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센서 응용을 위한 사이클로덱스트린-분자 상호작용의 전기화학적 검출
박민지 ( Minji Park ),김수연 ( Sooyeoun Kim ),배준원 ( Joonwon Bae ) 한국공업화학회 2018 공업화학 Vol.29 No.5
사이클로덱스트린(cyclodextrin)은 환형다당류(cyclic oligosaccharide) 분자들의 일종으로서, 독성을 거의 지니지 않으며, 다른 분자를 포획할 수 있는 기능을 갖고 있다. 따라서, 이 분자들은 유해물질이나 유독가스를 제거하는데 활용되어 왔다. 본 연구에서는, 이 분자들이 다른 분자를 포획하여 host-guest 화합물을 형성할 수 있다는 점에 착안하여, 이 화합물의 생성 시에 수반되는 전기화학적 변화를 감지하는 방법론을 탐구하고자 한다. 먼저, host-guest 화합물의 형성은 자외선 분광기를 통해서 고찰한다. 사이클로덱스트린의 농도를 바꿔가면서 화합물의 형성을 모니터링한다. 그리고, 실질적인 검출은 금전극에 표면 처리 과정을 거쳐 사이클로덱스트린 분자를 도입하고, 이 전극에 모델분자인 메틸파라벤(methyl paraben)을 도입하여 전기화학적 변화를 감지하는 방식으로 도모하였다. 그 결과, host-guest 화합물 형성시에 전하의 전이가 일어나고, 이를 전기화학적 측정 방식으로도 검출할 수 있다는 가능성을 실험적으로 보여주었다. 이는 무독성 분자인 사이클로덱스트린의 활용도를 넓힐 수 있는 의미있는 결과로 기대된다. Cyclodextrins are a class of oligosaccharides having an extremely low toxicity, so that they have been used for the formation of host-guest complexes and removal of toxic gases or molecules. In this study, the subtle phenomenon associated with the formation of host-guest complexes between cyclodextrin and toxic molecules (methyl paraben) was experimentally investigated. First, the formation of cyclodextrin-methyl paraben complexes was monitored by UV/Vis spectroscopy as a function of the cyclodextrin concentration. Secondly, the electrochemical measurement was performed with the surface engineered Au electrode having cyclodextrin molecules on the Au substrate. The sensing signal derived from the addition of methyl paraben solution into the Au surface was measured delicately. This study can be informative for future applications such as sensors.
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