표면 플라즈몬 공명의 원리를 이용한 산소센서와 표면 플라즈몬 공명의 원리를 이용한 산소센서가 포함된 산소투과도 측정장치

Title
표면 플라즈몬 공명의 원리를 이용한 산소센서와 표면 플라즈몬 공명의 원리를 이용한 산소센서가 포함된 산소투과도 측정장치
Authors
홍재민최희덕김일두
Issue Date
2008-08-21
Publisher
한국과학기술연구원
Abstract
본 발명은 표면 플라즈몬 공명( SPR : Surface Plasmon Resonance)의 원리를 이용한 산소센서와 이를 이용한 산소 투과도 측정 장치 개발에 관한 것이다. 기존 산소센서 또는 산소투과도 장치에 사용되는 방법과는 상이한 원리를 사용하여 산소만을 선택적으로 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 산소센서는 유전체 기판, 상기 기판위에 형성된 금속 필름 또는 나노 입자층 및 상기 금속층에 부착된 유기물층을 구비한다. 금속 필름 또는 나노입자의 투명한 기판에 산소와 반응하는 물질(Hemin 등의 metal-porphyrin 또는 Hemoglobin등 )을 부착하여 금속필름 또는 나노입자에 의해 유도되는 전계 증가(field enhancement)효과를 이용한 공명각도 또는 굴절률의 변화를 검출하여 측정 공간의 산소 농도를 측정할 수 있는 산소센서에 관한 것이다. 또한 본 발명에 따른 새로운 측정 방법을 제안한다. 본 발명은 공명 곡선의 정적한 위치에 각도를 고정을 하고 산소 농도에 따른 전압의 변화만을 측정하는 방법을 제안한다. 이에 비해 기존 SPR 측정 방법은 각도 및 파장의 변화를 측정하여 센서로 사용하고 있다. 본 발명에 따른 측정 방법을 통해 기존 방식에 비해 이동이 없이 빠른 측정이 가능하며, 단일 파장 광원을 사용하여 측정기기를 간편하게 실현할 수 있어 소형화된 산소센서 및 산소투과도 장치 개발에 응용할 수 있다. 제 1 관점으로서, 표면 플라즈몬 공명의 원리를 이용한 산소센서(530)에 있어서, 빛을 방출하는 레이저다이오드(510)와; 상기 레이저다이오드(510)에서 방출되는 빛을 편광으로 바꾸는 편광기(50)와; 상기 편광기에서 편광된 빛을 투과시키고, 일면에 상기 편광된 빛을 반사하기 위한 센서기판(10)이 부착된 프리즘(60)과; 상기 센서기판(10)을 감싸는 공간에 농도를 측정할 산소가 담길 산소농도측정공간부(16)와; 상기 프리즘에서 반사된 빛의 광량을 측정하는 광량측정기(220)와; 상기 산소센서의 동작을 제어하고 산소 농도를 연산하는 마이크로-컨트롤러 IC(500); 를 포함하고, 상기 센서기판(10)에는 기체상태의 산소와 반응하는 유기물질이 부착되고, 상기 광량측정기(220)에서 측정된 광량을 이용하여 광량에 상응하는 절대농도가 저장되어 있는 마이크로-컨트롤러IC(500)에서 산소농도를 구하고, 상기 센서기판에 입사되는 편광된 빛의 입사각이 고정된 채로 산소의 농도를 측정하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명의 원리를 이용한 산소센서(530)가 제시된다. 제 2 관점으로서, 표면 플라즈몬 공명의 원리를 이용한 산소센서가 포함된 산소투과도 측정장치에 있어서, 빛을 방출하는 레이저다이오드(510)와; 상기 레이저다이오드에서 방출되는 빛을 편광으로 바꾸는 편광기(50)와; 상기 산소센서의 동작을 제어하고 산소농도변화량과 산소투과도를 연산하는 마이크로-컨트롤러 IC(500)를 포함하는 산소센서와; 상기 산소센서의 일측에 연결되고 기체상태의 산소를 공급하는 산소공급부; 를 포함하고, 상기 센서기판에는 기체상태의 산소와 반응하는 유기물질이 부착되고, 일정한 시간간격을 두고 상기 광량측정기(220)에서 측정된 광량을 이용하여 산소농도변화량을 구하여 산소투과도를 측정하는 것을 특징으로 하는 표면 플라즈몬 공명의 원리를 이용한 산소센서가 포함된 산소투과도 측정장치가 제시된다.
URI
Go to Link
Appears in Collections:
KIST Patent > 2008
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
Export
RIS (EndNote)
XLS (Excel)
XML


qrcode

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

BROWSE