KR20180085577A - Attaching type chemical snesor comprising hydrogel and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이드로젤을 포함하는 부착형 화학 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 시료내 표적물질 검출의 정확성을 향상시키고 편의성을 향상시킨 부착형 화학센서 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 아질산염 검출 및 요로감염진단에 활용할 수 있다.The present invention relates to an attachment type chemical sensor including a hydrogel and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an attachment type chemical sensor that improves the accuracy of detection of a target material in a sample and improves convenience, and a manufacturing method thereof, Especially, it can be used for nitrite detection and urinary tract infection diagnosis.
종래는 색변화를 이용하여 건강을 진단하는 대표적인 기술이 소변 검사지 기술이다. 막대형 기판에 발색 반응을 일으키는 반응부(센서)를 부착시킨 구조이다. 막대형 스트립에 검사 시료를 묻히게 되면 시료내 성분의 존재 농도나 여부에 의해 화학반응이 일어나게 되고 화학반응 결과 색변화가 나타나며 이를 이용해 특정 성분인 바이오마커의 농도를 검출하는 구조이다. 시료가 직접적으로 닿게 되도록 해야 하는 구조로 직접 검사를 수행하지 못하는 어린 아이나 고령자 및 동물들에 적용할 때는 사용이 어려운 번거로움이 있다. 즉, 소변시료나 검사시료를 통에 받은 후 센서 검사지를 담그는 형태의 사용에 국한되었다.Conventionally, a representative technique for diagnosing health using color change is urine test paper technology. And a reaction part (sensor) for causing a color reaction to the rod-shaped substrate is attached. When the test strip is immersed in the bar strip, a chemical reaction occurs depending on the presence or absence of the component in the sample, and a color change occurs as a result of the chemical reaction, thereby detecting the concentration of the biomarker as a specific component. It is difficult to use it when it is applied to children, elderly people and animals who can not directly perform the test because of the structure in which the sample is directly contacted. In other words, it was limited to the use of a type in which the urine sample or the test sample was received and the sensor test paper was immersed.
그러나, 기존의 스트립은 사용상 번거로움 뿐만 아니라, 담그거나 시료가 직접 분사될 경우 색변화를 일으키는 반응 화학 시료가 검사지로부터 이탈할 수 있으므로 오차가 발생할 수 있고, 또한 이를 방지하기 위하여는 반응에 참여하는 화학시료를 확실하게 고정해야 하는 추가적인 기술적 복잡성이 존재한다는 문제점이 있었다.However, in addition to the troublesome use of the conventional strip, there is a possibility that an error may occur because the reactive chemical sample causing the color change when being immersed or injected directly is separated from the test strip. In order to prevent this, There is a problem that there is an additional technical complexity that the chemical sample must be fixed securely.
한편, 종래의 색센서(colorimetric sensor) 스트립은 도 1과 같은 유리 섬유(glass fiber) 멤브레인 상에 색변화를 일으키는 화학반응을 유도하는 것이 일반적이었다. 소변 검사 스트립지와 같이 유리 섬유(glass fiber) 상에 화학반응이 일어나도록 염료처리를 하고 타겟 화학인자가 존재할 경우 색깔이 바뀌도록 유도한다. 화학반응에 의한 색변화로 타겟 인자의 유무와 농도를 정량적으로 정성적으로 확인하는 것이다. 유리 섬유는 성긴 구조로 수십 nm 이하의 화학인자들이 반응하기에는 용액상에서 반응 하는 것과 큰 차이가 없으며 단지 용액이 흘러가지 못하게 머금고 있는 역할을 해준다. On the other hand, a conventional colorimetric sensor strip generally induces a chemical reaction that causes a color change on a glass fiber membrane as shown in FIG. Like urine test strips, they are dyed so that chemical reactions take place on glass fibers and the colors change when there are target chemical factors. Quantitative and qualitative confirmation of presence and concentration of target factors by color change by chemical reaction. Fiberglass is a coarse structure, which does not make much difference from reaction in solution in response to chemical elements of several tens of nanometers or less, but it plays a role of preventing solution from flowing out.
색센서의 감도를 높이려면 작은 부피 상에 높은 밀도로 화학반응 인자가 존재하도록 하는 것이 필요한데 용액에서는 밀도로만 조절되므로 분석을 위해 추가되는 반응액이 들어가게 되면 반응 인자들의 밀도는 그만큼 떨어지게 된다. 반응액의 추가에 관계없이 화학반응 인자가 동일한 위치에서 고밀도로 존재하게 하면 높은 감도로 측정하는 것이 가능해진다. In order to increase the sensitivity of the color sensor, it is necessary to make the chemical reaction factor exist in a small volume on the high density. In the solution, the density of the reaction factors is decreased by adding the added reaction solution for analysis. Regardless of the addition of the reaction solution, when the chemical reaction factors are present in the same position at a high density, it becomes possible to measure with high sensitivity.
유리 섬유도 그런 역할을 하는데 유리 섬유 가닥 사이에 매우 큰 빈공간이 존재하므로 한계가 있다. 이러한 빈 공간을 통해 분석액 내에 크기가 큰 혈구나 세포 등이 자유롭게 드나들 수 있어서 소변이나 혈액검사시 이들에 의한 영향을 받기도 하고 여타의 간섭물질의 영향을 많이 받을 가능성이 크다는 문제점이 있었다. Glass fiber also plays such a role, but there is a limit because there is a very large empty space between glass fiber strands. In such an empty space, large blood cells and cells can freely enter the analytical solution, which may be affected by urine or blood during testing, and is likely to be influenced by other interfering substances.
따라서 본 발명의 목적은 시료내 표적물질 검출의 정확성을 향상시키고 편의성을 향상시킨 부착형 화학센서 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an attachment type chemical sensor that improves the accuracy of detection of a target substance in a sample and improves convenience and a method of manufacturing the same.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부착형 화학 센서는 섬유형 다공성 지지체를 포함하는 제 1 멤브레인; 상기 제 1 멤브레인 및 피검체의 사이에 형성되고, 상기 피검체의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하는 제 2 멤브레인; 및 상기 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 하는 접착성 투명형 박막을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an attachment type chemical sensor comprising: a first membrane including a fibrous porous support; A second membrane formed between the first membrane and the analyte and including a reagent that reacts with the target material of the analyte to produce a compound that binds to the reactor; And an adhesive transparent thin film for allowing the first membrane and the second membrane to adhere to the object to be inspected.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 멤브레인은 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되고, 색변화 반응을 유도하는 반응기가 결합된 하이드로젤을 포함한다.In one embodiment, the first membrane comprises a hydrogel filled in a space between the fibrous porous supports and coupled with a reactor to induce a color change reaction.
일 실시예에 있어서, 상기 접착성 투명형 박막은 상기 제 1 멤브레인의 상부 및 상기 피검체에 접착되어, 상기 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the adhesive transparent thin film is adhered to the top of the first membrane and to the subject so that the first and second membranes are attached to the subject.
일 실시예에 있어서, 상기 접착성 투명형 박막은 표적물질을 포함하는 시료를 흡수할 관통홀을 일측에 구비하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the adhesive transparent thin film has a through hole for absorbing a sample containing a target material on one side.
일 실시예에 있어서, 상기 하이드로젤은, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이드, 폴리(N,N-에틸아미노에틸 메타크릴레이트), 히알루론산, 아가 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자를 포함하는 용액을 상기 섬유형 다공성 지지체에 혼합하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되어 형성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the hydrogel is selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyhydroxyethyl methacrylate, poly (N, N-ethylaminoethyl methacrylate), hyaluronic acid, Wherein the fibrous porous support is filled with a solution containing at least one polymer selected from the group consisting of the fibrous porous support and the fibrous porous support.
일 실시예에 있어서, 상기 하이드로젤은, PEG-DA(polyethylene glycol diacrlyate) 시약, Methacrylic acid N-hydroxy-succinimide ester 및 폴리머 반응을 촉박시키는 광 개시제를 포함하는 용액을 섬유형 다공성 지지체에 혼합하고, 상기 용액이 혼합된 섬유형 다공성 지지체에 자외선을 조사하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되어 형성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the hydrogel is prepared by mixing a solution comprising a PEG-DA (polyethylene glycol diacrityate) reagent, a methacrylic acid N-hydroxy-succinimide ester, and a photoinitiator that facilitates polymer reaction into a fibrous porous support, Wherein the fiber-like porous support mixed with the solution is filled in an internal space between the fibrous porous supports by irradiating ultraviolet rays.
일 실시예에 있어서, 상기 반응기는 1-Naphthylethylenediamine이고, 상기 1-Naphthylethylenediamine은 표적물질에 존재하는 아질산 이온(nitrite)과 Sulfanilamide가 반응하여 생성된 화합물과 결합하여 Azo기를 발색단으로 하는 색소를 생성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the reactor is 1-Naphthylethylenediamine, and the 1-Naphthylethylenediamine is combined with a nitrite produced in the target material by reaction with sulfanilamide to generate a dye having azo group as a chromophore .
일 실시예에 있어서, 상기 섬유형 다공성 지지체는 유리 섬유인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the fibrous porous support is a glass fiber.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부착형 화학 센서의 제조방법은, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이드, 폴리(N,N-에틸아미노에틸 메타크릴레이트), 히알루론산, 아가 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자를 포함하는 용액을 섬유형 다공성 지지체에 혼합하여 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 하이드로젤이 충진되는 단계; 및 상기 충진된 하이드로젤에 색변화 반응을 유도하는 반응기를 구비하는 화합물을 포함하는 용액을 혼합하여 상기 반응기가 상기 하이드로젤에 고정화되는 단계를 포함하여 이루어지는 제 1 멤브레인 제조 단계; 상기 제 1 멤브레인 및 피검체의 사이에 형성되고, 상기 피검체의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하는 제 2 멤브레인 제조 단계; 및 상기 접착성 투명형 박막은 상기 제 1 멤브레인의 상부 및 상기 피검체에 접착되어, 상기 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 하는 접착성 투명형 박막을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an attachment type chemical sensor according to a preferred embodiment of the present invention is a method of manufacturing an attachment type chemical sensor comprising the steps of: Mixing a solution containing at least one polymer selected from the group consisting of lactic acid, agar, and chitosan into a fibrous porous support to fill the internal space between the fibrous porous supports with a hydrogel; And a step of immersing the reactor in the hydrogel by mixing a solution containing a compound having a charge generating agent and a compound having a reactor for inducing a color change reaction in the filled hydrogel. A second membrane preparation step of forming a compound which is formed between the first membrane and the test body and includes a reagent reacting with the target material of the test body to bind to the reactor; And the adhesive transparent thin film includes a step of forming an adhesive transparent thin film adhered to the upper portion of the first membrane and the inspected body such that the first membrane and the second membrane adhere to the inspected body.
본 발명에 따른 제조방법의 일 실시예에 있어서, 상기 접착성 투명형 박막은 표적물질을 포함하는 시료를 흡수할 관통홀을 일측에 구비하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the manufacturing method according to the present invention, the adhesive transparent thin film is provided with a through hole for absorbing a sample containing a target material on one side.
본 발명에 따른 제조방법의 일 실시예에 있어서, 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 하이드로젤이 충진되어 형성되는 단계는, 상기 고분자를 포함하는 용액이 혼합된 섬유형 다공성 지지체에 자외선을 조사하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 하이드로젤이 충진된 형태로 형성되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In an embodiment of the manufacturing method according to the present invention, the step of filling the internal space between the fibrous porous support bodies with the hydrogel is performed by irradiating ultraviolet rays onto the fibrous porous support in which the solution containing the polymer is mixed And forming a hydrogel filled in an inner space between the fibrous porous supports.
본 발명에 따른 제조방법의 일 실시예에 있어서, 상기 1-Naphthylethylenediamine은 표적물질에 존재하는 아질산 이온(nitrite)과 Sulfanilamide가 반응하여 생성된 화합물과 결합하여 Azo기를 발색단으로 하는 색소를 생성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the production method according to the present invention, the 1-Naphthylethylenediamine is produced by combining a nitrite present in a target material with a compound formed by the reaction of sulfanilamide to produce a dye having azo group as a chromophore .
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부착형 화학 센서는, 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되고, 색변화 반응을 유도하는 반응기가 결합된 하이드로젤을 포함하는 멤브레인을 포함하고, 상기 멤브레인은 시료의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하여 색변화를 일으키는 것을 특징으로 한다.An attachment type chemical sensor according to a preferred embodiment of the present invention includes a membrane including a hydrogel filled in a space between a fibrous porous support and a reactor coupled to induce a color change reaction, And a reagent that reacts with the target substance of the reaction mixture to generate a compound that binds to the reaction product to cause a color change.
본 발명의 하이드로젤을 포함하는 부착형 화학센서 및 그 제조방법에 따르면, 시료내 표적물질 검출의 정확성을 향상시킬 수 있다. 즉, 시료의 흐름이 직접적으로 검사지에 영향을 주지 않으므로 시료에 의해 반응시약이 검사지로부터 씻겨나가거나 방해를 받을 가능성이 적어서 반응 검출 정확성을 높일 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the attachment type chemical sensor including the hydrogel of the present invention and the manufacturing method thereof, the accuracy of detection of the target substance in the sample can be improved. That is, since the flow of the sample does not directly affect the test strip, the reaction reagent is less likely to be washed away from the test strip or obstructed by the test strip, thereby improving the accuracy of the reaction detection.
또한, 본 발명에 따른 화학센서는 부착형 구조로 되어 있어서 배변 기저귀에 쉽게 적용할 수 있으며, 기저귀의 적당한 위치에 부착시켜 검사를 할 수 있어서 사용성 및 편의성이 우수하다.In addition, since the chemical sensor according to the present invention has an attaching structure, it can be easily applied to a catheter diaper, and can be attached to an appropriate position of the diaper, thereby being excellent in usability and convenience.
또한, 흡수 속도와 시료량에 의해 색변화 화학반응을 조절하게 되므로 기존의 디핑형 소변지에 비해 사용자 편의성과 사용환경에 대한 적용 가능성이 우수하다.In addition, since the color change chemical reaction is controlled by the absorption rate and the amount of the sample, the applicability to the user convenience and the use environment is superior to the existing dipping type urine paper.
아울러, 본 발명에 따른 색변화 반응은 멤브레인 내에서 시료와 시약이 반응하는 구조이므로, 정량의 시료가 반응에 참여하게 됨으로써 색변화 반응의 오차를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 제1, 2 멤브레인이 머금을 수 있는 용액의 양이 멤브레인 크기에 따라 조절 가능하므로 정량의 시료 부피가 반응에 참여할 수 있도록 조절할 수 있다. In addition, since the color change reaction according to the present invention is a structure in which a sample and a reagent react with each other in a membrane, a quantitative sample participates in the reaction, thereby reducing the error of the color change reaction. That is, since the amount of the solution in which the first and second membranes can be adjusted is adjustable according to the size of the membrane, the volume of the sample can be controlled so as to participate in the reaction.
또한, 본 발명에 따른 부착형 화학센서는 하이드로젤(hydrogel)과 섬유형 다공성 지지체를 동시에 사용하여 그 내부가 매우 균질하고 표면적이 넓은 다공성 구조가 형성되어 색변화를 이용하여 표적물질을 검출하는 고감도 센서를 구현할 수 있다.In addition, the adhesion type chemical sensor according to the present invention uses a hydrogel and a fibrous porous support at the same time to form a porous structure having a very homogeneous inside and a wide surface area, Sensor can be implemented.
도 1은 기존의 건강진단용 소변 검사지이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다공성 멤브레인에 하이드로젤을 형성하기 전의 구조를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 멤브레인에 하이드로젤을 형성한 후의 구조를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 NO2 -(nitrite)를 검출하기 위하여 1-Naphthylethylenediamine을 하이드로젤에 고정화하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 기저귀 부착 사용예이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 소변이 적용될 시 멤브레인 내 색변화를 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시료 주입 홀을 구비한 부착형 화학센서의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 시료 용액의 흡수에 의한 전개방향을 나타내는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 시료의 농도별 색변화를 관찰할 수 있는 사용예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기저귀 패드에 부착시켜 사용할 수 있는 부착형 화학센서 스트립 구조를 나타낸다.FIG. 1 is a conventional urine test strip for a health examination.
2 is a cross-sectional view of an attachment type chemical sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing a structure before a hydrogel is formed on a porous membrane according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a photograph showing a structure after a hydrogel is formed on a porous membrane according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a method for immobilizing 1-Naphthylethylenediamine in a hydrogel to detect NO 2 - (nitrite) according to an embodiment of the present invention.
6 is an example of the use of the attachment type chemical sensor with a diaper according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating color change in a membrane when urine is applied to an attachment type chemical sensor according to an embodiment of the present invention. FIG.
8 is a cross-sectional view of an attachment type chemical sensor having a sample injection hole according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view showing a development direction of a deposition type chemical sensor according to an embodiment of the present invention by absorption of a sample solution. FIG.
FIG. 10 shows an example of the use of the attachment type chemical sensor according to the embodiment of the present invention to observe the color change according to the concentration of the sample.
11 shows an attachment type chemical sensor strip structure that can be used by attaching to a diaper pad according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of an attachment type chemical sensor according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부착형 화학 센서는 섬유형 다공성 지지체를 포함하는 제 1 멤브레인; 상기 제 1 멤브레인 및 피검체의 사이에 형성되고, 상기 피검체의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하는 제 2 멤브레인; 및 상기 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 하는 접착성 투명형 박막을 포함한다.An attachment type chemical sensor according to a preferred embodiment of the present invention comprises: a first membrane comprising a fibrous porous support; A second membrane formed between the first membrane and the analyte and including a reagent that reacts with the target material of the analyte to produce a compound that binds to the reactor; And an adhesive transparent thin film for allowing the first membrane and the second membrane to adhere to the object to be inspected.
섬유형 다공성 지지체는 유리 섬유 또는 셀룰로오스 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 유리 섬유일 수 있다.The fibrous porous support may be glass fiber, cellulose, or the like, preferably glass fiber.
도 2를 참조하면, 시료내 표적물질 검출을 위한 색변화 반응이 일어나는 2개의 멤브레인을 적층한 구조이다. 접착성 투명형 박막은 부착형 패치의 형태일 수 있으며, 투명하여 상부(위)에서 멤브레인의 색변화를 확인할 수 있다. 또한 점착성이 있어서 멤브레인을 고정할 수 있으며 사용처 및 사용환경에 부착시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 2, there is a structure in which two membranes in which a color change reaction occurs for detecting a target substance in a sample are laminated. The adherent transparent thin film may be in the form of a patch-like patch, transparent, and the change in color of the membrane on the top (top) can be confirmed. In addition, it has adhesiveness and it can fix the membrane and attach it to the usage place and use environment.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다공성 멤브레인에 하이드로젤을 형성하기 전의 구조를 나타내는 현미경 사진이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 멤브레인에 하이드로젤을 형성한 후의 구조를 나타내는 현미경 사진이다. 도 4의 멤브레인 구조는 하이드로젤을 다공성 멤브레인 내에 추가로 형성시켜(superimpose) 표면적이 매우 극대화된 하이드로젤 멤브레인을 제작한 것이다. 하이드로젤은 3차원 고분자 네트워크 구조로 화학기능기를 쉽게 도입할 수 있으므로 1-Naphthylethylenediamine을 간단하게 내부에 공유결합하여 고정화할 수 있다. FIG. 3 is a micrograph showing a structure before forming a hydrogel in a porous membrane according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a micrograph showing a structure after formation of a hydrogel in a porous membrane according to an embodiment of the present invention. to be. The membrane structure of FIG. 4 is obtained by superimposing a hydrogel in a porous membrane to produce a hydrogel membrane having a very large surface area. Since hydrogels can easily introduce chemical functional groups into a three-dimensional polymer network structure, 1-Naphthylethylenediamine can be easily covalently immobilized in the interior.
일 실시예에 있어서, 제 1 멤브레인은 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되고, 색변화 반응을 유도하는 반응기가 결합된 하이드로젤을 포함하는 다공성 멤브레인이고, 제 2 멤브레인은 하이드로젤이 충진되지 않은 다공성 멤브레인일 수 있다. 제 1 멤브레인 및 제2 멤브레인의 접착은 필요에 따라 멤브레인 사이에 접착성 물질을 추가로 사용하여 달성할 수도 있습니다.In one embodiment, the first membrane is a porous membrane that is filled in an internal space between the fibrous porous supports and includes a hydrogel coupled with a reactor to induce a color change reaction, and the second membrane is a non- Or may be a non-porous membrane. Adhesion of the first membrane and the second membrane may be achieved by using additional adhesive material between the membranes as needed.
접착성 투명형 박막은 제 1 멤브레인의 상부 및 피검체에 접착되어, 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 한다.The adhesive transparent thin film is adhered to the top of the first membrane and to the body so that the first membrane and the second membrane adhere to the body.
이러한 본 발명에 따른 부착형 화학센서를 사용하여 시료 내 표적물질을 검출하는 원리를 아질산염 검출을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.The principle of detecting a target substance in a sample using the attachment type chemical sensor according to the present invention will be described by taking nitrite detection as an example.
아질산염(nitrite) 검출을 위한 색변화 화학 반응식은 하기 화학식과 같다. 설명하기 쉽게 아질산염 용액을 A, sulfanilamide 산 용액을 B, 1-Naphthylethylenediamine을 C라고 표기한다. The color change chemical reaction formula for detecting nitrite is shown in the following chemical formula. For ease of explanation, the nitrite solution is labeled A, the sulfanilamide acid solution is labeled B, and 1-Naphthylethylenediamine is labeled C.
[화학식][Chemical Formula]
상기 화학식은 NO2-(nitrite)를 검출하는 Azo dye 반응을 나타낸다. 먼저 NO2-와 Sulfanilamide가 반응한다. Sulfanilamide가 존재하면 1-Nap.(1-Naphthylethylenediamine)과 반응하여 Azo Dye가 만들어지면서 색(540nm)을 내게 되는데, 아질산염이 존재하지 않으면 sulfanilamide는 1-Nap.과 반응할 수 없는 구조여서 색깔을 띠지 않는다. 이는 용액상에서 일어나는 반응으로 시약은 buffer 용액에서 자유롭게 움직이게 된다. The above formula indicates an azo dye reaction for detecting NO2- (nitrite). First, NO2- and sulfanilamide react. When sulfanilamide is present, it reacts with 1-naphthylethylenediamine (1-naphthylethylenediamine) to produce azo dye (540 nm). If nitrite is not present, sulfanilamide can not react with 1-Nap. Do not. This is a reaction that takes place in solution, and the reagent is free to move in the buffer solution.
A+B+C 형태가 완성이 되면 색변화(Azo dye 검출)가 일어나게 된다. A(검출하려는 타겟 인자)의 농도에 비례해서 A+B+C 의 형태가 만들어지게 되므로 농도에 비례해서 색변화가 일어나게 된다.When the A + B + C form is completed, a color change (Azo dye detection) occurs. A + B + C is formed in proportion to the concentration of A (the target factor to be detected), so that a color change occurs in proportion to the concentration.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 NO2 -(nitrite)를 검출하기 위하여 1-Naphthylethylenediamine을 하이드로젤에 고정화하는 방법을 나타내는 모식도이다. 도 5를 참조하면, C는 하이드로젤로 형성되는 멤브레인에 공유결합하여 고정시킨다. C는 하이드로젤에 공유결합되어 있으므로 세척에 의해 씻겨나가지 않는다. B는 C가 형성된 멤브레인에 추가하거나 혹은 별도의 멤브레인에 형성시키는 것이 가능하다. B 화학시약은 다공성 멤브레인에 떨어뜨린 후 건조시켜 제작한다.5 is a schematic diagram showing a method for immobilizing 1-Naphthylethylenediamine in a hydrogel to detect NO 2 - (nitrite) according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, C is covalently bonded to a membrane formed of a hydrogel. C is covalently bonded to the hydrogel and does not wash out by washing. B can be added to the membrane formed with C or formed on a separate membrane. B Chemical reagents are prepared by dropping onto a porous membrane and drying.
화학시약의 반응 순서는 A, B의 반응 후 A+B 형태가 만들어진 후 A+B+C의 결합이 이루어지므로 별도의 멤브레인이나 동일한 멤브레인내에서 검사시료 용액내 A의 농도를 검출하는 것이 가능하다. Since the reaction sequence of the chemical reagent is A + B after the reaction of A and B, and A + B + C is bonded, it is possible to detect the concentration of A in the test sample solution in a separate membrane or the same membrane .
A는 검사시료내 검출하고자하는 성분이므로 용액형태이고 B는 용액 형태이거나 건조된 상태에 보관유지 되다가 A가 포함된 검사용액이 투입될 경우 용액 상태에서 A+B 반응을 하게 된다. 따라서, B는 멤브레인 내에 건조된 형태이거나 용액 형태이거나 모두 가능하다. 다만, 사용환경에서 시약을 미리 섞는 절차가 수반되면 불편하므로 멤브레인 형태로 형성시키는 것이 바람직하다.Since A is a component to be detected in the test sample, it is in the form of a solution. B is kept in a solution form or in a dried state. When the test solution containing A is put into the solution, A + B reaction occurs in a solution state. Thus, B can be both dry or liquid form in the membrane. However, it is preferable that the membrane is formed in the form of a membrane because it is inconvenient if a procedure for pre-mixing reagents in a use environment is involved.
한편, 본 발명에 따른 하이드로젤은, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이드, 폴리(N,N-에틸아미노에틸 메타크릴레이트), 히알루론산, 아가 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자를 포함하는 용액을 상기 섬유형 다공성 지지체에 혼합하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되어 형성된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the hydrogel according to the present invention can be used as a hydrogel, which is composed of polyethylene glycol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyhydroxyethyl methacrylate, poly (N, N-ethylaminoethyl methacrylate), hyaluronic acid, Wherein the fiber-like porous support is filled with a solution containing at least one polymer selected from the group consisting of the fibrous porous support and the fibrous porous support.
일 실시예에 있어서, 상기 하이드로젤은, PEG-DA(polyethylene glycol diacrlyate) 시약, Methacrylic acid N-hydroxy-succinimide ester 및 폴리머 반응을 촉박시키는 광 개시제를 포함하는 용액을 섬유형 다공성 지지체에 혼합하고, 상기 용액이 혼합된 섬유형 다공성 지지체에 자외선을 조사하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되어 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the hydrogel is prepared by mixing a solution comprising a PEG-DA (polyethylene glycol diacrityate) reagent, a methacrylic acid N-hydroxy-succinimide ester, and a photoinitiator that facilitates polymer reaction into a fibrous porous support, The porous porous support may be formed by filling ultraviolet rays into the fibrous porous support mixed with the solution and filling the internal space between the fibrous porous supports.
일 실시예에 있어서, 상기 반응기는 1-Naphthylethylenediamine이고, 상기 1-Naphthylethylenediamine은 표적물질에 존재하는 아질산 이온(nitrite)과 Sulfanilamide가 반응하여 생성된 화합물과 결합하여 Azo기를 발색단으로 하는 색소를 생성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the reactor is 1-Naphthylethylenediamine, and the 1-Naphthylethylenediamine is combined with a nitrite produced in the target material by reaction with sulfanilamide to generate a dye having azo group as a chromophore .
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부착형 화학 센서의 제조방법은, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이드, 폴리(N,N-에틸아미노에틸 메타크릴레이트), 히알루론산, 아가 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자를 포함하는 용액을 섬유형 다공성 지지체에 혼합하여 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 하이드로젤이 충진되는 단계; 및 상기 충진된 하이드로젤에 색변화 반응을 유도하는 반응기를 구비하는 화합물을 포함하는 용액을 혼합하여 상기 반응기가 상기 하이드로젤에 고정화되는 단계를 포함하여 이루어지는 제 1 멤브레인 제조 단계; 상기 제 1 멤브레인 및 피검체의 사이에 형성되고, 상기 피검체의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하는 제 2 멤브레인 제조 단계; 및 상기 접착성 투명형 박막은 상기 제 1 멤브레인의 상부 및 상기 피검체에 접착되어, 상기 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 하는 접착성 투명형 박막을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an attachment type chemical sensor according to a preferred embodiment of the present invention is a method of manufacturing an attachment type chemical sensor comprising the steps of: Mixing a solution containing at least one polymer selected from the group consisting of lactic acid, agar, and chitosan into a fibrous porous support to fill the internal space between the fibrous porous supports with a hydrogel; And a step of immersing the reactor in the hydrogel by mixing a solution containing a compound having a charge generating agent and a compound having a reactor for inducing a color change reaction in the filled hydrogel. A second membrane preparation step of forming a compound which is formed between the first membrane and the test body and includes a reagent reacting with the target material of the test body to bind to the reactor; And the adhesive transparent thin film includes a step of forming an adhesive transparent thin film adhered to the upper portion of the first membrane and the inspected body such that the first membrane and the second membrane adhere to the inspected body.
여기서, 상기 접착성 투명형 박막은 표적물질을 포함하는 시료를 흡수할 관통홀을 일측에 구비할 수 있다.Here, the adhesive transparent thin film may have a through hole for absorbing a sample containing a target material on one side thereof.
또한, 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 하이드로젤이 충진되어 형성되는 단계는, 상기 고분자를 포함하는 용액이 혼합된 섬유형 다공성 지지체에 자외선을 조사하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 하이드로젤이 충진된 형태로 형성되는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of filling the internal space between the fibrous porous support bodies with hydrogel may include irradiating ultraviolet rays to the fibrous porous support body in which the solution containing the polymer is mixed, And forming the hydrogel in a filled form.
이때, 상기 반응기를 구비하는 화합물을 포함하는 용액은, 1-Naphthylethylenediamine, Na2CO3 및 PBS buffer 용액을 혼합한 것을 특징으로 한다.At this time, the solution containing the compound having the reactor is characterized by mixing 1-Naphthylethylenediamine, Na2CO3 and PBS buffer solution.
상기 1-Naphthylethylenediamine은 표적물질에 존재하는 아질산 이온(nitrite)과 Sulfanilamide가 반응하여 생성된 화합물과 결합하여 Azo기를 발색단으로 하는 색소를 생성하는 것을 특징으로 한다.The 1-Naphthylethylenediamine is characterized in that it forms a dye having a Azo group as a chromophore by binding with a nitrite ion present in the target substance and a compound formed by the reaction of sulfanilamide.
상기 고분자를 포함하는 용액은, PEGDA(polyethylene glycol) diacrlyate 시약, Methacrylic acid N-hydroxy-succinimide ester 및 폴리머 반응을 촉박시키는 광 개시제를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The solution containing the polymer may be characterized by containing a PEGDA (polyethylene glycol) diacrityate reagent, a methacrylic acid N-hydroxy-succinimide ester, and a photoinitiator for accelerating the polymer reaction.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 기저귀 부착 사용예이다. 기저귀 패드에 고정시켜 사용되는 실시예를 나타낸 것으로, 부착형 패치이므로 기저귀의 필요한 영역에 적어도 1개 이상의 복수개를 점착시켜 활용할 수 있다. 6 is an example of the use of the attachment type chemical sensor with a diaper according to an embodiment of the present invention. The present invention is applied to a diaper pad, which is used as an attachment patch, so that a plurality of at least one diaper can be adhered to a necessary area of the diaper.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 소변이 적용될 시 멤브레인 내 색변화를 나타내는 모식도이다. 기저귀 패드에 소변이 쏟아져 들어올 때의 상황을 표현하며 센서에 검사시료가 직접적으로 떨어지는 것은 패드의 투명박막에 의해 방지가 되며 흡수패드로 흡수된 시료가 아래로부터 반응부 멤브레인으로 흡수되면서 색변화를 일으키는 동작원리로 동작할 수 있다. 검사 시료인 소변이 떨어지는 영역이 여러 개이므로 복수 개의 부착센서 설치로 검사 결과를 놓치지 않고 출력할 수 있다. 일예로서, 강아지용 패드에 적용하기 적합하다.FIG. 7 is a schematic diagram illustrating color change in a membrane when urine is applied to an attachment type chemical sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. It shows the situation when the urine is poured into the diaper pad. The drop of the test sample directly to the sensor is prevented by the transparent thin film of the pad, and the sample absorbed from the absorbing pad is absorbed from the lower part to the reaction part membrane, It can operate on the principle of operation. Since there are several areas where the urine of the test sample is dropped, it is possible to output the test results without missing the test results by installing a plurality of adhesion sensors. As an example, it is suitable for application to pads for dogs.
도 6 및 7에 도시된 멤브레인의 구조는 위에서부터 부착용 박막인 접착성 투명형 박막, C가 고정되어 최종적으로 A+B+C의 반응에 의해 색변화가 일어나는 제 1 멤브레인 및 B가 대기하여 검사시료가 흡수될 경우 A+B의 형태를 만든 하부의 제 2멤브레인으로 구성이 되어 있다. 흡수에 의한 시료의 전개 방향은 기저귀에서 제 2멤브레인 최종적으로 제 1 멤브레인 순이므로 색변화 반응도 이에 맞게 진행된다. 즉, 시료내 A(아질산염) 및 제 2멤브레인에 도달시 A+B의 형성 및 제 1 멤브레인에 용액이 흡수 전개되어 도달하면 A+B+C가 형성되어 색변화를 일으키게 된다. B가 준비되어 있는 제 2멤브레인은 용액이 흡수되면 B는 멤브레인내 자유롭게 용액의 흐름에 따라 움직일 수 있다. C멤브레인내 고정되어 있는 것과는 상이하다. The structure of the membrane shown in FIGS. 6 and 7 is composed of an adhesive transparent thin film, which is a thin film for attachment, from the top, and a first membrane in which color is changed by the reaction of A + B + C, When the sample is absorbed, it is composed of the lower second membrane which forms the shape of A + B. The direction of development of the sample due to absorption is the second membrane in the diaper, and finally the first membrane, so that the color change reaction proceeds accordingly. That is, when A + B is formed upon reaching A (nitrite) in the sample and the second membrane and A + B + C is formed when the solution reaches the first membrane, the color change occurs. The second membrane prepared with B can move freely in the membrane according to the flow of the solution when the solution is absorbed. C membrane. ≪ / RTI >
또한, 일 실시예로서, 제 2 멤브레인 없이 B를 제 1멤브레인에 건조하여 형성시켜 하나의 멤브레인으로만 구성된 부착형 화학 센서의 형태도 가능하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부착형 화학 센서는, 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되고, 색변화 반응을 유도하는 반응기가 결합된 하이드로젤을 포함하는 멤브레인을 포함하고, 상기 멤브레인은 시료의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하여 색변화를 일으키는 것을 특징으로 한다.Also, as an embodiment, an attachment type chemical sensor in which B is formed by drying B on the first membrane without using the second membrane, and is composed of only one membrane is also possible. Accordingly, an attachment type chemical sensor according to a preferred embodiment of the present invention includes a membrane including a hydrogel filled in a space between a fibrous porous support and a reactor coupled to induce a color change reaction, Is characterized in that it includes a reagent which reacts with a target material of a sample to generate a compound that binds to the reactor to cause a color change.
본 발명의 부착형 화학 센서는 사용시 쉽게 떼어내서 사용할 곳에 부착시키기 용이하도록 파스패드 형태로 쉽게 떼어 낼 수 있는 판 위에 준비되거나 접착성 테이프인 롤 형태로 준비하는 것이 가능하다. The attachment type chemical sensor of the present invention can be prepared on a plate which can be easily peeled off in the form of a pad or in the form of a roll as an adhesive tape so as to be easily peeled off during use and to be easily attached to a use place.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시료 주입 홀을 구비한 부착형 화학센서의 단면도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 시료 용액의 흡수에 의한 전개방향을 나타내는 모식도이다.8 is a cross-sectional view of an attachment type chemical sensor having a sample injection hole according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic view showing a development direction of a deposition type chemical sensor according to an embodiment of the present invention by absorption of a sample solution. FIG.
도 8 및 도 9를 참조하면, 접착성 투명형 박막은 표적물질을 포함하는 시료를 흡수할 관통홀을 일측에 구비하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제 2멤브레인을 제 1 멤브레인에 비해 넓게 형성하여 시료의 전개용 멤브레인으로 활용할 수 있으며, 시료가 멤브레인에 홀을 통해 흘러들고 흡수 전개되어 A+B 반응이 일어나고 다시 더 전개되어 색변화가 일어나는 제 1멤브레인에 도달하여 색변화를 일으키게 된다.Referring to FIGS. 8 and 9, the adhesive transparent thin film is provided with a through hole for absorbing a sample containing a target material on one side thereof. That is, the second membrane is formed wider than the first membrane and can be utilized as a membrane for developing the sample. The sample flows through the hole in the membrane and is absorbed and expanded to cause the A + B reaction. Reaching the first membrane and causing a color change.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 부착형 화학센서의 시료의 농도별 색변화를 관찰할 수 있는 사용예를 나타낸다. 반응부는 투명하게 하고, 시료 블로킹부(blocking)는 흰색으로 가시성이 좋게 구성함으로써 아질산염의 농도별로 색변화를 관찰할 수 있게 된다.FIG. 10 shows an example of the use of the attachment type chemical sensor according to the embodiment of the present invention to observe the color change according to the concentration of the sample. The reaction part is made transparent and the blocking part of the sample is made white with good visibility, so that color change can be observed according to the concentration of nitrite.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기저귀 패드에 부착시켜 사용할 수 있는 부착형 화학센서 스트립 구조를 나타낸다. 도 11을 참조하면, 2개의 멤브레인 구조로 구성되도록 했고, 제 1 멤브레인에 A+B+C 색변화가 일어나 상부에서 색반응 결과를 관찰하는 구조이며, 제 2멤브레인은 시료의 전개와 A+B반응이 먼저 일어나면서 제 1멤브레인으로 이동하는 역할을 한다. 또한, 규격화된 멤브레인은 스마트폰 앱을 이용하여 스마트폰 카메라를 통해 검사 정보를 읽고 기록하고 이력 관리할 수 있도록 정보통신기술과 연계하는 구조로 활용하는 것이 가능하다.11 shows an attachment type chemical sensor strip structure that can be used by attaching to a diaper pad according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, it is assumed that the membrane structure is composed of two membranes, the color change of A + B + C occurs in the first membrane and the result of color reaction is observed in the upper part. The reaction first takes place and moves to the first membrane. In addition, the standardized membrane can be utilized as a structure for linking with information and communication technology so that inspection information can be read and recorded through a smartphone camera using a smartphone application, and history can be managed.
본 발명의 하이드로젤을 포함하는 부착형 화학센서 및 그 제조방법에 따르면, 시료내 표적물질 검출의 정확성을 향상시킬 수 있다. 즉, 시료의 흐름이 직접적으로 검사지에 영향을 주지 않으므로 시료에 의해 반응시약이 검사지로부터 씻겨나가거나 방해를 받을 가능성이 적어서 반응 검출 정확성을 높일 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the attachment type chemical sensor including the hydrogel of the present invention and the manufacturing method thereof, the accuracy of detection of the target substance in the sample can be improved. That is, since the flow of the sample does not directly affect the test strip, the reaction reagent is less likely to be washed away from the test strip or obstructed by the test strip, thereby improving the accuracy of the reaction detection.
또한, 본 발명에 따른 화학센서는 부착형 구조로 되어 있어서 배변 기저귀에 쉽게 적용할 수 있으며, 기저귀의 적당한 위치에 부착시켜 검사를 할 수 있어서 사용성 및 편의성이 우수하다.In addition, since the chemical sensor according to the present invention has an attaching structure, it can be easily applied to a catheter diaper, and can be attached to an appropriate position of the diaper, thereby being excellent in usability and convenience.
또한, 흡수 속도와 시료량에 의해 색변화 화학반응을 조절하게 되므로 기존의 디핑형 소변지에 비해 사용자 편의성과 사용환경에 대한 적용 가능성이 우수하다.In addition, since the color change chemical reaction is controlled by the absorption rate and the amount of the sample, the applicability to the user convenience and the use environment is superior to the existing dipping type urine paper.
아울러, 본 발명에 따른 색변화 반응은 멤브레인 내에서 시료와 시약이 반응하는 구조이므로, 정량의 시료가 반응에 참여하게 됨으로써 색변화 반응의 오차를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 제1, 2 멤브레인이 머금을 수 있는 용액의 양이 멤브레인 크기에 따라 조절 가능하므로 정량의 시료 부피가 반응에 참여할 수 있도록 조절할 수 있다. 예컨대, 종래의 경우 A의 농도가 일정하더라도 반응부에 더 많은 양의 시료가 계속해서 참여하면 색변화 오차를 줄 수 있는데 본 발명의 멤브레인은 머금는 시료의 양이 멤브레인의 크기에 의해 동일하게 되므로 종래의 색변화 오차를 저감할 수 있는 유리한 효과가 있다.In addition, since the color change reaction according to the present invention is a structure in which a sample and a reagent react with each other in a membrane, a quantitative sample participates in the reaction, thereby reducing the error of the color change reaction. That is, since the amount of the solution in which the first and second membranes can be adjusted is adjustable according to the size of the membrane, the volume of the sample can be controlled so as to participate in the reaction. For example, even if the concentration of A is constant in the conventional case, if a larger amount of the sample is continuously added to the reaction part, the color variation error may be caused. In the membrane of the present invention, the amount of the sample to be sampled becomes equal due to the size of the membrane. There is an advantageous effect of reducing the color change error of the display device.
또한, 본 발명에 따른 부착형 화학센서는 하이드로젤(hydrogel)과 섬유형 다공성 지지체를 동시에 사용하여 그 내부가 매우 균질하고 표면적이 넓은 다공성 구조가 형성되어 색변화를 이용하여 표적물질을 검출하는 고감도 센서를 구현할 수 있다.In addition, the adhesion type chemical sensor according to the present invention uses a hydrogel and a fibrous porous support at the same time to form a porous structure having a very homogeneous inside and a wide surface area, Sensor can be implemented.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that changes may be made.
Claims (12)
상기 제 1 멤브레인 및 피검체의 사이에 형성되고, 상기 피검체의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하는 제 2 멤브레인; 및
상기 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 하는 접착성 투명형 박막;
을 포함하는 부착형 화학 센서.
A first membrane comprising a fibrous porous support;
A second membrane formed between the first membrane and the analyte and including a reagent that reacts with the target material of the analyte to produce a compound that binds to the reactor; And
An adhesive transparent thin film for allowing the first membrane and the second membrane to adhere to a subject;
≪ / RTI >
상기 제 1 멤브레인은 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되고, 색변화 반응을 유도하는 반응기가 결합된 하이드로젤을 포함하고,
상기 접착성 투명형 박막은 상기 제 1 멤브레인의 상부 및 상기 피검체에 접착되어, 상기 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 하는 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the first membrane comprises a hydrogel packed in a space between the fibrous porous supports and coupled with a reactor for inducing a color change reaction,
Wherein the adhesive transparent thin film is adhered to the top of the first membrane and to the subject so that the first and second membranes are attached to the subject.
상기 접착성 투명형 박막은 표적물질을 포함하는 시료를 흡수할 관통홀을 일측에 구비하는 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the adhesive transparent thin film has a through hole for absorbing a sample containing a target material on one side thereof.
폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리하이드록시에틸 메타크릴레이드, 폴리(N,N-에틸아미노에틸 메타크릴레이트), 히알루론산, 아가 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자를 포함하는 용액을 상기 섬유형 다공성 지지체에 혼합하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되어 형성된 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서.
The hydrogel according to claim 1,
A solution containing at least one polymer selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyhydroxyethyl methacrylate, poly (N, N-ethylaminoethyl methacrylate), hyaluronic acid, agar and chitosan Wherein the fibrous porous support is filled with an internal space between the fibrous porous support and the fibrous porous support.
PEG-DA(polyethylene glycol diacrlyate) 시약, Methacrylic acid N-hydroxy-succinimide ester 및 폴리머 반응을 촉박시키는 광 개시제를 포함하는 용액을 섬유형 다공성 지지체에 혼합하고, 상기 용액이 혼합된 섬유형 다공성 지지체에 자외선을 조사하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 충진되어 형성된 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서.
The hydrogel according to claim 1,
A solution containing a PEG-DA (polyethylene glycol diacrityate) reagent, a methacrylic acid N-hydroxy-succinimide ester and a photoinitiator for accelerating the polymer reaction is mixed with the fibrous porous support, Shaped porous support, and is filled in an internal space between the fibrous porous supports.
상기 반응기는 1-Naphthylethylenediamine이고,
상기 1-Naphthylethylenediamine은 표적물질에 존재하는 아질산 이온(nitrite)과 Sulfanilamide가 반응하여 생성된 화합물과 결합하여 Azo기를 발색단으로 하는 색소를 생성하는 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서.
The method according to claim 1,
The reactor is 1-Naphthylethylenediamine,
Wherein the 1-Naphthylethylenediamine is combined with a nitrite ion present in the target substance and a compound formed by the reaction of sulfanilamide to generate a dye having a chromophore as the Azo group.
상기 섬유형 다공성 지지체는 유리 섬유인 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서.
The method according to claim 1,
Wherein said fibrous porous support is a glass fiber.
상기 제 1 멤브레인 및 피검체의 사이에 형성되고, 상기 피검체의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하는 제 2 멤브레인 제조 단계; 및
상기 접착성 투명형 박막은 상기 제 1 멤브레인의 상부 및 상기 피검체에 접착되어, 상기 제1멤브레인 및 제2멤브레인이 피검체에 부착되도록 하는 접착성 투명형 박막을 형성하는 단계;
를 포함하는 부착형 화학 센서의 제조방법.
A solution containing at least one polymer selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyhydroxyethyl methacrylate, poly (N, N-ethylaminoethyl methacrylate), hyaluronic acid, agar and chitosan Mixing the fibrous porous support and the fibrous porous support to fill the internal space between the fibrous porous supports with the hydrogel; And a step of immersing the reactor in the hydrogel by mixing a solution containing a compound having a charge generating agent and a compound having a reactor for inducing a color change reaction in the filled hydrogel.
A second membrane preparation step of forming a compound which is formed between the first membrane and the test body and includes a reagent reacting with the target material of the test body to bind to the reactor; And
Wherein the adhesive transparent thin film is adhered to the upper portion of the first membrane and to the body to form an adhesive transparent thin film to adhere the first membrane and the second membrane to the subject;
≪ / RTI >
상기 접착성 투명형 박막은 표적물질을 포함하는 시료를 흡수할 관통홀을 일측에 구비하는 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the adhesive transparent thin film has a through hole for absorbing a sample containing a target material on one side thereof.
상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 하이드로젤이 충진되어 형성되는 단계는,
상기 고분자를 포함하는 용액이 혼합된 섬유형 다공성 지지체에 자외선을 조사하여 상기 섬유형 다공성 지지체 사이의 내부 공간에 하이드로젤이 충진된 형태로 형성되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the step of filling the inner space between the fibrous porous supports with the hydrogel comprises:
The method of claim 1, further comprising the step of irradiating ultraviolet rays onto the fibrous porous support mixed with the solution containing the polymer to form a hydrogel filled in the internal space between the fibrous porous supports ≪ / RTI >
상기 반응기는 1-Naphthylethylenediamine이고,
상기 1-Naphthylethylenediamine은 표적물질에 존재하는 아질산 이온(nitrite)과 Sulfanilamide가 반응하여 생성된 화합물과 결합하여 Azo기를 발색단으로 하는 색소를 생성하는 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The reactor is 1-Naphthylethylenediamine,
Wherein the 1-Naphthylethylenediamine is combined with a nitrite ion present in the target material and a compound produced by the reaction of sulfanilamide to generate a dye having a chromophore as an azo group.
상기 멤브레인은 시료의 표적물질과 반응하는 시약을 포함하여 상기 반응기와 결합하는 화합물을 생성하여 색변화를 일으키는 것을 특징으로 하는 부착형 화학 센서.A membrane including a hydrogel filled in a space between the fibrous porous support and a reactor coupled to induce a color change reaction,
Wherein the membrane comprises a reagent that reacts with a target material of the sample to generate a compound that binds to the reactor to cause a color change.
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