KR101684051B1 - Apparatus for quantative analysis of biological material using information technology device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에 대한 것이다. 본 발명에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는 카메라와 카메라플래쉬가 구비되는 IT 기기에 탈착가능하게 구비되고, 지지대와 카메라용 개구부 및 카메라플래쉬용 개구부가 구비되는 케이스 및 케이스의 지지대에 의해 지지되고, 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 기 포함되어 있어 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 반응하는 측정패드를 포함한다.
본 발명에 따르면, 스마트폰과 같은 IT 기기에 구비되는 카메라와 카메라플래쉬를 수광부와 발광부로 이용하여 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하고, 기록된 결과를 분석함으로써 정확하고 빠른 분석이 가능하고, 스마트폰과 연동하여 사용할 수 있어 별도의 장치를 소지하지 않아도 될 뿐만 아니라, 스마트폰의 어플리케이션을 이용하여 전문적인 지식 없이도 결과 분석이 가능하므로 사용자 편의성 및 만족도를 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 발색을 유도하는 반응을 이용하는 분야, 예를들면 HRP를 이용하여 발색화합물(4-AAP, MAOS)과 반응시켜 발색 반응을 일으킬 수 있도록 하는 다양한 분야 및 질병에 대해 응용이 가능하여 이용범위가 넓은 장점이 있다.The present invention relates to a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device. The biological sample quantitative analysis apparatus using the IT device according to the present invention is detachably attached to an IT device provided with a camera and a camera flash, and includes a case having a support, an opening for a camera and an opening for a camera flash, And includes a measurement pad containing an enzyme reaction material according to an object to be measured and reacting according to a sample to be injected for measurement.
According to the present invention, a camera and a camera flash provided in an IT device such as a smart phone are used as a light receiving unit and a light emitting unit to photograph and record the degree of color development resulting from the concentration of a sample, Analysis, and can be used in conjunction with a smartphone, so it is possible to maximize user convenience and satisfaction by not having a separate device but also analyzing the result without expert knowledge using the application of smartphone .
In addition, the present invention can be applied to various fields and diseases that can cause a color reaction by reacting with a coloring compound (4-AAP, MAOS) There is a wide range of use.
Description
본 발명은 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트폰과 같은 IT 기기에 구비되는 카메라를 이용하여 생체 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 질병 진단이나 상태의 정도를 측정하기 위한 방법으로 인체 내 혈액을 채취하여 혈액 내 성분을 분석함으로써 측정하는데, 당뇨병을 예로 들어 설명하자면, 당뇨병은 혈액 내 글루코스(glucose) 농도를 측정하여 당의 높고 낮음을 측정하고, 이를 위해 병원에 구비되어있는 혈당측정기기를 이용하였다. 이는 정밀한 분석이 가능한 장점이 있는 반면 가격이 비쌀 뿐만 아니라 그 과정이 복잡하여 측정 시 전문적인 기술력과 지식이 요구되는 단점이 있어 일반인이 쉽게 사용하기에는 어렵다는 문제점을 가지고 있다.In general, a method for measuring the degree of disease diagnosis or state is obtained by collecting blood in the human body and analyzing the blood components. For example, in the case of diabetes, diabetes measures glucose in the blood, And the blood glucose measurement equipment provided in the hospital was used for this purpose. This has the advantage of being able to perform precise analysis, but it is not only expensive, but also has a disadvantage in that it requires technical expertise and knowledge in the measurement because of its complicated process, making it difficult for the general public to use it easily.
최근에는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 전문적인 지식 없이도 환자들이 사용하기 용이한 휴대 가능한 현장 진단형 혈당측정기를 보급하고 있지만, 이 또한 휴대용 혈당측정기를 별도로 소지하고 다녀야 한다는 점에서 불편함이 존재하였다.In recent years, in order to overcome such problems, portable diagnostic blood glucose meters which are easy to use by patients have been introduced without professional knowledge. However, this portable blood glucose meter has a disadvantage in that it has to be carried separately.
그럼에도 불구하고, 바이오센서 관련 시장에서 혈당측정기기는 시장의 대부분을 차지하고 있고, 당뇨병 환자 또한 전 세계적으로 꾸준하게 증가하고 있는 추세이므로, 현장 진단이 가능할 정도의 휴대성이 있으면서 소지하고 다니기 번거롭지 않고 신속한 혈당 측정 및 정량분석이 가능한 혈당 측정 검사 장치의 개발이 필요하다. 또한 더 나아가 혈당뿐만이 아닌 각종 질병검사에 활용되는 다양한 생체 시료의 현장 진단을 위한 생체 시료 정량 분석 및 검사 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Nevertheless, in the biosensor market, blood glucose measuring devices are the majority of the market, and diabetes patients are also increasing steadily in the world. Therefore, they are portable enough to make field diagnosis, It is necessary to develop a blood glucose measuring and testing apparatus capable of measuring and quantifying blood glucose. Furthermore, there is a demand for the development of a biological sample quantitative analysis and inspection apparatus for on-site diagnosis of various biological samples used for various disease tests as well as blood glucose.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0027735호(2014. 03. 07 공개)에 개시되어 있다.The technique which is the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0027735 (published on Mar. 03, 2007).
본 발명이 이루고자 하는 목적은 스마트폰과 같은 IT 기기에 구비되는 카메라를 이용하여 생체 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device that photographs and records the degree of color development derived from the concentration of a biological sample using a camera provided in an IT device such as a smart phone .
본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는, 카메라와 카메라플래쉬가 구비되는 IT 기기에 탈착가능하게 구비되고, 지지대와 카메라용 개구부 및 카메라플래쉬용 개구부가 구비되는 케이스; 및 상기 케이스의 지지대에 의해 지지되고, 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 기 포함되어 있어 상기 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 반응하는 측정패드를 포함한다.A biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention includes a case detachably attached to an IT device having a camera and a camera flash, and having a support, a camera opening, and a camera flash opening; And a measurement pad supported by the support of the case and containing an enzyme reaction material according to an object to be measured and reacting according to a sample to be injected for the measurement.
상기 IT 기기는 상기 카메라와 카메라플래쉬가 상기 케이스의 상기 카메라용 개구부 및 상기 카메라플래쉬용 개구부를 통해 노출되도록 상기 케이스에 장착되고, 상기 카메라와 카메라플래쉬를 통해 상기 측정패드를 촬영하고, 촬영된 이미지를 기반으로 측정된 결과를 분석할 수 있다.Wherein the IT device is mounted on the case such that the camera and the camera flash are exposed through the camera opening and the camera flash opening and photographs the measurement pad through the camera and the camera flash, Can be used to analyze the measured results.
상기 측정패드는 상기 시료가 주입되는 주입부와, 상기 시료와 반응하여 발색이 일어나는 하나 이상의 물질이 혼합된 상기 효소 반응 물질이 포함되어 있는 측정부를 구비할 수 있다.The measurement pad may include a measurement unit including an injection unit into which the sample is injected and the enzyme reaction material in which one or more substances that cause color development by reacting with the sample are mixed.
상기 케이스는 외부 빛을 차단시키기 위한 덮개가 더 구비되고, 상기 카메라플래쉬로부터 발산되는 빛을 상기 케이스 내부로 고르게 분산시키기 위한 반사부가 상기 덮개에 부착될 수 있다.The case may further include a cover for blocking external light, and a reflection part for dispersing the light emitted from the camera flash evenly into the case may be attached to the cover.
상기 케이스는 상기 카메라플래쉬로부터 발산되는 빛의 세기를 조절하기 위한 광분산부가 상기 카메라플래쉬용 개구부에 부착될 수 있다.In the case, a light splitting part for adjusting the intensity of light emitted from the camera flash may be attached to the camera flash opening.
상기 케이스는 상기 측정패드의 이미지를 직각으로 회전시켜 상기 카메라에 조사되도록 하기 위한 직각프리즘부가 상기 카메라용 개구부에 부착될 수 있다.The case may be attached to the camera opening by a right angle prism for rotating the image of the measurement pad at right angles to irradiate the camera.
상기 효소 반응 물질은 HRP(Horseradish peroxidase) 및 4-AAP(4-aminoantipyrine)를 포함하며, GOx(Glucose oxidase), AChE(Acetylcholine), ALT(alanine aminotransferase), AST(aspartate aminotransferase), CE(Total cholesterol), CT(Creatine), CA(Creatinine) 및 Lipase(Triglyceride) 중에서 적어도 하나를 더 포함하며, MAOS(N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate), ADOS(N-Eyhyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline, sodium salt, dihydrate), ADPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline, sodium salt, monohydrate), ALPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)aniline, sodium salt), DAOS(N-Eyhyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), HDAOS(N-(2-Hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), MADB(N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3,5-dimethylaniline, disodium salt), TODB(N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3-methylaniline, disodium salt), TOOS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methylaniline, sodium salt, dihydrate), TOPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methylaniline, sodium salt, monohydrate) 및 페놀(Phenol) 중에서 적어도 하나를 더 포함한다.The enzyme reaction material includes HRP (Horseradish peroxidase) and 4-AAP (4-aminoantipyrine), and includes GOx (glucose oxidase), AChE (Acetylcholine), alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), total cholesterol (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -3,5-dimethylaniline, sodium salt (MAOS) monohydrate), ADOS (N-ethyl-N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -3-methoxyaniline, sodium salt, dihydrate) salt, monohydrate), ALPS (N-Ethyl-N- (3-sulfopropyl) aniline, sodium salt), DAOS (N-Eyhyl-N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -3,5-dimethoxyaniline, sodium salt ), HDAOS (N- (2-Hydroxy-3-sulfopropyl) -3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), MADB (N, N-Bis (N-Ethyl-N- (3-sulfopropyl) -3-methylaniline sodium salt dihydrate), TOPS (N-ethyl- N- (3- sulfopropyl) -3-methylaniline, sodium salt, monohydrate) and phenol.
본 발명에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는 스마트폰과 같은 IT 기기에 구비되는 카메라와 카메라플래쉬를 수광부와 발광부로 이용하여 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하고, 기록된 결과를 분석함으로써 정확하고 빠른 분석이 가능하고, 스마트폰과 연동하여 사용할 수 있어 별도의 장치를 소지하지 않아도 될 뿐만 아니라, 스마트폰의 어플리케이션을 이용하여 전문적인 지식 없이도 결과 분석이 가능하므로 사용자 편의성 및 만족도를 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.A biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to the present invention uses a camera and a camera flash provided in an IT device such as a smart phone as a light receiving unit and a light emitting unit to photograph and record the degree of color development derived from the concentration of the sample, By analyzing the recorded results, it is possible to perform accurate and quick analysis, and it can be used in conjunction with a smart phone, so that it is not necessary to have a separate device, and the result analysis can be performed without expert knowledge using the application of the smartphone. It is possible to maximize convenience and satisfaction.
또한, 본 발명은 발색을 유도하는 반응을 이용하는 분야, 예를들면 HRP를 이용하여 발색화합물(4-AAP, MAOS)과 반응시켜 발색 반응을 일으킬 수 있도록 하는 다양한 분야 및 질병에 대해 응용이 가능하여 이용범위가 넓은 장점이 있다.In addition, the present invention can be applied to various fields and diseases that can cause a color reaction by reacting with a coloring compound (4-AAP, MAOS) There is a wide range of use.
또한, 본 발명은 생체 시료 분석시 필요한 검사지 즉, 측정패드를 종이로 제작함으로써 비용이 저렴하며 종이 내부의 모세 관력에 의해 작동하기 때문에 특별한 외부 동력원이 불필요하다.In addition, the present invention requires a special external power source because it is cost-effective to manufacture an examination sheet necessary for analyzing a biological sample, that is, a measurement pad is made of paper, and operates by the capillary force inside the paper.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치의 측정 원리를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 직각프리즘부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드를 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드에 주입된 시료의 반응이 일어나는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치의 측정 결과를 나타낸 예시이다.1 is a perspective view illustrating a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view illustrating a measurement principle of a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a right angle prism unit in a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is a view illustrating a process of manufacturing a measurement pad in a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the internal structure of a measurement pad in a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a process of reacting a sample injected into a measurement pad in a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating measurement results of a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Further, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치의 측정 원리를 나타낸 모식도이다.FIG. 1 is a perspective view of a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view illustrating a measurement principle of a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention It is a schematic diagram.
도 1 내지 도 2에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는 케이스(20) 및 측정패드(30)를 포함하며, 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)가 구비되는 IT 기기(10)에 탈착 가능하게 구비된다. 1 and 2, a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention includes a
IT 기기(10)는 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)가 구비되어 촬영 및 기록이 가능한 기기라면 어느 기기가 적용되어도 무방하다.The
예를 들면 IT 기기(10)는 스마트폰, 스마트 패드, 테블릿 PC, PDA와 같은 이동통신 단말기가 적용될 수도 있다. 또한, IT 기기(10)에 설치된 어플리케이션을 이용하여 촬영된 이미지를 기반으로 측정된 결과를 분석하도록 할 수 있다.For example, the
케이스(20)는 지지대(25)와 카메라용 개구부(21) 및 카메라플래쉬용 개구부(23)가 구비된다.The
이때, 지지대(25)는 OHP필름, PET, PS, PE 등의 연성 플라스틱 필름이 적용될 수도 있으며 종이를 끼울 수 있도록 홈이 구비되어 있는 구조로써 접착제 또는 양면테이프 등을 이용하여 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(20) 내측에 부착되는데, 자세히는 측정패드(30)의 화상을 선명하게 촬영할 수 있는 카메라(11)의 최대 포커싱 가능 거리에 설치되는 것이 바람직하다.In this case, a flexible plastic film such as an OHP film, PET, PS, PE, or the like may be used as the
또한, 카메라용 개구부(21) 및 카메라플래쉬용 개구부(23)는 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)의 크기에 각각 대응되게 개구되는 것이 바람직하다.It is preferable that the camera opening 21 and the
따라서, 케이스(20)는 IT 기기(10)의 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)가 케이스(20)의 카메라용 개구부(21) 및 카메라플래쉬용 개구부(23)를 통해 노출되도록 IT 기기(10)에 장착된다.Therefore, the
이때, 케이스(20)는 IT 기기(10)로부터 탈착 가능하므로 필요시에만 장착하여 사용할 수 있다.At this time, since the
따라서, 케이스(20)는 일반적으로 사용되는 스마트폰 케이스와 같은 형상으로 제작할 수도 있다.Therefore, the
또한, 케이스(20)는 외부 빛을 차단시키기 위한 덮개(20a)가 더 구비되고, 도 1에 도시된 바와 같이 덮개(20a)와 케이스(20) 측면에 구비되는 고정부재(27)를 이용하여 덮개(20a)를 고정시킬 수도 있다.The
이때, 고정부재(27)는 자석, 단추 등과 같이 덮개(20a)의 개폐가 용이하도록 하기 위한 부재로써 접착제 또는 양면테이프 등을 이용하여, 도 1에 도시된 바와 같이 덮개(20a)와 케이스(20) 측면에 각각 부착될 수도 있다.At this time, the
다시 말해, 케이스(20)는 덮개(20a)와 고정부재(27)에 의해 외부의 빛이 차단되도록 암실 조건을 형성할 수 있어 외부 빛에 의한 영향을 최소화시킬 수 있다.In other words, the
또한, 케이스(20)의 덮개(20a)에는 카메라플래쉬(13)로부터 발산되는 빛을 케이스(20) 내부로 고르게 분산시키기 위한 반사부(26)가 부착될 수도 있다.The
자세히는, 반사부(26)는 LCD 디스플레이 등에 사용되는 거울형 반사필름, 거울, 은박지 등이 적용될 수도 있으며 접착제 또는 양면테이프 등을 이용하여, 도 1에 도시된 바와 같이 덮개(20a) 내측에 부착될 수도 있다.More specifically, the
또한, 케이스(20)의 카메라플래쉬용 개구부(23)에는 카메라플래쉬(13)로부터 발산되는 빛의 세기를 조절하기 위한 광분산부(24)가 부착될 수도 있다.A
자세히는, 광분산부(24)는 카메라플래쉬(13)의 과도한 조사 및 그에 따른 신호 불균등 문제를 방지하기 위한 부속품으로써, LCD 디스플레이 등에 사용되는 광분산 필름이 사용될 수도 있으며, 반투명 셀로판지 및 반투명 PET 필름 등이 사용되어 접착제 또는 양면테이프 등을 이용하여, 도 1에 도시된 바와 같이 카메라플래쉬용 개구부(23)에 부착될 수도 있다.More specifically, the
또한, 케이스(20)의 카메라용 개구부(21)에는 측정패드(30)의 이미지를 직각으로 회전시켜 카메라(11)에 조사되도록 하기 위한 직각프리즘부(22)가 부착될 수도 있다.A
자세히는, 직각프리즘부(22)는 유리 또는 투명플라스틱 재질이 사용될 수도 있다.More specifically, the right
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 직각프리즘부를 나타낸 사시도이다. FIG. 3 is a perspective view illustrating a right angle prism unit in a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 3에 도시된 바와 같이 직각프리즘부(22)는 측정패드(30) 방향에서의 빛만을 카메라(11)로 보내야 하므로 ①, ② 및 ③ 면에만 검정 알루미늄 포일(foil)등으로 덮는 것이 바람직하다.3, only the light in the direction of the
정리하자면, 측정패드(30)에 도출된 발색의 강도를 IT 기기(10)의 카메라(11)를 이용하여 측정하는데, 촬영된 이미지를 측정하는 과정에서 외부 광원에 의해 이미지의 밝기가 달라지므로 외부 광원의 간섭을 최소화하기 위하여 암실 조건의 환경을 위해 케이스(20)는 덮개(20a)와 고정부재(27)에 의해 외부 광원이 차단되도록 한다. In summary, the intensity of color development derived from the
또한, 암실 조건하에서 촬영 시 필요한 빛을 충원하기 위하여 IT 기기(10)의 카메라플래쉬(13)를 사용하였고, 카메라플래쉬(13)를 통해 발산되는 빛을 케이스(20) 내부에 고르게 분산시키기 위하여 케이스(20) 내부 천장에 반사부(26) 즉, 거울을 장착한다. In order to uniformly distribute the light emitted through the
이때, 케이스(20)의 중앙에 측정패드(30)를 위치시켜 카메라플래쉬(13)를 통해 발산되는 빛은 반사부(26)를 통하여 케이스(20) 내부에 고르게 퍼지게 되며 측정패드(30) 내 측정부(32)가 직각프리즘부(22)를 통하여 카메라(11) 렌즈에 도달하게 됨으로써 이미지가 촬영되는 것이다.At this time, the
측정패드(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(20)의 지지대(25)에 의해 지지되고, 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 기 포함되어 있어 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 반응한다.The
자세히는, 측정패드(30)는 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 효소 발색 반응을 일으킬 수 있는 형태이면 어느 형태로 제작되어도 무방하나, 본 발명에서는 일실시예로써 종이와 왁스를 이용하여 제작하는 과정을 설명하고자 한다.In detail, the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드를 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.4 is a view illustrating a process of manufacturing a measurement pad in a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면 알 수 있듯이, 측정패드(30)는 종이에 왁스프린터를 이용하여 패턴을 인쇄한 뒤 1분 동안 오븐을 이용하여 왁스가 종이 내부로 스며들도록 한다. 이때, 왁스가 스며든 부분은 소수성이 되고 왁스가 스며들지 않은 부분은 친수성이 된다. 즉, 액체는 친수성 영역으로만 흐르는 점을 이용하여 왁스가 인쇄되지 않은 곳으로만 시료가 흐를 수 있도록 한다.4, the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드의 내부 구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드에 주입된 시료의 반응이 일어나는 과정을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view showing the internal structure of a measurement pad in a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a graph showing an internal structure of a measurement pad using an IT device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view showing a process of reacting a sample injected into a measurement pad in a device. FIG.
도 5에서와 같이, 측정패드(30)는 도 4에서 제작된 각기 다른 두 개의 패턴을 가진 종이를 양면테이프(30c) 등으로 서로 붙여주는데, 상단 종이인 상부레이어(30a)는 시료를 주입하는 주입부(31)와 시료와 반응하여 발색이 일어나는 하나 이상의 물질이 혼합된 효소 반응 물질이 포함되어 있는 측정부(32)로 구성되어 있고, 하단 종이인 하부레이어(30b)는 주입부(31)에서 측정부(32)로 유체가 이동하기 위한 채널(33)이 형성되어 있다. 또한, 채널(33)에는 유체의 이동속도를 빠르게 하기 위하여 계면활성제가 포함될 수도 있다. As shown in FIG. 5, the
이때, 혈액 및 혈청 시료를 주입하는 주입부(31)에 대해서는 혈구의 효율적인 분리 및 이를 통한 신호민감도의 제고를 구현하기 위해 혈구 분리 필름(미도시)이 추가로 적층될 수 있으며, 자세히는 유리나 고분자 또는 종이로 구성된 필터 등이 사용될 수도 있다.At this time, a hemocyte separation film (not shown) may be further laminated on the
따라서, 도 6에서와 같이 주입부(31)에 혈액을 주입하게 되면 하부레이어(30b)의 채널(33)을 통해 혈구는 걸러지고 혈청만 측정부(32)에 도달하게 된 후 측정부(32)에 기 포함된 효소 반응 물질과 반응하여 발색이 일어난다.6, when the blood is injected into the
따라서, IT 기기(10)는 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)를 통해 발색이 일어난 측정패드(30)를 촬영하고, 촬영된 이미지를 기반으로 측정된 결과를 분석함으로써 신속한 측정 및 정량 분석이 가능하도록 한다.Therefore, the
다음은 본 발명의 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 이용하여 질병을 진단하기 위한 일실시예로써, 당뇨병 진단을 위해 글루코스(glucose) 농도를 측정하는 과정을 설명하고자 한다.Hereinafter, a method for measuring glucose concentration for diagnosing diabetes is described as an embodiment for diagnosing disease using a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device of the present invention.
우선, 당뇨병 진단 시 과산화수소 발생을 위해 사용되는 효소인 GOx와 글루코스와 반응하여 발색이 일어나는 물질들인 HRP(Horseradish peroxidase), 4-AAP(4-aminoantipyrine) 및 MAOS(N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate)가 혼합된, 즉 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 측정부(32)에 기 포함되어 있는 측정패드(30)의 주입부(31)에, 분석 대상 물질이 되는 시료인 글루코스를 주입하는데 이때, 측정부(32)에 기 포함되어 있는 효소 반응 물질의 양은 10 mM 4-AAP, 1 mM MAOS, 1 mg/ml HRP, 10 mg/ml GOx로 하여 혼합될 수도 있다.Firstly, GOx, an enzyme used for the generation of hydrogen peroxide in the diagnosis of diabetes, and horseradish peroxidase (HRP), 4-aminoantipyrine and MAOS (N-Ethyl-N- the
아래의 화학식 1은 효소 반응을 통한 글루코스 발색 반응 유도 원리를 나타낸 것이다.The following formula (1) shows the principle of inducing a glucose color reaction through an enzyme reaction.
화학식 1을 설명하자면, 글루코스 산화효소(Glucose oxidase; GOx)는 글루코스를 글루코닉엑시드(Gluconic acid)로 산화시키면서 과산화수소를 생성하는데, 이 과산화수소를 Horseradish peroxidase(HRP)가 환원시키며 발색화합물(4-aminoantipyrine; 4-AAP, N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate; MAOS)을 반응시켜 푸른 발색을 내는 최종 산물로 변환시킨다. To describe
이때, 글루코스의 농도가 높을수록 GOx에 의해 생성되는 과산화수소의 양이 증가하고 연쇄적으로 푸른색의 강도는 높아지므로, 발색강도를 분석하여 글루코스의 양을 측정할 수 있다.At this time, as the concentration of glucose increases, the amount of hydrogen peroxide generated by GOx increases and the intensity of the blue color gradually increases. Therefore, the amount of glucose can be measured by analyzing the intensity of color development.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치의 측정 결과를 나타낸 예시이다.FIG. 7 is a diagram illustrating measurement results of a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention.
실제 혈액 내 글루코스의 측정을 위하여 5 mM에서 17 mM의 글루코스가 포함된 혈청을 준비하고 20 ㎕을 이용하여 발색 강도의 변화를 150초 동안 10초 단위로 카메라(11)를 이용하여 측정하였다. In order to measure the glucose in the blood, a serum containing 5 mM to 17 mM glucose was prepared and the change in the color intensity was measured using a camera (11) in 150 seconds for 10 seconds using 20 쨉 l.
도 7에 도시된 (A)는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 통해 얻은 혈청 내 글루코스의 농도별 사진 결과를 나타낸 것이고, (B)는 (A)를 수치화하여 얻은 결과 그래프로써 (B)에 도시된 그래프를 보면 알 수 있듯이 글루코스의 농도가 증가할수록 수치 또한 증가함을 볼 수 있다.7 (A) shows photographs of glucose concentration in serum obtained through a biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention, (B) shows (A) As can be seen from the graph shown in (B) of the result graph, it can be seen that as the concentration of glucose increases, the value also increases.
또한, (C)는 (A) 및 (B)와 동일한 혈청 시료의 글루코스 농도에 대해, 일반적인 혈당측정기를 이용해 측정된 결과를 나타낸 그래프로써, 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 이용해 측정된 결과를 나타낸 (B)의 그래프와 비교하였을 때, 그 각각의 결과값이 거의 1:1 대응을 나타냄을 보여주고 있어, 본 발명의 일실시예에 따른 생체 시료 측정 장치의 신뢰성을 증명되는 것을 알 수 있다.(C) is a graph showing the results of measurement using a general blood glucose meter for the glucose concentration of serum samples identical to those of (A) and (B), wherein a biological sample using an IT device according to an embodiment of the present invention And the result of measurement using the quantitative analysis apparatus is compared with the graph of (B) showing the result, the respective result values show almost a one-to-one correspondence. Therefore, the bio- It can be seen that the reliability of the apparatus is proved.
이외에도 추가적으로 적용 가능한 질병 진단용 효소 반응들은 다음의 표 1과 같다.In addition, enzyme reactions for diagnosing diseases that can be additionally applied are shown in Table 1 below.
이때, 표 1에 기재된 분석대상 물질은 주입부(31)에 주입하게 되는 시료이며, 과산화수소 발생을 위해 분석에 사용되는 효소들은 측정부(32)에 HRP, 4-AAP, MAOS와 함께 기 혼합되어 주입부(31)로 주입되는 시료와 반응하여 발색이 일어나는 물질들이며, 아래의 표 1은 과산화 수소를 생성하기 위한 화학식을 정리한 것이다.At this time, the analyte shown in Table 1 is a sample to be injected into the
이때, 각각의 진단 분야에 대한 효소 반응을 통한 발색 반응 유도 원리는 다음과 같다.Here, the principle of inducing a color reaction through enzyme reaction for each diagnostic field is as follows.
< 농약검출 (Acetylcholine) ><Acetylcholine>
< 간 건강 검진 항목 (ALT) ><Liver health examination item (ALT)>
< 간 건강 검진 항목 (AST) ><Liver Health Checkup Items (AST)>
< 혈중 콜레스테롤 (Total cholesterol) ><Total cholesterol>
< 대사 및 신장 관련 (Creatine) ><Metabolism and kidney related (Creatine)>
< 신장 및 오줌 진단 (Creatinine) ><Kidney and urine diagnosis (Creatinine)>
< 고지혈증 진단 (Triglyceride) ><Triglyceride>
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 생체 시료 측정 장치는 발색을 유도하는 반응을 이용하는 분야, 예를들면 HRP를 이용하여 발색화합물(4-AAP, MAOS)과 반응시켜 발색 반응을 일으킬 수 있도록 하는 다양한 분야 및 질병에 대해 응용이 가능하여 이용범위가 넓은 장점이 있다.Accordingly, the biological sample measuring apparatus according to one embodiment of the present invention can be used in a field where a reaction to induce color development is used, for example, a coloring reaction can be caused by reacting with a coloring compound (4-AAP, MAOS) It can be applied to various fields and diseases and has a wide range of use.
또한, 발색반응을 위해 사용된 MAOS는 페놀(phenol) 계열이면 다른 물질이 적용되어도 무방하다. 따라서 MAOS를 대체할 수 있는 물질의 예와 그에 따른 반응도를 나열하자면 다음과 같다. Further, the MAOS used for the color reaction may be a phenol-based material or other materials. Thus, examples of substances that can replace MAOS and their reactivity are as follows.
< ADOS ><ADOS>
< ADPS ><ADPS>
< ALPS ><ALPS>
< DAOS ><DAOS>
< HDAOS ><HDAOS>
< MADB ><MADB>
< TODB ><TODB>
< TOOS ><TOOS>
< TOPS ><TOPS>
이때, 물질의 종류에 따라 발색 색상은 달라지지만 측정 결과는 동일하므로 MAOS 대신 다른 어느 하나를 적용하더라도 무방하다.At this time, although the color of the color changes depending on the kind of the material, the measurement result is the same, so it is possible to apply any other one instead of MAOS.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는 스마트폰에 구비되는 카메라와 카메라플래쉬를 수광부와 발광부로 이용하여 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하고, 기록된 결과를 분석함으로써 정확하고 빠른 분석이 가능하고, 스마트폰과 연동하여 사용할 수 있어 별도의 장치를 소지하지 않아도 될 뿐만 아니라, 스마트폰의 어플리케이션을 이용하여 전문적인 지식 없이도 결과 분석이 가능하므로 사용자 편의성 및 만족도를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device according to an embodiment of the present invention uses a camera and a camera flash provided in a smart phone as a light receiving unit and a light emitting unit to measure the degree of coloring derived from the concentration of a sample It is possible to perform accurate and quick analysis by analyzing the recorded results, and it can be used in conjunction with a smart phone, so that it is not necessary to have a separate device, and the result It is possible to maximize user convenience and satisfaction.
또한, 생체 시료 분석시 필요한 검사지 즉, 측정패드를 종이로 제작함으로써 비용이 저렴하며 종이 내부의 모세 관력에 의해 작동하기 때문에 특별한 외부 동력원이 불필요한 이점이 있다.In addition, since an inspection sheet necessary for analysis of a biological sample, that is, a measurement pad is made of paper, the cost is low and it is operated by the capillary force inside the paper, so there is an advantage that a special external power source is unnecessary.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
10 : IT 기기 11 :카메라
13 : 카메라플래쉬 20 : 케이스
20a : 덮개 21 : 카메라용 개구부
22 : 직각프리즘부 23 : 카메라플래쉬용 개구부
24 : 광분산부 25 : 지지대
26 : 반사부 27 : 고정부재
30 : 측정패드 30a : 상부레이어
30b : 하부레이어 30c : 접착부재
31 : 주입부 32 : 측정부
33 : 채널10: IT device 11: camera
13: camera flash 20: case
20a: lid 21: opening for camera
22: Right angle prism section 23: Camera flash opening
24: light distribution section 25:
26: reflection part 27: fixing member
30:
30b:
31: injection part 32: measuring part
33: channel
Claims (7)
상기 케이스의 지지대에 의해 지지되고, 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 기 포함되어 있어 상기 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 반응하는 측정패드를 포함하고,
상기 케이스는,
상기 측정패드의 이미지를 직각으로 회전시켜 상기 카메라에 조사되도록 하기 위한 직각프리즘부가 상기 카메라용 개구부에 부착되고, 상기 카메라플래쉬로부터 발산되는 빛의 세기를 조절하기 위한 광분산부가 상기 카메라플래쉬용 개구부에 부착되며, 상기 카메라플래쉬로부터 발산되는 빛을 상기 케이스 내부로 고르게 분산시키기 위한 반사부가 상기 덮개에 부착되고,
상기 지지대는,
상기 측정패드를 끼울 수 있는 홈이 구비되며, 상기 카메라의 최대 포커싱 가능 거리에 설치되는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.A case detachably attached to an IT device provided with a camera and a camera flash and including a support, an opening for a camera, an opening for a camera flash, a cover for blocking external light, and a fixing member for fixing the cover; And
And a measurement pad supported by a support of the case and containing an enzyme reaction material according to an object to be measured and reacting according to a sample to be injected for the measurement,
In this case,
Wherein a right prism portion for rotating the image of the measurement pad at a right angle and irradiating the camera is attached to the opening for the camera and a light splitting portion for adjusting the intensity of light emitted from the camera splash is attached to the camera flash opening And a reflection part for uniformly dispersing the light emitted from the camera flash into the case is attached to the cover,
The support includes:
Wherein the measurement pad is provided with a groove through which the measurement pad can be inserted, and is installed at a maximum focusable distance of the camera.
상기 IT 기기는,
상기 카메라와 카메라플래쉬가 상기 케이스의 상기 카메라용 개구부 및 상기 카메라플래쉬용 개구부를 통해 노출되도록 상기 케이스에 장착되고, 상기 카메라와 카메라플래쉬를 통해 상기 측정패드를 촬영하고, 촬영된 이미지를 기반으로 측정된 결과를 분석하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.The method according to claim 1,
The IT device includes:
The camera and the camera flash are mounted on the case so that the camera and the camera flash are exposed through the camera opening and the camera flash opening, and the camera and the camera flash are used to photograph the measurement pad, A biological sample quantitative analysis device using an IT device for analyzing the result of the analysis.
상기 측정패드는,
상기 시료가 주입되는 주입부와, 상기 시료와 반응하여 발색이 일어나는 하나 이상의 물질이 혼합된 상기 효소 반응 물질이 포함되어 있는 측정부를 구비하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.The method according to claim 1,
Wherein the measurement pad comprises:
And a measurement unit including the injection unit to inject the sample and the enzyme reaction material in which one or more substances that react with the sample and cause color development are mixed.
상기 효소 반응 물질은,
HRP(Horseradish peroxidase) 및 4-AAP(4-aminoantipyrine)를 포함하며,
GOx(Glucose oxidase), AChE(Acetylcholine), ALT(alanine aminotransferase), AST(aspartate aminotransferase), CE(Total cholesterol), CT(Creatine), CA(Creatinine) 및 Lipase(Triglyceride) 중에서 적어도 하나를 더 포함하며,
MAOS(N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate), ADOS(N-Eyhyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline, sodium salt, dihydrate), ADPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline, sodium salt, monohydrate), ALPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)aniline, sodium salt), DAOS(N-Eyhyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), HDAOS(N-(2-Hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), MADB(N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3,5-dimethylaniline, disodium salt), TODB(N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3-methylaniline, disodium salt), TOOS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methylaniline, sodium salt, dihydrate), TOPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methylaniline, sodium salt, monohydrate) 및 페놀(Phenol) 중에서 적어도 하나를 더 포함하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.The method according to claim 1,
The enzyme reaction material may contain,
HRP (Horseradish peroxidase) and 4-AAP (4-aminoantipyrine)
And further comprises at least one of GOx (Glucose oxidase), AChE (Acetylcholine), alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), total cholesterol (CE), creatine (CT), creatinine (CA), and triglyceride ,
MAOS (N-Ethyl-N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate), ADOS , sodium salt, dihydrate), ADPS (N-Ethyl-N- (3-sulfopropyl) -3-methoxyaniline, sodium salt, monohydrate) DAOS (N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), HDAOS (N- ), MADB (N, N-bis (4-sulfobutyl) -3,5-dimethylaniline, disodium salt), TODB (N-ethyl-N- (3-sulfopropyl) -3-methylaniline, sodium salt, monohydrate) and phenol A biological sample quantitative analysis apparatus using an IT device including one further.
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GRNT | Written decision to grant | ||
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