일산화탄소 (carbon monoxide, CO)는 생체 내의 헴 옥시제나아제 (heme oxygenase)에 의해 자연적으로 생성되며, 다양한 생물학적 기능을 수행하므로 비정상적인 대사는 고혈압, 심부전, 염증 등의 질병과 매우 관련되어 있다. 이렇게 많은 CO의 생물학적 기능을 설명하기 위해서는 빠르고 정확한 측정이 가능한 센서의 개발이 필요하다. 하지만, 생체 내에서 CO는 낮은 농도와 빠른 확산성, 짧은 반감기를 가지므로 CO의 측정은 매우 어렵다. 기존에 알려져 있는 CO 센서는 주석 층을 백금 위에 전착시켜 제작되었고, 방해종인 일산화질소 (...
일산화탄소 (carbon monoxide, CO)는 생체 내의 헴 옥시제나아제 (heme oxygenase)에 의해 자연적으로 생성되며, 다양한 생물학적 기능을 수행하므로 비정상적인 대사는 고혈압, 심부전, 염증 등의 질병과 매우 관련되어 있다. 이렇게 많은 CO의 생물학적 기능을 설명하기 위해서는 빠르고 정확한 측정이 가능한 센서의 개발이 필요하다. 하지만, 생체 내에서 CO는 낮은 농도와 빠른 확산성, 짧은 반감기를 가지므로 CO의 측정은 매우 어렵다. 기존에 알려져 있는 CO 센서는 주석 층을 백금 위에 전착시켜 제작되었고, 방해종인 일산화질소 (nitric oxide, NO)의 감응이 CO 감응을 넘어서는 수준으로 크다. NO는 CO와 함께 생체 내에서 상호보완적인 생물학적 기능을 수행하므로 생체 내 CO의 측정에 있어서 반드시 제거되어야 하는 방해 효과이다. 따라서 본 연구에서는 폴리아닐린 유도체를 새로운 감지 막으로 도입하여 전기화학적 방법을 이용한 고감도의 CO 센서를 개발하였다. 전자 주는 기 또는 전자 끄는 기가 치환된 일련의 아닐린 유도체들을 도입하여, 센서의 민감도에 대한 치환기의 효과를 평가하였다. 하지만, 여전히 존재하는 방해 종들의 영향을 줄이기 위하여 소수성의 xerogel 막을 센서에 도입하였다. 그 결과, 친수성인 아질산 이온과 아스코르브산, 요산, 아세트아미노펜의 영향은 줄일 수 있었지만 NO의 영향은 줄이기 힘들었다. 그에 따라 본 연구에서는 NO를 포집할 수 있는 능력을 갖는 헴을 도입하여 NO에 의한 방해 영향이 제거된 고감도의 CO 센서를 개발하였다.
일산화탄소 (carbon monoxide, CO)는 생체 내의 헴 옥시제나아제 (heme oxygenase)에 의해 자연적으로 생성되며, 다양한 생물학적 기능을 수행하므로 비정상적인 대사는 고혈압, 심부전, 염증 등의 질병과 매우 관련되어 있다. 이렇게 많은 CO의 생물학적 기능을 설명하기 위해서는 빠르고 정확한 측정이 가능한 센서의 개발이 필요하다. 하지만, 생체 내에서 CO는 낮은 농도와 빠른 확산성, 짧은 반감기를 가지므로 CO의 측정은 매우 어렵다. 기존에 알려져 있는 CO 센서는 주석 층을 백금 위에 전착시켜 제작되었고, 방해종인 일산화질소 (nitric oxide, NO)의 감응이 CO 감응을 넘어서는 수준으로 크다. NO는 CO와 함께 생체 내에서 상호보완적인 생물학적 기능을 수행하므로 생체 내 CO의 측정에 있어서 반드시 제거되어야 하는 방해 효과이다. 따라서 본 연구에서는 폴리아닐린 유도체를 새로운 감지 막으로 도입하여 전기화학적 방법을 이용한 고감도의 CO 센서를 개발하였다. 전자 주는 기 또는 전자 끄는 기가 치환된 일련의 아닐린 유도체들을 도입하여, 센서의 민감도에 대한 치환기의 효과를 평가하였다. 하지만, 여전히 존재하는 방해 종들의 영향을 줄이기 위하여 소수성의 xerogel 막을 센서에 도입하였다. 그 결과, 친수성인 아질산 이온과 아스코르브산, 요산, 아세트아미노펜의 영향은 줄일 수 있었지만 NO의 영향은 줄이기 힘들었다. 그에 따라 본 연구에서는 NO를 포집할 수 있는 능력을 갖는 헴을 도입하여 NO에 의한 방해 영향이 제거된 고감도의 CO 센서를 개발하였다.
Carbon monoxide (CO) which is naturally produced by the action of heme oxygenase plays diverse biological functions. Abnormalities in its metabolism related to a variety of diseases, including hypertension, heart failure, and inflammation. Therefore, the rapid, reliable detection of CO is essential ...
Carbon monoxide (CO) which is naturally produced by the action of heme oxygenase plays diverse biological functions. Abnormalities in its metabolism related to a variety of diseases, including hypertension, heart failure, and inflammation. Therefore, the rapid, reliable detection of CO is essential to elucidate its numerous biological functions. However, the measurement of CO is still challenging due to its low concentration, rapid diffusion, and various interference. Indeed, the utility of a tin (Sn)-deposited Pt electrode, a previously well-known amperometric CO sensing electrode has been hindered by significant interference from nitric oxide (NO). Reducing NO interfering effect is one of the important factors because NO’s biological functions are closely related to CO’s. Herein I report a novel CO sensor prepared with aniline derivatives as a sensing membrane. The films of aniline derivatives on a Pt electrode are prepared via cyclic voltammetry. A series of aniline derivatives with electron donating (e.g., methyl and ethyl) and electron withdrawing (e.g., bromo, chloro, fluoro, trifluoromethyl, cyanide, and sulfonic acid) groups were employed to evaluate the substitution effect on sensor performance. In addition, using a perfluorinated xerogel membrane has been allowed to further alter the selectivity pattern, eventually reducing interference from hydrophilic species such as nitrite ion, ascorbic acid, uric acid, and acetaminophen. Furthermore, heme which can scavenge of NO was introduced to further reduce NO interference.
Carbon monoxide (CO) which is naturally produced by the action of heme oxygenase plays diverse biological functions. Abnormalities in its metabolism related to a variety of diseases, including hypertension, heart failure, and inflammation. Therefore, the rapid, reliable detection of CO is essential to elucidate its numerous biological functions. However, the measurement of CO is still challenging due to its low concentration, rapid diffusion, and various interference. Indeed, the utility of a tin (Sn)-deposited Pt electrode, a previously well-known amperometric CO sensing electrode has been hindered by significant interference from nitric oxide (NO). Reducing NO interfering effect is one of the important factors because NO’s biological functions are closely related to CO’s. Herein I report a novel CO sensor prepared with aniline derivatives as a sensing membrane. The films of aniline derivatives on a Pt electrode are prepared via cyclic voltammetry. A series of aniline derivatives with electron donating (e.g., methyl and ethyl) and electron withdrawing (e.g., bromo, chloro, fluoro, trifluoromethyl, cyanide, and sulfonic acid) groups were employed to evaluate the substitution effect on sensor performance. In addition, using a perfluorinated xerogel membrane has been allowed to further alter the selectivity pattern, eventually reducing interference from hydrophilic species such as nitrite ion, ascorbic acid, uric acid, and acetaminophen. Furthermore, heme which can scavenge of NO was introduced to further reduce NO interference.
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