53(6)-21(권용재 081).fm

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혜정 목
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1 Korean Chem. Eng. Res., 53(6), (2015) PISSN X, EISSN 새로운가교제를적용한촉매를이용한글루코스센서의성능향상연구 정용진 권용재 서울과학기술대학교에너지환경대학원 서울특별시노원구공릉로 232 (2015 년 8 월 6 일접수, 2015 년 9 월 9 일수정본접수, 2015 년 9 월 17 일채택 ) A Study on Performance Improvement of Glucose Sensor Adopting a Catalyst Using New Cross Liker Yongjin Chung and Yongchai Kwon Graduate School of Energy and Environment, Seoul National University of Science and Technology, 232 Gongreung-ro, Nowon-gu, Seoul 01811, Korea (Received 6 August 2015; Received in revised form 9 September 2015; accepted 17 September 2015) 요 약 본논문에서는글루코스산화제, polyethyleneimine(pei) 및탄소나노튜브간물리적흡착으로제조된촉매 (GOx/PEI/ CNT) 에새로운가교제인 terephthalaldehyde(tpa) 를첨가하여민감도및안정성이개선된글루코스센서촉매를합성하여, 감지능및안정성개선효과를확인하였다. 새로운가교제를포함한바이오촉매는, 글루코스산화제및 polyethyeleneimine 의관능기와 TPA 의관능기간알돌축합반응에의해생성되었고, 이를통해생성된새로운전자전달구조는글루코스의산화반응을촉진시켰다. 이러한촉매활성은전기화학적평가를통해정량적으로평가하였으며그결과 41.1 µacm -2 mm -1 의글루코스민감도를얻을수있었다. 또한가교제와글루코스산화제및 polyethyeleneimine 간의화학반응의형성에의해글루코스산화제의외부손실을최소화하여, 센서안정성향상에도크게기여하였다. 안정성평가를한결과, 3 주간의주기적인촉매활성측정후에 94.6% 활성이유지됨을확인하였다. Abstract In this study, we synthesized a new biocatalyst consisting of glucose oxidase (GOx), polyethyleneimine (PEI) and carbon nanotube (CNT) with addition of terephthalaldehyde (TPA) (TPA/GOx/PEI/CNT) for fabrication of glucose sensor that shows improved sensing ability and stability compared with that using other biocatalysts. Main bonding of the new TPA/GOx/PEI/CNT catalyst is formed by Aldol condensation reaction of functional end groups between GOx/ PEI and TPA. Such formed bonding structure promotes oxidation reaction of glucose. Catalytic activity of TPA/GOx/PEI/CNT is evaluated quantitatively by electrochemical measurements. As a result of that, large sensitivity value of 41 µacm -2 mm -1 is gained. Regarding biosensor stability of TPA/GOx/PEI/CNT catalyst, covalent bonding formed between GOx/PEI and TPA prevents GOx molecules from becoming leaching-out and contributes improvement in biosensor stability. With estimation of the biosensor stability, it is found that the TPA/GOx/PEI/CNT catalyst keeps 94.6% of its initial activity even after three weeks. Key words: Glucose Oxidase, Glucose Sensor, Terephthalaldehyde, Cross Linker 1. 서론 국제보건기구 (World Health Organization; WHO) 의통계자료에따르면, 당뇨병은 1994년 1.1억명, 2003년 1.9억명으로가파르게증가하여, 2025년에는 3.3억명수준으로전세계성인인구대비 10% 의유병률을기록할것으로예상되고있으며, 우리나라및미국, 유럽 To whom correspondence should be addressed. kwony@seoultech.ac.kr This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 등서방선진국을중심으로이미성인인구의 10% 이상이당뇨병으로고통받고있는것으로보고되고있다 [1]. 그러나이러한의학발전에도불구하고당뇨병은아직미정복된질환으로남아있어, 발병후에는평생토록인슐린등각종약물의투여가필요하며, 만성합병증발병에따른사망위험도미발병자대비 2~4배이상에이르는등현대인에게큰위협이되고있다 [2]. 이에따라당뇨병의예방및검진을위해서혈액내글루코스 (Glucose) 농도의주기적측정수요가증가하고있으며, 정확한측정을위한다양한방법들이연구되고있다. 특히글루코스산화효소 (Glucose Oxidase, GOx) 를이용한글루코스의전기화학적측정은글루코스에대한우수한기질특이성에기반하여가장널리연구되고있으나, GOx의전기절연적특성에따라전기화 802

2 새로운가교제를적용한촉매를이용한글루코스센서의성능향상연구 803 학적신호의검출이어렵고, 효소의특성상생체외부에서지속적안정성을유지하기어려워실적용의걸림돌이되고있다 [3-5]. 전기전도문제를해결하기위하여탄소계재료에대한연구가활발히진행중이며, 특히탄소나노튜브 (Carbon nanotube, CNT) 는 SP 2 결합으로이루어져있어, 비편재화된 π전자가우수한전기전도성을부여하고, 단위면적당부피가매우넓어효소담지에최적으로평가되고있다. 그러나세포독성이있는것으로알려져있으며, 효소와의결합력이약하여화학적공정을통한표면개질이필요한단점이있다 [6,7]. 안정성문제를해결하기위해서는 Glutaraldehyde(GA) 등의가교제 (Cross linker) 를도입하여, GOx의안정성을확보하는방안이연구되고있다. 효소를담지시키는방법은크게흡착 (adsorption) 또는정전기적인력 (electrostatic attraction) 등을이용한물리적흡착과공유결합 (covalent bond) 및가교결합 (cross-linking) 등을이용한화학적결합이있는데, 화학적결합은물리적결합에비하여, 효소의장기안정성및사용시손실을줄여줘, 바이오센서 (biosensor) 및바이오전자소자 (bioelectronics) 뿐만아니라, 식품공업및생물학에서의세포고정화에도널리사용되고있으며, 주로 GA를사용하여 GOx의가교결합을유도하거나, 담지체를화학적으로처리하여 GOx와직접적으로공유결합을형성한다는연구가보고되고있다. 하지만공정이복잡하고인체에해로운화학물질이사용되며, 가교가효소의활성인자를막아효소활성도를떨어뜨리는단점이있다 [8]. 본연구에서는 CNT를기반으로, 인체안정성이입증된전도성고분자인Polyethyleneimine(PEI) 로표면을코팅한뒤, 새로운고정화제이자가교제인 Terephthalaldehyde(TPA) 과의반응을통해 π 결합전자가비편재화된전자전도경로를생성하여, 감도, 측정범위및안정성이개선된우수한성능의글루코스센서를개발하였다. 또한 TPA 도입에따른개선을확인하기위하여, 물리적흡착및 GA에의한가교결합된촉매와전기화학적성능및안정성을비교고찰하였다. 이러한글루코스센서의개발을발판삼아, 향후에는쓰레기에서나오는폐기물이나바이오매스등에서발생되는유독한미생물들이나바이오독소들을민감하게센싱할수있는바이오센서를제작하고자한다. 2. 실험방법 2-1. 시약및기기합성에쓰이는재료및기기는다음과같다. 촉매의담지체로쓰인물질은탄소나노튜브 (CNT(Carbon Nano - material Technology Co., Ltd.)) 이며, 담지체에정전기적인인력을부여하기위해전도성고분자인 Polyethyleneimine(PEI)(50 wt% solution in water, MW 750,000) 를사용하였다. 글루코스감지를위한효소는 GOx(Glucose oxidase(sigma Aldrich G7141)) 를사용하였으며, 가교제로는 GA 및 TPA를사용하였다. 전기화학측정을위해정전위기를 (CHI 7200, CH Instrument, USA) 사용하였다. 작업전극으로는 RDE 전극 (AFE5T050GC, Pine, USA), 상대전극은 Pt wire 전극, 기준전극은 Ag/AgCl전극 (NaCl 3.0 M) 을사용하였다. 촉매를전극에고정시키기물질로전도성고분자인 Nafion(Sigma Aldrich 70160) 을사용하였다 합성방법실험재료의전기적인극성을이용하여물리적결합을통해 GOx/ PEI/CNT 구조의촉매를합성하였다. 우선 PEI를 CNT에물리적으로흡착시켜주기위해서적정량의 CNT를 10mL 의 PEI 수용액 (2.5 mg ml -1 ) 에넣어주었다 (2 mg ml -1 ). 분산을위해 10분동안초음파를가해주고, 1시간동안교반한후증류수를이용하여여분의 PEI를세정하였다. PEI/CNT에 GOx수용액 (2.0 mg ml -1 ) 을가하여 20분간교반하고원심분리를통해물리적흡착에의한 GOx/PEI/CNT를합성하였다. 그다음, 가교제인 GA(0.5 w/v% in DIW) 및 TPA (0.5w/ v% in Ethanol) 용액에 2시간동안침지시켜, 상호결합을유도하여, GA/[GOx/PEI/CNT] 및 TPA/[GOx/PEI/CNT] 를합성하였다 전기화학측정시료성능평가를위해정전위기를이용한전기화학적인측정을하였다. 순환주사전류 (Cyclic voltammogram, CV) 측정을위하여삼전극실험을진행하였고, 상대전극은백금줄, 기준전극은 Ag/ AgCl(3M NaCl) 을사용하였다. 작업전극을만들기위해서촉매잉크를카본전극위에 10 μm 올려준후 30분간건조했다. 그후 Nafion(0.5 wt%) 8 μm를촉매상층에올려준후, 5분간건조해서사용하였다. 3. 결과및토론 3-1. 촉매의제조및화학구조 CNT 담지체위에음극성인 (-극) GOx를담지시키기위해 CNT 표면에양극성을 (+ 극 ) 을띠는 PEI를물리적으로흡착시켰다. 그후표면에음극성 (-극) 을띠는 GOx를정적기적인인력을이용하여 PEI/CNT 층위에흡착시켜 GOx/PEI/CNT 층을완성하였다. 정전기적인력에의해제조된촉매는 GOx와 PEI 사이의결합력이약하여, 촉매의보관안정성이낮을수있으므로, 이에 GA 또는 TPA 를가하여, GOx의효소간상호결합과 GOx-PEI 간의화학결합을유도하였다 [9]. 물리적흡착만으로제조된촉매 (GOx/PEI/CNT) 는 Hyun 등에의하여 XPS, TEM, Electrophoretic light scattering spectrophotometer (Zeta-potential) 으로검증되었으며, 안정적으로최대담지가능한 GOx의양은 CNT 2 mg당 2mg으로알려져있다 [10]. 가교제투입효과를확인하기위하여동일량의 GOx(CNT 2 mg 당 2 mg) 가물리적흡착으로담지된촉매 (GOx/PEI/CNT) 를 GA 또는 TPA에침지시켜화학적결합을유도하였다. GA는말단에알데하이드기 (Aldehyde group) 가있으며, GOx의 lysine residue 및 PEI 주쇄의아민기 (Amine group) 와알돌축합반응 (aldol condensation) 에의하여 C=N bond를형성하는것으로알려져있다. 생성된 GOx-C=N- C 4 H 8 -N=C-PEI 구조는물리적흡착에비하여 GOx를담지체에강하게결합시키게되므로장기적안정성을기대할수있으며, 직접전자전달 (Direct Electron Transfer, DET) 이가능한거리인 2nm를일정하게유지시켜줘, 촉매기능이향상될것을기대할수있으나 GA에의한고정화는앞서논한바와같이, 글루코스가 GA에접근할수있는영역을막는부정적효과도있다 [11,12]. TPA는알돌축합반응에따라 Fig. 1에나타난바와같이 GOx- C=N-C 6 H 6 -N=C-PEI 구조를만들며, C=N과페닐그룹이 π-conjugation 되면서, GOx와글루코스반응에따라생성된전자가담지체 (PEI/ CNT) 로자유롭게이동할수있는새로운전자전달경로를생성할수있을것으로기대하였다. 또한 GOx 및 PEI의아민기와 TPA의알데하이드간반응에의해부반응으로생성된다양한부산물또한주반응과마찬가지로페닐그룹과 π-conjugation이가능할것으로기대하

804 정용진 권용재 Fig. 1. Formation mechanism of electron transfer pathway between Amine group (lysine residue of GOx and PEI) and TPA by aldol condensation. Fig. 2.

3 804 정용진 권용재 Fig. 1. Formation mechanism of electron transfer pathway between Amine group (lysine residue of GOx and PEI) and TPA by aldol condensation. Fig. 2. Cyclic Voltammograms of GCE, PEI/CNT/GCE, GOx/PEI/ CNT/GCE, GA/[GOx/PEI/CNT]/GCE and TPA/[GOx/PEI/ CNT]/GCE. For CV tests, 0.01M PBS (ph 7.4) was used as an electrolyte at N2 state and potential scan rate was 100 mv s V 부근에서약 macm -2 로 GOx가담지되지않은 PEI/ CNT(-0.15 macm -2) 와비교할시약 0.07 macm -2 의피크전류밀도절대값의증가를나타냈다. 반면 GA/[GOx/PEI/CNT] 의피크전류밀도는 V 부근에서 macm -2 로약 0.1 macm -2 증가하였으며, TPA/[GOx/PEI/CNT] 는 -0.50V 부근에서 macm -2 로 0.15 macm -2 증가하여, 증가피크전류밀도의상대비교시, 가교제도입에따라 GOx/PEI/CNT 대비각각 42.9%(GA/[GOx/PEI/CNT]), 114.3% (TPA/[GOx/PEI/CNT]) 의개선효과를확인할수있었다. 즉, 본실험에서동일량의 GOx가 PEI/CNT에담지되었음에도, 가교제의종류에따라전류밀도의상승이가능함을확인하였으며, 특히 TPA/[GOx/PEI/CNT] 는 PEI/CNT 대비산화피크전류밀도증가절대값이 GOx/PEI/CNT에비해두배정도증가함을확인할수있었다. 이는물리적흡착에의한 GOx의담지의경우 GOx에서생성된전자의전자전달이제한적임을반증하며, TPA 는이를효과적으로개선시킬수있다는것을확인시켜준다. 실제글루코스센서가구동될환경에서의각촉매전기화학적특성을확인하기위하여산소가존재하는공기조건에서글루코스농도를변화시키며 Amperometric response를측정하였으며, 결과는 Fig. 3 및 4와같다. 세촉매모두 3mM 부근의글루코스농도에서변곡이일어나며, GOx/PEI/CNT는 0 mm 대비 46.6 μacm-2(3 mm 기준 ) 가량의피크전류밀도가확인되었으나, GA/[GOx/PEI/CNT] 의경우 53.5 μacm-2(3 mm 기준 ), TPA/[GOx/PEI/CNT] 의경우 62.6 μacm-2(3 mm 기준 ) 로각각 14.8%, 34.3% 의개선효과를확인할수있었다. 특히 TPA/[GOx/PEI/CNT] 는 GOx/PEI/CNT와 GA/[GOx/ PEI/CNT] 가약 10 mm 부근에서피크전류밀도의상승이멈춰약 85 μacm -2 의최대피크전류밀도를보여준반면, TPA/[GOx/PEI/ CNT] 는 20 mm 부근까지꾸준히상승하여 21 mm 기준 μacm -2 의최대피크전류밀도를나타내, GOx/PEI/CNT 및 GA/[GOx/PEI/ CNT] 대비 52.1% 의개선효과를확인할수있었다. 특히, 가장중요한점으로서, 인체내글루코스농도범위 (6~10 mm) 에서선형적상승을보이며, 측정값의표준편차가다른촉매의 1/10 수준으로정확도가매우높아, 인체삽입형글루코스센서등으로의활용도가높을것으로기대된다. 였다. 이러한화학구조는 Chung 등에의해 Fourier transform infrared spectroscopy로검증되었으며, GOx의 lysine residue 및 PEI의아민기와 TPA와반응하여 C=N 결합을형성한것을확인할수있다 [9]. 이와유사하게 Yi Xiao 등은금필름과 GOx-금나노입자 (gold nanoparticle(au-np) 복합체사이 π conjugated spacer를형성하여 GOx에서생성된전자의이동을촉진한기반촉매를제조한바있으며, 전도성고분자의합성에 TPA를단량체로사용한사례도다수보고되고있다 [13-16] 전기화학적특성평가각촉매에담지된 GOx의레독스반응도를 CV를이용하여측정하였으며그결과는 Fig. 2와같다 [9]. CV 결과에서나타난산화및환원피크전류밀도는 GOx 내공동인자인 Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) 의레독스반응 (GOx(FAD) + 2H + + 2e - GOx +(FADH 2 )) 을의미하며, 피크전류가증가할수록 GOx와담지체간직접전자전달이활발함을나타낸다. 1.0 M PBS (ph 7.4), O 2 -free 조건, 100 mv s -1 potential scan rate에서, GOx/PEI/CNT의산화피크전류밀도는 Fig. 3. Amperometric responses of glucse at GOx/PEI/CNT, GA/ [GOx/PEI/CNT] and TPA/[GOx/PEI/CNT]. For the tests, 0.1 M PBS (ph 7.4) was used as electrolyte.

4 새로운가교제를적용한촉매를이용한글루코스센서의성능향상연구 805 Fig. 4. A relationship between glucose concentration and average of current density. For the tests, 0.1 M PBS (ph 7.4) was used as electrolyte. Fig. 5. Amperometric responses of the biosensor upon additions of glucose (0.5 mm), UA (0.5 mm), and AA (0.1 mm) in 0.1 M PBS at the working potential of V. 상대비교가가능한저농도영역 (0~1 mm) 에서의센싱민감도는 GOx/PEI/CNT가약 31.9 μacm -2 mm -1, GA/[GOx/PEI/CNT] 의경우 35.3 μacm -2 mm -1, TPA/[GOx/PEI/CNT] 의경우는 41.1 μacm -2 mm -1 로가교결합이된촉매구조들의민감도향상효과가최대 30% 이상개선됨을확인하였으며, CNT 기반 GOx 다층구조 (multilayer) 촉매 (5.6 μacm -2 mm -1 )[17] 및 CNT/CdTe/GOx 촉매 (14.4 μacm -2 mm -1 ) [18] 등 CNT 기반의글루코스센서관련선행연구에서측정된민감도에비해크게개선되었다. 이에반해, 저농도영역에서상대적으로높은센싱민감도를보인 GA/[GOx/PEI/CNT] 는 8 mm이상에서는유의한피크전류밀도상승을보여주지않아, 최대감지농도가 GOx/ PEI/CNT에비해악화된경향을확인할수있는데, 이는가교제가기질 ( 글루코스 ) 의효소로의물질전달을저해하는일반적경향에기인하여, 최대감지능에부정적효과를주는것으로판단된다. 즉, 저농도영역에서는 GA에의하여담지체와 GOx의화학적결합에의하여직접전자전달을촉진시켜전자전달에긍정적영향을줄수있으나, 일정농도이상에서는 GOx의활성부위를 GA가막아, 물질전달저해에의한부정적효과가더큼을확인할수있다. 그러나, TPA 에의한가교결합은 8 mm 이상의농도에서도지속적으로상승하여, 20 mm 에서도유의한상승을보여주는등오히려 GOx/PEI/CNT 비해개선된결과를보여주는데, TPA 에의한가교결합이물질전달을저해하지않거나, 생성된전자전달경로가높은전자전달로물질전달저해효과를상쇄시켜주는것을확인할수있다. 즉, 물리적흡착에의한 GOx로생성된전자중, 담지체 ( 전극 ) 로이동하지못했던전자까지전자전달경로를통하여전달되면서, 초기반응속도의상승뿐만아니라절대적전자전달량을증가시키는효과를확인할수있다. 글루코스에대한선택도 (selectivity) 를확인하기위하여, 0.1 M PBS에 Ascorbic acid(aa) 0.1mM과 Uric acid(ua) 0.5 mm를첨가한후, amperometric response를확인하였다. 세촉매모두 AA와 UA의첨가에대하여특이적변화를보이지않았으며, 글루코스 (0.5 mm) 에대해서만전류변화를보여우수한선택적반응성을확인할수있었다. 글루코스주입시 GOx/PEI/CNT와 TPA/[GOx/PEI/ CNT] 는즉각적으로반응하여, 날카로운피크를보인후, 안정한전류를생산하는데비하여, GA/[GOx/PEI/CNT] 는피크생성없이, 약 2초에걸쳐점진적으로전류가상승하는현상을보였다. 이또한 GA의물질전달저해현상을뒷받침하는증거이며, TPA는저해효과가없음을다시한번확인할수있다. 반전지 (half cell) Electrochemical impedance spectroscopy(eis) 를사용하여각촉매의전하전달저항 (Charge Transfer resistance(r ct )) 를측정하였으며, 결과는 Fig. 6과같다. CV 및 Amperometric reponse 실험결과에서예상된바와같이각각 Ω(GOx/PEI/CNT), Ω(GA/[GOx/PEI/CNT]), Ω(TPA/[GOx/PEI/CNT]) 로전자전달경로가생성된 TPA/[GOx/PEI/CNT] 의 R ct 가가장낮게측정되었으며, GA/[GOx/PEI/CNT] 도 GOx/PEI/CNT 보다낮은 R ct 를나타내, GOx와담지체의직접전자전달을촉진시켜줌을확인할수있었다 안정성평가 GOx/PEI/CNT는 3주간초기대비 20.4% 의활동도감소를나타냈으며, GA/[GOx/PEI/CNT] 및 TPA/[GOx/PEI/CNT] 는각각 12.1%, 5.4% 의활동도감소를확인하였다 (Fig. 7). 즉, TPA/[GOx/PEI/CNT] 는 Fig. 6. Half cell EIS measurements of GOx/PEI/CNT, GA/[GOx/ PEI/CNT] and TPA/[GOx/PEI/CNT].

5 806 정용진 권용재 Fig. 7. Stability test results of GOx/PEI/CNT, GA/[GOx/PEI/CNT] and TPA/[GOx/PEI/CNT] during 3 weeks. 3주후에도초기활성의약 95% 를유지하며, 기존고정화에널리사용되었던 GA보다도높은안정성개선효과를주는것으로확인되었다. 또한 GOx/CNT( 초기대비 86% 유지, 13일후 )[19] 및 Nafion/ GOx/CNT( 초개대비 80% 유지, 20일후 )[20] 등유사구조의선행연구에비하여안정성이획기적으로개선되었다. 본실험의물리적흡착에사용된 PEI도고정화된단백질의안정성향상에좋은효과를주는것으로알려져있지만 [21,22], 정전기적인력에의한고정화보다는 GA 및 TPA에의한화학결합이 GOx의이탈방지및활성유지에긍정적효과가커, 안정성을비약적으로증가시키는것으로확인되었다. 4. 결론 본논문에서는물리적흡착으로제조된촉매 (GOx/PEI/CNT) 에새로운가교제인 TPA 를첨가하여민감도및안정성이개선된촉매를합성하고, 그용도로일반적으로사용되고있는 GA의첨가효과와비교하였다. GA를첨가한촉매 (GA/[GOx/PEI/CNT]) 의경우, 저농도영역에서의전류밀도상승효과를확인할수있었으나, 응답시간및최대감지능에서부정적효과를나타냄을확인하였으며, TPA는전자전달경로의생성에따라기존가교제의단점을효과적으로개선할수있음을확인하였다. 안정성측면에서도 TPA 을첨가한촉매 (TPA/[GOx/PEI/CNT] 가가장우수한결과를보였으며, 3주간약 94.6% 의활성을유지하여, GOx/ PEI/CNT의 79.6% 대비명확한안정성개선효과를확인하였다. 감 이논문은 2015년도 SL공사의환경에너지대학원인재양성프로그램에서지원받아수행된연구임. 사 References 1. International Diabetes Federation, Diabetes Atlas. 2 nd ed., International Diabetes Federation, 17-71(2003). 2. Yun, K. E., Park, M. J. and Park, H. S., Lack of Management of Cardiovascular Risk Factors in Type 2 Diabetic Patients, Int. J. Clin. Pract., 61(1), 39-44(2007). 3. Bankar, S. B., Bule, M. V., Singhal, R. S. and Ananthanarayan, L., Glucose Oxidase-an Over View, Biotechnol. Adv., 27, (2009). 4. Rad, A. S., Ardjmand, M., Jahanshahi, M. and Safekordi, A. A., Self-assembly Electrode Based on Silver Nanoparticle Toward Electrogenerated Chemiluminescence Analysis of Glucose, Korean J. Chem. Eng, 29, (2012). 5. Park, H. G., Hwang, U. and Kim, I. H., Biochemical Engineering, Energy/Environment: Purification Study of Glucose Oxidase from Aspergillus Niger, Korean Chem. Eng. Res., 39, (2001). 6. Kim, H., Jeong, N. J., Lee, S. J. and Song, K. S., Electrochemical Deposition of Pt Nanoparticles on CNTs for Fuel Cell Electrode, Korean J. Chem. Eng., 25, (2008). 7. Yu H. R., Kim J. G., Im, J. S., Bae T. S. and Lee Y. S., Effects of Oxyfluorination on a Multi-walled Carbon Nanotube Electrode for a High-performance Glucose Sensor, J. Ind. Eng. Chem., 18, (2012). 8. Sheldon, R. A., Characteristic Features and Biotechnological Applications of Cross-linked Enzyme Aggregates (CLEAs), Appl. Microbiol. Biotechnol., 92, (2011). 9. Chung, Y., Hyun, K. H. and Kwon, Y., Fabrication of Biofuel Cell Improved by π-conjugated Electron Pathway Effect Induced from a new Enzyme Catalyst Employing Terephtalal Dehyde, Nanoscale. Accepted. 10. Hyun, K. H., Han, S. W., Koh, W.-G. and Kwon, Y., Fabrication of Biofuel Cell Containing Enzyme Catalyst Immobilized by Layerby-layer Method, J. Power Sources., 286, (2015). 11. Ramanavicius, A., Kausaite, A. and Ramanaviciene, A., Biofuel Cell Based on Direct Bioelectrocatalysis, Biosens. Bioelectron., 20, (2005). 12. Kaczmarczyk, B., FTIR Study of Conjugation in Selected Aromatic Polyazomethines, J. Mol. Struct., 1048, (2013). 13. Kurihara, T., Oba, N., Mori, Y., Tomaru, S. and Kaino, T., New Symmetrical Pi-conjugated Molecules Having Large Third-order Optical Nonlinearities, J. Appl. Phys., 70, 17-19(1991). 14. Dobrikov, G., Photoluminescent Effects in Conjugated Polymer Layers, Vacuum, 76, (2004). 15. Xiao, Y., Patolsky, F., Katz, E., Hainfeld, J. F. and Willner, I., Plugging Into Enzymes : Nanowiring of Redox Enzymes by a Gold Nanoparticle, Science, 299, (2003). 16. Zhang, S., Wang, N., Yu, H., Niu, Y. and Sun, C., Covalent Attachment of Glucose Oxidase to an Au Electrode Modified with Gold Nanoparticles for Use as Glucose Biosensor, Bioelectrochemistry, 67, 15-22(2005). 17. Yan, X. B., Chenn, X. J., Tay, B. K. and Khor, K. A., Transparent and Flexible Glucose Biosensor Via Layer-by-layer Assembly of Multi-wall Carbon Nanotubes and Glucose Oxidase, Electochem Commun, 9, (2007). 18. Liu, Q., Lu, X. B., Li, J., Yao, X. and Li, J. H., Direct Electrochemistry of Glucose Oxidase and Electrochemical Biosensing of Glucose on Quantum Dots/carbon Nanotubes Electrodes, Biosens Bioelectron, 22, (2007). 19. Hyun, K., Han, S. W., Koh, W.-G. and Kwon, Y., Direct Electrochemistry of Glucose Oxidase Immobilized on Carbon Nanotube

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(A,a) (A, b) (B,a) (B,b) (C,a) (C, b) (D,a) (D,b) no potential potential = +0.9 V Oxidation peak (mv) Peak current (

(A,a) (A, b) (B,a) (B,b) (C,a) (C, b) (D,a) (D,b) no potential potential = +0.9 V Oxidation peak (mv) Peak current ( 의최신연구동향 그래핀을이용하여작은바이오물질들을검출한논문들을살펴보자 여기서는생물활동에매우중요한역할을하는 β-nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), dopamine (DA) 검출에대하여알아보자. β-nicotinamide adenine dinucleotide(nad + ) 과이것의환원형태 (NADH) 는많은탈수효소의공동인자들로써탈수효소의