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바이오센서

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목차

1. 개요

바이오센서는 생물학적 요소를 이용하여 특정 물질을 감지하는 장치로, 바이오 탐지 요소, 변환기, 전자 시스템으로 구성된다. 바이오수용체, 변환기, 전자 시스템으로 구성되며, 빠르고 편리한 검사를 목표로 한다. 바이오수용체는 항체, 효소, 핵산, 세포 등을 활용하며, 변환기는 전기화학적, 광학적, 압전, 자기 등 다양한 방식을 사용한다. 바이오센서는 MOSFET을 기반으로 개발되었으며, 생명 공학, 의학, 환경, 식품 등 다양한 분야에 적용된다. 혈당 측정, 병원체 감지, 환경 오염 물질 모니터링 등에 활용되며, 최근에는 웨어러블 기술 및 나노 기술과의 융합을 통해 더욱 발전하고 있다.

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바이오센서
정의
정의생물학적 분석물질을 검출하는 데 사용되는 프로브
개요
설명생물학적 요소와 변환기로 구성됨
생물학적 요소효소
항체
세포
변환기광학
압전
전기화학
활용 분야
진단질병 진단
식품식품 안전 모니터링
환경환경 모니터링
종류
효소 기반 바이오센서효소를 이용하여 특정 물질 검출
항체 기반 바이오센서항원-항체 반응을 이용하여 특정 물질 검출
세포 기반 바이오센서세포 반응을 이용하여 특정 물질 검출
기술
광섬유 바이오센서빛의 변화를 이용하여 특정 물질 검출
나노로봇의료 방어용 나노로봇 하드웨어 아키텍처

2. 바이오센서의 시스템

바이오 센서는 일반적으로 바이오 탐지 요소, 바이오 변환기 요소와 증폭기, 가공 기계, 화면을 포함한 전자 시스템으로 구성된다. 변환기와 전자공학은 CMOS 기반 마이크로센서 시스템과 결합될 수 있다.[142][143] 흔히 바이오 수용기로 불리는 탐지 요소는 분석 물질과 상호 작용하기 위해 유기체나 생물학적 요소를 본 따서 만든 수용기의 바이오 분자를 사용한다. 이 상호작용은 샘플에서 분석물질의 부분적인 측정 가능한 신호를 발생시키는 바이오 변환기에 의해 이루어진다. 바이오 센서의 일반적인 디자인의 목적은 샘플이 구해진 곳에서 빠르고 편리한 테스트를 가능하게 하기 위함이다.[144]

생체 센서는 일반적으로 생체 수용체(효소/항체/세포/핵산/압타머), 변환기 구성 요소(반도체 재료/나노 물질) 및 전자 시스템으로 구성되며, 여기에는 신호 증폭기, 프로세서 및 디스플레이가 포함된다.[6] 변환기와 전자 장치는 CMOS 기반 마이크로센서 시스템 등에서 결합될 수 있다.[7][8] 생체 인식 구성 요소는 종종 생체 수용체라고 불리며, 생물체에서 추출한 생체 분자 또는 생물학적 시스템을 본뜬 수용체를 사용하여 관심 대상 분석물과 상호 작용한다. 이 상호 작용은 생체 변환기에 의해 측정되며, 생체 변환기는 샘플 내 대상 분석물의 존재에 비례하는 측정 가능한 신호를 출력한다. 바이오센서 설계의 일반적인 목표는 샘플을 채취한 현장이나 진료 현장에서 빠르고 편리한 검사를 가능하게 하는 것이다.[1][9][10]

2. 1. 바이오수용체 (Bioreceptors)

바이오센서에서 바이오수용체(bioreceptor)는 특정 분석 대상물과 상호작용하여 변환기(transducer)가 측정 가능한 효과를 생성하도록 설계된다.[145] 바이오수용체는 화학적 또는 생물학적 성분의 매트릭스 중에서 분석물에 대한 높은 선택성을 가지는 것이 중요하다. 이러한 높은 선택성에 따라 바이오수용체는 항원/항체, 효소, 핵산/DNA, 세포구조 등에서의 선택성으로 분류할 수 있다.[145]

조합 DNA 라이브러리 스크리닝에 사용되는 바이오센서

  • 면역 센서 (Immunosensor): 항원 또는 특정 물질에 대한 항체의 특이 결합을 이용한다. 항원/항체 상호작용은 열쇠와 자물쇠처럼 항체가 항원의 특이 구조에만 반응하는 원리를 이용한다.[146] 결합 현상은 형광물질, 효소, 방사성동위원소 등과 결합하여 신호를 발생시킨다. 항체는 pH와 온도 등에 의존적이며, 항원/항체 반응은 일반적으로 불가역적이지만, 무질서경향(chaotropic) 물질, 유기용매, 초음파 노출에 의해 분리될 수 있다.[146] 항체-항원 상호 작용은 코로나19 팬데믹 대응에 중요한 혈청 검사에도 사용된다.[16] 항체는 분자량이 크고 안정성이 제한적이며 생산 비용이 많이 드는 단점이 있어, 재조합 결합 단편 또는 항체 도메인 엔지니어링, 인공 항원 결합 단백질(AgBP) 생성 등의 접근 방식이 사용된다.[17][18][19][20][21]

  • 효소: 효소의 특정 결합력과 촉매 능력은 바이오수용체로 많이 사용되게 한다.[147] 효소는 분석 대상물을 센서가 감지할 수 있는 물질로 변환하거나, 분석 대상물에 의해 효소 기능이 방해 또는 활성화되거나, 분석 대상물과의 상호작용으로 효소 특성이 변하는 메커니즘을 통해 분석 대상물을 인식한다.[147][146] 효소는 많은 반응에 대한 촉매 기능, 분석 대상물 그룹 감지 능력, 다양한 형질 도입 방법 사용 가능 등의 이유로 바이오센서에 사용된다.[147] 효소는 반응 과정에서 소모되지 않지만, 센서 수명은 효소 안정성에 제한을 받는다. 항체는 10^8 L/mol 이상의 높은 결합 상수를 갖는 반면, 포도당과 같은 특정 분석물의 경우 친화성 결합 단백질은 10^2 ~ 10^4 L/mol 정도의 작은 결합 상수를 갖는다. 1979년 Schultz와 Sims는 바이오센싱 목적으로 친화성 결합 수용체의 사용을 제안했다.[23]

  • 핵산: 핵산 상호작용을 이용하는 바이오센서는 게노센서(genosensors)라고 불린다.[146] 인식 과정은 상보적 염기쌍(DNA의 티민과 시토신 : 아데닌과 구아닌) 결합 원리에 기초한다.[146] 표적 핵산 서열이 알려진 경우, 상보적인 서열을 합성, 표식, 고정하여 혼성화프로브(hybridization probe)가 광 신호를 생성하는 형태로 표적 서열과 염기쌍을 형성하게 한다. 옙타센서는 특정 핵산 기반 항체 모방체(옙타머)를 기반으로 한다.[25] 옙타머는 광학적 검출을 위해 형광체/금속 나노 입자로 쉽게 표지화하거나, 무표지 전기화학적 또는 캔틸레버 기반 검출 플랫폼에 사용할 수 있다.[26][27] RNA 분해 DNA자임과 같은 핵산 효소와 결합하여 단일 분자 내에서 표적 인식과 신호 생성을 모두 제공할 수 있다.[28]

  • 세포: 세포는 주변 환경에 민감하여 바이오수용체로 종종 사용된다.[148] 세포는 모든 종류의 자극에 반응하고, 표면에 쉽게 부착되어 고정될 수 있으며, 오랜 기간 활성 상태를 유지하고 재사용 가능하다.[148] 세포는 스트레스 상태, 독성, 유기 유도체 등의 변수를 감지하거나 약물의 치료 효과를 모니터링하는 데 사용된다.[148] 한 프로그램에서는 세포를 주요 수중 오염물질인 제초제 검출 센서로 사용했다.[149] 미세 조류를 석영 마이크로섬유에 포획하고 제초제에 의해 변형된 엽록소 형광을 측정하는 방식으로, 특정 제초제의 검출 한계가 ppb 수준에 도달할 수 있음을 보여준다. 일부 세포는 미생물 부식을 모니터링하는 데에도 사용될 수 있다.[35]

  • 세포 소기관: 세포 내 세포 소기관들은 별도의 구획을 형성하며 일반적으로 독립적으로 기능한다. 리소좀, 엽록체, 미토콘드리아 등이 일반적으로 사용된다. 미토콘드리아는 칼슘 이온 대사에 참여하여 칼슘 채널을 열고, 배지 내 칼슘 농도를 감지하는 데 사용될 수 있다. 미토콘드리아는 수질 오염 감지에도 사용된다. 세제 화합물의 독성은 미토콘드리아를 포함한 세포 및 세포 내 구조에 손상을 주어 흡광도 변화를 일으키는데, 변화율이 세제 농도에 비례한다.[33]

  • 조직: 조직은 존재하는 효소의 풍부성 때문에 바이오센서에 사용된다. 조직은 세포 및 세포 소기관에 비해 고정이 쉽고, 자연 환경에서 효소를 유지하여 활성과 안정성이 높으며, 가용성과 가격이 저렴하고, 효소 추출, 원심 분리, 정제 작업이 필요 없으며, 효소 기능에 필요한 보조 인자가 존재하고, 다양한 목표에 대한 선택을 제공하는 다양성 등의 장점이 있다.[36] 조직은 다른 효소의 간섭으로 인한 특이성 부족과 수송 장벽으로 인한 긴 응답 시간 등의 단점이 있다.

  • 미생물: 미생물 바이오센서는 특정 물질에 대한 세균의 반응을 활용한다. 예를 들어, 여러 세균 분류군에서 발견되는 ars 오페론을 사용하여 비소를 검출할 수 있다.[37]

2. 2. 변환기 (Biotransducer)

생체변환기 유형에 따른 바이오센서 분류


바이오센서는 생체변환기 유형에 따라 분류할 수 있다. 바이오센서에 사용되는 가장 일반적인 생체변환기 유형은 다음과 같다.[43][44][45][46][47][48][49][50][51][20][52][53][21][54][55][56][57][58][59][60][61][62][135]

  • 전기화학적 바이오센서
  • 광학 바이오센서
  • 전자 바이오센서
  • 압전 바이오센서
  • 중량 분석 바이오센서
  • 열전기 바이오센서
  • 자기 바이오센서


전기화학적 바이오센서는 전기화학 센서의 일종으로, 기본이 되는 전극의 성질에 따라 전류를 감지하는 암페로메트릭 센서와 전위 변화를 감지하는 포텐쇼메트릭 센서로 크게 분류된다.

전류 측정 바이오센서에서는 산소 전극이나 과산화 수소 전극을 기초로 한 글루코스 센서 등이 이미 실용화되었지만, 안정성 등에도 여전히 과제가 남아 있다.

효소 반응에 의한 산소나 과산화 수소 등의 전극 활성 물질의 농도 변화를 전해 전류로 검출하는 기존 방식이 아닌, 효소 분자와 전극과의 직접적인 전자 수수를 실시하여 효소 반응에서의 전자 흐름을 전기 신호로 변환하는 시도가 많이 이루어지고 있다. 이 원리의 센서는 측정 대상 물질 중의 용존 산소의 영향을 받지 않고, 옥시다아제 반응 이외의 산화 환원 효소에도 적용할 수 있는 이점을 가지고 있으며, 효소 반응을 전기 화학적으로 제어한다는 의미에서도 주목을 받고 있다.

전위차 바이오센서는 소형화 및 집적화를 지향하여 이온 감응성 전계 효과 트랜지스터(IFSET)를 바이오센서에 응용하는 연구가 진행되고 있으며, 이온 선택성 전극과의 조합에서는 암모니아 전극을 기초로 한 요소 센서, H+ 전극을 기초로 하여 단백질 분해 효소를 고정화한 펩티드 센서, 인버타아제, 글루코스, 프럭토스 산화 효소, 글루코노락톤과 같은 복수 효소를 조합한 설탕 센서가 보고되고 있다.

전기화학 바이오센서는 효소를 기반으로 하며, 전자(이러한 효소는 적절하게 산화환원 효소라고 불린다)를 직접 또는 간접적으로 생성하거나 소비하는 반응의 효소 촉매 작용을 통해 작동한다. 센서 디자인은 일반적으로 세 개의 전극으로 구성된다; 기준 전극, 작동 전극, 그리고 상대 전극이다. 대상 분석물은 활성 작동 전극 표면에서 발생하는 반응에 관여하며, 이 반응은 이중층을 가로지르는 전자 전달(전류 발생)을 일으키거나 이중층 전위에 기여할 수 있다(전압 발생). 작동 전극의 전위는 공간 전하에 민감하며, 바이오 기능화된 이온 감지 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 작은 펩타이드 및 단백질의 고유 전하에 의한 표지 없는 직접 전기적 감지가 가능하다.

전위차 바이오센서(0 전류에서 생성된 전위)는 높은 동적 범위를 가진 로그 응답을 제공한다. 이러한 바이오센서는 종종 전극 패턴을 플라스틱 기판에 스크린 인쇄하고, 전도성 고분자로 코팅한 다음 일부 단백질(효소 또는 항체)을 부착하여 만든다. 이들은 두 개의 전극만 가지고 있으며, 매우 민감하고 견고하다. 신호는 센서 표면에서 발생하는 변화로 인해 전도성 고분자층에서 일어나는 전기화학적 및 물리적 변화에 의해 생성된다. 이러한 변화는 이온 강도, pH, 수화 및 산화 환원 반응에 기인할 수 있다. 게이트 영역이 효소 또는 항체로 변형된 전계 효과 트랜지스터는 분석물이 FET의 게이트 영역에 결합하여 드레인-소스 전류의 변화를 일으키므로 다양한 분석물의 매우 낮은 농도도 감지할 수 있다.

임피던스 분광법 기반 바이오센서 개발이 요즘 주목을 받고 있다. 4-전극 전기화학 전지를 기반으로 하는 이러한 장치 중 하나는 나노다공성 알루미나 막을 사용하여, 혈청 알부민의 높은 배경 속에서 낮은 농도의 인간 알파 트롬빈을 감지하는 것으로 나타났다. 또한, 임피던스 바이오센서에 교호 전극이 사용되었다.

ICS – 채널 열림
ICS – 채널 닫힘


이온 채널의 사용은 표적 생체 분자의 고도로 민감한 검출을 제공하는 것으로 나타났다. 금 전극에 부착된 지지 또는 고정된 이중층 막 (t-BLM)에 이온 채널을 내장함으로써 전기 회로가 생성된다. 항체와 같은 포획 분자는 표적 분자의 결합이 채널을 통한 이온 흐름을 제어하도록 이온 채널에 결합될 수 있다. 이는 표적의 농도에 비례하는 전기 전도의 측정 가능한 변화를 초래한다.

이온 채널 스위치(ICS) 바이오센서는 고정된 이중층 막에서 이량체 펩타이드 채널인 그래미시딘을 사용하여 생성할 수 있다. 항체가 부착된 그래미시딘의 한 펩타이드는 이동 가능하고 다른 하나는 고정되어 있다. 이량체를 끊으면 막을 통한 이온 전류가 멈춘다. 친수성 스페이서를 사용하여 막을 금속 표면으로부터 분리함으로써 전기 신호 변화의 크기가 크게 증가한다.

단백질, 박테리아, 약물 및 독소를 포함한 광범위한 표적 종의 정량적 검출은 다양한 막 및 포획 구성을 사용하여 시연되었다. 유럽 연구 프로젝트인 [https://projects.leitat.org/greensense/ Greensense]는 타액과 소변에서 THC, 모르핀 및 코카인과 같은 남용 약물의 정량적 스크리닝을 수행하는 바이오센서를 개발하고 있다.

시약이 필요 없는 바이오센서는 추가 시약 없이 복잡한 생물학적 혼합물 내의 목표 분석물을 모니터링할 수 있다. 형광 바이오센서는 목표 분석물과의 상호 작용에 반응하여 형광 특성이 변화한다. 시약이 필요 없는 형광 바이오센서(RF 바이오센서)는 목표 분석물에 대해 지향하는 생물학적 수용체와 국소 환경의 특성에 민감한 방출 특성을 가진 솔바토크로믹 형광체를 단일 거대 분자에 통합하여 얻을 수 있다. 형광체는 인식 이벤트를 측정 가능한 광학 신호로 변환한다. 단백질의 고유 형광체인 트립토판과 티로신의 방출 특성과 크게 다른 외부 형광체를 사용하면 복잡한 생물학적 혼합물에서 분석물을 즉시 감지하고 정량화할 수 있다. 형광체의 통합은 수용체의 친화력에 영향을 미치지 않으면서 분석물 결합에 민감한 부위에서 이루어져야 한다.

항체와 인공적인 항원 결합 단백질(AgBP) 계열은 모든 항원에 대해 지향할 수 있으므로 RF 바이오센서의 인식 모듈을 제공하는 데 적합하다. 항원과의 복합체의 원자 구조가 알려져 있고, 따라서 이를 RF 바이오센서로 변환할 때 AgBP에 솔바토크로믹 형광체를 통합하는 일반적인 접근 방식이 설명되었다. AgBP의 잔기는 항원과의 복합체에서 항원 근처에서 식별된다. 이 잔기는 부위 지향적 돌연변이 유발을 통해 시스테인으로 변경된다. 형광체는 돌연변이 시스테인에 화학적으로 결합된다. 설계가 성공하면 결합된 형광체는 항원의 결합을 방해하지 않으며, 이 결합은 형광체를 용매로부터 보호하며, 형광체의 변화를 감지할 수 있다. 이 전략은 항체 단편에도 유효하다.

그러나 특정 구조 데이터가 없는 경우 다른 전략을 적용해야 한다. 항체 및 AgBP의 인공 계열은 단백질의 고유한 하위 영역에 위치하고 일정한 폴리펩타이드 스캐폴드에 의해 지지되는 일련의 과변이(또는 무작위) 잔기 위치로 구성된다. 주어진 항원에 대한 결합 부위를 형성하는 잔기는 과변이 잔기 중에서 선택된다. 이러한 계열의 AgBP를 단순히 돌연변이 유발을 통해 이 잔기를 시스테인으로 변경한 후 항원과의 상호 작용에 중요하지 않거나 중요하지 않은 과변이 잔기 중 하나에 솔바토크로믹 형광체를 결합시켜 목표 항원에 특정한 RF 바이오센서로 변환할 수 있다. 보다 구체적으로, 이 전략은 유전적 수준에서 과변이 위치의 잔기를 개별적으로 시스테인으로 변경하고, 돌연변이 시스테인과 솔바토크로믹 형광체를 화학적으로 결합시킨 다음, 가장 높은 감도를 갖는 결과물(친화력과 형광 신호의 변화를 모두 포함하는 매개변수)을 유지하는 것으로 구성된다. 이 접근 방식은 항체 단편 계열에도 유효하다.

사후 연구를 통해 가장 우수한 시약이 필요 없는 형광 바이오센서는 형광체가 생물 수용체의 표면과 비공유 상호 작용을 하지 않아 배경 신호가 증가하지 않으며, 목표 항원의 표면에 있는 결합 포켓과 상호 작용할 때 얻을 수 있음이 밝혀졌다. 위의 방법으로 얻은 RF 바이오센서는 살아있는 세포 내에서 기능하고 목표 분석물을 감지할 수 있다.

압전 센서는 전압이 가해질 때 탄성 변형을 겪는 결정을 활용한다. 교류 전압(A.C.)은 결정에서 특성 주파수로 정상파를 생성합니다. 이 주파수는 결정의 탄성 특성에 크게 의존하므로, 결정이 생물학적 인식 요소로 코팅되어 있다면 (큰) 표적 분석물이 수용체에 결합하면 공명 주파수가 변경되어 결합 신호를 생성한다. 표면 탄성파(SAW)를 사용하는 모드에서는 감도가 크게 증가한다. 이는 바이오센서로서의 수정 진동자 마이크로 밸런스의 특수한 응용 분야이다.

전기화학발광 (ECL)은 오늘날 바이오센서 분야의 선도적인 기술이다. 여기서는 빛 여기 소스 대신 전기화학적 자극으로 여기된 종이 생성되므로, ECL은 빛 산란 및 발광 배경으로 인한 영향을 최소화하여 광발광에 비해 신호 대 잡음비가 향상된다. 특히, 양의 전위 영역(산화-환원 메커니즘)에서 완충된 수용액에서 작동하는 공반응 ECL은 면역 분석을 위해 ECL을 확실히 증폭시켰다.

열량 측정 바이오센서는 드물다.

자기 바이오센서는 생물학적 상호 작용을 감지하기 위해 상자성 또는 초상자성 입자 또는 결정을 활용한다. 코일 인덕턴스, 저항 또는 기타 자기적 특성이 그 예가 될 수 있다. 자기 나노 입자 또는 마이크로 입자를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 입자 표면에는 DNA(서열 또는 압타머에 상보적) 항체 또는 기타 생체 수용체가 있다. 생체 수용체의 결합은 AC 감수율 측정, 홀 효과 센서, 거대 자기 저항 소자, 또는 기타 방법으로 측정할 수 있는 자기 입자 특성에 영향을 미친다.

2. 3. 생물학적 요소의 표면 부착

바이오센서의 중요한 부분은 생물학적 요소(작은 분자, 단백질, 세포)를 센서 표면(금속, 고분자 또는 유리)에 부착하는 것이다. 가장 간단한 방법은 생물학적 요소를 코팅하기 위해 표면을 기능화하는 것이다. 이는 실리콘 칩/실리카 유리의 경우 폴리리신, 아미노실란, 에폭시실란 또는 니트로셀룰로스를 사용하여 수행할 수 있다. 그 후, 결합된 생물학적 물질은 예를 들어 교대로 하전된 고분자 코팅의 층별 증착을 통해 고정될 수도 있다.[38]

그래핀 표면에 결합된 음전하 엑소좀 감지


또는 3차원 격자(하이드로겔/제로그겔)를 사용하여 화학적 또는 물리적으로 이들을 포획할 수 있다. 여기서 화학적으로 포획된다는 것은 생물학적 요소가 강한 결합에 의해 제자리에 유지된다는 것을 의미하며, 물리적으로는 겔 매트릭스의 기공을 통과할 수 없어 제자리에 유지된다는 것을 의미한다. 가장 일반적으로 사용되는 하이드로겔은 졸-겔이며, 물리적 포획의 경우 생물학적 요소(및 PEG와 같은 다른 안정화 고분자)와 함께 실리케이트 단량체(예: TMOS 또는 TEOS)의 중합에 의해 생성된 유리질 실리카이다.[39]

세포나 단백질에 적합한 조건에서 세팅되는 또 다른 그룹의 하이드로겔은 아크릴레이트 하이드로겔이며, 이는 라디칼 개시 시 중합된다. 한 종류의 라디칼 개시제는 과산화물 라디칼이며, 일반적으로 과황산염과 TEMED를 결합하여 생성된다. 폴리아크릴아미드 겔은 단백질 전기영동에 일반적으로 사용된다.[40] 또는 DMPA(2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논)와 함께 빛을 사용할 수 있다.[41] 센서의 생물학적 구성 요소를 모방하는 스마트 재료는 생체 분자의 활성 또는 촉매 부위 또는 유사한 구성을 사용하여 바이오센서로 분류할 수도 있다.[42]

3. 바이오센서의 종류

바이오센서는 다양한 종류가 있으며, 각각 다른 원리와 기술을 기반으로 작동한다.

전기화학 바이오센서는 효소를 기반으로 하며, 산화환원 효소를 이용해 전자 전달을 일으키거나 전위를 발생시켜 분석물을 감지한다.[43] 센서는 기준 전극, 작동 전극, 상대 전극으로 구성된 세 개의 전극을 사용한다. 전위차 바이오센서는 높은 동적 범위를 가진 로그 응답을 제공하며, 전도성 고분자와 단백질(효소 또는 항체)을 이용해 만든다.[44] 바이오 기능화된 이온 감지 전계 효과 트랜지스터는 표지 없이 직접 전기적 감지가 가능하다. 임피던스 분광법 기반 바이오센서는 나노다공성 알루미나 막을 사용하여 혈청 알부민 속에서 낮은 농도의 인간 알파 트롬빈을 감지할 수 있다.[45]



이온 채널 스위치(ICS) 바이오센서는 지지 또는 고정된 이중층 막 (t-BLM)에 이온 채널을 내장하여 전기 회로를 생성하고, 이온 흐름을 제어하여 표적 분자를 검출한다.[47] 이량체 펩타이드 채널인 그래미시딘을 사용하며, 항체가 부착된 그래미시딘의 한 펩타이드는 이동 가능하고 다른 하나는 고정되어 이량체가 끊어지면 막을 통한 이온 전류가 멈춘다.[48]

시약이 필요 없는 형광 바이오센서(RF 바이오센서)는 생물학적 수용체와 솔바토크로믹 형광체를 단일 거대 분자에 통합하여 인식 이벤트를 측정 가능한 광학 신호로 변환한다.[20] 항체와 인공적인 항원 결합 단백질(AgBP) 계열을 이용할 수 있다.

자성 바이오센서는 상자성 또는 초상자성 입자나 결정을 활용하여 생물학적 상호 작용을 감지한다. 자기 나노 입자나 마이크로 입자를 사용하며, 이들 표면에는 DNA, 항체 등이 부착되어 있다.

압전 센서는 전압이 가해질 때 탄성 변형을 겪는 결정을 활용하며, 생물학적 인식 요소가 결합하면 공명 주파수가 변경되어 결합 신호를 생성한다. 표면 탄성파(SAW)를 사용하는 모드에서는 감도가 증가한다.

전기화학발광 (ECL)은 전기화학적 자극으로 여기된 종이 생성되어 신호 대 잡음비를 향상시킨다.[60][61][62]

많은 광학 바이오센서는 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 기술을 기반으로 한다.[114][115] 금 표면에 대상 분석물질이 결합되면 측정 가능한 신호가 생성된다.

생물학적 바이오센서는 광유전학적 센서라고도 하며, 변형된 형태의 고유 단백질 또는 효소를 통합한다. cAMP(환상 아데노신 일인산) 농도를 감지하는 바이오센서가 그 예시이다.[119]

나노바이오센서는 표적 분석물 분자에 선택적인 고정된 바이오수용체 탐침을 사용하며, 나노물질의 큰 부피 대비 표면적을 활용한다.[120]

이중 편광 간섭계는 전파 상수 변화를 측정하는 데 사용되는 기준으로서 매립형 도파관을 사용한다.

전자 코는 다양한 검출 분자 배열을 적용하여 물질의 지문을 만든다.[123] 말벌 하운드는 기생 말벌을 이용한다.[124]

DNA는 바이오센서의 분석물질 또는 구성 요소로 사용될 수 있다. 앱타머는 원하는 분자를 결합할 특정 모양을 가진 DNA 염기서열이다.[126][127]

그래핀은 우수한 특성으로 인해 바이오센서 변환기로 활용되며, 특히 전기화학 센서와 전계 효과 트랜지스터에 사용된다.

대표적인 바이오센서의 종류는 다음과 같다.


  • 효소 센서
  • 면역 센서
  • 미생물 센서
  • 이온 채널 센서

4. 바이오센서 MOSFET (BioFET)

MOSFET은 1955년에서 1960년 사이에 벨 연구소에서 발명되었고,[63][64][65][66][67][68] 1962년 릴랜드 C. 클라크와 챔프 라이온스에 의해 최초의 바이오센서가 발명되었다.[69][70] 이후 바이오센서 MOSFET(BioFET)가 개발되어 물리학, 화학, 생물학 및 생물물리 환경 매개변수를 측정하는 데 널리 사용되었다.[71]

최초의 BioFET는 1970년 피에트 베르트벨트가 발명한 이온 감지 전계 효과 트랜지스터(ISFET)였다.[72][73] ISFET는 특정 거리에 게이트가 있는 특수한 유형의 MOSFET이며,[71] 여기서 금속 게이트는 이온 감지 막, 전해질 용액 및 기준 전극으로 대체된다.[74] ISFET는 DNA 혼성화 감지, 혈액에서 생체 표지자 감지, 항체 감지, 포도당 측정, pH 감지 및 유전 공학과 같은 생의학적 응용 분야에 널리 사용된다.[74]

1974년에는 P.F. Cox가 흡착 FET (ADFET)를 특허를 받았고, 1975년에는 I. Lundstrom, M.S. Shivaraman, C.S. Svenson 및 L. Lundkvist에 의해 수소 감지 MOSFET가 시연되었다.[71] 1980년대 중반까지 가스 센서 FET (GASFET), 압력 센서 FET (PRESSFET), 화학 전계 효과 트랜지스터 (ChemFET), 기준 ISFET (REFET), 효소 변형 FET (ENFET) 및 면역학적으로 변형된 FET (IMFET)를 포함한 다른 BioFET가 개발되었다.[71] 2000년대 초반에는 DNA 전계 효과 트랜지스터 (DNAFET), 유전자 변형 FET (GenFET) 및 막 전위 BioFET (CPFET)와 같은 BioFET가 개발되었다.[74]

전기화학 바이오센서는 전기화학 센서의 일종으로, 기본이 되는 전극의 성질에 따라 전류를 감지하는 암페로메트릭 센서와 전위 변화를 감지하는 포텐쇼메트릭 센서로 크게 분류된다[135]。전류 측정 바이오센서에서는 산소 전극이나 과산화 수소 전극을 기초로 한 글루코스 센서 등이 이미 실용화되었지만, 안정성 등에도 여전히 과제가 남아 있다.

원리적인 면에서도, 효소의 반응에 의한 산소나 과산화 수소 등의 전극 활성 물질의 농도 변화를 전해 전류로 검출하는 기존 방식이 아닌, 효소 분자와 전극과의 직접적인 전자 수수를 실시하여 효소 반응에서의 전자 흐름을 전기 신호로 변환하는 시도가 많이 이루어지고 있다[135]。이 원리의 센서는 측정 대상 물질 중의 용존 산소의 영향을 받지 않고, 옥시다아제 반응 이외의 산화 환원 효소에도 적용할 수 있는 이점을 가지고 있으며, 효소 반응을 전기 화학적으로 제어한다는 의미에서도 주목을 받고 있다[135]。전위차 바이오센서는 소형화 및 집적화를 지향하여 이온 감응성 전계 효과 트랜지스터(IFSET)를 바이오센서에 응용하는 연구가 진행되고 있으며, 이온 선택성 전극과의 조합에서는 암모니아 전극을 기초로 한 요소 센서, H+ 전극을 기초로 하여 단백질 분해 효소를 고정화한 펩티드 센서, 인버타아제, 글루코스, 프럭토스 산화 효소, 글루코노락톤과 같은 복수 효소를 조합한 설탕 센서가 보고되고 있다[135]。

5. 바이오센서의 배치

바이오센서의 배치는 생명공학, 농업, 식품 기술, 생물의학 등의 응용 분야에 따라 달라진다.[75]

생명 공학 분야에서 배양 배지의 화학적 조성은 인라인, 온라인, 앳라인, 오프라인으로 분석할 수 있다. 미국 식품의약국(FDA) 설명에 따르면 인라인 센서는 공정 흐름에서 시료를 제거하지 않지만, 온라인 측정은 제조 공정에서 시료를 전환한다. 앳라인 센서는 공정 흐름 근처에서 시료를 채취하여 분석한다.[75] 앳라인 센서의 예로는 유제품 가공 공장에서의 젖당 모니터링이 있다.[76] 오프라인 바이오센서는 실험실에서 작동하는 생물 분석 기술과 비교된다.

의학적 응용 분야에서 바이오센서는 ''생체 외'' 및 ''생체 내'' 시스템으로 분류된다. ''생체 외'' 바이오센서 측정은 시험관, 배양 접시 등 생체 밖에서 이루어진다. 혈당 측정을 위한 효소-전도도 바이오센서가 그 예시이다.[77][78] 현장 검사 원리에 따라 검사 위치에서 작동하는 바이오센서를 만드는 것은 과제이며,[77][78] 웨어러블 바이오센서 개발이 이러한 연구 중 하나이다.[79] 환자 검사가 어려운 지역에서 HIV 검사에 POCT 바이오센서를 활용하면 시간과 비용을 절약할 수 있다.



''생체 내'' 바이오센서는 신체 내부에서 작동하는 이식형 장치이다.[81] 이식 후 초기 염증 반응을 피하기 위해 멸균에 대한 엄격한 규정을 충족해야 하며, 장기간의 생체 적합성도 고려해야 한다.[81] 고장 발생 시 장치 제거 및 교체를 위한 추가 수술이 필요하다는 문제도 있다. 체내 인슐린 모니터링은 생체 내 바이오센서 응용 분야의 예시이지만, 아직 상용화되지는 않았다.

가장 진보된 바이오센서 임플란트는 포도당의 지속적인 모니터링을 위해 개발되었다.[82][83] 위 그림은 심박 조율기 및 이식형 제세동기와 같은 심혈관 임플란트에 사용되는 Ti 케이스와 배터리를 사용하는 장치를 보여준다. 크기는 1년 수명을 위해 필요한 배터리에 의해 결정된다. 측정된 포도당 데이터는 MICS 402-405MHz 대역 내에서 무선으로 전송된다.

바이오센서는 휴대폰 시스템에 통합되어 사용자 친화적이고 접근성을 높일 수 있다.[84]

6. 바이오센서의 응용

항체 변형 붕소 도핑 다이아몬드를 사용한 인플루엔자 바이러스의 바이오센싱


가장 흔한 상업적 바이오센서는 포도당 산화효소를 혈당량 측정에 사용하는 혈당 센서이다.[139] 포도당 산화효소는 포도당을 산화시키고 효소의 FAD를 FADH2로 환원시키는데 두 개의 전자를 사용한다. FADH2는 여러 단계에서 전극에 의해 산화된다. 여기서 전극은 변환기, 효소는 생물학적 활성 요소이다.

최근에는 탐지 분자 어레이를 활용하여 물질의 고유한 반응 패턴을 식별하는 전자 코(전자 냄새 검출기)가 개발되었다.[139] Wasp Hound 냄새 탐지기는 비디오 카메라와 특정 화학물질에 반응하도록 훈련된 기생 말벌을 사용하지만,[140] 상업적인 전자 코는 생물학적 요소를 사용하지 않는다.

광부들이 가스 누출 경고를 위해 사용했던 카나리아는 바이오센서의 초기 형태이다.[140] 오늘날 많은 바이오센서는 인간이 감지할 수 없는 낮은 농도의 독성 물질에 반응하는 유기체를 이용하여 환경 감시,[141] 가스 탐지, 수질 관리 등에 활용된다.

바이오센서는 당뇨병 환자의 혈당 모니터링을 포함한 다양한 의료 분야에 응용된다. 또한, 환경 분야에서는 농약, 유기인산염, 중금속 이온과 같은 강물 오염 물질을 감지하고,[85] 생물 테러 방지 활동을 위한 공기 중 세균 원격 감지에도 사용된다. 해안 해역의 수질 원격 감지를 위해 조개류 행동을 온라인으로 설명하는 데에도 활용된다.[87]

바이오센서는 병원체 및 유해 물질 수준을 결정하고,[86] 식품에서 약물 잔류물을 검출하며, 신약 개발 및 독성 대사 산물 감지에도 응용된다.[86]

상업용 혈당 바이오센서는 포도당 산화 효소를 이용하여 혈당을 분해하고, 암페어 측정법을 이용한 포도당 감지에 의존한다. 또한, 형광 포도당 바이오센서와 같은 새로운 감지 방법에 대한 연구도 활발히 진행 중이다.[88]

간섭 반사 영상 센서(IRIS)는 광학적 간섭 원리를 기반으로 하며, 라벨 프리(label-free) 감도가 높다.[89][90] IRIS는 형광 영상 기능과 통합되거나,[91] 단일 나노입자 계수를 수행하도록 개조될 수 있다.[93][94] 또한, IRIS는 인간 혈액 샘플에서 알레르기 감작을 결정하고,[95] 바이러스 및 병원체를 탐지하는 데 사용된다.[96]

식품 분석 분야에서 바이오센서는 병원균과 식품 독소를 검출하는 데 사용되며, 주로 형광을 이용한 광학 시스템이 활용된다.[97][98][99][100] SPR 기반 센서 시스템은 수용성 비타민 및 화학적 오염 물질 검출에 널리 사용된다.

바이오센서는 대기, 수질, 토양 오염 물질을 모니터링하는 데 사용될 수 있다.[101][109] 예를 들어, 은 다양한 수질 오염 물질을 감지할 수 있다.[102][103]

자외선이 해양 생태계, 특히 플랑크톤에 미치는 영향을 연구하기 위해, DNA 손상 복구 능력이 없는 ''대장균'' 균주를 이용한 바이오센서가 개발되었다. 이 바이오센서는 자외선 침투 깊이와 강도를 측정하는 데 사용된다.[104]

바이오센서는 암의 전이성을 평가하고 치료 효과를 확인하는 데 활용될 수 있다.[105] 예를 들어, 트랜스페린-석영 결정 마이크로밸런스(QCM)는 유방암 세포 표면의 트랜스페린 수용체와의 상호작용을 통해 암세포의 전이 능력을 측정한다.[106]

바이오센서는 폐암 생체 표지자를 조기에 비침습적으로 감지하는 데 유용하며, 항체, 핵산 프로브 등 특정 생체 인식 분자를 활용하여 암 바이오센서를 제작한다.[108]

병원성 유기체 탐지에 바이오센서가 사용될 수 있으며,[109] SARS-CoV-2와 같은 병원체 징후를 감지하는 내장형 바이오센서가 웨어러블 형태로 개발되었다.[110][111] 새로운 유형의 바이오센서 칩은 공기나 폐수를 조사하는 병원체 센서와 같은 방법을 가능하게 하며, 단백질 결합 앱타머는 전염병 병원체 검사에 사용될 수 있다.[112] 전자 피부 시스템은 내장형 바이오센서와 인간-기계 인터페이스를 갖추어 병원체 및 유해 물질의 원격 감지를 가능하게 한다.[113]

7. 한국의 바이오센서 개발 현황

참조

[1] 논문 Highly sensitive and wide-dynamic-range side-polished fiber-optic taste sensor
[2] 서적 Biosensors:Fundamentals and Applications Oxford University Press
[3] 서적 Chemical Sensors and Biosensors:Fundamentals and Applications John Wiley & Sons
[4] 논문 Disposable Sensors in Diagnostics, Food, and Environmental Monitoring 2019-05-15
[5] 논문 Nanorobot Hardware Architecture for Medical Defense http://www.mdpi.org/[...]
[6] 논문 Nanomaterial based aptasensors for clinical and environmental diagnostic applications
[7] 논문 Microfabrication techniques for chemical/biosensors
[8] 논문 CMOS-based chemical microsensors
[9] 웹사이트 Biosensors Primer http://www.clemson.e[...] 2013-01-28
[10] 논문 Multiplexed Point-of-Care Testing – xPOCT 2017-08-01
[11] 논문 Highly sensitive electrochemiluminescence detection of a prostate cancer biomarker
[12] 논문 Biosensors and biochips: Advances in biological and medical diagnostics https://zenodo.org/r[...]
[13] 논문 An electrochemiluminescencesupramolecular approach to sarcosine detection for early diagnosis of prostate cancer
[14] 논문 High-performance graphene-based biosensor using a metasurface of asymmetric silicon disks
[15] 논문 Fiber-optic biosensors – an overview
[16] 논문 Role of Serology in the Coronavirus Disease 2019 Pandemic 2020-11-05
[17] 논문 Aptamers, antibody scFv, and antibody Fab' fragments: An overview and comparison of three of the most versatile biosensor biorecognition elements 2016-11-01
[18] 논문 Non-immunoglobulin scaffolds: a focus on their targets 2015-07-01
[19] 논문 Engineered proteins with desired specificity: DARPins, other alternative scaffolds and bispecific IgGs 2014-08-01
[20] 논문 Knowledge-based design of reagentless fluorescent biosensors from a designed ankyrin repeat protein http://doc.rero.ch/r[...] 2010-04-01
[21] 논문 Reagentless fluorescent biosensors from artificial families of antigen binding proteins 2011-06-01
[22] 논문 Affinity sensor: A New Technique for Developing Implantable Sensors for Glucose and Other Metabolites
[23] 논문 Affinity sensors for individual metabolites
[24] 논문 A Fluorescence Affinity Hollow Fiber Sensor for Continuous Transdermal Glucose Monitoring
[25] 논문 Nanomaterial based aptasensors for clinical and environmental diagnostic applications 2019-04-29
[26] 논문 Development of DNA aptamers using Cell-SELEX https://www.nature.c[...]
[27] 논문 Microtitre Plate Based Cell-SELEX Method https://bio-protocol[...] 2018-10-20
[28] 논문 DNA-only bioassay for simultaneous detection of proteins and nucleic acids
[29] 논문 Optical biosensors to analyze novel biomarkers in oncology 2011-06-01
[30] 논문 Label-free detection with high-Q microcavities: a review of biosensing mechanisms for integrated devices http://www.degruyter[...] 2012-10-01
[31] 웹사이트 Home - GLAM Project - Glass-Laser Multiplexed Biosensor http://www.glam-proj[...]
[32] 논문 Mitochondria as biosensors of calcium microdomains
[33] 논문 The Mitochondria as Biosensors for the Monitoring of Detergent Compounds in Solution
[34] 논문 Optical whole-cell biosensor using Chlorella vulgaris designed for monitoring herbicides
[35] 논문 Microbial corrosion monitoring by an amperometric microbial biosensor developed using whole cell of Pseudomonas sp.
[36] 논문 Plant tissue-and photosynthesis-based biosensors https://zenodo.org/r[...]
[37] 논문 Construction and use of broad host range mercury and arsenite sensor plasmids in the soil bacterium ''Pseudomonas fluorescens'' OS8
[38] 논문 Nanomedicine and its potential in diabetes research and practice
[39] 논문 Entrapment of biomolecules in sol-gel matrix for applications in biosensors: problems and future prospects 2007-05-01
[40] 논문 Optical nanosensors for chemical analysis inside single living cells. 2. Sensors for pH and calcium and the intracellular application of PEBBLE sensors 1999-11-01
[41] 논문 Percutaneous fiber-optic sensor for chronic glucose monitoring in vivo 2008-05-01
[42] 웹사이트 Mimicking Body Biosensors http://www.technolog[...]
[43] 논문 Field Effect of Screened Charges: Electrical Detection of Peptides and Proteins by a Thin Film Resistor
[44] 웹사이트 Multivitamine Kaufberatung: So finden Sie das beste Präparat http://www.universal[...]
[45] 논문 Label free thrombin detection in presence of high concentration of albumin using an aptamer-functionalized nanoporous membrane
[46] 논문 ZnO nanorods as immobilization layers for Interdigitated Capacitive Immunosensors
[47] 서적 IEEE Sensors, 2005
[48] 논문 A biosensor that uses ion-channel switches
[49] 논문 Rapid detection of influenza A virus in clinical samples using an ion channel switch biosensor
[50] 논문 Ion Channel Biosensors Part I Construction Operation and Clinical Studies
[51] 웹사이트 Greensense Projekt: Cannabis-Tests und Drogen Screening https://www.greensen[...]
[52] 논문 Knowledge-based design of reagentless fluorescent biosensors from recombinant antibodies 2002-04-01
[53] 논문 Improving the sensitivity and dynamic range of reagentless fluorescent immunosensors by knowledge-based design 2004-12-01
[54] 논문 Deriving topological constraints from functional data for the design of reagentless fluorescent immunosensors 2003-02-01
[55] 논문 Design Principles for {{not a typo|SuCESsFul}} Biosensors: Specific Fluorophore/Analyte Binding and Minimization of Fluorophore/Scaffold Interactions 2016-07-01
[56] 논문 Knowledge-based design of a biosensor to quantify localized ERK activation in living cells 2013-06-01
[57] 논문 A magnetic nanobead-based bioassay provides sensitive detection of single- and biplex bacterial DNA using a portable AC susceptometer 2014-01-01
[58] 논문 A CMOS Hall-Effect Sensor for the Characterization and Detection of Magnetic Nanoparticles for Biomedical Applications 2011-10-01
[59] 논문 Giant Magnetoresistive Biosensors for Time-Domain Magnetorelaxometry: A Theoretical Investigation and Progress Toward an Immunoassay 2017-04-04
[60] 논문 Insights into the mechanism of coreactant electrochemiluminescence facilitating enhanced bioanalytical performance.
[61] 논문 Electrogenerated Chemiluminescence
[62] 논문 Essential Role of Electrode Materials in Electrochemiluminescence Applications
[63] 논문 Frosch and Derick: Fifty Years Later (Foreword) https://iopscience.i[...] 2007-09-01
[64] 논문 Surface Protection and Selective Masking during Diffusion in Silicon https://iopscience.i[...] 1957-01-01
[65] 논문 Silicon-Silicon Dioxide Surface Device https://doi.org/10.1[...] 1961-01-01
[66] 서적 History of Semiconductor Engineering Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007-01-01
[67] 논문 The mechanisms for silicon oxidation in steam and oxygen https://linkinghub.e[...] 1960-01-01
[68] 서적 History of Semiconductor Engineering Springer Science & Business Media 2007-01-01
[69] 논문 Applications of Field-Effect Transistor (FET){{ndash}}Type Biosensors 2014-01-01
[70] 논문 Electrode Systems for Continuous Monitoring in Cardiovascular Surgery 1962-01-01
[71] 논문 The impact of MOSFET-based sensors https://core.ac.uk/d[...] 2019-10-09
[72] 논문 40 years of ISFET technology:From neuronal sensing to DNA sequencing https://www.research[...] 2016-05-13
[73] 논문 Development of an Ion-Sensitive Solid-State Device for Neurophysiological Measurements 1970-01-01
[74] 논문 Recent advances in biologically sensitive field-effect transistors (BioFETs) http://juser.fz-juel[...] 2002-09-10
[75] 간행물 Guidance for Industry: PAT — A Framework for Innovative Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Quality Assurance http://www.gmp-compl[...] 2004-09-01
[76] 웹사이트 Archived copy http://nzbio2012.co.[...]
[77] 논문 Moving diagnostics from the bench to the bedside
[78] 논문 Nanomaterial-based devices for point-of-care diagnostic applications http://ddd.uab.cat/r[...] 2018
[79] 논문 Wearable Electrochemical Sensors and Biosensors: A Review
[80] 논문 Continuously operating biosensor and its integration into a hermetically sealed medical implant
[81] 논문 Implantable enzyme amperometric biosensors
[82] 논문 Function of an Implanted Tissue Glucose Sensor for More than 1 Year in Animals
[83] 논문 Performance characterization of an abiotic and fluorescent-based continuous glucose monitoring system in patients with type 1 diabetes
[84] 논문 Mobile phone-based biosensing: An emerging "diagnostic and communication" technology http://ddd.uab.cat/r[...]
[85] 논문 Optical biodetection of cadmium and lead ions in water https://web.archive.[...]
[86] 서적 Protein Engineering and Electrochemical Biosensors
[87] 웹사이트 MolluSCAN eye http://molluscan-eye[...] CNRS & Université de Bordeaux
[88] 논문 Nano-Encapsulation of Glucose Oxidase Dimer by Graphene 2015
[89] 논문 LED-based Interferometric Reflectance Imaging Sensor for quantitative dynamic monitoring of biomolecular interactions
[90] 논문 A Mass-Tagging Approach for Enhanced Sensitivity of Dynamic Cytokine Detection Using a Label-Free Biosensor
[91] 논문 An Interferometric Reflectance Imaging Sensor for Point of Care Viral Diagnostics
[92] 논문 Multiplexed method to calibrate and quantitate fluorescence signal for allergen-specific IgE
[93] 논문 Single nanoparticle detectors for biological applications
[94] 논문 Label-free multiplexed virus detection using spectral reflectance imaging
[95] 논문 Single Nanoparticle Detection for Multiplexed Protein Diagnostics with Attomolar Sensitivity in Serum and Unprocessed Whole Blood
[96] 논문 High-Throughput Detection and Sizing of Individual Low-Index Nanoparticles and Viruses for Pathogen Identification
[97] 논문 An Effective Label-Free Electrochemical Aptasensor Based on Gold Nanoparticles for Gluten Detection 2022-03-17
[98] 논문 Truncated aptamers as selective receptors in a gluten sensor supporting direct measurement in a deep eutectic solvent https://www.scienced[...] 2020-10-01
[99] 논문 Paper-based aptamer-antibody biosensor for gluten detection in a deep eutectic solvent (DES) 2021-10-06
[100] 논문 A Fully Integrated Miniaturized Optical Biosensor for Fast and Multiplexing Plasmonic Detection of High- and Low-Molecular-Weight Analytes 2023-06-01
[101] 논문 Recent Progress in Biosensors for Environmental Monitoring: A Review 2017-12-01
[102] 뉴스 DNA computer could tell you if your drinking water is contaminated https://www.newscien[...]
[103] 논문 Programming cell-free biosensors with DNA strand displacement circuits 2022-02-17
[104] 서적 Principles and explorations
[105] 논문 Hallmarks of Cancer: The Next Generation
[106] 논문 Quartz Crystal Microbalance Based Biosensors for Detecting Highly Metastatic Breast Cancer Cells via Their Transferrin Receptors
[107] 뉴스 Breast Cancer Cancer / Oncology Women's Health / Gynecology Breast Cancer: Causes, Symptoms and Treatments Medical News Today 2016-05-05
[108] 논문 Electrochemical biosensors for the detection of lung cancer biomarkers: A review
[109] 논문 Biosensors: Classifications, medical applications, and future prospective
[110] 웹사이트 Face masks that can diagnose COVID-19 https://medicalxpres[...] 2021-07-11
[111] 논문 Wearable materials with embedded synthetic biology sensors for biomolecule detection 2021-06-28
[112] 논문 Molecular electronics sensors on a scalable semiconductor chip: A platform for single-molecule measurement of binding kinetics and enzyme activity 2022-02-01
[113] 논문 All-printed soft human-machine interface for robotic physicochemical sensing 2022-06-01
[114] 논문 Nanomaterials enhanced surface plasmon resonance for biological and chemical sensing applications http://dr.ntu.edu.sg[...] 2015-09-14
[115] 논문 Optical plasmonic biosensor for leukemia detection 2016-01-22
[116] 논문 Optical biosensors 2016-06-30
[117] 논문 Present and future of surface plasmon resonance biosensors
[118] 논문 A localized surface plasmon resonance based immunosensor for the detection of casein in milk
[119] 논문 Novel Genetically Encoded Biosensors Using Firefly Luciferase
[120] 논문 Micro- and nanobiosensors—state of the art and trends
[121] 논문 Label-Free Biosensor Arrays Based on Silicon Ring Resonators and High-Speed Optical Scanning Instrumentation
[122] 논문 Optical detection of target molecule induced aggregation of nanoparticles by means of high-Q resonators http://www.opticsinf[...]
[123] 웹사이트 UCSB sensor sniffs explosives through microfluidics, might replace Rover at the airport (video) http://www.microflui[...] Microfluidic Solutions 2012-12-08
[124] 웹사이트 Wasp Hound http://www.sciencent[...] Science Central 2011-02-23
[125] 논문 A pure DNA hydrogel with stable catalytic ability produced by one-step rolling circle amplification http://xlink.rsc.org[...]
[126] 논문 DNA origami nanotools for single-molecule biosensing and superresolution microscopy https://www.osapubli[...] Optical Society of America 2019-04-15
[127] 논문 Multifluorophore DNA Origami Beacon as a Biosensing Platform 2018-06-26
[128] 뉴스 Scientists vacuumed animal DNA out of thin air for the first time https://www.sciencen[...] 2022-01-18
[129] 뉴스 Chemists use DNA to build the world's tiniest antenna https://phys.org/new[...] 2022-01-19
[130] 논문 Monitoring protein conformational changes using fluorescent nanoantennas 2022-01
[131] 논문 A label-free graphene-based impedimetric biosensor for real-time tracing of the cytokine storm in blood serum; suitable for screening COVID-19 patients
[132] 논문 Graphene Field Effect Biosensor for Concurrent and Specific Detection of SARS-CoV-2 and Influenza https://pubs.acs.org[...] 2023-09-13
[133] 서적 食品産業のための高機能バイオセンサ 化学工業日報社
[134] 논문 The enzyme electrode, a miniture chemical transducer using immobilized enzyme activity
[135] 웹사이트 電気化学バイオセンサー http://mh.rgr.jp/mem[...]
[136] 서적 Biosensors:Fundamentals and Applications Oxford University Press
[137] 서적 Chemical Sensors and Biosensors:Fundamentals and Applications John Wiley & Sons
[138] 논문 Nanorobot Hardware Architecture for Medical Defense
[139] 웹사이트 UCSB Electronic nose http://www.microflui[...] 2021-06-29
[140] 웹사이트 Wasp Hound Science Central 2011-02-23
[141] 웹사이트 MolluSCAN eye 2015-06-24
[142] 논문 Microfabrication techniques for chemical/biosensors
[143] 논문 CMOS-based chemical microsensors
[144] 웹사이트 Biosensors Primer 2013-01-28
[145] 저널 Biosensors and biochips: Advances in biological and medical diagnostics
[146] 저널 Fiber-optic biosensors – an overview
[147] 저널 Cholinesterases in biorecognition and biosensor construction, a review.
[148] 저널 Optical whole-cell biosensor using Chlorella vulgaris designed for monitoring herbicides
[149] 저널 Microbial corrosion monitoring by an amperometric microbial biosensor developed using whole cell of Pseudomonas sp.


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