KR101507377B1 - 혈당측정용 바이오칩 및 그를 포함하는 스마트폰용 혈당측정기 - Google Patents

혈당측정용 바이오칩 및 그를 포함하는 스마트폰용 혈당측정기 Download PDF

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Abstract

혈당측정용 바이오칩 및 그를 포함하는 스마트폰용 혈당측정기가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따르면 일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 반응영역에 오목부가 형성된 기판; 기판의 일면에 대향하여 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을 포함하는 혈당측정용 바이오칩이 제공된다. 이에 의하여, 휴대가 용이한 혈당측정용 바이오칩과 CMOS 이미지 센서를 이용하여 간편하게 혈당 측정을 가능하게 하고, 특히, 스마트폰에 장착된 CMOS 이미지 센서를 이용하여 간편하게 혈당을 측정할 수 있으며, 스마트폰에 설치된 혈당측정 어플리케이션에 의해 혈당을 정량적으로 측정하여 확인할 수 있다.

Description

혈당측정용 바이오칩 및 그를 포함하는 스마트폰용 혈당측정기{Biochip For Measuring Blood Glucose, and Apparatus For Measuring Blood Glucose For Smart Phone Including The Same}
본 발명은 혈당측정용 바이오칩에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 혈당과 반응시약에 따른 컬러강도변화에 따라 혈당을 정량적으로 측정할 수 있는 혈당측정용 바이오칩 및 그를 포함하는 스마트폰용 혈당측정기에 관한 것이다.
최근, 대표적인 성인병의 하나인 당뇨병으로 치료를 받고 있는 환자가 지속적으로 증가하고 있는 추세이며, 이러한 추세에 따라 당뇨병 환자의 혈당을 측정하는 기술에 대한 관심과 수요가 급격히 증가하고 있는 실정이다.
그러나, 종래의 혈당 측정 장치는 예를 들어 생물학적 효소 방식을 사용하여 2~3일에 한 번씩 효소 센서를 교환해야 하는 등 사용이 번거로운 문제점이 있다. 또한, 혈당 측정 장치의 구조가 복잡하여 제작이 어렵고, 부피가 커 휴대가 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 실제 사용 환경에서, 정확성 및 신뢰성이 담보된 실시간 혈당 측정 결과를 기반으로 하면서도 사용자 편의성을 개선할 수 있는 혈당측정 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2007-0006304호
본 발명의 목적은 간단한 구성으로 휴대가 간편하며 실시간 혈당 측정이 가능한 혈당측정용 바이오칩을 제공하고, 기존의 스마트폰에 부착되어 있는 CMOS 이미지 센서를 이용하여 혈당측정용 바이오칩에 유입된 혈액의 혈당을 측정하며, 스마트폰에 설치된 혈당 측정 어플리케이션을 통해 혈당을 정량적으로 측정할 수 있는 스마트폰용 혈당측정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 상기 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 상기 반응영역에 오목부가 형성된 기판;
상기 기판의 상기 일면에 대향하여 상기 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및
상기 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을
포함하는 혈당측정용 바이오칩이 제공된다.
상기 혈당측정용 바이오칩이 상기 반응영역 상에 캡부재를 추가로 포함할 수 있다.
상기 캡부재가 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 볼록부의 볼록하게 나온 부분과 상기 오목부의 오목하게 들어간 부분이 서로 멀어지는 방향으로 상호 결합하여 공간을 형성할 수 있다.
상기 오목부가 혈당을 수용하고, 광자 검출영역을 형성할 수 있다.
상기 공간이 혈당을 수용하고, 광자 검출영역을 형성할 수 있다.
상기 다공성 분리막이 니트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 및 부직섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 실리카 나노입자가 친수성 작용기로 기능화(hydrophilic functional group functionalized)된 것일 수 있다.
상기 친수성 작용기가 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 실리카 나노입자가 직경이 10 내지 300nm인 것일 수 있다.
상기 반응 시약이 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)와 크로모겐(chromogen)을 포함할 수 있다.
상기 글루코스 옥시다아제가 상기 실리카 나노입자에 고정(immobilized)된 글루코스 옥시다아제를 포함할 수 있다.
상기 크로모겐이 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)), O-디아니시딘(O-Dianisidine), O-톨루이딘-블루(O-Toluidine-Blue), 요오드화칼륨(Potassium Iodide), 테트라메틸벤지딘(Tetra methyl benzidine), 8-아닐리노-1-나프탈렌 설폰산 암모늄 결합-메타[3-메틸-2-벤조티아졸리논히드라존] N-설포닐 벤젠설포네이트 모노소디움 (Meta[3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지리딘과 시린갈다진 (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine), 프리마퀸디포스페이트(Primaquine diphosphate), 티아졸옐로우 G (thiazole yellow G) 및 아우라민 O-무수물(Auramine O-anhydrous)로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다.
상기 반응시약이 퍼옥시다아제(Peroxidase)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기판이 상기 혈당유입영역과 멀어지는 방향으로 상기 반응영역과 연결된 혈당흡수영역을 추가로 형성하고, 상기 혈당측정용 바이오칩이 상기 혈당흡수영역 상에 흡수부재를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기판 및 상기 캡부재가 광투과성인 것일 수 있다.
상기 기판 및 상기 캡부재 중 1종 이상은 각각 독립적으로 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드 및 유리로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 혈당측정용 바이오칩은, 상기 기판과 상기 캡부재 사이에 제1접착부재, 및 상기 캡부재와 상기 다공성 분리막 사이에 제2접착부재 중에서 선택된 1종 이상이 개재되고, 상기 제1접착부재가 상기 혈당유입영역, 반응영역, 혈당흡수영역에 대응하여 관통구가 형성되고, 상기 제2접착부재가 혈당이 통과하도록 상기 혈당유입영역에 대응하여 혈당 관통구가 형성될 수 있다.
상기 캡부재는 상기 캡부재의 일단이 상기 제2접착부재의 혈당 관통구의 전부 또는 일부와 상호 겹치지 않는 것일 수 있다.
상기 혈당측정용 바이오칩이 다공성 분리막 상에 패드부재를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면,
일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 상기 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 상기 반응영역에 오목부가 형성된 기판; 상기 기판의 상기 일면을 대향하여 상기 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및 상기 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을 포함하는 혈당측정용 바이오칩; 및
상기 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수를 측정하는 CMOS 이미지 센서;를
포함하는 혈당측정기가 제공된다.
상기 투과하는 광자수는 상기 혈당측정용 바이오칩의 광자 검출영역인 상기 오목부를 투과하는 광자수일 수 있다.
상기 CMOS 이미지 센서는 스마트폰에 장착될 수 있다.
상기 스마트폰은 상기 CMOS 이미지 센서에 의해 측정된 광자수를 정량적으로 표시하는 애플리케이션이 설치될 수 있다.
상기 애플리케이션은 혈당의 농도와 이에 따른 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수간의 관계를 측정한 데이터 베이스를 기반으로 혈당의 농도를 정량적으로 표시하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 휴대가 용이한 혈당측정용 바이오칩과 CMOS 이미지 센서를 이용하여 간편하게 혈당 측정을 가능하게 하고, 특히, CMOS 이미지 센서를 스마트폰에 장착한 스마트폰용 혈당측정기를 이용하여 장소와 시간에 구애 받지 않고 간편하게 혈당을 측정할 수 있으며, 설치된 혈당측정 어플리케이션에 의해 혈당을 정량적으로 실시간 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리카 나노입자와 반응시약의 도입 전 혈당측정용 바이오칩의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리카 나노입자와 반응시약의 도입 후 혈당측정용 바이오칩의 분해 사시도이다.
도 4는 혈당 농도가 각각 다른 4개의 혈액샘플을 이용한 혈당측정에서 반응 전과 반응 후 본 발명의 혈당측정용 바이오칩을 비교한 사진이다.
도 5는 혈당 농도와 본 발명의 혈당측정용 바이오칩을 투과한 광자수간의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 혈당측정용 바이오칩의 혈당농도 예측값과 측정값 그래프의 직선성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 혈당측정기의 혈당농도와 광자수의 디지털 측정값 그래프의 직선성을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정기를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩의 반응시약 고정된 아민 기능화된 실리카 나노입자 도입 전의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩의 실리카 나노입자와 반응시약 도입 후의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정기(1)의 개략적인 구조를 설명하면, 혈당측정기(1)는 혈당측정용 바이오칩(100) 및 CMOS 이미지 센서(200)를 포함한다.
혈당측정용 바이오칩(100)에 대한 빛의 투과 정도를 CMOS 이미지 센서(200), 특히 스마트폰(미도시)에 장착된 CMOS 이미지 센서(200)를 사용하여 측정함으로써 신속하고 효과적인 혈당측정이 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩(100)은 일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역(112)과 상기 혈당유입영역(112)과 연결된 반응영역(114)이 형성되고, 상기 반응영역(114)에 오목부(116)가 형성된 기판(110); 상기 기판(110)의 상기 일면에 대향하여 혈당유입영역(112) 상에 배치된 다공성 분리막(130); 및 상기 기판(110)의 반응영역(114) 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약(140)을 포함한다.
상기 기판(110)은 광투과성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기판(110)의 소재로서 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드 또는 유리 등을 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스터를 사용할 수 있고, 이에 국한되지 않는다.
상기 기판(110)의 일면에는 혈당유입영역(112)과 이와 연결된 반응영역(114)이 형성된다. 반응영역(114)은 혈당유입영역(112)으로부터 멀어지는 방향으로 연장 형성될 수 있고, 혈당유입영역(112)과 반응영역(114)은 연속적으로 연결되어 있고 가시적인 경계가 있는 것은 아니다. 따라서 일부 구간에서 중첩될 수도 있다.
이때, 반응영역(114)의 일부에는 혈당을 포함하는 혈장의 일정량을 보유할 수 있는 오목부(116)가 형성될 수 있다. 오목부(116)는 아래에서 설명할 캡부재(120)의 볼록부(122)와 함께 광자 검출영역(A)을 형성할 수 있다. 광자 검출영역(A)에 관해서는 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
측정 대상이 되는 혈액이 본 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩(100)에 공급되면, 다공성 분리막(130)을 거쳐 혈구 및 단백질 등의 생체 고분자 물질을 제외한 혈당성분을 포함하는 혈장성분이 혈당유입영역(112)으로 유입되고, 반응영역(114)으로 이동할 수 있다. 반응영역(114) 상에는 실리카 나노입자와 반응시약(140)이 분포한다. 상기 혈액은 전혈(whole blood)일 수 있다.
캡부재(120)는 기판(110)의 반응영역(114) 상에 추가로 배치될 수 있으며, 기판(110)과 마찬가지로 광투과성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
캡부재(120) 소재로서 상술한 기판(110)의 소재로 사용할 수 있는 것을 모두 사용할 수 있다.
캡부재(120)는 기판(110)의 오목부(116)와 대응되는 위치에 볼록부(122)를 형성할 수 있고, 볼록부(122)의 볼록하게 나온 부분과 오목부(116)의 오목하게 들어간 부분이 서로 멀어지는 방향으로 상호 결합하여 공간을 형성할 수 있다.
상기 공간은 반응영역(114)으로 흘러 들어온 혈당이 포함된 혈장의 일부를 수용하고, 이곳을 통과한 빛이 CMOS 이미지 센서(200)에 의해 광자수를 검출하는 기준이 된다. 따라서 오목부(116)와 볼록부(122)가 이루는 영역은 광자 검출영역(A)을 형성할 수 있다.
상기 광자 검출영역(A)은 캡부재(120)가 사용되지 않는 경우 오목부(116) 만으로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 오목부(116)와 볼록부(122)가 결합한 부분일 수 있다.
이와 같은 광자 검출영역(A)이 구비됨으로써 반응시약과 반응하는 혈당을 포함하는 혈장의 수용이 안정적으로 될 수 있고, 광자 검출영역(A)의 두께가 오목부(116)의 깊이와 볼록부(122)의 높이의 합까지 확보되므로, 내부의 컬러 강도에 따른 빛의 투과율을 정확하게 센서에 반영할 수 있는 이점이 있다. 또한 반응시간의 단축과 정확한 광검출영역이 확보된다.
다공성 분리막(130)은 기판(110)상의 혈당유입영역(112)과 대응되는 위치에 배치되며, 샘플 혈액의 전체성분을 포함하는 전혈(Whole blood)로부터 혈구 및 단백질 등의 생체 고분자를 걸러내는 필터이다.
경우에 따라, 다공성 분리막(130) 상에는 패드(150)를 추가로 구비하여 혈당 측정을 위한 샘플 혈액을 직접 수용하고 1차적으로 필터링하는 영역으로 사용될 수 있다. 이와 같은 패드(150)는 유리섬유, 멤브레인 등으로 제조할 수 있으나 여기에 한정되지 않는다. 상기 멤브레인으로서 니트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 또는 폴리메틸메타크릴레이트를 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이 기판(110)의 일측에 배치된 다공성 분리막(130)은 다공성 분리막(130)과 기판(110)과의 사이에 캡부재(120)의 일단을 개재시킴으로써, 캡부재(120)을 기판(110)에 결합하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 다공성 분리막(130)의 소재는 니트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 부직섬유 등을 적용할 수 있다.
실리카 나노입자와 반응시약(140)은 기판(110)의 반응영역(114) 상에 배치되며, 상기 실리카 나노입자는 친수성 작용기로 기능화(hydrophilic group functionalized)된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 친수성 작용기는 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 및 티올기 등을 적용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아민기를 적용할 수 있다.
상기 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 및 티올기는 각각 독립적으로 C1 내지 C30, 바람직하게는 C1 내지 C20, 보다 바람직하게는 C1 내지 C10, 보다 더욱 바람직하게는 C1 내지 C6일 수 있다.
상기 아민기는 1차 아민기(-NH2), 또는 2차 아민기(-NRH)일 수 있고, 바람직하게는 1차 아민기일 수 있다. 여기서 R은 알킬기이다.
본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"란 별도의 정의가 없는 한, 직쇄형, 분쇄형 또는 환형의 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다. 알킬기는 적어도 하나의 이중결합 또는 삼중결합을 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"일 수도 있다. 알킬기는 C1 내지 C14 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로는 C1 내지 C10 알킬기 또는 C1 내지 C6 알킬기일 수도 있다.
예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자, 즉, 알킬쇄는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.
구체적인 예를 들어 상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 의미한다.
상기 반응시약(140)은 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase) 및 크로모겐(chromogen)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 크로모겐은 상기 혈당 함량에 따라 소정의 컬러 강도(color intensity)를 나타내는 염료 역할을 수행하는 것이다. 이와 같은 크로모겐은 무색을 나타내는 환원된 상태인 것을 사용하고, 산화 정도에 따라 크로모겐 종류에 따른 소정의 컬러 강도를 나타낼 수 있다. 다시 말해, 크로모겐의 산화정도가 높을수록 컬러가 진해진다.
반응시약 및 크로모겐 중 어느 하나 이상은 정전기적 인력에 따라 친수성 작용기로 기능화된 실리카 나노입자에 고정될 수 있다.
친수성 작용기로 기능화된 실리카 나노입자는 본 발명의 혈당측정용 바이오칩(100)의 성능향상에 도움을 줄 수 있다. 일반적으로 실리카 나노입자는 화학적 안정성, 열 안정성 및 생물학적 적합성을 구비하고 있다.
상기 실리카 나노입자는 친수성이므로 혈당을 포함하는 혈장을 상기 실리카 나노입자가 분포된 반응영역에서 균일하고 신속하게 흐르게 하여 혈당측정을 정확하고 빠르게 수행할 수 있도록 한다. 바람직하게는 실리카 나노입자에 친수성 작용기를 결합시켜 기능화하여 친수성을 높여 주면 더욱 더 정확하고 빠르게 혈당을 측정할 수 있다.
상기 실리카 나노입자는 그 직경이 가시광선의 파장보다 작은 것이 좋으며, 구체적으로 10 내지 300nm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 내지 200nm, 보다 더욱 바람직하게는 50 내지 100nm인 것을 사용할 수 있다. 상기 실리카 나노입자의 직경이 10nm 보다 작은 경우에는 작업성이 저하되며, 직경이 300nm를 초과하는 경우에는 광투과성이 저하된다.
상기 크로모겐은 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)), O-디아니시딘(O-Dianisidine), O-톨루이딘-블루(O-Toluidine-Blue), 요오드화칼륨(Potassium Iodide), 테트라메틸벤지딘(Tetra methyl benzidine), 8-아닐리노-1-나프탈렌 설폰산 암모늄 결합-메타[3-메틸-2-벤조티아졸리논히드라존] N-설포닐 벤젠설포네이트 모노소디움 (Meta[3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지리딘과 시린갈다진 (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine), 프리마퀸디포스페이트(Primaquine diphosphate), 티아졸옐로우 G (thiazole yellow G), 아우라민 O-무수물(Auramine O-anhydrous) 등을 적용할 수 있다.
상기 반응시약에서 상기 글루코스 옥시다아제의 함량은, 크로모겐(chromogen) 중량에 대한 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)의 중량비가 0.01 내지 40, 보다 바람직하게는 0.05 내지 20, 보다 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10일 수 있다. 여기서 상기 중량의 비가 0.01 미만이면 혈당의 산화반응속도가 작아지고, 40을 초과하면 혈당의 산화반응의 속도증가가 미미하다.
또한, 상기 반응시약은 퍼옥시다아제(Peroxidase)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 퍼옥시다아제는 상기 크로모겐의 산화 반응을 촉진하는 촉매역할을 수행할 수 있다.
상기 퍼옥시다아제의 함량은, 글루코스 옥시다아제에 대한 퍼옥시디아제의 중량비가 0.01 내지 10, 바람직하게는 0.05 내지 5, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2일 수 있다. 여기서 글루코스 옥시다아제에 대한 퍼옥시디아제의 중량비가 0.01 미만이면 크로모겐의 산화반응 속도가 작아지고, 10을 초과하면 크로모겐의 산화반응의 속도 증가가 미미할 수 있다.
반응 예로 혈당과 글루코스 옥시다아제의 반응 및 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid), ABTS)의 산화반응에 따른 컬러 강도(color intensity) 변화는 다음의 반응식 1 및 2로 표시될 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112013060992903-pat00001
[반응식 2]
Figure 112013060992903-pat00002
반응식 1 및 2에 따르면, 혈액에 포함된 혈당(Glucose)이 글루코스 옥시다아제(Glucose oxidase)와 반응하면 과산화수소(H2O2)가 생성되고, ABTS는 과산화수소와 반응하여 산화하면서 무색에서 녹색으로 변하며, 산화 정도가 높을수록 녹색이 짙어진다.
상기 기판(110)의 혈당유입영역(112)과 멀어지는 방향으로 반응영역(114)와 연결된 부분에 혈당흡수영역을 추가로 포함할 수 있고, 상기 혈당흡수영역 상에 흡수부재(170)를 추가로 구비할 수 있다. 혈당을 포함하는 혈장의 유입량이 많을 때 혈장의 일부는 반응 영역(114)을 지나 흡수부재(170)에 흡수되어 혈장이 혈당측정용 바이오칩(100) 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩(100)은, 기판(110) 및 다공성 분리막(130) 사이에 개재된 제1접착부재(160) 및 제2접착부재(180)를 추가로 포함할 수 있다.
상세하게는, 제1접착부재(160)는 기판(110)과 캡부재(120) 사이에 개재될 수 있고, 제2접착부재(180)는 캡부재(120)와 다공성 분리막(130) 사이에 개재될 수 있다.
또한, 제1접착부재(160)에는 상기 혈당유입영역(112), 반응영역(114) 및 혈당흡수영역(118)에 대응하여 관통구(162))가 형성되고, 제2접착부재(180)에는 혈당이 통과하도록 혈당 관통구(182)가 형성될 수 있다.
제1 및 제2접착부재(160, 180)는 접착필름 또는 접착제를 사용하여 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 혈당측정기(1)는 혈당측정용 바이오칩(100)와 CMOS 이미지 센서(200)를 포함한다.
여기서, 혈당측정용 바이오칩(100)은 상기 설명한 내용과 같으므로 상세한 설명은 그 부분을 참조하기로 한다.
CMOS 이미지 센서(200)(CIS, CMOS Image Sensor)는 광신호를 검출하여 디지털 전기 신호로 변환하는 센서로서, 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝(scanning) 방식으로 구현할 수 있으며 신호 처리 회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능하다. 또한 CMOS 공정 기술을 호환하여 사용할 수 있어 제조 단가를 낮출 수 있으며, 전력 소모 또한 매우 낮아 배터리 용량이 제한적인 제품에도 적용이 용이하다.
CMOS 이미지 센서(200)의 원리는 다음과 같다. 센서 내에 단일 광다이오드가 있는데 여기서 빛의 흡수 및 다른 신호로 변환하는 작업이 이루어진다. 이와 같은 과정은 광전효과 원리에 따른다. 광자가 전하의 형태로 축적되어 전자로부터 변환될 때 그 양은 광자가 CMOS 이미지 센서에 닿아 검출되는 숫자에 비례한다. 축적된 전하들은 아날로그 전압 형태로 증폭되고 이는 디지털 숫자로 변환될 수 있다. 디지털 아웃풋에 표시되는 숫자들은 광자가 이미지 센서에 검출되는 숫자에 비례한다. 만약 이미지 센서 표면에 다른 물질이 있어 광자의 지나감을 방해하게 된다면, 디지털 아웃풋 숫자는 감소할 수 있다.
본 실시예에 따르면 광원으로 가시광선을 사용할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
위와 같은 CMOS 이미지 센서는 스마트폰(미도시) 또는 카메라(미도시)에 장착될 수 있다. 특히, 스마트폰의 CMOS 이미지 센서(200)를 사용하여 혈당을 측정하면 매우 신속하고 효과적으로 혈당을 측정할 수 있다.
구체적으로는, CMOS 이미지 센서를 장착한 스마트폰에 광자수를 정량적으로 표시할 수 있는 애플리케이션이 설치될 수 있다.
또한, 미리 다양한 혈당 농도를 갖는 샘플을 확보하여 혈당농도와 이에 따른 측정 광자수와의 관계 데이터 베이스를 확보한 후, 상기 데이터 베이스를 애플리케이션에 적용할 수 있다. 이와 같은 애플리케이션을 작동시키는 경우, 혈액 샘플을 혈당측정용 바이오칩에 주입하고 반응 시키면, CMOS 이미지 센서에 의해 검출된 광자수가 곧바로 혈당농도로 표시될 수 있다.
이와 같은 애플리케이션은 CMOS 이미지 센서가 장착된 카메라에 내장될 수 있음은 물론이다.
실시예
제조예 1: 반응시약 용액의 제조
글루코스 옥시다아제(100,000 units/g) 5 mg을 정제수 2.5 ml에 투입하여 글루코스 옥시다아제 용액을 제조하였다. 퍼옥시다아제(300 units/g) 5 mg을 정제수 2.5 ml에 투입하여 퍼옥시다아제 용액을 준비하였다. ABTS 20 mg을 정제수 1 ml에 투입하여 35 mM의 ABTS 용액을 준비하였다.
제조된 모든 용액을 사용 전까지 냉장고에 보관했다. 글루코스 옥시다아제용액, 퍼옥시다아제 용액 및 ABTS 용액을 2:2:1의 부피비로 혼합해 반응시약용액을 준비했다.
제조예 2: 아민 기능화된 실리카 나노입자의 제조
암모니아 6.16 ml를 0.5 ml의 아미노프로필트리에톡시실란과 혼합한 후 6.95 ml의 에탄올과 4.48 ml의 정제수에 첨가하여 1시간 동안 교반한다. 여기에 2.5 ml의 테트라에톡시실란을 첨가하여 제조했다.
제조예 3: 아민 기능화된 실리카 나노입자와 반응시약의 혼합물의 제조
제조예 2의 아민 기능화된 실리카 나노입자 1 mg을 제조예 1의 반응시약용액 0.1 ml에 투입하고 혼합하여 반응시약이 고정된 아민 기능화된 실리카 나노입자와 반응시약의 혼합물을 준비하였다.
아민 기능화된 실리카 나노입자는 혈당측정용 바이오칩에서 중요한 역할을 한다. 보통 실리카 나노입자는 화학 안정성, 광투명성, 저온 인캡슐레이션, 열안정성, 및 생체적합성을 갖는다. 특히 글루코스 옥시다아제와 크로모겐은 정전기적 인력으로 아민 기능화된 실리카 기판에 고정될 수 있다.
제조예 4: 혈당측정용 바이오칩의 제조
도 1 내지 3을 참고하여 본 발명의 혈당측정용 바이오칩의 제조방법을 설명한다.
먼저, 친수성 PET(polyethylene terephthalate) 필름, 유리섬유 멤브레인으로 만들어진 샘플 패드, 혈장분리 멤브레인, 양면접착테이프, 및 흡수패드를 준비하였다.
친수성 PET 필름(가로x세로x두께=24x8x0.1mm)으로 이루어진 기판(110)의 중앙부에 프레스를 사용하여 반응영역(114)상에 4mm 지름과 0.2mm의 깊이를 갖는 검출영역(A)인 원형의 오목부(116)를 형성하였다.
다음으로, 제조예 3에 따른 반응시약이 고정된 아민 기능화된 실리카 나노입자와 분석시약의 혼합물(140) 15㎕를 상기 기판(160) 상의 반응영역(114)에 공급하여 가로방향의 직경이 15mm 되게 타원형으로 코팅하고, 사용시까지 냉장고에 보관하였다.
관통구(162)를 중앙부에 갖는 양면테이프 1 (가로x세로x두께=24x8x0.1mm) (160)의 4개의 모서리를 상기 기판(110)의 4개의 모서리와 일치하도록 하여 기판상에 배치하였다.
이후, 친수성 PET 필름으로 이루어진 탑레이어(가로x세로x두께=10x8x0.1mm)(120)의 중앙부에 프레스를 사용하여 3mm의 지름과 0.2mm의 높이를 갖는 원형의 볼록부(122)를 형성하고, 기판의 오목한 부분과 탑레이어의 볼록한 부분이 서로 멀어지는 방향으로 탑레이어(top layer) (120)를 기판(110) 상에 배치시켜 공간을 형성하고, 그 사이에 상기 양면테이프 1(160)의 단부가 개재되도록 하여 기판(110)과 탑레이어(120)를 결합하였다. 여기서 상기 공간은 광자의 검출영역(A)을 형성한다.
흡수 용량이 높은 셀룰로오스 섬유로 제조된 흡수패드(가로x세로x두께=8x8x0.1mm) (170)를 상기 기판(110)의 혈당유입영역(112)과 멀어지는 방향으로 상기 반응영역(114)과 연결된 혈당흡수영역(118)이 형성된 기판상의 말단에 접착시켜 초과된 혈장을 흡수하도록 하였다.
다음으로, 혈장분리 멤브레인(가로x세로x두께=6x8x0.1mm)(130)의 일단을 탑레이어(120)의 일단과 겹치도록 하고 혈장분리 멤브레인과, 상기 탑레이어 및 상기 양면접착테이프 1 사이에 양면접착테이프 2(가로x세로x두께=6x8x0.1mm)를 개재시켜 접착했다. 여기서 혈장분리 멤브레인의 모서리와 기판의 모서리가 서로 일치하도록 배치하였다.
또한 상기 양면접착테이프 2는 3mm 지름의 혈당 관통구가 중앙에 형성된 것을 사용하였다. 이때, 상기 샘플패드(150)와 흡수패드(170)는 상기 기판(110)의 모서리와 서로 일치하도록 접착시켜 혈액샘플의 누설을 방지하고 패킹 역할을 하도록 하였다. 상기 양면접착테이프 1 및 2는 혈당 통과 및 광 투과를 방해하지 않도록 관통구가 중앙부에 형성된 것을 사용하였다.
시험예 : 혈당농도와 광자수와의 관계분석
도 4는 혈당 농도가 각각 다른 4개의 혈액샘플(좌로부터 샘플 2, 샘플 7, 샘플 14, 샘플 24)을 이용한 혈당측정에서 반응 전 혈당측정용 바이오칩과 반응 후 혈당측정용 바이오칩을 비교한 사진이다.
도 4를 참고하면, 혈당 농도가 높아질수록 녹색이 더욱 짙어짐을 볼 수 있다.
다양한 농도의 혈당을 포함하는 혈액을 마우스와 고지방 다이어트 마우스(HFD)로부터 ipGTT의 피딩(feeding) 후에 다양한 시간 간격으로 채취하였다. 샘플을 마우스로부터 5시간, 20시간의 금식 후에 채취되었고, 또한 피딩 후 0 분, 15 분, 30 분, 60 분, 120 분, 140 분 후에 채취했다. 또한 샘플을 고지방 다이어트 마우스로부터 0 분, 30 분, 90 분, 120 분 및 160 분 후에 채취하여 28개의 혈액샘플을 준비하였다.
준비된 샘플들의 혈당 농도를 GM 9 혈당분석기와 Accu-check point-of-care 혈당센서로 측정하였고, 본 발명의 혈당측정용 바이오칩에 상기 28개의 샘플 혈액을 주입하여 3분간 혈당과 반응시약이 반응하도록 하여 CMOS 이미지 센서로 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수를 측정하였다. 광자 분석을 위하여 NOON0PC30L, 110000 active single chip CMOS image sensor를 사용하였다.
이와 같이 진행된 실험에서 혈당의 농도와 이에 따른 광자수 분석결과는 아래 표 1 및 도 5의 그래프와 같다.
샘플 혈당농도 (㎍/㎖) CMOS SENOR에 의한 광자수
(A.U.)
GM9 Accu-Check
1 110 102 161
2 131 126 159
3 163 153 146
4 178 149 143
5 183 165 143
6 193 178 139
7 246 216 121
8 249 183 119
9 262 258 115
10 269 283 115
11 291 301 106
12 308 261 100
13 316 321 94
14 321 299 87
15 330 317 85
16 366 369 73
17 378 367 70
18 380 351 67
19 388 385 58
20 416 450 50
21 437 421 45
22 443 427 44
23 448 469 45
24 452 415 45
25 472 467 37
26 491 515 36
27 494 484 36
28 586 548 31
표 1 및 도 5를 참조하면, 혈당의 농도가 증가할수록 측정된 광자수는 감소하였다. 이는 혈당의 농도가 증가할수록 혈당측정용 바이오칩의 광자 검출영역의 컬러가 짙어지므로 광투과율이 낮아지기 때문이다.
도 6에서 가로축의 Expected value는 GM9의 혈당농도 측정값이고, 세로축의 observed value는 Accu-Check 기기에서의 혈당농도 측정값이다. 도 7에서 가로축의 혈당농도는 GM9에서 측정된 혈당농도 측정값이다.
도 6 및 7을 참고하면, GM9와 Accu-Check사이의 혈당 농도에 대한 그래프 직선성은 0.9712를 보였고, 광자수에 대한 그래프 직선성은 0.9663을 보여주어 이와 같은 실험 결과를 데이터 베이스화한 경우, 측정하고자 하는 혈액을 혈당측정용 바이오칩에 떨어뜨려 광자수를 측정하면 해당 혈액의 혈당을 실시간으로 측정할 수 있으며, 이를 스마트폰 애플리케이션에 활용하면 혈당측정이 매우 간편하고 정확해 질 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1: 혈당측정기 100: 혈당측정용 바이오칩
110: 기판 120: 캡부재
130: 다공성 분리막 140: 실리카 나노입자와 반응시약
150: 패드 160: 제1접착층
170: 흡수부재 180: 제2접착층
200: CMOS 이미지 센서

Claims (24)

  1. 일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 상기 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 상기 반응영역에 오목부가 형성된 기판;
    상기 기판의 상기 일면에 대향하여 상기 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및
    상기 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을 포함하고,
    상기 오목부가 혈당을 수용하고, 광자 검출영역을 형성하는 혈당측정용 바이오칩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혈당측정용 바이오칩이 상기 반응영역 상에 캡부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캡부재가 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 볼록부의 볼록하게 나온 부분과 상기 오목부의 오목하게 들어간 부분이 서로 멀어지는 방향으로 상호 결합하여 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 공간이 혈당을 수용하고, 광자 검출영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 분리막이 니트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 및 부직섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실리카 나노입자는 친수성 작용기로 기능화(hydrophilic functional group functionalized)된 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 친수성 작용기는 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실리카 나노입자가 직경이 10 내지 300nm인 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반응 시약이 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)와 크로모겐(chromogen)을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 글루코스 옥시다아제가 상기 실리카 나노입자에 고정(immobilized)된 글루코스 옥시다아제를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 크로모겐이 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)), O-디아니시딘(O-Dianisidine), O-톨루이딘-블루(O-Toluidine-Blue), 요오드화칼륨(Potassium Iodide), 테트라메틸벤지딘(Tetra methyl benzidine), 8-아닐리노-1-나프탈렌 설폰산 암모늄 결합-메타[3-메틸-2-벤조티아졸리논히드라존] N-설포닐 벤젠설포네이트 모노소디움 (Meta[3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지리딘과 시린갈다진 (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine), 프리마퀸디포스페이트(Primaquine diphosphate), 티아졸옐로우 G (thiazole yellow G) 및 아우라민 O-무수물(Auramine O-anhydrous)로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 반응시약이 퍼옥시다아제(Peroxidase)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 기판이 상기 혈당유입영역과 멀어지는 방향으로 상기 반응영역과 연결된 혈당흡수영역을 추가로 형성하고,
    상기 혈당측정용 바이오칩이 상기 혈당흡수영역 상에 흡수부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 캡부재가 광투과성인 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 캡부재 중 1종 이상은 각각 독립적으로 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드 및 유리로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 혈당측정용 바이오칩은,
    상기 기판과 상기 캡부재 사이에 제1접착부재, 및 상기 캡부재와 상기 다공성 분리막 사이에 제2접착부재 중에서 선택된 1종 이상이 개재되고,
    상기 제1접착부재가 상기 혈당유입영역, 반응영역, 및 혈당흡수영역에 대응하여 관통구가 형성되고,
    상기 제2접착부재가 혈당이 통과하도록 상기 혈당유입영역에 대응하여 혈당 관통구가 형성되는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 캡부재의 일단이 상기 제2접착부재의 혈당 관통구의 전부 또는 일부와 상호 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 혈당측정용 바이오칩이 다공성 분리막 상에 패드부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
  20. 일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 상기 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 상기 반응영역에 오목부가 형성된 기판; 상기 기판의 상기 일면을 대향하여 상기 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및 상기 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을 포함하는 혈당측정용 바이오칩; 및
    상기 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수를 측정하는 CMOS 이미지 센서;를
    포함하는 혈당측정기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 투과하는 광자수가 상기 혈당측정용 바이오칩의 광자 검출영역인 상기 오목부를 투과하는 광자수인 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 CMOS 이미지 센서는 스마트폰에 장착되는 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 스마트폰이 상기 CMOS 이미지 센서에 의해 측정된 광자수를 정량적으로 표시하는 애플리케이션이 설치되는 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 애플리케이션이 혈당의 농도와 이에 따른 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수간의 관계를 측정한 데이터 베이스를 기반으로 혈당의 농도를 정량적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
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