이미지센서를 이용한 현장 진단용 페이퍼칩 기반 색 변환 응용 기술 개발

김다미 가천대학교 일반대학원 2020 국내박사

비색법 검출 방법 (colorimetric method)은 검출대상의 농도에 따라 비색염료의 색 변환, 발색 정도를 분석하여 검출대상물질의 유무를 판단하거나 농도를 측정한다. 이 방식은 유기화합물 및 무기화합물에 모두 적용할 수 있다. 비색법의 적용은 발색염료의 활성화를 유도할 수 있는 모든 방식, 예를 들어 효소적, 비효소적, 화학적 결합, 그리고 조직 착색에 이르기까지 다양한 방식의 응용이 가능하다. 또한, 비색법의 결과는 비색염료의 화학 구조 및 성분 변화에 따른 발색, 발광, 형광, 그리고 염료착색 등으로 검출할 수 있다. 비색법을 이용한 검출분석은 대표적으로 비효소적 방법과 효소적 방법으로 구분할 수 있다. 비효소적 방법으로는 금속과 결합하여 착물 및 복합체를 형성하는 방법, 발색 염료 주변의 pH 변화에 따른 색 변환 등이 있다. 효소적 방법으로는 검출 물질에 특이적 결합을 통해 발생한 산물이 비색염료의 활성을 일으키는 반응이 주로 사용된다. 이처럼 비색법 검출 방법은 응용 가능성이 크며 다양한 검출에 이용될 수 있다. 비색법을 이용한 검출은 비색염료 및 검출 방법 구성에 따라서 다양하다. 하지만 일반적으로 연구 분야에 적용되는 비색법 검출은 규격화된 검출 장비를 사용한다. 색도계 (colorimeter) 그리고 분광계 (spectrometer)는 비색법 결과를 검출하는 대표적인 장치이며 이를 사용하기 위한 플레이트 그리고 큐빗 등의 장비가 사용될 수 있다. 연구에 사용되는 비색법은 색 검출 방법이 규격화되었으며 크게 색조 비교, 정전 비색법, 그리고 광전 비색법으로 구분할 수 있다. 그중에서 정밀한 측정 및 수치화가 가능한 광전비색법을 많이 사용하며 분광광도계를 이용한 분광광도법 (spectrophotometry)이 사용된다. 이는 빛의 초기정보와 투과 후 빛의 정보를 비교해 흡광도 (absorbance) 및 투광도 (transmittance)를 계산하여 검출 물질의 정량화를 정밀하게 진행한다. 또한 빛의 양을 디지털 신호로 변환하여 수치화할 수 있다. 실험실 수준에서 진행되는 일반적인 검출뿐만 아니라 비색법 검출은 다양한 응용이 가능하다. 가장 잘 알려진 비색법 검출 방법은 pH 검출용지와 임신 진단 검사지이다. 검출대상 및 목적에 따른 다양한 방식의 비색법 검출 방법이 존재할 수 있다. 또한 정성적 검출을 위한 비색법 장치는 별도의 색 검출 장비가 필요하지 않으며 눈으로 그 결과를 바로 확인할 수 있는 장점이 있다. 따라서 고가의 장비와 전문지식이 필요하지 않다. 비색법의 응용을 통해 검출이 필요한 현장에서 바로 사용할 수 있는 다양한 검출 장치의 구성이 가능하다. 정성적 검출과는 달리, 비색법 검출의 응용에서 정량적 검출은 색 변화량, 발색, 그리고 착색 등을 측정할 수 있는 별도의 기기가 필요하다. 또한, 실험실 수준에서 진행되는 검출 방법 및 기기를 이용하여 진행되는 결과에 비해 정밀한 측정이 어려울 수 있다. 따라서 현장에서 이용할 수 있는 비색법 정량화는 검출 물질을 판별하는 장치, 발색을 정량화할 수 있는 색 검출 장비가 필요하다. 본 연구에서는 비색법 검출을 통한 현장 진단용 검출 장비를 개발하는 것을 목적으로 한다. 물질 검출에는 색 변환 응용기술이 적용된 종이 기반장치를 목적으로 하였다. 또한, 이미지센서를 이용한 색 변화량 및 발색을 감지하기 위한 장치를 구성했다. 이는 사용자의 입장에서 다루기 쉬워야 하며 색도계 및 분광계보다 저렴하고 이동 가능할 만큼 경량화 되면서도 정량적 분석이 가능할 만큼의 정확도를 지니고 있어야 한다. 나아가 별도의 색 검출기기를 구성하지 않고 스마트폰의 이미지센서를 활용한 비색법 결과검출을 시도하였다. 본 학위논문은 비색법 기반의 다양한 응용과 비색법 장치 구성에 있어 해결되지 못한 고려사항들을 극복하여 사용자 친화적이며 경제적인 현장 진단용 검출 시스템의 개발을 추구했다. 제1장에서는 유해가스 검출을 위한 비색센서의 구성에서부터 색 변화를 측정할 수 있는 기기 구성 및 정보통신 기술이 융합된 종합적인 가스 검출 시스템에 대해 논의한다. 제2장은 혈액을 이용한 포도당측정 비색법 장치 개발에 관해 서술하였다. 이는 소량의 시료를 통한 혈장 분리 기술을 포함한다. 마지막으로 비색법 결과를 감지하기 위한 별도의 색 검출기기를 구성하지 않고 스마트폰을 이용하여 비색법 결과를 분석하려 하였다.

비색판별법을 이용한 콘크리트의 표면염화물량 산정 및 매립철근의 건전도 평가 연구

이진우 건국대학교 2002 국내석사

As it is important to measure the degree of the deterioration and predict service life caused by chloride in concrete structure, the methods of measuring chloride in the concrete is raised important problems. To predict service life cased by chloride, it was important to grasp the chloride content of the rebar in the concrete. Methods of titrating analysis, photometry, ion chromatography, and etc were used measuring chloride in hardened concrete, but these methods were difficult to use in the field. While a colorimetric method was easily used measuring the penetrated depth of chloride, but it was not cleared in the technical aspect. Also, chloride penetration was caused by concentration diffusion in the pore water, but chloride penetration degree was come from concrete quality, environment of structures, working degree of wind and water, finish of concrete surface, etc. Hence, the slight chloride variation of concrete surface should be officialized, and diffusion equation should be applied to chloride penetration in the field structures. This study is to set a new standard for using of the colorimetric method through grasping the character of the colorimetric method, and measuring the chloride concentration at the place of the change of color. Also, to predict chloride concentration around rebar and time reaching limit chloride concentration through measuring the chloride concentration of concrete surface by the colorimetric method and this study presents the new concept of concrete degradation and diagnosis of the durability by salt damage. To grasp the character of the colorimetric method and calculate chloride concentration of the concrete surface, measuring chloride concentration at the color changing points, experiments were progressed as follow; (1) As the concentration of reagent-silver nitrate solution(AgNO_3), measuring the concrete contained chloride, the change of color has been happened different. Hence, colorimetric method would be used to measure chloride content of concrete contained chloride. (2) To measure the difference of the chloride penetration depth, concrete permeated to chloride was examined by using reagent-silver nitrate solution of various concentration. As the examination, though difference of brightness was happened, difference of the chloride penetration depth was not happened, (3) According the result (2), it would be suitable for concentration using reagent-silver nitrate solution to use 0.1~0.3N solution. (4) Using the indicators, Flourescein Natrium solution was superior to Potassium Chromate (K_2CrO_4) solution, because of vantage of measuring color change points. Also, using solvents, distilled water was better than 95% ethyl alcohol. (5) The chloride concetration of the color chage points was produced the regular results, 0.27±0.004wt%. According the results, it is possible to use colorimetric method as simplified measurement to measure the fixed quantity of the chloride concetration. What is more, it would make calculation of concrete surface chloride had a wide fluctuation at the general environment extended. Also, it would make estimating durability of reinforced concrete structures applied to the basic data.

비색법을 이용한 모자간 우식 활성의 상관성

장소영 연세대학교 대학원 2015 국내석사

According to ecological plaque theory, the process of tooth caries is directly related to the total amount of organic acid produced by bacteria in an oral cavity. The colorimetric test is one of several caries activity tests. It takes cultures of oral plaque and visually demonstrates the total amount of organic acid produced by that plaque. The purpose of this study is not only to assess a new colorimetric caries activity test, Cariview, but also to assess the correlation of caries activity between mothers and their children, comparing the Cariview test with the specific bacteria culture test, CRT bacteria. Mothers and their children under 6 years participated in this study with informed consent. Mothers filled out a questionnaire first. Then each subject had an oral examination and the above two caries activity tests were administered. All data was statistically analyzed using the Pearson correlation test, Spearman correlation test, Fisher’s exact test and Mann-Whitney U test at the 0.05 significance level. The results were as followed. 1. Cariview scores showed statistically significant correlation with children’s caries experience(r=0.598, P<0.01) and showed higher correlation than CRT bacteria scores. 2. Cariview scores showed statistically significant correlation with the number of decayed teeth in both mothers and children(P<0.05). 3. Both caries activity tests showed the correlation of caries experience or caries activity between mothers and their children is not statistically significant. Cariview colorimetric test properly reflects children’s caries experience and current caries status and it is also easy to use with uncooperative children. Therefore, it is supposed that Cariview colorimetric test would be clinically useful for predicting future caries risk and establishing a preventative strategy at a pediatric dental clinic. Meanwhile, it is suggested that the lack of correlation of caries experience or caries activity between mothers and their children in this study reflects the high availability of nursery spaces in Korea today, and that further studies will be needed on this subject. 생태적 치태 가설에 따르면 치아 우식 발생 과정은 구강 내 전체 미생물이 생산한 최종 유기산의 양과 직접적인 관련이 있다. 비색법은 치태를 배양하여 생성된 최종 유기산의 양을 pH 지시약을 첨가하여 시각적으로 밝히는 우식 활성 검사 방법이다. 지금까지 비색법을 이용한 우식 활성 연구 사례는 적으며 특히 모자간 우식 활성의 상관성 연구는 거의 없었다. 본 연구의 목적은 새로운 비색법인 Cariview를 이용한 우식 활성 검사의 타당성 및 모자간 우식 활성의 상관성 평가를 기존의 특정 세균 배양법인 CRT bacteria 검사와 비교하여 평가하는 것이다. 만 6세 미만 어린이-어머니 34쌍(총 68명)이 사전 동의 하에 연구에 참여하였다. 설문 조사 및 구강 검사 후 우식 활성 검사인 Cariview와 CRT bacteria 검사를 각각의 대상자에게 시행하였다. 자료는 Pearson correlation test, Spearman correlation test, Fisher’s exact test 및 Mann-Whitney U test로 통계 분석하였고 유의수준은 0.05로 정하였다. 실험 결과 Cariview 점수는 어린이의 우식경험유치수(dft)와 통계적으로 유의한 상관성을 나타냈고(r=0.598, p<0.01) 상관 정도는 CRT bacteria 점수보다 높았다. Cariview 점수는 어머니와 어린이의 우식치아수(DT, dt)와 통계적으로 유의한 상관성을 나타냈다(p<0.05). Cariview와 CRT bacteria 검사 모두에서 모자간 우식 경험 및 우식 활성은 통계적으로 유의한 상관성을 나타내지 않았다(p>0.05). Cariview 비색법은 어린이의 치아 우식 경험 및 현재의 치아 우식 상태를 적절히 반영하며 검사 시행 또한 용이하다. 따라서 소아치과에서 우식 위험도를 예측하고 예방 전략을 수립하는 데 임상적으로 유용할 것으로 판단된다. 한편 모자간 우식 경험 및 우식 활성의 낮은 상관성 결과는 최근 한국 사회의 높은 영·유아 보육 기관 이용률 추세가 반영된 결과로 추정되며 이러한 현 실태를 반영한 추가적인 연구 진행이 필요할 것으로 여겨진다.

코발트전극과 비색법을 이용한 양액 내 인산 이온 센싱 기술 개발

한희조 서울대학교 대학원 2020 국내석사

인산은 작물의 성장에 있어 생장점의 중요한 요소 중 하나로, 수정과 개화에 직접적인 영향을 미치기 때문에 양액 내 적합한 인산 이온 농도를 유지하는 것이 중요하다. 현재 사용되고 있는 시스템은 전체 이온의 전기전도도(EC)를 측정하는데, 이는 전체 무기이온들의 총 합을 예측 하는 방법으로 모든 이온 성분을 비례적으로 증감시키기 때문에 작물의 성장에 따라 변하는 각 이온의 흡수 변화를 개별적으로 관리하기가 어렵다. 특히, 인산은 용액 내 pH 에 따라 다양한 이온 형태를 갖고, 인산 이온에 선택적으로 반응하는 감지 물질의 상용화가 이루어지지 않아 양액에 적용할 수 있는 인산 이온 측정 기술의 개발이 필요하다. 선행 연구에서 수행된 코발트 전극을 이용한 인산 측정은 넓은 농도 대역에서는 측정 가능성을 보였지만, 50 mg/L 내외의 저농도에서는 전극의 기전력 안정성이 떨어져 측정 성능이 저하되는 문제점이 나타났다. 인산을 측정하는 또 다른 방법으로, 인산에 대한 발색체 형성을 이용한 몰리브덴 비색법이 있는데, 저농도의 인산 이온 측정이 가능하지만, 상대적으로 고농도 구간에서는 감도가 낮은 문제가 존재한다. 본 연구에서는 실제 양액 측정에 활용할 수 있는 인산 이온 측정 기술을 개발하였으며, 몰리브덴 비색법과 코발트 전극을 각각 이용하여 측정 성능을 확인하였으며, 두 가지 방법을 합친 다중선형회귀 캘리브레이션 모델식을 개발하여 미지 양액 시료의 인산 이온 농도 측정 예측 성능을 검증하였다. 현재 사용되고 있는 양액과 배액의 농도를 고려하여 Hoagland 양액 조성을 기반으로 인산 이온에 대해 0 – 200 mg/L 범위를 갖는 시료들을 제작하여 몰리브덴 비색법을 적용하였을 때 스펙트럼 분석기를 이용하여 450 – 1100 nm의 파장대에서 양액 내 인산 이온 농도와 상관관계가 높은 파장 대역을 선별하였다. 선발된 파장을 기반으로 수립된 회귀식을 통해 미지의 양액 시료 농도를 예측하였을 때, 표준 분석실 분석 값 대비 예측 값 관계식은 결정계수가 0.89의 높은 선형성을 나타내었고 평균제곱근 오차는 20 mg/L를 보였다. 동일한 시료들을 기반으로 수행한 코발트 전극 기반 인산 농도 예측에서는2점정규화를 통해 전극의 신호 드리프트를 보정하여 결정계수(R2) 0.93와 평균제곱근 오차(RMSE)는 13.0 mg/L으로 나타났다. 이에 두 방법의 장점을 갖춘 측정 방법으로 다중선형회귀인 MLR 기반으로 개발한 퓨전 모델을 적용하였을 때, 다중선형회귀 모델은 결정계수(R2) 0.96와 평균제곱근 오차(RMSE)는 10.17 mg/L 로 기존 측정방법 대비 개선된 성능을 나타내었다. 향후 퓨전 방식 기반의 현장형 인산 측정 시스템을 개발하여 양액 측정에 활용할 경우 양액 내 인산 관리를 보다 정밀하게 수행하여 작물 생육 및 생산성 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대한다. It is important to maintain the proper concentration of phosphate ion in hydroponic nutrient solutions because phosphate ion is one of the important growth factors for crop growth, which is directly relating to pollination and flowering. Current hydroponic systems usually measure electrical conductivity (EC) of nutrient solutions, which is related to the total sum of ions in nutrient solutions. However, EC proportionally decreases or increases according to all ionic components, thereby limiting the precise management of nutrient ions that are differently affected by the crop growth. Particularly, it is needed to develop an accurate and precise phosphate ion measurement technology that can be applied to the nutrient solution because phosphate has a variety of ionic forms depending on the pH in the solution and there is no commercial sensing material that can selectively react with phosphate ions in nutrient solutions. In previous studies, phosphate measurement using the cobalt electrode showed the possibility of measurement in a wide concentration range. However, the EMF of the electrode was unstable at the concentration of about 50 mg/L, resulting in poor measurement performance. Colorimetric method using molybdenum measured the low concentration of phosphate ions, but showed a low sensitivity in a relatively high concentration range. In this study, we developed a phosphate ion sensing technology that can be used to measure the phosphate ions in actual nutrient solutions. The measurement performances of the colorimetric method and cobalt electrode method were evaluated respectively, then a fusion model based on the two methods was developed using a multi linear regression (MLR). The predictability of the fusion model for phosphate ion concentrations in nutrient solutions, several unknown nutrient solutions were sampled and measured. Specifically, the colorimetric method was applied to the samples with the range of 0 – 200 mg/L of phosphate ions, which were prepared based on the Hoagland’s composition. Then, an optimal wavelength for predicting the concentration of phosphate ions in nutrient solutions was investigated using a spectrometer with the spectrum range of VIS-NIR (450 – 1100 nm). After the determination of the optimal wavelength, the predicted phosphate concentrations based on the colorimetric method showed a linear relationship with a coefficient of determination (R2) of 0.89 and a root mean square error (RMSE) of 20 mg/L for the actual phosphate concentrations of nutrient solution samples. In case of the cobalt electrode based measurements with the two-point normalization, it showed a R2 of 0.93 and a RMSE of 13.0 mg/L. Compared to the conventional methods, the fusion model showed the improved predictability with a R2 of 0.96 and a RMSE of 10.17 mg/L. The results showed the phosphate ion management in nutrient solutions can be performed more precisely by developing an on-site measurement system with the fusion model. Through the precise management of the phosphate ions in nutrient solutions, it would be possible to improve crop growth and productivity.

MTT비색법에 의한 결핵균 30-KDa 항원이 임파구 증식에 미치는 영향

김민경 충남대학교 1991 국내석사

The cell mediated immune response appears to result from the specific recognition of an antigen by T lymphocytes. It has been well recognized that T cell play an important roles in the induction of tuberculin hypersensitivity and immunity to tuberculosis. In order to evaluate effect on T lymphocyte proliferative response to purified 30-KDa antigen from Mycobacterium tuberculosis, stimulation effects of peripheral blood lymphocytes with 30-KDa antigen, crude antigen and PHA were measured by NTT colorimetric assay. Three groups of healthy subjects, representing PPO(+), PPD(±) and PPD(-)persons, were investigated. The proliferative response to 30-KDa antigen were elicited the plateau at concentration of 20 - O.l ㎍/ml, crude antigen showed rapid reduction as decreasing the concentration of antigen, for the PPD(+) person. Both antigens, at concentration of <1 ㎍/ml, failed to stimulate lymphocytes of the PPD(-) person. Therefore the concentration of 30-Klh antigen to induce optimal stimulation was l ㎍/ml. The lymphocyte proliferation to 30-KOa antigen and crude antigen were significantly increased in PPD(+) group when compared to those in PPD(-)group, but PHA response was no significant difference. These results suggest that 30-KDa antigen could stimulate lymphocyte from PPD(+) population and NTT colorimetric assay could be applied to assess proliferative response of lymphocyte.

比色法에 依한 赤血球數計算方法

김택석 慶北大學校 1984 국내석사

비색법을 이용한 세균학적 우식활성검사의 우식예측력에 관한 종단적 추적연구

윤창상 원광대학교 1996 국내박사

노화억제된 효소처리 쌀가루 및 냉동생지 제조를 위한 조건 최적화

김충현 서울산업대학교 산업대학원 2007 국내석사

Amylase 중 쌀가루에 노화지연 효과가 가장 높다고 보고된 효소인 β-amylase를 DNS(dinitrosalicylic acid) 방법에 의한 환원당의 비색정량법을 사용함으로써 효소와 쌀가루와의 최적 반응조건을 설정하였다. 또한 β-amylase 외에 쌀 전분의 노화지연 효과가 있다고 예측되는 sugar ester 및 gluten을 적용시켜 그 효과를 확인하였다. β-Amylase의 효과는 DSC thermogram을 통해 확인할 수 있었고, β-amylase와 sugar ester, gluten을 적용하되, 이들 각각을 쌀가루에 첨가하여 쌀 전분이 노화되는 정도를 α-amylase-요오드법을 이용해 측정하였다. 그 결과, 세 조건 중 β-amylase만이 양에 따른 유의적인 효과를 보였고, β-amylase 50, 75, 100 unit 중 50 unit이 경시적으로 쌀가루의 노화억제에 효과가 있음을 알 수 있었다. 결론적으로, 이 세 요인의 복합적인 효과를 알아보기 위하여 Minitab program을 사용하여 반응표면회귀분석(RSM, Response Surface Method)으로 통계처리 하였는데, 그 결과 최적 조건은 β-amylase 함량 100 unit, sugar ester 함량 1.5%, gluten 함량 7.0%로 판명되었으며, 예상 특성 값은 수율 0.30%, 만족도는 0.6924이었다. In this study, we tried to find out the optimal conditions for retardation of rice flour retrogradation using dinitrosalicylic acid (DNS) coloring method. Effects of β-amylase, gluten, and sugar ester on degree of retrogradation of rice flour were elucidated using differential scanning calorimetry (DSC) and α-amylase-iodine methodology. The optimal conditions for the restraint of rice flour retrogradation were determined by response surface methodology (RSM) as the values of 100 unit of β-amylase, 1.5% of sugar ester, and 7.0% of gluten. An estimated yield is 0.30% with 0.6924 degree of satisfaction. To find out the optimal conditions for retardation of frozen rice dough retrogradation, the optimal conditions were determenated by hardness, color, and degree of retrogradation. The optimal conditions for the restraint of frozen rice dough retrogradation were determined by response surface methodology (RSM) as 30 % of β-amylase, 1.5% of sugar ester and 7.0% of gluten at 5 day.

한강수계에서 인의 분석방법 비교 및 분포특성

정의선 서울시립대학교 2005 국내석사

Development of a novel sensing platform based on metallic nanoparticles for detection of free hydrogen sulfide gas

안용진 경희대학교 대학원 2022 국내박사

This study introduces the development of three kinds of sensing platforms using metal Ag NPs to detect hydrogen sulfide (H2S) gas released from cells, respiration, and bacteria. Each platform was used simple materials such as paper and polydimethylsiloxane (PDMS) as basic substrates, considering the convenience of the user as well as single and multiple detection of H2S. And nanomaterials including silver nanoplates (Ag NPls) and silver/gold core/shell nanoplates (Ag@Au NPls) has been used to detect H2S with minimal analytical procedures and time due to their special plasmonic and catalytic properties The purpose of this study is to develop highly sensitive, selective, and stable sensing platforms colorimetric, surface-enhanced Raman scattering (SERS), and absorbance analysis of H2S utilizing synthesized Ag NPls and Ag@Au NPls, respectively, as well as to detect free H2S gas released from live cancer cells, bacteria, and food. The first platform introduces a simple and easy paper sensor for detecting colorimetric and SERS double modes of H2S based on Ag NPls. Ag NPls solution was dropped on the PDMS-patterned paper which contained 18 detection zones for multiple detection of H2S. The blue-colored Ag NPls on the paper reacts with H2S to produce brown-colored silver sulfide (Ag2S), which simultaneously reduces SERS activity of Ag NPls. We analyzed the changes in parameter b of L*a*b new phase model for colorimetry, and signal intensity Raman peak at 1356 cm-1 of rhodamine B for SERS, respectively. This H2S sensing paper can detect endogenous H2S from living LNCaP cells in a short culture time of 8 h. The second platform is a fast and sensitive colorimetric paper sensor using Ag NPls to detect free H2S gas in foods and exhaled breath. We used two types of wax-printed paper which were coated with Ag NPls for single detection and multiple detection of H2S. After exposure of H2S gas for 1 min, the formed Ag2S on the Ag NPls protected them from the etching by KCl. Therefore, there was a difference in the etching level of Ag NPls according to the concentration of the exposed free H2S gas, followed by the changes in color of the Ag NPls-coated paper from yellow to purple. The developed H2Ssensing paper succeeded in detecting free H2S emitted from three types of garlic - minced, peeled, and raw garlic. The third platform is a colorimetric multiplex assay based on peroxidase (POD)-like activity of Ag@Au NPls in the PDMS-modified microplate cover to detect H2S. Ag@Au NPls reacted with H2S gas to form Au2S/Ag2S on their surfaces which reduced their POD-like activity, resulting to the color change in the mixture of 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine and H2O2. We quantitatively analyzed H2S level using the changes in color of solution and its absorbance at 650 nm. The prepared PDMS-modified H2S sensing assay successfully detected endogenous H2S in a live E.corrodens bacteria. 이 연구는 세포, 호흡 및 박테리아에서 방출되는 황화수소를 검출하기 위해 금속 나노입자를 사용하는 세 가지 플랫폼을 소개한다. 각 플랫폼은 96-well microplate, paper, PDMS를 기본 분석 프레임으로 사용했으며 실험자의 편의와 황화수소의 단일 및 다중 검출을 고려했다. 또한 Ag NPls 및 Ag@Au NPls와 같은 나노 물질의 플라즈몬 및 촉매 특성을 활용하여 최소한의 분석 절차와 시간으로 황화수소를 검출했다. 구체적으로, 본 연구의 목적은 합성된 Ag NPls와 Ag@Au NPls를 이용하여 비색, SERS 및 흡광도를 분석하여 황화수소의 감도, 재현성 및 안정성을 확보하고 살아있는 암세포, 박테리아 및 식품에서 방출되는 황화수소를 검출하는 것이다. 첫 번째 플랫폼은 Ag NPls를 이용하여 황화수소를 비색과 SERS 분석법으로 검출하기 위한 간단하고 쉬운 종이 센서다. 간단하고 쉬운 황화수소의 다중 검출을 위해 PDMS를 이용하여 스크린 패터닝된 종이에 Ag NPls 용액을 떨어뜨렸다. 종이 위의 파란색 Ag NPls는 황화수소와 반응하여 갈색의 황화은을 형성했으며 Ag NPls의 SERS활성을 감소시켰다. 이중 모드 검출을 위한 황화수소 감지용 종이 센서의 분석 성능을 평가하기 위해 CIE L*a*b 모델의 파라미터 b를 비색 검출에 사용하였고, 로다민 B의 1356 cm-1의 라만 피크를 이용하여 신호의 변화를 분석했다. 이중 모드 검출을 위한 황화수소 검출용 종이 센서는 짧은 배양 시간에 살아있는 LNCaP 세포에서 내인성 황화수소를 검출할 수 있다. 두 번째 플랫폼은 황화수소의 빠르고 민감한 검출을 위해 Ag NPls을 사용한 비색 종이 센서다. 황화수소의 단일 검출 및 다중 검출을 위해 두 가지 유형의 왁스 패터닝한 종이를 사용했다. 각 유형은 왁스 패터닝한 종이에 Ag NP1s으로 코팅되고 주사기와 96웰 플레이트를 사용하여 황화수소에 1분 동안 노출됐다. 황화수소 가스에 의해 형성된 황화은은 염화 칼륨에 의한 식각을 보호했다. 따라서 노출된 황화수소의 농도에 따라 Ag NPls의 식각 수준에 차이가 있다. Ag NPls 코팅지는 노란색에서 보라색으로 변하였고 색상 강도의 변화를 통해 정량적으로 분석했다. 개발된 황화수소 검출 종이는 다진 마늘, 껍질을 벗긴 마늘, 생마늘의 3가지 종류의 마늘에서 방출되는 황화수소를 효과적으로 잘 검출하였다. 세 번째 플랫폼은 PDMS을 이용하여 제작된 센서에 Ag@Au NPls를 도입하여 과산화효소 유사 활성을 이용하여 황화수소를 검출하는 비색 시스템이다. 황화수소와의 반응에 의해 생성된 황화은 및 황화금은 Ag@Au NPls의 효소 유사 활성을 억제하며, 그에 따른 색 및 흡광도 변화를 통해 황화수소를 정량적으로 검출할 수 있다. 개발된 PDMS 기반의 황화수소 검출 시스템은 살아있는 E.corrodens 박테리아에서 짧은 배양시간 동안 방출되는 낮은 농도의 황화수소를 성공적으로 감지할 수 있다. 결론적으로, 금속 나노입자를 이용한 세 가지 검출 플랫폼은 각각 암 세포, 식품 및 박테리아에 적용되어 효과적으로 황화수소를 정량 검출하였으며, 향후 질병의 진단 및 식품 관리 분야에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.