세균이 위험 물질을 찾으면 전기를 생성하도록 만들었으며, 그들을 세포에 가두어 이를 수행했습니다

새로운 바이오센서 시스템: 박테리아를 “전기” 탐지기로

과학자들은 살아 있는 박테리아가 액체에서 특정 물질을 감지하면 전기 신호를 생성하는 유망한 생물-전자 센서를 만들었습니다. 이 기술은 주로 갑각류의 껍데기(또는 연체동물, 곰팡이, 곤충)에서 얻어지는 천연 폴리머인 키토산 하이드로젤을 기반으로 합니다. 이 물질 덕분에 센서는 식품 품질 검사에도 안전하며, 최초 시험은 우유에서 수행되어 불필요한 오염물질을 감지했습니다.

박테리아-발전기 작동 원리
전기를 생성할 수 있는 박테리아는 오래 전부터 알려져 있습니다. 그 다양성 덕분에 탐지하려는 물질에 따라 적합한 균주를 선택할 수 있습니다. 문제는 컬로니를 액체에 넣었을 때, 박테리아가 스스로 세척되거나 전자를 전극으로 전달하는 데 필요한 매개체가 세척되는 것이었습니다.

해결책: 키토산 하이드로젤
키토산 하이드로젤은 “요새” 역할을 합니다:

- 박테리아와 매개체를 환경 안에 보관합니다.
- 활성화된 박테리아에서 전자를 전극으로 전달하는 리덕스-매개체를 부착할 수 있는 기반을 제공합니다.

키토산은 인간과 환경에 안전하며 합성 운반체를 쉽게 대체할 수 있습니다.

센서 작동 방식
목표 오염물(예: 폐수나 식품의 독성 물질)에 접촉하면 미생물이 전자 전달 연쇄를 시작합니다. 이는 안정적인 전기 신호를 생성하여 특수 장비로 기록할 수 있게 합니다.

시험 작업에서, 변형된 프로바이오틱 박테리아 *Lactobacillus plantarum*을 사용한 센서는 우유에 넣어졌습니다. 박테리아는 방부제 사카신 P의 존재에 반응하여 몇 시간 안에 전기 신호를 생성했습니다. 따라서 센서는 원하는 물질을 성공적으로 감지하고 전기 활성을 보였습니다.

적용 전망
개발된 기술은 수질 및 식품 품질 모니터링에 새로운 가능성을 열어줍니다. 앞으로 산업, 환경 통제 및 의료 분야에 도입되어 살아 있는 미생물을 기반으로 한 “녹색” 솔루션으로의 전환을 촉진할 수 있습니다