초록 ▼

본 연구에서는 ISFEF를 설계 제조하고 이를 바탕으로 한 urea 및 glucose의 농도를 측정할 수 있는 urea 센서 및 glucose 센서를 제조하고 그 동작특성을 연구하였다. 효소 고정화기술, 효소 고정화막의 부착성 개선 및 차동증폭장치등을 개선, 개발하고, 기준전극의 집적화를 이룩하기 위하여 ENFET(효소센서)와 REFET를 제조하여 단일금속인 Pt를 기준전극화 하였다. 제조된 urea 센서와 glucose 센서의 동작특성은 안정하고 대체로 양호한 결과를 보였으며, 차동증폭장치를 이용하여 REFET/Pt의 체계를 바이

본 연구에서는 ISFEF를 설계 제조하고 이를 바탕으로 한 urea 및 glucose의 농도를 측정할 수 있는 urea 센서 및 glucose 센서를 제조하고 그 동작특성을 연구하였다. 효소 고정화기술, 효소 고정화막의 부착성 개선 및 차동증폭장치등을 개선, 개발하고, 기준전극의 집적화를 이룩하기 위하여 ENFET(효소센서)와 REFET를 제조하여 단일금속인 Pt를 기준전극화 하였다. 제조된 urea 센서와 glucose 센서의 동작특성은 안정하고 대체로 양호한 결과를 보였으며, 차동증폭장치를 이용하여 REFET/Pt의 체계를 바이오센서의 기준전극으로 대체하는데 성공적인 결과를 얻었다.

Abstract ▼

FET type semiconductor urea and gulcose sensors were developed using the ISFETs and the enzyme immobilization techniques. The immobilized urease and glucose oxidase(GOD) layers were formed onto the sensing gate of ISFETs by cross-linking the BSA contained urease and glucose oxidase. These FET type u

FET type semiconductor urea and gulcose sensors were developed using the ISFETs and the enzyme immobilization techniques. The immobilized urease and glucose oxidase(GOD) layers were formed onto the sensing gate of ISFETs by cross-linking the BSA contained urease and glucose oxidase. These FET type urea and glucose sensors show good operational characteristics.
In order to promote the adhesion of immobilized enzyme membrane onto the Si?N? gate of ISFET, the Si?N?surface was silanized. For the ISFET biosensors, the troublesome electrochemical reference electrode is able to be substituted by REFET/Pt with differenetial

목차 Contents

• 목 차...5
• 1. 연구배경...7
• 2. 이 론...10
• 2.1 ISFET의 동작원리...10
• 2.1.1 MOSFET의 전류-전압관계...11
• 2.1.2 ISFET의 전류-전압특성...12
• 2.2 효소의 일반적 성질과 효소센서의 동작원리...15
• 3. ISFET 칩의 설계 및 제조...18
• 4. 측정장치...22
• 4.1 측정회로...22
• 4.2 기준전극...23
• 4.3 차동증폭장치...25
• 5. 효소센서의 제작과 그 동작특성...30
• 5.1 Urea 센서...30
• 5.1.1 Urease 막의 형성...30
• 5.1.2 Urea 센서의 특성측정...31
• 5.1.3 Urea 센서의 감지특성...32
• 5.1.3.1 출력전압의 시간응답 특성...32
• 5.1.3.2 Urea 농도에 대한 응답특성 및 완충용액의 pH 값에 의한 영향...32
• 5.1.3.3 완충용액의 농도에 의한 영향...36
• 5.2 Glucose 센서...36
• 5.2.1 Glucose oxidase 막의 형성...37
• 5.2.2 Glucose 센서의 특성측정...37
• 5.2.3 고정화 GOD 막이 Si$_3$N$_4$ 의 감도에 미치는 영향...39
• 5.2.4 REFET/상용기준전극과 차동증폭법을 이용한 glucose 센서의 감지특성...42
• 5.2.4.1 출력전압의 시간응답 특성...42
• 5.2.4.2 Glucose 농도에 대한 응답특성 및 완충액의 pH 값에 의한 영향...42
• 5.2.4.3 완충액의 농도에 의한 영향...48
• 5.2.5 REFET/Pt 기준전극과 차동증폭법을 이용한 glucose 센서의 시간응답 특성...48
• 6. 결론...51
• 7. 참고문헌...53
• 8. 논문 발표실적 또는 계획...57