KR20010111514A - 마이크로 칩형 이산화탄소 기체센서 - Google Patents
마이크로 칩형 이산화탄소 기체센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010111514A KR20010111514A KR1020000032050A KR20000032050A KR20010111514A KR 20010111514 A KR20010111514 A KR 20010111514A KR 1020000032050 A KR1020000032050 A KR 1020000032050A KR 20000032050 A KR20000032050 A KR 20000032050A KR 20010111514 A KR20010111514 A KR 20010111514A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- gas sensor
- dioxide gas
- hydrogel
- sensitive
- Prior art date
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 335
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 167
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 167
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 79
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 34
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 175
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000012088 reference solution Substances 0.000 claims description 11
- VJHINFRRDQUWOJ-UHFFFAOYSA-N dioctyl sebacate Chemical group CCCCC(CC)COC(=O)CCCCCCCCC(=O)OCC(CC)CCCC VJHINFRRDQUWOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 10
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 10
- SWZDQOUHBYYPJD-UHFFFAOYSA-N tridodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN(CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC SWZDQOUHBYYPJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- CXVOIIMJZFREMM-UHFFFAOYSA-N 1-(2-nitrophenoxy)octane Chemical compound CCCCCCCCOC1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O CXVOIIMJZFREMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 7
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 7
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- CFPFMAGBHTVLCZ-UHFFFAOYSA-N (4-chlorophenoxy)boronic acid Chemical compound OB(O)OC1=CC=C(Cl)C=C1 CFPFMAGBHTVLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DSUFPYCILZXJFF-UHFFFAOYSA-N 4-[[4-[[4-(pentoxycarbonylamino)cyclohexyl]methyl]cyclohexyl]carbamoyloxy]butyl n-[4-[[4-(butoxycarbonylamino)cyclohexyl]methyl]cyclohexyl]carbamate Chemical compound C1CC(NC(=O)OCCCCC)CCC1CC1CCC(NC(=O)OCCCCOC(=O)NC2CCC(CC3CCC(CC3)NC(=O)OCCCC)CC2)CC1 DSUFPYCILZXJFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- VOJUXHHACRXLTD-UHFFFAOYSA-N 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid Chemical compound C1=CC=CC2=C(O)C(C(=O)O)=CC(O)=C21 VOJUXHHACRXLTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920003091 Methocel™ Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 claims description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960004424 carbon dioxide Drugs 0.000 claims 8
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 102000003846 Carbonic anhydrases Human genes 0.000 abstract description 41
- 108090000209 Carbonic anhydrases Proteins 0.000 abstract description 41
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 abstract description 19
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 230000004044 response Effects 0.000 description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 14
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 5
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 5
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 5
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 5
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 102000004867 Hydro-Lyases Human genes 0.000 description 2
- 108090001042 Hydro-Lyases Proteins 0.000 description 2
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- 239000000538 analytical sample Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000004159 blood analysis Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FCRMJSYZVAIBRC-UHFFFAOYSA-N 1,2,4,5-tetraoxane-3,6-dione Chemical compound O=C1OOC(=O)OO1 FCRMJSYZVAIBRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 2-(N-morpholiniumyl)ethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CC[NH+]1CCOCC1 SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- HYRHLJWTFKJITA-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxy-2-(hydroxymethyl)propanamide Chemical compound NC(=O)C(CO)CO HYRHLJWTFKJITA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- OWMVSZAMULFTJU-UHFFFAOYSA-N bis-tris Chemical compound OCCN(CCO)C(CO)(CO)CO OWMVSZAMULFTJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000008366 buffered solution Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 1
- CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M ethanesulfonate Chemical compound CCS([O-])(=O)=O CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/333—Ion-selective electrodes or membranes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/27—Association of two or more measuring systems or cells, each measuring a different parameter, where the measurement results may be either used independently, the systems or cells being physically associated, or combined to produce a value for a further parameter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/4162—Systems investigating the composition of gases, by the influence exerted on ionic conductivity in a liquid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/004—CO or CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
본 발명은 시료용액 중에 용해되어 있는 용존 이산화탄소의 신속한 측정이 가능한 소형 차동식 이산화탄소 기체센서에 관한 것으로서, 본 발명의 소형 차동식 이산화탄소 기체센서는 일정 농도의 중탄산나트륨을 포함한 비완충수화겔 (unbuffered hydrogel)과 pH 감응·기체투과막 (pH sensitiveㆍgas-permeable membrane)으로 구성된 작동전극 및 완충수화겔 (buffered hydrogel)과 pH 감응·기체투과막으로 구성된 기준전극으로 구성되며, 상기 비완충 수화겔은 이산화탄소의 수화반응시간을 단축시켜 신속한 이산화탄소 측정을 가능하게 하는 탄산 탄산효소를 포함하고 있다. 본 발명에 의한 차동식 이산화탄소 센서는 기존 이산화탄소 센서의 느린 안정화 시간과 낮은 이산화탄소 농도에서의 느린 감응 및 회복 시간을 단축시켜주며, 검출한계를 낮춤으로써 시료 용액 중 이산화탄소를 신속, 정확하게 측정할 수 있으며, 소형화된 이산화탄소 기체 센서의 제작이 가능하다.
Description
본 발명은 시료용액 중에 용해되어 있는 용존 이산화탄소의 신속한 측정이 가능한 소형 차동식 이산화탄소 기체센서에 관한 것으로서, 본 발명은 일정 농도의 중탄산나트륨을 포함한 비완충수화겔 (unbuffered hydrogel)과 pH 감응·기체투과막 (pH-sensitive gas-permeable membrane)으로 구성된 작동전극 및 완충수화겔 (buffered hydrogel)과 pH 감응·기체투과막으로 구성된 기준전극으로 구성되며, 상기 비완충 수화겔은 이산화탄소의 수화반응시간을 단축시켜 신속한 이산화탄소 측정을 가능하게 하는 탄산 탄산효소를 포함하고 있는 이산화탄소 기체센서에 관한 것이다.
일반적으로 이산화탄소의 농도를 측정하는 것은 임상 시료의 분석과 관련한 의료 진단 분야, 연소 공정의 조절과 관련한 화학 분석 분야, 온실 공기의 조절, 수중 생태계 유지의 지표와 관련한 환경 측정 분야 등 다양한 분야에 적용되고 있으며 그 적용 범위와 중요성이 점점 증가하고 있다.
인체 내에는 식품의 대사 종말 산물로서 소량의 이산화탄소가 존재하는데 혈액 중 이산화탄소 기체 분압이 40 mmHg 이상이 되면 이산화탄소는 적혈구에서 유리되고 유리된 이산화탄소는 혈장에 용해되고 물에 수화되어 탄산 (H2CO3)을 형성한 후 다시 수소 이온 (H+)과 중탄산 이온 (HCO3 -)으로 해리된다. 혈청 중 총 이산화탄소 (CO2기체, H2CO3, HCO3 -, CO3 2-)의 함량은 혈액의 산염기 평형과 pH에 영향을 미치고 폐의 환기 상태나 폐포의 가스 교환 능력 또는 체조직 내로 수송된 혈액 가스의 양을 판정할 수 있어 혈액 내 이산화탄소의 함량을 정확하게 측정하는 것은 매우 중요하다.
또한 대기 중 이산화탄소 기체는 물과 대기 사이에서 평형 상태를 이루고 있으며, 탄산 이온 (CO3 2-)은 수중에서 광물질과 평형을 이루면서 물의 pH를 일정하게 유지하도록 완충 작용을 한다. 이와같이 물 속 이산화탄소 농도는 수중 생태계와 밀접한 관련이 있으며, 수중 생태계의 변화를 감지하기 위해서는 용존 이산화탄소의 농도를 정확하게 측정할 필요가 있다.
시료용액 중 용존 이산화탄소의 농도를 측정하기 위한 센서로는 외부 기준전극과 pH 감응전극이 기체투과막 안에 일체형으로 존재하는 세버링하우스 (Severinghaus)형 이산화탄소 기체센서 (도 1참조)와 작동전극과 기준전극이 분리되어 존재하는 차동식 이산화탄소 기체센서 (도 2참조)가 알려져 있다.
세버링하우스형 이산화탄소 기체센서는 기준전극이 센서 내부에 일체형으로 존재하므로 센서의 소형화가 어렵고 제작이 쉽지 않을 뿐만 아니라 낮은 이산화탄소의 농도에서는 감응 및 회복 시간이 느려 자동 기체 감지 장치에 적용하기 힘들고 검출 한계가 만족스럽지 않다.
한편, 차동식 이산화탄소 센서는 일정한 농도의 중탄산나트륨을 포함하는 비완충 내부 기준용액 (13)과 pH 감응·기체투과막 (19)으로 구성된 작동전극 (20), 완충작용을 하는 내부 기준용액 (22)과 작동전극에서 사용된 것과 동일한 pH 감응·기체투과막 (19)으로 구성된 기준전극 (21)으로 이루어져 있다.
차동식 이산화탄소 기체센서는 네 부분에서 전하분리가 일어난다. 즉, 작동전극 (20)의 pH 감응·기체투과막 (19)과 시료 용액 사이의 전하분리 (Eouter1),기준전극 (21)의 pH 감응·기체투과막 (19)과 시료 용액 사이의 전하분리 (Eouter2), 기준전극 (21)의 pH 감응·기체투과막과 내부 기준용액 사이의 전하분리 (Einner2), 그리고 작동전극 (20)의 pH 감응·기체투과막과 내부 기준용액 사이의 전하분리 (Einner1)이다. 이때 Eouter1과 Eouter2는 서로 동일한 pH 감응·기체투과막을 사용하므로 같은 값을 가져 서로 상쇄되고, 기준전극과 완충작용하는 내부 기준용액 사이의 전하분리 Einner2는 발생한 수소 이온의 농도가 내부 기준용액 (22)의 완충작용에 의해서 고정되므로 항상 일정한 값을 유지하게 된다. 따라서 시료 용액 중 이산화탄소의 농도 변화는 작동전극의 pH 감응·기체투과막과 비완충 용액 (13)인 내부 기준용액 사이의 전하분리 (Einner1)만을 일으키므로, 이 전위변화를 통해 시료 용액 중 이산화탄소의 농도를 측정할 수 있다.
그러나 종래 차동식 이산화탄소 기체센서도 낮은 농도의 용존 이산화탄소에 대해서는 감응 및 회복 시간이 느리고 검출 한계가 여전히 만족스럽지 못하며 소형화하기가 힘들다는 단점이 있다.
한편 칩형 이산화탄소 기체센서는 전해질 층을 포함한 센서에 도입되는 모든 부분이 고체상태의 층상으로 도입되어 소형화에 유리하며, 한개의 소자 (chip)에 여러 이온 및 가스종을 동시에 검출할 수 있는 다중 센서 (multi-sensor) 개발이 용이하고 대량생산이 가능하여 생산비 절감효과를 가져올 수 있다. 또한 감응부의 크기가 매우 작아 적은 량의 분석시료로도 측정이 가능하다는 장점을 가지고 있다.
이에 본 발명자들은 차동식 이산화탄소 기체센서에 칩형 이산화탄소 기체센서를 도입하여 소형화 및 다중센서화를 이루고, 이산화탄소 기체의 수화 반응시 촉매로서 작용하는 탄산 탈수효소 (carbonic anhydrase)를 평면형 차동식 이산화탄소 기체센서의 비완충 수화겔에 도입하여 낮은 농도에서의 느린 감응 및 회복시간과 검출한계를 극복하였다. 즉, 본 발명자들은 기존의 이산화탄소 기체센서의 문제점을 해결하기 위해 전해질 층을 포함한 센서에 도입되는 모든 부분을 고체 상태의 층상으로 도입하고 이산화탄소 기체의 수화반응에 촉매로 작용하는 탄산 탈수효소를 포함하는 비완충 수화겔막의 조성물을 개발하였고, 작동전극의 내부 기준용액으로서 상기 조성물로 구성된 비완충 수화겔막을 사용하여 제조된 마이크로 칩형 차동식 이산화탄소 기체센서는 감응 시간 및 회복시간이 빨라 용존 이산화탄소를 신속하고 정확하게 측정할 수 있으며 센서의 소형화가 용이하다는 것을 알아내어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 시료 중에 용해되어 있는 용존 이산화탄소 기체의 신속한 측정이 가능한 평면형 소형 차동식 이산화탄소 기체센서를 제공하는 것이다.
또한 차동식 이산화탄소 기체센서에 구비되는 비완충 수화겔막의 조성물을 제공하는 것이다.
도 1은 세버링하우스형 이산화탄소 기체센서 (Severinghaus type pCO2gas sensor)의 단면도이고,
도 2는 종래 차동식 이산화탄소 기체센서 (differential type pCO2gas sensor)의 단면도이고,
도 3a는 알루미나 기판 (27), 볼트미터(15), 전극물질인 Ag/AgCl 층 (23), 절연필름 (24), 시료 중 용존 이산화탄소에 의해 pH가 변하는 비완충 수화겔막 (25), 일정한 pH를 유지하는 완충 수화겔막 (26) 및 pH 감응 기체 투과막 (19)으로 구성된 본 발명에 의한 평면형 차동식 이산화탄소 기체센서의 단면도이고,
도 3b는 본 발명에 의한 다중 센서의 정면도이고,
도 4는 시료 용액 중 총 이산화탄소 농도 변화에 대한 센서의 감응 및 회복 시간을 나타낸 그래프이고,
ㄱ : 실시예 4의 이산화탄소 기체센서 (5.60 mg 탄산 탈수효소/1ml 비완충 수화겔 도입)
ㄴ : 비교예의 이산화탄소 기체센서 (탄산 탈수효소를 도입하지 않음)
도 5a는 작동전극 비완충 수화겔막에 도입된 탄산 탈수효소의 양 변화에 따른 이산화탄소 기체센서의 시료 용액 중 총 이산화탄소 농도 변화에 대한 감응을 나타낸 그래프이고,
ㄱ : 비교예의 이산화탄소 기체센서 (탄산 탈수효소 도입하지 않음)
ㄴ : 실시예 1의 이산화탄소 기체센서 (0.28 mg 탄산 탈수효소/1ml 비완충 수화겔 도입)
ㄷ : 실시예 2의 이산화탄소 기체센서 (1.40 mg 탄산 탈수효소/1ml 비완충 수화겔 도입)
ㄹ : 실시예 3의 이산화탄소 기체센서 (2.80 mg 탄산 탈수효소/1ml 비완충 수화겔 도입)
ㅁ : 실시예 4의 이산화탄소 기체센서 (5.60 mg 탄산 탈수효소/1ml 비완충 수화겔 도입)
도 5b는 이산화탄소 감응에 대한도 5a그래프의 검정 곡선이고,
도 6a는 작동전극 비완충 수화겔막에 도입된 중탄산나트륨의 농도 변화에 따른 이산화탄소 기체센서의 시료 용액 중 총 이산화탄소 농도 변화에 대한 감응 그래프이고,
ㄱ : 실시예 5의 이산화탄소 기체센서 (0.5 mM의 중탄산 이온 도입)
ㄴ : 실시예 6의 이산화탄소 기체센서 (2.0 mM의 중탄산 이온 도입)
ㄷ : 실시예 1의 이산화탄소 기체센서 (5.0 mM의 중탄산 이온 도입)
ㄹ : 실시예 7의 이산화탄소 기체센서 (7.0 mM의 중탄산 이온 도입)
ㅁ : 실시예 8의 이산화탄소 기체센서 (10.0 mM의 중탄산 이온 도입)
ㅂ : 실시예 9의 이산화탄소 기체센서 (15.0 mM의 중탄산 이온 도입)
도 6b는 이산화탄소 감응에 대한도 6a그래프의 검정 곡선이고,
도 7은 실시예 1에 의한 이산화탄소 기체센서의 시간 (일)에 따른 감응성을 측정하여 센서의 수명을 나타낸 그래프이고,
도 8a는 실시예 1에 의한 이산화탄소 기체센서의, 시료 중 이산화탄소 농도에 따른 전위 변화를 나타낸 그래프이고,
도 8b는 이산화탄소 감응에 대한도 8a그래프의 검정 곡선이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : pH 감응막 12 : 기체 투과막
13 : 비완충작용 용액 14 : 외부 기준전극
15 : 볼트미터 16 : 내부 기준전극
17 : 센서 몸체 18 : 시료 용액
19 : pH 감응·기체 투과막 20 : 작동전극
21 : 기준전극 22 : 완충작용 용액
23 : 전극층 24 : 절연 필름
25 : 비완충 수화겔막 26 : 완충 수화겔막
27 : 알루미나 기판
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 비완충 수화겔과 pH 감응·기체투과막으로 구성된 작동전극 및 완충수화겔과 pH 감응·기체투과막으로 구성된 기준전극으로 구성된 차동식 이산화탄소 기체센서를 제공한다.
또한 상기 작동전극에 사용되는 비완충수화겔의 조성물을 제공한다.
구체적으로 중탄산 나트륨; 염화나트륨 (또는 염화칼륨); 흡습성 물질 및 탄산 탈수효소로 이루어진, 차동식 이산화탄소 기체센서에 구비되는 비완충 수화겔막의 조성물을 제공한다.
또한 상기 기준전극에 사용되는 완충수화겔의 조성물을 제공한다.
또한 상기 pH 감응·기체투과막의 조성물을 제공한다.
본 발명은 시료 중에 용존되어 있는 이산화탄소의 신속한 측정이 가능한 소형 차동식 이산화탄소 기체센서를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 전극의 내부용액을 수화겔을 이용하여 고체화하였으며, 이 수화겔에 이산화탄소 기체의 수화반응에 촉매로서 작용하는 탄산 탈수효소를 작동전극의 비완충 수화겔에 도입하고 이 수화겔의 중탄산나트륨의 농도를 적당히 조절하여 시료 용액 중의 이산화탄소를 신속, 정확히 측정할 수 있는 평면형 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
본 발명의 이산화탄소 기체센서를도 3a에 근거하여 설명하고자 한다.
도 3a에 도시된 바와 같이 알루미나 기판 (27)의 상부면에 복수개의 전극층 (23) 및 상기 복수개의 전극층 (23)간에 절연필름 (24)이 각각 일정한 간격으로 적층되며, 상기 각 전극층의 직상부에는 소정공간을 두고 pH 감응·기체투과막 (19)이 상기 절연필름 (24)의 외부로 노출되도록 씌워지며, 상기 전극층 (23)과 상기 pH 감응·기체투과막 (19)의 사이에 형성된 각각의 공간에는 비완충 수화겔막 (25) 및 완충 수화겔막 (26)이 채워지는 구조로 이루어져 있으며, 상기 비완충 수화겔막은 탄산 탈수효소를 포함하는 것이 바람직하다.
이때 차동식 이산화탄소 기체센서는 작동전극 및 기준전극으로 이루어지며 작동전극은 비완충 수화겔막과 pH 감응·기체투과막으로 이루어지고 기준전극은 완충수화겔막과 pH 감응·기체투과막으로 이루어진다.
전해질 층을 포함한 센서에 도입되는 모든 부분이 고체상태의 층상으로 도입되는 것이 소형화에 유리하며, 한개의 소자에 여러 이온 및 가스종을 동시에 검출할 수 있는 다중센서 개발이 용이하고 대량 생산이 가능하여 생산비 절감 효과를 가져올 수 있다. 또한 감응부의 크기가 작아 매우 적은 량 (1∼2ml)의 분석시료로도 이산화탄소의 측정이 가능하다. 이에 본 발명에서는 흡습성의 수화겔을 사용하여 전극의 내부용액을 고체화하였으며, 이때 흡습성 물질은 하이드록시에틸 셀루로우즈 (hydroxyethyl cellulose), 폴리비닐 알콜 (poly(vinyl alcohol)), 메토셀 (Methocel), (하이드록시프로필)메틸 셀룰로오스 (hydroxypropyl)methyl cellulose), 폴리아크릴산 (polyacrylic acid), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리(메틸메탁틸레이트) (poly(methylmethactylate)), 아가르 (agar) 및 젤라틴 (gelatin)으로 이루어진 그룹에서 선택되어지는 것이 바람직하다.
감응성이 우수하고 회복시간이 빠른 이산화탄소 기체센서를 제작하기 위해 상기 비완충 수화겔막 (25)은 2.4×10-2∼8.1×10-2중량% (3∼10 mM)의 중탄산 나트륨; 5.6×10-4∼5.6×10-3중량% (0.1∼1.0 mM)의 염화나트륨 (또는 염화칼륨) 및 1∼4 중량%의 흡습성 물질로 이루어진 수화겔 1ml당 0.1∼6.0 mg의 탄산 탈수효소를 포함하는 것이 바람직하다.
구체적으로 본 발명의 차동식 이산화탄소 기체센서에서 작동전극의 비완충수화겔막에 도입되는 탄산 탈수효소는 이산화탄소의 수화반응을 촉진시키는 작용을 하여 탄산 탈수효소를 작동전극에 도입한 이산화탄소 센서는 도입하지 않은 센서보다 2∼3배 빠르게 감응한다. 그러나, 탄산 탈수효소가 많이 도입될수록 더욱 빨라지는 것이 아니며 차동식 이산화탄소 기체센서에는 0.1∼6.0 mg/ml의 탄산 탈수효소를 도입하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 이산화탄소 기체센서에서 작동전극의 비완충 수화겔막에 도입되는 중탄산 이온의 농도가 0.5∼2.0 mM로 낮은 경우에는 센서는 빠르게 감응하나 감응성이 떨어지고, 5.0 mM∼10.0 mM의 중탄산 이온을 도입하면 감응시간은 다소 느리지만 감응성이 좋은 것으로 나타나 감응성 및 감응 시간이 좋은 이산화탄소 기체센서를 제작하기 위해서는 3∼10 mM의 중탄산 이온을 적절히 조절하여 도입하는 것이 바람직하다.
또한 상기 완충 수화겔막 (26)은 pH 5.0∼5.7의 산성 완충용액에 1∼5 mM의 염화나트륨 (또는 염화칼륨)과 1∼4 중량%의 흡습성 물질을 녹여 제조되는 것이 바람직하다.
상기 산성 완충용액으로는 HOMOPIPES (Homopiperazine-N,N'-bis-2-(ethane sulfonic acid)), MES (2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid) 및 BIS-TRIS (bis-(2-Hydroxyethyl)imino-tris(hydroxymethyl)methane)으로 이루어진 그룹에서 선택되어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 차동식 이산화탄소 기체센서는 이산화탄소가 pH 감응·기체투과막을 통과한 후 막 내부에서 수화되어 발생하는 수소 이온 (H+)을 측정함으로써 시료 용액 중 이산화탄소를 정량하는 것이다. 따라서 본 발명에서 우수한 이산화탄소 기체센서를 만들기 위해 우수한 pH 감응성과 평면형 전극에 도입하기 적합한 접착력을 가진 pH 감응·기체투과막을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로 전술한 이산화탄소 기체센서에서 pH 감응·기체투과막은 지지체, 수소이온선택성 물질, 가소제 및 친유성 첨가제로 구성된다. 이때 지지체로는 PVC (poly(vinyl chloride)) 또는 접착력이 우수하고 생체 적합성이 뛰어나 의료용 혈액 분석기에 도입하기 적합한 PU (tecoflex polyurethane)를 단독으로 또는 혼합하여 전체 막 조성의 32∼45 중량%으로 포함되는 것이 바람직하다.
또한 수소이온선택성 물질은 TDDA (tridodecyl amine)를 1.0∼4.5 중량% 포함하는 것이 바람직하다.
가소제는 DOS (bis(2-ethylhexyl) sebacate) 또는 NPOE (2-nitrophenyl octyl ether)를 50∼66중량% 포함될 수 있다.
친유성 첨가제는 KTpClPB (potassium tetrakis [4-chlorophenyl] borate)를 0.9∼1.5 중량% 포함하는 것이 바람직하다.
전극막의 전기화학적 특성을 유지하며 접착력을 크게 향상시키기 위해 상기 pH 감응·기체투과막 조성물에 Z-6020 (N-[3-(trimethoxysilyl)propyl] ethylene diamine)을 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 평면형 소형 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법은
1) 비완충 수화겔을 소형 평면형 전극의 작동전극에 적하하고, 완충수화겔을 기준전극 위에 적하한 후 건조시켜 고체화된 완충 및 비완충 수화겔 층을 도입하는 단계 (제 1 단계), 및
2) 유기 용매에 녹인 pH 감응·기체투과막을 제 1 단계에서 고체형태로 도입한 수화겔 위에 적하하여 pH 감응·기체투과막을 도입하는 단계 (제 2 단계)로 이루어진다.
본 발명은 상기 이산화탄소 기체센서의 완충 및 비완충 수화겔막의 조성물과 pH 감응·기체투과막을 이용하여 마이크로칩형 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하고 흐름계 주입 분석법 (flow injection analysis)으로 각종 전해질 이온 (Ca2+, Na+, K+, H+)과 기체 (O2, CO2)가 용해되어 있는 시료 중 이산화탄소의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 센서의 감응 및 회복 시간이 매우 빠르고 우수함을 알 수 있었다. 또한 감응부의 크기가 매우 작아 적은 량 (1∼2ml)의 분석 시료로도 정확한 이산화탄소 측정이 가능하다.
또한 본 발명에서는 상기 고체 형태의 완충 및 비완충 수화겔막으로 이루어진 기준전극 및 작동전극으로 구성된 다중 센서를 제공한다.
도 3b는 본 발명에 의하여 제조된 평면형 다중 센서의 정면도를 나타낸 것으로 한 개의 기준전극와 여러 개의 작동전극으로 구성되어 있어 한 개의 칩에 여러 이온 및 가스 종을 동시에 검출할 수 있다. 또한 본 발명의 이산화탄소 기체센서는 고체 형태의 완충 및 비완충 수화겔막을 각각 기준전극과 작동전극에 도입함으로써 이산화탄소 기체센서의 소형화에 유리하다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1> pH 감응·기체투과막의 제조 1
지지체로 PVC (poly(vinyl chloride)) 32.1 mg, 수소 이온선택성 물질로 TDDA (tridodecyl amine) 2.9 mg, 가소제로서 DOS (bis(2-ethylhexyl) sebacate) 63.6 mg 및 친유성 첨가제로 KTpCIPB (potassium tetrakis [4-chlorophenyl] borate) 1.4 mg을 테트라히드로푸란 (tetrahydrofuran) 450 ㎕에 녹인 후 실온에서 1∼2 일간 건조시켜 pH 감응·기체투과막을 제조하였다.
<제조예 2> pH 감응·기체투과막의 제조 2
PU (tecoflex polyurethane) 32.1 mg, TDDA 2.9 mg, DOS 63.6 mg 및 KTpCIPB 1.4 mg을 테트라히드로푸란 450 ㎕에 녹인 후 실온에서 1∼2 일간 건조시켜 pH 감응·기체투과막을 제조하였다.
<제조예 3> pH 감응·기체투과막 제조 3
PVC 8.0 mg, PU 24.1 mg, TDDA 2.9 mg, DOS 63.6 mg 및 KTpCIPB 1.4 mg을 테트라히드로푸란 450 ㎕에 녹인 후 실온에서 1∼2 일간 건조시켜 pH 감응·기체투과막을 제조하였다.
<제조예 4> pH 감응·기체투과막 제조 4
PVC 11.1 mg, PU 33.4 mg, TDDA 4.1 mg, NPOE (2-nitrophenyl octyl ether) 50.5 mg 및 KTpCIPB 0.9 mg을 테트라히드로푸란 450 ㎕에 녹인 후 실온에서 1∼2 일간 건조시켜 pH 감응·기체투과막을 제조하였다.
<제조예 5> pH 감응·기체투과막 제조 5
전극막의 전기화학적 특성을 유지하며 접착력을 크게 향상시키기 위해 제조예 4의 pH 감응·기체투과막 조성물에 Z-6020 (N-[3-(trimethoxysilyl)propyl] ethylene diamine)을 1.0 mg 첨가하여 테트라히드로푸란 450 ㎕에 녹인 후 실온에서 1∼2 일간 건조시켜 pH 감응·기체투과막을 제조하였다.
상기 제조예 1∼4의 고분자형 pH 감응·기체투과막 조성은 하기표 1에 종합하여 기재하였다.
| 실시예 | 지지체 | 이온선택성 물질 | 가소제 | 친유성첨가제 | |||
| PVCa | PUb | PU+PVC | TDDAc | DOSd | NPOEe | KTpClPBf | |
| 1 | 32.1 | 2.9 | 63.6 | 1.4 | |||
| 2 | 32.1 | 2.9 | 63.6 | 1.4 | |||
| 3 | 32.1 | 2.9 | 63.6 | 1.4 | |||
| 4 | 44.5 | 4.1 | 50.5 | 0.9 | |||
| 단위 : 중량%a : poly(vinyl chloride)b : tecoflex polyurethanec : tridodecyl amined : bis(2-ethylhexyl) sebacatee : 2-nitrophenyl octyl etherf : potassium tetrakis[4-chlorophenyl]borate. |
상기 제조예 1∼5에서 제조한 pH 감응·기체투과막의 감응 특성을 알아보기 위해 상기 pH 감응·기체투과막을 재래식 전극인 필립스 전극체 (Phillips, IS-561)에 장착한 다음 일반적인 완충용액 (10 mM NaH2PO4/ 6.7 mM citric acid / 11.4 mM boric acid)을 NaOH 용액으로 적정해 가면서 SUNTEX사의 pH 미터를 사용해 상기 pH 감응·기체투과막의 감응성을 측정하였다. 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.
| 제조예 | 감응성(mV/pH) | 직선성 |
| 1 | -55.8 | 0.9999 |
| 2 | -55.2 | 0.9999 |
| 3 | -55.2 | 0.9999 |
| 4 | -57.4 | 0.9999 |
| 5 | -56.8 | 0.9999 |
표 1의 조성물로 이루어진 제조예 1∼5의 pH 감응·기체투과막은 모두 감응성이 좋았으나, 특히 가소제로서 DOS 대신 NPOE를 첨가한 제조예 4의 pH 감응·기체투과막의 감응성이 우수하였다. 따라서 이후 제조된 이산화탄소 센서에서는 제조예 4의 pH 감응·기체투과막을 사용하였다.
<실시예 1> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 1
본 발명에서 전극층은 백금과 5∼10mg과 은 95∼90mg을 균일하게 섞은 혼합 금속층을 알루미나 기판 위에 스크린 프린터법으로 형성하고 혼합 금속층 위에 금속층과 난용성 금속염 층을 시료용액과 분리시키기 위해 가격이 저렴하고, 형성이 용이하며, 수용액 중에서 절연성이 우수한 절연필름을 스크린 프린터법으로 도입하였다. 상기 제작된 고체상 전극을 1 M의 염화철 (FeCl3) 용액에 약 2분간 담가두어 AgCl 난용성 금속염 층을 형성하였다. 4.0×10-2중량% (5 mM)의 중탄산 나트륨과 2.8×10-3중량% (0.5 mM)의 염화나트륨 (또는 염화칼륨) 수용액에 4 중량%의 폴리비닐 알콜을 녹여 수화겔을 만들고, 상기 수화겔 350 ㎕에 0.1 mg (0.28 mg/ml)의 탄산 탈수효소를 첨가하여 제조한 비완충 수화겔은 작동전극 위에 적하하고, 2 mM 염화칼륨을 포함하고 있는 산성의 완충용액 [0.2 M 2-(N-morpholino)ethylanesulfonic acid (MES)-NaOH, pH 5.5]에 폴리비닐 알콜을 4 중량% 만큼 녹여 제조한 완충 수화겔은 기준전극 위에 적하한 후 4분간 건조시켜 소형 평면형 전극의 전해질 층을 형성시켰다. 상기 제조된 고형의 수화겔막 위에 제조예 4의 고분자형 pH 감응·기체투과막을 테트라히드로푸란 용매에 녹여 적하한 후 실온에서 2일간 건조시켜 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 2> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 2
탄산 탈수효소를 상기 실시예 1의 350 ㎕ 비완충 수화겔에 0.5 mg 첨가 (1.40 mg 탄산 탈수효소/1 ml 비완충 수화겔)하여 비완충 수화겔막을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 3> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 3
탄산 탈수효소를 1.0 mg 첨가 (2.80 mg 탄산 탈수효소/1 ml 비완충 수화겔)하여 상기 실시예 1의 350 ㎕ 비완충 수화겔막을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 4> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 4
탄산 탈수효소를 2.0 mg 첨가 (5.60 mg 탄산 탈수효소/1ml 비완충 수화겔)하여 상기 실시예 1의 350 ㎕ 비완충 수화겔막을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 5> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 5
5.0 mM의 중탄산나트륨 용액 대신 0.5 mM의 중탄산나트륨 용액을 첨가하여 비완충 수화겔막을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 6> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 6
5.0 mM의 중탄산나트륨 용액 대신 2.0 mM의 중탄산나트륨 용액을 첨가하여 비완충 수화겔막을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 7> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 7
5.0 mM의 중탄산나트륨 용액 대신 7.0 mM의 중탄산나트륨 용액을 첨가하여 비완충 수화겔막을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 8> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 8
5.0 mM의 중탄산나트륨 용액 대신 10.0 mM의 중탄산나트륨 용액을 첨가하여 비완충 수화겔막을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 9> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 9
5.0 mM의 중탄산나트륨 용액 대신 15.0 mM의 중탄산나트륨 용액을 첨가하여 비완충 수화겔막을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실시예 10> 차동식 이산화탄소 기체센서의 제조 10
제조예 5의 pH 감응·기체투과막을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 차동식 이산화탄소 기체센서를 제조하였다.
<실험예 1> 탄산 탈수효소의 도입여부에 따른 이산화탄소 기체센서의 감응성
탄산 탈수효소의 도입여부에 따른 이산화탄소 기체센서의 감응성 및 회복 시간을 알아보기 위해 하기 실험을 실시하였다.
염산 (HCl)으로 pH를 7.4로 맞춘 0.3 M Tris (Tris(hydroxymethyl) -aminomethane) 완충용액에 1 M NaHCO3표준용액을 첨가하여 총 용존 이산화탄소 농도를 초기 상태에서 5 mM, 15 mM, 30 mM, 50 mM, 초기 상태로 변화시켜가면서 실시예 4의 차동식 이산화탄소 기체센서 (ㄱ)와 탄산 탈수효소를 도입하지 않은 비교예의 센서 (ㄴ)의 전위변화 및 이산화탄소 농도를 95% 감응하는 데 걸리는 시간을 측정하였다. 그 결과를도 4와 하기표 3에 나타내었다.
| 시료 용액 중이산화탄소 농도 변화 | 감응 시간 (초)a | |
| ㄱ | ㄴ | |
| 초기상태 → 5 mM | 220 | 695 |
| 5 mM → 15 mM | 215 | 660 |
| 15 mM → 30 mM | 205 | 520 |
| 30 mM → 50 mM | 260 | 565 |
| 50 mM → 초기상태 | 525 | 915 |
| a : 이산화탄소 농도를 95% 감응하는데 걸린 시간. |
상기도 4및표 3에서 볼 수 있듯이, 탄산 탈수 효소를 도입한 이산화탄소 기체센서 (ㄱ)가 탄산 탈수 효소를 도입하지 않은 비교예의 센서 (ㄴ)에 비해 2∼3배 정도 빠르게 감응하였다. 특히 초기 상태에서 15mM의 낮은 이산화탄소 농도에서는 탄산 탈수 효소를 도입한 센서가 3배 이상 빠르게 감응하였고 회복 시간도 2배 정도 빨랐다.
<실험예 2> 비완충 수화겔막의 탈산 탈수효소 함량에 따른 센서의 감응 특성
차동식 이산화탄소 센서의 비완충 수화겔막에 첨가되는 탈산 탈수 효소의 양에 따른 센서의 감응성을 알아 보기 위하여 하기 실험을 실시하였다.
시료 용액 중 이산화탄소의 농도 변화 (5∼50 mM)에 대해 비교예의 이산화탄소 기체센서 (ㄱ, 비완충 수화겔막에 탄산 탈수효소를 도입하지 않은 센서), 실시예 1에 의한 이산화탄소 기체센서 (ㄴ, 0.28 mg 탄산 탈수효소/1 ml 비완충 수화겔 도입), 실시예 2에 의한 이산화탄소 기체센서 (ㄷ, 1.40 mg 탄산 탈수효소mg/1 ml 비완충 수화겔 도입), 실시예 3에 의한 이산화탄소 기체센서 (ㄹ, 2.80 mg 탄산 탈수효소/1 ml 비완충 수화겔 도입) 및 실시예 4에 의한 이산화탄소 기체센서 (ㅁ, 5.60 mg 탄산 탈수효소/1 ml 비완충 수화겔 도입)의 감응 특성을 상기 실험예 2와 같은 방법으로 측정하였다. 그 결과를도 5a및도 5b에 나타내었다.
도 5a와도 5b에서 볼 수 있듯이, 탄산 탈수효소를 도입한 모든 센서 (ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ)는 탄산 탈수효소를 도입하지 않은 센서 (ㄱ)보다 감응 시간이 매우 단축되었다. 그러나, 이산화탄소 기체센서의 감응성은 탄산 탈수효소의 양에 비례하지 않았으며, 감응 시간과 감응성을 모두 고려해 볼 때 비완충 수화겔 1ml 당 0.28 mg과 1.40 mg의 탄산 탈수효소를 도입한 전극 (ㄴ)과 (ㄷ)이 가장 우수하였다.
<실험예 3> 비완충 수화겔막의 중탄산 이온 농도에 따른 센서의 감응특성
비완충 수화겔막에 첨가되는 중탄산 이온의 농도에 따른 이산화탄소 기체센서의 감응성을 알아보기 위하여 하기 실험을 실시하였다.
실시예 1, 5, 6, 7, 8 및 9에서 제조된 차동식 이산화탄소 기체센서를 사용하여 용액 중 이산화탄소의 농도를 5∼50 mM로 변화시켜가며 상기 실험예 2와 같은 방법으로 전위변화를 측정하였다. 그 결과를표 4와도 6a및도 6b에 나타내었다.
| 이산화탄소 기체 센서 | 실시예 | 중탄산 이온 (mM) | 감응성 (mV/dec.) | 직선성 |
| ㄱ | 5 | 0.5 | -35.2 | 0.999 |
| ㄴ | 6 | 2.0 | -40.5 | 0.999 |
| ㄷ | 1 | 5.0 | -50.7 | 0.999 |
| ㄹ | 7 | 7.0 | -48.4 | 0.998 |
| ㅁ | 8 | 10.0 | -48.3 | 0.998 |
| ㅂ | 9 | 15.0 | -41.7 | 0.997 |
중탄산 이온의 농도가 낮은 경우 (ㄱ : 0.5 mM, ㄴ : 2.0 mM) 이산화탄소 기체센서의 감응 시간은 빠르지만 감응성이 상당히 떨어졌다. 한편 5.0 mM (ㄷ), 7.0 mM (ㄹ), 10.0 mM (ㅁ)의 중탄산 이온을 도입한 센서의 감응 시간은 다소 느리지만 감응성은 좋은 것으로 나타났다. 따라서 감응성을 고려할 때, 비완충 수화겔막의 중탄산 이온 농도는 2 mM 이상이 되도록 하는게 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
<실험예 4> 마이크로 칩형 차동식 이산화탄소 기체센서의 수명 측정
전극막의 전기화학적 특성을 유지하고 접착력을 향상시키기 위해 pH 감응·기체투과막에 Z-6020을 첨가한 제조예 5의 pH 기체 투과막을 이용하여 제조한 실시예 10의 센서를 5 mM NaHCO3용액에 보관하고 용액에 녹아있는 총 이산화탄소 농도를 실험예 2와 같은 방법으로 측정하여 전극의 감응성을 측정하였다.
도 7에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 마이크로 칩형 차동식 이산화탄소 기체센서는 본 발명에 의한 이산화탄소 기체 센서 중 가장 우수한 감응 특성을 보이며,80일 이상 -50 mV/dec.이상의 감응성을 유지하여 기존의 센서에 비해 수명이 크게 증가됨을 알 수 있었다.
<실험예 5> 미지시료 용액 중의 이산화탄소 분압 측정
본 발명에 의한 이산화탄소 센서 중 우수한 감응 특성을 보인 실시예 1의 센서를 이용하여 미지시료 용액 중의 이산화탄소 농도를 측정하고 그 정확도를 하기와 같이 알아보았다.
우선 하기표 5의 조성으로 이루어진 검정용액 1과 검정용액 2를 이용해 각 용액에서의 전위를 측정한 후 (도 8a참조) 흐름계 주입 분석법으로도 8b와 같은 검정곡선을 얻었다. 이후 이 검정곡선을 이용하여 미지 시료 용액에 녹아 있는 이산화탄소 분압 43.6 mmHg의 측정값을 얻었다. 이미 상업화되어 병원에서 널리 쓰이고 있는 혈액 분석장비 (nova biomedical Stat Profile M)를 사용하여 동일한 미지 시료의 이산화탄소 분압을 측정한 결과 45.3 mmHg로 얻어졌으며, 이는 본 발명에 의한 이산화탄소 센서를 이용해 얻은 측정값과 거의 일치하는 것이다. 따라서 본 발명에 의한 마이크로 칩형 차동식 이산화탄소 기체센서의 측정값이 신뢰할 수 있는 것임을 알 수 있었다. 더욱이 본 발명에 의한 차동식 이산화탄소 기체센서는 상업화된 종래 센서에 비해 감응시간이 빠르며 제작이 간단하여 경제성이 뛰어나다는 장점을 갖는다.
| 성분 | 함량 | |
| 검정용액 1 | 검정용액 2 | |
| pH (-log[H+]) | 7.60 | 80 |
| pCO2(mmHg) | 19 | 74 |
| pO2(mmHg) | 153 | 70 |
| Na+(mM) | 157 | 117 |
| K+(mM) | 6.7 | 2.7 |
| Cl-(mM) | 124 | 80 |
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 마이크로 칩형 차동식 이산화탄소 기체센서는 작동전극의 내부 기준용액으로 탄산 탈수효소를 포함한 비완충 수화겔막을 사용함으로써 이산화탄소의 수화반응 시간을 단축시켜 신속하게 시료용액에 녹아있는 이산화탄소의 농도를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 전해질 층을 포함한 센서에 도입되는 모든 부분이 고체 상태의 층상으로 도입되어 센서의 소형화에 유리하다. 또한 감응부의 크기가 매우 작아 적은 량 (1∼2 ml)의 분석 시료로도 이산화탄소의 측정이 가능하므로 다중 혈액 분석 및 임상 시료 분석 센서로 유용하게 쓰일수 있다. 또한, 한 개의 칩 (chip)에 여러 이온 및 기체 종을 동시에 검출할 수 있는 다중 센서 (multi sensor)의 개발이 용이하고 대량 생산이 가능하여 생산비 절감 효과를 가져올 수 있다.
Claims (8)
- 비완충 수화겔과 pH 감응·기체투과막으로 구성된 작동전극 및 완충수화겔과 pH 감응·기체투과막으로 구성된 기준전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차동식 이산화탄소 기체센서.
- 제 1항에 있어서, 비완충 수화겔은 2.4×10-2∼8.1×10-2중량% (3∼10 mM)의 중탄산 나트륨; 5.6×10-4∼5.6×10-3중량% (0.1∼1.0 mM)의 0.1∼1.0 mM 염화나트륨 (또는 염화칼륨) 및 1∼4 중량%의 흡습성 물질로 이루어진 수화겔 1ml당 0.1∼6.0 mg의 탄산 탈수효소를 포함하는 것을 특징으로 하는 차동식 이산화탄소 기체센서.
- 제 1항에 있어서, 흡습성 물질은 하이드록시에틸 셀루로우즈 (hydroxyethyl cellulose), 폴리비닐 알콜 (poly(vinyl alcohol)), 메토셀 (Methocel), (하이드록시프로필)메틸 셀룰로오스 (hydroxypropyl)methyl cellulose), 폴리아크릴산 (polyacrylic acid), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리(메틸메탁틸레이트) (poly(methylmethactylate)), 아가르 (agar) 및 젤라틴 (gelatin)으로 이루어진 그룹에서 선택되어지는 것을 특징으로 하는 차동식 이산화탄소 기체센서.
- 제 3항에 있어서, 기준전극의 완충 수화겔막은 pH 5.0∼5.7의 산성 완충용액에 1∼5 mM의 염화나트륨 (또는 염화칼륨)과 1∼4 중량%의 흡습성 물질을 녹여 제조되는 것을 특징으로 하는 차동식 이산화탄소 기체센서.
- 제 3항에 있어서, pH 감응·기체투과막은 지지체 32∼45 중량%; 수소이온선택성 물질 1.0∼4.5 중량%; 가소제 50∼66중량%; 및 친유성 첨가제 0.9∼1.5 중량%으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동식 이산화탄소 기체 센서.
- 제 5항에 있어서, 지지체는 PVC (poly(vinyl chloride)), PU (tecoflex polyurethane) 또는 PVC과 PU의 혼합물이고; 수소이온선택성 물질은 TDDA (tridodecyl amine)이고; 가소제는 DOS (bis(2-ethylhexyl) sebacate) 또는 NPOE (2-nitrophenyl octyl ether)이고; 및 친유성 첨가제는 KTpClPB (potassium tetrakis [4-chlorophenyl] borate)인 것을 특징으로 하는 차동식 이산화탄소 기체 센서.
- 제 5항에 있어서, pH 감응·기체투과막은 Z-6020 (N-[3-(trimethoxysilyl) propyl] ethylene diamine)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차동식 이산화탄소 기체 센서.
- 제 1항에 있어서, 알루미나 기판의 상부면에 복수개의 전극층 및 상기 복수개의 전극층 간에 절연필름이 각각 일정한 간격으로 적층되며, 상기 각 전극층의 직상부에는 소정공간을 두고 pH 감응·기체투과막이 상기 절연필름의 외부로 노출되도록 씌워지며, 상기 전극층과 상기 pH 감응·기체투과막의 사이에 형성된 각각의 공간에는 내부 기준용액이 채워지는 구조로 이루어져 있는 차동식 이산화탄소 기체센서에서, 기준전극은 내부 기준용액이 완충 수화겔막이고, 작동전극은 내부 기준용액이 제 1항의 비완충 수화겔막의 조성물인 것을 특징으로 하는 차동식 이산화탄소 기체센서.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0032050A KR100379792B1 (ko) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 마이크로 칩형 이산화탄소 기체센서 |
| DE60141431T DE60141431D1 (de) | 2000-06-12 | 2001-06-02 | Auf einem Mikrochip basierender Differenz-Kohlendioxidsensor |
| EP01113705A EP1164372B1 (en) | 2000-06-12 | 2001-06-02 | Microchip-based differential carbon dioxide gas sensor |
| AT01113705T ATE459874T1 (de) | 2000-06-12 | 2001-06-02 | Auf einem mikrochip basierender differenz- kohlendioxidsensor |
| US09/877,857 US6746583B2 (en) | 2000-06-12 | 2001-06-08 | Microchip-based carbon dioxide gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0032050A KR100379792B1 (ko) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 마이크로 칩형 이산화탄소 기체센서 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010111514A true KR20010111514A (ko) | 2001-12-19 |
| KR100379792B1 KR100379792B1 (ko) | 2003-04-11 |
Family
ID=19671669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0032050A KR100379792B1 (ko) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 마이크로 칩형 이산화탄소 기체센서 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6746583B2 (ko) |
| EP (1) | EP1164372B1 (ko) |
| KR (1) | KR100379792B1 (ko) |
| AT (1) | ATE459874T1 (ko) |
| DE (1) | DE60141431D1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170044529A (ko) * | 2015-10-15 | 2017-04-25 | 엘지전자 주식회사 | 이산화탄소 감지용 그래핀 소자 및 그 제조 방법 |
| WO2020004959A1 (ko) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 광주과학기술원 | 효소 기반 용존 일산화탄소 센서 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7842234B2 (en) * | 2002-12-02 | 2010-11-30 | Epocal Inc. | Diagnostic devices incorporating fluidics and methods of manufacture |
| US7767068B2 (en) | 2002-12-02 | 2010-08-03 | Epocal Inc. | Heterogeneous membrane electrodes |
| US7094330B2 (en) * | 2002-12-02 | 2006-08-22 | Epocal Inc. | Heterogeneous membrane electrodes |
| DE10359173B4 (de) * | 2003-12-17 | 2006-11-09 | Robert Bosch Gmbh | Messvorrichtung mit mehreren auf einem Substrat angeordneten potentiometrischen Elektrodenpaaren |
| EP2057009A4 (en) | 2006-08-24 | 2014-03-05 | Univ North Carolina | STAINED OXIDE MICROSENSORS WITH FLUOROSILAN-BASED XEROGEL MEMBRANES |
| EP1929938A1 (de) * | 2006-12-04 | 2008-06-11 | Sentec AG | Vorrichtung zur Messung des Partialdrucks von Kohlendioxid |
| WO2010091475A1 (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | Curtin University Of Technology | Ion selective electrode sensing device |
| JP6226872B2 (ja) * | 2011-11-22 | 2017-11-08 | シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレーテッドＳｉｅｍｅｎｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ Ｉｎｃ． | キャリブレーションおよび／またはクオリティ・コントロール溶液として再構成用の乾燥試薬を含むデバイスとその製造および使用方法 |
| DE102013014995A1 (de) * | 2013-09-09 | 2015-03-26 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Flüssiger Elektrolyt für einen elektrochemischen Gassensor |
| WO2017070641A1 (en) * | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Eccrine Systems, Inc. | Sweat sensing devices with concentration regulation |
| US10359391B2 (en) * | 2016-07-07 | 2019-07-23 | e-SENS, Inc. | Sensor with a membrane having full circumferential adhesion |
| US10620151B2 (en) | 2016-08-30 | 2020-04-14 | Analog Devices Global | Electrochemical sensor, and a method of forming an electrochemical sensor |
| US11268927B2 (en) | 2016-08-30 | 2022-03-08 | Analog Devices International Unlimited Company | Electrochemical sensor, and a method of forming an electrochemical sensor |
| WO2018221283A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 低吸湿性材料からなるナノメカニカルセンサ用受容体及びそれを受容体として使用するナノメカニカルセンサ |
| US11690566B2 (en) | 2017-11-21 | 2023-07-04 | MX3 Diagnostics, Inc. | Saliva testing system |
| US11022579B2 (en) | 2018-02-05 | 2021-06-01 | Analog Devices International Unlimited Company | Retaining cap |
| NO344627B1 (en) * | 2018-04-30 | 2020-02-10 | Sintef Tto As | Hybrid polymer membrane |
| EP3864402A1 (en) * | 2018-10-11 | 2021-08-18 | MX3 Diagnostics, Inc. | Ion selective sensor |
| US11701036B2 (en) | 2019-07-10 | 2023-07-18 | MX3 Diagnostics, Inc. | Saliva test strip and method |
| CN110879242B (zh) * | 2019-09-05 | 2023-05-26 | 南京晶捷生物科技有限公司 | 测定溶解二氧化碳的固接电化学传感器及其专用传感膜 |
| JP2023513053A (ja) | 2020-01-30 | 2023-03-30 | エムエックススリー・ダイアグノスティクス・インコーポレイテッド | 生体液試料の評価 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4473456A (en) * | 1981-04-08 | 1984-09-25 | National Research Development Corporation | Conductimetric gas sensor |
| US4818361A (en) * | 1986-12-10 | 1989-04-04 | Diamond Sensor Systems | Combined pH and dissolved carbon dioxide gas sensor |
| US5200051A (en) * | 1988-11-14 | 1993-04-06 | I-Stat Corporation | Wholly microfabricated biosensors and process for the manufacture and use thereof |
| US5183549A (en) * | 1990-01-26 | 1993-02-02 | Commtech International Management Corporation | Multi-analyte sensing electrolytic cell |
| AT398132B (de) * | 1991-02-15 | 1994-09-26 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Vorrichtung zur messung der konzentration eines reagens |
| US5326531A (en) | 1992-12-11 | 1994-07-05 | Puritan-Bennett Corporation | CO2 sensor using a hydrophilic polyurethane matrix and process for manufacturing |
| US5514253A (en) * | 1994-07-13 | 1996-05-07 | I-Stat Corporation | Method of measuring gas concentrations and microfabricated sensing device for practicing same |
| US5702575A (en) * | 1995-01-27 | 1997-12-30 | Chiron Diagnostics Corporation | Method of preparing an electrochemical planar metal/metal oxide electrode |
| US5554272A (en) * | 1995-08-10 | 1996-09-10 | Ciba Corning Diagnostics Corp. | Planar bicarbonate sensor |
-
2000
- 2000-06-12 KR KR10-2000-0032050A patent/KR100379792B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-06-02 DE DE60141431T patent/DE60141431D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-02 EP EP01113705A patent/EP1164372B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-02 AT AT01113705T patent/ATE459874T1/de active
- 2001-06-08 US US09/877,857 patent/US6746583B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170044529A (ko) * | 2015-10-15 | 2017-04-25 | 엘지전자 주식회사 | 이산화탄소 감지용 그래핀 소자 및 그 제조 방법 |
| WO2020004959A1 (ko) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 광주과학기술원 | 효소 기반 용존 일산화탄소 센서 |
| KR20200001368A (ko) * | 2018-06-27 | 2020-01-06 | 광주과학기술원 | 효소 기반 용존 일산화탄소 센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020011408A1 (en) | 2002-01-31 |
| EP1164372B1 (en) | 2010-03-03 |
| ATE459874T1 (de) | 2010-03-15 |
| KR100379792B1 (ko) | 2003-04-11 |
| US6746583B2 (en) | 2004-06-08 |
| EP1164372A3 (en) | 2004-05-19 |
| EP1164372A2 (en) | 2001-12-19 |
| DE60141431D1 (de) | 2010-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100379792B1 (ko) | 마이크로 칩형 이산화탄소 기체센서 | |
| KR100352270B1 (ko) | 차동식 전위차법을 이용한 마이크로칩형 산소 기체센서 | |
| Schaffar | Thick film biosensors for metabolites in undiluted whole blood and plasma samples | |
| US6793789B2 (en) | Reference electrode with a polymeric reference electrode membrane | |
| KR970010981B1 (ko) | 알콜농도 측정용 바이오센서 및 바이오센서 제조방법과 바이오센서를 이용한 음주 측정기 | |
| JP3667639B2 (ja) | 自己診断機能を持った小型固体状参照電極 | |
| ES2453906T3 (es) | Sensores electroquímicos de urea y métodos para fabricar los mismos | |
| US20050072690A1 (en) | Ion exchange membranes and dissolved gas sensors | |
| JP2011033639A (ja) | 水溶液から酸素損失の速度を減少するための組成物および方法 | |
| EP1592802A2 (en) | Polymeric membranes for use in electrochemical sensors | |
| Lutze et al. | Stabilized potentiometric solid-state polyion sensors using silver-calixarene complexes as additives within ion-exchanger-based polymeric films | |
| CN110621990A (zh) | 用于电位式离子选择电极的包含碳糊的内部电解质层 | |
| Ha et al. | A polymeric junction membrane for solid-state reference electrodes | |
| US6197172B1 (en) | Electrochemical sensor with gelled membrane and method of making | |
| US5102527A (en) | Calcium ion selective electrode | |
| US3830709A (en) | Method and cell for sensing nitrogen oxides | |
| Bobacka et al. | Carbonate ion-selective electrode with reduced interference from salicylate | |
| KR101163678B1 (ko) | 크레아틴의 방해영향을 줄인 크레아티닌 바이오센서 | |
| JP4404433B2 (ja) | 使い捨てｂｕｎセンサー及びその製造法 | |
| KR20180044040A (ko) | 혈중 다종 이온 농도 측정을 위한 이온 센서 | |
| El-Ansary et al. | Tetracycline sensitive membrane electrodes based on poly (vinyl chloride) matrices and their use in drug analysis | |
| KR100386304B1 (ko) | 전위차법 암모니아 가스 센서 및 이의 제조방법 | |
| Ho et al. | Development of a Potentionmetric CO 2 Sensor Chip Based on the Solid-Contact Ion-Selecitve Electrodes | |
| Yokono et al. | Local anesthetic-sensitive electrodes: preparation of coated-wire electrodes and their basic properties in vitro | |
| Birch et al. | Potentiometric transducers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130204 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140219 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150310 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |