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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 55, Number 3
JKCSEZ 55(3)
June 20, 2011 

 
Title
Surface Modification Using Spiropyran-Derivative and Its Analysis of Surface Potential Induced by UV

스파이로파이란에 의한 표면 개질 및 자외선에 의해 유도된 표면 전위에 대한 분석
Author
Bong Soo Lee, Dong Keun Han, Tae Il Son, Young Hwan Jung*

이봉수, 한동근, 손태일, 정영환*
Keywords
스파이로파이란, 광변색 현상, 메로시아닌, 켈빈 탐침력 현미경, 표면 전위 , spiropyran, photochromism, merocyanine, kelvin prove force microscopy (KFM), surface potential
Abstract
스파이로파이란이 함유된 물질은 자외선의 조사(irradiation)에 의해 메로시아닌 파생물로 변화되는데 이 물질은 페 놀레이트 음이온과 아민 양이온으로 구성된 쌍극성(zwitterion) 이온을 가지고 있다. 이와 같은 메로시아닌 표면위에서 페 놀레이트 음이온과 니켈 금속 양이온의 복합화는 표면 전하의 변화를 일으키며, 이를 Kelvin prove force microscopy (KFM) 를 이용하여 측정하였다. 자외선 노출 시간에 따라 쌍극성 이온의 발생량의 정도가 달라지고, 이것을 표면 전위를 통해서 금속 이온을 매개로 간접적으로 측정할 수 있었으며 표면 전위는 자외선 노출시간이 증가함에 따라 선형적으로 감소하다 가 결국 포화상태가 됨을 관측하였다. 또한 자외선 노출 시간이 증가함에 따라 니켈 이온의 부착된 양이 증가되는 결과 를 XPS 방법을 사용하여 분석할 수 있었다. 이러한 성질은 다른 금속 이온의 검출 및 양적 분석을 위해 이용될 수 있을 것으로 생각되며, 금속이온과 결합 가능한 단백질이나 세포와 같은 생체물질을 양적 변화를 표면 전하량에 따라 제어할 수 있는 가능성을 제시하였다. 지금까지의 결과를 바탕으로 고선택성, 고감도를 가지고, 생체 물질의 정량적인 제어가 가 능한 지지체 혹은 바이오칩을 만들 수 있을 것으로 예상한다.

Merocyanine derivatives transformed from spiropyran-containing compounds by irradiating the light of ultraviolet (UV) include zwitterion of phenolate anion and amine cation. Complexation of this phenolate anion on merocyaninemodified surface and Ni ion among metal ions led to a change of surface charge and it was measured with kelvin prove force microscopy (KFM). We found that the resultant surface potential decreased linearly as UV-exposed time increased, and finally were saturated. Also it was analyzed through XPS the immobilized amount of Ni ions was increased according to increase of UV-exposed time. It is considered that these properties could be applied for detection and a quantitative control of different metal ions. Further research is to aim construct specific scaffold/matrix which enable high selective, high sensitive and, especially, a quantitative immobilization of metal ions-binding biomaterials such as proteins and cells.

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