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생체연료전지 전극에 있어서,플렉시블 기판;상기 플렉시블 기판 상에 형성된 플렉시블한 전극층;상기 전극층 상에서 일측 말단에 형성된 산화전극;상기 전극층 상에서 타측 말단에 형성된 환원전극; 및상기 전극층 상에서 상기 산화전극과 환원전극 사이에 형성되며, 상기 산화전극과 환원전극을 연결하는 연결부;를 포함하는 일체형 생체연료전지 전극
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제1항에 있어서,상기 전극층은 카본 블랙, 금, 은, 탄소나노튜브, 그래핀 및 그래파이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재질 또는 이의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극
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제1항에 있어서,상기 산화전극은 글루코스 산화효소(glucose oxidase; GOX 또는 GOD), 글루코스 탈수소화효소(glucose dehydrogenase; GDH), 젖산 산화효소(uricase; UOX), 젖산 탈수소화효소(lactate dehydrogenase; LDH), 갈락토오스 산화효소(galactose oxidase; GAOX), 셀로비오스 탈수소화효소(cellobiose dehydrogenase; CDH), 프락토스 탈수소화효소(fructose dehydrogenase), 알콜 탈수소화효소(alcohol dehydrogenase; ADH), 알데하이드 탈수소화효소(aldehyde dehydrogenase; ALDH), 포름산 탈수소화효소(formate dehydrogenase), 옥살산 탈수소화효소(oxalate oxidase), 파이루베이트 탈수소화효소(pyruvate dehydrogenase; PDH) 및 막결합 수소화효소(membrane-bound hydrogenase; MBH)로 구성된 군으로부터 선택되는 산화전극용 효소와,상기 산화전극용 효소와 반응하는 전자전달 매개체를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극
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제1항에 있어서,상기 환원전극은 빌리루빈 산화효소(bilirubin oxidase; BOD), 라케이즈(Laccase), 퍼록시다이제(horseradish peroxidase; HRP), 카탈라아제(catalase; CAT), 시토크롬 c(cytochrome c; CYCS), 시토크롬 산화효소(cytochrome oxidase; COX), 및 마이크로과산화효소(microperoxidase; MP-11)로 구성된 군으로부터 선택되는 환원전극용 효소와, 상기 환원전극용 효소와 반응하는 전자전달 매개체를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극
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제3항 또는 제4항에 있어서,상기 전자전달 매개체의 농도는 0
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제1항에 있어서,상기 연결부에는 상기 전극층 상에 절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극
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플렉시블 기판 상에 전극층을 형성하는 단계;상기 전극층 상에 일측 말단에, 산화전극용 효소, 상기 산화전극용 효소와 반응하는 전자전달 매개체 및 가교제를 포함하는 로딩 용액을 캐스팅하여 산화전극을 제조하는 단계;상기 전극층 상에 타측 말단에, 환원전극용 효소, 상기 환원전극용 효소와 반응하는 전자전달 매개체 및 가교제를 포함하는 로딩 용액을 캐스팅하여 환원전극을 제조하는 단계; 및상기 전극층 상에 상기 산화전극과 환원전극을 연결하는 연결부에 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 일체형 생체연료전지 전극의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 전극층은 카본 블랙, 금, 은, 탄소나노튜브, 그래핀 및 그래파이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재질 또는 이의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 전극층은 용액공정 또는 증착공정을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극의 제조방법
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제7항에 있어서, 산화전극용 효소는 글루코스 산화효소(glucose oxidase; GOX 또는 GOD), 글루코스 탈수소화효소(glucose dehydrogenase; GDH), 젖산 산화효소(uricase; UOX), 젖산 탈수소화효소(lactate dehydrogenase; LDH), 갈락토오스 산화효소(galactose oxidase; GAOX), 셀로비오스 탈수소화효소(cellobiose dehydrogenase; CDH), 프락토스 탈수소화효소(fructose dehydrogenase), 알콜 탈수소화효소(alcohol dehydrogenase; ADH), 알데하이드 탈수소화효소(aldehyde dehydrogenase; ALDH), 포름산 탈수소화효소(formate dehydrogenase), 옥살산 탈수소화효소(oxalate oxidase), 파이루베이트 탈수소화효소(pyruvate dehydrogenase; PDH) 및 막결합 수소화효소(membrane-bound hydrogenase; MBH)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 환원전극용 효소는 빌리루빈 산화효소(bilirubin oxidase; BOD), 라케이즈(Laccase), 퍼록시다이제(horseradish peroxidase; HRP), 카탈라아제(catalase; CAT), 시토크롬 c(cytochrome c; CYCS), 시토크롬 산화효소(cytochrome oxidase; COX), 및 마이크로과산화효소(microperoxidase; MP-11)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 전자전달 매개체의 농도는 0
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제7항에 있어서,상기 가교제는 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(PEGDGE), 폴리(도파민)(PDA), 폴리(비닐피리딘), 폴리(아크릴아미드)(PAA), 폴리(에틸렌 알콜)(PEG), 폴리(에틸렌이민)(PEI), 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 나피온(nafion)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 일체형 생체연료전지 전극의 제조방법
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제1항의 일체형 생체연료전지 전극을 포함하는 세포배양장치
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제14항에 있어서,상기 세포배양장치는상면이 개방되며, 배양액을 담을 수 있는 외부용기;상기 외부용기의 상단에 결합되어 미생물이 침투하는 것을 방지하는 용기 커버;상기 외부용기 내에 삽입된, 연료물질을 포함하는 배양액; 및상기 외부용기 내에 삽입되되, 상기 배양액에 산화전극 및 환원전극이 접촉하도록 구부려져서 삽입된, 일체형 생체연료전지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포배양장치
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제14항에 있어서,상기 세포배양장치는 생체연료전지의 산화전극에서 연료를 산화시켜 전자를 방출하며, 환원전극에서 전자를 소모하여 전류가 순환하는 과정을 통해 발생된 전기자극으로 세포를 배양시키는 것을 특징으로 하는 세포배양장치
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제16항에 있어서,상기 전기자극은 절대값이 200 μA/cm2 미만인 것을 특징으로 하는 세포배양장치
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제14항에 있어서, 상기 세포배양장치는 외부 전력공급원을 필요로 하지 않는 것을 특징으로 하는 세포배양장치
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