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요소 바이오센서의 최근 발전현황

전문가 제언: ○ 사람을 포함한 지상의 포유동물은 과잉질소를 요소로 전환하며 사람은 하루에 25~30g을 체외로 배설한다. 요소는 혈액, 오줌, 림프 중에 들어 있으며 혈청의 정상수준은 15~40mg/dl인데 신장장애로 180mg/dl 이상으로 올라가면 혈액투석이 필요하다. 또한 요소는 질소비료로 사용되기 때문에 공업적으로 대량 생산된다. 따라서 요소는 자연에 광범위하게 분포되어 있으며 임상 및 농업분야와 깊이 관련되어 있다.

○ 생물 감지센서는 임상진단뿐만 아니라 식품기술, 군사, 공업 및 환경조사 등에 이용되며 이 분야의 연구가 매우 활발하다. 요소 바이오센서는 기체 크로마토그래피와 같은 통상적 방법에 비하여 복잡한 전처리과정이 필요 없고 현장조사에 적합한 장점을 갖고 있다.

○ 바이오센서는 3부분으로 구성된다. 첫째, 민감한 생물학적 소자(효소, 항체, 핵산 등 생물학적 물질)는 분석대상물질과 반응하여 물리화학적 변화를 일으킨다. 둘째, 신호변환기 또는 검출기(전류측정, 전압측정 등)는 생물학적 소자와 분석대상 물질과의 반응에서 발생한 신호를 정량이 가능한 신호로 전환한다. 셋째, 관련된 전자공학 또는 신호프로세서는 사용자 친화적 방법으로 측정결과를 나타낸다.

○ 처음으로 만들어진 요소 바이오센서는 생물학적 소자로 우레아제(urease), 신호변환기로 전위차계를 사용하였다. 이 바이오센서의 저장수명은 25oC에서 3주였다. 저장수명 이외에도 신호변환, 정밀도 및 제조단가에서 더 많은 기술적 개선이 요구된다.

○ 미국인 2천만 명 이상이 만성 신장질환을 앓고 있고 2천만 명 이상이 신장질환에 걸릴 위험에 처해 있다. 인도에서는 신장질환이 암과 심장질환에 이어 3번째로 생명을 위협하는 질환으로 순위에 올라있다. 요소 센서 시장은 10억 불에 달하는 막대한 잠재력을 갖고 있는 만큼 앞으로 신뢰성이 있고 정확도가 높으며 저가인 요소측정기구가 개발되어야 할 것으로 생각된다.

저자: Gunjan Dhawan
자료유형: 학술정보