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dsDNA-Ni(Ⅱ) 착물 막을 포함한 새로운 CNT-개질 바이오센서와 알칼리성매질에서 메탄올의 전극촉매산화에 사용

전문가 제언: ○ DNA는 나노척도 전자소자의 조립에 필요한 모든 기본적 성질들을 가진 분자로서 DNA필름은 산화환원활성의 화학종들과 전극표면 간 독특한 전자이동 특성을 가진다. Cu2+, Ni2+, Zn2+ 등 어떤 전이금속 이온들은 DNA-염기쌍들 간 배위를 한다. Ni(Ⅱ)가 DNA에 어떻게 결합할 수 있는지 정확히 보고된 설명은 없지만, DNA와 Cu이온 간의 결합과 유사하다고 가정했다.

○ CNT위에 고정화된 금속나노 입자 또는 이온 만들기 위하여 많은 물질과 방법이 사용되었고, 또한 최근 DNA와 CNT의 결합도 많은 관심을 끌었다. DNA-기초 생체분자의 인지 원리는 CNT-DNA 전기화학센서는 물론 나노튜브 전자소자를 조립하기 위하여 CNT에 적용되었다.

○ 양이온 Ni2+는 dsDNA 분자들 위에 고정화하여 DNA-Ni2+ 화합물을 생성하여 MWCNT위에 직접 고정화했다. 키토산(chitosan)은 개질된 GC전극 위를 덮어 막을 생성하여 전기화학 측정과정에서 전극표면에서 DNA-Ni(Ⅱ)/MWCNT 화합물의 이탈을 방지했다. MWCNT의 표면에 카르복실산기를 도입하기 위하여 DNA의 고정화 이전에 질산으로 먼저 처리했다.

○ 이 바이오센서는 DNA-Ni(Ⅱ)/MWCNT/키토산 착물 막을 사용하여 제작되었다. DNA-Ni(Ⅱ)/MWCNT/키토산/GC전극은 메탄올의 전극촉매 산화에 대한 금속이온 Ni(Ⅱ)와 MWCNT의 상승효과를 나타냈다. 알칼리성 매질에서 메탄올의 전기-산화로 검출을 위하여 0.2∼5.0mM의 선형범위, 3초 이내의 빠른 응답, 신호대노이즈 비 3, 10μM의 검출한계로 관찰되었다. 이 센서는 좋은 안정성을 갖는 고성능 바이오센서이다.

○ 이 새로운 복합체 막 포함 CNT-개질 바이오센서는 알칼리성 매질에서 메탄올의 전극촉매산화에서 Ni(Ⅱ)와 MWCNT의 상승효과, 키토산 막의 DNA-Ni(Ⅱ)/MWCNT 화합물의 이탈을 방지, DNA-기초 생체분자의 인지 원리에 의한 CNT-DNA 전기화학센서 응용성 등의 최적 복합체이다. 그 최적결합과 감지메커니즘은 다른 대상물질에 대한 바이오센서의 디자인과 제작에 기초로서 광범위한 활용이 기대된다.

저자: Yong Liu, Wanzhi Wei, Xiurong Zhai, Jinxiang Zeng
자료유형: 학술정보