KR20210029449A - Small sized diagnostics system using isothermal amplification - Google Patents

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KR20210029449A
KR20210029449A KR1020190110693A KR20190110693A KR20210029449A KR 20210029449 A KR20210029449 A KR 20210029449A KR 1020190110693 A KR1020190110693 A KR 1020190110693A KR 20190110693 A KR20190110693 A KR 20190110693A KR 20210029449 A KR20210029449 A KR 20210029449A
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이국녕
성우경
김원효
윤수미
홍동기
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한국전자기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a compact diagnosis system using isothermal amplification. Particularly, the compact diagnosis system includes: a heating block having at least one receiving groove on the top surface thereof; at least one container coupled to the receiving groove and configured to receive a sample; a heater disposed in the heating block and configured to heat the container isothermally; a fluorescence analyzer unit which includes a light emitting module disposed in such a manner that it may be spaced apart from the heating block and configured to supply light toward the container, and an optical module disposed in such a manner that it may be spaced apart from the heating block and configured to detect the fluorescence caused by the amplification reaction of the sample in the container; and a conveying unit which includes a guide unit formed at one side of the heating block in the longitudinal direction of the heating block having at least one receiving groove, and a driving unit configured to convey the light emitting module and optical module along the guide unit.

Description

등온 증폭을 이용한 소형 진단 시스템{Small sized diagnostics system using isothermal amplification}Small sized diagnostics system using isothermal amplification}

본 발명은 등온 증폭을 이용한 소형 진단 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유전자 증폭반응을 통해 실시간으로 형광을 검출할 수 있는 유전자 증폭을 위한 등온 증폭 반응용 소형 진단 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a small diagnostic system using isothermal amplification, and more particularly, to a small diagnostic system for an isothermal amplification reaction for gene amplification capable of detecting fluorescence in real time through a gene amplification reaction.

종래 급성 바이러스 분자 진단 센서 기술은 RT-PCR(realtime-polymerase chain reaction) 기기를 이용하여 가열블럭(thermal block)으로 분자진단 시약의 유전자 증폭 반응에 필요한 온도를 제어하고 증폭 반응에 따른 형광 변화를 광학식 센서로 읽는 구조로 이루어져 있다. Conventional acute viral molecular diagnostic sensor technology uses a realtime-polymerase chain reaction (RT-PCR) device to control the temperature required for the gene amplification reaction of a molecular diagnostic reagent with a thermal block and optically detect changes in fluorescence according to the amplification reaction. It consists of a structure that is read by a sensor.

그러나, RT-PCR 장비를 활용하므로 실험실의 랩 장비에 의존하여 소형으로 현장에서 신속하게 분석할 수 있는 기기로 활용되기에는 적합하지 않다. However, since RT-PCR equipment is used, it is not suitable to be used as a device that can be quickly analyzed in the field by relying on laboratory equipment in a laboratory.

또한 진단 장치의 비용을 결정하는 고가의 부품은 밴드패스(BP) 필터를 포함하는 형광측정부인데, 형광을 검출하기 위해 복잡한 광학모듈을 사용하므로 등온증폭 형광측정 기기의 가격을 낮추기 어렵고 소형화도 어려운 단점이 있다. In addition, the expensive component that determines the cost of the diagnostic device is a fluorescence measurement unit that includes a bandpass (BP) filter.Since a complex optical module is used to detect fluorescence, it is difficult to reduce the price of the isothermal amplified fluorescence measurement device and it is difficult to reduce the size. There are drawbacks.

한편, 공개특허 제2019-0063556호(발명의 명칭: 분자진단 시스템)는 발광모듈과 광학모듈 간에 광이 상호 간섭되지 않도록 용기에 대해 경사지게 배치하여 정확한 결과값을 획득할 수 있는 장점이 있으나, 발광모듈과 광학모듈이 대칭하게 배치되어 마찬가지로 소형화 및 저가격 구현에 어려운 문제점을 가지고 있다.On the other hand, Patent Publication No. 2019-0063556 (name of the invention: molecular diagnosis system) has the advantage of obtaining accurate results by arranging the light emitting module and the optical module at an angle to the container so that light does not interfere with each other. As the module and the optical module are arranged symmetrically, there is a problem in miniaturization and low cost implementation as well.

대한민국 공개특허 제2019-0063556호 (2019.06.10)Republic of Korea Patent Publication No. 2019-0063556 (2019.06.10)

따라서 본 발명의 목적은 유전자 증폭반응을 통해 실시간으로 형광을 검출할 수 있는 유전자 증폭을 위한 등온 증폭 반응용 소형 저가격의 진단 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a small and low-cost diagnostic system for an isothermal amplification reaction for amplifying a gene capable of detecting fluorescence in real time through a gene amplification reaction.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 시스템은, 상면에 하나 이상의 수용홈이 형성되는 가열블럭; 상기 수용홈에 결합되며, 시료를 수용하는 하나 이상의 용기; 상기 가열블럭 내 배치되어 상기 용기를 등온 가열하는 히터; 상기 가열블럭과 이격되게 배치되고 상기 용기를 향해 광을 제공하는 발광모듈, 및 상기 가열블럭과 이격되게 배치되고 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지하는 광학모듈를 구비하는 형광측정부; 및 상기 가열블럭의 일 측면에 상기 하나 이상의 수용홈이 형성되는 가열블럭의 길이 방향으로 형성된 가이드부, 및 상기 가이드부를 따라 상기 발광모듈 및 광학모듈을 이송하는 구동부를 포함하는 이송부를 포함할 수 있다.A diagnostic system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a heating block having one or more receiving grooves formed on an upper surface thereof; At least one container coupled to the receiving groove and accommodating a sample; A heater disposed in the heating block to heat the container isothermally; A fluorescence measurement unit having a light emitting module disposed to be spaced apart from the heating block and providing light toward the container, and an optical module disposed to be spaced apart from the heating block to detect fluorescence due to an amplification reaction of a sample in the container; And a guide part formed in a longitudinal direction of the heating block in which the one or more receiving grooves are formed on one side of the heating block, and a transfer part including a driving part for transferring the light emitting module and the optical module along the guide part. .

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템에 있어서, 상기 발광모듈은 상기 용기의 측면에 배치되어, 상기 용기의 측면을 향해 광을 제공하고, 상기 광학모듈은 상기 용기의 하단면에 배치되어, 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the diagnostic system according to the present invention, the light emitting module is disposed on the side of the container to provide light toward the side of the container, and the optical module is disposed on the lower side of the container, It is characterized by detecting fluorescence due to the amplification reaction of the sample.

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템에 있어서, 상기 형광측정부는 상기 발광모듈 및 상기 광학모듈이 일체로 결합된 것일 수 있다.In addition, in the diagnostic system according to the present invention, the fluorescence measurement unit may be integrally combined with the light emitting module and the optical module.

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템에 있어서, 상기 가열블록은, 측면에 상기 발광모듈로부터 광원이 입사되는 광원입사홀이 형성되고, 하면에 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 상기 광학모듈로 방사하는 형광방사홀이 형성되어 있는 것일 수 있다.In addition, in the diagnostic system according to the present invention, the heating block has a light source incident hole through which a light source is incident from the light emitting module on a side thereof, and fluorescence due to an amplification reaction of the sample in the container is transmitted to the optical module on a lower surface thereof. It may be that the emitting fluorescence emission hole is formed.

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템에 있어서, 상기 발광모듈은, 광을 제공하는 광원; 광 투과 방향으로 상기 광원의 후단에 배치되는 광원필터; 및 상기 광원필터의 후단에 배치되는 렌즈를 포함하고, 상기 광학모듈은, 상기 용기에서 발생되는 형광을 감지하는 포토 다이오드(Photo Diode, PD); 광 수신 방향으로 상기 포토 다이오드의 전단에 배치되는 형광필터; 및 상기 형광필터의 전단에 배치되는 렌즈를 포함하는 것일 수 있다.Further, in the diagnostic system according to the present invention, the light emitting module includes: a light source for providing light; A light source filter disposed at a rear end of the light source in a light transmission direction; And a lens disposed at a rear end of the light source filter, wherein the optical module includes: a photo diode (PD) configured to detect fluorescence generated in the container; A fluorescent filter disposed in front of the photodiode in a light receiving direction; And a lens disposed in front of the fluorescent filter.

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템에 있어서, 상기 발광모듈 및 상기 광학모듈과 전기적으로 연결되는 기판부; 및 상기 기판부와 유, 무선 통신 가능하게 연결되는 단말기를 더 포함할 수 있다.In addition, in the diagnostic system according to the present invention, the light emitting module and the substrate part electrically connected to the optical module; And a terminal connected to the substrate to enable wired and wireless communication.

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템에 있어서, 상기 가열블럭은 하나 이상의 수용홈이 길이 방향으로 2열로 배치되고, 상기 이송부는, 상기 가열블럭의 제1열의 수용홈의 길이 방향으로 제1 발광모듈 및 제1 광학모듈을 이송하는 제1 구동부를 구비하는 제1 이송부; 및 상기 가열블럭의 제2열의 수용홈의 길이 방향으로 제2 발광모듈 및 제2 광학모듈을 이송하는 제2 구동부를 구비하는 제2 이송부를 포함할 수 있다.In addition, in the diagnostic system according to the present invention, the heating block includes at least one receiving groove arranged in two rows in a longitudinal direction, and the transfer unit includes a first light emitting module and a first light emitting module in the longitudinal direction of the receiving groove of the first row of the heating block. A first transfer unit having a first driving unit transferring the first optical module; And a second transfer unit including a second driving unit for transferring the second light emitting module and the second optical module in the longitudinal direction of the receiving groove of the second row of the heating block.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 진단 시스템은, 상면에 하나 이상의 수용홈이 형성되는 가열블럭; 상기 수용홈에 결합되며, 시료를 수용하는 하나 이상의 용기; 상기 가열블럭 내 배치되어 상기 용기를 등온 가열하는 히터; 상기 용기를 향해 광을 제공하고, 광원필터를 포함하는 발광모듈; 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지하고, 형광필터를 포함하는 광학모듈; 및 상기 가열블럭의 일 측면에 상기 가열블럭의 길이 방향으로 형성된 가이드부, 및 상기 가이드부를 따라 상기 발광모듈 및 광학모듈을 이송하는 구동부를 포함하는 이송부;를 포함하고, 상기 발광모듈의 광원필터와 상기 광학모듈의 형광필터가 상기 시료를 기준으로 직각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.A diagnosis system according to another embodiment of the present invention includes: a heating block having one or more receiving grooves formed on an upper surface thereof; At least one container coupled to the receiving groove and accommodating a sample; A heater disposed in the heating block to heat the container isothermally; A light emitting module that provides light toward the container and includes a light source filter; An optical module that detects fluorescence due to the amplification reaction of the sample in the container and includes a fluorescence filter; And a guide part formed on one side of the heating block in the longitudinal direction of the heating block, and a transfer part including a driving part for transferring the light emitting module and the optical module along the guide part, including, and a light source filter of the light emitting module It characterized in that the fluorescent filter of the optical module is arranged at a right angle with respect to the sample.

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템에 있어서, 상기 발광모듈은, 광을 제공하는 광원; 및 상기 광원필터의 후단에 배치되는 렌즈를 더 포함하고, 상기 광학모듈은, 상기 용기에서 발생되는 형광을 감지하는 포토 다이오드(Photo Diode); 상기 형광필터의 전단에 배치되는 렌즈를 더 포함할 수 있다.Further, in the diagnostic system according to the present invention, the light emitting module includes: a light source for providing light; And a lens disposed at a rear end of the light source filter, wherein the optical module includes: a photo diode configured to detect fluorescence generated from the container; It may further include a lens disposed in front of the fluorescent filter.

본 발명에 따르면, 가열블럭 내 하나 이상의 시료 용기에 대하여 1개의 발광모듈 및 광학모듈만을 이송하여 실시간 형광측정이 가능하게 함으로써 진단 시스템의 소형화 및 가격을 낮출 수 있다.According to the present invention, by transferring only one light emitting module and an optical module to one or more sample containers in a heating block, real-time fluorescence measurement is possible, thereby reducing the size and cost of a diagnostic system.

또한, 발광모듈과 광학모듈을 일체화시켜 이송부의 가이드를 통해 이송시킴으로써 진단을 위한 각 구성들을 하우징 내에 컴팩트 하게 배치시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, by integrating the light emitting module and the optical module and transferring them through a guide of the transfer unit, there is an advantage in that each component for diagnosis can be compactly arranged in the housing.

또한, 발광모듈과 광학모듈 간에 광이 상호 간섭되지 않도록 용기에 대해 광원축과 형광방사축은 90도로 되어 있어 광원이 직접 측정부에 입사되지 않도록 함으로써 보다 정확한 결과값을 획득할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the light source axis and the fluorescence emission axis are 90 degrees with respect to the container so that light does not interfere with each other between the light emitting module and the optical module, there is an advantage of obtaining a more accurate result value by preventing the light source from being directly incident on the measurement unit.

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템을 단말기를 통한 제어앱으로 연동하여 관리함으로써, 사용성이 뛰어나고 POCT(point-of-care testing) 형태의 분자진단 시스템 구현이 용이하며 외부에서도 쉽게 시스템을 관리할 수 있는 장점이 있다.In addition, by managing the diagnosis system according to the present invention through a control app through a terminal, it is excellent in usability, it is easy to implement a point-of-care testing (POCT) type molecular diagnosis system, and the system can be easily managed from outside. There is an advantage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 8개의 용기를 구비한 가열블럭, 일체화된 발광모듈과 광학모듈, 및 이송부를 포함하는 등온 증폭을 이용한 소형 진단 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기에 담긴 시료의 형광변화를 측정하기 위해 발광모듈 및 광학모듈을 구비하고 광축이 수직으로 배치된 형광측정부를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 측면에 발광모듈을 배치하여 광을 측면을 향해 입사시키고, 용기 하단에 광학모듈을 두어 발광모듈과 광학모듈의 광축을 90도로 배치하여 광측정효율을 높인 가열블럭의 광경로 구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광측정부를 이동하면서 용기 내 형광 변화를 측정하는 동작 예를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광측정부를 이송시키는 이송부를 구비한 진단 시스템을 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 측정 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 샘플의 형광값을 추출하기 위하여 형광측정부를 모터를 통해 이동하는 구성을 설명하는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광측정부의 등속 이동을 통한 각 샘플의 형광값 추출 알고리즘을 설명하는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 샘플 용기의 위치에서 나오는 형광값을 추출하는 알고리즘을 설명하는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기에 담긴 시료의 형광세기 변화의 추이를 출력하여 증폭 시점을 처리하는 측정 결과이다.
1 is a schematic diagram showing a small diagnostic system using isothermal amplification including a heating block having eight containers, an integrated light emitting module and an optical module, and a transfer unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a fluorescence measurement unit including a light emitting module and an optical module and having an optical axis vertically arranged to measure a change in fluorescence of a sample contained in a container according to an embodiment of the present invention.
3 is a light-emitting module disposed on the side of a container according to an embodiment of the present invention to allow light to be incident to the side, and an optical module is placed at the bottom of the container to arrange the light-emitting module and the optical axis at 90 degrees to improve light measurement efficiency It is a cross-sectional view showing the optical path structure of the raised heating block.
4 is a photograph showing an operation example of measuring a change in fluorescence in a container while moving a fluorescence measuring unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing a diagnostic system including a transfer unit for transferring a fluorescence measurement unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a fluorescence measurement result according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram illustrating a configuration in which a fluorescence measurement unit moves through a motor to extract fluorescence values of each sample according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating an algorithm for extracting a fluorescence value of each sample through a constant velocity movement of a fluorescence measurement unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph illustrating an algorithm for extracting a fluorescence value emitted from a location of each sample container according to an embodiment of the present invention.
10 is a measurement result of processing an amplification time point by outputting a change in fluorescence intensity of a sample contained in a container according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 8개의 용기를 구비한 가열블럭, 일체화된 발광모듈과 광학모듈, 및 이송부를 포함하는 등온 증폭을 이용한 소형 진단 시스템을 나타낸 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기에 담긴 시료의 형광변화를 측정하기 위해 발광모듈 및 광학모듈을 구비하고 광축이 수직으로 배치된 형광측정부를 나타낸 모식도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 측면에 발광모듈을 배치하여 광을 측면을 향해 입사시키고, 용기 하단에 광학모듈을 두어 발광모듈과 광학모듈의 광축을 90도로 배치하여 광측정효율을 높인 가열블럭의 광경로 구조를 도시한 단면도이다.1 is a schematic diagram showing a small diagnostic system using isothermal amplification including a heating block having eight containers, an integrated light emitting module and an optical module, and a transfer unit according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing a fluorescence measurement unit including a light emitting module and an optical module and having an optical axis vertically arranged to measure fluorescence change of a sample contained in a container according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a light-emitting module disposed on the side of a container according to an embodiment of the present invention to allow light to enter the side, and an optical module is placed at the bottom of the container to arrange the light-emitting module and the optical axis at 90 degrees to improve light measurement efficiency. It is a cross-sectional view showing the optical path structure of the raised heating block.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 시스템은 가열블럭(10), 하나 이상의 용기(20), 히터(미도시), 형광측정부(30) 및 이송부(40)를 포함한다.1 to 3, a diagnostic system according to an embodiment of the present invention includes a heating block 10, one or more containers 20, a heater (not shown), a fluorescence measurement unit 30, and a transfer unit 40. Includes.

가열블럭(10)은 상면에 하나 이상의 수용홈(22)이 형성되어 있다.The heating block 10 has one or more receiving grooves 22 formed on the upper surface thereof.

가열블럭(10)은 유전자의 등온증폭에 필요한 등온가열과 온도 유지 기능을 수행하며 외부와 단열 처리되어 작은 에너지 소모로 등온 증폭(isothermal amplification)에 필요한 온도를 유지한다. The heating block 10 performs isothermal heating and temperature maintenance functions required for isothermal amplification of genes, and is insulated from the outside to maintain the temperature required for isothermal amplification with small energy consumption.

하나 이상의 용기(20)는 상기 하나 이상의 수용홈(22)에 대응하여 결합되고 시료를 수용한다. One or more containers 20 are coupled to correspond to the one or more receiving grooves 22 and receive a sample.

가열블럭(10) 내부에는 상기 시료 용기(20) 로딩을 위한 용기 장착부가 있을 수 있다. 상기 수용홈(22)은 상기 가열블럭(10)의 상면으로부터 하방으로 함몰 형성되어, 상기 용기(20)가 상측으로부터 결합될 수 있다. A container mounting part for loading the sample container 20 may be provided inside the heating block 10. The receiving groove 22 is recessed downward from the upper surface of the heating block 10, so that the container 20 may be coupled from the upper side.

히터(미도시)는 상기 가열블럭(10) 내 배치되어 상기 용기(20)를 등온 가열한다. 가열블럭(10)은 내부에 히터와 함께 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 이를 통해 등온을 유지할 수 있으며, 용기(20)에 등온증폭 반응이 일어날 수 있도록 적정 온도 환경을 제공한다. A heater (not shown) is disposed in the heating block 10 to heat the container 20 isothermally. The heating block 10 may further include a temperature sensor along with a heater therein. Through this, it is possible to maintain an isothermal temperature, and an appropriate temperature environment is provided so that an isothermal amplification reaction can occur in the container 20.

형광측정부(30)는 발광모듈(50) 및 광학모듈(60)을 구비한다. The fluorescence measurement unit 30 includes a light emitting module 50 and an optical module 60.

용기(20) 내 시약은 타겟 유전자가 존재할 경우 온 증폭반응이 진행되면서 형광신호의 변화가 일어나는데, 이를 실시간으로 측정하려면 형광을 측정하는 형광측정부가 필요하다.When a target gene is present in the reagent in the container 20, a change in the fluorescence signal occurs as the amplification reaction proceeds. In order to measure this in real time, a fluorescence measurement unit that measures fluorescence is required.

본 발명은 하나 이상의 시료 용기(20)를 동시에 투입할 수 있는 가열블럭(10)에 대하여 1개의 형광측정부(30)만으로 각각의 용기(20) 내 형광 변화를 측정할 수 있다.The present invention can measure the change in fluorescence in each container 20 with only one fluorescence measuring unit 30 with respect to the heating block 10 capable of simultaneously inserting one or more sample containers 20.

상기 발광모듈(50)은 상기 가열블럭(10)과 이격되게 배치되고, 상기 용기(20)의 측면에 배치되어 상기 용기(20)의 측면을 향해 광을 제공한다. The light emitting module 50 is disposed to be spaced apart from the heating block 10 and disposed on the side of the container 20 to provide light toward the side of the container 20.

상기 발광모듈(50)은 광을 제공하는 광원, 광 투과 방향으로 상기 광원의 후단에 배치되는 광원필터 및 상기 광원필터의 후단에 배치되는 렌즈를 포함한다.The light emitting module 50 includes a light source providing light, a light source filter disposed at a rear end of the light source in a light transmission direction, and a lens disposed at a rear end of the light source filter.

상기 광원은 상기 용기(20) 내 시료의 증폭반응을 위한 광을 제공한다. 일 예로, 상기 광원은 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.The light source provides light for an amplification reaction of the sample in the container 20. For example, the light source may be a Light Emitting Diode (LED).

상기 광학모듈(60)은 상기 가열블럭(10)과 이격되게 배치되고, 상기 용기(20)의 하단면에 배치되어 상기 용기(20) 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지한다.The optical module 60 is disposed to be spaced apart from the heating block 10 and disposed on the lower surface of the container 20 to detect fluorescence due to an amplification reaction of the sample in the container 20.

상기 광학모듈(60)은 상기 용기(20)에서 발생되는 형광을 감지하는 포토 다이오드(Photo Diode), 광 수신 방향으로 상기 포토 다이오드의 전단에 배치되는 형광필터 및 상기 형광필터의 전단에 배치되는 렌즈를 포함한다. The optical module 60 includes a photodiode for detecting fluorescence generated in the container 20, a fluorescent filter disposed at a front end of the photodiode in a light receiving direction, and a lens disposed at the front end of the fluorescent filter Includes.

상기 포토 다이오드는 증폭반응의 결과로 발생된 상기 용기(20)의 형광을 감지한다. 상기 용기(20)의 등온 가열 결과로 형광이 발생되면, 상기 포토 다이오드는 이를 감지할 수 있다.The photodiode detects fluorescence of the container 20 generated as a result of an amplification reaction. When fluorescence is generated as a result of isothermal heating of the container 20, the photodiode may detect it.

본 발명의 일 구체예로, 형광측정부(30)는 LED/PD로 구성될 수 있다. 광원의 파장은 등온증폭 반응의 형광물질의 특성에 따라 적합하게 구성된다. 예를 들면 사이버그린을 형광물질로 사용할 경우 LED파장은 490nm이고 필터는 광원쪽과 PD쪽에 각각 490nm와 520nm를 통과시키는 밴드패스(band pass) 필터를 사용하게 된다. 광원이 직접 PD로 들어가지않도록 광학계는 용기(20)를 사이에 두고 측면과 하단에 구비되어 등온증폭반응의 결과물인 형광만을 포집하여 PD로 보내서 형광 측정 효율을 향상시킨다. In one embodiment of the present invention, the fluorescence measurement unit 30 may be composed of LED/PD. The wavelength of the light source is suitably configured according to the characteristics of the fluorescent material in the isothermal amplification reaction. For example, when using Cybergreen as a fluorescent material, the LED wavelength is 490nm, and the filter uses a band pass filter that passes 490nm and 520nm to the light source side and the PD side, respectively. The optical system is provided at the side and bottom with the container 20 interposed so that the light source does not directly enter the PD, so that only the fluorescence resulting from the isothermal amplification reaction is collected and sent to the PD to improve the fluorescence measurement efficiency.

상기 렌즈는 모두 굴절률 분포형 렌즈로서, 일 예로 로드(rod) 렌즈일 수 있다. 형광의 포집 효율을 증가시키기 위해 로드 렌즈를 광가이드로 활용하여 하단의 홀에 추가로 구비할 수 있으며 그 하부에 형광용 BP 필터와 PD가 구비될 수 있다. All of the lenses are refractive index distribution lenses, and may be, for example, a rod lens. In order to increase the collection efficiency of fluorescence, a rod lens may be used as an optical guide and may be additionally provided in a hole at the bottom, and a BP filter and a PD for fluorescence may be provided at the bottom thereof.

도 2는 이러한 형광측정부(30)의 구조를 나타내고 있으며, 발광모듈(50)의 광원 필터와 광학모듈(60)의 형광필터가 시료를 기준으로 90도로 배치되어 있다. 2 shows the structure of the fluorescence measurement unit 30, and the light source filter of the light emitting module 50 and the fluorescence filter of the optical module 60 are arranged at 90 degrees with respect to the sample.

도 3은 마이크로 용기(20), 광원 입사홀 및 형광 방사홀을 구비한 가열블럭(10)의 단면도를 보여준다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 가열블록(10)은 측면에 상기 발광모듈(50)로부터 광원이 입사되는 광원입사홀이 형성되고, 하면에 상기 용기(20) 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 상기 광학모듈(60)로 방사하는 형광방사홀이 형성되어 있다. 즉, 형광변화를 측정하기 위해 가열블럭에 광원 입사홀과 형광 방사홀이 구비되어 있고, 광원축과 형광방사축이 90도로 되어 있어 광원이 직접 측정부에 입사되지 않도록 광경로가 구비되어 있다. 3 shows a cross-sectional view of a heating block 10 having a micro-container 20, a light source incident hole, and a fluorescence emission hole. 3, in the heating block 10 of the present invention, a light source incident hole through which a light source is incident from the light emitting module 50 is formed on the side, and fluorescence due to the amplification reaction of the sample in the container 20 is formed on the lower side. A fluorescence emission hole for radiating to the optical module 60 is formed. That is, in order to measure the fluorescence change, a light source incident hole and a fluorescence emission hole are provided in the heating block, and since the light source axis and the fluorescence emission axis are 90 degrees, an optical path is provided so that the light source does not enter the measurement unit directly.

이로 인해, 본 발명은 발광모듈(50)과 광학모듈(60) 간에 광이 상호 간섭되지 않고 광원이 직접 측정부에 입사되지 않도록 함으로써 보다 정확한 결과값을 획득할 수 있다.Accordingly, in the present invention, more accurate results can be obtained by preventing light from interfering between the light emitting module 50 and the optical module 60 and allowing the light source to not be directly incident on the measurement unit.

바람직하게는, 상기 형광측정부(30)는 상기 발광모듈(50) 및 상기 광학모듈(60)이 일체로 결합된 것일 수 있다. 상기 발광모듈(50)과 광학모듈(60)을 일체화시켜 이송부(40)의 가이드를 통해 이송시킴으로써 진단을 위한 각 구성들을 하우징 내에 컴팩트하게 배치시킬 수 있게 된다.Preferably, the fluorescence measurement unit 30 may be a combination of the light emitting module 50 and the optical module 60 integrally. By integrating the light-emitting module 50 and the optical module 60 and transferring them through a guide of the transfer unit 40, each component for diagnosis can be compactly disposed in the housing.

이송부(40)는 상기 가열블럭(10)의 일 측면에 상기 하나 이상의 수용홈(22)이 형성되는 가열블럭(10)의 길이 방향으로 형성된 가이드부, 및 상기 가이드부를 따라 상기 발광모듈(50) 및 광학모듈(60)을 이송하는 구동부를 포함한다.The transfer part 40 includes a guide part formed in the longitudinal direction of the heating block 10 in which the one or more receiving grooves 22 are formed on one side of the heating block 10, and the light-emitting module 50 along the guide part. And a driving unit for transferring the optical module 60.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광측정부(30)를 이동하면서 용기(20) 내 형광 변화를 측정하는 동작 예를 나타내는 사진이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광측정부(30)를 이송시키는 이송부(40)를 구비한 진단 시스템을 나타내는 사진이다.4 is a photograph showing an operation example of measuring a change in fluorescence in the container 20 while moving the fluorescence measurement unit 30 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a fluorescence measurement according to an embodiment of the present invention. This is a photograph showing a diagnosis system including a transfer unit 40 that transfers the unit 30.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 발광모듈(50) 및 광학모듈(60)을 이송하는 구동부는 리니어 모터를 구비할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 일 예로서, 리니어 모터로 발광모듈(50) 및 광학모듈(60)을 구비하는 1개의 형광측정부(30)를 움직이면서 가열 블럭 내 8개의 채널(8개의 용기)을 측정할 수 있다.4 to 5, the driving unit for transferring the light emitting module 50 and the optical module 60 of the present invention may include a linear motor, but is not limited thereto. In the present invention, as an example, it is possible to measure eight channels (8 containers) in a heating block while moving one fluorescence measuring unit 30 including the light emitting module 50 and the optical module 60 with a linear motor. .

따라서, 본 발명은 가열블럭(10) 내 하나 이상의 시료 용기(20)에 대하여 발광모듈(50) 및 광학모듈(60)을 구비하는 1개의 형광측정부(30)만을 이송하여 실시간 형광측정이 가능하게 함으로써 진단 시스템의 소형화 및 가격을 낮출 수 있는 장점이 있다. Therefore, in the present invention, real-time fluorescence measurement is possible by transferring only one fluorescence measurement unit 30 including the light emitting module 50 and the optical module 60 to one or more sample containers 20 in the heating block 10. By doing so, there is an advantage in that the diagnostic system can be miniaturized and the cost can be reduced.

예컨대, 가열블럭(10)은 8개의 용기(20)를 구비하는 가열블럭(10)에 대하여 발광모듈(50)과 광학모듈(60)을 구비하는 1개의 형광측정부(30)가 이동하여 8개의 용기(20)를 측정하게 함으로써 진단 시스템의 가격을 낮출 수 있게 된다.For example, in the heating block 10, one fluorescence measurement unit 30 including the light emitting module 50 and the optical module 60 is moved with respect to the heating block 10 including the eight containers 20. It is possible to lower the cost of the diagnostic system by having the canister 20 be measured.

한편, 본 발명은 상기 발광모듈(50) 및 상기 광학모듈(60)과 전기적으로 연결되는 기판부; 및 상기 기판부와 유, 무선 통신 가능하게 연결되는 단말기를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the present invention is a substrate portion electrically connected to the light emitting module 50 and the optical module 60; And a terminal connected to the substrate to enable wired and wireless communication.

또한, 본 발명의 진단 시스템은 각 구성요소를 전체적으로 관장하며 결과를 디스플레이해주는 GUI를 포함하는 제어부를 더 포함할 수 있다. GUI를 포함하는 제어부는 안드로이드 OS 기반의 소프트웨어 혹은 라즈베리파이 등의 임베디드 시스템으로 구현할 수 있다. 이를 통해 등온과 형광측정을 모바일기기의 어플리케이션 프로그램으로 제어하고 상태와 결과를 디스플레이하는 시스템을 구성할 수 있다.In addition, the diagnostic system of the present invention may further include a control unit including a GUI that manages each component as a whole and displays a result. The control unit including the GUI can be implemented with Android OS-based software or an embedded system such as Raspberry Pi. Through this, it is possible to configure a system that controls isothermal and fluorescence measurements with an application program of a mobile device and displays the status and results.

본 발명은 이를 통해 본 발명의 진단 시스템을 단말기를 통한 제어앱으로 연동하여 관리함으로써, 사용성이 뛰어나고 POCT 형태의 분자진단 시스템 구현이 용이하며 외부에서도 쉽게 시스템을 관리할 수 있는 장점이 있다. 또한, 모바일 기기 기반의 현장진단형 바이러스 측정 시스템에 활용할 수 있다. The present invention has the advantage of being able to manage the diagnosis system of the present invention by interlocking it with a control app through a terminal, so that it is excellent in usability, it is easy to implement a POCT-type molecular diagnosis system, and can easily manage the system from outside. In addition, it can be used in a field diagnosis virus measurement system based on a mobile device.

본 발명에 따른 또 다른 일 구체예로서, 상기 가열블럭(10)은 하나 이상의 수용홈(22)이 길이 방향으로 2열로 배치될 수 있다. 이때, 이송부(40)는 상기 가열블럭(10)의 제1열의 수용홈(22)의 길이 방향으로 제1 발광모듈 및 제1 광학모듈을 이송하는 제1 구동부를 구비하는 제1 이송부; 및 상기 가열블럭(10)의 제2열의 수용홈(22)의 길이 방향으로 제2 발광모듈 및 제2 광학모듈을 이송하는 제2 구동부를 구비하는 제2 이송부를 포함할 수 있다.In another embodiment according to the present invention, in the heating block 10, one or more receiving grooves 22 may be arranged in two rows in the longitudinal direction. In this case, the transfer unit 40 includes a first transfer unit having a first driving unit for transferring the first light emitting module and the first optical module in the longitudinal direction of the receiving groove 22 of the first row of the heating block 10; And a second transfer unit including a second driving unit for transferring the second light emitting module and the second optical module in the longitudinal direction of the receiving grooves 22 in the second row of the heating block 10.

여기서, 상기 가열블럭(10)은 히터를 가열블럭(10)의 가운데에 두고 2열의 8개 용기(20) 각각을 양쪽에 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 형광측정부는 ‘L’형 구조이므로 ‘L’구조를 대칭(미러대칭)으로 구비한 2개의 형광측정부(30)를 이송하면서 16개의 용기(8+8)를 측정할 수 있는 등온증폭장치로 확장하는 것도 가능하다. Here, it may be preferable that the heating block 10 has a heater in the center of the heating block 10 and each of the eight containers 20 in two rows is provided on both sides. In addition, since the fluorescence measurement unit has an'L'-type structure, isothermal amplification that can measure 16 containers (8+8) while transferring the 2 fluorescence measurement units 30 equipped with a symmetric (mirror symmetric) structure of the'L'. It is also possible to expand to the device.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 진단 시스템은 상면에 하나 이상의 수용홈(22)이 형성되는 가열블럭(10); 상기 수용홈(22)에 결합되며, 시료를 수용하는 하나 이상의 용기(20); 상기 가열블럭(10) 내 배치되어 상기 용기(20)를 등온 가열하는 히터; 상기 용기(20)를 향해 광을 제공하고, 광원필터를 포함하는 발광모듈(50); 상기 용기(20) 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지하고, 형광필터를 포함하는 광학모듈(60); 및 상기 가열블럭(10)의 일 측면에 상기 가열블럭(10)의 길이 방향으로 형성된 가이드부, 및 상기 가이드부를 따라 상기 발광모듈(50) 및 광학모듈(60)을 이송하는 구동부를 포함하는 이송부(40);를 포함하고, 상기 발광모듈(50)의 광원필터와 상기 광학모듈(60)의 형광필터가 상기 시료를 기준으로 직각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.A diagnostic system according to another embodiment of the present invention includes a heating block 10 in which one or more receiving grooves 22 are formed on an upper surface; One or more containers 20 coupled to the receiving groove 22 and accommodating a sample; A heater disposed in the heating block 10 to heat the container 20 isothermally; A light emitting module 50 that provides light toward the container 20 and includes a light source filter; An optical module 60 that detects fluorescence due to the amplification reaction of the sample in the container 20 and includes a fluorescence filter; And a guide part formed on one side of the heating block 10 in the longitudinal direction of the heating block 10, and a driving part for transferring the light emitting module 50 and the optical module 60 along the guide part. (40); Including, characterized in that the light source filter of the light emitting module 50 and the fluorescent filter of the optical module 60 are disposed at a right angle with respect to the sample.

상기 발광모듈(50)은 광을 제공하는 광원, 및 상기 광원필터의 후단에 배치되는 렌즈를 더 포함한다. 또한 상기 광학모듈(60)은 상기 용기(20)에서 발생되는 형광을 감지하는 포토 다이오드(Photo Diode), 및 상기 형광필터의 전단에 배치되는 렌즈를 더 포함한다.The light emitting module 50 further includes a light source for providing light, and a lens disposed at a rear end of the light source filter. In addition, the optical module 60 further includes a photodiode for sensing fluorescence generated in the container 20, and a lens disposed at a front end of the fluorescence filter.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 측정 결과이다. 6 is a fluorescence measurement result according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 도 6는 형광측정부(30)를 이송하면서 6개의 튜브(용기)를 1회 측정한 결과의 실시예를 보여준다. 형광시료의 양에 비례해 PD 출력 신호가 크게 나타나며 이를 시간적으로 관찰하여 형광증폭이 일어나는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, FIG. 6 shows an example of a result of measuring six tubes (containers) once while transporting the fluorescence measurement unit 30. As shown in FIG. In proportion to the amount of the fluorescent sample, the PD output signal appears large, and by observing this over time, it can be confirmed that fluorescence amplification occurs.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단시스템의 형광값을 판독(read-out)하는 방법을 설명하고 있다.7 to 9 illustrate a method of reading a fluorescence value of a diagnostic system according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 샘플의 형광값을 추출하기 위하여 형광측정부를 모터를 통해 이동하는 구성을 설명하는 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating a configuration in which a fluorescence measurement unit moves through a motor to extract fluorescence values of each sample according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 도 7은 발광모듈과 광학모듈로 구성된 형광측정부를 모터를 통해 이동함으로써 각 샘플의 형광값을 추출하고, 1분 주기로 각 샘플의 형광변화값의 추이를 그래프로 출력하여 형광 증폭 과정을 나타내고 있다.Referring to FIG. 7, FIG. 7 extracts the fluorescence value of each sample by moving a fluorescence measurement unit composed of a light emitting module and an optical module through a motor, and outputs the trend of the fluorescence change value of each sample as a graph in a 1-minute cycle. It shows the amplification process.

상기 모터는 공지의 펌웨어에 의해 제어될 수 있다. 여기서, 상기 모터는 GPIO(general-purpose input/output) 제어에 의해 구동되고, 모터 전원은 4v, ADC(analog-digital converter) 샘플링 레이트(sampling rate)는 200SPS, ADC 분해능(resolution)은 16비트(0-65536), 1번 측정 시의 경과 시간은 2.65초이다. The motor can be controlled by known firmware. Here, the motor is driven by GPIO (general-purpose input/output) control, the motor power is 4v, the ADC (analog-digital converter) sampling rate is 200SPS, and the ADC resolution is 16 bits ( 0-65536), the elapsed time for the first measurement is 2.65 seconds.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광측정부의 등속 이동을 통한 각 샘플의 형광값 추출 알고리즘을 설명하는 그래프이다. 8 is a graph illustrating an algorithm for extracting a fluorescence value of each sample through a constant velocity movement of a fluorescence measurement unit according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 샘플 용기의 위치에서 나오는 형광값을 추출하는 알고리즘을 설명하는 그래프이다.9 is a graph illustrating an algorithm for extracting a fluorescence value emitted from a location of each sample container according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 도 9는 각 샘플 용기(tube)의 위치에서 나오는 형광값을 추출하기 위해 신호의 피크(peak)의 위치를 잡고, 각 위치 인덱스(index)에서 형광값의 최대값 혹은 최대값의 평균 등을 취하여 형광값으로 읽는 알고리즘을 설명하는 그래프이다. 이 형광값의 1분 주기 시간추이의 변화를 그래프로 출력하여 형광증폭 반응 그래프를 그린다.Referring to FIG. 9, FIG. 9 shows the position of the peak of the signal in order to extract the fluorescence value emitted from the position of each sample tube, and the maximum or maximum fluorescence value at each position index. It is a graph explaining an algorithm that takes the average of values and reads them as fluorescence values. The fluorescence amplification response graph is drawn by outputting the change in the time period of the fluorescence value in a 1-minute period as a graph.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기에 담긴 시료의 형광 세기 변화의 추이를 출력하여 증폭 시점을 처리하는 측정 결과이다. 상기 측정 결과는 등온 증폭 과정을 모니터링 하기 위하여 리니어 모터를 1번 이상 왕복 구동하며 각 튜브(용기)의 형광의 세기를 측정 저장하고, 이를 1분 주기로 각각의 튜브 시료의 형광 세기 변화의 추이를 출력하여 증폭 시점을 처리한 형광 데이터 분석 시스템의 측정 결과이다. 10 is a measurement result of processing an amplification time point by outputting a change in fluorescence intensity of a sample contained in a container according to an embodiment of the present invention. The measurement result is to monitor the isothermal amplification process by reciprocating the linear motor one or more times, measuring and storing the fluorescence intensity of each tube (container), and outputting the change in fluorescence intensity of each tube sample at a 1-minute interval. This is the measurement result of the fluorescence data analysis system processing the amplification time point.

도 10을 참조하면, 도 10은 3개의 용기(튜브)내 시료가 형광 변화가 큰 것, 형광 변화가 작은 것, 그리고 형광 변화가 없는 것으로 그래프상에 나타나고, 이러한 형광 세기 변화의 분석 결과를 시간축으로 출력한 예이다.Referring to FIG. 10, FIG. 10 is a graph showing that a sample in three containers (tubes) has a large change in fluorescence, a small change in fluorescence, and no change in fluorescence. This is an example of output.

본 발명에 따르면, 8개의 시료를 하나의 형광측정부(30)로 간단하게 등온 형광 증폭을 측정할 수 있도록 하여 기기의 제작 비용을 줄일수 있다. 즉, 진단 장치의 비용을 결정하는 고가의 부품은 밴드패스(BP) 필터를 포함하는 형광측정부인데, 종래의 경우 형광을 검출하기 위해 복잡한 광학모듈을 사용하므로 등온증폭 형광측정 기기의 가격을 낮추기 어렵고 소형화도 어려운 단점이 있었다. 본 발명은 하나의 형광측정부(30)로 8개의 시료 용기를 한꺼번에 모니터링 할 수 있으므로 저가의 소형 기기를 제작할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 가열블럭(10) 내 하나 이상의 시료 용기(20)에 대하여 1개의 발광모듈(50) 및 광학모듈(60)만을 이송하여 실시간 형광측정이 가능하게 함으로써 진단 시스템의 소형화 및 가격을 낮출 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost of the device by simply measuring isothermal fluorescence amplification by using one fluorescence measuring unit 30 for eight samples. That is, the expensive component that determines the cost of the diagnostic device is a fluorescence measurement unit including a bandpass (BP) filter. In the conventional case, a complex optical module is used to detect fluorescence, thus reducing the cost of an isothermal amplified fluorescence measurement device. There was a drawback that was difficult and difficult to downsize. In the present invention, since one fluorescence measuring unit 30 can monitor eight sample containers at once, there is an advantage in that a low-cost small device can be manufactured. Therefore, by transferring only one light-emitting module 50 and optical module 60 to one or more sample containers 20 in the heating block 10, real-time fluorescence measurement is possible, thereby reducing the size and cost of the diagnostic system. .

또한, 발광모듈(50)과 광학모듈(60)을 일체화시켜 이송부(40)의 가이드를 통해 이송시킴으로써 진단을 위한 각 구성들을 하우징 내에 컴팩트 하게 배치시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, by integrating the light emitting module 50 and the optical module 60 and transferring them through the guide of the transfer unit 40, there is an advantage in that each component for diagnosis can be compactly disposed in the housing.

또한, 발광모듈(50)과 광학모듈(60) 간에 광이 상호 간섭되지 않도록 용기(20)에 대해 광원축과 형광방사축은 90도로 되어 있어 광원이 직접 측정부에 입사되지 않도록 함으로써 보다 정확한 결과값을 획득할 수 있고, 이로 인해 형광 측정 감도를 향상시킬 수 있다. In addition, the light source axis and the fluorescence emission axis of the container 20 are 90 degrees so that light does not interfere with each other between the light emitting module 50 and the optical module 60, so that the light source is not directly incident on the measurement unit, thereby providing more accurate results. Can be obtained, thereby improving the fluorescence measurement sensitivity.

또한 컨트롤(negative control) 대비 분석 시료의 증폭반응에 의한 형광측정이 용이하다.In addition, it is easy to measure fluorescence by amplification reaction of the analyzed sample compared to the control (negative control).

또한, 본 발명에 따른 진단 시스템을 단말기를 통한 제어앱으로 연동하여 관리함으로써, 사용성이 뛰어나고 POCT 형태의 분자진단 시스템 구현이 용이하며 외부에서도 쉽게 시스템을 관리할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the diagnosis system according to the present invention is managed by interlocking with a control app through a terminal, it is excellent in usability, it is easy to implement a POCT-type molecular diagnosis system, and it is possible to easily manage the system from outside.

한편, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Meanwhile, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

10: 가열블럭 20: 용기
22: 용기 수용홈
30: 형광측정부 40: 이송부
50: 발광모듈 60: 광학모듈
10: heating block 20: container
22: container receiving groove
30: fluorescence measurement unit 40: transfer unit
50: light-emitting module 60: optical module

Claims (12)

상면에 하나 이상의 수용홈이 형성되는 가열블럭;
상기 수용홈에 결합되며, 시료를 수용하는 하나 이상의 용기;
상기 가열블럭 내 배치되어 상기 용기를 등온 가열하는 히터;
상기 가열블럭과 이격되게 배치되고 상기 용기를 향해 광을 제공하는 발광모듈, 및 상기 가열블럭과 이격되게 배치되고 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지하는 광학모듈를 구비하는 형광측정부; 및
상기 가열블럭의 일 측면에 상기 하나 이상의 수용홈이 형성되는 가열블럭의 길이 방향으로 형성된 가이드부, 및 상기 가이드부를 따라 상기 발광모듈 및 광학모듈을 이송하는 구동부를 포함하는 이송부;
를 포함하는 진단 시스템.
A heating block in which at least one receiving groove is formed on an upper surface;
At least one container coupled to the receiving groove and accommodating a sample;
A heater disposed in the heating block to heat the container isothermally;
A fluorescence measurement unit having a light emitting module disposed to be spaced apart from the heating block and providing light toward the container, and an optical module disposed to be spaced apart from the heating block to detect fluorescence due to an amplification reaction of a sample in the container; And
A transfer part including a guide part formed in a longitudinal direction of the heating block in which the at least one receiving groove is formed on one side of the heating block, and a driving part for transferring the light emitting module and the optical module along the guide part;
Diagnostic system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 발광모듈은 상기 용기의 측면에 배치되어, 상기 용기의 측면을 향해 광을 제공하고,
상기 광학모듈은 상기 용기의 하단면에 배치되어, 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지하는 것을 특징으로 하는 진단 시스템.
The method of claim 1,
The light emitting module is disposed on the side of the container to provide light toward the side of the container,
The optical module is disposed on a lower surface of the container, and detects fluorescence due to an amplification reaction of a sample in the container.
제1항에 있어서,
상기 형광측정부는 상기 발광모듈 및 상기 광학모듈이 일체로 결합된 것인, 진단 시스템.
The method of claim 1,
The fluorescence measurement unit, the light-emitting module and the optical module is integrally coupled to the diagnostic system.
제1항에 있어서, 상기 가열블록은,
측면에 상기 발광모듈로부터 광원이 입사되는 광원입사홀이 형성되고,
하면에 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 상기 광학모듈로 방사하는 형광방사홀이 형성되어 있는 것인, 진단 시스템.
The method of claim 1, wherein the heating block,
A light source incident hole through which a light source is incident from the light emitting module is formed on the side,
A diagnostic system, wherein a fluorescence emission hole for emitting fluorescence due to an amplification reaction of the sample in the container is formed on a lower surface thereof to the optical module.
제1항에 있어서,
상기 발광모듈은,
광을 제공하는 광원;
광 투과 방향으로 상기 광원의 후단에 배치되는 광원필터; 및
상기 광원필터의 후단에 배치되는 렌즈를 포함하고,
상기 광학모듈은,
상기 용기에서 발생되는 형광을 감지하는 포토 다이오드(Photo Diode);
광 수신 방향으로 상기 포토 다이오드의 전단에 배치되는 형광필터; 및
상기 형광필터의 전단에 배치되는 렌즈를 포함하는 것인, 진단 시스템.
The method of claim 1,
The light emitting module,
A light source providing light;
A light source filter disposed at a rear end of the light source in a light transmission direction; And
Including a lens disposed at the rear end of the light source filter,
The optical module,
A photodiode for sensing fluorescence generated in the container;
A fluorescent filter disposed in front of the photodiode in a light receiving direction; And
And a lens disposed at the front end of the fluorescent filter.
제1항에 있어서,
상기 발광모듈 및 상기 광학모듈과 전기적으로 연결되는 기판부; 및
상기 기판부와 유, 무선 통신 가능하게 연결되는 단말기를 더 포함하는 진단 시스템.
The method of claim 1,
A substrate part electrically connected to the light emitting module and the optical module; And
Diagnosis system further comprising a terminal connected to the substrate to enable wired and wireless communication.
제1항에 있어서,
상기 가열블럭은 하나 이상의 수용홈이 길이 방향으로 2열로 배치되고,
상기 이송부는,
상기 가열블럭의 제1열의 수용홈의 길이 방향으로 제1 발광모듈 및 제1 광학모듈을 이송하는 제1 구동부를 구비하는 제1 이송부; 및
상기 가열블럭의 제2열의 수용홈의 길이 방향으로 제2 발광모듈 및 제2 광학모듈을 이송하는 제2 구동부를 구비하는 제2 이송부를 포함하는 것인, 진단 시스템.
The method of claim 1,
In the heating block, at least one receiving groove is arranged in two rows in the longitudinal direction,
The transfer unit,
A first transfer unit including a first driving unit for transferring the first light emitting module and the first optical module in the longitudinal direction of the receiving groove in the first row of the heating block; And
And a second transfer unit including a second driving unit for transferring the second light emitting module and the second optical module in the longitudinal direction of the receiving groove of the second row of the heating block.
상면에 하나 이상의 수용홈이 형성되는 가열블럭;
상기 수용홈에 결합되며, 시료를 수용하는 하나 이상의 용기;
상기 가열블럭 내 배치되어 상기 용기를 등온 가열하는 히터;
상기 용기를 향해 광을 제공하고, 광원필터를 포함하는 발광모듈;
상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지하고, 형광필터를 포함하는 광학모듈; 및
상기 가열블럭의 일 측면에 상기 가열블럭의 길이 방향으로 형성된 가이드부, 및 상기 가이드부를 따라 상기 발광모듈 및 광학모듈을 이송하는 구동부를 포함하는 이송부;를 포함하고,
상기 발광모듈의 광원필터와 상기 광학모듈의 형광필터가 상기 시료를 기준으로 직각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진단 시스템.
A heating block in which at least one receiving groove is formed on an upper surface;
At least one container coupled to the receiving groove and accommodating a sample;
A heater disposed in the heating block to heat the container isothermally;
A light emitting module that provides light toward the container and includes a light source filter;
An optical module that detects fluorescence due to the amplification reaction of the sample in the container and includes a fluorescence filter; And
Including; a guide portion formed on one side of the heating block in the longitudinal direction of the heating block, and a transfer portion including a driving portion for transferring the light emitting module and the optical module along the guide portion; and
The diagnostic system, characterized in that the light source filter of the light emitting module and the fluorescent filter of the optical module are disposed at right angles with respect to the sample.
제8항에 있어서,
상기 발광모듈 및 상기 광학모듈은 일체로 결합되고,
상기 발광모듈은 상기 용기의 측면에 배치되어, 상기 용기의 측면을 향해 광을 제공하고,
상기 광학모듈은 상기 용기의 하단면에 배치되어, 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 감지하는 것을 특징으로 하는 진단 시스템.
The method of claim 8,
The light emitting module and the optical module are integrally combined,
The light emitting module is disposed on the side of the container to provide light toward the side of the container,
The optical module is disposed on a lower surface of the container, and detects fluorescence due to an amplification reaction of a sample in the container.
제8항에 있어서, 상기 가열블록은,
측면에 상기 발광모듈로부터 광원이 입사되는 광원입사홀이 형성되고,
하면에 상기 용기 내 시료의 증폭반응으로 인한 형광을 상기 광학모듈로 방사하는 형광방사홀이 형성되어 있는 것인, 진단 시스템.
The method of claim 8, wherein the heating block,
A light source incident hole through which a light source is incident from the light emitting module is formed on the side,
A diagnostic system, wherein a fluorescence emission hole for emitting fluorescence due to an amplification reaction of the sample in the container is formed on a lower surface thereof to the optical module.
제8항에 있어서,
상기 발광모듈은,
광을 제공하는 광원; 및
상기 광원필터의 후단에 배치되는 렌즈를 더 포함하고,
상기 광학모듈은,
상기 용기에서 발생되는 형광을 감지하는 포토 다이오드(Photo Diode); 및
상기 형광필터의 전단에 배치되는 렌즈를 더 포함하는 것인, 진단 시스템.
The method of claim 8,
The light emitting module,
A light source providing light; And
Further comprising a lens disposed at the rear end of the light source filter,
The optical module,
A photodiode for sensing fluorescence generated in the container; And
The diagnostic system further comprising a lens disposed at the front end of the fluorescent filter.
제8항에 있어서,
상기 발광모듈 및 상기 광학모듈과 전기적으로 연결되는 기판부; 및
상기 기판부와 유, 무선 통신 가능하게 연결되는 단말기를 더 포함하는 진단 시스템.
The method of claim 8,
A substrate part electrically connected to the light emitting module and the optical module; And
Diagnosis system further comprising a terminal connected to the substrate to enable wired and wireless communication.
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