KR20230017016A - 고분자와 상대 광학 파장 적분합 기반의 검체 측정장치 - Google Patents

Abstract

개시되는 발명은 광학식 검체 측정장치에 관한 것으로서, 기판;과, 상기 기판에 탑재되고, 서로 구별되는 제1 파장대와 제2 파장대의 두 개 파장대의 빛을 방사하는 발광부;와, 상기 기판에 탑재되고, 상기 발광부에서 방출된 빛이 표적에서 반사된 반사광을 상기 파장대별로 수집하는 수광부;와, 상기 발광부 및 수광부를 덮는 투명 레이어;와, 상기 투명 레이어 위에 적층되고 상기 검체와 결합하는 분자 각인 고분자로 이루어진 제2 멤브레인과, 상기 제2 멤브레인 위에 적층되고 생체 친화성과 검체 투과성을 가진 제1 멤브레인을 포함하는 생체적합성 막; 및 상기 제1 파장대에서의 제1 반사량 및 상기 제2 파장대에서의 제2 반사량을 각각 적분합으로 계산하고, 상기 제1 반사량과 제2 반사량 사이의 비율에 따라 상기 제1 파장대의 빛에 특이적인 반사특성을 가진 검체의 농도를 계산하는 연산부;를 포함한다.

Description

고분자와 상대 광학 파장 적분합 기반의 검체 측정장치{SAMPLE DENSITY MEASURING DEVICE BASED ON POLYMER AND RELATIVE OPTICAL WAVELENGTH AND INTEGRAL SUMMATION}

본 발명은 캘리브레이션 작업 없이 검체의 농도를 광학적으로 측정하는 장치에 관한 것이다.

환자의 건강 상태가 양호한지, 문제가 있다면 어떤 증상을 가지는지를 진단하기 위한 다양한 의료 장비들이 계속 개발되고 있다. 이러한 건강 진단 과정에는 기본적으로 혈액과 관련된 혈당, 인슐린, 적혈구/백혈구/림프구 등의 검체 농도를 측정할 필요가 있다.

종래에는 혈당이나 각종 검체 농도를 측정하고자, 효소반응 방식의 검체 농도 측정기를 널리 이용하였다. 즉, 검체에서 일어나는 효소반응에서 방출하는 전자의 농도를 측정하여 검체의 농도를 측정하는 전기화학적 방식은 측정 정확도에서 상당한 신뢰성을 확보하였기에 널리 이용되고 있다. 그렇지만, 측정과정에 효소가 관여하기 때문에 효소의 변성을 방지할 수 있는 기술과, 균일한 효소반응을 보장하기 위해 고려할 사항이 많아 기술적으로 불리한 점이 있다. 또한, 최근 들어 개발되고 있는 웨어러블 바이오 센서에는 전기화학적 방식을 적용하는 것이 적합하지 않고, 연속식 검체농도 측정장치(예를 들어, Continuous Glucose Monitor; CGM)에도 적합하지 않다.

이러한 점에서, 최근에는 무효소 방식의 생체 센서에 대한 개발이 이루어지고 있다. 예를 들어, 전기화학 임피던스 분광법을 이용한 생체 센서가 무효소 방식 생체 센서의 일종이며, 또한 광원이 피검체에 광을 조사하면 광 검출기가 피검체로부터 되돌아오는 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 광학식 측정방식도 이에 속한다.

광학식 측정법은 구조가 간단하고 효소를 사용하지 않기에 짧은 수명이나 부작용 등의 문제가 적으며, 최소침습 또는 완전 비침습 측정장치로 구현될 수 있기에 근래 많은 연구가 진행되고 있다. 혈당 측정기의 예를 보더라도, 채혈식에서 최소 침습, 완전 비침습의 방향으로 발전하고 있으며, 이를 통해 측정의 편의성은 향상되고, 가격은 낮추면서 크기는 소형화되고 있다.

다만, 현재의 광학식 측정법이 일정 수준 이상의 측정 정밀도를 확보하기 위해서는 사용할 때마다, 또는 주기적으로 캘리브레이션이 선행되어야 한다는 단점이 있다. 이러한 캘리브레이션 작업은 광학식 검체 측정기의 사용상 편의성을 크게 훼손하기에, 이런 불편함을 해소할 방안이 필요하다.

한국공개특허공보 제10-2019-0081051호 (2019.07.09 공개)

본 발명은 생체조직 내의 특정 검체 농도를 최소침습 또는 비침습의 방식으로 측정할 때의 선행적인 캘리브레이션 작업이 불필요한 광학식 검체 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 광학식 검체 측정장치에 관한 것으로서, 기판;과, 상기 기판에 탑재되고, 서로 구별되는 제1 파장대와 제2 파장대의 두 개 파장대의 빛을 방사하는 발광부;와, 상기 기판에 탑재되고, 상기 발광부에서 방출된 빛이 표적에서 반사된 반사광을 상기 파장대별로 수집하는 수광부;와, 상기 발광부 및 수광부를 덮는 투명 레이어;와, 상기 투명 레이어 위에 적층되고 상기 검체와 결합하는 분자 각인 고분자로 이루어진 제2 멤브레인과, 상기 제2 멤브레인 위에 적층되고 생체 친화성과 검체 투과성을 가진 제1 멤브레인을 포함하는 생체적합성 막; 및 상기 제1 파장대에서의 제1 반사량 및 상기 제2 파장대에서의 제2 반사량을 각각 적분합으로 계산하고, 상기 제1 반사량과 제2 반사량 사이의 비율에 따라 상기 제1 파장대의 빛에 특이적인 반사특성을 가진 검체의 농도를 계산하는 연산부;를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 발광부는 상기 제1 파장대와 제2 파장대의 빛을 함께 방사하는 광대역 광원이고, 상기 수광부는 상기 광대역 광원의 반사광을 상기 제1 파장대와 제2 파장대로 분리하는 분광기를 구비한다.

그리고, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 발광부는 상기 제1 파장대의 빛을 방사하는 제1 광원과, 상기 제2 파장대의 빛을 방사하는 제2 광원을 포함하며, 상기 발광부는 상기 제1 광원과 제2 광원을 적어도 1회 이상 교대로 작동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광학식 검체 측정장치는, 상기 발광부는 상기 제1 파장대와 제2 파장대의 두 개 파장대 빛의 출력을 변화시켜 방사하고, 상기 연산부는 상기 발광부의 출력 변화에 따른 복수의 제1 반사량과 제2 반사량 사이의 비율을 통계적으로 처리하여 상기 검체 농도를 계산한다.

여기서, 상기 제1 파장대의 빛은 상기 검체에 대해 특이적인 반사특성을 가지고, 상기 제2 파장대의 빛은 상기 분자 각인 고분자에 대해 특이적인 반사특성을 가진다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 검체는 글루코스이고, 상기 분자 각인 고분자는 보론산 결합 고분자,　비닐 아세트산(VAA), 아크릴 아미드(AAm), 4-판테놀산(PA), 알릴 벤젠(AB),　폴리비닐 알코올(PVA), 하이드록시기 구조의 고분자, 그래핀, 카본 나노 튜브, 키토산에서 선택된 어느 하나의 고분자, 또는 선택된 상기 고분자에 대한 GOD 또는 GDH의 복합체일 수 있다.

한편, 상기 제1 멤브레인의 외측에는, 글루코스의 방출을 유도하는 히알루론산 레이어가 더 구비될 수 있다.

또는, 상기 기판에는, 상기 검체의 외부 방출을 유도하는 이온토포레시스나 발열시트가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 발광부를 주기적으로 온/오프 제어하고, 발광시와 비발광시에 상기 수광부에 수집되는 광의 파장특성으로부터 계산되는 잡음을 제거하여 검출 분해능을 개선하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 광학식 검체 측정장치에 의하면, 검체의 농도를 측정하기에 앞서 캘리브레이션 작업을 할 필요없이 간편하게 특정 검체의 농도를 최소침습 또는 비침습적으로 측정할 수 있다.

특히, 본 발명은 어떤 특정 파장에서의 반사광의 세기를 이용하는 것이 아니라, 특정 파장대에서의 반사광 세기의 총량을 이용하는 것이기에 측정시 외란에 강하고 측정편차가 줄어든다는 장점이 있다.

그리고, 본 발명은 검체에 대한 선택적 결합특성을 가진 분자 각인 고분자를 적용함으로써, 검체의 농도를 더욱 정확하게 측정할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 광학식 검체 측정장치의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 광학식 검체 측정장치의 수광부에 수집되는 반사광을 파장대별로 도시한 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 광학식 검체 측정장치를 이용하여 측정한 글루코스 농도의 상관성을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 수광부와 발광부의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 수광부와 발광부의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 광학식 검체 측정장치의 측정 정밀도를 향상하기 위한 실시형태를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 광학식 검체 측정장치(10)의 전체적인 구성을 도시한 도면이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 광학식 검체 측정장치(10)에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 광학식 검체 측정장치(10)는 기판(100), 발광부(200), 수광부(300), 투명 레이어(400), 생체적합성 막(500), 그리고 연산부(600)를 포함하는 광학식 측정장치(10)이다.

기판(100)은 발광부(200)와 수광부(300)를 탑재하고, 이를 구동하기 위한 인쇄회로를 구비한다. 발광부(200)는 표적을 향해 빛을 방사하고, 수광부(300)는 생체적합성 막(500)에 포획된 특정 검체로부터 반사되는 반사광을 수집하며, 연산부(600)는 수광부(300)에 수집된 반사광의 세기에 근거하여 검체의 농도를 산출하는 것이 광학식 측정장치의 기본 원리이다. 본 발명은 발광부(200)와 수광부(300), 그리고 생체적합성 막(500)과 연산부(600)를 다음과 같이 구성함으로써, 캘리브레이션 작업 없이도 목표 검체의 농도를 정확히 측정할 수 있다.

발광부(200)는 서로 구별되는 제1 파장대와 제2 파장대의 두 개 파장대의 빛을 방사한다. 제1 파장대의 빛과 제2 파장대의 빛은 서로 다른 물질에 대해 서로 구별되는 광학적 반사특이성을 나타내는 파장으로 선택된다.

수광부(300)는 발광부(200)에서 방출된 빛이 표적, 즉 생체적합성 막(500) 영역에서 반사된 반사광을 파장대별로 수집한다. 발광부(200)에서 방출된 제1 파장대의 빛은 검체에 대해 특이적인 반사특성을 가지고, 제2 파장대의 빛은 검체 외의 다른 물질, 구체적으로 본 발명에서는 분자 각인 고분자에 대해 특이적인 반사특성을 가진다. 이에 따라, 수광부(300)는 제1 파장대의 빛이 검체에서 반사된 제1 반사광과, 제2 파장대의 빛이 분자 각인 고분자에서 반사된 제2 반사광을 각기 구별하여 수집한다.

투명 레이어(400)는 기판(100), 수광부(300) 및 발광부(200)를 보호하는 층으로서, 광학적으로 투명한 유리 또는 플라스틱으로 만들어진다.

그리고, 생체적합성 막(500)은 각기 다른 기능을 발휘하는 다중층으로 이루어져 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 생체적합성 막(500)은, 투명 레이어(400) 위에 적층되는 제2 멤브레인(520)과, 제2 멤브레인(520) 위에 적층되는 제1 멤브레인(510)으로 이루어진다. 본 발명에서의 생체적합성 막(500)은 신체에 부작용을 일으키지 않는 적합성을 가지면서, 측정하고자 하는 물질을 선택적으로 투과하는 역할을 동시에 수행할 수 있다.

제1 멤브레인(510)은 생체 친화성과 검체 투과성을 가진다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 광학식 검체 측정장치(10)에서 제1 멤브레인(510)은 최외곽에 위치하고 있고, 이에 따라 제1 멤브레인(510)은 피부에 직접 접촉하게 된다. 그리고, 제1 멤브레인(510)을 통해 표피 아래에 있는 세포 간 물질(ISF)에 포함되어 있는 검체가 손상 없이 발광부(200) 및 수광부(300) 쪽으로 투과해야 한다. 이러한 이유로서, 제1 멤브레인(510)은 피부에 자극이나 피해를 주지 않고 검체를 원활히 통과시킬 수 있는 생체 친화성과 검체 투과성을 가져야 한다. 예를 들어, 제1 멤브레인(510)은 PDMS(Polydimethylsiloxane), PEM(Polymer Electrolyte Membrane), PAM(Polyacrylamide), PUPS(Polyurethane Processors) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 소재로 제조될 수 있다.

제2 멤브레인(520)은 제1 멤브레인(510)의 아래에 위치하고, 또한 투명 레이어(400)에 직접 접촉하고 있다. 특히, 본 발명의 광학식 검체 측정장치(10)에 있어서, 제2 멤브레인(520)은 제1 멤브레인(510)을 투과한 여러 물질 중에서 목표로 하는 검체와 특이적으로 결합하는 선택성을 가지도록 구성된다. 본 발명에서는 이러한 특성을 가진 고분자를 분자 각인 고분자로 명명하는데, 제2 멤브레인(520)이 특정 검체에 대한 결합성을 가진 분자 각인 고분자로 이루어짐에 따라 해당 검체와 분자 각인 고분자가 각각 제1 파장대의 빛과 제2 파장대의 빛에 대해 더욱 효과적으로 반응하게 되고, 이를 통해 측정 정밀도가 매우 향상된다.

제2 멤브레인(520)은 전술한 분자 각인 고분자로 이루어지는데, 내구성 등을 고려하여 PDMS(Polydimethylsiloxane), PEM(Polymer Electrolyte Membrane), PAM(Polyacrylamide), PUPS(Polyurethane Processors) 등을 기반으로 하여 그 위에 분자 각인 고분자의 레이어를 형성하는 구조로도 제조될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 측정의 대상이 되는 검체는 혈당치를 측정하기 위한 글루코스나, 그 외의 질환진단과 관련이 있는 케톤, 헤모글로빈, 알부민, 콜레스테롤, 비타민 등 지질이나 단백질, 탄수화물 검체 중의 어느 하나 이상이 선택될 수 있으며, 분자 각인 고분자는 해당 검체에 대응하여 적절히 설계된다.

예를 들어, 검체가 글루코스인 경우에는, 분자 각인 고분자는 글루코스와 결합할 수 있는 보론산 결합 고분자,　비닐 아세트산(VAA), 아크릴 아미드(AAm), 4-판테놀산(PA), 알릴 벤젠(AB),　폴리비닐 알코올(PVA), 하이드록시기 구조의 고분자, 그래핀, 카본 나노 튜브, 키토산에서 선택된 어느 하나의 고분자, 또는 선택된 상기 고분자에 대한 GOD 또는 GDH의 복합체로 구성될 수 있다.

그리고, 연산부(600)는 제1 파장대에서 반사된 제1 반사광을 적분합으로 합친 제1 반사량과, 제2 파장대에서 반사된 제2 반사광을 적분합으로 합친 제2 반사량을 각각 적분합으로 계산한다. 이와 같이, 제1 반사량과 제2 반사량을 계산하면, 그들 사이의 비율에 따라 제1 파장대의 빛에 특이적인 반사특성을 가진 검체의 농도를 계산할 수 있다.

이와 같은 구성을 가진 본 발명의 광학식 검체 측정장치(10)의 원리에 대해, 검체로서는 글루코스를, 그리고 분자 각인 고분자는 글루코스 결합성을 가진 고분자인 경우를 예로 들어, 글루코스의 농도를 측정하는 방법에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1 파장대는 910∼950㎚ 범위이고, 제2 파장대는 1100∼1400㎚ 범위인 경우에, 제1 파장대의 빛은 글루코스에 대해 광학적인 반사특이성이 현저히 나타나는 한편 제2 파장대의 빛은 분자 각인 고분자에 대해 이와는 뚜렷이 구별되는 또 다른 반사특이성을 나타낸다. 도 2는 광학식 검체 측정장치(10)의 수광부(300)에 수집되는 반사광을 파장대별로 도시한 그래프이며, 도 2를 참조하면, 910∼950㎚ 범위에서의 글루코스에 대한 반사특성과, 1350∼1400㎚ 범위에서의 분자 각인 고분자에 대한 반사특성은 현저히 다르게 나타난다.

또한, 글루코스는 식사 전후, 섭취한 음식의 종류, 운동 여부 등에 따라 하루에도 그 농도가 빈번하게 바뀌는 물질임에 비해, 제2 멤브레인(520)에 포함된 분자 각인 고분자의 농도는 고정값을 유지하므로, 본 발명은 이러한 특성을 이용하여, 제2 멤브레인(520)의 분자 각인 고분자의 농도를 기준으로 삼음으로써 글루코스의 농도를 캘리브레이션 작업 없이도 정확하게 계산하도록 구성한 것이다.

도 3은 제1 파장대에서의 제1 반사광(검체에서 반사된 제1 파장대에서의 반사광)을 적분합으로 합친 제1 반사량과, 제2 파장대에서의 제2 반사광을 적분합으로 합친 제2 반사량 사이의 비율(종축)에 대한 제1 검체인 글루코스의 농도(횡축)의 상관관계를 도시한 것이다. 선형분석을 하면, 상관도(R²)는 약 0.94 정도로 나타난다. 즉, 제1 반사량과 제2 반사량 사이의 비율은 상당한 정확도로서 글루코스 농도를 산출하는 변수로 삼을 수 있는 것이고, 이는 곧 본 발명의 광학식 검체 측정장치(10)가 캘리브레이션 작업 없이도 글루코스 농도를 정확하게 측정할 수 있음을 의미하는 것이다.

특히, 본 발명은 어떤 특정 파장에서의 반사광의 세기를 이용하는 것이 아니라, 특정 파장대에서의 반사광 세기의 총량을 이용하는 것이기에 측정시 외란에 강하고 측정편차가 줄어든다는 장점이 있다.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학식 검체 측정장치(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도 4의 실시형태는, 발광부(200)가 제1 파장대와 제2 파장대의 빛을 함께 방사하는 광대역 광원(210)으로 구성되고, 수광부(300)는 광대역 광원(210)의 반사광을 제1 파장대와 제2 파장대로 분리하는 분광기(310)를 구비한 것이다. 분광기(310)를 통해 반사광 중에서 제1 반사광과 제2 반사광을 분리하여 수광부(300)에 제공함으로써, 연산부(600)는 제1 반사량과 제2 반사량을 각기 계산할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광학식 검체 측정장치(10)의 구성을 도시한 도면인데, 도 5의 실시형태는 발광부(200)가 제1 파장대의 빛을 방사하는 제1 광원(211)과, 제2 파장대의 빛을 방사하는 제2 광원(212)을 포함하는 다중광원으로 구성된 것이다. 발광부(200)의 광원이 2개로 늘어나지만, 오히려 수광부(300)의 구성이 단순해지는 만큼 장치 구성이 간단해지는 이점이 있다. 도 5의 실시형태에서는, 제1 반사광과 제2 반사광을 구별하여 수광하기 위해, 제어부(700)의 제어 하에 발광부(200)는 제1 광원(211)과 제2 광원(212)을 적어도 1회 이상 교대로 작동하게 된다.

그리고, 본 발명의 광학식 검체 측정장치(10)는 제1 반사광과 제2 반사광을 여러 번 반복하여 측정하고 이를 통계적으로 처리하여 측정 신뢰도를 높일 수 있다. 이때, 단순히 발광부(200)가 동일 출력의 빛을 방사하는 대신, 제1 파장대와 제2 파장대의 두 개 파장대 빛의 출력을 변화시켜 방사하여 연산부(600)에서 처리해야 하는 유의미한 변수의 개수를 증가시킴으로써 측정 신뢰도를 높일 수도 있다. 도 4 및 도 5에는 제어부(700)의 구성이 포함되어 있는데, 제어부(700)는 발광부(200)의 작동과 빛의 출력을 제어하는 역할을 한다. 이에 따라, 연산부(600)는 발광부(200)의 출력 변화에 따른 복수의 제1 반사량과 제2 반사량 사이의 비율을 통계적으로 처리하여 검체 농도를 계산한다.

한편, 도 6은 검체의 농도 측정에 있어서 정밀도와 민감도를 향상시키고, 실제 인체 내의 검체 농도에 대한 추종성을 개선하기 위한 추가적인 실시형태를 도시하고 있다.

도 6의 (a)는 제1 멤브레인(510)의 외측에 글루코스의 방출을 유도하는 히알루론산 레이어(800)가 더 구비되는 실시형태에 관한 것이다. 히알루론산 레이어(800)는 피하를 통해 피부로 히알루론산을 전달하여 피부를 통과하는 혈관의 삼투압을 변화시킴으로써 피부표면으로 글루코스 방출을 더욱 잘 되게 유도하고, 이를 통해 세포 간 물질과 혈관상의 포도당 농도 지연을 최소화하는 역할을 한다. 따라서, 검체가 글루코스인 경우에는, 제1 멤브레인(510)의 위로 히알루론산 레이어(800)를 추가함으로써 더욱 정확하게 혈당치를 측정하는 것이 바람직할 수 있다.

도 6의 (b)는 기판(100)에 검체의 외부 방출을 유도하는 이온토포레시스나 발열시트(810)가 더 구비되는 실시형태에 관한 것이다. 이온토포레시스는 피부에 전위차(電位差)를 주어 피부의 전기적 환경을 변화시킴으로써 이온성 물질의 피부 투과를 증가시키는 소자를 의미하고, 유사하게 발열시트는 전위차가 아닌 온도차를 주어 이온성 물질의 피부 투과를 증가시키는 소자를 말한다. 이온토포레시스나 발열시트(810)가 구비됨에 따라 생체적합성 막(500)에 도달하는 검체의 양 자체가 증가함으로써 측정 정밀도가 향상된다.

그리고, 제어부(700)가 발광부(200)를 주기적으로 온/오프 제어하고, 발광시와 비발광시에 수광부(300)에 수집되는 광의 파장특성으로부터 계산되는 잡음을 제거하여 검출 분해능을 개선할 수도 있다. 즉, 발광부(200)가 작동하지 않을 때 수광부(300)에 수집되는 광의 파장특성을 주기적으로 측정하고 이를 배경소음으로 파악하여 제거함으로써 검출 분해능을 개선하는 것이 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 광학식 검체 측정장치
100: 기판 200: 발광부
210: 광대역 광원 211: 제1 광원
212: 제2 광원 300: 수광부
310: 분광기 400: 투명 레이어
500: 생체적합성 막 510: 제1 멤브레인
520: 제2 멤브레인 600: 연산부
700: 제어부 800: 히알루론산 레이어
810: 이온토포레시스(또는 발열시트)

Claims (10)

1. 기판;
   상기 기판에 탑재되고, 서로 구별되는 제1 파장대와 제2 파장대의 두 개 파장대의 빛을 방사하는 발광부;
   상기 기판에 탑재되고, 상기 발광부에서 방출된 빛이 표적에서 반사된 반사광을 상기 파장대별로 수집하는 수광부;
   상기 발광부 및 수광부를 덮는 투명 레이어;
   상기 투명 레이어 위에 적층되고 검체와 결합하는 분자 각인 고분자로 이루어진 제2 멤브레인과, 상기 제2 멤브레인 위에 적층되고 생체 친화성과 검체 투과성을 가진 제1 멤브레인을 포함하는 생체적합성 막; 및
   상기 제1 파장대에서의 제1 반사량 및 상기 제2 파장대에서의 제2 반사량을 각각 적분합으로 계산하고, 상기 제1 반사량과 제2 반사량 사이의 비율에 따라 상기 제1 파장대의 빛에 특이적인 반사특성을 가진 검체의 농도를 계산하는 연산부;
   를 포함하는 광학식 검체 측정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 발광부는 상기 제1 파장대와 제2 파장대의 빛을 함께 방사하는 광대역 광원이고,
   상기 수광부는 상기 광대역 광원의 반사광을 상기 제1 파장대와 제2 파장대로 분리하는 분광기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 발광부는 상기 제1 파장대의 빛을 방사하는 제1 광원과, 상기 제2 파장대의 빛을 방사하는 제2 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 발광부는 상기 제1 광원과 제2 광원을 적어도 1회 이상 교대로 작동하는 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 발광부는 상기 제1 파장대와 제2 파장대의 두 개 파장대 빛의 출력을 변화시켜 방사하고,
   상기 연산부는 상기 발광부의 출력 변화에 따른 복수의 제1 반사량과 제2 반사량 사이의 비율을 통계적으로 처리하여 상기 검체 농도를 계산하는 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 파장대의 빛은 상기 검체에 대해 특이적인 반사특성을 가지고,
   상기 제2 파장대의 빛은 상기 분자 각인 고분자에 대해 특이적인 반사특성을 가지는 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 검체는 글루코스이고,
   상기 분자 각인 고분자는 보론산 결합 고분자,　비닐 아세트산(VAA), 아크릴 아미드(AAm), 4-판테놀산(PA), 알릴 벤젠(AB),　폴리비닐 알코올(PVA), 하이드록시기 구조의 고분자, 그래핀, 카본 나노 튜브, 키토산에서 선택된 어느 하나의 고분자, 또는 선택된 상기 고분자에 대한 GOD 또는 GDH의 복합체인 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 멤브레인의 외측에는, 글루코스의 방출을 유도하는 히알루론산 레이어가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 기판에는,
   상기 검체의 외부 방출을 유도하는 이온토포레시스나 발열시트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 발광부를 주기적으로 온/오프 제어하고, 발광시와 비발광시에 상기 수광부에 수집되는 광의 파장특성으로부터 계산되는 잡음을 제거하여 검출 분해능을 개선하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학식 검체 측정장치.

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