[고분자화학] 바이오센서 Biosensor

1. 바이오센서 개요

바이오센서는 생체 내 혹은 생체와 접촉하는 환경에서 생물학적 물질과 물리적 또는 화학적 신호를 감지하여 정량적 또는 질적 정보를 제공하는 센서이다. 이는 의료 분야, 식품 안전, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 바이오센서는 주로 생체 분자(단백질, 효소, 항체 등)와 반응하거나 이들을 인식하는 생물학적 감지 요소를 포함하며, 이를 통해 높은 선택성과 민감도를 갖춘 검출이 가능하다. 바이오센서의 기본 구조는 생물학적 감지 층, 변환기, 그리고 신호 처리 전자 회로로 구성되며, 이 구조는 빠른 반응 시간과 높은 신뢰도를 확보하는 데 기여한다. 예를 들어, 혈중 포도당 농도를 측정하는 글루코스 센서는 당뇨병 환자의 혈당 관리에 필수적인 도구로, 2020년 기준 전 세계 당뇨병 환자는 약 4억 6천만 명에 달하며, 이들 중 상당수가 혈당 측정을 위해 바이오센서를 사용한다. 특히, 바이오센서는 나노기술과 결합되어 기존보다 훨씬 낮은 검출 한계를 가지게 되었으며, 일부 고감도 센서는 피코몰 농도 수준까지 검출 가능하다. 최근 연구에 따르면, 바이오센서 시장은 연평균 8% 이상의 성장률을 기록하며 2025년까…