KR101112498B1 - 휴대용 당화 단백질 측정장치 - Google Patents

휴대용 당화 단백질 측정장치 Download PDF

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Abstract

휴대용 당화 단백질 측정장치가 개시된다. 본 발명에 일 실시예에 따른 휴대용 당화 단백질 측정장치는 휴대용 당화 단백질 측정기재(100) 상에 감지막(300); 감지막(300) 양 말단에 일정한 간격을 두고 서로 대향하여 형성되는 제1 전극(400) 및 제2 전극(500); 및 감지막(300) 상에 부착되는 표적 물질인 당화 단백질(700)과 결합하는 리셉터(600)를 포함하는 단위 센서(10)가 복수개 배치되되, 휴대용 당화 단백질 측정기재(100)의 적어도 일부가 구강 내의 침샘 부위에 접촉되고, 단위 센서(10)의 리셉터(600)가 침샘에서 나오는 침 내에 존재하는 당화 단백질(700)과 결합하여 발생하는 감지막(300)을 흐르는 전류의 변화를 분석하여 당화 단백질 수치를 측정하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대용 당화 단백질 측정장치{PORTABLE GLYCATED PROTEIN MEASURING DEVICE}
본 발명은 휴대용 당화 단백질 측정장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 채혈 없이 구강 내의 침샘 부위에 측정장치를 대는 것만으로 간단하게 당화 단백질 수치를 측정할 수 있는 휴대용 당화 단백질 측정장치에 관한 것이다.
나노 스케일의 작은 사이즈를 갖는 물질들은 독특한 전기적, 광학적, 기계적 특성 때문에 최근 들어 매우 중요한 물질로 대두되고 있다. 지금까지 진행되어 온 나노 구조물에 관한 연구는 양자 크기 효과와 같은 새로운 현상으로 미래의 새로운 광 소자로서의 응용 가능성을 보여주고 있다. 특히, 나노 구조물의 경우, 단일 전자 트랜지스터 소자뿐만 아니라 각종 화학 센서 및 바이오 센서 등으로도 이용될 수 있어 더욱 많은 관심이 집중되고 있다.
나노 구조물을 포함하는 바이오 센서를 이용한 표적 물질의 검출은, 나노 구조물 표면에 고정된 리셉터가 검출하고자 하는 표적 물질(화학 인자, 바이오 분자, 질병 표지 인자)을 나노 구조물 표면에 흡착시키고, 이렇게 흡착된 표적 물질이 나노 구조물의 전도성 변화를 발생시키는 방식으로 구현된다.
이와 같은 나노 구조물의 전도성 변화를 이용하여 신체 내부의 표적 물질, 예를 들어 당뇨병 환자의 혈장 단백질을 검출하는데 이용할 수도 있다.
당뇨병은 췌장에서 분비되는 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사 질환의 일종인데, 당뇨병 환자는 혈액 내의 당을 관리하기 위해 식이요법, 운동요법, 약물요법 등을 행한다. 따라서, 상기 요법을 행하기 위해 매일 당을 정기적으로 측정하는 것은 당뇨병 환자들에게는 필수라 할 것이다.
종래에 당 수치를 진단하는 방법으로는 환자의 손가락을 찔러서 채취한 소량의 혈액 샘플을 화학 처리된 센서에 유입시키고 혈중 성분의 농도를 측정하는 방법이 있다. 이와 같은 방법은 한국공개특허공보 제2010-0086039호 등에 개시되어 있다.
종래의 당 측정 장치는 채혈을 수반하기 때문에 환자들이 고통을 받고, 잦은 혈당 측정은 세균 감염 등의 문제를 유발하는 문제점이 있다. 또한, 혈액 샘플을 화학 처리된 센서에 유입하는 동안의 시간 차이는 혈중 성분의 농도 측정에 있어 오차를 발생시키는 요인이 된다. 이에 따라, 채혈 없이 실시간으로 당을 측정할 수 있는 당 측정 방법의 개발에 대한 요구가 증가하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 채혈의 과정 없이 구강 내의 침샘 부위에 측정장치를 대는 것만으로 간단하게 당화 단백질 수치를 측정할 수 있는 휴대용 당화 단백질 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 당화 단백질 수치를 실시간으로 용이하게 측정할 수 있는 휴대용 당화 단백질 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 당화 단백질 측정장치는 휴대용 당화 단백질 측정기재 상에 감지막; 상기 감지막 양 말단에 일정한 간격을 두고 서로 대향하여 형성되는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 감지막 상에 부착되는 표적 물질인 당화 단백질과 결합하는 리셉터를 포함하는 단위 센서가 복수개 배치되되, 상기 휴대용 당화 단백질 측정기재의 적어도 일부가 구강 내의 침샘 부위에 접촉되고, 상기 단위 센서의 상기 리셉터가 침샘에서 나오는 침 내에 존재하는 상기 당화 단백질과 결합하여 발생하는 상기 감지막을 흐르는 전류의 변화를 분석하여 당화 단백질 수치를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 감지막의 재질은 탄소나노튜브 또는 그래핀 중 어느 하나일 수 있다.
상기 휴대용 당화 단백질 측정기재 상에 형성되는 산화물층을 더 포함하고, 상기 산화물층의 상부면은 소수성 표면일 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 재질은 금을 포함할 수 있다.
상기 단위 센서는 6개일 수 있다.
상기 복수개의 단위 센서는 상기 제2 전극을 공통 전극으로 가질 수 있다.
상기 리셉터는 작용기에 의해 상기 감지막 상에 부착되어 있으며, 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 작용기는 아민기, 카르복실기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 당화 단백질은 당화 알부민, 당화 IgG, 당화 IgM 중 어느 하나일 수 있다.
상기 휴대용 당화 단백질 측정기재 또는 상기 복수개의 단위 센서를 커버하는 기재 보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 기재 보호막의 재질은 플라스틱을 포함하며, 상기 당화 단백질을 통과시키는 미세한 구멍이 형성될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 당화 단백질 측정방법은 상기의 휴대용 당화 단백질 측정장치를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 휴대용 당화 단백질 측정기재의 적어도 일부가 구강 내의 침샘 부위에 10초 이상 1 분 이하의 시간 동안 접촉되고, 상기 단위 센서의 상기 리셉터가 침샘에서 나오는 침 내에 존재하는 상기 당화 단백질과 실질적으로 실시간 결합될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 채혈의 과정 없이 구강 내의 침샘 부위에 측정장치를 대는 것만으로 간단하게 당화 단백질 수치를 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 당화 단백질 수치를 실시간으로 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 센서의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 당화 단백질 측정장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 당화 단백질 측정장치를 이용하여 실시간으로 당화 단백질 수치를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 센서(10)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 단위 센서(10)는 기판(100), 산화물층(200), 감지막(300), 제1 전극(400), 제2 전극(500) 및 리셉터(600)를 포함할 수 있다.
기판(100)은 당화 단백질 측정기재로서 기능하며, 일반적인 실리콘 웨이퍼의 일부를 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 경우에 따라서는 글래스, 플라스틱, 폴리머 재질의 기판을 사용할 수 있다. 한편, 도 1에는 기판(100)이 단위 센서(10)에 한정된 크기를 갖는 것으로 도시되어 있으나, 도 2와 같이, 기판(100)[휴대용 당화 단백질 측정기재] 상의 일부에 단위 센서(10)의 구성요소인 산화물층(200), 감지막(300), 제1 전극(400), 제2 전극(500) 및 리셉터(600)가 포함될 수 있다. 즉, 휴대용 당화 단백질 측정기재(100) 상에 복수개의 단위 센서(10)가 형성될 수 있다.
산화물층(200)은 기판(100) 상에 형성되며 실리카(SiO2)를 포함할 수 있다. 산화물층(200)은 게이트 절연막의 역할을 할 수 있다. 산화물층(200)은 물리기상 증착법(PVD), 화학기상 증착법(CVD) 등을 사용하여 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 공지의 박막 형성 방법을 제한없이 사용할 수 있다.
감지막(300)은 산화물층(200) 상에 형성되며, 반도체로서의 역할, 즉 그 표면에 일정한 양 이상의 표적 물질(700)이 흡착되면 한 쌍의 제1 전극(400) 및 제2 전극(500) 간에 전류가 흐르도록 하는 역할을 수행할 수 있다. 표적 물질(700)이 용액 내에 임계치 이상으로 포함되어 있는지 여부에 대하여 용이하게 파악하기 위하여 감지막(300)은 밴드갭 에너지가 큰 물질로 구성될 수 있다.
특히, 본 발명의 감지막(300)을 구성하는 물질로서 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀(graphene) 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 감지막(300)으로 이용되는 탄소나노튜브는 단일벽, 이중벽, 다중벽 등의 형태를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 로프 형태를 가질 수도 있다. 그래핀은 그래파이트(graphite)의 단일층 형태를 가지며 원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 탄소 막이다. 전기적, 열적 전도성이 뛰어나고 높은 강도를 가지고 있으며, 탄소나노튜브와 화학적 성질이 비슷하다.
탄소나노튜브는 일반적으로 강한 소수성(hydrophobic)을 나타낸다. 따라서, 산화물층(200) 상에 탄소나노튜브로 구성된 감지막(300)을 용이하게 형성하기 위하여 산화물층(200)의 상부면을 소수성으로 개질하는 작업이 더 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 산화물층(200)의 상부면을 소수성으로 개질하는 것으로 한정되지 않으며, 필요에 따라서는 산화물층(200)의 상부면을 강한 전기적 극성을 갖는 친수성(hydrophilic)으로 개질하는 작업이 더 수행될 수 있다.
제1 전극(400)과 제2 전극(500)은 감지막(300)의 양 말단에 일정한 간격을 두고 서로 대향되어 배치될 수 있다. 한 쌍의 제1 전극(400)과 제2 전극(500)은 감지막(300) 표면에 일정한 양 이상의 표적 물질(700)이 흡착되면 전류가 흐르도록 하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 제1 전극(400) 및 제2 전극(500)으로는 금(Au)이 사용되는 것이 바람직하다. 한편, 후술하는 바에 따라 제1 전극(400)은 개별 전극으로, 제2 전극은 공통 전극으로 기능할 수 있다.
리셉터(600)는 표적 물질(700)과 결합하여 표적 물질(700)을 감지막(300) 상에 부착시키는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 리셉터(600)를 구성하는 물질은 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질일 수 있다.
리셉터(600)는 소정의 작용기에 의하여 감지막(300) 상에 부착될 수 있다. 이러한 작용기로는 아민기, 카르복실기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 작용기가 사용될 수 있다.
한편, 표적 물질(700)은 리셉터(600)와 결합하여 감지막(300) 상에 부착됨으로써 단위 센서(10)에 전류가 흐르도록 하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 일정한 검출 용액 내에 표적 물질(700)이 많이 포함되어 있는 경우에는 많은 양의 전류가 단위 센서(10) 내부에 흐르게 되고, 일정한 검출 용액 내에 표적 물질(700)이 적게 포함되어 있는 경우에는 단위 센서(10) 내부에 적은 양의 전류가 흐르게 될 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 전류가 전혀 흐르지 않게 될 수도 있다.
이러한 표적 물질(700)은 당화 단백질로서 당화 알부민(glycated albumin), 당화 IgG, 당화 IgM 중 어느 하나인 이상의 물질일 수 있다.
상기와 같은 단위 센서(10)는 금속 산화물 반도체 전계효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOS-FET)와 유사한 구조를 가지고, 감지막(300)이 채널(channel), 제1 전극(400)이 소스(source), 제2 전극(500)이 드레인(drain) 역할을 할 수 있다. 한편, 감지막(300)이 형성된 단위 센서(10) 또는 휴대용 당화 단백질 측정기재(100)의 반대면에 게이트(미도시)를 형성할 수 있다. 특히, 감지막(300)을 구성하는 물질로 금속 및 반도체와 같은 특성을 가지는 탄소나노튜브가 이용되면 단위 센서(10)는 탄소나노튜브 전계효과 트랜지스터(carbon nanotube field effect transistor, CNT-FET)로서 기능할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 당화 단백질 측정장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 휴대용 당화 단백질 측정장치에 단위 센서(10)가 복수개 배치된 것을 알 수 있다. 특히, 단위 센서(10)는 6개가 배치될 수 있다. 이때, 3개의 단위 센서(10)는 당화 알부민을 표적 물질(700)로 하여 기능할 수 있고, 나머지 3개의 단위 센서(10)는 당화 IgG를 표적 물질(700)로 하여 기능을 할 수 있다. 따라서, 당화 알부민이나 당화 IgG를 대상으로 3중으로 당화 단백질 수치를 측정함으로써, 실시간으로 보다 빠르게 당화 단백질 수치를 측정할 수 있는 휴대용 당화 단백질 측정장치를 제공할 수 있다. 도 2에는 단위 센서(10)를 6개 배치하는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 본 발명의 실시 목적에 따라서 단위 센서(10)의 개수를 증감할 수 있을 것이다. 일 예로, 단위 센서(10)를 12개 배치한다면, 추가된 6개의 단위 센서(10)는 당화 IgM 또는 다른 종류의 당화 단백질 수치를 측정할 수도 있다.
제1 전극(400)은 단위 센서(10)가 복수개 배치되는 휴대용 당화 단백질 측정장치에서 개별 전극으로써 소스의 역할을 할 수 있으나, 제1 전극(400)과 개별 전극을 따로 구비하고 제1 전극(400)을 개별 전극과 연결하는 구성도 채용할 수 있을 것이다. 또한, 도 2에는 단위 센서(10)의 제1 전극(400)의 크기가 각각 다른 것으로 도시되어 있으나, 도면의 크기에 한정되는 것은 아니고 제1 전극(400)이 소스의 역할을 하는 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 다시 도 2를 참조하면, 제2 전극(500)은 단위 센서(10)가 복수개 배치되는 휴대용 당화 단백질 측정장치에서 공통전극으로써 기능할 수 있으나, 제2 전극(500)과 공통전극을 따로 구비하고 제2 전극(500)을 공통전극과 연결하는 구성도 채용할 수 있을 것이다. 공통 전극은 복수개의 단위 센서(10)와 연결되어 전압 인가 수단(미도시)으로부터 그라운드 전압을 인가 받아 드레인의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 개별 전극은 하나의 단위 센서(10)와 연결되어 전압 인가 수단으로부터 플러스 전압을 인가 받는 기능을 수행할 수 있다.
단위 센서(10)는, 검출 용액에 임계값 이상의 표적 물질(700)이 존재하는 경우에는 제1 전극(400)[또는 개별 전극]과 제2 전극(500)[또는 공통 전극]으로 전류가 흐르게 하고, 검출 용액에 임계값 이상의 표적 물질(700)이 존재하지 아니하는 경우에는 제1 전극(400)[또는 개별 전극]과 제2 전극(500)[또는 공통 전극]으로 전류가 흐르지 못하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
또한 전압 인가 수단은 감지막(300)이 형성된 기판(100)의 반대면에 배치될 수 있다. 전압 인가 수단은 개별 전극[또는 제1 전극(400)]과 접촉하여 개별 전극에 플러스 전압을 인가할 수 있다. 공통 전극[또는 제2 전극(500)]과 접촉하여 공통 전극에 그라운드 전압을 인가할 수 있고, 이렇게 전압 인가 수단으로부터 공통 전극과 개별 전극에 전압이 인가되었을 때에, 제1 전극(400) 및 제2 전극(500)과 연결된 배선(20, 30)을 거쳐서 전류가 흐르는지 여부를 감지할 수 있다.
한편, 휴대용 당화 단백질 측정기재(100)를 커버하는 기재 보호막(미도시)이 더 형성될 수 있다. 정확히는 휴대용 당화 단백질 측정기재(100) 또는 단위 센서(10)를 커버하여 외부의 검출 용액, 충격으로부터 휴대용 당화 단백질 측정장치를 보호할 수 있다. 기재 보호막은 플라스틱을 포함할 수 있고, 특히 미세한 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 미세한 구멍을 구비함으로써 검출 용액에 존재하는 당화 단백질(700)만이 미세한 구멍을 통과하여 리셉터(600)와 결합할 수 있고, 나머지 물질은 휴대용 당화 단백질 측정장치 내부로의 진입을 차단할 수 있다.
단자부(800)는 휴대용 당화 단백질 측정장치의 단부에 배치되며, 배선(20, 30)으로부터 전달된 전류의 신호를 다른 단말기로 전달할 수 있는 단자(미도시)를 포함할 수 있다. 단자부(800)의 단자에 컴퓨터, 스마트폰 등의 단말기를 연결하여 전류의 신호를 분석하여 당화 단백질 수치를 측정할 수 있다. 본 발명의 휴대용 당화 단백질 측정장치는 면봉이나 체온계 같은 크기로 저렴하게 제작되어, 단자를 통해 일회용으로 간단하게 당화 단백질 수치를 측정할 수 있다.
한편, 다른 실시예로, 휴대용 당화 단백질 측정장치의 단부에 단자부(800) 대신 배선(20, 30)으로부터 전달된 전류의 신호를 분석하여 측정된 당화 단백질 수치를 표시할 수 있는 신호부(미도시)를 포함할 수도 있다. 표시하는 방법은 신호부에 디스플레이 화면을 구비하여 당화 단백질 수치를 표시할 수도 있고, 색상의 변화를 이용하여 당화 단백질 수치를 표시할 수도 있다.
상기와 같은 휴대용 당화 단백질 측정장치는 사람의 구강 내, 정확하게는 침이 나오는 침샘 부위에 휴대용 당화 단백질 측정기재(100)의 일부가 접촉되는 것만으로 단위 센서(10)의 리셉터(600)가 침샘에서 나오는 침 내에 존재하는 당화 단백질(700)과 결합하기 위한 충분한 시간을 확보할 수 있어 당화 단백질 수치를 확인하는데 이용될 수 있다. 한편, 리셉터(600)와 당화 단백질(700)이 실질적으로 실시간 결합하여 감지막(300)에 흐르는 전류를 변화시키기 위해서, 휴대용 당화 단백질 측정기재(100)는 침샘 부위에 10초 이상 1분 이하의 시간 동안 접촉되는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 휴대용 당화 단백질 측정장치를 제조하여 당화 단백질수치를 측정하는 과정을 설명하기로 한다.
우선, 휴대용 당화 단백질 측정기재(100)를 준비한 후, 그 상부에 예를 들어 실리콘 산화물(SiO2)과 같은 산화물층(200)을 형성하였다. 이어서, 산화물층(200) 상부에 감지막(300)이 형성될 채널 영역을 포토리소그래피법(photolithography)으로 패터닝 하였다.
다음으로, 말단기에 메틸(methyl)이 있는 OTS(octadecyltrichlorosilne) 용액에 휴대용 당화 단백질 측정기재(100)를 침지하여 OTS 자기조립단층(self-assembled monolayer, SAM)을 형성하였다.
다음으로, 단일벽 나노튜브를 1,2-다이클로로벤젠(dichlorobenzene)에 넣고 초음파를 가하여 분산시켜 단일벽 탄소나노튜브 용액을 제조하였다. 이어서, 30분간 단일벽 탄소나노튜브 용액에 휴대용 당화 단백질 측정기재(100)를 30분간 침지하고, 1,2-다이클로로벤젠에 충분히 세척한 후에 질소 가스로 건조하였다. 상기 과정을 통해, 말단기에 메틸이 있는 OTS SAM이 CNT의 흡착을 막는 동안, 단일벽 나노튜브가 산화물층(200) 상부에 선택적으로 흡착될 수 있게 된다.
다음으로, 포토리소그래피법과 리프트 오프(lift-off) 과정을 통해, 제1 전극(400)과 제2 전극(500)을 형성하였다. 제1 전극(400)과 제2 전극(500)은 10 nm의 Pd 상에 30 nm의 Au 막이 형성된 적층 구조로 형성하였다.
상기와 같은 방법을 통하여, 100 × 100 mm의 휴대용 당화 단백질 측정기재(100) 상에 단위 센서(10)인 CNT-FET 회로가 6개 형성된 휴대용 당화 단백질 측정장치를 구현할 수 있었다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 당화 단백질 측정장치를 이용하여 실시간으로 당화 단백질 수치를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 약 30초에서 90초까지 휴대용 당화 단백질 측정장치를 구강 내의 침샘 부위에 접촉하였을 때, 감지막(300)의 리셉터(600)에 당화 단백질(700)이 결합함에 따라 감지막(300)의 저항이 변화되어 전류의 흐름이 변화되었다. 약 90초 이후에는 감지막(300)의 리셉터(600)에 당화 단백질(700)이 최대한 결합하게 되어 전류의 흐름이 변화되지 않았다. 이러한 전류 흐름의 변화는 배선(20, 30)을 따라 단자부(800)의 단자에 연결된 단말기로 전달되었다. 단말기에서는 전류 흐름의 변화를 분석하여 당화 단백질 수치의 변화를 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 단위 센서
20, 30: 배선
100: 기판, 휴대용 당화 단백질 측정기재
200: 산화물층
300: 감지막
400: 제1 전극, 소스 전극
500: 제2 전극, 드레인 전극
600: 리셉터
700: 표적 물질(당화 단백질)
800: 단자부

Claims (13)

  1. 휴대용 당화 단백질 측정기재 상에 감지막; 상기 감지막 양 말단에 일정한 간격을 두고 서로 대향하여 형성되는 제1 전극 및 제2 전극; 및 상기 감지막 상에 부착되는 표적 물질인 당화 단백질과 결합하는 리셉터를 포함하는 단위 센서가 복수개 배치되되,
    상기 휴대용 당화 단백질 측정기재의 적어도 일부가 구강 내의 침샘 부위에 접촉되고, 상기 단위 센서의 상기 리셉터가 침샘에서 나오는 침 내에 존재하는 상기 당화 단백질과 결합하여 발생하는 상기 감지막을 흐르는 전류의 변화를 분석하여 당화 단백질 수치를 측정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지막의 재질은 탄소나노튜브 또는 그래핀 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휴대용 당화 단백질 측정기재 상에 형성되는 산화물층을 더 포함하고, 상기 산화물층의 상부면은 소수성 표면인 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 재질은 금을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단위 센서는 6개인 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 단위 센서는 상기 제2 전극을 공통 전극으로 가지는 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리셉터는 작용기에 의해 상기 감지막 상에 부착되어 있으며, 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 작용기는 아민기, 카르복실기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 당화 단백질은 당화 알부민, 당화 IgG, 당화 IgM 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 휴대용 당화 단백질 측정기재 또는 상기 복수개의 단위 센서를 커버하는 기재 보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기재 보호막의 재질은 플라스틱을 포함하며, 상기 당화 단백질을 통과시키는 미세한 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 당화 단백질 측정장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 휴대용 당화 단백질 측정장치를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 당화 단백질 측정방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 휴대용 당화 단백질 측정기재의 적어도 일부가 구강 내의 침샘 부위에 10초 이상 1 분 이하의 시간 동안 접촉되고, 상기 단위 센서의 상기 리셉터가 침샘에서 나오는 침 내에 존재하는 상기 당화 단백질과 실질적으로 실시간 결합되는 것을 특징으로 하는 당화 단백질 측정방법.
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