KR20240010254A - Electrochemical sensor electrode and electrochemical sonsor comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 작업 전극층; 상기 작업 전극층 상면에 배치된 효소반응층; 및 상기 효소반응층 상면에 배치되고, 무기화합물이 포함된 고정제층을 포함하는, 전기화학센서용 전극 및 이를 작업 전극으로 적용한 전기화학센서에 관한 것으로, 본 발명에 따른 작업 전극은 습도영향성이 최소화되고, 젖산에 대한 감응성이 뛰어나 땀 등의 혈액 외의 생체시료를 활용한 젖산 측정에 있어 우수한 품질의 연속측정형 전기화학센서를 제공할 수 있다.The present invention, a working electrode layer; An enzyme reaction layer disposed on the working electrode layer; and an electrode for an electrochemical sensor, which is disposed on the upper surface of the enzyme reaction layer and includes a fixative layer containing an inorganic compound, and an electrochemical sensor using the same as a working electrode. The working electrode according to the present invention is not affected by humidity. It is minimal and has excellent sensitivity to lactic acid, so it can provide a continuous measurement electrochemical sensor of excellent quality for measuring lactic acid using biological samples other than blood such as sweat.
Description
본 발명은, 바이오센서로 이용되는 전기화학센서용 전극 및 이를 포함하는 전기화학센서에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for an electrochemical sensor used as a biosensor and an electrochemical sensor including the same.
최근 의료 행위는 다양한 바이오마커(biomarker, 생체표지)를 통한 체외 진단을 통해 질병의 예방과 관리가 가능하게 하는 조기진단 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다. 특히 특정 기질과 반응하는 효소(enzyme)의 특성을 이용한 효소기반 면역화학 진단시장이 전체 체외진단시장의 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 이 중 상기 효소의 생물학적 반응을 전기 신호로 변환하여 측정하는 전기화학센서가 제작의 용이성과 성능의 우수함을 바탕으로 많은 바이오센서에 적용되고 있다.Recently, in medical practice, there has been an emerging need for early diagnosis technology that enables disease prevention and management through in vitro diagnosis using various biomarkers. In particular, the enzyme-based immunochemical diagnostic market, which uses the characteristics of enzymes that react with specific substrates, accounts for the largest share of the overall in vitro diagnostic market, and among these, electrochemistry, which converts the biological reactions of the enzymes into electrical signals and measures them. The sensor is being applied to many biosensors due to its ease of manufacture and excellent performance.
일반적으로 혈액을 이용하여 젖산, 포도당 등을 측정하는 효소 기반 바이오 센서는 1회용 측정을 타겟으로 하지만, 신체활동을 함에 있어 운동수행능력을 평가하기 위해서는 근육피로도에 따라 실시간으로 변동되는 인체 내 젖산의 지속적이고 연속적인 모니터링이 요구된다. In general, enzyme-based biosensors that measure lactic acid, glucose, etc. using blood are aimed at disposable measurements, but in order to evaluate exercise performance during physical activity, lactic acid in the human body, which changes in real time according to muscle fatigue, is used. Continuous and continuous monitoring is required.
대한민국 등록특허공보 제10-1624769호는 단시간에 정밀도 좋게 락트산 농도를 측정하는 센서에 대한 발명으로, 기판상에 전극계 및 시약층을 순차적으로 적층하여 구비하고, 상기 시약층에 락트산 옥시다아제, 미디에이터, 및 N-(2-아세트아미드)-2-아미노에탄술폰산을 포함하고 있는 바이오 센서를 제공하고 있다. 하지만 락트산의 감응범위가 낮아 혈액 또는 혈장 이외의 땀과 같은 체액을 통한 측정이 불가능하고, 검출대상물질을 지속적으로 모니터링하기 위하여 수 회 혈액을 채취하는 것은 실질적으로 어려움이 있어, 상기 방식으로는 연속적인 측정이 어려운 단점이 있다. 또한, 연속측정형 센서에 포함되는 고정제 등이 습도에 영향을 받아 결과적으로 측정 전류편차가 커져 정밀도가 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-1624769 is an invention for a sensor that measures lactic acid concentration with high precision in a short time, and is provided by sequentially stacking an electrode system and a reagent layer on a substrate, and the reagent layer contains lactic acid oxidase, mediator, and N-(2-acetamide)-2-aminoethanesulfonic acid. However, the low response range of lactic acid makes it impossible to measure it through body fluids other than blood or plasma, such as sweat, and it is practically difficult to collect blood several times to continuously monitor the detection target substance, so the above method is used continuously. It has the disadvantage of being difficult to measure. In addition, fixatives included in continuous measurement sensors may be affected by humidity, resulting in increased measurement current deviation, which may result in lower precision.
따라서, 주변 습도에 영향을 받지 않으면서 연속적인 체액진단이 가능한 비침습형 전기화학센서의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a non-invasive electrochemical sensor capable of continuous body fluid diagnosis without being affected by surrounding humidity.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여, 습도영향성이 저감된 전기화학센서용 전극을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention aims to provide an electrode for an electrochemical sensor with reduced humidity effect.
또한 본 발명은, 상기 전기화학센서용 전극을 작업 전극에 적용하여 정밀도가 높은 연속측정형 전기화학센서를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a continuous measurement electrochemical sensor with high precision by applying the electrochemical sensor electrode to a working electrode.
또한 본 발명은, 젖산(lactate) 등의 검출대상물질에 대한 분해능이 고습도 조건에서도 뛰어난 전기화학센서를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.Additionally, the purpose of the present invention is to provide an electrochemical sensor that has excellent resolution of detection target substances such as lactate even under high humidity conditions.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 작업 전극층; 상기 작업 전극층 상면에 배치된 효소반응층; 및 상기 효소반응층 상면에 배치되고, 무기화합물이 포함된 고정제층을 포함하는, 전기화학센서용 전극을 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention includes a working electrode layer; An enzyme reaction layer disposed on the working electrode layer; and a fixative layer disposed on the enzyme reaction layer and containing an inorganic compound.
본 발명은, 상기 무기화합물이 고정제층 총 중량에 대해 2 wt% 미만으로 포함되는 것일 수 있다. In the present invention, the inorganic compound may be included in less than 2 wt% based on the total weight of the fixative layer.
본 발명은, 상기 무기화합물이 고정제층 총 중량에 대해 0.3 내지 1.5 wt%로 포함되는 것일 수 있다.In the present invention, the inorganic compound may be included in an amount of 0.3 to 1.5 wt% based on the total weight of the fixative layer.
본 발명은, 상기 무기화합물이 고정제층 총 중량에 대해 0.5 내지 1.2 wt%로 포함되는 것일 수 있다.In the present invention, the inorganic compound may be included in an amount of 0.5 to 1.2 wt% based on the total weight of the fixative layer.
본 발명은, 상기 무기화합물이 층형상 점토광물인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.The present invention may be characterized in that the inorganic compound is a layered clay mineral.
본 발명은, 상기 고정제층이 고정제층 조성물로부터 제조되며, 상기 고정제층 조성물이 용제, 고정제 및 상기 무기화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.In the present invention, the fixative layer is manufactured from a fixative layer composition, and the fixative layer composition may include one or more types selected from the group consisting of a solvent, a fixative, and the above inorganic compound.
본 발명은, 상기 고정제가 아가로오스(agarose), 셀룰로오스(cellulose), 키토산(chitosan), 글루타알데히드(glutaraldehyde), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 및 폴리염화비닐(polyvinyl chloride)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.In the present invention, the fixative is selected from the group consisting of agarose, cellulose, chitosan, glutaraldehyde, polyvinyl alcohol, and polyvinyl chloride. It may include one or more selected species.
본 발명은, 상기 효소반응층이 산화효소(oxidase) 및 탈수소효소(dehydrogenase)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. In the present invention, the enzyme reaction layer may include one or more types selected from the group consisting of oxidase and dehydrogenase.
본 발명은, 상기 산화효소는 글루코오스 산화 효소(glucose oxidase), 콜레스테롤 산화 효소(cholesterol oxidase), 락테이트 산화효소(lactate oxidase), 아스코빅산 산화 효소(ascorbic acid oxidase) 및 알코올 산화 효소(alcohol oxidase) 중 적어도 1종 이상이고, 상기 탈수소효소는 글루코오스 탈수소 효소(glucose dehydrogenase), 글루탐산 탈수소 효소(glutamate dehydrogenase), 락테이트 탈수소효소(lactate dehydrogenase) 및 알코올 탈수소 효소(alcohol dehydrogenase) 중 적어도 1종 이상인 것일 수 있다.In the present invention, the oxidase is glucose oxidase, cholesterol oxidase, lactate oxidase, ascorbic acid oxidase, and alcohol oxidase. and the dehydrogenase may be at least one of glucose dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, and alcohol dehydrogenase. there is.
본 발명은, 상기 고정제층 상면에 배치되는 보호층을 더 포함하는 것일 수 있다.The present invention may further include a protective layer disposed on the upper surface of the fixative layer.
본 발명은, 상기 보호층이 멤브레인을 포함하는 것일 수 있다.In the present invention, the protective layer may include a membrane.
또한 본 발명은, 기판; 상기 기판의 상면에 배치된 작업 전극; 및 상기 작업 전극의 상면에 상기 작업 전극과 이격되어 배치된 기준 전극을 포함하고, 상기 작업 전극은 상기 전기화학센서용 전극인, 전기화학센서에 관한 것이다.Additionally, the present invention includes: a substrate; a working electrode disposed on the upper surface of the substrate; and a reference electrode disposed on an upper surface of the working electrode to be spaced apart from the working electrode, wherein the working electrode is an electrode for the electrochemical sensor.
본 발명은, 상기 기판 상측에 금속 전극층을 더 포함하는 것일 수 있다.The present invention may further include a metal electrode layer on the upper side of the substrate.
본 발명은, 배선부를 더 포함하는 것일 수 있다.The present invention may further include a wiring portion.
본 발명은, 연속측정형 전기화학센서에 관한 것일 수 있다.The present invention may relate to a continuous measurement electrochemical sensor.
본 발명에 따른 전기화학센서용 전극이 습도영향성이 저감된 특징을 가짐으로써, 상기 전기화학센서용 전극을 작업 전극으로 적용하는 경우, 젖산(lactate) 등의 검출대상물질 측정시 저습도를 유지할 수 없는 환경에서도 별도의 습도 센서 없이 정확도 및 정밀도가 향상된 전기화학센서를 제공할 수 있다. Since the electrochemical sensor electrode according to the present invention has a feature of reduced humidity influence, when applying the electrochemical sensor electrode as a working electrode, low humidity can be maintained when measuring detection target substances such as lactate. Even in difficult environments, an electrochemical sensor with improved accuracy and precision can be provided without a separate humidity sensor.
따라서, 본 발명에 따른 전기화학센서는 땀과 같은 검출대상시료를 이용한 검출대상물질의 연속측정이 가능하여 비침습형 바이오센서에 유용하게 응용될 수 있다.Therefore, the electrochemical sensor according to the present invention is capable of continuous measurement of a detection target substance using a detection target sample such as sweat, and can be usefully applied to a non-invasive biosensor.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학센서용 전극 즉, 작업 전극의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학센서의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학센서를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는, 33 % RH 습도 조건하에서 무기화합물 포함 여부 및 젖산(lactate)의 농도에 따른 전기화학센서의 전류값 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는, 55 % RH 습도 조건하에서 무기화합물 포함 여부에 따른 전기화학센서의 전류값 변화를 시간별로 측정하여 나타낸 그래프이다.Figure 1 shows a stacked structure of an electrode for an electrochemical sensor, that is, a working electrode, according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a stacked structure of an electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a plan view schematically showing an electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the change in current value of the electrochemical sensor according to the inclusion of inorganic compounds and the concentration of lactate under 33% RH humidity conditions.
Figure 5 is a graph showing the change in current value of the electrochemical sensor measured over time depending on whether or not an inorganic compound is included under 55% RH humidity conditions.
본 발명은, 전기화학센서용 전극 및 이를 포함하는 전기화학센서에 관한 것으로, 검출대상물질을 고습도에서도 연속적으로 측정하기 위한 바이오 센서로 활용되는 것일 수 있으며, 측정값의 높은 신뢰성을 나타내는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an electrode for an electrochemical sensor and an electrochemical sensor including the same. It can be used as a biosensor to continuously measure a detection target substance even at high humidity, and is characterized by high reliability of the measured value. do.
구체적으로 본 발명은, 작업 전극층; 상기 작업 전극층 상면에 배치된 효소반응층; 및 상기 효소반응층 상면에 배치된 무기화합물을 포함하는 고정제층을 포함하는 전기화학센서용 전극에 있어, 무기화합물을 바람직하게는 고정제층에 고정제층 조성물 총 중량에 대해 2 wt% 미만 포함함으로써, 상기 전기화학센서용 전극을 작업 전극으로 포함한 연속측정형 전기화학센서가 습도 조절이 어려운 환경에서 별도의 습도 센서 없이 습도영향력이 저감되어, 정확도 및 정밀도가 향상되어 우수한 신뢰성을 갖게 되는 것을 기술적인 특징으로 한다.Specifically, the present invention includes a working electrode layer; An enzyme reaction layer disposed on the working electrode layer; And in the electrochemical sensor electrode comprising a fixative layer containing an inorganic compound disposed on the upper surface of the enzyme reaction layer, the inorganic compound is preferably included in the fixative layer by less than 2 wt% based on the total weight of the fixative layer composition, The technical feature is that the continuous measurement type electrochemical sensor including the electrochemical sensor electrode as the working electrode has excellent reliability by reducing the effect of humidity without a separate humidity sensor in an environment where humidity control is difficult, improving accuracy and precision. Do it as
본 발명의 전기화학센서용 전극을 작업 전극으로 포함하는 전기화학센서에 있어서, 검출대상시료는 혈액, 체액, 뇨, 눈물, 땀 등의 생체시료일 수 있으며, 연속측정용 센서에 적합하게는 땀일 수 있다. 상기 검출대상시료에는 그 농도를 분석하고자 하는 검출대상물질(analyte), 예를 들면 글루코오스(glucose), 콜레스테롤(cholesterol), 젖산(lactate), 아스코빅산(ascorbic acid), 글루탐산(glutamate), 코티졸(Cotisol) 등이 포함될 수 있으며, 본 발명에 따른 전기화학센서는 젖산(lactate) 농도를 분석하는 것일 수 있다.In the electrochemical sensor including the electrochemical sensor electrode of the present invention as a working electrode, the sample to be detected may be a biological sample such as blood, body fluids, urine, tears, sweat, etc. Suitable for a sensor for continuous measurement, sweat You can. The detection target sample includes analytes whose concentration is to be analyzed, such as glucose, cholesterol, lactate, ascorbic acid, glutamate, and cortisol ( Cotisol, etc. may be included, and the electrochemical sensor according to the present invention may analyze the concentration of lactate.
본 발명에서는 종래 센서의 구조에서, 고정제층을 별도의 층으로 개량하면서, 효소반응층에 직접적으로 닿는 고정제층에 포함되는 무기화합물의 함량을 조절함에 따라, 습도에 따른 변화율을 제어한 점을 특징으로 한다. 구체적으로, 본 발명의 전기화학센서용 전극 및 전기화학센서는, 일반적인 습도(33% RH)뿐 아니라 고습도 조건(예를 들어, 35 내지 70% RH)에서도 신뢰성이 높게 검출대상 물질을 검출 가능한 효과를 갖는다. 바람직하게 본 발명의 전기화학센서용 전극 및 전기화학센서는, 종래 센서 대비 고습도 조건에서의 표준편차를 50% 이상, 바람직하게 80% 이상 감소시켰으며, 농도에 따른 표준편차 또한 바람직하게 80% 이상 감소시켰다. 이에 따라, 종래 센서 대비 습도에 대한 영향을 큰폭으로 감소시키고 측정산포 역시 감소시킨 효과를 갖는다. In the present invention, in the structure of a conventional sensor, the fixative layer is improved into a separate layer, and the change rate according to humidity is controlled by controlling the content of the inorganic compound contained in the fixative layer that directly contacts the enzyme reaction layer. Do it as Specifically, the electrochemical sensor electrode and electrochemical sensor of the present invention have the effect of detecting the detection target substance with high reliability not only under general humidity (33% RH) but also under high humidity conditions (e.g., 35 to 70% RH). has Preferably, the electrode for an electrochemical sensor and the electrochemical sensor of the present invention reduce the standard deviation under high humidity conditions by more than 50%, preferably more than 80%, compared to the conventional sensor, and the standard deviation according to concentration is also preferably more than 80%. decreased. Accordingly, compared to conventional sensors, the effect of humidity is significantly reduced and measurement dispersion is also reduced.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시 형태를 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention along with the contents of the above-described invention, so the present invention is described in such drawings. It should not be interpreted as limited to the specifics.
본 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 상기 구성요소 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.As used herein, "comprises" and "comprising" mean the elements, steps, operations and/or components mentioned above include one or more other components, steps, operations and/or components other than the components, steps, operations and/or components mentioned above. It is used in the sense that it does not exclude existence or addition. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
공간적으로 상대적인 용어인 「아래」, 「저면」, 「하부」, 「위」, 「상면」, 「상부」 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 타 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 타 구성요소의 「아래」 또는 「하부」로 기술된 것은 다른 구성요소의 「위」에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 「아래」는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소들은 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms such as “bottom,” “bottom,” “bottom,” “top,” “top,” and “top” refer to the relationship between one component and other components as shown in the drawing. It can be used to easily describe relationships. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, when a component shown in a drawing is turned over, what is described as “below” or “bottom” of another component may be placed “above” the other component. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Components can also be oriented in different directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
본 명세서 내에서 사용된, 「실질적으로」는, 물리적으로 완전히 동일 내지 일치하는 것뿐만 아니라, 측정 내지 제조 공정 상의 오차 범위 이내인 것을 포함하는 것으로 해석될 수 있으며, 예를 들어, 오차 범위 0.1% 이하인 것으로 해석될 수 있다.As used herein, “substantially” can be interpreted to include not only physically completely identical or identical, but also within the error range of measurement or manufacturing process, for example, error range of 0.1%. It can be interpreted as follows.
<전기화학센서용 전극><Electrodes for electrochemical sensors>
본 발명의 전기화학센서용 전극은, 작업 전극층; 효소반응층; 및 고정제층을 포함할 수 있으며, 상기 고정제층에는 무기화합물을 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학센서용 전극(120)은, 작업 전극층(120-1); 효소반응층(120-2); 고정제층(120-3); 및 보호층(120-4)을 순차적으로 적층한 구조를 포함한다. The electrode for an electrochemical sensor of the present invention includes a working electrode layer; Enzyme reaction layer; and a fixative layer, wherein the fixative layer includes an inorganic compound. Referring to Figure 1, the electrode 120 for an electrochemical sensor according to an embodiment of the present invention includes a working electrode layer 120-1; Enzyme reaction layer (120-2); Fixative layer (120-3); and a structure in which the protective layer 120-4 is sequentially stacked.
상기 무기화합물은 층형상 점토 광물인 것일 수 있다. 상기 층형상 점토 광물이란, 무기물의 정사면체 혹은 정팔면체인 다면체가 평면 형상으로 연속하여 시트 구조를 형성하고, 이 시트구조가 층 형상으로 겹쳐져 결정 구조를 형성한 것일 수 있다. 이러한 구조적 특성에 기인하여 점토층이 각각의 층으로 박리되어 상기 고정제층의 고분자 기질내에 균일하게 분산될 수 있고, 각 층의 사이에는 수분을 포함할 수 있으며 이온 전달도 가능한 층상구조로 이루어져 있어 반응성을 증가시킬 수 있다. 또한, 자체적으로 수분을 흡수할 수 있어 효소반응층을 수분으로부터 보호하는 역할을 함과 동시에, 전기화학센서에 대한 습도영향력을 저감시켜 정확도 및 정밀도가 향상된 전기화학센서를 제작할 수 있다. 상기 층형상 점토 광물에는 예를 들어, 카올리나이트(kaolinite), 나크라이트(nacrite), 딕카이트(dickite), 할로이사이트(halloysite), 사문석, 활석(talc), 파이로필라이트(pyrophyllite), 질석(vermiculite), 운모, 녹니석(chlorite), 이모고라이트(imogolite), 앨러페인(allophane), 하이드로탈사이트(hydrotalcite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 바이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite) 사포나이트(saponite), 소코나이트(sauconite), 헥토라이트(hectorite), 벤토나이트(bentonite), 세피올라이트(sepiolite), 알로펜(allophane), 이모골라이트(imogolite) 등을 들 수 있으며, 습도 조절 기능이 우수하다는 점에서 벤토나이트(bentonite)가 바람직하다.The inorganic compound may be a layered clay mineral. The layered clay mineral may be one in which inorganic tetrahedral or octahedral polyhedra are continuous in a planar shape to form a sheet structure, and this sheet structure is overlapped in a layered shape to form a crystal structure. Due to these structural characteristics, the clay layer can be separated into individual layers and uniformly dispersed within the polymer matrix of the fixative layer, and between each layer it has a layered structure that can contain moisture and is capable of ion transfer, thereby increasing reactivity. can be increased. In addition, since it can absorb moisture on its own, it plays a role in protecting the enzyme reaction layer from moisture and at the same time reduces the effect of humidity on the electrochemical sensor, making it possible to manufacture an electrochemical sensor with improved accuracy and precision. The layered clay minerals include, for example, kaolinite, nacrite, dickite, halloysite, serpentine, talc, pyrophyllite, and vermiculite ( vermiculite, mica, chlorite, imogolite, allophane, hydrotalcite, montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite (saponite), sauconite, hectorite, bentonite, sepiolite, allophane, imogolite, etc., and has a humidity control function. Bentonite is preferred because it is superior.
작업 전극층(120-1)Working electrode layer (120-1)
작업 전극층(120-1)은, 검출대상물질로부터 유래한 전자의 수송에 의해 발생하는 전기적 신호를 감지한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 작업 전극층(120-1)은 카본(C), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co) 및 APC 합금(Ag-Pd-Cu alloy), 파이로리틱그래파이트(pyrolytic graphite), 글래시카본(glassy carbon), 카본페이스트 (carbon paste), 퍼플루오로카본(PFC) 및 카본나노튜브(CNT) 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하거나, 이들의 합금일 수 있으나, 전기적 신호 감지 및 전류 흐름이 가능한 재료라면 이에 한정되지 않는다. 일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 상기 작업 전극에 사용되는 물질들은 단독으로 사용해도 좋고, 2개 이상의 재료를 다층막으로 사용해도 좋다. 공정 용이성, 범용성 및 경제성 측면에서 카본페이스트 (carbon paste)를 사용하는 것이 바람직하다.The working electrode layer 120-1 detects an electrical signal generated by the transport of electrons derived from the detection target material. In one embodiment of the present invention, the working electrode layer 120-1 is carbon (C), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), titanium (Ti), nickel ( Ni), tin (Sn), molybdenum (Mo), cobalt (Co) and APC alloy (Ag-Pd-Cu alloy), pyrolytic graphite, glassy carbon, carbon paste ), perfluorocarbon (PFC), carbon nanotube (CNT), etc., or may be an alloy thereof, but is not limited thereto as long as it is a material capable of detecting electrical signals and flowing current. In one or more embodiments, the materials used in the working electrode may be used alone, or two or more materials may be used as a multilayer film. It is preferable to use carbon paste in terms of process ease, versatility, and economic efficiency.
상기 작업 전극층은, 스크린 인쇄, 활판 인쇄, 음각 인쇄, 평판 인쇄 및 포토리소그래피(photolithography)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 공정을 포함하여 수행되는 것일 수 있으며, 공정의 용이성 및 신뢰성 측면에서 바람직하게 스크린 인쇄일 수 있다.The working electrode layer may be performed by including one or more processes selected from the group consisting of screen printing, letterpress printing, intaglio printing, flat printing, and photolithography, and is preferably a screen in terms of process ease and reliability. It could be printing.
효소반응층(120-2)Enzyme reaction layer (120-2)
효소반응층(120-2)은, 효소, 전자수용체 및 가교제가 포함된 효소반응층 조성물로부터 형성되는 것일 수 있으며, 검출대상물질에 포함된 전자가 전자수용체로 전달됨에 따라 상기 작업 전극층(120-1)이 감지하는 전기적인 신호가 발생하는 층일 수 있다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 효소반응층(120-2)은 상기 작업 전극층(120-1)의 상면에 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The enzyme reaction layer (120-2) may be formed from an enzyme reaction layer composition containing an enzyme, an electron acceptor, and a cross-linking agent, and the working electrode layer (120-2) may be formed as the electrons contained in the detection target material are transferred to the electron acceptor. 1) This may be the layer where the electrical signal detected is generated. Therefore, as shown in FIG. 1, the enzyme reaction layer 120-2 may be formed in direct contact with the upper surface of the working electrode layer 120-1, but is not limited to this.
상기 효소는, 검출대상시료에 포함된 검출대상물질과 결합하여 효소-기질 복합체를 형성하고, 화학반응의 활성화 에너지를 조절함으로써 물질대사의 속도를 증가 혹은 감소시키기 위하여 구비되는 것일 수 있다. 일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 상기 효소는 검출대상물질의 종류에 따라 선택될 수 있으며, 산화효소 및 탈수소효소로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 산화 효소는 글루코오스 산화 효소(glucose oxidase), 콜레스테롤 산화 효소(cholesterol oxidase), 락테이트 산화 효소(lactate oxidase), 아스코빅산 산화 효소(ascorbic acid oxidase) 또는 알코올 산화 효소(alcohol oxidase) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 탈수소 효소는 글루코오스 탈수소 효소(glucose dehydrogenase), 글루탐산 탈수소 효소(glutamate dehydrogenase), 락테이트 탈수소 효소(lactate dehydronase) 또는 알코올 탈수소 효소(alcohol dehydrogenase) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 효소는 락테이트 산화효소(lactate oxidase) 및/또는 락테이트 탈수소효소(lactate dehydronase)일 수 있으며, 기질(substrate)로서 젖산(lactate)을 검출하기 위한 것일 수 있다. The enzyme may be provided to increase or decrease the speed of metabolism by combining with the detection target contained in the detection target sample to form an enzyme-substrate complex and controlling the activation energy of the chemical reaction. In one or more embodiments, the enzyme may be selected depending on the type of substance to be detected, and may include one or more types selected from the group consisting of oxidase and dehydrogenase. For example, the oxidizing enzyme is glucose oxidase, cholesterol oxidase, lactate oxidase, ascorbic acid oxidase, or alcohol oxidase. It may include at least one of, and the dehydrogenase includes at least one of glucose dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, lactate dehydronase, or alcohol dehydrogenase. can do. According to one embodiment of the present invention, the enzyme may be lactate oxidase and/or lactate dehydronase, and may be used to detect lactate as a substrate. there is.
예를 들어, 상기 효소는 0.5 내지 20IU로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 4 내지 16IU 로 포함될 수 있다. IU는 효소의 국제단위로, 효소가 최적조건하, 30℃에서 1분당 1μmol의 기질을 생성물로 변환시키는데 필요한 효소의 양을 말한다. 효소가 상기 범위 미만으로 너무 적게 포함되는 경우는, 검출대상물질과 반응 속도의 한계로 인해 전류값의 측정이 불가하며, 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 전류값이 크게 상승하여 센서의 성능에 문제가 생길 수 있으며, 경제적인 측면에서도 바람직하지 못하다.For example, the enzyme may be included in an amount of 0.5 to 20 IU, preferably 4 to 16 IU. IU is the international unit of enzyme and refers to the amount of enzyme needed to convert 1 μmol of substrate into product per minute at 30°C under optimal conditions. If too little enzyme is included below the above range, current value cannot be measured due to limitations in the detection target substance and reaction speed, and if it is included in excess of the above range, the current value increases significantly, affecting the performance of the sensor. Problems may arise, and it is also undesirable from an economic standpoint.
상기 효소는 완충액에 녹여서 사용할 수 있다. 상기 완충액은 pH를 일정하게 유지시키는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 체액의 pH와 유사한 트리스(히드록시메틸)아미노메테인(Tris(hydroxymethyl)aminomethane), N-(2-아세타미도)-2-아미노에탄설포닉산)(N-(2-acetamido)-2-aminoethanesulfonic acid, ACES), 폴리 뷰틸렌숙신산(poly(butylene succinate), PBS) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며 바람직하게는 인산염 완충액(PBS)일 수 있다.The enzyme can be used by dissolving it in a buffer solution. The buffer solution is not particularly limited as long as it maintains a constant pH, and includes tris(hydroxymethyl)aminomethane, N-(2-acetamido)-2-amino, which is similar to the pH of body fluids. It may include at least one selected from the group consisting of ethanesulfonic acid (N-(2-acetamido)-2-aminoethanesulfonic acid, ACES), poly(butylene succinate), PBS, etc., and is preferred. It may be phosphate buffer solution (PBS).
상기 전자수용체는, 환원된 검출대상물질에서 유래한 전자를 수송함으로써 전기적 신호를 발생시키기 위하여 구비되는 것일 수 있다. 일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 상기 전자수용체는 프러시안 블루(prussian blue), 염화헥사아민루세늄(III)(hexaammineruthenium(III) chloride), 1-메톡시-5-에틸페나지니움메틸설페이트(1-Methoxy-5-ethylphenaziniummethylsulfate(1-Methoxy PMS)), 포타슘페리시아나이드(potassium ferricyanide), 포타슘페로시아나이드(potassium ferrocyanide), 디메틸페로센(dimethylferrocene(DMF)), 페리시니움(ferricinium), 페로센모노카르복실산(ferocene monocarboxylic acid(FCOOH)), 7,7,8,8,-테트라시아노퀴노디메탄(7,7,8,8-tetracyanoquino-dimethane(TCNQ)), 테트라티아풀발렌(tetrathia fulvalene(TTF)), 니켈로센 (nickelocene(Nc)), N-메틸아시디니움(N-methylacidinium(NMA+)), 테트라티아테트라센(tetrathiatetracene(TTT)), N-메틸페나지니움(N-methylphenazinium(NMP+)), 하이드로퀴논(hydroquinone), 3- 디메틸아미노벤조산(3-dimethylaminobenzoic acid(MBTHDMAB)), 3-메틸-2-벤조티오조리논하이드라존(3-methyl2-benzothiozolinone hydrazone), 2-메톡시-4-알릴페놀(2-methoxy-4-allylphenol), 4-아미노안티피린(4- aminoantipyrin(AAP)), 디메틸아닐린(dimethylaniline), 4-아미노안티피렌(4-aminoantipyrene), 4-메톡시나프톨(4-methoxynaphthol), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘(3,3',5,5'-tetramethyl benzidine(TMB)), 2,2-아지노-디-[3-에틸-벤즈티아졸린술포네이트] (2,2-azino-di-[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate]), o-디아니지딘(odianisidine), o-톨루이딘(o-toluidine), 2,4-디클로로페놀(2,4-dichlorophenol), 4-아미노페나존(4-amino phenazone), 벤지딘(benzidine), 및 바이피리딘-오스뮴 복합체 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 작업 전극층(120-1)의 전기적 감도 향상 측면에서, 프러시안 블루(prussian blue), 및/또는 염화헥사아민루세늄(III)(hexaammineruthenium(III) chloride) 및 1-메톡시-5-에틸페나지니움메틸설페이트(1-Methoxy-5-ethylphenaziniummethylsulfate(1-Methoxy PMS))를 포함하는 것이 바람직하다.The electron acceptor may be provided to generate an electrical signal by transporting electrons derived from the reduced detection target substance. In one or more embodiments, the electron acceptor is Prussian blue, hexaammineruthenium(III) chloride, and 1-methoxy-5-ethylphenaginium methyl sulfate. (1-Methoxy-5-ethylphenaziniummethylsulfate (1-Methoxy PMS)), potassium ferricyanide, potassium ferrocyanide, dimethylferrocene (DMF), ferricinium, ferocene monocarboxylic acid (FCOOH), 7,7,8,8,-tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetrathiafulvalene (tetrathia fulvalene (TTF)), nickelocene (Nc), N-methylacidinium (NMA+), tetrathiatetracene (TTT), N-methylphenazinium (N-methylphenazinium (NMP+)), hydroquinone, 3-dimethylaminobenzoic acid (MBTHDMAB), 3-methyl2-benzothiozolinone hydrazone ), 2-methoxy-4-allylphenol, 4-aminoantipyrin (AAP), dimethylaniline, 4-aminoantipyrene , 4-methoxynaphthol, 3,3',5,5'-tetramethyl benzidine (TMB), 2,2-azino-di -[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate] (2,2-azino-di-[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate]), o-dianizidine, o-toluidine, 2 , may include one or more selected from the group consisting of 4-dichlorophenol (2,4-dichlorophenol), 4-amino phenazone, benzidine, and bipyridine-osmium complex compounds. In terms of improving the electrical sensitivity of the working electrode layer 120-1, Prussian blue, and/or It is preferable to include hexaammineruthenium(III) chloride and 1-Methoxy-5-ethylphenaziniummethylsulfate (1-Methoxy PMS). .
상기 전자수용체는 효소와 하나의 층에 혼합되어 존재하기 때문에 재료 선택의 자유도가 증가할 수 있으며, 공정을 단순화 할 수 있다. 상기 전자수용체는 효소반응층 조성물 총 중량에 대하여 0.00002 내지 0.02 wt%로 소량 포함되는 것이 바람직하며, 농도는 1pmol 내지 100nmol 일 수 있으며 바람직하게는 100pmol 내지 50nmol 일 수 있다. 상기 범위를 초과하는 경우 젖산(lactate)이 저농도로 포함되는 경우에도 전류량의 세기가 증가하여 분해능이 감소함으로써 측정 전류값의 정밀도가 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.Since the electron acceptor is mixed with the enzyme in one layer, the degree of freedom in material selection can be increased and the process can be simplified. The electron acceptor is preferably included in a small amount of 0.00002 to 0.02 wt% based on the total weight of the enzyme reaction layer composition, and the concentration may be 1 pmol to 100 nmol, preferably 100 pmol to 50 nmol. If the above range is exceeded, even if lactate is included in a low concentration, the intensity of the current increases and the resolution decreases, which may cause a problem in which the precision of the measured current value decreases.
상기 가교제는, 효소의 보호, 전자수용체와 효소의 혼합 및 고정 등을 위해 필수적이며, 효소의 아미노기 및 고정제의 아미노기와 동시에 화학적으로 결합할 수 있거나, 물리적으로도 결합할 수 있는 치환기를 가지고 있는 물질이라면 한정되지 않으나, 글루타르알데히드(Glutaraldehyde)를 포함하는 것이 효소의 아미노기와 강한 가교결합을 형성함으로써 상기 효소를 물리적으로 고정하여 이용성과 안정성을 향상시키는 데 유리한 측면에서 바람직하다. 상기 가교제는 효소반응층 조성물의 총 중량에 대하여 0.001 내지 5 wt%로 소량 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.02 내지 4.5 wt%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 초과하는 경우, 효소반응층의 표면 조도가 증가하여 전류 노이즈를 발생시킬 수 있다. The cross-linking agent is essential for protecting the enzyme, mixing and fixing the electron acceptor and the enzyme, and has a substituent that can chemically or physically bond with the amino group of the enzyme and the amino group of the fixative at the same time. There is no limitation as to the material, but it is preferable to include glutaraldehyde because it forms a strong cross-link with the amino group of the enzyme, thereby physically fixing the enzyme and improving its usability and stability. The cross-linking agent may be included in a small amount of 0.001 to 5 wt%, preferably 0.02 to 4.5 wt%, based on the total weight of the enzyme reaction layer composition. If the above range is exceeded, the surface roughness of the enzyme reaction layer may increase and generate current noise.
고정제층(120-3)Fixative layer (120-3)
본 발명의 고정제층은, 효소반응층에 외부에 별도의 층으로 포함되어, 효소반응층에 불순물 및 이온 성분의 침투를 방지하여 보호하는 역할을 할 수 있다.The fixative layer of the present invention is included as a separate layer on the outside of the enzyme reaction layer, and can serve to protect the enzyme reaction layer by preventing impurities and ionic components from penetrating into the enzyme reaction layer.
본 발명에 따른 전기화학센서용 전극은, 효소반응층 상면에 고정제로서 흡습성 고분자를 포함하는 고정제층을 별도의 층으로 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 이에 따라, 외부 온도변화로부터 효소를 보호하는 효과를 가지면서도 낮은 습도에선 건조되어 수축되고, 높은 습도에서는 팽창하면서 효소의 외부에 긴장감을 주어 효소의 활성 부위를 차단하여 특히 일반적인 대기의 습도 조건에서 전기화학센서의 보관이 용이하고, 습도영향력이 저감되는 효과가 있다. 고정제층을 별도의 층으로 포함하지 않고, 효소반응층에 전자수용체 및/또는 효소와 함께 고정제를 포함하게 되면, 높은 산도로 인해 효소반응층이 일부 응집되는 현상이 발생하여 전자화학센서의 기능이 불가하게 된다. The electrode for an electrochemical sensor according to the present invention is characterized in that it includes a separate fixative layer containing a hygroscopic polymer as a fixative on the upper surface of the enzyme reaction layer. Accordingly, it has the effect of protecting the enzyme from external temperature changes, but at low humidity it dries and shrinks, and at high humidity it expands and creates tension on the outside of the enzyme, blocking the enzyme's active site, especially under general atmospheric humidity conditions. It is easy to store the chemical sensor and has the effect of reducing the effect of humidity. If the fixative layer is included along with the electron acceptor and/or enzyme in the enzyme reaction layer instead of including the fixative layer as a separate layer, some aggregation of the enzyme reaction layer occurs due to high acidity, thereby reducing the function of the electrochemical sensor. This becomes impossible.
또한 본 발명의 고정제층은 무기화합물을 포함하는 점을 특징으로 한다. 효소반응층에 가교제를 포함하고 상기의 효소반응층 상면에 고정제를 도포할 경우, 고정제가 외부 온도변화로부터 효소를 보호하는 효과를 가질 수 있다. 반면, 낮은 습도에선 건조되어 수축되고 높은 습도에서 크게 팽창 하면서 효소의 외부에 긴장감을 주어 활성 영역(Active site; bind sector)을 차단함에 따라 비활성화를 시킬 가능성이 높아져, 이에 보관 혹은 측정 습도에 따라 크게 영향을 받아 전류값이 크게 변동되어 정확도 및 정밀도가 감소하여 바이오 센서로서의 역할이 감소할 수 있다.Additionally, the fixative layer of the present invention is characterized in that it contains an inorganic compound. When a cross-linking agent is included in the enzyme reaction layer and a fixative is applied to the upper surface of the enzyme reaction layer, the fixative may have the effect of protecting the enzyme from external temperature changes. On the other hand, at low humidity, it dries and shrinks, and at high humidity, it expands greatly, creating tension on the outside of the enzyme and blocking the active site (bind sector), increasing the possibility of deactivation. This increases the possibility of deactivation, depending on the storage or measurement humidity. As a result, the current value may fluctuate significantly, reducing accuracy and precision, which may reduce its role as a biosensor.
이에, 본 발명에서는, 효소반응층 상면에 별도의 층으로 포함된 고정제층에 무기화합물을 포함시킴으로써 주변 습도에 따른 영향력이 크게 감소하여 정확도와 정밀도가 증가한 센서를 구현하였다. 본 발명의 무기화합물은 고정제층 조성물 총 중량에 대하여 2 wt% 미만으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.3 내지 1.5 wt%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.2 wt%로 포함될 수 있다. Accordingly, in the present invention, by including an inorganic compound in the fixative layer included as a separate layer on the upper surface of the enzyme reaction layer, the influence of ambient humidity was greatly reduced, thereby implementing a sensor with increased accuracy and precision. The inorganic compound of the present invention may be included in less than 2 wt%, preferably 0.3 to 1.5 wt%, and most preferably 0.5 to 1.2 wt%, based on the total weight of the fixative layer composition.
상기 고정제층(120-3)은, 고정제층 조성물로부터 제조되는 것일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 고정제층은, 상기 고정제층 조성물을 상기 효소반응층(120-2)의 상면에 도포하여 형성되는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 고정제층 조성물은 용제, 고정제 및 무기화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 용제, 고정제 및 무기화합물을 포함하는 것일 수 있다. The fixative layer 120-3 may be manufactured from a fixative layer composition. Specifically, the fixative layer of the present invention may be formed by applying the fixative layer composition to the upper surface of the enzyme reaction layer 120-2. In one embodiment of the present invention, the fixative layer composition may include one or more selected from the group consisting of a solvent, a fixative, and an inorganic compound, and may preferably include a solvent, a fixative, and an inorganic compound. .
상기 고정제는 가교결합에 의한 3차원의 망상 구조를 가지는 흡습성 고분자를 포함할 수 있으며, 아민계열의 흡습성 고분자를 포함하는 것이 바람직하다. 일 또는 복수의 실시 예에 있어서 상기 고정제는, 아가로오스(agarose), 셀룰로오스(cellulose), 키토산(chitosan), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 및 폴리염화비닐(polyvinyl chloride) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 폴리아닐린(polyaniline) 혹은 테트라플루오로에틸렌으로부터 유도된 공중합체일 수 있고, 구조 내에 설폰산으로부터 유도된 작용기를 포함할 수 있다. 효소의 특성 유지 및 공법상의 편의 측면에서 키토산을 포함하는 것이 바람직하다. The fixative may include a hygroscopic polymer having a three-dimensional network structure by cross-linking, and preferably includes an amine-based hygroscopic polymer. In one or more embodiments, the fixative is selected from the group consisting of agarose, cellulose, chitosan, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, etc. It may be one or more selected types, may be a copolymer derived from polyaniline or tetrafluoroethylene, and may contain a functional group derived from sulfonic acid in the structure. It is preferable to include chitosan in terms of maintaining the properties of the enzyme and convenience of the manufacturing method.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무기화합물로서 벤토나이트(bentonite), 고정제로서 키토산(chitosan)을 포함하는 경우, 벤토나이트(bentonite)의 결정구조 층 사이에 키토산(chitosan)이 위치함에 따라 상기 벤토나이트(bentonite)의 분산도가 향상되고, 키토산(chitosan)의 팽윤적 특징을 벤토나이트(bentonite)의 층 구조가 방해하여, 습도 영향성을 저감시키는 것이 가능하게 된다. According to one embodiment of the present invention, when bentonite is included as an inorganic compound and chitosan is included as a fixative, chitosan is located between the crystal structure layers of bentonite, and the bentonite ( The dispersibility of bentonite is improved, and the layer structure of bentonite interferes with the swelling characteristics of chitosan, making it possible to reduce the influence of humidity.
상기 고정제는, 효소반응층의 고정 및 효소 보호를 위해 필수적이지만, 그 함량이 증가할수록 효소반응층의 표면 조도(surface roughness)가 증가한다. 표면 조도의 증가는 전류 노이즈의 증가로 이어져 측정된 전류량의 산포를 크게 하므로, 본 발명에 따른 연속측정형 전기화학센서의 신뢰성 측면에서 적절한 함량 범위로 포함되도록 하는 것이 중요하다. 예를 들어, 고정제는 고정제층 조성물 총 중량에 대하여 5 wt% 이하 포함될 수 있으며, 바람직하게는 3 wt% 이하 포함될 수 있다. 상기 범위를 초과하는 경우, 전류 노이즈가 증가하여 측정 전류값의 신뢰도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. The fixative is essential for fixing the enzyme reaction layer and protecting the enzyme, but as its content increases, the surface roughness of the enzyme reaction layer increases. An increase in surface roughness leads to an increase in current noise, which increases the dispersion of the measured current amount, so it is important to ensure that the content is included in an appropriate range in terms of reliability of the continuous measurement electrochemical sensor according to the present invention. For example, the fixative may be included in an amount of 5 wt% or less, preferably 3 wt% or less, based on the total weight of the fixative layer composition. If the above range is exceeded, current noise may increase and the reliability of the measured current value may decrease.
고정제층(120-3)에 포함되는 무기화합물은 층형상 점토 광물인 것이 바람직하며, 상술한 '층형상 점토 광물'에 대한 내용을 그대로 적용할 수 있다.It is preferable that the inorganic compound included in the fixative layer 120-3 is a layered clay mineral, and the contents of the 'layered clay mineral' described above can be applied as is.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기화합물로 점력이 강하고, 팽윤성 및 양이온 교환성이 큰 측면에서 벤토나이트(bentonite)를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 전기화학센서는 기재의 수축을 막기 위해 습한 조건에서 보관되는 것이 권장된다. 기재가 건조하여 수축될 경우, 효소에 외부텐션으로 작용하여 효소를 비활성화시킬 수 있다. 따라서 고정제층에 상기 무기화합물을 포함함으로써 수축 현상을 완화시킬 수 있다. 상기 무기화합물은 고정제층 조성물 총 중량에 대하여 2 wt% 미만으로 포함되고, 바람직하게는 0.3 내지 1.5 wt%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.2 wt%로 포함될 수 있다. 무기화합물이 상기 범위 내로 포함되는 경우 습도영향성이 감소하여, 측정 전류값의 산포가 감소하게 된다. 반면 상기 함량 범위를 초과할 경우, 분산도가 감소하여 다루기가 용이하지 않고, 전류 흐름의 방해로 인해 측정 전류값이 과도하게 감소하여 신뢰성을 저하시킬 수 있다.More specifically, according to one embodiment of the present invention, it is preferable that the inorganic compound includes bentonite in terms of strong viscosity, high swelling properties, and high cation exchange properties. Specifically, it is recommended that electrochemical sensors be stored in humid conditions to prevent shrinkage of the substrate. If the substrate dries and shrinks, it can act as external tension on the enzyme and inactivate the enzyme. Therefore, the shrinkage phenomenon can be alleviated by including the above inorganic compound in the fixative layer. The inorganic compound may be included in less than 2 wt%, preferably 0.3 to 1.5 wt%, and more preferably 0.5 to 1.2 wt%, based on the total weight of the fixative layer composition. When the inorganic compound is included within the above range, the effect of humidity is reduced, and the dispersion of the measured current value is reduced. On the other hand, if the content exceeds the above range, the degree of dispersion decreases, making it difficult to handle, and the measured current value may decrease excessively due to interference with current flow, which may reduce reliability.
상기 용제는, 상기 무기화합물 및/또는 고정제를 용해하는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 물일 수 있으며, 바람직하게는 탈이온수(D.I. water) 또는 정제수일 수 있다. 용제는 고정제층 조성물의 총 중량에 대하여 60 내지 99.5 wt% 로 포함될 수 있다.The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the inorganic compound and/or fixative, but may be water, preferably deionized water (D.I. water) or purified water. The solvent may be included in an amount of 60 to 99.5 wt% based on the total weight of the fixative layer composition.
또한, 상기 고정제층 조성물은 pH를 낮추기 위해 약산성 물질을 소량 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 아세트산을 고정제층 조성물 총 중량에 대하여 1 wt% 미만으로 포함함으로써 조성물의 pH를 중성에서 약산성 조건으로 낮추어, 용제에 대한 고정제의 용해도를 증가시킬 수 있다. Additionally, the fixative layer composition may further include a small amount of a weakly acidic material to lower the pH. For example, by including less than 1 wt% of acetic acid based on the total weight of the fixative layer composition, the pH of the composition can be lowered from neutral to slightly acidic conditions, thereby increasing the solubility of the fixative in the solvent.
보호층(120-4)Protective layer (120-4)
보호층(120-4)은, 본 발명에 따른 전기화학센서용 전극의 가장 외측 최상면에 위치하여, 전기화학센서의 표면을 보호하여 연속측정이 가능한 구조를 확보할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보호층(120-4)은, 고분자막을 포함하는 것일 수 있으며, 전자의 이동을 제한하고, 각 층을 보호하며, 공법상의 편의 측면에서 당 업계에서 보호막으로 사용될 수 있는 것으로 공지된 멤브레인(membrane)인 것이 바람직하다. 상기 보호층을 구성하기 위해 멤브레인을 1 내지 5층의 다층으로 포함할 수 있으며, 상기 멤브레인은 수용성 고분자 및 비수용성 고분자 등에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 하이드록시에틸 셀룰로오즈(hydroxyethyl cellulose, HEC), 하이드록시프로필 셀룰로오즈(hydroxypropyl cellulose, HPC), 카르복시메틸 셀룰로오즈(carboxy methyl cellulose, CMC), 셀룰로오즈 아세테이트(cellulose acetate) 및 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone, PVP)중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 비수용성 고분자는 폴리우레탄(polyurethane, PU), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 및 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The protective layer 120-4 is located on the outermost top surface of the electrode for an electrochemical sensor according to the present invention, and can secure a structure capable of continuous measurement by protecting the surface of the electrochemical sensor. According to one embodiment of the present invention, the protective layer 120-4 may include a polymer film, limits the movement of electrons, protects each layer, and is used as a protective film in the art in terms of convenience in construction methods. It is preferred that it is a membrane known to be capable of being used. To construct the protective layer, a membrane may be comprised of 1 to 5 multi-layers, and the membrane may include one or more types selected from water-soluble polymers and water-insoluble polymers. In exemplary embodiments, the water-soluble polymer is polyvinyl alcohol (PVA), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl cellulose (HPC), and carboxymethyl cellulose (carboxy methyl). It may include at least one of cellulose (CMC), cellulose acetate, and polyvinyl pyrrolidone (PVP), and the water-insoluble polymer is polyurethane (PU), polycarbonate (polycarbonate, It may include at least one of PC) and polyvinyl chloride (PVC).
일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 상기 작업 전극(120)은 작업 전극층(120-1)을 기판 상에 스크린 인쇄하에 제작할 수 있다. 그 위로 효소반응층(120-2), 고정제층(120-3) 및 고분자막(120-4)이 각각 순차적으로 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 롤코팅(roll coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스핀 캐스팅(spin casting), 흐름코팅(flow coating), 잉크젯(ink jet) 및 드롭 캐스팅(drop-casting) 방식 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 공정을 포함하여 형성될 수 있으며, 공정의 편리함 측면에서 드롭 캐스팅(drop-casting) 방식으로 각 층을 형성하는 것이 바람직하다.In one or more embodiments, the working electrode 120 may be manufactured by screen printing the working electrode layer 120-1 on a substrate. On top of this, the enzyme reaction layer 120-2, the fixative layer 120-3, and the polymer film 120-4 are sequentially spin coated, dip coated, and roll coated, respectively. One selected from the group consisting of screen coating, spray coating, spin casting, flow coating, ink jet, and drop-casting methods. It can be formed by including the above processes, and in terms of process convenience, it is preferable to form each layer using a drop-casting method.
상기 전기화학센서용 전극(120)의 신호 감지 원리를 예시적으로 설명하면 다음과 같다. 검출대상시료인 땀을 전기화학센서용 전극에 주입하면, 땀에 포함되어 있는 검출대상물질인 젖산(lactate)이 효소반응층(120-2)에 포함된 락테이트 산화효소 및/또는 락테이트 탈수소효소와 결합하게 되며, 이에 따라 결합된 효소는 전하를 띄게 된다. 이어서 환원된 상기 효소가 전자수용체에 의하여 산화되고, 상기 전자수용체는 환원된다. 환원된 전자수용체는 일정 전압이 가해진 작업 전극층(120-1) 표면에서 전자를 잃고 다시 산화된다. 이 과정에서 전하 균형(Charge balance)을 위해 작업 전극으로의 전자의 공급(이탈)이 발생하게 되고, 작업 전극과 기준 전극과의 상대적 전압의 증가 또는 감소에 따라, 전압 및/또는 전류가 발생하게 된다. 땀에 포함되어 있는 젖산(lactate)의 농도는 전자수용체가 산화되는 과정에서 발생하는 전류량에 비례하므로, 이를 통해 젖산(lactate)의 농도를 산출해낼 수 있다.The signal detection principle of the electrochemical sensor electrode 120 is illustratively explained as follows. When sweat, a sample to be detected, is injected into the electrode for an electrochemical sensor, lactate, a substance to be detected contained in sweat, is converted to lactate oxidase and/or lactate dehydrogenase contained in the enzyme reaction layer (120-2). It binds to the enzyme, and the bound enzyme becomes charged. Then, the reduced enzyme is oxidized by an electron acceptor, and the electron acceptor is reduced. The reduced electron acceptor loses electrons and is oxidized again on the surface of the working electrode layer 120-1 to which a certain voltage is applied. In this process, electrons are supplied (departed) to the working electrode for charge balance, and voltage and/or current are generated depending on the increase or decrease in the relative voltage between the working electrode and the reference electrode. do. Since the concentration of lactate contained in sweat is proportional to the amount of current generated in the process of oxidation of the electron receptor, the concentration of lactate can be calculated through this.
<전기화학센서 및 이의 제조방법><Electrochemical sensor and its manufacturing method>
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학센서(100)는, 기판(110); 상기 기판의 상면에 배치된 작업 전극(120); 및 상기 작업 전극의 상면에 상기 작업 전극과 이격되어 배치된 기준 전극(130)을 포함하고, 상기 작업 전극은 상술한 <전기화학센서용 전극>인 것을 일 특징으로 한다. 또한, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전기화학센서는 그 외에 배선부(150) 및 절연층(140)을 더 포함하는 것일 수 있다.Referring to Figure 2, the electrochemical sensor 100 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110; a working electrode 120 disposed on the upper surface of the substrate; and a reference electrode 130 disposed on the upper surface of the working electrode to be spaced apart from the working electrode, wherein the working electrode is the above-described <electrochemical sensor electrode> . Additionally, referring to FIG. 3, the electrochemical sensor according to the present invention may further include a wiring portion 150 and an insulating layer 140.
또한 본 발명에 따른 전기화학센서로 형성된 젖산(lactate)의 연속측정이 가능한 비침습형 바이오센서로 사용될 수 있다. 상기 전기화학센서는 기판이 플렉서블 특성을 같는 기재 필름 형태로 구현될 경우, 피부에 부착될 수 있으며, 검출대상시료인 땀에 포함된 젖산(lactate)의 농도를 연속적으로 측정하여 변화값을 관찰하기 위한 것일 수 있다.In addition, the electrochemical sensor according to the present invention can be used as a non-invasive biosensor capable of continuous measurement of lactate. The electrochemical sensor can be attached to the skin when the substrate is implemented in the form of a base film with flexible characteristics, and continuously measures the concentration of lactate contained in sweat, which is a sample to be detected, and observes the change value. It may be for.
기판(110)Substrate (110)
기판(110)은, 전기화학센서용 전극에 포함되는 구성요소들의 구조적인 지지를 하는 기능을 한다. The substrate 110 functions to structurally support the components included in the electrode for an electrochemical sensor.
일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 기판(110)은 유리 등과 같은 경성 재질을 갖거나 플렉서블 특성을 갖는 기재 필름 형태로 구현될 수 있다. 기판(110)이 플렉서블하게 구현되는 경우 기재 필름에 적용될 수 있는 구체적인 물질의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지 등이 포함된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 이루어진 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다. 이와 같은 투명 광학 필름의 두께는 적절히 결정될 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등을 고려하여 1㎛ 내지 500㎛로 결정될 수 있으며, 1㎛ 내지 300㎛가 바람직하고, 5㎛ 내지 200㎛가 보다 바람직하다.In one or more embodiments, the substrate 110 may be made of a hard material such as glass or may be implemented in the form of a base film having flexible characteristics. When the substrate 110 is implemented in a flexible manner, examples of specific materials that can be applied to the base film include polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene terephthalate; Cellulose-based resins such as diacetylcellulose and triacetylcellulose; polycarbonate-based resin; Acrylic resins such as polymethyl (meth)acrylate and polyethyl (meth)acrylate; Styrene-based resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer; Polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefins with cyclo- or norbornene structures, and ethylene-propylene copolymers; Vinyl chloride-based resin; Amide resins such as nylon and aromatic polyamide; Imide-based resin; polyethersulfone-based resin; Sulfone-based resin; polyetheretherketone-based resin; Sulfated polyphenylene-based resin; Vinyl alcohol-based resin; Vinylidene chloride-based resin; Vinyl butyral resin; Allylate resin; polyoxymethylene-based resin; A film containing a thermoplastic resin such as an epoxy resin may be used, and a film made of a blend of the thermoplastic resin may also be used. Additionally, films made of thermosetting resins such as (meth)acrylic, urethane, acrylic urethane, epoxy, and silicone or ultraviolet curable resins may be used. The thickness of such a transparent optical film can be determined appropriately, but generally can be determined to be 1㎛ to 500㎛, taking into account strength, workability such as handling, thinness, etc., and 1㎛ to 300㎛ is preferable. 5㎛ to 200㎛ is more preferable.
이러한 기재 필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다. 기재 필름은 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층, 반사방지층, 가스배리어층과 같은 다양한 기능성층을 포함하는 구조일 수 있으며, 기능성층은 전술한 것으로 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 당 업계에서 사용될 수 있는 것으로 공지된 다양한 기능성층을 포함할 수 있다.This base film may contain one or more appropriate additives. Additives include, for example, ultraviolet absorbers, antioxidants, lubricants, plasticizers, mold release agents, anti-coloring agents, flame retardants, nucleating agents, antistatic agents, pigments, colorants, etc. The base film may have a structure that includes various functional layers such as a hard coating layer, an anti-reflection layer, and a gas barrier layer on one or both sides of the film. The functional layers are not limited to the above and may be used in the industry depending on the purpose. It may include various functional layers known to exist.
또한, 필요에 따라 기재 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마(plasma) 처리, 코로나(corona) 처리, 프라이머(primer) 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.Additionally, if necessary, the base film may be surface treated. Such surface treatments include dry treatments such as plasma treatment, corona treatment, and primer treatment, and chemical treatments such as alkali treatment including saponification treatment.
금속 전극층(110-1)Metal electrode layer (110-1)
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 기판은(110)은, 상기 기판 상측에 금속 전극층(110-1)을 복층 형태로 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the substrate 110 may further include a metal electrode layer 110-1 in a multi-layer form on the upper side of the substrate.
예를 들면, 상기 금속 전극층(110-1)은 검출대상물질의 산화-환원 반응에서 발생한 전자 또는 정공이 전달되는 통로로 제공될 수 있으며, 포토리소그래피(photolithography) 방식을 이용하여 기판(110) 상면에 구비되거나, 작업 전극의 작업 전극층(120-1)과 일체로 구비될 수도 있다.For example, the metal electrode layer 110-1 may serve as a path through which electrons or holes generated in the oxidation-reduction reaction of the detection target material are transmitted, and the upper surface of the substrate 110 may be formed using a photolithography method. It may be provided in or may be provided integrally with the working electrode layer 120-1 of the working electrode.
상기 금속 전극층(110-1)은 상기 <전기화학센서용 전극>의 작업 전극층의 내용을 적용할 수 있으므로 기재를 생략하기로 한다. Since the details of the working electrode layer in <Electrochemical sensor electrode> can be applied to the metal electrode layer 110-1, description thereof will be omitted.
작업 전극(120)Working electrode (120)
작업 전극(120)은, 검출대상물질의 산화-환원 반응 등에서 발생한 전자 또는 정공이 전달되는 통로로 제공될 수 있다. 상기 작업 전극의 구성 및 기능 등은 상술한 <전기화학센서용 전극>의 내용을 그대로 적용할 수 있으므로, 기재를 생략하도록 한다.The working electrode 120 may be provided as a path through which electrons or holes generated during the oxidation-reduction reaction of the detection target material are transmitted. Since the structure and function of the working electrode can be directly applied to the above-mentioned <Electrochemical Sensor Electrode> , description thereof will be omitted.
기준 전극(130)Reference electrode (130)
기준 전극(130)은, 전위가 일정하고 작업 전극의 발생전위를 얻기 위한 전위의 기준이 되는 전극이라면, 특별히 한정되지 않는다. 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 상기 기준 전극은 온도, 습도, 검출대상 물질이나 시료의 조성 등의 외부 환경에 대한 영향이 없도록 하기 위한 처리를 한 전극을 사용할 수 있고, 외부 환경이 고정된다면 별도 처리를 하지 않은 금속을 사용할 수도 있다. 일 예로, 상기 기준 전극은, 은-염화은(Ag/AgCl) 전극, 칼로멜(calomel) 전극, 수은-황산수은(mercury sulfate) 전극 및 수은-산화수은(mercury-oxide mercury) 전극 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니나, 온도 사이클에 대한 전위의 히스테리시스가 덜하고, 고온까지 전위가 안정하다는 점을 고려할 때, 전위 변화가 적은 은-염화은(Ag/AgCl) 전극인 것이 바람직하다. 상기 기준 전극은 상술한 작업 전극의 작업 전극층(120-1)과 같이 스크린 인쇄 방식을 통해 기판 상에 구비될 수 있다.The reference electrode 130 is not particularly limited as long as it has a constant potential and serves as a reference for the potential for obtaining the generated potential of the working electrode. In one or more embodiments, the reference electrode may be an electrode that has been treated to prevent the influence of the external environment, such as temperature, humidity, and composition of the detection target material or sample, and may be used separately if the external environment is fixed. Untreated metal can also be used. As an example, the reference electrode is selected from the group consisting of a silver-silver chloride (Ag/AgCl) electrode, a calomel electrode, a mercury sulfate electrode, and a mercury-oxide mercury electrode. It may include, but is not limited to, one or more types of silver-silver chloride (Ag/AgCl) with less change in potential, considering that the hysteresis of the potential with respect to the temperature cycle is less and the potential is stable up to high temperatures. ) It is preferable that it is an electrode. The reference electrode may be provided on a substrate through a screen printing method, like the working electrode layer 120-1 of the working electrode described above.
배선부(150)Wiring section (150)
배선부(150)는, 상기 작업 전극(120)과 기준 전극(130)으로부터 측정된 전기적 신호를 표시장치로 전달하기 위한 역할을 수행하기 위해 구비되는 것일 수 있다. 상기 배선부는 기판(110)의 상면에 접촉하여 배치되는 것일 수 있으며, 상기 작업 전극(120) 및/또는 기준 전극(130)에 연결된 배선을 포함하는 것일 수 있다. 상기 작업 전극(120)에 연결된 배선과 상기 기준 전극(130)에 연결된 배선을 서로 이격되여 형성된 것일 수 있다. 상기 배선부는, 상기 작업 전극(120) 및/또는 기준 전극(130)의 적어도 일부와 동일한 소재로 형성되는 것일 수 있으며, 예를 들어 기판(110) 상에 전극층을 형성하고 이를 패터닝(patterning)함으로써 배선부를 일체로 형성할 수 있다. 작업 전극(120) 및 기준 전극(130)을 통해 측정된 전기적 신호가 배선부를 통해 구동 IC 칩에 전달될 수 있으며, 상기 구동 IC 칩이 측정 대상물질의 농도를 계산할 수 있다.The wiring unit 150 may be provided to transmit electrical signals measured from the working electrode 120 and the reference electrode 130 to the display device. The wiring portion may be disposed in contact with the upper surface of the substrate 110 and may include wiring connected to the working electrode 120 and/or the reference electrode 130. The wiring connected to the working electrode 120 and the wiring connected to the reference electrode 130 may be formed to be spaced apart from each other. The wiring portion may be formed of the same material as at least a portion of the working electrode 120 and/or the reference electrode 130, for example, by forming an electrode layer on the substrate 110 and patterning it. The wiring portion can be formed integrally. The electrical signal measured through the working electrode 120 and the reference electrode 130 may be transmitted to the driving IC chip through the wiring portion, and the driving IC chip can calculate the concentration of the measurement target substance.
절연층(140)Insulating layer (140)
절연층(140)은, 기판(110) 상에 직접 접촉하여 형성될 수 있으며, 상기 작업 전극(120), 기준 전극(130) 및/또는 배선부(150) 등이 형성되는 영역의 크기를 한정하고, 상기 작업 전극과 기준 전극을 분리하여 전류의 간섭을 방지하며, 외부 물질로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 또한 작업 전극(120)의 산화-환원 반응으로 인해, 기판(110) 상의 금속 전극층(110-1)이 산화-환원되어 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 상기 절연층(140)은 절연 소재라면 제한 없이 사용이 가능하나, 바람직하게는 산화물계 또는 질화물계 무기 절연 소재, 또는 광개시제를 이용한 UV경화 타입 혹은 열경화 타입의 유기 고분자 물질을 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 절연층(140)의 소재로는 실리콘 산화물, 아크릴 수지, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리테트라플루오로에텐(PTFE), 폴리(p-자일릴렌)(poly(p-xylylene)), ITO(Indium Tin Oxide) 및/또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 절연층은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)만으로 형성될 수 있다. 상기 ITO 및 IZO는 전기 전도성을 가지면서도 화학적으로 안정하여 상기 금속 전극층이 대기와 직접 접촉하는 것을 방지함으로써 상기 금속 전극층을 산화-환원 반응으로부터 효과적으로 보호할 수 있다. 따라서, 상기 금속층에 의해 감지되는 전기적 신호의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The insulating layer 140 may be formed in direct contact with the substrate 110 and limits the size of the area where the working electrode 120, reference electrode 130, and/or wiring portion 150, etc. are formed. And, by separating the working electrode and the reference electrode, interference of current can be prevented and it can serve as protection from external substances. Additionally, due to the oxidation-reduction reaction of the working electrode 120, the metal electrode layer 110-1 on the substrate 110 is oxidized-reduced, thereby preventing surface damage. The insulating layer 140 can be used without limitation as long as it is an insulating material, but preferably an oxide-based or nitride-based inorganic insulating material, or a UV-curing type or heat-curing type organic polymer material using a photoinitiator can be used. Specifically, the materials of the insulating layer 140 include silicon oxide, acrylic resin, polyester, polyimide, polytetrafluoroethene (PTFE), and poly(p-xylylene). , ITO (Indium Tin Oxide) and/or IZO (Indium Zinc Oxide) can be used alone or in a mixture of two or more. For example, the insulating layer may be formed only of ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide). The ITO and IZO are electrically conductive and chemically stable, preventing the metal electrode layer from coming into direct contact with the atmosphere, thereby effectively protecting the metal electrode layer from oxidation-reduction reactions. Therefore, the reliability of the electrical signal detected by the metal layer can be improved.
상기 절연층(140)은 포토리소그래피(photolithography) 또는 스크린 프린팅 방식을 이용하여 기판(110) 상의 금속 전극층(110-1) 상면에 구비될 수 있다. 상기 절연층(140)의 두께는 적절히 결정될 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따르면, 작업전극 및 기준전극 생성 전에 제작되어 상기 작업전극 및 기준전극보다 낮은 두께를 가질 수 있다(도 2 참조). The insulating layer 140 may be provided on the upper surface of the metal electrode layer 110-1 on the substrate 110 using photolithography or screen printing. The thickness of the insulating layer 140 may be determined appropriately, but according to an embodiment of the present invention, it is manufactured before the working electrode and the reference electrode are created and may have a thickness lower than that of the working electrode and the reference electrode (see FIG. 2).
본 발명의 전기화학센서 제조방법은, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이면 특별히 제한되지 않는다. The electrochemical sensor manufacturing method of the present invention is not particularly limited as long as it is a method commonly used in the art.
구체적으로 예를 들어, 본 발명의 전기화학센서 제조방법은, 기판 상에 전극층, 절연층, 배선부, 작업 전극층 및 기준 전극을 형성하는 단계로, 스크린 인쇄, 활판 인쇄, 음각 인쇄, 평판 인쇄 및 포토리소그래피(photolithography)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 공정을 포함하여 수행되는 것일 수 있으며, 공정의 신뢰성 측면에서 바람직하게 스크린 인쇄일 수 있다. Specifically, for example, the electrochemical sensor manufacturing method of the present invention includes forming an electrode layer, an insulating layer, a wiring portion, a working electrode layer, and a reference electrode on a substrate, including screen printing, letterpress printing, intaglio printing, flat printing, and It may be performed including one or more processes selected from the group consisting of photolithography, and screen printing may be preferable in terms of process reliability.
그 외 작업 전극에 포함되는 효소반응층, 고정제층 및 보호층은 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 롤코팅(roll coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스핀 캐스팅(spin casting), 흐름코팅(flow coating), 잉크젯(ink jet) 및 드롭 캐스팅(drop-casting) 방식 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 공정을 포함하여 형성될 수 있으며, 공정의 용이성 측면에서 드롭 캐스팅(drop-casting) 방식으로 각 층을 순차적으로 적층하여 형성하는 것이 바람직하다.Other enzyme reaction layers, fixative layers, and protective layers included in the working electrode include spin coating, dip coating, roll coating, screen coating, and spray coating. ), spin casting, flow coating, ink jet, and drop-casting methods, and may be formed by including one or more processes selected from the group consisting of the process. In terms of ease of use, it is preferable to form the layer by sequentially stacking each layer using a drop-casting method.
이는 본 발명의 전기화학센서의 제조방법을 설명하기 위한 일 예일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.This is only an example to explain the manufacturing method of the electrochemical sensor of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어서 명백한 것이고, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, experimental examples including specific examples and comparative examples are presented to aid understanding of the present invention, but these are only illustrative of the present invention and do not limit the scope of the appended claims, and do not limit the scope and technical idea of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications to the embodiments are possible within the scope, and it is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended patent claims.
제조예 1: 효소반응층 조성물의 제조Preparation Example 1: Preparation of enzyme reaction layer composition
Lactate Oxidase (LCO-301, TOYOBO社)를 인산염 완충액(poly(butylene succinate), PBS)에 녹인 후, 염화헥사아민루세늄(III)(hexaammineruthenium(III) chloride 1.5㎍, 1-메톡시-5-에틸페나지니움메틸설페이트(1-Methoxy-5-thylphenaziniummethylsulfate(1-Methoxy PMS) 6.727㎍ 및 글루타알데하이드(Glutarldehyde) 0.3 ㎕를 상기 효소 및 완충액의 혼합물과 잘 섞이도록 교반하여 효소반응층 조성물을 제조한다.After dissolving Lactate Oxidase (LCO-301, TOYOBO) in phosphate buffer (poly(butylene succinate), PBS), hexaammineruthenium(III) chloride 1.5㎍, 1-methoxy-5- Prepare an enzyme reaction layer composition by stirring 6.727 ㎍ of 1-Methoxy-5-thylphenaziniummethylsulfate (1-Methoxy PMS) and 0.3 ㎕ of Glutarldehyde to mix well with the mixture of the enzyme and buffer solution. do.
제조예 2: 고정제층 조성물 A의 제조Preparation Example 2: Preparation of fixative layer composition A
우선, 벤토나이트(682659, Sigma-Aldrich社) 0.2g(0.96wt%) 및 D.I. water 20g(96.15wt%)를 12시간 교반시킨다. 이후, 키토산(448869, Sigma-Aldrich社) 0.4g(1.92wt%)와 아세트산(A2035, TCI社) 0.2g(0.96wt%)를 혼합한 뒤, 상기 벤토나이트와 D.I. water의 혼합액을 잘 섞이도록 50℃ 조건에서 vortexing하여 고정제층 조성물 A를 제조한다.First, 0.2g (0.96wt%) of bentonite (682659, Sigma-Aldrich) and D.I. 20g (96.15wt%) of water was stirred for 12 hours. Afterwards, 0.4g (1.92wt%) of chitosan (448869, Sigma-Aldrich) and 0.2g (0.96wt%) of acetic acid (A2035, TCI) were mixed, and then the bentonite and D.I. Fixative layer composition A is prepared by vortexing the water mixture at 50°C to ensure good mixing.
제조예 3: 고정제층 조성물 B의 제조Preparation Example 3: Preparation of fixative layer composition B
D.I. water 20g(97.09wt%), 키토산(448869, Sigma-Aldrich社) 0.4g(1.94wt%)과 아세트산(A2035, TCI社) 0.2g(0.97wt%)를 잘 섞이도록 50℃ 조건에서 vortexing하여 고정제층 조성물 B를 제조한다.D.I. 20g (97.09wt%) of water, 0.4g (1.94wt%) of chitosan (448869, Sigma-Aldrich) and 0.2g (0.97wt%) of acetic acid (A2035, TCI) were mixed well and fixed by vortexing at 50°C. Layer composition B is prepared.
실시예 1 내지 4: 전기화학센서의 제조Examples 1 to 4: Preparation of electrochemical sensor
두께 180㎛ PET제 기판을 준비하여, 상기 기판의 상면에 APC 합금(Ag-Pd-Cu alloy) 및 IZO(Indium Zinc Oxide)를 포토리소그래피 방식으로 인쇄하여 금속 전극층 및 배선부를 형성한다. A PET substrate with a thickness of 180㎛ is prepared, and APC alloy (Ag-Pd-Cu alloy) and IZO (Indium Zinc Oxide) are printed on the upper surface of the substrate by photolithography to form a metal electrode layer and a wiring portion.
배선부가 형성되지 않은 부분, 기준전극 및 작업전극 영역을 제외하고, 등록특허번호 제10-1592848호(동우 화인켐㈜)의 실시예 1에 따라 제조된 감광성 수지 조성물을 포토리소그래피 방식으로 인쇄하여 절연층을 형성한다.Except for the area where the wiring part is not formed, the reference electrode and the working electrode area, the photosensitive resin composition prepared according to Example 1 of Registration Patent No. 10-1592848 (Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd.) is printed by photolithography to insulate. forms a layer.
IZO 층이 형성되지 않은 작업전극 영역에는 먼저 카본 페이스트(carbon paste)를 스크린 인쇄하여 작업전극층을 형성한다. 상기 작업 전극층 상면에 상기 제조예 1을 통해 제조된 효소반응층 조성물을 상기 작업 전극층 상면에 적하한 후 상온 건조하는 드롭 캐스팅(drop-casting) 방식으로 효소 반응층을 형성한다. 상기 작업 전극층 상면에 상기 제조예 2에 따른 고정제층 조성물 A를 드롭 캐스팅(drop-casting) 방식으로 적하 후 건조하여 고정제층을 형성한다. 상기 고정제층 상면에는 보호층 조성물을 상기 효소반응층 및 고정제층과 동일하게 드롭 캐스팅(drop-casting) 방식을 이용하여 보호층을 형성한다. In the working electrode area where the IZO layer is not formed, carbon paste is first screen printed to form a working electrode layer. An enzyme reaction layer is formed by drop-casting the enzyme reaction layer composition prepared in Preparation Example 1 on the upper surface of the working electrode layer and then drying at room temperature. Fixative layer composition A according to Preparation Example 2 was dropped onto the upper surface of the working electrode layer using a drop-casting method and then dried to form a fixative layer. A protective layer is formed on the upper surface of the fixative layer using the same drop-casting method as the enzyme reaction layer and the fixative layer.
비교예 1 내지 4: 전기화학센서의 제조Comparative Examples 1 to 4: Preparation of electrochemical sensor
실시예와 동일한 방법으로 센서를 제작하되, 고정제층에 제조예 2에 따른 고정제층 조성물 A 대신 제조예 3에 따른 고정제층 조성물 B를 적용한다.A sensor was manufactured in the same manner as in the example, but fixative layer composition B according to Preparation Example 3 was applied to the fixative layer instead of fixative layer composition A according to Preparation Example 2.
실험예Experiment example
(1) 33 % RH 환경에서 무기화합물 첨가 여부 및 젖산(lactate) 농도에 따른 전류값 평가(1) Current value evaluation according to the addition of inorganic compounds and lactate concentration in a 33% RH environment
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 전기화학센서를 젖산(lactate) 연속측정형 전기화학센서로 사용하기 위하여, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4 각각의 전기화학센서에 각각 5, 10, 20 및 30 mM 농도로 젖산이 포함된 수용액을 각각의 작업전극과 기준전극에 고르게 적하한 후 흐르는 전류를 측정하여, 각각의 전류값 평균, 표준편차 및 상대표준편차를 계산하여 하기 표 1에 나타내었으며, 표 1의 결과 그래프를 도 4에 도시하였다. 이때 상대습도는 33 % RH 이다.In order to use the electrochemical sensor manufactured through the above examples and comparative examples as a lactate continuous measurement type electrochemical sensor, 5 and 10 were added to the electrochemical sensors of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, respectively. , an aqueous solution containing lactic acid at a concentration of 20 and 30 mM was evenly dropped onto each working electrode and reference electrode, the flowing current was measured, and the average, standard deviation, and relative standard deviation of each current value were calculated and shown in Table 1 below. and the result graph in Table 1 is shown in Figure 4. At this time, the relative humidity is 33% RH.
- 측정 기기: CHI630E- Measuring instrument: CHI630E
- 측정 방법: Amperometric i-t curve - Measurement method: Amperometric i-t curve
- 측정 전압: 0.1V, 200sec - Measurement voltage: 0.1V, 200sec
(2) 55 % RH 환경에서 무기화합물 첨가 여부에 따른 전류값 평가(2) Current value evaluation according to the addition of inorganic compounds in a 55% RH environment
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 전기화학센서를 젖산(lactate) 연속측정형 전기화학센서로 사용하기 위하여, 실시예 1 및 비교예 1 각각의 전기화학센서에 각각 20mM 농도로 젖산이 포함된 수용액을 각각의 작업전극과 기준전극에 고르게 적하한 후 흐르는 전류를 시간 단위로 측정하여, 각각의 전류값 평균, 표준편차 및 상대표준편차를 계산하여 하기 표 2에 나타내었으며, 표 2의 결과 그래프를 도 5에 도시하였다. 이때 상대습도는 55 % RH 이다.In order to use the electrochemical sensor manufactured through the above Examples and Comparative Examples as a lactate continuous measurement electrochemical sensor, each electrochemical sensor in Example 1 and Comparative Example 1 contained lactic acid at a concentration of 20mM. After dropping the aqueous solution evenly on each working electrode and reference electrode, the flowing current was measured in units of time, and the average, standard deviation, and relative standard deviation of each current value were calculated and shown in Table 2 below. The result graph is in Table 2. is shown in Figure 5. At this time, the relative humidity is 55% RH.
- 측정 기기: CHI630E- Measuring instrument: CHI630E
- 측정 방법: Amperometric i-t curve - Measurement method: Amperometric i-t curve
- 측정 전압: 0.1V, 200sec - Measurement voltage: 0.1V, 200sec
이하, 표 1 및 2의 실험데이터 및 이를 각각 적용한 그래프 도 4 및 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 경우, 고정제층에 무기화합물을 포함함으로써 33 % RH 및 55 % RH의 고습도 조건에서도 연속적인 전류 측정 평균값이 1.17 내지 3.73 uA 로 측정되면서도 그 편차(산포)가 적어, 전기화학센서의 정확도 및 정밀도가 향상된 결과를 확인할 수 있었다. Hereinafter, referring to the experimental data in Tables 1 and 2 and the graphs to which they are applied, FIGS. 4 and 5, respectively, in the case of Examples 1 to 4 according to the present invention, by including an inorganic compound in the fixative layer, 33% RH and 55% RH were obtained. Even under high humidity conditions, the average value of continuous current measurements was measured to be 1.17 to 3.73 uA, and the deviation (dispersion) was small, confirming the results of improved accuracy and precision of the electrochemical sensor.
구체적으로, 표 1 및 도 4에 도시된 그래프는, 33 % RH의 습도 조건에서 무기화합물을 포함하는 실시예 및 무기화합물을 포함하지 않는 비교예에 대해 젖산(lactate) 농도별로 전류값 및 그 편차를 측정한 결과로, 전류값의 평균은 실시예 및 비교예 모두 젖산(lactate) 농도에 대해 비례하는 결과를 보였으나, 상대표준편차는 6.7% 이하로, 비교예에 비해 낮은 결과값을 나타내었다.Specifically, the graphs shown in Table 1 and Figure 4 show the current value and its deviation by lactate concentration for the Example containing an inorganic compound and the Comparative Example not containing an inorganic compound under a humidity condition of 33% RH. As a result of measuring, the average current value was proportional to the lactate concentration in both Examples and Comparative Examples, but the relative standard deviation was 6.7% or less, which was lower than that of the Comparative Example. .
표 2 및 도 5에 도시된 그래프는, 55 % RH의 습도 조건에서 무기화합물을 포함하는 실시예 1 및 무기화합물을 포함하지 않는 비교예 1의 시간별 전류값 및 그 편차를 측정한 결과로, 모든 시간대에서 실시예 1의 경우 비교예 1에 비해 상대표준편차가 작은 것을 확인할 수 있었다.The graphs shown in Table 2 and Figure 5 are the results of measuring current values and deviations over time for Example 1 containing an inorganic compound and Comparative Example 1 not containing an inorganic compound under a humidity condition of 55% RH, and all It was confirmed that the relative standard deviation of Example 1 was smaller than that of Comparative Example 1 in the time zone.
따라서, 무기화합물을 포함한 고정제층을 별도로 구비한 작업 전극 및 이를 적용한 전기화학센서에 있어, 장시간 고습 환경에 노출된 경우에도 효소반응층 및 전극층 등의 수축 등에 의한 손상이 발생하지 않기 때문에 전류값의 편차가 작아 비침습법을 활용한 젖산(lactate)의 연속측정이 가능하며, 측정 전류값이 우수한 신뢰성을 나타내고 있다는 점에서 이점이 있다.Therefore, in the working electrode separately provided with a fixative layer containing an inorganic compound and the electrochemical sensor to which it is applied, damage due to shrinkage of the enzyme reaction layer and electrode layer does not occur even when exposed to a high humidity environment for a long period of time, so the current value is reduced. The small deviation allows continuous measurement of lactate using a non-invasive method, and the advantage is that the measured current value shows excellent reliability.
100: 전기화학센서
110: 기판
110-1: 금속 전극층
120: 작업 전극
120-1: 작업 전극층
120-2: 효소반응층
120-3: 고정제층
120-4: 보호층
130: 기준 전극
140: 절연층
150: 배선부100: Electrochemical sensor
110: substrate
110-1: Metal electrode layer
120: working electrode
120-1: Working electrode layer
120-2: Enzyme reaction layer
120-3: Fixative layer
120-4: Protective layer
130: reference electrode
140: insulation layer
150: wiring part
Claims (15)
상기 작업 전극층 상면에 배치된 효소반응층; 및
상기 효소반응층 상면에 배치되고 무기화합물이 포함된 고정제층을 포함하는, 전기화학센서용 전극.working electrode layer;
An enzyme reaction layer disposed on the working electrode layer; and
An electrode for an electrochemical sensor disposed on the enzyme reaction layer and comprising a fixative layer containing an inorganic compound.
상기 무기화합물은 고정제층 총 중량에 대해 2 wt% 미만으로 포함되는, 전기화학센서용 전극.In claim 1,
An electrode for an electrochemical sensor, wherein the inorganic compound is contained in less than 2 wt% based on the total weight of the fixative layer.
상기 무기화합물은 고정제층 총 중량에 대해 0.3 내지 1.5 wt%로 포함되는, 전기화학센서용 전극.In claim 1,
An electrode for an electrochemical sensor, wherein the inorganic compound is contained in an amount of 0.3 to 1.5 wt% based on the total weight of the fixative layer.
상기 무기화합물은 고정제층 총 중량에 대해 0.5 내지 1.2 wt%로 포함되는, 전기화학센서용 전극.In claim 1,
An electrode for an electrochemical sensor, wherein the inorganic compound is contained in an amount of 0.5 to 1.2 wt% based on the total weight of the fixative layer.
상기 무기화합물은 층형상 점토광물인 것을 특징으로 하는 전기화학센서용 전극.In claim 1,
An electrode for an electrochemical sensor, wherein the inorganic compound is a layered clay mineral.
상기 고정제층은 고정제층 조성물로부터 제조되며,
상기 고정제층 조성물은 용제, 고정제 및 상기 무기화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 전기화학센서용 전극.In claim 2,
The fixative layer is manufactured from a fixative layer composition,
The fixative layer composition is an electrode for an electrochemical sensor comprising at least one selected from the group consisting of a solvent, a fixative, and the above inorganic compound.
상기 고정제는 아가로오스(agarose), 셀룰로오스(cellulose), 키토산(chitosan), 글루타알데히드(glutaraldehyde), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 및 폴리염화비닐(polyvinyl chloride)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 전기화학센서용 전극.In claim 6,
The fixative is one selected from the group consisting of agarose, cellulose, chitosan, glutaraldehyde, polyvinyl alcohol, and polyvinyl chloride. Electrodes for electrochemical sensors containing more than one species.
상기 효소반응층은 산화효소(oxidase) 및 탈수소효소(dehydrogenase)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 전기화학센서용 전극.In claim 1,
The enzyme reaction layer is an electrode for an electrochemical sensor comprising at least one selected from the group consisting of oxidase and dehydrogenase.
상기 산화효소는 글루코오스 산화 효소(glucose oxidase), 콜레스테롤 산화 효소(cholesterol oxidase), 락테이트 산화효소(lactate oxidase), 아스코빅산 산화 효소(ascorbic acid oxidase) 및 알코올 산화 효소(alcohol oxidase) 중 적어도 1종 이상이고,
상기 탈수소효소는 글루코오스 탈수소 효소(glucose dehydrogenase), 글루탐산 탈수소 효소(glutamate dehydrogenase), 락테이트 탈수소효소(lactate dehydrogenase) 및 알코올 탈수소 효소(alcohol dehydrogenase) 중 적어도 1종 이상인, 전기화학센서용 전극.In claim 8,
The oxidase is at least one of glucose oxidase, cholesterol oxidase, lactate oxidase, ascorbic acid oxidase, and alcohol oxidase. This is more,
The dehydrogenase is at least one of glucose dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, and alcohol dehydrogenase. An electrode for an electrochemical sensor.
상기 고정제층 상면에 배치되는 보호층을 더 포함하는, 전기화학센서용 전극.In claim 1,
An electrode for an electrochemical sensor, further comprising a protective layer disposed on the upper surface of the fixative layer.
상기 보호층은 멤브레인을 포함하는, 전기화학센서용 전극.In claim 10,
An electrode for an electrochemical sensor, wherein the protective layer includes a membrane.
상기 기판의 상면에 배치된 작업 전극; 및
상기 작업 전극의 상면에 상기 작업 전극과 이격되어 배치된 기준 전극을 포함하고,
상기 작업 전극은 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 따른 전기화학센서용 전극인, 전기화학센서.Board;
a working electrode disposed on the upper surface of the substrate; and
It includes a reference electrode disposed on an upper surface of the working electrode and spaced apart from the working electrode,
The working electrode is an electrochemical sensor electrode according to any one of claims 1 to 11.
상기 기판 상면에 금속 전극층을 더 포함하는, 전기화학센서.In claim 12,
An electrochemical sensor further comprising a metal electrode layer on the upper surface of the substrate.
배선부를 더 포함하는, 전기화학센서.In claim 12,
An electrochemical sensor further comprising a wiring portion.
연속측정형 전기화학센서인, 전기화학센서.In claim 12,
Electrochemical sensor, a continuous measurement electrochemical sensor.
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