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진단용 바이오센서기술의 발전현황

전문가 제언: ○ 1991년에 Sumioljima가 탄소나노튜브를 발견한 이래로 나노크기의 물질(나노입자, 나노전선, 나노봉 등)을 사용하여 효소반응을 전기적인 신호로 바꾸어주는 생체반응감지기술이 비약적으로 발전하였다.

○ 오늘날 사용되고 있는 바이오센서 제품으로는 여러 가지 물질의 미세흐름을 측정하는 통합미세전극, 다중 전기화학적 바이오센서, aptamer (40~100개의 염기를 결합시켜 놓은)센서, attomole(10-18M)까지 측정할 수 있는 금속보강바이오센서(MED)가 있다. 바이오센서는 혈당측정뿐 아니라 암 진단 및 음식물의 식중독 균 검사에까지 그 사용범위가 넓어지고 있다.

○ 탄소나노튜브는 전극과 산화환원효소를 분자적으로 연결하는 전선으로 사용하기에 매우 적합하다. 2004년에 Willner 등은 탄소나노튜브를 전극 표면의 한 점으로부터 전선처럼 연결하는 방법을 발표하였는데 탄소나노튜브를 전기플러그를 끼우듯이 포도당 산화효소의 반응 중심부에 나노튜브 끝을 끼울 수가 있다. 그러면 효소반응에서 생성된 전자가 길이가 150nm 정도인 나노튜브전선을 타고 전극에 전해지게 된다.

○ 전기화학적 바이오센서기술은 가정용을 포함해서 측정기기의 간소화에 큰 역할을 했다. 실제로 당뇨병 환자들이 사용하는 혈당측정기는 포켓 사이즈의 전류측정기로서 일회용 스트립을 사용하여 환자 스스로 간편하게 혈당치를 확인할 수 있기 때문에 그 시장규모가 한 해에 50억 달러에 달한다. 궁극적으로는 별도의 시약 없이 효소의 포도당 산화환원반응에서 나오는 낮은 전압을 감지해 내는 포도당 바이오센서를 만드는 것이 목표이다. 매개체가 없다는 것이 3세대 바이오센서의 주요 장점이다. 아주 낮은 전압으로 작동이 가능해지면 선택성도 매우 높아지게 된다.

○ 미래 바이오센서가 추구하는 핵심은 뛰어난 감도와 선택성을 바탕으로 다양한 물질들이 들어있는 실제 임상시료나 환경시료에서 여러 가지 복합적인 검사를 한 번에, 그리고 신속한 검사결과를, 동시에 비용이 저렴한 분석방법을 요구한다는 것이다.

저자: Omowunmi A. Sadik et al.
자료유형: 학술정보