KR100615871B1 - 액상 샘플용 샘플링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액상 샘플용 샘플링 장치에 관한 것으로서, 여기서 샘플은 샘플링 사이트로부터 측정 사이트까지 모새관작용 채널을 통해 운반되고, 모세관작용 채널은 캐리어, 커버, 및 캐리어와 커버 사이의 중간층을 필수 요소로 하여 형성된다. 캐리어는 샘플링 사이트 근방에서 커버보다 돌출해있고, 중간층은 샘플링 사이트 근방에서 샘플링 사이트로부터 후방쪽으로 떨어져 있다. 본 장치에 의하면 샘플링 사이트의 근방에서 캐리어의 노출 표면으로의 샘플의 상방 투여 및 상기 샘플의 측방 투여가 가능하다.
샘플링

Description

액상 샘플용 샘플링 장치{SAMPLING DEVICE FOR LIQUID SAMPLES}
본 발명은 액상 샘플을 샘플링하기 위한 장치에 관한 것으로서, 여기서의 샘플은 샘플링 사이트로부터 측정 사이트까지 모세관작용 채널을 통해 운반된다.
액상 샘플, 예컨대 혈액, 혈청, 소변과 같은 수성의 ( aqueous ) 체액의 성분을 빠르고 단순하게 질적 또는 양적, 분석적으로 측정하기 위해 소위 캐리어바운드 ( carrier-bound ) 시험 ( 시험 캐리어, 시험 부재, 시험 스트립 ) 이 종종 이용된다. 이 캐리어바운드 시험에서는, 액상 샘플과 접하게 되는 캐리어의 해당 층에 검출 시약이 매몰된다. 액상 샘플과 시약의 반응으로, 목적 분석물질( analyte )이 존재하는 경우 검출가능한 신호, 예컨대 육안으로 또는 반사 광도측정기 등의 기구로 평가될 수 있는 측정가능한 전기신호 또는 색상 변화가 발생한다.
종종 캐리어바운드 시험은 플라스틱으로 이루어진 긴 캐리어 재료와 그 표면에 시험 필드 ( test field ) 로서 장착되는 검출층이 필수 요소인 시험 스트립으로서 구성된다. 그러나, 작은 정방형 또는 직사각형 플레이트로 된 시험캐리어가 또한 공지되어 있다.
특히 최근에는 시험 스트립의 한 단부 ( 샘플링 사이트 또는 샘플 공급 사이트 ) 에서부터 일반적으로 샘플링 사이트로부터 수 센티미터 떨어져 있는 시약 구 역까지 액상 샘플을 전달하는 모세관작용 틈 ( 모세관 틈 ) 을 포함하는 시험 스트립이 제공되었다. 이로 인해, 혈액 샘플에 의한 오염의 위험에 평가 장치를 노출시키지 않은 채, 샘플, 특히 혈액 샘플을 평가 장치 내에 있는 시험 스트립으로 공급할 수 있게 되었다. 그러한 시험 스트립의 전형적인 예가 예컨대 다음의 특허문헌 : EP-A 0 359 831; US 6,071,391; US 6,156,173; WO-A 00/20626; WO-A 99/29428; WO-A 99/29429; EP-A 0 170 375 에 기재되어 있다.
상기 언급된 문헌에 기재된 시험 부재는, 함께 모세관작용 채널을 형성하는 캐리어, 커버, 및 캐리어와 커버 사이의 중간층을 필수 요소로 한다. 혈액 샘플 또는 액상 샘플의 목적 분석물질 또는 목적 파라미터의 검출을 위해 필요한 시약은 모세관작용 채널 내의 규정된 구역에 위치된다. 종래 기술의 모든 캐리어바운드 시험은, 모세관 채널을 채우기 위해 샘플 재료가 공급될 수 있는 명백하게 규정되고 제한된 영역을 갖고 있다. 이 영역은 시험 캐리어의 단부 또는 한쪽 또는 양쪽 가장자리에 있다. 또한, 캐리어 또는 커버의 구멍을 통해 상방 또는 하방으로부터 액상 샘플 재료가 투여 ( dosing ) 되는 시험 캐리어가 공지되어 있다. 영어권 지역에서는, 이처럼 다른 사이트에서의 샘플 충전의 변형들을 전방 ( front ) 투여, 측방 ( side ) 투여 및 상방 ( top ) 투여라고 부른다.
예컨대, 당뇨병 환자 또는 항응고성 환자와 같은 비숙련자가 소위 홈 모니터링 ( home monitoring ) 을 위해 사용하려는 시험 스트립의 경우, 간단한 취급 ( 일반적으로 손끝으로부터 혈액 한 방울이 시험 스트립으로 유도됨 ) 으로 인해 샘플 충전의 전방 및 측방 투여 변형이 바람직한 것으로 입증되었다. 대조적으 로, 전문 분야 ( 의사의 진찰실, 의학 실험실 등 ) 에서는 상방 투여 변형을 갖는 시험 스트립이 선호되는데, 이러한 경우에 일반적으로 혈액이 피펫 또는 모세관과 같은 공급장치로 가해지고, 이들 장치로 전방 또는 측방 투여하는 것이 매우 곤란하기 때문이다.
종래에는 홈 모니터링 분야 및 전문 분야에서 동등한 정도로 유리하게 이용될 수 있는 캐리어바운드 시험이 부족하였다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들을 제거하는 것이다. 특히, 피펫 또는 모세관과 같은 공급 장치로 편리하게 샘플을 공급할 수 있고, 또한 피부로부터 액상 샘플 ( 특히, 혈액 ) 을 투여할 수 있는 액상 샘플의 샘플링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적은 청구범위에서 특징지워지는 본 발명의 요지에 의해 달성된다. 본 발명은 액상 샘플용 샘플링 장치에 관한 것으로서, 여기서 샘플은 샘플링 사이트로부터 측정 사이트까지 모새관작용 채널을 통해 운반되고, 모세관작용 채널은 기본적으로 캐리어, 커버, 및 캐리어와 커버 사이의 중간층으로 형성되며, 캐리어는 샘플링 사이트의 영역에서 커버보다 돌출해있다. 이 채널의 필수적인 특징은, 모세관작용 채널의 구조 ( geometry ) 를 결정하는 중간층이 샘플링 사이트의 영역에서 측정 사이트의 방향으로 뒤로 물러나 있으며, 캐리어 및 커버가 중간층보다 돌출한다는 것이다. 이로써 본질적으로 장치의 총 폭을 차지하는 구멍이 샘플링 사이트의 영역에 형성된다. 이와 관련하여, 중간층의 높이가 모세관 채널 의 모세관작용을 결정한다. 그 높이는 모세관현상이 일어나도록 선택되어야 한다. 중간층의 두께는 일반적으로 수백 ㎛ 이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 캐리어와 중간층 또는 커버와 중간층 또는 캐리어, 커버 및 중간층이 일체로 제조될 수 있다.
캐리어와 커버는 일반적으로 플라스틱 재질로 이루어진 포일이고, 중간층은 적절한 두께를 갖는 양면 접착성 테이프이다.
본 발명에 따른 장치의 전형적인 예로는, 특히 분석 시험 부재 ( 시험 스트립, 바이오센서 ), 큐벳 ( cuvette ), 또는 피펫 등의 샘플링 부재가 있다.
본 발명에 따른 장치는, 샘플 내 분석물질의 존재 또는 그 양의 검출을 가능케하는, 또는 샘플의 특정 성질을 검출하기에 적절한 검출 반응이 액상 샘플을 빨아올리는 동안 또는 그 후에 일어나는 분석 시험 부재가 바람직하다. 이 점에 있어서 분석 시험 부재는, 시험 스트립 등의 기구, 효소적 바이오센서 또는 광학 바이오센서 ( 옵트로드( optrode ), 웨이브컨덕터( wave conductor ) 등 ) 과 같은 바이오 센서, 전기화학적 센서 등과 같은 수단에 의해 시각적으로 또는 광학적으로 평가될 수 있는 시험 부재이다. 분석물질을 검출하기 위해 분석 시험 부재에 있어 효소적, 면역학적 또는 핵산계 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 샘플링 장치는, 샘플링에 단지 사용되고 분석을 위해 다시 샘플을 배출하거나, 뒤이어 일어나는 반응없이 분석이 행해지는 경우의 큐벳 또는 피펫일 수 있다. 또한, 본 발명의 샘플링 장치는 액상 샘플을 저장하는데 사용될 수도 있다. 그러한 샘플링 장치의 원리는 종래 기술에 포괄적으로 설명되어 있어, 여러 실시예에 있어 당업자에게 친숙하다.
본 발명에 따른 장치의 모세관작용 채널 또는 모세관 채널은 상기 장치의 제 1 사이트에서부터 떨어져 있는 제 2 사이트까지 액상 샘플을 운반하는데 기여한다. 여기서의 제 1 사이트는 샘플링 사이트를, 그리고 제 2 사이트는 측정 사이트를 가리킨다.
스트립형 시험 부재에 있어서, 예컨대 샘플링 사이트는 시험 부재의 짧은 가장자리와 측면 중 하나에 필수적으로 상응한다. 예컨대 측정 사이트는, 목적 분석물질을 위한 검출 반응이 관찰되고 일반적으로 검출 시약을 운반하는 사이트에 필수적으로 상응한다. 일반적인 조건으로는, 측정 사이트는 보통 모세관작용 채널에서 샘플링 사이트의 반대편 단부이다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서는, 캐리어의 하나 이상의 또는 모든 면, 커버 및 모세관 채널에 접하는 중간층은 친수성으로 제조된다.
샘플링 사이트의 영역에서 캐리어가 커버보다 돌출해있는 구성의 결과, 캐리어는 피펫 또는 모세관과 같은 공급 장치에 의해 샘플이 쉽게 공급될 수 있는 평편한 공급 구역을 제공한다.
장치의 중간층이 샘플링 사이트의 영역에서 측정 사이트의 방향으로 뒤로 물러나 있어 캐리어와 커버가 중간층보다 돌출해있는 구성으로 인해, 장치의 가장자리에 액상 샘플의 측방 투여를 가능케하는 영역이 잔존하게 된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 모세관작용 채널은 샘플링 사이트의 영역에서 장치의 일측 이상의 가장자리까지 확장되어 있는 것이 바람직하 다. 상기 확장은 깔때기형이 특히 바람직하다. 이 깔때기형은 직선형 ( 삼각형 ) 또는 곡선형 ( 트럼펫형 ) 일 수 있다. 모세관작용 채널의 구조는 상응하는 형상의 함몰부를 갖는 중간층에 의해 본질적으로 결정된다.
바람직한 실시예에서, 저부 포일은 평편한 공급 구역을 제공한다. 이 구역은 모세관의 깔때기형 시작부에 의해 경계지워진다. 이 깔때기형은 스트립의 가장자리 양 측에 존재한다. 이 깔때기형은 커버, 중간층의 가장자리 그리고 캐리어 사이에 모세관 틈이 형성되도록 커버로 덮혀있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 샘플링 장치는 샘플링 사이트 ( 공급 구역 ) 의 영역에서 커버보다 돌출해있는 캐리어의 일부분에 잉여샘플 수용 수단을 포함한다. 이 수단은 커버와 직접 접하지 않는다. 이 수단은 모세관작용 틈 또는 흡수성 재료 ( 예컨대, 양털 ( fleece ), 직물, 편직물, 스폰지 등 ) 를 포함하는 것이 바람직하며, 액상의 잉여샘플이 그 속으로 수용될 수 있다. 폐샘플 구역이라고도 불리우는 이 영역의 모세관작용은 샘플링 사이트로부터 샘플의 측정 사이트까지의 모세관작용 채널의 모세관작용보다 적어서, 장치에 공급되는 샘플 재료가 샘플링 사이트로부터 샘플 측정 사이트까지의 모세관작용 채널을 먼저 채우고, 모세관작용 채널이 채워진 직후에 잉여샘플 수용 수단이 채워진다. 또한, 잉여샘플 수용 수단은 본 발명에 따른 장치의 취급 보조물로서 이용될 수 있는 것이 유리하다.
본 발명에 따른 상기 장치는 많은 장점을 갖고 있다.
1. 샘플 공급 사이트는 비교적 넓은 영역내에 있고 시험 스트립의 총 폭에서 자유롭게 선택될 수 있다.
2. 본 발명에 따른 장치는 사용상 모든 위치에서 자가투여 ( self-dosing ) 가능하다.
3. 피펫, 모세관으로 공급하거나 또는 피부 ( 손끝, 팔뚝 등 ) 로부터 직접 샘플을 공급할 수 있는 본 발명의 장치는, 샘플로 위에서부터 또는 옆에서부터 채워질 수 있다. 특히 본 발명의 장치가 분석 시험 부재인 경우, 그 장치는 상이한 시장 분야 ( 홈 모니터링, 전문 분야 ) 에 이용될 수 있다.
4. 적용 영역의 설계로 인해 필요한 최소 샘플 체적을 증가시키지 않은 채로 상이한 샘플 체적이 장치에 공급될 수 있기 때문에, 공급될 샘플의 양에 있어서 본 발명의 장치는 매우 유연하다.
5. 바람직한 실시예에서, 장치의 내부에서 잉여샘플을 안전하게 수용함으로써 샘플의 과잉투여를 방지하는 수단이 제공될 수 있다.
본 발명은 첨부도면에 의해 더 명료해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 시험 부재를 위에서 바라본 개략도이다.
도 2 는 도 1 의 시험부재를 구성하는 각 층의 도면이다.
도 3 은 샘플링 사이트 영역의 도 1 의 시험부재를 측면에서 바라본 확대 단면도이다.
*도면부호의 설명*
1 샘플링 장치 ( 이 경우, 시험 부재 )
2, 2' 모세관작용 채널 3 샘플링 사이트
4 측정 사이트 5 캐리어
6, 6' 커버 7, 7' 중간층
8 잉여샘플 ( 폐샘플 구역 ) 수용 수단
9 벤트구멍 10 전극 구조부
도 1 은 본 발명에 따른 분석 시험 부재 (1) 를 위에서 바라본 도면이다. 도 1 및 2 는, 분석 시험 부재 (1) 가, 양면 접착성 테이프 형태로 중간층 (7) 이 접착되어 있는 캐리어 (5) 로 어떻게 구성되는지를 보여주고 있다. 중간층 (7) 은, 여기서 설명하는 실시예에서는 샘플링 사이트 (3) 의 영역에서 깔때기형으로 확장되어 있는 모세관작용 채널 (2) 을 위한 컷아웃을 포함한다. 제 2 모세관작용 채널 (2', 점선으로 표시) 을 선택적으로 포함할 수 있는 제 2 중간층 (7') 이 또한 캐리어 (5) 상에 제공되어 있다. 또한, 도 1 및 2 에 도시된 실시예에서 중간층 (7') 은 시험 부재 (1) 의 취급을 단순화하기 위해 커버 (6') 가 접착되는 양면 접착성 테이프이다.
본 실시예의 커버 (6) 는 벤트구멍 (9) 과 전극 구조부 (10) 를 가지며 중간층 (7) 에 접착된다. 모세관작용 채널 (2) 이 채워질 때 공기는 벤트구멍 (9) 을 통해 빠져나갈 수 있다. 전극 구조부 (10) 는 액상 샘플용 측정 사이트 (4) 영역에서 실용 구조부 ( structures for working ) 와 상대전극을 포함한다. 예를 들면, 도 1 에 도시된 시험 캐리어 (1) 는 예컨대 특정 혈액 파라미터 ( 포도 당, 젖산, 콜레스테롤 등 ) 또는 혈액 특성 ( 헤마토크리트 ( haematocrit ), 응고시간 ) 을 측정하기 위해 전류측정 분석물질 측정에 이용될 수 있다.
물론, 분석물질의 광학 및 특히 반사 광도측정 검출을 위해 측정 사이트 영역에서 전극 구조부 (10) 대신에 시약을 수용할 수도 있다. 이 목적을 위해, 캐리어 (5) 와 커버 (6) 중 어느 하나가 적어도 측정 사이트 (4) 의 영역에서 투명한 것이 유리하다.
특히 도 3 에 도시된 것처럼, 중간층 (7) ( 또한, 도시된 실시예에서는 중간층 (7') ) 은 샘플링 사이트 (3) 의 영역 내의 샘플링 사이트 (3), 즉 액상 샘플이 시험 부재 (1) 에 공급되는 사이트로부터 뒤로 물러나 있다. 캐리어 (5) 및 커버 (6) ( 또한, 여기에 도시된 경우에는 커버 (6') ) 는 샘플링 사이트 (3) 의 영역에서 중간층 (7) ( 또한, 여기에 도시된 경우에는 중간층 (7') ) 보다 돌출해 있다. 이로써 액상 샘플의 측방 투여가 가능하다. 시험 부재 (1) 의 가장자리까지 뻗어 있는 모세관 틈이 캐리어 (5) 와 커버 (6, 6') 사이에 형성된다. 따라서, 샘플 투여 구역 (3) 의 영역에 있는 캐리어 (5) 의 노출 표면에 혈액 샘플의 부분표본 ( aliquot ) 을 둠으로써, 모세관 채널 (2) 은 상방으로부터는 물론 측방 ( 측방투여 ) 으로부터도 채워질 수 있다.
존재할 수 있는 잉여샘플은 잉여샘플 수용 수단의 일부인 모세관 채널 (2') 을 통해 샘플링 사이트 (3) 로부터 제거된다. 또한, 잉여샘플 수용 수단 (8) 은 잉여샘플을 막아 환경오염을 방지한다. 또한, 상기 수단 (8) 이 위치하는 구역은 시험 부재 (1) 의 취급 보조물로서 이용될 수 있다.
상기 수단 (8) 의 모세관 작용은 모세관 채널 (2) 의 모세관 작용보다 바람직하게도 작기 때문에, 영역 (3) 에서 시험 부재 (1) 에 공급되는 액상 샘플은 대부분 먼저 모세관 채널에 들어가고, 모세관 채널 (2) 이 이미 꽉 차서 그 채널 (2) 에 들어가지 못한 샘플만이 상기 수단 (8) 에 의해 제거된다.
비견되는 모세관 채널 (2) 과 잉여샘플 구역 (8) 의 모세관 작용은, 예컨대 모세관을 구성하는데 다른 친수성 재료를 이용함으로써 또는 모세관 틈의 높이를 변화시킴으로써 제어될 수 있다.
상기 도면들에 도시된 다른 바람직한 실시예는, 이용자가 좀더 용이하게 샘플 공급 사이트를 인식할 수 있는 부재를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1 의 스트립형 시험 부재의 한쪽 또는 양쪽 가장자리는, 샘플 공급 구역의 영역에 샘플 공급 사이트의 시각화는 물론 손끝을 위치시켜 그 사이트를 촉감으로 식별할 수 있는 함몰부를 형성하는 반원형 또는 노치형 컷아웃을 구비할 수 있다. 또한, 예컨대 적절한 위치의 노치로써 샘플 공급 사이트의 영역에 있는 커버를 표시할 수도 있다.

Claims (9)

  1. 샘플링 사이트 (3) 로부터 측정 사이트 (4) 까지 모새관작용 채널 (2) 을 통해 샘플이 운반되고, 모세관작용 채널 (2) 은 캐리어 (5), 커버 (6), 및 캐리어 (5) 와 커버 (6) 사이의 중간층 (7) 으로 형성되며, 상기 중간층 (7) 은 모세관작용 채널 (2) 의 구조를 결정하고, 상기 캐리어 (5) 는 샘플링 사이트 (3) 의 영역에서 커버 (6) 보다 돌출해있는 액상 샘플용 샘플링 장치 (1) 에 있어서,
    상기 중간층 (7) 은 샘플링 사이트 (3) 의 영역에서 측정 사이트 (4) 의 방향으로 뒤로 물러나 있으며, 캐리어 (5) 및 커버 (6) 가 중간층 (7) 보다 돌출해있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어와 중간층 또는 커버와 중간층 또는 캐리어, 커버 및 중간층이 일체로 제조되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 모세관작용 채널은 샘플링 사이트의 영역에서 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 모세관작용 채널은 샘플링 사이트의 영역에서 장치의 일측 이상의 가장자리까지 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 모세관작용 채널은 샘플링 사이트의 영역에서 장치 의 양측 가장자리까지 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 모세관작용 채널은 깔때기형으로 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 샘플링 사이트의 영역에서 커버보다 돌출해있는 캐리어의 일부분에는 커버와 직접 접하지 않는 잉여샘플 수용 수단이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 잉여샘플 수용 수단 (8) 은 상기 모세관작용 채널 (2) 보다 낮은 모세관작용을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 잉여샘플 수용 수단 (8) 은 모세관작용 틈 또는 흡수성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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