KR101021298B1

KR101021298B1 - 혈당측정기

Info

Publication number: KR101021298B1
Application number: KR1020080051913A
Authority: KR
Inventors: 장명기
Original assignee: (주)와이즈앤블루
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2011-03-11
Also published as: KR20090125869A

Abstract

본 발명은 혈당측정기에 관한 것으로서, 특히 일측에 디스플레이부가 구비되고 상면에 바이오센서가 착탈될 수 있도록 도어가 형성된 하우징과; 상기 하우징에 내장되고 회전축이 구비된 모터와; 상기 하우징에 내장됨과 아울러 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하고, 내부에 상기 디스플레이부(11)와 전기적으로 연결된 회로기판과 무선전송칩이 내장되며, 상기 하우징의 도어를 통하여 삽입된 바이오센서가 설치됨과 아울러 상기 회로기판 및 무선전송칩과 전기적으로 연결된 센서착탈부가 형성되되, 상기 센서착탈부는 회전체의 상면에 하향 경사지게 형성되어, 중력과 원심력이 바이오센서에 작용하여 혈액의 흐름을 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.

혈당측정기, 바이오센서

Description

혈당측정기{Blood glucose test meter}

본 발명은 혈당측정기에 관한 것으로서, 특히 바이오센서에 공급된 혈액의 점도가 높아서 모세관 현상만으로는 바이오센서의 미세유로상에서 원활하게 흐를 수 없을 때, 여기에 중력과 원심력을 작용토록 하여 혈액의 흐름을 원활하게 할 수 있는 혈당측정기에 관한 것이다.

당뇨병은 현대인에게 가장 많이 발생되는 비전염성 만성질환이며, 이 병은 오줌 속에 당이 섞여 나오는 증상을 나타낸다. 혈액 속에는 당이 섞여 있는데 이것을 일반적으로 혈당이라고 부르고, 당뇨병은 이 혈당이 너무 많이 넘쳐서 소변으로 흘러나오게 되는 것이다. 보통 건강한 사람은 포도당이 오줌 속에 혼재되어 배설되는 경우가 거의 없다. 당뇨병 환자는 식사를 통하여 섭취된 당분(포도당)이 간장이나 근육 또는 지방세포 등에 적절히 저장되지 못하고 혈액 중에 축적된다. 그렇기 때문에 당뇨병 환자의 경우에는 정상인보다 훨씬 높은 혈당을 유지하므로 과다한 양의 혈당이 신사구체를 손상시켜 당분이 그대로 통과하여 오줌으로 배설되는 것이 다. 그래서 당뇨병 환자는 식사를 통하여 섭취된 당분(포도당)을 에너지로 활용하지 못하게 되고, 이로 인하여 아무리 많은 양의 식사를 하여도 충분한 영양을 얻을 수 없어서 비정상적인 기아 상태에 있게 된다. 특히, 당뇨병은 그 병 자체보다 그 병으로 인한 합병증을 동반하기 때문에 많은 위험요소를 갖고 있다. 이러한 이유로 당뇨병은 그 예방과 치료를 위해서 혈당관리가 필요하고, 이러한 필요성에 의하여 혈액 속의 포도당의 양을 측정할 수 있는 혈당측정기가 개발/사용되고 있다.

이러한 혈당측정기는 광도측정법을 이용한 측정기와, 전기화학적측정법을 이용한 측정기로 크게 분류된다.

광도측정법은 당 산화효소와 과산화효소에 의한 당의 산화반응을 기본적인 원리로 이용한 것으로, 반응된 지시약의 색깔변화를 분석하여 혈당의 농도를 측정하도록 되어 있다. 이를 위해 반응지의 표면에 혈액을 묻혀 일정 반응시간이 경과된 후, 혈액을 닦아내고 이 상태에서 반응지의 저면에 빛 반사를 위한 불투명 반사판을 설치하고, 반응지 상단에 설치된 발광수단으로부터 일정량의 빛을 불투명 반사판에 조사하여 반사되는 빛 반사량을 이용해 혈당을 측정하게 된다.

그러나, 이러한 광도측정법은 혈액을 반응지에 떨어뜨린 후 반응시간이 초과되거나 미달된 상태에서 혈액을 제거하면 제대로 반응이 진행되지 않아서 정확한 혈당측정이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 뿐만 아니라 조사광이 반응지의 반응색에 직접 조사되도록 하기 위해 반응지 상면에 떨어뜨린 혈액을 제거할 때 제거용지의 표면재질이나 압박하는 힘에 따라 측정치에 편차가 발생하여 정확한 혈당측정이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 혈당측정법이 전기화학적 측정법이다. 이 측정법은 전기매개체를 이용하여 글루코스(포도당)의 산화효소와 전극에 반응한 전자를 측정하는 방법으로서, 바이오센서의 반응층에 혈액샘플이 도포되면 혈당이 혈당산화효소에 의해 산화되고 혈당산화효소는 환원되며, 이때 전자수용체는 혈당산화효소를 산화시키고 자신은 환원된다. 따라서 환원된 전자수용체는 일정전압이 가해진 전자표면에서 전자를 잃고 전기화학적으로 다시 산화되는데, 이때 발생되는 전류량이 혈액 내의 글루코스 농도와 비례하므로, 이 전류량을 측정함으로써 혈당의 농도를 측정하게 된다. 이와 같이, 전기화학적으로 혈당의 농도를 측정하는 측정기는 전류량 측정을 통해 이루어지므로 상대적으로 정확하게 혈당의 농도를 측정할 수 있으며, 측정시간이 단축되는 등 사용 성능이 대폭적으로 향상된다.

한편, 상기와 같은 전기화학적 방식의 혈당측정기에 사용되는 바이오센서는 측벽흡입식의 센서, 즉 혈액이 모세관 현상에 의하여 미세한 유로를 타고 전극까지 흘러들어 반응함으로써 이때 발생되는 전류량을 측정하는 바이오센서를 사용한다.

이러한 바이오센서는 혈액이 모세관 현상에 의한 힘만으로 미세한 유로를 이동하므로 혈액의 점도나 혈액 속의 단백질 성분에 의하여 혈액의 이동이 제한을 받을 수가 있어서 신뢰성이 부족한 문제점이 있다.

또한, 혈액이 이동하는 유로에는 혈액과 반응하는 전극이 설치되는데, 종래의 바이오센서는 이러한 혈액이동유로가 한 개만 형성되어 있다 보니 전극도 한 개만 형성되고, 이 하나의 전극에서만 발생되는 전류의 양을 측정하여 혈당의 농도를 측정하게 되므로 정확한 혈당의 농도에 대한 신뢰성이 부족해지는 문제가 발생된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 바이오센서에 공급된 혈액의 흐름을 원활하게 할 수 있는 혈당측정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 작동전극과 연결된 혈액의 유로를 복수개로 구성하여 좀 더 정확한 혈당량을 측정할 수 있는 혈당측정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 혈당측정기는 일측에 디스플레이부가 구비되고 상면에 바이오센서가 착탈될 수 있도록 도어가 형성된 하우징과; 상기 하우징에 내장되고 회전축이 구비된 모터와; 상기 하우징에 내장됨과 아울러 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하고, 내부에 상기 디스플레이부와 전기적으로 연결된 회로기판과 무선전송칩이 내장되며, 상기 하우징의 도어를 통하여 삽입된 바이오센서가 설치됨과 아울러 상기 회로기판 및 무선전송칩과 전기적으로 연결된 센서착탈부가 형성되되, 상기 센서착탈부는 회전체의 상면에 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 바이오센서는 베이스판과; 상기 베이스판의 상면에 부착되고, 리드선에 의하여 리드단자에 연결된 4개의 탄소전극과 1개의 염화은전극이 형성된 지지필름과; 상기 지지필름의 상면에 부착되고, 4개의 미세유로가 형성된 감광필름과; 상기 감광필름의 상면에 부착되는 점착필름;으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 혈당측정기는 모터의 회전과 동시에 회전체의 센서착탈부에 끼워진 바이오센서도 같이 회전하므로, 바이오센서에 투입된 혈액의 점도가 높아서 모세관 현상에 의한 힘만으로는 혈액이 용이하게 흐르지 않는다 하더라도 여기에 원심력을 공급하므로 혈액을 원활하게 흐를 수 있도록 하는 이점이 있다.

또한, 센서착탈부를 회전체의 상면에 하향 경사지게 형성하여 원심력 뿐만 아니라 중력도 바이오센서에 작용케 함으로써 혈액의 흐름을 원활하게 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 바이오센서에 4개의 미세유로가 형성되고 이 미세유로를 흐르는 혈액이 4개의 탄소전극에 반응하므로, 좀 더 정확한 혈당량을 측정할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명에 의한 혈당측정기의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 혈당측정기의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 혈당측정기의 단면도이다.

또한, 도 3은 본 발명에 의한 바이오센서의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 바이오센서의 분해사시도이다.

본 발명에 의한 혈당측정기는 외형을 구성하는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)에 내장된 모터(20)와, 상기 모터(20)에 연결되어 회전하는 회전체(30)로 구성된다.

상기 하우징(10)은 일측면에 디스플레이부(11)가 구비되고, 상면은 바이오센서(40)가 하우징(10) 내외부로 출입될 수 있도록 개폐가능하게 구성된 도어(12)가 구비된다. 그리고, 일측에는 전원공급버튼(13)이 형성되어 혈당측정기를 사용할 때 전원을 공급할 수 있도록 한다. 또한, 측면에는 본 발명에 의한 혈당측정기의 휴대를 간편하게 하기 위해서 손잡이부(14)가 형성된다.

상기 모터(20)는 상기 하우징(10) 내부에 설치/고정되고, 회전축(21)이 구비된다.

상기 회전체(30)는 상면은 좁고 하면은 넓으며 양 측면은 하향경사지게 형성되어 그 형태가 삼각형 또는 사다리꼴과 유사한 형태를 갖도록 구성되고, 내부에 회로기판(31)과 무선전송칩(32)이 내장된다. 이렇게 하향경사지게 형성된 회전체(30)의 양 측면 중 일측면에는 상기 바이오센서(40)가 설치되는 센서착탈부(33)가 형성된다.

상기 센서착탈부(33)는 하측에 5개의 커넥터(33a)가 구비되고, 회전체(30)의 내부 하면에는 상기 커넥터(33a) 및 모터(20)의 회전축(21)과 연결된 도체판(34)이 설치된다.

한편, 상기 모터(20)에는 회전축(21)에 연결되도록 브러쉬(22)가 설치되어 상기 회전축(21)을 통하여 전류가 도체판(34)에 전달된다.

상기 회로기판(31)은 상기 센서착탈부(33)의 커넥터(33a) 및 무선전송칩(32)과 전기적으로 연결됨과 아울러 제어부(미도시)가 구비되고, 상기 제어부는 상기 바이오센서(40)에 형성된 4개의 탄소전극(42c)에서 각각 발생된 전류량을 측정하고 이렇게 측정된 전류량의 평균치로 혈당량의 평균치를 계산하여 상기 무선전송칩(32)을 통하여 상기 하우징(10)의 디스플레이부(11)로 전송한다.

상기 바이오센서(40)는 베이스판(41)과, 상기 베이스판(41)의 상면에 부착되고 리드선(42a)에 의하여 리드단자(42b)에 연결된 4개의 탄소전극(42c)과 1개의 염화은전극(42d)이 형성된 지지필름(42)과, 상기 지지필름(42)의 상면에 부착되고 4개의 미세유로(43a)가 형성되며 상기 미세유로(43a)와 연결된 혈액투입구(43b)가 형성된 감광필름(43)과, 상기 감광필름(43)의 상면에 부착되는 점착필름(44)으로 구성된다.

상기 지지필름(42)은 그 재질이 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈라이트(PET) 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.

상기 감광필름(43)은 에폭시 수지계열의 건식 포토레지스트 필름으로 이루어 진다.

상기 바이오센서(40)의 탄소전극(42c)과 염화은전극(42d)은 센서착탈부(33)에 설치되었을 때 센서착탈부(33)에 형성된 5개의 커넥터(33a)에 각각 접촉된다.

상기 탄소전극(42c)은 작동전극으로서 포도당산화효소가 코팅되어 혈액과 반응하였을 때 전류가 발생되도록 한다.

상기 염화은전극(42d)은 기준전극으로서 센서착탈부(33)의 커넥터(33a)로부터 유입된 전원에 의하여 전위를 발생시키고 발생된 전위는 상기 탄소전극(42c)에 공급된다.

한편, 상기 하우징(10)의 내부에는 혈당측정기에 전원을 공급하기 위하여 상기 전원공급버튼(13)과 전기적으로 연결된 건전지와 같은 전원공급장치(미도시)를 내장하는 것이 바람직하다. 따로 케이블과 같은 수단을 사용하여 외부의 전원을 사용하는 것도 가능하나, 이는 휴대성에 제약을 가하므로, 건전지와 같은 자체전원을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 혈당측정기로 혈당량을 측정하는 방법을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 바이오센서(40)의 혈액투입구(43b)로 혈액시료를 공급한다. 공급된 혈액시료는 모세관현상에 의하여 감광필름(43)의 미세유로(43a)를 따라 이동하다가 지지필름(42)의 탄소전극(42c)에 도달된다. 만약 혈액의 점도가 높을 때는 혈액이 원활하게 이동하지 않게 된다.

혈액시료가 공급된 바이오센서(40)를 하우징(10)의 도어(12)를 통하여 회전체(30)에 형성된 센서착탈부(33)에 삽입한다. 상기 바이오센서(40)를 삽입할 때는 바이오센서(40)의 리드단자(42b)가 상기 센서착탈부(33)의 커넥터(33a)에 견고하게 접촉되도록 한다.

그런 다음, 전원공급버튼(13)을 누른다. 그러면 모터(20)가 회전하게 되고 전원은 브러쉬(22)를 통하여 도체판(34)에 전달되고 연이어 전원이 센서착탈부(33)의 커넥터(33a)와 바이오센서(40)의 리드단자(42b) 및 리드선(42a)을 거쳐 기준전극인 염화은전극(42d)으로 공급된다. 공급된 전원에 의하여 염화은전극(42d)은 전위를 발생시키고 이렇게 발생된 전위는 서로 겹쳐진 리드선(42a)과 미세유로(43a)를 통하여 작동전극인 탄소전극(42c)으로 공급된다.

한편, 모터(20)가 회전하면 회전체(30)도 같이 회전하게 되고 이때 바이오센서(40)에 공급된 혈액은 원심력과 중력을 받아서 혈액의 점도가 높다 하더라도 4개의 탄소전극(42c)까지 원활하게 이동한다.

이렇게 4개의 탄소전극(42c)에 전위와 혈액이 공급되면 각각의 탄소전극(42c)에서는 일정량의 전류가 발생되고, 각각의 탄소전극(42c)에서 발생된 전류량은 회로기판(31)의 제어부가 측정을 하여 그 평균치를 계산한다. 탄소전극에서 발생되는 전류량은 혈액 내의 포도당 농도와 비례하므로, 상기 회로기판(31)의 제어부는 이 전류량으로부터 혈당량을 측정하여 하우징(10)의 디스플레이부(11)로 전송한다.

한편, 본 발명은 그 명칭을 혈당측정기로 기재하였으나 꼭 혈당만을 측정하는 것은 아니고, 본 발명의 장치를 사용하여 유당이나 콜레스테롤과 같은 다른 미세시료의 분석도 가능함은 당연하다.

도 1은 본 발명에 의한 혈당측정기의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 혈당측정기의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 바이오센서의 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 바이오센서의 분해사시도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 하우징 11: 디스플레이부

12: 도어 20: 모터

21: 회전축 22: 브러쉬

30: 회전체 31: 회로기판

32: 무선전송칩 33: 센서착탈부

33a: 커넥터 34: 도체판

40: 바이오센서 41: 베이스판

42: 지지필름 43: 감광필름

44: 점착필름

Claims

일측에 디스플레이부(11)가 구비되고 상면에 바이오센서(40)가 착탈될 수 있도록 개폐가능한 도어(12) 구비된 하우징(10)과;

상기 하우징(10)에 내장되고 회전축(21)이 구비된 모터(20)와;

상기 하우징(10)에 내장됨과 아울러 상기 모터(20)의 회전축(21)에 연결되어 회전하고, 상기 디스플레이부(11)와 전기적으로 연결된 회로기판(31)과 무선전송칩(32)이 내장되며, 상기 하우징(10)의 도어(12)를 통하여 삽입된 바이오센서(40)가 설치됨과 아울러 상기 회로기판(31) 및 무선전송칩(32)과 전기적으로 연결된 센서착탈부(33)가 형성된 회전체(30);를 포함하며,

상기 센서착탈부(33)는 회전체(30)의 상면에 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 바이오센서(40)는 베이스판(41)과;

상기 베이스판(41)의 상면에 부착되고, 리드선(42a)에 의하여 리드단자(42b)에 연결된 4개의 탄소전극(42c)과 1개의 염화은전극(42d)이 형성된 지지필름(42)과;

상기 지지필름(42)의 상면에 부착되고, 4개의 미세유로(43a)가 형성된 감광필름(43)과;

상기 감광필름(43)의 상면에 부착되는 점착필름(44);으로 구성된 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
삭제