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Application of a Cu–Co alloy dendrite on glucose and hydrogen peroxide sensors
Hui-Bog Noh, Kyung-Sun Lee, Pranjal Chandra, Mi-Sook Won, Yoon-Bo Shim
Electrochimica Acta, Volume 61, February 2012
Abstract A Cu-Co alloy dendrite with a hierarchical nanostructure was electrochemically synthesized, and it characterized using scanning electron microscope, energy dispersive X-ray spectroscopy, time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), X-ray diffractometery, X-ray photoelectron spectroscopy, coulometry, and cyclic voltammetry. The catalytic characteristics of the dendrite were examined for its use with highly sensitive glucose and H2O2 sensors. The TOF-SIMS image shows that the Cu-Co alloy dendrite grew homogeneously in a hierarchical structure. The Co2+ ions that formed on the alloy dendrite mainly contributed to glucose oxidation, and the Cu+ ion cooperated synergically with the Co2+ ion. However, Co3+ was mainly involved in the reduction of H2O2, while the reduction with Cu2+ ion cooperated synergically. The major oxidation products of glucose on the dendrite was confirmed to be formate (12-electron oxidation product) through coulometry and product analysis with a HPLC-MS analyzer. The linear calibration plots for the glucose and H2O2 analyses were obtained between 0.5 μM – 14.0 mM (detection limit was 0.10 ± 0.05 μM) and 1.0 μM – 11.0 mM (detection limit was 0.75 ± 0.15 μM), respectively. The performance of the final sensor was evaluated with a human blood sample. Go to Journal
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| AZoM.com : The A to Z of Materials에 의해서 Thought Leaders 로 소개 |
Conductive Polymers: Applications for Electronic Devices and Sensors | Yoon-Bo Shim, Professor, Department of Chemistry and Director, Institute of BioPhysio Sensor Technology, Pusan National University, South Korea. Corresponding author: ybshim@pusan.ac.kr
| Conductive polymers have seen great advancement during the last two decades. In general a half filled valence band, formed from a continuous delocalized π –system, is an ideal condition for conduction of electricity. However, a π –conjugated polymer can lower its energy more efficiently by bond alteration (alternating single and double bonds) and can introduce a band width of 1.5 eV making it a high energy gap semiconductor. Conducting polymers are extensively studied due to their remarkable electronic properties such as electrical conductivity, low energy optical transitions, low ionization potential, and high electron affinity. Their fundamental spectroelectrochemistry, and the applications to solar cells, biosensors, and biofuelcells have been extensively explored by our laboratory during the last decade. Some important contributions are highlighted below. |
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본 연구실의 환경부 과제 일간지(연합뉴스, 전자신문)에 소개 / 관리자 |
2011
0926 |
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본 연구실과 환경부 및 한국환경산업기술원과 함께 추진한 차세대 핵심환경기술개발(차세대사업) 사업 원천기술분야 자원사업을 통해서 개발된 ‘페놀 및 페놀류 등의 환경호르몬 분석 초소형 휴대 분리검출기’에 대한 신문(연합뉴스,전자신문) 보도자료
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기사전문
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| 한국환경산업기술원은 안전한 식수원 모니터링을 위한 ‘페놀 및 페놀류 등의 환경호르몬 분석 초소형 휴대 분리검출기’를 세계 최초로 개발했다고 22일 밝혔다. 이번 개발로 휴대용 랩온어칩(손바닥 위의 실험실, Lab-on-a-chip) 시스템 기반의 전처리가 필요 없는 환경모니터링 기술로 이전에는 환경호르몬을 분석하기 위해서 정밀화학·식품·보건의료·분자생물학 분야 등 매우 까다로운 절차를 거쳐야 했으나, 앞으로는 현장에서 쉽고 편리하게 분석할 수 있게 됐다. 기존 분석법은 측정하고자 하는 시료에 따라 복잡한 전처리를 해야 하므로 장시간이 소요되고 장비가격도 고가로 전량 수입에 의존해 왔으며 측정값에서도 정확성과 정확도가 떨어져 신뢰성이 떨어지는 단점이 있었다. 그 동안 시민단체 및 관련업계가 PVC용기, 도시락, 일회용 컵 등에서 용출되는 비스페놀 A 등 환경호르몬 물질에 대한 분석을 하려고 하여도 이같은 문제로 인해 현장검사가 어려워 초동 예방에 어려움이 많았다. 이 장비는 부산대학교 화학과 심윤보 교수팀이 환경부와 한국환경산업기술원이 추진한 차세대 핵심환경기술개발(차세대사업) 사업 원천기술분야 자원사업을 통하여 개발된 것으로 세계적인 주목을 받고 있다. 현재 수질환경에서 극미량으로 노출되는 페놀 및 페놀류 등의 환경호르몬 물질을 단기간에 정확하게 분석하기 위한 “페놀 및 페놀류 환경호르몬 분석용 세포기반 휴대용 랩온어칩 시스템 개발” 연구과제 수행을 통해 얻어진 기술이다. 극미량의 페놀 및 페놀류 환경호르몬의 분석 감도를 획기적으로 증가시킨 기술과 전기화학적으로 정밀하게 측정할 수 있는 마이크로 바이오센서, 위 시스템들의 기능을 융합한 하나의 ‘랩온어칩’이 탄생했고 이를 기반으로 초소형 분리검출기를 개발하게 됐다. 이는 세계 최초로 고비용 분석장비를 대체한 저가의 신속·정확하면서도 간편한 휴대용 환경호르몬 측정 및 분석용 장비 개발에 성공한 것이다. 심윤보 교수팀은 “향후 페놀류 및 환경호르몬 분석용 센서 및 분석법 부분에서 동 원천 기술 개발이 사업화 될 경우 가스 크로마토그래프 질량분석계(Gas chromatography–mass spectrometer), 모세관 전기이동(capillary electrophoresis), 액체 크로마토그래피(HPLC, High Performance Liquid Chromatography) 등을 이용한 기존 분석비용보다 100분의 1정도로 낮출 수 있어 장비 수입대체 및 해외 수출 등을 통해 세계 시장을 선도에 기여할 것으로 예상한다”고 전했다. 한편, 이 분석 장치의 개발은 해외 유명저널지(Biomaterials 2010 등 SCI급 저널 다수) 에도 이미 9차례 발표되어 세계적으로 관심을 모은 바 있다.
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| 연합뉴스 |
전자신문 |
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| 연구기간: 2010년 9.1 ~2015년 8.31 연구과제명: “전기화학적 전위변조 분리분석채널 연구” 한국연구재단의 중견연구자지원사업의 도약과제는 1999년부터 추진되어온 국가지정연구실(NRL: National Research Lab) 사업이다. 과학기술 전 분야의 창의성 높은 개인연구를 통한 핵심 요소기술 분야의 우수 연구실을 전략적으로 육성해 국가과학기술 경쟁력을 높인다는 목표 아래 추진되어 왔다. 올해 전 학문 분야에서 전국적으로 43 개 팀이 선정되었다. (분석화학분야에서 1팀이 선정되어 5년간 지원을 받는다.) |
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[ISE] The 61st Annual Meeting of The ISE / 관리자 |
2010
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Title : Electrochemistry from Biology to Physics
Date : September 26 to October 1, 2010
Venue : Nice , France
Paper Title : Triggering the Redox Reaction of Cytochrome c on the Biomimetic Layer and Elimination of Interferences for NADH Detection |
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[심포지엄] 바이오피지오센서 연구소 / 관리자 |
2010
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Title : The 1st Symposium on BioPhysio Sensor Technology
Date : 27 August, 2010 (11:00-19:30)
Venue : 부산대학교 화학관 세미나실
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[심포지엄]부산대-구주대 합동 심포지엄 / 관리자 |
2009
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Title : 부산대-구주대 합동 심포지엄
Date : 11 December, 2009
Venue : 상남국제회관 1층 |
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[심포지엄]The Second Japan-Korea Joint Symposium~ / 관리자 |
2009
1009 |
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Title : The Second Japan-Korea Joint Symposium on Bio-microsensing Technology
Contents : Increasing Importance of Bio-microsensing Technology in Medical and Dental Areas
Date : 13 November, 2009
Venue : Tobata campus, Room 8-1A, Kyushu Institute of Technology (Kyutech), Kitakyushu, Japan
This symposium aims to enhance high-level academic exchanges of ideas on the development of various state-of-the-art technologies on biochips and related subjects connected with medical and dental areas. The Organizing Committee hopes that this symposium will become important bridge between Japan and Korea through biochip technologies. |
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제 6회 부산과학기술상 - 과학부문 심윤보 부산대교수 / 관리자 |
2007
0420 |
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| 국제신문과 부산과학기술협의회는 19일 제6회 부산과학기술상 수상자로 과학상분야에 심윤보(부산대 화학) 교수 를 선정했다. 과학상을 받게 된 심윤보(부산대 화학과) 교수는 전기 분석화학 및 바이오 화학 센서 관련 분야에서 미국 화학회 및 영국 옥스퍼드 출판 SCI급 논문 120여 편을 포함, 국내외 총 200여 편의 논문을 발표하여 질적 양적으로 세계 최고수준의 연구업적을 달성했다. 국내외 특허 20여건을 포함해 화학센서 및 분석기 기술을 사업화하였고, 최근에는 미국에 전위차 측정 장비를 수출하는 등 산업적 기여가 컸다.
"과분하게도 제가 부산과학기술상을 받게 된 것은 지금까지 저와 함께 연구에 몰두해 주신 주위의 여러 교수님과 대학원생들 덕분이라 생각하며, 그분들께 감사드립니다. 또한 큰 상을 후원해 주신 부산광역시와 부산과학기술협의회 및 심사위원님들께도 감사의 말씀을 전합니다.
부산에서 태어나고 성장해 온 저로서는 어떤상보다도 부산과학기술상이 큰 의미가 있습니다. 저는 20여 년 전부터 전기전도성 고분자의 성장 및 분해 반응 메커니즘과 전자전달 반응에 대한 연구를 통해 이들의 분석화학 및 에너지 변환기술 등을 연구해 왔습니다. 아울러 단백질 효소 DNA 등 생체물질과 생체막의 전자전달 반응에 대한 이해, 이를 이용한 화학 및 바이오센서, 이차 전지, 바이오 연료전연구 등에 저의 시간 대부분을 할애해 왔습니다. 최근의 대표적 연구성과는 전기전도성 고분자를 골격으로 하는 DNA 및 단백질 센서에 대한 것입니다. 이러한 연구 결과가 새로운 의료용 진단센서 개발과 상품화로 연결되어 국민 건강과 삶의 질을 획기적으로 도약시키는 데 일익을 담당할 수 있기를 기대해 봅니다. 그동안 실험 결과를 얻기 위해 늦게까지 학생들과 작업하거나 연구실에서 논문을 작성하면서 느끼던 뿌듯한 감정의 편린으로 인해 늦은 밤 연구실에서의 외로움을 모두 날려보낼 수 있었읍니다. 그러나 연구에 필요한 장비들을 구입할 수 없어 실험을 포기하거나, 여러가지 장비 사용상의 제약으로 중요한 실험들의 연구 시기를 놓친 것은 아쉬움으로 남습니다. 상을 받는다는 사실은 누구에게나 기쁜 일입니다. 더구나 본인이 평생을 투자한 연구분야에서 부산과학기술상이라는 큰 상을 주신 것은 앞으로 더욱 열심히 해 지속적인 연구 성과를 낼 수 있도록 노력하라는 채찍질로 알겠습니다.
뿐만 아니라 화학 및 바이오센서 연구 결과물의 산업화로 부산지역의 과학문화 발전뿐 아니라 경제활성화에도 도움이 되기를 바라며, 이번 수상이 원동력이 되어 보다 훌륭한 연구 결과를 얻도록 노력하겠습니다. 감사합니다."
◇약력·주요경력
▲부산대 학사(1975) 석사(1979) 박사(1985) ▲미국 뉴멕시코대, 일본 요꼬하마대, 교토대 교환교수 ▲부산대 교수(1981~현재) ▲신개념 바이오/피지오센서 기술연구센터장(보건복지부) ▲제4회 최규원 학술상(2005)
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최규원 학술상 수상 / 관리자 |
2005
1027 |
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| 심윤보 교수님께서 2005년 10월 21일에 "최규원 학술상"을 수상하셨습니다. ============================================================================================== 박수문 교수께서 전기화학분과회장을 맡고 있던 1999년 동문과학상사의 신태용 상무로부터 전기화학분과회에 대한 기부의사를 전달 받고 당시의 운영위원들과 상의한 결과 서울대학교에서 국내 최초로 전기화학 연구를 시작하시고 현재 국내의 여러 대학에서 학술활동을 하고 있는 많은 교수들의 제자로 배출하신 고 최규원 교수의 업적을 기리기 위해 "최규원 학술상"의 제정이 합당하다는 결론을 내렸다. 그리고 가칭 "최규원 학술상 준비위원회"(위원:박수문, 김연택, 채명준, 이흥락, 김하석, 최용국)를 소집하여 본 학술상상의 세칙을 확정 짓고 서강대학교 백운기 교수를 첫 수상자로 결정하였다.
본 상은 매2년마다 가을 학회에서 전기화학 분야에 학문적으로 뛰어난 업적을 이루거나 분과회 발전에 기여가 큰 분에게 수여하기로 하였으며 상은 소정의 금액과 상패로 구성하기로 결정했다. 그리고, 그동안 관례적으로 "최규원 학술상 기념 심포지움"을 수상자가 선정되는 가을학회 기간에 가져왔다. 2001년에는 제2회 수상자로 포항공대 박수문 교수, 2003년에는 제3회 수상자로 서울대 김하석 교수가 선정된 바 있다.
올해 2005년의 제4회 수상자로는 전기화학분과회 세칙9조에 따라 학술상 위원회(위원:김강진, 김하석, 신운섭, 홍훈기, 강영구)를 구성하여 6월7일에 모여 논의한 결과 그간 전기분석화학 분야에 뛰어난 연구업적을 이루고, 분과회 발전에 많은 기여를 해주신 부산대학교 화학과 심윤보 교수로 결정하였다. ============================================================================================== |
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