KR102411089B1 - A composition for bio-sensor and biosensor including the same - Google Patents
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Abstract
본 출원의 일 실시예에 따르면 전기화학 반응을 이용하는 바이오센서용 조성물로서, 생체 시료에 포함된 바이오 타겟을 산화시킬 수 있는 - 상기 바이오 타겟이 산화되는 경우 상기 바이오 타겟으로부터 소정의 전자가 제공됨 - 효소,상기 소정의 전자가 제공되는 경우 환원될 수 있는 상기 제1 전자 전달 매개체 및 상기 제1 전자 전달 매개체를 산화시킬 수 있고, 상기 제1 전자 전달 매개체가 산화되는 경우 환원되는 제2 전자 전달 매개체를 포함하고, 상기 제1 전자 전달 매개체는 루테늄 착물(Ruthenium complex) 또는 페로시아나이드 착물(ferricyanide complex) 중 적어도 어느 하나를 포함하되, 상기 제2 전자 전달 매개체의 화학식은 3-(1-메톡시페나진-5-윰-5-일) 프로판-1-설포네이트(3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate)인, 바이오센서용 조성물이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present application, a composition for a biosensor using an electrochemical reaction, capable of oxidizing a biotarget included in a biological sample - When the biotarget is oxidized, a predetermined electron is provided from the biotarget - Enzyme , When the predetermined electrons are provided, the first electron transport mediator that can be reduced and the second electron transport mediator that can oxidize the first electron transport mediator and are reduced when the first electron transport mediator is oxidized; Including, wherein the first electron transport mediator includes at least one of a ruthenium complex or a ferricyanide complex, wherein the chemical formula of the second electron transport mediator is 3-(1-methoxyphena) Zin-5-ium-5-yl) propane-1-sulfonate (3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate), a composition for a biosensor may be provided.
Description
본 발명은 생체 정보를 획득하기 위한 바이오 센서용 조성물 및 이를 포함하는 바이오 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생체 정보 획득을 위한 안정성과 측정 정밀도가 개선된 바이오 센서용 조성물 및 이를 포함하는 바이오 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for a biosensor for obtaining biometric information and a biosensor including the same, and more particularly, to a composition for a biosensor with improved stability and measurement precision for obtaining biometric information, and a biosensor comprising the same it's about
최근 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 바이오 센서(Bio-sensor)가 널리 이용되고 있다. 바이오 센서는 생물학적 요소와 물리화학적 요소가 통합되어 체내의 분석 대상 물질에 관한 정보를 측정할 수 있는 장치로서, 바이오 센서에는 전기화학 방식, 광학적 방식, 열 감지 방식 등 다양한 측정 방법이 적용될 수 있다. Recently, as interest in health increases, bio-sensors are widely used. A biosensor is a device capable of measuring information about an analyte in the body by integrating a biological element and a physicochemical element, and various measurement methods such as an electrochemical method, an optical method, and a heat sensing method may be applied to the biosensor.
특히 전기 화학 방식이 적용된 바이오 센서는 다른 방식과 비교할 때, 상대적으로 소형화가 용이하고 낮은 비용이 소요되어 더욱 빈번하게 이용되고 있다. 하지만 전기화학 방식이 적용된 바이오 센서는 측정 대상과 측정용 조성물의 혼합물에 대한 안정성 및 측정 대상에 대한 선택도가 다소 낮은 단점을 가지고 있으며, 이러한 문제가 개선된 전기화학 방식이 적용된 바이오 센서용 조성물에 대한 요구가 증대되고 있다.In particular, the biosensor to which the electrochemical method is applied is used more frequently because of its relatively easy miniaturization and low cost compared to other methods. However, the biosensor to which the electrochemical method is applied has disadvantages in that the stability of the mixture of the measurement object and the composition for measurement and the selectivity of the measurement object are rather low. demand is increasing.
본 발명의 일 과제는, 생체 시료의 측정 대상에 대한 측정 정확도가 개선된 생체 정보를 획득할 수 있는 바이오 센서용 조성물 및 이를 포함하는 바이오 센서를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a composition for a biosensor capable of acquiring biometric information with improved measurement accuracy for a measurement target of a biological sample and a biosensor including the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and the problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and the accompanying drawings. .
본 출원의 일 양상에 따르면, 전기화학 반응을 이용하는 바이오센서용 조성물로서, 생체 시료에 포함된 바이오 타겟을 산화 시킬 수 있는 - 상기 바이오 타겟이 산화되는 경우 상기 바이오 타겟으로부터 소정의 전자가 제공됨 - 효소, 상기 소정의 전자가 제공되는 경우 환원될 수 있는 상기 제1 전자 전달 매개체 및 상기 제1 전자 전달 매개체를 산화시킬 수 있고, 상기 제1 전자 전달 매개체가 산화되는 경우 환원되는 제2 전자 전달 매개체를 포함하고, 상기 제1 전자 전달 매개체는 루테늄 착물(Ruthenium complex) 또는 페로시아나이드 착물(ferricyanide complex) 중 적어도 어느 하나를 포함하되, 상기 제2 전자 전달 매개체의 화학식은 3-(1-메톡시페나진-5-윰-5-일) 프로판-1-설포네이트(3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate)인, 바이오센서용 조성물이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present application, a composition for a biosensor using an electrochemical reaction, capable of oxidizing a biotarget included in a biological sample - When the biotarget is oxidized, a predetermined electron is provided from the biotarget - Enzyme , a second electron transport mediator capable of oxidizing the first electron transport mediator, which can be reduced when the predetermined electrons are provided, and a second electron transport mediator that is reduced when the first electron transport mediator is oxidized Including, wherein the first electron transport mediator includes at least one of a ruthenium complex or a ferricyanide complex, wherein the chemical formula of the second electron transport mediator is 3-(1-methoxyphena) Zin-5-ium-5-yl) propane-1-sulfonate (3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate), a composition for a biosensor may be provided.
본 출원의 또 다른 양상에 따르면, 상기 바이오 센서용 조성물을 포함하는 바이오 센서가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present application, a biosensor including the composition for a biosensor may be provided.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solutions to the problems of the present invention are not limited to the above-described solutions, and solutions not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and the accompanying drawings. will be able
본 발명에 의하면, 외부 환경에 굳건하여 안정성이 개선되고, 바이오 타겟에 대한 선택도가 향상되어 측정 정확도가 개선된 생체 정보를 획득할 수 있는 바이오 센서용 조성물 및 이를 포함하는 바이오 센서가 제공될 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a composition for a biosensor capable of acquiring biometric information with improved stability in the external environment, improved stability and improved selectivity for a biotarget, and improved measurement accuracy, and a biosensor including the same. have.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and the effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains from the present specification and accompanying drawings.
도 1은 효소 전극 방식의 진단 프로토콜을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물이 적용된 바이오 센서의 구조를 나타낸 도면이다`.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물이 적용된 바이오 센서에 있어서, 생체 시료에 포함된 글루코스 농도 별 시간 경과에 따른 측정 전류의 세기에 관한 그래프이다.
도 4 및 도 5는 비교예에 따른 시약 조성물이 적용된 바이오 센서에 있어서, 생체 시료에 포함된 글루코스 농도 별 시간 경과에 따른 측정 전류의 세기에 관한 그래프이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물이 적용된 바이오 센서에 있어서, 생체 시료에 포함된 글루코스 농도에 따른 측정 전류의 세기에 관한 그래프이다.
도 7 및 도 8은 비교예에 따른 시약 조성물이 적용된 바이오 센서에 있어서, 생체 시료에 포함된 글루코스 농도에 따른 측정 전류의 세기에 관한 그래프이다.
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물과 종래 시약 조성물에 있어서, 시간이 경과됨에 따라 침전물이 발생하는지 여부를 확인하기 위한 도면이다.
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물과 종래 시약 조성물에 있어서, 시간이 경과됨에 따라 글루코스 농도 변화를 나타낸 도면이다.1 is a flowchart illustrating a diagnostic protocol of an enzyme electrode method.
2 is a view showing the structure of a biosensor to which a composition for a biosensor according to an embodiment of the present specification is applied.
3 is a graph showing the intensity of a measured current over time for each glucose concentration contained in a biological sample in a biosensor to which the composition for a biosensor according to an embodiment of the present specification is applied.
4 and 5 are graphs showing the intensity of the measured current over time for each glucose concentration contained in the biological sample in the biosensor to which the reagent composition according to the comparative example is applied.
6 is a graph showing the intensity of the measured current according to the glucose concentration contained in the biological sample in the biosensor to which the composition for a biosensor according to an embodiment of the present specification is applied.
7 and 8 are graphs of the intensity of the measured current according to the glucose concentration contained in the biological sample in the biosensor to which the reagent composition according to the comparative example is applied.
9 is a view for confirming whether sediment is generated as time elapses in the composition for a biosensor and the conventional reagent composition according to an embodiment of the present specification.
10 is a view showing changes in glucose concentration over time in a biosensor composition and a conventional reagent composition according to an embodiment of the present specification.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. The embodiments described in this specification are for clearly explaining the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, so the present invention is not limited by the embodiments described herein, and the present invention It should be construed as including modifications or variations that do not depart from the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as widely used general terms as possible in consideration of the functions in the present invention, but they may vary depending on the intention, custom, or emergence of new technology of those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. can However, if a specific term is defined and used in an arbitrary sense, the meaning of the term will be separately described. Therefore, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the terms and the contents of the entire specification, rather than the names of simple terms.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings attached to this specification are for easily explaining the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated as necessary to help understand the present invention, so the present invention is not limited by the drawings.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.In the present specification, when it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present invention may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted if necessary.
본 출원의 일 양상에 따르면, 전기화학 반응을 이용하는 바이오센서용 조성물로서, 생체 시료에 포함된 바이오 타겟을 산화 시킬 수 있는 - 상기 바이오 타겟이 산화되는 경우 상기 바이오 타겟으로부터 소정의 전자가 제공됨 - 효소 상기 소정의 전자가 제공되는 경우 환원될 수 있는 상기 제1 전자 전달 매개체 및 상기 제1 전자 전달 매개체를 산화시킬 수 있고, 상기 제1 전자 전달 매개체가 산화되는 경우 환원되는 제2 전자 전달 매개체를 포함하고, 상기 제1 전자 전달 매개체는 루테늄 착물(Ruthenium complex) 또는 페로시아나이드 착물(ferricyanide complex) 중 적어도 어느 하나를 포함하되, 상기 제2 전자 전달 매개체의 화학식은 3-(1-메톡시페나진-5-윰-5-일) 프로판-1-설포네이트(3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate)인, 바이오센서용 조성물이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present application, a composition for a biosensor using an electrochemical reaction, capable of oxidizing a biotarget included in a biological sample - When the biotarget is oxidized, a predetermined electron is provided from the biotarget - Enzyme and a second electron transport mediator capable of oxidizing the first electron transport mediator, which can be reduced when the predetermined electron is provided, and a second electron transport mediator that is reduced when the first electron transport mediator is oxidized. and, the first electron transport mediator includes at least one of a ruthenium complex or a ferricyanide complex, wherein the chemical formula of the second electron transport mediator is 3-(1-methoxyphenazine) -5-ium-5-yl) propane-1-sulfonate (3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate), a composition for a biosensor may be provided.
이 때, 상기 제2 전자 전달 매개체는 아래 같은 구조식을 가지는, 바이오센서용 조성물이 제공될 수 있다.In this case, the second electron transfer mediator may be provided with a composition for a biosensor having the following structural formula.
(상기 구조식에서, OMe는 메톡시기(methoxy group)를 나타냄)(In the above structural formula, OMe represents a methoxy group)
이 때, 상기 효소는 플라빈아데닌디뉴클레오티드-글루코스 디하이드로제나아제 (flavin adenine dinucleotide- glucose dehydrogenase), 프록토사민 옥시데이즈 (Fructosamine oxidases,FAOX), 플럭토실펩타이드 옥시데이즈(Fructosyl peptide oxidase), 케토아민 옥시데이즈(Ketoamine oxidase), 니코틴아마이드 아데닌디뉴클레오티드 디하이드로제나아제(nicotinamide adenine dinucleotideglucose dehydrogenase), 글루코스 옥시데이즈(glucose oxidase), 콜레스테롤 옥시데이즈(cholesterol oxidase), 콜레스테롤 에스테라아제(cholesterol esterase), 락테이트 옥시데이즈(lactate oxidase), 유레이트 옥시데이즈(Urate oxidase)으로 이루어진 군 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 바이오 센서용 조성물이 제공될 수 있다.At this time, the enzyme is flavin adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase, fructosamine oxidases (FAOX), fructosyl peptide oxidase (Fructosyl peptide oxidase), keto Ketoamine oxidase, nicotinamide adenine dinucleotideglucose dehydrogenase, glucose oxidase, cholesterol oxidase, cholesterol esterase, lactate A composition for a biosensor comprising at least one of the group consisting of lactate oxidase and urate oxidase may be provided.
상기 효소의 중량에 대한 상기 제1 전자 전달 매개체의 중량의 비는 3 내지 6이고, 상기 효소의 중량에 대한 상기 제2 전자 전달 매개체의 중량의 비는 0.001 내지 0.1인, 바이오 센서용 조성물이 제공될 수 있다. The ratio of the weight of the first electron transfer medium to the weight of the enzyme is 3 to 6, and the ratio of the weight of the second electron transfer medium to the weight of the enzyme is 0.001 to 0.1, the composition for a biosensor is provided can be
상기 제2 전자 전달 매개체의 중량에 대한 상기 제1 전자 전달 매개체의상기 중량의 비는 200 내지 600인 바이오 센서용 조성물이 제공될 수 있다.A composition for a biosensor may be provided in which a ratio of the weight of the first electron transfer medium to the weight of the second electron transfer medium is 200 to 600.
본 출원의 또 다른 양상에 따르면, 상기 바이오 센서용 조성물을 포함하는 바이오 센서가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present application, a biosensor including the composition for a biosensor may be provided.
본 발명은 생체 정보를 획득하기 위한 바이오 센서용 조성물 및 이를 포함하는 바이오 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생체 정보 획득을 위한 안정성과 측정 정밀도가 개선된 바이오 센서용 조성물 및 이를 이용한 바이오 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for a biosensor for obtaining biometric information and a biosensor including the same, and more particularly, to a composition for a biosensor with improved stability and measurement precision for obtaining biometric information and a biosensor using the same will be.
이하에서는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물에 대해 후술하도록 한다. Hereinafter, a composition for a biosensor according to an embodiment of the present specification will be described later.
1. 바이오 센서 개괄1. Biosensor Overview
바이오 센서(bio-sensor)는 사용자로부터 생체 시료를 제공받고, 상기 생체 시료에 포함된 분석 대상물(biological analyte)과 상기 바이오 센서에 포함된 생물학적 요소(예컨대, 효소, 항원, 항체, 생화학 물질, 호르몬 등일 수 있음)를 기초로 상기 사용자의 생체 정보를 획득하기 위한 분석 센서(analytical sensor)이다. 상기 분석 대상물은 글루코스(혹은 글루코스가 결합된 물질), 콜레스테롤, 단백질, 케톤, 크레아틴 등일 수 있다. A bio-sensor receives a biological sample from a user, and includes a biological analyte included in the biological sample and biological elements (eg, enzyme, antigen, antibody, biochemical substance, hormone) included in the bio-sensor. It is an analytical sensor for acquiring the user's biometric information based on the user's biometric information. The analyte may be glucose (or a substance to which glucose is bound), cholesterol, protein, ketone, creatine, and the like.
하지만 전기화학 식의 바이오 센서는 광학 방식의 바이오 센서와 비교할 때, 소형화가 용이하고 비용이 저렴하여 현재 널리 이용되고 있다. 특히 전기화학 식 바이오 센서에는 효소 전극 방식(enzyme-linked electrode)이 널리 이용되고 있다. However, the electrochemical biosensor is currently widely used because of its easy miniaturization and low cost compared to the optical biosensor. In particular, an enzyme-linked electrode method is widely used for an electrochemical biosensor.
한 편, 효소 전극 방식에 있어서 바이오 센서에서 발생되는 산화 환원 반응으로 인한 전자에 대한 전자 전달 효율을 개선하기 위해 2 종의 전자 전달 매개체를 검출 시약에 포함되어 사용하는 방법이 제안된 바 있다.On the other hand, in the enzyme electrode method, in order to improve the electron transfer efficiency for electrons due to the redox reaction occurring in the biosensor, a method of using two kinds of electron transfer mediators in a detection reagent has been proposed.
본 발명에 의해 개시되는 바이오 센서는 전술한 효소 전극 방식이 적용된 바이오 센서에 관한 것이다. The biosensor disclosed by the present invention relates to a biosensor to which the above-described enzyme electrode method is applied.
도 1은 효소 전극 방식에 관한 진단 프로토콜을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a diagnostic protocol for an enzyme electrode method.
도 1을 참조하면 효소 전극 방식에 관한 프로토콜은 바이오 센서에 생체 시료가 주입되는 단계(S20), 생체 시료의 바이오 타겟과 검출 시약이 반응하는 단계(S40), 바이오 센서에 전압을 인가하는 단계(S60) 및 생체 정보를 획득하는 단계(S80)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the protocol for the enzyme electrode method includes the steps of injecting a biological sample into the biosensor (S20), reacting the biotarget of the biological sample with a detection reagent (S40), and applying a voltage to the biosensor ( S60) and obtaining biometric information (S80).
상기 바이오 센서는 전극부, 시료 제공부를 포함할 수 있다. 상기 전극부의 적어도 일부에는 검출 시약이 도포될 수 있다. 상기 바이오 센서에 관한 상세한 구조, 기능 등은 도 2를 참조하여 후술되므로 상세한 내용은 생략하도록 한다.The biosensor may include an electrode unit and a sample providing unit. A detection reagent may be applied to at least a portion of the electrode part. The detailed structure, function, etc. of the biosensor will be described later with reference to FIG. 2 , so the detailed content will be omitted.
바이오 센서에 생체 시료가 제공되는 단계(S20)에서는, 상기 바이오 센서에 생체 시료가 제공될 수 있다. 상기 생체 시료는 측정하고자 하는 바이오 타겟을 포함할 수 있다. 상기 생체 시료는 측정하고자 하는 바이오 타겟의 종류에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 생체 시료는 혈액(blood), 소변(urine), 체액(body fluid) 등일 수 있다. 구체적인 바이오 타겟이 특정되는 경우, 그 바이오 타겟을 검출하기 위해 특히 적합한 샘플이 결정될 수 있다. 특히, 측정하고자 하는 대상이 글루코스, 당화혈색소, 당화알부민 등 혈액 세포 내 단백질 혹은 혈액 내 단백질인 경우 상기 생체 시료는 혈액일 수 있다. In the step (S20) of providing a biological sample to the biosensor, the biological sample may be provided to the biosensor. The biological sample may include a biotarget to be measured. The biological sample may be different depending on the type of the biotarget to be measured. For example, the biological sample may be blood, urine, body fluid, or the like. When a specific biotarget is specified, a sample particularly suitable for detecting the biotarget can be determined. In particular, when the target to be measured is a protein in blood cells, such as glucose, glycated hemoglobin, or glycated albumin, the biological sample may be blood.
상기 주입되는 단계(S20) 이후, 상기 바이오 타겟은 상기 검출 시약에 포함된 반응물과 반응할 수 있다. 상기 검출 시약은 효소, 제1 전자 전달 매개체 및 제2 전자 전달 매개체를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 효소는 상기 바이오 타겟에 대한 반응을 특이적으로 매개할 수 있다. After the injection (S20), the bio-target may react with a reactant included in the detection reagent. The detection reagent may include an enzyme, a first electron transfer mediator and a second electron transfer mediator. In this case, the enzyme may specifically mediate the reaction to the bio-target.
상기 생체 시료의 바이오 타겟과 검출 시약이 반응하는 단계(S40)에서는 상기 바이오 타겟이 상기 효소에 의해 산화될 수 있다. 상기 바이오 타겟은 상기 효소에 의해 매개되는 산화 환원 반응의 반응물(reagent)일 수 있다. In the step S40 of reacting the biotarget of the biological sample with the detection reagent, the biotarget may be oxidized by the enzyme. The biotarget may be a reactant of a redox reaction mediated by the enzyme.
상기 바이오 타겟이 산화되는 경우 소정의 전자가 제공될 수 있다.When the biotarget is oxidized, predetermined electrons may be provided.
제공된 소정의 전자는 상기 효소와 결합할 수 있다. 이 경우 상기 효소는 상기 바이오 타겟이 산화됨에 따라 환원될 수 있다. 환원된 효소는 검출 시약에 포함된 제1 전자 전달 매개체에 의해 산화될 수 있다. 이 경우 상기 환원된 효소는 산화되어 전자를 제공하고, 상기 제1 전자 전달 매개체는 환원될 수 있다. The given electrons can bind to the enzyme. In this case, the enzyme may be reduced as the biotarget is oxidized. The reduced enzyme may be oxidized by the first electron transfer mediator included in the detection reagent. In this case, the reduced enzyme may be oxidized to provide electrons, and the first electron transfer mediator may be reduced.
혹은 제공된 소정의 전자는 검출 시약에 포함된 제1 전자 전달 매개체와 결합될 수 있다. 이 경우 상기 제1 전자 전달 매개체는 상기 바이오 타겟이 산화됨에 따라 환원될 수 있다. Alternatively, the provided electrons may be bound to the first electron transfer mediator included in the detection reagent. In this case, the first electron transfer mediator may be reduced as the biotarget is oxidized.
환원된 제1 전자 전달 매개체는 상기 제2 전자 전달 매개체에 의해 산화될 수 있다. 이 때, 상기 제2 전자 전달 매개체는 상기 환원된 제1 전자 전달 매개체가 산화됨에 따라 환원될 수 있다. The reduced first electron transport mediator may be oxidized by the second electron transport mediator. In this case, the second electron transport mediator may be reduced as the reduced first electron transport mediator is oxidized.
생체 시료의 바이오 타겟과 검출 시약이 반응하는 단계(S40)에서는 생체 시료에 포함된 바이오 타겟의 양에 따라 상술된 반응 발생 규모가 상이할 수 있다. 예를 들어, 생체 시료가 혈액이고 바이오 타겟이 글루코스인 경우, 상술된 반응의 발생 규모는 혈액에 포함된 글루코스의 농도가 높을수록 더 클 수 있다. 즉 혈액 내의 글루코스 농도는 상기 환원된 제1 전자 전달 매개체의 규모가 더 클수록 더 높은 것으로 판단될 수 있다. In the step S40 of reacting the biotarget of the biological sample with the detection reagent, the above-described reaction occurrence scale may be different depending on the amount of the biotarget included in the biological sample. For example, when the biological sample is blood and the biotarget is glucose, the magnitude of the reaction described above may be greater as the concentration of glucose in the blood increases. That is, the glucose concentration in the blood may be determined to be higher as the scale of the reduced first electron transfer mediator increases.
전극부에 전압을 인가하는 단계(S60)에서는 상기 전극부의 적어도 일부에 전류 흐름이 검출될 수 있다. 상기 인가하는 단계(S60)에서는 상기 바이오 센서는 상기 바이오 센서에 소정의 전위를 인가할 수 있는 외부 디바이스에 제공될 수 있다. In the step of applying a voltage to the electrode part ( S60 ), a current flow may be detected in at least a part of the electrode part. In the applying step ( S60 ), the biosensor may be provided to an external device capable of applying a predetermined potential to the biosensor.
이 때, 상기 환원된 제2 전자 전달 매개체의 환원 전위가 인가될 수 있다. 환원 전위가 인가되는 경우, 상기 환원된 제2 전자 전달 매개체는 산화될 수 있다. 상기 환원된 제2 전자 전달 매개체가 산화되는 경우, 상기 환원된 제2 전자 전달 매개체는 전자를 제공할 수 있다. 제공된 전자는 상기 전극부의 전기적으로 연결된 영역을 통해 이동될 수 있다. At this time, the reduction potential of the reduced second electron transfer mediator may be applied. When a reducing potential is applied, the reduced second electron transport mediator may be oxidized. When the reduced second electron transport mediator is oxidized, the reduced second electron transport mediator may donate electrons. The provided electrons may move through the electrically connected region of the electrode part.
결국 상기 바이오 타겟의 양에 관한 정보는 상기 전극부 상에 이동되는 전자(전류 흐름으로 측정될 수 있음)에 관한 정보에 대응될 수 있다. As a result, the information on the amount of the bio-target may correspond to information on electrons (which may be measured by current flow) moving on the electrode unit.
생체 정보를 획득하는 단계(S80)에서, 상기 바이오 타겟이 제공된 외부 디바이스는 상기 전극부 상에서 획득되는 전류 정보를 기초로 생체 정보를 획득할 수 있다. 상술된 바와 같이 상기 전극부 상에서의 전류 정보는 상기 바이오 타겟의 양에 관한 정보와 대응될 수 있다. 상기 외부 디바이스는 미리 정해진 기준에 따라 전류 정보를 기초로 생체 정보를 산출할 수 있다. In the step of acquiring the biometric information ( S80 ), the external device provided with the biotarget may acquire the biometric information based on current information obtained from the electrode unit. As described above, the current information on the electrode part may correspond to the information about the amount of the bio-target. The external device may calculate biometric information based on current information according to a predetermined criterion.
일반적으로, 상기 제1 전자 전달 매개체 혹은 상기 제2 전자 전달 매개체에는 타슘페리시아나이드[K3Fe(CN)6], 페로센(ferrocene), 페로센 유도체, 퀴논(quinone) 유도체, 페나진메토설페이트(phenazine-methosulfate), 메톡시페나진메토설페이트(methoxyphenazine-methosulfate), 페나진메틸설페이트(phenazine methyl sulfate), 디클로로인도페놀(dichloroindophenol) 등이 널리 이용되고 있다.In general, the first electron transport mediator or the second electron transport mediator includes potassium ferricyanide [K3Fe(CN)6], ferrocene, ferrocene derivatives, quinone derivatives, phenazine-methosulfate (phenazine-) Methosulfate), methoxyphenazine-methosulfate, phenazine methyl sulfate, dichloroindophenol, etc. are widely used.
하지만 상술한 종래 전자 전달 매개체는 빛, 온도, 습도에 의한 영향을 매우 많이 받고, 이로 인해 장기간 보관되는 경우 변질될 우려가 발생하여 바이오 센서의 신뢰도가 훼손될 수 있는 문제점이 있었다. However, the above-described conventional electron transport medium is very much affected by light, temperature, and humidity, and thus there is a problem that the reliability of the biosensor may be damaged because there is a risk of deterioration when stored for a long period of time.
본 발명은 상술한 종래 문제를 해결하기 위한 것으로 서 이하에서는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물에 관하여 후술하도록 한다.The present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems, and hereinafter, a composition for a biosensor according to an embodiment of the present specification will be described later.
2. 바이오 센서 및 바이오 센서용 조성물 관련2. Biosensors and compositions for biosensors
2-1 바이오 센서의 구조 및 기능2-1 Structure and Function of Biosensor
이하에서는 도 2를 참조하여, 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물이 적용된 바이오 센서에 관하여 설명하도록 한다. Hereinafter, a biosensor to which the composition for a biosensor according to an embodiment of the present specification is applied will be described with reference to FIG. 2 .
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물이 적용된 바이오 센서의 구조를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing the structure of a biosensor to which a composition for a biosensor according to an embodiment of the present specification is applied.
도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물이 적용된 바이오 센서(100)는 제1 커버부(110), 제2 커버부(120), 스페이서(130), 시료 제공부(135), 절연부(140), 검출 시약부(150) 및 전극부(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
상기 제1 커버부(110)와 상기 제2 커버부(120) 사이에는 상기 스페이서(130), 상기 시료 제공부(135), 상기 절연 부재(140) 및 상기 전극부(160)가 가 위치할 수 있다. The
상기 스페이서(130)와 상기 전극부(160) 사이에는 상기 절연부(140)가 위치할 수 있다. The insulating
상기 제1 커버부(110)는 상기 바이오 센서(100)의 일 면의 외부커버일 수 있다. The
상기 제1 커버부(110)는 공기 배출부(112)를 포함할 수 있다. 상기 공기 배출부(112)는 상기 시료 제공부(135)와 유체적으로 연결(fluidically connected)될 수 있다. The
도면에 도시하지 않았으나, 상기 공기 배출부(112)는 상기 제1 커버부(110)에 포함되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 커버부(110)의 적어도 일부가 상기 스페이서(130)와 이격되어 외부와 유체적으로 연결된 유로가 형성될 수 있다.Although not shown in the drawings, the
상기 제2 커버부(120)는 상기 바이오 센서(100)의 타 면의 외부 커버일 수 있다. 상기 제2 커버부(120)는 상기 바이오 센서(100)의 개별 구성이 배치될 수 있는 베이스 기판일 수 있다. The
상기 스페이서(130)는 상기 제1 커버부(110)와 상기 제2 커버부(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 스페이서(130)의 적어도 일부는 인입된 형상을 가질 수 있다. The
상기 시료 제공부(135)의 적어도 일부는 상기 바이오 센서(100)의 두께 방향을 기준으로 할 때, 상기 스페이서(130)와 동일한 높이에 위치할 수 있다.At least a portion of the
상기 시료 제공부(135)는 상기 스페이서(130)의 인입된 영역에 형성될 수 있다. 상기 시료 제공부(135)는 상기 스페이서(130), 상기 제1 커버부(110) 및 상기 제2 커버부(120)에 의해 형성된 공간일 수 있다.The
상기 시료 제공부(135)는 사용자로부터 생체 시료(예컨데, 혈액, 소변 등)가 제공되는 경우 모세관 현상에 의해 내부로 이동될 수 있도록 길이 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 시료 제공부(135)는 원통 형상 혹은 가로 길이에 대한 세로 길이 비율이 미리 정해진 비율 이상인 직사각형 형상을 가질 수 있다.When a biological sample (eg, blood, urine, etc.) is provided from the user, the
이 때, 상기 사용자로부터 제공되는 생체 시료에는 바이오 타겟이 포함될 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 바이오 타겟은 글루코스(혹은 글루코스가 결합된 물질), 콜레스테롤, 단백질, 케톤, 크레아틴 등일 수 있다. 구체적인 예시에 의하면 글루코스를 측정하기 위해서 사용되는 생체 시료는 혈액 샘플로서, 상기 혈액 샘플이 상기 시료 제공부(135)에 제공될 것이다.In this case, the biological sample provided by the user may include a bio-target. According to an example, the bio-target may be glucose (or a substance to which glucose is bound), cholesterol, protein, ketone, creatine, and the like. According to a specific example, the biological sample used for measuring glucose is a blood sample, and the blood sample is provided to the
사용자의 생체 시료가 상기 시료 제공부(135)에 주입되는 경우, 상기 시료 제공부(135) 내에 포함된 공기의 적어도 일부는 상기 공기 배출부(112)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 공기 배출부(112)의 위치는 상부에서 볼 때, 상기 시료 제공부(135)의 위치에 대응될 수 있다.When a user's biological sample is injected into the
상기 절연부(140)는 상기 검출 시약부(150)와 상기 전극부(160)의 적어도 일부 영역에 대한 전기적 연결(electrically connect)을 차단할 수 있다.The insulating
상기 절연부(140)는 상기 바이오 센서(100)의 개별 구성과 상기 전극부(160)와의 전기적 연결의 적어도 일부를 차단함으로써, 상기 전극부(160)에 발생되는 전류 신호에 대한 오류를 감쇄시킬 수 있다. The insulating
상기 절연부(140)는 적어도 일부 영역이 인입 된 영역을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 검출 시약부(150)는 상기 전극부(160)의 일부 영역과 상기 인입된 영역을 통해 연결될 수 있다.The insulating
상기 절연부(140)는 절연성 물질을 적어도 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 절연성 물질에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리이미드(polyimide), 폴리스티렌(polystyrene), 아크릴 수지(acrylic resin) 혹은 폴리에스터(polyester)일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The insulating
상기 검출 시약부(150)는 상기 시료 제공부(135)에 대응되는 위치에 위치할 수 있다. 상기 검출 시약부(150)는 상기 시료 제공부(135)에 생체 시료가 제공되는 경우 상기 생체 시료의 적어도 일부와 물리적으로 접촉할 수 있다. The
상기 검출 시약부(150)는 상기 절연부(140)의 인입된 영역에 대응되는 위치에 위치할 수 있다. The
상기 검출 시약부(150)는 상기 전극부(160)의 적어도 일부 영역에 도포될 수 있다. The
상기 검출 시약부(150)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물을 포함할 수 있다. 본 명세서에 있어서 상기 바이오 센서용 조성물은 시약 조성물로 지칭될 수 있다. 상기 바이오 센서용 조성물에 관한 상세한 내용은 후술되므로, 중복될 수 있는 내용에 대해서는 생략하도록 한다.The
상기 전극부(160)는 상기 제2 커버부(120)의 상부에 배열될 수 있다. The
도 2를 참조하면, 상기 전극부(160)는 제1 리드선(162), 제2 리드선(163), 제3 리드선(164), 제1 전극(166), 제2 전극(167) 및 제3 전극(168)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
제1 리드선(162), 제2 리드선(163), 제3 리드선(164), 제1 전극(166), 제2 전극(167) 및 제3 전극(168)은 상기 전극부의 베이스 기판 상에 전도성 물질을 포함할 수 있고, 상기 베이스 기판 상에 스크린 프린팅, 에칭, 도체 테이프 부착, 물리적 증기 착상을 포함한 통상의 방법으로 구현될 수 있다. 상기 전도성 물질은 전도성 고분자, 탄소, 금속입자, 흑연, 백금 등 특정 종류에 한정되지 않는다. The
상기 제1 리드선(162)은 상기 제1 전극(166)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 리드선(163)은 상기 제2 전극(167)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제3 리드선(164)은 상기 제3 전극(168)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 제1 리드선(162), 상기 제2 리드선(163) 및 상기 제3 리드선(164)은 상기 바이오 센서(100)가 장착될 수 있는 디바이스와 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 제1 리드선(162), 상기 제2 리드선(163) 및 상기 제3 리드선(164)에 흐르는 전류에 관한 정보는 상기 디바이스에 제공될 수 있다. 상기 전극부(160)에 소정의 전위가 인가되는 경우, 상기 전극부(160)의 적어도 일부 영역에서는 전류가 발생될 수 있다. 이 때, 발생된 전류는 사용자의 생체 시료에 포함된 바이오 타겟과 상기 검출 시약부(150)에 포함된 바이오 센서용 조성물과의 산화 환원 반응으로 인한 것일 수 있다. Information regarding currents flowing through the
상기 전극부(160)의 적어도 일부 영역에서 발생된 전류에 관한 정보는 상기 제1 리드선(162), 상기 제2 리드선(163) 및 상기 제3 리드선(164)중 적어도 어느 하나를 통해 상기 디바이스에 제공될 수 있다. Information on the current generated in at least a partial region of the
상기 디바이스는 상기 제1 리드선(162), 상기 제2 리드선(163) 및 상기 제3 리드선(164) 중 적어도 어느 하나로부터 제공되는 전기적 신호를 기초로 사용자의 생체 신호에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 측정하고자 하는 대상이 사용자의 혈당 정보인 경우, 상기 디바이스는 제공된 전기적 신호를 보정하여 혈당 데이터를 산출할 수 있다.The device may obtain information about the user's biosignal based on an electrical signal provided from at least one of the
상기 제1 전극(166)은 작동 전극(working electrode)일 수 있다. 상기 제1 전극(166)은 제1 리드선(162)과 전기적으로 연결될 수 있다. The
상기 제2 전극(167)은 카운터 전극(counter electrode)일 수 있다. 상기 제2 전극(167)은 제2 리드선(163)과 전기적으로 연결될 수 있다. The
상기 제3 전극(168)은 기준 전극(reference electrode)일 수 있다. 상기 제3 전극(168)은 제3 리드선(164)과 전기적으로 연결될 수 있다. The
상기 제3 전극(168) 상에는 상기 바이오 센서용 조성물이 도포되지 않을 수 있다. The biosensor composition may not be applied on the
상기 제1 전극(166)과 상기 제2 전극(167)은 상기 바이오 센서용 조성물에 의해 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(166) 상에는 상기 바이오 센서용 조성물이 도포될 수 있다. 상기 제2 전극(167) 상에는 상기 바이오 센서용 조성물이 도포될 수 있다.The
상기 제3 전극(168)은 상기 제1 전극(166)과 물리적으로 직접 연결되지 않을 수 있다. 상기 제3 전극(168)은 상기 제2 전극(167)과 물리적으로 직접 연결되지 않을 수 있다.The
상기 디바이스는 상기 제1 전극(166) 및 상기 제2 전극(167)을 통해 흐르는 전류를 기초로 제1 전류 정보를 획득할 수 있다. The device may acquire first current information based on a current flowing through the
예를 들어, 상기 시료 제공부(135)에 혈액 샘플이 제공되는 경우, 상기 제1 전극(166)과 상기 제2 전극(167)은 상기 검출 시약부(150) 및 상기 혈액 샘플을 통해 연결될 수 있다. 이 때 소정의 전압이 상기 제1 전극(166)과 상기 제2 전극(167)에 인가되는 경우, 상기 제1 리드선(162) 및 상기 제2 리드선(163)을 통해 제1 전류 정보가 획득될 수 있따. For example, when a blood sample is provided to the
이 때, 상기 제1 전류 정보는 상기 바이오 센서용 조성물 및 혈액 샘플을 통해 연결된 전극 사이에서 흐르는 전류의 세기에 관한 것일 수 있다.In this case, the first current information may relate to the intensity of a current flowing between the electrode connected through the biosensor composition and the blood sample.
상기 디바이스는 상기 제3 전극(168) 및 상기 제2 전극(167)을 통해 흐르는 전류를 기초로 제2 전류 정보를 획득할 수 있다. The device may acquire second current information based on a current flowing through the
예를 들어, 상기 시료 제공부(135)에 혈액 샘플이 제공되는 경우 상기 제3 전극(168)과 상기 제2 전극(167)은 상기 혈액 샘플을 통해 연결될 수 있다. 이 때 소정의 전압이 상기 상기 제3 전극(168)과 상기 제2 전극(167)에 인가되는 경우, 상기 제2 리드선(163) 및 상기 제3 리드선(164)을 통해 제2 전류 정보가 획득될 수 있다. For example, when a blood sample is provided to the
이 때, 상기 제2 전류 정보는 상기 바이오 센서용 조성물이 포함되지 않은 혈액 샘플을 통해 연결된 전극 사이에서 흐르는 전류의 세기에 관한 것일 수 있다. In this case, the second current information may relate to an intensity of a current flowing between electrodes connected through a blood sample that does not contain the biosensor composition.
상기 디바이스는 상기 제1 전류 정보 및 상기 제2 전류 정보를 기초로 사용자의 생체 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기 바이오 센서에 혈액 샘플이 제공되는 경우, 상기 디바이스는 상기 제1 전류 정보 및 상기 제2 전류 정보를 기초로 하되, 오류 보정 인자를 반영하여 상기 혈액 샘플에 대한 글루코스 농도(혈당 관련 정보)를 산출할 수 있다.The device may calculate the user's biometric information based on the first current information and the second current information. For example, when a blood sample is provided to the biosensor, the device based on the first current information and the second current information, but reflecting an error correction factor, a glucose concentration (blood glucose-related information) can be calculated.
이하에서는 상기 검출 시약부(150)에 포함되는 본 명세서의 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물에 관한 조성, 효과에 관하여 후술하도록 한다.Hereinafter, the composition and effects of the biosensor composition according to the embodiment of the present specification included in the
2-2 바이오 센서용 조성물의 조성 및 특성 2-2 Composition and characteristics of composition for biosensor
상기 검출 시약부(150)에는 본 명세서의 일 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물이 포함될 수 있다.The
상기 바이오 센서용 조성물은 생체 시료에 포함된 분석 대상물(바이오 타겟으로 지칭될 수 있음)과 특이적으로 반응할 수 있는 생물학적 요소를 포함할 수 있다. The composition for a biosensor may include a biological element capable of specifically reacting with an analyte (which may be referred to as a biotarget) included in a biological sample.
상기 바이오 센서용 조성물은 효소, 적어도 둘 이상의 전자 전달 매개체, 계면활성제, 수용성 고분자 및 안정제를 포함할 수 있다.The composition for a biosensor may include an enzyme, at least two or more electron transport mediators, a surfactant, a water-soluble polymer, and a stabilizer.
상기 계면 활성제는 상기 바이오 센서용 조성물에 포함된 효소가 전극에 고착되는 것을 방지할 수 있고, 상기 검출 시약부(150)이 상기 제1 전극(166), 상기 기준 전극(167) 및/또는 상기 확인 전극(168) 상에 고르게 도포될 수 있도록 할 수 있다. 상기 검출 시약부(150)에 대한 상기 계면 활성제의 양은 특정 수치 범위에 한정되지 않는다.The surfactant can prevent the enzyme included in the biosensor composition from adhering to the electrode, and the
일 예에 따르면, 상기 계면 활성제는 트리톤 X-100(Triton X-100), 소튬 도데실 설페이트(Sodium dodecyl sulfate), 소듐 스테아레이트(Sodium stearate), 폴리소베이트 20(Polysorbate 20)으로 이루어진 군에서 적어도 1종이 선택될 수 있다.According to one example, the surfactant is from the group consisting of Triton X-100, sodium dodecyl sulfate, sodium stearate, and
상기 수용성 고분자는 상기 검출 시약부(150)에 포함된 효소의 안정화 및 분산을 도울 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 하이드록시프로필 셀룰로오즈(HPC), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC), 셀룰로오즈 아세테이트(CA)으로 이루어진 군에서 적어도 1종이 선택될 수 있다.The water-soluble polymer may help stabilize and disperse the enzyme included in the
상기 안정제는 상기 검출 시약부(150)에 포함된 효소의 안정화를 도울 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 안정제는 트레할로오즈(Trehalose), L-알지닌(L-Arginine), 사이트릭산(Citric acid)으로 이루어진 군에서 적어도 1종이 선택될 수 있다.The stabilizer may help stabilize the enzyme included in the
상기 효소는, 사용자로부터 제공된 생체 시료의 바이오 타겟에 대한 산화환원 반응을 매개할 수 있다. The enzyme may mediate a redox reaction with respect to a biotarget of a biological sample provided from a user.
일 예에 따르면, 상기 효소는 플라빈아데닌디뉴클레오티드-글루코스 디하이드로제나아제 (flavin adenine dinucleotide- glucose dehydrogenase), 프록토사민 옥시데이즈 (Fructosamine oxidases,FAOX), 플럭토실펩타이드 옥시데이즈(Fructosyl peptide oxidase), 케토아민 옥시데이즈(Ketoamine oxidase), 니코틴아마이드 아데닌디뉴클레오티드 디하이드로제나아제(nicotinamide adenine dinucleotideglucose dehydrogenase), 글루코스 옥시데이즈(glucose oxidase), 콜레스테롤 옥시데이즈(cholesterol oxidase), 콜레스테롤 에스테라아제(cholesterol esterase), 락테이트 옥시데이즈(lactate oxidase), 유레이트 옥시데이즈(Urate oxidase)으로 이루어진 군 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the enzyme is flavin adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase, fructosamine oxidase (FAOX), fructosyl peptide oxidase (Fructosyl peptide oxidase) , Ketoamine oxidase, nicotinamide adenine dinucleotideglucose dehydrogenase, glucose oxidase, cholesterol oxidase, cholesterol esterase, cholesterol esterase It may include at least one selected from the group consisting of lactate oxidase and urate oxidase.
상기 적어도 둘 이상의 전자 전달 매개체는 제1 전자 전달 매개체 및 제2 전자 전달 매개체를 포함할 수 있다. The at least two electron transport mediators may include a first electron transport mediator and a second electron transport mediator.
상기 제1 전자 전달 매개체는 금속 함유 착물일 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 제1 전자 전달 매개체는 루테늄 착물(Ruthenium complex) 또는 페로시아나이드 착물(ferricyanide complex) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 루테늄 착물로는 Ru(NH3)6Cl3, [Ru(2,2',2''-terpyridine)(1,10-phenanthroline)(OH2)]2+, trans-[Ru(2,2'-bipyridine)2(OH2)(OH)]2+, [(2,2'-bipyridine)2(OH)RuORu(OH)(2,2'bpy)2]4+ 및 [Ru(4,4'-bipyridine)(NH3)5]2+으로 이루어진 군 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. 일 예에 따르면, 페로시아나이드 착물은 K3Fe(CN)6일 수 있다. 하지만 상기 제1 전자 전달 매개체는 종래 공지된 전자 전달 매개체를 활용할 수 있으며, 상술된 예시에 한정되지 않는다. The first electron transport medium may be a metal-containing complex. According to an example, the first electron transport mediator may include at least one of a ruthenium complex and a ferricyanide complex. According to an example, the ruthenium complex includes Ru(NH3)6Cl3, [Ru(2,2',2''-terpyridine)(1,10-phenanthroline)(OH2)]2+, trans-[Ru(2) ,2'-bipyridine)2(OH2)(OH)]2+, [(2,2'-bipyridine)2(OH)RuORu(OH)(2,2'bpy)2]4+ and [Ru(4) At least one of the group consisting of ,4'-bipyridine)(NH3)5]2+ may be used. According to an example, the ferrocyanide complex may be K3Fe(CN)6. However, the first electron transport mediator may utilize a conventionally known electron transport mediator, and is not limited to the above-described example.
바람직하게는, 상기 바이오 센서용 조성물에는 상기 효소 100 중량부를 기준으로 할 때, 상기 제1 전자 전달 매개체를 300 내지 600 중량부 함유할 수 있다.Preferably, the biosensor composition may contain 300 to 600 parts by weight of the first electron transfer medium based on 100 parts by weight of the enzyme.
상기 제2 전자 전달 매개체는 3-(1-메톡시페나진-5-윰-5-일) 프로판-1-설포네이트(3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate)일 수 있다.The second electron transport mediator is 3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl) propane-1-sulfonate (3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1 -sulfonate).
상기 제2 전자 전달 매개체는 아래 구조식 1로 표시될 수 있다.The second electron transport medium may be represented by Structural Formula 1 below.
[구조식 1][Structural Formula 1]
바람직하게는, 상기 바이오 센서용 조성물은 상기 효소 100 중량부를 기준으로 할 때, 화학식 1의 상기 제2 전자 전달 매개체를 0.1 내지 10 중량부 함유할 수 있다.Preferably, the composition for a biosensor may contain 0.1 to 10 parts by weight of the second electron transfer mediator of Formula 1 based on 100 parts by weight of the enzyme.
바람직하게는, 상기 바이오 센서용 조성물은 화학식 1의 상기 제2 전자 전달 매개체를 중량 비를 기준으로 할 때, 상기 제1 전자 전달 매개체에 비해 200배 내지 600배 함유할 수 있다. Preferably, the composition for the biosensor may contain 200 to 600 times the amount of the second electron transport mediator of Formula 1 based on the weight ratio compared to the first electron transport mediator.
이하에서는 상기 바이오 센서용 조성물에 대한 실시예 및 비교예 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples of the composition for a biosensor.
3. 바이오 센서용 조성물의 효과3. Effects of compositions for biosensors
3-1 실시예 3-1 Example
제1 실시예에 따른 바이오 센서용 조성물은 소정의 효소를 포함하되, 상기 소정의 효소의 100 중량부를 기준으로 할 때, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 PVP, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 트리톤 x-100, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 트레할로오즈, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 L-알지닌, 200 중량부 이상 600 중량부 이하의 헥사아민 루테늄 클로라이드 및 1 중량부 이상 100 중량부 이하의 및 3-(1-메톡시페나진-5-윰-5-일) 프로판-1-설포네이트가 포함되도록 제조되었다.The composition for a biosensor according to the first embodiment contains a predetermined enzyme, and based on 100 parts by weight of the predetermined enzyme, PVP in 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less of Triton x-100, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight trehalose, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less L-arginine, 200 parts by weight or more and 600 parts by weight hexaamine ruthenium chloride and 1 weight It was prepared to contain more than 100 parts by weight and not more than 100 parts by weight and 3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate.
3-2 비교예3-2 Comparative Example
<제1 비교예><Comparative Example 1>
시약 조성물에 포함된 제2 전자 전달 매개체(3-(1-메톡시페나진-5-윰-5-일) 프로판-1-설포네이트)의 효과를 입증하기 위해, 상기 제2 전자 전달 매개체가 포함되지 않은 시약 조성물을 제조하였다.To demonstrate the effect of a second electron transport mediator (3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl) propane-1-sulfonate) included in the reagent composition, the second electron transport mediator was A reagent composition that was not included was prepared.
상기 제2 전자 전달 매개체가 포함되지 않은 시약 조성물은 상기 소정의 효소의 100 중량부를 기준으로 할 때, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 PVP, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 트리톤 x-100, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 트레할로오즈, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 L-알지닌, 200 중량부 이상 600 중량부 이하의 헥사아민 루테늄 클로라이드가 포함되도록 제조되었다.The reagent composition not containing the second electron transfer medium contains 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less of PVP, 10 parts by weight or more and 30 parts by weight of Triton x-100 based on 100 parts by weight of the predetermined enzyme. , 100 parts by weight or more and 300 parts by weight of trehalose, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less of L-arginine, and 200 parts by weight or more and 600 parts by weight of hexaamine ruthenium chloride.
<제2 비교예><Second Comparative Example>
시약 조성물에 포함된 제1 전자 전달 매개체(본 비교예에서는 헥사아민 루테늄 클로라이드에 관하여 서술됨)의 효과를 입증하기 위해, 상기 제1 전자 전달 매개체가 포함되지 않은 시약 조성물을 제조하였다.In order to demonstrate the effect of the first electron transfer mediator (described in relation to hexaamine ruthenium chloride in this comparative example) included in the reagent composition, a reagent composition not including the first electron transport mediator was prepared.
상기 제1 전자 전달 매개체가 포함되지 않은 바이오 센서용 조성물은 소정의 효소를 포함하되, 상기 소정의 효소의 100 중량부를 기준으로 할 때, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 PVP, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 트리톤 x-100, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 트레할로오즈, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 L-알지닌, 및 1 중량부 이상 100 중량부 이하의 및 3-(1-메톡시페나진-5-윰-5-일) 프로판-1-설포네이트가 포함되도록 제조되었다.The composition for a biosensor that does not contain the first electron transfer medium includes a predetermined enzyme, but based on 100 parts by weight of the predetermined enzyme, 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less of PVP, 10 parts by weight or more 30 parts by weight or less of Triton x-100, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight trehalose, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less L-arginine, and 1 part by weight to 100 parts by weight and 3 -(1-Methoxyphenazin-5-ium-5-yl) It was prepared to contain propane-1-sulfonate.
<제3 비교예><Comparative Example 3>
종래 사용되었던 전자 전달 매개체인 PMS(phenazine methosulfate), 1-메톡시 PMS(1-Methoxy PMS), 1-메톡시 PES(1-Methoxy Phenazine ethosulfate) 대비 화학식 1에 따른 전자 전달 매개체의 시약 안정성을 입증하기 위해 종래 사용되었던 전자 전달 매개체가 포함된 시약 조성물을 제조하였다. Proof of reagent stability of electron transport mediators according to Formula 1 compared to PMS (phenazine methosulfate), 1-Methoxy PMS, and 1-Methoxy Phenazine ethosulfate, which were previously used electron transport mediators In order to do this, a reagent composition containing an electron transport medium that has been conventionally used was prepared.
PMS가 포함된 시약 조성물은 소정의 효소를 포함하되, 상기 소정의 효소의 100 중량부를 기준으로 할 때, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 PVP, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 트리톤 x-100, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 트레할로오즈, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 L-알지닌, 200 중량부 이상 600 중량부 이하의 헥사아민 루테늄 클로라이드 및 1 중량부 이상 100 중량부 이하의 및 1 중량부 이상 100 중량부 이하의 PMS가 포함되도록 제조되 었다. The reagent composition containing PMS contains a predetermined enzyme, and based on 100 parts by weight of the predetermined enzyme, PVP in 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, Triton x- in 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less 100, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less of trehalose, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less L-arginine, 200 parts by weight or more and 600 parts by weight hexaamine ruthenium chloride, and 1 part by weight or more 100 parts by weight It was prepared to contain up to 1 part by weight and not less than 1 part by weight and not more than 100 parts by weight of PMS.
1-메톡시 PMS가 포함된 시약 조성물은 소정의 효소를 포함하되, 상기 소정의 효소의 100 중량부를 기준으로 할 때, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 PVP, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 트리톤 x-100, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 트레할로오즈, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 L-알지닌, 200 중량부 이상 600 중량부 이하의 헥사아민 루테늄 클로라이드 및 1 중량부 이상 100 중량부 이하의 및 1 중량부 이상 100 중량부 이하의 1-메톡시 PMS가 포함되도록 제조되었다. The reagent composition containing 1-methoxy PMS contains a predetermined enzyme, but based on 100 parts by weight of the predetermined enzyme, 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less of PVP, 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less of Triton x-100, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight trehalose, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less L-arginine, 200 parts by weight or more and 600 parts by weight hexaamine ruthenium chloride and 1 weight It was prepared to contain more than 100 parts by weight and not more than 1 part by weight and not more than 100 parts by weight of 1-methoxy PMS.
PES가 포함된 시약 조성물은 소정의 효소를 포함하되, 상기 소정의 효소의 100 중량부를 기준으로 할 때, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 PVP, 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 트리톤 x-100, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 트레할로오즈, 100 중량부 이상 300 중량부 이하의 L-알지닌, 200 중량부 이상 600 중량부 이하의 헥사아민 루테늄 클로라이드 및 1 중량부 이상 100 중량부 이하의 및 1 중량부 이상 100 중량부 이하의 PMS가 포함되도록 제조되 었다. The reagent composition containing PES contains a predetermined enzyme, but based on 100 parts by weight of the predetermined enzyme, PVP in 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, Triton x- in 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less 100, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight trehalose, 100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less L-arginine, 200 parts by weight or more and 600 parts by weight hexaamine ruthenium chloride, and 1 part by weight or more 100 parts by weight It was prepared to contain up to 1 part by weight and not less than 1 part by weight and not more than 100 parts by weight of PMS.
3-3 실험 결과3-3 Experiment result
<실험 예 1> - 전류 데이터 <Experimental Example 1> - Current data
시약 조성물의 종류에 따른 전류 데이터에 관한 실험 결과를 도 3 내지 도 8에 나타내었다.Experimental results regarding current data according to the type of reagent composition are shown in FIGS. 3 to 8 .
실험예 1에서는 각각 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 시약 조성물을 전극에 도포하여 바이오 센서를 제조하였다. 이후 글루코스 용액을 상기 바이오 센서의 시료 제공부에 제공한 뒤 상기 전극부에 소정의 전압을 인가함에 따라 상기 전극부에서 획득되는 전류의 세기를 측정하였다. 구체적으로 전압을 인가할 수 있는 측정 미터기에 상기 바이오 센서를 삽입하고, 상기 바이오 센서에 대해 3초 간 전압을 인가하지 않고, 이후 2초 간(4초~5초) 200mV의 전압을 인가하여 발생되는 전류의 세기를 측정하였다. 측정된 전류값(: 마이크로암페어)은 연산 증폭기(OP-AMP: Operational amplifier)를 이용하여 증폭되었고, 증폭된 데이터를 1/100을 곱하여 최종 데이터를 산출하였다. (도 3 내지 도 8에 나타난 y축의 전류 데이터는 실제 데이터에 대해 1/100이 곱연산된 데이터임) 글루코스 농도는 0.2초 간격으로 측정되었다. 시간에 따른 증폭된 최종 데이터는 도 3 내지 도 5에 도시되었고, 전입 인가 구간에 대한 엔드 포인트(end point) 시점에서의 전류 데이터는 상술된 방법에 따라 최종 데이터로 산출되어 도 6 내지 도 8에 도시되었다. 실험예 1에 사용된 글루코스 용액의 농도는 0, 20, 100, 250, 400, 600mg/dL로 하였다. In Experimental Example 1, a biosensor was prepared by applying the reagent compositions according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 to electrodes, respectively. After providing a glucose solution to the sample providing unit of the biosensor, the intensity of the current obtained from the electrode unit was measured as a predetermined voltage was applied to the electrode unit. Specifically, it is generated by inserting the biosensor into a measuring meter capable of applying a voltage, and applying a voltage of 200mV for 2 seconds (4 seconds to 5 seconds) without applying a voltage to the biosensor for 3 seconds. The strength of the current was measured. Measured current value ( : microampere) was amplified using an operational amplifier (OP-AMP), and final data was calculated by multiplying the amplified data by 1/100. (The y-axis current data shown in FIGS. 3 to 8 is data obtained by multiplying the actual data by 1/100) The glucose concentration was measured at 0.2 second intervals. The final data amplified over time is shown in FIGS. 3 to 5, and the current data at the end point of the transfer application period is calculated as final data according to the above-described method and shown in FIGS. 6 to 8 was shown The concentration of the glucose solution used in Experimental Example 1 was 0, 20, 100, 250, 400, 600 mg/dL.
도 3은 실시예 1에 따른 검출 시약이 적용된 바이오 센서를 통해 위 실험을 진행한 결과를 나타낸다. 실험 결과, 실시예 1에 따른 바이오 센서에서는, 시간대 별로 측정 전류 데이터가 명확하게 구분되는 것으로 확인하였다.3 shows the results of the above experiment using the biosensor to which the detection reagent according to Example 1 is applied. As a result of the experiment, in the biosensor according to Example 1, it was confirmed that the measured current data for each time period was clearly divided.
도 4는 비교예 1에 따른 검출 시약이 적용된 바이오 센서를 통해 위 실험을 진행한 결과를 나타낸다. 실험 결과, 실시예 1에 따른 바이오 센서에서는, 시간대 별로 측정 전류 데이터가 명확하게 구분되지 않는 것으로 확인하였다.4 shows the results of the above experiment through the biosensor to which the detection reagent according to Comparative Example 1 is applied. As a result of the experiment, in the biosensor according to Example 1, it was confirmed that the measured current data for each time period was not clearly divided.
도 5는 비교예 2에 따른 검출 시약이 적용된 바이오 센서를 통해 위 실험을 진행한 결과를 나타낸다. 실험 결과, 비교예 2에 따른 바이오 센서에서는, 시간대 별로 측정 전류 데이터가 명확하게 구분되지 않는 것으로 확인하였다.5 shows the results of the above experiment through the biosensor to which the detection reagent according to Comparative Example 2 is applied. As a result of the experiment, in the biosensor according to Comparative Example 2, it was confirmed that the measured current data for each time period was not clearly divided.
결국 실시예 1에 따른 검출 시약이 적용된 바이오 센서에 의하면, 시간이 경과하는 경우에도 바이오 타겟의 농도 별 전류 데이터가 명확히 구분되어 더욱 개선된 신뢰도를 가진 바이오 센서가 제공될 수 있다.As a result, according to the biosensor to which the detection reagent according to Example 1 is applied, even when time elapses, the current data for each concentration of the biotarget is clearly separated, so that a biosensor having further improved reliability can be provided.
시약 조성물의 종류에 따른 전류 데이터의 직진성을 확인한 실험 결과를 도 6 내지 도 8에 나타내었다. 상술한 바와 같이, 도 6 내지 도 8에 나타낸 전류 데이터는 각각의 바이오 센서에 대해 200mV의 전압을 인가한 시점을 기준으로 2초 경과한 시점(즉 3초 간 전압을 인가하지 않은 시간을 고려할 때, 5초가 경과한 시점)에 측정되었다.Experimental results confirming the straightness of the current data according to the type of reagent composition are shown in FIGS. 6 to 8 . As described above, the current data shown in FIGS. 6 to 8 is a time point when a voltage of 200 mV is applied to each biosensor when 2 seconds have elapsed (that is, when considering a time when no voltage is applied for 3 seconds) , when 5 seconds have elapsed).
도 6은 실시예 1에 따른 검출 시약이 적용된 바이오 센서를 통해 위 실험을 진행한 결과를 나타낸다. 실험 결과 실시예 1에 따른 바이오 센서에서는 글루코스의 농도에 따라 선형적으로 증폭된 측정 전류 데이터가 변화되는 것으로 확인되었다.6 shows the results of the above experiment using the biosensor to which the detection reagent according to Example 1 is applied. As a result of the experiment, it was confirmed that the measured current data linearly amplified according to the concentration of glucose in the biosensor according to Example 1 was changed.
도 7은 비교예 1에 따른 시약 조성물이 적용된 바이오 센서를 통해 위 실험을 진행한 결과를 나타낸다. 도 8은 비교예 2에 따른 시약 조성물이 적용된 바이오 센서를 통해 위 실험을 진행한 결과를 나타낸다.7 shows the results of the above experiment through the biosensor to which the reagent composition according to Comparative Example 1 is applied. 8 shows the results of the above experiment through the biosensor to which the reagent composition according to Comparative Example 2 is applied.
실험 결과, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 바이오 센서는 글루코스의 농도에 따라 선형적으로 증폭된 측정 전류 데이터가 변화되지 않는 것으로 확인 되었다. 즉 실시예 1에 따른 검출 시약이 적용된 바이오 센서에 의하면, 검출 대상인 바이오 타겟에 대한 측정 신뢰도 및 측정 정확도가 개선된 바이오 센서가 제공될 수 있다.As a result of the experiment, it was confirmed that the measured current data linearly amplified according to the concentration of glucose in the biosensors according to Comparative Examples 1 and 2 did not change. That is, according to the biosensor to which the detection reagent according to Example 1 is applied, a biosensor with improved measurement reliability and measurement accuracy for a biotarget to be detected can be provided.
<실험 예 2> - 안정성 ① <Experimental Example 2> - Stability ①
시약 조성물의 종류에 따른 안정성을 확인하기 위한 실험 결과를 도 9에 나타내었다. The experimental results for confirming the stability according to the type of reagent composition are shown in FIG. 9 .
실험 예 2에서는, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 시약 조성물을 20분간 1000rpm으로 원심 분리하여 침전물이 발생하는지 여부를 확인하였다. In Experimental Example 2, the reagent compositions according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were centrifuged at 1000 rpm for 20 minutes to determine whether precipitates were generated.
도 9는 실시예 1, 비교예 3에 따른 시약 조성물에 대해 침전물이 발생하는지 여부를 확인할 수 있는 도면이다.9 is a view confirming whether a precipitate is generated in the reagent compositions according to Example 1 and Comparative Example 3;
시약 조성물에 대해 침전물이 발생하는 경우, 별도의 필터링 과정이 요구될 수 있으며, 시약 조성물에 대한 분석 대상물의 농도가 균일하게 유지되기 곤란하여, 분석 대상물에 대한 측정 데이터에 대한 신뢰도가 훼손될 수 있다.When a precipitate is generated for the reagent composition, a separate filtering process may be required, and it is difficult to maintain a uniform concentration of the analyte with respect to the reagent composition, so the reliability of the measurement data for the analyte may be damaged. .
도 9를 참조하면, 실시예 1에 따른 검출 시약(310, 320)에서는 별도의 침전물이 발생되지 않았으나, 비교예 3에 따른 복수의 시약 조성물(330, 340, 350, 360)에서는 별도 필터링이 요구되는 침전물이 발생되는 것으로 확인된다.Referring to FIG. 9 , no separate precipitate was generated in the
결국, 본 명세서의 실시예에 따른 바이오 센서용 화학물은 종래 시약 조성물(즉, 종래 사용되었던 전자 전달 매개체가 포함된 용액을 의미함) 대비 안정성이 높은 것으로 확인된다. As a result, it is confirmed that the chemical for a biosensor according to an embodiment of the present specification has higher stability than a conventional reagent composition (that is, a solution containing an electron transfer medium used in the prior art).
<실험 예 3> - 안정성 ② <Experimental Example 3> - Stability ②
실시예 및 비교예에 따른 시약 조성물에 있어서, 시간 경과에 따른 바이오 타겟의 농도의 변화를 확인하기 위한 실험 결과를 도 10에 나타내었다.In the reagent compositions according to Examples and Comparative Examples, the experimental results for confirming the change in the concentration of the biotarget over time is shown in FIG. 10 .
실험예 1에서는 실시예 1 및 비교예 3에 따른 시약 조성물을 전극에 도포한 후 바이오 센서를 제조하였다. 이후 글루코스 용액을 상기 바이오 센서의 시료 제공부에 제공한 뒤 3개월 간 섭씨 30도의 챔버에 보관하여 변화를 관찰하였다. 이 때 제공된 글루코스 용액의 농도는 100mg/dL였다.In Experimental Example 1, after applying the reagent compositions according to Example 1 and Comparative Example 3 to the electrode, a biosensor was manufactured. Thereafter, the glucose solution was provided to the sample providing unit of the biosensor and stored in a chamber at 30 degrees Celsius for 3 months to observe the change. The concentration of the glucose solution provided at this time was 100 mg/dL.
도 10은 실시예 1, 비교예 3에 따른 시약 조성물에 대해 시간에 따른 글루코스 농도의 변화를 나타낸 도면이다. 도 10에는 제1 그래프(420), 제2 그래프(440), 제3 그래프(460) 및 제4 그래프(480)가 도시되어 있다.10 is a view showing changes in glucose concentration with time for reagent compositions according to Example 1 and Comparative Example 3; 10 illustrates a
상기 제1 그래프(420)는 실시예 1에 따른 시약 조성물의 시간에 따른 글루코스 농도 변화를 나타낸 그래프이다.The
상기 제2 그래프(440)는 비교예 3 중 1-Methoxy PES가 포함된 시약 조성물의 시간에 따른 글루코스 농도 변화를 나타낸 그래프이다.The
상기 제3 그래프(460)는 비교예 3 중 1-Methoxy PMS가 포함된 시약 조성물의 시간에 따른 글루코스 농도 변화를 나타낸 그래프이다.The
상기 제4 그래프(480)는 비교예 3 중 PMS가 포함된 시약 조성물의 시간에 따른 글루코스 농도 변화를 나타낸 그래프이다.The
도 10을 참조하면, 실시예 1에 따른 시약 조성물의 안정성은 비교예 3에 따라 제조된 시약 조성물과 비교할 때, 더욱 오랜 시간 유지되는 것으로 확인된다. 실시예 1에 따른 시약 조성물에서는 3개월 간 실질적으로 동일한 양의 글루코스 농도가 유지되었으며1, 특히 1-Methoxy PMS이 포함된 시약 조성물과 PMS가 포함된 시약 조성물 대비 높은 안정성을 가지는 것으로 확인되었다. Referring to FIG. 10 , it is confirmed that the stability of the reagent composition according to Example 1 is maintained for a longer period of time compared to the reagent composition prepared according to Comparative Example 3. In the reagent composition according to Example 1, substantially the same amount of glucose concentration was maintained for 3 months1, and in particular, it was confirmed to have higher stability than the reagent composition containing 1-Methoxy PMS and the reagent composition containing PMS.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 방법들은 단독으로 또는 서로 조합되어 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 방법에서 설명된 각 단계들은 모두 필수적인 것은 아니므로 각 방법들이 그 단계들을 전부 포함하는 것은 물론 일부만 포함하여 수행되는 것도 가능하다. 또 각 단계들이 설명된 순서는 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 본 발명에서 설명된 방법에서 각 단계들이 반드시 설명된 순서대로 진행되어야 하는 것은 아니다.The methods according to the embodiments of the present invention described above may be used alone or in combination with each other. Since each step described in the method according to the embodiment of the present invention is not essential, each method may be performed including all of the steps as well as only some of the steps. Also, since the order in which each step is described is only for convenience of description, each step in the method described in the present invention does not necessarily have to be performed in the described order.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments of the present invention described above may be implemented separately or in combination with each other.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (7)
생체 시료에 포함된 바이오 타겟을 산화시킬 수 있는 - 상기 바이오 타겟이 산화되는 경우 상기 바이오 타겟으로부터 소정의 전자가 제공됨 - 효소;
상기 소정의 전자가 제공되는 경우 환원될 수 있는 제1 전자 전달 매개체; 및
상기 제1 전자 전달 매개체를 산화시킬 수 있고, 상기 제1 전자 전달 매개체가 산화되는 경우 환원되는 제2 전자 전달 매개체; 를 포함하고,
상기 제1 전자 전달 매개체는 루테늄 착물(Ruthenium complex) 또는 페로시아나이드 착물(ferricyanide complex) 중 적어도 어느 하나를 포함하되,
상기 제2 전자 전달 매개체의 화학식은 3-(1-메톡시페나진-5-윰-5-일) 프로판-1-설포네이트(3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane-1-sulfonate)이고,
상기 효소의 중량에 대한 상기 제1 전자 전달 매개체의 중량의 비는 3 내지 6이고, 상기 효소의 중량에 대한 상기 제2 전자 전달 매개체의 중량의 비는 0.001 내지 0.1 이며,
상기 제2 전자 전달 매개체는 아래와 같은 구조식을 가지는,
(상기 구조식에서, OMe는 메톡시기(methoxy group)를 나타냄)
바이오센서용 조성물.
A composition for a biosensor using an electrochemical reaction, comprising:
an enzyme capable of oxidizing a biotarget included in a biological sample, wherein a predetermined electron is provided from the biotarget when the biotarget is oxidized;
a first electron transfer medium capable of being reduced when the predetermined electrons are provided; and
a second electron transport mediator capable of oxidizing the first electron transport mediator and being reduced when the first electron transport mediator is oxidized; including,
The first electron transport medium includes at least one of a ruthenium complex or a ferricyanide complex,
The chemical formula of the second electron transport mediator is 3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl) propane-1-sulfonate (3-(1-methoxyphenazin-5-ium-5-yl)propane -1-sulfonate),
The ratio of the weight of the first electron transport mediator to the weight of the enzyme is 3 to 6, and the ratio of the weight of the second electron transport mediator to the weight of the enzyme is 0.001 to 0.1,
The second electron transport medium has the following structural formula,
(In the above structural formula, OMe represents a methoxy group)
A composition for a biosensor.
상기 바이오센서용 조성물은, 계면 활성제, 수용성 고분자 및 안정제를 포함하며,
상기 계면 활성제는 트리톤 X-100(Triton X-100), 소튬 도데실 설페이트(Sodium dodecyl sulfate), 소듐 스테아레이트(Sodium stearate), 폴리소베이트 20(Polysorbate 20)으로 이루어진 군에서 적어도 1종인,
바이오센서용 조성물.
According to claim 1,
The composition for the biosensor includes a surfactant, a water-soluble polymer and a stabilizer,
The surfactant is at least one from the group consisting of Triton X-100, sodium dodecyl sulfate, sodium stearate, and polysorbate 20,
A composition for a biosensor.
상기 효소는 플라빈아데닌디뉴클레오티드-글루코스 디하이드로제나아제 (flavin adenine dinucleotide- glucose dehydrogenase), 프록토사민 옥시데이즈 (Fructosamine oxidases,FAOX), 플럭토실펩타이드 옥시데이즈(Fructosyl peptide oxidase), 케토아민 옥시데이즈(Ketoamine oxidase), 니코틴아마이드 아데닌디뉴클레오티드 디하이드로제나아제(nicotinamide adenine dinucleotideglucose dehydrogenase), 글루코스 옥시데이즈(glucose oxidase), 콜레스테롤 옥시데이즈(cholesterol oxidase), 콜레스테롤 에스테라아제(cholesterol esterase), 락테이트 옥시데이즈(lactate oxidase), 유레이트 옥시데이즈(Urate oxidase)으로 이루어진 군 중 적어도 하나 이상을 포함하는
바이오 센서용 조성물.
According to claim 1,
The enzyme is flavin adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase, fructosamine oxidases (FAOX), fructosyl peptide oxidase, ketoamine oxidase (Ketoamine oxidase), nicotinamide adenine dinucleotideglucose dehydrogenase, glucose oxidase, cholesterol oxidase, cholesterol esterase, lactate oxidase oxidase), containing at least one or more of the group consisting of urate oxidase
A composition for a biosensor.
상기 수용성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 하이드록시프로필 셀룰로오즈(HPC), 카르복시메틸셀룰로오즈(CMC), 셀룰로오즈 아세테이트(CA)으로 이루어진 군에서 적어도 1종인,
바이오 센서용 조성물.
3. The method of claim 2,
The water-soluble polymer is polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), polyethylene oxide (PEO), hydroxypropyl cellulose (HPC), carboxymethyl cellulose (CMC), cellulose acetate ( CA) at least one species from the group consisting of,
A composition for a biosensor.
상기 제2 전자 전달 매개체의 중량에 대한 상기 제1 전자 전달 매개체의상기 중량의 비는 200 내지 600인
바이오 센서용 조성물.
5. The method of claim 4,
the ratio of the weight of the first electron transport medium to the weight of the second electron transport medium is 200 to 600
A composition for a biosensor.
상기 안정제는 트레할로오즈(Trehalose), L-알지닌(L-Arginine), 사이트릭산(Citric acid)으로 이루어진 군에서 적어도 1종인,
바이오 센서용 조성물.
3. The method of claim 2,
The stabilizer is at least one kind from the group consisting of trehalose, L-arginine, and citric acid,
A composition for a biosensor.
바이오 센서.
According to any one of claims 1 to 6, comprising the composition for a biosensor,
biosensor.
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