KR20160107086A

KR20160107086A - 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템

Info

Publication number: KR20160107086A
Application number: KR1020150116066A
Authority: KR
Inventors: 원용협; 나카미 비카시; 김봉호
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2016-09-13
Also published as: KR101712031B1

Abstract

무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템이 개시된다.
이 시스템은 혈당 측정기와 분석 단말을 포함한다. 혈당 측정기는 측정 대상자로부터 채취된 침이 시료의 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물이 포함된 감응막이 도포된 유체 채널을 통해 흐를 때, 포도당 검출 플라즈모닉 바이오센서를 투과하는 투과광을 측정한다. 분석 단말은 상기 혈당 측정기에 의해 측정되는 측정 데이터를 전달받아서 시료 분석을 통해 시료의 종류와 농도를 판단한다.

Description

무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템{BIOSENSOR OPTICAL SYSTEM FOR PERFORMING NONINVASIVE GLUCOSE MONITORING}

본 발명은 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템에 관한 것이다.

2013년 전체 인구의 8.3%인 3억 8200만명에서 2035년 10.1%인 5억 9200만명까지 증가할 것으로 전망될 정도로 당뇨병은 현대사회의 큰 문제로 자리잡고 있다. 된다.

당뇨병 환자 수의 가파른 상승세에 혈당을 주기적으로 측정하여 모니터링 할 수 있는 당뇨병 진단 시스템이 필요해지고 있다. 이를 위해 편리하고 병원을 방문할 필요가 없는 혈당 측정 기기가 요구된다.

종래 피나 피부를 통해 포도당을 검출하는 센서는 많이 연구되어 왔고 연구되고 있다. 하지만 이 방법들은 채혈을 요구하기 때문에 여러 부작용들이 발생한다. 따라서, 무채혈식 혈당 측정이 요구된다.

무채혈식 혈당 측정을 위해 눈물이나 소변을 통해 혈당을 측정하는 방법도 연구되고 있지만, 눈물을 통해 측정하는 방법은 민감한 눈을 이용하기 때문에 위험하고 소변을 이용하는 방법은 혈당 측정시 용변을 보아야 한다는 제약이 있다.

따라서, 환자 또는 대상자가 용이하게 무채혈식 혈당 측정을 할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

　본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 침 속 포도당 검출이 용이하고 그에 따라 무채혈식 혈당 모니터링이 가능한 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템은,

측정 대상자로부터 채취된 침이 시료의 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물이 포함된 감응막이 도포된 유체 채널을 통해 흐를 때, 포도당 검출 플라즈모닉 바이오센서를 투과하는 투과광을 측정하는 혈당 측정기; 및 상기 혈당 측정기에 의해 측정되는 측정 데이터를 전달받아서 시료 분석을 통해 시료의 종류와 농도를 판단하는 분석 단말을 포함한다.

여기서, 상기 혈당 측정기는, 상기 화학물이 포함된 감응막이 도포되어 있으며, 상기 시료를 외부로부터 받아 상기 감응막의 화학물과 반응을 일으키며, 상기 플라즈모닉 바이오센서를 통과하도록 하는 통로를 제공하는 유체 채널을 포함하는 주입부; 광원을 포함하고, 상기 광원으로부터 조사되는 빛이 상기 유체 채널을 통해 상기 플라즈모닉 바이오센서를 지나는 시료를 투과하도록 하여 상기 시료에 의해 변화하는 투과광을 측정하여 측정 데이터를 출력하는 광학 센서부; 및 상기 광학 센서부로부터 출력되는 측정 데이터를 표시함과 동시에 유무선 통신을 통해 상기 분석 단말로 전달하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 주입부는, 주입부의 받침대가 되는 하부 기판; 상기 시료가 주입되는 주입구, 주입된 시료가 상기 플라즈모닉 바이오센서를 통과하도록 하는 통로를 제공하는 유체 채널, 시료가 주입되는 것을 원활하게 하는 통기구, 상기 시료와 반응하는 화학물을 포함하는 감응막을 포함하는 중간 기판; 주입된 시료가 외부로 유출되는 것을 방지하는 상부 기판을 포함한다.

또한, 상기 주입부는 상기 유체 채널이 상기 광학 센서부의 상기 플라즈모닉 바이오센서에 연결되는 형태로 탈부착이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주입부는 상기 유체 채널을 통해 상기 광학 센서부의 발광부에서 조사되는 빛이 통과하는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 유체 채널은 투명한 소재로 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광학 센서부는, 발광부와 수광부로 구성되며, 발광부와 수광부의 위치를 조정하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 발광부에는, 광원; 상기 광원에서 조사되는 빛에 대해 편광을 수행하여 통과시키는 편광기; 상기 광원에서 조사되는 빛을 상기 플라즈모닉 센서로 향하도록 하는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 수광부는, 상기 플라즈모닉 바이오센서; 상기 플라즈모닉 바이오센서를 투과하는 빛을 수광 소자로 향하도록 하는 렌즈; 상기 플라즈모닉 바이오센서를 투과하는 빛을 수광하여 측정하여 측정 데이터를 출력하는 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 광원에서 조사된 빛이 상기 플라즈모닉 바이오센서를 투과할 때 상기 유체 채널을 통해 흐르는 시료에 의해 변화하는 투과광을 측정한 데이터를 상기 수광 소자로부터 전달받아서 시료 분석을 수행하는 상기 분석 단말로 유무선 통신을 통해 전달하는 데이터 송수신부; 상기 측정 데이터를 표시하는 데이터 표시부; 상기 혈당 측정기에서 사용되는 전원을 공급하며, 무선 충전이 가능한 전원부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 침 속 포도당 검출이 용이하고 그에 따라 무채혈식 혈당 모니터링이 가능하다.

또한, 휴대 가능한 크기와 형태로 시스템을 제작함에 따라 당뇨병 환자들의 혈당관리와 복지향상에 큰 기여를 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 혈당 측정기의 구체적인 구성예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 혈당 측정기의 광학센서부에 주입부가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 혈당 측정기의 광학센서부의 발광부와 수광부의 위치를 조정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 혈당 측정기의 주입부의 구성예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 주입부 구성예의 하부 기판과 중간 기판이 결합되어 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 플라즈모닉 바이오센서의 개략적인 구조의 예를 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템(10)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템(10)은 혈당 측정기(100) 및 분석 단말(200)을 포함한다.

혈당 측정기(100)는 혈당 측정 대상자에게서 채취된 침(이하 “시료”라 함)이 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물이 포함된 감응막이 도포된 유체 채널을 통해 흐를 때, 포도당 검출 플라즈모닉 바이오센서를 투과하는 투과광을 측정하여 분석 단말(200)로 전달한다. 이 때, 혈당 측정기(100)는 투과광에 대해 측정되는 데이터를 표시할 수 있다.

분석 단말(200)은 혈당 측정기(100)에 의해 측정되는 데이터를 전달받아서 시료 분석을 통해 시료의 종류나 농도를 판단하여 표시한다. 이러한 분석 단말(200)로는 혈당 측정기(100)와의 데이터 송수신이 가능한 유무선 통신 수단을 구비하는 컴퓨터 또는 휴대 단말이 될 수 있다.

한편, 혈당 측정기(100)는 주입부(110), 광학 센서부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.

주입부(110)는 시료를 외부로부터 받아서 광학 센서부(120)의 유체 채널로 주입하고 측정이 종료된 후 광학 센서부(120)로부터 분리된다.

광학 센서부(120)는 광원을 포함하고, 광원으로부터 조사되는 빛이 유체 채널을 통해 포도당 검출 플라즈모닉 바이오센서를 지나는 시료를 투과하도록 하여 시료에 의해 변화하는 투과광을 측정하여 그 측정 데이터를 제어부(130)로 전달한다.

제어부(130)는 광학 센서부(120)로부터 전달되는 측정 데이터를 표시함과 동시에 유무선 통신, 예를 들어 블루투스 통신을 통해 무선으로 분석 단말(200)로 전달한다. 이 때, 제어부(130)는 측정 데이터를 내장 메모리에 저장할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 대상자의 침 속 포도당을 검출하여 혈당을 측정하는 것으로, 침 속 포도당을 검출하기에 감도와 선택성이 부족할 수 있다. 따라서, 포도당 검출의 감도를 높이기 위해서 화학물이 포함된 감응막을 사용한다.

화학물은 시료에 존재하는 포도당(glucose)을 gluconolactone으로 산화시키며 과산화수소(H₂O₂)를 생성해줄 산화효소인 포도당 산화효소(Glucose Oxidase: GOD)로 구성되거나, 포도당 탈수소효소(Glucose Dehydrogenase)로 구성된다.

이러한 화학물에 의한 효과는 다음과 같다.

시료가 GOD와 화학반응을 일으켜서 시료에 존재하는 포도당이 gluconolactone으로 산화된다(반응).

이러한 반응은 다음과 같다.

반응 :

여기서, 반응생성물인 과산화수소의 양은는 반응물인 포도당의 양에 비례하므로 포도당이 많을수록 과산화수소도 많이 생성되고 그에 따라 더 큰 굴절률 변화를 보이게 된다. 따라서 더 큰 투과광 변화를 얻을 수 있다.

또한, 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물(glucose oxidase 또는 glucose dehydrogenase)를 사용하여 포도당에 대한 감도뿐만 아니라 선택성도 증가시킬 수 있다.

반응의 신뢰성을 위해 Sodium Phosphate Buffer를 첨가한 환경에서 반응을 진행할 수 있다.

한편, 화학물을 포함하는 감응막(403, 도 6에 도시됨)은 나일론, 나피온, 콜라겐, 젤라틴, 키토산, polyphenol, polyvinylalcohol, polyamide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polyethylenedioxythiophene, poly MPC-co-DMA(PMD), cellulose acetate 등으로 제작될 수 있다.

또한, 감응막(403)은 화학물의 고정화를 돕기 위해 glutaraldehyde, bovine serum albumin (BSA)를 이용한 전처리 과정을 거칠 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템(10)의 구체적인 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 혈당 측정기(100)의 구체적인 구성예를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 혈당 측정기(100)의 주입부(110)와 광학 센서부(120)가 측정을 위해 결합된 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 도 2에 도시된 혈당 측정기(100)의 주입부(110)의 구체적인 구성예를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 주입부(110)를 다양한 방향에서 바라본 면을 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 혈당 측정기(100)는 주입부(110), 광학 센서부(120) 및 제어부(130)를 포함하는 것에 대해서는 이미 설명된 바와 같다.

구체적으로, 주입부(110)의 구성은 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다.

주입부(110)는 하부 기판(300), 중간 기판(400), 상부 기판(500)을 포함한다.

하부 기판(300)은 주입부(110)의 받침대 역할을 한다.

중간 기판(400)은 주입구(401), 통기구(402), 감응막(403), 구분막(404), 유체 채널(405)을 포함한다.

상부 기판(500)은 주입된 시료가 외부로 유출되는 것을 방지한다.

주입구(401)는 시료인 침이 주입되는 입구이다.

통기구(402)는 시료인 침이 주입구(401)로 주입될 때, 유체 채널(405)에서 시료가 이동하는 것을 원활하게 한다.

또한, 시료가 주입구(401)를 통해 주입될 때, 통기구(402)로 주입되는 것을 방지하기 위해 주입구(401)와 통기구(402)의 방향이 서로 다르다.

감응막(403)은 화학물을 포함하고 있으며, 유체 채널(405)의 벽면에 도포되어 있다. 도 6에서는 한면의 일부에만 도포되어 있는 것으로 도시하였으나 사용예에 따라 유체 채널(405)를 구성하는 면 전체에 도포될 수도 있으며 또는 양면에만 도포될 수도 있다. 또한, 유체 채널(405)의 윗면이 되는 상부 기판(500)의 아랫면과 유체 채널(405)의 아랫면이 되는 하부 기판(300)의 윗면에 도포될 경우, 입사광과 투과광에 영향을 줄 수 있으므로 벽면에만 도포하는 것이 바람직하나 사용예에 따라 윗면과 아랫면에도 도포될 수 있다.

구분막(404)은 주입부(110) 내부를 분할하여 주입구(401)와 통기구(402)를 서로 격리시킨다.

유체 채널(405)은 주입구로 주입되는 상기 시료를 광학 센서부(120)의 발광부(126)과 수광부(127) 사이로 이동시키는 통로를 제공한다. 상기 광학 센서부(120)의 발광부(126)에서 조사되는 빛이 통과해야 하므로, 투명한 소재로 제작되는 것을 특징으로 한다.

주입부(110)는 유채 채널(405)이 광학 센서부(120)에 결합되는 형태로 탈부착 가능하다.

이러한 주입부(110)에서 주입구(401)로 상기 시료가 주입되면 모세관 현상에 의해 시료가 유체 채널(405)을 통해 광학 센서부(120)로 이동할 수 있다. 모세관 현상을 돕기 위해 유체 채널(405) 부분은 친수성 처리를 하는 것을 특징으로 한다. 유체 채널(405)을 통과하는 시료가 통기구(402)로 유출되는 것을 막기 위해 통기구(402)로 이어지는 부분은 소수성 처리를 하는 것을 특징으로 한다.

다음, 광학 센서부(120)는 발광부(126)과 수광부(127)로 구성되며, 발광부(126)는 광원(121), TM(Transverse Magnetic) 편광기(122), 렌즈(123)를 포함하며 수광부(127)는 렌즈(123) 플라즈모닉 바이오센서(124), 수광 소자(125)를 포함한다.

광원(121)은 빛을 발생하며, 가시광선 대역의 파장에 포함되는 400~900nm의 파장 영역의 빛을 발생한다.

TM 편광기(122)는 광원(121)에서 발생하는 빛에 대해 TM 편광을 수행하여 통과시킨다.

렌즈(123)는 TM 편광기(122)를 통과한 빛이 플라즈모닉 바이오센서(124)로 향하도록 하는 동시에 플라즈모닉 바이오센서(124)를 투과한 빛이 수광 소자(125)로 향하도록 한다. 이를 위해 복수 개의 렌즈가 사용될 수 있다.

플라즈모닉 바이오센서(124)는 표면 플라즈몬 공명(SPR)을 발생시키기 위해 그레이팅 구조를 갖는 센서이다. 이 플라즈모닉 바이오센서(124)는 주입부(110)에서 주입되는 시료에 대해 광원(121)에서 제공되는 빛을 사용하여 시료 속 포도당 농도를 측정할 수 있는 투과광을 제공한다. 이러한 플라즈모닉 바이오센서(124)의 예에 대해서는 추후 설명한다.

수광 소자(125)는 플라즈모닉 바이오센서(124)를 투과하는 빛을 렌즈(123)를 통해 수광하여 측정되는 값을 제어부(130)로 전달한다.

측정 대기 중에는, 주입부(110)와 광학 센서부(120)의 원활한 결합을 위해 발광부(126)와 수광부(127)가 벌어져있지만, 측정 중에는, 발광부(126)와 수광부(127)의 위치가 모터를 이용해 조정되어 도 3에 도시된 것과 같이, 주입부(110)와 광학 센서부(120)가 결합된다.

한편, 발광부(126)에서 조사되는 빛은 주입부(110)의 유체 채널(405)의 윗면을 투과하여 수광부(127)에 도달한다

다음, 제어부(130)는 데이터 송수신부(131), 데이터 표시부(133) 및 전원부(135)를 포함한다.

데이터 송수신부(131)는 광원(121)에서 조사된 빛이 플라즈모닉 바이오센서(125)를 투과할 때 유체 채널(124)을 통해 흐르는 시료에 의해 변화하는 투과광을 측정한 값을 수광 소자(125)로부터 전달받아서 시료 분석을 수행하는 분석 단말(200)로 유무선 통신을 통해 전달한다.

따라서, 데이터 송수신부(131)는 분석 단말(200)과 유무선 통신을 수행할 수 있는 통신 수단을 구비한다. 예를 들면, 블루투스가 될 것이다.

데이터 표시부(133)는 광학 센서부(120)에서 전달받은 측정 값을 사용자가 볼 수 있도록 표시하거나, 또는 분석 단말(200)에서 분석된 결과를 수신하여 표시하거나 또는 혈당 측정기(100)의 동작 상태를 표시할 수 있다.

전원부(135)는 혈당 측정기(100)에서 사용되는 전원을 공급한다. 이러한 전원은 충전 가능한 배터리 또는 교체 가능한 배터리에 의해 공급될 수 있다. 또는 무선으로 충전 가능한 전원 공급 수단일 수도 있다. 이와 같이, 무선으로 전원을 공급받기 때문에 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템은 소형화가 가능하여 구강 내장형, 보철 내장형, 칫솔 내장형 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.

제어부(130)는 광학 센서부(120)에서 전달되는 측정 값을 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다. 이러한 메모리에는 특정 사용자에 대해 측정된 값을 누적 저장하여 해당 사용자에 대한 혈당 관리 등에 사용될 수 있다.

한편, 혈당 측정기(100)에서 광학 센서부(120)와 제어부(130)는 고정되어 있으나, 주입부(110)는 광학 센서부(120)에 탈부착될 수 있도록 되어 있다

도 4는 도 3에 도시된 광학 센서부(120)의 발광부(126)와 수광부(127)의 위치 조정예를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 주입부(110)와 광학 센서부(120)가 결합되기 위해 광학 센서부(120)의 발광부(126)와 수광부(127)의 위치가 조정된다. 주입부(110)가 광학 센서부(120)에 결합될 때 충돌을 방지하고 정확하게 결합하여 밀착하기 위해, 광학 센서부(120)의 발광부(126)와 수광부(127)가 일정한 거리로 분리되어 있다가 주입부(110)가 결합된 후에 발광부(126) 또는 수광부(127)를 소형 모터를 사용하여 움직여 서로 밀착되게 하여 주입부(110)가 광학 센서부(120)에 정밀하게 밀착되도록 한다. 측정이 끝난 후, 다시 발광부(126)와 수광부(127)는 분리되고 주입부(110)는 탈착된다.

도 7은 도 2에 도시된 플라즈모닉 바이오센서(124)의 개략적인 구조의 예를 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 플라즈모닉 바이오센서(124)는 표면 플라즈몬 공명(SPR)을 발생시키기 위해 그루브-슬릿-그루브 형태의 그레이팅 구조를 가진다. 이 구조는 광원(121)으로부터 발생된 빛이 플라즈모닉 바이오센서(124)를 투과하여 수광 소자(125)에서 검출되는 구조로 유체 채널(405)이 플라즈모닉 바이오센서(124)와 결합되었을 때 플라즈모닉 바이오센서(124)에서 표면 플라즈모닉 공진파의 변화를 발생시켜 수광 소자(125)에서 검출된 빛의 세기의 변화를 측정하여 유체 채널(405) 속의 시료에 포함된 포도당의 양을 측정하는 것이다.

도 7에 예시된 표면 플라즈모닉 바이오센서(124)는 유리와 같은 투명한 기판(1241) 위에 금속박막(1242)을 증착시킨 구조이다. 여기서, 금속박막으로는 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있다.

한편, 금속박막(1242)에는 하나의 슬릿(1244)과 이를 기준으로 양측에 각각 2개의 그루브(1245, 1246, 1247, 1248)가 형성되어 있다.

도 7에 예시된 그레이팅 구조는 하나의 예시에 불과하며, 투과형 표면 플라즈모닉 공진파(SPR)를 발생시키는 모든 구조를 포함한다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

측정 대상자로부터 채취된 침이 시료의 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물이 포함된 감응막이 도포된 유체 채널을 통해 흐를 때, 포도당 검출 플라즈모닉 바이오센서를 투과하는 투과광을 측정하는 혈당 측정기; 및
상기 혈당 측정기에 의해 측정되는 측정 데이터를 전달받아서 시료 분석을 통해 시료의 종류와 농도를 판단하는 분석 단말
을 포함하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제1항에 있어서,
상기 혈당 측정기는,
상기 시료를 외부로부터 받아서 상기 유체 채널을 통해 상기 광학 센서부로 제공하는 주입부;
광원을 포함하고, 상기 광원으로부터 조사되는 빛이 상기 유체 채널을 통해 상기 플라즈모닉 바이오센서를 지나는 시료를 투과하도록 하여 상기 시료에 의해 변화하는 투과광을 측정하여 측정 데이터를 출력하는 광학 센서부; 및
상기 광학 센서부로부터 출력되는 측정 데이터를 표시함과 동시에 유무선 통신을 통해 상기 분석 단말로 전달하는 제어부
를 포함하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제2항에 있어서,
상기 주입부는,
상기 시료를 주입하는 주입구;
상기 시료가 상기 광학 센서부로 이동할 통로를 제공하며 상기 광학 센서부와 결합하는 투명한 소재의 유체 채널;
상기 유체 채널에서 상기 시료의 이동을 원활하게 하는 통기구; 및
상기 주입구와 상기 통기구를 구분하는 구분막을 포함하며,
상기 유체 채널의 면에는 상기 시료와 반응하는 화학물을 포함하는 감응막이 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제3항에 있어서,
상기 주입부는 상기 유체 채널이 상기 광학 센서부 채널에 연결되는 형태로 탈 부착이 가능한 것을 특징으로 하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제3항에 있어서,
상기 감응막은 나일론, 나피온, 콜라겐, 젤라틴, 키토산, polyphenol, polyvinylalcohol, polyamide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polyethylenedioxythiophene, poly MPC-co-DMA(PMD), cellulose acetate 중에서 선택되어 제작되는 것을 특징으로 하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제3항에 있어서,
상기 화학물은 glucose oxidase, glucose dehydrogenase 중에서 선택되어 제작되는 것을 특징으로 하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제3항에 있어서,
상기 유체 채널은 친수성 처리가 된 것을 특징으로 하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제3항에 있어서,
상기 통기구는 소수성 처리가 된 것을 특징으로 하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제3항에 있어서,
상기 광학 센서부는,
측정에 사용되는 빛을 조사하는 광원;
상기 광원에서 조사되는 빛에 대해 편광을 수행하여 통과시키는 편광기; 및
상기 편광기를 통과한 빛이 상기 플라즈모닉 바이오센서로 향하도록 하는 렌즈
를 포함하는 발광부와,
상기 주입부와 결합하여 상기 주입부 내의 시료(침)의 혈당성분에 따라 투과하는 빛의 세기를 변화시켜 혈당량을 측정 가능하게 하는 플라즈모닉 바이오센서;
상기 플라즈모닉 바이오센서를 투과하는 빛을 수광하여 측정하여 측정 데이터를 출력하는 수광 소자; 및
상기 플라즈모닉 바이오센서를 투과한 빛이 상기 수광 소자로 향하도록 하는 렌즈를 포함하는 수광부를 포함하며,
상기 발광부와 상기 수광부 사이의 거리를 조정하여 상기 주입부와 상기 플라즈모닉 바이오센서의 결합과 밀착을 용이하게 하는 모터
를 포함하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 광원에서 조사된 빛이 상기 플라즈모닉 바이오센서를 투과할 때 상기 유체 채널을 통해 흐르는 시료에 의해 변화하는 투과광을 측정한 데이터를 상기 수광 소자로부터 전달받아서 시료 분석을 수행하는 상기 분석 단말로 유무선 통신을 통해 전달하는 데이터 송수신부;
상기 측정 데이터를 표시하는 데이터 표시부; 및
상기 혈당 측정기에서 사용되는 전원을 공급하며, 무선 충전이 가능한 전원부를 포함하는 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템.