Ultrasensitive Impedimetric Detection of Creatinine Using Imprinted Polymer Films Fabricated by Photopolymerization : 광중합으로 제작된 분자각인 고분자 필름을 이용한 초고감도 임피던스 기반 크레아티닌 검출법에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 크레아티닌의 정밀한 전기화학적 검출을 위해 광중합(photopolymerization) 공정을 활용하여 금 전극의 표면에 크레아티닌 분자각인 고분자 필름을 제조하였다. 검출 분자와의 수소결합 등 비공유적 상호작용을 극대화하기 위해 수산화기를 포함하는 기능성 단량체인 methacrylic acid, 2-hydroxyethyl acrylate, 4-vinylbenzene boronic acid와 필름의 물리∙화학적 물성을 향상시키기 위해 가교제인 ethylene glycol dimethacrylate, di(trimethylolpropane) tetraacrylate을 사용하여 크레아티닌 분자각인 고분자 필름을 구성하였다. 필름의 표면 형태와 분자각인 특성은 FE-SEM과 FT-IR 분석을 통해 확인하였으며, 필름 매트릭스 내 크레아티닌의 제거 및 흡착 거동은 순환 전압전류법(CV)와 전기화학 임피던스 분광법(EIS)을 통해 평가하였다. 제조된 분자각인 고분자 필름은 크레아티닌이 각인되지 않은 고분자 필름에 비해 높은 결합 용량과 우수한 선택성을 나타내었다. 해당 필름은 5.66 fg·mL⁻¹에서 0.57 pg·mL⁻¹까지의 농도 범위에서 크레아티닌 농도 변화에 민감하게 반응하였으며, 0.020 fg·mL⁻¹의 낮은 검출 한계와 0.061 fg·mL⁻¹의 정량 한계를 보여 뛰어난 감지 성능을 입증하였다. 또한 요소, 티로신, 사이토신, 우라실 등 크레아티닌과 구조적으로 유사한 간섭물질에 대해서도 높은 선택성을 유지하여, 본 연구에서 개발한 크레아티닌 각인 고분자 필름이 크레아티닌의 정밀하고 선택적인 검출 플랫폼으로서 높은 활용 가능성을 지님을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1.INTRODUCTION 1
• 2. EXPERIMENTAL 15
• 2-1. Reagents 15
• 2-2. Preparation for MIP film 18
• 2-2.1 Fabrication of gold electrode 18
• 2-2.2 Synthesis of the MIP 20
• 2-3. Characterization 23
• 2-3.1 Surface analysis 23
• 2-3.2 Electrochemical characterization 24
• 3. RESULTS AND DISCUSSION 26
• 3-1. Surface morphology analysis 26
• 3-1.1 Structural characterization using FE-SEM 26
• 3-1.2 FT-IR analysis 29
• 3-2. Electrochemical measurements 34
• 3-2.1 Electrochemical analysis using CV and EIS 34
• 3-2.2 Investigation of creatinine adsorption behavior 39
• 3-3. Sensitivity 43
• 3-4. Selectivity 48
• 4. CONCLUSIONS 51
• 5. REFERENCE 52
• 6. ABSTRACT (Korean) 66