포도당, 젖산 및 에탄올의 동시 측정용 바이오센서의 개발

Development of Biosensor for Simultaneous Determination of Glucose, Lactic Acid and Ethanol

  • 김정호 (서울여자대학교 식품.미생물공학과) ;
  • 이동희 (수원대학교 전기공학과) ;
  • 김태진 (수원대학교 화학공학과) ;
  • 노봉수 (서울여자대학교 식품.미생물공학과)
  • Kim, Jung-Ho (Department of Food & Microbial Technology, Seoul Women's University) ;
  • Rhie, Dong-Hee (Department of Electrical Engineering, The University of Suwon) ;
  • Kim, Tae-Jin (Department of Chemical Engineering, The University of Suwon) ;
  • Noh, Bong-Soo (Department of Food & Microbial Technology, Seoul Women's University)
  • 발행 : 1998.02.01

초록

고정화효소와 산소전극 시스템을 이용한 효소센서를 제작하여 식품 중의 당, 유기산, 알코올 성분을 동시 측정 하였다. 효소가 기질과 반응하여 소비한 산소의 변화량이 전압차이로 나타나므로 시간당 전압 감소량이 최대인 값으로부터 각 성분의 농도를 측정하였으며, 이때 1분내에 최대기울기를 구할 수 있어 신속한 측정이 가능하였다. 효소의 고정화 지지체로는 nylon cloth를 사용하였고, asymmetrical coupling 방법에 의하여 기질 작용 순으로 위치하도록 효소를 고정화하였다. 한 개의 양극과 6개의 음극으로 제작된 multiple cathode system으로 포도당, 젖산, 에탄올 성분을 동시 측정할 수 있는 효소 센서를 제작하였다. 위의 센서 제작을 위하여 mutarotase과 glucose oxidase/lactate oxidase/alcohol oxidase와 catalase가 각기 사용되었다. 이들 효소센서의 최적조건은 $pH\;7.0,\;40^{\circ}C$의 0.1 M 인산완충용액이었으며 각 효소 센서의 방해물질을 알아 보기 위하여 여러 가지 당과 각종 유기산, 알콜류에 대한 효소 감응도를 살펴 본 결과 포도당 센서에서 유기산의 영향을 제외하고는 10% 내외였다. 따라서 포도당과 유기산을 동시 측정하기 위하여 포도당/젖산의 영향을 고려한 적절한 보정관계식을 도입하여 순수한 유리당과 유기산의 값을 측정할 수 있었다. 제작된 효소센서의 검증을 위하여 분광광도법. HPLC, GC를 이용한 결과, 분석방법간에 높은 상관관계를 보여 주었다. 아울러 각 효소센서의 안정성을 살펴본 결과 알코올 센서를 제외하고는 30일 이후에도 80%이상 효소감응도가 유지되었다.

키워드

multiple cathode system;simultaneous determination;glucose;lactic acid;ethanol