KR102621669B1 - Glucose sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 글루코스 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 글루코스 센서는 기판, 상기 기판 상에 형성된 기준 전극부 및 상기 기준 전극부와 이격된 상태로 상기 기판 상에 형성된 감지 전극부를 포함하는 전극부 및 상기 전극부를 포함하는 영역 상에 형성된 글루코스 반응부를 포함하고, 상기 전극부를 구성하는 기준 전극부와 감지 전극부 중에서 적어도 하나는 메쉬(mesh) 구조를 갖는다.
본 발명에 따르면, 메쉬 구조를 갖는 전극을 적용하여 전극의 비표면적을 증가시킴으로써 글루코스에 대한 감지 민감도를 현저하게 높이고, 금속 전극의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막을 형성하여 금속 전극의 산화를 방지함으로써 센서의 감지 성능의 열화를 방지할 수 있다.The present invention relates to a glucose sensor and a method of manufacturing the same.
A glucose sensor according to the present invention includes a substrate, a reference electrode portion formed on the substrate, an electrode portion including a sensing electrode portion formed on the substrate while spaced apart from the reference electrode portion, and glucose formed on a region including the electrode portion. It includes a reaction unit, and at least one of the reference electrode unit and the sensing electrode unit constituting the electrode unit has a mesh structure.
According to the present invention, the detection sensitivity to glucose is significantly increased by increasing the specific surface area of the electrode by applying an electrode having a mesh structure, and a conductive oxide film is formed on at least one of the upper and lower regions of the metal electrode to form a conductive oxide film on the metal electrode. By preventing oxidation, deterioration of the sensor's detection performance can be prevented.
Description
본 발명은 글루코스 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 메쉬(mesh) 구조를 갖는 전극을 적용하여 전극의 비표면적(specific surface area)을 증가시킴으로써 글루코스에 대한 감지 민감도를 현저하게 높이고, 금속 전극의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막을 형성하여 금속 전극의 산화를 방지함으로써 감지 성능의 열화를 방지할 수 있는 글루코스 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a glucose sensor and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention significantly increases the detection sensitivity to glucose by increasing the specific surface area of the electrode by applying an electrode having a mesh structure, and at least one of the upper and lower areas of the metal electrode. The present invention relates to a glucose sensor that can prevent deterioration of sensing performance by forming a conductive oxide film in one area to prevent oxidation of the metal electrode and a method of manufacturing the same.
글루코스(glucose)는 대부분 유기체의 광범위한 영양 공급원이며, 에너지 공급, 탄소 저장, 생합성 및 탄소 골격 및 세포벽 형성의 기초적인 역할을 수행하는 성분으로서, 전위차 또는 전류 측정을 통해 글루코스의 농도를 측정하는 글루코스 센서에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다.Glucose is a wide-ranging nutritional source for most organisms and plays a fundamental role in energy supply, carbon storage, biosynthesis, and carbon skeleton and cell wall formation. A glucose sensor measures the concentration of glucose through potential difference or current measurement. Research is being actively conducted.
글루코스 센서에 대한 대부분의 연구들은 글루코스의 글루코노락톤 (gluconolactone)으로의 산화를 촉진하는 글루코스 산화효소(glucose oxidase) 또는 글루코스 탈수소효소와 같은 효소의 고정에 기반을 두고 있다.Most studies on glucose sensors are based on the immobilization of enzymes such as glucose oxidase or glucose dehydrogenase, which catalyze the oxidation of glucose to gluconolactone.
한편, 이러한 글루코스 센서의 성능을 높이기 위해서는 구성요소인 전극의 비표면적을 증가시켜 글루코스에 대한 감응도를 높여야 하지만, 현재까지는 이를 위한 효율적인 구조가 제시되지 않고 있다.Meanwhile, in order to improve the performance of these glucose sensors, the sensitivity to glucose must be increased by increasing the specific surface area of the electrode, which is a component, but to date, an efficient structure for this has not been proposed.
또한, 종래의 글루코스 센서를 구성하는 금속 전극이 대기중에 노출되어 산화됨으로써, 글루코스 센서의 감지 성능이 저하되는 문제점이 있다.Additionally, there is a problem in that the sensing performance of the glucose sensor deteriorates as the metal electrode that constitutes the conventional glucose sensor is exposed to the air and oxidized.
본 발명은 메쉬(mesh) 구조를 갖는 전극을 적용하여 전극의 비표면적(specific surface area)을 증가시킴으로써, 글루코스에 대한 감지 민감도를 현저하게 높일 수 있는 글루코스 센서 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention aims to provide a glucose sensor and a method of manufacturing the same that can significantly increase the detection sensitivity for glucose by increasing the specific surface area of the electrode by applying an electrode with a mesh structure. Do this.
또한, 본 발명은 금속 전극의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막을 형성하여 금속 전극의 산화를 방지함으로써, 감지 성능의 열화를 방지할 수 있는 글루코스 센서 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention provides a glucose sensor that can prevent deterioration of sensing performance by forming a conductive oxide film in at least one of the upper and lower regions of the metal electrode to prevent oxidation of the metal electrode, and a method of manufacturing the same. It is a technical task.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 글루코스 센서는 기판, 상기 기판 상에 형성된 기준 전극부 및 상기 기준 전극부와 이격된 상태로 상기 기판 상에 형성된 감지 전극부를 포함하는 전극부 및 상기 전극부를 포함하는 영역 상에 형성된 글루코스 반응부를 포함하고, 상기 전극부를 구성하는 기준 전극부와 감지 전극부 중에서 적어도 하나는 메쉬(mesh) 구조를 갖는다.A glucose sensor according to the present invention for solving this technical problem includes a substrate, a reference electrode portion formed on the substrate, an electrode portion including a sensing electrode portion formed on the substrate in a spaced state from the reference electrode portion, and the electrode portion. It includes a glucose reaction part formed on the region, and at least one of the reference electrode part and the sensing electrode part constituting the electrode part has a mesh structure.
본 발명에 따른 글루코스 센서는 상기 전극부의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 형성된 도전성 산화막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The glucose sensor according to the present invention further includes a conductive oxide film formed in at least one of the upper and lower regions of the electrode portion.
본 발명에 따른 글루코스 센서에 있어서, 상기 도전성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor according to the present invention, the conductive oxide film is characterized in that it includes at least one selected from the group consisting of ITO (Indium Tin Oxide) and IZO (Indium Zinc Oxide).
본 발명에 따른 글루코스 센서에 있어서, 상기 감지 전극부는 Au, Ag, APC, Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor according to the present invention, the sensing electrode part is characterized in that it includes one or more selected from the group consisting of Au, Ag, APC, and Pt.
본 발명에 따른 글루코스 센서에 있어서, 상기 글루코스 반응부는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor according to the present invention, the glucose reaction unit includes glucose oxidase or glucose dehydrogenase.
본 발명에 따른 글루코스 센서는 상기 기판과 상기 전극부 사이에 형성된 분리층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The glucose sensor according to the present invention is characterized by further comprising a separation layer formed between the substrate and the electrode portion.
본 발명에 따른 글루코스 센서는 상기 분리층과 상기 전극부 사이에 형성된 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The glucose sensor according to the present invention is characterized by further comprising a protective layer formed between the separation layer and the electrode portion.
본 발명에 따른 글루코스 센서에 있어서, 상기 기판은 플렉서블 특성을 갖는 기재 필름인 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor according to the present invention, the substrate is a base film with flexible properties.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법은 캐리어 기판 상에 분리층을 형성하는 분리층 형성단계, 상기 분리층 상에 기준 전극부 및 상기 기준 전극부와 이격된 감지 전극부를 포함하는 전극부를 형성하는 전극 형성단계, 상기 전극부를 포함하는 영역 상에 글루코스 반응부를 형성하는 글루코스 반응부 형성단계, 상기 캐리어 기판을 분리하여 상기 분리층을 노출시키는 캐리어기판 분리단계 및 상기 분리층에 기재 필름을 접합하는 기재필름 접합단계를 포함하고, 상기 전극 형성단계에서는, 상기 전극부를 구성하는 기준 전극부와 감지 전극부 중에서 적어도 하나를 메쉬(mesh) 구조화한다.The glucose sensor manufacturing method according to the present invention includes the steps of forming a separation layer on a carrier substrate, forming an electrode on the separation layer, including a reference electrode portion and a sensing electrode portion spaced apart from the reference electrode portion. Step, a glucose reaction portion forming step of forming a glucose reaction portion on the area including the electrode portion, a carrier substrate separation step of separating the carrier substrate to expose the separation layer, and bonding a base film to the separation layer. In the electrode forming step, at least one of the reference electrode portion and the sensing electrode portion constituting the electrode portion is structured into a mesh.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법에 있어서, 상기 전극부는 Au, Ag, APC, Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 단일층 또는 복층 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor manufacturing method according to the present invention, the electrode portion is characterized by having a single-layer or multi-layer structure containing at least one selected from the group consisting of Au, Ag, APC, and Pt.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법은 상기 전극부의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막을 형성하는 도전성 산화막 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The glucose sensor manufacturing method according to the present invention is characterized by further comprising a conductive oxide film forming step of forming a conductive oxide film in at least one of the upper and lower regions of the electrode unit.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법에 있어서, 상기 도전성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor manufacturing method according to the present invention, the conductive oxide film includes at least one selected from the group consisting of ITO (Indium Tin Oxide) and IZO (Indium Zinc Oxide).
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법에 있어서, 상기 글루코스 반응부는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor manufacturing method according to the present invention, the glucose reaction unit includes glucose oxidase or glucose dehydrogenase.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법은 상기 전극 형성단계 이전에, 상기 분리층과 상기 전극부 사이에 보호층을 형성하는 보호층 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The glucose sensor manufacturing method according to the present invention is characterized in that it further includes a protective layer forming step of forming a protective layer between the separation layer and the electrode portion before the electrode forming step.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호층은 상기 분리층의 측벽을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor manufacturing method according to the present invention, the protective layer is formed to surround the side wall of the separation layer.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법은 상기 캐리어기판 분리단계 이전에, 상기 전극부에 접합제가 도포된 보호 필름을 접합하는 보호필름 접합단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The glucose sensor manufacturing method according to the present invention is characterized in that it further includes a protective film bonding step of bonding a protective film coated with a bonding agent to the electrode portion before the carrier substrate separation step.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법에 있어서, 상기 접합제는 압력 감응 접합제인 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor manufacturing method according to the present invention, the binder is characterized in that it is a pressure-sensitive binder.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법에 있어서, 상기 캐리어기판 분리단계에서는, 상기 보호 필름을 그립(grip)한 상태에서 상기 캐리어 기판에 물리력을 인가하여 상기 캐리어 기판을 분리하는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor manufacturing method according to the present invention, in the carrier substrate separation step, the carrier substrate is separated by applying physical force to the carrier substrate while gripping the protective film.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법에 있어서, 상기 보호필름 접합단계에서는, 상기 보호 필름을 롤투롤(Roll-To-Roll)을 이용한 라미네이션(Lamination) 방식으로 상기 전극부에 접합하는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor manufacturing method according to the present invention, in the protective film bonding step, the protective film is bonded to the electrode portion by a lamination method using roll-to-roll.
본 발명에 따른 글루코스 센서 제조방법에 있어서, 상기 기재필름 접합단계에서는, 상기 기재 필름을 롤투롤을 이용한 라미네이션 방식으로 상기 분리층에 접합하는 것을 특징으로 한다.In the glucose sensor manufacturing method according to the present invention, in the base film bonding step, the base film is bonded to the separation layer by a lamination method using roll-to-roll.
본 발명에 따르면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 전극을 적용하여 전극의 비표면적(specific surface area)을 증가시킴으로써, 글루코스에 대한 감지 민감도를 현저하게 높일 수 있는 글루코스 센서 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, a glucose sensor that can significantly increase the detection sensitivity for glucose by increasing the specific surface area of the electrode by applying an electrode having a mesh structure and a method of manufacturing the same are provided. There is.
또한, 금속 전극의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막을 형성하여 금속 전극의 산화를 방지함으로써, 감지 성능의 열화를 방지할 수 있는 글루코스 센서 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.In addition, by forming a conductive oxide film in at least one of the upper and lower regions of the metal electrode to prevent oxidation of the metal electrode, there is an effect of providing a glucose sensor that can prevent deterioration of sensing performance and a method of manufacturing the same.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서를 구성하는 전극부가 2 전극 구조를 갖는 경우의 예시적인 평면 형상을 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서를 구성하는 전극부가 3 전극 구조를 갖는 경우의 예시적인 평면 형상을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서 제조방법의 공정 순서도이고,
도 5 내지 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서 제조방법의 예시적인 공정 단면도들이다.1 is a cross-sectional view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a diagram showing an exemplary plan shape when the electrode part constituting the glucose sensor according to an embodiment of the present invention has a two-electrode structure;
Figure 3 is a diagram showing an exemplary plan shape when the electrode unit constituting the glucose sensor according to an embodiment of the present invention has a three-electrode structure;
Figure 4 is a process flow chart of a glucose sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention;
5 to 15 are exemplary process cross-sectional views of a glucose sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are It may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in this specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be named a second component and similarly a second component A component may also be named a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be “connected” or “connected” to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to that other component, but that other components may also exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly adjacent to" should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in this specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 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 a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms as defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted in an idealized or overly formal sense. No.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서를 구성하는 전극부가 2 전극 구조를 갖는 경우의 예시적인 평면 형상을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서를 구성하는 전극부가 3 전극 구조를 갖는 경우의 예시적인 평면 형상을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an exemplary plan shape when the electrode portion constituting the glucose sensor according to an embodiment of the present invention has a two-electrode structure. , FIG. 3 is a diagram showing an exemplary plan shape when the electrode unit constituting the glucose sensor according to an embodiment of the present invention has a three-electrode structure.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서는 기판(90), 분리층(20), 보호층(30), 전극부(40), 도전성 산화막(52, 54), 글루코스 반응부(60) 및 보호 필름(80)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 3, the glucose sensor according to an embodiment of the present invention includes a
기판(90)은 글루코스 센서를 구성하는 구성요소들의 구조적인 기지(base)를 제공하는 기능을 한다.The
예를 들어, 기판(90)은 플렉서블 특성을 갖는 기재 필름(90)일 수 있으며, 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다. 이와 같은 투명 광학 필름의 두께는 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등을 고려하여, 1 ∼ 500㎛로 결정될 수 있다. 특히 1 ∼ 300㎛가 바람직하고, 5 ∼ 200㎛가 보다 바람직하다.For example, the
이러한 기재 필름(90)은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름(90)은 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층, 반사방지층, 가스배리어층과 같은 다양한 기능성층을 포함하는 구조일 수 있으며, 기능성층은 전술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 다양한 기능성층을 포함할 수 있다.This
또한, 필요에 따라 기재 필름(90)은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마(plasma) 처리, 코로나(corona) 처리, 프라이머(primer) 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.Additionally, if necessary, the
분리층(20)은 기판(90) 상에 형성되어 있으며, 글루코스 센서를 제조하는 과정에서, 캐리어 기판(10)에 형성한 전극부(40)를 포함하는 구성요소들을 캐리어 기판(10)으로부터 박리하기 위해 형성되는 층이다. 분리층(20)은 상부에 형성되는 전극부(40)를 감싸서 피복하고 이를 절연시키는 기능을 아울러 수행할 수 있다.The
예를 들어, 일정 수준의 박리력을 제공하는 조건을 충족시키면 분리층(20)의 소재는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 분리층(20)은 폴리이미드(polyimide)계 고분자, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계 고분자, 폴리아믹산(polyamic acid)계 고분자, 폴리아미드(polyamide)계 고분자, 폴리에틸렌(polyethylene)계 고분자, 폴리스타일렌(polystylene)계 고분자, 폴리노보넨(polynorbornene)계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer)계 고분자, 폴리아조벤젠(polyazobenzene)계 고분자, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide)계 고분자, 폴리에스테르(polyester)계 고분자, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)계 고분자, 폴리아릴레이트(polyarylate)계 고분자, 신나메이트(cinnamate)계 고분자, 쿠마린(coumarin)계 고분자, 프탈리미딘(phthalimidine)계 고분자, 칼콘(chalcone)계 고분자, 방향족 아세틸렌계(aromatic acetylene) 고분자 물질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.For example, the material of the
분리층(20)의 박리력은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0.001 내지 1N/25mm일 수 있으며, 바람직하게는 0.005 내지 0.2N/25mm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 글루코스 센서의 제조공정에서, 캐리어 기판(10)으로부터 잔여물 없이 용이하게 박리될 수 있으며, 박리시 발생하는 장력에 의한 컬(curl) 및 크랙을 저감할 수 있다.The peeling force of the
분리층(20)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 10 내지 1,000nm일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 500nm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 박리력이 안정되고, 균일한 패턴을 형성할 수 있다.The thickness of the
보호층(30)은 분리층(20) 상에 형성되어 있으며, 분리층(20)과 함께 전극부(40)를 피복하여 보호하며, 전극부(40)를 형성하는 제조 과정에서 분리층(20)이 전극부(40) 형성을 위한 에천트(etchant)에 노출되지 않도록 하는 기능을 수행한다. 보호층(30)은 필요에 따라 생략될 수 있는 선택적인 구성요소이다.The
예를 들어, 보호층(30)은 분리층(20)의 측면의 적어도 일부 영역을 덮도록 형성될 수 있다. 분리층(20)의 측면은 분리층(20)의 가장자리 측벽이다. 이와 같이 구성하면, 글루코스 센서를 구성하는 전극부(40)에 대한 패터닝 등의 공정 중에 분리층(20)의 측면이 에천트 등에 노출되는 것을 최소화할 수 있다. 분리층(20)의 측면 노출을 완전히 차단한다는 측면에서, 보호층(30)이 분리층(20)의 측면 전부를 덮도록 구성하는 것이 바람직하다.For example, the
보호층(30)의 소재로는 당 기술분야에 공지된 고분자가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 유기 절연막이 적용될 수 있으며, 그 중에서도 폴리올(polyol) 및 멜라민(melamine) 경화제를 포함하는 경화성 조성물로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. As a material for the
폴리올의 구체적인 종류로는 폴리에테르 글리콜(polyether glycol) 유도체, 폴리에스테르 글리콜(polyester glycol) 유도체, 폴리카프로락톤 글리콜(polycaprolactone glycol) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific types of polyol include, but are not limited to, polyether glycol derivatives, polyester glycol derivatives, and polycaprolactone glycol derivatives.
멜라민 경화제의 구체적인 종류로는 메톡시 메틸 멜라민(methoxy methyl melamine) 유도체, 메틸 멜라민(methyl melamine) 유도체, 부틸 멜라민(butyl melamine) 유도체, 이소부톡시 멜라민(isobutoxy melamine) 유도체 및 부톡시 멜라민(butoxy melamine) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific types of melamine hardeners include methoxy methyl melamine derivatives, methyl melamine derivatives, butyl melamine derivatives, isobutoxy melamine derivatives, and butoxy melamine. Derivatives, etc. may be mentioned, but are not limited thereto.
다른 예로, 보호층(30)은 유무기 하이브리드 경화성 조성물로 형성될 수 있으며, 유기 화합물과 무기 화합물을 동시에 사용하는 경우, 박리시 발생하는 크랙(crack)을 저감할 수 있다는 점에서 바람직하다.As another example, the
유기 화합물로는 전술한 성분이 사용될 수 있고, 무기물로는 실리카계 나노 입자, 실리콘계 나노 입자, 유리 나노 섬유 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The above-mentioned components may be used as organic compounds, and inorganic materials may include silica-based nanoparticles, silicon-based nanoparticles, glass nanofibers, etc., but are not limited thereto.
전극부(40)는 기판(90) 상에 형성된 기준 전극부(42, 47) 및 기준 전극부(42, 47)와 이격된 상태로 기판(90) 상에 형성된 감지 전극부(44, 46, 48, 49)를 포함하며, 전극부(40)를 구성하는 기준 전극부(42, 47)와 감지 전극부(44, 46, 48, 49) 중에서 적어도 하나는 메쉬(mesh) 구조를 갖도록 구성된다.The
보다 구체적으로, 기판(90)에는 분리층(20), 보호층(30)이 순차적으로 형성되고, 전극부(40)를 구성하는 기준 전극부(42, 47)와 감지 전극부(44, 46, 48, 49)는 보호층(30)에 형성될 수 있다.More specifically, a
기준 전극부(42, 47)와 감지 전극부(44, 46, 48, 49)는 후술하는 글루코스 반응부(60)를 구성하는 물질과 측정 대상 물질에 포함되어 있는 글루코스의 반응에 의해 발생된 전기적 신호를 감지한다. 예를 들어, 측정 대상 물질은 인체로부터 생성된 땀, 체액 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전극부(40)를 구성하는 기준 전극부(42, 47)와 감지 전극부(44, 46, 48, 49) 중에서 적어도 하나는 메쉬(mesh) 구조를 갖기 때문에, 비표면적(specific surface area)이 크게 증가하며, 이에 따라 글루코스에 대한 감지 민감도가 크게 높아진다.According to an embodiment of the present invention, at least one of the
예를 들어, 감지 전극부(44, 46, 48, 49)는 Au, Ag, APC, Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.For example, the
도전성 산화막(52, 54)은 전극부(40)의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 형성되어 있으며, 대기 중에서의 전극부(40)의 산화를 방지한다.The
보다 구체적으로, 전극부(40)의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막(52, 54)을 형성하면, 전극부(40)가 대기와 직접 접촉하는 것을 방지하여 전극부(40)를 구성하는 금속 성분의 산화를 방지할 수 있기 때문에, 감지 데이터 즉, 전극부(40)에 의해 감지되는 전기적 신호의 신뢰성이 높아진다.More specifically, when the
예를 들어, 도전성 산화막(52, 54)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.For example, the
글루코스 반응부(60)는 전극부(40)를 포함하는 영역 상에 형성되어 있으며, 측정 대상 물질에 포함되어 있는 글루코스와 반응하는 구성요소이다.The
예를 들어, 글루코스 반응부(60)는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 포함할 수 있다.For example, the
글루코스 반응부(60)에서의 반응 및 전극부(40)의 신호 감지 원리를 예시적으로 설명하면 다음과 같다.The reaction in the
측정 대상 물질인 시료를 글루코스 센서에 주입하면, 시료에 포함되어 있는 글루코스가 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소에 의하여 산화되고, 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소는 환원된다. 이때, 전자전달매개체는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 산화시키고, 자신은 환원된다. 환원된 전자전달매개체는 일정 전압이 가해진 전극 표면에서 전자를 잃고 전기화학적으로 다시 산화된다. 시료 내의 글루코스 농도는 전자전달매개체가 산화되는 과정에서 발생되는 전류량에 비례하므로, 이 전류량을 측정함으로써 글루코스 농도를 측정할 수 있다.When a sample, which is the substance to be measured, is injected into the glucose sensor, the glucose contained in the sample is oxidized by glucose oxidase or glucose dehydrogenase, and the glucose oxidase or glucose dehydrogenase is reduced. At this time, the electron transfer mediator oxidizes glucose oxidase or glucose dehydrogenase and is reduced itself. The reduced electron transfer mediator loses electrons on the electrode surface to which a certain voltage is applied and is electrochemically oxidized again. Since the glucose concentration in the sample is proportional to the amount of current generated in the process of oxidation of the electron transfer medium, the glucose concentration can be measured by measuring this amount of current.
보호 필름(80)은 접합제(70)를 매개로 전극부(40) 또는 글루코스 반응부(60)에 접합되어 있다. 이러한 보호 필름(80)은 필요에 따라 적용되거나 배제될 수 있는 선택적인 구성요소이다.The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서 제조방법의 공정 순서도이고, 도 5 내지 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서 제조방법의 예시적인 공정 단면도들이다.Figure 4 is a process flow chart of a method for manufacturing a glucose sensor according to an embodiment of the present invention, and Figures 5 to 15 are exemplary process cross-sectional views of a method for manufacturing a glucose sensor according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서 제조방법은 분리층 형성단계(S10), 보호층 형성단계(S20), 전극 형성단계(S30), 도전성 산화막 형성단계(S40), 글루코스 반응부 형성단계(S50), 보호필름 접합단계(S60), 캐리어기판 분리단계(S70) 및 기재필름 접합단계(S80)를 포함한다.4 to 15, the glucose sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a separation layer forming step (S10), a protective layer forming step (S20), an electrode forming step (S30), and a conductive oxide film forming step ( S40), a glucose reaction zone forming step (S50), a protective film bonding step (S60), a carrier substrate separation step (S70), and a base film bonding step (S80).
도 5를 참조하면, 분리층 형성단계(S10)에서는, 캐리어 기판(10) 상에 분리층(20)을 형성하는 과정이 수행된다.Referring to FIG. 5, in the separation layer forming step (S10), a process of forming the
예를 들어, 캐리어 기판(10)으로는 공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정될 수 있도록 적정 강도를 제공하며 열이나 화학 처리에 영향이 거의 없는 재료라면 특별한 제한이 없이 사용될 수 있다. 예를 들면 유리, 석영, 실리콘 웨이퍼, 서스(SUS) 등이 사용될 수 있다.For example, as the
분리층(20)은 후술하는 공정을 통해 캐리어 기판(10)에 형성한 전극부(40)를 포함하는 구성요소들을 캐리어 기판(10)으로부터 박리하기 위해 형성되는 층이다. 분리층(20)은 상부에 형성되는 전극부(40)를 감싸서 피복하고 이를 절연시키는 기능을 아울러 수행할 수 있다.The
예를 들어, 일정 수준의 박리력을 제공하는 조건을 충족시키면 분리층(20)의 소재는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 분리층(20)은 폴리이미드(polyimide)계 고분자, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계 고분자, 폴리아믹산(polyamic acid)계 고분자, 폴리아미드(polyamide)계 고분자, 폴리에틸렌(polyethylene)계 고분자, 폴리스타일렌(polystylene)계 고분자, 폴리노보넨(polynorbornene)계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer)계 고분자, 폴리아조벤젠(polyazobenzene)계 고분자, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide)계 고분자, 폴리에스테르(polyester)계 고분자, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)계 고분자, 폴리아릴레이트(polyarylate)계 고분자, 신나메이트(cinnamate)계 고분자, 쿠마린(coumarin)계 고분자, 프탈리미딘(phthalimidine)계 고분자, 칼콘(chalcone)계 고분자, 방향족 아세틸렌계(aromatic acetylene) 고분자 물질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.For example, the material of the
분리층(20)의 박리력은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0.001 내지 1N/25mm일 수 있으며, 바람직하게는 0.005 내지 0.2N/25mm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 글루코스 센서의 제조공정에서, 캐리어 기판(10)으로부터 잔여물 없이 용이하게 박리될 수 있으며, 박리시 발생하는 장력에 의한 컬(curl) 및 크랙을 저감할 수 있다.The peeling force of the
분리층(20)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 10 내지 1,000nm일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 500nm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 박리력이 안정되고, 균일한 패턴을 형성할 수 있다.The thickness of the
도 6을 참조하면, 보호층 형성단계(S20)에서는, 분리층(20) 상에 보호층(30)을 형성하는 과정이 수행된다.Referring to FIG. 6, in the protective layer forming step (S20), a process of forming the
보호층(30)은 분리층(20)과 함께 전극부(40)를 피복하여 보호하며, 전극부(40)를 형성하는 제조 과정에서 분리층(20)이 전극부(40) 형성을 위한 에천트(etchant)에 노출되지 않도록 하는 기능을 수행한다. 보호층(30)은 필요에 따라 생략될 수 있는 선택적인 구성요소이다.The
예를 들어, 보호층(30)은 분리층(20)의 측면의 적어도 일부 영역을 덮도록 형성될 수 있다. 분리층(20)의 측면은 분리층(20)의 가장자리 측벽이다. 이와 같이 구성하면, 글루코스 센서를 구성하는 전극부(40)에 대한 패터닝 등의 공정 중에 분리층(20)의 측면이 에천트 등에 노출되는 것을 최소화할 수 있다. 분리층(20)의 측면 노출을 완전히 차단한다는 측면에서, 보호층(30)이 분리층(20)의 측면 전부를 덮도록 구성하는 것이 바람직하다.For example, the
보호층(30)의 소재로는 당 기술분야에 공지된 고분자가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 유기 절연막이 적용될 수 있으며, 그 중에서도 폴리올(polyol) 및 멜라민(melamine) 경화제를 포함하는 경화성 조성물로 형성된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. As a material for the
폴리올의 구체적인 종류로는 폴리에테르 글리콜(polyether glycol) 유도체, 폴리에스테르 글리콜(polyester glycol) 유도체, 폴리카프로락톤 글리콜(polycaprolactone glycol) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific types of polyol include, but are not limited to, polyether glycol derivatives, polyester glycol derivatives, and polycaprolactone glycol derivatives.
멜라민 경화제의 구체적인 종류로는 메톡시 메틸 멜라민(methoxy methyl melamine) 유도체, 메틸 멜라민(methyl melamine) 유도체, 부틸 멜라민(butyl melamine) 유도체, 이소부톡시 멜라민(isobutoxy melamine) 유도체 및 부톡시 멜라민(butoxy melamine) 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific types of melamine hardeners include methoxy methyl melamine derivatives, methyl melamine derivatives, butyl melamine derivatives, isobutoxy melamine derivatives, and butoxy melamine. Derivatives, etc. may be mentioned, but are not limited thereto.
다른 예로, 보호층(30)은 유무기 하이브리드 경화성 조성물로 형성될 수 있으며, 유기 화합물과 무기 화합물을 동시에 사용하는 경우, 박리시 발생하는 크랙(crack)을 저감할 수 있다는 점에서 바람직하다.As another example, the
유기 화합물로는 전술한 성분이 사용될 수 있고, 무기물로는 실리카계 나노 입자, 실리콘계 나노 입자, 유리 나노 섬유 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The above-mentioned components may be used as organic compounds, and inorganic materials may include silica-based nanoparticles, silicon-based nanoparticles, glass nanofibers, etc., but are not limited thereto.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 전극 형성단계(S30)에서는, 보호층(30) 상에 기준 전극부(42, 47) 및 이 기준 전극부(42, 47)와 이격된 감지 전극부(44, 46, 48, 49)를 포함하는 전극부(40)를 형성하는 과정이 수행된다. 전극 형성단계(S30)에서는, 전극부(40)를 구성하는 기준 전극부(42, 47)와 감지 전극부(44, 46, 48, 49) 중에서 적어도 하나를 메쉬(mesh) 구조화하도록 구성된다. 또한, 도전성 산화막 형성단계(S40)에서는, 전극부(40)의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막(52, 54)을 형성하는 과정이 수행된다.Referring to FIGS. 7 to 10, in the electrode forming step (S30),
도 7 내지 도 10에 개시된 예에 따르면, 보호층(30) 상에 하부 도전성 산화막(52)을 형성하고, 하부 도전성 산화막(52) 상에 메쉬 구조의 전극부(40)를 형성하고, 메쉬 구조의 전극부(40) 상에 상부 도전성 산화막(54)을 형성하는 3층 구조가 예시되어 있지만, 전극과 산화막 형성 방식이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 산화막이 전극부(40)의 하부 영역 즉, 보호층(30) 상에만 형성되거나, 전극부(40)의 상부 영역 즉, 전극부(40) 상에만 형성되는 2층 구조가 적용 가능하다.According to the example disclosed in FIGS. 7 to 10, a lower
전극부(40)의 예시적인 평면 형상을 나타내는 도 2를 추가적으로 참조하면, 전극부(40)를 구성하는 기준 전극부(42, 47)와 감지 전극부(44, 46, 48, 49)는 후술하는 글루코스 반응부(60)를 구성하는 물질과 측정 대상 물질에 포함되어 있는 글루코스의 반응에 의해 발생된 전기적 신호를 감지한다. 예를 들어, 측정 대상 물질은 인체로부터 생성된 땀, 체액 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.With additional reference to FIG. 2 showing an exemplary planar shape of the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전극부(40)를 구성하는 기준 전극부(42, 47)와 감지 전극부(44, 46, 48, 49) 중에서 적어도 하나는 메쉬(mesh) 구조를 갖기 때문에, 비표면적(specific surface area)이 크게 증가하며, 이에 따라 글루코스에 대한 감지 민감도가 크게 높아진다.According to an embodiment of the present invention, at least one of the
예를 들어, 감지 전극부(44, 46, 48, 49)는 Au, Ag, APC, Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.For example, the
도전성 산화막(52, 54)은 전극부(40)의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 형성되어 있으며, 대기 중에서의 전극부(40)의 산화를 방지한다.The
보다 구체적으로, 전극부(40)의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막(52, 54)을 형성하면, 전극부(40)가 대기와 직접 접촉하는 것을 방지하여 전극부(40)를 구성하는 금속 성분의 산화를 방지할 수 있기 때문에, 감지 데이터 즉, 전극부(40)에 의해 감지되는 전기적 신호의 신뢰성이 높아진다.More specifically, when the
예를 들어, 도전성 산화막(52, 54)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.For example, the
도 11을 참조하면, 글루코스 반응부 형성단계(S50)에서는, 전극부(40)를 포함하는 영역 상에 글루코스 반응부(60)를 형성하는 과정이 수행된다.Referring to FIG. 11, in the glucose reaction portion forming step (S50), a process of forming the
글루코스 반응부(60)는 측정 대상 물질에 포함되어 있는 글루코스와 반응하는 구성요소이다.The
예를 들어, 글루코스 반응부(60)는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 포함할 수 있다.For example, the
글루코스 반응부(60)에서의 반응 및 전극부(40)의 신호 감지 원리를 예시적으로 설명하면 다음과 같다.The reaction in the
측정 대상 물질인 시료를 글루코스 센서에 주입하면, 시료에 포함되어 있는 글루코스가 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소에 의하여 산화되고, 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소는 환원된다. 이때, 전자전달매개체는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 산화시키고, 자신은 환원된다. 환원된 전자전달매개체는 일정 전압이 가해진 전극 표면에서 전자를 잃고 전기화학적으로 다시 산화된다. 시료 내의 글루코스 농도는 전자전달매개체가 산화되는 과정에서 발생되는 전류량에 비례하므로, 이 전류량을 측정함으로써 글루코스 농도를 측정할 수 있다.When a sample, which is the substance to be measured, is injected into the glucose sensor, the glucose contained in the sample is oxidized by glucose oxidase or glucose dehydrogenase, and the glucose oxidase or glucose dehydrogenase is reduced. At this time, the electron transfer mediator oxidizes glucose oxidase or glucose dehydrogenase and is reduced itself. The reduced electron transfer mediator loses electrons on the electrode surface to which a certain voltage is applied and is electrochemically oxidized again. Since the glucose concentration in the sample is proportional to the amount of current generated in the process of oxidation of the electron transfer medium, the glucose concentration can be measured by measuring this amount of current.
도 12를 참조하면, 보호필름 접합단계(S60)에서는, 접합제(70)가 도포된 보호 필름(80)을 전극부(40)에 접합하는 과정이 수행된다.Referring to FIG. 12, in the protective film bonding step (S60), a process of bonding the
예를 들어, 보호 필름(80)은 롤투롤(Roll-To-Roll)을 이용한 라미네이션(Lamination) 방식으로 전극부(40)에 접합될 수 있다.For example, the
또한, 예를 들어, 접합제(70)는 인가되는 압력에 반응하는 압력 감응 접합제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Additionally, for example, the adhesive 70 may be a pressure sensitive adhesive (PSA) that responds to applied pressure, but is not limited thereto.
도 13을 참조하면, 글루코스 센서를 제품 단위로 커팅(cutting)하는 과정이 수행된다.Referring to FIG. 13, a process of cutting the glucose sensor into products is performed.
도 14를 참조하면, 캐리어기판 분리단계(S70)에서는, 캐리어 기판(10)을 분리하여 분리층(20)을 노출시키는 과정이 수행된다.Referring to FIG. 14, in the carrier substrate separation step (S70), a process of separating the
예를 들어, 캐리어기판 분리단계(S70)에서는, 디라미네이션(Delamination)을 위한 기구물이 보호 필름(80)을 그립(grip)한 상태에서 물리력을 통해 캐리어 기판(10)을 분리층(20)으로부터 박리하여 분리하도록 구성될 수 있다.For example, in the carrier substrate separation step (S70), a device for delamination separates the
도 15를 참조하면, 기재필름 접합단계(S80)에서는, 분리층(20)에 기재 필름(90)을 접합하는 과정이 수행된다.Referring to FIG. 15, in the base film bonding step (S80), a process of bonding the
예를 들어, 기재 필름(90)은 롤투롤을 이용한 라미네이션 방식으로 분리층(20)에 접합될 수 있다.For example, the
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 전극을 적용하여 전극의 비표면적(specific surface area)을 증가시킴으로써, 글루코스에 대한 감지 민감도를 현저하게 높일 수 있는 글루코스 센서 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, a glucose sensor that can significantly increase the detection sensitivity to glucose by increasing the specific surface area of the electrode by applying an electrode having a mesh structure and the same. There is an effect of providing a manufacturing method.
또한, 금속 전극의 상부 영역과 하부 영역 중에서 적어도 한 영역에 도전성 산화막을 형성하여 금속 전극의 산화를 방지함으로써, 감지 성능의 열화를 방지할 수 있는 글루코스 센서 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.In addition, by forming a conductive oxide film in at least one of the upper and lower regions of the metal electrode to prevent oxidation of the metal electrode, there is an effect of providing a glucose sensor that can prevent deterioration of sensing performance and a method of manufacturing the same.
10: 캐리어 기판
20: 분리층
30: 보호층
40: 전극부
42, 47: 기준 전극부
44, 46, 48, 49: 감지 전극부
52, 54: 도전성 산화막
60: 글루코스 반응부
70: 접합제
80: 보호 필름
90: 기판, 기재 필름
S10: 분리층 형성단계
S20: 보호층 형성단계
S30: 전극 형성단계
S40: 도전성 산화막 형성단계
S50: 글루코스 반응부 형성단계
S60: 보호필름 접합단계
S70: 캐리어기판 분리단계
S80: 기재필름 접합단계10: carrier substrate
20: separation layer
30: protective layer
40: electrode part
42, 47: Reference electrode unit
44, 46, 48, 49: Sensing electrode part
52, 54: conductive oxide film
60: Glucose reaction unit
70: Bonding agent
80: protective film
90: Substrate, base film
S10: Separation layer formation step
S20: Protective layer formation step
S30: Electrode formation step
S40: Conductive oxide film formation step
S50: Glucose reaction zone formation step
S60: Protective film bonding step
S70: Carrier substrate separation step
S80: Base film bonding step
Claims (20)
상기 기판 상에 형성된 기준 전극부 및 상기 기준 전극부와 이격된 상태로 상기 기판 상에 형성된 감지 전극부를 포함하는 전극부; 및
상기 전극부를 포함하는 영역 상에 형성된 글루코스 반응부를 포함하고,
상기 전극부를 구성하는 기준 전극부와 감지 전극부 중에서 적어도 하나는 메쉬(mesh) 구조를 갖고,
상기 전극부의 상부 영역과 하부 영역에 도전성 산화막이 형성된 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서.Board;
an electrode portion including a reference electrode portion formed on the substrate and a sensing electrode portion formed on the substrate in a state spaced apart from the reference electrode portion; and
It includes a glucose reaction part formed on the area containing the electrode part,
At least one of the reference electrode portion and the sensing electrode portion constituting the electrode portion has a mesh structure,
A glucose sensor, characterized in that a conductive oxide film is formed in the upper and lower regions of the electrode portion.
상기 도전성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서.According to paragraph 1,
A glucose sensor, wherein the conductive oxide film includes at least one selected from the group consisting of ITO (Indium Tin Oxide) and IZO (Indium Zinc Oxide).
상기 감지 전극부는 Au, Ag, APC, Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서.According to paragraph 1,
A glucose sensor, characterized in that the sensing electrode unit includes one or more selected from the group consisting of Au, Ag, APC, and Pt.
상기 글루코스 반응부는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서.According to paragraph 1,
A glucose sensor, wherein the glucose reaction unit includes glucose oxidase or glucose dehydrogenase.
상기 기판과 상기 전극부 사이에 형성된 분리층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서.According to paragraph 1,
A glucose sensor, characterized in that it further comprises a separation layer formed between the substrate and the electrode portion.
상기 분리층과 상기 전극부 사이에 형성된 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서.According to clause 6,
A glucose sensor, characterized in that it further comprises a protective layer formed between the separation layer and the electrode portion.
상기 기판은 플렉서블 특성을 갖는 기재 필름인 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서.According to paragraph 1,
A glucose sensor, wherein the substrate is a base film with flexible properties.
상기 분리층 상에 기준 전극부 및 상기 기준 전극부와 이격된 감지 전극부를 포함하는 전극부를 형성하는 전극 형성단계;
상기 전극부를 포함하는 영역 상에 글루코스 반응부를 형성하는 글루코스 반응부 형성단계;
상기 캐리어 기판을 분리하여 상기 분리층을 노출시키는 캐리어기판 분리단계; 및
상기 분리층에 기재 필름을 접합하는 기재필름 접합단계를 포함하고,
상기 전극 형성단계에서는,
상기 전극부를 구성하는 기준 전극부와 감지 전극부 중에서 적어도 하나를 메쉬(mesh) 구조화하며,
상기 전극부의 상부 영역과 하부 영역에 도전성 산화막을 형성하는 도전성 산화막 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.A separation layer forming step of forming a separation layer on a carrier substrate;
An electrode forming step of forming an electrode part including a reference electrode part and a sensing electrode part spaced apart from the reference electrode part on the separation layer;
A glucose reaction portion forming step of forming a glucose reaction portion on the area including the electrode portion;
A carrier substrate separation step of separating the carrier substrate to expose the separation layer; and
It includes a base film bonding step of bonding the base film to the separation layer,
In the electrode formation step,
At least one of the reference electrode portion and the sensing electrode portion constituting the electrode portion is structured as a mesh,
A method of manufacturing a glucose sensor, characterized in that it further comprises a conductive oxide film forming step of forming a conductive oxide film in the upper and lower regions of the electrode portion.
상기 전극부는 Au, Ag, APC, Pt로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 단일층 또는 복층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 9,
A method of manufacturing a glucose sensor, wherein the electrode part has a single-layer or multi-layer structure containing at least one selected from the group consisting of Au, Ag, APC, and Pt.
상기 도전성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 9,
A method of manufacturing a glucose sensor, wherein the conductive oxide film includes at least one selected from the group consisting of ITO (Indium Tin Oxide) and IZO (Indium Zinc Oxide).
상기 글루코스 반응부는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 9,
A method of manufacturing a glucose sensor, wherein the glucose reaction unit includes glucose oxidase or glucose dehydrogenase.
상기 전극 형성단계 이전에,
상기 분리층과 상기 전극부 사이에 보호층을 형성하는 보호층 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 9,
Before the electrode forming step,
A method of manufacturing a glucose sensor, characterized in that it further comprises a protective layer forming step of forming a protective layer between the separation layer and the electrode portion.
상기 보호층은 상기 분리층의 측벽을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 14,
The protective layer is formed to surround the side wall of the separation layer.
상기 캐리어기판 분리단계 이전에,
상기 전극부에 접합제가 도포된 보호 필름을 접합하는 보호필름 접합단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 9,
Before the carrier substrate separation step,
A method of manufacturing a glucose sensor, characterized in that it further comprises a protective film bonding step of bonding a protective film coated with a bonding agent to the electrode portion.
상기 접합제는 압력 감응 접합제인 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 16,
A method of manufacturing a glucose sensor, characterized in that the binder is a pressure-sensitive binder.
상기 캐리어기판 분리단계에서는,
상기 보호 필름을 그립(grip)한 상태에서 상기 캐리어 기판에 물리력을 인가하여 상기 캐리어 기판을 분리하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 16,
In the carrier substrate separation step,
A glucose sensor manufacturing method, characterized in that the carrier substrate is separated by applying physical force to the carrier substrate while gripping the protective film.
상기 보호필름 접합단계에서는,
상기 보호 필름을 롤투롤(Roll-To-Roll)을 이용한 라미네이션(Lamination) 방식으로 상기 전극부에 접합하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.According to clause 16,
In the protective film bonding step,
A method of manufacturing a glucose sensor, characterized in that the protective film is bonded to the electrode portion by a lamination method using roll-to-roll.
상기 기재필름 접합단계에서는,
상기 기재 필름을 롤투롤을 이용한 라미네이션 방식으로 상기 분리층에 접합하는 것을 특징으로 하는, 글루코스 센서 제조방법.
According to clause 9,
In the base film bonding step,
A glucose sensor manufacturing method, characterized in that the base film is bonded to the separation layer by a lamination method using roll-to-roll.
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