KR20180132560A - 센서 스트립 및 이를 이용한 생체 물질 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
센서 스트립의 구조 및 구성 성분의 분주 방법을 변화시켜 혈당 농도에 상관없이 헤마토크릿의 간섭을 보정하여 혈액 등의 생체 시료에 있는 특정 생체 물질을 측정할 수 있도록 하는, 센서 스트립 및 이를 이용한 생체 물질 측정 장치가 개시된다. 일 측면에 따른, 혈액 내의 생체 물질을 측정하기 위한 센서 스트립은, 제 1 절연 기판과, 상기 제 1 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 1, 2 전극과, 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 1, 2 전극 위에 설치되는 제 1 스페이서 필름과, 상기 슬릿에 노출된 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 1 시약을 포함하는 측정 대상 전극부; 및 제 2 절연 기판과, 상기 제 2 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 3, 4 전극과, 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 3, 4 전극 위에 설치되는 제 2 스페이서 필름과, 상기 제 2 스페이서 필름의 슬릿에 노출된 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 2 시약을 포함하는 헤마토크릿 전극부;를 포함하고, 상기 측정 대상 전극부의 제 1 시약과 상기 헤마토크릿 전극부의 제 2 시약이 소정 간격으로 이격되어 마주보도록 상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 포개져 조립된다.
Description
본 발명은 혈액 등의 생체 시료에 있는 특정 생체 물질을 측정하기 위한 센서 스트립 및 이를 이용한 생체 물질 측정 장치에 관한 것이다.
측정하고자 하는 대상물로부터 정보를 얻을 때 그 정보를 생물학적 요소를 이용하여 색, 형광, 전기적 신호 등과 같이 인식 가능한 유용한 신호로 변환시켜주는 시스템을 바이오 센서라 한다. 바이오 센서의 가장 대표적인 것으로는 혈액 내의 혈당을 측정하기 위한 혈당 측정 장치가 있다.
혈당 측정 장치는 일반적으로 센서 스트립, 커넥터, 분석 장치 및 채혈기로 구성된다. 센서 스트립을 혈당 측정 장치에 있는 투입구에 끼워 넣고, 채혈기를 이용하여 손가락 끝을 채혈하여 손가락 끝에 채혈된 소량의 혈액을 혈당 측정 장치에 삽입된 센서 스트립에 대면 혈액이 센서 스트립의 투입구로 자동으로 빨려들어가 혈당 측정 값이 혈당 측정 장치의 화면에 표시된다.
혈당 측정 장치와 같은 생체 물질 측정 장치로 혈액 내 생체 물질을 측정하는 경우 헤마토크릿(hematocrit, Hct), 습도, 온도 및 간섭 물질 등이 혈액 내 생체 물질의 측정 결과에 영향을 주어 생체 물질 측정 장치의 정확도에 영향을 준다. 혈당 측정 장치로 혈당을 측정하는 데 있어서 온도가 가장 큰 영향을 주는 원인이지만 대부분의 혈당 측정 장치에서 온도의 영향에 대한 보정이 행해지고 있다. 온도 다음으로 혈당 측정 결과에 영향을 주는 팩터(Factor)는 헤마토크릿이다. 헤마토크릿은 혈액에서 적혈구가 차지하고 있는 용적의 비중을 백분율료 표시한 것이다. 헤마토크릿의 정상 범위는 성인, 임산부, 신생아 등에 따라 각기 다르다. 각 개인간 차이는 있지만, 일반적 성인의 경우 정상 범위는 35-50%이나, 임산부의 경우에는 좀 더 낮은 편이고, 신생아는 좀 더 높은 편이다. 이러한 헤마토크릿의 광범위한 범위는 혈당 측정 장치와 같은 생체 물질 측정 장치에서 측정 결과에 대한 오류를 초래할 수 있다. 일반적으로 높은 헤마토크릿을 가진 혈액은 혈당 측정에 있어 실제 값보다 더 낮은 값을 나타내고, 반면에 낮은 헤마토크릿을 가진 혈액은 더 높은 값을 나타낸다.
이러한 헤마토크릿의 영향을 보정하는 방법에 대해서는 많은 연구가 이루어지고 있다. 대표적으로, 적혈구가 어떤 범위의 주파수에서는 전기적 부도체로 작용한다는 점을 이용하여 혈액에 교류 전원을 가해주어서 전도성을 측정하고 그 측정된 전도성으로부터 적혈구의 총량을 계산하여 헤마토크릿을 산출함으로써 헤마토크릿의 영향을 보정하는 방식이 있다. 그러나 이 방식은 혈액 내 생체 물질을 측정하는 데 있어서 헤마토크릿의 보정 시간이 오래 걸리고, 적혈구 이외의 다른 생체 물질 또한 전도성에 영향을 주게 되어 정확성이 낮은 단점이 있다.
한편, 국내등록특허 제10-0591246호는 혈구 간섭 보정제를 사용하여 헤마토크릿의 간섭을 효과적으로 보상할 수 있는 전기화학적 바이오센서용 테스트 스트립을 개시하고 있다. 해당 특허는, 혈구 간섭 보정제를 테스트 스트립에 도포되는 시약 등의 구성성분과 섞어 사용한다. 테스트 스트립으로 흡입된 혈액의 적혈구를 화학적으로 용해시켜 적혈구 내의 헤모글로빈을 외부로 유출시킨다. 유출된 헤모글로빈은 전자 전달체와 반응하여 전자를 전달하고, 이렇게 전달된 전자는 다시 전극으로 전달된다. 이러한 메카니즘을 통해 헤모글로빈-전자 전달체는 혈액 내의 적혈구의 양(적혈구 용적률)에 비례하는 전류가 전극에 흐르도록 한다. 그런데, 실제로 전극에 흐르는 전류, 즉 출력 전류는 효소-전자 전달체 반응을 통한 전류와, 헤모글로빈-전자 전달체 반응을 통한 전류가 합쳐진 것으로, 일정 혈당, 즉 글루코스 농도 범위에서만 효과가 나타나는 단점이 존재하게 된다. 헤모글로빈 농도에서 생성되는 전류의 세기는 글루코스 농도에 상관없이 일정하게 정해지기 때문에 글루코스 농도에 의해 생성된 전류의 세기에 따라 보정 정도가 달라진다. 따라서 저농도인 글루코스 70mg/dL 이하에서는 과보정 현상이 일어나며, 고농도인 글루코스 300mg/dL 이상에서는 보정이 미비하게 일어난다. 즉 보정 효과가 나타나는 글루코스 농도가 한정되는 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 센서 스트립의 구조 및 구성 성분의 배치 방법을 변화시켜 헤마토크릿의 간섭을 보정하여 혈액 등의 생체 시료에 있는 특정 생체 물질을 측정할 수 있도록 하는, 센서 스트립 및 이를 이용한 생체 물질 측정 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
일 측면에 따른, 혈액 내의 생체 물질을 측정하기 위한 센서 스트립은, 제 1 절연 기판과, 상기 제 1 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 1, 2 전극과, 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 1, 2 전극 위에 설치되는 제 1 스페이서 필름과, 상기 슬릿에 노출된 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 1 시약을 포함하는 측정 대상 전극부; 및 제 2 절연 기판과, 상기 제 2 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 3, 4 전극과, 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 3, 4 전극 위에 설치되는 제 2 스페이서 필름과, 상기 제 2 스페이서 필름의 슬릿에 노출된 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 2 시약을 포함하는 헤마토크릿 전극부;를 포함하고, 상기 측정 대상 전극부의 제 1 시약과 상기 헤마토크릿 전극부의 제 2 시약이 소정 간격으로 이격되어 마주보도록 상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 포개져 조립된다.
상기 측정 대상 전극부의 상기 제 1 시약의 도포 두께는 상기 제 1 스페이서 필름의 두께보다 작고, 상기 헤마토크릿 전극부의 상기 제 2 시약의 도포 두께는 상기 제 2 스페이서 필름의 두께보다 작음으로써, 상기 제 1, 2 시약 간의 소정 간격을 형성할 수 있다.
상기 제 1 시약과 상기 제 2 시약은, 동일한 혈액에 대해 동시에 반응할 수 있다.
상기 제 1 시약은, 혈액 내 혈당에 반응하는 시약이고, 상기 제 2 시약은 혈액 내 적혈구에 반응하는 시약일 수 있다.
상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 상기 제 1, 2 시약의 종류는 상이하고 전극들의 배치 위치 및 전체 형상은 서로 동일할 수 있다.
다른 측면에 따른, 혈액 내의 생체 물질을 측정하기 위한 생체 물질 측정 장치는, 상기 혈액에 반응하여 반응 신호를 출력하는 센서 스트립; 상기 센서 스트립에서 출력되는 상기 반응 신호를 분석하여 상기 혈액 내 특정 생체 물질의 농도를 측정하는 분석 장치; 및 상기 센서 스트립과 상기 분석 장치를 연결하는 커넥터를 포함하고, 상기 센서 스트립은, 제 1 절연 기판과, 상기 제 1 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 1, 2 전극과, 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 1, 2 전극 위에 설치되는 제 1 스페이서 필름과, 상기 슬릿에 노출된 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 1 시약을 포함하는 측정 대상 전극부; 및 제 2 절연 기판과, 상기 제 2 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 3, 4 전극과, 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 3, 4 전극 위에 설치되는 제 2 스페이서 필름과, 상기 제 2 스페이서 필름의 슬릿에 노출된 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 2 시약을 포함하는 헤마토크릿 전극부;를 포함하고, 상기 측정 대상 전극부의 제 1 시약과 상기 헤마토크릿 전극부의 제 2 시약이 소정 간격으로 이격되어 마주보도록 상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 포개져 조립된다.
상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 상기 제 1, 2 시약의 종류는 상이하고 전극들의 배치 위치 및 전체 형상은 서로 동일하고, 상기 제 1, 3 전극은, 작동 전극이고, 상기 제 2, 4 전극은 기준 전극일 수 있다.
상기 커넥터는, 상기 제 1 내지 4 전극 각각에 연결되는 단자들을 포함하되, 상기 제 1 전극으로 전압을 인가하는 단자, 상기 제 2 전극으로부터 전류를 검출하는 단자, 상기 제 4 전극으로부터 전류를 검출하는 단자, 상기 제 3 전극으로 전압을 인가하는 단자의 순서로 배치될 수 있다.
상기 측정 대상 전극부의 상기 제 1 시약의 도포 두께는 상기 제 1 스페이서 필름의 두께보다 작고, 상기 헤마토크릿 전극부의 상기 제 2 시약의 도포 두께는 상기 제 2 스페이서 필름의 두께보다 작음으로써, 상기 제 1, 2 시약 간의 소정 간격을 형성할 수 있다.
상기 제 1 시약과 상기 제 2 시약은, 동일한 혈액에 대해 동시에 반응할 수 있다.
본 발명에 따르면, 센서 스트립의 측정 대상 전극부와 헤마토크릿 전극부를 대면형의 구조로 놓이게 하여 측정 대상 전극부와 헤마토크릿 전극부의 시약들이 서로 섞이지 않도록 하면서 하나의 동일한 혈액에 대해 혈당과 같은 특정 생체 물질과 헤마토크릿을 동시에 측정할 수 있도록 하여 측정 시간을 단축하면서도 각각의 측정 결과 간의 영향을 없애 각 측정 결과의 정확도를 높인다. 이에 따라 혈당과 같은 특정 생체 물질의 농도를 측정하는 데 있어서 헤마토크릿의 영향을 정확히 반영하여 보정함으로써 특정 생체 물질의 농도의 측정 결과의 정확도를 높인다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 물질 측정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 스트립의 측정 대상 전극부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 스트립의 헤마토크릿 전극부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 측정 대상 전극부와 도 3의 헤마토크릿 전극부를 결합한 센서 스트립을 나타낸 도면이다.
도 5는 생체 물질 측정 장치의 커넥터와 도 4의 센서 스트립의 결합 전 연결 구조를 설명하는 도면이다.
도 6은 생체 물질 측정 장치의 커넥터와 도 4의 센서 스트립의 결합 후 연결 구조를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 스트립의 측정 대상 전극부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 스트립의 헤마토크릿 전극부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 측정 대상 전극부와 도 3의 헤마토크릿 전극부를 결합한 센서 스트립을 나타낸 도면이다.
도 5는 생체 물질 측정 장치의 커넥터와 도 4의 센서 스트립의 결합 전 연결 구조를 설명하는 도면이다.
도 6은 생체 물질 측정 장치의 커넥터와 도 4의 센서 스트립의 결합 후 연결 구조를 설명하는 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 물질 측정 장치를 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 생체 물질 측정 장치는, 센서 스트립(110), 커넥터(120) 및 분석 장치(130)를 포함한다.
센서 스트립(110)은, 인간이나 동물로부터 채취한 혈액이나 체액 등의 검체를 분석하기 위해 사용되는 수단으로서, 공급된 검체의 혈당 농도, 혈중 알코올 농도, 젖산 농도 등 다양한 종류의 측정 대상 생체 물질에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 본 실시예에서 상기 센서 스트립(110)은 혈당을 측정하기 위한 스트립으로서, 공급된 검체의 혈당을 측정하여 이에 대응하는 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 센서 스트립(110)은 각각의 검체 측정시마다 교체하는 소모품일 수 있다. 센서 스트립(110)은, 혈당을 측정하기 위한 측정 대상 전극부와, 헤마토크릿을 측정하기 위한 헤마토크릿 전극부를 포함하고, 상기 측정 대상 전극부 위에 형성된 시약과 상기 헤마토크릿 전극부 위에 형성된 시약이 서로 마주보도록 대면한다. 이에 관해서는 이하에서 자세히 설명한다.
커넥터(120)는 상기 센서 스트립(110)을 상기 분석 장치(130)와 연결하기 위한 것으로서, 상기 센서 스트립(110)과 상기 분석 장치(130) 간의 인터페이스 역할을 한다. 커넥터(120)는 상기 센서 스트립(110)의 측정 대상 전극부로 전압을 인가하는 단자와, 상기 측정 대상 전극부로부터 수신되는 전류를 검출하는 단자, 그리고 헤마토크릿 전극부로 전압을 인가하는 단자와, 상기 헤마토크릿 전극부로부터 수신되는 전류를 검출하는 단자를 포함할 수 있다.
분석 장치(130)는, 생체 물질 측정 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 상기 커넥터(120)를 통해 상기 센서 스트립(110)으로 전압을 인가하고, 상기 센서 스트립(110)으로부터 수신되는 전류를 분석하여 측정 대상 생체 물질의 농도 등을 측정한다. 분석 장치(130)는 연산 장치, 배터리, 메모리 등을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 분석 장치(130)는 상기 센서 스트립(110)의 측정 대상 전극부로부터 수신되는 전류를 토대로 검체 내 혈당 농도를 측정하고, 또한, 상기 센서 스트립(110)의 헤마토크릿 전극부로부터 수신되는 전류를 토대로 검체 내 헤마토크릿을 측정한다. 분석 장치(130)는 상기 측정된 혈당 농도를 상기 측정된 헤마토크릿을 이용하여 보정하고, 그 보정된 혈당 농도의 값을 출력한다. 분석 장치(130)는, 메모리를 포함하고, 메모리에는 헤마토크릿 측정 값별 혈당 농도 보정 값이 매칭되어 저장된다. 분석 장치(130)는, 헤마토크릿 전극부를 이용하여 측정한 헤마토크릿의 측정 값에 대응하는 혈당 농도 보정 값을 메모리에서 독출하고, 측정 대상 전극부를 이용하여 측정한 혈당 농도 값에 상기 독출한 혈당 농도 보정 값을 반영하여 최종적인 혈당 농도의 값을 산출할 수 있다. 분석 장치(130)는 LED 등을 이용하여 혈당 농도의 값을 출력할 수 있고, 또는 디스플레이 수단을 통해 혈당 농도의 값을 디지털 수치로 출력할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 스트립(110)의 측정 대상 전극부(210)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 센서 스트립(110)의 측정 대상 전극부(210)는 혈당 등과 같은 측정 대상 생체 물질을 측정하기 위한 수단으로서, 하부 절연 기판(211), 스페이서 필름(213), 그리고 하부 절연 기판(211) 위에 형성되는 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)을 포함한다.
하부 절연 기판(211)은, 유리 혹은 무기재료 기판, 플라스틱 기판 또는 필름 등일 수 있으며, 실시예에 따라서는 PET(Polyethylene Terephthalate), 폴리카보네이트 필름(Polycarbonate film) 등이 사용될 수 있다. 하부 절연 기판(211) 위에 형성되는 한 쌍의 전극, 즉 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)은 소정 간격을 두고 이격되어 하부 절연 기판(211) 위에 배치된다. 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)은 금이나 은을 원료로 형성될 수 있고, 또는 카본 잉크로 인쇄하여 형성함으로써 제품의 제조단가를 절감할 수 있다. 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)은 하부 절연 기판(211) 상에 도전 물질을 도포한 후, 전극의 형상을 레이저 패터닝하거나, 마스킹하는 등의 방식으로 형성될 수도 있다. 하부 절연 기판(211)에는, 상기 작동 전극(212a) 및 상기 기준 전극(212b) 이외, 검체, 예를 들어 혈액의 유입을 감지하기 위한 혈액 인식 전극 등이 더 형성될 수 있다.
스페이서 필름(213)은, 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)이 형성된 하부 절연 기판(211)의 상면을 덮는다. 스페이서 필름(213)은, 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)이 형성된 하부 절연 기판(211)의 상면에 소정 두께로 절연 잉크가 도포되는 방식으로 형성될 수 있으나 여기에 제한되는 것은 아니다. 스페이서 필름(213)은 하부 절연 기판(211)과 동일한 재료로 만들어지는 또 다른 절연 기판일 수 있다. 스페이서 필름(213)은, 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)을 대향하는 부분에 슬릿(213a)이 형성되어 있고, 그 슬릿(213a)을 통해 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)의 일부분이 노출된다. 스페이서 필름(213)의 상기 슬릿(213a)에 측정 시약(214)이 위치한다. 측정 시약(214)은 슬릿(213a)을 통해 노출된 작동 전극(212a) 및 기준 전극(212b)을 가로질러 위치하게 된다. 바람직하게, 측정 시약(214)의 도포 두께는 스페이서 필름(213)의 두께보다 작다. 시약(214)은 스페이서 필름(213)을 전극(212a, 212b) 위에 덮은 후에 슬릿(213a)을 통해 도포될 수 있고, 또는 스페이서 필름(213)을 덮기 전에, 슬릿(213a)의 영역에 대응하는 전극(212a, 212b)의 영역에 미리 도포될 수도 있다. 한편, 스페이서 필름(213)은 전극(212a, 212b)의 주요 부분을 덮고 커넥터(120)의 단자들에 연결되는 전극(212a, 212b)의 일 부분은 덮지 않고 노출시킨다.
혈당 측정을 위한 측정 시약(214)은 혈당 효소, 생화학 반응에 의해 생성된 전하를 전극(212a, 212b) 표면까지 효과적으로 전달할 수 있는 전자 전달체, 전극(212a, 212b) 표면과 시약층 간의 지지체로서 사용되는 친수성 고분자 화합물, 분산제로서 사용되는 계면활정제를 포함하여 구성될 수 있다. 사용되는 효소는 검출하고자 하는 물질 또는 필요에 따라 다양하며, 예를 들어 글루코스 산화효소(glucose oxidase), 글루코스 탈수소화효소(glucose dehydrogenase)를 사용할 수 있다. 친수성 고분자 화합물은 전극(212a, 212b) 상에 시약(214)을 용이하게 고정시키기 위해 필요한 것으로, 예를 들어 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스 등이 있다. 계면활성제는 시약(214)이 전극(212a, 212b) 표면에 잘 분산되도록 하는 것으로, 예를 들어 트리톤 X-100 등이 있다. 시약의 구체적인 제조방법, 사용될 수 있는 시약, 전자 전달체의 예는 미국특허 제5,762,770호 공보를 참조할 수 있다. 미국특허 제5,762,770호의 내용은 여기에서의 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 것으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 스트립(110)의 헤마토크릿 전극부(310)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 센서 스트립(110)의 헤마토크릿 전극부(310)는 혈액 내 적혈구의 용적 비율, 즉 헤마토크릿을 측정하기 위한 수단으로서, 하부 절연 기판(311), 스페이서 필름(313), 그리고 하부 절연 기판(311) 위에 형성되는 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)을 포함한다. 도 3에 도시된 헤마토크릿 전극부(310)의 전체적인 형상 및 구성요소의 배치 위치는 도 2에 도시된 측정 대상 전극부(210)의 전체적인 형상과 동일하다.
하부 절연 기판(311)은, 유리 혹은 무기재료 기판, 플라스틱 기판 또는 필름 등일 수 있으며, 실시예에 따라서는 PET(Polyethylene Terephthalate), 폴리카보네이트 필름(Polycarbonate film) 등이 사용될 수 있다. 하부 절연 기판(311) 위에 형성되는 한 쌍의 전극, 즉 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)은 소정 간격을 두고 이격되어 하부 절연 기판(311) 위에 배치된다. 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)은 금이나 은을 원료로 형성될 수 있고, 또는 카본 잉크로 인쇄하여 형성함으로써 제품의 제조단가를 절감할 수 있다. 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)은 하부 절연 기판(311) 상에 도전 물질을 도포한 후, 전극의 형상을 레이저 패터닝하거나, 마스킹하는 등의 방식으로 형성될 수도 있다. 하부 절연 기판(311)에는, 상기 작동 전극(312a) 및 상기 기준 전극(312b) 이외, 검체, 예를 들어 혈액의 유입을 감지하기 위한 혈액 인식 전극 등이 더 형성될 수 있다.
스페이서 필름(313)은, 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)이 형성된 하부 절연 기판(311)의 상면을 덮는다. 스페이서 필름(313)은, 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)이 형성된 하부 절연 기판(311)의 상면에 소정 두께로 절연 잉크가 도포되는 방식으로 형성될 수 있으나 여기에 제한되는 것은 아니다. 스페이서 필름(313)은 하부 절연 기판(311)과 동일한 재료로 만들어지는 또 다른 절연 기판일 수 있다. 스페이서 필름(313)은, 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)을 대향하는 부분에 슬릿(313a)이 형성되어 있고, 그 슬릿(313a)을 통해 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)의 일부분이 노출된다. 스페이서 필름(313)의 상기 슬릿(313a)에 헤마토크릿 측정을 위한측정 시약(314)이 위치한다. 측정 시약(314)은 슬릿(313a)을 통해 노출된 작동 전극(312a) 및 기준 전극(312b)을 가로질러 위치하게 된다. 바람직하게, 측정 시약(314)의 도포 두께는 스페이서 필름(313)의 두께보다 작다. 시약(314)은 스페이서 필름(313)을 전극(312a, 312b) 위에 덮은 후에 슬릿(313a)을 통해 도포될 수 있고, 또는 스페이서 필름(313)을 덮기 전에, 슬릿(313a)의 영역에 대응하는 전극(312a, 312b)의 영역에 미리 도포될 수도 있다. 한편, 스페이서 필름(313)은 전극(312a, 312b)의 주요 부분을 덮고 커넥터(120)의 단자들에 연결되는 전극(312a, 312b)의 일 부분은 덮지 않고 노출시킨다.
헤마토크릿 측정을 위한 측정 시약(314)은 혈당 측정 시약에서 효소가 제외되고, 전자 전달체로서 페리시아나이드가 사용된다. 그리고 혈구 간섭 보정제가 포함된다. 혈구 간섭 보정제는 적혈구를 용혈시키기 위해 필요한 것으로, 예를 들어 사포닌, 소디움 데옥시 콜레이트, 소디움 콜레이트 등이 있다.
도 4는 도 2의 측정 대상 전극부와 도 3의 헤마토크릿 전극부를 결합한 센서 스트립을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 센서 스트립(110)은, 측정 대상 전극부(210)의 측정 시약(214)과 헤마토크릿 전극부(310)의 측정 시약(314)이 서로 마주보도록, 상기 측정 대상 전극부(210)와 상기 헤마토크릿 전극부(310)가 서로 대면한다. 측정 대상 전극부(210)의 측정 시약(214)과 헤마토크릿 전극부(310)의 측정 시약(314)이 서로 마주보도록 두 전극부(210, 310)는 서로 포개지고, 측정 시약(214, 314) 각각의 도포 두께는 스페이서 필름(213, 313)의 두께보다 작기 때문에, 혈액은 측정 대상 전극부(210)의 측정 시약(214)과 헤마토크릿 전극부(310)의 측정 시약(314) 사이에 투입되어, 측정 시약(214, 314)에 각각 반응하게 된다. 상기 측정 대상 전극부(210)의 스페이서 필름(213)과 상기 헤마토크릿 전극부(310)의 스페이서 필름(213)은 접착제, 양면 테이프 등으로 접착될 수 있다.
도 5는 생체 물질 측정 장치의 커넥터와 도 4의 센서 스트립의 결합 전 연결 구조를 설명하는 도면이고, 도 6은 생체 물질 측정 장치의 커넥터와 도 4의 센서 스트립의 결합 후 연결 구조를 설명하는 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 생체 물질 측정 장치의 커넥터(120)는, 상기 센서 스트립(110)의 측정 대상 전극부(210)의 작동 전극(212a)으로 전압을 인가하는 단자(510a)와, 측정 대상 전극부(210)의 기준 전극(212b)의 전류를 검출하는 단자(510b), 그리고 헤마토크릿 전극부(310)의 작동 전극(312a)으로 전압을 인가하는 단자(511a)와, 헤마토크릿 전극부(310)의 전류를 검출하는 단자(511b)를 포함한다.
센서 스트립(110)의 측정 대상 전극부(210)와 헤마토크릿 전극부(310)는 전체적인 형상이 동일하고 전극의 배치 구조는 동일하며 시약(214, 314)이 마주하도록 포개져 조립되므로, 커넥터(120)의 단자들은, 도 5에 도시된 바와 같이, 좌측부터 측정 대상 전극부(210)의 작동 전극(212a)으로 전압을 인가하는 단자(510a), 측정 대상 전극부(210)의 기준 전극(212b)의 전류를 검출하는 단자(510b), 헤마토크릿 전극부(310)의 기준 전극(312b)의 전류를 검출하는 단자(511b) 그리고 헤마토크릿 전극부(310)의 작동 전극(312a)으로 전압을 인가하는 단자(511a)의 순서로 배치된다.
이상의 실시예에서 설명한 바와 같이, 센서 스트립(110)의 측정 대상 전극부(210)와 헤마토크릿 전극부(310)는 전체적인 형상이 동일하고 전극의 배치 구조도 동일하며 시약(214, 314)이 소정의 간격으로 이격되어 마주하도록 포개져 조립되므로, 두 시약(214, 314)은 서로 섞이지 않는다. 즉, 종래에는 혈당을 측정하기 위한 시약과 헤마토크릿을 측정하기 위한 시약이 섞여 사용됨으로써, 일정한 혈당 농도 범위에서만 헤마토크릿 보정 효과를 볼 수 있는 반면, 본 발명의 실시예에 따르면, 혈당 측정을 위한 시약(214)과 헤마토크릿 측정을 위한 시약(314)이 서로 섞이지 않으면서 혈당 농도의 범위에 제한 없이 헤마토크릿의 간섭에 의한 혈당 농도 측정 값을 정확하게 보정할 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
110 : 센서 스트립
120 : 커넥터
130 : 분석 장치
210 : 측정 대상 전극부
211, 311 : 절연 기판
212a, 312a : 작동 전극
212b, 312b : 기준 전극
213, 313 : 스페이서 필름
214, 314 : 슬릿
510a, 510b, 511a, 511b : 커넥터의 단자들
120 : 커넥터
130 : 분석 장치
210 : 측정 대상 전극부
211, 311 : 절연 기판
212a, 312a : 작동 전극
212b, 312b : 기준 전극
213, 313 : 스페이서 필름
214, 314 : 슬릿
510a, 510b, 511a, 511b : 커넥터의 단자들
Claims (10)
- 혈액 내의 생체 물질을 측정하기 위한 센서 스트립으로서,
제 1 절연 기판과, 상기 제 1 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 1, 2 전극과, 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 1, 2 전극 위에 설치되는 제 1 스페이서 필름과, 상기 슬릿에 노출된 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 1 시약을 포함하는 측정 대상 전극부; 및
제 2 절연 기판과, 상기 제 2 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 3, 4 전극과, 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 3, 4 전극 위에 설치되는 제 2 스페이서 필름과, 상기 제 2 스페이서 필름의 슬릿에 노출된 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 2 시약을 포함하는 헤마토크릿 전극부;를 포함하고,
상기 측정 대상 전극부의 제 1 시약과 상기 헤마토크릿 전극부의 제 2 시약이 소정 간격으로 이격되어 마주보도록 상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 포개져 조립되는 것을 특징으로 하는 센서 스트립. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정 대상 전극부의 상기 제 1 시약의 도포 두께는 상기 제 1 스페이서 필름의 두께보다 작고, 상기 헤마토크릿 전극부의 상기 제 2 시약의 도포 두께는 상기 제 2 스페이서 필름의 두께보다 작음으로써, 상기 제 1, 2 시약 간의 소정 간격을 형성하는 것을 특징으로 하는 센서 스트립. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 시약과 상기 제 2 시약은, 동일한 혈액에 대해 동시에 반응하는 것을 특징으로 하는 센서 스트립. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 시약은, 혈액 내 혈당에 반응하는 시약이고, 상기 제 2 시약은 혈액 내 적혈구에 반응하는 시약인 것을 특징으로 하는 센서 스트립. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 상기 제 1, 2 시약의 종류가 상이하고 전극들의 배치 위치 및 전체 형상은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 센서 스트립. - 혈액 내의 생체 물질을 측정하기 위한 생체 물질 측정 장치에 있어서,
상기 혈액에 반응하여 반응 신호를 출력하는 센서 스트립;
상기 센서 스트립에서 출력되는 상기 반응 신호를 분석하여 상기 혈액 내 특정 생체 물질의 농도를 측정하는 분석 장치; 및
상기 센서 스트립과 상기 분석 장치를 연결하는 커넥터를 포함하고,
상기 센서 스트립은,
제 1 절연 기판과, 상기 제 1 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 1, 2 전극과, 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 1, 2 전극 위에 설치되는 제 1 스페이서 필름과, 상기 슬릿에 노출된 상기 제 1, 2 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 1 시약을 포함하는 측정 대상 전극부; 및
제 2 절연 기판과, 상기 제 2 절연 기판 상에 소정 간격으로 이격되어 형성된 제 3, 4 전극과, 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 대응하는 부분에 슬릿이 형성되고 상기 제 3, 4 전극 위에 설치되는 제 2 스페이서 필름과, 상기 제 2 스페이서 필름의 슬릿에 노출된 상기 제 3, 4 전극의 적어도 일부에 도포되는 제 2 시약을 포함하는 헤마토크릿 전극부;를 포함하고,
상기 측정 대상 전극부의 제 1 시약과 상기 헤마토크릿 전극부의 제 2 시약이 소정 간격으로 이격되어 마주보도록 상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 포개져 조립되는 것을 특징으로 하는 생체 물질 측정 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 측정 대상 전극부와 상기 헤마토크릿 전극부는 상기 제 1, 2 시약의 종류가 상이하고 전극들의 배치 위치 및 전체 형상은 서로 동일하고,
상기 제 1, 3 전극은, 작동 전극이고, 상기 제 2, 4 전극은 기준 전극인 것을 특징으로 하는 생체 물질 측정 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 커넥터는,
상기 제 1 내지 4 전극 각각에 연결되는 단자들을 포함하되, 상기 제 1 전극으로 전압을 인가하는 단자, 상기 제 2 전극으로부터 전류를 검출하는 단자, 상기 제 4 전극으로부터 전류를 검출하는 단자, 상기 제 3 전극으로 전압을 인가하는 단자의 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 생체 물질 측정 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 측정 대상 전극부의 상기 제 1 시약의 도포 두께는 상기 제 1 스페이서 필름의 두께보다 작고, 상기 헤마토크릿 전극부의 상기 제 2 시약의 도포 두께는 상기 제 2 스페이서 필름의 두께보다 작음으로써, 상기 제 1, 2 시약 간의 소정 간격을 형성하는 것을 특징으로 하는 생체 물질 측정 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 시약과 상기 제 2 시약은, 동일한 혈액에 대해 동시에 반응하는 것을 특징으로 하는 생세 물질 측정 장치.
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