KR101423588B1 - 다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법 - Google Patents

다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101423588B1
KR101423588B1 KR1020110146157A KR20110146157A KR101423588B1 KR 101423588 B1 KR101423588 B1 KR 101423588B1 KR 1020110146157 A KR1020110146157 A KR 1020110146157A KR 20110146157 A KR20110146157 A KR 20110146157A KR 101423588 B1 KR101423588 B1 KR 101423588B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
molecular diagnostic
diagnostic means
unit
molecular
delete delete
Prior art date
Application number
KR1020110146157A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130077445A (ko
Inventor
정재안
황병갑
김원정
최재경
남우석
이종철
조미연
Original Assignee
주식회사 메디센서
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 주식회사 메디센서 filed Critical 주식회사 메디센서
Priority to KR1020110146157A priority Critical patent/KR101423588B1/ko
Publication of KR20130077445A publication Critical patent/KR20130077445A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101423588B1 publication Critical patent/KR101423588B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • G01N33/5302—Apparatus specially adapted for immunological test procedures
    • 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
    • C12Q2565/00—Nucleic acid analysis characterised by mode or means of detection
    • C12Q2565/60—Detection means characterised by use of a special device
    • C12Q2565/625—Detection means characterised by use of a special device being a nucleic acid test strip device, e.g. dipsticks, strips, tapes, CD plates

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

다중 진단 장치가 제공된다. 이 다중 진단 장치는 생체시료에 대한 진단을 위한 적어도 하나의 면역진단 수단, 적어도 하나의 분자진단 수단 또는 적어도 하나의 생체물질 분석 수단이 장착되는 수단 장착부, 면역진단 수단, 분자진단 수단 또는 생체물질 분석 수단으로부터 발생하는 특정 신호를 감지하는 센서부, 및 센서부에 의해 감지된 특정 신호를 전기적 신호로 전환하는 측정부를 포함한다.

Description

다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법{Multiplex Diagnostic Apparatus and Analysis Method Using the Same}
본 발명은 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 여러 가지 질병들에 대한 다양한 진단 수단들로 진단할 수 있는 다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 기존의 분자진단 장치는 중합효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction : PCR), 실시간 중합효소 연쇄 반응(real-time PCR) 등의 방법에 의해 질병을 진단하고, 면역진단법을 이용하는 면역진단 장치는 단백질 흡입법(western blotting), 효소 면역 측정법(Enzyme-Linked ImmunoSorvent Assay : ELISA)을 이용한 질병에 대한 진단이 이뤄지고 있다. 기존의 진단 장치는 바이오센서(biosensor), 형광 감지기, 분자진단 기기, 면역진단 기기들이 각각 구성이 되어 있으며, 이들을 하나의 장치에서 구현하는 장비는 없다.
일반적으로, DNA 증폭 기술은 진단 목적으로 광범위하게 사용되고 있으며, 특히, 중합효소 연쇄 반응에 의한 DNA 증폭 기술이 널리 활용되고 있다. 그러나 통상의 중합효소 연쇄 반응을 정량에 이용하기에는 증폭 산물이 반드시 주형(template) DNA의 양을 반영하는 것은 아니기 때문에, 주형 DNA의 양을 측정하기에 곤란한 문제가 있었다. 또한, 중합효소 연쇄 반응 과정을 수행하기 위해서는 미리 프로그램된 열 순환 장비가 필요하여, 비용이 많이 들고, 결과 재현을 위해 수행 단계를 극도로 표준화시켜야 하는 단점이 있다.
기존의 면역분석법은 항원이나 항체에 방사선 물질, 발광 물질 또는 형광 물질을 표지한 후, 이들에 의해 얻어지는 신호를 측정하는 방법과, 효소의 촉매 반응에 광 표지를 결합한 효소 면역 측정법, 단백질 흡입법 등과 같은 광학적 측정 방법이 가장 많이 이용되었다. 이러한 방법들은 주로 실험실 위주의 숙련된 연구원에 의해 수행될 수 있는 복잡한 절차가 필요하고, 분석을 위한 장치가 고가의 대형 장치이며, 분석 시간이 오래 소요되는 단점이 있다.
또한, 기존의 생체 물질 분석용 측정 장치는 테스트 스트립(test strip)과 함께 이용되어 테스트 스트립에 부착된 반응 물질과 분석하고자 하는 생체 물질과의 반응 결과에 따라 혈당, 콜레스테롤(cholesterol), 락테이트(lactate), 간 분비소 등을 선택적으로 정량 분석하기 위해 효소 분석법을 이용하는 바이오센서는 적용이 간편하고, 측정 감도가 우수하며, 신속하게 결과를 얻을 수 있어 병원 및 임상 실험실에서 가장 널리 사용되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 생체 시료에 대한 진단을 위한 다양한 진단 수단들이 통합된 다중 진단 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 생체 시료에 대한 진단을 위한 다양한 진단 수단들이 통합된 다중 진단 장치를 이용한 다중 진단 분석 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 다중 진단 장치를 제공한다. 이 다중 진단 장치는 생체시료에 대한 진단을 위한 적어도 하나의 면역진단 수단, 적어도 하나의 분자진단 수단 또는 적어도 하나의 생체물질 분석 수단이 장착되는 수단 장착부, 면역진단 수단, 분자진단 수단 또는 생체물질 분석 수단으로부터 발생하는 특정 신호를 감지하는 센서부, 및 센서부에 의해 감지된 특정 신호를 전기적 신호로 전환하는 측정부를 포함할 수 있다.
면역진단 수단 및 분자진단 수단은 하나의 생체시료에 대한 복수의 진단들을 위한 복수의 감지 영역들을 포함할 수 있다. 면역진단 수단 및 분자진단 수단을 대조 영역을 더 포함할 수 있다.
면역진단 수단 또는 분자진단 수단에 광을 제공하여 형광 에너지를 발생시키기 위한 광원부를 포함할 수 있다. 센서부는 형광 에너지를 감지할 수 있다.
광은 평면 균일 광일 수 있다. 측정부는 면역진단 수단 또는 분자진단 수단에 평면 균일 광을 제공하는 것에 의해 센서부에서 감지된 2차원 형태의 형광 에너지를 전기적 신호로 전환할 수 있다. 측정부는 센서부에서 감지된 2차원 형태의 형광 에너지를 전기적 신호로 전환하여 축적할 수 있다.
광원부는 고휘도 발광 다이오드 및 도광판을 포함할 수 있다. 광원부는 다파장 평면 균일 광을 제공할 수 있다.
면역진단 수단 또는 분자진단 수단에 단일파장 평면 균일 광을 제공하기 위해 광원부와 면역진단 수단 또는 분자진단 수단 사이에 배치되는 광 필터를 더 포함할 수 있다.
측정부는 전기적 신호를 해석하여 전기적 신호에 대응하는 생체시료에 포함된 감염성 질환들의 종류 및 감염성 질환의 정도를 분석할 수 있다.
측정부에 의해 전환된 전기적 신호를 영상 또는 수치로 변환하는 신호 변환부를 더 포함할 수 있다. 신호 변환부에 의해 변환된 영상을 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다. 신호 변환부에 의해 변환된 수치로 외부 기기와 통신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
분자진단 수단은 중합효소 연쇄 반응을 이용하고, 중합효소 연쇄 반응에 필요한 온도를 조절하는 온도영역 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기한 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 다중 분석 방법을 제공한다. 이 방법은 생체시료에 대한 진단을 위한 적어도 하나의 면역진단 수단, 적어도 하나의 분자진단 수단 또는 적어도 하나의 생체물질 분석 수단을 수단 장착부에 장착하는 단계, 면역진단 수단, 분자진단 수단 또는 생체물질 분석 수단에 생체시료를 투입하여 특정 신호를 발생시키는 단계, 면역진단 수잔, 분자진단 수단 또는 생체물질 분석 수단으로부터 발생하는 특정 신호를 포집하는 단계, 포집된 특정 신호를 전기적 신호로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
면역진단 수단 및 분자진단 수단은 하나의 생체시료에 대한 복수의 진단들을 위한 복수의 감지 영역들을 포함할 수 있다. 면역진단 수단 및 분자진단 수단을 대조 영역을 더 포함할 수 있다.
면역진단 수단 또는 분자진단 수단에 광을 제공하여 형광 에너지를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 특정 신호는 형광 에너지일 수 있다. 광은 평면 균일 광일 수 있다. 면역진단 수단 또는 분자진단 수단에 평면 균일 광을 제공하는 것에 의해 2차원 형태의 형광 에너지를 포집하여 축적할 수 있다.
전기적 신호를 해석하여 전기적 신호에 대응하는 생체시료에 포함된 감염성 질환들의 종류 및 감염성 질환의 정도를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전기적 신호를 영상 또는 수치로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다. 변환된 영상을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다. 변환된 수치로 외부 기기와 통신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
분자진단 수단은 중합효소 연쇄 반응을 이용하고, 중합효소 연쇄 반응에 필요한 온도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면 면역진단 수단, 분자진단 수단 및 생체물질 분석 수단이 하나의 장치에 통합됨으로써, 다양한 질병들에 대한 진단이 동시에 수행될 수 있다. 이에 따라, 다양한 질병들을 신속하고 그리고 간편하게 진단을 할 수 있는 다중 진단 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면 하나의 장치에 통합된 면역진단 수단, 분자진단 수단 및 생체물질 분석 수단으로 다양한 질병들을 동시에 분석함으로써, 다양한 질병들에 대한 진단이 동시에 수행될 수 있다. 이에 따라, 다양한 질병들을 신속하고 그리고 간편하게 진단을 할 수 있는 다중 진단 분석 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성 블록도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치에 사용되는 면역진단 수단에 대한 입체도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치에 사용되는 분자진단 수단에 대한 입체도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치에서 면역진단 및 분자진단을 위한 동작을 설명하기 위한 개략적인 일부 구성에 대한 단면도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치에 사용되는 생체물질 분석 수단에 대한 입체도;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치를 설명하기 위한 구성 평면도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. 이에 더하여, 본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명은 표적 핵산을 신속하고 그리고 정확하게 증폭시키며, 그리고 표적 핵산의 증폭 산물을 측정하는 분자진단 수단인 등온 중합효소 연쇄 반응 및 측정 칩을 제공한다. 또한, 본 발명은 면역분석을 신속하고, 그리고 간편하게 진단하는 면역진단 수단인 신속 진단법(Rapid Diagnostic Test : RDT) 키트를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성 블록도이다.
도 1을 참조하면, 다중 진단 장치(100)는 수단 장착부(105), 광원부(120), 센서부(sensing unit, 130), 측정부(140), 신호 변환부(145), 디스플레이부(display unit, 150) 및 통신부(160)를 포함한다.
수단 장착부(105)는 생체시료에 포함된 감염성 질환을 검출하기 위한 면역진단 수단(도 2의 110 참조), 분자진단 수단(도 3의 210 참조) 또는 생체물질 분석 수단(도 5의 310 참조)가 장착되는 부위일 수 있다. 면역진단 수단 및 분자진단 수단은 복수의 감지 영역들을 포함할 가질 수 있다. 면역진단 수단 및 분자진단 수단의 감지 영역들은 생체시료와 반응하여 각각의 면역적 또는 분자적 반응물들을 생성할 수 있다. 면역적 또는 분자적 반응물들은 광에 의해 형광을 발생시킬 수 있는 표지(marker)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 면역진단 수단 및 분자진단 수단은 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들을 동시에 검출할 수 있다.
수단 장착부(105)에 장착되는 분자진단 수단이 중합효소 연쇄 반응을 이용할 경우, 다중 진단 장치(100)는 중합효소 연쇄 반응에 필요한 온도를 조절하는 온도영역 모듈(115)을 더 포함한다.
광원부(120)는 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단에 평면 균일 광을 제공할 수 있다. 광원부(120)에 의해 제공된 평면 균일 광은 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들로부터 형광 에너지를 발생시킬 수 있다.
광원부(120)로부터 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들에 평면 균일 광이 제공되기 때문에, 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들로부터 발생한 형광 에너지는 2차원 형태로 센서부(130)에 의해 감지될 수 있다.
광원부(120)는 고휘도 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 및 도광판을 포함할 수 있다. 고휘도 발광 다이오드 및 도광판에 의해 다파장 평면 균일 광이 생성될 수 있다. 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들에 단일파장 평면 균일 광을 제공하기 위해 광원부(120)와 미세유체 칩(110) 사이에 광 필터(125)가 제공될 수 있다. 광원부(120)로부터 생성된 다파장 평면 균일 광은 광 필터(125)를 통과하면서 특정의 단일파장 평면 균일 광으로 바뀔 수 있다. 광 필터(125)는 초퍼(chopper) 형태일 수 있다. 즉, 여러 종류의 광 필터들(125)이 하나의 초퍼에 구비된 형태일 수 있다. 이에 따라, 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들에 여러 가지 특정의 단일파장 평면 균일 광이 제공될 수 있다.
면역진단 수단 또는 분자진단 수단이 복수의 감지 영역들을 포함할 경우, 복수의 다른 형광 에너지들이 발생할 수 있다. 이에 따라, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들 각각에 대한 형광 에너지가 발생할 수 있다.
센서부(130)는, 앞서 설명되어진 것과 같이, 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들로부터 발생하는 형광 에너지를 2차원 형태로 감지할 수 있다. 센서부(130)는 특정한 방향성 없이 방사상으로 발생하되는 형광 에너지를 감지하기 위해 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단과의 거리를 가깝게 유지하고, 삼면을 둘러싼 형태일 수 있다. 또한, 센서부(130)는 고감도 검출기(도 4의 137 참조)를 포함할 수 있다. 게다가, 센서부(130)는 수단 장착부(105)의 생체물질 분석 수단으로부터 발생하는 특정 신호를 감지할 수 있다. 생체물질 분석 수단으로부터 발생하는 특정 신호는 전기적 신호일 수 있다. 이때, 센서부(130)는 이러한 전기적 신호를 측정부(140)로 바로 전달하는 경로 역할을 할 수 있다.
측정부(140)는 센서부(130)에 의해 감지된 형광 에너지를 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전기적 신호는 전류 피크(peak) 형태일 수 있다. 측정부(140)은 센서부(130)에 의해 감지된 형광 에너지를 전기적 신호를 전환하여 축적할 수 있다. 측정부(140)는 전류 피크 형태의 전기적 신호를 축적하여 측정하기 때문에, 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들로부터 발생하는 형광 에너지에 대한 검출 감도가 높아질 수 있다.
면역진단 수단 또는 분자진단 수단이 복수의 감지 영역들 포함할 경우, 복수의 서로 다른 형광 에너지들이 발생할 수 있다. 이러한 서로 다른 형광 에너지들 각각은 서로 다른 전류 피크 형태의 전기적 신호들로 전환될 수 있다. 이에 따라, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들 각각에 대한 전류 피크들을 포함하는 전기적 신호가 측정될 수 있다.
측정부(140)는 전류 피크 형태의 전기적 신호를 해석하여 각각의 전류 피크들에 대응하는 생체시료에 포함된 감염성 질환들의 종류 및 감염성 질환들의 정도를 분석할 수 있다. 이에 따라, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들 각각에 대한 정성적 및 정량적 분석이 가능해 질 수 있다. 또한, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들을 동시에 분석하는 것이 가능해 질 수 있다.
신호 변환부(145)는 측정부(140)에 의해 전환된 전기적 신호를 영상 또는 수치로 변환할 수 있다. 신호 변환부(145)에 의해 변환된 영상은 디스플레이부(150)로, 그리고 변환된 수치는 통신부(160)로 전달될 수 있다.
디스플레이부(150)는 신호 변환부(145)에 의해 변환된 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이부(150)는 신호 변환부(145)에 의해 변환된 영상으로 보여주기 때문에, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들 각각의 감염 여부 및 감염 정도가 육안으로 확인될 수 있다. 이에 따라, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들 각각의 감염 여부 및 감염 정도를 영상을 통해 동시에 정성적 및 정량적으로 확인할 수 있는 다중 진단 장치(100)가 제공될 수 있다.
통신부(160)는 신호 변환부(145)에 의해 변환된 수치로 외부 기기들과 통신할 수 있다. 통신부(160)는 신호 변환부(145)에 의해 변환된 수치로 외부 기기들과 통신하기 때문에, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들 각각의 감염 여부 및 감염 정도를 외부 기기들로 전송할 수 있으며, 그리고 외부 기기들로부터 다양한 정보들을 전송받을 수 있다. 이에 따라, 이동이 용이한 휴대용 다중 진단 장치(100)가 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치에 사용되는 면역진단 수단에 대한 입체도이다.
도 2를 참조하면, 면역진단 수단(110)은 항원-항체 반응을 이용한 신속 진단법 스트립일 수 있다. 면역진단 수단(110)은 복수의 감지 영역들(112a, 112b, 112c) 및 대조 영역(112r)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들이 동시에 검출될 수 있다. 생체시료는 혈액, 혈장, 소변 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
생체시료는 시료 투입구(110i)로 투입되어 감지 영역들(112a, 112b, 112c) 및 대조 영역(112r)으로 이송될 수 있다. 생체시료에 포함된 감염성 질환들의 항원들이 감지 영역들(112a, 112b, 112c) 및 대조 영역(112r)의 항체들과 특이적으로 결합함으로써, 면역진단 수단(110)에 복수의 반응물들이 생성될 수 있다. 면역진단 수단(110)은 항원-항체 반응뿐만 아니라, 리간드(ligand)-수용체 반응, 핵산-핵산 반응, 지질-항체 반응 등과 같은 특이적 결합을 모두 포함하며 이에 한정되지 않는다. 대조 영역(112r)은 항원-항체 반응에 대한 오차 여부를 판독하기 위한 것이다.
면역진단 수단(110)은 다중 진단 장치(도 1의 100 참조)의 수단 장착부(도 1의 105 참조)에 장착될 때, 그 종류에 따른 분류를 위한 식별부(110ID)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 다중 진단 장치의 수단 장착부에 장착된 면역진단 수단(110)은 그 종류에 따른 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들을 진단하기 위한 적절한 진단 방법에 의해 분석될 수 있다. 식별부(110ID)는 바 코드(bar code) 또는 광학적 패턴 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치에 사용되는 분자진단 수단에 대한 입체도이다.
도 3을 참조하면, 분자진단 수단(210)은 중합효소 연쇄 반응 장치일 수 있다. 분자진단 수단(210)은 복수의 감지 영역들(212a, 212b, 212c) 및 대조 영역(212r)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들이 동시에 검출될 수 있다.
생체시료는 시료 투입구(210i)로 투입되어 감지 영역들(212a, 212b, 212c) 및 대조 영역(212r)으로 이송될 수 있다. 생체시료에 포함된 감염성 질환들의 DNA 또는 RNA 등과 같은 표적 물질들이 감지 영역들(212a, 212b, 212c) 및 대조 영역(212r)의 항체들과 특이적으로 결합함으로써, 분자진단 수단(110)에 복수의 반응물들이 생성될 수 있다. 분자진단 수단(210)은 다중 진단 장치(도 1의 100 참조)의 온도영역 모듈(도 1의 115 참조)에 의해 독립적으로 온도가 제어되고, 표적 물질들은 변성(denaturation), 결합(annealing) 및 신장(elongation) 등의 과정을 통해 증폭 산물로 형성될 수 있다. 온도영역 모듈은 독립적으로 온도가 조절되는 가열 금속 블록을 포함할 수 있다. 증폭 산물의 양에 따라 신호 프로브(probe)의 양이 증가될 수 있다. 증폭 산물이 감지 영역들(212a, 212b, 212c) 및 대조 영역(212r)의 항체들과 특이적으로 결합함으로써, 복수의 증폭 산물-항체 반응물들이 생성될 수 있다. 이 뿐만 아니라, 증폭 산물과 다른 특이적 결합 등을 모두 포함하며 이에 한정되지 않는다.
분자진단 수단(210)은 다중 진단 장치의 수단 장착부(도 1의 105 참조)에 장착될 때, 그 종류에 따른 분류를 위한 식별부(210ID)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 다중 진단 장치의 수단 장착부에 장착된 분자진단 수단(210)은 그 종류에 따른 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들을 진단하기 위한 적절한 진단 방법에 의해 분석될 수 있다. 식별부(210ID)는 바 코드 또는 광학적 패턴 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치에서 면역진단 및 분자진단을 위한 동작을 설명하기 위한 개략적인 일부 구성에 대한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 수단 장착부(105)의 면역진단 수단(도 2의 110 참조) 또는 분자진단 수단(도 3의 210 참조)은 생체시료에 포함된 감염성 질환에 대한 면역적 또는 분자적 반응물들을 포함한다. 면역진단 수단 또는 분자진단 수단은 복수의 면역적 또는 분자적 반응물들을 포함할 수 있다.
광원부(120)로부터 평면 균일 광이 제공된다. 광원부(120)로부터 제공되는 평면 균일 광은 센서부(130)의 빔 스플리터(beam spilitter, 132)를 통해 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들로 입사된다. 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들로 입사된 평면 균일 광은 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들로부터 형광 에너지를 발생시킬 수 있다. 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들에서 발생한 형광 에너지가 방사상으로 발산된다. 방사상으로 발산된 형광 에너지는 대물 렌즈(131)를 통과하여 형광 빔 형태로 거울(133)로 전달된다. 거울(133)에 의해 반사된 형광 빔은 필터(134)를 통과하면서 특정의 단일파장 형광 빔이 집속 렌즈(135)로 전달된다. 특정의 단일파장 형광 빔은 집속 렌즈(135)에 의해 수렴되고, 공초점 조리개(confocal pinhole, 136)을 통과하면서 발산하여 센서부(130)의 검출기(137)에 의해 감지된다.
센서부(130)는 광원부(120)로부터 제공된 평면 균일 광에 의한 에너지 교란을 피하기 위해 시간차 검출 기술을 사용할 수 있다. 또한, 센서부(130)는 감지된 형광 빔에 대한 산란광 처리, 잡음 제거 및 패턴(pattern) 인식 기술을 사용할 수 있다.
광원부(120)로부터 수단 장착부(105)의 면역진단 수단 또는 분자진단 수단에 평면 균일 광이 제공되기 때문에, 면역진단 수단 또는 분자진단 수단의 면역적 또는 분자적 반응물들로부터 발생하는 형광 에너지는 2차원 형태로 센서부(130)의 검출기(137)에 의해 감지될 수 있다.
필터(134)는 초퍼 형태일 수 있다. 즉, 여러 종류의 필터들(134)이 하나의 초퍼에 구비된 형태일 수 있다. 이에 따라, 여러 가지 특정의 단일파장 형광 빔이 센서부(130)의 검출기(137)에 의해 감지될 수 있다.
면역진단 수단 또는 분자진단 수단이 복수의 감지 영역들을 가질 경우, 복수의 서로 다른 형광 에너지들이 발생할 수 있다. 이에 따라, 생체시료에 포함된 복수의 감염성 질환들 각각에 대한 형광 에너지가 발생할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치에 사용되는 생체물질 분석 수단에 대한 입체도이다.
도 5를 참조하면, 생체물질 분석 수단(310)은 바이오 센서 시험 스트립일 수 있다. 생체물질 분석 수단(310)은 적어도 하나의 감지 영역(312)을 포함할 수 있다. 감지 영역(312)은 주입된 생체시료에 대한 다양한 분석을 수행할 수 있다. 생체시료에 대한 분석은 혈당, 콜레스테롤, 락테이트, 간 분비소 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
생체물질 분석 수단(310)은 다중 진단 장치(도 1의 100 참조)의 수단 장착부(도 1의 105 참조)에 장착될 때, 그 종류에 따른 분류를 위한 식별부(310ID)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 다중 진단 장치의 수단 장착부에 장착된 생체물질 분석 수단(310)은 그 종류에 따른 생체시료에 대한 적절한 분석이 이루어질 수 있다. 식별부(110ID)는 바 코드 또는 광학적 패턴 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치를 설명하기 위한 구성 평면도이다.
도 6을 참조하면, 다중 진단 장치(100)는 수단 장착부(105), 센서부(도 1의 130 참조), 측정부(도 1의 140 참조), 신호 변환부(145), 디스플레이부(150) 및 통신부(160)를 포함한다.
수단 장착부(105)에는 면역진단 수단(도 2의 110 참조), 분자진단 수단(도 3의 210 참조) 및 생체물질 분석 수단(도 5의 310 참조)에 대한 측정에 필요한 다양한 측정 모듈들이 구비될 수 있다. 이러한 측정 모듈들은 형광감지기 모듈, 전기화학센서 모듈, 광센서 모듈, 분자진단기 모듈, 분광측정 모듈, 혈당계 모듈, 체지방분석기 모듈, 산소포화도측정 모듈 등을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
다양한 측정 모듈들에 측정한 다양한 신호들은 신호 변환부(145)에 의해 영상 또는 수치로 변환되어 디스플레이부(150) 또는 통신부(160)로 전달될 수 있다. 디스플레이부(150)는 영상을 통해 사용자가 수치로 분석 결과를 확인할 수 있다. 통신부(160)는 수치를 통해 외부 기기들과 통신할 수 있다. 통신부(160)의 역할은 신호 변환부(145)에 의해 변환된 수치를 근거리 진단 데이터 전송, 통합 의료 정보 시스템과 연계 가능한 통신 방식 및 프로토콜(protocol)의 구현, 진단 정보 데이터베이스 구축, 정보 접속 보안 체계 구축, 및 데이터 암호화 기술을 담당하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치는 간단하고 빠른 등온 중합효소 연쇄 반응 방법을 이용하는 분자진단 수단이 장착되고, 기존의 단백질 흡입법, 효소 면역 측정법 등과 같은 면역진단법보다 진단 시간이 단축되고, 사용법이 간편한 신속 진단법을 이용하는 면역진단 수단이 장착됨으로써, 다양한 질병들에 대한 진단이 동시에 수행될 수 있다. 이에 따라, 다양한 질병들에 대한 진단 시간이 단축되고, 그리고 사용법이 간편한 다중 진단 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치는 고감도 형광 분석 장치 모듈, 디지털 영상 분석 장치 모듈, 전기 화학 센서 모듈, 광센서 모듈 등이 장착됨으로써, 다양한 질병들에 대한 진단이 동시에 수행될 수 있다. 이에 따라, 다양한 질병들에 대한 진단 시간이 단축되고, 그리고 진단 비용이 적게 소요되는 다중 진단 장치가 제공될 수 있다.
게다가, 본 발명의 실시예에 따른 다중 진단 장치는 분자진단 수단, 면역진단 수단 및 생체물질 분석 수단이 장착됨으로써, 퍼스널 케어(personal care) 개면과 순간적으로 변하는 신체 변화를 신속하게 검지할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 다중 진단 장치
105 : 수단 장착부
110, 210, 310 : 진단 수단
110i, 210i : 시료 주입구
110ID, 210ID, 310ID : 식별 영역
112a, 112b, 112c, 212a, 212b, 212c : 감지 영역
112r, 212r : 대조 영역
115 : 온도영역 모듈
120 : 광원부
125 : 광 필터
130 : 센서부
131 : 대물 렌즈
132 : 빔 스플리터
133 : 거울 134 : 필터
135 : 집속 렌즈 136 : 공초점 조리개
137 : 검출기 140 : 측정부
145 : 신호 변환부 150 : 디스플레이부
160 : 통신부

Claims (26)

  1. 생체시료에 대한 진단을 위한 분자진단 수단이 장착되는 수단 장착부, 상기 분자 진단 수단은 복수의 감지영역들, 대조영역, 및 식별부를 포함하고, 중합효소 연쇄 반응을 이용하는 것;
    상기 중합효소 연쇄 반응에 필요한 온도를 조절하는 온도영역 모듈;
    상기 수단 장착부의 상기 분자진단 수단에 광을 제공하여, 상기 분자진단 수단으로부터 방사상으로 형광에너지를 발생시키는 광원부;
    상기 분자진단 수단의 삼면을 둘러싸고, 상기 분자진단 수단으로부터 방사상으로 발생하는 형광 에너지를 감지하는 센서부;
    상기 센서부에 의해 감지된 형광 에너지를 전기적 신호로 전환 및 축적하고, 상기 전기적 신호를 해석하여 상기 전기적 신호에 대응하는 상기 생체시료에 포함된 감염성 질환들의 종류 및 감염성 질환의 정도를 분석하는 측정부;
    상기 측정부에 의해 전환된 전기적 신호를 영상 또는 수치로 변환하는 신호 변환부;
    상기 신호 변환부에 의해 변환된 영상을 표시하는 디스플레이부;
    상기 신호 변환부에 의해 변환된 수치로 외부 기기와 통신하는 통신부를 포함하되,
    상기 감지영역들은 생체 시료와 반응하여 분자적 반응물들을 생성하며, 상기 분자적 반응물들은 상기 광에 의해 형광을 발생시킬 수 있는 표지를 포함하는 다중 진단 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부는 고휘도 발광 다이오드 및 도광판을 포함하는 다중 진단 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부는 다파장 평면 균일 광을 제공하는 다중 진단 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 분자진단 수단에 단일파장 평면 균일 광을 제공하기 위해 상기 광원부와 상기 분자진단 수단 사이에 배치되는 광 필터를 더 포함하는 다중 진단 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 생체시료에 대한 진단을 위한 분자진단 수단을 수단 장착부에 장착하는 단계, 상기 분자 진단 수단은 투입구, 복수의 감지 영역들, 대조 영역들, 및 식별부를 포함하고, 중합효소 연쇄 반응을 이용하는 것;
    상기 중합효소 연쇄 반응에 필요한 온도를 조절하는 단계;
    상기 분자진단 수단에 상기 생체시료를 투입하고, 평면 균일 광을 제공하여 특정한 방향성 없이 방사상으로 발생하는 형광에너지를 포함하는 특정 신호를 발생시키 단계;
    상기 분자진단 수단으로부터 발생하는 상기 특정 신호를 포집하는 단계;
    포집된 상기 특정 신호를 전기적 신호로 전환하는 단계;
    상기 전기적 신호를 해석하여 상기 전기적 신호에 대응하는 상기 생체시료에 포함된 감염성 질환들의 종류 및 감염성 질환의 정도를 분석하는 단계를 포함하되,
    상기 특정 신호를 발생시키는 단계는 상기 분자진단 수단의 삼면을 둘러싸는 센서부에 의해 수행되는 다중 분석 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 상기 분자진단 수단에 상기 평면 균일 광을 제공하는 것에 의해 2차원 형태의 상기 형광 에너지를 포집하여 축적하는 다중 분석 방법.
  22. 삭제
  23. 제 16항에 있어서,
    상기 전기적 신호를 영상 또는 수치로 변환하는 단계를 더 포함하는 다중 분석 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    변환된 영상을 표시하는 단계를 더 포함하는 다중 분석 방법.
  25. 제 23항에 있어서,
    변환된 수치로 외부 기기와 통신하는 단계를 더 포함하는 다중 분석 방법.
  26. 삭제
KR1020110146157A 2011-12-29 2011-12-29 다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법 KR101423588B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110146157A KR101423588B1 (ko) 2011-12-29 2011-12-29 다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110146157A KR101423588B1 (ko) 2011-12-29 2011-12-29 다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130077445A KR20130077445A (ko) 2013-07-09
KR101423588B1 true KR101423588B1 (ko) 2014-07-30

Family

ID=48990683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110146157A KR101423588B1 (ko) 2011-12-29 2011-12-29 다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101423588B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101802469B1 (ko) * 2017-03-24 2017-11-28 주식회사 큐에스택 진단 스트립 및 이를 이용하는 진단 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200229279Y1 (ko) 2000-12-08 2001-07-19 김학준 핸디형 면역항체가 진단기
JP2004527220A (ja) 2000-09-13 2004-09-09 アルケミックス コーポレイション 標的活性化核酸バイオセンサーおよびその使用方法
KR100793662B1 (ko) 2006-10-11 2008-01-10 세종대학교산학협력단 땀 성분 분석을 이용한 휴대용 건강 진단장치
KR20100101526A (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 삼성전자주식회사 스트로보 박막 화학 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004527220A (ja) 2000-09-13 2004-09-09 アルケミックス コーポレイション 標的活性化核酸バイオセンサーおよびその使用方法
KR200229279Y1 (ko) 2000-12-08 2001-07-19 김학준 핸디형 면역항체가 진단기
KR100793662B1 (ko) 2006-10-11 2008-01-10 세종대학교산학협력단 땀 성분 분석을 이용한 휴대용 건강 진단장치
KR20100101526A (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 삼성전자주식회사 스트로보 박막 화학 분석 장치 및 이를 이용한 분석 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130077445A (ko) 2013-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180340932A1 (en) Optical assay device with pneumatic sample actuation
US11693019B2 (en) Automated liquid-phase immunoassay apparatus
CA2716575C (en) Optical measuring instrument
US9335290B2 (en) Integrated test device for optical and electrochemical assays
US9194859B2 (en) Reader devices for optical and electrochemical test devices
US7189573B2 (en) Apparatus and method for process monitoring
US20110306511A1 (en) Methods for multiplex analyte detection and quantification
US9523640B2 (en) Method of fluorescent measurement of samples, and devices therefrom
KR102110197B1 (ko) 자동화된 액상 면역반응 분석 장치 및 그 방법
US20080259321A1 (en) System and Method for Rapid Reading of Macro and Micro Matrices
KR101184322B1 (ko) 면역분석 진단 장치 및 이를 이용한 면역분석 방법
KR101423588B1 (ko) 다중 진단 장치 및 이를 이용한 진단 분석 방법
US11099179B2 (en) Device and method for detecting substances present in biological or chemical samples
KR101218178B1 (ko) 시분해 형광 모듈 및 이를 이용한 면역분석 방법
US20210356460A1 (en) Method for Analyzing Immunoglobulins and Other Analytes in an Immunoassay
US20110183352A1 (en) Configurable Diagnostic Systems and Methods for Performing Assays
Tortajada-Genaro et al. Development and Validation Study of Compact Biophotonic Platform for Detection of Serum Biomarkers

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: 20170721

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180724

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190711

Year of fee payment: 6