바이오인

Bioin스페셜 WebZine 2013년 32호 [나노바이오 연구동향]

고령화 사회와 나노-바이오센서

김민곤 GIST 물리화학부 교수

1. 서론

  바이오센서는 바이오리셉터와 신호변환기로 구성된 것으로, 바이오리셉터(효소, 항체, 압타머 등)의 선택적인 결합 및 반응을 신호변환 값으로 전환하여 주어, 특정 물질을 간편하게 측정할 수 있는 바이오소자를 의미한다(그림 1).

그림 1. 바이오센서의 개념도
 

  바이오리셉터는 효소, 항체, DNA, 압타머, 세포 등이 있는데, 크게 생물촉매와 친화적 결합을 가지는 것으로 나눌 수 있다. 효소로 대변되는 생물촉매는, 개개의 효소마다 특정 물질이 반응하여 전자이동, pH 변화, 색 변화 등을 측정할 수 있다. 이를 측정하는 신호변환 방법은 전기화학, FET, 흡광 등 다양한 방법이 있다. 친화적 결합을 가지는 바이오리셉터는 항체, DNA, 압타머, PNA 등 매우 다양한 종류가 있으며, SPR, QCM, 흡광, 형광, 전기화학, 캔틸레버 등 거의 모든 방식의 바이오센서 신호변환 방법이 사용되고 있다.

  기존 센서와 비교하여 바이오센서가 가지는 특징은 바이오리셉터의 특징에 의해 매우 선택적인 반응 또는 결합을 유도하여, 특정 물질에 대하여 선택적인 감지가 가능하다. 예를 들어 혈액 내 포도당을 측정하고자 할 경우, 바이오리셉터로 포도당 산화효소를 사용하여 선택적인 산화반응을 전기화학적으로 측정이 가능하다. 바이오센서는 신속하게 특정물질을 감지하므로 간편성, 신속성, 편리성, 정확성이 높은 소자라 할 수 있다.

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