KR101254677B1 - Cells collection apparatus - Google Patents

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KR101254677B1
KR101254677B1 KR1020100104250A KR20100104250A KR101254677B1 KR 101254677 B1 KR101254677 B1 KR 101254677B1 KR 1020100104250 A KR1020100104250 A KR 1020100104250A KR 20100104250 A KR20100104250 A KR 20100104250A KR 101254677 B1 KR101254677 B1 KR 101254677B1
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전병희
이종길
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Abstract

본 발명은 혈액, 생리학적 유체 등의 유체 샘플로부터 표적세포를 분리하여 채집하기 위한 스크린필터를 개시한다. 본 발명은 표적세포를 포함하고 있는 유체샘플을 수송하는 도관과, 도관의 내측에 설치되어 있으며 표적세포를 여과하는 복수의 여과구멍들을 가지고 표적세포의 흐름을 유도하여 표적세포를 수용하도록 오목부가 형성되어 있는 스크린필터로 구성되어 있다. 따라서 표적세포의 채집율이 크게 향상되므로, 인간의 혈액으로부터 표적세포를 채집하여 분석, 검사, 약물시험, 임상시험 등에 유용하게 채택할 수 있다. The present invention discloses a screen filter for separating and collecting target cells from a fluid sample, such as blood, physiological fluids. The present invention has a conduit for transporting a fluid sample containing target cells, and a concave portion formed in the conduit and having a plurality of filtration holes for filtering the target cells to induce the flow of the target cells to receive the target cells. It consists of a screen filter. Therefore, since the collection rate of target cells is greatly improved, the target cells can be collected from human blood and be usefully employed for analysis, testing, drug testing, and clinical trials.

Description

세포 채집 장치{CELLS COLLECTION APPARATUS}Cell collection device {CELLS COLLECTION APPARATUS}

본 발명은 세포 채집 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혈액(Blood), 생리학적 유체(Physiological fluid) 등의 유체샘플(Fluid sample)로부터 표적세포(Target cell)를 분리하여 채집하기 위한 세포 채집 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cell collecting device, and more particularly, a cell collecting device for separating and collecting target cells from a fluid sample such as blood, physiological fluid, or the like. It is about.

최근 인간의 질병을 치료하기 위한 동물시험 및 임상시험에 대한 규제가 강화되고 있다. 이러한 동물시험 및 임상시험을 대체하기 위하여 인간의 혈액으로부터 살아있는 세포(Live cell)를 채집하기 위한 연구와 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 세포의 채집은 미세유체장치(Microfluidic device), 씨티씨칩(CTC chip, Circulating tumor cells chip), 필터(Filter) 등 다양한 세포 채집 장치들에 의하여 실시되고 있다.Recently, regulations on animal tests and clinical trials for treating human diseases have been tightened. In order to replace these animal and clinical trials, research and technology are being actively developed to collect live cells from human blood. Cell collection is performed by various cell collection devices such as microfluidic devices, CTC chips, circulating tumor cells chips, and filters.

혈액으로부터 세포를 여과하기 위한 필터는 미국 특허출원공개 제2007/0025883A1호와 미국 특허출원공개 제2009/0188864A1호 등 많은 특허 문헌들에서 찾아볼 수 있다. 이 특허 문헌들의 필터는 멤브레인(Membrane)으로 구성되어 있고, 세포의 여과를 위하여 형성되어 있는 복수의 기공(Pore)들을 구비하고 있다. 그러나 특허 문헌들의 기술은 체임버(Chamber) 또는 중앙사각구멍(Central square hole) 안에 장착되어 있는 필터의 표면 전체에 암세포가 흩어지기 때문에 암세포의 여과 상태를 식별하기 어려운 단점이 있다. 또한, 필터의 표면에 흩어져 있는 암세포를 회수하여 채집하기 곤란한 문제가 있다. Filters for filtering cells from blood can be found in many patent documents, including US Patent Application Publication No. 2007 / 0025883A1 and US Patent Application Publication No. 2009 / 0188864A1. The filter of this patent document consists of a membrane and has a plurality of pores formed for filtration of cells. However, the technique of the patent literature has a disadvantage in that it is difficult to identify the filtration state of cancer cells because cancer cells are scattered all over the surface of a filter mounted in a chamber or a central square hole. In addition, there is a problem that it is difficult to collect and collect cancer cells scattered on the surface of the filter.

본 발명은 상기한 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 혈액, 생리학적 유체 등의 유체샘플로부터 표적세포를 분리하여 채집하기 위한 세포 채집 장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the various problems described above, an object of the present invention is to provide a cell collection device for separating and collecting target cells from a fluid sample, such as blood, physiological fluids.

본 발명의 다른 목적은, 표적세포를 한 곳에 포획한 후 간편하게 채집할 수 있는 세포 채집 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a cell collection device that can be easily collected after capturing the target cells in one place.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 표적세포를 포함하고 있는 유체샘플을 수송하는 도관과; 도관의 내측에 설치되어 있으며, 표적세포를 여과하는 복수의 여과구멍들을 가지고, 표적세포의 흐름을 유도하여 표적세포를 수용하도록 오목부가 형성되어 있는 스크린필터로 이루어지는 세포 채집 장치에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a conduit for transporting a fluid sample containing a target cell; It is provided in the conduit, and has a plurality of filtration holes for filtering the target cells, the cell collection device consisting of a screen filter formed with a recess to guide the flow of the target cells to receive the target cells.

또한, 오목부는 그 중앙에 표적세포를 수용하도록 형성되어 있고, 오목부의 중앙에 표적세포를 집중시킬 수 있도록 트랩이 더 형성되어 있는 것에 있다. In addition, the recessed portion is formed so as to receive target cells in the center thereof, and a trap is further formed so that the target cells can be concentrated in the center of the recessed portion.

본 발명에 따른 세포 채집 장치는 유체샘플로부터 표적세포를 분리하여 한 곳에 포획한 후 간편하게 채집할 수 있다. 따라서 표적세포의 채집율이 크게 향상되므로, 인간의 혈액으로부터 표적세포를 채집하여 분석, 검사, 약물시험, 임상시험 등에 유용하게 채택할 수 있다. The cell collection device according to the present invention can be easily collected after separating the target cells from the fluid sample and captured in one place. Therefore, since the collection rate of target cells is greatly improved, the target cells can be collected from human blood and be usefully employed for analysis, testing, drug testing, and clinical trials.

도 1은 본 발명에 따른 세포 채집 장치의 구성을 분리하여 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 세포 채집 장치의 구성을 분리하여 절제하여 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 세포 채집 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 세포 채집 장치의 다른 실시예의 구성을 절제하여 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 세포 채집 장치의 다른 실시예의 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a perspective view showing a separate configuration of the cell collection device according to the present invention,
Figure 2 is a perspective view showing the separated and removed configuration of the cell collection device according to the present invention,
3 is a cross-sectional view showing the configuration of a cell collection device according to the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing the structure of another embodiment of the cell collection device according to the present invention cut out,
5 is a cross-sectional view showing the configuration of another embodiment of a cell collecting device according to the present invention.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 세포 채집 장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the cell collection device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 세포 채집 장치는 유체샘플(2)을 수송하는 도관(10)을 구비한다. 유체샘플(2)은 복수의 표적세포(4)들과 복수의 비표적세포(Non-target cell: 6)들을 포함하고 있다. 유체샘플(2)은 인간 또는 동물의 타액, 땀, 소변 등의 생리학적 유체, 혈액, 세럼(Serum)으로 이루어진다. 또한, 유체샘플(2)은 인간, 동물, 식물의 세포, 조직 등의 표적세포(4)들을 포함하는 유체로 선택되거나 바이러스, 박테리아 등을 포함하는 유체 등으로 다양하게 선택될 수 있다. 유체샘플(2)이 혈액으로 선택될 경우, 표적세포(4)들은 혈액에 포함되어 있고 서로 다른 크기를 갖는 세포들로 된다. 혈액 속의 세포들은 적혈구(Red blood cell), 백혈구(White blood cell), 암세포 등이 있다. 본 실시예에 있어서 표적세포는 암세포로 선택되고, 비표적세포는 적혈구와 백혈구로 선택될 수 있다. First, referring to FIGS. 1 to 3, the cell collection device according to the present invention includes a conduit 10 for transporting a fluid sample 2. The fluid sample 2 includes a plurality of target cells 4 and a plurality of non-target cells 6. The fluid sample 2 consists of physiological fluids such as human saliva, sweat, urine, blood, and serum. In addition, the fluid sample 2 may be selected as a fluid including target cells 4 such as cells of humans, animals, plants, tissues, or the like, or various fluids including viruses, bacteria, and the like. When the fluid sample 2 is selected as blood, the target cells 4 are contained in the blood and are cells having different sizes. Cells in the blood include red blood cells (Red blood cells), white blood cells (White blood cells), cancer cells. In the present embodiment, the target cells may be selected as cancer cells, and the non-target cells may be selected as red blood cells and white blood cells.

도관(10)은 유체샘플(2)의 수송을 위한 통로(12)를 가지며, 상부도관(14a)과 하부도관(14b)으로 분할되어 있다. 상부도관(14a)과 하부도관(14b)은 접합, 억지끼움, 나사 체결 등에 의하여 단일의 통로(12)를 형성하도록 결합될 수 있다. 도관(10)의 통로(12)는 다량의 유체샘플(2)을 원활하게 수송하도록 원형 단면, 사각형 단면 등으로 다양하게 형성될 수 있다. The conduit 10 has a passage 12 for the transport of the fluid sample 2 and is divided into an upper conduit 14a and a lower conduit 14b. The upper conduit 14a and the lower conduit 14b may be combined to form a single passage 12 by bonding, interference fitting, screwing, or the like. The passage 12 of the conduit 10 may be variously formed in a circular cross section, a square cross section, or the like to smoothly transport a large amount of the fluid sample 2.

본 발명에 따른 세포 채집 장치는 도관(10)의 통로(12)에 설치되어 표적세포(4)들을 여과하는 스크린필터(Screen filter: 20)를 구비한다. 스크린필터(20)는 표면(22), 이면(24), 가장자리(26)와 표적세포(4)들의 여과를 위하여 형성되어 있는 복수의 여과구멍(28)들을 갖는다. 가장자리(26)는 상부도관(14a)의 하단과 하부도관(14b)의 상단 사이에 개재되어 있다. 본 실시예에 있어서 스크린필터(20)의 가장자리(26)가 상부도관(14a)과 하부도관(14b) 사이에 끼워져 있는 것이 도시되고 설명되어 있으나, 스크린필터(20)는 가장자리(26)가 밀착되도록 통로(12)에 밀착되도록 설치될 수 있다. 도 1에 스크린필터(20)는 원형으로 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 스크린필터(20)의 형상은 통로(12)의 형상에 따라 사각형, 타원형 등으로 적절하게 변경될 수 있다. The cell collection device according to the present invention includes a screen filter 20 installed in the passage 12 of the conduit 10 to filter the target cells 4. The screen filter 20 has a surface 22, a back surface 24, an edge 26 and a plurality of filtration holes 28 formed for filtration of target cells 4. The edge 26 is interposed between the lower end of the upper conduit 14a and the upper end of the lower conduit 14b. In this embodiment, the edge 26 of the screen filter 20 is shown and described as being sandwiched between the upper conduit 14a and the lower conduit 14b, but the screen filter 20 has the edge 26 in close contact. It may be installed to be in close contact with the passage (12). Although the screen filter 20 is illustrated in FIG. 1 as being circular, this is merely an example. The shape of the screen filter 20 may be appropriately changed to a rectangle, an ellipse, or the like according to the shape of the passage 12. .

여과구멍(28)들의 크기는 표적세포(4)들의 직경보다 작게 형성되어 있다. 스크린필터(20)는 금속, 예를 들어 스테인리스스틸(Stainless steel), 니켈(Nickel), 알루미늄(Aluminum), 동(Copper)을 소재로 제작될 수 있다. 마이크로미터 크기의 여과구멍(28)들은 멤스(MEMS, Micro-electro mechanical systems; 미세전기기계시스템) 기술을 이용한 에칭(Etching) 또는 전기주조(Electroforming)에 의하여 형성될 수 있다. 이러한 스크린필터(20)는 통로(12)를 흐르는 혈액(2)의 압력에 의하여 변형되지 않는다. The size of the filtration holes 28 is smaller than the diameter of the target cells (4). The screen filter 20 may be made of metal, for example, stainless steel, nickel, aluminum, or copper. The micrometer-sized filtration holes 28 may be formed by etching or electroforming using MEMS (Micro-electro mechanical systems) technology. The screen filter 20 is not deformed by the pressure of the blood 2 flowing through the passage 12.

스크린필터(20)는 표면(22)에 여과되어 있는 표적세포(4)들의 흐름을 한 곳으로 유도하여 표적세포(4)들을 수용할 수 있는 형상을 갖는다. 스크린필터(20)는 표적세포(4)들을 그 중앙에 수용할 수 있도록 형성되어 있는 오목부(30)를 갖는다. 오목부(30)는 반구형으로 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서 오목부(30)는 반구형으로 형성되어 있는 것이 도시되고 설명되었으나, 이는 예시적인 것으로 오목부(30)는 유체샘플(2)의 흐름 방향 선단을 향하여 단면적이 점진적으로 감소되는 원뿔통형, 삼각통형, 사각통형 등으로 형성될 수 있다. 또한, 오목부(30)는 스크린필터(20)의 중앙에 표적세포(4)들을 수용할 수 있도록 움푹하게 파여진 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.The screen filter 20 has a shape that can receive the target cells 4 by inducing the flow of the target cells 4 filtered on the surface 22 to one place. The screen filter 20 has a recess 30 formed to receive the target cells 4 in the center thereof. The recessed part 30 is formed in hemispherical shape. In this embodiment, the concave portion 30 is shown and described that is formed in a hemispherical shape, but this is an example, the concave portion 30 is a cone in which the cross-sectional area is gradually reduced toward the flow direction tip of the fluid sample (2) It may be formed into a cylindrical, triangular cylindrical, square cylindrical, and the like. In addition, the concave portion 30 may be formed in various shapes recessed to accommodate the target cells 4 in the center of the screen filter 20.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 세포 채집 장치에 있어서, 유체샘플(2)은 유체샘플 공급수단에 의하여 도관(10)의 상류에 공급된다. 유체샘플 공급수단은, 예를 들어 정량의 혈액을 저장하여 도관(10)의 상류에 공급할 수 있는 주사기(Syringe), 채혈관(Blood collection tube), 백(Bag), 팩(Pack) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또한, 유체샘플 공급수단은 시린지펌프(Syringe pump), 플런저펌프(Plunger pump) 등으로 구성될 수도 있다. In the cell collecting device according to the present invention having such a configuration, the fluid sample 2 is supplied upstream of the conduit 10 by the fluid sample supply means. Fluid sample supply means, for example, various forms such as a syringe (Syringe), blood collection tube (Bag), a pack (Pack) that can store a quantity of blood and supply it upstream of the conduit 10 It can be configured as. In addition, the fluid sample supply means may be composed of a syringe pump (Syringe pump), a plunger pump (Plunger pump) and the like.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 도관(10)의 상류에 유체샘플(2)이 공급되면, 통로(12)를 따라 유동되던 유체샘플(2) 속의 표적세포(4)들은 여과구멍(28)들을 통과하지 못한다. 표적세포(4)들은 오목한 표면(22)을 따라 흘러내려 오목부(30)의 중앙에 모이게 된다. 비표적세포(6)들, 일례로 적혈구는 여과구멍(28)들을 신속하게 통과한다. 이와 같이 표적세포(4)들이 오목부(30)의 중앙에 집중적으로 모여 있는 것에 의하여 여과되어 있는 표적세포(4)들을 간편하게 채집할 수 있다. 특히, 혈액 속에 포함되어 있는 수많은 세포들 중 개체수가 적은 암세포를 한 곳에 모아 암세포의 채집율을 높일 수 있다. As shown in FIG. 3, when the fluid sample 2 is supplied upstream of the conduit 10, the target cells 4 in the fluid sample 2 flowing along the passage 12 are filtered through the filter hole 28. Do not pass through them. The target cells 4 flow along the concave surface 22 and are collected at the center of the concave portion 30. Non-target cells 6, for example red blood cells, pass quickly through the filtration holes 28. As such, the target cells 4 that are filtered by the concentration of the target cells 4 in the center of the concave portion 30 can be easily collected. In particular, the number of cancer cells in a small number of cells contained in the blood can be collected in one place to increase the collection rate of cancer cells.

도 4와 도 5에 본 발명에 따른 세포 채집 장치의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 4와 도 5를 참조하면, 다른 실시예의 세포 채집 장치는 도관(10)의 통로(12)에 설치되어 있는 스크린필터(120)를 구비한다. 스크린필터(120)는 표면(122), 이면(124), 가장자리(126)와 표적세포(4)들의 여과를 위하여 형성되어 있는 복수의 여과구멍(128)들을 갖는다.4 and 5 show another embodiment of a cell harvesting device according to the present invention. 4 and 5, the cell collection device of another embodiment includes a screen filter 120 installed in the passage 12 of the conduit 10. The screen filter 120 has a surface 122, a back surface 124, an edge 126, and a plurality of filtration holes 128 formed for filtration of the target cells 4.

스크린필터(120)는 표적세포(4)들의 흐름을 유도하도록 형성되어 있는 오목부(130)와, 오목부(130)의 중앙에 유체샘플(2)의 흐름 방향 선단에서 표적세포(4)들을 집중시킬 수 있도록 형성되어 있는 트랩(Trap: 132)을 갖는다. 트랩(132)은 표적세포(4)들을 집적할 수 있는 포켓 형상(Pocket shape)으로 형성되어 있다. 유체샘플(2) 속의 표적세포(4)는 오목부(130)를 따라 흘러 트랩(132)에 모인다. 따라서 다량의 유체샘플(2)로부터 표적세포(4)들을 비표적세포(6)들로부터 분리하여 트랩(132)에 집중적으로 포집할 수 있다. The screen filter 120 includes a recess 130 formed to induce the flow of the target cells 4 and target cells 4 at the front end of the flow sample 2 at the center of the recess 130. It has a trap 132 which is formed to be concentrated. The trap 132 is formed in a pocket shape capable of accumulating the target cells 4. The target cell 4 in the fluid sample 2 flows along the recess 130 and collects in the trap 132. Therefore, the target cells 4 may be separated from the non-target cells 6 from the fluid sample 2 and concentrated in the trap 132.

한편, 표적세포(4)들의 여과 후, 트랩(132)에 집중되어 있는 표적세포(4)들은 통로(12)에 솔루션(Solution), 예를 들어 물(Water)을 역방향 또는 정방향으로 공급하여 통로(12) 밖으로 배출시킬 수 있다. 통로(12) 밖으로 배출되는 표적세포(4)들을 컨테이너(Container), 예를 들어 시험관, 배양접시 등에 수거하여 간편하게 채집할 수 있다. 이와 같이 유체샘플(2)로부터 표적세포(4)들을 스크린필터(120)에 의하여 여과한 후, 솔루션의 공급에 의하여 스크린필터(120)로부터 표적세포(4)들을 탈락시켜 채집할 수 있으므로, 인간의 혈액으로부터 살아있는 암세포를 효율적으로 분리하여 채집할 수 있다. On the other hand, after filtration of the target cells 4, the target cells 4 concentrated in the trap 132 are supplied to the passage 12 by supplying a solution, for example, water, in a reverse or forward direction. (12) can be discharged outside. The target cells 4 discharged out of the passage 12 can be collected by simply collecting them in a container, for example, a test tube, a culture dish, or the like. Thus, after filtering the target cells (4) from the fluid sample (2) by the screen filter 120, the target cells (4) can be removed from the screen filter 120 by the supply of a solution to collect the human, Live cancer cells can be efficiently isolated and collected from the blood.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described above are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.

2: 유체샘플 4: 표적세포
6: 비표적세포 10: 도관
12: 통로 20, 120: 스크린필터
22, 122: 표면 28, 128: 여과구멍
30, 130: 오목부 132: 트랩2: fluid sample 4: target cell
6: non-target cell 10: conduit
12: passage 20, 120: screen filter
22, 122: surface 28, 128: filtration hole
30, 130: recess 132: trap

Claims (3)

표적세포를 포함하고 있는 유체샘플을 수송하는 도관과;
상기 도관의 내측에 설치되어 있으며, 상기 표적세포를 여과하는 복수의 여과구멍들을 가지고, 상기 표적세포의 흐름을 유도하여 상기 표적세포를 수용하도록 오목부를 포함하고,
상기 오목부는 그 중앙에 상기 표적세포를 수용하도록 형성되고, 상기 오목부의 중앙에 상기 표적세포를 집중시킬 수 있도록 트랩이 더 형성되어 있는 세포 채집 장치. A conduit for transporting a fluid sample containing target cells;
It is installed inside the conduit, and has a plurality of filtration holes for filtering the target cells, including a recess to guide the flow of the target cells to receive the target cells,
And the recess is formed to receive the target cell at the center thereof, and a trap is further formed to concentrate the target cell at the center of the recess. 삭제delete 삭제delete
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