KR20190112935A - pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents

pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF Download PDF

Info

Publication number
KR20190112935A
KR20190112935A KR1020180034913A KR20180034913A KR20190112935A KR 20190112935 A KR20190112935 A KR 20190112935A KR 1020180034913 A KR1020180034913 A KR 1020180034913A KR 20180034913 A KR20180034913 A KR 20180034913A KR 20190112935 A KR20190112935 A KR 20190112935A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sticker
microstructure
sensing
solution
discoloration
Prior art date
Application number
KR1020180034913A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102056219B1 (en
Inventor
김영호
박지혜
공재성
안상현
김준식
유래형
Original Assignee
재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 filed Critical 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단
Priority to KR1020180034913A priority Critical patent/KR102056219B1/en
Publication of KR20190112935A publication Critical patent/KR20190112935A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102056219B1 publication Critical patent/KR102056219B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F3/00Labels, tag tickets, or similar identification or indication means; Seals; Postage or like stamps
    • G09F3/02Forms or constructions
    • G09F3/0291Labels or tickets undergoing a change under particular conditions, e.g. heat, radiation, passage of time
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • G01N31/221Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators for investigating pH value
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F3/00Labels, tag tickets, or similar identification or indication means; Seals; Postage or like stamps
    • G09F3/08Fastening or securing by means not forming part of the material of the label itself
    • G09F3/10Fastening or securing by means not forming part of the material of the label itself by an adhesive layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

Disclosed are a pH detecting micro-structured sticker capable of measuring a pH level of a sample solution of several microliters (μL), and a manufacturing method thereof. The pH detecting micro-structured sticker of the present invention comprises: a substrate; an adhesive layer formed on one surface of the substrate; and a pH detecting microstructure formed on the other surface of the substrate. The pH detecting microstructure includes a polymer matrix and a pH discoloration detecting pigment dispersed in the polymer matrix, and is configured to change color thereof in an acidity range by contact with an acidic solution, a neutral solution or a basic solution. The pH detecting micro-structured sticker of the present invention can be used by arbitrarily selecting and arranging microstructures for detecting the acidic solution, neutral solution and an acidic and basic solution according to a usage. In addition, the pH detecting micro-structured sticker of the present invention can be manufactured by a simple manufacturing process with inexpensive raw materials, thereby being quickly manufactured in large quantities.

Description

pH 감지 마이크로 구조체 스티커 및 그 제조방법{pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}pH sensing micro structure sticker and its manufacturing method {pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 미량의 시료용액의 pH를 감지할 수 있는 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a structure capable of sensing the pH of a trace amount of a sample solution and a method of manufacturing the same.

최근에 혈액이나 뇨 또는 타액을 이용하여 질병을 진단하는 랩온어칩 체외진단기 개발이 빠르게 발전하고 있다. 사람의 건강을 검진하거나 환경분야 측정 및 생명과학 바이오시료의 분석측정에 있어서 용액의 산성도 pH를 측정하는 것은 중요하다. 특히 생화학시료 용액의 산성도 측정을 통하여 인체에 유해한지 또는 시료용액의 상태가 정상적인 상태인지의 점검이 가능하다. 또한 수질분석이나 일반 화학시료용액의 측정에 있어서도 pH 측정은 중요하다. 이와 같은 상황에서 지난 수십년 동안 전기화학적인 방법으로 pH를 측정하는 센서가 발전하였다. Recently, the development of a lab-on-a-chip in vitro diagnostic device for diagnosing diseases using blood, urine or saliva is rapidly developing. It is important to measure the acidity pH of a solution for the examination of human health or for the measurement of environmental fields and analytical measurements of life science biosamples. In particular, by measuring the acidity of the biochemical sample solution, it is possible to check whether it is harmful to the human body or the state of the sample solution is normal. In addition, pH measurement is important in water quality analysis and measurement of general chemical sample solutions. Under these circumstances, sensors for measuring pH by electrochemical methods have been developed in the last decades.

그러나 최근에 빠르게 발전하고 있는 랩온어칩 디바이스의 마이크로 채널이나 마이크로 챔버에 포함된 극미량의 시료용액의 pH를 측정하는 것이 중요함에도 불구하고 측정이 어렵다. However, although it is important to measure the pH of the trace amount of the sample solution contained in the microchannel or microchamber of the lab-on-a-chip device, which is rapidly developing in recent years, it is difficult to measure.

최근에 광학적인 방법으로 pH를 측정하는 센서가 개발되어 있지만 단파장 형광 신호를 측정하는 센서이며, 유기염료의 양자화(protonation)나 탈양자화(deprotonation)에 의한 양자점(quantum dots)을 이용하는 것이다. pKa 값 부근에서 유닛이 pH에 반응하여 팽창(swelling)하거나 응집(aggregation)하여 발광의 강도 변화를 나타냄으로서 pH를 측정하는 센서다. 그러나 이와 같은 방법으로 제조한 센서는 낮은 신호 대 잡음비를 가지며 센서의 다른 물질에 의한 비특이적 간섭이 발생할 수 있어서 실제로 활용하기에는 제한적인 방법이다.Recently, a sensor for measuring pH by an optical method has been developed, but a sensor for measuring a short wavelength fluorescence signal, and using quantum dots by protonation or deprotonation of an organic dye. In the vicinity of the pKa value, the unit measures the pH by swelling or aggregating in response to pH to indicate the change in intensity of luminescence. However, the sensor manufactured by this method has a low signal-to-noise ratio, and non-specific interference by other materials of the sensor may occur, which is a limited method for practical use.

기존에 사용하고 있는 pH 미터 측정기는 pH를 측정하기 위해서 필요한 시료용액의 양이 많아서 수 마이크로리터(μL) 정도의 극미량 시료용액을 대상으로 pH 측정이 불가능하다. 그러나 의학 분야 및 생명공학 분야의 시료용액 중에는 시료용액의 부피가 미량이거나 극미량인 경우가 있는데 이와 같은 경우에는 pH 측정이 현실적으로 어렵다. 이와 같은 기존의 pH 측정기기가 갖는 한계를 극복하고 극미량 시료용액(수 μL)의 pH를 측정하는 기술개발이 필요하다.The existing pH meter tester is unable to measure the pH of very small sample solution of several microliters (μL) due to the large amount of sample solution needed to measure pH. However, among sample solutions in the medical and biotechnology fields, the sample solution may have a very small volume or a very small amount. In such a case, pH measurement is practically difficult. It is necessary to overcome the limitations of the existing pH measuring device and to develop a technology for measuring the pH of a very small sample solution (a few μL).

한국공개특허 제10-2016-0026593호(공개일:2016.03.09)Korean Patent Publication No. 10-2016-0026593 (Published: 2016.03.09) 한국등록특허 제10-1174360호 (등록일:2012.08.09)Korea Patent Registration No. 10-1174360 (Registration Date: 2012.08.09) 일본공개특허 제2013-019804호 (공개일:2013.01.31)Japanese Patent Publication No. 2013-019804 (Published: 2013.01.31)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 극미량 시료용액(수 μL)의 pH를 측정할 수 있는 pH 감지 기능을 가진 마이크로 구조체 및 그 제조방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a microstructure having a pH detection function capable of measuring the pH of the sample solution (a few μL) and a manufacturing method thereof. .

본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체 스티커는,PH sensing microstructure sticker according to the present invention,

기판; 후술할 pH 감지 마이크로 구조체를 지지할 뿐만 아니라 다양한 물체의 표면에 부착하여 사용하는 것이 용이하도록 상기 기판의 일면에 형성된 점착제층 또는 접착제층; 및 상기 기판의 타면에 형성된 pH 감지 마이크로 구조체;를 포함하며,Board; An adhesive layer or an adhesive layer formed on one surface of the substrate to support the pH sensing microstructure to be described later, and to easily attach and use the surface of various objects; And a pH sensing microstructure formed on the other surface of the substrate.

상기 pH 감지 마이크로 구조체는, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스에 분산된 pH 변색감지 염료를 포함하는 것을 특징으로 한다.The pH sensing microstructure is characterized in that it comprises a polymer matrix and pH discoloration detection dye dispersed in the polymer matrix.

바람직하게는, 상기 고분자 매트릭스는 다공성을 가지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the polymer matrix is characterized in that it has a porosity.

바람직하게는, 상기 기판 상에 이격되어 배치된 복수의 pH 감지 마이크로 구조체를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, it characterized in that it comprises a plurality of pH sensing microstructures spaced apart on the substrate.

바람직하게는, 상기 복수의 pH 감지 마이크로 구조체 중 하나 이상의 구조체는, 나머지 구조체에 포함된 pH 변색감지 염료와 다른 pH 변색감지 염료를 포함할 수 있으며, 이를 통해 산성 용액용이나 중성 용액용 또는 염기성 용액용과 같이 산성도 범위에 따라 각각 하나의 스티커에 각기 다른 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체가 조합되어 이루어진 하나의 스티커, 또는 상기 산성 용액용이나 상기 중성 용액용 또는 상기 염기성 용액용 마이크로 구조체가 조합되어 이루어진 하나의 스티커를 구현할 수 있다. Preferably, at least one of the plurality of pH-sensing microstructures may include a pH discoloration dye which is different from the pH discoloration detection dye contained in the remaining structure, thereby for an acidic solution, a neutral solution, or a basic solution. One sticker made of a combination of microstructures containing different pH discoloration detection dyes on one sticker in accordance with an acidity range, such as a solvent, or a microstructure for the acidic solution, the neutral solution, or the basic solution. One sticker can be implemented.

바람직하게는, 하나의 상기 pH 감지 마이크로 구조체가 산성 및 염기성을 동시에 감지하여 색깔 변화를 나타낼 수 있도록, 상기 pH 감지 마이크로 구조체는 1종 이상의 pH 변색감지 염료를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the pH sensing microstructures comprise one or more pH discoloration sensing dyes such that one pH sensing microstructure can simultaneously detect acidity and basicity to exhibit color change.

나아가, 본 발명은 상기 pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 제조방법으로서,Furthermore, the present invention is a method of manufacturing the pH-sensitive microstructure sticker,

(a) 접촉하는 용액의 산성도에 따라 다른 색깔을 나타내는 pH 변색감지 염료를 고분자 용액에 혼합하여 분산시키는 단계; (b) 일면에 접착제 또는 점착제가 도포된 기판의 타면에, 상기 pH 변색감지 염료를 포함하는 고분자 용액을 도포하는 단계; (c) 상기 pH 변색감지 염료를 포함하는 고분자 용액의 경화반응을 진행시키기 위하여 열이나 자외선을 부가하는 단계;를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 제조방법을 제공한다.(a) mixing and dispersing a pH fading detection dye having a different color according to the acidity of the contacting solution in a polymer solution; (b) applying a polymer solution including the pH discoloration sensing dye to the other surface of the substrate to which an adhesive or an adhesive is applied to one surface; (c) adding heat or ultraviolet rays to advance the curing reaction of the polymer solution containing the pH fading detection dye; provides a method for producing a pH-sensitive microstructure sticker comprising a.

바람직하게는, 상기 단계 (c)에서 상기 고분자 용액은 열이나 자외선의 부가에 의해서 경화반응이 진행되어 분자량이 증가하여 고체 또는 반고체 형태의 고분자 매트릭스를 형성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step (c), the polymer solution is characterized in that the curing reaction is carried out by the addition of heat or ultraviolet rays to increase the molecular weight to form a polymer matrix of the solid or semi-solid form.

바람직하게는, 상기 단계 (c)에서, 열에 의해 경화반응이 진행되는 고분자 용액을 형틀에 주입한 후에 열을 가하여 마이크로 구조체를 제조하거나, 자외선에 의해 경화반응이 진행되는 고분자 용액의 상부에 포토마스크를 배치한 후에 자외선을 조사함으로써 마이크로 구조체를 제조하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in step (c), the polymer solution subjected to the curing reaction by heat is injected into the mold and then heated to prepare a microstructure, or the photomask on top of the polymer solution undergoing the curing reaction by ultraviolet light. After the arrangement is characterized in that the microstructure is produced by irradiating with ultraviolet light.

바람직하게는, 상기 pH 감지 마이크로 구조체는 사용하고자 하는 용도에 따라 내부에 기공이 있거나 없는 상태의 고분자 매트릭스를 가지도록 제조할 수 있다.Preferably, the pH sensing microstructure may be prepared to have a polymer matrix with or without pores therein depending on the intended use.

상기한 내부 기공을 가지는 고분자 매트릭스를 가지는 pH 감지 마이크로 구조체를 제조하기 위해서, 상기 고분자 용액은 발포제를 더 포함하며, 상기 단계 (c)를 완료한 후, 경화된 마이크로 구조체를 가열해 상기 발포제를 분해 및 제거시켜 마이크로 구조체 내에 다공성 고분자 매트릭스를 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In order to prepare a pH sensing microstructure having a polymer matrix having internal pores, the polymer solution further includes a blowing agent, and after completing step (c), the cured microstructure is heated to decompose the blowing agent. And removing to form a porous polymer matrix in the microstructure.

또한, 상기한 내부 기공을 가지는 고분자 매트릭스를 가지는 pH 감지 마이크로 구조체를 제조하기 위해서, 상기 고분자 용액은 수용성 고분자 분말을 더 포함하며, 상기 단계 (c)를 완료한 후, 경화된 마이크로 구조체에 포함된 상기 수용성 폴리머 분말을 물을 이용해 용해 및 제거시켜 마이크로 구조체 내에 다공성 고분자 매트릭스를 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in order to produce a pH-sensing microstructure having a polymer matrix having the internal pores, the polymer solution further comprises a water-soluble polymer powder, and after completing step (c), the polymer solution contained in the cured microstructure Dissolving and removing the water-soluble polymer powder with water may further include forming a porous polymer matrix in the microstructure.

본 발명은 미량 시료용액의 산성도를 측정할 수 있는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커로서 사용하고자 하는 물체에 쉽게 부착 및 탈착을 할 수 있어서 pH 측정 대상 용액과 활용범위가 넓다.The present invention can be easily attached and detached to the object to be used as a pH-sensitive micro-structured sticker that can measure the acidity of the trace sample solution, so the pH measurement solution and the range of application is wide.

일반적으로 pH 측정을 위해서 사용하고 있는 pH 미터 측정기는 pH 측정을 하기 위한 프로브 튜브가 굵어서 pH 측정을 위해서 필요로 하는 시료용액의 양이 많다. 그러나, 본 발명의 pH 감지 마이크로 구조체 스티커는 수십 내지 수백 마이크로미터(μm) 크기의 마이크로 구조체가 pH를 감지하기 때문에 한 방울의 물의 부피와 같은 수 마이크로리터(μL) 정도의 시료용액 만으로도 pH 측정이 가능하기 때문에 사용가능한 시료용액의 종류와 활용 범위가 매우 넓다.In general, the pH meter measuring instrument used for pH measurement has a large amount of sample solution required for pH measurement because the probe tube for measuring pH is thick. However, since the pH-sensitive microstructure sticker of the present invention detects the pH of the microstructures of several tens to hundreds of micrometers (μm), the pH measurement can be performed with only a few microliters (μL) of sample solution such as the volume of a drop of water. As a result, the types and range of applications of the sample solutions available are very wide.

본 발명의 pH 감지 마이크로 구조체 스티커는 산성이나 중성 또는 염기성 용액을 대상으로 pH 측정이 가능하며, 산성용액 감지 마이크로 구조체나 중성용액 감지 마이크로 구조체 또는 염기성용액 감지 마이크로 구조체를 단일 또는 복수개로 선택하여 임의로 배열하고 제작할 수 있으므로 사용이 편리하고 활용성이 크다.The pH sensing microstructure sticker of the present invention is capable of measuring pH for an acidic, neutral or basic solution, and arbitrarily arranges a single or a plurality of acidic solution sensing microstructures, neutral solution sensing microstructures or basic solution sensing microstructures. It is easy to use and has great utility because it can be manufactured.

본 발명의 pH 감지 마이크로 구조체 스티커는 제조과정이 단순하고 재료가 저렴하며 감도가 높아서 저렴한 가격으로 빠르게 대량생산이 가능하다.The pH-sensing microstructured sticker of the present invention is simple in the manufacturing process, the material is inexpensive and the sensitivity is high, it is possible to mass production quickly at an affordable price.

도 1은 본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 따른 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 복수의 염료를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 산성, 중성, 염기성 범위에서 색깔이 변색되는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 종류별로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조한 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명에서 변색범위가 산성 및 중성인 pH 감지 마이크로 구조체 스티커와 산성용액을 주입하였을 때의 색깔변화를 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명에서 변색범위가 염기성인 pH 감지 마이크로 구조체 스티커와 염기성용액을 주입하였을 때의 색깔변화를 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명에서 변색범위가 산성 및 염기성인 염료를 모두 갖도록 제조한 pH 감지 마이크로 구조체 스티커에 산성용액 및 염기성용액을 각각 주입하였을 때의 색깔변화를 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명에서 변색범위가 산성 및 염기성인 염료를 갖는 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커를 제조하여 촬영한 사진이다.
도 10은 본 발명에서 변색범위가 염기성인 염료를 갖는 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커에 염기성 용액을 주입하여 색깔변화를 촬영한 사진이다.
1 is a diagram illustrating a pH sensing microstructure sticker according to the present invention.
2 is a view showing a pH-sensitive porous microstructured sticker of the present invention.
3 is a diagram illustrating a pH sensing microstructured sticker comprising a plurality of dyes according to the present invention.
Figure 4 is a view showing the type of pH-sensitive micro-structured stickers that discolor in the acid, neutral, basic range in the present invention.
Figure 5 is a photograph of the pH-sensing microstructure sticker prepared according to the present invention.
Figure 6 is a photograph of the color change when the pH range of the acid-sensitive and neutral pH-sensitive micro-structured sticker and acid solution in the present invention.
Figure 7 is a photograph of the color change when the pH range of the pH-sensitive micro-structured sticker and a basic solution in the basic discoloration range in the present invention.
8 is a photograph of the color change when the acidic solution and the basic solution are respectively injected into the pH sensing microstructure sticker prepared to have both the acid and basic dye discoloration range in the present invention.
Figure 9 is a photograph taken by manufacturing a pH-sensitive porous micro-structured sticker having a dye range of acid and basic discoloration in the present invention.
FIG. 10 is a photograph of color change by injecting a basic solution into a pH-sensitive porous microstructured sticker having a basic dye discoloration range in the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments according to the concept of the present invention can be variously modified and can have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments in accordance with the concept of the present invention to a particular disclosed form, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is described, and that one or more other features or numbers are present. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.

이하, 본 발명에 따른 다공성 생체친화성 폴리머 구조체 및 이의 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 통상적인 관례나 사용자의 의도에 따라 달라질 수 있다. 따라서 각 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸쳐서 내용을 검토하여 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of a porous biocompatible polymer structure and a method for producing the same according to the present invention. The terms to be described below are terms defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to conventional conventions or the intention of a user. Therefore, the definition of each term should be made by reviewing the contents throughout the present specification.

이하에서는 본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체 스티커 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the pH-sensing microstructured sticker and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail.

<실시예 1 : pH 감지 마이크로 구조체 스티커 제조>Example 1 Preparation of pH Sensitive Microstructured Sticker

본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 전체적인 형태와 구성요소를 도 1에 나타내었다. 그리고 본 발명에 따라 실제로 제조한 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 촬영한 사진을 도 5에 나타내었다.The overall form and components of the pH sensing microstructured sticker according to the present invention are shown in FIG. 1. And a photograph taken of the pH-sensing microstructure sticker actually prepared according to the present invention is shown in FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체 스티커(100)는 일면에 접착제(120)가 도포되어 있는 기판(110)의 상부에 pH 변색감지 염료(105)를 포함하는 고분자 매트릭스(101)로 제조된다. 본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체는 단일 또는 복수개로 제조하여 사용할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체의 형태는 육각형이나 다각형 또는 원형이나 반구형과 같이 다양한 형태로 제조가 가능하다. 또한 본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체는 수 밀리미터(mm) 이상으로 크게 제조하는 것도 가능하고, 수십 내지 수백 마이크로미터(μm) 크기로 마이크로 구조체로 제조하는 것이 가능하다. As shown in FIG. 1, the pH-sensing microstructure sticker 100 according to the present invention includes a polymer matrix including a pH discoloration sensing dye 105 on an upper surface of the substrate 110 on which an adhesive 120 is applied. Made of 101. The pH sensing microstructures according to the invention can be prepared and used in single or in plurality. In addition, the shape of the pH-sensing microstructure according to the present invention can be manufactured in various forms, such as hexagonal or polygonal or circular or hemispherical. In addition, the pH-sensing microstructure according to the present invention may be manufactured to a large size of several millimeters (mm) or more, and may be manufactured to a microstructure having a size of several tens to hundreds of micrometers (μm).

본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 실제로 제조한 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5의 (가)는 본 발명에 따라 제조한 pH 감지 마이크로 구조체 스티커 사진이며, 도 5의 (나)는 본 발명에 따라 제조한 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 기판에 부착한 모습의 사진이다. 도 5에 나타낸 본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체 스티커는 다음과 같은 재료를 사용하여 제조하였다.The result of actually preparing the pH sensing microstructured sticker according to the present invention is shown in FIG. 5. 5 (a) is a photograph of the pH-sensing microstructure sticker prepared according to the present invention, Figure 5 (b) is a photograph of the state attached to the pH-sensing microstructure sticker prepared according to the present invention. The pH sensing microstructured sticker according to the invention shown in Figure 5 was prepared using the following materials.

pH 변색감지 염료로서 메틸 레드(methyl red)를 사용하였고, 고분자 매트릭스로서 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)를 사용하였다. 그리고 자외선 조사에 의해 경화반응을 진행시키기 위하여 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate) 용액에 3 중량% 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone를 첨가하여 혼합용액을 제조하였다. 그리고 상기 혼합용액에 2 중량% 메틸 레드를 첨가하여 분산시켰다. 마이크로 구조체 형태를 갖도록 제조하기 위하여 직경이 700 마이크로 미터(μm)인 마이크로 구조 패턴 형상의 포토마스크를 사용하였다. 상기 메틸 레드가 분산된 혼합용액을 일측면에 접착제가 도포된 투명 테이프의 접착제가 도포되지 않은 부분에 도포하고 그 상부에 상기 포토마스크를 배치시킨 후 10초 동안 자외선을 조사하였다. 그리고 경화되지 않은 미반응 혼합용액을 제거한 후에 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 얻었다. 이와 같이 제조한 결과물 사진을 도 5에 나타내었다.Methyl red was used as the pH change detection dye, and PEG (ME) polyethylene glycol (Methyl ether acrylate) was used as the polymer matrix. In order to proceed with the curing reaction by UV irradiation, 3% by weight of 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone was added to PEGMEA (Poly (ethylene glycol) methyl ether acrylate) solution to prepare a mixed solution. And 2% by weight of methyl red was added to the mixed solution and dispersed. A photomask in the form of a micro structure pattern having a diameter of 700 micrometers (μm) was used to prepare the micro structure. The mixed solution in which the methyl red was dispersed was applied to a portion of the transparent tape on which an adhesive was applied on one side, and the photomask was disposed thereon, and irradiated with ultraviolet rays for 10 seconds. After removing the uncured unreacted mixed solution, a pH sensing microstructured sticker was obtained. The resulting photograph is shown in FIG. 5.

<실시예 2 : pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 pH 감지 성능 시험>Example 2 pH Sensing Performance Test of pH Sensitive Microstructured Sticker

도 6은 본 발명에서 변색범위가 산성 및 중성인 pH 감지 마이크로 구조체 스티커와 산성용액을 주입하였을 때의 색깔변화를 촬영한 사진이다. 도 6의 (가) 내지 (다)는 산성용액을 접촉할 시에 색깔변화를 나타내는 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체를 제조한 사진이며, 도 6의 (라)는 중성용액을 접촉할 시에 색깔변화를 나타내는 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체를 제조한 사진이다. 보다 구체적으로, 도6의 (가)는 pH 변색감지 염료로서 2 중량% 베이직 푸크신(basic fuchsin)을 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이며, 도 6의 (가)에서 1은 상기 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이고 도 6의 (가)에서 2는 산성용액(pH 2.5)을 주입한 후의 사진이다. 그리고 도 6의 (나)는 pH 변색감지 염료로서 2 중량% 메틸 오렌지(methyl orange)을 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이며, 도 6의 (나)에서 1은 상기 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이고 도 6의 (나)에서 2는 산성용액(pH 2.5)을 주입한 후의 사진이다. 그리고 도 6의 (다)는 pH 변색감지 염료로서 2 중량% 메틸 레드(methyl red)를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이며, 도 6의 (다)에서 1은 상기 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이고 도 6의 (다)에서 2는 산성용액(pH 2.5)을 주입한 후의 사진이다. 그리고 도 6의 (라)는 pH 변색감지 염료로서 2 중량% 뉴트럴 레드(neutral red)를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이며, 도 6의 (라)에서 1은 상기 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이고 도 6의 (라)에서 2는 산성용액(pH 2.5)을 주입한 후의 사진이다.Figure 6 is a photograph of the color change when the pH range of the acid-sensitive and neutral pH-sensitive micro-structured sticker and acid solution in the present invention. Figure 6 (a) to (c) is a photograph of a microstructure including a pH change detection dye showing a color change when the acidic solution is contacted, Figure 6 (d) is a contact when the neutral solution The microstructure including the pH fading detection dye showing a color change in the photograph. More specifically, Figure 6 (a) is a photograph of a pH-sensitive micro-structured sticker containing 2% by weight of basic fuchsin as a pH fading detection dye, Figure 6 (a) in 1 is Figure 6 is a photograph of the pH-sensitive micro-structured sticker prepared in Figure 2 (a) is a photograph after the acidic solution (pH 2.5) injection. And (b) of Figure 6 is a photo of manufacturing a pH sensing microstructure sticker containing 2% by weight methyl orange (methyl orange) as a pH change detection dye, in Figure 6 (b) 1 is the pH sensing microstructure 6 is a photograph of a sticker, and 2 in FIG. 6B is a photograph after injecting an acidic solution (pH 2.5). And (C) of Figure 6 is a photo of manufacturing a pH sensing microstructure sticker containing 2% by weight methyl red (methyl red) as a pH fading detection dye, in Figure 6 (C) 1 is the pH sensing microstructure 6 is a photograph of a sticker, and 2 in FIG. 6 (c) is a photograph after injection of an acid solution (pH 2.5). And (D) of Figure 6 is a photograph of the pH-sensitive microstructure sticker comprising a 2% by weight neutral red (neutral red) as a pH fading detection dye, in Figure 6 (D) 1 is the pH-sensing microstructure 6 is a photograph of a sticker, and 2 in (d) is a photograph after the acidic solution (pH 2.5) is injected.

도 7은 본 발명에서 변색범위가 염기성인 pH 감지 마이크로 구조체 스티커와 염기성용액을 주입하였을 때의 색깔변화를 촬영한 사진이다. 도 7의 (가)는 pH 변색감지 염료로서 2 중량% 페놀프탈레인(phenolphthalein)을 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이며, 도 7의 (가)에서 1은 상기 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이고 도 7의 (가)에서 2는 염기성용액(pH 13.0)을 주입한 후의 사진이다. 그리고 도 7의 (나)는 pH 변색감지 염료로서 2 중량% 티몰프탈레인(thymolphthalein)을 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이며, 도 7의 (나)에서 1은 상기 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이고 도 7의 (나)에서 2는 염기성용액(pH 13.0)을 주입한 후의 사진이다. 그리고 도 7의 (다)는 pH 변색감지 염료로서 2 중량% 인디고 카민(indigo carmine)을 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이며, 도 7의 (다)에서 1은 상기 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조한 사진이고 도 7의 (다)에서 2는 염기성용액(pH 13.0)을 주입한 후의 사진이다.Figure 7 is a photograph of the color change when the pH range of the pH-sensitive micro-structured sticker and a basic solution in the basic discoloration range in the present invention. Figure 7 (a) is a photo of manufacturing a pH sensing microstructure sticker containing 2 wt% phenolphthalein (phenolphthalein) as a pH change detection dye, in Figure 7 (a) 1 is to prepare the pH sensing microstructure sticker In Figure 7 (a), 2 is a photograph after injecting a basic solution (pH 13.0). And (b) of Figure 7 is a photo of manufacturing a pH sensing microstructure sticker containing 2% by weight of thymolphthalein (thymolphthalein) as a pH change detection dye, in Figure 7 (b) 1 is the pH sensing microstructure. A sticker is a photograph prepared, and FIG. 7 (b) is a photograph after injecting a basic solution (pH 13.0). And (C) of Figure 7 is a photo of manufacturing a pH sensing microstructure sticker containing 2% by weight indigo carmine (indigo carmine) as a pH change detection dye, in Figure 7 (C) 1 is the pH sensing microstructure A sticker is photographed, and 2 in FIG. 7 (c) is a photograph after injection of a basic solution (pH 13.0).

<실시예 3 : 복수의 염료를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커 제조 및 pH 감지 성능 시험>Example 3 Preparation of pH Sensitive Microstructured Sticker Containing a plurality of Dyes and pH Sensitive Performance Test

본 발명의 pH 감지 마이크로 구조체에 단일 또는 복수의 pH 변색감지 염료를 포함하도록 제조할 수 있다. 도 3에서 고분자 매트릭스(101) 내에 pH 변색감지 염료 1(105) 및 pH 변색감지 염료 2(106)를 포함하는 복수의 염료를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커(300)를 나타내었다. 본 발명에 따라 복수의 렴료를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 실제로 제조한 사진을 도 8에 나타내었다. 도 8에 나타낸 상기 pH 감지 마이크로 구조체의 제조과정은 실시예 1에 나타낸 바와 같다. 다만, 도 8에서 pH 변색감지 염료 1로서 2 중량% 메틸 오렌지(methyl orange)를 사용하고 pH 변색감지 염료 2로서 2 중량% 인디고 카민(indigo carmine)을 하나의 마이크로 구조체 내에 포함되도록 제조하였다. 이와 같이 제조한 결과 사진을 도 8의 (가)에서 1과 도 8의 (나)에서 1과 같이 나타내었다. 도 8의 (가)는 산성용액(pH 2.5)을 주입하였을 때 변색되는 과정과 결과를 나타내는 사진이며, 도 8의 (가)에서 1은 산성용액을 주입하기 전의 모습이고, 도 8의 (가)에서 2는 아래에 배치된 일부 마이크로 구조체가 산성용액과 접촉하여 변색되는 모습을 나타내는 사진이고, 도 8의 (가)에서 3은 산성용액과 접촉하여 상기 마이크로 구조체가 모두 변색된 모습을 나타내는 사진이다. 그리고 도 8의 (나)는 염기성용액(pH 13.0)을 주입하였을 때 변색되는 과정과 결과를 나타내는 사진이며, 도 8의 (나)에서 1은 염기성용액을 주입하기 전의 모습이고, 도 8의 (나)에서 2는 일측면에 배치된 일부 마이크로 구조체가 염기성용액과 접촉하여 변색되는 모습을 나타내는 사진이고, 도 8의 (나)에서 3은 염기성용액과 접촉하여 상기 마이크로 구조체가 모두 변색된 모습을 나타내는 사진이다. The pH sensing microstructures of the present invention can be prepared to include a single or a plurality of pH fading detection dyes. In FIG. 3, a pH sensing microstructure sticker 300 including a plurality of dyes including pH discoloration sensing dye 1 105 and pH discoloration sensing dye 2 106 in the polymer matrix 101 is illustrated. 8 shows a photo of actually manufacturing a pH sensing microstructure sticker including a plurality of fillers according to the present invention. The manufacturing process of the pH sensing microstructure shown in Figure 8 is as shown in Example 1. However, in FIG. 8, 2 wt% methyl orange was used as the pH fading detection dye 1 and 2 wt% indigo carmine was included in one microstructure as the pH fading detection dye 2. As a result, the photograph is shown as 1 in FIG. 8 (a) and 1 in FIG. 8 (b). Figure 8 (a) is a photograph showing the process and results of discoloration when the acid solution (pH 2.5) is injected, 1 in Figure 8 (a) is a state before injecting the acid solution, Figure 8 (a) In Figure 2 is a photo showing a state in which some of the microstructures disposed below the color change in contact with the acidic solution, Figure 3 (a) in Figure 3 is a photo showing the state in which all of the microstructures discolored in contact with the acidic solution. to be. And (b) of Figure 8 is a photo showing the process and results of discoloration when the basic solution (pH 13.0) is injected, in Figure 1 (b) of Figure 8 before the injection of the basic solution, Figure 8 ( B) in Figure 2 is a picture showing a state in which some of the microstructures disposed on one side discolored in contact with the basic solution, Figure 3 (b) of Figure 8 shows the state in which all of the microstructures discolored in contact with the basic solution. It is photograph to show.

도 8의 (가) 내지 (나)에 나타낸 바와 같이, 산성용액이나 염기성용액과 접촉하자마자 바로 색깔이 변하는 것을 관찰할 수 있으며, 이를 통해서 본 발명의 pH 감지 마이크로 구조체의 기능이 우수함을 볼 수 있다.As shown in (a) to (b) of FIG. 8, it can be observed that the color changes immediately upon contact with an acidic solution or a basic solution, through which the function of the pH sensing microstructure of the present invention can be seen to be excellent. .

<실시예 4 : 단일 또는 복수의 pH 감지 마이크로 구조체를 갖는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커 제조> Example 4 Preparation of pH Sensitive Microstructured Stickers Having Single or Multiple pH Sensitive Microstructures

본 발명의 pH 감지 마이크로 구조체 스티커는 단일 또는 복수의 pH,감지 마이크로 구조체를 조합하여 제조할 수 있다. 도 4는 본 발명에서 산성, 중성, 염기성 범위에서 색깔이 변색되는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 종류별로 도시한 도면이다. 실시예로서 도 4의 (가)에서 1, 2, 3처럼 나타낸 바와 같이 산성용액을 접촉할 시에 색깔변화를 나타내는 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체를 복수 개로 제조하여 하나의 기판 위에 단일 또는 복수 개를 제조하여 사용하는 것이 가능하다. 여기에서, 예를 들어 산성용액과 접촉할 시에 색깔변화를 나타내는 베이직 푸크신(basic fuchsin), 메틸 오렌지(methyl orange), 메틸 레드(methyl red) 등과 같은 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체를 제조하여 사용할 수 있다. 그리고 도 4의 (나)에서 나타낸 바와 같이 중성용액을 접촉할 시에 색깔변화를 나타내는 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체를 제조하여 하나의 기판 위에 단일 또는 복수 개를 제조하여 사용하는 것이 가능하다. 여기에서, 예를 들어 중성용액과 접촉할 시에 색깔변화를 나타내는 뉴트럴 레드(neutral red) 등과 같은 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체를 제조하여 사용할 수 있다. 그리고 도 4의 (다)에서 1, 2, 3처럼 나타낸 바와 같이 염기성용액을 접촉할 시에 색깔변화를 나타내는 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체를 복수 개로 제조하여 하나의 기판 위에 단일 또는 복수 개를 제조하여 사용하는 것이 가능하다. 여기에서, 예를 들어 염기성용액과 접촉할 시에 색깔변화를 나타내는 페놀프탈레인(phenolphthalein), 티몰프탈레인(thymolphthalein), 인디고 카민(indigo carmine) 등과 같은 pH 변색감지 염료를 포함하는 마이크로 구조체를 제조하여 사용할 수 있다.The pH sensing microstructure sticker of the present invention can be prepared by combining a single or multiple pH, sensing microstructures. Figure 4 is a view showing the type of pH-sensitive micro-structured stickers that discolor in the acid, neutral, basic range in the present invention. As an example, as shown in 1, 2, and 3 of FIG. 4, a plurality of microstructures including pH discoloration detection dyes exhibiting color change upon contact with an acidic solution may be prepared in a single or on a single substrate. It is possible to manufacture and use a plurality. Herein, for example, microstructures including pH discoloration detection dyes such as basic fuchsin, methyl orange, methyl red, etc., which exhibit color change upon contact with an acidic solution, may be used. It can manufacture and use. And as shown in (b) of Figure 4 it is possible to manufacture a microstructure containing a pH discoloration detection dye showing a color change when the neutral solution is contacted, it is possible to manufacture and use a single or multiple on one substrate . Here, for example, a microstructure including a pH fading detection dye, such as neutral red, which exhibits a color change upon contact with a neutral solution, may be prepared and used. And as shown in 1, 2, 3 in Figure 4 (c) to produce a plurality of microstructures containing a pH change detection dye showing a color change when the basic solution in contact with a single or multiple on a substrate It is possible to manufacture and use. Here, for example, a microstructure including a pH discoloration sensing dye such as phenolphthalein, thymolphthalein, indigo carmine, etc., which exhibits color change upon contact with a basic solution may be prepared and used. Can be.

<실시예 5 : pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커 제조 및 pH 감지 성능 시험>Example 5 Preparation of pH Sensitive Porous Microstructured Stickers and pH Sensing Performance Test

본 발명에 따른 pH 감지 마이크로 구조체 스티커를 제조하는 과정에서 pH 감지 다공성 마이크로 구조체를 제조하여 사용할 수 있다. In the process of manufacturing a pH-sensitive microstructure sticker according to the present invention can be used to prepare a pH-sensitive porous microstructures.

도 2는 본 발명의 따른 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커(200)를 도시한 도면이다. pH 변색감지 염료(105)를 포함하는 고분자 매트릭스(101) 내부에 기공(210)을 갖도록 제조한 것으로서, 상기 기공(210)의 형성은 발포제를 사용하거나 수용성 고분자 분말을 혼입하여 제조한 후 수조에 침지시켜서 용해 제거시키는 방법을 사용할 수 있다. 본 발명에 따라 제조한 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커의 사진을 도 9에 나타내었다. 상기 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커의 제조에 있어서, 유기고분자로서 PEGMEA(Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate)를 사용하고, 자외선 조사에 의한 경화반응을 위한 개시제로서 3 중량% 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone를 사용하고, 2 중량% pH 변색감지 염료를 혼합하였으며, 수용성 고분자 분말로서 30중량% PVP(Polyvinylpyrrolidone) 분말을 사용하였다. 2 is a view showing a pH-sensitive porous microstructured sticker 200 according to the present invention. Prepared to have pores 210 inside the polymer matrix 101 including pH discoloration sensing dye 105, the formation of the pores 210 is prepared by using a blowing agent or by mixing a water-soluble polymer powder in the water tank A method of dipping and dissolving can be used. 9 shows a photograph of a pH-sensitive porous microstructured sticker prepared according to the present invention. In the preparation of the pH-sensitive porous microstructured sticker, PEGMEA (Poly (ethylene glycol) methyl ether acrylate) is used as the organic polymer, and 3 wt% 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone as an initiator for curing reaction by UV irradiation. Was used, 2% by weight pH discoloration detection dye was mixed, 30% by weight polyvinylpyrrolidone (PVP) powder was used as the water-soluble polymer powder.

상기 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커의 제조 과정은 3 중량% 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone와 30 중량% PVP를 포함하는 PEGMEA 혼합용액을 일측면에 접착제가 도포된 기판 상부에 도포하고 자외선을 10초 동안 조사하였다. 그리고 상기 기판 상부에 경화된 구조체를 수조에 침지시켜서 30분 동안 둠으로써 상기 수용성 고분자인 PVP 분말을 용해제거하는 과정에 의해 다공성 구조체를 제조하였다. 상기 다공성 구조체를 건조시킨 후 5 중량% pH 변색감지 염료 용액을 주입하여 상기 다공성 구조체 내에 흡수되도록 하였다. 이후 가열 오븐에 상기 다공성 구조체 기판을 넣고 70 ℃에서 20 분간 건조시키는 과정에 의해 상기 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커를 제조하였다. 상기와 같이 제조한 결과물을 도 9에 나타내었다. 도 9의 (가) 내지 (나)는 산성용액과 접촉할 시에 변색되는 pH 변색감지 염료를 포함하는 다공성 구조체를 제조한 사진이며, 도 9의 (다)와 (라)는 염기성용액과 접촉할 시에 변색되는 pH 변색감지 염료를 포함하는 다공성 구조체를 제조한 사진이다. 도 9의 (가)는 pH 변색감지 염료로서 베이직 푸크신(basic fuchsin)을 포함하는 구조체이고, 도 9의 (나)는 pH 변색감지 염료로서 메틸 레드(methyl red)를 포함하는 구조체이고, 도 9의 (다)는 pH 변색감지 염료로서 페놀프탈레인(phenolphthalein)을 포함하는 구조체이고, 도 9의 (라)는 pH 변색감지 염료로서 티몰프탈레인(thymolphthalein)을 포함하는 구조체이다. In the manufacturing process of the pH-sensitive porous microstructured sticker, a PEGMEA mixed solution containing 3 wt% 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone and 30 wt% PVP is applied on one side of an adhesive-coated substrate and UV is applied for 10 seconds. Investigate. The porous structure was prepared by dissolving and removing the water-soluble polymer PVP powder by immersing the cured structure on the substrate in a water bath for 30 minutes. After drying the porous structure was injected 5% by weight pH discoloration detection dye solution to be absorbed in the porous structure. Thereafter, the porous substrate was placed in a heating oven, and the pH-sensitive porous microstructured sticker was prepared by drying at 70 ° C. for 20 minutes. The result prepared as above is shown in FIG. 9 (a) to (b) are photographs of a porous structure including a pH discoloration detection dye that changes color upon contact with an acidic solution, and FIGS. 9 (a) and (d) are contacted with a basic solution. It is a photograph of a porous structure including a pH discoloration detection dye which is discolored at the time. Figure 9 (a) is a structure containing a basic fuchsin (basic fuchsin) as a pH fading detection dye, Figure 9 (b) is a structure containing methyl red as a pH fading detection dye, 9 (c) is a structure containing phenolphthalein as a pH change detection dye, Figure 9 (d) is a structure containing thymolphthalein as a pH change detection dye.

도 10은 본 발명에서 변색범위가 염기성인 염료를 갖는 pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커에 염기성 용액을 주입하여 색깔변화를 촬영한 사진이다. 도 10의 (가)는 2 중량% 티몰프탈레인(thymolphthalein)을 포함하는 다공성 구조체로서 염기성용액을 접촉하기 전의 사진이며, 도 10의 (나)는 상기 다공성 구조체에 염기성용액(pH 13.0)이 접촉함과 동시에 색깔이 변하는 모습을 나타내는 사진이며, 도 10의 (다)는 상기 다공성 구조체에 염기성용액(pH 13.0)이 접촉하여 색깔이 변색된 모습을 나타내는 사진이다.FIG. 10 is a photograph of color change by injecting a basic solution into a pH-sensitive porous microstructured sticker having a basic dye discoloration range in the present invention. 10 (a) is a photo before contacting the basic solution as a porous structure containing 2% by weight thymolphthalein, Figure 10 (b) is a basic solution (pH 13.0) is in contact with the porous structure At the same time is a picture showing a color change, Figure 10 (c) is a photo showing a color change color by contacting the basic solution (pH 13.0) to the porous structure.

상기와 같이 다공성 구조체 형태로 제조할 시에 내부에 기공이 있어서 시료용액의 출입이 보다 자유로우며 상기 다공성 구조체의 표면적이 크게 증가하여 시료용액과의 접촉 면적이 크게 증가함으로써 변색 속도가 더욱 빠르게 된다. When manufacturing in the form of a porous structure as described above there is a pore inside the sample solution is more free access and the surface area of the porous structure is greatly increased, the contact area with the sample solution is greatly increased so that the discoloration rate is faster.

이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 할 수 있다.Hereinbefore, the present invention has been illustrated and described with respect to specific embodiments, but the present invention is not limited thereto, and the following claims are not limited to the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. It can be easily modified and modified by those skilled in the art.

100 : pH 감지 마이크로 구조체 스티커
101 : 고분자 매트릭스
105 : pH 변색감지 염료 또는 pH 변색감지 염료 1
106 : pH 변색감지 염료 2
110 : 기판
120 : 접착제
200 : pH 감지 다공성 마이크로 구조체 스티커
210 : 기공
300 : 복수의 염료를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커
100: pH Sensing Micro Structure Sticker
101: polymer matrix
105: pH discoloration detection dye or pH discoloration detection dye 1
106: pH discoloration detection dye 2
110: substrate
120: adhesive
200: pH Sensitive Porous Microstructured Stickers
210: pore
300: pH sensing microstructure sticker comprising a plurality of dyes

Claims (11)

기판;
상기 기판의 일면에 형성된 점착제층 또는 접착제층; 및
상기 기판의 타면에 형성된 pH 감지 마이크로 구조체;를 포함하며,
상기 pH 감지 마이크로 구조체는, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스에 분산된 pH 변색감지 염료를 포함하는, pH 감지 마이크로 구조체 스티커.
Board;
An adhesive layer or an adhesive layer formed on one surface of the substrate; And
It includes; pH sensing microstructure formed on the other side of the substrate,
The pH-sensing microstructure, pH sensing microstructure sticker comprising a polymer matrix and pH discoloration detection dye dispersed in the polymer matrix.
제1항에 있어서,
상기 고분자 매트릭스는 다공성을 가지는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커.
The method of claim 1,
PH-sensitive micro structure sticker, characterized in that the polymer matrix has a porosity.
제1항에 있어서,
상기 기판 상에 이격되어 배치된 복수의 pH 감지 마이크로 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커.
The method of claim 1,
And a plurality of pH sensing microstructures spaced apart on said substrate.
제3항에 있어서,
상기 복수의 pH 감지 마이크로 구조체 중 하나 이상의 구조체는, 나머지 구조체에 포함된 pH 변색감지 염료와 다른 pH 변색감지 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커.
The method of claim 3, wherein
One or more of the plurality of pH-sensing microstructures, pH fading microstructures sticker, characterized in that it comprises a pH discoloration detection dye and other pH discoloration detection dye contained in the remaining structure.
제1항에 있어서,
pH 감지 마이크로 구조체는 1종 이상의 pH 변색감지 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커.
The method of claim 1,
pH-sensing microstructures stickers pH sensing microstructures, characterized in that it comprises one or more pH discoloration detection dye.
제1항에 있어서,
상기 pH 변색감지 염료는 베이직 푸크신(basic fuchsin), 메틸 오렌지(methyl orange), 메틸 레드(methyl red), 뉴트럴 레드(neutral red), 페놀프탈레인(phenolphthalein), 티몰프탈레인(thymolphthalein), 인디고 카민(indigo carmine), 사프라닌 오(safranin O), 크리스탈 바이올렛(crystal violet), 메틸 바이올렛(methyl violet), 메타닐 옐로우(metanil yellow), 브로모크레졸 그린(bromocresol green), 술톤 포름(sultone form), 4-니트로페놀(4-nitrophenol), 트로파에올린(tropaeolin), α-나프톨벤제인(α-naphtholbenzein), 메틸 블루(methyl blue) 및 오렌지 II 소튬 솔트(orange II sodium salt)으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커.
The method of claim 1,
The pH discoloration detection dyes include basic fuchsin, methyl orange, methyl red, methyl red, neutral red, phenolphthalein, thymolphthalein, indigo carmine ( indigo carmine, safranin O, crystal violet, methyl violet, metanil yellow, bromocresol green, sultone form , 4-nitrophenol, tropaolin, α-naphtholbenzein, methyl blue and orange II sodium salt PH sensing micro structure sticker.
(a) 접촉하는 용액의 산성도에 따라 다른 색깔을 나타내는 pH 변색감지 염료를 고분자 용액에 혼합하여 분산시키는 단계;
(b) 일면에 접착제 또는 점착제가 도포된 기판의 타면에, 상기 pH 변색감지 염료를 포함하는 고분자 용액을 도포하는 단계;
(c) 상기 pH 변색감지 염료를 포함하는 고분자 용액의 경화반응을 진행시키기 위하여 열이나 자외선을 부가하는 단계;를 포함하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 제조방법.
(a) mixing and dispersing a pH fading detection dye having a different color according to the acidity of the contacting solution in a polymer solution;
(b) applying a polymer solution including the pH discoloration sensing dye to the other surface of the substrate to which an adhesive or an adhesive is applied to one surface;
(c) adding heat or ultraviolet rays to advance the curing reaction of the polymer solution containing the pH fading detection dye.
제7항에 있어서,
상기 단계 (c)에서 상기 고분자 용액은 열이나 자외선의 부가에 의해서 경화반응이 진행되어 분자량이 증가하여 고체 또는 반고체 형태의 고분자 매트릭스를 형성하는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
In the step (c), the polymer solution is a method for producing a pH-sensitive microstructure sticker, characterized in that the curing reaction proceeds by the addition of heat or ultraviolet rays to increase the molecular weight to form a polymer matrix of a solid or semi-solid form.
제7항에 있어서,
상기 단계 (c)에서,
열에 의해 경화반응이 진행되는 고분자 용액을 형틀에 주입한 후에 열을 가하여 마이크로 구조체를 제조하거나,
자외선에 의해 경화반응이 진행되는 고분자 용액의 상부에 포토마스크를 배치한 후에 자외선을 조사함으로써 마이크로 구조체를 제조하는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
In step (c),
After injecting a polymer solution that undergoes a curing reaction by heat into a mold, heat is applied to prepare a microstructure,
A method of manufacturing a pH sensing microstructure sticker, wherein the microstructure is prepared by irradiating ultraviolet rays after disposing a photomask on top of a polymer solution in which a curing reaction is performed by ultraviolet rays.
제7항에 있어서,
상기 고분자 용액은 발포제를 더 포함하며,
상기 단계 (c)를 완료한 후, 경화된 마이크로 구조체를 가열해 상기 발포제를 분해 및 제거시켜 마이크로 구조체 내에 다공성 고분자 매트릭스를 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The polymer solution further comprises a blowing agent,
After completing the step (c), the method for producing a pH-sensitive microstructure sticker further comprises the step of heating the cured microstructure to decompose and remove the blowing agent to form a porous polymer matrix in the microstructure. .
제7항에 있어서,
상기 고분자 용액은 수용성 고분자 분말을 더 포함하며,
상기 단계 (c)를 완료한 후, 경화된 마이크로 구조체에 포함된 상기 수용성 폴리머 분말을 물을 이용해 용해 및 제거시켜 마이크로 구조체 내에 다공성 고분자 매트릭스를 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 pH 감지 마이크로 구조체 스티커의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The polymer solution further comprises a water-soluble polymer powder,
After completing step (c), further comprising the step of dissolving and removing the water-soluble polymer powder contained in the cured microstructure with water to form a porous polymer matrix in the microstructure, characterized in that it further comprises Method for producing a structure sticker.
KR1020180034913A 2018-03-27 2018-03-27 pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF KR102056219B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180034913A KR102056219B1 (en) 2018-03-27 2018-03-27 pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180034913A KR102056219B1 (en) 2018-03-27 2018-03-27 pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190112935A true KR20190112935A (en) 2019-10-08
KR102056219B1 KR102056219B1 (en) 2019-12-16

Family

ID=68208567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180034913A KR102056219B1 (en) 2018-03-27 2018-03-27 pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102056219B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220064893A (en) * 2020-11-12 2022-05-19 한국과학기술원 Communication method of heterogeneous distributed wireless network system and network system thereof
US11973583B2 (en) 2020-11-12 2024-04-30 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Communication method of heterogeneous distributed wireless network system, and heterogeneous distributed wireless network system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101174360B1 (en) 2010-11-30 2012-08-21 한국전기연구원 Apparatus for measuring ph and method thereof
JP2013019804A (en) 2011-07-12 2013-01-31 Yokogawa Electric Corp Ph measuring apparatus
KR20160026593A (en) 2014-08-27 2016-03-09 포항공과대학교 산학협력단 Polymer for pH sensor and manufacturing method thereof, and pH sensor using it

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274800A (en) 2004-03-24 2005-10-06 Systec:Kk Sensing body with magnetic sheet
JP5164098B2 (en) 2007-11-06 2013-03-13 大阪シーリング印刷株式会社 Adhesives and labels
KR101576030B1 (en) * 2014-06-13 2015-12-09 연세대학교 산학협력단 HYDROGEL, MANUFACTURE MATHOD THEREOF, AND pH SENSOR USING THE SAME
KR101712862B1 (en) * 2015-08-28 2017-03-08 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 Porous polymer micro-beads, method for preparing thereof, and bio materials using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101174360B1 (en) 2010-11-30 2012-08-21 한국전기연구원 Apparatus for measuring ph and method thereof
JP2013019804A (en) 2011-07-12 2013-01-31 Yokogawa Electric Corp Ph measuring apparatus
KR20160026593A (en) 2014-08-27 2016-03-09 포항공과대학교 산학협력단 Polymer for pH sensor and manufacturing method thereof, and pH sensor using it

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220064893A (en) * 2020-11-12 2022-05-19 한국과학기술원 Communication method of heterogeneous distributed wireless network system and network system thereof
US11973583B2 (en) 2020-11-12 2024-04-30 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Communication method of heterogeneous distributed wireless network system, and heterogeneous distributed wireless network system

Also Published As

Publication number Publication date
KR102056219B1 (en) 2019-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cichosz et al. Polymer-based sensors: A review
Lee et al. Measurement of pH and dissolved oxygen within cell culture media using a hydrogel microarray sensor
JP4608213B2 (en) Liquid sample analysis device
Zilberman et al. Dissolved ammonia sensing in complex mixtures using metalloporphyrin-based optoelectronic sensor and spectroscopic detection
CN110082328A (en) A kind of carbon quantum dot-molecular engram fluorescent sensor material and its preparation method and application detecting chloramphenicol
JP2010527001A5 (en)
RU2007137654A (en) METHOD, DEVICE AND SYSTEM FOR VOLUMETRIC CALCULATION OF WHITE BLOOD CELLS
JP2002501193A (en) Optical sensor and operation method
Chen et al. Experimental investigation of the effect of polymer matrices on polymer fibre optic oxygen sensors and their time response characteristics using a vacuum testing chamber and a liquid flow apparatus
KR102056219B1 (en) pH DETECTING MICRO-STRUCTURED STICKER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF
Optiz et al. Theory and development of fluorescence-based optochemical oxygen sensors: oxygen optodes
Zilberman et al. Microfluidic optoelectronic sensor based on a composite halochromic material for dissolved carbon dioxide detection
Jarujamrus et al. Acid–base titration using a microfluidic thread-based analytical device (μTAD)
Maruyama et al. Photoprocessible hydrogel microsensor for local environment measurement on a microfluidic chip
CN106596490B (en) The supermolecule sensor array and method of synchronous detection paraquat and diquat dibromide
Yu et al. Oxygen sensing based on the yellowing of newspaper
Li et al. A smart microhydrogel membrane sensor realized by pipette tip
Grazioli et al. A 3D printed Do-It-Yourself miniaturized device with a sensor responsive at six different wavelengths for reflectance measurements on paper-based supports
Donato et al. Ink-jet printed colorimetric sensor for the determination of Fe (II)
DE10152994A1 (en) Method for the simultaneous optical determination of pH and dissolved oxygen
US20210148897A1 (en) Chemical sensor
Cao et al. Real-time optical ph sensor with cmos contact imaging and microfluidics
Rovati et al. Fluorescence pH Sensor Based on Polymer Film
Moorthy et al. A hydrogel readout for autonomous detection of ions in microchannels
JPS63133039A (en) Evaluation of material permeation performance of thin film

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant