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마이크로 사이즈의 무효소 혈당센서 응용을 위한 생체적합한 패키징 기술에 관한 연구

Study on Bio-compatible Packaging Technology for Non-enzymatic Glucose Micro-sensor Applications

대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회, 2007 July 18, 2007년, pp.280 - 281  

박대준 (마이크로) ,  이이재 (마이크로) ,  박재영 (마이크로)

초록
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본 논문에서는 생체 내에 삽입하거나 연속적으로 혈당을 모니터링하기 위하여 제작된 무효소 혈당세서의 바이오 패키징 및 특성 최적화에 관하여 고찰하였다. 3전극을 갖는 동일한 센서구조에서 sensitivity를 최대화하기 위해 평면형 백금전극을 사용한 센서, 메조포러스 구조가 작동전극에 형성된 센서, 메조포러스 구조가 작동전극과 보조전극에 형성된 무효소 혈당센서를 설계, 제작하고 비교하였다. 각각의 센서는 0.009${\mu}A$ $mM^{-1}cm^{-2}$, 5.46${\mu}A$ $mM^{-1}cm^{-2}$, 7.75${\mu}A$ $mM^{-1}cm^{-2}$의 sensitivity를 가졌다. 또한 생체 이식되었을 때 혈액 속에서 글루코스응답을 얻는 데에 있어 방해종인 Ascrobic Acid와 Acetaminophen의 반응을 최소화하고, 혈액 내의 단백질들이 전극에 엉겨 붙는 것을 막기 위해 생체 적합한 물질인 Nafion 을 패키징 멤브레인으로 적용하여 센서를 제작하였다. 이 센서는 0.36${\mu}A$ $mM^{-1}cm^{-2}$의 sensitivity를 가졌다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 결과를 바탕으로 Nafion 멤브레인으로 패키징된 무효소 혈당 센서는 생체이식형 시스템이나 연속적인 측정 시스템에 적용 가능함을 알 수 있었다. 다음 연구를 통해서는 보다 개선된 응답특성을 얻기 위하여 Nafion의 농도에 따른 응답특성을 확인하고, 멤브레인에 사용된 물질의 종류를 바꾸어 제작하여 가장 좋은 응답특성을 갖는 센서를 개발하고자 한다.
  • 본 논문에서는 메조포러스 백금을 작동전극 및 보조(상대) 전극 모두에 적용한 경우와 작동전극에만 적용하였을 때 그 특성을 비교 및 분석하였으며, 생체 이식형 시스템에 적용하기 위해 생체 적합한 물질인 Nafion 을 패키징 멤브레인으로 적용하여 센서를 제작하여 그 특성을 측정 및 분석하였다.
  • 본 연구에서는 동일한 구조에서 sensitivity를 극대화하기 위해 평면형 백금전극을 사용한 센서, 메조포러스 구조가 작동전극에 형성된 센서, 메조포러스 구조가 작동전극과 보조전극에 형성된 센서를 제작하고 비교하였다. 그 결과 좋은 응답특성을 얻기 위해서는 작동전극과 보조 전극의 표면적을 넓히는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.
  • 그림 3의 (A)는 1 M 황산 용액에서 cyclic voltammetry를 수행한 결과이다. 이 실험은 전극표면의 거칠기를 보기 위하여 수행하였다. 그림 3의 (B)는 10 mM PBS 용액에서의 글루코스농도에 따른 센서의 응답전류를 비교한 결과이다.
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