자연과학 바이오 센서 Biosensor

1. 바이오센서의 개념

바이오센서란 생물학적 물질을 이용하여 분석 대상물질의 존재 유무 또는 농도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 장치를 의미한다. 이는 생화학적 반응을 감지하여 전기적, 광학적 또는 기계적 신호로 변환하는 센서로서, 생명공학, 의학, 환경 모니터링, 식품 안전 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 바이오센서는 생물학적 검출기(bioreceptor)와 감지기(transducer)로 구성되며, 생물학적 검출기는 효소, 항체, 세포, 미생물, 핵산 등으로 이루어진다. 이 생물학적 검출기가 대상 물질과 특이적으로 결합하거나 반응하여 신호를 발생시키면, 감지기는 이를 전기적 또는 광학적 신호로 변환하여 출력한다. 예를 들어, 혈액 내 포도당 농도를 측정하는 글루코스 센서는 효소인 글루코스 산화효소(GOx)를 이용해 포도당과 반응하여 생성된 과산화수소의 양을 산화환원반응으로 전기 신호로 만들어낸다. 바이오센서의 가장 대표적인 사례로는 혈당 검사기이며, 이는 1970년대 후반 상용화 이후 전 세계 당뇨병 환자들이 일상적으로 혈당 수치를 자가 측정하는 데 사용되고 있다. 세계 시장에서는 2020년 기준 바이오센서 시장 규모가 약 250억 달러…