KR100912139B1 - 다채널 바이오센서용 스트립 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다채널 바이오센서용 스트립에 관한 것으로, 서로 영역이 구분되는 복수개의 반응부를 구비하는 하부 기판과, 상기 복수개 반응부 각각의 상부 일부와 맞닿도록 단일개의 시료 주입구를 구비하는 상부 기판을 포함함으로써 한 번의 시료 주입으로 복수개의 반응부에서 복수개의 물질을 분석할 수 있고 구조가 단순하고 제조가 용이하며 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있는 다채널 바이오센서용 스트립에 관한 것이다.

바이오센서, 바이오센서용 스트립, 다채널, 다방향성

Description

다채널 바이오센서용 스트립{A strip for biosensor having multi-channel}

본 발명은 다채널 바이오센서용 스트립에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 영역이 구분되는 복수개의 반응부를 구비하는 하부 기판과, 상기 복수개 반응부 각각의 상부 일부와 맞닿도록 단일개의 시료 주입구를 구비하는 상부 기판을 포함함으로써 한 번의 시료 주입으로 복수개의 반응부를 통해 복수개의 효소를 분석할 수 있고 구조가 단순하고 제조가 용이하며 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있는 다채널 바이오센서용 스트립에 관한 것이다.

최근 전기화학적 바이오센서의 개발로 종래의 비색방법을 사용한 바이오센서에 비해 측정시 산소에 의한 영향을 줄일 수 있게 되었다. 전기화학적 바이오센서의 스트립은 전자전달매개체 및 산화효소가 고착된 작업전극, 보조전극 및 기준전극이 형성된 기판 및 시료도입부가 구비된 기판을 포함한다.

종래 시료 도입부의 예로는 크게 I자 형과 ㅡ자형 구조로 분류할 수 있다.

I자형 구조의 시료도입부는 모세관을 형성하기 위하여 일직선의 시료 도입 통로 끝 부분에 구멍이 뚫린 구조를 갖는다. 그러나 이러한 I자형 구조의 시료도입부는 시료 도입 통로를 통하여 주입된 시료의 점도에 따라 종종 통로 끝부분을 완 전히 채우지 못하거나 넘치는 현상이 발생하여 주입되는 시료의 양이 변화될 수 있는 단점이 있다. 또한, 단순히 한 가지 특징을 분석할 때만 사용할 수 있고 한 개의 바이오센서용 스트립으로 여러 채널을 구비할 때는 시료가 섞이게 되어 각각의 채널을 측정하는데 어려움이 있다.

ㅡ자형 구조의 시료 도입부는 센서의 측면에서 반대 측면까지 일직선의 통로를 형성하는 구조를 갖는다. 이러한 ㅡ자형 시료도입부는 측면에서 시료의 도입이 이루어져야하는 불편함이 있고, I자형 시료도입부와 마찬가지로 여러 채널을 가지는 바이오센서용 스트립에 사용하기에는 어려움이 있다.

이에 본 발명자는 상기와 같은 점을 고려하여 연구하던 중 서로 영역이 구분되는 복수개의 반응부를 구비하는 하부 기판과, 상기 복수개 반응부 각각의 상부 일부와 맞닿도록 단일개의 시료 주입구를 구비하는 상부 기판을 포함함으로써 한 번의 시료 주입으로 복수개의 반응부를 통해 복수개의 물질을 분석할 수 있고 구조가 단순하고 제조가 용이하며 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있는 다채널 바이오센서용 스트립을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 한 번의 시료 주입으로 복수개의 물질을 한 번에 분석할 수 있도록 단일개의 시료 주입구와 복수개의 마이크로유로 채널을 구비하는 다채널 바이오센서용 스트립을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서로 영역이 구분되는 복수개의 반응부를 구비하는 하부 기판과, 상기 복수개 반응부 각각의 상부 일부와 맞닿도록 단일개의 시료 주입구를 구비하는 상부 기판을 포함하는 다채널 바이오센서용 스트립을 제공한다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 다채널 바이오센서용 스트립은 상기 시료 주입구의 노출을 보호하기 위한 커버를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 하부 기판의 상부는 복수개의 반응부를 제외하고는 소수성의 필름이 접착되어 있어서, 필름이 접착되어 있지 않은 복수개 반응부의 높이는 필름이 접착되어 있는 면에 비해 낮아 상부 기판의 단일개의 시료 주입구로부터 유입되는 시료가 복수개의 각 반응부로 다채널로 유입될 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 반응부는 2 내지 100개, 바람직하기로는 2 내지 10개, 특히 바람직하기로는 2 내지 4개일 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 필름은 소수성 필름을 사용함으로 써 혈액 등과 같은 친수성의 시료가 시료 주입구로부터 유입된 뒤 소수성의 필름에는 확산되거나 흡수되지 않고 친수성인 반응부로만 확산되거나 흡수될 수 있어 각 반응부의 시료가 섞이지 않고 복수개의 분석 대상을 분석할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 본 발명의 다채널 바이오센서용 스트립을 사용하여 분석할 수 있는 물질로는 콜레스테롤(cholesterol), 락테이즈(lactate), 크레아티닌(creatinine), 알코올(alcohol), 혈당(Glucose), 글루타메이트 옥살로아세테이트 트랜스미나아제(glutamate oxaloacetate transminase, GOT) 및 글루타메이트 피루베이트 트랜스미나아제(glutamate pyruvate transminase, GPT) 등일 수 있으며, 이들 물질로 제한되지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 시료 주입부는 상부 기판에 구멍을 뚫어 각각의 반응부의 일부 상부와 연결되도록 제조됨으로써, 시료가 수직으로 들어와 수평으로 반응부 내에 확산되는 구조를 가지게 된다. 또한, 상기 시료 주입부가 상부 기판에 단일개의 구멍을 뚫어 형성됨으로써, 종래 I자 구조와 ㅡ자 구조와 같은 양쪽에 구멍이 뚫린 시료 주입부에 비해 일정한 양의 시료 주입이 가능하게 되고, 측정 기간 동안 시료 증발에 의한 농도변화도 최소화할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 시료 주입구는 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등의 형태를 가질 수 있으며 이에 제한되지 않고 다양하게 변화될 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 상기 시료 주입구를 통해 주입되는 시료의 양은 0.1~100㎕, 바람직하게는 0.5~10㎕일 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 하부 기판에 형성된 각각의 반응부는 하부 기판의 일 끝단면으로 연장되는 형태로 구성됨으로써, 하부 기판에 접착된 필름면에 비해 저부에 위치하는 하부 기판의 반응부와 상부 기판 사이에 시료 주입구로부터 시료가 들어오면 반응부에 있던 공기가 빠져나갈 수 있는, 즉 공기의 배출이 가능한 공기배출터널이 구비될 수 있다.

종래 바이오센서용 스트립의 경우 반응부로부터 스트립 외부로 직접 연결되는 별도의 공기배출터널이 형성되어 있지 않아 시료가 반응부에 유입된 후 확산되는 속도가 늦어 분석 시간이 많이 걸리는 단점이 있었다.

그러나, 상기 본 발명의 바람직한 양태로서 제공할 수 있는 공기배출터널이 구비된 스트립에서는 시료가 반응부에 도입될 때 시료 주입구를 통해 수직으로 들어오게 된 시료가 반응부로 유입되면서 공기배출터널을 통해 반응부에 차있던 공기를 스트립 외부로 배출시킴에 따라 반응부로의 시료 흡입속도가 더욱 향상될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 바이오센서용 스트립은 흡수 패드를 사용하지 않고 간단한 모세관 현상을 사용한 시료주입으로 빠른 흡입속도와 일정한 양의 시료를 도포할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명에 있어서, 상기 커버는 외부로부터 시료 주입구를 보호함으로써 반응부에 고정된 각 기질과 유입된 시료의 증발이나 유실을 막아 이들의 농도변화를 방지함으로써 분석의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있게 한다. 또한, 상기 커버는 센서에 스트립을 탈착시킬 때 시료의 누출을 막아주는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 하부 기판 상에 접착되어 있는 소수성 필름의 재질은 폴리에스테르(polyester), 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride), 폴리카보네이트(poly carbonate) 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있으며 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 시료 주입구를 구비한 상부 기판의 재질도 폴리에스테르(polyester), 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride), 폴리카보네이트(poly carbonate) 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있으며 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 하부 기판은 소수성의 유기 고분자 재료를 프레스로 성형하여 제조하거나, 일면 또는 양면에 점착성 고분자 재료가 덧붙여진, 소수성의 유기 고분자 재료로 만들어진 필름을 목형(木型)에 적용하여 원하는 모양으로 커팅(cutting)함으로써 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 시료 주입구를 구비한 상부 기판은 소수성의 유기 고분자 재료를 프레스로 성형하여 제조하거나, 일면 또는 양면에 점착성 고분자 재료가 덧붙여진, 소수성의 유기 고분자 재료로 만들어진 필름을 목형(木型)에 적용하여 원하는 모양으로 커팅(cutting)함으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 다채널 바이오센서용 스트립은 한 번의 시료 주입으로 복수개의 반응부를 통해 복수개의 물질을 분석할 수 있고 구조가 단순하고 제조가 용이하며 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있는 장점을 가진다.

본 발명에서 제시하고 있는 형태의 시료주입구는 센서의 상부에 시료를 주입 할 수 있도록 고안된 것으로 센서의 측면에서 시료를 주입하도록 만든 주입구에 비하여 일반 가정에서 측정하는 자가 스스로 시료를 주입하기에도 편리하다는 장점을 가진다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2채널 바이오센서용 스트립 및 4채널 바이오센서용 스트립을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 2채널 바이오센서용 스트립을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2채널 바이오센서용 스트립의 분해사시도로서, 상기 스트립은 서로 영역이 구분되는 2개의 반응부(1a, 1a')를 구비하는 하부 기판(4)과, 상기 2개의 반응부(1a, 1a')의 각각의 상부가 일부 맞닿도록 단일개의 시료 주입구(3)를 구비하는 상부 기판(2)과, 상기 시료 주입구(3)의 노출을 보호하기 위한 커버(1)를 포함한다.

도 2는 도 1에 따른 2채널 바이오센서용 스트립의 A 단면을 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 하부 기판(4)의 상부에는 소수성의 필름(5)이 각 반응부의 영역을 서로 구분할 수 있도록 접착되어 있다. 상기 하부 기판에 접착되어 있는 필름(5) 때문에 2개의 반응부(1a, 1a') 각각은 필름(5)이 접착되어 있는 면에 비해 저부에 위치하게 되고, 이를 통해 하부 기판과 상부 기판 사이에 틈이 생기게 된 다. 이 틈은 시료 주입구(3)를 통해 주입된 시료가 반응부(1a, 1a')로 들어오게 될 때 반응부 내에 차있던 공기가 배출되는 공기배출터널(1b, 1b')의 역할을 하게 된다.

도 3은 도 1에 따른 2채널 바이오센서용 스트립의 평면도이다. 도 3을 참조하면, 시료 주입구(3)는 커버(1)에 의해 노출되지 않도록 보호된다.

한편, 본 발명에 따른 4채널 바이오센서용 스트립을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 4채널 바이오센서용 스트립의 분해사시도로서, 상기 스트립은 서로 영역이 구분되는 4개의 반응부(2a, 2c, 2e, 2g)를 구비하는 하부 기판(9)과, 상기 4개의 반응부(2a, 2c, 2e, 2g)의 각각의 상부가 일부 맞닿도록 단일개의 시료 주입구(8)를 구비하는 상부 기판(7)과, 상기 시료 주입구(8)의 노출을 보호하기 위한 커버(6)를 포함한다. 도 4를 참조하면, 상기 4개의 반응부(2a, 2c, 2e, 2g)로 인해 하부 기판(9)과 상부 기판(7) 사이에 4개의 공기배출터널(2b, 2d, 2f, 2h)이 형성되게 된다.

도 5는 도 4에 따른 4채널 바이오센서용 스트립의 B 단면을 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 하부 기판(9)의 상부에는 소수성의 필름(10)이 각 반응부의 영역을 서로 구분할 수 있도록 접착되어 있다. 상기 하부 기판(9)에 접착되어 있는 필름(10) 때문에 2개의 반응부(2a, 2c) 각각은 필름(10)이 접착되어 있는 면에 비해 저부에 위치하게 되고, 이를 통해 하부 기판과 상부 기판 사이에 틈이 생기게 된다. 이 틈은 시료 주입구(8)를 통해 주입된 시료가 반응부(2a, 2c)로 들어오게 될 때 반응부 내에 차있던 공기가 배출되는 공기배출터널(2b, 2d)의 역할을 하게 된다.

도 6은 도 4에 따른 4채널 바이오센서용 스트립의 평면도이다. 도 6을 참조하면, 시료 주입구(8)는 커버(6)에 의해 노출되지 않도록 보호된다.

본 발명은 바람직한 양태로서 2채널 바이오센서용 스트립 및 4채널 바이오센서용 스트립만을 설명하였으나, 동일한 방법으로 채널 수를 달리하여 다양한 종류의 다채널 바이오센서용 스트립을 제공할 수 있음을 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 다채널 바이오센서용 스트립은 하나의 시료 주입구를 통한 한 번의 시료 주입으로 복수개의 반응부에서 복수개의 물질을 분석할 수 있으며, 구조가 단순하고 제조가 용이하며 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있어 효율적인 시료의 분석 및 이로 인한 질병 등의 진단에 효율적으로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1: 2채널 바이오센서용 스트립

도 1 내지 도 3과 같이 본 발명 2채널 바이오센서용 스트립을 제조하였다.

도 1은 본 발명의 2채널 바이오센서용 스트립의 분해사시도로서, 상기 스트립은 서로 영역이 구분되는 2개의 반응부(1a, 1a')를 구비하는 하부 기판(4)과, 상기 2개 반응부(1a, 1a') 각각의 상부 일부와 맞닿도록 단일개의 시료 주입구(3)를 구비하는 상부 기판(2)과, 상기 시료 주입구(3)의 노출을 보호하기 위한 커버(1)를 포함하도록 제작하였다.

도 2는 도 1의 본 발명의 2채널 바이오센서용 스트립의 A 단면을 보여주는 단면도로서, 하부 기판(4)의 상부에는 소수성의 필름(5)이 각 반응부의 영역을 서로 구분할 수 있도록 접착되도록 하였다. 상기 하부 기판에 접착되어 있는 필름(5) 때문에 2개의 반응부(1a, 1a') 각각은 필름(5)이 접착되어 있는 면에 비해 저부에 위치하게 되고, 이를 통해 하부 기판과 상부 기판 사이에 틈이 생기게 된다. 이 틈은 시료 주입구(3)를 통해 주입된 시료가 반응부(1a, 1a')로 들어오게 될 때 반응부 내에 차있던 공기가 배출되도록 하는 공기배출터널(1b, 1b')로서 사용된다.

도 3은 도 1의 본 발명의 2채널 바이오센서용 스트립의 평면도로서, 시료 주입구(3)는 커버(1)에 의해 노출되지 않도록 보호되었다.

실시예 2: 4채널 바이오센서용 스트립

도 4 내지 도 6과 같이 본 발명 4채널 바이오센서용 스트립을 제조하였다.

도 4는 본 발명의 4채널 바이오센서용 스트립의 분해사시도로서, 상기 스트립은 서로 영역이 구분되는 4개의 반응부(2a, 2c, 2e, 2g)를 구비하는 하부 기판(9)과, 상기 4개 반응부(2a, 2c, 2e, 2g) 각각의 상부 일부와 맞닿도록 단일개의 시료 주입구(8)를 구비하는 상부 기판(7)과, 상기 시료 주입구(8)의 노출을 보호하기 위한 커버(6)를 포함하도록 제작하였다. 이때 상기 4개의 반응부(2a, 2c, 2e, 2g)로 인해 하부 기판(9)과 상부 기판(7) 사이에 4개의 공기배출터널(2b, 2d, 2f, 2h)이 형성된다.

도 5는 도 4의 본 발명의 4채널 바이오센서용 스트립의 B 단면을 보여주는 단면도로서, 하부 기판(9)의 상부에는 소수성의 필름(10)이 각 반응부의 영역을 서로 구분할 수 있도록 접착되도록 하였다. 상기 하부 기판(9)에 접착되어 있는 필름(10) 때문에 2개의 반응부(2a, 2c) 각각은 필름(10)이 접착되어 있는 면에 비해 저부에 위치하게 되고, 이를 통해 하부 기판과 상부 기판 사이에 틈이 생기게 된다. 이 틈은 시료 주입구(8)를 통해 주입된 시료가 반응부(2a, 2c)로 들어오게 될 때 반응부 내에 차있던 공기가 배출되도록 하는 공기배출터널(2b, 2d)로서 사용된다.

도 6은 도 4의 본 발명의 4채널 바이오센서용 스트립의 평면도로서, 시료 주입구(8)는 커버(6)에 의해 노출되지 않도록 보호되었다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

이상 상기 실시예를 통해 설명한 바와 같이, 본 발명 다채널 바이오센서용 스트립은 서로 영역이 구분되는 복수개의 반응부를 구비하는 하부 기판과, 상기 복수개 반응부 각각의 상부 일부와 맞닿도록 단일개의 시료 주입구를 구비하는 상부 기판을 포함함으로써 한 번의 시료 주입으로 복수개의 반응부를 통해 복수개의 물질을 분석할 수 있고 구조가 단순하고 제조가 용이하며 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있는 다채널 바이오센서용 스트립을 제공할 수 있으므로 의약품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 2채널 바이오센서용 스트립의 분해사시도이고,

도 2는 도 1의 A 단면의 모습을 보여주는 단면도이며,

도 3은 본 발명에 따른 2채널 바이오센서용 스트립의 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 4채널 바이오센서용 스트립의 분해사시도이고,

도 5는 도 4의 B 단면의 모습을 보여주는 단면도이며,

도 6은 본 발명에 따른 4채널 바이오센서용 스트립의 평면도이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 설명 >

1, 6: 커버 2, 7: 상부 기판

3, 8: 시료 주입구 4, 9: 하부 기판

5, 10: 소수성 필름 1a, 1a', 2a, 2c, 2e, 2g: 반응부

1b, 1b', 2b, 2d, 2f, 2h: 공기배출터널

Claims (9)

1. 서로 영역이 구분되는 복수개의 반응부를 구비하는 하부 기판과,

   상기 복수개 반응부 각각의 상부 일부와 맞닿도록 단일개의 시료 주입구를 구비하는 상부 기판을 포함하는 다채널 바이오센서용 스트립.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다채널 바이오센서용 스트립은 상기 시료 주입구의 노출을 보호하기 위한 커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 바이오센서용 스트립.
3. 제 1항에 있어서, 상기 하부 기판의 상부는 복수개의 반응부를 제외하고 소수성의 필름이 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 다채널 바이오센서용 스트립.
4. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 반응부는 2 내지 100개임을 특징으로 하는 다채널 바이오센서용 스트립.
5. 제 1항에 있어서, 상기 다채널 바이오센서용 스트립의 분석대상은 콜레스테롤(cholesterol), 락테이즈(lactate), 크레아티닌(creatinine), 알코올(alcohol), 혈당(Glucose), 글루타메이트 옥살로아세테이트 트랜스미나아제(glutamate oxaloacetate transminase, GOT) 및 글루타메이트 피루베이트 트랜스미나아 제(glutamate pyruvate transminase, GPT)로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있음을 특징으로 하는 다채널 바이오센서용 스트립.
6. 제 1항에 있어서, 상기 시료 주입구는 원형, 삼각형, 사각형, 오각형 또는 육각형의 형태임을 특징으로 하는 다채널 바이오센서용 스트립.
7. 제 1항에 있어서, 상기 시료 주입구를 통해 주입되는 시료의 양은 0.1~100㎕임을 특징으로 하는 다채널 바이오센서용 스트립.
8. 제 3항에 있어서, 상기 하부 기판 상에 접착되어 있는 소수성 필름은 폴리에스테르(polyester), 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride), 폴리카보네이트(poly carbonate) 또는 이들의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 다채널 바이오센서용 스트립.
9. 제 1항에 있어서, 상기 시료 주입구를 구비한 상부 기판은 폴리에스테르(polyester), 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride), 폴리카보네이트(poly carbonate) 또는 이들의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 다채널 바이오센서용 스트립.

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