KR101248749B1

KR101248749B1 - 다중 모세관 채널을 포함하는 바이오센서

Info

Publication number: KR101248749B1
Application number: KR1020110020532A
Authority: KR
Inventors: 이성동; 서영준; 배병우
Original assignee: 주식회사 인포피아
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2011-03-08
Publication date: 2013-04-03
Also published as: KR20120102395A

Abstract

본 발명은 색 강도를 통해 생체물질을 매개로 한 소정의 결과를 신속하고 정확하게 측정하도록 다중 모세관 채널을 포함하는 광바이오센서를 제공한다. 본 발명에 의해, 신속하고 정확한 측정이 가능함과 동시에 제조원가가 낮은 바이오센서를 제공할 수 있다.

Description

다중 모세관 채널을 포함하는 바이오센서{Biosensor comprising multiple capillary channels}

본 발명은 바이오센서에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 발색 변화를 통해 생체물질을 매개로 한 소정의 결과를 신속하고 정확하게 측정하도록 다중 모세관 채널을 포함하는 광바이오센서에 관한 것이다.

바이오센서(biosensor)는 특정물질에 특이적/선택적으로 결합하여 반응할 수 있는 생체물질(효소, 항원-항체, 리간드, DNA 등)을 특정 매개체에 고정화하여 원하는 물질의 양을 빛, 전기화학, 형광, SPR(surface plasmon resonance), FET(field-effect transistor), QCM(quartz crystal microbalance), 발열 등의 여러 가지 신호로 변환하여 측정하는 모든 시스템을 말한다.

바이오센서는 빛을 이용하여 인지하는 방식의 광바이오센서와 화학반응에 의한 전기적 수치를 이용하여 인지하는 방식의 전기화학 바이오센서로 구분할 수 있다.

여기에서, 광바이오센서의 경우, 빛을 감지할 수 있는 광소자, 발색을 일으킬 수 있는 광물질, 이러한 빛의 변화 내지 강도를 외부의 간섭 없이 측정할 수 있는 외부기구 등이 중요한 부분이다. 당뇨환자들을 위한 혈당측정 바이오센서가 광바이오센서 시장의 많은 부분을 차지하고 있으나, 혈당 이외에도 콜레스테롤, 헤모글로빈, 당화헤모글로빈(glycosylated hemoglobin, HbA1c), 젖산, 기타 진단학적으로 중요한 임상단백질 등을 측정할 수 있는 광바이오센서들도 현재 상용화되었다. 특히, 광바이오센서는 광물질로 화학처리된 시료반응부에 시료가 주입되어 발색되면, 발색된 시료반응부에 빛을 조사하여 광소자가 이를 감지함으로써 측정하고자 하는 수치를 감지하는 원리에 의하여 작동한다.

이러한 종래의 광바이오센서의 일례가 미국 등록번호 제 5,418,142호에 개시되며, 이는 도 1에 도시되는 바와 같다. 혈액과 같은 시료는 키트(kit)(1)의 주입구(2)를 통해 투입되고 시료반응부(3)에서 반응하여 발색한 후, 별도의 광학장치(미도시)에 키트(1)를 투입하면 상기 광학장치 내의 광소자가 발색 변화 정도를 확인함으로써 측정하고자 하는 수치 정도가 확인된다.

도 1에 도시되는 바와 같은 종래의 광바이오센서의 경우 다음과 같은 문제점을 갖는다.

첫째, 혈액과 같은 시료 내의 적혈구가 발색에 영향을 주어 부정확한 결과를 야기할 수 있다. 조사광의 파장을 보정하는 방식으로 이를 해결하는 방안을 고려해볼 수 있으나 기기가 복잡해지고 제조에 많은 비용이 필요하다.

둘째, 혈액과 같은 시료가 과잉으로 공급되고 공급된 모든 시료가 발색 반응하는 경우, 동일한 시료가 소량으로 공급되는 경우와 상이한 결과를 야기할 수 있다. 즉, 공급되는 시료의 양에 따라 결과가 달라지는 부정확한 측정이 이루어지는 문제점이 있다.

셋째, 종래의 광바이오센서의 경우, 시료가 투입되어 시료반응부에 이르고 반응하기 까지 몇 분의 시간이 소요된다. 시료의 투입에서 반응 결과 획득에 이르기까지 상당한 시간이 소요되는 경우, 특히 바이오센서를 직접 활용하는 시술에 있어서 환자에게 심각한 위험을 초래할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 안출되었다.

즉, 혈액과 같은 시료 내의 적혈구가 발색에 영향을 주지 않도록 하고, 시료가 과잉으로 공급되는 경우에도 적정량만이 반응할 수 있도록 제어되어, 어떠한 경우에도 정확한 결과를 도출할 수 있는 바이오센서를 제안하고자 한다.

또한, 혈액의 유입부터 결과의 획득까지의 모든 절차가 신속하게 이루어질 수 있는 바이오센서를 제안하고자 한다.

추가하여, 바이오센서 내측에 다수의 채널이 위치하는 경우, 시료 유입 전에 채널에 기 존재하는 공기를 효과적으로 외부로 방출하여 정확한 결과를 이끌 수 있는 바이오센서를 제안하고자 한다.

이러한 정확하고 신속한 측정과 동시에, 특수 화학처리나 복잡한 기기를 필요로 하지 않아서 제조원가를 낮출 수 있는 바이오센서를 제안하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는, 샘플이 주입되는 주입구; 상기 주입구와 연통하며 제 1 방향으로 형성된 제 1 모세관 채널; 상기 제 1 모세관 채널과 연통하며 상기 제 1 방향과 수직 또는 교차하는 제 2 방향으로 형성된 제 2 모세관 채널; 상기 제 2 모세관 채널과 연통하며 상기 제 1 방향으로 형성된 제 3 모세관 채널; 및 상기 제 3 모세관 채널과 접촉된 시료반응부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 센서를 제공한다.

또한, a는 상기 제 1 모세관 채널의 모세관힘이며, b는 상기 제 2 모세관 채널의 모세관힘이며, c는 상기 제 3 모세관 채널의 모세관힘이며, 그리고 a<b<c이거나 또는 a<c이거나 또는 b<c인 것이 바람직하다.

또한, 상기 시료반응부는 시료와 반응하여 발색 변화하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 3 모세관 채널은 복수의 모세관 채널로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2 모세관 채널은 외기와 연통하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바이오센서는 스트립형이며, 그리고 상기 제 1 방향은 상기 바이오센서의 길이방향이고, 상기 제 2 방향은 상기 바이오센서의 폭방향인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 3 모세관 채널은 상기 시료반응부를 포함하는 분석물 검출층 내의 기공에 의해서 형성되는 것이 바람직하며, 상기 분석물 검출층은 적혈구 분리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바이오센서는 캐리어층 및 커버층을 더 포함하며, 상기 제 1 내지 제 3 모세관 채널은 상기 캐리어층과 상기 커버층 사이에 형성되며, 그리고 상기 제 1 모세관 채널은 상기 커버층에 엠보싱되어 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 과제 해결 수단에 의해, 신속하고 정확한 측정이 가능함과 동시에 제조원가가 낮은 바이오센서를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 바이오센서를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1, 2, 4 실시예에 따른 바이오센서를 도시하는 사시도이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이오센서를 각각 분해사시도, 측면도 및 단면도로서 도시한다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이오센서를 각각 분해사시도, 측면도 및 단면도로서 도시한다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 바이오센서를 각각 사시도, 분해사시도 및 단면도로서 도시한다.
도 6a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 바이오센서의 분해사시도이며, 도 6b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 바이오센서와 제 1, 2 실시예에 따른 바이오센서를 비교하는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 바이오센서의 엠보싱 및 받침부의 다양한 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 8a 및 8b는 본 발명에 따른 바이오센서의 다중 모세관 채널을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 바이오센서의 실시예를 설명하는 그래프이다.

바이오센서의 구조의 설명

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바이오센서(100)의 다양한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 이하의 도면에서 스트립(strip)형 바이오센서(100)가 도시되나, 원형, 타원형, 정사각형 또는 다른 다각형 등 본 발명에 사상에 따라 효과를 획득할 수 있는 어떠한 다른 형상도 가능함은 물론이다.

<제 1 실시예>

도 3a 내지 3c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이오센서(100)를 도시한다. 한편, 도 6b의 (B)는 제 1 실시예에 따른 바이오센서(100)의 횡방향 단면도를 도시한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이오센서(100)는 커버층(10), 분석물 검출층(20) 및 캐리어층(40)을 포함하며, 커버층(10)과 분석물 검출층(20) 사이에 접착층(30)을 더 포함한다.

커버층(10)은, 시료가 투입되는 주입구(12)와, 주입구(12)를 통해 주입된 시료가 분석물 검출층(20)으로 이동되도록 엠보싱된 모세관 채널을 형성하는 엠보싱(11)을 포함한다. 또한, 사용자가 시료 투입을 위해 손가락 등을 위치시킬 수 있는 받침부(13)를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 엠보싱(11)은 일정한 부피를 갖는다. 따라서 사용자가 과다한 시료를 투입하여도 일정량의 시료만이 엠보싱(11) 내측으로 유입된다.

엠보싱된 모세관 채널은 주입구(12)와 연통함으로써, 주입구(12)를 통해 주입된 시료가 상기 엠보싱된 모세관 채널 및 후술하는 갭(gap)(22)을 통해 분석물 검출층(20)에 이르게 된다. 도 3a에 도시되는 바와 같이 엠보싱된 모세관 채널은 분석물 검출층(20)과 횡형으로 연통한다.

또한, 커버층(10) 상에는 바이오센서 내부 공기를 외부로 유출시킬 수 있는 벤트홀(vent hole)(미도시)이 위치하는 것이 바람직하다.

엠보싱(11), 주입구(12), 받침부(13)의 형상에 제한이 없음은 물론이다. 도 7a 내지 도 7e는 다양한 실시예의 엠보싱(11), 주입구(12), 받침부(13)를 도시하나, 엠보싱(11)은 엠보싱된 모세관 채널을 형성함으로서 족하며 도시된 형태 외의 다른 형태가 가능함에 유의한다.

분석물 검출층(20)은 커버층(10) 아래에 위치하며, 시료의 진행 방향에 따라 차례로 적혈구 분리부(20a)와 시료반응부(20b)로 이루어진다(도 8a 참조). 분석물 검출층(20)은 다공성 멤브레인으로 형성될 수 있다.

시료는 갭(22)을 통해 분석물 검출층(20)의 일측에서 주입되어, 분석물 검출층(20)과 커버층(10) 사이에서 형성되며 분석물 검출층(20)과 접하는 단일 모세관 채널(35)을 통해 타측으로 이동된다(도 6b의 (B) 참조)

시료는 먼저 분석물 검출층(20)의 적혈구 분리부(20a)와 접한다.

적혈구 분리부(20a)는 소정의 화학처리가 이루어져서 시료 내의 적혈구를 분리하여 시료에 포함된 적혈구의 수치를 기 설정된 범위 이하로 낮출 수 있다. 적혈구를 분리할 수 있는 어떠한 화학처리도 가능하다. 이러한 방식에 의해, 시료반응부(20b)에서 반응하는 시료 내의 적혈구 수치를 낮춤으로써 적혈구에 의한 발색을 최소화하여 적혈구에 영향을 받지 않는 발색 변화를 득할 수 있으며, 결과적으로 정확한 측정에 이르게 된다.

여기에서, 적혈구 분리부(20a)에는 시료와 발색 반응하는 시약이 처리되지 않음에 주의한다.

적혈구 분리부(20a)를 통과하여 적혈구 수치가 기 설정된 범위 이하로 낮추어진 시료는 단일 모세관 채널을 계속 진행하여 시료반응부(20b)와 접촉한다.

시료반응부(20b)에는 발색 반응을 위한 화학처리가 되어 있어서, 시료가 반응함으로써 발색 반응을 하게 되면 이후 조사용 개구부(41)을 통해 빛이 조사되어 발색 정도를 확인할 수 있다.

한편, 스페이서(21)는 커버층(10)과 캐리어층(40)의 공간을 확보하는 기능을 한다. 여기에서 분석물 검출층(20)과 스페이서(21) 사이에는 시료가 유동할 수 있는 갭(22)이 형성된다.

갭(22)은 엠보싱(11)에 의해 형성된 엠보싱된 모세관 채널 및 분석물 검출층(20)과 연통한다. 특히, 엠보싱된 모세관 채널과 교차됨으로써, 주입구(12)를 통해 주입된 시료가 모세관힘에 의하여 신속하게 갭(22)을 통해 유동하게 한다.

또한, 갭(22)이 외기와 연통함으로써 시료의 유입에 따라 외부로 배출되어야 하는 공기가 외부로 배출될 수 있다.

도 8b를 참조할 경우, 도시된 실시예에서 엠보싱(11)에 의한 엠보싱된 모세관 채널과 갭(22)은 T자형 갭을 형성함을 알 수 있다. 그러나, 이는 설명을 위한 일 실시예일뿐이며 이러한 T자 형태에 한정되지 않음에 유의한다.

접착층(30)은 커버층(10)과 분석물 검출층(20) 및 스페이서(21) 사이에 위치하여 접착 기능을 한다. 접착층은 커버층(10)과 캐리어층(40) 사이에 접착 기능을 하는 다른 접착층(미도시)이 추가될 수 있음은 물론이다.

캐리어층(40)은 분석물 검출층(20) 및 스페이서(21) 하측에 위치한다.

한편, 캐리어층(40)에는 시료반응부(20b) 하측에 위치하여 발색 정도 측정을 위해 시료반응부(20b)에 빛을 조사하게 하는 조사용 개구부(41)가 위치한다.

<제 2 실시예>

도 4a 내지 4c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이오센서(100)를 도시한다.

제 2 실시예는 제 1 실시예와 달리 스페이서(21)가 위치하지 않는다.

제 2 실시예의 갭(32)은 제 1 실시예의 갭(22, 32)과 같이 시료 유입에 따라 내측의 공기가 외부로 유출되는 기능을 수행한다.

<제 3 실시예>

도 5a 내지 5c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 바이오센서를 도시한다.

제 3 실시예에 따른 바이오센서는 엠보싱이 위치하지 않는 대신 바이오센서의 일측에 위치한 주입구(12')를 통해 시료가 투입된다. 즉, 제 1, 2 실시예에서 사용자는 받침부(13)에 손가락을 올려두는 방식으로 손가락으로부터의 혈액 등의 시료를 주입구(12)에 투입하였으나, 제 3 실시예에서 사용자는 주입구(12')가 위치하는 바이오센서의 측면 또는 모서리에 손가락을 올리는 방식으로 시료를 주입구(12')에 투입할 수 있다.

제 1, 2 실시예와 같이 투입한 시료는 모세관힘에 의하여 갭(22')을 통해 분석물 검출층(20')으로 진행한다. 기 위치하던 공기는 갭을 통해 바이오센서 외부로 배출되며, 시료는 분석물 검출층(20')의 일측에 폭 넓게 접한다. 도면에는 T자형 갭이 도시되나, 다른 어떠한 형태도 가능하다.

분석물 검출층(20')은 전술한 바와 같이 적혈구 분리부와 시료반응부로 이루어진다.

제 1, 2 실시예에서 엠보싱(11)의 부피가 일정하여 시료가 과다 주입되는 경우에도 정확한 측정 결과를 이끄는 것과 같이, 제 3 실시예에서 주입구(12')의 부피가 일정하여 과다 주입되는 경우에도 일정한 양의 시료만이 분석물 검출층(20')으로 진행할 수 있다.

본 실시예에서는 별도의 접착층이 도시되지 않으나, 커버층(10')과 분석물 검출층(20') 사이 및/또는 커버층(10')과 캐리어층(40') 사이에 접착층이 추가될 수 있음은 물론이다.

<제 4 실시예>

도 6a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 바이오센서(100)를 도시한다. 도 6b는 제 4 실시예에 따른 종방향 단면도(A)와 제 1, 2 실시예에 따른 종방향 단면도(B)를 비교하여 도시한다.

제 4 실시예는 제 1, 2 실시예와 다르게 접착층(30)을 포함하지 않는다.

접착층(30)이 존재하는 제 1, 2 실시예의 경우, 도 6a의 (B)에 도시된 바와 같이 접착층(30)으로 인하여 커버층(10)과 분석물 검출층(20) 사이에 단일 모세관 채널(35)이 형성되며, 이로 인한 모세관힘에 의해 시료가 분석물 검출층(20)으로 유입된다.

접착층(30)이 존재하지 않는 제 4 실시예의 경우, 도 6b의 (A)에 도시된 바와 같이 다공성 멤브레인으로 형성된 분석물 검출층(20) 자체의 다수의 모세관 채널(25)이 모세관힘을 야기하며, 이로 인하여 시료는 분석물 검출층(20)으로 신속하게 유입된다.

즉, 접착층(30)의 존재 여부와 무관하게 하나 또는 다수의 모세관 채널에 의해 모세관힘이 야기되어 시료가 분석물 검출층(20)으로 신속하게 유입된다.

한편, 도 6a에 도시된 실시예에서는 엠보싱(11) 및 스페이서(21)를 포함하되 접착층(30)만 포함하지 않는 실시예가 도시되었으나, 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이 스페이서(21)를 포함하지 않으면서 접착층(30)을 포함하지 않는 실시예도 가능함은 물론이다.

바이오센서의 원리의 설명

이하, 도 8a 및 8b를 참조하여 본 발명에 따른 바이오센서(100)의 원리를 설명한다. 도 8a는 설명을 위해 커버층(10)의 일부를 분해하여 도시하였으며, 도 8b는 시료가 유동하는 각각의 채널을 육면체로 도시하였다.

이하에서 설명을 위해, 엠보싱된 모세관 채널인 제 1 모세관 채널(A)의 모세관힘을 a, 제 2 모세관 채널(B)의 모세관힘을 b, 제 3 모세관 채널(C, D)의 모세관힘을 c로 지칭하며, 도 8a 및 8b에 도시된 스트립형 바이오센서(100)에서 길이 방향을 제 1 방향으로 지칭하고 폭 방향을 제 2 방향으로 지칭한다. 즉, 제 1 방향은 T자형 갭의 길이 방향이며 제 2 방향은 T자형 갭의 폭 방향이며, 제 1 방향과 제 2 방향이 교차하는 것이 바람직하며 도시된 바와 같이 수직하는 것이 특히 바람직하다.

사용자는 받침부(13)에 손가락 등을 위치시킴으로써 혈액 등의 시료를 주입구(12)를 통해 주입시킨다.

주입구(12)를 통해 주입된 시료 중 엠보싱(11)의 부피에 상응하는 일정량의 시료만이 엠보싱(11) 하측에 위치한 제 1 모세관 채널(A)을 통해 하측으로 유동함과 동시에 제 1 방향으로 유동한다.

제 2 방향으로 형성된 제 2 모세관 채널(B)이 제 1 모세관 채널(A)과 연통하여, 시료는 모세관 현상에 의해 제 2 모세관 채널(B)을 따라 유동한다. 이를 위해 모세관힘의 관계는 a<b인 것이 바람직하다.

한편, 시료가 제 1 모세관 채널(A) 및 제 2 모세관 채널(B)을 따라 유동함에 따라 시료 유입 전에 제 1 모세관 채널(A) 및/또는 제 2 모세관 채널(B) 내에 기 위치하던 공기가 바이오센서(100) 외부로 배출되어야 한다. 이를 위해 제 2 모세관 채널(B)은 외기와 연통함으로써, 공기는 외부로 배출될 수 있다.

제 1 방향으로 형성된 제 3 모세관 채널(C, D)이 제 2 모세관 채널(B)과 연통하여, 시료는 모세관 현상에 의해 제 3 모세관 채널(C, D)을 따라 유동한다. 이를 위해 모세관힘의 관계는 b<c인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이 제 3 모세관 채널(C, D)은 하나의 모세관 채널(35) 또는 다수의 모세관 채널(25)로 이루어질 수 있다.

제 3 모세관 채널(C, D)은 시료반응부(20b)와 접촉한다. 따라서, 제 3 모세관 채널(C, D)로 유입된 시료에서 일정량의 적혈구는 화학처리된 적혈구 분리부(20a)에서 흡수되어 분리되고(C), 이를 통해 기 설정된 범위의 적혈구 수치를 포함하는 시료가 시료반응부(20b)에 유입되며(D), 시료반응부(20b)에서는 발색 변화가 이루어진다.

이후, 색 강도 측정용 빛이 조사용 개구부(41)를 통해 발색 변화가 이루어진 시료반응부(20b)에 조사되며(E), 광소자 등을 이용함으로써 그 색 강도를 측정하고 이를 환산함으로써 측정이 완료된다.

여기에서, 모세관힘의 관계를 다시 검토하면, 제 3 모세관 채널(C, D)에 의한 힘이 가장 큰 경우, 즉 a<b<c 또는 a<c이거나 b<c인 경우에 주입구(12)를 통해 주입된 시료가 제 1 모세관 채널(A)을 지나 제 3 모세관 채널(C, D)까지 자동으로 신속하게 유동하기에 가장 바람직하다.

실험례 1. 바이오센서의 적정 사용 조건의 조사

본 발명에 따른 바이오센서(100)에 의한 측정은 외부 기기인 반사 광도계를 이용한다. 색 강도를 측정하는 반사율 값은, 검정 곡선이 유효할 경우, 포도당 농도로 전환된다.

A. 검정 곡선은 다양한 포도당 농도를 갖는 다수의 정맥 혈액 시료를 측정함으로써 만들어진다. 기준 방법으로 측정된, 상기 정맥 혈액 시료의 반사율 값 및 포도당 농도는 검정 곡선을 만드는데 사용될 수 있다.

측정 변량 1에서, 57mg/dl, 145mg/dl, 242mg/dl, 370mg/dl, 493mg/dl 및 584 mg/dl 농도의 포도당이 함유된 시료를 본 발명의 바이오센서(100)에 제공하였고, 시간에 따른 반사율을 측정하여, 10개의 바이오센서(100)의 평균 반사율 값을 도 9에 나타내었다.

측정변량 2에서, 3㎕, 5㎕, 7㎕, 10㎕ 및 14㎕의 정맥 혈액을 본 발명의 바이오센서(100)에 제공하였고, 반사율을 10초 후에 측정하여 개개의 반사율을 검정곡선을 사용하여 글루코스 농도로 전환하였다. 정확도로부터의 편차는 10개의 시험 담체의 평균 농도와 혈액 시료의 기준값으로부터 측정하여 표 1에 나타내었다.

측정변량 3에서, 3㎕, 5㎕, 7㎕, 10㎕ 및 14㎕의 정맥 혈액을 본 발명의 바이오센서(100)에 제공하였고, 반사율을 20초 후에 측정하여 개개의 반사율을 검정곡선을 사용하여 글루코스 농도로 전환하였다. 정확도로부터의 편차는 10개의 시험 담체의 평균 농도와 혈액 시료의 기준값으로부터 측정하여 표 2에 나타내었다.

측정변량 4에서, 3㎕, 5㎕, 7㎕, 10㎕ 및 14㎕의 정맥 혈액을 본 발명의 바이오센서(100)에 제공하였고, 반사율을 30초 후에 측정하여 개개의 반사율을 검정곡선을 사용하여 글루코스 농도로 전환하였다. 정확도로부터의 편차는 10개의 시험 담체의 평균 농도와 혈액 시료의 기준값으로부터 측정하여 표 3에 나타내었다.

B. 측정변량 1에 경우에, 도 9에 나타난 바와 같이 20초 이내에 모든 발색이 완료되어지고, 57mg/dl ~ 493mg/dl 포도당 농도 범위 내에서 그 반사율 값이 농도 의존적으로 증가함을 알 수 있었다.

측정변량 2에 경우, 본 발명의 바이오센서는 반응 10초 후에 측정하였을 때, 3㎕ 내지 14㎕ 범위의 정맥 혈액 시료를 사용 시에 아무런 문제없이 반사율 증가가 나타남을 알 수 있었다.

측정변량 3에 경우, 본 발명의 바이오센서는 반응 20초 후에 측정하였을 때, 3㎕ 내지 14㎕ 범위의 정맥 혈액 시료를 사용 시에 아무런 문제없이 반사율 증가가 나타남을 알 수 있었다.

측정변량 4에 경우, 본 발명의 바이오센서는 반응 30초 후에 측정하였을 때, 3㎕ 내지 14㎕ 범위의 정맥 혈액 시료를 사용 시에 아무런 문제없이 반사율 증가가 나타남을 알 수 있었다.

시료 부피	검정곡선에 따라 계산된 농도(㎎/㎗)	기준값으로부터의 편차(%)
3㎕	150.3	2.95
5㎕	148.2	1.51
7㎕	146.4	0.27
10㎕	144.8	-0.82
14㎕	141.3	-3.22

<측정변량 2에서의 시험 부피에 따른 오차>

시료 부피	검정곡선에 따라 계산된 농도(㎎/㎗)	기준값으로부터의 편차(%)
3㎕	147.2	0.82
5㎕	146.3	0.21
7㎕	145.6	-0.27
10㎕	143.1	-1.99
14㎕	139.7	-4.32

<측정변량 3에서의 시험 부피에 따른 오차>

시료 부피	검정곡선에 따라 계산된 농도(㎎/㎗)	기준값으로부터의 편차(%)
3㎕	147.6	1.10
5㎕	148.3	1.58
7㎕	147.4	0.96
10㎕	142.7	-2.26
14㎕	140.1	-4.04

<측정변량 4에서의 시험 부피에 따른 오차>

실험례 2. 바이오센서의 헤마토크리트(Haematocrit) 영향 조사

A. 측정변량 5에서, 20% 및 60%의 헤마토크리트를 포함하는 정맥 혈액을 본 발명의 바이오센서(100)에 제공하였고, 반사율을 10초 후에 측정하여 개개의 반사율을 검정곡선을 사용하여 글루코스 농도로 전환하였다. 정확도로부터의 편차는 10개의 시험 담체의 평균 농도와 혈액 시료의 기준값으로부터 측정하여 표 4에 나타내었다.

측정변량 6에서, 20% 및 60%의 헤마토크리트를 포함하는 정맥 혈액을 본 발명의 바이오센서(100)에 제공하였고, 반사율을 20초 후에 측정하여 개개의 반사율을 검정곡선을 사용하여 글루코스 농도로 전환하였다. 정확도로부터의 편차는 10개의 시험 담체의 평균 농도와 혈액 시료의 기준값으로부터 측정하여 표 5에 나타내었다.

B. 측정변량 5에 경우, 본 발명의 바이오센서는 반응 10초 후에 측정하였을 때, 30% 내지 60%범위의 헤마토크리트를 포함하는 정맥 혈액 시료를 사용 시에 아무런 문제없이 반사율 증가가 나타남을 알 수 있었다.

측정변량 6에 경우, 본 발명의 바이오센서는 반응 20초 후에 측정하였을 때, 30% 내지 60%범위의 헤마토크리트를 포함하는 정맥 혈액 시료를 사용 시에 아무런 문제없이 반사율 증가가 나타남을 알 수 있었다.

20% 헤마토크리트의 혈액		60% 헤마토크리트의 혈액
검정곡선에 따라 계산된 농도(㎎/㎗)	기준값으로부터의 편차(%)	검정곡선에 따라 계산된 농도(㎎/㎗)	기준값으로부터의 편차(%)
57.4	0.70	57.80	1.40
146.1	0.76	146.6	1.10
243.9	0.79	243.7	0.70
366.1	-1.05	365.3	-1.27
490.3	-0.55	486.8	-1.26

<측정변량 5에서의 헤마토크리트의 영향 조사>

20% 헤마토크리트의 혈액		60% 헤마토크리트의 혈액
검정곡선에 따라 계산된 농도(㎎/㎗)	기준값으로부터의 편차(%)	검정곡선에 따라 계산된 농도(㎎/㎗)	기준값으로부터의 편차(%)
57.1	0.18	58.1	1.93
145.8	0.55	147.2	1.52
242.9	0.37	244.1	0.87
367.4	-0.70	363.1	-1.86
488.9	-0.83	484.5	-1.72

<측정변량 6에서의 헤마토크리트의 영향 조사>

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10: 커버층
11: 엠보싱
12: 주입구
13: 받침부
20: 분석물 검출층
20a: 적혈구 분리부
20b: 시료반응부
21: 스페이서
30: 접착층
41: 조사용 개구부
40: 캐리어층
100: 바이오센서

Claims

샘플이 주입되는 주입구;
상기 주입구와 연통하며 제 1 방향으로 형성된 제 1 모세관 채널;
상기 제 1 모세관 채널과 연통하며 상기 제 1 방향과 수직 또는 교차하는 제 2 방향으로 형성된 제 2 모세관 채널;
상기 제 2 모세관 채널과 연통하며 상기 제 1 방향으로 형성된 제 3 모세관 채널; 및
상기 제 3 모세관 채널과 접촉된 시료반응부를 포함하고 상기 시료반응부는 시료와 반응하여 발색 변화하는 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 1 항에 있어서,
a는 상기 제 1 모세관 채널의 모세관힘이며, b는 상기 제 2 모세관 채널의 모세관힘이며, c는 상기 제 3 모세관 채널의 모세관힘이며, 그리고
a<b<c인 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 1 항에 있어서,
a는 상기 제 1 모세관 채널의 모세관힘이며, c는 상기 제 3 모세관 채널의 모세관힘이며, 그리고
a<c인 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 1 항에 있어서,
b는 상기 제 2 모세관 채널의 모세관힘이며, c는 상기 제 3 모세관 채널의 모세관힘이며, 그리고
b<c인 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
삭제
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 모세관 채널은 복수의 모세관 채널로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 모세관 채널은 외기와 연통하는 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바이오센서는 스트립(strip)형이며, 그리고
상기 제 1 방향은 상기 바이오센서의 길이방향인 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 방향은 상기 바이오센서의 폭방향인 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 모세관 채널은 상기 시료반응부를 포함하는 분석물 검출층 내의 기공에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 10 항에 있어서,
상기 분석물 검출층은 적혈구 분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
바이오 센서.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
캐리어층 및 커버층을 더 포함하며,
상기 제 1 내지 제 3 모세관 채널은 상기 캐리어층과 상기 커버층 사이에 형성되며, 그리고
상기 제 1 모세관 채널은 상기 커버층에 엠보싱되어 형성되는 것을 특징으로 하는,
바이오센서.