이 글에서는 바이오센서 기술의 최신 발전 사항을 탐구하여 곰팡이 포자 검출 분야의 제조 공정, 재료 및 바이오센싱 방법론에 초점을 맞추고 최첨단 기술과 임상 진단에서 환경 모니터링에 이르기까지 다양한 분야에서의 응용 분야에 대해 알아보고, 이러한 탐구를 통해 우리는 곰팡이 포자를 둘러싼 복잡성을 풀고, 지속 가능한 바이오센서 기술을 사용하고 검출 기술을 제공하여 보다 정확한 의료 진단의 가능성을 목표로 한다.



글/ 고려대학교 주병권 교수님 연구실

주병권 (고려대학교 전기전자공학부 교수)
이수현 (한국과학기술연구원  뇌융합연구단 단장)
정성은 (한국과학기술연구원 뇌융합연구단, 고려대학교 전기전자공학부 박사 과정)


목 차

1. 서론
2. 공기 중 병원성 곰팡이 포자 검출을 위한 기존의 측정 방식
 2-1. 세포 배양 기반 검사
 2-1. 중합효소 연쇄 반응(Polymerase chain reaction, PCR)
 2-1. 효소 결합 면역 흡착 검사(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA)
3. 마이크로 나노 기반의 곰팡이 포자 측정 바이오센서
 3-1. 광학 바이오 센서
 3-2. 전기화학적 바이오 센서
 3-3. 마이크로유체 기반 바이오센서
4. 결론
5. 참고 문헌


서론

대기 오염, 수질 오염, 토양 악화의 영향은 주요 환경 문제로 인식되고 있다 ^[1]. 특히 이러한 오염 물질 중에서도 생물 에어로졸은 인간 건강과 환경 모두에 해로운 영향을 미치는 것으로 유명하다 ^{[2, 3]}. 공기 중 미생물 입자의 감시 및 식별은 그 존재와 그에 따른 건강 문제, 감염성 질환 확산, 급성 독성 효과, 알레르기, 암 및 생물 테러의 잠재적 위험으로 인해 상당한 우려를 나타낸다[4, 5]. 이러한 공기 중 미생물 입자 중에서 곰팡이는 감염성 및 알레르기성 질환의 상당한 기여 요인으로 인식된다 ^[7]. 

따라서 오염된 에어로졸 환경에서 이러한 병원성 공기 중 곰팡이 입자를 조기에 모니터링하고 정확하게 감지하는 혁신적인 방법을 개발하는 것이 필수적이며, 이를 통해 질병 진행을 예방할 수 있다. 기존의 곰팡이 감지 방법에는 현미경 검사, 조직병리학, 순수 배양에서의 성장 및 생식 구조의 형태학적 연구가 포함되며, 이는 비특이성과 방사선 영상 방법에 대한 추가 시간이 필요하기 때문에 어렵다 ^{[8, 9]}. 기존 감지 방법은 정성적이고 종종 부정확하여 양성/음성 거짓 결과가 나오는 에어로졸 샘플의 현미경 검사에 크게 의존한다.

면역이 손상된 숙주 시스템에서 곰팡이 포자를 잠재적으로 감지하기 위한 다양한 분석법이 개발되었으며 이러한 분석법에는 중합효소 연쇄 반응(Polymerase chain reaction, PCR), DNA 기반 방법, 효소 결합 면역 흡착 검사(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA), 및 분광학적 정량이 포함되며, 모두 병원성 진균 종을 검출하는 데 사용된다. 이러한 기술은 훨씬 더 복잡하고 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리며 교차 반응성의 확률이 높아서 종종 거짓 양성이라는 문제에 직면한다 ^{[10, 11]}. 

하지만 소형 분석 장치를 특징으로 하는 이러한 바이오센서는 단순성, 휴대성, 사용 편의성, 뛰어난 감도 및 선택성을 포함한 수많은 장점을 제공한다. 특히 바이오 센서는 마이크로-나노기술에 더욱 발전할 수 있었고, 나노소재의 고유한 특성, 특히 높아진 표면적 대 부피 비율을 활용했다. 이로 인해 고효율적이고 민감한 탐지 방법론이 개발되었다 ^{[12, 13]}. 나노소재를 사용하면 감지 장치의 소형화가 용이해져 병원균에 대한 빠르고 휴대 가능하며 민감한 진단 시스템이 만들어졌다. 이러한 시스템은 병원과 환기 시스템에서 비행기에 이르기까지 다양한 환경에서 공기 중 병원균을 식별할 수 있다. 또한 공공 장소에서 생물 테러 위협을 사전에 예방하고 식별하여 전반적인 보안과 공중 보건을 강화하는 데 유망하다 ^{[14, 15]}.

이 글에서는 바이오센서 기술의 최신 발전 사항을 탐구하여 곰팡이 포자 검출 분야의 제조 공정, 재료 및 바이오센싱 방법론에 초점을 맞추고 최첨단 기술과 임상 진단에서 환경 모니터링에 이르기까지 다양한 분야에서의 응용 분야에 대해 알아보고, 이러한 탐구를 통해 우리는 곰팡이 포자를 둘러싼 복잡성을 풀고, 지속 가능한 바이오센서 기술을 사용하고 검출 기술을 제공하여 보다 정확한 의료 진단의 가능성을 목표로 한다.

2. 공기 중 병원성 곰팡이 포자 검출을 위한 기존의 측정 방식

공기 중 병원성 곰팡이 포자, 특히 아스페길루스(Aspergillus)에 속하는 포자의 존재와 양을 평가하는 것은 호흡기 감염 위험을 측정하고 실내 공기 질을 평가하는 데 가장 중요하다. 시간이 지남에 따라 세포 배양, PCR로 식별하기 위한 특정 유전자 증폭을 포함하는 분자 기술, 효소 결합 면역 흡착 검사(ELISA)를 통한 바이오마커 단백질의 존재 및 정량화를 포함하여 이러한 곰팡이 포자를 감지하는 데 다양한 기존 기술이 사용되었다^{[10, 11]}.

2.1. 세포 배양 기반 검사

배양 기반 방법은 사용 편의성, 비용 효율성 및 운영 간소성으로 인해 공기 중 곰팡이 포자의 분리, 배양 및 정량화에 광범위하게 사용된다. 이 기술은 적절한 영양 한천 표면이나 완충 용액에서 수집한 바이오 에어로졸 샘플을 적절한 온도에서 24시간 동안 배양하여 곰팡이 포자의 성장과 증식을 촉진하는 것을 포함한다 ^[16].

2.2 중합효소 연쇄 반응(PCR)

중합효소 연쇄 반응을 의미하며, DNA 서열을 증폭하고 식별하는 데 사용되는 매우 효과적인 분자 생물학적 접근 방식이다. Aspergillus fumigatus를 포함한 곰팡이 포자를 검출하기 위해 광범위하게 사용되었다. PCR은 DNA 중합효소 효소에 의해 표적 DNA 서열이나 유전자에 상보적인 새로운 DNA 가닥을 합성하는 데 의존한다 ^[11].

2.3 효소 결합 면역 흡착 검사(ELISA) 

효소 결합 면역 흡착 검사(ELISA)는 단백질, 바이오마커 또는 기타 표적 분자를 검출하고 정량화하는 데 사용되는 일반적으로 사용되는 면역 검정 방법이다. 항원-항체 상호 작용의 원리와 효소 검출 시스템을 활용하여 측정 가능한 신호를 제공한다. ELISA에서 표면에 코팅된 곰팡이 포자는 1차 항체와 함께 항체-항원 복합체를 생성한다 ^[11].
 

3. 마이크로 나노 기반의 곰팡이 포자 측정 바이오센서

바이오센서는 트랜스듀서와 생물학적 인식 구성 요소를 결합하여 특정 물질을 감지하고 정량화하는 분석 장치이다. 이러한 장치는 생물학적 인식 요소, 트랜스듀서 및 신호 처리 시스템의 세 가지 기본 구성 요소로 구성된다(그림 1 참조). 생물학적 인식 구성 요소는 일반적으로 효소 항체 또는 핵산과 같은 생물 분자로, 표적 분석물과 특이적으로 상호 작용한다. 이 상호 작용은 트랜스듀서에 의해 측정 가능한 출력으로 변환되는 신호 또는 응답을 생성한다. 트랜스듀서는 생화학적 또는 생물 물리적 신호를 정량적으로 측정할 수 있는 전기적, 광학적 및 물리적 신호로 변환한다. 이 변환 과정은 전기화학 반응, 광학적 흡수 또는 방출, 압전 변화 및 열 효과와 같은 다양한 메커니즘을 통해 달성된다. 또한 신호 처리 시스템은 변환된 신호를 해석하고 분석하여 다른 유형의 센서와 비교하여 대상 분석물의 농도 또는 존재에 대한 정량적 정보를 제공한다. 

바이오센서는 생물학적 인식 요소가 곰팡이 포자를 포함한 대상 분석물과만 상호 작용하도록 설계되어 높은 선택성과 특이성을 보이는 것과 같은 뚜렷한 장점을 가진다. 이를 통해 정확한 감지가 가능하고 다른 물질의 간섭을 최소화할 수 있다. 나아가 바이오센서는 실시간으로 측정을 제공하여 지속적인 모니터링과 분석물 농도 변동에 대한 신속한 대응이 가능하다. 게다가 바이오센서는 뛰어난 감도를 제공하여 종종 낮은 농도에서 분석물을 감지하는데, 이는 의료 진단 및 환경 모니터링과 같은 응용 분야에서 매우 중요하다. 다음 내용에서는 공기 중 곰팡이 포자를 감지하는 데 특히 중점을 둔 나노소재를 활용한 다양한 광학, 전기화학 및 마이크로유체 플랫폼을 살펴본다.





광학 바이오 센서

광 센서는 분석물이 프로브에 결합되어 생성된 광 신호를 감지하는 데 높은 감도를 가지고 있다. 그 기능은 빛-물질 상호 작용과 관련이 있으며, 이는 비색, 플라스모닉 및 에너지 전달 감지 방법과 같은 고유한 감지 모드를 발생시킨다. 이 중에서 비색 감지는 단순성과 사용자 친화성으로 인해 가장 많이 사용되 비색 바이오센서에서 신호는 육안으로 쉽게 인지되고 감지할 수 있는 색상 변화로 나타난다. 이를 통해 복잡한 장비의 필요성이 없어지고 시간이 많이 걸리는 중간 단계가 줄어들며 감염, 병원균 또는 내독소를 감지하는 이러한 접근 방식은 매우 효과적이고 신뢰할 수 있다. 광 바이오센서는 반사, 굴절, 흡수 및 분산을 포함한 기본적인 광학 원리를 사용하여 구성된다(그림 2(a)와 (b). 광 바이오센서는 광섬유, 라만 분광법 및 표면 플라스모닉 공명(SPR)을 포함한 다양한 변환기를 활용하여 개발되고 발전되었다.




곰팡이 포자 검출 기술의 발전을 바탕으로 Lee et al.^[18]은 Aspergillus niger 포자의 막대 결합 펩타이드로 변형된 AuNP를 기반으로 한 매우 선택적이고 민감한 비색 센서를 제시했다. 저자는 실시간 검출을 위한 수용체 변형 AuNP의 효율성과 모바일 응용 분야에 대한 잠재력을 강조했다. 여기서는 그림 3(a)에 설명된 대로 Aspergillus niger 포자 결합 펩타이드(ASBP)의 막대 결합 펩타이드가 있는 금 나노입자(AuNP)를 활용하는 비색 센서가 개발되었다. 펩타이드를 확인하기 위해 과학자들은 파지 디스플레이 스크리닝을 사용했고 Aspergillus niger 포자 결합 펩타이드(ASBP)로 알려진 12머 펩타이드가 A. niger 포자와 결합하는 데 높은 친화력을 가지고 있음을 발견했다. 그런 다음 그들은 곰팡이 포자의 실시간 비색 검출을 위해 ASBP 변형 AuNP의 사용을 조사했다. 

이 연구에서는 ASBP 기반 펩타이드로 변형된 상당량의 AuNP가 3~5μm Aspergillus niger 포자 입자 크기를 측정하는 입자에 효율적으로 부착되어 포자가 침전됨에 따라 AuNP 현탁액에서 눈에 띄는 색상 강도 변화를 유발하는 것으로 밝혀졌다. 이 결과는 그림 3(b)에 표시된 것처럼 ASBP로 변형된 AuNP가 A. niger 포자 감지를 위한 효율적인 컬러 센서로서 강력한 성능을 발휘한다는 것을 보여주었다. 이 센서 시스템은 단 10분 만에 최소 50개의 포자를 감지할 수 있었고 모바일 기기 전용 애플리케이션을 통해 50~100개의 포자에 대한 뛰어난 감지 범위를 보여주었다.




전기화학적 바이오 센서

전기화학적 바이오센서는 생물학적 인식 요소와의 상호 작용을 전기 신호로 변환하여 생물학적 물질(예: 생체 분자, 세포 및 병원균)을 감지하고 정량화하는 도구 역할을 한다. 이러한 센서는 의료 진단, 환경 모니터링, 식품 안전 및 생명 공학을 포함한 다양한 분야에서 광범위하게 응용된다. 그림 4(a-d)는 세 가지 핵심 구성 요소로 구성된 전기화학적 바이오센서의 작동 원리를 보여준다. (a) 생물학적 인식 요소: 이 요소는 표적 분석물(감지 대상 생물학적 물질)에 특이적으로 설계된다. 효소, 항체, DNA/RNA 앱타머 또는 표적과 선택적으로 상호 작용하는 기타 생물학적으로 활성인 분자일 수 있다. 표적 분자가 인식 요소에 결합하면 생물학적 반응이 시작된다. (b) 변환기: 변환기는 표적 분석물과의 상호 작용의 결과로 생물학적 인식 요소에 의해 생성된 생화학적 신호를 측정 및 분석할 수 있는 전기, 광학 또는 기계적 신호로 변환하는 역할을 한다. 

전기/전기화학 변환기는 암페로메트리, 포텐시오메트리 또는 전도도법과 같은 다양한 전기화학 변환 기술을 기반으로 작동한다. 전기화학 측정은 표적 분석물과 생물학적 인식 요소의 상호 작용을 수반하여 센서의 전기적 특성이 변경되고 전기 신호가 생성된다. 이 신호의 크기는 샘플에 존재하는 표적 분석물의 농도에 직접 비례한다. 주요 전기화학 바이오센서 유형에는 암페로메트리 바이오센서가 포함된다. 이러한 바이오센서는 산화환원 반응 동안 생성된 전류를 정량화한다. 표적 분석물의 존재는 전극 표면에서 산화 또는 환원 반응을 유발하여 분석물 농도에 비례하는 전류를 생성한다. 

포텐시오메트리 바이오센서는 두 전극 간의 전위차를 평가한다. 표적 분석물이 인식 요소에 결합하면 표면 전하가 변하여 감지 가능한 전위차가 발생한다. 전도도 바이오센서는 두 전극 사이 매질의 전기 전도도 변화를 정량화한다. 표적 분석물이 요소에 인식되거나 결합하면 용액의 전도도가 변경된다. 전기화학적 바이오센서의 장점에는 높은 감도, 빠른 응답 시간, 소형화 및 전자 장치와의 통합 가능성이 있다. 다양한 생물학적 물질을 빠르고 정확하게 감지하여 의료, 생명공학 및 환경 모니터링의 발전에 크게 기여했다. 





Xin Ma et al.^[20]은 AIE와 CRISPR Cas12a-매개 절단 반응을 포함하는 이중 신호 감지 메커니즘을 사용하여 글리오톡신을 감지하기 위한 고감도 앱타머 기반 바이오센서를 소개했다. 글리오톡신은 Aspergillus fumigatus, Eurotium chevalieri, Gliocladium fimbriatum 및 다양한 Trichoderma와 Penicillium 종과 같은 여러 병원성 균류에서 합성된 에피디티오디옥소피페라진 대사산물이다. 

바이오센서는 표적 유도 자극을 통해 AIE 효과를 먼저 활성화한 다음 CRISPR Cas12a(LbCpf1)-매개 절단을 개시하여 이중 신호 감지 메커니즘을 통해 작동했다(그림 5(a)와 (b)). 앱타머 기반 바이오센서는 두 가지 핵심 단계를 포함한다. 첫째, 앱타머와 타겟의 상호작용으로 DNA 구성 요소가 빠르게 분해되어 Ac1이 방출되고 ETTC-dsDNA가 형성되어 응집되어 AIE 효과를 통해 형광 신호가 생성된다. 둘째, Ac2가 방출되면 LbCpf1-crRNA가 트리거되어 신호 증폭을 위한 ssDNA-Fc 절단이 크게 향상되고 초고감도 타겟 감지가 달성된다(그림 5(c)). 

이 접근 방식은 이전 글리오톡신 센서에서 관찰된 약한 전기화학적 신호의 과제를 성공적으로 극복한다. 이 획기적인 기술은 감지 시간을 최대 55분까지 단축할 뿐만 아니라 2.4 펨토몰의 인상적인 낮은 감지 한계를 달성한다. 이 바이오센서는 글리오톡신 감지를 위해 50 펨토몰에서 1 나노몰의 매우 만족스러운 선형 범위를 보여 글리오톡신 감지를 위한 보다 효율적이고 효과적인 방법을 보여준다. 이 연구는 앱타머 인식과 CRISPR 기술을 결합한 혁신적인 바이오센서 개발에 기여한다. 이는 미코톡신 검출을 위한 매우 민감하고 구체적인 진단 도구를 만드는 추세를 뒷받침한다.

 

마이크로유체 기반 바이오센서

마이크로유체 바이오센서는 신호 전달을 위한 요소를 마이크로칩에 직접 통합한 소형 장비 또는 시스템이다. 유체 조절, 타겟 식별, 신호 전송 및 출력은 모두 이러한 바이오센서의 요구 사항이다. 마이크로유체 바이오센서의 성능에 상당한 영향을 미치는 중요한 요소는 특히 마이크로채널, 마이크로구조 및 다양한 유체 작동 방법을 통한 유체 제어이다. 적절한 재료와 구조에 초점을 맞춘 마이크로유체 칩의 설계는 가장 중요하다. 마이크로유체 칩 개념의 진화는 마이크로유체 칩 모듈 내에서 미세한 양의 유체 샘플을 처리하도록 특별히 설계된 2D 및 3D 재료의 개발로 이어졌다^[21]. 

휴대용 마이크로유체 칩은 다중 반응을 수행하고 균류 특정 핵산을 감지하여 공기 중 균류 포자를 검출하는 데 매우 유용하다. 환경에서 균류 포자를 검출하는 것은 기존 방법을 사용하여 어려운데, 주로 대용량 영역에 분산되어 있기 때문이다. 연구자들은 핵산 검출 프로세스를 자동화하는 휴대용 마이크로유체 칩 장치를 통합했다. 이 장치는 균류 세포 또는 포자를 기계적으로 용해하고, 샘플을 시약으로 처리하고, 루프 매개 등온 증폭 반응을 수행하는 데 필요한 균류 DNA를 방출한다. 루프 매개 등온 증폭은 눈에 보이는 색상 변화 신호를 생성하는 빠르고 효율적인 DNA 증폭 기술로, 기존 PCR에 비해 더욱 진보된 대안이다. 

통합 마이크로유체 칩 장치는 각각 독립적인 루프 매개 등온 증폭 반응을 수행할 수 있는 여러 반응 챔버로 설계되었다. 이러한 챔버는 단일 입구와 세 개의 통풍구가 있는 마이크로채널을 통해 연결된다(그림 6(a–e) 참조). 루프 매개 등온 증폭 반응이 일어나려면 이 장치에는 에어로졸의 곰팡이 세포나 포자에서 추출한 표적 DNA 서열, 특별히 설계된 4~6개의 프라이머(표적 DNA의 끝에 붙는 짧은 조각), 프라이머와 빌딩 블록(디옥시뉴클레오타이드 삼인산)을 템플릿으로 사용하여 표적 DNA를 복사하는 DNA 중합효소가 필요하며, 최종적으로 60~65°C에서 증폭된다. 반응에서 형광 염료를 첨가하여 증폭된 이중 가닥 DNA를 삽입하여 모니터링하고 감지한다.


 

다른 재료, 디자인, 검출 방법으로 만들어진 다른 휴대용 및 자동화된 마이크로유체 장치가 곰팡이 검출을 위해 테스트되었다. Li et al.[22]은 특정 포자를 포획하는 데 사용된 20.38μm 크기의 카르복실 변형 마이크로구체에서 면역 검정 반응을 사용하여 Aspergillus niger 포자를 검출하기 위한 마이크로유체 플랫폼을 개발했다(그림 7(a)). 마이크로구체는 다클론 토끼 항체로 고정화되어 포자 검출을 위한 마이크로유체 장치의 반응 채널에 도입되었다(그림 7(b)). 포자 검출은 반응 채널에 주입된 FITC 표지 항마우스 2차 항체로 샌드위치하여 수행하고 샌드위치 복합체의 신호 검출은 Nikon Eclipse Ti 형광 현미경(일본)과 같은 현미경으로 관찰할 수 있다(그림 7(c) 및 (d). 마이크로유체 칩 장치는 동일하게 설계된 16개의 채널(높이 0.04 mm × 너비 0.6 mm × 길이 40 mm)로 구성되며, 중앙에서 대칭적으로 배열되고 공유 공기 흐름 출구가 있다. 

각 채널에는 공기/액체용 입구와 액체 흐름용 조인트 구멍이 있으며, 흐름 속도는 1.3–1.45 μL min⁻¹(16개 채널 각각에 대해 80–90 mL min⁻¹)이다(그림 7(e) 및 (f)). 센서의 감지 한계는 m³당 300개의 포자로 결정되었으며, 이는 약 20개의 포자와 같은 낮은 감지 한계(LOD)와 동일하다. 이 연구는 곰팡이 포자 감지에 마이크로유체 플랫폼을 적용하는 것을 발전시킨다. 이는 환경 및 건강 모니터링을 위한 민감하고 특정적인 바이오센서를 개발하기 위해 노력한다.

결론 

공기 중 병원성 곰팡이 포자의 바이오센싱에 대한 미래 노력은 나노센서와 통합된 호흡 샘플러 개발에 집중하여 신속하고 현장 탐지가 가능해야 한다. LFIA, FET 바이오센서 또는 마이크로유체 분석과 같은 형식을 채택하여 우수한 재현성과 반복성을 갖춘 나노센서의 대량 생산은 보다 광범위한 상업적 활용에 필수적이다. 자동화된 신속한 샘플링, 향상된 감도, 경제성, 안정성 및 실시간 현장 분석물 감지를 포함하는 효율적이고 능숙한 바이오센싱 시스템을 구축하려면 진전이 필수적이다. 소형화 및 미세 가공 기술의 발전과 새로운 바이오 인식 분자 및 나노소재의 통합은 바이오센서의 발전에 기여한다. 

바이오센서 장치의 성공적인 개발에는 바이오 인식 요소와 분석물 간의 상호 작용 연구, 고정화 기술, 오염 방지 표면 화학, 장치 설계, 제조 및 생물학과 장치 통합과 같은 중요한 요소가 포함된다. 기술적인 측면에서 마이크로유체, PCR 방법론 및 기타 감지 기술의 지속적인 발전이 예상된다. 이러한 기술의 지속적인 개선 및 통합은 보다 정교하고 사용자 친화적이며 비용 효율적인 진단 플랫폼을 제공할 가능성이 높다. 멀티플렉싱의 측면에서 향후 분석은 여러 곰팡이 종과 특정 저항성 마커를 동시에 감지하기 위한 향상된 멀티플렉싱 기능을 통합할 것으로 예상된다. 이를 통해 곰팡이 환경에 대한 보다 포괄적인 이해가 제공된다. 진료 시점 분석의 개발은 여전히 ??주요 초점이다. 

휴대 가능하고 빠르며 접근 가능한 진단 도구는 특히 자원이 제한된 환경에서 시기적절한 개입에 필수적이다. 빅데이터와 AI 통합적 측면에서 빅데이터 분석과 인공 지능의 통합은 데이터 해석에서 중요한 역할을 할 것이다. 이러한 기술은 포자 유병률, 지리적 차이 및 잠재적 발병에 대한 미묘한 통찰력을 제공할 수 있다. 임상적 검증 및 표준화적인 측면에서 다양한 환자 집단과 환경에서 엄격한 임상적 검증 연구가 필수적이다. 방법론과 분석의 표준화는 신뢰성을 높이고 일상적인 임상 관행에 통합하는 데 도움이 될 것이다. 더욱이 학제 간 협업은 지식 교환을 촉진하고 바이오센서 플랫폼을 발전시키는 데 여전히 중요하다. 

소형화 및 미세 가공 기술의 발전과 새로운 바이오 인식 분자 및 나노소재의 통합은 바이오센서의 발전에 기여한다. 바이오센서 장치의 성공적인 개발에는 바이오 인식 요소와 분석물 간의 상호 작용 연구, 고정화 기술, 오염 방지 표면 화학, 장치 설계, 제조 및 생물학과 장치 통합과 같은 중요한 요소가 포함된다. 연구가 계속됨에 따라 바이오센서는 특히 공기 중 곰팡이 포자를 감지하는 분야에서 병원균 감지에 혁명을 일으켜 공중 보건 결과를 개선하고 실내 공기 질에 대한 이해도를 높이는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.


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