Glucose 정량을 위한 Yeast 및 그의 Organelle 바이오센서에 관한 연구

인권식; 김인탁; 유광식

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자료유형: 학술저널

저자정보: 인권식 김인탁 유광식

저널정보: 한국분석과학회 분석과학 분석과학 제3권 제2호

발행연도: 1990.8

수록면: 179 - 187 (9page)

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글루코오스(Glucose) 정량을 위한 CO₂기체감응전극에 Hansenula anomala B-7을 고정시켜서 효모 바이오센서(yeast bio-sensor)를 만들었다. 이 센서의 최적감응조건을 찾기 위하여 pH, 온도, 완충용액, 효모의 양, 방해물질 및 각종 무기염류의 영향과 전극의 안정성에 대하여 조사하였다. 이 센서는 0.1M 인산염 완충용액(pH7.0), 온도 30℃, 효모 양 10㎎을 사용하였을 때 가장 우수한 감응을 보여주었고, 3~5분 이래에 7.0×10^(-4) ~ 5.0×10 ²M 글루코오스 농도범위에서 44㎷/decade의 감응기울기가 가장 우수한 결과였다. 이러한 최적조건에서 용액의 분위기를 대기상태, 질소 및 산소분위기로 하여 이 센서의 감응을 측정하였다. 질소분위기 하에서는, 감응시간인 3~5분 이내에 5.0×10^(-4) ~ 7.0×10^(-2)M 글루코오스 농도범위에서 54㎷/decade로 가장 우수한 감응도를 나타내었다. 한편, 산소분위기 하에서는, 1.0×10^(-3) ~ 5.0×10^(-2)M 글루코오스 농도범위에서 직선성과 32㎷/decade의 감응기울기를 가졌으며 감응시간은 3~5분이 소요되었다. 또한, 위에서 언급한 최적조건 하에서 용액의 분위기를 대기상태, 질소 및 산소분위기로 하여 오르가넬라 바이오센서(organelle bio-sensor)의 감응을 측정하였다. 500rpm으로 원심분리했을 때, 대기상태에서의 오르가넬라 바이오센서는, 1.0×10^(-4) ~ 7.0×10^(-3), 3.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2)과 1.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2)M 글루코오스 농도범위에서 17, 22와 31㎷/detade의 감응기울기를 보여주었고, 감응시간은 각각 5~10분이 소요되었다. 산소분위기 하에서는, 1.0×10^(-4) ~ 7.0×10^(-3), 3.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2)과 3.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2)M 글루코오스 농도범위에서 13. 16과 27㎷/decade의 감응기울기를 가졌고 감응시간은 5~1O분이 소요되었다. 질소분위기 하에서는, 1.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2)M 글루코오스 농도범위에서 39, 54. 58㎷/decade의 감응기울기가 나타났고, 감응 시간은 각각 5~1O분이 소요되었다. 이 경우에 있어서 이들 감응특성들은 산소 및 대기상태에서 측정된 것보다 훨씬 우수하였다. 한편, 효모 바이오센서와 오르가넬라 바이오센서를 비교하여 보면, 오르가넬라 바이오센서가 효모 바이오센서에 비하여 감응시간과 안정성에 있어서 저조한 것으로 나타났다. 따라서, 효모 바이오센서를 글루코오스 정량과 임 상학적으로 응용한다면 유용할 것으로 생각된다.

A yeast bio-sensor for the determination of glucose was prepared by immobilizing Hansenula anomala B-7 on a CO₂gas-sensor. Under atmosphere environment for the optimum response conditions of this sensor, they were investigated for the effects of pH, temperature, buffer solution, yeast amounts, interfering substances and inorganic salts, and the stability. This sensor showed the best response in 0.1 M phosphate buffer solution at pH 7.0, 30℃, 10㎎ of yeast amounts, and the sensor appeared the best result in the range between 7.0×10^(-4) and 5.0×10^(-2)M glucose with a response slope of 44㎷/decade, and at this point, the response time was 3~5 mins. Under these optimum conditions, this assembly was examined for the electrode response under atmosphere. N₂and O₂environments. The glucose sensor showed the best response under N₂environment, with a response slope of 54㎷/decade between 5.0×10^(-4) and 7.0×10^(-2)M glucose and the response time in this concentration range was 3~5 mins. While under O₂environment, it had the linearity in the range of 1.0×10^(-3) ~ 5.0×10^(-2)M glucose with a response slope of 32㎷/decade and the response time required was 3~5 mins. Also, under the optimum conditions above mentioned, organelle bio-sensor was examined response under atmosphere, N₂and O₂environments. When centrifuged 500 rpm, the organelle bio-sensor showed the response under atmosphere environment, with response slopes of 17, 22 and 31㎷/decade, within linear range 1.0×10^(-4) ~ 7.0×10^(-3), 3.0×10^(-4) ~ l.0×10^(-2) and 1.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2)M glucose, the response time took 5~lOmins, respectively. Under O₂environment, it had the linearity in the range of 1.0×lO^(-4) ~ 7.0×10^(-3), 3.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2) and 3.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2)M glucose with response slopes of 13, 16 and 27㎷/decade, the response time was 5~10 mins, respectively. Under N₂environment, the linear range appeared 1.0×10^(-4) ~ 1.0×10^(-2)M glucose with response slopes of 39, 54, 58㎷/decade, the response time took 5~10 mins, respectively. In this case, these response characteristics were superior to O₂and atmosphere environments. On the other hand, I compared the yeast bio-sensor with the organelle bio-sensor, the organelle bio-sensor was inferior to the yeast bio-sensor for the response time and the stability. Consequently, the yeast bio-sensor will be useful for the determination of glucose and clinical applications.

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