KR20090009947U - 바이오센서용 다채널 스트립 - Google Patents

바이오센서용 다채널 스트립

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Abstract

본 고안은 바이오센서용 다채널 스트립에 관한 것으로, 본 고안의 (a) 서로 영역이 구분되는 복수 개의 반응부를 구비한 하부 기판, 및 (b) 상기 복수 개의 반응부 각각의 상부와 맞닿아 있고, 복수 개의 시료 도입부 및 공기배출부를 구비한 상부 기판을 포함하는 다채널 스트립은, 복수 개의 물질을 동시에 분석할 수 있고, 구조가 단순하고, 제조가 용이하며, 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있기 때문에 다양한 시료의 분석 및 각종 질병 등의 진단에 효율적으로 사용할 수 있다.

Description

바이오센서용 다채널 스트립{MULTI CHANNEL STRIP FOR BIOSENSORS}
본 고안은 바이오센서용 다채널 스트립에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 한 개의 스트립에 복수 개의 반응부, 및 복수 개의 시료 도입부를 포함하여 복수 개의 생체 내 물질들에 대한 분석을 한 번에 가능하게 하는 바이오센서용 다채널 스트립에 관한 것이다.
바이오센서는“측정 대상물로부터 정보를 얻을 때, 생물학적 요소를 이용하거나 또는 생물학적 요소를 모방하여 색, 형광, 전기적 신호 등과 같이 인식 가능한 유용한 신호로 변환시켜주는 시스템”이라고 할 수 있다. 따라서 바이오센서는 전자공학ㆍ화학ㆍ생물학ㆍ재료공학ㆍ효소공학 등 과학 전반에 걸친 기술을 필요로 하는 미래형 융합기술(fusion technology)이다.
바이오센서의 주요 용도분야는 의료용, 환경용, 식품용, 산업용, 군사용, 실험연구용 등이다. 이 중 의료용은 현재 가장 많이 이용되고 있는 분야로서 주로 혈당측정용 바이오센서가 시장규모의 대부분을 차지하고 있다.
바이오센서는 기술적 측면에서 필요 시료량이 적고, 측정의 정확성이 높으며, 주변 환경의 영향이 적고, 측정이 간편하며, 측정의 리얼 타임화가 가능하다. 또한, 시장적 측면에서 시장진입 초기단계 제품이고, 용도분야가 다양하며, 높은 성장성이 전망되는 제품이다.
최근의 연구개발 추세는 최소량의 시료를 이용하는 바이오센서, 일회용 바이오센서를 개발하는 데 역점을 두고 있는 실정으로, 이러한 목적을 달성하기 위한 바이오센서 제조에 있어서의 기술적 측면에 대한 연구가 많이 수행되고 있다.
바이오센서의 구조적 측면을 살펴보면, 종래 바이오센서의 시료 도입부의 예로는 크게 ㅣ자형 및 ㅡ자형 구조로 분류할 수 있다.
ㅣ자형 구조의 시료 도입부는 모세관을 형성하기 위하여 일직선의 시료 도입 통로 끝 부분에 구멍이 뚫린 구조를 갖는다. 그러나 이러한 ㅣ자형 구조의 시료 도입부는 시료 도입 통로를 통하여 주입된 시료의 점도에 따라 종종 통로 끝부분을 완전히 채우지 못하거나 넘치는 현상이 발생하여 주입되는 시료의 양이 변화될 수 있는 단점이 있다. 또한, 단순히 한 가지 특징을 분석할 때만 사용할 수 있고 한 개의 바이오센서용 스트립으로 여러 채널을 구비할 때는 시료가 섞이게 되어 각각의 채널을 측정하는 데 어려움이 있다.
반면, ㅡ자형 구조의 시료 도입부는 센서의 측면에서 반대 측면까지 일직선의 통로를 형성하는 구조를 갖는다. 이러한 ㅡ자형 시료 도입부는 측면에서 시료의 도입이 이루어져야 하는 불편함이 있고, ㅣ자형 시료 도입부와 마찬가지로 여러 채널을 가지는 바이오센서용 스트립에 사용하기에는 어려움이 있다.
또한, 종래 바이오센서용 스트립의 경우, 반응부로부터 스트립 외부로 직접 연결되는 별도의 공기배출터널이 형성되어 있지 않아 시료가 반응부에 유입된 후 확산되는 속도가 늦어 분석 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 점을 고려하여 연구하던 중, 서로 영역이 구분되는 복수 개의 반응부를 구비하는 하부 기판 및 상기 복수 개의 반응부 각각의 상부 일부와 맞닿아 있고, 시료 도입구를 구비하는 상부 기판을 포함함으로써 복수 개의 반응부를 통해 복수 개의 물질을 동시에 분석할 수 있고, 구조가 단순하고, 제조가 용이하며, 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있는 바이오센서용 다채널 스트립을 제조할 수 있음을 확인하고 본 고안을 완성하였다.
본 고안은 복수 개의 물질을 동시에 분석할 수 있는, 복수 개의 반응부 및 복수 개의 시료 도입부를 구비한 기판을 포함하는 바이오센서용 다채널 스트립을 제공하고자 한다.
본 고안은 (a) 서로 영역이 구분되는 복수 개의 반응부를 구비한 하부 기판 및 (b) 상기 복수 개의 반응부 각각의 상부와 맞닿아 있고, 복수 개의 시료 도입부 및 공기배출부를 구비한 상부 기판을 포함하는 바이오센서용 다채널 스트립에 관한 것으로, 복수 개의 물질을 동시에 분석할 수 있고, 구조가 단순하고, 제조가 용이하며, 적은 양의 시료를 전처리 과정없이 도입할 수 있는 바이오센서용 다채널 스트립을 제공한다.
본 고안의 바이오센서용 다채널 스트립은 복수 개의 반응부에서 복수 개의 물질을 동시에 분석할 수 있으며, 구조가 단순하고, 제조가 용이하며, 적은 양의 시료를 전처리 과정 없이 도입할 수 있어, 다양한 시료의 분석 및 각종 질병 등의 진단에 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1은 바이오센서용 다채널 스트립의 입체적 도면이다.
도 2는 바이오센서용 다채널 스트립의 도면이다.
<도면의 부호 설명>
1: 하부 기판
2: 상부 기판
3: 커버
4: 소수성 접착 필름
21: 반응부의 구분
22, 23: 시료 도입부 또는 공기배출부
본 고안은 하기를 포함하는 바이오센서용 다채널 스트립을 제공한다:
(a) 서로 영역이 구분되는 복수 개의 반응부를 구비한 하부 기판; 및
(b) 상기 복수 개의 반응부 각각의 상부와 맞닿아 있고, 복수 개의 시료 도입부 및 공기배출부를 구비한 상부 기판.
이하, 본 고안에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 고안의 상기 (a)의 서로 영역이 구분되는 복수 개의 반응부를 구비한 하부 기판(1)은 적어도 하나 이상, 바람직하게는 2개 내지 100개, 보다 바람직하게는 2개 내지 10개의 전극을 구비하고 분석물질과 반응하는 반응부를 전극 위에 형성하게 한다.
상기 기판은, 일반적인 전기화학적으로 시료 내의 분석물질을 측정하는 바이오센서와 마찬가지로 작동 전극(Working electrode), 및 기준 전극(Reference electrode) 및/또는 보조 전극(Counter electrode)을 구비할 수 있다.
상기 작동 전극은 탄소, 흑연, 백금 처리된 탄소, 은, 금, 팔라듐 또는 백금 성분 등을 이용하여 제작될 수 있다. 예를 들면, 탄소나 백금 처리된 탄소로 구성된 잉크, 또는 팔라듐을 포함하는 잉크를 사용하여 하부 기판에 작동 전극을 인쇄할 수 있다. 또는, 금을 이용한 진공증착에 의해 하부 기판에 작동 전극을 형성할 수도 있다.
또한, (a)의 하부 기판은 복수 개의 반응부 이외에 상부에 소수성 접착 필름(4)을 포함할 수 있다. 이는 하부 기판에 절연성을 부여하는 데 필요하며, 바람직하게 폴리에스테르(polyester), 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride), 폴리카보네이트(poly carbonate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택하여 제조할 수 있다.
상기 반응부는 일 예로 하기 반응식과 같은 반응이 일어날 수 있다. 기질과 효소가 반응하여 생성된 환원상태의 전자전달매개물질은 기준 전극 또는 보조 전극을 기준으로 작동 전극에 일정한 전압을 인가하여 환원상태의 전자전달매개물질을 산화시키며, 이때 발생하는 산화 전류의 양을 측정하여 시료 내 분석물질을 정량할 수 있다.
<반응식>
기질 + 효소(산화상태) + 전자전달매개물질(산화상태) ===> 반응물 + 효소(산화상태) + 전자전달매개물질(환원상태)
본 고안에서는 분석물질로서 다양한 생체 내 물질이 사용될 수 있으며, 이의 예로는 생체 내 효소 및 대사 물질 등이 있다. 상기 효소는 글루코스 산화효소, 락테이트 산화효소, 콜레스테롤 산화효소 및 알코올 산화효소 등의 산화환원효소; 글루코스 탈수소효소, GOT(glutamate oxaloacetate transmianse) 및 GPT(glutamate pyruvate transmianse)등 전이효소 및 가수분해효소 등이 있으며, 상기 대사 물질은 콜레스테롤, 락테이트, 크레아티닌, 알코올, 혈당 등이 있다. 바람직한 하나의 예로는 GOT 및 GPT를 동시에 사용하는 것이다.
본 고안에 따른 스트립에 사용할 수 있는 시료의 양은 소량으로, 바람직하게 1 내지 10 ㎕를 사용할 수 있다.
본 고안의 상기 (b)의 복수 개의 반응부 각각의 상부와 맞닿아 있고, 복수개, 바람직하게는 2개 내지 100개, 보다 바람직하게는 2개 내지 10개의 시료 도입부(22, 23)를 구비한 상부 기판(2)은 전극을 보호하고 반응부가 구분(21)되어 있다.
상기 복수 개의 시료 도입부를 통해 복수 개의 시료의 도입이 가능하며, 상기 상부 기판(2)에 의해서 반응부가 완전히 구분되기 때문에 복수 개의 시료가 섞이지 않아 정확한 분석이 가능하다.
또한, 공기배출부(22, 23)가 구비되어 있어 시료가 반응부에 도입될 때, 시료 도입구를 통해 들어오게 된 시료가 반응부로 유입되면서 공기배출부를 통해 반응부에 차있던 공기가 스트립 외부로 배출됨에 따라 반응부로의 시료 흡입속도가 더욱 향상될 수 있다. 즉, 본 고안의 스트립에서는 흡수 패드를 사용하지 않고 간단한 모세관 현상을 사용한 시료주입으로 빠른 흡입속도와 일정한 양의 시료를 도포할 수 있는 장점을 갖는다.
시료 도입부는 가로방향(22) 및 세로방향(23)에 모두 위치할 수 있으며, 더 얇고 길게 제조할 경우 주입시 효율이 더 뛰어나다. 어느 한 방향을 시료 도입부로 사용하면 나머지 한 방향은 공기배출부로 사용된다. 따라서, 본 고안의 시료 도입부와 공기배출부는 "ㄴ"자 또는 "ㄱ"자 형상, 또는 상기 형상에서 굴곡부분이 90°이하, 바람직하게는 30° 내지 90°, 보다 바람직하게는 60° 내지 90°의 각도로 구성된 형상을 갖는다.
상기 상부 기판은 바람직하게 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드, 폴리카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택하여 제조할 수 있다.
추가적으로, 본 고안에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 이외에 커버(3)를 포함할 수 있다. 상기 커버는 외부로부터 시료 주입구를 보호함으로써 반응부에 고정된 각 기질과 유입된 시료의 증발이나 유실을 막아 이들의 농도변화를 방지한다. 이로써 분석의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있게 한다.
상기 커버는 통상적으로 사용되는 임의의 재료로 제조할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드, 폴리카보네이트로 제조할 수 있다.
본 고안의 바이오센서용 다채널 스트립은 복수 개의 물질을 동시에 분석할 수 있고, 구조가 단순하고, 제조가 용이하며, 적은 양의 시료를 전처리 과정없이 도입할 수 있기 때문에 다양한 시료의 분석 및 각종 질병 등의 진단에 효율적으로 사용할 수 있다.

Claims (17)

  1. (a) 서로 영역이 구분되는 복수 개의 반응부를 구비하는 하부 기판; 및
    (b) 상기 복수 개의 반응부 각각의 상부 일부와 맞닿아 있고, 복수 개의 시료 도입부 및 공기배출부를 구비한 상부 기판
    을 포함하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 및 (b)의 기판들 이외에 추가로 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a)의 하부 기판은 복수 개의 반응부 이외에 상부에 소수성 접착 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  4. 제3항에 있어서, 상기 소수성 접착 필름은 폴리에스테르(polyester), 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride), 폴리카보네이트(poly carbonate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택하여 제조되는 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 반응부는 2 내지 100개인 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수 개의 반응부는 2개 내지 10개인 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  7. 제1항에 있어서, 상기 바이오센서용 다채널 스트립의 분석물질은 생체 내 물질인 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  8. 제7항에 있어서, 상기 생체 내 물질은 생체 내 효소 또는 대사 물질인 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  9. 제8항에 있어서, 상기 효소는 산화환원효소, 전이효소 및 가수분해효소를 포함하는 군으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립
  10. 제8항에 있어서, 상기 대사 물질은 콜레스테롤, 락테이트, 크레아티닌, 알코올 및 혈당을 포함하는 군으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  11. 제8항에 있어서, 상기 생체 내 물질이 GOT 및 GPT인 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  12. 제1항에 있어서, 상기 (b)의 상부 기판은 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드, 폴리카보네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되어 제조되는 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  13. 제1항에 있어서, 상기 (b)의 시료 도입부가 2개 내지 100개인 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  14. 제13항에 있어서, 상기 (b)의 시료 도입부가 2개 내지 10개인 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  15. 제1항에 있어서, 상기 (b)의 시료 도입부를 통해 주입되는 시료의 양은 1 ~ 10 ㎕인 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  16. 제1항에 있어서, 상기 (b)의 시료 도입부 및 공기배출부는 "ㄴ" 또는 "ㄱ"자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
  17. 제16항에 있어서, 상기 "ㄴ" 또는 "ㄱ"자 형상의 굴곡은 90° 이하의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오센서용 다채널 스트립.
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