KR20150072170A - 전기화학 센서모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

전기화학 센서모듈 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20150072170A
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Abstract

본 발명은 전기화학 센서모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 액체시료를 감지하여 전기화학신호를 발생시킬 수 있는 전기화학 센서모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 전기화학 센서모듈은, 소수성층과; 상기 소수성층의 상면에 적층되고, 액체시료가 유동하는 통로를 형성하는 공급통로부와; 상기 소수성층의 상면에 적층되고, 상기 공급통로부과 연결된 전극부를 포함하여 이루어지되, 상기 액체시료는 상기 공급통로부를 통해 상기 전극부로 이동하고, 상기 전극부는 상기 공급통로부를 통해 공급된 상기 액체시료에 반응하여 전기화학신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

Description

전기화학 센서모듈 및 그 제조방법 { ELECTROCHEMICAL SENSOR MODULE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME }
본 발명은 전기화학 센서모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 액체시료를 감지하여 전기화학신호를 발생시킬 수 있는 전기화학 센서모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전기화학센서는 그 내부의 전극이 리간드와 그의 수용체 간에 특이적 생물학적 인식 현상의 결과로 발생하는 신호를 검출 및 측정가능한 전기신호로 변환시키는 변환기로서 작용하는 분석장치이다.
이들 전기화학센서는 임상 분석시 계측과 진단시험에 가장 통상적으로 사용되고 있는 바이오센서로서 알려져 왔고, 다른 유형의 바이오센서 사용을 제한하는 대부분의 단점과 문제점을 극복해왔다.
전기화학 바이오센서는 대부분의 다른 바이오센서에 비해 고감도, 표적 분석물질에 대한 특이성, 빠른 응답시간, 혼탁액 또는 착색 용액에서의 동작능력, 사용 용이성 및 저가의 휴대용 기기로 만들 수 있다는 가능성을 포함하는 몇 가지 이점을 제공한다.
더욱이, 전극 시스템의 연속 응답에 의해 온라인 제어가 가능하고 광범위한 표본에 대해 적용할 수 있게 한다.
이러한 이점을 바탕으로 전기화학 바이오센서 분야는 빠른 속도로 지속 성장하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 전기화학 센서모듈은 그 제조가 용이하지 않고, 액체시료를 정확하게 감지하여 분석하는데 한계가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0126977호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 그 구조가 비교적 간단하고, 제조가 용이하며, 액체시료를 정확하게 감지하여 분석할 수 있는 전기화학 센서모듈 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전기화학 센서모듈은, 소수성층과; 상기 소수성층의 상면에 적층되고, 액체시료가 유동하는 통로를 형성하는 공급통로부와; 상기 소수성층의 상면에 적층되고, 상기 공급통로부과 연결된 전극부를 포함하여 이루어지되, 상기 액체시료는 상기 공급통로부를 통해 상기 전극부로 이동하고, 상기 전극부는 상기 공급통로부를 통해 공급된 상기 액체시료에 반응하여 전기화학신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
상기 공급통로부는 상기 액체시료를 흡수하는 친수성재질로 이루어진다.
상기 공급통로부는 종이로 이루어짐이 바람직하다.
상기 공급통로부는, 상기 소수성층의 상면에 적층된 제1가이드부와; 상기 소수성층의 상면에 적층되고, 상기 제1가이드부와 이격되어 있는 제2가이드부와; 상기 제1가이드부의 일단과 상기 제2가이드부의 일단을 상호 연결하는 연결부로 이루어지되, 상기 제1가이드부와 제2가이드부 사이에 낙하된 상기 액체시료는 상기 제1가이드부와 제2가이드부를 따라 이동한다.
상기 전극부는, 상기 소수성층의 상면에 적층된 전기화학신호발생부와; 상기 전기화학신호발생부의 일단과 타단 사이에서 상기 전기화학신호발생부의 상부를 덮는 차단부재를 포함하여 이루어지되, 상기 액체시료는 상기 공급통로부를 통해 상기 전기화학신호발생부의 일단으로 이동되고 상기 차단부재에 의해 타단으로 이동되는 것이 저지되며, 상기 전기화학신호발생부는 일단으로 공급된 상기 액체시료에 반응하여 전기화학신호를 발생시킨다.
상기 전기화학신호발생부는, 상호 이격된 기준전극과, 작동전극과, 상대전극으로 이루어진 친수성메탈과; 상기 기준전극의 일단의 표면에 적층된 Ag/AgCl층과; 상기 작동전극의 일단의 표면에 적층된 효소층을 포함하여 이루어진다.
상기 전극부는, 상기 공급통로부와 인접한 상기 전기화학신호발생부의 일단을 덮으며 상기 공급통로부와 연결되고, 상기 공급통로부를 통해 공급되는 상기 액체시료를 흡수하는 흡수부재를 더 포함하여 이루어지되, 상기 흡수부재는 상기 AgCl층, 효소층 및 상대전극의 일단을 덮고 있고, 상기 액체시료는 상기 공급통로부 및 흡수부재를 통해 상기 전기화학신호발생부의 일단으로 이동된다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전기화학 센서모듈의 제조방법은, 소수성층의 상부에 기준전극, 작동전극 및 상대전극으로 이루어진 친수성메탈을 적층하는 친수성메탈적층단계와; 상기 기준전극의 일단의 상부에 AgCl층을 형성하는 AgCl층형성단계와; 공급된 액체시료와 반응하여 전기화학신호를 발생시키는 효소층을 상기 작동전극의 일단에 형성하는 효소층형성단계와; 상기 소수성층의 상면에 상기 액체시료가 유동하는 통로인 상기 공급통로부를 형성하여 상기 공급통로부가 상기 친수성메탈의 일단과 연결되도록 하는 공급통로부형성단계를 포함하여 이루어진다.
상기 액체시료를 흡수하는 흡수부재를 상기 AgCl층, 효소층 및 상대전극의 일단의 상면에 적층하는 흡수부재적층단계를 더 포함하여 이루어지되, 상기 공급통로부를 통해 공급된 상기 액체시료는 상기 흡수부재를 통해 상기 친수성메탈로 이동된다.
그리고, 상기 소수성층의 상부에서 상기 친수성메탈의 일단과 타단 사이에 차단부재를 적층하는 차단부재적층단계를 더 포함하여 이루어진다.
상기 차단부재적층단계는 합성수지필름으로 이루어진 상기 차단부재를 상기 친수성메탈의 일단과 타단 사이에서 상기 소수성층의 상면에 라미네이팅시켜, 상기 액체시료가 상기 친수성메탈의 일단에서 타단으로 이동하는 것을 차단시킨다.
또는, 상기 차단부재적층단계는 UV잉크를 상기 친수성메탈의 일단과 타단 사이에서 상기 소수성층의 상면에 도포하여, 상기 액체시료가 상기 친수성메탈의 일단에서 타단으로 이동하는 것을 차단시킨다.
상기 AgCl층형성단계는, 상기 기준전극의 일단의 상부에 Ag잉크를 도포한 후 건조시켜 Ag층을 형성하고, 그 후 FeCl3수용액을 이용하여 상기 Ag층의 표면에 AgCl층을 형성한다.
또는, 상기 AgCl층형성단계는, 상기 기준전극의 일단의 상부에 Ag/AgCl잉크를 도포한 후 건조시켜 상기 기준전극의 일단의 표면에 AgCl층을 형성한다.
상기 공급통로부는 친수성재질로 이루어지되, 상기 공급통로부에 낙하된 상기 액체시료는 상기 공급통로부를 따라 상기 친수성메탈의 일단으로 이동한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전기화학 센서모듈 및 그 제조방법에 따르면, 그 구조가 비교적 간단하고, 제조가 용이하며, 액체시료를 정확하게 감지하여 분석할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기화학 센서모듈의 평면도,
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 확대도,
도 3은 도 2의 B-B'선을 취하여 본 단면도,
도 4 내지 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기화학 센서모듈의 전극부를 형성하는 방법의 제조순서도,
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조된 전극부와 공급통로부를 결합하는 과정을 도시한 제조과정도,
도 13은 본 발명의 제1실시예의 변형례에 따른 전기화학 센서모듈의 평면도,
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기화학 센서모듈의 평면도,
도 15는 본 발명의 제2실시예의 변형례에 따른 전기화학 센서모듈의 평면도,
제1실시예
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기화학 센서모듈의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 확대도이며, 도 3은 도 2의 B-B'선을 취하여 본 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 전기화학 센서모듈은, 소수성층(100)과, 공급통로부(200)와, 전극부(300)를 포함하여 이루어진다.
상기 소수성층(100)은 소수성 재질의 필름을 사용할 수도 있고, 일반적인 필름의 상면에 소수성막을 코팅하여 형성될 수도 있다.
위와 같은 상기 소수성층(100)에 의해 공급되는 액체시료가 불필요한 부분에 흡수되는 것을 방지할 수 있다.
상기 공급통로부(200)는 상기 소수성층(100)의 상면에 적층되어, 액체시료가 유동하는 통로를 형성한다.
상기 소수성층(100)의 상면에 차단부재(320)가 적층되어 있는 경우에는 상기 공급통로부(200)는 상기 차단부재(320)의 상면에 적층된다.
구체적으로 상기 공급통로부(200)는 외부에서 공급된 상기 액체시료가 상기 전극부(300)로 이동하도록 하는 중간매개체 역할을 한다.
이러한 상기 공급통로부(200)는 상기 액체시료를 흡수하는 친수성재질로 이루어지도록 하고, 바람직하게는 종이로 이루어지도록 한다.
본 실시예에서 상기 공급통로부(200)는, 제1가이드부(210)와 제2가이드부(220)와 연결부(230)로 구성되어 있다.
상기 제1가이드부(210)는 긴 막대 형상으로 형성되어 상기 소수성층(100)의 상면에 결합되어 적층된다.
상기 제2가이드부(220)는 상기 제1가이드부(210)와 같이 긴 막대 형상으로 형성되어 상기 소수성층(100)의 상면에 결합되어 적층되고, 상기 제1가이드부(210)와 이격되어 있다.
상기 연결부(230)는 상호 이격된 상기 제1가이드부(210)의 일단과 상기 제2가이드부(220)의 일단을 상호 연결한다.
이때 상기 연결부(230)는 원호 형상으로 형성되어 그 내부에 상기 제1가이드부(210) 및 제2가이드부(220)의 간격보다 큰 공간을 형성하도록 한다.
이러한 상기 공급통로부(200)의 형상 즉 상기 제1가이드부(210)와 제2가이드부(220)가 상호 이격됨으로써, 그 사이를 통해 액체시료가 이동할 수 있는 채널을 형성할 수 있게 된다.
위와 같은 형상을 갖는 상기 공급통로부(200)에서, 상기 제1가이드부(210)의 일단과 상기 제2가이드부(220) 일단에 연결된 상기 연결부(230)의 안쪽에 상기 액체시료가 낙하되면, 상기 액체시료는 상기 제1가이드부(210)와 제2가이드부(220)를 따라 상기 공급통로부(200)의 타단방향으로 이동하게 된다.
이때, 상기 제1가이드부(210)와 제2가이드부(220)의 간격은 매우 좁게 형성되어 있고 상기 공급통로부(200)가 친수성재질의 종이로 이루어져 있기 때문에, 상기 제1가이드부(210) 및 제2가이드부(220)의 모세관현상으로 인해 상기 액체시료는 도 1에 도시된 바와 같이 화살표로 표시된 상기 공급통로부(200)의 타단방향으로 유동하게 된다.
상기 전극부(300)는 상기 소수성층(100)의 상면에 적층되고 상기 공급통로부(200)과 연결되어 있어, 상기 공급통로부(200)를 통해 상기 액체시료를 공급받게 된다.
따라서, 상기 액체시료는 상기 공급통로부(200)를 통해 상기 전극부(300)로 이동하고, 상기 전극부(300)는 상기 공급통로부(200)를 통해 공급된 상기 액체시료와 산화환원반응을 일으켜 전기화학신호를 발생시키게 된다.
이러한 상기 전극부(300)는, 전기화학신호발생부(310)와, 차단부재(320)와, 흡수부재(330) 등을 포함하여 이루어진다.
상기 전기화학신호발생부(310)는 상기 소수성층(100)의 상면에 적층되고, 일단이 상기 공급통로부(200)와 연결되어 있으며, 일단에 공급된 상기 액체시료에 반응하여 전기화학신호를 발생시켜 타단으로 전송한다.
이러한 상기 전기화학신호발생부(310)는 다시 친수성메탈(311)과, Ag/AgCl층과, 효소층(314)을 포함하여 이루어진다.
상기 친수성메탈(311)은 상호 이격된 기준전극(311a)과, 작동전극(311b)과, 상대전극(311c)으로 이루어져 상기 소수성층(100)의 상면에 적층된다.
상기 Ag/AgCl층은 상기 기준전극(311a)의 일단의 표면에 적층된다.
상기 Ag/AgCl층은 상기 기준전극(311a)의 일단의 상부에 Ag잉크를 도포한 후 건조시켜 Ag층(312)을 형성하고, 그 후 FeCl3수용액을 이용하여 상기 Ag층(312)의 표면에 AgCl층(313)을 형성하도록 할 수 있다.
또는, 상기 기준전극(311a)의 일단의 상부에 Ag/AgCl잉크를 도포한 후 건조시켜 상기 기준전극(311a)의 일단의 표면에 AgCl층(313)을 형성하도록 할 수도 있다.
상기 효소층(314)은 상기 작동전극(311b)의 일단의 표면에 적층된다.
이러한 상기 효소층(314)은 타켓물질인 상기 액체시료에 반응하는 효소로 이루어져, 상기 액체시료가 상기 효소층(314)에 공급되면 산화환원 반응을 일으켜 전기화학신호를 발생하게 된다.
위와 같은 상기 전기화학신호발생부(310)는, 정전위 전류 측정법을 이용한 전기화학적 분석법에 사용되기 위한 것이다.
정전위 전류 측정법을 이용한 전기화학적 분석법은, 측정하고자 하는 분석물 즉 상기 액체시료가 산화 혹은 환원될 수 있는 일정한 전위를 작동전극(311b)에 가해주면 작동전극(311b) 표면에서 분석물이 상기 효소층(314)에 의해 산화 혹은 환원반응이 일어나고, 상대전극(311c)에서는 반대의 반응이 일어나면서 작동전극(311b)과 상대전극(311c) 사이에 전류가 흐르게 되므로 이때의 전류를 측정함으로써 분석물을 정량할 수 있는 기술이다
상기 차단부재(320)는 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단과 타단 사이에서 상기 전기화학신호발생부(310)의 상부를 덮으면서 상기 소수성층(100)의 상면에 결합된다.
이러한 상기 차단부재(320) 또한 소수성을 갖도록 한다.
상기 차단부재(320)에 의해 상기 액체시료 등은 상기 차단부재(320)와 소수성층(100)의 사이를 통해 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단에서 타단으로 이동되는 것이 저지된다.
상기 차단부재(320)는 상기 소수성층(100)의 일부만을 덮도록 할 수도 있고, 본 실시예와 같이 상기 소수성층(100) 전체를 덮도록 할 수도 있다.
상기 흡수부재(330)는 상기 공급통로부(200)와 인접한 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단을 덮고 있으며, 상기 액체시료를 흡수하여 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단에 전달한다.
이러한 상기 흡수부재(330)는 셀룰로오스 파우더, 다공성 물질 등으로 이루어짐이 바람직하다.
상기 흡수부재(330)는 상기 AgCl층(313), 효소층(314) 및 상대전극(311c)의 일단을 덮고 있고, 상기 액체시료는 상기 공급통로부(200) 및 흡수부재(330)를 통해 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단으로 이동된다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 이루어지는 본 발명의 전기화학 센서모듈의 제조방법에 대하여 살펴본다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기화학 센서모듈의 전극부를 형성하는 방법의 제조순서도이며, 도 12는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조된 전극부와 공급통로부를 결합하는 과정을 도시한 제조과정도이고, 도 13은 본 발명의 제1실시예의 변형례에 따른 전기화학 센서모듈의 평면도이다.
도 4 내지 도 11에서는 본 발명의 구조를 보다 명확하게 표현하기 위해, 각 구성요소의 두께를 실제보다 과장하여 두껍게 표시하였다.
또한, 도 4 내지 도 11에 도시된 단면도는 상기 전기화학신호발생부(310)가 있는 부분의 단면도이다.
본 발명의 전기화학 센서모듈의 제조방법은, 친수성메탈적층단계와, 차단부재적층단계와, AgCl층형성단계와, 효소층형성단계와, 흡수부재적층단계와, 공급통로부형성단계를 포함하여 이루어진다.
상기 친수성메탈적층단계는 도 4에 도시된 상기 소수성층(100)의 상부에 도 5에 도시된 바와 같이 기준전극(311a), 작동전극(311b) 및 상대전극(311c)로 이루어진 상기 친수성메탈(311)을 적층하는 단계이다.
구체적으로는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 소수성층(100)의 상부에 쉐도우마스크를 배치하고, 이를 이용하여 상기 소수성층(100)의 상면에 상기 친수성메탈(311)을 패턴화하여 형성한다.
상기 차단부재적층단계는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 소수성층(100)의 상부에서 상기 친수성메탈(311)의 일단과 타단 사이에 상기 차단부재(320)를 적층하는 단계이다.
이러한 상기 차단부재적층단계는 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같은 방법으로 이루어진다.
먼저 상기 차단부재(320)가 합성수지필름(321)으로 이루어진 경우에는, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 합성수지필름(321)으로 이루어진 상기 차단부재(320)를 상기 소수성층(100)의 상부에 배치한다.
이때, 상기 차단부재(320)는 상기 친수성메탈(311)의 일단과 타단이 외부로 노출되도록 하는 2개의 홀이 형성되어 있다.
이러한 상기 차단부재(320)를 상기 소수성층(100)의 상면에 라미네이팅하게 되면, 도 6(b) 및 6(c)에 도시된 바와 같이 상기 차단부재(320)는 상기 친수성메탈(311)의 일단과 타단 사이에 상기 친수성메탈(311)을 덮으면서 상기 소수성층(100)의 상면에 적층되게 된다.
경우에 따라 상기 차단부재(320)는 테이프와 같은 띠 형상으로 형성되어 상기 친수성메탈(311)의 일단과 타단 사이에서 상기 소수성층(100)의 상면에 라미네이팅되도록 할 수도 있다.
이러한 상기 차단부재(320)에 의해 상기 액체시료 또는 Ag잉크 등이 상기 친수성메탈(311)의 일단에서 타단으로 이동하여 유동되는 것을 차단할 수 있다.
그리고 상기 차단부재(320)가 UV잉크(322)로 이루어진 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이 UV잉크(322)를 상기 친수성메탈(311)의 일단과 타단 사이에서 상기 소수성층(100)의 상면에 도포하여 경화시킨다.
이로 인해, 상기 액체시료가 상기 친수성메탈(311)의 일단에서 타단으로 이동하는 것을 차단할 수 있다.
상기 UV잉크(322)는 잉크젯 프린팅이나 스크린프린트 방법으로 상기 친수성메탈(311) 및 소수성층(100)의 상면에 도포하도록 한다.
상기 AgCl층형성단계는 상기 기준전극(311a)의 일단의 상부에 AgCl층(313)을 형성하는 단계이다.
상기 AgCl층형성단계는, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 기준전극(311a)의 일단의 상부에 잉크젯 프린팅이나 디스펜서를 이용하여 Ag잉크를 도포한 후 건조시켜 Ag층(312)을 형성한다.
그 후 FeCl3수용액을 이용하여 도 9에 도시된 바와 같이 상기 Ag층(312)의 표면에 AgCl층(313)을 형성한다.
또는, 상기 AgCl층형성단계는 상기 기준전극(311a)의 일단의 상부에 Ag/AgCl잉크를 도포한 후 건조시켜 상기 기준전극(311a)의 일단의 표면에 AgCl층(313)을 형성할 수도 있다.
상기 효소층형성단계는 도 10에 도시된 바와 같이 공급된 상기 액체시료와 산화환원 반응하여 전기화학신호를 발생시키는 효소층(314)을 상기 작동전극(311b)의 일단에 형성하는 단계이다.
위와 같은 과정을 통해 상기 전기화학신호발생부(310)를 형성하게 된다.
상기 흡수부재적층단계는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 액체시료를 흡수하는 상기 흡수부재(330)를 상기 AgCl층(313), 효소층(314) 및 상대전극(311c)의 일단의 상면에 적층하여 덮도록 하는 단계이다.
따라서 상기 공급통로부(200)를 통해 공급되는 상기 액상시료는 상기 흡수부재(330)를 통해 상기 전기화학신호발생부(310)로 이동되게 된다.
상기 흡수부재(330)가 액체일 경우에는 상기 차단부재적층단계를 필요로 하나, 상기 흡수부재(330)가 고체일 경우에는 상기 차단부재적층단계를 경우에 따라 생략될 수 있다.
위와 같은 과정을 통해 상기 전극부(300)를 형성하게 된다.
상기 전극부(300)는 도 1 및 도 12에 도시된 바와 같이 상기 소수성층(100)의 상면에 다수개가 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 효소층(314)은 다수개의 상기 전극부(300)에서 서로 다른 성분으로 이루어질 수도 있다.
상기 공급통로부형성단계는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 소수성층(100)의 상부 자세하게는 상기 차단부재(320)의 상면에 상기 액체시료가 유동하는 통로인 상기 공급통로부(200)를 형성하여 상기 공급통로부(200)가 상기 친수성메탈(311)의 일단과 연결되도록 하는 단계이다.
상기 공급통로부(200)는 친수성재질로 이루어지고, 상술한 바와 같이 제1가이드부(210), 제2가이드부(220) 및 연결부(230)로 이루어져 있으며, 또한 상기 제1가이드부(210)에는 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단과 연결되기 위한 분기부(240)가 연장 형성되어 있다.
따라서, 상기 공급통로부(200)에 낙하된 상기 액체시료는 상기 분기부(240)를 통해 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단으로 이동된다.
또한, 다수개의 상기 전극부(300)가 하나의 분기부(240)에 병렬로 연결되게 배치될 수도 있다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단은 상기 제1가이드부(210)와 제2가이드부(220) 사이에 배치되어, 상기 제1가이드부(210)와 제2가이드부(220)를 사이를 통해 이동하는 상기 액상시료가 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단으로 공급되도록 할 수도 있다.
위와 같은 제조방법에 의해 제조된 전기화학 센서모듈에 의해, 다양한 종류의 액상시료를 쉽게 검출할 수 있게 된다.
제2실시예
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기화학 센서모듈의 평면도이고, 도 15는 본 발명의 제2실시예의 변형례에 따른 전기화학 센서모듈의 평면도이다.
제2실시예의 전기화학 센서모듈은, 소수성층(100)과, 공급통로부(200)와, 전극부(300)를 포함하여 이루어진다.
제2실시예는 제1실시예와 비교하여, 상기 공급통로부(200)에만 차이가 있는바, 상기 소수성층(100) 및 전극부(300)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 14에 도시된 바와 같이 상기 공급통로부(200)는 크로마토그래피와 같이 긴 막대 형상으로 형성되어, 제1실시예와 같은 채널을 형성하지 않는다.
이때 상기 공급통로부(200)에는 상기 전극부(300)의 전기화학신호발생부(310)와 접하는 분기부(240)가 형성되어 있다.
이러한 상기 공급통로부(200)의 형상에 의해 상기 액체시료가 상기 공급통로부(200)에 낙하되면, 상기 액체시료는 상기 공급통로부(200)에 흡수되면서 직접적으로 이동하여 상기 분기부(240)를 통해 상기 전기화학신호발생부(310)로 공급된다.
제2실시예에 나타나 있는 크로마토그래피 형상의 공급통로부(200)를 사용하게 되면, 액상시료의 유동성에 따라 도 14에 도시된 화살표 방향으로 선형적인 불균일한 이동 배치를 갖게 된다.
따라서, 제2실시예의 전기화학 센서모듈은 다수개의 전극부(300)에 동일한 효소층(314)을 형성하여, 각각의 위치에서 전기화학신호를 바탕으로 상기 액체시료에 포함된 특정 타켓물질의 도달양을 체크할 수 있다.
한편, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 전기화학신호발생부(310)의 일단을 크로마토그래피 형상의 상기 공급통로부(200)의 중심부에 배치할 수도 있다.
그외 다른 사항은 제1실시예와 동일 유사한 바, 자세한 설명은 생략한다.
본 발명인 전기화학 센서모듈 및 그 제조방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 : 소수성층,
200 : 공급통로부, 210 : 제1가이드부, 220 : 제2가이드부, 230 : 연결부, 240 : 분기부,
300 : 전극부,
310 : 전기화학신호발생부, 311 : 친수성메탈, 311a : 기준전극, 311b : 작동전극, 311c : 상대전극 ,312 : Ag층, 313 : AgCl층, 314 : 효소층,
320 : 차단부재, 321 : 합성수지필름, 322 :UV잉크,
330 : 흡수부재,

Claims (15)

  1. 소수성층과;
    상기 소수성층의 상면에 적층되고, 액체시료가 유동하는 통로를 형성하는 공급통로부와;
    상기 소수성층의 상면에 적층되고, 상기 공급통로부과 연결된 전극부를 포함하여 이루어지되,
    상기 액체시료는 상기 공급통로부를 통해 상기 전극부로 이동하고,
    상기 전극부는 상기 공급통로부를 통해 공급된 상기 액체시료에 반응하여 전기화학신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 공급통로부는 상기 액체시료를 흡수하는 친수성재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈.
  3. 청구항2에 있어서,
    상기 공급통로부는 종이로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈.
  4. 청구항2에 있어서,
    상기 공급통로부는,
    상기 소수성층의 상면에 적층된 제1가이드부와;
    상기 소수성층의 상면에 적층되고, 상기 제1가이드부와 이격되어 있는 제2가이드부와;
    상기 제1가이드부의 일단과 상기 제2가이드부의 일단을 상호 연결하는 연결부로 이루어지되,
    상기 제1가이드부와 제2가이드부 사이에 낙하된 상기 액체시료는 상기 제1가이드부와 제2가이드부를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈.
  5. 청구항1에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 소수성층의 상면에 적층된 전기화학신호발생부와;
    상기 전기화학신호발생부의 일단과 타단 사이에서 상기 전기화학신호발생부의 상부를 덮는 차단부재를 포함하여 이루어지되,
    상기 액체시료는 상기 공급통로부를 통해 상기 전기화학신호발생부의 일단으로 이동되고 상기 차단부재에 의해 타단으로 이동되는 것이 저지되며,
    상기 전기화학신호발생부는 일단으로 공급된 상기 액체시료에 반응하여 전기화학신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈.
  6. 청구항5에 있어서,
    상기 전기화학신호발생부는
    상호 이격된 기준전극과, 작동전극과, 상대전극으로 이루어진 친수성메탈과;
    상기 기준전극의 일단의 표면에 적층된 Ag/AgCl층과;
    상기 작동전극의 일단의 표면에 적층된 효소층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈.
  7. 청구항6에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 공급통로부와 인접한 상기 전기화학신호발생부의 일단을 덮으며 상기 공급통로부와 연결되고, 상기 공급통로부를 통해 공급되는 상기 액체시료를 흡수하는 흡수부재를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 흡수부재는 상기 AgCl층, 효소층 및 상대전극의 일단을 덮고 있고,
    상기 액체시료는 상기 공급통로부 및 흡수부재를 통해 상기 전기화학신호발생부의 일단으로 이동되는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈.
  8. 소수성층의 상부에 기준전극, 작동전극 및 상대전극으로 이루어진 친수성메탈을 적층하는 친수성메탈적층단계와;
    상기 기준전극의 일단의 상부에 AgCl층을 형성하는 AgCl층형성단계와;
    공급된 액체시료와 반응하여 전기화학신호를 발생시키는 효소층을 상기 작동전극의 일단에 형성하는 효소층형성단계와;
    상기 소수성층의 상면에 상기 액체시료가 유동하는 통로인 상기 공급통로부를 형성하여 상기 공급통로부가 상기 친수성메탈의 일단과 연결되도록 하는 공급통로부형성단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈의 제조방법.
  9. 청구항8에 있어서,
    상기 액체시료를 흡수하는 흡수부재를 상기 AgCl층, 효소층 및 상대전극의 일단의 상면에 적층하는 흡수부재적층단계를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 공급통로부를 통해 공급된 상기 액체시료는 상기 흡수부재를 통해 상기 친수성메탈로 이동되는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈의 제조방법.
  10. 청구항8에 있어서,
    상기 소수성층의 상부에서 상기 친수성메탈의 일단과 타단 사이에 차단부재를 적층하는 차단부재적층단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈의 제조방법.
  11. 청구항10에 있어서,
    상기 차단부재적층단계는 합성수지필름으로 이루어진 상기 차단부재를 상기 친수성메탈의 일단과 타단 사이에서 상기 소수성층의 상면에 라미네이팅시켜, 상기 액체시료가 상기 친수성메탈의 일단에서 타단으로 이동하는 것을 차단시키는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈의 제조방법.
  12. 청구항10에 있어서,
    상기 차단부재적층단계는 UV잉크를 상기 친수성메탈의 일단과 타단 사이에서 상기 소수성층의 상면에 도포하여, 상기 액체시료가 상기 친수성메탈의 일단에서 타단으로 이동하는 것을 차단시키는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈의 제조방법.
  13. 청구항8에 있어서,
    상기 AgCl층형성단계는,
    상기 기준전극의 일단의 상부에 Ag잉크를 도포한 후 건조시켜 Ag층을 형성하고, 그 후 FeCl3수용액을 이용하여 상기 Ag층의 표면에 AgCl층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈의 제조방법.
  14. 청구항8에 있어서,
    상기 AgCl층형성단계는,
    상기 기준전극의 일단의 상부에 Ag/AgCl잉크를 도포한 후 건조시켜 상기 기준전극의 일단의 표면에 AgCl층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈의 제조방법.
  15. 청구항8에 있어서,
    상기 공급통로부는 친수성재질로 이루어지되,
    상기 공급통로부에 낙하된 상기 액체시료는 상기 공급통로부를 따라 상기 친수성메탈의 일단으로 이동하는 것을 특징으로 하는 전기화학 센서모듈의 제조방법.
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