고분자 다층박막 활용 구리 나노구조체 기반 비효소적 혈당 센서 연구 성과
공과대학 유기재료공학과 양성윤 교수와 대학원 신소재공학과 고분자재료 전공 박한규 석사과정이 국제학회에서 고분자공학과 바이오센서 기술을 융합한 연구 성과를 인정받았다.
양성윤 교수와 박한규 석사과정은 부산 벡스코에서 열린 ‘IUPAC-PSK50 국제학술대회’에서 ‘Polymeric Multilayer Films for Stabilization Copper Nanostructures in Non-Enzymatic Glucose Sensing’ 논문으로 우수논문 발표상(포스터 부문)을 수상했다.
연구팀은 이번 연구에서 고분자 다층박막을 활용해 전극 표면에 구리 나노구조체를 안정적으로 형성하고, 이를 비효소적 혈당 센서에 적용했다.
기존 효소 기반 혈당 센서는 높은 선택성과 감도를 갖지만, 효소의 안정성이 온도와 pH 등 주변 환경의 영향을 받을 수 있다는 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 한계를 보완하기 위해 효소 대신 금속 나노구조체의 전기화학적 촉매 특성을 활용하는 비효소적 혈당 센서에 주목했다.
연구팀은 양전하와 음전하를 갖는 고분자를 순차적으로 적층하는 다층박막 형성 기술을 활용해 전극 표면에 수 마이크로미터 수준의 고분자 박막을 형성했다. 이후 박막 내부에 구리 이온을 도입하고 환원하는 방식으로 크기와 구조가 제어된 구리 나노구조체를 형성했다.
이를 통해 구리 나노구조체가 전극 표면에 안정적으로 형성되도록 했으며, 구리의 전기화학적 촉매 반응을 활용해 효소 없이도 포도당을 검출할 수 있음을 확인했다. 특히 고분자 다층박막을 통해 전극의 포도당 검출 특성을 안정적으로 제어할 수 있음을 입증했다.
또, 이번 연구는 향후 유연 전극 및 소형화된 센서 플랫폼과 결합해 땀과 같은 체액에서 혈당을 측정하는 비침습적·웨어러블 바이오센서 기술로 발전할 가능성을 제시했다.
양성윤 교수는 “고분자 소재의 구조 제어 기술을 바이오센서 분야에 적용해 의미 있는 연구 성과를 거둘 수 있었다”며 “앞으로도 고분자 소재와 나노기술을 융합해 실생활에 적용할 수 있는 바이오센서 기술 개발을 이어가겠다”고 말했다.
