KR20210097444A - Bio Sensor - Google Patents

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KR20210097444A
KR20210097444A KR1020200011148A KR20200011148A KR20210097444A KR 20210097444 A KR20210097444 A KR 20210097444A KR 1020200011148 A KR1020200011148 A KR 1020200011148A KR 20200011148 A KR20200011148 A KR 20200011148A KR 20210097444 A KR20210097444 A KR 20210097444A
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KR
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biosensor
glucose
substrate
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electrode
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KR1020200011148A
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Korean (ko)
Inventor
박승준
천승환
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a biosensor. Specifically, the biosensor according to an embodiment of the present invention includes a substrate on which an adhesive is formed on one surface, a flexible electrode part formed on another surface of the substrate, and a glucose reaction part formed on the flexible electrode part, wherein the flexible electrode part includes a conductive polymer. An object of the present invention is to provide a wearable biosensor capable of minimizing electrode cracks that may occur due to movement or stretching of a user wearing the wearable biosensor.

Description

바이오 센서{Bio Sensor}Bio Sensor

본 발명은 바이오 센서에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 글루코스 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a biosensor. More specifically, the present invention relates to a glucose sensor.

글루코스(glucose)는 대부분 유기체의 광범위한 영양 공급원이며, 에너지 공급, 탄소 저장, 생합성 및 탄소 골격 및 세포벽 형성의 기초적인 역할을 수행하는 성분으로서, 전위차 또는 전류 측정을 통해 글루코스의 농도를 측정하는 글루코스 센서에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다.Glucose is a broad source of nutrients for most organisms, and as a component that performs basic roles in energy supply, carbon storage, biosynthesis, and carbon skeleton and cell wall formation, a glucose sensor that measures the concentration of glucose through potentiometric or current measurement research is being actively carried out.

글루코스 센서에 대한 대부분의 연구들은 글루코스의 글루코노락톤 (gluconolactone)으로의 산화를 촉진하는 글루코스 산화효소(glucose oxidase) 또는 글루코스 탈수소효소와 같은 효소의 고정에 기반을 두고 있다.Most studies of glucose sensors are based on the immobilization of enzymes such as glucose oxidase or glucose dehydrogenase that catalyze the oxidation of glucose to gluconolactone.

이러한 글루코스 센서는 주로 혈액에 함유된 글루코스를 측정하는 침습형(Invasive)과 주로 침, 땀 등에 함유된 글루코스를 측정하는 비침습형(Non-invasive)으로 구분될 수 있다.Such a glucose sensor can be divided into an invasive type that mainly measures glucose contained in blood and a non-invasive type that mainly measures glucose contained in saliva, sweat, and the like.

비침습형 글루코스 센서의 경우, 인체에 부착되어 침이나 땀을 포함하는 생체 용액을 분석하고 모니터링한다. 이때, 인체에 부착되는 웨어러블 글루코스 센서의 경우 선택성과 민감도는 물론이고, 신체 안정성과 기계적 유연성이 동시에 만족되어야 한다.In the case of a non-invasive glucose sensor, it is attached to the human body to analyze and monitor a biological solution containing saliva or sweat. In this case, in the case of a wearable glucose sensor attached to the human body, selectivity and sensitivity, as well as body stability and mechanical flexibility, must be satisfied at the same time.

그러나, 종래의 웨어러블 글루코스 센서의 경우 사용자의 움직임이나 연신으로 인해 전극크랙이 종종 발생하였으며, 이러한 전극크랙은 글루코스 센서의 고장으로 연결될 수 있다. 따라서, 이하에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 연신특성이 향상된 웨어러블 글루코스 센서를 설명하도록 한다.However, in the case of the conventional wearable glucose sensor, electrode cracks often occur due to the user's movement or elongation, and such electrode cracks may lead to malfunction of the glucose sensor. Therefore, in order to solve this problem, a wearable glucose sensor with improved stretching characteristics will be described below.

공개특허공보 10-2016-0066706Laid-Open Patent Publication No. 10-2016-0066706 공개특허공보 10-2015-7019224Laid-Open Patent Publication No. 10-2015-7019224

본 발명은 피부부착이 가능한 웨어러블 바이오 센서에 관한 것으로서, 웨어러블 바이오 센서를 착용한 사용자의 움직임이나 연신으로 인해 발생할 수 있는 전극크랙을 최소화할 수 있는 웨어러블 바이오 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a wearable biosensor that can be attached to the skin, and an object of the present invention is to provide a wearable biosensor capable of minimizing electrode cracks that may occur due to movement or stretching of a user wearing the wearable biosensor.

본 발명은 바이오 센서에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오 센서는 점착제가 일면에 형성되어 있는 기판, 상기 기판의 또 다른 일면에 형성되는 유연성 전극부 및 상기 유연성 전극부 상에 형성되는 글루코스 반응부를 포함하고, 상기 유연성 전극부는 전도성 고분자를 포함한다.The present invention relates to a biosensor. Specifically, the biosensor according to an embodiment of the present invention includes a substrate having an adhesive formed on one side thereof, a flexible electrode unit formed on another side of the substrate, and a glucose reaction unit formed on the flexible electrode unit, wherein the The flexible electrode part includes a conductive polymer.

본 발명의 일 실시 예에 따른 웨어러블 바이오 센서는 연신특성이 강조된 전극부를 포함함으로써, 신체에 부착했을 때 사용자의 동작 및 부착위치의 자유도가 증가될 수 있다.The wearable biosensor according to an embodiment of the present invention includes the electrode part emphasizing the stretch characteristic, so that when attached to the body, the degree of freedom of the user's motion and attachment position can be increased.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨어러블 바이오 센서는 연신특성이 있는 전도성고분자를 전극으로 사용함으로써, 전제 공정을 줄이고 생산비용을 절감할 수 있다.In addition, the wearable biosensor according to an embodiment of the present invention uses a conductive polymer having stretch characteristics as an electrode, thereby reducing the overall process and production cost.

도 1은 일반적인 글루코스 센서의 단면도이다.
도 2는 글루코스 센서 전극부의 전극 배치를 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서와 다른 글루코스 센서간의 연신율을 비교한 결과를 나타낸다.
1 is a cross-sectional view of a typical glucose sensor.
2 exemplarily shows the electrode arrangement of the glucose sensor electrode unit.
3 is a cross-sectional view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention.
4 shows a result of comparing elongation rates between a glucose sensor and another glucose sensor according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are It may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the inventive concept, a first element may be termed a second element and similarly a second element. A component may also be referred to as a first component.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. As used herein, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described herein is present, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. does not

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

바이오 센서란 측정 대상물로부터 정보를 얻을 때 생물학적 요소를 이용하거나 또는 생물학적 요소를 모방하는 것을 사용하여 색, 형과, 전기적 신호 등과 같이 인식 가능한 유용한 신호로 변환시켜주는 시스템이다.A biosensor is a system that converts information into a recognizable useful signal, such as color, shape, and electrical signal, by using a biological element or mimicking a biological element when obtaining information from a measurement object.

바이오 센서는 표적물질을 선택적으로 인식할 수 있는 생체감지물질 또는 생체모방 감지물질로 이루어진 센서매트릭스와 감응시에 발생하는 신호를 전달하는 신호변환기로 구성되어 있다. 센서매트릭스로는 효소, 항체, 항원, 멤브레인, 수용체, 세포, 조직 미 DNA등이 사용되고 있으며, 신호 변환 방법으로는 전기화학, 발색, 광학, 형광, 압전 등이 이용된다.The biosensor is composed of a sensor matrix made of a biosensing material or biomimetic sensing material that can selectively recognize a target material and a signal converter that transmits a signal generated during the reaction. As a sensor matrix, enzymes, antibodies, antigens, membranes, receptors, cells, tissues, microDNA, etc. are used, and as a signal conversion method, electrochemistry, color development, optics, fluorescence, piezoelectricity, etc. are used.

도 1은 일반적인 글루코스 센서의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a typical glucose sensor.

도 1을 참조하면, 일반적인 글루코스 센서는 기판(10), 전극부(20), 전자전달부(30), 글루코스 반응부(40), 전해질공급층(50), 배선부(70) 및 온도 센서(100)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a typical glucose sensor includes a substrate 10 , an electrode unit 20 , an electron transfer unit 30 , a glucose reaction unit 40 , an electrolyte supply layer 50 , a wiring unit 70 , and a temperature sensor. (100).

본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서의 세부 구성요소들을 설명하기에 앞서 본 발명의 주요 내용을 먼저 설명한다.Before describing detailed components of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention, the main content of the present invention will be first described.

기판(10)은 글루코스 센서를 구성하는 구성요소들의 구조적인 기지(base)를 제공하는 기능을 한다.The substrate 10 functions to provide a structural base of the components constituting the glucose sensor.

예를 들어, 기판(10)은 유리 등과 같은 경성 재질을 갖거나 플렉서블 특성을 갖는 기재 필름 형태로 구현일 수 있다. 기판(10)이 플렉서블하게 구현되는 경우 기재 필름에 적용될 수 있는 구체적인 물질의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다. 이와 같은 투명 광학 필름의 두께는 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등을 고려하여, 1 ∼ 500㎛로 결정될 수 있으며, 특히 1 ∼ 300㎛가 바람직하고, 5 ∼ 200㎛가 보다 바람직하다.For example, the substrate 10 may be implemented in the form of a base film having a rigid material such as glass or having a flexible characteristic. When the substrate 10 is implemented to be flexible, examples of specific materials that can be applied to the base film include polyester-based resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene terephthalate; Cellulose resins, such as a diacetyl cellulose and a triacetyl cellulose; polycarbonate-based resin; acrylic resins such as polymethyl (meth)acrylate and polyethyl (meth)acrylate; styrenic resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer; polyolefin-based resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefin having a cyclo-based or norbornene structure, and an ethylene-propylene copolymer; vinyl chloride-based resin; amide resins such as nylon and aromatic polyamide; imide-based resin; polyether sulfone-based resin; sulfone-based resins; polyether ether ketone resin; sulfide polyphenylene-based resin; vinyl alcohol-based resin; vinylidene chloride-based resin; vinyl butyral-based resin; allylate-based resin; polyoxymethylene-based resins; and a film composed of a thermoplastic resin such as an epoxy-based resin, and a film composed of a blend of the above-mentioned thermoplastic resins can also be used. In addition, a film made of a thermosetting resin or ultraviolet curable resin such as (meth)acrylic, urethane, acrylic urethane, epoxy, or silicone may be used. The thickness of such a transparent optical film may be appropriately determined, but in general, in consideration of workability such as strength and handling properties, thin layer properties, etc., it may be determined to be 1 to 500 μm, particularly preferably 1 to 300 μm, 5-200 micrometers is more preferable.

이러한 기재 필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름은 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층, 반사방지층, 가스배리어층과 같은 다양한 기능성층을 포함하는 구조일 수 있으며, 기능성층은 전술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 다양한 기능성층을 포함할 수 있다.Such a base film may contain one or more suitable additives. Examples of additives include ultraviolet absorbers, antioxidants, lubricants, plasticizers, mold release agents, color inhibitors, flame retardants, nucleating agents, antistatic agents, pigments, colorants, and the like. The base film may have a structure including various functional layers such as a hard coating layer, an anti-reflection layer, and a gas barrier layer on one or both sides of the film, and the functional layer is not limited to the above, and includes various functional layers depending on the use can do.

또한, 필요에 따라 기재 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마(plasma) 처리, 코로나(corona) 처리, 프라이머(primer) 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.In addition, if necessary, the base film may be surface-treated. Examples of such surface treatment include chemical treatment such as plasma treatment, corona treatment, dry treatment such as primer treatment, and alkali treatment including saponification treatment.

전극부(20)는 기판(10) 상에 형성된 복수의 전극들로 이루어진다. 이러한 전극부(20)는 후술하는 글루코스 반응부(40)를 구성하는 물질과 측정 대상 물질에 포함되어 있는 글루코스의 반응에 의해 발생된 전기적 신호를 감지한다. 예를 들어, 측정 대상 물질은 인체의 침, 땀, 체액, 혈액 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The electrode unit 20 includes a plurality of electrodes formed on the substrate 10 . The electrode unit 20 detects an electrical signal generated by a reaction between the substance constituting the glucose reaction unit 40 to be described later and glucose contained in the measurement target material. For example, the measurement target material may be human saliva, sweat, body fluid, blood, etc., but is not limited thereto.

예를 들어, 전극부(20)는 도전성 물질이면 특별이 제한되지 않는다. 전극부(20)는 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 주석(Ni), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), APC로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하거나, 이들의 합금일 수 있다. APC는 Ag-Pd-Cu 합금이다.For example, the electrode part 20 is not particularly limited as long as it is a conductive material. The electrode part 20 is, for example, gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), tin (Ni), molybdenum (Mo), It may include one or more selected from the group consisting of cobalt (Co) and APC, or an alloy thereof. APC is an Ag-Pd-Cu alloy.

전극부(20)는 기판(10) 상에 스크린프린팅, 물리적 증기착상 또는 에칭하거나, 테이프의 부착 등에 의해 형성될 수 있다. The electrode part 20 may be formed on the substrate 10 by screen printing, physical vapor deposition or etching, or attaching a tape.

전자전달부(30)는 전극부(20) 및 전극부(20) 외곽의 기판(10)의 일부 영역 상에 형성된다. 전자전달부(30)는 글루코스와 반응하여 환원된 효소와 산화환원반응하여 환원되며, 이렇게 형성되는 환원상태의 전자전달매개체는 산화전위가 인가된 전극 표면에서 전류를 발생시킨다.The electron transfer unit 30 is formed on the electrode unit 20 and a partial region of the substrate 10 outside the electrode unit 20 . The electron transfer unit 30 is reduced by redox reaction with the enzyme reduced by reacting with glucose, and the electron transfer mediator in the reduced state thus formed generates a current on the surface of the electrode to which the oxidation potential is applied.

전자전달부(30)는 전자전달매개체를 포함할 수 있는데, 예를 들어 전자전달매개체는 염화헥사아민루세늄(Ⅲ)(hexaammineruthenium(Ⅲ)chloride), 포타슘페리시아나이드(potassium ferricyanide), 포타슘페로시아나이드(potassium ferrocyanide), 디메틸페로센(dimethylferrocene(DMF)), 페리 시니움(ferricinium), 페로센모노카르복실산(ferocene monocarboxylic acid(FCOOH)), 7,7,8,8,-테트라시아노퀴 노디메탄(7,7,8,8-tetracyanoquino-dimethane(TCNQ)), 테트라티아풀발렌(tetrathia fulvalene(TTF)), 니켈로센 (nickelocene(Nc)), N-메틸아시디니움(N-methyl acidinium(NMA+)), 테트라티아테트라센 (tetrathiatetracene(TTT)), N-메틸페나지니움(N-methylphenazinium (NMP+)), 하이드로퀴논(hydroquinone), 3- 디메틸아미노벤조산(3-dimethylaminobenzoic acid(MBTHDMAB)), 3-메틸-2-벤조티오조리논하이드라존(3-methyl2-benzothiozolinone hydrazone), 2-메톡시-4-알릴페놀(2-methoxy-4-allylphenol), 4-아미노안티피린(4- aminoantipyrin(AAP)), 디메틸아닐린(dimethylaniline), 4-아미노안티피렌(4-aminoantipyrene), 4-메톡시나프톨(4-methoxynaphthol), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘(3,3',5,5'-tetramethyl benzidine(TMB)), 2,2-아지노-디-[3-에틸-벤즈티아졸린 술포네이트] (2,2-azino- di-[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate]), o-디아니지딘(odianisidine), o-톨루이딘(o-toluidine), 2,4-디클로로페놀(2,4-dichlorophenol), 4-아미노페나존(4-amino phenazone), 벤지딘(benzidine), 프루시안 블루(prussian blue), 바이피리딘-오스뮴 복합체 화합물 등이 사용될 수 있다. 더하여, 전자전달부(30)는 금속함유 착물과 티오닌 또는 이의 유도체를 함께 혼합하여 사용할 수도 있다.The electron transport unit 30 may include an electron transport medium, for example, the electron transport medium is hexaammineruthenium (III) chloride, potassium ferricyanide, potassium ferro Cyanide (potassium ferrocyanide), dimethyl ferrocene (DMF), ferricinium (ferricinium), ferrocene monocarboxylic acid (FCOOH), 7,7,8,8, -tetracyanoqui Nodimethane (7,7,8,8-tetracyanoquino-dimethane (TCNQ)), tetrathia fulvalene (TTF), nickellocene (Nc), N-methylacidinium (N- methyl acidinium (NMA+)), tetrathiatetracene (TTT), N-methylphenazinium (NMP+), hydroquinone, 3-dimethylaminobenzoic acid (3-dimethylaminobenzoic acid ( MBTHDMAB)), 3-methyl-2-benzothiozolinone hydrazone (3-methyl2-benzothiozolinone hydrazone), 2-methoxy-4-allylphenol (2-methoxy-4-allylphenol), 4-aminoantipyrine ( 4-aminoantipyrin (AAP)), dimethylaniline, 4-aminoantipyrene, 4-methoxynaphthol, 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine ( 3,3',5,5'-tetramethyl benzidine (TMB)), 2,2-azino-di-[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate] (2,2-azino-di-[3-ethyl- benzthiazoline sulfonate]), o-dianisidine, o-toluidine, 2,4-dichlorophenol (2,4-dichl orophenol), 4-aminophenazone, benzidine, Prussian blue, bipyridine-osmium complex compound, etc. may be used. In addition, the electron transport unit 30 may be used by mixing a metal-containing complex and thionine or a derivative thereof.

추가적인 실시 예에서, 전자전달부(30)는 전극부(20)를 보호하는 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들어 전자전달부(30)는 전극부(20)를 보호하는 전극 보호체와 전자 전달의 기능을 하는 전자전달매개체가 혼합된 구조를 가질 수 있다. 여기에서 전극을 보호하기 위해 전자전달부(30)는 전극보호물질을 더 포함할 수도 있다. In an additional embodiment, the electron transfer unit 30 may serve to protect the electrode unit 20 . For example, the electron transfer unit 30 may have a structure in which an electrode protector that protects the electrode unit 20 and an electron transfer medium that functions to transmit electrons are mixed. Here, in order to protect the electrode, the electron transfer unit 30 may further include an electrode protection material.

예를 들어, 전자전달부(30)에 포함된 프러시안 블루는 전자 수송의 기능을 수행하는 성분이며, 헥사시아노철(II)산철(III)칼륨이 주성분인 청색 안료로서, 높은 산화성을 갖는다. 프러시안 블루를 포함하는 전자전달부(30)를 전극부(20)와 글루코스 반응부(40) 사이에 형성하면, 전극의 감도를 향상시킬 수는 있지만, 프러시안 블루의 하부에 위치한 금속성의 전극부(20)가 산화되어 부식될 수 있다. For example, Prussian blue included in the electron transport unit 30 is a component that performs an electron transport function, and is a blue pigment containing iron(III) potassium hexacyanoferrate (II) as a main component, and has high oxidation properties. . If the electron transfer unit 30 containing Prussian blue is formed between the electrode unit 20 and the glucose reaction unit 40, the sensitivity of the electrode can be improved, but a metallic electrode located under the Prussian blue color. The portion 20 may be oxidized and corroded.

따라서, 전극부(20)의 산화를 방지하여 전극을 보호하기 위해 본 발명의 추가적인 일 실시 예에서, 전자전달부(30)는 전자전달매개체와 함께 전극보호 물질을 더 포함할 수 있다. 구체적인 예에서, 전극보호물질은 카본(carbon)일 수 있다.Accordingly, in an additional embodiment of the present invention to prevent oxidation of the electrode part 20 to protect the electrode, the electron transport unit 30 may further include an electrode protection material together with the electron transport medium. In a specific example, the electrode protection material may be carbon.

글루코스 반응부(40)는 전자전달부(30) 상에 형성되어 있으며, 측정 대상 물질에 포함되어 있는 글루코스와 반응하여 환원되는 산화환원효소를 포함할 수 있다. 여기에서 환원되는 효소는 전자전달부(30)의 전자전달매개체와 반응하여 글루코스를 정량한다.The glucose reaction unit 40 is formed on the electron transfer unit 30 and may include an oxidoreductase that is reduced by reacting with glucose contained in the measurement target material. Here, the reduced enzyme reacts with the electron transfer mediator of the electron transfer unit 30 to quantify glucose.

예를 들어, 글루코스 반응부(40)는 플라빈아데닌디뉴클레오티드-글루 코스탈수소효소(flavin adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase, FAD-GDH), 니코틴아미드아데닌디뉴클레 오티드-글루코스탈수소효소(nicotinamide adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase, NAD-GDH), 파이롤로퀴 놀린 퀴논-글루코스탈수소효소(Pyrroloquinoline quinone-glucose dehydrogenase, PQQ-GDH), 당산화효소 (glucose oxidase; GOx) 등을 포함할 수 있다.For example, the glucose reaction unit 40 is flavin adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase (FAD-GDH), nicotinamide adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase (nicotinamide adenine dinucleotide- glucose dehydrogenase, NAD-GDH), pyrroloquinoline quinone-glucose dehydrogenase (PQQ-GDH), and glucose oxidase (GOx).

글루코스 반응부(40)에서의 반응 및 전극부(20)의 신호 감지 원리를 예시적으로 설명하면 다음과 같다.A reaction in the glucose reaction unit 40 and a signal sensing principle of the electrode unit 20 will be exemplarily described as follows.

[반응식 1] [Scheme 1]

(1) 포도당 + GOx-FAD→글루콘산 + GOx-FADH-2 (1) Glucose + GOx-FAD → Gluconic acid + GOx-FADH- 2

(2) GOx-FADH2 + 전자전달매개체(산화상태)→GOx-FAD + 전자전달매개체(환원상태) (2) GOx-FADH 2 + electron transport mediator (oxidized state) → GOx-FAD + electron transport mediator (reduced state)

상기 반응식 1에서, GOx는 당산화효소(Glucose oxidase)를 나타내고, GOx-FAD 및 GOx-FADH2는 각각 당산화효소의 활성부위인 FAD(flavin adenine dinucleotide)의 산화상태 및 환원상태를 나타낸다.In Scheme 1, GOx represents glucose oxidase, and GOx-FAD and GOx-FADH 2 represent the oxidation state and reduction state of flavin adenine dinucleotide (FAD), which is an active site of glycooxidase, respectively.

상기 반응식 1에서 보는 바와 같이, (1) 먼저 혈액내의 포도당은 당산화효소의 촉매작용에 의해 글루콘산으로 산화되게 된다. 이때 당산화효소의 활성 부위인 FAD가 환원되어 FADH2로 된다. (2) 그 후 환원된 FADH2는 전자 전달매개체와의 산화환원반응을 통하여 FADH2는 FAD로 산화되고, 전자전달매개체는 환원된다. As shown in Scheme 1, (1) first, glucose in blood is oxidized to gluconic acid by the catalytic action of glycooxidase. At this time, FAD, the active site of glycooxidase, is reduced to FADH 2 . (2) After the reduction is FADH 2 FADH 2 by the oxidation-reduction reaction with the electron transfer mediator is oxidized to the FAD, the electron transfer mediator is reduced.

이렇게 형성된 환원상태의 전자전달매개체는 전극표면까지 확산되는데, 이때 작동 전극표면에서 환원상태의 전자전달매개체의 산화전위를 인가하여 생성되는 전류가 측정된다. 시료 내의 글루코스 농도는 전자전달매개체가 산화되는 과정에서 발생되는 전류량에 비례하므로, 이 전류량을 측정함으로써 글루코스 농도가 계산될 수 있다. The electron transport medium in the reduced state thus formed diffuses to the electrode surface. At this time, the current generated by applying the oxidation potential of the electron transport medium in the reduced state to the surface of the working electrode is measured. Since the concentration of glucose in the sample is proportional to the amount of current generated in the process of oxidation of the electron transport medium, the glucose concentration can be calculated by measuring the amount of current.

전해질공급층(50)은 글루코스 반응부(40) 상에 형성된다. 시료에 포함되어 있는 물질들은 글루코스만이 있는 것이 아니며 각종 전해질이 포함되어 있을 수 있다. 구체적으로 체내에 포함되는 전해질은 Na+, Cl-, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+ 등이 있는데, 해당이온들은 글루코스 측정시에 노이즈를 발생시키는 원인 작용하기 때문에 제거해야할 필요가 있다.The electrolyte supply layer 50 is formed on the glucose reaction unit 40 . Materials included in the sample are not only glucose, but may contain various electrolytes. Specifically, electrolytes contained in the body include Na+, Cl-, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, and the like, and these ions need to be removed because they cause noise when measuring glucose.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전해질공급층(50)은 전해질을 포함할 수 있다. 그리고 전해질 공급층은 양이온 또는 음이온 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Accordingly, the electrolyte supply layer 50 according to an embodiment of the present invention may include an electrolyte. And the electrolyte supply layer may include at least one of a cation or an anion.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전해질 공급층에 포함되는 양이온은 강산성인 설폰산기(-SO3-), 인산기(-PO3-), 약산성인 카복실산기(-COO-) 또는 나피온(Nafion) 등이 사용될 수 있다. The cations included in the electrolyte supply layer according to an embodiment of the present invention include a strongly acidic sulfonic acid group (-SO3-), a phosphoric acid group (-PO3-), a weakly acidic carboxylic acid group (-COO-) or Nafion. can be used

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전해질에 공급되는 음이온은 강염기성인 4차암모늄기(-NR3+)을 주로 사용되며, 구체적인 사용 예에서 PPG-bis(2-aminopropyl ether)Mn4000와 PPG-bis(2-aminopropyl ether)Mn230 그리고 TMP-PPG-amine ether 가 사용될 수 있다. In addition, as the anion supplied to the electrolyte according to an embodiment of the present invention, a strongly basic quaternary ammonium group (-NR3+) is mainly used, and in specific examples of use, PPG-bis(2-aminopropyl ether)Mn4000 and PPG-bis(2 -aminopropyl ether)Mn230 and TMP-PPG-amine ether can be used.

결과적으로 전해질공급층이 양이온 및 음이온을 모두 포함하기 때문에, 체액에 포함된 양의 전해질 및 음의 전해질을 모두 제거하여 센서의 정확도를 향상시킬 수 있다. As a result, since the electrolyte supply layer contains both positive and negative ions, the accuracy of the sensor can be improved by removing both the positive and negative electrolytes contained in the body fluid.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서 전극부의 전극 배치를 예시적으로 나타낸다.2 exemplarily shows an electrode arrangement of a glucose sensor electrode unit according to an embodiment of the present invention.

도 2에 예시된 바와 같이, 전극부(20)는 복수의 전극으로 구성될 수 있다. 복수의 전극은 적어도 하나의 작동 전극(21-1, 22-1) 및 적어도 하나의 기준 전극(21-2, 22-2)을 포함할 수 있다. 그리고 작동 전극들(21-1, 22-1)과 기준 전극들(21-2, 22-2)은 대응되도록 배치될 수 있다.As illustrated in FIG. 2 , the electrode unit 20 may include a plurality of electrodes. The plurality of electrodes may include at least one working electrode 21-1 and 22-1 and at least one reference electrode 21-2 and 22-2. In addition, the working electrodes 21-1 and 22-1 and the reference electrodes 21-2 and 22-2 may be disposed to correspond to each other.

전극부(20)를 구성하는 복수의 극들은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 주석(Ni), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), APC로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하거나, 이들의 합금일 수 있다. APC는 Ag-Pd-Cu 합금이다.The plurality of poles constituting the electrode part 20 are gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel (Ni), tin (Ni), and molybdenum (Mo). ), cobalt (Co), may include one or more selected from the group consisting of APC, or an alloy thereof. APC is an Ag-Pd-Cu alloy.

더하여, 기판(10) 상에는 전극부(20)와 함께 글루코스 농도 측정 환경의 온도를 측정하기 위한 온도센서(100)가 함께 형성될 수 있다.In addition, the temperature sensor 100 for measuring the temperature of the glucose concentration measurement environment together with the electrode unit 20 may be formed on the substrate 10 .

더하여, 복수의 전극들과 온도센서(100)는 배선부(70)를 통해 글루코스 농도 연산부(미도시)에 연결될 수 있다.In addition, the plurality of electrodes and the temperature sensor 100 may be connected to a glucose concentration calculating unit (not shown) through the wiring unit 70 .

배선부(70)는 전극부(20)를 구성하는 전극들 및 온도 센서(100)로부터 연장 형성된 복수의 전기 배선들로 이루어진다. 이러한 배선부(70)는 도시하지 않은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)와 같은 전기적 연결 매체를 매개로 전류 분석 기능을 하는 감지 분석 수단에 연결될 수 있다. 도면상 도시하지는 않았으나, 배선부(70)의 종단에는 패드 영역이 구비될 수 있으며, FPCB는 이 패드 영역에 접착되어 전기적으로 연결될 수 있다.The wiring unit 70 includes electrodes constituting the electrode unit 20 and a plurality of electrical wirings extending from the temperature sensor 100 . The wiring unit 70 may be connected to a sensing/analyzing means performing a current analysis function through an electrical connection medium such as a flexible printed circuit board (FPCB) (not shown). Although not shown in the drawing, a pad region may be provided at the end of the wiring unit 70 , and the FPCB may be attached to the pad region to be electrically connected.

온도 센서(100)는 기판(10) 상에 형성되어 글루코스 농도가 측정되는 환경의 온도를 측정한다. 온도 센서(100)는 글루코스 농도 측정 환경의 온도를 센싱하고 이를 글루코스 농도 연산부에 전달할 수 있다. 여기에서 글루코스 농도 연산부는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.The temperature sensor 100 is formed on the substrate 10 to measure the temperature of the environment in which the glucose concentration is measured. The temperature sensor 100 may sense the temperature of the glucose concentration measurement environment and transmit it to the glucose concentration calculating unit. Here, the glucose concentration calculation unit is ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, processors, controllers ( controllers), micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.

글루코스 농도 연산부는 전극부(20)로부터 전달되는 전류량에 기초하여 글루코스 농도를 연산하면서, 온도 센서(100)로부터 전달되는 온도를 고려할 수 있다. 구체적인 실시 예에서, 측정되는 글루코스 농도는 온도에 따라 편차가 있을 수 있기 때문에, 이 온도에 따라 연산된 글루코스의 농도를 보정할 수 있다. 예를 들어 글루코스 농도의 보정은 기 설정된 온도에 따른 보정 값 테이블을 통해 수행될 수 있다. The glucose concentration calculating unit may consider the temperature transmitted from the temperature sensor 100 while calculating the glucose concentration based on the amount of current transmitted from the electrode unit 20 . In a specific embodiment, since the measured glucose concentration may have a deviation depending on the temperature, the calculated glucose concentration may be corrected according to the temperature. For example, the correction of the glucose concentration may be performed through a table of correction values according to a preset temperature.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서(200)는 기판(210), 점착부(220), 유연성 전극부(230), 글루코스 반응부(240) 및 이온 교환막(250)을 포함한다. 추가적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서는 상술한 배선부(70) 및 온도센서(100)를 더 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 3 , the glucose sensor 200 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 210 , an adhesive unit 220 , a flexible electrode unit 230 , a glucose reaction unit 240 , and an ion exchange membrane ( 250). Additionally, the glucose sensor according to an embodiment of the present invention may further include the above-described wiring unit 70 and the temperature sensor 100 .

여기에서 기판(210), 글루코스 반응부(240) 및 전해질공급층(250)에 관한 설명은 도 1의 기판(10), 글루코스 반응부(40) 및 전해질공급층(50)에 관한 설명과 동일하므로 설명을 생략한다.Here, the description of the substrate 210 , the glucose reaction unit 240 , and the electrolyte supply layer 250 is the same as the description of the substrate 10 , the glucose reaction unit 40 and the electrolyte supply layer 50 of FIG. 1 . Therefore, the description is omitted.

이때, 기판(210)의 아래 일면에는 점착부(220)가 부착되어 있을 수 있다. 구체적으로, 웨어러블 글루코스 센서가 사용자의 피부에 잘 부착되기 위해, 기판(210)의 인체 피부 접착면에 점착부가 형성되어 있을 수 있다. In this case, the adhesive part 220 may be attached to the lower surface of the substrate 210 . Specifically, in order for the wearable glucose sensor to be well attached to the user's skin, an adhesive portion may be formed on the body skin adhesion surface of the substrate 210 .

예를 들어, 점착부(220)는 25℃ 에서 0.01에서 100 Mpa의 탄성율을 가질 수 있다. 또한, 점착부(220)는 기판(210)에 대한 밀착력이 1 N/25mm 이상일 수 있다. 또한, 점착부(220)는 양면에 점착력을 가질 수 있다. For example, the adhesive part 220 may have an elastic modulus of 0.01 to 100 Mpa at 25°C. In addition, the adhesive portion 220 may have an adhesive force of 1 N/25 mm or more to the substrate 210 . In addition, the adhesive part 220 may have adhesive strength on both surfaces.

더하여, 점착부(220)의 유전율은 100kHz 내지 2MHz영역의 주파수에서 3.5 이하이며, 투습성은 500 g/m2E24hr 이상일 수 있으나, 이는 예시적인 수치일 뿐이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the dielectric constant of the adhesive part 220 is 3.5 or less at a frequency of 100 kHz to 2 MHz region, and the moisture permeability may be 500 g/m2 E24hr or more, but this is only an exemplary value and the present invention is not limited thereto.

점착부(220)는 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 천연고무 수지, 합성고무 수지, 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The adhesive part 220 may be formed of a polyurethane resin, an acrylic resin, a natural rubber resin, a synthetic rubber resin, a silicone resin, or a combination thereof.

기판(210)의 일 면, 다시 말해서 점착제가 부착되어 있는 면과 반대면에 유연성 전극부(230)가 형성될 수 있다. 유연성 전극부(230)는 도 2에 설명되어 있는 바와 같이 복수의 전극을 포함할 수 있다. 유연성 전극부(230)는 기판(210) 상에 프린트되어 형성될 수 있다. The flexible electrode part 230 may be formed on one surface of the substrate 210 , that is, on a surface opposite to the surface to which the adhesive is attached. The flexible electrode unit 230 may include a plurality of electrodes as illustrated in FIG. 2 . The flexible electrode unit 230 may be formed by printing on the substrate 210 .

본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서의 유연성 전극부(230)는 전도성 고분자로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전도성 고분자는 타이오닌(thionine), 아닐린(aniline), 피롤(pyrrole) 및 티오펜(thiophene)으로 이루어 진 군에서 선택된 1종 이상이 중합된 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 전도성 고분자는 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리플루오렌, 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌 비닐렌), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(3,4-프로필렌디옥시티오펜) 및 폴리(3,3-디벤질3,4-프로필렌디옥시티오펜), 폴리(3-4-에틸렌디옥시티오펜), 비스-폴리(에틸렌글리콜), 라우릴 말단, 폴리(3,4- 에틸렌디옥시티오펜)-블록 PEG, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 테트라메타크릴레이트 엔드캡 또는 이들의 조합일 수 있다. The flexible electrode part 230 of the glucose sensor according to an embodiment of the present invention may be made of a conductive polymer. For example, the conductive polymer may be one or more polymerized from the group consisting of thionine, aniline, pyrrole, and thiophene. More specifically, the conductive polymer is polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyfluorene, polyacetylene, poly(p-phenylene vinylene), poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4- propylenedioxythiophene) and poly(3,3-dibenzyl3,4-propylenedioxythiophene), poly(3-4-ethylenedioxythiophene), bis-poly(ethylene glycol), lauryl terminated, poly( 3,4-ethylenedioxythiophene)-block PEG, poly(3,4-ethylenedioxythiophene), tetramethacrylate endcaps, or combinations thereof.

더하여, 일 실시 예에서, 유연성 전극부(230)는 전도성 고분자와 전자전달매개체가 혼합된 것일 수 있다. 예를 들어 전자전달매개체는 염화헥사아민루세늄(Ⅲ)(hexaammineruthenium(Ⅲ)chloride), 포타슘페리시아나이드(potassium ferricyanide), 포타슘페로시아나이드(potassium ferrocyanide), 디메틸페로센(dimethylferrocene(DMF)), 페리 시니움(ferricinium), 페로센모노카르복실산(ferocene monocarboxylic acid(FCOOH)), 7,7,8,8,-테트라시아노퀴 노디메탄(7,7,8,8-tetracyanoquino-dimethane(TCNQ)), 테트라티아풀발렌(tetrathia fulvalene(TTF)), 니켈로센 (nickelocene(Nc)), N-메틸아시디니움(N-methyl acidinium(NMA+)), 테트라티아테트라센 (tetrathiatetracene(TTT)), N-메틸페나지니움(N-methylphenazinium (NMP+)), 하이드로퀴논(hydroquinone), 3- 디메틸아미노벤조산(3-dimethylaminobenzoic acid(MBTHDMAB)), 3-메틸-2-벤조티오조리논하이드라존(3-methyl2-benzothiozolinone hydrazone), 2-메톡시-4-알릴페놀(2-methoxy-4-allylphenol), 4-아미노안티피린(4- aminoantipyrin(AAP)), 디메틸아닐린(dimethylaniline), 4-아미노안티피렌(4-aminoantipyrene), 4-메톡시나프톨(4-methoxynaphthol), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘(3,3',5,5'-tetramethyl benzidine(TMB)), 2,2-아지노-디-[3-에틸-벤즈티아졸린 술포네이트] (2,2-azino- di-[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate]), o-디아니지딘(odianisidine), o-톨루이딘(o-toluidine), 2,4-디클로로페놀(2,4-dichlorophenol), 4-아미노페나존(4-amino phenazone), 벤지딘(benzidine), 프루시안 블루(prussian blue), 바이피리딘-오스뮴 복합체 화합물 등이 사용될 수 있다.In addition, in one embodiment, the flexible electrode unit 230 may be a mixture of a conductive polymer and an electron transport medium. For example, electron transport mediators include hexaamineruthenium (III) chloride (hexaammineruthenium (III) chloride), potassium ferricyanide, potassium ferrocyanide, dimethyl ferrocene (DMF), Ferricinium, ferrocene monocarboxylic acid (FCOOH), 7,7,8,8,-tetracyanoquinodimethane (7,7,8,8-tetracyanoquino-dimethane (TCNQ) )), tetrathia fulvalene (TTF), nickel locene (Nc), N-methyl acidinium (NMA+), tetrathiatetracene (TTT) ), N-methylphenazinium (NMP+), hydroquinone, 3-dimethylaminobenzoic acid (MBTHDMAB), 3-methyl-2-benzothiozorinonehydra Zone (3-methyl2-benzothiozolinone hydrazone), 2-methoxy-4-allylphenol (2-methoxy-4-allylphenol), 4-aminoantipyrin (AAP), dimethylaniline (dimethylaniline), 4- Aminoantipyrene, 4-methoxynaphthol, 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (3,3',5,5'-tetramethyl benzidine (TMB)) , 2,2-azino-di-[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate] (2,2-azino-di-[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate]), o-dianisidine, o- Toluidine (o-toluidine), 2,4-dichlorophenol (2,4-dichlorophenol), 4-aminophenazone (4-amino ph enazone), benzidine, Prussian blue, bipyridine-osmium complex compound, etc. may be used.

이때, 유연성 전극부(230)를 구성하는 전도성 고분자와 전자전달매개체 혼합물의 전체 고형분 중 과산화수소 분해물질은 0.1 ~ 20wt%일 수 있다.In this case, the hydrogen peroxide decomposition material in the total solid content of the conductive polymer and the electron transport medium mixture constituting the flexible electrode part 230 may be 0.1 to 20 wt%.

유연성 전극부(230) 상에 글루코스 반응부(240)가 형성될 수 있다. 더하여, 글루코스 반응부(240) 상에 전해질공급층(250)이 형성될 수 있다. A glucose reaction unit 240 may be formed on the flexible electrode unit 230 . In addition, the electrolyte supply layer 250 may be formed on the glucose reaction unit 240 .

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서(200)의 인장력은 10% 인장 시 5N 이하일 수 있다.On the other hand, the tensile force of the glucose sensor 200 according to an embodiment of the present invention may be 5N or less when 10% tension.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 글루코스 센서와 다른 글루코스 센서간의 연신율을 비교한 결과를 나타낸다.4 shows a result of comparing elongation rates between a glucose sensor and another glucose sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 A는 기존의 글루코스 센서이며, B 내지 D는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유연성 전극부를 전도성고분자로 구성한 경우이다. In FIG. 4, A is a conventional glucose sensor, and B to D are cases in which the flexible electrode part is made of a conductive polymer according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 나타내는 바와 같이 A의 경우 10%이하의 연신율에서 크랙이 발생하였으나, B 내지 D의 경우 각각 20, 30, 40%의 연신율까지도 크랙이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 4 , in case of A, cracks occurred at an elongation of 10% or less, but in cases of B to D, cracks did not occur even at elongations of 20, 30, and 40%, respectively.

결과적으로 피부에 부착되어 사용되는 웨어러블 글루코스 센서의 특성상 다양한 크기의 연신이 글루코스 센서에 요구되는데, 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨어러블 글루코스 센서는 기존의 웨어러블 글루코스 센서에 비해 보다 큰 연신에서도 크랙이 발생하지 않고 본래의 형상을 유지할 수 있다는 장점이 있다.As a result, due to the characteristics of the wearable glucose sensor attached to the skin, stretching of various sizes is required for the glucose sensor. The wearable glucose sensor according to an embodiment of the present invention cracks even at a larger stretching than the conventional wearable glucose sensor. It has the advantage of being able to maintain its original shape without doing so.

더하여, 기존에 기판 상에 전극을 형성하고 전극상에 전자전달부를 형성하는 것과 달리, 전극 자체를 전도성고분자로 형성함으로써 이중 구조를 단일 구조로 단순화하여 전체 공정을 줄일 수 있다는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the overall process can be reduced by simplifying the double structure into a single structure by forming the electrode itself with a conductive polymer, unlike the conventional forming of an electrode on a substrate and forming an electron transporting part on the electrode.

210: 기판
220: 점착부
230: 유연성 전극부
240: 글루코스 반응부
250: 전해질공급층
70: 배선부
100: 온도 센서
210: substrate
220: adhesive
230: flexible electrode part
240: glucose reaction unit
250: electrolyte supply layer
70: wiring part
100: temperature sensor

Claims (10)

점착제가 일면에 형성되어 있는 기판;
상기 기판의 또 다른 일면에 형성되는 유연성 전극부; 및
상기 유연성 전극부 상에 형성되는 글루코스 반응부를 포함하고,
상기 유연성 전극부는 전도성 고분자를 포함하는
바이오 센서.
a substrate on which an adhesive is formed on one surface;
a flexible electrode part formed on another surface of the substrate; and
and a glucose reaction unit formed on the flexible electrode unit,
The flexible electrode part includes a conductive polymer.
biosensor.
제1항에 있어서,
상기 전도성 고분자는 타이오닌(thionine), 아닐린(aniline), 피롤(pyrrole) 및 티오펜(thiophene)으로 이루어 진 군에서 선택된 1종 이상이 중합된 것인
바이오 센서.
According to claim 1,
The conductive polymer is one or more selected from the group consisting of thionine, aniline, pyrrole and thiophene is polymerized
biosensor.
제1항에 있어서,
상기 유연성 전극부는 전도성 고분자와 전자전달매개체의 혼합물로 구성되는
바이오 센서.
According to claim 1,
The flexible electrode part is composed of a mixture of a conductive polymer and an electron transport medium.
biosensor.
제3항에 있어서,
상기 전도성 고분자와 전자전달매개체의 혼합물의 전체 고형분 중 전자전달매개물질은 0.1~20wt%인
바이오 센서.
4. The method of claim 3,
Among the total solids of the mixture of the conductive polymer and the electron transport media, the electron transport mediator is 0.1 to 20 wt%.
biosensor.
제1항에 있어서,
상기 점착제의 탄성율은 25℃ 에서 0.01에서 100 Mpa 인
바이오 센서
According to claim 1,
The elastic modulus of the adhesive is 0.01 to 100 Mpa at 25 ℃
biosensor
제1항에 있어서,
상기 점착제의 상기 기판에 대한 밀착력이 1 N/25mm 이상 인
바이오 센서.
According to claim 1,
Adhesion of the pressure-sensitive adhesive to the substrate is 1 N/25mm or more
biosensor.
제1항에 있어서,
상기 점착제의 유전율은 100kHz 내지 2MHz영역의 주파수에서 3.5 이하인
바이오 센서.
According to claim 1,
The dielectric constant of the pressure-sensitive adhesive is 3.5 or less at a frequency of 100 kHz to 2 MHz.
biosensor.
제1항에 있어서,
상기 점착제의 투습성은 500 g/m2E24hr 이상인
바이오 센서.
According to claim 1,
The moisture permeability of the adhesive is 500 g/m2 E24hr or more
biosensor.
제1항에 있어서,
상기 웨어러블 글루코스 센서의 인장력은 10 % 인장 시 5 N이하인
바이오 센서.
According to claim 1,
The tensile force of the wearable glucose sensor is 5 N or less at 10% tensile strength.
biosensor.
제1항에 있어서,
상기 글루코스 반응부 상에 전해질공급층를 더 포함하는
바이오 센서.
According to claim 1,
Further comprising an electrolyte supply layer on the glucose reaction unit
biosensor.
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