KR20030033134A - Apparatus for diagnosing disease by detecting properties of red blood cells and method for diagnosing disease - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적혈구의 물리적인 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 광학적 검출 장치 없이 개선된 구조의 마이크로 칩을 통과한 시료의 양을 육안으로 측정하여 혈액에 포함된 적혈구의 물리적 특성을 간단하게 검출함으로써, 적혈구에 관련되는 질환을 진단할 수 있는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for diagnosing a disease and a method for diagnosing the disease using physical properties of erythrocytes, and more particularly, to visually measure the amount of a sample that has passed through a microchip of an improved structure without a separate optical detection device. The present invention relates to a device for diagnosing a disease and a diagnostic method using the physical properties of red blood cells capable of diagnosing a disease related to red blood cells by simply detecting the physical properties of the contained red blood cells.
통상적으로 백혈구, 혈소판 등과 함께 사람의 혈액을 구성하는 적혈구는 가운데가 막힌 도넛 모양을 하고 있으며, 약 8∼12㎛ 정도의 직경과 약 1∼2㎛ 정도의 두께를 갖지만 매우 유연하기 때문에 모세관과 같은 좁은 필터를 빠른 속도로 통과할 수 있다. 이와 같이, 적혈구가 필터를 통과하는 동안 변형되는 정도, 형상 및 통과 속도 등의 적혈구에 대한 정보는 혈액학적 질병의 진단에 이용된다. 예를 들면, 적혈구에 대한 정보는 일반적으로 혈액 속의 단위 부피 당 적혈구의 개수(Red Blood Count; RBC), 단위 부피 당 헤모글로빈(hemoglobin)의 양, 적혈구의 부피 및 각 적혈구 당 헤모글로빈의 농도 등에 관련된다.In general, red blood cells that form human blood together with leukocytes and platelets have a donut shape with a clogged middle, and have a diameter of about 8 to 12 μm and a thickness of about 1 to 2 μm, but are very flexible. Narrow filters can pass through at high speed. As such, information about the erythrocytes, such as the degree, shape, and rate of passage of the erythrocytes as they deform during the passage of the filter, is used to diagnose hematological diseases. For example, information about erythrocytes generally relates to the number of red blood cells per unit volume (RBC) in the blood, the amount of hemoglobin per unit volume, the volume of erythrocytes, and the concentration of hemoglobin per erythrocyte. .
현재, 많은 연구를 통하여 스트레스 상에서 적혈구의 형상이 변화하는 특성을 말하는 적혈구의 RBC 변형성(deformability)이 암과 같은 질병이 발병된 세포의 괴사 현상과 관련을 갖는 다는 사실이 증명되고 있다. 예를 들면, Cohen의"Influence of tumor burden on red cell deformability by tumor growth"에서는 L1210 백혈병(leukemia) 세포와 루이스 폐암(Lewis lung carcinoma) 세포를 실험용 쥐에 이식한 결과 암세포의 고사와 적혈구의 변형성 감소가 동시에 발생함이 확인되었고, Dintefass의 "Dome aspects of hemorheology of metastasis in malignant melanoma"에는 흑색종에 관하여 혈액의 점도가 증가함과 동시에 적혈구의 변형성이 감소됨을 보고되었으며, Sevick 및 Jain은 "Effect of red blood cell rigidity on tumor blood flow: increase in viscous rigidity during hyperglycemia"을 통하여 적혈구를 인공적으로 단단하게 단들 경우에는 세포 내의 혈류 흐름에 장애가 생기고 혈액의 유량이 감소함을 확인하였다.Currently, many studies have demonstrated that the RBC deformability of red blood cells, which is a characteristic of changing the shape of red blood cells under stress, is associated with necrosis of cells that develop diseases such as cancer. For example, in Cohen's "Influence of tumor burden on red cell deformability by tumor growth," L1210 leukemia cells and Lewis lung carcinoma cells were transplanted into laboratory rats, resulting in cancer cell death and reduced red blood cell deformability. Was observed at the same time, and Dintefass's "Dome aspects of hemorheology of metastasis in malignant melanoma" reported an increase in blood viscosity with respect to melanoma and a decrease in erythrocyte deformability. Sevick and Jain reported that "Effect of Red blood cell rigidity on tumor blood flow: increase in viscous rigidity during hyperglycemia "showed that when blood cells were artificially hardened, blood flow in the cells was impaired and blood flow decreased.
또한, 국내에서도 박석원의 "악성종양환자의 혈액 점도와 적혈구 변형성에 관한 연구"에서 적혈구의 필터링 시간을 측정하여 컨트롤 혈액, 요도암 환자의 혈액, 위암 환자의 혈액을 비교한 결과, 적혈구 필터링 시간에 통계적으로 차이가 있음이 확인되었으며, 오도훈의 "은행나무 추출물(Ginkgo biloba extract)이 마우스 적혈구의 변형성에 미치는 영향"을 통해서도 적혈구의 변형성을 측정하기 위하여 필터링 방법을 사용한 결과, 일반적인 쥐의 경우에는 전체 필터링 시간이 평균적으로 약 11.8초가 소요되는 것에 비하여 암에 걸린 쥐의 경우에는 평균 약 33.1초가 걸리는 것으로 확인할 수 있다.In addition, in Korea, Park Seok-won's "Study on Blood Viscosity and Erythrocyte Deformation in Patients with Malignant Tumors" measured the filtration time of red blood cells and compared the blood of control blood, urethral cancer patients, and gastric cancer patients. The difference was statistically confirmed. Also, the result of using the filtering method to measure the erythrocyte deformability through Oh Do Hoon's "Influence of Ginkgo biloba extract on the deformability of mouse erythrocytes." The average filtering time is about 11.8 seconds, compared to 33.1 seconds in the case of cancer mice.
전술한 바와 같이, 적혈구의 변형성은 암과 같은 질병과 깊은 연관을 갖고 있으며, 이러한 적혈구의 변형성의 연구를 통하여 당뇨병이나 말라리아 등과 같은 혈액과 관련되는 질병뿐만 아니라 암의 조기 진단을 가능하게 하는 방법이 연구되고 있다.As described above, the deformability of red blood cells is deeply related to diseases such as cancer, and the method of enabling the early diagnosis of cancer as well as blood-related diseases such as diabetes and malaria through the study of the deformity of these red blood cells is possible. Is being studied.
한편, 국제특허출원 공개공보 제 93-701749호(발명의 명칭: 피검사자의 혈액 검사 장치)에는 혈액 내의 적혈구, 백혈구 또는 혈소판의 개수를 측정하여 이를 기초로 질병을 진단할 수 있는 혈액 검사장치가 제시되어 있다. 그러나, 상기 국제특허에 개시된 혈액 검사 장치는 적혈구 등의 개수만을 측정하여 질병의 유무를 판단하기 때문에 적혈구의 변형성에 관련된 질병은 판단하기 어렵다.On the other hand, International Patent Application Publication No. 93-701749 (name of the blood test apparatus of the examinee) proposes a blood test apparatus that can measure the number of red blood cells, white blood cells or platelets in the blood and diagnose the disease based thereon It is. However, since the blood test apparatus disclosed in the international patent determines the presence or absence of a disease by measuring only the number of red blood cells and the like, it is difficult to determine a disease related to deformability of red blood cells.
또한, Robert S. Frank 등에게 허여된 미국특허 제 5,798,827호에는 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치가 제시되어 있다.In addition, US Pat. No. 5,798,827 to Robert S. Frank et al. Discloses a device capable of determining the shape of red blood cells.
도 1은 상기 미국특허 제 5,798,827호에 개시된 유체 내에서 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치의 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram of an apparatus capable of determining the shape of red blood cells in a fluid disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 5,798,827.
도 1을 참조하면, 상기 적혈구의 형태를 판별하는 장치는 유체 시스템(10)에 부착되어 희석된 적혈구 시료가 지나가는 유체 셀(15)을 구비한다. 상기 유체 셀(15)에는 적혈구가 하나씩 지나가도록 측정 개구(20)가 형성되며, 측정 개구(20)의 양측에는 전원(30)에 연결되어 측정 개구(20)에 전기장을 형성하기 위한 전극(25)이 제공된다. 상기 측정 개구(20)는 그 속을 지나는 적혈구에 의해 산란되는 광을 측정할 수 있도록 설계된다.Referring to FIG. 1, the device for determining the shape of red blood cells includes a fluid cell 15 attached to the fluid system 10 through which a diluted red blood cell sample passes. In the fluid cell 15, a measurement opening 20 is formed to pass red blood cells one by one, and electrodes 25 for connecting an electric power source 30 to both sides of the measurement opening 20 to form an electric field in the measurement opening 20. ) Is provided. The measuring opening 20 is designed to measure light scattered by the red blood cells passing through the measuring opening 20.
광원(35)은 상기 측정 개구(20)에 광을 조사하도록 배치되며, 광원(35)에 대향하도록 배치되어 전기 저항 검출기(40)와 산란광 검출기(45)를 갖는 검출 수단(50)에 의하여 적혈구로부터 산란되는 광이 검출된다. 전기 저항 검출기(40) 및 산란광 검출기(45)는 각기 디지털화 수단(60), 기록 수단(60) 및 연산 수단(65)을 구비하는 컴퓨터(55)에 연결된다. 컴퓨터(55)는 적혈구에 의해 산란된 전기 및 광 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 바탕으로 하여 각 적혈구의 형상을 판별한다.The light source 35 is arranged to irradiate the light to the measurement opening 20 and is disposed so as to face the light source 35 so that the red blood cells are detected by the detection means 50 having the electrical resistance detector 40 and the scattered light detector 45. Light scattered from is detected. The electrical resistance detector 40 and the scattered light detector 45 are respectively connected to a computer 55 having a digitizing means 60, a recording means 60, and an arithmetic means 65. The computer 55 converts the electric and optical signals scattered by the red blood cells into digital signals, and determines the shape of each red blood cell based on this.
그러나, 상술한 적혈구의 형태를 판별하는 장치도 비록 적혈구의 형상 판별에 따른 변형된 적혈구를 파악하여 이와 관련된 질병을 진단할 수는 있지만, 적혈구의 변형성을 측정할 수는 없기 때문에 적혈구의 변형성 자체와 관련된 질병에 대하여서는 판단하기 어렵다.However, the above-described apparatus for determining the morphology of erythrocytes, although the modified erythrocytes can be identified by diagnosing the morphology of erythrocytes, and the related diseases can be diagnosed, the deformability of erythrocytes cannot be measured. It is difficult to judge the disease involved.
한편, Paul L. Gourley에게 허여된 미국특허 제 6,187,592호에는 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치가 제공된다.On the other hand, US Patent No. 6,187,592, issued to Paul L. Gourley, is provided with a device for measuring the characteristics of red blood cells.
도 2는 상기 미국특허 제 6,187,592호에 제시된 적혈구의 특성을 측정하는 장치의 개략적인 도면이고, 도 3a는 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치 중 미세 공동 부분의 단면도를 도시한 것이며, 도 3b는 도 3a에 도시한 미세 공동의 평면도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of a device for measuring the properties of red blood cells shown in US Pat. No. 6,187,592, and FIG. 3A is a cross-sectional view of a microcavity part of the device for measuring the properties of red blood cells, and FIG. It is a top view of the microcavity shown to 3a.
도 2를 참조하면, 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치는, 상부 거울(80), 하부 거울(85), 수득 매체(90) 및 분석 영역(95)을 포함하며, 그 내부에서 적혈구(105)가 분석되는 공진 광학 공동(100)을 구비한다.Referring to FIG. 2, the apparatus for measuring the characteristics of the red blood cells includes an upper mirror 80, a lower mirror 85, an acquisition medium 90, and an analysis region 95, in which the red blood cells 105 are located. Has a resonant optical cavity 100 to be analyzed.
상기 수득 매체(90)를 활성화시키기 위하여 레이저 펌프(115)가 배치되며, 상기 레이저 펌프(115)로부터 발생되는 광선(110)은 빔 스플리터(125) 및 렌즈(130)를 지나 분석 영역(95) 내에 위치하는 적혈구(105)로 조사된다. 또한, 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치는 포토다이오드 분광기(120)와 같은 분석 수단을 더 구비할 수도 있다.A laser pump 115 is disposed to activate the acquisition medium 90, and the light beam 110 generated from the laser pump 115 passes through the beam splitter 125 and the lens 130 to the analysis region 95. Irradiated with red blood cells 105 located within. In addition, the device for measuring the characteristics of the red blood cells may further include an analysis means such as a photodiode spectrometer (120).
도 3a를 참조하면, 반도체 기판(150) 상에 다중 반사층인 하부 거울(85)과 수득 매체(90)가 구비되어 레이저 수득 영역이 형성된다. 기판(145) 상에 형성된 다중 유전층인 상부 거울(80)과 절연층 패턴(140)은 적혈구(105)가 분석되는 분석 영역(95)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, the lower mirror 85, which is a multiple reflective layer, and the obtaining medium 90 are provided on the semiconductor substrate 150 to form a laser obtaining region. The upper mirror 80 and the insulating layer pattern 140, which are multiple dielectric layers formed on the substrate 145, form the analysis region 95 in which the red blood cells 105 are analyzed.
도 3b에 개략적으로 도시한 바와 같이, 적혈구(105)가 통과하는 튜브(155)가 분석 영역(95)을 가로질러 형성되며, 튜브(155)와 분석 영역(95)의 단부에 위치하는 게이트(160)에 의해 적혈구(105)의 흐름이 조절된다. 이와 같이, 분석 영역(95)을 지나는 적혈구(105)에 광선(110)을 조사하고, 적혈구(105)로부터 산란되는 광선의 종축 및 횡축 방향 파장의 차이를 분석하여 빈혈의 정도를 측정하게 된다.As shown schematically in FIG. 3B, a tube 155 through which red blood cells 105 passes is formed across the analysis region 95 and has a gate (at the end of the tube 155 and the analysis region 95). 160, the flow of red blood cells 105 is controlled. As such, the red blood cell 105 passing through the analysis region 95 is irradiated with the light ray 110, and the difference between the longitudinal and transverse wavelengths of the light scattered from the red blood cell 105 is analyzed to measure the degree of anemia.
전술한 바와 같이, 종래에는 주로 마이크로 피펫 흡출(micropipette aspiration) 방법이나 여과(filtration) 방법을 이용하여 적혈구의 형상이나 물리적 특성을 측정하였다. 그러나, 마이크로 피펫 흡출 방법의 경우에는 하나의 적혈구를 마이크로 피펫으로 빨아들여 들어오는 양을 측정하기 때문에 하나의 세포를 기준으로 해서는 전체 혈액 속의 적혈구에 대하여 통계적으로 분석하기 어려우며, 정확한 측정을 위해서는 피펫이 모두 균일한 치수를 가져야 하지만 마이크로 피펫의 크기나 형상 및 표면을 모두 동일하게 형성하는 것이 거의 불가능한 단점이 있다.As described above, conventionally, the shape and physical properties of erythrocytes were measured using a micropipette aspiration method or a filtration method. However, in the case of the micro pipette aspiration method, it is difficult to statistically analyze red blood cells in the whole blood based on a single cell because the amount of red blood cells is sucked into the micro pipette. Although it should have uniform dimensions, it is almost impossible to form the same size, shape and surface of the micropipette.
또한, 여과 방법에 있어서도, 주로 다공성 폴리카보네이트(polycarbonate) 멤브레인(membrane)을 사용하여 전체 시료가 멤브레인을 통과하는 시간을 측정하지만, 이 경우에는 적혈구의 평균적인 특성만 측정할 수 있을 뿐이고, 측정에 많은 혈액이 요구되는 단점이 있다. 더욱이, 각 적혈구의 개별적인 RBC 특성을 파악하기가 어려우며 변수를 다양하게 설정하지 못한다는 문제점이 있다.In the filtration method, a porous polycarbonate membrane is mainly used to measure the time that the entire sample passes through the membrane, but in this case, only the average characteristic of the red blood cells can be measured. There is a disadvantage that a lot of blood is required. Moreover, it is difficult to grasp the individual RBC characteristics of each red blood cell and there is a problem in that it is not possible to set various variables.
더욱이, 종래의 적혈구의 특성을 측정하는 장치의 경우에는 적혈구로부터 종축 및 횡축 방향으로 산란되는 파장의 차이를 분석하여 적혈구의 특성을 분석하기 때문에, 산란된 파장들을 측정하고 이를 비교 분석하여 특성을 파악하기 위해서 많은 부가적인 장치가 요구되며, 결과를 수득하는 과정에 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 정확한 결과를 얻기가 상당히 어렵다.Furthermore, in the conventional apparatus for measuring the characteristics of red blood cells, the characteristics of red blood cells are analyzed by analyzing the difference in the wavelengths scattered from the red blood cells in the longitudinal and transverse directions, so that the scattered wavelengths are measured and compared to determine the characteristics. Many additional devices are required to do this, and the process of obtaining the results is not only time consuming but also very difficult to obtain accurate results.
따라서, 본 발명의 일 목적은 마이크로 칩의 필터부를 통과하는 시료의 양을 육안으로 측정하여 적혈구의 변형성에 관련되는 질환의 선진단 또는 조기 발견을 용이하게 수행할 수 있는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to measure the amount of the sample passing through the filter portion of the microchip with the naked eye, the disease using the physical characteristics of the red blood cells that can easily perform advanced diagnosis or early detection of diseases related to the deformability of the red blood cells It is to provide a diagnostic device and a diagnostic method thereof.
본 발명의 다른 목적은 동맥 경화 및 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 경우에 적혈구의 변형성과 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하기 위하여 투약되는 약물의 효과를 직접적으로 평가할 수 있는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to physically evaluate red blood cells, which can directly evaluate the effects of drugs administered to improve blood circulation disorder by controlling the deformity of blood and viscosity of blood in diseases such as atherosclerosis and blood circulation disorder. A disease diagnosis apparatus using the characteristics and a method of diagnosing the same are provided.
본 발명의 또 다른 목적은 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 혈액과 관련되어 발생하는 질병의 경우에는 혈액의 점도의 변화에 따른 적혈구의 기계적 특성 변화를 검출하여 혈액과 관련된 질병의 진단이 가능한 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to detect the physical properties of erythrocytes capable of diagnosing diseases related to blood by detecting changes in mechanical properties of erythrocytes according to changes in the viscosity of blood in the case of diseases related to blood, such as diabetes or malaria. It is to provide a disease diagnosis apparatus used and a diagnosis method thereof.
도 1은 종래의 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치의 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram of a device capable of determining the shape of a conventional red blood cell.
도 2는 종래의 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치의 개략적인 도면이다.2 is a schematic diagram of a device capable of measuring the properties of a conventional red blood cell.
도 3a는 도 2에 도시한 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치 중 미세 공동 부분의 단면도이다.3A is a cross-sectional view of the microcavity portion of the apparatus capable of measuring the characteristics of the red blood cells shown in FIG.
도 3b는 도 3a에 도시한 미세 공동의 평면도이다.FIG. 3B is a plan view of the microcavity shown in FIG. 3A.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도이다.Figure 4 is a perspective view of a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 사용되는 마이크로 칩의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the microchip used in the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 칩을 이용하여 질환의 유무를 진단하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.6A and 6B are schematic views for explaining a method of diagnosing the presence or absence of a disease using a microchip according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 흡입 수단이 구비된 혈액의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도이다.7 is a perspective view of a disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the blood provided with a sample suction means according to another embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 적용되는 마이크로 칩의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.8A to 8F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a microchip applied to a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells according to the present invention.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 마이크로 칩을 사용하여 질환의 유무를 진단하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.9A to 9D are schematic views for explaining a method of diagnosing a disease using a microchip according to other embodiments of the present disclosure.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 사용하여 질환을 판별하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.10A and 10B are cross-sectional views illustrating a method of determining a disease using a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells according to another embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도이다.11 is a perspective view of a disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to another embodiment of the present invention.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
200, 400：적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치200, 400: Disease diagnosis apparatus using physical characteristics of red blood cells
210, 410：마이크로 칩230, 420：고정대210, 410: Microchip 230, 420: Fixed stage
240, 430：고정 부재245：광 발생 수단240 and 430: fixing member 245: light generating means
270：시료 배출 수단310：제1 지지층270: sample discharge means 310: first support layer
315：제2 지지층320：필터부315: Second support layer 320: Filter portion
325, 330：제1 및 제2 채널335：유입홀325, 330: first and second channel 335: inlet hole
340：배출홀345, 350：연결 튜브340: discharge hole 345, 350: connection tube
360, 470, 471：혈액385, 386：저장조360, 470, 471: blood 385, 386: reservoir
430：인큐베이터450：온도 조절 수단430: incubator 450: temperature control means
전술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩, 상기 마이크로 칩이 고정되는 고정대, 그리고 상기 마이크로 칩을 상기 고정대에 고정하기 위한 고정 수단을 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention in order to achieve the above object of the present invention, the filter portion and the channel portion for measuring the moving distance of the blood passing through the inside and for measuring the amount of blood passing through the filter portion Provided is a disease diagnosis apparatus using a physical characteristic of a red blood cell including a microchip having a storage unit, a fixing stand to which the microchip is fixed, and a fixing means for fixing the microchip to the fixing stand.
상기 고정대는 현미경 커버 글라스, 투광성 플라스틱 또는 유리로 구성되며, 상기 고정 수단은 상기 마이크로 칩에 대응하여 상기 고정대에 형성된 홈 또는 상기 고정대의 일측에 형성된 클립 또는 고리의 구조를 갖는다. 상기 고정대의 하부에 설치되어 상기 마이크로 칩의 필터부에 광을 조사하는 광 발생 수단과 상기 마이크로 칩에 상기 혈액을 주입하기 위하여 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 시료 주입 수단을 더 포함할 수 있다.The holder is composed of a microscope cover glass, a transparent plastic or glass, the fixing means has a structure of a groove formed in the holder corresponding to the microchip or a clip or ring formed on one side of the holder. It may further include a light generating means installed in the lower portion of the stator to irradiate light to the filter portion of the microchip and a sample injection means including a syringe or a suction pump to inject the blood into the microchip.
또한, 상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩, 상기 마이크로 칩이 위치하는 마이크로 인큐베이터, 그리고 상기 마이크로 인큐베이터에 연결되어 상기 마이크로 칩의 온도 및 습도를 조절하는 온도 및 습도 조절 수단을 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치가 제공된다.In addition, according to another preferred embodiment of the present invention in order to achieve the above object of the present invention, the filter unit and the channel unit for measuring the moving distance of the blood passing through the inside and the amount of blood passing through the filter unit A microchip having a storage unit for storing the microchip, a microincubator in which the microchip is located, and a temperature and humidity control unit connected to the microincubator to control temperature and humidity of the microchip. A diagnostic device is provided.
바람직하게는, 상기 마이크로 인큐베이터에는 상기 마이크로 칩을 고정하기 위하여 상기 마이크로 칩에 대응하여 상기 마이크로 인큐베이터에 형성된 홈 또는 상기 마이크로 인큐베이터의 일측에 형성된 클립 또는 고리인 고정 수단이 형성된다.Preferably, the micro incubator is provided with a fixing means that is a groove formed in the micro incubator corresponding to the micro chip or a clip or a ring formed on one side of the micro incubator to fix the micro chip.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩에 혈액을 주입하는 단계, 고정대 또는 마이크로 인큐베이터 상에 상기 마이크로 칩을 위치시키는 단계, 그리고 상기 필터부 및 채널부를 이동하는 혈액의 단위 시간 당 이동 거리 또는 상기 저장부에 단위 시간 당 저장되는 혈액의 양을 측정하는 단계를 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법이 제공된다.According to the present invention for achieving the above object of the present invention, there is provided a micro part having a filter part for measuring the moving distance of the blood passing through the inside and the channel part and a storage part for measuring the amount of blood passing through the filter part. Injecting blood into the chip, positioning the microchip on a stator or micro incubator, and moving distance per unit time of blood moving the filter unit and the channel unit or the blood stored per unit time in the storage unit. There is provided a method of diagnosing a disease using physical properties of erythrocytes comprising measuring the amount.
이 경우, 상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터에 상기 마이크로 칩을 고정하기 위한 고정 수단을 형성하고, 상기 고정 수단을 이용하여 상기 마이크로 칩을 상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터에 고정하는 단계를 더 포함한다.In this case, the method may further include forming fixing means for fixing the microchip to the holder or micro incubator, and fixing the microchip to the holder or micro incubator using the fixing means.
또한, 상기 마이크로 인큐베이터 상기 마이크로 칩의 온도 및 습도를 조절하기 위한 온도 및 습도 조절 수단을 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터의 하부에 상기 마이크로 칩에 광을 조사하는 광 발생 수단을 배치하는 단계를 더 포함하며, 상기 마이크로 칩에 상기 혈액을 주입하기 위하여 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 시료 주입 수단을 연결하는 단계를 더 포함한다.In addition, the micro-incubator further comprises the step of connecting the temperature and humidity control means for adjusting the temperature and humidity of the microchip, the light generating means for irradiating light to the microchip in the lower portion of the holder or micro incubator And disposing the sample injecting means including a syringe or a suction pump to inject the blood into the microchip.
바람직하게는, 상기 필터부 및 채널부를 이동하는 혈액의 단위 시간 당 이동 거리 또는 상기 저장부에 단위 시간 당 저장되는 혈액의 양을 측정하는 단계는 육안 관찰에 의해 수행된다.Preferably, the step of measuring the moving distance per unit time of the blood moving the filter unit and the channel unit or the amount of blood stored per unit time in the storage unit is performed by visual observation.
본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 의하면, 별도의 광학적 검출 수단을 요구하지 않고 마이크로 칩을 통과하는 피검사자의 혈액 속에 포함된 적혈구의 속도 및 변형성 등과 같은 물리적 특성을 용이하게 측정할 수 있으므로, 상기 질환 진단 장치가 측정한 적혈구의 물리적 특성에 관한 각종 결과로부터 암이나 말라리아, 당뇨병 등의 질환이 있는 지를 판별할 수 있다.According to the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention, without the need for a separate optical detection means, it is possible to easily measure physical properties such as the speed and deformability of the red blood cells contained in the blood of the test subject passing through the microchip, etc. Therefore, it is possible to determine whether there is a disease such as cancer, malaria, diabetes, etc. from various results regarding the physical characteristics of the red blood cells measured by the disease diagnosis apparatus.
또한, 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 이를 이용한 질환 진단이 현저하게 간단해지기 때문에, 저렴한 비용으로 질환을 판별할 수 있는 동시에 장치의 제조에 소요되는 시간 및 비용을 크게 절약할 수 있다. 비록, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 암의 정확한 진단 및 평가에는 활용하기에 부족하지만, 혈액만으로 암에 대한 검사가 가능하고 암의 발생 부위와는 상관없기 때문에 기존의 조직 검사에 비하여 부위에 상관없이 암의 조기 진단이 가능하므로 암의 선진단이나 조기 발견에는 매우 효과적으로 사용될 수 있다.In addition, since the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells and the disease diagnosis using the same are significantly simplified, the disease can be discriminated at low cost and the time and cost required for the manufacture of the device can be greatly reduced. Although the apparatus for diagnosing diseases using the physical characteristics of red blood cells according to the present invention is insufficient to be used for accurate diagnosis and evaluation of cancer, it is possible to test for cancer using blood alone, and thus it is not related to the site of cancer. Compared with the test, early diagnosis of cancer is possible regardless of the site, so it can be used effectively for the early diagnosis and early detection of cancer.
또한, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 동맥 경화나 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 때 투약되는 약물의 효과를 평가하는데도 활용 가능하다. 동맥 경화나 혈액순환 장애 등의 질병은 혈관 자체에 관계되는 문제이기 때문에 본 장치로는 판단하기 어려우나 적혈구의 변형성 및 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하는 약품의 경우 그 직접적인 효과를 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치로 판단할 수 있다. 더욱이, 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 질환이 혈액과 관련되어 일어나는 질병의 경우, 혈액의 점도가 바뀌므로 적혈구의 기계적 특성이 변화하기 때문에, 비록 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 적용할 때에는 암과 구분하기 어려울 경우도 있을 수 있으나 이러한 문제는 전체적인 데이터 베이스의 축척과 시스템의 개선을 통하여 개선될 수 있으며, 오히려 여러 가지 질병을 한 번에 측정하는 방향으로 발전 가능할 것이다.In addition, the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention can be utilized to evaluate the effect of the drug is administered when there is a disease, such as atherosclerosis or blood circulation disorders. Diseases such as atherosclerosis and blood circulation disorders are related to blood vessels, so they are difficult to determine with this device.However, in the case of drugs that improve blood circulation disorders by controlling the deformability of blood cells and the viscosity of blood, red blood cells have seen the direct effects. It can be determined as a disease diagnosis device using the physical properties of. Furthermore, in the case of diseases such as diabetes or malaria, which are related to blood, the mechanical properties of red blood cells change because the viscosity of the blood changes, so even when applying a disease diagnosis apparatus using the physical properties of the red blood cells, Sometimes this can be difficult to distinguish, but this problem can be improved by scaling up the entire database and improving the system, rather than by developing multiple diseases at once.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 적혈구의 물리적인 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 대하여 상세하게 설명하지만 본 발명이 하기의 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an apparatus for diagnosing a disease and a method for diagnosing the disease using physical properties of red blood cells according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It doesn't happen.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도를 도시한 것이다.4 is a perspective view of a disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치(200)는, 혈액과 같은 시료가 통과하면서 분석되는 마이크로 칩(210), 상기 마이크로 칩(210)이 고정되는 고정대(230), 그리고 상기 고정대(230)에 상기 마이크로 칩(210)을 고정하기 위한 고정 부재(240)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the disease diagnosis apparatus 200 using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention includes a microchip 210 to be analyzed while a sample, such as blood, and a stator to which the microchip 210 is fixed ( 230, and a fixing member 240 for fixing the microchip 210 to the holder 230.
본 발명에서는 마이크로 칩(210)의 필터부를 통과하는 시료의 양을 육안으로 측정하여 질환의 유무를 판단할 수 있으므로, 종래의 경우와 같이 광학적 검출 수단이나 영상을 수득하기 위한 부가적이고 복잡한 장치가 요구되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 종래의 장치에 비하여 현저하기 단순한 구성을 가지며, 장치의 제조 비용도 크게 절감할 수 있을 뿐만 아니라 적혈구의 물리적 특성의 측정에 걸리는 시간도 크게 단축된다.In the present invention, it is possible to determine the presence or absence of a disease by visually measuring the amount of the sample passing through the filter portion of the microchip 210, so that additional and complicated apparatus for obtaining optical detection means or images as in the conventional case is required. It doesn't work. Therefore, the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention has a remarkably simple configuration as compared to the conventional apparatus, not only can greatly reduce the manufacturing cost of the device but also takes time to measure the physical characteristics of the red blood cells. It is greatly shortened.
본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치(200)는 마이크로 칩(210)을 통과하는 시료의 정확한 분석을 위하여 상기 고정대(230)의 하부에 배치되어 고정대(230) 상에 고정된 마이크로 칩(210)에 광을 조사하는 광 발생 수단(250)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 광 발생 수단(250)은 레이저나 자외선(UV)을 방출하는 것이 바람직하지만, 기타 일반적인 램프를 사용할 수 있다. 상기 광 발생 수단(250)은 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 레이저 혹은 자외선을 적혈구가 통과하는 마이크로 칩(210)에 조사한다. 본 발명에 있어서, 이와 같이 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 광을 사용하는 까닭은 통상적으로 사람의 적혈구는 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 광을 흡수하는 특성이 있기 때문이다. 즉, 광 발생 수단(250)으로부터 약 400㎚ 정도의 파장을 마이크로 칩(210)을 통과하는 적혈구에 조사할 경우에는, 적혈구가 광을 흡수하여 검은 색으로 보이게 되므로 마이크로 칩(210) 내를 통과하는 적혈구를 훨씬 더 잘 관찰할 수 있다.The disease diagnosis apparatus 200 using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention is disposed on the bottom of the holder 230 for accurate analysis of the sample passing through the microchip 210 is fixed on the holder 230 The chip 210 may further include a light generating means 250 for irradiating light. In this case, the light generating means 250 preferably emits a laser or ultraviolet (UV) light, but other general lamps may be used. The light generating means 250 irradiates a microchip 210 through which red blood cells pass through a laser or ultraviolet light having a wavelength of about 400 nm. In the present invention, light having a wavelength of about 400 nm is used because the human red blood cells generally absorb light having a wavelength of about 400 nm. That is, when irradiating red blood cells passing through the microchip 210 with a wavelength of about 400 nm from the light generating means 250, the red blood cells absorb light and appear black, and thus pass through the microchip 210. You can see red blood cells much better.
상기 고정대(230)는 현미경 커버 글라스, 투광성 플라스틱 또는 유리와 같이 투광성이 우수한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 고정대(230)가 투광성을 갖는 물질로 이루어질 경우에는, 마이크로 칩(210)의 내부를 통과하는 적혈구의 속도, 형상 및 변형성 등과 같은 특성을 보다 용이하게 관찰할 수 있다.The holder 230 is preferably made of a light transmitting material such as a microscope cover glass, a transparent plastic or glass. As such, when the holder 230 is made of a light transmitting material, properties such as speed, shape, and deformability of the red blood cells passing through the microchip 210 may be more easily observed.
상기 고정대(230)의 일측에는 클립이나 고정 고리와 같은 고정 부재(240)가 형성되어 마이크로 칩(210) 내의 적혈구의 물리적 특성을 측정하는 동안 마이크로 칩(230)을 고정대(230)에 고정한다. 그러나, 이러한 고정 부재(240)는 마이크로 칩(210)을 고정대(230)에 부착하거나, 고정대(230)에 마이크로 칩(210)이 수용되는 수용홈을 마련할 경우에는 설치되지 않을 수 있다.A fixing member 240 such as a clip or a fixing ring is formed at one side of the holder 230 to fix the microchip 230 to the holder 230 while measuring physical properties of red blood cells in the microchip 210. However, the fixing member 240 may not be installed when the microchip 210 is attached to the holder 230 or when the receiving groove in which the microchip 210 is accommodated is provided in the holder 230.
도 5는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 적용되는 마이크로 칩의 단면도를 도시한 것이다.5 is a cross-sectional view of the microchip applied to the apparatus for diagnosing diseases using physical properties of red blood cells according to the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 마이크로 칩(210)은 각기 투광성을 갖는 물질로 구성된 상부층인 제1 지지층(310)과 하부층인 제2 지지층(315)을 구비한다. 상기 제1 지지층(310) 및 제2 지지층(315)은 PDMA(polydiallylmethylamine) 또는 PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 투광성 플라스틱과 유리로 구성되어 마이크로 칩(250)을 통하여 광 발생 수단(245)으로부터 조사되는 광이 마이크로 칩(210)을 투과할 수 있다.As shown in FIG. 5, the microchip 210 includes a first support layer 310, which is an upper layer made of a light-transmitting material, and a second support layer 315, which is a lower layer. The first support layer 310 and the second support layer 315 are made of light-transmitting plastic and glass such as polydiallylmethylamine (PDMA) or polymethylmethacrylate (PMMA), and are irradiated from the light generating means 245 through the microchip 250. It can penetrate the microchip 210.
상기 제2 지지층(315) 상에는 필터부(320)인 소정의 간격으로 서로 나란하게 이격된 다수의 박막 패턴들이 형성되며, 필터부(320)의 주변부에는 각기 입력부및 출력부인 제1 및 제2 채널(325, 330)로 이루어진 채널부가 형성된다. 상기 필터부(320)를 구성하는 박막 패턴들은 각기 티타늄, 알루미늄, 탄탈륨, 텅스텐 또는 백금 등과 같은 금속, 티타늄산화물, 알루미늄산화물, 탄탈륨산화물, 텅스텐산화물 또는 백금산화물 등과 같은 금속산화물 또는 실리콘질화물, TEOS 또는 저온산화물(LTO)과 같은 절연물로 구성되며, 제1 및 제2 채널(325, 330)은 각기 포토레지스트로 이루어진다. 이 때, 박막 패턴들은 약 1∼4㎛ 정도의 두께와 약 3∼7㎛ 정도의 폭으로 형성되며, 제1 및 제2 채널(325, 330)을 구성하는 포토레지스트는 약 25∼100㎛ 정도의 두꺼운 높이로 형성된다.On the second support layer 315, a plurality of thin film patterns spaced apart from each other at a predetermined interval, that is, the filter unit 320, are formed. A plurality of thin film patterns are formed on the periphery of the filter unit 320. Channel portions consisting of 325 and 330 are formed. Each of the thin film patterns constituting the filter unit 320 may be a metal such as titanium, aluminum, tantalum, tungsten or platinum, a metal oxide such as titanium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, tungsten oxide or platinum oxide, silicon nitride, TEOS or the like. It is composed of an insulator such as low temperature oxide (LTO), and the first and second channels 325 and 330 are each made of photoresist. In this case, the thin film patterns have a thickness of about 1 to 4 μm and a width of about 3 to 7 μm, and the photoresist constituting the first and second channels 325 and 330 is about 25 to 100 μm. Is formed with a thick height.
상기 제1 지지층(310)의 일측 상부로부터는 상기 제1 채널(325)의 일부를 노출시키는 유입홀(335)이 형성되며, 제1 지지층(310)의 타측 상부로부터는 제2 채널(330)의 일부를 노출시키는 배출홀(340)이 형성된다. 이 경우, 유입홀(335)을 통하여 시료가 마이크로 칩(210) 내로 유입되며, 배출홀(340)을 통하여 마이크로 칩(210)으로부터 측정이 완료된 시료를 배출시킨다. 이 때, 시료를 마이크로 칩(210)에 주입하거나 마이크로 칩(210)으로부터 배출하기 위하여 유입홀(335) 또는 배출홀(340)에 각기 연결 튜브(345, 350)가 삽입될 수 있다.An inflow hole 335 exposing a part of the first channel 325 is formed from an upper portion of the first support layer 310, and a second channel 330 from the other upper portion of the first support layer 310. A discharge hole 340 is formed to expose a portion of the. In this case, the sample is introduced into the microchip 210 through the inlet hole 335, and the sample from which the measurement is completed is discharged from the microchip 210 through the discharge hole 340. In this case, connecting tubes 345 and 350 may be inserted into the inlet hole 335 or the outlet hole 340 to inject the sample into the microchip 210 or to discharge it from the microchip 210.
상술한 구성을 갖는 마이크로 칩(210)에 주사기나 시린지 펌프와 같은 시료 주입 수단(도시되지 않음)을 사용하여 혹은 수작업으로 피검사자의 혈액과 같은 시료가 주입되면, 주입된 시료는 제1 채널(325)을 지나 필터부(320)를 통과한다. 이 때, 필터부(320)를 통과하는 피검사자의 혈액의 양을 측정할 경우에는 피검사자에 대한 질환의 유무를 진단할 수 있다.When a sample such as blood of a subject is injected into the microchip 210 having the above-described configuration by using a sample injection means (not shown), such as a syringe or a syringe pump, or by hand, the injected sample is first channel 325. Pass through the filter unit 320). At this time, when measuring the amount of blood of the examinee passing through the filter unit 320, it is possible to diagnose the presence or absence of a disease for the examinee.
이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 칩을 이용하여 질환의 유무를 진단하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한 것이며, 도 7은 본발명의 다른 실시예에 따른 시료 흡입 수단이 구비된 혈액의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도를 도시한 것이다. 도 7에 있어서, 시료 흡입 수단을 제외한 나머지 부재들은 도 5의 경우와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.6A and 6B are conceptual views illustrating a method of diagnosing a presence or absence of a disease using a microchip according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sample suction means according to another embodiment of the present invention. The perspective view of the disease diagnosis apparatus using the physical properties of the provided blood is shown. In FIG. 7, the remaining members except for the sample suction means are the same as in the case of FIG. 5, and thus description thereof will be omitted.
도 5, 도 6a 및 6b를 참조하면, 마이크로 칩(210)에 혈액(360)을 한 방울 정도 떨어뜨린 다음, 손으로 살짝 누르면 혈액(360)이 마이크로 칩(210)의 유입홀(335)을 통하여 제1 채널(325)로 유입된다. 제1 채널(325)로 유입된 혈액(360)은 필터부(320)를 통과하여 제2 채널(330)로 흐르게 된다. 이 경우에는, 유입홀(335)을 가압하는 과정을 손으로 조절할 수 있으므로 일정한 양만큼의 혈액을 마이크로 칩(210)의 내부로 흐르게 할 수 있다. 이 때, 도 6a에 도시한 바와 같이, 단위 시간에 혈액(370)이 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 통과한 길이(S)를 육안으로 측정하거나, 도 6b에 도시한 바와 같이, 단위 시간 당 필터부(320)를 통과한 혈액(370)이 마이크로 칩(210)의 제2 채널(330)에 연계되는 저장부(385)에 저장되는 양을 측정함으로써, 혈액(370)에 대한 질병의 유무를 판단할 수 있다. 즉, 암이나 기타 질병에 감염된 환자의 혈액은 적혈구의 변형성이 떨어지므로 단위 시간 당 혈액(370)이 필터부(320)를 통과하는 길이가 짧아지거나, 저장부에 저장되는 혈액(370)의 양이 적어지므로, 이로부터 육안으로 질병의 유무를 간단하게 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 5, 6A, and 6B, the blood 360 is dropped into the microchip 210 by about one drop, and the blood 360 slightly presses the inflow hole 335 of the microchip 210. It is introduced into the first channel 325 through. Blood 360 introduced into the first channel 325 flows through the filter 320 to the second channel 330. In this case, since the process of pressing the inflow hole 335 can be controlled by hand, a certain amount of blood can flow into the microchip 210. At this time, as shown in FIG. 6A, the length S of blood 370 passing through the filter unit 320 of the microchip 210 at a unit time is measured visually, or as shown in FIG. 6B. By measuring the amount of blood 370 that has passed through the filter unit 320 per unit time is stored in the storage unit 385 associated with the second channel 330 of the microchip 210, Determine the presence or absence of a medical condition That is, since blood of a patient infected with cancer or other diseases is less deformable of red blood cells, the length of blood 370 passing through the filter unit 320 per unit time is shortened, or the amount of blood 370 stored in the storage unit. Since this becomes small, the presence or absence of a disease can be confirmed easily by the naked eye from this.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 고정 부재(245)를 통하여 고정대(235) 상에 고정되어 있는 마이크로 칩(215)의 배출홀(340)에 연결 튜브(350)를 통하여 흡입 펌프(suction pump)와 같은 시료 흡입 수단(270)을 연결한 다음, 마이크로 칩(210)의 유입홀(335)에 혈액(360)을 한 방울 정도 떨어뜨린다. 이어서, 시료 흡입 수단(270)을 동작시켜 혈액(370)이 마이크로 칩(210)의 내부를 흐르게 하여 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 지나 혈액(370)이 지나간 길이를 측정하거나 마이크로 칩(210)의 제2 채널(330)에 연통되는 저장부(385)에 저장된 혈액(370)의 양을 측정함으로써, 질병의 유무를 판단할 수 있다. 즉, 암에 걸린 환자의 혈액의 경우에는, 혈액 중의 적혈구의 변형성이 저하되기 때문에 적혈구가 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 잘 통과하지 못하게 된다. 이에 비하여 건강한 사람의 일반 혈액의 경우에는 혈액 중의 적혈구의 변형성이 감소하지 않으므로 상대적으로 암에 걸린 환자의 혈액에 비하여 같은 시간 당 혈액이 많이 필터부(320)를 통과하게 된다.In addition, as shown in FIG. 7, a suction pump is connected to the discharge hole 340 of the microchip 215 which is fixed on the holder 235 through the fixing member 245 through the connection tube 350. After connecting the sample suction means 270, such as), dropping the blood 360 by one drop into the inlet hole 335 of the microchip 210. Subsequently, the sample suction means 270 is operated so that the blood 370 flows inside the microchip 210 to measure the length of the blood 370 passing through the filter portion 320 of the microchip 210 or the microchip. By measuring the amount of blood 370 stored in the storage unit 385 communicating with the second channel 330 of the chip 210, the presence or absence of a disease may be determined. That is, in the case of blood of a patient with cancer, the deformability of red blood cells in the blood is reduced, and thus the red blood cells do not pass through the filter part 320 of the microchip 210 well. On the contrary, since the deformability of red blood cells in the blood does not decrease in the general blood of a healthy person, the blood per hour passes more than the blood of the patient having the cancer and passes through the filter unit 320.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 적용되는 마이크로 칩의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 8a 내지 도 8f에 있어서, 도 5와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.8A to 8F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a microchip applied to a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells according to the present invention. 8A to 8F, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.
도 8a를 참조하면, 먼저 실리콘웨이퍼(300) 상에 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 또는 텅스텐(W) 등의 금속이나 이와 같은 금속의 산화물, 즉, 백금산화물, 탄탈륨산화물, 알루미늄산화물, 티타늄산화물, 텅스텐산화물 또는 을 화학 기상 증착(CVD) 방법. 진공 증착(vacuum evaporation) 방법 또는 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 박막(305)을 형성한다. 이 경우, 상기 박막(305)은 약 1∼4㎛ 정도의 두께로 형성되며, 후에 다수의 박막 패턴(320)으로 패터닝되어 적혈구를 필터링(filtering)하는 필터부가 된다. 또한, 상기 금속 또는 금속 산화물로 구성된 박막(305)은 본질적으로 마이크로 칩의 필터부의 가능을 수행하기 때문에, 이러한 기능을 위해서 금속 또는 금속 산화물 박막 대신에 실리콘질화물, TEOS(Si(OCH2CH3)4; tetraethylorthosilicate) 또는 저온 산화물(LTO)과 같은 절연물로 박막(305)을 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 8A, first, a metal such as platinum (Pt), tantalum (Ta), titanium (Ti), aluminum (Al), or tungsten (W) or an oxide of such a metal on the silicon wafer 300, that is, Platinum oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, titanium oxide, tungsten oxide or chemical vapor deposition (CVD) method. The thin film 305 made of a metal or a metal oxide is formed by depositing by a vacuum evaporation method or a sputtering method. In this case, the thin film 305 is formed to a thickness of about 1 ~ 4㎛, and is later patterned into a plurality of thin film patterns 320 to filter the erythrocytes (filtering). In addition, since the thin film 305 composed of the metal or metal oxide essentially performs the filter portion of the microchip, silicon nitride, TEOS (Si (OCH 2 CH 3 )) instead of the metal or metal oxide thin film for this function. 4 may be formed of an insulating material such as tetraethylorthosilicate or low temperature oxide (LTO).
도 8b를 참조하면, 상기 실리콘웨이퍼(300) 상에 형성된 박막(305)을 사진 식각 방법(photolithography) 또는 반응성 이온 식각(reactive ion etching) 방법으로 패터닝하여 실리콘웨이퍼(300)의 상부에 박막 패턴(320)을 형성한다. 이 때, 상기 실리콘웨이퍼(300) 상에는 소정의 거리로 균일하게 이격된 다수의 박막 패턴(320)이 형성되어 적혈구를 필터링하는 필터 역할을 한다. 바람직하게는, 상기 박막 패턴(320)들은 각기 약 3∼7㎛ 정도의 폭을 갖지만, 이와 같은 박막 패턴(320)들 사이의 간격은 약 4㎛, 약 5㎛ 또는 약 6㎛ 정도로 고정될 수 있다. 이 때, 상기 박막 패턴(320)을 여러 가지 형상으로 형성할 수 있으므로 후술하는 다중 필터 혹은 다수의 필터가 연결된 형상의 마이크로 칩을 제조할 수 있다.Referring to FIG. 8B, the thin film 305 formed on the silicon wafer 300 is patterned by photolithography or reactive ion etching to form a thin film pattern on the silicon wafer 300. 320). In this case, a plurality of thin film patterns 320 uniformly spaced at a predetermined distance are formed on the silicon wafer 300 to serve as a filter for filtering red blood cells. Preferably, the thin film patterns 320 have a width of about 3 to 7 μm, respectively, but the spacing between the thin film patterns 320 may be fixed to about 4 μm, about 5 μm, or about 6 μm. have. In this case, since the thin film pattern 320 may be formed in various shapes, a microchip having a shape in which multiple filters or a plurality of filters to be described later are connected may be manufactured.
이어서, 상기 박막 패턴(320)이 형성된 실리콘웨이퍼(300)의 전면에 포토레지스트를 스핀 코팅 방법으로 도포하여 약 25∼100㎛ 정도의 두께, 바람직하게는 약 50㎛ 정도의 두께를 갖는 포토레지스트 층(308)을 형성한다. 따라서, 포토레지스트 층(308)은 실리콘웨이퍼(300) 상에 형성된 다수의 박막 패턴(320)을 덮으면서 소정의 높이로 적층되며, 마이크로 칩의 채널을 구성하는 부분이기 때문에 두꺼운높이로 형성된다.Next, a photoresist layer is coated on the entire surface of the silicon wafer 300 on which the thin film pattern 320 is formed by spin coating to have a thickness of about 25 to 100 μm, preferably about 50 μm. 308 is formed. Accordingly, the photoresist layer 308 is stacked at a predetermined height while covering the plurality of thin film patterns 320 formed on the silicon wafer 300, and is formed to have a thick height because the photoresist layer 308 constitutes a channel of the microchip.
도 8c를 참조하면, 상기 포토레지스트 층(308)을 사진 식각 방법 또는 반응성 이온 식각 방법으로 상기 박막 패턴(320)이 노출되도록 식각함으로써, 실리콘웨이퍼(300) 상에 형성된 각 박막 패턴(320)의 양측에 제1 및 제2 포토레지스트 패턴으로 구성된 제1 및 제2 채널(325, 330)을 형성한다. 즉, 제1 및 제2 포토레지스트 패턴 사이에 다수의 박막 패턴(320)이 위치하도록 실리콘웨이퍼(300) 상에 제1 및 제2 채널(325, 330)을 형성한다.Referring to FIG. 8C, the photoresist layer 308 may be etched to expose the thin film pattern 320 by a photolithography method or a reactive ion etching method, thereby forming each thin film pattern 320 formed on the silicon wafer 300. First and second channels 325 and 330 having first and second photoresist patterns are formed on both sides. That is, first and second channels 325 and 330 are formed on the silicon wafer 300 such that the plurality of thin film patterns 320 are positioned between the first and second photoresist patterns.
도 8d를 참조하면, 상기 실리콘웨이퍼(300) 상에 형성된 필터부인 박막 패턴(320) 및 채널부인 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(325, 330)을 포함하는 실리콘 몰드의 전면에 PDMA 또는 PMMA와 같이 가공성이 우수하면서도 광 투과율이 높은 플라스틱을 도포하여 제1 지지층(310)을 형성한다. 제1 지지층(310)은 상기 필터부인 박막 패턴(320)과 제1 및 제2 채널(325, 330)의 구조를 유지한다.Referring to FIG. 8D, a PDMA or PMMA may be formed on a front surface of a silicon mold including a thin film pattern 320, which is a filter part formed on the silicon wafer 300, and first and second photoresist patterns 325 and 330, which are channel parts. Likewise, the first support layer 310 is formed by coating plastic having excellent workability and high light transmittance. The first support layer 310 maintains the structure of the thin film pattern 320, which is the filter unit, and the first and second channels 325 and 330.
도 8e를 참조하면, 상부에 제1 지지층(310)이 형성된 상태에서, 실리콘웨이퍼(300)를 제거한 다음, 제1 지지층(310) 가운데 아래에 상기 제1 및 제2 채널(325, 330)이 위치한 부분들을 각기 미세 가공을 통하여 천공함으로써, 제1 및 제2 채널(325, 330)이 부분적으로 노출되도록 유입홀(335)과 배출홀(340)로 구성된 다수의 홀을 형성한다. 유입홀(335)은 제1 채널(325)이 노출되게 형성되며, 배출홀(340)은 제2 채널(330)이 노출되도록 형성된다. 이 경우, 실리콘웨이퍼(300)가 제거되어도, 박막 패턴(320)과 제1 및 제2 채널(325, 330)은 제1 지지층(310)에 부착되어 있기 때문에 그 구조를 그대로 유지하게 된다. 상기 제1 지지층(310)에형성되는 다수의 홀은 각기 시료가 공급되는 유입홀(335) 및 시료가 배출되는 배출홀(340)의 기능을 수행한다.Referring to FIG. 8E, in the state in which the first support layer 310 is formed, the silicon wafer 300 is removed, and then the first and second channels 325 and 330 are disposed below the center of the first support layer 310. The drilled portions are respectively drilled to form a plurality of holes including the inlet hole 335 and the outlet hole 340 to partially expose the first and second channels 325 and 330. The inlet hole 335 is formed to expose the first channel 325, and the outlet hole 340 is formed to expose the second channel 330. In this case, even when the silicon wafer 300 is removed, the thin film pattern 320 and the first and second channels 325 and 330 are attached to the first support layer 310, thereby maintaining the structure thereof. The plurality of holes formed in the first support layer 310 each function as an inlet hole 335 through which a sample is supplied and a discharge hole 340 through which the sample is discharged.
도 8f를 참조하면, 전술한 바와 같이 유입홀(335) 및 배출홀(340)이 형성된 제1 지지층(310)의 하부에 유리와 같이 소정의 강도를 가지면서도 투명한 재질로 이루어진 제2 지지층(315)을 부착한 다음, 제1 지지층(310)에 형성된 다수의 유입 또는 배출홀(335, 340)에 시료의 검출을 위하여 연결 튜브(345, 350)를 삽입하면, 도 5에 도시한 바와 같은 마이크로 칩(210)이 완성된다.Referring to FIG. 8F, as described above, the second support layer 315 having a predetermined strength, such as glass, and a transparent material under the first support layer 310 having the inflow hole 335 and the discharge hole 340 formed therein. ), And then connecting the connecting tubes (345, 350) for the detection of the sample into the plurality of inlet or outlet holes (335, 340) formed in the first support layer 310, as shown in Figure 5 Chip 210 is completed.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 마이크로 칩을 사용하여 질환의 유무를 진단하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한 것이다. 도 9a 내지 도 9d에 있어서, 마이크로 칩(210)의 필터부의 구조는 전술한 마이크로 칩(210)의 제조 공정에서 설명한 바와 같이 박막 패턴을 다양한 형상으로 형성할 수 있으므로, 이에 따라 필터부도 다양한 형태를 가지므로 육안으로도 충분히 혈액의 이동 속도나 혈액이 저장부에 저장되는 양을 측정할 수 있다.9A to 9D are conceptual views illustrating a method of diagnosing the presence or absence of a disease using a microchip according to other embodiments of the present disclosure. 9A to 9D, the structure of the filter unit of the microchip 210 may form a thin film pattern in various shapes as described above in the manufacturing process of the microchip 210. Accordingly, the filter unit may also have various shapes. Therefore, even with the naked eye, the speed of blood movement or the amount of blood stored in the storage can be measured.
도 9a는 여러 개의 필터부가 연결된 마이크로 칩(210)을 사용하여 다수의 곳에서 혈액(360)의 물리적인 특성을 검출하는 과정을 나타내는 것이다. 이 경우에는, 화살표로 표시한 바와 같이 4곳에서 혈액(360)의 단위 시간당 이동 거리를 측정할 수 있으므로 육안으로 관측하더라도 보다 정밀하게 혈액(360)의 물리적인 특성을 측정할 수 있다.FIG. 9A illustrates a process of detecting physical properties of the blood 360 in a plurality of places by using the microchip 210 having a plurality of filter units connected thereto. In this case, as indicated by the arrow, since the movement distance per unit time of the blood 360 can be measured at four places, the physical characteristics of the blood 360 can be measured more precisely even with the naked eye.
도 9b는 다수의 필터부 사이에 각기 저장부(386)가 형성된 마이크로 칩(210)을 이용하여 혈액(360)의 물리적인 특성을 검출하는 과정을 타나낸 것이다. 이러한 마이크로 칩(210)의 경우에는 저장부(386)가 각 필터부 마다 위치하기 때문에, 보다 상세하게 단위 시간당 각 저장부(386)에 저장되는 혈액(360)의 양을 측정할 수 있으므로 혈액(370)의 물리적 특성을 용이하게 파악할 수 있다.FIG. 9B illustrates a process of detecting physical properties of the blood 360 using the microchip 210 having the storage unit 386 formed between the plurality of filter units. In the case of the microchip 210, since the storage unit 386 is positioned for each filter unit, the amount of blood 360 stored in each storage unit 386 per unit time can be measured in more detail. The physical characteristics of the 370 can be easily understood.
도 9c는 다수의 필터부가 연결된 구조를 갖는 마이크로 칩(210)을 이용하여 화살표로 표시한 바와 같이 한 곳에서 혈액(360)의 단위 시간당 이동 속도와 같은 물리적인 특성을 검출하는 과정을 나타낸 것이다. 이 때에는, 각 필터부마다 혈액(360)의 이동 거리를 검출하는 경우에 비하여 빠른 시간 내에 혈액(360)의 물리적인 특성을 검출할 수 있다.FIG. 9C illustrates a process of detecting physical characteristics such as a moving speed per unit time of blood 360 in one place as indicated by arrows using a microchip 210 having a structure in which a plurality of filter units are connected. In this case, the physical characteristics of the blood 360 can be detected within a short time as compared with the case where the moving distance of the blood 360 is detected for each filter unit.
도 9d는 다양한 폭으로 형성된 채널을 구비하는 마이크로 칩(210)을 이용하여 혈액(360)의 물리적인 특성을 검출하는 과정을 나타낸 것이다. 이 때에는, 필터부의 형상을 변경하는 것이 아니라 채널부의 구조를 변경하여 전술한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.9D illustrates a process of detecting physical properties of the blood 360 using the microchip 210 having channels formed in various widths. In this case, the same effect as in the above-described case can be obtained by changing the structure of the channel portion instead of changing the shape of the filter portion.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 사용하여 질환을 판별하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 10a 및 도 10b에 있어서, 도 5와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.10A and 10B are cross-sectional views illustrating a method of determining a disease using a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells according to another embodiment of the present invention. 10A and 10B, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.
도 10a는 암과 같은 질병에 걸린 사람의 혈액이 마이크로 칩(210)을 통과하는 과정을 나타내는 단면도이며, 도 10b는 질병이 없는 사람의 혈액이 마이크로 칩(210)을 통과하는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 10A is a cross-sectional view illustrating a process in which blood of a person suffering from a disease such as cancer passes through the microchip 210, and FIG. 10B illustrates a state in which blood of a person without a disease passes through the microchip 210. It is a cross section.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 암에 걸린 환자의 혈액(470)의 경우에는, 혈액(470) 중의 적혈구의 변형성이 저하되기 때문에 적혈구가 필터부(320)를 잘 통과하지 못하게 된다. 이에 비하여, 건강한 사람의 일반 혈액(471)의 경우에는 혈액(471) 중의 적혈구의 변형성이 감소하지 않으므로 상대적으로 암에 걸린 환자의 혈액(470)에 비하여 같은 시간 당 혈액(471)이 많이 필터부(320)를 통과하여 제2 채널(330)에 모이게 된다. 또한, 이 경우에는 혈액 플러그의 위치만으로도 질병의 유무를 대략적으로 판별할 수 있다. 마찬가지로, 말라리아나 당뇨병 등과 같은 질병이 있는 환자의 혈액의 경우에는 혈액이 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 잘 통과하지 못하여 적혈구의 농도가 낮아질 수 있으며, 채널의 끝 부분에 모이는 혈액의 양이 적어지므로, 이를 측정할 경우에는 질병의 유무를 판별할 수 있다.Referring to FIGS. 10A and 10B, in the case of blood 470 of a patient suffering from cancer, the deformability of red blood cells in the blood 470 is reduced so that red blood cells do not pass through the filter unit 320 well. On the contrary, since the deformability of red blood cells in the blood 471 is not reduced in the case of the general blood 471 of a healthy person, the blood portion 471 per hour is higher than that of the blood 470 of the patient with cancer. Passing through the 320 is gathered in the second channel (330). In this case, the presence or absence of a disease can be roughly determined only by the location of the blood plug. Similarly, in the case of blood of a patient having a disease such as malaria or diabetes, blood may not pass through the filter portion 320 of the microchip 210 so that the concentration of red blood cells may be lowered, and the concentration of blood collected at the end of the channel may be reduced. Since the amount is smaller, the measurement can determine whether there is a disease.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도를 도시한 것이다.11 is a perspective view of a disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치(400)는 마이크로 칩(410), 상기 마이크로 칩(410)이 고정되는 마이크로 인큐베이터(430), 그리고 상기 마이크로 인큐베이터(430)에 연결되는 온도 및 습도 조절 수단(450)을 구비한다. 상기 온도 및 습도 조절 수단(450)은 커넥터와 같은 연결 부재(480)를 통하여 마이크로 인큐베이터(430)에 연결되어, 마이크로 인큐베이터(430) 상에 위치한 마이크로 칩(410)의 온도 및 습도를 조절하여, 시료가 일정한 조건 하에서 마이크로 칩(410)을 통과하게 한다. 이러한, 상기 마이크로 칩(410)을 마이크로 인큐베이터(430)에 고정하기 위하여 인큐베이터(430)의 일측에고정 부재(420)가 설치되며, 전술한 경우와 마찬가지로 마이크로 인큐베이터(430)의 하부에 광 발생 수단을 설치하여 혈액의 물리적인 특성을 용이하게 측정할 수도 있다.Referring to FIG. 11, the disease diagnosis apparatus 400 using the physical characteristics of the red blood cells according to the present embodiment includes a microchip 410, a micro incubator 430 to which the microchip 410 is fixed, and the micro incubator ( And a temperature and humidity control means 450 connected to 430. The temperature and humidity control means 450 is connected to the micro incubator 430 through a connecting member 480 such as a connector, to adjust the temperature and humidity of the microchip 410 located on the micro incubator 430, Allow the sample to pass through the microchip 410 under certain conditions. In order to fix the microchip 410 to the micro incubator 430, a fixing member 420 is installed at one side of the incubator 430, and the light generating means is disposed under the micro incubator 430 as in the case described above. You can easily measure the physical properties of the blood by installing a.
전술한 본 발명에 따른 마이크로 칩을 이용하여 질병을 진단할 경우, 희석하지 않은 일반 혈액을 직접 사용할 수 있으며, 병원에서 사용할 때에는 적혈구만을 분리하여 마이크로 칩으로 그 물리적 특성을 측정할 수도 있다. 또한, 추출된 적혈구를 약 1：1 또는 약 1：2 정도와 같이 특정의 농도로 희석하여 사용할 수도 있으며, 본 발명에 따른 마이크로 칩 상에서 적혈구를 분리하거나 농도 조절 소자를 이용하여 적혈구를 기타 원하는 소정의 농도로 조절하여 사용할 수 있을 것이다. 더욱이, 시료의 농도를 조절하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로 칩과 유사한 구조를 갖는 다른 미세 채널이 마이크로 칩에 부가되도록 마이크로 칩을 가공할 수도 있다.When diagnosing a disease using the microchip according to the present invention described above, undiluted general blood may be directly used, and when used in a hospital, only red blood cells may be separated to measure physical properties of the microchip. In addition, the extracted red blood cells may be diluted to a specific concentration, such as about 1: 1 or about 1: 2, and the red blood cells may be separated on a microchip according to the present invention, or other desired predetermined blood cells may be separated using a concentration adjusting element. Can be used to adjust the concentration of. Moreover, the microchip may be processed so that other microchannels having a structure similar to the microchip according to the present invention are added to the microchip in order to adjust the concentration of the sample.
본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 의하면, 별도의 광학적 검출 수단을 요구하지 않고 마이크로 칩을 통과하는 피검사자의 혈액 속에 포함된 적혈구의 속도 및 변형성 등과 같은 물리적 특성을 용이하게 측정할 수 있으므로, 상기 질환 진단 장치가 측정한 적혈구의 물리적 특성에 관한 각종 결과로부터 암이나 말라리아, 당뇨병 등의 질환이 있는 지를 판별할 수 있다.According to the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention, without the need for a separate optical detection means, it is possible to easily measure physical properties such as the speed and deformability of the red blood cells contained in the blood of the test subject passing through the microchip, etc. Therefore, it is possible to determine whether there is a disease such as cancer, malaria, diabetes, etc. from various results regarding the physical characteristics of the red blood cells measured by the disease diagnosis apparatus.
또한, 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 이를 이용한 질환진단이 현저하게 간단해지기 때문에, 저렴한 비용으로 질환을 판별할 수 있는 동시에 장치의 제조에 소요되는 시간 및 비용을 크게 절약할 수 있다. 비록, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 암의 정확한 진단 및 평가에는 활용하기에 부족하지만, 혈액만으로 암에 대한 검사가 가능하고 암의 발생 부위와는 상관없기 때문에 기존의 조직 검사에 비하여 부위에 상관없이 암의 조기 진단이 가능하므로 암의 선진단이나 조기 발견에는 매우 효과적으로 사용될 수 있다.In addition, since the disease diagnosis apparatus and the disease diagnosis using the physical characteristics of the red blood cells are significantly simplified, the disease can be discriminated at low cost and the time and cost required for manufacturing the device can be greatly reduced. Although the apparatus for diagnosing diseases using the physical characteristics of red blood cells according to the present invention is insufficient to be used for accurate diagnosis and evaluation of cancer, it is possible to test for cancer using blood alone, and thus it is not related to the site of cancer. Compared with the test, early diagnosis of cancer is possible regardless of the site, so it can be used effectively for the early diagnosis and early detection of cancer.
또한, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 동맥 경화나 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 때 투약되는 약물의 효과를 평가하는 데도 활용 가능하다. 동맥 경화나 혈액순환 장애 등의 질병은 혈관 자체에 관계되는 문제이기 때문에 본 장치로는 판단하기 어려우나 적혈구의 변형성 및 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하는 약품의 경우 그 직접적인 효과를 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치로 판단할 수 있다. 더욱이, 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 질환이 혈액과 관련되어 일어나는 질병의 경우, 혈액의 점도가 바뀌므로 적혈구의 기계적 특성이 변화하기 때문에, 비록 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 적용할 때에는 암과 구분하기 어려울 경우도 있을 수 있으나 이러한 문제는 전체적인 데이터 베이스의 축척과 시스템의 개선을 통하여 개선될 수 있으며, 오히려 여러 가지 질병을 한 번에 측정하는 방향으로 발전 가능할 것이다.In addition, the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention can be utilized to evaluate the effect of the drug to be administered when there is a disease such as atherosclerosis or blood circulation disorder. Diseases such as atherosclerosis and blood circulation disorders are related to blood vessels, so they are difficult to determine with this device.However, in the case of drugs that improve blood circulation disorders by controlling the deformability of blood cells and the viscosity of blood, red blood cells have seen the direct effects. It can be determined as a disease diagnosis device using the physical properties of. Furthermore, in the case of diseases such as diabetes or malaria, which are related to blood, the mechanical properties of red blood cells change because the viscosity of the blood changes, so even when applying a disease diagnosis apparatus using the physical properties of the red blood cells, Sometimes this can be difficult to distinguish, but this problem can be improved by scaling up the entire database and improving the system, rather than by developing multiple diseases at once.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
Claims (15)
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