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SWCNT GO/Co/chitosan 기반 바이오센서를 이용한 땀 속 포도당, 젖산 및 요소 검출
김동섭 ( Dong Sup Kim ),장윤원 ( Yun Won Jang ),정찬엽 ( Chan Yeop Jung ),신윤아 ( Yoona Shin ),이진영 ( Jinyoung Lee ) 한국키틴키토산학회 2024 한국키틴키토산학회지 Vol.29 No.1
본 연구에서 진행한 바이오센서는 인체의 땀에서의 대사물질을 검출하는 서로 다른 효소가 고정되어 있는 나노바이오센서로서, 그래핀 탄소 코팅된 단일벽 탄소나노튜브를 포함한다. 땀 속에 있는 타깃 대사 물질 검출용 센서 수용체로 포도당 산화효소 (Gox), 젖산 산화효소 (Lox), 유레이즈 (Urease)를 선택하였고, 이와 반응하는 기질인 Glucose, Lactic acid, Urea를 사용하였다. 실험 결과 대사물질의 산화효소 (Gox, Lox, Ure 등)를 고정화한 탄소나노튜브 기반 전극에 일정량의 대사물질 (포도당, 젖산, 우레아 등) 를 반응시킬 때 세 가지 대사물질 모두 저농도부터 고농도까지 측정됨을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발한 바이오센서의 검출 효과가 있었음을 확인하였다. 본 실험은 세 개의 대사물에 대해서 독립적으로 실험을 진행했다. 순차적으로 인공 땀, 실제 인체 땀으로 실험하면 더 효과적인 바이오센서 개발이 될 수 있을 것이다. 추가적으로 이 연구를 바탕으로 탄소나노튜브 기반 전극을 활용하여 당 측정 바이오센서를 개발하고자 할 때 복수의 검출 대사물(포도당, 젖산 및 우레아)을 하나의 샘플에서 독립적으로 검출할 수 있는지에 대한 실험을 진행한다면 더 효과적인 바이오센서 개발을 할 수 있을 것이라고 생각한다. Recently, biosensor for detection of nutrients in human metabolic is one of attractive innovation four generation due to real time monitoring. It is necessary to develop a high-sensitive biosensor for detection of human organism components. In this study, Single walled carbon nanotube (SWCNT) based biosensor with high sensitivity was developed to detect glucose (Glu), lactic acid (Lac), and urea (Ure). Presented in this work is the development of a simple and highly sensitive D-glucose biosensor containing glucose oxidase (Gox), lactate oxidase (Lox), and Urease (Urs)-immobilized on SWNTs, respectively. Employing simple directed assembly and non-covalent functionlizationprocess these fabricated Gox, Lox, and Urs modified SWCNTs-based biosensors were designed with two electrode terminals to allow continuous resistance, cyclicvoltammetry and real time current response monitoring for the detection of Glu, Lac, and Ure, respectively. The developed biosensor had detection range in small size can make this biosensor potentially useful for in-vivo mode applications. SWCNT, 1-pyrenebutanoic acid, succinimide as electron transfer mediator, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC)/N-hydroxy succinimide (NHS) as linker, and three enzymes (Gox, Lox, and Urs) as acceptors, were step by step immobilized in the manufacturing process of biosensor. The developed biosensor has been confirmed to be capable of detecting three target metabolites (Glu, Lac, and Ure) in human components. Therefore, it is expected that this study can be used as a basic study for food assessment in large industry. Therefore, it is expected that this study can be used as a basic study for human body assessment in large industry.
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