KR100254812B1 - Array-type optode device for the quantitative analysis of electrolytes and their related species in multiple samples - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A sample analyzer with an optical senor is provided to simultaneously analyze a lot of samples simultaneously, and analyze the optical sensor membrane solvent composite in such analyzers precisely. CONSTITUTION: Optical sensor membrane solvent composite having a quick response time to analyze a sample is spread evenly on an absorbance measuring substrate(70). An optical sensor measures changes of color in adding the sample. A multiarray type UV detector measures the color change from reacting the sample and the color material, and measures the sample with the optical sensor absorbance measuring substrate composed of ion-selective polymer color material. The ion-selective polymer color material such as sensing material(20) has similar components and form to the sensing material in an ion-selective electrode with optimizing for installing in the analyzer. The absorbance measuring substrate measures absorbance and transmittance on a lot of samples simultaneously. The optical sensor membrane solvent includes chromoionophore, KTpCIPB, ionophore, plasticizer, polymer and solvent.

Description

많은 수의 시료를 동시에 정량분석할 수 있는 광센서 측정장치 및 방법Optical sensor measuring device and method for quantitative analysis of a large number of samples at the same time

본 발명은 자외선/가시광선 영역(UV/visible region)에서 흡광도(absorbance 또는 optical density: OD)나 투과도를 동시에 측정할 수 있는 장치인 동시흡광도측정기판에 광센서막용액 조성물을 도포하여 많은 수의 분석시료들을 동시에 측정할 수 있는 새로운 장치, 이러한 새로운 장치에 도포하기 적합한 광센서막용액 조성물 및 이러한 장치와 조성물을 이용하는 분석방법에 관한 것이다.The present invention is to apply a large number of light sensor membrane solution composition to the simultaneous absorbance measurement substrate which is a device that can measure the absorbance (absorbance or optical density (OD) or transmittance in the UV / visible region) at the same time A new device capable of simultaneously measuring analytical samples, an optical sensor film solution composition suitable for application to such a new device, and an analytical method using such device and composition.

본 발명에 따르면 보정이 필요없는 무보정 광센서 혹은 개별광센서에 대하여두점보정으로 분석이 가능한 광센서를 설계할 수 있으며, 이러한 장치를 이용하여 분석하고자 하는 시료(환경시료, 혈액, 혈청, 전혈, 뇨(urine)를 비롯한 생체시료, 화학공정 초기·중간 혹은 결과물질, 식품화학물질 등)를 정량적으로 분석할 수 있다.According to the present invention, an optical sensor that can be analyzed by two-point calibration can be designed for an uncorrected optical sensor or an individual optical sensor that does not need correction, and a sample (environmental sample, blood, serum, whole blood) to be analyzed using such a device , Biological samples including urine, initial and intermediate chemical processes, or resultant substances, food chemicals, etc. can be quantitatively analyzed.

최근 의학, 환경, 공업 등 각 분야에서 다수의 분석시료를 정량적으로 측정할 필요성이 대두되고 있는바, 환경시료, 혈청 또는 전혈 등의 혈액과 뇨를 비롯한 생체시료, 화학공정 초기·중간 또는 결과물질, 식품화학물질의 경우, 수십 내지 수백개의 시료를 취하여 짧은 시간내에 정량적으로 측정하는 것이 필요하다. 종래에는 이러한 시료들을 정량분석하는데 이온선택성 전극(ion-selective electrode; ISE)이 주로 이용되었으나, 최근에는 정량분석하는 물질에 따라 여러 종류의 센서가 이용되고 있다.Recently, the necessity of quantitatively measuring a large number of analytical samples in each field such as medicine, environment, and industry has been raised. Biosamples including blood and urine such as environmental samples, serum or whole blood, initial, intermediate or resultant chemical processes For food chemicals, it is necessary to take tens to hundreds of samples and measure them quantitatively in a short time. Conventionally, ion-selective electrode (ISE) is mainly used for quantitative analysis of these samples, but recently, various types of sensors are used according to the material to be quantitatively analyzed.

1960년대 중반에 처음 개발되기 시작한 이온선택성 전극은 최근 20여년간 그 개발과 응용분야가 급속히 발전하여 왔다. 지금까지 백 수십가지의 이온종에 대한 이온선택성 전극의 연구가 보고되었고, 이러한 이온선택성 전극은 혈액, 뇨(urine) 등의 생체액 분석과 발효공정 등의 식품화학, 공업화학 분야의 공정조절, 그리고 환경분석에 이르기까지 널리 응용되어 왔다. 최근 가장 활발한 연구가 진행되고 있는 이온선택성 전극은 특정 이온에 대해 선택성을 갖는 막을 전극에 장착시키는 이온선택성 막전극(ion-selective membrane electrode)이다. 이러한 이온선택성 막전극은 비교적 우수한 선택성을 가지고 있고, 시료의 색이나 탁도의 영향을 받지 않아서 시료분석시 전 처리 단계가 필요없으며, 비교적 제조가 용이하고 기존의 다른 분석방법에 비하여 가격이 저렴하다는 특징을 가지고 있다. 따라서 이온선택성 막전극은 여러 가지 다양한 분야에서 사용되어 왔으며, 특히 임상학적으로 혈액내의 여러 가지 이온종 등을 분석하는데 일반적으로 사용되고 있다.Ion-selective electrodes, which were first developed in the mid-1960s, have been rapidly developed and applied in the last 20 years. Until now, research on ion-selective electrodes for hundreds of dozens of ionic species has been reported. These ion-selective electrodes have been used in food chemistry and industrial chemistry such as biological fluid analysis and fermentation, And it has been widely applied to environmental analysis. The ion-selective electrode, which is being actively researched recently, is an ion-selective membrane electrode that mounts a membrane having a selectivity for a specific ion to the electrode. These ion-selective membrane electrodes have relatively good selectivity and are not affected by the color or turbidity of the sample, eliminating the need for a pretreatment step when analyzing the sample, and being relatively easy to manufacture and inexpensive compared to other analytical methods. Have Accordingly, ion-selective membrane electrodes have been used in various fields, and are generally used for analyzing various ionic species in the blood.

1980년대 중반 시몬(Simon et al.)연구진은 상기의 이온선택성 전극과 같이 전기적 신호를 측정하는 대신, 분석신호를 막내 색변화로 바꾸기 위하여 노력하던 중 이온선택성 고분자막에 하기 표 1과 같은 조성물질을 첨가하면 시료용액에 있는 이온의 양을 흡광도의 변화로 측정할 수 있는 광센서막용액(optical sensor membrane solvent)의 제작이 가능하다는 사실을 발견하였다.In the mid-1980s, Simon et al.'S team tried to change the analytical signal to color change in the membrane instead of measuring the electrical signal like the ion-selective electrode. It was found that the addition of an optical sensor membrane solvent enables the measurement of the amount of ions in the sample solution by the change in absorbance.

대표적인 이온선택성 막전극과 광센서의 성분비교표(중량%)Component Comparison Table of Typical Ion-Selective Membrane Electrodes and Optical Sensors (wt%) 성분물질Substance K+ K + Na+ Na + 이온선택성 막전극(ISE)Ion Selective Membrane Electrodes (ISE) 광센서Light sensor 이온선택성 막전극(ISE)Ion Selective Membrane Electrodes (ISE) 광센서Light sensor PVCPVC 3333 3333 3333 3333 DOS1) DOS 1) 66-6566-65 66-6566-65 66-6566-65 66-6566-65 발리노마이신(Valinomycin)Valinomycin 1One 1One KTpClPB2) KTpClPB 2) 0-10-1 0.50.5 0-10-1 0.50.5 ETH 21203) ETH 2120 3) 1One 0.50.5 ETH 52944) ETH 5294 4) 0.50.5 0.50.5 1)가소제,2)음이온자리 지용성 첨가제,3)나트륨 이오노포르(sodium ionophore),4)지용성 pH 지시약 1) plasticizer, 2) anionic site fat soluble additive, 3) sodium ionophore, 4) fat soluble pH indicator

이러한 광센서의 감응원리는 도 1a 및 도 1b에서 보인 바와 같이 시료용액과 감응막 사이에서 양이온과 음이온이 교환되거나 또는 동시추출되는 메카니즘에 바탕을 두고 있다. 즉, 도 1a에서 이온선택성 물질(L)이 양이온 (M+)와 결합되면, 지용성 첨가제(R-)와 막의 전하균형을 이루고 있던 지용성 pH 지시약(CH+)의 H+가 방출된다. 이러한 과정을 통해서 감응막에 있는 수소이온 선택성 지시약이 색변화를 일으키게 되고, 이로 인하여 흡광도가 변화하게 되는데(도 4 참조), 이 변화는 자외선/가시광선 분광기(UV-visible recording spectrophotometer)에 의해 측정된다.The sensitization principle of the optical sensor is based on a mechanism in which cations and anions are exchanged or coextracted between the sample solution and the sensitization membrane as shown in FIGS. 1A and 1B. That is, when the ion-selective material (L) is combined with the cation (M + ) in FIG. 1A, H + of the fat-soluble pH indicator (CH + ), which is in charge balance between the fat - soluble additive (R ) and the membrane, is released. Through this process, the hydrogen ion selective indicator in the sensitizing film causes a color change, thereby changing the absorbance (see FIG. 4), and the change is measured by an ultraviolet / visible recording spectrophotometer. do.

이러한 광센서는 전기화학적 센서[예:이온선택성 전극, 가스분압센서, 이온선택성 장 효과 트랜지스터 (ion-selective field effect transister) 등] 들과는 달리 전기적인 잡음의 영향을 거의 받지 않고, 전위차 측정시 필요한 기준 전극과 같은 번거로운 별도의 장치가 필요하지 않으며, 광섬유를 이용할 경우 원격 검출과 현장측정이 가능하다는 장점이 있다.Unlike other electrochemical sensors (eg, ion-selective electrodes, gas partial pressure sensors, ion-selective field effect transisters), these optical sensors are hardly affected by electrical noise and are necessary criteria for measuring potential difference. There is no need for a cumbersome device such as an electrode, and the advantage of using optical fibers is remote detection and field measurement.

이온선택성 전극과 광센서는 두가지 모두 제조 방법과 조성비가 유사하기 때문에 각각의 방법 자체가 독립적으로 우수한 센서를 만드는데 응용될 수 있을 뿐만 아니라 막의 감응 메카니즘을 이해하는데 상호 보완적인 정보를 제공한다. 이러한 이온선택성 전극 및 광센서가 검출할 수 있는 주요 물질은 이온 및 이온을 발생시킬 수 있는 물질(요소를 비롯한 각종 단백질 시료) 등이다. 그러나 이러한 일반적인 분석장치는 한 번에 한가지의 시료만 분석할 수 있기 때문에 이로 인하여 시료 분석시에 소요되는 시간, 노동력, 경제성 및 신뢰성 측면에서 문제점을 안고 있었다. 또한 기존의 광센서는 여러 가지 문제점으로 인하여 실제 분석시료의 정량분석에 사용되기에는 사실상 불가능하며 연구목적으로 적용되기에도 비교적 난해하여 다만 이온선택성 전극의 이론적 배경을 제공하는 실험에 사용되는 등 현재까지 지극히 제한적인 목적에 사용되는 수준이었다.Both ion-selective electrodes and optical sensors have similar manufacturing methods and compositional ratios, so each method itself can be applied to make an excellent sensor independently and provide complementary information in understanding the membrane response mechanism. The main materials that can be detected by such ion-selective electrodes and optical sensors are ions and materials capable of generating ions (various protein samples including urea). However, this general analyzer can only analyze one sample at a time, which causes problems in terms of time, labor, economics and reliability. In addition, existing optical sensors are virtually impossible to be used for quantitative analysis of analytical samples due to various problems, and are relatively difficult to be applied for research purposes, but are used in experiments to provide a theoretical background of ion selective electrodes. It was used for a very limited purpose.

이에 본 발명자들은 개별광센서에 대하여 동시에 여러개의 시료를 정량분석할 수 있는 방법 및 장치에 대하여 연구를 계속하여 오던 중, 동시흡광도측정기판에 본 발명에 의하여 개발된 적절한 광센서막용액 조성물을 부착하여, 많은 수의 시료를 동시에, 신뢰성 있고, 경제적이며, 신속하게 정량분석을 할 수 있는 방법 및 장치를 개발하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors continue to study methods and apparatuses capable of quantitatively analyzing a plurality of samples at the same time for an individual optical sensor, and attach an appropriate optical sensor membrane solution composition developed by the present invention to a simultaneous absorbance measurement substrate. Thus, the present invention has been completed by developing a method and apparatus capable of quantitatively analyzing a large number of samples simultaneously, reliably, economically, and quickly.

본 발명의 목적은 많은 수의 시료를 동시에 정량분석할 수 있는 신뢰성 있고, 정확하며, 경제적인 분석장치, 이러한 장치에 장착하기에 적합한 광센서막용액 조성물 및 이러한 장치와 조성물을 이용한 분석방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a reliable, accurate and economical analysis device capable of quantitatively analyzing a large number of samples at the same time, an optical sensor membrane solution composition suitable for mounting in such a device, and an analysis method using the device and the composition. It is.

도 1a는 양이온선택성 광센서의 감응메카니즘을 나타낸 것이고,Figure 1a shows the response mechanism of the cation selective optical sensor,

도 1b는 음이온선택성 광센서의 감응메카니즘을 나타낸 것이고,Figure 1b shows the response mechanism of the anion selective optical sensor,

도 2는 광센서 동시흡광도측정기판 구조의 일예를 나타낸 것이고,Figure 2 shows an example of the optical sensor simultaneous absorbance measurement board structure,

도 3은 도 2의 A부를 상세히 나타낸 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing part A of FIG. 2 in detail;

도 4는 도 2의 서로 다른 웰에 농도가 다른 표준용액들을 주입할 때 나타내는 흡광도들을 평균한 그래프이고,FIG. 4 is a graph of average absorbance values when different concentrations of standard solutions are injected into different wells of FIG.

도 5는 도 2의 광센서 동시흡광도측정기판을 용존기체량 분석센서에 적용했을 때 도 2의 A부를 상세히 나타낸 단면도이고,FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating part A of FIG. 2 in detail when the optical sensor co-absorbance measurement substrate of FIG. 2 is applied to a dissolved gas volume analysis sensor.

도 6은 동시흡광도측정기판의 개별광센서에 대하여 특별한 보정을 하지 않는 경우를 나타낸 것이고,FIG. 6 shows a case where no special correction is made for the individual optical sensor of the simultaneous absorbance measurement substrate.

도 7a 및 도 7b는 적절한 결과처리방법에 의해 변화하는 나트륨의 검정곡선의 일예를 나타낸 것이고,7A and 7B show an example of a calibration curve of sodium that is changed by an appropriate result processing method,

도 8은 칼륨농도에 대한 무보정 검정곡선이고,8 is an uncorrected calibration curve for potassium concentration,

도 9는 각 혈청의 칼륨농도에 대한 동시흡광도 측정기판상의 결과와 이온선택성 전극의 결과와의 상관그래프이다.9 is a correlation graph of the results on the simultaneous absorbance measurement substrate and the results of the ion-selective electrode for the potassium concentration of each serum.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 동시흡광도 측정기판의 웰10: Well of the simultaneous absorbance measuring substrate

20 : 감응물질(optical sensor membrane)20: optical sensor membrane

30 : 시료용액 40: 기체 투과성 막30: sample solution 40: gas permeable membrane

50 : 하이드로겔 층(Hydrogel layer)50: Hydrogel layer

60 : pH 선택성 광센서 70 : 동시흡광도측정기판60: pH selective optical sensor 70: Simultaneous absorbance substrate

80 : 광섬유(optical fiber)80: optical fiber

90 : 다정열타입 UV 측정기(Multiarray type UV detector)90: Multiarray type UV detector

100 : UV 광선100: UV light

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 흡광도나 투과도를 측정할 수 있는 동시흡광도측정기판에 적당한 조성의 광센서막 조성물을 도포하여 많은 수의 시료를 동시에 분석할 수 있는 장치, 광센서막용액 조성물 및 이러한 장치와 조성물을 이용하는 시료의 분석방법을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, a device capable of simultaneously analyzing a large number of samples by applying an optical sensor membrane composition having a suitable composition to a simultaneous absorbance substrate capable of measuring absorbance or transmittance, an optical sensor membrane solution composition And a method for analyzing a sample using such an apparatus and composition.

보다 상세하게는 본 발명은, 기존의 동시흡광도측정기판에 광센서막 용액(optical sensor membrane solvent)을 수동 마이크로디스펜서(manual micro dispensor) 혹은 자동 디스펜서(auto dispensor)를 사용하여 균일하게 입혀서, 정량분석하고자 하는 이온 혹은 그러한 이온을 발생시키는 물질에 대하여 이온선택성 전극과 흡사한 높은 선택성을 가지는 새로운 분석장치, 광센서막용액 조성물 및 이러한 장치와 조성물을 이용하는 분석방법을 제공한다.More specifically, in the present invention, the optical sensor membrane solvent is uniformly coated on a conventional simultaneous absorbance substrate using a manual micro dispenser or an automatic dispenser, thereby quantitatively analyzing A novel analytical device having high selectivity similar to an ion selective electrode for an ion or a substance generating such an ion, an optical sensor membrane solution composition, and an analytical method using the device and the composition are provided.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 전혀 다르게 사용되던 두가지 감지장치의 장점, 즉 기존의 광센서의 장점과 기존의 동시흡광도측정기판에 상에서 흡광도를 동시에 읽어낼 수 있는 장치의 장점을 접목시켜서 많은 수의 시료를 동시에 빠르고, 정확하며 신뢰성있게 분석할 수 있는 장치를 제공한다.The present invention combines the advantages of the two sensing devices that were used completely differently, that is, the advantages of the conventional optical sensor and the advantage of the device that can simultaneously read the absorbance on the existing simultaneous absorbance measurement substrate, to quickly and quickly It provides a device that can be analyzed accurately and reliably.

본 발명의 장치는 기존의 광센서의 장점인 전기적 노이즈가 없는 점, 이온선택성 전극과 같은 높은 선택성이 있다는 점, 측정하기 간편하다는 점 및 기존의 동시흡광도측정기판 상에서 흡광도를 동시에 읽어낼 수 있는 장치의 빠른 측정시간과 컴퓨터를 이용한 결과처리 프로그램이 접목된 것으로, 이러한 새로운 센서시스템을 사용하여 실제 혈액내의 중요 양이온(K+, Na+및 Ca2+)의 농도를 정확하고 빠르게 측정함으로써 본 발명이 환경시료, 공업시료 혹은 생체시료 등의 분석시에 사용하기 적합한 정량분석장치이다.The device of the present invention has the advantages of the conventional optical sensor, there is no electrical noise, high selectivity such as ion selective electrode, easy to measure, and the device can read the absorbance simultaneously on the existing simultaneous absorbance measurement substrate The fast measurement time of and the result processing program using a computer are combined, and the present invention is achieved by accurately and quickly measuring the concentration of important cations (K + , Na + and Ca 2+ ) in the real blood using this new sensor system. It is a quantitative analysis device suitable for use in analyzing environmental samples, industrial samples or biological samples.

보다 상세하게는, 본 발명의 분석장치는 동시흡광도측정기판에 시료분석에 이용가능한 빠른 감응시간(response time)을 가지는 광센서막용액 조성물을 얇은 두께로 균일하게 입힌 후, 시료를 첨가하여 일어나는 색변화를 광센서로 측정하여 정량하는 장치이다. 즉, 본 발명에서는 이온선택성 고분자 발색물질을 이용하여 도 2와 같이 광센서 동시흡광도측정기판을 조성한 다음 시료와 발색물질이 반응하여 나타나는 색의 변화를 다정렬타입 UV 측정기(Multiarray type UV detector)로 측정하여 시료를 정량하는데, 본 발명에서 이용되는 감응물질(sensing material)의 한 예인 이온선택성 고분자 발색물질은 원래 이온선택성 전극에 장착되는 감응물질과 유사한 성분 및 형태를 가지며 본 발명의 장치에 장착되기에 적합하도록 최적화된 것이다.More specifically, the analytical device of the present invention uniformly coats the optical sensor membrane solution composition having a fast response time available for sample analysis on a co-absorbance substrate with a thin thickness, and then adds a sample. It is a device that measures and quantifies change with an optical sensor. That is, in the present invention, by using the ion-selective polymer chromophoric material to form a light sensor simultaneous absorbance measuring substrate as shown in Figure 2 and then change the color appearing by reacting the sample and the chromophoric material with a multiarray type UV detector (Multiarray type UV detector) In order to quantify a sample by measurement, an ion-selective polymer chromophore, which is an example of a sensing material used in the present invention, has a component and a shape similar to that of the sensitive material originally mounted on an ion-selective electrode, and is mounted in the apparatus of the present invention. It is optimized for.

본 발명에서 이용되는 동시흡광도측정기판은 많은 수의 시료에 대한 흡광도나 투과도를 동시에 측정할 수 있는 장치이면 모두 가능하며(도 2 참조), 예를 들어 널리 사용되고 있는 마이크로타이터 플레이트(microtiter plate)가 이용될 수 있다.Simultaneous absorbance substrate used in the present invention can be any device that can measure the absorbance or transmittance of a large number of samples at the same time (see Figure 2), for example, widely used microtiter plate (microtiter plate) Can be used.

본 발명의 광센서막 용액은 지용성 pH 지시약(chromoionophore), 음이온자리 지용성 첨가제(KTpClPB), 이온 선택성물질(ionophore), 가소제(plasticizer), 고분자 물질 및 적당한 용매(solvent)를 포함한다. 본 발명의 광센서막용액 조성물을 구성하는 물질 중 지용성 pH 지시약은 시료와 반응하여 H+이온을 발생하는 물질로서 사용될 수 있는 지용성 pH 지시약으로는 ETH 5294 [9-(Diethylamino)-5- octadecanoylimino-5H-benzo[a]phenoxazine], ETH 2439 [9-Dimethylamino-5-[4- (16-butyl-2,14-dioxo-3,15-dioxaeicosyl)phenylimino]benzo[a]phenoxazine], ETH 7075 (4',5'-Dibromofluorescein octadecyl ester), ETH 2412 [3-hydroxy-4-(4- nitrophenylazo)phenyl octadecanonate], 나일 블루(Nile Blue) 또는 아조 바이올렛(Azo Violet) 등이 있다. 또한 음이온자리 지용성 첨가제는 막 내에서 지용성 음이온으로 존재하여 지용성 pH 지시약과 이온균형이 이루어지도록 작용하며 사용가능한 음이온자리 지용성 첨가제로는 KTpClPB 또는 NaTm(CF3)PB 등이 있다. 본 발명의 광센서막용액 조성물에 사용되는 고분자 물질로는 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리우레탄(PU) 및 실리콘 고무를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 때 첨가될 수 있는 가소제로는 DOS[bis(2-ethylhexyl)sebecate], BBPA[bis (1-butylpentyl)adipate] 또는 o-니트로페닐 옥틸 에테르(o-nitrophenyl octyl ether, Fluka AG, Buchs, Switzerland) 등이 있다. 그리고, 이온 선택성물질(ionophore)로는 ETH 1001, 발리노마이신(Valinomycin) 또는 나트륨 이오노포르 X (sodium ionophore X; 4-tert-butylcalix[4]arene-tetraacetic acid tetraethyl ester) 등이 있으며, 용매로는 적절한 유기용매가 사용될 수 있는데 THF 또는 사이클로헥산(cyclohexane) 등이 바람직하다.The photosensor membrane solution of the present invention comprises a fat soluble pH indicator (chromoionophore), an anionic site fat soluble additive (KTpClPB), an ion selector (ionophore), a plasticizer, a polymeric material and a suitable solvent. Among the materials constituting the optical sensor membrane solution composition of the present invention, the fat-soluble pH indicator may be used as a substance that generates H + ions by reacting with a sample. The fat-soluble pH indicator is ETH 5294 [9- (Diethylamino) -5-octadecanoylimino- 5H-benzo [a] phenoxazine], ETH 2439 [9-Dimethylamino-5- [4- (16-butyl-2,14-dioxo-3,15-dioxaeicosyl) phenylimino] benzo [a] phenoxazine], ETH 7075 ( 4 ', 5'-Dibromofluorescein octadecyl ester), ETH 2412 [3-hydroxy-4- (4-nitrophenylazo) phenyl octadecanonate], Nile Blue or Azo Violet. In addition, the anionic site lipophilic additive is present as a fat soluble anion in the membrane to act as a soluble pH indicator and ionic balance, and the available anionic site lipophilic additives include KTpClPB or NaTm (CF 3 ) PB. As the polymer material used in the optical sensor film solution composition of the present invention, polyvinyl chloride (PVC), polyurethane (PU), and silicone rubber may be used alone or in combination. bis (2-ethylhexyl) sebecate], BBPA [bis (1-butylpentyl) adipate] or o-nitrophenyl octyl ether (Fluka AG, Buchs, Switzerland). In addition, ion selectors (ionophores) include ETH 1001, Valinomycin or sodium ionophore X; 4-tert-butylcalix [4] arene-tetraacetic acid tetraethyl ester, etc. An appropriate organic solvent may be used, but THF or cyclohexane is preferable.

본 연구진에 의하여 개발된 동시분석기판에 사용되기 적합한 광센서막용액 조성물의 일예는 하기 표 2와 같은 조성을 갖는다.One example of the optical sensor membrane solution composition suitable for use in the co-analytical substrate developed by the researchers has the composition shown in Table 2 below.

동시흡광도측정기판에 장착하기 적합한 광센서의 조성(중량%).Composition of an optical sensor (% by weight) suitable for mounting on a simultaneous absorbance substrate. 조성Furtherance 측정할 이온Ion to measure K+ K + Na+ Na + Ca2+ Ca 2+ 폴리 비닐클로라이드(PVC)Poly vinyl chloride (PVC) 13.9413.94 13.9413.94 20.8420.84 폴리우레탄(PU)Polyurethane (PU) 00 00 6.956.95 지용성 pH지시약(Chromoionophore)Fat-soluble pH indicator (Chromoionophore) 0.620.62 0.620.62 0.510.51 음이온자리 지용성 첨가제(KTpClPB)Anion site fat soluble additive (KTpClPB) 0.490.49 0.490.49 0.810.81 이온선택성물질 (Ionophore)Ionphore 1.691.69 1.691.69 1.411.41 가소제(Plasticizer)Plasticizer 83.2683.26 83.2683.26 69.4769.47 용매(Solvent)Solvent 700㎕700 μl 700㎕700 μl 800㎕800 μl 완충용액(buffer condition) : HEPES (0.05M, pH 7.4)Buffer condition: HEPES (0.05M, pH 7.4)

또한 광센서막용액 조성물은 각 동시흡광도측정기판의 웰에 일정한 두께로 균일하게 입혀져야 하는데, 동시흡광도측정기판에 광센서막용액 조성물을 일정량씩 떨어뜨리기 위하여 수동 마이크로 디스펜서를 사용할 수 있다.In addition, the optical sensor membrane solution composition should be uniformly coated on the wells of the simultaneous absorbance measurement substrates with a predetermined thickness, and a manual micro dispenser may be used to drop the optical sensor membrane solution composition by a predetermined amount on the simultaneous absorbance measurement substrate.

동시흡광도측정기판에 광센서막용액 조성물을 일정량씩 떨어뜨려 건조시킨 후, 시료물질을 가하여 색깔의 변화를 광센서로 측정함으로써 임상학적으로 중요한 이온인 칼륨, 나트륨 및 칼륨의 농도를 측정하여 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있다(도 4 참조). 이와 같은 분석을 실시함에 있어 주요한 점은 동시흡광도측정기판상에 주입된 시료용액에 의하여 계면효과가 발생하게 되며 이러한 효과를 감소시키기 위해서는 분석시료에 영향을 주지않는 계면활성제 등과 같은 첨가물질을 시료에 첨가함으로써 분석결과에 대한 편차를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 시료용액이 색을 띄는 경우에는 측정에 오차를 가져올 수 있다. 이러한 경우에는 동시흡광도측정기판상의 시료용액을 비워낸 다음 측정하게 되면, 이로 인하여 분석결과에 영향을 미치지 아니한다. 상기에 기술한 조건을 만족시키면 기존의 생체시료 분석에 널리 쓰이는 이온선택성 전극을 사용하는 방법과 비교하여 매우 빠르고 정확하게 결과를 얻을 수 있다. 또한 이러한 방법 및 장치는 미량의 시료(10㎕)에 대해서도 분석이 가능하며 특별한 안정화시간이 필요없이 현장에서 즉시 사용이 가능하다.After dropping a certain amount of the optical sensor membrane solution composition on the simultaneous absorbance measuring substrate and drying it, the color change was measured by adding a sample material to measure the concentration of potassium, sodium and potassium, which are clinically important ions. The result can be obtained (see FIG. 4). The main point in conducting this analysis is that the interface effect is caused by the sample solution injected on the simultaneous absorbance measurement substrate. It can effectively reduce the deviation of the analysis results. In addition, when the sample solution is colored, an error may be caused in the measurement. In this case, if the sample solution on the co-absorbance measurement substrate is emptied and then measured, this does not affect the analysis result. If the conditions described above are satisfied, the result can be obtained very quickly and accurately compared to the method using the ion selective electrode which is widely used in the existing biological sample analysis. In addition, these methods and devices can be analyzed for trace samples (10 μL) and can be used immediately in the field without requiring special stabilization time.

또한, 이러한 방법과 장치는 실제 생체시료 측정에 사용되어 신속한 측정결과를 얻을 수 있다. 기존의 생체물질 분석을 위하여 상용화되어 있는 이온선택성 전극은 하나의 생체물질을 분석하기 위하여 약 3분 정도가 소요되므로, 이온선택성 전극으로 분석하기 위해서는 5시간이 소요되는 100여개의 서로 다른 생체물질에 대하여 동시흡광도측정기판을 사용하면 30분 안에 분석할 수 있다. 따라서 시간 및 노동력의 측면에서 광센서 동시흡광도측정기판을 사용하는 것이 훨씬 더 유리한 방법임을 알 수 있다. 한편, 결과처리방법에 있어서도 편리성을 제공하는데, 광센서 동시흡광도측정기판의 여러개의 웰에 같은 시료를 주입한 후 결과치를 평균내는 방법을 통해서 신뢰도를 높일 수 있다.In addition, these methods and devices can be used to measure actual biological samples to obtain rapid measurement results. The ion-selective electrode, which is commercially available for the analysis of existing biomaterials, takes about 3 minutes to analyze a single biomaterial, and therefore, it is applied to 100 different biomaterials that require 5 hours to analyze with an ion-selective electrode. By using the simultaneous absorbance measurement board, the analysis can be performed in 30 minutes. Therefore, in terms of time and labor, it can be seen that using a light sensor co-absorbance substrate is a much more advantageous method. On the other hand, it also provides convenience in the result processing method, by increasing the reliability by injecting the same sample in several wells of the optical sensor simultaneous absorbance measurement substrate and averaging the results.

상기와 같은 방법은 생체물질, 공업시료 및 환경시료 등에 존재하는 우리생활과 밀접한 연관이 있는 대부분의 화학종(LI+, Na+, K+, NH4+,Rb+, Cs+, Mg2+, Ca2+를 비롯한 양이온, Ag, Pd, Cu를 비롯한 중금속, ClO4 -, IO4 -, SCN-, NO3 -, I-, Br-, Cl-, H2PO4 -, HPO4 2-, HCO3 -, CO3 2-와 같은 음이온 및 요소(Urea) 등)에 적용할 수 있으며, 가스투과성 광센서로도 응용될 수 있다.The above method is the most chemical species (LI + , Na + , K + , NH 4 + , Rb + , Cs + , Mg 2+) that are closely related to our lives in biological materials, industrial samples and environmental samples. , heavy metals, ClO 4, including cationic, Ag, Pd, Cu, including Ca 2+ -, IO 4 -, SCN -, NO 3 -, I -, Br -, Cl -, H 2 PO 4 -, HPO 4 2 -, HCO 3 -, can be applied to negative ions and urea (urea), and so on), such as CO 3 2-, it can be applied also to a gas-permeable optical sensor.

광센서막용액 조성물을 입힌 동시흡광도 측정기판을 이용하는 시료 분석방법의 결과처리 방법은 다음과 같다.The result processing method of the sample analysis method using the simultaneous absorbance measurement substrate coated with the optical sensor film solution composition is as follows.

Ⅰ. 동시흡광도측정기판의 개별광센서에 대하여 두점보정을 하는 경우I. When two-point calibration is performed for individual light sensor on the simultaneous absorbance measurement board

기존의 대부분의 분석장치는 충분한 결과의 신뢰성을 얻기 위하여 두점 보정(two point calibration) 방식을 채택하고 있다. 따라서, 본 발명에 의하여 개발된 새로운 분석시스템이 두점보정에 의하여 어느정도의 정확한 결과를 낼 수 있는지를 알아보고(표 3 참조), 이 결과의 신뢰성을 검증하기 위하여 기존에 널리 알려진 이온선택성전극을 사용한 결과와 비교한 결과를 도 9에 나타내었다. 이 분석방법을 통해서 얻어진 결과로 볼 때 즉시 생체시료분석에 사용될 수 있을 정도임을 알 수 있다.Most existing analytical instruments employ two point calibration to obtain sufficient result reliability. Therefore, to find out how accurate the new analysis system developed by the present invention can achieve by two-point correction (see Table 3), and to use the well-known ion selective electrode to verify the reliability of this result. The results compared with are shown in FIG. The results obtained through this analytical method show that they can be immediately used for biological sample analysis.

Ⅱ. 동시흡광도측정기판의 개별광센서에 대하여 특별한 보정을 하지 않는 경우II. When special calibration is not performed for individual light sensors on the simultaneous absorbance measurement board

현대의 분석장치의 추세는 소형화, 경량화, 경제성의 추구와 함께 사용자가 이해하기 쉽고 사용하기 간편한 분석장치의 개발이 그 분석장치의 정확성, 신속성에 못지 않게 그 중요성을 더하고 있다. 이러한 의미에서 보정(calibration)을 최소화하는 것은 사용자가 최소한의 시간내에 원하는 결과를 신속하게 얻을 수 있다는 점에서 매우 중요한 의미를 가진다고 할 수 있다.The trend of modern analytical devices, along with the pursuit of miniaturization, light weight, and economics, has made the development of an analytical device easy for users to understand and use no less than the accuracy and speed of the analytical device. In this sense, minimizing calibration is very important in that the user can quickly obtain the desired result in a minimum amount of time.

기존에 사용되는 모든 분석장치는 대개 전술한 두점 보정 분석장치(two point calibration analyzer)이다. 그러나 이러한 보정은 분석장치에서 반드시 필요한 요소임에도 불구하고 미숙한 기기사용자에게 있어서는 사용하기 불편하고, 거추장스러울 뿐만 아니라 숙련된 기기사용자에게 있어서도 시료를 분석하기에 많은 시간을 소요케하는 단점을 가지고 있다. 그러므로 분석장치에서 결과의 중요성 못지않게 중요한 보정을 적게하거나 간편하게 하기위한 연구도 중요한 과제중의 하나이다. 그런데 이러한 동시흡광도 측정기판을 사용할 경우에, 각 웰상의 광센서들이 같은 조건에서 같은 신호(흡광도)를 나타낸다는 점을 이용하여 한 기판상의 광센서들을 보정광센서 부분과 측정광센서 부분으로 나눔으로써 사용자가 특별한 보정을 할 필요가 없는 분석장치가 된다(도 6 참조). 이러한 점에서 본 발명에서는 도 6에서 보는 바와 같이 동시흡광도 측정기판상의 웰들의 각각 110과 120지점들을 보정점 1과 보정점 2로 설정하고 이 부분에는 보정용액(calibrant)을 주입한 후 각각의 보정구역 내의 웰들이 나타내는 흡광도를 평균하여 보정점 1과 보정점 2로 보고 나머지 남은 80여개의 웰에는 시료용액을 주입함으로 분석이 가능하도록 하였다. 이같은 방법은 실제로 하나하나의 훌륭한 센서인 흡광도 동시흡광도측정기판상의 개별 광센서의 표면이 단지 한 번만 시료용액을 인식하고도 시료내 이온종들을 정량분석할 수 있도록 하였다. 이러한 방법은 보정용액을 사용하지만 실제 사용자가 특별한 보정을 할 필요없이 시료분석을 할 수 있는 센서가 되는 것이다. 즉 사용자는 다만 광센서가 장착된 동시흡광도측정기판을 구입하여 기판상의 100여개의 웰에 시료용액과 보정용액을 주입한 후 동시흡광도측정기로 한 번만 분석함으로써 많은 수의 시료용액의 농도를 측정할 수 있다. 그러나 이러한 방법의 간편함에도 불구하고 무보정 분석방법의 문제점은 흡광도동시측정 기판상의 각 웰들이 나타내는 신호들의 표준편차가 크다는 점이다. 이러한 문제점의 원인은 첫째, 현재 본 실험에 사용한 폴리프로필렌 동시흡광도측정기판 자체가 어느정도의 표준편차를 가지고 있다는 점이다. 이로 인한 분산을 보정하기 위해서는 흡광도의 변화량을 측정하면되는데, 도 8은 단지 흡광도의 변화량만으로도 10-3~ 10-5M 영역에서 흡광도의 변화량이 흡사하게 나타남을 보여주고 있다. 편차가 발생되는 두 번째 원인은 시료주입후 각 웰들의 계면이 일정하지 않다는 점이다. 이 점을 보완하기 위하여 중성 계면활성제를 사용하여 계면에 의한 편차를 크게 완화시킬 수 있다. 또한 동시흡광도측정기판에 입혀진 광센서막용액 조성물의 두께가 일정하지 않을 때 표준편차를 증가시키는 원인이 될 수 있다. 이러한 흡광도의 분산은 먼저 자동화된 공정에 의하여 동시흡광도측정기판상에 광센서막의 두께를 일정하게 입히며, 그 다음 방법으로, 적당한 수식에 의하여 이러한 흡광도의 차이를 보정하는 것이다. 실제로 흡광도의 비가 분산을 완화시킨 예는 도 7a 및 도 7b에 나타나 있다. 실제 도 7b는 도 7a에 나타난 시료의 흡광도를 시료주입전의 흡광도(이것은 공장에서 바코드의 형태로 동시흡광도측정기판에 부착되어 시판될 수 있다)로 나눈 다음, 같은 스케일로 조정한 결과이다. 즉, 도 7b는 초기 결과치의 분산 혹은 표준편차가 크게 완화되는 것을 나타낸 것이다.All existing analyzers are usually the two point calibration analyzer described above. However, although such calibration is an essential element in an analytical device, it is inconvenient to use for an inexperienced device user, is cumbersome, and has a disadvantage in that it takes a long time to analyze a sample even for an experienced device user. Therefore, research to reduce or simplify important corrections is just as important as the importance of results in analytical instruments. However, in the case of using the simultaneous absorbance measuring substrate, by using the fact that the light sensors on each well show the same signal (absorbance) under the same conditions, the light sensors on one substrate are divided into the corrected light sensor portion and the measured light sensor portion. The analysis device does not require any special calibration by the user (see FIG. 6). In this regard, in the present invention, as shown in FIG. 6, 110 and 120 points of the wells on the simultaneous absorbance measurement substrate are set to correction points 1 and 2, respectively, and then a calibration solution is injected into each of the wells. The absorbances of the wells in the zone were averaged to be the calibration point 1 and the calibration point 2, and the remaining 80 wells were injected with sample solution to enable analysis. This method actually allowed the surface of individual optical sensors on one good sensor, the absorbance co-absorbance substrate, to quantify the ionic species in the sample even though the sample solution was only recognized once. This method uses a calibration solution, but the sensor can be used to analyze the sample without the need for special calibration. In other words, a user can purchase a simultaneous absorbance measurement board equipped with an optical sensor, inject a sample solution and a calibration solution into about 100 wells on the substrate, and analyze the concentration of a large number of sample solutions by analyzing it once. Can be. However, despite the simplicity of this method, the problem with the uncorrected analysis method is that the standard deviation of signals represented by the wells on the absorbance simultaneous measurement substrate is large. The cause of this problem is that, firstly, the polypropylene co-absorbance substrate used in the present experiment has a certain standard deviation. In order to correct this dispersion, the change in absorbance may be measured. FIG. 8 shows that the change in absorbance is similar in the range of 10 −3 to 10 −5 M even with only the change in absorbance. The second reason for the deviation is that the interface of each well after sample injection is not constant. To compensate for this, neutral surfactants can be used to greatly alleviate the variation caused by the interface. In addition, when the thickness of the optical sensor film solution composition coated on the co-absorbance measurement substrate is not constant, it may be a cause of increasing the standard deviation. This dispersion of absorbance is to first coat the thickness of the photosensor film on the simultaneous absorbance substrate by an automated process, and then to correct this difference in absorbance by a suitable formula. Indeed, an example in which the ratio of absorbance relaxed the dispersion is shown in Figs. 7A and 7B. In fact, Figure 7b is the result of dividing the absorbance of the sample shown in Figure 7a by the absorbance before sample injection (which can be commercially attached to the simultaneous absorbance measurement substrate in the form of a bar code at the factory), and then adjusted to the same scale. That is, FIG. 7B shows that the dispersion or standard deviation of the initial result value is greatly alleviated.

또한 이 시스템을 사용하여 개별광센서에 대한 두점보정 혹은 무보정으로 적절한 검정곡선과 분석시료에 대한 농도를 구하고, 이러한 시스템에 적용하기 적합한 결과처리 방식을 제안하여 실제 결과처리에 응용해 보임으로써 본 발명의 장치 및 방법이 생체시료, 공업 및 환경시료 분석에 매우 적합한 방법 및 장치임을 보인다.In addition, this system is used to obtain the appropriate calibration curve and concentration of analytical sample with two-point or no-compensation for individual optical sensors, and proposes a result processing method suitable for such a system. It is shown that the devices and methods of the invention are well suited for the analysis of biological, industrial and environmental samples.

전술한 본 발명의 장치를 이용한 시료의 정량분석 방법은, 자외선/가시광선 영역에서 많은 수의 분석시료의 ⅰ) 흡광도를 동시에 측정할 수 있는 동시흡광도측정기판에 적절한 조성의 광센서막용액을 일정량씩 넣은 후 건조시켜서 광센서막용액 조성물을 형성하고, ⅱ) 건조된 광센서막용액 조성물 위에 시료를 적하한 후, ⅲ) 다수의 시료에 대한 흡광도를 동시에 측정하고, ⅳ) 두점보정 또는 무보정 방식으로 결과를 처리하여 다수의 시료를 동시에 정량분석하는 과정으로 이루어진다.The above-described method for quantitative analysis of a sample using the apparatus of the present invention comprises a predetermined amount of an optical sensor membrane solution suitable for a simultaneous absorbance measuring substrate capable of simultaneously measuring the absorbance of a large number of samples in the ultraviolet / visible region. And then dried to form an optical sensor film solution composition, ii) dropping a sample on the dried optical sensor film solution composition, iii) simultaneously measuring the absorbance of a plurality of samples, and iii) two-point or no-compensation The results are processed in such a way that multiple samples are quantitatively analyzed at the same time.

이하 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 실시예는 본 발명을 예시하는 것일뿐, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.By the following examples will be described in detail the present invention. The examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the examples.

〈실시예 1〉 동시흡광도측정기판의 개별 광센서에 대하여 두점 보정을 하는 경우<Example 1> Two-point correction for individual optical sensors on the simultaneous absorbance measuring substrate

본 발명의 광센서막 조성물을 수동 마이크로 디스펜서를 사용하여 동시흡광도 측정기판에 균일량을 적하한 후 12시간 공기중에 방치하여 용매를 날려보낸 후, 인체 혈청(human serum) 및 말 혈청(horse serum)을 적당한 배율로 묽힌 후 각 웰에 대한 두점보정으로 K+, Na+, Ca2+의 활동도를 측정하였다. 결과는 하기 표 3과 같다. 하기 표 3에서 정상 혈청과 비정상 혈청은 정상인의 인체 혈청과 비정상인의 인체 혈청을 의미한다.After the optical sensor membrane composition of the present invention was added dropwise to a simultaneous absorbance measurement substrate using a manual micro dispenser, and left in air for 12 hours to blow off the solvent, human serum and horse serum After diluting with an appropriate magnification, the activity of K + , Na + , Ca 2+ was measured by two-point calibration for each well. The results are shown in Table 3 below. In the following Table 3, normal serum and abnormal serum mean human serum and normal human serum.

광센서 동시분석기판을 이용하여 혈청 내의 중요 양이온들의 활동도 결정Determination of the Activity of Critical Cations in Serum Using Optical Sensor Co-Analysis Substrate 이온종Ionic species 측정혈청Measuring serum 측정값 평균Measure average 표준편차Standard Deviation ISE평균값ISE average value K+ K + 정상 혈청Normal serum 4.40mM4.40mM 0.070.07 4.20mM4.20mM 비정상 혈청Abnormal serum 5.92mM5.92mM 0.460.46 6.12mM6.12mM 말의 혈청Horse serum 2.25mM2.25mM 0.460.46 2.15mM2.15mM Na+ Na + 정상 혈청Normal serum 123.9mM123.9mM 3.433.43 125mM125mM 비정상 혈청Abnormal serum 129.1mM129.1mM 3.463.46 133mM133mM 말의 혈청Horse serum 58.9mM58.9mM 4.934.93 59mM59mM Ca2+ Ca 2+ 정상 혈청Normal serum 1.36mM1.36mM 0.410.41 1.30mM1.30mM 비정상 혈청Abnormal serum 2.43mM2.43mM 0.670.67 2.45mM2.45mM 말의 혈청Horse serum 2.29mM2.29mM 0.640.64 2.20mM2.20mM

〈실시예 2〉 동시흡광도 측정기판의 개별광센서에 대하여 특별한 보정을 하지 않 는 경우<Example 2> Special calibration is not performed for the individual light sensor on the simultaneous absorbance measurement board

본 발명의 광센서막 조성물을 수동 마이크로 디스펜서를 사용하여 동시흡광도 측정기판에 균일하게 적하한 후 12시간 동안 공기중에 방치하여 용매를 날려보낸 후, 계면활성제가 포함된 인체혈청 및 말의 혈청(horse serum)에 대하여 활동도를 측정하였다. 보다 상세하게는 먼저 미지시료를 주입하기 전에 광센서가 조성된 동시흡광도 측정기판의 흡광도를 기억하게한 후 도 6에서 보는 바와 같이 110과 120지점에 기지농도의 용액(calibrant)을 주입하고 나머지 웰들은 미지시료를 주입한 다음 각각 110과 120지점들이 나타내는 흡광도들을 평균한 값을 각각 보정점 1과 보정점 2로 보고 나머지 미지시료들의 몰농도를 결정하였다. 이러한 방법은 동시흡광도측정기판상에 조성된 각 광센서막이 단지 한번의 용액접촉후에 미지시료의 농도를 결정할 수 있다는 점에서 특징적이라 할 수 있다. 결과는 하기 표 4와 같다.After dropping the optical sensor membrane composition of the present invention uniformly dropwise to the simultaneous absorbance measurement substrate using a manual micro-dispenser and left in the air for 12 hours to blow out the solvent, human serum and horse serum containing a surfactant (horse serum activity was measured. More specifically, before injecting the unknown sample, the optical sensor remembers the absorbance of the co-absorbance measurement substrate, and then, as shown in FIG. 6, injects a solution of known concentration at 110 and 120 and rests the wells. After injecting the unknown sample, the molar concentrations of the remaining unknown samples were determined by averaging the absorbance values of the 110 and 120 points as the correction point 1 and the correction point 2, respectively. This method is characteristic in that each optical sensor film formed on the co-absorbance substrate can determine the concentration of the unknown sample after only one solution contact. The results are shown in Table 4 below.

광센서 동시분석기판을 이용하여 혈청 내의 중요 양이온들의 활동도 결정Determination of the Activity of Critical Cations in Serum Using Optical Sensor Co-Analysis Substrate 이온종Ionic species 측정혈청Measuring serum 측정값 평균Measure average 표준편차Standard Deviation ISE평균값ISE average value K+ K + 정상 혈청Normal serum 4.07 mM4.07 mM 0.740.74 4.20 mM4.20 mM 비정상 혈청Abnormal serum 6.44 mM6.44 mM 1.141.14 6.12 mM6.12 mM 말의 혈청Horse serum 2.03 mM2.03 mM 0.740.74 2.15 mM2.15 mM Na+ Na + 정상 혈청Normal serum 125 mM125 mM 10.210.2 125 mM125 mM 비정상 혈청Abnormal serum 140 mM140 mM 11.211.2 133 mM133 mM 말의 혈청Horse serum 47.1 mM47.1 mM 9.79.7 59 mM59 mM Ca2+ Ca 2+ 정상 혈청Normal serum 1.23 mM1.23 mM 0.910.91 1.30 mM1.30 mM 비정상 혈청Abnormal serum 2.31 mM2.31 mM 0.840.84 2.45 mM2.45 mM 말의 혈청Horse serum 2.10 mM2.10 mM 0.950.95 2.20 mM2.20 mM

본 발명의 장치는 전혀 다르게 사용되던 두가지 감지장치(sensing device)의 장점을 결합한 것이다. 즉, 본 발명의 장치는 기존의 광센서의 장점으로 전기적 노이즈가 없고, 이온선택성 전극과 같은 높은 선택성을 가지고 측정하기 간편하며 동시흡광도측정기판 상에서 흡광도를 동시에 읽어낼 수 있으므로 측정시간이 빠르다. 또한 본 발명은 이러한 장치에 컴퓨터를 이용한 결과처리 프로그램이 접목된 것으로, 환경시료, 공업시료 혹은 생체시료 등의 분석시에 사용하기 적합한 결과처리 방식에 따르면 본 발명의 장치 및 방법은 개별광센서에 대하여 무보정센서로도 사용될 수 있다.The device of the present invention combines the advantages of two sensing devices that were used differently. That is, the device of the present invention is an advantage of the conventional optical sensor, there is no electrical noise, easy to measure with high selectivity, such as ion-selective electrode, and because the absorbance can be read simultaneously on the simultaneous absorbance measurement substrate, the measurement time is fast. In addition, the present invention is a combination of the result processing program using a computer to such a device, according to the result processing method suitable for use in the analysis of environmental samples, industrial samples or biological samples, etc. It can also be used as a non-calibration sensor.

따라서, 본 발명의 장치 및 방법은 많은 수의 시료에 대한 동시정량분석을 신뢰성 있고, 정확하며, 경제성이 있고, 기존의 어떤 분석장치 보다 빠르게 수행할 수 있게 함으로써 임상화학, 분석화학, 공업화학, 식품화학 등에서 이온선택성 전극을 비롯한 기존의 분석장치를 대치할 수 있는 새로운 장치 및 방법이다.Therefore, the apparatus and method of the present invention enables the simultaneous, quantitative analysis of a large number of samples to be performed reliably, accurately, economically, and faster than any conventional analytical device. It is a new device and method that can replace existing analytical devices including ion-selective electrodes in food chemistry.

Claims (10)

많은 수의 시료를 동시에 정량분석할 수 있도록 동시흡광도 측정기판에 광센서막용액 (optical sensor membrane solution) 조성물이 일체로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광센서 측정장치.An optical sensor measuring device, characterized in that the optical sensor membrane solution composition is integrally coupled to the simultaneous absorbance substrate for quantitative analysis of a large number of samples at the same time. 제1항에 있어서, 동시흡광도 측정기판은 자외선 및 가시광선 영역에서 많은 수의 분석시료의 흡광도를 동시에 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 광센서 측정장치.The optical sensor measuring apparatus according to claim 1, wherein the simultaneous absorbance measuring substrate is capable of simultaneously measuring absorbance of a large number of analyte in the ultraviolet and visible region. 제2항에 있어서, 동시흡광도 측정기판은 다중배열 마이크로타이터 플레이트(microtiter plate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 측정장치.The optical sensor measuring apparatus according to claim 2, wherein the simultaneous absorbance measuring substrate comprises a multi-array microtiter plate. 제1항에 있어서, 광센서막용액 조성물은 이온선택성 물질, 지용성 pH 지시약, 가소제, 음이온자리 지용성 첨가제, 고분자물질, 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 측정장치.The optical sensor measuring apparatus according to claim 1, wherein the optical sensor membrane solution composition comprises an ion selective material, a fat soluble pH indicator, a plasticizer, an anionic site fat soluble additive, a polymer material, and an organic solvent. 제4항에 있어서, 이온선택성 물질은 ETH 1001, 발리노마이신(Valinomycin) 또는 나트륨 이오노포르 X(sodium ionophore X; 4-tert-butylcalix[4]arene-tetraacetic acid tetraethylester) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 측정 장치.The method of claim 4, wherein the ion-selective material comprises ETH 1001, Valinomycin or sodium ionophore X; 4-tert-butylcalix [4] arene-tetraacetic acid tetraethylester Optical sensor measuring device. 제4항에 있어서, 지용성 pH 지시약은 ETH 5294 [9-(Diethylamino)-5-octadecanoylimino-5H-benzo[a]phenoxazine], ETH 2439 [9-Dimethylamino-5-[4-(16-butyl-2,14-dioxo-3,15-dioxaeicosyl)phenylimino]benzo[a]phenoxazine], ETH 7075 (4', 5' -Dibromofluorescein octadecyl ester), ETH 2412 [3-hydroxy-4-(4-nitrophenylazo)phenyl octadecanonate], 나일 블루(Nile Blue) 또는 아조 바이올렛(Azo Violet)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 측정장치.The method of claim 4, wherein the fat-soluble pH indicator is ETH 5294 [9- (Diethylamino) -5-octadecanoylimino-5H-benzo [a] phenoxazine], ETH 2439 [9-Dimethylamino-5- [4- (16-butyl-2) , 14-dioxo-3,15-dioxaeicosyl) phenylimino] benzo [a] phenoxazine], ETH 7075 (4 ', 5'-Dibromofluorescein octadecyl ester), ETH 2412 [3-hydroxy-4- (4-nitrophenylazo) phenyl octadecanonate ], An optical sensor measuring apparatus comprising Nile Blue or Azo Violet. 제4항에 있어서, 음이온자리 지용성 첨가제는 KTpClPB 또는 NaTm(CF3)PB 을 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 측정장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the anionic site lipophilic additive comprises KTpClPB or NaTm (CF 3 ) PB. 제4항에 있어서, 고분자물질은 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리우레탄(PU) 및 실리콘 고무를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 광센서 측정장치.The optical sensor measuring apparatus according to claim 4, wherein the polymer material is polyvinyl chloride (PVC), polyurethane (PU), and silicone rubber. 자외선 및 가시광선 영역에서 많은 수의 분석시료의Large numbers of samples in the ultraviolet and visible range ⅰ) 흡광도를 동시에 측정할 수 있는 동시흡광도측정기판에 적절한 조성의 광센서막용액을 일정량씩 넣은 후 건조시켜서 광센서막용액 조성물을 형성하고,Iii) a predetermined amount of optical sensor film solution of appropriate composition is added to a simultaneous absorbance measurement substrate capable of simultaneously measuring absorbance and dried to form an optical sensor film solution composition. ⅱ) 건조된 광센서막용액 조성물 위에 시료를 적하한 후,Ii) after the sample was dropped on the dried optical sensor film solution composition, ⅲ) 다수의 시료에 대한 흡광도를 동시에 측정하고,Iii) simultaneously measuring the absorbance of multiple samples, ⅳ) 두점보정 또는 무보정 방식으로 결과를 처리하여 다수의 시료를 동시에 정량분석하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정량분석방법.Iii) a quantitative analysis method comprising the step of quantitatively analyzing a plurality of samples at the same time by processing the results in a two-point correction or no correction method. 제9항에 있어서, 동시흡광도 측정기판의 개별광센서에 대하여 특별한 보정을 하지 않는 경우에 분석시료에 중성 계면활성제를 첨가하여 시료를 분석하는 것을 특징으로 하는 정량분석방법.The quantitative analysis method according to claim 9, wherein a neutral surfactant is added to the analytical sample to analyze the sample when no special correction is made to the individual optical sensor of the simultaneous absorbance measurement substrate.
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