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제안 방법
- Muramatsu는 처음으로 PZ QCM을 이용한 면역중량 미생 물 측정(immimogravimetric microbial assay)법을 발표하였다. 항체를 도포한 압전 결정 (PZ crystal)을 이용하여 E. c시i를 시료 1 mL 당 lxl06 ~ "io® 세포수를 측정하였다 (54). Prusak-Sochakaczewski와 그의 공동연구자는 측정범위가 시료 1 mL당 IO, ~ IO, 까지 측정 가능한 Salmonella tryhimurium 검출용 PZ 면역센서를 개발하였고(55), 결정 표면에 여러가지 물질로 고정화하였는데 그 중에서 polyehyleneimine이 가장 좋았으며, 4℃에서 4일간 항체 활성이 유지되었으며 8번 계속하여 시료를 측정할 수 있었다(56).
- Guilbault는 단백질을 고정화하여 가스화합물을 처음으로 직접 측정하였다. 9 MHz 결정 위에 formaldehyde dehydrogenase 와 보조인자 (cofactor) 를 고정화하여, 다른 aldehydes, alcohol 또는 그 외 화합물의 방해 없이 가스 상 (gas phase)에서 formaldehyde# 1 —100 ppb까지 측정하였다 (38, 41). Parathion 항체를 압전 수정 결정(PZ crystal)위에 고 정화하여 이 농약을 ppb 농도까지 측정하였다.
- Ito 는 특이 고체상 DNA 반응 (speciec solid-phase DNA hybridiz자ion reaction)의 측정을 위하여 QCM 이용 가능성에 대하여 연구하였다(43). Aslanoglue- QCM 위에 DNA의 흡착 그리고 QCM과 cyclic voltametry(CV)를 사용하여 고정화된 DNA의 금속 착화합물 결합 형상(metal complex binding projection)에 대하여 연구하였고, 그 결과로부터 두 방법을 비교 분석하였다(44). Caruso와 그의 공동연구자는 보체적인 30단위 DNA 소중합 뉴클레오티드(complementary 30 unit DNA oligonucleotide) 3] 혼성체 생성 (hybridization) 의 정확한 측정을 위하여 QCM 의 적합성을 연구하였다(45).
- Prusak-Sochakaczewski와 그의 공동연구자는 측정범위가 시료 1 mL당 IO, ~ IO, 까지 측정 가능한 Salmonella tryhimurium 검출용 PZ 면역센서를 개발하였고(55), 결정 표면에 여러가지 물질로 고정화하였는데 그 중에서 polyehyleneimine이 가장 좋았으며, 4℃에서 4일간 항체 활성이 유지되었으며 8번 계속하여 시료를 측정할 수 있었다(56). He와 그의 공동연구 자들은 E. coll 박테리아를 분리된 전극 PZ QCM을 이용하여 측정하였다. 이 방법은 E.
- 9 MHz 결정 위에 formaldehyde dehydrogenase 와 보조인자 (cofactor) 를 고정화하여, 다른 aldehydes, alcohol 또는 그 외 화합물의 방해 없이 가스 상 (gas phase)에서 formaldehyde# 1 —100 ppb까지 측정하였다 (38, 41). Parathion 항체를 압전 수정 결정(PZ crystal)위에 고 정화하여 이 농약을 ppb 농도까지 측정하였다. 미량의 수분 을 포함하는 공기 중에서 가스 상과의 면역반응이 잘 진행됨 으로써 새로운 검출기의 개발이 가능하였다(61).
- 섬유 반경(fibre radius)의 감소로 센서의 질량 감도 (mass sensitivity) 증가 가능성은 특히 액체 매질이나 유동성 모드(flexural mode)에서, 이러한 종류의 음파 디바이스를 사용할 때, 계면전기화학 연구에 크게 기여하였다(14). 가는 막대(thin rod) 대신에 관벽(tube wall)의 얇은 두께에 의하여 높은 질량 감도(high mass sensitivity)를 가지는 관을 센서 제작에 이용하였다. 디바이스를 액체 매질에 남구었을 때 단지 관측 음파 소실(observed acoustic losses)을 최소로 하는 구조가 흐름 속에서(in flow) 물리적으로나 화학적 변화를 관측하는데 적당하다(15).
- 미량의 수분 을 포함하는 공기 중에서 가스 상과의 면역반응이 잘 진행됨 으로써 새로운 검출기의 개발이 가능하였다(61). 그 결과 유 기인 신경물질(organophosphorus nerve agents) 에 대한 항체를 고정화하여 공기 중에 있는 이들 물질을 ppb 농도까지 측정하였다. 물 속에 있는 농약(pesticide) 분석을 위한 바이오센서 도 Guilbault와 그의 동료들에 의하여 보고되었다.
- 물 속에 있는 농약(pesticide) 분석을 위한 바이오센서 도 Guilbault와 그의 동료들에 의하여 보고되었다. 그 예로 농약 특이항체를 압전 수정 결정(PZ crystal)위에 고정하고 흐 름 주입 분석(flow injection assay, FIA) 장치를 부착시켜 몇 가지 triazine 제초제 (atrazine, propazine, simazine)를 ppm 농도 까지 준 연속적 측정(quasi-continuous detection)을 하였다(18).
- 전형적인 SAW 디바이스와 유사한 구조를 가지는 SH-APM 디바이스 는 25-200 MHz 영역에서 작동한다. 그리고 판의 두께와 변 환기의 띠 간격(band width)(IDTs의 양쪽 쌍(finger pairs)수에 의하여 결정되어지는)을 조절하여 특이한 판형 모드 (particular plate mode)를 생성시키도록 설계한다. 이 디바이 스는 액체와 기체 매질 내에서 작동한다(12).
- 항체를 10 MHz 압전 결정(PZ)위에 고정(immobilization)하여 30—3, 500 ppb 농도의 표준용액 내 cortisol 검출에 성공하였다(25). 또 액체나 증기 상에 존재하는 결핵 (M tubercolosis) 항원 측정에도 응용되었으며, 배열 시스템 (array system)으로 면역 글로브린 M(IgM)과 C-reactive protein(CRP)를 동시에 즉정하는 방법을 연구하였다. 이는 각 결정 표면에 항-IgM (anti-IgM)과 항 CRP(anti-CRP)를 적당한 비로 혼합하여 고정한 후 다른 반응 조건하에서 작동하여 측정하도록 만들었다.
- 진동검출 시간(frequency detection time, FDT) 이 시료 1 mL당 10~IO11 세포수까지는 직선관계를 가졌다. 순수 배양한 E. coli 수를 FDT법으로 측정한 값과 표준 평판 계산 법 (standard plate count method)과 비교 연구하였으며, 이 방법은 기존의 방법보다 더 측정시간이 빠르고 감성이 좋았다(57). Guilbault는 PZ QCM을 이용하여 식품의 미생물 오염 측정법을 총정리하여 발표하였다(58).
- 여러가지 고정화 방법을 이용하여 Listeria를 금표면(gold surface)위에 고정하였다. 액체 흐 름 셀(liquid flow cell)을 사용하여 효소나 방사능 물질을 표 지로 사용하지 않고, 항원-항체 결합의 직접 측정이 가능하였다. 이 방법은 비특이성 항원 Serratia 또는 Listeria를 주입한 우유(milk) 에 측정한 결과 ELISA법과 거의 같은 감도로, 15 분 이내의 짧은 시간에 측정되었다(59, 60).
- Minunni와 Jacobs와 그 의 연구자들은 Listeria monocytogenese} 검출용 압전 수정 결정 면역센서를 개발하였다. 여러가지 고정화 방법을 이용하여 Listeria를 금표면(gold surface)위에 고정하였다. 액체 흐 름 셀(liquid flow cell)을 사용하여 효소나 방사능 물질을 표 지로 사용하지 않고, 항원-항체 결합의 직접 측정이 가능하였다.
- K6nig 와 Griitzel 에 의하여 Herpes simplex type 1 and 2, Varicella-Zoster 바이러스, Cytomegalo 바이러스 그리고 Epstein Barr등 다섯가지의 Herpes 바이러스를 검출하였다(19). 위의 바이러스에 대하여 항 바이러스성 항체(antiviral antibodies)들을 결정위에 고정화 하여 5x10, ~bio, 개의 세포들을 측정하였다. 이때 이 센서 들은 검출 활성도(activity)의 손실없이 18번이나 재사용이 가 능하였다.
- 또 액체나 증기 상에 존재하는 결핵 (M tubercolosis) 항원 측정에도 응용되었으며, 배열 시스템 (array system)으로 면역 글로브린 M(IgM)과 C-reactive protein(CRP)를 동시에 즉정하는 방법을 연구하였다. 이는 각 결정 표면에 항-IgM (anti-IgM)과 항 CRP(anti-CRP)를 적당한 비로 혼합하여 고정한 후 다른 반응 조건하에서 작동하여 측정하도록 만들었다. Aberl와 그 동료들은 HIV의 비표지 항체측정을 위하여 압전 측정 원리를 이용한 유동 면역분석 (flow through immunoassay)에 관하여 발표하였다(26).
- 첫째로 항체 시험표면(antibody te마 surface)에 비특이성 단 백질의 결합에 의하여 생기는 문제점을 극복하여야만 하는 것과 같이 결정 표면에 항상 똑같은 양의 생체 물질의 고정 화 재현(reproducible)성이 어렵다는 것이 여러 연구자들에 의하여 지적되었다. 이를 해결하기 위하여 자기 조립 단분자층 (self assembled monolayer, SAM), dextran thiol monolayer(SPR 에서와 같이) 그리고 금전극에 유황을 포함하는 화합물로 SAM의 원리를 응용하여 높은 재현성을 얻었다.
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