Page 94 - Pharma Paper Review

4. 바이오센서 응용

4.1 전기화학 기반 센서

DB의 다공성 구조는 전극 표면적을 증가시켜 전자전달 효율과 감도(sensitivity)를 높입니다.

Silva 등은 DB에 활성탄과 자성나노입자를 혼합하여 복합체를 제조하였고, 0.09 Ω의 낮은 저항과 우수한
전도성을 확인하였습니다.

라만분석에서 ID/IG 비가 감소하여 결정성 탄소구조가 형성되었으며, 이는 효율적 전자이동 경로를 제공함
을 의미합니다.

따라서 DB 복합체는 고감도·고안정성 전기화학센서로 응용 가능성이 높습니다.

4.2 광학 기반 센서 (SERS)

DB의 규칙적인 실리카 나노구조는 빛의 산란과 표면플라즈몬 공명(SPR)을 증폭시켜 신호세기를 향상시킵
니다.

Saridag 등은 APTES로 기능화한 DB에 은나노입자(AgNP)를 결합한 AgNP@DB 복합체를 이용하여
HER2, CA15-3, MUC4, PSA 등 암 표지단백질을 감지하였으며, 검출한계(LOD)는 0.1 ng/mL 미만이었
습니다.

SERS 신호는 단백질 농도와 선형상관(R² > 0.99)을 보여 높은 재현성을 확보했습니다.

이 결과는 DB의 높은 표면적과 AgNP의 전자기장 증폭 효과가 결합한 결과로 해석됩니다.

또한 León-Valencia 등은 DB에 AgNP를 광화학적으로 증착해 DNA 형광센서를 제작하였으며, Raman
신호가 약 5.5배 증가하여 핵산 검출 민감도가 대폭 향상되었습니다.

4.3 형광 기반 센서

DB 표면에 CdSe/ZnS 양자점(QD)을 단순 흡착시켜 형광센서를 제작한 결과,

복잡한 결합공정 없이도 형광강도가 약 1.26배 향상되었습니다.

이는 DB의 균일한 나노공이 QD의 분산을 개선하고 산란효율을 높였기 때문입니다.

또한 DB를 마이크로플루이딕 칩 내부에 배치하여 유체가 직접 공극을 통과하도록 설계한 flow-through
방식에서는 기존 flow-over 방식보다 반응속도가 16배, 신호강도가 29배 향상되었습니다.

이 플랫폼은 스마트폰 기반 POC(Point-of-Care) 진단기기로의 응용 가능성도 제시합니다.