바이오 센서와 그 응용

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소개글
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목차

I. 서론

II. 본론

1. 바이오센서의 정의 및 기원

2. 원리별 응용분야

1) 바이오센서의 기본 원리

2) 여러 형태의 바이오센서와 사용 예

2-1) 미생물 센서

2-1-1) 전극을 이용한 센서

2-1-2) 글루코오스 센서

2-1-3) 알코올 센서

2-1-4) 유기산 센서

2-1-5) 아미노산 센서

2-1-6) 암모니아 센서

2-1-7) BOD센서

2-1-8) 변이원 센서

2-1-9) 항생 물질 센서

2-1-10) 그 밖의 전극을 이용한 센서

2-1-11) 그 밖의 미생물 센서

2-2) 리셉터 센서

2-3) 세포 소기관 센서

2-4) 면역 센서

2-4-1) 전극을 이용한 면역 센서

2-4-2) 광게측 디바이스를 이용한 면역 센서

2-4-3) 영상처리 시스템을 이용한 센서

2-4-4) 요동 현상을 이용한 센서

2-5) 미각 센서

2-6) 후각 센서

2-7) 동.식물의 세포 및 조직을 이용하는 센서

3. 최신 바이오센서 기술 응용

3-1) 독성검사를 위한 휴대용 바이오 센서

3-2) 나노선을 이용한 바이오센서를 개발한다.

3-3) 카본 나노튜브를 이용한 바이오센서

3-4) 혈당 바이오 센서

3-5) 토양 진단용 바이오센서

3. 바이오센서의 미래

3-1) 앞으로의 전망

< 참고 문헌>

본문내용
2. 원리별 응용분야

1) 바이오센서의 기본 원리

바이오센서라 함은 주로 효소, 균 동식물의 조직 등 생체물질을 이용한 센서에 초점을 두자.센서는 크게 두 부분으로 나뉘어져 있다.먼저 특정 분자를 인식하고 그 농도에 비례하여 물리 . 화학적 변화를 일으키게 하는 부위와 이들 물리. 화학적 변화를 전기신호화는 부위이다. 시료 속의 특정분자를 선택적으로 인식할 수 있으면, 분리경제를 번거롭게 하지 않아도 된다.


그림 1 에서 보듯이 분자인식부위가 특정 분자하고만 선택적으로 결합이 이루어지고 물리. 화학적 반응에 의하여 전기적으로 쉽게 검출할 수 있는 새로운 물질이 생성 또는 감소하거나, 열 , 광 등을 발생할 때 이에 상응하는 적당한 검출기를 부착하여 센서를 구성한다. 바이오센서는 분자인식부위에 효소나 동식물의 조직을 이용한다. 효소는 기질특이성이 뛰어나 혼합물 속에서도 특정분자하고만 선택적으로 반응한다.


예) glucose는 glucose oxidase (GOD)에 의하여 다음과 같이 산화된다.

Glucose + O2-----> gluconic acid + H2O2



이 반응에서 소모되는 산소량을 측정하거나, 생성하거나, 생성되는 gluconic acid 또는 H2O2를 검출하면 간접적으로 glucose의 농도를 측정할 수 있다.따라서 산소전극 상에 GOD를 고정화하면 glucose와 반응한 산소의 농도를 측정함으로써 glucose를 측정할 수 있는 glucose 센서가 된다.



그림 2 에 산소전극과 효소공정화된 막을 이용하여 이렇게 기질의 농도를 측정하는가를 나타낸다. 용액 속에 녹아 있는 용존산소가 기질의 산화반응으로 소모되게 되면 산소전극으로 확산하여 도달하는 용존산소의 양은 기질의 산화반응이 없을 때보다 훨씬 적게 된다.즉 산화되는 기질의 농도에 비례하여 변화하는 응답신호로 기질의 원래 농도를 측정할 수 있도록 하면 기질에 상응하는 센서가 된다.이들의 기본구성과 측정 대상의 예가 표1에 나와있다.


(표 1) 바이오센서의 연구 사례
바이오센서
리 셉 터
트랜스 듀서
피측정 물질
효소 센서
효소막
O2투과막/Pt캐도드/Ag애노드
H2O2투과막/Pt캐도드/Ag캐도드
H+감응 유리막 /Ag-AgCl 
C02투파막/H+감응 유리막/Ag.
요산,글루코스, 모노아민, 중성지질,페니실린, 아노미산
오르가넬라 센서(세포내 소기관)
미토콘드리아전자전달 입자막
O2투피막/Pt캐도드/Ag애노드
NADH
미생물 센서
미생물막
O2투과막/Pt캐도드/Ag애노드
H2투과막/Ni-pd애노드,캐도드
H+감응 유리막 /Ag-AgCl 
C02투과막/H+감응 유리막/Ag
글루코스,자화당,초산,
나이스타틴,메탄,의산
글루타민산,리진
면역센서
향원막 
또는 
향체막
Ag.AgCl
O2투과막/Pt캐도드/Ag애노드
매독향체,혈행형 알부민
 





참고문헌
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