KR101808060B1 - 혈중세포 검사차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표적 세포의 검사의 안정성을 높일 수 있는 혈중세포 검사차량에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 혈중세포 검사차량은 수용부, 검사장치 그리고 연료전지를 포함한다. 여기서, 수용부의 내부에는 작업공간이 형성된다. 검사장치는 작업공간에 설치되고, 검체에서 표적 세포를 분리하며, 분리된 표적 세포를 생세포(Live Cell) 상태로 보관한다. 그리고, 연료전지는 검사장치에 구동전압을 공급한다.

Description

혈중세포 검사차량{VEHICLE FOR INSPECTING CIRCULATING TUMOR CELLS IN BLOOD}
본 발명은 혈중세포 검사차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표적 세포의 검사의 안정성을 높일 수 있는 혈중세포 검사차량에 관한 것이다.
일반적으로, 췌장암, 폐암, 대장암과 같은 일부 암에 걸린 환자의 현재 상태에 대한 임상적인 확인을 위해 조직검사(Tissue Biopsy)가 이루어지고 있다. 그런데, 이러한 조직검사는 시간, 비용 및 환자의 상태 등에 의해 반복적으로 실시하기에 어려움이 있고 부작용으로 감염이나 출혈을 일으킬 수 있는 단점이 있다.
혈중종양세포(CTCs: Circulating Tumor Cells)는 1차적인 종양조직 즉 원발암으로부터 떨어져 나와 혈액 속을 돌아다니는 소수의 종양세포로 전이암의 핵심요인으로 알려져 있다. 통계에 따르면 암 환자의 약 90%가 전이암으로 인하여 사망하고 있는 것으로 알려져 있다.
혈중종양세포는 암 종류에 따라 혈액 1㎖당 한 개에서 수천 개에 이르는데, 최근 기술의 진보에 의해 혈중종양세포를 효과적으로 분리할 수 있게 되었다.
혈중종양세포 또는 희소세포 등의 표적 세포(target cell)를 검사하는 검사장치는 미세한 진동에도 영향을 받을 수 있기 때문에, 실험실 또는 의료기관 등과 같은 건물에 설치되는 것이 보통이다. 또한, 상기 검사장치가 설치되는 공간의 온도 및 습도 등의 내부 환경도 중요하기 때문에, 이러한 내부 환경을 조절하고 유지하기 위한 장치가 설치된다.
한편, 상기 검사장치가 병원이나 연구소와 같은 고정된 장소에 설치됨에 따라, 혈액과 같은 검체(Clinical Specimen, 檢體)를 채취하기 위해서는 검사 대상자가 직접 해당 시설을 방문해야 하는 번거로움이 생기게 된다. 특히, 사업장, 관공서, 학교 등의 많은 인원에 대한 검사가 필요한 경우, 많은 인원의 이동에 따른 비용적, 시간적 소모는 부담으로 작용할 수 있다.
따라서, 검사 대상자가 의료기관과 같은 정해진 장소에 방문하지 않고서도 검체의 채취, 표적 세포의 분리 및 검사가 가능하도록 할 수 있도록 차량과 같은 운송수단을 제공하기 위한 시도가 요구된다. 또한, 차량과 같은 운송수단에서 이러한 검사 공정이 안정적이고 안전하게 진행될 수 있도록 하기 위해 필요한 장치들의 효과적인 설치 기술이 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표적 세포의 검사의 안정성을 높일 수 있는 혈중세포 검사차량을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 내부에 작업공간이 형성되는 수용부와, 상기 작업공간에 설치되고, 검체에서 표적 세포를 분리하며, 분리된 상기 표적 세포를 생세포(Live Cell) 상태로 보관하는 검사장치와, 상기 검사장치에 구동전압을 공급하는 연료전지를 포함하고, 상기 검사장치는 혈액에서 표적 세포를 분리할 수 있는 분리유닛과, 분리된 표적 세포를 생세포 상태로 보관하는 보관유닛을 포함하며, 상기 표적 세포는 혈중종양세포(CTCs: Circulating Tumor Cells)이고, 상기 분리유닛은 원심분리기와, 클린벤치와, 분리키트를 포함하며, 상기 분리키트는 프레임부와, 필터부와, 소수성막과, 흡수패드를 포함하고, 상기 혈액은 상기 필터부 상에 코팅된 상기 소수성막에 의해 상기 필터부 상에 고이고, 상기 혈액의 비표적 세포는 흡수패드에 흡수되며, 상기 표적 세포는 상기 필터부 상에 남는 것을 특징으로 하는 혈중세포 검사차량을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 수용부에는 상기 연료전지로부터 구동전압을 공급받고, 상기 작업공간의 내부 환경 조건을 유지하기 위한 환경 유지 장치가 더 포함될 수 있다.
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본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 내부 환경 조건은 온도 및 습도를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 수용부에는 상기 연료전지로부터 구동전압을 공급받고, 상기 작업공간의 공기를 순환시키며, 오염물질을 배출시키기 위한 공조장치가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 검사차량에 마련되는 검사장치, 환경 유지 장치 및 공조장치의 구동전압이 연료전지를 통해 공급될 수 있다. 연료전지는 차량의 시동을 걸지 않은 상태에서 구동전압을 공급할 수 있기 때문에, 차량에 대한 진동 발생을 효과적으로 제거할 수 있다. 이처럼, 검사차량에 대해 진동이 발생하지 않는 환경을 제공할 수 있기 때문에, 검사차량에서 이루어지는 검사 공정이 안정적으로 진행될 수 있으며, 검사의 정확성도 확도할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량의 검사장치를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트를 나타낸 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트를 이용한 혈중세포 분리공정의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트를 이용한 혈중세포 분리공정을 나타낸 공정예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량의 검사장치를 나타낸 구성도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량(100)은 수용부(110), 검사장치(200) 그리고 연료전지(300)를 포함할 수 있다.
수용부(110)는 검사차량(100)에 마련될 수 있으며, 수용부(110)의 내부에는 작업공간(111)이 형성될 수 있다. 도 1에는 검사차량(100)으로 승합차(Van)가 도시되어 있으나, 이는 예시를 위한 것으로, 검사차량(100)이 반드시 승합차로 한정되는 것은 아니다.
그리고, 수용부(110)는 검사차량(100)과 일체로 형성되거나, 검사차량(100)과는 별도로 제작된 후 검사차량(100)에 결합될 수 있다. 즉, 수용부(110)는 동력 없이 검사차량에 연결되어 이동되는 차량 또는 내부에 공간을 가지는 용기(容器)를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들면, 수용부(110)는 트레일러(Trailer) 또는 화물을 수송하기 위해 사용되는 컨테이너(Container)를 포함하는 의미로 해석될 수 있으며, 이때, 작업공간(111)은 트레일러 또는 컨테이너의 내부 공간일 수 있다.
검사장치(200)는 수용부(110)의 작업공간(111)에 설치될 수 있으며, 검체에서 표적 세포(Target Cell)를 분리 및 분석할 수 있다. 여기서, 검체는 검사에 필요한 재료를 말하며, 검사재료일 수 있다. 임상적으로는 혈액, 수액, 흉수, 복수, 관절액, 농(膿), 분비액, 담, 인두점액, 요(尿), 담즙, 대변 등이 검체로서 사용될 수 있는데, 본 발명에서는 검체는 혈액일 수 있다. 또한, 본 발명에서 표적 세포는 혈중종양세포(CTCs: Circulating Tumor Cells)일 수 있으며, 희소세포를 포함할 수 있다.
검사장치(200)는 혈액에서 표적 세포를 분리할 수 있는 분리유닛(210)과, 분리된 표적 세포를 보관하는 보관유닛(250)을 포함할 수 있다. 더하여, 검사장치(200)는 혈액에서 분리된 표적 세포를 검사하기 위한 검사유닛(260)을 더 포함할 수도 있다. 검사장치(200)는 검체에서 표적 세포를 분리할 수 있으며, 분리된 표적 세포를 생존 상태로 보관할 수 있다.
검체는 검사 대상자로부터 채취된 후 접수되어 보관될 수 있으며, 이후, 표적 세포 분리 공정을 위해 검사장치(200)로 이송될 수 있다.
분리유닛(210)은 원심분리기(211), 로테이터(Rotator)(212), 세포원심분리기(Cytospin)(213), 세포 계수기(Cell Counter)(214), 이산화탄소(CO2) 배양기(215) 및 클린벤치(Clean Bench)(216)를 포함할 수 있다.
원심분리기(211)는 피콜 경사 원심분리(Ficoll Gradient Centrifugation)를 수행하는데 사용될 수 있으며, 또한, 말초혈액단핵세포(PBMC; Peripheral Blood Mononucleated Cell) 층을 회수하는데 사용될 수 있다.
그리고, 로테이터(212)는 혈액에 시약을 섞어 교반하는데 사용될 수 있다.
또한, 세포원심분리기(213)는 원심력을 이용하여 액체성 검체에 포함된 세포를 슬라이드 글라스(Slide Glass)의 한정된 부위에 잘 펴서 농축하는데 사용될 수 있다.
그리고, 세포 계수기(214)는 세포들을 계수하는데 사용될 수 있다. 세포 계수기(214)는 자동 세포 계수기가 사용될 수 있다.
또한, 이산화탄소 배양기(215)는 내부에 세포를 수용하여 배양시키는데 사용될 수 있다.
그리고, 클린벤치(216)에서는 작업자의 수작업이 이루어질 수 있다.
분리유닛(210)은 전술한 피콜 경사 원심분리 및 말초혈액단핵세포 층 회수 공정과, 칩 여과(Chip Filtration) 및 면역 자기 분리(IMS; Immunomagnetic Separation) 공정, 그리고 세포원심분리기(Cytospin)을 이용하는 공정 중 하나 이상의 공정을 통해 혈액에서 혈중종양세포를 분리할 수 있다.
분리유닛(210)은 분리키트를 더 포함할 수 있으며, 이하에서는 분리키트를 이용하여 혈중종양세포를 분리하는 예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트를 나타낸 분해사시도이다.
도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트(220)는 프레임부(221), 필터부(225) 그리고 소수성(Hydrophobic) 막(227)을 포함할 수 있다.
프레임부(221)는 시료를 올려놓고, 분석장비로 이동시킬 수 있는 것으로, 예를 들면, 슬라이드글라스(Slide Glass)일 수 있다.
여기서, 프레임부(221)의 형상은 어떠한 특정한 것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 프레임부(221)는 사각 형상 등과 같은 각진 형상뿐만 아니라, 원판 형상 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
한편, 프레임부(221)는 유리 및 수지 등을 포함하는 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 프레임부(221)는 검체나 시료(세포 등)가 놓여지는 모든 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 프레임부(221)는 슬라이드, 플레이트뿐만 아니라, 유지, 지지 및 포집 기능 등을 가지는 구성물, 나아가 세포가 놓여지는 칩(Chip) 등을 포함할 수 있으며, 이러한 것들의 형상 및 크기 등은 다양할 수 있다.
그리고, 프레임부(221)에는 유입공(222)이 관통 형성될 수 있다.
유입공(222)의 형성 위치는 특정하게 한정되는 것은 아니며, 유입공(222)의 개수 또한 특정한 개수로 한정되지는 않는다. 더하여, 유입공(222)은 도시된 것과 같은 원형 형상뿐만 아니라, 사각 형상 등의 각진 형상으로 형성될 수도 있다. 유입공(222)으로는 후술할 세포 혼합액(230)이 유입될 수 있다.
그리고, 필터부(225)는 유입공(222)을 가로지르도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 필터부(225)는 유입공(222)의 하부에 마련될 수 있다. 이때, 필터부(225)의 하면은 프레임부(221)의 하면과 동일한 높이를 가지거나, 프레임부(221)의 하면보다 돌출되거나, 또는 프레임부(221)의 하면보다 낮게 위치될 수 있다.
또한, 필터부(225)는 유입공(222)에 대응되는 형상으로 형성되어 유입공(222)의 내측 하부에 삽입 결합되거나, 유입공(222)보다 크게 형성되어 프레임부(221)의 하면에 부착되는 등 다양한 방법으로 마련될 수 있다.
그리고, 필터부(225)에는 복수의 마이크로(Micro) 홀(226)이 관통 형성될 수 있다. 마이크로 홀(226)은 필터부(225)의 전체에 걸쳐 동일한 크기를 가질 수 있으며, 필터부(225)의 전체에 균일하게 형성될 수 있다.
필터부(225)의 마이크로 홀(226)은 멤스(MEMS, Micro-Electro-Mechanical Systems; 미세전기기계시스템) 기술을 이용한 에칭(Etching) 또는 전기주조(Electroforming) 등을 포함하는 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다.
필터부(225)의 마이크로 홀(226)은 유입공(222)으로 유입된 세포 혼합액(230)에서 표적 세포(231, 도 7참조)가 통과하지 못하도록 걸러냄으로써, 세포 혼합액에서 표적 세포를 분리시켜 남길 수 있다. 이를 위해, 마이크로 홀(226)은 표적 세포보다 작은 크기를 가질 수 있다.
마이크로 홀(226)이 표적 세포(231)보다 작게 형성됨에 따라, 표적 세포(231)를 걸러낼 수 있으나, 이 경우, 비표적 세포가 모두 마이크로 홀(226)을 통과하는 것은 아니다. 즉, 세포 혼합액(230)에서 표적 세포를 제외한 액체(미도시) 및 적혈구(Red Blood Cell)(232, 도 7의 (c) 참조)와 같은 일부 비표적 세포(Non-target Cell)는 마이크로 홀(226)을 통과할 수 있으나, 백혈구(White Blood Cell)(233, 도 7의 (e) 참조)와 같은 일부 비표적 세포는 마이크로 홀(226)을 통과하지 못하고, 표적 세포(231)와 함께 필터부(225) 상에 남을 수 있다.
필터부(225)는 편평도(Flatness)가 우수하고, 표면에 상하방향으로의 굴곡 및 무늬 등이 없는 것이 바람직하다. 이를 통해, 필터부(225) 상의 세포 혼합액 또는 표적 세포의 이미지 촬영 시에 초점조절(Focusing)이 정확하게 이루어질 수 있다.
필터부(225)의 한 형태로써, 필터부(225)는 메시(Mesh)를 가지는 형태로 이루어질 수 있다. 그러나, 메시 형태의 필터부는 한 예일 뿐이며, 필터부(225)는 마이크로 구조를 통해 필터링 기능을 갖는 모든 형태의 필터를 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
그리고, 소수성 막(227)은 필터부(225)에 코팅될 수 있다. 소수성 막(227)은 마이크로 홀(226)의 내측면을 포함하여 필터부(225)의 전체 표면에 코팅될 수 있다. 이를 통해, 필터부(225)는 소수성을 가질 수 있다.
소수성 막(227)이 필터부(225)에 코팅됨으로써, 유입공(222)으로 유입된 세포 혼합액(230)은 필터부(225) 상에 고여 있을 수 있게 된다. 즉, 소수성 막(227)은 세포 혼합액 중의 세포 간의 인력과, 세포 혼합액 중의 액체의 표면 장력 등을 가지는 세포 혼합액(230)이 필터부(225) 상에 방울진 형태로 남도록 도울 수 있다.
더하여, 필터부(225)에는 친수성(hydrophilic) 막(미도시)이 코팅될 수 있다. 필터부(225)에 친수성 막이 코팅되는 경우, 친수성 막은 유입되어 접촉되는 세포 혼합액의 방울 맺힘을 방지할 수 있게 된다.
필터부(225)에 소수성 막(227) 또는 친수성 막이 코팅되거나, 소수성 막(227)이 코팅된 상태에서 친수성 막으로 변환 코팅되거나, 또는 친수성 막이 변환 코팅된 상태에서 소수성 막으로 변환 코팅되는 것은 선택적으로 이루어질 수 있다. 즉, 필터부(225)는 친소수변환 표면(Switchable Surface)을 가질 수 있다.
필터부(225)의 표면에 대한 소수성 막 또는 친수성 막의 코팅은, 예를 들면, 검체의 종류, 표적 세포의 종류, 검사 공정 순서 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.
소수성 막(227) 또는 친수성 막의 코팅은 코팅 공정에서 필터부(225)에 공급되는 전압을 달리함에 따라 이루어질 수 있다. 이러한 코팅 공정은 필터부(225)가 프레임부(221)에 마련된 상태에서 진행될 수 있으며, 이를 통해, 필터부(225)에 대한 소수성 막 코팅 또는 친수성 막 코팅은 편리하고 빠르게 변환될 수 있다.
그리고, 분리키트(220)는 흡수 패드(229)를 더 포함할 수 있다.
흡수 패드(229)는 프레임부(221)의 하면에 마련될 수 있다. 흡수 패드(229)는 프레임부(221)의 하면에 밀착되어 필터부(225)를 통과한 액체 및 비표적 세포를 흡수할 수 있다.
흡수 패드(229)는 예컨대, 종이 재질로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 흡수 패드(229)는 세포 혼합액(230) 중의 액체 및 비표적 세포를 흡수하는데 알맞은 소재로 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 세포 혼합액에서 분리된 액체 및 비표적 세포의 흡수성 및 저장성이 향상될 수 있다.
흡수 패드(229)는 프레임부(221)와 분리된 상태로 제공되었다가, 필터부(225)의 세포 혼합액을 흡수하고자 하는 경우에 프레임부(221)의 하면에 밀착될 수 있다. 그러나 필요한 경우, 흡수 패드(229)는 프레임부(221)의 하면에 밀착된 상태로 제공될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트를 이용한 혈중세포 분리공정의 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 검사차량에서 표적 세포의 분리공정에 사용되는 분리키트를 이용한 혈중세포 분리공정을 나타낸 공정예시도이다.
도 6과, 도 7의 (a) 내지 (c)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 혈중세포 검사장치를 이용한 혈중세포 분리방법은 세포 혼합액(230)이 프레임부(221)에 형성된 유입공(222)으로 유입되어 소수성 막(227)이 형성된 필터부(225) 상에 고이도록 하는 단계(S710)를 포함할 수 있다.
여기서, 세포 혼합액(230)은 인간 또는 동물의 타액, 땀, 소변 등의 생리학적 유체, 혈액, 세럼(Serum) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 세포 혼합액(230)은 혈액일 수 있으며, 전술한 바와 같이 표적 세포(231)는 혈중종양세포(CTCs: Circulating Tumor Cells)일 수 있다. 그리고, 비표적 세포(Non-target cell)는 혈중종양세포를 제외한 것으로, 예컨대, 적혈구(232) 및 백혈구(233) 등일 수 있다.
세포 혼합액(230)은 피펫(pipet) 등과 같은 기구를 사용하여 유입공(222)으로 공급될 수 있다. 이때, 세포 혼합액(230)이 유입공(222)으로 공급될 때 피펫의 하단부가 유입공(222)에 근접하게 위치되도록 함으로써 세포 혼합액(230)이 자유낙하하는 거리를 최소화시켜 낙하된 세포 혼합액(230)에 가해지는 충격이 작아지도록 할 수 있다.
또는, 세포 혼합액(230)은, 예를 들면, 세포원심분리기(213, 도 3 참조)와 같이 원심력을 이용하여 액체성 검체에 포함된 세포를 슬라이드의 한정된 부위에 잘 펴서 농축하는 기기 등에 의해 유입공(222)으로 공급될 수도 있다.
이때, 필터부(225)의 표면이 소수성 막(227)으로 코팅되어 있기 때문에, 유입공(222)으로 유입된 세포 혼합액(230)은 필터부(225) 상에 방울진 형태로 고여있을 수 있다.
소수성 막(227)은 필터부(225)가 프레임부(221)에 마련된 상태에서 필터부(225)에 전압이 공급됨에 따라 코팅될 수 있다.
필터부(225)는 마이크로 홀(226)을 가질 수 있는데, 예컨대, 필터부(225)는 메시(mesh)를 가지는 형태로 이루어질 수 있다. 소수성 막(227)은 필터부(225)의 전체 표면에 코팅될 수 있다.
이후, 도 7의 (d)를 포함하여 보는 바와 같이, 프레임부(221)의 하면에 흡수 패드(229)가 밀착되어, 필터부(225) 상에 고여있는 세포 혼합액(230) 중의 액체 및 비표적 세포는 필터부(225)를 통과하여 흡수 패드(229)에 흡수되도록 하고, 세포 혼합액 중의 표적 세포(231)는 필터부(225)에 의해 분리되어 남도록 하는 단계(S720)가 진행될 수 있다.
즉, 흡수 패드(229)가 프레임부(221)의 하면에 밀착됨에 따라, 필터부(225) 상의 세포 혼합액(230) 중의 액체가 흡수 패드(229)로 흡수될 수 있다. 이때, 필터부(225)의 마이크로 홀(226)보다 작은 크기의 비표적 세포, 예를 들면, 적혈구(232) 등도 흡수 패드(229)로 흡수 될 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 필터부(225) 상의 세포 혼합액(230)에서 액체 및 일부 비표적 세포가 흡수 패드(229)로 흡수됨으로써 표적 세포(231)가 필터부(225) 상에 걸러져 남게 된다. 표적 세포(231)의 이러한 분리방법은, 종래의 세포 분리장치에서와 같이 표적 세포에 물리적 충격을 거의 가하지 않기 때문에, 표적 세포의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
흡수 패드(229)는 세포 혼합액(230)에서 표적 세포를 제외한 액체 및 비표적 세포를 흡수하는데 알맞은 소재로 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 세포 혼합액에서 분리된 액체 및 비표적 세포의 흡수성 및 저장성이 향상될 수 있다. 흡수 패드(229)는 예컨대, 종이 재질로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 세포 혼합액이 필터부(225) 상에 고이도록 하는 단계(S710) 이후, 필터부(225)의 소수성 막(227)이 친수성 막으로 변환 코팅되는 단계가 더 진행될 수 있다. 여기서, 친수성 막은 필터부(225)가 프레임부(221)에 마련된 상태에서 필터부(225)에 전압이 인가됨에 따라 변환 형성될 수 있다.
나아가, 필터부(225)에 인가되는 전압을 미리 설정된 조건에 따라 공급함으로써, 소수성 막이 친수성 막으로 변환될 수 있을 뿐만 아니라, 친수성 막이 소수성 막으로 변환 코팅되는 것도 가능하다.
필터부(225)에 친수성 막이 변환 코팅되게 되면, 필터부(225) 상의 세포 혼합액의 고임 현상이 제거되어 흡수 패드(229)에서의 흡수가 더욱 원활하게 이루어질 수 있다.
한편, 세포 혼합액이 필터부(225) 상에 고인 후, 필터부(225)의 표면에 친수성 막이 변환 코팅되는 공정은 프레임부(221)의 하면에 흡수 패드(229)가 밀착되기 전에 이루어질 수도 있다. 그리고, 이 경우, 전술한 흡수 패드(229)가 프레임부(221)의 하면에 밀착되는 공정은 필요에 따라 생략될 수도 있다. 즉, 필터부(225)의 표면이 친수성 막으로 변환 코팅됨으로써 세포 혼합액 중의 액체 및 비표적 세포의 충분한 배출이 가능한 경우에는 프레임부(221)의 하면에 흡수 패드(229)를 부착하는 공정이 생략될 수 있을 것이다. 그러나, 필터부(225)의 표면에 친수성 막이 변환 코팅되는 것만으로는 세포 혼합액 중의 액체 및 비표적 세포의 충분한 배출 효과를 가지는 것이 불가능한 경우에는, 친수성 막의 변환 코팅 전 또는 후에 프레임부(221)의 하면에 흡수 패드(229)를 더 부착하는 공정이 진행될 수 있다.
그리고, 도 7의 (e)를 포함하여 보는 바와 같이, 흡수 패드(229)가 프레임부(221)에서 제거되는 단계(S730)가 진행될 수 있다.
흡수 패드(229)는 세포 혼합액으로부터 액체 및 일부 비표적 세포의 충분한 흡수가 이루어진 후에 프레임부(221)에서 제거될 수 있다.
세포 혼합액(230) 중의 액체 및 비표적 세포가 흡수 패드(229)에 흡수되고 나면, 필터부(225) 상에는 표적 세포(231)와 백혈구(233)와 같은 일부 비표적 세포만이 남아있을 수 있다.
필터부(225)의 마이크로 홀(226)은 표적 세포(231)보다 작은 크기를 가지도록 미세한 크기로 형성됨으로써 표적 세포가 걸러지도록 할 수 있다. 필터부(225)의 마이크로 홀(226)은 표적 세포의 크기에 따라 적절하게 형성될 수 있다. 이를 통해, 필터부(225)는 표적 세포(231)가 세포 혼합액(230)에서 효과적으로 분리 되도록 할 수 있으며, 또한, 세포 혼합액(230)에서 분리된 액체 및 비표적 세포가 잘 배출되도록 배출성을 조절할 수 있다.
흡수 패드(229)가 제거된 프레임부(221)는 현미경과 같은 측정장치로 이동될 수 있다.
그리고, 도 7의 (f) 및 (g)를 포함하여 보는 바와 같이, 유입공(222)으로 염색액(240)이 유입되어 필터부(225)에 남겨진 표적 세포(231)만 염색되도록 하는 단계(S740)가 진행될 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 혈중세포 분리공정은 표적 세포를 분리하는 단계와 분리된 표적 세포를 염색하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 염색액(240)은 표적 세포(231)만 특정 색상(예를 들면, 붉은색)으로 염색되도록 하는 것일 수 있다. 따라서, 유입공(222)으로 유입된 염색액(240)은 필터부(225) 상에 남아있는 표적 세포(231)를 특정 색상으로 염색시킬 수 있다.
검사자는 현미경 등의 측정장치를 이용하여 염색된 표적 세포의 수를 셈(count)하거나, 또는 세포 계수기(214)를 통해 표적 세포의 개수를 용이하게 알아낼 수 있다.
다시, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 보관유닛(250)은 혈액에서 분리된 표적 세포를 생존 상태의 생세포(Live Cell)로 보관할 수 있다. 이를 위해, 보관유닛(250)은 냉장고(251)를 포함할 수 있다. 냉장고(251)는 수용부(110)의 작업공간(111)을 고려하여 소형 냉장고가 사용될 수 있다.
전술한 원심분리기(211), 로테이터(212) 세포원심분리기(213), 세포 계수기(214), 이산화탄소 배양기(215), 클린벤치(216) 및 냉장고(251)는 검사 공정의 흐름, 작업자의 동선 등을 고려하여 적절하게 배치될 수 있으며, 필요에 따라 거치대 등이 더 마련될 수 있다.
한편, 연료전지(fuel cell)(300)는 검사장치(200)에 구동전압을 공급할 수 있다.
연료전지(300)는 반응가스의 전기 화학적 반응으로부터 전기에너지를 발생시키는 연료전지스택(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 연료전지스택은 음극으로써 기능하는 애노드(Anode)와 양극으로써 기능하는 캐소드(Cathode)를 가질 수 있으며, 애노드에는 수소가 연료로서 공급되고, 캐소드에는 산소가 산화제로서 공급될 수 있다. 또한, 애노드와 캐소드 사이에는 멤브레인(Membrane)이 마련될 수 있으며, 애노드에서 생성된 수소 양이온(H+)은 멤브레인을 통해 캐소드 전극으로 이동할 수 있다. 연료전지스택에서는 연료인 수소와 산화제인 산소가 공급되어 반응아혀, 전기에너지, 열 및 수분(물)이 생성될 수 있다.
또한, 연료전지(300)는 연료전지스택에 연료인 수소를 공급하는 수소공급시스템, 연료전지스택에 전기 화학 반응에 필요한 산화제인 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기공급시스템, 연료전지스택의 전기 화학적 반응 부산물인 열을 외부로 방출시켜 연료전지스택의 운전 온도를 제어하고 수분 관리 기능을 수행하는 열 및 수분 관리 시스템을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에서 연료전지(300)는 전술한 구성들을 포함하는 연료전지시스템으로 해석될 수 있다.
연료전지(300)는 검사차량(100)의 시동 등에 사용되는 차량용 배터리(미도시)와는 별도로 작동하도록 마련될 수 있다. 연료전지(300)의 설치 위치 등은 특정하게 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 혈중세포 검사차량(100)의 시동을 켜지 않은 상태에서 연료전지(300)를 이용하여 검사장치(200)를 작동시킬 수가 있다. 이처럼, 연료전지(300)를 사용하여 검사장치(200)의 작동 전압을 공급할 수 있기 때문에, 검사차량(100)의 시동이 걸렸을 때에 발생할 수 있는 진동이 발생하지 않을 수 있고, 이를 통해 검사장치(200)를 이용한 검사 공정이 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 혈중세포 검사차량(100)은 환경 유지 장치(400)를 더 포함할 수 있으며, 환경 유지 장치(400)는 연료전지(300)로부터 구동전압을 공급받을 수 있다.
환경 유지 장치(400)는 수용부(110)의 작업공간(111)의 내부 환경 조건을 조절 및 유지할 수 있다. 상기 내부 환경 조건은 온도 및 습도 등을 포함할 수 있다. 환경 유지 장치(400)는 작업공간(111)의 내부의 온도를 일정하게 유지하도록 하기 위한 항온 기능을 가질 수 있다.
또한, 혈중세포 검사차량(100)은 공조장치(500)를 더 포함할 수 있으며, 공조장치(500)는 연료전지(300)로부터 구동전압을 공급받을 수 있다.
공조장치(500)는 수용부(110)의 작업공간(111)의 공기 상태를 조절 및 유지할 수 있다. 공조장치(500)는 작업공간(111) 내의 공기를 순환시키거나 배기시킬 수 있으며 이를 통해, 작업공간(111) 내의 공기 청정도를 양호하게 유지할 수 있다.
더하여, 공조장치(500)는 기체 및 가스 등을 순환시키거나 배기시킬 수 있다. 이에 따라서, 공조장치(500)는 전술한 바와 같은 공기를 포함하는 기체의 순환, 배기의 기능뿐만 아니라, 감염성 시료, 폐기물 등과 같은 검사차량(100) 내 오염물질의 배출 기능도 가질 수 있다.
본 발명에 따른 혈중세포 검사차량(100)은 검사장치(200), 환경 유지 장치(400) 및 공조장치(500)의 구동전압을 연료전지(300)로부터 공급받을 수 있기 때문에, 검사차량(100)의 시동을 켜지 않은 상태에서 검사가 가능하다. 따라서, 차량의 진동을 최소화할 수 있으며, 이를 통해, 검사 품질을 높일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 혈중세포 검사차량(100)의 근거리 혹은 원거리 외부에는 서버가 설치될 수 있다. 혈중세포의 검사에 따른 공정 정보는 서버로 전송되어 관리될 수 있기 때문에, 검사 공정의 효율적인 관리가 가능할 수 있다.
또한, 검사 공정의 각 단계별로 진행 상황을 자동으로 모니터링하기 위한 수단이 부가되는 것도 가능하다. 예컨대 검체나 시료가 담긴 슬라이드 등에 바코드나 RFID 태그를 부착하고, 이들 태그를 접촉식 또는 비접촉식으로 인식하는 리더기를 설치함으로써, 검체나 시료 정보의 관리 및 검사 공정 관리를 효율적으로 수행하는 것이 가능하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 혈중세포 검사차량
110: 수용부
200: 검사장치
220: 분리키트
300: 연료전지
400: 환경 유지 장치
500: 공조장치

Claims (4)

  1. 내부에 작업공간이 형성되는 수용부와,
    상기 작업공간에 설치되고, 검체에서 표적 세포를 분리하며, 분리된 상기 표적 세포를 생세포(Live Cell) 상태로 보관하는 검사장치와,
    상기 검사장치에 구동전압을 공급하는 연료전지를 포함하고,
    상기 검사장치는 혈액에서 표적 세포를 분리할 수 있는 분리유닛과, 분리된 표적 세포를 생세포 상태로 보관하는 보관유닛을 포함하며,
    상기 표적 세포는 혈중종양세포(CTCs: Circulating Tumor Cells)이고, 상기 분리유닛은 원심분리기와, 세포 계수기와, 클린벤치와, 분리키트를 포함하며,
    상기 분리키트는 프레임부와, 필터부와, 소수성막과, 흡수패드를 포함하고,
    상기 혈액은 상기 필터부 상에 코팅된 상기 소수성막에 의해 상기 필터부 상에 고이고, 상기 혈액의 비표적 세포는 흡수패드에 흡수되며, 상기 표적 세포는 상기 필터부 상에 남되,
    염색액을 이용하여 상기 필터부 상에 남은 상기 표적 세포를 특정 색상으로 염색시키고,
    상기 수용부는,
    상기 연료전지로부터 구동전압을 공급받고, 상기 작업공간의 내부 환경 조건을 유지하기 위한 환경 유지 장치와, 상기 연료전지로부터 구동전압을 공급받고, 상기 작업공간의 공기를 순환시키며, 오염물질을 배출시키기 위한 공조장치를 더 포함하며,
    상기 연료전지는,
    수소를 공급하는 수소공급시스템과, 공기를 공급하는 공기공급시스템과, 운전 온도를 제어하고 수분 관리 기능을 수행하는 열 및 수분 관리 시스템을 포함하는 연료전지시스템인 것을 특징으로 하는 혈중세포 검사차량.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 환경 조건은 온도 및 습도를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈중세포 검사차량.
  4. 삭제
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