금 전극표면에 다양한 분자 및 생분자를 고정시켜 sensor 역할을 하는 것이 최근까지 많이 연구되고 있는 분야 중에 하나이다. 특히 자기박막조립 표면(self-assembled monolayer)에 다양한 분자들을 고정시키기 위해 기존에 많이 사용하는 전극표면 활성방법 중에 하나가 EDC/NHS coupling을 통하여 활성 에스터를 형성하는 것이다. 하지만 이 방법은 전극을 장시간 immersion시켜야 하는 시간적인 한계가 있으며, site-selectivity에 문제점을 지니고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 전기화학을 이용하여 EDC와 커플링 없이 직접 NHS를 gold electrode에 빠르게 고정반응시켜 전극활성화 시키는 방법을 연구하였다. 기본적인 메카니즘은 금 전극에 self-assembled monolayer형태로 하이드로 퀴논을 고정시킨 다음 전기화학적 산화를 통하여 퀴논형태로 전환시키면 퀴논 자체가 좋은 이탈기(leaving group)를 형성하므로써 NHS(친핵체)와 퀴논의 친핵적 아실 치환반응을 수반하는 것이다. 이렇게 하여 얻어진 NHS 말단기는 아민을 수반하는 다양한 분자 및 생분자와의 특이반응에 사용될 수 있다. 이번 실험의 특징은 원하는 전극에만 선택적으로 NHS를 반응시켜 전극을 활성화 할 수 있다는 장점이 있으며, 기존의 EDC/NHS coupling은 2시간 이상이라는 장시간이 소요되는 반면, 수초 내에 NHS 말단기를 형성 할 수 있다는 장점이 있다. 이처럼 전기화학적 방법을 통하여 site-selective하게 형성한 NHS 말단기와 다양한 분자 및 생분자와의 반응특이성을 살펴보는 것이 주요 골자이다. 이러한 NHS 말단기에 amine이 modified된 DNA를 고정시키는 실험 및 여러 개의 금 배열 전극에 선택적으로 Gold nanoparticle 고정 및 nanotube의 covalent attachment를 통한 bridge 형성실험을 연구하였다. 금 전극에 위와 같은 방법으로 빠른 시간 내에 nanomaterials를 고정화 시킬 수 있으며, 더 나아가 하나의 electrode가 아니라 마이크로 크기의 electrode array 위에서 선택적 전위공급에 의한 연속적인 DNA 또는 단백질의 고정 및 nanomaterials의 고정 및 bridge 형성을 가능케 하여 나노 생물소자, 나노 바이오센서 및 나노 전자소자 공정과정에 그 응용범위를 확장시킬 수 있다.
