바이오 센서(생체소재)

소개글

바이오 센서(생체소재)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

l 서론

ll 본론
1. 바이오센서
(1)정의
(2)원리
(3)종류
2. 바이오센서에 의한 당뇨병 혈당 분석
3. 바이오 센서의 최근 연구 동향과 연구 성과 앞으로의 전망
(1)임플란트 바이오센서(Implant Biosensor)
(2)금 나노입자를 이용해서 눈물 속에 포함되어 있는 극미량의 glucose 농도를 측정
(3)나노 동공재료를 이용한 무혈당 센서.

lll 맺음말

본문내용

도의 농도가 존재한다. 따라서 나노 동공재료를 전극으로 사용하면 동공 내부에까지 포도당이 분포하게 되므로 포도당 산화에 참여하는 전극의 실제 넓이가 동공 내벽가지를 포함하게 되어 크게 넓어진다. 반면 AA와 같은 방해물질들은 산화 속도가 빠르므로 백금 표면에서의 농도는 거의 0에 가깝다. 나노동공 재료가 전극이 되면 방해물질 분자들은 동공 입구에서 거의 전부 산화되었고 동공 내부에는 존재하지 않게 된다. 따라서 방해물질의 산화에 참여하는 전극의 넓이는 나노 동공 전극을 사용하더라도 평면 전극의 넓이가 크게 다르지 않게 된다. 산화에 의한 전류의 크기는 명백하게 사용된 전극의 면적에 비례하므로 나노 동공 전극에서 방해물질에 의한 전류는 그대로인 반면 포도당의 산화전류는 다공성 구조에 의한 면적증가만큼 커지게 된다.
본 연구진이 제작하여 사용한 나노 동공 전극의 거칠기는 70-400정도 였고 실제로 포도당의 산화 전류는 실제로 그에 비례하여 증가하였다. 그림7로부터 나노 동공 구조에 의해 포도당의 산화 전류가 얼마나 극적으로 증대되는지를 확인할 수 있다. 포도당의 산화가 크게 증대되면서 방해물질들에 의한 신호는 상대적으로 작아져 보이는 것을 볼 수 있다.
또한 그림8은 전기도금 시간을 늘림으로써 동공의 깊이를 깊게 할 경우 포도당에 의한 신호를 방해물질에 의한 그것에 비해 더욱 크게 할 수 있음을 보여준다.이렇게 만들어진 나노 동공 포도당 센서는 일주일 이상 사용하더라도 5%유효수준 내에서 성능 변화를 발견할 수 없으며 대면적 증착을 통한 방법으로 대량 생산도 가능하다.
4. 바이오센서의 미래
(1) 마이크로 바이오센서
바이오센서를 미소화하면 하나의 센서로 몇 종류의 화학물질을 한번에 계측할 수 있다. 이러한 미소화 센서에 사용하는 변환기는 반도체소자와 반도체의 가공기술을 이용하여 만들어지는 마이크로전극이다. 예를 들어 전압의 형태로 신호를 증폭할 수 있는 전개 효과형 트랜지스터는 질화실리콘으로 피복되어 있고 게이트가 변환기로서 작용한다. 이 게이트 위에 효소를 고정화하면 폭 0.4mm, 길이 0.5mm라는 미소한 효소센서를 제작할 수 있다. 실리콘의 미세가공기술을 사용하여 반응이 일어나면 전류가 흐르는 미소전극도 개발되고 있다. 이것을 과산화수소나 산소를 계측할 수 있는 미소전극을 만들고 이 표면에 산화효소를 고정화하면 각종 화학물질을 측정할 수 있다.
(2) 유도인지 시스템
미생물 센서는 효소를 별도로 제조할 필요가 없고 연속적 감지 시스템을 손쉽게 구성할 수 있는 장점이 있는 반면 선택성이 떨어지는 근본적인 문제점이 있다. 특히 glucose는 대부분의 미생물이 손쉽게 이용하는 탄소원 이므로 glucose가 배지에 첨가된 경우 다른 성분 대사결로나 물질수송 기구를 차단하거나 필요한 대사활성을 유도시켜야 한다. 미생물센서에 있어 glutamic acid에 대한 신소에 영향을 주지 않으면서 glucose에 대한 신호를 현저하게 낮출 수 있으며, 미생물 배양 중 분석대상물질을 기질로 첨가하여 관련효소를 유도한“induced bacteria"를 제조하여 선택성이 크게 향상된 미생물 센서를 제조 할수 있다. Cholesterol과 lactate를 측정하는 세포를 이용하는 미생물센서의 감도를 관련효소인 oxidase를 유도함에 의하여 크게 증진시킬 수 있다고 보고되고 있다.
lll. 맺음말
21세기는 개인별 유전체 정보와 바이오센서를 기반으로 하는 맞춤의료, 원격의료가 될 것이다. 환자는 바이오센서에 의해 공동연구센터에서 개개인의 신체 변화를 실시간으로 파악할 수 있는 있게 될 것이며 이들 정보를 의료기관에 전송하여 진단할 수 있게 되는 데이터 분석 및 임상 기술의 적용으로 질병이 있으면 즉시 전문의에 의한 치료가 행해 질것이다.
이 원격의료 시스템은 노령화 시대를 대비한 첨단 의료서비스로서 효과적인 만성질환 관리를 통해 국민 보건 향상과 의료비용 절감을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 수출 상품화를 통해 막대한 경제적 부가가치를 창출할 수 있는 차세대 성장 동력으로서도 가치가 있고 앞으로도 꾸준히 연구될 것이다.
<참고 문헌>
바이오센서의 원리와 식품산업에 응용 - 한국식품과 학회분석분과의원회(1998년 논문집)
바이오센서 - 가루베 이사오 지음(장호남 감수/장상목/이수미 옮김)
바이오센서 - 정윤수 (고려의학)
센서活用技術 - 黃奎燮 지음
센서事典 - 타카하시 키요시,외저
나노 동공재료와 바이오센서 - 정택동, 박세진, 김희찬/성신여자대학교, 서울대학교

키워드

바이오 센서,   생체소재,   생체재료,   바이오,   bio sensor,   생체 센서,   센서