KR101442066B1 - 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 자동 체외 진단 장치는 검체 또는 시약을 체외에서 자동으로 진단하기 위한 장치로서, 검체를 보관하는 검체 보관부; 시약을 보관하는 시약 보관부; 검체 보관부 또는 시약 보관부에 부착된 식별 코드를 인식하는 코드 리더부; 검체 보관부 및 시약 보관부로부터 검체 및 시약을 흡입하여, 흡입된 검체 및 시약을 이송하는 디스펜서; 및 디스펜서로부터 검체 및 시약을 제공받아, 회전축을 중심으로 회전하여 검체 및 시약을 교반하는 회전 교반기를 포함하되, 회전 교반기의 회전축은 중력 방향과 소정의 각을 형성하는 것을 특징으로 하여, 검체 및 시약 보관, 이송 그리고 교반 기능까지 일련의 과정을 통합하여, 교반의 효율 및 작업의 효율까지 극대화하는 효과를 제공한다.

Description

기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치{AUTOMATIC IN VITRO DIAGNOSTIC DEVICE COMPRISING SLANTED ROTARY STIRRER}
본 발명은 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 검체 및 시약을 보관하는 보관부에서 검체 및 시약을 자동으로 교반기로 분주(dispense)하고, 교반기는 기울어진 회전축을 중심으로 회전 교반하여 검체 및 시약을 교반한 후에, 교반된 검체 및 시약을 검출하도록 하는 체외 자동 진단 장치에 관한 기술 분야이다.
체외 진단 시약은 검체(혈액 또는 뇨(尿)와 같은 인체의 물질을 의미한다)에서 검출하고자 하는 검사 물질(단백질, 핵산, 당(糖), 지질, 저분자 물질 등 체내의 특정 물질)을 검출하기 위한 시약을 의미한다.
검체 내에 존재하는 특정 물질을 검사하기 위한 방법으로는 다음과 같은 방법이 있다. 우선 검사 물질과 결합할 수 있는 물질을 고정 지지체에 결합시키고 여기에 검체를 반응시킨다. 검사 물질은 지지 고정체에 결합된 특이 물질과의 반응을 통해 결합하고, 검체 속에 포함된 비결합 물질 등은 세척 과정을 통해 제거할 수 있다. 최종적으로 신호를 낼 수 있는 여러 가지 물질을 이용하여, 지지 고정체에 결합된 검사 물질을 확인할 수 있다.
체외 진단 시약 중에는 멤브레인 또는 슬라이드를 고정체로 사용하여 검사물질을 검출하는 방법이 있다.
예를 들어 알레르기 검사, 자가면역 항체 검사, 여러 감염성 질환 면역 검사 등 항원-항체 반응을 이용하는 면역진단뿐만 아니라 인유두종바이러스를 포함한 여러 감염성 바이러스 및 미생물의 유전자형 검사, 주조직 면역적합성 유전자 검사 등 핵산을 이용한 분자진단에서도 많이 이용되고 있다.
다만, 이들 검사 방법에서는 검사물질을 검출하기 위해 검체와 시약을 반응 용기에서 넣고 일정 시간 동안 반응하고 세척하는 과정이 반복되는데, 이러한 반응을 용이하게 하기 위해 반응 시간 동안 반복적인 교반 운동을 시켜주기도 한다.
일련의 반복적인 교반 반응 및 세척 반응은 사용자의 노동력을 필요로 하고 사용자에 따른 편차를 유발할 수 있어 이를 극복하기 위해 자동화 장비를 개발하여 사용하고 있다.
도 1은 종래의 상하 움직임에 따른 검체 및 시약을 교반하는 교반기를 도시한 개념도이다.
지금까지 멤브레인 또는 슬라이드를 고정체로 사용하는 체외진단시약의 자동화 장비 고안을 위해서는 검체 또는 시약을 반응시키기 위한 교반기로는 도 1과 같은 장치가 널리 사용되었다.
도 1과 같은 종래의 록킹 교반 장치(rocking shaker)는 직사각형 판에 반응용기를 일직선 상에 평행으로 배열하고 한 축을 기준으로 상하운동 교반하는 장치이다.
록킹 교반 (rocking shake) 방법의 경우 내용물은 상하운동 교반 작용으로 중력 방향으로 이동을 반복함으로써 검체 및 시약을 섞는 효과를 나타내지만, 이러한 교반 작용은 체외진단시약의 자동화기기를 제작하는 데에 용이하지 못한 문제점이 있는데, 검체 또는 시약을 분주하기 위해서는 반응 용기 위로 분주 피펫이 수평운동 및 수직 운동을 해야 하기 때문에 기구 제작이 복잡해지고 피펫의 동선이 길어지기 때문에 전체적인 결과 도출 시간이 지연되는 문제점이 존재한다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 검체 및 시약의 보관과 이들 검체 및 시약의 분주, 그리고 교반 작용까지 일련의 과정을 통합하는 장치를 제공하고자 한다.
둘째, 기존 록킹 교반 장치 사용에 따른 기기 복잡성 및 비효율성을 개선하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 검체 또는 시약을 체외에서 자동으로 진단하기 위한 장치로서, 검체를 수용 및 보관하며, 외부에 수용 및 보관하고 있는 검체의 정보가 담긴 코드가 부착된 검체 보관부; 시약을 수용 및 보관하며, 외부에 수용 및 보관하고 있는 시약의 정보가 담긴 코드가 부착된 시약 보관부; 상기 검체 보관부 또는 상기 시약 보관부에 부착된 식별 코드를 인식하는 코드 리더부; 상기 코드 리더부로부터 상기 검체의 정보 및 상기 시약의 정보를 수신하여, 흡입하고자 하는 검체 및 시약을 보관하고 있는 검체 보관부 및 시약 보관부를 인식하여, 상기 흡입하고자 하는 검체 및 시약을 흡입하여, 흡입된 상기 검체 및 시약을 이송하는 디스펜서; 및 상기 디스펜서로부터 상기 검체 및 시약을 제공받아, 회전축을 중심으로 회전하여 상기 검체 및 시약을 교반하는 회전 교반기를 포함하되, 상기 회전 교반기의 회전축은 중력 방향과 소정의 각을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치의 상기 디스펜서는, 일측이 회전축에 고정되어 회전하는 회전 바; 및 상기 회전 바의 타측에 위치되어, 상기 검체 및 시약을 흡입 및 분주하는 프로브를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 상기 검체 보관부 및 시약 보관부를 수용하며, 회전축을 중심으로 회전하는 머티리얼 플레이트부를 더 포함하되, 상기 머티리얼 플레이트부는 회전함에 따라 상기 코드 리더부가 진단하고자 하는 검체 및 시약의 식별 코드를 인식하는 경우, 상기 머티리얼 플레이트부의 회전을 정지하게 되며, 이후, 상기 디스펜서는 상기 인식된 식별 코드가 부착된 검체 보관부의 검체 및 시약 보관부의 시약을 흡입하여, 흡입된 상기 검체 및 시약을 회전 교반기로 이송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 상기 회전 교반기에 잔존하는 검체 및 시약을 흡입하여, 상기 잔존하는 검체 및 시약을 제거하는 석션부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 상기 회전 교반기에 의해 교반된, 상기 검체 및 시약을 검출하는 검출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 상기 석션부가 상기 회전 교반기의 잔존 검체 및 시약을 흡입한 후, 상기 회전 교반기에 송풍을 가하여 건조시키는 건조부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 상기 회전 교반기의 회전축에 부착되어, 상기 회전 교반기를 상하 움직임을 가하는 바이브레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 검체 및 시약의 보관과 이들 검체 및 시약의 분주, 그리고 교반 작용까지 일련의 과정을 통합하는바, 작업의 효율을 증진시키는 효과를 제공한다.
둘째, 회전 교반기의 축이 중력의 방향과 소정의 각도를 형성하며 회전하는바, 교반의 성능이 개선되는 효과를 제공한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 상하 움직임에 따른 검체 및 시약을 교반하는 교반기를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치의 각 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 기울임 회전 교반기의 측면도이다.
본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치를 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치의 각 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 기울임 회전 교반기의 측면도이다.
본 발명에 따른, 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 검체 또는 시약을 체외에서 자동으로 진단하기 위한 장치로서, 검체 보관부(21); 시약 보관부(22); 코드 리더부(24); 디스펜서(40); 회전 교반기(30)를 포함한다.
검체 보관부(21)는 도 2에 도시된 바와 같이, 검체가 포함된 튜브를 장착할 수 있다. 여기서, 검체는 혈액 또는 뇨와 같은 인체의 물질을 의미한다.
시약 보관부(22)는 도 2에 도시된 바와 같이, 시약이 포함된 각종 용기들을 장착할 수 있으며, 시약은 검사 물질 즉, 단백질, 핵산, 당, 지질, 저분자 물질 등 체내의 특정 물질을 검사하기 위해 검체와 화학 또는 물리적으로 반응하여, 진단을 용이하도록 돕는 물질이다.
검체 보관부(21) 및 시약 보관부(22)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 수용체, 예를 들어, 후술할 머티리얼 플레이트부(20)와 같은 곳에 통합되어 수용될 수 있고, 각각 따로 수용될 수도 있다.
검체 보관부(21)에 보관된 검체와 시약 보관부(22)에 보관된 시약은 각각 따로 흡입되어, 교반기로 이송되어야하는데, 디스펜서(40)가 검체와 시약을 이들 검체 보관부(21) 및 시약 보관부(22)로부터 흡입하여, 회전 교반기(30)로 이송후 분주한다.
디스펜서(40)는 미리 입력된 정보에 따라, 어떤 검체를 흡입할지와 어떤 시약을 흡입할지에 대한 정보가 입력된다. 또한, 이들 검체 및 시약의 질량을 어느정도로 흡입할지에 대한 정보 역시 입력되어, 적정량의 검체 및 시약이 흡입 및 분주된다.
이후, 디스펜서(40)는 이들 흡입한 검체 및 시약을 회전 교반기(30)로 이송하면, 회전 교반기(30)는 회전축(32)을 중심으로 회전하며, 이들 검체 및 시약을 교반하게 되는데, 회전축은 도 3에 도시된 바와 같이, 중력의 방향에 소정의 각을 형성하게 되는바, 회전 교반기(30)가 회전하는 회전면은 지평선과 역시 상기 소정의 각을 형성하게 된다.
검체 보관부(21)에는 검체 보관부(21)에 수용된 검체의 정보를 담고 있는 코드(바 코드나 QR 코드) 등이 부착되어 있으며, 시약 보관부(22) 역시 시약 보관부(22)에 수용된 시약의 정보를 담고 있는 코드 등이 부착되어 있다.
코드 리더부(24)는 이들 검체 보관부(21)에 부착된 코드 및 시약 보관부(22)에 부착된 코드를 인식하여, 어느 검체 보관부(21)에 어떤 검체가 수용되어 있는지 그리고 어느 시약 보관부(22)에 어떤 시약이 수용되어 있는지 인식한다. 이후, 코드 리더부(24)는 디스펜서(40)로 이들 정보를 전송한다.
회전 교반기(30)의 회전 축(32)이 중력의 방향과 일치하는 경우에는 단순히 회전 교반기의 회전력에 의해 발생하는 원심력이 일정하게 작용하게 되어, 교반 효율이 떨어지는 문제점이 존재한다. 따라서, 회전 교반기(30)의 회전축(32)이 중력의 방향과 소정의 각도를 이루며, 회전하는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 중력을 상대적으로 더 받게 되는 쪽의 검체 및 시약 화합물(35)과 중력을 상대적으로 덜 받게 되는 쪽의 검체 및 시약 화합물(36)이 교대로 교차하게 되어, 교반의 성능이 월등해지는 효과를 발휘하게 된다.
여기서, 소정의 각은 반드시 특정한 수치에 한정할 것은 아니므로, 본 발명을 실시하고자 하는 자가 검체 및 시약의 종류 및 교반기의 회전력 및 성능에 따라 적당히 각을 형성하면 될 것이다.
회전 교반기(30)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 반응 용기(31)가 배치되며, 이들 반응 용기(31)에는 검체 및 시약들이 수용된 상태에서 교반된다. 반응 용기(31)에는 플라스틱, 맴브레인 및 슬라이드 글라스 등의 고정체를 포함할 수 있으며, 여기에는 검체와 반응할 수 있는 물질이 도포되어 있을 수 있다.
디스펜서(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 바; 및 프로브(41)를 포함할 수 있는데, 회전 바(bar)의 일측은 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 축(42)을 중심으로 회전하여, 타측에 위치한 프로브(41)가 원형 궤적(43)을 그리도록 구성될 수 있다.
프로브(41)는 회전 바의 타측에 위치하여, 회전 바의 회전에 따라 원형 궤적(43)을 그리면서 검체 보관부로부터 검체 및 시약 보관부로부터 시약을 흡입하고, 이를 다시 회전 교반기(30)로 분주(dispense)한다.
프로브(41)는 일정한 튜브를 통해 펌프에 연결되어, 검체 및 시약을 적정량에 맞게 흡입 및 분주할 수 있도록 구성된다.
앞서 간략히 언급한 바와 같이, 머티리얼 플레이트부(20)는 검체 보관부(21) 및 시약 보관부(22)를 수용할 수 있는데, 머티리얼 플레이트부(20)는 회전 축(23)을 중심으로 회전한다.
머티리얼 플레이트부(20)가 회전하는 동안, 코드 리더부(24)는 검체 보관부(21) 및 시약 보관부(22)에 부착된 코드를 인식하며, 목적하고자 하는 검체 및 시약을 보관하고 있는 검체 및 시약을 보관하고 있는 검체 보관부(21) 및 시약 보관부(22)가 감지되면, 머티리얼 플레이트부(20)는 회전을 멈추게 된다.
이후, 디스펜서(40)는 목적하고자 하는 검체 및 시약을 보관하고 있는 검체 및 시약을 보관하고 있는 검체 보관부(21) 및 시약 보관부(22)로 이송, 즉 상술한 바와 같이, 회전 축(42)을 중심으로 회전 바가 회전하면서 프로브(41)가 이동하여, 목적하고자 하는 검체 및 시약을 흡입하며, 이를 회전 교반기(30)로 이송한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른, 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 석션부(suction; 50)를 더 포함할 수 있다.
석션부(50)는 회전 교반기(30) 보다 구체적으로는 반응 용기(31)에 잔존하는 검체 및 시약을 스트로(51, 52, 53)로 흡입하여, 잔존하는 검체 및 시약을 제거하여, 반응 용기(31)를 청결히 한다.
또한, 건조부(70)는 반응과 세척이 끝난 후 측정을 용이하게 하기 위해 건조가 필요한 경우, (온)풍을 가하여 남아 있는 수분을 제거한다. 건조부(70)가 작동하면서 회전 교반기(30)는 일정 속도로 회전운동하므로써 모든 반응 용기의 건조가 이루어진다.
검출부(60)는 회전 교반기(30)의 반응 용기에서 검출하고자 하는 검사 물질을 검출 및 측정한다. 검출부(60)는 검사 원리에 따라 색상, 빛 등을 측정할 수 있는 장치로 구성된다. 회전 교반기(30)가 회전 운동을 통해 개별 반응 용기를 검출부(60) 측정 위치로 이송하고, 검출부(60)는 순차적으로 측정을 실시한다.
본 발명에 따른, 기울임 회전 교반기를 포함하는 체외 자동 진단 장치는 바이브레이터(vibrator; 미도시)를 더 포함할 수 있는데, 바이브레이터는 회전 교반기(30)의 회전 축(32)에 부착되어, 회전 교반기(30)를 상하 움직임을 가하는 구성이다.
바이브레이터는 상술한 바와 같이, 회전 교반기(30)를 상하로 진동을 가하게 되는바, 기울임 회전 교반의 성능에 보완하여, 최종적으로 상하 교반 기능까지 갖추도록 한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
10: 체외 자동 진단 장치
20: 머티리얼 플레이트부
21: 검체 보관부
22: 시약 보관부
23: 머티리얼 플레이트부 회전축
24: 코드 리더부
30: 회전 교반기
31: 반응 용기
32: 회전 교반기 회전축
40: 디스펜서
41: 프로브(probe)
42: 회전 바 회전축
43: 프로브 궤적
50: 석션부
51, 52, 53: 석션 스트로(straw)
60: 검출부
70: 건조부

Claims (7)

  1. 검체 또는 시약을 체외에서 자동으로 진단하기 위한 장치에 있어서,
    검체를 수용 및 보관하며, 외부에 수용 및 보관하고 있는 검체의 정보가 담긴 코드가 부착된 검체 보관부;
    시약을 수용 및 보관하며, 외부에 수용 및 보관하고 있는 시약의 정보가 담긴 코드가 부착된 시약 보관부;
    상기 검체 보관부 또는 상기 시약 보관부에 부착된 식별 코드를 인식하는 코드 리더부;
    상기 코드 리더부로부터 상기 검체의 정보 및 상기 시약의 정보를 수신하여, 흡입하고자 하는 검체 및 시약을 보관하고 있는 검체 보관부 및 시약 보관부를 인식하여, 상기 흡입하고자 하는 검체 및 시약을 흡입하여, 흡입된 상기 검체 및 시약을 이송하는 디스펜서; 및
    상기 디스펜서로부터 상기 검체 및 시약을 제공받아, 회전축을 중심으로 회전하여 상기 검체 및 시약을 교반하는 회전 교반기를 포함하되,
    상기 회전 교반기의 회전축은 중력 방향에 대하여 경사진 것을 특징으로 하는 체외 자동 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스펜서는,
    일측이 회전축에 고정되어 회전하는 회전 바; 및
    상기 회전 바의 타측에 위치되어, 상기 검체 및 시약을 흡입 및 분주하는 프로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 자동 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 체외 자동 진단 장치는,
    상기 검체 보관부 및 시약 보관부를 수용하며, 회전축을 중심으로 회전하는 머티리얼 플레이트부를 더 포함하되,
    상기 머티리얼 플레이트부는 회전함에 따라 상기 코드 리더부가 진단하고자 하는 검체 및 시약의 식별 코드를 인식하는 경우, 상기 머티리얼 플레이트부의 회전을 정지하게 되며,
    이후, 상기 디스펜서는 상기 인식된 식별 코드가 부착된 검체 보관부의 검체 및 시약 보관부의 시약을 흡입하여, 흡입된 상기 검체 및 시약을 회전 교반기로 이송하는 것을 특징으로 하는 체외 자동 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 체외 자동 진단 장치는,
    상기 회전 교반기에 잔존하는 검체 및 시약을 흡입하여, 상기 잔존하는 검체 및 시약을 제거하는 석션부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 자동 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 체외 자동 진단 장치는,
    상기 회전 교반기에 의해 교반된, 상기 검체 및 시약을 검출하는 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 자동 진단 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 체외 자동 진단 장치는,
    상기 석션부가 상기 회전 교반기의 잔존 검체 및 시약을 흡입한 후, 상기 회전 교반기에 송풍을 가하여 건조시키는 건조부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 자동 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 체외 자동 진단 장치는,
    상기 회전 교반기의 회전축에 부착되어, 상기 회전 교반기를 상하 움직임을 가하는 바이브레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 자동 진단 장치.
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