KR101821093B1 - Paper Sensor for Diagnostic of Environmental disorders - Google Patents

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KR101821093B1
KR101821093B1 KR1020170051872A KR20170051872A KR101821093B1 KR 101821093 B1 KR101821093 B1 KR 101821093B1 KR 1020170051872 A KR1020170051872 A KR 1020170051872A KR 20170051872 A KR20170051872 A KR 20170051872A KR 101821093 B1 KR101821093 B1 KR 101821093B1
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ninhydrin
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wax
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KR1020170051872A
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이경환
최영수
김철수
이미라
임민규
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전남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a paper sensor for diagnosing environmental disorder, enabling diagnosis on environmental disorder by detecting proline via color development reactions of proline reacting with ninhydrin. More specifically, the present invention relates to a paper sensor for diagnosing environmental disorder. By sealing microfluidic channels where proline and ninhydrin in a measurement sample flow, and then evenly coating ninhydrin, it is possible to precisely and accurately detect proline.

Description

환경장애 진단용 종이센서{Paper Sensor for Diagnostic of Environmental disorders}[0001] The present invention relates to a paper sensor for diagnosing an environmental disorder,

본 발명은 환경장애 진단용 종이센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정샘플의 프롤린과 닌히드린이 유동하는 미세유체채널을 밀폐형으로 구성하고 닌히드린을 균일하게 코팅함으로써 프롤린을 정밀하고 정확한 검출할 수 있는 환경장애 진단용 종이센서에 관한 것이다.The present invention relates to a paper sensor for diagnosing an environmental disorder, and more particularly, to a paper sensor for diagnosing an environmental disorder, in which a microfluidic channel in which a proline and a ninhydrin flow in a measurement sample is closed and a ninhydrin is uniformly coated, To a paper sensor for environmental fault diagnosis.

일반적으로, 식물이나 작물(이하 '작물'이라 한다)은 이동이 불가하기 때문에, 생장하는 내내 다양한 환경 요인들로부터 영향을 받게 된다.Generally, plants and crops (hereinafter referred to as "crops") are not able to move, so they are affected by various environmental factors throughout their growth.

특히, 다양한 환경 요인 중 가뭄, 고염(high salinity), 중금속, 냉해, 고온 및 오존 등과 같은 환경장애, 즉 작물이 환경 스트레스에 직면하게 되고, 이러한 환경장애는 작물의 생장과 발달의 제한 요인이 된다.In particular, among environmental factors, environmental problems such as drought, high salinity, heavy metals, cold weather, high temperature and ozone, that is, crops are faced with environmental stress, and such environmental disorder is a limiting factor of crop growth and development .

이와 같이 작물이 환경장애에 영향을 받게 되면, 작물 세포 내 세포질에 아미노산의 일종인 프롤린을 축적하는 것으로 알려져 있고, 이러한 프롤린은 환경장애 즉 환경 스트레스에 대해 작물이 생장하는데 있어서 매우 중요한 물질이며, 단백질의 합성뿐만 아니라 광합성 효율, 개화시기 및 배유 발달에 아주 중요한 신호 분자로 알려지고 있다.It is known that when crops are affected by environmental disturbances, proline is accumulated in the cytoplasm of crop cells, which is an amino acid. Such proline is very important for the growth of crops against environmental disorder, Is known to be a very important signal molecule for photosynthetic efficiency, flowering time, and endosperm development.

따라서, 환경장애에 따라 세포질에 축적되는 프롤린의 농도 변화를 이용하여 환경장애가 작물의 생장에 얼마나 큰 영향을 미치는지 측정하여 알 수 있었다.Therefore, we could know the effect of environmental disturbance on the growth of crops by using the concentration change of proline in the cytoplasm according to environmental disorder.

하지만, 이러한 측정은 채취한 작물을 실험실로 가져가야만 이루어질 수 있으며 분석 시간이 많이 소요되어, 작물의 생장 측정 및 분석이 늦어질 뿐 아니라 환경장애에 대한 작물의 생장 상태를 현장에서 실시간으로 모니터링할 수 없는 단점이 있었다.However, these measurements can only be made if the harvested crops are taken to the laboratories. It takes a long time to analyze and not only slows the growth and analysis of the crops, but also monitors the growth status of the crops There was no disadvantage.

이상 설명한 바와 같은 환경장애가 작물의 생장에 미치는 영향에 대한 기술은 특허문헌 1에 자세히 기재되어 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.A description of the effect of the environmental disorder on the growth of crops as described above is described in detail in Patent Document 1, so that a detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명자는 상기와 같은 문제를 해결하고자 많은 투자와 연구를 계속한 끝에 채취한 식물을 실험실로 옮기지 않고 현장에서 바로 분석할 수 있는 기술을 개발하여, "환경장애 현장 진단키트"라는 명칭으로 특허출원하였으며, 이는 특허등록 제10-1579045호(이하 '선행문헌 1'이라 칭함)로 등록된 바 있다.On the other hand, the inventor of the present invention has developed a technology capable of directly analyzing the plant, which has been collected after a lot of investment and research in order to solve the above problems, without moving the plant to the laboratory, Patent application, and it is registered as patent registration No. 10-1579045 (hereinafter referred to as "Prior Art 1").

선행문헌 1은 환경장애에 따른 작물의 생장상태를 현장에서 실시간으로 측정하기 위한 진단키트로서, 진단키트는, 현장에서 채취한 작물의 샘플을 흡수하는 종이센서; 종이센서가 투입되어 구비되는 본체; 본체 내에 구비되어 종이센서를 히팅하는 히터; 및 본체에 구비되어 히팅되는 종이센서의 발색반응을 촬영할 수 있는 카메라를 갖는 스마트폰;을 포함한다.Prior art 1 is a diagnostic kit for real-time measurement of the growth status of crops due to environmental disturbances. The diagnostic kit includes a paper sensor for absorbing a sample of crops collected in the field; A main body having paper sensors inserted therein; A heater provided in the body for heating the paper sensor; And a smart phone having a camera capable of photographing a color reaction of a paper sensor provided in the main body and being heated.

이를 통해, 상기 선행문헌 1은 채취한 작물을 별도의 분석과정 없이 현장에서 실시간으로 측정하여 모니터링 할 수 있게 됨으로써 환경장애에 따른 작물의 생장 상태를 현장에서 신속하게 모니터링 할 수 있고, 그에 따른 후속 조치를 신속하게 취할 수 있어 작물 관리 비용을 최소화할 수 있으며, 생산량 개선의 효과가 있다.Accordingly, in the prior art 1, the crop can be measured and monitored in real time on site without any additional analysis, so that the growth status of crops due to environmental disturbances can be monitored quickly in the field, It is possible to minimize the cost of managing the crops and improve the production amount.

또한, 본 발명자는 선행문헌 1에서, 본체에 종이센서를 투입할 때, 종이센서가 구겨지거나 또는 고정되지 않아 정해진 위치를 이탈함으로써, 카메라를 통해 찍을 수 없는 문제점과 정해진 위치에서 이탈되면 전체적으로 열이 전달되지 않으므로 열효율이 낮아지고 이로 인해 진단이 원활하게 진행되지 않는 문제점을 해결하기 위하여, 가뭄이나 저온 또는 수분 스트레스 현상 등의 환경장애에 따른 작물의 생장 및 생육 상태를 현장에서 신속하게 측정할 수 있도록 한 탈부착형 센서모듈을 구비한 "환경장애 예방용 진단키트"를 개발하여 특허출원하였으며, 이는 특허등록 제10-1699667호(이하 '선행문헌 2'라 칭함)로 등록된 바 있다.In addition, the present inventor has found that, in the prior art document 1, when the paper sensor is inserted into the main body, the paper sensor is not wrinkled or fixed, In order to solve the problem that the thermal efficiency is low and the diagnosis is not smoothly proceeded because it is not transmitted, in order to quickly measure the growth and growth condition of crops due to environmental problems such as drought and low temperature or moisture stress phenomenon Developed a diagnostic kit for preventing environmental disorder with a detachable sensor module and applied for a patent. This patent was registered as a patent registration No. 10-1699667 (hereinafter referred to as "Prior Art 2").

선행문헌 2는 환경장애에 따른 작물의 생장상태를 현장에서 실시간으로 측정하기 위한 진단키트로서, 진단키트는, 현장에서 채취한 작물의 샘플을 흡수하는 종이센서; 히터와 온도센서가 집적화된 센서모듈을 포함하는 한편, 상기 종이센서를 구속하는 센서모듈조립체; 상기 센서모듈조립체가 삽입되어 결합되는 본체: 상기 본체에 구비되는 한편, 히팅되는 종이센서의 발색반응을 촬영할 수 있는 카메라를 갖는 스마트폰;을 포함하되, 상기 종이센서는 상기 센서모듈조립체가 상기 본체에 결합되어 통전될 때 발색반응을 일으키도록 구성된다.Prior art 2 is a diagnostic kit for real-time measurement of the growth status of crops due to environmental disturbances. The diagnostic kit includes a paper sensor for absorbing a sample of crops collected at the site; A sensor module assembly including a sensor module integrated with a heater and a temperature sensor, the sensor module assembly restricting the paper sensor; And a smartphone having a camera which is provided in the main body and is capable of photographing a coloring reaction of a paper sensor to be heated, wherein the paper sensor comprises a sensor module assembly, And is configured to cause a color reaction when energized.

이를 통해 선행문헌 2는 본체에 별도의 거치대를 형성할 필요가 없고, 스마트폰의 종류나 크기에 상관없이 호환될 수 있는 효과를 유지하면서 구조의 간단화 및 상기 본체에 착탈이 용이하며, 종이센서가 상기 본체내부로 구비될 때, 위치가 탈선되거나 또는 구겨짐이 발생되지 않아 상기 스마트폰을 통해 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, in the prior art document 2, there is no need to form a separate stand in the main body, and it is possible to simplify the structure and to easily attach and detach the main body while maintaining the compatibility effect regardless of the type and size of the smartphone, There is no derailment or wrinkle in the position when the mobile phone is installed inside the main body, so that it can be easily measured through the smartphone.

또한, 센서모듈 상부에 종이센서가 구비되는 한편, 본체 내부에 센서모듈조립체가 삽입될 때만 통전됨으로써, 히터의 열에너지 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, a paper sensor is provided on the upper part of the sensor module, and only when the sensor module assembly is inserted into the body, electric energy is prevented from being wasted by the heater.

상기한 선행문헌 1과 선행문헌 2에서는 닌히드린 반응을 이용하여 프롤린을 검출하는 종이센서를 개시하고 있으며, 이 종이센서는 오픈채널을 통해 샘플이 흐르도록 하고 비색법으로 프롤린을 검출하고 있다.In the above-mentioned prior art documents 1 and 2, a paper sensor for detecting proline by using a ninhydrin reaction is disclosed. The paper sensor detects a proline by a sample through the open channel and by a colorimetric method.

여기서, 닌히드린 반응은 단백질의 아미노산이 닌히드린과 반응하여 청자색 내지 적자색으로 발색하는 것을 나타내지만, 작물에 포함된 프롤린의 경우에는 닌히드린과 반응하여 발색하게 된다. 따라서, 센서부에 나타낸 색상을 비교함으로써 프롤린의 양을 정량적으로 검출할 수 있게 된다.Herein, the ninhydrin reaction indicates that the amino acid of the protein reacts with ninhydrin to develop a bluish purple to red purple color, but in the case of proline contained in the crop, it reacts with ninhydrin to develop color. Therefore, it is possible to quantitatively detect the amount of proline by comparing the colors shown in the sensor unit.

하지만, 종래의 종이센서는 오픈채널을 통해 샘플이 유동하게 되어 샘플 분석 중 외부환경으로부터 오염물질이 혼입되고, 현장에서의 프롤린 검출을 위하여 닌히드린 용액과 시약인 설포실리실산(sulfosalicylic acid) 용액을 구비하여야 하며, 오픈채널을 통한 샘플 유동 중에 측정샘플이 증발하여 정밀한 측정이 어렵다는 문제점이 있다.However, in the conventional paper sensor, since the sample flows through the open channel, contaminants are mixed from the external environment during the sample analysis, and the ninhydrin solution and the reagent sulfosalicylic acid solution And the measurement sample is evaporated during the flow of the sample through the open channel, thereby making it difficult to perform accurate measurement.

또한, 종래의 종이 센서는 단층 구조로 이루어져 시약 수를 줄이기 위해 닌히드린을 샘플로드부에 미리 로딩하여 코팅할 경우, 닌히드린이 미세유체채널을 통해 유동하여 샘플로드부 및 채널의 위치에 따라 닌히드린 농도 차이가 발생하게 된다. 이에 따라, 측정샘플을 로드하여 프롤린을 검출할 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 센서부에서의 색이 균일하지 않고 띠 형태로 색상이 나타나는 불균일 반응이 일어나 프롤린을 정량적으로 검출하기 어려운 문제점도 있다.When the ninhydrin is previously loaded on the sample rod and coated to reduce the number of reagents, the ninhydrin flows through the microfluidic channel and flows naturally along the sample rod and the channel. Resulting in a difference in concentration. Accordingly, when a proline is detected by loading a measurement sample, there is a problem that it is difficult to quantitatively detect proline because a heterogeneous reaction occurs in which the color of the sensor portion is not uniform and the color appears in a band shape as shown in Fig. have.

KRKR 10-136114910-1361149 B1B1 KRKR 10-157904510-1579045 B1B1 KRKR 10-169966710-1699667 B1B1

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 환경장애에 따른 작물의 생장 상태를 현장에서 실시간으로 측정하는데 사용되는 종이센서를 밀폐 구조로 형성함으로써 외부환경으로부터의 오염물 혼입과 측정샘플의 증발을 방지하여 프롤린을 정확하게 검출할 수 있도록 한 환경장애 진단용 종이센서 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a paper sensor, which is used to measure a growing condition of a crop in real- The object of the present invention is to provide a paper sensor for environmental defect diagnosis and a method of manufacturing the paper sensor, which can accurately detect proline by preventing contamination of contamination and evaporation of a measurement sample.

또, 독립적으로 구성된 닌히드린부에 닌히드린이 균일하게 코팅되어 로드됨으로써 현장 검출이 용이하게 하고 센서 감도가 형상되며 프롤린의 농도에 따라 일정한 색상이 검출되도록 한 환경장애 진단용 종이센서 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the ninhydrin ninhydrin which is constituted independently is uniformly coated and loaded so that the on-site detection is facilitated, the sensor sensitivity is formed, and the predetermined color is detected according to the concentration of proline, and a method of manufacturing the paper sensor The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 환경장애 진단용 종이센서는, 샘플로딩부에 로드된 측정샘플에 대한 닌히드린 반응을 통해 프롤린을 검출하는 환경장애 진단용 종이센서에 있어서, 작물에서 얻어진 측정샘플이 로드되도록 종이로 형성된 본체(10)의 일측에 형성되며 닌히드린이 코팅된 샘플로딩부(11)와; 상기 샘플로딩부(11)의 하부에 층을 달리하여 위치하며 닌히드린이 코팅된 닌히드린부(12)와; 닌히드린 반응에 의한 프롤린의 발색 반응을 이용하여 측정샘플의 프롤린을 검출하도록 상기 샘플로딩부(11)로부터 일정 정도 이격된 위치하는 한편 닌히드린부 층까지 형성되는 센서부(13)와; 상기 측정샘플의 프롤린과 샘플로딩부 및 닌히드린부의 닌히드린이 섞이면서 상기 센서부(13)로 유동하도록 센서부(13)와 닌히드린부(12)를 연결하는 한편 샘플로딩부(11)와 층을 달리하여 위치하는 미세유체채널(15);을 포함하고, 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13)의 표층만 외부로 노출되고 나머지는 본체(10)의 내부에 위치하여 외부와 차단되도록 하는 것을 특징으로 한다.To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a paper sensor for environmental disorder diagnosis, which detects proline through a ninhydrin reaction on a sample to be loaded in a sample loading part, A sample loading unit 11 formed on one side of the main body 10 formed of paper and coated with ninhydrin; A ninhydrin 12 coated with ninhydrin, which is located at a lower part of the sample loading part 11 in a different layer; A sensor unit 13 formed to a predetermined distance from the sample loading unit 11 to a ninhydrin sub-layer so as to detect proline of a sample to be measured using the color development reaction of proline by the ninhydrin reaction; The sensor unit 13 and the ninhydrin unit 12 are connected to each other so that the proline of the measurement sample and the ninhydrin of the ninhydrin unit are mixed with the sensor unit 13 while mixing the sample loading unit 11 and the ninhydrin unit, The sample loading part 11 and the sensor part 13 are exposed to the outside and the rest are placed inside the main body 10 to be shielded from the outside .

또한, 상기 미세유체채널(15)은 측정샘플의 프롤린과 닌히드린이 충분하게 섞일 수 있도록 S자형 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.Further, the microfluidic channel 15 is characterized by forming an S-shaped channel so that proline and ninhydrin of the measurement sample can be sufficiently mixed.

또한, 상기 미세유체채널(15)의 하부로 프롤린과 닌히드린이 흐르지 않도록 본체(10)의 하부에 방수층(14)이 구비된 것을 특징으로 한다.A waterproof layer 14 is provided at a lower portion of the main body 10 to prevent proline and ninhydrin from flowing below the microfluidic channels 15. [

그리고, 본 발명에 따른 환경장애 진단용 종이센서의 제조방법은, 한장의 종이에 일정 간격으로 이격되게 배치되는 한편 닌히드린이 코팅된 샘플로딩부(11), 닌히드린이 코팅된 닌히드린부(12), 센서부(13), 닌히드린부(12)와 센서부(13)를 서로 연결시키는 S자형 미세유체채널(15) 및 종이를 4구획하도록 종이접기 선을 설계하는 패턴 디자인 단계(S10)와; 설계된 센서 패턴을 종이에 왁스 프린터로 프린팅한 후 핫 플레이트를 이용하여 왁스를 종이에 침투시켜 샘플로딩부(11)와 센서부(13) 및 미세유체채널(15)이 왁스에 의해 밀폐되도록 하는 왁스 프린팅 단계(S20)와; 상기 샘플로딩부(11)와 그 하부의 닌히드린부(12)에 일정 농도의 닌히드린 용액을 로드한 후 건조시켜 닌히드린이 일정 농도로 코팅되도록 하는 닌히드린 코팅 단계(S30)와; 왁스가 침투된 종이를 종이접기 선을 따라 접어 샘플로딩부(11)와 센서부(13)가 형성되고 상기 샘플로딩부(11)의 하부에 위치한 닌히드린부(12)와 센서부(13)의 하부가 미세유체채널(15)에 의해 연결되도록 하는 오리가미 단계(S40)와; 종이접기에 의해 접혀진 각 층을 접착제로 접착하여 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13)의 표층만 외부로 노출되고 나머지는 본체(10)의 내부에 위치하여 밀폐되도록 하는 접착 단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a paper sensor for environmental defect diagnosis according to the present invention includes a sample loading unit 11 which is disposed on a piece of paper at a predetermined interval and coated with ninhydrin, a ninhydrin coated ninhydrin unit 12 An S-shaped microfluidic channel 15 connecting the sensor section 13 and the ninhydrin section 12 to the sensor section 13 and a pattern designing step S10 of designing a paper folding line to divide the paper into four sections, Wow; After the designed sensor pattern is printed on a paper with a wax printer, the wax is penetrated into the paper by using a hot plate, so that the sample loading part 11, the sensor part 13 and the microfluidic channel 15 are sealed with the wax Printing step S20; A ninhydrin coating step (S30) in which a ninhydrin solution of a predetermined concentration is loaded on the sample loading part (11) and a ninhydrin part (12) below the sample loading part (11) and dried so that ninhydrin is coated at a constant concentration; The sample loading unit 11 and the sensor unit 13 are formed by folding the wax-impregnated paper along the paper folding line and the ninhydrin unit 12 and the sensor unit 13, which are located below the sample loading unit 11, (S40) for allowing the lower part of the microfluidic channel (15) to be connected by the microfluidic channel (15); (S50) in which only the surface layer of the sample loading part (11) and the sensor part (13) is exposed to the outside and the remainder is positioned inside the body (10) ); ≪ / RTI >

또한, 상기 패턴 디자인 단계(S10)에서 설계되는 센서 패턴은, 샘플 로딩부(11)와 센서부(13)가 일정 간격을 두고 배치되도록 설계된 제1층 패턴(10a)과, 상기 샘플 로딩부(11)와 센서부(13)가 제1층 패턴(10a)과 반대로 위치하도록 설계된 제2층 패턴(10b)과, 샘플로딩부(11)와 센서부(13)가 미세유체채널(15)에 의해 연결되도록 설계된 제3층 패턴(10c)과, 아무런 패턴이 없는 제4층 패턴(10d)으로 이루어지고, 상기 제1층 패턴(10a)과 제2층 패턴(10b), 제3층 패턴(10c) 및 제4층 패턴(10d)이 각각 종이접기 선을 기준으로 하여 차례로 배치되는 것을 특징으로 한다.The sensor pattern designed in the pattern designing step S10 includes a first layer pattern 10a designed such that the sample loading unit 11 and the sensor unit 13 are spaced apart from each other by a predetermined distance, A second layer pattern 10b designed such that the sensor unit 13 and the sensor unit 13 are positioned opposite to the first layer pattern 10a and the second layer pattern 10b designed to place the sample loading unit 11 and the sensor unit 13 on the microfluidic channel 15 A third layer pattern 10c designed to be connected to the first layer pattern 10a and a fourth layer pattern 10d having no pattern and the first layer pattern 10a and the second layer pattern 10b, 10c and the fourth layer pattern 10d are sequentially arranged with reference to the paper fold line.

또한, 상기 왁스 프린팅 단계(S20)는 왁스가 프린팅된 종이를 핫 플레이트에 올려놓고 120℃의 온도조건으로 2~3분 동안 가열하여 왁스가 종이에 완전히 침투되도록 하는 것을 특징으로 한다. The wax-printing step (S20) is characterized in that the wax-printed paper is placed on a hot plate and heated at a temperature of 120 ° C for 2 to 3 minutes so that the wax is completely penetrated into the paper.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 환경장애 진단용 종이센서 및 그 제조방법은 샘플로딩부와 센서부의 표층만 노출되고 샘플로딩부와 센서부의 하부 및 이들을 연결하는 미세유체채널은 본체 내부에 밀폐되어 있도록 하므로, 외부환경으로부터의 이물질 혼입이나 측정샘플의 증발 등이 방지되어 측정 결과에 대한 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.In the paper sensor and the method of manufacturing the same according to the present invention, the surface layer of the sample loading part and the sensor part is exposed, and the lower part of the sample loading part and the sensor part and the microfluidic channel connecting the sample loading part and the sensor part are sealed Therefore, it is possible to prevent contamination of foreign substances from the external environment and evaporation of the measurement sample, thereby improving the reliability of the measurement result.

또한, 상기 미세유체채널이 S자 형상으로 형성되어 길이가 길어짐에 따라 측정샘플의 프롤린과 닌히드린이 충분히 혼합되어 균일한 발색반응이 이루어지게 되는 효과가 있다.Further, as the microfluidic channel is formed in an S-shape and the length becomes longer, proline and ninhydrin of the measurement sample are sufficiently mixed to provide a uniform coloring reaction.

또한, 상기 미세유체채널의 하부에 방수층이 형성되어 미세유체채널을 따라 흐르는 프롤린이나 닌히드린이 아래 방향으로 누설되지 않게 되고 검출 결과에 대한 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.In addition, a waterproof layer is formed under the microfluidic channel, so that proline or ninhydrin flowing along the microfluidic channel is prevented from leaking downward, and the reliability of the detection result is improved.

또한, 상기 샘플로딩부 및 그 하부의 닌히드린부에 닌히드린이 미리 코팅되어 있어 별도의 닌히드린 용액을 준비할 필요없이 시약인 설포실리실산만 준비하여 현장에서 프롤린을 검출할 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, since ninhydrin is previously coated on the sample loading part and the ninhydrin part below the sample loading part, only the sulfosylic acid as a reagent can be prepared without preparing a separate ninhydrin solution, so that proline can be detected in the field have.

또한, 상기 샘플로딩부 하부의 닌히드린부에 닌히드린을 독립적으로 균일하게 로딩할 수 있게 되어 센서부에서의 검출 감도가 향상되고 프롤린의 발색 반응에 따른 색상이 일정하게 나타나는 효과가 있다.In addition, ninhydrin can be independently and uniformly loaded in the ninhydrin portion under the sample loading portion, so that the detection sensitivity in the sensor portion is improved and the color according to the color reaction of proline is constant.

도 1은 본 발명의 환경장애 진단용 종이센서가 도시된 사시도 및 단면도
도 2는 본 발명의 환경장애 진단용 종이센서의 제조 방법을 나타낸 순서도
도 3은 본 발명에 따른 패턴 디자인을 나타낸 평면도
도 4는 본 발명에 따른 왁스 프린팅 단계를 나타낸 공정도
도 5는 종이에 왁스가 침투되는 모습을 나타낸 참고도
도 6은 프롤린 농도에 따른 그린칼라 강도의 변화를 나타낸 그래프
도 7은 측정샘플의 프롤린 농도에 따른 센서부의 색상 변화를 나타낸 참고도
도 8은 본 발명에 따른 오리가미 단계를 나타낸 사시도
도 9는 종래의 오픈형 미세유체채널을 이용한 센서부의 발색반응을 나타낸 참고도
1 is a perspective view and a cross-sectional view showing a paper sensor for environmental fault diagnosis of the present invention
2 is a flowchart showing a method of manufacturing a paper sensor for environmental fault diagnosis according to the present invention
3 is a plan view showing a pattern design according to the present invention.
4 is a process chart showing a wax printing step according to the present invention
5 is a view showing a state in which wax is infiltrated into paper,
6 is a graph showing changes in green color intensity according to the concentration of proline
7 is a reference diagram showing the color change of the sensor part according to the concentration of proline in the measurement sample
FIG. 8 is a perspective view showing an origin stage according to the present invention; FIG.
9 is a view showing a coloring reaction of a sensor portion using a conventional open type microfluidic channel

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우에는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the term used in the present invention selects the general term that is widely used at present, there is also a term selected by the applicant in a specific case. In this case, the term used in the present invention is not a name of a simple term, It is necessary to understand the meaning.

이하, 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

본 발명에 따른 환경장애 진단용 종이센서는, 샘플로딩부(11)에 로드된 측정샘플에 대한 닌히드린 반응을 통해 프롤린을 검출하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 작물에서 얻어진 측정샘플이 로드되도록 종이로 형성된 본체(10)의 일측에 형성되며 닌히드린이 코팅된 샘플로딩부(11)와; 상기 샘플로딩부(11)의 하부에 층을 달리하여 위치하며 닌히드린이 코팅된 닌히드린부(12)와; 닌히드린 반응에 의한 프롤린의 발색 반응을 이용하여 측정샘플의 프롤린을 검출하도록 상기 샘플로딩부(11)로부터 일정 정도 이격된 위치하는 한편 닌히드린부 층까지 형성되는 센서부(13)와; 상기 측정샘플의 프롤린과 샘플로딩부 및 닌히드린부의 닌히드린이 섞이면서 상기 센서부(13)로 유동하도록 센서부(13)와 닌히드린부(12)를 연결하는 한편 샘플로딩부(11)와 층을 달리하여 위치하는 미세유체채널(15);을 포함하여 이루어진다.The paper sensor for environmental fault diagnosis according to the present invention detects proline through a ninhydrin reaction on a measurement sample loaded in the sample loading section 11. As shown in Fig. 1, a measurement sample obtained from a crop is loaded A sample loading unit 11 formed on one side of the main body 10 formed of paper and coated with ninhydrin; A ninhydrin 12 coated with ninhydrin, which is located at a lower part of the sample loading part 11 in a different layer; A sensor unit 13 formed to a predetermined distance from the sample loading unit 11 to a ninhydrin sub-layer so as to detect proline of a sample to be measured using the color development reaction of proline by the ninhydrin reaction; The sensor unit 13 and the ninhydrin unit 12 are connected to each other so that the proline of the measurement sample and the ninhydrin of the ninhydrin unit are mixed with the sensor unit 13 while mixing the sample loading unit 11 and the ninhydrin unit, And a microfluidic channel (15) positioned differently from the microfluidic channel (15).

여기서, 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13)의 표층만 본체(10)의 외부로 노출되고 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13)의 나머지 부분과 닌히드린부(12) 및 미세유체채널(15)은 본체(10)의 내부에 위치하여 밀폐됨으로써 외부와 차단되도록 한다. Only the surface layer of the sample loading unit 11 and the sensor unit 13 is exposed to the outside of the main body 10 and the remaining part of the sample loading unit 11 and the sensor unit 13 and the ninhydrin unit 12, And the microfluidic channel (15) are located inside the main body (10) and are sealed to be blocked from the outside.

이에 따라, 상기 샘플로딩부(11)에 로딩된 측정샘플이나 상기 미세유체채널(15)을 따라 흐르는 측정샘플에 외부환경에 의한 이물질의 혼입이 방지되고, 측정샘플이 증발하지 않게 되어 측정 감도와 측정 결과에 대한 신뢰도가 향상된다.Accordingly, foreign substances are prevented from being mixed with the measurement sample loaded on the sample loading unit 11 or the measurement sample flowing along the microfluidic channel 15 due to the external environment, the measurement sample is not evaporated, The reliability of the measurement result is improved.

또한, 상기 미세유체채널(15)은 측정샘플의 프롤린과 닌히드린이 충분하게 섞일 수 있도록 S자형 유로를 형성하는 것이 바람직하다. 측정샘플의 프롤린과 닌히드린부의 닌히드린은 밀폐된 상태의 상기 미세유체채널(15)을 따라 흐르면서 혼합되어 센서부(13)로 이동하게 되므로, 상기 미세유체채널(15)은 이들이 충분히 혼합될 수 있을 정도의 길이를 가지면서도 이들이 원활하게 유동하도록 각진 부분이 없어야 한다. 이러한 점을 감안하여 상기 미세유체채널(15)이 S자형 유로를 가지도록 한 것이다. In addition, it is preferable that the microfluidic channel 15 form an S-shaped channel so that proline and ninhydrin of the measurement sample can be sufficiently mixed. The proline of the measurement sample and the ninhydrin of the ninhydrin moiety are mixed while flowing along the microfluidic channel 15 in the closed state and moved to the sensor unit 13 so that the microfluidic channel 15 can be sufficiently mixed They should be as long as possible and free from angled parts so that they flow smoothly. In consideration of this point, the microfluidic channel 15 has an S-shaped channel.

또한, 상기 미세유체채널(15)의 하부로 프롤린과 닌히드린이 흐르지 않도록 본체(10)의 하부에 방수층(14)이 구비되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that a waterproof layer 14 is provided at a lower portion of the body 10 so that proline and ninhydrin do not flow under the microfluidic channel 15. [

이와 같이, 상기 미세유체채널(15)의 하부에 방수층이 구비되면, 프롤린과 닌히드린이 본체(10)의 하부로 누설되지 않게 되고, 그로 인해 센서부(13)의 측정 감도가 좋아지고 측정 결과에 대한 신뢰도가 향상된다.When the waterproof layer is provided on the lower portion of the microfluidic channel 15, proline and ninhydrin are prevented from leaking to the lower portion of the body 10, thereby improving the measurement sensitivity of the sensor portion 13, The reliability is improved.

한편, 본 발명의 환경장애 진단용 종이센서의 제조방법은 도 2 내지 9에 도시된 바와 같이, 한장의 종이에 일정 간격으로 이격되게 배치되는 한편 닌히드린이 코팅된 샘플로딩부(11), 닌히드린이 코팅된 닌히드린부(12), 센서부(13), 닌히드린부(12)와 센서부(13)를 서로 연결시키는 미세유체채널(15) 및 종이를 4구획하도록 3개의 종이접기 선을 설계하는 패턴 디자인 단계(S10)와; 설계된 센서 패턴을 종이에 왁스 프린터로 프린팅한 후 핫 플레이트를 이용하여 왁스를 종이에 침투시켜 닌히드린부(12)와 센서부(13) 및 미세유체채널(15)이 왁스에 의해 밀폐되도록 하는 왁스 프린팅 단계(S20)와; 상기 샘플로딩부(11)와 그 하부의 닌히드린부(12)에 닌히드린을 일정 농도로 코팅하는 닌히드린 코팅 단계(S30)와; 왁스가 침투된 종이를 종이접기 선을 따라 접어 샘플로딩부(11)와 센서부(13)가 형성되고 상기 샘플로딩부(11)의 하부에 위치한 닌히드린부(12)와 센서부(13)의 하부가 미세유체채널(15)에 의해 연결되도록 하는 오리가미 단계(S40)와; 종이접기에 의해 접혀진 각 층을 접착제로 접착하여 본체(10)를 형성하는 접착 단계(S50);를 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 2 to 9, the method for manufacturing the paper sensor for diagnosing environmental disorder according to the present invention comprises a sample loading unit 11 which is disposed on a piece of paper at a predetermined interval and coated with ninhydrin, A microfluidic channel 15 for connecting the coated ninhydrin part 12, the sensor part 13, the ninhydrin part 12 and the sensor part 13 with each other, and three paper folding lines Designing a pattern designing step S10; After the designed sensor pattern is printed on a paper with a wax printer, the wax is infiltrated into the paper by using a hot plate, and the wax for sealing the ninth droplet portion 12, the sensor portion 13 and the microfluidic channel 15 is sealed by the wax Printing step S20; A ninhydrin coating step (S30) in which ninhydrin is coated at a predetermined concentration on the sample loading part (11) and the ninhydrin part (12) below the sample loading part (11); The sample loading unit 11 and the sensor unit 13 are formed by folding the wax-impregnated paper along the paper folding line and the ninhydrin unit 12 and the sensor unit 13, which are located below the sample loading unit 11, (S40) for allowing the lower part of the microfluidic channel (15) to be connected by the microfluidic channel (15); And a bonding step (S50) of bonding the layers folded by paper folding with an adhesive to form the main body (10).

상기 패턴 디자인 단계(S10)에서 설계되는 센서 패턴은, 도 3과 같이, 샘플 로딩부(11)와 센서부(13)가 일정 간격을 두고 배치되도록 설계된 제1층 패턴(10a)과, 상기 닌히드린부(12)와 센서부(13)가 제1층 패턴(10a)의 샘플로딩부(11)와 센서부(13)에 상기 종이접기 선(10-1)을 기준으로 대칭되게 위치하도록 설계된 제2층 패턴(10b)과, 닌히드린부(12)와 센서부(13)가 제2층 패턴(10b)의 닌히드린부(12)와 센서부(13)에 상기 종이접기 선(10-2)을 기준으로 대칭되게 위치하도록 설계되는 한편 이들이 서로 미세유체채널(15)에 의해 연결되도록 설계된 제3층 패턴(10c)과 아무런 패턴이 없는 제4층 패턴(10d)으로 이루어진다.3, the sensor pattern designed in the pattern designing step S10 includes a first layer pattern 10a designed such that the sample loading part 11 and the sensor part 13 are arranged at a predetermined interval, The feeding section 12 and the sensor section 13 are designed to be positioned symmetrically with respect to the paper folding line 10-1 on the sample loading section 11 and the sensor section 13 of the first layer pattern 10a The second layer pattern 10b and the ninhydrin part 12 and the sensor part 13 are formed on the ninhydrin part 12 of the second layer pattern 10b and the paper folding line 10- 2 and the third layer pattern 10c designed to be connected to each other by the microfluidic channel 15 and the fourth layer pattern 10d having no pattern.

이때, 상기 제1층 패턴(10a)과 제2층 패턴(10b), 제3층 패턴(10c) 및 제4층 패턴(10d)이 각각 종이접기 선을 기준으로 하여 차례로 배치됨으로써, 한 번의 프린팅 공정만으로 왁스 프린팅이 완료되도록 한다. 그리고 상기 제4층 패턴(10d)에 아무런 패턴이 없으므로 상기 왁스 프린팅 공정(S20)에서 제4층은 종이의 전면에 왁스가 프린트되어 방수층(14)을 형성하게 된다.At this time, the first layer pattern 10a, the second layer pattern 10b, the third layer pattern 10c, and the fourth layer pattern 10d are sequentially arranged with reference to the paper fold line, Wax printing is completed by the process alone. Since there is no pattern on the fourth layer pattern 10d, the wax is printed on the entire surface of the paper in the fourth layer in the wax printing process S20 to form the waterproof layer 14.

또한, 상기 왁스 프린팅 단계(S20)는 왁스가 프린팅된 종이를 핫 플레이트에 올려놓고 120℃의 온도조건으로 2~3분 동안 가열하여 왁스가 종이에 완전히 침투되도록 하게 된다. 예를 들면, 왁스가 프린팅된 종이를 핫 플레이트에 올려놓고 120℃의 온도조건으로 160초 정도 가열하게 되면 프린팅된 왁스가 녹아서 종이의 옆면으로 스며들면서 종이의 아랫면까지 완전히 침투하게 된다.In the wax printing step S20, the paper on which the wax is printed is placed on a hot plate and heated at a temperature of 120 ° C for 2 to 3 minutes to completely penetrate the wax. For example, if the paper on which the wax is printed is placed on a hot plate and heated at a temperature of 120 ° C for about 160 seconds, the printed wax melts and permeates into the side of the paper to completely penetrate to the bottom of the paper.

종이에 프린팅된 왁스는 120℃의 온도조건에서 녹아서 종이에 스며드는데, 시간의 흐름에 따라 더 깊은 곳까지 스며들게 된다. 구체적으로 두께가 800㎛인 종이에 왁스를 프린팅한 경우에는, 도 5와 6에 도시된 바와 같이 120℃의 온도조건으로 40초 동안 가열하더라도 왁스가 종이에 완전히 침투되지 못하고, 대략 160초 정도를 가열할 경우에 종이의 옆면으로 스며들면서 종이의 아랫면까지 완전히 침투된다. The wax printed on paper melts at a temperature of 120 ° C and impregnates into the paper, which is impregnated deeper over time. Specifically, in the case of printing the wax on a paper sheet having a thickness of 800 μm, as shown in FIGS. 5 and 6, even if heated for 40 seconds under a temperature condition of 120 ° C., the wax is not completely penetrated into the paper, When heated, it penetrates to the side of the paper and completely penetrates to the bottom of the paper.

상기 왁스 프린팅 단계(S20)에서 왁스가 프린팅되지 않는 부분은 종이만 남게 되고, 이 부분들이 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13) 및 미세유체채널(15)을 형성하게 된다. 그리고, 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13) 및 미세유체채널(15)의 주변이 왁스가 침투된 종이로 이루어져 있으므로, 상기 접착단계(S50)에 의해 형성된 본체(10)에서는 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13)의 표층만 외부로 노출되고 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13)의 나머지 부분과 닌히드린부(12) 및 미세유체채널(15)은 본체(10)의 내부에 위치하여 외부와 차단된 상태가 된다.In the wax-printing step (S20), only the paper portion where the wax is not printed remains, and these portions form the sample loading portion (11), the sensor portion (13) and the microfluidic channel (15). Since the periphery of the sample loading part 11, the sensor part 13 and the microfluidic channel 15 is made of paper impregnated with wax, in the main body 10 formed by the sticking step S50, Only the surface layer of the loading part 11 and the sensor part 13 is exposed to the outside and the remaining part of the sample loading part 11 and the sensor part 13 and the ninhydrin part 12 and the microfluidic channel 15, (10) and is shut off from the outside.

상기 닌히드린 코팅 단계(S30)에서는 상기 샘플로딩부(11)와 그 하부의 닌히드린부(12)에 일정 농도의 닌히드린 용액을 로드한 후 건조시킴으로써 닌히드린이 일정한 농도로 코팅되도록 한다. In the ninhydrin coating step (S30), the ninhydrin solution of a predetermined concentration is loaded on the sample loading part 11 and the ninhydrin part 12 below the sample loading part 11, followed by drying, thereby coating the ninhydrin with a constant concentration.

이와 같이, 상기 닌히드린부(12)에 일정 농도의 닌히드린이 코팅되면, 시약으로 설포실리실산 용액만 구비하고 있어도 간단하게 현장에서 프롤린을 검출할 수 있게 된다. 이에 따라, 기존에 현장에서 프롤린을 검출하기 위하여 프롤린을 추출하기 위한 시약인 설포실리실산 용액과 닌히드린 용액 두 개를 구비해야 하는 불편을 해소할 수 있게 된다.As described above, when the ninhydrin is coated on the ninhydrin 12 at a predetermined concentration, proline can be detected easily in the field even if it contains only the sulfosilicic acid solution as a reagent. Accordingly, it is possible to eliminate the inconvenience of having two sulfosilic acid solutions and two ninhydrin solutions, which are reagents for extracting proline to detect proline in the field.

그리고, 상기 샘플로딩부(11)의 하부에 위치한 닌히드린부(12)에 닌히드린이 일정한 농도로 균일하게 코팅됨에 따라 센서부(13)에서의 감도가 향상되고 프롤린 농도에 따라 일정한 색상이 감지되어 검출 결과에 대한 신뢰성이 향상된다. As the ninhydrin is uniformly coated on the ninhydrin 12 at the lower part of the sample loading part 11 at a constant concentration, the sensitivity of the sensor part 13 is improved and a certain color is detected according to the concentration of proline And the reliability of the detection result is improved.

반면, 기존에는 샘플로딩부와 미세유체채널 및 센서부로 구성된 종이센서가 단층구조로 형성되어 있어, 위치에 따라 닌히드린 농도의 차이가 발생하고 그로 인해 프롤린을 정량적으로 검출하기가 어려운 문제가 있었다. 즉, 종래의 단층구조에서는 샘플로딩부에 코팅된 닌히드린이 미세유체채널을 통해 흘러감으로써 샘플로딩부 및 미세유체채널의 위치에 따라 닌히드린 농도의 차이가 발생하게 되고, 그로 인해 센서부에서 프롤린을 검출할 때 센서부에 나타나는 색이 균일하지 않고 띠 형태로 색상이 나타나게 되어 프롤린을 정량적으로 검출하기가 어려웠던 것이다.On the other hand, conventionally, a paper sensor composed of a sample loading part, a microfluidic channel, and a sensor part is formed in a single layer structure, so that there is a difference in ninhydrin concentration depending on the position, and thus it is difficult to quantitatively detect proline. That is, in the conventional single layer structure, the ninhydrin coated on the sample loading portion flows through the microfluidic channel, resulting in a difference in ninhydrin concentration depending on the position of the sample loading portion and the microfluidic channel, It was difficult to quantitatively detect proline because the color appearing in the sensor part was not uniform when the probe was detected and the color appeared in a band shape.

이상의 과정을 통해 닌히드린 코팅이 완료되면, 왁스가 코팅된 종이를 접어주는 오리가미(Origami) 단계를 수행한다. 상기 오리가미 단계(S40)에서는 본체(10)를 구성하는 각층을 특별한 정렬없이 종이접기 선을 기준으로 간단하게 접어주며, 오리가미 단계(S40)가 완료되면 각 층의 사이사이를 접착제로 접착하여 일체형의 본체(10)를 완성한다. 오리가미(折り紙)란 한 장의 종이를 접어 다양한 형태의 모양을 만드는 '종이접기'를 의미하는 것으로, 상기 오리가미 단계(S40)는 왁스가 코팅된 종이를 접어 본체(10)의 형태를 만드는 단계이다. When the ninhydrin coating is completed through the above process, an Origami step for folding the wax-coated paper is performed. In the origami step S40, each layer constituting the main body 10 is simply folded on the basis of the origami line without special alignment. When the origami step S40 is completed, the layers are adhered with an adhesive to form an integral Thereby completing the main body 10. Origami means folding a piece of paper by folding a piece of paper to form various shapes. In the step S40, the paper coated with wax is folded to form the shape of the main body 10.

상기와 같이 구성된 본 발명의 환경장애 진단용 종이센서를 이용하여 측정 샘플의 프롤린을 검출하는 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.The process of detecting the proline of the measurement sample using the paper sensor for diagnosing environmental disorder according to the present invention will now be described.

환경장애를 진단하기 위하여 표본이 되는 작물로부터 측정샘플을 채취한 후, 이 측정샘플을 샘플로딩부(11)에 로딩한다. 로딩된 측정샘플의 프롤린은 샘플로딩부(11) 하부의 닌히드린부(12)에 코팅된 닌히드린과 반응하여 결합되고, 결합된 프롤린과 닌히드린은 용액의 형태로 S자형 미세유체채널(15)을 따라 흐르게 된다. 측정샘플의 프롤린과 닌히드린은 상기 미세유체채널(15)을 흐르는 동안 완벽하게 섞이게 된다.In order to diagnose environmental disorder, a measurement sample is sampled from the crop to be sampled, and the measurement sample is loaded into the sample loading section 11. [ The proline of the loaded measurement sample reacts and binds to the ninhydrin coated on the ninhydrin moiety 12 under the sample loading section 11. The bound proline and ninhydrin form S-shaped microfluidic channels 15 ). The proline and ninhydrin of the measurement sample are perfectly mixed during the flow of the microfluidic channel 15.

측정샘플을 샘플로딩부(11)에 로딩한 후 대략 2분 정도가 경과하면, 닌히드린이 결합된 프롤린이 센서부(13)에 도착한다. 상기 센서부(13)에 닌히드린이 결합된 프롤린이 도착하면, 핫 플레이트를 사용하여 약 100~110℃의 온도조건으로 대략 3분 정도 가열한다. 그 결과, 프롤린-닌히드린 반응에 의해 센서부(13)에서 발색이 이루어져 센서부(13)의 색이 변화된다.Approximately two minutes after the measurement sample is loaded into the sample loading section 11, the proline which is bound to the ninhydrin reaches the sensor section 13. When the ninhydrin coupled proline arrives at the sensor unit 13, it is heated for about 3 minutes at a temperature of about 100 to 110 DEG C using a hot plate. As a result, color development is performed in the sensor unit 13 by the proline-ninhydrin reaction, and the color of the sensor unit 13 is changed.

이때, 상기 센서부(10)의 색상은 측정샘플의 프롤린 농도에 따라 달라지게 되는데, 도 6에 도시된 바와 같이, 프롤린 농도가 증가할수록 상기 센서부(10)의 색상에서 붉은 색의 발색 정도가 진하게 나타난다. 도 6에서는 150℃에서 10분 동안 종이센서를 가열하였을 때, 프롤린 농도가 각각 50, 100, 150, 200 마이크로몰인 경우에 있어서 상기 센서부(13)의 색상을 나타내고 있다. 여기서, 프롤린 농도가 증가할수록 붉은 색의 발색정도가 진하게 나타나는 이유는, 도 7에 도시된 바와 같이, 측정샘플의 프롤린 농도가 증가하면 녹색의 색상강도는 감소함에 따른 것으로 판단된다.As shown in FIG. 6, as the concentration of proline is increased, the degree of color development of a red color in the color of the sensor unit 10 is increased as the concentration of proline of the sensor unit 10 increases It appears dark. FIG. 6 shows the color of the sensor unit 13 when the paper sensor is heated at 150 ° C. for 10 minutes and the proline concentration is 50, 100, 150, or 200 μmol, respectively. As shown in FIG. 7, when the concentration of proline in the measurement sample is increased, the intensity of green color is decreased as shown in FIG. 7, because the degree of color development of red color is increased as the concentration of proline is increased.

이와 같이, 측정샘플의 프롤린 농도에 따라 상기 센서부(13)의 색상이 달라지게 되므로, 상기 센서부(13)의 변색 정도를 측정하여 기준이 되는 색상과 비교하는 비색법을 이용하면 측정샘플의 프롤린 농도를 검출할 수 있게 된다. As described above, since the color of the sensor unit 13 is changed according to the concentration of proline in the measurement sample, by using the colorimetric method in which the degree of discoloration of the sensor unit 13 is measured and compared with the reference color, The concentration can be detected.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various modifications and variations will be possible without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of the present invention should be construed as being covered by the scope of the appended claims, and technical scope within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

10...본체
11....샘플로딩부
12...닌히드린부
13...센서부
14...방수층
15...미세유체채널
10 ... body
11 .... Sample Loading Unit
12 ... Ninhiddrain
13 ... sensor unit
14 ... waterproof layer
15 ... microfluidic channel

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 한장의 종이에 일정 간격으로 이격되게 배치되는 한편 닌히드린이 코팅된 샘플로딩부(11), 닌히드린이 코팅된 닌히드린부(12), 센서부(13), 닌히드린부(12)와 센서부(13)를 서로 연결시키는 S자형 미세유체채널(15) 및 종이를 4구획하도록 종이접기 선을 설계하는 패턴 디자인 단계(S10)와;
설계된 센서 패턴을 종이에 왁스 프린터로 프린팅한 후 핫 플레이트를 이용하여 왁스를 종이에 침투시켜 닌히드린부(12)와 센서부(13) 및 미세유체채널(15)이 왁스에 의해 밀폐되도록 하는 왁스 프린팅 단계(S20)와;
상기 샘플로딩부(11)와 그 하부의 닌히드린부(12)에 닌히드린을 일정 농도로 코팅하는 닌히드린 코팅 단계(S30)와;
왁스가 침투된 종이를 종이접기 선을 따라 접어 샘플로딩부(11)와 센서부(13)가 형성되고 상기 샘플로딩부(11)의 하부에 위치한 닌히드린부(12)와 센서부(13)의 하부가 S자형 미세유체채널(15)에 의해 연결되도록 하는 오리가미 단계(S40)와;
종이접기에 의해 접혀진 각 층을 접착제로 접착하여 본체(10)를 형성하는 접착 단계(S50);를 포함하되,
상기 패턴 디자인 단계(S10)에서 설계되는 센서 패턴은, 샘플 로딩부(11)와 센서부(13)가 일정 간격을 두고 배치되도록 설계된 제1층 패턴(10a)과, 상기 닌히드린부(12)와 센서부(13)가 제1층 패턴(10a)의 샘플로딩부(11)와 센서부(13)에 상기 종이접기 선(10-1)을 기준으로 대칭되게 위치하도록 설계된 제2층 패턴(10b)과, 닌히드린부(12)와 센서부(13)가 제2층 패턴(10b)의 닌히드린부(12)와 센서부(13)에 상기 종이접기 선(10-2)을 기준으로 대칭되게 위치하도록 설계되는 한편 이들이 서로 미세유체채널(15)에 의해 연결되도록 설계된 제3층 패턴(10c)과 아무런 패턴이 없이 방수층으로 형성된 제4층 패턴(10d)으로 이루어지고,
상기 제1층 패턴(10a)과 제2층 패턴(10b), 제3층 패턴(10c) 및 제4층 패턴(10d)이 각각 종이접기 선을 기준으로 하여 차례로 배치되도록 하고,
상기 닌히드린 코팅 단계(S30)는 샘플로딩부(11)와 그 하부의 닌히드린부(12)에 일정 농도의 닌히드린 용액을 로드한 후 건조시켜 닌히드린이 코팅되도록 하고,
상기 접착 단계(S50)는, 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13)의 표층만 본체(10)의 외부로 노출되고 상기 샘플로딩부(11)와 센서부(13)의 나머지 부분과 닌히드린부(12) 및 미세유체채널(15)은 본체(10)의 내부에 위치하여 외부와 차단되도록 접착하고,
상기 왁스 프린팅 단계(S20)는 왁스가 프린팅된 종이를 핫 플레이트에 올려놓고 120℃의 온도조건으로 2~3분 동안 가열하여 왁스가 종이의 하부까지 완전히 침투되도록 하는 것을 특징으로 하는 환경장애 진단용 종이센서의 제조방법.
A ninhydrin coated ninhydrin portion 12, a sensor portion 13, a ninhydrin portion 12, and a sensor 14. The ninhydrin-coated sample loading portion 11, the ninhydrin-coated ninhydrin portion 12, An S-shaped microfluidic channel 15 connecting the first and second portions 13 to each other, and a pattern designing step S10 designing a paper folding line to divide the paper into four sections;
After the designed sensor pattern is printed on a paper with a wax printer, the wax is infiltrated into the paper by using a hot plate, and the wax for sealing the ninth droplet portion 12, the sensor portion 13 and the microfluidic channel 15 is sealed by the wax Printing step S20;
A ninhydrin coating step (S30) in which ninhydrin is coated at a predetermined concentration on the sample loading part (11) and the ninhydrin part (12) below the sample loading part (11);
The sample loading unit 11 and the sensor unit 13 are formed by folding the wax-impregnated paper along the paper folding line and the ninhydrin unit 12 and the sensor unit 13, which are located below the sample loading unit 11, (S40) for connecting the lower part of the microfluidic channel (15) with the S-shaped microfluidic channel (15);
(S50) of adhering each layer folded by paper folding with an adhesive to form a main body (10)
The sensor pattern designed in the pattern designing step S10 includes a first layer pattern 10a designed such that the sample loading unit 11 and the sensor unit 13 are spaced apart from each other by a predetermined distance, And the sensor unit 13 are disposed on the sample loading unit 11 and the sensor unit 13 of the first layer pattern 10a in such a manner that they are symmetrically positioned with respect to the paper folding line 10-1 10b of the second layer pattern 10b and the ninhydrin part 12 and the sensor part 13 are arranged on the ninhydrin part 12 and the sensor part 13 of the second layer pattern 10b with respect to the origami line 10-2 A third layer pattern 10c designed to be symmetrically positioned and connected to each other by the microfluidic channel 15 and a fourth layer pattern 10d formed as a waterproof layer without any pattern,
The first layer pattern 10a, the second layer pattern 10b, the third layer pattern 10c, and the fourth layer pattern 10d are sequentially arranged with reference to a paper fold line,
In the ninhydrin coating step S30, ninhydrin solution of a predetermined concentration is loaded on the sample loading part 11 and the ninhydrin part 12 below the sample loading part 11,
The adhesion step S50 is performed such that only the surface layer of the sample loading part 11 and the sensor part 13 is exposed to the outside of the body 10 and the remaining part of the sample loading part 11 and the sensor part 13 The ninhydrin portion 12 and the microfluidic channel 15 are located inside the main body 10 and adhered to be intercepted from the outside,
Wherein the wax-printing step (S20) comprises placing a paper on which a wax is printed on a hot plate and heating the paper for 2 to 3 minutes under a temperature condition of 120 ° C to completely penetrate the wax to the lower part of the paper A method of manufacturing a sensor.
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