KR102608670B1 - Color based virus detector - Google Patents

Color based virus detector Download PDF

Info

Publication number
KR102608670B1
KR102608670B1 KR1020210053637A KR20210053637A KR102608670B1 KR 102608670 B1 KR102608670 B1 KR 102608670B1 KR 1020210053637 A KR1020210053637 A KR 1020210053637A KR 20210053637 A KR20210053637 A KR 20210053637A KR 102608670 B1 KR102608670 B1 KR 102608670B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
antibody
virus
virus detection
detection body
Prior art date
Application number
KR1020210053637A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220146858A (en
Inventor
송영민
유영진
고주환
이종헌
Original Assignee
주식회사 포엘
광주과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포엘, 광주과학기술원 filed Critical 주식회사 포엘
Priority to KR1020210053637A priority Critical patent/KR102608670B1/en
Priority to PCT/KR2022/004622 priority patent/WO2022231145A1/en
Publication of KR20220146858A publication Critical patent/KR20220146858A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102608670B1 publication Critical patent/KR102608670B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G01N33/521—Single-layer analytical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56983—Viruses

Abstract

본 발명은, 금속을 포함하는 반사층과, 상기 반사층 상에 형성되는 공진층과, 상기 공진층의 상부에 위치하며 항체를 고정시키는 항체고정층과, 상기 항체고정층 상에 형성되는 항체층을 포함하는 바이러스 감지체를 제공한다.The present invention relates to a virus comprising a reflective layer containing a metal, a resonant layer formed on the reflective layer, an antibody immobilized layer located on top of the resonant layer and fixing an antibody, and an antibody layer formed on the antibody immobilized layer. Provides a sensing body.

Description

컬러 기반 바이러스 감지체{Color based virus detector}Color based virus detector {Color based virus detector}

본 발명의 실시예들은, 컬러 기반의 바이러스 감지체에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to color-based virus detection.

종래의 바이러스 감지 시스템은, 바이러스가 센서에 부착되었을 때의 전기화학적 신호의 변화를 분석하여 바이러스를 감지하였다. 이러한 전기화학적 분석 방식은 구성이 복잡하고 직관적이지 못한 단점이 있다. Conventional virus detection systems detect viruses by analyzing changes in electrochemical signals when the virus is attached to the sensor. This electrochemical analysis method has the disadvantage of being complex and unintuitive.

비교적 직관적인 감지를 위해 플라즈모닉 효과와 같은 광학적 방식을 사용하는 센서들이 등장하였으나, 이러한 센서들은 복잡한 나노 구조를 가져 제작이 어려운 단점이 있다. 뿐만 아니라 센서의 크기가 매우 작거나 광학적 변화가 미세하여, 정확한 감지를 위해서 별도의 광학 분석 장비를 필요로 하는 번거로움이 있다.Sensors that use optical methods such as plasmonic effects have emerged for relatively intuitive detection, but these sensors have a complex nanostructure and are difficult to manufacture. In addition, because the size of the sensor is very small or the optical change is subtle, there is the inconvenience of requiring separate optical analysis equipment for accurate detection.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 컬러 기반의 바이러스 감지체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 색 변화를 통해 바이러스를 직관적으로 감지할 수 있는 바이러스 감지체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was devised to improve the above problems, and its purpose is to provide a color-based virus detection device. Specifically, the goal is to provide a virus detection body that can intuitively detect viruses through color change.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지체는, 금속을 포함하는 반사층; 상기 반사층 상에 형성되는 공진층; 상기 공진층의 상부에 위치하며 항체를 고정시키는 항체고정층; 상기 항체고정층 상에 형성되는 항체층;을 포함할 수 있다. A virus detection material according to an embodiment of the present invention includes a reflective layer containing metal; A resonant layer formed on the reflective layer; An antibody fixing layer located on top of the resonance layer and fixing the antibody; It may include; an antibody layer formed on the antibody fixation layer.

일 실시예에 따르면, 상기 바이러스 감지체는, 상기 공진층과 상기 항체고정층의 사이에 형성되며 산화물을 포함하는 버퍼층;을 더 포함할 수 있다. According to one embodiment, the virus detection body may further include a buffer layer formed between the resonance layer and the antibody immobilizing layer and containing an oxide.

일 실시예에 따르면, 상기 항체고정층은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 항체의 아미노기와 결합할 수 있는 작용기를 가진 고분자 물질을 코팅함으로써 형성될 수 있다. According to one embodiment, the antibody immobilizing layer may be formed by coating polyethylene glycol (PEG) or a polymer material having a functional group that can bind to the amino group of the antibody.

일 실시예에 따르면, 상기 항체고정층 상에 항체 수용액을 도포하면 항체가 상기 항체고정층에 부착됨으로써 상기 항체층이 형성될 수 있다. According to one embodiment, when an aqueous antibody solution is applied on the antibody fixation layer, the antibody may attach to the antibody fixation layer, thereby forming the antibody layer.

일 실시예에 따르면, 바이러스에 노출되면 상기 항체층과 바이러스의 항원-항체 반응으로 인해 표면의 색상이 변할 수 있다. According to one embodiment, when exposed to a virus, the color of the surface may change due to the antigen-antibody reaction of the antibody layer and the virus.

일 실시예에 따르면, 상기 공진층은 게르마늄(Ge) 또는 비정질 실리콘(a-Si) 중 하나로 이루어질 수 있다. According to one embodiment, the resonant layer may be made of either germanium (Ge) or amorphous silicon (a-Si).

일 실시예에 따르면, 반사층은 금(Au), 은(AG), 백금(Pt), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 또는 알루미늄(Al) 중 하나로 이루어질 수 있다. According to one embodiment, the reflective layer may be made of one of gold (Au), silver (AG), platinum (Pt), copper (Cu), titanium (Ti), or aluminum (Al).

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features and advantages in addition to those described above will become apparent from the following drawings, claims and detailed description of the invention.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 바이러스 감지체의 색 변화를 통해 간편하고 직관적으로 바이러스를 감지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention as described above, a virus can be detected simply and intuitively through a color change of the virus detection element.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지체는 단순한 구조로, 대면적 제작이 용이하다. The virus detection body according to an embodiment of the present invention has a simple structure and is easy to manufacture in a large area.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지체는 매우 얇은 구조로, 유연한 소재로 제작이 가능하다. The virus detection body according to an embodiment of the present invention has a very thin structure and can be manufactured from flexible materials.

물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 컬러 기반 바이러스 감지체(100)가 바이러스(10)가 흡착된 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)의 표면 사진들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지체(100)를 에어로졸 상태의 바이러스가 존재하는 환경에 노출시키기 위한 실험 시스템(40)의 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 실험을 통해 바이러스-에어로졸 환경에 노출된 바이러스 감지체(100)를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지체(100)의 반사율 그래프이다.
도 7은 바이러스 입자가 단일층으로 클러스터를 형성한 경우의 바이러스 감지체(100)의 표면의 색 변화를 나타낸다.
도 8은 바이러스 입자가 이중층으로 클러스터를 형성한 경우의 바이러스 감지체(100)의 표면의 색 변화를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)의 제조방법을 간략히 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)를 이용한 바이러스 감지 방법을 간략히 나타낸 순서도이다.Figure 1 is a schematic diagram of a color-based virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a state in which the color-based virus detection element 100 shown in FIG. 1 has the virus 10 adsorbed.
Figure 3 is a picture of the surface of the color-based virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of an experimental system 40 for exposing the virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention to an environment where an aerosol virus exists.
Figure 5 shows a virus detection body 100 exposed to a virus-aerosol environment through the experiment shown in Figure 4.
Figure 6 is a reflectance graph of the virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 shows the color change of the surface of the virus detection body 100 when virus particles form a single layer cluster.
Figure 8 shows the color change of the surface of the virus detection body 100 when virus particles form a double-layer cluster.
Figure 9 is a flow chart briefly showing the manufacturing method of the color-based virus detection body 100 according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a flowchart briefly showing a virus detection method using the color-based virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. When describing with reference to the drawings, identical or corresponding components will be assigned the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, singular terms include plural terms unless the context clearly dictates otherwise.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have mean that the features or components described in the specification exist, and do not exclude in advance the possibility of adding one or more other features or components.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are shown arbitrarily for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown.

이하의 실시예에서, 영역, 층, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 층, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when a part of a region, layer, component, etc. is said to be on or on another part, it is not only the case where it is directly on top of the other part, but also when another region, layer, component, etc. is interposed between them. Also includes cases where there are.

본 발명의 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)는 초박막 컬러 센서로, 공기 중의 바이러스가 표면에 흡착되면 색 변화를 통해 바이러스를 감지할 수 있게 한다. The color-based virus detection device 100 according to an embodiment of the present invention is an ultra-thin color sensor that can detect viruses through color change when viruses in the air are adsorbed to the surface.

최근에 보고된 코로나(COVID-19) 바이러스 감지용 센서들은 대부분 타액이나 바이러스 용액을 센서에 접촉시켜서 바이러스를 감지하는 반면, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)는 공기 중의 바이러스를 감지할 수 있다. While most recently reported sensors for detecting the coronavirus (COVID-19) detect viruses by contacting saliva or virus solution with the sensor, the color-based virus detection object 100 according to an embodiment of the present invention detects viruses in the air. can be detected.

이하 도 1 내지 도 10을 참조한 설명을 통해 본 발명의 실시예에 따른 바이러스 감지체(100)를 자세히 설명한다. Hereinafter, the virus detection body 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail through description with reference to FIGS. 1 to 10.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)의 개략적인 도면이다. Figure 1 is a schematic diagram of a color-based virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)는 금속을 포함하는 반사층(110), 반사층(110) 상에 형성되는 공진층(120), 공진층(120)의 상부에 위치하며 항체를 고정시키는(immobilize) 항체고정층(140), 및 항체고정층(140) 상에 형성되는 항체층(150)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the color-based virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention includes a reflective layer 110 containing a metal, a resonant layer 120 formed on the reflective layer 110, and a resonant layer 120. ) and includes an antibody immobilized layer 140 that immobilizes the antibody, and an antibody layer 150 formed on the antibody immobilized layer 140.

일 실시예에서 컬러 기반 바이러스 감지체(100)는 공진층(120)과 항체고정층(140)의 사이에 형성되는 버퍼층(130)을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the color-based virus detection body 100 may further include a buffer layer 130 formed between the resonant layer 120 and the antibody fixation layer 140.

반사층(110)은 광을 반사하는 소재로 이루어질 수 있으며, 구체적으로 광반사율이 높은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면 반사층(110)은 금(Au), 은(AG), 또는 알루미늄(Al) 중 하나로 이루어질 수 있다. 뿐만 아니라 반사층(110)은 티타늄(Ti), 백금(Pt), 크롬(Cr), 또는 구리(Cu) 중 하나로 이루어질 수도 있다. 반사층(110)은 초박막으로, 예를 들면 200 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. The reflective layer 110 may be made of a material that reflects light, and may specifically include a metal with a high light reflectance. For example, the reflective layer 110 may be made of one of gold (Au), silver (AG), or aluminum (Al). In addition, the reflective layer 110 may be made of one of titanium (Ti), platinum (Pt), chromium (Cr), or copper (Cu). The reflective layer 110 is an ultra-thin film and may have a thickness of, for example, 200 nm or less.

공진층(resonant layer)(120)은 광흡수성질을 갖는 유전물질로 이루어질 수 있다. 공진층(120)은 흡광계수를 가지고, 다공성을 가지며, 반도체 물질일 수 있다. 예를 들면 공진층(120)은 게르마늄(Ge) 또는 비정질 실리콘(a-Si) 중 하나로 이루어질 수 있다. 공진층(120)은 초박막으로, 예를 들면 반사층(110)보다 얇게 형성될 수 있다. 예를 들면 공진층(120)은 수십 nm의 두께를 가질 수 있다. The resonant layer 120 may be made of a dielectric material with light absorption properties. The resonant layer 120 has an extinction coefficient, has porosity, and may be made of a semiconductor material. For example, the resonant layer 120 may be made of either germanium (Ge) or amorphous silicon (a-Si). The resonant layer 120 may be formed as an ultra-thin film, for example, thinner than the reflective layer 110. For example, the resonant layer 120 may have a thickness of several tens of nm.

공진층(120)은 다공성을 갖도록 반사층(110) 상에 증착될 수 있다. 예를 들면 공진층(120)은 반사층(110) 상에 빗각 증착될 수 있다. 빗각 증착 시, 증착 각도에 따라 공진층(120)의 다공성을 조절할 수 있다. 또한 증착 시간에 따라 공진층(120)의 두께를 조절할 수 있다. The resonant layer 120 may be deposited on the reflective layer 110 to have porosity. For example, the resonant layer 120 may be deposited on the reflective layer 110 at an oblique angle. When depositing at an oblique angle, the porosity of the resonant layer 120 can be adjusted depending on the deposition angle. Additionally, the thickness of the resonant layer 120 can be adjusted depending on the deposition time.

공진층(120)의 다공성 및 두께의 변화에 따라 바이러스 감지체(100) 표면의 색이 변화할 수 있다. 이러한 효과는 공진층(120)의 굴절률 변화에 따른 것으로써, 매질에 다공성을 적용시키면 매질의 굴절률이 변화하게 되고, 굴절률의 변화로 인하여 매질의 두께에 따른 간섭에 의한 반사효과가 변화하게 되어 색의 변화가 나타나게 되는 것이다. The color of the surface of the virus detection element 100 may change according to changes in the porosity and thickness of the resonance layer 120. This effect is due to a change in the refractive index of the resonant layer 120. When porosity is applied to the medium, the refractive index of the medium changes. Due to the change in refractive index, the reflection effect due to interference depending on the thickness of the medium changes, thereby changing the color. changes will appear.

따라서 공진층(120)의 다공성과 두께에 따라 바이러스 감지체(100)의 표면의 색이 결정될 수 있다. 한편, 후술할 항체층(150)에서 항원-항체 반응으로 인해 바이러스가 결합되면, 바이러스 감지체(100)의 표면의 색이 변화할 수 있고, 이러한 색의 변화로 인해 바이러스의 존재를 감지할 수 있다. Therefore, the color of the surface of the virus detection body 100 may be determined depending on the porosity and thickness of the resonance layer 120. On the other hand, when a virus is combined due to an antigen-antibody reaction in the antibody layer 150, which will be described later, the color of the surface of the virus detection element 100 may change, and the presence of the virus can be detected due to this color change. there is.

일 실시예에 따르면, 공진층(120) 상에 버퍼층(130)이 형성될 수 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며 버퍼층(130)은 생략될 수도 있다. According to one embodiment, the buffer layer 130 may be formed on the resonant layer 120. However, the present invention is not limited to this and the buffer layer 130 may be omitted.

버퍼층(130)은 산화물로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 이산화규소(SiO2)로 이루어질 수 있다. 버퍼층(130)은 외부의 수분이나 습기로부터 공진층(120)을 보호할 수 있다. 버퍼층(130)은 색 변화가 민감한 두께에서 바이러스 감지체(100)를 이용하여 바이러스를 감지할 수 있도록 버퍼 역할을 할 수 있다. The buffer layer 130 may be made of oxide, for example, silicon dioxide (SiO 2 ). The buffer layer 130 may protect the resonance layer 120 from external moisture or moisture. The buffer layer 130 may serve as a buffer so that viruses can be detected using the virus detection element 100 at a thickness where color changes are sensitive.

버퍼층(130) 상에 항체를 고정시키는(immobilize) 역할을 하는 항체고정층(140)이 형성될 수 있다. 항체고정층(140)은 예를 들면 폴리에틸렌글리콜(PEG)로 이루어질 수 있다. 예를 들면 버퍼층(130) 상에 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 코팅하여 항체고정층(140)을 형성할 수 있다. 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 항체와 결합될 수 있다. An antibody immobilizing layer 140 that serves to immobilize antibodies may be formed on the buffer layer 130. The antibody fixing layer 140 may be made of, for example, polyethylene glycol (PEG). For example, the antibody fixation layer 140 can be formed by coating polyethylene glycol (PEG) on the buffer layer 130. Polyethylene glycol (PEG) can be combined with antibodies.

다른 예를 들면, 항체고정층(140)은 항체의 아미노기와 결합할 수 있는 작용기를 가진 고분자 물질로 이루어질 수도 있다. 예를 들면 항체고정층(140)은 글루타르알데하이드(Glutaraldeyede)로 이루어질 수 있다. 다만 이에 한정되지 않는다. For another example, the antibody fixing layer 140 may be made of a polymer material with a functional group that can bind to the amino group of the antibody. For example, the antibody fixation layer 140 may be made of glutaraldehyde. However, it is not limited to this.

항체고정층(140) 상에 항체층(150)이 형성될 수 있다. 항체층(150)은, 항체고정층(140)의 표면에 항체들이 부착되어 형성될 수 있다. 구체적으로 항체고정층(140) 상에 항체 수용액을 도포함으로써 항체고정층(140)의 표면에 항체를 부착시킬 수 있다. An antibody layer 150 may be formed on the antibody fixing layer 140. The antibody layer 150 may be formed by attaching antibodies to the surface of the antibody immobilizing layer 140. Specifically, the antibody can be attached to the surface of the antibody fixation layer 140 by applying an antibody aqueous solution on the antibody fixation layer 140.

일 실시예에 따르면, 버퍼층(130), 항체고정층(140), 및 항체층(150)은 수십 나노미터 이하의 두께를 가질 수 있다. 이러한 초박막 구조로 인해 바이러스 감지체(100)는 유연성을 가질 수 있으며, 대면적으로 제작될 수 있다. 바이러스 감지체(100)는 예를 들면 마스크, 의류, 웨어러블 패치, 필름 등의 일상 제품에 적용될 수 있다. According to one embodiment, the buffer layer 130, antibody immobilization layer 140, and antibody layer 150 may have a thickness of several tens of nanometers or less. Due to this ultra-thin structure, the virus detection element 100 can be flexible and can be manufactured in a large area. The virus detection body 100 can be applied to everyday products such as masks, clothing, wearable patches, and films, for example.

도 2는 도 1에 도시된 컬러 기반 바이러스 감지체(100)가 바이러스(10)가 흡착된 상태를 나타낸다. FIG. 2 shows a state in which the color-based virus detection element 100 shown in FIG. 1 has the virus 10 adsorbed.

컬러 기반 바이러스 감지체(100)가 감지할 수 있는 바이러스(10)는 코로나바이러스(SARS-CoV-2)일 수 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 바이러스(10)는, 감염자의 타액 등에 포함되어 공기 중에 에어로졸(aerosol) 상태로 존재할 수 있다. The virus 10 that can be detected by the color-based virus detection body 100 may be a coronavirus (SARS-CoV-2), but the present invention is not limited thereto. For example, the virus 10 may be contained in the saliva of an infected person and exist in an aerosol state in the air.

바이러스(10)의 표면에는 막 단백질(11)이 돌기 형태로 형성될 수 있다. 바이러스(10)가 코로나바이러스인 경우 막 단백질(11)은 스파이크 단백질(spike protein)일 수 있다. 바이러스(10)의 막 단백질(11)은 바이러스 감지체(100)의 표면에 배치된 항체층(150)과 항원-항체 반응을 일으킬 수 있다. 항원-항체 반응이 일어나면 바이러스(10) 표면의 막 단백질(11)과 항체층(150)이 결합하게 된다. 바이러스(10)가 항체층(150)과 결합하면, 바이러스 감지체(100)의 표면 중에서 바이러스(10)가 결합된 위치의 색이 변할 수 있다. 색의 변화를 통해 바이러스(10)의 존재가 감지될 수 있다. 상술한 바와 같은 과정을 통해, 공기 중의 에어로졸 상태인 바이러스(10)라도 특별한 장비 없이 바이러스 감지체(100)를 통해 검출될 수 있다. 바이러스(10)가 에어로졸 상태로 존재하는 환경에 노출되면 바이러스 감지체(100)의 표면의 색이 변할 수 있기 때문이다. On the surface of the virus 10, a membrane protein 11 may be formed in the form of a protrusion. If the virus (10) is a coronavirus, the membrane protein (11) may be a spike protein. The membrane protein 11 of the virus 10 can cause an antigen-antibody reaction with the antibody layer 150 disposed on the surface of the virus detection body 100. When an antigen-antibody reaction occurs, the membrane protein (11) on the surface of the virus (10) and the antibody layer (150) combine. When the virus 10 binds to the antibody layer 150, the color of the position on the surface of the virus detection element 100 where the virus 10 is bound may change. The presence of the virus 10 can be detected through a change in color. Through the above-described process, even the virus 10 in an aerosol state in the air can be detected through the virus detector 100 without special equipment. This is because the color of the surface of the virus detection member 100 may change when exposed to an environment where the virus 10 exists in an aerosol state.

바이러스(10)(예: 코로나바이러스)의 크기(s2)는 약 100 nm, 막 단백질(11)의 크기(s3)는 약 10 nm, 항체층(150)의 두께(s1)는 약 10 nm일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않는다. The size (s2) of the virus 10 (e.g., coronavirus) is about 100 nm, the size (s3) of the membrane protein 11 is about 10 nm, and the thickness (s1) of the antibody layer 150 is about 10 nm. You can. However, it is not limited to this.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)의 표면 사진들이다. Figure 3 is a picture of the surface of the color-based virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 바이러스에 노출된 바이러스 감지체(100)의 표면 사진이 도시된다. 예를 들면, 바이러스 용액을 바이러스 감지체(100)의 표면에 도포한 뒤, 씻어낸(washing) 후의 바이러스 감지체(100)의 표면 사진이다. Referring to FIG. 3, a photograph of the surface of the virus detection member 100 exposed to a virus is shown. For example, this is a photo of the surface of the virus detection body 100 after applying a virus solution to the surface of the virus detection body 100 and then washing it.

예를 들어 바이러스 용액의 드랍렛을 바이러스 감지체(100)의 표면에 떨어트리면, 바이러스 감지체(100)의 표면에서 바이러스는 수백 나노미터(nm) 내지 수 마이크로미터(μm) 사이즈의 클러스터를 형성할 수 있다. 바이러스는 클러스터를 형성하며 동시에 바이러스 감지체(100)의 표면의 항체층(150)과 결합할 수 있다. 이로 인해 바이러스 감지체(100)의 표면 중에서 바이러스의 클러스터가 결합된 위치의 색이 변할 수 있다. For example, when a droplet of a virus solution is dropped on the surface of the virus detection body 100, the virus forms clusters of hundreds of nanometers (nm) to several micrometers (μm) in size on the surface of the virus detection body 100. can be formed. The virus forms a cluster and can simultaneously bind to the antibody layer 150 on the surface of the virus detection body 100. As a result, the color of the position on the surface of the virus detection body 100 where the virus cluster is bound may change.

도 3을 참조하면 바이러스 감지체(100)의 표면에서 바이러스의 클러스터가 형성된 영역의 색상 및 질감이, 나머지 영역의 색상 및 질감과 다른 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the color and texture of the area where the virus cluster is formed on the surface of the virus detection member 100 are different from the color and texture of the remaining area.

일 실시예에서, 바이러스 감지체(100)를 이용한 바이러스 감지 방법은, 바이러스 감지체(100) 표면의 소정의 영역 내에서 검출되는 클러스터의 개수 및/또는 밀도를 식별하는 과정을 포함할 수 있다. 여기서 밀도는, 단위 영역 중 클러스터가 차지하는 영역의 넓이를 의미한다. In one embodiment, a virus detection method using the virus detection body 100 may include a process of identifying the number and/or density of clusters detected within a predetermined area of the surface of the virus detection body 100. Here, density refers to the area of the area occupied by the cluster in the unit area.

예를 들어 기정된 단위 영역 내에서 클러스터가 지정된 개수나 지정된 밀도 이상으로 확인되면, 항원-항체 반응으로 인해 바이러스가 바이러스 감지체(100)에 부착된 것으로 판단하여, 바이러스 용액 내에 바이러스가 존재하는 것으로 확인할 수 있다. For example, if the number of clusters within a predetermined unit area is confirmed to be greater than the specified number or density, it is determined that the virus is attached to the virus detection body 100 due to an antigen-antibody reaction, and the virus is determined to be present in the virus solution. You can check it.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지체(100)를 에어로졸 상태의 바이러스가 존재하는 환경에 노출시키기 위한 실험 시스템(40)의 개략도이다. Figure 4 is a schematic diagram of an experimental system 40 for exposing the virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention to an environment where an aerosol virus exists.

도 4를 참조하면, 바이러스-에어로졸 노출 실험 시스템(40)은 챔버(42)의 일 측에 분무 장치(41)가 연결된다. 분무 장치(41)는 예를 들면 아토마이저(atomizer)일 수 있다. 챔버(42)의 다른 일 측에는 가스배출장치(43)가 연결된다. 챔버(42) 내에는 바이러스 감지체(100) 샘플을 위치시킨다. Referring to FIG. 4, the virus-aerosol exposure experiment system 40 has a spray device 41 connected to one side of the chamber 42. The spray device 41 may be, for example, an atomizer. A gas discharge device 43 is connected to the other side of the chamber 42. A sample of the virus detection body 100 is placed in the chamber 42.

분무 장치(41)에 바이러스 용액을 넣고 동작시키면, 분무 장치(41)는 바이러스-에어로졸을 생성하여 챔버(42)에 공급할 수 있다. 가스배출장치(43)가 챔버(42) 내의 기체를 배출하면, 바이러스-에어로졸이 챔버(42) 내에 존재하게 된다. 이러한 방식으로 바이러스 감지체(100)를 바이러스-에어로졸 환경에 노출시킬 수 있다. When a virus solution is put into the spray device 41 and operated, the spray device 41 can generate a virus-aerosol and supply it to the chamber 42. When the gas exhaust device 43 discharges the gas in the chamber 42, virus-aerosol exists in the chamber 42. In this way, the virus detection element 100 can be exposed to a virus-aerosol environment.

도 5는 도 4에 도시된 실험을 통해 바이러스-에어로졸 환경에 노출된 바이러스 감지체(100)를 나타낸다. Figure 5 shows a virus detection body 100 exposed to a virus-aerosol environment through the experiment shown in Figure 4.

바이러스 감지체(100)를 바이러스-에어로졸 환경에 노출시킨 결과, (a)에서 바이러스-에어로졸이 바이러스 감지체(100)의 표면에 부분적으로 물방울처럼 맺히게 된다. 이 때 바이러스 감지체(100)의 항체층(150)과 바이러스가 항원-항체 반응을 일으켜, 바이러스가 바이러스 감지체(100)의 항체층(150)에 결합하게 된다. (b)는 바이러스 감지체(100)의 표면을 씻어내거나(washing) 증발시킨 후의 사진이다. 바이러스 감지체(100)의 표면을 씻어내거나 증발시키더라도, 바이러스가 항체층(150)과 결합한 상태이므로, 색상의 변화가 남아있게 된다. As a result of exposing the virus detection body 100 to a virus-aerosol environment, the virus-aerosol partially forms on the surface of the virus detection body 100 like water droplets in (a). At this time, an antigen-antibody reaction occurs between the antibody layer 150 of the virus detection body 100 and the virus, and the virus binds to the antibody layer 150 of the virus detection body 100. (b) is a photograph after washing or evaporating the surface of the virus detection body 100. Even if the surface of the virus detection element 100 is washed or evaporated, the color change remains because the virus is bound to the antibody layer 150.

(c)에서 바이러스 감지체(100)의 표면 이미지를 확대해보면, 바이러스 클러스터가 형성된 것을 볼 수 있다. 바이러스 감지체(100)의 표면에서, 바이러스 클러스터 부분의 색상이 나머지 부분의 색상과 다르게 나타나는 것을 볼 수 있다. (c)에서 바이러스 감지체(100) 표면의 소정의 영역에서 나타나는 클러스터의 개수 및 밀도를 식별할 수 있다. 상기 식별 과정은 예를 들면 이미지 데이터 처리를 통해 이루어질 수 있다. If you enlarge the surface image of the virus detection body 100 in (c), you can see that a virus cluster has been formed. On the surface of the virus detection member 100, it can be seen that the color of the virus cluster portion appears different from the color of the remaining portion. In (c), the number and density of clusters appearing in a predetermined area of the surface of the virus detection body 100 can be identified. The identification process may be accomplished through image data processing, for example.

예를 들어 기정된 영역 내에서 클러스터가 지정된 개수 이상, 및/또는 지정된 밀도 이상으로 확인되면, 항원-항체 반응으로 인해 바이러스가 바이러스 감지체(100)에 부착된 것으로 판단하여, 에어로졸 내에 바이러스가 존재하는 것으로 확인할 수 있다. For example, if clusters are confirmed to be more than the specified number and/or more than the specified density within the predetermined area, it is determined that the virus is attached to the virus detection body 100 due to an antigen-antibody reaction, and the virus is present in the aerosol. You can check this by doing.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지체(100)의 반사율 그래프이다. Figure 6 is a reflectance graph of the virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention.

그래프 G1는 바이러스 감지체(100)의 표면에 바이러스 입자가 단일층으로 클러스터를 형성한 경우, 바이러스 입자 크기 및 파장에 따른 반사율을 나타내고, 그래프 G2는 바이러스 감지체(100)의 표면에 바이러스 입자가 단일층으로 결합된 경우, 충진율(filling fraction) 및 파장에 따른 반사율을 나타낸다. Graph G1 shows the reflectance according to the virus particle size and wavelength when virus particles form a single layer cluster on the surface of the virus detection body 100, and graph G2 shows the reflectivity of the virus particles on the surface of the virus detection body 100. When combined as a single layer, it shows reflectance according to filling fraction and wavelength.

그래프 G3은 바이러스 감지체(100)의 표면에 바이러스 입자가 이중층(bilayer)으로 클러스터를 형성한 경우, 바이러스 입자 크기 및 파장에 따른 반사율을 나타내고, 그래프 G4는 바이러스 감지체(100)의 표면에 바이러스 입자가 이중층으로 결합된 경우, 충진율(filling fraction) 및 파장에 따른 반사율을 나타낸다. Graph G3 shows the reflectance according to virus particle size and wavelength when virus particles form a cluster in a bilayer on the surface of the virus detection body 100, and graph G4 shows the reflectance of the virus particle on the surface of the virus detection body 100. When particles are combined in a double layer, the reflectance is indicated according to the filling fraction and wavelength.

그래프 G1 내지 G4를 참조하면, 단일층 또는 이중층의 바이러스 입자에서 입자 크기 및 충진율에 따라 반사율이 민감하게 변화하는 것을 볼 수 있고, 따라서 바이러스 감지체(100)의 표면의 색변화가 일어남을 알 수 있다. Referring to graphs G1 to G4, it can be seen that the reflectance changes sensitively depending on the particle size and filling ratio in single-layer or double-layer virus particles, and thus the color change of the surface of the virus detection element 100 occurs. there is.

도 7은 바이러스 입자가 단일층으로 클러스터를 형성한 경우의 바이러스 감지체(100)의 표면의 색 변화를 나타낸다. Figure 7 shows the color change of the surface of the virus detection body 100 when virus particles form a single layer cluster.

그래프 G5를 참조하면, 단일층의 바이러스 클러스터에서, 바이러스 입자 크기 및 충진율에 따라 민감한 색 변화를 볼 수 있다. 그래프 G5의 색 변화는 그래프 G6에 나타난, 유효 매질의 두께 및 유효 굴절률(effective index)에 따른 색 변화에 상응하는 것을 볼 있다. 즉, 바이러스 클러스터에 의한 색 변화는, 바이러스 클러스터의 충진율에 따른 유효 굴절률로 인해 발생하는 것임을 알 수 있다. Referring to graph G5, in a single layer of virus clusters, a sensitive color change can be seen depending on the virus particle size and packing ratio. It can be seen that the color change in graph G5 corresponds to the color change according to the thickness and effective index of the effective medium shown in graph G6. In other words, it can be seen that the color change caused by the virus cluster occurs due to the effective refractive index depending on the filling rate of the virus cluster.

도 8은 바이러스 입자가 이중층으로 클러스터를 형성한 경우의 바이러스 감지체(100)의 표면의 색 변화를 나타낸다. Figure 8 shows the color change of the surface of the virus detection body 100 when virus particles form a double-layer cluster.

그래프 G7을 참조하면, 단일층의 바이러스 클러스터에서, 바이러스 입자 크기 및 충진율에 따라 민감한 색 변화를 볼 수 있다. 그래프 G7의 색 변화는 그래프 G8에 나타난, 유효 매질의 두께 및 유효 굴절률(effective index)에 따른 색 변화에 상응하는 것을 볼 있다. 즉, 바이러스 클러스터에 의한 색 변화는, 바이러스 클러스터의 충진율에 따른 유효 굴절률로 인해 발생하는 것임을 알 수 있다. Referring to graph G7, in a single layer of virus clusters, a sensitive color change can be seen depending on the virus particle size and packing ratio. It can be seen that the color change in graph G7 corresponds to the color change according to the thickness and effective refractive index of the effective medium shown in graph G8. In other words, it can be seen that the color change caused by the virus cluster occurs due to the effective refractive index depending on the filling rate of the virus cluster.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)의 제조방법을 간략히 나타낸 순서도이다. Figure 9 is a flow chart briefly showing the manufacturing method of the color-based virus detection body 100 according to an embodiment of the present invention.

S101에서 금속 기판 상에 흡광 계수를 갖는 공진층(120)을 증착할 수 있다. 금속 기판은 상술한 반사층(110)에 상응한다. 금속 기판은 초박막으로, 예를 들면 200 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 금속 기판은 예를 들면 금(Au), 은(AG), 또는 알루미늄(Al) 중 하나로 이루어질 수 있다. 공진층(120)은 빗각 증착으로 형성될 수 있다. 공진층(120)의 증착 각도에 따라 공진층(120)의 다공성을 조절할 수 있으며, 공진층(120)의 증착 시간에 따라 공진층(120)의 두께를 조절할 수 있다. 공진층(120)은 광흡수성질을 갖는 유전 물질로, 예를 들면 게르마늄(Ge) 또는 비정질 실리콘(a-Si) 중 하나로 이루어질 수 있다.In S101, the resonant layer 120 having an extinction coefficient can be deposited on the metal substrate. The metal substrate corresponds to the reflective layer 110 described above. The metal substrate is an ultra-thin film, and may have a thickness of, for example, 200 nm or less. The metal substrate may be made of, for example, gold (Au), silver (AG), or aluminum (Al). The resonant layer 120 may be formed through oblique angle deposition. The porosity of the resonant layer 120 can be adjusted according to the deposition angle of the resonant layer 120, and the thickness of the resonant layer 120 can be adjusted according to the deposition time of the resonant layer 120. The resonant layer 120 may be made of a dielectric material with light absorption properties, for example, germanium (Ge) or amorphous silicon (a-Si).

S102에서 공진층(120) 상에, 산화물을 포함하는 버퍼층(130)을 형성할 수 있다. 버퍼층(130)은 예를 들면 이산화규소(SiO2)로 이루어질 수 있다. 버퍼층(130)은 외부의 수분이나 습기로부터 공진층(120)을 보호할 수 있다.In S102, a buffer layer 130 containing oxide may be formed on the resonance layer 120. The buffer layer 130 may be made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ). The buffer layer 130 may protect the resonance layer 120 from external moisture or moisture.

S103에서 버퍼층(130) 상에, 항체를 고정시키기 위해 항체고정층을 코팅할 수 있다. 항체고정층(140)은 예를 들면 폴리에틸렌글리콜(PEG)로 코팅하여 형성할 수 있다. 다른 예를 들면, 항체고정층(140)은 항체의 아미노기와 결합할 수 있는 작용기를 가진 고분자 물질로 이루어질 수도 있다. 예를 들면 항체고정층(140)은 글루타르알데하이드(Glutaraldeyede)로 이루어질 수 있다. 다만 이에 한정되지 않는다. In S103, an antibody immobilizing layer may be coated on the buffer layer 130 to immobilize the antibody. The antibody fixation layer 140 can be formed by coating with, for example, polyethylene glycol (PEG). For another example, the antibody fixing layer 140 may be made of a polymer material with a functional group that can bind to the amino group of the antibody. For example, the antibody fixation layer 140 may be made of glutaraldehyde. However, it is not limited to this.

S104에서 코팅된 항체고정층 상에 항체 수용액을 도포하여 항체층(150)을 형성할 수 있다. 항체고정층(140) 상에 항체 수용액을 도포하면, 항체가 항체고정층(140)(예: PEG, 글루타르알데하이드) 표면에 부착 또는 결합될 수 있다. The antibody layer 150 can be formed by applying an antibody aqueous solution on the antibody fixed layer coated in S104. When an aqueous antibody solution is applied on the antibody fixation layer 140, the antibody may be attached or bound to the surface of the antibody fixation layer 140 (eg, PEG, glutaraldehyde).

한편 본 발명은 컬러 기반 바이러스 감지체(100)를 이용한 바이러스 감지 방법을 포함할 수 있다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 기반 바이러스 감지체(100)를 이용한 바이러스 감지 방법을 간략히 나타낸 순서도이다. 도 10의 동작들은 예를 들면 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. Meanwhile, the present invention may include a virus detection method using the color-based virus detection body 100. Figure 10 is a flowchart briefly showing a virus detection method using the color-based virus detection element 100 according to an embodiment of the present invention. The operations of FIG. 10 may be performed, for example, by at least one processor.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지체(100)를 이용한 바이러스 감지 방법은, 바이러스 감지체(100)의 표면 이미지를 획득하는 단계(S201) 및 획득된 이미지의 이미지 처리를 통해 바이러스에 노출됐는지 여부를 감지하는 단계(S202)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 처리는 예를 들면 표면 이미지의 소정의 영역 내에서 검출되는 클러스터의 개수 및/또는 밀도를 식별하는 과정을 포함할 수 있다. 여기서 밀도는, 단위 영역 중 클러스터가 차지하는 영역의 넓이를 의미한다. 예를 들어 기정된 단위 영역 내에서 클러스터가 지정된 개수나 지정된 밀도 이상으로 확인되면, 바이러스 감지체(100)가 바이러스에 노출된 것으로 확인할 수 있다. The virus detection method using the virus detection body 100 according to an embodiment of the present invention includes the step of acquiring a surface image of the virus detection body 100 (S201) and processing the acquired image to determine whether it has been exposed to a virus. It may include a step of detecting whether or not (S202). The image processing may include, for example, identifying the number and/or density of clusters detected within a predetermined area of the surface image. Here, density refers to the area of the area occupied by the cluster in the unit area. For example, if the number of clusters within a predetermined unit area is confirmed to be greater than or equal to a specified density, it can be confirmed that the virus detection body 100 has been exposed to a virus.

본 발명의 일 실시예에 따른 바이러스 감지 방법은 상기와 같은 프로세서의 동작에 의해 수행될 수도 있지만, 육안으로 확인될 수도 있음은 물론이다. The virus detection method according to an embodiment of the present invention may be performed by the operation of the processor as described above, but of course, it may also be confirmed with the naked eye.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely illustrative and those skilled in the art will understand that various modifications and variations of the embodiment are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.

100: 바이러스 감지체
110: 반사층
120: 공진층
130: 버퍼층
140: 항체고정층
150: 항체층100: Virus detection body
110: reflective layer
120: Resonant layer
130: buffer layer
140: Antibody fixing layer
150: antibody layer

Claims (8)

금속을 포함하는 반사층;
상기 반사층 상에 형성되며 흡광 계수를 가지고 광흡수성을 갖는 물질로 이루어진 공진층;
상기 공진층의 상부에 위치하며 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 글루타르알데하이드(Glutaraldehyde)로 이루어져 항체를 고정시키는 항체고정층; 및
상기 항체고정층 상에 형성되는 항체층;을 포함하는,
바이러스 감지체.a reflective layer containing metal;
a resonant layer formed on the reflective layer and made of a material with an extinction coefficient and light absorption;
An antibody immobilizing layer located on top of the resonance layer and made of polyethylene glycol (PEG) or glutaraldehyde to immobilize the antibody; and
Including, an antibody layer formed on the antibody fixing layer,
Virus detection body. 제1항에 있어서,
상기 공진층과 상기 항체고정층의 사이에 형성되며 산화물을 포함하는 버퍼층;을 더 포함하는,
바이러스 감지체. According to paragraph 1,
Further comprising a buffer layer formed between the resonance layer and the antibody immobilized layer and containing an oxide,
Virus detection body. 제1항에 있어서,
상기 공진층의 두께는 상기 반사층의 두께보다 얇은,
바이러스 감지체. According to paragraph 1,
The thickness of the resonant layer is thinner than the thickness of the reflective layer,
Virus detection body. 제1항에 있어서,
상기 항체고정층 상에 항체 수용액을 도포하면 항체가 상기 항체고정층에 부착됨으로써 상기 항체층이 형성되는,
바이러스 감지체.According to paragraph 1,
When an aqueous antibody solution is applied on the antibody fixation layer, the antibody adheres to the antibody fixation layer, thereby forming the antibody layer.
Virus detection body. 제1항에 있어서,
바이러스에 노출되면 상기 항체층과 바이러스의 항원-항체 반응으로 인해 표면의 색상이 변하는,
바이러스 감지체.According to paragraph 1,
When exposed to a virus, the color of the surface changes due to the antigen-antibody reaction of the antibody layer and the virus.
Virus detection body. 제1항에 있어서,
상기 공진층은 게르마늄(Ge) 또는 비정질 실리콘(a-Si) 중 하나로 이루어진,
바이러스 감지체. According to paragraph 1,
The resonant layer is made of either germanium (Ge) or amorphous silicon (a-Si),
Virus detection body. 제1항에 있어서,
반사층은 금(Au), 은(AG), 백금(Pt), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 또는 알루미늄(Al) 중 하나로 이루어진,
바이러스 감지체.According to paragraph 1,
The reflective layer is made of one of gold (Au), silver (AG), platinum (Pt), copper (Cu), titanium (Ti), or aluminum (Al).
Virus detection body. 제1항에 있어서,
상기 공진층은 반도체 물질로 이루어지며, 다공성을 가진,
바이러스 감지체.According to paragraph 1,
The resonant layer is made of a semiconductor material and has porosity,
Virus detection body.
KR1020210053637A 2021-04-26 2021-04-26 Color based virus detector KR102608670B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210053637A KR102608670B1 (en) 2021-04-26 2021-04-26 Color based virus detector
PCT/KR2022/004622 WO2022231145A1 (en) 2021-04-26 2022-03-31 Color-based virus sensing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210053637A KR102608670B1 (en) 2021-04-26 2021-04-26 Color based virus detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220146858A KR20220146858A (en) 2022-11-02
KR102608670B1 true KR102608670B1 (en) 2023-12-04

Family

ID=83846987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210053637A KR102608670B1 (en) 2021-04-26 2021-04-26 Color based virus detector

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102608670B1 (en)
WO (1) WO2022231145A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011209108A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Substrate for measurement and method of measuring biochemical binding formation and biochemical binding amount using the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7449146B2 (en) * 2002-09-30 2008-11-11 3M Innovative Properties Company Colorimetric sensor
KR100927603B1 (en) * 2007-12-11 2009-11-23 한국전자통신연구원 Target biomaterial detection kit and target biomaterial detection method
AT508710B1 (en) * 2009-08-13 2011-06-15 Thomas Dr Schalkhammer SENSOR
JP5569281B2 (en) * 2010-09-13 2014-08-13 コニカミノルタ株式会社 Assay method using plasmon excitation sensor and kit having plasmon excitation sensor
KR101961688B1 (en) * 2017-03-03 2019-03-25 광주과학기술원 Coloring structure and method for manufacturing coloring structure

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011209108A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Substrate for measurement and method of measuring biochemical binding formation and biochemical binding amount using the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022231145A1 (en) 2022-11-03
KR20220146858A (en) 2022-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3452837B2 (en) Localized plasmon resonance sensor
JP3380744B2 (en) Sensor and measuring device using the same
JP2502222B2 (en) Verification device
Özkumur et al. Label-free and dynamic detection of biomolecular interactions for high-throughput microarray applications
US5925878A (en) Diffraction anomaly sensor having grating coated with protective dielectric layer
RU2321842C2 (en) Method of browsing and analyzing results of diagnostics on base of diffraction
EP2618133B1 (en) Optical-electric-field enhancement device
US8427639B2 (en) Surfaced enhanced Raman spectroscopy substrates
JPH06506298A (en) Analysis equipment
JP2011208993A (en) Analyzing substrate, and method for manufacturing the same
Yoo et al. Gires–Tournois Immunoassay Platform for Label‐Free Bright‐Field Imaging and Facile Quantification of Bioparticles
KR101334439B1 (en) Surface plasmon resonance sensor chip having graphene layer and biosensor having the same
JP5178049B2 (en) Target substance detection element, target substance detection apparatus, and target substance detection method
KR102608670B1 (en) Color based virus detector
Arai et al. An optical biosensor based on localized surface plasmon resonance of silver nanostructured films
JP2002365210A (en) Method of detecting living-body molecule
EP2546633A1 (en) Laminated structure for measurement of intensity of reflected light, device equipped with laminated structure for measurement of reflected light, and method for determination of thickness and/or mass and/or viscosity of thin film
JP2013509569A (en) A method for directly measuring molecular interactions by detecting light reflected from multilayer functionalized dielectrics
KR101608817B1 (en) Electrode structure for capacitive biosensor having interdigitated electrode, method for manufacturing the electrode structure, and capacitive biosensor having the electrode structure
US20070248991A1 (en) Base carrier for detecting target substance, element for detecting target substance, method for detecting target substance using the element, and kit for detecting target substance
TWI409453B (en) Surface plasmon resonance detection system with multilayer film
CN105921186A (en) Optofluidic sensor based on diffraction effect and preparation method thereof
JP6548981B2 (en) Surface plasmon resonance measuring device and its chip
JP2003240710A (en) Method for analyzing and determing analyte
JP6294880B2 (en) An optical method for observing a sample and detecting or weighing chemical or biological species

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant