KR100742421B1 - Method of enzyme immobilization on nanofiber web using electrospinning - Google Patents
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Abstract
나노 파이버를 이용하여 효소를 고정함으로써 효소가 균일하게 분포되고 고정 효율이 좋은 효소의 고정방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에서는 폴리비닐알콜 등의 폴리머 용액을 전기 방사하여 3차원 네트워크 구조의 나노 파이버로 구성된 시트를 얻고, 효소고정을 원하는 부위에 효소 용액을 떨어뜨린 다음에, 떨어뜨린 효소 용액 위에 상기 시트를 덮어서 효소를 인트랩 시킨 후에 건조시킴으로써 효소를 고정한다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 폴리머 용액에 효소를 혼합한 후에 교반하고, 효소가 혼합된 폴리머 용액을 효소고정을 원하는 부위에 전기 방사함으로써 효소를 고정할 수도 있다. 또는, 효소 용액을 효소고정을 원하는 부위에 도포하여 건조시킨 다음에 폴리머 용액을 전기 방사하여 선택적으로 원하는 부위에 효소를 고정할 수 있다. 본 발명에 따르면 나노 파이버에 효소가 스며든 형태로 효소가 고정되므로 효소가 균일하게 고정될 수 있다. By immobilizing the enzyme using nanofibers, an enzyme is uniformly distributed and an immobilization method of an enzyme having high fixation efficiency is provided. In an embodiment of the present invention, a polymer solution such as polyvinyl alcohol is electrospun to obtain a sheet composed of nanofibers having a three-dimensional network structure, and the enzyme solution is dropped on a desired site of enzyme fixation, and then on the dropped enzyme solution. The enzyme is fixed by covering the sheet to entrap the enzyme and then drying. In another embodiment of the present invention, the enzyme may be immobilized by mixing the enzyme with the polymer solution, followed by stirring, and electrospinning the polymer solution containing the enzyme onto the desired site for the enzyme fixation. Alternatively, the enzyme solution may be applied to a desired site for enzyme fixation, followed by drying, followed by electrospinning the polymer solution to selectively fix the enzyme at the desired site. According to the present invention, since the enzyme is immobilized in the form of the enzyme penetrated to the nanofibers, the enzyme may be uniformly fixed.
효소, 고정, 나노 파이버, 전기방사, 웹, 전극 Enzyme, immobilized, nanofiber, electrospinning, web, electrode
Description
도 1은 효소 용액을 하이드로겔 패치용 기판의 전극 위에 도포하는 모습을 보여주는 도면이다1 is a view showing the application of the enzyme solution on the electrode of the hydrogel patch substrate
도 2는 효소 용액이 도포된 전극 위에 나노파이버화된 폴리머 시트를 부착하는 모습을 보여주는 도면이다FIG. 2 is a view illustrating attaching a nanofiberized polymer sheet on an electrode to which an enzyme solution is applied. FIG.
도 3는 전기방사를 이용하여 제조된 나노파이버 웹의 모습을 보여주는 사진이다.Figure 3 is a photograph showing the appearance of a nanofiber web prepared using electrospinning.
도 4는 본 발명의 방법을 적용하여 나노파이버 웹상에 고정한 효소의 모습을 보여주는 사진이다.Figure 4 is a photograph showing the appearance of the enzyme immobilized on the nanofiber web by applying the method of the present invention.
도 5는 본 발명에 따라 나노파이버 웹을 이용하여 효소를 고정하여 측정한 인식물질의 농도별 전기화학적 바이오센서의 응답특성을 보여주는 그래프이다.Figure 5 is a graph showing the response characteristics of the electrochemical biosensor for each concentration of the recognition material measured by fixing the enzyme using the nanofiber web according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 히드로겔 패치용 기판 11 전극10
20 효소 용액 30 폴리머 시트20
40 피펫.40 pipettes.
본 발명은 전기방사를 이용한 나노 파이버 웹 상의 효소의 고정방법에 관한 것으로서, 특히 나노 파이버를 이용하여 효소를 고정함으로써 효소가 균일하게 분포되고 고정 효율이 좋은 효소의 고정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for fixing an enzyme on a nanofiber web using electrospinning, and more particularly, to a method for fixing an enzyme with a uniform distribution and good fixation efficiency by fixing an enzyme using a nanofiber.
일반적으로 효소를 이용하여 목적하는 물질을 제조하는 경우에, 수용성 효소의 사용은 온도 및 pH에 대한 안정성이 낮고 반응물이나 생성물과의 분리가 어려워 반복 사용이 불가능한 단점이 있기 때문에, 효소를 고정화하여 사용하고자 하는 연구가 계속되어 왔다.In general, in the case of preparing a target substance by using an enzyme, the use of a water-soluble enzyme has a disadvantage of low stability to temperature and pH, and difficult to separate from the reactant or product, and thus cannot be used repeatedly. The research to be continued.
예를 들면, 대한민국 특허공개 제1999-028884호에는 친수성 겔에 효소를 고정하여 전기화학적 반응에 의해 인체의 피부로부터 글루코스를 추출하기 위한 히드로겔 패치가 개시되어 있다. 겔 형태의 담체에 효소를 고정하는 방법으로는 대한민국 특허공고 제1994-0005581호, 제1990-0002839호 등이 알려져있다.For example, Korean Patent Publication No. 1999-028884 discloses a hydrogel patch for extracting glucose from human skin by electrochemical reaction by immobilizing an enzyme on a hydrophilic gel. As a method of immobilizing an enzyme on a carrier in a gel form, Korean Patent Publication Nos. 199-0005581, 1990-0002839, and the like are known.
그런데, 대한민국 특허공개 제1999-028884호에 개시된 히드로겔 패치와 같이 친수성 겔에 효소를 고정시킨 경우에, 효소를 겔 내에 균일하게 분포시키면 시킬수록 효소와 반응물질과의 균일한 반응을 얻을 수 있으므로 반응 결과의 편차를 줄일 수 있게 된다. 그러나, 종래의 방법에 따른 효소 고정방법으로는 효소를 겔 내에 균일하게 분포시키는데 한계가 있으며, 또한 반응이 진행되어감에 따라 친수성 겔의 체적이 감소하므로 효소의 균일 분포도에 악영향을 미치게 된다.However, when the enzyme is immobilized on a hydrophilic gel such as the hydrogel patch disclosed in Korean Patent Publication No. 1999-028884, the more uniformly distributed the enzyme is in the gel, the more uniform the reaction between the enzyme and the reactant can be obtained. The variation of the reaction result can be reduced. However, the enzyme fixation method according to the conventional method has a limitation in uniformly distributing the enzyme in the gel, and since the volume of the hydrophilic gel decreases as the reaction proceeds, it adversely affects the uniform distribution of the enzyme.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 효소를 균일하게 분포시킬 수 있고 고정효율이 좋은 효소의 고정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of this point, Comprising: It aims at providing the fixing method of the enzyme which can distribute an enzyme uniformly, and has a high fixed efficiency.
본 발명의 일 실시예에서는 폴리비닐알콜 등의 폴리머 용액을 전기 방사하여 나노 파이버로된 3차원 네트워크 구조의 시트를 얻고, 효소고정을 원하는 부위에 효소 용액을 떨어뜨린 다음에, 떨어뜨린 효소 용액 위에 상기 시트를 덮어서 효소를 인트랩 시킨 후에 건조시킴으로써 효소를 고정한다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 폴리머 용액에 효소를 혼합한 후에 교반하고, 효소가 혼합된 폴리머 용액을 효소고정을 원하는 부위에 전기 방사함으로써 효소를 고정할 수도 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는 효소 용액을 효소고정을 원하는 부위에 도포하여 건조시킨 다음에 폴리머 용액을 전기 방사함으로써 효소를 고정한다. 효소고정을 원하는 부위에 직접 전기 방사를 할 때에는 효소고정을 원하는 부위를 전기방사기의 그라운드에 접지시킨 상태에서 전기 방사하는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, a polymer solution such as polyvinyl alcohol is electrospun to obtain a sheet of a three-dimensional network structure made of nanofibers, and the enzyme solution is dropped on a site where enzyme is to be fixed, and then on the dropped enzyme solution. The enzyme is fixed by covering the sheet to entrap the enzyme and then drying. In another embodiment of the present invention, the enzyme may be immobilized by mixing the enzyme with the polymer solution, followed by stirring, and electrospinning the polymer solution containing the enzyme onto the desired site for the enzyme fixation. In another embodiment of the present invention, the enzyme solution is applied to a desired portion of the enzyme fixation and dried to fix the enzyme by electrospinning the polymer solution. When electrospinning directly to the site where the enzyme is to be fixed, it is preferable to electrospin while the site where the enzyme is to be fixed is grounded to the ground of the electrospinning machine.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 폴리머 용액을 전기방사하여 나노 파이버로 된 3차원 네트워크 구조의 시트를 얻거나 또는 효소고정을 원하는 부위에 선택적으로 폴리머 용액을 전기방사하고 있다.In the present invention, the polymer solution is electrospun to obtain a sheet of a three-dimensional network structure made of nanofibers, or the polymer solution is selectively electrospun at a desired site for enzyme fixation.
폴리머 용액으로는 폴리비닐알콜(PVA), 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 셀룰로우즈 등의 일반적으로 사용되는 폴리머를 사용할 수 있다. As the polymer solution, generally used polymers such as polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylonitrile, nylon, cellulose and the like can be used.
본 발명에서 사용되는 폴리머 용액을 제조하는 방법의 한가지 예를 들면 다음과 같다. 먼저, 농도 1M, pH5.1 내지 7.4인 PBS 용액을 만든다. pH7.4인 PBS 용액은 1M의 KH2PO4 용액과 1M 농도의 K2HPO4용액을 섞어서 pH7.4가 되도록 만든 후에, NaCl 0.14M을 섞어서 제조할 수 있다. 그리고, PVA 또는 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 셀룰로우즈 등 체인을 형성할 수 있는 고분자를 무게농도 5 내지 35wt%, 바람직하게는 10wt%가 되도록 PBS 용액에 넣은 후에 상온, 바람직하게는 섭씨 24도나 25도 정도의 온도에서 일정시간, 예를 들면 3~4시간 교반하여 용해시킴으로써 폴리머 용액을 얻을 수 있다.One example of a method of preparing the polymer solution used in the present invention is as follows. First, a PBS solution having a concentration of 1 M , pH5.1 to 7.4 is prepared. pH7.4 in PBS solution is then made so that the mixed solution of K 2 HPO 4 pH7.4 to a KH 2 PO 4 solution and 1 1 M concentration of M, can be prepared by mixing a 0.14 M NaCl. Then, a polymer capable of forming a chain such as PVA or polyacrylonitrile, nylon, cellulose, or the like is added to the PBS solution so as to have a weight concentration of 5 to 35 wt%, preferably 10 wt%, and then room temperature, preferably 24 degrees Celsius. A polymer solution can be obtained by stirring and dissolving at a temperature of about 25 degrees for a certain time, for example, 3 to 4 hours.
전기방사(electrospinning)를 이용하여 그물망 나노파이버를 형성하는 기술은 널리 알려져 있다(예: 대한민국공개특허 10-2005-0032656). 본 발명에서 폴리머 용액을 전기방사하기 위하여 사용하는 전기방사 장치로는 고전압(5~50kV)을 걸어줄 수 있는 일반적인 전기방사 장치가 사용될 수 있다.Techniques for forming mesh nanofibers using electrospinning are widely known (for example, Korean Patent Publication No. 10-2005-0032656). As the electrospinning apparatus used to electrospin the polymer solution in the present invention, a general electrospinning apparatus capable of applying a high voltage (5 to 50 kV) may be used.
방사시의 인가전압 범위는 5 내지 35kV에서 수행하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 15 내지 25 kV이다. 방사구와 집적판 사이의 거리는 5 내지 30cm이 며, 더욱 바람직하게는 10 내지 15cm이다. 방사 시간은 2 내지 6시간이 바람직하다. 도 3은 전기방사에 의해 얻어진 나노파이버 웹의 모습을 촬영한 사진이다.The applied voltage range during radiation is preferably performed at 5 to 35 kV, more preferably 15 to 25 kV. The distance between the spinneret and the integrated plate is 5 to 30 cm, more preferably 10 to 15 cm. Spinning time is preferably 2 to 6 hours. 3 is a photograph of the state of the nanofiber web obtained by electrospinning.
본 발명에서 효소의 고정은, 효소 고정을 원하는 부위에 효소 용액을 떨어뜨린 다음에 그 위에 폴리머 용액을 사용하여 형성된 나노 파이버로된 3차원 네트워크 구조의 시트를 덮어서 수행할 수도 있고, 또는 효소 용액이 혼합된 폴리머 용액을 효소 고정을 원하는 부위에 직접 전기방사함으로써 수행할 수도 있다. 또는 효소 고정을 원하는 부위에 효소 용액을 떨어뜨리고 건조시킨 다음에, 그 위에 폴리머 용액을 선택적으로 전기방사하도록 하는 것도 가능하다. 이하에서는 각 방법을 상세히 설명한다.In the present invention, the immobilization of the enzyme may be performed by dropping the enzyme solution at the site where the enzyme is to be immobilized, and then covering the sheet of the three-dimensional network structure of nanofibers formed using the polymer solution thereon, or the enzyme solution is The mixed polymer solution can also be carried out by electrospinning directly to the site where enzyme immobilization is desired. Alternatively, it is possible to drop the enzyme solution at the site where the enzyme is to be immobilized and to dry it, and then to selectively electrospin the polymer solution thereon. Hereinafter, each method will be described in detail.
< 실시예 1 ><Example 1>
실시예1에서는 효소 고정을 원하는 부위에 효소 용액을 떨어뜨린 다음에 그 위에 폴리머 용액을 사용하여 형성된 나노 파이버로 된 나노 파이버 웹 시트를 덮어서 효소를 인트랩 시킨 후에 건조시킴으로써 효소를 고정한다.In Example 1, the enzyme is immobilized by dropping the enzyme solution at a desired site for enzymatic immobilization, then encapsulating the enzyme by covering the nanofiber web sheet of nanofibers formed using a polymer solution thereon and drying the enzyme.
먼저, 전술한 폴리머 용액을 전술한 조건에 따라 전기방사하여 나노 파이버로구성된 나노 파이버 웹 시트를 얻는다. 이와 같이 얻어진 나노 파이버 웹 시트를 사용처에 따른 적절한 크기로 잘라둔다. 대한민국 특허공개 제1999-028884호에 개시된 하이드로겔 패치에 효소를 고정하고자 하는 경우에는 폴리머 시트의 크기는 패치의 면적과 동일하거나 또는 약간 큰 정도면 된다.First, the above-described polymer solution is electrospun according to the above-described conditions to obtain a nanofiber web sheet composed of nanofibers. The nanofiber web sheet thus obtained is cut to an appropriate size according to the intended use. When the enzyme is to be immobilized on the hydrogel patch disclosed in Korean Patent Publication No. 1999-028884, the size of the polymer sheet may be equal to or slightly larger than the area of the patch.
그리고, 효소의 고정을 원하는 부위에 효소 용액을 떨어뜨린다. 대한민국 특 허공개 제1999-028884호에 개시된 하이드로겔 패치의 경우를 예로 들면, 도 2에 도시된 것처럼 하이드로겔 패치가 놓여지는 기판(10)에 형성되어 있는 전극(11) 위에 효소 용액(20)을 피펫(40)이나 에어브러쉬 등의 디스펜서 등의 기구를 사용하여 도포한다. 또는 전극 대신에 하이드로겔 패치에 효소 용액을 떨어뜨리는 것도 가능하다.Then, the enzyme solution is dropped to the site where the enzyme is to be fixed. For example, in the case of the hydrogel patch disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-028884, as shown in FIG. 2, the
효소 용액의 농도는 각 사용목적에 따라서 적절하게 조절하면 된다. 한편, 대한민국 특허공개 제1999-028884호에 개시된 하이드로겔 패치에 효소를 고정하고자 하는 경우에 효소의 농도는 5~50mM이 바람직하다. 또한, 사용하는 효소 용액의 양은 효소 고정을 원하는 부위의 면적이나 나노 파이버 웹 시트의 크기에 따라 적절하게 조절하면 되며, 전술한 하이드로겔 패치의 경우에는 5~20㎕ 정도가 바람직하다.The concentration of the enzyme solution may be appropriately adjusted depending on the purpose of use. On the other hand, the Republic of Korea concentration of the enzyme if it is desired to hold the enzyme in the hydrogel patch disclosed in Patent Publication No. 1999-028884 is preferably 5 ~ 50m M. In addition, the amount of the enzyme solution to be used may be appropriately adjusted according to the area of the desired site for the enzyme fixation or the size of the nanofiber web sheet, and in the case of the hydrogel patch described above, about 5 to 20 μl is preferable.
이렇게 효소의 고정을 원하는 부위(11)에 효소 용액(20)을 적정량 떨어뜨린 다음에, 도 2에 도시한 것처럼, 적절한 크기로 잘라둔 나노 파이버 웹 시트(30)로 효소 용액을 덮어서 효소를 인트랩(entrap) 시키고 건조시킨다. Thus, the
나노 파이버 웹 시트는 나노파이버이므로 효소 용액이 가교제 시트에 균일하게 스며들게 되고, 효소 용액이 건조됨에 따라 나노 파이버 웹 시트의 폴리머 성분에 의해 나노 파이버 웹 시트가 효소 고정을 원하는 부위에 접착되므로, 효소가 효소 고정을 원하는 부위에 균일하게 고정되게 된다.Since the nanofiber web sheet is a nanofiber, the enzymatic solution penetrates uniformly into the crosslinker sheet, and as the enzymatic solution is dried, the nanofiber web sheet is adhered to the site where the enzyme is to be immobilized by the polymer component of the nanofiber web sheet. The enzyme is fixed uniformly at the desired site.
< 실시예 2 ><Example 2>
실시예2에서는 효소 용액이 교반된 폴리머 용액을 효소 고정을 원하는 부위에 직접 전기방사함으로써 효소를 고정한다.In Example 2, the enzyme is fixed by electrospinning the polymer solution in which the enzyme solution is agitated directly to the site where the enzyme is to be fixed.
먼저, 전술한 폴리머 용액에 효소를 그 농도가 5~50mM가 되도록 넣은 후에 상온, 바람직하게는 섭씨 20도 정도의 온도에서 일정 시간, 예를 들면 30분 정도 교반하면서 용해시킨다.First, the enzyme is dissolved in the above-mentioned polymer solution, while the concentration is stirred for 5 to 30 minutes such a period of time, for example at room temperature, preferably at a temperature of about 20 ° C such that after loading the 50m M.
이와 같이 생성된 효소가 포함된 폴리머 용액을 전술한 방사조건에 따라 효소 고정을 원하는 부위에 전기방사함으로써 효소 고정을 원하는 부위에 폴리머 나노 파이버 웹 시트가 형성되도록 한다. The polymer solution including the enzyme thus produced is electrospun to the site where the enzyme is to be immobilized in accordance with the above-described spinning conditions so that the polymer nanofiber web sheet is formed at the site where the enzyme is to be immobilized.
이때, 원하는 부위 이외에도 나노 파이버 웹 시트가 형성될 수 있으므로, 필요없는 부위에 형성된 시트는 제거한다. 또는, 효소 고정을 원하는 부위를 전기 방사기의 그라운드에 접지시킨 상태에서 전기방사를 하면, 접지된 부위에만 나노파이버 웹 시트가 형성되어 필요없는 나노 파이버 웹 시트를 제거할 필요가 없으므로 편리하다.At this time, since the nanofiber web sheet may be formed in addition to the desired portion, the sheet formed on the unnecessary portion is removed. Alternatively, when the electrospinning is performed while the part to which enzyme is desired to be fixed is grounded to the ground of the electrospinner, the nanofiber web sheet is formed only at the grounded part, and thus it is not necessary to remove the unnecessary nanofiber web sheet.
이와 같이 하면, 효소가 포함된 폴리머 용액이 효소 고정을 원하는 부위에 나노파이버 형태로 형성되며, 나노파이버의 특성에 따라 효소는 균등하게 고정될 수 있다.In this way, the polymer solution containing the enzyme is formed in the form of nanofibers at the site where the enzyme is to be immobilized, and the enzyme can be fixed evenly according to the characteristics of the nanofibers.
< 실시예 3 ><Example 3>
실시예3에서는 효소 용액을 효소 고정을 원하는 부위에 도포하고 건조시킨 다음에, 폴리머 용액을 효소 고정을 원하는 부위에 직접 전기방사함으로써 효소를 고정한다.In Example 3, the enzyme solution is applied to the desired site for enzyme fixation and dried, and then the enzyme is fixed by electrospinning the polymer solution directly to the desired site for enzyme fixation.
먼저, 전술한 것과 같은 효소 용액(20)을 도 1에 도시한 것처럼 효소 고정을 원하는 부위(11)에 적정량을 떨어뜨린다. 그리고, 효소 용액이 도포된 물체(도 1의 예에서는 전극)를 상온 건조시킨다. First, as shown in FIG. 1, the
그리고, 효소 용액이 건조되어 붙어있는 효소 고정을 원하는 부위에 폴리머 용액을 전술한 방사조건에 따라 전기방사함으로써 효소 고정을 원하는 부위에 폴리머 나노 파이버 웹 시트가 형성되도록 한다. Then, the polymer nanofiber web sheet is formed at the site where the enzyme is fixed by electrospinning the polymer solution to the site where the enzyme solution is dried and the enzyme is fixed according to the above-described spinning conditions.
이때, 원하는 부위 이외에도 나노 파이버 웹 시트가 형성될 수 있으므로, 필요없는 부위에 형성된 나노 파이버 웹 시트는 제거한다. 또는, 효소 고정을 원하는 부위를 전기 방사기의 그라운드에 접지시킨 상태에서 전기방사를 하면, 접지된 부위에만 나노 파이버 웹 시트가 형성되므로 필요 없는 나노 파이버 웹 시트를 제거할 필요가 없으므로 편리하다.In this case, since the nanofiber web sheet may be formed in addition to the desired portion, the nanofiber web sheet formed on the unnecessary portion is removed. Alternatively, when the electrospinning is performed in a state where the part to which enzyme is desired to be fixed is grounded to the ground of the electrospinner, the nanofiber web sheet is formed only at the grounded portion, and thus it is not necessary to remove the unnecessary nanofiber web sheet.
이와 같이 하면, 효소가 포함된 폴리머 용액이 효소 고정을 원하는 부위에 나노파이버 형태로 형성되며, 나노파이버의 특성에 따라 효소는 나노파이버 웹상에 균일하게 흡착 고정 될 수 있다.In this way, the polymer solution containing the enzyme is formed in the form of nanofibers at the site where the enzyme is to be immobilized, and the enzyme may be uniformly adsorbed and fixed on the nanofiber web according to the characteristics of the nanofiber.
도 4는 본 발명의 방법에 따라 효소가 고정된 모습을 촬영한 사진이다. 도 4에서 확인할 수 있는 것처럼, 본 발명에 따르면 폴리머로 된 3차원 네트워크 구조의 나노 파이버에 효소가 흡착된 형태로 효소가 고정되므로 효소가 균일하고 견고하게 고정된다. Figure 4 is a photograph of a state in which the enzyme is fixed according to the method of the present invention. As can be seen in Figure 4, according to the present invention, the enzyme is immobilized in a form in which the enzyme is adsorbed to the nanofiber of the three-dimensional network structure made of polymer, so that the enzyme is uniformly and firmly fixed.
도 5는 본 발명의 방법에 따라 효소가 고정된 하이드로겔 패치를 사용하여 글루코스 추출 반응을 하였을 때의 반응 전류의 경시 변화를 보여주는 그래프로서, x축은 시간의 경과, y축은 시간경과에 따른 효소의 전기화학적 반응으로 생성된 전류의 세기를 나타낸다. 즉, 효소와 인식물질간의 산화-환원 전기화학적 반응의 전류 값의 시간에 따른 변화를 효소의 농도에 따라 나타낸 그래프이다. 도 5에서 전류값이 최대인 점이 효소가 인식물질과 반응하는 점을 의미하며 전류가 감소하는 기울기가 클수록 인식물질에 대한 효소의 응답 특성이 좋음을 나타낸다. 즉, 반응할 때 전류값이 최대가 되고 반응종결과정에서 급격히 전류의 세기가 감소하는 것은, 효소가 균일하게 분포되어 있어서 모든 효소가 동시에 반응을 한다는 것을 의미한다. 반면, 효소가 균일하게 분포되어 있지 않은 경우에는 일부 효소가 늦게 반응을 하게 되어 그래프가 급격한 기울기를 보이지 않는다. 도 5에서 효소의 농도가 10mM인 경우에는 급격한 기울기를 보이지만 효소의 농도가 50mM를 넘어서면 기울기가 둔해짐을 알 수 있다.Figure 5 is a graph showing the change over time of the reaction current when the glucose extraction reaction using the enzyme-fixed hydrogel patch according to the method of the present invention, x-axis is the passage of time, y-axis of the enzyme over time It represents the intensity of the current generated by the electrochemical reaction. That is, the graph shows the change over time of the current value of the oxidation-reduction electrochemical reaction between the enzyme and the recognizer according to the concentration of the enzyme. In FIG. 5, the maximum current value means that the enzyme reacts with the recognition material. The larger the slope of the current decreases, the better the response characteristic of the enzyme to the recognition material. In other words, the maximum current value during the reaction and the sudden decrease in the intensity of the current at the end of the reaction means that the enzymes are uniformly distributed and all the enzymes react at the same time. On the other hand, when the enzymes are not evenly distributed, some of the enzymes react late and do not show a sharp slope. In some cases the concentration of the enzyme in
이상, 본 발명을 몇가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated to the several example, this invention is not limited to a specific Example. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
본 발명에 따르면, 효소가 균일하고도 견고하게 고정되며, 나노 단위의 극세사에 의해 형성되는 나노파이버의 고유한 특성에 따라 효소의 고정효율의 개선 및 효소의 활성도 유지기간의 증대를 기대할 수 있다.According to the present invention, the enzyme is uniformly and firmly fixed, and according to the inherent characteristics of the nanofibers formed by microfibers of nano units, it is expected to improve the fixing efficiency of the enzyme and increase the maintenance period of the enzyme activity.
또한, 효소 고정을 원하는 부위를 그라운드 접지하고 전기방사함으로써, 원하는 부위에만 효소가 선택적으로 고정된 나노 파이버 웹 시트를 형성시킬 수 있다. 또한, 히드로겔 패치에 사용하는 경우에는 수분의 증발에 따른 히드로겔의 변형에 의한 불균일한 반응결과가 초래되는 종래 기술의 문제점을 감소시킬 수 있다.In addition, by ground-grounding and electrospinning a desired site for enzyme fixation, it is possible to form a nanofiber web sheet in which the enzyme is selectively fixed only at the desired site. In addition, when used in a hydrogel patch can reduce the problems of the prior art that results in non-uniform reaction by deformation of the hydrogel due to the evaporation of water.
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