KR20130095610A - Apparatus and method of quantitative analysis of sialic acid using a photothermal biosensor - Google Patents

Apparatus and method of quantitative analysis of sialic acid using a photothermal biosensor

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KR20130095610A KR1020120099784A KR20120099784A KR20130095610A KR 20130095610 A KR20130095610 A KR 20130095610A KR 1020120099784 A KR1020120099784 A KR 1020120099784A KR 20120099784 A KR20120099784 A KR 20120099784A KR 20130095610 A KR20130095610 A KR 20130095610A
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Abstract

PURPOSE: A sialic acid quantitative measurement apparatus is provided capture red blood cells by directly and chemically combining the phenyl boronic acid (PBA) layer of an upper layer and the sialic acid of erythrocyte membrane and measure simply the amount of the sialic acid from the temperature change of the red blood cell by lighting. CONSTITUTION: A sialic acid quantitative measurement micro thermal sensor (22) comprises: a bottom layer including a resistance temperature detector (RTD)(215); an intermediate layer including an insulating layer (220) which is positioned on the bottom layer; and an upper layer which is positioned on the intermediate layer and chemically combines with the sialic acid of erythrocyte membrane. A sialic acid quantitative measurement apparatus comprises: a laser module irradiating light to the whole blood sample which includes the red blood cells; a detection unit which detects the temperature change of the red blood cell corresponding to the irradiated light; and a measuring unit which measures the amount of the sialic acid of the erythrocyte membrane by using the detected temperature.

Description

광열 바이오센서를 이용한 시알산 정량측정 장치 및 방법{Apparatus and method of quantitative Analysis of Sialic Acid using a Photothermal Biosensor}Apparatus and method of quantitative Analysis of Sialic Acid using a Photothermal Biosensor}

본 발명은 적혈구 막의 시알산을 정량적으로 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 적혈구 헤모글로빈의 광열 효과를 이용하여 시알산을 정량적으로 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for quantitatively measuring sialic acid in an erythrocyte membrane, and more particularly, to an apparatus and a method for quantitatively measuring sialic acid using a photothermal effect of red blood cell hemoglobin.

인슐린 의존성 당뇨병(insulin-dependent diabetes mellitus, IDDM)은 전세계적으로 3,000만 명의 환자가 있는 것으로 추정되고 있다. 인슐린 의존성 당뇨병은 주로 사춘기에 가까운 청소년들에게서 흔하나, 다른 나이 대에서도 발병할 수 있으며, 제1형 당뇨병이라고도 불리운다. 이 병이 발병하는 이유는 랑게르한스섬 베타세포에 대한 자가면역반응에 의해 베타세포가 대량으로 괴사하기 때문이다. 제1형 당뇨병은 인슐린을 생산하는 베타세포의 기능이 상실되므로 췌장은 글루코스에 반응하지 못하고, 전형적인 인슐린 부족 증상(다뇨, 다식, 다갈, 체중감소)이 나타난다. 따라서 제1형 당뇨병은 고혈당과 생명을 위협하는 케토산혈증의 특징이 있는 대사상태를 피하기 위하여 외부로부터의 인슐린 투여가 필요하다. Insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM) is estimated to have 30 million patients worldwide. Insulin dependent diabetes mellitus is common among adolescents close to puberty, but can also occur at other ages, also called type 1 diabetes. The disease develops because of the large number of beta cells that have been killed by autoimmune reactions against the Langerhans Island beta cells. Type 1 diabetes loses the function of the insulin-producing beta cells, so the pancreas fails to respond to glucose and develops typical symptoms of insulin deficiency (urinary, polyphasic, multimodal, weight loss). Thus, type 1 diabetes requires external insulin administration to avoid metabolic conditions characterized by hyperglycemia and life-threatening ketoacidosis.

상기 인슐린은 혈액 속의 포도당의 양을 일정하게 유지시키는 호르몬으로서, 인슐린의 세포 수용체에는 만노스, 갈락토스, 푸코스, N-아세틸글루코사민, 시알산을 함유하는 올리고당 측쇄가 존재한다. The insulin is a hormone that maintains a constant amount of glucose in the blood, and the oligosaccharide side chain containing mannose, galactose, fucose, N-acetylglucosamine, sialic acid is present in the cellular receptor of insulin.

이 중 시알산(Sialic Acid(SA), N-acetylneuraminic acid)은 뉴라민산(neuraminic acid)의 유도체로서, 음으로 하전된 단당류이다. 또한 시알산은 보통 적혈구 막에 있는 글리칸 체인(glycan chain)의 말단에 제시된다(Schauer, 2000). 이러한 시알산은 악성 암(Raz 등, 1980; Dobrossy 등, 1981; Passaniti와 Hart, 1988) 및 당뇨병(Vahalkar와 Haldankar, 2008; Mazzanti 등, 1997; Moretti 등, 2002)의 중요한 임상적 파라미터가 될 수 있다 Among these, sialic acid (SA) and N-acetylneuraminic acid are derivatives of neuramic acid and are negatively charged monosaccharides. Sialic acid is also usually present at the end of the glycan chain on the erythrocyte membrane (Schauer, 2000). Such sialic acid can be an important clinical parameter in malignant cancers (Raz et al., 1980; Dobrossy et al., 1981; Passaniti and Hart, 1988) and diabetes mellitus (Vahalkar and Haldankar, 2008; Mazzanti et al., 1997; Moretti et al., 2002).

먼저, 적혈구 막의 표면에서 과도하게 제시된 시알산은 여러 가지 암들 중 악성이고 전이성인 유전자형으로 임상적으로 인지되고 있다.First, sialic acid excessively presented on the surface of the red blood cell membrane is clinically recognized as a malignant and metastatic genotype among various cancers.

또한, 시알산은 면역 시스템이 “자기” 및 “비자기”를 구분하는데 도움을 주는 역할을 할 수 있는데, 이 시스템이 무너지면 면역 시스템이 “자기”를 공격하는 이른바 자가면역 현상이 나타나게 된다. 따라서 적혈구 막의 표면에서 적게 제시된 시알산은 자가면역질환의 일종인 제1형 당뇨병의 지표로서 인식될 수 있다. 최근 분석에서는, 인슐린 의존성 당뇨병(IDDM) 환자는 건강한 사람보다 시알산이 38% 저감되었다고 보고된 바 있다(Vahalkar와 Haldankar, 2008).In addition, sialic acid may play a role in helping the immune system distinguish between "self" and "non-magnetic". When this system collapses, a so-called autoimmune phenomenon occurs in which the immune system attacks "self." Thus, sialic acid, which is less present on the surface of the red blood cell membrane, can be recognized as an indicator of type 1 diabetes, a type of autoimmune disease. In a recent analysis, patients with insulin dependent diabetes mellitus (IDDM) reported a 38% reduction in sialic acid than healthy people (Vahalkar and Haldankar, 2008).

이와 같이 시알산 양을 측정함으로써 암 또는 당뇨병인지 여부를 진단할 수 있으므로, 시알산 양을 정량적으로 측정하는 장치 및 방법이 개발되어 왔다.As described above, since the amount of sialic acid can be diagnosed as cancer or diabetes, an apparatus and method for quantitatively measuring the amount of sialic acid have been developed.

그 중에서도 상업화된 시알산 정량화 시약들을 사용하는 방법은, 다양한 효소들이 필요하여 분석비용이 매우 비싸며, 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.Among them, commercially available methods for using sialic acid quantification reagents have the disadvantage that the analysis cost is very expensive and takes a long time because various enzymes are required.

최근에는 전기장 효과 트랜지스터(field effect transistor; FET)계 시알산 측정방법이 개발되었으나, 마찬가지로 분석시간이 길고, 시알산과 FET 센서 표면이 매우 가까이 위치해야 하므로 조작이 어려운 단점이 있다.Recently, a field effect transistor (FET) -based sialic acid measurement method has been developed, but similarly, the analysis time is long, and the sialic acid and the FET sensor surface must be located very close.

따라서 현재 사용되고 있는 시알산 측정법들은 전문적인 훈련과 측정장비들을 필요로 하며 가격이 비싸고, 측정시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. Therefore, currently used sialic acid measurement methods require professional training and measuring equipment, and are expensive and have a long measurement time.

기존의 시알산 정량분석법의 한계를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 광열효과를 이용한 간편한 시알산 정량 측정 장치 및 측정 방법을 제시한다.In order to solve the limitations of the existing sialic acid quantitative analysis method, the present invention provides a simple sialic acid quantitative measuring apparatus and measuring method using a photothermal effect.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 효소반응 과정의 필요 없이 광열효과를 통하여 직접적으로 시알산의 양을 측정하는 시알산 정량측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a sialic acid quantitative measuring device and method for directly measuring the amount of sialic acid through the photothermal effect without the need for an enzyme reaction process.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 전문적인 인력이 필요 없이 간단하게 시알산의 양을 측정하는 시알산 정량측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a sialic acid quantitative measuring device and method for simply measuring the amount of sialic acid without the need for specialized personnel.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 빠른 시간 내에 정확하게 시알산의 양을 측정하는 시알산 정량측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a sialic acid quantitative measuring apparatus and method for measuring the amount of sialic acid accurately within a short time.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 당뇨병 진단장치로 적용할 수 있는 시알산 정량측정 장치를 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a sialic acid quantitative measuring device that can be applied as a diabetic diagnostic device.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 시알산 정량측정 장치 및 방법에 사용될 수 있는 마이크로 열센서 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a micro thermal sensor that can be used in the sialic acid quantitative measuring apparatus and method and a method of manufacturing the same.

본 발명은 측온저항체(RTD)를 포함하는 하부층, 상기 하부층 위의 절연층을 포함하는 중간층 및 상기 중간층 위에 위치하며 적혈구 막 표면의 시알산과 화학결합하는 상부층을 포함하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서를 제공한다.The present invention provides a sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor including a lower layer including a RTD, an intermediate layer including an insulating layer on the lower layer, and an upper layer positioned on the intermediate layer and chemically bonding to sialic acid on the surface of a red blood cell membrane. to provide.

상기 상부층은, 상기 중간층 위에 위치하는 금(Au) 박막층, 상기 금(Au) 박막층 위에 위치하는 자가조립 단분자층(SAM) 및 상기 자가조립 단분자층(SAM) 위에 위치하는 페닐붕소산(PBA)층을 포함할 수 있다.The upper layer includes a gold (Au) thin film layer positioned on the intermediate layer, a self-assembled monolayer (SAM) located on the gold (Au) thin film layer, and a phenylboronic acid (PBA) layer located on the self-assembled monolayer (SAM). can do.

상기 자가조립 단분자층(SAM)은 상기 금 박막층의 금(Au)과 결합을 형성할 수 있는 화합물을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 자가조립 단분자층은 아미노알칸싸이올, Fmoc-알칸싸이올, 카르복시알칸싸이올, 카르복시알칸설파이드, 숙신이미딜 알칸다이설파이드, 킬레이트 알칸싸이올, 페로세닐 알칸싸이올,하이드록시알칸싸이올 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 하나의 물질로 형성될 수 있으며, 이 중 카르복시알칸싸이올 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.The self-assembled monolayer (SAM) may be prepared using a compound capable of forming a bond with gold (Au) of the gold thin film layer. For example, the self-assembled monolayers may include aminoalkanethiols, Fmoc-alkanediols, carboxyalkanesiols, carboxyalkanesulfides, succinimidyl alkanesulfides, chelate alkanethiols, ferrocenyl alkanthiols, and hydroxyalkanes. It may be formed of one material selected from thiols or mixtures thereof, and among these, it is preferable to use a carboxyalkanethiol compound.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 카르복시알칸싸이올의 싸이올 기가 상기 금(Au) 박막층의 금 원자와 결합할 수 있으며, 상기 카르복시알칸싸이올 화합물은 10-카르복시-1-데칸싸이올(10-carboxy-1-decanethiol)인 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the thiol group of the carboxyalkanethiol may be bonded to a gold atom of the gold (Au) thin film layer, and the carboxyalkanethiol compound may be 10-carboxy-1-decanethiol ( 10-carboxy-1-decanethiol).

상기 페닐붕소산(PBA)층은 시료의 적혈구와 직접적으로 접촉하는 층으로 상기 페닐붕소산(PBA)층의 말단이 적혈구 막 표면의 시알산과 결합하여 적혈구를 포획하는 역할을 수행한다.The phenylboronic acid (PBA) layer is a layer in direct contact with red blood cells of a sample, and the terminal of the phenylboronic acid (PBA) layer combines with sialic acid on the surface of the red blood cell membrane to serve to capture red blood cells.

상기 페닐붕소산(PBA)층은 상기 자가조립 단분자층(SAM)과 결합을 형성할 수 있는 화합물로 형성될 수 있다. 상기 페닐붕소산 층은 페닐붕소산계 화합물이 형성된 것으로 아미노페닐붕소산 화합물을 사용하여 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 아미노페닐붕소산 화합물은 3-아미노페닐붕소산(3-aminoophenylboronic acid)일 수 있다. The phenylboronic acid (PBA) layer may be formed of a compound capable of forming a bond with the self-assembled monolayer (SAM). The phenylboronic acid layer may be formed using an aminophenylboronic acid compound in which a phenylboronic acid compound is formed. Preferably, the aminophenylboronic acid compound may be 3-aminoophenylboronic acid. have.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 페닐붕소산(PBA)층이 상기 아미노페닐붕소산 화합물을 사용하여 형성되면, 상기 아미노페닐붕소산 화합물은 자가조립 단분자층(SAM) 말단의 카르복시기와 아마이드 결합을 형성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when the phenylboronic acid (PBA) layer is formed using the aminophenylboronic acid compound, the aminophenylboronic acid compound may form an amide bond with the carboxyl group at the terminal of the self-assembled monolayer (SAM). Can be formed.

상기 측온저항체(RTD)는 금속 화합물을 포함하며, 바람직하게는 백금(Pt)을 사용하여 형성될 수 있다.The RTD includes a metal compound, and preferably may be formed using platinum (Pt).

상기 절연층은 산화물을 포함하며, 바람직하게는 SiO2 를 사용하여 형성될 수 있다. The insulating layer includes an oxide, and may be preferably formed using SiO 2 .

본 발명은, 측온저항체(RTD)를 포함하는 하부층 위에 절연층을 포함하는 중간층을 형성하는 단계, 상기 중간층 위에 금(Au) 박막층을 증착하는 단계, 상기 금(Au) 박막층 위에 자가조립 단분자층(SAM)을 형성하는 단계 및 상기 자가조립 단분자층(SAM) 위에 페닐붕소산(PBA) 층을 형성하는 단계를 포함하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 제조방법을 제공한다.The present invention, forming an intermediate layer including an insulating layer on the lower layer containing a RTD, depositing a thin layer of gold (Au) on the intermediate layer, self-assembled monolayer (SAM) on the thin layer of gold (Au) It provides a method for producing a sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor comprising the step of forming a) and forming a phenylboronic acid (PBA) layer on the self-assembled monolayer (SAM).

상기 절연층을 포함하는 중간층을 형성 단계는 실리콘 산화막을 형성하는 단계이며, 예를 들면, 상기 실리콘 산화막은 플라스마-강화 화학기상 증착법(PECVD)을 사용하여 증착될 수 있다. Forming the intermediate layer including the insulating layer is a step of forming a silicon oxide film, for example, the silicon oxide film may be deposited using plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD).

상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 이전에는 증착된 금(Au) 박막층 표면을 세척할 수 있다.Before the self-assembled monolayer (SAM) is formed, the deposited gold (Au) thin film surface may be cleaned.

상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 단계는 상기 금(Au) 박막층의 금과 결합을 형성할 수 있는 화합물과 알코올의 혼합 용액에 금(Au) 박막층이 증착된 마이크로 열센서를 침지시켜 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자가조립 단분자층(SAM)은 카르복시알칸싸이올 및 알코올 혼합용액에 금(Au) 박막층이 증착된 마이크로 열센서를 침지시킴으로써 형성될 수 있으며, 상기 카르복시알칸싸이올은 10-카르복시-1-데칸싸이올(10-carboxy-1-decanethiol)이 바람직하다. The self-assembled monolayer (SAM) forming step may be formed by immersing the micro thermal sensor in which the gold (Au) thin film layer is deposited in a mixed solution of alcohol and a compound capable of forming a bond with gold of the gold (Au) thin film layer. . According to embodiments of the present invention, the self-assembled monolayer (SAM) may be formed by immersing a micro thermal sensor in which a thin film of gold (Au) is deposited on a carboxyalkane thiol and an alcohol mixture solution, and the carboxyalkane thiol Silver 10-carboxy-1-decanethiol is preferred.

또한, 상기 혼합용액에서 상기 카르복시알칸싸이올 농도는 5 ~ 15 mM 인 것이 바람직하다.In addition, the carboxyalkanthiol concentration in the mixed solution is preferably 5 ~ 15 mM.

상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 후, 상기 금(Au) 박막층의 금과 결합하지 못한 화합물을 세척할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상기 금(Au) 박막층의 금과 결합하지 못한 카르복시알칸싸이올 화합물을 초순수로 세척한 후 순수한 알코올에서 초음파 처리할 수 있다. After the self-assembled monolayer (SAM) is formed, the compound that does not bond with gold of the gold (Au) thin film layer may be washed. According to embodiments of the present invention, the carboxyalkanethiol compound which is not bonded to gold of the gold (Au) thin film layer may be ultrasonically treated with pure alcohol after washing with ultrapure water.

또한, 상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 후, 자가조립 단분자층(SAM)의 표면에 위치하는 말단기를 활성화시킬 수 있다. In addition, after forming the self-assembled monolayer (SAM), it is possible to activate a terminal group located on the surface of the self-assembled monolayer (SAM).

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자가조립 단분자층(SAM)이 카르복시알칸싸이올을 사용하여 형성되는 경우, 상기 자가조립 단분자층의 표면에 노출된 말단 카르복시기를 활성화시킬 수 있다. 상기 카르복실기 활성화는 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride을 용질로, DMF를 용매로 하여 80 내지 120mM(mmol/L)농도의 혼합용액을 만들고, 마이크로 열센서를 30분 내지 1시간 30분 동안 상기 혼합용액에 침지시켜 수행될 수 있다. According to embodiments of the present invention, when the self-assembled monolayer (SAM) is formed using a carboxyalkane thiol, the terminal carboxyl group exposed on the surface of the self-assembled monolayer may be activated. The carboxyl activation is made of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride as a solute, DMF as a solvent to form a mixed solution of 80 to 120 mM (mmol / L) concentration, and a micro thermal sensor for 30 minutes to 1 hour. It may be carried out by immersing in the mixed solution for 30 minutes.

상기 페닐붕소산(PBA)층 형성 단계는 자가조립 단분자층(SAM)이 형성된 마이크로 열센서를 페닐붕소산(PBA)계 화합물을 포함하는 용액에 침지시켜 제조될 수 있다.The phenylboronic acid (PBA) layer forming step may be prepared by immersing a micro thermal sensor in which a self-assembled monolayer (SAM) is formed in a solution containing a phenylboronic acid (PBA) -based compound.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 페닐붕소산(PBA)층은 DMF와 페닐붕소산계 화합물이 포함된 NaOH 용액의 부피비가 1:0.5 내지 1:2인 혼합 용액에 상기 자가조립 단분자층(SAM)이 형성된 마이크로 열센서를 15 내지 30시간 동안 침지시켜 형성될 수 있다. 상기 용액은 약 15 내지 25℃일 수 있으며, 상기 페닐붕소산계 화합물이 포함된 NaOH 용액에서 페닐붕소산 화합물의 농도는 15 ~ 25 mM인 것이 바람직하다. 또한, 상기 페닐붕소산계 화합물은 3-아미노페닐붕소산(3-aminophenylboronic acid)일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the phenylboronic acid (PBA) layer is a self-assembled monolayer (SAM) in a mixed solution in which the volume ratio of the NaOH solution containing DMF and the phenylboronic acid compound is 1: 0.5 to 1: 2. The formed micro-thermal sensor may be formed by immersing for 15 to 30 hours. The solution may be about 15 to 25 ℃, the concentration of the phenylboronic acid compound in the NaOH solution containing the phenylboronic acid compound is preferably 15 ~ 25 mM. In addition, the phenylboronic acid compound may be 3-aminophenylboronic acid.

본 발명은, 적혈구를 포함하는 전혈시료에 빛을 조사하는 레이저 모듈, 상기 조사되는 빛에 대응하여 변화하는 적혈구의 온도를 검출하는 검출부 및 검출된 온도를 이용하여 적혈구 막 표면의 시알산의 양을 측정하는 측정부를 포함하는 시알산 정량측정 장치를 제공한다.The present invention provides a laser module for irradiating a whole blood sample including red blood cells, a detection unit for detecting a temperature of red blood cells that change in response to the irradiated light, and a detected temperature to determine the amount of sialic acid on the surface of the red blood cell membrane. Provided is a sialic acid quantitative measuring apparatus including a measuring unit for measuring.

상기 레이저 모듈은 500 ~ 1,000 nm의 빛을 조사할 수 있으며, 532 nm의 빛을 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 레이저 모듈은 CWDPSS(Continous Wave Diode Pumped Solid State)인 것이 바람직하다.The laser module may be irradiated with light of 500 ~ 1,000 nm, it is preferable to irradiate light of 532 nm. In addition, the laser module is preferably CWDPSS (Continous Wave Diode Pumped Solid State).

상기 검출부는 전혈시료가 안착되는 본 발명에서 제공되는 마이크로 열센서 및 상기 마이크로 열센서에 연결되어 측온저항체(RTD)의 저항의 변화에 따라 가열된 적혈구로부터 발생한 열변화 신호를 검출하는 전류-전압계(I-V meter)를 포함할 수 있다.The detection unit is connected to the micro-thermal sensor and the micro-thermal sensor provided in the present invention in which the whole blood sample is seated and a current-voltmeter for detecting a heat change signal generated from a heated red blood cell according to a change in resistance of the RTD ( IV meter).

상기 시알산 정량측정 장치는, 상기 레이저 모듈로부터 공급되는 전원을 제어하는 파워 컨트롤러, 상기 레이저 모듈로부터 조사되는 빛을 규칙적인 시간 간격으로 단속하는 광학 초퍼 및 상기 레이저 모듈로부터 조사되는 빛의 세기를 측정하는 광학 파워미터를 더 포함할 수 있다.The sialic acid quantitative measuring device may include: a power controller for controlling power supplied from the laser module, an optical chopper for intermittent light emitted from the laser module at regular time intervals, and an intensity of light emitted from the laser module. It may further include an optical power meter.

또한, 본 발명은, 본 발명에서 제공되는 마이크로 열센서에 안착된 전혈시료에 레이저 모듈로부터 빛을 조사하는 단계, 빛이 조사된 적혈구의 온도 변화를 측정하는 단계 및 측정된 적혈구의 온도 변화로부터 시알산 양을 계산하는 단계를 포함하는 시알산 정량측정 방법을 제공한다.In addition, the present invention, the step of irradiating light from the laser module to the whole blood sample seated on the micro-thermal sensor provided in the present invention, measuring the temperature change of the red blood cells irradiated with light and from the measured temperature change of red blood cells It provides a sialic acid quantitative measuring method comprising the step of calculating the amount of acid.

상기 레이저 모듈은 532nm의 빛을 조사하는 것이 바람직하고, 적혈구의 온도 변화는 측온저항체(RTD)를 통하여 측정될 수 있다. The laser module is preferably irradiated with light of 532nm, the temperature change of the red blood cells can be measured through the RTD.

본 발명의 시알산 정량 측정 방법 및 장치를 통하여 효소반응 과정의 필요 없이 광열효과를 통하여 직접적으로 시알산의 양을 측정할 수 있다.Through the sialic acid quantitative measuring method and apparatus of the present invention, the amount of sialic acid can be directly measured through a photothermal effect without the need for an enzymatic reaction process.

또한, 본 발명의 시알산 정량 측정 방법 및 장치를 통하여 전문적인 인력이 필요 없이 간단하게 시알산의 양을 측정할 수 있다.In addition, through the sialic acid quantitative measuring method and apparatus of the present invention, it is possible to simply measure the amount of sialic acid without the need for specialized personnel.

또한, 본 발명의 시알산 정량 측정 방법 및 장치를 통하여 빠른 시간 내에 정확하게 시알산의 양을 측정할 수 있다.In addition, the sialic acid quantitative measuring method and apparatus of the present invention can accurately measure the amount of sialic acid within a short time.

도 1은 본 발명의 마이크로 열센서의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 마이크로 열센서의 제조공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시알산 정량적 측정장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 일예 및 이를 포함하는 시알산 정량측정 장치의 일예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 광열효과를 이용한 시알산 정량측정 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 마이크로 열센서 금(Au) 박막층 표면 처리의 각 단계 이후 결과를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 광열효과에 따른 각 실험결과를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure of a micro thermal sensor of the present invention.
2 is a view showing a manufacturing process of the micro thermal sensor of the present invention.
3 is a view illustrating a sialic acid quantitative measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows an example of the sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor of the present invention and an example of the sialic acid quantitative measurement device including the same.
5 is an explanatory diagram for explaining a sialic acid quantitative measurement method using the photothermal effect of the present invention.
6 is a view showing the results after each step of the surface treatment of the micro thermal sensor gold (Au) thin film layer of the present invention.
7 is a view showing the results of each experiment according to the photothermal effect of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 장치 및 상기 장치의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면에 있어서, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호를 사용한다. 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 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 목적으로 사용된다. Hereinafter, a device and a method of manufacturing the device according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be modified in various ways and may have various forms. It is to be understood that all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and the technical scope are included. In each figure, similar reference numerals are used for similar elements. Terms such as first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used to distinguish one component from another component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 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 terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "comprise" or "consist" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or 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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막) 또는 패턴들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막) 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. In the accompanying drawings, the dimensions of the substrate, layer (film), or patterns are shown enlarged in actuality for clarity of the present invention. In the present invention, when each layer (film), pattern or structure is referred to as being formed on the substrate, on each layer (film) or on the patterns, ) Means that the pattern or structures are directly formed on or under the substrate, each layer (film) or patterns, or another layer (film), another pattern or other structure may be additionally formed on the substrate.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 장치 및 장치 제조방법을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a device and a device manufacturing method according to preferred embodiments of the present invention.

광열효과Light heat effect

색소포(Chromophore)는 특정 파장의 광자를 흡수하고 이를 열에너지로 전환할 수 있는데(Anderson과 Parrish, 1983), 적혈구 내의 헤모글로빈 분자 역시 전형적인 색소포에 해당한다. Chromophores can absorb photons of specific wavelengths and convert them into thermal energy (Anderson and Parrish, 1983). Hemoglobin molecules in erythrocytes are also typical pigments.

단일 적혈구 내에는 2억 7천만 헤모글로빈 분자가 있으며, 각각의 헤모글로빈 분자는 4개의 헴(heme) 그룹을 가진다. 각각의 헴 그룹은 헤테로고리인 포르피린 고리 중앙에 철(Fe) 원자를 포함하고 있다. Within a single red blood cell, there are 270 million hemoglobin molecules, and each hemoglobin molecule has four heme groups. Each heme group contains an iron (Fe) atom in the center of the heterocyclic porphyrin ring.

이러한 철(Fe) 이온들은 418nm, 530-545nm, 및 577-595nm에서 광자(photon)를 흡수하고 이를 열에너지로 전환할 수 있다. 특히, 532nm 파장의 빛을 잘 흡수하며, 이 파장에서 적혈구의 상기 광열효과에 의한 파라미터는 잘 확립되어 있다(Lapotko 등, 2002; Lapotko와 Lukianova, 2005; Lapotko, 2006; Almond와 Patel, 1996). These iron (Fe) ions can absorb photons at 418nm, 530-545nm, and 577-595nm and convert them into thermal energy. In particular, it absorbs light at a wavelength of 532 nm well, and the parameter by the photothermal effect of red blood cells at this wavelength is well established (Lapotko et al., 2002; Lapotko and Lukianova, 2005; Lapotko, 2006; Almond and Patel, 1996).

본 발명에서는 이러한 상기 적혈구에 대한 광열효과를 이용하여 시알산의 양을 정량적으로 측정할 수 있는 하기와 같은 마이크로 열센서를 제시한다.
The present invention provides a micro thermal sensor as described below, which can quantitatively measure the amount of sialic acid using the photothermal effect on the red blood cells.

마이크로 Micro 열센서Thermal sensor

본 발명의 발명자는 적혈구의 광열효과를 이용한 헤모글로빈의 정량적 측정장치를 개발한 바 있으며, 상기 발명은 국내공개특허 제10-2011-0057341호로 공개되었다. The inventor of the present invention has developed a device for quantitative measurement of hemoglobin using the photothermal effect of erythrocytes, the invention has been published in Korea Patent Publication No. 10-2011-0057341.

상기 공개특허에 개시된 마이크로 열센서는 측온저항체(Resistance Temperature Detector; RTD) 및 상기 측온저항체와 연결된 도선부를 포함하는 센서로서 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The micro thermal sensor disclosed in the above-described patent is a sensor including a resistance temperature detector (RTD) and a conductor connected to the resistance thermometer, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에서 사용되는 마이크로 열센서는 상기 공개특허의 마이크로 열센서를 표면처리한 것으로서, 기판(substrate) 위에 측온저항체(RTD)를 포함하는 하부층, 상기 하부층 위의 절연층을 포함하는 중간층 및 상기 중간층 위에 위치하며 적혈구 막 표면의 시알산과 화학결합하는 상부층을 포함할 수 있다.The micro thermal sensor used in the present invention is a surface treatment of the micro-thermal sensor of the published patent, a lower layer including a RTD on a substrate, an intermediate layer including an insulating layer on the lower layer and the intermediate layer It may comprise an upper layer positioned above and chemically bonding to sialic acid on the surface of the red blood cell membrane.

도 1은 본 발명의 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 구조의 일예를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an example of the structure of the sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 마이크로 열센서(22)의 구조는 기판(210) 위에 하부층인 백금 측온저항체(RTD)(215)가 위치하고, 그 위에 절연층(220)을 포함하는 중간층이 위치한다. 상기 절연층(220) 상에는 금(Au) 박막층(230)이 위치하며, 상기 금(Au) 박막층(230) 위에 자가조립 단분자층(SAM)(240)이 위치한다. 자가조립 단분자층(SAM)(240) 위의 최외각에는 페닐붕소산(PBA)층(250)이 위치한다. Referring to FIG. 1, in the structure of the micro thermal sensor 22 according to the exemplary embodiments of the present invention, a platinum RTD 215, which is a lower layer, is disposed on a substrate 210, and an insulating layer 220 is disposed thereon. Including intermediate layer is located. A gold (Au) thin film layer 230 is positioned on the insulating layer 220, and a self-assembled monolayer (SAM) 240 is disposed on the gold (Au) thin film layer 230. The phenylboronic acid (PBA) layer 250 is positioned at the outermost portion on the self-assembled monolayer (SAM) 240.

상기 기판(210)으로는 내열충격성이 있고, 실리콘(148 W/m*K)보다 낮은 열전도성(1.005 W/m*K) 및 낮은 열팽창계수(32.5 x 10-7 ℃-1)를 가지는 유리 기판을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 파이렉스 유리 웨이퍼를 사용할 수 있다.The substrate 210 has a thermal shock resistance, glass having a lower thermal conductivity (1.005 W / m * K) and a lower coefficient of thermal expansion (32.5 x 10 -7 ℃ -1 ) than silicon (148 W / m * K) Substrates may be used, for example pyrex glass wafers.

상기 하부층은 측온저항체(RTD, 215)를 포함한다. 상기 측온저항체(RTD, 215)는 온도변화에 의한 저항변화 값으로부터 온도를 측정할 수 있는 온도계이다. 상기 측온저항체(RTD)는 도선부와 연결되며, 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 측온저항체(RTD)는 백금(Pt)을 사용하여 형성될 수 있다.The lower layer includes a RTD (215). The RTD (215) is a thermometer that can measure the temperature from the resistance change value due to the temperature change. The RTD is connected to the conductive line part and may be formed using a metal. For example, the RTD may be formed using platinum Pt.

상기 중간층은 하부층 위에 위치하며, 상부층(260)과 하부층 사이의 전기 절연을 할 수 있는 절연층(220)을 포함한다. 상기 절연층(220)은 SiO2 막일 수 있다.The intermediate layer is positioned above the lower layer and includes an insulating layer 220 capable of electrical insulation between the upper layer 260 and the lower layer. The insulating layer 220 may be a SiO 2 film.

상기 상부층(260)은 적혈구 막 표면의 시알산과 화학결합할 수 있는 화합물이 최외각에 도포됨으로써 시알산-매개 가교에 의한 적혈구를 직접적으로 포획하는 층이다. The upper layer 260 is a layer that directly captures red blood cells by sialic acid-mediated crosslinking by applying a compound capable of chemically bonding with sialic acid on the surface of the red blood cell membrane to the outermost layer.

상기 시알산과 결합을 형성할 수 있는 화합물로는 페닐붕소산 (Phenylboronic acid, PBA)계 화합물이 사용될 수 있다. 상기 페닐붕소산계 화합물은 시알산의 양 또는 농도에 따라 결합하여 포획되는 적혈구의 개수가 달라지게 된다. 페닐붕소산계 화합물로 포획된 적혈구의 개수는 광열효과를 통하여 측정될 수 있으며, 이를 통하여 시알산의 양 또는 농도를 측정할 수 있다. As a compound capable of forming a bond with the sialic acid, a phenylboronic acid (PBA) -based compound may be used. The number of erythrocytes captured by the phenylboronic acid-based compound is changed depending on the amount or concentration of sialic acid. The number of red blood cells captured by the phenylboronic acid-based compound may be measured through the photothermal effect, and thus the amount or concentration of sialic acid may be measured.

상기 상부층(260)은 상기 절연층(220) 위에 위치하는 금(Au) 박막층(230), 상기 금(Au) 박막층(230) 위에 위치하는 자가조립 단분자층(SAM)(240) 및 상기 자가조립 단분자층(SAM)(240) 위에 위치하는 페닐붕소산(PBA)층(250)를 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 금(Au) 박막층(230) 상에 상기 자가조립 단분자층(SAM)(240)이 화학결합을 통해 부착되며, 상기 자가조립 단분자층(SAM)(240) 상에 화합결합을 통해 페닐붕소산층(250)이 부착될 수 있다. The upper layer 260 is a gold (Au) thin film layer 230 on the insulating layer 220, a self-assembled monolayer (SAM) 240 and the self-assembled monolayer on the gold (Au) thin film layer 230 And a phenylboronic acid (PBA) layer 250 positioned on the (SAM) 240. According to the exemplary embodiments of the present invention, the self-assembled monolayer (SAM) 240 is attached to the gold (Au) thin film layer 230 through a chemical bond, and on the self-assembled monolayer (SAM) 240. The phenylboronic acid layer 250 may be attached through the compound bond.

상기 자가조립 단분자층(SAM, 240)은 상기 금 박막층(230)의 금(Au)과 결합을 형성할 수 있는 화합물을 사용하여 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자가조립 단분자층(240)은 아미노알칸싸이올, Fmoc-알칸싸이올, 카르복시알칸싸이올, 카르복시알칸설파이드, 숙신이미딜 알칸다이설파이드, 킬레이트 알칸싸이올, 페로세닐 알칸싸이올, 하이드록시알칸싸이올 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 물질을 사용하여 형성될 수 있다.The self-assembled monolayer (SAM) 240 may be formed using a compound capable of forming a bond with gold (Au) of the gold thin film layer 230. According to embodiments of the present invention, the self-assembled monolayer 240 is an amino alkanediol, Fmoc-alkanediol, carboxyalkanethiol, carboxyalkanesulfide, succinimidyl alkanesulfide, chelate alkanethiol, ferro It may be formed using a material selected from senyl alkanthiols, hydroxyalkanthiols or mixtures thereof.

예를 들면, 상기 자가조립 단분자층(SAM)은 카르복시알칸싸이올 화합물을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 카르복시알칸싸이올 화합물의 싸이올 기는 상기 금(Au) 박막층의 금 원자와 결합함으로써 단단하게 연결될 수 있다. 상기 카르복시알칸싸이올 화합물로는 15-Carboxyl-1-pentadecanethiol, 10-carboxy-1-decanethiol, 7-Carboxy-1-heptanethiol, 5-Carboxy-1-pentanethiol 또는 Carboxy-EG6-undecanethiol 등을 포함할 수 있으며, 10-carboxy-1-decanethiol을 사용하는 것이 바람직하다.For example, the self-assembled monolayer (SAM) may be formed using a carboxyalkanethiol compound. The thiol group of the carboxyalkanethiol compound may be firmly connected by bonding with a gold atom of the gold (Au) thin film layer. The carboxyalkanthiol compound may include 15-Carboxyl-1-pentadecanethiol, 10-carboxy-1-decanethiol, 7-Carboxy-1-heptanethiol, 5-Carboxy-1-pentanethiol or Carboxy-EG6-undecanethiol It is preferable to use 10-carboxy-1-decanethiol.

상기 페닐붕소산(PBA)층(250)은 페닐붕소산계 화합물을 사용하여 형성된 층이다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 페닐붕소산(PBA)층(250)과 상기 자가조립 단분자층(SAM)(240)과의 결합을 강화하기 위하여 아미노페닐붕소산 화합물을 사용하여 형성시킬 수 있으며, 이때 아미노페닐붕소산의 아미노기와 자가조립 단분자층(SAM)의 카르복실기의 아마이드 결합을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 페닐붕소산층(250)은 3-아미노페닐붕소산을 사용하여 형성될 있다.The phenylboronic acid (PBA) layer 250 is a layer formed using a phenylboronic acid compound. According to the embodiments of the present invention, in order to strengthen the bond between the phenylboronic acid (PBA) layer 250 and the self-assembled monolayer (SAM) 240 may be formed using an aminophenylboronic acid compound In this case, an amide bond may be formed between an amino group of aminophenylboronic acid and a carboxyl group of a self-assembled monolayer (SAM). For example, the phenylboronic acid layer 250 may be formed using 3-aminophenylboronic acid.

상기 상부층(260)의 최외각에 형성된 상기 페닐붕소산(PBA)층(250)은 적혈구 막 표면의 시알산과 직접 화학결합할 수 있으며, 이 결합을 통하여 시알산과 연결되어 있는 적혈구를 포획할 수 있다.
The phenylboronic acid (PBA) layer 250 formed at the outermost portion of the upper layer 260 may directly chemically bond with sialic acid on the surface of the red blood cell membrane, and may capture red blood cells connected with sialic acid through the binding. .

마이크로 Micro 열센서의Of thermal sensor 제조방법 Manufacturing method

본 발명의 상기 마이크로 열센서는 마이크로 열센서의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴 위에 페닐붕소산(PBA) 처리를 함으로써 제조될 수 있다.The micro thermal sensor of the present invention may be manufactured by forming a pattern of the micro thermal sensor and then subjecting the formed pattern to phenylboronic acid (PBA) treatment.

구체적으로, 본 발명의 상기 마이크로 열센서의 제조방법은 측온저항체(RTD)(215)를 포함하는 하부층 위에 절연층(220)을 포함하는 중간층을 형성하는 단계, 상기 중간층 위에 금(Au) 박막층(230)을 증착하는 단계, 상기 금(Au) 박막층(230) 위에 자가조립 단분자층(SAM)(240)을 형성하는 단계, 및 상기 자가조립 단분자층(SAM)(240) 위에 페닐붕소산(PBA)층(250)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the method of manufacturing the micro thermal sensor of the present invention comprises the steps of forming an intermediate layer including the insulating layer 220 on the lower layer including a RTD (215), the gold (Au) thin film layer ( 230, forming a self-assembled monolayer (SAM) 240 on the gold (Au) thin film layer 230, and a phenylboronic acid (PBA) layer on the self-assembled monolayer (SAM) 240. And forming 250.

도 2는 본 발명의 시알산 정량측정에 사용되는 마이크로 열센서의 패턴 형성과정을 설명하는 도면으로서, 상기 증착된 금 박막층(230)을 자가조립 단분자층(SAM)(240) 및 페닐붕소산(PBA)으로 표면처리하기 이전의 단계는 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.2 is a view illustrating a pattern formation process of the micro thermal sensor used in the sialic acid quantitative measurement of the present invention, wherein the deposited gold thin film layer 230 is a self-assembled monolayer (SAM) 240 and phenylboronic acid (PBA). Steps prior to surface treatment with) will be described with reference to FIG. 2.

도 2를 참조하면, 상기 마이크로 열센서 상의 절연층(220) 및 금(Au) 박막층(230)은 포토리소그라피(photolithography) 방식을 이용하여 형성될 수 있으며, 리프트-오프(lift-off) 공정을 사용하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the insulating layer 220 and the gold (Au) thin film layer 230 on the micro thermal sensor may be formed using a photolithography method, and a lift-off process may be performed. Can be formed using.

먼저, 열 특성이 우수한 파이렉스 7740 유리 웨이퍼 (열전도도: 1.005W/m*K, 열팽창계수: 32.5 X 10-7/℃)에 AZ1512 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트 막을 형성한 후 포토레지스트 막을 노광하고 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. First, AZ1512 photoresist composition was applied to a Pyrex 7740 glass wafer (thermal conductivity: 1.005 W / m * K, thermal expansion coefficient: 32.5 X 10 -7 / ° C) having excellent thermal properties to form a photoresist film, and then exposed the photoresist film. And developing to form a photoresist pattern.

상기 포토레지스트 막은 상기 포토레지스트 조성물을 스핀 코팅하여 형성될 수 있으며, 약 3000rpm으로 스핀 코팅하여 형성될 수 있다.The photoresist film may be formed by spin coating the photoresist composition, and may be formed by spin coating at about 3000 rpm.

상기 웨이퍼 상에 포토레지스트 막을 형성하기 전 상기 포토레지스트 막과 웨이퍼의 접착을 강화하기 위하여 hexamethyldisilazane(HMDS, [(CH3)3Si]2NH])을 약 4000rpm으로 스핀 코팅하는 단계를 더 수행할 수 있다. Spin coating hexamethyldisilazane (HMDS, [(CH 3 ) 3 Si] 2 NH]) at about 4000 rpm to enhance adhesion of the photoresist film to the wafer prior to forming the photoresist film on the wafer. Can be.

상기 포토레지스트 막 형성 후 얼라이너를 이용하여 UV로 상기 포토레지스트 막을 노광한다. 상기 얼라이너는 Karl Suss MA6 Mask Aligner를 사용할 수 있으며, 상기 노광 공정은 14 mJ/cm2으로 365nm 파장의 UV를 이용하여 약 10 초 내지 15초, 바람직하게는 약 13초 동안 수행할 수 있다. After the photoresist film is formed, the photoresist film is exposed to UV light using an aligner. The aligner may use Karl Suss MA6 Mask Aligner, and the exposure process may be performed for about 10 seconds to 15 seconds, preferably about 13 seconds using UV of 365 nm wavelength at 14 mJ / cm 2 .

노광 공정 후 상기 포토레지스트 막에 대해 현상 공정을 수행하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 현상 공정은 4차 암모늄 수산화 용액을 사용하여 수행할 수 있으며, 바람직하게는 AZ300 (Clariant Industries, Ltd.)을 사용하여 25초 동안 수행할 수 있다. After the exposure process, a development process is performed on the photoresist film to form a photoresist pattern. The developing process may be carried out using a quaternary ammonium hydroxide solution, preferably AZ300 (Clariant Industries, Ltd.) for 25 seconds.

상기 포토레지스트 패턴 상에 크롬(Cr) 층과 백금(Pt) 층을 형성한다. 상기 크롬(Cr) 층은 상기 백금(Pt) 층과 상기 웨이퍼 기판의 접착성을 향상시키기 위하여 형성될 수 있으며, 약 200Å의 두께로 형성될 수 있다. 상기 백금(Pt) 층은 측온저항체(RTD)로 사용되며, 약 1000Å의 두께로 형성될 수 있다. A chromium (Cr) layer and a platinum (Pt) layer are formed on the photoresist pattern. The chromium (Cr) layer may be formed to improve adhesion between the platinum (Pt) layer and the wafer substrate, and may be formed to a thickness of about 200 μs. The platinum (Pt) layer is used as a RTD, and may be formed to a thickness of about 1000 μs.

상기 백금(Pt) 층과 크롬(Cr) 층을 형성한 후에, 상기 포토레지스트 패턴과 함께 E-beam 증발장치를 사용하여 패턴을 형성할 수 있다. After forming the platinum (Pt) layer and the chromium (Cr) layer, a pattern may be formed using an E-beam evaporator together with the photoresist pattern.

이 후 아세톤을 이용하여 상기 포토레지스트 패턴을 제거하여 측온저항체(RTD)를 형성하는 백금(Pt) 막 패턴을 형성할 수 있다. Thereafter, the photoresist pattern may be removed using acetone to form a platinum (Pt) film pattern for forming a RTD.

다시 도 2를 참조하면, 상기 측온저항체(RTD)로 기능하는 백금(Pt) 막 패턴 상에 절연층을 형성한다. 상기 절연층은 장치 제조 및 실험에 사용되는 용액들로 인한 저항 변화를 차단하는 역할을 수행한다. Referring to FIG. 2 again, an insulating layer is formed on the platinum (Pt) film pattern which functions as the RTD. The insulating layer serves to block the resistance change due to the solutions used in the manufacture and experiment of the device.

상기 절연층은 실리콘 산화물을 사용하여 플라스마-강화 화학기상 증착법(PECVD)법으로 형성될 수 있으며 약 700Å 내지 1200Å, 바람직하게는 1000Å의 두께로 증착될 수 있다.The insulating layer may be formed by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using silicon oxide and may be deposited to a thickness of about 700 kW to 1200 kW, preferably 1000 kW.

상기 절연층이 형성된 후에는 상기 절연층 상에 크롬(Cr) 층과 금(Au) 박막층을 증착한다. 상기 크롬 층은 약 200 Å의 두께로 증착될 수 있으며, 상기 금(Au) 박막층은 약 1000 Å의 두께로 증착될 수 있다. After the insulating layer is formed, a chromium (Cr) layer and a gold (Au) thin film layer are deposited on the insulating layer. The chromium layer may be deposited to a thickness of about 200 GPa, and the gold (Au) thin film layer may be deposited to a thickness of about 1000 GPa.

상기 크롬(Cr) 층과 금(Au) 박막층은 포토리소그라피 공정을 사용하여 습식 식각 공정을 수행함으로써 패턴을 형성할 수 있다.The chromium (Cr) layer and the gold (Au) thin film layer may form a pattern by performing a wet etching process using a photolithography process.

상기 크롬 층과 금 박막층 패턴에 의해 노출된 절연층을 콘택트 패드(contact pad) 형성을 위해 습식 식각 공정을 수행할 수 있다. A wet etching process may be performed on the insulating layer exposed by the chromium layer and the gold thin film layer pattern to form a contact pad.

제작한 마이크로 열센서의 성능을 검증하기 위하여 J-type 열전쌍과 전열기, 펠티에 소자를 이용하여 보정실험을 수행한 결과는 도 2의(i)와 같다.In order to verify the performance of the manufactured micro-thermal sensor, the calibration experiment using the J-type thermocouple, the heater, and the Peltier device is shown in FIG.

이하에서는 상기 패턴이 형성된 마이크로 열센서의 표면처리 단계를 설명하기로 한다.Hereinafter, the surface treatment step of the micro thermal sensor having the pattern will be described.

먼저, 상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 이전에는 증착된 금(Au) 박막층 표면을 세척할 수 있다.First, before the self-assembled monolayer (SAM) is formed, the deposited gold (Au) thin film surface may be cleaned.

상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 단계는 상기 금(Au) 박막층의 금과 결합을 형성할 수 있는 화합물과 알코올의 혼합 용액에 금(Au) 박막층이 증착된 마이크로 열센서를 침지시켜 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자가조립 단분자층(SAM)은 카르복시알칸싸이올 및 알코올 혼합용액에 금(Au) 박막층이 증착된 마이크로 열센서를 침지시킴으로써 형성될 수 있으며, 상기 카르복시알칸싸이올은 10-카르복시-1-데칸싸이올(10-carboxy-1-decanethiol)이 바람직하다. The self-assembled monolayer (SAM) forming step may be formed by immersing the micro thermal sensor in which the gold (Au) thin film layer is deposited in a mixed solution of alcohol and a compound capable of forming a bond with gold of the gold (Au) thin film layer. . According to embodiments of the present invention, the self-assembled monolayer (SAM) may be formed by immersing a micro thermal sensor in which a thin film of gold (Au) is deposited on a carboxyalkane thiol and an alcohol mixture solution, and the carboxyalkane thiol Silver 10-carboxy-1-decanethiol is preferred.

또한, 상기 혼합용액에서 상기 카르복시알칸싸이올 농도는 5 ~ 15 mM 인 것이 바람직하다.In addition, the carboxyalkanthiol concentration in the mixed solution is preferably 5 ~ 15 mM.

상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 후, 상기 금(Au) 박막층의 금과 결합하지 못한 화합물을 세척할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상기 금(Au) 박막층의 금과 결합하지 못한 카르복시알칸싸이올 화합물을 초순수로 세척한 후 순수한 알코올에서 초음파 처리할 수 있다. After the self-assembled monolayer (SAM) is formed, the compound that does not bond with gold of the gold (Au) thin film layer may be washed. According to embodiments of the present invention, the carboxyalkanethiol compound which is not bonded to gold of the gold (Au) thin film layer may be ultrasonically treated with pure alcohol after washing with ultrapure water.

또한, 상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 후, 자가조립 단분자층(SAM)의 표면에 위치하는 말단기를 활성화시킬 수 있다. In addition, after forming the self-assembled monolayer (SAM), it is possible to activate a terminal group located on the surface of the self-assembled monolayer (SAM).

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 자가조립 단분자층(SAM)이 카로복시알칸싸이올을 사용하여 형성되는 경우, 상기 자가조립 단분자층의 표면에 노출된 말단 카르복시기를 활성화시킬 수 있다. 상기 카르복실기 활성화는 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride을 용질로, DMF를 용매로 하여 80 내지 120 mM(mmol/L)농도의 혼합용액을 만들고, 마이크로 열센서를 30분 내지 1시간 30분 동안 상기 혼합용액에 침지시켜 수행될 수 있다. According to the embodiments of the present invention, when the self-assembled monolayer (SAM) is formed using a carboxyoxyalkanthiol, the terminal carboxyl group exposed on the surface of the self-assembled monolayer may be activated. The carboxyl activation is performed by using 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride as a solute and DMF as a solvent to make a mixed solution having a concentration of 80 to 120 mM (mmol / L), and using a micro thermal sensor for 30 minutes to 1 minute. It can be carried out by immersing in the mixed solution for 30 minutes.

상기 페닐붕소산(PBA)층 형성 단계는 자가조립 단분자층(SAM)이 형성된 마이크로 열센서를 페닐붕소산(PBA)계 화합물을 포함하는 용액에 침지시켜 제조될 수 있다.The phenylboronic acid (PBA) layer forming step may be prepared by immersing a micro thermal sensor in which a self-assembled monolayer (SAM) is formed in a solution containing a phenylboronic acid (PBA) -based compound.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 페닐붕소산(PBA)층은 DMF와, 페닐붕소산계 화합물이 포함된 NaOH 용액의 부피비가 1:0.5 내지 1:2인 혼합 용액에 상기 자가조립 단분자층(SAM)이 형성된 마이크로 열센서를 15 내지 30시간 동안 침지시켜 형성될 수 있다. 상기 용액은 약 15 내지 25℃일 수 있으며, 상기 페닐붕소산계 화합물이 포함된 NaOH 용액에서 페닐붕소산계 화합물의 농도는 15 ~ 25 mM인 것이 바람직하다. 또한, 상기 페닐붕소산계 화합물은 3-아미노페닐붕소산(3-aminophenylboronic acid)일 수 있다.
According to embodiments of the present invention, the phenylboronic acid (PBA) layer is a self-assembled monolayer (SAM) in a mixed solution in which the volume ratio of DMF and NaOH solution containing a phenylboronic acid compound is 1: 0.5 to 1: 2. ) May be formed by immersing the formed micro thermal sensor for 15 to 30 hours. The solution may be about 15 to 25 ℃, the concentration of the phenylboronic acid compound in the NaOH solution containing the phenylboronic acid compound is preferably 15 ~ 25 mM. In addition, the phenylboronic acid compound may be 3-aminophenylboronic acid.

시알산 정량측정 장치Sialic acid quantitative measuring device

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시알산 정량적 측정장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.3 is a view illustrating a sialic acid quantitative measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시알산 정량적 측정장치는 적혈구를 포함하는 전혈시료에 빛을 조사하는 레이저 모듈(10), 레이저 모듈(10)로부터 조사되는 빛에 대응하여 변화하는 적혈구의 온도를 검출하는 검출부(20) 및 검출된 온도를 이용하여 시알산의 양을 측정하는 측정부(30)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the sialic acid quantitative measuring device according to an embodiment of the present invention may change in response to light emitted from a laser module 10 and a laser module 10 that irradiate light on a whole blood sample including red blood cells. A detection unit 20 for detecting the temperature of the red blood cells and a measurement unit 30 for measuring the amount of sialic acid using the detected temperature.

상기 레이저 모듈(10)은 시알산 정량측정 장치의 상부에 설치할 수 있으며, 상기 검출부(20)에 수직으로 설치되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 레이저 모듈(10)은 0.03W/cm2의 에너지 밀도에서 9.6W/cm2까지 가변적으로 변화시킬 수 있으며, CWDPSS(Continuous wave Diode Pumped Solid State) 모듈을 사용하는 것이 바람직하다. The laser module 10 may be installed on an upper portion of the sialic acid quantitative measuring device, and may be installed perpendicular to the detection unit 20. The laser module 10 in the present invention it is preferred to use a 0.03W / cm 2 at an energy density of which can be variably changed to 9.6W / cm 2, (Continuous wave Diode Pumped Solid State) CWDPSS module.

상기 레이저 모듈(10)은 500 내지 1,000 nm 범위의 파장의 빛을 조사할 수 있으며, 바람직하게는 500 내지 700 nm 범위의 파장, 더욱 바람직하게는 532 nm 파장의 빛을 조사한다.The laser module 10 may irradiate light having a wavelength in the range of 500 to 1,000 nm, and preferably irradiate light having a wavelength in the range of 500 to 700 nm, more preferably at 532 nm.

또한, 상기 레이저 모듈(10)의 레이저 빔 반경은 약 2.0 mm인 것이 바람직하며, 레이저 모듈(10)의 파워 안정성은 3% 이내로 4시간 이상 지속되는 것이 바람직하다.In addition, the laser beam radius of the laser module 10 is preferably about 2.0 mm, and the power stability of the laser module 10 is preferably maintained for 3 hours or more within 3%.

상기 검출부(20)는 전혈시료가 안착되는 마이크로 열센서(22) 및 상기 마이크로 열센서(22)에 연결되어 측온저항체(RTD)의 저항의 변화에 따라 가열된 적혈구로부터 발생한 열변화 신호를 검출하는 전류-전압계(I-V meter)(24)를 포함한다. 상기 마이크로 열센서(22)는 본 발명의 표면처리된 마이크로 열센서를 사용하는 것이 바람직하다.The detection unit 20 is connected to the micro thermal sensor 22 and the micro thermal sensor 22 on which the whole blood sample is seated, and detects a heat change signal generated from a heated red blood cell according to a change in resistance of the RTD. An IV meter 24 is included. The micro thermal sensor 22 preferably uses the surface-treated micro thermal sensor of the present invention.

본 발명의 시알산 정량측정 장치는 상기 레이저 모듈(10)로부터 공급되는 전원을 제어하는 파워 컨트롤러(40), 상기 레이저 모듈(10)로부터 조사되는 빛을 규칙적인 시간 간격으로 단속하는 광학 초퍼(50) 및 상기 레이저 모듈(10)로부터 조사되는 빛의 세기를 측정하는 광학 파워미터(60)를 더 포함할 수 있다.The sialic acid quantitative measuring apparatus of the present invention is a power controller 40 for controlling the power supplied from the laser module 10, an optical chopper 50 to control the light irradiated from the laser module 10 at regular time intervals. And it may further include an optical power meter 60 for measuring the intensity of the light irradiated from the laser module 10.

한편, 도 4는 본 발명의 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 일예 및 이를 포함하는 시알산 정량측정 장치의 일예를 나타낸다. 구체적으로, 도 4의 (a)는 시알산 정량 측정 마이크로 열센서의 일예이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 마이크로 열센서의 특성을 나타내며, 도 4의 (c)는 시알산 정량측정 장치의 시스템을 설명하는 설명도이며, 도 4의 (d)는 항온시스템을 나타내는 도면이다.On the other hand, Figure 4 shows an example of the sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor of the present invention and an example of the sialic acid quantitative measurement device including the same. Specifically, Figure 4 (a) is an example of the sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor, Figure 4 (b) shows the characteristics of the micro-thermal sensor of Figure 4 (a), Figure 4 (c) It is explanatory drawing explaining the system of a sialic acid quantitative measuring apparatus, and FIG.4 (d) is a figure which shows a constant temperature system.

도 4(a) 및 (b)를 참조하면, 상기 마이크로 열센서(22)의 페닐붕소산(PBA) 개질 영역의 지름은 약 1 mm일 수 있으며, 이때 이론적으로 20,000개 이상의 적혈구와 결합할 수 있다.Referring to FIGS. 4A and 4B, the diameter of the phenylboronic acid (PBA) modified region of the micro thermal sensor 22 may be about 1 mm, which may theoretically bind more than 20,000 red blood cells. have.

도 4(d)를 참조하면, 상기 항온시스템은 일정한 온도 분포를 보장하기 위하여 알루미늄 블록(237 W/m*K)이 사용될 수 있다. Referring to Figure 4 (d), the constant temperature system may be used aluminum block (237 W / m * K) to ensure a constant temperature distribution.

또한, 상기 항온시스템의 한 면에는, 2개의 전열기 및 1개의 K-형 열전쌍이 설치될 수 있다. 상기 2개의 전열기는 상기 열전쌍에 의하여 측정되는 시스템 온도를 증가시키기 위하여 사용된다. 상기 열전쌍의 뚜껑은 빛의 침투를 허용할 수 있으며, 532 nm 파장의 빛을 조사하는 경우 약 20 mm 두께의 아크릴을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, on one side of the constant temperature system, two heaters and one K-type thermocouple may be installed. The two heaters are used to increase the system temperature measured by the thermocouple. The cap of the thermocouple may allow the penetration of light, it is preferable to use an acrylic of about 20 mm thickness when irradiating light of 532 nm wavelength.

도 4(c)를 참조하면, 상기 전열기 및 열전쌍은 PID 컨트롤러(proportional-integral-derivative controller)에 연결되어 일정한 온도(<±0.1℃)를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 4C, the heater and the thermocouple may be connected to a PID controller (proportional-integral-derivative controller) to maintain a constant temperature (<± 0.1 ° C).

본 발명의 마이크로 열센서(22)는 일정한 센서 온도를 유지하기 위하여 상기 알루미늄 블록에 위치할 수 있고, Bayonet Neill-Concelman cables 등의 도선부를 통하여 측정부(30)에 연결될 수 있다.
The micro thermal sensor 22 of the present invention may be located in the aluminum block to maintain a constant sensor temperature, and may be connected to the measurement unit 30 through a conductor such as Bayonet Neill-Concelman cables.

시알산 정량측정 방법Sialic acid quantitative measurement method

본 발명에서는 상기 마이크로 열센서 및 이를 포함하는 시알산 정량측정 장치를 이용하여 시알산을 정량적으로 측정할 수 있다.In the present invention, the sialic acid may be quantitatively measured using the micro thermal sensor and the sialic acid quantitative measuring apparatus including the same.

본 발명의 시알산 정량측정 방법은, 시알산의 농도가 마이크로 열센서(22)에 결합한 적혈구의 농도에 비례하고, 결합한 적혈구의 농도는 빛 조사시 결합한 적혈구 온도 변화에 비례하는 점을 이용하여 적혈구 온도 변화로부터 역으로 시알산의 양을 측정하는 것이다.In the sialic acid quantitative measuring method of the present invention, the concentration of sialic acid is proportional to the concentration of erythrocytes bound to the micro-thermal sensor 22, and the concentration of bound erythrocytes is proportional to the change in the temperature of the combined erythrocytes upon irradiation with red blood cells. It is to measure the amount of sialic acid inversely from the temperature change.

구체적으로, 본 발명의 정량측정 방법은, 본 발명에서 제공되는 마이크로 열센서(22)에 안착된 전혈시료에 레이저 모듈(10)로부터 빛을 조사하는 단계, 빛이 조사된 적혈구의 온도 변화를 측정하는 단계 및 측정된 적혈구의 온도 변화로부터 시알산 양을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. Specifically, the quantitative measuring method of the present invention, the step of irradiating light from the laser module 10 to the whole blood sample seated on the micro-thermal sensor 22 provided in the present invention, measuring the temperature change of the red blood cells irradiated with light And calculating the amount of sialic acid from the measured temperature change of the red blood cells.

도 5는 본 발명의 광열효과를 이용한 시알산 정량측정 방법을 설명하기 위한 설명도이다. 5 is an explanatory diagram for explaining a sialic acid quantitative measurement method using the photothermal effect of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 본 발명의 표면처리된 마이크로 열센서(22)에 전혈시료가 안착된다. 상기 전혈시료와 마이크로 열센서(22)의 표면의 결합은 50 초 이상, 바람직하게는 60초 이상 진행하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 5, a whole blood sample is first seated on the surface-treated micro thermal sensor 22 of the present invention. The combination of the whole blood sample and the surface of the micro thermal sensor 22 is preferably 50 seconds or more, preferably 60 seconds or more.

상기 안착된 전혈시료에 상기 시알산 정량측정 장치의 레이저 모듈(10)을 이용하여 빛을 조사한다. 상기 레이저 모듈(10)은 532 nm의 빛을 조사하는 것이 바람직하다.The seated whole blood sample is irradiated with light using the laser module 10 of the sialic acid quantitative measuring apparatus. The laser module 10 preferably irradiates with light of 532 nm.

상기 레이저 모듈(10)로부터 빛을 조사하게 되면 전혈시료 내의 적혈구에서 온도 변화가 발생하게 되며, 상기 적혈구의 온도변화는 마이크로 열센서(22)의 측온저항체(RTD)(215)를 통하여 측정할 수 있다. When the light is irradiated from the laser module 10, a temperature change occurs in the red blood cells in the whole blood sample, and the temperature change of the red blood cells can be measured through the RTD 215 of the micro thermal sensor 22. have.

상기 측정된 적혈구의 온도 변화로부터 상기 정량측정 장치의 검출부(30)를 통하여 적혈구 막 표면의 시알산의 양을 계산할 수 있다.
The amount of sialic acid on the surface of the red blood cell membrane may be calculated through the detection unit 30 of the quantitative measurement device from the measured temperature change of the red blood cell.

실시예Example

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments and experimental examples are provided to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples and experimental examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the examples and experimental examples.

<< 제조예Manufacturing example 1> 마이크로  1> micro 열센서의Of thermal sensor 표면처리 Surface treatment

1) 절연층이 도포된 마이크로 열센서의 표면 층을 깨끗하게 만들기 위하여, O2 플라스마 기기를 사용하여 1000W의 파워로 300초 동안 처리(세척)한다.1) In order to clean the surface layer of the micro thermal sensor with the insulating layer applied, it is treated (washed) for 300 seconds at a power of 1000 W using an O 2 plasma instrument.

2) 10-카르복시-1-데칸싸이올(10-carboxy-1-decanethiol)을 알코올에 넣어서 10 mM(mmol/L)농도의 용액을 만든 후, 마이크로 열센서를 상기 용액 속에 침지시킨다.2) 10-carboxy-1-decanethiol (10-carboxy-1-decanethiol) is added to the alcohol to make a solution of 10 mM (mmol / L) concentration, and then the micro thermal sensor is immersed in the solution.

3) 표면에 결합되지 않은 10-카르복시-1-데칸싸이올(10-carboxy-1-decanethiol)을 초순수(DI WATER)로 충분히 세척한 후, 순수한 알코올에서 초음파(sonication)로 5분 동안 진동시킨다. 이 과정을 2번 반복하여 실행한다.3) 10-carboxy-1-decanethiol, which is not bound to the surface, is sufficiently washed with ultra pure water (DI WATER), and then vibrated for 5 minutes by sonication in pure alcohol. . Repeat this process twice.

4) 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride(용질), DMF(N,N-Dimethylformamide)(용매)에 넣어 100 mM(mmol/L)농도의 용액을 만든다. 상기 용액에 3)번 과정을 통하여 깨끗이 세척된 마이크로 열센서를 30분 내지 1시간 30분 동안 침지시켜 자가조립 단분자층 말단의 카르복시기를 활성화시킨다.4) Put 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (solute) and DMF (N, N-Dimethylformamide) (solvent) to make 100 mM (mmol / L) solution. The micro-heat sensor washed through the process 3) in the solution is immersed for 30 minutes to 1 hour 30 minutes to activate the carboxyl group at the end of the self-assembled monolayer.

5) 1M(mol/L)농도의 NaOH 용액을 만들고, 상기 NaOH 용액에 3-아미노페닐붕소산(3-aminophenylboronic acid)(용질)을 넣어 20 mM (mmol/L)농도로 만든다. DMF 및 3-아미노페닐붕소산(3-aminophenylboronic acid)이 포함된 NaOH 용액을 1:1 부피비로 혼합시킨다. 마이크로 열센서를 상기 혼합 용액에 상온에서 24시간 동안 담근다.5) A NaOH solution of 1 M (mol / L) concentration is prepared, and 3-aminophenylboronic acid (solute) is added to the NaOH solution to a concentration of 20 mM (mmol / L). NaOH solution containing DMF and 3-aminophenylboronic acid is mixed in a 1: 1 volume ratio. Dip the micro thermal sensor into the mixed solution at room temperature for 24 hours.

6) 표면처리가 끝난 마이크로 열센서를 20 mM(mmol/L) 페닐붕소산 (pH 7.4), 155 mM농도의 NaCl의 용액에 담그어 보관한다.
6) Soak the surface-treated micro thermal sensor in a solution of 20 mM (mmol / L) phenylboronic acid (pH 7.4) and 155 mM concentration of NaCl.

도 6은 상기 제조예에서 마이크로 열센서 금 박막층 표면 처리의 각 단계 이후 결과를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 6의 (a) 내지 (c)는 마이크로 열센서 표면처리의 각 단계를 전자주사현미경(Scanning electron microscopy; SEM)으로 찍은 결과이며, 도 6의 (d) 내지 (f)는 각 단계에서 10ul의 초순수(DI Water)와 센서 표면의 접촉 각도를 나타낸다. 도 6의 (g)는 적혈구 표면의 시알산(SA)과 표면 처리된 마이크로 열센서의 페닐붕소산(PBA)계 화합물 사이의 가교결합으로 포획된 적혈구를 나타내는 전자주사현미경 이미지를 나타낸 것이다.
6 is a view showing the results after each step of the surface treatment of the micro thermal sensor gold thin film layer in the preparation example. Specifically, FIGS. 6A to 6C show results of scanning electron microscopy (SEM) of each step of surface treatment of a micro thermal sensor, and FIGS. In this step, the contact angle between 10ul of ultra pure water (DI Water) and the sensor surface is shown. FIG. 6 (g) shows an electron scanning microscope image showing red blood cells captured by crosslinking between sialic acid (SA) on a red blood cell surface and a phenylboronic acid (PBA) -based compound of a surface-treated micro thermal sensor.

<< 제조예Manufacturing example 2>  2> 전혈시료의Whole blood sample 제조 Produce

1) 피신(Ficin) 효소가 시알산의 다양한 농도를 가진 적혈구를 생산하기 위하여 사용되었다. 상기 피신은 당단백질을 포함한 막단백질을 절단하고, 그 후 시알산과 같은 당류를 방출하는 시스테인 프로테아제이다. Ficin enzymes were used to produce red blood cells with varying concentrations of sialic acid. The picin is a cysteine protease that cleaves membrane proteins, including glycoproteins, and then releases sugars such as sialic acid.

2) 또한, 혈액 샘플의 응고를 방지하기 위하여 EDTA 용액(Lavender BC Vacutainer®)을 사용하였다.2) EDTA solution (Lavender BC Vacutainer®) was also used to prevent coagulation of blood samples.

3) 1% w/v 저장 용액을 생산하기 위하여 1 g의 드라이 피신 파우더가 포스페이트 완충 염분(155 mM NaCl 용액을 포함하는 pH 7.4의 PBS 20 mM) 100ml에 투입되었다.3) 1 g of dry pisin powder was added to 100 ml of phosphate buffered saline (20 mM PBS at pH 7.4 with 155 mM NaCl solution) to produce a 1% w / v stock solution.

4) 상기 피신 용액을 세척된 적혈구 샘플에 동일 부피로 가해졌다.4) The eosin solution was added to the washed red blood cell sample in equal volume.

5) 37 ℃에서 지정된 시간 동안, 적혈구와 피신의 혼합 및 배양 후에, 각각의 샘플은 4 ℃ 아래로 즉시 냉각되었고, 추가 효소 반응을 방지하기 위하여 많은 양의 PBS로 세 번 세척하였다.5) For a designated time at 37 ° C., after mixing and incubating the erythrocytes and the pisin, each sample was immediately cooled down to 4 ° C. and washed three times with a large amount of PBS to prevent further enzymatic reaction.

6) 각각의 전혈시료 샘플에 대하여 30초, 60초, 90초, 및 120초 동안 피신 처리를 수행하였다.
6) Each whole blood sample was evacuated for 30 seconds, 60 seconds, 90 seconds, and 120 seconds.

<< 실험예Experimental Example >>

도 7(a)는 상기 제조예에 의하여 제조된 전혈시료로부터 측정된 시알산의 함량의 결과를 나타낸다. Figure 7 (a) shows the result of the content of sialic acid measured from the whole blood sample prepared by the preparation example.

상기 시알산 측정 방법으로 종래의 효소반응을 이용한 시알산 정량분석 방법을 이용하였다. 상기 효소로서 N-acetylneuraminic acid aldolase 및 β-nicotinamide-adenine dinucleotide(β-NADH)가 사용되었다. As the sialic acid measurement method, a sialic acid quantitative analysis method using a conventional enzymatic reaction was used. N-acetylneuraminic acid aldolase and β-nicotinamide-adenine dinucleotide (β-NADH) were used as the enzyme.

상기 N-acetylneuraminic acid aldolase는 α(2→3,6,8,9)를 포함한 모든 시알산 연결을 촉매반응시켜, 시알산을 피루브산으로 분리시킬 수 있으며, 상기 β-nicotinamide-adenine dinucleotide(β-NADH)은 상기 피루브산을 락틱산으로 환원시킨다. 상기 β-NADH 산화 정도는 분광광도계를 이용하여 측정되며, 이를 통하여 시알산의 양이 측정되었다. The N-acetylneuraminic acid aldolase catalyzes all sialic acid linkages including α (2 → 3,6,8,9) to separate sialic acid into pyruvic acid, and the β-nicotinamide-adenine dinucleotide (β- NADH) reduces the pyruvic acid to lactic acid. The β-NADH oxidation degree was measured using a spectrophotometer, through which the amount of sialic acid was measured.

구체적으로, 20 ㎕의 시알리다아제 버퍼 및 80 ㎕의 초순수가 각 샘플(9.8×107 cells/20㎕)에 가해졌다. 그 후, 세포들을 5분 동안 90℃로 가열하고, 이어서 실온으로 냉각함으로써 죽였다. 모든 시알산 연결들을 절단하기 위하여, 1 ㎕의 α(2→3,6,8,9)-neuraminidase가 상기 용액에 가해지고 37 ℃에서 하룻밤 동안 배양되었다. 1 ~ 200 nmol 시알산 (R2=0.9213) 범위의 표준 시알산 용액을 사용하여 보정이 수행되었다. Specifically, 20 μl of sialidase buffer and 80 μl of ultrapure water were added to each sample (9.8 × 10 7 cells / 20 μl). Cells were then killed by heating to 90 ° C. for 5 minutes and then cooling to room temperature. To cleave all sialic acid linkages, 1 μl of α (2 → 3,6,8,9) -neuraminidase was added to the solution and incubated at 37 ° C. overnight. Calibration was performed using standard sialic acid solutions ranging from 1 to 200 nmol sialic acid (R 2 = 0.9213).

피신 처리되지 않은 샘플의 시알산 농도와 30초, 60초, 90초 및 120초 동안 피신 처리된 4개 샘플의 시알산 농도는, 각각, 379.3±25.9, 363.7±4.0, 288.9±17.5, 271.6±30.9 및 183.6±9.5 pmol/106 cells이었으며, 그 결과는 도 7(a)에 도시된다. The sialic acid concentrations of the unevacuated samples and the sialic acid concentrations of the four samples that were evacuated for 30, 60, 90 and 120 seconds were 379.3 ± 25.9, 363.7 ± 4.0, 288.9 ± 17.5 and 271.6 ±, respectively. 30.9 and 183.6 ± 9.5 pmol / 10 6 cells, and the results are shown in FIG. 7 (a).

또한, 피신 처리되지 않은 샘플의 시알산(SA) 농도에 대비하여 30초, 60초, 90초, 및 120초 피신 처리된 샘플들의 감소된 시알산(SA) 농도 퍼센트는 각각, 4.1%, 23.8%, 28.4%, 및 51.6%이다. In addition, the percent reduced sialic acid (SA) concentrations of the 30, 60, 90, and 120 second vaccinated samples relative to the sialic acid (SA) concentration of the unevacuated sample were 4.1% and 23.8, respectively. %, 28.4%, and 51.6%.

도 7(b)는 마이크로 열센서에 대한 본 발명의 마이크로 열센서와 전혈시료의 최적의 결합시간 결과를 나타낸다. Figure 7 (b) shows the results of the optimal coupling time between the micro-thermal sensor and the whole blood sample of the present invention for the micro-thermal sensor.

상기 결과는 결합시간에 따른 포획된 적혈구의 수에 의해 결정되었으며, 도 7(b)에서 시알산(SA)-페닐붕소산(PBA) 커플링은 약 50초 후에 포화됨이 확인된다.The results were determined by the number of captured red blood cells over binding time, and it is confirmed in FIG. 7 (b) that the sialic acid (SA) -phenylboronic acid (PBA) coupling is saturated after about 50 seconds.

도 7(c)는 시알산(SA) 농도에 따른 적혈구의 결합 친화도 결과를 나타낸다.Figure 7 (c) shows the binding affinity results of red blood cells according to sialic acid (SA) concentration.

상기 결합 친화도 테스트를 위하여, 상기 표면처리된 마이크로 열센서 위에 세척된 전체 혈액 샘플 1 ㎕를 위치시키고, 60초 동안 적혈구 막 표면의 시알산과 마이크로 열센서 최외각의 페닐붕소산(PBA)층을 반응시켰다.For the binding affinity test, 1 μl of the washed whole blood sample was placed on the surface-treated micro thermal sensor, and the sialic acid and micro thermal sensor outermost phenylboronic acid (PBA) layer on the surface of the red blood cell membrane was placed for 60 seconds. Reacted.

상기 전체 혈액 샘플 1 ㎕ 부피의 반경은 5.3 mm2이었고, 이는 상기 PBA로 표면처리된 마이크로 열센서 영역보다 6.8배 크다. 상기 반응 후에, 상기 마이크로 열센서는 결합하지 않은 적혈구를 제거시키기 위하여 페닐붕소산(PBS) 용액에 담근다. The radius of the volume of 1 μl of the whole blood sample was 5.3 mm 2 , which is 6.8 times larger than the micro thermal sensor area surface-treated with the PBA. After the reaction, the micro thermal sensor is immersed in phenylboronic acid (PBS) solution to remove unbound red blood cells.

상기 도 7(c)를 참조하면, 379.3±25.9 pmol/106 cells의 시알산(SA) 농도를 가지는, 상기 전체 혈액 샘플의 경우에, 상기 결합된 적혈구 농도는 58±17 cells/mm2 이다. 30초, 60초, 90초 및 120초 동안 피신 처리된 샘플은, 각각, 52±6, 45±11, 37±1 및 25±2 cells/mm2의 농도를 나타낸다. 따라서 포획된 적혈구의 농도는 시알산의 농도에 비례하며, 시알산의 농도가 높은 시료가 결합 친화도가 높음을 알 수 있다. Referring to FIG. 7 (c), in the case of the whole blood sample having a sialic acid (SA) concentration of 379.3 ± 25.9 pmol / 10 6 cells, the bound erythrocyte concentration is 58 ± 17 cells / mm 2 . . Samples evacuated for 30, 60, 90 and 120 seconds exhibit concentrations of 52 ± 6, 45 ± 11, 37 ± 1 and 25 ± 2 cells / mm 2 , respectively. Therefore, the concentration of captured red blood cells is proportional to the concentration of sialic acid, and it can be seen that a sample having a high concentration of sialic acid has a high binding affinity.

도 7(d)는 시알산 농도 및 레이저 세기에 따른 온도 적혈구의 온도 변화를 나타낸다. 상기 테스트를 위하여 사용되는 시료는 상기 결합 친화도 테스트를 위한 것과 같은 것이다.7 (d) shows the temperature change of the temperature red blood cells according to the sialic acid concentration and the laser intensity. The sample used for the test is the same as for the binding affinity test.

본 실험에서는 시알산 농도에 따른 온도 변화(△T = TMesuered - TBare SA chip)를 보면, 시알산 농도에 따라 적혈구의 온도 변화가 비례함을 알 수 있다. 또한, 각각의 시알산 농도에서 레이저 세기에 따른 온도 변화 역시 비례함을 알 수 있다.In this experiment, temperature change according to sialic acid concentration (△ T = T Mesuered -T Bare SA chip ), it can be seen that the temperature change of red blood cells is proportional to the sialic acid concentration. In addition, it can be seen that the temperature change according to the laser intensity is also proportional to each sialic acid concentration.

10: 레이저 모듈 20: 검출부
22: 마이크로 열센서 24: 전류-전압계
30: 측정부 40: 광학 컨트롤러
50: 광학 초퍼 60: 광학 파워미터
210: 기판 215: 측온저항체
220: 절연층 230: 금(Au) 박막층
240: 자가조립 단분자층(SAM) 250: 페닐붕소산(PBA)층
260: 상부층10: laser module 20: detection unit
22: micro thermal sensor 24: current-voltmeter
30: measuring unit 40: optical controller
50: optical chopper 60: optical power meter
210: substrate 215: RTD
220: insulating layer 230: gold (Au) thin film layer
240: self-assembled monolayer (SAM) 250: phenylboronic acid (PBA) layer
260: upper layer

Claims (35)

측온저항체(RTD)를 포함하는 하부층;
상기 하부층 위에 위치하는 절연층을 포함하는 중간층; 및
상기 중간층 위에 위치하며 적혈구 막 표면의 시알산과 화학결합하는 상부층;
을 포함하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.A lower layer including a RTD;
An intermediate layer including an insulating layer on the lower layer; And
An upper layer disposed on the intermediate layer and chemically bonded to sialic acid on the surface of the red blood cell membrane;
Sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor comprising a. 제1항에 있어서, 상기 상부층은,
상기 중간층 위에 위치하는 금(Au) 박막층;
상기 금(Au) 박막층 위에 위치하는 자가조립 단분자층(SAM); 및
상기 자가조립 단분자층(SAM) 위에 위치하는 페닐붕소산(PBA)층;
을 포함하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The method of claim 1,
A gold (Au) thin film layer on the intermediate layer;
A self-assembled monolayer (SAM) positioned on the gold (Au) thin film layer; And
A phenylboronic acid (PBA) layer on the self-assembled monolayer (SAM);
Sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor comprising a. 제2항에 있어서, 상기 자가조립 단분자층(SAM)은 아미노알칸싸이올, Fmoc-알칸싸이올, 카르복시알칸싸이올, 카르복시알칸설파이드, 숙신이미딜 알칸다이설파이드, 킬레이트 알칸싸이올, 페로세닐 알칸싸이올, 하이드록시알칸싸이올 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 하나의 물질로 형성되는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The method of claim 2, wherein the self-assembled monolayer (SAM) is amino alkanediol, Fmoc-alkanediol, carboxyalkanethiol, carboxyalkanesulfide, succinimidyl alkanesulfide, chelate alkanethiol, ferrocenyl alkanethiol Sialic acid quantitative micro-thermal sensor formed of one substance selected from ool, hydroxyalkanthiol or mixtures thereof. 제3항에 있어서, 상기 자가조립 단분자층(SAM)은 카르복시알칸싸이올 화합물로 형성되는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The sialic acid quantitative micro thermal sensor according to claim 3, wherein the self-assembled monolayer (SAM) is formed of a carboxyalkanethiol compound. 제4항에 있어서, 상기 카르복시알칸싸이올의 싸이올 기는 상기 금(Au) 박막층의 금 원자와 결합하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The sialic acid quantitative micro thermal sensor according to claim 4, wherein the thiol group of the carboxyalkane thiol is bonded to a gold atom of the gold (Au) thin film layer. 제4항에 있어서, 상기 카르복시알칸싸이올 화합물은 10-카르복시-1-데칸싸이올(10-carboxy-1-decanethiol)인 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The sialic acid quantitative micro thermal sensor of claim 4, wherein the carboxyalkanthiol compound is 10-carboxy-1-decanethiol. 제2항에 있어서, 상기 페닐붕소산(PBA)층은 페닐붕소산계 화합물로 형성된 것인 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The sialic acid quantitative micro thermal sensor of claim 2, wherein the phenylboronic acid (PBA) layer is formed of a phenylboronic acid compound. 제7항에 있어서, 상기 페닐붕소산계 화합물로 아미노페닐붕소산 화합물을 사용하여 자가조립 단분자층(SAM) 말단의 카르복시기와 아마이드 결합을 형성하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.8. The sialic acid quantitative micro thermal sensor according to claim 7, wherein the phenylboronic acid compound is used to form an amide bond with a carboxyl group at the end of a self-assembled monolayer (SAM) using an aminophenylboronic acid compound. 제8항에 있어서, 상기 아미노페닐붕소산 화합물은 3-아미노페닐붕소산인 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The sialic acid quantitative micro thermal sensor according to claim 8, wherein the aminophenylboronic acid compound is 3-aminophenylboronic acid. 제2항에 있어서, 상기 페닐붕소산(PBA)층의 말단이 적혈구 막 표면의 시알산과 화학결합하여 적혈구를 포획하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The sialic acid quantitative micro thermal sensor according to claim 2, wherein the terminal of the phenylboronic acid (PBA) layer chemically bonds with sialic acid on the surface of the red blood cell membrane to capture red blood cells. 제1항에 있어서, 상기 측온저항체는 백금(Pt)을 사용하여 형성되는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.According to claim 1, wherein the resistance thermometer is sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor is formed using platinum (Pt). 제1항에 있어서, 상기 절연층은 SiO2를 사용하여 형성되는 시알산 정량측정 마이크로 열센서.The sialic acid quantitative micro thermal sensor of claim 1, wherein the insulating layer is formed using SiO 2 . 측온저항체(RTD)를 포함하는 하부층 위에 절연층을 포함하는 중간층을 형성하는 단계;
상기 중간층 위에 금(Au) 박막층을 증착하는 단계;
상기 금(Au) 박막층 위에 자가조립 단분자층(SAM)을 형성하는 단계; 및
상기 자가조립 단분자층(SAM) 위에 페닐붕소산(PBA)층을 형성하는 단계;
를 포함하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 제조방법.Forming an intermediate layer including an insulating layer on the lower layer including the RTD;
Depositing a thin film of gold (Au) on the intermediate layer;
Forming a self-assembled monolayer (SAM) on the gold (Au) thin film layer; And
Forming a phenylboronic acid (PBA) layer on the self-assembled monolayer (SAM);
Method for producing a sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor comprising a. 제13항에 있어서, 상기 중간층 형성 단계는 SiO2막을 형성하는 것인 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 제조방법.The method of claim 13, wherein the forming of the intermediate layer comprises forming a SiO 2 film. 제14항에 있어서, 상기 SiO2막은 플라스마-강화 화학기상 증착법(PECVD)으로 증착되는 것인 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 제조방법.The method of claim 14, wherein the SiO 2 film is deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). 제13항에 있어서, 상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 단계 이전에 증착된 금(Au) 박막층 표면을 세척하는 단계를 더 포함하는 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 제조방법.The method of claim 13, further comprising cleaning a surface of the gold (Au) thin film layer deposited before the forming of the self-assembled monolayer (SAM). 제13항에 있어서, 상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 단계는 카르복시알칸싸이올 및 알코올 혼합용액에 금(Au) 박막층이 증착된 마이크로 열센서를 침지시키는 것인 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 제조방법.The method of claim 13, wherein the step of forming a self-assembled monolayer (SAM) is to prepare a sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor is immersed in a micro-thermal sensor in which a thin film of gold (Au) layer is deposited in a mixture of carboxyalkane thiol and alcohol. Way. 제17항에 있어서, 상기 카르복시알칸싸이올은 10-카르복시-1-데칸싸이올 (10-carboxy-1-decanethiol)인 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 제조방법.18. The method of claim 17, wherein the carboxyalkanthiol is 10-carboxy-1-decanethiol. 제18항에 있어서, 상기 혼합용액에서 10-카르복시-1-데칸싸이올(10-carboxy-1-decanethiol)의 농도는 5 ~ 15 mM인 시알산 정량측정 마이크로 열센서의 제조방법.19. The method of claim 18, wherein the concentration of 10-carboxy-1-decanethiol in the mixed solution is 5 to 15 mM. 제17항에 있어서, 상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 단계 후, 결합하지 않은 카르복시알칸싸이올 화합물을 초순수로 세척한 후 순수한 알코올에서 초음파 처리하는 단계를 더 포함하는 시알산 정량 측정 마이크로 열센서의 제조방법.The sialic acid quantitative measurement microthermal sensor according to claim 17, further comprising, after forming the self-assembled monolayer (SAM), washing the unbound carboxyalkanthiol compound with ultrapure water and sonicating in pure alcohol. Manufacturing method. 제17항에 있어서, 상기 자가조립 단분자층(SAM) 형성 단계 후, 자가조립 단분자층(SAM)의 말단 카르복시기를 활성화시키는 단계를 더 포함하는 시알산 정량 측정 마이크로 열센서의 제조방법. The method of claim 17, further comprising activating terminal carboxyl groups of the self-assembled monolayer (SAM) after the forming of the self-assembled monolayer (SAM). 제21항에 있어서, 상기 카르복실기 활성화는 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride을 용질로, DMF를 용매로 하여 80 내지 120mM(mmol/L) 농도의 혼합용액을 만들고, 마이크로 열센서를 30분 내지 1시간 30분 동안 상기 혼합용액에 침지시키는 것인 시알산 정량 측정 마이크로 열센서의 제조방법.22. The method of claim 21, wherein the carboxyl activation is 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride as a solute, DMF as a solvent to make a mixed solution of 80 to 120mM (mmol / L) concentration, micro thermal sensor Method for producing a sialic acid quantitative measurement micro-thermal sensor is immersed in the mixed solution for 30 minutes to 1 hour 30 minutes. 제13항에 있어서, 상기 페닐붕소산(PBA)층 형성 단계는 자가조립 단분자층(SAM)이 형성된 마이크로 열센서를 DMF : 페닐붕소산계 화합물이 포함된 NaOH 용액의 부피비가 1:0.5 내지 1:2인 혼합용액에 15 내지 25℃에서 15 내지 30시간 동안 침지시키는 것인 시알산 정량 측정 마이크로 열센서의 제조방법.The method according to claim 13, wherein the phenylboronic acid (PBA) layer forming step is performed by using a micro thermal sensor on which a self-assembled monolayer (SAM) is formed, and the volume ratio of the NaOH solution containing DMF: phenylphenylboric acid compound is 1: 0.5 to 1: 2. Method for producing a sialic acid quantitative measurement micro thermal sensor which is immersed in a phosphorus mixed solution at 15 to 25 ℃ for 15 to 30 hours. 제23항에 있어서, 상기 페닐붕소산계 화합물이 포함된 NaOH 용액에서 페닐붕소산 화합물의 농도는 15 ~ 25 mM인 시알산 정량 측정 마이크로 열센서의 제조방법.The method of claim 23, wherein the concentration of the phenylboronic acid compound in the NaOH solution containing the phenylboronic acid compound is 15 to 25 mM. 제23항에 있어서, 상기 페닐붕소산계 화합물은 3-아미노페닐붕소산(3-aminophenylboronic acid)인 시알산 정량 측정 마이크로 열센서의 제조방법.The method of claim 23, wherein the phenylboronic acid compound is 3-aminophenylboronic acid. 적혈구를 포함하는 전혈시료에 빛을 조사하는 레이저 모듈;
상기 조사되는 빛에 대응하여 변화하는 적혈구의 온도를 검출하는 검출부; 및
검출된 온도를 이용하여 적혈구 막 표면의 시알산의 양을 측정하는 측정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 시알산 정량측정 장치.A laser module for irradiating light to a whole blood sample including red blood cells;
A detection unit detecting a temperature of a red blood cell that changes in response to the irradiated light; And
A measuring unit for measuring the amount of sialic acid on the surface of the erythrocyte membrane using the detected temperature;
Sialic acid quantitative measurement device comprising a. 제26항에 있어서, 상기 레이저 모듈은 500 ~ 1,000nm의 빛을 조사하는 시알산 정량측정 장치.The sialic acid quantitative measurement apparatus according to claim 26, wherein the laser module irradiates light of 500 to 1,000 nm. 제27항에 있어서, 상기 레이저 모듈은 532nm의 빛을 조사하는 시알산 정량측정 장치.The sialic acid quantitative measurement apparatus according to claim 27, wherein the laser module irradiates light of 532 nm. 제26항에 있어서, 상기 레이저 모듈은 CWDPSS(Continous Wave Diode Pumped Solid State)인 시알산 정량측정 장치.The sialic acid quantitative measurement apparatus according to claim 26, wherein the laser module is a continuous wave diode pumped solid state (CWDPSS). 제26항에 있어서, 상기 검출부는 전혈시료가 안착되는 제1항 내지 제12항의 마이크로 열센서를 포함하는 시알산 정량측정 장치.The sialic acid quantitative measurement apparatus according to claim 26, wherein the detection unit comprises the micro thermal sensor of claim 1 to claim 12, wherein the whole blood sample is seated. 제26항에 있어서, 상기 검출부는 상기 마이크로 열센서에 연결되어 측온저항체(RTD)의 저항의 변화에 따라 가열된 적혈구로부터 발생한 열변화 신호를 검출하는 전류-전압계(I-V meter)를 더 포함하는 시알산 정량측정 장치.27. The sial of claim 26, wherein the detection unit further comprises a current-voltmeter (IV meter) connected to the micro thermal sensor to detect a heat change signal generated from the heated red blood cells according to a change in resistance of the RTD. Acid quantitative measurement device. 제26항에 있어서,
상기 레이저 모듈로부터 공급되는 전원을 제어하는 파워 컨트롤러;
상기 레이저 모듈로부터 조사되는 빛을 규칙적인 시간 간격으로 단속하는 광학 초퍼; 및
상기 레이저 모듈로부터 조사되는 빛의 세기를 측정하는 광학 파워미터;
를 더 포함하는 시알산 정량측정 장치.The method of claim 26,
A power controller controlling power supplied from the laser module;
An optical chopper that interrupts light emitted from the laser module at regular time intervals; And
An optical power meter for measuring the intensity of light emitted from the laser module;
Sialic acid quantitative measurement device further comprising. 제1항 내지 제12항의 마이크로 열센서에 안착된 전혈시료에 레이저 모듈로부터 빛을 조사하는 단계;
빛이 조사된 적혈구의 온도 변화를 측정하는 단계; 및
측정된 적혈구의 온도 변화로부터 시알산 양을 계산하는 단계;
를 포함하는 시알산 정량측정 방법.Irradiating light from the laser module to the whole blood sample seated on the micro thermal sensor of claim 1;
Measuring a change in temperature of the red blood cells to which light is irradiated; And
Calculating the amount of sialic acid from the measured temperature change of red blood cells;
Sialic acid quantitative measurement method comprising a. 제33항에 있어서, 상기 레이저 모듈은 532nm의 빛을 조사하는 것인 시알산 정량측정 방법. The sialic acid quantitative measurement method according to claim 33, wherein the laser module emits light of 532 nm. 제33항에 있어서, 상기 적혈구의 온도 변화는 측온저항체(RTD)를 통하여 측정되는 것인 시알산 정량측정 방법.
The sialic acid quantitative measurement method according to claim 33, wherein the temperature change of the red blood cells is measured through a RTD.
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