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전기화학적 바이오센서용 금속나노입자 함유 고분자 박막

전문가 제언: ○ 최근 체내 바이오분자 농도변화 등을 신속/저렴하게 진단하는 바이오센서가 건강에 중요해져, (산화)효소 이용 진단키트가 실용화되었다. 효소에 의해 분해 생성된 물질의 전류가 측정된다. 바이오센서 중 전기화학적 변환방법은 감도, 선택성, 저비용 그리고 소형 디바이스의 장점이 있다. 바이오센서 구조는 바이오 인식부(효소, 항체 등), 신호변환기, 증폭기, 프로세서/디스플레이로 구성된다. 센서에서 감도, 선택성이 핵심이다.

○ 금속 나노입자(MNP) 함유 고분자 골격(MNPPF) 연구가 최근 활발하여 많은 유기변환과 무기반응으로 센서 등의 생의학 응용에 적합한 전기화학적 특성을 보였다. 이 고찰에서 저자는 MNPPF의 주요 제법의 소개 및 전기화학적 바이오센서로서의 MNPPF의 최근 발전과 도전을 소개하고 있다. MNP는 나노크기로 인한 기질과의 엄청난 계면면적과 우수한 전기전도도 덕에 센서의 감도 및 선택성을 증가시킨다. (전도성)고분자는 저비용 및 우수한 상용성 등으로 타겟 분석물의 선택적 피흡착재가 된다.

○ 저자는 전기화학적 바이오센서인 글루코오스 센서, 콜레스테롤 센서 등의 각개 설명에서 효소형 센서의 장점(고선택성)과 단점(안정성 한계와 고비용)을 소개하고 있다. 역점은 (산화)효소가 불필요한(비표지) 비효소형 센서개발 설명에 있다. 비효소형은 타겟 분석물과 선택적 반응하는 MNPPF 이용 신호변환기(전극)가 개발 중에 있다. 비효소형 글루코오스 산화용 바이오센서가 알칼리 매체 내 동 전극 위에 제조되었는데 고선택성 MNPPF 변성전극이 핵심이다. 비효소형 개발의 실현이 보인다.

○ 국내에서는 2009년 및 2010년, 50℃까지 견디는 전기화학적 비효소형 콜레스테롤 센서개발을 광운대 박재영 교수 팀이 보고하였다. 전기도금기술과 나노다공성 Pt 전극 등을 이용하였고, 2012년 이 주제의 이이재의 박사논문이 발표되었다. ETRI는 톱다운 방식의 CMOS 공정이용 나노선 FET 바이오센서 연구를 수행중이며, 전립선암의 PSA용 항원-항체 반응이용 센서를 제작하였다. 국내 바이오센서 기업은 에스디, 인포피아, 아이센스, 올메디쿠스 등이 총 매출 1000 억 원대로 영세하다. 비효소형 저가의 안정된 바이오센서 개발에 국가의 전폭적 지원이 시급하다.

저자: S. Prakash et al
자료유형: 학술정보