KR102094324B1 - cancer diagnostic system using energy level - Google Patents
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
- G01N2033/4975—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath other than oxygen, carbon dioxide or alcohol, e.g. organic vapours
Abstract
본 발명은 환자의 호기 또는 체액에 포함된 암기인물질을 ppt 단위 이상의 정밀도로 검출하여 암을 진단하는 암 진단 시스템으로, 특히, 호기 또는 체액을 포집하는 포집장치, 센서전극부 및, 검출부와 여기에너지공급부와 데이터저장부와 표시부와 통신부와 스위치부 등이 구비되는 본체로 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 산화환원전위의 에너지준위를 설계함으로써, 분자 단위의 초정밀한 진단을 할 수 있는 효과가 있다.
특히, ppt 레벨 이상의 분자 단위 검측 기술을 이용함으로써 기존의 기술로는 검측할 수 없었던 초기 암을 검출할 수 있는 효과가 있다.The present invention is a cancer diagnosis system for diagnosing cancer by detecting a cancerous substance contained in a patient's aerobic or bodily fluid with a precision of ppt or higher, in particular, a collection device, a sensor electrode, and a detection unit for collecting aerobic or bodily fluid It is characterized by being composed of a main body provided with an energy supply unit, a data storage unit, a display unit, a communication unit, and a switch unit.
The present invention has the effect of designing the energy level of the oxidation-reduction potential so that electrons can move from the cathode to the anode through the electrons donated by the dark phosphorous substance, thereby making it possible to make a precise diagnosis on a molecular basis.
In particular, by using a molecular unit detection technique at a ppt level or higher, there is an effect of detecting an initial cancer that could not be detected using conventional techniques.
Description
본 발명은 호기(呼氣, 날숨), 또는 체액(體液)(혈액, 소변, 땀, 눈물, 콧물 등)에 포함된 암기인물질(암을 원인으로 하여 발생하는 물질)을 검출하여 폐암 발생 여부 및 암 발생 여부를 진단하는 암 진단 시스템에 관한 것으로, 특히, 암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 산화환원전위의 에너지준위를 설계함으로써, 분자 단위의 정밀한 진단을 할 수 있도록 한 것이다.The present invention detects cancer cancer phosphorus substances (substances arising from cancer) contained in exhalation (exhalation, exhalation), or body fluids (blood, urine, sweat, tears, runny nose, etc.). And it relates to a cancer diagnosis system for diagnosing the occurrence of cancer, in particular, by designing the energy level of the oxidation-reduction potential so that electrons can move from the cathode to the anode through the electrons donated from the cancer phosphorus substance, it is possible to accurately measure the molecular unit. It was made for diagnosis.
예방진단의학과 의료복지 및 의학기술의 발달로 암에 대한 정복이 지속적으로 이루어져 왔음에도 불구하고 암은 여전히 인간의 건강을 위협하는 치명적인 위험 요소 중 하나이다. Despite the continued conquest of cancer due to the development of preventive diagnostic medicine, medical welfare, and medical technology, cancer is still one of the fatal risk factors that threaten human health.
국내의 암 발생률은 암 발생통계를 산출하기 시작한 1999년 이후 2012년까지 연평균 3.6%로 증가를 하다가 2012년 이후 평균 6.1% 하락하였으나 최근 다시 증가하는 추세로 전환되었다. 2015년 국내 암 발생자수는 약21만 5천명으로 인구 10만 명당 421.4명을 보이고 있다. The incidence of cancer in Korea increased from an average of 3.6% per year from 1999 to 2012, when it began to calculate cancer incidence, and then declined by an average of 6.1% since 2012. In 2015, the number of cancer cases in Korea was about 215,000, with 421.4 per 100,000 population.
그러나 암 생존율은 꾸준히 증가하여 1995년 약 40%이던 5년 상대생존율은 2015년 약 70.7%까지 증가하였다. 이는 암 환자 3명 중 2명은 5년 이상 생존함을 나타낸다. 이러한 결과는 암 발생은 지속적으로 증가하고 있으나 악성으로의 진행은 억제하고 있는 것을 나타낸다. However, the cancer survival rate increased steadily, and the 5-year relative survival rate increased from about 40% in 1995 to about 70.7% in 2015. This indicates that 2 out of 3 cancer patients survive for more than 5 years. These results indicate that the incidence of cancer continues to increase, but inhibit the progression to malignant.
암의 완치, 또는 악성으로의 진행을 억제하기 위해 제일 중요한 사항은 암을 조기에 발견하는 것이다. 예를 들어 위암의 경우 사망률이 점차 줄어들고 있는데 이는 암 조기 검진에 따른 조기 치료로 완치율이 높아지기 때문인 것으로 추정된다. 반면에 폐암 사망률은 2006년 28.7명에서 2016년 35.1명으로 증가하고 있는데 이는 폐암의 경우 조기 발견이 어렵기 때문인 것으로 추정되고 있다.The most important thing to prevent cancer from being cured or progressing to malignancy is to detect cancer early. For example, in the case of gastric cancer, the mortality rate is gradually decreasing, which is presumed to be due to an increase in cure rate due to early treatment due to early cancer screening. On the other hand, the mortality rate of lung cancer is increasing from 28.7 in 2006 to 35.1 in 2016, which is presumed to be because early detection of lung cancer is difficult.
폐암은 공기가 많은 폐에 발생하므로 X-ray 같은 영상 장비로는 초기 암 검출이 용이하지 않다. 또한, 폐는 공기와 접촉하는 부분이라 폐암에서 발생하는 암기인물질의 혈액이나 소변에 대한 용존량이 극미하여 기존의 정밀도를 갖는 기술로는 초기 암 검출이 용이하지 않다. 따라서 대부분의 폐암이 많이 진행된 상태에서 발견되어 실질적인 치료 골든타임을 놓치게 되고, 이로 인해 치료 불능 상태에 빠지게 되어 생존율이 저하된다.Lung cancer occurs in airy lungs, so it is not easy to detect early cancer with imaging equipment such as X-rays. In addition, since the lung is a part in contact with air, the dissolved amount of blood phosphorus substances generated in lung cancer in the blood or urine is extremely small, so it is not easy to detect the initial cancer with the existing technology. Therefore, most lung cancers are found in a state in which a lot has progressed, and the actual treatment golden time is missed. As a result, the survival rate is reduced due to the inability to treat.
암을 조기에 발견하기 위해서는 극소량의 암기인물질, 또는 극소량의 암세포를 검출할 수 있는 초정밀 센서의 개발이 절실하며, 이를 위해 많은 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.In order to detect cancer early, the development of an ultra-precision sensor capable of detecting a very small amount of a cancer substance or a very small amount of cancer cells is urgently needed, and many studies have been continuously conducted for this.
1) 검출하고자 하는 물질의 흡착에 따른 역학적 왜곡을 전류 값으로 검출하는 캔틸레버(Cantilever)) 방식의 정밀 센서,1) Cantilever type precision sensor that detects the mechanical distortion caused by adsorption of the substance to be detected as a current value,
2) 검출하고자 하는 물질의 흡착에 따른 저항 변화를 검출하는 반도체 센서 방식의 정밀 센서,2) A semiconductor sensor type precision sensor that detects a change in resistance due to adsorption of a substance to be detected,
3) 변동하는 전기장 내부에 검출하고자 하는 물질을 통과시켜 특정한 질량단면적 비를 갖는 분자만 검지기에 도달하도록 하여 검출하는 비대칭장 이온 이동 분석 방식을 이용한 정밀 센서,3) Precise sensor using an asymmetric ion movement analysis method that detects by passing a substance to be detected inside a fluctuating electric field so that only molecules having a specific mass cross-sectional ratio reach the detector.
4) 유전자 조작한 마우스의 수용체를 이용하여 검출하는 유전자 센싱 방식을 이용한 정밀 센서,4) Precise sensor using gene sensing method to detect using the receptor of the genetically engineered mouse,
5) 항원 항체 반응을 이용한 정밀 센서,5) Precision sensor using antigen-antibody reaction,
6) 기체를 센싱하는 켈빈 프로브(Kelvin probe) 방식을 이용한 정밀센서 등은 이러한 초정밀 센서의 일례이다. 6) A precision sensor using a Kelvin probe method for sensing a gas is an example of such an ultra-precision sensor.
대한민국특허등록 제10-1755230호 "다제내성 암세포 검출용 센서 및 이를 이용한 다제내성 암세포 검출방법", 대한민국특허출원 제10-2012-0081710호 "스크린 프린팅기법을 활용한 전도성 고분자 박막으로부터 제조된 나이트로젠이 도핑된 그래핀 기반 고 효율성 전계효과 트랜지스터 암진단용 압타센서의 제조 방법", 대한민국특허출원 제10-2014-0022228호 "암세포 바이오마커 검출용 패턴화된 탄소 나노튜브 바이오센서", 대한민국특허등록 제10-1705179호 "자가 색상 검출형 암 진단 키트 및 이를 이용하여 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법", 대한민국특허출원 제10-2016-0091997호 "전계효과 대장암 센서", 대한민국특허등록 제10-1478896호 "항암제 처리된 암세포 검출용 바이오센서 및 이의 제조방법", 대한민국특허등록 제10-0894800호 "폐암 진단용 SAW 센서" 등은 개발된 암센서의 일례이다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-1755230 "Sensor for detecting multi-drug resistant cancer cells and a method for detecting multi-drug resistant cancer cells using the same", Korean Patent Application No. 10-2012-0081710 "Nitrogen produced from a conductive polymer thin film using a screen printing technique Method for manufacturing dope sensor for cancer diagnosis of doped graphene-based high-efficiency field effect transistor, "Korean Patent Application No. 10-2014-0022228" Patterned Carbon Nanotube Biosensor for Cancer Cell Biomarker Detection ", Republic of Korea Patent Registration 10-1705179 "Self-color detection type cancer diagnosis kit and method for providing information for diagnosis of cancer using the same", Korean Patent Application No. 10-2016-0091997 "Field effect colorectal cancer sensor", Korean Patent Registration No. 10-1478896 "Anti-cancer drug-treated biosensor for detection of cancer cells and its manufacturing method", Republic of Korea Patent Registration No. 10-0894800 "Lung cancer diagnosis SAW sensor", etc. It is an example of a cancer sensor.
그러나 상기와 같은 종래의 기술들은 그 검출 정확도가 ppm(parts per million, 1/10-6) ~ ppb(parts per billion. 1/10-9) 레벨로, ppt(parts per trillion, 1/10-12) 레벨에 이르는 정밀한 계측 및, 분자 단위의 초정밀 계측이 어렵다는 문제점 등이 있었다.However, in ~ ppb (. Parts per billion 1/10 -9) conventional techniques is that the detection accuracy ppm (parts per million, 1/10 -6 ) level as described above, ppt (parts per trillion, 1/10 - 12 ) There were problems such as precise measurement down to the level and difficulty in ultra-precision measurement in molecular units.
또한, 종래의 기술은 그 정밀도가 낮아 초기 암 검출이 어렵다는 문제점이 있었다. 예를 들어, 호흡이나 체액에 포함된 극미량의 암기인물질을 검출하기 위해서는 신뢰성 있는 초정밀도를 갖는 검측기술이 필요하나 종래의 경우 정밀성이 낮아 정확한 검출 및 초기 암 검출이 어렵다는 문제점 등이 있었다.In addition, the prior art has a problem that it is difficult to detect the initial cancer due to its low precision. For example, in order to detect an extremely small amount of cancer phosphorus contained in respiratory or bodily fluids, a detection technique having reliable ultra-precision is required, but in the conventional case, there is a problem that accurate detection and initial cancer detection are difficult due to low precision.
또한, 종래의 기술들은 고가여서 이용 및 유지 비용이 많이 소요되고, 검측 시간이 많이 소요된다는 문제점 등이 있었다.In addition, the prior art has a problem that it is expensive and requires a lot of use and maintenance, and a lot of detection time.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 호기, 또는 체액에 포함된 암기인물질을 산화환원전위의 에너지준위를 이용하여 분자단위로 정밀하게 검출할 수 있도록 함으로써 ppt 레벨 이상에 이르는 정밀도와 정확도를 갖는 새로운 개념의 암 진단 시스템을 제공하기 위한 것이다.The object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, in particular, by allowing the exogenous or cancerous substances contained in body fluids to be precisely detected in molecular units using the energy level of the redox potential, ppt It is to provide a new concept of a cancer diagnosis system with precision and accuracy up to a level or higher.
또한, 암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 한 전자 이동(전류) 검측을 통해 암기인물질을 직접 검출함으로써 실시간 검측이 가능한 암 진단 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a cancer diagnosis system capable of real-time detection by directly detecting a cancer substance through electron transfer (current) detection through an electron donated from the cancer substance.
또한, 다양한 산화환원전위의 에너지준위를 갖는 이동유도물질(양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질)을 이용하여 암기인물질을 검측하도록 함으로써, 검측 범위를 넓히고, 더욱 정밀한 검측이 이루어지도록 한 것이다.In addition, by using a mobile inducing substance (positive-side moving inducing substance, negative-side moving-inducing substance) having various levels of redox potential to detect dark phosphorous substances, the detection range is widened and more precise detection is made. will be.
본 발명은 환자의 호기 또는 체액에 포함된 암기인물질을 ppt 단위 이상의 정밀도로 검출하여 암을 진단하는 암 진단 시스템으로, 특히, 호기 또는 체액을 포집하는 포집장치, 센서전극부 및, 검출부와 여기에너지공급부와 데이터저장부와 표시부와 통신부와 스위치부 등이 구비되는 본체로 구성됨을 특징으로 한다.The present invention is a cancer diagnosis system for diagnosing cancer by detecting a cancerous substance contained in a patient's aerobic or bodily fluid with a precision of ppt or higher, in particular, a collection device, a sensor electrode, and a detection unit for collecting aerobic or bodily fluid It is characterized by being composed of a main body provided with an energy supply unit, a data storage unit, a display unit, a communication unit, and a switch unit.
또한, 암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 센서전극부의 에너지준위를 설계한 후, 상기 센서전극부의 전자 이동을 검출부를 통해 검출하여 암 발생 여부 및 종류, 진행 정도를 분석함으로써, 초기 암을 ppt 레벨 이상의 정밀도로 정확히 진단할 수 있도록 함을 특징으로 한다.In addition, after designing the energy level of the sensor electrode part so that electrons move from the cathode to the anode through a dark phosphorous substance, the electron movement of the sensor electrode part is detected through the detector to analyze whether cancer is generated, the type, and the degree of progression. , It is characterized in that the initial cancer can be accurately diagnosed with a precision of ppt level or higher.
또한, 음극에서 양극으로의 전자 이동을 중계하는 하나 이상의 이동유도물질(이하, 음극에서 양극으로의 전자 이동을 중계하는 물질을 "이동유도물질"이라 한다.)을 이용하여 에너지준위를 설계하고, 가전자대(Valence Band)의 호모(HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital)에서 전도대(Conduction Band)의 루모(LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital)로 전자가 여기(勵起)할 수 있도록 여기 에너지(광에너지, 열에너지 등)를 공급하여 전자의 이동을 제어함으로써, 더욱 정확한 진단이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.In addition, an energy level is designed using one or more transfer inducing materials (hereinafter, referred to as "transfer inducing materials") that relay electron transfer from the cathode to the anode. Excitation energy (light energy, thermal energy) to allow electrons to excite from the Homo of the Valence Band (HOMO) to the Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) of the Conduction Band Etc.) to control the movement of electrons, so that more accurate diagnosis can be made.
또한, 풀러렌(Fullerene), 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소(色素, Dye), 또는 이온내포풀러렌과 색소의 복합체 중 어느 하나 이상으로 이동유도물질을 구성하여 산화환원전위를 낮추고 양자수율(量子數率)을 높임으로써 검출 범위를 넓히고 측정 감도를 향상시킴을 특징으로 한다.In addition, a fullerene (Fullerene), fullerene salt, ion-encapsulated fullerene, pigment (色素, Dye), or any one of a complex of ionic-encapsulated fullerene and a pigment to form a mobile inducing material to reduce the oxidation-reduction potential and lower the quantum yield (量 子 數) It is characterized by increasing the detection range and improving the measurement sensitivity by increasing iv).
상기 풀러렌은, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 중 어느 하나인 것을 특징으로 하고, 상기 이온내포풀러렌에 내포되는 이온은, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 또는 스트론튬 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 색소는, 폴리-3-헥실 티 오펜(P3HT) 등의 폴리 티 오펜, 폴리p-페닐 렌, 폴리p-페닐 렌 비닐 렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV 등의 고분자 중합체 또는 그 유도체 중 하나 이상임을 특징으로 한다.The fullerene is characterized in that any one of C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96, the ions contained in the ion-containing fullerene, lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium, Or characterized in that any one of strontium, the pigment, poly-3-hexyl thiophene (P3HT), such as polythiophene, polyp-phenylene, polyp-phenylene vinylene, polyaniline, polypyrrole, PEDOT , P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV, or a polymer polymer or a derivative thereof.
상기 암기인물질은 톨루엔(Toluene), 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol)(프로포폴, propofol), 2-메틸피라진(2-Methylpyrazine), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 2-부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 등임을 특징으로 한다.The cancer substance is toluene, 2,6-diisopropyl phenol (2,6-Diisopropylphenol) (propofol), 2-methylpyrazine (2-Methylpyrazine), cyclohexanone (Cyclohexanone), 2- It is characterized by butanone, acetic acid, acetone, acetonitrile, and the like.
상기 포집장치에서 호기를 포집할 경우에는 호기를 불어 넣는 호기포집부를 통해 포집하며, 체액을 포집할 경우에는 체액을 수납할 수 있는 공간이 마련된 체액포집부를 통해 포집한다.When collecting exhalation in the collecting device, the exhalation is blown through the exhalation collection unit, and when collecting body fluid, it is collected through a bodily fluid collection unit provided with a space for receiving body fluid.
본 발명 "에너지준위를 이용한 암 진단 시스템"은, 특히, 병원에서 환자의 호기를 포집하거나, 또는 체액을 받아 실시간으로 용이하게 ppt 레벨 이상의 암 진단을 할 수 있는 효과가 있다.The present invention, "a cancer diagnosis system using an energy level," is particularly effective in capturing a patient's exhalation in a hospital or receiving a bodily fluid to easily diagnose cancer at a ppt level or higher in real time.
또한, 암기인물질의 분자 수에 비례하는 전자 이동을 ppt 레벨 이상에 이르는 정밀도로 검출함으로써 기존 기술로는 검출할 수 없는 초기 암을 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.In addition, by detecting an electron movement proportional to the number of molecules of a dark phosphorus substance with an accuracy reaching a ppt level or higher, there is an effect of accurately detecting an initial cancer that cannot be detected by a conventional technique.
예를 들어, 호흡, 소변, 혈액 및 타액에 극미량으로 존재하는 암기인물질을 ppt 레벨 이상의 정밀도로 정확하게 검출함으로써 기존의 진단 장치로는 검출하기 어려웠던 초기 상태의 암 진단을 할 수 있는 효과가 있다.For example, it is possible to diagnose cancer in an initial state, which was difficult to detect with a conventional diagnostic device, by accurately detecting, with an accuracy of ppt level or higher, a cancer substance present in trace amounts in respiratory, urine, blood, and saliva.
또한, 간단하게 포집할 수 있는 적은 양의 호기를 통해 암 진단이 가능하게 되는 효과가 있다.In addition, it is possible to diagnose cancer through a small amount of exhalation that can be simply captured.
도 1 은 본 발명 "에너지준위를 이용한 암 진단 시스템"의 일 실시예를 나타낸 사시도,
도 2a 는 본 발명 중 호기를 포집하는 포집장치의 일 구성을 나타낸 도면,
도 2b 는 본 발명 중 체액을 포집하는 포집장치의 일 구성을 나타낸 도면,
도 3 은 본 발명에 따른 시스템 구성을 나타낸 블록도,
도 4 는 본 발명에 따른 센서전극부의 다른 구성을 나타낸 도면,
도 5 는 본 발명에 따른 센서전극부의 또 다른 구성을 나타낸 도면,
도 6 은 본 발명에 따른 센서전극부의 또 다른 구성을 나타낸 도면,
도 7 는 본 발명에 따른 센서전극부의 또 다른 구성을 나타낸 도면,
도 8 은 (a)는 이온내포풀러렌, (b)는 이온내포풀러렌과 색소가 결합한 중합체의 구성, (c)는 광에너지에 의한 전자의 여기 상태를 나타낸 개념도,
도 9 는 양극에 풀러렌-색소 중합체를 전기영동 시킨 것을 나타낸 개념도,
도 10 은 전자의 에너지준위를 나타낸 도면,
도 11 은 본 발명에 따른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 12 는 본 발명에 따른 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 13 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 14 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 15 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 16 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 17 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 18 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 19 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 20 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 21 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 22 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 22 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 24 은 본 발명의 실시예에 따른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 25 는 본 발명의 실시예에 따른 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 26 은 포텐시오스타트의 회로구성을 개념적으로 나타낸 회로도,
도 27 은 측정 전극 구성의 일례를 나타낸 도면,
도 28 는 CV 그래프의 구간 확대를 나타낸 그래프,
도 29 은 파장에 따른 양자수율의 일례를 나타낸 그래프,
도 30 은 센서전극부에 구성한 워킹전극(W)과 레퍼런스전극(RE) 및 카운터전극(CE)를 각각 나타낸 도면.1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention "a cancer diagnosis system using an energy level,"
Figure 2a is a view showing a configuration of a collecting device for collecting exhalation in the present invention,
Figure 2b is a view showing a configuration of a collecting device for collecting body fluids in the present invention,
3 is a block diagram showing a system configuration according to the present invention,
4 is a view showing another configuration of the sensor electrode part according to the present invention,
5 is a view showing another configuration of the sensor electrode part according to the present invention,
6 is a view showing another configuration of the sensor electrode part according to the present invention,
7 is a view showing another configuration of the sensor electrode part according to the present invention;
8 is (a) is an ion-containing fullerene, (b) is a composition of a polymer in which an ion-containing fullerene and a pigment are bonded, (c) is a conceptual diagram showing an excited state of electrons due to light energy,
9 is a conceptual diagram showing that a fullerene-pigment polymer is electrophoresed on an anode,
10 is a view showing the energy level of the electron,
11 is a view showing an energy level design according to the present invention,
12 is a view showing another energy level design according to the present invention,
13 is a view showing another energy level design according to the present invention,
14 is a view showing another energy level design according to the present invention,
15 is a view showing another energy level design according to the present invention,
16 is a view showing another energy level design according to the present invention,
17 is a view showing another energy level design according to the present invention,
18 is a view showing another energy level design according to the present invention,
19 is a view showing another energy level design according to the present invention,
20 is a view showing another energy level design according to the present invention;
21 is a view showing another energy level design according to the present invention,
22 is a view showing another energy level design according to the present invention,
22 is a view showing another energy level design according to the present invention,
24 is a view showing an energy level design according to an embodiment of the present invention;
25 is a view showing another energy level design according to an embodiment of the present invention,
26 is a circuit diagram conceptually showing the circuit configuration of the potentiometer,
27 is a view showing an example of a configuration of a measurement electrode,
28 is a graph showing a section enlargement of the CV graph,
29 is a graph showing an example of quantum yield according to wavelength,
30 is a view showing a working electrode (W), a reference electrode (RE), and a counter electrode (CE) configured in the sensor electrode unit, respectively.
본 발명의 기술성 사상을 그 구체적인 구성과 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.The detailed description of the technical idea of the present invention is given as follows.
본 발명의 구성과 실시예를 설명함에 있어서, 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용하며, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.In describing the configuration and embodiments of the present invention, the same or similar names and symbols are used for components having the same or similar configurations and functions, and additional or overlapping or limited meanings of the invention can be interpreted. The description may be omitted in describing the embodiments of the present invention.
구체적인 설명에 앞서, 본 명세서 상에 비록 단수적 표현으로 기재되어 있을지라도 국어사용에 있어서 단수/복수를 명확하게 구분 짓지 않고 사용되는 환경과 당해 분야에서의 통상적인 용어 사용 환경에 비추어, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 뜻하지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에 기재되었거나 기재될 수 있는 '포함한다', '갖는다', '구비한다', '포함하여 이루어진다' 등은 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description, the concept of the invention, even though it is described in the singular expression in the specification, in light of the environment used without clearly distinguishing the singular / plural in the use of the Korean language and the environment used in common terms in the art It is used as a meaning that includes plural expressions, unless contrary to the interpretation and expressly contradicts otherwise. In addition, 'includes', 'haves', 'includes', 'includes' and the like described or may be described in the present specification means the existence or addition possibility of one or more other features or components or combinations thereof. It should be understood that it is not excluded in advance.
본 발명 "에너지준위를 이용한 암 진단 시스템"의 기술적 사상에 따른 구성은, 도1 내지 도3에서 도시되는 바와 같이, 환자의 호기 또는 체액을 포집하는 포집장치(210); 암기인물질을 검출하는 센서전극부(120); 상기 센서전극부(120)에 전자의 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부(130); 상기 센서전극부(120)의 전자 이동을 검출하는 검출부(110); 상기 암기인물질 검측에 대한 정보를 저장하는 데이터저장부(140); 외부기기와 통신을 수행하는 통신부(160); 각 구성요소의 동작을 제어하는 제어부(150); 스위치부(190); 및, 상기 여기에너지공급부와 검출부와 데이터저장부와 통신부와 제어부 및 스위치부가 구비되는 본체(101);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The configuration according to the technical concept of the present invention "a cancer diagnosis system using an energy level," as shown in Figures 1 to 3, the collecting
이러한 본 발명은 피술자의 호기, 또는 체액이 상기 센서전극부(120)의 음극과 양극 사이에 유입되었을 경우, 상기 호기(또는 체액)에 포함된 암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동하도록 산화환원전위의 에너지준위를 설계한 것이다. In the present invention, when a subject's exhalation or body fluid flows between the cathode and the anode of the
즉, 암기인물질에 비례하는 수의 전자가 음극에서 양극으로 이동하도록 에너지준위를 설계한 것으로, 상기 전자의 이동 여부(전류의 흐름 여부)를 검출하여 암기인물질이 존재하는 지의 여부를 판단하고, 전자의 이동 정도(전류량)를 검출하여 유입된 암기인물질의 양을 정밀하게 판단하고, 암기인물질의 종류와 양으로부터 암 발생여부와 진행정도를 판단하여 검측 결과를 데이터저장부(140)에 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내고, 통신부(170)를 통해 외부기기에 전송한다. That is, the energy level is designed to move a number of electrons proportional to the dark phosphorous material from the negative electrode to the positive electrode, and detects whether the dark phosphorous material is present by detecting whether the electron is moved (current flows). , Detects the degree of electron movement (current amount) to accurately determine the amount of cancer phosphorus introduced, and determines whether cancer has occurred and progress from the type and amount of cancer phosphorus, and stores the detection results in the
상기 암기인물질은 암을 원인으로 하여 발생하는 암 대사물질로, 이 암기인물질이 발견된다는 것은 체내에 암 세포가 있다는 것을 뜻한다. The cancer-causing substance is a cancer metabolite that is caused by cancer, and that the cancer-causing substance is found means that there are cancer cells in the body.
전자의 이동은 유입되는 암기인물질의 분자 수에 비례하므로, 암기인물질을 분자단위로 검출할 수 있으며, 암기인물질의 양을 전류량으로 나타냄으로써 실시간 검측이 가능하다. Since the movement of electrons is proportional to the number of molecules of the incoming cancer phosphorous substance, the dark phosphorous substance can be detected on a molecular basis, and real-time detection is possible by indicating the amount of the dark phosphorous substance as a current amount.
암기인물질에는 톨루엔(Toluene), 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol), 2-메틸피라진(2-Methylpyrazine), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 2- 부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 등이 있다. 암기인물질이 검출되면 그 암기인물질의 종류를 판단하고, 각 암기인물질의 비율을 판단하여 암 종류를 판단하며, 암기인물질의 양을 검출하여 암 진행 정도를 판단하게 된다.Toluene, 2,6-diisopropyl phenol, 2-methylpyrazine, cyclohexanone, 2-butanone, acetic acid, acetone , Acetonitrile, and the like. When a cancer-inducing substance is detected, the type of the cancer-inducing substance is determined, the ratio of each cancer-inducing substance is determined to determine the type of cancer, and the amount of the cancer-inducing substance is detected to determine the degree of cancer progression.
상기 톨루엔, 2,6-디이소프롤필페놀, 2-메틸피라진, 사이클로헥사논은 폐암 기인물질이며, 2-부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴은 식도암 기인물질이다.The toluene, 2,6-diisopropyl phenol, 2-methylpyrazine, and cyclohexanone are lung cancer-causing substances, and 2-butanone, acetic acid, acetone, and acetonitrile are esophageal cancer-causing substances.
상기 여기에너지공급부(130)는, 가전자대와 전도대 사이의 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하는 광에너지공급부(미도시), 또는 전자파에너지공급부(미도시), 또는 열에너지공급부(미도시) 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.The excitation
이러한 여기에너지공급부(130)는 광에너지나, 전자파에너지, 또는 열에너지를 이용하여 여기 에너지를 공급하도록 구성한 것으로, 경우에 따라서는 두 개 이상의 에너지원을 함께 사용하여 여기 에너지를 구성할 수 있다. 예를 들어, 광에너지로 일정 크기의 여기 에너지를 공급하고, 열에너지로 나머지의 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있다. 이러한 구성은 하나의 에너지원으로 원하는 크기의 여기 에너지를 공급할 수 없을 경우 사용함이 바람직하다. The excitation
설명에 있어서 상기 "전자파"란 개념에는 열과 광이 모두 포함되나 설명의 편의상 구별하여 사용한다.In the description, the concept of “electromagnetic waves” includes both heat and light, but is used for convenience of explanation.
상기 광에너지공급부에서 조사하는 광은 각기 다른 파장과 밝기를 가지는 하나 이상의 광으로 구성됨을 특징으로 한다.The light irradiated from the light energy supply unit is characterized by being composed of one or more lights having different wavelengths and brightness.
상기 광에너지공급부에서 조사하는 광원은, 각기 다른 파장을 가지는 LED 광원, 또는 각기 다른 파장을 가지는 레이저 광원, 또는 할로겐 램프, 수은 램프, 크세논 램프 중 어느 하나 이상으로 구성됨이 바람직하다. The light source irradiated from the light energy supply unit is preferably composed of one or more of a LED light source having a different wavelength, or a laser light source having a different wavelength, or a halogen lamp, a mercury lamp, or a xenon lamp.
이와 같은 광에너지공급부는, 파장이나 밝기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 양극측이동유도물질, 또는 음극측이동유도물질이 다수 개 사용되고, 그 사용된 이동유도물질의 밴드갭 에너지가 다르고, 또한, 각각의 밴드갭 에너지를 구별하여 공급할 필요가 있을 경우, 공급하는 광의 파장이나 밝기를 조절하여 이를 달성할 수 있다. The optical energy supply unit is designed to supply different band gap energy by designing the amount of excitation energy by wavelength or brightness. For example, when a plurality of positive electrode-side moving inducing materials or negative electrode-side moving inducing materials are used, and the band gap energy of the used mobile inducing materials is different, and it is necessary to separately supply each band gap energy, This can be achieved by adjusting the wavelength or brightness of the light supplied.
이때, 상기와는 별도로 하나의 광을 이용하여 모든 이동유도물질에 밴드갭 에너지를 공급할 수 있음은 물론이다. 즉, 가장 큰 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하는 하나의 광원을 사용하여 다수 개 이동유도물질에 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있다.In this case, it is needless to say that the band gap energy can be supplied to all the mobile inducing materials by using one light separately from the above. That is, it can be configured to supply excitation energy to a plurality of mobile inducing materials using one light source that supplies energy greater than the largest bandgap energy.
상기 각기 다른 광원을 구동시키는 구동장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration and operation of the driving device for driving the different light sources are well known, detailed description thereof will be omitted.
상기 전자파에너지공급부에서 공급하는 전자파는 각기 다른 파장과 세기를 가지는 하나 이상의 전자파로 구성됨을 특징으로 한다. The electromagnetic wave supplied from the electromagnetic wave energy supply unit is characterized by being composed of one or more electromagnetic waves having different wavelengths and intensities.
이러한 전자파에너지공급부는, 파장이나 출력 세기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 1.0GHz, 1.2GHz, 2GHz 등의 전자파를 사용할 수 있다.The electromagnetic wave energy supply unit is for supplying different band gap energy by designing the amount of excitation energy by wavelength or output intensity. For example, electromagnetic waves such as 1.0 GHz, 1.2 GHz, and 2 GHz can be used.
상기 각기 다른 전자파를 공급하는 전자파발생장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration and operation of the electromagnetic wave generating device for supplying the different electromagnetic waves are as well known, detailed description thereof will be omitted.
상기 열에너지공급부에서 조사하는 열은 각기 다른 온도와 세기를 가지는 하나 이상의 열로 구성됨을 특징으로 한다.The heat radiated from the thermal energy supply unit is characterized by being composed of one or more heats having different temperatures and intensities.
이러한 열에너지공급부는, 온도와 세기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 1,000℃ 열, 1,500℃ 열 등의 열을 공급하도록 구성할 수 있다. The thermal energy supply unit is for supplying different band gap energy by designing the amount of excitation energy with temperature and intensity. For example, it can be configured to supply heat, such as 1,000 ℃ heat, 1,500 ℃ heat.
상기 열을 발생하는 발열장치의 구성과 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration and operation of the heat generating device for generating the heat are as well known, detailed description thereof will be omitted.
상기 표시부(160)는 암기인물질 검출에 대한 정보를 시각적으로 나타내는 시각표시부(161)와, 청각적으로 나타내는 청각표시부(162)를 포함하여 구성됨이 바람직하다. 상기 시각표시부(161)는 액정표시장치, 또는 LED 표시장치, 또는 터치스크린 등으로 구성되고, 청각표시부(162)는 스피커로 구성됨이 바람직하다.The
상기 통신부(170)는, 암기인물질 검출에 대한 정보를 유선(전용선, 전용망, 인터넷 등)으로 전송하는 유선통신부(171)와, 암기인물질 검출에 대한 정보를 무선(무선통신, 이동통신, 근거리 무선통신, 와이파이, 블루투스 등)으로 전송하는 무선통신부(172)로 구성됨이 바람직하다.The
상기 스위치부(190)는, 다수 개의 스위치 또는 터치스크린으로 구성됨이 바람직하다.The
상기 센서전극부(120)는 검출하고자 하는 암기인물질에 따라 다음과 같이 여러 형태로 구성될 수 있다.The
<센서전극부 구성1><
본 발명의 기술적 사상에 따른 센서전극부의 구성1은, 도11에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 및, 암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하며, 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
양극의 가전자대의 에너지준위 c와, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위 e 및, 음극의 가전자대의 에너지준위 a의 관계는 다음과 같다.The relationship between the energy level c of the positive valence band, the energy level e of the valence band of the dark phosphorus material, and the energy level a of the negative valence band is as follows.
센서전극부 구성1의 에너지 준위: c>e, e<aEnergy level of sensor electrode unit 1: c> e, e <a
이와 같이 구성된 센서전극부 구성1은, 암기인물질의 가전자대와 전도대의 밴드갭(Band Gap) 에너지 보다 큰 여기 에너지(예: 광)를 암기인물질에 공급하여 상기 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하도록 하고, 이 전도대에 여기된 전자는 전도대의 에너지준위보다 낮은 에너지준위를 갖는 양극으로 이동되도록 한 것이다. 또한, 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동되어 전류가 흐르도록 한 것으로, 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 암기인물질의 분자 수에 비례하는 전류가 흐르도록 한 것이다.The structure of the
이러한 센서전극부 구성1은 양극의 에너지준위가 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높아 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 양극으로 이동할 수 없는 경우, 상기 암기인물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 여기된 전자가 갖는 에너지준위를 이용하여 여기된 전자가 양극으로 이동할 수 있도록 한 것이다.In the configuration of the
이를 다시 설명하면 다음과 같다.Again, this is as follows.
주지하다시피, 도10에서 도시되는 바와 같이, 전자로 가득 차있는 밴드(Band)를 가전자대(Valence band)라 하고, 그 최고점유궤도를 호모(HOMO)라 한다. 또한, 전자가 비어있는 밴드를 전도대(Conduction band)라 하고, 그 최저궤도를 루모(LUMO)라 하고, 호모와 루모 사이의 에너지를 밴드갭 에너지(Eg)라 하며, 이 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하면 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시킬 수 있다. As is well known, as shown in FIG. 10, a band filled with electrons is called a valence band, and its highest occupied orbit is called HOMO. In addition, a band in which the electron is empty is called a conduction band, the lowest orbit is called LUMO, and the energy between homo and lumo is called bandgap energy (Eg), and energy above this bandgap energy is When supplied, the electrons in the valence band can be excited by conduction bands.
본 발명의 센서전극부 구성1은, 도11에서 도시되는 바와 같이, 여기에너지공급부(130)를 통해 상기 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하여 암기인물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 에너지준위를 높임으로써 양극으로의 전자 이동이 이루어지도록 한 것이다. 11, the sensor electrode unit configuration of the present invention provides energy above the band gap energy through the excitation
본 센서전극부의 구성에 있어서, 상기 양극 또는 음극은 투명전극으로 이루어짐이 바람직하다. In the configuration of the sensor electrode portion, it is preferable that the anode or the cathode is made of a transparent electrode.
이러한 투명전극은 여기에너지공급부(130)에서 조사되는 광이 암기인물질에 투과되어 조사되도록 하기 위한 것으로, TCO(Transparent conducting oxide: 투명 전도성 산화물), FTO(F-doped [SnO₂]: 불소 도핑 산화주석), ITO(Indium tin oxide: 인듐 주석산화물), AZO(Al-doped ZnO: 알류미늄 도핑 산화아연), GZO(Ga-doped ZnO: 갈류 도핑 산화아연) 등의 투명전극이 사용될 수 있다.The transparent electrode is to allow the light irradiated from the excitation
<센서전극부 구성2><
센서전극부의 구성2는, 도12에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.
센서전극부 구성2의 에너지 준위: c>e>g, e<aEnergy level of sensor electrode part 2: c> e> g, e <a
이와 같이 센서전극부 구성2는, 암기인물질과 양극 사이에 양극측이동유도물질을 더 구성하여 전자 이동 경로를 설계함을 특징으로 한다. As described above, the configuration of the
즉, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질을 양극측에 더 구성하여 암기인물질에서 공여된 전자를 매개로하는 전자 이동 경로를 설계한 것이다.That is, the positive electrode side movement inducing material having a lower energy level than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material is further configured on the positive electrode side, thereby designing an electron transfer path through electrons donated from the dark phosphorus material.
상기 양극측이동유도물질 또는 음극측이동유도물질은, 풀러렌, 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소, 또는 이온내포풀러렌과 색소의 중합체 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.The positive electrode side transfer inducing material or negative electrode side transfer inducing material is characterized in that it is composed of any one or more of a fullerene, a fullerene salt, an ion-containing fullerene, a pigment, or an ion-containing fullerene and a polymer of a dye.
상기 풀러렌은, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The fullerene is characterized in that any one of C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96.
상기 풀러렌에 내포되는 이온은, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 또는 스트론튬 중 어느 하나인 것을 특징한다.The ion contained in the fullerene is characterized in that it is any one of lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium, or strontium.
상기 색소는 폴리-3-헥실 티 오펜(P3HT) 등의 폴리 티 오펜, 폴리p-페닐 렌, 폴리p-페닐 렌 비닐 렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV 등의 고분자 중합체 또는 그 유도체 중 하나 이상임을 특징으로 한다.The pigment is polythiophene such as poly-3-hexyl thiophene (P3HT), polyp-phenylene, polyp-phenylene vinylene, polyaniline, polypyrrole, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV It is characterized in that it is at least one of a polymer polymer or a derivative thereof.
도8 (a)는 C60 풀러렌에 이온이 내포된 것을 나타낸 것이고, 도8 (b)는 이온내포풀러렌과 색소의 결합을 나타낸 것이고, 도8 (c)는 광에너지에 의한 전자의 여기를 나타낸 개념도이다.Figure 8 (a) shows that the ions are contained in the C60 fullerene, Figure 8 (b) shows the binding of the ion-containing fullerene and the pigment, Figure 8 (c) is a conceptual diagram showing the excitation of electrons by light energy to be.
리튬내포풀러렌은 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 매우 낮아 검출하고자 하는 암기인물질의 범위를 넓힐 수 있는 장점이 있다.Lithium-containing fullerenes have an advantage in that the energy level of the redox potential of the valence band is very low, thereby broadening the range of dark phosphorus substances to be detected.
또한, 리튬내포풀러렌은 양자수율이 높아 측정 감도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, lithium-containing fullerenes have the advantage of improving the measurement sensitivity due to high quantum yield.
상기 양자수율이란, 광화학 반응에서 실제로 화학 변화를 일으킨 분자수와 흡수된 광양자 수의 비를 나타낸다.The quantum yield refers to the ratio of the number of molecules that have actually undergone chemical changes in the photochemical reaction and the number of photons absorbed.
상기 양극측이동유도물질, 또는 음극측이동유도물질은 전기영동(電氣泳動, electrophoresis)을 이용하여 양극, 또는 음극에 포함시킴을 특징으로 한다.The positive electrode side transfer inducing material or negative electrode side transfer inducing material is characterized in that it is included in the positive electrode or the negative electrode using electrophoresis (電氣 泳 動, electrophoresis).
도9는 양극(121a)에 풀러렌-색소 중합체(122c)를 전기영동 시킨 일례를 나타낸 개념도이다.9 is a conceptual diagram showing an example in which the fullerene-
상기 양극측이동유도물질 또는 음극측이동유도물질은 [TiO₂], [Sn02]을 비롯한 다양한 산화환원전위의 에너지준위를 갖는 물질이 사용될 수 있으며, 이러한 이동유도물질을 이용하여 더욱 정밀하고 정확한 에너지준위를 설계할 수 있다.The positive electrode-side moving inducing material or negative-side moving inducing material may be used materials having energy levels of various redox potentials including [TiO₂], [Sn02], and more precise and accurate energy levels using these moving inducing materials Can design
<센서전극부 구성3><Sensor electrode part configuration 3>
센서전극부의 구성3은, 도13에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다. As shown in FIG. 13, the configuration of the sensor electrode unit 3 includes: a cathode configured to have an oxidation-reduction potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorous material; An anode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material; And, the anode level is configured such that the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the conduction band of the dark phosphorus material, and the energy level of the redox potential of the conduction band is higher than the energy level of the redox potential of the anode. Containing, including, when a dark phosphorous material is introduced between the negative electrode and the positive electrode, first, electrons in the valence band of the positive electrode-side moving inducing material are conducted as excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. Excitation, the electrons excited by the conduction of the positive electrode-side transfer inducing material move to the anode, and secondly, electrons in the valence band of the dark phosphorous material are excited by the excitation energy supplied by the excitation energy supply unit, and the Electrons excited by the conduction band of the dark phosphorus material are formed by holes in the valence band of the positive-electrode-moving substance. Moving, third, it is characterized in that the energy level is set so that the process of electron transfer from the cathode to the positive hole formed in the valence band of the dark phosphorus material.
센서전극부 구성3의 에너지 준위: c>g>e, e<aEnergy level of sensor electrode part 3: c> g> e, e <a
이와 같이 구성된 센서전극부 구성3은, 암기인물질의 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 암기인물질과 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 폐암 진단 장치를 구성함에 특징이 있다.In the configuration of the sensor electrode unit 3 configured as described above, in designing an electron movement path according to the influx of the dark phosphorous substance, the lung cancer diagnosis device is constructed by exciting the electrons in the valence band of the dark phosphorous substance and the positive electrode side-moving substance to conduction bands. There are features.
<센서전극부 구성4><Sensor electrode part configuration 4>
센서전극부의 구성4는, 도14에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 암기인물질에 있는 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.The configuration of the sensor electrode unit 4, as shown in Figure 14, a negative electrode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorous material; An anode configured to have an oxidation-reduction potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material; And, the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, and the energy level of the redox potential of the conduction band has an energy level higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material. Side movement inducing material; including, when a dark phosphorous substance is introduced between the negative electrode and the positive electrode, first, the electrons in the dark phosphorous substance move to the positive electrode, and second, by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit The electrons in the valence band of the cathode-side moving inducing material are excited by a conduction band, and the electrons excited by the conduction band of the cathode-side moving inducing material are moved to the holes formed in the valence band of the memorizing substance, and thirdly, the cathode-side shifting induction. The energy level is set so that the process of electron transfer from the cathode to the positive hole in the valence band of the material is achieved. And a gong.
센서전극부 구성4의 에너지 준위: c<e, e>a>iEnergy level of sensor electrode part 4: c <e, e> a> i
이와 같이 구성된 센서전극부 구성4는, 암기인물질의 에너지준위가 음극보다 높은 경우 음극측이동유도물질에 의해 원활한 전자 이동이 이루어질 수 있도록 함에 특징이 있다.The configuration of the sensor electrode unit 4 configured as described above is characterized in that, when the energy level of the dark phosphorous material is higher than that of the negative electrode, smooth electron movement can be performed by the negative electrode-side moving inducing material.
<센서전극부 구성5><Sensor
센서전극부의 구성5는, 도15에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.As shown in FIG. 15, the configuration of the
센서전극부 구성5의 에너지 준위: c>e, e>a>iEnergy level of sensor electrode part 5: c> e, e> a> i
이와 같이 구성된 센서전극부 구성5는, 암기인물질의 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 암기인물질과 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 폐암 진단 장치를 구성함에 특징이 있다.In the configuration of the
<센서전극부 구성6><Sensor electrode part configuration 6>
센서전극부의 구성6은, 도16에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.Configuration 6 of the sensor electrode portion, as shown in Figure 16, a negative electrode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorous material; An anode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material; The energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the valence band of the mesophilic material, and the anode level shifted such that the energy level of the redox potential of the conduction band is higher than the energy level of the redox potential of the anode. Inducers; And, the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, and the energy level of the redox potential of the conduction band has an energy level higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material. Side movement inducing material; including, when a dark phosphorous material is introduced between the cathode and the anode, first, the electrons in the valence band of the anode side movement inducing material by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit The electrons excited by the conduction band, and the electrons excited by the conduction band of the positive electrode-side transfer inducing material move to the positive electrode, and second, the electrons in the valence band of the dark phosphorous material move through the holes formed in the valence band of the positive-electrode shift-inducing material, Third, by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit to the valence band of the cathode-side moving inducing material The electrons excited by the conduction band are excited, and the electrons excited by the conduction material of the cathode-side transfer inducing material move to the positive holes formed in the valence band of the dark phosphorous material, and fourth, the negative electrodes are positive holes formed in the valence band of the negative-side shift induction material. It is characterized in that the energy level is set so that the process of moving the electrons in.
센서전극부 구성6의 에너지 준위: c>e>g, e>a>iEnergy level of sensor electrode part 6: c> e> g, e> a> i
이와 같이 구성된 센서전극부 구성6은, 양극측이동유도물질과 음극측이동유도물질을 이용하여 암기인물질 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계하여 폐암 진단 장치를 구성함에 특징이 있다.The configuration of the sensor electrode unit 6 configured as described above is characterized in that a lung cancer diagnosis device is configured by designing an electron movement path according to the inflow of the cancer phosphorus material by using the anode-side moving inducing material and the cathode-side moving inducing material.
<센서전극부 구성7><Sensor electrode part configuration 7>
센서전극부의 구성7은, 도17에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.The configuration of the sensor electrode unit 7, as shown in Figure 17, a negative electrode configured to have a redox potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorous material; An anode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material; The energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the conduction band of the mesophilic substance, and the energy level of the redox potential of the conduction band is higher than the energy level of the redox potential of the anode. matter; And, the energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the redox potential of the cathode, and the energy level of the redox potential of the conduction band has an energy level higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material. Side movement inducing material; including, when a dark phosphorous material is introduced between the cathode and the anode, first, the electrons in the valence band of the anode side movement inducing material by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit Electrons excited by the conduction band, and electrons excited by the conduction of the anode-side transfer inducing material move to the anode, and second, electrons in the valence band of the dark phosphorous material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. , Electrons excited by the conduction band of the dark phosphorus material are generated in the valence band of the positive-electrode-moving substance The electrons in the valence band of the cathode-side moving inducing material are excited by a conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supplying part, and the electrons excited by the conduction of the cathode-side moving inducing material are memorized by the memorization. It is characterized in that the energy level is set such that the electrons move to the positive holes formed in the valence band of the phosphorus material, and fourth, the electrons move from the negative electrode to the positive holes formed in the valence band of the cathode-side transfer inducing material.
센서전극부 구성7의 에너지 준위: c>g>e, e>a>iEnergy level of sensor electrode unit 7: c> g> e, e> a> i
이와 같이 구성된 센서전극부 구성7은, 양극측이동유도물질과 음극측이동유도물질을 이용하여 암기인물질 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 양극측이동유도물질과, 음극측이동유도물질 및 암기인물질을 여기시켜 폐암 진단 장치를 구성함에 특징이 있다.In the configuration of the sensor electrode unit 7 configured as described above, in designing the electron movement path according to the inflow of the memorizing substance using the anode-side moving inducing material and the cathode-side moving inducing material, the anode-side moving inducing material and the cathode-side moving inducing material And it is characterized in that to configure the lung cancer diagnosis device by exciting the cancer phosphorus material.
상기 센서전극부들을 구성함에 있어서, 암기인물질에서 공여되는 전자의 양극으로의 이동을 유도하는 양극측이동유도물질은, 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.In constructing the sensor electrode portions, the positive electrode side movement inducing material that induces the movement of the donated electrons from the donor material to the positive electrode is composed of one or more.
상기 구성들에 있어서 양극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는, 도18 내지 도19, 도22 내지 도23에서 도시되는 바와 같이, 상기 암기인물질에서 전자를 공여받는 최초의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음 번째 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 양극으로 전자를 공여하는 마지막의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 양극의 에너지준위보다 높게 설정하며, 그 중간단계에 있는 양극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전 단계에 있는 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 한다.In the above configurations, when a plurality of positive electrode-side transfer-inducing materials are configured, as shown in FIGS. 18 to 19 and 22 to 23, the first positive-electrode-side transfer induction that receives electrons from the dark phosphorous material The energy level of the conduction band of the material is set higher than the energy level of the valence band of the next anode-side transfer-inducing material, and the energy level of the conduction band of the last anode-side shift-inducing material donating electrons to the anode is the energy level of the anode. Set higher, and the energy level of the anode-side mobile inducer in the intermediate step is set to be higher than the energy level of the valence band in the cathode-side mobile inducer in the next step. It is characterized in that the level is set lower than the energy level of the conduction band of the anode-side transfer inducer in the previous step.
이러한 구성은 양극측이동유도물질을 다수 개 사용하여 암기인물질을 검출할 수 있도록 한 것으로, 암기인물질에 대한 더욱 정확한 에너지 준위 설계를 할 수 있도록 한 것이다. This configuration is to enable the detection of dark phosphorus by using a plurality of positive electrode-side transfer-inducing materials, thereby enabling more accurate energy level design for the dark phosphorus.
상기 센서전극부들을 구성함에 있어서, 음극에서 공여되는 전자의 암기인물질로의 이동을 유도하는 음극측이동유도물질은 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.In constructing the sensor electrode parts, the cathode-side moving inducing material that induces the movement of electrons donated from the cathode to the dark phosphorous material is characterized by being composed of one or more.
상기 구성에 있어서 음극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는, 도20 내지 도23에서 도시되는 바와 같이, 상기 음극에서 전자를 공여받는 최초의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음 번째 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 전자를 공여하는 마지막의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하며, 그 중간단계에 있는 음극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 한다.In the above configuration, when a plurality of cathode-side moving inducing materials is configured, as shown in FIGS. 20 to 23, the energy level of the conduction band of the first cathode-side moving inducing material donating electrons from the cathode is The energy level of the conduction band of the last cathode-side mobile inducing material is set to be higher than the energy level of the valence band of the next negative-side mobile inducing material, and the electrons are donated with holes formed in the valence band of the dark-phosphorous material. Set the energy level higher than the energy level of the cathode-side mobile induction material in the intermediate step, and set the energy level of the conduction band in the next step higher than the energy level of the valence band of the negative-side mobile induction material in the next step. It is characterized by setting the energy level of the own zone to be lower than the energy level of the conduction band of the cathode-side transfer inducer in the previous stage. do.
이러한 구성은 음극측이동유도물질을 다수 개 사용하여 암기인물질을 검출할 수 있도록 한 것으로, 암기인물질에 대한 더욱 정확한 에너지 준위 설계를 할 수 있도록 한 것이다. This configuration is to enable the detection of dark phosphorus by using a plurality of cathode-side transfer-inducing substances, and to enable more accurate energy level design for dark phosphorus.
도4는 양극측이동유도물질과 음극측이동유도물질을 모두 갖는 센서전극부의 구성을 나타낸 일 실시예로, (121)은 양극, (122)는 양극측이동유도물질, (124)는 음극, (123)은 음극측이동유도물질을 각각 나타낸다. 도면 중 미설명 부호 (1)은 암기인물질이 포함된 호기, (131)은 광원을 각각 나타낸다.Figure 4 is an embodiment showing the configuration of the sensor electrode portion having both the anode-side moving inducing material and the cathode-side moving inducing material, 121 is a positive electrode, 122 is a positive electrode-side moving inducing material, 124 is a negative electrode,
도5는 양극(121)에만 양극측이동유도물질(122)을 구비한 것을 나타낸 것이고, 도6은 양극측제1이동유도물질(122a), 양극측제2이동유도물질(122b)을 이용하여 양극(121)을 구성한 것을 나타낸 것이고, 도7은 동시에 2가지의 암기인물질을 검출할 수 있도록 제1양극(121a)과 제2양극(121b)을 구성한 것을 나타낸 것이다. 도면 중 미설명 부호 (122a1)은 양극측제1이동유도물질1을 나타낸 것이고, (122a2)는 양극측제1이동유도물질2를 각각 나타낸 것이다.FIG. 5 shows that only the
이와 같이 구성된 센서전극부는 도2a에서 도시되는 바와 같이, 호기포집부(210a) 하단에 장착되거나, 또는 도2b에서 도시되는 바와 같이, 체액포집부(210b)의 하단에 장착된다.The sensor electrode portion configured as described above is mounted on the lower end of the
도면 중 미설명부호 (126)은 여기에너지로 사용되는 광원이 입사되는 투명창을 나타낸 것이다. In the drawings,
이하, 본 발명 "에너지준위를 이용한 암 진단 시스템"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical concept of the present invention "a cancer diagnosis system using an energy level" will be described in detail with reference to examples.
설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용한다.In describing, the same or similar names and symbols are used for the components having the same or similar configuration and function.
<실시예><Example>
본 실시예에서는 센서전극부에서 암기인물질을 동시에 검출할 수 있도록 구성한 것을 예로 하여 설명하며, 상기 암기인물질은 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol)과, 톨루엔(Toluene)을 검출하는 것을 예로 하여 설명한다.In this embodiment, a description is made by taking an example in which the sensor electrode part is configured to simultaneously detect dark phosphorus, and the dark phosphor is 2,6-diisopropylphenol, which is a lung cancer phosphor, It will be described taking an example of detecting toluene.
따라서 본 실시예에서는 두 개의 양극을 갖도록 센서전극부를 구성한 것을 예로 하여 설명한다.Therefore, in this embodiment, it will be described as an example that the sensor electrode is configured to have two anodes.
또한, 본 실시예에서는 호기에 포함된 암을 검출하는 것을 예로 하여 설명한다.In addition, in this embodiment, it will be described taking as an example the detection of cancer contained in exhalation.
또한, 본 실시예에서는 도2a에서 도시되는 바와 같이, 호기포집부 (210a)와 호기유도관(211a)과 센서전극부(120)를 결합하여 구성하는 것으로 하여 설명한다.In addition, in this embodiment, as shown in Figure 2a, it will be described as configured by combining the
또한, 상기 센서전극부는 두 개의 양극과 한 개의 음극을 마주보도록 배치하여 상기 음극과 양극 사이를 호기가 통과할 경우 상기 호기가 각 전극에 고르게 접촉할 수 있도록 구성한 것을 예로 하여 설명한다.In addition, the sensor electrode unit is arranged so as to face two anodes and one cathode so that the exhalation passes evenly between the cathode and the anode so that the exhalation is evenly contacted with each electrode.
또한, 본 실시예에서는 양극으로 FTO(F-doped [SnO₂]) 투명전극을 사용하고, 음극으로 백금(Pt)을 사용한 것을 예로 하여 설명한다.Also, in this embodiment, an FTO (F-doped [SnO₂]) transparent electrode is used as the anode, and platinum (Pt) is used as the cathode.
또한, 본 실시예에 있어서는 상기 두 개의 양극 중 하나인 제1양극은 양극측이동유도물질로 풀러렌 [C60]을 사용한 것을 예로 하여 설명하고, 다른 양극인 제2양극은 양극측제1이동유도물질로 리튬내포풀러렌 헥사 플루오르 포스페이트 염([Li+@C60][PF6-])을 사용하고, 양극측제2이동유도물질로 이산화 타이타늄(Titanium dioxide, [TiO₂])을 사용한 것을 예로 하여 설명한다.In addition, in this embodiment, the first positive electrode, which is one of the two positive electrodes, will be described as an example in which fullerene [C60] is used as the positive electrode-side moving inducing material, and the second positive electrode, which is another positive electrode, is the positive electrode-side first moving inducing material. It will be described by was used to form - ([Li + @ C60] [PF6]) used, and titanium dioxide (titanium dioxide, [TiO₂]) to the
따라서 본실시예에 의한 센서전극부는 제1양극으로 FTO를 사용하고, 이 FTO에 [C60]을 전기 영동시키고, 제2양극으로 FTO를 사용하고, 이 FTO에 [TiO₂]과 [Li+@C60][PF6-]을 전기 영동시키고, 음극으로 백금(Pt)을 사용하여 구성한다. Therefore, the sensor electrode according to the present embodiment uses FTO as the first anode, electrophoresis [C60] to the FTO, and uses FTO as the second anode, [TiO₂] and [Li + @ C60] to the FTO. ] [PF6 -] and the electrophoresis, the configuration using the platinum (Pt) as the cathode.
또한, 본 실시예에서는 여기에너지공급부에서 광에너지를 공급하는 것을 예로 하여 설명하며, 상기 광에너지는 LED 광원(미도시)을 사용하여 이동유도물질인 [C60]와, [TiO₂]과, [Li+@C60][PF6-]를 여기시키는 것으로 하여 설명한다.In addition, in the present embodiment, it is described as an example of supplying light energy from an excitation energy supply unit, and the light energy is a moving inducing material [C60], [TiO₂], and [Li] using an LED light source (not shown). @ C60 +] [PF6 - as will be described by exciting a.
이와 같이 구성된 센서전극부는 도2a에서 도시되는 바와 같이 내부에 장착되어 사용된다.The sensor electrode portion configured as described above is mounted and used as shown in FIG. 2A.
이와 같이 본 실시예를 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 구성 및 실시예들은 본 실시예로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.The reason for constructing this embodiment is that other configurations and embodiments according to the technical spirit of the present invention can be easily seen from the present embodiment.
이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present embodiment configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1) 호기 포집 방법1) Expiration method
도2a에서 도시되는 바와 같이 호기포집부(210a)와 호기유도관(211a) 및 센서전극부(120)는 각기 분리되어 포장됨이 바람직하다.As shown in Figure 2a, the
이후 환자가 이를 사용할 경우에는 상기 호기포집부(210a)에 호기유도관(211a)을 연결한 후 이곳에 호기를 불어넣으면 상기 호기포집부(210a)가 부풀어 오르며 호기가 상기 호기포집부(210a)에 포집되게 된다. 이때 상기 호기포집부(210a), 또는 호기유도관(211a) 내부에는 일방향 밸브가 설치되어 포집된 호기가 외부로 유출되지 않도록 함이 바람직하다. 진단에 필요한 호기는 약 300cc 정도가 적당하다.If the patient is to use this, after connecting the
환자의 호기가 다 포집된 후에는 이를 본 발명에 의한 암 진단 시스템이 있는 장소로 이송 한 후, 상기 호기유도관(211a)에 센서전극부(120)를 결착시킨다. 이때, 상기 센서전극부(120)를 결착할 때 상기의 일방향성 밸브가 열리도록 구성함이 바람직하다.After the patient's exhalation is collected, it is transferred to the place where the cancer diagnosis system according to the present invention is located, and the
상기 일방향성 밸브의 구성 및 이를 열리게 하는 구조 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.The configuration of the one-way valve and the structure and operation for opening the same are as well-known, and thus detailed description thereof will be omitted.
한편, 상기 센서전극부(120)를 결합한 후에는 이를 몸체에 마련된 센서투입구(102)에 투입하게 된다. 그러면 상기 센서투입구(102) 내부에 장착된 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 온/오프 제어 되어 상기 센서전극부(120)에 마련된 투명창(126)에 광을 조사하게 되어 여기에너지를 공급하게 된다.On the other hand, after the
참고로, 상기 센서전극부(120)를 센서투입구(102)에 넣으면 그 내부에 있는 커넥터에 센서전극부(120)의 전기적인 접촉이 이루어진다. 이러한 접촉 구성 방법 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다. For reference, when the
또한, 상기 호기포집부(210a)에 포집된 호기는 센서투입구(102) 내부에 마련된 흡입장치에 의해 일정량의 호기가 정량 토출되도록 구성됨이 바람직하다. 공기를 정량 토출하도록 하는 장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, it is preferable that the exhalation trapped in the
2) 센서전극부 제1양극의 에너지준위 설계2) Design of the energy level of the first anode of the sensor electrode
2,6-디이소프롤필페놀을 검출하기 위한 제1양극(121a)의 에너지준위 설계 과정을 도24를 참조하여 설명하면 다음과 같다. The energy level design process of the
암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 진공을 기준으로 한 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -0.01eV이다. 따라서 음극의 에너지준위는 상기 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 에너지준위인 -5.93eV보다 높은 에너지준위를 갖는 전극이 필요하다. 본 실시예에서는 가전자대의 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -5.12eV인 백금(Pt)을 음극으로 사용한다. 따라서 백금(Pt)으로 이루어진 음극에 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 접촉하면 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생기는 양공으로 음극에서 전자가 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.The energy level based on the valence band of the
제1양극(121a)에서 검측하는 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀은 가전자대의 에너지준위가 낮은 -5.93eV이므로 이보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질이 필요하다. 본 실시예에서는 가전자대의 에너지준위가 -6.72eV인 [C60]을 양극측이동유도물질로 사용한다. 양극측이동유도물질로 사용하는 [C60]의 가전자대의 에너지준위는, 상기 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 에너지준위 -5.93eV 보다 낮아, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 있는 전자가 [C60]의 가전자대에 생기는 양공으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.Since the 2,6-diisopropyl phenol, a dark phosphorus substance detected by the first
상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 전도대의 에너지준위가 -3.89eV이고, 양극으로 사용하는 FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 상기 [C60]의 전도대에 여기된 전자가 제1양극(121a)으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.Since the energy level of the conduction band of [C60], which is the anode-side moving inducing material, is -3.89 eV, and the energy level of the valence band of the FTO used as the anode is -4.85 eV, electrons excited to the conduction band of [C60] are removed. 1 will have an energy level structure that can be moved to the positive electrode (121a).
즉, 조건이 충족되었을 시, 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 전자대에 여기된 전자가 제1양극(121a)으로 이동하고, 상기 [C60]의 가전자대에 생기는 양공으로 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 전자가 이동하고, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생기는 양공으로 음극인 백금(Pt)에서 전자가 이동하는 에너지준위를 갖게 된다.That is, when the conditions are satisfied, electrons excited to the electron pole of the positive electrode side movement-inducing substance [C60] move to the first
상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 여기에는 438nm의 파장을 갖는 광원 2.83eV 이상의 파워가 필요하다. 따라서 상기 여기에너지공급부에서 공급하는 광에너지는 상기 조건을 충족하는 광원을 사용한다. Here, power of 2.83 eV or more of a light source having a wavelength of 438 nm is required for excitation of [C60], which is the anode-side transfer inducer. Therefore, the light energy supplied from the excitation energy supply unit uses a light source that satisfies the above conditions.
도24는 상기와 같은 과정을 거쳐 설계된 에너지준위 및 해당 물질을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 유입되었을 경우 에너지준위에 따라 1번의 여기 과정을 거쳐 음극에서 제1양극(121a)으로 전자가 이동할 수 있도록 설계되었다.Figure 24 shows the energy level and the corresponding material designed through the process as described above, as shown in the drawing, the excitation process of 1 time according to the energy level when 2,6-diisopropyl phenol, a cancer-causing substance, is introduced It is designed to allow electrons to move from the cathode to the
3) 센서전극부 제2양극의 에너지준위 설계3) Design of the energy level of the second anode of the sensor electrode
톨루엔을 검출하기 위한 제2양극(121b)의 에너지준위 설계 과정을 도25를 참조하여 설명하면 다음과 같다. The energy level design process of the
암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 진공을 기준으로 한 에너지준위는 -6.55eV이고, 전도대의 에너지준위는 -0.18eV이다. 따라서 음극의 에너지준위는 상기 암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 에너지준위인 -6.55eV보다 높은 에너지준위를 갖는 전극이 필요하다. 본 실시예에서는 가전자대의 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -5.12eV인 백금(Pt)을 음극으로 사용한다. 따라서 백금(Pt)으로 이루어진 음극에 암기인물질인 톨루엔이 접촉하면 에너지준위 차에 의하여 암기인물질인 톨루엔의 가전자대에 생기는 양공으로 음극에서 전자가 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.The energy level based on the vacuum of the valence band of the toluene, which is a cancer substance, is -6.55 eV, and the energy level of the conduction band is -0.18 eV. Therefore, an electrode having an energy level higher than the energy level of -6.55eV, which is the energy level of the valence band of the toluene, which is the dark-base material, is required. In this embodiment, the energy level of the valence band is -5.93 eV, and the energy level of the conduction band is -5.12 eV, platinum (Pt) is used as the cathode. Therefore, when toluene, a dark phosphorus substance, comes into contact with a negative electrode made of platinum (Pt), it has an energy level structure that allows electrons to move from the negative electrode to a positive hole formed in the valence band of the dark phosphorus toluene due to a difference in energy levels.
제2양극(121b)에서 검측하는 암기인물질인 톨루엔은 가전자대의 에너지준위가 매우 낮은 -6.55eV이므로 이보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질이 필요하다. 본 실시예에서는 가전자대의 에너지준위가 -7.70eV인 [Li+@C60][PF6-]를 양극측제1이동유도물질로 사용한다. 양극측제1이동유도물질로 사용하는 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대의 에너지준위는, 상기 암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 에너지준위 -6.55eV 보다 낮아, 상기 톨루엔의 가전자대에 있는 전자가 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에 생기는 양공으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.Since the toluene, which is a dark phosphorus substance detected by the
상기 양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 전도대의 에너지준위가 -4.90eV이고, 제2양극(121b)으로 사용하는 FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 상기 [Li+@C60][PF6-]의 전도대에 있는 전자가 직접 제2양극(121b)으로 이동할 수 없다. 따라서 이를 매개할 양극측제2이동유도물질이 필요하다.Since the energy level of the energy level of the conduction band of the -4.90eV, the valence band of the FTO used as a second positive electrode (121b) is -4.85eV - the anode cheukje first mobile inducer of [Li + @ C60] [PF6 ] the [Li + @ C60] [PF6 -] of not move directly into the second cathode (121b) electrons in the conduction band. Therefore, a positive electrode secondary transfer inducer is required to mediate this.
양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 전도대의 에너지준위가 -4.90eV이고, 제2양극(121b) FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 양극측제2이동유도물질은 -4.90eV 보다 낮은 에너지준위를 갖는 가전자대와, -4.85eV 보다 높은 에너지준위를 갖는 전도대로 이루어진 물질이 필요하다.An anode cheukje first mobile inducers [Li + @ C60] [PF6 -] Since the energy level of the conduction band is -4.90eV, and the energy level of the valence band of the second positive electrode (121b) FTO is -4.85eV, the
이산화 타이타늄(Titanium dioxide, [TiO₂])은 가전자대의 에너지준위가 -6.21eV이고, 전도대의 에너지준위가 -3.21eV로 위의 조건을 충족하므로 이 [TiO₂]를 양극측제2이동유도물질로 사용한다. 그러면 상기 [TiO₂]의 전도대에 여기된 전자가 제2양극(121b)으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.Since titanium dioxide ([TiO₂]) has an energy level of -6.21eV in the valence band and an energy level of -3.21eV in the conduction band, this [TiO₂] is used as a positive electrode secondary transfer inducer. do. Then, the electron excited in the conduction band of [TiO₂] has an energy level structure capable of moving to the
즉, 조건이 충족되었을 시, 상기 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 전자대에 여기된 전자가 제2양극(121b)으로 이동하고, 상기 [TiO₂]의 가전자대에 생기는 양공으로 양극측제1유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 전도대에 여기된 전자가 이동하고, 상기 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에 생기는 양공으로 암기인물질인 톨루엔의 전자가 이동하고, 상기 톨루엔의 가전자대에 생기는 양공으로 음극인 백금(Pt)에서 전자가 이동하는 에너지준위를 갖게 된다.That is, when the conditions are satisfied, the electrons excited by the electron band of the positive electrode side second transfer inducing material [TiO₂] move to the second
상기 양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 여기에는 457nm의 파장을 갖는 광원 2.8eV 이상의 파워가 필요하고, 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 여기에는 413nm의 파장을 갖는 광원 3.0eV 이상의 파워가 필요하다. 상기 여기에너지공급부에서 공급하는 광에너지는 상기 조건을 충족하는 광원을 사용한다.The positive electrode cheukje first mobile inducer of [Li + @ C60] [PF6 -] Here, the excitation of the light source need 2.8eV or more power with a wavelength of 457nm, and the [TiO₂]
도25는 상기와 같은 과정을 거쳐 설계된 에너지준위 및 해당 물질을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 암기인물질인 톨루엔이 유입되었을 경우 에너지준위에 따라 2번의 여기 과정을 거쳐 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 설계되었다.Figure 25 shows the energy level and the corresponding material designed through the process as described above, as shown in the drawing, when the toluene, a dark phosphorus material, is introduced, the electrons from the cathode to the anode through two excitation processes according to the energy level It is designed to move.
4) 센서전극부 구성4) Configuration of sensor electrode
도7에서 도시되는 바와 같이, 투명재질의 사각관 기재 내부에 제1양극(121a)과, 음극(124)과, 제2양극(121b)을 형성한다. 상기 제1양극(121a)과, 제2양극(121b)에는 이동유도물질이 전기영동에 의해 도핑된다.As shown in FIG. 7, a first
상기 제1양극(121a)과, 음극(124)과 제2양극(121b)에 전원공급부(180)를 통해 동작전원을 공급하고, 상기 제1양극(121a)과, 음극(124)과, 제2양극(121b) 사이를 흐르는 전류를 검출할 수 있도록 검출부(110a, 110b)를 연결한다.Operating power is supplied to the first
상기 센서전극케이스(125)는 투명전극인 양극(121a, 121b)이 장착되는 면, 또는 케이스 전체를 투명재질(예: 유리, 석영 등)로 구성하여 여기에너지공급부(130)인 광원(131)에서 공급하는 광이 투명전극인 양극(121)에 조사될 수 있도록 구성한다.The
도면 중 미설명 부호 (122)는 양극측이동유도물질, (1)은 호기(날숨)를 나타낸다.In the drawing,
상기 호기(날숨)(1)은 센서전극부(120) 후면에 위치한 펌프(미도시)에 의해 센서전극부(120) 내부를 통과하는 것으로, 그 상세한 설명은 생략한다.The exhalation (exhalation) 1 passes through the inside of the
이와 같이 구성된 센서전극부(120)에는 도27에서 도시되는 바와 같이, 결합구조물을 통해 호기포집장치(210)가 결합된다.As illustrated in FIG. 27, the
5) 시스템 구성5) System configuration
도1, 도3, 도7에서 도시되는 바와 같이, 센서전극부(120b)에 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 조사될 수 있도록 몸체(101) 내부 적당 위치에 광원(131)을 설치하고, 센서투입구(102)를 통해 삽입되는 센서전극부가 커넥터를 통해 상기 검출부(110a, 110b)에 연결되도록 구성한다. 이후, 몸체(101)에 상기 검출부(110a, 110b)와, 여기에너지공급부(130)와, 데이터저장부(140)와, 표시부(160)와, 통신부(170)와, 스위치부(190)를 제어부(150)에 접속하여 본 실시예를 구성한다. 상기 전원공급부(180)는 각 구성요소에 동작전원을 공급한다. As shown in FIGS. 1, 3, and 7, the
상기 제어부(150)는 마이크로프로세서, 또는 컴퓨터 시스템으로 구성됨이 바람직하며, 상기 데이터저장부(140)는 상기 제어부(150)의 내부메모리, 또는 상기 제어부(150)의 제어를 받는 외부메모리로 구성됨이 바람직하다. The
상기 표시부(160)의 시각표시부(161)는 터치스크린으로 구성되고, 청각표시부(162)는 몸체에 내장된 스피커(미도시)로 구성되며, 상기 통신부(170)의 유선통신부(171)는 USB 접속장치를 통해 통신할 수 있도록 구성함이 바람직하다. 무선통신장치(172)는 블루투스와 와이파이(wifi)로 구성된다(미도시).The
상기 스위치부(190)는 키보드 또는 상기 시각표시부를 이루는 터치스크린(모니터) 상에 구성된다.The
상기 데이터저장부(140)에는 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 검측 결과 및, 2,6-디이소프롤필페놀의 양과 전류량의 상관관계를 나타낸 데이터테이블, 톨루엔의 검측 결과 및, 톨루엔의 양과 전류량의 상관관계를 나타낸 데이터테이블 등이 저장된다. In the
이하, 제1양극(121a)과, 제2양극(121b)에서 암기인물질에 의해 일어나는 전자 이동 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the electron transfer process caused by the dark phosphorous substance in the
<암기인물질에 의해 제1양극에서의 일어나는 전자의 이동><Movement of electrons occurring in the first anode due to memorizing substances>
본 실시예에서는 상기 제1양극(121a)에서 호기 속에 포함된 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀을 검출하고, 양극측이동유도물질로 [C60]을 사용한 것을 예로 하였으므로 이에 대해 설명한다.In the present embodiment, since the first
먼저, 상기 센서전극부(120a)에 호기가 공급된 상태에서 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 온 되면, 상기 광원(131)에서 조사되는 광에너지가 상기 양극측이동유도물질(122)인 [C60]에 여기 에너지를 공급하게 된다.First, when the
그러면 도24에서 도시되는 바와 같이, 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하게 되며, 상기 [C60]의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다. [C60]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -3.89eV로 양극인 FTO의 가전자대의 에너지준위인 -4.85eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극인 FTO로 이동하게 된다.Then, as shown in FIG. 24, electrons in the valence band of the anode-side transfer inducing material [C60] are excited with a conduction band, and holes are generated in the valence band of [C60]. The energy level of the electron excited with the conduction band of [C60] is -3.89 eV, which is higher than the energy level of the valence band of the positive FTO -4.85 eV, so that the electron excited with the conduction band moves to the positive FTO.
또한, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -6.72eV)으로 이동하고, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다.In addition, electrons in the valence band of the 2,6-diisopropyl phenol (energy level: -5.93 eV) are formed in the valence band of the anode-side transfer inducer [C60] (energy level: -6.72 eV). And the positive holes are generated in the valence band of the 2,6-diisopropylphenol.
그러면 상기 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -5.93eV)으로 음극인 백금(Pt)의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 이동하게 된다.Then, the electrons in the valence band of platinum (Pt) as the negative electrode (energy level: -5.93 eV) are formed in the valence band of the
이후, 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)에서 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 음극에서 제1양극(121a)으로 상기 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 분자 수에 비례하는 수의 전자가 지속적으로 이동하게 된다.Subsequently, as long as the excitation energy is supplied from the
상기 제1검출부(110a)는 상기 음극(124)과 제1양극(121a) 사이에 흐르는 전류(전자의 이동)를 검출한다.The
상기 제어부(150)는 상기 제1검출부(110a)를 통해 전류가 흐르는 지의 여부를 검출하여 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 존재하는지의 여부를 판단하고, 전류의 양으로부터 암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 양을 판단하게 된다. 즉, 검출된 전류량을 데이터저장부(140)에 저장된 암기인물질의 양과 전류량과의 관계를 나타내는 데이터테이블과 비교하여 얼마만큼의 2,6-디이소프롤필페놀이 유입되었는지를 산출하게 된다.The
상기 제어부(150)는 상기 검측에 대한 정보(검측과정, 검측조건, 검측결과 등)를 데이터저장부(140)에 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내며, 상기 통신부(170)를 통해 필요시 외부기기로 전송하는 것으로, 이와 같은 과정을 반복 수행하여 암기인물질을 지속적으로 검측하게 된다.The
이때, 상기 암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 흐르는 전류를 검출함으로써 암기인물질의 분자 수에 비례하는 정확하고 정밀한 검측을 할 수 있게 된다.At this time, by detecting the current flowing through the electrons donated by the dark phosphorus substance, it is possible to perform accurate and precise detection proportional to the number of molecules of the dark phosphorus substance.
<암기인물질에 의해 제2양극에서의 일어나는 전자의 이동><Movement of electrons occurring in the second anode due to memorizing substances>
본 실시예에서는 상기 제2양극(121b)에서 호기 속에 포함된 암기인물질인 톨루엔을 검출하고, 양극측제1이동유도물질로 [Li+@C60][PF6-]을 사용하고, 양극측제2이동유도물질로 [TiO₂]을 사용한 것을 예로 하였으므로 이에 대해 설명한다.In this embodiment, the first 2 [Li + @ C60] [ PF6 -] in the memorizing of materials the detection of toluene, and the positive electrode cheukje first mobile inducer contained in the exhalation from the positive electrode (121b) using a positive electrode cheukje second mobile The use of [TiO₂] as an inducer was taken as an example, so this will be described.
먼저, 상기 센서전극부(120a)에 호기가 공급된 상태에서 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 온 되면, 상기 광원(131)에서 조사되는 광에너지가 상기 양극측제1이동유도물질(122a)인 [Li+@C60][PF6-]과 양극측제2이동유도물질(122b)인 [TiO₂]에 여기 에너지를 공급하게 된다.First, when the
그러면 상기 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하게 되며, 상기 [TiO₂]의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다. [TiO₂]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -3.21eV로 양극인 FTO의 가전자대의 에너지준위인 -4.85eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극인 FTO로 이동하게 된다.Then, the electrons in the valence band of [TiO₂], which is the positive electrode side second transfer inducing material, are excited to conduction bands, and holes are generated in the valence band of [TiO₂]. The energy level of the electron excited by the conduction band of [TiO₂] is -3.21eV, which is higher than the energy level of the valence band of the positive FTO -4.85eV, so that the electron excited by the conduction band moves to the positive FTO.
상기 광원(131)에서 조사되는 광에너지에 의해 양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기되고, 상기 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에는 양공이 생성된다. 상기 [Li+@C60][PF6-]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -4.90eV로 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 가전자대의 에너지준위인 -6.21eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 [TiO₂]의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하게 된다.The
또한, 상기 톨루엔의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -6.55eV)가 상기 양극측제1이동유도물질인 [Li+@C60][PF6-]의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -7.70eV)으로 이동하고, 상기 톨루엔의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다.Further, the electron (energy level: -6.55eV) in the valence band of the toluene is the anode cheukje first mobile inducer of [Li + @ C60] [PF6 -] electron hole occurs in the valence band (energy level of: -7.70eV ), And a hole is formed in the valence band of the toluene.
그러면 상기 암기인물질인 톨루엔의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -6.55eV)으로 음극인 백금(Pt)의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 이동하게 된다.Then, electrons (energy level: -5.93 eV) in the valence band of platinum (Pt), which is the cathode, are moved to the positive holes (energy level: -6.55 eV) formed in the valence band of the toluene, which is the mesophilic substance.
이후, 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)에서 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 음극(124)에서 제2양극(121b)으로 상기 암기인물질인 톨루엔에 비례하는 수의 전자가 지속적으로 이동하게 된다.Subsequently, as long as the excitation energy is supplied from the
상기 제2검출부(110b)는 상기 음극(124)과 제2양극(121b) 사이에 흐르는 전류(전자의 이동)를 검출한다.The
상기 제어부(150)는 상기 제2검출부(110b)를 통해 전류가 흐르는 지의 여부를 검출하여 암기인물질인 톨루엔이 존재하는지의 여부를 판단하고, 전류의 양으로부터 암기인물질인 톨루엔의 양을 판단하게 된다. 즉, 검출된 전류량을 데이터저장부(140)에 저장된 암기인물질의 양과 전류량과의 관계를 나타내는 데이터테이블과 비교하여 얼마만큼의 톨루엔이 유입되었는지를 산출하게 된다.The
이후, 상기 제어부(150)는 상기 검측에 대한 정보(검측과정, 검측조건, 검측결과 등)를 데이터저장부(140)에 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내며, 상기 통신부(170)를 통해 외부기기와 교환하게 되는 것으로, 이와 같은 과정을 반복 수행하여 암기인물질을 지속적으로 검측하게 된다.Subsequently, the
이때, 상기 암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 흐르는 전류를 검출함으로써 암기인물질의 분자 수에 비례하는 정확하고 정밀한 검측을 할 수 있게 된다.At this time, by detecting the current flowing through the electrons donated by the dark phosphorus substance, it is possible to perform accurate and precise detection proportional to the number of molecules of the dark phosphorus substance.
즉, 암기인물질인 톨루엔의 존재 유무로 암 세포의 존재 유무를 검출하고, 암기인물질의 양으로 암의 진행 정도를 판단하게 된다. That is, the presence or absence of cancer cell, toluene, detects the presence or absence of cancer cells, and determines the degree of cancer progression based on the amount of cancer phosphorus.
암의 종류는 동일한 시료에서 검출되는 2개 이상이 암기인물질의 구성비로 판단한다(예: 톨루엔과 2,6-디이소프롤필페놀의 구성비, 또는 톨루엔, 2,6-디이소프롤필페놀, 2-메틸피라진, 사이클로헥사논의 구성비 등) The type of cancer is determined by the composition ratio of two or more cancer-causing substances detected in the same sample (for example, the composition ratio of toluene and 2,6-diisopropylphenol, or toluene, 2,6-diisopropylphenol, 2- Methyl pyrazine, cyclohexanone composition ratio, etc.)
암 진행 정도는 암기인물질의 양과 암 진행 정도를 나타내는 데이터테이블을 참조하여 판단하며, 암의 종류는 암기인물질의 구성비와 암 종류에 대한 데이터테이블을 참조하여 판단한다.The degree of cancer progression is determined by referring to the data table indicating the amount of cancer phospholipids and the degree of cancer progression, and the type of cancer is determined by referring to the composition ratio of the cancer phospholipids and the data table for the cancer type.
본 발명에 의한 호기를 이용한 암 진단 장치의 정밀도에 대해 설명하면 다음과 같다. The accuracy of the cancer diagnosis apparatus using exhalation according to the present invention is as follows.
약 500cc의 호기에 포함된 분자수는 약 1.19×1022개 이다.The number of molecules contained in the exhalation of about 500 cc is about 1.19 × 10 22 .
이 500cc의 호기 1ppt에 포함된 분자수는, The number of molecules contained in 1 ppt of 500 cc of exhalation is,
1.19×1022×10-12 = 1.19×1010 개 이다.1.19 × 10 22 × 10 -12 = 1.19 × 10 10 .
이를 전하량으로 나타내면,If this is expressed as the amount of charge,
(1.19×1010)×(1.62×10)-19C) = 약 1.19×10-9C = 1.9nA 이다.(1.19 × 10 10 ) × (1.62 × 10 ) -19 C) = about 1.19 × 10 -9 C = 1.9nA.
즉, 500cc의 호기 속에 암기인물질이 1ppt 만큼 포함되었다 하더라도 이를 검출할 수 있다.In other words, even if a dark phosphorus substance is contained in 1 cc of 500 cc exhalation, it can be detected.
만약, 500cc의 호기 중 1ppt 만큼의 공기 속에 1% 만큼의 암기인물질이 포함되어 있다고 하면 약 19pA의 전하량을 나타낸다.If the air of 1 ppt of 500 cc of exhalation contains 1% of the dark phosphorus, it represents a charge amount of about 19 pA.
나노 암페아(nA)나, 피코 암페아(pA) 단위의 전하량을 검출하는 검출부(110)의 구성은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration of the
한편, 본 발명 중 이동유도물질(양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질)을 구성하는 [C60] 풀러렌 및 리튬이온내포풀러렌은 전자운을 포함한 크기가 약 1nm이고, 상기 리튬이온내포풀러렌과 색소로 이루어진 초분자의 크기는 약 2nm이다.On the other hand, [C60] fullerenes and lithium ion-encapsulating fullerenes constituting the mobile inducing materials (anode-side mobile inducing materials, negative-side mobile inducing materials) in the present invention have an electron beam size of about 1 nm, The size of the supramolecular composed of pigment is about 2 nm.
따라서 상기 500cc 호기 속에 1ppt의 암기인물질이 있다고 하고, 그 이동유도물질을 리튬이온내포풀러렌과 색소로 이루어진 초분자(약 2nm)로 구성하였다고 할 경우, 상기 암기인물질이 동시에 반응하기 극판의 크기는 약 (0.22mm ㅧ 0.22mm)의 크기면 충분하다. 상기 500cc 중 1ppt 만큼의 호기 내에 1%의 암기인물질이 있다고 할 경우에는 더욱 작은 크기의 극판으로 양극(또는 음극)을 만들 수 있다.Therefore, if it is said that there is a 1ppt dark phosphorous substance in the 500cc exhalation, and the mobile inducing substance is composed of supramolecular molecules (about 2nm) composed of lithium ion-containing fullerene and a pigment, the size of the polar plate where the dark phosphorous substances react simultaneously is A size of about (0.22mm ㅧ 0.22mm) is sufficient. When there is 1% dark phosphorus substance in the exhalation of 1 ppt among the 500 cc, a positive electrode (or a negative electrode) may be formed of a smaller sized electrode plate.
즉, 암기인물질의 분자수에 비례하는 수의 전자가 이동하도록 하고, 그 이동된 전자의 수를 직접 검출함으로써 ppt 레벨 이상의 정밀도, 또는 그 이상의 더욱 정밀도를 갖는 폐암 진단 장치를 구성할 수 있다. That is, a lung cancer diagnosis apparatus having a precision of ppt level or more, or more, can be constructed by allowing electrons proportional to the number of molecules of the cancer phosphorus to move and directly detecting the number of electrons moved.
그러나 상기의 실시예에 있어서는, 센서전극부에 제1양극과, 음극 및, 제2양극을 형성하여, 제1양극은 하나의 양극측이동유도물질을 사용하여 구성하고, 제2양극은 두 개의 양극측이동유도물질을 사용하여 구성한 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉 더욱 많은 수의 양극이나 음극을 이용하고, 더욱 많은 수의 양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질을 사용하여 센서전극부를 구성할 수 있음을 밝혀둔다.However, in the above embodiment, the first positive electrode, the negative electrode, and the second positive electrode are formed on the sensor electrode part, so that the first positive electrode is constituted by using one positive electrode-side transfer inducing material, and the second positive electrode has two It has been described as an example using a positive electrode side movement inducing material, it turns out that the technical spirit of the present invention is not limited to this. That is, it is revealed that a sensor electrode can be configured by using a larger number of anodes or cathodes and using a larger number of anode-side moving inducing materials and cathode-side moving inducing materials.
또한, 상기의 실시예에 있어서는, 여기에너지공급부에서 광에너지를 공급하도록 하고, 그 광원을 1개로 한정한 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 다른 광원 여러 개를 사용하여 여기에너지공급부를 구성할 수 있음은 물론, 각기 다른 에너지원을 사용하여 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.In addition, in the above embodiment, the excitation energy supply unit is configured to supply light energy, and it has been described as an example that the light source is limited to one, but the technical idea of the present invention is not limited to this. That is, it is revealed that the excitation energy supply unit can be configured using several different light sources, and can be configured to supply excitation energy using different energy sources.
또한, 본 실시예에 있어서는 암기인물질 중 톨루엔과 2,6-디이소프롤필페놀을 검출하는 것을 예로 하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 예를 들어, 톨루엔, 2,6-디이소프롤필페놀, 2-메틸피라진, 사이클로헥사논 등의 암기인물질은 폐암을 검출하는 사용할 수 있으며, 2- 부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 등의 암기인물질은 식도암을 검출하는데 사용할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the technical idea of the present invention has been described by taking as an example the detection of toluene and 2,6-diisopropyl phenol among the cancer phosphorus substances, but the technical idea of the present invention is not limited thereto. For example, cancer-inducing substances such as toluene, 2,6-diisopropylphenol, 2-methylpyrazine, and cyclohexanone can be used to detect lung cancer, and 2-butanone, acetic acid, acetone, acetonitrile, etc. Cancer-causing substances can be used to detect esophageal cancer.
또한, 상기의 실시예에서는 암 진단 결과를 표시부에 나타내고 저장하는 것을 예로하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 이동통신망, 또는 인터넷망을 통해 검측 정보를 전송할 수 있음을 밝혀둔다.In addition, in the above embodiment, it has been described as an example that the cancer diagnosis result is displayed on the display unit and stored, but it is revealed that the technical idea of the present invention is not limited thereto. That is, it is revealed that the detection information can be transmitted through a mobile communication network or an Internet network.
또한, 상기의 실시예에서는 호기에 포함된 암기인물질을 검출하여 암을 진단하는 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 도2에서 도시되는 바와 같은 센서전극부(120a)를 이용하여 체액에 포함된 암기인물질을 검출함으로써 암을 검출하도록 구성할 수 있다.In addition, in the above embodiment, it has been described as an example of diagnosing cancer by detecting a cancerous substance contained in exhalation, but it is revealed that the technical spirit of the present invention is not limited thereto. That is, the
또한, 상기의 실시예에 있어서는 암기인물질에 의해 이동하는 전자의 양을 검출하는 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. In addition, in the above-described embodiment, it has been described as an example of detecting the amount of electrons moved by the dark phosphorous substance, but it is revealed that the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
즉, 암기인물질의 CV(Cyclic Voltammetry) 또는, CA(Chrono Amperometry), 또는 CP(Chorono Potentiommetry), 또는 SV(Stripping Voltammetry), 또는 LSV(Linear Sweep Voltammetry) 중 어느 하나 이상을 검출하여 검출대상물질의 존재 여부 및 양을 검출할 수 있다. 예를 들어 포텐시오스타트(Potentiostat)를 이용하여 검출대상물질의 CV나, 또는 CA나, 또는 CP나, 또는 SV나, 또는 LSV 등을 측정하여 검출대상물질의 존재 여부 및 양을 검출함을 특징으로 한다. That is, by detecting any one or more of Cyclic Voltammetry (CV), Chrono Amperometry (CA), or Chorono Potentiommetry (CP), or Striping Voltammetry (SV), or Linear Sweep Voltammetry (LSV), of the target substance to be detected. Presence and amount can be detected. For example, by measuring the CV or CA, or CP, or SV, or LSV of the substance to be detected using Potentiostat, the presence and amount of the substance to be detected is detected. Is done.
즉, 검출부에 포텐시오스타트 회로를 구성하고, 도30에서 도시되는 바와 같이 센서전극부에 워킹전극과, 카운터전극 및 레퍼런스전극을 구성하여 CV를 측정하거나, 또는 CA를 측정하거나, 또는 CP를 측정하거나, 또는 SV를 측정하거나, 또는 LSV 등을 측정하여 암기인물질의 존재 여부 및 양을 검출할 수 있도록 구성할 수 있다. 도28은 CV 곡선의 일부분을 확대하여 나타낸 그래프로, 암기인물질((가)곡선)과 그렇지 않은 물질((나)곡선)의 에너지준위 설계에 따른 반응을 나타내고 있다. (가)곡선에서 "a"는 광(여기에너지)의 조사와 차단을 주기적으로 스위칭하였을 경우 광의 여기에너지에 의해 양극측이동유도물질에 여기가 일어나 전류가 많아졌다(광 조사) 적어졌다(광 차단)하는 것을 나타낸 것이고, "b"는 광을 조사하지 않았을 때를 나타낸 것이다("b"구간은 설명의 편의를 위해 광원을 OFF 시킨 상태를 삽입하여 나타낸 것임). 이때 발생한 전류 값의 차나, 그래프 특성을 분석하여 암기인물질의 유무 및 양을 알 수 있다. (나)곡선은 암기인물질이 아니어서 여기에너지(광 조사)에 따른 변화가 없음을 나타낸다. That is, a potentiometer circuit is formed in the detection unit, and a working electrode, a counter electrode, and a reference electrode are formed in the sensor electrode unit as shown in FIG. 30 to measure CV, measure CA, or measure CP. Alternatively, the SV may be measured, or LSV may be measured to detect the presence and amount of a cancerous substance. 28 is a graph showing a part of the CV curve in an enlarged scale, and shows a response according to the energy level design of a dark phosphorous substance ((a) curve) and a non-magnetic substance ((a) curve). (A) In the curve, when “a” is periodically switched between irradiation and excitation of light (excitation energy), excitation occurs on the anode-side moving inducing material due to the excitation energy of light, resulting in a large current (light irradiation). Cut off), and "b" indicates when no light has been irradiated (the "b" section is shown by inserting the state where the light source is turned off for convenience of explanation). At this time, it is possible to know the presence and amount of the mesophilic substance by analyzing the difference in current value or graph characteristics. (B) The curve shows that there is no change due to excitation energy (light irradiation) because it is not a dark phosphorus substance.
도26은 포텐시오스타트의 구성을 간략화 하여 나타낸 회로도이고, 도27은 3전극법을 사용하여 측정을 행하는 구성예를 나타낸 것이다.Fig. 26 is a circuit diagram showing a simplified configuration of the potentiometer, and Fig. 27 shows a configuration example in which measurement is performed using a three-electrode method.
또한, 암기인물질을 검출할 경우에 도29에서 도시되는 바와 같이, 여기 에너지로 공급되는 광원의 파장에 따른 양자수율(IPCE)을 특징 요소로 하여 검출대상물질을 특정할 수 있음을 밝혀둔다.In addition, when detecting a dark phosphorous substance, as shown in FIG. 29, it is revealed that the detection target substance can be specified by using the quantum yield (IPCE) according to the wavelength of the light source supplied as excitation energy as a characteristic element.
1: 호기
100: 암진단시스템 101: 몸체
102: 센서투입구 110: 검출부
110a: 제1검출부 110b: 제2검출부
120,120a: 센서전극부 121: 양극
121a: 제1양극 121b: 제2양극
122: 양극측이동유도물질 122a: 양극측제1이동유도물질
122a1: 양극측제1이동유도물질1 122a2: 양극측제1이동유도물질2
122b: 양극측제2이동유도물질 123: 음극측이동유도물질
124: 음극 125: 센서전극케이스
126: 투명창 130: 여기에너지공급부
131,131a: 광원 140: 데이터저장부
150: 제어부 160: 표시부
161: 시각표시부 162: 청각표시부
170: 통신부 171: 유선통신부
172: 무선통신부 180: 전원공급부
190: 스위치부 210: 포집장치
210a: 호기포집부 210b: 체액포집부
211a: 호기유도관 211b: 체액유도관
W: 워킹전극 RE: 레퍼런스전극
CE: 카운터전극1: exhalation
100: cancer diagnosis system 101: body
102: sensor inlet 110: detection unit
110a:
120, 120a: sensor electrode unit 121: anode
121a:
122: positive electrode side
122a1:
122b: Anode-side second inducing substance 123: Anode-side moving inducing substance
124: cathode 125: sensor electrode case
126: transparent window 130: excitation energy supply unit
131,131a: Light source 140: Data storage
150: control unit 160: display unit
161: visual display unit 162: auditory display unit
170: communication unit 171: wired communication unit
172: wireless communication unit 180: power supply unit
190: switch unit 210: collection device
210a:
211a:
W: Working electrode RE: Reference electrode
CE: Counter electrode
Claims (25)
암기인물질을 검출하는 센서전극부;
상기 센서전극부에 전자의 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부;
상기 센서전극부의 전자 이동을 검출하는 검출부;
상기 암기인물질 검측에 대한 정보를 저장하는 데이터저장부;
외부기기와 통신을 수행하는 통신부;
각 구성요소의 동작을 제어하는 제어부;
스위치부; 및,
상기 여기에너지공급부와 검출부와 데이터저장부와 통신부와 제어부 및 스위치부가 구비되는 본체;를 포함하고,
상기 센서전극부는, 암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설계하여 전자의 이동이 이루어지도록 하는 메카니즘이 다수 개 구성되어 다수 개의 암기인물질을 검출할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.A collecting device for collecting a patient's exhalation or body fluids;
A sensor electrode unit for detecting dark phosphorus substances;
An excitation energy supply unit that supplies excitation energy of electrons to the sensor electrode unit;
A detection unit for detecting electron movement of the sensor electrode unit;
A data storage unit for storing information on the detection of the cancer substance;
A communication unit performing communication with an external device;
A control unit that controls the operation of each component;
Switch unit; And,
The main body is provided with the excitation energy supply unit, detection unit, data storage unit, communication unit, control unit, and switch unit.
The sensor electrode unit is composed of a number of mechanisms that allow the movement of electrons by designing the energy level of the oxidation-reduction potential so that the electrons are transferred from the cathode to the anode through the electrons donated from the dark phosphorous material. Cancer diagnosis system using an energy level, characterized in that it is configured to detect a substance.
암기인물질의 존재 유무로 암의 존재 여부를 판단하고,
암기인물질의 양으로써 암의 진행정도를 판단함을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.According to claim 1, The control unit,
Whether or not cancer is present, judges whether cancer exists,
Cancer diagnosis system using an energy level, characterized in that the degree of cancer progression is determined by the amount of a cancer-causing substance.
두 종류 이상의 암기인물질의 비율을 산출하여 암의 종류를 판단함을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.According to claim 1, The control unit,
Cancer diagnosis system using energy level, characterized in that it determines the type of cancer by calculating the proportion of two or more types of cancer phosphorus.
상기 암기인물질에서 전자를 공여받는 최초의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음번째 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고,
양극으로 전자를 공여하는 마지막의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 양극의 에너지준위보다 높게 설정하며,
그 중간단계에 있는 양극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to claim 1, wherein in the sensor electrode part, by setting the energy level of the oxidation-reduction potential to move electrons from the cathode to the anode through electrons donated from the dark phosphorous material, the electrons donated from the dark phosphorous material When a plurality of anode-side moving inducing substances that induce movement to the anode are formed,
The energy level of the conduction band of the first positive electrode-side mobile inducing material receiving electrons from the mesophilic material is set higher than the energy level of the valence band of the second positive-electrode mobile-inducing material,
The energy level of the conduction band of the last anode-side transfer-inducing material that donates electrons to the anode is set higher than the energy level of the anode,
The energy level of the anode-side mobile inducing substance in the intermediate stage is set to be higher than the energy level of the valence band of the positive-electrode-moving substance in the next stage, and the energy level of the valence band is set in the previous stage. A cancer diagnosis system using an energy level, characterized in that the positive electrode side is set to be lower than the energy level of the conduction band.
상기 음극에서 전자를 공여받는 최초의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음 번째 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고,
암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 전자를 공여하는 마지막의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하며,
그 중간단계에 있는 음극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.According to claim 1, In setting the energy level of the redox potential to move electrons from the cathode to the anode via the electrons donated from the dark substance in the sensor electrode unit, the dark character of the electrons donated from the cathode In the case where a plurality of cathode-side transfer-inducing substances that induce movement to the vagina are composed
The energy level of the conduction band of the first cathode-side mobile induction material receiving electrons from the cathode is set higher than the energy level of the valence band of the next negative-electrode mobile induction material,
The energy level of the conduction band of the last cathode-side transfer-inducing material that donates electrons with the holes generated in the valence band of the dark phosphorus material is set higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material,
The energy level of the cathode-side mobile inducing substance in the intermediate stage is set higher than the energy level of the valence band of the cathode-side mobile inducing substance in the next stage, and the energy level of the valence band in the previous stage is set. A cancer diagnosis system using an energy level, characterized in that the cathode-side mobile induction material has a lower energy level than the conduction band.
풀러렌, 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소, 또는 이온내포풀러렌과 색소의 복합체 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to claim 1, wherein in the sensor electrode part, by setting the energy level of the oxidation-reduction potential to move electrons from the cathode to the anode through electrons donated from the dark phosphorous material, the electrons donated from the dark phosphorous material When an energy level is set by using a positive electrode-side transfer inducing material that induces movement to the positive electrode or a negative-side transfer-inducing material that induces transfer of electrons donated from the negative electrode to a memorizing substance, the positive-side-side transfer inducing material or , The cathode-side transfer inducer,
Cancer diagnosis system using an energy level, characterized in that it consists of at least one of fullerene, fullerene salt, ion-containing fullerene, a pigment, or a complex of an ion-containing fullerene and a pigment.
암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 및,
암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하며, 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have an oxidation-reduction potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material; And,
The anode is configured to have an oxidation-reduction potential lower than the energy level of the conduction band of the dark phosphorus material.
When a dark phosphorous substance is introduced between the negative electrode and the positive electrode, electrons in the valence band of the dark phosphorus substance are excited by a conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the electrons excited by the conduction band move to the positive electrode. , A cancer diagnosis system using an energy level, characterized in that the energy level is set so that a process in which electrons move from the cathode to the positive hole formed in the valence band of the cancer phosphorus material is performed.
암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have an oxidation-reduction potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material;
An anode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material; And,
The energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the valence band of the mesophilic material, and the anode level shifted such that the energy level of the redox potential of the conduction band is higher than the energy level of the redox potential of the anode. Induced material; including,
When a dark phosphorous material is introduced between the cathode and the anode, electrons in the valence band of the anode-side moving inducing material are excited by a conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the conduction band of the anode-side moving inducing material Electrons excited by are moved to the positive electrode, electrons in the valence band of the memorizing substance move to the holes formed in the valence band of the positive electrode-side transfer inducing material, and electrons are moved from the cathode to the positive holes in the valence band of the dark phosphorus substance. Cancer diagnosis system using an energy level, characterized in that the energy level is set so that the process is done.
암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have an oxidation-reduction potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material;
An anode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material; And,
The energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the conduction band of the mesophilic substance, and the energy level of the redox potential of the conduction band is higher than the energy level of the redox potential of the anode. Material; including,
When a dark phosphorous material is introduced between the negative electrode and the positive electrode, first, electrons in the valence band of the positive electrode side transfer inducing material are excited by a conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the positive electrode side transfer inducing material The electrons excited by the conduction band of the electrons move to the anode, and second, the electrons in the valence band of the dark phosphorus material are excited by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the electrons excited by the conduction band of the dark phosphorus material Cancer using an energy level, characterized in that the energy level is set so that the process of moving electrons from the cathode to the positive hole generated in the valence band of the positive electrode-side transfer inducing material, and third, the positive hole formed in the valence band of the cancer phosphorus material Diagnostic system.
암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 암기인물질에 있는 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have an oxidation-reduction potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material;
An anode configured to have an oxidation-reduction potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material; And,
The energy level of the oxidation-reduction potential of the valence band is lower than the energy level of the oxidation-reduction potential of the cathode, and the energy level of the oxidation-reduction potential of the conduction band is higher than the energy level of the valence band of the memorizing substance. Induced material; including,
When a dark phosphorous material is introduced between the negative electrode and the positive electrode, first, electrons in the dark phosphorous material move to the positive electrode, and second, by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, to the valence band of the negative electrode transfer material. The electrons excited by the conduction band are excited, and the electrons excited by the conduction material of the cathode-side transfer inducing material move to the positive holes formed in the valence band of the memorizing substance, and, third, the electrons excited from the negative electrode-side shift-inducing material to the positive valence band. Cancer level diagnosis system using the energy level, characterized in that the energy level is set so that the process of the electron movement.
암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have an oxidation-reduction potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material;
An anode configured to have an oxidation-reduction potential lower than the energy level of the conduction band of the dark phosphorus material; And,
The energy level of the oxidation-reduction potential of the valence band is lower than the energy level of the oxidation-reduction potential of the cathode, and the energy level of the oxidation-reduction potential of the conduction band is configured to have an energy level higher than the energy level of the valence band of the memorizing substance. Induced material; including,
When a dark phosphorous substance is introduced between the negative electrode and the positive electrode, first, electrons in the valence band of the dark phosphorus material are excited by a conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and electrons excited by the dark phosphorus material conduction band Second, the electrons in the valence band of the cathode-side moving inducing material are excited by a conduction band, and the electrons excited by the conduction band of the cathode-side moving inducing material are memorized by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit. Cancer diagnosis using energy level, characterized in that the energy level is set so that the process moves electrons from the cathode to the positive hole formed in the valence band of the phosphorus material, and third, the positive hole generated in the valence band of the cathode-side transfer inducing material system.
암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have an oxidation-reduction potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material;
An anode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material;
The energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the valence band of the mesophilic material, and the anode level shifted such that the energy level of the redox potential of the conduction band is higher than the energy level of the redox potential of the anode. Inducers; And,
The energy level of the oxidation-reduction potential of the valence band is lower than the energy level of the oxidation-reduction potential of the cathode, and the energy level of the oxidation-reduction potential of the conduction band is higher than the energy level of the valence band of the memorizing substance. Induced material; including,
When a dark phosphorous material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the valence band of the anode-side moving inducing material are excited by a conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the anode-side moving induction Electrons excited by the conduction band of the material move to the anode, and second, electrons in the valence band of the memorizing substance move through the holes formed in the valence band of the anode-side moving inducing material, and third, excitation supplied from the excitation energy supply unit The electrons in the valence band of the cathode-side moving inducing material are excited by a conduction band by energy, and the electrons excited by the conduction band of the cathode-side moving inducing material are moved to the positive holes formed in the valence band of the dark phosphorous material, and fourthly, the An energy level that allows electrons to move from the cathode to the positive hole formed in the valence band of the cathode-directed induction substance. Cancer diagnosis system using an energy level, characterized in that is set.
암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 에너지준위를 이용한 암 진단 시스템.The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the sensor electrode unit,
A cathode configured to have an oxidation-reduction potential lower than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material;
An anode configured to have a redox potential higher than the energy level of the valence band of the dark phosphorus material;
The energy level of the redox potential of the valence band is lower than the energy level of the conduction band of the mesophilic substance, and the energy level of the redox potential of the conduction band is higher than the energy level of the redox potential of the anode. matter; And,
The energy level of the oxidation-reduction potential of the valence band is lower than the energy level of the oxidation-reduction potential of the cathode, and the energy level of the oxidation-reduction potential of the conduction band is higher than the energy level of the valence band of the memorizing substance. Induced material; including,
When a dark phosphorous material is introduced between the cathode and the anode, first, electrons in the valence band of the anode-side moving inducing material are excited by a conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the anode-side moving induction The electrons excited by the conduction band of the material move to the anode, and secondly, the electrons in the valence band of the dark phosphorus material are excited by the conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the electrons excited by the conduction band of the dark phosphorus material A moves to the positive hole formed in the valence band of the anode-side moving inducing material, and thirdly, electrons in the valence band of the cathode-side moving inducing material excite into the conduction band by the excitation energy supplied from the excitation energy supply unit, and the cathode side The electrons excited by the conduction band of the mobile inducing material move to the positive holes formed in the valence band of the memorizing substance, , Fourth, the cancer level diagnosis system using the energy level, characterized in that the energy level is set so that the process of electron transfer from the cathode to the positive hole formed in the valence band of the cathode-side transfer inducer.
The cancer diagnosis system using an energy level according to claim 1, wherein the detection unit detects the presence and amount of a dark phosphorous substance by detecting a quantum yield according to a wavelength of a light source supplied as excitation energy.
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