KR20220043015A - Biosensor structure for specimen measurement and mehtod for measuring specimen using the same - Google Patents
Biosensor structure for specimen measurement and mehtod for measuring specimen using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220043015A KR20220043015A KR1020210105599A KR20210105599A KR20220043015A KR 20220043015 A KR20220043015 A KR 20220043015A KR 1020210105599 A KR1020210105599 A KR 1020210105599A KR 20210105599 A KR20210105599 A KR 20210105599A KR 20220043015 A KR20220043015 A KR 20220043015A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sample
- electrode
- protrusion
- biosensor
- recognition
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 57
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 57
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 22
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 claims description 44
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 42
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 42
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 31
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 21
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 13
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 13
- 108010050375 Glucose 1-Dehydrogenase Proteins 0.000 claims description 12
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 12
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 12
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 claims description 8
- HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N Trehalose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N 0.000 claims description 8
- HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N alpha,alpha-trehalose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N 0.000 claims description 8
- YAGKRVSRTSUGEY-UHFFFAOYSA-N ferricyanide Chemical compound [Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] YAGKRVSRTSUGEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229960003351 prussian blue Drugs 0.000 claims description 7
- 239000013225 prussian blue Substances 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 claims description 6
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 claims description 6
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 claims description 6
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 6
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 claims description 6
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 6
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 6
- 229940068984 polyvinyl alcohol Drugs 0.000 claims description 6
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 6
- 150000004059 quinone derivatives Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 claims description 4
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 claims description 4
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 claims description 4
- 229940025131 amylases Drugs 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims description 4
- YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K ruthenium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ru+3] YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 174
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101710098398 Probable alanine aminotransferase, mitochondrial Proteins 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003929 Transaminases Human genes 0.000 description 1
- 108090000340 Transaminases Proteins 0.000 description 1
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007449 liver function test Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
- A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
- A61B10/0051—Devices for taking samples of body liquids for taking saliva or sputum samples
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
- A61B5/14517—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1486—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/150007—Details
- A61B5/150755—Blood sample preparation for further analysis, e.g. by separating blood components or by mixing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/66—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood sugars, e.g. galactose
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
- G01N2333/90—Enzymes; Proenzymes
- G01N2333/902—Oxidoreductases (1.)
- G01N2333/904—Oxidoreductases (1.) acting on CHOH groups as donors, e.g. glucose oxidase, lactate dehydrogenase (1.1)
Abstract
Description
본 발명은 검체 측정을 위한 바이오센서 구조 및 이를 이용한 검체 측정 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 검체 예를 들어, 타액에 포함된 포도당(glucose)에 대한 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 바이오센서 구조 및 이를 이용한 검체 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biosensor structure for sample measurement and a sample measurement technology using the same, and more particularly, to a biosensor structure capable of improving the measurement accuracy for glucose contained in a sample, for example, saliva, and It relates to a sample measurement method using the same.
생체시료(bio sample) 내에 존재하는 분석물질을 정량적 또는 정성적으로 분석하는 것은 화학적으로나 임상학적으로 중요한 일이다. 예컨대, 당뇨환자를 위해 혈액 내에 혈당을 측정하거나 여러 성인병의 요인이 되는 콜레스테롤을 측정하는 것 등이 대표적인 예이다.Quantitative or qualitative analysis of analytes present in a bio sample is chemically and clinically important. For example, measuring blood sugar in blood for diabetic patients or measuring cholesterol, which is a factor in various adult diseases, is a representative example.
본 분야에서 알려진 바로서, 효소의 활성을 이용한 전기화학적 바이오센서 는, 생체시료(이하, '검체'라 칭함) 예를 들어, 타액 또는 혈액에 있는 특정물질, 예컨대 임상 화학 검사에서는 포도당(Glucose) 센서, 요산 센서, 단백질 센서, DNA 센서, 쉬크로스 센서, 간기능 검사에서는 GOT(Glutamate-Oxaloacetate Transaminase) 또는 GPT(Glutamate-Pyruvate Transaminase) 등의 효소활성을 보다 빠르고 재현성 있게 측정하는 것이 매우 중요한 사항이다. 여기서, 바이오센서는 측정대상을 식별하는 식별부위와 전기신호로 변환하는 변화부위로 나뉘어 구성되어있다.As is known in the art, an electrochemical biosensor using the activity of an enzyme is a specific substance in a biological sample (hereinafter, referred to as a 'sample'), for example, saliva or blood, such as glucose in clinical chemistry. In sensor, uric acid sensor, protein sensor, DNA sensor, shicross sensor, liver function test, it is very important to measure enzyme activity such as GOT (Glutamate-Oxaloacetate Transaminase) or GPT (Glutamate-Pyruvate Transaminase) more quickly and reproducibly. . Here, the biosensor is divided into an identification part that identifies a measurement target and a change part that converts it into an electrical signal.
식별부위에는 생체물질이 쓰이고, 생체 물질이 측정대상을 인식하면, 화학변화나 물리변화가 생긴다. 이러한 변화를 전기 신호로 변환하는 부위가 변화부위이며, 식별부위와 변화부위를 통칭하여 바이오센서(Bio sensor) 전극(electrode)이라고 부른다.A biological material is used for the identification part, and when the biological material recognizes the measurement target, a chemical change or a physical change occurs. A site that converts such a change into an electrical signal is a change site, and the identification site and the change site are collectively called a biosensor electrode.
현재 상용화된 스트립타입의 바이오센서의 측정방식은, 제조과정에서 플라즈마 혹은 화학적 계면활성 처리과정을 통해 가능해진 지구중력보다 강한 힘인 모세관현상을 이용하여, 바이오센서의 검체삽입유로에 검체를 유입시키고 검체삽입유로 내에 검체를 축적 시킨 후 이를 정성적 혹은 정량적으로 측정하는 방식이 일반적이다.The currently commercialized strip-type biosensor measurement method uses the capillary phenomenon, a force stronger than the earth's gravity, which is made possible through plasma or chemical surfactant treatment during the manufacturing process, and introduces a sample into the sample insertion path of the biosensor. The general method is to measure the sample qualitatively or quantitatively after accumulating it in the insertion channel.
이 때, 통상적으로는 검체측정에 앞서, 검체가 유입되어 검체삽입유로 내에 축적되는 시점인 검체유입시점을 검출하는 단계를 거치게 된다.In this case, in general, prior to sample measurement, a step of detecting the point of introduction of the sample, which is the point at which the sample is introduced and accumulated in the sample insertion passage, is performed.
종래의 경우에는 바이오센서의 작업전극 및 기준전극에 검체유입검출신호를 인가하여 검체유입시점을 검출하고, 일정시간 경과후에 상기 작업전극 및 기준전극에 검체측정신호를 인가하여 검체를 측정하는 방식을 사용하게 된다. 즉 작업전극과 기준전극에 검체가 도달한 때를 기점으로 하여 검체가 삽입되어 형성한 유로 용적에 완전히 도달된 시점을 시간적으로 계산하여 검체유입시점을 정하며, 이후 임의의 시간을 기다린 후 다시 작업 전극과 기준전극에 검체측정신호를 인가하여 검체를 측정하게 된다.In the conventional case, the sample inflow detection signal is applied to the working electrode and the reference electrode of the biosensor to detect the sample inflow time, and after a predetermined time has elapsed, the sample measurement signal is applied to the working electrode and the reference electrode to measure the sample. will be used That is, starting from the time when the sample arrives at the working electrode and the reference electrode, the time point at which the sample is inserted and completely reached the flow path volume formed is calculated in time to determine the sample inflow time. The sample is measured by applying the sample measurement signal to the and the reference electrode.
이 경우에 검체 유입시점을 검출하기 위하여 인가된 검체유입검출신호가, 측정용 전극으로써 중요한 작업 전극과 기준전극의 표면에서 이미 반응하여 전기이중층(EDL; Electric Double Layer) 이 형성되는 문제점이 발생한다. 여기서 전기이중층은 서로 다른 물질(전극, 검체 혹은 용액)의 경계에서 나타나는 것으로, 서로 다른 물질이 접하는 면에 전계를 가할 때 일어난다. 전기이중층의 축전용량인 전기이중층 커패시턴스(DLC; Double Layer Capacitance)는 미소한 양이지만, 상기 검체검출신호 인가시에 측정된 전류신호에 포함될 수 있다. 따라서, 바이오센서의 측정신호의 왜곡을 가져와 측정결과에 영향을 미칠 수 있다.In this case, an electric double layer (EDL) is formed because the sample inflow detection signal applied to detect the sample inflow point already reacts on the surfaces of the working electrode and the reference electrode, which are important as the measuring electrode. . Here, the electric double layer appears at the boundary between different materials (electrodes, samples, or solutions), and occurs when an electric field is applied to the contact surfaces of different materials. Although the electric double layer capacitance (DLC), which is the capacitance of the electric double layer, is insignificant, it may be included in the current signal measured when the sample detection signal is applied. Accordingly, the measurement signal of the biosensor may be distorted and the measurement result may be affected.
또한, 검체의 유입시점으로부터 유로 내 검체 충적까지 시간적으로 계산하여 임의의 시간을 기다린 후 측정하는 것은, 검체마다 점성이 각기 다르므로, 미소한 양이겠지만, 유로 내에 검체가 충적되는 속도 혹은 시간에 따라 각기 다르게 되어 측정 결과에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 시간적인 제어를 이용하여 검체측정신호 인가시점을 결정하는 것은 측정의 정확도에 상당한 문제점이 발생될 여지가 있다.In addition, the measurement after waiting for an arbitrary time after calculating the time from the point of introduction of the sample to the accumulation of the sample in the flow path will be insignificant since the viscosity of each sample is different, but it depends on the speed or time at which the sample is accumulated in the flow path. They may be different and affect the measurement results. Therefore, determining the time of application of the sample measurement signal using temporal control may cause significant problems in measurement accuracy.
본 발명의 실시예들은, 검체 예를 들어, 타액에 포함된 포도당(glucose)에 대한 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 바이오센서 구조 및 이를 이용한 검체 측정 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a biosensor structure capable of improving measurement accuracy for glucose contained in a sample, for example, saliva, and a method for measuring a sample using the same.
본 발명의 실시예들은, 검체를 채취하고, 채취된 검체에서 검체 측정에 방해가 되는 간섭물질을 제거한 후 바이오센서를 통해 검체를 측정함으로써, 검체에 포함된 물질에 대한 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 검체 측정 시스템을 제공한다.In the embodiments of the present invention, the measurement accuracy of the material contained in the sample can be improved by collecting the sample, removing the interfering material that interferes with the sample measurement from the collected sample, and then measuring the sample through the biosensor. A sample measurement system is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서 전극구조는 검체 측정을 위한 바이오센서 전극구조에 있어서, 검체를 측정하기 위한 전극인 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode)은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 상기 작업전극의 돌기인 작업돌기와 상기 기준전극의 두 개의 돌기들인 기준돌기들이 교대 배열되며, 상기 작업돌기의 면적과 상기 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고, 상기 검체를 인식하기 위한 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극 또는 상기 기준전극에 인접하여 상기 작업전극 및 상기 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기인 인식돌기가 배치되는, 것을 특징으로 한다.The biosensor electrode structure according to an embodiment of the present invention is a biosensor electrode structure for measuring a sample. are spaced apart from each other in the direction, and a working protrusion that is a protrusion of the working electrode and a reference protrusion that are two protrusions of the reference electrode are alternately arranged in a portion corresponding to the sample insertion passage, and the area of the working protrusion and the The area ratio is greater than or equal to 1, and at least one recognition electrode for recognizing the sample is adjacent to the working electrode or the reference electrode and has a structure in which the working electrode and the reference electrode are spaced apart from each other and spaced apart from the working electrode. The recognition electrode is characterized in that the recognition protrusion, which is at least one protrusion, is disposed on a portion corresponding to the sample insertion passage.
상기 인식돌기는 상기 검체삽입유로의 말단부에 인접되도록 배치될 수 있다.The recognition protrusion may be disposed adjacent to the distal end of the sample insertion passage.
상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극과 상기 기준전극에 인가되는 검체측정신호와는 독립적으로 인가되는 검체인식신호에 응답하여 검체인식을 수행할 수 있다.The at least one recognition electrode may perform sample recognition in response to a sample recognition signal applied independently of the sample measurement signal applied to the working electrode and the reference electrode.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서 전극구조는 상기 바이오센서의 전극구조를 구비하는 바이오센서가 측정을 위해 측정기에 삽입되는 순간을 감지하기 위한 스트립 인식전극을 더 포함할 수 있다.Furthermore, the biosensor electrode structure according to an embodiment of the present invention may further include a strip recognition electrode for detecting a moment when the biosensor having the electrode structure of the biosensor is inserted into the measuring device for measurement.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이오센서 구조는 검체 측정을 위한 바이오센서 구조에 있어서, 절연기판에 검체를 측정하기 위한 전극인 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode) 및 상기 검체를 인식하기 위한 적어도 하나의 인식전극이 배치되고, 상기 작업 전극과 상기 기준전극은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 상기 작업전극의 돌기인 작업돌기와 상기 기준전극의 두 개의 돌기들인 기준돌기들이 교대 배열되며, 상기 작업돌기의 면적과 상기 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고, 상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극 또는 상기 기준전극에 인접하여 상기 작업전극 및 상기 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기인 인식돌기가 배치되는 구조를 가지는 하판; 상기 검체삽입유로가 형성되고, 상기 검체삽입유로에 효소 화합물(enzyme compound)이 삽입되는 중판; 및 절연기판에 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 상기 검체를 삽입하기 위한 삽입구와 공기를 배출하기 위한 배출구가 형성되는 상판을 포함한다.The biosensor structure according to an embodiment of the present invention recognizes a working electrode and a reference electrode, which are electrodes for measuring a sample on an insulating substrate, and a reference electrode, and the sample in the biosensor structure for measuring a sample at least one recognition electrode is disposed for The reference projections, which are two projections of the reference electrode, are alternately arranged, the area of the working projection and the area ratio of the reference projections is 1 or more, and the at least one recognition electrode is adjacent to the working electrode or the reference electrode and is adjacent to the working electrode. and a lower plate having a structure spaced apart from the reference electrode and having a structure in which at least one recognition protrusion, which is a protrusion, is disposed in a portion corresponding to the sample insertion passage. a middle plate having the sample insertion passage formed therein, and into which an enzyme compound is inserted; and an upper plate in which an insertion hole for inserting the sample and an outlet for discharging air are formed in a portion of the insulating substrate corresponding to the sample insertion passage.
상기 효소 화합물은 상기 검체가 타액인 경우, 상기 타액에 포함된 포도당(glucose)을 선택적으로 반응시키기 위한 효소(enzyme), 상기 효소를 상기 하판에 배치된 전극들 상에 어태치(attach)하기 위한 폴리머(polymer) 및 상기 효소와 상기 포도당의 반응을 촉진시키기 위한 촉매(catalyst)를 포함하고, 상기 효소는 포도당 산화효소(glucose oxidase)와 포도당탈수소효소(GDH; glucose dehydrogenase) 중 적어도 하나를 1unit ~ 30unit 포함하며, 상기 폴리머는 Chitosan, PVP, Nafion, Polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, 아가로오스(agarose)와 트레할로스(trehalose) 중 적어도 하나를 wt 0.01% ~ 1.0% 포함하고, 상기 촉매는 페로센(Ferrocene), 페로센 유도체, 퀴논(Quinone), 퀴논 유도체, 헥사아민루테늄(III)클로라이드와 페리시안화합물(Ferricyanide) 중 적어도 하나를 1% ~ 10% 포함할 수 있다.The enzyme compound is an enzyme for selectively reacting glucose contained in the saliva when the sample is saliva, and attaching the enzyme to the electrodes disposed on the lower plate. a polymer and a catalyst for accelerating the reaction between the enzyme and the glucose, wherein the enzyme contains at least one of glucose oxidase and glucose dehydrogenase (GDH) in 1 unit ~ 30 units, wherein the polymer contains at least one of Chitosan, PVP, Nafion, polyethylene glycol, poly vinyl pyrrolidone, poly vinyl alcohol, agarose and trehalose by wt 0.01% to 1.0%, and the catalyst may include 1% to 10% of at least one of ferrocene, ferrocene derivative, quinone, quinone derivative, hexaamine ruthenium (III) chloride and ferricyanide.
상기 촉매는 상기 프러시안 블루를 0.001% ~ 5% 포함할 수 있다.The catalyst may include 0.001% to 5% of the Prussian blue.
상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극과 상기 기준전극에 인가되는 검체측정신호와는 독립적으로 인가되는 검체인식신호에 응답하여 검체인식을 수행할 수 있다.The at least one recognition electrode may perform sample recognition in response to a sample recognition signal applied independently of the sample measurement signal applied to the working electrode and the reference electrode.
본 발명의 일 실시예에 따른 검체 측정 시스템은 검체를 채취하는 채취 수단과 상기 채취 수단에 의해 채취된 검체에서 상기 검체를 측정하는데 있어서 방해가 되는 간섭물질을 제거하는 필터를 포함하는 채취 장치; 상기 간섭물질이 제거된 검체를 측정하기 위한 전극인 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode) 및 상기 간섭물질이 제거된 검체를 인식하기 위한 적어도 하나의 인식전극이 배치되고, 상기 작업 전극과 상기 기준전극은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 상기 작업전극의 돌기인 작업돌기와 상기 기준전극의 두 개의 돌기들인 기준돌기들이 교대 배열되며, 상기 작업돌기의 면적과 상기 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고, 상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극 또는 상기 기준전극에 인접하여 상기 작업전극 및 상기 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기인 인식돌기가 배치되는 전극구조를 가지는 바이오센서; 및 상기 바이오센서의 스트립이 삽입된 후 상기 채취 장치를 통해 상기 간섭물질이 제거된 검체가 상기 바이오센서로 삽입되면 상기 작업전극과 상기 기준전극을 통해 수신되는 검체측정신호에 기초하여 상기 간섭물질이 제거된 검체를 측정하는 측정장치를 포함한다.A sample measurement system according to an embodiment of the present invention comprises: a sampling device for collecting a sample and a filter for removing an interfering substance that interferes with measuring the sample from the sample collected by the sampling means; A working electrode and a reference electrode, which are electrodes for measuring the sample from which the interference material has been removed, and at least one recognition electrode for recognizing the sample from which the interference material has been removed are disposed, the working electrode and the reference electrode are arranged to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the sample insertion flow path, and in a portion corresponding to the sample insertion flow path, a working protrusion, which is a protrusion of the working electrode, and a reference protrusion, which is two protrusions of the reference electrode, are alternately arranged, The ratio of the area of the working protrusion to the area of the reference protrusions is equal to or greater than 1, and the at least one recognition electrode is adjacent to the working electrode or the reference electrode and has a structure in which the working electrode and the reference electrode are spaced apart from each other in parallel. , a biosensor having an electrode structure in which a recognition protrusion, which is at least one protrusion, is disposed on a portion corresponding to the sample insertion passage; and after the strip of the biosensor is inserted, when the sample from which the interference material has been removed through the collection device is inserted into the biosensor, the interference material is generated based on the sample measurement signal received through the working electrode and the reference electrode. A measuring device for measuring the removed sample is included.
상기 필터는 상기 검체가 타액인 경우 상기 타액 내에 존재하는 사이즈가 큰 분자(Big molecular)와 이물질을 제거하고, 상기 타액 내 당을 측정하는데 있어 방해가 되는 단백질, 아밀라아제와 이온을 포함하는 물질을 분리할 수 있다.The filter removes large molecules and foreign substances present in the saliva when the sample is saliva, and separates substances including proteins, amylases and ions that interfere with measuring sugar in the saliva can do.
상기 바이오센서는 상기 전극구조를 가지는 하판; 상기 검체삽입유로가 형성되고, 상기 검체삽입유로에 효소 화합물(enzyme compound)이 삽입되는 중판; 및 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 상기 간섭물질이 제거된 검체를 삽입하기 위한 삽입구와 공기를 배출하기 위한 배출구가 형성되는 상판을 포함할 수 있다.The biosensor includes a lower plate having the electrode structure; a middle plate having the sample insertion passage formed therein and into which an enzyme compound is inserted; and an upper plate in which an insertion hole for inserting the sample from which the interference material has been removed and an outlet for discharging air are formed in a portion corresponding to the sample insertion passage.
상기 효소 화합물은 상기 검체가 타액인 경우, 상기 타액에 포함된 포도당(glucose)을 선택적으로 반응시키기 위한 효소(enzyme), 상기 효소를 상기 하판에 배치된 전극들 상에 어태치(attach)하기 위한 폴리머(polymer) 및 상기 효소와 상기 포도당의 반응을 촉진시키기 위한 촉매(catalyst)를 포함하고, 상기 효소는 포도당 산화효소(glucose oxidase)와 포도당탈수소효소(GDH; glucose dehydrogenase) 중 적어도 하나를 1unit ~ 30uni 포함하며, 상기 폴리머는 Chitosan, PVP, Nafion, Polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, 아가로오스(agarose)와 트레할로스(trehalose) 중 적어도 하나를 wt 0.01% ~ 1.0% 포함하고, 상기 촉매는 페로센(Ferrocene), 페로센 유도체, 퀴논(Quinone), 퀴논 유도체, 헥사아민루테늄(III)클로라이드와 페리시안화합물(Ferricyanide) 중 적어도 하나를 1% ~ 10% 포함할 수 있다.The enzyme compound is an enzyme for selectively reacting glucose contained in the saliva when the sample is saliva, and attaching the enzyme to the electrodes disposed on the lower plate. a polymer and a catalyst for accelerating the reaction between the enzyme and the glucose, wherein the enzyme contains at least one of glucose oxidase and glucose dehydrogenase (GDH) in 1 unit ~ 30uni, wherein the polymer contains at least one of Chitosan, PVP, Nafion, polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, agarose and trehalose by wt 0.01% to 1.0%, the catalyst may include 1% to 10% of at least one of ferrocene, ferrocene derivative, quinone, quinone derivative, hexaamine ruthenium (III) chloride and ferricyanide.
상기 촉매는 상기 프러시안 블루를 0.001% ~ 5% 포함할 수 있다.The catalyst may include 0.001% to 5% of the Prussian blue.
본 발명의 일 실시예에 따른 검체 측정 방법은 채취 수단을 이용하여 검체를 채취하고, 필터를 이용하여 상기 채취된 검체에서 상기 검체를 측정하는데 있어서 방해가 되는 간섭물질을 제거하는 단계; 바이오센서에 상기 간섭물질이 제거된 검체를 접촉시키는 단계; 및 상기 간섭물질이 제거된 검체의 접촉을 상기 바이오센서의 적어도 하나의 인식전극에 의해 인식되면 상기 바이오센서의 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode)에 검체측정신호를 인가하여 상기 간섭물질이 제거된 검체에 대한 응답신호를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 작업 전극과 상기 기준전극은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 상기 작업전극의 돌기인 작업돌기와 상기 기준전극의 두 개의 돌기들인 기준돌기들이 교대 배열되며, 상기 작업돌기의 면적과 상기 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고, 상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극 또는 상기 기준전극에 인접하여 상기 작업전극 및 상기 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기인 인식돌기가 배치될 수 있다.A method for measuring a sample according to an embodiment of the present invention includes the steps of collecting a sample using a sampling means and removing an interfering substance that interferes with measuring the sample from the sampled sample using a filter; contacting the biosensor with the sample from which the interference material has been removed; and when the contact of the sample from which the interference material has been removed is recognized by at least one recognition electrode of the biosensor, a sample measurement signal is applied to a working electrode and a reference electrode of the biosensor to determine the interference. measuring a response signal to the sample from which the material has been removed, wherein the working electrode and the reference electrode are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the sample insertion flow path, and the working electrode in a portion corresponding to the sample insertion flow path A working protrusion that is a protrusion of the reference electrode and a reference protrusion that are two protrusions of the reference electrode are alternately arranged, an area ratio of the working protrusion to an area ratio of the reference protrusions is 1 or more, and the at least one recognition electrode is the working electrode or the reference electrode It has a structure in which it is adjacent to and is spaced apart from the working electrode and the reference electrode in parallel, and at least one recognition protrusion, which is a protrusion, may be disposed in a portion corresponding to the sample insertion passage.
본 발명의 실시예들에 따르면, 검체 예를 들어, 타액을 채취하고, 채취된 검체에서 검체 측정에 방해가 되는 간섭물질을 제거한 후 바이오센서를 통해 타액에 포함된 포도당(glucose)를 측정함으로써, 검체에 포함된 물질에 대한 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, by collecting a sample, for example, saliva, removing an interfering material that interferes with sample measurement from the sampled sample, and then measuring glucose contained in saliva through a biosensor, It is possible to improve the measurement accuracy of substances included in the sample.
본 발명의 실시예들에 따르면, 타액당을 측정하는데 있어서 방해가 되는 간섭 물질을 필터를 이용하여 제거한 후 간섭 물질이 제거된 타액을 효소 화합물이 구비된 바이오센서를 통해 측정함으로써, 타액당에 대한 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, after removing an interfering substance that interferes in measuring salivary sugar using a filter, the saliva from which the interference substance is removed is measured through a biosensor equipped with an enzyme compound, The measurement accuracy can be improved.
도 1은 본 발명의 검체 측정 시스템을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 채취 장치의 일 실시예에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 바이오센서 구조에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 바이오센서 전극구조에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 검체 측정 방법을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 검체 측정 시스템에 의해 미세 당 농도가 측정된 실험 그래프를 나타낸 도면이다.1 shows an exemplary diagram for explaining the sample measurement system of the present invention.
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the collecting device shown in FIG. 1 .
FIG. 3 shows an exemplary view of the biosensor structure shown in FIG. 1 .
FIG. 4 shows an exemplary view of the biosensor electrode structure shown in FIG. 3 .
5 shows an exemplary view for explaining the sample measurement method of the present invention.
6 is a view showing an experimental graph in which the concentration of fine sugar is measured by the sample measurement system of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments, and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless specifically defined explicitly.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted.
본 발명의 실시예들은, 검체 예를 들어, 타액을 채취하고, 채취된 검체에서 검체 측정에 방해가 되는 간섭물질을 제거한 후 바이오센서를 통해 타액에 포함된 포도당(glucose)를 측정함으로써, 검체에 포함된 물질에 대한 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 바이오센서와 이를 이용한 검체 측정 시스템을 제공하는 것을 그 요지로 한다.In the embodiments of the present invention, a sample, for example, saliva is collected, an interfering material that interferes with the measurement of the sample is removed from the sample, and then glucose contained in the saliva is measured through a biosensor. An object of the present invention is to provide a biosensor capable of improving the measurement accuracy of contained substances and a sample measurement system using the same.
여기서, 간섭물질을 제거하기 위한 필터는 검체가 타액인 경우 타액 내에 존재하는 사이즈가 큰 분자(Big molecular)와 이물질을 제거하고, 단백질, 아밀라아제와 이온 등 타액 내 당을 측정하는데 있어 방해가 되는 물질을 분리할 수 있다.Here, the filter for removing interfering substances removes large molecules and foreign substances present in saliva when the sample is saliva, and substances that interfere with measuring sugars in saliva, such as proteins, amylases and ions can be separated.
바이오센서는 검체를 측정하기 위한 전극인 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode) 및 검체를 인식하기 위한 적어도 하나의 인식전극이 배치되고, 작업 전극과 기준전극은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 작업전극의 돌기(이하, "작업돌기"라 칭함)와 기준전극의 두 개의 돌기들(이하, "기준돌기들"이라 칭함)이 교대 배열되며, 작업돌기의 면적과 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고, 적어도 하나의 인식전극은 작업전극 또는 기준전극에 인접하여 작업전극 및 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기(이하, "인식돌기"라 칭함)가 배치되는 전극구조를 가질 수 있다.In the biosensor, a working electrode, a reference electrode, and at least one recognition electrode for recognizing a sample, which are electrodes for measuring a sample, are disposed, and the working electrode and the reference electrode are disposed in the longitudinal direction of the sample insertion flow path. The projections of the working electrode (hereinafter, referred to as “working projections”) and the two projections of the reference electrode (hereinafter referred to as “reference projections”) are alternated in the portion corresponding to the sample insertion passage. arranged, the area of the working protrusion and the area ratio of the reference protrusions is equal to or greater than 1, and at least one recognition electrode is adjacent to the working electrode or the reference electrode and has a structure in which it is spaced apart from the working electrode and the reference electrode in parallel, and the sample insertion flow path It may have an electrode structure in which at least one protrusion (hereinafter, referred to as “recognition protrusion”) is disposed on a portion corresponding to .
이 때, 바이오센서의 전극구조는 바이오센서가 측정을 위해 측정기에 삽입되는 순간을 감지하기 위한 스트립 인식전극을 더 포함할 수 있다.In this case, the electrode structure of the biosensor may further include a strip recognition electrode for detecting a moment when the biosensor is inserted into the measuring device for measurement.
이러한 바이오센서는 검체삽입유로가 형성되는 중판에 효소 화합물(ezyme compound)이 삽입되며, 효소 화합물은 효소(enzyme), 폴리머(polymer)와 촉매(catalyst)를 포함할 수 있다.In such a biosensor, an enzyme compound is inserted into a middle plate in which a sample insertion path is formed, and the enzyme compound may include an enzyme, a polymer, and a catalyst.
이 때, 효소는 검체가 타액인 경우 타액에 포함된 포도당(glucose)을 선택적으로 반응시킬 수 있고, 폴리머는 효소를 바이오센서에 배치된 전극들 상에 어태치(attach)하기 위한 것이며, 촉매는 효소와 포도당의 반응을 촉진시키기 위한 것일 수 있다.In this case, the enzyme can selectively react glucose contained in saliva when the sample is saliva, and the polymer is for attaching the enzyme to the electrodes disposed in the biosensor, and the catalyst is It may be for accelerating the reaction between enzymes and glucose.
이러한 본 발명에 대해 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 as follows.
도 1은 본 발명의 검체 측정 시스템을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시에에 따른 검체 측정 시스템(100)은 채취 장치(110), 바이오센서(200) 및 측정장치(300)를 포함한다.1 shows an exemplary view for explaining the sample measurement system of the present invention, and as shown in FIG. 1 , the
채취 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 검체를 수집하기 위한 검체 수집 스왑(swab)(111)을 포함하는 검체 수집부(110), 필터(120)와 압축 튜브(compression tube)(130)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
이 때, 검체 수집부(110)는 검체가 타액인 경우 검체 수집 스왑(111)을 통해 타액을 수집할 수 있으며, 검체 수집부(110)에 의해 수집된 타액은 압축 튜브(130) 내에 삽입된 필터(120)를 통해 타액에 포함된 간섭물질이 제거된 후 압축 튜브(130)를 통해 외부 즉, 바이오센서(200)로 제공될 수 있다.At this time, when the sample is saliva, the
즉, 재취 장치(100)는 타액이 수집된 후 압축 튜브(130) 내에서 검체 수집부(110)를 압축 튜브(130) 방향으로 압축시키면 수집된 타액이 필터(120)를 통해 타액에 포함된 간섭물질이 제거될 수 있으며, 타액 내에 존재하는 사이즈가 큰 분자(Big molecular)와 이물질을 제거하고, 단백질, 아밀라아제와 이온 등 타액 내 당을 측정하는데 있어 방해가 되는 물질을 분리할 수 있다.That is, the
필터(120)는 적어도 하나 이상의 층으로 구성될 수 있다. 물론, 본 발명에서의 필터(120)는 검체로부터 제거하고자 하는 간섭물질의 제거 정도를 고려하여 상술한 재료에 추가적인 물질이 추가될 수도 있으며, 제조되는 층의 두께가 달라질 수 있다. 또한, 필터(120)가 복수의 층들로 구성되는 경우 서로 다른 물질에 의해 제조된 층들이 순차적으로 적층되어 필터가 형성될 수도 있다.The
바이오센서(200)는 채취 장치(100)에 의해 채취된 검체가 채취 장치(100)를 통해 삽입되는 경우 간섭물질이 제거된 검체로부터 측정하고자 하는 정보 예를 들어, 포도당(glucose)을 센싱하는 기능을 수행하는 것으로, 측정장치(300)에 바이오센서 스트립(200)이 삽입되고 측정장치(300)로부터 수신되는 검체인식신호에 기초하여 검체를 인식하고, 검체인식신호와 별도로 인가되는 검체측정신호를 통해 검체에 포함된 포도당에 대한 응답신호를 측정장치(300)로 제공한다.The
이러한 바이오센서(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상판(230), 중판(220)과 하판(210)으로 구성될 수 있으며, 하판(210)에는 도 4에 도시된 바와 같이 바이오센서 전극구조가 형성된다.As shown in FIG. 3 , the
구체적으로, 중판(220)에는 검체삽입유로가 형성되고, 검체삽입유로에 효소 화합물(enzyme compound)(221)이 삽입된다.Specifically, a sample insertion passage is formed in the
여기서, 검체삽입유로는 이 기술분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하기에 그 상세한 설명은 생략한다.Here, since the sample insertion flow path is obvious to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.
효소 화합물(221)은 검체에 포함된 포도당(glucose)을 선택적으로 반응시키기 위한 효소(enzyme), 효소를 하판에 배치된 전극들 상에 어태치(attach)하기 위한 폴리머(polymer) 및 효소와 포도당의 반응을 촉진시키기 위한 촉매(catalyst)를 포함할 수 있다.The
이 때, 촉매는 페로센(Ferrocene), 페로센 유도체, 퀴논(Quinone), 퀴논 유도체, 헥사아민루테늄(III)클로라이드와 페리시안화합물(Ferricyanide) 중 적어도 하나를 1% ~ 10% 포함할 수 있고(프러시안 블루(Prussian blue)가 사용되는 경우 촉매에는 프러시안 블루가 0.001% ~ 5% 포함될 수 있음), 효소는 포도당 산화효소(glucose oxidase)와 포도당탈수소효소(GDH; glucose dehydrogenase) 중 적어도 하나를 1unit ~ 30unit 포함할 수 있으며, 폴리머는 Chitosan, PVP, Nafion, Polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, 아가로오스(agarose)와 트레할로스(trehalose) 중 적어도 하나를 wt 0.01% ~ 1.0% 포함할 수 있다.At this time, the catalyst may contain 1% to 10% of at least one of ferrocene, a ferrocene derivative, a quinone, a quinone derivative, hexaamine ruthenium (III) chloride and a ferricyanide (Ferricyanide) If Russian blue is used, the catalyst may contain 0.001% to 5% of Prussian blue), and the enzyme contains at least one of glucose oxidase and glucose dehydrogenase (GDH) in 1 unit. It may contain ~ 30 units, and the polymer may contain 0.01% to 1.0% by weight of at least one of Chitosan, PVP, Nafion, polyethylene glycol, poly vinyl pyrrolidone, poly vinyl alcohol, agarose and trehalose. there is.
상판(230)은 중판(220) 상부에 형성되며, 상판(230)에는 절연기판에 검체삽입유로에 대응하는 부분에 채취장치를 통해 채취된 검체를 삽입하기 위한 삽입구와 공기를 배출하기 위한 배출구가 형성된다.The
하판(210)에는 절연기판(211)에 검체를 측정하기 위한 전극인 작업전극(working electrode)(211)과 기준전극(reference electrode)(212) 및 검체를 인식하기 위한 적어도 하나의 인식전극(213)이 배치되고, 작업전극(211)과 기준전극(212)은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 작업전극(211)의 작업돌기(211a)와 기준전극(212)의 두 개의 기준돌기들(212a)이 교대 배열되며, 작업돌기(211)의 면적과 기준돌기들(212)의 면적 비가 1 이상이고, 적어도 하나의 인식전극(213)은 작업전극(211) 또는 기준전극(212)에 인접하여 작업전극(211) 및 기준전극(212)과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 인식돌기(213a)가 배치되는 전극구조를 가진다.On the
여기서, 하판(210)은 이러한 전극구조를 가지는 복수의 금속층들이 중첩되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 하판(210)은 절연기판(210-1) 상에 바이오센서 전극구조를 가지는 구리로 형성된 제1 금속층(210-2), 니켈로 형성된 제2 금속층(210-3)과 금으로 형성된 제3 금속층(210-4)이 중첩되어 형성될 수 있다.Here, the
나아가, 바이오센서 전극구조는 도 4에 도시된 바와 같이, 바이오센서 스트립이 측정장치에 삽입되는 부분에 측정장치에서 바이오센서 스트립의 삽입여부를 감지하기 위한 스트립 인식전극(214)을 더 구비할 수 있다.Furthermore, as shown in FIG. 4, the biosensor electrode structure may further include a
그리고, 작업전극(211)과 기준전극(212)은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되면서 측정장치(300) 방향 부분에서의 전극폭이 검체삽입유로 부분에서의 전극폭보다 더 넓게 형성되고, 하나의 작업돌기(211a)가 두 개의 기준돌기들(212a) 사이에 배치되어 서로 교대 배열되는 형태로 구성될 수 있다. 이 때, 작업돌기(211a)의 면적이 두 개의 기준돌기들(212a)의 면적보다 적어도 넓게 형성됨으로써, 검체의 측정 정확도를 높일 수 있다. 즉, 타액당의 경우 혈당보다 낮게 검출되기 때문에 작업돌기(211a)의 면적을 더 넓게 함으로써, 타액이 접촉하는 경우 검체측정신호에 의한 응답신호를 정확하게 측정하여 타액당의 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, the working
그리고, 인식전극(213)은 기준전극(212)과 작업전극(211) 사이에 배치되면서, 인식돌기(213a)가 검체삽입유로의 말단부에 형성될 수 있다.In addition, while the
작업돌기(211a)와 기준돌기(212a)의 간격 및 기준돌기(212a)와 인식돌기(213a)의 간격 그리고, 각 돌기의 폭은 검체의 측정 정확도를 고려하여 결정될 수 있으며, 이 기술을 제공하는 개인 또는 사업자에 의해 결정될 수 있다.The distance between the working
인식전극(214)은 측정장치(300)에 바이오센서 스트립이 삽입되는 경우 측정장치(300)로부터 검체를 인식하기 위한 검체인식신호를 수신함으로써, 측정장치(300)에서 검체인식신호에 대한 응답신호를 통해 검체를 인식할 수 있다.The
기준전극(212)과 작업전극(211) 또한 바이오센서 스트립(200)이 측정장치(300)에 삽입되는 경우 측정장치(300)로부터 검체를 측정하기 위한 검체측정신호를 수신할 수 있으며, 검체측정신호는 검체인식신호와 별도로 수신될 수 있고, 검체측정신호를 수신하는 시점은 바이오센서 스트립(200)이 측정장치(300)에 삽입되는 시점일 수도 있고, 인식전극(213)에 의해 검체가 인식된 시점일 수도 있다. 물론, 측정장치(300)에서는 바이오센서 스트립(200)에 구비된 스트립 인식전극(214)을 통해 바이오센서 스트립(200)이 삽입되었는지를 인식할 수 있다.The
기준전극(212)과 작업전극(211)에 인가되는 검체측정신호는 기준전극(212)과 작업전극(211)에 일정 전위차에 해당하는 신호로서, 미리 설정된 상이한 전압을 인가함으로써, 기준전극과 작업전극에 검체측정신호를 인가할 수 있다.The sample measurement signal applied to the
측정장치(300)는 바이오센서 스트립(200)이 삽입되는 경우 바이오센서 스트립(200)에 구비된 스트립 인식전극(214)을 통해 바이오센서 스트립(200)이 삽입된 것을 인식하고, 바이오센서의 인식전극(213)에 검체인식신호를 제공함으로써, 바이오센서에 검체가 접촉되었는지 판단한 후 검체가 접촉된 것으로 판단되면 기준전극(212)과 작업전극(212)에 검체측정신호를 제공함으로써, 측정하고자 하는 검체의 응답신호를 수신하여 검체를 측정한다.When the
여기서, 측정장치(300)는 검체가 타액인 경우 타액당을 측정할 수 있다.Here, the measuring
그리고, 측정장치(300)는 디스플레이수단을 통해 측정된 타액당에 대한 결과 수치를 제공할 수도 있고, 추가적으로 포도당 정도에 대한 색상을 제공할 수도 있다.In addition, the measuring
도 5는 본 발명의 검체 측정 방법을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 타액당을 측정하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.5 is an exemplary view for explaining the method for measuring a sample of the present invention, and the process for measuring salivary sugar is as follows.
도 5를 참조하여 검체 측정 방법에 대해 설명하면, 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 채취장치의 검체수집부를 이용하여 대상자의 타액을 채취한 후 검체수집부를 필터가 구비된 압축 튜브에 삽입한다When the sample measurement method is described with reference to FIG. 5, as shown in FIGS. 5A and 5B, after collecting the subject's saliva using the sample collection unit of the collection device, the sample collection unit is inserted into a compression tube equipped with a filter. do
그리고, 도 5c와 도 5d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바이오센서 전극구조를 가지는 바이오센서 스트립을 측정장치에 삽입한 후 채취장치의 압축을 통해 채취수집부에 의해 수집된 타액에서 간섭물질을 필터링 또는 제거하여 바이오센서의 삽입구로 삽입한다.And, as shown in FIGS. 5c and 5d, after inserting the biosensor strip having the biosensor electrode structure of the present invention into the measuring device, the interfering material is removed from the saliva collected by the collecting and collecting unit through compression of the collecting device. It is filtered or removed and inserted into the insertion hole of the biosensor.
이 때, 측정장치는 바이오센서 스트립이 삽입된 것을 인식함으로써, 바이오센서의 인식전극에 검체인식신호를 제공하고, 타액이 삽입구를 통해 삽입되어 인식되면 기준전극과 작업전극에 검체측정신호를 제공할 수 있다.At this time, the measuring device provides a sample recognition signal to the recognition electrode of the biosensor by recognizing that the biosensor strip is inserted, and provides a sample measurement signal to the reference electrode and the working electrode when saliva is inserted and recognized through the insertion hole can
검체측정신호가 바이오센서의 전극들에 인가되면, 도 5e에 도시된 바와 같이 검체측정신호에 대한 응답신호를 수신함으로써, 응답신호에 대한 측정결과를 디스플레이 수단을 통해 제공한다.When the sample measurement signal is applied to the electrodes of the biosensor, as shown in FIG. 5E , a response signal to the sample measurement signal is received, thereby providing a measurement result for the response signal through the display means.
여기서, 디스플레이 수단을 통해 제공되는 측정결과는 측정 수치에 따라 여러 단계의 결과를 제공할 수 있으며, 타액당에 따른 수치 범위와 그 결과는 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하기에 그 상세한 설명은 생략한다.Here, the measurement result provided through the display means may provide a result of several steps depending on the measurement value, and the numerical range and the result according to the salivary sugar are obvious to those skilled in the art, so the detailed description is omitted.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 바이오센서, 검체 측정 시스템 및 검체 측정 방법은 검체 예를 들어, 타액을 채취하고, 채취된 검체에서 검체 측정에 방해가 되는 간섭물질을 제거한 후 바이오센서를 통해 타액에 포함된 포도당(glucose)를 측정함으로써, 검체에 포함된 물질에 대한 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.As described above, the biosensor, the sample measuring system, and the sample measuring method according to the embodiments of the present invention collect a sample, for example, saliva, remove an interfering material that interferes with the sample measurement from the collected sample, and then use the biosensor. By measuring glucose contained in saliva through the
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 바이오센서, 검체 측정 시스템 및 검체 측정 방법은 타액당을 측정하는데 있어서 방해가 되는 간섭 물질을 필터를 이용하여 제거한 후 간섭 물질이 제거된 타액을 효소 화합물이 구비된 바이오센서를 통해 측정함으로써, 타액당에 대한 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, in the biosensor, sample measurement system, and sample measurement method according to embodiments of the present invention, an enzyme compound is provided in saliva from which the interference material is removed after removing an interfering substance that interferes with measuring salivary sugar using a filter By measuring through an established biosensor, it is possible to improve the measurement accuracy for salivary sugar.
특히, 본 발명의 실시예들에 따른 바이오센서, 검체 측정 시스템 및 검체 측정 방법은 효소 화합물에 포도당 산화효소(glucose oxidase)와 포도당탈수소효소(GDH; glucose dehydrogenase) 중 적어도 하나가 1unit ~ 30unit 사용되는 효소, Chitosan, PVP, Nafion, Polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, 아가로오스(agarose)와 트레할로스(trehalose) 중 적어도 하나가 wt 0.01% ~ 1.0% 사용되는 폴리머와, 페로센(Ferrocene), 페로센 유도체, 퀴논(Quinone), 퀴논 유도체, 헥사아민루테늄(III)클로라이드와 페리시안화합물(Ferricyanide) 중 적어도 하나가 1% ~ 10% 사용되는 촉매를 포함함으로써(프러시안 블루(Prussian blue)가 사용되는 경우 촉매에는 프러시안 블루가 0.001% ~ 5% 포함될 수 있음), 도 6에 도시된 바와 같이 미세 당 농도 측정을 가능하게 할 수 있다.In particular, in the biosensor, the sample measuring system and the sample measuring method according to the embodiments of the present invention, 1 unit to 30 units of at least one of glucose oxidase and glucose dehydrogenase (GDH) is used in the enzyme compound. Enzyme, Chitosan, PVP, Nafion, polyethylene glycol, poly vinyl pyrrolidone, poly vinyl alcohol, a polymer in which at least one of agarose and trehalose is used in wt 0.01% to 1.0%, ferrocene, By including a catalyst in which at least one of ferrocene derivatives, quinones, quinone derivatives, hexaamineruthenium (III) chloride and ferricyanide is used in 1% to 10% (Prussian blue is used) If it is, the catalyst may contain 0.001% to 5% of Prussian blue), and as shown in FIG. 6 , it may be possible to measure the concentration of fine sugar.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or apparatus, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. may be embodied in The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (14)
검체를 측정하기 위한 전극인 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode)은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고,
상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 상기 작업전극의 돌기인 작업돌기와 상기 기준전극의 두 개의 돌기들인 기준돌기들이 교대 배열되며, 상기 작업돌기의 면적과 상기 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고,
상기 검체를 인식하기 위한 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극 또는 상기 기준전극에 인접하여 상기 작업전극 및 상기 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며,
상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기인 인식돌기가 배치되는,
것을 특징으로 하는 바이오센서 전극구조.
In the biosensor electrode structure for sample measurement,
A working electrode and a reference electrode, which are electrodes for measuring a sample, are disposed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the sample insertion passage,
In a portion corresponding to the sample insertion passage, a working protrusion, which is a protrusion of the working electrode, and a reference protrusion, which are two protrusions of the reference electrode, are alternately arranged, and the area of the working protrusion and the area ratio of the reference protrusions is 1 or more,
At least one recognition electrode for recognizing the sample has a structure in which the working electrode or the reference electrode is adjacent to and spaced apart from the working electrode and the reference electrode in parallel,
Wherein the at least one recognition electrode has at least one recognition protrusion disposed on a portion corresponding to the sample insertion passage,
Biosensor electrode structure, characterized in that.
상기 인식돌기는
상기 검체삽입유로의 말단부에 인접되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 바이오센서 전극구조.
According to claim 1,
The recognition protrusion
The biosensor electrode structure, characterized in that it is disposed adjacent to the distal end of the sample insertion passage.
상기 적어도 하나의 인식전극은
상기 작업전극과 상기 기준전극에 인가되는 검체측정신호와는 독립적으로 인가되는 검체인식신호에 응답하여 검체인식을 수행하는 것을 특징으로 하는 바이오센서 구조.
According to claim 1,
The at least one recognition electrode is
A biosensor structure, characterized in that the sample recognition is performed in response to a sample recognition signal applied independently of the sample measurement signal applied to the working electrode and the reference electrode.
상기 바이오센서의 전극구조를 구비하는 바이오센서가 측정을 위해 측정기에 삽입되는 순간을 감지하기 위한 스트립 인식전극
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서 구조.
According to claim 1,
Strip recognition electrode for detecting the moment when the biosensor having the electrode structure of the biosensor is inserted into the measuring device for measurement
Biosensor structure, characterized in that it further comprises.
절연기판에 검체를 측정하기 위한 전극인 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode) 및 상기 검체를 인식하기 위한 적어도 하나의 인식전극이 배치되고, 상기 작업 전극과 상기 기준전극은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 상기 작업전극의 돌기인 작업돌기와 상기 기준전극의 두 개의 돌기들인 기준돌기들이 교대 배열되며, 상기 작업돌기의 면적과 상기 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고, 상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극 또는 상기 기준전극에 인접하여 상기 작업전극 및 상기 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기인 인식돌기가 배치되는 구조를 가지는 하판;
상기 검체삽입유로가 형성되고, 상기 검체삽입유로에 효소 화합물(enzyme compound)이 삽입되는 중판; 및
절연기판에 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 상기 검체를 삽입하기 위한 삽입구와 공기를 배출하기 위한 배출구가 형성되는 상판
을 포함하는 바이오센서 구조.
In the biosensor structure for sample measurement,
A working electrode and a reference electrode, which are electrodes for measuring a sample, and at least one recognition electrode for recognizing the sample are disposed on the insulating substrate, and the working electrode and the reference electrode are provided in a sample insertion path are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the , and in a portion corresponding to the sample insertion passage, a working protrusion, which is a protrusion of the working electrode, and a reference protrusion, which are two protrusions of the reference electrode, are alternately arranged, and the area of the working protrusion and the reference The area ratio of the protrusions is equal to or greater than 1, and the at least one recognition electrode is adjacent to the working electrode or the reference electrode and has a structure in which the working electrode and the reference electrode are spaced apart from each other in parallel, and corresponding to the sample insertion channel. a lower plate having a structure in which at least one recognition protrusion, which is a protrusion, is disposed on the portion;
a middle plate having the sample insertion passage formed therein, and into which an enzyme compound is inserted; and
A top plate in which an insertion hole for inserting the sample and an outlet for discharging air are formed in a portion corresponding to the sample insertion path on the insulating substrate
A biosensor structure comprising a.
상기 효소 화합물은
상기 검체가 타액인 경우, 상기 타액에 포함된 포도당(glucose)을 선택적으로 반응시키기 위한 효소(enzyme), 상기 효소를 상기 하판에 배치된 전극들 상에 어태치(attach)하기 위한 폴리머(polymer) 및 상기 효소와 상기 포도당의 반응을 촉진시키기 위한 촉매(catalyst)를 포함하고,
상기 효소는
포도당 산화효소(glucose oxidase)와 포도당탈수소효소(GDH; glucose dehydrogenase) 중 적어도 하나를 1unit ~ 30unit 포함하며,
상기 폴리머는
Chitosan, PVP, Nafion, Polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, 아가로오스(agarose)와 트레할로스(trehalose) 중 적어도 하나를 wt 0.01% ~ 1.0% 포함하고,
상기 촉매는
페로센(Ferrocene), 페로센 유도체, 퀴논(Quinone), 퀴논 유도체, 헥사아민루테늄(III)클로라이드와 페리시안화합물(Ferricyanide) 중 적어도 하나를 1% ~10% 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서 구조.
6. The method of claim 5,
The enzyme compound is
When the sample is saliva, an enzyme for selectively reacting glucose contained in the saliva, a polymer for attaching the enzyme to the electrodes disposed on the lower plate and a catalyst for accelerating the reaction between the enzyme and the glucose,
The enzyme is
Contains 1 unit to 30 units of at least one of glucose oxidase and glucose dehydrogenase (GDH),
The polymer is
Chitosan, PVP, Nafion, polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, and at least one of agarose (agarose) and trehalose (trehalose) in wt 0.01% to 1.0%,
The catalyst is
A biosensor structure comprising 1% to 10% of at least one of ferrocene, ferrocene derivative, quinone, quinone derivative, hexaamine ruthenium (III) chloride and ferricyanide.
상기 촉매는
상기 프러시안 블루를 0.001% ~ 5% 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오센서 구조.
7. The method of claim 6,
The catalyst is
A biosensor structure comprising 0.001% to 5% of the Prussian blue.
상기 적어도 하나의 인식전극은
상기 작업전극과 상기 기준전극에 인가되는 검체측정신호와는 독립적으로 인가되는 검체인식신호에 응답하여 검체인식을 수행하는 것을 특징으로 하는 바이오센서 구조.
6. The method of claim 5,
The at least one recognition electrode is
A biosensor structure, characterized in that the sample recognition is performed in response to a sample recognition signal applied independently of the sample measurement signal applied to the working electrode and the reference electrode.
상기 간섭물질이 제거된 검체를 측정하기 위한 전극인 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode) 및 상기 간섭물질이 제거된 검체를 인식하기 위한 적어도 하나의 인식전극이 배치되고, 상기 작업 전극과 상기 기준전극은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 상기 작업전극의 돌기인 작업돌기와 상기 기준전극의 두 개의 돌기들인 기준돌기들이 교대 배열되며, 상기 작업돌기의 면적과 상기 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고, 상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극 또는 상기 기준전극에 인접하여 상기 작업전극 및 상기 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기인 인식돌기가 배치되는 전극구조를 가지는 바이오센서; 및
상기 바이오센서의 스트립이 삽입된 후 상기 채취 장치를 통해 상기 간섭물질이 제거된 검체가 상기 바이오센서로 삽입되면 상기 작업전극과 상기 기준전극을 통해 수신되는 검체측정신호에 기초하여 상기 간섭물질이 제거된 검체를 측정하는 측정장치
를 포함하는 검체 측정 시스템.
a sampling device comprising: a sampling unit for collecting a sample;
A working electrode and a reference electrode, which are electrodes for measuring the sample from which the interference material has been removed, and at least one recognition electrode for recognizing the sample from which the interference material has been removed are disposed, the working electrode and the reference electrode are arranged to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the sample insertion flow path, and in a portion corresponding to the sample insertion flow path, a working protrusion, which is a protrusion of the working electrode, and a reference protrusion, which is two protrusions of the reference electrode, are alternately arranged, The ratio of the area of the working protrusion to the area of the reference protrusions is equal to or greater than 1, and the at least one recognition electrode is adjacent to the working electrode or the reference electrode and has a structure in which the working electrode and the reference electrode are spaced apart from each other in parallel. , a biosensor having an electrode structure in which a recognition protrusion, which is at least one protrusion, is disposed on a portion corresponding to the sample insertion passage; and
After the strip of the biosensor is inserted, when the sample from which the interference material has been removed through the collection device is inserted into the biosensor, the interference material is removed based on the sample measurement signal received through the working electrode and the reference electrode. Measuring device that measures the sample
A sample measurement system comprising a.
상기 필터는
상기 검체가 타액인 경우 상기 타액 내에 존재하는 사이즈가 큰 분자(Big molecular)와 이물질을 제거하고, 상기 타액 내 당을 측정하는데 있어 방해가 되는 단백질, 아밀라아제와 이온을 포함하는 물질을 분리하는 것을 특징으로 하는 검체 측정 시스템.
10. The method of claim 9,
the filter is
When the sample is saliva, large molecules and foreign substances present in the saliva are removed, and substances containing proteins, amylases and ions that interfere with the measurement of sugar in the saliva are separated. A sample measurement system with
상기 바이오센서는
상기 전극구조를 가지는 하판;
상기 검체삽입유로가 형성되고, 상기 검체삽입유로에 효소 화합물(enzyme compound)이 삽입되는 중판; 및
상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 상기 간섭물질이 제거된 검체를 삽입하기 위한 삽입구와 공기를 배출하기 위한 배출구가 형성되는 상판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 검체 측정 시스템.
10. The method of claim 9,
The biosensor
a lower plate having the electrode structure;
a middle plate having the sample insertion passage formed therein, and into which an enzyme compound is inserted; and
A top plate in which an insertion hole for inserting a sample from which the interference material has been removed and an outlet for discharging air are formed in a portion corresponding to the sample insertion passage
A sample measurement system comprising a.
상기 효소 화합물은
상기 검체가 타액인 경우, 상기 타액에 포함된 포도당(glucose)을 선택적으로 반응시키기 위한 효소(enzyme), 상기 효소를 상기 하판에 배치된 전극들 상에 어태치(attach)하기 위한 폴리머(polymer) 및 상기 효소와 상기 포도당의 반응을 촉진시키기 위한 촉매(catalyst)를 포함하고,
상기 효소는
포도당 산화효소(glucose oxidase)와 포도당탈수소효소(GDH; glucose dehydrogenase) 중 적어도 하나를 1unit ~ 30unit 포함하며,
상기 폴리머는
Chitosan, PVP, Nafion, Polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, 아가로오스(agarose)와 트레할로스(trehalose) 중 적어도 하나를 wt 0.01% ~ 1.0% 포함하고,
상기 촉매는
페로센(Ferrocene), 페로센 유도체, 퀴논(Quinone), 퀴논 유도체, 헥사아민루테늄(III)클로라이드와 페리시안화합물(Ferricyanide) 중 적어도 하나를 1% ~ 10% 포함하는 것을 특징으로 하는 검체 측정 시스템.
12. The method of claim 11,
The enzyme compound is
When the sample is saliva, an enzyme for selectively reacting glucose contained in the saliva, a polymer for attaching the enzyme to the electrodes disposed on the lower plate and a catalyst for accelerating the reaction between the enzyme and the glucose,
The enzyme is
Contains 1 unit to 30 units of at least one of glucose oxidase and glucose dehydrogenase (GDH),
The polymer is
Chitosan, PVP, Nafion, polyethylene glycol, poly vinyl Pyrrolidone, poly vinyl alcohol, and at least one of agarose (agarose) and trehalose (trehalose) in wt 0.01% to 1.0%,
The catalyst is
A sample measurement system comprising 1% to 10% of at least one of ferrocene, ferrocene derivative, quinone, quinone derivative, hexaamineruthenium(III) chloride, and ferricyanide.
상기 촉매는
상기 프러시안 블루를 0.001% ~ 5% 포함하는 것을 특징으로 하는 검체 측정 시스템.
13. The method of claim 12,
The catalyst is
The sample measurement system, characterized in that it contains 0.001% to 5% of the Prussian blue.
바이오센서에 상기 간섭물질이 제거된 검체를 접촉시키는 단계; 및
상기 간섭물질이 제거된 검체의 접촉을 상기 바이오센서의 적어도 하나의 인식전극에 의해 인식되면 상기 바이오센서의 작업전극(working electrode)과 기준전극(reference electrode)에 검체측정신호를 인가하여 상기 간섭물질이 제거된 검체에 대한 응답신호를 측정하는 단계
를 포함하고,
상기 작업 전극과 상기 기준전극은 검체삽입유로의 길이방향으로 서로 이격되어 배치되고, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에서는 상기 작업전극의 돌기인 작업돌기와 상기 기준전극의 두 개의 돌기들인 기준돌기들이 교대 배열되며, 상기 작업돌기의 면적과 상기 기준돌기들의 면적 비가 1 이상이고, 상기 적어도 하나의 인식전극은 상기 작업전극 또는 상기 기준전극에 인접하여 상기 작업전극 및 상기 기준전극과 평행하게 이격되어 배치되는 구조를 가지며, 상기 검체삽입유로에 대응하는 부분에 적어도 하나의 돌기인 인식돌기가 배치되는 것을 특징으로 하는 검체 측정 방법.
collecting a sample using a collection means and removing an interfering substance that interferes with measuring the sample from the sampled sample using a filter;
contacting the biosensor with the sample from which the interference material has been removed; and
When the contact of the sample from which the interference material has been removed is recognized by at least one recognition electrode of the biosensor, a sample measurement signal is applied to a working electrode and a reference electrode of the biosensor to apply the interference material Measuring the response signal for the removed sample
including,
The working electrode and the reference electrode are disposed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the sample insertion flow path, and in a portion corresponding to the sample insertion flow path, the working protrusion, which is a protrusion of the working electrode, and the reference protrusion, which are two protrusions of the reference electrode, are alternated. arranged, wherein the ratio of the area of the working protrusion to the area of the reference protrusions is 1 or more, and the at least one recognition electrode is adjacent to the working electrode or the reference electrode and is spaced apart from the working electrode and the reference electrode in parallel A method for measuring a sample, wherein the recognition protrusion, which is at least one protrusion, is disposed in a portion corresponding to the sample insertion passage.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2021/013243 WO2022065986A1 (en) | 2020-09-28 | 2021-09-28 | Biosensor structure for sample measurement and sample measuring method using same |
EP21873014.1A EP4218565A1 (en) | 2020-09-28 | 2021-09-28 | Biosensor structure for sample measurement and sample measuring method using same |
US17/777,376 US20230057549A1 (en) | 2020-09-28 | 2021-09-28 | Biosensor structure for measuring specimen and method for measuring specimen by using the same |
CN202180066403.4A CN116322510A (en) | 2020-09-28 | 2021-09-28 | Biosensor structure for measuring sample and sample measuring method using the same |
JP2023519395A JP2023543289A (en) | 2020-09-28 | 2021-09-28 | Biosensor structure for analyte measurement and analyte measurement method using the same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200125618 | 2020-09-28 | ||
KR20200125618 | 2020-09-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220043015A true KR20220043015A (en) | 2022-04-05 |
Family
ID=81182071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210105599A KR20220043015A (en) | 2020-09-28 | 2021-08-10 | Biosensor structure for specimen measurement and mehtod for measuring specimen using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20220043015A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024005493A1 (en) * | 2022-06-27 | 2024-01-04 | 주식회사 동운아나텍 | Biosensor strip for measuring bio sample, electrode structure thereof, and bio sample measurement method using same |
-
2021
- 2021-08-10 KR KR1020210105599A patent/KR20220043015A/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024005493A1 (en) * | 2022-06-27 | 2024-01-04 | 주식회사 동운아나텍 | Biosensor strip for measuring bio sample, electrode structure thereof, and bio sample measurement method using same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0540691B1 (en) | Method for analytically utilizing microfabricated sensors during wet-up | |
KR101003077B1 (en) | Electrochemical biosensor structure and measuring method using the same | |
US8038859B2 (en) | Electrochemical sensor and method for analyzing liquid sample | |
JP3847053B2 (en) | Blood analyzer | |
US20050183953A1 (en) | Electrochemical biosensor by screen printing and method of fabricating same | |
KR20130092629A (en) | Method for determination of analyte concentrations | |
US8926369B2 (en) | Electrical connector for substrate having conductive tracks | |
EP2565646B1 (en) | Diagnostic marker for kidney diseases and use thereof | |
EP2812444B1 (en) | Electrochemical-based analytical test strip with fill-speed configured reagent layer | |
JPWO2007026683A1 (en) | Sample supply state detection method and analysis tool | |
Chaisomchit et al. | Stability of genomic DNA in dried blood spots stored on filter paper | |
KR20220043015A (en) | Biosensor structure for specimen measurement and mehtod for measuring specimen using the same | |
EP2900138B1 (en) | System and method for determining hematocrit insensitive glucose concentration | |
US11774395B2 (en) | Test element for electrochemically detecting at least one analyte | |
KR100735898B1 (en) | The portable micro blood separator | |
US20230057549A1 (en) | Biosensor structure for measuring specimen and method for measuring specimen by using the same | |
JP2002207026A (en) | Nucleic acid aptamer self-integrated biosensor and chip device equipped therewith as detection part | |
JP2012529041A (en) | Biosensor for measuring biological materials | |
KR20240001383A (en) | Biosensor strip for specimen measurement, electrode structure thereof, and measuring specimen using the same | |
US9453812B2 (en) | End-fill electrochemical-based analytical test strip with perpendicular intersecting sample-receiving chambers | |
CN104792900A (en) | Mass spectrometry relative quantification method for acute kidney injury biological marker in urine | |
JP3973657B2 (en) | Continuous separation detection chip | |
TWI589875B (en) | Electrochemical biosensor test strip | |
KR101405173B1 (en) | Multi-analytical sensor and method of multi-analysis | |
TWI274876B (en) | Multistage examination method for a biosensor test piece |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X601 | Decision of rejection after re-examination |