KR20160080285A - Biosensor with naked-eye-based detection - Google Patents

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KR20160080285A
KR20160080285A KR1020140190429A KR20140190429A KR20160080285A KR 20160080285 A KR20160080285 A KR 20160080285A KR 1020140190429 A KR1020140190429 A KR 1020140190429A KR 20140190429 A KR20140190429 A KR 20140190429A KR 20160080285 A KR20160080285 A KR 20160080285A
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배영민
이경희
전성채
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한국전기연구원
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a biosensor for visual inspection comprises: a convex lens which concentrates the light from a light source to a predetermined point; a prism which reflects at least a part of the light concentrated through the convex lens, having an incident surface and a reflective surface; and an incidence angle indicator arranged to be adjacent to the reflective surface, measuring a reflectivity of the light. As such, the present invention enables a person to confirm an angle of reflection with the naked eye without a complex electronic circuit and a display device.

Description

육안검사용 바이오센서 {Biosensor with naked-eye-based detection}[0002] Biosensors with naked-eye-based detection [

본 발명은 항원-항체 반응과 같은 특이 반응에 의해서 분석물을 검출하기 위한 육안검사용 바이오센서에 관한 것으로, 표면 플라즈몬 공명 (surface plasmon resonance) 방식의 검출 장치에 있어서, 복잡한 광 검출기를 이용하지 않고 눈금이 있는 입사각 지시계를 이용하여 입사각에 따른 반사도의 차이를 육안으로 확인할 수 있는 육안검사용 바이오센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a biosensor for visual inspection for detecting an analyte by a specific reaction such as an antigen-antibody reaction, and more particularly, to a biosensor for detecting a surface plasmon resonance system without using a complicated photodetector The present invention relates to a biosensor for visual inspection capable of visually confirming a difference in reflectivity according to an incident angle by using an incident angle indicator with a scale.

광 바이오센서(optical biosensor)는 빛을 이용하여 바이오 물질을 측정하는 센서를 말하는 것으로, 광 바이오 센서의 반사도(반사율) 피크 파장을 측정하여 바이오 물질의 존재 여부 및 바이오 물질의 농도 등을 측정할 수 있다. 이러한 광 바이오센서의 반사율은 광 바이오센서와 입사광이 이루는 각도에 따라 달라지는 특성이 있다.An optical biosensor is a sensor that measures biomaterials using light. The optical biosensor measures the presence or absence of biomaterials and the concentration of biomaterials by measuring the reflectance (reflectance) peak wavelength of the optical biosensor have. The reflectance of the optical biosensor varies depending on the angle between the optical biosensor and incident light.

기판 표면의 수용체와 분석대상물질과의 결합을 검출하기 위한 광학 검출 방법으로 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance, SPR)을 널리 활용한다. SPR을 위한 구성으로 분석수용액과의 접촉을 위한 면에 금속이 코팅되어 있는 프리즘, 광원, 광검출기가 포함되며 금속 표면에는 수용체가 고정화되어 있다. 이때, 입사각을 바꿔가면서 측정한 반사도를 광검출기로 측정하는데 특정 입사각에서 반사도가 거의 0에 가까워지며 이때의 입사각은 수용체와 분석대상 물질과의 결합에 따른 금속표면의 굴절률 변화에 따라 변화한다.Surface plasmon resonance (SPR) is widely used as an optical detection method for detecting binding between a receptor on a substrate surface and an analyte. The SPR consists of a prism, a light source, and a photodetector coated with metal on the surface for contact with the analytical solution, and the receptor is immobilized on the metal surface. At this time, the reflectance measured while changing the incident angle is measured by the photodetector, and the reflectance becomes close to zero at a certain incident angle, and the incident angle changes according to the change of the refractive index of the metal surface due to the combination of the receptor and analyte.

따라서 전형적인 SPR의 구성에서는 입사각을 변화시키기 위한 기구 및 광검출기 등이 판독기의 형태로 구성되어야 하며, 정밀하게 설계되고 제작되어야 하므로 비용 및 생산성 측면에서 개선의 여지가 있다.
Therefore, in a typical SPR configuration, a mechanism for changing the incident angle and a photodetector must be formed in the form of a reader, and since they must be designed and manufactured precisely, there is room for improvement in cost and productivity.

본 발명의 실시예에 따른 육안검사용 바이오센서는 광검출기를 입사각 지시계로 대체함으로써 복잡한 전자회로 및 디스플레이 장치 없이 반사각을 육안으로 확인하는 것을 목적으로 한다.A biosensor for visual inspection according to an embodiment of the present invention aims to visually confirm a reflection angle without a complicated electronic circuit and a display device by replacing a photodetector with an incident angle indicator.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. There will be.

발명의 실시예에 따른 육안검사용 바이오센서는 광원으로부터의 광을 미리 정해진 지점으로 집중시키는 볼록 렌즈; 상기 볼록 렌즈를 통해 집중된 광의 적어도 일부를 반사시키고 입사면 및 반사면을 구비하는 프리즘; 및 상기 반사면에 인접하여 상기 광의 반사도를 측정하는 입사각 지시계를 포함한다.
A biosensor for visual inspection according to an embodiment of the present invention includes: a convex lens focusing light from a light source at a predetermined point; A prism that reflects at least a part of the light concentrated through the convex lens and has an incident surface and a reflecting surface; And an incident angle indicator for measuring the reflectivity of the light adjacent to the reflection surface.

본 발명의 실시예에 따른 육안검사용 바이오센서는 광검출기를 입사각 지시계로 대체함으로써 복잡한 전자회로 및 디스플레이 장치 없이 반사각에 따른 반사된 빛의 정도를 육안으로 확인할 수 있다.
The biosensor for visual inspection according to the embodiment of the present invention can visually confirm the degree of reflected light according to the reflection angle without complicated electronic circuit and display device by replacing the optical detector with the incident angle indicator.

도 1은 종래의 표면 플라즈몬 공명 센서(SPR sensor)의 일례를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 표면 플라즈몬 공명 센서의 원리를 이용한 면역 센서(immunosensor)의 일례를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 일반적인 표면 플라즈몬 효과에 의한 반사도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 발명의 실시예에 따른 표면 플라즈몬을 일으키기 위한 육안검사용 바이오센서의 구조도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view for explaining an example of a conventional surface plasmon resonance sensor (SPR sensor). FIG.
FIG. 2 is a schematic view for explaining an example of an immunosensor using the principle of the surface plasmon resonance sensor of FIG. 1; FIG.
Fig. 3 is a graph showing the degree of reflectance due to a general surface plasmon effect.
4 is a structural view of a biosensor for visual inspection for generating a surface plasmon according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be construed in a sense generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. In addition, when a technical term used in the present invention is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the present invention, it should be understood that technical terms can be understood by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Furthermore, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprising" or "comprising" and the like should not be construed as encompassing various elements or stages of the invention, Or may further include additional components or steps.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 표면 플라즈몬 공명 센서(SPR sensor)의 일례를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 표면 플라즈몬 공명 센서의 원리를 이용한 면역 센서(immunosensor)의 일례를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic view for explaining an example of a conventional surface plasmon resonance sensor (SPR sensor). FIG. 2 illustrates an example of an immunosensor using the principle of the surface plasmon resonance sensor of FIG. And Fig.

도 1을 참조하면, 도 1은 유리와 같은 유전체 기판(10) 상에 나노미터(nano meters) 두께로 코팅(coating)된 금속 박막(20)을 이용한 종래의 표면 플라즈몬 공명 센서(SPR sensor)의 구성을 보여주고 있다. 이러한 센서는 크렛츄만형태(Kretschmann configuration)로 잘 알려져 있다.1, a conventional surface plasmon resonance sensor (SPR sensor) using a metal thin film 20 coated with nano meters thickness on a dielectric substrate 10 such as glass FIG. Such a sensor is well known as a Kretschmann configuration.

이러한 크렛츄만 형태의 센서는 기본적으로 프리즘(30)과 프리즘(30)의 어느 한 면에 형성된 금속 박막(20), 광원(40), 수광부(45)를 포함하여 구성된다. 이러한 SPR 센서가 이차원 이미징(imaging) 센서 시스템을 구성할 경우, 광원(40)은 빔 확장기(beam expander)를 포함하여 구성되며, 광원(40)에서 제공되는 확장된 입사광은 편광기(41)를 지나면서 p-모드(TM-mode)로 편광되어 일정한 각도(θ)로 프리즘(30)에 입사된다.The Crescendo type sensor basically includes a metal thin film 20, a light source 40, and a light receiving unit 45 formed on either side of the prism 30 and the prism 30. When such an SPR sensor constitutes a two-dimensional imaging sensor system, the light source 40 comprises a beam expander, and the expanded incident light provided by the light source 40 passes through the polarizer 41 Mode (TM-mode) and is incident on the prism 30 at a certain angle?.

측정하고자 하는 시료(50), 예컨대, 생체 분자가 함유된 혈청(serum)과 같은 시료(50)는 금속 박막(20) 상에 접촉하도록 도입된다. 금속 박막(20)과 시료(50) 사이에서, 시료(50)의 농도, 두께 혹은 일반적으로 굴절률이 변화하면, 이에 따라 표면 플라즈몬 공명 조건이 변화하게 된다. 이에 따라, 수광부(45)로 반사되는 반사광의 광량이 달라지게 된다.A sample 50 to be measured, such as a serum containing biomolecules, is introduced into contact with the metal thin film 20. When the concentration, thickness, or refractive index of the sample 50 changes between the metal thin film 20 and the sample 50, the surface plasmon resonance condition changes accordingly. Accordingly, the amount of light reflected by the light receiving portion 45 is changed.

이때, 이차원 평면에서의 플라즈몬 공명을 이용하고 확장된 형태의 입사광을 사용하였을 때, 금속 박막(20) 표면에 맞닿아 있는 시료(50)의 농도 변화를 각 화소 단위로 측정하도록 센서를 구성하면, 이차원 이미징 SPR 센서 시스템이 구성되게 된다.At this time, if the sensor is configured to measure the change in the concentration of the sample 50, which is in contact with the surface of the metal thin film 20, by using the plasmon resonance in the two-dimensional plane and using the extended incident light, A two-dimensional imaging SPR sensor system is constructed.

이와 같은 SPR 센서는 도 2에 제시된 바와 같은 면역 센서(immunosensor)로 응용될 수 있다. 즉, 금속 박막(20) 표면에 항체(antibody)와 같은 생체 물질을 고정화하고, 이와 특이적으로 결합하는 항원(antigen)의 농도를 측정하는 면역 센서를 구성할 수 있다. 도 2를 참조하면, SPR 센서가 면역 센서와 같은 광 화학적 센서로 이용될 경우, 금속 박막(20)의 표면에 측정하고자 하는 성분과 특이 결합(specific binding)을 이루는 리간드(ligand:51)가 고정된다.Such an SPR sensor can be applied to an immunosensor as shown in FIG. That is, an immune sensor for immobilizing a biological substance such as an antibody on the surface of the metal thin film 20 and measuring the concentration of an antigen specifically binding thereto can be constructed. 2, when a SPR sensor is used as a photochemical sensor such as an immunosensor, a ligand (51) having a specific binding with a component to be measured is immobilized on the surface of the metal thin film (20) do.

고정화된 리간드(51), 예컨대, 항체는 시료(50)에 포함된 수용체(51')와 서로 특이적으로 결합하게 된다. 이러한 수용체(51')는 혈청(serum)과 같은 생체 시료 내에 포함되어 있고 측정하고자 하는 성분인 항원일 수 있다. 시료(50) 내에 포함되어 있는 또 다른 성분들(52', 53')은 리간드(51)와 결합되지 않고 시료(50) 속에 남아있게 된다.The immobilized ligand 51, for example, the antibody specifically binds to the receptor 51 'contained in the sample 50. Such a receptor 51 'may be an antigen that is contained in a biological sample such as serum and is a component to be measured. The other components 52 ', 53' contained in the sample 50 remain in the sample 50 without being combined with the ligand 51.

수용체(51'), 즉, 항원과 리간드(51), 즉, 항체의 결합 정도에 따라 금속 박막(20)의 표면에 맞닿아 있는 리간드-수용체(51-51'), 즉, 항체-항원의 굴절률이 증가하게 되고, 이에 따라, 입사광이 백색광인 경우 공명 파장이 장파장 쪽으로 이동하거나, 입사광이 단색광인 경우 센서 표면으로부터 반사되어 나오는 반사광의 명암이 변화하게 된다. 이러한 면역 센서가 하나의 독립된 채널을 구성하고 다수의 독립된 채널들을 조합하면, SPR 센서 시스템을 구성할 수 있다.Receptor 51-51 'that is in contact with the surface of the metal foil 20 depending on the degree of binding of the receptor 51', that is, the antigen and the ligand 51, that is, the antibody, The refractive index increases. Accordingly, when the incident light is white light, the resonance wavelength shifts toward the longer wavelength side, or when the incident light is monochromatic light, the contrast of the reflected light reflected from the sensor surface changes. When these immune sensors constitute one independent channel and a plurality of independent channels are combined, an SPR sensor system can be constructed.

즉, 도 3을 참조하면 반사도는 공명각, SPR각 에서 최소가 되는 것을 알 수 있다.That is, referring to FIG. 3, it can be seen that the reflectivity becomes minimum at the resonance angle and the SPR angle.

이상에서 언급한 바와 같은 종류의 센서는 표면 플라즈몬 공명 효과를 이용하는데, 이러한 표면 플라즈몬 효과는 금속 박막(20)이 유리와 같은 투명 유전체 기판(10) 상에 전체적으로 도포되어 있을 때에 발생하는 대역적인 표면 플라즈몬(GSP:Global Surface Plasmon) 효과이다.The above-mentioned kind of sensor utilizes the surface plasmon resonance effect. This surface plasmon effect is a phenomenon in which the band-shaped surface 20 generated when the metal thin film 20 is entirely coated on the transparent dielectric substrate 10 such as glass It is a global surface plasmon (GSP) effect.

상기의 구성에서 센서 표면으로부터 반사되어 나오는 반사광의 명암이 변화하는 구간이 SPR각이며, SPR각에서 수용체와 분석 대상 물질이 결합됨을 알 수 있는데 이를 위해 광원(40)과 수광부(45)는 위치를 대응하여 변화시키기 위해 정밀한 광학계의 구성이 필요하다.In the above configuration, it can be seen that the section where the light and darkness of the reflected light reflected from the sensor surface changes is the SPR angle, and that the receptor and analyte are combined at the SPR angle. For this purpose, the light source 40 and the light- It is necessary to construct a precise optical system in order to change it correspondingly.

도 4는 발명의 실시예에 따른 표면 플라즈몬을 일으키기 위한 육안검사용 바이오센서의 구조도이다. 표면 플라즈몬 공명(SPR) 현상은 광파(light waves)에 의해 금속표면에 존재하는 전자들이 여기되어 표면의 종방향(normal)으로 집단적인 요동(collective vibration)을 하게 되고, 이때 빛 에너지가 흡수되는 현상을 말한다. SPR 센서는 빛의 편광특성에 민감한 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하여 금속표면에 접하는 나노 박막의 두께 및 굴절률 변화를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 바이오 물질의 흡착농도 변화를 형광물질을 사용하지 않는 비표지방식으로(non-labeling) 실시간으로 측정할 수 있다.4 is a structural view of a biosensor for visual inspection for generating a surface plasmon according to an embodiment of the present invention. In the surface plasmon resonance (SPR) phenomenon, the electrons existing on the metal surface are excited by light waves to collectively oscillate in the normal direction of the surface, and the light energy is absorbed . The SPR sensor can measure the thickness and refractive index change of the nanoparticles contacting the metal surface by using the surface plasmon resonance phenomenon that is sensitive to the polarization characteristics of the light. In addition, the SPR sensor can measure the change of the adsorption concentration of the biomaterial by non- (Non-labeling) in real time.

SPR 센서는 그 구조가 유리 등의 재질에 수십 나노미터의 금속 박막을 입히고 그 위에 생체물질이 접합할 수 있는 센서를 만들고 완충용액에 녹아 있는 시료가 센서에 접합하게 되면 공명각이 변하는 원리를 이용한 것으로 공명각은 반사율 측정을 통해 이루어진다.The SPR sensor has a structure in which a thin metal film of several tens of nanometers is coated on a material such as glass, a sensor capable of bonding a biomaterial onto the sensor, and a resonance angle is changed when a sample dissolved in a buffer solution is bonded to the sensor The resonance angle is measured through reflectance measurement.

발명의 실시예에 따른 반사도 측정 장치는 광원(110), 입사각 지시계(120), 금속박막(130), 리간드(135), 볼록 렌즈(145)가 형성된 프리즘(140) 및 평행광 광학계(150)를 포함한다.The apparatus for measuring reflectivity according to an embodiment of the present invention includes a prism 140 and a parallel optical system 150 in which a light source 110, an incident angle indicator 120, a metal thin film 130, a ligand 135, a convex lens 145 are formed, .

광원(110)으로부터 발생된 광은 입사면(141)으로 입사되어 반사면(142)으로 반사된다. 이때 기판(130)에서 반사된 반사광은 시료의 흡착층에 관한 광학데이터를 포함하고 있다. 즉, 시료가 리간드(135)에 흡착, 해리되는 과정에서 흡착농도, 흡착층의 두께 또는 굴절률과 같은 분자 흡착 및 해리 동특성(binding and dissociation kinetics)이 변화하게 되고, 광학데이터를 포함한 반사광은 반사면(142)을 거쳐 입사각 지시계(120)에서 검출된다. Light generated from the light source 110 is incident on the incident surface 141 and reflected by the reflecting surface 142. At this time, the reflected light reflected by the substrate 130 includes optical data relating to the adsorption layer of the sample. That is, molecular adsorption and dissociation kinetics such as the adsorption concentration, the thickness of the adsorption layer, or the refractive index are changed during the adsorption and dissociation of the sample with the ligand 135, and the reflected light including the optical data, And is detected by the incidence angle indicator 120 through the light guide 142.

프리즘(140)은 측단면이 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다. 광원측, 입사면의 단면은 비스듬하게 경사가 형성되고, 반사면의 단면은 지면에 수직하게 형성될 수 있다. The prism 140 may have a trapezoidal shape in cross section. The end face of the light source side and the incidence face may be inclined at an angle, and the end face of the reflection face may be formed perpendicular to the paper face.

또한 입사면(141)에는 볼록 렌즈(145)가 형성된다. 볼록 렌즈(145)는 프리즘(140)과 동일하거나 상이한 물질로 형성될 수 있다. 볼록 렌즈(145)가 프리즘(140)과 일체로 형성되지 않는 경우, 또한 상이한 물질로 형성되는 경우 볼록 렌즈(145)가 프리즘(140)에 부착되는 방식으로 배치될 수 있다.A convex lens 145 is formed on the incident surface 141. The convex lens 145 may be formed of the same or different material as the prism 140. The convex lens 145 may be disposed in such a manner that it is attached to the prism 140 when the convex lens 145 is not formed integrally with the prism 140 and when the convex lens 145 is formed of a different material.

볼록 렌즈(145)는 입사면(141)의 적어도 일부에 형성될 수 있으며, 입사면(141)의 전면에 형성될 수도 있다. 이에 따라 입사각이 상이한 복수의 광이 한 점으로 모이게 되고 금속박막(130)의 일 지점에서 반사된다.The convex lens 145 may be formed on at least a part of the incident surface 141 and may be formed on the entire surface of the incident surface 141. Accordingly, a plurality of light beams having different incident angles are gathered at one point and reflected at one point of the metal thin film 130.

볼록 렌즈(145)에 의해 광원(110)으로부터 평행광 광학계(150)를 통과한 평행광이 볼록 렌즈(145)를 통해 한점으로 모이게 된다.The parallel light that has passed through the parallel optical system 150 from the light source 110 by the convex lens 145 is collected at one point through the convex lens 145. [

이때, 입사각 지시계(120)는 반사광의 강도를 측정함으로써 시료의 분자 흡착 및 해리 동특성을 파악할 수 있다. 입사각 지시계(120)에는 각도의 눈금(125)이 표시될 수 있다. At this time, the incident angle indicator 120 can determine the molecular attraction and dissociation dynamic characteristics of the sample by measuring the intensity of the reflected light. An angle scale 125 may be displayed on the incident angle indicator 120. [

반사된 광은 일정범위의 반사각으로 반사되며, 입사각 지시계(120)에 입사된다. 리간드(135)와 분석 대상 물질과의 결합에 따라 금속박막(130)에서 굴절률이 변화되면 특정 각도에서 입사된 광이 반사되지 못하고 다른 각도에서 입사된 광이 반사되게 된다. 이에 따라 다른 영역에 비해 반사도가 상대적으로 낮은 영역에서의 눈금(127)에서는 입사각 지시계(120)가 어둡게 표시되고, 이를 SPR각이라 한다.The reflected light is reflected by a certain range of reflection angles and is incident on the incident angle indicator 120. When the refractive index of the metal thin film 130 changes due to the combination of the ligand 135 and the analyte, light incident at a specific angle can not be reflected and incident light is reflected at different angles. Accordingly, the incidence angle indicator 120 is darkened on the scale 127 in the region where the reflectance is relatively low as compared with other regions, and this is referred to as the SPR angle.

상기의 구성에 의해 종래의 광검출기를 입사각 지시계로 대체함으로써, 복잡한 전자회로 및 디스플레이의 장치 없이도 육안으로 SPR각을 확인할 수 있는 효과가 있다.According to the above configuration, the conventional photodetector is replaced with the incidence angle indicator, and the SPR angle can be visually confirmed without a complicated electronic circuit and a display device.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”,“중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific acts described in the present invention are, by way of example, not intended to limit the scope of the invention in any way. For brevity of description, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of such systems may be omitted. Also, the connections or connecting members of the lines between the components shown in the figures are illustrative of functional connections and / or physical or circuit connections, which may be replaced or additionally provided by a variety of functional connections, physical Connection, or circuit connections. Also, unless explicitly mentioned, such as " essential ", " importantly ", etc., it may not be a necessary component for application of the present invention.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
The use of the terms " above " and similar indication words in the specification of the present invention (particularly in the claims) may refer to both singular and plural. In addition, in the present invention, when a range is described, it includes the invention to which the individual values belonging to the above range are applied (unless there is contradiction thereto), and each individual value constituting the above range is described in the detailed description of the invention The same. Finally, the steps may be performed in any suitable order, unless explicitly stated or contrary to the description of the steps constituting the method according to the invention. The present invention is not necessarily limited to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary language (e.g., etc.) in this invention is for the purpose of describing the present invention only in detail and is not to be limited by the scope of the claims, It is not. It will also be appreciated by those skilled in the art that various modifications, combinations, and alterations may be made depending on design criteria and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.

110: 광원
120: 입사각 지시계
130: 금속박막
135: 리간드
140: 프리즘
141: 입사면
142: 반사면
145: 오목 렌즈
150: 평행광 광학계110: Light source
120: Incident angle indicator
130: metal thin film
135: ligand
140: prism
141: incidence plane
142: Reflecting surface
145: concave lens
150: parallel optical system

Claims (6)

광원으로부터의 광을 미리 정해진 지점으로 집중시키는 볼록 렌즈;
상기 볼록 렌즈를 통해 집중된 광의 적어도 일부를 반사시키고 입사면 및 반사면을 구비하는 프리즘; 및
상기 반사면에 인접하여 상기 광의 반사도를 측정하는 입사각 지시계를 포함하는 것을 특징으로 하는 육안검사용 바이오센서.
A convex lens focusing the light from the light source at a predetermined point;
A prism that reflects at least a part of the light concentrated through the convex lens and has an incident surface and a reflecting surface; And
And an incident angle indicator for measuring a reflectivity of the light adjacent to the reflection surface.
제1항에 있어서,
상기 입사각 지시계는 각도가 표시된 눈금이 형성된 것을 특징으로 하는 육안검사용 바이오센서.
The method according to claim 1,
Wherein the incidence angle indicator is formed with a scale having an angle.
제1항에 있어서,
상기 볼록 렌즈와 상기 프리즘은 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 육안검사용 바이오센서.
The method according to claim 1,
Wherein the convex lens and the prism are formed of the same material.
제1항에 있어서,
상기 입사각 지시계는 상기 광의 입사가 적을수록 어둡게 표시되는 것을 특징으로 하는 육안검사용 바이오센서.
The method according to claim 1,
Wherein the incident angle indicator is darkened as the incidence of the light is reduced.
제1항에 있어서,
상기 프리즘은 측단면이 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 육안검사용 바이오센서.
The method according to claim 1,
Wherein the prism has a trapezoidal shape in cross-section.
제5항에 있어서,
상기 프리즘은 입사면의 단면이 하면과 경사지도록 형성되고 상기 반사면의 단면은 상기 하면에 수직인 것을 특징으로 하는 육안검사용 바이오센서.6. The method of claim 5,
Wherein the prism is formed such that a cross section of an incident surface is inclined with respect to a bottom surface, and a cross section of the reflection surface is perpendicular to the bottom surface.
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