[생명공학이야기] 혈당 센서 (glucose sensor)

혈당 센서 (glucose sensor)

혈당 센서란, 포도당을 산화시키는 글루코오스 산화효소(GOD, Glucose oxidase)를 폴리아크릴아미드의 겔 막에 부착시켜 혈당의 농도를 진단하도록 만든 혈당 측정용 바이오 센서이다.

바이오 센서는 생물이 가지고 있는 기능을 이용하여 유전자, 암세포, 환경호르몬 등의 특정 물질의 존재 여부를 확인하거나 감지할 수 있는 기계인데, 이는 특정 물질과 선택적으로 반응하거나 결합할 수 있는 생체 감지 물질(Bioreceptor)과 칩에서 일어난 반응을 우리가 볼 수 있는 신호로 전환하는 신호 변환기(Signal transducers)로 구성되어 있다. 생체감지물질에는 효소, 항체, 세포, DNA 등이 있으며, 신호로 변환할 때는 전기화학적 반응, 형광 물질, SPR, FET, 열 센서 등 다양한 물리 화학적 방법을 사용한다.

이러한 바이오 센서는 효소나 미생물, 동식물 세포 등 생체 촉매를 사용해, 생물의 체내에서 일어나는 화학반응을 체외에서 일어나게 하는 바이오리엑터(효소공학) 기술을 포함한, 생물이 갖는 유전, 생존, 성장, 자기제어, 물질대사, 정보인식ㆍ처리 등의 기능을 기술적, 산업적 공정에 이용하여 인간에게 유익한 것을 생산해내는 생명공학기술(BT)과 나노기술(NT), 정보기술(IT)의 결합으로 만들어졌다.

혈당 센서 (glucose sensor)의 원리

 

혈당 센서의 원리는 바이오 센서의 원리와 같으며, 포도당이 효소와 반응하는 과정(C6H12O6 + O2 → D-글루콘산(의 δ-락톤) + H2O2)에서 발생한 전자를 전자 전달매개체를 통해 전극으로 전달하여 만들어낸 전류로 혈당을 측정한다.

 

혈당 센서 (glucose sensor)의 활용

1. 혈당 측정기

혈당 센서가 내장된 기기로써, 당뇨병 환자들의 혈당을 측정하여 정확한 수치를 숫자로 보 여주는 장치이다.

 

2. 인공 췌장

당뇨병 환자들을 치료하기 위한 것으로, 인체에서 인슐린을 분비하는 췌장의 기능을 대 신하는 인공 장기이다. 혈당 센서는 혈중 당 농도를 측정하여 인공 췌장의 활동을 조절하는 데 꼭 필요하며, 인체 내 췌장에서의 분비와 유사하게 제어함으로서 당뇨병 환자의 치료 효율을 높일 수 있다.