KR100776394B1 - Glycated hemoglobin cartridge and method for measuring glycated hemoglobin - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지를 도시한 일예, 1 is an example showing a glycated hemoglobin cartridge according to the present invention,
도2는 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지의 분해 사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention,
도3은 본 발명의 당화혈색소 카트리지의 사용 실시예, Figure 3 is an embodiment of use of the glycated hemoglobin cartridge of the present invention,
도4는 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지의 탑 커버의 저면도,Figure 4 is a bottom view of the top cover of the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention,
도5는 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지의 측정 셀의 정면도,5 is a front view of a measuring cell of the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention;
도6은 본 발명의 당화혈색소 카트리지의 단면도,6 is a cross-sectional view of the glycated hemoglobin cartridge of the present invention;
도7은 본 발명의 당화혈색소 카트리지에서 당화혈색소와 혈색소가 분리되는 과정을 설명하기 위한 예시도,Figure 7 is an exemplary view for explaining the process of separation of glycated hemoglobin and hemoglobin in the glycated hemoglobin cartridge of the present invention,
도 8은 본 발명의 당화혈색소 카트리지를 이용하여 용혈된 혈액샘플 내에 존재하는 당화혈색소를 측정하는 방법에 관한 흐름도,8 is a flowchart illustrating a method for measuring glycated hemoglobin present in hemolyzed blood samples using the glycated hemoglobin cartridge of the present invention;
도9는 본 발명에 사용되는 당화혈색소 결합물질-비드의 입경 크기별 중력에 의한 침전 시간에 관한 실시 결과 그래프, 9 is a graph showing results of the precipitation time by gravity according to the particle size of the glycated hemoglobin binding material-beads used in the present invention;
도10은 본 발명에 사용되는 당화혈색소 결합물질-비드의 입경 크기별 당화혈색소 반응 정도에 관한 실시 결과 그래프,10 is a graph showing the results of the glycated hemoglobin reaction degree according to the particle size of the glycated hemoglobin binding material-beads used in the present invention;
도11은 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지에서 교반판의 유무에 따른 당화 혈색소 분리 실시 결과 그래프이다.11 is a graph showing the results of the separation of glycated hemoglobin according to the presence or absence of a stirring plate in the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention.
<도면부호의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>
100 : 당화혈색소 카트리지100: glycated hemoglobin cartridge
110 : 제1 저장용기 120 : 제2 저장용기110: first storage container 120: second storage container
130 : 탑 커버130: top cover
131 : 투입구 132 : 삽입 유도부 131: inlet 132: insertion guide
133 : 흡수패드 부착부 133: absorption pad attachment portion
140 : 측정 셀140: measuring cell
141 : 측정 공간부 142 : 샘플 공간부 141: measuring space portion 142: sample space portion
143 : 지지홈 144 : 혈색소 변형시료 143: support groove 144: hemoglobin modified sample
150 : 교반판150: stirring plate
본 발명은 혈액 샘플 내의 당화혈색소를 분리하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 당화혈색소 카트리지 및 그를 이용한 당화혈색소 분리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for separating glycated hemoglobin in a blood sample, and more particularly, to a glycated hemoglobin cartridge and a method for separating glycated hemoglobin using the same.
사람의 적혈구(Red Blood Cell)에는 혈색소(Hemoglobin)라고 하는 산소 운반에 필요한 단백질이 들어있다. 혈액속에 혈당(포도당)이 상승하면 혈액내의 포도당의 일부가 혈색소에 결합된다. 이렇게 포도당과 결합된 혈색소(Hemoglobin)를 당화 혈색소(glycated Hemoglobin)라고 하며, 헤모글로빈 에이원씨(HbA1c)라고도 부른다.Human red blood cells contain proteins for oxygen transport called hemoglobin. When blood sugar (glucose) rises in the blood, some of the glucose in the blood is bound to hemoglobin. This hemoglobin combined with glucose is called glycated hemoglobin (glycated Hemoglobin), hemoglobin A1c (HbA1c) is also called.
정상 적혈구의 수명은 약 120일 정도이며, 우리 몸안에서는 매일 일부의 적혈구가 파괴되며, 이 파괴된 양과 비슷한 양의 적혈구가 생성되어 일정한 수준을 유지하게 된다. 그런데, 한번 포도당과 결합되어 당화혈색소가 만들어지면 그 적혈구 수명이 다 되어 분해될 때까지 당화혈색소를 가지고 있게 된다.The normal life of red blood cells is about 120 days, and some of the red blood cells in our body are destroyed every day, and the amount of red blood cells similar to this destroyed amount is generated and maintained at a constant level. However, once glycated hemoglobin is created by combining with glucose, the red blood cells have a glycated hemoglobin until their life span is broken down.
혈당검사는 매일 매일 피속의 당분이 얼마만큼 있는가를 체크하는 검사인 반면에, 당화혈색소 검사는 평균 8주간의 혈당치를 반영한다. 혈당검사의 경우 공복시의 혈당치를 검사하기 위해서는 적어도 8시간 이상 금식해야 하며, 식후 혈당치를 검사하기 위해서는 보통 식후 2시간 정도 지나서 채혈하여 검사해야하지만, 당화혈색소 검사는 식사 시간과 무관하게 채혈하여 검사할 수 있는 장점을 가진다.Glucose testing is a test that checks how much sugar is in the blood every day, whereas glycated hemoglobin test reflects the average blood sugar level of eight weeks. In the case of blood glucose test, fasting blood glucose level should be fasted for at least 8 hours, and blood sugar level should be checked by blood collection 2 hours after eating, but glycated hemoglobin test should be done regardless of meal time. Has the advantage.
당화혈색소 검사는 비교적 장기간의 혈당치를 반영하므로, 최근 수개월 동안 당뇨병이 치료에 의해서 잘 관리가 되고 있는지 등을 알 수 있는 지표로 이용된다. 즉, 당뇨병의 치료 목표는 합병증을 방지하기 위해서 정상 혈당을 유지하는 것이며, 당뇨병 관리가 잘 이루어지는 지를 알아보기 위해서는 빈번한 혈당 측정이 필요하다. Since glycated hemoglobin test reflects a relatively long-term blood glucose level, it is used as an indicator to know whether diabetes has been well managed by treatment in recent months. In other words, the treatment goal of diabetes is to maintain normal blood sugar in order to prevent complications, and frequent blood glucose measurement is necessary to determine whether diabetes management is performed well.
그러나, 혈당을 자주 측정하는 것은 번거로운 일이므로 혈당을 자주 측정할 수 없는 경우나, 자주 측정할 필요가 없을 경우에 당화혈색소 검사를 이용하면 한번 측정으로 비교적 장기간의 혈당 평균치를 알 수 있으므로, 혈당 조절이 잘되고 있는지를 쉽게 알 수 있게 된다. 만일, 당화혈색소 측정치가 높으면 당뇨병 치료가 잘 이루어지지 않고 있는 상태라고 평가될 수 있으며, 환자는 이러한 측정을 통해 더욱 엄격한 식이요법을 적용하거나 또는 인슐린 주입 용량을 더 늘리는 등의 당뇨병 관리가 이루어 질 것이다.However, measuring blood glucose frequently is cumbersome, so when blood glucose cannot be measured frequently, or when there is no need to measure it frequently, the glycated hemoglobin test can be used to determine the average blood sugar level over a long period of time. It is easy to see if this is going well. If the glycated hemoglobin level is high, it may be regarded as a condition that diabetes treatment is poorly performed, and the patient may manage diabetes by applying a stricter diet or increasing an insulin injection dose. .
그런데, 기존의 당화혈색소 측정은 병원의 임상병리실에서 측정되는 경우가 대부분이었고, 이 경우 시료전처리 과정이 필요하며, 장비의 부피가 크고, 시약 및 소모품이 고가인 단점이 있었다.By the way, the conventional glycated hemoglobin measurement was mostly measured in the clinical laboratory of the hospital, in this case, the sample pretreatment process, the volume of the equipment, the reagents and consumables were expensive.
미국등록특허 US5,162,237의 경우 바이오 카트리지 내부의 반응 채널에 커버로 차단된 반응물이 흘러나와 한 코너에서 시료와 측정이 이루어진 후, 다음에 다른 코너에서 시료가 같이 반응이 일어난다. 따라서, 측정이 시간적인 간격을 두고 순차적으로 일어나야 하며, 실험 순서에 따라 커버를 잡아당겨 반응물이 테스트 샘플로 흘러들어 가도록 측정하는 사람이 측정단계에 개입해야 한다.In the case of US Pat. No. 5,162,237, a reactant blocked by a cover flows out of the reaction channel inside the bio cartridge, and the sample is measured at one corner, and then the sample is reacted at the other corner. Therefore, the measurement must take place sequentially at timed intervals, and the person taking the measurement must intervene in the measurement phase by pulling the cover in order of the experiment so that the reactant flows into the test sample.
미국등록특허 US6,300,142의 경우에도 샘플 내에 존재하는 2가지 이상의 분석물질을 측정하기 위해서 테스트 샘플을 제1 주입구를 통해 제1 반응물에 반응시키고, 순차적으로 제2 주입구를 통해 제2 반응물에 반응시켜 2가지 분석물질을 측정하는 장치가 개시되어 있다. 이 경우에도 측정이 시간적인 간격을 두고 순차적으로 일어나야 하며, 측정하는 사람이 순차적으로 테스트 샘플을 주입하여 반응하도록 측정단계에 개입해야 한다-당화혈색소와 결합된 비드를 일단 걸러 주어야하기 때문에 측정이 복잡하고 시간이 오래 걸린다.In the case of US Pat. No. 6,300,142, the test sample is reacted to the first reactant through the first inlet, and subsequently to the second reactant through the second inlet to measure two or more analytes present in the sample. A device for measuring two analytes is disclosed. Even in this case, the measurements must take place sequentially, at timed intervals, and the measuring person must intervene in the measurement step to respond by sequentially injecting test samples-the measurement is complicated because the beads combined with glycated hemoglobin must be filtered out once. It takes a long time.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 측정 공간에서 혈액샘플 내에 포함된 당화혈색소를 신속하고 간단하게 분리할 수 있는 당화혈색소 카트리지를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed in the background as described above, and an object of the present invention is to provide a glycated hemoglobin cartridge capable of quickly and simply separating glycated hemoglobin contained in a blood sample in one measurement space.
나아가 본 발명의 부가적인 목적은 당화혈색소 측정장치에서 혈액 샘플에 포함된 총 혈색소의 양과 당화혈색소의 양을 정량 측정할 수 있는 당화혈색소 카트리지를 제공하는 것이다.Furthermore, an additional object of the present invention is to provide a glycated hemoglobin cartridge which can quantitatively measure the amount of total hemoglobin and glycated hemoglobin contained in a blood sample in a glycated hemoglobin measurement apparatus.
본 발명의 다른 목적은 하나의 측정 공간을 갖는 당화혈색소 카트리지를 이용하여 혈액샘플 내에 포함된 당화혈색소를 분리하여 측정하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for separating and measuring glycated hemoglobin contained in a blood sample using a glycated hemoglobin cartridge having one measurement space.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 당화혈색소 카트리지는 혈액을 용혈시키는 용혈액이 담겨져 있는 제1 저장용기, 당화혈색소와 선택적으로 반응하는 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액이 담겨져 있는 제2 저장용기, 용액이 주입되는 투입구를 포함하는 탑 커버 및 탑 커버에 부착되는 측정 셀을 포함하되, 측정 셀은 투입구를 통해 제1, 제2 저장용기로부터 주입된 혈액샘플 내의 당화혈색소와 시료용액 내의 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응에 따라 생성된 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드가 침전되어 주입된 혈액샘플 내의 당화혈색소가 분리되는 측정 공간부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지는 하나의 측정 공간에서 혈액샘플 내에 포함된 당화혈색소를 신속하고 간단하게 분리할 수 있다. A glycated hemoglobin cartridge according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises a first storage container containing a hemolytic blood hemolytically, a sample comprising a glycated hemoglobin binding material-bead that reacts selectively with glycated hemoglobin A second reservoir containing the solution, a top cover including an inlet into which the solution is injected, and a measuring cell attached to the top cover, wherein the measuring cell is in the blood sample injected from the first and second reservoirs through the inlet; Glycated hemoglobin binding material in the glycated hemoglobin and the sample solution-glycated hemoglobin binding material combined with the glycated hemoglobin produced by the reaction between the beads-characterized in that it comprises a measurement space for separating the glycated hemoglobin in the blood sample precipitated and injected do. According to this aspect, the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention can quickly and simply separate the glycated hemoglobin contained in the blood sample in one measurement space.
본 발명의 다른 양상에 따른 당화혈색소 측정방법은 인체로부터 채취한 혈 액 샘플을 제1 저장용기에 넣어 혈액을 용혈시키는 단계, 제1 저장용기의 용혈된 혈액을 측정 셀의 측정 공간부에 주입하는 단계, 당화혈색소 측정장치를 이용하여 측정 셀의 측정 공간부에 주입된 용혈된 혈액샘플 내의 총 혈색소의 양을 측정하는 단계, 제2 저장용기의 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액을 측정 셀의 측정 공간부에 주입하는 단계, 측정 셀의 측정 공간부에 주입된 혈액 내의 당화혈색소와 시료용액 내의 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응에 따라 생성된 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드를 침전시켜 용혈된 혈액샘플 내의 당화혈색소를 분리하는 단계, 당화혈색소 측정장치를 이용하여 용혈된 혈액샘플 내의 당화혈색소가 분리된 혈색소의 양을 측정하는 단계 및 당화혈색소 측정장치를 이용하여 용혈된 혈액샘플 내의 총 혈색소의 양과 당화혈색소가 분리된 혈색소의 양을 비교하여 용혈된 혈액샘플 내의 당화혈색소의 양을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of measuring glycated hemoglobin according to another aspect of the present invention, a blood sample is collected from a human body into a first storage container to hemolyse blood, and the hemolyzed blood of the first storage container is injected into a measurement space of a measurement cell. Step, measuring the total amount of hemoglobin in the hemolyzed blood sample injected into the measurement space of the measurement cell by using the glycated hemoglobin measurement device, measuring the sample solution containing the glycated hemoglobin binding material-bead of the second storage container Injecting into the measuring space of the cell, the glycated hemoglobin binding material in the blood injected into the measuring space of the measuring cell and the glycated hemoglobin binding material in the sample solution-the glycated hemoglobin binding material combined with the glycated hemoglobin produced by the beads Isolating the glycated hemoglobin in the hemolyzed blood sample, the glycated hemoglobin in the hemolyzed blood sample using a glycated hemoglobin measuring device The amount of hemoglobin in the hemolyzed blood sample was calculated by comparing the amount of hemoglobin in the hemolyzed blood sample with the step of measuring the amount of hemoglobin separated and the amount of hemoglobin in the hemolyzed blood sample using the glycated hemoglobin measurement device. Characterized in that it comprises a step.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention.
도1은 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지의 사시도이고, 도2는 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지의 분해도이고, 도3은 본 발명의 당화혈색소 카트리지의 사용 실시예이다. 1 is a perspective view of a glycated hemoglobin cartridge according to the present invention, Figure 2 is an exploded view of the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention, Figure 3 is an embodiment of use of the glycated hemoglobin cartridge of the present invention.
도1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 당화혈색소 카트리지(100)는 제1 저장용기(110)와 제2 저장용기(120)와 탑 커버(130)와 측정 셀(140)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the
제1 저장용기(110)에는 혈액을 용혈시키는 용혈액이 담겨져 있고, 제2 저장용기(120)에는 당화혈색소와 선택적으로 반응하는 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액이 담겨져 있다. 제1 저장용기(110)와 제2 저장용기(120)는 탑 커버(130)와 측정 셀(140)와 별도로 포장되어 제공되거나 일체로 포장되어 제공될 수 있다.The
여기서, 용혈액은 계면활성제가 들어있는 완충용액으로서, 예컨대 20 mM 헤페스 완충용액(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid HEPES; pH 8.1)으로 구현될 수 있다. 용혈된 혈액 샘플에는 혈색소(Hemoglobin)와 당화혈색소(glycated Hemoglobin)가 존재한다. 당화혈색소 결합물질는 당화혈색소와 특이적으로 결합할 수 있는 예컨대, 보로닉산(boronic acid, BA), 콘카나발린 A(concanavalin A, Lectin), 항체(antibody)로 구현될 수 있다. 비드(bead)는 아가로즈(agarose) 혹은 셀룰로즈(cellulose)와 같은 고분자 다당류 지지체, 폴리스티렌(polystyrene), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐톨루엔(polyvinyltolune)와 같은 라텍스(latex) 비드 또는 유리(glass) 비드로 구현될 수 있다. Here, the hemolysin is a buffer solution containing a surfactant, such as 20 mM Hepes buffer solution (N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid HEPES; pH 8.1). Hemoglobin and glycated hemoglobin are present in the hemolyzed blood sample. The glycated hemoglobin binding material may be embodied as, for example, boronic acid (BA), concanavalin A (Lectin), or an antibody that can specifically bind to glycated hemoglobin. Beads are polymeric polysaccharide supports such as agarose or cellulose, latex beads or glass such as polystyrene, polymethylmethacrylate, polyvinyltolune, or polyvinyltolune. It can be implemented as a glass bead.
탑 커버(130)는 용액이 주입되는 투입구(131)와 그 외측면에 당화혈색소 카트리지가 당화혈색소 측정장치에 정확하게 삽입되도록 유도하는 삽입 유도부(132)를 포함한다. 탑 커버(130)는 투입구(131)가 형성된 외부면이 투입구(131) 방향으로 경사가 지며, 빛투과성이 낮은 재질로 이루어진다. 탑 커버(130)는 측정 셀(140)에 부착되도록 구현되며, 나아가 탑 커버(130)와 측정 셀(140)은 회전 가능하게 결합될 수 있다. The
측정 셀(140)은 탑 커버(130)의 투입구(131)를 통해 제1, 제2 저장용기(110, 120)에 담겨져 있는 혈액샘플과 시료용액을 주입 받는다. 측정 셀(140)은 당화혈색소 측정장치(도3의 참조부호 50)에서 수행되는 비색측정의 정확도를 높이기 위해 빛투과성이 높은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. The
도2에 도시한 바와 같이, 측정 셀(140)은 탑 커버(130)의 투입구(131)를 통해 제1, 제2 저장용기(110, 120)로부터 주입된 혈액샘플 내의 당화혈색소와 시료용액 내의 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응에 따라 생성된 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드가 침전되어 주입된 혈액 내의 당화혈색소가 분리되는 측정 공간부(141)를 포함한다. 여기서, 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드는 상기 비드에 작용하는 중력 또는 전자기력에 의해 침전될 수 있다. 도면부호 142는 측정 후의 혈액샘플이 측정 셀 외부로 흐르는 것을 막아주는 샘플 공간부이다. As shown in FIG. 2, the
도2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 당화혈색소 카트리지(100)는 당화혈색소 측정장치(50)에서 발생되는 외력 예컨대 원심력, 전자기력에 따라 움직이는 교반판(150)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 측정 셀(140)은 측정 공간부(141) 내에 배치되는 교반판(150)을 지지하는 지지홈(143)을 더 포함한다. 당화혈색소 측정장치(50)에서 발생되는 외력이 전자기력일 경우, 교반판(150)은 예컨대 은, 구리, 알루미늄, 쇠 또는 구리를 주체로 하는 합금과 같은 전도체(electric conductor)로 구현되어져야 한다. 교반판(150)은 측정 공간부(141) 내에서 용혈된 혈액의 당화혈색소와 시료용액의 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응이 빠른 시간 내에 충분히 이루어지도록 해준다.As shown in FIG. 2, the
일 실시예에 있어서, 도2에 도시한 바와 같이, 측정 셀(140)은 측정 공간부(141) 내벽에 혈색소 변형시료(144)가 도포될 수 있다. 혈색소 변형시료(144)는 페리시안화칼륨(K3Fe(CN)6)과 시안화칼륨(KCN) 혹은 페리시안화칼륨(K3Fe(CN)6)과 티온시안화리튬(LiSCN) 혹은 음이온 계면활성제(anionic surfactant)인 소듐라우릴설페이트(Sodiumlaurylsulfate)와 비이온 계면활성제(nonionic surfactant)인 트라이톤 X-100(TritonX-100)으로 구현될 수 있다. 용혈된 혈액중의 여러 종류로 존재하는 혈색소(Hemoglobin)는 측정 공간부(141) 내벽에 도포된 페리시안화칼륨(K3Fe(CN)6), 시안화칼륨(KCN)과 반응하여 씨안메트-헤모글로빈(cyanmet-hemoglobin, HbCN), 소듐라우릴설페이트-헤모글로빈(Sodiumlaurylsulfate-hemoglobin, SLS-hemoglobin), 아지드메트-헤모글로빈(azidemet-hemoglobin)으로 변형된다. 이러한 혈색소 변형시료(144)와 용혈된 혈액중의 혈색소(Hemoglobin)가 반응하여 형성된 씨안메트-헤모글로빈(cyanmet-hemoglobin, HbCN), 소듐라우릴설페이트-헤모글로빈(Sodiumlaurylsulfate-hemoglobin, SLS-hemoglobin), 아지드메트-헤모글로빈(azidemet-hemoglobin)을 비색측정하여 용혈된 혈액중의 총 혈색소의 양을 측정할 수 있다.In one embodiment, as shown in Figure 2, the
도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 당화혈색소 카트리지(100)는 당화혈색소 측정장치(50)에 사용된다. 본 발명에 사용되는 당화혈색소 측정장치(50)는 이미 널리 알려진 비색 측정방식에 따라 혈액샘플 내의 총 혈색소의 양과 당화혈색소가 분리된 혈색소의 양을 측정한다. 부연하면, 혈색소는 특정 주파수의 광 신호를 특이적으로 흡수한다. 이러한 혈색소의 성질에 따라 본 발명에 사용되는 당화혈색소 측정장치(50)는 포토다이오드와 같은 발광소자와 수광소자를 이용하여 혈색소의 양을 측정한다. 당화혈색소 측정장치(50)는 외력 예컨대, 원심력, 전자기력을 발생하여 교반판(도2의 참조부호 150)을 움직일 수 있도록 구현된 것이 바람직하다. 본 발명의 당화혈색소 카트리지(100)는 삽입 유도부(132)와 대응되는 당화혈색소 측정장치(50)의 삽입홈(51)에 맞춰 장착된다. As shown in Fig. 3, the
도4는 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지의 탑 커버의 저면도이다. 도시한 바와 같이, 탑 커버(130)는 용액이 주입되는 투입구(131)와 그 외측면에 당화혈색소 카트리지가 당화혈색소 측정장치에 정확하게 삽입되도록 유도하는 삽입 유도부(132)와 그 내부면에 흡수패드가 탈, 부착되는 흡수패드 부착부(133)가 형성된다. 여기서, 흡수패드는 측정이 끝난 혈액샘플을 흡수하여 혈액샘플이 측정 셀 외부로 흐르는 것을 막아주는 역할을 한다.Figure 4 is a bottom view of the top cover of the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention. As shown, the
도5는 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지의 측정 셀의 정면도이다. 본 발명의 당화혈색소 카트리지는 당화혈색소 측정장치의 영점을 보정하는 용도와 당화혈색소를 측정하는 용도로 사용될 수 있다. 일례로, 측정 셀(140)은 인식장치(200)가 부착되면 당화혈색소 측정장치의 영점을 보정하는 용도로 사용된다. 측정 셀(140)은 인식장치(200)가 탈착되면 당화혈색소를 측정하는 용도로 사용된다. 측 정 셀(140)은 그 외부 바닥면에 당화혈색소 측정장치가 당화혈색소 카트리지의 종류와 설치 여부를 인식하도록 하는 인식장치(200)가 탈, 부착되는 인식장치 장착부가 형성된다. 여기서, 인식장치 장착부는 장착홈 또는 접착부재로 구현될 수 있다.5 is a front view of the measuring cell of the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention. The glycated hemoglobin cartridge of the present invention can be used for the purpose of correcting the zero point of the glycated hemoglobin measurement device and for measuring the glycated hemoglobin. In one example, the
도6은 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지의 단면도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지(600)는 탑 커버(630)의 투입구(631)를 통해 측정 셀(640)의 측정 공간부(641)에 용액이 주입되도록 구현된다. 또한 당화혈색소 카트리지(600)는 교반판(650)이 측정 공간부(641)에 주입된 혈액과 시료용액을 교반하여 측정 공간부(641) 내에서 혈액의 당화혈색소와 시료용액의 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응이 빠른 시간 내에 충분히 이루어지도록 해준다. 6 is a cross-sectional view of the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention. As shown, the
도7은 본 발명의 당화혈색소 카트리지에서 당화혈색소와 혈색소가 분리되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다. Figure 7 is an exemplary view for explaining the process of separation of glycated hemoglobin and hemoglobin in the glycated hemoglobin cartridge of the present invention.
먼저, 인체로부터 채취한 혈액을 용혈액이 담겨져 있는 제1 저장용기(81)에 넣어 혈액 샘플을 용혈시킨다. 용혈된 혈액 샘플에는 혈색소(Hemoglobin)와 당화혈색소(glycated Hemoglobin)가 존재한다. 이후, 도7의 Ⅰ에 도시한 바와 같이, 제1 저장용기(81)에 용혈된 혈액샘플을 측정 셀의 측정 공간부(70)에 주입한다. 여기서, 참조부호 71은 교반판, 72는 당화혈색소(glycated Hemoglobin), 73은 혈색소(Hemoglobin)이다. First, the blood sample is put into the
이후, 도 7의 Ⅱ에 도시한 바와 같이, 제2 저장용기(82)에 담겨져 있는 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액을 측정 셀의 측정 공간부(70)에 주입 한다. 여기서, 도면부호 74는 당화혈색소 결합물질―비드이다. 측정 공간부(70)에 용혈된 혈액 샘플과 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액을 주입한 후, 교반판(72)을 움직여 용혈된 혈액 샘플과 당화혈색소 결합물질―비드를 교반한다. 교반이 일어나는 동안 측정 공간부(70)에는 혈액 내의 당화혈색소와 시료용액 내의 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응이 일어나 당화혈색소가 결합된 당화혈색소 결합물질―비드(75)가 발생한다. Subsequently, as shown in FIG. 7, the sample solution containing the glycated hemoglobin binding material-bead contained in the
이후, 도 7의 Ⅲ에 도시한 바와 같이, 일정 시간이 경과하면 교반판(72)의 움직임을 멈추어 측정 공간부(70)에 존재하는 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드가 중력에 의해 침전되도록 한다. 이와 같이 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드가 중력에 의해 침전되면 용혈된 혈액 내의 혈색소와 당화혈색소는 분리된다. 본 발명은 측정 공간부(70) 내에서 용혈된 혈액에 포함된 당화혈색소와 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응 정도와 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드의 중력에 의한 침전 시간의 향상을 위해 당화혈색소 결합물질―비드의 입경 크기를 적절히 선택할 필요가 있다.Subsequently, as shown in III of FIG. 7, when a certain time elapses, the
도 8은 본 발명의 당화혈색소 카트리지를 이용하여 용혈된 혈액샘플 내에 존재하는 당화혈색소를 측정하는 방법에 관한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method for measuring glycated hemoglobin present in hemolyzed blood samples using the glycated hemoglobin cartridge of the present invention.
먼저, 인체로부터 채취한 혈액 샘플을 용혈액이 담겨져 있는 제1 저장용기에 넣어 혈액을 용혈시킨다(S801). 제1 저장용기의 용혈된 혈액을 측정 셀의 측정 공간부에 주입한다(S802). 당화혈색소 측정장치를 이용하여 측정 셀의 측정 공간부에 주입된 용혈된 혈액샘플 내의 총 혈색소의 양을 측정한다(S803). First, the blood sample taken from the human body is put into a first storage container containing hemolyzed blood to hemolyse the blood (S801). The hemolyzed blood of the first storage container is injected into the measurement space of the measurement cell (S802). Using the glycated hemoglobin measuring device to measure the total amount of hemoglobin in the hemolyzed blood sample injected into the measurement space of the measurement cell (S803).
본 발명의 당화혈색소 카트리지는 측정 셀의 측정 공간부 내벽에 혈색소 변형시료가 도포될 수 있다. 부연하면, 혈액샘플 내의 총 혈색소의 양은 용혈된 혈액을 그대로 비색 측정하여 측정 할 수도 있으나, 여러 종류로 존재하는 혈색소(Hemoglobin)를 측정 셀의 측정 공간부 내벽에 도포된 혈색소 변형시료에 의하여 변형된 혈색소를 비색측정하여 측정할 수 있다. 여기서, 혈색소 변형시료는 페리시안화칼륨(K3Fe(CN)6)과 시안화칼륨(KCN) 혹은 페리시안화칼륨(K3Fe(CN)6)과 티온시안화리튬(LiSCN), 음이온 계면활성제(anionic surfactant)인 소듐라우릴설페이트(Sodiumlaurylsulfate)와 비이온 계면활성제(nonionic surfactant)인 트라이톤 X-100(TritonX-100)으로 구현될 수 있다. In the glycated hemoglobin cartridge of the present invention, a hemoglobin modified sample may be applied to the inner wall of the measurement space of the measurement cell. In other words, the amount of total hemoglobin in the blood sample may be measured by colorimetric measurement of hemolyzed blood, but hemoglobin present in various types may be modified by a hemoglobin modified sample applied to the inner wall of the measurement space of the measurement cell. Hemoglobin can be measured by colorimetry. Herein, the hemoglobin modified sample is potassium ferricyanide (K 3 Fe (CN) 6 ) and potassium cyanide (KCN) or potassium ferricyanide (K 3 Fe (CN) 6 ), lithium cyanide (LiSCN), anionic surfactant (anionic) Sodiumlaurylsulfate (surfactant) and triton X-100 (TritonX-100), which is a nonionic surfactant.
이후, 제2 저장용기의 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액을 측정 셀의 측정 공간부에 주입한다(S804). 측정 셀의 측정 공간부에 주입된 혈액 내의 당화혈색소와 시료용액 내의 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응에 따라 생성된 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드를 침전시켜 용혈된 혈액샘플 내의 당화혈색소를 분리한다(S805). 여기서, 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드는 상기 비드에 작용하는 중력에 의해 침전된다. 당화혈색소를 분리하는 S805 단계에서, 측정 셀의 측정 공간부 내에서 혈액의 당화혈색소와 시료용액의 당화혈색소 결합물질―비드 간의 반응이 빠른 시간 내에 충분히 이루어지도록 측정 공간부 내에 설치되는 교반판을 소정 반응 시간동안 움직여서 측정 공간부에 주입된 혈액과 시료용액을 교반한다. Thereafter, the sample solution containing the glycated hemoglobin binding material-bead of the second storage container is injected into the measurement space of the measurement cell (S804). Glycated hemoglobin in the blood injected into the measurement space of the measuring cell and glycated hemoglobin binding material in the sample solution-glycated hemoglobin binding material combined with the glycated hemoglobin produced in response to the beads-glycated hemoglobin in the hemolyzed blood sample by precipitation It is separated (S805). Here, the glycated hemoglobin binding material associated with glycated hemoglobin-beads is precipitated by gravity acting on the beads. In step S805 of separating the glycated hemoglobin, a stirring plate provided in the measurement space is formed so that the reaction between the glycated hemoglobin of the blood and the glycated hemoglobin binding material of the sample solution-beads is sufficiently performed in the measurement space of the measurement cell. Move during the reaction time to agitate the blood and sample solution injected into the measurement space.
당화혈색소 측정장치를 이용하여 용혈된 혈액샘플 내의 당화혈색소가 분리된 혈색소의 양을 측정한다(S806). 본 발명에 사용되는 당화혈색소 측정장치는 이미 널리 주지된 비색측정방식에 따라 혈액샘플 내의 총 혈색소의 양을 측정한다. 당화혈색소 측정장치를 이용하여 용혈된 혈액샘플 내의 총 혈색소의 양과 당화혈색소가 분리된 혈색소의 양을 비교하여 용혈된 혈액샘플 내의 당화혈색소의 양을 산출한다(S807). A glycated hemoglobin measurement device is used to measure the amount of hemoglobin in which the glycated hemoglobin is separated in the hemolyzed blood sample (S806). The glycated hemoglobin measuring device used in the present invention measures the amount of total hemoglobin in the blood sample according to the colorimetric measuring method already well known. The amount of glycated hemoglobin in the hemolyzed blood sample is calculated by comparing the amount of total hemoglobin in the hemolyzed blood sample with the amount of the hemoglobin from which the glycated hemoglobin is separated (S807).
도9는 본 발명에 사용되는 당화혈색소 결합물질-비드의 입경 크기별 중력에 의한 침전 시간에 관한 실시 결과 그래프이고, 도10은 본 발명에 사용되는 당화혈색소 결합물질-비드의 입경 크기별 당화혈색소 반응 정도에 관한 실시 결과 그래프이다.Figure 9 is a graph showing the results of the precipitation time by gravity by the particle size of the glycated hemoglobin binding material-beads used in the present invention, Figure 10 is the degree of glycated hemoglobin response by particle size of the glycated hemoglobin binding material-beads used in the present invention A graph of the results of the implementation.
본 출원인은 실험을 위해 카르복실기 기능기(carboxyl molecule)가 존재하며 다양한 입경 크기를 갖는 세파로즈(이하, CM sepharose라 기재하기로 함.)와 3-아미노페닐 보로닉산(3-aminophenylboronic acid)과 EDC(1-Ethyl-3-carbodiimide hydrochloride) 또는 EDAC(1-Ethyl-3-dimethylaminopropyl hydrochloride)와 완충용액과 세척용액과 용혈액과 6%, 9%의 당화혈색소 표준시료를 사용하였다. Applicants have a carboxyl molecule for experiments and have Sepharose (hereinafter referred to as CM sepharose) having various particle size sizes, 3-aminophenylboronic acid and EDC. (1-Ethyl-3-carbodiimide hydrochloride) or EDAC (1-Ethyl-3-dimethylaminopropyl hydrochloride), buffered solution, washing solution, hemolyzed solution, and 6% and 9% glycated hemoglobin standard samples were used.
보다 구체적으로 설명하면, 6 w/v%인 CM sepharose를 100mM 메스 완충용액(4-Morpholineethanesulfonic acid) pH 4.7로 세척하여 6 w/v% 로 준비한다. 800mM EDC와 66mM 3-아미노페닐 보로닉산도 각각 메스 완충용액에 준비한다. 준비된 CM sepharose와 EDC와 3-아미노페닐 보로닉산을 반응시켜 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액을 합성한다. 반응이 끝난 후에는 메스 완충용액으로 세척하고 CM sepharose에서 3-아미노페닐 보로닉산이 결합하지 않고 남은 카르복시 기능기를 제거하기 위하여 4M sodium acetate, 50mM NaOH를 이용하여 반응시킨 후 세척한다. In more detail, 6 w / v% CM sepharose is washed with 100 mM scalpel buffer (4-Morpholineethanesulfonic acid) pH 4.7 to prepare 6 w / v%. 800 mM EDC and 66 mM 3-aminophenyl boronic acid were also prepared in a mass buffer solution, respectively. Prepare a sample solution containing glycated hemoglobin binding material-beads by reacting the prepared CM sepharose with EDC and 3-aminophenyl boronic acid. After the reaction, wash with a mass buffer solution and react with 4M sodium acetate and 50mM NaOH to remove carboxyl functional groups remaining without 3-aminophenyl boronic acid in CM sepharose.
합성된 당화혈색소 결합물질―비드는 실제 혈액내의 당화혈색소와 반응 시킬 수 있는 조건으로 맞추기 위하여 20mM 만큼의 헤페스 완충용액(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid, HEPES) pH8.1 으로 충분히 세척하여 보관한다. Synthesized glycated hemoglobin binding agent--beads (N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid, HEPES) as much as 20 mM to meet conditions that can react with actual glycated hemoglobin in blood Wash thoroughly and store.
20mM의 헤페스 완충용액(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid, HEPES) pH8.1에, 0.1 % 아지드화나트륨(sodium azide), 0.05% 트라이톤X-100(TritonX-100)을 첨가하여 용혈액을 제조한 후 900 ul씩 저장용기에 담아둔다.20 mM Hepes buffer solution (N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid, HEPES) at pH8.1, 0.1% sodium azide, 0.05% TritonX-100 After adding the hemolysis to prepare the hemolyzed 900 ul put in a storage container.
20mM의 헤페스 완충용액(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid, HEPES) pH8.1에, 0.1% 아지드화나트륨(sodium azide), 0.05% 트라이톤X-100(TritonX-100)을 첨가하여 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액이 1.3 w/v% 가 되도록 제조하여 600 ul 씩 튜브에 담아 준비한다.20 mM Hepes buffer solution (N-2-Hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic Acid, HEPES) at pH8.1, 0.1% sodium azide, 0.05% TritonX-100 To prepare the sample solution containing the glycated hemoglobin-binding material-bead to add 1.3 w / v% to each 600 ul prepared in a tube.
기준장비인 G7으로 확인한 각각 6%, 9%의 당화혈색소 표준시료를 준비한다. 당화혈색소 표준용액을 안정하게 보관하기 위하여 -70℃ 이하의 초저온 냉동고에 보관한다. Prepare 6% and 9% glycated hemoglobin standard samples, respectively, identified with G7 as reference equipment. Store the glycated hemoglobin standard solution in cryogenic freezer below -70 ℃.
6%, 9%의 당화혈색소 표준시료를 용혈액에 용혈하여 각각 저장용기에 담아둔다. 이후, 각각의 저장용기에 당화혈색소 결합물질―비드를 포함하는 시료용액을 주입한 후 교반한다. 각각 6%, 9%의 당화혈색소 표준용액과 시료용액을 일정 시간 동안 반응시킨 후 당화혈색소가 결합된 당화혈색소 결합물질―비드가 침전하는데 걸리는 시간을 측정한다. 도9에 도시한 바와 같이, CM sepharose의 입경 크기가 50㎛이하인 경우에는 중력에 의해 침전하는 시간이 급격히 증가한다. 6% and 9% glycated hemoglobin standard samples were hemolyzed in hemolyzed solution and placed in storage containers respectively. Thereafter, a sample solution containing glycated hemoglobin binding material-beads is introduced into each reservoir, followed by stirring. After 6% and 9% of the glycated hemoglobin standard solution and the sample solution are reacted for a predetermined time, the time taken for the glycated hemoglobin conjugated-beads to be precipitated is measured. As shown in Figure 9, when the particle size of the CM sepharose is 50㎛ or less, the time to settle by gravity increases rapidly.
한편, 6%, 9%의 당화혈색소 표준시료를 용혈액에 용혈한 후 측정한 총 혈색소의 양과 당화혈색소가 분리된 혈색소의 양을 비색 측정법으로 측정하고, 총 혈색소의 양에서 당화혈색소가 분리된 혈색소의 양을 감산하여 당화혈색소의 양을 산출한다. 도10에 도시한 바와 같이, 당화혈색소 결합물질―비드의 입경이 500㎛ 이상에서 당화혈색소와 시료용액이 반응하는 정도가 떨어지는 것을 알 수 있다. Meanwhile, 6% and 9% glycated hemoglobin standard samples were measured in the hemolyzed blood, and then the amount of hemoglobin and the amount of hemoglobin from which the glycated hemoglobin was separated were measured by colorimetry, and the glycated hemoglobin was separated from the total hemoglobin level. The amount of hemoglobin is calculated by subtracting the amount of hemoglobin. As shown in Fig. 10, it can be seen that the degree of reaction between the glycated hemoglobin and the sample solution decreases when the particle size of the glycated hemoglobin binding material-bead is 500 µm or more.
따라서, 당화혈색소 결합물질―비드의 입경 크기는 반응 후 당화혈색소와 결합된 당화혈색소 결합물질―비드의 침전 시간과 당화혈색소와 반응하는 정도를 고려하여 선택하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 당화혈색소 결합물질―비드의 입경 크기가 50∼500㎛인 것을 사용한다.Therefore, the glycated hemoglobin binding material-particle size size is preferably selected in consideration of the precipitation time of the glycated hemoglobin binding material and the glycated hemoglobin combined with the glycated hemoglobin after the reaction, in the present invention, glycated hemoglobin binding Substance-The particle size of beads is 50-500 탆.
도11은 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지에서 교반판의 유무에 따른 당화혈색소 분리를 실시한 결과 그래프이다. Figure 11 is a graph of the results of the separation of glycated hemoglobin according to the presence or absence of a stirring plate in the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention.
본 출원인은 교반판이 존재하는 당화혈색소 카트리지와 교반판이 존재하지 않는 당화혈색소 카트리지에서, 여러 가지 당화혈색소 표준시료를 이용하여 당화혈색소를 측정하였다. 도11에서, 다이아몬드(◆)는 교반판이 존재하는 당화혈색소 카트리를 이용하여 당화혈색소 분리를 실시한 결과이고, 직사각형(■)은 교반판이 존재하지 않는 당화혈색소 카트리지를 이용하여 당화혈색소 분리를 실시한 결과이다. 도시한 바와 같이, 교반판이 존재하는 당화혈색소 카트리지가 교반판이 존재 하지 않는 당화혈색소 카트리지보다 당화혈색소가 더 잘 분리됨을 알 수 있다. Applicants measured glycated hemoglobin in various glycated hemoglobin standard samples in a glycated hemoglobin cartridge with a stir plate and a glycated hemoglobin cartridge without a stir plate. In Fig. 11, diamond (◆) is a result of the separation of glycated hemoglobin using a glycated hemoglobin cartridge with a stirring plate, and rectangle (■) is a result of the separation of glycated hemoglobin using a glycated hemoglobin cartridge without a stirring plate. . As shown, it can be seen that the glycated hemoglobin cartridge with the stirring plate is better separated than the glycated hemoglobin cartridge without the stirring plate.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지는 하나의 측정 공간에서 용혈된 혈액 샘플에 포함된 당화혈색소를 신속하고 간단하게 분리 및 측정할 수 있는 유용한 효과가 있다.As described above, the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention has a useful effect of quickly and simply separating and measuring the glycated hemoglobin contained in the hemolyzed blood sample in one measurement space.
또한, 본 발명에 따른 당화혈색소 카트리지는 당화혈색소 측정장치가 샘플에 포함된 총 혈색소와 당화혈색소를 정량 측정할 수 있도록 해주는 유용한 효과가 있다.In addition, the glycated hemoglobin cartridge according to the present invention has a useful effect of allowing the glycated hemoglobin measuring device to quantitatively measure the total hemoglobin and glycated hemoglobin contained in the sample.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, it should be interpreted by the claims described to include many such variations.
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