KR102233036B1 - Continuous measurement device using surface plasmon resonance sensor - Google Patents

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박재형
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단국대학교 산학협력단
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Abstract

표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치가 개시된다. 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치는 특이결합 가능한 수용체를 포함하는 표면 플라즈몬 공명 센서의 선택적 활성화를 통해, 용액에 포함된 특정 생체분자를 연속적으로 측정할 수 있다.A continuous measuring device using a surface plasmon resonance sensor is disclosed. A continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor can continuously measure a specific biomolecule contained in a solution through selective activation of a surface plasmon resonance sensor including a receptor capable of specific binding.

Description

표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치{CONTINUOUS MEASUREMENT DEVICE USING SURFACE PLASMON RESONANCE SENSOR}Continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor {CONTINUOUS MEASUREMENT DEVICE USING SURFACE PLASMON RESONANCE SENSOR}

본 발명은 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor.

표면 플라즈몬 공명 현상(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 광이 금이나 은과 같은 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상이다.Surface Plasmon Resonance is a phenomenon that occurs by collective vibration of free electrons when incident light reacts with metal thin films such as gold or silver, nanoparticles or nanostructures.

표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 특정 표시자 없이 생체 물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있어 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용되고 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 이와 같은 표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 단백질 간 특이결합(specific binding) 등과 같은 다양한 측정에 활용될 수 있다. Since the reaction between biological materials can be measured in real time without a specific indicator through the surface plasmon resonance phenomenon, it has been applied to a protein chip analysis and a biosensor capable of measuring various bio-reactions. The surface plasmon resonance sensor can be used for various measurements such as specific binding between proteins through the surface plasmon resonance phenomenon.

본 발명은 특이 결합이 가능한 수용체를 포함하는 표면 플라즈몬 공명 센서의 선택적 활성화를 통해, 용액에 포함된 특정 생체분자를 연속적으로 측정하는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor that continuously measures specific biomolecules contained in a solution through selective activation of a surface plasmon resonance sensor including a receptor capable of specific binding.

본 발명의 일실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치는, 특정 생체분자를 포함하는 용액과 표면 플라즈몬 공명 센서의 접촉을 차단하는 광분해성막; 상기 광분해성막에 광을 조사하는 복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들을 포함하고, 상기 복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들은, 순차적으로 또는 선택적으로 활성화되어 광분해막에 광을 조사할 수 있다.A continuous measuring apparatus using a surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention includes: a photodegradable film blocking contact between a solution containing a specific biomolecule and the surface plasmon resonance sensor; A plurality of surface plasmon resonance sensors that irradiate light to the photodegradable layer may be included, and the plurality of surface plasmon resonance sensors may be sequentially or selectively activated to irradiate light to the photodegradable layer.

상기 활성화된 표면 플라즈몬 공명 센서에서 조사된 광에 의해 광분해성막이 분해되는 경우, 상기 광분해성막이 분해된 영역으로 침투된 용액이 상기 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉하여 공명 반응할 수 있다.When the photodegradable film is decomposed by light irradiated from the activated surface plasmon resonance sensor, a solution penetrating into the decomposed region of the photodegradable film may contact the surface plasmon resonance sensor to react resonance.

상기 표면 플라즈몬 공명 센서는, 상기 광 분해막에 대해 특정 배열로 배치되어, 선택적으로 또는 순차적으로 활성화되어 광 분해막에 광을 조사할 수 있다.The surface plasmon resonance sensor may be arranged in a specific arrangement with respect to the photo-decomposition film, and may be selectively or sequentially activated to irradiate light to the photo-decomposition film.

복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들은, (i) 미리 설정된 패턴에 따라 순차적으로 활성화되거나, (ii) 미리 설정된 개수만큼 동시에 활성화되거나, (iii) 미리 설정된 조건에 따라 어느 하나가 선택적으로 활성화될 수 있다.The plurality of surface plasmon resonance sensors may be (i) sequentially activated according to a preset pattern, (ii) activated simultaneously as many as a preset number, or (iii) selectively activated according to a preset condition.

상기 표면 플라즈몬 공명 센서는, 출력 신호의 세기의 변화가 없는 경우 비활성화되어 광을 조사하지 않는다.The surface plasmon resonance sensor is deactivated when there is no change in the intensity of the output signal and does not irradiate light.

상기 표면 플라즈몬 공명 센서는, 광을 조사한 이후에 일정시간이 경과되면 비활성화되어 광을 조사하지 않는다.The surface plasmon resonance sensor is deactivated when a predetermined time elapses after irradiation of light and does not irradiate light.

본 발명의 일실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치는, 특정 생체분자를 포함하는 용액과 표면 플라즈몬 공명 센서의 접촉을 차단하는 광분해성막; 상기 광분해성막에 광을 조사하는 적어도 하나의 표면 플라즈몬 공명 센서들을 포함하고, 상기 활성화된 표면 플라즈몬 공명 센서에서 조사된 광에 의해 광분해성막이 분해되는 경우, 상기 광분해성막이 분해된 영역으로 침투된 용액이 상기 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉하여 공명 반응하며, 상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 광 섬유의 끝 부분에 나노 구조물이 배치될 수 있다.A continuous measuring apparatus using a surface plasmon resonance sensor according to an embodiment of the present invention includes: a photodegradable film blocking contact between a solution containing a specific biomolecule and the surface plasmon resonance sensor; A solution including at least one surface plasmon resonance sensor that irradiates light to the photodegradable layer, and when the photodegradable layer is decomposed by light irradiated from the activated surface plasmon resonance sensor, the solution penetrated into the decomposed region of the photodegradable layer In contact with the surface plasmon resonance sensor, a resonance reaction is performed, and a nanostructure may be disposed at an end of an optical fiber of the surface plasmon resonance sensor.

상기 광을 조사하는 광 섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 나노 구조물이 배치되고, 상기 나노 구조물은, 나노 사이즈의 간격을 유지하는 전도층 사이에 절연층이 위치하고, 상기 특정 영역은, 상기 광 섬유의 끝 부분에서 일정 거리만큼 이격된 위치에 존재할 수 있다.A nanostructure is disposed in a specific region of a microprobe disposed at an end of the optical fiber to irradiate the light, and in the nanostructure, an insulating layer is located between conductive layers maintaining a nano-sized gap, and the specific region is , It may be present at a location spaced apart from the end of the optical fiber by a predetermined distance.

상기 절연층은, 상기 나노 사이즈의 두께를 가질 수 있다.The insulating layer may have a thickness of the nano size.

상기 나노 구조물은, 상기 광섬유의 코어층의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치할 수 있다.The nanostructure may be located in a specific region of a micro probe disposed at an end of the core layer of the optical fiber.

상기 표면 플라즈몬 공명 센서는, 상기 광 분해막에 대해 특정 배열로 배치되어, 선택적으로 또는 순차적으로 활성화되어 광 분해막에 광을 조사할 수 있다.The surface plasmon resonance sensor may be arranged in a specific arrangement with respect to the photo-decomposition film, and may be selectively or sequentially activated to irradiate light to the photo-decomposition film.

상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 나노 구조물은, 상기 용액에 포함된 특정 생체분자와 특이 결합할 수 있는 수용체가 흡착될 수 있는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용할 수 있다.As the nanostructure of the surface plasmon resonance sensor, a surface plasmon resonance sensor capable of adsorbing a receptor capable of specifically binding to a specific biomolecule contained in the solution may be used.

상기 표면 플라즈몬 공명 센서는, 출력 신호의 세기의 변화가 없는 경우 비활성화되어 광을 조사하지 않을 수 있다.When there is no change in the intensity of the output signal, the surface plasmon resonance sensor may be deactivated and not irradiate light.

상기 표면 플라즈몬 공명 센서는, 광을 조사한 이후에 일정시간이 경과되면 비활성화되어 광을 조사하지 않을 수 있다.The surface plasmon resonance sensor may be deactivated when a predetermined time elapses after irradiation of light and may not irradiate light.

본 발명의 다른 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치는, 특정 생체분자를 포함하는 용액과 표면 플라즈몬 공명 센서의 접촉을 차단하는 광분해성막; 상기 광분해성막에 광을 조사하는 적어도 하나의 표면 플라즈몬 공명 센서들을 포함하고, 상기 활성화된 표면 플라즈몬 공명 센서에서 조사된 광에 의해 광분해성막이 분해되는 경우, 상기 광분해성막이 분해된 영역으로 침투된 용액이 상기 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉하여 공명 반응하며, 상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 광 섬유의 끝 부분에 나노 입자가 배치될 수 있다.A continuous measuring apparatus using a surface plasmon resonance sensor according to another embodiment of the present invention includes: a photodegradable film blocking contact between a solution containing a specific biomolecule and the surface plasmon resonance sensor; A solution including at least one surface plasmon resonance sensor that irradiates light to the photodegradable layer, and when the photodegradable layer is decomposed by light irradiated from the activated surface plasmon resonance sensor, the solution penetrated into the decomposed region of the photodegradable layer In contact with the surface plasmon resonance sensor, a resonance reaction is performed, and nanoparticles may be disposed at an end of the optical fiber of the surface plasmon resonance sensor.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치는, 특이 결합이 가능한 수용체를 포함하는 표면 플라즈몬 공명 센서의 선택적 활성화를 통해, 용액에 포함된 특정 생체분자를 연속적으로 측정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor may continuously measure a specific biomolecule contained in a solution through selective activation of a surface plasmon resonance sensor including a receptor capable of specific binding. I can.

도 1은 일 실시예에 따른, 연속 측정 장치에서 표면 플라즈몬 공명 센서를 활성화하기 전의 상태를 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른, 연속 측정 장치에서 표면 플라즈몬 공명 센서를 활성화한 상태를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른, 연속 측정 장치에서 다른 표면 플라즈몬 공명 센서를 활성화한 상태를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서에 배치된 나노 구조물을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서에 배치된 나노 입자를 나타낸 도면이다. 1 shows a state before activating a surface plasmon resonance sensor in a continuous measurement device according to an embodiment.
2 shows a state in which a surface plasmon resonance sensor is activated in a continuous measurement device according to an exemplary embodiment.
3 shows a state in which another surface plasmon resonance sensor is activated in a continuous measurement device according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating a nanostructure disposed on a surface plasmon resonance sensor according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram illustrating nanoparticles disposed on a surface plasmon resonance sensor according to an exemplary embodiment.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. The same reference numerals shown in each drawing indicate the same members.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various changes may be made to the embodiments described below. The embodiments described below are not intended to be limited to the embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes thereto.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but these terms should be understood only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수 개의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the embodiments. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른, 연속 측정 장치에서 표면 플라즈몬 공명 센서를 활성화하기 전의 상태를 나타낸다. 도 2는 일 실시예에 따른, 연속 측정 장치에서 표면 플라즈몬 공명 센서를 활성화한 상태를 나타낸다. 도 3은 일 실시예에 따른, 연속 측정 장치에서 다른 표면 플라즈몬 공명 센서를 활성화한 상태를 나타낸다. 1 shows a state before activating a surface plasmon resonance sensor in a continuous measurement device according to an exemplary embodiment. 2 shows a state in which a surface plasmon resonance sensor is activated in a continuous measurement device according to an exemplary embodiment. 3 shows a state in which another surface plasmon resonance sensor is activated in a continuous measurement device according to an exemplary embodiment.

표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 빛이 금이나 은의 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때, 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상을 나타낸다. 표면 플라즈몬 공명은 특정 표시자 없이 생체물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있는 장점 때문에 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용될 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하는 바이오 센서로서, 센서의 표면에 흡착된 항체와 분석 대상물인 항원의 반응에 의한 출력 신호를 통해 단백질 간 특이결합(specific binding)과 같은 측정을 할 수 있다.Surface Plasmon Resonance refers to a phenomenon that occurs due to collective vibration of free electrons when incident light reacts with gold or silver metal thin films, nanoparticles, or nanostructures. Surface plasmon resonance can be applied to protein chip analysis and biosensors capable of measuring various bioreactions because of the advantage of being able to measure reactions between biomaterials in real time without a specific indicator. The surface plasmon resonance sensor is a biosensor that uses the surface plasmon resonance phenomenon, and can measure specific binding between proteins through an output signal from the reaction between an antibody adsorbed on the sensor's surface and an antigen, which is an analyte. .

연속 측정 장치는 표면 플라즈몬 공명 현상을 검출하는 표면 플라즈몬 공명 센서를 포함할 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 빛이 이동하는 통로인 광섬유 및 광섬유의 끝 부분의 표면에 나노 구조물 또는 나노 입자가 배치될 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서에 대한 자세한 구조는 이하 도 4 및 도 5를 참조한다.The continuous measurement device may include a surface plasmon resonance sensor that detects a surface plasmon resonance phenomenon. In the surface plasmon resonance sensor, nanostructures or nanoparticles may be disposed on the surface of an optical fiber, which is a path through which light travels, and an end portion of the optical fiber. For a detailed structure of the surface plasmon resonance sensor, refer to FIGS. 4 and 5 below.

도 1에 도시된 연속 측정 장치(110)는 복수의 표면 플라즈몬 공명 센서와 광분해성막(112), 미세 유체 소자(111, 113)를 포함할 수 있다. 특정 생체분자를 포함하는 용액은 미세 유체 소자(111)과 광분해성 막(112) 사이를 통과할 수 있다. 이때, 광분해성 막(112)은 미세 유체 소자(113)위에 도포된 상태일 수 있다. The continuous measurement device 110 illustrated in FIG. 1 may include a plurality of surface plasmon resonance sensors, a photodegradable film 112, and microfluidic devices 111 and 113. A solution containing a specific biomolecule may pass between the microfluidic device 111 and the photodegradable film 112. In this case, the photodegradable film 112 may be applied on the microfluidic device 113.

여기서, 특정 생체분자는 일례로서 항원(antigen), DNA, 박테리아를 포함할 수 있다. 특정 생체분자를 포함하는 용액은 미세 유체 소자(111)와 광분해성 막(112) 사이를 흐를 수 있으나, 도 1과 같이 표면 플라즈몬 공명 센서가 활성화되지 않으면 용액이 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 없다.Here, the specific biomolecule may include, for example, antigen, DNA, and bacteria. A solution containing a specific biomolecule may flow between the microfluidic device 111 and the photodegradable film 112, but the solution cannot contact the surface plasmon resonance sensor unless the surface plasmon resonance sensor is activated as shown in FIG. 1. .

또한, 특정 생체분자와 특이결합 할 수 있는 수용체가 표면 플라즈몬 공명 센서에 흡착될 수 있다. 이때, 수용체는 일례로서 항체(antibody), DNA, 앞타머(aptamer)를 포함할 수 있다. 또한, 표적 생체분자-수용체 간의 특이결합 이외의 비특이 결합을 방지할 수 있는 차폐물질이 표면 플라즈몬 공명 센서에는 흡착될 수 있다. 차폐 물질은 일례로서 소 혈청 알부민, 에탄올아민, 글리신등을 포함할 수 있다. 본 발명의 권리범위는 위 항원, 항체 및 차폐 물질의 일례에 제한되지 않으며, 특이 결합하는 다른 물질 또한 포함할 수 있다. In addition, receptors that can specifically bind to specific biomolecules can be adsorbed to the surface plasmon resonance sensor. In this case, the receptor may include, for example, an antibody, DNA, or aptamer. In addition, a shielding material capable of preventing non-specific binding other than the specific binding between the target biomolecule-receptor may be adsorbed on the surface plasmon resonance sensor. The masking material may include, for example, bovine serum albumin, ethanolamine, glycine, and the like. The scope of the present invention is not limited to examples of the above antigens, antibodies, and shielding materials, and may also include other materials that specifically bind.

여기서, 광분해는 화합물이 광자에 의해 분해되는 화학 반응으로서, 광분해성 막(112)은 빛에 의해 광분해되는 막으로서 예를 들면 poly(ε-caprolactone) 또는 poly(glycolic acid)로 구성될 수 있다. Here, photolysis is a chemical reaction in which a compound is decomposed by photons, and the photodegradable film 112 is a film that is photodegraded by light, and may be composed of, for example, poly(ε-caprolactone) or poly(glycolic acid).

복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들은 미세 유체 소자(113)에 삽입된 구조일 수 있다. 미세 유체 소자(113)에 삽입되는 표면 플라즈몬 공명 센서의 수는 연속 측정하려는 목적에 따라 상이할 수 있으며, 도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이 미세 유체 소자에 삽입되는 표면 플라즈몬 공명 센서의 수는 일례에 불과하며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않는다. The plurality of surface plasmon resonance sensors may be inserted into the microfluidic device 113. The number of surface plasmon resonance sensors inserted into the microfluidic device 113 may vary depending on the purpose of continuous measurement, and the number of surface plasmon resonance sensors inserted into the microfluidic device as shown in FIGS. 1 to 3 is an example. However, the scope of the present invention is not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 연속 측정 장치(110)는 미세 유체 소자(111, 113), 광분해성 막(112), 미세 유체 소자에 삽입되는 적어도 하나의 표면 플라즈몬 공명 센서를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the continuous measurement device 110 may include microfluidic devices 111 and 113, a photodegradable film 112, and at least one surface plasmon resonance sensor inserted into the microfluidic device.

특정 생체분자를 포함하는 용액은 미세 유체 소자(111)과 광분해성 막(112) 사이를 흐를 수 있다. 이때, 표면 플라즈몬 공명 센서가 활성화되지 않으면 광분해성 막은 광분해되지 않을 수 있으므로, 특정 생체분자를 포함하는 용액은 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉하지 않을 수 있다. 도 1의 그래프(120)은 미세 유체 소자(113)에 있는 복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들 전부가 활성화되지 않았을 때의 출력 신호의 세기를 나타낸다.A solution containing a specific biomolecule may flow between the microfluidic device 111 and the photodegradable film 112. At this time, if the surface plasmon resonance sensor is not activated, the photodegradable film may not be photodegraded, so a solution containing a specific biomolecule may not contact the surface plasmon resonance sensor. The graph 120 of FIG. 1 represents the intensity of an output signal when all of the plurality of surface plasmon resonance sensors in the microfluidic device 113 are not activated.

복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들 중 어느 하나의 표면 플라즈몬 공명 센서가 활성화된 경우, 활성화된 표면 플라즈몬 공명 센서에 포함된 광섬유를 통해 광이 출력된다. 그러면, 출력된 광에 의해 광분해성 막(112)을 광분해할 수 있다. 광분해성 막이 광분해된 경우, 미세 유체 소자(111)과 광분해성 막(112) 사이를 흐르는 용액은 활성화된 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 있다. 따라서, 용액에 포함된 특정 생체분자는 수용체와 특이 결합할 수 있고, 특이 결합에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기의 변화가 검출될 수 있다. When any one of the plurality of surface plasmon resonance sensors is activated, light is output through an optical fiber included in the activated surface plasmon resonance sensor. Then, the photodegradable film 112 may be photodecomposed by the output light. When the photodegradable film is photodegraded, a solution flowing between the microfluidic device 111 and the photodegradable film 112 may contact the activated surface plasmon resonance sensor. Accordingly, a specific biomolecule contained in the solution can specifically bind to a receptor, and a change in the intensity of the output signal of the surface plasmon resonance sensor according to the specific binding can be detected.

도 2의 연속 측정 장치(210)은 표면 플라즈몬 공명 센서 1이 활성화된 상태를 나타낸다. 활성화된 표면 플라즈몬 공명 센서 1의 광섬유를 통해 이동한 빛이 표면 플라즈몬 공명 센서 1의 상단에 위치한 광분해성 막(112)을 광분해할 수 있다. 따라서, 미세 유체 소자(111)와 광분해성 막(112) 사이를 흐르는 용액은 표면 플라즈몬 공명 센서 1과 접촉할 수 있고, 표면 플라즈몬 공명 센서 1은 특이 결합에 따른 출력 신호의 세기 변화를 검출할 수 있다. The continuous measurement device 210 of FIG. 2 shows a state in which the surface plasmon resonance sensor 1 is activated. Light moving through the optical fiber of the activated surface plasmon resonance sensor 1 may photo-decompose the photodegradable film 112 located on the top of the surface plasmon resonance sensor 1. Therefore, the solution flowing between the microfluidic device 111 and the photodegradable film 112 can contact the surface plasmon resonance sensor 1, and the surface plasmon resonance sensor 1 can detect the change in the intensity of the output signal according to the specific coupling. have.

이때, 용액에 포함된 특정 생체분자와 수용체가 특이 결합 가능하지 않는 경우 그래프(220)와 달리 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 변화가 없을 수 있거나, 또는 용액에 포함된 특정 생체분자와 표면 플라즈몬 공명 센서의 흡착된 수용체가 특이 결합 가능한 경우 그래프(220)와 같이 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 변화가 검출될 수 있다. 이때, 출력 신호의 세기 변화를 통해 용액에 포함된 특정 생체분자의 종류 및 특정 생체분자의 농도가 결정될 수 있다. At this time, if specific biomolecules and receptors included in the solution are not specifically bindable, unlike the graph 220, there may be no change in the intensity of the output signal of the surface plasmon resonance sensor, or specific biomolecules and surface plasmons included in the solution When the adsorbed receptor of the resonance sensor is specifically capable of binding, a change in the intensity of the output signal of the surface plasmon resonance sensor may be detected as shown in the graph 220. In this case, the type of the specific biomolecule and the concentration of the specific biomolecule included in the solution may be determined through the change in the intensity of the output signal.

여기서, 특정 생체분자와 수용체 간의 특이 결합은 비가역적인 반응일 수 있다. 따라서, 표면 플라즈몬 공명 센서 1에 흡착된 수용체와 용액에 포함된 특정 생체분자 간의 반응은 비가역적인 반응으로서, 표면 플라즈몬 공명 센서 1에 흡착된 수용체 이상 반응이 발생하지 않을 수 있다. 이와 같이 표면 플라즈몬 공명 센서와 특정 생체분자가 더 이상 반응하지 않아 출력 신호의 세기 변화가 없는 상태를 포화 상태로 볼 수 있다. Here, the specific binding between a specific biomolecule and a receptor may be an irreversible reaction. Therefore, the reaction between the receptor adsorbed on the surface plasmon resonance sensor 1 and the specific biomolecule contained in the solution is an irreversible reaction, and an abnormal reaction to the receptor adsorbed on the surface plasmon resonance sensor 1 may not occur. As described above, a state in which there is no change in the intensity of the output signal because the surface plasmon resonance sensor and the specific biomolecule no longer react can be viewed as a saturation state.

포화 상태인 경우, 표면 플라즈몬 공명 센서 1이 아닌 표면 플라즈몬 공명 센서 2가 활성화될 수 있다. 도 3의 연속 측정 장치(310)은 표면 플라즈몬 공명 센서 2가 활성화된 상태로서, 활성화된 표면 플라즈몬 공명 센서 2의 광섬유를 통해 이동한 빛이 표면 플라즈몬 공명 센서 2의 상단에 위치한 광분해성 막(112)을 광분해할 수 있다. 따라서, 미세 유체 소자(111)와 광분해성 막(112) 사이를 흐르는 용액은 표면 플라즈몬 공명 센서 2와 접촉할 수 있고, 표면 플라즈몬 공명 센서 2는 특이 결합에 따른 출력 신호의 세기 변화를 검출할 수 있다. In the saturated state, the surface plasmon resonance sensor 2, not the surface plasmon resonance sensor 1, may be activated. In the continuous measurement device 310 of FIG. 3, the surface plasmon resonance sensor 2 is activated, and the light moving through the optical fiber of the activated surface plasmon resonance sensor 2 is a photodegradable film 112 located on the top of the surface plasmon resonance sensor 2 ) Can be photolyzed. Therefore, the solution flowing between the microfluidic device 111 and the photodegradable film 112 can contact the surface plasmon resonance sensor 2, and the surface plasmon resonance sensor 2 can detect the change in the intensity of the output signal according to the specific coupling. have.

이때, 표면 플라즈몬 공명 센서 2에 흡착된 수용체와 표면 플라즈몬 공명 센서 1에 흡착된 수용체는 서로 다른 수용체일 수 있다. 예를 들면, 표면 플라즈몬 공명 센서 1에 흡착된 수용체는 전립선 암을 검출하는 수용체이고, 표면 플라즈몬 공명 센서 2에 흡착된 수용체는 간암을 검출하는 수용체일 수 있다. In this case, the receptor adsorbed on the surface plasmon resonance sensor 2 and the receptor adsorbed on the surface plasmon resonance sensor 1 may be different receptors. For example, a receptor adsorbed on the surface plasmon resonance sensor 1 may be a receptor for detecting prostate cancer, and a receptor adsorbed on the surface plasmon resonance sensor 2 may be a receptor for detecting liver cancer.

따라서, 특정 생체분자와 특이 결합에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서 1 및 표면 플라즈몬 공명 센서 2의 출력 신호의 세기 변화는 서로 상이할 수 있다. 출력 신호의 세기 변화를 통해 용액에 포함된 특정 생체분자의 종류 및 특정 생체분자의 농도가 결정될 수 있다. Accordingly, changes in the intensity of output signals of the surface plasmon resonance sensor 1 and the surface plasmon resonance sensor 2 according to the specific binding with a specific biomolecule may be different from each other. The type of specific biomolecule included in the solution and the concentration of the specific biomolecule may be determined through the change in the intensity of the output signal.

표면 플라즈몬 공명 센서 2에 흡착된 수용체와 용액에 포함된 특정 생체분자 간의 반응은 비가역적인 반응으로서, 표면 플라즈몬 공명 센서 2에 흡착된 수용체 이상 반응이 발생하지 않을 수 있고, 이와 같이 표면 플라즈몬 공명 센서 2와 특정 생체분자가 더 이상 반응하지 않아 출력 신호의 세기 변화가 없는 경우 다른 표면 플라즈몬 공명 센서 3이 활성화될 수 있다. The reaction between the receptor adsorbed on the surface plasmon resonance sensor 2 and the specific biomolecule contained in the solution is an irreversible reaction, and an abnormal reaction to the receptor adsorbed on the surface plasmon resonance sensor 2 may not occur. Another surface plasmon resonance sensor 3 may be activated when there is no change in the intensity of the output signal because a specific biomolecule with and no longer reacts.

전술한 바와 같이 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 변화가 없는 상태인 경우, 출력 신호의 세기 변화가 없는 표면 플라즈몬 공명 센서에 인접한 다른 표면 플라즈몬 공명 센서가 활성화될 수 있다. 또는, 표면 플라즈몬 공명 센서가 활성화된 이후 사전에 설정된 일정시간이 경과한 경우, 포화 여부에 관계없이 다른 표면 플라즈몬 공명 센서가 활성화될 수 있다. 예를 들면, 표면 플라즈몬 공명 센서 1이 활성화된 이후 사전에 설정된 일정시간이 경과한 경우, 표면 플라즈몬 공명 센서 1의 포화여부에 관계없이 표면 플라즈몬 공명 센서 2가 활성화될 수 있다. As described above, when there is no change in the intensity of the output signal of the surface plasmon resonance sensor, another surface plasmon resonance sensor adjacent to the surface plasmon resonance sensor having no change in the intensity of the output signal may be activated. Alternatively, when a predetermined period of time has elapsed since the surface plasmon resonance sensor is activated, another surface plasmon resonance sensor may be activated regardless of whether or not it is saturated. For example, if a predetermined time has elapsed after the surface plasmon resonance sensor 1 is activated, the surface plasmon resonance sensor 2 may be activated regardless of whether the surface plasmon resonance sensor 1 is saturated or not.

연속 측정 장치의 연속 측정 가능 시간은 표면 플라즈몬 공명 센서의 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 미세 유체 소자에 삽입된 표면 플라즈몬 공명 센서가 2개인 경우 보다 4개인 경우, 연속 측정 장치의 연속 측정 가능 시간은 상대적으로 더 길 수 있다. 또한, 연속 측정 장치의 연속 측정 가능 시간은 표면 플라즈몬 공명 센서가 포화되는 시간에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 표면 플라즈몬 공명 센서에 상대적으로 많은 수용체가 흡착 가능한 경우, 연속 측정 장치의 연속 측정 가능 시간은 상대적으로 더 길 수 있다. The continuous measurement possible time of the continuous measurement device may be determined according to the number of surface plasmon resonance sensors. For example, when there are 4 surface plasmon resonance sensors inserted in the microfluidic device than when there are 2, the continuous measurement time of the continuous measurement device may be relatively longer. In addition, the continuous measurement possible time of the continuous measurement device may be determined according to the time at which the surface plasmon resonance sensor is saturated. For example, when relatively many receptors can be adsorbed on the surface plasmon resonance sensor, the continuous measurement time of the continuous measurement device may be relatively longer.

일 실시예에 따르면, 표면 플라즈몬 공명 센서의 선택적인 활성화에 의해 연속적인 측정에 따른 연속 모니터링이 가능할 수 있다. 또한, 미세한 크기의 광섬유를 포함하는 표면 플라즈몬 공명 센서를 통해 연속 측정 장치는 소형화될 수 있어, 현장진단 혹은 휴대용으로 제작될 수 있다. According to an embodiment, continuous monitoring according to continuous measurement may be possible by selective activation of the surface plasmon resonance sensor. In addition, the continuous measurement device can be miniaturized through a surface plasmon resonance sensor including an optical fiber having a fine size, and thus can be manufactured for field diagnosis or portable.

도 4는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서에 배치된 나노 구조물을 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a nanostructure disposed on a surface plasmon resonance sensor according to an exemplary embodiment.

표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 빛이 금이나 은과 같은 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때, 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상을 나타낸다. 표면 플라즈몬 공명은 특정 표시자 없이 생체물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있는 장점 때문에 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용될 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하는 센서이다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 센서의 표면에 흡착된 항체와 분석 대상물인 항원의 반응에 의한 출력 신호를 통해 단백질 간 특이결합(specific binding)과 같은 것을 측정하는데 활용될 수 있다.Surface plasmon resonance (Surface Plasmon Resonance) refers to a phenomenon that occurs by collective vibration of free electrons when incident light reacts with a metal thin film such as gold or silver, nanoparticles, or nanostructures. Surface plasmon resonance can be applied to protein chip analysis and biosensors capable of measuring various bioreactions because of the advantage of being able to measure reactions between biomaterials in real time without a specific indicator. The surface plasmon resonance sensor is a sensor that uses a surface plasmon resonance phenomenon. The surface plasmon resonance sensor can be used to measure specific binding between proteins through an output signal resulting from a reaction between an antibody adsorbed on the surface of the sensor and an antigen as an analyte.

일 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서는, 광섬유(440)의 끝 부분에 나노 구조물(420)이 배치될 수 있다. 광섬유(440)는 코어층(444) 및 클래딩층(442)으로 구분될 수 있으며, 빛은 광섬유(440)의 코어층(444)에서 전반사를 통해 이동될 수 있다.In the surface plasmon resonance sensor according to an embodiment, a nanostructure 420 may be disposed at an end of the optical fiber 440. The optical fiber 440 may be divided into a core layer 444 and a cladding layer 442, and light may be transferred from the core layer 444 of the optical fiber 440 through total reflection.

이 때, 나노 구조물(420)은 광 섬유(440)의 코어층(444)에 배치된 미세 탐침(421)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 4b와 같이, 미세 탐침(421)의 특정 영역에 나노 구조물(420)이 배치될 수 있다.In this case, the nanostructure 420 may be disposed on the fine probe 421 disposed on the core layer 444 of the optical fiber 440. Specifically, as shown in FIG. 4B, the nanostructure 420 may be disposed in a specific region of the micro probe 421.

도 4b를 참고하면, 나노 구조물(420)은 전도층(422) 및 전도층(424) 사이에 절연층(422)이 배치됨으로써 구성된다. 이 때, 전도층(422)과 전도층(424)는 나노 사이즈의 간격만큼 이격되어 있고, 전도층(422)과 전도층(424) 사이에 절연층(423)이 배치된다. 이 때, 전도층(422)과 전도층(424)은 전기 전도성을 나타내는 금속 물질(예를 들면, 금, 은, 구리 등)로 이루어질 수 있다. 그리고, 절연층(423)은 파릴렌과 같은 절연이 가능한 고분자 물질로 구성될 수 있다. 즉, 금속 물질로 구성될 수 있는 전도층(422)과 전도층(424) 사이가 나노 사이즈의 간격을 유지함으로써 핫 스팟 효과가 극대화될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the nanostructure 420 is configured by disposing an insulating layer 422 between the conductive layer 422 and the conductive layer 424. In this case, the conductive layer 422 and the conductive layer 424 are spaced apart by a nano-sized interval, and an insulating layer 423 is disposed between the conductive layer 422 and the conductive layer 424. In this case, the conductive layer 422 and the conductive layer 424 may be made of a metallic material (eg, gold, silver, copper, etc.) exhibiting electrical conductivity. In addition, the insulating layer 423 may be made of an insulating polymer material such as parylene. That is, the hot spot effect can be maximized by maintaining a nano-sized gap between the conductive layer 422 and the conductive layer 424, which may be formed of a metallic material.

본 발명에서 나노 구조물(420)은 하나의 절연층(423) 사이에 2개의 전도층(422, 421)로 구성되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전도층(422)과 전도층(424) 사이에 절연층(423)이 배치된 구조가 복수 개로 적층된 구조를 나타내는 나노 구조물(420)까지 포함한다.In the present invention, the nanostructure 420 is composed of two conductive layers 422 and 421 between one insulating layer 423, but the present invention is not limited thereto, and the conductive layer 422 and the conductive layer 424 It includes a nanostructure 420 in which a plurality of structures in which the insulating layer 423 is disposed therebetween is stacked.

도 4a 및 도 4b에서 볼 수 있듯이, 광섬유(440)의 코어층(444)에 미세 탐침(422)이 배치되고, 미세 탐침(422)의 특정 영역에 나노 구조물(420)이 배치된다. 미세 탐침(422)은 고분자 물질로 구성될 수 있다. 도 4a의 경우, 미세 탐침(422)은 원뿔 형태를 나타내나, 본 발명은 나노 구조물(420)이 배치될 수 있는 어떤 형태의 구조를 모두 포함한다. As can be seen in FIGS. 4A and 4B, a micro probe 422 is disposed on the core layer 444 of the optical fiber 440, and a nano structure 420 is disposed in a specific region of the micro probe 422. The fine probe 422 may be made of a polymer material. In the case of FIG. 4A, the fine probe 422 has a conical shape, but the present invention includes all types of structures in which the nanostructures 420 may be disposed.

이 때, 특정 영역은, 광섬유(440)의 끝 부분에서 일정 거리(H)만큼 이격된 위치에 있다. 즉, 나노 구조물(420)은 광섬유(440)의 끝 부분에서 일정 거리만큼 이격된 위치에 배치되고, 이에 따라 감도 저하가 억제될 수 있다.In this case, the specific region is at a position separated by a predetermined distance H from the end of the optical fiber 440. That is, the nanostructure 420 is disposed at a position spaced apart from the end of the optical fiber 440 by a predetermined distance, and accordingly, a decrease in sensitivity can be suppressed.

일례로, 전도층(422)과 전도층(424)는 금으로 구성될 수 있고, 절연층(423)은 파릴렌으로 구성될 수 있다. 그리고, 절연층(423)은 나노 사이즈의 두께를 가질 수 있으며, 이에 따라 전도층(422)과 전도층(424)은 나노 사이즈의 간격만큼 떨어질 수 있다.For example, the conductive layer 422 and the conductive layer 424 may be composed of gold, and the insulating layer 423 may be composed of parylene. In addition, the insulating layer 423 may have a nano-sized thickness, and accordingly, the conductive layer 422 and the conductive layer 424 may be separated by a nano-sized interval.

또한, 전도층(422), 절연층(423) 및 전도층(424)으로 구성된 나노 구조물(420)은 제작 과정에서 광섬유(440)의 코어층(444)의 끝 부분으로부터 일정 거리(H)만큼 이격된다. 즉, 나노 구조물(420)이 광섬유(420)의 끝 부분의 표면으로부터 일정 거리만큼 이격됨으로써 표면 플라즈몬 공명 센서의 감도가 저하되는 특성이 억제될 수 있다. 또한, 전도층(422)과 전도층(424) 사이에 나노 사이즈의 두께를 가지는 절연층(423)이 배치됨으로써, 전도층(422)과 전도층(424)이 나노 사이즈의 간격을 유지할 수 있고, 이에 따라 핫스팟 효과가 극대화될 수 있다. 이와 같은 나노 구조물(420)에 대한 자세한 공정은 이하 도면을 참조한다.In addition, the nanostructure 420 composed of the conductive layer 422, the insulating layer 423, and the conductive layer 424 is formed by a predetermined distance (H) from the end of the core layer 444 of the optical fiber 440 in the manufacturing process. Are spaced apart. That is, since the nanostructure 420 is spaced apart from the surface of the end portion of the optical fiber 420 by a predetermined distance, a characteristic that the sensitivity of the surface plasmon resonance sensor is deteriorated may be suppressed. In addition, by disposing an insulating layer 423 having a nano-sized thickness between the conductive layer 422 and the conductive layer 424, the conductive layer 422 and the conductive layer 424 can maintain a nano-sized gap. Accordingly, the hot spot effect can be maximized. For a detailed process of the nanostructure 420, refer to the drawings below.

광섬유(440) 내부에서 전반사되어 이동한 빛은 광섬유(440) 표면에 흡착된 나노 구조물(420)과 반응을 통해 빛을 반사할 수 있고, 반사된 빛은 검출기를 통해 측정될 수 있다. 이때, 항원-항체가 결합된 경우 반사된 빛의 신호 세기가 변할 수 있고, 결합 전후의 신호 세기의 변화를 통해 항원-항체 결합된 양이 판단될 수 있다. 예를 들면, 나노 구조물(420)의 상단에 항체가 흡착된 경우 광섬유를 통해 입사된 빛의 반사 신호 세기를 측정할 수 있고, 나노 구조물(420)의 상단에 항체-항원이 결합된 경우 광섬유를 통해 입사된 빛의 반사 신호 세기를 측정할 수 있어, 반사 신호 세기의 변화를 통해 특정한 항원의 존재 유무 및 항원-항체 결합된 양이 판단될 수 있다. Light that has been totally reflected and moved inside the optical fiber 440 may reflect light through a reaction with the nanostructure 420 adsorbed on the surface of the optical fiber 440, and the reflected light may be measured through a detector. In this case, when the antigen-antibody is bound, the signal intensity of the reflected light may change, and the amount of antigen-antibody bound may be determined through the change in the signal intensity before and after binding. For example, when the antibody is adsorbed on the top of the nanostructure 420, the intensity of the reflected light incident through the optical fiber can be measured, and when the antibody-antigen is combined on the top of the nanostructure 420, the optical fiber is Through the measurement of the reflected signal intensity of the incident light, the presence or absence of a specific antigen and the amount of antigen-antibody binding may be determined through a change in the reflected signal intensity.

여기서, 측정시 반사되는 빛의 수용성을 높이기 위해 표면 플라즈몬 공명 센서의 표면적이 넓고 여러 경로의 빛을 수용할 수 있도록 일례로서 코어(core) 직경이 405um, 클래딩(cladding) 직경이 425um인 다중모드 광섬유가 사용될 수 있고, 광섬유의 자켓은 광섬유 스트리퍼를 이용하여 일정 길이 제거될 수 있다. Here, in order to increase the acceptability of reflected light during measurement, a multimode optical fiber with a core diameter of 405 μm and a cladding diameter of 425 μm as an example so that the surface area of the surface plasmon resonance sensor can be wide and accommodate light from multiple paths. May be used, and the jacket of the optical fiber may be removed by a certain length using an optical fiber stripper.

항체는 나노 구조물(420)의 상단에 흡착될 수 있다. 이때, 나노 구조물(420)의 상단에 흡착된 항체는 각기 다른 항체일 수 있다. 예를 들면, 나노 구조물의 상단에 흡착된 항체와 다른 나노 구조물의 상단에 흡착된 항체는 서로 다른 항원과 결합되는 항체일 수 있다. 보다 구체적으로, 표면 플라즈몬 공명 센서와 혈액이 접촉한 경우, 서로 다른 항체가 흡착된 센서로 인해 혈액 내에 존재하는 서로 다른 종류의 항원을 검출하여, 질병의 유/무가 판단될 수 있다.The antibody may be adsorbed on the top of the nanostructure 420. In this case, the antibodies adsorbed on the top of the nanostructure 420 may be different antibodies. For example, an antibody adsorbed on top of a nanostructure and an antibody adsorbed on top of another nanostructure may be antibodies that bind to different antigens. More specifically, when the surface plasmon resonance sensor and blood are in contact, the presence/absence of a disease may be determined by detecting different kinds of antigens present in the blood due to the sensors to which different antibodies are adsorbed.

도 5는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서에 배치된 나노 입자를 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating nanoparticles disposed on a surface plasmon resonance sensor according to an exemplary embodiment.

도 5는 도 4와 달리, 나노 구조물 대신에 나노 입자가 흡착된 상태를 나타낸다. 광섬유 표면이 유기물 제거와 수산화기(hydroxy group)의 활성화를 위해 황산(sulfuric acid)과 과수(hydrogen peroxide)를 4:1로 혼합한 용액에 일정 시간 담가진 상태에서, 한쪽 끝이 에톡시 그룹(ethoxy group)으로 구성되어 있어 광섬유 표면과 O-Si-O 결합을 하고 반대쪽은 양전하를 띠는 아미노 그룹(amino group)이 있는 5% 3-(ethoxydimethlysilyl)-propylamine(APMES) 용액에 일정 시간 담가 금 나노 입자를 광섬유 표면에 고정하는 자기조립단분자층(Self Assembled Monolayer, SAM)이 형성될 수 있다. 5 shows a state in which nanoparticles are adsorbed instead of nanostructures, unlike FIG. 4. When the surface of the optical fiber is immersed in a 4:1 mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide for organic matter removal and activation of hydroxyl groups, one end is immersed in an ethoxy group (ethoxy group). group), so that it bonds O-Si-O to the surface of the optical fiber, and the other side is immersed in a 5% 3-(ethoxydimethlysilyl)-propylamine (APMES) solution with a positively charged amino group for a certain period of time. A self-assembled monolayer (SAM) that fixes the particles to the surface of the optical fiber may be formed.

또한, 자기조립단분자층이 형성된 광섬유 표면을 금 콜로이드 용액에 담가두면, 자기조립단분자층 말단의 아미노 그룹에 의한 양전하와 금 나노입자를 둘러싸고 있는 시트레이트(citrate)의 음전하가 정전기적 인력에 의해 결합하여, 도 5와 같이 금 나노 입자가 광섬유 표면에 흡착될 수 있다. In addition, when the optical fiber surface on which the self-assembled monolayer is formed is immersed in a gold colloidal solution, the positive charge by the amino group at the end of the self-assembled monolayer and the negative charge of citrate surrounding the gold nanoparticles are combined by electrostatic attraction, As shown in FIG. 5, gold nanoparticles may be adsorbed on the surface of the optical fiber.

본 발명의 권리범위는 도 4 및 도 5와 같은 표면 플라즈몬 공명 센서의 구조에 한정되지 않고, 도 4 및 도 5 이외의 구조에 의해 표면 플라즈몬 공명 반응을 검출할 수 있는 표면 플라즈몬 공명 센서도 포함할 수 있다. The scope of the present invention is not limited to the structure of the surface plasmon resonance sensor as shown in FIGS. 4 and 5, but also includes a surface plasmon resonance sensor capable of detecting a surface plasmon resonance reaction by a structure other than FIGS. 4 and 5 I can.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

Claims (15)

특정 생체분자를 포함하는 용액과 표면 플라즈몬 공명 센서의 접촉을 차단하는 광분해성막;
상기 광분해성막에 광을 조사하는 복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들;
을 포함하고,
상기 복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들은, 순차적으로 또는 선택적으로 활성화되어 광분해막에 광을 조사하고,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 광섬유의 끝 부분에 나노 구조물이 배치된 미세 탐침이 형성되고,
상기 나노 구조물은,
상기 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 제1 전도층, 절연층 및 제2 전도층이 순차적으로 적층됨으로써 형성되고,
상기 절연층은, 나노 사이즈의 간격으로 제1 전도층과 제2 전도층 사이에 배치되며,
상기 나노 구조물은, 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에서 미세 탐침의 특정 영역에 형성되고,
상기 제1 전도층은, 미세 탐침의 끝단에서 노출되는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.A photodegradable film blocking contact between a solution containing a specific biomolecule and a surface plasmon resonance sensor;
A plurality of surface plasmon resonance sensors for irradiating light onto the photodegradable layer;
Including,
The plurality of surface plasmon resonance sensors are sequentially or selectively activated to irradiate light to the photolysis film,
A fine probe in which a nanostructure is disposed is formed at the end of the optical fiber of the surface plasmon resonance sensor,
The nanostructure,
It is formed by sequentially stacking a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer in a specific region of the micro probe disposed at the end of the optical fiber,
The insulating layer is disposed between the first conductive layer and the second conductive layer at nano-sized intervals,
The nanostructure is formed in a specific region of the fine probe at a location spaced apart from the end of the optical fiber by a predetermined distance,
The first conductive layer is a continuous measuring device using a surface plasmon resonance sensor exposed at the tip of the fine probe. 제1항에 있어서,
상기 활성화된 표면 플라즈몬 공명 센서에서 조사된 광에 의해 광분해성막이 분해되는 경우, 상기 광분해성막이 분해된 영역으로 침투된 용액이 상기 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉하여 공명 반응하는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 1,
When the photodegradable film is decomposed by the light irradiated from the activated surface plasmon resonance sensor, the solution penetrating into the decomposed region of the photodegradable film contacts the surface plasmon resonance sensor and reacts to the surface plasmon resonance sensor. Measuring device. 제1항에 있어서,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서는,
상기 광분해성막에 대해 특정 배열로 배치되어, 선택적으로 또는 순차적으로 활성화되어 광분해성막에 광을 조사하는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 1,
The surface plasmon resonance sensor,
A continuous measuring device using a surface plasmon resonance sensor that is arranged in a specific arrangement with respect to the photodegradable film and is selectively or sequentially activated to irradiate light to the photodegradable film. 제1항에 있어서,
상기 복수의 표면 플라즈몬 공명 센서들은,
(i) 미리 설정된 패턴에 따라 순차적으로 활성화되거나, (ii) 미리 설정된 개수만큼 동시에 활성화되거나, (iii) 미리 설정된 조건에 따라 어느 하나가 선택적으로 활성화되는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 1,
The plurality of surface plasmon resonance sensors,
(i) sequentially activated according to a preset pattern, (ii) activated simultaneously as many as a preset number, or (iii) a continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor selectively activated according to a preset condition. 제1항에 있어서,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서는,
출력 신호의 세기의 변화가 없는 경우 비활성화되어 광을 조사하지 않는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 1,
The surface plasmon resonance sensor,
Continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor that is inactive and does not irradiate light when there is no change in the intensity of the output signal. 제1항에 있어서,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서는,
광을 조사한 이후에 일정시간이 경과되면 비활성화되어 광을 조사하지 않는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 1,
The surface plasmon resonance sensor,
Continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor that does not irradiate light because it is deactivated after a certain period of time after irradiation of light. 특정 생체분자를 포함하는 용액과 표면 플라즈몬 공명 센서의 접촉을 차단하는 광분해성막;
상기 광분해성막에 광을 조사하는 적어도 하나의 표면 플라즈몬 공명 센서들;
을 포함하고,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서에서 조사된 광에 의해 광분해성막이 분해되는 경우, 상기 광분해성막이 분해된 영역으로 침투된 용액이 상기 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉하여 공명 반응하며,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 광섬유의 끝 부분에 나노 구조물이 배치된 미세 탐침이 형성되고,
상기 나노 구조물은,
상기 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 제1 전도층, 절연층 및 제2 전도층이 순차적으로 적층됨으로써 형성되고,
상기 절연층은, 나노 사이즈의 간격으로 제1 전도층과 제2 전도층 사이에 배치되며,
상기 나노 구조물은, 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에서 미세 탐침의 특정 영역에 형성되고,
상기 제1 전도층은, 미세 탐침의 끝단에서 노출되는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.A photodegradable film blocking contact between a solution containing a specific biomolecule and a surface plasmon resonance sensor;
At least one surface plasmon resonance sensor for irradiating light onto the photodegradable layer;
Including,
When the photodegradable film is decomposed by the light irradiated from the surface plasmon resonance sensor, the solution penetrating into the decomposed region of the photodegradable film contacts the surface plasmon resonance sensor to react resonance,
A fine probe in which a nanostructure is disposed is formed at the end of the optical fiber of the surface plasmon resonance sensor,
The nanostructure,
It is formed by sequentially stacking a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer in a specific region of the micro probe disposed at the end of the optical fiber,
The insulating layer is disposed between the first conductive layer and the second conductive layer at nano-sized intervals,
The nanostructure is formed in a specific region of the fine probe at a location spaced apart from the end of the optical fiber by a predetermined distance,
The first conductive layer is a continuous measuring device using a surface plasmon resonance sensor exposed at the tip of the fine probe. 삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 나노 구조물은, 상기 광섬유의 코어층의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치하는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 7,
The nanostructure is a continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor positioned in a specific region of a micro probe disposed at an end of the core layer of the optical fiber. 제7항에 있어서,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서는,
상기 광분해성막에 대해 특정 배열로 배치되어, 선택적으로 또는 순차적으로 활성화되어 광분해성막에 광을 조사하는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 7,
The surface plasmon resonance sensor,
A continuous measuring device using a surface plasmon resonance sensor that is arranged in a specific arrangement with respect to the photodegradable film and is selectively or sequentially activated to irradiate light to the photodegradable film. 제7항에 있어서,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 나노 구조물은, 상기 용액에 포함된 특정 생체분자와 특이 결합할 수 있는 수용체가 흡착될 수 있는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 7,
The nanostructure of the surface plasmon resonance sensor is a continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor capable of adsorbing a receptor capable of specifically binding to a specific biomolecule contained in the solution. 제7항에 있어서,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서는,
출력 신호의 세기의 변화가 없는 경우 비활성화되어 광을 조사하지 않는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 7,
The surface plasmon resonance sensor,
Continuous measurement device using a surface plasmon resonance sensor that is inactive and does not irradiate light when there is no change in the intensity of the output signal. 제7항에 있어서,
상기 표면 플라즈몬 공명 센서는,
광을 조사한 이후에 일정시간이 경과되면 비활성화되어 광을 조사하지 않는 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치.The method of claim 7,
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