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다공질 이온교환막에 의한 아미노산 센싱에 대한 평가

전문가 제언: ○ 일반적으로 산업분야에서 센서는 물리적 또는 화학적량(공정변수)을 검출하여 신호변환기를 통하여 전기적 신호로 변환하여 측정 또는 제어를 수행한다. 이러한 기존 센서는 주로 물리적 또는 화학적 소자나 전자소자(반도체)로 구성되어 있다. 그러나 최근에 의료분야나 환경 분야에서 마이크로 레벨의 측정에 바이오센서(biological sensor)가 그 특성 때문에 많이 사용되고 있다.

– 바이오센서는 특히 생물학적 요소(효소, 항원, 항체, 생화학물질 등)와 분석대상 물질과의 반응에서 나타나는 전기화학적 변화, 열에너지 변화, 형광 또는 색의 변화 등을 인식 할 수 있는 소자를 말한다. 바이오센서의 효시는 1962년 Clark의 포도당센서로 알려져 있다.

– 바이오센서는 측정대상물질, 센서에 고정한 생물학적 요소 또는 신호변환기의 종류에 따라서 구분된다. 초기에는 포도당센서와 같이 효소를 신호변환기 소자에 고정하여 제작한 것이 대부분이었으나 최근에는 효소를 이용한 촉매센서와 항원-항체 반응을 이용한 친화결합센서 외에도 DNA 칩 및 단백질 칩, 시료의 처리 및 분석을 일괄적으로 처리할 수 있는 랩온어칩(lab-on-a-chip)과 같은 칩 센서에 대한 연구개발도 활발하다.

○ 최근 사회가 선진화 되면서 고령화 사회로 급속히 진전되고 환경과 건강에 대한 관심이 높아지고 있다. 즉, 가정에서 쉽게 노인들의 건강상태를 파악할 수 있는 미량혈액검사나 식품이나 음료수 중의 극소량의 환경호르몬을 쉽게 검출할 수 있는 고 감도의 에코-바이오센서가 필요하게 된다.

○ 그러나 기존 바이오센서에 DNA나 단백질 등의 이온 감지 센서(ISFET)가 있지만 검출 면이 2차원평면으로 미량고감도의 측정에는 제한이 있다. 따라서 이 글에서 기술한 3차원 수용체(acceptor)를 가진 다공질 이온 교환막이 이러한 단점을 보완하여 사용될 수 있을 것으로 생각된다. 다만 이온교환용량을 측정대상으로 분류시 미소화에 따른 잡음문제가 있을 수 있어 막의 구조 등을 최적화 할 필요가 있다.

저자: Kazuki Miyano, Takashi Sugino, Chiharu Kimura, Hidemitsu Aoki
자료유형: 학술정보