연속혈당측정시스템(CGMS) 적용을 위한 전자 끄는기 도입 오스뮴 착물 및 산화환원 고분자의 합성
Synthesis of an Osmium Complex with an Electron-Withdrawing Group for Redox Polymer Formation in Continuous Glucose Monitoring System
- 주제어 (키워드) 연속혈당측정시스템 , 전자전달체 , 산화환원 고분자
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 문봉진
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000081780
- UCI I804:11029-000000081780
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
국문초록 연속혈당측정시스템(CGMS) 적용을 위한 전자 끄는기 도입 오스뮴 착물 및 산화환원 고분자의 합성 연속혈당측정시스템(CGMS)은 체내에 부착된 센서를 통해 혈당을 지속적으로 측정할 수 있는 시스템으로, 효소, 전자전달체, 고분자 매트릭스, 가교제로 구성된다. CGMS의 성능 향상을 위해서는 적절한 산화환원 전위 (-0.2 V ~ 0 V, Ag/AgCl)를 갖는 전자전달체의 합성, 고분자 매트릭스와의 안정적인 결합 형성, 그리고 전극 상에서의 용출 문제 해결이 요구된다. 본 연구에서는 0 V (Ag/AgCl) 근처의 산화환원 전위를 갖는 전자전달체를 개발함으로써, CGMS의 전기화학적 성능을 개선하고자 하였다. 이를 위해 TPMA [tris(2-pyridylmethyl)amine] 리간드를 기반으로, 전자 끄는기(EWG)를 도입하여 산화환원 전위를 양의 방향으로 조정한 오스뮴 착물을 합성하였다. 이 과정에서 고온 조건에서도 치환반응을 일으키지 않는 새로운 배위 용매 조건을 확립하였다. 전자전달체를 고정하기 위한 고분자 매트릭스로는 수용성이 우수한 이미다졸 기반의 공중합체를 사용하였다. 산화환원 전위 변화와 용해도 차이를 통해 산화환원 고분자의 형성을 확인하였으며, 이어서 포도당 농도 변화에 따른 전류 신호를 측정하는 전극 평가를 수행하였다. 그 결과, TPMA 기반 오스뮴 전자전달체를 사용한 선행 연구 대비, 2배 이상 높은 전류 신호를 얻었으며, 이를 통해 차세대 혈당 센서로의 적용 가능성을 확인하였다. 주제어: 연속혈당측정시스템(CGMS), 전자전달체, 산화환원 고분자
more초록 (요약문)
ABSTRACT Synthesis of an Osmium Complex with an Electron-Withdrawing Group for Redox Polymer Formation in Continuous Glucose Monitoring System Continuous glucose monitoring system (CGMS) is a device that continuously measures blood glucose levels through a sensor attached to the body. CGMS consists of an enzyme that oxidizes glucose, an electron mediator, a polymer matrix for immobilization, and a crosslinker. To improve the performance of CGMS, it is essential to develop electron mediators with appropriate redox potentials (-0.2 V to 0 V, Ag/AgCl), form stable conjugation with the polymer matrix, and minimize mediator leaching from the electrode. In this study, we aimed to improve the electrochemical performance of CGMS by developing an electron mediator with a redox potential close to 0 V (Ag/AgCl). To this end, an osmium complex was synthesized by introducing an electron-withdrawing group (EWG) into the tris(2-pyridylmethyl)amine (TPMA) ligand, allowing for a positive shift in redox potential. During this process, new coordination solvent conditions were established to suppress substitution even under high-temperature conditions. An imidazole-based copolymer with excellent water solubility was used as the polymer matrix to immobilize the electron mediator. The formation of redox polymers was confirmed through changes in redox potential and solubility. Finally, electrode experiments were conducted to evaluate the current response to varying glucose concentrations. As a result, the TPMA-based osmium electron mediator generated current signals that were twice as high as those reported in previous studies using TPMA–osmium systems, demonstrating the potential of this system for application in next-generation glucose sensors. Keywords: continuous glucose monitoring system (CGMS), electron mediator, redox polymer
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국문초록 3
ABSTRACT 4
1. 서론 6
2. 결과 및 고찰 17
2.1. EWG 를 도입한 TPMA 리간드 기반의 오스뮴 전자전달체 합성 17
2.2. 폴리바이닐이미다졸 중합체 기반의 산화환원 고분자 합성 25
2.3. 산화환원 고분자의 포도당 감응 평가 32
3. 결론 36
4. 실험 38
4.1. 시약 및 시료 38
4.2. 장비 39
4.3 합성 41
4.4 전기화학적 실험 72
