KR102153518B1 - Blood sugar bio sensor - Google Patents

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이영태
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안동대학교 산학협력단
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001Enzyme electrodes
    • C12Q1/005Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes
    • C12Q1/006Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes for glucose

Abstract

혈당 바이오 센서가 개시된다. 본 혈당 바이오 센서는 페이퍼 필름의 제1 영역에 배치된 전극층, 제1 영역이 아닌 페이퍼 필름의 제2 영역 및 전극층 상에 소수성 물질로 인쇄되되, 혈액이 주입되는 소정의 영역이 개구된 보호막층 및 개구된 소정의 영역 내부 및 전극층 상에 배치되며, 혈액과 반응하는 효소가 인쇄된 효소층을 포함할 수 있다. 이에 따라 혈당 바이오 센서의 제작이 간편하고 신속하게 수행될 수 있다.A blood sugar biosensor is disclosed. The blood glucose biosensor is printed with a hydrophobic material on the electrode layer disposed in the first region of the paper film, the second region of the paper film and the electrode layer other than the first region, and a protective film layer in which a predetermined region into which blood is injected is opened. It is disposed inside a predetermined open area and on the electrode layer, and may include an enzyme layer printed with an enzyme that reacts with blood. Accordingly, fabrication of the blood sugar biosensor can be performed simply and quickly.

Description

혈당 바이오 센서{BLOOD SUGAR BIO SENSOR}Blood sugar biosensor {BLOOD SUGAR BIO SENSOR}

본 발명은 혈당 바이오 센서에 관한 것으로 더 상세하게는 인쇄 기술을 이용하여 페이퍼 필름 상에 구현되는 혈당 바이오 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a blood sugar biosensor, and more particularly, to a blood sugar biosensor implemented on a paper film using a printing technology.

현대에는 식생활의 서구화에 따른 고열량, 고지방, 고단백의 식단, 운동부족, 스트레스 등의 환경적인 요인이 크게 작용하여 매년 당뇨 환자의 수가 급증하고 있으며, 이러한 추세에 따라 건강 상태를 진단할 수 있는 기술이 중요시되고 있다.In modern times, environmental factors such as high calorie, high fat, high protein diet, lack of exercise, stress, and other environmental factors have been greatly affected by the westernization of diet, and the number of diabetic patients is rapidly increasing every year, and according to this trend, technology that can diagnose health It is being regarded as important.

한편, 바이오 센서는 생물학적 요소와 물리 화학적 탐지기를 결합한 분석을 위한 장치로, 분석물질의 탐색에 사용될 수 있다. 가장 흔한 상업적 바이오센서 중 하나는 혈당 바이오 센서라 할 수 있다.Meanwhile, the biosensor is a device for analysis that combines a biological element and a physical and chemical detector, and can be used to search for an analyte. One of the most common commercial biosensors is the blood sugar biosensor.

기존의 전기화학식 혈당 바이오 센서는 전극이 인쇄되는 하판, 채널을 형성하고 상판과 하판을 접착하기 위한 중판 및 상판으로 구성되는 3층 구조로 되어 있다. 각 층을 각각 제작하여 정확하게 정렬(alignment)하면서 접착해야 하기 때문에 제작 공정이 복잡하다. 실제로 제작 공정의 재현성 문제 때문에 혈당센서 스트립의 출력 특성 차가 다소 발생할 수 있으며, 이런 문제를 해결하기 위하여 제작 공정도 복잡해질 수밖에 없다.The conventional electrochemical blood sugar biosensor has a three-layer structure consisting of a lower plate on which electrodes are printed, a middle plate to form a channel, and a middle plate and an upper plate to bond the upper plate to the lower plate. The manufacturing process is complicated because each layer must be manufactured and adhered while accurately aligning. Actually, due to the problem of reproducibility of the manufacturing process, a difference in output characteristics of the blood sugar sensor strip may occur, and the manufacturing process is bound to be complicated to solve this problem.

따라서, 제작 공정이 간단하면서도 혈당을 정확하게 측정할 수 있는 혈당 바이오 센서가 필요하다.Therefore, there is a need for a blood sugar biosensor capable of accurately measuring blood sugar while a manufacturing process is simple.

기존의 전기화학식 혈당 바이오 센서는 대부분 플라스틱 필름으로 제작되기 때문에 환경 오염 문제가 있다. 미세 플라스틱 입자에 의한 바닷물 및 식수 오염 문제가 제기 되면서 유럽을 중심으로 생활 플라스틱 사용을 제한하기 위한 움직이 빠르게 진행되고 있다. Existing electrochemical blood sugar biosensors are mostly made of plastic films, so there is a problem of environmental pollution. As the problem of seawater and drinking water pollution caused by fine plastic particles has been raised, a move to limit the use of household plastics is rapidly progressing around Europe.

따라서, 플라스틱 필름을 사용하지 않는 친환경 혈당 바이오 센서가 필요하다. Therefore, there is a need for an eco-friendly blood sugar biosensor that does not use a plastic film.

한편, 상기와 같은 정보는 본 발명의 이해를 돕기 위한 백그라운드(background) 정보로서만 제시될 뿐이다. 상기 내용 중 어느 것이라도 본 발명에 관한 종래 기술로서 적용 가능할지 여부에 관해, 어떤 결정도 이루어지지 않았고, 또한 어떤 주장도 이루어지지 않는다.Meanwhile, the above information is only presented as background information to aid understanding of the present invention. No decision has been made and no argument is made as to whether or not any of the above is applicable as the prior art for the present invention.

등록특허공보 제10-1171457호(등록일 : 2012.7.31)Registered Patent Publication No. 10-1171457 (Registration Date: 2012.7.31)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시 예는 상세하게는 인쇄 기술을 이용하여 페이퍼 필름 상에 구현되는 혈당 바이오 센서를 제안한다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, and an embodiment of the present invention in detail proposes a blood sugar biosensor implemented on a paper film using a printing technology.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시 예와 관련된 혈당 바이오 센서는 페이퍼 필름의 제1 영역에 배치된 전극층; 상기 제1 영역이 아닌 상기 페이퍼 필름의 제2 영역 및 상기 전극층 상에 소수성 물질로 인쇄되되, 혈액이 주입되는 소정의 영역이 개구된 보호막층; 및 개구된 소정의 영역 내부 및 상기 전극층 상에 배치되며, 상기 혈액과 반응하는 효소가 인쇄된 효소층을 포함할 수 있다.A blood glucose biosensor according to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes an electrode layer disposed in a first area of a paper film; A passivation layer printed with a hydrophobic material on the electrode layer and the second area of the paper film other than the first area, and opening a predetermined area into which blood is injected; And an enzyme layer disposed inside an opened predetermined area and on the electrode layer, and on which an enzyme reacting with the blood is printed.

보다 구체적으로, 상기 효소층을 보호하는 효소 보호 덮개층을 더 포함하며, 상기 효소 보호 덮개층은, 상기 페이퍼 필름의 소정 말단이 연장된 영역이며, 상기 연장된 영역이 특정 선을 중심으로 상기 페이퍼 필름에 포개질 수 있다.More specifically, it further comprises an enzyme protective covering layer for protecting the enzyme layer, wherein the enzyme protective covering layer is a region in which a predetermined end of the paper film is extended, and the extended region is the paper around a specific line Can be superimposed on film.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서는 하나의 페이퍼 필름의 제1 영역에 배치된 전극층; 소수성 물질로 인쇄되고, 혈액이 주입되는 영역이 개구되도록 형성되며, 상기 제1 영역과 직접적으로 인접한 보호막층; 개구된 영역 내부 및 상기 전극층 상에 배치되며, 상기 혈액과 반응하는 효소가 인쇄된 효소층; 및 상기 보호막층의 일부에 인쇄되며, 상기 보호막층을 상기 제1 영역에 특정 선을 중심으로 포개는 경우, 상기 보호막층 및 상기 제1 영역을 접착하는 접착층을 포함할 수 있다.A blood sugar biosensor according to another embodiment of the present invention for realizing the above-described problems includes an electrode layer disposed in a first area of a paper film; A passivation layer printed with a hydrophobic material, formed to open an area into which blood is injected, and directly adjacent to the first area; An enzyme layer disposed inside the opened area and on the electrode layer and printed with an enzyme that reacts with the blood; And an adhesive layer that is printed on a part of the passivation layer and bonds the passivation layer and the first area when the passivation layer is superimposed on the first area around a specific line.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 혈당 바이오 센서는 하나의 페이퍼 필름에 포함된 복수의 제1 영역에 전극이 인쇄된 전극층; 상기 복수의 제1 영역 각각에 대응되며, 상기 복수의 제1 영역 각각과 일대일로 포개지도록 배치된 복수의 제2 영역 각각의 소정 영역에 소수성 물질이 인쇄된 보호막층; 복수의 전극층 각각의 특정 말단 영역에 인쇄되는 효소층; 및 상기 복수의 제2 영역 각각의 일부에 인쇄되며, 상기 복수의 제2 영역 각각과 대응되는 제 1 영역 각각을 접착하기 위한 접착층;을 포함하며, 상기 복수의 보호막층은, 상기 효소층이 배치된 영역에 개구된 영역이 구비될 수 있다.In another embodiment of the present invention for realizing the above-described problems, a blood sugar biosensor includes an electrode layer having electrodes printed on a plurality of first regions included in one paper film; A passivation layer corresponding to each of the plurality of first regions, and in which a hydrophobic material is printed on a predetermined region of each of the plurality of second regions arranged to overlap each of the plurality of first regions one-to-one; An enzyme layer printed on a specific end region of each of the plurality of electrode layers; And an adhesive layer that is printed on a portion of each of the plurality of second regions and adheres to each of the first regions corresponding to each of the plurality of second regions, wherein the enzyme layer is disposed on the plurality of protective film layers. An open area may be provided in the formed area.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 혈당 바이오 센서는 하나의 페이퍼 필름의 제1 영역에 배치된 전극층; 상기 전극층 상에 인쇄되며, 혈액과 반응하는 효소층; 상기 제1 영역의 일단에 인접하며 혈액 도입구를 포함하고, 상기 제1 영역과 포개지는 경우 상기 효소층이 오픈되게 형성되는 제2 영역; 상기 제1 영역의 타단에 인접하며 통기구를 포함하는 제3 영역;을 포함하며, 상기 제2 영역이 제1 특정선을 중심으로 제1 영역과 포개지며, 상기 제3 영역이 제2 특정선을 중심으로 제1 영역 및 제3 영역과 포개질 수 있다.In another embodiment of the present invention for realizing the above-described problem, a blood sugar biosensor includes an electrode layer disposed in a first area of a paper film; An enzyme layer printed on the electrode layer and reacting with blood; A second region adjacent to one end of the first region, including a blood inlet, and in which the enzyme layer is opened when overlapping with the first region; A third region adjacent to the other end of the first region and including a vent, wherein the second region overlaps the first region with a first specific line as a center, and the third region forms a second specific line It may overlap with the first area and the third area as the center.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면 아래와 같은 효과가 도출될 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the following effects can be derived.

첫째, 몇 번의 인쇄 공정으로 혈당 바이오 센서가 제작될 수 있으므로, 획기적으로 간단하게 혈당 바이오 센서가 제작될 수 있으며, 센서 제작이 신속하게 수행될 수 있다.First, since a blood sugar biosensor can be manufactured in several printing processes, a blood sugar biosensor can be manufactured remarkably simply, and sensor manufacturing can be performed quickly.

둘째, 간단한 인쇄 공정으로 여러 개의 혈당 바이오 센서가 동시에 제작될 수 있으므로, 혈당 바이오 센서가 저렴하고 신속하게 제작될 수 있다.Second, since several blood sugar biosensors can be simultaneously manufactured through a simple printing process, the blood sugar biosensors can be manufactured inexpensively and quickly.

셋째, 혈당 바이오 센서에 일반적으로 사용되는 플라스틱 필름을 사용하지 않고 페이퍼 필름을 사용하기 때문에 친환경적이다.Third, it is eco-friendly because a paper film is used instead of a plastic film generally used for blood sugar biosensors.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1(a) 내지 도 1(d)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서가 제작되는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2(a) 내지 도 2(e)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서의 제작 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서의 단면도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서를 설명하기 위한 도면이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
1(a) to 1(d) are views schematically illustrating a process of manufacturing a blood glucose biosensor according to an embodiment of the present invention.
2(a) to 2(e) are diagrams for explaining a manufacturing process of a blood glucose biosensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a blood sugar biosensor according to an embodiment of the present invention.
4 to 9 are diagrams for explaining a blood sugar biosensor according to various embodiments of the present disclosure.
As described above, the present invention has been illustrated and described with reference to a preferred embodiment, but is not limited to the above-described embodiment, and within the scope not departing from the spirit of the present invention, to those of ordinary skill in the art. Various changes and modifications will be possible.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 1(a) 내지 도 1(d)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서(blsua, 100)가 제작되는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 크게 3개의 과정으로 요약될 수 있다.1(a) to 1(d) are views schematically illustrating a process of manufacturing a blood glucose biosensor blsua 100 according to an embodiment of the present invention. It can be largely summarized into three processes.

먼저, PC(Personal Computer) 등을 통해 혈당 바이오 센서를 구성하는 전극층, 보호막층 및 효소층이 설계될 수 있다. 예를 들면, 상기 바이오 센서를 구성하는 복수의 층은 CAD(Computer Aided Design) 프로그램을 통해 설계될 수 있다(도 1(a)). 상기의 설계는 자동화되어 사용자의 조작이 없더라도 수행될 수 있다.First, an electrode layer, a protective layer, and an enzyme layer constituting a blood sugar biosensor may be designed through a personal computer (PC) or the like. For example, a plurality of layers constituting the biosensor may be designed through a computer aided design (CAD) program (FIG. 1(a)). The above design is automated and can be performed without user manipulation.

그 다음으로, 프린터(print)를 통해 설계된 전극층, 보호막층 및 효소층이 인쇄될 수 있다(도 1(b) 및 도 1(c)). 상기 인쇄는 잉크젯 프린트 기술이 적용될 수 있다. 상기 전극층, 보호막층 및 효소층 등을 인쇄하기 위해 필요한 물질이 잉크에 포함될 수 있다.Then, an electrode layer, a protective layer, and an enzyme layer designed through a printer can be printed (FIGS. 1(b) and 1(c)). Inkjet printing technology may be applied to the printing. Materials necessary for printing the electrode layer, the protective layer, and the enzyme layer may be included in the ink.

마지막으로, 인쇄된 복수의 층은 건조되며, 혈당 바이오 센서(blsua, 100)는 컷팅 공정으로 완성될 수 있다(도 1(d)).Finally, the plurality of printed layers are dried, and the blood sugar biosensor blsua 100 may be completed by a cutting process (FIG. 1(d)).

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서(100)를 설명한다. 도 2(a) 내지 도 2(e)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서(100)의 제작 공정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서(100)의 단면도이다.Hereinafter, a blood sugar biosensor 100 according to an exemplary embodiment will be described. 2(a) to 2(e) are views for explaining a manufacturing process of the blood glucose biosensor 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a blood glucose biosensor according to an embodiment of the present invention It is a cross-sectional view of (100).

도 2(a) 내지 도 3에 도시된 페이퍼 필름(110)은 종이, 종이 재질의 필름일 수 있다. 다만, 구현시에는 상기 페이퍼 필름(110)이 평평한 플라스틱 필름으로 대체될 수 있다. 페이퍼 필름(110)은 최초 공정시부터 혈당 바이오 센서(100)의 사이즈로 구현될 수 있으며, 복수 개의 혈당 바이오 센서의 크기로 준비되어 컷팅 공정을 통해 혈당 바이오 센서의 사이즈로 제작될 수 있다.The paper film 110 shown in FIGS. 2A to 3 may be a paper or a paper film. However, in implementation, the paper film 110 may be replaced with a flat plastic film. The paper film 110 may be implemented in the size of the blood sugar biosensor 100 from the initial process, and may be prepared in the size of a plurality of blood sugar biosensors and manufactured in the size of the blood sugar biosensor through a cutting process.

도 2(b)를 참고하면, 페이퍼 필름(110) 상의 소정 영역에 전극층(e, 120)이 배치될 수 있다. 상기 전극층(120)은 페이퍼 필름(110)의 일부 영역에 배치될 수 있으며, 상기 전극층(120)은 작업 전극(120A) 및 기준 전극(120B)을 포함할 수 있다. 여기서, 기준 전극(120B)은 용액과 금속 사이에 발생되는 전극전위를 측정할 경우, 그의 절대치가 측정되지 못하기 때문에 필요한 전극이다.Referring to FIG. 2B, electrode layers e and 120 may be disposed in a predetermined area on the paper film 110. The electrode layer 120 may be disposed on a partial area of the paper film 110, and the electrode layer 120 may include a working electrode 120A and a reference electrode 120B. Here, when measuring the electrode potential generated between the solution and the metal, the reference electrode 120B is a necessary electrode because its absolute value cannot be measured.

전극층(120)은 전도성 잉크를 사용하여 인쇄 공정으로 제작될 수 있다. 인쇄 공정에는 잉크젯 프린트 기술이 사용될 수 있으며, 구현예에 따라서는 스크린 프린팅 기술, 분주(dispensing) 기술이 사용될 수도 있다.The electrode layer 120 may be manufactured by a printing process using conductive ink. Inkjet printing technology may be used for the printing process, and screen printing technology and dispensing technology may be used depending on embodiments.

인쇄를 수행할 때 프린터는 자동으로 구동될 수 있으며, 전극층(120)을 인쇄하는 경우에는 전극층(120)을 인쇄하기 위한 재료가 자동으로 인쇄출구로 출력되어 페이퍼 필름(110) 상에 인쇄되도록 구현될 수 있다.When printing is performed, the printer can be automatically driven, and when printing the electrode layer 120, the material for printing the electrode layer 120 is automatically output to the printing outlet and printed on the paper film 110. Can be.

아울러, 상기 전극층(120)은 상기 작업 전극(120A), 기준 전극(120B) 이외에도 혈당 바이오 센서 스트립이 측정 시스템(본체)에 측정이 가능한 상태로 삽입된 것을 판단하기 위한 스트립 인식 전극, 혈액이 측정 가능한 상태로 적용되었는지 여부를 판단하기 위한 혈액 인식 전극 등을 더 포함할 수 있으며, 구현시에는 더 다양한 전극이 전극층(120)에 인쇄될 수 있다.In addition, the electrode layer 120, in addition to the working electrode 120A and the reference electrode 120B, is a strip recognition electrode for determining that a blood glucose biosensor strip is inserted into a measurement system (body) in a state capable of measuring, and blood is measured. It may further include a blood recognition electrode for determining whether or not it is applied in a possible state, and in implementation, more various electrodes may be printed on the electrode layer 120.

도 2(c)를 참고하면, 전극층(120)의 상부에 배치되며, 페이퍼 필름(110)의 소정 영역에 소수성 물질이 인쇄되고, 혈액이 주입되는 소정의 영역이 개구(펀칭)된 보호막층(130)이 배치될 수 있다. 보호막층(130)의 일부는 전극층(120) 상에 배치되며, 또다른 일부는 페이퍼 필름(110) 상에 배치될 수 있다. 보호막층(130)은 소수성 잉크로 인쇄되어 절연층의 역할을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2(c), a protective film layer disposed on the electrode layer 120, in which a hydrophobic material is printed on a predetermined area of the paper film 110, and a predetermined area into which blood is injected is opened (punched). 130) can be deployed. A part of the passivation layer 130 may be disposed on the electrode layer 120, and another part may be disposed on the paper film 110. The passivation layer 130 may be printed with a hydrophobic ink to serve as an insulating layer.

아울러, 보호막층(130)은 전극을 보호하기 위한 일 목적을 가지며, 또한 보호막층(130)은 효소층(140, 후술예정)이 인쇄되는 전극층(120)에만 혈액이 적용하기 위한 다른 목적을 가진다.In addition, the protective film layer 130 has one purpose to protect the electrode, and the protective film layer 130 has another purpose for applying blood only to the electrode layer 120 on which the enzyme layer 140 (to be described later) is printed. .

도 2(d)를 참고하면, 효소층(140)은 보호막층(130)의 개구된 영역 중 내부 및 상기 전극층(120) 상에 배치될 수 있으며, 혈액과 반응하는 효소가 인쇄된 층이다. 상기 효소는 포도당 효소일 수 있으나, 구현시에는 다양한 물질로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 2D, the enzyme layer 140 may be disposed inside of the open area of the passivation layer 130 and on the electrode layer 120, and is a layer on which enzymes reacting with blood are printed. The enzyme may be a glucose enzyme, but when implemented, it may be implemented with various substances.

도 2(a) 내지 도 2(d)의 공정을 수행하는 프린터는 상기 공정들을 공정에 맞게 자동으로 수행할 수 있다.A printer performing the processes of FIGS. 2A to 2D may automatically perform the above processes according to the process.

도 2(e)는 도 2(d)를 X 내지 X” 방향의 단면도를 나타낸다. 혈당 바이오 센서(100)는 페이퍼 필름(110), 전극층(120), 보호막층(130) 및 효소층(140)을 포함한다.Fig. 2(e) shows a cross-sectional view of Fig. 2(d) in the X to X” direction. The blood sugar biosensor 100 includes a paper film 110, an electrode layer 120, a protective layer 130, and an enzyme layer 140.

도 3을 참고하면, 혈액(blo)이 상기 효소층과 반응할 수 있으며, 전극층(120)의 전극에서의 산화 등의 반응에 따라 혈당이 측정될 수 있다. 본 발명이 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서(100)는 센서는 혈액을 전극 위에 직접 접촉하여 적용하는 상부 혈액 적용 방법이 적용됨으로써, 기존의 좁은 채널을 통해서 모세관 현상을 이용하여 혈액을 주입하는 방법보다 사용자 편의가 향상될 수 있다.Referring to FIG. 3, blood (blo) may react with the enzyme layer, and blood glucose may be measured according to a reaction such as oxidation at the electrode of the electrode layer 120. In the blood sugar biosensor 100 according to an embodiment of the present invention, the upper blood application method in which the sensor is applied by directly contacting the electrode on the electrode is applied, thereby injecting blood using a capillary phenomenon through an existing narrow channel User convenience may be improved.

도 4 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 각 도면을 참고하여 서로 다른 혈당 바이오 센서를 설명하기로 한다.4 to 9 are diagrams for explaining a blood sugar biosensor according to various embodiments of the present disclosure. Hereinafter, different blood sugar biosensors will be described with reference to each drawing.

먼저, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서(100)를 나타낸다.First, FIG. 4 shows a blood sugar biosensor 100 according to an embodiment of the present invention.

도 4에 개시된 혈당 바이오 센서(100)는 효소 보호 덮개(hou, 150)를 더 포함할 수 있다. 효소 보호 덮개(150)는 효소층(140)을 보호하는 덮개로써, 페이퍼 필름(110)의 소정 말단을 연장하는 영역을 특정 선(fol)을 중심으로 상기 페이퍼 필름(110)에 포개질 수 있다. 이에 따라, 효소층(140)이 보호되어 혈당 바이오 센서 취급 시에 효소층이 오염 또는 소실되는 것을 방지한다.The blood glucose biosensor 100 disclosed in FIG. 4 may further include an enzyme protective cover (hou, 150). The enzyme protection cover 150 is a cover that protects the enzyme layer 140, and an area extending a predetermined end of the paper film 110 may be superposed on the paper film 110 with a specific line (fol) as the center. . Accordingly, the enzyme layer 140 is protected to prevent contamination or loss of the enzyme layer when handling the blood sugar biosensor.

다음으로, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서(100)를 나타낸다.Next, FIG. 5 shows a blood sugar biosensor 100 according to an embodiment of the present invention.

혈당 바이오 센서(100)는 한장의 페이퍼 필름을 이용하여 접기형식으로 제조될 수 있다. 전극층(120)이 배치된 제1 영역과 보호막층(130)이 인쇄된 제2 영역이 하나의 페이퍼 필름 상에 인쇄될 수 있다. 제1 영역과 제2 영역은 직접적으로 인접하게 배치될 수 있다.The blood sugar biosensor 100 may be manufactured in a folding format using a single sheet of paper film. The first area on which the electrode layer 120 is disposed and the second area on which the protective layer 130 is printed may be printed on one paper film. The first area and the second area may be disposed directly adjacent to each other.

보호막층(130)은 소수성 물질로 인쇄되어 친수성 물질의 투입을 방지할 수 있으며, 혈액이 주입되는 영역(win, 170)의 경우 개구(펀칭)되도록 형성될 수 있다. The passivation layer 130 may be printed with a hydrophobic material to prevent the introduction of the hydrophilic material, and may be formed to be opened (punched) in the areas where blood is injected (win, 170).

효소층(140)은 개구된 영역 내부 및 전극층(120) 상에 배치되며, 혈액과 반응하는 효소가 인쇄된 층이다.The enzyme layer 140 is disposed inside the opened area and on the electrode layer 120, and is a layer on which an enzyme reacting with blood is printed.

아울러, 보호막층(130)의 일부에는 접착층(180)이 인쇄되며, 상기 접착층(180)은 상기 보호막층(130)이 포함된 제2 영역이 제1 영역과 특정 선을 중심으로 포개지는 경우, 제1 영역과 제2 영역을 접착시킬 수 있다. 여기서, 접착층(180) 역시 인쇄 기술을 이용하여 배치될 수 있으며, 다양한 접착물질이 적용될 수 있다.In addition, when the adhesive layer 180 is printed on a part of the passivation layer 130, and the second area including the passivation layer 130 overlaps the first area and a specific line, The first region and the second region may be bonded. Here, the adhesive layer 180 may also be disposed using a printing technique, and various adhesive materials may be applied.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 개의 혈당 바이오 센서를 동시에 조립방식으로 제작하는 것을 나타낸다.6 and 7 illustrate fabrication of a plurality of blood sugar biosensors according to an embodiment of the present invention in an assembling method at the same time.

혈당 바이오 센서들은 하나의 페이퍼 필름으로 동시에 제작될 수 있다. 이를 위해, 하나의 페이퍼 필름(15)에 포함된 복수의 제1 영역에 전극층이 인쇄될 수 있다. 전극층이 각각 인쇄된 제1 영역 각각들과 일대일 대응되는 제2 영역들에는 소수성 물질이 인쇄된 보호막층이 배치될 수 있다. 또한, 제1 영역 각각에는 효소층이 배치될 수 있다. 인쇄가 끝나면 종이접기 방식으로 복수의 혈당 바이오 센서들이 제작될 수 있다.Blood sugar biosensors can be manufactured simultaneously with one paper film. To this end, an electrode layer may be printed on a plurality of first regions included in one paper film 15. A protective layer on which a hydrophobic material is printed may be disposed in the second areas corresponding to each of the first areas on which the electrode layers are printed, respectively. In addition, an enzyme layer may be disposed in each of the first regions. After printing is finished, a plurality of blood sugar biosensors can be manufactured by origami.

복수의 제2 영역 각각의 일부에는 상기 복수의 제2 영역 각각과 상기 복수의 제2 영역 각각에 대응되는 제1 영역 각각을 접착하기 위한 접착층(180A 내지 180D)이 인쇄될 수 있으며, 복수의 개구 영역(170A 내지 170E)도 배치될 수 있다. 복수의 개구 영역은 혈액이 반응하는 영역으로 효소층을 오픈시키기 위한 영역에 해당된다.Adhesive layers 180A to 180D for bonding each of the plurality of second regions and each of the first regions corresponding to each of the plurality of second regions may be printed on a portion of each of the plurality of second regions, and a plurality of openings Areas 170A to 170E may also be disposed. The plurality of opening regions is a region in which blood reacts and corresponds to a region for opening the enzyme layer.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당 바이오 센서(100)를 나타낸다. 여기서 설명하는 혈당 바이오 센서(100)는 모세관 현상을 이용한 혈당 바이오 센서(100)에 해당된다. 도 8은 하나의 혈당 바이오 센서를 제작하는 것을 설명하고 도 9는 복수의 혈당 바이오 센서를 제작하는 것을 설명한다.8 and 9 illustrate a blood glucose biosensor 100 according to an embodiment of the present invention. The blood sugar biosensor 100 described herein corresponds to the blood sugar biosensor 100 using a capillary phenomenon. 8 illustrates manufacturing of one blood sugar biosensor, and FIG. 9 illustrates manufacturing of a plurality of blood sugar biosensors.

먼저, 도 8을 참고하면, 하나의 필름은 제1 내지 제3 영역으로 구분될 수 있는데, 제1 영역에는 전극층과 전극층 일부 상의 효소층이 배치될 수 있다. 제2 영역에는 제1 영역과 포개질 수 있으며, 효소층이 오픈되는 개구부를 포함할 수 있고, 제3 영역에는 상기 제1 영역의 타단에 인접하며 통기구를 포함할 수 있다. First, referring to FIG. 8, one film may be divided into first to third regions, and an electrode layer and an enzyme layer on a portion of the electrode layer may be disposed in the first region. The second region may be overlapped with the first region, and may include an opening through which the enzyme layer is opened, and the third region may be adjacent to the other end of the first region and may include a vent.

상기 효소층이 오픈되는 개구부를 채널로 표시될 수 있으며, 통기구는 숨구멍으로 표시될 수 있다. The opening through which the enzyme layer is opened may be indicated as a channel, and the vent may be indicated as a pore.

먼저, 상기 제2 영역이 제1 특정선을 중심으로 제1 영역과 포개지며, 상기 제3 영역이 제2 특정선을 중심으로 제1 영역 및 제3 영역과 포개질 수 있다.First, the second area may overlap with the first area around a first specific line, and the third area may overlap with the first area and the third area around the second specific line.

도 9는 하나의 필름을 이용하여 모세관 현상을 이용하는 혈당 바이오 센서를 동시에 제작할 수 있는 방법을 설명한다. 도 9에 따르면, 총 8개의 혈당 바이오 센서가 동시에 제작될 수 있다.9 illustrates a method of simultaneously fabricating a blood sugar biosensor using a capillary phenomenon using one film. According to FIG. 9, a total of eight blood sugar biosensors can be simultaneously manufactured.

한편, 본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.On the other hand, this specification is not intended to limit the present invention to the specific terms presented. Accordingly, although the present invention has been described in detail with reference to the above-described examples, those skilled in the art can make modifications, changes, and modifications to these examples without departing from the scope of the present invention. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (5)

혈당 바이오 센서로서,
종이 필름의 제1 영역에 배치되고, 잉크를 이용한 프린터에 의해 인쇄된 전극층;
상기 제1 영역이 아닌 상기 종이 필름의 제2 영역 및 상기 전극층 상에 소수성 물질로 상기 프린터를 이용하여 인쇄되되, 혈액이 주입되는 소정의 영역이 상부 방향으로 개구된 보호막층; 및
개구된 소정의 영역 내부에 배치된 상기 전극층의 일부 상에 배치되며, 상기 혈액과 반응하는 효소가 상기 프린터를 이용하여 인쇄되되, 상부가 개방되어 배치된 효소층을 포함하며,
상기 혈액은 상기 효소층의 상부 방향에서 주입되는, 혈당 바이오 센서.
As a blood sugar biosensor,
An electrode layer disposed on the first area of the paper film and printed by a printer using ink;
A protective film layer printed using the printer with a hydrophobic material on the electrode layer and the second region of the paper film other than the first region, and having a predetermined region into which blood is injected into the upper direction; And
It is disposed on a part of the electrode layer disposed inside a predetermined opened area, and an enzyme that reacts with the blood is printed using the printer, and includes an enzyme layer disposed with an open top,
The blood is injected from the upper direction of the enzyme layer, blood sugar biosensor.
제1항에 있어서,
상기 효소층을 보호하는 효소 보호 덮개층을 더 포함하며,
상기 효소 보호 덮개층은,
상기 종이 필름의 소정 말단이 연장된 영역이며, 상기 연장된 영역이 특정 선을 중심으로 상기 종이 필름에 포개지는, 혈당 바이오 센서.
The method of claim 1,
Further comprising an enzyme protective cover layer for protecting the enzyme layer,
The enzyme protective cover layer,
A blood sugar biosensor in which a predetermined end of the paper film is an extended area, and the extended area is superimposed on the paper film around a specific line.
혈당 바이오 센서로서,
하나의 종이 필름의 제1 영역에 배치되고, 잉크를 이용한 프린터에 의해 인쇄된 전극층;
소수성 물질로 상기 프린터를 이용하여 인쇄되고, 혈액이 주입되는 영역이 개구되도록 형성되며, 상기 제1 영역과 직접적으로 인접한 보호막층;
상기 보호막층 및 상기 제1 영역이 특정 선을 중심으로 포개지는 경우, 개구된 영역 내부에 배치된 상기 전극층의 일부 상에 배치되며, 상기 혈액과 반응하는 효소가 상기 프린터를 이용하여 인쇄되되, 상부가 개방되어 배치된 효소층; 및
상기 보호막층의 일부에 상기 프린터를 이용하여 인쇄되며, 상기 보호막층을 상기 제1 영역에 상기 특정 선을 중심으로 포개는 경우, 상기 보호막층 및 상기 제1 영역을 접착하는 접착층을 포함하며,
상기 혈액은 상기 효소층의 상부 방향에서 주입되는, 혈당 바이오 센서.
As a blood sugar biosensor,
An electrode layer disposed in the first area of one paper film and printed by a printer using ink;
A passivation layer printed using the printer with a hydrophobic material, formed to open an area into which blood is injected, and directly adjacent to the first area;
When the passivation layer and the first region overlap a specific line, they are disposed on a part of the electrode layer disposed inside the opened region, and the enzyme reacting with the blood is printed using the printer, The enzyme layer is arranged to be opened; And
A portion of the passivation layer is printed using the printer, and when the passivation layer is superimposed on the first area around the specific line, the passivation layer includes an adhesive layer bonding the passivation layer and the first area,
The blood is injected from the upper direction of the enzyme layer, blood sugar biosensor.
혈당 바이오 센서로서,
하나의 종이 필름에 포함된 복수의 제1 영역에 전극이 잉크를 이용한 프린터를 이용하여 인쇄된 전극층;
상기 복수의 제1 영역 각각에 대응되고, 상기 복수의 제1 영역 각각과 일대일로 포개지도록 배치되며, 혈액이 주입되는 소정의 영역이 개구된 복수의 제2 영역 각각의 소정 영역에 소수성 물질이 상기 프린터를 이용하여 인쇄된 보호막층;
상기 복수의 제1 영역 각각과 이에 대응하는 제2 영역이 포개지는 경우, 개구된 소정 영역 내부에 배치된 복수의 전극층 각각의 특정 말단 영역에 상기 프린터를 이용하여 인쇄되되, 상부가 개방되어 배치되는 효소층; 및
상기 복수의 제2 영역 각각의 일부에 상기 프린터를 이용하여 인쇄되며, 상기 복수의 제2 영역 각각과 대응되는 제 1 영역 각각을 접착하기 위한 접착층;을 포함하며,
상기 혈액은 상기 효소층 각각의 상부 방향에서 주입되는, 혈당 바이오 센서.
As a blood sugar biosensor,
An electrode layer in which electrodes are printed on a plurality of first areas included in one paper film using a printer using ink;
The hydrophobic material is disposed in a predetermined area of each of the plurality of second areas corresponding to each of the plurality of first areas and arranged to overlap each of the plurality of first areas in a one-to-one manner, and a predetermined area into which blood is injected is opened. A protective layer printed using a printer;
When each of the plurality of first regions and the second region corresponding thereto are superimposed, printing is performed using the printer on a specific end region of each of the plurality of electrode layers disposed inside the opened predetermined region, Enzyme layer; And
Including; an adhesive layer for bonding each of the first regions corresponding to each of the plurality of second regions, which are printed using the printer on a portion of each of the plurality of second regions,
The blood is injected from the upper direction of each of the enzyme layers, a blood sugar biosensor.
혈당 바이오 센서로서,
하나의 종이 필름의 제1 영역에 배치되고, 잉크를 이용한 프린터를 이용하여 인쇄된 전극층;
상기 전극층 상에 상기 프린터를 이용하여 인쇄되며, 혈액과 반응하는 효소층;
상기 제1 영역의 일단에 인접하며 혈액 도입구를 포함하고, 상기 제1 영역과 포개지는 경우 상기 효소층이 오픈되게 형성되는 제2 영역; 및
상기 제1 영역의 타단에 인접하며 통기구를 포함하는 제3 영역;을 포함하며,
상기 제2 영역이 제1 특정선을 중심으로 제1 영역과 포개지며, 상기 제3 영역이 제2 특정선을 중심으로 제1 영역 및 제3 영역과 포개지는, 혈당 바이오 센서.


As a blood sugar biosensor,
An electrode layer disposed on a first area of one paper film and printed using a printer using ink;
An enzyme layer printed using the printer on the electrode layer and reacting with blood;
A second region adjacent to one end of the first region, including a blood inlet, and in which the enzyme layer is opened when overlapping with the first region; And
Includes; a third area adjacent to the other end of the first area and including a vent,
The blood sugar biosensor, wherein the second area overlaps with the first area around a first specific line, and the third area overlaps with the first area and the third area around a second specific line.


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