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효소전극 구성 재료의 연구개발 동향

전문가 제언: ○ 효소 반응을 이용한 바이오센서는 사용상의 편리성, 전문적 분석 장치의 불필요 등 장점을 지녀 오랫동안 활발한 연구 개발이 이뤄져 왔다. 효소를 이용한 센서 중 가장 대표적인 혈당 센서는 바이오센서 시장의 80% 이상을 차지하고 있으며 앞으로도 의료 수준이 빠르게 발전하는 추세에 있어 첨단 단백질 칩의 요구는 크게 확대될 전망이다.

○ 바이오센서와 생물연료 전지는 효소 전극을 구성하는 효소, 전자 전달 매개체, 결합제 및 캡슐화 물질, 전도성 및 고형 매트릭스와 같은 전극의 효능을 결정하는 재료들이 적절히 선택될 때 최적화가 가능하며 이를 위해 효소 전극 구성 재료들에 대한 원천 기술 확보가 요구된다.

○ 바이오센서와 관련한 국내 기술은 DNA칩, 랩 온 칩, 마이크로어레이 등이 대학, 정부출연연구소, 기업체 등에서 연구가 활발히 진행되어 일부 상용화되어 있는 실정으로 선진국 수준에 근접하고 있다. 센서용 나노 재료 분야에서는 CNT, 나노자성입자, 나노와이어 등에 대한 독창적 연구가 활발히 진행되고 있고 관련 특허도 계속 증가 추세에 있어 전망은 밝다. 그러나 신효소 설계, 전극 재료, 실용적인 나노 재료에 관한 국내의 연구개발은 학계 일부에서 수행되고 있는 실정에 있어 선진국에 비해 많이 뒤떨어져 있다.

○ 생물 효소 고유의 문제점을 해결하기 위해 단백질공학과 인공효소 기술 등을 발전시켜 새로운 효소를 개발해야 한다. 효소 전극과 바이오센서 플랫폼에 있어서는 생물호환성의 양호한 전도성 소재, 다중 기능, 전극 수명, 소형화, 경제성 측면에 역점을 두되, 나노 재료에 대한 원천기술 확보와 실용화가 구현되도록 나노기술이 접목된 BT-IT 융합기술 개발을 한층 강화하여 창의적 기술 혁신을 이루어야 한다.

○ 에너지, 전자, 의료 등 분야에서 앞으로 각광 받을 것으로 예상되는 생물연료 전지는 현재까지는 세계적으로 기초 및 응용연구 단계에 있고 상업화 면에서는 현실화되지 않았다. 미래 수요에 대비 전자전달 능력이 크고 안정한 효소를 개발하고 저비용의 연료를 선정하여 최적화하여야 하며 효소 고정화, 보조효소, 매개체 등 기술도 발전시켜야 한다.

저자: Anil Kumar Sarma, Preety Vatsyayan, Pranab Goswami, Shelley D. Minteer
자료유형: 학술정보