KR101837081B1 - 질병 상태 실시간 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진단키트 및 이를 검사하는 장치를 이용한 실시간 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시료가 주입되는 진단키트와, 상기 진단키트의 시료를 검사하고 검사 결과 정보를 생성하는 진단장치와, 상기 진단장치로부터 생성된 정보를 저장하는 데이터베이스와, 상기 진단장치와 상기 데이터베이스 중 적어도 어느 하나를 관리하는 관리서버 및 통신망을 통해 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 출력하는 애플리케이션이 저장된 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에 의해 달성된다. 이에 따라, 국가별, 도시별, 개인별, 질병별, 지리정보 및 환자정보를 그래프와 함께 단말기에 출력할 수 있다.
Description
본 발명은 진단키트 및 이를 검사하는 장치를 이용한 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에 관한 것이다.
디지털 시대가 본격화되면서 병원 또는 건물 내에 배치된 기기들이 서로 데이터를 주고받고 있으며, 진단장치에서는 블루투스 또는 와이파이(WiFi)를 이용하여 데이터를 주고받는 시스템이 개발되고 있다.
최근 개발되는 네트워크 시스템은 다수의 기기와 이를 통합 관리할 수 있는 서버 장치를 연결함으로써 상호 간에 데이터를 송수신할 수 있도록 하고 있다.
즉, 각각의 기기에 고유 IP가 부여되어, 각 기기는 인터넷 망에 접속할 수 있고, 데이터를 송수신할 수 있게 되었다.
이와 같이 데이터의 송수신이 가능해짐에 따라 진단장치에서도 애플리케이션을 이용하여 데이터 수집이 가능하다.
따라서 다양한 질병 및 전염병의 전염 경로 및 확산 상태를 파악할 수 있는 애플리케이션을 개발하여 진단 기기를 사용하여 측정값을 얻은 담당자가 전염병 혹은 질병에 걸린 환자의 수, 감염경로 및 국가별, 도시별, 개인별, 질병 별로 상황을 한눈에 볼 수 있도록 한다.
공개특허 제10-1040054호는 컴퓨터 프로그램을 이용한 질병관리 시스템에 관한 기술이 게시되고 있다.
그러나 상기의 종래기술에서는 특정 환경에서만 사용 가능하여 휴대성이 떨어지며, 지리 정보와 함께 출력되지만 한눈에 파악하기 힘든 점이 있다.
최근, 바이러스나 세균 등의 병원체 감염의 유무, 임신의 유무, 암 마커의 유무, 식품 중의 특정 원재료나 잔류 농약 등의 유해 물질의 유무 등의 여러 가지 검사를 단시간에 행하는 간이 검사 시약이나 진단약, 진단키트가 개발되고 있다. 이들 검사에서는 각각의 검사 대상 물질과, 검사 대상 물질에 특이적으로 반응하는 물질에 의한 특이적 반응이 이용된다. 특히, 항원과 항체에 의한 항원 항체 반응을 이용하는 면역학적 측정법은, 면역크로마트 측정법, 비탁 면역 측정법, 효소 면역 측정법, 화학 발광 측정법, 방사 면역 측정법, 표면 플라즈몬 공명을 이용하는 측정법 등 많은 측정법이 개발되고 있다. 그리고 이들 측정법은 병원, 진료소 등에 서의 질병 등의 검사나, 식품 회사 등에서의 음식물 검사 등에 이용되고 있다. 그 중에서도 면역크로마트 측정법은, 특별한 설비, 기기, 지식 등을 필요로 하지 않고, 조작도 간편하고 저렴하며, 신속한 진단이 가능하다는 특징 때문에 이를 이용한 많은 검사가 실시되고 있다. 최근에는 임신 검사약이나 HIV 검사약 등은 일반 약국에서 시판되어 일반 소비자도 이들을 손쉽게 이용할 수 있게 되었고, 나아가 검사 대상 물질의 유무를 검사하는 정성 검사뿐만 아니라 물질의 양을 측정하는 정량 검사 등도 할 수 있다.
면역크로마트 측정법에는 플로우 스루형이나 래터럴 플로우형이라고 불리는 방법이 있다. 검체 중의 검사 대상 물질로 여러 가지 물질을 검출할 수 있지만, 전형적인 예로는 샌드위치법에 의해 항원을 검출하는 측정이 있으며, 이하와 같은 조작이 순차 실행된다.
먼저, 검사 대상 물질인 항원에 특이적으로 결합하는 항체를 니트로셀룰로오스막 등의 크로마토그래프 매체의 소정의 부위에 고정화하여, 크로마토그래프 매체의 임의의 위치에 테스트 라인이라고 불리는 반응 부위를 형성한다.
다음으로, 효소, 발색 입자, 형광 발색 입자, 자성 입자 등의 표지물질에, 검사 대상 물질과 특이적으로 결합하는 항체를 담지시킨 검출 시약을 조제하고, 컨쥬게이트 패드 등에 검출 시약을 도포 건조하여, 검출 시약 함유부를 형성시키고, 상기 크로마토그래프 매체와 조합하여 면역크로마트 진단키트를 형성한다.
그 다음으로, 항원을 포함하는 검체 자체, 또는 그것을 임의의 액체로 희석한 용액을 상기 면역크로마트 진단키트의 소정의 위치에, 예컨대, 샘플 패드에 적하하여, 항원과 검출 시약을 크로마토그래프 매체 상에 전개시킨다.
이들 조작에 의해, 반응 부위에 있어서 크로마토그래프 매체상에 고정화된 항체에, 항원을 통해 표지 물질이 포착되고, 표지 물질의 신호를 검출함으로써 면역크로마트 진단키트에 의한 진단을 행한다. 일반적인 진단은 항원의 유무만을 확인하는 정성 진단이지만, 최근에는 그 신호의 강도를 육안 혹은 기계로 검출함으로써 정량 진단을 행할 수도 있다.
형광 물질의 신호를 측정하는 광학적 방법에 의하여 정량 분석을 구현할 수 있으며, 그 방법으로는 크게 나노 입자 표지법과 fluorescent dye 표지법 2가지가 있었으나, 기존에는 2가지 표지법 중 어느 하나만을 사용하기 때문에 발광의 감도를 높이는 데 한계가 있었다.
따라서, 많은 질병 중 예를 들어, 갑상선 관련 질병의 경우(세계적으로 2억명이 넘는 것으로 추정), 저농도에서도 정확하고 신속하게 TSH(갑상선 자극 호르몬)의 이상 여부를 조기 진단할 수 있는 진단키트의 개발이 중요해 지고 있는 실정이다.
선행기술을 살펴보면, 진단 대상의 신체 샘플로부터 측정된 호르몬 농도를 입력하는 호르몬 농도 입력부와, 정상군과 갑상선암 환자군 각각의 모집단의 신체 샘플로부터 측정된 2-히드록시에스트론(2-OH-E1), 2-히드록시에스트라디올(2-OH-E2), 2-메톡시에스트론(2-MeO-E1), 2-메톡시에스트라디올(2-MeO-E2), 및 2-메톡시에스트라디올-3-메틸에테르(2-MeO-E2-3-메틸에테르)로 구성된 군에서 선택된 3가지 이상의 호르몬 농도를 데이터로 하여 얻어진 통계치가 저장되어 있고, 상기 입력부를 통해 입력된 상기 3가지 이상의 호르몬 농도를 이용하여 상기 통계치에 해당하는 기초로 진단대상의 샘플값을 계산하고, 그 진단대상의 샘플값을 상기 저장된 통계치와 비교하여 갑상선암 여부 또는 진행 정도를 판단하는 진단 프로그램 모듈 및 상기 진단 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 컴퓨터 시스템 등으로 구성된다.
하지만, 선행기술은 3가지 이상의 호르몬 농도를 검출해야 하기 때문에 인체 기관 기능의 이상 여부를 진단하는데 오랜 시간이 걸리는 문제점이 있으며, 특히 호르몬 농도는 별도의 측정장치를 이용해야 하는 번거로움이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간이 진단 장치를 사용하여 국가별, 도시별, 개인별, 질병별, 지리정보 및 환자정보를 그래프와 함께 단말기에 출력할 수 있는 질병 상태 실시간 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
시료가 주입되는 진단키트와, 상기 진단키트의 시료를 검사하고 검사 결과 정보를 생성하는 진단장치와, 상기 진단장치로부터 생성된 정보를 저장하는 데이터베이스와, 상기 진단장치와 상기 데이터베이스 중 적어도 어느 하나를 관리하는 관리서버 및 통신망을 통해 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 출력하는 애플리케이션이 저장된 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에 의해 달성된다.
또, 상기 애플리케이션은 검사 결과 정보를 실시간으로 상기 단말기로 제공할 수 있다.
또, 상기 단말기는,
상기 진단장치를 제어하여 상기 진단장치가 상기 진단키트의 시료를 검사할 수 있다.
또, 상기 진단키트는,
지지체 및 상기 지지체의 상부에 적층된 다공성 막과, 상기 다공성 막의 일단에 배치되고 타겟 물질과 결합 가능한 제1항체와 상기 제1항체에 결합되는 유로퓸(Europium) 입자 및 형광 염료를 포함하는 컨쥬게이션 패드(conjugation pad)와, 상기 컨쥬게이션 패드의 일단에 마련되는 샘플 패드(sample pad)를 구비하는 스트립을 포함할 수 있다.
또, 상기 진단장치는,
혈액, 전혈, 혈장 및 혈청 중 어느 하나의 시료가 주입되는 진단키트가 탈착되는 안착부와, 상기 시료에 광원을 조사(照射)하는 조명부와, 광원이 조사된 상기 시료를 촬영하여 영상정보를 생성하는 촬영부 및 상기 촬영부로부터 생성된 영상정보를 토대로 질병의 발생 여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
또, 상기 진단장치는,
상기 진단키트에 상기 시료의 주입 여부 및 상기 시료의 종류 중 적어도 어느 하나를 검출하는 시료검출부를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 진단장치는,
상기 안착부가 이동 가능하도록 상기 안착부와 결합하는 안내부 및 상기 안착부를 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 조명부는,
광원을 방출하는 광원부와, 상기 광원부로부터 방출되는 광원을 직진성의 면광원으로 변환하는 조명렌즈 및 상기 조명렌즈를 통과한 면광원의 일부는 반사되고 또 다른 일부는 통과하되 상기 면광원이 상기 촬영부의 중심축과 평행하게 반사되는 반사부를 포함할 수 있다.
또, 상기 촬영부는,
상기 시료를 촬영하여 영상정보를 생성하는 결상부와, 상기 반사부를 통해 반사된 면광원을 상기 시료에 집광시키는 제1결상렌즈 및 상기 시료에 집광된 광원이 상기 제1결상렌즈와 상기 반사부를 통과한 광원을 상기 결상부로 결상시키는 제2결상렌즈를 포함할 수 있다.
또, 상기 촬영부는,
결상되기 전에 광원이 시료와 반응한 여기파장만을 투과시키는 필터부를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 진단장치는,
상기 안착부의 한 부분에 상기 안착부로부터 상기 진단키트가 유동하거나 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지부를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 이탈방지부는,
상기 안착부에 상기 진단키트가 장착된 상태에서 상기 안착부가 상기 촬영부 쪽으로 이동하면 상기 안내부가 상기 이탈방지부를 상기 안착부의 내측으로 삽입시켜 상기 진단키트를 고정하고, 상기 안착부가 상기 촬영부 쪽과 반대 방향으로 이동하면 상기 이탈방지부가 상기 안내부를 벗어나면서 상기 안착부의 외측으로 돌출되어 상기 진단키트의 장착을 해제할 수 있다.
또, 상기 이탈방지부는,
상기 이탈방지부가 마모되는 것을 방지하면서 상기 이탈방지부가 상기 안착부의 내측으로 용이하게 삽입하기 위한 미끄럼롤러를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 여기파장은 650nm ~ 680nm의 파장일 수 있다.
또, 상기 조명부는,
상기 광원의 중심파장이 640nm ~ 660nm의 파장일 수 있다.
또, 상기 안내부는,
상기 안착부가 용이하게 삽입되도록 상기 안착부와 밀착되는 안내롤러를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 다공성 막은 nitro cellulose membrane으로 이루어질 수 있다.
또, 상기 다공성 막에는 테스트 라인(test line) 및 컨트롤 라인(control line)이 배치되고, 상기 테스트 라인에는 상기 타겟 물질과 결합한 제1항체와 결합하는 제3항체가 형성되며, 상기 컨트롤 라인에는 컨쥬게이션 패드(conjugation pad)에 존재하는 제2항체와 특이적으로 결합하는 제4항체를 포함할 수 있다.
또, 상기 형광 염료의 표면에는 실리카 층이 형성되고, 상기 실리카 층에는 NHS(N-Hydroxysuccinimide) 및 -COOH 기가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 실시간 저장되는 질병 정보를 국가별, 도시별, 질병별 등으로 유연하게 정렬할 수 있다.
또한, 진단장치와 애플리케이션을 통해 빅 데이터(Big data)를 구축하여 환자 정보를 손쉽게 한눈에 볼 수 있으며 대륙, 국가, 지역별 감염 경로 및 환자 개개인의 성향에 따른 감염여부를 손쉽게 파악할 수 있다.
또한, 항체에 결합된 유로퓸 입자와 형광 염료에서 방출되는 2개의 광신호가 합쳐진 신호를 하나의 리더기에서 수신하기 때문에 정확한 정량 분석과, 저농도의 시료에서도 높은 형광 시그널을 얻을 수 있다.
또한, 촬영부의 중심축과 평행한 광원을 시료에 공급함으로써, 결상되는 빛의 손실을 최소화함으로써 시료를 정밀하게 검사할 수 있다.
또한, 진단키트 이동시 진단키트가 유동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 안착부가 후방으로 이동하면 이탈방지부가 진단키트를 자동으로 고정할 수 있고, 안착부가 전방으로 이동하면 이탈방지부가 해제되어 안착부로터 진단키트를 손쉽게 꺼낼 수 있다.
또한, 이탈방지부와 안내부 사이에 마찰을 최소화함으로써 이탈방지부 및 안내부가 마모되는 것을 방지할 수 있고, 나아가 안내부로부터 안착부가 유동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 시료의 여부를 확인하여 불필요한 작동을 최소화함으로써 에너지를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 데이터베이스 구조를 개략적으로 나타낸 E-R 다이어그램.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 로그인 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 메인 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 환자 등록 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 환자 발생 현황 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 환자 개별 현황 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단키트의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단키트를 리더기로 분석하는 것을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 형광 염료와 제1항체가 결합하는 모습을 나타낸 모식도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 유로퓸과 EDC/NHS와 반응하는 모습을 나타낸 모식도.
도 12는 도 10 및 도 11에서 생성물이 반응하는 모습을 나타낸 모식도.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단키트에 2개의 laser diode를 사용해 레이저를 쏘아 하나의 photo diodefh 형광도를 확인한 결과를 나타낸 그래프.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 각 결합하는 물질에 따라 형광 현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 도면.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 일부를 분해한 사시도.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 촬영부 및 시료검출부를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 안착부를 분해한 사시도.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 촬영부 및 조명부의 작동상태를 개략적으로 나타낸 측면도.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 안착부에 이탈방지부가 적용된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 이탈방지부의 작동상태를 개략적으로 나타낸 저면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 데이터베이스 구조를 개략적으로 나타낸 E-R 다이어그램.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 로그인 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 메인 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 환자 등록 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 환자 발생 현황 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 애플리케이션의 환자 개별 현황 화면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단키트의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단키트를 리더기로 분석하는 것을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 형광 염료와 제1항체가 결합하는 모습을 나타낸 모식도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 유로퓸과 EDC/NHS와 반응하는 모습을 나타낸 모식도.
도 12는 도 10 및 도 11에서 생성물이 반응하는 모습을 나타낸 모식도.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단키트에 2개의 laser diode를 사용해 레이저를 쏘아 하나의 photo diodefh 형광도를 확인한 결과를 나타낸 그래프.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 각 결합하는 물질에 따라 형광 현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 도면.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 일부를 분해한 사시도.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 촬영부 및 시료검출부를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 안착부를 분해한 사시도.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 촬영부 및 조명부의 작동상태를 개략적으로 나타낸 측면도.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 진단장치의 안착부에 이탈방지부가 적용된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템에서 이탈방지부의 작동상태를 개략적으로 나타낸 저면도.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도 1 내지 도 22에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 질병 상태 실시간 모니터링 시스템은, 진단키트(100), 진단장치(300), 데이터베이스(700), 관리서버(400) 및 단말기(500)를 포함한다.
진단키트(100)는, 측방 유도형(LFA,Lateral flow array) 형태의 스트립(110)을 포함하는 것으로서, 크게 지지체(101)와, 지지체(101) 상에 고정되는 스트립(strip)(110)을 포함하여 이루어진다.
스트립(110)은 상기 지지체(101)의 상부에 적층된 다공성 막(111)과, 상기 다공성 막(membrance)(111)의 일단에 배치되는 컨쥬게이션 패드(conjugation pad)(120)와, 상기 컨쥬게이션 패드(120)의 일단에 마련되는 샘플 패드(sample pad)(130)와, 상기 다공성 막(111)의 타단에 배치되는 흡수 패드(absobtion pad)(140)를 포함한다.
다공성 막(111)은 상기 지지체(101) 상에 고정되며, 모세관 현상에 의해 시료를 이동할 수 있도록 해주는 것으로서, 니트로 셀룰로오스(nitro cellulose)로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 컨쥬게이션 패드(120)에는 유로퓸(Europium) 입자(122) 및 형광 염료(123)가 결합된 제1항체(121)가 형성되는데, 시료가 상기 샘플 패드(130)를 지나 제1항체(121)와 제2항체(125)가 존재하는 컨쥬게이션 패드(120)로 이동하면 시료에 포함된 타겟 물질(예를 들어, 항원)과, 제1항체(121)가 항원-항체 결합을 하여 상기 타겟 물질은 라벨링 된다.
다공성 막(111)에는 상호 이격되어 배치되는 테스트 라인(test line)(113) 및 컨트롤 라인(control line)(117)이 형성된다.
테스트 라인(113)에는 상기 타겟 물질과 결합한 제1항체(121)와 결합하는 제3항체(115)가 형성된다.
컨트롤 라인(117)에는 컨쥬게이션 패드(conjugation pad)에 존재하는 제2항체(125)와 특이적으로 결합하는 제4항체(119)가 형성된다.
흡수 패드(absobtion pad)(140)는 상기 샘플 패드(130), 컨쥬게이션 패드(120) 및 테스트 라인(113)과 컨트롤 라인(117)을 거쳐 이동한 시료를 흡수하고, 모세관 현상을 통해 시료가 이동할 수 있는 동력을 제공하는 역할을 수행한다.
이하에서는, 제1항체에 유로퓸(Europium) 입자 및 형광 염료를 결합하는 과정을 설명한다.
먼저, 도 10을 참조하면, 표면에 NHS ester가 결합된 형광 염료(Dye)에 제1항체를 반응시키면 안정한 아마이드 결합을 한 라벨링된 제1항체를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 실리카 층이 형성되고 표면에 -COOH를 갖는 유로퓸(Eu)에 EDC/NHS를 반응시키면 아민 반응성 유로퓸(amine reactive europium)을 얻을 수 있다.
그 다음으로, 도 12를 참조하면, 유로퓸과 표지된 제1항체를 반응시키면, 제1항체를 중심으로 양쪽에 유로퓸과 형광 염료가 결합된 구조의 제1항체를 얻게 된다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 제1항체에 유로퓸(Europium) 입자 및 형광 염료를 결합하는 과정은 크게 형광 염료-NHS ester와 제1항체를 Conjugation하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 형광 염료와 결합시킨 제1항체를 유로퓸 입자에 conjugation하는 단계로 이루어질 수 있다.
상기 제1과정은 2.5ml vial에 1 × PBS(Phosphate-Buffered Saline), 1M Sodium bicarbonate buffer(pH 8.31) 제1항체를 넣고 30분 내지 1시간 동안 교반하여 제1항체를 용해시킨 제1용액(solution)을 마련한다.
그리고 DMSO(Dimethyl sulfoxide) 또는 DMF(dimethylformamide)에 녹인 fluorescent dye-NHS(N-Hydroxysuccinimide) ester를 첨가하고, 암실에서 1시간 정도 교반하여 제2용액을 마련한다.
제1용액에 제2용액을 첨가해주고, 약 1시간 정도 교반시킨 제3용액을 마련한다. 상기 제3용액을 미리 준비한 G-25로 컬럼에 떨어뜨리고, 상기 컬럼에서 형광 염료로 표지된 제1항체만을 분리한 항체 용액을 마련한다.
상기 항체 용액을 UV-visible spectromiter로 측정해 제1항체의 purify와 항체/dye간의 결합 ratio를 계산한 다음, 냉장 및 암실에서 보관한다.
제2과정은 먼저 EDC(1-ethyl-3 3-dimethylaminopropyl carbodiimide)를 room temperature에 두어 equilibrate시킨다.
Europium carboxylate modified microspheres를 NHS를 함유하는 conjugation buffer에 녹인 다음 상기 EDC를 첨가하고, 약 2시간 정도 room temperature에서 교반하면서 반응을 진행시켜 유로퓸 용액(Europium solution)을 마련한다.
유로퓸 용액(Europium solution)과 항체 용액을 혼합하여 반응시키면 제1항체에 유로퓸(Europium) 입자 및 형광 염료가 결합된 최종 생성물을 얻을 수 있다. 상기 최종 생성물은 컨쥬게이션 패드에 적층된다.
최종 생성물 보관 시에는 냉장(단기간 보관) 또는 냉동(장기간 보관)으로 보관한다.
이하에서는 본 발명의 진단키트(100)를 사용하여 표적물질을 정량 분석하는 방법을 살펴보도록 한다.
본 발명의 진단키트(100)를 사용하여 표적물질을 정량 분석하는 방법은, 타겟 물질을 포함하는 시료를 샘플 패드(130)에 공급하는 단계와, 상기 시료가 제1항체와 제2항체가 존재하는 컨쥬게이션 패드(120)로 이동하여 상기 타겟 물질과 결합한 제1항체(121)를 상기 제3항체(115)에서 포획하는 단계와, 제1파장을 가지는 제1광원(201)을 유로퓸(Europium) 입자에 조사하고, 상기 제1파장과 다른 제2파장을 가지는 제2광원(202)을 상기 형광 염료에 조사하여 상기 유로퓸에서 방출하는 제1광신호와 상기 형광 염료에서 방출하는 제2광신호를 하나의 포토다이오드(photo diode)에서 동시에 수신하여 신호 유무 및 세기를 확인하는 단계로 이루어질 수 있다.
여기서, 제1광원(201) 및 제2광원(202)은 레이저를 이용하는 것을 예시할 수 있으며, 상기 제1, 2광신호는 형광신호인 것을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 13은 2개의 laser diode를 사용해 레이저를 쏘아 하나의 photo diodefh 형광도를 확인한 결과를 나타내는 그래프로서, 상기 유로퓸(Europium) 입자 및 형광 염료에서 흡수하는 제1, 2광원의 파장은 서로 다르지만, 유로퓸(Europium) 입자 및 형광 염료에서 방출하는 제1광신호와 제2광신호의 파장은 비슷한 것을 이용한 것으로서, 하나의 포토다이오드(photo diode) 내지 리더기에서는 비슷한 대역의 제1, 2광신호를 동시에 수신하기 때문에 고감도 검출 성능을 발휘할 수 있고, 저농도의 시료에서도 정확한 정량 분석이 가능하며, 질병을 보다 정밀하고 신속하게 진단할 수 있는 장점이 있다. 즉, 제1, 2광신호가 도 3에 도시된 바와 같이 한 파장에서 합쳐져 형광신호를 형성하기 때문에 고감도 신호를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명을 통해 진단 가능한 질병은 각종 암(대장암, 간암, 전립선암 등), 호르몬 관련 질환이나 증상(갑상선 질환, 임신 등), 바이러스 관련 질환(influenza, Hepatitis A, B, C 등), 세균으로 인한 질병, 당뇨, 염증 등 혈액을 이용하여 측정 또는 진단할 수 있는 각종 질병이 해당될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에서 결합되는 물질에 따른 형광도 비교분석을 위한 진단키트(100) 분석 실험예를 제공한다.
[실험예]
(1) 실험 방법
DISPENSER SYSTEM(ZETA corporation, 한국)을 사용한 스트립에 대한 라인 분주에 대한 방법 및 키트 분석방법을 제공한다.
여기서, 라인분주는 DISPENSER SYSTEM(ZETA corporation, 한국) 장비를 이용하여 1.0uL/cm의 분주량, 60mm/sec의 속도로 진단키트(100)의 test, control line에 해당하는 NC membrane에 capture antibody를 붙인다.
항체 Rat Ig G(Jackson Immuno research, 미국)를 1xPBS에 1mg/ml의 농도로 녹인 후, DISPENSER SYSTEM(ZETA corporation, 한국)을 사용하여 항체의 분주를 시작한다. 분주가 완료되면 커팅을 하고, 조립하여 키트를 만든다. 만들어진 Buffer를 sample pad에 로딩하여 분석을 실시한다.
(2) Base Buffer의 제조
1xPBS, 0.5% Tween 20, 1% BSA, 0.1% Sodium azide를 비커에 넣고 다 녹을 때까지 교반한다.
(3)Conjugation pad의 조성
염료 및 유로퓸 입자로 표지 된 anti Rat Ig G(Jackson Immuno research, 미국)가 농도 0.1ug/ml로 존재한다.
(4) Strip의 제조
sample pad는 grade 319, conjugation pads는 grade 8964, NC membrane은 Nu-10u을사용 하며, Absorption pad로는 grade 222을 사용하여 strip을 제조하였다.
도 14를 참조하면, 위 실험예((a)Eu-단백질-형광물질)과 함께, (b) 형광물질-단백질, (c) Eu-단백질 및 (d) 단백질(표지되지 않은 대조군)에 대하여 레이저를 조사하였을 때 방출되는 광신호를 형광 현미경으로 촬영한 결과, 본 발명의 실험예인 (a)Eu-단백질-형광물질가, 나머지 (b) 형광물질-단백질, (c) Eu-단백질 및 (d) 단백질(표지되지 않은 대조군)에 비해 광신호 세기 내지 밝기가 현저히 강하다는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 진단장치(300)는, 베이스부(1), 구동부(2), 안내부(3), 안착부(4), 광학블록(5), 촬영부(6), 시료검출부(7), 조명부(8), 센서부(30) 및 제어부(9)를 포함한다. 여기에 이탈방지부(10)를 더 포함할 수 있다.
베이스부(1)는, 대략 직사각의 패널과 패널의 상면에 후술할 구동축(22), 회전축(23) 및 안내부(3)를 지지하는 브래킷(11)이 설치된다. 이때, 브래킷(11)은 두 쌍이 마련되고 패널의 양측 상면에 한 쌍씩 각각 설치된다.
또한, 베이스부(1)는 후술할 구동부(2), 안내부(3), 안착부(4), 촬영부(6), 시료검출부(7), 조명부(8), 센서부(30) 및 제어부(9)를 수용하고 지지한다.
구동부(2)는, 후술할 안착부(4)를 이동시키는 것으로, 제어부(9)에 의해 제어되고, 모터(21), 구동축(22), 회전축(23) 및 타이밍벨트(24)를 포함한다.
모터(21)는, 대략 주지 또는 공지된 스탭모터(21) 등을 이용하고, 베이스부(1)의 후방 상면에 설치된다.
또한, 모터(21)는 제어부(9)에 의해 제어되고, 모터(21)의 축이 기어를 통해 구동축(22)과 연결된다.
이에 따라, 모터(21)가 작동하면 구동축(22)이 회전한다.
구동축(22)은, 후술할 타이밍벨트(24)를 회전시키는 것으로, 베이스부(1)의 후방에 배치된 브래킷(11)에 회전 가능하도록 끼워져 구속되고, 일단은 기어를 통해 모터(21)의 축과 연결된다.
또한, 구동축(22)은 중간 둘레에 후술할 타이밍벨트(24)에 대응하는 기어가 형성된다.
회전축(23)은, 후술할 타이밍벨트(24)를 지지하는 것으로, 베이스부(1)의 전방에 배치된 브래킷(11)에 회전 가능하도록 끼워져 구속되고, 중간 둘레에 타이밍벨트(24)에 대응하는 기어가 형성된다.
타이밍벨트(24)는, 안착부(4)를 이동시키는 것으로, 내측에 기어가 형성되고, 구동축(22) 및 회전축(23)에 끼워진다.
이에 따라, 구동축(22)이 회전하면, 타이밍벨트(24)가 회전하고, 타이밍벨트(24)가 회전하면 회전축(23)이 회전한다.
안내부(3)는, 안착부(4)를 안내하는 것으로, 기다란 바(bar) 형태로 형성되되 안내부(3)의 상부에 안착부(4)에 대응하는 가이드홈(31)이 길이방향으로 형성되고, 브래킷(11)과 나사결합 하며, 브래킷(11)의 상단에 배치된다.
또한, 안내부(3)는 후술할 안착부(4)가 타이밍벨트(24)와 연결되도록, 가이드홈(31)의 바닥 일 영역이 저면으로 개구된다.
안착부(4)는, 진단키트(100)를 장착하여 이동시키는 것으로, 안내부(3)의 가이드홈(31)에 끼워지고, 타이밍벨트(24)와 연결되며, 안착블록(41), 이탈방지블록(42) 및 고정블록(43)을 포함한다.
또한, 안착부(4)는 타이밍벨트(24)의 회전에 따라 전방 또는 후방으로 이동한다.
안착블록(41)은, 기다란 바(bar) 형태로 형성되되 안착블록(41)의 상부에 진단키트(100)에 대응하는 키트삽입홀(411)이 길이방향으로 형성되고, 안내부(3)의 가이드홈(31)에 끼워진다.
이탈방지블록(42)은, 진단키트(100)가 안착블록(41)의 상부 및 후방으로 이탈하는 것을 방지하는 것으로, 측면의 형상이 대략 "ㄱ"자 모양으로 형성되고, 전방 상면의 일 영역이 개구되며, 안착블록(41)의 후방에 나사결합 된다.
또한, 이탈방지블록(42)은 후술할 센서부(30)가 안착부(4)의 초기 위치를 검출하도록 이탈방지블록(42)의 후단 일 부분이 돌출된다.
이에 따라, 안착블록(41)에 진단키트(100)가 삽입되면, 진단키트(100)의 후단 부분이 안착블록(41)과 이탈방지블록(42) 사이에 끼워지고 진단키트(100)의 후단은 이탈방지블록(42)과 밀착된다.
고정블록(43)은, 두 개의 파트로 나눠지고, 타이밍벨트(24)의 한 부분에 두 개의 파트가 나사결합 하여 고정된다.
또한, 고정블록(43)은 상단이 안착블록(41)의 저면에 나사결합 되어 고정된다.
이에 따라, 타이밍벨트(24)가 회전하면 안착부(4)가 전방 또는 후방으로 이동한다.
광학블록(5)은, 후술할 촬영부(6), 시료검출부(7) 및 조명부(8)를 수용하는 것으로, 대략 직육면체의 하우징 형태로 형성되고, 안내부(3)의 상면에 나사결합 된다.
촬영부(6)는, 진단키트(100)에 주입된 시료를 촬영하는 것으로, 광학블록(5)의 내부 후방에 배치되고, 제어부(9)에 의해 제어되며, 결상부(61), 제1결상렌즈(62), 제2결상렌즈(63) 및 필터부(64)를 포함한다.
결상부(61)는, 시료를 촬영하는 것으로, 대략 주지 또는 공지된 포토 디텍터 또는 촬상소자 등을 이용하고, 제어부(9)에 의해 제어되며, 광학블록(5)의 후방 상단에 설치된다.
제1결상렌즈(62)는, 후술할 광학부로부터 면광원을 전달받아서 시료에 집광시키는 것으로, 광학블록(5)의 하단에 배치된다.
또한, 제1결상렌즈(62)는 시료로부터 나온 광선을 제2결상렌즈(63)로 전달한다.
제2결상렌즈(63)는, 결상부(61)와 후술할 필터부(64) 사이에 배치되고, 제1결상렌즈(62)로부터 전달받은 광선을 모아서 결상부(61)로 결상시킨다.
필터부(64)는, 주지 또는 공지된 밴드 패스 필터 등을 이용하고, 제2결상렌즈(63)와 후술할 반사부(83) 사이에 배치된다.
또한, 필터부(64)는, 시료에 초점을 맺은 빛이 시료와 반응한 여기파장만을 투과시키기 위한 것으로, 660nm ~ 670nm의 파장만을 투과시킨다.
상술한 제1결상렌즈(62) 및 제2결상렌즈(63)는 주지 또는 공지된 동일한 비구면 렌즈가 사용될 수 있다.
시료검출부(7)는, 진단키트(100)에 시료의 여부 및 시료의 종류를 검출하는 것으로, 광학블록(5)의 내부 전방에 배치되고, 제어부(9)에 의해 제어된다.
여기서, 시료검출부(7)는 상술한 촬영부(6)의 결상부(61), 제1결상렌즈(62) 및 제2결상렌즈(63)와 구성이 동일하고, 높이에 따른 배치도 동일하다. 다만, 시료검출부(7)는 광학블록(5)의 하단에 그린엘이디(71)가 설치된다.
즉, 시료검출부(7)는 그린엘이디(71)에서 출력되는 광원을 시료에 조사하고, 이를 촬영한다. 이후, 제어부(9)에서 촬영된 정보를 토대로 진단키트(100)에 시료가 담겨있는지의 유무를 먼저 판별한다. 시료가 있다고 판단되면 제어부(9)에서 촬영된 정보를 가지고 혈액, 전혈, 혈장 및 혈청 등 시료의 종류를 판별한다.
여기서, 시료검출부(7)는 상술한 촬영부(6)의 구성에 대응하는바 상세한 구성 설명은 생략하기로 한다.
조명부(8)는, 시료에 광원을 공급하는 것으로, 광학블록(5)의 내부 좌측에 배치되며, 광원부(81), 조명렌즈(82) 및 반사부(83)를 포함한다.
광원부(81)는, 대략 주지 또는 공지된 레이저다이오드 등을 이용하고, 광학블록(5)의 내부 좌측에 배치되되 후술할 반사부(83)를 향해 배치되며, 광원의 중심파장이 650nm이다.
조명렌즈(82)는, 광원부(81)에서 출력되는 광원을 직진성의 면광원으로 변환시키는 것으로, 광원부(81)와 반사부(83) 사이에 배치된다.
반사부(83)는, 광원의 50%는 반사시키면서 나머지 50%는 투과시키며, 제1결상렌즈(62)와 필터부(64) 사이에 경사지게 배치된다.
즉, 조명렌즈(82)를 통해 출력되는 면광원이 반사부(83)에 조사되면 면광원의 50%는 반사부(83)를 통해 반사되되 시료를 향해 반사되고, 나머지 50%는 반사부(83)를 투과한다.
이때, 시료를 향해 반사되는 면광원은 제1결상렌즈(62) 및 제2결상렌즈(63)의 중심축과 평행하게 이루어지고, 제1결상렌즈(62) 통과하면서 시료에 집광된다.
이에 따라, 광원이 시료에 수직이게 조사됨으로써, 결상되는 빛의 손실을 최소화할 수 있고, 나아가 시료를 정밀하게 촬영할 수 있으며, 이를 토대로 질병의 존재 여부를 좀더 정확하게 진단할 수 있다.
센서부(30)는, 안착부(4)의 초기 위치를 검출하는 것으로, 제어부(9)와 연결된다.
또한, 센서부(30)는 베이스부(1)의 상면에 설치되되 안내부(3)의 후방에 배치된다.
이에 따라, 안착부(4)가 안내부(3)를 따라 후방으로 이동하면 이탈방지블록(42)의 돌출 부분이 센서부(30)에 진입한다. 이때, 센서부(30)에서 신호를 생성하고 제어부(9)에서 이를 수신하여 안착부(4)의 위치를 초기화할 수 있다. 이에 따른 설명은 후술한다.
제어부(9)는, 베이스부(1)의 상면에 설치되되 안내부(3)의 좌측에 배치되고, 상술한 구동부(2), 촬영부(6), 시료검출부(7), 조명부(8) 및 센서부(30)를 제어하며, 시료의 유무와 종류 및 질병의 존재 유무를 판단한다.
이탈방지부(10)는, 안착부(4)에 진단키트(100)가 삽입된 후 안착부(4)의 전방으로 진단키트(100)가 조금씩 이동하는 것을 방지하고, 안착부(4)에 견고하게 잡아주며, 안착부(4)의 양측에 회전 가능하도록 설치된다.
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또한, 이탈방지부(10)는 회전편(101'), 돌출편(102'), 스토퍼(103') 및 미끄럼롤러(104')를 포함한다.
먼저, 이탈방지부(10)가 설치되도록 안착블록(41')의 전방 양측 저면에 이탈방지부(10)에 대응하는 장착홈(412)이 각각 형성되고, 키트삽입홀(411)과 연통하면서 돌출편(102')에 대응하는 관통공(413)이 형성된다.
회전편(101')은, 대략 측면의 형상이 "ㄴ"자 모양으로 형성되고, 회전편(101')의 후단이 안착블록(41')의 장착홈(412)에 회전 가능하도록 설치된다. 이에 따라, 회전편(101')은 안착블록(41')으로부터 회전하고, 장착홈(412)으로부터 돌출 또는 인입된다.
돌출편(102')은, 회전편(101')의 전단에 형성되되 키트삽입홀(411)을 향해 돌출되며, 안착블록(41')의 관통공(413)에 끼워진다. 이에 따라, 회전편(101')이 회전하면 돌출편(102')이 관통공(413)을 통해 키트삽입홀(411)로 돌출되거나 관통공(413)으로 인입된다.
스토퍼(103')는, 회전편(101')의 회전구간을 제한하는 것으로, 회전편(101')의 후단에 후방으로 돌출 형성된다. 이에 따라, 회전편(101')이 회전하여 장착홈(412)으로부터 돌출되면 스토퍼(103')가 장착홈(412) 안쪽으로 인입되어 걸림으로써 회전편(101')의 회전이 제한된다. 따라서, 회전편(101')이 안착블록(41')의 외부로 과도하게 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 이탈방지부(10) 또는 안착블록(41')에는 이탈방지부(10)를 안착블록(41') 외부로 돌출시키는 스프링(미도시)이 설치될 수 있다. 즉, 안착블록(41')으로부터 이탈방지부(10)가 외부로 돌출된 상태에서 안착블록(41')이 후방으로 이동하면 회전편(101')이 가이드홈(31)의 양 측면에 밀착된다. 계속해서 안착블록(41)이 후방으로 이동하면 가이드홈(31)의 양 측면이 회전편(101')을 밀어서 이탈방지부(10)가 장착홈(412)으로 인입된다. 이때, 돌출편(102')이 키트삽입홀(411)로 돌출되는데 진단키트(100)의 전방에 돌출되어 진단키트(100)를 견고하게 고정할 수 있다.
미끄럼롤러(104')는, 이탈방지부(10)의 외측면과 가이드홈(31)의 양 측면이 마모되는 것을 방지하기 위한 것으로, 회전편(101') 전단의 측면에 인입되어 설치된다. 이때, 미끄럼롤러(104')는 둘레 일 부분이 회전편(101')의 외부로 돌출되면서 회전 가능하도록 설치된다. 이에 따라, 이탈방지부(10)가 장착홈(412)에 인입되면, 미끄럼롤러(104')가 가이드홈(31)의 양 측면과 밀착되고 안착부(4) 이동시 미끄럼롤러(104')가 회전한다. 따라서, 이탈방지부(10)와 안내부(3) 사이의 마찰력을 최소화함으로써 이탈방지부(10) 및 안내부(3)가 마모되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 안내부(3)에는 가이드홈(31)의 전방 내측면에 안내롤러(32)가 더 설치될 수 있다. 즉, 안내롤러(32)가 회전편(101')을 밀어서 이탈방지부(10)가 장착홈(412)에 인입되도록 함으로써, 회전편(101')이 마모되는 것을 더욱 방지할 수 있다.
진단키트(100)는, 대략 직육면체의 바(bar) 형태로, 후방 상면에 시료가 주입되는 시료주입구(201')가 형성되고, 주입된 시료에 의해서 띠 형태로 나타나는 시료검사부(202')가 시료주입구(201')의 전방에 형성되며, 안착부(4)의 키트삽입홀(411)에 끼워진다. 이에 따른 설명은 후술한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 이용되는 진단 장치의 작동상태를 설명하기로 한다.
본 발명을 구동하기 위한 스위치가 생략되었지만, 장치를 구동하기 위한 스위치는 자명한 구성이므로, 본 발명의 작동상태를 설명하기 위해서 스위치가 있는 것으로 간주하고 설명하기로 한다.
스위치를 켜면 안착부(4)가 후방으로 이동하고, 센서부(30)에서 초기 위치를 감지한다.
안착부(4)의 초기 위치를 감지한 후 제어부(9)에서 안착부(4)의 이동거리를 설정하고, 모터(21)를 구동시켜 안착부(4)를 전방으로 이동시킨다.
안착부(4)가 전방으로 이동하면, 안착부(4)의 전방 부분이 안내부(3)를 벗어나면서 이탈방지부(10)가 양측으로 돌출된다.
안착부(4)가 안내부(3)의 전방으로 돌출된 후 시료주입구(201')에 시료(혈액)을 주입한 후 진단키트(100)를 안착부(4)에 삽입한다.
안착부(4)에 진단키트(100)가 삽입되면 스위치를 한 번 더 작동시키면 안착부(4)가 후방으로 이동한다.
안착부(4)가 후방으로 이동하면 이탈방지부(10)가 안착부(4)의 내부로 자동으로 인입되고, 돌출편(102')이 키트삽입홀(411)로 돌출되어 진단키트(100)를 견고하게 고정한다.
계속해서 안착부(4)가 후방으로 이동하되 시료주입구(201')와 시료검출부(7)가 서로 일치가 되는 위치에서 정지한다.
안착부(4)가 정지하면 시료검출부(7)에서 시료의 여부와 종류를 검출한다.
이후, 촬영부(6)가 시료검사부(202')에서 반응한 시료를 촬영하도록 안착부(4)를 후방으로 이동시킨다.
안착부(4)가 후방으로 이동하면 조명부(8)가 작동하고, 조명부(8)가 작동하면 촬영부(6)가 작동한다.
광원부(81)에서 광원을 출력하면 조명렌즈(82)를 통과하면서 면광원으로 변환되고 면광원은 반사부(83)를 통해서 제1결상렌즈(62)로 조사된다.
면광원은 제1결상렌즈(62)를 통과하면서 시료에 집광되고, 시료에 초점이 생성된다.
초점이 생성된 광원은 시료와 반응하면서 여기파장이 생성되고, 여기파장을 포함한 광원은 제1결상렌즈(62), 반사부(83), 필터부(64) 및 제2결상렌즈(63)를 순차적으로 통과한다.
여기서, 광원이 필터부(64)를 통과하면 여기파장만 통과하고 여기파장만 결상부(61)에서 결상되며, 결상부(61)에서 이를 촬영한다.
이때, 안착부(4)가 후방으로 조금씩 이동하면서 시료를 연속적으로 촬영할 수도 있다.
이후, 제어부(9)는 결상부(61)에서 촬영된 정보를 수신하여 인체 기관 기능의 이상 유무를 판별한다.
판별이 끝나면 안착부(4)가 후방으로 이동하고, 센서부(30)에서 안착부(4)의 위치를 인식하며 제어부(9)는 안착부(4)의 위치를 초기화한다.
안착부(4)의 위치가 초기화되면 안착부(4)는 전방으로 이동하고, 안착부(4)가 안내부(3)로부터 돌출되면 이탈방지부(10)가 자동으로 벌어진다.
이탈방지부(10)가 벌어지면 안착부(4)로부터 진단키트(100)를 손쉽게 분리할 수 있다.
진단장치(300)는 각 병원, 보건소 등에 배치되어 있으며 사용자는 스마트폰, 스마트 패드 등의 단말기(500)를 이용하여 진단장치를 제어할 수 있다.
즉, 단말기(500)에 설치된 애플리케이션을 통해 NFC, 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선통신을 이용하여 진단장치(300)에 접속할 수 있고, 애플리케이션을 통해 진단장치(300)에서 생성된 정보를 수신하여 검사 결과값 및 환자 정보를 데이터베이스부(700)에 제공할 수 있다.
상술한 무선통신은 블루투스가 적용되었으나, 필요에 따라 다양한 무선통신 방식이 적용될 수도 있다.
한편, 애플리케이션은 진단키트(100)의 검사를 수행하기 위해서 진단장치(300)를 제어할 수 있다.
관리서버(400)는, 진단장치(300)와 연결되고, 유무선 통신, 인터넷 등의 통신망(600)을 통해 단말기(500)와 연결되며, 데이터베이스(700)와 연결된다.
즉, 관리서버(400)는, 진단장치(300) 및 데이터베이스(700) 중 적어도 어느 하나를 관리하고, 단말기(500)의 접속 승인 여부를 관리한다.
데이터베이스(700)는 관리서버(400)와 연결되고, 도 2에 도시된 바와 같이 환자번호가 저장된다.
환자번호는 이름, 나이, 성별, 직업군, 지리정보, 병원정보, 진단장치(300)의 결과값 및 질병 정보를 포함하며, 진단장치(300)의 결과값에는 측정값, 측정시간, 질병 발생 여부를 포함한다.
질병 정보에는 질병명을 포함되어 있으며, 이러한 질병명에는 예를 들어, 갑상선(TSH, T3, T4 등) 질환, 암(PSH, CEA, IFOB 등) 질환, 감염성(Malaria, Dengue, Influenza 등) 질환을 포함하고 그 밖에도 HCG, LH, HbA1c의 호르몬 질환을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4는 애플리케이션의 로그인(Login)화면과 메인(Main)화면을 나타내고 있으며, 사용자는 로그인(Login)을 해야만 진단장치(300)와 관리서버(400)를 통해 데이터베이스(700)에 접속할 수 있다. 메인(Main)화면은 테스트(Test), 검사 목록(History), 옵션(Option), 도움말(Help)을 포함한다.
테스트(Test) 화면에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 환자 정보를 기록할 수 있으며, 더욱 상세하게는 이름, 나이, 검사일, 직업군, 질병명, 지리정보 및 병원 정보를 입력할 수 있다. 아래 Test(테스트) 아이콘을 누르면, 블루투스를 통해 진단장치(300)와 연결을 수행하며, 연결 후에는 진단장치(300)의 결과값을 가져와 환자 정보와 함께 관리서버(400)를 통해 테이터베이스(700)로 전송한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 검사 목록(History) 화면에선 선택(Select) 아이콘을 누르면 지역별, 국가별, 대륙별, 질병 별, 환자별 검사 결과를 실시간으로 확인할 수 있다.
여기서, 지역정보를 가져오기 위해 지도 API를 활용하며 각 항목에 맞게 검색 가능하도록 요구할 수 있다.
그래프는 검사 건수(Test)와 발병률(incidence)을 표현하며 그래프를 누르면 해당 정보를 더 자세하게 출력한다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 국가별 검색 시 지도에서 한국을 누르면 한국의 검사 건수와 발병률 그래프가 나오게 되며, 그래프를 누르면 해당 정보를 더욱 상세하게 출력해준다. 또한, 그 아래로 주변 국가들의 결과값을 출력한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 환자별 검사 결과만을 출력할 수 있고, 검사자가 검사한 환자들만 출력할 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.
100; 진단키트
101; 지지체
110; 스트립
111; 다공성 막
113; 테스트 라인
115; 제3항체
117; 컨트롤 라인
119; 제4항체
120; 컨쥬게이션 패드
121; 제1항체
122; 유로퓸 입자
123; 형광 염료
125; 제2항체
130; 샘플 패드
140; 흡수 패드
201; 제1광원
202; 제2광원
203; 포토다이오드
300; 진단장치
400; 관리서버
500; 단말기
600; 통신망
700; 데이터베이스
1; 베이스부
11; 브래킷
2; 구동부
21; 모터
22; 구동축
23; 회전축
24; 타이밍벨트
3; 안내부
31; 가이드홈
32; 안내롤러
4; 안착부
41, 41'; 안착블록
411; 키트삽입홀
412; 장착홈
413; 관통공
42; 이탈방지블록
43; 고정블록
5; 광학블록
6; 촬영부
61; 결상부
62; 제1결상렌즈
63; 제2결상렌즈
64; 필터부
7; 시료검출부
71; 그린엘이디
8; 조명부
81; 광원부
82; 조명렌즈
83; 반사부
9; 제어부
10; 이탈방지부
101'; 회전편
102'; 돌출편
103'; 스토퍼
104'; 미끄럼롤러
201'; 시료주입구
202'; 시료검사부
30; 센서부
101; 지지체
110; 스트립
111; 다공성 막
113; 테스트 라인
115; 제3항체
117; 컨트롤 라인
119; 제4항체
120; 컨쥬게이션 패드
121; 제1항체
122; 유로퓸 입자
123; 형광 염료
125; 제2항체
130; 샘플 패드
140; 흡수 패드
201; 제1광원
202; 제2광원
203; 포토다이오드
300; 진단장치
400; 관리서버
500; 단말기
600; 통신망
700; 데이터베이스
1; 베이스부
11; 브래킷
2; 구동부
21; 모터
22; 구동축
23; 회전축
24; 타이밍벨트
3; 안내부
31; 가이드홈
32; 안내롤러
4; 안착부
41, 41'; 안착블록
411; 키트삽입홀
412; 장착홈
413; 관통공
42; 이탈방지블록
43; 고정블록
5; 광학블록
6; 촬영부
61; 결상부
62; 제1결상렌즈
63; 제2결상렌즈
64; 필터부
7; 시료검출부
71; 그린엘이디
8; 조명부
81; 광원부
82; 조명렌즈
83; 반사부
9; 제어부
10; 이탈방지부
101'; 회전편
102'; 돌출편
103'; 스토퍼
104'; 미끄럼롤러
201'; 시료주입구
202'; 시료검사부
30; 센서부
Claims (5)
- 시료가 주입되는 진단키트;
상기 진단키트의 시료를 검사하고 검사 결과 정보를 생성하는 진단장치;
상기 진단장치로부터 생성된 정보를 저장하는 데이터베이스;
상기 진단장치와 상기 데이터베이스 중 적어도 어느 하나를 관리하는 관리서버; 및
통신망을 통해 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 출력하는 애플리케이션이 저장된 단말기;를 포함하며,
상기 진단장치는,
혈액, 전혈, 혈장 및 혈청 중 어느 하나의 시료가 주입되는 진단키트가 탈착되는 안착부;
상기 시료에 광원을 조사(照射)하는 조명부;
광원이 조사된 상기 시료를 촬영하여 영상정보를 생성하는 촬영부;
상기 촬영부로부터 생성된 영상정보를 토대로 질병의 존재 여부를 판단하는 제어부; 및
상기 안착부의 한 부분에 상기 안착부로부터 상기 진단키트가 유동하거나 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지부; 를 포함하며,
상기 이탈방지부가 마모되는 것을 방지하면서 상기 이탈방지부가 상기 안착부의 내측으로 용이하게 삽입하기 위한 미끄럼롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
질병 상태 실시간 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 애플리케이션은 검사 결과 정보를 실시간으로 상기 단말기로 제공하는 것을 특징으로 하는
질병 상태 실시간 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 단말기는,
상기 진단장치를 제어하여 상기 진단장치가 상기 진단키트의 시료를 검사할 수 있는 것을 특징으로 하는
질병 상태 실시간 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 진단키트는,
지지체; 및
상기 지지체의 상부에 적층된 다공성 막과, 상기 다공성 막의 일단에 배치되고 타겟 물질과 결합 가능한 제1항체와 상기 제1항체에 결합되는 유로퓸(Europium) 입자 및 형광 염료를 포함하는 컨쥬게이션 패드(conjugation pad)와, 상기 컨쥬게이션 패드의 일단에 마련되는 샘플 패드(sample pad)를 구비하는 스트립;을 포함하는 것을 특징으로 하는
질병 상태 실시간 모니터링 시스템.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170107418A KR101837081B1 (ko) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | 질병 상태 실시간 모니터링 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170107418A KR101837081B1 (ko) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | 질병 상태 실시간 모니터링 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101837081B1 true KR101837081B1 (ko) | 2018-03-09 |
Family
ID=61727970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170107418A KR101837081B1 (ko) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | 질병 상태 실시간 모니터링 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101837081B1 (ko) |
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Citations (2)
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| JP2008534956A (ja) * | 2005-03-30 | 2008-08-28 | キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド | 内部較正システムを用いる診断キット |
| KR101140590B1 (ko) * | 2011-12-05 | 2012-05-02 | 박순관 | 헬스케어용 스마트 자가진단 요화학 분석 의료기기 |
-
2017
- 2017-08-24 KR KR1020170107418A patent/KR101837081B1/ko active IP Right Grant
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| US11514738B2 (en) | 2020-07-20 | 2022-11-29 | Abbott Laboratories | Digital pass verification systems and methods |
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