KR101104736B1 - 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동분주 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 국내,외의 수산양식 산업현장에서 어병발생 원인균에 대한 항생제 내성도를 측정하기 위한 진단 키트의 자동분주장치에 관한 것이다.

본 발명은 몸체의 내부 선반에 놓여지는 선반과, 시료를 담아 상기 선반에 놓여지는 소정 개수의 용기와, 상기 용기 내부로 압축공기를 공급하는 컴프레셔로 구성된 보관장치;와, 호스와 연결되어 상기 용기에 저장된 시료가 키트로 분사되는 소정 개수의 노즐이 구비된 배출장치와; 상기 용기와 노즐의 중간에 설치되어 호스내부의 시료 유동을 제어하는 제어장치;를 포함하여 구성된다.

어병세균, 항생제 내성, 진단 키트, 자동 분주

Description

항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동분주 장치 {Automatic filling system in rapid kit for antibiotic-resistant diagnosis}

본 발명은 국내,외의 수산양식 산업현장에서 어병발생 원인균에 대한 항생제 내성도를 측정하기 위한 진단 키트의 자동분주장치에 관한 것이다.

기존의 진단용 분주장치는 펌프식 장치를 이용한 흡입, 토출, 구동모터 및 배출 노즐을 통해 액상 물질을 배출하는 방식이거나 또는 진공펌프를 이용한 기기 내부의 압력 차이에 의한 액상 물질을 배출하는 방식으로 구성되어 있다.

이러한 방식을 가지는 종래의 분주장치는 아주 미량의 양을 정확하게 분주해야 하기 때문에 그 정확도가 높아야 하고, 비교적 정밀하고 섬세한 부품을 사용하여야 하기 때문에 제작비가 많이 소요되는 문제점이 있다.

그리고, 최근에 과학기술이 발달하고 또한 응용기술의 적용범위가 확대되면서 수동보다는 자동으로 분주하는 시스템이 개발되어 있으나, 적용되는 분야에 따라 다변화가 요구되는 사항이 발생할 때에는 전체 시스템의 구도변화가 필요하다.

그러나, 종래의 분주장치는 대상에 따른 각 부분 요소들의 변화가 쉽게 이루어지지 못하여 다양성에서 효율적이지 못하고, 미생물 배지를 이용하여 진단 키트를 양산하는 분주시스템의 적용 기술 역시 많은 문제를 내포하고 있다.

가장 큰 문제는 자동 분주장치가 외부 공기에 쉽게 노출이 되어 있어서 공기 중의 다른 미생물에 의한 오염을 배제할 수 없으며 또한, 배지의 상태가 액상이지만 그 특성상 온도에 아주 민감하여 배지가 분주되는 과정 중에 쉽게 굳어버리는 단점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 국내,외의 수산양식 산업현장에서 어병발생 원인균에 대한 항생제 내성도를 측정하기 위한 진단 키트를 제조할 때 진단키트에 배지를 단시간 내에 정확하게 분주할 수 있는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동분주 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 몸체의 내부 선반에 놓여지는 선반과, 시료를 담아 상기 선반에 놓여지는 소정 개수의 용기와, 상기 용기 내부로 압축공기를 공급하는 컴프레셔로 구성된 보관장치;와, 호스와 연결되어 상기 용기에 저장된 시료가 키트로 분사되는 소정 개수의 노즐이 구비된 배출장치와; 상기 용기와 노즐의 중간에 설치되어 호스내부의 시료 유동을 제어하는 제어장치;를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 자동분주 장치의 몸체 내부에 설치되어 용기 내부, 호스 내부 및 노즐에서 배출되는 시료가 굳는 것을 방지하도록 몸체 내부의 온도를 40~70℃의 온도로 유지시키는 온도조절장치를 더 포함하여 구성된다.

또한, 상기 온도조절장치는 열풍기와, 분주장치 내부 공기를 순환시키는 팬과, 분주장치 내부의 온도를 측정하는 센서를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 용기와 호스의 연결부분에는 시린지필터(syringe filter)가 설치되고, 상기 컴프레셔로 용기 내부에 공급하는 압력은 0.12bar인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출장치는 상기 각각의 용기와 연결된 호스와, 각각의 용기에 저장된 시료가 배출되는 노즐과, 상기 호스와 노즐을 연결하는 연결관과, 상기 각 노즐을 체결 고정하는 고정판과, 상기 노즐에서 배출되는 시료를 담기 위해 키트가 올려지는 받침대로 구성된다.

또한, 상기 받침대의 하부에는 롤러가 설치된다.

또한, 상기 제어장치는 호스 내부 시료의 유동을 제어하는 시료제어기와, 상기 시료제어기의 개폐시간을 조절하는 타이머를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 노즐에 체결하는 진공함, 상기 진공함과 호스로 연결된 트랩 및 상기 트랩과 호스로 연결된 진공펌프로 구성됨으로써 노즐에 체결하여 노즐의 시료 정상 배출을 점검하는 흡인 토출 점검기를 더 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 배출장치에서 키트로 배출된 시료를 멸균상태에서 굳히는 U.V.멸균장치를 더 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 항생제 내성 신속 진단 키트를 제조할 때 키트에 배지를 신속하고 정확하게 분주함으로써 진단 키트의 정확성을 높일 수 있고, 평균 5초당 1개의 진단키트를 생산할 수 있어서 시간단 120개에 달하는 대량 생산이 가능하여 현장에서의 항생제 내성을 신속하게 진단하여 효율적인 양어장 관리 뿐만 아니라, 질병으로 인한 신속한 대처가 가능하여 막대한 경제적 손실을 절감할 수 있다.

또한, 구조가 간단하여 생산비용을 절감할 수 있고, 작은 공간에도 자동 분주장치를 설치할 수 있다.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 자동 분주장치의 정면도이고, 도 2는 분주부를 도시한 도면이며, 도 3은 분수장치의 내부 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 분주부의 단면도이며, 도 5는 흡인토출 점검장치의 사용상태를 도시한 도면이고, 도 6은 개폐장치를 도시한 도면이다.

항생제 내성 진단키트는 어병 세균 최적 증식배지에 발색물질을 첨가하고, 여기에 항생제 10종을 첨가하여 분주하는데, 이때 균이 접종이 되면 균이 증식하면서 방출하는 효소 dehyderogenase 종류와 발색물질이 반응하여 그 반응색을 통해 어병 세균의 항생제 내성의 범위를 시각적으로 판별할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 항생제 내성 진단키트 분주장치는 시판중인 10개의 항생제를 첨가하여 분주하는 방식인데, 이 방식은 이미 GMP 생산시설을 갖춘 대형 항생제 제조업체에서 실시하고 있는 기술과는 상이하다.

물과 같이 물성이 비슷한 재질이나 알코올이 첨가한 매질에 용질(항생제)을 녹여 분주하는 것에 비해 본 발명에 의한 항생제 내성 진단키트는 증식 배지에 액상 매질 점도가 높아 기존의 기계적 분주방식에서 적량을 일정하게 분주함에 문제가 발생하다는 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은 배지의 물성조사와 배관 지름에 따른 배지를 일정게 정확한 양을 분주할 수 있는 분주장치이다.

또한, 배지의 저장온도와 항생제의 물성변화로 인해 발생하는 차이를 검증하여 적정 온도를 설정하였다. 그리고, 배지의 점도에 의한 자동분주 팁의 굳음 현상에 대해서도 각각의 분주 팁에 개폐장치를 연결함으로써 해결하고자 하였다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 행하여진 것으로 자동적으로 일정량이 자동적으로 분주되며, 일정 온도를 유지하기 위항 자동 열풍장치를 장착함으로써 굳음 방지를 해소하고자 한다.

본 발명에 의한 자동 분주장치(100)는 도 1과 같이 배지와 항생제가 포함되어 있는 액상배지를 보관하는 용기(112)가 저장되는 보관장치(110)와, 상기 액상배지를 호스(102)를 통해 배출장치(130)로 정확하게 배출하도록 제어하는 제어장치(120)와, 상기 액상배지가 일정한 양으로 정확하게 키트로 배출되는 배출장치(130)로 구성된다.

상기 보관장치(110)는 도 2에 도시한 바와 같이 증식배지, 발색물질 및 항생제가 녹아 있는 시료가 담겨진 약 500㎖ 용기(112)가 몸체(101) 내부의 선반(113)에 놓여진다. 상기 용기(112)는 항생제 10종과 각 항생제 농도별 3구간으로 분류하여 총 30개의 용기(112)가 몸체(101) 내부의 선반(113)에 놓여진다.

상기 용기(112)는 용기(112)를 밀폐하는 덮개에 2개의 구멍을 뚫어 두 개의 호스(102)를 체결하는 데, 한 개의 호스(102)는 컴프레셔(111)와 연결되고 다른 한 개의 호스(112)는 제어장치(130)로 연결된다. 이때, 상기 호스(102)와 용기(112)의 연결부분에는 시린지필터(syringe filter, 미도시)를 설치함으로써 몸체(101) 내부에서 순환되는 공기에 의한 시료가 오염되는 것을 방지하도록 구성한다.

그리고, 컴프레셔(111)에서 공급되는 압축공기가 상기 용기(112) 내부로 공급되도록 하여 용기(112) 내부의 시료가 압축공기에 의해 용기(112) 외부로 배출되도록 구성하는데, 용기(112)로부터 시료를 키트에 분사하기 위한 최적의 압력을 계산하였을 때 0.09bar의 압력이 계산되었고, 보다 안정적인 진단 키트를 제조하기 위해 30%의 압력을 더 공급하여 0.12bar의 압력을 용기(112)에 공급하는 것이 바람직하다.

도 2에 도시한 바와 같이 제어장치(120)는 시료제어기(121)와 타이머(122)로 구성된다.

상기 시료제어기(121)는 6에 도시한 바와 같이 용기(112)로 부터 호스(102)를 통해 시료제어기(121)로 시료가 유입되는 시료유입구(123)와, 시료제어기(121)로부터 시료가 배출되는 시료배출구(127)와, 상기 시료유입구(121) 및 시료배출구(127)가 상호 개방되어 형성된 유로(126)와, 상기 유로(126)를 개폐하는 솔레노이드밸브(124)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 시료제어기(121)는 제어장치(120)의 컨트롤러(미도시)의 전류인가에 의해 로드(125)가 솔레노이드밸브(124) 몸체 내부로 삽입 또는 돌출되 면서 시료유입구(123)와 시료배출구(127)의 유로(126)를 개폐함으로써 호스(102)를 통해 흐르는 시료의 유동을 제어하도록 구성된 것이다.

그리고, 타이머(122)는 상기 시료제어기(121)와 연결되어 상기 시료제어기(121)의 개폐시간을 조절하는 장치로서, 각각의 시료가 저장된 용기(112)에서 시료가 배출장치(130)까지 배출되는 시간을 조절함으로써, 배출장치(130)를 통해 키트에 담기는 각 시료의 양을 균일하게 조정한다. 특히, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 용기(112)가 2단으로 구성된 선반(113)에 놓여진 상태에서 각 용기(112)에 체결된 시료제어기(121)의 개폐시간을 균일하게 설정하였을 때는 호스(102)의 길이에 의해 키트에 담기는 시료의 양이 차이가 생기기 때문에 각 용기(112)와 연결된 시료제어기(121)의 개폐시간을 타이머(122)를 통해 적절하게 조정하여야 한다.

본 발명의 자동 분주장치(100)를 구성하는 배출장치(130)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 각각의 시료배출구(127)와 연결된 호스(102)와, 상기 호스(102)와 체결되는 연결관(135)과 상기 연결관(135)과 체결되는 소정 개수(용기의 수와 동일한 30개)의 노즐(131)과, 상기 노즐(131)을 고정하는 고정판(134)과, 상기 노즐(131)에서 배출되는 시료를 담는 키트를 위치시키는 받침대(132)로 구성된다.

이때, 상기 받침대(132)의 하부에는 롤러(133)를 구성함으로써, 받침대(132)에 키트를 얹어서 배출장치(130) 내부에 삽입후, 배출장치(130)에서 시료의 배출 후 받침대(132)를 꺼내기 용이하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 배출장치(130)는 진단 키트를 생산하기 전에 각 노즐(131)이 막혔는지를 검사하기 위한 흡인 토출 점검기를 더 포함하여 구성된다.

상기 흡인 토출 장치는 각각의 노즐(131)이 막힘여부를 검사하고, 시료가 유동하는 호스(102) 내부에 공기층이 있을 때 이를 제거하는 것으로서 도 5에 도시한 바와 같이, 노즐(131)에 체결되는 진공함(141)과, 상기 진공함(141)과 호스(102)로 연결된 트랩(143)과, 상기 트랩(143)과 호스(102)로 연결된 진공펌프(144)로 구성된다.

상기와 같이 노즐(131)에 진공함(141)이 체결된 상태에서 진공펌프(144)에 전원을 인가하여 가동하면 노즐(131)의 단부에 체결된 진공함(141) 내부에 음압이 발생하고 노즐(131)에서는 시료가 진공함(141)으로 배출된다. 이때 상기 트랩(143)은 진공함(141)으로 배출된 시료와 공기를 분리하여 액상의 시료가 진공펌프(144)로 유입되는 것을 방지한다.

그리고, 상기 배출장치(130)는 시료를 키트에 배출한 후 U.V.를 방사하여 키트에 담긴 시료를 오염되지 않는 상태에서 굳히도록 하는 U.V.멸균장치를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 자동 분주장치(100)는 용기(112)에 저장된 액상의 시료가 호스(102)를 통해 제어장치(120) 및 배출장치(130)를 통해 키트에 담기기 까지 액상의 상태를 유지하여야만 한다. 이를 위해서는 온도조절장치를 통해 시료의 유동라인인 자동 분주장치(100)의 보관장치(110), 제어장치(120) 및 배출장치(130)가 40~70℃ 사이의 온도를 유지하여야만 한다.

상기와 같이 자동 분주장치(100) 내부의 온도를 40~70℃ 사이의 온도로 유지 하기 위하여 도 2와 같이 자동 분주장치(100)의 몸체(101) 내부에 열풍기(103)를 설치하고, 팬(104)을 통해 열이 자동 분주장치(100)의 내부에 고르게 전달되도록 구성한다. 이때 몸체(101) 내부에는 온도센서(미도시)가 설치되어 구성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 온도조절장치를 통해 자동 분주장치(100) 내부의 시료가 굳는 것을 방지하여 키트에 정량의 시료를 정확하게 담을 수 있다.

그리고, 본 발명의 배출장치(300) 막힘을 최소화할 수 있는 시료의 점도를 테스트하였다. 테스트기계는 PHYSICA, MESS TECHNIK, GmbH, RHEOLAB, MC1 이며, 유속은 0.75sec, 실리콘 호스의 내경은 3㎜였다. 측정시 최대온도 조건은 55℃였다. 이와 같은 실험을 통해 본 발명의 분주장치의 시료농도는 배지와 항생제가 혼합된 시료 25중량%에 75중량%의 agar를 첨가하여 구성된 시료의 농도가 배출장치의 막힘을 최소화할 수 있는 것으로 도출되었다.

도 1은 본 발명에 의한 자동 분주장치의 정면도.

도 2는 분수장치의 내부 구조를 도시한 도면.

도 2는 배출장치를 도시한 도면.

도 4는 배출장치 노즐의 단면도.

도 5는 흡인토출 점검장치의 사용상태를 도시한 도면.

도 6은 시료제어기를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 분주장치

101 : 몸체

102 : 호스

103 : 열풍기

104 : 팬

110 : 보관장치

111 : 컴프레셔

112 : 용기

113 : 선반

120 : 제어장치

121 : 시료제어기

122 : 타이머

123 : 시료유입구

124 : 솔레노이드밸브

125 : 로드

126 : 유로

127 : 시료배출구

130 : 배출장치

131 : 노즐

132 : 받침대

133 : 롤러

134 : 고정판

135 : 연결관

141 : 진공함

142 : 패킹

143 : 트랩

144 : 진공펌프

Claims (10)

1. 몸체의 내부 선반에 놓여지는 선반과, 시료를 담아 상기 선반에 놓여지는 소정 개수의 용기와, 상기 용기 내부로 압축공기를 공급하는 컴프레셔로 구성된 보관장치;와,

   호스와 연결되어 상기 용기에 저장된 시료가 키트로 분사되는 소정 개수의 노즐이 구비된 배출장치와;

   상기 용기와 노즐의 중간에 설치되어 호스내부의 시료 유동을 제어하는 제어장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 자동분주 장치의 몸체 내부에 설치되어 용기 내부, 호스 내부 및 노즐에서 배출되는 시료가 굳는 것을 방지하도록 몸체 내부의 온도를 40~70℃의 온도로 유지시키는 온도조절장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 온도조절장치는 열풍기와, 분주장치 내부 공기를 순환시키는 팬과, 분주장치 내부의 온도를 측정하는 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 용기와 호스의 연결부분에는 시린지필터(syringe filter)가 설치된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 컴프레셔로 용기 내부에 공급하는 압력은 0.12bar인 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 배출장치는 상기 각각의 용기와 연결된 호스와, 각각의 용기에 저장된 시료가 배출되는 노즐과, 상기 호스와 노즐을 연결하는 연결관과, 상기 각 노즐을 체결 고정하는 고정판과, 상기 노즐에서 배출되는 시료를 담기 위해 키트가 올려지는 받침대로 구성된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 받침대의 하부에는 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 제어장치는 호스 내부 시료의 유동을 제어하는 시료제어기와, 상기 시료제어기의 개폐시간을 조절하는 타이머를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
9. 제 1항에 있어서,

   노즐에 체결하는 진공함, 상기 진공함과 호스로 연결된 트랩 및 상기 트랩과 호스로 연결된 진공펌프로 구성됨으로써 노즐에 체결하여 노즐의 시료 정상 배출을 점검하는 흡인 토출 점검기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 배출장치에서 키트로 배출된 시료를 멸균상태에서 굳히는 U.V.멸균장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 항생제 내성 신속 진단 키트를 양산하는 자동 분주장치.

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