KR20200023245A - Lung cancer diagnostic sensor using breath - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a lung cancer sensor which detects lung cancer-caused materials included in an expiration breath at a precision of ppt units to detect lung cancer and cancers early. Specifically, the lung cancer sensor using a breath comprises: a sensor electrode unit in which an energy level of oxidation-reduction potential is set to move electrons from a cathode to an anode via electrons provided by cancer-caused materials included in a breath when the breath moves between the cathode and the anode; a detection unit to detect electron motion of the sensor electrode unit; a display unit to show information about detection of the cancer-caused materials; a power supply unit to supply operating power to each component; and a control unit connected between the sensor electrode unit, the detection unit, and the display unit. The lung cancer sensor using the breath detects cancer-caused materials in a breath entering the sensor electrode to show the cancer-caused materials. The present invention detects cancer-caused materials by using a precise detection technique of a ppt level, and can perform an accurate diagnosis of lung cancer and other cancers from the detected cancer-caused materials. Specifically, early lung cancer which could not be detected by a conventional technique can be detected by using a molecular unit detection technique of a ppt level.

Description

호기(呼氣)를 이용한 폐암 센서{Lung cancer diagnostic sensor using breath}Lung cancer diagnostic sensor using breath}

본 발명은 호기(呼氣, 날숨)에 포함된 폐암기인물질(폐암을 원인으로 하여 발생하는 물질)을 검출하여 폐암 발생 여부 및 암 발생 여부를 진단할 수 있는 폐암 센서에 관한 것으로, 특히, 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 산화환원전위의 에너지준위를 설계함으로써, 분자 단위의 정밀한 진단을 할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a lung cancer sensor capable of diagnosing whether lung cancer has occurred and whether cancer has occurred by detecting a lung cancer substance (a substance caused by lung cancer) contained in exhalation (呼氣, exhalation), in particular, lung cancer By designing the energy level of the redox potential so that electrons can move from the cathode to the anode through the electrons donated by the source material, it is possible to make precise diagnosis on a molecular basis.

예방진단의학과 의료복지 및 의학기술의 발달로 암에 대한 정복이 지속적으로 이루어져 왔음에도 불구하고 암은 여전히 인간의 건강을 위협하는 치명적인 위협 중 하나이다. Although cancer has been continuously conquered by the development of preventive diagnosis, medical welfare and medical technology, cancer is still one of the deadly threats to human health.

국내의 암 발생률은 암 발생통계를 산출하기 시작한 1999년 이후 2012년까지 연평균 3.6%로 증가를 하다가 2012년 이후 평균 6.1% 하락하였으나 최근 다시 증가하는 추세로 전환되었다. 2015년 국내 암 발생자수는 약21만 5천명으로 인구 10만 명당 421.4명을 보이고 있다. Domestic cancer incidence increased from 3.6% in 1999 to 2012 in 2012, when it began to calculate cancer incidence rates, but fell 6.1% in 2012, but has recently increased again. In 2015, the number of domestic cancer cases was about 215,000, representing 421.4 cases per 100,000 population.

그러나 암 생존율은 꾸준히 증가하여 1995년 약 40%이던 5년 상대생존율은 2015년 약 70.7%까지 증가하였다. 이는 암 환자 3명 중 2명은 5년 이상 생존함을 나타낸다. 이러한 결과는 암 발생은 지속적으로 증가하고 있으나 악성으로의 진행은 억제되고 있는 것을 나타낸다. However, cancer survival rate has steadily increased, and the 5-year relative survival rate has increased from about 40% in 1995 to about 70.7% in 2015. This indicates that 2 out of 3 cancer patients survive for 5 years or more. These results indicate that cancer is continuously increasing, but progression to malignancy is suppressed.

암의 완치, 또는 악성으로의 진행을 억제하기 위해 제일 중요한 사항은 암을 조기에 발견하는 것이다. 예를 들어 위암의 경우 사망률이 점차 줄어들고 있는데 이는 암 조기 검진에 따른 조기 치료로 완치율이 높아지기 때문인 것으로 추정된다. 반면에 폐암 사망률은 2006년 28.7명에서 2016년 35.1명으로 증가하고 있는데 이는 폐암의 경우 조기 발견이 어렵기 때문인 것으로 추정되고 있다.The most important thing in preventing cancer from cure or progressing to malignancy is to detect cancer early. For example, in the case of gastric cancer, the mortality rate is gradually decreasing due to the high cure rate due to early treatment following early cancer screening. Lung cancer mortality, on the other hand, is increasing from 28.7 in 2006 to 35.1 in 2016, presumably because lung cancer is difficult to detect early.

폐암은 공기가 많은 폐에 발생하므로 X-ray 같은 영상 장비로는 초기 암 검출이 용이하지 않다. 또한, 폐는 공기와 접촉하는 부분이라 폐암에서 발생하는 폐암기인물질의 혈액이나 소변에 대한 용존량이 극미하여 기존의 정밀도를 갖는 기술로는 초기 암 검출이 용이하지 않다. 따라서 대부분의 폐암이 많이 진행된 상태에서 발견되어 실질적인 치료 골든타임을 놓치게 되고, 이로 인해 치료 불능 상태에 빠지게 되어 생존율이 저하된다.Lung cancer occurs in airy lungs, so imaging equipment such as X-rays is not easy to detect early. In addition, the lung is a part in contact with the air, so the dissolved amount in the blood or urine of the lung cancer-causing substance generated in lung cancer is very small, and early cancer detection is not easy with conventional technology. Therefore, most lung cancers are found in the advanced state, and the actual treatment golden time is missed, which leads to the inability to treat the survival rate.

암을 조기에 발견하기 위해서는 극소량의 암기인물질 등을 검출할 수 있는 초정밀 센서의 개발이 절실하며, 이를 위해 많은 연구가 지속적으로 이루어져 왔다.In order to detect cancer early, the development of ultra-precision sensors capable of detecting very small amounts of cancer-causing substances is urgently needed, and many studies have been continuously conducted for this purpose.

1) 검출하고자 하는 물질의 흡착에 따른 역학적 왜곡을 전류 값으로 검출하는 캔틸레버(Cantilever)) 방식의 정밀 센서,1) Cantilever type precision sensor that detects mechanical distortion caused by adsorption of a substance to be detected as a current value,

2) 검출하고자 하는 물질의 흡착에 따른 저항 변화를 검출하는 반도체 센서 방식의 정밀 센서,2) a precision sensor of a semiconductor sensor type for detecting a change in resistance according to adsorption of a substance to be detected;

3) 변동하는 전기장 내부에 검출하고자 하는 물질을 통과시켜 특정한 질량단면적 비를 갖는 분자만 검지기에 도달하도록 하여 검출하는 비대칭장 이온 이동 분석 방식을 이용한 정밀 센서,3) A precision sensor using an asymmetric field ion transport analysis method that detects by passing a substance to be detected inside a fluctuating electric field so that only molecules having a specific mass area ratio reach the detector;

4) 유전자 조작한 마우스의 수용체를 이용하여 검출하는 유전자 센싱 방식을 이용한 정밀 센서 등은 이러한 초정밀 센서,4) Precision sensors using a gene sensing method that detects using a receptor of a genetically modified mouse, such as ultra-precision sensors,

5) 항원 항체 반응을 이용한 정밀 센서,5) precision sensor using antigen antibody reaction,

6) 기체를 센싱하는 켈빈 프로브(Kelvin probe) 방식을 이용한 정밀센서 등은 이러한 초정밀 센서의 일례이다.6) A precision sensor using a Kelvin probe method for sensing a gas is an example of such a high precision sensor.

대한민국특허등록 제10-1755230호 "다제내성 암세포 검출용 센서 및 이를 이용한 다제내성 암세포 검출방법", 대한민국특허출원 제10-2012-0081710호 "스크린 프린팅기법을 활용한 전도성 고분자 박막으로부터 제조된 나이트로젠이 도핑된 그래핀 기반 고 효율성 전계효과 트랜지스터 암진단용 압타센서의 제조 방법", 대한민국특허출원 제10-2014-0022228호 "암세포 바이오마커 검출용 패턴화된 탄소 나노튜브 바이오센서", 대한민국특허등록 제10-1705179호 "자가 색상 검출형 암 진단 키트 및 이를 이용하여 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법", 대한민국특허출원 제10-2016-0091997호 "전계효과 대장암 센서", 대한민국특허등록 제10-1478896호 "항암제 처리된 암세포 검출용 바이오센서 및 이의 제조방법", 대한민국특허등록 제10-0894800호 "폐암 진단용 SAW 센서" 등은 개발된 암센서의 일례이다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-1755230 "Sensor for detecting multidrug-resistant cancer cells and method for detecting multidrug-resistant cancer cells using the same", Republic of Korea Patent Application No. 10-2012-0081710 "Nitrogen prepared from conductive polymer thin film using the screen printing technique Method of manufacturing a doped graphene-based high efficiency field effect transistor cancer diagnosis apta sensor ", Republic of Korea Patent Application No. 10-2014-0022228" Patternized carbon nanotube biosensor for cancer cell biomarker detection ", Republic of Korea Patent Registration Korean Patent Application No. 10-2016-0091997 "Field Effect Colon Cancer Sensor", Republic of Korea Patent Registration No. 10-1705179 "Automatic Color Detection Type Cancer Diagnostic Kit and Method for Providing Information for Diagnosis of Cancer Using the Same" 10-1478896 "Bio-Sensor Detection of Cancer Cells Treated with Anticancer Drugs and Manufacturing Method Thereof", Korean Patent Registration No. 10-0894800 "Lung Cancer Diagnosis SAW Sensor" It is an example of a fired arm sensor.

그러나 상기와 같은 종래의 기술들은 그 검출 정확도가 ppm(parts per million, 1/10-6) ~ ppb(parts per billion. 1/10-9) 레벨로, ppt(parts per trillion, 1/10-12) 레벨에 이르는 정밀한 계측 및, 분자 단위의 초정밀 계측이 어렵다는 문제점 등이 있었다.However, in ~ ppb (. Parts per billion 1/10 -9) conventional techniques is that the detection accuracy ppm (parts per million, 1/10 -6 ) level as described above, ppt (parts per trillion, 1/10 - 12 ) There were problems such as accurate measurement reaching the level and ultra-precision measurement in molecular units.

예를 들어, 폐암기인물질을 검출하는 경우 호흡이나 혈액, 소변, 또는 체액에 포함된 극미량의 폐암기인물질을 검출할 수 있는 기술이 필요하나, 종래의 경우 그 검측레벨이 ppt 레벨에 못 미쳐 정확한 검출 및 초기 암 검출이 어렵다는 문제점 등이 있었다.For example, when detecting lung cancer substances, a technique for detecting trace amounts of lung cancer substances contained in respiration, blood, urine, or body fluids is required, but in the conventional case, the detection level is less than the ppt level. There were problems such as difficult detection and early cancer detection.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 호기에 포함된 폐암기인물질을 산화환원전위의 에너지준위를 이용하여 분자단위로 정밀하게 검출할 수 있도록 함으로써 ppt 레벨에 이르는 정밀도와 정확도를 갖는 새로운 개념의 폐암 센서를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to solve the above conventional problems, in particular, lung cancer phosphorus material contained in the expiration to reach the ppt level by precisely by molecular unit by using the energy level of the redox potential It is to provide a new concept lung cancer sensor with precision and accuracy.

또한, 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 한 전자 이동(전류) 검측을 통해 폐암기인물질을 직접 검출함으로써 실시간 검측이 가능한 폐암 센서를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a lung cancer sensor capable of real-time detection by directly detecting the lung cancer substance through the electron transfer (current) detection through the electrons donated from the lung cancer substance.

또한, 다양한 산화환원전위의 에너지준위를 갖는 이동유도물질(양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질)을 이용하여 폐암기인물질을 검측하도록 함으로써, 검측 범위를 넓히고, 더욱 정밀한 검측이 이루어지도록 한 것이다.In addition, by using a mobile induction material (anode-side mobile induction material, cathode side mobile induction material) having energy levels of various redox potentials to detect lung cancer-causing substances, the detection range is expanded, and more accurate detection is made. will be.

즉, 폐에서 발생하는 폐암기인물질을 호기를 통해 검출하고, 검출 정확도가 ppt 레벨 이상의 고정밀 폐암 센서를 제공하여 초기 폐암을 거의 100% 검출할 수 있도록 한 것이다.In other words, lung cancer-causing substances generated in the lungs are detected through exhalation, and the detection accuracy is higher than the ppt level, providing a high-precision lung cancer sensor to detect almost 100% of early lung cancer.

본 발명은 호흡 공기 중 호기에 포함된 폐암기인물질을 ppt 단위 이상의 정밀도로 검출하여 초기 폐암 및 암을 검출할 수 있는 폐암 센서로, 특히, 호기에 포함된 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 센서전극부의 에너지준위를 설계한 후, 상기 센서전극부에서 검출되는 전자의 이동을 분석하여 진단을 함으로써, 초기 폐암을 정확히 진단할 수 있도록 함을 특징으로 한다.The present invention is a lung cancer sensor that can detect early lung cancer and cancer by detecting the lung cancer phosphorus contained in exhalation in the respiratory air with a precision of ppt or more, in particular, through the electron donating from the lung cancer phosphorus contained in exhalation By designing the energy level of the sensor electrode unit to move the electrons from the cathode to the anode, by analyzing the movement of the electrons detected in the sensor electrode portion to diagnose the initial lung cancer, it is characterized in that the accurate diagnosis.

또한, 음극에서 양극으로의 전자 이동을 중계하는 하나 이상의 이동유도물질(이하, 음극에서 양극으로의 전자 이동을 중계하는 물질을 "이동유도물질"이라 한다.)을 이용하여 센서전극부의 에너지준위를 설계하고, 가전자대(Valence Band)의 호모(HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital)에서 전도대(Conduction Band)의 루모(LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital)로 전자가 여기(勵起)할 수 있도록 여기 에너지(광에너지, 열에너지 등)를 공급하여 전자의 이동을 제어함으로써, 더욱 정확한 검측이 이루어지도록 구성함을 특징으로 한다.In addition, the energy level of the sensor electrode unit may be determined by using one or more moving induction materials for relaying electron movements from the cathode to the anode (hereinafter, a material for relaying electron movements from the cathode to the anode). Design and excite energy to excite electrons from the Highest Occupied Molecular Orbital (Valence Band) to the Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) in the conduction band Energy, thermal energy, etc.) to control the movement of electrons, so that more accurate detection is achieved.

또한, 풀러렌(Fullerene), 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소(色素, Dye), 또는 이온내포풀러렌과 색소의 복합체 중 어느 하나 이상으로 이동유도물질을 구성함으로써, 산화환원전위를 낮추고 양자수율(量子數率)을 높여 검출 범위를 넓히고 측정 감도를 향상시킴을 특징으로 한다.In addition, by constituting a mobile inducer with at least one of fullerene, fullerene salt, ion-containing fullerene, dye, or complex of ion-containing fullerene and pigment, the redox potential is lowered and the quantum yield is reduced. I) to increase the detection range and improve the measurement sensitivity.

상기 풀러렌은, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 중 어느 하나인 것을 특징으로 하고, 상기 이온내포풀러렌에 내포되는 이온은, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 또는 스트론튬 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 색소는, 폴리-3-헥실 티 오펜(P3HT) 등의 폴리 티 오펜, 폴리p-페닐 렌, 폴리p-페닐 렌 비닐 렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV 등의 고분자 중합체 또는 그 유도체 중 하나 이상임을 특징으로 한다.The fullerene is any one of C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96, and the ions contained in the iontofullerene are lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium, Or strontium, and the pigment is polythiophene such as poly-3-hexyl thiophene (P3HT), poly p-phenylene, poly p-phenylene vinylene, polyaniline, polypyrrole, PEDOT , P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV and the like, characterized in that at least one of a polymer or a derivative thereof.

상기 폐암기인물질은 톨루엔(Toluene), 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol)(프로포폴, propofol), 2-메틸피라진(2-Methylpyrazine), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 2-부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The lung cancer substance is toluene (Toluene), 2,6-Diisopropyl phenol (2,6-Diisopropylphenol) (propofol, propofol), 2-methylpyrazine (2-Methylpyrazine), cyclohexanone (Cyclohexanone), 2- It is characterized in that any one or more of butanone, acetic acid, acetone, acetonitrile.

본 발명 "호기를 이용한 폐암 센서"는, 특히, 호기에 포함된 폐암기인물질을 산화환원전위의 에너지준위를 이용하여 ppt 레벨 이상의 정밀도로 검출함으로써 초기 상태를 포함한 폐암을 거의 100% 검출할 수 있는 효과가 있다.Lung cancer sensor using the exhalation of the present invention, in particular, lung cancer phosphorus material contained in the exhalation can detect almost 100% lung cancer including the initial state by detecting the ppt level precision using the energy level of the redox potential It works.

또한, 이동유도물질을 이용하여 에너지준위를 설계함으로써 검출범위를 넓히고 선택성을 높임은 물론, 폐암 진단의 정확성을 높이는 효과가 있다.In addition, by designing the energy level using a mobile inducing substance, it is effective to widen the detection range, increase selectivity, and increase the accuracy of lung cancer diagnosis.

또한, 산화환원전위의 에너지준위가 매우 낮고 양자수율이 높은 이온내포풀러렌과 색소 등을 이용하여 에너지준위를 설계함으로써 암 진단의 검측 범위 및 정확성을 더욱 확장시키는 효과가 있다.In addition, the energy level of the redox potential is very low and the quantum yield is high by using ionic inclusion fullerenes and pigments to design the energy level to further extend the detection range and accuracy of cancer diagnosis.

이러한 본 발명은 ppt 레벨 이상의 정밀한 검측 기술을 이용하여 폐암기인물질을 검출하고, 검출된 폐암기인물질로부터 정확한 폐암 진단 및 기타 암을 할 수 있는 효과가 있다. 특히, ppt 레벨 이상의 분자 단위 검측 기술을 이용함으로써 기존의 기술로는 검측할 수 없었던 초기 폐암을 검출할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of detecting lung cancer substances by using a precise detection technology of the ppt level or more, and accurate lung cancer diagnosis and other cancers from the detected lung cancer substances. In particular, by using the molecular detection technology of the ppt level or more, there is an effect that can detect early lung cancer that could not be detected by the existing technology.

도 1 은 본 발명에 따른 시스템 구성을 나타낸 블록도,
도 2 는 본 발명 센서전극부의 구성을 나타낸 도면,
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 센서전극부의 구성을 나타낸 도면,
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 센서전극부의 다른 구성을 나타낸 도면,
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 센서전극부의 또 다른 구성을 나타낸 도면,
도 6 은 (a)는 이온내포풀러렌, (b)는 이온내포풀러렌과 색소가 결합한 중합체의 구성, (c)는 광에너지에 의한 전자의 여기 상태를 나타낸 개념도,
도 7 은 양극에 풀러렌-색소 중합체를 전기영동 시킨 것을 나타낸 개념도,
도 8 은 전자의 에너지준위를 나타낸 도면,
도 9 는 본 발명에 따른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 10 은 본 발명에 따른 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 11 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 12 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 13 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 14 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 15 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 16 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 17 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 18 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 19 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 20 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 21 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 22 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 23 은 본 발명의 실시예에 따른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 24 는 본 발명의 실시예에 따른 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 25 는 본 발명에 따른 호기포집장치의 구성을 나타낸 단면도,
도 26 (a)는 호기포집장치의 사용방법을 나타낸 도면, (b)는 호기유입관 및 유입개폐관을 통해 호기를 포집하는 과정을 나타낸 단면도,(c)는 호기가 포집된 호기포집장치의 장착 방법을 나타낸 단면도, (d)는 포집된 호기를 탄성복원력을 이용하여 센서전극부로 공급하는 것을 나타낸 단면도, (e)는 포집된 호기를 팬을 이용하여 센서전극부로 공급하는 것을 나타낸 단면도,
도 27 은 포텐시오스타트의 회로구성을 개념적으로 나타낸 회로도,
도 28 은 측정 전극 구성의 일례를 나타낸 도면,
도 29 는 CV 그래프의 구간 확대를 나타낸 그래프,
도 30 은 파장에 따른 양자수율의 일례를 나타낸 그래프.
1 is a block diagram showing a system configuration according to the present invention;
2 is a view showing the configuration of the sensor electrode of the present invention,
3 is a view showing a configuration of a sensor electrode unit according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing another configuration of a sensor electrode unit according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing another configuration of a sensor electrode unit according to an embodiment of the present invention;
6 is a conceptual diagram showing (a) ionic inclusion fullerene, (b) constituting a polymer in which ionic inclusion fullerene and a dye are bonded, (c) an excited state of electrons by light energy,
7 is a conceptual diagram showing the electrophoresis of fullerene-pigment polymer on the positive electrode,
8 is a view showing an energy level of electrons,
9 is a view showing an energy level design according to the present invention;
10 is a view showing another energy level design according to the present invention,
11 is a view showing another energy level design according to the present invention,
12 is a view showing another energy level design according to the present invention,
13 is a view showing another energy level design according to the present invention,
14 is a view showing another energy level design according to the present invention,
15 is a view showing another energy level design according to the present invention,
16 is a view showing another energy level design according to the present invention,
17 is a view showing another energy level design according to the present invention,
18 is a view showing another energy level design according to the present invention,
19 is a view showing another energy level design according to the present invention,
20 is a view showing another energy level design according to the present invention,
21 is a view showing another energy level design according to the present invention,
22 is a view showing yet another energy level design according to the present invention,
23 is a view showing an energy level design according to an embodiment of the present invention;
24 is a view showing another energy level design according to an embodiment of the present invention;
25 is a cross-sectional view showing the configuration of an expiration apparatus according to the present invention;
Figure 26 (a) is a view showing a method of using the exhalation trap, (b) is a cross-sectional view showing the process of collecting the exhalation through the exhalation inlet pipe and the inlet and outflow pipe, (c) is a A cross-sectional view showing the mounting method, (d) is a cross-sectional view showing the supply of the collected exhalation to the sensor electrode using the elastic restoring force, (e) is a cross-sectional view showing the supply of the collected exhalation to the sensor electrode using a fan,
27 is a circuit diagram conceptually showing the circuit configuration of a potentiostat;
28 is a diagram showing an example of a configuration of a measuring electrode;
29 is a graph illustrating interval expansion of a CV graph;
30 is a graph showing an example of quantum yield according to wavelength;

본 발명의 기술성 사상을 그 구체적인 구성과 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.The technical idea of the present invention will be described in detail with reference to specific configurations and embodiments as follows.

본 발명의 구성과 실시예를 설명함에 있어서, 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용하며, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.In describing the configurations and embodiments of the present invention, the same or similar names and symbols are used for components having the same or similar configurations and functions, and additional or duplicated or limited meanings of the inventions may be interpreted. The description may be omitted in describing the embodiments of the present invention.

구체적인 설명에 앞서, 본 명세서 상에 비록 단수적 표현으로 기재되어 있을지라도 국어사용에 있어서 단수/복수를 명확하게 구분 짓지 않고 사용되는 환경과 당해 분야에서의 통상적인 용어 사용 환경에 비추어, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 뜻하지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에 기재되었거나 기재될 수 있는 '포함한다', '갖는다', '구비한다', '포함하여 이루어진다' 등은 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description, the concept of the invention, in spite of the singular form of the present disclosure, in the light of the circumstances in which the singular / plural is not clearly distinguished in the Korean language and the general terminology in the art. It is used in the sense that it includes plural expressions unless otherwise contradictory or clearly different from each other. In addition, 'includes', 'haves', 'comprises', 'comprises', and the like, as described or described herein, may indicate the presence or addition of one or more other features or components or combinations thereof. It should be understood that it is not excluded in advance.

본 발명 "호기를 이용한 폐암 센서"의 기술적 사상에 따른 구성은, 도1에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위가 설계된 센서전극부(120); 이 센서전극부에 전자의 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부(130); 상기 센서전극부(120)의 전자 이동을 검출하는 검출부(110); 이 검출부(110)의 검측 내용을 나타내는 표시부(160); 상기 검출부의 검측 내용을 저장하는 데이터저장부(140); 상기 검측 정보를 전송하는 통신부(170); 상기 센서전극부(120)와, 여기에너지공급부(130)와, 검출부(110)와, 데이터저장부(140)와, 표시부(160)와, 통신부(170)에 접속되는 제어부(150); 및, 상기 각 구성요소에 동작전원을 공급하는 전원공급부(180)를 포함하여 구성되어, 상기 센서전극부(120)에 유입되는 호기에서 폐암기인물질을 검측하여 나타냄을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.According to the technical idea of the present invention "lung cancer sensor using the exhalation", as shown in Figure 1, the energy level of the redox potential to move the electrons from the cathode to the anode via the lung cancer phosphorus material contained in the exhalation The sensor electrode unit 120 is designed; An excitation energy supply unit 130 for supplying excitation energy of electrons to the sensor electrode portion; A detection unit 110 for detecting electron movement of the sensor electrode unit 120; A display unit 160 showing the detection contents of the detection unit 110; A data storage unit 140 for storing detection contents of the detection unit; Communication unit 170 for transmitting the detection information; A control unit 150 connected to the sensor electrode unit 120, the excitation energy supply unit 130, the detection unit 110, the data storage unit 140, the display unit 160, and the communication unit 170; And a power supply unit 180 for supplying operating power to each of the components, and detecting and displaying a lung cancer-causing substance in the exhalation flowed into the sensor electrode unit 120. .

이러한 본 발명은 피술자의 호기가 상기 센서전극부(120)의 음극과 양극 사이에 유입되었을 경우, 상기 호기에 포함된 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동하도록 센서전극부를 구성하는 각 구성요소의 산화환원전위의 에너지준위를 설계한 것이다. The present invention, when the breath of the subject flows between the cathode and the anode of the sensor electrode unit 120, the sensor to move the electrons from the cathode to the anode via the electrons donated from the lung cancer phosphorus material contained in the breath The energy level of the redox potential of each component constituting the electrode part is designed.

즉, 호기에 포함된 폐암기인물질에 비례하는 수의 전자가 음극에서 양극으로 이동하도록 에너지준위를 설계한 것으로, 상기 전자의 이동 여부(전류의 흐름 여부)를 검출하여 폐암기인물질이 존재하는 지의 여부를 판단하고, 전자의 이동 정도(전류량)를 검출하여 유입된 폐암기인물질의 양을 정밀하게 판단하고, 폐암기인물질의 종류와 양으로부터 폐암 발생 여부 및 암 발생여부를 판단하여 검측 결과를 데이터저장부(140)에 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내고, 통신부(170)를 통해 외부기기에 전송한다. That is, the energy level is designed so that the number of electrons proportional to the lung cancer phosphorus material contained in the exhalation moves from the cathode to the anode, and whether the lung cancer phosphorus substance is present by detecting whether the electrons move (current flow). Determining whether the lung cancer is caused by detecting the degree of movement of the electrons (current amount) and precisely determining the amount of the injected cancer cancer substance, and whether the lung cancer has occurred and whether the cancer has occurred from the type and amount of the cancer cancer substance is detected data The data is stored in the storage unit 140, displayed through the display unit 160, and transmitted to the external device through the communication unit 170.

전자의 이동은 유입되는 폐암기인물질의 분자 수에 비례하므로, 폐암기인물질을 분자단위로 검출할 수 있으며, 폐암기인물질의 양을 전류량으로 나타냄으로써 실시간 검측이 가능하다. Since the electron movement is proportional to the number of molecules of the incoming lung cancer substance, the lung cancer substance can be detected in a molecular unit, and the real time detection is possible by indicating the amount of the lung cancer substance in current.

상기 구성에 있어서, 도25에 도시되는 바와 같이, 피술자의 호기를 포집하는 호기포집장치(190);를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In the above configuration, as shown in Figure 25, the breathing apparatus 190 for collecting the breath of the subject; characterized in that it further comprises.

이러한 호기포집장치(190)은 피술자의 호기를 용이하게 포집하여 센서전극부(120)에 공급하기 위한 것이다.The exhalation collecting device 190 is for easily collecting the exhalation of the subject to supply to the sensor electrode unit 120.

상기 폐암기인물질은 암을 원인으로 하여 발생하는 폐암 대사물질로, 이 폐암기인물질이 발견된다는 것은 체내에 폐암 세포가 있다는 것을 뜻한다. The lung cancer substance is a lung cancer metabolite that is caused by cancer, and the discovery of this lung cancer substance means that there are lung cancer cells in the body.

폐암기인물질에는 톨루엔(Toluene), 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol), 2-메틸피라진(2-Methylpyrazine), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 2-부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 등이 있다. 폐암기인물질이 검출되면 그 폐암기인물질의 종류를 판단하고, 각 폐암기인물질의 비율을 판단하여 암 진행 정도를 판단하게 된다.Lung cancer agents include toluene, 2,6-diisopropylphenol, 2-methylpyrazine, cyclohexanone, 2-butanone, acetic acid, acetone And acetonitrile. When lung cancer substance is detected, the type of lung cancer substance is determined, and the ratio of each lung cancer substance is judged to determine the progress of cancer.

상기 검출부는 폐암기인물질의 CV(Cyclic Voltammetry) 또는, CA(Chrono Amperometry), 또는 CP(Chorono Potentiommetry), 또는 SV(Stripping Voltammetry), 또는 LSV(Linear Sweep Voltammetry) 중 어느 하나 이상을 검출하여 폐암기인물질의 존재 여부 및 양을 검출함을 특징으로 한다.The detection unit detects at least one of cyclic voltammetry (CV), chrono amperometry (CA), or chrono potentiommetry (CP), or stripping voltammetry (SV), or linear sweep voltammetry (LSV). Detecting the presence and amount of the substance.

즉, 포텐시오스타트(Potentiostat)를 이용하여 폐암기인물질의 CV나, 또는 CA나, 또는 CP나, 또는 SV나, 또는 LSV 등을 측정하여 폐암기인물질의 존재 여부 및 양을 검출함을 특징으로 한다. In other words, using a potentiostat to measure the presence or amount of lung cancer substance by measuring CV, or CA, or CP, or SV, or LSV of the lung cancer substance. do.

이때, 호기된 수집된 호기는 특정의 용매에 희석하여 사용함이 바람직하다.At this time, the collected exhaled exhalation is preferably used diluted in a specific solvent.

도27은 포텐시오스타트의 구성을 간략화하여 나타낸 회로도로, 워킹전극(Working electrode: W)과, 레퍼런스전극(Reference electrode: RE) 및, 카운터전극(Counter electrode: CE)을 통해 폐암기인물질을 검출할 수 있다. 즉, 이동유도물질(양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질)을 이용하여 워킹전극(W)을 구성한 후 3전극법이나 2전극법을 통해 CV, CA, CP, SV, LSV 등을 구한 후, 이를 분석하여 폐암기인물질의 존재 여부 및 양을 정밀하게 측정할 수 있다.FIG. 27 is a circuit diagram illustrating a simplified configuration of a potentiostat, and detects lung cancer phosphorus through a working electrode (W), a reference electrode (RE), and a counter electrode (CE). can do. That is, after constructing the working electrode (W) using a moving induction material (anode-side moving induction material, cathode side moving induction material), after obtaining the CV, CA, CP, SV, LSV, etc. By analyzing this, it is possible to precisely measure the presence and amount of lung cancer substance.

전기화학분야에서 사용하는 포텐시오스타트의 구성이나 작동 원리 및 3전극법, 2전극법, CV, CA, CP, SV, LSV 등에 대한 것은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the structure and operation principle of the potentiostat used in the electrochemical field, the three-electrode method, the two-electrode method, CV, CA, CP, SV, LSV, etc. are well known, the detailed description thereof is omitted.

상기 검출부는 여기 에너지로 공급되는 광원의 파장에 따른 양자수율(IPCE: Incident Photon to Current Efficiency)을 검출하여 폐암기인물질의 존재 여부 및 양을 검출함을 특징으로 한다.The detection unit is characterized by detecting the presence and amount of lung cancer-causing substances by detecting the quantum yield (IPCE: Incident Photon to Current Efficiency) according to the wavelength of the light source supplied to the excitation energy.

도30은 광원의 파장에 따른 양자수율(IPCE)을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 물질에 따라 파장에 따른 양자수율이 다름을 나타낸다. 따라서, 양자수율 곡성의 특성을 이용하여 폐암기인물질의 존재 여부를 알 수 있다. 예를 들어, 도30의 (가)의 양자수율 그래프는 약 440nm에서 최대이고, 560nm에서 2차 피크값, 620nm에서 3차 피크값을 가지는데 이 특성(피크값, 파장, 기울기, 피크 간격 등)을 분석하여 폐암기인물질의 존재 여부를 알 수 있다.FIG. 30 shows the quantum yield (IPCE) according to the wavelength of the light source. As shown in the figure, the quantum yield according to the wavelength varies depending on the material. Therefore, it is possible to know the presence of a lung cancer substance by using the characteristics of the quantum yield curvature. For example, the quantum yield graph of Fig. 30A has a maximum at about 440 nm, a second peak value at 560 nm, and a third order peak value at 620 nm, and this characteristic (peak value, wavelength, slope, peak spacing, etc.). ) To determine the presence of lung cancer.

양자수율 측정에 대한 것은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the quantum yield measurement is well known, its detailed description is omitted.

상기 여기에너지공급부(130)는, 가전자대와 전도대 사이의 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하는 광에너지공급부(미도시), 또는 전자파에너지공급부(미도시), 또는 열에너지공급부(미도시) 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.The excitation energy supply unit 130 is any one of an optical energy supply unit (not shown), an electromagnetic wave energy supply unit (not shown), or a thermal energy supply unit (not shown) for supplying energy equal to or greater than the band gap energy between the valence band and the conduction band. It is characterized by consisting of the above.

이러한 여기에너지공급부(130)는 광에너지나, 전자파에너지, 또는 열에너지를 이용하여 여기 에너지를 공급하도록 구성한 것으로, 경우에 따라서는 두 개 이상의 에너지원을 함께 사용하여 여기 에너지를 구성할 수 있다. 예를 들어, 광에너지로 일정 크기의 여기 에너지를 공급하고, 열에너지로 나머지의 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있다. 이러한 구성은 하나의 에너지원으로 원하는 크기의 여기 에너지를 공급할 수 없을 경우 사용함이 바람직하다. The excitation energy supply unit 130 is configured to supply excitation energy using light energy, electromagnetic wave energy, or thermal energy, and in some cases, excitation energy may be configured by using two or more energy sources together. For example, the light energy may be configured to supply a predetermined amount of excitation energy, and heat energy to supply the remaining excitation energy. Such a configuration is preferably used when one energy source cannot supply excitation energy of a desired size.

설명에 있어서 상기 "전자파"란 개념에는 열과 광이 모두 포함되나 설명의 편의상 구별하여 사용한다.In the description, the term "electromagnetic wave" includes both heat and light, but is used for convenience of description.

상기 광에너지공급부에서 조사하는 광은 각기 다른 파장과 밝기를 가지는 하나 이상의 광으로 구성됨을 특징으로 한다.The light irradiated by the optical energy supply unit is characterized by consisting of one or more lights having different wavelengths and brightness.

상기 광에너지공급부에서 조사하는 광원은, 각기 다른 파장을 가지는 LED 광원, 또는 각기 다른 파장을 가지는 레이저 광원, 또는 할로겐 램프, 또는 수은 램프, 또는 크세논 램프 중 어느 하나 이상으로 구성됨이 바람직하다. The light source irradiated by the light energy supply unit is preferably composed of one or more of LED light sources having different wavelengths, laser light sources having different wavelengths, halogen lamps, mercury lamps, or xenon lamps.

이와 같은 광에너지공급부는, 파장이나 밝기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 양극측이동유도물질, 또는 음극측이동유도물질이 다수 개 사용되고, 그 사용된 이동유도물질의 밴드갭 에너지가 다르고, 또한, 각각의 밴드갭 에너지를 구별하여 공급할 필요가 있을 경우, 공급하는 광의 파장이나 밝기를 조절하여 이를 달성할 수 있다. Such an optical energy supply unit is for supplying different bandgap energy by designing an amount of excitation energy by wavelength or brightness. For example, when a plurality of anode-side induction materials or cathode-side movement induction materials are used, and the bandgap energy of the used mobile induction materials is different, and each bandgap energy needs to be supplied separately, This can be achieved by adjusting the wavelength or brightness of the light to be supplied.

이때, 상기와는 별도로 하나의 광을 이용하여 모든 이동유도물질에 밴드갭 에너지를 공급할 수 있음은 물론이다. 즉, 가장 큰 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하는 하나의 광원을 사용하여 다수 개 이동유도물질에 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있다.At this time, the band gap energy can be supplied to all the mobile induction materials by using one light separately. That is, it is possible to configure to supply excitation energy to a plurality of moving induction materials by using one light source supplying energy above the largest bandgap energy.

상기 각기 다른 광원을 구동시키는 구동장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration and operation of the driving device for driving the different light sources are well known, detailed description thereof will be omitted.

상기 전자파에너지공급부에서 공급하는 전자파는 각기 다른 파장과 세기를 가지는 하나 이상의 전자파로 구성됨을 특징으로 한다. The electromagnetic wave supplied from the electromagnetic wave energy supply unit is characterized by consisting of one or more electromagnetic waves having different wavelengths and intensities.

이러한 전자파에너지공급부는, 파장이나 출력 세기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 1.0GHz, 1.2GHz, 2GHz 등의 전자파를 사용할 수 있다.The electromagnetic wave energy supply unit is for supplying different bandgap energy by designing the amount of excitation energy by wavelength or output intensity. For example, electromagnetic waves such as 1.0 GHz, 1.2 GHz, and 2 GHz may be used.

상기 각기 다른 전자파를 공급하는 전자파발생장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration and operation of the electromagnetic wave generating device for supplying the different electromagnetic waves are well known, detailed description thereof will be omitted.

상기 열에너지공급부에서 조사하는 열은 각기 다른 온도와 세기를 가지는 하나 이상의 열로 구성됨을 특징으로 한다.The heat irradiated by the heat energy supply unit is characterized by consisting of one or more heat having different temperatures and intensities.

이러한 열에너지공급부는, 온도와 세기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 1,000℃ 열, 1,500℃ 열 등의 열을 공급하도록 구성할 수 있다. The thermal energy supply unit is designed to supply different bandgap energy by designing an amount of excitation energy by temperature and intensity. For example, it can be comprised so that heat, such as 1,000 degreeC heat and 1,500 degreeC heat, may be supplied.

상기 열을 발생하는 발열장치의 구성과 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration and operation of the heat generating device for generating heat are well known, detailed description thereof will be omitted.

상기 표시부(160)는 폐암기인물질 검출에 대한 정보를 시각적으로 나타내는 시각표시부(161)와, 청각적으로 나타내는 청각표시부(162)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.The display unit 160 preferably includes a visual display unit 161 that visually displays information on the detection of lung cancer-causing substances, and an auditory display unit 162 that is acoustically displayed.

상기 통신부(170)는, 폐암기인물질 검출에 대한 정보를 유선(전용선, 전용망, 인터넷 등)으로 전송하는 유선통신부(171)와, 폐암기인물질 검출에 대한 정보를 무선(무선통신, 이동통신, 근거리 무선통신, 와이파이, 블루투스 등)으로 전송하는 무선통신부(172)로 구성됨이 바람직하다.The communication unit 170, a wired communication unit 171 for transmitting information on the detection of lung cancer substance to a wired line (dedicated line, dedicated network, Internet, etc.), and wireless (wireless communication, mobile communication, Short-range wireless communication, Wi-Fi, Bluetooth, etc.) is preferably composed of a wireless communication unit 172 for transmitting.

센서전극부(120)는 검출하고자 하는 폐암기인물질에 따라 다음과 같이 여러 형태로 구성될 수 있다.The sensor electrode unit 120 may be configured in various forms as follows according to the lung cancer substance to be detected.

<센서전극부 구성1><Sensor Electrode Part 1>

본 발명의 기술적 사상에 따른 센서전극부의 구성1은, 도9에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 및, 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 이 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자 이동이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.Configuration 1 of the sensor electrode unit according to the technical idea of the present invention, as shown in Figure 9, the negative electrode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the lung cancer group material contained in the expiration; And an anode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus material, and when the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, The technical configuration is characterized by the fact that the energy level is set to allow electron movement to the anode.

이와 같이 구성된 센서전극부는, 음극의 에너지준위는 폐암기인물질보다 높게 설계하고, 양극의 에너지준위는 폐암기인물질보다 낮게 설계하여, 상기 폐암기인물질에서 공여되는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자의 이동이 이루어질 수 있도록 한 것이다.The sensor electrode configured as described above, the energy level of the cathode is designed to be higher than the lung cancer phosphorus material, the energy level of the anode is designed to be lower than the lung cancer phosphorus material, electrons from the cathode to the anode via the electrons donated from the lung cancer phosphorus material The movement of the will be made.

양극의 가전자대의 에너지준위 c와, 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 e 및, 음극의 가전자대의 에너지준위 a의 관계는 다음과 같다.The relationship between the energy level c of the valence band of the positive electrode, the energy level e of the valence band of the lung cancer substance, and the energy level a of the valence band of the negative electrode is as follows.

센서전극부 구성1의 에너지 준위: c<e, e<aEnergy level of Sensor Electrode Part 1: c <e, e <a

이러한 센서전극부 구성1은, 상기 음극의 에너지준위 값과 양극의 에너지준위 값 사이의 에너지준위를 갖는 폐암기인물질이 유입되면, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있던 전자가 자신보다 낮은 에너지준위를 갖는 양극으로 이동하고, 양극으로 이동한 전자로 인하여 생긴 폐암기인물질의 가전자대의 양공으로 음극에서 전자가 이동하게 되는 것으로, 폐암기인물질이 존재하는 한 폐암기인물질에 비례하는 수의 전자가 지속적으로 이동하게 된다. In the sensor electrode unit 1, when the lung cancer phosphorus material having an energy level between the energy level of the cathode and the energy level of the anode is introduced, the electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus material have a lower energy level than their own. The electrons move from the cathode to the holes of the valence band of the lung cancer phosphorus substance caused by the electrons moved to the anode, and the number of electrons proportional to the lung cancer phosphorus substance is maintained as long as the lung cancer phosphorus substance exists. Will be moved to.

이때, 전자의 이동 여부(전류의 흐름 여부)를 검출하여 폐암기인물질이 존재하는 지의 여부를 판단하고, 전자의 이동 정도(전류량)를 검출하여 유입된 폐암기인물질의 양을 정밀하게 판단할 수 있다. At this time, it is possible to determine whether lung cancer substance is present by detecting the movement of electrons (whether the current flows), and precisely determine the amount of lung cancer substance introduced by detecting the degree of movement of electrons (amount of current). have.

또한, 상기 폐암기인물질의 종류와 양, 구성비로부터 폐암 발생 여부 및 기타 암 발생 여부를 판단한다.In addition, it is determined whether the lung cancer occurs and other cancers from the type and amount of the cancer-causing agent, the composition ratio.

<센서전극부 구성2><Sensor Electrode Part 2>

센서전극부의 구성2는, 도10에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 및, 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하며, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.As shown in FIG. 10, the configuration of the sensor electrode unit includes: a cathode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus material contained in the expiration unit; And an anode configured to have a redox potential lower than the energy level of the conduction band of the lung cancer phosphorus material. When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, the excitation energy is supplied from the excitation energy supply unit. The electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus material are excited by the conduction band, the electrons excited by the conduction band are moved to the anode, and the energy level is carried out by the electrons moved from the cathode to the holes generated in the valence band of the lung cancer phosphorus material. Is set.

센서전극부 구성2의 에너지 준위: c>e, e<aEnergy level of sensor electrode configuration 2: c> e, e <a

이와 같이 구성된 센서전극부 구성2는, 폐암기인물질의 가전자대와 전도대의 밴드갭(Band Gap) 에너지 보다 큰 여기 에너지(예: 광)를 폐암기인물질에 공급하여 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하도록 하고, 이 전도대에 여기된 전자는 전도대의 에너지준위보다 낮은 에너지준위를 갖는 양극으로 이동되도록 한 것이다. 또한, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동되어 전류가 흐르도록 한 것으로, 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 폐암기인물질의 분자 수에 비례하는 전류가 흐르도록 한 것이다.The sensor electrode unit 2 configured as described above supplies excitation energy (e.g., light) larger than the band gap energy of the bandage and conduction band of the lung cancer phosphorus material to the lung cancer phosphorus material to the valence band of the lung cancer phosphorus material. The electrons in the band are excited by the conduction band, and the electrons excited in the band are transferred to the anode having an energy level lower than the energy level of the band. In addition, the electrons are moved from the cathode to the positive holes generated in the valence band of the lung cancer phosphorus material, and the current is proportional to the number of molecules of the lung cancer phosphorus substance by repeating the above process as long as the excitation energy is supplied. Is to flow.

이러한 센서전극부 구성2는 양극의 에너지준위가 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높아 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 양극으로 이동할 수 없는 경우, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 여기된 전자가 갖는 에너지준위를 이용하여 여기된 전자가 양극으로 이동할 수 있도록 한 것이다.The sensor electrode unit 2 has an electron level in the valence band of the lung cancer phosphorus material when the electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus material cannot move to the anode because the energy level of the anode is higher than that of the lung cancer phosphorus substance. It is excited to conduct the excited electrons to the anode by using the energy level of the excited electrons.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.This will be described as follows.

주지하다시피, 도8에서 도시되는 바와 같이, 전자로 가득 차있는 밴드(Band)를 가전자대(Valence band)라 하고, 그 최고점유궤도를 호모(HOMO)라 한다. 또한, 전자가 비어있는 밴드를 전도대(Conduction band)라 하고, 그 최저궤도를 루모(LUMO)라 하고, 호모와 루모 사이의 에너지를 밴드갭 에너지(Eg)라 하며, 이 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하면 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시킬 수 있다. As is well known, as shown in Fig. 8, a band filled with electrons is called a valence band, and its highest trajectory is called a homo (HOMO). In addition, the band in which the electron is empty is called a conduction band, the lowest orbit is called LUMO, and the energy between the homo and lumo is called bandgap energy (Eg). When supplied, the electrons in the valence band can be excited by a conduction band.

본 발명의 센서전극부 구성2는, 도10에서 도시되는 바와 같이, 여기에너지공급부(130)를 통해 상기 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하여 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 에너지준위를 높임으로써 양극으로의 전자 이동이 이루어지도록 한 것이다. As shown in FIG. 10, the sensor electrode unit 2 according to the present invention supplies energy above the bandgap energy through the excitation energy supply unit 130 to excite electrons in the valence band of the lung cancer-based material as a conduction band. By raising the level, the electrons move to the anode.

본 센서전극부의 구성에 있어서, 상기 양극 또는 음극은 투명전극으로 이루어짐이 바람직하다. In the configuration of the sensor electrode unit, the anode or cathode is preferably made of a transparent electrode.

이러한 투명전극은 여기에너지공급부(130)에서 조사되는 광이 폐암기인물질에 투과되어 조사되도록 하기 위한 것으로, TCO(Transparent conducting oxide: 투명 전도성 산화물), FTO(F-doped [SnO₂]: 불소 도핑 산화주석), ITO(Indium tin oxide: 인듐 주석산화물), AZO(Al-doped ZnO: 알류미늄 도핑 산화아연), GZO(Ga-doped ZnO: 갈류 도핑 산화아연) 등의 투명전극이 사용될 수 있다.The transparent electrode is intended to allow the light emitted from the excitation energy supply unit 130 to pass through the lung cancer-causing material and to be irradiated. The transparent electrode is transparent conducting oxide (TCO) and F-doped [SnO₂]: fluorine-doped oxide. Tin), ITO (Indium tin oxide), AZO (Al-doped ZnO: aluminum doped zinc oxide), GZO (Ga-doped ZnO: galvanic doped zinc oxide) and the like can be used.

<센서전극부 구성3><Sensor Electrode Part 3>

센서전극부의 구성3은, 도11에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.As shown in Fig. 11, the configuration of the sensor electrode section includes: a cathode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase; An anode configured to have a redox potential higher than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance; And the energy level of the redox potential of the valence band is lower than that of the lung cancer group material, and the energy level of the redox potential of the conduction band is higher than the energy level of the redox potential of the anode. An anode-side movement inducing material; when the lung cancer phosphorus material flows between the cathode and the anode, the electrons in the valence band of the anode-side movement inducing material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. The electrons excited in the conduction band of the anode-side induction material move to the anode, and the electrons in the valence band of the lung cancer-based material move to the positive holes generated in the valence band of the anode-side movement inducing material. Holes in the valence band of the material set the energy level to move the electrons from the cathode. Characterized in that.

센서전극부 구성3의 에너지 준위: c>e>g, e<aEnergy level of sensor electrode configuration 3: c> e> g, e <a

이와 같이 센서전극부 구성3은, 폐암기인물질과 양극 사이에 양극측이동유도물질을 더 구성하여 전자 이동 경로를 설계함을 특징으로 한다. As described above, the configuration of the sensor electrode unit 3 is characterized by designing an electron transfer path by further configuring an anode-side movement inducing material between the lung cancer-causing material and the anode.

즉, 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질을 양극측에 더 구성하여 폐암기인물질에서 공여된 전자를 매개로하는 전자 이동 경로를 설계한 것이다.In other words, by designing the anode-side movement inducing material having a lower energy level than the valence band of the lung cancer phosphorus material at the anode side, the electron transfer path is designed through the electrons donated from the lung cancer phosphorus substance.

상기 양극측이동유도물질 또는 음극측이동유도물질은, 풀러렌, 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소, 또는 이온내포풀러렌과 색소의 중합체 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.The anode-side movement inducing material or the cathode-side movement inducing material is characterized in that it is composed of any one or more of a fullerene, a fullerene salt, ion-containing fullerenes, pigments, or polymers of ion-containing fullerenes and pigments.

상기 풀러렌은, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The fullerene is characterized in that any one of C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96.

상기 풀러렌에 내포되는 이온은, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 또는 스트론튬 중 어느 하나인 것을 특징한다.The ion contained in the fullerene is characterized in that any one of lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium, or strontium.

상기 색소는 폴리-3-헥실 티 오펜(P3HT) 등의 폴리 티 오펜, 폴리p-페닐 렌, 폴리p-페닐 렌 비닐 렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV 등의 고분자 중합체 또는 그 유도체 중 하나 이상임을 특징으로 한다.The pigment is polythiophene such as poly-3-hexyl thiophene (P3HT), poly p-phenylene, poly p-phenylene vinylene, polyaniline, polypyrrole, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV It is characterized by one or more of a high molecular polymer or derivatives thereof.

도6 (a)는 C60 풀러렌에 이온이 내포된 것을 나타낸 것이고, 도6 (b)는 이온내포풀러렌과 색소의 결합을 나타낸 것이고, 도6 (c)는 광에너지에 의한 전자의 여기를 나타낸 개념도이다.Figure 6 (a) shows the inclusion of ions in C60 fullerene, Figure 6 (b) shows the binding of the ion-containing fullerene and the dye, Figure 6 (c) is a conceptual diagram showing the excitation of electrons by light energy. to be.

리튬내포풀러렌은 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 매우 낮아 검출하고자 하는 폐암기인물질의 범위를 넓힐 수 있는 장점이 있다.Lithium-encapsulated fullerene has an advantage that the energy level of the redox potential of the valence band is very low, thereby broadening the range of lung cancer-based substances to be detected.

또한, 리튬내포풀러렌은 양자수율이 높아 측정 감도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, lithium inclusion fullerene has an advantage of improving the measurement sensitivity due to high quantum yield.

상기 양자수율이란, 광화학 반응에서 실제로 화학 변화를 일으킨 분자수와 흡수된 광양자 수의 비를 나타낸다.The quantum yield refers to the ratio of the number of molecules and the number of absorbed photons actually causing a chemical change in the photochemical reaction.

상기 양극측이동유도물질, 또는 음극측이동유도물질은 전기영동(電氣泳動, electrophoresis)을 이용하여 양극, 또는 음극에 포함시킴을 특징으로 한다.The anode-side movement inducing material, or cathode-side movement inducing material is characterized in that it is included in the positive electrode or the cathode by using electrophoresis (electrophoresis).

도7은 양극(121a)에 풀러렌-색소 중합체(122c)를 전기영동 시킨 일례를 나타낸 개념도이다.7 is a conceptual diagram showing an example in which the fullerene-pigment polymer 122c is electrophoresed on the positive electrode 121a.

상기 양극측이동유도물질 또는 음극측이동유도물질은 [TiO₂], [Sn02]을 비롯한 다양한 산화환원전위의 에너지준위를 갖는 물질이 사용될 수 있으며, 이러한 이동유도물질을 이용하여 더욱 정밀하고 정확한 에너지준위를 설계할 수 있다.The anode-side induction material or cathode-side movement induction material may be a material having energy levels of various redox potentials, such as [TiO₂], [Sn02], using a more precise and accurate energy level using such a mobile induction material Can be designed.

<센서전극부 구성4><Sensor Electrode Part 4>

센서전극부의 구성4는, 도12에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다. The configuration of the sensor electrode portion 4, as shown in Figure 12, the cathode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus material contained in the expiration; An anode configured to have a redox potential higher than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance; And, an anode configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than that of the conduction band of the lung cancer-causing material, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than that of the redox potential of the anode. When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, the electrons in the valence band of the anode-side movement inducing material by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. Electrons excited by the conduction band of the anode-side moving induction material move to the anode, and second, electrons in the valence band of the lung cancer-based material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. The electrons excited by the conduction band of the lung cancer-causing substance are generated in the valence band of the anode-side transfer inducing substance. Moving to the positive hole, and third, the energy level is set so that the process of the electrons from the cathode to the hole formed in the valence band of the lung cancer-causing material is made.

센서전극부 구성4의 에너지 준위: c>g>e, e<aEnergy level of sensor electrode configuration 4: c> g> e, e <a

이와 같이 구성된 센서전극부 구성4는, 폐암기인물질의 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 폐암기인물질과 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 폐암 센서를 구성함에 특징이 있다.The sensor electrode structure 4 configured as described above is configured to excite the electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus substance and the anode-side movement inducing substance as a conduction band in the design of the electron migration path according to the inflow of the lung cancer phosphorus substance. There is a characteristic.

<센서전극부 구성5><Sensor Electrode Part 5>

센서전극부의 구성5는, 도13에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 폐암기인물질에 있는 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.As shown in FIG. 13, the configuration of the sensor electrode portion includes: a cathode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase; An anode configured to have a redox potential lower than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance; And, the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, the energy level of the redox potential of the conduction band has an energy level higher than the energy level of the valence band of the lung cancer material. It comprises a cathode-side movement inducing material; when the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, the electrons in the lung cancer phosphorus material is moved to the anode, and second, to the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit The electrons in the valence band of the cathode-side transfer inducing substance are excited by the conduction band, and the electrons excited in the conduction band of the cathode-side transfer inductive substance move to the holes generated in the valence band of the lung cancer-based material. Third, the cathode side The energy level is set so that electrons move from the cathode to the hole formed in the valence band of the mobile induction material. Characterized in that determined.

센서전극부 구성5의 에너지 준위: c<e, e>a>iEnergy level of sensor electrode configuration 5: c <e, e> a> i

이와 같이 구성된 센서전극부 구성5는, 폐암기인물질의 에너지준위가 음극보다 높은 경우 음극측이동유도물질에 의해 원활한 전자 이동이 이루어질 수 있도록 함에 특징이 있다.The sensor electrode unit 5 configured as described above is characterized in that when the energy level of the lung cancer-causing material is higher than that of the cathode, smooth electron transfer can be performed by the cathode-side movement inducing material.

<센서전극부 구성6><Sensor Electrode Part 6>

센서전극부의 구성6은, 도14에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.As shown in FIG. 14, the configuration of the sensor electrode unit includes: a cathode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase; An anode configured to have a redox potential lower than the energy level of the conduction band of the lung cancer substance; And, the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, the energy level of the redox potential of the conduction band has an energy level higher than the energy level of the valence band of the lung cancer material. When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, the electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. The electrons excited by the conduction band of the lung cancer phosphorus material move to the anode, and the electrons in the valence band of the cathode-side moving induction material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the Electrons excited by the conduction of the cathode-side transport inducing material are holes generated in the valence band of the lung cancer-causing material. And third, an energy level is set such that electrons move from the cathode to holes formed in the valence band of the cathode-side movement inducing material.

센서전극부 구성6의 에너지 준위: c>e, e>a>iEnergy level of sensor electrode component 6: c> e, e> a> i

이와 같이 구성된 센서전극부 구성6은, 폐암기인물질의 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 폐암기인물질과 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 폐암 센서를 구성함에 특징이 있다.The sensor electrode part 6 configured as described above is configured to excite the electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus substance and the cathode-side movement inducing substance as a conduction band in designing an electron migration path according to the inflow of the lung cancer phosphorus substance. There is a characteristic.

<센서전극부 구성7><Sensor Electrode Part 7>

센서전극부의 구성7은, 도15에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.As shown in Fig. 15, the configuration of the sensor electrode portion includes: a cathode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase; An anode configured to have a redox potential higher than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance; The anode side is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the valence band of the lung cancer-causing material, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than the energy level of the redox potential of the anode. Mobile derivatives; And, the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, the energy level of the redox potential of the conduction band has an energy level higher than the energy level of the valence band of the lung cancer material. A cathode-side moving inducer; when the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the valence band of the anode-side moving induction material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. Electrons excited in the conduction band, and electrons excited in the conduction band of the anode-side transport inducing material move to the anode, and second, electrons in the valence band of the lung cancer-causing material move into holes formed in the valence band of the anode-side transport inducing material. Third, the home appliance of the cathode-side moving induction material by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit The electrons in the magnetic field are excited by the conduction band, and the electrons excited by the conduction of the cathode-side transport inducing material move to the hole formed in the valence band of the lung cancer-based material, and fourth, the electrons generated in the valence band of the cathode-side transport inducing material It is characterized in that the energy level is set so that the process of electrons move from the cathode to the positive hole.

센서전극부 구성7의 에너지 준위: c>e>g, e>a>iEnergy level of sensor electrode component 7: c> e> g, e> a> i

이와 같이 구성된 센서전극부 구성7은, 양극측이동유도물질과 음극측이동유도물질을 이용하여 폐암기인물질 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계하여 폐암 센서를 구성함에 특징이 있다.The configuration of the sensor electrode part 7 configured as described above is characterized by configuring the lung cancer sensor by designing an electron migration path according to the inflow of lung cancer-causing material using the anode-side movement inducing substance and the cathode side movement inducing substance.

<센서전극부 구성8><Sensor Electrode Part 8>

센서전극부의 구성8은, 도16에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.As shown in FIG. 16, the configuration of the sensor electrode portion includes: a cathode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase; An anode configured to have a redox potential higher than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance; The anode side movement is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the conduction band of the lung cancer-causing substance, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than that of the anode of the anode. Inducer; And, the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, the energy level of the redox potential of the conduction band has an energy level higher than the energy level of the valence band of the lung cancer material. A cathode-side moving inducer; when the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the valence band of the anode-side moving induction material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. Electrons excited in the conduction band, and the electrons excited in the conduction band of the anode-side moving induction material move to the anode, and second, the electrons in the valence band of the lung cancer-based material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. Electrons excited by the conduction band of the lung cancer-causing material The electrons in the valence band of the cathode-side mobile induction material are excited to the conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the electrons excited in the conduction band of the cathode-side mobile induction material Fourth, the energy level is set so that the process of moving electrons from the cathode to the hole generated in the valence band of the lung cancer-causing substance, and the fourth hole formed in the valence band of the cathode-side moving induction material.

센서전극부 구성8의 에너지 준위: c>g>e, e>a>iEnergy level of sensor electrode configuration 8: c> g> e, e> a> i

이와 같이 구성된 센서전극부 구성8은, 양극측이동유도물질과 음극측이동유도물질을 이용하여 폐암기인물질 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 양극측이동유도물질과, 음극측이동유도물질 및 폐암기인물질을 여기시켜 폐암 센서를 구성함에 특징이 있다.The sensor electrode structure 8 configured as described above uses the anode-side inducing substance and the cathode-side inducing substance to design the electron migration path according to the inflow of lung cancer-causing material, and the anode-side inducing substance and the cathode-side inducing substance And it is characterized by configuring the lung cancer sensor by exciting the lung cancer.

상기 센서전극부들을 구성함에 있어서, 폐암기인물질에서 공여되는 전자의 양극으로의 이동을 유도하는 양극측이동유도물질은, 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.In configuring the sensor electrode portions, the anode-side movement inducing material for inducing the movement of the donor electrons from the lung cancer-causing material to the anode, characterized in that composed of one or more.

상기 구성들에 있어서 양극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는, 도17 내지 도18, 도21 내지 도22에서 도시되는 바와 같이, 상기 폐암기인물질에서 전자를 공여받는 최초의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음번째 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 양극으로 전자를 공여하는 마지막의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 양극의 에너지준위보다 높게 설정하며, 그 중간단계에 있는 양극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 한다.In the above configurations, when a plurality of anode-side movement inducing materials are formed, as shown in FIGS. 17 to 18 and 21 to 22, the first anode-side movement induction for receiving electrons from the lung cancer-causing material is shown. The energy level of the conduction band of the material is set to be higher than the energy level of the valence band of the next anode-side inductive material, and the energy level of the conduction band of the anode-side mobile inductive material that contributes electrons to the anode is the energy level of the anode. The energy level of the anode-side mobile induction material in the intermediate stage is set higher than the energy level of the valence band of the anode-side mobile inductive material in the next stage. It is characterized by setting the level below the energy level of the conduction band of the anode-side mobile induction material in the previous stage.

이러한 구성은 양극측이동유도물질을 다수 개 사용하여 폐암기인물질을 검출할 수 있도록 한 것으로, 폐암기인물질에 대한 더욱 정확한 에너지 준위 설계를 할 수 있도록 한 것이다. This configuration enables the detection of cancer-causing substances by using a plurality of anode-side mobile inducing substances, and enables more accurate energy level design for lung cancer-causing substances.

상기 센서전극부들을 구성함에 있어서, 음극에서 공여되는 전자의 폐암기인물질로의 이동을 유도하는 음극측이동유도물질은 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.In configuring the sensor electrode portions, the cathode-side movement inducing material for inducing the movement of electrons donated from the cathode to the lung cancer-causing material is characterized in that it is composed of one or more.

상기 구성에 있어서 음극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는, 도19 내지 도22에서 도시되는 바와 같이, 상기 음극에서 전자를 공여받는 최초의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음번째 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 전자를 공여하는 마지막의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하며, 그 중간단계에 있는 음극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 한다.In the above configuration, when the cathode-side movement inducing material is composed of a plurality of pieces, as shown in FIGS. 19 to 22, the energy level of the conduction band of the first cathode-side movement inducing material that receives electrons from the cathode is The energy level of the conduction band of the cathode-side moving inducer which is higher than the energy level of the valence band of the cathode-side moving inducer and donates electrons to the holes generated in the valence band of the lung cancer-based material is The energy level of the cathode-side mobile induction materials in the middle stage is set higher than the energy level of the valence band, and the energy level of the conduction band is set higher than that of the valence band of the cathode-side mobile induction material in the next stage. In other words, the energy level of the valence band is set lower than that of the conduction band of the cathode-side mobile inductive material in the previous stage. It shall be.

이러한 구성은 음극측이동유도물질을 다수 개 사용하여 폐암기인물질을 검출할 수 있도록 한 것으로, 폐암기인물질에 대한 더욱 정확한 에너지 준위 설계를 할 수 있도록 한 것이다. This configuration is to enable the detection of lung cancer substances by using a plurality of cathode-side mobile inducing substances, it is possible to design a more accurate energy level for lung cancer substances.

상기 호기포집장치(190)는, 도25에서 도시되는 바와 같이, 호기가 포집되는 호기포켓(193); 상기 호기포켓(193)이 내부에 구비되며, 상기 호기포켓(193)에 포집되는 호기량을 제한하는 정량외피(194); 상기 호기포켓(193) 일측에 구비되며, 피술자가 입에 물고 호기를 불어넣는 호기유입관(191); 및, 상기 호기포켓(193) 타측에 구비되며, 포집된 호기를 센서전극부(120)에 공급하는 호기유출관(196);을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The expiratory capturing apparatus 190, as shown in Figure 25, the expiratory pocket 193, the expiratory air is collected; The exhalation pocket (193) is provided therein, the quantitative outer shell (194) for limiting the amount of aerobic air collected in the exhalation pocket (193); An exhalation inlet tube 191 provided at one side of the exhalation pocket 193 and injecting a subject into the mouth and blowing exhalation; And an exhalation outlet tube 196 provided at the other side of the exhalation pocket 193 and supplying the collected exhaled air to the sensor electrode unit 120.

상기 호기유입관(191)에는 호기포켓(193)의 내부 포집부(195) 방향으로만 개방되는 일방향성 개폐수단인 유입개폐수단(192)을 더 구비하고, 상기 호기유출관(196)에는 센서전극부(120) 내부 방향으로만 개방되는 일방향성 개폐수단인 유출개폐수단(197)을 더 구비함이 바람직하다.The exhalation inlet pipe 191 is further provided with an inlet opening and closing means 192 which is a one-way opening and closing means that is opened only in the direction of the internal collecting portion 195 of the exhalation pocket 193, the exhalation outlet pipe 196 is a sensor It is preferable to further include an outflow opening and closing means 197 which is a one-way opening and closing means that opens only in the inner direction of the electrode portion 120.

이하, 본 발명 "호기를 이용한 폐암 센서"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical idea of the lung cancer sensor using the present invention will be described in detail with reference to Examples.

설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용한다.In the description, the same or similar names and symbols are used for components having the same or similar configurations and functions.

<실시예1>Example 1

본 실시예1에서는 폐암이 발생하였을 때 나타나는 폐암기인물질의 하나인 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol)을 검출하는 것을 예로 하여 설명한다.In Example 1, the detection of 2,6-diisopropyl phenol (2,6-Diisopropylphenol), which is one of the lung cancer-causing substances that occur when lung cancer occurs, will be described as an example.

또한, 본 실시예1에서는 양극으로 FTO(F-doped [SnO₂]) 투명전극을 사용하고, 음극으로 백금(Pt)을 사용한 것을 예로 하여 설명한다.In addition, in the first embodiment, an FTO (F-doped [SnO₂]) transparent electrode is used as the anode and platinum (Pt) is used as the cathode.

또한, 본 실시예1에 있어서는 양극측이동유도물질로 풀러렌 [C60]을 사용한 것을 예로 하여 설명한다.In addition, in Example 1, fullerene [C60] is used as an anode side movement inducing substance, and it demonstrates as an example.

따라서 본실시예1에 의한 센서전극부는 양극으로 FTO를 사용하고, 이 FTO에 [C60]을 전기 영동시키고, 음극으로 백금(Pt)을 사용하여 구성한다. 또한, 상기 양극측이동유도물질에 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부를 더 포함하여 구성하며, 상기 여기에너지공급부는 광에너지를 공급하는 것을 예로 하여 설명한다.Therefore, the sensor electrode part according to the first embodiment uses FTO as the anode, electrophoreses [C60] to the FTO, and uses platinum (Pt) as the cathode. In addition, the excitation energy supply unit for supplying excitation energy to the anode-side movement inducing material is further configured, and the excitation energy supply unit will be described as an example of supplying optical energy.

또한 본 실시예1에 있어서는 상기 센서전극부에 폐암기인물질(2,6-디이소프롤필페놀)이 유입되었을 경우 음극에서 양극으로 이동하는 전자의 흐름을 검출하는 검출부와, 검측 정보(검측과정, 검측조건, 검측결과 등)를 표시하는 표시부와, 이를 저장하는 데이터저장부 및, 상기 검측에 대한에 대한 정보를 외부 기기와 교환하는 통신부를 구비하여 구성한 것을 예로 하여 설명한다.In addition, in the first embodiment, when the lung cancer-causing substance (2,6-diisoprophylphenol) is introduced into the sensor electrode, a detection unit for detecting the flow of electrons moving from the cathode to the anode, and the detection information (detection process, A display unit for displaying detection conditions, detection results, etc.), a data storage unit for storing the detection conditions, and a communication unit for exchanging information on the detection with an external device will be described as an example.

또한, 본 실시예1에 있어서는 호기(날숨) 중에 포함된 2,6-디이소프롤필페놀을 검출하는 것을 예로 하여 설명한다. 따라서 상기 센서전극부는 음극과 양극 사이에 호기가 유통될 수 있는 구조로 구성된 것을 예로 하여 설명한다. 폐암기인물질이 포함된 호기(날숨)는 펌핑 장치를 이용하여 상기 센서전극부에 공급한다.In addition, in Example 1, the detection of 2,6-diisoprophylphenol contained in the exhalation (exhalation) will be described as an example. Therefore, the sensor electrode unit will be described with an example in which a structure in which exhalation can flow between a cathode and an anode is configured. Exhalation (exhalation) containing lung cancer material is supplied to the sensor electrode unit using a pumping device.

또한, 본 실시예1에 있어서 호기포집장치는, 정량외피 내부에 호기포켓을 구비하고, 호기유입관과 호기유출관에 일방향성 밸브로 유입개폐수단과 유출개폐수단을 구성한 것을 예로 하여 설명한다.In addition, in the present Example 1, the expiration apparatus is described by providing an inlet opening and closing means and an outlet opening / closing means provided with an exhalation pocket in the fixed quantity outer shell and a one-way valve in the exhalation inlet pipe and the exhalation outlet pipe.

이와 같이 본 실시예1을 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 구성 및 실시예들은 본 실시예로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.The reason why the first embodiment is configured as described above is that other configurations and embodiments according to the technical idea of the present invention can be easily understood from the present embodiment.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예1의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the first embodiment configured as described above with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

1) 호기포집장치 구성1) Composition of Exhalation Collector

호기포집장치(190)는, 도25에서 도시되는 바와 같이, 정량외피(194) 내부에 호기포켓(193)을 끼우고, 상기 호기포켓(193) 일측에 호기유입관(191) 및 유입개폐수단(192)을 구비하고, 대향측에 호기유출관(196) 및 유출개폐수단(197)을 구비하여 구성한다.As shown in FIG. 25, the exhalation collecting device 190 fits an exhalation pocket 193 into the inside of the quantitative jacket 194, and an exhalation inlet pipe 191 and an inflow opening / closing means on one side of the exhalation pocket 193. 192 is provided, and the air outlet pipe 196 and the outflow opening / closing means 197 are provided on the opposite side.

2) 센서전극부의 에너지준위 설계2) Energy level design of sensor electrode

2,6-디이소프롤필페놀을 검출하기 위한 본 실시예1의 에너지준위 설계 과정을 도23을 참조하여 설명하면 다음과 같다. The energy level design process of Example 1 for detecting 2,6-diisoprofil phenol is described with reference to FIG.

폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 진공을 기준으로 한 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -0.01eV이다. 따라서 음극의 에너지준위는 상기 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 에너지준위인 -5.93eV보다 높은 에너지준위를 갖는 전극이 필요하다. 본 실시예1에서는 가전자대의 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -5.12eV인 백금(Pt)을 음극으로 사용한다. 따라서 백금(Pt)으로 이루어진 음극에 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 접촉하면 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생기는 양공으로 음극에서 전자가 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.The energy level of the valence band 2,6-diisoprophylphenol based on the vacuum of the valence band is -5.93 eV, and the energy level of the conduction band is -0.01 eV. Therefore, the energy level of the negative electrode requires an electrode having an energy level higher than -5.93 eV, which is the energy level of the valence band of 2,6-diisoprophylphenol, which is the lung cancer group material. In Example 1, platinum (Pt) whose energy level is -5.93 eV and the conduction band is -5.12 eV is used as the cathode. Therefore, when 2,6-diisoprophyl phenol, a lung cancer substance, is contacted with a cathode composed of platinum (Pt), electrons can move from the cathode to a hole generated in the valence band of 2,6-diisoprophyl phenol, a lung cancer substance. It has an energy level structure.

본 실시예1에서 검측하는 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀은 가전자대의 에너지준위가 낮은 -5.93eV이므로 이보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질이 필요하다. 본 실시예1에서는 가전자대의 에너지준위가 -6.72eV인 [C60]을 양극측이동유도물질로 사용한다. 양극측이동유도물질로 사용하는 [C60]의 가전자대의 에너지준위는, 상기 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 에너지준위 -5.93eV 보다 낮아, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 있는 전자가 [C60]의 가전자대에 생기는 양공으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.In Example 1, 2,6-diisoprophylphenol, a lung cancer-based substance detected in the present invention, has a low energy level of -5.93 eV in the valence band, and thus requires a cathode-side mobile induction material having a lower energy level. In Example 1, [C60] having an energy level of -6.72 eV in the valence band is used as the anode-side inductive material. The energy level of the valence band of [C60] used as the anode-side transport inducing substance is lower than the energy level of the valence band of the 2,6-diisoprophylphenol, which is the lung cancer group substance, at -5.93 eV. The electrons in the valence band of soprophyllphenol have an energy level structure that can move to the positive holes generated in the valence band of [C60].

상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 전도대의 에너지준위가 -3.89eV이고, 양극으로 사용하는 FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 상기 [C60]의 전도대에 여기된 전자가 양극으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.Since the energy level of the conduction band of [C60], which is the anode-side inductive substance, is -3.89 eV, and the energy level of the valence band of the FTO used as the anode, is -4.85 eV, the electrons excited in the conduction band of [C60] are anodes. It has an energy level structure that can move to.

즉, 조건이 충족되었을 시, 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 전자대에 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 상기 [C60]의 가전자대에 생기는 양공으로 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 전자가 이동하고, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생기는 양공으로 음극인 백금(Pt)에서 전자가 이동하는 에너지준위를 갖게 된다.That is, when the condition is satisfied, electrons excited in the electron band of [C60] which is the anode-side transfer inducing substance move to the anode, and holes generated in the valence band of [C60] are lung cancer-causing substances 2,6- The electrons of the diisoprophyl phenol are moved, and the electrons move in the platinum (Pt), which is a cathode, as holes generated in the valence band of the 2,6-diisoprophyl phenol.

상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 여기에는 438nm의 파장을 갖는 광원 2.83eV 이상의 파워가 필요하다. 따라서 상기 여기에너지공급부에서 공급하는 광에너지는 상기 조건을 충족하는 광원을 사용한다. 예를 들어 상기 조건을 충족하는 할로겐 램프가 사용될 수 있다.Excitation of [C60], which is the anode-side mobile induction material, requires a power of 2.83 eV or more, which has a wavelength of 438 nm. Therefore, the light energy supplied from the excitation energy supply unit uses a light source that satisfies the above conditions. For example, a halogen lamp that meets the above conditions can be used.

도23은 상기와 같은 과정을 거쳐 설계된 에너지준위 및 해당 물질을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 유입되었을 경우 에너지준위에 따라 1번의 여기 과정을 거쳐 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 설계되었다.Figure 23 shows the energy level and the corresponding material designed through the process as described above, as shown in the figure, once the excitation process according to the energy level when 2,6-diisoprophylphenol which is a cancer-causing substance is introduced It is designed to move electrons from cathode to anode via

3) 센서전극부 구성3) Sensor electrode part composition

도3에서 도시되는 바와 같이, 케이스(125) 내부에 양극(121)과 음극(124)을 장착하여 본 실시예1에 의한 센서전극부(120)를 구성한다.As shown in FIG. 3, the sensor electrode unit 120 according to the first embodiment is configured by mounting the anode 121 and the cathode 124 in the case 125.

상기 양극(121)과 음극(124)에 전원공급부(180)를 통해 동작전원을 공급하고, 상기 양극(121)과 음극(124) 사이를 흐르는 전류를 검출할 수 있도록 검출부(110)를 연결한다.The operating power is supplied to the positive electrode 121 and the negative electrode 124 through a power supply unit 180, and the detection unit 110 is connected to detect a current flowing between the positive electrode 121 and the negative electrode 124. .

상기 케이스(125)는 투명전극인 양극(121)이 장착되는 면, 또는 케이스 전체를 투명재질(예: 유리, 석영 등)로 구성하여 여기에너지공급부(130)인 광원(131)에서 공급하는 광이 투명전극인 양극(121)에 조사될 수 있도록 구성한다.The case 125 is formed of a transparent material (eg, glass, quartz, etc.) on the surface on which the anode 121, which is a transparent electrode, is mounted, and light supplied from the light source 131, which is the excitation energy supply unit 130. It is comprised so that it may irradiate to the positive electrode 121 which is this transparent electrode.

상기 케이스(125)는, 도4에서 도시되는 바와 같이, 양극이 장착되는 부위를 절개하여 광원(131)에서 조사되는 광이 직접 투명전극은 양극(121)에 조사되도록 구성할 수 있다.As shown in FIG. 4, the case 125 may be configured such that the light irradiated from the light source 131 is directly irradiated to the anode 121 by cutting the portion where the anode is mounted.

도면 중 미설명 부호 (122)는 양극측이동유도물질, (1)은 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 포함된 호기(날숨)를 나타낸다.In the figure, reference numeral 122 denotes an anodic-side moving inducer, and 1 denotes an expiration (exhalation) containing 2,6-diisoprophylphenol which is a lung cancer-based substance.

상기 호기(날숨)(1)은 센서전극부(120) 후면에 위치한 펌프(미도시)에 의해 센서전극부(120) 내부를 통과하는 것으로, 그 상세한 설명은 생략한다.The exhalation (exhalation) 1 passes through the inside of the sensor electrode unit 120 by a pump (not shown) located at the rear of the sensor electrode unit 120, and a detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 구성된 센서전극부(120)에는 도26에서 도시되는 바와 같이, 결합구조물을 통해 호기포집장치(190)가 결합된다.As illustrated in FIG. 26, the air collecting device 190 is coupled to the sensor electrode unit 120 configured as described above through the coupling structure.

4) 시스템 구성4) System Configuration

도1에서 도시되는 바와 같이, 센서전극부(120)에 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 조사될 수 있도록 하고, 상기 센서전극부(120)에 검출부(110)를 연결한다. 이후, 상기 검출부(110)와, 여기에너지공급부(130)와, 데이터저장부(140)와, 표시부(160)와, 통신부(170)를 제어부(150)에 접속하여 본 실시예1에 의한 검출 시스템을 구성한다. 상기 전원공급부(180)는 각 구성요소에 동작전원을 공급한다. As shown in FIG. 1, the light source 131 of the excitation energy supply unit 130 is irradiated to the sensor electrode unit 120, and the detection unit 110 is connected to the sensor electrode unit 120. Thereafter, the detection unit 110, the excitation energy supply unit 130, the data storage unit 140, the display unit 160, and the communication unit 170 are connected to the control unit 150 to detect the first embodiment. Configure the system. The power supply unit 180 supplies operating power to each component.

상기 제어부(150)는 마이크로프로세서, 또는 컴퓨터 시스템으로 구성됨이 바람직하며, 상기 데이터저장부(140)는 상기 제어부(150)의 내부메모리, 또는 상기 제어부(150)의 제어를 받는 외부메모리로 구성됨이 바람직하다. Preferably, the controller 150 is configured as a microprocessor or a computer system, and the data storage 140 is configured as an internal memory of the controller 150 or an external memory controlled by the controller 150. desirable.

상기 데이터저장부(140)에는 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 검측 결과 및, 2,6-디이소프롤필페놀의 양과 전류량의 상관관계를 나타낸 데이터테이블 등이 저장된다. The data storage unit 140 stores a detection result of 2,6-diisoprophyl phenol which is a lung cancer-causing substance, and a data table showing a correlation between the amount of 2,6-diisoprophyl phenol and the amount of current.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예1의 동작에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the first embodiment configured as described above will be described in detail.

먼저, 도26에서 도시되는 바와 같이 호기를 포집한다. 피술자가 (a)에서 도시되는 바와 같이 호기유입관(191)을 입에 물고 불면, 도 26 (b)에서 도시되는 바와 같이 부는 힘에 의해 유입개폐수단(192)이 열리고, 호기포켓(193)이 부풀어 오르며 포집공간(195)에 호기가 포집된다. First, as shown in Fig. 26, exhalation is collected. When the operator bites and blows the exhalation inlet pipe 191 into the mouth as shown in (a), the inflow opening and closing means 192 is opened by the blowing force as shown in Fig. 26 (b), and the exhalation pocket 193 This swells and exhalation is collected in the collecting space 195.

이후, 도26 (c)에서 도시되는 바와 같이, 상기 호기포집장치(190)를 센서전극부(120)에 결착시킨다. 그러면, 호기유도관(127)에 의해 호기유출관(196)에 마련된 유출개폐수단(197)에 열러 상기 호기유도관(127)을 통해 센서전극부(120)로 호기가 공급되게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 26 (c), the exhalation collecting device 190 is attached to the sensor electrode unit 120. Then, the exhalation opening means 197 provided in the exhalation outlet pipe 196 by the exhalation induction pipe 127 is opened to supply the exhalation to the sensor electrode unit 120 through the exhalation induction pipe 127.

도26 (d)는 상기 호기포켓(193)을 고무와 같은 신축성 있는 재질로 구성하였을 경우 그 탄성력에 의해 상기 호기유도관(127)을 통해 호기가 유출되는 것을 나타낸 것이고, 도26 (e)는 상기 호기포켓(193)을 비닐과 같이, 신축성이 없는 재질로 구성하였을 경우 팬(126)을 통해 센서전극부(120)에 호기를 공급하는 것을 나타낸 것이다. Figure 26 (d) shows that when the exhalation pocket 193 is made of a flexible material such as rubber, exhalation flows out through the exhalation guide pipe 127 by its elastic force, Figure 26 (e) When the exhalation pocket 193 is made of a material having no elasticity, such as vinyl, it shows that exhalation is supplied to the sensor electrode unit 120 through the fan 126.

상기 호기는 도26 (e)에서 도시되는 바와 같이, 팬(126)을 이용함이 바람직하다. 상기 팬(126)을 이용할 경우 공급되는 호기량 및 공급여부를 제어할 수 있다.The exhalation is preferably using a fan 126, as shown in Figure 26 (e). When using the fan 126, it is possible to control the amount of exhalation supplied and whether or not to supply.

상기 호기포집장치(190)에 포집된 호기가 호기유도관(127)을 통해 센서전극부(120)에 유입되고, 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 온(ON)되면, 상기 광원(131)에서 조사되는 광에너지가 상기 양극측이동유도물질(122)인 [C60]에 여기 에너지를 공급하게 된다.When the exhaled air collected in the exhalation trap device 190 flows into the sensor electrode unit 120 through the exhalation induction pipe 127, the light source 131 of the excitation energy supply unit 130 is turned on (ON), The light energy irradiated from the light source 131 supplies excitation energy to [C60], which is the anode-side movement inducing material 122.

그러면 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하게 되며, 상기 [C60]의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다. [C60]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -3.89eV로 양극인 FTO의 가전자대의 에너지준위인 -4.85eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극인 FTO로 이동하게 된다.Then, the electrons in the valence band of [C60], which is the anode-side movement inducing material, are excited with a conduction band, and a hole is generated in the valence band of [C60]. The energy level of the electrons excited by the conduction band of [C60] is -3.89 eV, which is higher than the energy level of -4.85 eV of the valence band of the anode FTO, and the electrons excited by the conduction band move to the anode FTO.

이러한 상태에서, 호기에 포함된 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 양극인 FTO와 음극인 백금{Pt) 사이에 유입되면, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -6.72eV)으로 이동하고, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다.In this state, when 2,6-diisoprophyl phenol which is a lung cancer group substance contained in expiration flows between FTO which is a positive electrode and platinum (Pt) which is a negative electrode, it is in the valence band of the 2, 6- diisoprophyl phenol. The electrons (energy level: -5.93 eV) move to the hole (energy level: -6.72 eV) generated in the valence band of [C60] which is the anode-side transfer inducing substance, and the valence band of the 2,6-diisoprophylphenol. Holes will be generated in.

그러면 상기 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -5.93eV)으로 음극인 백금(Pt)의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 이동하게 된다.Then, the electrons (energy level: -5.93eV) in the valence band of platinum (Pt) as the positive hole (energy level: -5.93 eV) generated in the valence band of the lung cancer-causing substance 2,6-diisoprophylphenol Will move.

이후, 상기 여기에너지공급부(130)에서 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 음극에서 양극으로 상기 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 분자 수에 비례하는 수의 전자가 지속적으로 이동하게 된다.Thereafter, as long as the excitation energy is supplied from the excitation energy supply unit 130, the above process is repeated, and the number of electrons proportional to the number of molecules of 2,6-diisoprophylphenol, the lung cancer-causing substance, is changed from the cathode to the anode. Will continue to move.

상기 검출부(110)는 상기 음극과 양극 사이에 흐르는 전류(전자의 이동)를 검출한다.The detector 110 detects a current (movement of electrons) flowing between the cathode and the anode.

상기 제어부(150)는 상기 검출부(110)를 통해 전류가 흐르는 지의 여부를 검출하여 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 존재하는지의 여부를 판단하고, 전류의 양으로부터 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 양을 판단하게 된다. 즉, 검출된 전류량을 상기 데이터저장부(140)에 저장된 폐암기인물질의 양과 전류량과의 관계를 나타내는 데이터테이블과 비교하여 얼마만큼의 2,6-디이소프롤필페놀이 유입되었는지를 산출하게 된다.The controller 150 detects whether a current flows through the detector 110 to determine whether 2,6-diisoprophylphenol, a lung cancer-causing substance, is present, and determines whether lung cancer-causing substance is present from the amount of current. The amount of 2,6-diisoprophylphenol is determined. That is, the amount of 2,6-diisoprophylphenol introduced is calculated by comparing the detected current amount with a data table indicating a relationship between the amount of lung cancer-causing substance and the current amount stored in the data storage 140.

이후, 상기 제어부(150)는 상기 검측에 대한 정보(검측과정, 검측조건, 검측결과 등)를 데이터저장부(140)에 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내며, 상기 통신부(170)를 통해 외부기기와 교환하게 되는 것으로, 이와 같은 과정을 반복 수행하여 폐암기인물질을 지속적으로 검측하게 된다.Thereafter, the controller 150 stores the information on the detection (detection process, detection condition, detection result, etc.) in the data storage unit 140, is displayed through the display unit 160, and through the communication unit 170. By exchanging with an external device, this process is repeated to continuously detect lung cancer.

이때, 상기 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 흐르는 전류를 검출함으로써 폐암기인물질의 분자 수에 비례하는 정확하고 정밀한 검측을 할 수 있게 된다.At this time, by detecting the current flowing through the electrons donated from the lung cancer substance, it is possible to perform accurate and accurate detection proportional to the number of molecules of the lung cancer substance.

즉, 호기에 포함된 폐암기인물질의 존재 유무로 암 세포의 존재 유무를 검출하고, 폐암기인물질의 양으로 암의 진행 정도를 판단하게 된다. 암의 종류는 동일한 시료에서 검출되는 2개 이상이 폐암기인물질의 구성비로 판단한다. That is, the presence or absence of lung cancer phosphorus substance contained in the exhalation detects the presence or absence of cancer cells, and determine the extent of cancer by the amount of lung cancer phosphorus substance. The type of cancer is determined by the composition ratio of two or more lung cancer-causing substances detected in the same sample.

암 진행 정도는 폐암기인물질의 양과 암 진행 정도를 나타내는 데이터테이블을 참조하여 판단하며, 암의 종류는 폐암기인물질의 구성비와 암 종류에 대한 데이터테이블을 참조하여 판단한다.The cancer progression is determined by referring to the data table indicating the amount of cancer and the progression of cancer, and the type of cancer is determined by referring to the data table of the composition ratio of cancer and the type of cancer.

폐암센서의 정밀도에 대해 설명하면 다음과 같다.The precision of the lung cancer sensor is described as follows.

약 500cc의 호기에 포함된 분자수는 약 1.19×1022개 이다.The number of molecules in the expiration of about 500cc is about 1.19 × 10 22 .

이 500cc의 호기 1ppt에 포함된 분자수는, The number of molecules contained in 1 ppt of aerobic gas of 500 cc is

1.19×1022×10-12 = 1.19×1010 개 이다.1.19 × 10 22 × 10 -12 = 1.19 × 10 10 .

이를 전하량으로 나타내면,If this is expressed as the amount of charge,

(1.19×1010)×(1.62×10)-19C) = 약 1.19×10-9C = 1.9nA 이다.(1.19 × 10 10 ) × (1.62 × 10 ) -19 C) = about 1.19 × 10 -9 C = 1.9 nA.

즉, 500cc의 호기 속에 폐암기인물질이 1ppt 만큼 포함되었다 하더라도 이를 검출할 수 있다.That is, even if 1 ppt of lung cancer-causing substance is included in the expiration of 500cc it can be detected.

만약, 500cc의 호기 중 1ppt 만큼의 공기 속에 1% 만큼의 폐암기인물질이 포함되어 있다고 하면 약 19pA의 전하량을 나타낸다.If 1 ppt of air contains 1% of lung cancer substance in 500cc of exhaled air, the charge amount is about 19pA.

상기 나노 암페아(nA)나, 피코 암페아(pA) 단위의 전하량을 검출하는 검출부(110)의 구성은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration of the detection unit 110 for detecting the charge amount in the nano-ampere (nA) or pico-ampere (pA) unit is well known, its detailed description is omitted.

한편, 본 발명 중 이동유도물질(양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질)을 구성하는 [C60] 풀러렌 및 리튬이온내포풀러렌은 전자운을 포함한 크기가 약 1nm이고, 상기 리튬이온내포풀러렌과 색소로 이루어진 초분자의 크기는 약 2nm이다.On the other hand, in the present invention [C60] fullerene and lithium ion-encapsulated fullerene constituting a mobile induction material (anode-side mobile induction material, negative electrode-side mobile induction material) is about 1nm in size including an electron cloud, the lithium ion containing fullerene and The supramolecular molecule consists of pigments of about 2 nm in size.

따라서 상기 500cc 호기에 1ppt의 폐암기인물질이 있다고 하고, 그 이동유도물질을 리튬이온내포풀러렌과 색소로 이루어진 초분자(약 2nm)로 구성하였다고 할 경우, 상기 폐암기인물질이 동시에 반응하기 극판의 크기는 약 (0.22mm ㅧ 0.22mm)의 크기면 충분하다. 상기 500cc 중 1ppt 만큼의 호기 내에 1%의 폐암기인물질이 있다고 할 경우에는 더욱 작은 크기의 극판으로 양극(또는 음극)을 만들 수 있다.Therefore, if the 500cc unit is said to have 1ppt of lung cancer phosphorus substance, and the mobile induction substance is composed of ultra-molecules (about 2nm) composed of lithium ion containing fullerene and pigment, the size of the plate to react the lung cancer phosphorus substance at the same time is A size of about (0.22 mm ㅧ 0.22 mm) is sufficient. If there is 1% of lung cancer-causing substances in the exhalation amount of 1 ppt out of 500cc, the positive electrode (or the negative electrode) may be made of a smaller sized electrode plate.

즉, 폐암기인물질의 분자수에 비례하는 수의 전자가 이동하도록 하고, 그 이동된 전자의 수를 직접 검출함으로써 ppt 레벨의 정밀도, 또는 그 이상의 더욱 정밀도를 갖는 폐암 센서를 구성할 수 있다.That is, a lung cancer sensor having a precision of ppt level or more can be configured by allowing electrons in proportion to the number of molecules of the lung cancer substance to move, and directly detecting the number of moved electrons.

<실시예2>Example 2

본 실시예2에서는 폐암이 발생하였을 때 나타나는 폐암기인물질의 하나인 톨루엔(Toluene)을 검출하는 것을 예로 하여 설명한다.In Example 2, the detection of toluene, which is one of lung cancer-causing substances, which occurs when lung cancer occurs, will be described as an example.

본 실시예2에서는 실시예1과 마찬자지로 양극으로 FTO를 사용하고, 음극으로 백금(Pt)을 사용한 것을 예로 하여 한다. In Example 2, as in Example 1, FTO is used as the positive electrode and platinum (Pt) is used as the negative electrode.

또한 본 실시예2에 있어서는 양극측제2이동유도물질로 이산화 타이타늄(Titanium dioxide, [TiO₂])과, 양극측제1리튬내포풀러렌 헥사 플루오르 포스페이트 염([Li+@C60][PF6-])을 사용한 것을 예로 하여 설명한다.In addition, in Example 2, titanium dioxide (TiO₂) and anolyte 1 lithium-polyphorus fullerene hexafluorophosphate salt ([Li + @ C60] [PF6 ]) were used as the anode-side secondary migration inducing substance. This will be described as an example.

따라서 본실시예2에 의한 센서전극부는 양극으로 FTO를 사용하고, 이 FTO에 [TiO₂]과 [Li+@C60][PF6-]을 전기 영동시키고, 음극으로 백금(Pt)을 사용하여 구성한다. 또한, 상기 [TiO₂]과 [Li+@C60][PF6-]에 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부를 더 포함하여 구성하며, 상기 여기에너지공급부는 광에너지를 공급하는 것을 예로 하여 설명한다.Therefore, the sensor electrode part according to the second embodiment uses FTO as an anode, electrophoreses [TiO₂] and [Li + @ C60] [PF6 ] to the FTO, and uses platinum (Pt) as the cathode. . In addition, the [TiO₂] and [Li + @ C60] [PF6 -] will be described by configuring further comprises an excitation energy supply for supplying the excitation energy and to supply the light energy where the energy supply is an example.

또한 본 실시예2에 있어서는 실시예1에서와 같이, 검출부와, 표시부와, 데이터저장부 및 통신부를 구비하는 것을 예로 하여 설명하며, 호기(날숨) 중에 포함된 톨루엔을 검출하는 것을 예로 하여 설명한다. In the second embodiment, as in the first embodiment, a detection unit, a display unit, a data storage unit, and a communication unit are described as an example, and the detection of toluene contained in the exhalation (exhalation) will be described as an example. .

이와 같이 본 실시예2를 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 구성 및 실시예들은 본 실시예로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.The reason why the present embodiment 2 is configured as described above is that other configurations and embodiments according to the technical idea of the present invention can be easily understood from the present embodiment.

이하, 상기와 같이 본 실시예2의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the second embodiment as described above with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

1) 호기포집장치 구성1) Composition of Exhalation Collector

실시예1에서와 같이, 정량외피(194) 내부에 호기포켓(193)을 끼우고, 이 호기포켓(193) 일측에 호기유입관(191) 및 유입개폐수단(192)을 구비하고, 대향측에 호기유출관(196) 및 유출개폐수단(197)을 구비하여 구성한다.As in Example 1, the exhalation pocket 193 is inserted into the inside of the quantitative jacket 194, and an exhalation inlet pipe 191 and an inflow opening / closing means 192 are provided on one side of the exhalation pocket 193, and on the opposite side. It is configured to include an exhalation outlet pipe 196 and the outlet opening and closing means 197.

2) 센서전극부의 에너지준위 설계2) Energy level design of sensor electrode

톨루엔을 검출하기 위한 본 실시예2의 에너지준위 설계 과정을 도24를 참조하여 설명하면 다음과 같다. An energy level design process of the second embodiment for detecting toluene will be described with reference to FIG. 24 as follows.

폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 진공을 기준으로 한 에너지준위는 -6.55eV이고, 전도대의 에너지준위는 -0.18eV이다. 따라서 음극의 에너지준위는 상기 폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 에너지준위인 -6.55eV보다 높은 에너지준위를 갖는 전극이 필요하다. 본 실시예2에서는 가전자대의 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -5.12eV인 백금(Pt)을 음극으로 사용한다. 따라서 백금(Pt)으로 이루어진 음극에 폐암기인물질인 톨루엔이 접촉하면 에너지준위 차에 의하여 폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대에 생기는 양공으로 음극에서 전자가 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.The energy level based on the vacuum of the valence band of toluene, a cancer-causing substance, is -6.55 eV, and the energy level of the conduction band is -0.18 eV. Therefore, the energy level of the cathode needs an electrode having an energy level higher than -6.55 eV, which is the energy level of the valence band of toluene, which is a lung cancer base material. In the second embodiment, platinum (Pt) whose energy level is -5.93 eV and the conduction band is -5.12 eV is used as the cathode. Therefore, when toluene, a lung cancer base material, comes into contact with the cathode made of platinum (Pt), it has an energy level structure that allows electrons to move from the cathode as holes generated in the valence band of toluene, a lung cancer base material, due to the difference in energy levels.

본 실시예2에서 검측하는 폐암기인물질인 톨루엔은 가전자대의 에너지준위가 매우 낮은 -6.55eV이므로 이보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질이 필요하다. 본 실시예2에서는 가전자대의 에너지준위가 -7.70eV인 [Li+@C60][PF6-]를 양극측제1이동유도물질로 사용한다. 양극측제1이동유도물질로 사용하는 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대의 에너지준위는, 상기 폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 에너지준위 -6.55eV 보다 낮아, 상기 톨루엔의 가전자대에 있는 전자가 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에 생기는 양공으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.Toluene, a lung cancer-based substance detected in Example 2, has a very low energy level of -6.55 eV in the valence band, and thus an anode-side inducing substance having a lower energy level is required. In Example 2, [Li + @ C60] [PF6-] having the valence band energy level of −7.70 eV is used as the anode-side first moving inducing substance. The energy level of the valence band of [Li + @ C60] [PF6-], which is used as the anode-side first mobile inducer, is lower than the energy level of the valence band of toluene, the lung cancer-causing substance, of -6.55 eV. The electrons have an energy level structure that can move to the positive holes in the valence band of [Li + @ C60] [PF6-].

상기 양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 전도대의 에너지준위가 -4.90eV이고, 양극으로 사용하는 FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 상기 [Li+@C60][PF6-]의 전도대에 있는 전자가 직접 양극으로 이동할 수 없다. 따라서 이를 매개할 양극측제2이동유도물질이 필요하다.Since the energy level of the conduction band of [Li + @ C60] [PF6-], which is the anode-side first moving induction material, is -4.90 eV, and the energy level of the valence band of FTO used as the anode is -4.85 eV, the [Li + @ C60 ] The electrons in the conduction band of [PF6-] cannot move directly to the anode. Therefore, a positive electrode-side second moving material is required.

양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 전도대의 에너지준위가 -4.90eV이고, 양극 FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 양극측제2이동유도물질은 -4.90eV 보다 낮은 에너지준위를 갖는 가전자대와, -4.85eV 보다 높은 에너지준위를 갖는 전도대로 이루어진 물질이 필요하다.The energy level of the conduction band of [Li + @ C60] [PF6-], the anode-side first induction material, is -4.90 eV, and the energy level of the valence band of the anode FTO is -4.85 eV. What is needed is a material consisting of a valence band with an energy level lower than eV and a conduction band with an energy level higher than -4.85 eV.

이산화 타이타늄(Titanium dioxide, [TiO₂])은 가전자대의 에너지준위가 -6.21eV이고, 전도대의 에너지준위가 -3.21eV로 위의 조건을 충족하므로 이 [TiO₂]를 양극측제2이동유도물질로 사용한다. 그러면 상기 [TiO₂]의 전도대에 여기된 전자가 양극으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.Titanium dioxide (TiO₂) has -6.21eV energy level in valence band and -3.21eV energy level in conduction band. do. Then, the electron excited in the conduction band of [TiO₂] has an energy level structure that can move to the anode.

즉, 조건이 충족되었을 시, 상기 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 전자대에 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 상기 [TiO₂]의 가전자대에 생기는 양공으로 양극측제1유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 전도대에 여기된 전자가 이동하고, 상기 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에 생기는 양공으로 폐암기인물질인 톨루엔의 전자가 이동하고, 상기 톨루엔의 가전자대에 생기는 양공으로 음극인 백금(Pt)에서 전자가 이동하는 에너지준위를 갖게 된다.That is, when the conditions are satisfied, the electrons excited in the electron band of [TiO₂], which is the anode-side second mobile induction material, move to the anode, and the positive holes in the valence band of [TiO₂] are [ Electrons excited in the conduction band of Li + @ C60] [PF6-] move, and electrons of toluene, a lung cancer-causing substance, move to holes generated in the valence band of [Li + @ C60] [PF6-]. The positive holes in the magnetic field cause the electrons to move in the platinum (Pt) cathode.

상기 양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 여기에는 457nm의 파장을 갖는 광원 2.8eV 이상의 파워가 필요하고, 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 여기에는 413nm의 파장을 갖는 광원 3.0eV 이상의 파워가 필요하다. 따라서 상기 여기에너지공급부에서 공급하는 광에너지는 상기 조건을 충족하는 광원을 사용한다.[Li + @ C60] [PF6-], which is the anode-side first mobile induction material, requires a power of 2.8 eV or more with a light source having a wavelength of 457 nm, and a wavelength of 413 nm for the [TiO₂], which is the second-side mobile induction material. Power of 3.0 eV or more is required. Therefore, the light energy supplied from the excitation energy supply unit uses a light source that satisfies the above conditions.

도24는 상기와 같은 과정을 거쳐 설계된 에너지준위 및 해당 물질을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 폐암기인물질인 톨루엔이 유입되었을 경우 에너지준위에 따라 2번의 여기 과정을 거쳐 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 설계되었다.Figure 24 shows the energy level and the material designed through the process as described above, as shown in the figure, when toluene, a lung cancer-causing substance, is introduced into the electron from the cathode to the anode through two excitation processes according to the energy level It is designed to move.

3) 센서전극부 구성3) Sensor electrode part composition

도5에서 도시되는 바와 같이, 케이스(125) 내부에 양극(121)과 음극(124)을 장착하고, 상기 양극(121)과 음극(124)에 전원공급부(180)를 통해 동작전원을 공급하고, 상기 양극(121)과 음극(124) 사이에 흐르는 전류를 검출할 수 있도록 검출부(110)를 연결하여 본 실시예2에 의한 센서전극부(120)를 구성한다.As shown in FIG. 5, the cathode 121 and the cathode 124 are mounted inside the case 125, and the operating power is supplied to the anode 121 and the cathode 124 through the power supply unit 180. In addition, the detection unit 110 is connected to detect the current flowing between the anode 121 and the cathode 124 to form the sensor electrode unit 120 according to the second embodiment.

상기 케이스(125)는 투명전극인 양극(121)이 장착되는 면, 또는 케이스 전체를 투명재질로 구성하여 여기에너지공급부(130)인 광원(131)에서 공급하는 광이 투명전극인 양극(121)에 조사될 수 있도록 구성한다.The case 125 has a surface on which the anode 121, which is a transparent electrode, is mounted, or the entire case is made of a transparent material, and the light supplied from the light source 131, which is the excitation energy supply unit 130, is the anode 121, which is a transparent electrode. Configure it to be investigated.

도면 중 미설명 부호 (122a)는 양극측제1이동유도물질, (122b)는 양극측제2이동유도물질을 각각 나타내며, (1)은 폐암기인물질인 톨루엔이 포함된 호기(날숨)를 나타낸다.In the figure, reference numeral 122a denotes an anode-side first moving inducer, and 122b denotes an anode-side second moving inducer, and (1) represents an exhalation (exhalation) containing toluene, which is a lung cancer-causing substance.

상기 호기(날숨)(1)은 센서전극부(120) 후면에 위치한 펌프(미도시)에 의해 센서전극부(120) 내부를 통과하도록 구성된다.The exhalation (exhalation) 1 is configured to pass through the inside of the sensor electrode 120 by a pump (not shown) located in the rear of the sensor electrode 120.

4) 시스템 구성4) System Configuration

도1에서 도시되는 바와 같이, 센서전극부(120)에 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 조사될 수 있도록 하고, 상기 센서전극부(120)에 검출부(110)를 연결한다. 이후, 상기 검출부(110)와, 여기에너지공급부(130)와, 데이터저장부(140)와, 표시부(160)와, 통신부(170)를 제어부(150)에 접속하여 본 실시예2에 의한 검출 시스템을 구성한다. 상기 전원공급부(180)는 각 구성요소에 동작전원을 공급한다. As shown in FIG. 1, the light source 131 of the excitation energy supply unit 130 is irradiated to the sensor electrode unit 120, and the detection unit 110 is connected to the sensor electrode unit 120. Thereafter, the detection unit 110, the excitation energy supply unit 130, the data storage unit 140, the display unit 160, and the communication unit 170 are connected to the control unit 150 to detect the second embodiment. Configure the system. The power supply unit 180 supplies operating power to each component.

상기 데이터저장부(140)에는 톨루엔의 검측 결과 및, 톨루엔의 양과 전류량의 상관관계를 나타낸 데이터테이블 등이 저장된다. The data storage unit 140 stores a result of detection of toluene and a data table indicating a correlation between the amount of toluene and the amount of current.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예2의 동작에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the second embodiment configured as described above will be described in detail.

상기 호기포집장치(190)에 포집된 호기가 호기유도관(127)을 통해 센서전극부(120)에 유입되고, 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 온(ON)되면, 상기 광원(131)에서 조사되는 광에너지가 상기 양극측제1이동유도물질(122a)인 [Li+@C60][PF6-]과 양극측제2이동유도물질(122b)인 [TiO₂]에 여기 에너지를 공급하게 된다.When the exhaled air collected in the exhalation trap device 190 flows into the sensor electrode unit 120 through the exhalation induction pipe 127, the light source 131 of the excitation energy supply unit 130 is turned on (ON), The light energy irradiated from the light source 131 supplies excitation energy to [Li + @ C60] [PF6-], which is the anode-side first movement inducing material 122a, and [TiO₂], which is the anode-side second movement inducing material 122b. do.

그러면 상기 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하게 되며, 상기 [TiO₂]의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다. [TiO₂]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -3.21eV로 양극인 FTO의 가전자대의 에너지준위인 -4.85eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극인 FTO로 이동하게 된다.Then, the electrons in the valence band of [TiO₂], which is the anode-side second moving induction material, are excited with a conduction band, and holes are generated in the valence band of [TiO₂]. The energy level of electrons excited by the conduction band of [TiO₂] is -3.21 eV, which is higher than the energy level of -4.85 eV, which is the valence band of the FTO, which is the anode, and the electrons excited by the conduction band move to the FTO, which is the anode.

상기 광원(131)에서 조사되는 광에너지에 의해 양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기되고, 상기 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에는 양공이 생성된다. 상기 [Li+@C60][PF6-]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -4.90eV로 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 가전자대의 에너지준위인 -6.21eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 [TiO₂]의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하게 된다.By the light energy irradiated from the light source 131, the electrons in the valence band of the anode-side first moving inducer [Li + @ C60] [PF6-] are excited to the conduction band, and the [Li + @ C60] [PF6-] A hole is generated in the valence band of. The energy level of electrons excited by the conduction band of [Li + @ C60] [PF6-] is -4.90 eV, which is higher than the energy level of -6.21 eV, which is the valence band of [TiO₂], which is the anode-side second moving inducer. The excited electrons move to the hole formed in the valence band of [TiO₂].

이러한 상태에서, 폐암기인물질인 톨루엔이 양극인 FTO와 음극인 백금{Pt) 사이에 유입되면, 상기 톨루엔의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -6.55eV)가 상기 양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -7.70eV)으로 이동하고, 상기 톨루엔의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다.In this state, when toluene, a lung cancer-causing substance, is introduced between the anode FTO and the cathode platinum (Pt), electrons (energy level: -6.55 eV) in the valence band of the toluene are the anode-side first inducing substance. The hole moves to the valence band of [Li + @ C60] [PF6-] (energy level: -7.70 eV), and the hole is generated in the valence band of toluene.

그러면 상기 폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -6.55eV)으로 음극인 백금(Pt)의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 이동하게 된다.Then, electrons (energy level: -5.93eV) in the valence band of platinum (Pt), which is a cathode, move to the hole (energy level: -6.55eV) generated in the valence band of toluene, a lung cancer-based substance.

이후, 상기 여기에너지공급부(130)에서 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 음극에서 양극으로 상기 폐암기인물질인 톨루엔에 비례하는 수의 전자가 지속적으로 이동하게 된다.Thereafter, as long as the excitation energy is supplied from the excitation energy supply unit 130, the above process is repeated, and the number of electrons proportional to the toluene, the lung cancer-causing substance, is continuously moved from the cathode to the anode.

상기 검출부(110)는 상기 음극과 양극 사이에 흐르는 전류(전자의 이동)를 검출한다.The detector 110 detects a current (movement of electrons) flowing between the cathode and the anode.

상기 제어부(150)는 상기 검출부(110)를 통해 전류가 흐르는 지의 여부를 검출하여 폐암기인물질인 톨루엔이 존재하는지의 여부를 판단하고, 전류의 양으로부터 폐암기인물질인 톨루엔의 양을 판단하게 된다. 즉, 검출된 전류량을 상기 데이터저장부(140)에 저장된 폐암기인물질의 양과 전류량과의 관계를 나타내는 데이터테이블과 비교하여 얼마만큼의 톨루엔이 유입되었는지를 산출하게 된다.The controller 150 detects whether toluene, a lung cancer-causing substance, exists by detecting whether current flows through the detection unit 110, and determines the amount of toluene, a lung cancer-causing substance, from the amount of current. . That is, the amount of toluene introduced is calculated by comparing the detected current amount with a data table indicating a relationship between the amount of lung cancer-causing substance and the current amount stored in the data storage 140.

이후, 상기 제어부(150)는 상기 검측에 대한 정보(검측과정, 검측조건, 검측결과 등)를 데이터저장부(140)에 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내며, 상기 통신부(170)를 통해 외부기기와 교환하게 되는 것으로, 이와 같은 과정을 반복 수행하여 폐암기인물질을 지속적으로 검측하게 된다.Thereafter, the controller 150 stores the information on the detection (detection process, detection condition, detection result, etc.) in the data storage unit 140, is displayed through the display unit 160, and through the communication unit 170. By exchanging with an external device, this process is repeated to continuously detect lung cancer.

이때, 상기 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 흐르는 전류를 검출함으로써 폐암기인물질의 분자 수에 비례하는 정확하고 정밀한 검측을 할 수 있게 된다.At this time, by detecting the current flowing through the electrons donated from the lung cancer substance, it is possible to perform accurate and accurate detection proportional to the number of molecules of the lung cancer substance.

즉, 폐암기인물질인 톨루엔의 존재 유무로 암 세포의 존재 유무를 검출하고, 폐암기인물질의 양으로 암의 진행 정도를 판단하게 된다. 암의 종류는 동일한 시료에서 검출되는 2개 이상이 폐암기인물질의 구성비로 판단한다(예: 톨루엔과 2,6-디이소프롤필페놀의 구성비, 또는 톨루엔, 2,6-디이소프롤필페놀, 2-메틸피라진, 사이클로헥사논의 구성비 등) That is, the presence of cancer cells is detected by the presence or absence of toluene, which is a lung cancer substance, and the extent of cancer is determined by the amount of lung cancer substance. Two or more types of cancers detected in the same sample are determined by the composition ratio of lung cancer-causing substances (e.g., composition ratios of toluene and 2,6-diisoprophylphenol, or toluene, 2,6-diisoprophylphenol, 2 Composition of methyl pyrazine, cyclohexanone, etc.)

암 진행 정도는 폐암기인물질의 양과 암 진행 정도를 나타내는 데이터테이블을 참조하여 판단하며, 암의 종류는 폐암기인물질의 구성비와 암 종류에 대한 데이터테이블을 참조하여 판단한다.The cancer progression is determined by referring to the data table indicating the amount of cancer and the progression of cancer, and the type of cancer is determined by referring to the data table of the composition ratio of cancer and the type of cancer.

그러나 상기의 실시예들에 있어서는, 양극측이동유도물질 2개를 사용하여 폐암기인물질을 검출하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명이 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 이동유도물질 없이 본 발명의 암 센서를 구성하거나, 또는 다수개의 양극측이동유도물질이나 다수개의 음극측이동유도물질을 이용하여 본 발명의 암 센서를 구성하거나, 또는 필요한 수 만큼의 양극측이동유도물질 및 필요한 수 만큼의 음극측이동유도물질을 모두 사용하여 본 발명에 의한 암 센서를 구성할 수 있음을 밝혀둔다. 도2는 양극측이동유도물질(122)과 음극측이동유도물질(123)을 모두 사용하는 센서전극부의 구성예를 나타낸 도면이다.However, in the above embodiments, it has been described with the example of detecting lung cancer phosphorus material using two anode-side mobile induction material, it will be clear that the present invention is not limited to this. That is, the arm sensor of the present invention is constructed without a moving induction material, or the arm sensor of the present invention is constructed using a plurality of anode side moving induction materials or a plurality of cathode side moving inducing materials, or as many anode sides as necessary. It is to be understood that the cancer sensor according to the present invention can be constructed by using both the mobile induction material and the required number of cathode side mobile induction materials. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a sensor electrode part using both the positive electrode side movement inducing material 122 and the negative electrode side movement inducing material 123.

또한, 상기의 실시예들에 있어서는, 여기에너지공급부에서 광에너지를 공급하도록 하고, 그 광원을 1개로 한정한 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 다른 광원 여러 개를 사용하여 여기에너지공급부를 구성할 수 있음은 물론, 각기 다른 에너지원을 사용하여 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.In addition, in the above-described embodiments, the light source is supplied with an excitation energy supply unit, and the light source is limited to one, which has been described as an example. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, the excitation energy supply unit may be configured using several different light sources, and it may be configured to supply excitation energy using different energy sources.

또한, 상기의 실시예들에 있어서는, 폐암기인물질 1개씩을 검출하는 것을 예로하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 다수개의 폐암기인물질을 검출하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다. 예를 들어, 다수의 양극측이동유도물질이나 다수의 음극측이동유도물질 및 다수의 여기에너지공급부를 이용하여 동시에 2개 이상의 폐암기인물질을 검출하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.In addition, in the above embodiments, the detection of one lung cancer substance by one example was described as an example, but the technical spirit of the present invention is not limited to this. In other words, it can be configured to detect a number of lung cancer-causing substances. For example, it can be configured to detect two or more lung cancer-causing substances at the same time by using a plurality of anode-side inducing substances or a plurality of cathode-side inducing substances and a plurality of excitation energy supply units.

또한, 본 실시예들에 있어서는 폐암기인물질 중 톨루엔과 2,6-디이소프롤필페놀을 검출하는 것을 예로 하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 톨루엔, 2,6-디이소프롤필페놀, 2-메틸피라진, 사이클로헥사논 및 기타의 폐암기인물질을 검출하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.In addition, in the present embodiments, the technical idea of the present invention has been described by using toluene and 2,6-diisoprophylphenol as an example of lung cancer-based substance, but the technical idea of the present invention is not limited thereto. That is, it can be configured to detect toluene, 2,6-diisoprophylphenol, 2-methylpyrazine, cyclohexanone and other lung cancers.

또한, 상기의 실시예들에 있어서 상기 호기포집장치는 정량외피(194) 내부에 호기포켓(193)을 구성하고, 호기유입관(191) 및 호기유출관(196)에 일방향성을 갖는 개폐수단으로 일방향성 밸브를 사용하여 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 정량외피 없이 구성할 수 있다, 또한, 상기 개폐수단도 전자적 신호에 의해 개폐되도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.In addition, in the above embodiments, the exhalation capturing apparatus constitutes an exhalation pocket 193 inside the quantitative jacket 194, and has opening and closing means having one-way direction in the exhalation inlet tube 191 and the exhalation outlet tube 196. Although it is configured using a one-way valve to the technical spirit of the present invention is not limited to this. That is, it can be configured without a quantitative jacket, it is also noted that the opening and closing means can also be configured to be opened and closed by an electronic signal.

또한, 상기의 실시예들에 있어서 상기 호기포집장치는, 센서전극부와 별도로 구성한 것을 예로 하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 상기 호기포집장치와 센서전극부를 일체형으로 구성할 수 있다.In addition, in the above embodiments, the air trapping device has been configured separately from the sensor electrode unit, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, the exhalation collecting device and the sensor electrode unit may be integrally formed.

또한, 상기의 실시예들에 있어서는 폐암기인물질에 의해 이동하는 전자의 양을 검출하는 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 포텐시오스타트를 사용하여 CV를 측정하거나, 또는 CA를 측정하거나, 또는 CP를 측정하거나, 또는 SV를 측정하거나, 또는 LSV 등을 측정하여 폐암기인물질을 검출함은 물론 그 양을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도28에서 도시되는 바와 같이, FTO 투명전극에 [TiO₂]와, [Li+@C60][PF6-]를 영동시켜 워킹전극(W)을 구성하고, 백금전극(Pt)으로 카운터전극(CE)을 구성하고, 염화은전극(AgCl)으로 레퍼런스전극(RE)을 구성하여 석영유리 시험관에 장착한 후, 호기를 특정 용매에 희석한 후 CV 측정을 함으로써 폐암기인물질의 존재 여부 및 그 양을 측정할 수 있다. In addition, the above embodiments have been described with an example of detecting the amount of electrons moved by the lung cancer-causing substance, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto. In other words, potentiostat is used to measure CV, or measure CA, measure CP, measure SV, or measure LSV, etc. Can be. For example, as shown in FIG. 28, [TiO₂] and [Li + @ C60] [PF6-] are moved to the FTO transparent electrode to form the working electrode W, and the counter electrode is formed of the platinum electrode Pt. (CE), a reference electrode (RE) made of silver chloride electrode (AgCl), mounted on a quartz glass test tube, diluted with aerosol in a specific solvent, and then subjected to CV measurement to determine the presence and amount of lung cancer substance. Can be measured.

도29는 CV 곡선의 일부분을 확대하여 나타낸 그래프로, 폐암기인물질((가)곡선)과 그렇지 않은 물질((나)곡선)의 에너지준위 설계에 따른 반응을 나타내고 있다. (가)곡선에서 "a"는 광(여기에너지)의 조사와 차단을 주기적으로 스위칭하였을 경우 광의 여기에너지에 의해 양극측이동유도물질에 여기가 일어나 전류가 많아졌다(광 조사) 적어졌다(광 차단)하는 것을 나타낸 것이고, "b"는 광을 조사하지 않았을 때를 나타낸 것이다("b"구간은 설명의 편의를 위해 광원을 OFF 시킨 상태를 삽입하여 나타낸 것임). 이때 발생한 전류 값의 차나, 그래프 특성을 분석하여 폐암기인물질의 유무 및 양을 알 수 있다. (나)곡선은 폐암기인물질이 아니어서 여기에너지(광 조사)에 따른 변화가 없음을 나타낸다.FIG. 29 is an enlarged graph of a portion of the CV curve, showing the response according to the energy level design of the lung cancer-causing substance ((a) curve) and the substance ((b) curve). In the curve (a), when "a" is periodically switched between irradiation and blocking of light (excitation energy), excitation occurs at the anode-side inductive material due to the excitation energy of the light, which increases the current (light irradiation). "B" shows when the light is not irradiated (the "b" section shows the state where the light source was turned off for convenience of explanation). At this time, the difference between the current value and the characteristics of the graph can be analyzed to determine the presence and amount of the cancer-causing substance. (B) The curve shows that there is no change due to excitation energy (light irradiation) because it is not a lung cancer substance.

또한, 도30에서 도시되는 바와 같이, 여기 에너지로 공급되는 광원의 파장에 따른 양자수율(IPCE)을 특징 요소로 하여 암기인물질을 특정할 수 있음을 밝혀둔다.Further, as shown in FIG. 30, it is clear that the memorized substance can be specified by using quantum yield (IPCE) according to the wavelength of the light source supplied with excitation energy as a feature element.

1: 폐암기인물질
110: 검출부 120: 센서전극부
121: 양극 122: 양극측이동유도물질
122a: 양극측제1이동유도물질 122b: 양극측제2이동유도물질
123: 음극측이동유도물질 124: 음극측이동유도물질
125: 케이스 125a: 개구부
126: 팬 127: 호기유도관
130: 여기에너지공급부 131: 광원
140: 데이터저장부 150: 제어부
160: 표시부 161: 시각표시부
162: 청각표시부 170: 통신부
171: 유선통신부 172: 무선통신부
180: 전원공급부 190: 호기포집장치
191: 호기유입관 192: 유입개폐수단
193: 호기포켓 194: 정량외피
195: 포집공간 196: 호기유출관
197: 유출개폐수단 W: 워킹전극
RE: 레퍼런스전극 CE: 카운터전극
1: Lung Cancer
110: detector 120: sensor electrode
121: anode 122: anode-side transfer induction material
122a: anode-side first moving inducer 122b: anode-side second moving inducer
123: cathode-side movement inducing material 124: cathode-side movement inducing material
125: case 125a: opening
126: fan 127: aerobic induction pipe
130: excitation energy supply unit 131: light source
140: data storage unit 150: control unit
160: display unit 161: time display unit
162: hearing display unit 170: communication unit
171: wired communication unit 172: wireless communication unit
180: power supply unit 190: air collection device
191: aerobic inlet pipe 192: inlet opening and closing means
193: expiratory pocket 194: fixed outer jacket
195 Collection Space 196 Exhalation Pipe
197: opening and closing means W: working electrode
RE: reference electrode CE: counter electrode

Claims (37)

호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위가 설정된 센서전극부;
상기 센서전극부의 전자 이동을 검출하는 검출부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 나타내는 표시부;
상기 센서전극부와, 검출부와, 표시부 사이에 접속되는 제어부; 및,
상기 각 구성요소에 동작전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하여 구성되어,
상기 센서전극부에 유입되는 호기에서 폐암기인물질을 검측하여 나타냄을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
A sensor electrode part in which an energy level of a redox potential is set to move electrons from the cathode to the anode via the lung cancer phosphorus material included in the expiratory phase;
A detector for detecting electron movement of the sensor electrode unit;
A display unit for displaying information on detecting the lung cancer substance;
A control unit connected between the sensor electrode unit, the detection unit, and the display unit; And,
And a power supply unit supplying operation power to each of the components.
Lung cancer sensor using an exhalation, characterized in that by detecting the lung cancer substance in the exhalation flows into the sensor electrode.
호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위가 설정된 센서전극부;
상기 센서전극부에 전자의 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부;
상기 센서전극부의 전자 이동을 검출하는 검출부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 나타내는 표시부;
상기 센서전극부와, 여기에너지공급부와, 검출부와, 표시부 사이에 접속되는 제어부; 및,
상기 각 구성요소에 동작전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하여 구성되어,
상기 센서전극부에 유입되는 호기에서 폐암기인물질을 검측하여 나타냄을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
A sensor electrode part in which an energy level of a redox potential is set to move electrons from the cathode to the anode via the lung cancer phosphorus material included in the expiratory phase;
An excitation energy supply unit supplying excitation energy of electrons to the sensor electrode unit;
A detector for detecting electron movement of the sensor electrode unit;
A display unit for displaying information on detecting the lung cancer substance;
A control unit connected between the sensor electrode unit, the excitation energy supply unit, the detection unit, and the display unit; And,
And a power supply unit supplying operation power to each of the components.
Lung cancer sensor using an exhalation, characterized in that by detecting the lung cancer substance in the exhalation flows into the sensor electrode.
호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위가 설정된 센서전극부;
상기 센서전극부에 전자의 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부;
상기 센서전극부의 전자 이동을 검출하는 검출부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 나타내는 표시부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 저장하는 데이터저장부;
상기 센서전극부와, 여기에너지공급부와, 검출부와, 표시부와, 데이터저장부 사이에 접속되는 제어부; 및,
상기 각 구성요소에 동작전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하여 구성되어,
상기 센서전극부에 유입되는 호기에서 폐암기인물질을 검측하여 나타냄을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
A sensor electrode part in which an energy level of a redox potential is set to move electrons from the cathode to the anode via the lung cancer phosphorus material included in the expiratory phase;
An excitation energy supply unit supplying excitation energy of electrons to the sensor electrode unit;
A detector for detecting electron movement of the sensor electrode unit;
A display unit for displaying information on detecting the lung cancer substance;
A data storage unit for storing information on detecting the lung cancer substance;
A control unit connected between the sensor electrode unit, the excitation energy supply unit, the detection unit, the display unit, and the data storage unit; And,
And a power supply unit supplying operation power to each of the components.
Lung cancer sensor using an exhalation, characterized in that by detecting the lung cancer substance in the exhalation flows into the sensor electrode.
호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위가 설정된 센서전극부;
상기 센서전극부에 전자의 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부;
상기 센서전극부의 전자 이동을 검출하는 검출부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 나타내는 표시부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 저장하는 데이터저장부;
상기 폐암기인물질 검측데 대한 정보를 외부기기와 교환하는 통신부;
상기 센서전극부와, 여기에너지공급부와, 검출부와, 표시부와, 데이터저장부와, 통신부 사이에 접속되는 제어부; 및,
상기 각 구성요소에 동작전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하여 구성되어,
상기 센서전극부에 유입되는 호기에서 폐암기인물질을 검측하여 나타냄을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
A sensor electrode part in which an energy level of a redox potential is set to move electrons from the cathode to the anode via the lung cancer phosphorus material included in the expiratory phase;
An excitation energy supply unit supplying excitation energy of electrons to the sensor electrode unit;
A detector for detecting electron movement of the sensor electrode unit;
A display unit for displaying information on detecting the lung cancer substance;
A data storage unit for storing information on detecting the lung cancer substance;
A communication unit for exchanging information on detecting the lung cancer substance substance with an external device;
A control unit connected between the sensor electrode unit, the excitation energy supply unit, the detection unit, the display unit, the data storage unit, and the communication unit; And,
And a power supply unit supplying operation power to each of the components.
Lung cancer sensor using an exhalation, characterized in that by detecting the lung cancer substance in the exhalation flows into the sensor electrode.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐암기인물질은 톨루엔(Toluene), 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol), 2-메틸피라진(2-Methylpyrazine), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 2-부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the lung cancer substance is toluene (Toluene), 2,6-diisopropyl phenol (2,6-Diisopropylphenol), 2-methylpyrazine (2-Methylpyrazine), Cyclohexanone (Cyclohexanone), 2-butanone, acetic acid, acetone, acetonitrile lung cancer sensor using aerobic, characterized in that any one or more. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 호기에서 폐암기인물질을 검측하여 나타낸 경우에는, 폐암기인물질의 양을 검출하여 암의 진행 정도를 판단하여 나타냄을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The lung cancer according to any one of claims 1 to 4, wherein when the lung cancer phosphorus is detected and displayed in exhalation, the amount of lung cancer phosphorus is detected and the extent of cancer progression is determined. sensor. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 호기에서 폐암기인물질을 검측하여 나타낸 경우에는, 두 개 이상의 폐암기인물질의 비율을 산출하여 암의 종류를 판단하여 나타냄을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein when the lung cancer phosphorus substance is detected and displayed in exhalation, the ratio of two or more lung cancer phosphorus substances is calculated to determine the type of cancer. Lung cancer sensor. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산환환원전위의 에너지준위를 설계하여 전자의 이동이 이루어지록 하는 메카니즘이 다수 개 구성되어 다수 개의 폐암기인물질을 검출할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor electrode unit,
By designing the energy level of the redox potential so that electrons move from cathode to anode through the electrons donated from lung cancer material, a number of mechanisms for the movement of electrons are composed, so that a number of lung cancer material can be detected. Lung cancer sensor using exhalation, characterized in that configured to.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부의 음극 또는 양극은 투명전극으로 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The lung cancer sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein a cathode or an anode of the sensor electrode part is formed of a transparent electrode. 제 6 항에 있어서, 상기 투명전극은, FTO, ITO, AZO, GZO, TCO 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The lung cancer sensor of claim 6, wherein the transparent electrode is made of at least one of FTO, ITO, AZO, GZO, and TCO. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 및,
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 이 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자 이동이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase; And,
It comprises; an anode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus material,
When lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, the lung cancer sensor using the exhalation, characterized in that the energy level is set so that the electron transfer from the cathode to the anode via the lung cancer phosphorus material.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 및,
폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하며, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase; And,
It comprises; a positive electrode configured to have a redox potential lower than the energy level of the conduction band of the lung cancer material
When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, the electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the electrons excited by the conduction band are moved to the anode. And, lung cancer sensor using the exhalation, characterized in that the energy level is set so that the process of moving the electrons from the cathode to the hole formed in the valence band of the lung cancer-causing material.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase;
An anode configured to have a redox potential higher than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance; And,
The anode side is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the valence band of the lung cancer-causing substance, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than that of the redox potential of the anode. Transfer inducing substance; including,
When lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, the electrons in the valence band of the anode-side induction material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the conduction band of the anode-side induction material is excited. The electrons excited to move to the anode, and the electrons in the valence band of the lung cancer-causing material move to the holes formed in the valence band of the anode-side moving induction material, and the electrons from the cathode to the holes generated in the valence band of the lung cancer-causing material Lung cancer sensor using the exhalation, characterized in that the energy level is set so that the process of moving.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase;
An anode configured to have a redox potential higher than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance; And,
The anode side movement is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the conduction band of the lung cancer-causing substance, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than the energy level of the redox potential of the anode. Inducer; consisting of,
When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the valence band of the anode-side induction material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the anode-side induction material is excited. The electrons excited by the conduction band are moved to the anode, and the electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the electrons excited by the conduction cone of the lung cancer phosphorus material are excited. The electron is moved to the hole formed in the valence band of the anode-side moving induction material, and third, the energy level is set so that the process of electrons moving from the cathode to the hole formed in the valence band of the lung cancer-based material is performed. Lung cancer sensor.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 폐암기인물질에 있는 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase;
An anode configured to have a redox potential lower than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance; And,
The cathode side is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than the energy level of the valence band of the lung cancer group material. Transfer inducing substance; including,
When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the lung cancer phosphorus substance move to the anode, and second, the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit is applied to the valence band of the cathode-side mobile induction substance. Electrons excited by the conduction band, and electrons excited by the conduction band of the cathode-side transport inducing material move to the hole formed in the valence band of the lung cancer-based material, and third, the cathode is a hole generated in the valence band of the cathode-side transport inducing material. The lung cancer sensor using the exhalation, characterized in that the energy level is set so that the process of electrons in the movement.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase;
An anode configured to have a redox potential lower than the energy level of the conduction band of the lung cancer substance; And,
The cathode side is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than the energy level of the valence band of the lung cancer group material. Transfer inducing substance; including,
When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus material are excited by the conduction band by excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and excited by the conduction band of the lung cancer phosphorus material. Electrons move to the anode, and second, electrons in the valence band of the cathode-side mobile induction material are excited as conduction bands by excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and electrons excited in the conduction band of the cathode-side mobile induction material The energy level is set so that the electrons move from the cathode to the holes formed in the valence band of the lung cancer-based material, and third, the holes formed in the valence band of the cathode-side moving induction material. Lung cancer sensor.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase;
An anode configured to have a redox potential higher than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance;
The anode side is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the valence band of the lung cancer-causing substance, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than that of the redox potential of the anode. Mobile derivatives; And,
The cathode side is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than the energy level of the valence band of the lung cancer group material. Transfer inducing substance; including,
When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the valence band of the anode-side induction material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the anode-side induction is induced. The electrons excited by the conduction of the material move to the anode, and second, the electrons in the valence band of the lung cancer-causing material move to the holes generated in the valence band of the anode-side moving induction material, and third, supplied from the excitation energy supply unit. The excitation energy causes electrons in the valence band of the cathode-side mobile induction material to be excited as a conduction band, and electrons excited in the conduction band of the cathode-side mobile induction material move to the positive hole generated in the valence band of the lung cancer-based material. Energizes the electrons to move from the cathode to the holes generated in the valence band of the cathode-side movement inducing material Lung cancer sensor using exhalation, characterized in that the level is set.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the lung cancer phosphorus substance contained in the expiratory phase;
An anode configured to have a redox potential higher than that of the valence band of the lung cancer phosphorus substance;
The anode side movement is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the conduction band of the lung cancer-causing substance, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than the energy level of the redox potential of the anode. Inducer; And,
The cathode side is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, and the energy level of the redox potential of the conduction band has a higher energy level than the energy level of the valence band of the lung cancer group material. Transfer inducing substance; including,
When the lung cancer phosphorus material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the valence band of the anode-side induction material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the anode-side induction is induced. The electrons excited by the conduction of the material move to the anode, and second, the electrons in the valence band of the lung cancer phosphorus material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the excitation zone of the lung cancer phosphorus material is excited. Electrons in the valence band of the cathode-side movement inducing material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the electrons in the valence band of the anode-side movement inducing material are excited as conduction bands. Electrons excited by the conduction of the cathode-side transfer inducing material are holes generated in the valence band of the lung cancer-causing material. Fourth, lung cancer sensor using the exhalation, characterized in that the energy level is set so that the process of moving the electrons from the cathode to the hole formed in the valence band of the cathode-side movement inducing material.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부에서 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정함에 있어서, 상기 폐암기인물질에서 공여되는 전자의 양극으로의 이동을 유도하는 양극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는,
상기 폐암기인물질에서 전자를 공여받는 최초의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음번째 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고,
양극으로 전자를 공여하는 마지막의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 양극의 에너지준위보다 높게 설정하며,
그 중간단계에 있는 양극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the energy level of the redox potential is set so that the electrons move from the cathode to the anode through the electrons donated by the lung cancer-causing material in the sensor electrode unit. In the case of constituting a plurality of anode-side movement inducing substances which induce the movement of donor electrons from the lung cancer-causing substance to the anode,
The energy level of the conduction band of the first anode-side mobile induction material receiving electrons from the lung cancer-causing material is set higher than the energy level of the valence band of the next anode-side mobile induction material,
The energy level of the conduction band of the last anode-side inductive material that donates electrons to the anode is set higher than that of the anode.
The energy level of the anode-side mobile induction material in the middle stage is set to the energy level of the conduction band higher than that of the valence band of the anode-side mobile induction material in the next stage, and the energy level of the valence band is set to the previous stage. Exhaled lung cancer sensor characterized in that the lower than the energy level of the conduction band of the anode-side mobile induction material.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부에서 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정함에 있어서, 상기 음극에서 공여되는 전자의 폐암기인물질로의 이동을 유도하는 음극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는,
상기 음극에서 전자를 공여받는 최초의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음번째 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고,
폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 전자를 공여하는 마지막의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하며,
그 중간단계에 있는 음극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the energy level of the redox potential is set so that the electrons move from the cathode to the anode through the electrons donated by the lung cancer-causing material in the sensor electrode unit. In the case of constituting a plurality of cathode-side movement inducing substances that induce the transfer of electrons donated from the cathode to the lung cancer phosphorus substance
The energy level of the conduction band of the first cathode-side mobile induction material receiving electrons from the cathode is set higher than the energy level of the valence band of the next cathode-side mobile induction material,
The energy level of the conduction band of the last cathode-side mobile induction material that contributes electrons to the hole formed in the valence band of the lung cancer substance is set higher than the energy level of the valence band of the lung cancer substance.
The energy level of the cathode-side mobile induction material in the middle stage is set to the energy level of the conduction band higher than the energy level of the valence band of the cathode-side mobile induction material in the next stage, and the energy level of the valence band is set to the previous stage. The lung cancer sensor using the exhalation, characterized in that the lower than the energy level of the conduction band of the cathode-side moving induction material.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부에서 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정함에 있어서, 상기 폐암기인물질에서 공여되는 전자의 양극으로의 이동을 유도하는 양극측이동유도물질 또는, 상기 음극에서 공여되는 전자의 폐암기인물질로의 이동을 유도하는 음극측이동유도물질을 사용하여 에너지준위를 설정할 경우, 상기 양극측이동유도물질 또는, 음극측이동유도물질은,
풀러렌, 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소, 또는 이온내포풀러렌과 색소의 복합체 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the energy level of the redox potential is set so that the electrons move from the cathode to the anode through the electrons donated by the lung cancer-causing material in the sensor electrode unit. The energy level can be set using an anode-side transport inducing material that induces the movement of donor electrons from the lung cancer phosphorus material to the anode or a cathode-side transport inducing material that induces the movement of the donated electrons to the lung cancer phosphorus material. In this case, the anode-side movement inducing material, or the cathode-side movement inducing material,
A lung cancer sensor using exhalation, characterized in that it is composed of any one or more of fullerenes, fullerene salts, ion-containing fullerenes, pigments, or complexes of ion-containing fullerenes and pigments.
제 21 항에 있어서, 상기 풀러렌은, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The lung cancer sensor according to claim 21, wherein the fullerene is any one of C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, and C96. 제 21 항에 있어서, 상기 이온내포풀러렌에 내포되는 이온은, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 또는 스트론튬 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The lung cancer sensor according to claim 21, wherein the ions contained in the iontophorus fullerene are any one of lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium, and strontium. 제 21 항에 있어서, 상기 색소는, 폴리-3-헥실 티 오펜(P3HT) 등의 폴리 티 오펜, 폴리p-페닐 렌, 폴리p-페닐 렌 비닐 렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV 등의 고분자 중합체 또는 그 유도체 중 하나 이상임을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The method of claim 21, wherein the pigment is polythiophene such as poly-3-hexyl thiophene (P3HT), poly p-phenylene, poly p-phenylene vinylene, polyaniline, polypyrrole, PEDOT, P3OT, POPT, Lung cancer sensor using an exhalation, characterized in that at least one of a polymer or derivative thereof, such as MDMO-PPV, MEH-PPV. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부에서 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정함에 있어서, 상기 폐암기인물질에서 공여되는 전자의 양극으로의 이동을 유도하는 양극측이동유도물질 또는, 상기 음극에서 공여되는 전자의 폐암기인물질로의 이동을 유도하는 음극측이동유도물질을 사용하여 에너지준위를 설정할 경우, 상기 양극측이동유도물질 또는, 음극측이동유도물질은,
전기영동을 이용하여 양극 또는 음극에 포함시킴을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the energy level of the redox potential is set so that the electrons move from the cathode to the anode through the electrons donated by the lung cancer-causing material in the sensor electrode unit. The energy level can be set using an anode-side transport inducing material that induces the movement of donor electrons from the lung cancer phosphorus material to the anode or a cathode-side transport inducing material that induces the movement of the donated electrons to the lung cancer phosphorus material. In this case, the anode-side movement inducing material, or the cathode-side movement inducing material,
Lung cancer sensor using exhalation, characterized in that the electrophoresis is included in the anode or cathode.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여기에너지공급부는, 가전자대와 전도대 사이의 밴드갭 에너지 이상의 광 에너지를 공급하는 광에너지공급부, 또는 전자파 에너지를 공급하는 전자파에너지공급부, 또는 열 에너지를 공급하는 열에너지공급부 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The excitation energy supply unit according to any one of claims 2 to 4, wherein the excitation energy supply unit is an optical energy supply unit for supplying light energy equal to or greater than the bandgap energy between the valence band and the conduction band, or an electromagnetic wave energy supply unit for supplying electromagnetic energy. Lung cancer sensor using exhalation, characterized in that composed of any one or more of the thermal energy supply unit for supplying thermal energy. 제 26 항에 있어서, 상기 광에너지공급부는, 각기 다른 파장과 밝기를 가지는 하나 이상의 광 에너지를 공급함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.27. The lung cancer sensor according to claim 26, wherein the optical energy supply unit supplies one or more optical energy having different wavelengths and brightnesses. 제 26 항에 있어서, 상기 광에너지공급부의 광원은, 각기 다른 파장을 가지는 LED 광원, 또는 각기 다른 파장을 가지는 레이저 광원, 또는 할로겐 램프, 또는 수은 램프, 또는 크세논 램프 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.27. The light source of claim 26, wherein the light source of the light energy supply unit comprises at least one of an LED light source having a different wavelength, a laser light source having a different wavelength, a halogen lamp, a mercury lamp, or a xenon lamp. Lung cancer sensor using exhalation. 제 26 항에 있어서, 상기 전자파에너지공급부는, 각기 다른 파장과 세기를 가지는 하나 이상의 전자파 에너지를 공급함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.27. The lung cancer sensor according to claim 26, wherein the electromagnetic energy supply unit supplies one or more electromagnetic energy having different wavelengths and intensities. 제 26 항에 있어서, 상기 열에너지공급부는, 각기 다른 온도를 가지는 하나 이상의 열 에너지를 공급함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.27. The lung cancer sensor according to claim 26, wherein the thermal energy supply unit supplies one or more thermal energy having different temperatures. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 피술자의 호기를 포집하는 호기포집장치;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서The lung cancer sensor according to any one of claims 1 to 4, further comprising an exhalation apparatus for collecting exhalation of the subject. 제 31 항에 있어서, 상기 호기포집장치는,
호기가 포집되는 호기포켓;
상기 호기포켓 일측에 구비되어 피술자가 입에 물고 호기를 불어넣는 호기유입관; 및,
상기 호기포켓 타측에 구비되어 센서전극부로 포집된 호기를 공급하는 호기유출관;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method of claim 31, wherein the exhalation apparatus,
An exhalation pocket in which exhalation is collected;
An exhalation inlet pipe which is provided at one side of the exhalation pocket and injects an exhaler into the mouth by a subject; And,
And an exhalation pipe provided on the other side of the exhalation pocket for supplying the exhaled air collected by the sensor electrode part.
제 31 항에 있어서, 상기 호기포집장치는,
호기가 포집되는 호기포켓;
상기 호기포켓이 내부에 구비되며, 상기 호기포켓에 포집되는 호기량을 제한하는 정량외피;
상기 호기포켓 일측에 구비되며, 피술자가 입에 물고 호기를 불어넣는 호기유입관; 및,
상기 호기포켓 타측에 구비되며, 포집된 호기를 센서전극부에 공급하는 호기유출관;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
The method of claim 31, wherein the exhalation apparatus,
An exhalation pocket in which exhalation is collected;
The exhalation pocket is provided therein, and a quantitative jacket for limiting the amount of aerobic air collected in the exhalation pocket;
An exhalation inlet pipe provided at one side of the exhalation pocket and injecting a subject into the mouth; And,
And an exhalation pipe provided on the other side of the exhalation pocket and supplying the collected exhalation unit to the sensor electrode unit.
제 32 항에 있어서, 상기 호기포집장치는,
호기유입관에 호기포켓의 내부 포집부 방향으로만 개방되는 일방향성 개폐수단인 유입개폐수단;을 더 포함하여 구비함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
33. The method of claim 32, wherein the exhalation apparatus,
The lung cancer sensor using an exhalation, characterized in that it further comprises; inlet opening and closing means which is a one-way opening and closing means that is opened only in the direction of the internal collecting portion of the exhalation pocket in the exhalation inlet pipe.
제 32 항에 있어서, 상기 호기포집장치는,
호기공급관에 센서전극부 내부 방향으로만 개방되는 일방향성 개폐수단인 유출개폐수단;을 더 포함하여 구비함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
33. The method of claim 32, wherein the exhalation apparatus,
The lung cancer sensor using an exhalation, characterized in that it further comprises; the exhalation opening and closing means which is a one-way opening and closing means to be opened only in the inner direction of the sensor electrode portion to the exhalation supply pipe.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출부는, 폐암기인물질의 CV(Cyclic Voltammetry) 또는, CA(Chrono Amperometry), 또는 CP(Chorono Potentiommetry), 또는 SV(Stripping Voltammetry), 또는 LSV(Linear Sweep Voltammetry) 중 어느 하나 이상을 검출하여 폐암기인물질의 존재 여부 및 양을 검출함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the detection unit, Cyclic Voltammetry (CV), Chrono Amperometry (CA), Chrono Potentiommetry (CP), or Stripping Voltammetry (SV), or Lung cancer sensor using an exhalation, characterized in that the detection of any one or more of LSV (Linear Sweep Voltammetry) to detect the presence and amount of the lung cancer substance. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출부는 여기 에너지로 공급되는 광원의 파장에 따른 양자수율을 검출하여 폐암기인물질의 존재 여부 및 양을 검출함을 특징으로 하는 호기를 이용한 폐암 센서.
















According to any one of claims 1 to 4, wherein the detection unit detects the presence and amount of lung cancer-based substance by detecting the quantum yield according to the wavelength of the light source supplied to the excitation energy using aerobic Lung cancer sensor.
















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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20050085740A1 (en) * 2003-04-01 2005-04-21 Davis Cristina E. Non-invasive breath analysis using field asymmetric ion mobility spectrometry
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