KR100852890B1 - 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 복수의 웰이 배열된 마이크로 플레이트, 복수의 웰 내부에 각각 침지되어 배양액 혹은 세포의 온도를 측정하기 위한 복수의 온도센서를 포함하는 온도 측정부, 온도 측정부를 통하여 측정된 온도를 신호처리하여 배양액 혹은 세포의 온도를 산출하기 위한 온도 데이터 처리부를 포함하고, 이와 더불어 마이크로 플레이트에 빛을 조사하기 위한 광원, 광원으로부터 조사되어 복수의 웰을 거친 빛을 감지하기 위하여 복수의 수광소자가 복수의 웰 각각에 대응되어 배치된 측정 플레이트 및 복수의 수광소자로부터 받은 신호를 처리하여 세포의 대사정보를 산출하고 출력하기 위한 수광 데이터 처리부를 더 포함하는 구성이다.
따라서, 본 발명에 의한 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 각각의 웰 내부에 존재하는 세포 대사정보의 측정과 함께 배양액 혹은 세포의 온도를 용이하게 측정할 수 있을 뿐 아니라, 정밀한 해상도를 유지하면서도 실시간으로 세포 대사정보 및 웰 내부온도를 동시에 측정할 수 있는 것이다.
온도센서, 써미스터, 광학적 센서, pH 변화, 산소 농도 변화

Description

온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치{Measuring apparatus for cellular metabolic information having temperature sensor}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정 장치의 일부 확대도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치의 개략도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치의 일부 확대도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치의 데이터 처리 단계 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 120: 웰(well) 20, 110: 마이크로 플레이트
30: 온도센서 40: 온도 측정부
100: 광원 130: 측정 플레이트
140: 수광 소자 150: 데이터 처리 장치
본 발명은 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세포를 배양하기 위한 웰이 복수로 배열된 형태인 마이크로 플레이트에 있어서, 각각의 웰 내부에 존재하는 세포 대사정보의 측정은 물론이거니와 배양액 혹은 세포의 온도를 정밀한 해상도를 유지하면서도 실시간으로 동시에 측정할 수 있는 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치에 관한 것이다.
현재, 세포의 발열량을 포함한 세포의 대사정보를 측정하기 위한 장치는 일반적으로 세포의 대사정보를 측정하기 위한 장치와 세포의 발열량을 측정하기 위한 장치로 각각 분리되어 있는 것이 대부분이다.
이중, 세포의 대사정보를 측정하기 위한 장치는 세포 대사에서 가장 중요한 광합성, 호흡과 밀접한 관련이 있는 수소 이온과 산소 농도는 그 변화량을 측정함으로써 세포의 대사 정보를 알 수 있는데, 일반적으로는 사용되는 방법으로서는 산소 농도와 pH 측정 센서에는 ISFET 등의 접촉식 센서와 시험관을 밀폐시킨 상태에서 가스를 공급하면서 시험관 밖으로 배출되는 가스의 양을 측정하여 그 변화량을 측정하는 방식이 있다.
이러한 종래기술은 pH, 산소와 이산화탄소 등 각각에 대한 변화, 소모, 배출량을 동시에 측정할 수는 있으나, pH, 산소와 이산화탄소 등을 개별적으로 측정하기 위한 센서와 그 시스템을 필요로 하고 있으며, 세포 대사에서 가장 중요한 측정요소인 열의 변화량을 측정하는데 있어서 각 측정요소들 간에 간섭이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
그리고, 세포의 발열량을 측정하기 위한 장치 혹은 기술은 크게 두가지로 요약된다. 이중 하나는 칼로리미터(calorimeter) 원리를 이용한 방식과 다른 하나는 적외선 열영상을 통한 방식으로 이루어진다.
칼로리미터 원리를 이용한 방식의 경우, 기존의 마이크로 플레이트 대신에 센서와 반응 챔버가 일체화된 별도의 센서 플레이트를 사용하는 방식으로 정밀한 측정이 가능하나, 고가의 측정장비들이 소요되며, 응답속도가 느린 문제점이 존재한다. 또한, 개별적이 웰에 대한 측정은 가능하지만, 수 내지 수십개의 웰이 배열된 마이크로 플레이트의 동시 측정에 적용되기는 어려운 단점이 있으며, 오염에 민감한 바이오(Bio) 실험의 특성상 한번 측정된 센서는 재사용이 어려우므로 고가의 센서를 매 측정시 교체하여야하는 문제가 존재한다.
한편, 적외선 열영상을 통한 방식은 대상체(배양액 혹은 세포)의 온도에 따라 방출되는 적외선을 직접적으로 측정하는 방식으로 적외선 이미지 센서 등을 이용하여 열영상을 얻는다. 그러나, 이러한 적외선 열영상을 통한 방식은 측정대상보다 주변환경에 의한 영향을 더욱 크게 받기 때문에 대상체의 정확한 온도측정이 어 려우며, 이때, 사용되는 일반적인 적외선 이미지 센서는 대개 감도가 떨어져 어려가지 측정상의 문제를 유발하며, 현재까지 개발된 적외선 이미지 센서 또한 해상도의 기술적 한계로 인하여 정밀한 측정에 많은 어려움이 존재한다.
따라서, 본 발명은 웰이 복수로 배열된 형태인 마이크로 플레이트에 있어서 각각의 웰 내부에 존재하는 세포 대사정보의 측정과 함께 배양액 혹은 세포의 온도를 측정할 수 있는 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 정밀한 해상도를 유지하면서도 실시간으로 세포 대사정보 및 웰 내부온도를 동시에 측정할 수 있는 온도센서를 포함하는 대사정보 측정장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명은 센서의 수 및 구조가 작고 간단하며, 기존의 마이크로 플레이트를 적용할 수 있는 온도센서를 포함하는 대사정보 측정장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 세포의 대사정보 및 웰 내부의 온도를 하나의 시스템에서 제어하여 자동적으로 산출하고 이를 출력할 수 있도록 하는 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 복수의 웰이 배열된 마이크로 플레이트, 복수의 웰 내부에 각각 침지되어 배양액 혹은 세포의 온도를 측정하기 위한 복수의 온도센서를 포함하는 온도 측정부, 온도 측정부를 통하여 측정된 온도를 신호처리하여 배양액 혹은 세포의 온도를 산출하기 위한 온도 데이터 처리부를 포함한다.
본 발명에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 마이크로 플레이트에 빛을 조사하기 위한 광원, 광원으로부터 조사되어 복수의 웰을 거친 빛을 감지하기 위하여 복수의 수광소자가 복수의 웰 각각에 대응되어 배치된 측정 플레이트 및 복수의 수광소자로부터 받은 신호를 처리하여 세포의 대사정보를 산출하고 출력하기 위한 수광 데이터 처리부를 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 온도센서는 써미스터인 온도센서를 포함하며, 수광 신호처리부는 복수의 웰 각각에 수용된 지시약의 종류에 대한 데이터를 입력받고 이를 저장하는 수단, 지시약에 따른 신호 대 수치 데이터 테이블 저장 수단, 지시약 종류에 대한 데이터와 데이터 테이블을 이용하여 복수의 웰 각각에 대응되는 복수의 수광 소자로부터 받은 복수의 웰 각각에 대한 데이터 신호 및 신호의 변화량으로부터 세포의 대사 정보를 산출하는 산출 수단 및 산출 수단으로부터 얻을 결과값을 출력하는 출력수단을 포함한다.
본 발명에 있어서, 광원은 상기 온도센서의 일측에 구비되며, 써미스터는 부극성 써미스터(NTC)로서, 부극성 온도 계수 소결체, 전극 및 단선자의 일부를 감싸는 외부 보호수단을 포함하고, 상기 외부 보호수단은 유리계열의 물질을 코팅한 것 으로서 이때, 외부 보호수단의 직경은 0㎛ 초과 3㎛ 이하로 형성한다.
본 발명에 있어서, 지시약은 수소 이온 또는 산소와 반응하여 광 흡수 특성이 변화되며, 수치 데이터 테이블은 신호의 세기에 따른 pH 수치 또는 산소량등의 테이블이고, 세포 대사 정보는 신호에 대한 pH 또는 산소량의 변화값이거나, 신호의 세기에 따른 pH 수치 또는 산소량등의 테이블이고, 세포 대사 정보는 신호에 대한 pH 또는 산소량의 변화값에 의해 산출되는 세포의 대사량에 관한 정보이다.
본 발명에 있어서, 수광 소자는 컬러 이미지 센서이고, 광원은 광다이오드이다.
본 발명에 있어서, 광다이오드는 일정한 파장의 빛을 방출하고 상기 일정한 파장은 상기 광다이오드에 대응되는 웰 내부에 포함된 지시약의 종류에 의해 결정된다.
앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치를 나타낸 개략도이다.
우선 본 발명에 따른 본 발명에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 복수의 웰(10)이 배열된 마이크로 플레이트(20), 복수의 웰 내부에 각각 침지되어 배양액 혹은 세포의 온도를 측정하기 위한 복수의 온도센서(30)를 포함하는 온도 측정부(40), 및 온도 측정부를 통하여 측정된 온도를 신호처리하여 배양액 혹은 세포의 온도를 산출하기 위한 온도 데이터 처리부를 포함한다.
마이크로 플레이트(20)는 복수의 웰(10)이 배열된 구성으로서, 웰의 내부에는 세포와 세포를 배양하기 위한 세포 배양액이 존재한다. 이와 같은 마이크로 플레이트는 일반적으로 투명한 재질로 형성하며 웰 또한 투명한 생체 친화성 고분자로 형성한다.
마이크로 플레이트의 복수의 웰 상부에는 각각의 웰에 대응되는 위치에 온도센서(30)가 배열되도록 복수의 온도센서 어레이와 온도 데이터 처리부(50)를 포함하는 온도 측정부(40)가 존재한다.
온도센서(30)는 웰 내부에 존재하는 배양액에 침지될 수 있도록 그 크기가 적어도 웰의 크기보다 절반 이하로 작은 것으로 적용하며, 복수의 웰과 동일한 수량으로 구비하도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 온도센서(30)는 전기저항을 이용한 접촉식 열측정 수단으로서 써미스터 온도센서를 적용하며, 일실시예로 부극성 온도 계수(negative temperature coefficient, NTC)를 구비한 부극성 써미스터(NTC thermistor)를 적용할 수 있다.
본 발명의 일시시예에서 적용한 부극성 써미스터는 도 2에 도시된 바와 같이 부온도 계수를 가지는 NTC 소결체(32)와, NTC 소결체의 양끝단 표면에 형성되어 단자선(34)과 연결된 전극(36)을 포함하는 구성으로서, 본 발명에서 적용된 부극성 써미스터는 NTC 소결체와 전극 및 단자선의 일부를 감싸는 외부 보호수단(38)을 구비하도록 하여 NTC 써미스터의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
이때, 외부 보호수단은 유리계열의 물질을 코팅하여 형성하며, 외부 보호수단의 내부에 포함되지 않는 단자선은 웰의 내부에 침지되는 높이까지 전기 절연성물질로 피복을 입혀주어 외부의 환경으로부터 NTC 써미스터를 보호하도록 할 수도 있으며, 이를 웰 내부에 침지하기 위해서는 침지되는 NTC 소결체를 포함한 외부 보호수단의 크기(직경)가 300㎛ 이하인 것을 사용하여 웰 내부의 온도변화를 측정한다.
상술한 바와 같은 온도 측정부(40)를 통하여 측정된 온도는 온도 데이터 처리부(50)를 통하여 신호처리함으로써 배양액 혹은 세포의 온도를 산출한다.
더욱 상세하게는 온도 데이터 처리부(50)가 온도 측정부(40)를 통하여 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 증폭하여 온도 신호를 처리하고, 이로인하여 획득된 온도 데이터를 저장하여 출력부로 전송하거나 통신부와 연결되어 외부의 데이터 처리장치(60)등으로 전송한다.
한편, 본 발명에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 마이크로 플레이트의 저면에 위치하여 마이크로 플레이트를 원하는 위치로 이동시킬 수 있는 이동 제어부(도시하지 않음)를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 상술한 장치에 다음과 같은 구성을 더 포함하여 세포 대사정보를 함께 측정할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치에 관한 것으로서 상술한 일실시예와 동일한 구성에 세포 대사정보를 측정할 수 있는 구성요소를 더 포함한다.
이하 상세한 설명은 도 3 및 도 4를 첨부하여 설명하도록 한다.
도 3 및 도 4와 같이 마이크로 플레이트(110)에는 복수의 웰(120)이 배열되어 있고, 각 웰(120)에는 측정 대상이 되는 세포와 그 배양액이 수용되어 있다. 그리고, 각각의 웰 상부에는 온도를 측정하기 위한 구성으로써 온도 측정부(160) 및 온도 데이터 처리부(170)가 구비되어 있다.
마이크로 플레이트(110)는 광투과성 재질인 것을 사용하며, 바람직하게는 각 웰(120)에 대해서만 광투과성 재질인 마이크로 플레이트(110)를 사용할 수 있다. 각 웰(120)은 A와 B의 두 개의 그룹으로 나뉘어 A 그룹의 웰에 대해서는 수소 농도 즉 pH가 측정되고, B 그룹에 대해서는 산소 농도가 측정된다. 한편 본 실시예에서는 pH와 산소 농도만을 예시하고 있으나 다른 세포 대사량을 측정할 수 있는 요소 예컨대 이산화탄소의 농도 변화는 이산화탄소 농도를 측정할 수 있는 지시약을 사 용하여 그에 따른 신호 데이터를 데이터 처리 장치에 포함하도록 한다면 이산화탄소의 농도 및 그 변화를 측정할 수 있음은 물론이다.
A 그룹의 웰에는 pH를 측정하기 위한 지시약이 넣어지게 되며, 이러한 지시약은 수소 이온과 반응하여 색을 변화시키는 것이 사용된다. 본 발명에 적합한 지시약은 표 1과 같다.
<표 1>
지시약 low pH 색변이 pH범위 high pH
Bromocresol purple yellow 5.2-6.7 violet
Bromophenol Red orange-yellow 5.2-6.8 purple
Bromothymol blue yellow 6.0-7.6 blue
Phenol red yellow 6.6-8.0 red
Neutral red light purple 6.8-8.0 yellow-orange
Naphtholphthalein brown 7.1-8.3 teal
Cresol Red yellow 7.2-8.8 purple
Thymol blue (base - second transition) yellow 8.0-9.6 blue
각 웰(120)에는 한 종류의 지시약이 들어가며, 하나의 마이크로 플레이트(110)에서 대상 세포의 pH를 정확히 산출해 내기 위해 적절한 지시약들을 선정하여 각 웰(120)에 넣어준다. 이렇게 각 웰(120)에 지시약을 넣은 정보는 세포 대사정보 측정에 있어서 중요한 것으로서, 후술하는 바와 같이 별도의 입력 시스템에 의해 삽입된 지시약의 배열을 입력받아 저장하고 이를 세포 대사정보를 산출하는데 사용한다.
B 그룹의 웰에는 산화 환원 반응을 통하여 산소와 반응할 수 있는 지시약이 수용되는데, 이러한 지시약은 메틸렌블루 (Methylene blue) 수용액으로 이루어지는 것이 바람직하다. 메틸렌블루 수용액은 0.1% ~ 0.5% 범위로 이루어지는 것이 바람직하다. 메틸렌블루 수용액은 증류수에 메틸렌블루를 환원시켜 무색으로 변화시키는 과당(Fructose), 수소 이온농도의 급격한 변화를 방지하기 위한 인산칼륨 (Potasuim phosphate) 및 수산화나트륨(NaOH)이 적정한 비율로 포함되는 것이 바람직하다. 상술한 메틸렌블루의 비율을 크게 벗어나는 경우 산소와 반응하는 속도가 느리거나 또는 반응정도가 약하여 효과적인 감지가 어려울 수 있다. 또한, 이러한 지시약에는 레사주린(Resazurin) 수용액, 브롬크레졸퍼플(Brom cresol purple) 수용액 등 산소와 반응하여 색깔이 변하는 지시약을 사용할 수 있다. 그리고 레사주린(Resazurin) 수용액 및 브롬크레졸퍼플(Brom cresol purple) 수용액을 사용할 경우 메틸렌블루 수용액이 적용되는 비율과 같은 농도로 이루어지는 지는 것이 바람직하다.
그리고, 온도 측정부의 온도센서 일측에는 빛을 조사하기 위한 광원(100)이 각각 설치된다. 본 실시예에서의 광원(100)에는 제한이 없으나 데이터 처리시 화이트 밸런스 조정 등의 불필요한 조작을 피하기 위해 백색 광원인 백색 광다이오드 등을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 광다이오드가 아닌 광섬유의 끝단을 배열하여 광원으로 적용할 수 있으며, 광섬유는 외부 광원으로부터의 광경로를 제공한다.
마이크로 플레이트(110) 아래에는 각 웰에 대응되는 위치에 수광 소자(140)를 배열하고 있는 측정 플레이트(130)가 위치한다. 광원(100)을 통해 조사된 빛은 각 웰(120)을 통과하면서 각 웰(120)에 수용되어 있는 지시약에 따라 특정 파장이 흡수된다. 이렇게 각 웰(120)을 통과한 빛은 수광 소자(140)에서 전기 신호로 바뀐다. 지시약은 웰 내의 수소나 산소와 반응하여 흡수하는 파장대역이 변화할 수 있는데 이는 전체적인 빛의 세기에는 변화를 주지 않는 경우도 있다. 따라서 각 수광 소자(140)는 컬러 이미지 센서인 것이 바람직하다.
수광 소자(140)에서 전기적으로 바뀐 신호는 데이터 처리 장치(150)에서 세포 대사정보로서 계산된다. 도 5는 이러한 데이터 처리 장치(150)의 처리 단계에 대해 도시하고 있다. pH 측정 웰인 A 그룹에 대응되는 수광 소자(140)로부터 신호(200)가 수신되면 그 신호(200)가 어느 웰(120)에 대응되는 신호(200)인지 판정하고, 데이터 처리 장치(150) 내에서 미리 입력되어 저장된 웰(120) 각각의 지시약 종류에 대한 데이터를 통해 그 웰에 어떠한 지시약이 수용되었는지 판정한 다음 미리 저장된 그 지시약에 따른 신호 대 수치 데이터 테이블을 통해 그 지시약에 해당되는 그 신호의 세기가 어떠한 수치 범위의 pH를 나타내는지 판정한다(210). 이러한 과정은 A 그룹의 모든 신호에 대해 처리된다.
A 그룹 각 웰에 대해 판정된 pH의 범위를 조합하면 그 대상 세포의 pH 결과값을 산출할 수 있게 된다(220). 산출된 pH 결과값은 데이터 처리 장치(150) 내에 저장되고 다음 신호가 수신되면 저장된 pH 결과값과 나중에 수신된 신호에 의한 pH 결과값을 비교하여 그 변화량을 산출한다(230).
마찬가지로 산소 측정 웰인 B 그룹에 대응되는 수광 소자(140)로부터 신호(205)가 수신되면 그 신호(205)가 어느 웰(120)에 대응되는 신호(205)인지 판정하고, 데이터 처리 장치(150) 내에서 미리 입력되어 저장된 웰(120) 각각의 지시약 종류에 대한 데이터를 통해 그 웰에 어떠한 지시약이 수용되었는지 판정한 다음 미리 저장된 그 지시약에 따른 신호 대 수치 데이터 테이블을 통해 그 지시약에 해당되는 그 신호의 세기가 어떠한 수치 범위의 산소 농도를 나타내는지 판정한다(215). 이러한 과정을 B 그룹의 모든 신호에 대해 처리한다.
B 그룹 각 웰에 대해 판정된 산소 농도의 범위를 조합하면 그 대상 세포의 산소 농도 결과값을 산출할 수 있게 된다(225). 산출된 산소 농도 결과값은 데이터 처리 장치(150) 내에 저장되고 다음 신호가 수신되면 저장된 산소 농도 결과값과 나중에 수신된 신호에 의한 산소 농도 결과값을 비교하여 그 변화량을 산출한다(235).
본 발명에 의한 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치에서는 산출된 pH 변화량과 산소 농도 변화량을 세포 대사정보로서 그대로 디스플레이에 출력할 수 있다. 또한, 산출된 pH 변화량과 산소 농도 변화량에 의해 세포 호흡과 같은 세포 대사량 정보를 산출하고, 그 결과값만을 또는 위 pH 와 산소 농도 변화량을 함께 디스플레이에 출력한다. 이 경우 다른 측정 장치에 의한 세포의 열생산 등과 같은 정보도 함께 측정된 경우 이를 세포 대사량 정보를 산출하는데 이용할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 웰이 복수로 배열된 형태인 마이크로 플레이트에 있어서 각각의 웰 내부에 존재하는 세포 대사정보의 측정과 함께 배양액 혹은 세포의 온도를 용이하게 측정할 수 있을 뿐 아니라, 정밀한 해상도를 유지하면서도 실시간으로 세포 대사정보 및 웰 내부온도를 동시에 측정할 수 있는 것이다.
또한 센서의 수 및 구조가 작고 간단하며, 기존의 마이크로 플레이트를 적용할 수 있으며, 하나의 시스템에서 제어하여 자동적으로 세포의 대사 및 열량을 산출하고 이를 출력할 수 있는 장점이 있는 것이다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명에 의한 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 웰이 복수로 배열된 형태인 마이크로 플레이트에 있어서 각각의 웰 내부에 존재하는 세포 대사정보의 측정과 함께 배양액 혹은 세포의 온도를 용이하게 측정할 수 있을 뿐 아니라, 정밀한 해상도를 유지하면서도 실시간으로 세포 대사정보 및 웰 내부온도를 동시에 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의한 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치는 센서의 수 및 구조가 작고 간단하며, 기존의 마이크로 플레이트를 적용할 수 있으며, 하나의 시스템에서 제어하여 자동적으로 세포의 대사 및 열량을 산출하고 이를 출력할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 복수의 웰이 배열된 마이크로 플레이트;
    상기 복수의 웰 내부에 각각 침지되어 배양액 혹은 세포의 온도를 측정하기 위한 복수의 온도센서를 포함하는 온도 측정부;
    상기 온도 측정부를 통하여 측정된 온도를 신호처리하여 상기 배양액 혹은 상기 세포의 온도를 산출하기 위한 온도 데이터 처리부;
    를 포함하는 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 플레이트에 빛을 조사하기 위한 광원;
    상기 광원으로부터 조사되어 상기 복수의 웰을 거친 빛을 감지하기 위하여 복수의 수광소자가 상기 복수의 웰 각각에 대응되어 배치된 측정 플레이트; 및
    상기 복수의 수광소자로부터 받은 신호를 처리하여 상기 세포의 대사정보를 산출하고 출력하기 위한 수광 데이터 처리부
    를 더 포함하는 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도센서는 써미스터인 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수광 데이터 처리부는
    상기 복수의 웰 각각에 수용된 지시약의 종류에 대한 데이터를 입력받고 이를 저장하는 수단;
    상기 지시약에 따른 신호 대 수치 데이터 테이블 저장 수단;
    상기 지시약 종류에 대한 데이터와 상기 데이터 테이블을 이용하여 상기 복수의 웰 각각에 대응되는 상기 복수의 수광 소자로부터 받은 상기 복수의 웰 각각에 대한 데이터 신호 및 상기 신호의 변화량으로부터 상기 세포의 대사 정보를 산출하는 산출 수단; 및
    상기 산출 수단으로부터 얻을 결과값을 출력하는 출력수단
    을 포함하는 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 온도센서의 일측에 구비된 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 써미스터는 부극성 써미스터(NTC)인 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 지시약은 수소 이온 또는 산소와 반응하여 광 흡수 특성이 변화되는 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 수치 데이터 테이블은 상기 신호의 세기에 따른 pH 수치 또는 산소량등의 테이블이고, 상기 세포 대사 정보는 상기 신호에 대한 상기 pH 또는 상기 산소량의 변화값인 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 수치 데이터 테이블은 상기 신호의 세기에 따른 pH 수치 또는 산소량등의 테이블이고, 상기 세포 대사 정보는 상기 신호에 대한 상기 pH 또는 상기 산소 량의 변화값에 의해 산출되는 상기 세포의 대사량에 관한 정보인 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 수광 소자는 컬러 이미지 센서인 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원은 광다이오드인 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 부극성 써미스터는 부극성 온도 계수 소결체, 전극 및 단선자의 일부를 감싸는 외부 보호수단을 포함하고, 상기 외부 보호수단은 유리계열의 물질을 코팅한 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 광다이오드는 일정한 파장의 빛을 방출하고 상기 일정한 파장은 상기 광다이오드에 대응되는 웰 내부에 포함된 지시약의 종류에 의해 결정되는 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 외부 보호수단의 직경은 0㎛ 초과 3㎛ 이하인 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치.
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