KR980010417A - 전기화학식 면역 바이오센서 - Google Patents

전기화학식 면역 바이오센서 Download PDF

Info

Publication number
KR980010417A
KR980010417A KR1019960028336A KR19960028336A KR980010417A KR 980010417 A KR980010417 A KR 980010417A KR 1019960028336 A KR1019960028336 A KR 1019960028336A KR 19960028336 A KR19960028336 A KR 19960028336A KR 980010417 A KR980010417 A KR 980010417A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
liposome
substance
present
antibody
Prior art date
Application number
KR1019960028336A
Other languages
English (en)
Other versions
KR0161954B1 (ko
Inventor
이희진
Original Assignee
구자홍
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구자홍, 엘지전자 주식회사 filed Critical 구자홍
Priority to KR1019960028336A priority Critical patent/KR0161954B1/ko
Publication of KR980010417A publication Critical patent/KR980010417A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0161954B1 publication Critical patent/KR0161954B1/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3273Devices therefor, e.g. test element readers, circuitry

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

본 발명의 목적은 시스템의 구조가 단순하고 신속 간편하게 측정할 수 있음과 동시에 항원-항체간의 결합이 잘 이루어지게 액상시료의 투과성이 불연속성을 갖도록 면역반응부를 적층구조로 함으로써 항원-항체반응의 효율성을 향상시킨 전기화학식 면역 바이오센서를 제공함을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 다른 목적은 전극과 반응부간에 친수성 재질로 외부막을 구성함으로써 전극과 면역 반응부간의 인터페이싱을 개선하여 보다 깨끗한 신호를 얻을 수 있는 전기화학식 면역 바이오센서를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기화학식 면역 바이오센서는 절연성 기판상에 다수개의 전극과 선택적 영역을 갖는 절연막 및 친수성 물질로 이루어진 외부막이 형성된 전극부와, 측정물질과 리포좀 파괴인자로 구성된 접합체가 흡착된 상층부, 측정물질에 결합하는 항체를 겹합시킨 경쟁층, 전기화학적 활성물질을 담고 있는 리포좀이 고정되어 있는 신호발생층으로 이루어진 적층구조의 면역 반응부를 구비함을 특징으로 한다.

Description

전기화학식 면역 바이오센서
본 발명은 항원-항체의 면역반응 결과를 전기화학적으로 측정하여 시료내에 존재하는 생리 활성물질의 농도를 정량화 할 수 있는 전기화학실 면역 바이오센서에 관한 것으로, 특히 전극활성 물질이 들어 있는 리포좀을 이용하여 기존의 면역 바이오 센서 보다 신속하고 간편하게 분석을 수행할 수 있는 스트립 형태의 일회용 전기화학식 면역 바이오센서에 관한 것이다.
항원(antigen)과 항체(antibody)간의 면역화학적 반응은 고도의 특이성과 강한 결합력으로 이루어지므로 이 반응은 극히 낮은 농도로 존재하는 생리활성 물질을 분석하는데 있어 매우 유용하다.
따라서 현재 이러한 면역반응을 이용한 바이오센서(면역 바이오센서)의 개발에 많은 관심이 집중되고 있는 실정이다.
기존의 면역 바이오센서들은 주로 광학적 현상을 이용하는 것으로서 광섬유 끝에 고정된 항체와 측정대상물질(항원)과의 상호작용 결과에 따라 변화되는 빛의 강도를 측정하는 방법(참고문헌 : Anderson. G.P et al., IEEE Biomed. Eng. 1994, 41, 578-584)과 압전소자위에 항체를 고정하고 이것이 대상물질(항원)과 결합될 때 유발되는 질량변화를 전기적 신호로 바꾸는 방법(참고문헌 : Koing B. et al., Anal. Chem. 1994, 66, 341-344), 그리고 금속과 액체계면에서 발생하는 표면 프라스마 공명현상(Surface Plasma Resonance)이 금속위에 고정된 항체와 분석대상 물질(항원)의 결합에 의해 변화되는 것을 감지하는 방법(참고문헌 : Severs, A.M. et al., Biosensors & Bioelectronics 1993. 8 365-370) 등이 있다.
전기화학적 방법을 이용한 것으로는 기존의 복잡하고 많은 시간이 걸리는 면역분석법, 예를들면 효소면역측정법(참고문헌 : Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay : ELISA) 등을 이용하여 그 마지막 단계에서 전기화학적 활성물질(electroactive materials)을 발생시킨후 이것을 분리하여 면역분석과는 독립적인 측정시스템으로 옮긴후 전기화학적으로 측정하는 방법이 있다(참고문헌 : Hayes. F.J. et al., Chem 1994. 66. 1860-1865).
또한 새롭게 각광받고 있는 면역분석방법으로 리포좀(liposome)을 이용하는 것이 있는데, 이는 표지물질을 리포좀안에 가두었다가 면역반응이 끝난후, 리포좀을 파괴하여 표지물질을 방출시켜 측정물질의 농도와 상관관계가 있는 신호를 발생시키는 방법이다(참고문헌 : Durst. R.A. et al., Clin Chem. 1988. 34. 1700-1701 and Kim C.K. et al., J.Immunol. Methods 1994. 170. 225-231).
리포좀은 인지질이 주성분인데, 세포의 생체막과 같이 내부에 친수성 혹은 소수성인 물질을 포획하거나 이중막의 성질에 따라 포획된 물질의 통과여부를 조절할 수 있는 성질이 있어 약물운반체(drug delivery system)로서의 기능이 있다.
이들 센서로 응용한 사례가 있으나 (참고문헌 : Richard. A. et. al., Biosensors & Bioelectronics 1993. 8. �-ⅹv)아직까지는 그리 많지 않은 실정이다.
광학적현상을 이용하는 종래의 면역 바이오센서들은 측정시스템이 복잡하고 그에 소요되는 비용이 비싼 단점이 있다.
그에 비해 전기화학의 원리를 도입한 면역 바이오센서의 경우는 우선 그 측정시스템이 매우 단순하고 전극의 제작 또한 간단하다는 이점이 있다.
기존에 소개된 전기화학적 측정방법을 이용한 면역 분석법(참고문헌 : Athey, D. et al., Biosensors & Bioelectronics 1993. 8 415-419)이 있기는 하지만, 이것은 전기화학식 면역 바이오센서라기 보다는 기존의 면역 분석 시스템을 그대로 이용하고 최종적인 분석단계에서만 전기화학적 측정을 수행하므로 여전히 긴 분석시간이 요구되고, 여러가지 번거로운 과정들을 거쳐야 하므로 일상적으로 간편히 사용할 수 있는 것이 아니다.
진정한 의미의 전기화학식 면역 바이오센서의 개발이 이렇듯 부진한 이유는 항원-항체의 결합자체로부터 바로 전기화학적으로 측정가능한 신호를 끌어낼 수가 없다는 문제 때문이다.
즉 효소를 이용한 전기화학식 센서의 경우는 전극상에 고정된 효소의 반응결과로 전극활성 물질의 전극상에 바로 생기고 이것을 산화 또는 환원시켜 전류를 발생시키는데 비해, 항체를 전극에 고정시키고 측정하고자 하는 물질(항원)과 반응시킬 경우 아무런 전극활성 물질이 생겨나지 않는다.
이러한 문제는 효소활성을 갖는 항체(Catalytic antibody)의 도입으로 일부 해결될 수 있으며 실제 이를 이용하여 전위차식(potentiometric) 면역 바이오센서를 구현한 사례도 있기는 하다(참고문헌 : Blackburn. C.F. et al., Anal. Chem. 1990. 62. 2211-2216).
그러나 이러한 경우 측정하고자 하는 특정한 물질들의 여기상태 유사체(transition state analogue)를 일일이 합성하여 이로부터 항체를 얻어내야 하므로 일반적인 면역분석에 쓰이기에는 많은 문제가 따른다. 또한 리포좀을 이용한 면역분석법과 이것을 센서로 응용하는 것도 번거롭기는 마찬가지인데 그것은 면역분석의 경우 각 단계별로 필요한 재료들을 순차적으로 넣어 주어야 하는 점 때문이고, 최근에 소개된 리포좀을 이용한 면역 바이오센서의 경우도 시료만을 투입하는 것이 아니라 리포좀을 같이 투여해야 하므로 일반 사용자가 이를 이용할 때 센서 자체만이 아니라 리포좀이 들어 있는 별도의 재료까지 다루어야 한다.
뿐만 아니라 전기화학적인 측정을 수행하기 위해서는 리포좀을 깨뜨려야 하는데 이 또한 부가적인 시료의 첨가에 의해서 이루어지기 때문에 결코 간편하다고 할 수가 없는 것이다.
본 출원인은 위에서 언급된 여러 문제점들을 해소시킬 수 있는 전기화학식 면역 바이오센서에 관한 특허를 이미 출원한 바 있다(특허출원 제95-14522호).
그러나 상기 특허출원 발명의 면역 바이오센서 구조는 측정 시스템이 단순하면서도 신속 간편하게 시료를 측정할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 아직도 항원-항체반응의 효율성 향상 등에는 미흡한 점이 있었다.
도1a 및 도1b는 본 발명의 제1실시예의 전기화학식 면역 바이오센서의 전극부를 모식적으로 나타낸 도면.
도2a는 제1실시예의 전기화학식 면역 바이오센서의 면역반응부의 적층구조 단면을 모식적으로 나타낸 단면도이며, 도2b는 도2a의 다, 라, 마의 상세도.
도3은 본 발명의 제1실시예의 전기화학식 면역 바이오센서의 단면을 모식적으로 나타낸 도면.
도4a 및 도4b는 본원 발명의 제2실시예의 면역 바이오센서의 전극부를 모식적으로 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
A : 전극부 B : 면역 반응부
10 : 기판 11 : 도전경로
12 : 지시전극 13 : 대향전극
14 : 기준전극 15 : 절연층
16 : 면역반응부(B)의 적층구조 17 : 외부막
18 : 결합체 18′: 측정물질
18″: 리포좀파괴 인자 19 : 면역 반응부의 최상층부
20 : 항체 21 : 경쟁층
22 : 전기화학적 활성물질 23 : 리포좀
24 : 신호발생층 25 : 수분흡수층
26 : 케이스 27 : 시료투입구
28 : 전극인출구
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 측정 시스템의 구조가 단순하고 신속 간편하게 측정할 수 있음과 동시에 항원-항체간의 결합이 잘 이루어지게 액상시료의 투과성이 불연속성을 갖도록 면역 반응부를 적층구조로 함으로써 항원-항체반응의 효율성을 향상시킨 전기화학식 면역 바이오센서를 제공함을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 다른 목적은 전극과 반응부간에 친수성 재질로 외부막을 구성함으로써 전극과 면역 반응부간의 인터페이싱을 개선하여 보다 깨끗한 신호를 얻을 수 있는 전기화학식 면역 바이오센서를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기화학식 면역 바이오센서는 절연성 기판상에 다수개의 전극과 선택적 영역을 갖는 절연막 및 친수성 물질로 이루어진 외부막이 형성된 전극부와, 측정물질과 리포좀 파괴인자로 구성된 접합체가 흡착된 상층부, 측정물질에 결합하는 항체를 겹합시킨 경쟁층, 전기화학적 활성물질을 담고 있는 리포좀이 고정되어 있는 신호발생층으로 이루어진 적층구조의 면역 반응부를 구비함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면에 근거하여 상세히 설명한다.
도1a는 본 발명의 제1실시예의 전극구조를 나타낸 사시도, 도1b는 도1a의 A-A'를 절취한 단면도, 도2a는 적층구조의 면역 반응부를 단면을 나타낸 도면, 도2b는 최상층부, 경쟁층 및 신호발생층에서 각각 측정물질과 리포좀 파괴인자의 접합체, 항체, 리포좀 및 전극활성 물질의 흡착되어 있는 상태를 모식적으로 나타낸 도면이며, 도3은 전극구조상에 적층구조의 면역반응부가 설치된 상태의 단면도로서 상기 전극구조는 도1a의 B-B'의 절취한 단면을 나타낸 것이다.
제1실시예의 전기화학식 면역 바이오센서는 도1∼도3에 도시된 바와 같이, 후막공정을 이용하여 절연성 기판상에 형성된 복수의 전극을 가지는 전극부(가)와 수직방향으로 적층되어 형성된 면역반응부(나)로 구성되어 있다.
그리고 상기 전극부(가)는 폴리에스테르(polyester), PVC, 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 고분자로된 절연성 기판(10)상에 은 등의 페이스트로 인쇄된 도전경로(conduction path)(11), 카본, 백금, 금, 루테니움 다이옥사이드(Ruthenium dioxide)등이 인쇄된 지시전극(working electrode)(12)과 대향전극(count-r electrode)(13), Ag/AgC1의 기준전극(14) 및 절연층(15)으로 구성되어 있다.
한편, 상기 면역반응부(나)는 셀룰로오스(cellulose), 니트로셀룰로오스(nitrocellulose), 나이론막(nylon membrace) 등의 액상시료가 투과될 수 있는 재질로 일정두께 및 크기의 복수층(16)을 적층한 구조로 되어 있으며, 상기 면역 반응부(나)의 상기 복수층(16)은 측정물질(18′)-리포좀 파괴인자(18″)로 구성된 접합체(18)가 매트릭스상에 흡착되어 있는 최상층부(19)와, 측정물질에 결합하는 항체(20)가 매트릭스상에 고정되어 있는 경쟁층(21)과, 전기화학적 활성물질(22)을 담고 있는 리포좀(liposome)(23)이 매트릭스상으로 고정되어 있는 신호발생층(24)과 상기 신호발생층(24)의 아래에 상기 전극부(가)에 최근접하게 수분 흡수성이 매우 큰 패드(Absorbent pad)재질로 형성된 적어도하나이상층의 수분흡수층(25)을 가지고 있다.
그리고 상기 전기화학적 활성물질(22)은 훼로신(ferrocene), 다이메틸훼로신(dimethyl ferrocene)과 같은 훼로신 유도체, 포타시움 훼리시아나이드(potassium ferricyande), 바이올로겐(viologen) 유도체, DCPIP(2, 6-dichlorophenolindophenol), 파라-아미노페놀(ρ-aminophenol), TTF(tetrathiafulvalene), TCNQ(tetarcy-noquinodimethane), PMS(phenazine methosulphate), 멜돌라블루(Meldola's Blue.7-dimethylamino-1.2-be-nzophenoxazine), BPO(1.2-benzophenoxazine 7-one), 시오닌(thionin)등을 들 수 있다.
또한 상기 면역 반응부(나)의 적층구조는 기본적으로 시료와 매트릭스상에 흡착된 특정물질-리포좀 파괴인자 접합체를 이동시키면서 면역반응이 일어나는 역할과 함께 전극에 전해질을 제공하여 주는 기능을 하는 것으로서, 시료의 도달시간을 단축하도록 최초 시료와 투입되는 최상층부(19)로부터 항체 (20)(또는 항원)이 고정되어 있는 경쟁층(21) 가까이까지는 비교적 투과성이 큰 재질로 구성되어 있고, 시료의 투과를 지체시킴으로써 항원-항체간의 결합이 일어날 시간적 여유를 주도록 항체(20)가 고정되어 있는 부분의 근접부위는 투과성이 작은 재질을 사용하고 있으며, 경쟁층(21)을 지나서 리포좀을 포함하고 있는 신호발생층(12)까지는 도달시간을 단축시키도록 다시 투과성이 큰 재질을 사용하여, 액상시료 투과성이 불연속성을 갖도록 구성되어 있다.
그리고 전극부(가)가 면역반응이 일어나는 적층구조의 면역 반응부(나)와 접하는 부분에는 면역반응부(나)를 수용액이 전해지면 쉽게 전극상에 전해질계가 형성되도록 히드록시 에틸셀룰로오스(hydroxyethyl cellulose)와 같은 강한 친수성 물질로 이루어진 외부막(outer membrane)(17)이 설치되어 있다.
또한 상기 면역반응부(나)의 적층구조와 상기 전극부(가)의 절연층(15)에 의해 선택적으로 노출된 전극(12, 13, 14) 부위가 일치되도록 서로 접합되어 있고, 상기 전극부(가)와 면역 반응부(나)는 액상시료가 투입되는 시료투입구(29)와 전극인출부(28)를 가지는 프라스틱 몰드의 케이스(26)내에 수용되어 있다.
이상과 같이 구성된 제1실시예의 전기화학적 면역 바이오센서를 이용한 시료의 측정에 대하여 설명한다.
먼저 측정물질(항원)이 들어 있는 액상시료의 일정량을 센서상의 시료투입구(27)에 떨어뜨린다.
시료는 적층구조 최상층부(19)에 흡착되어 있던 측정물질(18′)-리포좀 파괴인자(18″)의 접합체(18)와 서로 섞이게 되고, 시료의 액체를 운반체로 하여 시료내의 측정물질과 함께 중력과 확산에 의해 전극쪽으로 이동을 시작한다.
이때 분석하고자 하는 물질에 특이적으로 결합하는 항체(20)가 고정되어 있는 경쟁층(21)에 다다르게 되면 이 항체(20)의 결합자리를 두고 시료내에 측정하고자 하는 물질이 많을 경우, 보다 많은 측정물질-리포좀을 깨뜨리게 된다.
이와 같은 면역반응의 결과로 시료용액내 존재하는 측정물질의 농도에 비례하여 리포좀안의 전극활성물질(20)이 방출되며, 방출된 전극활성 물질은 전극에 도달하게 된다.
이때 기준전극(14)에 대하여 일정전압이 인가된 지시전극(12)상에서 전극활성 물질이 산화 또는 환원되면서 지시전극(12)과 대향전극(13)간에 전류를 발생시키기 때문에 결국 시료용액내 존재하는 측정물질의 농도에 비례하는 전류값을 얻을 수 있다. 반면 분석하고자 하는 물질이 항체인 경우 도2a에 면역반응부의 경쟁층(21)에 측정물질에 특이적으로 결합하는 항원을 고정시키게 되면, 위와 같은 원리에 의해서 본 발명에 의한 면역 바이오 센서를 이용해서 측정물질이 항체인 경우도분석이 가능하다.
이와 같이 본 발명을 적용하면 기존의 항원-항체 반응과 같이 리간드-리셉터(ligand-receptor)간의 친화력을 이용하는 모든 면역학적 분석방법에 그 응용이 가능하다.
예로서 바이오틴-에비딘(biotine-avidin), 면역글로블린 G-단백질A(immunoglobulin G-proteinA), 호르몬-호르몬리셉터(hormone-hormonereceptor), DNA-DNA, RNA-RNA, 약물-약물리셉터(drug-drug rece-ptor)등에 응용할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명을 적용하면 리포좀-측정물질 복합체를 갖는 면역 바이오 센서를 제작할 수도있다. 즉, 앞에서 언급한 리포좀 파괴인자-측정물질 복합체 대신 리포좀-측정물질 복합체를 만들고, 이것을 측정시료와 함께 매트릭스상에서 이동시켜 면역반응 결과 경쟁지점을 통과한 리포좀-측정물질 복합체가 전극부근에 고정되어 있는 리포좀 파괴인자에 의해 깨져 신호를 발생시키는 형태가 된다.
도4a 및 도4b 는 본 발명의 제2실시예의 전극구조를 모식적으로 나타낸 것이다. 제1실시예와 제2실시예의 차이점은 제1실시예를 전극부(11)의 전극구조가 지시전극(12), 대향전극(13) 및 기준전극(14)의 3전극계로 구성되어 있는데 반하여, 제2실시예는 지시전극(12)과 기준전극(14)의 2전극계로 구성되어 있는 점만이 다르며 그외는 양자의 구조가 동일하다.
따라서, 동일기능을 수행하는 부재에는 동일부호를 부여하여 이들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제2실시예의 경우에는 전술한 제1실시예에서와 동양으로 면역반응의 결과로서 시료용액내에 존재하는 측정물질의 농도에 비례하여 리포좀안의 전극활성물질(20)이 방출되고, 방출된 전극활성 물질이 전극에 도달되면 기준전극(14)에 대하여 일정전압이 인가된 지시전극(12)상에서 전극활성 물질이 산화 또는 환원되면서 지시전극(12)과 기준전극(14)간에 측정물질의 농도에 비례하는 전류가 발생되고 이것을 이동 측정 물질이 측정된다.
이상과 같이 본 발명은 선출원인 특허출원 제95-14522호에서 언급된 바와 같이 표지물질인 전극활성 물질을 과량으로 포함될 수 있는 리포좀의 장점과 다른 어떤 방법보다도그 측정 시스템이 단순한 전기화학의 원리를 같이 이용하여 항원-항체 반응의 결과를 바로 전기화학적으로 측정할 수 있는 전기화학식 면역 바이오센서로써, 본 발명에 의한 센서를 이용하게 되면 단지 시료를 센서의 특정부위에 올려놓는 과정으로 짧은 시간안에 모든 분석이 수행되므로 여러 임상적인 분야에 신속하고 간편하게 응용될 수 있는 뛰어난 면역 분석수단이 된다는 장점이 있고, 본 발명에 의한 스트립 형태의 일회용 면역 바이오 센서는 건조된 형태로 포장, 공급할 수 있기 때문에 제품에 대한 사용자의 편의를 높여줄수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 본 발명의 핵심인 면역 반응부의 적층구조화의 결과로 시료투과성이 불연속성을 도입할 수 있게 되고 필요에 따라 시료의 이동시간을 조절하므로써 항원-항체 반응의 효율을 높일수 있고 전극과 연속되는 시료전달 매질의 면적을 줄임으로써 스트립 형태의 센서에서 관찰되는 전개양상의 난잡함이 줄어들게 되고 친수성 외부막을 면역 반응부와 전극간에 구성함으로써 이들간의 인터페이싱을 개선하여 보다 깨끗한 신호를 얻을수 있으며 본 발명에 의한 스트립 형태의 일회용 면역 바이오 센서를 활용하면 종합병원 뿐만 아니라 개인병원내 의사진료실에서도환자의 건강상태를 직접 그 자리에서 진단할 수 있는 방법을 제공해 줄뿐 아니라, 빠른 처방을 내릴 수 있어 국민건강 복진향상에도크게 기여할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용한 면역반응을 일으키는 적층구조상에서 측정물질-리포좀 파괴인자 접합체, 측정물질과 선택적으로 결합하는 항체(또는 항원), 전기화학적 활성물질을 담고 있는 리포좀이 각각 특정부위에 흡착 또는 고정되어 있는 구조를 갖고 있으므로 본 발명을 적용하면 기존의 항원-항체반응과 같이 리간드-리셉터(ligand-receptor)간의 친화력을 이용하여 모든 면역학적분석방법, 예로서 바이오틴-애비딘(biotine-avidin), 면역 글로블린 G-단백질A(immunoglobulin G-proteinA), 호르몬-호르몬리셉터(hormone-hormone receptor), DNA-DNA, RNA-RNA, 약물-약물리셉터(drug-drug receptor) 등에 응용할 수 있는 장점이 있다.
따라서 본 발명을 이용하면 바이러스, 병원성 미생물, 단백질, 지질단백질(lipoprotein), 호르몬, 항생제, 약물(drug)등 을 측정할 수 있는 면역 바이오 센서를 제작할 수 있는 등 매우 뛰어난 효과를 가지고 있다.

Claims (10)

  1. 절연성 기판상에 다수개의 전극과 선택적 영역을 갖는 절연막 및 친수성 물질로된 외부막이 형성된 전극부와, 측정물질과 리포좀 파괴인자로 형성되는 접합체가 흡착된 상층부, 측정물질에 결합하는 항체를 결합시킨 경쟁층, 전기화학적 활성물질을 담고 있는 리포좀이 고정되어 있는 신호발생층을 포함하는 적층구조로 되는 면역반응부로 이루어짐을 특징으로 하는 전기화학식 면역 바이오 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극부와 면역 반응부는 전극부의 절연막에 의하여 선택적으로 노출된 전극부위와, 면역 반응부의 전극활성 물질을 담고 있는 리포좀이 고정된 부위가 서로 일치되도록 일체화됨을 특징으로 하는 전기화학식 면역 바이오 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 면역 반응부의 적층구조는 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스, 나이론막 등의 액상 시료 투과가능 재질을 일정 크기로 적충시켜 구성됨을 특징으로 하는 전기화학식 면역 바이오 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 면역 반응부의 적층구조는 시료가 투입되는 상기 상층부부터 상기 경쟁층 가까이에는 액상시료의 투과성이 큰 재료로 구성되고, 항체가 고정되어 있는 경쟁층의 근접부위에는 액상시료의 투과성이 작은 재질로 구성되며, 상기 경쟁층을 지나 신호 발생층까지에는 다시 액상시료의 투과성이 큰 재료로 구성됨을 특징으로 하는 전기 화학식 면역 바이오 센서.
  5. 제1항에 있어서, 리포좀내 포획된 전극활성 물질은 훼로신(ferrocene), 다이메틸훼로신(dimethyl ferr-ocene)과 같은 훼로신 유도체, 포타시움 훼리시아나이드(potassium ferricyanide), 바이올로겐(viologen) 유도체, DCPIP(2, 6-dichlorophenolindophenol), 파라-아미노페놀(ρ-aminophenol), TTF(tet-athiafulvalene), TCNQ(tetarcynoquinodemethane), PMS(phenazine methosulphate), 멜돌라블루(Meldola's Blue. 7-dimethylamino-1.2-benzophenoxazine), BPOC1.2-benzophenoxazine 7-one), 시오닌(thionin)의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기화학식 면역 바이오 센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 면역반응부의 측정물질-리포좀 파괴인자접합체가 흡착된 상기 상층부와 측정물질에 결합하는 리셉터가 공유결합된 부위에서 측정물질과 측정물질에 결합하는 리셉터는 각각 항원-항체 바이오틴-애비딘(biotine-avidin), 면역글로블린 G-단백질A(immunoglobulin G-proteinA), 호르몬-호르몬리셉터(hormonehormone receptor), DNA-DNA, RNA-RNA, 약물-약물리셉터(drug-drug receptor)에 생리활성 물질쌍으로 구성된 것임을 특징으로 하는 전기화학식 면역 바이오 센서.
  7. 제1항에 있어서, 측정물질-리포좀 파괴인자 접합체의 리포좀 파괴인자는 멜리틴(melittin), 포스포리 페이즈 C(phospholipase C) 등인 것을 특징으로 하는 전기화학식 면역 바이오 센서.
  8. 제6항에 있어서, 상기 항원-항체는 바이러스 항원-바이러스 항체 또는 병원성 미생물-병원성 미생물 항체인 것을 특징으로 하는 전기화학식 면역 바이오 센서.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전극부에 최 근접하는 신호발생층의 하측에는 수분흡수성이 매우 큰 패드상의 재질로 형성된 적어도 하나이상의 층으로된 수분 흡수층이 형성되도록 함을 특징으로 하는 면역 바이오 센서.
  10. 제1항에 있어서, 상기 면역반응부와 접하는 상기 전극부상에는 강한 친수성 물질로 이루어진 외부막을 형성하도록 함을 특징으로 하는 면역 바이오 센서.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019960028336A 1996-07-13 1996-07-13 전기화학식 면역 바이오센서 KR0161954B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960028336A KR0161954B1 (ko) 1996-07-13 1996-07-13 전기화학식 면역 바이오센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960028336A KR0161954B1 (ko) 1996-07-13 1996-07-13 전기화학식 면역 바이오센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR980010417A true KR980010417A (ko) 1998-04-30
KR0161954B1 KR0161954B1 (ko) 1999-03-30

Family

ID=19466249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960028336A KR0161954B1 (ko) 1996-07-13 1996-07-13 전기화학식 면역 바이오센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR0161954B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016200064A1 (ko) * 2015-06-11 2016-12-15 재단법인 바이오나노헬스가드연구단 리포좀 및 리포좀-폴리머 하이브리드를 이용한 박테리아 검출방법
WO2016200063A1 (ko) * 2015-06-11 2016-12-15 재단법인 바이오나노헬스가드연구단 리포좀 및 리포좀-폴리머 하이브리드를 이용한 바이러스 검출방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102203250B1 (ko) 2017-11-29 2021-01-13 주식회사 엘지화학 엔드 프레임을 구비한 배터리 모듈

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016200064A1 (ko) * 2015-06-11 2016-12-15 재단법인 바이오나노헬스가드연구단 리포좀 및 리포좀-폴리머 하이브리드를 이용한 박테리아 검출방법
WO2016200063A1 (ko) * 2015-06-11 2016-12-15 재단법인 바이오나노헬스가드연구단 리포좀 및 리포좀-폴리머 하이브리드를 이용한 바이러스 검출방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR0161954B1 (ko) 1999-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0156176B1 (ko) 전기화학식 면역 바이오센서
US4897173A (en) Biosensor and method for making the same
JP4057521B2 (ja) バイオセンサー
CN2372689Y (zh) 电流型生物传感器
US5185256A (en) Method for making a biosensor
US6159745A (en) Interdigitated electrode arrays for liposome-enhanced immunoassay and test device
Lee et al. Disposable liposome immunosensor for theophylline combining an immunochromatographic membrane and a thick-film electrode
JPH09509485A (ja) 診断用フローセルデバイス
Shram et al. In vivo voltammetric detection of rat brain lactate with carbon fiber microelectrodes coated with lactate oxidase
Feng et al. Simultaneous electrochemical detection of multiple biomarkers using gold nanoparticles decorated multiwall carbon nanotubes as signal enhancers
EP2130045B1 (en) A novel potentiometric cholesterol sensor for the quantitative estimation of total cholesterol in human blood serum
Matys et al. Recent developments of bioanalytical methods in determination of neurotransmitters in vivo
KR20020088521A (ko) 시료도입의 능력을 향상시킨 크로마토그래피 기능의다공성 박막이 구비된 바이오센서
JP3913289B2 (ja) グルコースバイオセンサ
Mohammadi et al. Recent advances in aptamer-based platforms for cortisol hormone monitoring
KR980010417A (ko) 전기화학식 면역 바이오센서
Higson et al. Biosensors: a viable monitoring technology?
Jung et al. Amperometric immunosensor for direct detection based upon functional lipid vesicles immobilized on nanowell array electrode
KR100232181B1 (ko) 일회용 전기화학식 면역바이오센서 및 그의 제조방법
KR100209654B1 (ko) 전기화학식 면역 바이오센서
JPS6224141A (ja) 化学物質検出器
Sheikholeslam et al. Electrochemical biosensor for glycated hemoglobin (HbA1c)
JP4009480B2 (ja) 電気化学式バイオセンサー
KR100455907B1 (ko) 대면형 다공성 전극을 이용한 비분리형 효소-면역센서
Van der Voort et al. Biosensors: basic features and application for fatty acid-binding protein, an early plasma marker of myocardial injury

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20060616

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee