전도성 고분자의 나노로드 구조를 포함하는 고감도 다공성 글루코오스 바이오센서 및 그 제조 방법 document_id A220623061177

국내 바이오센서 중 90% 이상이 의료용 바이오센서로 혈당측정용이 대부분을 차지하고 있으며, 이러한 혈당 바이오센서의 국내 시장은 약 400억 원에 이르고, 당뇨환자 수가 매년 늘어남에 따라 시장 규모도 지속 확대될 것으로 예측되고 있다. 바이오센서는 특정 물질을 그와 반응할 수 있는 물질을 전극 표면에 고정화하여 이를 전기적 신호로 바꿔 그의 성분이나 정량 분석하는 시스템이다. 이러한 바이오센서에 있어서, 전극 표면에 고정화되는 반응 관련 물질의 양은 바이오센서의 감도에 영향을 미치는 중요한 요인들 중 하나이다. 그러나 최근 들어 바이오센서가 점차 소형화되어짐에 따라 특정 물질과 반응할 수 있는 물질들을 고정화할 수 있는 면적도 작아지면서 고감도의 소형화 센서 개발의 심각한 한계가 나타나고 있다. 이런 한계를 극복하기 위해, 나노 기술을 접목한 센서들이 개발되고 있는데, 이런 센서들 중 하나가 나노로드를 이용한 것이다. 그러나 기존의 나노로드들은 대부분 반도체를 이용한 것으로 고온, 고압 하에서 고가의 장비를 이용하여 합성되어야 하며, 이와 같은 반도체 나노로드들의 대부분은 다공성의 멤브레인을 사용하지 않고서는 기판 위에서 수직으로 직접 합성하는 것이 쉽지 않다는 단점이 있었다. 반면 기존의 전도성 고분자를 이용한 바이오센서는 박막 구조가 많았으며, 이는 흡착을 이용하여 바이오 물질을 고정화함으로써 이들의 배향성 문제가 있었다. 또한 이들을 이용한 나노로드 바이오센서는 반도체 나노로드에 비하여 합성은 쉽지만 감도가 좋지 않은 문제점을 갖고 있었다. 국내특허공개번호 제2000-8880호에는 고분자 음이온(AMPS)과 글루코스 옥시다아제(GOD)를 접합시킨 단백질 복합체를 전도성 고분자의 도펀트로 이용한 글루코오스 센서가 개시되어 있다. 종래의 글루코스 센서 제조에 사용된 단백질 고정화 방법의 문제점을 해결하기 위해, 상기 센서는 박막 전극 위에 고분자 박막 구조를 도핑한 형태의 센서 시스템을 구현하였다. 또한 국내공개특허 제2005-104171호에는 Ag/AgCl 전극을 이용하여 글루코오스를 정량적으로 측정하는 방법이 개시되어 있으며, 국내공개특허 2004-26323호에는 중기공성 백금을 포함하는 바이오센서 및 이를 이용한 글루코스 농도 측정방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 선행 발명들은 바이오센서에 효소를 고정화시킬 수 있는 전극 면적이 작아서 소형화가 어려울 뿐만 아니라 효소들의 배향성이 좋지 않기 때문에 전류의 흐름이 원활하지 않은 문제점이 있었다. 한편 본 발명자는 특허등록 제10-729147호(등록일 2007. 6. 11)에서 고감도 바이오센서 및 이를 포함하는 복합 바이오센서에 관한 발명을 공개한 바 있다. 상기 발명은 본 발명과 같이 기준 전극, 상대 전극 및 작업 전극을 포함하며, 작업 전극의 상부에 효소고정부를 포함하는 바이오센서에 관한 것으로서, 작업 전극부를 복수개의 요철 형상으로 구성하여 표면적을 증가시킨 것이 특징이다. 이에 대한 후속 연구로서, 발명자는 바이오센서에 관한 연구를 계속 진행하여, 본 발명을 통해 작업 전극부에 나노로드 구조를 도입함으로써, 유효 작업 면적을 극대화시킬 수 있는 방법을 개발하였다.