WO2010120155A2 - 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서 - Google Patents

신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a biosensor for diagnosing diseases capable of rapid blood cell separation. More specifically, the present invention provides a blood cell separation pad in front or rear of a capillary tube to separate blood cells and plasma within 1 to 2 seconds according to the distribution of hydrophilicity and hydrophobicity. The present invention relates to a biosensor for diagnosing diseases capable of rapid blood cell separation to analyze more precise diseases.
  • the test is performed using serum or plasma extracted through centrifugation or pretreatment using a separate device, or measured using whole blood, and the measurement of plasma or serum using a calibration equation based on the result It adopts a way to access values.
  • the present invention has been proposed in order to solve the above problems, the present invention is to install a blood cell separation pad in the front or rear of the capillary to the blood diagnostic separation biosensor capable of rapidly separating blood plasma and blood cells
  • the main purpose is to provide.
  • Another object of the present invention is to provide a biosensor for diagnosing a disease that can separate the blood cells and plasma contained in the blood and analyze the various diseases by using the same to more accurately diagnose the disease.
  • the overall configuration of the present invention for achieving the above object is a base film, an electrode disposed on the upper surface of the base film, a space film covering the upper surface of the electrode, and a blood cell separation pad bonded to the rear side of the space film And, it is made of a capillary tube added to the rear upper surface of the space film and a cover film coated on the upper surface of the capillary and blood cell separation pad.
  • the bottom surface of the blood cell separation pad has a structure in which a hydrophilic section having a length of about 1 to 6 mm is formed.
  • the blood cell separation pad is made of a configuration added to either the front portion or the rear portion of the capillary.
  • the blood cell separation pad is manufactured using any one of cellulose, cellulose 5, fusion 5, glass fiber, cotton, and wool.
  • the blood cell separation pad is made of width 1 ⁇ 10mm.
  • the present invention includes a base film 10 and an electrode 15 disposed on an upper surface of the base film 10. And a space film 20 covering the upper surface of the electrode 15, a blood cell separation pad 25 bonded to the rear side of the space film 20, and a rear upper surface of the space film 20. Capillary tube 30 and the blood cell separation pad 35 and the cover film 40 is coated on the upper surface of the capillary tube 30.
  • the base film 10 is molded using synthetic resins such as PET, PP, PVC, and the like. Two to three electrodes 15 are disposed on the top surface of the base film 10 while maintaining a uniform interval.
  • the electrode 15 uses a conductive mixture such as carbon, gold, platinum, silver, or the like.
  • the space film 20 coated on the upper surface of the electrode 15 is molded using a synthetic resin such as PET, PP, or PVC.
  • a narrow capillary tube 25 is added to the rear center of the space film 20, and a vent 25a is further added to the outer side of the capillary tube 25.
  • a blood cell separation pad 30 in contact with it.
  • the blood cell separation pad 30 is manufactured by using any one of cellulose, cellulose 5, fusion 5, glass fiber, glass, and wool, and its function. And the effect is almost the same.
  • the width of the blood cell separation pad 30 is manufactured to 1 to 10 mm, its function can be effectively increased.
  • a hydrophobic section 30a and a hydrophilic section 30a having a predetermined width are formed on the bottom surface of the blood cell separation pad 30.
  • the hydrophobic section 30a is a double-sided tape and the hydrophilic section 30b has nothing added thereto. There is no space.
  • the capillary tube 25 and the upper surface of the blood cell separation pad 30 is integrally bonded to the cover film 40 formed by using a synthetic resin such as PET, PP, PVC, etc. to complete the present invention.
  • the plasma thus moved is rapidly sucked after 1 to 2 seconds due to the absorption force into the capillary 30 by the capillary phenomenon.
  • the plasma thus transferred is used to measure various diseases by conventional electrochemical methods or liquid color development.
  • Two to three electrodes 15 are disposed at equal intervals on the upper surface of the base film 10 cut to a certain width and length of dust.
  • hydrophobic section 30a On one side of the electrode 15 is formed a hydrophobic section 30a by longitudinally bonding a double-sided tape having a predetermined width at a predetermined interval, and the space portion between the electrode 15 and the hydrophobic section 30a is formed. Hydrophilic section 30b is to be formed.
  • the space film 20 is applied to the upper surface of the electrode 15, and the outer center of the space film 20 is added in the transverse direction of the narrow capillary tube 25.
  • the upper surface of the hydrophobic section 30a and the hydrophilic section 30b is bonded to the blood cell separation pad 30 that is wider than the capillary tube 25.
  • Figure 2 illustrates another embodiment of the present invention, a structure in which the positions of the capillary tube 25 and the blood cell separation pad 30 added to one side of the biosensor 50 are changed.
  • the blood cell separation pad 30 is added to the outer surface of the space film 20, and the capillary tube 25 is formed on the outer side of the blood cell separation pad 30 in the lateral direction.
  • the lower portion of the blood cell separation pad 30 is formed with a hydrophobic section 30a bonded to a double-sided tape in the longitudinal direction and a hydrophilic section 30b which is an empty space.
  • the present invention having the above-described configuration, it is possible to use a blood as a sample, but the measurement of the stable measurement system does not require correction of the measurement value by eliminating the variation due to the blood cell volume (hematcrete) as the plasma is used. Production is possible.
  • biosensors configured as described above are useful inventions that can be expanded to diabetes, hyperlipidemia, biochemical tests, etc., so that accurate tests can be performed than field tests.
  • Figure 1 (a) is a plan view illustrating a configuration state of the present invention
  • Figure 1 (b) is a longitudinal cross-sectional view illustrating a configuration state of the present invention
  • Figure 2 (a) is a plan view illustrating another embodiment of the present invention.
  • Figure 2 (b) is a longitudinal cross-sectional view illustrating another embodiment of the present invention.
  • Figure 3 (a) (b) (c) (d) is a manufacturing process diagram of the present invention
  • the blood collected from the test subject is injected into the blood inlet 33, the blood is absorbed by the blood cell separation pad 30.
  • the blood absorbed by the blood cell separation pad 30 passes through the hydrophobic section 30a formed on the bottom surface, and the plasma and the blood cells contained in the blood are separated by the resistance difference.
  • the plasma is moved to the front side of the capillary tube 25 faster than the blood cells while passing through the hydrophilic section 30b.
  • the moved plasma is absorbed into the capillary tube 25 by a capillary phenomenon.
  • the measurement is performed by electrochemical or liquid phase coloration, which is conventionally performed, to obtain analytical values quickly and accurately.

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Abstract

본 발명은 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서에 관한 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 모세관 전면 또는 후면에 혈구분리패드를 부가하여 친수성과 소수성 구간 분포에 따라 1∼2초 내에 혈구와 혈장을 분리하여 좀더 정확한 질병을 분석할 수 있는 신속한 혈구 분리가 가능한 질병진단용 바이오센서에 관한 것이다. 본 발명의 전체적인 구성은 베이스필름과, 상기 베이스필름의 상면에 배설되는 전극과, 상기 전극의 상면을 피복하는 스페이스필름과, 상기 스페이스필름의 후측에 접합되는 혈구분리패드와, 상기 스페이스필름의 후측상면에 부가되는 모세관 및 상기 모세관과 혈구분리패드의 상면에 피복되는 커버필름으로 이루어진 것이다.

Description

신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서
본 발명은 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서에 관한 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 모세관 전면 또는 후면에 혈구분리패드를 부가하여 친수성과 소수성 구간 분포에 따라 1∼2초 내에 혈구와 혈장을 분리하여 좀더 정확한 질병을 분석할 수 있는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서에 관한 것이다.
혈액을 이용하여 각종의 질병(당뇨병, 고지혈증 등)을 진단하기 위하여 바이오센서를 이용하는 경우 전혈보다는 혈액에서 추출한 혈장이나 혈구를 이용하는 방법이 매우 정확하다.
전혈을 사용할 경우 혈구의 분포망(헤마토크릿)에 따라 결과의 정확성 및 재현성이 현저하게 낮기 때문에 일반 병원에서는 혈액을 검사시에 혈액에서 혈청과 혈장을 추출하여 이를 검체로 사용하게 되는 것이다.
기존의 바이오센서의 경우 원심분리나 별도의 기구를 이용하는 전처리과정을 거쳐 추출한 혈청이나 혈장을 이용하여 검사를 수행하거나 전혈을 이용하여 측정하고 그 결과값에 근거해서 보정식을 이용하여 혈장이나 혈청측정값에 접근하는 방법을 채택하고 있다.
이 경우에도 보정의 방식이나 정도에 따라 실제값에 대한 오차가 발생하고 이러한 현상들에 의해 성적의 정확도 및 재현성이 낮아지는 문제점이 발생하게 되는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명은 모세관의 전면 또는 후면부에 혈구분리패드를 부설하여 혈장과 혈구를 신속하게 추출할 수 있도록 한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서를 제공하는데 주 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 혈액에 함유되어 있는 혈구와 혈장을 신속하게 분리하여 이를 이용하여 각종의 질병을 분석하므로서 좀더 정확한 질병의 진단을 행할 수 있는 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기위한 본 발명의 전체적인 구성은 베이스필름과, 상기 베이스필름의 상면에 배설되는 전극과, 상기 전극의 상면을 피복하는 스페이스필름과, 상기 스페이스필름의 후측에 접합되는 혈구분리패드와, 상기 스페이스필름의 후측상면에 부가되는 모세관 및 상기 모세관과 혈구분리패드의 상면에 피복되는 커버필름으로 이루어진 것이다.
상기 혈구분리패드의 저면에는 1∼6㎜ 내외의 길이를 갖는 친수성구간을 형성한 구조로 이루어진 것이다.
또한 혈구분리패드는 모세관의 전면부 또는 후면부의 어느 한쪽에 부가한 구성으로 이루어진 것이다.
한편 상기 혈구분리패드는 셀롤로오스(cellulose), 퓨전 5(fusion 5), 글라스 화이버(glass fiber), 코튼(cotton), 울(wool) 중에서 어느 하나를 이용하여 제조된 것이다.
그리고 상기 혈구분리패드는 폭이 1∼10㎜로 제조한 것이다.
이하 본 발명의 전체적인 구성상태 및 이로부터 얻게 되는 특유의 효과 등에 대하여 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 하기와 같다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 구성상태를 예시한 정면도로서, 동 도면에 예시된 바와 같이, 본 발명은 베이스필름(10)과, 상기 베이스필름(10)의 상면에 배설되는 전극(15)과, 상기 전극(15)의 상면을 피복하는 스페이스필름(20)과, 상기 스페이스필름(20)의 후측에 면접합되는 혈구분리패드(25)와, 상기 스페이스필름(20)의 후측상면에 부가되는 모세관(30) 및 상기 혈구분리패드(35)과 모세관(30)의 상면에 피복되는 커버필름(40)으로 구성된 것이다.
상기 베이스필름(10)은 PET, PP, PVC 등과 같은 합성수지를 이용하여 성형되는 것이고, 이러한 베이스필름(10)의 상면에는 균일한 간격을 유지하여 2∼3개의 전극(15)이 배설된다.
상기 전극(15)은 탄소, 금, 백금, 은 등과 같은 전도성 혼합물을 사용한 것이다.
또한 전극(15)의 상면에 피복되는 스페이스필름(20)은 PET, PP, PVC 등과 같은 합성수지를 이용하여 성형된 것이다.
그리고 상기 스페이스필름(20)의 후측중앙에는 협폭의 모세관(25)이 부가되고, 이 모세관(25)의 외측에는 벤트(25a)를 더 부가한 구성으로 이루어진 것이다.
상기 모세관(25)의 외측에는 이와 접촉되는 혈구분리패드(30)가 부가되어 있다.
상기 혈구분리패드(30)는 셀롤로오스(cellulose), 퓨젼 5(fusion 5), 글라스 화이버(glass fiber), 코튼(cotton), 울(wool) 중에서 어느 하나를 이용하여 제조하는 것으로, 이의 기능 및 효과는 거의 동일한 것이다.
또 이러한 혈구분리패드(30)의 폭은 1∼10㎜로 제조하므로서 이의 기능을 효과적으로 높일 수 있게 되는 것이다.
상기 혈구분리패드(30)의 저면에는 일정폭의 소수성구간(30a)과 친수성구간(30a)이 형성된 것으로서, 상기 소수성구간(30a)은 양면테이프를 부가한 것이고 친수성구간(30b)은 아무것도 부가되지 않은 공간부이다.
한편 상기 모세관(25)과 혈구분리패드(30)의 상면에는 PET, PP, PVC 등과 같은 합성수지를 이용하여 성형된 커버필름(40)을 일체로 접착하므로서 본 발명이 완성되는 것이다.
이러한 구조를 갖는 본 발명은 혈액을 주입부(33)로 공급하면, 혈구가 소수성 영역(30a)을 통과하면서 혈장과 혈청이 저항 차이로 인하여 분리되며, 이와 같이 분리된 혈장은 친수성영역(30b)을 지나면서 혈구보다 빠르게 이동하여 모세관(30)으로 이동된다.
이와 같이 이동된 혈장은 모세관 현상에 의해 모세관(30)으로 흡수력에 의해 1∼2초가 경과되면 신속하게 흡입된다.
이와 같이 이송된 혈장을 이용하여 기존의 전기 화학적 방법이나 액상 발색법으로 각종 질병의 측정을 수행하게 되는 것이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 제조공정을 살펴보면 하기와 같다. 먼지 일정폭과 길이로 절단된 베이스필름(10)의 상면에 2∼3개의 전극(15)을 등간격으로 배설한다.
상기 전극(15)의 일측에는 일정간격을 두고 일정폭을 갖는 양면테이프를 종방향으로 접착하여 소수성구간(30a)이 형성되고, 이 전극(15)과 소수성구간(30a)과의 사이의 공간부는 친수성구간(30b)이 형성되는 것이다.
한편 전극(15)의 상면에는 스페이스필름(20)을 도포하고, 이 스페이스필름(20)의 외측 중앙에는 협폭의 모세관(25)의 횡방향으로 부가한 것이다.
또한 상술한 소수성구간(30a)과 친수성구간(30b)의 상면에는 모세관(25)보다 광폭인 혈구분리패드(30)를 접합한다.
그리고 상기 모세관(25)과 혈구분리패드(30)의 상면에는 커버필름(40)을 접착하므로서 본 발명의 제조가 완료되는 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 것으로서, 바이오센서(50)의 일측에 부가되는 모세관(25)과 혈구분리패드(30)의 위치를 변경한 구조이다.
즉 스페이스필름(20)의 외측면에 혈구분리패드(30)를 부가하고, 이 혈구분리패드(30)의 외측에 모세관(25)을 횡방향으로 길게 형성한 것이다.
상기 혈구분리패드(30)의 하부에는 종방향으로 양면테이프를 접착한 소수성구간(30a)과 빈 공간인 친수성구간(30b)이 형성된다.
그리고 상기한 형구분리패드(30)와 모세관(25)의 상면에는 커버필름(40)을 접착한 구성으로 이의 제조방법 및 이로부터 얻게되는 효과는 거의 동일한 것이다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의하면, 검체로 혈액을 사용하지만 측정할 때는 혈장을 사용함에 따라 혈구량(헤마트크릿)에 의한 변이가 사라짐으로서 측정값의 보정이 필요없는 안정한 측정시스템의 제작이 가능하게 되는 것이다.
그리고 이렇게 구성된 바이오센서는 당뇨병, 고지혈증, 생화학검사 등으로 확장하여 현장검사보다 정확한 검사의 수행이 가능하게 되는 유용한 발명인 것이다.
도 1(a)는 본 발명의 구성상태를 예시한 평면도
도 1(b)는 본 발명의 구성상태를 예시한 종단면도
도 2(a)는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 평면도
도 2(b)는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 종단면도
도 3(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 제조공정도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 베이스필름 15 : 전극
20 : 스페이스필름 25 : 모세관
30 : 혈구분리패드
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동상태를 도 2(a), (b)를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
즉 피검사자로부터 채취한 혈액을 혈액주입구(33)에 주입하게 되면 혈액은 혈구분리패드(30)에서 흡수하게 된다.
혈구분리패드(30)에 흡수된 혈액은 저면에 형성된 소수성구간(30a)을 통과하면서 저항차이에 의해 혈액에 함유되어 있는 혈장과 혈구가 분리되는 것이다.
이렇게 혈장과 혈구로 분리된 후 친수성구간(30b)을 지나면서 혈장이 혈구보다 빠르게 모세관(25)의 전측으로 이동하게 되는 것이다.
이동된 혈장은 모세관 현상에 의해 모세관(25)으로 일정량 흡수되는 것이다.
이와 같이 흡수된 혈장을 이용하여 기존에 행해지고 있는 전기화학적 방법이나 액상발색법으로 측정을 수행하여 신속하고 정확하게 분석값을 얻게되는 것이다.

Claims (8)

  1. 베이스필름과, 상기 베이스필름의 상면에 배설되는 전극과, 상기 전극의 상면을 피복하는 스페이스필름과, 상기 스페이스필름의 후측에 접합되는 혈구분리패드와, 상기 스페이스필름의 후측상면에 부가되는 모세관 및 상기 모세관과 접합되는 혈구분리패드와, 상기 모세관과 혈구분리패드의 상면에 피복되는 커버필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혈구분리패드는 모세관의 전면부 또는 후면부의 어느한 쪽에 부가한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 혈구분리패드는 셀롤로오스(cellulose), 퓨전 5(fusion 5), 글라스 화이버(glass fiber), 코튼(cotton), 울(wool) 중에서 어느 하나를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 혈구분리패드는 폭이 0.5∼20㎜로 제조한 것을 특징으로 하는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 혈구분리패드 저면에 소수성 영역을 가지도록 제조한 것을 특징으로 하는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서.
  6. 제5항에 있어서, 상기 혈구분리패드 저면의 폭 0.5∼20㎜의 소수성 영역을 양면 테이프나 소수성을 가지는 물질로 처리하여 제조한 것을 특징으로 하는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서.
  7. 제1항에 있어서, 상기 혈구분리패드 저면에 친수성 영역을 가지도록 제조한 것을 특징으로 하는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서.
  8. 제5항에 있어서, 상기 혈구분리패드 저면의 폭 0.5∼20㎜의 친수성 영역을 계면활성제나 친수성을 가지는 물질로 처리하여 제조한 것을 특징으로 하는 신속한 혈구분리가 가능한 질병진단용 바이오센서.
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