농업 및 생물계에서의 바이오 센서

BIOSENSORS IN AGRICULTURAL AND BIOLOGICAL SYSTEMS

바이오 센서의 본질과 기능에 관한 일반적인 논의가 간단히 제시되었다. 바이오 센서개발에 대한 주 동기는 건강관리 산업이었지만, 최근의 연구 노력은 농업 및 생물 생산시스템에서의 문제로 확산되고 있다. 우리 실험실에서 연구된 것들을 설명하기 위하여 세 가지의 바이오 센서 예와 그들의 적용에 대해 소개한다. 첫째는 젖소의 번식관리 향상을 위해 프로게스테론 호르몬을 착유할 때 측정하는 면역센서이다. 둘째는 우유에 있는 요소(尿素, urea)의 측정을 위한 효소 센서로서, 투여되는 단백질의 우유 단백질로의 전환효율을 구하기 위한 도구이며 이로 인해 젖소의 사양관리를 향상시킬 수 있다. 셋째는 신선하며 최소 가공된 야채와 과일을 씻은 물에 있는 극소량의 병원성 박테리아를 검출하기 위한 PCR(중합효소연쇄반응)을 이용한 DNA 센서이다. 농업과 농업생물공학, 식품가공 그리고 환경 모니터링에 있어서의 바이오 센서의 적용 가능성은 이제 겨우 이해되고 있다.

A brief general discussion of the nature and function of biosensors is presented. While the primary motivator for biosensor development has been the health-care industries, recent research efforts have spread to problems in agriculture and biological production systems. To illustrate some of the research from our laboratory, three example biosensors and their corresponding applications are presented. The first of these is an immunosensor for measurement of the hormone progesterone during milking as a method to improve reproductive management of dairy herds. The second example is an enzyme sensor for measurement of urea in milk as a menas to determine the efficiency of conversion of input protein to milk protein and, thus, improve nutritional management of dairy herds. The third example is a DNA sensor using polymerase chain reaction to detect pathogenic bacteria in the wash water of fresh and minimally processed fruits and vegetables. The potential for application of biosensors in agriculture, agrobiotechnology, food processing, and environmental monitoring has barely been realized.