KR20220143482A - Patch-type device for measuring glucose in blood - Google Patents

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KR20220143482A
KR20220143482A KR1020210050050A KR20210050050A KR20220143482A KR 20220143482 A KR20220143482 A KR 20220143482A KR 1020210050050 A KR1020210050050 A KR 1020210050050A KR 20210050050 A KR20210050050 A KR 20210050050A KR 20220143482 A KR20220143482 A KR 20220143482A
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권용재
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서울과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention provides a blood glucose measurement device capable of quantitatively measuring the amount of blood glucose in a body quickly and conveniently without requiring external power. The patch-type blood glucose measurement device comprises: a substrate having a dye deposited on a surface thereof; a biosensor that measures blood glucose; and a circuit electrically connecting the biosensor and the substrate.

Description

패치형 혈당 측정 장치{PATCH-TYPE DEVICE FOR MEASURING GLUCOSE IN BLOOD}PATCH-TYPE DEVICE FOR MEASURING GLUCOSE IN BLOOD

본 개시 내용은 외부 전력을 필요로 하지 않으면서 빠르고 간편하게 체내 혈당의 양을 정량적으로 측정할 수 있는 패치형 혈당 측정 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates to a patch type blood glucose measurement device capable of quantitatively measuring the amount of blood glucose in the body quickly and conveniently without requiring external power.

체액 내 물질의 농도를 측정하기 위해 사용되는 기존의 센서는 대부분 혈액을 직접 채취하여 키트에 넣고 외부 측정 기기를 이용하여 혈액 내 물질의 농도를 분석한다. 이와 같은 방식은 혈액을 직접 채취하여 분석하는 것이기 때문에 측정하고자 하는 물질의 정확한 농도를 확인할 수 있지만, 측정할 때마다 측정자의 채혈을 필요로 하기 때문에 번거롭고 채혈로 인해 측정자의 고통이 수반된다. 또한 측정을 위해서는 측정 기기와 이러한 기기를 구동하기 위한 전원을 필요로 하고, 측정할 때마다 새로 키트를 바꿔줘야 한다는 불편함이 있다.Most of the existing sensors used to measure the concentration of substances in body fluids directly collect blood, put it in a kit, and analyze the concentration of substances in the blood using an external measuring device. Since this method directly collects and analyzes blood, the exact concentration of the substance to be measured can be confirmed. In addition, for measurement, a measuring device and a power source to drive these devices are required, and there is an inconvenience of having to change a new kit every time it is measured.

혈액을 이용하지 않고 눈물이나 침, 땀 등의 체액을 이용해서 분석하는 방법도 존재한다. 혈액 내에 존재하는 대상 물질의 농도와 체액 내에 존재하는 대상 물질의 농도의 상관관계를 선형화해서 계산하는 방법이다. 하지만 눈물이나 침, 땀에 존재하는 물질의 농도는 매우 미량이기 때문에 정확한 측정이 어렵고, 장비의 가격이 비싸며, 눈물, 침, 땀 등의 체액이 외부환경에 노출되어 있어 쉽게 오염될 소지가 있기 때문에 정확한 값을 얻기 어려울 수 있다. There is also a method of analysis using body fluids such as tears, saliva, and sweat without using blood. This is a method of calculating the correlation between the concentration of the target substance in blood and the concentration of the target substance in the body fluid by linearizing it. However, since the concentration of substances in tears, saliva, and sweat is very small, accurate measurement is difficult, the equipment is expensive, and body fluids such as tears, saliva, and sweat are exposed to the external environment and can be easily contaminated. Accurate values can be difficult to obtain.

이러한 문제점을 해결하기 위해 마이크로니들을 이용하는 분석 방법이 존재하지만, 대부분의 방법은 마이크로니들을 통해 얻어낸 대상 물질을 복잡한 반도체 어레이 구조에 연결하여 정량적인 값을 얻어내는 방식을 이용한다. 이러한 방법은 복잡한 반도체 어레이 구조를 필요로 하기 때문에 값이 비싸고, 반도체 어레이 구조가 외부 전원을 필요로 하기 때문에 역시 불편함이 있다.To solve this problem, an analysis method using a microneedle exists, but most methods use a method of obtaining a quantitative value by connecting a target material obtained through the microneedle to a complex semiconductor array structure. This method is expensive because it requires a complex semiconductor array structure, and is also inconvenient because the semiconductor array structure requires an external power source.

혈액 내 물질의 농도를 측정하는 기존의 방법은 모두 외부 전원을 필요로 하며 시간이 오래 걸리기 때문에, 외부 전원 없이도 간편하고 빠르고 정확하게 혈액 내 대상 물질의 농도를 측정하는 방법에 대한 필요성이 존재한다.Since all existing methods for measuring the concentration of a substance in blood require an external power source and take a long time, there is a need for a method for measuring the concentration of a target substance in the blood simply, quickly and accurately without an external power supply.

전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다. The above-mentioned background art is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure of the present application, and it cannot necessarily be said to be a known technology disclosed to the general public prior to the present application.

한국 공개특허공보 제10-2021-0026989호 (2021.03.10)Korean Patent Publication No. 10-2021-0026989 (2021.03.10)

본 개시 내용의 목적은 단 시간 내에 간편하게 혈중 포도당의 농도를 측정할 수 있는 패치형 혈당 측정 장치를 제공하는 것이다. 상기 패치는 가격이 저렴하고 일회용이며 자발적인 전기화학적 반응을 통해 육안으로 쉽고 빠르게 혈중 포도당의 농도를 제공할 수 있다. An object of the present disclosure is to provide a patch-type blood glucose measurement device capable of conveniently measuring the concentration of blood glucose within a short period of time. The patch is inexpensive, disposable, and can provide a blood glucose concentration easily and quickly with the naked eye through a spontaneous electrochemical reaction.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 측면으로서, 본 개시 내용은As one aspect for achieving the above object, the present disclosure provides

표면 상에 염료가 증착된 기판; a substrate having a dye deposited thereon;

상기 염료가 증착된 기판의 표면과 대향하는 표면 상에 부착되고, 혈당을 측정하는 바이오센서; 및a biosensor attached to a surface opposite to the surface of the substrate on which the dye is deposited and measuring blood glucose; and

상기 바이오센서와 상기 기판을 전기적으로 연결하는 회로를 포함하는 패치형 혈당 측정 장치로서, A patch-type blood glucose measurement device comprising a circuit electrically connecting the biosensor and the substrate,

상기 바이오센서는 복수의 마이크로니들 구조체들을 포함하고, 상기 복수의 마이크로니들 구조체들 중 일부는 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)를 포함하여 음극으로 작용하고, 상기 복수의 마이크로니들 구조체들 중 나머지 일부는 비활성 전해질을 포함하여 염다리로 작용하고, The biosensor includes a plurality of microneedle structures, some of the plurality of microneedle structures contain glucose oxidase and act as a cathode, and the other part of the plurality of microneedle structures is an inert electrolyte Acts as a salt bridge, including

상기 기판과 염료는 양극으로 작용하고, 상기 염료는 양극 및 음극의 산화환원 반응으로 인해 색 변화를 나타내고, 상기 기판은 상기 기판의 표면 상에 표시되는 염료의 색 변화의 정도를 이용하여 상기 바이오센서로부터 측정된 혈당의 양을 정량적으로 표시하는 것인, 패치형 혈당 측정 장치를 제공한다. The substrate and the dye act as an anode, the dye exhibits a color change due to the redox reaction between the anode and the cathode, and the substrate uses the degree of color change of the dye displayed on the surface of the substrate to be the biosensor Provided is a patch-type blood glucose measurement apparatus that quantitatively displays the amount of blood glucose measured from

일 양태에 따르면, 상기 염료는 프러시안 블루 (Prussian blue)이다. According to one embodiment, the dye is Prussian blue.

일 양태에 따르면, 상기 염료는 상기 기판의 표면 상에 서로 이격되어 평행하게 배열된 복수의 직사각형 형태의 특징부들이 형성되도록 증착된다. According to one aspect, the dye is deposited to form a plurality of rectangular features arranged in parallel and spaced apart from each other on the surface of the substrate.

일 양태에 따르면, 상기 염료의 색변화는 상기 특징부들을 통해 육안으로 관찰가능하다. In one aspect, the color change of the dye is observable with the naked eye through the features.

일 양태에 따르면, 상기 기판은 가요성 (flexible) 물질을 포함한다.According to one aspect, the substrate comprises a flexible material.

본 개시 내용에 따른 혈당 측정 장치는 단 시간 내에 간편하게 혈중 포도당의 농도를 측정할 수 있다. 또한, 본 개시 내용에 따른 혈당 측정 장치는 가격이 저렴하고 일회용이며, 외부 전력을 필요로 하지 않으면서 육안으로 쉽고 빠르게 혈중 포도당의 농도를 제공한다. The blood glucose measurement device according to the present disclosure can measure the concentration of blood glucose conveniently within a short time. In addition, the blood glucose measurement device according to the present disclosure is inexpensive and disposable, and provides the blood glucose concentration easily and quickly with the naked eye without requiring external power.

도 1은 본 개시 내용에 따른 장치의 원리를 도시한다.
도 2는 본 개시 내용에 따른 장치의 사용 방법을 도시한다.
도 3은 본 개시 내용에 따른 장치가, 외부 전원의 필요 없이, 그 자체로 하나의 전기화학 셀로 작동한다는 것을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 4a는 본 개시 내용에 따른 패치형 혈당 측정 장치의 구조를 도시한다.
도 4b는 본 개시 내용의 일 구현예의 패치형 혈당 측정 장치의 마이크로니들 구조체의 배열을 나타낸다.
도 4c는 본 개시 내용의 다른 구현예의 패치형 혈당 측정 장치의 마이크로니들 구조체의 배열을 나타낸다.
도 5는 실시예의 혈당 측정 장치의 시뮬레이션 구조를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6은 실시예의 혈당 측정 장치의 시뮬레이션 구조의 이미지를 나타낸 것이다.
도 7은 실시예의 혈당 측정 장치의 시뮬레이션 구조의 결과를 나타낸다.
1 shows the principle of an apparatus according to the present disclosure;
2 illustrates a method of using an apparatus according to the present disclosure.
3 schematically shows that the device according to the present disclosure operates as an electrochemical cell by itself, without the need for an external power source.
4A illustrates a structure of a patch-type blood glucose measurement apparatus according to the present disclosure.
4B shows the arrangement of the microneedle structure of the patch-type blood glucose measurement device according to an embodiment of the present disclosure.
4C shows the arrangement of the microneedle structure of the patch-type blood glucose measurement device according to another embodiment of the present disclosure.
5 schematically shows a simulation structure of the blood glucose measurement apparatus according to the embodiment.
6 shows an image of a simulation structure of the blood glucose measurement apparatus according to the embodiment.
7 shows the results of the simulation structure of the blood glucose measurement apparatus according to the embodiment.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.Terms used in the examples are used for the purpose of description only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this 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 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 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 the embodiment 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 application. does not

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but between each component another component It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.

본 발명의 일 측면은 One aspect of the present invention is

표면 상에 염료가 증착된 기판; a substrate having a dye deposited thereon;

상기 염료가 증착된 기판의 표면과 대향하는 표면 상에 부착되고, 혈당을 측정하는 바이오센서; 및a biosensor attached to a surface opposite to the surface of the substrate on which the dye is deposited and measuring blood glucose; and

상기 바이오센서와 상기 기판을 전기적으로 연결하는 회로를 포함하는 패치형 혈당 측정 장치로서, A patch-type blood glucose measurement device comprising a circuit electrically connecting the biosensor and the substrate,

상기 바이오센서는 복수의 마이크로니들 구조체들을 포함하고, 상기 복수의 마이크로니들 구조체들 중 일부는 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)를 포함하여 음극으로 작용하고, 상기 복수의 마이크로니들 구조체들 중 나머지 일부는 비활성 전해질을 포함하여 염다리로 작용하고, The biosensor includes a plurality of microneedle structures, some of the plurality of microneedle structures contain glucose oxidase and act as a cathode, and the other part of the plurality of microneedle structures is an inert electrolyte Acts as a salt bridge, including

상기 기판과 염료는 양극으로 작용하고, 상기 염료는 양극 및 음극의 산화환원 반응으로 인해 색 변화를 나타내고, 상기 기판은 상기 기판의 표면 상에 표시되는 염료의 색 변화의 정도를 이용하여 상기 바이오센서로부터 측정된 혈당의 양을 정량적으로 표시하는 것인, 패치형 혈당 측정 장치를 제공한다.The substrate and the dye act as an anode, the dye exhibits a color change due to the redox reaction between the anode and the cathode, and the substrate uses the degree of color change of the dye displayed on the surface of the substrate to be the biosensor Provided is a patch-type blood glucose measurement apparatus that quantitatively displays the amount of blood glucose measured from

본 개시 내용에 따른 패치형 혈당 측정 장치의 작동 원리가 도 1에서 설명된다. 패치형 장치의 마이크로니들은 도 2에서 설명되는 것과 같이 피부 진피층까지 침투하는 것이 가능하므로 대상체로부터 소량의 체액을 추출하는 것이 가능하다. 패치는 간편하게 대상체의 피부 표면에 부착되어 작동 가능하다. 이때 추출되는 체액은 진피 속에 존재하는 간질액으로, 간질액의 경우 포도당 농도가 혈액과 매우 비슷하기 때문에, 진피 속에 존재하는 간질액 중의 포도당 농도를 확인함으로써 혈중 포도당 농도를 확인할 수 있다. An operating principle of the patch-type blood glucose measurement apparatus according to the present disclosure is described in FIG. 1 . Since the microneedle of the patch-type device can penetrate to the dermal layer of the skin as illustrated in FIG. 2 , it is possible to extract a small amount of body fluid from the subject. The patch is conveniently attached to the skin surface of the subject and is operable. At this time, the extracted bodily fluid is interstitial fluid existing in the dermis, and since the glucose concentration in the interstitial fluid is very similar to that of blood, the blood glucose concentration can be confirmed by checking the glucose concentration in the interstitial fluid existing in the dermis.

추출된 체액 내 포도당은 마이크로니들 내에 함유된 선택성 물질, 즉 글루코스 옥시다아제와 전기화학 반응을 일으킨다. 다시 말해, 글루코스 옥시다아제와 포도당이 함유된 마이크로니들 자체가 음극으로 작용한다. 한편, 패치형 혈당 측정 장치의 기판은 양극으로 작용한다. 따라서, 도 3에서 설명되는 것과 같이, 장치 전체가 하나의 전기화학 셀로 작동하고 산화환원 반응이 자발적으로 발생하기 때문에, 외부 전원을 필요로 하지 않는다. Glucose in the extracted body fluid undergoes an electrochemical reaction with a selective substance contained in the microneedle, that is, glucose oxidase. In other words, the microneedle itself containing glucose oxidase and glucose acts as a cathode. On the other hand, the substrate of the patch type blood glucose measurement device acts as an anode. Therefore, as illustrated in FIG. 3 , since the entire device operates as one electrochemical cell and the redox reaction occurs spontaneously, an external power source is not required.

혈당의 존재와 이의 양은 패치형 혈당 측정 장치의 양극으로 작용하는 기판 상에 증착된 염료의 색변화를 통해 관찰된다. 즉 상기 염료는 산화환원 반응의 지시약으로 작용한다. 염료, 바람직하게는 프러시안 블루 염료는 초기에는 파란색을 나타내지만, 양극에서 양극 활물질과 함께 환원되면서 색을 잃고 투명하게 변한다. 즉, 프러시안 블루는 포도당의 유무에 따라 색이 변화한다. 이러한 프러시안 블루의 투명한 색으로의 색 변화는 실질적으로 양극 표면에서 흰색으로의 색 변화로 보여진다. The presence and amount of blood glucose is observed through color change of a dye deposited on a substrate serving as an anode of a patch type blood glucose measurement device. That is, the dye acts as an indicator of the redox reaction. The dye, preferably Prussian blue dye, initially exhibits blue color, but loses color and becomes transparent as it is reduced together with the positive electrode active material at the positive electrode. That is, Prussian blue changes color depending on the presence or absence of glucose. This color change of Prussian blue to a transparent color is actually seen as a color change from the anode surface to white.

또한, 포도당의 양이 많으면 흰색으로 색 변화를 일으키는 염료의 양이 많고, 포도당의 양이 적으면 흰색으로 색 변화를 일으키는 염료의 양이 줄어든다. 그러므로, 색 변화의 정도에 따른 포도당의 정량적인 확인이 가능하다. In addition, when the amount of glucose is large, the amount of the dye causing the color change to white is large, and when the amount of glucose is small, the amount of the dye causing the color change to white is reduced. Therefore, it is possible to quantitatively identify glucose according to the degree of color change.

구체적으로, 본 개시 내용에 따른 패치형 혈당 측정 장치(100)의 구조는 도 4a에서 도시된다. 기판(10)의 표면 상에 복수의 마이크로니들 구조체들을 포함하는 바이오센서(20)가 부착된다. 기판의 대향하는 표면에는 염료 (11)가 증착된다. 상기 바이오센서와 상기 기판을 전기적으로 연결하는 회로(30)가 포함된다. Specifically, the structure of the patch-type blood glucose measurement apparatus 100 according to the present disclosure is illustrated in FIG. 4A . A biosensor 20 including a plurality of microneedle structures is attached to the surface of the substrate 10 . A dye 11 is deposited on the opposite surface of the substrate. A circuit 30 electrically connecting the biosensor and the substrate is included.

상기 바이오센서의 복수의 마이크로니들 구조체들 중 일부는 음극으로 작용한다. 이러한 음극에서 일어나는 화학 반응은 다음과 같다: Some of the plurality of microneedle structures of the biosensor act as a cathode. The chemical reactions taking place at these cathodes are:

[반응식][reaction formula]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 바이오센서의 복수의 마이크로니들 구조체들 중 나머지 일부는 염다리로 작용한다. 양극과 음극을 서로 분리시켜 놓는 경우 양극과 음극의 전하 균형을 맞추기 위하여 비활성 전해질을 포함하는 염다리를 사용한다. 본 개시 내용에 따른 패치형 혈당 측정 장치는 염료가 대상체의 피부 또는 진피층에 직접 닿거나 침투하는 것을 막기 위하여 양극과 음극의 구조를 서로 분리시켰다. 따라서, 상기 장치는 분리막을 사용하지 않고 염다리를 포함한다. 염다리에 사용될 수 있는 비활성 전해질은, 전극 반응에 참여하지 않고 통상적으로 염다리에 사용될 수 있는 비활성 전해질 염을 모두 포함하며, 예를 들면 염화칼륨 및 염화나트륨을 포함한다. The remaining part of the plurality of microneedle structures of the biosensor acts as a salt bridge. When the anode and the cathode are separated from each other, a salt bridge containing an inert electrolyte is used to balance the charge between the anode and the cathode. In the patch-type blood glucose measurement apparatus according to the present disclosure, the structures of the positive electrode and the negative electrode are separated from each other in order to prevent the dye from directly touching or penetrating the skin or dermal layer of the subject. Accordingly, the device includes a salt bridge without using a separation membrane. The inert electrolyte that can be used for the salt bridge includes all inert electrolyte salts that do not participate in the electrode reaction and can be used for the salt bridge, for example, potassium chloride and sodium chloride.

염다리인 마이크로니들 구조체와 음극인 마이크로니들 구조체들은 서로 혼합되어 배열된다. 일 구현예에 따르면, 도 4b에 도시된 것과 같이 염다리의 구조체(22)와 음극의 구조체(21)가 하나씩 교대로 배열될 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 도 4c에 도시된 것과 같이, 염다리의 구조체(22)와 음극의 구조체(21)가 한줄씩 교대로 배열될 수 있다. The microneedle structure as a salt bridge and the microneedle structure as the negative electrode are mixed and arranged. According to one embodiment, as shown in Figure 4b, the structure 22 of the salt bridge and the structure 21 of the cathode may be alternately arranged one by one. According to another embodiment, as shown in FIG. 4c , the structure 22 of the salt bridge and the structure 21 of the cathode may be alternately arranged one by one.

상기 음극 구조체는 글루코스 옥시다아제 외에도 매개 물질 및 지지 물질을 추가로 포함할 수 있다. 매개 물질(mediator)은 포도당과 글루코스 옥시다아제의 산화 반응으로 인해 형성된 전자를 전달하는 역할을 하는 물질이다. 당업계에서 전자 전달의 특성을 갖는 것으로 알려진 물질은 모두 제한 없이 상기 매개 물질로 사용 가능하며, 상기 매개 물질의 예시는 테트라티아풀발렌 (Tetrathiafulvalene; TTF), 페로센, 퀴논, 테트라티아풀발렌, 메틸렌 그린 또는 이들의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 상기 매개 물질은 테트라티아풀발렌 (Tetrathiafulvalene; TTF)이다. 지지 물질(supporting material)은, 글루코스 옥시다아제와 매개 물질이 음극 구조체 내에 잘 분포되어 있어, 산화 반응으로 인해 생성된 전자의 전달이 빠르게 이루어질 수 있도록 글루코스 옥시다아제와 매개 물질을 지지하는 역할을 한다. 지지 물질은 3차원 네트워크를 형성하는 망사 구조의 물질일 수 있다. 상기 지지 물질은 글루코스 옥시다아제와 매개 물질이 잘 분포될 수 있도록 이들을 지지하는 역할을 하는 물질이라면 모두 제한 없이 사용 가능하며, 상기 지지 물질의 예시는 나피온, 젤라틴, 키토산 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 상기 지지 물질은 젤라틴이다. The negative electrode structure may further include a mediator material and a support material in addition to glucose oxidase. A mediator is a substance that transfers electrons formed by the oxidation reaction of glucose and glucose oxidase. Any material known in the art to have electron transport properties can be used as the mediator without limitation, and examples of the mediator include tetrathiafulvalene (TTF), ferrocene, quinone, tetrathiafulvalene, and methylene. green or a combination thereof. Preferably, the mediator is Tetrathiafulvalene (TTF). The supporting material serves to support the glucose oxidase and the mediator so that the glucose oxidase and the mediator are well distributed in the negative electrode structure, so that the electrons generated by the oxidation reaction can be quickly transferred. The support material may be a material having a mesh structure that forms a three-dimensional network. The support material may be used without limitation as long as it serves to support the glucose oxidase and the mediator so that they can be well distributed, and examples of the support material include Nafion, gelatin, chitosan, and combinations thereof. Preferably, the support material is gelatin.

대안적으로, 상기 글루코스 옥시다아제와 매개 물질은 하나일 수 있다. 즉, 하나의 물질이 전자 매개 특성을 가지면서 글루코스 옥시다아제의 역할, 즉 포도당과 선택적으로 산화환원 반응을 일으키는 역할을 할 수 있다. 이 경우 매개 물질과 글루코스 옥시다아제의 별도의 2가지 물질을 사용하지 않을 수 있다. 이러한 물질의 예시는 나노자임, 및 포도당 탈수소효소를 포함한다. Alternatively, the glucose oxidase and the mediator may be one. That is, one substance can play a role of glucose oxidase, ie, selectively causing a redox reaction with glucose while having electron-mediated properties. In this case, two separate substances, a mediator and glucose oxidase, may not be used. Examples of such materials include nanozymes, and glucose dehydrogenase.

상기 기판은 양극 전극으로 작용하고, 상기 기판 상에 증착된 염료는 양극 활물질로 작용한다. 기판의 표면 상에 염료 (11), 바람직하게는 프러시안 블루가 증착된다. 프러시안 블루는 페로시아나이드 철 염(ferrous ferrocyanide salt)이 산화되어 생성된 진청색 염료로, FeIII 4[FeII(CN)6]3·xH2O의 구조식을 갖는 물질이다. 진청색을 나타낸다. 프러시안 블루는 환원되면서 색을 잃고 투명하게 변한다. 따라서, 양극과 음극 간 산화환원 반응의 지시약으로 사용된다. The substrate acts as a cathode electrode, and the dye deposited on the substrate acts as a cathode active material. A dye 11, preferably Prussian Blue, is deposited on the surface of the substrate. Prussian blue is a deep blue dye produced by oxidation of a ferrous ferrocyanide salt, and is a material having a structural formula of Fe III 4 [Fe II (CN) 6 ] 3 ·xH 2 O. represents dark blue. Prussian blue loses color as it is reduced and becomes transparent. Therefore, it is used as an indicator of the redox reaction between the anode and the cathode.

도 4a에 도시된 것과 같이 상기 기판은 이의 표면 상에 서로 이격되어 평행하게 배열된 복수의 직사각형 형태의 특징부들(11a, 11b, 11c, 11d)을 가질 수 있다. 상기 염료(11)는 상기 기판의 표면 상에 서로 이격되어 평행하게 배열된 복수의 직사각형 형태의 특징부들(11a, 11b, 11c, 11d)이 형성되도록 증착될 수 있다. 따라서, 기판의 표면 상에 이러한 특징부들을 형성하며 증착된 염료의 색 변화를 통해 포도당의 양을 육안으로 관찰할 수 있다. 구체적으로, 색 변화의 정도는 색 변화(즉, 파란색에서 흰색으로의 색 변화)가 관찰된 특징부의 개수를 통해 알 수 있다. 다시 말해, 체액 내 포도당의 농도가 높을수록 흰색으로 변한 특징부의 개수가 증가한다. 한편, 체액 내 포도당의 농도가 낮을수록 흰색으로 변한 특징부의 개수가 감소하고, 파란색을 나타내는 특징부의 개수가 증가한다.As shown in FIG. 4A , the substrate may have a plurality of rectangular-shaped features 11a , 11b , 11c , 11d arranged in parallel and spaced apart from each other on a surface thereof. The dye 11 may be deposited to form a plurality of rectangular-shaped features 11a, 11b, 11c, and 11d spaced apart from each other and arranged in parallel on the surface of the substrate. Accordingly, the amount of glucose can be visually observed through the color change of the deposited dye while forming these features on the surface of the substrate. Specifically, the degree of color change may be known through the number of features observed for color change (ie, color change from blue to white). In other words, the higher the concentration of glucose in the body fluid, the greater the number of features turned white. On the other hand, as the concentration of glucose in the body fluid is lower, the number of features that have turned white decreases and the number of features that show blue increases.

상기 염료의 증착은 다양한 증착 방법을 통해 수행될 수 있다. 예를 들면, 전기 증착을 통해 염료가 기판 상에 증착될 수 있다. The deposition of the dye may be performed through various deposition methods. For example, the dye may be deposited on the substrate via electro-deposition.

상기 기판은 전극으로 사용가능한 물질을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 상기 기판은 인듐 주석 산화물 (Indium tin oxide; ITO) 유리이다. 다른 양태에서, 상기 기판은 가요성(flexible) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 필름, 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane; PDMS) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The substrate may include a material usable as an electrode. In one aspect, the substrate is indium tin oxide (ITO) glass. In another aspect, the substrate may include a flexible material. For example, the substrate may include a polyethylene terephthalate (PET) film, polydimethylsiloxane (PDMS), or a combination thereof.

상기 회로(30)는 상기 바이오센서와 상기 기판을 전기적으로 연결시킨다. 구체적으로 상기 회로는 상기 바이오센서 중 음극의 마이크로니들 구조체와 상기 기판을 전기적으로 연결시킨다. 상기 장치의 음극에서 글루코스를 글루코노락톤으로 산화시키면서 발생된 전자는 회로를 통해 양극 기판으로 전달되며, 양극에 증착된 염료가 이러한 전자를 받아 환원된다. 이러한 회로는 상기 기판 내부에 위치된 전선을 통해 음극과 양극을 연결할 수 있다. The circuit 30 electrically connects the biosensor and the substrate. Specifically, the circuit electrically connects the microneedle structure of the negative electrode of the biosensor and the substrate. Electrons generated while oxidizing glucose to gluconolactone at the cathode of the device are transferred to the anode substrate through a circuit, and the dye deposited on the anode receives these electrons and is reduced. Such a circuit may connect the negative electrode and the positive electrode through an electric wire located inside the substrate.

한편, 마이크로니들 구조체의 염다리는 상기 기판, 즉 양극과 연결되며, 염다리 내부에 있는 비활성 전해질 염의 이온 물질이 양극으로 전달된다. 양극에서 일어난 산화환원 반응으로 인해, 양극의 전하 균형이 필요하게 되므로 염다리 내부의 이온이 양극으로 이동한다. 한편, 마이크로니들 구조체가 피부 내 진피 층에 위치하기 때문에 음극의 구조체와 염다리의 구조체가 진피 층 내에서 체액으로 연결되게 된다. 따라서, 별도로 염다리와 음극의 연결은 필요하지 않을 수 있다. On the other hand, the salt bridge of the microneedle structure is connected to the substrate, that is, the positive electrode, and the ionic material of the inert electrolyte salt in the salt bridge is transferred to the positive electrode. Due to the redox reaction at the anode, the charge balance of the anode is required, so the ions inside the salt bridge move to the anode. On the other hand, since the microneedle structure is located in the dermal layer in the skin, the structure of the negative electrode and the structure of the salt bridge are connected to the body fluid in the dermal layer. Therefore, it may not be necessary to separately connect the salt bridge and the negative electrode.

본 개시 내용에 따른 혈당 측정 장치는 포도당의 자발적인 전기화학 반응을 이용하고, 염료의 산화환원 반응을 통한 색 변화를 통해 관찰하는 것이므로, 외부전원 없이도 간편하고 효율적으로 포도당의 농도를 측정할 수 있다. Since the blood glucose measurement apparatus according to the present disclosure uses a spontaneous electrochemical reaction of glucose and observes a color change through a redox reaction of a dye, it is possible to measure the concentration of glucose simply and efficiently without an external power source.

또한, 채혈 없이 바로 패치를 부착하여 바로 혈당을 측정하고, 육안으로 포도당의 양을 확인하는 것이 가능하다. 구체적으로, 장치는 포도당의 농도를 약 5분 이내, 바람직하게는 약 3분 이내, 바람직하게는 약 2분 이내, 바람직하게는 약 1분 이내, 바람직하게는 약 30초 이내, 바람직하게는 약 15초 이내에 측정하는 것이 가능합니다. 이러한 빠른 포도당의 농도 확인은 저혈당으로 인한 쇼크 방지에 매우 유용하다. In addition, it is possible to directly measure blood glucose by attaching a patch without blood collection, and to check the amount of glucose with the naked eye. Specifically, the device controls the concentration of glucose within about 5 minutes, preferably within about 3 minutes, preferably within about 2 minutes, preferably within about 1 minute, preferably within about 30 seconds, preferably within about It is possible to measure within 15 seconds. This rapid confirmation of the concentration of glucose is very useful in preventing shock caused by hypoglycemia.

아울러, 본 개시 내용에 따른 혈당 측정 장치는 복잡한 반도체 구조를 이용하지 않기 때문에 제작에 있어서 매우 비용이 저렴하다는 장점을 가지며, 일회용 사용도 가능하다. 또한, 장치가 소형이기 때문에 휴대성 면에서도 유리하다. In addition, since the blood glucose measurement apparatus according to the present disclosure does not use a complex semiconductor structure, it has the advantage of being very inexpensive in manufacturing, and disposable use is also possible. In addition, since the device is small, it is advantageous in terms of portability.

본 명세서에서 사용되는 용어 “약(about)”은 동일한 기능 또는 결과를 달성하는 측면에서, 당업자가 기재된 값과 균등한 것으로 고려할 숫자들의 범위를 가리키는 것을 이해된다.It is understood that the term “about” as used herein refers to a range of numbers that one of ordinary skill in the art would consider equivalent to the recited value in terms of achieving the same function or result.

본 명세서 전반에 걸쳐 제시된 모든 수치 범위는 이의 상한 및 하한 값, 및 상기 범위에 속하는 모든 더 좁은 수치 범위를 포함하고, 이러한 더 좁은 수치 범위는 모두 본원에 명확히 그리고 구체적으로 기재된 것으로 간주된다.All numerical ranges set forth throughout this specification include their upper and lower values, as well as all narrower numerical ranges falling therein, and all such narrower numerical ranges are considered to be expressly and specifically set forth herein.

본 개시 내용은 아래의 실시예를 통해서 더 구체적으로 설명될 수 있다 The present disclosure may be described in more detail through the examples below.

실시예 Example

본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.Throughout this specification, "%" used to indicate the concentration of a specific substance is (weight/weight) % for solid/solid, (weight/volume) % for solid/liquid, and Liquid/liquid is (vol/vol) %.

1. 포도당의 산화반응을 활성화시키는 음극 (촉매 전극)의 제조1. Preparation of anode (catalyst electrode) that activates the oxidation reaction of glucose

탈이온수 (Deionized water; DIW) 중에 탄소 나노튜브 (Carbon natotube; CNT)를 첨가하여 2mg/ml의 CNT 용액 10uL를 제조하였다. 아세토나이트릴 (Acetonitrile) 중에 테트라티아풀발렌 (Tetrathiafulvalene; TTF)를 첨가하여 2mg/ml의 TTF 용액 10uL를 제조하였다. 인산 완충 생리식염수 (Phosphate buffered saline; PBS) 중에 글루코스 옥시다아제 (Glucose oxidase; GOx)를 첨가하여 10mg/ml의 GOx 용액 10uL를 제조하였다. DIW 중에 젤라틴 분말을 첨가하여 5wt%의 젤라틴 용액 10uL를 제조하였다. DIW 중에 글루타르알데히드 (Glutaraldehyde; GA)를 첨가하여 5wt%의 GA 용액 10 mL를 제조하였다. 상기 용액들의 제조과정을 모두 상온에서 수행하였다. Carbon nanotubes (CNT) were added in deionized water (DIW) to prepare 10 uL of a 2 mg/ml CNT solution. Tetrathiafulvalene (TTF) was added in acetonitrile to prepare 10 uL of a 2 mg/ml TTF solution. Glucose oxidase (GOx) was added in phosphate buffered saline (PBS) to prepare 10 μL of a 10 mg/ml GOx solution. Gelatin powder was added in DIW to prepare 10 uL of a 5 wt% gelatin solution. Glutaraldehyde (GA) was added in DIW to prepare 10 mL of a 5 wt% GA solution. All of the above solutions were prepared at room temperature.

각각의 제조된 CNT 용액, TTF 용액, GOx 용액 및 젤라틴 용액을 순서대로 각각 10uL씩 유리탄소전극(Glassy carbon electrode; GCE)에 떨어뜨린 후 건조시켰다. 그 후 GA 용액 중에 전극을 담그고 1분 동안 젤라틴 표면의 아민 작용기와 GA의 알데하이드 작용기를 결합하는 가교결합을 진행시켰다. 그 후 DIW로 씻어주고 건조시켰다.Each of the prepared CNT solution, TTF solution, GOx solution, and gelatin solution were sequentially dropped by 10 μL each on a glass carbon electrode (GCE) and dried. After that, the electrode was immersed in the GA solution and cross-linking was performed to bond the amine functional group on the gelatin surface with the aldehyde functional group of GA for 1 minute. Then, it was washed with DIW and dried.

2. 양극 (기판)의 제조2. Preparation of anode (substrate)

인듐 주석 산화물 (Indium tin oxide; ITO) 유리를 기판으로 사용하였다. Indium tin oxide (ITO) glass was used as a substrate.

증류수 중에 KCl, FeCl3, 및 포타슘 헥사시아노페레이트 (iii) (Potassium hexacyanoferrate(iii)를 첨가하여 이들의 농도가 각각 50mM KCl, 10mM FeCl3, 10mM 포타슘 헥사시아노페레이트 (iii) 이 되도록 총 20mL의 용액을 제조하였다. KCl, FeCl3, 및 포타슘 헥사시아노페레이트 (iii)는 프러시안 블루의 원료 물질로 이들을 혼합한 후 전기증착하면 프러시안 블루가 생성된다. KCl, FeCl 3 , and potassium hexacyanoferrate (iii) were added in distilled water so that their concentrations were 50 mM KCl, 10 mM FeCl 3 , and 10 mM potassium hexacyanoferrate (iii), respectively. A total of 20 mL of a solution was prepared KCl, FeCl 3 , and potassium hexacyanoferrate (iii) are raw materials of Prussian blue, and after mixing them, Prussian blue is produced.

ITO 유리 기판을 제조된 용액 중에 담그고 전류밀도가 -25mA/cm2 이 되도록 1분간 전기증착하여 프러시안 블루를 증착하였다. 이때 프러시안 블루가 특징부들을 형성할 수 있도록 특징부 이외의 부분을 마스킹하여 전기 증착하였다. The ITO glass substrate was immersed in the prepared solution and the current density was -25mA/cm 2 by electrodeposition for 1 minute to deposit Prussian blue. At this time, parts other than the features were masked and electro-deposited so that Prussian Blue could form the features.

3. 염다리의 제조3. Preparation of salt bridge

KCl 포화 용액(25℃에서 1M)을 만들고, 포화 용액 100ml 중에 약 4g의 한천(agar)을 녹였다. 용액이 끓지 않도록 서서히 가열하여 젤 상태가 되면 U자형 유리관에 용액을 채워 넣고 냉각하였다. 한편, 전해질 필터 종이를 함께 사용하였다. 전해질 필터 종이는 (생리식염수, 염화칼륨)을 머금도록 하여 제조된 것이다. 이러한 전해질 필터 종이를 상기 기판과 연결되도록 배치하였고, 필터 종이 자체가 앞서 제조된 유리관과 연결되도록 배치하였다. A saturated KCl solution (1M at 25°C) was prepared, and about 4 g of agar was dissolved in 100 ml of the saturated solution. The solution was heated slowly so as not to boil, and when it became a gel, the solution was filled in a U-shaped glass tube and cooled. On the other hand, electrolyte filter paper was used together. Electrolyte filter paper is manufactured by soaking (physiological saline, potassium chloride). This electrolyte filter paper was arranged to be connected to the substrate, and the filter paper itself was arranged to be connected to the previously prepared glass tube.

4. 혈당 측정 장치의 성능 확인4. Check the performance of the blood glucose measurement device

4-1. 포도당 용액의 제조4-1. Preparation of glucose solution

체내 진피층을 모방하기 위하여, PBS 중에 포도당을 용해시켜 0, 5, 10 및 15 mM 농도의 글루코스 용액을 5 mL 제조하였다. In order to mimic the dermal layer of the body, 5 mL of glucose solutions having concentrations of 0, 5, 10 and 15 mM were prepared by dissolving glucose in PBS.

4-2. 혈당 측정 장치의 제조4-2. Manufacture of blood glucose measurement device

혈당 측정 장치의 성능을 시험하기 위하여 도 5 및 도 6와 같은 혈당 측정 장치의 시뮬레이션 구조를 제조하였다. 시뮬레이션 구조는 마이크로니들 대신 앞서 제조된 촉매 전극을 이용하였고, 염다리를 튜브 형태로 제조하여 포도당 용액과 기판 사이에 연결하였다. 이러한 시뮬레이션 구조는 본 개시내용에 따른 혈당 측정 장치의 포도당의 정량적 측정이 가능한지 확인하고자 한 것으로, 본 실시예에서는 이러한 시뮬레이션 구조의 기판 상 염료의 특징부들을 통해 포도당의 정량적 분석이 단 시간 내에 가능한지를 확인하였다. In order to test the performance of the blood glucose measurement apparatus, a simulation structure of the blood glucose measurement apparatus as shown in FIGS. 5 and 6 was prepared. For the simulation structure, the catalyst electrode prepared above was used instead of the microneedle, and the salt bridge was manufactured in the form of a tube and connected between the glucose solution and the substrate. This simulation structure is intended to confirm whether the quantitative measurement of glucose of the blood glucose measurement device according to the present disclosure is possible, and in this embodiment, it is possible to determine whether quantitative analysis of glucose is possible within a short time through the features of the dye on the substrate of the simulation structure. Confirmed.

4-3. 포도당 농도에 따른 색 변화 정도의 관찰4-3. Observation of color change according to glucose concentration

측정을 시작하고 15 초 후 각 포도당 용액에서 관찰된 기판의 이미지를 관찰하여 도 7에 나타냈다. 포도당의 농도에 따라, 기판의 표면에 흰색을 나타내는 막대들, 즉 특징부들의 개수가 달라지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 포도당 농도에 비례하여 기판 상에 표시되는 막대의 개수가 줄어들기 때문에 포도당의 정량적인 확인이 단시간 내에 가능하다는 것을 알 수 있다. 15 seconds after starting the measurement, the images of the substrates observed in each glucose solution were observed and shown in FIG. 7 . It can be seen that the number of white bars, that is, the number of features, on the surface of the substrate varies according to the concentration of glucose. That is, it can be seen that quantitative confirmation of glucose is possible within a short time because the number of bars displayed on the substrate is reduced in proportion to the glucose concentration.

상기 실시에는 시뮬레이션 구조를 통해 기판 상 포도당의 정량적 측정의 성능을 확인한 것이지만, 촉매 구조 및 염다리를 마이크로니들 형태로 제조하여도 동일한 기판과 양극 기판을 이용하므로 앞서 확인된 것과 동일하거나 유사한 패치의 성능이 얻어질 것이라 생각된다. In the above embodiment, the performance of quantitative measurement of glucose on the substrate was confirmed through the simulation structure, but even when the catalyst structure and the salt bridge are manufactured in the form of microneedles, the same substrate and the anode substrate are used. I think it will be obtained.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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 drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than 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 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (5)

표면 상에 염료가 증착된 기판;
상기 염료가 증착된 기판의 표면과 대향하는 표면 상에 부착되고, 혈당을 측정하는 바이오센서; 및
상기 바이오센서와 상기 기판을 전기적으로 연결하는 회로를 포함하는 패치형 혈당 측정 장치로서,
상기 바이오센서는 복수의 마이크로니들 구조체들을 포함하고, 상기 복수의 마이크로니들 구조체들 중 일부는 글루코스 옥시다아제(glucose oxidase)를 포함하여 음극으로 작용하고, 상기 복수의 마이크로니들 구조체들 중 나머지 일부는 비활성 전해질을 포함하여 염다리로 작용하고,
상기 기판과 염료는 양극으로 작용하고, 상기 염료는 양극 및 음극의 산화환원 반응으로 인해 색 변화를 나타내고, 상기 기판은 상기 기판의 표면 상에 표시되는 염료의 색 변화의 정도를 이용하여 상기 바이오센서로부터 측정된 혈당의 양을 정량적으로 표시하는 것인, 패치형 혈당 측정 장치.
a substrate having a dye deposited thereon;
a biosensor attached to a surface opposite to the surface of the substrate on which the dye is deposited and measuring blood glucose; and
A patch-type blood glucose measurement device comprising a circuit electrically connecting the biosensor and the substrate,
The biosensor includes a plurality of microneedle structures, some of the plurality of microneedle structures contain glucose oxidase and act as a cathode, and the other part of the plurality of microneedle structures is an inert electrolyte Acts as a salt bridge, including
The substrate and the dye act as an anode, the dye exhibits a color change due to the redox reaction of the anode and the cathode, and the substrate uses the degree of color change of the dye displayed on the surface of the substrate to be the biosensor A patch-type blood glucose measurement device that quantitatively displays the amount of blood glucose measured from
제1항에 있어서, 상기 염료는 프러시안 블루 (Prussian blue)인 것인, 패치형 혈당 측정 장치.
The patch-type blood glucose measurement device according to claim 1, wherein the dye is Prussian blue.
제1항에 있어서, 상기 염료는 상기 기판의 표면 상에 서로 이격되어 평행하게 배열된 복수의 직사각형 형태의 특징부들이 형성되도록 증착된 것인, 패치형 혈당 측정 장치.
The patch-type blood glucose measurement apparatus according to claim 1, wherein the dye is deposited to form a plurality of rectangular-shaped features spaced apart from each other and arranged in parallel on the surface of the substrate.
제3항에 있어서, 상기 염료의 색변화는 상기 특징부들을 통해 육안으로 관찰가능한 것인, 패치형 혈당 측정 장치.
The patch-type blood glucose measurement device according to claim 3, wherein the color change of the dye is visually observable through the features.
제1항에 있어서, 상기 기판은 가요성 (flexible) 물질을 포함하는 것인, 패치형 혈당 측정 장치.The patch-type blood glucose measurement device according to claim 1, wherein the substrate comprises a flexible material.
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