효소고정화 방법에 따른 콜레스테롤 검출용 바이오센서의 전류 감응도 분석

지정윤; 김미라

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자료유형: 학술저널

저자정보: 지정윤 (경북대학교) 김미라 (경북대학교)

저널정보: 동아시아식생활학회 동아시아식생활학회지 東아시아 食生活學會誌第21卷第5號

발행연도: 2011.10

수록면: 731 - 738 (8page)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2011

효소고정화 방법에 따른 콜레스테롤 검출용 바이오센서의 전류 감응도 분석

지정윤 , 김미라 동아시아식생활학회지 2011.10 학술저널

Cholesterol 검출용 바이오센서 개발을 위한 전극 제조 및 효소 고정화 방법 연구

지정윤 , 김미라 동아시아식생활학회 학술발표대회논문집 2011.05 학술대회자료

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콜레스테롤의 신속하고 정확한 새로운 분석방법을 모색하기 위하여 본 연구에서는 전기적 전도성이 우수한 MWCNT를 이용하여 전극을 제작하였고, 여러 가지 효소고정화 방법을 통해 전기화학적 감응도 분석을 실시하였다. MWCNT의 전도성을 향상시키기 위해 아민기를 도입한 MWCNT-NH2를 제조하였고, MWCNT-NH2/GCE에 PB를 점착하여 작업전극을 제조하였다. 제조한 작업전극은 0.5～500 μM H2O2 농도 범위에서 농도가 증가함에 따라 전류가 비례적으로 증가하였고, 검출한계는 0.1 μM로 나타나 전극이 높은 감도를 가지고 있음을 확인하였다. 또한 콜레스테롤 검출을 위해 적합한 효소 반응기를 제작하기 위해 담체인 aminopropyl glass beads, CNBractivated sepharose, Na-alginate, toyopearl beads에 cholesterol oxidase를 고정화시켜 바이오센서의 콜레스테롤 표준용액에 대한 감응도를 측정한 결과, aminopropyl glass beads과 CNBractivated sepharose는 1～100 μM 범위에서 선형관계를 보였으며, Na-alginate는 5～50 μM의 범위에서, toyopearl beads는 1～50 μM 범위에서 선형관계를 나타내었다. 검출한계는 제작된 효소반응기 모두 1 μM로 나타나 콜레스테롤에 대한 높은 검출력을 보여주었으나, 특히 CNBr-activated sepharose와 Na-alginate를 이용한 효소반응기가 높은 coupling efficiency와 감응도를 보여 콜레스테롤 검출을 위한 본 바이오 센서 시스템에 적합한 것으로 나타났다.

Cholesterol is the precursor of various steroid hormones, bile acid, and vitamin D with functions related to regulation of membrane permeability and fluidity. However, the presence of excess blood cholesterol may lead to arteriosclerosis and hypertension. Moreover, dietary cholesterol may affect blood cholesterol levels. Generally, cholesterol determination is performed by spectrophotometric or chromatographic methods, but these methods are very time consuming and costly, and require complicated pretreatment. Thus, the development of a rapid and simple analysis method for measuring cholesterol concentration in food is needed. Multi-walled carbon nanotube (MWCNT) was functionalized to MWCNT-NH2 via MWCNT-COOH to have high sensitivity to H2O2. The fabricated MWCNT-NH2 was attached to a glassy carbon electrode (GCE), after which Prussian blue (PB) was coated onto MWCNT-NH2/GCE. MWCNT-NH2/PB/GCE was used as a working electrode. An Ag/AgCl electrode and Pt wire were used as a reference electrode and counter electrode, respectively. The sensitivity of the modified working electrode was determined based on the amount of current according to the concentration of H2O2. The response increased with an increase of H2O2 concentration in the range of 0.5～500 μM (r2=0.96) with a detection limit of 0.1 μM. Cholesterol oxidase was immobilized to aminopropyl glass beads, CNBr-activated sepharose, Na-alginate, and toyopearl beads. The immobilized enzyme reactors with aminopropyl glass beads and CNBr-activated sepharose showed linearity in the range of 1～100 μM cholesterol. Na-alginate and toyopearl beads showed linearity in the range of 5～50 and 1～50 μM cholesterol, respectively. The detection limit of all immobilized enzyme reactors was 1 μM. These enzyme reactors showed high sensitivity; especially, the enzyme reactors with CNBr-activated sepharose and Na-alginate indicated high coupling efficiency and sensitivity. Therefore, both of the enzyme reactors are more suitable for a cholesterol biosensor system.

#Cholesterol #biosensor #immobilization #carrier.

참고문헌 (50)

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1. [보고서] - / 2009 / 국민건강통계 : 국민건강영양조사 제4기 3차년도

3. [학술지(정기간행물)] - Agullo E / 1996 / Gas-liquid chromatographic determination of total free cholesterol in egg pastas / Food Res Int 29 : 77 ~ 80

4. [학술지(정기간행물)] - Bang BH / 1989 / Calcium alginate-entrapped yeast whole-cell invertase (Ⅱ. Enzymatic properties of the immobilized cells) / Korean J Food & Nutr 2 : 14 ~ 20

5. [학술지(정기간행물)] - Basu AK / 2007 / Development of cholesterol biosensor based on immobilized cholesterol esterase and cholesterol oxidase on oxygen electrode for the determination of total cholesterol in food samples / Bioelectrochemistry 70 : 375 ~ 379

6. [학술지(정기간행물)] - Blomhoff JP / 1973 / Serum cholesterol determination by gasliquid chromatography / Clin Chim Acta 43 : 257 ~ 265

이 논문의 저자 정보

지정윤

소속기관 경북대학교

주요연구분야 자연과학 > 생활과학

논문수 7 이용수 1,847

김미라

소속기관 경북대학교

주요연구분야 농수해양학 > 식품과학 TOP 5% 자연과학 > 생활과학 TOP 0.5%

논문수 181 이용수 31,604

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