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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박강박
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
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중금속이란 비중이 약 4이상의 금속 원소를 뜻하며, 자연환경에 존재하고 우리 주변 생활에도 많이 이용되기 때문에 어렵지 않게 접할 수 있다. 중금속이 인체에 흡수되면 배출되는게 어렵고 쌓여 많은 질병을 일으키거나 부작용을 유발시킨다. 중금속은 일반적으로 고체상태로 직접 흡수되는 것이 아니라 물 등의 용매를 통해 이온 상태로 사람의 몸에 흡수된다. 중금속은 노출에 따라 급성 및 만성 중독으로 나타나기 때문에 중금속 환경에 노출되지 않도록 하는 노력이 필요하다. 따라서 의학과 생물학적 분야에서 중금속 측정에 대한 관심은 계속되어왔고, 중금속 검출 센서를 제작하고 측정하는 방법을 더욱 간단하게 하는 개발에 있어 끊임없이 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 인체에 치명적인 영향을 끼치는 중금속 납, 카드뮴, 비소, 수은을 타겟 중금속으로 정하고 반도체 공정을 통해 제작된 3 전극 시스템과 종이 기반 유체시스템을 이용하여 최대의 감도로 4가지 중금속을 동시 측정하였다.
중금속 측정법으로는 Square wave anodic stripping voltammetry 방법을 사용하였으며, 더 넓은 범위의 측정을 위해 In-situ을 이용해 전극을 개질시켜 전위창을 증가시켰다.
제작된 3 전극 센서의 선형성을 갖는 측정 구간은 1 ~ 1000 ug/L 이며 검출 한계는 3 ug/L이다. 이후 간섭성에 대한 실험을 진행하였고 감도에는 큰 영향을 미치지 않았다. 따라서 미세 유체 시스템을 갖는 제작된 3전극 센서는 수계상 중금속 검출을 위한 센서로 응용이 가능할 것으로 충분히 생각된다.
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중금속 측정법으로는 Square wave anodic stripping voltammetry 방법을 사용하였으며, 더 넓은 범위의 측정을 위해 In-situ을 이용해 전극을 개질시켜 전위창을 증가시켰다.
제작된 3 전극 센서의 선형성을 갖는 측정 구간은 1 ~ 1000 ug/L 이며 검출 한계는 3 ug/L이다. 이후 간섭성에 대한 실험을 진행하였고 감도에는 큰 영향을 미치지 않았다. 따라서 미세 유체 시스템을 갖는 제작된 3전극 센서는 수계상 중금속 검출을 위한 센서로 응용이 가능할 것으로 충분히 생각된다.
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목차
1. Chapter 1 11.1. 서론 12. Chapter 2 42.1. 순환 전류전압분석법(Cyclic voltammetry, CV) 42.2. 양극 벗김 전압전류법(Anodic stripping voltammetry, ASV) 62.3. Screen printing system 72.4. 자기 조립 분자막(Self-assembled mono layer, SAM) 83. Chapter 3 93.1. 시약 93.2. 장비의 구성 103.3. Fabrication of electrode 133.3.1 Substrate preparation 133.3.2 Patterning 143.3.3 SAM application 153.3.4 PDMS형성 및 dry peel-off 처리 163.3.5 Screen printing process 173.4 미세 유체 시스템 제작 183.4.1 소수성 장벽의 생성 183.4.2 소수성 장벽 생성을 위한 열처리 온도와 시간 203.5 다중 중금속의 동시 검출을 위한 일회용 전기화학 센서 244. Chapter 4 254.1 제작된 3 전극 성능 평가 254.1.1 Nernst 식에 의한 가역성 판별 254.1.2 Randles-Sevcik 식에 의한 전극의 가역성 판별 274.2 Au 전극과 Bi/Au 전극 potential window 294.3 SWASV 최적화 304.3.1 비소 검출에 대한 deposition potential 최적화 304.3.2 비소 검출에 대한 deposition time 최적화 324.3.3 수은 검출에 대한 deposition potential 최적화 334.3.4 수은 검출에 대한 deposition time 최적화 344.3.5 납과 카드뮴 검출을 위한 Bismuth 농도 최적화 354.3.6 납 검출에 대한 deposition potential 최적화 364.3.7 납 검출에 대한 deposition time 최적화 374.3.8 카드뮴 검출에 대한 deposition potential 최적화 384.3.9 카드뮴 검출에 대한 deposition time 최적화 394.4 중금속 측정 404.4.1 다중 중금속 측정 농도에 따른 정량 분석 405. Conclusion 446. Reference 45
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