크산틴(Xanthine)은 퓨린 대사의 중간체로, 하이포잔틴의 산화로 합성되며, 이후 요산으로 전환된다. 체내 크산틴 농도의 증가는 통풍, 황색뇨증, 신장 결석 등과 같은 대사 질환과 밀접한 관계를 가진다. 따라서, 크산틴 농도의 측정은 퓨린 대사 장애, 신장 기능 평가, 산화 스트레스 평가등에 바이오마커로 활용될 수 있다. 크산틴의 정량적 분석을 위해, 분광학적 방법, 크로마토그래피, 전기화학적 분석 등 다양한 방법이 개발되어왔다. 특별히, 전기화학적 분석법은 빠르고 간편할 뿐만 아니라, 비표지/비파괴 방식으로 측정할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 크산틴 산화효소와 환원된 산화-그래핀/백금 나노입자의 바이오-나노 하이브리드 복합 전극을 사용하여 크산틴을 정량분석하고자 하였다. 최종적으로 제작된 바이오-나노 하이브리드 전극 기반의크산틴 센서는 넓은 선형범위에서 크산틴의 농도를 정량적으로 측정할 수 있었다.

Xanthine is an intermediate in purine metabolism, synthesized through the oxidation of hypoxanthine and subsequently converted to uric acid. Elevated levels of xanthine in the body are closely associated with various metabolic disorders, such as gout, xanthinuria, and kidney stone. Therefore, the measurement of xanthine concentrations can serve as a valuable biomarker for assessing purine metabolic disorders, evaluating renal function, and monitoring oxidative stress. Various analytical methods, including spectroscopic techniques, chromatography, and electrochemical analysis, have been developed for the quantitative determination of xanthine. In particular, electrochemical methods offer advantages such as rapid analysis, simplicity, label-free, and non-destructive detection. In this study, we aimed to quantitatively analyze xanthine using a bio-nano hybrid composite electrode composed of xanthine oxidase and reduced graphene oxide/platinum nanoparticles. Finally, the developed bio-nano hybrid electrode-based xanthine sensor successfully achieved quantitative detection of xanthine over a wide linear range.