WO2019235755A1 - 제니핀을 포함하는 전기화학적 센서의 센싱 막 또는 확산제어막의 제조용 가교제 - Google Patents

제니핀을 포함하는 전기화학적 센서의 센싱 막 또는 확산제어막의 제조용 가교제 Download PDF

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electrochemical sensor
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crosslinking agent
sensor
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정인석
양현희
강영재
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주식회사 아이센스
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    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood

Definitions

  • the present invention relates to acidic crosslinking agents used in the manufacture of electrochemical sensors, and more particularly to novel uses as crosslinking agents of jennifer pins used in the production of sensing or diffusion control membranes in electrochemical sensors for glucose measurement. .
  • biosensors using enzymes are chemical sensors used to selectively detect and measure chemicals contained in a sample by using a biological detection function in which a living organism reacts sensitively to a specific substance such as a functional substance or a microorganism. It has been developed for medical measurement applications such as sensors, and research is being actively conducted in other applications such as food engineering and environmental measurement.
  • Periodic measurement of blood glucose is very important in diabetes management, and various blood glucose meters have been manufactured to measure blood glucose easily using a portable instrument.
  • the operating principle of the biosensor is based on an optical method or an electrochemical method, and unlike the conventional biosensor, the biochemical biosensor can reduce the influence of oxygen, and even if the sample becomes cloudy, It has the advantage that it can be used without additional pretreatment. Therefore, various kinds of electrochemical biosensors with accuracy and precision are widely used.
  • the commercially available electrochemical blood glucose sensor mainly uses enzyme electrodes, and more specifically, has a structure in which glucose oxidase is fixed on an electrode capable of converting electrical signals by chemical or physical methods.
  • Such an electrochemical glucose sensor is based on the principle of measuring glucose concentration in an analyte by measuring an electric current generated by transferring electrons generated by oxidation of glucose in an analyte such as blood to an electrode.
  • a polymer support is required, and in order to prepare such a polymer support, a crosslinking agent such as glutaraldehyde, ethylene glycol-diglycidyl ether, or the like must be used.
  • Such crosslinking agents may also be used in the manufacture of diffusion control membranes used to control or limit the amount of glucose flowing from a sample in vivo.
  • CGMS continuous glucose monitoring sensor
  • Used in the manufacture of the support or diffusion control membrane may cause a problem that the cross-linking agent, etc. that may be included in the sensor is absorbed by the human body may cause toxicity and side effects, and the use of a safe technology or material that can minimize the need for such The development of safe materials has been called for.
  • the present invention provides a sensor material that enables quantitative and qualitative analysis of blood glucose, specifically, the production or diffusion control of a polymer support of a sensing membrane that serves to help stabilize and disperse enzymes (3? 311 33 ⁇ 4) in an electrochemical sensor. It is an object to provide novel crosslinking agents used for the production of membranes.
  • the present invention is a cross-linking agent comprising jennypin, used for the production of the polymer support of the sensing film or the production of the diffusion control film in the electrochemical sensor, the sensing film or diffusion control manufactured using the same It provides a film and an electrochemical sensor including the sensing film or diffusion control film.
  • the phenomena of the phenomena which can be extracted and used in plants are higher than those of the conventionally toxic crosslinkers.
  • the amount of amine group can be easily determined by measuring or measuring the amount of the amine group present. It is very useful in the manufacture of electrochemical sensors in that it has the advantage of reducing the sensor life shortened by high concentration of glucose and at the same time.
  • Figure 1 is a graph comparing the change in glucose sensitivity with or without the cross-linking agent containing jenny pin according to the present invention in the production of the sensing film.
  • electrode I corresponds to the result of the electrode I) containing the sensing film manufactured using jenny pin as a crosslinking agent.
  • Figure 2 is prepared using a crosslinking agent comprising jennifer pin according to the present invention!
  • 1 is a graph comparing the change in glucose response according to the diffusion control membrane.
  • 13 is a result of electrode 1) having a sensing film prepared using jennypin as a crosslinking agent but no diffusion control film, and a sensing film prepared using jennypin as a crosslinking agent, and jennypin as a diffusion control film.
  • the result of the electrode (1) which has the 1 1 diffusion control film manufactured using this as a crosslinking agent is shown.
  • Figure 3 is a graph comparing the change in glucose sensitivity according to the presence or absence of gelatin diffusion control film prepared using a cross-linking agent comprising jenny pin according to the present invention.
  • Fig. 3, 1 is a result of electrode 13 having a sensing film made using jennypin as a crosslinking agent but no diffusion control film, and a line having a sensing film made using jennypin as a crosslinking agent, and jennypin as a diffusion control film. The result of the electrode line which has the gelatin diffusion control film manufactured using this as a crosslinking agent is shown.
  • Figure 4 is a graph comparing the change in glucose sensitivity with or without chitosan diffusion control film prepared by using a cross-linking agent comprising jenny pin according to the present invention.
  • 13 is a result of electrode 13 having a sensing film prepared using jennypin as a crosslinking agent but no diffusion control film, and now having a sensing film manufactured using jennypin as a crosslinking agent, jennypin as a diffusion control film.
  • the result of the electrode (1) which has a chitosan diffusion control film manufactured using it as a crosslinking agent is shown.
  • 5 is a graph confirming the glucose sensitivity during long-term storage in the electrode (1 glucose at a high concentration of using the jenny pin as a crosslinking agent.
  • the present invention relates to a crosslinking agent composition for producing a sensing film or a diffusion control film of an electrochemical biosensor comprising jennypin root !!
  • derivatives of genipin refers to the same action as the genipin, and includes a compound having a cross-linking purpose for the polymer monomer, without limitation, for example, geniposide (geniposide), Genipiodisic acid, penta-acetyl geniposide; Molecular Pharmacology, 70 (3), 997-1004, 2006), 6a-hydroxygeniposide, 6b-hydroxygeniposide 6b_hydroxygeniposide, 6a-methoxygeniposide, or 6t - methoxygeniposide, 6b - methoxygeniposide (Journal of Health Science, 52 (6), 743-747, 2006), but is not limited thereto.
  • the phenomena constitutes a sensing membrane that reacts with a metabolite to be measured by an electrochemical sensor and is reduced to catalyze the redox reaction of a living body, and serves to help stabilize and disperse the enzyme.
  • It can be used as a crosslinking agent for fixing to a water-soluble polymer support.
  • the polymer support may also be connected to an electron transport medium included in the sensing film, in which case the crosslinking with the Jenny pin using a material containing an amine group (N3 ⁇ 4) at the end of the molecule of the electron transport medium or the electron transport medium complex. It can be made available.
  • jennifer pin can be used as a crosslinking agent in the preparation of the water-soluble polymer diffusion control film in the electrochemical sensor.
  • the crosslinking agent according to the present invention is a material that can be used in the main line in plants, and has the advantage of being very useful in the manufacture of an electrochemical sensor in that it has a high biocompatibility compared to the conventionally high toxicity crosslinking agents.
  • the reaction with a compound having an amine group, for example, an electron transfer medium has the advantage that the progress of the reaction can be easily confirmed by measuring the amount of the amine group or UV measurement present.
  • polymers that can use the nippin according to the present invention as a crosslinking agent include a polymer having a heterocycle having an N atom such as polyvinyl pyrrol i done; PVP, polyvinyl imidazole, etc.
  • the present invention relates to a sensing film for an electrochemical sensor prepared using the above-mentioned Jenny pin as a crosslinking agent.
  • the sensing membrane may include an electron transfer medium and an oxidoreductase, in addition to a polymer support prepared by using jennypin as a crosslinking agent.
  • the oxidoreductase refers to an enzyme that catalyzes a redox reaction of a living body, and in the present invention, an enzyme that is reduced by reacting with a target substance to be measured, for example, a biosensor, is measured.
  • the reduced enzyme reacts with the electron transfer mediator and quantifies metabolites by measuring signals such as current changes that occur.
  • the oxidoreductase usable in the present invention may be one or more selected from the group consisting of various dehydrogenases, oxidases, esterases, and the like, depending on the redox or detection target substance, Among enzymes belonging to the enzyme group, an enzyme having a target substance as a substrate may be selected and used.
  • the oxidoreductase is glucose dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, glucose oxidase, cholesterol oxidase, cholesterol esterase, lactate Lactate oxidase, ascorbic acid oxidase, alcohol oxidase, al cohol dehydrogenase, bilirubin oxidase, bi 1 i rubin oxidase It may be one or more selected from the group.
  • the oxidoreductase is a target material to be measured (eg, Metabolites) may include cofactors that store hydrogen taken from oxidoreductases, such as flavin adenine dinucleotide (FAD), nicotinamide adenine di It may be one or more selected from the group consisting of nucleotides (nicotinamide adenine dinucleotide, NAD), pyrroloquinoline quinone (Pyrroloquinol ine quinone, PQQ).
  • FAD flavin adenine dinucleotide
  • NAD nicotinamide adenine dinucleotide
  • PQQ pyrroloquinoline quinone
  • the electron transfer mediator is reduced by redox reaction with the reduced enzyme by reacting with the metabolite.
  • the reduced electron transfer mediator thus formed serves to generate current at the electrode surface to which the oxidation potential is applied.
  • the electron transfer medium may be one kind or two or more kinds, and may be a metal-containing complex including one or more kinds selected from the group consisting of Ru, Fe, Os, Rh, Mo, and Ir, but is not limited thereto.
  • the present invention relates to an electrochemical sensor prepared using the above-mentioned jennypin as a crosslinking agent.
  • the electrochemical sensor may preferably be an electrochemical sensor for measuring blood glucose, and more preferably a continuous blood glucose monitoring sensor.
  • the type of the electrochemical biosensor is not limited, but preferably may be a continuous blood glucose monitoring sensor.
  • the present invention is, for example, an electrode, an insulator, a substrate, a sensing layer including the electron transfer mediator and a redox enzyme, a diffusion control layer. ), A protection layer, and the like.
  • an electrode it may include two kinds of electrodes, such as a working electrode and a counter electrode, and may include three kinds of electrodes, such as a working electrode, a counter electrode, and a reference electrode.
  • the biosensor according to the present invention comprises a reagent composition comprising an electron transfer medium and an enzyme capable of redoxing a liquid biological sample on a substrate having at least two, preferably two or three electrodes. It may be an electrochemical biosensor prepared by drying after coating.
  • the working electrode and the counter electrode are provided on opposite sides of the substrate, and the jenny pin according to the present invention is placed on the working electrode. 2019/235755 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/006001
  • a cross-linked sensing film is laminated, and a planar electrochemical biosensor is laminated on both sides of a substrate provided with a working electrode and a counter electrode, and then a diffusion control film and a protective film cross-linked using insulators and jennypins in turn.
  • the substrate is grave 1 '(1) 01761;? ? 1171611 ⁇ 2 ⁇ muscle, 1 (£) 01 31 011 6) and the material at least one selected from the group consisting of: 1 (1301 11 ⁇ 16 It may have been.
  • the working electrode may also be a carbon, gold, platinum, silver or silver / silver chloride electrode.
  • gold, platinum, silver, or silver / silver chloride electrodes may be used as the counter electrode.
  • gold, platinum, silver, or silver / silver chloride electrodes may be used as reference electrodes, and carbon electrodes may be used as counter electrodes.
  • the present invention relates to a method for manufacturing an electrochemical biosensor, comprising the step of preparing a sensing film or diffusion control film using jennypin as a crosslinking agent.
  • the manufacturing method of the electrochemical biosensor according to the present invention is characterized in that the use of Jenny pin as a crosslinking agent for the production of the sensing film or diffusion control film, specific manufacturing process, reagents, etc.
  • the present inventors synthesize the osmium-polymer 1 1-030 7) 2 ( ⁇ 1 as an electron transfer medium by using the phenine as a cross-linking agent to prepare a sensing film using the same as the cross-linking agent
  • the operating electrode was manufactured by manufacturing a diffusion control film using the same, and the sensing electrode including the osmite-polymer manufactured without using a crosslinking agent and the operating electrode using the diffusion control film were manufactured to confirm the performance as an electrochemical sensor.
  • the sensing film using the crosslinking agent containing the Jenny pin is applied to the electrode, the sensing film is effectively formed on the surface of the electrode to increase the sensitivity, and the diffusion control film using the crosslinking agent containing the Jenny pin is applied to the electrode.
  • the diffusion control film using the crosslinking agent containing the Jenny pin is applied to the electrode.
  • an osmium polymer (PVI-0s (bpy) 2 Cl 2 ) having the following Chemical Formula 2 was prepared.
  • PVI-0s (bpy) 2 Cl was synthesized according to Scheme 1 using 0s (bpy) 2 Cl 2 ) prepared in Reference Example 1-1.
  • Weight ratio 10 mg was dissolved in 1 mL of 0.1M acetic acid buffer; pH 5.0 solution.
  • the working electrode was manufactured using the sensing film and the diffusion control film prepared in Examples 1 and 2.
  • a screen printed carbon electrode (diameter: 5 mm) was used, and in the case of electrodes a and b, the sensing film prepared in Example 1 was placed on the carbon electrode and dried to prepare a working electrode.
  • the electrodes c, d, and e and the sensing film prepared in Example 1 were placed on the carbon electrode, respectively, and dried, and then the diffusion control film prepared in Example 2 was laminated on the sensing film, respectively, and dried to prepare a working electrode.
  • the electrode including the sensing film and / or diffusion control film prepared in Examples 1 and 2 was immersed for 30 minutes. Once the stabilization is complete, add a high concentration of glucose solution to the seedlings.
  • the electrode comprising a sensing film prepared by using a cross-linking agent comprising an electrode 3 and a nippin containing a sensing film does not contain a crosslinking agent according to the present invention, each containing glucose When immersed in the buffer solution, it was confirmed that the electrode 3 produced without the crosslinking agent continuously eluted at the electrode surface.
  • the sensitivity of the sensing film produced using the crosslinking agent was 7.1 times higher than that of the sensing film produced without using the crosslinking agent.
  • the sensing film on the surface of the electrode than when not using the crosslinking agent 2019/235755 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/006001
  • the diffusion prepared by crosslinking the cross-linking agent jinipine and chitosan had a sensitivity of about 1/10 lower than that of the electrode 1) without the diffusion control film.
  • the sensing film using the cross-linking agent containing Jenny pin is applied to the electrode, the sensing film is effectively formed on the surface of the electrode and the sensitivity is increased, and the diffusion control film using the cross-linking agent containing Jenny pin is used.
  • the performance was confirmed.
  • the electrical signals of the sensors were measured according to glucose concentrations (1, 2, 3, 4, and 53 ⁇ 4) by the same method as Experimental Example 1, and then the sensor was buffered containing a high concentration of glucose (5). After soaking in solution, the solution was stored for 3 days while applying 0.35 at the applied potential. The sensitivity of the sensor according to the concentration was confirmed using the electrode stored in the high concentration of glucose on the 2nd and 3rd day of storage, respectively, as shown in FIG. 5.

Abstract

본 발명은,식물에서 추출하여 사용 가능한 제니핀의 특성에 의해, 종래 독성이 높은 가교제들에 비해 높은 생체적합성을 가질 뿐 아니라, 아민기를 갖는 화합물, 예를 들어 전자전달매개체와의 반응시, UV 측정 또는 존재하는 아민기의 양을 측정하여 반응의 진행 정도를 쉽게 확인 할 수 있고, 나아가 글루코오스에 대한 적절한 민감도를 유지하면서도 고농도의 글루코오스에 의한 센서 수명의 급격한 감소를 억제할 수 있는 장점을 갖는, 제니핀(genipin) 또는 이의 유도체를 포함하는 전기화학적 바이오센서의 센싱 막 또는 확산제어막을 제조하기 위한 가교 제용 조상물에 관한 것이다.

Description

2019/235755 1»（：1^1{2019/006001
【발명의 설명】
【발명의 명칭】
제니핀을 포함하는 전기화학적 센서의 센싱 막 또는 확산제어막의 제조용 가교제
【기술분야】
관련 출원（들）과의 상호 인용
본 출원은 2018년 6월 8일자 한국특허출원 제 10-2018-0066188호 에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전기화학적 센서의 제조에 사용되는 산규한 가교제에 관한 것으로， 보다 상세하게는 글루코오스 측정용 전기화학적 센서 중의 센싱 막 또는 확산제어막의 제조에 사용되는 제니핀의 가교제로서의 신규한 용도에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
최근 의료 분야부터 환경 및 식품 분야까지 목표 분석물의 정량, 정성 분석을 위해 바이오센서의 개발에 대한 관심이 날로 증대되고 있다. 특히 효소를 이용한 바이오센서는 생물체의 기능 물질 또는 미생물 등 생물체가 특정 물질과 예민하게 반응하는 생물 감지 기능을 이용하여 시료에 함유되어 있는 화학 물질을 선택적으로 검출 계측하는 데 사용하는 화학 센서로 주로 혈당 센서와 같은 의료 계측 용도로 개발되었으며, 그 외 식품 공학이나 환경 계측 분야의 응용에서 역시 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
당뇨 관리에 있어 혈당의 주기적인 측정은 대단히 중요하며， 이에 휴대용 계측기를 이용하여 손쉽게 혈당을 측정할 수 있도록 다양한 혈당 측정기가 제작되고 있다. 이러한 바이오센서의 작동원리는 광학적 방법 또는 전기화학적 방법에 기초하고 있고, 이러한 전기화학적 바이오센서는 종래의 광학적 방법에 의한 바이오센서와는 달리 산소에 의한 영향을 줄일 수 있으며， 시료가 혼탁하더라도 시료를 별도 전처리 없이 사용 가능하다는 장점을 갖는다. 따라서, 정확성과 정밀성을 갖춘 다양한 종류의 전기화학적 바이오센서가 널리 쓰이고 있다. 현재 상용화 된 전기화학적 혈당센서는 주로 효소 전극을 이용하는 것으로서， 보다 구체적으로는 전기적 신호를 변환할 수 있는 전극 위에 글루코스 산화 효소를 화학적 또는 물리적 방법으로 고정시킨 구조를 가진다. 이러한 전기화학적 혈당센서는 혈액 등의 분석물 내의 글루코스가 효소에 의해 산화되어 발생하는 전자를 전극에 전달하여 생성되는 전류를 측정함으로써 분석물 내의 글루코스 농도를 측정하는 원리에 의한 것이다. 이러한 효소를 안정하게 고정하기 위해서는 고분자 지지체가 필요하며， 이러한 고분자 지지체의 제조를 위해서는 글루탈알데하이드(glutaraldehyde) , 에틸렌글리콜- 디글리시딜에테르(ethylenglycol-diglycidylether) 등과 같은 가교제를 사용하여야 한다. 또한 이러한 가교제는 생체 내 시료로부터 유입되는 글루코오스의 양을 조절하거나 제한하기 위해 사용되는 확산 제어막의 제조시에도사용될 수 있다.
또한， 이와 같은 바이오센서를 사용함에 있어 소량의 시료로 정확하게 빠른 측정값을 얻는 것은 사용자의 편리를 극대화한다는 점에서 대단히 중요한문제이다.
따라서， 이와 같은 종래 전자 전달 매개체의 단점 및 측정 시간의 단축을 달성할 수 있는 새로운 전자 전달 매개체의 개발은 여전히 요구되고 있는실정이다. 한편, 혈당을 지속적으로 관찰하여 당뇨병 등의 질환을 관리하기 위하여 연속적인 혈당 모니터링 (cont inuous glucose monitoring； CGM) 시스템을 이용하는데 손가락 끝에서 혈액을 채취하는 기존 효소센서는 채혈시 바늘로 인하여 상당한 고통을 유발하기 때문에 측정 빈도를 제한하므로 이러한 CGM에 이용될 수 없다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서 최근에는 신체에 부착할 수 있어 침습을 최소화하는 개선된 버전의 효소센서 (continuous glucose monitoring sensor； CGMS)가 개발되어오고 있다. 이러한 연속적인 혈당 모니터링 효소 센서의 경우 인체 내에 센서의 일부가 들어가기 때문에， 체내에 들어가는 부분에 포함될 수 있는 전이금속 등을 포함하는 전자 전달 매개체나 전자 전달 매개체를 고정하는 고분자 2019/235755 1»（：1^1{2019/006001
지지체 또는 확산 제어막의 제조에 사용되어 상기 센서에 포함될 수 있는 가교제 등이 인체에 흡수되어 독성 및 부작용을 발생할 수 있다는 문제점이 발생할 수 있으며， 이를 최소화할 수 있는 안전한 기술 또는 물질의 사용이 필요하여 이러한 안전한물질의 개발이 요구되어 오고 있다.
【발명의 내용】
【해결하고자 하는 과제】
본 발명은 혈당을 정량 및 정성 분석을 가능하게 하는 센서 재료， 구체적으로는 전기화학적 센서에 있어서 효소의 안정화 및 분산（ 3?라311¾）을 돕는 역할을 수행하는 센싱 막의 고분자 지지체의 제조 또는 확산제어막의 제조를 위해 사용되는 신규한 가교제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
【과제의 해결 수단】
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여， 본 발명은 전기화학적 센서에 있어서 센싱 막의 고분자 지지체의 제조 또는 확산제어막의 제조를 위해 사용되는, 제니핀을 포함하는 가교제, 이를 사용하여 제조된 센싱 막 또는 확산제어막 및 상기 센싱 막 또는 확산제어막을 포함하는 전기화학적 센서 를 제공한다.
【발명의 효과】
본 발명은 따른 제니핀을 포함하는 가교제를 사용하여 전기화학적 센서의 센싱 막의 고분자 지지체 또는 확산제어막을 제조하는 경우 식물에서 추출하여 사용 가능한 제니핀의 특성에 의해, 종래 독성이 높은 가교제들에 비해 높은 생체적합성을 가질 뿐 아니라, 아민기를 갖는 화합물, 예를 들어 전자전달매개체와의 반응시, 측정 또는 존재하는 아민기의 양을 측정하여 반응의 진행 정도를 쉽게 확인 할 수 있으며, 센서로서 적절한 글루코오스에 대한 민감도를 나타냄과 동시에 고농도의 글루코오스에 의한 센서 수명이 단축되는 것을 저감시킨다는 장점을 갖는다는 점에서 전기화학적 센서의 제조에 있어 매우 유용하다.
【도면의 간단한설명】
도 1은 센싱막 제작에 있어 본 발명에 따른 제니핀을 포함하는 가교제의 유무에 의한 글루코오스 감응 변화를 비교한 그래프이다. 도 2019/235755 1»（：1^1{2019/006001
1에서， 3는 가교제가 없는 센싱막을 포함하는 전극 3의 결과이고， 전극 I）는 가교제로서 제니핀을 사용하여 제조한 센싱막을 포함하는 전극 I）의 결과에 해당한다.
도 2는 본 발명에 따른 제니핀을 포함하는 가교제를 사용하여 제조한 ! 1 확산제어막 도입 유부에 따른 글루코오스 감응 변화를 비교한 그래프이다. 도 2에서, 13는 가교제로서 제니핀을 사용하여 제조한 센싱막을 가지나 확산제어막은 갖지 않는 전극 1）의 결과이고， 는 가교제로서 제니핀을 사용하여 제조한 센싱막을 가지고， 확산제어막으로 제니핀을 가교제로서 사용하여 제조한 1 1 확산제어막을 갖는 전극 （：의 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 제니핀을 포함하는 가교제를 사용하여 제조한 젤라틴 확산제어막 도입 유무에 따른 글루코오스 감응 변화를 비교한 그래프이다. 도 3에서， 1:는 가교제로서 제니핀을 사용하여 제조한 센싱막을 가지나 확산제어막은 갖지 않는 전극 13의 결과이고， 선는 가교제로서 제니핀을 사용하여 제조한 센싱막을 가지고, 확산제어막으로 제니핀을 가교제로서 사용하여 제조한 젤라틴 확산제어막을 갖는 전극 선의 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 제니핀을 포함하는 가교제를 사용하여 제조한 키토산 확산제어막 도입 유무에 따른 글루코오스 감응 변화를 비교한 그래프이다. 도 4에서， 13는 가교제로서 제니핀을 사용하여 제조한 센싱막을 가지나 확산제어막은 갖지 않는 전극 13의 결과이고， 근는 가교제로서 제니핀을 사용하여 제조한 센싱막을 가지고, 확산제어막으로 제니핀을 가교제로서 사용하여 제조한 키토산 확산제어막을 갖는 전극 （1의 결과를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 제니핀을 가교제로 이용한 전극 （1의 고농도의 글루코오스에 장기간 보관시의 글루코오스 민감도를 확인한 그래프이다.
【발명을실시하기 위한구체적인 내용】
이하， 본 발명을 상세히 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서， 본 발명은 제니핀 근 !!) 또는 이의 유도체를 포함하는 전기화학적 바이오센서의 센싱 막 또는 확산제어막을 제조하기 위한 가교제용 조성물 및 제니핀의 전기화학적 바이오센서 가교제로서의 용도에 관한 것이다.
본 발명에서의 용어 "제니핀 (§6 11) " 이란 이리도이드 배당체 계통의 천연 성분인 제니포사이드 (§611 0 (16)의 비당부분으로서 치자나무 과실 (치자)의 주요 약리 효능을 나타내는 성분을 의미하며， 하기 화학식 1로 나타낼 수 있다. 제니핀은 위산의 분비를 촉진하고 항산화작용 및 산화질소어0) 생성 저해작용 또는 간독성 모델에서 병리학적 조직 병변을 개선시키는 등 다른 약리학적인 용도가 보고된 바가 있으나， 본 발명에서 밝힌 전기화학적 바이오센서， 특히 바이오센서에서 사용되는 센싱막 또는 확산제어막의 제조시 고분자의 단량체를 가교시키는 가교제로서의 용도는 본 발명자에 의해 최초로규명되었다.
[화학식 1]
Figure imgf000007_0001
본 발명에서의 용어 "제니핀 (genipin)의 유도체”란 제니핀과 동일한 작용을 나타내며， 고분자 단량체에 대한 가교 용도가 있는 화합물은 제한없이 포함되나, 예를 들어 , 제니포사이드 (geniposide) , 제니피오다이식산(genipiodisic acid) , 펜타-아세틸제니포사이드 (penta- acetyl geniposide； Molecular Pharmacology, 70(3) , 997-1004, 2006) , 6a- 하이드록시제니포사이드 (6a~hydroxygeniposide) , 6b- 하이드록시제니포사이드 (6b_hydroxygeniposide) , 6a- 메토오시제니포사이드 ( 6a~methoxygeniposide ) 또는 6t广메토오시제니포사이드 (6b~ methoxygeniposide)이다 (Journal of Health Science, 52(6) , 743-747, 2006) 등을 들 수 있으나， 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 상기 제니핀은 전기화학적 센서에서 측정하고자 하는 대사물질과 반응하여 환원되어 생체의 산화환원반응을 촉매하는 효소를 센싱 막을 구성하며， 효소의 안정화 및 분산 (di spersing)을 돕는 역할을 수행하는 수용성 고분자 지지체에 고정하기 위한 가교제로서 사용될 수 있다. 이러한 고분자 지지체는 또한 센싱 막에 포함되는 전자전달 매개체와 연결될 수 있으며, 이 경우 전자전달 매개체의 분자 또는 전자전달 매개체 복합체의 말단에 아민기 (N¾)를 포함하는 물질을 사용하여 상기 제니핀과가교가용이하게 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 제니핀은 전기화학적 센서 중의 수용성 고분자 확산제어막의 제조에 있어， 가교제로사용될 수 있다.
종래 전기화학적 센서에서 상기와 같은 센싱 막 중의 고분자 지지체 또는 확산제어막에 사용되는 가교제로는 글루탈알데하이드 (glutaraldehyde) , 에틸렌글리콜-디글리시딜에테르 (ethylenglycol-diglycidylether) 등과 같은 독성이 높은 물질들이 사용되고 있었는데， 이러한 가교제들을 사용하는 경우, 전기화학적 센서， 특히 연속적 혈당 측정 센서와 같이 인체에 일정 부분 삽입되는 부분이 존재하는 경우 그 자체의 독성으로 인하여 인체에 나쁜 영향을 미칠 가능성이 높다. 그러나 본 발명에 따른 가교제인 제니핀은 식물에서 주줄하여 사용 가능한 물질로써, 종래 독성이 높은 가교제들에 비해 높은 생체적합성을 갖는다는 점에서 전기화학적 센서의 제조에 있어 매우 유용하다는 장점을 갖는다. 나아가， 아민기를 갖는 화합물, 예를 들어 전자전달매개체와의 반응시, UV 측정 또는 존재하는 아민기의 양을 측정하여 반응의 진행 정도를 쉽게 확인 할 수 있다는 장점 또한가지고 있다.
본 발명에 따른 제니핀을 가교제로 사용할 수 있는 고분자로는 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrol i done； PVP) , 폴리비닐이미다졸 (polyvinyl imidazole) 등과 같은 N 원자를 갖는 헤테로환을 갖는 고분자， 폴리비닐알코올 (polyvinyl alcohol； PVA) , 폴리플루오로설포네이트 (perf luoro sul fonate) , 하이드록시에틸 셀룰로오즈 (hydroxyethyl cel lulose ; HEC) , 하이드록시프로필 셀룰로오즈 (hydroxypropyl cel lulose ; HPC) , 카르복시메틸셀룰로오즈
(carboxy methyl cel lulose； CMC) , 셀룰로오즈 아세테이트 (cel lulose acetate) , 폴리아미드 (polyamide) , 키토산 및 젤라틴 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 제니핀은 상기 고분자의 가교에 충분한수준으로사용될 수 있다. 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 제니핀을 가교제로 사용하여 제조된 전기화학적 센서용 센싱 막에 관한 것이다. 상기 센싱 막은 제니핀을 가교제로 포함하여 제조된 고분자 지지체 외에, 전자전달매개체 및 산화환원효소를포함할수 있다.
산화환원효소는 생체의 산화환원반응을 촉매하는 효소를 총칭하는 것으로， 본 발명에서는 측정하고자 하는 대상물질, 예컨대 바이오센서의 경우에는 측정하고자하는 대사물질과 반응하여 환원되는 효소를 의미한다. 이와 같이 환원된 효소는 전자전달매개체와 반응하며， 이 때 발생한 전류변화 등의 신호를 측정하여 대사물질을 정량하게 된다. 본 발명에 사용 가능한 산화환원효소는 각종 탈수소효소 (dehydrogenase) , 산화효소 (oxidase) , 에스테르화효소 (esterase) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있으며, 산화환원 또는 검출 대상 물질에 따라서， 상기 효소 군에 속하는 효소들 중에서 상기 대상 물질을 기질로 하는 효소를 선택하여 사용할수 있다.
보다 구체적으로 상기 산화환원효소는 글루코오스탈수소효소 (glucose dehydrogenase) , 글루탐산탈수소효소 (glutamate dehydrogenase) , 글루코오스산화효소 (glucose oxidase) , 콜레스테롤산화효소 (cholesterol oxidase) , 콜레스테롤에스테르화효소 (cholesterol esterase) , 락테이트산화효소 ( l actate oxidase) , 아스코빅산산화효소 (ascorbi c acid oxidase) , 알코올산화효소 (alcohol oxidase) , 알코올탈수소효소 (al cohol dehydrogenase) , 빌리루빈산화효소 (bi 1 i rubin oxidase) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
한편, 상기 산화환원효소는 측정하고자 하는 대상물질 (예컨대， 대사물질)로부터 산화환원효소가 뺏어온 수소를 보관하는 역할을 하는 보조인자(cofactor)를 함께 포함할 수 있는데, 예컨대, 플라빈 아데닌 디뉴클레오타티드 (flavin adenine dinucleotide, FAD) , 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드(nicotinamide adenine dinucleotide, NAD) , 피롤로퀴놀린 퀴논(Pyrroloquinol ine quinone, PQQ) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한， 전자전달매개체는 대사물질과 반응하여 환원된 효소와 산화환원반응하여 환원되게 되며, 이렇게 형성된 환원상태의 전자전달매개체는 산화전위가 인가된 전극표면에서 전류를 발생시키는 역할을 수행한다. 이러한 전자전달매개체는 1종 또는 2종 이상일 수 있고， Ru, Fe, Os, Rh, Mo, 및 Ir로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속함유 착물일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또 다른 양태로서， 본 발명은 상기 제니핀을 가교제로서 사용하여 제조된 전기화학적 센서에 관한 것이다. 상기 전기화학적 센서는 바람직하게는 혈중 글루코오스를 측정하기 위한 전기화학적 센서일 수 있으며， 더욱 바람직하게는 연속적인 혈당모니터링 센서일 수 있다.
구체적으로， 상기 전기화학적 바이오센서의 종류에는 제한이 없으나, 바람직하게는 연속적인 혈당모니터링 센서일 수 있다.
이러한 연속적인 혈당 모니터링 센서의 구성으로， 본 발명은， 예를 들어 전극， 절연체 (insulator), 기판， 상기 전자 전달 매개체 및 산화환원효소를 포함하는 센싱 막(sensing layer), 확산 제어막(diffusion layer), 보호 막(protection layer) 등을 포함할 수 있다. 전극의 경우， 작동 전극 및 대향 전극과 같은 2종의 전극을 포함할 수도 있고， 작동 전극, 대향 전극 및 기준 전극과 같은 3종의 전극을 포함할 수도 있다. 일 구현예에서, 본 발명에 따른 바이오센서는, 적어도 두개， 바람직하게는 두개 또는 세개의 전극을 갖춘 기판에， 전자 전달 매개체와 액체성 생체시료를 산화환원시킬 수 있는 효소를 포함하는 시약 조성물을 도포한 후 건조하여 제작한 전기화학적 바이오센서일 수 있다. 예를 들면， 전기화학적 바이오센서에 있어서 작동 전극 및 대향 전극이 기판의 서로 반대면에 구비되고, 상기 작동 전극 위에 본 발명에 따른 제니핀을 2019/235755 1»（：1^1{2019/006001
사용하여 가교된 센싱 막이 적층되고， 작동 전극 및 대향 전극이 구비된 기판의 양쪽 면에 차례로 절연체， 제니핀을 사용하여 가교된 확산제어막 및 보호막이 적층되는 것을 특징으로 하는 평면형 전기화학적 바이오센서가 제공된다. 구체적인 양태로서 , 상기 기판은 ?묘1'(1)01761;117161½ 七근 , 1 (£)01 31 011 6) 및 ?1 (1301 11^(16)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 소재로 된 것일 수 있다.
또한, 작동 전극은 탄소, 금, 백금， 은 또는 은/염화은 전극을 사용할수 있다.
또한， 2 전극을 갖는 전기화학적 바이오센서의 경우 대향 전극이 기준 전극의 역할까지 같이 하기 때문에， 대향 전극으로 금， 백금， 은 또는 은/염화은 전극을 사용할 수 있고， 기준 전극까지 포함하는 3 전극의 전기화학적 바이오센서의 경우， 기준 전극으로 금， 백금， 은 또는 은/염화은 전극을 사용할 수 있고， 대향 전극으로 탄소 전극을 사용할 수 있다.
제한되지 않은 예로서, 2 전극인 경우 대향전극이 기준전극의 역할까지 같이 하기 때문에 염화은 또는 은이 사용 될 수 있으며， 3 전극일 경우 기준전극이 염화은 또는 은이 사용되고, 대향 전극은 탄소 전극을 사용할수 있다. 또 다른 하나의 양태로서， 본 발명은 제니핀을 가교제로서 사용하여 센싱 막 또는 확산제어막을 제조하는 단계를 포함하는， 전기화학적 바이오센서의 제조방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 전기화학적 바이오센서의 제조방법은 제니핀을 센싱 막 또는 확산제어막의 제조를 위한 가교제로서 사용하는 것을 특징으로 하며， 구체적인 제조공정， 시약 등은 전기화학적 바이오센서의 제조방법을 제한없이 사용할 수 있다. 바람직하게， 상기 전기화학적 바이오센서의 제조방법에 따르면 고농도의 글루코오스에 대한 감응 선형성 및 전극의 수명이 증가된 바이오센서를 제공할수 있다. 구체적인 일 실시예에서， 본 발명자들은 제니핀을 가교제로서 사용하여 전자전달매개체로서 오스뮴-중합체인 1 1-030 7)2(^1를 합성하여 이를 사용하여 센싱막을 제조하고， 또한 제니핀을 가교제로 사용하여 확산제어막을 제조하여 작동전극을 제조하고， 이를 가교제를 사용하지 않고 제조한 오스꼼-중합체를 포함하는 센싱막 및 확산제어막을 이용한 작동전극을 제조하여 전기화학적 센서로서의 성능을 확인하였다. 그 결과， 제니핀을 포함하는 가교제를 사용한 센싱막을 전극에 적용시키는 경우， 전극 표면에 센싱막이 효과적으로 형성되어 민감도가 상승한다는 효과를 가지고, 제니핀을 포함하는 가교제를 사용한 확산 제어막을 전극에 적용시키는 경우， 글루코오스의 확산을 감소시켜서 고농도의 글루코오스에 대한 감응 선형성을 향상 시킬 수 있고, 동시에 고농도의 글루코오스로 인한 전극의 손상에 따른 전극의 빠른 수명 감소를 단축시킬 수 있다는 효과를 나타냄을 확인할 수 있어 제니핀은 전기화학적 센서 제조 , 특히 센서막 또는 확산제어막의 제조에 있어 매우 유용한 가교제로서 사용될 수 있다는 것을 확인하였다. 이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 단， 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐， 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 ]
참조예 1： 전자전달매개체 오스뮴-중합체 (Os-polymer) 합성
센싱막의 제조를 위하여, 하기의 화학식 2를 갖는 오스뮴_ 중합체 (PVI-0s(bpy)2Cl2)를 제조하였다.
[화학식 2]
Figure imgf000013_0004
[반응식 1]
NH,
01 Eth l l l
디기
Figure imgf000013_0002
,
Figure imgf000013_0001
2501111
Figure imgf000013_0003
플라스크에 암모늄 핵사클로오오스메이트 (IV)
(11.4^01 ) , 2 ,2 -바이피리딘 3.56요 (22.8_01)， 에틸렌 글라이콜 1501111 를 첨가한 후 온도를 180 올리면서 1시간 동안 교반 하였다. 반응 종결 후 상기 반응 액을 상온으로 온도를 떨어뜨리고， 소디움 하이드로설파이트 환원제 1M 수용액 20L를 첨가하여 생성된 고체를 여과하여 증류수， 에틸렌 에테르로 세척， 건조해 0s(bpy)2Cl2를 얻었다. (lg/77%) HRMS (Calculated for 574.0367, Found： 574.0362)
1-2： PVI-0s(bpy)2Cl의 합성
상기 참조예 1-1에서 제조된 0s(bpy)2Cl2)를 사용하여 하기 반응식 1에 따라 PVI-0s(bpy)2Cl를 합성하였다.
[반응식 2]
11 2019/235755 1»（：1^1{2019/006001
Figure imgf000014_0001
1001111
Figure imgf000014_0003
바닥 플라스크에
Figure imgf000014_0002
0.82용(8.7_01), 03(¾) 2(：12
1^1.74^101)， 에탄올 25-3(加1 를 첨가한 후 온도를 100°〔 올리면서 3일 동안 교반 하였다. 반응 종결 후， 상기 반응 액을 상온으로 온도를 떨어뜨린 후， 에테르 용액 에 적하 하여 침전물을 생성한다. 생성된 고체를 여과하여 에테르로 세척， 건조해 1 1-030 2(：1를 얻었다. (1.5§/82%) 실시예 1： 센싱막의 제조
본 발명에 따른 제니핀을 포함하는 전기화학적 센서 제조용 가교제의 성능을 확인하기 위하여, 다음과 같은 실험방법에 따라
Figure imgf000014_0004
제품번호 요4796)을 이용한 센싱막을 하기 표 1에 따른 조성 및 중량비에 따라 제조하였다. [표 1]
센싱막 조성별 중량비*
Figure imgf000014_0006
중량비)
Figure imgf000014_0005
10mg을 0.1M 아세트산 버퍼 (acetic acid buffer； pH 5.0) 용액 lmL에 녹였다.
② 제니핀 5mg을 DMSO와 탈이온수 (deionized water)를
1:9로 섞은 용액 lmL에 녹였다.
③ 글루코오스 산화효소 40mg을 탈이온수 lmL에 녹였다.
④ 단계 ①에서 제조된 400uL의 Os-polymer 용액에 일정량의 Os-polymer 용액에 단계 ②에서 제조된 80uL의 제니핀 용액을 넣고 30분간 반응시켜， Os-polymer 및 제니핀을 포함하는 반응 용액을 제조하였다.
⑤ 단계 ④에서 제조된 Os-polymer 및 제니핀을 포함하는 반응 용액에, 단계 ③에서 제조된 67uL의 글루코오스 산화효소 용액을 넣고 10분간 반응시켰다.
⑥ Carbon printing 전극에 상기 단계 ⑤에서 제조한 용액 5uL를 떨어뜨린 후 23°C에서 24시간 건조시켰다. 실시예 2： 확산제어막의 제조
다음과 같은 단계를 통하여， 전기화학적 센서 제조를 위한 확산제어막을 하기 표 2 에 따른 조성 및 중량비에 따라 제조하였다. [표 2]
확산제어막조성별 중량비*
Figure imgf000015_0001
중량비) ①폴리비닐이미다졸 1) 10^^을 0.11 아세트산 버퍼 (如5.0) 용액
1吐에 녹였다.
② 젤라틴 1(¾ 을 0.111아세트산 버퍼 ( 5.0) 용액 11 에 녹였다. ③ 키토산 5mg을 0.1M 아세트산 버퍼 (pH5.0) 용액 lmL에 녹였다.
④ 제니핀 5mg을 DMS0와 탈이온수를 1 : 9로 섞은 용액 lmL에 녹였다.
⑤ PVI 용액과 단계 ④에서 제조된 제니핀 용액， 단계 ②에서 제조된 젤라틴 용액과 제니핀 용액, 상기 단계 ③에서 제조된 키토산 용액과 제니핀 용액을 표 2의 중량.비에 맞게 각각 섞고 1시간 동안 반응시켰다.
⑥ 센싱막 위에 lO u L를 떨어뜨린 후 23°C에서 24시간 건조시켜 확산제어막을 제조하였다. 실시예 3： 작동 전극의 제조
실시예 1 및 2에서 제조된 센싱막 및 확산제어막을 이용하여 작동 전극을 제조하였다.
스크린 프린트된 탄소 전극 (screen pr inted carbon electrode； 지름: 5mm)을 사용하였며， 전극 a 및 b의 경우 실시예 1에서 제조된 센싱막을 각각 상기 탄소 전극 위에 올려 건조시켜 작동 전극을 제조하였다. 또한, 전극 c , d 및 e와경우 실시예 1에서 제조된 센싱막을 각각 상기 탄소 전극 위에 올려 건조시키고 이후 실시예 2에서 제조된 확산제어막을 각각 상기 센싱막위에 적층시켜 건조시켜 작동 전극을 제조하였다. 실험예 1： 전기화학적 센서의 성능 확인
본 발명에 따른 제니핀을 포함하는 가교제를 포함하는 전기화학적 센서의 성능을 확인하고자 다음과 같은 실험조건 및 방법에 의해 글루코오스 농도에 따른 전기적 신호 변화를 측정하였다. 실험재료/조건
작동전극 (working electrode) : 실시예 3에서 제조된 전극 a, b, c , d 및 e
기준전극 (Reference electrode) : Ag/AgCl 전극
대향전극 (Counter electrode) : 백금 로드 (Pl at inum rod)
시험 파라미터 -장비 : CHI instrument
-Technique： amperometric i_t curve
-인가전위 (appl ied potential ) : 0.35V
-background electrolyte： lOmM PBS, pH7.4(140mM NaCl ) 실험방법
Figure imgf000017_0001
5이를 넣고， 실시예 1 및 2에서 제조된 센싱막 및/또는 확산제어막을 포함하는 전극을 담근 후 30분 동안 안정화 시켰다. 안정화가 완료되면 고농도의 글루코오스 용액을 상기 묘
Figure imgf000017_0002
7.4 （140 犯（：1））가 들어있는 비이커에 첨가하고, 이에 전극을 담가 농도에 따른 신호 변화를 측정하였다. 글루코오스의 농도는 각각 1 ， 2減， 3 ， 4 및
Figure imgf000017_0003
되도록 하였다. 이 실험결과를 각각 도 1 내지 4, 그리고 표 3에 나타내었다. [표 3]
글루코오스 감응 기울기
Figure imgf000017_0004
표 3 및 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이， 본 발명에 따른 가교제를 포함하지 않는 센싱막을 포함하는 전극 3와 제니핀을 포함하는 가교제를 사용하여 제조한 센싱막을 포함하는 전극 를 각각 글루코오스가 포함된 완충용액에 담근 경우, 가교제가 없이 제작된 전극 3는 전극표면에서 계속적으로 용출이 발생하는 것을 확인할수 있었다.
또한, 민감도를 비교해보면 가교제를 사용하지 않고 제작한 센싱막에 비해서 가교제를 사용하여 제작한 센싱막의 민감도가 7.1배 향상되는 결과를 얻을수 있었다.
이러한 결과에 의하면 본 발명에 따른 제니핀을 포함하는 가교제를 사용하는 경우, 가교제를 사용하지 않은 경우보다 전극표면에 센싱막이 2019/235755 1»（：1^1{2019/006001
효과적으로 형성되었음을 간접적으로 확인할 수 있었다. 나아가， 표 3 및 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이， 를 확산 제어막으로 도입했을 때 글루코오스 감응 변화를 비교하여 본 결과, 글루코오스 확산 정도를 낮추기 위해 가교제로서 제니핀과 1 1를 가교하여 제조한 확산 제어막을 갖는 전극 （:는 확산제어막을 가지고 있지 않은 전극 I）에 대비하여 민감도가 약 1/50로 낮아지는 효과를 볼 수 있었다. 또한, 표 3 및 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 , 젤라틴을 확산 제어막으로 도입했을 때 글루코오스 감응 변화를 비교하여 본 결과, 글루코오스 확산 정도를 낮추기 위해서 가교제인 제니핀과 젤라틴을 가교하여 제조한 확산 제어막을 갖는 센서 （1는 확산제어막을 가지고 있지 않은 전극 I）에 대비하여 민감도가 약 1/6로 낮아지는 효과를 볼 수 있었다. 또한， 표 3 및 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이， 키토산을 확산 제어막으로 도입했을 때 글루코오스 감응 변화를 비교하여 본 결과， 글루코오스 확산 정도를 낮추기 위해서 가교제인 제니핀과 키토산을 가교하여 제조한 확산 제어막을 갖는 센서 근는 확산제어막을 가지고 있지 않은 전극 1）에 대비하여 민감도가 약 1/10로 낮아지는 효과를 볼 수 있었다. 이러한 결과를 종합하면， 제니핀을 포함하는 가교제를 사용한 센싱막을 전극에 적용시키는 경우， 전극 표면에 센싱막이 효과적으로 형성되어 민감도가 상승한다는 효과를 가지고, 제니핀을 포함하는 가교제를 사용한 확산 제어막을 전극에 적용시키는 경우, 글루코오스의 확산을 감소시켜서 고농도의 글루코오스에 대한 감응 선형성을 향상 시킬 수 있고, 동시에 고농도의 글루코오스로 인한 전극의 손상에 따른 전극의 빠른 수명 감소를 단축시킬 수 있다는 효과를 나타냄을 확인할수 있었다. 실험예 2： 시간에 따른 센서 성능 확인 시험
실시예 3에 따라 제조된 전극 （1를 이용하여 시간에 따른 센서의 2019/235755 1»（：1^1{2019/006001
성능을 확인하였다. 1일차에 실험예 1과 마찬가지의 방법에 의해 글루코오스 농도별 ( 1 , 2 ， 3 ， 4 및 5¾)에 따른 센서의 전기적 신호를 측정하고, 이후 상기 센서를 고농도의 글루코오스 (5 )를 포함하는 완충용액에 담근후 인가전위로 0.35를 걸어주면서 3일간보관하였다. 보관 중 2일차 및 3일차에 각각 상기 고농도의 글루코오스에 보관되어 있던 전극을 사용하여 1일차와 마찬가지로 농도에 따른 센서의 민감도를 확인하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 1일차의 센서의 민감도 기울기에 기준하여 2일차 및 3일차의 기울기가 98.8% 까지 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 곧, 본 발명에 따른 제니핀을 포함하는 가교제를 사용하여 센싱막이나 확산제어막을 제조하여 이를 전극에 적용하는 경우, 센서로서 적절한 글루코오스에 대한 민감도를 나타냄과 동시에 고농도의 글루코오스에 의한 센서 수명이 단축되는 것을 저감시킨다는 장점을 갖는다는 점에서 전기화학적 센서의 제조에 있어 매우 유용함을 확인할 수 있었다.

Claims

【청구범위】
【청구항 1】
하기 화학식 1의 제니핀을 포함하는 전기화학적 센서 제조용 가교제 : [화학식 1]
Figure imgf000020_0001
【청구항 2]
제 1항에 있어서, 전기화학적 센서의 센싱 막용 고분자 지지체 또는 확산제어막을 제조하기 위한 것인， 가교제.
【청구항 3]
제 1항에 따른 가교제를 포함하는 전기화학적 센서의 센싱 막.
【청구항 4]
제3항에 있어서， 전자전달매개체 및 산화환원효소를 더 포함하는 전기화학적 센서의 센싱 막.
【청구항 5】
제4항에 있어서, 상기 산화환원효소는
탈수소효소 (dehydrogenase) , 산화효소 (oxidase) , 및 에스테르화효소 (esterase)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 산화환원효소인 것인， 전지화학적 센서의 센싱 막.
【청구항 6]
제4항에 있어서， 상기 산화환원효소와 함께
플라빈 아데닌 디뉴클레오타티드 (flavin adenine dinucleotide, FAD) , 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 (nicotinamide adenine dinucleotide, NAD) , 및 피롤로퀴놀린 퀴논 (Pyrroloquinol ine quinone, PQQ)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 보조인자를 포함하는 것인, 전기화학적 센서의 센싱 막.
【청구항 7】
제 1항에 따른 가교제를 포함하는 전기화학적 센서의 확산제어막.
【청구항 8]
제 7항에 있어서， 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrol i done； PVP) , 폴리비닐이미다졸 (polyvinyl imidazole) 등과 같은 N 원자를 갖는 헤테로환을 갖는 고분자， 폴리비닐알코올 (polyvinyl al cohol ; PVA) , 폴리플루오로설포네이트 (perf luoro sul fonate) , 하이드록시에틸 셀룰로오즈 (hydroxyethyl cel lulose ; HEC) , 하이드록시프로필 셀룰로오즈 (hydroxypropyl cel lulose； HPC) , 카르복시메틸셀룰로오즈
(car boxy methyl cel lulose； CMC) , 셀룰로오즈 아세테이트 (cel lulose acetate) , 폴리아미드 (polyamide) , 키토산 및 젤라틴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자를 더 포함하는 것인， 전기화학적 센서의 확산제어막.
【청구항 9]
제 3항에 따른 센싱 막 또는 제 7항에 따른 확산제어막을 포함하는 전기화학적 센서.
【청구항 10】
제 9항에 있있어서， 2종 이상의 전극， 절연체 ( insul ator ) 및 기판을 더 포함하는 것인， 전기화학적 바이오센서.
【청구항 11】
제 9항에 있어서， 상기 센서는 혈중 글루코오스 측정용인 것인, 전기화학적 센서.
【청구항 12】
제 11항에 있어서, 상기 센서는 연속적인 혈당 모니터링 센서인 것인， 전기화학적 센서.
【청구항 13】
제니핀을 가교제로서 사용하여 센싱 막 또는 확산제어막을 제조하는 단계를 포함하는， 전기화학적 바이오센서의 제조방법. 2019/235755 1»（：1/10公019/006001
【청구항 14】
전기화학적 센서 제조용 가교제로서의， 하기 화학식 1의 제니핀의 용도 :
[화학식 1]
Figure imgf000022_0001
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