본 개시 내용의 구체예에 따르면, 제1 고분자 재질의 나노 필라(pillar) 어레이의 표면에 제2 고분자 재질의 나노 웹을 형성한 복합 나노구조체 상에 각종 병원체, 감염성 미생물 등의 바이오물질을 효율적으로 포집하여 이를 세포 용해(lysis)시켜 뉴클레아제를 방출시키고, 방출된 뉴클레아제에 대하여 응답성을 갖는 프로브의 절단에 의한 형광 신호를 검출함으로써 간편하면서 정확하게 시료 내 바이오물질의 포집 및 진단을 수행하는 시스템 및 방법이 기재된다.