고분자 이온 감응막을 광도파로로 이용한 새로운 형태의 센서소자를 제작하여 칼슘이온의 농도 변화에 따른 그 특성을 평가하였다. 광도파로 소자는 실리카 유리기판에 기존의 반도체 사진식각법 (photolitho-graphy)을 이용하여 도파로가 형성되어질 부분을 에칭한 후 감지막을 스핀코팅법으로 코팅하여, 그 자체를 도파로로 이용한 고속 응답의 새로운 형태의 센서소자를 제작하였다. 도파로로 사용된 감지막은 칼슘이온에 대해 특이성을 가지는 변색성 이온감응물질인 ETH5294, 중성이온감응물질인 K23El, anionic site인 NaTm(CF3)2PB, 가소제인 DOP 및 PVC-PVAC-PVA 폴리머를 THF 용매에 녹여 스핀 코팅법으로 제작하였다. 여러 가지 변수에 따른 센서의 특성을 평가하기 위하여 도파로의 두께(즉, 감지막의 두께), 변색성 이온감응물질의 농도, 각 모드 변화에 따른 센서의 감응특성을 비교 평가하였다. 제작된 센서는 칼슘이온에 대해 1×106∼1M의 측정 범위를 가지며, 1×10⁴∼1×10¹M 영역에서 선형성을 가지며, 기존의 광학적 측정 방법인 분광분석법에 비해 높은 감도를 나타냄을 확인하였다.
A new functional organic thin film optical waveguide ion sensor is designed, which can select a specific ion, i.e., $Ca^{2+}$ -ion. The sensing membrane was composed of PVC-PVAC-PVA copolymer matrix based on anionic cation-selective chromoionophor(ETH5294), neutral ionophore(K23El), anionic site and plasticizer and it was coated on the etched glass substrate as embeded type optical waveguide itself. The sensor sensitivity dependence on waveguide length and thickness, contence of chromoionophore, and each mode was investigated. And this sensor could detect $Ca^{2+}$ ion in concentrations ranging from 1$ imes$106~1M(with 0.05M tris-HCI buffer solution of pH7.4) by measuring the absorbance change at 514nm of light. Utilizing thin film membrane, the fast response time and high sensitivity are obtained. Also, it is expected that this sensor can be applied to various biochemical important ions.ons.
