KR20230153559A - kit for early diagnosis of dementia multiplexing based on interdigital capacitors with aptamer coating applied - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트는 플레이트 형상의 본체, 상기 본체의 상부면에 위치하고, 시료를 수용할 수 있게 상기 본체 내부로 함몰되는 혈액투입구, 상기 본체의 상부면에 위치하되, 상기 혈액투입구와 일측이 연결되고, 타측이 바이오마커검출부와 연결되어 상기 혈액투입구에 수용된 상기 시료를 상기 바이오마커검출부로 유동할 수 있게 상기 본체 내부로 함몰되는 혈액희석채널 및 상기 본체의 상부면에 상기 혈액희석채널과 일측이 연결되도록 위치하고, 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나의 코팅이 적용되어 상기 혈액희석채널을 통해 전달받은 상기 시료에 따라 커패시턴스의 변화량을 측정하는 바이오마커검출부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a kit for early diagnosis of multiplexing based on interdigital capacitors.
A kit for multiplexing early diagnosis based on an interdigital capacitor according to an embodiment of the present invention includes a plate-shaped main body, a blood inlet located on the upper surface of the main body and recessed into the main body to accommodate a sample, and the main body. Located on the upper surface of the blood inlet, one side is connected to the blood inlet, the other side is connected to the biomarker detection unit, and the blood dilution channel is recessed into the main body to allow the sample received in the blood inlet to flow to the biomarker detection unit. and is positioned on the upper surface of the main body so that one side is connected to the hemodilution channel, and is coated with at least one of an aptamer, antibody, DNA, and enzyme as a target for disease diagnosis, and is applied to the hemodilution channel. It may include a biomarker detection unit that measures the amount of change in capacitance depending on the sample.
Description
본 발명은 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a kit for early diagnosis of multiplexing based on interdigital capacitors.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the material described in this section is not prior art to the claims of this application, and is not admitted to be prior art by inclusion in this section.
현재 치매를 조기에 진단하기 위해서는 환자/보호자와의 면담 및 선별검사로 얻는 다양한 정보와 정밀검사가 필요하다. 그러나, 이는 이미 치매 증상(MCI, AD) 발현 후에나 진단이 가능하다는 한계가 있었다.Currently, in order to diagnose dementia early, various information and detailed examinations obtained through interviews with patients/guardians and screening tests are required. However, this had the limitation that diagnosis was possible only after symptoms of dementia (MCI, AD) had already appeared.
이 뿐만이 아니라, 다양한 질병 또한 증상이 발현된 후에야 정밀검사가 이루어져 조기 진단의 필요성이 더욱 요구되고 있다.Not only this, but for various diseases, detailed tests are performed only after symptoms appear, increasing the need for early diagnosis.
이에 다양한 바이오 마커를 보다 정확하게 진단할 수 있는 진단 키트를 제시하고자 한다.Accordingly, we would like to present a diagnostic kit that can more accurately diagnose various biomarkers.
본 발명의 일 실시예는 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단이 가능한 진단 키트를 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention provides a diagnostic kit capable of early diagnosis through multiplexing based on an interdigital capacitor.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트는 플레이트 형상의 본체, 상기 본체의 상부면에 위치하고, 시료를 수용할 수 있게 상기 본체 내부로 함몰되는 혈액투입구, 상기 본체의 상부면에 위치하되, 상기 혈액투입구와 일측이 연결되고, 타측이 바이오마커검출부와 연결되어 상기 혈액투입구에 수용된 상기 시료를 상기 바이오마커검출부로 유동할 수 있게 상기 본체 내부로 함몰되는 혈액희석채널 및 상기 본체의 상부면에 상기 혈액희석채널과 일측이 연결되도록 위치하고, 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나의 코팅이 적용되어 상기 혈액희석채널을 통해 전달받은 상기 시료에 따라 커패시턴스의 변화량이 측정되는 바이오마커검출부를 포함할 수 있다.In order to achieve the above-mentioned purpose, the interdigital capacitor-based multiplexing early diagnosis kit according to an embodiment of the present invention has a plate-shaped body, located on the upper surface of the body, and inside the body to accommodate a sample. A blood inlet recessed into the body, located on the upper surface of the main body, one side connected to the blood inlet, and the other side connected to the biomarker detection unit so that the sample accommodated in the blood inlet can flow to the biomarker detection unit. A blood dilution channel recessed into the main body and an upper surface of the main body are positioned so that one side is connected to the blood dilution channel, and a coating of at least one of target aptamer, antibody, DNA and enzyme for disease diagnosis is applied to the It may include a biomarker detection unit that measures the amount of change in capacitance according to the sample delivered through the blood dilution channel.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트는 상기 본체의 상부면에 위치하되, 상기 바이오마커검출부의 타측에 연결되어, 상기 바이오마커검출부를 통과한 상기 시료를 흡수하는 시료흡수패드를 더 포함할 수 있다.In addition, the interdigital capacitor-based multiplexing early diagnosis kit according to an embodiment of the present invention is located on the upper surface of the main body, and is connected to the other side of the biomarker detection unit, so that the sample that has passed through the biomarker detection unit It may further include a sample absorption pad that absorbs.
이 때, 상기 혈액희석채널은, 기설정된 제1 곡률로 연장형성되는 제1 곡선부, 기설정된 제2 곡률로 연장형성되는 제2 곡선부 및 직선으로 연장형성되는 직선부의 조합으로 형성되는 연장주기가 기설정된 횟수만큼 반복하여 형성될 수 있다.At this time, the blood dilution channel is an extension cycle formed by a combination of a first curved portion extending with a preset first curvature, a second curved portion extending with a preset second curvature, and a straight portion extending with a straight line. It can be formed repeatedly a preset number of times.
이 때, 상기 바이오마커검출부는, 기판, 제1 금속으로 형성되는 제1 전극, 제2 금속으로 형성되는 제2 전극 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각의 일단에 위치하는 커패시턴스검출접지부를 포함하되, 상기 기판의 상부면에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 기설정된 제1 너비를 가지는 적어도 하나의 가지가 기설정된 제2 너비의 간격으로 서로 교호 배치된 이중 맞물린형태의 인터디지털커패시터구조로 배치되고, 상기 기판의 상부면에서 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 커패시턴스검출접지부가 점유하지 않은 부분에 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나가 코팅될 수 있다.At this time, the biomarker detection unit includes a substrate, a first electrode formed of a first metal, a second electrode formed of a second metal, and a capacitance detection ground located at one end of each of the first electrode and the second electrode. Including, on the upper surface of the substrate, the first electrode and the second electrode are interdigital capacitors of a double interlocked type in which at least one branch having a preset first width is alternately disposed at an interval of a preset second width. It is arranged in a structure, and at least one of an aptamer, antibody, DNA, and enzyme as a target for disease diagnosis is placed on a portion of the upper surface of the substrate that is not occupied by the first electrode, the second electrode, and the capacitance detection ground portion. Can be coated.
이 때, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속은, 어느 하나가 티타늄이고, 다른 하나는 백금일 수 있다.At this time, one of the first metal and the second metal may be titanium and the other may be platinum.
이 때, 상기 제1 너비 및 상기 제2 너비는, 20~200um 일 수 있다.At this time, the first width and the second width may be 20 to 200 um.
이 때, 상기 압타머는, oAβ(아밀로이드 베타 올리고머) 압타머일 수 있다.At this time, the aptamer may be an oAβ (amyloid beta oligomer) aptamer.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트는 상기 바이오마커검출부는 복수개 형성되되, 상기 바이오마커검출부는 서로 상이한 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나가 코팅될 수 있다.In addition, the interdigital capacitor-based multiplexing early diagnosis kit according to an embodiment of the present invention includes a plurality of biomarker detection units, wherein the biomarker detection units include aptamers, antibodies, and DNA targets for diagnosing different diseases. And at least one of the enzymes may be coated.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단이 가능한 진단 키트를 제공할 수 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, a diagnostic kit capable of early diagnosis through multiplexing based on an interdigital capacitor can be provided.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈액희석채널의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 반도체 공정을 통한 미세유체 디바이스 제작의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오마커검출부의 제작공정을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오마커검출부의 마이크로 월 구조물 제작공정을 나타내는 개념도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수개의 바이오마커검출부가 적용된 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트의 전반을 나타내는 도면이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.The above-described and other aspects, features and benefits of certain preferred embodiments of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
Figure 1 is a configuration diagram of a kit for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a configuration diagram of a blood dilution channel according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram of manufacturing a microfluidic device through a semiconductor process according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram showing the manufacturing process of a biomarker detection unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a conceptual diagram showing the manufacturing process of the micro-wall structure of the biomarker detection unit according to an embodiment of the present invention.
Figures 6 and 7 are exemplary diagrams in which a plurality of biomarker detection units are applied according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing the overall view of a kit for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor according to an embodiment of the present invention.
It should be noted that throughout the drawings, like reference numerals are used to illustrate identical or similar elements, features and structures.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of technical content that is well known in the technical field to which the present invention belongs and that are not directly related to the present invention will be omitted. This is to convey the gist of the present invention more clearly without obscuring it by omitting unnecessary explanation.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown in the accompanying drawings. Additionally, the size of each component does not entirely reflect its actual size. In each drawing, identical or corresponding components are assigned the same reference numbers.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field 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. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.At this time, it will be understood that each block of the processing flow diagrams and combinations of the flow diagram diagrams can be performed by computer program instructions. These computer program instructions can be mounted on a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flow chart block(s). It creates the means to perform functions. These computer program instructions may also be stored in computer-usable or computer-readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, so that the computer-usable or computer-readable memory It is also possible to produce manufactured items containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s). Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer, thereby generating a process that is executed by the computer or other programmable data processing equipment. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for executing the functions described in the flow diagram block(s).
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Additionally, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). Additionally, it should be noted that in some alternative execution examples it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, it is possible for two blocks shown in succession to be performed substantially at the same time, or it is possible for the blocks to be performed in reverse order depending on the corresponding function.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.At this time, the term '~unit' used in this embodiment refers to software or hardware components such as FPGA (field-programmable gate array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and '~unit' refers to what role perform them. However, '~part' is not limited to software or hardware. The '~ part' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Therefore, as an example, '~ part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided within the components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or may be further separated into additional components and 'parts'. Additionally, components and 'parts' may be implemented to regenerate one or more CPUs within a device or a secure multimedia card.
본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 특정 시스템의 예를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서에서 청구하고자 하는 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서에 개시된 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 당해 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.In describing the embodiments of the present invention in detail, the main focus will be on the example of a specific system, but the main point claimed in this specification is that the scope disclosed in this specification is applicable to other communication systems and services with similar technical background. It can be applied within a range that does not deviate significantly, and this can be done at the discretion of a person with skilled technical knowledge in the relevant technical field.
이하에서 도면을 참조하여 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트(100)에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a kit 100 for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트(100)의 구성도이다.Figure 1 is a configuration diagram of a kit 100 for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트(100)는 본체(110), 혈액투입구(120), 혈액희석채널(130) 및 바이오마커검출부(140)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the interdigital capacitor-based multiplexing early diagnosis kit 100 according to an embodiment of the present invention includes a main body 110, a blood inlet 120, a blood dilution channel 130, and a biomarker detection unit. It may include (140).
보다 상세하게 살펴보면, 상기 본체(110)는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 본체(110)는 후술하는 구성들이 위치할 수 있는 베이스가 될 수 있다.In more detail, the main body 110 may be formed in a plate shape. At this time, the main body 110 can be a base on which components described later can be located.
또한, 상기 혈액투입구(120)는 상기 본체(110)의 상부면에 위치하고, 시료를 수용할 수 있게 상기 본체(110) 내부로 함몰될 수 있다. 이는 시료 또는 혈액 등 체액의 희석액을 투여할 수 있는 부분으로써, 원형 또는 다각형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.Additionally, the blood inlet 120 is located on the upper surface of the main body 110 and may be recessed into the main body 110 to accommodate a sample. This is a part where a dilution of a sample or body fluid such as blood can be administered, and can be formed in various shapes such as circular or polygonal.
또한, 상기 혈액희석채널(130)은 상기 본체(110)의 상부면에 위치하되, 상기 혈액투입구(120)와 일측이 연결되고, 타측이 바이오마커검출부(140)와 연결되어 상기 혈액투입구(120)에 수용된 상기 시료를 상기 바이오마커검출부(140)로 유동할 수 있게 상기 본체(110) 내부로 함몰될 수 있다. 이는 상기 혈액투입구(120)에 투입된 시료가 균일한 농도와 양으로 상기 바이오마커검출부(140)에 전달될 수 있도록 할 수 있다. 이와 관련하여는 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.In addition, the blood dilution channel 130 is located on the upper surface of the main body 110, and one side is connected to the blood inlet 120, and the other side is connected to the biomarker detection unit 140, so that the blood inlet 120 ) may be recessed into the main body 110 so that the sample contained therein can flow to the biomarker detection unit 140. This can ensure that the sample introduced into the blood inlet 120 is delivered to the biomarker detection unit 140 in uniform concentration and amount. This will be described later with reference to FIG. 2.
또한, 상기 바이오마커검출부(140)는 상기 본체(110)의 상부면에 상기 혈액희석채널(130)과 일측이 연결되도록 위치하고, 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나가 코팅되어 상기 혈액희석채널(130)을 통해 전달받은 상기 시료에 따라 커패시턴스의 변화량이 측정될 수 있다. 이와 관련하여 도 4를 참조하여 후술하도록 한다.In addition, the biomarker detection unit 140 is located on the upper surface of the main body 110 so that one side is connected to the blood dilution channel 130, and contains at least one of aptamers, antibodies, DNA, and enzymes as targets for disease diagnosis. One is coated and the change in capacitance can be measured according to the sample delivered through the blood dilution channel 130. This will be described later with reference to FIG. 4.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트(100)는 상기 본체(110)의 상부면에 위치하되, 상기 바이오마커검출부(140)의 타측에 연결되어, 상기 바이오마커검출부(140)를 통과한 상기 시료를 흡수하는 시료흡수패드(150)를 더 포함할 수 있다. 이는 바이오마커검출부(140)로 전달되는 시료가 넘치는 것을 방지하기 위한 것으로써, 스펀지로 형성될 수 있다.In addition, the interdigital capacitor-based multiplexing early diagnosis kit 100 according to an embodiment of the present invention is located on the upper surface of the main body 110 and connected to the other side of the biomarker detection unit 140, It may further include a sample absorption pad 150 that absorbs the sample that has passed through the biomarker detection unit 140. This is to prevent the sample delivered to the biomarker detection unit 140 from overflowing, and may be formed of a sponge.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈액희석채널(130)의 구성도이다.Figure 2 is a configuration diagram of a blood dilution channel 130 according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈액희석채널(130)은 기설정된 제1 곡률로 연장형성되는 제1 곡선부(131), 기설정된 제2 곡률로 연장형성되는 제2 곡선부(133) 및 직선으로 연장형성되는 직선부(135)의 조합으로 형성되는 연장주기가 기설정된 횟수만큼 반복하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the blood dilution channel 130 according to an embodiment of the present invention includes a first curved portion 131 extending with a preset first curvature, and a second curve extending with a preset second curvature. An extension cycle formed by a combination of the portion 133 and the straight portion 135 extending in a straight line may be formed repeatedly a preset number of times.
이 때, 상기 제1 곡률 및 상기 제2 곡률은 사용자에 의하여 임의로 설정될 수 있고, 상호 동일하게 설정될 수도 있다. At this time, the first curvature and the second curvature may be arbitrarily set by the user, and may be set to be equal to each other.
또한, 상기 연장주기는 상기 제1 곡선부(131), 상기 제2 곡선부(133) 및 상기 직선부(135) 중 적어도 어느 하나의 조합으로 형성될 수 있으며, 순서 또한 무작위로 선택될 수 있다. Additionally, the extension period may be formed by a combination of at least one of the first curved part 131, the second curved part 133, and the straight part 135, and the order may also be selected randomly. .
상술한 구성을 통하여 시료가 균일한 농도 및 양으로 유체이동이 가능할 수 있다.Through the above-described configuration, the sample may be able to move fluidly at a uniform concentration and amount.
이 때, 상기 혈액희석채널(130)의 깊이는 시료의 밀도, 압력, 점도 및 이동속도에 기반하여 설정될 수 있다.At this time, the depth of the blood dilution channel 130 can be set based on the density, pressure, viscosity, and moving speed of the sample.
먼저 유체의 특성에 대하여 살펴보면, 일반적으로 시료 즉, 액체를 특징짓는 세 가지 중요한 매개변수는 밀도(ρ), 압력(p) 및 점도(η)이다. 밀도는 질량(m)/체적(V)이다. 정상류에서 움직이는 판에 가까운 층의 속도는 v로부터 고정판에 가까운 층의 0으로 변한다.First, looking at the properties of fluids, the three important parameters that generally characterize a sample, that is, a liquid, are density (ρ), pressure (p), and viscosity (η). Density is mass (m)/volume (V). In steady flow, the velocity of the layer close to the moving plate changes from v to 0 in the layer close to the stationary plate.
액체 표면적 A에 작용하는 힘은 전단 응력 F/A를 유발하고, 막 두께에 관한 위판에 있는 액체의 변위는 전단변형 Δx/L이다. 점성계수(η)는 전단 율에 대한 전단응력의 비인 아래 수학식 1로 규정될 수 있고, 더 일반적인 항으로 아래 수학식 2로 다시 쓸 수 있다.The force acting on the liquid surface area A causes the shear stress F/A, and the displacement of the liquid in the upper plate with respect to the film thickness is the shear strain Δx/L. The viscosity coefficient (η) can be defined as Equation 1 below, which is the ratio of shear stress to shear rate, and can be rewritten as a more general term as Equation 2 below.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
위 식에서 유체의 전단응력이 속도구배에 직접 비례하면 그 유체는 뉴턴 유체(Newtonian fluid)라고 부른다. 예를 들면, 물, 오일 및 글리세린은 뉴턴 유체이다. 그러나 다른 유체에서는 점도가 전단응력과 함께 변한다. 이들 유체는 비뉴턴 유체(non-Newtonian fluid)라고 부른다. 비뉴턴 유체의 예는 혈액이다.In the above equation, if the shear stress of the fluid is directly proportional to the velocity gradient, the fluid is called a Newtonian fluid. For example, water, oil, and glycerin are Newtonian fluids. However, in other fluids, viscosity changes with shear stress. These fluids are called non-Newtonian fluids. An example of a non-Newtonian fluid is blood.
상술한 유체의 특성을 참조하면, 미세유체 시스템에서 유체 유동 조건들은 관성 및 점성력의 크기 사이의 관계에 기초하여 설정될 수 있다. 이는 아래 수학식 3에 개시된 무차원 레이놀즈 수이다.Referring to the characteristics of the fluid described above, fluid flow conditions in a microfluidic system can be set based on the relationship between the magnitude of inertia and viscous force. This is the dimensionless Reynolds number disclosed in Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
이 때, d는 채널의 깊이이고, v는 움직이는 유체의 속도이며, 상술한 시료의 액체특성 및 이동 속도에 따라 상기 혈액희석채널(130)의 깊이가 설정될 수 있다.At this time, d is the depth of the channel, v is the speed of the moving fluid, and the depth of the hemodilution channel 130 can be set according to the liquid characteristics and moving speed of the sample described above.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 반도체 공정을 통한 미세유체 디바이스 제작의 모식도이다.Figure 3 is a schematic diagram of manufacturing a microfluidic device through a semiconductor process according to an embodiment of the present invention.
상술한 혈액희석채널(130)은 매우 미세하게 형성되어야 한다. 이를 위하여, 포토리소그래피 기술을 적용하여 제작할 수 있다.The blood dilution channel 130 described above must be formed very finely. For this purpose, it can be manufactured by applying photolithography technology.
이 때, 포토리소그래피는 극히 미세하고 복잡한 전자회로를 반도체 기판에 그려 집적회로를 만드는 기술로써, 감광성 수지를 도포한 기판에 포토마스크(원판)를 통해 자외선을 조사하면 포토마스크에 새겨진 IC 또는 혈액희석채널(130)의 패턴이 포토레지스트에 전사된다. 1㎛보다 미세한 패턴을 형성하려면 자외선으로는 한계가 있어 X선이나 전자빔으로 조사할 수도 있다.At this time, photolithography is a technology that creates integrated circuits by drawing extremely fine and complex electronic circuits on a semiconductor substrate. When ultraviolet rays are irradiated through a photomask (original plate) on a substrate coated with photosensitive resin, the IC or blood dilution engraved on the photomask is generated. The pattern of the channel 130 is transferred to photoresist. To form a pattern finer than 1㎛, ultraviolet rays have limitations, so irradiation can be done with X-rays or electron beams.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오마커검출부(140)의 제작공정을 나타내는 개념도이다.Figure 4 is a conceptual diagram showing the manufacturing process of the biomarker detection unit 140 according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 바이오마커검출부(140)는, 기판, 제1 금속으로 형성되는 제1 전극, 제2 금속으로 형성되는 제2 전극 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각의 일단에 위치하는 커패시턴스검출접지부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the biomarker detection unit 140 according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a first electrode formed of a first metal, a second electrode formed of a second metal, and the first electrode and It may include a capacitance detection ground portion located at one end of each of the second electrodes.
이 때, 상기 기판은 유리기판(Glass), 실리콘(silicon, Si), 실리콘 산화물(silicon oxide, SiO2), 질화규소(silicon nitride, Si3N4), 사파이어(sapphire), 다이아몬드 (diamond), 탄화규소(silicon carbide), 질화갈륨(gallium nitride, GaN), 게르마 늄(germanium, Ge), 인듐 갈륨 비소화물(indium gallium arsenide, InGaAs), 갈륨 비소화물(gallium arsenide, GaAs), 황화납(lead sulfide), 및 폴리에미드 (Polyimide) 필름, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PET 합성 필름 중 어느 하나로 형성될 수 있다.At this time, the substrate is glass, silicon (Si), silicon oxide (SiO2), silicon nitride (Si3N4), sapphire, diamond, and silicon carbide. carbide, gallium nitride (GaN), germanium (Ge), indium gallium arsenide (InGaAs), gallium arsenide (GaAs), lead sulfide, And it may be formed of any one of polyimide film, PET (Polyethylene Terephthalate) film, and PET synthetic film.
또한, 상기 바이오마커검출부(140)는 상기 기판의 상부면에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 기설정된 제1 너비를 가지는 적어도 하나의 가지가 기설정된 제2 너비의 간격으로 서로 교호 배치된 이중 맞물린형태의 인터디지털커패시터구조로 배치될 수 있다.In addition, the biomarker detection unit 140 has at least one branch having a preset first width and the first electrode and the second electrode arranged alternately at intervals of a preset second width on the upper surface of the substrate. It can be arranged in a double-interlocked interdigital capacitor structure.
이 때, 맞물린 형태의 구조란, 상기 가지가 마치 깍지낀 손가락과 같이 일 전극과 타 전극이 번갈아 배치된 것을 의미할 수 있다.At this time, the interlocked structure may mean that the branches have one electrode and another electrode arranged alternately, like fingers intertwined.
이 때, 인터디지털커패시터구조는 접촉하는 시료에 따라 상기 커패시턴스검출접지부에서 검출되는 커패시턴스가 변화하는 전극구조를 의미한다. 이를 통하여, 접촉하는 시료를 식별할 수 있으며, 후술하는 바와 같이, 특정 질병의 진단을 위한 시료에 대응하는 압타머, 항체, DNA 또는 엔자임을 코팅하여 해당 질병의 조기 진단에 사용되는 바이오마커가 접촉했을 때의 커패시턴스의 변화량을 감지하여 해당 질병인지 여부를 확인할 수 있다.At this time, the interdigital capacitor structure refers to an electrode structure in which the capacitance detected at the capacitance detection ground portion changes depending on the sample in contact. Through this, it is possible to identify the sample in contact, and as described later, aptamer, antibody, DNA, or enzyme corresponding to the sample for diagnosis of a specific disease is coated to create a biomarker used for early diagnosis of the disease. By detecting the change in capacitance, you can check whether it is the disease.
이 때, 상기 바이오마커검출부(140)는 상기 기판의 상부면에서 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 커패시턴스검출접지부가 점유하지 않은 부분에 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나가 코팅될 수 있다.At this time, the biomarker detection unit 140 detects aptamers, antibodies, DNA, and At least one of the enzymes may be coated.
이 때, 압타머(aptamer)는 안정된 삼차구조를 유지하면서 특정 분자에 특이적으로 강하게 결합할 수 있는 핵산이다. 1990년 콜로라도 대학의 래리 골드(Larry Gold, 생몰년도 미상) 연구팀이 SELEX(Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) 기술을 이용하여 표적분자에 특이적으로 결합할 수 있는 핵산을 발굴하기 시작한 뒤로 다양한 표적분자에 대한 압타머와 응용 및 변형 기술이 개발되고 있다. 특이적 결합을 제공하는 기능 때문에 항체와 비교되며 항체의 대체 기술로 지목되고 있다.At this time, an aptamer is a nucleic acid that can specifically and strongly bind to a specific molecule while maintaining a stable tertiary structure. In 1990, the University of Colorado's Larry Gold (year of birth and death unknown) began discovering nucleic acids that could specifically bind to target molecules using SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) technology. Since then, various target molecules have been discovered. Aptamers and application and modification technologies are being developed. Because of its ability to provide specific binding, it is compared to antibodies and is pointed out as an alternative technology to antibodies.
이를 통해, 상술한 바와 같이, 특정 바이오마커가 접촉되는 경우에 의미있는 커패시턴스의 변화를 측정하면, 해당 바이오마커가 의미하는 질병 등을 확인할 수 있다.Through this, as described above, by measuring a meaningful change in capacitance when a specific biomarker is contacted, the disease indicated by the relevant biomarker can be confirmed.
이 때, 상기 압타머는 치매의 조기 진단을 위하여 oAβ(아밀로이드 베타 올리고머)압타머일 수 있다.At this time, the aptamer may be an oAβ (amyloid beta oligomer) aptamer for early diagnosis of dementia.
성인 97명(평균 69.4세)을 대상으로 임상치매척도(CDR), 전반적 퇴화 척도(GDS), 신경인지기능검사(CERAD-K)를 시행하고, 혈액에서 아밀로이드 베타 올리고머(OAβ), ApoE 유전자를 측정한 실험에서 참가자는 정상군(정상노화와 주관적 인지장애)이 55.7%, 경도인지장애가 40.2%로 나타났으며, 이들에서 혈액 OAβ 수치 0.78 ng/mL를 기준으로 농도가 높은 그룹에서 치매 검사 중 하나인 전반적 퇴화 척도(GDS)가 유의하게 낮았다. 이와 같이, 치매 진단을 위한 바이오마커로써, oAβ는 적합하다.The Clinical Dementia Scale (CDR), Global Degeneration Scale (GDS), and Neurocognitive Function Test (CERAD-K) were performed on 97 adults (average age 69.4 years), and amyloid beta oligomer (OAβ) and ApoE genes were measured in the blood. In the measured experiment, 55.7% of the participants were in the normal group (normal aging and subjective cognitive impairment) and 40.2% were in the mild cognitive impairment group. Based on the blood OAβ level of 0.78 ng/mL, the high concentration group was tested for dementia. One, the Global Degeneration Scale (GDS), was significantly low. As such, oAβ is suitable as a biomarker for dementia diagnosis.
상기 압타머는 상술한 내용에 한정되지 않고, 모든 특정 질병의 바이오마커를 검출할 수 있는 모든 압타머를 포함할 수 있다.The aptamer is not limited to the above-described content, and may include all aptamers capable of detecting biomarkers of any specific disease.
또한, 상기 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나의 코팅은 도 4에 도시된 바와 같이 기판에 1차적으로 먼저 진행될 수 있고, 그 이후에 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 커패시턴스검출접지부가 형성될 수 있다.In addition, coating of at least one of the aptamer, antibody, DNA, and enzyme of the target for disease diagnosis may be initially applied to the substrate as shown in FIG. 4, and then the first electrode, the A second electrode and a capacitance detection ground portion may be formed.
이 때, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속은, 어느 하나가 티타늄이고, 다른 하나는 백금일 수 있다. At this time, one of the first metal and the second metal may be titanium and the other may be platinum.
또한, 상기 제1 너비 및 상기 제2 너비는, 20~200um 일 수 있으며, 바람직하게는 50um일 수 있다.Additionally, the first width and the second width may be 20 to 200 um, and preferably 50 um.
이때, 시료가 정확하게 접촉할 수 있도록 사방을 격리하는 것이 바람직하다. 이에 후술하는 바와 같이 마이크로 월 구조물을 더 포함할 수 있다.At this time, it is desirable to isolate all sides so that the sample can be contacted accurately. Accordingly, as described later, a micro wall structure may be further included.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오마커검출부(140)의 마이크로 월 구조물 제작공정을 나타내는 개념도이다.Figure 5 is a conceptual diagram showing the micro-wall structure manufacturing process of the biomarker detection unit 140 according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 3D 프린트 기술을 이용하여 제1 전극 및 제2 전극과 상기 커패시턴스검출접지부가 상호 접촉되지 않도록 설계된 마이크로 월을 제조할 수 있고, 제조된 마이크로 월을 상기 바이오마커검출부(140)의 기판 상부면에 결합할 수 있다. 이를 통해, 시료가 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 정확하게 접촉할 수 있고, 커패시턴스 측정을 위한 상기 커패시턴스검출접지부에 직접적으로 닿지 않도록 할 수 있다.Referring to FIG. 5, a micro wall designed so that the first and second electrodes and the capacitance detection ground unit do not contact each other can be manufactured using 3D printing technology, and the manufactured micro wall is connected to the biomarker detection unit 140. Can be bonded to the upper surface of the substrate. Through this, the sample can accurately contact the first electrode and the second electrode and not directly contact the capacitance detection ground for measuring capacitance.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수개의 바이오마커검출부(140)가 적용된 예시도이다.Figures 6 and 7 are exemplary diagrams in which a plurality of biomarker detection units 140 are applied according to an embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 바이오마커검출부(140)는 복수개 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 혈액희석채널(130)도 각각의 바이오마커검출부(140)와 연결되어 시료를 전달할 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7 , a plurality of the biomarker detection units 140 may be formed, and accordingly, the blood dilution channel 130 may also be connected to each biomarker detection unit 140 to transmit a sample.
이 때, 복수개의 상기 바이오마커검출부(140)는 서로 상이한 압타머가 코팅될 수 있다. 이는, 치매를 진단하기 위한 바이오마커는 복수개가 존재할 수 있으며, 하나의 바이오마커가 검출된 것만으로는 진단의 정확성을 확보하기 어려울 수 있기 때문이다. At this time, the plurality of biomarker detection units 140 may be coated with different aptamers. This is because there may be multiple biomarkers for diagnosing dementia, and it may be difficult to secure the accuracy of diagnosis with only one biomarker detected.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 치매 조기 진단을 위한 서로 다른 바이오마커에 대응하는 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나가 코팅된 바이오마커검출부(140)를 구성하여 멀티플렉싱 센싱이 가능할 수 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, multiplexing sensing may be possible by configuring the biomarker detection unit 140 coated with at least one of aptamers, antibodies, DNA, and enzymes corresponding to different biomarkers for early diagnosis of dementia. there is.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트(100)의 전반을 나타내는 도면이다.Figure 8 is a diagram showing the overall view of the kit 100 for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트(100)는 스트랩형태로 형성되어 휴대성이 있는 장치로 실시될 수도 있다.Referring to FIG. 8, the kit 100 for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor according to an embodiment of the present invention may be formed in the form of a strap and implemented as a portable device.
본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트는 플레이트 형상의 본체, 상기 본체의 상부면에 위치하고, 시료를 수용할 수 있게 상기 본체 내부로 함몰되는 혈액투입구, 상기 본체의 상부면에 위치하되, 상기 혈액투입구와 일측이 연결되고, 타측이 바이오마커검출부와 연결되어 상기 혈액투입구에 수용된 상기 시료를 상기 바이오마커검출부로 유동할 수 있게 상기 본체 내부로 함몰되는 혈액희석채널 및 상기 본체의 상부면에 상기 혈액희석채널과 일측이 연결되도록 위치하고, 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나의 코팅이 적용되어 상기 혈액희석채널을 통해 전달받은 상기 시료에 따라 커패시턴스의 변화량이 측정되는 바이오마커검출부를 포함할 수 있다.A kit for multiplexing early diagnosis based on an interdigital capacitor according to an embodiment of the present invention includes a plate-shaped main body, a blood inlet located on the upper surface of the main body and recessed into the main body to accommodate a sample, and the main body. Located on the upper surface of the blood inlet, one side is connected to the blood inlet, the other side is connected to the biomarker detection unit, and the blood dilution channel is recessed into the main body to allow the sample received in the blood inlet to flow to the biomarker detection unit. and is positioned on the upper surface of the main body so that one side is connected to the hemodilution channel, and is coated with at least one of an aptamer, antibody, DNA, and enzyme as a target for disease diagnosis, and is applied to the hemodilution channel. It may include a biomarker detection unit that measures the amount of change in capacitance depending on the sample.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트는 상기 본체의 상부면에 위치하되, 상기 바이오마커검출부의 타측에 연결되어, 상기 바이오마커검출부를 통과한 상기 시료를 흡수하는 시료흡수패드를 더 포함할 수 있다.In addition, the interdigital capacitor-based multiplexing early diagnosis kit according to an embodiment of the present invention is located on the upper surface of the main body, and is connected to the other side of the biomarker detection unit, so that the sample that has passed through the biomarker detection unit It may further include a sample absorption pad that absorbs.
이 때, 상기 혈액희석채널은, 기설정된 제1 곡률로 연장형성되는 제1 곡선부, 기설정된 제2 곡률로 연장형성되는 제2 곡선부 및 직선으로 연장형성되는 직선부의 조합으로 형성되는 연장주기가 기설정된 횟수만큼 반복하여 형성될 수 있다.At this time, the blood dilution channel is an extension cycle formed by a combination of a first curved portion extending with a preset first curvature, a second curved portion extending with a preset second curvature, and a straight portion extending with a straight line. It can be formed repeatedly a preset number of times.
이 때, 상기 바이오마커검출부는, 기판, 제1 금속으로 형성되는 제1 전극, 제2 금속으로 형성되는 제2 전극 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각의 일단에 위치하는 커패시턴스검출접지부를 포함하되, 상기 기판의 상부면에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 기설정된 제1 너비를 가지는 적어도 하나의 가지가 기설정된 제2 너비의 간격으로 서로 교호 배치된 이중 맞물린형태의 인터디지털커패시터구조로 배치되고, 상기 기판의 상부면에서 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 커패시턴스검출접지부가 점유하지 않은 부분에 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나가 코팅될 수 있다.At this time, the biomarker detection unit includes a substrate, a first electrode formed of a first metal, a second electrode formed of a second metal, and a capacitance detection ground located at one end of each of the first electrode and the second electrode. Including, on the upper surface of the substrate, the first electrode and the second electrode are interdigital capacitors of a double interlocked type in which at least one branch having a preset first width is alternately disposed at an interval of a preset second width. It is arranged in a structure, and at least one of an aptamer, antibody, DNA, and enzyme as a target for disease diagnosis is placed on a portion of the upper surface of the substrate that is not occupied by the first electrode, the second electrode, and the capacitance detection ground portion. Can be coated.
이 때, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속은, 어느 하나가 티타늄이고, 다른 하나는 백금일 수 있다.At this time, one of the first metal and the second metal may be titanium and the other may be platinum.
이 때, 상기 제1 너비 및 상기 제2 너비는, 20~200um 일 수 있다.At this time, the first width and the second width may be 20 to 200 um.
이 때, 상기 압타머는, oAβ(아밀로이드 베타 올리고머) 압타머일 수 있다.At this time, the aptamer may be an oAβ (amyloid beta oligomer) aptamer.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트는 상기 바이오마커검출부는 복수개 형성되되, 상기 바이오마커검출부는 서로 상이한 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나가 코팅될 수 있다.In addition, the interdigital capacitor-based multiplexing early diagnosis kit according to an embodiment of the present invention includes a plurality of biomarker detection units, wherein the biomarker detection units include aptamers, antibodies, and DNA targets for diagnosing different diseases. And at least one of the enzymes may be coated.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate 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 embodiments described above may be implemented with hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods, 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, and a field programmable gate (FPGA). It may be implemented using one or more general-purpose or special-purpose computers, such as an array, programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications that run on the operating system. Additionally, a processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For ease of understanding, a single processing device may be described as being used; however, those skilled in the art will understand that a processing device includes multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, a processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Additionally, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.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 on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. 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 computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
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 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 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 include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.
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.Although the embodiments have been described with limited drawings as described above, those skilled in the art can 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 components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the following claims.
Claims (8)
상기 본체의 상부면에 위치하고, 시료를 수용할 수 있게 상기 본체 내부로 함몰되는 혈액투입구;
상기 본체의 상부면에 위치하되, 상기 혈액투입구와 일측이 연결되고, 타측이 바이오마커검출부와 연결되어 상기 혈액투입구에 수용된 상기 시료를 상기 바이오마커검출부로 유동할 수 있게 상기 본체 내부로 함몰되는 혈액희석채널; 및
상기 본체의 상부면에 상기 혈액희석채널과 일측이 연결되도록 위치하고, 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나의 코팅이 적용되어 상기 혈액희석채널을 통해 전달받은 상기 시료에 따라 커패시턴스의 변화량이 측정되는 바이오마커검출부; 를 포함하는, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트.Plate-shaped body;
a blood inlet located on the upper surface of the main body and recessed into the main body to accommodate a sample;
Located on the upper surface of the main body, one side is connected to the blood inlet and the other side is connected to the biomarker detection unit, so that the sample accommodated in the blood inlet can flow to the biomarker detection unit. Blood that sinks into the main body. dilution channel; and
The sample is positioned on the upper surface of the main body so that one side is connected to the blood dilution channel, and is coated with at least one of aptamer, antibody, DNA, and enzyme as a target for disease diagnosis, and is delivered through the blood dilution channel. A biomarker detection unit that measures the amount of change in capacitance according to the; A kit for early diagnosis of multiplexing based on interdigital capacitors.
상기 본체의 상부면에 위치하되, 상기 바이오마커검출부의 타측에 연결되어, 상기 바이오마커검출부를 통과한 상기 시료를 흡수하는 시료흡수패드; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트.In claim 1,
a sample absorption pad located on the upper surface of the main body, connected to the other side of the biomarker detection unit, and absorbing the sample that has passed through the biomarker detection unit; A kit for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor, characterized in that it further includes.
상기 혈액희석채널은:
기설정된 제1 곡률로 연장형성되는 제1 곡선부;
기설정된 제2 곡률로 연장형성되는 제2 곡선부; 및
직선으로 연장형성되는 직선부; 의 조합으로 형성되는 연장주기가 기설정된 횟수만큼 반복하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트.In claim 2,
The blood dilution channel is:
a first curved portion extending with a preset first curvature;
a second curved portion extending with a preset second curvature; and
A straight portion extending in a straight line; A kit for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor, characterized in that the extension cycle formed by the combination of is repeated a preset number of times.
상기 바이오마커검출부는:
기판;
제1 금속으로 형성되는 제1 전극;
제2 금속으로 형성되는 제2 전극; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각의 일단에 위치하는 커패시턴스검출접지부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트.In claim 3,
The biomarker detection unit:
Board;
a first electrode formed of a first metal;
a second electrode formed of a second metal; and
a capacitance detection ground unit located at one end of each of the first electrode and the second electrode; A kit for early diagnosis of interdigital capacitor-based multiplexing, characterized in that it includes.
상기 기판의 상부면에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 기설정된 제1 너비를 가지는 적어도 하나의 가지가 기설정된 제2 너비의 간격으로 서로 교호 배치된 이중 맞물린형태의 인터디지털커패시터구조로 배치되는 것을 특징으로 하는, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트.In claim 4,
On the upper surface of the substrate, the first electrode and the second electrode are arranged in a double-interlocked interdigital capacitor structure in which at least one branch having a preset first width is alternately arranged at an interval of a preset second width. A kit for early diagnosis of multiplexing based on interdigital capacitors.
상기 기판의 상부면에서 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 커패시턴스검출접지부가 점유하지 않은 부분에 질병 진단을 위한 타겟의 압타머, 항체, DNA 및 엔자임 중 적어도 어느 하나가 코팅된 것을 특징으로 하는, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트.In claim 5,
Characterized in that at least one of an aptamer, antibody, DNA, and enzyme targeting for disease diagnosis is coated on a portion of the upper surface of the substrate that is not occupied by the first electrode, the second electrode, and the capacitance detection ground portion. A kit for early diagnosis of multiplexing based on interdigital capacitors.
상기 제1 금속 및 상기 제2 금속은: 어느 하나가 티타늄이고, 다른 하나는 백금인 것을 특징으로 하는, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트.In claim 6,
The first metal and the second metal are: one is titanium and the other is platinum. A kit for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor.
상기 제1 너비 및 상기 제2 너비는 20~200um 인 것을 특징으로 하는, 인터디지털커패시터 기반의 멀티플렉싱 조기 진단을 위한 키트.In claim 7,
A kit for early diagnosis of multiplexing based on an interdigital capacitor, characterized in that the first width and the second width are 20 to 200um.
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|---|---|---|---|
| KR1020220052972A KR20230153559A (en) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | kit for early diagnosis of dementia multiplexing based on interdigital capacitors with aptamer coating applied |
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|---|---|---|---|---|
| KR101609599B1 (en) | 2013-07-26 | 2016-04-07 | 경상대학교 산학협력단 | A fluorescent nanoparticle for detecting antigen and a kit for early diagnosing Alzheimer's dementia using the same |
| KR20180002234A (en) | 2016-06-29 | 2018-01-08 | 원시스템주식회사 | A smart examination apparatus for dementia early diagnosis and the method by using the same |
-
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Patent Citations (2)
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