KR102577749B1 - Microneedle Patch for Food Quality Detection - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 식품 품질감지용 마이크로니들 패치에 있어서, 식품에 안착되는 패치베이스; 상기 패치베이스의 저면에 돌출되어 식품 내부에 삽입되는 복수의 마이크로니들; 상기 패치베이스의 상면에 요입, 형성되고 식품 추출물이 유입되어 수용되는 추출물수용홈; 및 상기 추출물수용홈과 연통되도록 상기 패치베이스에 형성되는 유동공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 식품의 전처리 과정이 없이 식품의 내부품질의 변화를 실시간으로 측정하여 모니터링할 수 있으며, 내부 인자를 효율적으로 추출함으로써 식품의 파괴를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 구조의 센싱 시스템에 의하여 제조 비용을 절감하고 고감도 다중 센싱이 가능한 경제적인 센싱 시스템을 제공할 수 있다.The present invention provides a microneedle patch for detecting food quality, comprising: a patch base mounted on food; A plurality of microneedles protruding from the bottom of the patch base and inserted into the food; An extract receiving groove formed in the upper surface of the patch base and into which the food extract flows and is accommodated; It relates to a microneedle patch for detecting food quality, comprising a flow hole formed in the patch base to communicate with the extract receiving groove.
According to the present invention, changes in the internal quality of food can be measured and monitored in real time without a food preprocessing process, and destruction of food can be minimized by efficiently extracting internal factors, as well as a sensing system with a simple structure. It is possible to reduce manufacturing costs and provide an economical sensing system capable of high-sensitivity multiple sensing.
Description
본 발명은 식품 품질감지용 마이크로니들 패치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식품의 품질변화를 모니터링하기 위하여 내부인자 시료 샘플링 및 센싱을 실시간으로 할 수 있도록 한 식품 품질감지용 마이크로니들 패치에 관한 것이다.The present invention relates to a microneedle patch for detecting food quality, and more specifically, to a microneedle patch for detecting food quality that allows real-time sampling and sensing of internal factor samples to monitor changes in food quality.
마이크로니들은 피부 장벽층인 각질층을 통과하여 피내로 유효 성분을 전달하는 시스템이다. 기존의 주사기의 효능과 패치의 편의성을 결합한 새로운 시스템으로 1997년에 조지아 공대에서 처음 소개된 이후 화장품, 의약, 백신의 다양한 분야에서 새로운 약물 전달 방법으로 개발되고 이용되고 있다.Microneedles are a system that delivers active ingredients into the skin through the stratum corneum, the skin barrier layer. It is a new system that combines the efficacy of a conventional syringe and the convenience of a patch, and since it was first introduced at Georgia Tech in 1997, it has been developed and used as a new drug delivery method in various fields of cosmetics, medicine, and vaccines.
여러 분야에서 다양한 형태로 개발된 마이크로니들(microneedle, MN)의 상업화 연구가 이루어지고 있는데, 그 중 하나로, 생체 조직으로의 적용 편의성, 최소 침습성 및 높은 약물 전달 효과를 바탕으로, 마이크로니들은 지난 20년 동안 경피적 약물 전달을 위해 광범위하게 개발되어 왔다. 특히, 그동안의 의미 있는 임상 연구 결과들은 마이크로니들 기술의 상용화를 빠르게 진전시켰다. 혈관 및 근육 주사를 대체하기 위해 유체 주입을 효과적으로 하기 위하여 장치와 통합된 마이크로니들, 주삿 바늘처럼 기존의 일회용 주사기 장착 후 버릴 수 있는 disposable 마이크로니들이 개발되었다. 다른 한편으로는 약물이 함유된 마이크로니들 패치 형태를 통해 백신 접종과 미용 분야를 중심으로 상품이 개발되고 있다. 또한 상업화를 위한 마이크로니들 기술은 현재 전기천공(electroporation) 같이 기존 기술과의 통합을 통한 약물 전달률 향상과 혈당 센서에 현재 적용되고 있다.Commercialization research is being conducted on microneedle (MN) developed in various forms in various fields. As one of them, microneedles have been used in the past 20 years based on their convenience for application to living tissue, minimal invasiveness, and high drug delivery effect. It has been extensively developed for transdermal drug delivery over the years. In particular, meaningful clinical research results have rapidly advanced the commercialization of microneedle technology. In order to effectively inject fluids to replace vascular and intramuscular injections, microneedles integrated with devices and disposable microneedles that can be discarded after being attached to existing disposable syringes like injection needles have been developed. On the other hand, products are being developed focusing on the vaccination and beauty fields through microneedle patches containing drugs. Additionally, microneedle technology for commercialization is currently being applied to improve drug delivery rates and blood sugar sensors through integration with existing technologies such as electroporation.
이와 같이 마이크로니들은 현재 의료 및 피부미용 분야에서 많이 사용되고 있지만, 식품분야에서는 아직 적용사례가 없다. As such, microneedles are currently widely used in the medical and skin care fields, but there are no cases of application in the food field yet.
식품의 품질변화를 실시간 정밀 모니터링하기 위하여 식품 내부인자 시료 샘플링 및 센싱을 위한 시스템이 필요한데, 현재까지의 식품 품질변화를 실시간 센싱하기 위해서는 내부인자가 아닌 식품표면이나 외부에서 검출할 수 있는 인자를 대상으로 할 수 밖에 없거나, 혹은 식품 파괴를 전제로 한 전처리 과정을 거칠 수 밖에 없는 형편이라, 현장에서 실시간 확인하기가 어렵고, 실시간 정밀 모니터링이 어렵다는 단점이 있다.In order to precisely monitor changes in food quality in real time, a system for sampling and sensing internal food factors is needed. In order to detect changes in food quality up to now in real time, it is necessary to target factors that can be detected on the food surface or outside, rather than internal factors. There is a disadvantage in that it is difficult to confirm in real time on site and precise monitoring in real time is difficult because it has no choice but to go through a preprocessing process that assumes food destruction.
대한민국 공개특허 제2020-0058078호는 마이크로니들 어레이가 형성된 신선식품 포장재에 관하여 개시하고 있는데, 제시된 포장시스템에서 마이크로니들은 용기 덮개의 상층부에 위치하므로, 식품표면에는 닿지 않게 되어 있어 원격으로 식품에서 발생되는 휘발성 가스만을 센싱할 수밖에 없는 구성이기 때문에, 식품 내부에서 일어나는 물질변화를 직접적으로 감지하여 식품의 품질의 변화를 센싱할 수 없다는 한계점이 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 2020-0058078 discloses a fresh food packaging material formed with a microneedle array. In the presented packaging system, the microneedles are located in the upper part of the container cover, so they do not contact the food surface, so they are generated remotely from the food. Since it is a configuration that can only sense volatile gases, it has a limitation in that it cannot sense changes in food quality by directly detecting material changes that occur inside the food.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 식품의 내부품질의 변화를 실시간으로 측정하여 모니터링할 수 있는 센싱 시스템을 제공할 수 있다.The present invention was developed to solve the above problems, and can provide a sensing system that can measure and monitor changes in the internal quality of food in real time.
본 발명의 다른 목적은 식품의 전처리 과정이 없이 내부 인자를 효율적으로 추출함으로써 식품의 파괴를 최소화하는 센싱 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a sensing system that minimizes the destruction of food by efficiently extracting internal factors without preprocessing the food.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 구조의 센싱 시스템을 채용하여 제조 비용을 절감하면서도 고감도 다중 센싱이 가능한 경제적인 센싱 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an economical sensing system capable of high-sensitivity multiple sensing while reducing manufacturing costs by employing a sensing system with a simple structure.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 식품 품질감지용 마이크로니들 패치에 있어서, 식품에 안착되는 패치베이스; 상기 패치베이스의 저면에 돌출되어 식품 내부에 삽입되는 복수의 마이크로니들; 상기 패치베이스의 상면에 요입, 형성되고 식품 추출물이 유입되어 수용되는 추출물수용홈; 및 상기 추출물수용홈과 연통되도록 상기 패치베이스에 형성되는 유동공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치를 제공한다.The present invention is to achieve the above object, in a microneedle patch for detecting food quality, comprising: a patch base mounted on food; A plurality of microneedles protruding from the bottom of the patch base and inserted into the food; An extract receiving groove formed in the upper surface of the patch base and into which the food extract flows and is accommodated; and a flow hole formed in the patch base to communicate with the extract receiving groove. It provides a microneedle patch for detecting food quality, comprising a.
또한, 상기 패치베이스는 플렉서블한 소재로 형성된 박막으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the patch base is characterized in that it is formed of a thin film formed of a flexible material.
또한, 상기 패치베이스 소재는 폴리락틱에시드(PLA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄(PU), 폴리아마이드(PA, Nylon) 중 선택되는 것을 특징으로 한다.In addition, the patch base material is selected from polylactic acid (PLA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PU), and polyamide (PA, Nylon). Do it as
또한, 상기 마이크로니들의 길이는 100 ~ 650㎛이고, 마이크로니들간의 간격은 500 ~ 1,500㎛인 것을 특징으로 한다.In addition, the length of the microneedles is 100 to 650㎛, and the spacing between microneedles is 500 to 1,500㎛.
또한, 상기 유동공은 상기 추출물수용홈에 수용된 식품 추출물의 역류가 최소화되도록 상광하협(上廣下狹) 구조로 천공된 것을 특징으로 한다.In addition, the flow hole is characterized by being perforated in an upper-lower narrow structure to minimize backflow of the food extract contained in the extract receiving groove.
또한, 상기 추출물수용홈에 수용된 식품 추출물의 물리적 및 화학적 특성을 감지하는 감지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized by comprising a sensing means for detecting the physical and chemical characteristics of the food extract accommodated in the extract receiving groove.
또한, 상기 감지수단은 상기 패치베이스에 배치되어 식품 추출물과 반응하는 감지 페이퍼로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the sensing means is characterized in that it consists of a sensing paper disposed on the patch base and reacting with the food extract.
또한, 상기 감지수단은 식품 추출물 내의 물질과 반응하여 색변화를 나타내는 지시약을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the sensing means is characterized in that it includes an indicator that reacts with substances in the food extract and shows a color change.
또한, 상기 지시약은 메틸레드(Methyl red), 브로모티몰블루(Bromothymol blue), 페놀레드(Phenol red) 및 안토시아닌류(Anthocyanins: Pelargonidin, Cyanidin, Peonidin, Delphinidin, Petunidin, Malvidin)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the indicator is selected from the group consisting of Methyl red, Bromothymol blue, Phenol red, and Anthocyanins: Pelargonidin, Cyanidin, Peonidin, Delphinidin, Petunidin, and Malvidin. It is characterized in that it contains one or more of the following.
본 발명에 의하면, 식품의 전처리 과정이 없이 식품의 내부품질의 변화를 실시간으로 측정하여 모니터링할 수 있으며, 내부 인자를 효율적으로 추출함으로써 식품의 파괴를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 구조의 센싱 시스템에 의하여 제조 비용을 절감하고 고감도 다중 센싱이 가능한 경제적인 센싱 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, changes in the internal quality of food can be measured and monitored in real time without food preprocessing, and destruction of food can be minimized by efficiently extracting internal factors, as well as a sensing system with a simple structure. It is possible to reduce manufacturing costs and provide an economical sensing system capable of high-sensitivity multiple sensing.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식품 품질감지용 마이크로니들 패치의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식품 품질감지용 마이크로니들 패치의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 식품 품질감지용 마이크로니들 패치의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예 1의 식품 품질감지용 마이크로니들 패치 제작 스펙을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예 2의 식품 품질감지용 마이크로니들 패치 제작 스펙을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 식품 품질감지용 마이크로니들 패치를 제조하는 공정.
도 7은 본 발명의 실시예 1의 마이크로니들 패치를 사과의 표면에 부착한 형태를 나타낸 사진.
도 8은 마이크로니들 침습 사과의 과피세포 구조를 분석한 이미지.
도 9는 본 발명의 실시예 2의 마이크로니들 센싱 패치를 이용한 바이오제닉 아민 중 육류에서 가장 많이 발생하는 대표 2종의 검출 결과.Figure 1 is a cross-sectional view of a microneedle patch for detecting food quality according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of a microneedle patch for detecting food quality according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of a microneedle patch for detecting food quality according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the manufacturing specifications of the microneedle patch for detecting food quality in Example 1 of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the manufacturing specifications of the microneedle patch for detecting food quality in Example 2 of the present invention.
Figure 6 shows a process for manufacturing a microneedle patch for detecting food quality according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a photograph showing the microneedle patch of Example 1 of the present invention attached to the surface of an apple.
Figure 8 is an image analyzing the pericarp cell structure of microneedle-invasive apples.
Figure 9 shows the detection results of the two representative biogenic amines most frequently occurring in meat using the microneedle sensing patch of Example 2 of the present invention.
본 발명은, 식품 품질감지용 마이크로니들 패치에 있어서, 식품에 안착되는 패치베이스; 상기 패치베이스의 저면에 돌출되어 식품 내부에 삽입되는 복수의 마이크로니들; 상기 패치베이스의 상면에 요입, 형성되고 식품 추출물이 유입되어 수용되는 추출물수용홈; 및 상기 추출물수용홈과 연통되도록 상기 패치베이스에 형성되는 유동공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치에 관한 것이다.The present invention provides a microneedle patch for detecting food quality, comprising: a patch base mounted on food; A plurality of microneedles protruding from the bottom of the patch base and inserted into the food; An extract receiving groove formed in the upper surface of the patch base and into which the food extract flows and is accommodated; It relates to a microneedle patch for detecting food quality, comprising a flow hole formed in the patch base to communicate with the extract receiving groove.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
식품의 품질은 시간이 지남에 따라 시시각각으로 변화되는데, 그 변화는 여러가지 인자 및 보관 환경 따라 다양한 양상을 띠게 된다. 즉, 근본적으로는 식품의 종류에 따른 변화 양상이 다르다. 예를 들어, 같은 종류에 속한 과일이라도 품종에 따른 차이도 크고, 재배 지역 및 재배 환경이 다른 경우 과일의 숙성/변질 정도 및 양상에 큰 차이가 있을 수 있다. 또한, 같은 종류의 육류의 경우도 부위별, 등급별, 단백질 및 지방 구성 비율, 포장 조건 등에 따라 품질변화에 큰 차이가 있을 수 있다.The quality of food changes constantly over time, and the changes take on various aspects depending on various factors and storage environments. In other words, the pattern of change is fundamentally different depending on the type of food. For example, even if fruits belong to the same type, there are large differences depending on the variety, and if the cultivation area and cultivation environment are different, there may be large differences in the degree and aspect of ripening/deterioration of the fruit. In addition, even in the case of the same type of meat, there can be significant differences in quality depending on the part, grade, protein and fat composition ratio, packaging conditions, etc.
현재 식품 품질의 변화를 판단하기 위해서는 단순히 외관에 드러나는 변화를 보고 판단하거나, 식품 조직의 파괴를 수반하는 전처리 과정을 거쳐 정밀 분석하는 판단방법을 사용하는데, 전자처럼 외관에 표시되는 인자만으로 식품의 변화를 모니터링하는 데는 한계가 있어 센싱결과가 부정확하고, 후자의 경우 전처리 과정의 번거로울 뿐만 아니라, 전처리 시점에서의 품질 측정만 가능하다는 점에서 시계열적인 품질 변화를 모니터링하는 것이 불가능하다.Currently, in order to judge changes in food quality, a judgment method is used, either by simply looking at changes revealed in the appearance, or by conducting a detailed analysis through a pre-processing process that involves the destruction of the food tissue. Like the former, changes in food are made only by factors visible on the appearance. There are limitations in monitoring, so the sensing results are inaccurate. In the latter case, not only is the pre-processing process cumbersome, but it is impossible to monitor time-series changes in quality because quality can only be measured at the time of pre-processing.
본 발명은 이와 같은 한계점으로부터 비파괴, 최소침습의 마이크로니들 패치 구조체를 고안하여, 식품 내부물질 변화를 연속적으로 실시간 모니터링을 할 수 있도록 한 것이다.The present invention addresses these limitations by designing a non-destructive, minimally invasive microneedle patch structure to enable continuous, real-time monitoring of changes in food internal substances.
이를 위하여 본 발명 식품 품질감지용 마이크로니들 패치의 일양태는 다음의 구성으로 이루어져 있다(도 1):To this end, one aspect of the microneedle patch for detecting food quality of the present invention consists of the following configuration (Figure 1):
식품에 안착되는 패치베이스(1); Patch base (1) mounted on food;
상기 패치베이스의 저면에 돌출되어 식품 내부에 삽입되는 복수의 마이크로니들(2);A plurality of microneedles (2) protruding from the bottom of the patch base and inserted into the food;
상기 패치베이스의 상면에 요입, 형성되고 식품 추출물이 유입되어 수용되는 추출물수용홈(3); An extract receiving groove (3) which is indented and formed on the upper surface of the patch base and into which the food extract flows and is accommodated;
상기 추출물수용홈(3)과 연통되도록 상기 패치베이스(1)에 형성되는 유동공(4)A flow hole (4) formed in the patch base (1) to communicate with the extract receiving groove (3)
상기 패치베이스(1)는 플렉서블한 소재의 박막으로 형성되는 것이 바람직하며, 폴리락틱에시드(PLA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄(PU) 또는 폴리아마이드(PA, Nylon)의 소재 중 선택될 수 있다. 본 발명의 식품 품질감지용 마이크로니들(2) 패치는 식품과 밀접 접촉하여 일정 기간 동안 사용되는 것으로, 식품 표면에의 접촉시 기밀성을 높이기 위하여 플렉서블(flexible)한 소재이면서 식품위생법상 식품 포장에 사용될 수 있는 소재인 폴리락틱에시드(PLA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄(PU) 또는 폴리아마이드(PA, Nylon) 중 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 특히 식품 내부 침습시 물리적인 강도를 고려할 때 폴리락틱에시드를 사용하는 것이 바람직하다. The patch base (1) is preferably formed of a thin film of a flexible material, such as polylactic acid (PLA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PU), or It can be selected from polyamide (PA, Nylon) materials. The microneedle (2) patch for food quality detection of the present invention is used for a certain period of time in close contact with food. It is a flexible material to increase airtightness when in contact with the food surface and is used for food packaging under the Food Sanitation Act. It is advisable to choose from polylactic acid (PLA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PU), or polyamide (PA, Nylon). . In particular, considering the physical strength when infiltrating inside food, it is preferable to use polylactic acid.
본 발명의 일양태에 있어서, 상기 마이크로니들(2)의 길이는 100 ~ 650㎛이고, 마이크로니들(2)간의 간격은 500 ~ 1,500㎛인 것이 바람직하다. 본 발명의 마이크로니들(2)의 경우 식품 조직의 파괴 및 이로 인한 변질을 최소화하기 위하여 가능한 식품내부로의 침습을 최소화하는 것이 바람직하지만, 센싱을 위한 식품 추출물의 충분한 수득을 위하여 니들의 길이를 상기의 범위로 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 마이크로니들(2)의 길이가 100㎛ 미만인 경우 식품 내부 물질을 추출하는데 충분한 기능을 하지 못하고, 650㎛ 초과인 경우 식품 내부 조직의 파괴가 과다하여 마이크로니들(2)로 인한 식품의 변질을 야기할 수 있어 바람직하지 못하다.In one embodiment of the present invention, the length of the microneedles 2 is preferably 100 to 650 μm, and the distance between the microneedles 2 is 500 to 1,500 μm. In the case of the microneedle (2) of the present invention, it is desirable to minimize invasion into the food as much as possible in order to minimize the destruction of food tissue and the resulting deterioration. However, in order to obtain sufficient food extract for sensing, the length of the needle must be adjusted as above. It is desirable to adjust it within the range of . That is, if the length of the microneedle (2) is less than 100㎛, it does not function sufficiently to extract substances inside the food, and if it is more than 650㎛, the destruction of the internal tissue of the food is excessive, causing deterioration of the food due to the microneedle (2). It is undesirable as it can cause
또한 마이크로니들(2)의 간격이 500㎛ 미만인 경우 니들 사이의 간격이 너무 촘촘하여 이웃하는 니들의 침습구역이 연결되어 식품에 과다한 상처를 줄 수 있게 될 뿐만 아니라, 니들패치 표면의 내압에 의해 충분한 침습이 어려우며, 1,500㎛ 초과인 경우 식품 내부 물질이 충분히 추출되기 어려워 품질 모니터링의 효과가 떨어진다. In addition, if the spacing between the microneedles (2) is less than 500㎛, the spacing between the needles is too tight, so the invasive areas of neighboring needles are connected, which may cause excessive damage to the food, as well as causing sufficient damage due to the internal pressure of the needle patch surface. It is difficult to invade, and if it exceeds 1,500㎛, it is difficult to sufficiently extract substances inside the food, reducing the effectiveness of quality monitoring.
본 발명의 일양태에 있어, 상기 유동공(4)은 상기 추출물수용홈(3)에 수용된 식품 추출물의 역류가 최소화되도록 상광하협(上廣下狹) 구조로 천공된 형태인 것이 바람직하다. 즉, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 식품의 표면과 접촉되는 하단부의 폭보다 추출물수용홈(3) 측의 상단면의 폭이 더 넓게 형성되어 있어, 식품 추출물이 일단 추출물수용홈(3)에 수용된 후에 하단으로 흐르기 어렵도록 구성되어 있다.In one aspect of the present invention, the flow hole (4) is preferably perforated in an upper-lower narrow structure to minimize backflow of the food extract contained in the extract receiving groove (3). That is, as can be seen in Figure 2, the width of the upper surface of the extract receiving groove (3) is wider than the width of the lower part that is in contact with the surface of the food, so that the food extract is once in the extract receiving groove (3). It is structured so that it is difficult to flow to the bottom after being accommodated.
본 발명의 식품 품질감지용 마이크로니들 패치의 일양태에 있어서, 상기 추출물수용홈(3)에 수용된 식품 추출물의 물리적 및 화학적 특성을 감지하는 감지수단(5)을 포함할 수 있다(도 3).In one aspect of the microneedle patch for detecting food quality of the present invention, it may include a sensing means (5) for detecting the physical and chemical properties of the food extract contained in the extract receiving groove (3) (FIG. 3).
본 발명의 일양태에 있어, 상기 감지수단(5)은 종래의 식품의 물리적 및 화학적 품질변화를 센싱하는 수단으로서, 상기 마이크로니들 패치의 상단의 추출물수용홈(3)에 수용된 추출물과 접촉할 수 있는 구조 및 형태라면 제한없이 사용이 가능하며, 특히 상기 패치베이스(1)의 상단에 배치되어 식품 추출물과 반응하는 감지 페이퍼로 구성된 것이 바람직하다. 일예로서 상기 감지수단(5)은 식품 추출물 내의 물질과 반응하여 색변화를 나타내는 지시약을 포함할 수 있다. In one aspect of the present invention, the sensing means (5) is a means for sensing changes in the physical and chemical quality of conventional food, and can contact the extract contained in the extract receiving groove (3) at the top of the microneedle patch. It can be used without limitation as long as it has a structure and shape, and is especially preferably composed of a sensing paper that is placed on the top of the patch base (1) and reacts with food extracts. As an example, the sensing means 5 may include an indicator that reacts with substances in the food extract and displays a color change .
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들의 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예의 의해 한정되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by these examples.
[실시예][Example]
1. 마이크로니들 제작1. Microneedle production
도 4의 스펙에 맞추어 PLA를 기반으로 한 마이크로니들 패치를 마이크로니들 개수 10*10으로 제작하였다(실시예 1).A microneedle patch based on PLA was manufactured with the number of microneedles 10*10 according to the specifications of Figure 4 (Example 1).
도 5의 스펙에 맞추어 PLA를 기반으로 한 마이크로니들 패치를 마이크로니들 개수 4*4으로 제작하였다(실시예 2).A microneedle patch based on PLA was manufactured with the number of microneedles 4*4 according to the specifications of Figure 5 (Example 2).
2. 마이크로니들 및 페이퍼 기반 센싱 패치 제작2. Fabrication of microneedle and paper-based sensing patch
육류 등의 식품의 품질변화 인자인 바이오제닉 아민인 카다베린 및 푸트레신에 반응하는 색변화 지시약 제조한 후, 도 6에 나타낸 제조공정에 따라 딥핑(dipping) 코팅 공정을 거친 페이퍼를 상기 실시예 2의 마이크로니들 패치의 상면의 추출물수용홈(3)과 접하도록 고정하였다.After producing a color change indicator that reacts with cadaverine and putrescine, which are biogenic amines that are factors that change the quality of foods such as meat, the paper was subjected to a dipping coating process according to the manufacturing process shown in FIG. 6 in the above example. It was fixed in contact with the extract receiving groove (3) on the upper surface of the microneedle patch of 2.
3. 마이크로니들 침습 사과의 과피세포 구조 분석3. Analysis of pericarp cell structure of microneedle-invasive apples
도 7은 실시예 1의 마이크로니들(2)을 사과의 표면에 부착한 형태를 나타낸 사진이며, 도 8은 마이크로니들(2) 침습 사과의 과피세포 구조를 분석한 이미지이다. 마이크로니들의 재질 및 길이에 따라서 사과 표면으로부터 수백 ㎛ 범위 내에서 목적에 맞게 조절하여 내부 침습이 가능하여 시료 샘플링이 가능하다.Figure 7 is a photograph showing the microneedle (2) of Example 1 attached to the surface of an apple, and Figure 8 is an image analyzing the pericarp cell structure of an apple invaded by the microneedle (2) . Depending on the material and length of the microneedle, sample sampling is possible by adjusting the microneedle to fit the purpose within a range of hundreds of ㎛ from the surface of the apple.
4. 마이크로니들 및 페이퍼 기반 센싱 패치의 바이오제닉 아민 검출 결과4. Biogenic amine detection results of microneedle and paper-based sensing patches
도 9는 실시예 2의 마이크로니들(2) 및 페이퍼 기반 센싱 패치를 이용한 바이오제닉 아민을 검출한 결과를 나타낸 사진이다. 육류 중 쇠고기의 경우, 품질지표를 나타내는 대표적인 바이오제닉 아민인 카다베린 및 푸트레신의 0 ~ 500μg/mL 범위에서의 검출에 따른 색변화를 보여준다. 특히, 10, 50, 100, 200μg/mL에서 구분 가능한 4단계 색변화로 품질변화를 확인할 수 있다. 100μg/mL은 쇠고기 등심을 4℃/ 호기포장 조건에서 11~12일 저장했을 때 발생되는 양으로써, 그 때의 pH는 5.93이다. 그러나, 200μg/mL은 쇠고기 등심을 4℃/ 호기포장 조건에서 15일 저장했을 때 발생하는 양으로써, 그 때의 pH는 6.53이고, 부패 단계를 나타낸다.Figure 9 is a photograph showing the results of detecting biogenic amine using the microneedle (2) and paper-based sensing patch of Example 2. In the case of beef, a color change is shown upon detection of cadaverine and putrescine, which are representative biogenic amines that represent quality indicators, in the range of 0 to 500 μg/mL. In particular, quality changes can be confirmed through four stages of color change that can be distinguished at 10, 50, 100, and 200μg/mL. 100μg/mL is the amount generated when beef sirloin is stored for 11 to 12 days at 4℃/aerobic packaging conditions, and the pH at that time is 5.93. However, 200 μg/mL is the amount generated when beef sirloin is stored for 15 days at 4°C/aerobic packaging conditions, and the pH at that time is 6.53, indicating the spoilage stage.
1: 패치베이스
2: 마이크로니들
3: 추출물수용홈
4: 유동공
5: 감지수단1: patch base
2: Microneedle
3: Extract receiving groove
4: floating hole
5: Detection means
Claims (9)
식품에 안착되는 패치베이스;
상기 패치베이스의 저면에 돌출되어 식품 내부에 삽입되는 복수의 마이크로니들;
상기 마이크로니들의 사이에 위치하며, 상기 패치베이스의 상면에 요입, 형성되고 식품 추출물이 유입되어 수용되는 추출물수용홈; 및
상기 추출물수용홈과 연통되도록 상기 패치베이스에 형성되는 유동공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치.
In the microneedle patch for food quality detection,
Patch base that rests on food;
A plurality of microneedles protruding from the bottom of the patch base and inserted into the food;
An extract receiving groove is located between the microneedles, is indented and formed on the upper surface of the patch base, and receives food extract into it; and
A microneedle patch for detecting food quality, comprising a flow hole formed in the patch base to communicate with the extract receiving groove.
상기 패치베이스는 폴리락틱에시드(PLA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아마이드(PA, Nylon) 중 선택되는 플렉서블한 소재로 형성된 박막으로 형성된 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치.
According to paragraph 1,
The patch base is characterized by being formed of a thin film made of a flexible material selected from polylactic acid (PLA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), and polyamide (PA, Nylon). Microneedle patch for food quality detection.
상기 마이크로니들의 길이는 100 ~ 650㎛이고, 마이크로니들간의 간격은 500 ~ 1,500㎛인 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치.
According to paragraph 1,
A microneedle patch for detecting food quality, characterized in that the length of the microneedles is 100 to 650㎛, and the spacing between microneedles is 500 to 1,500㎛.
상기 유동공은 상기 추출물수용홈에 수용된 식품 추출물의 역류가 최소화 되도록 상광하협(上廣下狹) 구조로 천공된 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치.
According to paragraph 1,
A microneedle patch for detecting food quality, characterized in that the flow hole is perforated in an upper-lower narrow structure to minimize backflow of the food extract contained in the extract receiving groove.
상기 추출물수용홈에 수용된 식품 추출물의 물리적 및 화학적 특성을 감지하는 감지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치.
According to paragraph 1,
A microneedle patch for detecting food quality, comprising a sensing means for detecting the physical and chemical characteristics of the food extract contained in the extract receiving groove.
상기 감지수단은 상기 패치베이스에 배치되어 식품 추출물과 반응하는 감지 페이퍼로 구성된 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치.
According to clause 6,
A microneedle patch for detecting food quality, wherein the sensing means consists of sensing paper disposed on the patch base and reacting with food extract.
상기 감지수단은 식품 추출물 내의 물질과 반응하여 색변화를 나타내는 지시약을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치.
In clause 7,
A microneedle patch for detecting food quality, wherein the sensing means includes an indicator that reacts with substances in the food extract and shows a color change.
상기 지시약은 메틸레드(Methyl red), 브로모티몰블루(Bromothymol blue), 페놀레드(Phenol red) 및 안토시아닌류(Anthocyanins: Pelargonidin, Cyanidin, Peonidin, Delphinidin, Petunidin, Malvidin)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 품질감지용 마이크로니들 패치.
According to clause 8,
The indicator is 1 selected from the group consisting of Methyl red, Bromothymol blue, Phenol red, and Anthocyanins: Pelargonidin, Cyanidin, Peonidin, Delphinidin, Petunidin, Malvidin. A microneedle patch for detecting food quality, comprising more than one species.
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