KR101242603B1 - 생체시료 고정 장치 및 고정 방법 - Google Patents

생체시료 고정 장치 및 고정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101242603B1
KR101242603B1 KR1020110039257A KR20110039257A KR101242603B1 KR 101242603 B1 KR101242603 B1 KR 101242603B1 KR 1020110039257 A KR1020110039257 A KR 1020110039257A KR 20110039257 A KR20110039257 A KR 20110039257A KR 101242603 B1 KR101242603 B1 KR 101242603B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microwave
biological sample
output
temperature
sample
Prior art date
Application number
KR1020110039257A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120121436A (ko
Inventor
김영인
Original Assignee
김영인
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 김영인 filed Critical 김영인
Priority to KR1020110039257A priority Critical patent/KR101242603B1/ko
Publication of KR20120121436A publication Critical patent/KR20120121436A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101242603B1 publication Critical patent/KR101242603B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/02Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48Automatic or computerized control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/44Sample treatment involving radiation, e.g. heat
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material

Abstract

샬레(Schale)에 내장된 생체시료의 조직을 극초단파의 에너지에 의해 물리적으로 고정하는 생체시료 고정 장치 및 고정 방법에 관한 것으로, 생체시료와 완충용액이 담긴 시료용 샬레가 장착되는 거치대, 상기 거치대의 하부에 마련된 온도 감지부, 상기 거치대가 장착되며 내부 공간에 고유주파수의 전자기장만 존재하는 공동 공진기, 상기 공동 공진기로 극초단파를 발생 및 증폭시키는 극초단파 발생수단, 상기 온도 감지부에서 감지된 온도에 따라 상기 극초단파 발생수단에서 발생되는 극초단파를 제어하는 제어 수단을 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 생체시료 고정 장치 및 고정 방법을 이용하는 것에 의해, 출력을 선형적으로 세밀히 조정할 수 있으므로, 전자파를 균일하게 조사할 수 있고, 시료 고정에 실패할 확률을 감소시키는 효과가 있다.

Description

생체시료 고정 장치 및 고정 방법{Bio-samples fixing apparatus and fixing method}
본 발명은 극초단파 에너지를 이용한 생체시료 고정 장치 및 고정 방법에 관한 것으로, 특히 샬레(Schale)에 내장된 생체시료의 조직을 극초단파의 에너지에 의해 물리적으로 고정하는 생체시료 고정 장치 및 고정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 생명과학 분야에서 생체시료의 내부를 관찰하기 위해서는 고정 단계를 거쳐야 한다. 이는 조직의 변형을 막고 구조적 보관을 유지하면서 시료를 현미경으로 관찰할 수 있도록 하기 위해 취하는 단계이다.
여기서 고정(fixation) 단계는 세포 또는 조직을 현미경 관찰을 하고자 할 때 생체시료를 고정하고 광선이 투과할 수 있는 절편으로 제작하여 관찰한다. 생체시료 고정은 조직 내 용해성 단백질이 변성을 일으키고 불용성 상태로 전환됨으로 가능하고 세포의 형태를 보존하여 절편 제작이 가능토록 하여 확대 촬영과 명암(明暗)의 대조를 높이는 과정이다. 따라서 생체조직의 구조나 특정세포 및 바이러스와 효소 등을 관찰할 때 반드시 고정단계를 거쳐, 대상 조직을 절편하고 염색하여 현미경으로 검사하여야 한다.
이런 생체시료의 고정법은 주로 용액을 사용하는 화학고정법과 열을 사용하는 물리고정법으로 구분될 수 있다.
그러나 일반적인 열 고정법은 시료 내에서 생기는 열전도의 차이로 인하여 고정 정도가 일정하지 않고 조직 내의 물질이 대량 축출될 가능성이 있으므로 선호도가 낮은 방법이다.
화학고정법으로는 현미경 관찰을 위하여 생체시료를 고정하는 방법으로 알데히드(aldehyde)계통의 화학고정액을 이용하는 방법이 흔히 사용되고 있다. 이러한 화학고정(chemical fixation)은 고정액의 조직 내 침투는 확산에 의해서 이루어지므로 많은 고정시간이 요구되며 시료의 크기에 제한이 있을 뿐만 아니라, 세포 구조변화가 야기될 가능성도 제시되고 있다. 더욱이 고정액의 종류, ph,온도에 따라 관찰시 조직의 염색 정도에 있어서 질적 차이를 보인 것으로 알려져 있다. 즉, 화학고정법을 사용할 때는 시료의 크기에 제한이 있고 고정액 침투 시간이 많이 소용되며, 수소 이온 농도, 삼투압 등이 고려되어도 저분자 용해성 단백질의 40∼50%가 축출된다. 이런 단점은 시료의 질(質)과 염색성, 확대율, 명암의 대조 등에 좋지 않은 영향을 미치게 되었다.
최근 화학적 고정법의 단점을 극복할 수 있는 극초단파를 이용한 새로운 조직고정법이 개발되어 응용되고 있다. 극초단파를 생체시료에 조사할 경우 조직 내 이온의 전도를 발생시키고 양극성 분자를 회전시켜 변성을 유도함으로써 고정효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 극초단파 조사에 의한 고정은 단백질의 추출을 감소시키고 빠른 시간 내에 고정이 이루어지며 몇몇 염색시약과의 반응속도를 증가시키는 것으로 보고되고 있다. 극초단파에 의한 조직고정은 열에 의해 고정되는 것으로 알려져 있었으나 체온 이하의 온도 조건에서도 고정효과가 나타나는 것으로 보아서 열 이외의 또 다른 작용이 있을 것이라는 보고들이 있다.
이러한 물리고정법의 하나로서 마이크로파 열(microwave heat)을 이용하는 방법이 개발되었다. 이 방법은 조직 내에 고정 정도의 차이가 발생하지 않고 고정시간도 초(秒) 단위로 종료될 수 있으며 조직 내의 물질변화나 축출되는 물질의 양이 비교적 적은 것으로 알려져 있다.
종래의 화학고정법에 비교하여 여러 가지 장점을 갖는다고 생각되는 마이크로파 열 고정법의 응용범위는 점차 넓어지고 있으나, 아직 일부의 실험실에서 제한된 범위의 시료 고정에 사용될 뿐이다. 이러한 이유는 두 가지로 요약할 수 있다.
첫째, 고정시 주로 사용된 가정용 마이크로파 오븐의 마이크로파 발진 장치인 마그네트론(magnetron)의 출력이 제조회사에 따라 상이할 뿐만 아니라, 마이크로파 조사(照射)시 사용하는 온도, 용액(고정액, 수용액 혹은 완충용액) 등의 변수로 인하여 저자들이 서로 상이한 결론을 얻었다.
둘째, 가정용으로는 마이크로파 조사중에 시료의 온도측정이 대단히 어려우며, 마이크로파를 발진하는 주기가 상이하여 마이크로파가 균일하게 조사되지 않았다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 문헌 등에 개시되어 있다.
하기 문헌 1에는 마이크로 웨이브 오븐에 있어서, 전면 일측면 상단에 온도 표시기와 썸휠 스위치에 의해 설정되는 설정온도 스위치를 설치하며 하단에는 주전원 스위치와 마그네트론이 연관된 동작스위치를 설치하되, 중앙면으로는 용량 표시기가 있는 조절스위치를 갖춘 출력조절 스위치판을 부착하고 오븐의 상단면에 적외선센서를 고정하며 주회로기판은 오븐의 일측면에 내설되게 한 고정기를 마련한 생체시료 관찰용 마이크로 웨이브 고정기에 대해 개시되어 있다.
또 하기 문헌 2에 개시된 기술에는 고정할 생체시료를 비이커에 넣은 다음 생리식염수나 완충용액을 넣어 생체시료 고정기의 공진실 내에 투입하는 단계, 파형조사 시간을 결정하여 생체시료의 고정레벨을 선택하는 단계, 공진실 내의 생체시료에 발진주파수 2450MHz 마그네트론을 1초 간격으로 50%의 듀티 사이클로 작동시켜 마이크로파 에너지를 상기 파형 조사 시간 동안 인가하는 단계, 상기 마이크로파 에너지의 인가단계에서 마그네트론의 오프 기간 중 가열된 생체시료의 표면에서 발산하는 적외선(열)을 일정거리에서 감지하여 증폭한 다음, 이 증폭신호를 메인보드에 전송하는 단계 및 증폭신호를 고정기 내 메인보드에 입력된 소정의 고정온도 신호 값과 비교하여 일치하는 경우 마그네트론의 동작을 정지시키는 단계를 구비한 생체시료 고정 방법에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 문헌 등에 개시된 종래의 기술에 있어서는 가정용 전자레인지의 마그네트론을 사용하므로 출력을 선형적으로 조정할 수 없다는 문제뿐만 아니라, 발진하는 주기가 상이하여 전자파가 균일하게 조사되지 않는다는 문제가 있었다.
또 적외선 온도센서를 공진실의 천장에 설치하여 시료가 수용된 완충액의 온도를 측정하므로, 시료의 온도를 정확히 측정하는 것이 불가능하였고, 간접 측정방식으로 온도편차가 심하다는 문제가 있었다.
(문헌 1) 대한민국 실용신안공개공보 제1994-0008298호(1994.04.18 공개) (문헌 2) 대한민국 특허공개공보 1997-0043013호(1997.07.26 공개)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 극초단파 오실레이타 및 전력증폭기를 사용하여 출력을 선형적으로 세밀히 조정할 수 있고, 전자파를 균일하게 조사할 수 있는 생체시료 고정 장치 및 고정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 온도감지부를 시료의 아래 부분에 설치하여 시료의 온도를 직접 측정할 수 있는 생체시료 고정 장치 및 고정 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치는 생체시료와 완충용액이 담긴 시료용 샬레가 장착되는 거치대, 상기 거치대의 하부에 마련된 온도 감지부, 상기 거치대가 장착되며 내부 공간에 고유주파수의 전자기장만 존재하는 공동 공진기, 상기 공동 공진기로 극초단파를 발생 및 증폭시키는 극초단파 발생수단, 상기 온도 감지부에서 감지된 온도에 따라 상기 극초단파 발생수단에서 발생되는 극초단파를 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치에 있어서, 상기 극초단파 발생수단은 극초단파를 발생하는 극초단파 발진기, 상기 극초단파 발진기의 출력을 감쇄시키는 감쇄기, 상기 감쇄기의 출력 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기, 상기 전력 증폭기에서 출력되는 극초단파출력의 세기를 알기 위해 극초단파 출력의 일부를 검출하는 커플러, 상기 커플러에서 검출된 극초단파를 증폭하는 극초단파 전력센서 회로 및 상기 극초단파 전력센서 회로의 출력과 상기 제어 수단에 마련된 메모리에 저장된 기준 값을 비교하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치에 있어서, 상기 온도 감지부는 서모파일, 상기 서모파일 상에 마련된 집광렌즈 및 상기 생체시료를 통과한 적외선을 상기 집광렌즈로 통과시키는 적외선 필터 및 상기 서모파일에서 감지된 신호를 증폭하는 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 생체시료 고정 방법은 (a) 고정할 생체시료를 샬레에 넣은 다음 생리식염수나 완충용액을 주입하여 공동 공진기 내의 거치대의 중앙에 장착하는 단계, (b) 상기 생체시료의 종류 및 크기에 따라 극초단파 발생수단에서 발생시키는 극초단파의 조사 시간을 결정하는 단계, (c) 상기 거치대에 장착된 생체시료에 극초단파 에너지를 인가하는 단계, (d) 상기 생체시료를 통과한 적외선에 따라 온도 감지부에서 상기 생체시료의 온도를 감지하는 단계, (e) 상기 감지된 생체시료의 온도를 표시하는 단계, (f) 상기 감지된 온도에 대응하는 신호를 미리 입력된 소정의 고정온도 신호 값과 비교하고 감지온도가 고정온도에 도달하면, 상기 극초단파 발생수단에서 발생시키는 극초단파 에너지의 공급을 자동으로 정지시키는 단계 및 (g) 인터페이스를 통해 상기 (e) 단계의 각각의 상태를 외부장치에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치 및 고정 방법에 의하면, 극초단파 발진기 및 전력 증폭기출력을 사용하므로, 출력을 선형적으로 세밀히 조정할 수 있어 전자파를 균일하게 조사할 수 있고, 시료 고정에 실패할 확률을 감소시키는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치 및 고정 방법에 의하면, 생체시료의 온도를 직접 측정하므로, 온도편차가 적고 정밀도가 높다는 효과도 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치 및 고정 방법에 의하면, 생체시료의 고정상태를 인터페이스를 통해 외부장치(PC 등의 전자기기)에서 인식할 수 있으므로, 정밀제어가 가능하다는 효과도 얻어진다.
도 1은 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치의 구성 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 생체시료 고정 장치의 외관 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 온도 감지부의 구성도,
도 4는 극초단파의 세기를 조정하기 위한 극초단파 발생수단의 구체적인 구성의 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치에 따른 고정 방법을 설명하기 위한 공정도,
도 6은 본 발명과 종래기술에 따른 인체의 난소 종양의 고정 효과를 대비하는 사진,
도 7은 본 발명과 종래기술에 따른 인체의 자궁 조직의 고정 효과를 대비하는 사진,
도 8은 본 발명과 종래기술에 따른 인체의 위선암 조직의 고정 효과를 대비하는 사진.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
먼저 본 발명의 주요특징에 대해 설명한다.
(1) 공동 공진기(Cavity resonator)에 의한 전자파 조사
극초단파 에너지를 생체시료에 일정하게 조사(illumination)하기 위해서는 자유공간에서 안테나를 사용하는 것보다 공진기를 이용하는 것이 훨씬 오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 항상 동일한 에너지를 시료에 안정적으로 전달할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 공동 공진기에 의한 극초단파 에너지를 시료에 공급하는 방식을 채택하는 것이다.
공동공진기는 도체로 둘러싸인 직육면체 공동구조로 내부공간은 고유주파수의 전자기장만이 존재할 수 있다. 그 주파수는 많이 있는데 최저주파수는 공동의 치수가 반파장이 되는 주파수로서 내부유전체의 상수 등에 의해서 결정 된다. 그 Q값은 수만에 이를 때도 있고 외부회로는 동축관이나 도파관을 사용한다.
(2) 극초단파 조사 및 시료의 온도제어
극초단파 에너지를 이용하여 생체조직을 고정하기 위해서는 극초단파에 의해 발생되는 생체시료의 온도가 판단의 기준이 될 수 있다.
극초단파 공진기 속에서 시료가 받는 온도는 생체시료에 조사되는 극초단파의 출력과 조사시간에 매우 민감하다.
극초단파 주파수 900MHz에서 밝혀진 인체 조직에 대한 전기적 파라미터는 표 1과 같다.
조 직 비유전율 도전율[S/m] 밀도[Kg/m3]
피부 40.7 0.65 1010
20.9 0.33 1810
41.1 0.86 1040
근육 57.4 0.82 1040
다음에, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치의 구성 블록도 이고, 도 2는 도 1에 도시된 생체시료 고정 장치의 외관 사시도 이며, 도 3은 도 1에 도시된 온도 감지부의 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치는 금속 케이스로 이루어진 본체(100)와 인터페이스(51)를 경유하여 본체(100)와 연결되는 외부장치(60)를 구비한다. 여기서, 인터페이스(51)는 유선 또는 무선의 접속장치를 의미하며, 외부장치(60)는 본체의 상태를 표시 또는 제어할 수 있는 기기로서, 개인용 컴퓨터, PDA, 휴대전화 등을 포함할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치는 생체시료와 완충용액이 담긴 시료용 샬레(10)가 장착되는 거치대(20), 상기 거치대(20)의 하부에 마련된 온도 감지부(30), 거치대(20)가 장착되며 내부 공간에 고유주파수의 전자기장만 존재하는 공동 공진기(25), 상기 공동 공진기(25)로 극초단파를 발생 및 증폭시키는 극초단파 발생수단(40), 상기 온도 감지부(30)에서 감지된 온도에 따라 상기 극초단파 발생수단(40)에서 발생되는 극초단파를 제어하는 제어 수단(50)을 구비한다.
공동 공진기(25)는 생체 세포 또는 조직을 현미경으로 관찰하기 이전에 생체 시료에 균일하게 극초단파를 조사시키기 위한 장치로서 일종의 전자파 안테나 구실을 한다.
한편, 상기 거치대(20)는 유리로 이루어지고, 상기 온도 감지부(30)는 상기 거치대(20)의 중앙 부분의 아래에 설치되어 상기 극초단파에 의한 상기 생체시료의 온도를 감지한다.
상기 온도 감지부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 서모파일(33), 상기 서모파일(33) 상에 마련된 집광렌즈(32) 및 상기 생체시료를 통과한 적외선을 상기 집광렌즈(32)로 통과시키는 적외선 필터(31) 및 상기 서모파일(33)에서 감지된 신호를 증폭하는 증폭기(34)를 구비한다.
상기 극초단파 발생수단(40)은 극초단파를 발생하는 극초단파 발진기(41) 및 상기 극초단파 발진기(41)에서 발생한 극초단파 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기(42)를 구비한다.
극초단파 발진기(41)에서 조사되는 극초단파는 300-3000MHz의 주파수 영역을 가지며 파장이 짧은 특성을 갖는 극초단파를 발생시키는 전자부품이며, 전력 증폭기(42)는 극초단파 발진기(41)에서 발진한 전기신호가 미약하므로, 이것을 생체 시료에 조사하기 위하여 충분한 크기로 증폭(전력증폭) 시키는 장치이다.
상기 제어 수단(50)은 마이크로프로세서 중에서 1개의 칩 내에 CPU 기능은 물론이고, 일정한 용량의 메모리와 입출력 제어 인터페이스가 내장된다. 따라서, 상기 온도 감지부(30)에서 감지된 온도와 상기 메모리에 미리 설정된 온도를 비교하여 상기 극초단파 발생수단(40)을 제어하고, 온도 감지부(30)에서 감지된 온도를 표시부(70)에 표시한다. 또한 상기 입출력 제어 인터페이스를 통해 외부장치(60)와 데이터의 수수를 실행한다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 상부에는 공진기(25)를 개폐하는 도어 부분에 창(26)과 손잡이(27)가 마련되고, 본체(100)의 하부에는 전력 증폭기(42)와 전원부(80)를 내장하는 수용함(45)이 마련되며, 이 수용함(45)에 전원 스위치(85)가 형성된다.
또 본체(100)의 전면에는 극초단파 조사를 개시하는 조작부(55)와 공진기(25)에서의 생체시료 온도를 표시하는 표시부(70)가 마련된다.
도 2는 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치를 설명하기 위해 나타난 것으로서, 본 발명의 구성이 도 2에 도시된 구조에 한정되는 것은 아니다.
다음에 극초단파의 세기를 정밀하게 조정하기 위한 구성에 대해 설명한다.
도 4는 극초단파의 세기를 조정하기 위한 극초단파 발생수단의 구체적인 구성의 블록도 이다.
본 발명에 따른 극초단파 발생수단(40)은 도 1에 도시된 극초단파 발진기(41) 및 전력 증폭기(42) 이외에, 도 4에 도시된 바와 같이, 극초단파 발진기(41)의 출력을 감쇄시키는 감쇄기(43), 전력 증폭기(42)에서 출력되는 극초단파출력의 세기를 알기 위해 극초단파 출력의 일부를 검출하는 커플러(coupler, 44), 상기 커플러(43)에서 검출된 극초단파를 증폭하는 극초단파 전력센서 회로(45) 및 극초단파 전력센서 회로(45)의 출력과 상술한 제어 수단(50)에 마련된 메모리에 저장된 기준 값을 비교하는 비교기(46)를 구비한다.
또한 극초단파 전력센서 회로(44)의 출력은 상기 표시부(70)에 표시된다.
상기 비교기(46)는 메모리에 저장된 기준전력과 극초단파 전력센서(45)에서 검출한 전력을 비교한 후, 감쇄기(43)를 동작시키고 극초단파 발진기(41)에서 전력증폭기(42)로 공급되는 신호의 세기를 조정하게 된다.
따라서 극초단파 전력증폭기의 출력은 메모리에 미리 설정된 세기만 출력하게 된다.
또한 감쇄기(43)는 PIN 다이오드를 사용한 감쇄기로서 극초단파의 세기를 선형적으로 가변할 수 있다. 커플러(44)는 전력증폭기(42)에서 출력된 RF출력의 세기를 측정하기 위해서 주신호 전력에는 영향을 미치지 않을 정도로 아주 작은 일부 전력만 결합하여 추출, 예를 들어 -30dB, -20dB 등 일부 전력만 추출한다.
다음에, 도 1 및 도 2에 도시된 생체시료 고정 장치의 동작에 대해 도 5에 따라 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 생체시료 고정 장치에 따른 고정 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
먼저, 고정할 생체시료를 샬레(10)에 넣은 다음 생체시료가 공기 중에 노출되지 않도록 생리식염수나 완충용액을 주입한다(S10).
다음에 전원 스위치(85)를 ON으로 하고, 상기 샬레(10)를 공동 공진기(25) 내의 거치대(20)의 중앙에 장착한다(S20).
이어서, 상기 생체시료의 종류 및 크기에 따라 극초단파 발생수단(40)에서 발생시키는 극초단파의 조사 시간을 결정한다(S30). 이러한 결정은 생체시료에 다라 상이하므로 매뉴얼을 참고로 하여 결정한다. 도 이러한 매뉴얼은 상기 제어수단(50) 내의 메모리에 미리 저장된다.
다음에 조작부(55)를 조작하여 상기 거치대(20)에 장착된 샬레(10) 내의 생체시료에 극초단파 에너지를 인가한다(S40). 이와 동시에 상기 샬레(10) 내의 생체시료를 통과한 적외선에 따라 온도 감지부(50)에서 상기 생체시료의 온도를 감지하고, 감지된 온도는 표시부(70)에 표시된다(S70).
또한 제어수단(50)은 상기 감지된 온도에 대응하는 신호를 메모리에 미리 입력된 소정의 고정온도 신호 값과 비교하여 감지온도가 고정온도에 도달하면(S60), 상기 극초단파 발생수단(40)에서 발생시키는 극초단파 에너지의 공급을 자동으로 정지시킨다(S80). 한편 이러한 진행은 공진실(25)에 마련된 창(26)을 통해 사용자가 시각적으로도 인식할 수 있다.
또한 상기 제어 수단(50)은 인터페이스(51)를 거쳐 생체시료의 고정에 관한 데이터(예를 들어, 조사시간, 조사온도 등에 관한 데이터)를 외부 장치(60)에 전달한다.
또 이러한 각각의 동작이 완료되면, 고정된 생체시료가 들어있는 샬레(10)를 공진실(25)에서 인출한다.
다음에 본 발명에 따른 생체시료의 고정과 상기 문헌 2에 개시된 기술에 따른 생체시료의 고정의 효과를 도 6 내지 도 8에 따라 설명한다.
도 6a는 본 발명에 따른 인체의 난소 종양의 시료를 고정한 것이며, 도 6b는 종래기술에 따른 인체의 난소 종양의 시료를 고정한 것으로서, 도 6의 대비에서 알 수 있는 바와 같이, 난소종양 X400에서 본 발명에 따른 생체시료에서 종양의 형태가 보다 분명하고 식별이 용이하다. 또 핵의 크기, 세포질의 양, 염색성이 보다 양호한 것으로 관찰되었다. 도 6에서 화살표는 종양 세포군을 나타낸다.
또 도 7a는 본 발명에 따른 인체의 자궁 조직의 시료를 고정한 것이며, 도 7b는 종래기술에 따른 인체의 자궁 조직의 시료를 고정한 고정 효과를 대비하는 사진으로서, 도 7의 대비에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 생체시료의 형태가 보다 분명하고 식별이 용이하다.
또한 도 8a는 본 발명에 따른 인체의 위선암 조직의 시료를 고정한 것이며, 도 8b는 종래기술에 따른 인체의 위선암 조직의 시료를 고정한 고정 효과를 대비하는 사진으로서, 도 8의 대비에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 생체시료의 형태가 보다 분명하고 식별이 용이하다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
즉, 상기 실시 예의 설명에서는 감지된 온도만 표시부(70)에 표시되는 구조로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 조작부(55)를 통해 미리 설정된 온도를 표시하게 하고, 온도 감지부(30)에서 감지된 온도가 설정 온도에 도달하는 과정을 표시하게 할 수도 있다. 또는 표시부(70)의 온도 표시 부분을 분할하여 설정온도와 감지온도를 동시에 표시하는 구성으로도 할 수 있다.
본 발명에 따른 생체시료 고정 장치 및 고정 방법은 생명과학 분야에서 생체시료의 내부를 관찰하는 시료의 제작에 적용된다.
10 : 샬레
20 : 거치대
25 : 공동 공진기
30 : 온도 감지부
40 : 극초단파 발생수단
50 : 제어 수단
100 : 본체

Claims (5)

  1. 생체시료와 완충용액이 담긴 시료용 샬레가 장착되는 거치대, 상기 거치대의 하부에 마련된 온도 감지부, 상기 거치대가 장착되며 내부 공간에 고유주파수의 전자기장만 존재하는 공동 공진기, 상기 공동 공진기로 극초단파를 발생 및 증폭시키는 극초단파 발생수단, 상기 온도 감지부에서 감지된 온도에 따라 상기 극초단파 발생수단에서 발생되는 극초단파를 제어하는 제어 수단을 포함하며,
    상기 극초단파 발생수단은,
    극초단파를 발생하는 극초단파 발진기;
    상기 극초단파 발진기의 출력을 감쇄시키는 감쇄기;
    상기 감쇄기의 출력 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기;
    상기 전력 증폭기에서 출력되는 극초단파출력의 세기를 알기 위해 극초단파 출력의 일부를 검출하는 커플러;
    상기 커플러에서 검출된 극초단파를 증폭하는 극초단파 전력센서 회로; 및
    상기 극초단파 전력센서 회로의 출력과 상기 제어 수단에 마련된 메모리에 저장된 기준 값을 비교하는 비교기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 고정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 온도 감지부는 서모파일, 상기 서모파일 상에 마련된 집광렌즈 및 상기 생체시료를 통과한 적외선을 상기 집광렌즈로 통과시키는 적외선 필터 및 상기 서모파일에서 감지된 신호를 증폭하는 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 생체시료 고정 장치.
  5. 삭제
KR1020110039257A 2011-04-27 2011-04-27 생체시료 고정 장치 및 고정 방법 KR101242603B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110039257A KR101242603B1 (ko) 2011-04-27 2011-04-27 생체시료 고정 장치 및 고정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110039257A KR101242603B1 (ko) 2011-04-27 2011-04-27 생체시료 고정 장치 및 고정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120121436A KR20120121436A (ko) 2012-11-06
KR101242603B1 true KR101242603B1 (ko) 2013-03-19

Family

ID=47507875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110039257A KR101242603B1 (ko) 2011-04-27 2011-04-27 생체시료 고정 장치 및 고정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101242603B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765460B1 (ko) * 2016-01-11 2017-08-07 주식회사 메딕슨 카트리지형 극초단파 생체시료 고정장치
KR20190077683A (ko) 2017-12-26 2019-07-04 김영인 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960024041A (ko) * 1994-12-14 1996-07-20 구자홍 조리기의 자동 조리 제어장치 및 그 방법
KR0175429B1 (ko) * 1995-12-19 1999-02-01 손일호 적외선 온도센서가 부착된 마이크로파 고정기의 생체시료 고정방법
KR20100105669A (ko) * 2007-12-12 2010-09-29 미라마 랩스 인코포레이티드 마이크로파 에너지를 이용하여 조직을 비침투 방식으로 치료하기 위한 시스템, 장치, 방법 및 과정

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960024041A (ko) * 1994-12-14 1996-07-20 구자홍 조리기의 자동 조리 제어장치 및 그 방법
KR0175429B1 (ko) * 1995-12-19 1999-02-01 손일호 적외선 온도센서가 부착된 마이크로파 고정기의 생체시료 고정방법
KR20100105669A (ko) * 2007-12-12 2010-09-29 미라마 랩스 인코포레이티드 마이크로파 에너지를 이용하여 조직을 비침투 방식으로 치료하기 위한 시스템, 장치, 방법 및 과정

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765460B1 (ko) * 2016-01-11 2017-08-07 주식회사 메딕슨 카트리지형 극초단파 생체시료 고정장치
US9874500B2 (en) 2016-01-11 2018-01-23 Medicson Co., Ltd. Cartridge-type apparatus for fixing biological sample using microwaves
KR20190077683A (ko) 2017-12-26 2019-07-04 김영인 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120121436A (ko) 2012-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
George et al. Non‐Thermal effects in the microwave induced unfolding of proteins observed by chaperone binding
Paffi et al. Considerations for developing an RF exposure system: A review for in vitro biological experiments
US6623945B1 (en) System and method for microwave cell lysing of small samples
JP2003523612A (ja) マイクロ波加熱装置
Zhadobov et al. Near‐field dosimetry for in vitro exposure of human cells at 60 GHz
KR101242603B1 (ko) 생체시료 고정 장치 및 고정 방법
US20070073115A1 (en) Apparatus and method for measuring concentration of blood component using terahertz
KR20110127435A (ko) 밀리미터파의 생체 영향 및 효과 분석장치 및 그 방법
JP5394184B2 (ja) マイクロ波照射装置
WO2016194073A1 (ja) 電子スピン共鳴計測方法及びその装置
RU2593238C2 (ru) Устройство для исследования воздействия низкочастотного магнитного поля на кинетику биохимических процессов в биологических системах, содержащих магнитные наночастицы
KR101109556B1 (ko) 초소형의 혈당 감지센서
Kahriman et al. Low cost system design to measure and analyze of temperature rise caused by 2450 MHz RF energy in human phantom model
JP2012052895A (ja) フローインジェクション分析装置及び分析方法
JP2005331271A (ja) Nmrセルおよびnmrプローブ
CA1320539C (en) Method and apparatus for ultrafast microwave tissue fixation
Reimann et al. A dual-mode microwave applicator for liver tumor thermotherapy
KR102012601B1 (ko) 전자기파의 생체 영향 분석장치
KR0175429B1 (ko) 적외선 온도센서가 부착된 마이크로파 고정기의 생체시료 고정방법
US20180283999A1 (en) Specimen test apparatus
JP7109945B2 (ja) 検体検査装置
JPH1131599A (ja) プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置
KR102056292B1 (ko) 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치
Yoon et al. Design, characterization, and optimization of a broadband mini exposure chamber for studying catecholamine release from Chromaffin cells exposed to microwave radiation: Finite-difference time-domain technique
Beyer et al. Real-time observation of potential conformational changes of proteins during electromagnetic field exposure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160307

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170125

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171225

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190226

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191226

Year of fee payment: 8