KR20150011179A - Bio-sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 바이오 센서에 관한 것이다.
The present disclosure relates to a biosensor.
일반적으로 임상 및 환경 등의 모니터링을 위해 유체 상태의 시료를 검사하는 경우, 시료 분석을 위해 사용되는 다양한 장치 중 하나가 전기 화학적 시험용 센서를 사용하는 바이오 센서이다. 특히 인슐린 의존형을 가진 사용자들이 바이오 센서를 휴대하면서, 주기적으로 자가 점검하면서 혈액(시료) 내의 글루코오스 농도의 레벨을 측정하는데 사용하고 있다. 이러한 바이오 센서로 시료가 제공되는 경우, 바이오 센서의 전극 또는 센서의 검출위치 상에 반응이 일어날 수 있도록 충분한 양의 시료가 정확하게 검출위치 상에 제공되어야 한다. 이에 바이오 센서에는 시료를 유입하여 검출위치 상으로 제공하도록 좁은 유로를 갖는 시료 유입부가 바이오 센서 전면에 형성된다. 이러한 바이오 센서의 구성에 관한 종래기술로는 미국 공개특허 US2008/0149480(Pub Date: 2008.6.26, 발명의 명칭: GEL FORMATION TO REDUCE HEMATOCRIT SENSITIVITY IN ELECTROCHEMICAL TEST), 대한민국 등록특허 제10-0854389호(등록일자: 2008.08.20, 발명의 명칭: 전기화학적 바이오센서)에 개시되어 있다. In general, when testing fluid samples for clinical and environmental monitoring, one of the various devices used for sample analysis is a biosensor using electrochemical test sensors. In particular, users with insulin dependence are used to measure the level of glucose in the blood (sample) while carrying the biosensor periodically and self-checking. When a sample is provided with such a biosensor, a sufficient amount of sample must be accurately provided on the detection position so that a reaction can take place on the detection position of the electrode or sensor of the biosensor. A sample inlet portion having a narrow flow path is formed in front of the biosensor so as to introduce the sample into the biosensor and provide the sample to the detection position. As a conventional technique related to the construction of such a biosensor, there has been proposed a method of detecting a biosensor in accordance with the method disclosed in US Patent Publication No. US2008 / 0149480 (Pub. Date: 2008.6.26, entitled GEL FORMATION TO REDUCE HEMATOCRIT SENSITIVITY IN ELECTROCHEMICAL TEST), Korean Patent No. 10-0854389 Date: 2008.08.20, entitled "Electrochemical Biosensor").
앞서 설명한 바와 같이 다양한 시료를 측정하기 위해 여러 가지 바이오 센서가 구비되며, 그 중 일반적으로 사용되는 바이오 센서는 혈당기로서, 사용자의 혈액을 시료로 하여 혈당의 변화 추이를 측정하는데 사용된다. 바이오 센서의 경우, 시료를 유입하는 시료 유입부와, 유입된 시료를 분석하는 검출부를 포함한다. 시료 유입부는 검출부까지 시료를 유입할 수 있도록 모세관 현상을 이용한다. 즉, 바이오 센서의 전면 상에 구비된 시료 유입부는 혈액을 빨아들이기 위해 매우 협소하게 구비되고, 시료 유입부에서 검출부까지 형성된 시료 유입 공간도 시료를 검출부로 빨아들이기 위해 매우 협소하게 구비된다. As described above, various biosensors are provided for measuring various samples. Among them, a biosensor generally used is a blood glucose meter, which is used to measure a change in blood glucose using a user's blood as a sample. In the case of a biosensor, the biosensor includes a sample inlet portion for introducing the sample and a detection portion for analyzing the introduced sample. The sample inlet uses a capillary phenomenon to allow the sample to flow into the detector. That is, the sample inlet portion provided on the front surface of the biosensor is provided very narrowly to suck blood, and the sample inlet space formed from the sample inlet portion to the detection portion is provided very narrowly to suck the sample into the detection portion.
사용자가 자신의 혈당을 측정하기 위해 손가락 끝을 바늘과 같은 것으로 찔러 혈액을 채취하고, 바이오 센서의 시료 유입구에 혈액을 유입시키면, 혈액은 모세관 현상을 통해 검출부에 모여 사용자의 혈당값을 측정하게 되는 것이다. 이러한 검출부는 혈당센서라고도 하며, 혈당센서의 경우, 포도당(D-Glucose)를 감지하는 부분이 효소(Enzyme)이거나, 전이금속 및 산화물을 이용한 무효소법(Non-Enzymatic)와 같은 구성으로 이루어진다. 이러한 혈당센서의 경우, 포도당을 글루콘산(Gluconic Acid)등으로 산화시키고, 이를 통해 얻어지는 전기신호의 검출값을 통해 사용자의 혈당값을 알 수 있게 된다. When a user pierces his or her fingertip with a needle or the like to measure blood sugar, and blood is drawn into the sample inlet of the biosensor, the blood collects in the detection part through the capillary phenomenon, and the blood glucose value of the user is measured will be. Such a detector may be referred to as a blood glucose sensor, and in the case of a blood glucose sensor, a portion for detecting glucose (D-Glucose) may be an enzyme or a non-enzyme type using a transition metal and an oxide. In the case of such a blood glucose sensor, the glucose is oxidized by gluconic acid or the like and the blood glucose value of the user can be known through the detection value of the electric signal obtained through the oxidation.
혈당을 측정하기 위해 사용되는 시료, 즉 혈액은 고형성분과 액체성분으로 나뉜다. 고형성분은 혈구, 구체적으로 백혈구와 적혈구와 혈소판을 포함하여 이루어지고, 액체성분은 혈장을 포함하여 이루어지며, 검출부를 통해 혈당이 측정되는 구성은 액체성분이다. A sample used to measure blood sugar, blood, is divided into a solid component and a liquid component. The solid component is composed of blood cells, specifically, leukocytes, red blood cells and platelets. The liquid component is composed of plasma. The composition in which blood glucose is measured through the detection part is a liquid component.
또한, 적혈구, 백혈구 및 혈소판의 고형성분 중 적혈구는 7~10㎛로서 그 크기가 가장 크다. 이러한 적혈구는 바이오 센서의 시료 유입부와, 시료 유입부에서 검출부까지의 협소한 시료 유입공간에 적층되거나, 검출부 상에 적층된다. 특히 검출부 상에 적혈구가 적층되면, 액체성분이 검출부의 표면에 접촉되는 것을 제한하게 된다. 즉, 적혈구가 시료 유입부와 시료 유입공간 상에 적층되면, 시료 유입부 및 시료 유입공간이 협소해지며 액체성분만의 유입과 비교 시, 유입 속도가 느려지고, 혈당 값에 오차가 발생될 수 있다. Among the solid components of red blood cells, white blood cells and platelets, red blood cells have a largest size of 7 to 10 탆. These red blood cells are stacked on the sample inlet portion of the biosensor and the narrow sample inlet space from the sample inlet portion to the detection portion, or stacked on the detection portion. Particularly, when red blood cells are stacked on the detection part, the liquid component is prevented from contacting the surface of the detection part. That is, when the red blood cells are stacked on the sample inlet and the sample inlet space, the sample inlet and the sample inlet space are narrowed, and when compared with the influx of only the liquid component, the inflow rate is slowed and an error may occur in the blood glucose value .
특히, 검출부 상에 고형성분이 적층되는 경우, 검출부의 검출면적이 줄어들게 되고, 이에 액체성분은 줄어든 검출면적을 통해 혈당 값을 측정하게 되어 혈당값은 20% 이상의 오차가 발생하기도 한다. 또한, 바이오 센서를 사용하는 사용자마다 혈액에 포함되는 고형성분의 함유량이나 크기, 특히 적혈구의 크기가 차이가 있어, 동일한 바이오 센서를 사용하여도 검출되는 혈당값의 오차 범위도 편차가 발생하게 된다. In particular, when a solid component is laminated on the detection part, the detection area of the detection part is reduced, and the blood component value is measured by the detection area where the liquid component is reduced. In addition, since the content and the size of the solid component contained in the blood, particularly the size of the red blood cell, are different for each user using the biosensor, the error range of the blood glucose value detected even when the same biosensor is used also varies.
이러한 혈당 값의 오차 범위를 줄이고자 다양한 시도가 이루어지고 있으며 일 예로, 적혈구의 양이 증가함에 따라 산란이 늘어남을 이용하여 광학적으로 적혈구량을 측정하고, 보정할 수도 있다. 또한, 혈액 내의 고형성분의 함유량에 따라 점도 등에 차이가 발생되고, 이에 혈액의 흐름 속도가 달라지게 됨으로써, 혈액 속의 흐름속도를 이용하여 순수한 액체성분으로 구비되는 경우와 비교하여 고형성분의 함량을 측정할 수 있게 된다. 구체적으로, 시료 유입구로 유입된 혈액의 흐름 방향을 기준으로 서로 다른 곳에 위치된 전극 사이의 혈액이 지나가는 시간차를 이용하여 혈액의 흐름 속도를 측정하여 오차 판별 및 혈당 값을 측정할 수 있다. Various attempts have been made to reduce the error range of the blood glucose value. For example, it is possible to measure and correct the erythrocyte amount optically using the increase of scattering as the amount of red blood cells increases. In addition, a difference in viscosity or the like occurs depending on the content of the solid component in the blood, and the flow rate of the blood is changed, whereby the content of the solid component is measured by comparing the flow rate in the blood with that in the case of being provided as a pure liquid component . Specifically, it is possible to determine the error and measure the blood glucose level by measuring the flow velocity of the blood using the time difference between the blood flowing between the electrodes located at different places on the basis of the flow direction of the blood flowing into the sample inlet.
이외에도 다양한 방법으로 혈액 내의 고형성분의 비율을 측정하여 이에 대해 혈당값의 오차를 판별할 수 있다. 그러나, 상기의 예들, 구체적으로 적혈구의 양을 광학적으로 측정하는 방법의 경우, 일회용으로 사용하는 바이오 센서에 적용하기 위해서 다양한 부품과 회로를 필요로 하므로 적용하기 어렵다. 또한, 고형성분의 비율을 측정하는 것은 간단하지 않으며, 시료가 시료 유입구에서 검출부까지 흐르기 위해 시료 유입공간의 벽면 표면과 혈액과의 마찰과 경계조건(boundary condition)등에 따라 크게 달라지게 된다. 따라서, 상기의 예와 같은 방법의 경우, 시간차를 측정하기 위한 전극간의 거리가 매우 좁아 통계값으로 구한 평균 흐름속도와, 실제의 흐름속도 값은 편차가 발생하는 것과 같이, 실제적으로 오차 값의 측정을 통해 정확한 혈당값을 구하는데 어려움이 발생한다. In addition, the ratio of the solid component in the blood can be measured by various methods, and the error of the blood glucose value can be determined therefrom. However, in the case of the above examples, specifically, in the case of optically measuring the amount of erythrocytes, various components and circuits are required for application to a biosensor for disposable use, and thus it is difficult to apply. In addition, it is not simple to measure the ratio of the solid component, and the sample varies greatly depending on the friction between the surface of the wall of the sample inlet space and the blood, the boundary condition, etc. in order to flow the sample from the sample inlet to the detection part. Therefore, in the case of the method as in the above example, as the distance between the electrodes for measuring the time difference is very narrow and the average flow rate obtained by the statistical value and the actual flow rate value are deviated, It is difficult to obtain an accurate blood glucose value.
따라서, 고형성분의 비율이나 크기 등을 검출하는 것은 실제 적용하기 어려우며, 이를 통해 오차 범위가 넓어, 정확도에 가까운 혈당값을 측정하기 어려움이 발생하는 것이다.
Therefore, it is difficult to actually detect the ratio or size of the solid component, and the error range is widened thereby making it difficult to measure the blood glucose value close to the accuracy.
따라서, 본 개시의 실시예는, 시료, 특히 혈액과 같이 고형성분이 포함된 시료에서 고형성분의 일부를 필터링하여 검출값의 오차 범위를 줄일 수 있는 바이오 센서를 제공하고자 한다.
Therefore, the embodiment of the present disclosure intends to provide a biosensor capable of reducing a range of error of a detection value by filtering a part of a solid component in a sample, particularly a sample containing a solid component such as blood.
상기한 기술적 과제들을 해결하기 위하여, 본 개시의 실시예에 따른 바이오 센서는; 바이오 센서에 있어서, 검출부를 구비한 베이스 기판; 상기 베이스 기판에 적층되고, 상기 검출부로 시료를 유입시키는 시료 유입부가 제공되는 상부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 베이스 기판 사이에 제공되고, 상기 시료 유입구로 유입되는 소정 크기의 고형 성분을 필터링하는 필터부재를 포함할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a biosensor comprising: A biosensor comprising: a base substrate having a detection unit; An upper plate laminated on the base substrate and provided with a sample inlet portion through which the sample is introduced into the detection portion; And a filter member provided between the upper plate and the base substrate and filtering a solid component of a predetermined size introduced into the sample inlet.
상기와 같이 구성된 바이오 센서는, 간단한 구조를 통해 소정 크기 이상의 고형성분을 필터링할 수 있어, 고형 성분이 시료 유입구와 검출부 사이의 유로에 적층되는 것을 차단할 있으며, 검출부로 접근, 특히 검출부로 적층되는 것을 줄이거나 차단할 수 있어 혈당값의 오차 범위를 줄일 수 있는 이점이 있다. The biosensor constructed as described above is capable of filtering a solid component having a predetermined size or more through a simple structure to prevent the solid component from being stacked on the flow path between the sample inlet and the detection unit and to be stacked with the detection unit, The blood glucose value can be reduced and the error range of the blood glucose value can be reduced.
또한, 시료 포함된 고형성분의 크기가 제각각 이더라도, 소정 크기 이상의 고형성분은 필터링할 수 있어, 바이오 센서의 개인별 오차도 줄일 수 있는 이점이 있다.
In addition, even if the size of the solid component included in the sample is different, the solid component of a predetermined size or more can be filtered, and individual errors of the biosensor can be reduced.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서를 분리 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 개시된 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서에서, 필터부재의 메시 패턴이 평직 형상으로 형성되는 것을 나타내는 도면.
도 3은 도 1에 개시된 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서에서, 필터부재의 메시 패턴이 능직 형상으로 형성되는 것을 나타내는 도면.
도 4는 도 1에 개시된 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서에서, 필터부재의 메시 패턴이 수자직 형상으로 형성되는 것을 나타내는 도면.
도 5는 도 1에 개시된 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서에서 필터부재에 고형성분이 필터링된 상태를 나타내는 도면. 1 is a view illustrating a biosensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing that a mesh pattern of a filter member is formed in a plain shape in a biosensor according to an embodiment of the present disclosure shown in Fig.
Fig. 3 is a view showing that a mesh pattern of a filter member is formed in a twill shape in a biosensor according to an embodiment of the present disclosure shown in Fig. 1;
Fig. 4 is a view showing that a mesh pattern of a filter member is formed in a numeric shape in a biosensor according to an embodiment of the present disclosure shown in Fig. 1; Fig.
FIG. 5 is a view showing a state in which a solid component is filtered in a filter member in a biosensor according to an embodiment of the present disclosure shown in FIG. 1; FIG.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 개시의 실시예들에 따른 바이오 센서를 설명하기로 한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, a biosensor according to embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. Further, the terms described below are defined in consideration of the functions in this disclosure, which may vary depending on the intentions or customs of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
또한, 본 개시의 실시예들을 설명함에 있어 1이나, 2 등과 같은 서수를 사용하고 있으나, 이는 단지 동일한 명칭의 대상들을 서로 구분하기 위한 것이고, 그 순서는 임의로 정할 수 있으며, 후순위의 대상에 대해 선행하는 설명을 준용할 수 있다.
Further, in describing the embodiments of the present disclosure, ordinal numbers such as 1, 2, and so on are used, but they are for distinguishing objects of the same name from each other, and the order may be arbitrarily set, Of the present invention may be applied mutatis mutandis.
본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서(100)는 시료, 구체적으로 혈액과 같은 고형성분을 포함하는 시료에서, 검출부(111)로 고형성분이 적층되는 것을 제한하도록 소정 크기(d) 이상의 고형성분을 필터링하는 것이다. 이를 위해 도 1내지 도 6을 참조하여 본 개시의 바이오 센서(100)를 설명하기로 한다.The
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서를 분리 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 개시의 하나의 실시예에 따른 바이오 센서(100)는 베이스 기판(110)과, 절연층(120)과, 상부 플레이트(130) 및 필터부재(140)를 포함하는 구성이다. 상기의 베이스 기판(110)은 바이오 센서(100)의 가장 하측에 배치되는 구성이다. 베이스 기판(110)의 상측으로 후술하는 절연층(120), 절연층(120)의 상측으로 상부 플레이트(130)가 순서대로 적층되며, 상부 플레이트(130)와 절연층(120) 사이로 시료 유입구(132a) 측에는 필터부재(140)가 적층된다. 1 is a view illustrating a biosensor according to an embodiment of the present invention. 1, a
본 개시의 베이스 기판(110)은 세라믹, 유리판 또는 고분자 수지의 비전도성 재질을 포함하여 이루어질 수 있으며, 또한 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드(polyvinyle chloride), 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 등의 유기 고분자 재료를 사용할 수도 있다. 그러나, 베이스 기판(110)의 재질은 이에 한정되지 않으며, 비용이나, 베이스 기판(110)에 구비되는 검출부(111) 등의 구성을 고려하여 얼마든지 변경이나 변형이 가능하다. The
베이스 기판(110)의 상부 표면에는 상부 플레이트(130)의 시료 유입구(132a)를 통해 유입된 시료의 정보를 검출하는 검출부(111)가 구비된다. 검출부(111)는 베이스 기판(110) 위에 형성되며, 리드(111a)와 전극층(111b)을 포함할 수 있다. 리드(111a)는 베이스 기판(110)의 전면부(F)에 구비되어, 후술하는 시료 유입구(132a)를 통해 들어온 시료를 전극층(111b)으로 이동될 수 있도록 시료의 유입구(132a)를 형성한다. 리드(111a)에는 시료가 접촉되는 것을 방지하도록 상부로 절연층(120)이 제공된다. 전극층(111b)은 베이스 기판(110)의 후면부(B)에 구비되어, 시료 상에서 혈액 포도당 분석과 같은 테스트를 수행하기 위해 시료와 접촉된다. 전극층(111b)은 두 개의 전극, 구체적으로 작동 전극인 제1전극(111ba)과, 보조 전극인 제1전극(111bb)을 포함할 수 있다. 전극층(111b)은 시료 유입구(132a)를 통해 유입된 시료와 접촉되어, 시료의 정보를 분석하게 한다. 제1전극(111ba)과 제1전극(111bb)은 바이오 센서(100)의 길이 방향으로 서로 이웃하게 구비된다. 제1전극(111ba)과 제2전극(111bb)은 도전성 물질을 베이스 기판(110) 상에 전극인쇄, 스크린 프린팅, 증착 또는 에칭 등을 통해 형성될 수 있다. The upper surface of the
절연층(120)은 베이스 기판(110)의 상면에 제공되고, 바람직하게는 베이스 기판(110)의 전면부(F)에 구비된다. 절연층(120)은 검출부(111), 구체적으로 베이스 기판(110)의 전면부(F)에 위치된 리드(111a)에 시료가 접촉되는 것을 방지한다. 절연층(120)에는 후술하는 벤트홀(131a)과 시료 유입공간(이하 '유로'라 함.)을 연결하는 홀(120a)이 형성되어, 시료 유입구(132a)를 통해 시료가 유입될 때, 유로에 채워져 있는 기체들을 빠져나갈 수 있게 한다.The insulating
상부 플레이트(130)는 바이오 센서(100)의 가장 상부에 위치되며, 베이스 기판(110)의 상측에 오버레이된다. 본 개시의 실시예에서 상부 플레이트(130)는 덮개부(131)와, 시료 도입플레이트(132)를 포함할 수 있다. 덮개부(131)는 시료 도입플레이트(132)의 상면에 오버레이(overlay)되고, 시료 도입플레이트(132)의 일측에 형성된 시료 유입구(132a)의 상측을 커버하여 시료가 바이오 센서(100)의 일측을 통해 유입될 수 있게 공간을 형성한다. 덮개부(131)에는 벤트홀(131a)이 형성된다. 벤트홀(131a)은 시료 유입구(132a)의 타측 단부와 연결되어, 시료 유입구(132a)의 일측을 통해 시료가 유입되는 경우, 모세관 현상을 통해 시료를 끌어들일 수 있도록 유로 상에 채워져 있는 공기를 배출하도록 구비된다. The
시료 도입플레이트(132)는 베이스 기판(110)의 상측에 오버레이(overlay)되고, 일측면에는 시료를 유입할 수 있는 시료 유입구(132a)가 형성된다. The
본 개시의 일 실시예에서 상부 플레이트(130)는 덮개부(131)와, 시료 도입플레이트(132)를 포함하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 하나의 상부 플레이트(130)로 형성될 수 도 있으며, 필요에 따라 두 개 이상 적층되게 구비될 수도 있는 등 얼마든지 그 구성이나 형태 등은 변형이나 변경이 가능하다. Although the
필터부재(140)는 상부 플레이트(130)와 베이스 기판(110) 사이로, 구체적으로는 시료 도입플레이트(132)와 절연층(120) 사이로 제공되고, 시료 유입구(132a)의 상측에 위치된다. 필터부재(140)는 시료 유입구(132a)로 들어오는 시료에 포함된 소정 크기(d) 이상의 고형 성분을 필터링하는 구성이다. 즉, 시료 유입구(132a)로 시료가 제공되면, 시료가 바로 유로 상으로 유입되는 것이 아니라, 필터부재(140)를 거치게된다. 이에, 시료는 유로 상으로 유입되기 전에 필터부재(140)를 거치면서 시료에 포함되어 있는 일정 크기(d) 이상의 고형성분은 걸러지게 된다. 특히 혈액과 같은 시료를 통해 바이오 센서(100)에서 검출하는 것은 혈당 값으로써, 이러한 혈당 값은 고형 성분을 분석하는 것이 아니라 액형 성분을 분석하여 얻어지는 결과물이다. 따라서, 고형성분이 줄어들수록 정확한 수치 값을 얻을 수 있다. 특히 고형 성분은 좁은 유로 상에 쌓여 액형성분의 흐름을 막거나 느려지게 하여 검출 값의 정확도를 저하시킨다. 또한, 고형성분은 유로에 적층됨은 물론 검출부(111), 구체적으로 전극층(111b)에 적층됨으로써, 액형 성분이 전극층(111b)과 접촉되는 면적을 줄이거나, 액형성분이 전극층(111b)과 접촉되는 것을 간섭하게 되어, 검출 값의 정확도를 저하시키게 된다. 필터부재(140)는 시료의 유입 시, 시료 내에 포함된 고형성분을 모두 또는 일정 크기(d) 이상의 고형성분을 필터링함으로써, 유로의 막힘이나 전극층(111b)에 쌓이는 것을 방지할 수 있게 된다. The
이러한 필터부재(140)는 폴리에스테르(Polyester), 나일론(Nylon), 폴리에틸렌(Polyethylene), 불소수지(Teflon) 중 적어도 하나 또는 그 이상의 재질을 포함한다. 또한, 이러한 필터부재(140)의 표면, 구체적으로 후술하는 날실(141)과 씨실(142)의 표면에는 친수성 코팅층을 형성할 수 있다. 친수성 코팅층은 액체형상의 시료가 검출부(111)로 유입을 용이하게 하도록, 특히 바이오 센서(100)의 후면부(B)에 위치되는 전극층(111b)까지 모세관 현상을 더욱 효과적으로 증진시킬 수 있도록 날실(141)과 씨실(142)의 표면에 친수성 재질로 코팅되는 구성이다. 여기서 '친수성'이란 씨실(142)과 날실(141)의 표면으로 액체가 잘 붙을 수 있게 하는 것을 의미하는 것이다. 이에 시료 유입구(132a)로 시료가 제공되면, 고형성분은 필터부재(140)에 의해 걸러지게 되고, 액형성분은 모세관 현상뿐만 아니라 필터부재(140)의 표면에 구비된 친수성 코팅층으로 인해, 씨실(142)과 날실(141)의 표면을 통해 검출부(111) 측으로 빠르게 이동할 수 있게 된다. The
본 개시의 실시예에 다른 필터부재(140)에 형성된 개구(O)의 크기(d)는 시료, 특히 혈액 내의 소정 크기(d) 이상의 고형성분을 필터링하기 위한 크기(d)로 형성될 수 있다. 구체적으로 혈액 내에 포함된 고형성분, 즉 적혈구의 크기(d)가 7~10㎛범위임을 감안하여 개구(O)의 크기(d)가 10~50㎛ 크기 사이로 형성될 수 있게 날실(141)과 씨실(142)의 교차를 형성할 수 있다. The size d of the opening O formed in the
이러한 필터부재(140)는 앞서 잠깐 언급하였듯이 날실(141)과 씨실(142)로 구비될 수 있고, 날실(141)과 씨실(142)이 서로 교대로 교차하는 메시 패턴으로 구비된다. The
도 2 내지 도 4는 도 1에 개시된 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서에서, 필터부재의 메시 패턴의 다양한 형상을 개시한 도면으로, 도 2는 메시 패턴이 평직 형상으로 형성되는 것을 나타내고 있으며, 도 3은 메시 패턴이 능직 형상으로 형성되는 것을 나타내고 있고, 도 4는 메시 패턴이 수자직 형상으로 형성되는 것을 나타내고 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상술하였듯이 필터부재(140)는 날실(141)과 씨실(142)이 교차하여 입체형상의 메시 패턴을 형성한다. 도 2와 같이 메시 패턴은 날실(141)과 씨실(142)이 한번씩 교대로 교차하여 입체적으로 형성되는 평직 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 날실(141)과 씨실(142)이 한 가닥씩 교대로 교차 형성되는 것이다. 이에, 날실(141)과 씨실(142)이 교차된 부분으로는 소정 크기(d)의 개구(O)가 형성된다. 시료 유입구(132a) 상에 제공된 시료는 필터부재(140)를 지나 유로로 제공되는데, 시료 상에 포함된 고형성분 중 메시 패턴의 공간 크기(d) 이상의 고형성분은 개구(O)를 관통할 수 없어, 필터부재(140)에 의해 필터링되고, 나머지 시료가 개구(O)를 통해 유로로 유입되는 것이다. 2 to 4 are views showing various shapes of a mesh pattern of a filter member in a biosensor according to an embodiment of the present disclosure shown in Fig. 1, Fig. 2 shows that a mesh pattern is formed in a plain shape Fig. 3 shows that the mesh pattern is formed into a twill shape, and Fig. 4 shows that the mesh pattern is formed into a water-like shape. Referring to FIGS. 2 to 4, as described above, the
또한 도 3과 같이 메시 패턴은 능직 형상으로 형성되어, 날실과 씨실이 교대로 교차하여 입체적으로 형성되되, 날실(141) 또는 씨실(142)이 두 올 또는 그 이상 건너뛰어서 교차되게 형성된다. 이에, 평직 형상의 메시 패턴과 마찬가지로, 날실(141)과 씨실(142)이 교차된 부분으로 소정의 개구(O)가 형성된다. 이에, 시료 유입구(132a) 상에 제공된 시료는 필터부재(140)를 지나 유로로 제공되는데, 시료 상에 포함된 고형성분 중 메시 패턴의 공간 크기(d) 이상의 고형성분은 개구(O)를 관통할 수 없어 필터부재(140)에 의해 필터링되고, 나머지 시료가 유로로 유입되는 것이다. As shown in FIG. 3, the mesh pattern is formed in a twill shape. The warp yarns and the weft yarns alternate with each other to form a three-dimensional shape. The
또한 도 4와 같이 메시 패턴은 수자직 형상으로 형성되어, 날실(141)과 씨실(142)이 교대로 교차하여 입체적으로 형성되되, 날실(141) 또는 씨실(142) 중 하나가 표면으로 많이 나타나게 교차 형성된다. 본 개시의 실시예에서와 같이, 씨실(142)이 네 개의 날실(141)을 건너뛰어 교차되게 형성될 수 있다. 이에, 평직이나, 능직 형상의 메시 패턴과 마찬가지로, 날실(141)과 씨실(142)이 교차된 부분으로 소정의 개구(O)가 형성된다. 이에, 시료 유입구(132a) 상에 제공된 시료는 필터부재(140)를 지나 유로로 제공되는데, 시료 상에 포함된 고형성분 중 메시 패턴의 개구(O)의 크기(d) 이상의 고형성분은 개구(O)를 관통할 수 없어 필터부재(140)에 의해 필터링되고, 나머지 시료가 유로로 유입되는 것이다. As shown in FIG. 4, the mesh pattern is formed in a water-like shape, and the
본 개시의 실시예에서 메시 패턴은 평직 형상이나, 능직 또는 수자직 형상을 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 필터링 하고자 하는 고형성분의 크기(d)에 따라 교차되는 형상은 얼마든지 변경이 가능하며, 또한, 필터링하고자 하는 고형성분의 크기(d)에 따라 개구(O)를 형성할 수 있도록 하는 메시 패턴이라면 그 형상이나 구조는 얼마든지 변경이 가능하다. In the embodiment of the present disclosure, the mesh pattern is a plain weave shape, a twilled weave shape or a numerical shape, for example, but is not limited thereto. For example, it is possible to change the shape crossing according to the size (d) of the solid component to be filtered, and to form the opening O according to the size (d) of the solid component to be filtered. The shape and the structure of the mesh pattern can be changed at any time.
도시되진 않았으나, 본 개시의 일 실시예에 따른 필터부재(140)는 제1필터부 및 제2필터부의 두 개의 필터부를 포함할 수 있다. 제1필터부는 날실(141) 또는 씨실(142) 방향으로만 패턴을 형성한다. 제2필터부는 제1필터부의 패턴 방향과 교차되는 방향, 즉, 날실(141) 또는 씨실(142) 방향 중 제1필터부와 다른 방향으로 패턴을 형성한다. 즉, 제1필터부의 패턴 방향이 날실(141) 방향으로 형성되는 경우, 제2필터부의 패턴 방향은 제1필터부와 교차되는 씨실(142) 방향으로 형성된다. 만약 제1필터부의 패턴 방향이 씨실(142) 방향으로 형성되는 경우, 제2필터부의 패턴 방향은 제1필터부와 교차되는 날실(141) 방향으로 형성된다. 상기의 제1필터부와 제2필터부는 날실(141) 또는 씨실(142) 방향으로 각각 형성되어 제1필터부와 제2필터부가 오버레이되면, 제1필터부의 날실 또는 씨실의 패턴과 제2필터부의 씨실 또는 날실의 패턴이 서로 교차된다. 이에, 날실(141)과 씨실(142)이 교차된 부분으로 개구(O)가 형성된다. 제1필터부와 제2필터부가 적층된 상태에서 시료 유입구(132a)로 시료가 제공되면, 시료에 포함된 고형성분 중 개구(O)의 크기(d) 이상의 고형 성분들은 필터부재(140)에 의해 모두 걸러진다. 이에 개구(O)의 크기(d) 이상의 고형성분이 걸러진 시료가 유로를 통해 검출부(111), 즉 전극층(111b)으로 유입될 수 있고, 기존에 유로 및 전극층(111b)에 적층되던 고형성분이 발생되지 않음으로써, 전극층(111b)의 검출의 신뢰성이 좋아지게 되는 것이다. 또한, 본 실시예의 제1필터부와 제2필터부의 날실(141) 및 씨실(142)의 패턴 표면으로 친수성 코팅층을 제공할 수 있다. 이에, 시료가 시료 유입구(132a)로 제공되어 소정 크기(d) 이상의 고형성분이 필터링된 후, 시료가 제1필터부와 제2필터부의 날실(141) 및 씨실(142)표면에 액형성분이 표면에 잘 붙어 모세관 현상으로 빠르게 이동할 수 있게 할 수 있다. Although not shown, the
도 5는 도 1에 개시된 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 센서에서 필터부재에 고형성분이 필터링된 상태를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 사용자가 바이오 센서(100)의 시료 유입구(132a) 측에 시료, 구체적으로 혈액을 떨어뜨리면, 시료는 모세관 현상을 통해 검출부(111) 측으로 빨려 들어가게 된다. 이때, 시료 유입구(132a)에 제공된 시료가 유로로 유입되기 위해 필터부재(140)를 관통하여야 한다. 따라서, 시료에 포함된 고형성분 중 상술한 형상을 가지는 필터부재(140)의 개구(O)보다 큰 고형성분은 필터부재(140)의 상측으로 적층되고, 개구(O)로는 관통되지 못하고, 유로 측으로 유입되지 않는다. 따라서, 소정 크기(d) 이상의 고형성분이 걸러진 혈액이 유로로 유입된 후, 모세관 현상을 통해 유로를 지나 전극층(111b)으로 이동되어 전극층(111b)과 접촉된다. 유로로 유입된 혈액에는 소정 크기(d) 이상의 고형성분은 필터링됨으로써, 필터링 된 만큼 유로 상에 적층되거나 전극층(111b)에 적층되는 것이 제한된다. 유로 상이나 전극층(111b)에 고형성분이 적층되지 않음으로써, 유로 상에서 혈액의 이동이 용이해짐은 물론 혈액이 전극층(111b)과의 접촉이 용이해진다. 혈액은 전극층(111b)에서 혈액과 접촉되어 혈액의 정보를 검출하고, 이에 따라 혈당값의 오차가 줄어듬은 물론 고형성분의 크기(d)가 차이점이 발생되는 경우에도 혈당값의 오차가 줄어들 수 있다. 또한, 검출된 혈당값의 정확도 및 신뢰성이 향상될 수 있게 되는 것이다. FIG. 5 is a view showing a state where a solid component is filtered on a filter member in a biosensor according to an embodiment of the present disclosure shown in FIG. 1; FIG. Referring to FIG. 5, when a user drops a sample, specifically, blood on the
상술한 본 개시는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 개시의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 필터부재는 날실과 씨실을 예를 들어 설명하였으나, 서로 교차되어 교차된 사이로 개구를 형성하는 구성이라면 필터부재는 직각 또는 사선 등의 다양한 형태의 메시 패턴을 형성할 수 있다. Although the present disclosure has been described with reference to specific embodiments, various modifications may be made without departing from the scope of the present disclosure. Although the warp yarn and the weft yarn are described as an example of the filter member, the filter member may form a mesh pattern of various shapes such as a right angle or a diagonal line if the structure is such that the openings are formed while intersecting each other.
또한, 앞서 언급한 바와 같이, 필터부재는 꼭 하나의 층으로 형성될 필요는 없으며, 일 방향으로 패턴이 형성되는 필터부가 두 개 이상 적층되어 패턴이 서로 교차되게 형성되도록 구비될 수도 있는 것은 당연한 변형 실시의 범위라고 할 것이다. As described above, it is not necessary that the filter member is formed as a single layer. It is also possible to form the filter unit so that two or more filter units in which patterns are formed in one direction are formed so that the patterns cross each other. The scope of implementation.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
100: 바이오 센서 110: 베이스 기판
111: 검출부 120: 절연층
130: 상부 플레이트 140: 필터부재 100: Biosensor 110: Base substrate
111: detecting portion 120: insulating layer
130: upper plate 140: filter member
Claims (9)
검출부를 구비한 베이스 기판;
상기 베이스 기판에 적층되고, 상기 검출부로 시료를 유입시키는 시료 유입부가 제공되는 상부 플레이트; 및
상기 상부 플레이트와 상기 베이스 기판 사이에 제공되고, 상기 시료 유입구로 유입되는 소정 크기의 고형 성분을 필터링하는 필터부재를 포함하는 바이오 센서.
In the biosensor,
A base substrate having a detection portion;
An upper plate laminated on the base substrate and provided with a sample inlet portion through which the sample is introduced into the detection portion; And
And a filter member provided between the upper plate and the base substrate and filtering a solid component of a predetermined size introduced into the sample inlet.
상기 필터부재는 날실과 씨실이 서로 교대로 교차하는 메시 패턴으로 구비되는 바이오 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the filter member is provided in a mesh pattern in which a warp yarn and a weft yarn alternate with each other.
상기 메시 패턴은 평직, 능직 또는 수자직 중 적어도 하나의 형상을 가지는 바이오 센서.
3. The method of claim 2,
Wherein the mesh pattern has at least one shape of a plain weave, a twill weave, or a water polished weave.
메시 패턴을 가지는 필터부가 적어도 하나 또는 그 이상 적층되며,
상기 필터부가 적층되게 구비되는 경우, 각각의 상기 필터부의 상기 메시 패턴은 서로 다른 방향을 가지는 바이오 센서.
The filter according to claim 1,
At least one or more filter sections having a mesh pattern are stacked,
Wherein when the filter portion is stacked, the mesh pattern of each filter portion has a different direction.
날실 또는 씨실 방향 중 적어도 하나의 방향으로 형성되는 제1필터부; 및
상기 제1필터부에 적층되며, 날실 또는 씨실 방향 중 상기 제1필터부와 다른 방향으로 형성되는 제2필터부를 포함하는 바이오 센서.
5. The filter according to claim 4,
A first filter portion formed in at least one direction of a warp or weft direction; And
And a second filter portion stacked on the first filter portion and formed in a direction different from the first filter portion of the warp or weft direction.
상기 필터부재는 폴리에스테르(Polyester), 나일론(Nylon), 폴리에틸렌(Polyethylene), 불소수지(Teflon) 중 적어도 하나 또는 그 이상의 재질을 포함하는 바이오 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the filter member comprises at least one or more materials selected from the group consisting of polyester, nylon, polyethylene, and fluorine resin.
상기 필터부재의 표면에는 액체 형상의 시료를 상기 검출부로 유입되게 친수성 코팅층을 형성하는 바이오 센서.
The method according to claim 1,
And a hydrophilic coating layer is formed on the surface of the filter member so that a liquid sample flows into the detection unit.
상기 필터부재에 형성되는 개구의 크기는 10~50㎛ 를 포함하는 바이오 센서.
The method according to claim 1,
And the size of the opening formed in the filter member is 10 to 50 占 퐉.
상기 시료가 상기 유입구에 점적될 때, 상기 시료 내의 고형 성분 중 상기 필터부재의 개구 크기보다 큰 고형 성분은 상기 필터부재에 의해 걸러지게 하는 바이오 센서.
The method according to claim 1,
Wherein a solid component larger than an opening size of the filter member among the solid components in the sample is filtered by the filter member when the sample is dropped on the inlet.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |