탄소나노튜브 소재를 활용한 듀얼 항체기반 바이오 센서 개발

Abstract

Parkinson's disease is an important senile disease recognized worldwide and is attracting attention due to the rapid increase in its incidence. In this context, this study explored the possibility of early diagnosis of Parkinson's disease by developing biosensors using carbon nanotube (CNT) composites. In this study, we developed a dual antibody-based biosensor targeting the Parkinson's disease gene mutations, DJ-1 and LRRK2. This focused on maximizing the sensor's performance by leveraging the outstanding electrical properties of the CNT. In the experiment, the mixing ratio of various CNT composite materials was tested, and through this, the cotton resistance was successfully lowered to 7.78 ohm/sq. This played an important role in improving the performance of sensors and in the accurate detection of Parkinson's disease biomarkers. In addition, this study sought to improve the performance of sensors through sensor surface modification. This method has succeeded in increasing the accuracy and stability of the sensor. As a result of this study, in antibody measurements conducted in the general population, results in the range of 10-15 ng/mL for DJ-1 and 18-31 ng/mL for LRRK2 were obtained. This shows that carbon nanotube-based biosensors can be used as an effective tool for early diagnosis of Parkinson's disease. Therefore, this study proved that the development of biosensors using CNT materials can play an important role in early diagnosis of senile diseases such as Parkinson's disease. This suggests the possibility of being used for the diagnosis of Parkinson's disease and other diseases, and will contribute to the development of more accurate and faster disease diagnosis methods.|파킨슨병은 전 세계적으로 인정받는 중요한 노인성 질환으로 발병률이 급증해 주목받고 있습니다. 이러한 맥락에서 본 연구는 탄소나노튜브(CNT) 복합체를 이용한 바이오센서 개발을 통해 파킨슨병의 조기 진단 가능성을 모색하였습니다. 이 연구에서 우리는 파킨슨병 유전자 돌연변이인 DJ-1과 LRRK2를 목표로 하는 이중 항체 기반 바이오센서를 개발했습니다. 이는 CNT의 뛰어난 전기적 특성을 활용하여 센서의 성능을 극대화하는 데 초점을 맞췄습니다. 실험에서는 다양한 CNT 복합재료의 혼합비율을 실험하였고, 이를 통해 면저항을 7.78 ohm/sq로 낮추는 데 성공하였습니다. 이것은 센서의 성능을 향상시키고 파킨슨병 바이오마커를 정확하게 감지하는 데 중요한 역할을 했습니다. 또한 본 연구에서는 센서 표면개질을 통해 센서의 성능을 향상시키고자 했습니다. 이 방법은 센서의 정확도와 안정성을 높이는 데 성공했습니다. 본 연구 결과, 일반인을 대상으로 실시한 항체 측정에서는 DJ-1의 경우 10-15 ng/mL, LRRK2의 경우 18-31 ng/mL 범위의 결과가 얻어졌습니다. 이것은 탄소 나노튜브 기반의 바이오센서가 파킨슨병의 조기 진단을 위한 효과적인 도구로 사용될 수 있음을 보여줍니다. 따라서 본 연구는 CNT 물질을 이용한 바이오센서의 개발이 파킨슨병과 같은 노인성 질환의 조기 진단에 중요한 역할을 할 수 있음을 증명하였습니다. 이는 파킨슨병 등의 진단에 활용될 가능성을 시사하며, 보다 정확하고 빠른 질병 진단 방법 개발에 기여할 것으로 기대됩니다.