KR101802469B1 - 진단 스트립 및 이를 이용하는 진단 시스템 - Google Patents

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Abstract

타겟과 반응하여 진단을 수행하는 진단 스트립으로, 진단 스트립은: 전력 제공부와 연결되어 진단 스트립에 구동 전력을 제공하는 커넥터(connector)와, 타겟을 포함하는 체액을 전달하는 인입 경로와, 타겟과 반응하고, 반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 반응부 및 구동 전력을 제공받아 반응부의 변화한 전기적 특성에 따라 도시 상태가 변화하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

진단 스트립 및 이를 이용하는 진단 시스템{Diagnosis Strip and Diagnosis System using the Same}
이하 설명되는 기술은 진단 스트립 및 이를 이용하는 진단 시스템에 관한 것이다.
기존의 검사용 스트립은 스트립(Strip) 제품만 구성되어 있어 채취한 혈액 등의 체액을 묻혀 별도의 측정기로 이용하여 혈액 내의 성분을 분석하였다. 종래의 스트립은 혈액 등의 체액을 묻혀서 별도의 측정기에 제공하는 운반자(carrier) 역할을 수행하는 것에 그치거나, 정확하지 않은 분석 결과를 제공하는데 그쳤다. 따라서, 체액을 운반하여 측정기에 제공하기 전까지 외부 물질에 오염이 이루어지는 등의 이유로 측정의 정확성을 담보할 수 없는 경우가 있었다.
체액을 채취한 후, 휴대용 단말을 이용하여 즉시 정량적으로 검사를 수행하고, 검사 결과를 확인할 수 있는 스트립 및 진단 시스템을 제공한다.
타겟과 반응하여 진단을 수행하는 진단 스트립으로, 진단 스트립은: 전력 제공부와 연결되어 진단 스트립에 구동 전력을 제공하는 커넥터(connector)와, 타겟을 포함하는 체액을 전달하는 인입 경로와, 타겟과 반응하고, 반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 반응부 및 구동 전력을 제공받아 반응부의 변화한 전기적 특성에 따라 도시 상태가 변화하는 디스플레이부를 포함한다.
진단 시스템은 체액에 포함된 타겟과의 반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 반응부와, 변화한 전기적 특성에 상응하도록 도시 상태가 변화하는 코드를 표시하는 디스플레이부와, 전력 제공부와 전기적으로 연결되어 구동 전력을 제공받는 커넥터와, 커넥터를 통하여 진단 스트립과 전기적으로 연결되어 진단 스트립에 구동 전력을 제공하는 전력제공부를 포함한다.
진단 스트립 및 진단 시스템에 의하면 체액을 인입 경로에 인입하고, 전력 제공부로부터 전력을 제공받아 즉시 검출 결과를 확인할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 진단 스트립의 개요를 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 진단 시스템의 개요를 도시한 블록도이다.
도 3는 일 실시예에 의한 진단 스트립의 개요를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 진단 스트립의 개요를 도시한 상부 투시도이다.
도 5는 진단 시스템의 동작을 개요적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 6 및 도 7은 진단 시스템의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8는 반응부와 디스플레이부의 개요적 회로도이다.
도 9은 디스플레이부와 개요 표시부를 포함하는 진단 스트립을 개요적으로 도시한 도면이다.
도 10는 진단 스트립의 개요를 도시한 사시도이다.
도 11은 진단 스트립의 단면을 개요적으로 도시한 단면도이다.
도 12은 진단 스트립의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 13는 디스플레이부의 개요를 도시한 개요도이다.
도 14(a) 내지 도 14(b)는 진단 시스템의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 15는 스마트 스트립과 전력 제공부인 휴대 단말이 연결된 상태를 도시한 도면이다.
제1 실시예
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 일 실시예에 의한 진단 스트립과 이를 이용한 진단 시스템(1)을 설명한다. 도 1은 일 실시예에 의한 진단 스트립(10)의 개요를 도시한 블록도(block diagram)이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 의한 진단 스트립(10)은 타겟을 포함하는 체액이 제공되는 인입 경로(100)와, 타겟과 반응하고 반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 반응부(200)와, 반응에 의하여 변화한 전기적 특성에 상응하도록 도시 상태가 변화하는 디스플레이부(300)를 포함한다.
도 2는 일 실시예에 의한 진단 시스템의 개요를 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 진단 시스템은 인입 경로(100)를 통하여 인입된 체액에 포함된 타겟과 반응하고 타겟과의 반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 반응부(200)와, 단말(20)이 판독할 수 있는 코드를 표시하되, 반응에 의하여 변화한 전기적 특성에 상응하도록 도시 상태가 변화하는 디스플레이부(300)를 포함하는 진단 스트립(10)과, 단말(20)을 구동하여 스트립(10)에 구동 전력을 제공하며, 진단 스트립(10)으로부터 획득한 코드 이미지로부터 정보를 판독하여 단말에 표시하도록 단말(20)을 제어하는 어플리케이션이 구동되는 단말(20)을 포함한다.
도 3은 일 실시예에 의한 진단 스트립(10)의 개요를 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 일 실시예에 의한 진단 스트립(10)의 개요를 도시한 상부 투시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 인입 경로(100)는 체액을 반응부(200)로 제공한다. 인입 경로(100)는 진단 스트립 내로 체액을 인입하는 형상을 가질 수 있다. 도 3 및 도 4로 예시된 실시예와 같이 인입 경로(100)는 모세관(capillary)으로 형성되고, 모세관 현상을 이용하여 체액을 진단 스트립(10)의 내부의 반응부(200) 인입한다. 도시되지 않은 실시예에 의하면, 인입 경로(100)는 반응부(200)를 노출하도록 형성되고, 체액은 반응부에 투하될 수 있다. 도시되지 않은 또 다른 실시예에 의하면, 인입 경로는 체액을 포함하는 스포이드 등 운송자(carrying member)의 첨두가 삽입되는 관 형태를 가질 수 있다.
반응부(200)는 검출 대상인 타겟과 반응하는 제1 반응부(210)와, 체액과 반응하는 제2 반응부(220)를 포함할 수 있다. 제1 반응부(210)는 검출 대상인 타겟과 반응하여 전기 저항값이 변화하는 반응 물질을 더 포함할 수 있다. 제1 반응부(210)에 타겟 물질과 반응하는 반응물질이 더 형성된 것을 제외하고 제1 반응부(210)와 제2 반응부(220)는 동일한 물질 또는 유사한 물질로 형성될 수 있다.
일 실시예로, 검출 대상인 타겟이 혈당(glucose)인 경우에, 제1 반응부(210)는 반응 물질로 체액에 포함된 혈당과 산화 반응하여 과산화수소(H2O2)를 형성하여 전기 저항값이 변화하는 글루코즈 옥시데이즈(glucose oxidase)를 포함할 수 있다. 제1 반응부(210)는 체액 내의 타겟 뿐만 아니라 체액과도 반응하여 전기적 특징이 변화할 수 있다. 제1 반응부(210)와 동일 하거나 유사한 제2 반응부(220)를 두어 제1 반응부(210)에서 일어나는 반응과 제2 반응부(220)에서 일어나는 반응의 차이를 구하면 체액과 반응부와의 반응에 의한 결과를 제거할 수 있으며, 타겟과 반응물질 반응에 의하여 발생하는 전기적 특성의 변화를 검출할 수 있다.
일 실시예로, 반응부(200)는 인쇄 공정이 수행되어 형성될 수 있다. 반응부를 형성하는 인쇄공정은, 몰드(mold)에 반응부를 형성하는 물질을 묻힌 후, 인쇄하는 트랜스퍼 프린팅(transfer printing), 노즐(nozzle)로 반응부를 형성하는 물질을 토출하는 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 롤러(roller)를 이용하여 반응부를 형성하는 물질을 인쇄하는 그래비어 프린팅 (gravure printing) 및 롤투롤 인쇄(roll-to-roll printing) 공정을 이용할 수 있다. 또한, 반응부(200)를 인쇄하는 과정에서 반응부(200), 디스플레이부(300) 및 전력 제공부(400) 중 어느 하나 이상을 형성할 수 있다.
도 3 및 도 4로 도시된 실시예에서, 디스플레이부(300)는 기기를 통하여 정보를 읽을 수 있는(machine readable) 코드를 표시할 수 있다. 디스플레이부(300)가 표시하는 코드는 타겟과 반응 물질 사이의 반응 정보가 미리 정해진 부호화 규약에 따라 표시되어 기기를 통하여 반응 정보를 읽을 수 있는 코드이다.
일 실시예로, 디스플레이부(300)는 체액과 반응부(200)와의 반응에 의하여 표시하는 정보가 변화하는 가변 코드 표시부(310)와 체액과 반응부(200)와의 반응이 일어나도 표시하는 정보가 변화하지 않는 고정 코드 표시부(320)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 디스플레이부(300)가 표시하는 코드는 QR 코드(Quick Response code)로, 반응 결과에 따라 QR 코드가 변화하여 반응에 따른 정보를 표시한다. 도시되지 않은 실시예에서, 디스플레이부가 표시하는 코드는 바코드이다. 도시되지 않은 또 다른 실시예에서, 디스플레이부(300)가 표시하는 코드는 정량적 수치에 따라 변색 가능한 디스플레이 바(display bar)일 수 있다.
일 실시예에서, 가변 코드 표시부(310)는 발광 다이오드, OLED 등의 발광 소자를 포함할 수 있고, 타겟과 반응부(200)와의 반응에 의하여 제공된 전압에 의하여 발광하거나, 발광하지 않아 가변 코드 표시부(310)이 표시하는 코드를 변화시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 가변 코드 표시부(310)는 변색 소자를 포함할 수 있다. 일 예로, 변색 소자는 소자 내에 콜로이드 입자(coloid particle)가 분산되어 위치하며, 소자에 제공되는 전압에 의하여 콜로이드 입자의 위치가 변화하여 외부에 표시되는 색이 변화하는 소자로 구현할 수 있다.
또 다른 예로, 변색소자는 전기 변색(electrochromism) 소자로 구현할 수 있다. 전기 변색 소자는 전압이 제공되면 전기화학적인 산화, 환원 반응이 발생하여 색이 변화하는 전기 변색 재료를 포함하는 소자를 의미하며 전압이 제공됨에 따라 색이 변화한다.
전기 변색 소자는 일 예로, 산화상태에서 무색으로 변화하는 환원발색(cathodic coloration) 재료인 WO3, Nb2O5, MoO3, TiO3를 전기 변색 재료로 포함할 수 있다. 다른 예로, 산화상태에서 발색하는 산화발색(anodic coloration) 재료인 V2O5, IrO2, NiO를 포함할 수 있다.
따라서, 타겟과 반응부(200)반응에 의하여 제공되는 전압에 따라 가변 코드 표시부(310)가 표시하는 코드를 변화시킨다.
또 다른 실시예로, 가변 코드 표시부(310)는 전자 잉크(e-ink)로 구현될 수 있다. 전자 잉크는 캡슐(capsule)과 캡슐 내에 주입된 서로 다른 전하로 대전된 색소들(pigments)을 포함한다. 캡슐의 일면과 타면 사이에 타겟과 반응부(200)반응에 의하여 형성되는 전압을 제공하면 전압의 크기 및 극성에 따라 대전된 색소들이 이동하여 가변 코드 표시부(310)가 표시는 코드를 변화시킨다.
고정 코드 표시부(320)는 타겟과 반응 물질 사이의 반응과 무관하게 정해진 코드를 표시한다. 고정 코드 표시부(330)는 그 표시 내용이 변화하지 않으므로, 인쇄되어 표시될 수 있다. 일 예로, 디스플레이부(300)가 표시하는 코드가 QR 코드이면, 가변 코드 표시부(310)는 반응 정보를 QR 코드 규약에 따라 부호화하여 표시하고, 고정 코드 표시부(320)는 QR 코드의 방향성을 지시하는 요소를 표시한다. 다른 예로, 디스플레이부(300)가 표시하는 코드가 바 코드이면, 고정 코드 표시부(320)는 반응 정보를 구분하도록 바코드의 왼쪽, 오른쪽 및 가운데 표시되는 가드 바(guard bar)일 수 있다. 가변 코드 표시부(310)는 고정 코드 표시부(320) 사이에 위치하여 반응 정보를 서로 다른 굵기를 가지는 바(bar) 들의 조합으로 부호화하여 표시할 수 있다.
전력 제공부(400)는 진단 스트립(10)에 전력을 제공한다. 일 실시예로, 전력 제공부(400)는 단말과 유도 결합(inductive coupling)하여 전력을 수신하는 유도 결합 장치를 포함할 수 있다. 일 예로, 유도 결합 장치는 단말이 제공하는 전파를 수집하고 정류하여 출력하는 렉테나(rectenna)를 포함할 수 있다. 렉테나는 단말(20)이 무선으로 송신하는 전력을 수신하도록 코일로 형성된 안테나(410)와, 수신한 신호를 정류하는 정류 장치(420)를 포함할 수 있다. 도시되지 않은 실시예에서, 전력 제공부(400)는 상기 렉테나가 출력하는 맥동파를 평활하고, 에너지를 저장하는 커패시터를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 제공부(400)는 위에서 설명된 바와 같이 반응부(200), 디스플레이부(300)를 형성하는 인쇄공정이 수행되어 형성될 수 있다.
다른 실시예로, 전력 제공부는 단추형 전지(button cell), 동전형 전지(coin cell)를 포함할 수 있으며, 사용자가 단추형 전지, 동전형 전지를 상기한 유도 결합 장치와 함께 사용하도록 할 수 있다.
또 다른 실시예로, 전력 제공부는 에너지 변환 소자와 전기 에너지 저장 소자를 포함할 수 있다. 에너지 변환 소자는 제공된 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 소자이다. 사용자는 에너지 변환 소자에 기계적 에너지를 제공하고, 에너지 변환 소자는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전기 에너지 저장 소자에 출력한다. 일 예로, 에너지 변환 소자는 사용자가 눌러서 제공하는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 압전 소자일 수 있으며, 다른 예로, 에너지 변환 소자는 마찰에 의한 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 소자일 수 있다.
진단 스트립(10)은 전기 에너지 저장 소자에 저장된 에너지를 이용하여 구동될 수 있다.
이하에서는 진단 시스템(1)의 동작을 살펴본다. 도 5는 진단 시스템(1)의 동작을 개요적으로 설명하기 위한 순서도이다. 도 5를 참조하면, 일 실시예서 진단 스트립(10)의 인입 경로(100)을 통하여 타겟을 포함하는 체액을 제공한다(S100). 체액을 제공하면 타겟과 반응하는 반응 물질을 포함하는 제1 반응부(210)는 체액 및 타겟과 반응하여 전기적 특성이 변화할 수 있다. 체액이 제공된 제2 반응부(220)는 체액과 반응부가 반응하여 전기적 특성이 변화할 수 있다.
일 실시예에서, 단말(20)은 진단 스트립(10)과 유도 결합되어 진단 스트립(10)에 구동 전력을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 진단 스트립(10)은 내장된 1차 전지로부터 구동 전력을 제공받을 수 있다. 진단 스트립(10)에 구동 전력을 제공하는 과정은, 일 예로 체액을 진단 스트립(10)에 제공하는 과정 이후에 수행될 수 있으며, 다른 예로, 체액을 진단 스트립(10)에 제공하는 과정 이전에 수행될 수 있다.
구동 전력을 제공받은 진단 스트립(10)은 반응 결과에 상응하는 코드를 디스플레이부(300)로 표시하고, 단말(20)은 코드를 판독하여 사용자에게 반응 결과를 제공할 수 있다(S200). 일 실시예로, 디스플레이부(300)는 제1 반응부(210)에서의 반응 결과와 제2 반응부(220)에서의 반응 결과의 차이를 얻어 이에 상응하는 코드를 형성하여 표시한다.
일 실시예에서, 단말(20)은 판독된 결과를 통신망을 통하여 서버에 저장할 수 있으며, 다른 실시예에서, 단말(20)은 판독된 결과를 단말(20) 자체에 저장할 수 있다. 단말은(20) 반응 결과의 장기간 모니터링이 필요한 경우에, 저장된 정보를 이용하여 그래프의 형태로 도시하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 6 및 도 7은 진단 시스템(1)의 동작을 설명하기 위한 사시도이며, 도 8는 반응부(200)와 디스플레이부(300)의 개요적 회로도이다. 도 6 내지 도 7을 참조하면, 체액을 인입 경로(100)에 제공하면, 체액은 반응부(200)에 제공된다. 일 실시예에서, 사용자가 휴대용 단말(20)에서 어플리케이션을 실행하면, 어플리케이션은 휴대용 단말(20)의 화면에 프레임(F)과 진단 스트립의 디스플레이부(300)가 표시되도록 휴대용 단말(20)을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 어플리케이션은 휴대용 단말에 포함된 카메라(미도시)를 이용하여 진단 스트립(10)의 디스플레이부(300)의 이미지를 획득하고 획득한 이미지를 프레임(F)과 함께 휴대용 단말의 화면에 표시할 수 있다.
일 실시예로, 어플리케이션은 휴대용 단말(20)과 진단 스트립(10)과의 이격 거리를 미리 정해진 거리로 유지하여 전력을 제공할 수 있다. 휴대용 단말(20)과 진단 스트립(10) 사이의 거리가 짧아 휴대용 단말(20)이 진단 스트립(10)에 필요 이상의 전압을 제공할 수 있으며, 휴대용 단말(20)과 진단 스트립(10) 사이의 거리가 크면 휴대용 단말(20)은 디스플레이부(300)가 구동하기에 충분한 전압을 제공할 수 없을 수 있다.
일 예로, 도 6에 도시된 예와 같이 휴대용 단말(20)의 화면에 표시되는 프레임(F)과 디스플레이부(300)의 크기를 비교하고, 프레임(F)과 디스플레이부(300)의 크기가 서로 상응할 때 휴대용 단말을 통하여 휴대용 단말에 무선으로 전력을 공급할 수 있다.
다른 예로, 도 7에 도시된 예와 같이 진단 스트립(10)에 하나 또는 그 이상의 발광 소자(L1, L2, L3)를 두어 휴대용 단말이 제공하는 전압의 크기를 표시할 수 있다. 일 예로, 하나의 발광 소자를 포함하는 실시예에서, 발광 소자는 휴대용 단말(20)로부터 제공된 전압의 크기가 적정한 경우에 한하여 발광되도록 제어될 수 있다. 다른 예로, 복수의 발광 소자 들을 포함하는 실시예에서, 어느 하나의 발광 소자는 휴대용 단말(20)이 제공하는 제공하는 전압이 목적하는 전압보다 큰 경우에 점등하고, 다른 하나의 발광 소자는 휴대용 단말(20)이 제공하는 전압이 목적하는 전압보다 작은 경우에 점등하며, 또 다른 하나의 발광 소자는 휴대용 단말(20)이 제공하는 전압이 목적하는 전압의 범위 내에 있을 때 점등할 수 있다. 도시되지 않은 다른 실시예에 의하면, 진단 스트립(10)이 제공받는 전압의 크기는 문자, 색상 및 바코드 등의 형태로 도시될 수 있다.
따라서, 사용자가 휴대용 단말(20)과 진단 스트립(10) 사이의 이격 거리를 조절하도록 하고, 그에 따라 휴대용 단말(10)이 진단 스트립(10)에 적절한 구동 전압을 제공하도록 한다.
또 다른 실시예로, 어플리케이션은 사용자가 어플리케이션을 구동하면 단말이 무선으로 전력을 전송하도록 제어할 수 있다. 일 실시예로, 휴대용 단말(20)은 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency IDentification)등의 방법으로 진단 스트립(10)에 전력을 제공할 수 있다.
일 실시예로, 전력 제공부(300)는 제공된 전압의 크기를 클램핑하는 제너 다이오드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 휴대용 단말(20)과 진단 스트립(10)의 이격 거리가 좁은 경우에 구동에 필요한 전압 이상의 전압이 진단 스트립(10)에 제공될 수 있다. 제너 다이오드는 구동에 필요한 전압값 이상의 전압이 제공되면 내부 회로에 과전압이 인가되지 않도록 이를 클램핑 할 수 있다.
휴대용 단말(20)로부터 진단 스트립(10)에 구동 전력이 제공되면 디스플레이부(300)는 타겟 검출 결과를 도시할 수 있다. 체액 내의 타겟 양을 검출하고자 하는 경우에 제1 반응부(210)에 포함되어 타겟과 반응하는 반응물질은 타겟과 반응하여 전기 저항값이 변화한다. 또한, 제1 반응부(210)는 타겟 이외 성분과 반응하여 전기 저항값이 변화할 수 있으나, 제2 반응부(220)에 의하여 타겟 이외 성분과의 반응에 의한 영향을 보상(compensate)할 수 있다.
혈액 내의 혈당(glucose)을 검출하는 실시예에서, 인입 경로(100)로 인입된 혈액은 제1 반응부(210)와 제2 반응부(220)에 제공될 수 있다. 제1 반응부(210)가 나타내는 전기적 특성의 변화는 혈액 내의 혈당과 제1 반응부(210)가 반응하여 형성하는 변화와, 혈당 이외의 혈액과 제1 반응부(210)가 반응하여 형성하는 변화가 도합된 것이다. 제2 반응부(210)는 혈당과 반응하는 글루코즈 옥시데이즈가 위치하지 않아 혈액에서 혈당 이외의 성분과 반응하여 전기적 특성이 변화할 수 있다.
도 8에서 도시된 바와 같이 혈당과 제1 반응부(210)가 반응하여 형성되는 전기 저항을 R2라 하고, 타겟 이외의 체액과 제1 반응부(210)가 반응하여 형성되는 전기 저항을 R4라 하고, 체액과 제2 반응부(220)가 반응하여 형성되는 전기 저항을 R3로 가정할 수 있다. 또한, 도시된 폐루프의 일단에는 휴대용 단말(10)로부터 제공된 전압 V가 제공되며, R2, R4 및 R3는 동일한 폐루프에 포함되어 있어 동일한 전류(i)가 흐를 수 있다. 이 경우, 제1 반응부(210)는 타겟과 반응하여 전기적 특성이 변화하는 반응 물질을 더 포함하는 것 이외에는 제2 반응부(220)와 동일하거나, 유사할 수 있다. 따라서, 제2 반응부(220)가 체액과 반응하여 형성되는 전기 저항(R3)에 의하여 형성되는 전압 강하(Vb)와 타겟을 제외한 체액과 제1 반응부(210)가 반응하여 형성되는 전기 저항(R4)에 의하여 형성되는 전압 강하(Va)의 크기는 서로 같을 수 있다. 따라서, Va와 Vb의 크기는 유사하여 영향을 서로 상쇄할 수 있다. 디스플레이부(300) 양단에 제공되는 전압은 체액 내의 타겟과 반응물질이 반응하여 형성된 전압 강하에 의한 것이다.
디스플레이부(300)는 저항 어레이(RA)를 포함할 수 있다. 저항 어레이(RA)는 서로 다른 저항 값을 가지는 저항들을 포함한다. 도 8에서, 저항 어레이(RA)에 포함된 저항들과 연결된 저항들(Rd1, Rd2, ..., Rd5)은 가변 코드 표시부(310)에 포함된 표시 소자를 저항으로 모델링 한 것이다. 디스플레이부(300)의 양단에 전압이 제공되면 저항 어레이에 포함된 저항값과, 가변 코드 표시부의 등가 저항값에 상응하도록 전압 분배(voltage dividing)가 이루어진다.
가변 코드 표시부(310)의 등가 저항들의 양단에 제공되는 전압은 저항 어레이에 포함된 저항들과 가변 코드 표시부(310)의 등가 저항과 저항비에 상응한다. 일 예로, 저항 어레이에 포함된 Ra1은 0.5Ω, Ra2는 1Ω, Ra3은 1.5Ω, Ra4은 2Ω, Ra5는 2.5Ω이고, Rd1 내지 Rd5는 모두 1Ω 이며, Rd1 내지 Rd5으로 모델링 되는 표시소자에 제공되는 전압을 각각 V1, V2, ..., V5 라고 하고, Rd1 내지 Rd5로 모델링 되는 표시소자는 1.3 V 이상의 전압에서 턴 온 될 수 있다.
체액 내의 타겟과 반응 물질이 반응하여 형성하는 저항 변화에 따라 디스플레이부(300)에 제공되는 전압이 3V라고 하면, 전압 분배되어 형성되는 Rd1의 양단 전압 V1은 2V이고, Rd2의 양단 전압 V2는 1.5V이며, Rd3의 양단 전압 V3은 1.2V이고, Rd4의 양단 전압 V4는 1V이며, Rd5의 양단 전압 V5는 0.86V에 근사 된다. 따라서, V1과 V2가 모두 턴 온 전압 이상으로, Rd1과 Rd2로 모델링 되는 표시 소자는 턴 온되고, 나머지 표시 소자는 턴 오프됨을 알 수 있다.
다른 예로, 디스플레이부(300)에 제공되는 전압이 6V라면, 전압 분배되어 형성되는 Rd1의 양단 전압 V1은 4V이고, Rd2의 양단 전압 V2는3V이며, Rd3의 양단 전압 V3은 2.4V이고, Rd4의 양단 전압 V4는 2V이며, Rd5의 양단 전압 V5는 1.71V에 근사 된다. 따라서, 모두 턴 온 전압 이상으로, Rd1 내지 Rd5로 모델링 되는 표시 소자는 턴 온 될 수 있다.
따라서, 타겟과 반응 물질의 반응에 의한 저항 변화에 따라 형성되는 전압에 의하여 가변 코드 표시부(310)가 표시하는 코드를 달리 할 수 있으며, 그에 따라 디스플레이부(300)는 체액 내의 타겟 농도, 타겟 유무 등에 상응하는 코드를 표시할 수 있다.
휴대용 단말(20)은 디스플레이부(300)가 표시하는 코드를 판독하고, 판독 결과를 화면에 표시할 수 있다. 도 6을 참조하면, 혈액 내의 혈당 농도를 검출하고자 하는 경우에 디스플레이부(300)는 혈액 중 혈당 농도에 상응하는 코드를 표시하며, 휴대용 단말(20)은 코드를 판독하고, 판독된 결과를 화면으로 도시한다. 일 실시예로, 휴대용 단말은 판독 결과를 서버에 제공하여 개인별 측정 결과를 저장할 수 있다.
진단 스트립(10)의 다른 실시예에 의하면, 진단 스트립(10)은 사용자에게 타겟과 반응부와의 반응 결과를 개요적으로 표시하는 개요 표시부를 더 포함할 수 있다. 도 9은 디스플레이부(300)와 개요 표시부(500)를 포함하는 진단 스트립(10)을 개요적으로 도시한 도면이다. 예를 들어, 도 9를 참조하면 도 9(a)로 도시된 예와 같이 디스플레이부(300)과 개요 표시부(500)는 진단 스트립(10)의 표면에 별개로 배치될 수 있다. 가로로 10 개의 화소가 한 줄로 배치되고, 각 줄이 세로로 차곡차곡 배치되도록 할 수 있다. 도시된 예와 같이 가로로 10 개의 화소가 가로로 배치되어 형성되는 줄 두 개가 세로로 배치되고, 최상단의 줄에는 세 개의 화소가 코드를 표시하고 있으므로, 가변 코드부가 표시하는 코드는 23에 상응한다. 따라서 이를 읽어서 간단히 측정 결과를 파악할 수 있다.
다른 예로, 도 9(b)로 도시된 예와 같이 개요 표시부(500)는 디스플레이부(300)에 중첩되어 표시될 수 있다. 일 예로, 개요 표시부(500)는 가로로 10 개의 화소가 한 줄로 배치되고, 각 줄이 세로로 차곡차곡 배치되도록 할 수 있으며, 하나의 화소에 상응하는 값이 5라고 한다. 도시된 예와 같이 가로로 10 개의 화소가 가로로 배치되어 형성되는 줄 두개가 세로로 배치되고, 최상단의 줄에는 세 개의 화소가 코드를 표시하고 있으므로, 가변 코드부가 표시하는 코드는 23에 상응한다. 하나의 화소에 상응하는 값이 5이므로, 이에 상응하도록 코드를 판독하면 115에 해당함을 파악할 수 있다.
개요 표시부(500)는 가변 코드 표시부(310)와 마찬가지로 반응부가 타겟과 반응하여 변화한 전기적 특성에 상응하도록 도시 상태가 변화하는 발광 다이오드, OLED 등의 발광 소자, 변색 소자, 전기 변색 소자, 전자 잉크(e-ink)등으로 구현될 수 있다.
제2 실시예
이하에서는 진단 스트립과 이를 이용한 진단 시스템의 실시예를 설명한다. 보다 간결하고 명확한 설명을 위하여 위에서 설명된 내용과 중복되거나, 유사한 내용에 대하여는 설명을 생략할 수 있다. 도 10는 진단 스트립(10)의 개요를 도시한 사시도이고, 도 11은 진단 스트립(10)의 단면을 개요적으로 도시한 단면도이다. 도 10를 참조하면, 진단 스트립(10)은 타겟과 반응하여 진단을 수행하는 진단 스트립으로, 상기 진단 스트립(10)은 전력 제공부(20, 도 15 참조)와 연결되어 상기 진단 스트립에 상기 전력 제공부로부터 구동 전력을 제공받는 커넥터(connector, 410)와, 반응부(200)로 타겟을 포함하는 체액을 전달하는 인입 경로(100)와, 타겟과 반응하고 상기 반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 반응부(200) 및 구동 전력을 제공받아 반응부(200)의 변화한 상기 전기적 특성에 따라 도시 상태가 변화하는 디스플레이부(300)를 포함한다.
도 10에 도시된 실시예에 의하면 커넥터(410)를 통하여 전력 제공부(20, 도 15 참조)로부터 진단 스트립(10)을 동작시키는 구동 전력을 제공받는다. 일 예로, 전력 제공부는 휴대 전화, 타블렛 등의 모바일 단말일 수 있으며, 다른 예로, 전력 제공부는 개인용 컴퓨터일 수 있다. 또 다른 예로, 전력 제공부는 보조 배터리일 수 있다.
커넥터는 일 실시예로, 범용 시리얼 버스(USB, Universal Serial Bus) 표준에 부합하는 커넥터일 수 있다. 일 예로, 커넥터는 도 10로 예시된 것과 같이 범용 시리얼 버스 규격의 마이크로 B 타입(micro-B type)의 5 핀 수(male) 커넥터 일 수 있다. 도시되지 않은 다른 예에서, 커넥터는 마이크로 B 타입의 암(female) 커넥터, A 타입(standard A type) 수 커넥터, A 타입 암 커넥터, B 타입(standard B type) 수 커넥터, B 타입 암 커넥터, 미니 B 타입(mini B type) 수 커넥터, 미니 B 타입(mini B type) 수 커넥터 및 C 타입 수 커넥터, C 타입 암 커넥터 중 어느 하나일 수 있다. 도시되지 않은 또 다른 예에서, 커넥터는 라이트닝 커넥터(lightning connector) 표준에 부합하는 라이트닝 수 커넥터, 라이트닝 암 커넥터 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 커넥터가 수 커넥터인 경우에는 전력 제공부에 형성된 암 커넥터에 삽입되어 전력을 제공받을 수 있으며, 커넥터가 암 커넥터인 경우에는 전력 제공부와 연결된 케이블을 통하여 전력을 제공받거나, 전력 제공부의 수 커넥터가 삽입되어 전력을 제공받을 수 있다.
도 11은 진단 스트립(10)의 단면을 개요적으로 도시한 단면도이다. 도 11은 용이한 이해를 위하여 두께 및 크기를 과장하여 표시하였다. 도 11을 참조하면, 기판(sub)는 합성 수지 기판일 수 있다. 일 예로, 기판(sub)은 PET(Polyethylene terephthalate) 등의 합성 수지로 형성될 수 있다.
커넥터(410)는 도시된 바와 같이 기판(sub)의 일 표면에 전도성 물질 배선(w)이 커넥터의 표준 규격에 따라 배치되고, 기판(sub), 커버(C)를 커넥터 표준 규격에 부합하도록 재단하여 형성할 수 있다. 일 예로, 전도성 물질 배선(w)은 은(Ag)을 포함하는 전도성 페이스트를 커넥터 규격에 부합하도록 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그래비어 프린팅(gravure printing), 트랜스퍼 프린팅(transfer printing) 등의 인쇄 기법으로 인쇄할 수 있다. 도시되지 않은 예로, 목적하는 커넥터 규격에 부합하는 커넥터 모듈을 진단 스트립에 부착하여 형성할 수 있다.
일 실시예로, 디스플레이부(300)는 전기 변색(Electrochromic) 소자 일 수 있다. 일 예로, 전기 변색 소자는 한 쌍의 기판 상에 투명 전극, 산화 변색 물질층 또는 이온 저장층, 전해질층, 환원 변색 물질 및 투명 전극이 적층되어 형성되며, 투명 전극 사이에 일 방향으로 전압을 제공하면, 산화 변색 물질층 또는 이온 저장층은 양이온을 제공하고 산화되어 착색되며, 전해질 층을 통하여 양이온을 제공받은 환원 변색 물질 층은 양이온을 제공받아 환원되어 착색된다. 투명 전극 사이에 반대 방향으로 전압을 제공하면 상기한 산화 및 환원 반응이 반대로 발생하고 탈색되어 투명해진다.
일 실시예에서, 디스플레이부(300)는 도 10로 예시된 바와 같이 디스플레이 바 형태로 구현될 수 있다. 디스플레이 바는 일 예로, 검출하고자 하는 타겟의 유무, 타겟의 농도, 수소이온 농도(pH) 및 온도, 습도와 같이 타겟 검출에 영향을 주는 주변 환경 정보를 검출한 값에 상응하도록 표시될 수 있다. 도시되지 않은 실시예에서, 디스플레이부(300)는 디스플레이 바와 QR 코드, 바 코드와 같이 기계로 판독 가능한 코드를 함께 표시할 수 있으며, 도 9로 예시된 개요 표시부를 더 포함하여 표시할 수 있다.
반응부(200)는 검출하고자 하는 타겟과 반응하여 전기적 특성이 변환하는 물질이다. 일 실시예에서, 반응부는 검출 대상인 타겟과 효소 반응하거나, 이와 연관된 산화환원반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 물질이다. 일 예로, 반응부는 글루코스(glucose)와 반응하는 글루코스 옥시다이저(glucose oxidizer) 및 콜레스테롤과 반응하는 콜레스롤 옥시다이저등을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 반응부는 검출 대상인 타겟과 항원, 항체 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질일 수 있다. 일 예로, 반응부는 조류 독감 (AI, Avian Influenza) 바이러스와 반응하는 anti-influenza 항체, 암 세포와 반응하는 anti-EpiCAM, anti-PSA(Prostate-Specific Antigen), anti-HER2(human epidermal growth factor receptor 2), anti-CEA(Carcinoembryonic Antigen), anti-cancer antigen(CA) 항체, 혈중 지질과 반응하는 anti-apolipoprotein B 항체 중 어느 하나일 수 있다.
다른 실시예에서, 반응부는 검출하는 타겟과 상보적으로 결합하는 프로브를 더 포함할 수 있으며, 결합하여 전기적 특성이 변화하는 물질일 수 있다. 일 예로, 반응부는 검출 타겟인 단백질 및 뉴클레오타이드(nucleotide) 마커와 결합하는 압타머(aptamer) 및 상기 검출 타겟과 상보적인 서열의 뉴클레오타이드를 가지는 프로브(probe)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 반응부(200)는 특정 효소의 기질에 대한 반응 및 이와 연관된 산화환원반응을 이용한 전기화학적 기반의 센서로 제작할 수 있다. 다른 실시예로, 반응부(200)는 수용기(receptor)의 결합 반응을 이용한 센서로 제작할 수 있다.
일 예로 효소를 이용한 반응에서는 글루코스 옥시다이저의 반응 유무에 따른 전자전달매개체의 산화환원 반응을 통한 전기적 변화를 감지한다. 또한 바이러스, 단백질, 암세포, DNA 등과 선택적으로 결합하는 수용기(receptor)를 특정 화학반응으로 고정시키고, 타겟과의 결합 반응에 의한 전기적 변화를 감지한다.
일 례인 압타머(aptamer) 등의 수용기 및 항원은 직접 표면에 도포될 수 있다. 다른 예로, 그래핀 옥사이드(graphene oxide), PEDOT:PSS, 금 나노 파티클(gold nanoparticle) 등의 보조 장치를 이용하여 도포될 수 있다. 일 예로, 반응부(200)은 잉크젯 프린팅, 그래비어 프린팅, 트랜스퍼 프린팅 등의 인쇄 기법으로 형성 될 수 있다.
일 예로, 반응부(200)는 혈당과 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질일 수 있다. 다른 예로, 반응부(200)는 조류 독감 (AI, Avian Influenza) 바이러스와 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질일 수 있다. 또 다른 예로, 반응부(200)는 암 세포와 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질일 수 있다. 다른 예로, 반응부(200)는 콜레스테롤과 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질일 수 있다. 다른 예로, 반응부(200)는 혈중 지질과 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질일 수 있다.
저항(R)은 어레이로 형성되며, 가변 코드 표시부(310)에 포함된 단위 디스플레이 소자에 연결될 수 있다(도 13 참조). 저항은 목적하는 저항값을 가지도록 기지의 비저항을 가지는 물질을 미리 설정된 길이로 형성될 수 있다. 일 예로, 저항은 PEDOT:PSS를 미리 설정된 길이로 인쇄하여 목적하는 저항값을 가지도록 형성될 수 있다.
커버(C)는 기판(sub)과 결합하여 진단 스트립(10)을 보호할 수 있다. 일 예로, 커버(C)와 기판은(sub)는 돌기와 홈의 끼워 맞춤 결합, 나사를 이용한 나사 결합, 미늘 모양의 걸림턱을 이용한 결합 등의 결합 형태로 기판과 결합하거나, 스페이서(S)와 접착되어 결합할 수 있다. 스페이서(S)는 커버(C)와 기판(sub) 사이의 거리를 유지하며, 결합시 기판에 형성된 구조물에 대하여 필요 이상의 압력이 제공되는 것을 막을 수 있다. 일 예로, 커버(C), 스페이서(S)는 합성수지로 형성될 수 있으며, 기판(sub)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 커버(C)는 투명한 재질로 형성되어 디스플레이부(300)가 표시하는 내용을 투과한다. 다른 실시예로, 커버(C)는 불투명한 재질로 형성될 수 있으나, 디스플레이부(300)가 표시하는 내용이 투과되도록 윈도우가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 진단 스트립(10)은 기판(sub)에 전도성 물질 배선(w)과 저항(R)을 인쇄하여 형성하고, 기 조립된 디스플레이부(300)를 배치한 후, 반응부(200)를 인쇄하고 커버(C)를 기판에 결합하여 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 진단 스트립(10)은 전도성 물질 배선(w), 저항(R), 디스플레이부(300) 및 반응부(200)가 형성된 기판(sub)에 커넥터 모듈을 연결하고, 커버(C)를 기판에 결합하여 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 진단 스트립(10)은 기판(sub)에 전도성 물질 배선(w)과 저항(R)을 인쇄하여 형성하고, 투명 전극, 산화 변색 물질층 또는 이온 저장층, 전해질층, 환원 변색 물질 및 투명 전극을 적층하여 디스플레이부(300)를 형성한 후, 반응부(200)를 인쇄하고 커버(C)를 기판에 결합하여 형성할 수 있다.
도 12은 진단 스트립(10)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 12을 참조하면, 타겟을 포함하는 체액을 인입 경로(100)에 제공하면, 체액은 제1 반응부(210)와 제2 반응부(220)에 제공된다. 타겟과 제1 반응부(210)가 반응하여 나타내는 전기 저항을 R2라 하고, 타겟 이외의 체액이 제1 반응부(210)가 반응하여 나타내는 전기 저항을 R4라 한다. 또한, 체액과 제2 반응부(220)가 반응하여 나타내는 전기 저항을 R3라 한다. 도시된 폐루프에는 전력 제공부로부터 커넥터(410)을 통하여 전압 V가 제공된다. 일 실시예에서, 진단 스트립(10)은 전력 제공부로부터 제공된 전압을 충전하는 커패시터(C)를 더 포함한다.
상기한 실시예에서 설명된 바와 같이 저항 R3에 형성되는 전압 강하는 저항 R4에서 형성되는 전압 강하와 동일하다. 따라서, 타겟 이외의 체액이 반응부와 반응하여 형성되는 전기적 특징은 제2 반응부(220)에 의하여 영향이 감소될 수 있다. 디스플레이부(300)는 타겟과 제1 반응부(210)의 반응에 의하여 형성된 전압 성분이 제공되어 구동된다. 제공된 전압은 저항 어레이(RA)와 디스플레이 소자에 의하여 분압되고, 분압된 전압이 가변 코드 표시부(310)에 제공된다.
도 13는 디스플레이부(300)의 개요를 도시한 도면이다. 도 13를 참조하면, 디스플레이부(300)는 저항 어레이(RA)와 가변 코드 표시부(310)를 포함한다. 저항 어레이(RA)는 저항(R5)와 가변 코드 표시부(310)를 이루는 단위 디스플레이소자(310e)가 직렬로 연결되고, 이들은 단위 디스플레이 소자(310d)와 병렬로 연결된다. 단위 디스플레이 소자(310d)는 저항 R4와 직렬로 연결되고, 단위 디스플레이 소자(310c)와 병렬로 연결된다. 이들은 저항 R3와 직렬로 연결되고, 단위 디스플레이 소자 310b와 병렬로 연결된다. 이들은 다시 저항 R2와 직렬로 연결되고, 단위 디스플레이 소자 310a와 병렬로 연결되고, 저항 R1과 직렬로 연결된다.
이와 같이 직병렬 구조로 연결되어 단위 디스플레이 소자에 분압되어 제공되는 전압을 형성하기 위한 저항 어레이의 저항값들을 감소시킬 수 있다는 장점이 제공된다. 일 예로, 단위 디스플레이 소자들(310a, 310b, 310c, 310d)의 저항값이 모두 100kΩ이라고 하고, 저항 Rd의 값이 250kΩ, 저항 Rc의 값이 84kΩ, 저항 Rb의 값이 41kΩ, 저항 Ra의 값이 25kΩ라고 하자. 디스플레이부(300) 양단에 5V 전압을 제공하면 단위 디스플레이 소자 310a의 양단에는 4V, 단위 디스플레이 소자 310b의 양단에는 3V, 단위 디스플레이 소자 310c의 양단에는 2V, 단위 디스플레이 소자 310d의 양단에는 1V가 제공된다.
단위 디스플레이 소자들(310a, 310b, 310c, 310d)의 각각에 서로 다른 저항을 직렬로 연결하고, 이들을 모두 병렬로 연결하는 구조를 고려하면 단위 디스플레이 소자들 310a, 310b, 310c, 310d에 직렬로 연결된 저항값은 각각 45kΩ, 126kΩ, 290kΩ, 780kΩ이며 이들 저항값의 총합은 1241kΩ이다. 도 13로 예시된 실시예에 의하는 경우에는 저항 R4의 값이 490kΩ, 저항 R3의 값이 164kΩ, 저항 R2의 값이 81kΩ, 저항 R1의 값이 450kΩ이므로, 총 780kΩ이면 족하다. 따라서, 저항을 형성하는데 필요한 면적을 감소시킬 수 있다는 장점이 제공된다.
다시 도 12을 참조하면, 진단 스트립(10)은 제1 반응부(210)와 타겟과의 반응에 영향을 미치는 요소를 측정하는 환경 센서(250)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로, 환경 센서(250)는 타겟을 포함하는 체액을 제공받아 체액의 수소 이온 농도(pH)를 측정하는 수소 이온 농도 센서, 진단 스트립(10)이 위치하는 환경의 온도를 측정하는 온도 센서 및 진단 스트립(10)이 위치하는 환경의 온도를 측정하는 습도 센서 들 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 진단 스트립(10)은 환경 센서(250)를 통하여 측정된 결과를 디스플레이부(300)를 통하여 디스플레이 할 수 있다. 도 12에는 환경 센서(250)에는 단일한 디스플레이부가 연결된 것으로 도시되었으나, 환경 센서(250)가 수소 이온 농도 센서, 온도 센서 및 습도 센서 들 중 복수의 센서들을 포함하는 경우에는 복수의 디스플레이부를 통하여 이들의 측정 결과값을 디스플레이 할 수 있다.
환경 센서(250)를 이용하여 체액의 수소 이온 농도, 진단 스트립이 위치하는 환경의 온도 및 습도를 측정할 수 있으므로, 타겟과 제1 반응부와의 반응 결과를 이들 인자로 보정(calibrate)할 수 있어 보다 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다는 장점이 제공된다.
이하에서는 도 14을 참조하여 스마트 스트립 및 스마트 스트립을 이용하는 진단 시스템을 설명한다. 도 14(a) 내지 도 14(b)는 진단 시스템의 동작을 설명하는 순서도이다. 도 15는 스마트 스트립(10)과 전력 제공부인 휴대 단말이 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 14(a)를 참조하면, 스마트 스트립에 타겟을 포함하는 체액을 제공(S10a)한다. 체액과 타겟이 제공됨에 따라 제1 반응부(210)와 제2 반응부(220)는 타겟 및 체액과 반응을 일으켜 전기적 특성이 변화한다.
스마트 스트립의 커넥터(410)와 전력 제공부의 커넥터를 연결하여 전력 제공부로부터 전력을 공급받는다(S20a). 도시된 실시예에 의하면 스마트 스트립의 수 커넥터(410)를 전력 제공부인 휴대 단말(20)에 형성된 암 커넥터에 삽입하여 전력 제공부와 스마트 스트립을 연결하나, 도시되지 않은 실시예에 의하면 스마트 스트립과 전력 제공부에 모두 암 커넥터가 형성될 수 있으며, 양 단에 모두 수 커넥터가 형성된 케이블(cable)을 통하여 스마트 스트립과 전력 제공부를 연결할 수 있다.
스마트 스트립(10)에 전력이 제공됨에 따라 가변 코드 표시부(310)에 포함된 단위 디스플레이 소자에 타겟과 반응부와의 반응에 상응하는 전압이 제공되고, 디스플레이부(300)는 반응에 상응하는 결과를 도시한다(S30a). 도 15로 도시된 실시예에 의하면 디스플레이부(300)는 디스플레이 바를 이용하여 반응 결과를 표시하나, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예와 같이 기계가 판독할 수 있는 코드인 QR 코드로 표시할 수 있다.
또한, 도 14(b)에 도시된 실시예와 같이 스마트 스트립(10)과 전력 제공부를 연결(S10b)하여 스마트 스트립의 커패시터(C, 도 12 참조)에 전압을 충전한 후, 스마트 스트립(10)에 체액을 제공하고(S20b), 반응 결과를 판독(S30b)할 수 있다.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 실시를 위한 실시예로, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 진단 스트립 20: 휴대용 단말
100: 인입 경로 200: 반응부
210: 제1 반응부 210: 제2 반응부
300: 디스플레이부 310: 고정 코드 표시부
320: 가변 코드 표시부 400: 전력 제공부
410: 안테나 420: 정류소자
500: 개요표시부

Claims (30)

  1. 타겟과 반응하여 진단을 수행하는 진단 스트립으로, 상기 진단 스트립은:
    전력 제공부와 연결되어 상기 진단 스트립에 구동 전력을 제공하는 커넥터(connector);
    상기 타겟을 포함하는 체액을 전달하는 인입 경로;
    상기 타겟과 반응하고, 상기 반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 반응부; 및
    상기 구동 전력을 제공받아 상기 반응부의 변화한 상기 전기적 특성에 따라 도시 상태가 변화하는 디스플레이부를 포함하며,
    상기 반응부가 상기 타겟과 반응하여 변화된 전기 저항에 의하여 형성된 전압이 미리 정해진 전기 저항과 상기 디스플레이부에 포함된 디스플레이 소자와 분압된 전압으로 상기 디스플레이 소자를 구동하여 상기 도시 상태가 변화하는 진단 스트립.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는,
    상기 전력 제공부로 삽입되는 수 커넥터(male connector) 및
    상기 전력 제공부와 연결된 커넥터가 삽입되는 암 커넥터(female connector) 중 어느 하나인 진단 스트립.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 USB(Universal Serial Bus) 표준을 만족하는 커넥터,
    라이트닝(lightning) 커넥터 중 어느 하나인 진단 스트립.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인입 경로는 상기 체액을 상기 반응부에 전달하는 모세관 및 상기 체액을 투하할 수 있도록 상기 반응부를 노출하는 노출부 중 적어도 하나를 포함하는 진단 스트립.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진단 스트립은, 상기 타겟과 상기 반응부 사이의 반응에 영향을 미치는 환경 영향을 검출하는 환경 센서부를 더 포함하는 진단 스트립.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 환경 센서부는,
    수소 이온 농도(pH) 센서, 온도 센서 및 습도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 진단 스트립.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반응부는
    검출 타겟과 효소 반응하여 전기적 특성이 변화되는 물질을 포함하는 진단 스트립.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반응부는,
    글루코스(glucose)와 효소 반응하여 전기적 특성이 변화하는 글루코스 옥시데이즈(glucose oxidase) 및 콜레스테롤(cholesterol)과 효소 반응하여 전기적 특성이 변화하는 콜레스테롤 옥시데이즈(cholesterol oxidase) 중 어느 하나를 포함하는 진단 스트립.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반응부는
    검출 타겟과 항원-항체 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질을 포함하는 진단 스트립.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반응부는, 조류 독감 (AI, Avian Influenza) 바이러스와 반응하는 anti-influenza A 항체, 암 세포와 반응하는 anti-EpiCAM 항체, anti-PSA(Prostate-Specific Antigen) 항체, anti-HER2(human epidermal growth factor receptor 2) 항체, anti-CEA(Carcinoembryonic Antigen) 항체, anti-cancer antigen(CA) 항체 및 혈중 지질과 반응하는 anti-apolipoprotein B 항체 중 어느 하나를 포함하는 진단 스트립.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반응부는
    검출 타겟과 상보적으로 결합하여 전기적 특성이 변화하는 프로브를 포함하는 진단 스트립.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반응부는 검출 타겟인 단백질 및 뉴클레오타이드(nucleotide) 마커와 결합하는 압타머(aptamer) 및 상기 검출 타겟과 상보적인 서열의 뉴클레오타이드를 가지는 프로브(probe)를 포함하는 진단스트립.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 진단 스트립은 동물, 인체 및 식품에 포함된 타겟을 검출하는 진단 스트립.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 반응부의 변화한 상기 전기적 특성에 따라 디스플레이 상태가 변화하는 제1 디스플레이와,
    상기 환경 센서부의 검출 결과에 따라 도시 상태가 변화하는 제2 디스플레이를 포함하는 진단 스트립.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 전자 잉크(e-ink), 전기 변색 소자 중 적어도 하나를 포함하는 진단 스트립.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 바 코드(bar code), 큐알 코드(QR code, Quick Response code) 및 디스플레이 바 중 어느 하나로 상기 전기적 특성의 변화를 표시하는 진단 스트립.
  17. 체액에 포함된 타겟과의 반응에 의하여 전기적 특성이 변화하는 반응부와, 변화한 상기 전기적 특성에 상응하도록 도시 상태가 변화하는 코드를 표시하는 디스플레이부 및 전력 제공부와 전기적으로 연결되어 구동 전력을 제공받는 커넥터를 포함하는 진단 스트립과,
    상기 커넥터를 통하여 상기 진단 스트립과 전기적으로 연결되어 상기 진단 스트립에 상기 구동 전력을 제공하는 전원 제공부를 포함하며,
    상기 반응부가 상기 타겟과 반응하여 변화된 전기 저항에 의하여 형성된 전압이 미리 정해진 전기 저항과 상기 디스플레이부에 포함된 디스플레이 소자와 분압된 전압으로 상기 디스플레이 소자를 구동하여 상기 도시 상태가 변화하는 진단 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 커넥터는,
    상기 전력 제공부로 삽입되는 수 커넥터(male connector) 및
    상기 전력 제공부와 연결된 커넥터가 삽입되는 암 커넥터(female connector) 중 어느 하나인 진단 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 커넥터는 USB(Universal Serial Bus) 표준을 만족하는 커넥터,
    라이트닝(lightning) 커넥터 중 어느 하나인 진단 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 진단 스트립은, 상기 타겟과 상기 반응부 사이의 반응에 영향을 미치는 환경 영향을 검출하는 환경 센서부를 더 포함하는 진단 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 환경 센서부는,
    수소 이온 농도(pH) 센서, 온도 센서 및 습도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 진단 시스템.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 반응부는
    검출 타겟과 효소 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질을 포함하는 진단 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 반응부는
    글루코스(glucose)와 반응하는 글루코스 옥시데이즈(glucose oxidase) 및 콜레스테롤(cholesterol)과 반응하는 콜레스테롤 옥시데이즈(cholesterol oxidase)를 포함하는 진단 시스템.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 반응부는
    검출 타겟과 항원-항체 반응하여 전기적 특성이 변화하는 물질을 더 포함하는 진단 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 반응부는, 조류 독감 (AI, Avian Influenza) 바이러스와 반응하는 anti-influenza A 항체, 암 세포와 반응하는 anti-EpiCAM 항체, anti-PSA(Prostate-Specific Antigen) 항체, anti-HER2(human epidermal growth factor receptor 2) 항체, anti-CEA(Carcinoembryonic Antigen) 항체, anti-cancer antigen(CA) 항체, 혈중 지질과 반응하는 anti-apolipoprotein B 항체 중 어느 하나를 포함하는 진단 시스템.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 반응부는,
    검출 타겟과 상보적으로 결합하여 전기적 특성이 변화하는 프로브를 포함하는 진단 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 반응부는 검출 타겟인 단백질 및 뉴클레오타이드(nucleotide) 마커와 결합하는 압타머(aptamer) 및 상기 검출 타겟과 상보적인 서열의 뉴클레오타이드를 가지는 프로브(probe)를 포함하는 진단 시스템.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 반응부의 변화한 상기 전기적 특성에 따라 디스플레이 상태가 변화하는 제1 디스플레이와,
    상기 환경 센서부의 검출 결과에 따라 도시 상태가 변화하는 제2 디스플레이를 포함하는 진단 시스템.
  29. 제17항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 변화한 전기적 특성을 바 코드(bar code), 큐알 코드(QR code, Quick Response code) 및 디스플레이 바 중 어느 하나로 표시하는 진단 시스템.
  30. 제17항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 전자 잉크(e-ink), 전기 변색 소자 중 적어도 하나를 포함하는 시스템.
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