Personal glucose meter (PGM) is one of the most widely commercialized portable device that enables the self-diagnosis of diabetes by measuring blood glucose level. By taking advantages of its meritorious features including portability, cost-effectiveness, and ease of operation, there have been extensive research to develop novel biosensors that utilize PGM for the detection of various non-glucose biomolecules such as small molecule, protein, and nucleic acid during the last decade. Notably, the employment of PGM as a detection device paved a new way for the development of point-of-care (POC) system that can be simply applied in the facility-limited environments. Despite these highly promising characteristics of PGM, however, the previous PGM-utilized biomolecular detection strategies have still showed several disadvantages such as the preparation of enzyme-labeled DNA probe and the requirement of magnetic separation step, which makes the entire detection procedure time-consuming and labor-intensive. To overcome these limitations, we have developed novel PGM-utilized label-free and washing-free methods for the simple on-site biomolecular detection by employing kinase-catalyzed cascade enzymatic reaction (KCER), glucose oxidase-mimicking activity of cerium oxide nanoparticle (CeO2 NP), and target-induced peroxidase catalysis, overcoming the disadvantages of the previously reported technologies.
자가혈당측정기는 가장 널리 상용화된 휴대용 검출 기기 중 하나로서, 혈중 포도당 농도의 간편한 측정을 통해 당뇨병의 자가 진단을 가능하게 하였다. 본 자가혈당측정기의 휴대성, 저렴한 가격, 및 사용의 간편성 등의 장점들을 활용하여, 지난 10 년간 자가혈당측정기 기반의 생체 물질 (소분자, 단백질, 및 핵산) 검출 기술 개발에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 본 연구 분야는 현장진단 기술 및 기기 개발의 새로운 방향을 제시하였다는 점에서 지금까지도 큰 관심을 받고 있다. 하지만, 이와 같은 장점에도 불구하고, 현재까지 개발된 기술들은 효소가 수식된 DNA 프로브를 사전에 준비해야 할 뿐만 아니라, 실험 과정에서도 이를 분리하고 씻어주는 과정을 요구하기 때문에, 결과적으로, 전체 검출 과정의 시간 소모가 크며 많은 노동력이 요구된다는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 연구에서는 인산화효소 연쇄 효소 반응, 산화 세륨 나노 입자의 포도당 산화효소 활성, 및 표적에 의해 유도되는 과산화효소 활성을 이용한 자가혈당측정기 기반 생체 물질 검출 기술들을 개발하였으며, 본 기술들은 기존 연구들과 달리 복잡한 준비 및 검출 과정을 요구하지 않기 때문에, 다양한 생체 물질의 간편한 현장 검출에 적용이 가능할 것으로 기대된다.
