dangling bond 및 Defect site에 결합 된 가스로 인한 전기적 특성의 변화를 측정하고, 이 때 가스의 유량을 50 sccm에서 500 sccm 까지 변화시킴으로써 전기적 특성 변화를 측정하여 센서 소자의 민감도를 평가하였다. 또한, 서로 다르게 배열한 소스-드레인 간의 채널 길이로 인하여 채널과의 접촉 면적에 따른 센서 소자의 민감도 또한 평가할 수 있었다. 그리고 챔버 내 온도를 77 K에서 400 K까지 변화시킴으로써 온도에 따른 소자의 작동 범위를 확인하고 소자의 온도의존성을 평가하였다.