KR101003351B1 - 디지털 바이오 디스크 및 디지털 바이오 디스크 드라이버장치 및 방법 - Google Patents

디지털 바이오 디스크 및 디지털 바이오 디스크 드라이버장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101003351B1
KR101003351B1 KR1020077024520A KR20077024520A KR101003351B1 KR 101003351 B1 KR101003351 B1 KR 101003351B1 KR 1020077024520 A KR1020077024520 A KR 1020077024520A KR 20077024520 A KR20077024520 A KR 20077024520A KR 101003351 B1 KR101003351 B1 KR 101003351B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dbd
chamber
driver
antigen
site
Prior art date
Application number
KR1020077024520A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080005224A (ko
Inventor
유재천
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of KR20080005224A publication Critical patent/KR20080005224A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101003351B1 publication Critical patent/KR101003351B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54386—Analytical elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502738—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by integrated valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
    • C12Q1/6825—Nucleic acid detection involving sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0003—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
    • F16K99/0017—Capillary or surface tension valves, e.g. using electro-wetting or electro-capillarity effects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0003—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
    • F16K99/0023—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member with ball-shaped valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0034—Operating means specially adapted for microvalves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N35/00069—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides whereby the sample substrate is of the bio-disk type, i.e. having the format of an optical disk
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527—Sheets
    • B01J2219/00536—Sheets in the shape of disks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596—Solid-phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • B01J2219/0061—The surface being organic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • B01J2219/00612—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports the surface being inorganic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00639—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being trapped in or bound to a porous medium
    • B01J2219/00641—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being trapped in or bound to a porous medium the porous medium being continuous, e.g. porous oxide substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00702—Processes involving means for analysing and characterising the products
    • B01J2219/00704—Processes involving means for analysing and characterising the products integrated with the reactor apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/02—Identification, exchange or storage of information
    • B01L2300/021—Identification, e.g. bar codes
    • B01L2300/022—Transponder chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/02—Identification, exchange or storage of information
    • B01L2300/023—Sending and receiving of information, e.g. using bluetooth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/02—Identification, exchange or storage of information
    • B01L2300/024—Storing results with means integrated into the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0636—Integrated biosensor, microarrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0803—Disc shape
    • B01L2300/0806—Standardised forms, e.g. compact disc [CD] format
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867—Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087—Multiple sequential chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0874—Three dimensional network
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1827—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using resistive heater
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0409—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0605—Valves, specific forms thereof check valves
    • B01L2400/0616—Ball valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0633—Valves, specific forms thereof with moving parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0073—Fabrication methods specifically adapted for microvalves
    • F16K2099/0078—Fabrication methods specifically adapted for microvalves using moulding or stamping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0082—Microvalves adapted for a particular use
    • F16K2099/0084—Chemistry or biology, e.g. "lab-on-a-chip" technology

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 새로운 밸브 제어수단을 포함하는 디지털 바이오 디스크, 디지털 바이오 디스크 드라이버 장치, 및 이들을 이용한 분석 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 진단 분석장치 혹은, 핵산 혼성 분석 장치 혹은 면역학적 검증 장치 등을 포함하는 Lab On a Chip이 설계 배치된 디지털 바이오 디스크, 및 통상의 광학 디스크(CD 및 DVD) 와 상기 디지털 바이오 디스크를 제어하고 구동키 위한 제어부를 구비한 디지털 바이오 디스크 드라이버 장치 및 이들을 이용한 분석 방법에 관한 것이다.

Description

디지털 바이오 디스크 및 디지털 바이오 디스크 드라이버 장치 및 방법{DIGITAL BIO DISC (DBD), DBD DRIVER APPARATUS, AND ASSAY METHOD USING THE SAME}
본 발명은 새로운 밸브 제어수단을 포함하는 디지털 바이오 디스크, 디지털 바이오 디스크 드라이버 장치, 및 이들을 이용한 분석 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 진단 분석장치 혹은, 핵산 혼성 분석 장치 혹은 면역학적 검증 장치 등을 포함하는 Lab On a Chip이 설계 배치된 디지털 바이오 디스크, 및 통상의 광학 디스크(CD 및 DVD) 와 상기 디지털 바이오 디스크를 제어하고 구동키 위한 제어부를 구비한 디지털 바이오 디스크 드라이버 장치 및 이들을 이용한 분석 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에서는 상기 디지털 바이오 디스크 와 디지털 바이오 드라이버 장치는 각각 DBD 와 DBD 드라이버로 칭한다. 또한 본 발명에서는 DBD와 Multi DBD가 혼용된다. 또한 본 발명에서는 DBD 드라이버와 Multi DBD 드라이버가 혼용된다
본 특허 출원은 선 출원된 국내 특허 출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956) 및 PCT출원 "핵산 및 올리거 뉴클레오티드의 상보적 이중가닥 또는 단일가닥에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2002.01.27 PCT/KR02/00126)와 국내 특허 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (001,05,31, 10-2001-0031284) 및 PCT 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2002,05,31, PCT/KR02/01035) ; 국내출원 "바이오디스크 및 바이오 드라이버 장치 및 이들을 이용한 분석방법" (2002.3.27 특허원 제02-17558호)의 연속이다.
상기 선 출원된 발명은, 정량 및 정성 분석 장치에 이용을 할 수 있는 핵산의 상보적 이중가닥 혹은 단일가닥 혹은 특정서열의 이중 가닥에만 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성 분석 방법 및 장치를 제공할 뿐만 아니라, Lab On a Chip에 필수적인 유체의 흐름을 제어하기 위한 초소형 밸브 ;및 이들 분석 방법 및 장치가 디스크상에 집적된 바이오 디스크 및 이를 구동제어하기 위한 바이오 드라이버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 상기 선 출원발명은, 분석 장치상의 구속 신호요소 또는 이탈 신호요소은 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정 장치 혹은 이미지 센서를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 판독 되며, 판독된 정보가 컴퓨터 소프트웨어 형태로 디지탈 정보화되어 인터넷등 기존의 통신망에 의해 송수신 됨으로서, 의사 및 환자 모두에게 편리함을 줄수 있는 원격 진단 장치를 제공함을 목적으로 한다. 또한 상기 선 출원발명에서는 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기의 일실시예로서 이탈 신호 및 구속신호를 사용한 인터디지테이디드 어레이가 예시되었다.
본 발명은 상기 선 출원 발명의 연속으로, 각종 진단 분석장치, 핵산 혼성 분석장치 및 면역학적 검증 장치에 이용할 수 있는 광학 혹은 비광학 바이오 디스크를 포함하는 DBD ;및 통상의 광학 디스크(CD 및 DVD) 와 상기 DBD를 구동 제어키 위한 DBD 드라이버의 장치 및 방법에 관계한다.
최근까지 유체내 소량의 분석종 탐지를 위한 대부분의 임상 진단 분석장치에는 다중 샘플 준비 및 자동화된 시약 첨가용 장치를 설계하고 병렬 또는 직렬로 수많은 테스트 샘플을 분석하기 위한 장치를 설계함으로써 효율성 및 경제성이 개선되었다. 종종 이러한 자동화된 시약 준비장치 및 자동화된 다중 분석기가 단일 장치에 집적된다. 이러한 형태의 임상실험 분석기는 한시간이내에 소량의 샘플과 시약을 가지고 수백가지 분석을 자동 또는 반자동으로 정확히 수행할 수 있다.
그러나, 이러한 분석기는 비싸며 중앙집중 실험실과 병원만이 이들을 구매할 수 있다. 이 경우 실험실과 병원으로의 샘플 운송을 필요로 하며 종종 시간이 긴급한 샘플을 신속하게 분석할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제를 극복키 위해 저렴하고 누구나 손쉽게 다룰 수 있는 임상분석 장치가 절실히 필요하다. 즉, 전용 탐지기 없이도 환자 곁에서나 환자의 집에서 사용하기 적합한 자동화된 임상 테스트 장치가 절실하다.
＜Optical 디스크 와 Non-Optical 바이오 디스크＞
통상의 광학 디스크(optical disc)는 12cm 폴리카보네이트 기판, 반사 금속층 및 보호 라커 코팅으로 부터 표준 컴팩트 디스크가 형성된다. CD와 CD-ROM의 포맷은 ISO 9660 공업표준에 의해 기술된다.
폴리카보네이트 기판은 광학품질의 투명한 폴리카보네이트이다. 표준 인쇄 또는 대량 복제된 CD에서 데이타층은 폴리카보네이트 기판의 일부이고 데이타는 사출성형공정동안 스탬퍼(stamper)에 의해 일련의 피트형태로 새겨진다. 이 사출성형 공정동안 용융된 폴리카보네이트가 몰드에 고압하에서 주입되고 이후에 냉각되어서 폴리카보네이트가 몰드 또는 "스탬퍼" 또는 "스탬프"의 거울상 형태를 가지며 디스크 기판상의 이진 데이타를 나타내는 피트가 생성되어서 마스터링(mastering) 공정동안 발생된 스탬퍼의 피트의 거울상으로서 폴리카보네이트 기판에 의해 유지된다. 스탬핑 마스터는 대체로 유리이다.
통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)의 판독 센서는 물리적 피트(pit)에 의한 차등 반사율 또는 염료층의 굴절율 특성에 의해 피트의 유무를 판독하게 되며, 이는 당해 업자의 공지 기술이다.
상기 통상의 Optical 디스크에 있어서, CD상의 물리적 피트에 의한 판독방법은 CD의 오목부는 레이저 입사광선 파장의 1/8 내지 깊이로서 상기 오목부는 반사된 비임내에서 상쇄적인 간섭을 일으켜 "제로" 값의 비트에 대응하고, CD의 평평한 영역(볼록부)은 레이저 빔을 반사시켜 탐지기의 해당비트에 "1"값을 제공한다.
또한 상기 Optical 디스크에 있어서 굴절율 특성에 의한 판독 방법을 제공하기 위한 상기 염료층의 재료에 대한 특허가 미국특허 5,580,696 에 발표된다. 또한 상기 Optical 디스크는 회전축에 의해 디스크를 회전시켜 가면서 레이저 스캔(scan)에 의해 판독을 한다.
그러나, 이러한 Optical 디스크는 통상의 광 픽업장치에 광 송신부 와 광 수 신부 모두가 함께 모듈 형태로 되어 있어 왕복의 광 반사 경로 때문에, 광의 경로(optical traveling path)가 길어져 광 수신부의 감도가 떨어지는 단점이 있다. 또한, 통상의 optical 디스크는 광 주사(laser scanning)방식의 정보 판독을 위해 사전 위치(predetermined location)로의 광 픽업장치 이동과 일련의 피트들의 판독동안 디스크 회전이 필요하다는 단점이 있다. 또한, 이러한 Optical 디스크 및 광 주사방식을 이용한 바이오 분석 장치는 프로브(probe)의 불규칙적인 굴곡 등으로 인해 기존의 광 픽업 장치로는 바이오 피트를 판독하기 어려운 문제점이 있다. 즉 통상의 광 디스크(optical disc)을 재생하는데 쓰이는 광 픽업 장치(CD 혹은 DVD reader)로는 분석사이트의 판독이 불가능하여 별도의 픽업 장치가 절실히 필요하다.
일반적으로 Compact Disc을 사용한 분석장치에 대한 공지된 기술로서 Optical "Confocal compact scanning optical microscope based on compact disc technology" (1991, Vol.30, No,10, Applied Optics), G "Gradient-index pobjectives for CD applications" (April, 1987, Vol 26, Issue 7, Applied Optics) 그리고 "Miniature scanning optical microscope based on compact disc technology" (Proc. Soc. Photo-opt. instrument Eng. 110, page 1139-1169, 1989)가 논문에 발표되어 있다.
또한 공지된 Compact Disc을 사용한 분석장치에 대한 특허기술로서 미국 특허 "Centrifugal Photometric Analyzer" (4,279,862, publication date Jul.21, 1981) 와 "Reaction Tube Assembly for Automatic Analyzer" (4,141,954, publication date FEB.27, 1979)가 특허 공개되어 있다.
또한 디스크상의 주입구에 주입된 샘플을 원심력을 이용하여, 디스크의 표면에 유체막을 형성시키기 위한 장치로서, 유럽 특허 "Disc for centrifuge" (GB1075800, publication date 1967.07.12)와 디스크상의 주입구에 주입된 유체 샘플을 원심력을 이용하여 채널과 챔버로 이동시켜 가면서 샘플을 분리하는 장치로서 유럽특허 "Separating Disks for centrifuge" (3,335,946, April 12,1965)가 특허 공개 되어 있다.
또한 disc상에서 원심력 과 광학적 측정에 의해 화학 분석하는 장치로서 미국 특허 "Disc centrifuge photosedimentometer" (4,311,039, Jan. 19,1982)가 특허공개되어 있다.
그러나 이것들은 기계적 혹은 물리적 밸브를 갖추고 있지 않아, 피로부터 혈청 혹은 DNA을 분리할때 필요한 고속회전 동안 유체흐름을 제어할수 없는 문제로 인해, 진단 과 분석을 완전이 자동화 할 수 없는 단점이 있어 Lab On a Chip구성에는 부적합하다.
이에 비해, 본 발명의 비 광학 바이오 디스크의 판독은, 기존의 Optical 디스크의 물리적 피트 혹은 염료층의 굴절율 특성에 의한 판독 방식(차등반사식)과는 달리, 광의 투과율; 또는 이미지 센서에 의한 판독; 또는 커패시턴스 및 임피던스 측정; 또는 전기화학 탐지 혹은 이미지 센서에 의한 판독 방식을 사용하며, 유체를 저장하기 위한 챔버(chamber) 혹은 유체의 흐름을 제어하기 위한 유로와 밸브가 비 광학 바이오 디스크상에 배치 설계되어 있다. 본 발명에서는 이러한 비 광학 바이 오 디스크를 기존의 광 픽업 장치를 사용한 광 주사(laser scanning)에 의한 피트(pit)들에 대한 "차등 반사식 Optical 디스크"와 대비하여 non-optical 바이오 디스크라 부른다. Optical 디스크는 반사 금속층 및 염료층에 의해, 상기의 광의 투과 및 비투과에 의한 광학 탐지기술을 적용하는 것이 불가능하다.
본 발명의 명세서에서, 비광학(non-optical) 바이오디스크란 분석사이트를 판독하거나, 분석사이트를 판독함에 있어, 광의 투과율 측정, 커패시턴스 및 임피던스 측정, 또는 이미지 센서, 또는 전기화학탐지에 의한 판독 방식을 사용하거나, 판독동안 디스크가 회전 없이 상기 판독방식에 의해 분석사이트를 판독하는 방식을 채용한 바이오 디스크를 의미한다.
본 발명의 명세서에서, 광학 바이오 디스크란 디스크 회전 동안, 상기 구속신호요소 및 이탈 신호요소에 의해 형성된 바이오 피트(pit)를 바이오 피트 탐지장치에 의해 판독하는 바이오 디스크를 의미한다. 본 발명에서 상기 바이오 피트 탐지장치는 통상의 광학 디스크(CD 혹은 DVD)을 판독 재생할 수 없으며 통상의 광학 디스크(CD 혹은 DVD)의 판독재생은 광픽업장치(CD 혹은 DVD reader)을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 비광학 바이오 디스크의 분석사이트를 판독함에 있어, 광의 투과율 측정, 커패시턴스 및 임피던스 측정, 또는 이미지 센서, 또는 전기화학탐지에 의한 판독 장치 와 통상의 광학 디스크(CD 및 DVD)을 재생판독키 위한 광 픽업장치(CD 혹은 DVD reader) 2가지를 함께 포함하는 바이오 광 픽업 모듈(BOPM:Bio Optical Pickup Module) 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한 다.
본 발명의 또 다른 측면은, 광학 바이오 디스크의 분석사이트를 판독함에 있어, 바이오 피트 탐지장치 와 통상의 광학 디스크(CD 및 DVD)을 재생판독키 위한 광 픽업 장치(CD 혹은 DVD reader) 2가지를 함께 포함하는 바이오 광 픽업 모듈(BOPM:Bio Optical Pickup Module) 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 폴리카보네아트 기판은 DBD와 같은 유체내 소량의 물질을 진단 및 탐지하는 박막형태의 분석장치로 변형개조가 가능하며, 이 경우 사출 성형 공정동안 디스크 표면에 피트 및 염료층 대신, 유체가 흐를 수 있는 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber)가 형성될 수 있다. 이러한 박막내에 형성된 유로의 유체의 흐름 및 유량을 원활히 제어할 수 있는 초소형 밸브와 이들을 제어하기 위한 전자 제어가 필요하다. 또한 본 발명은 실리콘 웨이퍼 상에 반도체 공정에 의해 유체가 흐를 수 있는 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber)가 형성될 수 있으며. 이러한 실리콘 웨이퍼상에 형성된 유로의 유체의 흐름 및 유량을 원활히 제어하기 위한 전자회로가 실리콘 웨이퍼상에 고 집적화된 DBD도 제공한다.
또한 본 발명에 있어 상기 폴리카보네아트 기판은, 사출 성형후 초음파 융착 혹은 UV(Ultra Viloet)접착제 혹은 양면 테이프에 의해 접착 조립되어 DBD가 완성 되는 것이 선호된다.
기술적 과제
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 원격진단과 샘플 진단, 핵산분석 및 면역학적 검증을 할 수 있는 DBD 및, DBD 드라이버의 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 DBD는 상기 DBD 드라이버내에 설치된 중앙제어장치에 의해 제어된다. 상기 중앙제어장치는 DBD 뿐만 아니라 통상의 광학 디스크(CD 혹은 DVD)도 구동제어한다.
기술적 해결방법
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 샘플 주입구, 버퍼 또는 반응 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber), 기질상에 바이오 물질들이 고정화되어 있는 분석사이트(assay site), 상기 챔버 및 분석사이트 사이에 유체가 흐를 수 있는 유로(channel), 상기 유로를 연결시키는 유공 및 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브(valve)를 포함하며, 상기 밸브는 상기 유공에 위치한 초소형 구슬(micro bead) 및 상기 초소형 구슬의 상측에 위치한 영구자석으로 구성되고 상기 초소형 구슬의 하측에 위치한 외부의 이동가능한 영구자석에 의해 개폐가 제어되며, 상기 밸브들의 위치는 디스크의 중심으로부터 서로 다른 반경을 갖되 상기 밸브들중 같은 싯점에 개방될 필요가 있는 밸브들은 같은 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 디지털 바이오 디스크(DBD)를 제공한다.
본 발명의 명세서에서, 분석사이트는 바이오 물질이 어레이 되어 있다는 의미로 어레이 챔버, 또는 두개의 바이오 물질간의 특이적 결합 또는 라이겐드-리셉터(ligand-receptor) 반응 또는 혼성화 혹은 항원-항체 반응이 일어난다는 의미로 혼성화 챔버 또는 항원-항체 반응 챔버와 혼용된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 상기 밸브들의 위치는 디스크의 중심으로부터 서로 다른 반경을 갖는 것을 특징으로 하며, 이로써 후술하는 방사방향으로 이동가능한 영구자석에 의해 서로 다른 밸브가 독립적으로 개폐가 가능하다. 또한, 상기 밸브들중 같은 싯점에 개방될 필요가 있는 밸브들은 같은 반경을 갖는 것을 특징으로 한다. 이경우 후술하는 펄스밸브 동작에 의해 같은 반경을 갖는 밸브들이 동시에 개방될수 있다. 여러 개의 밸브가 같은 싯점에 개발될 필요가 있는 경우는 예컨대, 복수의 샘플 주입으로 복수의 분석을 할 때, 하나의 샘플 주입으로 복수의 분석을 할 때, 또는 하나의 분석에 있어 복수개의 챔버가 동시에 개발될 필요가 있을 때 등이다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 밸브는 상기 초소형 구슬 상단에 위치한 박막형 영구자석 과 초소형구슬간의 흡인력에 의해 유공이 닫히고, 상기 초소형구슬 하단에 위치한 이동 가능한 영구자석과 초소형 구슬간의 흡인력에 의해 유공이 열리는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 에 있어서, 초소형 구슬이 유공아래 위치한 경우 상기 밸브는 상기 초소형 구슬 상단에 위치한 박막형 영구자석과 초소형구슬간의 흡인력에 의해 유공이 닫히고, 상기 초소형구슬 하단에 위치한 전자석 혹은 이동 가능한 영구자석과 초소형 구슬간의 흡인력에 의해 유공이 열리게 되며, 초소형 구슬이 유공위에 위치하는 경우에는 그 반대가 된다. 즉 (ⅰ)초소형 구슬이 유공위에 위치하는 경우에는 상기 인력대신에 반발력에 의해 유공의 개폐가 이루어지든지, (ⅱ)자석들의 반대배치를 통해 이루어진다. 상기의 자석들의 반대배치란, 상기 초소형 구슬 하단에 박막형 영구자석을 고정위치 시키고 상기 초소형구슬 상단에 전자석 혹은 이동 가능한 영구자석을 배치하여 흡인력에 의해 유공의 개폐가 이루어지도록 하는 것을 말한다. 상기 (ⅱ)의 경우도 디스크를 뒤집어 보면 상하가 바뀌기 때문에 본 발명의 범위에 포함된다.
초소형 구슬이 유공아래 위치한 경우 초소형 구슬 상단에 위치한 박막형 영구자석은 이동 가능하지 않기 때문에 초소형 구슬과 박막형 영구자석간의 흡인력에 의해 유공을 항시 닫고 있으며, 이로써 바이오 디스크는 유통중 항시 닫혀 있게 되어 챔버내 액체의 leak를 방지할 수 있다.
또한 초소형 구슬이 유공 상단 위치하여 반발력에 의해 유공을 개폐하는 경우 초소형 구슬 상단에 위치한 박막형 영구자석은 이동 가능하지 않기 때문에 초소형 구슬과 박막형 영구자석간의 반발력에 의해 유공을 항시 닫고 있으며, 이로써 바이오 디스크는 유통중 항시 닫혀 있게 되어 챔버내 액체의 leak를 방지할 수 있다.
또한 초소형 구슬이 유공 상단 위치하여 흡입력에 의해 유공을 개폐하는 경우 초소형 구슬 하단에 위치한 박막형 영구자석은 이동 가능하지 않기 때문에 초소형 구슬과 박막형 영구자석간의 흡입력에 의해 유공을 항시 닫고 있으며, 이로써 바이오 디스크는 유통중 항시 닫혀 있게 되어 챔버내 액체의 leak를 방지할 수 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 초소형 구슬이 유공 상단 위치한 위치한 영구자석에 의해 유통중 유공이 항시 닫혀 있는 것을 특징으로 한다. 이로써, 유통과정중의 챔버내 액체의 leak를 효과적으로 방지할 수 있다. 종래의 밸브로는 유통과정중 챔버내 액체의 leak를 막기 위해 밀폐된 고무튜브나 캡슐과 같은 보조장치를 사용하거나 액체를 고체화하는 것이 필요하였으나, 본 발명의 밸브는 영구자석에 의해 자동적으로 밀폐되게 된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 챔버는 배기구 및/또는 시약 주입구를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 여기서 배기구는 유로 또는 챔버내에 발생되는 공기방울을 배출시켜 유체의 이동을 원활하게 한다. 상기 시약 주입구는 상기 디스크의 제조과정에서 필요한 시약을 해당 챔버에 주입할 때 사용된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD는 샘플주입구, 배기구 및 시약 주입구 중 하나 이상을 막고 있는 비닐커버 혹은 보호비닐을 더 구비한 것을 특징으로 하는 한다.
상기 비닐커버는 DBD와 붙으려는 성질이 있고, DBD의 표면을 보호하고 모든 구멍(배기구 및 시약 주입구 혹은 선택사항으로 샘플 주입구)을 막고 있는 것을 특징으로 한다. 사용직전에 비닐커버를 DBD로부터 배겨내면, 배기구 혹은 선택사항으로 샘플 주입구가 개방 노출될 수 있다. 또한, 상기 시약 주입구는 해당 챔버에 시약주입후, UV접착제에 의해 밀봉 되든지 상기 배겨지는 비닐커버와 별도의 비닐커버(보호 비닐)로 밀봉될 수 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 챔버외에 무게중심용 챔버 혹은 무게 중심용 추(a weight)를 더 구비하는 것을 특징으로 한. 본 발명의 DBD는 고속회전하기 때문에 무게중심이 안맞으면 고속회전동안 힘하게 요동을 치게되므로 이를 방지하기 위해 필요하다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 분석사이트내 바이오 물질들이 고정화 수단에 의해 필요한 경우에만 기질에 고정화되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정화 수단의 일실시예는 바이오 물질에 magnetic bead을 결합시킨 결합체를 capture probe로서 사용하는 것이다. 이경우 외부의 이동가능한 영구자석을 분석사이트로 접근시키면 capture probe는 자기적 인력(magnetic attraction)에 의해 기질상에 고정화된다. 상기 필요한 경우란 washing 또는 판독 공정의 경우로서, 예컨대, washing 동안에는 capture probe을 자력(magnetic force)에 의해 고정화를 시킨다. 반면 혼성화 반응 혹은 항원-항체 반응 동안에는 capture probe을 floating상태로 자유롭게 놔두던지, 분석사이트 주변을 스라이더의 짧은거리의 빠른 전진후진의 동작에 의해 상기 반응을 활성화 시키든지 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 초소형 구슬은 박막형 원기둥 자석인 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는 상기 박막형 원기둥 자석은 쿠션(Cushion)재료로 코팅되거나, 박막 쿠션 재료를 초소형 구슬과 유공사이에 삽입조립하는 것을 특징으로 한다.
상기 쿠션 재료는 실리콘 고무(silicon rubber)와 같이 탄성을 갖는 중합체가 사용될 수 있으며, 쿠션에 의해 유공을 더 완벽히 패쇄시킬 수 있다. 상기 박막 쿠션 재료를 초소형 구슬과 유공사이에 삽입 조립하는 경우, 박막 실리콘 고무(thin film silicon rubber)에 유공과 일치하는 위치에 구멍 뚫어서 삽입하여 조립되어 제조공정이 간편해 진다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 이동가능한 영구자석은 상기 DBD 아래에 위치한 방사방향으로 이동가능한 슬라이더(slider)위에 장착 고정되어 이동하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 디스크의 중심으로부터 서로 다른 반경을 갖는 각 밸브에 어드레스하여 독립적으로 제어가능하다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 유체 이동은 디스크의 회전을 중지한 채 슬라이더 상의 영구자석의 해당 유공중심으로부터의 빠른 접근과 이탈을 반복하는 "펌핑(pumping) 유체이동"에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
예컨대, 도 3에서 상기 스라이더(211)상의 영구자석(5a)의 해당 유공중심으로의 빠른 접근과 이탈의 반복동작에 의해 야기된 박막형 원기둥의 자석의 상하운동과; 박막형 원기둥의 자석의 빠른 상하운동에 따른 유체에 작용하는 펌핑(pumping)력에 의해 유체가 이동하는데, 상기 펌핑(pumping)력에 의한 유체이동을 "펌핑 유체이동"이라 칭한다. 이는 후술하는 분석사이트 직전의 밸브에서 원심력을 사용할 수 없는 경우에 선호된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 펌핑(pumping)유체 이동은 "방사 방향(radial) 밸브탐색 과정" 과 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"이 먼저 수행된후 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 유체 이동은 디스크의 회전에 의한 원심력과 디스크의 회전중 상기 슬라이더상에 설치된 영구자석과 해당 밸브의 유공이 일치할때마다 반복적으로 밸브가 개방되는 "펄스 밸브(pulse valve)" 동작에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
예컨대, 도 3에서 DBD(100)상의 유체 이동은 DBD 회전중 유체에 발생한 원심력; 과 DBD 회전중 스라이더(slider)(211)상에 설치된 영구 자석(5a) 과 해당 밸브의 유공과 일치 할때마다 개방되는 밸브동작에 의한 유체이동되며, 이러한 밸브 동작를 본 발명에서는 이하 "펄스 밸브(PULSE VALVE)" 동작이라 칭한다. 혈청같이 점도(viscosity)가 높은 유체를 다음 챔버로 이동시키기 위해 밸브을 개방하여도, 친수성 유로에 의한 친수적 친화력(hydrophilic affinity) 및 모세관의 힘만으로는 유체를 안정적으로 이동시키는 것은 매우 어려운 일 이다. 이 경우 상기 펄스 밸브동작을 이용한 유체이동은 원심력을 이용하여 액체를 이동시킴으로서 고 점도의 유체를 안정적으로 이동시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 분석사이트내의 기질은 다공성 멤브레인(membrane)이고, 상기 분석사이트 직전 밸브의 전(before) 유로는 소수성 유로이고, 후(after) 유로는 친수성 유로인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 상기 다공성 멤브레인은 다수의 기공을 포함하는 어떤 멤브레인 재질일 수도 있으나, 바람직하게는 NC(Nitrocellose) 멤브레인, 나일론 멤브레인 및 정렬된 나노튜브(aligned nano tube)로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 친수성 유로는 친수성 물질이 표면에 존재하는 어떤 유로일 수도 있으나, 바람직하게는 소수성 유로의 표면을 친수성 아크릴레이트, 초친수성 poly(N-isopropylacrylamide) (PIPAAm), 또는 ZrO2, ZnO, Fe2O3 및 TiO2 로 구성된 군에서 선택된 광촉매로 코팅하거나, 플라즈마 처리에 의해 표면개질(surface modification)처리하여 생성되는 것을 특징으로 한다. 상기 광촉매로는 ZrO2, ZnO, Fe2O3, TiO2 등 여러 가지가 있지만, 이산화티타늄(TiO2)은 지구상에 많이 존재하는 광물로써 원료의 가격이 저렴하고, 안정하며, 인체에 무해하다는 장점이 있다. TiO2 광촉매 표면에 자외선이 조사되면 물분자와의 접촉각을 5도 이하로 낮추어져 물이 완전하게 표면에 퍼져 버리는 초친수성 현상을 나타난다. 여기서 친수성이란 표면에 물을 뿌렸을 때 표면의 물방울과 기재 표면사이의 접촉각이 20도 이하인 경우로서, 물 접촉각이 10도 이하인 경우에는 초친수성 효과가 나타난다.
본 발명의 DBD에 있어서, 상기 친수성 유로는 하나 이상의 branch 유로로 갈라지고, 상기 branch 유로 말단의 유공에 의해 분석사이트내의 다공성 멤브레인과 연결되는 것을 특징으로 한다. 복수의 branch 유로가 존재하는 경우에는 분석사이트내 프로브가 고정된 spot들의 중앙에 위치하는 것이 좋다. 상기 친수성 코팅된 갈라진 유로(branch 유로)의 개수는 array 사이즈(spots의 개수)가 (3 x 2)인 경우 3개 내지 6개인 것이 선호된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 분석사이트는 양 옆에 상기 다공성 멤브레인을 건조시키기 위한 공기 구멍을 더 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 공기구멍은 분석사이트의 양옆에 위치하여 디스크의 회전에 의해 자동적으로 공기가 흡입되고 배출됨으로써 상기 다공성 멤브레인을 건조시킬 수 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 통상적으로 상기 유체 이동은 바이오 디스크의 회전력 의한 원심력과 상기 밸브의 개폐에 의해 제어된다. 그러나, 상기 분석사이트내의 기질이 다공성 멤브레인(membrane)인 경우 분석물질과 프로브와의 결합이 다공성 멤브레인로의 반응용액의 확산(diffusion)에 의해 이루어지며, 이때 확산 속도(diffusion rate)는 멤브레인의 pore size에 의해 결정된다. 만약 반응용액을 디스크의 회전에 의한 원심력에 의해 이동시키면 diffusion rate에 변화가 생겨 분석물질과 프로브의 반응의 일관성 있는 재현을 유지하기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 상기 분석사이트 직전 밸브의 전(before) 유로는 소수성 유로로, 후(after) 유로는 친수성 유로로 구성하였으며, 상기 분석사이트로의 유체 이동은 원심력에 의하지 않고 직전 밸브의 개방과 함께 친수성 유로와 반응 용액과의 친수적 친화성(hydrophilic affinity)에 의해 이동되는 것을 특징으로 한다. 대부분의 반응용액은 친수성이므로 상기 직전 밸브 개방전에는 소수성 챔버와 유로에 머물고 있다가 상기 밸브 개방에 의해 친수성 유로를 통해 상기 분석사이트로 흘러들어가게 된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD 의 몸체는 윗 기질, 중간 기질 과 아래 기질로 구성되고 초음파 융착 혹은 UV(Ultra Violet)접착제 혹은 양면 테이프에 의해 접착 조립되어 하나의 몸체를 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오물질은 DNA, 올리고 뉴클레오티드, RNA, PNA, ligand, receptor, 항원, 항체 또는 단백질(Protein)에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 챔버는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 적어도 한 개 이상의 프렙 챔버(Preparation chamber) 및/또는; 상기 준비된 DNA 샘플을 PCR(Polymer Chain Reaction) 증폭하기 위한 적어도 한 개 이상의 PCR 챔버 및/또는; 상기 PCR공정에 의해 증폭된 DNA와 혼성화(hybridization)하기 위한 분석 및 진단용 프로브(probe)가 기질상에 고정화되어 있는 적어도 한 개 이상의 혼성화 챔버(hybridization chamber) 및/또는; 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 프렙 챔버에는 셀(cell)을 깨뜨려 DNA을 추출하기 위한 Lysis 버퍼용액과; 추출된 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 입자 혹은 강자성체 비드(bead)가 들어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프렙 챔버는 입자 또는 강자성체 비드를 사용하지 않고, 셀(cell)을 깨뜨려 DNA을 추출하기 위한 Lysis 버퍼용액만으로 구성되어 바이오 디스크의 회전에 의한 원심력에 의해 DNA샘플을 준비할 수도 있다. 구체적으로, (1) Lysis buffer 용액에 의해 지질을 포함한 세포의 막 성분이 파괴되고 단백질과 핵산이 용해시킨다. (2) 여기에, 에틸 알코올(에탄올)을 가하면 DNA와 RNA가 하얀 색 모양의 침전물이 되어 다시 추출된다. (3) 에탄올에 의해 침전된 DNA를 얻기 위해 원심분리를 해주면 프렙챔버의 끝에 DNA가 모이고 프렙챔버의 트레쉬 챔버쪽 밸브개방후 디스크 회전에 의해 상층액을 트레쉬 챔버로 흘려 보냄으로서 cell debris를 분리 제거한다. 이후, 프렙챔버에 dilution buffer을 투입하여 DNA와 mixing후 DNA의 전체 volume을 증가시킨 후, 상기(3)과정을 3회정도 반복한다. (4)이후, PCR 챔버쪽 연결 밸브를 개방하여 PCR챔버로 DNA을 이동시킨다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 PCR챔버는 복수개로 구성하여 상기 복수개의 PCR챔버 각각에 서로 다른 종류의 프라이머가 들어가든지; 혹은 같은 종류의 프라이머가 들어 가든지; 혹은 상기 복수개의 PCR챔버 각각에 복수개의 프라이머가 들어가는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 챔버는 피 또는 세포로부터 혈청(serum)샘플 혹은 항원 내지 항체을 준비하기 위한 적어도 한 개의 프렙챔버(Preparation chamber) 및/또는; 상기 준비된 항원 내지 항체와 항원-항체반응을 하기 위한 immuno 프로브(probe)가 기질상에 고정화되어 있는 적어도 한 개 이상의 항원-항체 반응 챔버(Ag-Ab reaction chamber) 및/또는; 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 immuno 프로브(probe) 어레이는 AFP(Alpha-FetoProtein), PSA(Prostate-Specific Antigen), CEA(CarcinoEmbryonic Antigen), CA19-9(Carbohydrate Antigen 19-9), CA125(Cancer Antigen 125), CA15-3(Cancer Antigen 15-3) 중에서 선택된 하나 이상의 종양표지자(tumor marker)들이 기질에 고정된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 immuno 프로브(probe)는 심근경색 표지 인자인 Myoglobin, CK-MB(Creatine Kinase-Muscle Brain fraction), Troponin I (Tnl), 알츠하이머(Alzheimer) 질환의 특이 마커인 GS(Glutamine Synthetase) 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 챔버는 피로부터 혈청(serum) 혹은 헤모글로빈(hemoglobin) 샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber) 및/또는; 상기 준비된 샘플내의 항원 내지 glucose 내지 HbAlc와 반응하기 위한 anti-HbAlc(당화 혈색소) 항체 혹은 Glucose(글루코스)항체가 분석사이트에 고정되어 있는 적어도 하나 이상의 항원-항체 반응 챔버(Ag-Ab reaction chamber) 및/또는; 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 것을 특징으로 한다. 이 경우 분석 사이트의 칼라(색)을 감지하는 이미지 센서 의해 HbAlc의 량 혹은 Glucose 양을 측정하며, 총 헤모글로빈의 양은 헤모글로빈 색의 강도로 측정하는 것에 의해 당뇨병을 진단할 수 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 프렙챔버는 적혈구를 깨뜨려 헤모글로빈을 추출하기 위한 RBC(Red Blood Cell) Lysis 버퍼용액을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 에 있어서, 상시 프렙챔버는 여과용 필터를 이용하여 혈청샘플을 준비할 수도 있으나, 바람직하게는 바이오 디스크의 회전에 의해 발생된 원심력에 의해 혈청샘플을 준비하는 것을 특징으로 한다. 이 경우 프렙챔버의 모양은 외주방향으로 바닥을 가진 병모양이여 병 바닥에서 일정 높이 떨어진 위치(목 부분)에 다음 챔버로 연결되는 유로가 형성된다. 따라서 병 바닥에 혈병이 모이고 나머지 혈청만 다음 챔버로 이동될 수 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 프렙 챔버는 원심분리에 의해 혈청분리를 용이케 하기 위해 원뿔형 비이커 (BEAKER CONICAL) 혹은 프라스크(Flask) 모양 혹은 시험관(test tube) 모양의 챔버인 것을 특징으로 하며, 상기 모양의 목(neck) 부분에 다음 챔버로 연결되는 유로가 형성된 것을 특징으로 한다. 이 경우 원심력에 의해 상기 모양의 아랫쪽 공간(상기 원뿔형 비이커 또는 플라스크의 바닥)에 혈병이 모이게 되어 혈청의 분리가 용이하다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 라벨(label)표지된 antibody를 저장하기 위한 라벨 챔버를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 라벨은 항체가 결합된 형태의 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex) 또는 형광 표지 혹은 효소(혹은 enzyme linked antibody) 혹은 방사능 동위원소인 것을 특징으로 한다. 상기 라벨이 효소인 경우에는 상기 효소와 반응키 위한 기질을 저장키 위한 기질 챔버를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 샘플 주입여부 판별을 위해, 상기 프렙 챔버내에 임피던스 측정장치를 더 구비한 것을 특징으로 하며, 상기 임피던스 측정장치는 인터디지테이티드 어레이에 의한 것을 특징으로 한다. 프렙 챔버에는 적정량의 피(혹은 샘플)를 주입해야 하며, 사용자가 피를 주입하지 않은채 바이오 디스크를 동작시키면 안된다. 이런 경우를 예방키 위해 이미지 센서로 바이오 디스크 동작시작 직전에 프랩챔버를 관찰하여 적정량의 샘플이 프렙챔버에 주입이 완료된 상태인지 체킹할 수 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 분석 사이트는 면역 분석(immuno assay) 와 핵산 프로브(probe) 분석을 동시에 분석 하기 위해, 각 방향(angular direction) 또는 거리 방향(radial direction)으로 immuno assay 섹터 와 핵산 probe 분석 섹터가 분리된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 분석사이트는 광투과식 측정장치 혹은 전기화학 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 피트 탐지장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지장치(detector)에 의해 판독되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 DBD는 비광학(non-optical) 바이오 디스크 혹은 광학 바이오 디스크를 포함한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 광투과율 측정장치는 분석사이트내 구속신호 요소 및 이탈신호요소에 레이저빔을 입사되는 레이저빔 장치(광 송신부)와 이들 신호요소들간의 차등적 광 투과신호를 탐지하는 광학탐지기(광 수신부)로 구성된 것을 특징으로 한다. 이 경우 광 송신부 또는 광 송신부 및 광 수신부는 DBD외부의 예컨대 슬라이더위의 탐지장치에 위치할 수 있다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 적어도 한 개 이상의 광학 탐지기(광 수신부)가 상기 복수개의 분석 사이트에 일대일 대응하여 DBD상에 원주 방향으로 어레이 형태로 집적화 배열되거나, 상기 적어도 한개 이상의 레이저 발생 장치(광 송신부)와 한 개 이상의 광학 탐지기(광 수신부) 모두가 상기 복수개의 분석 사이트에 일대일 대응하여 DBD상에 원주 방향으로 어레이 형태로 집적화 배열된 것을 특징으로 한다. 전자의 경우 광학 탐지기가 분석 사이트내에 더욱더 근접해 있으므로 수신감도가 좋다. 후자의 경우 디스크 회전없이, 비 주사(non-scanning) 방식으로 상기 분석사이트를 판독하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 분석사이트의 구속신호 요소가 형광 표지 혹은 방사능 동위원소 표지로 되어 있는 경우 상기 레이저 발생장치에 의해 여기된(laser induced) 구속신호요소의 탐지를 이미지센서가 판독하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치는 상기 분석 사이트의 기질상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극 과 구속 신호요소의 말단부에 HRP(HorseRadish Peroxidase) 및/또는 효소 및/또는 금속구가 부착된 프로브로 이루지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 상기 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치는 전압발생 및 전류 측정 혹은 주파수 발생장치 혹은 산화환원반응에 의해 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치의 전압발생 및 전류 측정 혹은 주파수 발생 혹은 산화환원 반응을 제어하고 판독키 위한 무선 RF IC 및; 상기 무선 RF IC에 전기를 공급하기 위한 유도코일과 컨덴서를 더 구비하고 판독 결과를 외부의 중앙제어장치 혹은 저장장치 혹은 입출력장치로 무선송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치의 전압발생 및 전류 측정 혹은 주파수 발생 혹은 산화환원 반응을 제어하고 판독키 위한 DBD 드라이버와의 접촉식 인터페이스를 구비한 것을 특징으로 한다. 본 발명에서, 상기 접촉식 인테페이스는 스프링 핀(spring pin)이 선호된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)은 다공성 멤브레인(membrane)상에 도체 물질의 표면 코팅에 의해 구현되는 것을 특징으로 한다. 도체 물질이란 금 또는 구리 등이 될 수 있으나 금 코팅이 선호된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 분석 사이트는 다공성 멤브레인(membrane)상에 항원 혹은 항체 혹은 DNA capture probe 혹은 올리거뉴클레오타이드가 어레이 형태로 배치되어 있거나, 상기 다공성 멤브레인상에 인지테이티드 전극이 표면 코팅되고 인터디지테이티드 전극간의 공간에 항원 혹은 항체 혹은 DNA capture probe혹은 올리거뉴클레오타이드가 어레이 형태로 배치된것이 특징으로 하며, 상기 다공성 멤브레인은 NC(NitroCellulose) 혹은 나이론 멤브레인 혹은 나노튜브가 선호된다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 이미지 센서는 분석사이트내의 프로브에 결합된 라벨(발색입자)을 촬영하여 이미지 정보를 얻는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 발색입자는 레이저 발생장치 의해 여기(excitation)되며 이때 상기 이미지 센서에 의해 분석사이트에 대한 이미지 정보가 얻어지는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 센서는 상기 분석사이트내의 프로브에 결합된 라벨(발색입자)을 촬영하기 위한 형광필터가 탑재되거나 되지않은 CCD(Charge Coupled Device) 혹은 CMOS센서 등으로 구성될 수 잇다. 도 3의 도면부호103b가 이미지 센서인 경우에는 BOPM에 mount된 image 센서로서, CIS(촛첨거리가 매우 짧은 센서임) 혹은 초점거리가 짧은 image센서이다. 따라서 BOPM에 장착하여 근접거리에서 디스크상의 assay site의 판독이 가능한다. 이와 달리 도 5의 도면부호 144가 이미지 센서인 경우에는 140(메인보드)에 장착된 이미지 센서로서, 디스크내의 assay site의 형광 라벨을 측정하기 위해서는 laser(107)로 형광 label을 excitation(여기)시킨후, 발광하는 형광을 image센서로 측정한다. 이경우 image 센서 앞단에는 형광 필터 를 비롯한 각종 렌즈가 탑재된다. 즉 초점거리가 멀수밖에 없어 BOPM에 장착하여 초점거리를 확보하는 것은 어렵기 때문에, Disc로부터 멀리 떨어진 메인보드(140)에 image센서(144)를 설치하는 것이 적당한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 구속신호 요소 및 이탈 신호요소에 의해 발생된 바이오 피트를 판독하기 위한 바이오 피트 탐지 장치는 STM (Scanning Tunneling Microscope), AFM(Atomic Force Microscope), cantilever AFM, MFM (Magnetic Force Microscope), SNOM(Scanning Near-field Optical Microscope)중 하나인 것을 특징으로 한다.
1981년 Binnig에 의해 개발된 SPM (Scanning Probe Microscope)의 최초 형태인 STM(Scanning Tunneling Microscope)은 미시 세계에서 일어나는 전자의 양자역학적 터널링 효과를 이용한 것이다. 탐침과 시료의 간격을 매우 작게 유지하면서 작은 전압차(millivolts∼수 volts)를 부가하면 양자역학적으로 설명되는 전자 터널링 현상이 생기는데 수십 피코 암페어에서 나노 암페어에 이르는 이 터널링 전류를 측정함으로써 시료의 물질적 특성을 분석하는 것이 STM의 기본 원리이며 이는 당해업자의 공지 기술이다.
STM이 탐침과 시료사이의 전류를 이용하여 미세구조의 물성을 측정하는데 반해 둘 사이의 원자단위의 힘을 이용한 것이 AFM이다. 1986년 Binnig, Quate, Gerber에 의해 개발된 AFM은 원자 단위의 힘에 의한 cantilever의 굽힘을 이용하여 물성 측정을 하며 초기에는 굽힘 현상의 측정을 위해 STM 원리를 이용했던 것과는 달리 현재에는 optical lever 기술이 일반적이다. 즉 cantilever의 굽힘에 따라 팁 위에서 반사되는 레이저 빛이 서로 다른 광 다이오드에 의해 감지되는 것을 이용한다. 이때 cantilever가 작은 변위에 대해서는 Hook's 법칙을 만족한다는 가정 아래 팁과 시료사이의 힘을 측정하게 된다. 나아가 최근에는 cantilever에 piezoresistive 박막을 증착시켜 cantilever가 휘는 정도를 저항의 변화로 읽어냄으로써 광학계를 쓰지 않는 특징을 갖고 있으며 이는 당해 업자의 공지 기술이다.
초기 현미경의 형태였던 광학 현미경의 가장 큰 한계는 빛의 파장에 의한 해상도였다. Rayleigh Criterion에 의하면 두 구조의 구별은 최소한 한 구조의 Airy function의 maximum이 다른 하나의 minimum에 있어야 가능하며 따라서 광학 현미경에서 해상도는 늘 파장의 절반크기보다 크고 가시광선의 경우 파장이 488nm이므로 이에 따른 해상도는 250nm에 머물렀다. 그러나 1928년 Synge에 의해 Rayleigh의 해상도 한계를 극복할 수 있는 방법이 제시되는데 이는 시료의 aperture 사이의 거리를 조정하는 것이었다. 즉 시료와 aperture 사이의 거리를 aperture의 반지름보다 작은 거리만큼 근접시키면 빛이 산란되기 이전에 시료에 닿아 작용하므로 aperture의 반지름과 시료사이의 거리에 따라 해상도를 높일 수 있고 이를 이용한 것이 scanning near-field optical microscope(SNOM)이며 이는 당해 업자의 공지 기술이다.
물질의 자기적 특성의 연구 및 관찰에 가장 광범위하게 쓰이는 MFM (Magnetic Force Microscope) 은 silicon 탐침에 강자성체를 코팅시켜 시료에 존재하는 자기장이 탐침의 자기 모멘트와 작용하는 힘을 이용한다. 자기력에 의한 cantilever의 굽힘을 이용하는 것에서 한 걸음 나아가 더 큰 해상도를 얻기 위해서는 압전 요소에 의해 cantilever를 고유진동수(약100㎑)로 진동시키면서 scanning하여 시료의 자기적 성질과 자기화 된 탐침의 상호작용에 의한 고유진동수의 변화를 가지고 시료의 자기적 성질에 대한 정보를 얻을 수 있으며 이는 당해업자의 공지 기술이다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD는 DBD 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 혹은 분석 사이트(site)에 대한 위치 정보, 생물정보학정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보 혹은 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보, 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 원격으로 연결될 수 있는 웹 사이트 와 각종 링크 혹은 개인 암호화 정보가 저장하기 위한 메모리 혹은 저장수단 또는 무선 RF IC 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 탐지장치에 의해 얻어진 분석 사이트에 대한 판독 결과를 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장장치 혹은 입출력 장치로 보내기 위한 무선 RF IC를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 무선 RF IC는 외부의 무선전파에 의해 DBD속에 내장된 상기 유도 코일을 감응시켜 충분한 양의 전기를 생산해 컨덴서에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 DBD를 올려 놓기 위한 턴 테이블, 상기 DBD를 회전시키기 위한 스핀들(spindle) 모터; 상기 DBD 내의 분석사이트를 판독키 위한 탐지장치와 상기 DBD의 밸브개폐를 제어하기 위한 영구자석을 탑재한 스라이더(slider); 상기 스라이더의 이동제어를 위한 스라이드(slide) 모터; 상기 각부를 제어하기 위한 중앙제어장치; 및 DBD 드라이버를 지지하고 있는 몸체를 포함하는 DBD 드라이버 장치를 제공한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 탐지장치는 광투과율 측정장치, 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치, 이미지센서 혹은 바이오 피트 탐지 장치중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 탐지장치가 광투과율 측정장치인 경우에는 슬라이더상에 광송신부만 있거나 광송신부 및 광수신부가 같이 있을 수 있으며, 전기화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치인 경우에는 인터디지테이티드 어레이 전극은 DBD내 분석 사이트에 있고, 제어 및 변환장치만 슬라이더상에 있을 수 있다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 분석 사이트의 형광 및 방사능 동위원소 표지된 구속신호 요소를 판독키 위한 이미지 센서 및 레이저발생장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 분석 사이트의 발색입자 표지된 구속신호 요소를 판독키 위한 이미지 센서 및 발광LED를 포함하는 변환기와 결합된 탐지장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 이미지 센서는 픽셀(pixel) 단위로 광량을 센싱하는 line image sensor을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 line image sensor는 리니어 센서 어레이(linear sensor array) 혹은 CIS(Contact Image Sensor)인것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 line image sensor는 조명(light exposure)을 위한 파장 500nm∼ 800nm 의 LED(light emission diode) 및 광학 렌즈를 더 구비하여 상기 line image senor주변에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 line image sensor는 분석 사이트의 2차원 이미지 정보를 얻기 위해 상기 스라이더(slider) 를 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)의 판독키 위한 광픽업장치(CD 혹은 DVD reader)을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 스라이더는 상기 분석사이트를 판독키 위한 탐지장치 와 통상의 광 픽업장치(CD 혹은 DVD disk reader)를 함께 모듈화한 바이오 광픽업모듈(BOPM) 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 광픽업모듈(BOPM) 장치 와 상기 이동 가능한 영구자석이 상기 스라이더(slider)상에 배치 설계되어 스라이드(slide)모터에 의해 이동제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 스라이더(slider)는 웜(worm)기어에 의해 스라이더(slide) 모터에 연결되어 이동이 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 BOPM은 상기 DBD내의 분석사이트를 판독키 위한 탐지장치에 필요한 제어 신호를 공급하거나 판독키 위한 접촉식 인터페이스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 접촉식 인터페이스 수단이 더 필요한 경우는 광수신부가 DBD에 있는 광 투과율 측정장치 혹은 인터디지테이티드 어레이가 DBD에 있는 전기 화학 탐지장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치의 경우 등이다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD내의 유체 이동은 디스크의 회전을 중지한 채 슬라이더 상의 영구자석의 해당 유공중심으로부터의 빠른 접근과 이탈을 반복하는 "펌핑(pumping) 유체이동"에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 펌핑(pumping)유체 이동은 "방사 방향(radial) 밸브탐색 과정" 과 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"이 먼저 수행된후 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 "방사 방향(radial) 밸브탐색 과정"은 슬라이더의 이동에 의해, "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"은 디스크의 회전에 의해 이루어진다. "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"의 일례는 적은 회전력(torque)에 의한 디스크의 short rotation의 반복 동작에 의해 이루어진다. 여러 번의 short rotation을 시도하는 동안 유공의 중심에 위치한 초소형구슬 과 그 하측의 이동 가능한 영구자석이 만나는 경우 이들 둘간의 강한 인력(attraction) 에 의해 디스크의 short rotation은 저지당하고 그 자리에서 디스크가 멈추게 된다. 선호되기는 상기 short rotation 의 각도는 10도에서 20도 사이가 선호되며, 20도인 경우 18번의 short rotation으로 방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정이 완료된다. 또 다른 일실시예는 찾고자 하는 방위각 위치의 DBD 상측에 영구자석을 설치함으로서, 상기 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"을 그대로 적용하여 찾고자 하는 방위각 위치에서 디스크를 정지 시킬수 있다. 즉, 여러번의 short rotation 시도 동안 DBD상의 상측 위치한 영구자석 과 DBD의 하측에 위치한 이동 가능한 영구자석이 일치한 경우 이들 둘간의 강한 인력(attraction)에 의해 디스크의 short rotation은 저지당하고 그 자리에서 디스크가 멈추게 함으로서 이루어 지며 이를 "방위각 방향(azimuthal) 탐색 과정"이라 칭한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD내의 유체 이동은 디스크의 회전에 의한 원심력과 디스크의 회전중 상기 슬라이더상에 설치된 영구자석과 해당 밸브의 유공이 일치할때마다 반복적으로 밸브가 개방되는 "펄스 밸브(pulse valve)" 동작에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 중앙제어장치 및 저장 혹은 입출력장치가 설계 되여 있는 회로기판이 상기 DBD 드라이브 몸체에 이음체결되어 있고, 상기 중앙제어 장치는 상기 DBD의 회전 혹은 정지시 스핀들(spindle) 모터를 회전 정지시킬 뿐만 아니라, 상기 DBD의 밸브 및 분석사이트를 판독키 위한 장치들을 이동제어하기 위한 스라이드(slide) 모터를 회전 정지시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 입출력장치는 USB(Universal Serial Bus) 혹은 IEEE1394 혹은 ATAPI 혹은 인터넷의 통신 규격을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD상의 무선 RF IC에 전원를 공급키 위한 무선전파 발생부를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 무선전파 발생부에 의한 전파는 플레밍의 법칙에 따라 DBD의 무선 RF IC속에 내장된 상기 유도 코일을 감응시켜 충분한 양의 전기를 생산해 컨덴서에 저장된다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD 드라이버장치에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등의 Optical Disc인지, 아니면 DBD인지를 판단하기 위한 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 광 픽업장치가 DBD상의 특정 위치에 그루브 패턴(groove pattern) 혹은 데이터 패턴을 판독하여 현재 DBD드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 DBD임을 중앙제어 장치가 인식하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 중앙제어장치는 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)인지 DBD인지를 판단하여, 통상의 Optical 디스크인 경우는 디스크로 부터 읽은 내용을 상기 광 픽업장치로부터 저장장치 혹은 출력장치로 전송하거나, 쓸 내용을 광 픽업 장치로 보내고, Read/Write에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 각부에 제공하는 등의 Optical 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, DBD인 경우 DBD 의 제어를 위한 각종 제어 명령신호를 상기 바이오 광 픽업 모듈(BOPM) 장치 혹은 무선 RF IC에 보내는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 DBD의 로딩(loading)시점에서 DBD상의 비접촉 인터페이스 혹은 무선 RF IC를 통해, 상기 중앙 제어 장치에 DBD가 새로이 로딩되었음을 무선 송신토록 함으로서, 현재 DBD드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 DBD임을 중앙제어 장치가 인식하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 프렙 챔버에 샘플이 주입 안된 채, DBD가 로딩된 경우는 eject 되거나 경고 메시지를 사용자에게 보내는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 샘플의 진단 혹은 분석 중, 사용자에 의한 DBD 드라이버로부터 DBD의 eject(un-loading) 혹은 stop 요구시, DBD 드라이버는 이를 무시한 채 분석 및 진단을 계속 진행하고, 선택사항으로 경고 메시지(warning message)를 사용자에게 알려주든가 패스워드를 요구하여 패스워드가 맞는 경우에만 사용자의 eject(un-loading) 혹은 stop요구를 받아 들이는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 현재 로딩(loading) 된 DBD가 몇 번 사용했던 디스크 인지에 대한 정보 및 유효기간 정보 및 진단할 수 있는 질병 종류등에 대한 정보를 제공할 수 있는 DBD 정보 제공 수단을 더 구비하여, DBD 로딩(loading) 때마다 사용자에게 상기 정보 제공을 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 분석사이트에 의한 판독결과를 이력 관리하는 통계 소프트웨어 및 저장수단을 더 구비함으로서 정기적 추적 진단에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 한다. 이는 분석 사이트내의 프로브가 종양 표시자인 경우 유리하다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 탐지장치에 의한 신호 강도를 측정하여, 음성, 양성 혹은 위험군 여부 혹은 수치를 계산하기 위한 소프트웨어를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 예컨대, 이미지 센서의 경우에는 발색용 입자에 대한 이미지정보를 분석하여 발색강도를 측정한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼, 정지버튼 및; 현재 로딩된 된 디스크가 DBD임을 표시하는 발광 다이오드(LED)를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD 드라이버 장치는 액정표시장치 또는 모니터표시장치를 구비하여 DBD 드라이버 장치의 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 반응공정 혹은 항원-항체 반응) 및 단계에 따른 진행률을 퍼센트(％) 혹은 막대 그라프(bar graph), 파이 그라프(pie graph)형식으로 표시해 주는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD 드라이버를 지지하고 있는 몸체는 DDBD의 탑(top) 로딩 혹은 프런트(front) 로딩을 허용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD 드라이버는 복수개의 DBD를 한꺼번에 로딩할 수 있는 복수개의 턴테이블들을 갖춘 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD드라이버는 한쪽에는 DBD을 DBD드라이버에 로딩하여 진단을 하고, 다른 한쪽에는 DVD 디스크를 로딩하여 영화를 볼 수 있는 더블 데크(double deck)드라이버 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 DBD드라이버는 한쪽에는 DBD드라이버, 다른 쪽은 VCR(Video cassette Recorder) 인 콤보 드라이버 인 것을 특징으로 한다. 이로써 진단 동안 영화를 동시에 볼 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA 샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation) 공정단계; 준비된 DNA 샘플을 증폭하기 위한 PCR 공정단계; 상기 PCR공정에 의해 얻어진 DNA를 분석사이트에 고정화 되거나 고정화 수단에 의해 고정화 될 수 있는 분석 및 진단용 프로브(probe)와 혼성화하기 위한 혼성화(hybridization) 공정단계; 및 분석사이트내 혼성화 반응 결과를 광투과율 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 비트 탐지 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 판독하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 DBD를 이용한 핵산 분석 방법을 제공한다.
본 발명의 핵산분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 프렙공정은 blood을 상기 프렙 챔버에 설치된 샘플 주입구를 통해 주입하는 단계; cell로부터 추출된 DNA을 상기 강자성체 비드에 칩착시키기 위한 incubation단계; 상기 강자성체 비드을 정치 시킨 후, 서서히 DBD를 회전시키면서 셀(cell) 파괴시 생긴 찌거기(debris)를 트레쉬 챔버로 씻어 흘려 보내는 단계; 및, 상기 강자성체 비드(bead)에 붙어 있는 DNA을 이탈 혹은 resuspension시켜주는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프렙공정은 blood 을 상기 프렙 챔버에 설치된 샘플 주입구를 통해 주입하는 단계; cell로부터 추출된 DNA을 상기 바이오 디스크의 회전에 의한 원심분리에 의해 DNA을 분리하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다. 일실시예로, cell lysis를 위해 도데실 황산나트륨(SDS)이라는 시약을 넣는데 SDS는 세제 같은 것으로 계면활성제라고도 불리운다. 이렇게 하면 지질을 포함한 세포의 막 성분이 파괴되고 단백질과 핵산이 용해되기 시작한다. 이 때 페놀(phenol)이라는 시약을 넣는데 페놀은 단백질을 변성시키는 작용이 있다. 그 후에 원심분리 혹은 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 강자성체 비드에 의해 DNA, RNA를 포함한 핵산을 얻을 수 있다.
본 발명의 핵산분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 프렙 공정에 의해 얻어진 DNA을 상기 PCR 챔버로 이동시키는 단계; 및, 상기 PCR 챔버로의 DNA 이동 완료후, PCR 챔버내에 내장되어 있는 히터과 온도센서을 이용하여 PCR cycle을 수 회 반복하여 DNA을 증폭시키는 단계을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 핵산분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 PCR공정후에, DNAse을 PCR챔버로 유입시키는 단계; 고온으로 가열하여 DNAse의 기능을 정지(인큐베이션 정지) 및 단일가닥의 DNA을 만드는 단계(denaturing step)를 포함하는 fragmentation공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 핵산분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 복수개의 PCR 챔버마다 일대일 대응한 독립된 히터(독립된 인큐베이션 시간)를 두어 fragmentation함으로서 서로 다른 길이를 갖는 DNA의 fragmentation이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 DBD를 고속 회전시키면서, 원심분리에 의해 피로부터 혈청 내지 항원을 분리하는 단계; 상기 분리된 항원을 라벨 챔버로 유입시킨후, 항원과 라벨 표지된 antibody간에 "라벨-항원의 결합체"를 형성토록 1∼2분간 인큐베이션 하는 단계와; 상기 "라벨-항원의 결합체"를 상기 분석 사이트내로 이동시키는 단계와; DBD을 정체상태로 배양을 하여 상기 "라벨-항원의 결합체" 와 capture antibody간에 항원-항체 반응이 일어나도록 배양하는 단계와; washing 버퍼를 첨가하여 분석 사이트을 세정하는 단계; 및 선택사항으로 광투과율 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 비트 탐지 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 분석사이트를 판독하는 단계를 포함하는, 상기 본 발명에 따른 DBD를 이용한 면역 분석 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 피로부터 혈청 내지 헤모글로빈을 준비하는 단계; 상기 준비된 항원을 라벨 챔버로 유입시킨후, 항원과 라벨 표지된 antibody간에 "라벨-항원의 결합체"를 형성토록 1∼2분간 인큐베이션 하는 단계와; 상기 "라벨-항원의 결합체"를 상기 분석 사이트내로 이동시키는 단계와; DBD을 정체상태로 배양을 하여 상기 "라벨-항원의 결합체" 와 Capture antibody간에 항원-항체 반응이 일어나도록 배양하는 단계와; washing 버퍼을 첨가하여 분석 사이트을 세정하는 단계; 및 선택사항으로 광투과율 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 비트 탐지 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 분석사이트를 판독하는 단계를 포함하는, 상기 본 발명에 따른 당뇨진단 및 혈당 분석을 위한 DBD를 이용한 면역 분석 방법을 제공한다.
본 발명의 분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 판독 단계전에 분석사이트의 세정(cleaning) 단계과 드라잉(drying) 단계를 더 추가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 인큐베이션 하는 단계 혹은 배양하는 단계 혹은 혼성화 단계 혹은 항원-항체 반응 동안 진동 믹싱(warbling mixing) 단계를 더 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 "라벨-항원의 결합체" 혹은 DNA를 상기 분석 사이트내로 이동시키는 단계는 상기 분석사이트 직전 밸브를 개방과 함께 원심력에 의하지 않고 친수성 유로의 친수적 친화성(hydrophilic affinity)에 의해 "라벨-항원의 결합체" 혹은 DNA를 이동 시켜 상기 분석사이트내의 다공성 멤브레인에 "라벨-항원의 결합체" 혹은 DNA를 유입시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 "라벨-항원의 결합체" 혹은 DNA 와 다공성 멤브레인상의 capture probe간에 항원-항체 내지 혼성화 반응이 일어나도록 배양하는 단계이후에, 디스크를 고속회전에 의해 다공성 멤브레인을 건조시키는 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 건조단계 이후에, 상기 분석사이트 직전 밸브를 개방하여 친수성 유로의 친수적 친화성(hydrophilic affinity)에 의해 washing 버퍼를 이동 시켜 상기 분석사이트내의 다공성 멤브레인에 washing 버퍼를 유입시켜 분석사이트를 세정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 세정단계 이후에, 디스크를 고속회전에 의해 다공성 멤브레인을 건조시키는 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 분석방법에 있어서, 바람직하게는 상기 판독에 따른 진단 결과가 컴퓨터 모니터 상에 표시되고, 자동 혹은 수동으로 해당 전문의사와 인터넷 망을 통해 원격 접속되고, 상기 판독에 따른 진단 결과 및 필요한 경우 문진표가 의사에게 원격 전송되어 의사의 처방을 기다리는 원격진단 단계를 더 추가하는 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 2는 DBD속에 설치된 초소형 구슬을 이용한 밸브 장치를 보인 DBD 단면도이다.
도 3은 DBD와 이를 제어하기 위한 DBD 드라이버의 일 실시예이다.
도 4는 바이오 광 픽업 모듈(BOPM: Bio Optical Pickup Module)장치의 일 실시예이다.
도 5는 DBD 드라이버 장치의 일실시예이다.
도 6 내지 도 8은 광학적 측정 장치에 의해 구현하는 여러 실시예들이다.
도 9 내지 도 14는 전기화학 탐지 장치 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서에 의한 판독 방법의 일 실시예이다.
도 15 내지 도 17은 immuno assay(면역학적 검증장치) 반응 분석을 위한 DBD 및 분석사이트의 일례이다.
도 18 내지 도 22는 본 발명으로 구현가능한 DBD 드라이버 장치의 외관에 대한 일 실시예이다.
발명의 실시를 위한 형태
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 DBD상에 설치된 Lab On a Chip의 유체의 흐름 또는 유량을 제어하기 위한 밸브는 DBD의 상측에 설치된 영구자석 과 하측에 설치된 이동 가능한 영구자석에 의해 형성된 자력 힘으로 움직이는 초소형 구슬(micro bead)을 DBD 내부에 구비하여 유로를 개폐한다. 이는 선 출원된 국내 특허 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어방법" (10-2001-0031284) 및 PCT 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2002,05,31, PCT/KR02/01035)에 잘 예시되어 있다.
본 발명의 선호되는 실시예에서, 상기 초소형 구슬은 예를 들어 자석구(magnet ball), 강자성체 금속 입자, 상 자성체 입자, 반 자성체 입자, 스텐인레스 금속구 등과 같은 물질을 포함한다. 또한 상기 초소형 구슬은 고체 금속이거나 플라스틱, 유리 구슬등으로 형성될 수 있으며 그 위에 금속 코팅 또는 실리콘 고무(silicone rubber) 같은 고무 쿠션(Cushion)재료 코팅이 이루어진다. 또한 금속구는 합금일 수도 있다. 또한 상기 초소형 구슬은 전하를 띨 수 있으며, 이때 영구자석 대신 DBD의 상하면에 배치되는 전극판을 사용한다. 전극판에 가해진 전압의 방향에 따라 전하를 띤 구슬이 유공을 열거나 닫는다. 상기 초소형 구슬의 직경은 1um 내지 1mm 범위 내에 있고, 선호적으로 100um 내지 500㎛가 알맞다. 상기 구슬 의 크기가 커지면 접촉면이 증가 하여 개폐에 대한 신뢰도가 증가하게 된다. 또한 본 발명에서는 상기 초소형 구슬은 구형일수도 있으나 박막형 원기둥 영구 자석 혹은 박막형 사각형 영구 자석이 선호된다. 상기 박막형 영구자석 두께는 0.1mm∼0.5mm가 선호된다.
본 발명의 선호되는 실시예에서, 상기 실리콘 고무(silicone rubber) 재료 코팅 대신에 박막 실리콘 고무를 박막형 원기둥 자석 과 유공사이에 삽입 조립하는 것이 선호된다.
도 1 및 도 2는 DBD(100)속에 설치된 박막형 원기둥 영구 자석 을 이용한 밸브장치를 보인 DBD 단면의 일례이다.
상기 DBD(100)는 윗 기질(1)과 중간 기질(2)과 아래 기질(3)로 구성되며, 이들 각각은 사출 성형 공정동안 기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber) 와 상기 유로를 연결시키는 유공을 복수개 형성한다. 이들은 서로 밀착 부착되어 하나의 DBD(100) 몸체를 이룬다.
도 1은 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a)에 의해 유공(10)이 막혀 유로(16a)가 차단된 경우를 나타내고, 도 2는 유공(10)이 열려 유로(16a)가 연결된 것을 나타낸다. 도 1에서 와 같이 유공(10)을 닫아 유로를 차단시키려면 하측 영구자석(5a)을 유공의 중심에서 이탈 시키면 상측 영구자석(4a)에 의해 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a)을 윗쪽으로 끌어당겨져 유공(10)을 닫게 된다. 즉 상측 영구자석(4a)과 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a)간에는 인력이 발생하여 밸브가 닫 힌다. 반대로 도 2에서 와 같이 유공(10)을 열어 상기 유로를 연결시키려면 하측 이동 가능한 영구자석(5a)을 상기 유공의 중심으로 이동시키면 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a)을 아래쪽으로 끌어당기게 된다. 즉 하측 영구자석(5a)과 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a) 간에는 인력이, 상측 영구자석(4a)과 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a) 간의 인력 보다 더 강하여 밸브가 열린다. 이것은 하측 영구 자석(5a)을 상측 영구자석(4a)보다 강하도록 설계함으로서 가능하다.
본 발명의 상기 영구자석(5a)은 이동 가능한 영구자석이 선호된다. 또한, 본 발명은 유체이동을 위해 디스크에 좁은 유로(channel)(16a)가 형성되어 있기 때문에, 유체가 압력을 받지 않고 원활히 유로를 흐를 수 있도록 배기구(12a,12b,12c)가 윗기질(1)에 형성되어 있다.
도 3은 분석에 필요한 각종 버퍼 용액을 저장하고, 다양한 화학 공정을 수행하기 위한 챔버 (chamber)와 처리된 유체 및 버퍼 용액들을 이동시키기 위한 유로, 이들 유로의 개폐를 제어하기 위한 상기 밸브장치들이 포함된 Lab On a Chip이 배치된 DBD(100)와 이를 제어하기 위한 DBD 드라이버 장치의 일 실시예이다.
본 발명의 DBD(100)는 플라스틱, PMMA, 유리, 운모, 실리카, 실리콘 웨이퍼의 재료 등의 다양한 재료로부터 선택될 수 있다. 그러나, 플라스틱이 경제적 이유, 가공의 용이성 때문에 선호된다. 사용가능한 플라스틱으로는 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, COC(사이클로 올레핀 공중합체:Cyclic Olefin Copolymer), 및 폴리카보네이트가 있다. 이중 COC, 폴리프로필렌과 폴리카보네이트가 선호되며 폴리카보네이트가 가장 선호된다.
상기 DBD(100)는 윗 기질(1)과 중간 기질(2) 과 아래 기질(3)로 구성되며, 이들 각각은 사출 성형 공정동안 기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 상기 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber)와 상기 유로를 연결시키는 유공을 복수개 형성한다.
이들은 서로 밀착 부착되어 하나의 바이오 디스크(100) 몸체를 이루며, 이는
국내 특허 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2001,05,31, 10-2001-0031284) 및 PCT 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2002,05,31, PCT/KR02/01035)에 잘 예시되어 있다.
상기 DBD(100)는 윗기질(1)과 중간기질(2)과 아래기질(3)이 적층에 의해 형성된다. 박막형 원기둥자석(70a,70b,70c)은 각각 영구자석(4a,4b,4c)와 이동가능한 영구자석(5a)에 의해 형성된 자력에 의해 독립적으로 개폐제어 된다. 120은 샘플을 주입하기 위한 피펫 또는 주사위 또는 란셋(lancet) 또는 샘플 주입 수단을 나타내고, 121은 샘플주입구 이고 170은 디스크 중심 공극을 나타내고 도면 부호130는 피 또는 세포로부터 DNA샘플 또는 RNA로부터 R-T(Reverse Transcription:역 전사)에 의한 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 131는 PCR(Polymer Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버이고, 132는 혼성화(hybridization)공정을 위한 챔버로 상기 PCR공정에 의해 증폭된 DNA을 분석 및 진단 하기 위한 켑쳐프로브(capture probe)가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 분석사이트(assay)이고 133는 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)이다. 도면부호 211은 상기 이동 가 능한 영구자석(5a)을 탑재한 스라이더(slider)로 스라이드(slide) 모터(109)와 연결되어 구동제어된다.
도면 부호 140는 상기 PCR공정에 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 포함하는 챔버이고, 141 ,142 및 143는 상기 혼성화공정에 필요한 각종 효소를 포함하는 챔버이다.
상기 각각의 공정(프렙공정 ,PCR공정, 혼성화공정, 세정공정)의 시작시점과 종료 시점에서의 밸브의 개폐 제어는 상기 스라이더(slider)(211)상에 설치된 영구자석(5a)을 해당 밸브의 유공중심으로 이동함으로서 이루어지고, 유체이동은 디스크의 회전력에 의한 원심력에 의한다.
도면 부호 103a는 통상의 광학 디스크(CD 혹은 DVD)의 재생을 위한 광픽업장치이고, 도면부호103b는 광투과율 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 피트 탐지장치이고, 103a와 103b는 바이오 광 픽업모듈(BOPM)장치(103)를 구성한다. 본 발명에서 상기 이미지 센서는 픽셀(pixel) 단위로 광량을 센싱하는 line image sensor가 선호된다.
본발명에서, 상기 line image sensor는 리니어 센서 어레이(linear sensor array) 혹은 CIS(Contact Image Sensor)가 선호된다.
본 발명에서, 상기 line image sensor의 조명(light exposure)을 위한 파장 500nm∼800nm의 LED(light emission diode)를 더 구비하여 line image senor주변에 배치되어 상기 BOPM(103)을 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 line image sensor을 구비한 BOPM(103)이 분석 사이트의 2차원 이미지 정보를 얻기 상기 스라이더(slider)(211)를 이동시키는 것을 특징으로 한다.
도면 부호 240 과 241 은 상기 스라이더(211)에 배치되어, DBD(100)와 BOPM(103)간의 접촉식 인터페이스 수단을 제공한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 접촉식 인터페이스 수단(240,241)은 상기 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치의 전압발생 및 전류 측정 혹은 주파수 발생 혹은 산화환원 반응을 제어하고 판독키 위한 제어 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 중앙제어장치(101)은 분석사이트(132) 판독에 있어서, 바이오 피트 탐지장치에 필요한 제어 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
도면부호 110b은 스라이더(211)상의 BOPM(103) 및 접촉식 인터페이스 수단(240,241)에 필요한 각종 제어신호를 연결키 위한 프렉셔블(flexible) 케이블(cable)로 웨이퍼 혹은 하네스(wafer 혹은 harness)(110a)을 통해 중앙제어장치(101)와 연결된다.
도면 부호 181은 DBD(100)을 올려놓기 위한 턴 테이블(turn table)로, 디스크의 중심 공극(170)을 통해 턴 테이블에 프런트(front) 혹은 탑(top) 로딩된다.
도면 부호 188는 메모리 내장형 무선 RF IC로 Lab On a Chip을 위한 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 및 분석사이트에 대한 위치 정보, 생 물정보학(bioinformatics)정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보를 포함한다. 또한 DBD 라이버의 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 또한 진단 결과에 따른 전문의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할 수 있다. 또한 개인 암호화 정보가 저장될 수 있어, 타인이 함부로 사용할수 없도록 할 수 있다.
상기 무선 RF IC(188)는 스마트 IC카드 형태가 선호된다. 상기 무선 RF IC(188) 정보는 무선 송수신를 통해 중앙제어장치(101)에 제공되어 지며, 개인 암호화를 위해 활용되어진다. 도면부호 110은 상기 무선 RF IC(188)에 전원을 공급키 위한 무선전파 발생부이다.
본 발명의 DBD에 있어서, 바람직하게는 상기 무선 RF IC(188) 는 상기의 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치의 전압발생 및 전류 측정 혹은 주파수 발생 혹은 산화환원 반응을 제어하고 판독 결과를 외부의 중앙제어장치(101) 혹은 저장장치 혹은 입출력장치(111)로 무선송신하는 것을 특징으로 한다.
도면 부호 240a 및 241a는 각각 DBD(100)상에 있는 상기 분석사이트 판독에 필요한 접촉식 인터페이스부(240,241)에 대한 연결부로 도체로 표면 코팅되어 있으며, 상기 접촉 인터페이스부(240,241) 와 연결되어 DBD(100)상의 분석사이트에 대한 판독을 위한 제어신호를 공급한다.
도 4는 상기 BOPM(103), 영구자석(5a) 및 접촉식 인터페이스 수단(240,241)이 설치 배치된 스라이더(slider)(211)의 위에서 본 도면의 일실시예를 나타낸다. 상기 스라이더(slider)는 스라이드(slide) 모터(109) 축에 연결된 웜(worm) 기어 연결부(109a,109b)에 의해 이동 제어된다.
상기 스라이더(slider)는 스라이드 아암(108a,108b)를 가이드(guide)로 사용하여 미끄러지듯 이동된다. 상기 스라이드 아암(108a,108b)는
나사(110a,110b,110c,110d)을 통해 DBD 드라이버몸체에 체결된다. 도면 110b은 플렉셔블 케이블(flexible cable)이며 웨이퍼 혹은 하네스(110a)을 통해 연결된다.도면부호 181은 상기의 스핀들(spindle) 모터(102)에 의해 회전하는 턴 테이블이다.
도 5는 도 3의 DBD(100)을 제어 구동키 위한, DBD 드라이버 장치의 일 실시예이다.
상기 스라이더(211)상의 접촉식 인터페이스 수단(240,241)을 통해 DBD(100)상의 분석사이트 판독을 위한 제어 신호들이 연결공급된다. 접촉식인터페이스(240,241)의 한쪽 말단부는 스라이더(211)상에 연결 고정되며; 다른 말단부는 분석사이트 판독시, 스라이더(211)의 이동제어에 의해 DBD(100)상에 도전체로 표면 코팅되어 있는 연결부(240a, 241a)와 각각 밀착 연결된다.
300는 DBD 드라이버를 지지하고 있는 몸체이다. DBD 드라이브 밑면에는 회로기판(140)이 상기 DBD 드라이브 몸체(300)에 이음 체결되어있고, 회로 기판위에 DBD 드라이버를 제어하기 위한 중앙제어 장치(101) 및; 저장장치 혹은 입출력장치(111)가 상기 회로 기판(140)위에 배치 설계되여 있다. 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 DBD(100)의 회전 혹은 정지를 위해 스핀들(spindle) 모터(102)를 제어할뿐만 아니라, 스라이드(slide) 모터(109) 제어에 의해 스라이더(211)상에 설계 배치된 바이오 광픽업모듈(BOPM)의 이동을 제어뿐만 아니라, DBD의 밸브의 개폐를 제어하기 위해 영구자석(5a)의 위치를 이동시킨다. 밸브 개방시, 상기 영구 자석(5a)은 DBD(100)의 해당 유공의 중심에 매우 가까이 근접해 있어 DBD에 내장된 박막형 원기둥 자석에 인력을 효과적을 발휘할 수 있다.
또한 상기 중앙제어장치(101)는 현재 DBD 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)인지 DBD(100)인지를 판단하여, 통상의 Optical 디스크인 경우는 디스크로 부터 읽은 내용을 상기 광 픽업장치(103a)로부터 저장장치 혹은 입출력장치(111)로 전송하거나, 쓸 내용을 광 픽업 장치(103a)로 보내고, 재생/기록(Read/Write) 에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 각부에 제공하는 등의 Optical 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, DBD인 경우 Lab On a Chip 제어를 위한 각종 제어 명령신호를 상기 비접촉 인터페이스(106)에 의해 무선 RF IC(188)를 통해 보낸다.
상기 제어 명령을 전달 받은 무선 RF IC(188)는 Lab On a Chip을 제어 하기 위한 각종 제어 신호를 공급한다.
본 발명에서, 바람직하게는 상기 DBD 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등의 Optical Disc인지, 아니면 DBD인지를 상기 중앙제어장치(101)가 판단하기 위한 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 수단을 더 구비한다.
본 발명에서, 바람직하게는 상기 광 픽업장치가 DBD(100)상의 특정 위치에 그루브 패턴(groove pattern) 혹은 데이터 패턴을 판독하여 현재 DBD 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 DBD임을 중앙제어 장치(101)가 인식하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 바람직하게는 DBD의 로딩(loading)시점에서 DBD상의 무선 RF IC(188)를 통해, 상기 중앙 제어 장치(101)에 DBD가 새로이 로딩되었음을 무선 송신토록 함으로서, 현재 DBD 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 DBD임을 중앙제어 장치(101)가 인식하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 DBD(100)상의 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치 또는 이미지 센서 혹은 바이오 피트 탐지 장치를 포함하는 변환기에 의해 얻어진 상기 분석사이트(132)에 대한 판독 결과를 상기 스라이더(211)에 연결된 flexible cable(110b)를 통해 중앙 제어 장치(101) 혹은 저장장치 혹은 입출력장치(111)로 보내거나, DBD(100) 상에 내장된 무선 RF IC(188)에 의해 DBD(100)상의 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기에 의해 얻어진 상기 분석사이트(132)에 대한 판독 결과를 무선 RF IC에 의해 외부의 중앙 제어장치(101) 혹은 저장장치 혹은 입출력장치(111)로 보내거나, 상기 회로기판(140) 위에 배치설계된 이미지 센서(144)에 의해 얻어진 분석사이트에 대한 이미지 정보를 중앙 제어 장치(101) 혹은 저장장치 혹은 입출력장치(111)로 보낸다.
도면부호 107은 레이저 발생장치로 형광표지 혹은 방사능 동위원소 표지된 구속신호 요소를 여기(excitation)시키는데 사용되며 이때 상기 이미지 센서(144)에 의해 분석사이트에 대한 이미지 정보를 얻는다.
도 6은 광학 장치를 포함하는 변환기에 의해 상기 분석 사이트의 판독방법을 광의 투과율 측정 에의해 구현한 일실시예를 나타낸다.
도 6의 왼쪽 그림은 상기 DBD에 구속신호 요소(557)가 기질 표면상에 남아 있는 경우 이고, 오른쪽 그림은 구속 신호 요소(557)가 대부분 이탈제거되어 이탈신호 요소를 제공하는 경우를 나타낸다.
광학 분석 판독장치(99a,99b)가 상기 구속신호 요소 및 이탈신호요소에 입사되는 레이저 발생장치(광 송신부)(99a)와 광의 투과 정도를 탐지하는 광 수신부(99b)에 의해 구현된 일 실시예 이다. 도면 부호 555는 상기 광수신부(99b)의 판독을 위한 투명 개구부이다.
도 7은 상기 분석사이트(132)에 대한 광 투과율 측정에 있어서 광 수신부(99b)을 윗 기질(1)에 집적화 시킨 일실시예를 나타낸다. 상기 광학 분석판독 장치(99a,99b)가 상기 구속신호 요소 및 이탈신호요소에 입사되는 레이저빔 발생 장치(99a)와 광투과율를 탐지하는 광수신부(99b)에 의해 구현된 일실시예 이다. 이 경우 복수개의 분석 사이트에 대해서는 일대일 대응하여 상기 광 수신부(99b)가 어레이 형태로 배열된다. 이러한 배열 방식은 통상의 광 픽업장치(103)에 있어 1개의 광 송신부 와 1개의 광 수신부 모두가 함께 한곳에 광픽업 장치 형태로 에 집적되어 있는 것 과 구별된다. 이러한 광 픽업장치는 추가분의 광 반사 경로 때문에, 광의 경로(optical traveling path)가 길어져 광 수신부의 감도가 떨어지는 단점이 있다. 도 7의 왼쪽 그림은 상기 DBD에 구속신호요소(557)가 기질 표면상에 남아 있는 경우 이고, 오른쪽 그림은 구속신호요소(557)가 대부분 이탈 제거되어 이탈 신 호요소를 제공하는 경우를 나타낸다.
도면 부호 555는 상기 광 수신부(99b)의 판독을 위한 투명 개구부이다.
도 8은 상기 광수신부(99b)의 어레이(array)가 DBD의 원주 방향으로 배열 내장된 DBD의 일 실시예를 나타낸다. DBD의 회전에 따라, DBD에 내장된 복수개의 분석 사이트마다 일대일 대응한 광 수신부(99b)에 의해 차례로 판독이 가능하다.
도 9 내지 도 14는 상기 DBD(100)에 설치된 상기 분석사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 기질(701)상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703) 과 상기 절단 가능한 신호요소의 말단부에 금속구(40) 혹은 효소 내지는 HRP(HorseRadish Peroxidase)(41)가 부착된 프로브에 의해 구현된 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치, 혹은 바이오 피트 탐지 장치의 일실시예을 보인다. 또한 기존의 면역 크로마토그라피 기법(immuno chromatographic reaction)에 주로 쓰이는 항원-항체반응을 이용한 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치, 혹은 바이오 피트 탐지 장치의 일실시예을 보인다. 상기 기질(701)은 다공성 멤브레인(membrane)상에 인터디지테이티드 전극이 표면 코팅된것이 선호되며, 상기 다공성 멤브레인은 NC(NitroCellulose) 혹은 나이론 멤브레인이 혹은 정렬된 나노 튜브(nano tube)가 선호된다.
도 9는 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703)에 의해 구현된 전기화학 탐지기, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일실시예를 보인다.
제어부(63)로부터 어떤 대역폭을 갖는 교류신호를 인터디지테이티드 어레이의 두 단자(704,705)에 가하여, 주파수 응답 특성을 측정하므로서 커패시턴스 및 임피던스 측정이 가능하다. 또한 H2O2 용액하 HRP(HorseRadish Peroxidase)에 의한 산화 환원반응(REDOX 반응)의해 유기된 전압 및 전류를 상기 제어부(63)가 측정 하므로서 전기화학 탐지가 가능하다. 상기 인터디지테이디드에 의한 측정장치는 선 출원된 국내 특허 출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956) 및 PCT출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중가닥 또는 단일가닥에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2002.01.27 PCT/KR02/00126)에 잘 예시되어 있다. 상기 제어부(63)은 상기 무선RF IC에 내장되거나, 접촉식 인터페이스 수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
도 10 내지 도 11은 상기 DBD(100)에 설치된 상기 분석사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 기질(701)상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703) 과 HRP(HorseRadish Peroxidase)(41)가 부착된 프로브(probe)에 의해 구현된 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일실시예를 보인다. 산화 및 환원의 연쇄 반응에 의해 발생된 전자들에 의해 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array)의 전극(702,703)에 전류 및 전압이 유기된다.
인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703)의 디지트(digit) 개수를 증가시킬수록 탐지기의 감도는 증가한다.
상기 분석 사이트(132)는 기질(701)의 표면이 아민처리된후, 바이오틴(50) 표지된 절단 가능한 신호요소가 기질 표면에 직접 닿지 않도록 하기 위해, 반응성 없는 분자(예: (CH2)n : alkane chain)의 모노레이어(monolayer)을 표면에 형성한 후, 상기 바이오틴(50) 표지된 절단 가능한 신호요소를 표면에 침착하여 준비하는 것이 선호된다.
샘플주입후 혼성화 반응을 일으키지 않고 단일가닥을 유지하고 있는 절단 가능한 프로브들은 nuclease 효소와의 접촉에 의한 절단과정과 세정 과정후에 제거되므로, 혼성화를 이룬 이중가닥(43)만이 표면에 구속 신호요소로서 남아 있게 된다. 이후, 스트렙아비딘(51) 표지된 HRP도입으로 상기 바이오틴 표지된 구속 신호 요소와 스트렙아비딘-바이오틴 결합을 이룬다.
이후, H2O2 용액하 HRP(HorseRadish Peroxidase)에 의한 산화환원반응(REDOX 반응)의해 인터디지테이티드 어레이에 유기된 전압 및 전류를 상기 제어부(63)가 측정하므로서 전기화학 탐지가 가능하고, 이것은 이탈 신호에 대한 차등적 전기화학 신호를 탐지 장치에 제공한다.
도 11의 왼쪽 그림은 상기 DBD(100)의 분석사이트(132)내 구속 신호요소가 기질(701)표면상에 남아 있어서 H2O2 용액하에서 산화 환원 반응이 잘 일어나는 경우 이고, 오른쪽 그림은 상기 절단과정 및 세정과정 후에 구속신호요소가 대부분 이탈 제거된 경우로 산화환원 반응이 일어나지 않는 경우를 나타낸다. 이들은 차등적 전기화학 신호를 탐지 장치에 제공한다
도 12는 상기 DBD(100)에 설치된 상기 분석 사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 기질(701)상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703)과; 항체와 결합된 라벨(label)(471)과 분석하고자 하는 샘플(antigen 혹은 analyte)(472)간의 샌드위치결합에 의한 라벨-항원의 결합체 와; 상기 분석사이트(132)내의 기질(701)상의 고정되어 있는 capture antibody(473)와; 상기 라벨-항원 결합체(471과 472결합체)와 상기 capture antibody(473)와의 항원-항체 반응에 의해 구현된 전기화학 탐지 장치 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일실시예를 보인다.
본 발명에서는 상기 라벨의 발색용 입자(474)로서 금 또는 라텍스(latex) 혹은 형광표지 혹은 방사능 동위원소가 선호된다.
라벨-항원의 결합체 형성후, 항원-항체 반응이 일어난 것은 구속 신호 요소를 제공하며; 라벨-항원의 결합체 형성후, 항원-항체 반응이 일어나지 않은 경우는 이탈 신호요소를 작용된다. 이들에 대해 주파수 응답특성을 측정하므로서 상기 각 분석 사이트에 대한 커패시턴스 및 임피던스 측정이 가능하다.
도 13의 왼쪽 그림은 세정과정후, 상기 DBD(100)에 항원-항체 반응에 의해 구속신호요소(gold 혹은 latex 혹은 형광표지 혹은 방사능 동위원소)가 기질(701)표면상에 남아있는 경우이고, 오른쪽 그림은 세정과정 후 대부분 이탈제거된 경우를 나타낸다. 이들은 기질(701)상에 배치된 인터디지테이티드 어레이 (interdigitated array) 전극(702,703)에 차등적 커패시턴스 및 임피던스 신호를 제공하거나 이미지 센서에 발색정보를 제공한다.
도 14는 상기 DBD(100)에 설치된 상기 분석 사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 다공성 멤브레인 기질(701)상에 특이적 결합을 나타내는 복수개의 항체가 어레이 형태로 배치된 capture antibody (473)과; 항체와 결합된 라벨(label)(471) 과 분석하고자 하는 샘플(antigen 혹은 analyte)(472)간의 샌드위치결합에 의한 라벨-항원의 결합체(471과 472결합체)와; 상기 분석사이트(132)내의 기질(701)상의 고정되어 있는 capture antibody(473)와; 상기 라벨-항원 결합체와 상기 capture antibody와의 항원-항체 반응에 의해 구현된 이미지 센서에 발색정보를 제공하는 일실시예를 보인다.
본 발명에서는 상기 라벨(471)의 발색용 입자(474)로서 금 또는 라텍스(latex) 혹은 형광표지 혹은 방사능 동위원소가 선호된다.
본 발명에서는 상기 다공성 메브레인 기질(701)은 나일론 혹은 NC 멤브레인 혹은 정렬된 나노 튜브(aligned nano tube)가 선호된다.
라벨-항원의 결합체 형성후, 항원-항체 반응이 일어난 것은 구속 신호 요소를 제공하며; 라벨-항원의 결합체 형성후, 항원-항체 반응이 일어나지 않은 경우는 이탈 신호요소를 작용된다. 도3f의 왼쪽 그림은 세정과정후, 상기 DBD(100)에 항원-항체 반응에 의해 구속신호요소(gold 혹은 latex 혹은 형광표지 혹은 방사능 동위원소)가 기질(701)표면상에 남아있는 경우이고, 오른쪽 그림은 세정과정 후 대부분의 신호요소가 이탈 제거된 경우를 나타낸다. 이들은 차등적 발색정보를 이미지 센 서에 제공한다.
본 발명에서, 상기 형광표지 혹은 방사능 동위원소 표지된 구속신호 요소는 레이저 여기(excitation)시키고 그것을 상기 이미지 센서(144)에 의해 분석사이트에 대한 이미지 정보를 얻는 것을 특징으로 한다.
도 15는 DBD(100)상에 항원-항체 반응에 의해 구현된 Lab On a Chip이 배치된 DBD의 일실시예이다.
도면 부호130는 주입구(121)를 통해 주입된 피로부터 원심분리에 의해 혈청(serum)을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 132는 항원-항체반응을 위한 챔버로 시료(antigen 혹은 analyte)을 분석 및 진단 하기 위한 immuno assay가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 분석사이트(Assay site)이다. 분석사이트에는 상기의 capture antibody가 고정되어 있다. 133는 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버들(Trash chamber)이다. 상기 분석 사이트(132)는 인터디지테이티드 전극이 표면 코팅된 다공성 멤브레인(membrane)상의 전극 간의 빈 공간에 capture antibody 가 고정되거나 다공성 멤브레인(membrane)상에 capture antibody 가 어레이 형태로 고정되는것이 선호된다. 상기 다공성 멤브레인은 NC(NitroCellulose) 혹은 나이론 멤브레인 혹은 정렬된 나노튜브(aligned nano tube)가 선호된다.
상기 주요공정(프렙 공정, 항원-항체 반응, 세정공정)은 상기 DBD상에 나선형으로 연결되어 배치되어 있다. 이는 상기 각 공정에 필요한 유체들이 원심력에 의해 이동 연결을 용이케 한다. 또한 상기 주요 공정을 지원하기 위한 시약들을 가 지고 있는 챔버들이 나선형으로 주변에 배치되어 있다.
도면 부호 129는 washing buffer 혹은 elution buffer가 들어 있는 챔버 이다. 도면 부호 13a는 washing buffer 혹은 elution buffer를 미리 주입하기 위한 시약 주입구이다. 도면 부호 13b는 라벨 표지된 antibody를 미리 주입하기 위한 시약 주입구이다.
142a는 항원에 표식자를 붙이기 위한 라벨(label) 챔버 이다. 일반적으로 라벨는 항체가 결합된 형태의 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex) 또는 형광 표지 혹은 방사능 동위원소를 갖는다. 도면 부호 150,152,153은 밸브이다.
상기 프렙 챔버(130)는 원심분리에 의해 혈청분리를 용이케 하기 위해 예시와 같이 원뿔형 비이커 (BEAKER CONICAL) 모양 혹은 프라스크(Flask) 모양 혹은 시험관 (test tube) 모양의 챔버가 선호된다.
원심분리하면 혈청, 혈병으로 분리된다. 상기 같은 모양의 프렙 챔버를 사용하는 경우, 프렙 챔버(130)내에서 혈청이 가능한 많은 높이를 점유하므로, 밸브151을 개방한 채 서서히 DBD를 회전시키면서 다음 챔버로 혈청만의 이동이 훨씬 용이해진다. 만약 혈청이 많은 높이를 점유하지 않으면, 혈청만을 다음 챔버로 이동시키는 것은 매우 어려운 일이 될 것이다.
도면부호 173은 무게중심용 챔버 혹은 무게 중심용 추(a weight)이다. DBD(100)은 고속회전하므로 무게중심이 안맞는 경우 DBD에 심한 진동이 발생한다. 이러한 진동을 방지키 위해 본 발명에서는 DBD상에 무게중심용 챔버 혹은 무게 중심용 추를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 DBD(100)의 고속회전에 의한 원심분리로 피로부터 혈청을 뽑아낸다.
상기 분석 사이트는 다공성 멤브레인(membrane)상에 capture antibody(항체)가 어레이(array) 형태로 고정되거나 다공성 멤브레인(membrane)상에 인터디지테이티드 전극이 표면 코팅된것이 선호되며, 상기 다공성 멤브레인은 NC(NitroCellulose) 혹은 나이론 멤브레인이 선호된다.
상기 capture antibody(항체)가 어레이(array)는 종양 표지자(tumor marker)을 고정시키는 것이 선호된다.
상기 종양 표지자(tumor marker)는 AFP ,PSA, CEA, CA19-9,CA125,CA15-3인 것이 선호된다.
상기 capture antibody(항체)가 어레이(array)는 심근 경색 표지 인자인 Myoglobin, CK-MB , Troponin I (Tnl)을 고정시키는 것이 선호된다.
상기 capture antibody(항체)가 어레이(array)는 알츠하이머(Alzheimer) 질환의 특이 마커인 GS(Glutamine Synthetase)을 고정시키는 것이 선호된다.
상기 DBD(100)상의 유체 이동은 DBD 회전에 의한 원심력 와 밸브 개폐에 의하거나, DBD 회전에 의한 원심력 와 유로의 친수성 표면 처리에 의한 친수성 유체이동 및 밸브 개폐 동작에 의하거나, DBD 회전에 의한 원심력 와 밸브의 빠른 개폐의 반복 동작을 동반한 친수성 유체이동 및 밸브 개폐 동작에 의하거나, DBD 회전중 원심력 와 밸브 개폐에 의한다.
본 발명에서, 바람직하게는 DBD(100)상의 유체 이동은 DBD 회전중 유체에 발생한 원심력; 과 DBD 회전중 스라이더(slider)(211)상에 설치된 영구 자석(5a)과 해당 밸브의 유공과 일치 할때마다 개방되는 밸브동작에 의한 유체이동을 선호하며 이러한 밸브 동작를 본 발명에서는 이하 "펄스 밸브(PULSE VALVE)"라고 칭한다.
이하는 펄스 밸브 동작을 일실시예를 상세히 설명한다.
도 15에서 원 중심으로 부터 밸브151까지의 거리를 R1, 밸브 152 까지의 거리를 152, 밸브 153까지의 거리를 R3, DBD(100) 바깥쪽(dead zone) 까지의 거리를 R4라 표시하며, 이들 거리는 R1＜R2＜R3＜R4 관계를 갖는다.
밸브151을 상기 펄스밸브동작에 의해 개방하려면, 상기 스라이더(211)상의 영구자석(5a)를 거리 R1으로 이동시킨후, DBD(100)을 회전시킨다. DBD(100) 회전동안 밸브151의 유공중심에 위치한 박막형 원기둥자석은 상기 영구자석(5a)와 마주치게 되고 마주칠 때마다, 상기 박막형 원기둥자석과 영구자석(5a)는 인력이 발생하여 밸브 151이 순간적으로 열리게 된다. 또한 DBD(100)는 회전 중이므로 밸브151이 열리는 순간 순간마다 유체가 원심력에 의해 이동하게 된다.
밸브들을 상기 펄스밸브동작에 의해 폐쇄(closing) 시키려면, 상기 스라이더(211)상의 영구자석(5a)를 거리 R4으로 이동시킨다.
거리 R4에 있는 영구 자석(5a)은 상기 밸브(151,152,153)에 아무런 영향을 주지 않는다. 그러나 상기 밸브의 유공 상측에 위치한 영구자석(4a,4b,4c)과 박막형 원기둥 자석(7a,7b,7c) 간의 인력에 의해 밸브가 닫히게 된다.
또한, 본 발명에서, 바람직하게는 DBD(100)상의 유체 이동은 유로의 친수성 표면처리에 의한 친수성 유체이동; 및 상기 스라이더(211)상의 영구자석(5a)의 해당 유공중심으로의 빠른 접근과 이탈의 반복동작에 의해 야기된 박막형 원기둥의 자석의 상하운동과; 박막형 원기둥의 자석의 빠른 상하운동에 따른 유체에 작용하는 펌핑(pumping)력에 의해 유체가 이동하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기 펌핑(pumping)력에 의한 유체이동을 "펌핑 유체이동"이라 칭한다.
본 발명에서, 바람직하게는 상기 펌핑 유체이동은 하기의 "방사방향 밸브탐색과정" 과 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"이 선행되는 것을 특징으로 한다. (1) "방사방향 밸브탐색 과정"은 방사방향(radial)으로의 영구자석(5a)이동시키는 과정으로, 유공중심의 반경(R1 혹은 R2 혹은 R3)에 해당하는 위치로 상기 스라이더(211)상의 영구자석(5a)을 이동으로 이루어 진다. (2)이후, 해당 반경상에서 영구자석(5a)과 유공의 위치를 일치시키기 위해 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"이 필요하다.
이것은 스라이더(slider)(211)을 중지한 채, 스핀들(spindle) 모터(102)을 서행시키든지, 스핀들(spindle) 모터의 짧은 회전 과 중지의 반복 동작을 통해 이루어진다. 스핀들(spindle) 모터의 서행 혹은 여러 차례의 짧은 회전을 통해, 스라이더(211)상의 영구자석(5a)과 해당 반경상에 있는 박막형 원기둥 자석과 일단 일치하게 되면, 그들간의 강한 인력으로 인해 상기 서행 혹은 짧은 회전은 더 이상 DBD를 회전시키지 못한다.
즉, 상기 "방사방향 밸브탐색 과정"과 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"에 의해 영구자석(5a)과 해당 밸브의 유공중심과 일치하게 되고 이후, 상기 "펌핑 유체이동"을 통해 스라이더(211)를 유공을 중심으로 방사방향으로 흔들어줌으 로서 박막형 원기둥의 자석의 빠른 상하운동에 따른 유체에 작용하는 펌핑(pumping)력에 의해 유체가 이동하는 것이다.
도 15는 또한 당뇨병(diabetes)를 진단키 위한 DBD로 다음과 같이 활용 개조될수 있다.
최근 2∼3개월간의 혈당치를 반영하는 anti-HBAlc(당화 혈색소) 항체 혹은 Glucose(글루코스)항체가 분석사이트(132)에 고정되며, 분석 사이트의 분석은 칼라(색)을 감지하는 이미지 센서 의해 HbAlc의 량 혹은 Glucose 양을 측정하며, 총 헤모글로빈의 양은 헤모글로빈 색의 강도로 측정하는 것이 선호된다. 상기 혈당치 측정는 ％HBAlc(HbAlc/total Hemoglobin x100)에 의해 계산되는 것이 선호된다.
도면 부호130는 샘플주입구(121)를 통해 주입된 피로부터 원심분리에 의해 혈청(serum) 혹은 헤모글로빈(hemoglobin)을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 132는 항원-항체반응을 위한 챔버로 시료(antigen 혹은 analyte)을 분석 및 진단 하기 위한 anti-HBAlc(당화 혈색소) 항체 혹은 Glucose(글루코스)항체가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 분석사이트(Assay site)이다. 133는 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버들(Trash chamber)이다.
상기 프렙 챔버는 피로부터 헤모글로빈(hemoglobin)을 추출을 위한 RBC(적혈구:Red Blood Cell) lysis 버퍼가 들어 있다.
상기 분석 사이트(132)는 인터디지테이티드 전극이 표면 코팅된 다공성 멤브레인(membrane)상의 전극 간의 빈 공간에 capture antibody 가 고정되거나 다공성 멤브레인(membrane)상에 상기 항체가 어레이 형태로 고정되는것이 선호된다. 상기 다공성 멤브레인은 NC(NitroCellulose) 혹은 나이론 멤브레인 혹은 정렬된 나노튜브(aligned nano tube)가 선호된다.
도면 부호 129는 washing buffer 혹은 elution buffer가 들어 있는 챔버 이다.
142a는 항원에 표식자를 붙이기 위한 라벨(label) 챔버 이다. 일반적으로 라벨는 항체가 결합된 형태의 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex) 또는 형광표지 혹은 효소(혹은 enzyme linked antibody) 혹은 방사능 동위원소를 갖는다.
본 발명에서, 바람직하게는 상기 발색입자인 효소와 반응키 위한 기질을 포함하는 기질 챔버(134)을 더 구비한 것을 특징을 한다.
본 발명에서 상기 DBD(100)는 비닐 커버 혹은 보호비닐을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 비닐커버는 DBD(100)와 붙으려는 성질이 있고, DBD(100)의 표면을 보호하는 역할을 한다. 비닐커버는 모든 구멍(배기구 및 샘플 주입구등)을 막고 있어 유통중 챔버내의 유체가 새거(leak)나 먼지가 들어갈 염려가 없다.
사용직전에 비닐커버를 DBD(100)로부터 배겨내면, 상기 배기구(12a,12b,12c)와 샘플 주입구(121)가 개방 노출된다.
이때 시약 주입구(13a,13b)는 노출되지 않는다.
본 발명에서 상기 시약 주입구(13a, 13b)는 DBD 제조과정에서 시약 주입후 UV접착제에 의해 밀봉 되든지 비닐커버(보호 비닐)로 밀봉되는 것을 특징으로 한 다.
도 16은 상기 종양 표시자를 spot(점) 어레이 모양으로 상기 다공성 멤브레인(999)상 혹은 폴리카보네이트상에 고정시킨 종양 표시자 칩(tumor marker chip)이 분석사이트에 적용된 일 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는 6가지 표시자 AFP(999a), PSA(999b), CEA(999c), CA19-9(999d), CA125(999e), CA15-3(999f)들이 다공성 메브레인(999)상 혹은 폴리카보네이트상에 고정되었다.
상기 폴리카보네이트상에 항체인 종양표시인자를 고정시키기 위한 방법은
선 출원된 국내 특허 출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956)에 잘 예시되어 있다.
도 17은 도 15의 분석사이트(132)에 대한 일실시예이다. 901a는 소수성 유로이고 901b는 친수성 코팅이 되어 있는 친수성 유로 이다. 도면 부호 999는 분석사이트내에 내장된 capture antibody가 고정된 다공성 멤브레인 혹은 프라스틱 기질이고, 915a와 915b는 공기 구멍으로 DBD의 고속 회전시 상기 다공성 멤브레인을 잘 마르도록 하여 준다.
혈청내의 항원이 라벨 챔버(142a)내에서 라벨(label)표지된 항체와 결합하여, "라벨-항원의 결합체"를 형성한 후, 밸브 152을 개방하면 "라벨-항원의 결합체"가 친수성 유로 901b를 따라 이동하여 갈라진 유로(branch 유로)들을 다 채운다. 다 채운후 밸브 152을 닫고, DBD를 서행으로 돌리면, 갈라진 유로의 말단에 위치한 유공(610a,610b,610c)을 통해 "라벨-항원의 결합체"를 다공성 멤브레인(999) 으로 분배유입되어, capture antibody간에 항원-항체 반응이 일어난다.
상기 도 15의 DBD에 대한 주요 공정의 일 실시예는 다음과 같다.
＜프렙 공정＞
상기 프렙 챔버(130)에는 피로부터 혈청을 추출하기 위한 챔버로 프렙 공정의 일실시예는 다음과 같다.
blood 10 ㎕∼120㎕(EDTA,ACD Tube)을 상기 프렙 챔버(130)에 설치된 샘플 주입구(121)를 통해 주입한다.
DBD를 고속 회전시키면서 혈청과 혈병을 분리한다.
밸브 151을 개방하고 서서히 DBD를 회전시키면서 상기 챔버130의 상층부에 있는 혈청을 라벨 챔버(142a)에 유입시킨다. 상기 밸브 151을 개방은, DBD의 중심으로 부터의 거리 R1에 영구자석(5a)을 이동시킴으로서 이루어지며, 이는 상기의 "펄스 밸브" 동작에 기초한다.
마지막으로, 디스크 회전을 멈춘후 밸브 151닫는다.
상기 밸브 151의 폐쇄(closing)은, DBD의 중심으로 부터의 거리 R4에 영구자석(5a)을 이동시킴으로서 이루어 진다.
＜항원-항체 반응＞
도 15의 라벨 챔버(142a)내에는 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex) 혹은 형광 표지 혹은 방사능 동위원소가 표지된 antibody가 저장되어 있고 분석사이트(132)내에는 기질 혹은 다공성 멤브레인 상에 capture antibody가 고정되어 있다.
이 공정은 상기 프렙 공정에서 추출된 혈청내의 항원이
라벨 챔버(142a)내에서 라벨(label)표지된 항체와 결합하여, "라벨-항원의 결합체"를 형성한 후, 분석 사이트(132)내에서 상기 라벨-항원 결합체와 capture antibody간에 항원-항체 반응을 하는 공정으로 일실시예는 다음과 같다.
상기 라벨 챔버(142a)로 유입된 항원과 라벨(label)표지된 항체와 간에 "라벨-항원의 결합체"를 형성토록 1∼2분간 인큐베이션 한다.
밸브 152을 개방하고 상기 챔버142a내의 "라벨-항원의 결합체"를 상기 분석사이트(132)내로 이동시킨다.
DBD 회전을 멈춘후 밸브 152닫는다.
DBD을 실온에서 3-5분간 정체상태로 배양을 하여 상기 "라벨-항원의 결합체"와 capture antibody간에 항원-항체 반응이 일어나도록 놔둔다.
그 다음 DBD가 회전을 하는 동안에 밸브 153를 개방하여 챔버 129의 washing 버퍼 혹은 elution 버퍼을 이동시켜 분석사이트(132)을 세정한다.
상기 과정 1)에서의 인큐베이션은 상기 스라이더(211)의 짧은거리의 빠른 전진후진의 동작 혹은 "방위각 방향(azimuthal) 탐색 과정" 후 스라이더(211)의 짧은거리의 빠른 전진후진의 동작 혹은 short rotation에 의해 발생되는 DBD(100)에 유도된 진동에 의한 진동 믹싱(warbling mixing)을 더 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 과정 2)에서 "라벨-항원의 결합체"의 이동은 상기 밸브 152를 탐색키 위한 "방사 방향 밸브탐색 과정" 과 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"후에 진행되는 "펌핑 유체이동"에 의한다.
상기 과정 5)에서 washing 버퍼 혹은 elution 버퍼을 이동은 상기 밸브 153를 탐색키 위한 "방사 방향 밸브탐색 과정" 과 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정" 후에 진행되는 "펌핑 유체이동"에 의한다.
상기 항원항체 반응 과정은 DBD의 고속회전에 의해 상기 분석사이트를 말리는 drying 과 상기 분석사이트 세정하는 cleaning을 반복하는 과정을 더 포함한 것을 특징으로 한다.
＜Detection 공정 및 원격진단＞
이후 구속 혹은 이탈 신호요소가 침착된 미리 결정된 부위(site)를 검사하도록 프로그램된, 상기 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치 혹은 이미지센서 혹은 바이오 피트 탐지장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 분석 사이트(132)을 판독을 한다.
이후, 상기 판독 결과에 따른 진단 결과 와 처방이 컴퓨터 모니터 상에 표시되고, 자동 혹은 수동으로 해당 전문의사 와 인터넷 망을 통해 원격 접속되고, 상기 진단 데이터 와 결과 및 문진표가 필요시 전문의사에게 원격 전송된다. 이후 환자는 전문의사의 처방을 기다린다.
DBD(100)가 DBD 드라이브에 로딩이 되면 자동으로 분석을 시작한다.
그러나 샘플 주입구(121)를 통해 샘플이 주입 안된 채, 로딩된 경우는 다시 eject 및/또는 경고 메시지를 사용자에게 보낸다.
상기 샘플 주입여부는 상기 프렙챔버(130)내에 임피던스 측정장치를 더 구비함으로서 확인 가능하다. 즉 샘플 주입이 된 경우와 안된 경우는 임피던스 특성이 서로 다르므로, 샘플 주입여부를 알 수 있다.
이것에 대한 일실시예는 상기 분석사이트(132)에 사용했던 인터디지테이티드 어레이에 의한 임피던스 측정 장치이다.
만약 DBD(100)에 의한 샘플의 진단 혹은 분석 중, 사용자에 의한 DBD 드라이버로부터 DBD의 eject(un-loading) 혹은 stop요구시, DBD 드라이버는 이를 무시한 채 분석 및 진단을 계속 진행한다. 이 때 경고 메시지(warning message)를 사용자에게 알려주든가 패스워드를 요구한다.
패스워드가 맞는 경우 사용자의 eject(un-loading) 혹은 stop요구를 받아 들인다.
진단 및 분석 완료시에는 사용자의 eject 요구를 받아들여 DBD 드라이버로부터 DBD를 빼낼 수 있도록 한다.
또한 상기 무선 RF IC(188)의 메모리에는 몇 번 사용했던 디스크 인지에 대한 정보 및 유효기간 정보 및 진단하고자 하는 질병 종류가 저장되어 있다.
즉 1회용 DBD를 사용 중, 혹은 완료시 eject 했을 때, 상기 카드 IC(188)의 메모리에 그것에 대한 이력(history)을 기록 하여, 추후 재 로딩(loading)하였을 때 진단 불가용 DBD을 사용자에게 알려 준다.
또한 유효기간이 지난 DBD에 대해서도 진단 불가용 DBD임을 사용자에게 알려 준다. 또는 컴퓨터가 DBD의 제조 연월일 대비 현재 시간을 계산하여 진단불가 여부를 판단한다.
도 18 및 19는 프런트(front) 로딩(loading)방식의 DBD 드라이버 장치의 외 관에 대한 일실시예로, 751은 상기 DBD 드라이버 장치의 케이스이고, 750은 상기 DBD(100)를 프런트(front) 로딩하기 위한 트레이(tray)이다. 또한 본 발명의 DBD 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼(745), 정지버튼(746)을 갖는다.
도 18은 발광다이오드를 사용하여 DBD 드라이버 장치의 진행상태를 표시해주는 일 실시예를 나타낸다.
현재 로딩된 된 디스크가 DBD임을 표시하는 발광 다이오드(741), 현재의 분석 경과를 표시해주는 경과표시 발광다이오드(742)를 구비한다. 도면부호 743은 통상의 Optical 디스크가 로딩되었음을 표시하기 위한 발광 다이오드 이다. 발광 다이오드는 일실시예로서 다른 표시 장치가 사용될 수 있다.
도 19는 액정표시 장치(760)를 사용하여 DBD드라이버 장치의 진행상태를 표시해주는 일 실시예를 나타낸다.
상기 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 공정 및 항원-항체 반응) 및 단계에 따른 진행률을 퍼센트(％) 혹은 막대 그라프(bar graph)형식으로 표시해줄 수 있다.
또는 컴퓨터 모니터를 사용하여 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface) 및 상기 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 공정 및 항원-항체 반응) 및 단계 에 따른 진행률을 퍼센트(％) 혹은 막대 그라프(bar graph), 파이 그라프(pie graph) 형식으로 표시해 줄 수 있다.
일반적으로 진행 암이 아니면 종양 표지자(tumor marker)의 혈중 농도가 증 가하지 않으며, 보통 조기 암의 경우에 혈중 종양 표지자는 정상범위 내의 값이며, 암이 진행됨에 따라 혈중 농도가 증가해 양성율도 높아진다. 본 발명에서는 이러한 점을 착안하여 바람직하게는 상기 종양표시자는 이용한 분석사이트의 정량분석에 의한 판독결과를 이력 관리하는 통계 소프트웨어를 구비하여 정기적 추적 진단에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 라벨의 발색용 입자에 대한 이미지정보를 분석하여 발색강도를 측정하여, 음성, 양성 혹은 위험군 여부 혹은 수치를 계산하기 위한 소프트웨어를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
도 20은 탑(top) 로딩방식의 DBD드라이버 장치의 외관에 대한 일실시예이다. 설명 부호750a는 탑 로딩하기 위한 커버(두껑)으로 커버를 열고 턴테이블에 DBD의 공극(170)를 끼우면 된다. 740은 액정표시장치이고, 741,742,743은 DBD드라이버의 진행상황을 표시하기 위한 발광다이오드 이다.
도 21은 기존의 CD 체인저(changer)처럼 복수개의 DBD를 한꺼번에 로딩할수 있는 복수개의 턴테이블들(777a,777b,777c,777d)을 갖춘 DBD드라이버의 상측면도의 일 실시예이다. 이 경우는 4개의 DBD를 차례로 하나씩 자동 분석하든지, 4개의 DBD를 한꺼번에 동시 분석이 가능하다. 4개의 DBD를 한꺼번에 동시 분석이 가능한 경우 턴테이블 하나당 1개의 DBD드라이버가 설치되어 있다.
도 22는 더블 데크(double deck)형 DBD드라이버의 앞면을 표시하는 일실시예이다. 한쪽에는 DBD을 DBD드라이버에 로딩하여 진단을 하고, 다른 한쪽에는 DVD 디스크를 로딩하여 진단동안 영화를 동시에 볼수있는 DVD드라이버 혹은 DBD 드라이버 가 설치되든지; 한쪽에는 DBD드라이버, 다른 쪽은 VCR(Video cassette Recorder) 인 콤보 드라이버 인 것을 특징으로 하는 DBD드라이버 장치이다.
도면부호 750a와 750b는 상기 DBD(100)를 프런트(front) 로딩하기 위한 트레이(tray)이다. 또한 본 발명의 DBD 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼(745a,745b), 정지버튼(746a,746b)을 갖는다.
액정표시 장치(760a,760b)를 사용하여 DBD드라이버 장치의 진행상태를 표시해준다.
본 발명은 구체예와 실시예로 본 발명을 설명하고 있으나 이에 본 발명을 국한시키고자 함은 아니다. 또한, 여기에서 설명을 하는 것에 추가하여 다양한 변형 및 변화가 가능함을 당해 업자는 인지할 것이다. 이와 같은 변형 또한 첨부된 특허청구범위의 범위에 속한다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 새로운 밸브 제어 수단을 이용한 DBD 및 DBD 드라이버의 장치 및 방법은 각종 진단 분석 장치, 핵산 혼성 분석 장치 및 면역학적 검증등을 포함하는 Lab On a Chip구성에 적합하다 특히 상기 DBD드라이버 장치 및 방법은 상기 DBD 판독 뿐만 아니라 통상의 음악CD, CD-R, 게임 CD, DVD등 과 같은 통상의 Optical Disc 의 .판독 및 재생 기능도 겸하고 있어 가격 경쟁 뿐만 아니라 사용상에 많은 편리성을 제공한다. 또한 상기 바이오 드라이버 장치는 컴퓨터에 연결되어 기존의 인터넷망을 이용하여 원격진단을 용이케 한다.

Claims (92)

  1. 샘플을 주입하기 위한 샘플 주입구, 버퍼 또는 반응 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber), 기질상에 바이오 물질들이 고정화되어 있는 분석사이트(assay site), 상기 챔버 및 분석사이트 사이에 유체가 흐를 수 있는 유로(channel), 상기 유로를 연결시키는 유공 및 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브(valve)를 포함하며, 상기 밸브는 상기 유공에 위치한 초소형 구슬(micro bead) 및 상기 초소형 구슬의 상측에 위치한 영구자석으로 구성되고 상기 초소형 구슬의 하측에 위치한 외부의 이동가능한 영구자석의 위치제어에 의해 상기 유공의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 바이오 디스크(DBD).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 초소형 구슬이 유공 상단 위치한 영구자석에 의해 유통중 유공이 항시 닫혀 있는 것을 특징으로 하는 DBD.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 챔버는 배기구 또는 시약 주입구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 DBD는 샘플주입구, 배기구 및 시약 주입구 중 하나 이상을 막고 있는 비닐커버 혹은 보호비닐을 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 챔버외에 무게중심용 챔버 혹은 무게 중심용 추(a weight)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 DBD.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 분석사이트내 바이오 물질들이 고정화 수단에 의해 기질에 고정화되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 초소형 구슬은 박막형 원기둥 자석인 것을 특징으로 하는 DBD.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 박막형 원기둥 자석은 쿠션(Cushion)재료로 코팅되거나, 박막 쿠션 재료를 초소형 구슬과 유공사이에 삽입조립하는 것을 특징으로 하는 DBD.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 밸브들의 위치는 디스크의 중심으로부터 서로 다른 반경을 갖거나 상기 밸브들 중 같은 싯점에 개방될 필요가 있는 밸드들은 같은 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 DBD.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 유체 이동은 디스크의 회전을 중지한 채 슬라이더(slider) 상의 영구자석의 해당 유공중심으로부터의 빠른 접근과 이탈을 반복하는 "펌핑 (pumping) 유체이동"에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 펌핑(pumping)유체 이동은 "방사방향(radial) 밸브탐색 과정" 과 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"이 먼저 수행된후 수행되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 유체 이동은 디스크의 회전에 의한 원심력과 디스크의 회전중 상기 슬라이더상에 설치된 영구자석과 해당 밸브의 유공이 일치할때마다 반복적으로 밸브가 개방되는 "펄스 밸브(pulse valve)" 동작에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 분석사이트내의 기질은 다공성 멤브레인(membrane)이고, 상기 분석사이트 직전 밸브의 전(before) 유로는 소수성 유로이고, 후(after) 유로는 친수성 유로인 것을 특징으로 하는 DBD.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 다공성 멤브레인은 NC(Nitrocellose) 멤브레인, 나일론 멤브레인 및 정렬된 나노튜브(aligned nano tube)로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 DBD.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 친수성 유로는 소수성 유로의 표면을 친수성 아크릴 레이트, 초친수성 poly(N-isopropylacrylamide) (PIPAAm), 또는 ZrO2, ZnO, Fe2O3 및 TiO2로 구성된 군에서 선택된 광촉매로 코팅하거나, 플라즈마 처리에 의해 표면개질(surface modification)처리하여 생성되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 친수성 유로는 하나 이상의 branch 유로로 갈라지고, 상기 branch 유로 말단의 유공에 의해 분석사이트내의 다공성 멤브레인과 연결되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 분석사이트는 양 옆에 상기 다공성 멤브레인을 건조시키기 위한 공기 구멍을 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 분석사이트로의 유체 이동은 원심력에 의하지 않고 직전 밸브의 개방과 함께 친수성 유로와 반응 용액과의 친수적 친화성(hydrophilic affinity)에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 DBD 의 몸체는 윗 기질, 중간 기질 과 아래 기질로 구성되고 초음파 융착 혹은 UV(Ultra Violet)접착제 혹은 양면 테이프에 의해 접착 조립되어 하나의 몸체를 이루어지는 것을 특징으로 하는 DBD.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 바이오물질은 DNA, 올리고 뉴클레오티드, RNA, PNA, ligand, receptor, 항원, 항체 또는 단백질(Protein)에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 DBD.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 챔버는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 적어도 한 개 이상의 프렙 챔버(Preparation chamber); 상기 준비된 DNA 샘플을 PCR(Polymer Chain Reaction) 증폭하기 위한 적어도 한 개 이상의 PCR 챔버; 상기 PCR공정에 의해 증폭된 DNA와 혼성화(hybridization)하기 위한 분석 및 진단용 프로브(probe)가 기질상에 고정화되어 있는 적어도 한 개 이상의 혼성화 챔버(hybridization chamber); 및 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 프렙 챔버에는 셀(cell)을 깨뜨려 DNA을 추출하기 위한 Lysis 버퍼용액과; 추출된 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 입자 혹은 강자성체 비드(bead)가 들어 있는 것을 특징으로 하는 DBD.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 PCR챔버는 복수개로 구성하여 상기 복수개의 PCR챔버 각각에 서로 다른 종류의 프라이머가 들어가든지; 혹은 같은 종류의 프라이머가 들어 가든지; 혹은 상기 복수개의 PCR챔버 각각에 복수개의 프라이머가 들어가는 것을 특징으로 하는 DBD.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 프렙챔버는 셀(cell)을 깨뜨려 DNA을 추출하기 위한 Lysis 버퍼용액과; DBD의 회전에 의한 원심력에 의해 DNA샘플을 준비하는 것을 특징으로 하는 DBD.
  25. 제 1항에 있어서, 상기 챔버는 피 또는 세포로부터 혈청(serum)샘플 혹은 항원 내지 항체을 준비하기 위한 적어도 한 개의 프렙챔버(Preparation chamber); 상기 준비된 항원 내지 항체와 항원-항체반응을 하기 위한 immuno 프로브(probe)가 기질상에 고정화되어 있는 적어도 한 개 이상의 항원-항체 반응 챔버(Ag-Ab reaction chamber); 및 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 immuno 프로브(probe)는 AFP(Alpha-FetoProtein), PSA(Prostate-Specific Antigen), CEA(CarcinoEmbryonic Antigen), CA19-9(Carbohydrate Antigen 19-9), CA125(Cancer Antigen 125), CA15-3(Cancer Antigen 15-3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 종양표지자(tumor marker)인 것을 특징으로 하는 DBD.
  27. 제 25항에 있어서, 상기 immuno 프로브(probe)는 심근 경색 표지 인자인 Myoglobin, CK-MB(Creatine Kinase-Muscle Brain fraction), Troponin I (Tnl), 알츠하이머(Alzheimer) 질환의 특이마커인 GS(Glutamine Synthetase) 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 DBD.
  28. 제 1항에 있어서, 상기 챔버는 피로부터 혈청(serum) 혹은 헤모글로빈(hemoglobin) 샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber); 상기 준비된 샘플내의 항원 내지 glucose 내지 HbAlc와 반응하기 위한 anti-HbAlc(당화 혈색소) 항체 혹은 Glucose(글루코스)항체가 분석사이트에 고정되어 있는 적어도 하나 이상의 항원-항체 반응 챔버(Ag-Ab reaction chamber); 및 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 프렙챔버는 적혈구를 깨뜨려 헤모글로빈을 추출하기 위한 RBC(Red Blood Cell) Lysis 버퍼용액을 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD.
  30. 제 25항에 있어서, 상기 프렙챔버는 DBD의 회전에 의해 발생된 원심력에 의해 혈청샘플을 준비하는 것을 특징으로 하는 DBD.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 프렙 챔버는 원심분리에 의해 혈청분리를 용이케 하기 위해 원뿔형 비이커 (BEAKER CONICAL) 혹은 프라스크(Flask) 모양 혹은 시험관(test tube) 모양의 챔버인 것을 특징으로 하는 DBD.
  32. 제 25항에 있어서, 라벨(label)표지된 antibody를 저장하기 위한 라벨 챔버를 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 라벨은 항체가 결합된 형태의 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex) 또는 형광 표지 혹은 효소(혹은 enzyme linked antibody) 혹은 방사능 동위원소인 것을 특징으로 하는 DBD.
  34. 제 1항에 있어서, 샘플 주입여부 판별을 위해, 상기 챔버내에 임피던스 측정장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 임피던스 측정장치는 인터디지테이티드 어레이에 의한 것을 특징으로 하는 DBD.
  36. 제 1항에 있어서, 상기 분석 사이트는 면역 분석(immuno assay) 와 핵산 프로브(probe) 분석을 동시에 분석 하기 위해, 각 방향(angular direction) 또는 거리 방향(radial direction)으로 immuno assay 섹터 와 핵산 probe 분석 섹터가 분리된 것을 특징으로 하는 DBD.
  37. 제 1항에 있어서, 상기 분석사이트는 광투과식 측정장치 혹은 전기화학 탐지 장치 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 피트 탐지장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지장치(detector)에 의해 판독되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 광투과식 측정장치는 분석사이트내 구속신호 요소 및 이탈신호요소에 레이저빔을 입사되는 레이저빔 장치(광 송신부)와 이들 신호요소들간의 차등적 광 투과신호를 탐지하는 광학탐지기(광 수신부)로 구성된 것을 특징으로 하는 DBD.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 광학 탐지기(광 수신부)가 상기 분석 사이트에 일대일 대응하여 DBD상에 원주 방향으로 어레이 형태로 적어도 한 개 이상 집적화 배열된 것을 특징으로 하는 DBD.
  40. 제 38항에 있어서, 상기 레이저빔 장치(광 송신부)와 광학 탐지기(광 수신부) 모두가 상기 분석 사이트에 일대일 대응하여 DBD상에 원주 방향으로 어레이 형태로 적어도 한 개 이상 집적화 배열된 것을 특징으로 하는 DBD.
  41. 제 37항에 있어서, 상기 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치는 상기 분석 사이트의 기질상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극과 HRP(HorseRadish Peroxidase), 효소, 및 금속구로 구성된 군으로부터 하나 이상 선택된 것이 구속 신호요소의 말단부에 부착된 프로브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 DBD.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)은 다공성 멤브레인(membrane)상에 도체 물질의 표면 코팅에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 DBD.
  43. 제 37항에 있어서, 상기 이미지 센서는 분석사이트내의 프로브에 결합된 라벨(발색입자)을 촬영하여 이미지 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 DBD.
  44. 제 43항에 있어서, 상기 발색입자는 레이저 발생장치 의해 여기(excitation)되며 이때 상기 이미지 센서에 의해 분석사이트에 대한 이미지 정보가 얻어지는 것을 특징으로 하는 DBD.
  45. 제 37항에 있어서, 상기 바이오 피트 탐지 장치는 STM (Scanning Tunneling Microscope), AFM(Atomic Force Microscope), cantilever AFM, MFM (Magnetic Force Microscope), SNOM(Scanning Near-field Optical Microscope)중 하나인 것을 특징으로 하는 DBD.
  46. 제 1항에 있어서, 상기 DBD는 DBD 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 혹은 분석 사이트(site)에 대한 위치 정보, 생물정보학정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보 혹은 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보, 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 원격으로 연결될 수 있는 웹 사이트 와 각종 링크 혹은 개인 암호화 정보가 저장하기 위한 메모리 혹은 저장수단 또는 무선 RF IC 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD.
  47. 제 1항에 있어서, 상기 분석 사이트에 대한 판독 결과를 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장장치 혹은 입출력 장치로 보내기 위한 무선 RF IC를 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 무선 RF IC는 외부의 무선전파에 의해 DBD속에 내장된 유도 코일을 감응시켜 전기를 생산해 컨덴서에 저장하는 것을 특징으로 하는 DBD.
  49. 제 1항 내지 제 48항 중 어느 한 항에 따른 DBD를 올려 놓기 위한 턴 테이블, 상기 DBD를 회전시키기 위한 스핀들(spindle) 모터; 상기 DBD 내의 분석사이트를 판독키 위한 탐지장치; 상기 DBD의 밸브개폐를 제어하기 위한 영구자석을 탑재한 슬라이더(slider); 상기 슬라이더의 이동제어를 위한 슬라이드(slide) 모터; 상기 각부를 제어하기 위한 중앙제어장치; 및 DBD 드라이버를 지지하고 있는 몸체를 포함하는 DBD 드라이버 장치.
  50. 제 49항에 있어서, 상기 탐지장치는 광투과율 측정장치, 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치, 이미지센서 혹은 바이오 피트 탐지 장치중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  51. 제 50항에 있어서, 상기 이미지 센서는 픽셀(pixel) 단위로 광량을 센싱하는 line image sensor을 사용하는 것을 특징으로 하는 DBD드라이버 장치.
  52. 제 51항에 있어서, 상기 line image sensor는 리니어 센서 어레이(linear sensor array) 혹은 CIS(Contact Image Sensor) 인것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  53. 제 51항에 있어서, 상기 line image sensor는 조명(light exposure)을 위한 파장 500nm∼ 800nm 의 LED(light emission diode) 및 광학 렌즈를 더 구비하여 상기 line image senor주변에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 DBD드라이버 장치.
  54. 제 51항에 있어서, 상기 line image sensor는 분석 사이트의 2차원 이미지 정보를 얻기 위해 상기 슬라이더(slider) 를 이동시키는 것을 특징으로 하는 DBD드라이버 장치.
  55. 제 49항에 있어서, 상기 슬라이더는 상기 분석사이트를 판독키 위한 탐지장치 와 통상의 광 픽업장치(CD 혹은 DVD disk reader)를 함께 모듈화한 바이오 광픽업모듈(BOPM) 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  56. 제 49항에 있어서, 상기 슬라이더(slider)는 웜(worm)기어에 의해 슬라이더(slide) 모터에 연결되어 이동이 제어되는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  57. 제 55항에 있어서, 상기 BOPM은 상기 DBD내의 분석사이트를 판독키 위한 탐지장치에 필요한 제어 신호를 공급하거나 판독키 위한 접촉식 인터페이스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  58. 제 49항에 있어서, 상기 DBD내의 유체 이동은 디스크의 회전을 중지한 채 슬라이더 상의 영구자석의 해당 유공중심으로부터의 빠른 접근과 이탈을 반복하는 "펌핑(pumping) 유체이동"에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  59. 제 58항에 있어서, 상기 펌핑(pumping)유체 이동은 "방사방향(radial) 밸브탐색 과정" 과 "방위각 방향(azimuthal) 밸브 탐색 과정"이 먼저 수행된후 수행되는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  60. 제 49항에 있어서, 상기 DBD내의 유체 이동은 디스크의 회전에 의한 원심력과 디스크의 회전중 상기 슬라이더상에 설치된 영구자석과 해당 밸브의 유공이 일치할때마다 반복적으로 밸브가 개방되는 "펄스 밸브(pulse valve)" 동작에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  61. 제 49항에 있어서, 중앙제어장치 및 저장 혹은 입출력장치가 설계 되여 있는 회로기판이 상기 DBD 드라이브 몸체에 이음 체결되어있고, 상기 중앙제어 장치는 상기 DBD의 회전 혹은 정지시 스핀들(spindle) 모터를 회전 정지시킬 뿐만 아니라, 상기 DBD의 밸브 및 분석사이트를 판독키 위한 장치들을 이동제어하기 위한 슬라이드(slide) 모터를 회전 정지시키는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  62. 제 61항에 있어서, 상기 입출력장치는 USB(Universal Serial Bus) 혹은 IEEE1394 혹은 ATAPI 혹은 인터넷의 통신 규격을 갖는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  63. 제 49항에 있어서, 상기 DBD상의 무선 RF IC에 전원를 공급키 위한 무선전파 발생부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  64. 제 55항에 있어서, 상기 DBD 드라이버장치에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등의 Optical Disc인지, 아니면 DBD인지를 판단하 기 위한 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  65. 제 55항에 있어서, 상기 광 픽업장치가 DBD상의 특정 위치에 그루브 패턴(groove pattern) 혹은 데이터 패턴을 판독하여 현재 DBD드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 DBD임을 중앙제어 장치가 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  66. 제 55 항에 있어서, 상기 중앙제어장치는 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)인지 DBD인지를 판단하여, 통상의 Optical 디스크인 경우는 디스크로 부터 읽은 내용을 상기 광 픽업장치로부터 저장장치 혹은 출력장치로 전송하거나, 쓸 내용을 광 픽업 장치로 보내고, Read/Write 에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 각부에 제공하는 등의 Optical 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, DBD인 경우 DBD 의 제어를 위한 각종 제어 명령신호를 상기 바이오 광 픽업 모듈(BOPM) 장치 혹은 무선 RF IC에 보내는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버장치.
  67. 제 55항에 있어서, DBD의 로딩(loading)시점에서 DBD상의 비접촉 인터페이스 혹은 무선 RF IC를 통해, 상기 중앙 제어 장치에 DBD가 새로이 로딩되었음을 무선 송신토록 함으로서, 현재 DBD드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 DBD임을 중앙제어 장치가 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  68. 제 49항에 있어서, 프렙 챔버에 샘플이 주입 안된 채, DBD가 로딩된 경우는 eject 되거나 경고 메시지를 사용자에게 보내는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  69. 제 49항에 있어서, 샘플의 진단 혹은 분석 중, 사용자에 의한 DBD 드라이버로부터 DBD의 eject(un-loading) 혹은 stop 요구시, DBD 드라이버는 이를 무시한 채 분석 및 진단을 계속 진행하고, 선택사항으로 경고 메시지(warning message)를 사용자에게 알려주든가 패스워드를 요구하여 패스워드가 맞는 경우에만 사용자의 eject(un-loading) 혹은 stop요구를 받아 들이는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  70. 제 49항에 있어서, 현재 로딩(loading) 된 DBD가 몇 번 사용했던 디스크 인지에 대한 정보 및 유효기간 정보 및 진단할 수 있는 질병 종류등에 대한 정보를 제공할 수 있는 DBD 정보 제공 수단을 더 구비하여, DBD 로딩(loading) 때마다 사용자에게 상기 정보 제공을 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  71. 제 49항에 있어서, 상기 분석사이트에 의한 판독결과를 이력 관리하는 통계 소프트웨어 및 저장수단을 더 구비함으로서 정기적 추적 진단에 대한 정보를 사용 자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  72. 제 49항에 있어서, 상기 탐지장치에 의한 신호 강도를 측정하여, 음성, 양성 혹은 위험군 여부 혹은 수치를 계산하기 위한 소프트웨어를 더 구비한 것을 특징하는 DBD 드라이버 장치.
  73. 제 55항에 있어서, 상기 DBD 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼, 정지버튼 및; 현재 로딩된 된 디스크가 DBD임을 표시하는 발광 다이오드(LED)를 구비한 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  74. 제 49항에 있어서, 상기 DBD 드라이버 장치는 액정표시장치 또는 모니터표시장치를 구비하여 DBD 드라이버 장치의 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 반응공정 혹은 항원-항체 반응) 및 단계에 따른 진행률을 퍼센트(％) 혹은 막대 그라프(bar graph), 파이 그라프(pie graph) 형식으로 표시해 주는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  75. 제 49항에 있어서, 상기 DBD 드라이버를 지지하고 있는 몸체는 DDBD의 탑(top) 로딩 혹은 프런트(front) 로딩을 허용하는 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  76. 제 49항에 있어서, 상기 DBD 드라이버는 복수개의 DBD를 한꺼번에 로딩할 수 있는 복수개의 턴테이블들을 갖춘 DBD 드라이버 장치.
  77. 제 49항에 있어서, 상기 DBD드라이버는 한쪽에는 DBD을 DBD드라이버에 로딩하여 진단을 하고, 다른 한쪽에는 DVD 디스크를 로딩하여 영화를 볼 수 있는 더블 데크(double deck)드라이버 인 것을 특징으로 하는 DBD드라이버 장치.
  78. 제 49항에 있어서, 상기 DBD드라이버는 한쪽에는 DBD드라이버, 다른 쪽은 VCR(Video cassette Recorder) 인 콤보 드라이버 인 것을 특징으로 하는 DBD 드라이버 장치.
  79. 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation) 공정단계; 준비된 DNA 샘플을 증폭하기 위한 PCR 공정단계; 상기 PCR공정에 의해 얻어진 DNA를 분석사이트에 고정화 되거나 고정화 수단에 의해 고정화 될 수 있는 분석 및 진단용 프로브(probe)와 혼성화하기 위한 혼성화(hybridization) 공정단계; 및 분석사이트내 혼성화 반응 결과를 광투과율 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 비트 탐지 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 판독하는 단계를 포함하는, 제21항에 따른 DBD를 이용한 핵산 분석 방법.
  80. 제 79항에 있어서, 상기 프렙공정은 blood을 상기 프렙 챔버에 설치된 샘플 주입구를 통해 주입하는 단계; cell로부터 추출된 DNA을 상기 강자성체 비드에 칩착시키기 위한 incubation단계; 상기 강자성체 비드을 정치 시킨 후, 서서히 DBD를 회전시키면서 셀(cell) 파괴시 생긴 찌거기(debris)를 트레쉬 챔버로 씻어 흘려 보내는 단계; 및, 상기 강자성체 비드(bead)에 붙어 있는 DNA을 이탈 혹은 resuspension시켜주는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 핵산 분석 방법.
  81. 제 79항에 있어서, 상기 프렙 공정에 의해 얻어진 DNA을 상기 PCR 챔버로 이동시키는 단계; 및, 상기 PCR 챔버로의 DNA 이동 완료후, PCR 챔버내에 내장되어 있는 히터과 온도센서을 이용하여 PCR cycle을 수 회 반복하여 DNA을 증폭시키는 단계을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 분석 방법.
  82. 제 79항에 있어서, 상기 PCR공정후에, DNAse을 PCR챔버로 유입시키는 단계; 고온으로 가열하여 DNAse의 기능을 정지(인큐베이션 정지) 및 단일가닥의 DNA을 만드는 단계(denaturing step)를 포함하는 fragmentation공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 분석 방법.
  83. 제 79항에 있어서, 상기 복수개의 PCR 챔버마다 일대일 대응한 독립된 히터(독립된 인큐베이션 시간)를 두어 fragmentation함으로서 서로 다른 길이를 갖는 DNA의 fragmentation이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 핵산 분석 방법.
  84. DBD를 고속 회전시키면서, 원심분리에 의해 피로부터 혈청 내지 항원을 분리하는 단계; 상기 분리된 항원을 라벨 챔버로 유입시킨후, 항원과 라벨 표지된 antibody간에 "라벨-항원의 결합체"를 형성토록 1∼2분간 인큐베이션 하는 단계와; 상기 "라벨-항원의 결합체"를 상기 분석사이트내로 이동시키는 단계와; DBD을 정체상태로 배양을 하여 상기 "라벨-항원의 결합체" 와 capture antibody간에 항원-항체 반응이 일어나도록 배양하는 단계와; washing 버퍼를 첨가하여 분석 사이트을 세정하는 단계; 및 선택사항으로 광투과율 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 비트 탐지 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 분석사이트를 판독하는 단계를 포함하는, 제 25항 에 따른 DBD를 이용한 면역 분석 방법.
  85. 피로부터 혈청 내지 헤모글로빈을 준비하는 단계; 상기 준비된 항원을 라벨 챔버로 유입시킨후, 항원과 라벨 표지된 antibody간에 "라벨-항원의 결합체"를 형성토록 1∼2분간 인큐베이션 하는 단계와; 상기 "라벨-항원의 결합체"를 상기 분석 사이트내로 이동시키는 단계와; DBD을 정체상태로 배양을 하여 상기 "라벨-항원의 결합체" 와 capture antibody간에 항원-항체반응이 일어나도록 배양하는 단계와; washing 버퍼을 첨가하여 분석사이트을 세정하는 단계; 및 선택사항으로 광투과율 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치 혹은 이미지 센서 혹은 바이오 비트 탐지 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 분석사이트를 판독하는 단계를 포함하는, 제 28항에 따른 당뇨진단 및 혈당 분석을 위한 DBD를 이용한 면역 분석 방법.
  86. 제 79항 혹은 제 84항 혹은 제 85항에 있어서, 상기 판독 단계전에 분석사이트의 세정(cleaning) 단계과 드라잉(drying) 단계를 더 추가하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
  87. 제 79항 혹은 제 84항 혹은 제 85항에 있어서, 상기 인큐베이션 하는 단계 혹은 배양하는 단계 혹은 혼성화 단계 혹은 항원-항체 반응 동안 진동 믹싱(warbling mixing) 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
  88. 제 79항 혹은 제 84항 혹은 제 85항에 있어서, 상기 "라벨-항원의 결합체" 혹은 DNA를 상기 분석 사이트내로 이동시키는 단계는 상기 분석사이트 직전 밸브를 개방과 함께 원심력에 의하지 않고 친수성 유로의 친수적 친화성(hydrophilic affinity)에 의해 "라벨-항원의 결합체" 혹은 DNA를 이동시켜 상기 분석사이트내의 다공성 멤브레인에 "라벨-항원의 결합체" 혹은 DNA를 유입시키는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
  89. 제 88항에 있어서, 상기 "라벨-항원의 결합체" 혹은DNA 와 다공성 멤브레인상의 capture probe간에 항원-항체 내지 혼성화 반응이 일어나도록 배양하는 단계 이후에, 디스크를 고속회전에 의해 다공성 멤브레인을 건조시키는 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
  90. 제 89항에 있어서, 상기 건조단계 이후에, 상기 분석사이트 직전 밸브를 개방하여 친수성 유로의 친수적 친화성(hydrophilic affinity)에 의해 washing 버퍼를 이동 시켜 상기 분석사이트내의 다공성 멤브레인에 washing 버퍼를 유입시켜 분석사이트를 세정하는 것을 특징으로 하는 분석방법.
  91. 제 90항에 있어서, 상기 세정단계 이후에, 디스크를 고속회전에 의해 다공성 멤브레인을 건조시키는 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석방법.
  92. 제 79항 혹은 제 84항 혹은 제 85항에 있어서, 상기 판독에 따른 진단 결과가 컴퓨터 모니터 상에 표시되고, 자동 혹은 수동으로 해당 전문의사와 인터넷 망을 통해 원격 접속되고, 상기 판독에 따른 진단 결과 및 필요시 문진표가 의사에게 원격 전송되어 의사의 처방을 기다리는 원격진단 단계를 더 추가하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
KR1020077024520A 2005-05-06 2006-05-06 디지털 바이오 디스크 및 디지털 바이오 디스크 드라이버장치 및 방법 KR101003351B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20050038765 2005-05-06
KR1020050038765 2005-05-06
PCT/KR2006/001709 WO2006121266A1 (en) 2005-05-06 2006-05-06 Digital bio disc(dbd), dbd driver apparatus, and assay method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080005224A KR20080005224A (ko) 2008-01-10
KR101003351B1 true KR101003351B1 (ko) 2010-12-23

Family

ID=37396736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077024520A KR101003351B1 (ko) 2005-05-06 2006-05-06 디지털 바이오 디스크 및 디지털 바이오 디스크 드라이버장치 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8263386B2 (ko)
EP (1) EP1888778B1 (ko)
JP (1) JP4896127B2 (ko)
KR (1) KR101003351B1 (ko)
CN (1) CN101171346B (ko)
WO (1) WO2006121266A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101547731B1 (ko) * 2013-08-20 2015-08-27 포항공과대학교 산학협력단 박막의 버클링 형성방법 및 이를 이용한 소자

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7905134B2 (en) 2002-08-06 2011-03-15 The Regents Of The University Of California Biomarker normalization
US7810380B2 (en) 2003-03-25 2010-10-12 Tearlab Research, Inc. Systems and methods for collecting tear film and measuring tear film osmolarity
KR20080046138A (ko) * 2005-05-20 2008-05-26 알엠아이티 유니버시티 검사장치
JP5030110B2 (ja) * 2005-12-21 2012-09-19 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド バイオメモリディスクドライブ装置及びそれを用いた分析方法
SG142188A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-28 Nanyang Polytechnic Lab-on-cd systems with magnetically actuated micro check valves and/or magnetic immobilization
CN101589307A (zh) * 2007-01-24 2009-11-25 阿瑞欧米克斯公司 微型器件的分类
ES2347618B1 (es) * 2007-01-29 2011-09-22 Universitat Politècnica De Catalunya Dispositivo sensor interdigitado perfeccionado basado en anticuerpos no marcados.
ES2347617B1 (es) * 2007-01-29 2011-09-22 Universitat Politècnica De Catalunya Dispositivo sensor interdigitado perfeccionado basado en anticuerpos marcados con nanoparticulas conductoras.
US8630867B2 (en) * 2007-04-23 2014-01-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Remote-medical-diagnosis system method
WO2009075513A2 (en) * 2007-12-10 2009-06-18 Jae Chern Yoo A thin film bio valve device and its controlling apparatus
CN103472241B (zh) 2008-01-21 2015-06-17 三星电子株式会社 薄膜分层离心装置及使用其的分析方法
KR101465701B1 (ko) 2008-01-22 2014-11-28 삼성전자 주식회사 핵산 증폭 장치
EP2241893A4 (en) * 2008-02-14 2017-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Bio-disc reading apparatus and assay method using same
KR20100101526A (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 삼성전자주식회사 스트로보 박막 화학 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법
KR20100109196A (ko) 2009-03-31 2010-10-08 삼성전자주식회사 빛의 투과량 또는 반사량을 이용한 검출 대상물의 농도 측정시스템 및 방법
KR101579162B1 (ko) * 2009-04-01 2015-12-21 삼성전자 주식회사 디스크 이미지 획득 방법 및 디스크 구동 장치
KR101586291B1 (ko) * 2009-04-01 2016-01-18 삼성전자 주식회사 디스크 처킹 방법 및 디스크 구동 장치
GB2483402B (en) 2009-06-04 2014-04-09 Lockheed Corp Multiple-sample microfluidic chip for DNA analysis
KR20110009022A (ko) * 2009-07-20 2011-01-27 삼성전자주식회사 디스크형 미세유동장치 및 이를 이용하는 혈액검사장치
KR101065493B1 (ko) * 2009-10-13 2011-09-16 광주과학기술원 미세유체소자 및 이를 포함하는 미세유체 검사 장치
US8303911B2 (en) * 2009-10-19 2012-11-06 The Regents Of The University Of California Centrifugal microfluidic system for nucleic acid sample preparation, amplification, and detection
KR101431769B1 (ko) 2009-12-10 2014-08-20 삼성전자주식회사 당화 혈색소 측정용 원심력 기반의 미세유동 구조물, 당화 혈색소 측정용 원심력 기반 미세유동 장치 및 당화 혈색소의 측정방법
KR101722548B1 (ko) * 2010-01-29 2017-04-03 삼성전자주식회사 원심력기반의 미세유동장치 및 이를 이용한 유체시료 내 분석대상물질 검출방법
KR101519379B1 (ko) * 2010-04-29 2015-05-12 삼성전자 주식회사 원심력 기반의 미세유동장치 및 이를 이용한 면역분석방법
JP5753581B2 (ja) * 2010-07-23 2015-07-22 バイオニア コーポレーション 試料内蔵マイクロチャンバープレート及び分析用マイクロチャンバープレートの製造方法、分析用マイクロチャンバープレート及び試料内蔵マイクロチャンバープレートの製造装置セット
CA2814720C (en) 2010-10-15 2016-12-13 Lockheed Martin Corporation Micro fluidic optic design
CN107159328B (zh) * 2010-12-09 2020-04-14 阿科尼生物系统公司 样本分析系统
EP2649444B1 (en) * 2010-12-10 2015-12-09 Universität Basel Method for staging cancer progression by afm
US9522396B2 (en) 2010-12-29 2016-12-20 S.D. Sight Diagnostics Ltd. Apparatus and method for automatic detection of pathogens
KR20120091592A (ko) * 2011-02-09 2012-08-20 삼성전자주식회사 디스크형 미세유동장치
US20120238032A1 (en) 2011-03-18 2012-09-20 International Business Machines Corporation Lab on a chip
US8399262B2 (en) 2011-03-23 2013-03-19 Darrel A. Mazzari Biosensor
US8464076B2 (en) * 2011-03-24 2013-06-11 International Business Machines Corporation Born encrypted optical data
EP2798350B1 (en) 2011-12-29 2021-07-28 Sight Diagnostics Ltd. Methods and systems for detecting a pathogen in a biological sample
WO2013112755A1 (en) * 2012-01-24 2013-08-01 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Field optimized assay devices, methods, and systems
KR20140009607A (ko) * 2012-07-11 2014-01-23 삼성전자주식회사 검사장치 및 그 제어방법
KR101391087B1 (ko) * 2012-07-18 2014-04-30 성균관대학교산학협력단 마이크로 웨이브에 의한 핵산 증폭 디스크 장치 및 이를 이용한 분석 방법
KR101953117B1 (ko) 2012-09-05 2019-05-22 삼성전자 주식회사 자가 진단 기능을 갖는 전자 장치 및 전자 장치의 자가 진단 방법
WO2014069551A1 (ja) * 2012-10-31 2014-05-08 日立化成株式会社 センサチップ及びそれを用いた測定装置，測定方法
AU2013341091B2 (en) * 2012-11-07 2019-02-28 Laboratory Corporation Of America Holdings Methods and devices for processing samples and counting cells
WO2014104830A1 (ko) * 2012-12-27 2014-07-03 성균관대학교산학협력단 온도 민감 폴리머 합성체를 이용한 핵산 증폭 디스크 장치 및 이를 이용한 분석 방법
EP2999988A4 (en) 2013-05-23 2017-01-11 S.D. Sight Diagnostics Ltd. Method and system for imaging a cell sample
IL227276A0 (en) 2013-07-01 2014-03-06 Parasight Ltd A method and system for obtaining a monolayer of cells, for use specifically for diagnosis
WO2015029032A1 (en) 2013-08-26 2015-03-05 Parasight Ltd. Digital microscopy systems, methods and computer program products
KR101398764B1 (ko) 2013-08-29 2014-05-27 강릉원주대학교산학협력단 입자의 이동에 의해 분석물질을 검출하는 장치 및 방법
DE102013219502A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Robert Bosch Gmbh Analyseeinheit zum Durchführen einer Polymerasekettenreaktion, Verfahren zum Betreiben einer solchen Analyseeinheit und Verfahren zum Herstellen einer solchen Analyseeinheit
KR20150039050A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 삼성전자주식회사 시료 중의 당화단백질을 측정하는 카트리지, 시스템, 및 이를 이용한 당화단백질 측정 방법
KR20150111696A (ko) * 2014-03-26 2015-10-06 삼성전자주식회사 혈액 검사기 및 그에 따른 혈액 검사 방법
EP2957890A1 (en) 2014-06-16 2015-12-23 Roche Diagnostics GmbH Cartridge with a rotatable lid
US10444232B2 (en) 2014-08-13 2019-10-15 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Diagnostic devices, systems, and methods
CN107077732B (zh) 2014-08-27 2020-11-24 思迪赛特诊断有限公司 用于对数字显微镜计算聚焦变化的系统及方法
MX2017003454A (es) 2014-09-23 2017-11-13 Tearlab Res Inc Sistemas y metodos para la integracion de la recoleccion de microfluido lagrimal y el analisis por flujo lateral de analitos de interes.
US9694360B2 (en) * 2014-09-29 2017-07-04 Bio-Rad Laboratories, Inc. Fluid manipulator having flexible blister
US10166541B2 (en) 2014-12-10 2019-01-01 The Regents Of The University Of California Centrifugal microfluidic platform for automated media exchange
EP3249038B1 (en) * 2015-01-22 2019-08-21 ARKRAY, Inc. Target analysis chip and target analysis method
ES2924907T3 (es) * 2015-03-05 2022-10-11 Life Technologies Corp Estabilización superficial de biosensores
WO2017046799A1 (en) 2015-09-17 2017-03-23 S.D. Sight Diagnostics Ltd Methods and apparatus for detecting an entity in a bodily sample
WO2017168411A1 (en) 2016-03-30 2017-10-05 S.D. Sight Diagnostics Ltd Image processing device for identifying blood parasites
CN105964314B (zh) * 2016-04-26 2019-01-25 杭州霆科生物科技有限公司 一种离心式微流控芯片电化学检测装置
CA3022770A1 (en) 2016-05-11 2017-11-16 S.D. Sight Diagnostics Ltd Performing optical measurements on a sample
US11307196B2 (en) 2016-05-11 2022-04-19 S.D. Sight Diagnostics Ltd. Sample carrier for optical measurements
WO2017206800A1 (zh) * 2016-05-31 2017-12-07 北京康华源科技发展有限公司 离心层析免疫检测方法
KR20180091175A (ko) 2017-02-06 2018-08-16 삼성전자주식회사 유체분석 카트리지 및 이를 포함하는 유체분석 카트리지 어셈블리
JP6747350B2 (ja) * 2017-03-24 2020-08-26 株式会社Ｊｖｃケンウッド 検出対象物質捕捉ユニット及び抽出装置
US11703513B2 (en) * 2017-08-07 2023-07-18 Polymer Technology Systems, Inc. Systems and methods for enzymatic A1C detection and quantification
JP7214729B2 (ja) 2017-11-14 2023-01-30 エス．ディー．サイト ダイアグノスティクス リミテッド 光学測定用試料収容器
WO2019213661A1 (en) 2018-05-04 2019-11-07 Red E Innovations, Llc System for monitoring an injection mold or stamping die
CN108646041B (zh) * 2018-05-11 2024-02-02 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 一种试剂盘通道的防倒流结构
KR102554417B1 (ko) 2018-06-18 2023-07-11 삼성전자주식회사 이미지 센서
CN108593939B (zh) * 2018-07-18 2023-11-14 瑞博奥(广州)生物科技股份有限公司 一种全自动蛋白芯片及其应用
WO2020204232A1 (ko) * 2019-04-04 2020-10-08 바이오뱅크 주식회사 생화학검사와 혈액검사를 동시에 수행하는 멀티시스템 및 이에 사용되는 멀티디스크
CN110618351B (zh) * 2019-09-27 2021-11-16 湖南大学 电容传感器及检测装置
JPWO2021095790A1 (ko) * 2019-11-14 2021-05-20
WO2021219569A1 (en) * 2020-04-27 2021-11-04 Magicroad, Lda System and method for remote testing
KR102368219B1 (ko) * 2020-07-21 2022-03-02 박성준 소나무 재선충dna 기반 진단검사장치
EP3950132A1 (en) * 2020-08-04 2022-02-09 Technische Universität Wien Method for detecting and quantifying analytes in a microfluidic device
US12099282B2 (en) 2020-08-19 2024-09-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Tunable optical lens and electronic apparatus employing the same
EP4160199A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-05 Depixus Apparatus for biomolecule analysis with a well and a cavity below the well
NL2031245B1 (nl) * 2022-03-11 2023-09-20 Lanvi Patent B V Meetsysteem voor levensmiddelen
CN117233335B (zh) * 2023-11-13 2024-01-26 天津华泰清源环境技术有限公司 一种VOCs在线自动监测设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08121636A (ja) * 1994-10-24 1996-05-17 Fujikura Rubber Ltd マイクロバルブ
US6709869B2 (en) * 1995-12-18 2004-03-23 Tecan Trading Ag Devices and methods for using centripetal acceleration to drive fluid movement in a microfluidics system
US20030054376A1 (en) * 1997-07-07 2003-03-20 Mullis Kary Banks Dual bead assays using cleavable spacers and/or ligation to improve specificity and sensitivity including related methods and apparatus
CN1249816A (zh) * 1997-02-28 2000-04-05 伯斯坦恩实验室股份有限公司 盘片中的实验室
KR100552078B1 (ko) * 2001-05-31 2006-02-20 유재천 초소형 구슬을 이용한 미세 밸브 장치 및 그 제어 방법
US20030129665A1 (en) 2001-08-30 2003-07-10 Selvan Gowri Pyapali Methods for qualitative and quantitative analysis of cells and related optical bio-disc systems
JP2003084001A (ja) * 2001-09-14 2003-03-19 Kawamura Inst Of Chem Res 微小バルブ機構を有するマイクロ流体デバイス、マイクロ流体デバイスの微小バルブ機構駆動装置、及び流量調節方法
AU2003218806A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-08 Jae-Chern Yoo Bio-disc, bio-driver apparatus, and assay method using the same
JP2004073995A (ja) 2002-08-15 2004-03-11 Kawamura Inst Of Chem Res 流量制御方法、マイクロ流体デバイス、および流量制御装置
US20060040273A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Alison Chaiken Method and apparatus for magnetic sensing and control of reagents
WO2006118420A1 (en) 2005-04-30 2006-11-09 Jae Chern Yoo Bio-disc, bio-driver apparatus, and assay method using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101547731B1 (ko) * 2013-08-20 2015-08-27 포항공과대학교 산학협력단 박막의 버클링 형성방법 및 이를 이용한 소자

Also Published As

Publication number Publication date
EP1888778A1 (en) 2008-02-20
CN101171346B (zh) 2011-11-09
EP1888778B1 (en) 2012-11-14
US20090221431A1 (en) 2009-09-03
JP4896127B2 (ja) 2012-03-14
WO2006121266A1 (en) 2006-11-16
JP2008541043A (ja) 2008-11-20
US8263386B2 (en) 2012-09-11
CN101171346A (zh) 2008-04-30
EP1888778A4 (en) 2009-08-19
KR20080005224A (ko) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101003351B1 (ko) 디지털 바이오 디스크 및 디지털 바이오 디스크 드라이버장치 및 방법
KR100941416B1 (ko) 바이오 디스크 및 바이오 드라이버 장치 및 이들을 이용한분석방법
KR100830926B1 (ko) 바이오 디스크 및 바이오 드라이버 장치 및 이들을 이용한분석방법
US8097450B2 (en) Thin film chemical analysis apparatus and analysis method using the same
KR101292536B1 (ko) 바이오 메모리 디스크 및 바이오 메모리 디스크 드라이브장치 및 이를 이용한 분석 방법
US6342349B1 (en) Optical disk-based assay devices and methods
US20020106661A1 (en) Optical disk-based assay devices and methods
KR20110079570A (ko) 박막 원심분리 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
N231 Notification of change of applicant
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20100401

Effective date: 20100831

Free format text: TRIAL NUMBER: 2010101002447; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20100401

Effective date: 20100831

S901 Examination by remand of revocation
E902 Notification of reason for refusal
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131128

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141127

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151127

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161129

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171129

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181129

Year of fee payment: 9