본 발명은 총 전립선 특이 항원(Total prostate-specific antigen; Total PSA)과 특이적으로 결합하는 항체, 또는 시알화 PSA(Sialylated PSA)와 특이적으로 결합하는 항체를 포함하는 바이오센서를 이용한 전립선암 진단방법에 관한 것이다. 본 발명은 전립선암 진단에 있어, 중요 진단 마커인 PSA의 낮은 민감도를 해결하고, 보다 높은 효율과 정확도로 전립선암을 진단하기 위하여 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 듀얼채널 바이오센서를 이용하여, 그레이존(2.5-10 ng/mL 범위)의 전립선암에 대한 신속하고 정확하게 높은 진단을 구현함으로써, 그레이존의 전립선암에 대해 높은 효율의 진단을 가능하게 하였다. 따라서, 전립선암의 진단분야에 매우 유용하게 이용될 수 있다.