KR20060108240A - 전기화학식 효소 센서에 사용하기 위한 수혼화성 전도성잉크 - Google Patents

Abstract

전기화학식 효소 센서에 사용하기 위한 수혼화성 전도성 잉크는 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제를 포함한다. 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제는 수혼화성 수성 분산액으로서 제형화되며, 이때 결합제는 건조시 기능적으로 수불용성이 된다.

수혼화성 전도성 잉크, 전기화학식 효소 센서, 전도성 물질, 효소, 매개체, 결합제.

Description

전기화학식 효소 센서에 사용하기 위한 수혼화성 전도성 잉크{Water-miscible conductive ink for use in enzymatic electrochemical-based sensors}

도 1은 본 발명의 예시적 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 결합제에 사용될 수 있는 공중합체를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 또 다른 예시적 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 결합제에 사용될 수 있는 또 다른 공중합체를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 예시적 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 결합제에 사용될 수 있는 또 다른 공중합체를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 추가적 예시적 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 결합제에 사용될 수 있는 공중합체를 생성하는 반응 순서를 도시한 것이다.

도 5a는 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서의 일부의 단순화된 상부도이다.

도 5b는 라인 5b-5b를 따라 취한 도 5a의 전기화학식 효소 센서의 단순화된 단면도이다.

도 5c는 라인 5c-5c를 따라 취한 도 5a의 전기화학식 효소 센서의 단순화된 단면도이다.

도 5d는 라인 5d-5d를 따라 취한 도 5a의 전기화학식 효소 센서의 단순화된 단면도이다.

도 6은 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서 일부의 제조 공정의 플로우 챠트이다.

도 7은 본 발명의 예시적 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 결합제에 사용될 수 있는 아크릴아미드 및 비닐페로센의 고분자량 산화환원 공중합체의 합성을 위한 단순화된 반응 순서를 도시한 것이다.

도 8a는 연속 유동 형태로 수득되는 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 글루코즈 센서의 보정 데이터를 도시한 그래프이다.

도 8b는 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 글루코즈 센서에 대한 시간에 따르는 전류 안정성을 도시한 그래프이다.

도 9는 마이크로 유동성 시험 시스템을 사용하여 수득한 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서의 보정 데이터를 도시한 그래프이다.

도 10은 본 발명에 따르는 전기화학식 효소 센서의 양태에 대해 다양한 글루코즈 농도에 대한 과도 반응(transient response)을 도시한 그래프이다.

도 11은 본 발명에 따르는 전기화학식 효소 센서의 양태에 대해 다양한 글루코즈 농도에 대한 통합 과도 반응을 도시한 그래프이다.

도 12는 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서에 대한 보정 그래프이다.

도 13은 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서에 대한 반응 안정성을 도시한 그래프이다.

도 14는 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 글루코즈 센서에 대한 보정 데이터를 도시한 그래프이다.

본원은 "전기화학식 효소 센서에 사용하기 위한 수혼화성 전도성 잉크"라는 명칭으로 2005년 4월 12일 출원된 미국 가특허원 제60/671,026호의 잇점을 청구한다.

본 발명은 일반적으로, 센서, 특히 전기화학식 효소 센서에 관한 것이다.

효소 시약, 예를 들면, 액체 샘플 중의 분석물의 측정을 위해 전극(들)과 함께, 산화환원 매개체(예: 페로센) 및 산화환원 효소(예: 글루코즈 옥시다제)를 포함하는 효소 시약을 사용하는 전기화학식 효소 센서의 사용이 최근에 관심있게 강조되고 있다. 이러한 전기화학식 효소 센서는 특히 유체 샘플(예: 혈액 또는 틈새 유체 샘플)에서 분석물(예: 글루코즈)의 연속적 또는 반연속적 모니터링에 적합한 것으로 여겨진다. 예를 들면, 산화환원 매개체, 산화환원 효소 및 작업 전극을 사용하는 전기화학식 효소 글루코즈 센서는 비교적 낮은 전위(예: 0.4V 미만 대 SCE)를 사용하여 글루코즈 농도를 결정(즉, 측정)함으로써, 작업 전극에서 간섭 반응을 제한할 수 있다. 전기화학식 효소 센서의 추가 기술은, 예를 들면, 본 명세서에 참조로 인용된 미국 특허 제5,089,112호 및 제6,284,478호를 참조한다.

본 발명의 특징 및 잇점의 보다 나은 이해는 본 발명의 원리가 사용되는, 예시적 양태를 제시하는 하기의 상세한 설명을 참조로 얻을 수 있다.

본 발명의 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서에 사용하기 위한 수혼화성 전도성 잉크는 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제를 포함한다. 또한, 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제는 수혼화성 수성 분산액으로서 제형화되며, 이때 결합제는 건조시 기능적으로 수불용성이 된다. 이와 관련하여, 당해 기술분야의 숙련가는 분산액이 필수적으로 상이한 물질의 연속상(예: 연속 결합제 상)에 분산된 이산된 입자 물질(예: 전도성 물질의 입자)을 포함하는 혼합물임을 알 것이다. 본 발명의 다양한 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서에 사용하기 위한 수혼화성 전도성 잉크의 특징, 잇점 및 다른 예시적 설명은 하기에 기술된다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 효소, 매개체와 전도성 물질 사이에 근접한 근위 밀접위치를 가능하게 함으로써, 이들 사이에서 신속한 전자 교환(즉, 전자 전달)이 용이할 수 있도록 한다. 이러한 신속한 전자 교환은 집전 효율(current collection efficiency)에서 유용한 증가를 유도할 수 있다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 통상의 전기화학식 효소 센서 제조 기술, 예를 들면, 스크린 인쇄 기술에서 용이하게 사용된다. 더욱이, 수혼화성 전도성 잉크의 양태는 건조시 전도층으로서 전기화학식 효소 센서의 기판에 부동화됨으로써, 매개체 및/또는 효소가 전기화학식 효소 센서의 사용 도중 전도층으로부터 손실되는 것을 방지하는데 적합하다. 또한, 통상의 개별적 전극(discrete electrode)에 비하여, 이러한 전도층의 전도성 물질은 매개체 접근 가능한 보다 큰 표면적을 가질 수 있다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크가 수성 분산액으로서 제형화되므로, 이들은 통상의 효소 및 매개체와 용이하게 혼화성이 된다. 또한, 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 이들의 수혼화성 특성이 균일한 분산액으로서 그 안에 혼입될 수 있는 효소 및 매개체의 비율에 있어서 광범위한 제형 범위를 허용하는 잇점이 있다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 용이하게 제조될 수 있으며, 전기화학식 효소 센서의 기판에 용이하게 도포시킨다. 따라서, 수혼화성 전도성 잉크는 전기화학식 효소 센서의 신속하고 가격면에서 효과적인 제조를 위해 유용하게 적합하다. 더욱이, 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 양태가 효소, 매개체 및 전도성 물질을 단일 조성물로 혼합하기 때문에, 전기화학식 효소 센서를 제조하는데 필요한 가공 단계의 수 및 경비는 유용하게 감소된다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 수혼화성 전도성 잉크가 상 분리를 유도하지 않는 유기 용매(즉, 수혼화성 유기 용매)를 포함할 수도 있지만, 물 또는 다른 수용액에 균일하게 용해되고/되거나, 달리 분산될 수 있는 전도 성 잉크임을 주지해야 한다.

적절한 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제 뿐만 아니라, 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제를 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크로 제형화하는데 적합한 기술의 설명은 하기에 상세히 기술하였다.

전도성 물질

당해 기술분야의 숙련가에게 공지된 적합한 전도성 물질(문맥이 허용될 수 있는 한, 안료 또는 카본 잉크로서 또한 언급됨)은 본 발명의 양태에 사용될 수 있다. 예를 들면, 전도성 물질은 카본 블랙 물질, 흑연 물질, 백금 입자 물질, 백금피복 탄소 물질, 금 입자 물질, 백금/팔라듐 합금 입자 물질, 팔라듐 입자 물질, 루테늄 입자 물질 또는 세륨 입자 물질과 같은 미분된 전도성 입자 물질일 수 있다. 이러한 미분된 전도성 입자 물질의 크기는, 예를 들면, 100㎛ 미만, 바람직하게는 1㎚ 내지 20㎛의 크기 범위일 수 있다. 또한, 크기 범위는 이정 분포를 가질 수 있다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크가 전기화학식 효소 센서의 전도층을 제조하는데 사용된다면, 수혼화성 전도성 잉크의 전도성 물질은 전극으로서 작용할 수 있고, 수혼화성 전도성 잉크의 매개체와 전자를 교환할 수 있다. 이와 관련하여, 일단 본원 명세서를 파악하면, 당해 기술분야의 숙련가는 본 발명에 따르는 수혼화성 전도성 잉크로부터 형성되는 전도층이 전도층을 형성하는데 사용되는 수혼화성 전도성 잉크에 존재하는 전도성 물질, 효소 및 매개체를 함유함을 알 것이다. 전도성 물질 및 매개체(뿐만 아니라, 효소 및 결합제)가 균일한 분산액으로서 제형화될 수 있기 때문에, 생성된 전도층은 개별적 전도성 물질층(예: 통상의 전극)과 별도의 매개체 함유 층 사이의 전자 교환에 비하여, 전도성 물질과 매개체 사이의 전자 교환을 위해 개선된 능력을 갖는다.

일단 본원 명세서를 파악하면, 당해 기술분야의 숙련가는 균일한 분산액 및, 건조시, 균일한 전도층(예: 필수적으로 균일하게 분포된 효소, 매개체 및 전도성 물질을 함유하는 전도층)을 생성하는 전도성 입자, 결합제, 매개체, 효소 및 임의로, 수혼화성 유기 조용매의 혼합물을 선택할 수 있다. 균일한 분산액 및 전도층의 균일성을 평가하는 통상적이고 잘 공지된 실험 기술[예: 육안 및 주사전자 현미경(SEM; Scanning Electron Microscopy) 검사와 기계적 특성화]이 이를 수행하기 위해 사용될 수 있다.

수혼화성 전도성 잉크에 사용되는 전도성 물질(및 결합제)의 전기적 특성 및 전도성 물질의 비는 수혼화성 전도성 잉크를 건조시켜 형성한 전도층의 전도도가 약 10㏀ 미만이 되도록 미리 정할 수 있다. 이와 관련하여, 전도도가 약 1㏀ 미만인 전도층을 형성하는 것이 특히 유용할 수 있다.

효소

당해 기술분야의 숙련가에게 공지된 적합한 효소가 본 발명의 양태에 사용될 수 있다. 효소는, 예를 들면, 유체 샘플(예: 혈액 샘플)내에서 결정(즉, 검출하거나 측정함)할 분석물(예: 글루코즈)을 선택적으로 인지하는 효소일 수 있다. 전기 화학식 효소 센서 분야의 숙련가에게 공지된 바와 같이, 효소는 전기화학식 효소 센서에 의해 분석물의 전기화학적 분석을 위한 기본이 되는 전기화학 반응에 참여한다. 예를 들면, 효소는 매개체를 사용하여 전극(또는 다른 전도성 물질)으로 전자를 이동시킴으로써, 분석 농도에 비례하는 전극에서 전류를 측정할 수 있도록 할 수 있다.

효소는, 예를 들면, 글루코즈 산화 효소와 같은 산화환원 효소일 수 있다. 이와 관련하여, 글루코즈 산화 효소를 함유하는 수혼화성 전도성 잉크를 사용하는 전기화학식 효소 센서가 유체 샘플(예: 전혈 샘플)에서 글루코즈를 측정하는데 사용될 수 있다. 글루코즈 산화 효소의 예로는 글루코즈 옥시다제 및 피롤로-퀴놀린-퀴논(PQQ) 글루코즈 데하이드로게나제가 포함되지만, 이로써 제한되지는 않는다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 제형은 이러한 수혼화성 전도성 잉크의 효소가 전기화학식 효소 센서의 기판에 기능적으로 부동화될 수 있도록 한다. 기능적 부동화는, 효소가 기판에 부동화되면서, 분석물과 반응하고, 매개체를 통해 전자를 전도성 물질에 전달할 수 있음을 말한다.

매개체

당해 기술분야의 숙련가에게 공지된 적합한 매개체가 본 발명의 양태에 사용될 수 있다. 매개체는 본질적으로, 수혼화성 전도성 잉크의 전도성 물질과 효소 둘 다와 전자를 기능적으로 교환할 수 있는 화학적 물질이다.

매개체는, 예를 들면, 페리시아나이드 또는 페로센일 수 있다. 또한, 매개 체는 함께 계류중인 미국 특허원 제10/957,441호, 특허원 제10/931,724호 및 특허원 제10/900,511호에 기술되고, 산화환원 중합체로서 언급된 것과 같은 중합체성 매개체일 수 있다. 이러한 중합체성 매개체는 수용성이고, 고분자량(예: 비닐 페로센과 아크릴아미드의 공중합체)일 수 있다.

제한된 수용해도를 갖는 적절한 매개체[예: 페로센 또는 테트라티아풀발렌/테트라시아노퀴노도메탄(TTF/TCNQ)]는 매개체를 제형화 전에, 수혼화성 조용매(예: 메틸 카비톨 또는 글리콜 에테르 용매)로 분산 또는 용해시켜 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크로 제형화하기 위하여 제조할 수 있다. 이러한 수혼화성 조용매는 매개체가 조용매의 부재하에 매개체의 제한된 수용해도에도 불구하고, 수용성 전도성 잉크의 전도성 물질, 효소 및 결합제와 함께 효과적으로 분산될 수 있도록 한다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 제형은 매개체가 전기화학식 효소 센서의 기판에 기능적으로 부동화될 수 있도록 한다. 기능적 부동화는, 매개체가 기판에 부동화되면서, 효소와 반응하고, 전자를 전도성 물질에 전달할 수 있음을 말한다.

결합제

당해 기술분야의 숙련가에게 공지된 임의의 적합한 결합제(문맥이 허용될 수 있는 한, 수지 또는 수지 중합체로서 또한 언급됨)가 본 발명의 양태에 사용될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 결합제는 수혼화성 전도 성 잉크의 전도성 물질, 매개체 및 효소를 전기화학식 효소 센서의 기판으로 기능적으로 부동화시키는 작용을 한다.

결합제는, 예를 들면, 수지 중합체 및 카운터 이온을 포함할 수 있으며, 이때 카운터 이온은 수지 중합체의 산 또는 염기 그룹을 탈양성자화 또는 양성자 첨가하여 수지 중합체를 물에 가용성이 되도록 만든다. 카운터 이온은 수혼화성 전도성 잉크를 건조시키는 경우에, 카운터 이온이 필수적으로 증발되고, 생성된 결합제(즉, 건조된 수지 중합체)는 기능적으로 수불용성이 되도록 휘발성일 수 있다. 예를 들면, 수지 중합체는 카복실산 그룹으로부터 유도되는 산 그룹을 가질 수 있고, 휘발성 카운터 이온은 휘발성 아민(예: 암모니아, N',N'-디메틸에탄올아민) 또는 휘발성 유기 아민으로부터 유도될 수 있다. 휘발성 카운터 이온이 수용성 전도성 잉크로부터 증발되는 경우에, 수지 중합체는 수불용성 전도성 잉크의 효소, 전도성 물질 및 매개체가 실질적으로 부동화되도록 하는 방법으로 전기화학식 효소 센서의 기판 위로 이온적으로 가교결합될 수 있다. 음으로 하전된 산 그룹을 갖는 수지 중합체의 경우에, 음으로 하전된 산 그룹은 수지 중합체 자체의 양으로 하전으로 그룹과 또는 전도성 물질, 효소 및 매개체의 것과 이온 결합할 수 있다.

또한, 예를 들면, 중합체성 수지의 산 또는 염기 그룹은 산 또는 염기 그룹이 단지 소정의 pH 범위에서만 이온화되어, 소정의 pH 범위에서 중합체성 수지를 수용성이 되도록 만들 수 있다. 수혼화성 전도성 잉크의 건조시, 건조되거나 건조중인 잉크는 소정의 pH 범위를 넘는 적절한 pH 용액으로 처리하여 중합체성 수지를 기능적으로 수불용성으로 만들 수 있다.

결합제의 유용성은 조용매 효과의 작용에 의해 증진될 수 있으며, 이에 의해 수혼화성 전도성 잉크중 수혼화성 유기 조용매의 존재는 결합제의 수용해도를 개선시킨다. 이러한 유기 조용매는, 예를 들면, 수혼화성 전도성 잉크를 건조시키는 경우에 증발에 의해 제거할 수 있다. 특히, 전기화학식 효소 센서의 사용 동안 유체 샘플과 접촉시, 유기 용매는 존재하지 않으며, 수지 중합체는 기능적으로 수불용성이다. 적절한 수혼화성 유기 조용매에는, 예를 들면, 알콜, 글리콜 에테르, 메틸 카비톨, 부틸 카비톨, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 디아세톤 알콜 및 트리에틸 포스페이트가 포함된다.

일단 본원 명세서를 파악하면, 당해 기술분야의 숙련가는 본 발명에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 다양한 성분이 시판중임을 알 것이다. 예를 들면, 본 발명에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 다양한 양태에 사용하기에 적합한 전도성 흑연 물질 및 결합제의 수혼화성 혼합물이 카탈로그 번호 66756으로 전도성 흑연 페이스트[제조원: 영국 배쓰 미드소머 노튼 노튼 힐 소재의 코트스 일렉스토그래픽스(Coates Electrographics) 썬 케미칼 스크린부]로서 시판중이다. 전도성 물질과 결합제의 추가의 수혼화성 혼합물이 수용성 전도성 물질 LFW201-H로서 시판중[제조원: 미국 미시간주 앤 아보 소재의 프리시샤(Precisia)]이다.

본 발명에 따르는 다양한 양태의 수혼화성 전도성 잉크를 건조시켜 형성한 전도층의 건조된 결합제는 투석막으로서 작용할 수 있으며, 매개체, 효소 및 전도성 물질은 건조되고 기능적으로 수불용성인 결합제내에 구속됨으로써, 전기화학식 효소 센서의 기판에 부동화된다. 이러한 투석막은 비교적 작은 분자(예: 글루코 즈)를 그 안으로 침투시켜 구속된 효소와 상호작용하도록 할 수 있다.

도 1, 2, 3 및 4를 참조해 보면, 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크에 사용하기에 적합한 결합제는 카복실 작용기, 무수물 작용기 및/또는 인산 그룹을 갖는 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 결합제는 도 1에 도시된 폴리스티렌-코-말레산 무수물의 공중합체(10), 도 2에 도시된 폴리스티렌-코-말레산 무수물의 가수분해 공중합체(20), 부분 가수분해된 폴리스티렌-코-말레산 무수물의 공중합체, 도 3에 도시된 바와 같은 폴리스티렌-코-말레산 무수물의 부분 에스테르화 공중합체(30) 또는 도 4에 도시된 바와 같은 인산(42)과 에폭시 수지(44)와의 반응에 의해 유도되는 인산 작용성 중합체(40)일 수 있다.

더욱이, 결합제는 적절한 산 작용성 비닐 단량체(예: 아크릴산 단량체 및/또는 메타크릴산 단량체, 및/또는 이타콘산 단량체 및/또는 말레산 단량체)와 다른 비닐 단량체(예: 메틸 메타크릴레이트 단량체 및/또는 스티렌 단량체 및/또는 에틸 아크릴레이트 단량체 및/또는 이소프로필 아크릴레이트 단량체 및/또는 부틸 아크릴레이트 단량체 및/또는 아크릴로니트릴 단량체 및/또는 메틸 스티렌 단량체 및/또는 비닐 벤조에이트 단량체 및/또는 아크릴아미드 단량체 및/또는 하이드록시메틸 메타크릴레이트 단량체)를 혼합하여 제조한 공중합체 또는 삼원 공중합체를 함유하도록 제형화할 수도 있다. 이러한 중합체성 결합제는 우수한 전도성 물질 분산제 특성과 수혼화성을 조합한다.

도 5a, 5b, 5c 및 5d를 참조해 보면, 본 발명의 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서(100)는 기판(102), 전극 표면 (106a)가 있는 기준 전극(104a), 전극 표 면(106b)이 있는 작업 전극(104b) 및 전극 표면(106b)에 배치된 전도층(108)을 포함한다. 전도층(108)은 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크를 본 명세서에 기술된 바와 같이 건조시켜 형성한다. 따라서, 전도층(108)은 건조된 결합제(기능적으로 수불용성임), 매개체, 효소 및 전도성 물질을 포함한다. 전도층(108)이 작업 전극(104b)에 배치된 것으로 도시되었지만, 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크로부터 형성되는 전도층 자체가 작업 전극으로 또는 전기화학식 효소 센서의 다른 적절한 전도성 성분으로서 작용할 수 있다.

전기화학식 효소 센서(100)는 또한 기준 잉크층(114) 및 임의의 절연층(112)을 포함한다. 당해 기술분야의 숙련가는 도 5a 내지 5d가 단지 완전한 전기화학식 효소 센서의 일부만을 도시한 것이며, 전기화학식 효소 센서의 부가 부품(예: 하우징, 분석/마이크로프로세서 모듈 및 전기 통신 회로)은 적합치 못하게 복잡한 도 5a 내지 5d를 피하기 위하여 제시되지 않았음을 알 것이다.

당해 기술분야의 숙련가는 또한 기준 전극(104a)과 통합된 전기화학적으로 활성인 층을 구성하는 기준 잉크층(114)이, 측정 전위가 작업 전극(104b)에 적용되는 "영 전위(zero potential)"를 조절함을 알 것이다. 당해 기술분야의 숙련가는 또한 도 5a 내지 5d가 두 전극 포맷을 갖는 전기화학식 효소 센서를 도시하였지만, 본 분야에 공지된 다른 전기화학식 효소 센서 포맷이 본 발명의 양태에 사용될 수 있음을 알 것이다.

기판(102)은, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 시트[예를 들면, 미국 소재의 지이 플라스틱(GE Plastic)에서 시판중] 또는 배향된 폴리스티렌 필름[예를 들면, 독일 소재의 엔에스더블류 게엠베하(NSW GmBH)에서 시판중]으로부터 형성될 수 있다.

기준 잉크층(114)은, 예를 들면, Ag/AgCl 페이스트[영국 폰티폴 웰스 소재의 권트 일렉트로닉 머티리얼즈(Gwent Electronic Materials)에서 시판중] 또는 이로써 제한되는 것은 아니지만, 부분 가용성 염을 형성하는 금속(예: 은, 구리, 티탄 및 리튬)을 포함하는 물질을 포함하는 임의의 적합한 전기화학적 기준 물질로부터 형성될 수 있다.

임의의 절연층(112)은, 예를 들면, 유전 스크린 인쇄 가능한 잉크 페이스트[예를 들면, 세리콜 잉크스 리미티드(Sericol Inks Ltd.)에서 시판중]로부터 형성할 수 있다. 기준 전극(104a) 및 작업 전극(104b)은 당해 기술분야의 숙련가에게 공지된 적절한 물질로부터 형성될 수 있다.

기준 전극(104a), 작업 전극(104b), 절연층(112)은 적절한 두께를 가질 수 있다. 그러나, 이들 층 각각에 대한 통상의 두께는 1 내지 100㎛의 범위이다.

도 6은 본 발명의 예시적 양태에 따르는 전기화학식 효소 센서의 제조방법의 플로우 챠트(600)이다. 제조 부분은, 예를 들면, 도 5a 내지 5d에 도시된 전극, 전기 전도성 미량원소 또는 전도층과 같은, 전도층일 수 있다. 그러나, 당해 기술분야의 숙련가는 도 5a 내지 5d가 본 발명에 따르는 방법을 사용하여 제조할 수 있는 전기화학식 효소 센서를 도시하였지만, 본 방법은 도 5a 내지 5d에 도시된 전기화학식 효소 센서로 제한되지 않음을 알 것이다.

방법(600)은 단계(610)에 제시된 바와 같이, 수혼화성 전도성 잉크를 전기화 학식 효소 센서의 기판에 도포시키는 단계를 포함한다. 수혼화성 전도성 잉크는 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제를 포함하며, 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제는 수혼화성 수성 분산액으로서 제형화되고, 결합제는 건조시 기능적으로 수불용성이 된다.

기판은, 예를 들면, 전기화학식 효소 센서의 절연성 기판 및/또는 전기화학식 효소 센서의 전도성 기판을 포함한 적절한 기판일 수 있다.

단계(610)의 적용은, 예를 들면, 스크린 인쇄 기술, 침지 피복 기술, 분무 피복 기술 및 잉크젯 피복 기술을 포함하는 임의의 적절한 적용 기술을 사용하여 성취할 수 있다. 단계(610)에서 적용된 수혼화성 전도성 잉크는 본 발명에 따르는 수혼화성 전도성 잉크 및 전기화학식 효소 센서에 대해 본 명세서에서 추가로 기술된다.

도 6의 단계(620)에 제시된 바와 같이, 방법(600)은 수혼화성 전도성 잉크를 건조시켜 기능적으로 수불용성인 결합제를 포함하는 기판 위에 전도층을 형성하는 단계도 포함한다.

건조는 기판에 건조된 수용성 전도성 잉크를 부동화시키고 전도층을 형성하기에는 충분하지만, 효소의 활성을 상당히 감소시키기에는 불충분한 온도 및 시간 동안 수행할 수 있다. 예를 들면, 수혼화성 전도성 잉크는 약 75 ℃에서 약 20분 동안 건조시킬 수 있다.

실시예 1

효소 글루코즈 옥시다제, 매개체 페로센 및 시판중인 전도성 물질과 결합제의 혼합물(코트사에서 수혼화성 흑연 페이스트 66756으로 시판중)을 포함하는 본 발명의 예시적 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크를 제조한다. 수혼화성 전도성 잉크는 다음과 같이 제형화한다: 글루코즈 옥시다제 50㎎을 아날라수(Analar water) 0.7㎖에 용해시킨다. 생성된 용액을 수혼화성 흑연 페이스트 66756 5g에 가한 다음, 메틸 카비톨 조용매 1㎖에 용해시킨 페로센 25㎎과 혼합한다.

상기 기술한 수혼화성 전도성 잉크의 일부를 유리질 카본 전극에 피복시키고, 75℃의 오븐에서 20분 동안 건조시켜 그 위에 전도층이 있는 유리질 카본 전극을 생성한다. 당해 기술분야의 숙련가는 위에 전도층이 있는 전극이 전기화학식 효소 센서의 일부를 나타냄을 알 것이다.

위에 전도층이 있는 전극은 교반된 글루코즈 완충 용액을 함유하는 비이커에서 300㎷의 일정한 전위에서 시험한다. 시험은 은/염화은 기준 전극 및 백금 와이어 카운터 전극을 사용한다. 비이커의 증가된 글루코즈 농도에 대한 전류법 반응을 관찰한다. 전류법 시험은 완충액 및 글루코즈 부가시 연속적인 변화를 통해, 12시간을 초과하는 기간 동안 수행한다. 연장된 시험시, 전류법 반응은 감소된다. 감소는 전도층으로부터의 매개체의 손실 결과임을 전제하고 있다.

실시예 2

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크에 사용하기에 적합한 친수성의 고분자량 산화환원 중합체(즉, 도 7의 산화환원 중합체 700)는 디옥산 및 에탄 올(1/1 v/v)의 혼합물 40㎖ 중 97% 아크릴아미드(AAM) 1.8g, 97% 비닐페로센(VFe) 0.3g 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.03g의 반응 용액을 사용하여 도 7에 도시된 유리 라디칼 공중합 반응에 의해 합성한다. 반응은 환저 플라스크에서 수행한다. 반응은 비닐 페로센 5mol% 및 아크릴아미드 95mol%를 사용하여 수행한다.

반응을 개시하기 전에, 상기 기술한 반응 용액을 1시간 동안 이를 통해 질소를 버블시켜 탈산소화한다. 이후, 반응 용액을 질소 대기하에서 계속적인 자기 교반하에 24시간 동안 오일 조에서 70℃로 가열한다. 생성된 중합체 침전은 여과하고, 아세톤으로 반복해서 세척하여 중합체 침전의 정제 샘플을 제공한다. 정제된 샘플을 이어서 50℃의 오븐에서 건조시킨다.

이후, 비교적 저분자량의 부분은 13Kg/mol의 분자량 분리로 튜빙되는 셀룰로즈 막을 사용하여 탈이온수에 대한 투석을 통해 건조된 정제 샘플로부터 제거한다. 생성된 조성물은 친수성의 고분자량 산화환원 중합체(즉, 도 7의 산화환원 중합체 700)이다.

실시예 3

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 실시예 2에 기술된 산화환원 중합체 700을 사용하여 제형화한다. 제형은 글루코즈 옥시다제 30㎎(아스퍼질러스 니거(Aspergillus Niger로부터 입수함), 산화환원 중합체 700의 5% 수용액 160㎎, 아날라수(Analar water) 1㎖, 수혼화성 흑연 페이스트(코트 스크린, 썬 케 미칼부에서 카탈로그 번호 66756으로 시판중) 3g을 함께 혼합하여 균질한 수성 분산액을 형성하는 단계를 포함한다.

바로 위에서 기술한 수혼화성 전도성 잉크를 전기화학식 효소 센서(즉, 전도성 트랙 및 기준(스크린 인쇄된 Ag/AgCl) 전극이 있는 3.75㎟의 센서 아트워크)의 기판 위로 피복시킨다. 피복된 기판을 75℃에서 20분 동안 건조시킨다. 이후, 건조된 피복 기판을 병류 셀로 옮기고, 일정 전위기에 연결한다. 300㎷의 전위를 카운터 전극으로서 작용하도록 Pt 와이어가 셀에 삽입된 작업 전극(바로 위에서 기술된 바와 같은 수혼화성 전도성 잉크로부터 형성됨)으로 적용시켰다.

0 내지 20mmol/L의 범위인 생리학적으로 관련되는 농도로 글루코즈를 함유하는 인산염 완충된 염수(PBS)를 0.7㎖/분으로 전기화학식 효소 센서를 통해 유동시킨다. 생성된 전류 반응은 도 8a의 데이터로 예시되는 바와 같이 제시된 싯점에서 유동하는 분석물의 글루코즈 농도에 비례하며, 20시간을 초과한 기간 동안 안정하다. 안정성은 11시간의 데이터를 도시한 도 8b의 데이터로 추가로 예시된다.

도 8a 및 8b의 데이터를 근거로 하여, 본 실시예의 전기화학식 효소 센서는 연속적으로 작동하는 형태에서 글루코즈의 생리학적으로 관련되는 농도의 검출에 현저하게 적합하다. 전기화학식 효소 센서에 사용되는 수혼화성 전도성 잉크는 부동화된 고분자량의 매개체 및 부동화된 효소의 잇점이 합해지며, 효소, 매개체 및 전도성 물질 사이에 전기화학적 통신이 개선됨을 전제로 한다.

실시예 4

실시예 3과 유사한 수혼화성 전도성 잉크는 단 레올로지 개질제[즉, 카보실(Cabosil) LM150 친수성 발연 실리카]를 부가하면서 제조한다. 레올로지 개질제(예: 카보실 LM150 친수성 발연 실리카 또는 카보실 TS 610 소수성 발연 실리카)의 혼입으로 스크린 인쇄를 위한 수혼화성 전도성 잉크의 적합성을 개선시킬 수 있다.

수혼화성 전도성 잉크는 아스퍼질러스 니거로부터의 글루코즈 옥시다제 540㎎, 산화환원 중합체 700의 5% 수용액 8.14g, 코트스사의 66756 수혼화성 흑연 페이스트 60g 및 카보실 LM150 친수성 발연 실리카 1.6g을 합하여 제형화한다. 혼합물은 균일한 고점도의 페이스트가 될 때 까지 5분 동안 높은 전단 속도(즉, 2000rpm)로 혼합한다. 이후, 고점도의 페이스트는 전기화학식 효소 센서 기판 위로 DEK 248 스크린 프린터를 사용하여 스크린 메시를 통해 인쇄하고 건조시켜 전도층을 형성한다. 생성된 전기화학식 효소 센서는 필수적으로 도 5d에 도시된 바와 같다.

이렇게 형성된 전기화학식 효소 구조물은 이어서 마이크로 유체 시험 시스템과 함께 시험한다. 몇몇 글루코즈 농도를 사용하여 시험하는 경우, 전기화학식 효소 구조물의 반응은 상당히 안정하며, 10시간을 초과하는 시간 동안 300㎷에서 20mmol 글루코즈 농도까지 선형이다.

다른 시험에서, 인산염 완충액중 다양한 농도의 글루코즈를 200nL/분의 속도에서 마이크로 유체 시험 시스템을 통해 유동시킨다. 전류 반응(도 9의 데이터에 의해 도시됨)은 사용된 글루코즈 농도에 비례한다. 도 9의 데이터는 연속적인 안정한 측정이 재보정 또는 기준선 보정의 필요없이, 10시간을 초과하는 시간 동안 수행됨을 나타내는 것이다.

실시예 5

실시예 4에 기술된 바와 같은 추가의 전기화학식 효소 센서 구조물 및 마이크로 유체 시험 시스템을 제조하고, 생성된 유체가 사람의 틈새 유체와 생리학적으로 근사하게 상응하도록 1:2의 비로 새로 추출된 사람의 혈장과 인산염 완충액을 혼합하여 생성되는 분석물을 사용하여 시험한다. 이 유체에 글루코즈를 부가하여 당뇨인 사람에서 통상의 생리학적 글루코즈 범위를 나타내는 샘플 범위를 생성한다.

생성된 샘플 액체는 300nL/min의 속도로 5분 분기로 마이크로 유체 시험 시스템으로 도입시키고, 이 동안에 0V 전위를 전기화학식 효소 센서 구조물의 작업 및 카운터 전극 사이에 적용시킨다. 이는 분석물이 정체되는 10분 간격으로 이어진다. 분석물이 정체되는 이러한 10분 간격 동안, 300㎷ 전위를 작업 전극에 적용시키고, 과도 전류 반응을 측정한다. 이러한 과정을 수회 반복하며, 각 경우 샘플 액체는 상이한 농도의 글루코즈를 함유한다. 각 측정 사이클에서 생성된 전류 반응은 도 10에 도시되어 있다.

도 10의 데이터는 20시간을 초과하는 기간 동안 10 내지 15분 간격으로 만들어진 측정치를 나타낸다. 도 10의 데이터는 글루코즈 농도가 선택된 시간에서 전류의 잔류 측정에 의해 또는 제시된 측정 시간에서 전류 반응의 통합 또는 부분 통합을 고려하여 만들어진 전기량 측정에 의해 전류 반응으로부터 결정될 수 있음을 나타낸다. 도 11의 경우, 도 10에 제시된 각 전류 과도성의 전기량 통합을 나타내는 그래프로, 공급된 분석물의 글루코즈 수준 및, 측정이 이루어진 시간을 모두 나타내고 있다. 도 12는 도 11의 데이터로부터 유도되는 보정 곡선을 도시한 것이다. 도 13의 데이터는 전기화학식 효소 센서가 상기 기술한 방법으로 시험하는 경우에, 20시간을 초과하는 기간에 대한 안정성을 나타낸 것을 제시한 것이다.

실시예 6

수혼화성 전도성 잉크는 실시예 4에 기술된 바와 같고, 시험하기 전 21일 동안 5℃에서 냉장상태로 보존한다. 실시예 4에 기술된 바와 같이 시험하는 경우에, 제조하여 인쇄하고, 연속적인 날로 시험한 수혼화성 전도성 잉크에 비하여, 5℃에서 21일 동안 저장한 수혼화성 전도성 잉크를 사용하여 수득한 전류 반응 사이에는 현저한 차이는 없다.

실시예 7

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 프리시샤 LFW201-H 수용성 전도성 물질 및 결합제 83g, 산화환원 중합체 700의 5% 용액(상기 기술한) 8.7g, 아스퍼질러스 니거로부터의 글루코즈 옥시다제 0.5g을 혼합하여 제형화한다. 혼합 후에, 생성된 수혼화성 전도성 잉크를 실시예 4에 기술된 바와 같이 인쇄된 카본 전극에 피복(즉, 도포)시킨다. 생성된 전기화학식 효소 센서는 10mM 글루코즈에 노출되는 경우에, 약 10㎁의 시그널을 생성한다. 시그널은 1시간 시험 기간 동안 유지되므로, 수혼화성 전도성 잉크의 다양한 성분의 기능적 부동화를 나타낸다.

실시예 8

본 발명에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 2-부톡시에탄올 20g에 용해시킨 Mw 2300의 쿠멘 말단 캡을 갖는 미분된 폴리-스티렌-코-말레산 무수물 부분 이소-옥틸 에스테르(제조원: Aldrich) 5g으로부터 제형화하여 중합체성 수지 페이스트를 형성한다. 이어서, 흑연 분말[입자 크기 2㎛, 제조원: 알드리치(Aldrich)] 12g 및 카본 블랙(등급 흑진주 3700, 제조원: 캐보트 케미칼 캄파니(Cabot Chemical company)] 2g을 10분 동안 삼중 롤 밀(triple roll mill)에서 중합체성 수지 페이스트와 혼합한다. 이후, 생성된 혼합물 10g과 휘발성 카운터 이온 N',N'-디메틸에탄올아민(제조원: 알드리치) 0.5g을 다시 혼합한다. 이후, 물 3㎖를 가하여 중간체 혼합물을 형성한다. 폴리에스테스 기판 위로 피복된 이러한 중간체 혼합물 일부의 전기저항은 대략 300Ω/square이다.

중간체 혼합물 1.3g을 산화환원 중합체 700의 5% 수용액 0.56g 및 아스퍼질러스 니거로부터의 글루코즈 옥시다제 30㎎과 혼합하여 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크를 생성한다.

수혼화성 전도성 잉크를 카본 전극(도 5a 내지 5d에 도시된 바와 같은) 위에 피복시키고, 약 5시간 동안 0.7㎖/분으로 글루코즈를 함유하는 용액으로 유동 시스템에서 시험한다. 10mmol 글루코즈 용액에 대한 반응시 80㎁의 전류가 시험 도중 수득된다.

실시예 9

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 글루코즈 데하이드로게나제-PQQ 부가물(500 IU/㎎ 이상으로 Toyobo에서 시판중) 120㎎과 산화환원 중합체 700의 3.5% 수용액 6.1g을 합하여 제형화한다. 생성된 혼합물을 코트스 66756 수혼화성 흑연 페이스트 65g에 가한다. 이후, 카보실 LM150 실리카 930㎎을 가하고, 생성된 조성물은 10분 동안 2000rpm으로 교반기에서 혼합한다.

수혼화성 전도성 잉크는 은/염화은 기준 전극을 사용하는 3.75㎟ 전극 아트워크 위로 인쇄하여, 75℃에서 20분 동안 건조시킨 다음, 전기화학식 효소 센서를 형성한다. 전기화학식 효소 센서는 실시예 4에 기술된 바와 같이 병류 셀에서 300㎷ 적용 전압에서, 0.7㎖/분으로 유동하는, 인산염 완충된 염수 용액중 글루코즈를 사용하여 시험한다. 수득한 전류 반응이 도 14의 데이터에 의해 도시되어 있다. 전류 반응은 2.5시간의 연속 센서 작동에 대해 안정하며, 시험은 도 14에 도시되어 있다.

본 명세서에 기술된 본 발명의 양태에 대한 다양한 대안이 본 발명의 실행시 사용될 수 있음을 알 수 있다. 하기의 특허청구의 범위는 본 발명의 범위를 정의하며, 이들 청구범위 및 이들 등가물의 범위내에 방법 및 구조물을 포함시키고자 한다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 효소, 매개체와 전도성 물질 사이에 근접한 근위 밀접위치를 가능하게 함으로써, 이들 사이에서 신속한 전자 교환(즉, 전자 전달)이 용이할 수 있도록 한다. 이러한 신속한 전자 교환은 집전 효율에서 유용한 증가를 유도할 수 있다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 통상의 전기화학식 효소 센서 제조 기술, 예를 들면, 스크린 인쇄 기술에서 용이하게 사용된다. 더욱이, 수혼화성 전도성 잉크의 양태는 건조시 전도층으로서 전기화학식 효소 센서의 기판에 부동화됨으로써, 매개체 및/또는 효소가 전기화학식 효소 센서의 사용 도중 전도층으로부터 손실되는 것을 방지하는데 적합하다. 또한, 통상의 개별적 전극에 비하여, 이러한 전도층의 전도성 물질은 보다 큰 매개체 접근 가능한 표면적을 가질 수 있다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크가 수성 분산액으로서 제형화되므로, 이들은 통상의 효소 및 매개체와 용이하게 혼화성이 된다. 또한, 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 이들의 수혼화성 특성이 균일한 분산액으로서 그 안에 혼입될 수 있는 효소 및 매개체의 비에 있어서 광범위한 제형 범위를 허용하는 잇점이 있다.

본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크는 용이하게 제조될 수 있으며, 전기화학식 효소 센서의 기판에 용이하게 도포된다. 따라서, 수혼화성 전도성 잉크는 전기화학식 효소 센서의 신속하고 가격면에서 효과적인 제조를 위해 유용하게 적합하다. 더욱이, 본 발명의 양태에 따르는 수혼화성 전도성 잉크의 양태가 효소, 매개체 및 전도성 물질을 단일 조성물로 혼합하기 때문에, 전기화학식 효소 센서를 제조하는데 필요한 가공 단계의 수 및 경비는 유용하게 감소된다.

Claims (37)

1. 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제를 포함하며, 이때 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제는 수혼화성 수성 분산액으로서 제형화되고, 결합제는 건조시 기능적으로 수불용성이 되는, 전기화학식 효소 센서에 사용하기 위한, 수혼화성 전도성 잉크.
2. 제1항에 있어서, 전도성 물질이 미분된 전도성 입자 물질인, 수혼화성 전도성 잉크.
3. 제2항에 있어서, 미분된 전도성 입자 물질이 하나 이상의 카본 블랙 물질, 흑연 물질, 백금 입자 물질, 백금피복 탄소 물질, 금 입자 물질, 백금/팔라듐 합금 입자 물질, 팔라듐 입자 물질, 루테늄 입자 물질 또는 세륨 입자 물질인, 수혼화성 전도성 잉크.
4. 제1항에 있어서, 효소가 글루코즈 산화 효소인, 수혼화성 전도성 잉크.
5. 제4항에 있어서, 글루코즈 산화 효소가 글루코즈 옥시다제인, 수혼화성 전도성 잉크.
6. 제4항에 있어서, 글루코즈 산화 효소가 피롤로-퀴놀린-퀴논(PQQ) 글루코즈 데하이드로게나제인, 수혼화성 전도성 잉크.
7. 제1항에 있어서, 매개체가 페로센인, 수혼화성 전도성 잉크.
8. 제1항에 있어서, 매개체가 페리시아나이드인, 수혼화성 전도성 잉크.
9. 제1항에 있어서, 매개체가 중합체성 매개체인, 수혼화성 전도성 잉크.
10. 제1항에 있어서, 결합제가 수지 중합체 및 카운터 이온을 포함하는, 수혼화성 전도성 잉크.
11. 제10항에 있어서, 카운터 이온이 휘발성 카운터 이온인, 수혼화성 전도성 잉크.
12. 제1항에 있어서, 결합제가 수지 중합체 및, 수혼화성 전도성 잉크의 건조시 수혼화성 전도성 잉크로부터 제거되는 수혼화성 유기 조용매를 포함하는, 수혼화성 전도성 잉크.
13. 제12항에 있어서, 수혼화성 유기 조용매가 하나 이상의 알콜, 글리콜 에테 르, 메틸 카비톨, 부틸 카비톨, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 디아세톤 알콜 및 트리에틸 포스페이트인, 수혼화성 전도성 잉크.
14. 제1항에 있어서, 수혼화성 조용매를 추가로 포함하는, 수혼화성 전도성 잉크.
15. 제1항에 있어서, 매개체가 테트라티아풀발렌/테트라시아노퀴노도메탄인, 수혼화성 전도성 잉크.
16. 제1항에 있어서, 결합제가 하나 이상의 폴리스티렌-코-말레산 무수물의 공중합체, 폴리스티렌-코-말레산 무수물의 가수분해 공중합체, 부분 가수분해된 폴리스티렌-코-말레산 무수물의 공중합체, 폴리스티렌-코-말레산 무수물의 부분 에스테르화 공중합체 및 인산과 에폭시 수지와의 반응에 의해 유도되는 인산 작용성 중합체를 포함하는, 수혼화성 전도성 잉크.
17. 제1항에 있어서, 결합제가 하나 이상의 아크릴산 단량체, 메타크릴산 단량체, 이타콘산 단량체, 말레산 단량체와, 하나 이상의 메틸 메타크릴레이트 단량체, 스티렌 단량체, 에틸 아크릴레이트 단량체, 이소프로필 아크릴레이트 단량체, 부틸 아크릴레이트 단량체, 아크릴로니트릴 단량체, 메틸 스티렌 단량체, 비닐 벤조에이트 단량체, 아크릴아미드 단량체 및 하이드록시메틸 메타크릴레이트 단량체의 공중 합체를 함유하는, 수혼화성 전도성 잉크.
18. 기판, 및 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제를 포함하며, 수혼화성 수성 분산액이고, 결합제는 건조시 기능적으로 수불용성이 되는, 건조된 수혼화성 전도성 잉크로부터 형성되는 전도층을 포함하는, 전기화학식 효소 센서.
19. 제18항에 있어서, 전도층이 약 10㏀ 미만의 전도도를 갖는, 전기화학식 효소 센서.
20. 제18항에 있어서, 전도층이 약 1㏀ 미만의 전도도를 갖는, 전기화학식 효소 센서.
21. 제18항에 있어서, 전도층의 건조된 결합제가 투석막으로서 작용하는, 전기화학식 효소 센서.
22. 제18항에 있어서, 기판이 작업 전극인, 전기화학식 효소 센서.
23. 제18항에 있어서, 매개체가 중합체성 매개체인, 전기화학식 효소 센서.
24. 제18항에 있어서, 전도층이 이의 전극으로서 작용하는, 전기화학식 효소 센 서.
25. 제24항에 있어서, 전도층이 이의 작업 전극으로서 작용하는, 전기화학식 효소 센서.
26. 제18항에 있어서, 효소, 매개체 및 결합제가 필수적으로 전도층을 통해 균일하게 분포되는, 전기화학식 효소 센서.
27. 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제를 포함하는 수혼화성 전도성 잉크(이때, 전도성 물질, 효소, 매개체 및 결합제는 수혼화성 수성 분산액으로서 제형화되고, 결합제는 건조시 기능적으로 수불용성이 된다)를 전기화학식 효소 센서의 기판에 도포시키는 단계 및 수혼화성 전도성 잉크를 건조시켜 기능적으로 수불용성인 결합제를 포함하는 전도층을 기판 위에 형성하는 단계를 포함하는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
28. 제27항에 있어서, 도포 단계가 스크린 인쇄 기술을 사용하여 성취되는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
29. 제27항에 있어서, 건조 단계가 약 75℃의 온도에서 약 20분의 기간 동안 수행되는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
30. 제27항에 있어서, 건조 단계가 수혼화성 전도성 잉크를 기판 위에 부동화시킴으로써 전도층을 형성하는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
31. 제27항에 있어서, 도포 단계가 중합체성 매개체를 포함하는 수혼화성 전도성 잉크를 도포하는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
32. 제27항에 있어서, 건조 단계가 전기화학식 효소 센서의 전극으로서 작용하는 전도층을 형성하는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
33. 제32항에 있어서, 건조 단계가 전기화학식 효소 센서의 작업 전극으로서 작용하는 전도층을 형성하는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
34. 제27항에 있어서, 도포 단계가 수혼화성 전도성 잉크를 적용하며, 이때 효소는 글루코즈 산화 효소인, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
35. 제27항에 있어서, 도포 단계가 균일한 분산액으로서 제형화되는 수혼화성 전도성 잉크를 도포하는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
36. 제35항에 있어서, 건조 단계가 균일하게 분포된 효소, 매개체 및 전도성 물 질을 함유하는 전도층을 형성하는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.
37. 제27항에 있어서, 도포 단계가 크기가 100㎛ 미만인 미분된 전도성 입자를 포함하는 전도성 물질을 함유하는 수혼화성 전도성 잉크를 도포하는, 전기화학식 효소 센서 부분의 제조방법.

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