KR20150006114A - Biochip For Measuring Blood Glucose, and Apparatus For Measuring Blood Glucose For Smart Phone Including The Same - Google Patents

Biochip For Measuring Blood Glucose, and Apparatus For Measuring Blood Glucose For Smart Phone Including The Same Download PDF

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KR20150006114A
KR20150006114A KR1020130079397A KR20130079397A KR20150006114A KR 20150006114 A KR20150006114 A KR 20150006114A KR 1020130079397 A KR1020130079397 A KR 1020130079397A KR 20130079397 A KR20130079397 A KR 20130079397A KR 20150006114 A KR20150006114 A KR 20150006114A
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Abstract

Provided are a biochip for measuring blood glucose, and an apparatus for measuring blood glucose for a smart phone including the same. According to an aspect of the present invention, provided is a biochip for measuring blood glucose which includes: a substrate where a blood glucose inflow region for receiving blood glucose and a reaction region connected to the blood glucose inflow region are formed on one side and a recess part is formed in the reaction region; a porous separator which is arranged on the blood glucose inflow region and faces one side of the substrate; and silica nanoparticle and a reaction reagent which are distributed on the reaction region of the substrate. Thereby, blood glucose is easily measured by using a portable biochip for measuring blood glucose and a CMOS image sensor. In particular, blood glucose is easily measured by using a CMOS image sensor installed to a smart phone. And, blood glucose is quantitatively measured and checked by a blood glucose measurement application installed to a smart phone.

Description

혈당측정용 바이오칩 및 그를 포함하는 스마트폰용 혈당측정기{Biochip For Measuring Blood Glucose, and Apparatus For Measuring Blood Glucose For Smart Phone Including The Same}[0001] The present invention relates to a biochip for measuring blood glucose and a blood glucose meter for a smartphone including the biochip,

본 발명은 혈당측정용 바이오칩에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 혈당과 반응시약에 따른 컬러강도변화에 따라 혈당을 정량적으로 측정할 수 있는 혈당측정용 바이오칩 및 그를 포함하는 스마트폰용 혈당측정기에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a biochip for blood glucose measurement capable of quantitatively measuring blood glucose according to a change in color intensity according to blood glucose and a reagent, and a blood glucose meter for a smartphone including the biochip .

최근, 대표적인 성인병의 하나인 당뇨병으로 치료를 받고 있는 환자가 지속적으로 증가하고 있는 추세이며, 이러한 추세에 따라 당뇨병 환자의 혈당을 측정하는 기술에 대한 관심과 수요가 급격히 증가하고 있는 실정이다.Recently, there has been a steady increase in the number of patients being treated with diabetes, which is one of the representative adult diseases. Accordingly, interest and demand for the technique for measuring blood glucose of diabetic patients are rapidly increasing.

그러나, 종래의 혈당 측정 장치는 예를 들어 생물학적 효소 방식을 사용하여 2~3일에 한 번씩 효소 센서를 교환해야 하는 등 사용이 번거로운 문제점이 있다. 또한, 혈당 측정 장치의 구조가 복잡하여 제작이 어렵고, 부피가 커 휴대가 어렵다는 문제가 있다.However, the conventional blood sugar measuring apparatus has a problem that it is troublesome to use an enzyme sensor, for example, every two to three days by using a biological enzyme method. Further, there is a problem in that the structure of the blood glucose measurement device is complicated, making it difficult to manufacture, and bulky and difficult to carry.

따라서, 실제 사용 환경에서, 정확성 및 신뢰성이 담보된 실시간 혈당 측정 결과를 기반으로 하면서도 사용자 편의성을 개선할 수 있는 혈당측정 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a desperate need for a blood glucose measurement technique capable of improving user convenience based on the real-time blood glucose measurement result ensured with accuracy and reliability in an actual use environment.

한국공개특허공보 제10-2007-0006304호Korean Patent Publication No. 10-2007-0006304

본 발명의 목적은 간단한 구성으로 휴대가 간편하며 실시간 혈당 측정이 가능한 혈당측정용 바이오칩을 제공하고, 기존의 스마트폰에 부착되어 있는 CMOS 이미지 센서를 이용하여 혈당측정용 바이오칩에 유입된 혈액의 혈당을 측정하며, 스마트폰에 설치된 혈당 측정 어플리케이션을 통해 혈당을 정량적으로 측정할 수 있는 스마트폰용 혈당측정기를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a biochip for blood glucose measurement that is simple in portability and capable of real-time blood glucose measurement with a simple configuration, and is capable of detecting blood glucose of a blood flowing into a biochip for blood glucose measurement using a CMOS image sensor attached to a conventional smartphone And to provide a blood glucose meter for a smartphone capable of quantitatively measuring blood glucose through a blood glucose measurement application installed in a smartphone.

본 발명의 일 측면에 따르면, 일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 상기 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 상기 반응영역에 오목부가 형성된 기판;According to an aspect of the present invention, there is provided a blood pressure monitor comprising: a substrate on which a blood glucose inflow area into which blood glucose flows into a first surface and a reaction area connected with the blood glucose inflow area are formed;

상기 기판의 상기 일면에 대향하여 상기 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및A porous separator disposed on the blood-glucose inflow area opposite to the one surface of the substrate; And

상기 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을A silica nanoparticle and a reaction reagent distributed on the reaction region of the substrate;

포함하는 혈당측정용 바이오칩이 제공된다.A biochip for measuring blood glucose is provided.

상기 혈당측정용 바이오칩이 상기 반응영역 상에 캡부재를 추가로 포함할 수 있다.The biochip for blood glucose measurement may further include a cap member on the reaction region.

상기 캡부재가 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 볼록부의 볼록하게 나온 부분과 상기 오목부의 오목하게 들어간 부분이 서로 멀어지는 방향으로 상호 결합하여 공간을 형성할 수 있다.The cap member includes a convex portion, and the convex portion and the concave portion can mutually combine in a direction in which the convex portion of the convex portion and the concave portion of the concave portion are apart from each other to form a space.

상기 오목부가 혈당을 수용하고, 광자 검출영역을 형성할 수 있다.The recess can receive blood glucose and form a photon detection region.

상기 공간이 혈당을 수용하고, 광자 검출영역을 형성할 수 있다.The space can accommodate blood glucose and form a photon detection region.

상기 다공성 분리막이 니트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 및 부직섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Wherein the porous separator is selected from the group consisting of nitrocellulose, polysulfone, polyester, polyamide, polyimide, polyamideimide, poly (meta-phenylene isophthalamide), polyetherketone, polyetherimide, For example, made of polypropylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, perfluoropolymers, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene glycol derivatives, polyoxides, polyvinylacetates, polystyrenes, polyacrylonitriles, polymethylmethacrylates and nonwoven fibers And the like.

상기 실리카 나노입자가 친수성 작용기로 기능화(hydrophilic functional group functionalized)된 것일 수 있다.The silica nanoparticles may be hydrophilic functional group functionalized.

상기 친수성 작용기가 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The hydrophilic functional group may be at least one selected from the group consisting of an amine group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and a thiol group.

상기 실리카 나노입자가 직경이 10 내지 300nm인 것일 수 있다.The silica nanoparticles may have a diameter of 10 to 300 nm.

상기 반응 시약이 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)와 크로모겐(chromogen)을 포함할 수 있다.The reaction reagent may include glucose oxidase and chromogen.

상기 글루코스 옥시다아제가 상기 실리카 나노입자에 고정(immobilized)된 글루코스 옥시다아제를 포함할 수 있다.The glucose oxidase may include glucose oxidase immobilized on the silica nanoparticles.

상기 크로모겐이 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)), O-디아니시딘(O-Dianisidine), O-톨루이딘-블루(O-Toluidine-Blue), 요오드화칼륨(Potassium Iodide), 테트라메틸벤지딘(Tetra methyl benzidine), 8-아닐리노-1-나프탈렌 설폰산 암모늄 결합-메타[3-메틸-2-벤조티아졸리논히드라존] N-설포닐 벤젠설포네이트 모노소디움 (Meta[3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지리딘과 시린갈다진 (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine), 프리마퀸디포스페이트(Primaquine diphosphate), 티아졸옐로우 G (thiazole yellow G) 및 아우라민 O-무수물(Auramine O-anhydrous)로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다.The above chromogens are preferably selected from the group consisting of 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid), O- O-Dianisidine, O-Toluidine-Blue, Potassium Iodide, Tetra methyl benzidine, 8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid ammonium binding- [3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone] N-sulfonylbenzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid (Meta [3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine, 3,3', 5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine, Primaquine diphosphate, Thiazole yellow G, and Auramine O-anhydrous.

상기 반응시약이 퍼옥시다아제(Peroxidase)를 추가로 포함할 수 있다.The reaction reagent may further include peroxidase.

상기 기판이 상기 혈당유입영역과 멀어지는 방향으로 상기 반응영역과 연결된 혈당흡수영역을 추가로 형성하고, 상기 혈당측정용 바이오칩이 상기 혈당흡수영역 상에 흡수부재를 추가로 포함할 수 있다.The substrate further forms a blood glucose absorbing region connected to the reaction region in a direction away from the blood glucose inflow region and the biochip for blood glucose measurement further comprises an absorbing member on the blood glucose absorbing region.

상기 기판 및 상기 캡부재가 광투과성인 것일 수 있다.The substrate and the cap member may be light transmissive.

상기 기판 및 상기 캡부재 중 1종 이상은 각각 독립적으로 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드 및 유리로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Wherein at least one of the substrate and the cap member is formed of a material selected from the group consisting of polyester, polyacrylate, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polysulfone (PS), polyethersulfone (PES), polycarbonate , Polyarylate (PAR), polyimide (PI), polyamide, and glass.

상기 혈당측정용 바이오칩은, 상기 기판과 상기 캡부재 사이에 제1접착부재, 및 상기 캡부재와 상기 다공성 분리막 사이에 제2접착부재 중에서 선택된 1종 이상이 개재되고, 상기 제1접착부재가 상기 혈당유입영역, 반응영역, 혈당흡수영역에 대응하여 관통구가 형성되고, 상기 제2접착부재가 혈당이 통과하도록 상기 혈당유입영역에 대응하여 혈당 관통구가 형성될 수 있다.Wherein the biochip for blood glucose measurement comprises at least one selected from a first adhesive member between the substrate and the cap member and a second adhesive member between the cap member and the porous separator, A through hole corresponding to the blood glucose inflow area, the reaction area and the blood glucose absorption area is formed, and the blood glucose perforation may be formed corresponding to the blood glucose inflow area so that the second adhesive member passes the blood glucose.

상기 캡부재는 상기 캡부재의 일단이 상기 제2접착부재의 혈당 관통구의 전부 또는 일부와 상호 겹치지 않는 것일 수 있다.The cap member may be such that one end of the cap member does not overlap with all or a part of the blood glucose penetration hole of the second adhesive member.

상기 혈당측정용 바이오칩이 다공성 분리막 상에 패드부재를 추가로 포함할 수 있다.The biochip for blood glucose measurement may further include a pad member on the porous separation membrane.

본 발명의 다른 측면에 따르면, According to another aspect of the present invention,

일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 상기 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 상기 반응영역에 오목부가 형성된 기판; 상기 기판의 상기 일면을 대향하여 상기 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및 상기 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을 포함하는 혈당측정용 바이오칩; 및 A substrate on which a blood glucose inflow region into which blood glucose flows into the first surface and a reaction region connected with the blood glucose inflow region are formed, and a recess is formed in the reaction region; A porous separator disposed on the blood-glucose inflow area opposite to the one side of the substrate; And a reaction reagent for reacting with the silica nanoparticles distributed on the reaction region of the substrate. And

상기 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수를 측정하는 CMOS 이미지 센서;를A CMOS image sensor for measuring the number of photons transmitted through the biochip for blood glucose measurement;

포함하는 혈당측정기가 제공된다.A blood glucose meter is provided.

상기 투과하는 광자수는 상기 혈당측정용 바이오칩의 광자 검출영역인 상기 오목부를 투과하는 광자수일 수 있다.The transmitted photon number may be the number of photons transmitted through the recess, which is the photon detection region of the biochip for blood glucose measurement.

상기 CMOS 이미지 센서는 스마트폰에 장착될 수 있다.The CMOS image sensor may be mounted on a smart phone.

상기 스마트폰은 상기 CMOS 이미지 센서에 의해 측정된 광자수를 정량적으로 표시하는 애플리케이션이 설치될 수 있다.The smartphone may be provided with an application for quantitatively displaying the photon number measured by the CMOS image sensor.

상기 애플리케이션은 혈당의 농도와 이에 따른 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수간의 관계를 측정한 데이터 베이스를 기반으로 혈당의 농도를 정량적으로 표시하는 것일 수 있다.The application may quantitatively display the concentration of blood glucose based on a database measuring the relationship between the concentration of blood sugar and the photon number transmitted through the biochip for measuring blood glucose.

본 발명의 실시예에 따르면, 휴대가 용이한 혈당측정용 바이오칩과 CMOS 이미지 센서를 이용하여 간편하게 혈당 측정을 가능하게 하고, 특히, CMOS 이미지 센서를 스마트폰에 장착한 스마트폰용 혈당측정기를 이용하여 장소와 시간에 구애 받지 않고 간편하게 혈당을 측정할 수 있으며, 설치된 혈당측정 어플리케이션에 의해 혈당을 정량적으로 실시간 확인할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to easily perform blood glucose measurement using a biochip for measuring blood sugar and a CMOS image sensor, which are easy to carry, and more particularly, to a blood glucose meter for a smartphone equipped with a CMOS image sensor And blood glucose can be easily measured without regard to time, and blood glucose can be quantitatively confirmed in real time by the installed blood glucose measurement application.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리카 나노입자와 반응시약의 도입 전 혈당측정용 바이오칩의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리카 나노입자와 반응시약의 도입 후 혈당측정용 바이오칩의 분해 사시도이다.
도 4는 혈당 농도가 각각 다른 4개의 혈액샘플을 이용한 혈당측정에서 반응 전과 반응 후 본 발명의 혈당측정용 바이오칩을 비교한 사진이다.
도 5는 혈당 농도와 본 발명의 혈당측정용 바이오칩을 투과한 광자수간의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 혈당측정용 바이오칩의 혈당농도 예측값과 측정값 그래프의 직선성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 혈당측정기의 혈당농도와 광자수의 디지털 측정값 그래프의 직선성을 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic view of a blood glucose meter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a biochip for measuring blood glucose levels before introduction of silica nanoparticles and a reaction reagent according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is an exploded perspective view of a biochip for measuring blood glucose after introduction of silica nanoparticles and a reaction reagent according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a photograph showing the comparison of biochips for measuring blood glucose of the present invention before and after the reaction in blood glucose measurement using four blood samples having different blood glucose concentrations.
5 is a graph showing the relationship between the blood glucose concentration and the photon number transmitted through the biochip for blood glucose measurement according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the linearity of the blood glucose concentration predicted value and the measured value graph of the biochip for measuring blood glucose of the present invention.
7 is a graph showing the linearity of the blood glucose concentration and the digital measured value graph of the photon number of the blood glucose meter of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

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" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정기를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩의 반응시약 고정된 아민 기능화된 실리카 나노입자 도입 전의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩의 실리카 나노입자와 반응시약 도입 후의 분해 사시도이다.FIG. 1 is a view schematically showing a blood glucose meter according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of a biochip for blood glucose measurement according to an embodiment of the present invention before introduction of immobilized amine- FIG. 3 is an exploded perspective view of silica nanoparticles of a biochip for blood glucose measurement according to an embodiment of the present invention after introduction of a reaction reagent. FIG.

도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정기(1)의 개략적인 구조를 설명하면, 혈당측정기(1)는 혈당측정용 바이오칩(100) 및 CMOS 이미지 센서(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a schematic structure of a blood glucose meter 1 according to an embodiment of the present invention will be described. The blood glucose meter 1 includes a biochip 100 for blood glucose measurement and a CMOS image sensor 200.

혈당측정용 바이오칩(100)에 대한 빛의 투과 정도를 CMOS 이미지 센서(200), 특히 스마트폰(미도시)에 장착된 CMOS 이미지 센서(200)를 사용하여 측정함으로써 신속하고 효과적인 혈당측정이 이루어질 수 있다.By measuring the degree of light transmission to the biochip 100 for blood sugar measurement using the CMOS image sensor 200, particularly the CMOS image sensor 200 mounted on a smartphone (not shown), blood glucose measurement can be performed quickly and effectively have.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩(100)은 일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역(112)과 상기 혈당유입영역(112)과 연결된 반응영역(114)이 형성되고, 상기 반응영역(114)에 오목부(116)가 형성된 기판(110); 상기 기판(110)의 상기 일면에 대향하여 혈당유입영역(112) 상에 배치된 다공성 분리막(130); 및 상기 기판(110)의 반응영역(114) 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약(140)을 포함한다. 2 and 3, the biochip 100 for measuring blood glucose according to an embodiment of the present invention includes a blood glucose inflow region 112 in which blood glucose flows into one side, a reaction region 112 connected to the blood glucose inflow region 112, A substrate 110 on which a concave portion 116 is formed in the reaction region 114; A porous separation membrane (130) disposed on the blood glucose inflow region (112) opposite to the one side of the substrate (110); And a reaction reagent 140 distributed on the reaction region 114 of the substrate 110.

상기 기판(110)은 광투과성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the substrate 110 has a light transmitting property.

상기 기판(110)의 소재로서 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드 또는 유리 등을 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스터를 사용할 수 있고, 이에 국한되지 않는다.As a material of the substrate 110, a material such as polyester, polyacrylate, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polysulfone (PS), polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), polyarylate ), Polyimide (PI), polyamide or glass can be used singly or in combination of two or more kinds. Preferably, polyester can be used.

상기 기판(110)의 일면에는 혈당유입영역(112)과 이와 연결된 반응영역(114)이 형성된다. 반응영역(114)은 혈당유입영역(112)으로부터 멀어지는 방향으로 연장 형성될 수 있고, 혈당유입영역(112)과 반응영역(114)은 연속적으로 연결되어 있고 가시적인 경계가 있는 것은 아니다. 따라서 일부 구간에서 중첩될 수도 있다.A blood glucose inflow region 112 and a reaction region 114 connected to the blood glucose inflow region 112 are formed on one surface of the substrate 110. The reaction region 114 can be extended in a direction away from the blood glucose inflow region 112 and the blood glucose inflow region 112 and the reaction region 114 are continuously connected and there is no visible boundary. Therefore, they may overlap in some sections.

이때, 반응영역(114)의 일부에는 혈당을 포함하는 혈장의 일정량을 보유할 수 있는 오목부(116)가 형성될 수 있다. 오목부(116)는 아래에서 설명할 캡부재(120)의 볼록부(122)와 함께 광자 검출영역(A)을 형성할 수 있다. 광자 검출영역(A)에 관해서는 아래에서 상세히 설명하도록 한다.At this time, a recess 116 can be formed in a part of the reaction region 114, which can hold a certain amount of plasma containing blood sugar. The concave portion 116 can form the photon detection region A together with the convex portion 122 of the cap member 120 to be described below. The photon detection area A will be described in detail below.

측정 대상이 되는 혈액이 본 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩(100)에 공급되면, 다공성 분리막(130)을 거쳐 혈구 및 단백질 등의 생체 고분자 물질을 제외한 혈당성분을 포함하는 혈장성분이 혈당유입영역(112)으로 유입되고, 반응영역(114)으로 이동할 수 있다. 반응영역(114) 상에는 실리카 나노입자와 반응시약(140)이 분포한다. 상기 혈액은 전혈(whole blood)일 수 있다.When the blood to be measured is supplied to the biochip 100 for blood glucose measurement according to the present embodiment, a plasma component including a blood glucose component excluding a biopolymer substance such as blood cells and proteins is introduced into the blood glucose inflow region (112) and can move to the reaction zone (114). The silica nanoparticles and the reaction reagent 140 are distributed on the reaction region 114. The blood may be whole blood.

캡부재(120)는 기판(110)의 반응영역(114) 상에 추가로 배치될 수 있으며, 기판(110)과 마찬가지로 광투과성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.The cap member 120 may be further disposed on the reaction region 114 of the substrate 110 and it is preferable that the cap member 120 be made of a light transmissive material similar to the substrate 110. [

캡부재(120) 소재로서 상술한 기판(110)의 소재로 사용할 수 있는 것을 모두 사용할 수 있다.Any material that can be used as the material of the substrate 110 as the material of the cap member 120 can be used.

캡부재(120)는 기판(110)의 오목부(116)와 대응되는 위치에 볼록부(122)를 형성할 수 있고, 볼록부(122)의 볼록하게 나온 부분과 오목부(116)의 오목하게 들어간 부분이 서로 멀어지는 방향으로 상호 결합하여 공간을 형성할 수 있다.The cap member 120 may form the convex portion 122 at a position corresponding to the concave portion 116 of the substrate 110 and may be formed by a convex portion of the convex portion 122 and a concave portion of the concave portion 116 Can be coupled with each other in the direction in which they are separated from each other to form a space.

상기 공간은 반응영역(114)으로 흘러 들어온 혈당이 포함된 혈장의 일부를 수용하고, 이곳을 통과한 빛이 CMOS 이미지 센서(200)에 의해 광자수를 검출하는 기준이 된다. 따라서 오목부(116)와 볼록부(122)가 이루는 영역은 광자 검출영역(A)을 형성할 수 있다.The space accommodates a part of the blood plasma containing the blood sugar flowing into the reaction area 114, and the light passing through the space serves as a reference for detecting the photon number by the CMOS image sensor 200. Therefore, the region formed by the concave portion 116 and the convex portion 122 can form the photon detection region A. [

상기 광자 검출영역(A)은 캡부재(120)가 사용되지 않는 경우 오목부(116) 만으로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 오목부(116)와 볼록부(122)가 결합한 부분일 수 있다.The photon detection area A may be formed only by the recess 116 when the cap member 120 is not used but may preferably be a part where the recess 116 and the protrusion 122 are combined.

이와 같은 광자 검출영역(A)이 구비됨으로써 반응시약과 반응하는 혈당을 포함하는 혈장의 수용이 안정적으로 될 수 있고, 광자 검출영역(A)의 두께가 오목부(116)의 깊이와 볼록부(122)의 높이의 합까지 확보되므로, 내부의 컬러 강도에 따른 빛의 투과율을 정확하게 센서에 반영할 수 있는 이점이 있다. 또한 반응시간의 단축과 정확한 광검출영역이 확보된다. Such a photon detection region A can stably accommodate blood plasma containing blood sugar that reacts with a reaction reagent. The thickness of the photon detection region A is greater than the depth of the depression 116 and the depth of the depression 116 122). Therefore, it is advantageous that the light transmittance according to the internal color intensity can be accurately reflected in the sensor. In addition, the reaction time is shortened and an accurate photodetection area is ensured.

다공성 분리막(130)은 기판(110)상의 혈당유입영역(112)과 대응되는 위치에 배치되며, 샘플 혈액의 전체성분을 포함하는 전혈(Whole blood)로부터 혈구 및 단백질 등의 생체 고분자를 걸러내는 필터이다.The porous separator 130 is disposed at a position corresponding to the blood glucose inflow area 112 on the substrate 110 and filters a biological polymer such as blood cells and proteins from a whole blood including all components of the sample blood. to be.

경우에 따라, 다공성 분리막(130) 상에는 패드(150)를 추가로 구비하여 혈당 측정을 위한 샘플 혈액을 직접 수용하고 1차적으로 필터링하는 영역으로 사용될 수 있다. 이와 같은 패드(150)는 유리섬유, 멤브레인 등으로 제조할 수 있으나 여기에 한정되지 않는다. 상기 멤브레인으로서 니트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 또는 폴리메틸메타크릴레이트를 단독 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.In some cases, the porous separator 130 may further include a pad 150 to directly receive the sample blood for blood glucose measurement and use it as a primary filtering area. The pad 150 may be made of glass fiber, membrane, or the like, but is not limited thereto. As the membrane, it is possible to use at least one selected from the group consisting of nitrocellulose, polysulfone, polyester, polyamide, polyimide, polyamideimide, poly (meta-phenylene isophthalamide), polyetherketone, polyetherimide, , Polyvinylidene fluoride, perfluoropolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene glycol derivatives, polyoxides, polyvinyl acetate, polystyrene, polyacrylonitrile, or polymethyl methacrylate, And can be used in parallel.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이 기판(110)의 일측에 배치된 다공성 분리막(130)은 다공성 분리막(130)과 기판(110)과의 사이에 캡부재(120)의 일단을 개재시킴으로써, 캡부재(120)을 기판(110)에 결합하는 기능을 수행할 수 있다.2 and 3, the porous separator 130 disposed on one side of the substrate 110 has one end of the cap member 120 interposed between the porous separator 130 and the substrate 110, And can perform the function of coupling the member 120 to the substrate 110.

상기 다공성 분리막(130)의 소재는 니트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 부직섬유 등을 적용할 수 있다.The material of the porous separation membrane 130 may be selected from the group consisting of nitrocellulose, polysulfone, polyester, polyamide, polyimide, polyamideimide, poly (meta-phenylene isophthalamide), polyetherketone, Polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene glycol derivatives, polyoxides, polyvinyl acetate, polystyrene, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, Or non-woven fibers can be applied.

실리카 나노입자와 반응시약(140)은 기판(110)의 반응영역(114) 상에 배치되며, 상기 실리카 나노입자는 친수성 작용기로 기능화(hydrophilic group functionalized)된 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the silica nanoparticles and the reaction reagent 140 are disposed on the reaction region 114 of the substrate 110 and the silica nanoparticles are hydrophilic group functionalized.

상기 친수성 작용기는 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 및 티올기 등을 적용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아민기를 적용할 수 있다.The hydrophilic functional group is preferably an amine group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a thiol group, or the like, more preferably an amine group.

상기 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 및 티올기는 각각 독립적으로 C1 내지 C30, 바람직하게는 C1 내지 C20, 보다 바람직하게는 C1 내지 C10, 보다 더욱 바람직하게는 C1 내지 C6일 수 있다. The amine group, carboxyl group, hydroxyl group and thiol group may each independently be C1 to C30, preferably C1 to C20, more preferably C1 to C10, still more preferably C1 to C6.

상기 아민기는 1차 아민기(-NH2), 또는 2차 아민기(-NRH)일 수 있고, 바람직하게는 1차 아민기일 수 있다. 여기서 R은 알킬기이다. The amine group may be a primary amine group (-NH 2 ), or a secondary amine group (-NRH), preferably a primary amine group. Wherein R is an alkyl group.

본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"란 별도의 정의가 없는 한, 직쇄형, 분쇄형 또는 환형의 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다. 알킬기는 적어도 하나의 이중결합 또는 삼중결합을 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"일 수도 있다. 알킬기는 C1 내지 C14 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로는 C1 내지 C10 알킬기 또는 C1 내지 C6 알킬기일 수도 있다.As used herein, unless otherwise defined, the term "alkyl group" means a straight, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group. The alkyl group may be a "saturated alkyl group" which does not contain any double or triple bonds. The alkyl group may be an "unsaturated alkyl group" comprising at least one double bond or triple bond. The alkyl group may be a C1 to C14 alkyl group. More specifically, it may be a C1 to C10 alkyl group or a C1 to C6 alkyl group.

예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자, 즉, 알킬쇄는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.For example, the C1 to C4 alkyl groups may have 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, i.e., the alkyl chain may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, Indicating that they are selected from the group.

구체적인 예를 들어 상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 의미한다.Specific examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, ethenyl group, Butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and the like.

상기 반응시약(140)은 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase) 및 크로모겐(chromogen)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 크로모겐은 상기 혈당 함량에 따라 소정의 컬러 강도(color intensity)를 나타내는 염료 역할을 수행하는 것이다. 이와 같은 크로모겐은 무색을 나타내는 환원된 상태인 것을 사용하고, 산화 정도에 따라 크로모겐 종류에 따른 소정의 컬러 강도를 나타낼 수 있다. 다시 말해, 크로모겐의 산화정도가 높을수록 컬러가 진해진다.The reaction reagent 140 may include glucose oxidase and chromogen. Here, the chromogen serves as a dye exhibiting a predetermined color intensity according to the blood sugar content. Such chromogen may be in a reduced state, which is colorless, and may exhibit a predetermined color intensity depending on the type of chromogen depending on the degree of oxidation. In other words, the higher the degree of oxidation of chromogens, the darker the color.

반응시약 및 크로모겐 중 어느 하나 이상은 정전기적 인력에 따라 친수성 작용기로 기능화된 실리카 나노입자에 고정될 수 있다.Any one or more of the reaction reagents and chromogens can be immobilized on silica nanoparticles functionalized with a hydrophilic functional group according to electrostatic attraction.

친수성 작용기로 기능화된 실리카 나노입자는 본 발명의 혈당측정용 바이오칩(100)의 성능향상에 도움을 줄 수 있다. 일반적으로 실리카 나노입자는 화학적 안정성, 열 안정성 및 생물학적 적합성을 구비하고 있다.The silica nanoparticles functionalized with a hydrophilic functional group can help improve the performance of the biochip 100 for measuring blood glucose of the present invention. In general, silica nanoparticles have chemical stability, thermal stability and biological compatibility.

상기 실리카 나노입자는 친수성이므로 혈당을 포함하는 혈장을 상기 실리카 나노입자가 분포된 반응영역에서 균일하고 신속하게 흐르게 하여 혈당측정을 정확하고 빠르게 수행할 수 있도록 한다. 바람직하게는 실리카 나노입자에 친수성 작용기를 결합시켜 기능화하여 친수성을 높여 주면 더욱 더 정확하고 빠르게 혈당을 측정할 수 있다.Since the silica nanoparticles are hydrophilic, the plasma containing the blood glucose is uniformly and rapidly allowed to flow in the reaction region where the silica nanoparticles are distributed, so that the blood glucose measurement can be performed accurately and quickly. Preferably, a hydrophilic functional group is bonded to the silica nanoparticle to increase the hydrophilicity, so that the blood glucose can be measured more accurately and more rapidly.

상기 실리카 나노입자는 그 직경이 가시광선의 파장보다 작은 것이 좋으며, 구체적으로 10 내지 300nm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 내지 200nm, 보다 더욱 바람직하게는 50 내지 100nm인 것을 사용할 수 있다. 상기 실리카 나노입자의 직경이 10nm 보다 작은 경우에는 작업성이 저하되며, 직경이 300nm를 초과하는 경우에는 광투과성이 저하된다. The diameter of the silica nanoparticles is preferably smaller than the wavelength of the visible light. Specifically, it is preferably 10 to 300 nm, more preferably 70 to 200 nm, even more preferably 50 to 100 nm . When the diameter of the silica nanoparticles is smaller than 10 nm, the workability is lowered. When the diameter exceeds 300 nm, the light transmittance is lowered.

상기 크로모겐은 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)), O-디아니시딘(O-Dianisidine), O-톨루이딘-블루(O-Toluidine-Blue), 요오드화칼륨(Potassium Iodide), 테트라메틸벤지딘(Tetra methyl benzidine), 8-아닐리노-1-나프탈렌 설폰산 암모늄 결합-메타[3-메틸-2-벤조티아졸리논히드라존] N-설포닐 벤젠설포네이트 모노소디움 (Meta[3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지리딘과 시린갈다진 (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine), 프리마퀸디포스페이트(Primaquine diphosphate), 티아졸옐로우 G (thiazole yellow G), 아우라민 O-무수물(Auramine O-anhydrous) 등을 적용할 수 있다.The chromogens may be selected from the group consisting of 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid), O- O-Dianisidine, O-Toluidine-Blue, Potassium Iodide, Tetra methyl benzidine, 8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid ammonium binding- [3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone] N-sulfonylbenzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid (Meta [3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine, 3,3', 5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine, Primaquine diphosphate, Thiazole yellow G, Auramine O-anhydrous, and the like.

상기 반응시약에서 상기 글루코스 옥시다아제의 함량은, 크로모겐(chromogen) 중량에 대한 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)의 중량비가 0.01 내지 40, 보다 바람직하게는 0.05 내지 20, 보다 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10일 수 있다. 여기서 상기 중량의 비가 0.01 미만이면 혈당의 산화반응속도가 작아지고, 40을 초과하면 혈당의 산화반응의 속도증가가 미미하다.In the reaction reagent, the content of the glucose oxidase may be 0.01 to 40, more preferably 0.05 to 20, still more preferably 0.1 to 10, in terms of the weight ratio of glucose oxidase to chromogen weight have. Here, if the weight ratio is less than 0.01, the rate of oxidation of blood sugar is decreased. If the weight ratio is more than 40, the rate of oxidation of blood sugar is insignificantly increased.

또한, 상기 반응시약은 퍼옥시다아제(Peroxidase)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 퍼옥시다아제는 상기 크로모겐의 산화 반응을 촉진하는 촉매역할을 수행할 수 있다.In addition, the reaction reagent may further include peroxidase. The peroxidase can act as a catalyst promoting the oxidation reaction of the chromogen.

상기 퍼옥시다아제의 함량은, 글루코스 옥시다아제에 대한 퍼옥시디아제의 중량비가 0.01 내지 10, 바람직하게는 0.05 내지 5, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2일 수 있다. 여기서 글루코스 옥시다아제에 대한 퍼옥시디아제의 중량비가 0.01 미만이면 크로모겐의 산화반응 속도가 작아지고, 10을 초과하면 크로모겐의 산화반응의 속도 증가가 미미할 수 있다.The content of the peroxidase may be 0.01 to 10, preferably 0.05 to 5, more preferably 0.1 to 2, by weight of peroxidase to glucose oxidase. If the weight ratio of peroxidase to glucose oxidase is less than 0.01, the oxidation reaction rate of chromogen is decreased. If the weight ratio is more than 10, the rate of oxidation reaction of chromogen may be insignificant.

반응 예로 혈당과 글루코스 옥시다아제의 반응 및 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid), ABTS)의 산화반응에 따른 컬러 강도(color intensity) 변화는 다음의 반응식 1 및 2로 표시될 수 있다.Examples of the reaction include the reaction of glucose with oxidase and the reaction of 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) The color intensity change due to the oxidation reaction of ABTS can be represented by the following reaction equations 1 and 2.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

반응식 1 및 2에 따르면, 혈액에 포함된 혈당(Glucose)이 글루코스 옥시다아제(Glucose oxidase)와 반응하면 과산화수소(H2O2)가 생성되고, ABTS는 과산화수소와 반응하여 산화하면서 무색에서 녹색으로 변하며, 산화 정도가 높을수록 녹색이 짙어진다.According to equations (1) and ( 2 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is produced when glucose contained in blood reacts with glucose oxidase, and ABTS changes from colorless to green while oxidizing by reaction with hydrogen peroxide, The higher the degree of oxidation, the darker the green.

상기 기판(110)의 혈당유입영역(112)과 멀어지는 방향으로 반응영역(114)와 연결된 부분에 혈당흡수영역을 추가로 포함할 수 있고, 상기 혈당흡수영역 상에 흡수부재(170)를 추가로 구비할 수 있다. 혈당을 포함하는 혈장의 유입량이 많을 때 혈장의 일부는 반응 영역(114)을 지나 흡수부재(170)에 흡수되어 혈장이 혈당측정용 바이오칩(100) 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.The absorbent member 170 may further include a blood glucose absorbing region at a portion of the substrate 110 connected to the reaction region 114 in a direction away from the blood glucose inflow region 112, . Part of the plasma is absorbed by the absorptive member 170 through the reaction region 114 when the inflow amount of the plasma containing the blood sugar is large, so that the plasma can be prevented from leaking out of the biochip 100 for blood glucose measurement.

본 실시예에 따른 혈당측정용 바이오칩(100)은, 기판(110) 및 다공성 분리막(130) 사이에 개재된 제1접착부재(160) 및 제2접착부재(180)를 추가로 포함할 수 있다. The biochip 100 for measuring blood sugar according to the present embodiment may further include a first adhesive member 160 and a second adhesive member 180 interposed between the substrate 110 and the porous separator 130 .

상세하게는, 제1접착부재(160)는 기판(110)과 캡부재(120) 사이에 개재될 수 있고, 제2접착부재(180)는 캡부재(120)와 다공성 분리막(130) 사이에 개재될 수 있다.The first adhesive member 160 may be interposed between the substrate 110 and the cap member 120 and the second adhesive member 180 may be interposed between the cap member 120 and the porous separator 130 Can be intervened.

또한, 제1접착부재(160)에는 상기 혈당유입영역(112), 반응영역(114) 및 혈당흡수영역(118)에 대응하여 관통구(162))가 형성되고, 제2접착부재(180)에는 혈당이 통과하도록 혈당 관통구(182)가 형성될 수 있다.The first adhesive member 160 is formed with a through hole 162 corresponding to the blood glucose inflow region 112, the reaction region 114 and the blood glucose absorption region 118, A blood glucose permeation port 182 may be formed to allow blood glucose to pass therethrough.

제1 및 제2접착부재(160, 180)는 접착필름 또는 접착제를 사용하여 형성될 수 있다. The first and second adhesive members 160 and 180 may be formed using an adhesive film or an adhesive.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 혈당측정기(1)는 혈당측정용 바이오칩(100)와 CMOS 이미지 센서(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the blood glucose meter 1 according to the present embodiment includes a biochip 100 for measuring blood sugar and a CMOS image sensor 200.

여기서, 혈당측정용 바이오칩(100)은 상기 설명한 내용과 같으므로 상세한 설명은 그 부분을 참조하기로 한다.Here, since the biochip 100 for measuring blood glucose is the same as the above-described contents, a detailed description thereof will be referred to.

CMOS 이미지 센서(200)(CIS, CMOS Image Sensor)는 광신호를 검출하여 디지털 전기 신호로 변환하는 센서로서, 구동 방식이 간편하고 다양한 스캐닝(scanning) 방식으로 구현할 수 있으며 신호 처리 회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능하다. 또한 CMOS 공정 기술을 호환하여 사용할 수 있어 제조 단가를 낮출 수 있으며, 전력 소모 또한 매우 낮아 배터리 용량이 제한적인 제품에도 적용이 용이하다.The CMOS image sensor 200 (CIS, CMOS Image Sensor) is a sensor that detects an optical signal and converts it into a digital electric signal. The sensor can be implemented in a simple scanning method and a signal processing circuit can be implemented on a single chip It is possible to miniaturize the product. In addition, CMOS process technology can be used interchangeably, which can lower manufacturing cost and power consumption is very low, so it is easy to apply to products with limited battery capacity.

CMOS 이미지 센서(200)의 원리는 다음과 같다. 센서 내에 단일 광다이오드가 있는데 여기서 빛의 흡수 및 다른 신호로 변환하는 작업이 이루어진다. 이와 같은 과정은 광전효과 원리에 따른다. 광자가 전하의 형태로 축적되어 전자로부터 변환될 때 그 양은 광자가 CMOS 이미지 센서에 닿아 검출되는 숫자에 비례한다. 축적된 전하들은 아날로그 전압 형태로 증폭되고 이는 디지털 숫자로 변환될 수 있다. 디지털 아웃풋에 표시되는 숫자들은 광자가 이미지 센서에 검출되는 숫자에 비례한다. 만약 이미지 센서 표면에 다른 물질이 있어 광자의 지나감을 방해하게 된다면, 디지털 아웃풋 숫자는 감소할 수 있다.The principle of the CMOS image sensor 200 is as follows. There is a single photodiode in the sensor where the light is absorbed and converted to another signal. This process is based on the photoelectric effect principle. When a photon is accumulated in the form of a charge and transformed from an electron, the amount is proportional to the number of photons detected by touching the CMOS image sensor. The accumulated charges are amplified in analog voltage form and can be converted to digital numbers. The numbers displayed on the digital output are proportional to the number of photons detected by the image sensor. If there are other materials on the surface of the image sensor that interfere with the passing of the photons, the digital output number may decrease.

본 실시예에 따르면 광원으로 가시광선을 사용할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.According to this embodiment, visible light may be used as the light source, but is not limited thereto.

위와 같은 CMOS 이미지 센서는 스마트폰(미도시) 또는 카메라(미도시)에 장착될 수 있다. 특히, 스마트폰의 CMOS 이미지 센서(200)를 사용하여 혈당을 측정하면 매우 신속하고 효과적으로 혈당을 측정할 수 있다. The above CMOS image sensor can be mounted on a smart phone (not shown) or a camera (not shown). Particularly, when blood glucose is measured using the CMOS image sensor 200 of a smartphone, blood glucose can be measured very quickly and effectively.

구체적으로는, CMOS 이미지 센서를 장착한 스마트폰에 광자수를 정량적으로 표시할 수 있는 애플리케이션이 설치될 수 있다. Specifically, an application capable of quantitatively displaying the photon number on a smart phone equipped with a CMOS image sensor can be installed.

또한, 미리 다양한 혈당 농도를 갖는 샘플을 확보하여 혈당농도와 이에 따른 측정 광자수와의 관계 데이터 베이스를 확보한 후, 상기 데이터 베이스를 애플리케이션에 적용할 수 있다. 이와 같은 애플리케이션을 작동시키는 경우, 혈액 샘플을 혈당측정용 바이오칩에 주입하고 반응 시키면, CMOS 이미지 센서에 의해 검출된 광자수가 곧바로 혈당농도로 표시될 수 있다.In addition, it is possible to obtain a sample having various blood glucose concentrations in advance to secure a relationship database between blood glucose concentration and the number of measured photons, and then apply the database to an application. When such an application is operated, when a blood sample is injected into a biochip for blood glucose measurement and reacted, the photon count detected by the CMOS image sensor can be immediately displayed as the blood glucose concentration.

이와 같은 애플리케이션은 CMOS 이미지 센서가 장착된 카메라에 내장될 수 있음은 물론이다.It goes without saying that such an application can be embedded in a camera equipped with a CMOS image sensor.

실시예Example

제조예Manufacturing example 1: 반응시약 용액의 제조 1: Preparation of reaction reagent solution

글루코스 옥시다아제(100,000 units/g) 5 mg을 정제수 2.5 ml에 투입하여 글루코스 옥시다아제 용액을 제조하였다. 퍼옥시다아제(300 units/g) 5 mg을 정제수 2.5 ml에 투입하여 퍼옥시다아제 용액을 준비하였다. ABTS 20 mg을 정제수 1 ml에 투입하여 35 mM의 ABTS 용액을 준비하였다.5 mg of glucose oxidase (100,000 units / g) was added to 2.5 ml of purified water to prepare a glucose oxidase solution. 5 mg of peroxidase (300 units / g) was added to 2.5 ml of purified water to prepare a peroxidase solution. ABTS 20 mg was added to 1 ml of purified water to prepare a 35 mM ABTS solution.

제조된 모든 용액을 사용 전까지 냉장고에 보관했다. 글루코스 옥시다아제용액, 퍼옥시다아제 용액 및 ABTS 용액을 2:2:1의 부피비로 혼합해 반응시약용액을 준비했다. All solutions prepared were stored in the refrigerator until use. A glucose oxidase solution, a peroxidase solution and an ABTS solution were mixed at a volume ratio of 2: 2: 1 to prepare a reaction reagent solution.

제조예Manufacturing example 2: 아민 기능화된 실리카 나노입자의 제조 2: Preparation of amine functionalized silica nanoparticles

암모니아 6.16 ml를 0.5 ml의 아미노프로필트리에톡시실란과 혼합한 후 6.95 ml의 에탄올과 4.48 ml의 정제수에 첨가하여 1시간 동안 교반한다. 여기에 2.5 ml의 테트라에톡시실란을 첨가하여 제조했다.6.16 ml of ammonia are mixed with 0.5 ml of aminopropyltriethoxysilane, and then 6.95 ml of ethanol and 4.48 ml of purified water are added and stirred for 1 hour. This was prepared by adding 2.5 ml of tetraethoxysilane.

제조예Manufacturing example 3: 아민 기능화된 실리카 나노입자와 반응시약의 혼합물의 제조 3: Preparation of a mixture of amine functionalized silica nanoparticles and reaction reagent

제조예 2의 아민 기능화된 실리카 나노입자 1 mg을 제조예 1의 반응시약용액 0.1 ml에 투입하고 혼합하여 반응시약이 고정된 아민 기능화된 실리카 나노입자와 반응시약의 혼합물을 준비하였다. 1 mg of the amine-functionalized silica nanoparticles of Preparation Example 2 was added to 0.1 ml of the reaction reagent solution of Preparation Example 1 and mixed to prepare a mixture of the amine-functionalized silica nanoparticles immobilized with the reaction reagent and the reaction reagent.

아민 기능화된 실리카 나노입자는 혈당측정용 바이오칩에서 중요한 역할을 한다. 보통 실리카 나노입자는 화학 안정성, 광투명성, 저온 인캡슐레이션, 열안정성, 및 생체적합성을 갖는다. 특히 글루코스 옥시다아제와 크로모겐은 정전기적 인력으로 아민 기능화된 실리카 기판에 고정될 수 있다. Amine-functionalized silica nanoparticles play an important role in the biochip for blood glucose measurement. Usually silica nanoparticles have chemical stability, light transparency, low temperature encapsulation, thermal stability, and biocompatibility. In particular, glucose oxidase and chromogens can be immobilized on an amine functionalized silica substrate with an electrostatic attraction.

제조예Manufacturing example 4: 혈당측정용 바이오칩의 제조 4: Manufacture of biochip for blood glucose measurement

도 1 내지 3을 참고하여 본 발명의 혈당측정용 바이오칩의 제조방법을 설명한다. A method of manufacturing a biochip for blood glucose measurement according to the present invention will be described with reference to FIGS.

먼저, 친수성 PET(polyethylene terephthalate) 필름, 유리섬유 멤브레인으로 만들어진 샘플 패드, 혈장분리 멤브레인, 양면접착테이프, 및 흡수패드를 준비하였다. First, a hydrophilic PET (polyethylene terephthalate) film, a sample pad made of a glass fiber membrane, a plasma separation membrane, a double-sided adhesive tape, and an absorbent pad were prepared.

친수성 PET 필름(가로x세로x두께=24x8x0.1mm)으로 이루어진 기판(110)의 중앙부에 프레스를 사용하여 반응영역(114)상에 4mm 지름과 0.2mm의 깊이를 갖는 검출영역(A)인 원형의 오목부(116)를 형성하였다. A circular area of a detection area A having a diameter of 4 mm and a depth of 0.2 mm was formed on the reaction area 114 using a press at the center of a substrate 110 made of a hydrophilic PET film (width x length x thickness = 24 x 8 x 0.1 mm) Thereby forming a concave portion 116 of the light emitting diode.

다음으로, 제조예 3에 따른 반응시약이 고정된 아민 기능화된 실리카 나노입자와 분석시약의 혼합물(140) 15㎕를 상기 기판(160) 상의 반응영역(114)에 공급하여 가로방향의 직경이 15mm 되게 타원형으로 코팅하고, 사용시까지 냉장고에 보관하였다. Next, 15 μl of a mixture (140) of the amine-functionalized silica nanoparticles fixed with the reagent according to Production Example 3 and the analysis reagent was supplied to the reaction region 114 on the substrate 160, Coated in an oval shape, and stored in a refrigerator until use.

관통구(162)를 중앙부에 갖는 양면테이프 1 (가로x세로x두께=24x8x0.1mm) (160)의 4개의 모서리를 상기 기판(110)의 4개의 모서리와 일치하도록 하여 기판상에 배치하였다.The four corners of the double-sided tape 1 (width x length x thickness = 24 x 8 x 0.1 mm) 160 having the through-hole 162 at the center were arranged on the substrate so as to coincide with the four corners of the substrate 110.

이후, 친수성 PET 필름으로 이루어진 탑레이어(가로x세로x두께=10x8x0.1mm)(120)의 중앙부에 프레스를 사용하여 3mm의 지름과 0.2mm의 높이를 갖는 원형의 볼록부(122)를 형성하고, 기판의 오목한 부분과 탑레이어의 볼록한 부분이 서로 멀어지는 방향으로 탑레이어(top layer) (120)를 기판(110) 상에 배치시켜 공간을 형성하고, 그 사이에 상기 양면테이프 1(160)의 단부가 개재되도록 하여 기판(110)과 탑레이어(120)를 결합하였다. 여기서 상기 공간은 광자의 검출영역(A)을 형성한다.Thereafter, a circular convex portion 122 having a diameter of 3 mm and a height of 0.2 mm was formed at the center of a top layer (width x width x thickness = 10 x 8 x 0.1 mm) 120 made of a hydrophilic PET film using a press , A space is formed by disposing a top layer 120 on a substrate 110 in such a direction that a concave portion of the substrate and a convex portion of the top layer are separated from each other, So that the substrate 110 and the top layer 120 are joined. Where the space forms the detection area A of the photon.

흡수 용량이 높은 셀룰로오스 섬유로 제조된 흡수패드(가로x세로x두께=8x8x0.1mm) (170)를 상기 기판(110)의 혈당유입영역(112)과 멀어지는 방향으로 상기 반응영역(114)과 연결된 혈당흡수영역(118)이 형성된 기판상의 말단에 접착시켜 초과된 혈장을 흡수하도록 하였다.(Width x length x thickness x 8 x 8 x 0.1 mm) 170 made of cellulose fiber having a high absorption capacity is connected to the reaction region 114 in a direction away from the blood glucose inflow region 112 of the substrate 110 The blood glucose absorbing region 118 was adhered to the end on the substrate on which the blood glucose absorbing region 118 was formed to absorb excess plasma.

다음으로, 혈장분리 멤브레인(가로x세로x두께=6x8x0.1mm)(130)의 일단을 탑레이어(120)의 일단과 겹치도록 하고 혈장분리 멤브레인과, 상기 탑레이어 및 상기 양면접착테이프 1 사이에 양면접착테이프 2(가로x세로x두께=6x8x0.1mm)를 개재시켜 접착했다. 여기서 혈장분리 멤브레인의 모서리와 기판의 모서리가 서로 일치하도록 배치하였다.Next, one end of the plasma separation membrane (width x length x thickness = 6 x 8 x 0.1 mm) 130 is overlapped with one end of the top layer 120, and a plasma separation membrane is formed between the top layer and the double- Sided adhesive tape 2 (width x length x thickness = 6 x 8 x 0.1 mm). Where the edges of the plasma separation membrane and the edges of the substrate coincide.

또한 상기 양면접착테이프 2는 3mm 지름의 혈당 관통구가 중앙에 형성된 것을 사용하였다. 이때, 상기 샘플패드(150)와 흡수패드(170)는 상기 기판(110)의 모서리와 서로 일치하도록 접착시켜 혈액샘플의 누설을 방지하고 패킹 역할을 하도록 하였다. 상기 양면접착테이프 1 및 2는 혈당 통과 및 광 투과를 방해하지 않도록 관통구가 중앙부에 형성된 것을 사용하였다.The double-sided pressure-sensitive adhesive tape 2 was formed with a blood-glucose penetration hole having a diameter of 3 mm at its center. At this time, the sample pad 150 and the absorption pad 170 are adhered to each other so as to coincide with the corners of the substrate 110 to prevent leakage of the blood sample and serve as a packing. The double-sided pressure-sensitive adhesive tapes 1 and 2 were each formed with a through-hole at the center so as not to interfere with blood glucose permeation and light transmission.

시험예Test Example : : 혈당농도와Blood glucose concentration 광자수와의With photon number 관계분석 Relationship analysis

도 4는 혈당 농도가 각각 다른 4개의 혈액샘플(좌로부터 샘플 2, 샘플 7, 샘플 14, 샘플 24)을 이용한 혈당측정에서 반응 전 혈당측정용 바이오칩과 반응 후 혈당측정용 바이오칩을 비교한 사진이다.4 is a photograph comparing the biochip for pre-reaction blood glucose measurement and the post-reaction biochip for glucose measurement in blood glucose measurement using four blood samples (sample 2, sample 7, sample 14 and sample 24 from left) having different blood glucose concentrations .

도 4를 참고하면, 혈당 농도가 높아질수록 녹색이 더욱 짙어짐을 볼 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that as the blood glucose concentration increases, the green becomes thicker.

다양한 농도의 혈당을 포함하는 혈액을 마우스와 고지방 다이어트 마우스(HFD)로부터 ipGTT의 피딩(feeding) 후에 다양한 시간 간격으로 채취하였다. 샘플을 마우스로부터 5시간, 20시간의 금식 후에 채취되었고, 또한 피딩 후 0 분, 15 분, 30 분, 60 분, 120 분, 140 분 후에 채취했다. 또한 샘플을 고지방 다이어트 마우스로부터 0 분, 30 분, 90 분, 120 분 및 160 분 후에 채취하여 28개의 혈액샘플을 준비하였다. Blood containing various concentrations of blood glucose was collected at different time intervals after feeding ipGTT from mice and high fat diet mice (HFD). Samples were collected from mice after 5 hours and 20 hours of fasting, and were also collected at 0, 15, 30, 60, 120, and 140 minutes after feeding. The samples were also collected from high fat diet mice at 0, 30, 90, 120 and 160 minutes to prepare 28 blood samples.

준비된 샘플들의 혈당 농도를 GM 9 혈당분석기와 Accu-check point-of-care 혈당센서로 측정하였고, 본 발명의 혈당측정용 바이오칩에 상기 28개의 샘플 혈액을 주입하여 3분간 혈당과 반응시약이 반응하도록 하여 CMOS 이미지 센서로 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수를 측정하였다. 광자 분석을 위하여 NOON0PC30L, 110000 active single chip CMOS image sensor를 사용하였다.The blood glucose concentration of the prepared samples was measured by a GM 9 blood glucose analyzer and an Accu-check point-of-care blood glucose sensor. The 28 samples of blood were injected into the biochip for blood glucose measurement of the present invention, The number of photons passing through the biochip for blood glucose measurement was measured by a CMOS image sensor. For photon analysis, NOON0PC30L, 110000 active single chip CMOS image sensor was used.

이와 같이 진행된 실험에서 혈당의 농도와 이에 따른 광자수 분석결과는 아래 표 1 및 도 5의 그래프와 같다.The concentrations of blood glucose and the results of the photon number analysis are shown in the graphs of Table 1 and FIG. 5 below.

샘플Sample 혈당농도 (㎍/㎖)Blood glucose concentration (占 퐂 / ml) CMOS SENOR에 의한 광자수
(A.U.)
Number of photons by CMOS sensor
(AU)
GM9GM9 Accu-CheckAccu-Check 1One 110110 102102 161161 22 131131 126126 159159 33 163163 153153 146146 44 178178 149149 143143 55 183183 165165 143143 66 193193 178178 139139 77 246246 216216 121121 88 249249 183183 119119 99 262262 258258 115115 1010 269269 283283 115115 1111 291291 301301 106106 1212 308308 261261 100100 1313 316316 321321 9494 1414 321321 299299 8787 1515 330330 317317 8585 1616 366366 369369 7373 1717 378378 367367 7070 1818 380380 351351 6767 1919 388388 385385 5858 2020 416416 450450 5050 2121 437437 421421 4545 2222 443443 427427 4444 2323 448448 469469 4545 2424 452452 415415 4545 2525 472472 467467 3737 2626 491491 515515 3636 2727 494494 484484 3636 2828 586586 548548 3131

표 1 및 도 5를 참조하면, 혈당의 농도가 증가할수록 측정된 광자수는 감소하였다. 이는 혈당의 농도가 증가할수록 혈당측정용 바이오칩의 광자 검출영역의 컬러가 짙어지므로 광투과율이 낮아지기 때문이다.  Referring to Table 1 and FIG. 5, as the blood glucose concentration increases, the measured photon number decreases. This is because as the concentration of blood glucose increases, the color of the photodetection area of the biochip for blood glucose measurement becomes thicker, thereby lowering the light transmittance.

도 6에서 가로축의 Expected value는 GM9의 혈당농도 측정값이고, 세로축의 observed value는 Accu-Check 기기에서의 혈당농도 측정값이다. 도 7에서 가로축의 혈당농도는 GM9에서 측정된 혈당농도 측정값이다.In FIG. 6, the expected value of the abscissa indicates the blood glucose concentration of GM9, and the ordinate indicates the blood glucose concentration of the Accu-Check device. In Fig. 7, the blood glucose concentration on the abscissa is a blood glucose concentration measurement value measured by GM9.

도 6 및 7을 참고하면, GM9와 Accu-Check사이의 혈당 농도에 대한 그래프 직선성은 0.9712를 보였고, 광자수에 대한 그래프 직선성은 0.9663을 보여주어 이와 같은 실험 결과를 데이터 베이스화한 경우, 측정하고자 하는 혈액을 혈당측정용 바이오칩에 떨어뜨려 광자수를 측정하면 해당 혈액의 혈당을 실시간으로 측정할 수 있으며, 이를 스마트폰 애플리케이션에 활용하면 혈당측정이 매우 간편하고 정확해 질 수 있다.6 and 7, the graph linearity of the blood glucose concentration between GM9 and Accu-Check is 0.9712, and the graph linearity with respect to the photon number is 0.9663. When the experimental results are database, By measuring the number of photons by dropping blood on a biochip for blood glucose measurement, the blood glucose of the blood can be measured in real time. Using this in a smartphone application, blood glucose measurement can be very simple and accurate.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

1: 혈당측정기 100: 혈당측정용 바이오칩
110: 기판 120: 캡부재
130: 다공성 분리막 140: 실리카 나노입자와 반응시약
150: 패드 160: 제1접착층
170: 흡수부재 180: 제2접착층
200: CMOS 이미지 센서
1: blood glucose meter 100: biochip for blood glucose measurement
110: substrate 120: cap member
130: porous separator 140: silica nanoparticle and reaction reagent
150: pad 160: first adhesive layer
170: absorbing member 180: second adhesive layer
200: CMOS image sensor

Claims (24)

일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 상기 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 상기 반응영역에 오목부가 형성된 기판;
상기 기판의 상기 일면에 대향하여 상기 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및
상기 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을
포함하는 혈당측정용 바이오칩.
A substrate on which a blood glucose inflow region into which blood glucose flows into the first surface and a reaction region connected with the blood glucose inflow region are formed, and a recess is formed in the reaction region;
A porous separator disposed on the blood-glucose inflow area opposite to the one surface of the substrate; And
A silica nanoparticle and a reaction reagent distributed on the reaction region of the substrate;
A biochip for blood sugar measurement.
제1항에 있어서,
상기 혈당측정용 바이오칩이 상기 반응영역 상에 캡부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
Wherein the biochip for blood glucose measurement further comprises a cap member on the reaction region.
제2항에 있어서,
상기 캡부재가 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 볼록부의 볼록하게 나온 부분과 상기 오목부의 오목하게 들어간 부분이 서로 멀어지는 방향으로 상호 결합하여 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
3. The method of claim 2,
Wherein the cap member includes a convex portion, and the convex portion and the concave portion are coupled with each other in a direction in which the convex portion of the convex portion and the concave portion of the concave portion are apart from each other to form a space. Biochip.
제1항에 있어서,
상기 오목부가 혈당을 수용하고, 광자 검출영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
Wherein the concave portion accommodates blood sugar and forms a photon detection region.
제3항에 있어서,
상기 공간이 혈당을 수용하고, 광자 검출영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method of claim 3,
Wherein the space accommodates blood glucose and forms a photon detection region.
제1항에 있어서,
상기 다공성 분리막이 니트로셀룰로스(Nitrocellulose), 폴리설폰, 폴리에스테르, 폴리아미이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 및 부직섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
Wherein the porous separator is selected from the group consisting of nitrocellulose, polysulfone, polyester, polyamide, polyimide, polyamideimide, poly (meta-phenylene isophthalamide), polyetherketone, polyetherimide, For example, made of polypropylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, perfluoropolymers, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene glycol derivatives, polyoxides, polyvinylacetates, polystyrenes, polyacrylonitriles, polymethylmethacrylates and nonwoven fibers Wherein the biochip comprises at least one selected from the group consisting of:
제1항에 있어서,
상기 실리카 나노입자는 친수성 작용기로 기능화(hydrophilic functional group functionalized)된 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
Wherein the silica nanoparticles are hydrophilic functional group functionalized with a hydrophilic functional group.
제7항에 있어서,
상기 친수성 작용기는 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
8. The method of claim 7,
Wherein the hydrophilic functional group is at least one selected from the group consisting of an amine group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and a thiol group.
제1항에 있어서,
상기 실리카 나노입자가 직경이 10 내지 300nm인 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
Wherein the silica nanoparticles have a diameter of 10 to 300 nm.
제1항에 있어서,
상기 반응 시약이 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)와 크로모겐(chromogen)을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction reagent comprises glucose oxidase and chromogen. 2. The biochip of claim 1, wherein the reaction reagent comprises glucose oxidase and chromogen.
제10항에 있어서,
상기 글루코스 옥시다아제가 상기 실리카 나노입자에 고정(immobilized)된 글루코스 옥시다아제를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
11. The method of claim 10,
Wherein the glucose oxidase comprises glucose oxidase immobilized on the silica nanoparticles. 2. The biochip as claimed in claim 1, wherein the glucose oxidase is glucose oxidase.
제10항에 있어서,
상기 크로모겐이 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)), O-디아니시딘(O-Dianisidine), O-톨루이딘-블루(O-Toluidine-Blue), 요오드화칼륨(Potassium Iodide), 테트라메틸벤지딘(Tetra methyl benzidine), 8-아닐리노-1-나프탈렌 설폰산 암모늄 결합-메타[3-메틸-2-벤조티아졸리논히드라존] N-설포닐 벤젠설포네이트 모노소디움 (Meta[3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지리딘과 시린갈다진 (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine), 프리마퀸디포스페이트(Primaquine diphosphate), 티아졸옐로우 G (thiazole yellow G) 및 아우라민 O-무수물(Auramine O-anhydrous)로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
11. The method of claim 10,
The above chromogens are preferably selected from the group consisting of 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid), O- O-Dianisidine, O-Toluidine-Blue, Potassium Iodide, Tetra methyl benzidine, 8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid ammonium binding- [3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone] N-sulfonylbenzenesulfonate monosodium combined with 8-anilino-1-naphthalene sulfonic acid (Meta [3-methyl-2-benzothiazolinonehydrazone] N-sulfonyl benzenesulfonate monosodium ammonium, MBTHSB-ANS), 3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine, 3,3', 5,5'-tetramethylbenzidine and syringaldazine, Primaquine diphosphate, Wherein the biochip is one selected from the group consisting of thiazole yellow G and Auramine O-anhydrous.
제10항에 있어서,
상기 반응시약이 퍼옥시다아제(Peroxidase)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
11. The method of claim 10,
Wherein the reaction reagent further comprises peroxidase (Peroxidase).
제1항에 있어서,
상기 기판이 상기 혈당유입영역과 멀어지는 방향으로 상기 반응영역과 연결된 혈당흡수영역을 추가로 형성하고,
상기 혈당측정용 바이오칩이 상기 혈당흡수영역 상에 흡수부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
The substrate further forms a blood glucose absorbing region connected to the reaction region in a direction away from the blood glucose inflow region,
Wherein the biochip for blood glucose measurement further comprises an absorbing member on the blood glucose absorbing region.
제1항에 있어서,
상기 기판 및 상기 캡부재가 광투과성인 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate and the cap member are light transmissive.
제1항에 있어서,
상기 기판 및 상기 캡부재 중 1종 이상은 각각 독립적으로 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리설폰(PS), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드 및 유리로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the substrate and the cap member is formed of a material selected from the group consisting of polyester, polyacrylate, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polysulfone (PS), polyethersulfone (PES), polycarbonate , Polyarylate (PAR), polyimide (PI), polyamide, and glass.
제14항에 있어서,
상기 혈당측정용 바이오칩은,
상기 기판과 상기 캡부재 사이에 제1접착부재, 및 상기 캡부재와 상기 다공성 분리막 사이에 제2접착부재 중에서 선택된 1종 이상이 개재되고,
상기 제1접착부재가 상기 혈당유입영역, 반응영역, 및 혈당흡수영역에 대응하여 관통구가 형성되고,
상기 제2접착부재가 혈당이 통과하도록 상기 혈당유입영역에 대응하여 혈당 관통구가 형성되는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
15. The method of claim 14,
The biochip for blood glucose measurement comprises:
At least one member selected from the group consisting of a first adhesive member between the substrate and the cap member, and a second adhesive member between the cap member and the porous separator,
Wherein the first adhesive member has through-holes corresponding to the blood-glucose inflow region, the reaction region, and the blood-glucose absorption region,
Wherein the second adhesive member is formed with a blood-sac-through opening corresponding to the blood-glucose inflow area so that blood glucose passes therethrough.
제17항에 있어서,
상기 캡부재의 일단이 상기 제2접착부재의 혈당 관통구의 전부 또는 일부와 상호 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
18. The method of claim 17,
Wherein one end of the cap member does not overlap with all or a part of the blood glucose perforation hole of the second adhesive member.
제1항에 있어서,
상기 혈당측정용 바이오칩이 다공성 분리막 상에 패드부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당측정용 바이오칩.
The method according to claim 1,
The biochip for blood glucose measurement further comprises a pad member on the porous separation membrane.
일면에 혈당이 유입되는 혈당유입영역과 상기 혈당유입영역과 연결된 반응영역이 형성되고, 상기 반응영역에 오목부가 형성된 기판; 상기 기판의 상기 일면을 대향하여 상기 혈당유입영역 상에 배치된 다공성 분리막; 및 상기 기판의 반응영역 상에 분포하는, 실리카 나노입자와 반응시약;을 포함하는 혈당측정용 바이오칩; 및
상기 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수를 측정하는 CMOS 이미지 센서;를
포함하는 혈당측정기.
A substrate on which a blood glucose inflow region into which blood glucose flows into the first surface and a reaction region connected with the blood glucose inflow region are formed, and a recess is formed in the reaction region; A porous separator disposed on the blood-glucose inflow area opposite to the one side of the substrate; And a reaction reagent for reacting with the silica nanoparticles distributed on the reaction region of the substrate. And
A CMOS image sensor for measuring the number of photons transmitted through the biochip for blood glucose measurement;
Includes a blood glucose meter.
제20항에 있어서,
상기 투과하는 광자수가 상기 혈당측정용 바이오칩의 광자 검출영역인 상기 오목부를 투과하는 광자수인 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
21. The method of claim 20,
Wherein the transmitted photon count is a photon number transmitted through the concave portion as the photon detection region of the biochip for measuring blood glucose.
제20항에 있어서,
상기 CMOS 이미지 센서는 스마트폰에 장착되는 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
21. The method of claim 20,
Wherein the CMOS image sensor is mounted on a smartphone.
제22항에 있어서,
상기 스마트폰이 상기 CMOS 이미지 센서에 의해 측정된 광자수를 정량적으로 표시하는 애플리케이션이 설치되는 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
23. The method of claim 22,
Wherein the smartphone is provided with an application for quantitatively displaying the photon number measured by the CMOS image sensor.
제23항에 있어서,
상기 애플리케이션이 혈당의 농도와 이에 따른 혈당측정용 바이오칩을 투과하는 광자수간의 관계를 측정한 데이터 베이스를 기반으로 혈당의 농도를 정량적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 혈당측정기.
24. The method of claim 23,
Wherein the application quantitatively displays the concentration of blood glucose based on a database in which the relationship between the concentration of blood glucose and the photon number transmitted through the biochip for measuring blood sugar is measured.
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