정전용량 방식의 터치스크린을 이용한 생체분자의 검출방법
Method for Detecting Biomolecule Using Electrostatic Capacitive Touchscreen
특허 요약
본 발명은 전도체의 접촉을 입력신호로 받아들여 디스플레이 화면에 출력하는 정전용량 방식의 터치스크린을 이용한 생체분자의 검출방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 터치패널에 전기전도성이 있는 생체분자를 적용하고, 생체분자 농도에 따라 발생하는 터치패널 표면의 정전용량의 변화를 감지하여 목적 생체분자를 검출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 생체분자의 검출방법은 대량 생산이 가능하여 가격이 저렴한 정전용량 방식의 터치스크린을 이용함으로써, 부피가 크고 가격이 비싼 흡광 또는 형광 기반의 전용 분석장치, 전기영동법과 같이 숙련된 실험 기술 또는 긴 분석 시간을 필요로 하여 전문 인력과 시설을 갖춘 실험실에서만 수행할 수 있었던 종래 방법과 비교하여, 가격이 저렴하고 분석시간이 짧으며, 정전용량 방식의 터치스크린을 탑재한 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 개인 단말기기에서 간편하게 생체분자를 검출할 수 있다.
청구항
번호청구항
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청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제14항에 있어서, 상기 보조패널은 유리, 아크릴 및 플라스틱으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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제14항에 있어서, 상기 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 징크-옥사이드 (ZnO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 갈륨-징크-옥사이드 (GZO), 알루미늄-징크-옥사이드 (AZO) 및 탄소나노튜브 (CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀 (graphene)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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다음 단계를 포함하는 단일 접촉 정전용량 방식의 터치스크린을 이용한 생체분자의 검출방법:(a) 단일 접촉 정전용량 방식의 터치스크린의 터치패널 위에 기준시료 및 검출하고자 하는 하나 이상의 생체분자를 적용하는 단계; (b) 도선이 연결되어 있는 투명전극이 코팅된 보조패널 또는 양면이 투명전극으로 코팅된 보조패널을 상기 (a)의 터치패널 위에 적층시키되, 투명전극이 코팅된 면이 상기 터치패널과 접촉하도록 적층시키는 단계;(c) 상기 투명전극과 연결된 도선 또는 터치패널과 접촉된 반대 면의 투명전극에 터치용 전도체를 접촉하여 터치패널 표면의 정전용량이 변하도록 하는 단계; 및(d) 터치 컨트롤러를 이용하여 하나의 접촉신호 위치를 측정하여 생체분자의 농도를 검출하는 단계.

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제1항에 있어서, 상기 기준시료는 농도를 알고 있는 전해질 용액인 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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제1항에 있어서, 상기 생체분자는 핵산, 단백질, 생체내 무기이온 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서, 상기 보조패널은 유리, 아크릴 및 플라스틱으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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제1항에 있어서, 상기 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 징크-옥사이드 (ZnO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 갈륨-징크-옥사이드 (GZO), 알루미늄-징크-옥사이드 (AZO) 및 탄소나노튜브 (CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀 (graphene)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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제1항에 있어서, 상기 터치용 전도체는 손가락, 정전용량 방식에 적용 가능한 스타일러스 펜 및 정전용량 방식에 적용 가능한 터치 장갑으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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제1항에 있어서, 상기 (d) 단계는 터치 컨트롤러를 이용하여 측정된 터치패널 위에 접촉신호 위치와 터치패널 위에 적용된 기준시료의 위치 사이의 거리(L) 및 각도(θ)를 측정한 다음, 상기 측정된 거리(L) 및 각도(θ)값을 검출하고자 하는 생체분자를 함유한 기준시료를 이용하여 작성된 방정식에 대입하여 생체분자의 농도를 계산하는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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다음 단계를 포함하는 단일 접촉 정전용량 방식의 터치스크린을 이용한 생체분자의 검출방법:(a) 단일 접촉 정전용량 방식의 터치스크린의 터치패널 위에 검출하고자 하는 생체분자를 적용하는 단계; (b) 도선이 연결되어 있는 투명전극이 코팅된 보조패널 또는 양면이 투명전극으로 코팅된 보조패널을 상기 (a)의 터치패널 위에 적층시키되, 투명전극이 코팅된 면이 상기 터치패널과 접촉하도록 적층시키는 단계;(c) 상기 투명전극과 연결된 도선 또는 터치패널과 접촉된 반대 면의 투명전극에 터치용 전도체를 접촉하여 터치패널 표면의 정전용량이 변하도록 하는 단계; 및(d) 터치패널의 정전용량 변화량을 측정하여 출력하는 아날로그 신호 출력 소자를 추가로 포함하는 터치 컨트롤러로 하나의 접촉신호 위치 및 접촉신호 위치에 대한 정전용량의 변화량을 측정하여 생체분자의 농도를 검출하는 단계.

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제8항에 있어서, 상기 생체분자는 핵산, 단백질, 생체내 무기이온 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

10

청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제8항에 있어서, 상기 보조패널은 유리, 아크릴 및 플라스틱으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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제8항에 있어서, 상기 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 징크-옥사이드 (ZnO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 갈륨-징크-옥사이드 (GZO), 알루미늄-징크-옥사이드 (AZO) 및 탄소나노튜브 (CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀 (graphene)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

12

청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제8항에 있어서, 상기 터치용 전도체는 손가락, 정전용량 방식에 적용 가능한 스타일러스 펜, 및 정전용량 방식에 적용 가능한 터치 장갑으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제8항에 있어서, 상기 정전용량의 변화량은 생체분자의 농도에 비례하는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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다음 단계를 포함하는 단일 접촉 정전용량 방식의 터치스크린을 이용한 생체분자의 검출방법:(a) 단일 접촉 정전용량 방식의 터치스크린의 터치패널 위에 시료 주입구, 시료 이동 채널, 시료 접촉 위치 및 정제막을 포함하고 전도성을 띄지 않는 분석용 프레임을 적층시키는 단계; (b) 도선이 연결되어 있는 투명전극이 코팅된 보조패널 또는 양면이 투명전극으로 코팅된 보조패널을 상기 (a)의 분석용 프레임 위에 적층시키되, 투명전극이 코팅된 면이 상기 분석용 프레임과 접촉하도록 적층시키는 단계;(c) 상기 시료 주입구에 검출하고자 하는 생체분자를 주입하는 단계;(d) 상기 투명전극과 연결된 도선 또는 터치패널과 접촉된 반대 면의 투명전극에 터치용 전도체를 접촉하여 터치패널 표면의 정전용량이 변하도록 하는 단계; 및(e) 터치패널의 정전용량 변화량을 측정하여 출력하는 아날로그 신호 출력 소자를 추가로 포함하는 터치 컨트롤러로 하나의 접촉신호 위치 및 접촉신호 위치에 대한 정전용량의 변화량을 측정하여 생체분자의 농도를 검출하는 단계.

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제14항에 있어서, 상기 생체분자는 핵산, 단백질, 생체내 무기이온 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

18

청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제14항에 있어서, 상기 터치용 전도체는 손가락, 정전용량 방식에 적용 가능한 스타일러스 펜, 및 정전용량 방식에 적용 가능한 터치 장갑으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제14항에 있어서, 상기 정전용량의 변화량은 생체분자의 농도에 비례하는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

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다음 단계를 포함하는 다중 접촉 정전용량 방식의 터치스크린을 이용한 생체분자의 검출방법:(a) 다중 접촉 정전용량 방식의 터치스크린의 터치패널 위에 검출하고자 하는 하나 이상의 생체분자들을 적용하는 단계; (b) 도선이 연결되어 있는 투명전극이 코팅된 보조패널 또는 양면이 투명전극으로 코팅된 보조패널을 상기 (a)의 터치패널 위에 적층시키되, 투명전극이 코팅된 면이 상기 터치패널과 접촉하도록 적층시키는 단계;(c) 상기 투명전극과 연결된 도선 또는 터치패널과 접촉된 반대 면의 투명전극에 터치용 전도체를 접촉하여 터치패널 표면의 정전용량이 변하도록 하는 단계; 및(d) 터치패널의 정전용량 변화량을 측정하여 출력하는 아날로그 신호 출력 소자를 추가로 포함하는 터치 컨트롤러로 하나 이상의 접촉신호 위치 및 접촉신호 위치들에 대한 정전용량의 변화량을 측정하여 생체분자의 농도를 검출하는 단계.

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제20항에 있어서, 상기 생체분자는 핵산, 단백질, 생체내 무기이온 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

22

청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제20항에 있어서, 상기 보조패널은 유리, 아크릴 및 플라스틱으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

23

제20항에 있어서, 상기 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 징크-옥사이드 (ZnO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 갈륨-징크-옥사이드 (GZO), 알루미늄-징크-옥사이드 (AZO) 및 탄소나노튜브 (CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀 (graphene)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

24

청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제20항에 있어서, 상기 터치용 전도체는 손가락, 정전용량 방식에 적용 가능한 스타일러스 펜, 및 정전용량 방식에 적용 가능한 터치 장갑으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

25

청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제20항에 있어서, 상기 정전용량의 변화량은 생체분자의 농도에 비례하는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

26

다음 단계를 포함하는 다중 접촉 정전용량 방식의 터치스크린을 이용한 생체분자의 검출방법:(a) 다중 접촉 정전용량 방식의 터치스크린의 터치패널 위에 하나 이상의 목적 생체분자들과 각각 결합하는 프로브들을 고정화시키는 단계; (b) 상기 프로브들이 고정된 터치패널 위에 시료 주입구 및 반응 챔버를 포함하고, 전도성을 띄지 않는 분석용 프레임을 적층시킨 다음, 도선이 연결되어 있는 투명전극이 코팅된 보조패널 또는 양면이 투명전극으로 코팅된 보조패널을 상기 분석용 프레임 위에 적층시키되, 투명전극이 코팅된 면이 상기 분석용 프레임과 접촉하도록 적층시키는 단계;(c) 상기 시료 주입구에 검출하고자 하는 생체분자를 주입하는 단계;(d) 상기 투명전극과 연결된 도선 또는 터치패널과 접촉된 반대 면의 투명전극에 터치용 전도체를 접촉하여 터치패널 표면의 정전용량이 변하도록 하는 단계; 및(e) 터치패널의 정전용량 변화량을 측정하여 출력하는 아날로그 신호 출력 소자를 추가로 포함하는 터치 컨트롤러로 상기 프로브들과 주입된 생체분자의 결합에 의해 변화되는 정전용량을 측정하여 목적 생체분자를 검출하는 단계.

27

제26항에 있어서, 상기 생체분자는 핵산, 단백질 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

28

청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제26항에 있어서, 상기 보조패널은 유리, 아크릴 및 플라스틱으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

29

제26항에 있어서, 상기 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 징크-옥사이드 (ZnO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 갈륨-징크-옥사이드 (GZO), 알루미늄-징크-옥사이드 (AZO) 및 탄소나노튜브 (CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀 (graphene)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

30

청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제26항에 있어서, 상기 터치용 전도체는 손가락, 정전용량 방식에 적용 가능한 스타일러스 펜, 및 정전용량 방식에 적용 가능한 터치 장갑으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자의 검출방법.

31

생체분자를 함유하는 시료가 점적되는 정전용량 방식의 터치스크린; 및 터치용 전도체가 접촉되는 도선이 연결되어 있는 투명전극이 코팅된 보조패널 또는 양면이 투명전극으로 코팅된 보조패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.

32

제31항에 있어서, 상기 정전용량 방식의 터치스크린은 터치패널 및 터치 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 생체분자 검출용 장치,

33

제32항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는 터치패널의 정전용량 변화량을 측정하여 출력하는 아날로그 신호 출력 소자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.

34

제31항에 있어서, 상기 정전용량 방식의 터치스크린은 단일 접촉 정전용량 방식의 터치스크린 및 다중 접촉 정전용량 방식의 터치스크린으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.

35

제31항에 있어서, 상기 보조패널은 유리, 아크릴 및 플라스틱으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.

36

제31항에 있어서, 상기 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 징크-옥사이드 (ZnO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 갈륨-징크-옥사이드 (GZO), 알루미늄-징크-옥사이드 (AZO) 및 탄소나노튜브 (CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀 (graphene)으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.

37

제31항에 있어서, 상기 생체분자는 핵산, 단백질, 생체내 무기이온 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.

38

제31항에 있어서, 상기 생체분자 검출용 장치는 전도성을 띄지 않는 분석용 프레임을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.

39

제38항에 있어서, 상기 분석용 프레임은 시료 주입구, 시료 이동 채널, 시료 접촉 위치 및 정제막을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.

40

제38항에 있어서, 상기 분석용 프레임은 시료 주입구, 반응 챔버(reaction chamber)를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체분자 검출용 장치.