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Electrochemical analysis of functionalized carbon nanotube and ferritin composite

Title
Electrochemical analysis of functionalized carbon nanotube and ferritin composite
Other Titles
기능성 탄소 나노 튜브와 페리틴 복합체의 전기 화학적 특성 분석
Author
이지원
Alternative Author(s)
Lee, Ji Won
Advisor(s)
김선정
Issue Date
2008-02
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
페리틴(ferritin)은 생체 내에 존재하는 철 저장 단백질로써 식물, 동물, 박테리아에서도 발견된다. 페리틴은 최대 4500개의 철 이온을 안쪽의 공극에 포함하고 있으며, 페리틴이 가지는 산화.환원 특성은 이 물질이 전자 전달 매 개 물질로 이용할 수 있음을 보여준다. 탄소나노튜브는 그것이 가지는 전기적, 기계적, 열적 특성 때문에 많은 연 구 분야에서 주목을 받고 있다. 최근, 탄소나노튜브는 단백질 또는 핵산 (nucleic acid) 같은 생체 물질(biomaterial)과 하이브리드 시스템을 형성하 여 nanodevice 나 bio-sensor 등에 응용하는 연구가 보고 되고 있다. 본 연구에서 저자는 bio-application에 응용하기 위하여 기능성 단일벽 탄 소나노튜브와 페리틴을 이용하여 공유결합으로 형성된 복합체를 제조하였다. 기능성 단일벽 탄소나노튜브는 다른 시간 동안 산 처리 반응을 통하여 각각 다른 기능화(functionalization) 정도를 가지게 되었다. 이렇게 제조된 기능 성 단일벽 탄소나노튜브 표면에 페리틴이 공유 결합을 형성하며 고정되었다. 산 처리 반응 시간이 증가함에 따라 기능성 단일벽 탄소나노튜브 표면에 고 정되는 페리틴의 양은 점차 감소하였다. 그러나 기능성 단일벽 탄소나노튜브 의 정전용량(capacitance)과 기능성 단일벽 탄소나노튜브와 페리틴 복합체의 전기화학적 작용(electrochemical activity)은 시간에 따라 증가했다 감소하 는 경향을 보였다. 순환 전압-전류법(cyclic voltammerty)의 결과로부터 60분 동안 기능화 시킨 단일벽 탄소나노튜브와 페리틴 복합체가 다른 기능화 단일 벽 탄소나노튜브를 이용한 복합체보다 훨씬 높은 정전용량과 전기화학적 작용 을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 60분 동안 기능화 시킨 단일벽 탄소나노튜브가 bio -application에 응용하기 위한 기능성 단일벽 탄소나노튜 브와 페리틴 복합체의 전기화학적 작용에서 가장 좋은 성능을 보이는 최적의 조건임을 제시한다.; Ferritin is an iron-storage protein founded in plant, animal, bacteria even in human. The ferritin can contain the iron inside the cavity up to 4500 atoms. Some redox properties of the ferritin have been examined using electron transfer mediator. Carbon nanotubes (CNT) have much attention because of its mechanical, electrical and thermal properties. Recent studies have demonstrated the use of CNT in nanodevices and sensors. It is the generation of biomaterial-CNT hybrid system such as protein-linked CNT and nucleic acid-functionalized CNT. Herein, we fabricated a covalently linked composite composed of functionalized single-walled carbon nanotubes (f-SWNT) and ferritin for bio-application. The f-SWNT were prepared using an acid treatment for different functionalization times and ferritin was immobilized on f-SWNT by covalent immobilization. The amount of ferritin on the f-SWNT decreased, as the functionalization time increased. The capacitance of the f-SWNT and the electrochemical activity of the f-SWNT/ferritin composites showed a parabolic shape. From the cyclic voltammetry data, the f-SWNT/ferritin composite functionalized for 60 min showed the highest capacitance and electrochemical activity versus the other f-SWNT/ferritin composites. This result suggests the optimum value for the best performance of the electrochemical properties of f-SWNT/ferritin composite was found for bio-application.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/147694http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000407958
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > DEPARTMENT OF BIOMEDICAL ENGINEERING(의용생체공학과) > Theses (Master)
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