Planar microchip-based lactate biosensor

차근식; 남학현; 신정원; 윤순호; 이용석; 강태영; 허황; 하정한

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P-ISSN1225-0163
E-ISSN2288-8985
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E-ISSN 2288-8985

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19권 6호

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평면 소자형 락테이트 바이오센서

Planar microchip-based lactate biosensor

분석과학 / Analytical Science and Technology, (P)1225-0163; (E)2288-8985

2006, v.19 no.6, pp.482-489

차근식 (광운대학교 화학과)
남학현 (광운대학교)
신정원 (광운대학교 화학과)
윤순호 (광운대학교 화학과)
이용석 (광운대학교 화학과)
강태영 (광운대학교 화학과)
허황 (울산대학교)
하정한 (㈜아이센스 부설연구소)

차근식, 남학현, 신정원, 윤순호, 이용석, 강태영, 허황, & 하정한. (2006). 평면 소자형 락테이트 바이오센서. 분석과학, 19(6), 482-489.

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초록

Pediococcus에서 추출된 lactate oxidase(LOD)를 poly(vinyl alcohol)(PVA)에 고정화하여 2전극계로 구성된 lactate 바이오센서를 제조하였다. Lactate는 LOD 효소와의 반응에서 생성되는 <TEX>$H_2O_2$</TEX>를 전기화학적으로 금(Au)위에 형성시킨 Pt-black 층에서 산화시켜 정량 할 수 있었다. Pt-black으로 만들어진 센서는 과산화수소에 대해서 낮은 전위(+300 mV vs. Ag/AgCl)에서 큰 산화전류를 보여주었으며, ascorbic acid, acetaminophen, uric acid 등과 같이 산화되기 쉬운 산화 종들의 영향을 감소시켜주었다. 외부보호막으로는 다양한 종류의 친수성 폴리우레탄을 사용하였다. 센서는 in vitro 방식으로 흐름계와 비흐름계 모두에서 성능을 평가하였다. 제작된 센서는 0.05 M NaCl을 포함하는 0.05 M 인산염 완충용액(pH 7.6)에서 성능을 시험하였으며, 0.1 mM에서 9.0 mM의 lactate 농도구간에서 직선적 감응성을 나타내었다. 최적화된 센서는 <TEX>$4^{\circ}C$</TEX> 완충용액에 보관하였으며, 25일 이상 감응도(sensitivity)가 거의 변화하지 않았다.

keywords: planar microchip, lactate, lactate oxidase, hydrophilic polyurethane . Corresponding authorPhone : +82-(0)2-940-5244 Fax : +82-(0)2-91-8584E-mail: gscha@kw.ac.kr, planar microchip, lactate, lactate oxidase, hydrophilic polyurethane . Corresponding authorPhone : +82-(0)2-940-5244 Fax : +82-(0)2-91-8584E-mail: gscha@kw.ac.kr

Abstract

Two electrode-based lactate biosensor was prepared by immobilizing lactate oxidase (LOD) obtained from pediococcus species in a poly(vinyl alcohol). Hydrogen peroxide (<TEX>$H_2O_2$</TEX>) produced by the reaction of lactate and LOD was detected on the Pt-black that was electrochemically deposited on the Au electrode. Sensors fabricated with Pt-black deposited Au electrode provided a high current of <TEX>$H_2O_2$</TEX> oxidation at a substantially lowered applied potential (+300 mV vs. Ag/AgCl), resulting in reduced interferences from easily oxidizable species such as ascorbic acid, acetaminophen, and uric acid. An outer membrane is formulated by adjusting water uptake of hydrophilic polyurethane (HPU). The sensor performance was evaluated in vitro with both flow-through arrangement and static mode. The sensor showed a linear range from 0.1 mM to about 9.0 mM in 0.05 M phosphate buffer (pH 7.6) containing 0.05 M NaCl. Storing the sensors prepared in this work at <TEX>$4^{\circ}C$</TEX> buffer solution while not in use, they provided same electrochemical performance for more than 25 days.

keywords: planar microchip, lactate, lactate oxidase, hydrophilic polyurethane

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