바이오센서는 생물학적 감지 요소를 포함하는 혁신적인 분석 장치로, 신약 발견, 생의학, 식품 안전 및 가공, 환경 모니터링, 보안 등 다양한 응용 분야에서 사용된다. 바이오센서의 발전은 민감도, 특이성, 비독성, 소형 분자 검출 및 비용 효율성에 크게 의존한다. 이러한 특성을 고려한 개발은 바이오센서 기술의 주요 제한 사항을 해결하고, 새로운 유형의 바이오센서로 이어질 것이다. 



글/ 고려대학교 주병권 교수님 연구실

주병권 (고려대학교 전기전자공학부 교수)
신소윤 (고려대학교 마이크로/나노시스템 협동 석사 과정)
이은혜 (고려대학교 전기전자공학과 석사 과정) 


목차

개요
1. 서론
2. 전기화학적 바이오센서
3. 탄소 기반 바이오센서
4. 스마트 바이오센서
5. 결론
6. 참고 문헌


개요
 
바이오센서는 생물학적 감지 요소를 포함하는 혁신적인 분석 장치로, 신약 발견, 생의학, 식품 안전 및 가공, 환경 모니터링, 보안 등 다양한 응용 분야에서 사용된다. 이러한 바이오센서의 대표적인 예로는 고정된 포도당 산화효소 전극을 사용하여 산소 또는 과산화수소를 전기화학적으로 검출하는 혈당 측정기가 있으며, 이는 바이오센서 발견의 씨앗이 되었다. 최근 나노물질에 대한 형광 태그를 포함하는 생물학적 기술 및 장비의 발전은 바이오센서의 민감도 한계를 증가시켰다.

또한, 압타머(Aptamer), 뉴클레오타이드(Nucleotide), 어피바디(Affibody), 펩타이드(Peptide) 배열 및 분자 각인 폴리머 등의 도입은 기존 방법보다 더 혁신적인 바이오센서를 개발할 수 있게 해준다. 이 같은 통합 접근법은 구체적이고 민감한 바이오센서를 가능하게 하며, 나노 물질부터 폴리머, 미생물에 이르는 다양한 응용 가능성을 제공한다.

특히 스마트 바이오센서는 사용자 건강 상태를 실시간으로 모니터할 수 있어 큰 관심을 받고 있으며, 인체의 다양한 활동과 바이오마커를 감지하는 바이오분석 전자 장치는 건강 관리에 유용하다. 바이오전자공학은 실시간 진단과 분석을 수행하는 스마트 바이오센서를 무선 통신 모듈과 통합하여 휴대용 장치로 발전시키고 있다. 다각적인 접근 방식을 통합하여 다양한 활용 가능성이 있는 바이오센서를 설계하는 것이 매우 중요하다. 
 
1. 서론

바이오센서는 일반적으로 생체 감지 시스템과 물리화학적 변환기를 결합하여 분석에 이용하는 장치로, 효소, 조직, 미생물, 세포 등 다양한 생물학적 요소를 활용한다. 이러한 생물학적 요소에 따라 변환기의 출력은 전류 또는 전압 형태가 된다.^[1] 바이오센서 기술은 오랫동안 발전해 왔으며, 특히 미생물과 생물 발광이 라벨 기반 바이오센서에 크게 기여하였다.^[2] 바이오센서는 정량 생물학자를 위한 고처리량 기계부터 비전문가를 위한 휴대용 장치에 이르기까지 다양한 계측 기술 개선의 기반을 제공한다.

최초의 바이오센서는 고정된 포도당 산화효소 전극을 사용하여 생물학적 시료에서 포도당을 측정하기 위해 개발되었으며^[3] 산소 또는 과산화수소의 전기화학적 검출 전략을 활용했다.^[4],[5] 이후 전기화학, 나노기술, 생체전자공학을 포함한 혁신적인 접근 방식을 통해 바이오센서의 기술과 응용 모두에서 큰 진전이 이루어졌다. 바이오센서는 폐기물 추적 및 모니터링, 환자 관리의 진단, 농업 실험, 법의학 테스트, 생물의학 테스트, 수질 관리 등 다양한 분야에서 활용되며, 이에 따른 연구도 지속되고 있다. 

본 논문은 바이오센서 기술의 지식을 제공하고 바이오센서 개발에 채택된 다양한 기술 전략을 소개하는 것을 목표로 한다. 바이오센서의 성능이 전통적인 전기화학에서 나노물질로 진화하며 검출 한계, 감도 및 선택성을 향상시키는 방법을 탐구한다. 또한 스마트 바이오센서의 실시간 진단 및 분석 능력, 휴대용 장치로 데이터를 전송하기 위한 무선 통신 모듈 및 출력 신호의 통합을 중점적으로 다룬다. 바이오분석 센서의 설계 및 제조 발전 연구를 통해 보다 스마트한 기능과 향상된 신뢰성을 갖춘 장치를 개발하는 최근의 동향, 향후 과제, 바이오센서 장치 및 응용 분야에 대한 포괄적인 데이터를 제공한다. 

2. 전기화학적 바이오센서

바이오센서는 생물학적 감지 요소를 포함한 혁신적인 분석 장치를 의미한다. 포도당 산화효소 기반 바이오센서는 특히 전기화학적 바이오센서 기술의 중요한 발전을 이끌어 왔다. 1962년 Clark와 Lyons는 포도당 산화효소(GOD, Glucose Oxidase)를 이용하여 포도당을 측정하는 방법을 처음으로 개발한 이후, 이 기술은 당뇨병 환자들에게 정기적인 혈당 모니터링을 제공하는 주요 기술로 자리 잡았다. ^[3] 그러나 포도당 바이오센서는 효소 활성의 불안정성과 불균일성으로 인해 추가적인 보정이 필요할 수 있는 한계를 가진다. ^[6] 

전기화학적 바이오센서는 일반적으로 효소, 항체, DNA 등의 생체재료를 이용하여 금속 및 탄소 전극의 표면을 변형시켜 제조된다.^[7] 바이오센서는 주로 전극 표면에서 생체 물질의 특이적 결합이나 촉매 반응을 통해 출력 신호를 생성한다. 이 기술은 다양한 질병의 조기 진단 및 모니터링에 필수적인 도구로 인정받고 있다.^[8]  

비효소적 바이오센서는 종종 단백질 대신 합성물질을 사용하여 개발된다. 예를 들어, 포도당 산화효소 기반 바이오센서의 경우, 페로센보론산(FcBA)과 페로센(Fc) 변형 보론산을 이용하여 바이오센서의 발전을 추진하고 있다.^[6] 이들 물질은 당의 특정 구조와 결합하여 고리형 보로네이트 에스테르 결합을 형성하는 독특한 성질을 가지고 있다. FcBA-당 부가물의 산화환원 특성은 전기화학적 검출의 기초를 형성하는 유리 FcBA와 다르다. 보론산은 Fe-이온과의 결합에 대한 친화력을 갖고 있어 F-이온을 사용하는 비전통적인 이온 선택성 전극 개발에 추가적인 이점을 제공한다.

이온 HbA1c의 폴리펩타이드 사슬에 존재하는 탄화수소 사슬은 FcBA 기반 전기화학적 검출을 사용하여 측정할 수 있다. 이 방법을 사용하는 데 있어 주요 제한 사항은 FcBA 유도체가 전극 표면에 고정되어야 한다는 점이다. 이러한 유도체는 시료 용액에 시약으로 첨가된다. FcBA 유도체를 적절하게 변현한 고분자 및 은 전극을 사용하면 포도당 측정이 보충되는 당뇨병 진단을 포함한 생의학 분야용 FcBA 전기화학 센서가 개선될 수 있다(그림1). 
 

생리학적 시스템에서 항산화제와 활성 산소종의 수준을 평가하기 위한 전기화학적 바이오센서는 또 다른 현대 발명이다. 이 분야의 주요 응용 분야는 체액 퓨린 대사의 주요 최종 산물인 요산을 검출하는 것이며, 이는 다양한 임상적 이상 또는 질병에 대한 진단 도구를 제공한다.^[9],[10] 그러나 비용이 효율적이고 민감한 방법을 개발하는 것이 필수적이다. 요산 산화 측정과 마찬가지로 포도당 정량을 위한 전기화학적 기반 접근 방식이 이상적인 것으로 보인다.

그러나 아스코르브산과의(Ascorbic acid) 산화 측면에서 요산의 유사성은 고감도 전기화학적 바이오센서를 개발하는 데 주요한 실험 장애물을 제기한다. 이를 극복하기 위해 과학자들은 환원 전위와 산화 전위를 모두 측정할 수 있는 전류 측정 기반 바이오센서를 개발했다. 이 절차의 비용과 재현성을 고려할 때 전극이나 나노물질 기반 전극에 효소를 고정하거나 스크린 인쇄하는 것이 중요하다. 이는 일상적인 분석을 위한 일회용, 선택적이고 비용이 효율적이며 민감한 요산 바이오센서 개발에 이상적이다.

이와 관련하여 3D 미세 환경에 캡슐화된 살아 있는 세포로 바이오센서를 만드는 것을 목표로 하는 3D 바이오프린팅이 개발되었다.^[11] 1980년대 초 MediSense팀이 효소 전극을 생산에 스크린 인쇄 기술을 도입하면서 가정용 혈당 모니터링 시장에서 혁명을 일으켰다. ^[12],[13] 이전까지 바이오센서는 전적으로 수작업으로 제작되어 연간 수십억 개의 수요를 충족할 수 없었다. 독자적인 매개체와 특허받은 모세관 충전 설계를 통해 효소 전극을 기계로 제작함으로써, 기존의 반사 광도 측정 방식을 전기화학 장치로 대체하는데 성공했다. 오늘날 일회용 포도당 센서의 전극 절반은 경화성 폴리머 잉크를 사용한 스크린 인쇄로, 나머지 절반은 팔라듐 등의 금속층을 증착한 후 레이저 절삭으로 개별 전극을 패턴화하는 방식으로 생산한다. 여기에 추가 인쇄 단계, 드롭오프 또는 라미네이션을 거쳐 최종 센서가 완성했다. (그림 2)
 

3. 탄소 기반 바이오센서

금, 은, 실리콘, 구리와 같은 나노입자부터 흑연, 그래핀, 탄소나노튜브와 같은 탄소 기반 물질까지 광범위한 나노물질이 바이오센서 개발에 사용된다. ^[14]-[18] 나노입자 기반 소재는 전기화학 및 기타 유형의 바이오센서 개발에 뛰어난 감도와 특이성을 제공한다. 금나노입자는 산화에 대한 안정성이 있고 독성이 거의 없다는 특징이^[19] 있는 반면 은과 같은 다른 나노입자는 산화되어 독성이 있기 때문에 약물 전달이나 의약품 내부에 사용할 경우 문제가 될 수 있다. 만약 바이오 의학에 이를 사용하게 될 경우 해결되어야 한다. 그럼에도 불구하고 나노입자 기반 신호 증폭은 잠재적인 장점과 단점을 가지고 있다.

탄소 기반 물질에서 CNT는 높은 종횡비와 뛰어난 전기적 특성을 가지고 있다. CNT 네트워크에서 DNA 혼성화에 의한 쇼트키 장벽의 조절인 FET 기반 DNA 센서는 표적 DNA를 검출하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 쇼트키 장벽 기반 센서의 감도를 향상시키는 간단하면서도 효율적인 방법이 보고되었다. 반응을 제어할 수 있는 DNA 분자 검출을 위한 부동 전극 기반 바이오센서를 개발한 연구가 있다.^[20] 프로브 DNA는 플로팅 전극 표면에만 흡착되었으며, 소스 전극과 드레인 전극은 포토레지스트로 덮어 누설 전류를 차단했다 (그림 3a).

에너지 밴드 다이어그램은 CNT와 금속 전극 사이의 접촉 영역에서 쇼트키 장벽이 형성되는 것을 보여준다. 이러한 쇼트키 장벽은 장치의 컨덕턴스를 결정한다. 그림 3b는 표적 DNA 감지 실험의 개략도를 보여준다. 표적 DNA 용액이 주입되면 표적 DNA 분자가 부동 전극(위쪽)에서 상보적인 프로브 DNA 분자와 혼성화 된다. 혼성화 과정에서 부동전극의 일함수는 감소하고, 쇼트키 장벽 높이는 증가하였다. 

 
 

그림 4a는 부동 전극 기반 CNT-FET 장치의 채널 영역을 보여준다. 주사전자현미경(SEM) 이미지(왼쪽)는 각 부동 전극의 크기가 폭 12 μm, 길이 2 μm임을 명확하게 보여준다. 여기서 CNT 네트워크 채널의 크기는 폭 2 μm, 길이 40 μm이다. 플로팅 전극의 크기와 수는 간단한 포토리소그래피 공정으로 쉽게 제어할 수 있다. 그림 4a의 오른쪽 이미지는 부동 전극 사이의 CNT 채널 영역을 보여주는 AFM (Atomic Force Microscope) 이미지이다.

CNT는 노출된 SiO₂ 영역에만 조립되었고, 부동 전극 기반 CNT-FET의 전기적 특성을 조사했다. 그림 4b는 부동 전극 기반 CNT-FET의 일반적인 액체 게이팅 효과를 보여준다. 액체 게이팅 효과는 부동 전극 기반 CNT-FET의 PBS 완충액에 액체 게이트 바이어스(V_lg)를 적용하여 측정되었다. 여기서는 액체 게이트 전극으로 Ag/AgCl 전극을 사용하였고, 소스-드레인 바이어스는 0.1 V로 게이트 바이어스는 -0.5 V에서 0.5 V까지 스윕하였다. 그래프는 이 장치가 PBS 버퍼 용액에서도 p형 특성을 가졌음을 보여준다. 작은 범위의 전압 스윕에서 전류가 급격하게 변화하므로 이 장치는 민감한 센서로 활용될 수 있다.

또한 우리 장치의 소음 특성을 분석했다. 그림 4c는 저주파 범위에서 다양한 수의 부동 전극을 사용하는 장치의 일반적인 잡음 스펙트럼을 보여준다. 그래프는 전형적인 1/f 노이즈 거동을 보여주며, 노이즈 스펙트럼은 β 값이 1인 S_I ∼ 1/f^β에 의해 피팅 될 수 있다. 그래프는 또한 플로팅 전극의 수가 증가함에 따라 노이즈 진폭이 증가함을 보여준다. 잡음 진폭 A가 CNT 네트워크의 일반적인 동작인 A ≒ 10^-11 × R 관계에 따라 장치 저항 R에 선형적으로 비례한다는 것을 확인할 수 있다(그림 4c). 이 결과는 부동 전극 기반 장치의 잡음이 채널 영역의 CNT 네트워크에 의해 지배된다는 것을 나타낸다. 

 

살아있는 세포에서 생체 분자의 방출을 실시간으로 동적으로 감지하는 것은 기초 연구와 분비 관련 질병 치료를 위한 약물 평가 모두에서 중요하다. 이를 위해 SWNT 네트워크를 활용하여 살아있는 신경아교세포 성상교세포와 직접 인터페이스하고 라벨 없이도 이러한 세포에서 촉발된 ATP 방출을 감지한 연구가 있다. ^[21] 이 감지 방식은 높은 시간적 해상도를 보여준다.

SWNT의 기능을 희생하지 않으면서 SWNT와 살아있는 세포 간의 생체 적합성 상호 작용을 개선하기 위해 추가 연구를 수행했다(그림 5).^[22] SWNT 네트워크는 먼저 생리활성 당(N-아세틸-D-글루코사민)과의 π-π 상호작용을 통해 표면 기능화되어 PC12 세포가 SWNT 네트워크 기질에 부착하고 성장할 수 있도록 했다. 이 나노튜브 접근법은 고감도, 높은 시간 분해능, 높은 처리량 및 검출 용이성을 통해 살아있는 세포에서 비침습적인 실시간 측정을 제공했다.

 

CNT 기반 FET 바이오센서 분야에서 큰 진전이 이루어졌지만 지금까지의 대부분의 작업은 개별 장치에 집중되어 왔다.^[23] 이러한 유망한 분석 장치의 실제 적용을 실현하려면 향후 조사에서 CNT 센서 어레이 개발에 중점을 두어야 한다. CNT-FET의 제조 및 적용에는 몇 가지 단점이 있다.

첫째, CNT-FET 제조에서 반도체와 금속성 CNT의 혼합물은 여전히 나노전자공학의 미래 개발을 방해하고 있으며, 탄소 나노튜브의 전기적 특성은 직경과 금속에 크게 의존하기 때문에 탄소 나노튜브의 직경을 제어하는 것은 중요한 문제로 남아 있다.^[24] 둘째, CNT-FET의 감지 메커니즘을 결정하는 요소는 복잡하며 전계 효과, 전자이동, 쇼트키 장벽 등이 관여하는 것으로 보고되었다.^[25]-^[27]

4. 스마트 바이오센서

바이오센서의 연구가 활발하게 진행됨에 따라 다기능 센서와 스마트 시스템도 실시간 건강 모니터링 및 질병 진단 기능 덕분에 많은 관심을 받고 있다. 인간의 생물학적 신호의 복잡성을 고려할 때, 여러 생체 감지 정보를 동시에 측정하여 인간의 건강을 정확하게 평가해야 한다. 일반적인 유형의 다기능 센서는 최근 추세와 발전에 따라 다양한 기능을 가진 단일 센서, 평면 통합 센서, 3D 조립 센서, 스택형 통합 센서로 나눌 수 있다.

다기능 센서는 종종 우수한 신축성과 전도성을 모두 나타내는 복합 재료 또는 전도성 폴리머로 구성된다. 단일 센서의 접근 방식은 여러 신호의 결합이 측정 처리에 영향을 미칠 수 있는 저비용 및 간단한 제조의 몇 가지 이점을 보여줄 수 있다. 여러 기능을 가진 단일 센서를 사용하면 생체 감지 신호도 특정 구조적 설계로 분리할 수 있지만 감지 기능은 여전히 제한적이다. 이 문제를 해결하기 위해 평면 통합을 사용하면 더 효과적이고 쉽게 사용할 수 있다.

보다 구체적으로, 바이오센싱 장치는 다양한 센서를 유연한 기판에 통합하고 센서를 상호 연결하여 동시에 여러 신호를 감지할 수 있지만, 이 유형의 통합 수준은 단일 장치 및 회로의 제조 공정과 관련하여 밀도에 의해 제한될 수 있다. 3D 레이아웃을 사용하면 특히 기능 재료가 3D 구조로 재배열되어 새로운 기능을 제공하고 성능을 향상시키며 센서의 통합을 개선하는 3D 조립 방법의 경우 통합 수준이 향상될 것이다. 지금까지 이러한 유형의 다기능 센서는 새로운 접근 방식으로 간주되므로 아직 완성되지 않았으며 추가로 탐구해야 한다. 한편, 적층형 통합 센서의 전략은 고밀도 기능 통합에 대한 상당한 잠재력을 보여줄 수 있으며, 물론 이는 두께 방향으로 공간을 개발할 수 있다.
 

지금까지 생물분석 센서는 의학적 진단, 건강 추적 및 질병 치료에 매우 중요했다. 이를 위해 생체 분자를 민감하고 특이적으로 감지해야 한다. 감지 메커니즘의 접근 방식과 관련하여 생체 감지 장치는 다양한 생물학적 물질(예: 병원균, 바이러스, 박테리아, 젖산, 포도당, 도파민 등)에 대해 크게 탐구되었고, 여기서 암 관련 바이오마커(예: 항체, 단백질, 호르몬, DNA 등)를 빠르고 휴대 가능하게 감지하는 것은 지능형 바이오센서 분야, 특히 기능성 소재 및 구조에 대한 첨단 혁신으로 간주될 수 있다. ^[28]-[30] 이로부터 잠재적인 소재를 찾고 구조화 전략이 크게 필요하다.

웨어러블 바이오 센서에 대한 연구가 발표된 바 있으며, 그림 6(a)는 시너지 융합을 통해 대사 모니터링이 가능한 웨어러블 '뉴트리트렉'의 개략도이다. 바이오 센싱을 위한 미세 유체 ‘뉴트리트렉＇패치는 유연하여 웨어러블 시스템으로 이용할 수 있으며, 그림 6(b)처럼 실시간 신진대사 및 영양 추적을 위한 맞춤형 모바일 어플리케이션으로 사용이 가능하다.^[31] 또한, 생체 감지 장치가 외부 자극에 노출될 때 설계되고 구성된 구조 사이의 해당 신호(예: 정전 용량, 전류, 저항 등)의 가능한 변화에 동작의 작용이나 분석물의 흡착이 큰 영향을 미치며, 이는 주로 표면 캐리어, 화학 결합 및 국소 구조의 변화와 관련이 있다.^[32]-[34] 더욱 흥미로운 점은, 마이크로/나노 구조 센서를 사용하면 반응 활성 부위를 개발하고 반응 속도를 향상시킬 수 있어 출력 신호와 감도를 적절하고 정확하게 수집할 수 있다는 것이다.

전반적으로, 생물 분석 센서와 스마트 건강 모니터링 시스템 분야에서는 여전히 많은 과제가 제기되고 있다. 3D 통합 전략을 사용하면 기능 통합을 크게 개선할 수 있지만 제조 공정과 대량 생산은 매우 복잡하다. 게다가, 신축성과 안정성에 대한 요구 사항도 스마트 웨어러블 바이오 센서에 필수적이다. 즉, 새로운 재료와 구조 설계를 사용하여 무기 장치/인터커넥트와 캡슐화 층 간의 기계적 상호 작용과 관련이 있다.

인공 지능과 머신 러닝의 도움으로, 더 많은 스마트 건강 모니터링 시스템과 함께 생물 분석 센서를 사용하여 여러 감지 신호를 분석하여 인간의 건강을 포괄적이고 정확하게 평가할 수 있다. 게다가, 저비용 대량 생산은 여전히 스마트 및 웨어러블 바이오 전자공학의 낮은 전력 소비, 우수한 감도, 높은 밀도, 높은 견고성 및 복잡한 신호 감지에 도달하기 위한 큰 과제로 간주된다.^[36]

5. 결론

바이오센서 기술의 발전은 현대 의학과 질병 진단 분야에 혁신적인 변화를 가져오고 있다. 다중 기술 통합 전략은 이 분야에서 새로운 발견을 이끌어내고 있다. 이러한 바이오센서들은 질병 진단과 의학에서 막대한 응용 가능성을 보여주고 있으며, 미래의 의료 패러다임을 재정의하고 있다. 

최근 몇 년간 접촉 또는 비접촉 기반 패터닝을 통해 다양한 수준에서 여러 중요한 발견이 이루어졌다. 장기 사용이 가능한 견고한 재생 바이오센서의 개발은 새로운 진단 바이오센서의 개발로 이는 질병과 치료에 대한 통합적인 이해를 돕는 데 중요한 역할을 할 것이다. 

전기화학적 바이오센서는 조류 인플루엔자 바이러스와 같은 병원체를 신뢰할 수 있게 검출하는 분석 장치로 주목받고, 보고된 바에 따르면, 스포츠 의학과 도핑 통제 분석에서도 친화력 기반 바이오센서의 잠재적 응용이 밝혀졌다. 또한, 착용 가능한 전기화학적 바이오센서를 통해 몸의 체액에서 전해질 및 대사 산물을 실시간 비침습적으로 선별하여 건강 상태를 모니터링하는 기술이 주목받고 있다. 

생물학적 물질의 검출을 위한 다양한 바이오센서 개발 등은 군사 및 보안 분야에서도 큰 응용 가능성을 보여주고 있다. 나노 물질과 폴리머를 결합한 하이브리드 바이오센서 장치는 다양한 응용 분야에서 더욱 향상된 성능을 제공할 것이다. 

스마트 바이오센서는 사용자 건강 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있어 큰 관심을 받고 있다. 인체의 다양한 활동과 바이오마커를 감지하도록 설계되어 신체적 징후 모니터링 및 건강 관리에 잠재적인 응용 분야를 갖추고 있다. 바이오전자공학의 발전으로, 실시간 진단 및 분석을 수행하는 스마트 바이오센서는 휴대용 장치로 데이터를 전송받을 수 있게 되었다. 최근에는 향상된 신뢰성을 갖춘 바이오분석 센서의 설계 및 제조가 진행되면서, 이러한 스마트 장치들이 임상 분석 분야로 확장될 전망이다. 

결론적으로, 바이오센서의 발전은 민감도, 특이성, 비독성, 소형 분자 검출 및 비용 효율성에 크게 의존한다. 이러한 특성을 고려한 개발은 바이오센서 기술의 주요 제한 사항을 해결하고, 새로운 유형의 바이오센서로 이어질 것이다. 


6. 참고문헌

1.    Abid Haleem, et al., "Biosensors applications in medical field: A brief review." Sensors International 2 (2021): 100100.
2.    Zhuwei Du, et al., "A state of the art review on microbial fuel cells: a promising technology for wastewater treatment and bioenergy." Biotechnology advances 25.5 (2007): 464-482.
3.    Leland C. Clark Jr, et al, "Electrode systems for continuous monitoring in cardiovascular surgery." Annals of the New York Academy of sciences 102.1 (1962): 29-45.
4.    Nicola S. Fracchiolla, et al., "Biosensors in clinical practice: focus on oncohematology." Sensors 13.5 (2013): 6423-6447.
5.    Anthony P. F. Turner, "Biosensors: sense and sensibility." Chemical Society Reviews 42.8 (2013): 3184-3196.
6.    Harris, James M., Catherine Reyes, and Gabriel P. Lopez. "Common causes of glucose oxidase instability in in vivo biosensing: a brief review." Journal of diabetes science and technology 7.4 (2013): 1030-1038.
7.    Wang, Baozhen, et al. "Electrochemical biosensors based on ferroceneboronic acid and its derivatives: a review." Biosensors 4.3 (2014): 243-256.
8.    Gruhl, Friederike J., Bastian E. Rapp, and Kerstin L?nge. "Biosensors for diagnostic applications." Molecular diagnostics (2013): 115-148.
9.    Dornelles Mello, Lucilene, et al. "Biosensors for antioxidant evaluation in biological systems." Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening 16.2 (2013): 109-120.
10.    Erden, Pınar Esra, and Esma Kılı?. "A review of enzymatic uric acid biosensors based on amperometric detection." Talanta 107 (2013): 312-323.
11.    Turner, Anthony PF. "Biosensors: sense and sensibility." Chemical Society Reviews 42.8 (2013): 3184-3196.
12.    Kim, Jayoung, et al. "Wearable salivary uric acid mouthguard biosensor with integrated wireless electronics." Biosensors and Bioelectronics 74 (2015): 1061-1068.
13.    Bahadır, Elif Burcu, and Mustafa Kemal Sezgint?rk. "Electrochemical biosensors for hormone analyses." Biosensors and Bioelectronics 68 (2015): 62-71.
14.    Ming Li, et al., "Electrochemical and optical biosensors based on nanomaterials and nanostructures: a review." Front Biosci (Schol Ed) 3 (2011): 1308-1331.
15.    Zhou Yan, et al., "Interfacial structures and properties of organic materials for biosensors: An overview." Sensors 12.11 (2012): 15036-15062.
16.    Xuefeng Guo, et al., "Single?molecule electrical biosensors based on single?walled carbon nanotubes." Advanced Materials 25.25 (2013): 3397-3408.
17.    Valentini F, et al., "Single walled carbon nanotubes/polypyrrole?GOx composite films to modify gold microelectrodes for glucose biosensors: study of the extended linearity." Biosensors and Bioelectronics 43 (2013): 75-78.
18.    Lamprecht C, et al., "Applications of biosensing atomic force microscopy in monitoring drug and nanoparticle delivery." Expert Opinion on Drug Delivery 11.8 (2014): 1237-1253.
19.    Hutter Eliza, and Dusica Maysinger., "Gold-nanoparticle-based biosensors for detection of enzyme activity." Trends in pharmacological sciences 34.9 (2013): 497-507.
20.    Byeongju Kim, et al., "DNA sensors based on CNT-FET with floating electrodes." Sensors and Actuators B: Chemical 169 (2012): 182-187.
21.    Yinxi Huang, et al., "Label-free detection of ATP release from living astrocytes with high temporal resolution using carbon nanotube network." Biosensors and Bioelectronics 24.8 (2009): 2716-2720.
22.    Herry Gunadi Sudibya, et al., "Interfacing glycosylated carbon?nanotube?network devices with living cells to detect dynamic secretion of biomolecules." Angewandte Chemie International Edition 48.15 (2009): 2723-2726.
23.    Shengbo Sang, et al., "Progress of new label-free techniques for biosensors: A review." Critical reviews in biotechnology 36.3 (2016): 465-481.
24.    Phaedon Avouris, and Jia Chen. "Nanotube electronics and optoelectronics." Materials Today 9.10 (2006): 46-54.
25.    G. George, "Carbon nanotube films for transparent and plastic electronics." Journal of Materials Chemistry 16.35 (2006): 3533-3539.
26.    Zhenxing Wang, et al., "Large signal operation of small band-gap carbon nanotube-based ambipolar transistor: a high-performance frequency doubler." Nano letters 10.9 (2010): 3648-3655.
27.    S. Heinze, et al., "Carbon nanotubes as Schottky barrier transistors." Physical review letters 89.10 (2002): 106801.
28.    Sun, Chenfang, et al. "Organic thin film transistors?based biosensors." EcoMat 3.2 (2021): e12094.
29.    Xue, Jiangtao, et al. "Bioinspired sensor system for health care and human?machine interaction." EcoMat 4.5 (2022): e12209.
30.    Heo, Jun Hyuk, et al. "Sensor design strategy for environmental and biological monitoring." EcoMat 5.5 (2023): e12332.
31.    Wang, Minqiang, et al. "A wearable electrochemical biosensor for the monitoring of metabolites and nutrients." Nature Biomedical Engineering 6.11 (2022): 1225-1235.
32.    Wang, Zibi, et al. "A universal interfacial strategy enabling ultra?robust gel hybrids for extreme epidermal bio?monitoring." Advanced Functional Materials 33.29 (2023): 2301117.
33.    Shao, Yanming, et al. "Highly sensitive and selective surface molecularly imprinted polymer electrochemical sensor prepared by Au and MXene modified glassy carbon electrode for efficient detection of tetrabromobisphenol A in water." Advanced Composites and Hybrid Materials 5.4 (2022): 3104-3116.
34.    Song, Liping, et al. "Flexible plasmonic biosensors for healthcare monitoring: Progress and prospects." ACS nano 15.12 (2021): 18822-18847.
35.    Vo, Thi Sinh, et al. "Recent Trends of Bioanalytical Sensors with Smart Health Monitoring Systems: From Materials to Applications." Advanced Healthcare Materials (2024): 2303923.