KR101642434B1 - 카트리지를 포함한 체외 진단 장치 - Google Patents

카트리지를 포함한 체외 진단 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101642434B1
KR101642434B1 KR1020160007533A KR20160007533A KR101642434B1 KR 101642434 B1 KR101642434 B1 KR 101642434B1 KR 1020160007533 A KR1020160007533 A KR 1020160007533A KR 20160007533 A KR20160007533 A KR 20160007533A KR 101642434 B1 KR101642434 B1 KR 101642434B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cartridge
bio
biochip
mixing chamber
light
Prior art date
Application number
KR1020160007533A
Other languages
English (en)
Inventor
김종원
이지형
김상윤
박아름
이신애
김인영
정두희
Original Assignee
주식회사 랩 지노믹스
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 랩 지노믹스 filed Critical 주식회사 랩 지노믹스
Priority to KR1020160007533A priority Critical patent/KR101642434B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101642434B1 publication Critical patent/KR101642434B1/ko
Priority to US16/071,897 priority patent/US10906036B2/en
Priority to PCT/KR2016/008950 priority patent/WO2017126761A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/18—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state with provision for splitting samples into portions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0098—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor involving analyte bound to insoluble magnetic carrier, e.g. using magnetic separation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/025—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having a carousel or turntable for reaction cells or cuvettes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1002—Reagent dispensers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0803—Disc shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B01L2400/0421—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic electrophoretic flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/043—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces magnetic forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0478—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00158—Elements containing microarrays, i.e. "biochip"
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00306—Housings, cabinets, control panels (details)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00326—Analysers with modular structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00534—Mixing by a special element, e.g. stirrer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0474—Details of actuating means for conveyors or pipettes
    • G01N2035/0482—Transmission
    • G01N2035/0484—Belt or chain
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/068—Optics, miscellaneous

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 체외 진단 장치용 카트리지는, 바이오 칩이 착탈 가능하며, 다수의 유체를 분산 수용할 수 있도록 분획 된 공간으로 형성된 복수의 샘플 수용실을 구비한 몸체; 및 상기 몸체에 회전 가능하게 결합된 디스크 부재를 포함한 카트리지로서, 상기 디스크 부재는, 상기 몸체의 중심부를 수직으로 관통하도록 상기 몸체에 결합 된 중공관 형상의 실린더부; 및 상기 실린더부의 하부에 배치된 샘플 혼합실;을 포함하며, 각각의 상기 샘플 수용실의 바닥에는 유체 출입용 포트가 구비되며, 상기 샘플 혼합실은, 상기 유체 출입용 포트와 선택적으로 연결되는 유체 통로; 및 상기 샘플 혼합실에서 준비된 바이오 물질을 상기 바이오 칩에 주입할 수 있도록 상기 샘플 혼합실과 상기 바이오 칩을 연결하는 주입 통로;를 포함하며, 상기 실린더부의 내주면을 따라 슬라이딩 승강 가능하게 상기 실린더부에 결합 된 시린지 피스톤을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

카트리지를 포함한 체외 진단 장치{Apparatus including cartridge for in-vitro diagnostic bio-material}
본 발명은 단백질이나 DNA와 같은 바이오 물질을 체외에서 진단하는 장치에 사용되는 바이오 물질의 추출을 위한 카트리지 및 그 카트리지를 포함한 진단 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인간이나 동물의 질병 발생 여부나 유전자의 이상 여부를 진단하기 위하여, 디엔에이(DNA), 단백질 등과 같은 바이오 물질을 추출하여 유리, 실리콘, 금속, 플라스틱과 같은 재질로 이루어진 바이오 칩에 수용한 상태로 유전자 증폭 과정을 거쳐, 광원을 상기 바이오 칩에 조사한 후 상기 바이오 칩으로부터 발생하는 빛(형광)의 양을 분석함으로써 진단을 하는 방식을 사용한다.
이러한 방식을 채용한 장치의 일 예가 대한민국 등록특허 제0825087호에 개시되어 있다.
이러한 진단 장치에 사용되는 바이오 물질은 바이오 칩에 주입되어 진단 장치에 로딩 된다. 이와 같이 바이오 칩에 생물체의 체내에서 추출된 바이오 물질 중 진단하고자 하는 특정한 바이오 물질을 추출하는 용도로 사용되는 장치를 카트리지라 부른다.
종래에는 이와 같은 카트리지가 진단 장치에 수용된 상태로 추출이 진행되는 경우가 없었다. 일반적으로 바이오 칩을 제조하는 데 사용되는 장치가 별도로 존재하며, 그 장치에서 제조된 바이오 칩은 진단용으로 제작된 진단 장치에 투입되어 진단 장치는 진단 작업만을 진행한다.
그런데, 이와 같은 종래의 방식은 바이오 칩의 제조와 그 바이오 칩의 진단 프로세스에 연속성이 단절되므로 진단에 필요한 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다. 즉, 종래의 체외 진단 장치는 미리 준비된 바이오 칩만을 분석할 뿐 자체적으로 바이오 칩에 생체 물질을 혼합 및 투입할 수 없어서 분석 작업이 번거로울 뿐 아니라 분석에 필요한 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 바이오 칩의 제조와 바이오 칩의 진단을 별도의 장비로 수행하므로 설비의 크기가 커지고 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 다양한 바이오 물질의 시료를 용이하게 제조할 수 있는 카트리지 구조를 제공함으로써 체외 진단 장치의 효율성을 향상시키는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 체외 진단 장치는, 케이스;
상기 케이스 내부에 설치되며 가시광선을 발생하는 광원부;
상기 광원부에서 발생된 광원이 조사된 바이오 칩에서 반사된 빛을 집광하는 렌즈부;
상기 렌즈부에 의해 집광 된 빛 중 특정한 파장 대역의 빛만을 통과시키는 광 필터부; 및
상기 광 필터부를 통과한 빛을 감지하는 광 다이오드 센서;를 포함하는 체외 진단 장치에 있어서,
상기 바이오 칩은 상기 케이스에 착탈 가능하게 장착되는 카트리지에 연결되며,
상기 카트리지는 바이오 물질의 용액과 비드 용액을 수용하며,
상기 카트리지 하방에 설치되며, 상기 카트리지에서 추출되는 바이오 물질의 순도를 높이는 상기 비드 용액에 자기력을 작용시키는 자석을 포함하며,
상기 자석은 전자석인 점에 특징이 있다.
상기 광 필터부는 통과시키는 빛의 파장 대역이 서로 다른 복수의 필터가 원형으로 이격되도록 배치되며,
상기 광 필터부를 구성하는 복수의 필터 중 어느 하나만 상기 바이오 칩과 상기 광 다이오드 센서 사이에 선택적으로 대응되도록 상기 광 필터부는 회전축을 중심으로 상기 바이오 칩에 대해 회전 가능하게 설치된 것이 바람직하다.
상기 광 필터부는 상기 케이스에 고정된 필터 회전용 모터에 의해 회전되며,
상기 광원부는, 원 형태로 이격 되어 배치된 복수의 발광다이오드를 구비하며, 상기 발광다이오드에서 조사된 빛은 하나의 초점에 수렴하도록 배치된 것이 바람직하다.
상기 렌즈부는 상기 광 필터부를 사이에 두고 서로 대칭적으로 배치되는 한 쌍의 렌즈를 포함한 것이 바람직하다.
상기 카트리지는, 다수의 유체를 분산 수용할 수 있도록 분획 된 공간으로 형성된 복수의 샘플 수용실을 구비한 몸체; 및 상기 몸체에 회전 가능하게 결합된 디스크 부재를 포함하며,
상기 디스크 부재는, 상기 몸체의 중심부를 수직으로 관통하도록 상기 몸체에 결합 된 중공관 형상의 실린더부; 및 상기 실린더부의 하부에 배치된 샘플 혼합실;을 포함하며,
각각의 상기 샘플 수용실의 바닥에는 유체 출입용 포트가 구비되며,
상기 샘플 혼합실은, 상기 유체 출입용 포트와 선택적으로 연결되는 유체 통로; 및 상기 샘플 혼합실에서 준비된 바이오 물질을 상기 바이오 칩에 주입할 수 있도록 상기 샘플 혼합실과 상기 바이오 칩을 연결하는 주입 통로;를 포함하며,
상기 실린더부의 내주면을 따라 슬라이딩 승강 가능하게 상기 실린더부에 결합 된 시린지 피스톤을 포함한 것이 바람직하다.
상기 디스크 부재를 상기 몸체에 대해 회전시키는 디스크 회전 모터; 및
상기 시린지 피스톤을 승강시키는 승강용 모터;를 구비한 것이 바람직하다.
상기 카트리지는 카트리지 고정 프레임에 수용된 상태로 상기 케이스에 착탈 가능하게 설치된 것이 바람직하다.
상기 카트리지 고정 프레임은 상기 케이스에 구비된 스윙 도어에 구비된 가압 부재에 의해 상기 케이스에 고정된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 체외 진단 장치용 카트리지는, 복수의 공간으로 분획 된 샘플 수용실을 구비한 몸체와 그 몸체에 대해 회전 가능하게 결합 되며 시린지에 의해 상기 샘플 수용실과 샘플 혼합실 간 바이오 물질을 포함한 유체를 선택적으로 수송하는 디스크 부재를 구비하고 있어서, 상기 샘플 혼합실에서 준비된 바이오 물질을 바이오 칩에 직접 주입할 수 있으므로, 별도로 바이오 칩을 준비하지 않고, 하나의 진단 장치 내에서 바이오 칩의 준비부터 진단까지 연속적인 수행이 가능한 효과를 제공한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체외 진단 장치는, 진단하고자 하는 바이오 물질의 정밀한 추출을 위해 비드와 자기적으로 상호 작용하는 자석 시스템에 전자석을 적용함으로써 필요한 경우에만 자력을 발생시키도록 하여 바이오 시료의 추출의 정밀도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체외 진단 장치는, 진단하고자 하는 바이오 물질의 종류가 달라지더라도 그 바이오 물질에서 발생하는 빛의 파장을 잘 통과시키는 광 필터를 회전식 광 필터부에 의해 신속하고 용이하게 교환할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체외 진단 장치의 외관을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 진단 장치의 스윙 도어가 열린 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 진단 장치의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 진단 장치에서 카트리지의 회전과 승강 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 카트리지의 내부 구조를 보여주는 부분 절단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 카트리지의 구성 요소를 보여주는 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 카트리지를 구성하는 몸체의 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 디스크 부재를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 디스크 부재의 평면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 디스크 부재의 저면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 진단 장치의 광원부의 구조를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 광 필터부의 상세 구조를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체외 진단 장치의 외관을 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 진단 장치의 스윙 도어가 열린 상태를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 진단 장치의 내부 구조를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 1에 도시된 진단 장치에서 카트리지의 회전과 승강 구조를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 카트리지의 내부 구조를 보여주는 부분 절단면도이다. 도 6은 본 발명에 따른 카트리지의 구성 요소를 보여주는 분리 사시도이다. 도 7은 본 발명에 따른 카트리지를 구성하는 몸체의 평면도이다. 도 8은 본 발명에 따른 디스크 부재를 보여주는 도면이다. 도 9는 도 8에 도시된 디스크 부재의 평면도이다. 도 10은 도 8에 도시된 디스크 부재의 저면도이다. 도 11은 도 1에 도시된 진단 장치의 광원부의 구조를 보여주는 도면이다. 도 12는 도 11에 도시된 광 필터부의 상세 구조를 보여주는 도면이다.
이하에서는 본원 발명에 따른 카트리지의 특징적인 구조를 설명함에 있어서, 그 카트리지가 포함된 체외 진단 장치를 설명하면서 그 체외 진단 장치에 포함된 카트리지 구조의 특징을 함께 서술하기로 한다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체외 진단 장치(10, 이하 "체외 진단 장치"라 함)는 단백질이나, DNA와 같은 바이오 물질을 추출하여 PCR을 수행하면서 질병의 유무를 검사하는 장치이다.
상기 체외 진단 장치(10)는, 케이스(20)와, 광원부(30)와, 렌즈부(50)와, 광 필터부(40)와, 광 다이오드 센서(60)와, 카트리지(80)를 포함한다.
상기 케이스(20)는 상기 체외 진단 장치(10)의 외관을 구성하며, 다수의 부재가 결합하여 이루어질 수 있다. 상기 케이스(20)는 내부에 공간이 구비되어 상기 체외 진단 장치(10)를 구성하는 주요 구성요소가 설치될 수 있다. 상기 케이스(20)는 금속 또는 합성수지로 제조될 수 있다. 상기 케이스(20)에는 스윙 도어(22)가 설치된다. 상기 스윙 도어(22)는 상기 케이스(20)에 대해 일축을 기준으로 일정 각도 범위에서 회전 가능하게 설치된다. 상기 스윙 도어(22)는 후술하는 카트리지(80)를 장착하거나 탈거할 때 사용된다. 도 2 또는 도 3을 참조하면, 상기 스윙 도어(22)의 결합 구조를 더욱 용이하게 이해할 수 있다.
상기 스윙 도어(22)에는 가압 부재(24)와 잠금 장치(26)가 설치된다. 상기 가압 부재(24)는 상기 스윙 도어(22)에 결합 되어 후술하는 카트리지 고정 프레임(90)을 가압함으로써 카트리지(80)가 일정한 위치에 고정되도록 하는 역할을 한다. 상기 가압 부재(24)는 상기 스윙 도어(22)에 연동하여 움직인다. 상기 가압 부재(24)는 상기 스윙 도어(22)에 대해서도 일정 각도 범위에서 회전할 수 있도록 구성할 수 있다. 이와 같이 상기 가압 부재(24)가 상기 스윙 도어(22)에 대해서 움직일 수 있도록 구성된 경우, 일종의 링크 결합 구조를 구성함으로써 상기 스윙 도어(22)의 작동시 발생하는 회전 궤적 오차를 상쇄하여 상기 카트리지 고정 프레임(90)을 더욱 견고하게 고정할 수 있는 장점이 있다.
상기 잠금 장치(26)는 스프링과 같은 수단에 의해 탄성력으로 돌출되는 잠금 핀이 상기 케이스(20)에 걸림으로써 상기 체외 진단 장치(10)의 작동 중에 상기 스윙 도어(22)에 예기치 않게 열리는 것을 방지한다.
상기 광원부(30)는 상기 케이스(20) 내부에 설치된다. 상기 광원부(30)는 상기 케이스(20)에 고정된 구조로 설치되어 움직이지 않는다. 상기 광원부(30)는 가시광선을 발생한다. 상기 광원부(30)는 다수의 발광 다이오드를 채용할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 발광 다이오드는 4개로 구성된다. 상기 발광 다이오드는 원 형태로 이격되어 배치된다. 상기 발광 다이오드에서 조사된 빛은 하나의 초점에 수렴하도록 배치된다. 각각의 상기 발광 다이오드에서 조사되는 빛의 파장이나 세기를 서로 다르게 하여 상기 광원부(30)에서 발생한 빛이 상호 보정 및 보완되도록 한다. 이와 같은 구조를 채용함으로써 바이오 칩(70)에 조사되는 빛이 양호한 형광 효과를 발현하도록 조절될 수 있다. 상기 바이오 칩(70)에는 분석하고자 하는 바이오 물질이 충전되어 있다. 상기 바이오 칩(70)에 충전된 물질은 열을 가함으로써 중합효소연쇄반응(PCR, polymerase chain reaction)이 일어난다. 상기 바이오 칩(70)에 열을 가하면서 실시간으로 질병 여부를 진단할 수 있다.
상기 렌즈부(50)는 상기 광원부(30)에서 발생된 광원이 조사된 바이오 칩(70)에서 반사된 빛을 집광한다. 상기 렌즈부(50)는 상기 바이오 칩(70)에서 반사되는 빛의 경로 상에 배치된다. 상기 렌즈부(50)는 한 쌍의 렌즈를 포함한다. 상기 한 쌍의 렌즈는 후술하는 광 필터부(40)를 사이에 두고 서로 대칭적으로 배치된다.
상기 광 필터부(40)는 상기 렌즈부(50)에 의해 집광 된 빛 중 특정한 파장 대역의 빛만을 통과시키는 역할을 한다. 상기 광 필터부(40)는 복수의 필터와 그 필터를 수용하는 회전 디스크(42)를 포함한다. 상기 필터(44)는 원형으로 이격되도록 배치된다. 상기 필터(44)들은 통과시키는 빛의 파장 대역이 서로 다른 필터로 구성된다.
상기 회전 디스크(42)는 상기 필터(44)를 수용하는 수용부를 구비한 바퀴 형태의 구조물이다. 본 실시 예에서는 도 12에 도시된 바와 같이 4개의 필터(44)를 수용할 수 있는 수용부를 구비한다. 상기 회전 디스크(42)는 필터 회전용 모터(46)에 의해 회전될 수 있다. 상기 필터 회전용 모터(46)의 출력축에 구비된 마찰차가 상기 회전 디스크(42)의 외주면에 접촉된 형태로 결합 되어 있다. 즉, 상기 광 필터부(40)는 상기 케이스(20)에 고정된 필터 회전용 모터(46)에 의해 회전된다. 따라서, 상기 필터 회전용 모터(46)의 출력축이 회전하면 상기 마찰차가 상기 회전 디스크(42)를 회전시킴으로써 사용자가 원하는 대역의 필터가 상기 렌즈부(50)를 통과하는 빛의 경로 상에 선택적으로 배치된다. 이와 같이 상기 광 필터부(40)가 상기 바이오 칩(70) 또는 상기 렌즈부(50)에 대해 회전할 수 있도록 구성됨으로써 서로 다른 바이오 물질을 분석하는 경우에 필터를 교환하기가 매우 용이한 장점이 있다. 즉, 상기 광 필터부(40)를 구성하는 복수의 필터(44) 중 어느 하나만 상기 바이오 칩(70)과 후술하는 광 다이오드 센서(60) 사이에 선택적으로 대응되도록, 상기 광 필터부(40)는 회전축(43)을 중심으로 상기 바이오 칩(70)에 대해 회전 가능하게 설치된다.
상기 광 다이오드 센서(60)는 상기 광 필터부(40)를 통과한 빛을 감지하는 센서이다. 상기 광 다이오드 센서(60)는 빛에 의해 전압이 발생 된다. 상기 광 다이오드 센서(60)에서 출력되는 전압에 의해 바이오 물질의 질병 유무를 진단하게 된다.
상기 카트리지(80)는 상기 바이오 칩(70)에서 분석하고자 하는 특정한 바이오 물질을 추출하기 위해 다수의 용액을 수용하는 장치다. 상기 카트리지(80)는 상기 바이오 칩(70)에 연결된다. 상기 카트리지(80)는 상기 케이스(20)에 착탈 가능하게 장착된다.
상기 카트리지(80)는 바이오 물질 용액과 비드 용액 등을 수용한다.
상기 카트리지(80)는 몸체(82)와 디스크 부재(84)를 포함한다.
상기 몸체(82)는 다각 기둥 형상의 구조물로 제조될 수 있다. 상기 몸체(82)는 샘플 수용실(821)을 포함한다. 상기 샘플 수용실(821)은 복수 구비된다. 상기 샘플 수용실(821)은 다수의 유체를 분산 수용할 수 있도록 분획 된 공간으로 형성된다. 각각의 상기 샘플 수용실(821)의 바닥에는 유체 출입용 포트(823)가 구비된다. 상기 유체 출입용 포트(823)는 각각의 샘플 수용실(821)의 바닥을 관통하는 구멍 형태로 구성된다. 상기 몸체(82)의 중심부는 상하로 관통된 튜브 구조를 형성한다. 상기 몸체(82)의 중심부에는 후술하는 디스크 부재(84)의 실린더부(842)가 회전 가능하게 결합 된다. 상기 몸체(82)의 상부에는 상기 샘플 수용실(821)을 덮는 커버가 구비된다.
상기 디스크 부재(84)는 상기 몸체(82)에 회전 가능하게 결합 된다. 상기 디스크 부재(84)는 디스크 회전 모터(86)에 의해 상기 몸체(82)에 대해 회전된다. 상기 디스크 부재(84)는 회전 부재(88)에 걸려서 회전한다. 상기 회전 부재(88)에는 돌출턱(89)이 구비되고, 상기 디스크 부재(84)의 하면에는 상기 돌출턱(89)에 걸리는 클러치 홈부(85)가 구비된다. 상기 돌출턱(89)과 상기 클러치 홈부(85)가 결합됨으로써 상기 디스크 부재(84)와 상기 회전 부재(88)가 일체로 회전한다. 상기 회전 부재(88)는 디스크 회전 모터(86)에 벨트와 같은 수단으로 연결된다.
상기 디스크 부재는 실린더부(842)와 샘플 혼합실(844)을 포함한다.
상기 실린더부(842)는 상기 몸체(82)의 중심부를 수직으로 관통하도록 상기 몸체에 결합 된 중공관 형상의 부재이다. 상기 실린더부(842)의 내부에는 시린지 피스톤(850)이 슬라이딩 가능하게 설치된다.
상기 샘플 혼합실(844)은 상기 실린더부(842)의 하부에 배치된다. 상기 샘플 혼합실(844)은 후술하는 유체 통로(846) 또는 주입 통로(848)를 통해 선택적으로 상기 유체 출입용 포트(823)와 연결될 수 있다. 상기 디스크 부재(84)가 회전함에 따라 상기 유체 통로(846) 또는 상기 주입 통로(848)는 선택적으로 복수의 샘플 수용실(821) 중 어느 하나에 구비된 유체 출입용 포트(823)에 선택적으로 연결될 수 있다.
상기 유체 통로(846)는 상기 샘플 혼합실(844) 선택적으로 연결하는 통로이다. 즉, 상기 디스크 부재(84)의 회전에 따라 상기 샘플 수용실(821) 중 어느 하나와 상기 샘플 혼합실(844)이 상기 유체 통로(846)에 의해 연결된다. 즉, 상기 유체 통로(846)는 상기 유체 출입용 포트(823)와 선택적으로 연결된다. 상기 유체 통로(846)는 상기 실린더부(842)에 연결된다.
상기 주입 통로(848)는 상기 샘플 혼합실(844)에서 준비된 바이오 물질을 상기 바이오 칩(70)에 주입할 수 있도록 마련된 통로이다. 상기 주입 통로(848)는 상기 디스크 부재(84)의 회전에 따라 선택적으로 상기 샘플 혼합실(844)과 상기 바이오 칩(70)을 연결한다.
상기 시린지 피스톤(850)은 상기 실린더부(842)의 내주면을 따라 슬라이딩 승강 가능하게 상기 실린더부(842)에 결합 된다. 상기 시린지 피스톤(850)은 로드(852)에 연결된다. 상기 로드(852)는 승강용 모터(854)에 의해 승강하도록 설치된다. 상기 로드(852)와 상기 승강용 모터(854)는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼 스크류 장치(857)를 매개로 상기 시린지 피스톤(850)을 상기 실린더부(842)를 따라 승강하도록 연결될 수 있다. 즉, 상기 시린지 피스톤(850)은 상기 승강용 모터(854)에 의해 승강 된다.
상기 시린지 피스톤(850)의 승강 작용에 따라 발생하는 압력에 의해 상기 샘플 수용실(821)과 상기 샘플 혼합실(844), 또는 상기 샘플 혼합실(844)과 상기 바이오 칩(70) 간에 유체 이동이 가능하다.
상기 카트리지(80)의 하방에는 전자석이 설치된다. 상기 전자석(100)은 전원이 공급될 때만 자력이 발생한다. 상기 전자석(100)은 상기 카트리지(80)에서 추출되는 바이오 물질의 순도를 높이는 비드(bead) 용액에 자기력을 작용시킨다. 상기 전자석(100)은 사용자가 필요한 경우에만 자력을 작동할 수 있도록 함으로써 선택적으로 비드 용액의 작용을 제어할 수 있는 장점이 있다.
상기 전자석(100)에는 상기 카트리지(80)의 하부를 가열할 수 있도록 열선부(미도시)가 구비된 것이 바람직하다. 상기 열선부는 전기 저항열이 발생하도록 히팅 패턴을 상기 전자석(100) 표면에 인쇄 형태로 구성할 수 있다. 상기 열선부는 히팅 패턴에 한정되지 않으며 공지된 다른 구성의 채용도 가능하다. 상기 열선부는 상기 카트리지(100)의 하부에 구비된 샘플 혼합실(844)에 유입되는 용액을 적정한 온도로 가열함으로써 혼합 등의 반응이 잘 일어나도록 하는 작용을 한다.
상기 카트리지(80)는 카트리지 고정 프레임(90)에 수용된 상태로 상기 케이스(20)에 착탈 가능하게 설치된다. 상기 카트리지 고정 프레임(90)은 상기 몸체(82)의 하부를 지지한 상태로 상기 몸체(82)가 움직이지 않도록 고정하는 부재이다. 상기 카트리지 고정 프레임(90)은 상기 케이스(20)에 구비된 스윙 도어(22)에 구비된 가압 부재(24)에 의해 상기 케이스(20)에 고정된다. 상기 카트리지 고정 프레임(90)은 상기 가압 부재(24)에 의해 가해지는 압력을 직접적으로 받는 부재로서, 상기 카트리지(80)가 상기 가압 부재(24)와 직접 결합하는 것을 회피하여 상기 카트리지(80)를 보호하는 역할도 한다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 체외 진단 장치(10)의 작용 효과를 바이오 물질의 이동 과정을 따라 상세하게 서술하기로 한다.
본 발명에 따른 체외 진단 장치(10)를 사용하여 바이오 물질을 진단하고자 하는 경우에, 먼저 상기 카트리지(80)로부터 진단하고자 하는 바이오 물질을 추출하는 과정이 수행된다. 즉, 상기 카트리지(80)에 구비된 샘플 수용실(821)에는 아래 표와 같이 다수의 용액이 수용된다. 아래 표에 기재된 용액들은 일 예에 해당하며 그 용액들의 구성은 진단하고자 하는 바이오 물질의 종류에 따라 달라질 수 있다. 표 1에서 일련번호는 편의상 도 7에 원문자로 표기된 샘플 수용실(821)과 대응되도록 하였다.
일련번호 명칭
(약어)		 용액명칭 용도
① LB1 LYSIS BUFFER 1 LYSIS BUFFER 1을 넣는 장소
② LB2 LYSIS BUFFER 2 LYSIS BUFFER 2를 넣는 장소
③ ET ETHANOL ETHANOL을 넣는 장소
④ BD BEAD SOLUTION BEAD SOLUTION을 넣는 장소
⑤ WB1 WASHING BUFFER 1 WASHING BUFFER 1을 넣는 장소
⑥ WB2 WASHING BUFFER 2 WASHING BUFFER 2을 넣는 장소
⑦ EB ELUTION BUFFER ELUTION BUFFER를 넣는 장소
⑧ MC1 MIXING CHAMBER 1 LYSIS할 경우 사용하는 MIXING 장소
⑨ MC2 MIXING CHAMBER 2 WASHING할 경우 사용하는 장소
⑩ WAC WASTE CHAMBER 버린 용액을 두는 장소
⑪ WS WORKING SPACE 유체이동 공간. BEAD 및 ELUTION이 이루어지는 공간
⑫ SC SAMPLE CHAMBER 최초에 SAMPLE을 넣는 장소
상기 샘플 수용실(821)로부터 특정 용액을 사용하고자 할 경우에 상기 디스크 회전 모터(86)가 회전한다. 이에 따라 상기 회전 부재(88)가 회전한다. 상기 회전 부재(88)에 구비된 돌출턱(89)과 상기 디스크 부재(84)에 구비된 클러치 홈부(85)가 상호 결합되어 있으므로 상기 디스크 부재(84)가 회전한다. 상기 디스크 부재(84)가 일정 각도 회전하여 상기 유체 통로(846)가 특정한 상기 샘플 수용실(821)에 구비된 유체 출입용 포트(823)에 연결된다. 이제 상기 승강용 모터(854)가 작동하여 상기 시린지 피스톤(850)을 상승시킨다. 상기 시린지 피스톤(850)이 상승함에 따라 음압이 발생한다. 이에 따라 상기 샘플 수용실(821)로부터 용액이 상기 유체 통로(846)를 따라 상기 실린더부(842)로 이동한다. 이제 상기 시린지 피스톤(850)의 작동을 멈추고, 상기 디스크 회전 모터(86)를 작동시켜 상기 디스크 부재(84)를 회전시킨다. 상기 디스크 부재(84)의 유체 통로(846)를 예컨대 ⑪WORKING SPACE에 구비된 유체 출입용 포트(823)에 연결한다. 그리고 상기 시린지 피스톤(850)을 하강시킨다. 상기 시린지 피스톤(850)이 하강함에 따라 상기 실린더부(842)에 있던 용액은 상기 샘플 혼합실(844)을 거쳐 상기 ⑪WORKING SPACE로 이동한다. 이제 다시 상기 디스크 부재(84)를 회전시켜 ⑦ELUTION BUFFER 가 수용된 샘플 수용실(821)과 유체 통로(846)를 일치시킨다. 다시 앞의 과정을 반복함으로써 ⑦ELUTION BUFFER를 상기 ⑪WORKING SPACE 로 이동할 수 있다. 이와 같은 과정을 반복적으로 수행함으로써 필요한 바이오 용액을 추출하게 된다. 그리고 상기 샘플 혼합실(844)에 추출하고자 하는 용액과 비드 용액이 혼합된 용액을 유입한 후 상기 전자석(100)을 작동시켜 특정 성분의 바이오 용액을 고정한 상태에서 상기 시린지 피스톤(850)을 하강함으로써 불필요한 용액 성분을 ⑩WASTE CHAMBER에 버린다. 이제 상기 주입 통로(848)를 상기 바이오 칩(70)에 연결한다. 그리고 상기 전자석(100)의 전류를 끊어 비드 용액의 작용을 제거한 상태에서, 상기 시린지 피스톤(850)을 하강시켜 상기 샘플 혼합실(844)에 수용된 바이오 용액을 상기 바이오 칩(70)에 주입한다.
이와 같이 본 발명에 따른 체외 진단 장치용 카트리지는, 진단 장치 내에서 진단하고자 하는 바이오 물질을 추출하여 바이오 칩에 주입할 수 있는 기능을 구비함으로써, 바이오 칩의 준비와 진단 과정의 연속성이 유지될 수 있으므로 진단의 효율성이 현저하게 개선되는 효과가 있다.
이와 같은 과정을 통해 준비된 상기 바이오 칩(70)에 열을 가하면서 PCR이 일어나는 과정 중에 실시간 또는 주기적으로 상기 바이오 칩(70)에 가시광선을 조사하여 그 바이오 칩(70)에서 반사되는 빛의 양을 측정한다.
상기 바이오 칩(70)을 분석하는 과정은 다음과 같다.
상기 광원부(30)에서 특정한 파장 대역의 가시광선을 발생시켜 상기 바이오 칩(70)에 조사한다. 상기 바이오 칩(70)에서 반사된 빛은 상기 렌즈부(50)에 의해 집광 되며, 상기 광 필터부(40)에 의해 필터링 된 후 상기 광 다이오드 센서(60)에 도달함으로써 전압이 발생하여 분석이 이루어진다. 이 과정에서 상기 광 필터부(40)가 상기 바이오 칩(70)에 대해 회전 가능하게 설치되어 있으므로 분석하고자 하는 바이오 물질의 종류에 맞는 필터(44)를 용이하게 선택할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 체외 진단 장치용 카트리지는, 복수의 공간으로 분획 된 샘플 수용실을 구비한 몸체와 그 몸체에 대해 회전 가능하게 결합 되며 시린지에 의해 상기 샘플 수용실과 샘플 혼합실 간 바이오 물질을 포함한 유체를 선택적으로 수송하는 디스크 부재를 구비하고 있어서, 상기 샘플 혼합실에서 준비된 바이오 물질을 바이오 칩에 직접 주입할 수 있으므로, 별도로 바이오 칩을 준비하지 않고, 하나의 진단 장치 내에서 바이오 칩의 준비부터 진단까지 연속적인 수행이 가능한 효과를 제공한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체외 진단 장치는, 진단하고자 하는 바이오 물질의 정밀한 추출을 위해 비드와 자기적으로 상호 작용하는 자석 시스템에 전자석을 적용함으로써 필요한 경우에만 자력을 발생시키도록 하여 바이오 시료의 추출의 정밀도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체외 진단 장치는, 진단하고자 하는 바이오 물질의 종류가 달라지더라도 그 바이오 물질에서 발생하는 빛의 파장을 잘 통과시키는 광 필터를 회전식 광 필터부에 의해 신속하고 용이하게 교환할 수 있는 효과가 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.
10 : 체외 진단 장치
20 : 케이스
22 : 스윙 도어
24 : 가압 부재
26 : 잠금 장치
30 : 광원부
40 : 광 필터부
42 : 회전 디스크
43 : 회전축
44 : 필터
46 : 필터 회전용 모터
50 : 렌즈부
60 : 광 다이오드 센서
70 : 바이오 칩
80 : 카트리지
82 : 몸체
84 : 디스크 부재
85 : 클러치 홈부
86 : 디스크 회전 모터
88 : 회전 부재
89 : 돌출턱
90 : 카트리지 고정 프레임
100 : 전자석
821 : 샘플 수용실
823 : 유체 출입용 포트
842 : 실린더부
844 : 샘플 혼합실
846 : 유체 통로
848 : 주입 통로
850 : 시린지 피스톤
852 : 로드
854 : 승강용 모터
857 : 볼 스크류 장치

Claims (8)

  1. 바이오 칩이 착탈 가능하며, 다수의 유체를 분산 수용할 수 있도록 분획 된 공간으로 형성된 복수의 샘플 수용실을 구비한 몸체; 및 상기 몸체에 회전 가능하게 결합된 디스크 부재를 포함한 카트리지로서,
    상기 디스크 부재는, 상기 몸체의 중심부를 수직으로 관통하도록 상기 몸체에 결합 된 중공관 형상의 실린더부; 및 상기 실린더부의 하부에 배치된 샘플 혼합실;을 포함하며,
    각각의 상기 샘플 수용실의 바닥에는 유체 출입용 포트가 구비되며,
    상기 샘플 혼합실은, 상기 유체 출입용 포트와 선택적으로 연결되는 유체 통로; 및 상기 샘플 혼합실에서 준비된 바이오 물질을 상기 바이오 칩에 주입할 수 있도록 상기 샘플 혼합실과 상기 바이오 칩을 연결하는 주입 통로;를 포함하며,
    상기 실린더부의 내주면을 따라 슬라이딩 승강 가능하게 상기 실린더부에 결합 된 시린지 피스톤을 포함하며,
    상기 디스크 부재는 디스크 회전 모터에 의해 상기 몸체에 대해 회전되며,
    상기 디스크 부재는 회전 부재에 걸려서 회전하며,
    상기 회전 부재에는 돌출턱이 구비되고, 상기 디스크 부재의 하면에는 상기 돌출턱에 걸리는 클러치 홈부가 구비된 체외 진단 장치용 카트리지를 포함하며,
    케이스,
    상기 케이스 내부에 설치되며 가시광선을 발생하는 광원부;
    상기 광원부에서 발생된 광원이 조사된 바이오 칩에서 반사된 빛을 집광하는 렌즈부;
    상기 렌즈부에 의해 집광 된 빛 중 특정한 파장 대역의 빛만을 통과시키는 광 필터부; 및
    상기 광 필터부를 통과한 빛을 감지하는 광 다이오드 센서;를 포함하며,
    상기 디스크 부재를 상기 몸체에 대해 회전시키는 디스크 회전 모터; 및
    상기 시린지 피스톤을 승강시키는 승강용 모터;를 구비하며,
    상기 광 필터부는 상기 케이스에 고정된 필터 회전용 모터에 의해 회전되며,
    상기 광원부는, 원 형태로 이격 되어 배치된 복수의 발광다이오드를 구비하며, 상기 발광다이오드에서 조사된 빛은 하나의 초점에 수렴하도록 배치된 것을 특징으로 하는 체외 진단 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 상기 케이스에 착탈 가능하게 장착되며,
    상기 카트리지 하방에 설치되며, 상기 카트리지에서 추출되는 바이오 물질의 순도를 높이는 비드 용액에 자기력을 작용시키는 자석을 포함하며,
    상기 자석은 전자석인 것을 특징으로 하는 체외 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 필터부는 통과시키는 빛의 파장 대역이 서로 다른 복수의 필터가 원형으로 이격되도록 배치되며,
    상기 광 필터부를 구성하는 복수의 필터 중 어느 하나만 상기 바이오 칩과 상기 광 다이오드 센서 사이에 선택적으로 대응되도록 상기 광 필터부는 회전축을 중심으로 상기 바이오 칩에 대해 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 체외 진단 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 광 필터부를 사이에 두고 서로 대칭적으로 배치되는 한 쌍의 렌즈를 포함한 것을 특징으로 하는 체외 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 카트리지 고정 프레임에 수용된 상태로 상기 케이스에 착탈 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 체외 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지 고정 프레임은 상기 케이스에 구비된 스윙 도어에 구비된 가압 부재에 의해 상기 케이스에 고정된 것을 특징으로 하는 체외 진단 장치.
KR1020160007533A 2016-01-21 2016-01-21 카트리지를 포함한 체외 진단 장치 KR101642434B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160007533A KR101642434B1 (ko) 2016-01-21 2016-01-21 카트리지를 포함한 체외 진단 장치
US16/071,897 US10906036B2 (en) 2016-01-21 2016-08-16 In-vitro diagnostic apparatus having cartridge
PCT/KR2016/008950 WO2017126761A1 (ko) 2016-01-21 2016-08-16 카트리지를 포함한 체외 진단 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160007533A KR101642434B1 (ko) 2016-01-21 2016-01-21 카트리지를 포함한 체외 진단 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101642434B1 true KR101642434B1 (ko) 2016-07-25

Family

ID=56616879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160007533A KR101642434B1 (ko) 2016-01-21 2016-01-21 카트리지를 포함한 체외 진단 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10906036B2 (ko)
KR (1) KR101642434B1 (ko)
WO (1) WO2017126761A1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019132405A1 (ko) * 2017-12-28 2019-07-04 에스디 바이오센서 주식회사 핵산 추출용 카트리지의 유로 구조
WO2019132406A1 (ko) * 2017-12-28 2019-07-04 에스디 바이오센서 주식회사 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법
WO2019132404A1 (ko) * 2017-12-28 2019-07-04 에스디 바이오센서 주식회사 핵산 추출용 카트리지의 피스톤
KR102005359B1 (ko) * 2018-11-01 2019-10-01 (주)글로리바이오텍 진단용 검사 장치
WO2020218877A1 (ko) * 2019-04-25 2020-10-29 프리시젼바이오 주식회사 진단 장치의 구동 방법 및 진단 장치
WO2022124672A1 (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 (주)오상헬스케어 분자 진단 카트리지 및 이를 이용하는 분자 진단 장치
KR20230030090A (ko) * 2021-08-24 2023-03-06 (주)옵토레인 분자 진단 카트리지
KR20240018037A (ko) 2022-08-02 2024-02-13 주식회사 아이젠텍 질병의 진단을 위한 올인원 카트리지 및 진단기기

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD881405S1 (en) * 2018-10-23 2020-04-14 Talis Biomedical Corporation Analysis instrument
CN111218383A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 杭州比格飞序生物科技有限公司 一种核酸提取装置及其方法
USD901710S1 (en) * 2019-04-23 2020-11-10 Ador Diagnostics Ltd. Computerized in-vitro diagnosis machine
CN115584313B (zh) * 2022-12-09 2023-07-28 重庆高晋生物科技有限公司 一种用于传染病原体样本检测的检测试剂盒

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0810189B2 (ja) * 1987-05-07 1996-01-31 ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー 検出器組立体
JP5369043B2 (ja) * 2002-02-25 2013-12-18 セフィード 流体の処理および制御

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101239764B1 (ko) 2007-04-05 2013-03-06 삼성전자주식회사 원심력 기반의 미세유동 시스템 및 상기 미세유동 시스템용바이오 카트리지
KR100825087B1 (ko) 2007-11-23 2008-04-25 (주)실리콘화일 형광형 바이오칩의 진단장치
KR101239236B1 (ko) * 2010-10-15 2013-03-07 주식회사 아모그린텍 비드를 이용한 분석물질의 검출방법 및 검출장치
KR101296168B1 (ko) * 2011-08-11 2013-08-13 정연희 바이오 진단 시스템, 장치 및 키트

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0810189B2 (ja) * 1987-05-07 1996-01-31 ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー 検出器組立体
JP5369043B2 (ja) * 2002-02-25 2013-12-18 セフィード 流体の処理および制御

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11585739B2 (en) 2017-12-28 2023-02-21 Sd Biosensor, Inc. Method for extracting nucleic acid using cartridge
JP7158062B2 (ja) 2017-12-28 2022-10-21 エスディー バイオセンサー インコーポレイテッド 核酸抽出用カートリッジのピストン
US11609161B2 (en) 2017-12-28 2023-03-21 Sd Biosensor, Inc. Piston of nucleic acid extracting cartridge
KR20190080266A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 에스디 바이오센서 주식회사 핵산 추출용 카트리지의 피스톤
JP2021509085A (ja) * 2017-12-28 2021-03-18 エスディー バイオセンサー インコーポレイテッド 核酸抽出用カートリッジのピストン
WO2019132406A1 (ko) * 2017-12-28 2019-07-04 에스디 바이오센서 주식회사 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법
KR102065649B1 (ko) * 2017-12-28 2020-01-13 에스디 바이오센서 주식회사 핵산 추출용 카트리지의 피스톤
WO2019132405A1 (ko) * 2017-12-28 2019-07-04 에스디 바이오센서 주식회사 핵산 추출용 카트리지의 유로 구조
WO2019132404A1 (ko) * 2017-12-28 2019-07-04 에스디 바이오센서 주식회사 핵산 추출용 카트리지의 피스톤
KR20190080268A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 에스디 바이오센서 주식회사 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법
KR102065650B1 (ko) * 2017-12-28 2020-02-11 에스디 바이오센서 주식회사 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법
KR102005359B1 (ko) * 2018-11-01 2019-10-01 (주)글로리바이오텍 진단용 검사 장치
WO2020218877A1 (ko) * 2019-04-25 2020-10-29 프리시젼바이오 주식회사 진단 장치의 구동 방법 및 진단 장치
WO2022124672A1 (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 (주)오상헬스케어 분자 진단 카트리지 및 이를 이용하는 분자 진단 장치
KR20230030090A (ko) * 2021-08-24 2023-03-06 (주)옵토레인 분자 진단 카트리지
KR102592612B1 (ko) * 2021-08-24 2023-10-24 (주)옵토레인 분자 진단 카트리지
KR20240018037A (ko) 2022-08-02 2024-02-13 주식회사 아이젠텍 질병의 진단을 위한 올인원 카트리지 및 진단기기

Also Published As

Publication number Publication date
US20190022648A1 (en) 2019-01-24
WO2017126761A1 (ko) 2017-07-27
US10906036B2 (en) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101642434B1 (ko) 카트리지를 포함한 체외 진단 장치
KR101683437B1 (ko) 바이오 물질의 체외 진단 장치
CN105378103B (zh) 利用温度敏感聚合物合成体的核酸扩增盘装置及利用其的分析方法
CN1165377C (zh) 分析用设备和装置
CN105203746B (zh) 一种poct化学发光免疫分析系统及其分析方法
JP6322847B2 (ja) Ｌａｌ反応性物質試験のための求心性マイクロ流体プラットフォーム
EP2182368B1 (en) Methods and apparatus for imaging and processing of samples in biological sample containers
EP3611508B1 (en) Nucleic acid analysis apparatus using catridge
CN1556922A (zh) 具有完全样品处理能力的医疗检测系统的自动测试装置
WO2016045234A1 (en) Device for detecting and/or analyzing bio-chip
CN109967144B (zh) 用于检测微流控芯片的干式化学分析仪及微流控芯片
AU2020314729B2 (en) Assay apparatuses, methods and reagents
KR101978822B1 (ko) 카트리지를 이용한 핵산 분석 장치
CN113652350B (zh) 使用微流控芯片进行分子诊断的全自动pcr分析系统
US8945662B2 (en) Rotary slide stainer
CN113699027B (zh) 一种全自动pcr分析系统活塞升降与封膜刺破装置
CN113167647A (zh) 用于芯片实验室分析仪器的光学模块的滤波设备、用于芯片实验室分析仪器的光学模块和用于运行芯片实验室分析仪器的光学模块的方法
US20150093786A1 (en) Laboratory apparatus and method of using a laboratory apparatus
CN208297531U (zh) 酶免荧光化学发光综合式酶标检测仪
CN113652346B (zh) 一种全自动pcr分析系统
CN210051706U (zh) 硅晶材料检测系统及其通用型积分球结构
JP2014071056A (ja) 光学的測定装置及び光学的測定用マイクロチップ
US20180156734A1 (en) Multi-test assay systems and methods of using the same
KR101282159B1 (ko) 검사 장치
CN105158492B (zh) 一种自动移液装置

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant