바이오센서 개발을 위한 고정화 효소 기술

바이오센서 개발을 위한 고정화 효소 기술 1. 고정화 효소 기술의 개요 효소는 특정한 화학물질을 석택적으로 식별하기 때문에 효소와 물리화학 디바이스를 조합하여 센서를 구성할 수 있다. 그러나 효소는 일반적으로 수용성이기 때문에 반복 사용이 곤란하다. 한편, 효소의 탁월한 성질을 공학적으로 응용하려는 관점에서, 효소를 수용성이 아닌 고분자 운반체 혹은 무기 운반체에 결합시켜 녹지 않게 하는 고정화 기술이 개발되었다. 이미 1960년대 말부터 고정화 효소를 이용하는 반응기가 실용화되어 아미노산의 생산 등에 이용되었다. 이 고정화 기술을 이용하여 효소를 센서의 분자 식별 소자로 이용할 수 있게 되었다. 이미 각종 고정화 효소의 조제 방법이 보고되어 있지만, 여기서는 센서에 이용되는 고정화 방법에 한정하여 소개하기로 한다. 일반적으로 효소를 막위에 고정화하여 센서에 이용하는 경우가 많다. 그러나 효소를 고정한 입자를 반응기에 채워 사용하는 경우도 있다. 여기서는 효소 고정화막을 조제하는 방법을 중심으로 소개한다. 효소의 고정화(immobilization)란, 효소를 가두거나 한 곳으로 모아서 계속 재사용할 수 있게 하는 거이다. 고정화가 필요한 이유는 몇가지가 있다. 즉, 격리 효소를 사용하여 가공할 때 고정화 효소를 사용하면 반응기 안에 잔류시킬 수 가 있다. 반면에 효소가 용액중에 있다면 효소는 최종 생성물과 함께 반응기에서 나가버릴 것임. 손실된 효소를 보충하기 위하여 새로운 효소를 첨가하여 주어야 할 뿐만 아니라, 생성물중의 효소는 바람직하지 못한 불순물이므로 제거하여야 한다. 고정화 효소는 용액 중의 효소보다 장기간 활성을 유지할 수 있다. 마지막으로 연속 촉매반응에는 고정화 효소를 다른 효소 근처에 있게 함으로써 다단계 전화의 촉매 효율을 증가시킬 수 있다. 기질의 처리양이 아주 많고 효소가 비싸다면, 이러한 특성 때문에 고정화 효소가 매력을 가지게 된다. 또한 잘 규…
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