KR20210117872A - 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트 - Google Patents

혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트에 관한 것으로, 상기 표적 물질을 수용할 수 있도록 복수 개의 나노웰이 형성된 전극; 상기 전극의 상기 나노웰에 고정되어 있으며, 상기 표적 물질과 반응하는 마커;를 포함하며, 상기 전극에 전류를 인가하여 전기 화학적 분석 방법을 통해 상기 표적 물질을 판별하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트 {Nanowell diagnostic kit for the diagnosis of blood cardiovascular disease substance}
본 발명은 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노웰 전극이 형성된 진단키트를 통해 전기 화학적 분석법을 수행하며, 이를 통해 혈중 극소량의 심혈관 표적 물질을 정량화하여 체외 진단을 가능하게 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트에 관한 것이다.
최근 특정 분자를 진단하는 바이오센서에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 혈중 내 특정 분자를 진단하는 바이오센서에 관한 기술 개발은 미비한 실정이하다.
혈중 내 특정 분자들은 다른 혈중 분자들 간의 간섭현상이 크고 비특이적 결합이 많으며, 존재하는 농도가 극히 낮기 때문에 혈중 내 특정 분자를 진단하는 바이오 센서를 개발하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 심혈관 질환은 최근 바뀐 식생활 및 습관 등의 변화로 인하여 그 위험도가 급격하게 증가하고 있으나, 심혈관 질환을 측정하기 위한 표적 물질은 혈중 내에 극소량이 존재하기 때문에 그 측정이 어려운 실정이다.
심혈관 질환으로부터 유발되는 발병정도를 측정하기 위한 트로포닌, CRP 등의 심혈관 진단 마커의 존재는 알려져 있으나, 이를 측정하기 위해서는 병원에서 특수한 장비를 사용하여 분석해야 한다.
그러나 심혈관 질환 환자는 상시 관찰해야 하는 고위험군 잠재적 위험성을 가진 환자이기 때문에 빠르고 간단한 측정이 필요하며, 이에 빠르고 간단하게 측정할 수 있는 심혈관 진단키트의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 더욱 상세하게는 나노웰 전극이 형성된 진단키트를 통해 전기 화학적 분석법을 수행하며, 이를 통해 혈중 극소량의 심혈관 표적 물질을 정량화하여 체외 진단을 가능하게 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트에 관한 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는, 상기 표적 물질을 수용할 수 있도록 복수 개의 나노웰이 형성된 전극; 상기 전극의 상기 나노웰에 고정되어 있으며, 상기 표적 물질과 반응하는 마커;를 포함하며, 상기 전극에 전류를 인가하여 전기 화학적 분석 방법을 통해 상기 표적 물질을 판별하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 표적 물질은 심혈관 질환을 판별할 수 있는 심혈관 표적 물질이며, 상기 마커는 상기 심혈관 표적 물질에 반응하는 심혈관 마커일 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 전기 화학적 분석 방법은, 상기 심혈관 표적 물질을 상기 심혈관 마커에 반응시킨 이후, 상기 심혈관 표적 물질에 결합되는 프로브와, 상기 프로브에 결합되면서 산화, 환원 반응을 일으켜 전류를 발생키는 전자 전달 활성화 물질을 상기 나노웰에 삽입하고, 상기 전극에 지정된 전압을 인가하여 전류값을 읽는 방법으로 상기 심혈관 표적 물질을 판별할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 전자 전달 활성화 물질은, 페로센(Ferrocene), 메틸렌 블루(Methylene blue), 철산염(Ferrate) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 나노웰이 형성된 전극은, 8채널 전극으로 이루어지며, 각각의 채널 전극에는 서로 다른 마커가 고정될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 전극은, 작동 전극(working electrode), 카운터 전극(counter electrode), 참고 전극(reference electrode)으로 이루어지며, 상기 작동 전극은 사각형 형상으로 이루어지고, 상기 카운터 전극은 사각형 띠 형상으로 이루어지되, 상기 작동 전극의 일측에서부터 하부측을 지나 타측을 감싸도록 구비되며, 상기 참고 전극은 사각형 형상으로 이루어지면서 상기 작동 전극의 일측에 구비될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 나노웰의 사이즈는, 50 내지 500nm 로 이루어질 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 나노웰에는 형광 물질이 처리된 파티클이 삽입될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 파티클의 크기는 상기 나노웰의 직경의 1/2 보다 크며, 상기 나노웰의 직경보다 작을 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 하나의 상기 파티클은, 하나의 나노웰에 삽입되면서 1:1 반응할 수 있다.
본 발명은 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트에 관한 것으로, 나노웰 전극이 형성된 진단키트를 통해 전기 화학적 분석법을 수행하며, 이를 통해 혈중 극소량의 심혈관 표적 물질을 정량화하여 체외 진단이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 나노웰 전극과 함께 프로브 및 전자 전달 활성화 물질을 사용하면서 전기 화학적 분석법을 수행함에 따라 빠르고 간단하게 혈중 심혈관 질환 물질을 진단할 수 있는 장점이 있다.
이와 함께, 본 발명은 형광 물질이 처리된 파티클을 나노웰과 1:1 반응시킴에 따라 전기 화학적 분석 방법과 광학적 방법을 동시에 하나의 전극에서 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 8채널 전극을 나타내는 도면이며, 도 1(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 나노웰 구조가 형성된 전극을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 나노웰 구조가 형성된 전극을 제작하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트로 전기 화학적 분석방법을 수행하여 심혈관 표적 물질을 측정한 것을 나타내는 도면이다.
도 4(a)는 label-free 방식의 전기 화학적 분석 방법을 나타내는 도면이며, 도 4(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브와 전자 전달 활성화 물질을 이용하는 전기 화학적 분석 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 작동 전극, 카운터 전극, 참조 전극을 나타내는 도면이다.
도 6(a)는 나노웰 구조가 형성되지 않은 전극에 형광 물질이 처리된 파티클을 삽입한 것을 나타내는 도면이며, 도 6(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 나노웰 구조에 형광 물질이 처리된 파티클을 삽입한 것을 나타내는 도면이다.
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어, 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트에 관한 것으로, 나노웰 전극이 형성된 진단키트를 통해 전기 화학적 분석법을 수행하며, 이를 통해 혈중 극소량의 심혈관 표적 물질을 정량화하여 체외 진단을 가능하게 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1(a) 및 도 1(b)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는 나노웰이 형성된 전극(120), 마커를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트는, 나노웰 구조(127)를 통해 혈중에 있는 극소량의 표적 물질을 판별할 수 있는 것으로, 상기 전극(120)에 전류를 인가하여 전기 화학적 분석방법을 통해 혈중에 있는 표적 물질을 판별할 수 있는 것이다.
도 1(a)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트의 상기 나노웰이 형성된 전극(120)은 8채널 전극으로 이루어질 수 있는 것으로, 각각의 채널 전극에는 서로 다른 마커가 고정될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트는 각각의 채널 전극에 서로 다른 마커가 고정됨에 따라 동시에 여러 가지의 표적 물질을 판별할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트의 상기 표적 물질은 심혈관 질환을 판별할 수 있는 심혈관 표적 물질(132)일 수 있으며, 상기 마커는 상기 심혈관 표적 물질(132)에 반응하는 심혈관 마커(131)일 수 있다. 이하에서는, 상기 심혈관 표적 물질(132)과 상기 심혈관 마커(131)를 중심으로 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1(b)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 나노웰이 형성된 전극(120)은 나노웰 구조(127)가 형성된 것이다. 상기 나노웰 구조(127)는 나노 사이즈를 가지는 홈으로 이루어진 나노웰이 복수 개 형성된 것으로, 상기 나노웰 사이즈(직경)는 50 내지 500nm로 이루어질 수 있다.
상기 나노웰 구조(127)는 상기 전극(120)의 작동 전극(141)에 형성될 수 있는 것으로, 상기 작동 전극(141)에는 상기 나노웰 구조(127)가 형성된 산화막이 구비될 수 있다. 상기 작동 전극(141)에 상기 나노웰 구조(127)가 형성된 산화막이 구비됨에 따라 분해능을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 혈중 극소량의 심혈관 표적 물질(132)을 판별할 수 있게 된다.
상기 나노웰 구조(127)는 상기 작동 전극(141) 상부에 구비된 산화막(SiO2)에 나노 사이즈를 가지는 복수 개의 홈이 형성된 구조로, 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.
도 2를 참조하면, 디파짓 단계, 제거 단계, 식각 단계를 통해 상기 나노웰 구조(127)가 형성된 상기 작동 전극(141)이 제조된다. 상기 디파짓 단계는 금속층(121) 상부에 산화막(122)을 형성하고, 상기 산화막(122) 상부에 포토레지스트(PR)(123)를 스핀코팅하는 단계이다.
여기서, 상기 금속층(121)은 상기 작동 전극(120)으로 사용되는 금(Au)로 이루어질 수 있으며, 상기 산화막은 SiO2로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 금속층(121) 하부에는 글라스(125)가 구비될 수 있으며, 상기 글라스(125)에 상기 금속층(121)을 증착시키기 위해 티타늄(Ti)으로 이루어진 희생층(124)이 구비될 수 있다. 다만, 상기 작동 전극(141)에 사용되는 물질은 상술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서는 다른 물질이 사용될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제거 단계는 포토 마스크를 사용하여 나노웰 구조 형상으로 상기 포토레지스트(PR)(123)를 제거하는 단계이다. 상기 제거 단계는 포토 마스크를 사용하여 포토레지스트에 필요한 부분만 남기면서 디벨롭 공정을 진행하는 것으로, 산화막(122)에 나노웰 구조(127)를 형성하기 위한 전처리 과정이다.
도 3을 참조하면, 상기 식각 단계는 드라이 에칭을 통해 산화막(122)을 식각하여 상기 산화막(122)에 나노웰 구조(127)를 형성하는 단계이다. 상기 제거 단계에서 상기 포토레지스트(PR)(123)가 나노웰 구조로 제거되었기 때문에, 상기 식각 단계에서 드라이 에칭으로 산화막을 식각하면, 상기 산화막(122)에 나노웰 구조(127)가 형성된다.
상기 식각 단계를 거친 상기 작동 전극(120)은 상기 포토레지스트(PR)(143)를 제거하면서 상기 작동 전극(141)을 코팅하여 코팅층(126)을 형성하는 코팅 단계를 거칠 수 있으며, 이를 통해 나노웰 구조(127)가 형성된 상기 작동 전극(141)이 제조될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 진단키트는 나노웰 구조(127)를 통해 혈중에 있는 극소량의 표적 물질을 판별할 수 있는 것으로, 상기 전극(120)에 전류를 인가하여 전기 화학적 분석방법을 통해 혈중에 있는 표적 물질을 판별할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 진단키트는 단백질 응집 반응을 기반으로 다수의 항원-항체 반응, 또는 DNA, RNA 상호보완 결합에 따라 전류 및 임피던스의 변화량을 측정하는 전기 화학적 분석 방법을 이용하여 혈중 심혈관 질환의 표적 물질을 판별할 수 있는 것으로, 다양한 전기 화학적 분석방법이 사용될 수 있다.
도 3(a), 도 3(b), 도 3(c)는 전기 화학적 분석방법을 통해 심혈관 표적 물질을 측정하는 것을 나타내는 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트는 순환전압전류법(cyclic voltammetry), SWQ(Square wave voltammetry) 등 다양한 전기 화학적 방법으로 혈중 심혈관 질환의 표적 물질을 판별할 수 있다.
다만, 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트에서 사용되는 전기 화학적 분석 방법은 빠르고 간단한 진단을 위해 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 화학적 분석 방법은, 먼저 상기 심혈관 표적 물질(132)을 상기 심혈관 마커(131)에 반응시킨다. 이후, 상기 심혈관 표적 물질(132)에 결합되는 프로브(133)와, 상기 프로브(133)에 결합되면서 산화, 환원 반응을 일으켜 전류를 발생키는 전자 전달 활성화 물질(134)을 상기 나노웰에 삽입한다.
다음으로, 상기 전극(120)에 지정된 전압을 인가하여 전류 값을 읽는 방법으로 상기 심혈관 표적 물질(132)을 판별할 수 있게 된다. 여기서, 상기 심혈관 표적 물질(132)은 항원이 될 수 있으며, 상기 전극(120)에 고정되어 있는 상기 심혈관 마커(131)는 상기 항원에 반응하는 항체가 될 수 있다.
상기 프로브(133)는 상기 항원에 반응할 수 있는 2차 항체일 수 있으며, 상기 전자 전달 활성화 물질(134)은 상기 프로브(133)와 산화, 환원 반응하여 전류를 발생시키는 물질일 수 있다. 구체적으로, 상기 전자 전달 활성화 물질(134)은 페로센(Ferrocene), 메틸렌 블루(Methylene blue), 철산염(Ferrate) 등이 될 수 있다. 다만, 상기 전자 전달 활성화 물질(134)은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 프로브(133)와 산화, 환원 반응하여 전류를 발생시키는 물질이라면 다양한 물질일 수 있다.
도 4(a)와 같은 종래의 전기 화학적 분석방법은 label-free 방법으로, 전극(120)에 항체로 이루어진 마커(131)를 고정하고 항원으로 이루어진 표적 물질(132)을 삽입한 이후, 교류 전압을 주면서 임피던스를 측정하는 방법이다.
이와 같은 방법은 시료 처리 방법이 간단하나, 임피던스를 해석해야 함에 따라 복잡한 해석 방식에 의해 분석 시간이 오래 소요되며, 교류 전압을 인가하여야 하기 때문에 고가의 장비가 필요한 문제점이 있다.
그러나 본 발명의 실시 예에 따른 전기 화학적 분석 방법은, 상기 프로브(133)와 상기 전자 전달 활성화 물질(134)을 사용하면서 지정된 전압만을 상기 전극(120)에 인가한 이후 전류 값을 읽는 방법으로 표적 물질을 판별함에 따라, 분석시간이 짧으면서 저가의 포터블한 장비로 제작 가능한 장점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 진단키트의 상기 전극(120)은 작동 전극(working electrode, WE)(141), 카운터 전극(counter electrode, CE)(142), 참고 전극(reference electrode, RE)(143)으로 이루어질 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 작동 전극(141)은 사각형 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 카운터 전극(142)은 사각형 띠 형상으로 이루어지되, 상기 작동 전극(141)의 일측에서부터 하부측을 지나 타측을 감싸도록 구비될 수 있다. 상기 참고 전극(143)은 사각형 형상으로 이루어지면서 상기 작동 전극(141)의 일측에 구비될 수 있으며, 상기 참고 전극(143)은 상기 카운터 전극(142)의 상부측에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 작동 전극(141)의 일측이라 함은 도 5의 오른쪽이 될 수 있으며, 상기 작동 전극(141)의 타측이라 함은 도 5의 왼쪽이 될 수 있다. 또한, 상기 작동 전극(141)의 하부측은 도 5의 하부 방향이 될 수 있으며, 상기 작동 전극(141)의 상부측은 도 5의 상부 방향이 될 수 있다.
종래의 전극은 작동 전극 대비 카운터 전극의 면적이 작아서 측정 과정 중에 전극이 파괴되거나 절연층이 벗겨지는 문제가 있었으며, 카운터 전극이 작동 전극의 오른쪽과 아랫쪽 부분만을 측정함에 따라 전류의 손실이 발생하는 문제가 있었다.
그러나 본 발명의 실시 예에 따른 상기 작동 전극(141), 상기 카운터 전극(142), 상기 참조 전극(143)은 도 5와 같이 상기 작동 전극(141)을 사각형 형상의 전극으로 하면서, 상기 카운터 전극(142)이 상기 작동 전극(141)의 일측에서부터 하부측을 지나 타측을 감싸도록 한다.
이를 통해 상기 카운터 전극(142)의 면적을 증가시키면서, 상기 카운터 전극(142)이 상기 작동 전극(141)의 좌측, 하부측, 우측을 감싸도록 함에 따라 전극이 파괴되거나 절연층이 벗겨지는 문제나 전류의 손실이 발생하는 문제를 해결할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 진단키트의 상기 나노웰에는 형광 물질이 처리된 파티클(150)이 삽입될 수도 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트는 전기 화학 분석 방법과 광학적 분석 방법을 동시에 하나의 전극에서 구현할 수 있는 것으로, 이를 위해 상기 나노웰에는 형광 물질이 처리된 파티클(150)이 삽입된다.
도 6(b)를 참조하면, 하나의 상기 나노웰에서는 하나의 상기 파티클(150)이 반응하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 나노웰과 상기 파티클(150)은 1:1 반응하는 것이 바람직하다.
도 6(a)를 참조하면, 종래의 나노웰 구조가 형성되어 있지 않은 전극(10)에 형광 물질이 처리된 파티클(20)을 삽입하면, 단백질의 응집반응에 의해 민감도가 떨어지는 문제점이 있다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트는 상기 나노웰 구조(127)를 형성하면서, 형광 물질이 처리된 상기 파티클(150)을 삽입함에 따라 단백질의 응집반응을 줄이면서 민감도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 진단키트는, 하나의 상기 파티클(150)이 하나의 상기 나노웰에 삽입되면서 1:1 반응됨에 따라 단백질의 응집 반응을 줄이면서 민감도를 향상시킬 수 있게 된다.
하나의 상기 파티클(150)이 하나의 상기 나노웰에 삽입되면서 1:1 반응하기 위해, 상기 파티클(150)의 크기는 상기 나노웰의 직경의 1/2 보다 크며, 상기 나노웰의 직경보다 작은 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 나노웰의 사이즈(직경)는 50 내지 500nm 일 수 있으며, 상기 파티클(150)의 크기는 상기 나노웰의 사이즈의 1/2 이상 내지 상기 나노웰 사이즈 이하인 것이 바람직하다.
상기 파티클(150)의 크기가 상기 나노웰의 사이즈의 1/2 보다 작은 경우, 하나의 상기 나노웰에 2개 이상의 상기 파티클(150)이 삽입되면서 1:1 반응이 되지 않을 수 있기 때문에, 상기 파티클(150)의 크기는 상기 나노웰의 사이즈의 1/2 보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 파티클(150)의 크기가 상기 나노웰 사이즈 보다 큰 경우, 상기 파티클(150)이 상기 나노웰에 삽입될 수 없으므로, 상기 파티클(150)의 크기는 상기 나노웰 사이즈 보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 파티클(150)의 크기를 조절함에 따라 상기 나노웰과 상기 파티클(150)을 1:1 반응시킬 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는 나노웰 전극이 형성된 진단키트를 통해 전기 화학적 분석법을 수행하며, 이를 통해 혈중 극소량의 심혈관 표적 물질을 정량화하여 체외 진단이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는 나노웰 구조(127)가 형성된 전극(120)과 함께 프로브(133) 및 전자 전달 활성화 물질(134)을 사용하면서 전기 화학적 분석법을 수행함에 따라 빠르고 간단하게 혈중 심혈관 질환 물질을 진단할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는 작동 전극(141)을 사각형 형상의 전극으로 하면서, 카운터 전극(142)이 작동 전극(141)의 일측에서부터 하부측을 지나 타측을 감싸도록 하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는 이를 통해 카운터 전극(142)의 면적을 증가시키면서, 카운터 전극(142)이 상기 작동 전극(141)의 좌측, 하부측, 우측을 감싸도록 함에 따라 전극이 파괴되거나 절연층이 벗겨지는 문제나 전류의 손실이 발생하는 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.
이와 함께, 본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는 형광 물질이 처리된 파티클(150)을 나노웰과 1:1 반응시킴에 따라 전기 화학적 분석 방법과 광학적 방법을 동시에 하나의 전극에서 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트는 형광 물질이 처리된 파티클(150)을 나노웰과 1:1 반응시킴에 따라 단백질의 응집 반응을 줄임에 따라 광학적 방법의 민감도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110...8채널 전극 120...전극
121...금속층 122...산화막
123...포토레지스트 124...희생층
125...글라스 126...코팅층
127...나노웰 구조 131...마커
132...표적 물질 133...프로브
134...전자 전달 활성화 물질 141...작동 전극
142...카운터 전극 143...참조 전극
150...파티클

Claims (10)

  1. 혈중에 있는 표적 물질을 판별할 수 있는 진단 키트에 있어서,
    상기 표적 물질을 수용할 수 있도록 복수 개의 나노웰이 형성된 전극;
    상기 전극의 상기 나노웰에 고정되어 있으며, 상기 표적 물질과 반응하는 마커;를 포함하며,
    상기 전극에 전류를 인가하여 전기 화학적 분석 방법을 통해 상기 표적 물질을 판별하는 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표적 물질은 심혈관 질환을 판별할 수 있는 심혈관 표적 물질이며,
    상기 마커는 상기 심혈관 표적 물질에 반응하는 심혈관 마커인 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전기 화학적 분석 방법은,
    상기 심혈관 표적 물질을 상기 심혈관 마커에 반응시킨 이후,
    상기 심혈관 표적 물질에 결합되는 프로브와, 상기 프로브에 결합되면서 산화, 환원 반응을 일으켜 전류를 발생키는 전자 전달 활성화 물질을 상기 나노웰에 삽입하고,
    상기 전극에 지정된 전압을 인가하여 전류값을 읽는 방법으로 상기 심혈관 표적 물질을 판별하는 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전자 전달 활성화 물질은, 페로센(Ferrocene), 메틸렌 블루(Methylene blue), 철산염(Ferrate) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나노웰이 형성된 전극은, 8채널 전극으로 이루어지며,
    각각의 채널 전극에는 서로 다른 마커가 고정되는 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극은, 작동 전극(working electrode), 카운터 전극(counter electrode), 참고 전극(reference electrode)으로 이루어지며,
    상기 작동 전극은 사각형 형상으로 이루어지고,
    상기 카운터 전극은 사각형 띠 형상으로 이루어지되, 상기 작동 전극의 일측에서부터 하부측을 지나 타측을 감싸도록 구비되며,
    상기 참고 전극은 사각형 형상으로 이루어지면서 상기 작동 전극의 일측에 구비되는 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 나노웰의 사이즈는, 50 내지 500nm 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 나노웰에는 형광 물질이 처리된 파티클이 삽입되는 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 질환 물질 진단을 위한 나노웰 진단키트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파티클의 크기는 상기 나노웰의 직경의 1/2 보다 크며, 상기 나노웰의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 진단을 위한 나노웰 바이오 키트.
  10. 제9항에 있어서,
    하나의 상기 파티클은, 하나의 나노웰에 삽입되면서 1:1 반응하는 것을 특징으로 하는 혈중 심혈관 진단을 위한 나노웰 바이오 키트.
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