• KSBB Journal
• /
• 제24권1호
• /
• pp.106-112
• /
• 2009

An optical sensing membrane has been fabricated to measure the concentration of dissolved oxygen(DO) and pH value simultaneously. It has employed HPTS as a pH sensitive dye and a ruthenium(II) complex as a DO sensitive dye. The sensing membrane has been applied to wells in a 24-well microtiter plate. Using the 24-well microtiter plate the concentrations of dissolved oxygen and pH values have been on-line monitored during the cultivations of E.coli DH5${\alpha}$, B.cereus 318 and P.pastoris X-33. On-line monitoring of DO and pH in microorganism cultivation processes showed good performance of the sensing membrane containing 5 mM HPTS and 2 or 5 mg/mL Rudpp.

• 공업화학
• /
• 제20권4호
• /
• pp.370-374
• /
• 2009

용존산소농도(DO)와 pH를 동시에 검출하기 위하여 이중층 광학 센서 막을 제조하였다. DO 민감성 염료인 Rudpp를 MTMS 졸-겔에 혼합하고 24-웰 마이크로타이터 플레이트에 코팅하였다. DO-검출층 위에 HPTS와 혼합된 GA 졸-겔용액을 코팅하고 pH 측정을 위해 사용하였다. 이중층 광학 센서 막은 온도와 이온 강도에 영향을 받았다. 또한 DO와 pH 이중층 광학 센서 막은 미생물발효공정에 온라인 모니터링 하는데 응용하였으며 좋은 성능을 보였다.

• KSBB Journal
• /
• 제28권1호
• /
• pp.24-30
• /
• 2013

Dissolved oxygen, pH and cell concentration have been online monitored in cultivation processes with Escherichia coli by using a $MABOOMS^{TM}$ (microplate-based bioreactor with optical online monitoring systems). Fluorescent sensing membranes containing Ru ${(dpp)_3}^{2+}$ or HPTS were prepared with GA sol-gel matrix and coated into a well of a 24-well microplate. Fluorescence intensity was measured and correlated to the dissolved oxygen or pH. Cell concentrations were also online monitored by measuring optical reflectance at 650 nm. A well of a 24-well microplate could also be divided into 4 parts, each of which was coated with fluorescent sensing membranes for the detection of dissolved oxygen or pH. The 24-well microplate coated with fluorescent sensing membranes or a 4-divided sensing membrane. was used to online monitor the dissolved oxygen, pH and cell concentration during E. coli cultivations. The online monitoring results showed the characteristics of cell growth in cultivation processes very well.

• Experimental Neurobiology
• /
• 제26권5호
• /
• pp.241-251
• /
• 2017

Saturation mutagenesis was performed on a single position in the voltage-sensing domain (VSD) of a genetically encoded voltage indicator (GEVI). The VSD consists of four transmembrane helixes designated S1-S4. The V220 position located near the plasma membrane/extracellular interface had previously been shown to affect the voltage range of the optical signal. Introduction of polar amino acids at this position reduced the voltage-dependent optical signal of the GEVI. Negatively charged amino acids slightly reduced the optical signal by 33 percent while positively charge amino acids at this position reduced the optical signal by 80%. Surprisingly, the range of V220D was similar to that of V220K with shifted optical responses towards negative potentials. In contrast, the V220E mutant mirrored the responses of the V220R mutation suggesting that the length of the side chain plays in role in determining the voltage range of the GEVI. Charged mutations at the 219 position all behaved similarly slightly shifting the optical response to more negative potentials. Charged mutations to the 221 position behaved erratically suggesting interactions with the plasma membrane and/or other amino acids in the VSD. Introduction of bulky amino acids at the V220 position increased the range of the optical response to include hyperpolarizing signals. Combining The V220W mutant with the R217Q mutation resulted in a probe that reduced the depolarizing signal and enhanced the hyperpolarizing signal which may lead to GEVIs that only report neuronal inhibition.

• 센서학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.283-286
• /
• 2012

This paper presents the optical hydrogen sensor based on transparent 3C-SiC membrane and photovoltaic effect. Gasochromic materials of Pd and Pd/$WO_3$ were deposited by sputter on 3C-SiC membrane for gas sensing area. Gasochromic materials change to transparency by exposure to hydrogen. The variations of light intensity by hydrogen generate the photovoltaic of P-N junction between N-type 3C-SiC and P-type Si. Single layer of Pd shows higher photovoltaic compared with Pd/$WO_3$. However, phase transition from ${\alpha}$ to ${\beta}$ is shown at 6 %. Pd/$WO_3$ structure show the more linear response to hydrogen range of 2 % ~10 %. Also, almost 2 times fast response and recovery characteristics are shown at Pd/$WO_3$. These fast performances are come from the fact that Pd promoted the chemical reaction between hydrogen and $WO_3$.

• 센서학회지
• /
• 제9권5호
• /
• pp.365-372
• /
• 2000

소산장 흡수를 이용한 다채널 광섬유형 미각센서를 제작하여 인간이 느끼는 다섯 가지의 기본 맛 및 혼합 맛에 대한 센서의 특성을 평가하고 그에 대한 패턴을 분석하였다. 센서소자는 광섬유의 클래드 층을 제거하고 그 대신 실리콘 폴리머내에 6가지의 색소를 고정화한 감지막을 각각 코팅하여 다채널로 제작하였으며, 측정하고자 하는 미물질의 농도변화에 따른 감지막내로의 소산장의 흡수량 변화를 측정하는 방법을 이용하였다. 제작된 센서로부터 얻어진 출력값에 대한 응답패턴을 제작한 결과, 5가지의 기본 맛 즉, 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛 및 우마미를 내는 대표 물질들에 대해 각기 다른 패턴을 얻을 수 있었으며 센서의 감도는 인간이 느낄 수 있는 역가 이상의 넓은 범위에서 선형적인 측정이 가능하였다.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제1권6호
• /
• pp.573-578
• /
• 2017

Position estimation of a sound source based on time difference of arrival at an array of three acousto-optic sensors is introduced. Each sensor consists of a Mach-Zehnder interferometer including a sensing part in one arm that is a piece of fiber surrounded by membrane in order to enhance the acousto-optic effect. Estimation error of a recorded gunshot sound signal was evaluated with the theoretically calculated values for two different locations.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
• /
• pp.478-481
• /
• 2005

In this study optical sensing membrane was developed for the queantification of dissolved carbon dioxide in micro-bioreactor using an immobilized 8-hydroxypyrene-1,3,6-trisulfonic acid trisodium salt (HPTS). For the immobilization of HPTS sol-gel was synthesied by using 3-glycidoxypropyl-dimethoxymethylsiline and tetraethyl orthosilicate.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제23권4호
• /
• pp.42-47
• /
• 2018

E. coli TG1 pBS TOM Green was cultured to produce toluene-o-monooxygenase (TOM). A biosensor system was successfully constructed using purified TOM to effectively detect trichloroethene (TCE) and tetrachloroethene (PCE), which represent some of the major contaminants in groundwater and soil. In order to utilize TOM as a sensor, NADH, a biological oxidizer, was replaced with hydrogen peroxide which is a chemical oxidizing agent. A three-layered sandwich-type sensing tip was fabricated on the outside of the hydrophilic polyvinylidene fluoride membrane. TCE and PCE were applied to the sensor and the hydrogen ions were measured by a fiber optic fluorometer using fluoresceinamine. Calibration curves were obtained for TCE and PCE in the concentration range of 0.2-100 mg/l, and the detection limit of the system was $10{\mu}g/l$ for TCE and PCE.

• 멤브레인
• /
• 제31권2호
• /
• pp.87-100
• /
• 2021

최근 오염물질 수위의 급격한 상승세와 더불어 가속화되는 자연환경 파괴로 인해 다양한 환경 속에 쌓이는 오염물질의 검출 및 모니터링은 현대 사회의 중요한 미션 중 하나로 자리 잡았다. 본 논문에는 멤브레인 기반의 광학 센서를 활용한 미량 오염물질 검출에 대한 최근 연구 동향이 요약되어 있다. 본 논문에 포함된 연구들은 섬유소로 이루어진 멤브레인을 검출을 위한 플랫폼으로 사용하였으며, 금속 나노 입자나 형광단을 색 변화 검출을 위해 이용하였다. 제조된 광학 센서들은 모두 적절하거나 특출한 수준의 감도를 보였고, 대부분의 센서에서 타겟 물질이 아닌 이온이나 물질에는 반응하지 않는 정확성 또한 확인되었다. 검출 플랫폼으로 이용된 섬유소 멤브레인의 물리적, 화학적 특성들은 멤브레인 합성 방법이나 색 변화를 위한 광학 물질 등을 바꾸는 방법을 통해 각 연구의 목적에 맞추어 최적화될 수 있었다. 또한, 멤브레인을 기반으로 하여 제조된 센서들은 운반이 편리하고 기계적 성질이 강해 현장에서 바로 오염물질을 검출할 수도 있다는 사실이 제시되었다. 이러한 장점 덕분에 멤브레인 기반 센서들은 식용수에서 검출된 중금속의 정량화와 자연 수질환경에서 발견되는 미량 중금속 및 유독성 항생제의 감지 등 다양한 목적을 위해 활용될 수 있었다. 몇몇의 연구에서 제조된 센서들은 항균성이나 재활용성 또한 나타내었다. 대부분의 센서들이 타겟 물질을 감지한 후 육안으로도 식별 가능한 색 변화를 보였으나, 본 논문에 포함된 많은 연구들은 형광 발산, UV-vis 분광학, RGB 색 강도 차이 등을 비교 분석한 더 상세한 검출 결과를 제시하였다.