효소 생체 연료 전지(EBFC)를 기반으로 한 자가 전원 센서 장치는 구조가 단순하고 소형화가 용이하며 외부 전원 필요 없이 임상 진단, 환경 모니터링, 바이오 센서 분야에서 잠재적인 응용 가능성을 가지고 있다. 환원된 산화 그래핀/금 나노 입자/다중벽 탄소 나노튜브(rGO/AuNPs/MWCNTs) 복합 재료를 전극 기판 재료로 사용하여, rGO/AuNPs/MWCNTs로 수정된 전극 표면에 각각 포도당 산화효소(GOx)와 전기 증착으로 성장된 이산화 망간(MnO₂)을 고정시켜 EBFC 생체 음극과 양극을 제조하고 단일 실 효소 생체 연료 전지 자가 전원 포도당 바이오 센서(EBFC-SPGB)를 구축하였다. 목표 물질인 포도당이 존재할 때, 생체 양극 표면에 고정된 GOx는 효소 반응을 일으켜 포도당을 촉매하여 전자를 생성하고, 외부 회로를 통해 전자가 음극에 도달하여 음극 표면의 MnO₂가 환원 반응을 일으켜 전기화학적 반응 신호를 생성한다. rGO/AuNPs/MWCNTs 나노 복합 재료는 우수한 전도성, 생체 적합성 및 큰 비표면적을 가지며, 그 시너지 효과로 GOx의 적재량이 크게 증가하고 전극 표면에서 전자의 전달이 효과적으로 촉진된다. 구축된 EBFC-SPGB는 포도당 농도 1~30 mmol/L 범위 내에서 최대 출력 신호가 우수한 선형 관계를 보이며, 검출 한계(S/N=3)는 0.3 mmol/L로 인체 혈청 샘플 내 포도당 농도 검출에 성공적으로 사용되었다.

포도당;나노 복합 재료;효소 생체 연료 전지;자가 전원 포도당 바이오 센서