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미소전극에 의한 생체계의 세포화학 탐사

전문가 제언: ○ 전기화학적 금속 및 탄소전극은 전통적인 전기화학 분야뿐만 아니라 세포 생물학, 생물공학 및 새로운 임상적 전기요법을 위한 생물의학 연구 분야 등에 새로운 응용이 날로 증가되고 있다. 이들 응용을 실현하는 기술적 장치는 주로 미소전극의 배열과 이를 더 소형화하고, 분석 및 예비 전극기능은 컴퓨터로 자동제어 하고 있는 체계로 구성된다. 미소전극 제조 및 배열에도 경박단소 형태가 높은 가치를 지닌다.

○ 미소전극 배열기술은 어떤 형태이건 생체발전(生體發電) 세포형태 즉, 신경계통의 중앙 및 주변으로부터 신경세포, 심장세포, 췌장 β-세포, 근육세포 및 예리한 조직조각 등과 관련하여 사용할 수 있다. 또한 미세전극 배열에 기초한 장치는 세포의 큰 집합체의 전기적 활성을 관찰 할 수 있다. 지난 10년 간 미세전극 배열에 관하여 많은 연구가 되었음에도 불구하고 아직도 추가적인 연구가 더 필요한데, 특히 신경계통의 전기 생리적 거동분석에는 더욱 그렇다.

○ 전반적 전기화학적 바이오센서의 성능은 주로 생화학적 인식부분과 전기화학적 변환기 사이의 상호작용의 효과성으로 결정된다. 바이오센서의 설계에서 이 두 요소가 불량하게 연결되면 선택성, 감도, 재현성, 제한적 역동범위 및 안정도 등과 관련된 문제가 발생한다. 이 문제를 극복하기 위해서는 생체인식 및 검출방법을 더 개발하기 보다는 물리적 설계 및 제작을 새로운 관점에서 검토하는 것이 더 효과적이라 생각한다.

○ 바이오센서 연구현황을 보면 수백 가지 생화학 인식체계가 연구되었고, 바이오센서 제조를 위한 수천 가지 변환기가 이용가능하다. 그러나 상용으로 구입할 수 있는 바이오센서는 아주 제한적으로 시장에 나와 있다. 이와 같은 괴리가 발생하는 것은 이 장치를 위한 적절한 시장이 부족한 것과 더 분명한 이유는 문헌에 보고되어 있는 바이오센서 계통의 대부분은 실제로 센서 응용에서 부적절하기 때문일 것으로 생각된다. 그러므로 전기화학적 변환이 간편성과 감도를 가지고 바이오인식 계통의 전문성과 조합된 새로운 설계 및 제조 개발전략이 필요할 것으로 생각된다.

저자: Wightman, RM
자료유형: 학술정보