Electrochemical sensing methods have the great potential to achieve simple, sensitive, selective, and cost-effec-tive detection of biomolecules to diagnose and monitor various diseases. In this regard, we have developed DNA and protein diagnostic system based on electrochemical analytical method. In chapter 2, we developed a novel alkaline phosphatase (ALP) determination system based on the $Cu^{2+}$-mediated oxidation which could be detected by impedimetric detection method. It causes change of the interfacial properties of the electrodes and increased interfacial electron-transfer resistance is detected by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In chapter 3, we have developed a novel strategy to achieve label-free multiplex DNA detection system based on the projected capacitive touchscreen. The hybridization event significantly enhanced the capacitance on the electrode, which can be very conveniently detected by the projected capacitive touchscreen. In chapter 4, we developed an electrochem-ical real-time PCR method using aptamer-modified primer. As the elongation is completed including aptamer part at the 5’ end, $Hg^{2+}$ ions are released from the aptamer-modified primers. Since the free ions show higher diffusion rate than the captured ions, the release of $Hg^{2+}$ ions can be measured by squarewave voltammetry (SWV). In chapter 5, we have developed an isothermal real-time nucleic acid amplification monitoring method using aptamer-based RCA. Since the captured ions show lower diffusion rate than the free ions, the binding of $Hg^{2+}$ ions can be measuredby squarewave voltammetry (SWV).
전기화학적 분석 방법은 임상 진단이나 질병 치료의 추적에 관련되는 다양한 생체물질을 빠른 프로세스, 높은 민감도와 특이도의 장점을 가지고 검출할 수 있는 분석 방법이다. 특히 다른 검출 기술들에 비해 전기화학 분석 기기는 가격이 저렴하고 작동이 간편하며, 소형화가 용이하다는 점에서 현장진단에 매우 적합한 기술로 여겨지고 있다. 본 학위논문에서는 이러한 전기화학 분석 방법을 이용하여 다양한 생체 물질을 검출하는 기술을 개발하였다. 구체적으로, 특정 핵산 염기서열과 구리 이온의 반응에 의해 생기는 산화 생성물을 이용하여 알칼리성 인산가수 분해효소를 검출하는 기술, 투사 정전용량 방식의 터치스크린을 이용한 비표지 다표적 핵산 검출 방법, 전기화학적 활성물질의 압타머 염기서열이 포함된 프라이머를 이용한 전기화학적인 실시간 중합효소 연쇄반응 분석 방법, 전기화학적 활성물질의 압타머 염기서열을 포함하는 프로브를 이용한 회전환 증폭 반응 기술을 개발하였다.
