KR20200062944A - Glucose Sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 글루코스 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 효소의 유실을 방지하여 내구성이 우수하고, 전류의 포화시간을 단축시킬 수 있는 글루코스 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a glucose sensor, and more particularly, to prevent the loss of enzymes, excellent durability, and to a glucose sensor capable of shortening the saturation time of the current.
최근 당뇨병 환자 및 대사질환 환자의 급격한 증가로 인하여 혈액 내 글루코스의 정량 분석이 중요해지면서 전기화학적으로 글루코스의 농도를 측정하는 글루코스 센서에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다.Recently, due to the rapid increase in patients with diabetes and metabolic diseases, quantitative analysis of glucose in blood becomes important, and research on a glucose sensor that measures the concentration of glucose electrochemically has been actively conducted.
글루코스 센서에 대한 대부분의 연구들은 글루코스의 글루코노락톤 (gluconolactone)으로의 산화를 촉진하는 글루코스 산화효소(glucose oxidase) 또는 글루코스 탈수소효소와 같은 효소에 기반을 두고 있다[대한민국 등록특허 제10-1107506호 참조].Most studies of glucose sensors are based on enzymes such as glucose oxidase or glucose dehydrogenase, which promotes the oxidation of glucose to gluconolactone [Registration No. 10-1107506, Korea] Reference].
이러한 글루코스 센서는 분석물 내의 글루코스가 효소에 의해 산화되어 발생하는 전자를 전극에 전달하여 생성되는 전류를 측정함으로써 분석물 내의 글루코스 농도를 측정하는 원리에 의한 것이다.The glucose sensor is based on the principle of measuring the concentration of glucose in the analyte by measuring the current generated by transferring electrons generated by the oxidation of glucose in the analyte by an enzyme to the electrode.
그런데, 글루코스 센서를 사용하여 측정을 반복하는 과정에서 효소가 유실됨에 따라 글루코스 센서의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.However, as the enzyme is lost in the process of repeating the measurement using the glucose sensor, the durability of the glucose sensor is deteriorated.
한편, 글루코스 센서는 주로 혈액에 함유된 글루코스를 측정하는 침습형(Invasive)과 주로 침, 땀 등에 함유된 글루코스를 측정하는 비침습형(Non-invasive)으로 구분될 수 있다.Meanwhile, the glucose sensor may be divided into an invasive type measuring glucose contained in blood, and a non-invasive type measuring glucose contained mainly in saliva and sweat.
인체의 침, 땀 등을 시료로 하는 종래의 비침습형 글루코스 센서의 경우 시료에 포함되는 글루코스가 극소량이기 때문에, 의미 있는 측정을 가능하게 하는 감지 전류 포화 시간이 장시간 소요된다는 문제점이 있다.In the case of the conventional non-invasive glucose sensor using human body saliva and sweat as a sample, since the glucose contained in the sample is very small, there is a problem that a sensing current saturation time enabling meaningful measurement takes a long time.
따라서, 효소의 유실을 방지하여 내구성이 우수하고, 전류의 포화시간을 단축시킬 수 있는 글루코스 센서에 대한 기술 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need to develop a technology for a glucose sensor that is excellent in durability by preventing loss of enzyme and can shorten a saturation time of a current.
본 발명의 한 목적은 효소의 유실을 방지하여 내구성이 우수하고, 전류의 포화시간을 단축시킬 수 있는 글루코스 센서를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a glucose sensor that is excellent in durability by preventing loss of enzyme and can shorten a saturation time of an electric current.
한편으로, 본 발명은 기판; 상기 기판 상에 형성된 전극부; 상기 전극부상에 상기 전극부를 덮도록 형성된 전극보호 및 전자수송부; 및 상기 전극보호 및 전자수송부 상에 형성된 글루코스 반응부를 포함하고, 상기 글루코스 반응부는 효소 및 고정화제를 포함하는 글루코스 센서를 제공한다.On the one hand, the present invention is a substrate; An electrode portion formed on the substrate; An electrode protection and electron transport unit formed to cover the electrode unit on the electrode unit; And a glucose reaction unit formed on the electrode protection and electron transport unit, and the glucose reaction unit provides a glucose sensor including an enzyme and an immobilizing agent.
본 발명의 일 실시형태에 따른 글루코스 센서는 상기 글루코스 반응부 상에 형성된 이온 교환막을 더 포함할 수 있다.The glucose sensor according to an embodiment of the present invention may further include an ion exchange membrane formed on the glucose reaction unit.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전극보호 및 전자수송부는 전극 보호 재료, 전자 수송체 및 바인더를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrode protection and electron transport unit may include an electrode protection material, an electron transporter and a binder.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전극 보호 재료는 카본(carbon)을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrode protection material may include carbon.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전자 수송체는 프러시안 블루를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electron transporter may include Prussian blue.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 고정화제는 아민기, 히드록시기 또는 술폰산기를 갖는 고분자 화합물, 알데하이드기를 갖는 화합물, 카복시기를 갖는 화합물, 언하이드라이드기를 갖는 화합물 및 에폭시 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the immobilizing agent is at least one selected from the group consisting of a polymer compound having an amine group, a hydroxyl group or a sulfonic acid group, a compound having an aldehyde group, a compound having a carboxy group, a compound having an unhydride group, and an epoxy compound It may include.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 아민기, 히드록시기 또는 술폰산기를 갖는 고분자 화합물은 키토산(chitosan), 퍼플루오로술폰산 수지, 폴리파이롤, 폴리도파민, 폴리에틸렌이민 및 폴리아닐린으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polymer compound having the amine group, hydroxy group or sulfonic acid group is at least one selected from the group consisting of chitosan, perfluorosulfonic acid resin, polypyrrole, polydopamine, polyethyleneimine and polyaniline. It may include.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 알데하이드기를 갖는 화합물은 글루타릭알데하이드, 테레프탈알데하이드, 안트라센-9,10-다이카복시알데하이드, 4,4'-바이페닐다이카복시알데하이드, 1,2-벤젠다이카복살데하이드, 1,3-다이포밀벤젠, 1,4-부탄다이알 및 나프탈렌 다이알데하이드로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound having an aldehyde group is glutaric aldehyde, terephthalaldehyde, anthracene-9,10-dicarboxyaldehyde, 4,4'-biphenyldicarboxyaldehyde, 1,2-benzenedicarboxy Aldehyde, 1,3-diformylbenzene, 1,4-butanedial and naphthalene dialdehyde.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 카복시기를 갖는 화합물은 프로판다이오익산, 부탄다이오익산, 펜탄다이오익산, 헥산다이오익산, 헵탄다이오익산, 옥탄다이오익산, 노난다이오익산, 데칸다이오익산, 언데칸다이오익산 및 도데칸다이오익산으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound having the carboxyl group is propanedioic acid, butanedioic acid, pentanedioic acid, hexanedioic acid, heptanedioic acid, octanedioic acid, nonandaioic acid, decandioic acid, undecanedioic acid Iksan and dodecanedioic acid may include one or more selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 언하이드라이드기를 갖는 화합물은 아세틱 언하이드라이드 및 부탄다이오익 언하이드라이드로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound having an anhydride group may include one or more selected from the group consisting of acetic anhydride and butanediic anhydride.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 에폭시 화합물은 1,5-헥사다이엔 다이에폭사이드, 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 디에폭시부탄, 2,2'-디메틸-2,2'-바이옥시란 및 디시클로펜타다이엔 디에폭사이드로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the epoxy compound is 1,5-hexadiene diepoxide, bisphenol A diglycidyl ether, diepoxybutane, 2,2'-dimethyl-2,2'-bioxy Lan and dicyclopentadiene diepoxide.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 고정화제는 π-컨쥬게이션이 가능한 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the immobilizing agent may be capable of π-conjugation.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 고정화제는 π-컨쥬게이션이 가능한 알데하이드기를 갖는 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the immobilizing agent may be a compound having an aldehyde group capable of π-conjugation.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 고정화제는 아민기, 히드록시기 또는 술폰산기를 갖는 고분자 화합물과, π-컨쥬게이션이 가능한 알데하이드기를 갖는 화합물을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the immobilizing agent may include a polymer compound having an amine group, a hydroxyl group, or a sulfonic acid group, and a compound having an aldehyde group capable of π-conjugation.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 효소는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the enzyme may include glucose oxidase or glucose dehydrogenase.
본 발명에 따른 글루코스 센서는 효소의 유실을 방지하여 내구성이 우수하다.The glucose sensor according to the present invention is excellent in durability by preventing the loss of enzymes.
또한, 본 발명에 따른 글루코스 센서는 글루코스 농도에 대한 측정 속도가 단축될 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 비침습형 글루코스 센서의 전극을 통해 감지되는 전류의 포화 시간(Saturation Time)을 단축시킴으로써, 글루코스 농도에 대한 측정 속도가 매우 빠른 글루코스 센서를 제공할 수 있다. In addition, the glucose sensor according to the present invention may shorten the measurement speed for glucose concentration. In particular, according to the present invention, by reducing the saturation time (Saturation Time) of the current sensed through the electrode of the non-invasive glucose sensor, it is possible to provide a glucose sensor with a very fast measurement rate for glucose concentration.
아울러, 본 발명에 따른 글루코스 센서는 전극보호 및 전자수송 기능을 수행하는 층을 단일층으로 구성하여 박막화가 가능하다.In addition, the glucose sensor according to the present invention can be thinned by configuring a layer to perform electrode protection and electron transport functions as a single layer.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 글루코스 센서의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 글루코스 센서의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 글루코스 센서는 기판(10), 전극부(20), 도전성 산화막(30), 전극보호 및 전자수송부(40), 글루코스 반응부(50) 및 이온 교환막(60)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a glucose sensor according to an embodiment of the present invention includes a
기판(10)은 글루코스 센서를 구성하는 구성요소들의 구조적인 기지(base)를 제공하는 기능을 한다.The
예를 들어, 기판(10)은 유리 등과 같은 경성 재질을 갖거나 플렉서블 특성을 갖는 기재 필름 형태로 구현될 수 있다. For example, the
기판(10)이 플렉서블하게 구현되는 경우 기재 필름에 적용될 수 있는 구체적인 물질의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지 등과 같은 열가소성 수지를 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지를 이용할 수도 있다.Examples of specific materials that can be applied to the base film when the
이러한 기재 필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름은 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층, 반사방지층, 가스배리어층과 같은 다양한 기능성층을 포함하는 구조일 수 있으며, 기능성층은 전술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 다양한 기능성층을 포함할 수 있다. The base film may contain one or more suitable additives. Examples of the additives include ultraviolet absorbers, antioxidants, lubricants, plasticizers, mold release agents, coloring inhibitors, flame retardants, nucleating agents, antistatic agents, pigments, coloring agents and the like. The base film may be a structure including various functional layers such as a hard coating layer, an anti-reflection layer, and a gas barrier layer on one or both sides of the film, and the functional layer is not limited to the above, and includes various functional layers according to the use can do.
또한, 필요에 따라 기재 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마(plasma) 처리, 코로나(corona) 처리, 프라이머(primer) 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.In addition, the base film may be surface-treated as necessary. Examples of the surface treatment include dry treatment such as plasma treatment, corona treatment, and primer treatment, and chemical treatment such as alkali treatment including saponification treatment.
기판(10)의 두께는 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등을 고려하여, 1 내지 500㎛로 결정될 수 있다. 특히 1 내지 300㎛가 바람직하고, 5 내지 200㎛가 보다 바람직하다.The thickness of the
전극부(20)는 기판(10) 상에 형성된 복수의 전극부들로 이루어진다. 이러한 전극부(20)는 후술하는 글루코스 반응부(50)를 구성하는 물질과 측정 대상 물질에 포함되어 있는 글루코스의 반응에 의해 발생된 전기적 신호를 감지한다. 예를 들어, 측정 대상 물질은 인체의 침, 땀, 체액, 혈액 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The
예를 들어, 전극부(20)는 복수의 작동 전극부 및 이들 작동 전극부에 대응하는 복수의 기준 전극부를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the
전극부(20)는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co) 또는 이들의 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC))을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. The
상기 전극부(20)는 접착제층에 의해 기판(10) 상에 접합될 수 있다.The
상기 접착제층은 당해 기술분야에서 사용되는 접착제, 예를 들어 자외선 경화형 접착제로 구성될 수 있다. 상기 자외선 경화형 접착제로는 (메타)아크릴레이트계 접착제, 엔/티올계 접착제, 불포화 폴리에스테르계 접착제 등의 광 라디칼 중합반응을 이용하는 접착제나 에폭시계 접착제, 옥세탄계 접착제, 에폭시/옥세탄계 접착제, 비닐에테르계 접착제 등의 광 양이온 중합반응을 이용하는 접착제 등을 예로 들 수 있다.The adhesive layer may be composed of an adhesive used in the art, for example, an ultraviolet curing adhesive. Examples of the UV curable adhesive include (meth)acrylate-based adhesives, N/thiol-based adhesives, unsaturated polyester-based adhesives, and other adhesives using photo-radical polymerization or epoxy-based adhesives, oxetane-based adhesives, epoxy/oxetane-based adhesives, and vinyl. And an adhesive using a photo cationic polymerization reaction such as an ether-based adhesive.
상기 접착제층의 두께는 0.5 내지 5 ㎛, 바람직하기로 1.5 내지 2 ㎛일 수 있다. 상기 두께 범위에서 충분한 접착력을 나타낼 수 있다.The thickness of the adhesive layer may be 0.5 to 5 μm, preferably 1.5 to 2 μm. Sufficient adhesion may be exhibited in the thickness range.
상기 전극부(20)의 상부 영역 및/또는 하부 영역에는 도전성 산화막(30)이 추가로 형성될 수 있다. 도전성 산화막(30)은 전극부(20)의 산화를 방지하여 전극부(20)에 의해 감지되는 전기적 신호의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.A
예를 들어, 도전성 산화막(30)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 포함할 수 있다.For example, the
전극보호 및 전자수송부(40)는 전극부(20) 상에 상기 전극부를 덮도록 형성되어 전극부(20)를 구성하는 전극들을 보호하는 동시에, 전자 수송을 통해 전극부(20)의 전기적인 감도를 높이는 기능을 수행한다. 글루코스 센서가 전극부(20)의 상부 영역에 도전성 산화막(30)을 추가로 포함하는 경우, 전극보호 및 전자수송부(40)가 도전성 산화막(30) 상에 상기 도전성 산화막(30) 및 전극부(20)를 덮도록 형성되어 결과적으로 전극부(20)를 보호한다.The electrode protection and
상기 전극보호 및 전자수송부는 전극 보호 재료, 전자 수송체 및 바인더를 포함한다.The electrode protection and electron transport unit includes an electrode protection material, an electron transporter, and a binder.
전극보호 및 전자수송부는 전극 보호 재료, 전자 수송체 및 바인더를 포함하는 페이스트를 전극부(20) 상에 인쇄하여 건조함으로써 형성될 수 있다.The electrode protection and electron transport unit may be formed by printing and drying a paste containing an electrode protection material, an electron transporter, and a binder on the
상기 바인더는 전극 보호 재료와 전자 수송체를 지지하여 전극보호 및 전자수송부를 형성하는 매트릭스의 역할을 한다.The binder serves as a matrix for supporting the electrode protective material and the electron transporter to form an electrode protection and electron transport unit.
상기 바인더로는 당해 기술분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더로는 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지 등을 사용할 수 있다.As the binder, one commonly used in the art may be used. For example, a polyester resin, a polyethylene resin, or the like can be used as the binder.
상기 바인더의 함유량은 전극보호 및 전자수송부를 형성하는 페이스트의 전체 고형분 100 중량%에 대하여 5 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 바인더의 함유량이 5 중량% 미만인 경우 전극 보호 기능이 저하될 수 있으며, 50 중량% 초과인 경우에는 페이스트의 점도가 높아져 전극보호 및 전자수송부 형성이 어려울 수 있다.The content of the binder may be 5 to 50% by weight with respect to 100% by weight of the total solids of the paste forming the electrode protection and electron transport portion. If the content of the binder is less than 5% by weight, the electrode protection function may be deteriorated, and if it is more than 50% by weight, the viscosity of the paste may increase, making it difficult to protect the electrode and form an electron transport unit.
상기 전자 수송체는 전자 수송의 기능을 수행하는 성분으로서, 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 산화시키고, 자신은 환원된 후, 일정 전압이 가해진 전극 표면에서 전자를 잃고 전기화학적으로 다시 산화된다.The electron transporter is a component that performs the function of electron transport, oxidizes glucose oxidase or glucose dehydrogenase, and after being reduced, loses electrons at the electrode surface to which a certain voltage is applied and oxidizes again electrochemically.
예를 들어, 전극보호 및 전자수송부(40)는 전자 수송체로서 프러시안 블루(prussian blue)를 포함한다.For example, the electrode protection and
상기 전자 수송체, 예컨대 프러시안 블루의 함유량은 전극보호 및 전자수송부를 형성하는 페이스트의 전체 고형분 100 중량%에 대하여 2 내지 4 중량%일 수 있다. The content of the electron transporter, for example, Prussian Blue, may be 2 to 4% by weight relative to 100% by weight of the total solids of the paste forming the electrode protection and electron transport.
프러시안 블루의 함유량이 2 중량% 미만인 경우, 유의미한 수준의 전자 수송 및 이에 대응하는 감도 향상을 기대하기 어렵다. 또한, 프러시안 블루의 함유량이 4 중량%를 초과하는 경우, 프러시안 블루에 의한 감도 향상은 기대할 수 있으나 프러시안 블루의 과다 함유로 인해 전극부(20)를 구성하는 금속성의 전극들이 산화되어 부식될 수 있다는 문제점이 있다.When the content of Prussian Blue is less than 2% by weight, it is difficult to expect a significant level of electron transport and an improvement in sensitivity corresponding thereto. In addition, when the content of Prussian Blue exceeds 4% by weight, sensitivity improvement by Prussian Blue can be expected, but due to the excessive content of Prussian Blue, the metallic electrodes constituting the
프러시안 블루는 헥사시아노철(II)산철(III)칼륨이 주성분인 청색 안료로서, 높은 산화성을 갖는다. 프러시안 블루를 포함하는 전극보호 및 전자수송부(40)를 전극부(20)와 글루코스 반응부(50) 사이에 형성하면, 전극의 감도를 향상시킬 수는 있지만, 프러시안 블루의 하부에 위치한 금속성의 전극부(20)가 산화되어 부식될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전극보호 및 전자수송부(40)가 전자 수송의 기능을 수행하는 프러시안 블루 이외에 산화 방지를 통해 전극 보호의 기능을 수행하는 전극 보호 재료, 예컨대 카본(carbon)을 포함하도록 구성되기 때문에, 전극보호 및 전자수송부(40)에 포함된 프러시안 블루에 의한 전극부(20)의 부식을 방지할 수 있다.Prussian Blue is a blue pigment mainly composed of potassium hexacyano iron (II) and iron (III) phosphate, and has high oxidizing properties. When the electrode protection and
전극보호 및 전자수송부(40)를 구성하는 프러시안 블루의 함유량에 따른 감지 전류량 측정 결과가 하기 표 1에 개시되어 있으며, 감지 전류량의 단위는 ㎂이다. The results of measuring the amount of sensing current according to the content of Prussian blue constituting the electrode protection and
표 1의 시료 1, 2, 3은 각각 측정대상물질인 글루코스의 몰농도가 0.1mM, 0.3mM, 0.5mM인 경우이다.Samples 1, 2, and 3 in Table 1 are cases where the molar concentrations of glucose, which is a measurement target substance, are 0.1 mM, 0.3 mM, and 0.5 mM, respectively.
표 1을 참조하면, 전극보호 및 전자수송부(40)를 구성하는 프러시안 블루의 함량이 2 내지 4 중량%인 경우, 감지 전류량이 유의미한 수준의 값을 갖는다는 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 1, when the content of Prussian Blue constituting the electrode protection and
특히, 측정대상물질인 글루코스의 몰농도가 0.1mM로서 다른 시료에 비해 상대적으로 글루코스의 함량이 낮은 시료 1의 경우에도, 감지 전류량은 최저 -0.028㎂로 측정되었다. 이 값은 글루코스 농도를 측정하기에 충분한 값이다.In particular, even in Sample 1, which has a relatively low glucose content compared to other samples with a molar concentration of glucose of 0.1 mM, which is a measurement target substance, the detection current amount was measured to be as low as -0.028 mA. This value is sufficient to measure glucose concentration.
전극보호 및 전자수송부(40)에는 할로겐 성분이 포함되지 않도록 구성될 수 있다. 할로겐 성분은, 특히, 전극부(20)가 Ag/Palladium/Cu의 합금인 APC를 포함하여 구성되는 경우, 할로겐 성분이 APC의 구성 성분과 반응하여 전극부(20)에 손상을 주는 문제점이 있다. 따라서, 전극보호 및 전자수송부(30)에 할로겐 성분을 포함하지 않도록 구성함으로써, 할로겐 성분에 의한 전극부(20) 손상을 원천적으로 방지하고, 이에 따라 글루코스 센서의 내화학성 및 신뢰도를 확보할 수 있다. The electrode protection and
상기 전극 보호 재료, 예컨대 카본의 함유량은 전극보호 및 전자수송부를 형성하는 페이스트의 전체 고형분 100 중량%에 대하여 10 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 전극 보호 재료의 함유량이 10 중량% 미만인 경우 전극 보호 효과가 저하될 수 있으며, 50 중량% 초과인 경우에는 저항이 높아질 수 있다.The content of the electrode protective material, such as carbon, may be 10 to 50% by weight with respect to 100% by weight of the total solids of the paste forming the electrode protection and electron transport portion. When the content of the electrode protective material is less than 10% by weight, the electrode protective effect may be lowered, and when it is more than 50% by weight, resistance may be increased.
상기 전극보호 및 전자수송부를 형성하는 페이스트는 전극 보호 재료, 전자 수송체 및 바인더 이외에 적당량의 용매를 포함할 수 있다.The paste forming the electrode protection and electron transport portion may include an appropriate amount of a solvent in addition to the electrode protection material, the electron transporter, and the binder.
상기 용매로는 다이메틸 에스터, 구체적으로는 다이메틸 아디페이트, 다이메틸 글루타레이트, 다이메틸 숙시네이트 등을 사용할 수 있다.As the solvent, dimethyl ester, specifically dimethyl adipate, dimethyl glutarate, dimethyl succinate, or the like can be used.
상기 전극보호 및 전자수송부의 두께는 3 내지 15㎛, 예컨대 8 ㎛일 수 있다. 상기 전극보호 및 전자수송부의 두께가 3㎛ 미만이면 저항이 높아질 수 있으며, 15㎛ 초과인 경우에는 전자수송부의 역할을 충분히 발휘하기 어려울 수 있다.The electrode protection and electron transport portion may have a thickness of 3 to 15 μm, for example, 8 μm. If the thickness of the electrode protection and electron transport portion is less than 3 μm, the resistance may be increased, and when it exceeds 15 μm, it may be difficult to sufficiently exhibit the role of the electron transport unit.
글루코스 반응부(50)는 전극보호 및 전자수송부(40) 상에 형성되어 있으며, 측정 대상 물질에 포함되어 있는 글루코스와 반응하는 구성요소이다. The
상기 글루코스 반응부(50)는 상기 전극보호 및 전자수송부(40)의 일부 영역 상에 형성될 수도 있다.The
상기 글루코스 반응부는 효소 및 고정화제를 포함한다.The glucose reaction part includes an enzyme and an immobilizing agent.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 고정화제는 효소를 고정화하여 효소가 쉽게 쓸려 나가는 것을 방지함으로써 글루코스 센서의 내구성을 향상시키는 역할을 한다.In one embodiment of the present invention, the immobilizing agent serves to improve the durability of the glucose sensor by immobilizing the enzyme and preventing the enzyme from being easily wiped out.
상기 고정화제는 아민기, 히드록시기 또는 술폰산기를 갖는 고분자 화합물, 알데하이드기를 갖는 화합물, 카복시기를 갖는 화합물, 언하이드라이드기를 갖는 화합물, 에폭시 화합물 등을 포함할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 포함할 수 있다.The immobilizing agent may include a polymer compound having an amine group, a hydroxy group or a sulfonic acid group, a compound having an aldehyde group, a compound having a carboxyl group, a compound having an unhydride group, an epoxy compound, or the like, or include two or more of them. Can be.
상기 아민기, 히드록시기 또는 술폰산기를 갖는 고분자 화합물은 효소의 지지체로서 작용할 수 있다.The polymer compound having the amine group, hydroxy group or sulfonic acid group may act as a support for the enzyme.
구체적으로, 상기 아민기, 히드록시기 또는 술폰산기를 갖는 고분자 화합물로는 키토산(chitosan), 퍼플루오로술폰산 수지, 폴리파이롤, 폴리도파민, 폴리에틸렌이민, 폴리아닐린 등을 예로 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 포함할 수 있다.Specifically, as the polymer compound having the amine group, hydroxy group or sulfonic acid group, chitosan, perfluorosulfonic acid resin, polypyrrole, polydopamine, polyethyleneimine, polyaniline, etc. may be exemplified. It may contain more than a species.
상기 알데하이드기를 갖는 화합물, 카복시기를 갖는 화합물, 언하이드라이드기를 갖는 화합물 및 에폭시 화합물은 효소를 전극보호 및 전자수송부(40)의 표면에 결합시키거나 또는 효소를, 지지체로서 작용하는 상기 고분자 화합물과 연결시키는 링커로서 작용할 수 있다.The compound having an aldehyde group, the compound having a carboxyl group, the compound having an unhydride group, and the epoxy compound bind the enzyme to the surface of the electrode protection and
구체적으로, 상기 알데하이드기를 갖는 화합물로는 글루타릭알데하이드, 테레프탈알데하이드, 안트라센-9,10-다이카복시알데하이드, 4,4'-바이페닐다이카복시알데하이드, 1,2-벤젠다이카복살데하이드, 1,3-다이포밀벤젠, 1,4-부탄다이알, 나프탈렌 다이알데하이드 등을 예로 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 포함할 수 있다.Specifically, as the compound having an aldehyde group, glutaric aldehyde, terephthalaldehyde, anthracene-9,10-dicarboxyaldehyde, 4,4'-biphenyldicarboxyaldehyde, 1,2-benzenedicarboxaldehyde, 1 ,3-diformylbenzene, 1,4-butanedial, naphthalene dialdehyde, and the like, and the like, or these may be included alone or in combination of two or more.
구체적으로, 상기 카복시기를 갖는 화합물로는 프로판다이오익산, 부탄다이오익산, 펜탄다이오익산, 헥산다이오익산, 헵탄다이오익산, 옥탄다이오익산, 노난다이오익산, 데칸다이오익산, 언데칸다이오익산, 도데칸다이오익산 등을 예로 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 포함할 수 있다.Specifically, as the compound having the carboxy group, propanedioic acid, butanedioic acid, pentanedioic acid, hexanedioic acid, heptanedioic acid, octanedioic acid, nonandaioic acid, decandioic acid, undecanedioic acid, dodecaneda Ioic acid and the like can be exemplified, and these may be used alone or in combination of two or more.
구체적으로, 상기 언하이드라이드기를 갖는 화합물로는 아세틱 언하이드라이드, 부탄다이오익 언하이드라이드 등을 예로 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 포함할 수 있다.Specifically, examples of the compound having an anhydride group include acetic anhydride, butanedioic anhydride, and the like, or may include two or more of them.
구체적으로, 상기 에폭시 화합물로는 1,5-헥사다이엔 다이에폭사이드, 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 디에폭시부탄, 2,2'-디메틸-2,2'-바이옥시란, 디시클로펜타다이엔 디에폭사이드 등을 예로 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 포함할 수 있다.Specifically, as the epoxy compound, 1,5-hexadiene diepoxide, bisphenol A diglycidyl ether, diepoxybutane, 2,2'-dimethyl-2,2'-bioxirane, dicyclo Pentadiene diepoxides and the like can be exemplified, and these may be included alone or in combination of two or more.
바람직하기로, 상기 고정화제는 π-컨쥬게이션이 가능한 것일 수 있다. π-컨쥬게이션이 가능한 고정화제를 사용하는 경우, 글루코스 센서의 전극을 통해 감지되는 전류의 포화시간을 단축시킬 수 있다. 더욱 바람직하기로는, 상기 π-컨쥬게이션이 가능한 고정화제로서 π-컨쥬게이션이 가능한 알데하이드기를 갖는 화합물, 예컨대 테레프탈알데하이드, 안트라센-9,10-다이카복시알데하이드, 4,4'-바이페닐다이카복시알데하이드, 1,2-벤젠다이카복살데하이드, 1,3-다이포밀벤젠, 나프탈렌 다이알데하이드 등을 사용할 수 있다. Preferably, the immobilizing agent may be capable of π-conjugation. When a π-conjugation-capable immobilizer is used, the saturation time of the current sensed through the electrode of the glucose sensor can be shortened. More preferably, the compound having a π-conjugable aldehyde group as the π-conjugable immobilizing agent, such as terephthalaldehyde, anthracene-9,10-dicarboxyaldehyde, 4,4'-biphenyldicarboxyaldehyde , 1,2-benzenedicarboxaldehyde, 1,3-diformylbenzene, naphthalene dialdehyde, and the like.
특히, 상기 고정화제로서 지지체 역할을 하는 고분자 화합물과, 링커 역할을 하는 화합물로서 π-컨쥬게이션이 가능한 알데하이드기를 갖는 화합물을 혼합하여 사용하는 것이 감지 전류의 포화 시간 단축면에서 유리하다.In particular, it is advantageous in terms of reducing the saturation time of the sensing current to use a mixture of a polymer compound serving as a support as the immobilizing agent and a compound having an aldehyde group capable of π-conjugation as a compound serving as a linker.
예를 들어, 글루코스 반응부(50)는 효소로서 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 포함할 수 있다.For example, the
글루코스 반응부(50)에서의 반응 및 전극부(20)의 신호 감지 원리를 예시적으로 설명하면 다음과 같다. When explaining the principle of the reaction in the
측정 대상 물질인 시료를 글루코스 센서에 주입하면, 시료에 포함되어 있는 글루코스가 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소에 의하여 산화되고, 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소는 환원된다. 이때, 전자 수송체는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 산화시키고, 자신은 환원된다. 환원된 전자 수송체는 일정 전압이 가해진 전극 표면에서 전자를 잃고 전기화학적으로 다시 산화된다. 시료 내의 글루코스 농도는 전자 수송체가 산화되는 과정에서 발생되는 전류량에 비례하므로, 이 전류량을 측정함으로써 글루코스 농도를 측정할 수 있다.When the sample to be measured is injected into the glucose sensor, glucose contained in the sample is oxidized by glucose oxidase or glucose dehydrogenase, and glucose oxidase or glucose dehydrogenase is reduced. At this time, the electron transporter oxidizes glucose oxidase or glucose dehydrogenase, and itself is reduced. The reduced electron transporter loses electrons at the surface of the electrode where a certain voltage is applied and oxidizes again electrochemically. Since the concentration of glucose in the sample is proportional to the amount of current generated in the process of oxidation of the electron transporter, the concentration of glucose can be measured by measuring the amount of current.
이온 교환막(60)은 글루코스 반응부(50) 상에 형성되어 있으며, 시료에 포함되어 있는 물질들 중에서 측정 대상 성분만을 통과시키기 때문에, 외부의 불순물 이온 성분의 침투를 방지하여 글루코스 반응부(50)를 구성하는 글루코스 산화효소 또는 글루코스 탈수소효소를 보호한다.The
이온 교환막(60)은 퍼플루오로술폰산 수지 등의 양이온 교환 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이온 교환막(60)은 시판 제품으로서 나피온(Nafion) 등을 포함할 수 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 이에 한정되지는 않는다. The
글루코스 반응부(50)와 이온 교환막(60)의 총 두께는 1 내지 10㎛, 바람직하기로 2 내지 5 ㎛일 수 있다. 상기 글루코스 반응부(50)와 이온 교환막(60)의 총 두께가 1㎛ 미만이면 전류가 저하되거나 이온 교환막의 역할을 충분히 발휘하기 어려울 수 있으며, 10㎛ 초과인 경우에는 반응 속도가 저하될 수 있다.The total thickness of the
상기 전극부(20)는, 도면상 도시하지는 않았으나, 배선부에 연결된다. 배선부는 전극부(20)로부터 연장 형성된 복수의 전기 배선들로 이루어진다. 이러한 배선부는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)와 같은 전기적 연결 매체를 매개로 전류 분석 기능을 하는 감지 분석 수단에 연결될 수 있다. 배선부의 종단에는 패드 영역이 구비될 수 있으며, FPCB는 이 패드 영역에 접착되어 전기적으로 연결될 수 있다.The
도면상 도시하지는 않았으나, 상기 기판(10) 상에는 온도 센서가 구비될 수 있다. 온도 센서는 기판(10) 상에 형성되어 글루코스 농도가 측정되는 환경의 온도를 측정하는 구성요소이다. 즉, 온도 센서는 온도에 대응하는 전류를 전류 분석 기능을 하는 IC에 전달하며, IC는 온도 센서로부터 전달받은 전류값을 설정된 변환 알고리즘에 따라 온도값으로 변환한다. 측정되는 글루코스 농도는 온도에 따라 편차가 있을 수 있기 때문에, 글루코스의 농도와 함께 온도를 측정하고, 이 온도에 따라 글루코스의 농도를 보정하거나, 측정된 농도와 온도를 매칭(matching)시켜 활용할 수 있다. Although not illustrated in the drawing, a temperature sensor may be provided on the
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, Comparative Examples and Experimental Examples. It is apparent to those skilled in the art that these examples, comparative examples and experimental examples are only for describing the present invention, and the scope of the present invention is not limited to them.
실시예Example 1: One: 글루코스Glucose 센서의 제작 Sensor production
도 1의 실시형태와 동일한 구조로 글루코스 센서를 제작하였다.A glucose sensor was manufactured in the same structure as in the embodiment of FIG. 1.
기판으로는 188 ㎛ 두께의 PET 필름을 사용하였으며, 상기 기판 상에 자외선 경화형 접착제로 전극부를 접합하였다.As a substrate, a PET film having a thickness of 188 μm was used, and an electrode portion was bonded to the substrate with an ultraviolet curing adhesive.
전극부로는 240Å 두께의 APC를 사용하고, 도전성 산화막으로는 30Å 두께의 IZO를 사용하였다.APC of 240 mm thick was used as the electrode portion, and IZO of 30 mm thick was used as the conductive oxide film.
카본(carbon) 20 중량%, 프러시안 블루 1 중량%, 바인더로서 폴리에틸렌 글리콜(수평균 분자량: 50만) 20 중량% 및 용매로서 다이메틸 아디페이트 59중량%를 혼합하여 카본 페이스트를 제조하였다.A carbon paste was prepared by mixing 20% by weight of carbon, 1% by weight of Prussian Blue, 20% by weight of polyethylene glycol (number average molecular weight: 500,000) as a binder, and 59% by weight of dimethyl adipate as a solvent.
상기 카본 페이스트를 도전성 산화막 상에, 도전성 산화막과 전극부를 덮도록 8 ㎛ 두께로 인쇄하여 건조함으로써 전극보호 및 전자수송부를 형성하였다. The carbon paste was printed on a conductive oxide film to a thickness of 8 µm to cover the conductive oxide film and the electrode portion, followed by drying to form an electrode protection and electron transport portion.
글루코스 산화효소 및 고정화제로서 키토산(분자량: 310,000 내지 375,000 Da)을 각각 5 중량% 및 1 중량% 농도로 인산완충식염수에 용해시켜 글루코스 산화효소 용액을 제조하였다. A glucose oxidase solution was prepared by dissolving chitosan (molecular weight: 310,000 to 375,000 Da) as glucose oxidase and immobilizing agent in phosphate buffered saline at concentrations of 5% and 1%, respectively.
상기 글루코스 산화효소 용액을 상기 전극보호 및 전자수송부 상에 1.5 ㎕를 떨어뜨린 후 건조시켜 글루코스 반응부를 형성하고, 상기 글루코스 반응부 상에 1% 나피온 용액 1.0㎕를 떨어뜨린 후 건조시켜 이온교환막을 형성하였다. 상기 글루코스 반응부와 이온교환막의 총 두께는 3㎛이었다. 이와 같이 제조된 전극을 작동 전극으로 사용하였다.The glucose oxidase solution was dried by dropping 1.5 µl on the electrode protection and electron transport section and drying to form a glucose reaction section, and 1.0 µl of a 1% Nafion solution was dropped on the glucose reaction section and dried to prepare an ion exchange membrane. Formed. The total thickness of the glucose reaction portion and the ion exchange membrane was 3 μm. The electrode thus prepared was used as a working electrode.
상기 작동 전극에 대응하는 기준 전극으로는 상기 30Å 두께의 IZO 상에 Ag/AgCl 페이스트를 8 ㎛ 두께로 인쇄하여 건조한 것을 사용하였다.As a reference electrode corresponding to the working electrode, an Ag/AgCl paste printed on the 30 IZ thick IZO with a thickness of 8 μm was used.
실시예Example 2: 2: 글루코스Glucose 센서의 제작 Sensor production
상기 고정화제로서 키토산 대신 나피온을 1 중량% 농도로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 글루코스 센서를 제작하였다.A glucose sensor was produced in the same manner as in Example 1, except that Nafion was used as the immobilizing agent instead of chitosan at a concentration of 1% by weight.
실시예Example 3: 3: 글루코스Glucose 센서의 제작 Sensor production
상기 고정화제로서 키토산 대신 폴리아닐린(분자량: 100,000)을 1 중량% 농도로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 글루코스 센서를 제작하였다.A glucose sensor was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyaniline (molecular weight: 100,000) was used as the immobilizing agent at a concentration of 1% by weight instead of chitosan.
실시예Example 4: 4: 글루코스Glucose 센서의 제작 Sensor production
상기 고정화제로서 키토산 대신 테레프탈알데하이드를 1 중량% 농도로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 글루코스 센서를 제작하였다.A glucose sensor was prepared in the same manner as in Example 1, except that terephthalaldehyde was used as the immobilizing agent in a concentration of 1% by weight instead of chitosan.
실시예Example 5: 5: 글루코스Glucose 센서의 제작 Sensor production
상기 고정화제로서 1 중량% 농도의 키토산 대신에, 키토산과 테레프탈알데하이드를 각각 0.5 중량% 및 0.5 중량% 농도로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 글루코스 센서를 제작하였다.A glucose sensor was prepared in the same manner as in Example 1, except that chitosan and terephthalaldehyde were used at concentrations of 0.5% and 0.5% by weight, respectively, instead of 1% by weight of chitosan as the immobilizing agent.
실시예Example 6: 6: 글루코스Glucose 센서의 제작 Sensor production
상기 고정화제로서 1 중량% 농도의 키토산 대신에, 키토산과 4,4'-바이페닐다이카복시알데하이드를 각각 0.5 중량% 및 0.5 중량% 농도로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 글루코스 센서를 제작하였다.A glucose sensor as in Example 1, except that chitosan and 4,4'-biphenyldicarboxyaldehyde were used in concentrations of 0.5% and 0.5% by weight, respectively, instead of 1% by weight of chitosan as the immobilizing agent. Was produced.
비교예Comparative example 1: One: 글루코스Glucose 센서의 제작 Sensor production
상기 고정화제를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 글루코스 센서를 제작하였다.A glucose sensor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the immobilizing agent was not used.
실험예Experimental Example : :
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 글루코스 센서의 물성을 후술하는 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 평가기준에 따라 표 2에 나타내었다.The properties of the glucose sensor prepared in the above Examples and Comparative Examples were measured by a method described below, and the results are shown in Table 2 according to the following evaluation criteria.
(1) 내구성(1) Durability
CH Instruments사의 630e 장비로 -0.1V의 전압을 걸어 글루코스 센서를 이용하여 0.2mM 글루코스 용액으로 전류값을 측정하여 초기 측정값을 얻었다.The initial value was obtained by measuring the current value with a 0.2 mM glucose solution using a glucose sensor by applying a voltage of -0.1 V to a 630e device of CH Instruments.
이후, 상기 글루코스 센서를 상온에서 500시간 방치시킨 후 상기 조건과 동일하게 전류값을 측정하여, 초기 측정값 대비 전류값의 변화율을 산출하였다.Thereafter, the glucose sensor was left at room temperature for 500 hours, and then the current value was measured in the same manner as the above conditions to calculate the rate of change of the current value compared to the initial measurement value.
<평가기준><Evaluation criteria>
OK: 초기 측정값 대비 전류값 30% 미만 감소시OK: When the current value is less than 30% compared to the initial measured value
NG: 초기 측정값 대비 전류값 30% 이상 감소시NG: When the current value is reduced by more than 30% compared to the initial measured value
(2) 감지 전류 포화시간(2) Sensing current saturation time
CH Instruments사의 630e 장비로 -0.1V의 전압을 걸어 글루코스 센서의 전류값이 안정화되는 시간을 측정하였다.The time at which the current value of the glucose sensor stabilized was measured by applying a voltage of -0.1 V to a 630e device of CH Instruments.
상기 표 2에서 보듯이, 고정화제를 사용한 실시예 1 내지 6의 글루코스 센서는 고정화제를 사용하지 않은 비교예 1의 글루코스 센서에 비해 내구성이 우수하면서 전류의 포화시간을 단축시킬 수 있는 것으로 나타났다.As shown in Table 2, it was found that the glucose sensors of Examples 1 to 6 using the immobilizing agent were superior in durability and shortened the saturation time of the current compared to the glucose sensor of Comparative Example 1 without the immobilizing agent.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Since the specific parts of the present invention have been described in detail above, it is obvious that for those skilled in the art to which the present invention pertains, this specific technology is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereto. Do. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
10: 기판
20: 전극부
30: 도전성 산화막
40: 전극보호 및 전자수송부
50: 글루코스 반응부
60: 이온교환막10: substrate 20: electrode portion
30: conductive oxide film 40: electrode protection and electron transport
50: glucose reaction unit 60: ion exchange membrane
Claims (15)
상기 기판 상에 형성된 전극부;
상기 전극부상에 상기 전극부를 덮도록 형성된 전극보호 및 전자수송부; 및
상기 전극보호 및 전자수송부 상에 형성된 글루코스 반응부를 포함하고,
상기 글루코스 반응부는 효소 및 고정화제를 포함하는 글루코스 센서.Board;
An electrode portion formed on the substrate;
An electrode protection and electron transport unit formed to cover the electrode unit on the electrode unit; And
It includes a glucose reaction portion formed on the electrode protection and electron transport,
The glucose reaction unit is a glucose sensor comprising an enzyme and an immobilizing agent.
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
KR20210158814A (en) * | 2020-06-24 | 2021-12-31 | 광주과학기술원 | Electrochemical oxidase enzyme based biosensor containing polydopamine and method of manufacturing thereof |
WO2022065986A1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | 주식회사 동운아나텍 | Biosensor structure for sample measurement and sample measuring method using same |
WO2023246661A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 上海联影微电子科技有限公司 | Use of natural polymer compound in biosenser |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101107506B1 (en) | 2011-09-08 | 2012-01-31 | 한국지질자원연구원 | Glucose sensor having titanium dioxide-graphene composite |
-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101107506B1 (en) | 2011-09-08 | 2012-01-31 | 한국지질자원연구원 | Glucose sensor having titanium dioxide-graphene composite |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210158814A (en) * | 2020-06-24 | 2021-12-31 | 광주과학기술원 | Electrochemical oxidase enzyme based biosensor containing polydopamine and method of manufacturing thereof |
WO2022065986A1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | 주식회사 동운아나텍 | Biosensor structure for sample measurement and sample measuring method using same |
WO2023246661A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 上海联影微电子科技有限公司 | Use of natural polymer compound in biosenser |
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