바이오 센서에 관한 모든 것

소개글

바이오 센서에 관한 모든 것에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.INTRODUCTION

1.바이오센서의 의미
2.바이오센서의 시작
3.바이오센서의 응용분야
1)임상(CLINICAL LABORATORY)
2)식품공업
3)환경공학

2.바이오센서의 원리와 구성

1.바이오센서의 원리
2.바이오센서의 구성

3.고정화 효소 기술

1.INTRODUCTION
2.효소고정화의 원리
3.효소고정화의 종류
1)공유결합법
2)가교화법
3)포괄법
4)흡착법
4.효소고정화의 실제

4.ENZYME ELECTRODE의 발전상황

1.글루코오스 센서
2.알코올 센서
3.유기산 센서
4.아미노산 센서
5.핵산계 화합물의 센서
6.지질 센서
7.요소 센서
8.효소 활성 측정용 센서
9.신선도 센서

본문내용

정량적으로 다뤄질 수 있다.
2.miniaturisation
소형화의 목적은 필요로하는 sample양을 줄이고 multiple microsensor화 하여 multi-component analysis가능하게 하며, 저가에 대량생산이 가능하도록 하고 더 나아가 하게 implantable하는 것이다. 지금까지 microsensor에는 세가지의 기본적인 형태가 알려져있는데, 1 ion-sensitive field effect transister(ISFET) 2 gas-sensitive metal dxide semiconductor(MOS) capacitor 3 thin-film eletrode 등이다. 이러한 sensor들은 microelectronics의 기술로 fabrication되어 저가에, 재현성 있게 만들어질 수 있다. 예를 들면 thick-and thin film deposition, photolithographt, chemical and plasma etching과같은 기술
( sensor array 생산가능-sensor의 reliability repeatability versatility의 향상)들은 금속이나 반도체 혹은 절연체 표면층의 patterning으로 잘 나타내어 진다. 소형화에서도 대부분의 문제는 고정화된 biomembrane을 형성시키는데 사용되는 생산기술에서 발생하고 있다.
다음이 enzyme layer가 fabricate된 microbiosensor가 가져야할 요구사항이다. membrane이 eletronic element의 sensitive region에 반드시 deposit되어야한다. 2.사용시 deposited layer가 벗겨져 나가지 말아야 한다. 3.enzyme covering이 intigrated circuit(IC) process와 compatible해야한다.
3.Inducible recognition system(유도 인식 계)
각 enzyme에 최적인 동작 조건은 아주 specific하므로, multienzyme sensor의 경우 단순 sensor의 일반적인 조건에서 벗어나는 것은 어쩔수 없다. 그래서 organalle나 whole cell, 그리고 tissue section처럼 이른바 진화에 의해서 최적화된'모든 조건을 갖추고 있는 biocatasytic source를 쓰는 것이 바람직하다. 이러한 형태의 biosensor는 최소 60가지 예가 알려져 있는데, 아마도 수천가지 strain과 tissue가 가능할 것이다.
Microbial sensor는 enzymeic eletrode에 비해서 몇몇 장점을 지니는데, 예를 들면 enzyme의 준비단계가 필요없고, life time이 길어지며, cofactor의존성이 없다는 점이다. 그러나 specificity가 낮다는 것이 심각한 단점이다. 실제로 배지로서 많이 사용되는 3.glucose경우는 microbial sensor를 이용하여 다른 물질을 측정할때 간섭을 일으킨다. 이런 micro sensor의 선택성을 증가시키기 위해서는 바람직하지 않은 mitabolic pathway와 transport mechanism을 막고, 필요한 metabolic activity를 유도(induce)해야 할 필요가 있다.
3.Bacillus subtilis를 사용한 microbial glutamic sensor
glutamic acid만 측정하고자 하는 cell에 주입하면 B.subtilis는 O2를 소비하기 시작(즉 호흡률 증가)하므로 dissolved oxygen signal은 감소하기 시작하는데 이 추세는 steady state가 될때까지 계속된다. 그러나 여기에 Glc가 존재하면 이 sensor는 glutamic acid를 정량할 수 없다.
대책:이 solution에 상대적으로 낮은 농도의 chloromecuribenzoate(CMB)로 20분 도안 처리하면 glutamic acid signal의 변화없이 glucose signal이 감소된다. (CMB의 blocking effect) -> irrversible.
reversible한 inhibitor로는 PH 6.8에서 NaF가 있다.
->micromobial sensor의 발전가능성의 문을 열었다.
4.group-effect sensing
앞에서도 언급했지만 처리하지 않은 microbial sensor는 다수의 receptor가 있으므로 specificity가 떨어진다. 다른 한편으로 이렇게 일군의 물질을 한꺼번에 인식하는 능력은 복합적인 변수, 이를테면 생분해성 물질의 총계, 를 측정하는 능력은 이용될 수도 있다. BOD를 측정하는데 이런 능력이 이용되었는데, 고전적인 방법으로 4.BOD를 측정하는 데는 약 5일의 시간이 요구되었지만 biosensor를 이용하여 약 15분에서 20분 사이에 측정이 가능하게 되었다.
4.rapid-reponse BOD sensor는 poly vinyl alcohol에 고정화된 B.subtilis나 T.cutaneum으로 구성되어 있으며 호흡의 가속화나 전류의 변화를 측정한다.
이 sensor의 장점:short response time. 15-30sec.
참고문헌
바이오센서 기술을 여러면에서 다룬 일반적 문헌
.지성과 패기, 1993.1.2. 통권14 P.122-126
.가루베 이사오, 바이오센서, 장상목.이수미 역
(현대과학신서 44)
Theoretical method에 관한 문헌
.A.E.G.CASS., Biosensors. 1989. P.211-263
.P.W,ATKINS., Physical chemictry., fourth
edition 1990. p.252-275
.전기화학개론. 김준용, 임기철 1988. P.140-148
Research field
.ANALYST, JUNE 1989, VOL 114 P.653-661
효소고정화 기술에 관한 문헌
.James E.Bailey., David F. ollis., BIOCHEMICAL
ENGINEERING FUNDAMENTALS.,second edition.,
조영일.유영제.홍석인 역(서울외국어서적, 1991)
P.181-223

키워드

바이오센서,   센서,   요소센서,   글루코오스센서,   센서의 발전방향