KR20180043538A

KR20180043538A - 바이오센서

Info

Publication number: KR20180043538A
Application number: KR1020160136342A
Authority: KR
Inventors: 황혜진; 전진우; 이지영
Original assignee: (주)플렉센스
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-04-30
Also published as: US20190242889A1; KR102001553B1; EP3514540A1; WO2018074832A1; EP3514540A4; JP2019534454A; WO2018074832A9; CN110114678A

Abstract

본 발명은 바이오센서에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 바이오센서는 소정의 길이를 갖는 본체(11), 본체(11)의 일면으로부터 함몰되어 형성된 다수 개의 반응챔버(13), 반응챔버(13) 각각의 내부에 배치되는 반응센서부(15)를 포함하는 적어도 하나 이상의 센서스트립(10) 및 일면에 센서스트립(10)이 탈착 가능하게 부착되는 고정판(20)을 포함한다.

Description

바이오센서{BIOSENSOR}

본 발명은 바이오센서에 관한 것이다.

금속 나노 구조체는 외부에서 입사되는 특정 주파수의 빛에 의하여 나노 구조체 전도대에 있는 전자들의 집단적 진동이 유발되어 전기 쌍극자 특성을 띠게 되고, 이로 인해 해당 주파수 영역의 빛을 강하게 산란 및 흡수하게 되는데, 이를 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR : Localized Surface Plasmon Resonance)이라고 한다. 여기서, 금속 나노 구조체의 빛에 대한 흡광도 특성은 금속 나노 구조체에 의존적이고, 금속 나노 구조체 표면 주위 매질의 복소 유전율(복소굴절률)에 민감하게 반응하므로, 이를 이용하여 생체분자 및 화학성분을 검출하는 시료 분석방법으로 활용할 수 있다.

이러한 공명분석법을 적용한 생물학적 또는 비생물학적 시료의 분석방법은 기존 형광기반 분석법의 단점인 복잡한 시료처리 및 장시간의 분석과정을 극복하는 방안으로서 연구되고 있다.

흔히 사용되는 핵산 또는 단백질 등의 생물학적 시료의 분석법은 다음과 같이 크게 두 분야로 나눌 수 있다. 첫 번째는 가시광-자외선 분광분석법을 이용하여 광학적 흡광도를 측정함으로써 시료의 농도를 측정하는 방법으로, 일정한 세기의 빛을 물질에 통과시킨 후 통과 전후의 빛의 세기를 비교하여 흡광도를 측정한다. 이러한 광학적 흡광도 측정방법은 시료에 포함된 특정 작용기의 농도만을 측정하므로, 생물학적 반응에 따른 특정결합물질의 반응도 및 활성도를 정량적으로 분석하기 위해서는 추가의 분석방법을 적용해야 하는 불편함이 있다. 또한 최고 분석감도가 10^-6M의 저감도 분석법으로 10^-12M의 고감도 분석이 필요한 바이오시료 분석에는 적합하지 못한 문제가 있다.

둘째는, 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 효소면역분석법을 활용하는 것이다. 효소면역분석법은 특정 시료의 반응도 및 활성도를 정량적으로 10^-12M의 고감도로 분석하기 위해 일반적으로 이용되는 방법으로서, 특정대상의 항원-항체반응에서 퍼옥시다아제(peroxidase)나 갈락토시다제(galactosidase)등의 효소를 항체에 화학적으로 결합시킨 후 표지항체로 검출하여 정량 분석하는 방법 또는 항체나 항원에 플루오레세인이나 로다민과 같은 형광색소를 표지한 것을 이용하여 형광분석기로 시료물질을 분석하는 면역형광법를 이용한다.

이러한 분석방법은 시료의 타겟 물질과 반응물질의 결합에 따른 반응도 또는 활성도를 뛰어난 검출감도로 분석할 수 있어 넓게 활용되고 있지만, 복잡한 시료 전처리 공정, 시료 또는 타겟의 형광물질 라벨링 또는 고가의 검출기 사용 등으로 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있었다. 특히, 효소면역분석법 또는 형광면역분석법 등은 타겟물질에 따른 별도의 항체를 사용하여야 하고 분석시간이 길어 의약개발 또는 바이오마커 개발과정 중 다량의 라이브러리를 신속하게 스크리닝하는 데도 어려움이 있다.

이에, 종래 시료 분석방법의 문제점을 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.

KR

2013-0014713

A

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 센서스트립에 구비되는 다수의 반응챔버 내에 시료와 반응하여 국소 표면 플라즈몬 공명현상을 발생시키는 반응센서부가 배치되어, 전처리 과정 없이 간단하게 시료 반응을 유도할 수 있는 바이오센서를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 바이오센서는 소정의 길이를 갖는 본체, 상기 본체의 일면으로부터 함몰되어 형성된 다수 개의 반응챔버, 상기 반응챔버 각각의 내부에 배치되는 반응센서부를 포함하는 적어도 하나 이상의 센서스트립;을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 바이오센서에 있어서, 일면에 상기 센서스트립이 탈착 가능하게 부착되는 고정판;을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 바이오센서에 있어서, 상기 반응센서부는 상기 반응챔버의 내부공간을 가로질러 배치되는 지지판; 및 상기 지지판의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나 이상에 국소 표면 플라즈몬 공명현상을 발생시키는 도전성 나노입자 또는 나노구조체가 분산 배치되어 형성되고, 시료 내의 타겟물질이 결합되는 박막층;을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 바이오센서에 있어서, 상기 반응센서부는 다수 개로, 상기 반응챔버의 높이방향을 따라 서로 이격된다.

또한, 본 발명에 따른 바이오센서에 있어서, 상기 반응챔버의 내부공간과 접하여 연통되도록, 상기 본체의 일면으로부터 함몰되어, 시료를 주입하는 시료주입구;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 바이오센서에 있어서, 상기 고정판의 타면 방향으로 조사된 광이 상기 반응센서부로 유입되거나, 또는 상기 고정판의 일면 방향으로 조사된 광이 상기 반응센서부를 투과하여 상기 고정판을 통과하도록, 상기 고정판의 두께방향을 따라 관통된 천공을 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 바이오센서에 있어서, 상기 천공은 다수 개의 상기 반응챔버 각각에 배치된 상기 반응센서부에 일대일로 대응되도록 다수 개가 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 바이오센서에 있어서, 상기 고정판의 일면으로부터 돌출된 돌기;를 더 포함하고, 상기 돌기가 삽입되도록 상기 본체의 타면으로부터 함몰되거나 또는 관통된 삽입공을 구비하여, 상기 센서스트립이 상기 고정판에 고정된다.

또한, 본 발명에 따른 바이오센서에 있어서, 상기 돌기로부터 이격되어 상기 고정판의 일면으로부터 돌출된 고정턱;을 더 포함하고, 상기 본체 일단의 코너(corner)가 내측으로 함몰되어, 상기 돌기가 상기 삽입공에 삽입될 때에, 상기 코너가 상기 고정턱과 상기 돌기 사이에 끼인다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 센서스트립의 반응챔버 내에 배치된 지지판의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나 이상에 도전성 나노입자 또는 나노구조체가 분산 배치된 박막층을 형성함으로써, 국소 표면 플라즈몬 공명현상을 발생시켜 시료를 정량적으로 검지하되, 생물학적 시료들 간의 반응 또는 생물학적과 비생물학적 간의 반응을 별도의 시료 전처리 과정 없이 간단하게 유도할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 센서스트립에 다수의 반응챔버가 구비되고, 각각의 반응챔버 내부에 시료를 검지하는 다수의 반응센서부가 서로 적층되는 구조로 배치되어, 동시에 여러 가지의 단백질 정량분석이나 면역분석이 가능하므로, 시료분석에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

나아가, 시료 분자를 발색단으로 라벨링하는 복잡한 단계가 필요했던 효소진단법과는 달리 국소 표면 플라즈몬 공명현상을 기반으로 하여 라벨링이 필요 없고, 가시광분광분석기만으로, 간단한 검출과정을 통해 시료를 정량적으로 분석 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반응센서부를 도시한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서스트립을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오센서를 도시한 사시도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오센서를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 반응센서부를 도시한 확대도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 바이오센서는 소정의 길이를 갖는 본체(11), 본체(11)의 일면으로부터 함몰되어 형성된 다수 개의 반응챔버(13), 반응챔버(13) 각각의 내부에 배치되는 반응센서부(15)를 포함하는 적어도 하나 이상의 센서스트립(10)을 포함한다.

표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance; SPR)은 도전성 재료의 표면 또는 그 근방에서 특정 파장을 갖는 광자와 전자가 결합되어 생성된 표면 플라즈몬 폴라리톤들(surface plasmon polaritons; SPPs)의 전파 현상을 지칭한다. 상기 표면 플라즈몬 공명은 일반적으로 음의 유전 함수를 갖는 금속과 양의 유전 함수를 갖는 매질의 계면을 따라 전파하는 전도대 전자들의 집단적인 진동 현상이며, 입사된 전자기파보다 증가된 강도를 갖고 상기 계면에서 수직 방향으로 멀어질수록 지수적으로 감소하는 소멸파의 특성을 갖는다.

이러한 표면 플라즈몬 공명은 약 10 내지 200 nm 두께의 평탄한 금속의 표면과 유전체 계면에서 관찰되는 파형 플라즈몬(propagating plasmons)과 나노입자 또는 나노구조체에서 관찰되는 국소 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonance; LSPR)으로 분류될 수 있다. 이중 국소 표면 플라즈몬 공명은 나노입자들 또는 나노구조체 표면의 화학적 및 물리적 환경에 따른 변화, 예를 들면, 이들에 접하는 매질의 굴절률 변화에 따른 최대 흡수율 또는 산란율을 갖는 플라즈몬 공명 파장의 변화를 검출함으로써 특정 분자를 식별하거나, 특정 분자의 매질 내 농도를 구할 수 있고, 상기 굴절률의 변화에 고감도를 갖기 때문에 비표지(label-free) 방식에 의한 검지가 가능하다. 본 발명에 따른 바이오센서는 이러한 국소 표면 플라즈몬 공명이 적용되도록 형성된다.

구체적으로, 본 발명에 따른 바이오센서는 센서스트립(10)을 포함한다. 여기서, 센서스트립(10)은 본체(11), 반응챔버(13), 및 반응센서부(15)를 구비하는데, 소정의 길이와 폭을 갖는 판(plate) 형상의 본체(11)에 반응챔버(13)가 형성되고, 그 반응챔버(13) 내부에 반응센서부(15)가 배치되는 구조를 갖는다.

이때, 반응챔버(13)는 본체(11)의 외면 중 어느 하나의 일면으로부터 오목하게 함몰되어 형성되는데, 본체(11)의 길이방향을 따라서 다수 개가 배열된다. 이렇게 형성된 반응챔버(13) 내부에 시료가 주입되고, 그 시료가 반응센서부(15)에 의해 감지된다.

반응센서부(15)는 반응챔버(13) 내에 수용된 시료에 침지될 수 있도록, 다수의 반응챔버(13) 각각에 배치된다. 따라서, 반응센서부(15)는 시료 내의 타겟물질과 결합하고, 외부에서 조사된 광에 의해 국소 표면 플라즈몬 공명을 발생시킴으로써 시료를 분석한다.

여기서, 반응센서부(15)는 지지판(16), 및 박막층(19)을 포함할 수 있다(도 2 참조). 이때, 지지판(16)은 판 형상의 부재로서, 반응챔버(13)의 내부공간을 가로질러 배치된다. 이러한 지지판(16)은 투명 또는 불투명일 수 있는데, 투명 지지판(16)이 바람직하다. 투명 지지판(16)은 예를 들어, 유리 또는 광학적으로 소정의 투광도를 갖는 고분자 재료 즉, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 트라아세틸셀룰로오스, 환상올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프타레이트, 또는 폴리이미드 등을 사용할 수 있다. 반면, 불투명 지지판(16)인 경우에는 사파이어 또는 실리콘 단결정 등으로 이루어질 수 있다. 다만, 지지판(16)의 재료가 반드시 상술한 재료에 한정되는 것은 아니고, 분석대상, 공정 등의 조건을 고려하여 다양한 재료를 활용할 수 있다. 이러한 지지판(16)의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나의 면에는 박막층(19)이 형성된다.

박막층(19)은 지지판(16)의 외면에 형성되는 층(layer)으로서, 지지판(16)의 일면 또는 지지판(16)의 일면 및 타면, 즉 양면에, 국소 표면 플라즈몬 공명현상을 발생시키는 도전성 나노입자 또는 나노구조체가 분산 배치되어 형성된다. 이때, 도전성 나노입자 또는 나노구조체는 구형, 나노 튜브, 나노 컬럼, 나노 로드, 나노 기공, 나노 와이어 중 어느 하나 또는 이들이 조합된 형상을 가질 수 있고, 형상에 따라 속이 꽉 찬 형태이거나 다공 또는 중공을 구비할 수도 있다. 또한, 도전성 나노입자 또는 나노구조체는 탄소, 흑연, 준금속, 금속, 상기 준금속 또는 금속의 합금, 도전성 금속 산화물, 금속 질화물의 도전성 입자이거나, 금속 박막과 같은 도전층이 코팅된 코어 쉘 구조의 입자일 수 있다. 다만, 도전성 나노입자 또는 나노구조체가 반드시 상술한 형태 및 재료에 한정되어 형성되는 것은 아니다.

한편, 도전성 나노입자 또는 나노구조체는 바인더에 의해 지지판(16)에 결합되는데, 여기서 바인더는 이온성 고분자로서, 예를 들어, 폴리다이알릴다이메틸암모늄 클로라이드(poly diallydimethylammonium chloride), 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(poly allylamine hydrochloride), 폴리비닐벤질트리메틸 암모늄 클로라이드(poly 4-vinylbenzyltrimethyl ammonium chloride), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 폴리아크릴산(poly acrylic acid), 폴리소디움 스티렌 술포네이트(poly sodium 4-styrene sulfonate), 폴리비닐술포닉산(poly vinylsulfonic acid), 폴리소디움염(poly sodium salt), 폴리아미노산 (poly amino acids) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 다만, 바인더는 도전성 나노입자 또는 나노구조체를 지지판(16)에 결합시킬 수 있는 물질인 이상, 반드시 상술한 고분자에 한정되는 것은 아니다.

이렇게 형성된 반응센서부(15)는 반응챔버(13) 내부에 배치되므로, 반응챔버(13) 내부로 시료가 주입되면, 시료 내의 타겟물질이 박막층(19)에 결합하게 된다. 이때, 박막층(19)에 타겟물질이 결합되도록, 타겟물질과 특이적으로 결합되는 검출물질이 박막층(19) 표면에 고정될 수 있다. 여기서, 검출물질은 저분자 화합물, 항원, 항체, 단백질, 펩타이드, DNA, RNA, PNA, 효소, 효소기질, 호르몬 수용체, 관능기를 포함하는 합성시약 등일 수 있다. 다만, 상술한 물질은 예시적으로 열거한 것에 불과하여, 검출물질이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 이러한 물질의 조합을 포함하여, 타겟물질과 결합되는 모든 공지의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 검출물질이 박막층(19), 즉 도전성 나노입자 또는 나노구조체, 또는 바인더에 고정되어, 타겟물질과 특이적으로 결합함으로써, 타겟물질이 박막층(19)에 결합되는 것이다. 다만, 박막층(19)에 반드시 검출물질이 고정되어야 하는 것은 아니다.

상술한 구조로 이루어진 반응센서부(15)를 통해, 센서스트립(10)은 단백질의 정량이나 면역분석용 등으로 사용될 수 있다. 이때, 센서스트립(10)은 적어도 하나 이상 포함되고, 센서스트립(10) 각각에 다수의 반응챔버(13) 및 반응센서부(15)가 구비되므로, 다수의 시료를 동시에 분석할 수 있다. 즉, 동일 시료에 대하여 서로 다른 내용의 분석을 실행하거나, 또는 각각의 반응센서부(15)의 박막층(19)에 서로 다른 검출물질이 고정되어 서로 다른 시료를 분석할 수 있다. 한편, 반응챔버(13)의 개구부가 형성된 센서스트립(10) 일면의 반대쪽 타면은 고정판(20) 상에 배치될 수 있다.

여기서, 고정판(20)은 소정의 넓이와 두께를 갖는 판 형상으로 형성되고, 그 일면에 적어도 하나 이상의 센서스트립(10)이 탈착 가능하게 부착된다. 이때, 고정판(20)과 센서스트립(10)은 돌기(40)와 삽입공(12)에 의해 탈부착될 수 있다. 삽입공(12)은 돌기(40)가 삽입되어 고정되고, 삽탈되어 해제되도록, 돌기(40)의 외형에 대응되는 형상으로 함몰되거나 또는 관통되어 형성된다. 여기서, 돌기(40)가 고정판(20)의 일면으로부터 돌출되어 형성되고, 센서스트립(10)의 본체(11)의 타면에 삽입공(12)이 구비되어, 센서스트립(10)과 고정판(20)이 탈부착될 수 있다. 이때, 돌기(40)가 센서스트립(10)에 형성되고, 삽입공(12)이 고정판(20)에 형성되어도 무방하다.

한편, 국소 표면 플라즈몬 공명이 발생하기 위해서는 외부의 광(光)이 반응센서부(15)에 조사되어야 하는바, 고정판(20)은 천공(21)을 구비할 수 있다. 천공(21)은 고정판(20)에 두께방향을 따라 관통된 구멍이다. 이때, 천공(21)이 형성된 고정판(20) 영역 상에 반응챔버(13)가 배치된다.

여기서, 국소 표면 플라즈몬 공명을 발생시키는 광은 고정판(20)의 일면 또는 타면 방향으로 조사될 수 있는데, 고정판(20)의 일면 방향으로 조사되는 경우에는 반응센서부(15)를 투과하여 천공(21)을 통해 고정판(20)을 통과한다. 반면, 고정판(20)의 타면 방향으로 광이 조사되는 때에는, 그 광이 그 천공(21)을 통해 고정판(20)을 통과한 후에 반응센서부(15)로 유입되어, 국소 표면 플라즈몬 공명을 발생시킨다. 한편, 하나의 센서스트립(10)에는 다수 개의 반응챔버(13)가 형성되고, 각각마다 반응센서부(15)가 배치되는바, 천공(21)은 각각의 반응센서부(15)와 일대일로 대응되도록 다수 개가 형성된다.

종합하면, 본 발명에 따른 바이오센서는 센서스트립(10)의 반응챔버(13) 내에 배치된 지지판(16)의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나 이상에 도전성 나노입자 또는 나노구조체가 분산 배치된 박막층(19)을 형성함으로써, 국소 표면 플라즈몬 공명현상을 발생시켜 시료를 정량적으로 검지하되, 생물학적 시료들 간의 반응 또는 생물학적과 비생물학적 간의 반응을 별도의 시료 전처리 과정 없이 간단하게 유도할 수 있다.

또한, 센서스트립(10)에 다수의 반응챔버(13)가 구비되고, 각각의 반응챔버(13) 마다 시료를 검지하는 반응센서부(15)가 배치되어, 동시에 여러 가지의 단백질 정량분석이나 면역분석이 가능하므로, 시료분석에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서스트립을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오센서를 도시한 사시도이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 센서스트립(10)은 다수 개의 반응센서부(15)를 포함할 수 있다. 여기서, 다수 개의 반응센서부(15)는 반응챔버(13)의 높이방향(깊이방향)을 따라서 서로 소정의 간격을 두고 이격되어 배치된다. 따라서, 어느 하나의 지지판(16)과 다른 하나의 지지판(16)은 대향되어 서로 마주보게 된다. 이때, 서로 마주보는 지지판(16)들은 서로 평행하게 배치될 수 있으나, 반드시 평행해야 하는 것은 아니다.

또한, 본 실시예에 따른 바이오센서는 시료주입구(30)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 시료주입구(30)는 반응챔버(13)의 내부공간과 접하도록, 본체(11)의 일면으로부터 함몰되어 형성된다. 이때, 시료주입구(30)와 반응챔버(13)는 서로 연통되므로, 시료주입구를 통해 주입된 시료는 반응챔버(13) 내부로 유입되고, 반응센서부(15)는 그 시료 중에 침지된다.

또한, 본 실시예에 따른 바이오센서는 센서스트립(10)을 고정판(20)에 더욱 견고히 고정하기 위해서, 고정턱(50)을 더 포함할 수 있다. 고정턱(50)은 고정판(20)의 일면으로부터 돌출되어 형성되는데, 고정판(20) 상의 돌기(40)와는 소정의 간격을 두고 서로 이격되도록 배치된다. 여기서, 센서스트립(10)의 본체(11) 일단의 코너(corner)가 내측으로 함몰되도록 형성되는바, 돌기(40)가 삽입공(12)에 삽입될 때에, 그 코너가 고정턱(50)과 돌기(40) 사이에 끼이면서 센서스트립(10)이 고정판(20)에 단단히 고정된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바이오센서를 이용한 시료 분석방법에 대해 설명한다(도 1 내지 도 4 참조).

우선, 본 발명에 따른 바이오센서의 시료주입구(30)를 통해 타겟물질에 특이적으로 결합되는 검출물질을 함유한 검출시료를 반응챔버(13) 내에 주입한다. 이때 반응챔버(13) 내부에 배치된 반응센서부(15)가 검출시료 중에 침지되어, 반응센서부(15)의 박막층(19)에 검출물질이 고정된다. 이렇게 반응센서부(15)에 검출물질이 고정되면, 분광분석기에 바이오센서를 배치하고, 고정판(20)의 타면 방향으로 광을 조사하여, 흡광도를 측정한다. 다만 반드시 상기 흡광도 측정이 이루어져야 하는 것은 아니다.

상술한 바와 같이, 검출물질이 반응센서부(15)에 고정되면, 반응센서부(15)가 시료에 잠기도록, 시료주입구를 통해 시료를 주입한다. 이때, 반응센서부(15)의 검출물질이 시료 내의 타겟물질과 결합하게 되는데, 예를 들어 검출물질이 항체이고, 타겟물질이 항원인 경우에 항원 항체 반응이 유도된다.

이렇게 반응센서부(15)가 반응챔버(13) 내의 시료 중에 침지된 상태에서, 바이오센서를 분광분석기에 배치하여 흡광도를 측정함으로써, 시료를 분석할 수 있다. 이때, 바이오센서가 배치되기 이전에, 미리 분광분석기를 예열한 후, 타겟물질에 반응센서부(15)가 침지된 즉시, 분광분석기에 바이오센서를 배치하는 것이 바람직하다. 다만, 반드시 분광분석기를 미리 예열해야 하는 것은 아니다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 센서스트립 11: 본체
12: 삽입공 13: 반응챔버
15, 15a, 15b, 15c: 반응센서부 16: 지지판
19: 박막층 20: 고정판
21: 천공 30: 시료주입구
40: 돌기 50: 고정턱

Claims

소정의 길이를 갖는 본체, 상기 본체의 일면으로부터 함몰되어 형성된 다수 개의 반응챔버, 상기 반응챔버 각각의 내부에 배치되는 반응센서부를 포함하는 적어도 하나 이상의 센서스트립;
을 포함하는 바이오센서.
청구항 1에 있어서,
일면에 상기 센서스트립이 탈착 가능하게 부착되는 고정판;
을 더 포함하는 바이오센서.
청구항 1에 있어서,
상기 반응센서부는
상기 반응챔버의 내부공간을 가로질러 배치되는 지지판; 및
상기 지지판의 일면 및 타면 중 적어도 어느 하나 이상에 국소 표면 플라즈몬 공명현상을 발생시키는 도전성 나노입자 또는 나노구조체가 분산 배치되어 형성되고, 시료 내의 타겟물질이 결합되는 박막층;
을 포함하는 바이오센서.
청구항 1에 있어서,
상기 반응센서부는
다수 개로, 상기 반응챔버의 높이방향을 따라 서로 이격 배치되는 바이오센서.
청구항 1에 있어서,
상기 반응챔버의 내부공간과 접하여 연통되도록, 상기 본체의 일면으로부터 함몰되어, 시료를 주입하는 시료주입구;
를 포함하는 바이오센서.
청구항 2에 있어서,
상기 고정판은
상기 고정판의 타면 방향으로 조사된 광(光)이 상기 반응센서부로 유입되거나, 또는 상기 고정판의 일면 방향으로 조사된 광(光)이 상기 반응센서부를 투과하여 상기 고정판을 통과하도록, 상기 고정판의 두께방향을 따라 관통된 천공을 구비하는 바이오센서.
청구항 6에 있어서,
상기 천공은
다수 개의 상기 반응챔버 각각에 배치된 상기 반응센서부에 일대일로 대응되도록 다수 개가 형성되는 바이오센서.
청구항 2에 있어서,
상기 고정판의 일면으로부터 돌출된 돌기;
를 더 포함하고,
상기 돌기가 삽입되도록 상기 본체의 타면으로부터 함몰되거나 또는 관통된 삽입공을 구비하여, 상기 센서스트립이 상기 고정판에 고정되는 바이오센서.
청구항 8에 있어서,
상기 돌기로부터 이격되어 상기 고정판의 일면으로부터 돌출된 고정턱;
을 더 포함하고,
상기 본체 일단의 코너(corner)가 내측으로 함몰되어, 상기 돌기가 상기 삽입공에 삽입될 때에, 상기 코너가 상기 고정턱과 상기 돌기 사이에 끼이는 바이오센서.