혈액 내 산소 농도의 측정은 임상학적으로 매우 중요하게 여겨지고 있다. 지난 몇 년간, 이와 관련된 많은 전기화학적 센서가 개발 되었고, 전류법 (amperometry)을 이용한 경우가 대부분이었다. 하지만 전극 면적에 따라 신호에 의존하는 전류법을 이용한 센서는 소형화가 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이에 반해, 전위차법 (potentiometry)을 이용한 산소센서는 이러한 단점을 보완할 수 있다. 얼마 전, Meyerhoff와 그의 연구진들에 의해 ...
혈액 내 산소 농도의 측정은 임상학적으로 매우 중요하게 여겨지고 있다. 지난 몇 년간, 이와 관련된 많은 전기화학적 센서가 개발 되었고, 전류법 (amperometry)을 이용한 경우가 대부분이었다. 하지만 전극 면적에 따라 신호에 의존하는 전류법을 이용한 센서는 소형화가 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이에 반해, 전위차법 (potentiometry)을 이용한 산소센서는 이러한 단점을 보완할 수 있다. 얼마 전, Meyerhoff와 그의 연구진들에 의해 코발트의 혼성전위 (mixed potential)에 기초한 새로운 전위차법 산소센서가 제안되었다. 혼성전위는 코발트 표면에서의 코발트의 느린 산화와 동시에 산소의 환원으로 인하여 발생하며, 시료의 산소 농도에 따라 변한다. 본 연구에서는 코발트의 혼성전위를 이용한 산소센서를 개발하기 위해, 전기화학적으로 코발트로 식각 (etching)하고, 이를 통해 약 1 ㎛ 크기를 가지는 원뿔 모양의 포어 (pore)를 제작하여 향상된 성능을 가지는 새로운 산소센서를 개발하였으며, 이에 소수성 (hydrophobic)을 띄는 기체투과막 (gas-permeable membrane)을 도입하여 기존의 방해 이온 종인 인산 이수소 이온 (dihydrogen phosphate)에 의한 선택성을 감소시킨 새로운 산소센서를 개발하였다.
혈액 내 산소 농도의 측정은 임상학적으로 매우 중요하게 여겨지고 있다. 지난 몇 년간, 이와 관련된 많은 전기화학적 센서가 개발 되었고, 전류법 (amperometry)을 이용한 경우가 대부분이었다. 하지만 전극 면적에 따라 신호에 의존하는 전류법을 이용한 센서는 소형화가 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이에 반해, 전위차법 (potentiometry)을 이용한 산소센서는 이러한 단점을 보완할 수 있다. 얼마 전, Meyerhoff와 그의 연구진들에 의해 코발트의 혼성전위 (mixed potential)에 기초한 새로운 전위차법 산소센서가 제안되었다. 혼성전위는 코발트 표면에서의 코발트의 느린 산화와 동시에 산소의 환원으로 인하여 발생하며, 시료의 산소 농도에 따라 변한다. 본 연구에서는 코발트의 혼성전위를 이용한 산소센서를 개발하기 위해, 전기화학적으로 코발트로 식각 (etching)하고, 이를 통해 약 1 ㎛ 크기를 가지는 원뿔 모양의 포어 (pore)를 제작하여 향상된 성능을 가지는 새로운 산소센서를 개발하였으며, 이에 소수성 (hydrophobic)을 띄는 기체투과막 (gas-permeable membrane)을 도입하여 기존의 방해 이온 종인 인산 이수소 이온 (dihydrogen phosphate)에 의한 선택성을 감소시킨 새로운 산소센서를 개발하였다.
Determination of oxygen levels (PO2) in blood is critical in the clinical and physiological applications. For several decades, the various electrochemical oxygen sensors have been developed, which mostly employed amperometric detection techniques. Recently, a potentiometric oxygen sensor was propose...
Determination of oxygen levels (PO2) in blood is critical in the clinical and physiological applications. For several decades, the various electrochemical oxygen sensors have been developed, which mostly employed amperometric detection techniques. Recently, a potentiometric oxygen sensor was proposed by Meyerhoff group based on a cobalt electrode. The potentiometric detection does not change the local concentration of oxygen during measurements, making this type of sensors more advantageous than the conventional amperometric sensors. In addition, since potentiometric signals are not affected by the electrode size, the miniaturization of oxygen sensors may be feasible. The potentiometric oxygen sensor is based on measuring a mixed potential at the surface of the cobalt metal. The mixed potential comes from the slow oxidation of cobalt and simultaneous reduction of oxygen at the cobalt surface. In this work, the cone-shape cobalt ultramicroelectrodes (d≈1㎛) are prepared via an electrochemical etching process as varying applied potential, frequency of AC voltage, and etching time. In addition, the effect of presence of interfering species (mostly dihydrogen phosphate ion) on potentiometric sensor performance is evaluated. To minimize such interference, a thin gas-permeable membrane (e.g., xerogel or silicone rubber film) will be employed.
Determination of oxygen levels (PO2) in blood is critical in the clinical and physiological applications. For several decades, the various electrochemical oxygen sensors have been developed, which mostly employed amperometric detection techniques. Recently, a potentiometric oxygen sensor was proposed by Meyerhoff group based on a cobalt electrode. The potentiometric detection does not change the local concentration of oxygen during measurements, making this type of sensors more advantageous than the conventional amperometric sensors. In addition, since potentiometric signals are not affected by the electrode size, the miniaturization of oxygen sensors may be feasible. The potentiometric oxygen sensor is based on measuring a mixed potential at the surface of the cobalt metal. The mixed potential comes from the slow oxidation of cobalt and simultaneous reduction of oxygen at the cobalt surface. In this work, the cone-shape cobalt ultramicroelectrodes (d≈1㎛) are prepared via an electrochemical etching process as varying applied potential, frequency of AC voltage, and etching time. In addition, the effect of presence of interfering species (mostly dihydrogen phosphate ion) on potentiometric sensor performance is evaluated. To minimize such interference, a thin gas-permeable membrane (e.g., xerogel or silicone rubber film) will be employed.
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