KR101854600B1 - 다채널 독소 측정 스트립 및 이를 포함하는 다채널 독소 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다채널 독소 측정 스트립 및 이를 포함하는 다채널 독소 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 한 번의 시료 주입으로 각각 서로 다른 독소를 측정할 수 있도록, 액체 시료가 투입되는 시료 투입부; 상기 액체 시료의 항원과 반응하는 항체 또는 압타머를 포함하는 시료 측정부; 상기 액체 시료를 흡수하는 시료 흡수부; 및 상기 액체 시료가 모세관 현상에 의해 이동되며, 일측에 하나의 상기 시료 투입부가 구비되고, 타측에 상기 시료 측정부가 복수개 구비되는 맴브레인;을 포함하여 구성된다.

Description

다채널 독소 측정 스트립 및 이를 포함하는 다채널 독소 측정 장치{STRIP AND APPARATUS FOR MEASURING TOXIN USING MULTI CHANNEL}

본 발명은 다채널 독소 측정 스트립 및 이를 포함하는 다채널 독소 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 한 번의 시료 주입으로 각각 서로 다른 독소를 측정할 수 있는 다채널 독소 측정 스트립 및 이를 포함하는 다채널 독소 측정 장치에 관한 것이다.

병의 원인으로는 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 진균 등과 같은 생물학적인 요소와, 독소와 같은 화학적인 요소가 있다. 특히, 식품 중 독소는 곰팡이독, 조개독, 버섯독 등 천연독소와 잔류농약, 잔류 항생제, 식품첨가물 및 저장가공 중 발생하는 화학물질을 말한다. 이러한, 독소는 식품에 ppb 정도로 극소량 함유되어 있고, 아주 장기간 섭취해야 인체에서 이상이 발생한다. 이러한, 독소는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC), 가스크로마토그래피(GC) 등 기기분석법과 면역분석법으로 이루어져 왔다.

대한민국 등록 특허 제 10-1764704호(이하, 선행문헌)에서는 독소 측정장치에 대해 기술하고 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 도1 및 도2에서 보는 바와 같이, 상기 선행문헌은 독소 측정장치를 구현하기 위해서 광원으로부터 센서 스트립(20)에 포함되는 항체와 독소의 항원의 반응을 조사광(10)을 조사하고, 투과광(11)을 분광기로 분광하여, 이미지 센서 및 디스플레이로 표시한다. 여기서, 상기 센서 스트립(20)은 센서 스트립에 하나의 독소와 반응할 수 있는 한가지의 항체가 포함되기 때문에, 한 번에 하나의 독소에 대한 측정만 이루어졌다.

또한, 식품에는 여러 종류의 독소가 포함되어 있고, 종래와 같은 방법으로 독소를 측정할 경우, 한 번의 독소 측정 후, 다른 항체를 포함하는 스트립으로 교체하여 측정함으로 인해 측정시간이 길며 스트립을 교체해야하는 번거로움이 발생하는 단점을 가지고 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

대한민국 등록 특허 제 10-1764704호(2017.08.08. 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 한 번의 시료 주입으로, 여러 종류의 독소를 한 번에 측정할 수 있는 다채널 독소 측정 스트립 및 이를 포함하는 다채널 독소 측정 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 다채널 독소 측정 스트립에 관한 것으로, 액체 시료가 투입되는 시료 투입부; 상기 액체 시료의 항원과 반응하는 항체 또는 압타머를 포함하는 시료 측정부; 상기 액체 시료를 흡수하는 시료 흡수부; 및 상기 액체 시료가 모세관 현상에 의해 이동되며, 일측에 하나의 상기 시료 투입부가 구비되고, 타측에 상기 시료 측정부가 복수개 구비되는 맴브레인;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 측정부는 상기 액체 시료가 이동되는 폭 또는 길이가 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 측정부는 각각 서로 다른 항체 또는 압타머가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 측정부는 금속나노패턴인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 흡수부는 상기 시료 측정부에 각각에 구비되거나, 상기 시료 측정부를 모두 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 다채널 독소 측정 스트립을 포함하는 다채널 독소 측정 장치는 항체 또는 압타머를 포함하는 시료 측정부가 다채널로 이루어진 스트립부; 상기 스트립부로 빛을 조사하는 광원부; 상기 스트립을 투과한 빛을 파장별로 분광하는 분광기; 및 상기 분광기에서 분광된 빛을 표시하는 이미지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 한 번의 시료 주입으로, 여러 종류의 독소를 한 번에 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 독소 측정 스트립의 단면도
도 2는 일반적인 항원-항체 반응을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다채널 독소 측정 스트립을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 다채널 독소 측정 스트립의 금속나노패턴을 나타낸 도면
도 5 내지 7은 본 발명의 다채널 독소 측정 스트립에 대한 다양한 형태의 실시예
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다채널 독소 측정 스트립을 포함하는 다채널 독소 측정 장치를 나타낸 도면

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다채널 독소 측정 스트립에 대해 설명한다.

도3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 다채널 독속 측정 스트립은 시료 투입부(100), 시료 측정부(200), 시료 흡수부(300) 및 맴브레인(400)을 포함하여 구성된다.

시료 투입부(100)는 액체 시료가 투입되는 부분이다. 이때, 상기 시료 투입부(100)는 시료패드(100)와 액체 시료가 골고루 퍼지도록 완충충(120)을 더 포함할 수 있다.

시료 측정부(200)는 상기 액체 시료의 항원과 반응하는 항체 또는 압타머가 포함된다. 즉, 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 시료 측정부(200)는 금속나노패턴(210)으로 이루어질 수 있다. 상기 금속나노패턴(210)은 지름이 수십 나노미터이고 높이가 수백나노미터의 금속 어레이로 형성될 수 있다. 이때, 금속으로는 고정화가 잘 일어나는 금이 가장 많이 사용되며 이외에도 은, 구리, 알루미늄 등이 사용될 수 있다.

여기서, 상기 독소는 시료에 존재하는 간장, 된장 등의 발효식품 곰팡이, 커피속의 곰팡이, 사과 표면의 썩은 부분, 조재에 존재하는 패류 및 식품에 잔존하는 잔류농약 등이며, 이에 한정하지 않는다.

상기 금속 나노 돌기는 항체 또는 압타머가 포함된다. 상기 액체 시료에는 다양한 항원인 독소가 존재한다. 이러한, 상기 독소는 상기 항체 또는 압타머와 반응하게 된다. 상기 시료 측정부는 상기 액체 시료의 항원과 항체 또는 압타머와 반응되는 부분이다.

시료 흡수부(300)는 모세관 현상에 의해 이동되는 상기 액체 시료를 흡수한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 시료 흡수부(300)는 상기 시료 투입부(100)에서 투입된 액체 시료가 상기 시료 측정부(200)를 거쳐 이동될 수 있게 상기 액체 시료를 흡수한다.

맴브레인(400)은 상기 액체 시료를 모세관 현상에 의해 이동시키는 역할을 한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 맴브레인(400)은 일측에 상기 시료 투입부(100)가 구비되고, 타측에 상기 시료 흡수부(300)가 구비된다. 또한, 상기 맴브레인(400)은 중간 지점에 상기 시료 측정부(200)가 구비된다. 이러한, 상기 맴브레인(400)은 액체 시료가 상기 시료 투입부(100)로 투입되면, 상기 액체 시료는 모세관 현상에 의해 상기 시료 측정부(200) 및 시료 흡수부(300)로 이동하게 된다.

이때, 상기 맴브레인(400)은 시료 측정부(200)가 복수개 구비될 수 있도록 형성된다. 즉, 상기 맴브레인(400)은 하나의 시료 투입부(100)와 복수개의 시료측정부(200)가 구비된다. 이러한, 상기 맴브레인(400)은 하나의 시료 투입부(100)에서 액체 시료가 투입되면, 복수개로 나뉘어진 시료 측정부(200)로 모세관 현상의 의해 이동하게 된다. 이때, 상기 액체 시료는 상기 시료 측정부(200)로 각각 이동하게 되며, 상기 시료 측정부(200)는 각각 서로 다른 항체 또는 압타머가 구비되기도 한다. 여기서, 각각의 상기 시료 측정부(200)는 서로 다른 항원 항체 반응이 일어나게 된다.

도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 맴브레인(400)은 액체 시료의 이동 속도, 유량 등을 고려하여, 액체 시료가 이동되는 폭이나, 시료 투입부(100)로부터 시료 측정부(200)까지의 길이를 서로 다르게 형성할 수도 있다.

예를 들어 설명하면, 도6에서 보는 바와 같이, 가운데에 있는 시료 측정부(200)의 폭(D)이 양측의 시료 측정부보다 더 많이 액체 시료를 유입시키기 위해 그 폭(D)이 넓게 형성되기도 한다. 또한, 도 7에서 보는 바와 같이, 가운데에 있는 시료 측정부(200)의 폭(D)이 시료의 유입을 양측의 시료 측정부보다 천천히 유입시키기 위해 폭(D)을 좁게 형성시킨 것이다.

또한, 상기 맴브레인(400)은 시료 투입부(100)로부터 시료 측정부(200)까지의 길이를 서로 다르게 하여 액체 시료의 이동을 제어한다.

상기와 같이 액체 시료의 이동을 제어함으로써, 한 번의 시료 투입으로 여러 종류의 독소를 동시에 측정할 수 있다.

도 3 및 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 시료 흡수부(300)는 액체 시료의 이동을 제어하기 위해, 각각의 상기 시료 측정부(200)에 구비되거나, 상기 시료 측정부(200)를 모두 포함하도록 형성되기도 한다. 이러한, 상기 시료 흡수부(300)는 서로 다른 재질의 흡수제일 수도 있고, 동일한 흡수제일 수도 있다.

다음으로, 다채널 독소 측정 스트립을 포함하는 다채널 독소 측정 장치에 대해 설명한다.

본 발명의 다채널 독속 측정 장치는 광원부(600), 스트립부(700), 분광기(800) 및 이미지부(900)를 포함하여 구성된다.

광원부(600)는 상기 스트립부(700)로 빛을 조사한다. 이때, 상기 광원부(600)는 발광 다이오드(LED)일 수 있다.

스트립부(700)는 항체 또는 압타머를 포함하는 시료 측정부가 다채널로 이루어지며, 상기 광원부(600)로부터 조사되는 빛이 투과된다.

분광기(800)는 상기 스트립부(700)을 투과한 빛을 파장별로 분광한다. 또한, 상기 분광기(800)는 투과한 빛의 분해능을 높이는 슬릿, 상기 빛을 차례로 평행광을 만드는 평형광거울, 상기 평형광거울로부터 입사되는 빛을 파장별로 분광하는 회절격자, 상기 회절격자로부터 분광되어진 빛을 받아 반사하는 초점거울, 상기 초점거울로부터 입사되는 빛을 모으는 렌즈로 구성될 수도 있다.

이미지부(900)는 상기 분광기에서 분광된 빛을 표시한다. 상기 이미지부(900)는 CMOS 이미지 센서를 사용하는 것이 바람직하며, 이에 한정하지 않는다.

더욱 상세하게 설명하면, 시료 투입부로 액체 시료를 투입하게 되면, 상기 액체 시료는 시료 측정부 및 시료 흡수부로 모세관 현상에 의해 이동하게 된다. 이때, 상기 시료 측정부에서는 항체 또는 압타머와 상기 액체 시료의 항원과 반응하여 항원-항체 반응이 일어난다. 이때, 광원부(600)에서 빛을 조사하여, 상기 시료 측정부로 빛을 투과시킨다. 이후, 투과된 빛은 분광기(800)를 통해 파장별로 분광되고, 분광된 파장별로 전기신호 세기로 출력된다. 이때, 신호의 세기는 측정하고자하는 독소의 농도에 비례하여 나타나게 된다. 여기서, 상기 시료 측정부(200)는 빛이 투과될 수 있도록 유리기판에 형성될 수 있다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10 : 광원
11 : 투과광
20 : 스트립
100 : 시료 투입부
110 : 시료패드
120 : 완충충
200 : 시료 측정부
210 : 금속나노패턴
300 : 시료 흡수부
400 : 맴브레인
500 : 기판
600 : 광원부
700 : 스트립부
800 : 분광기
900 : 이미지부

Claims (6)

1. 액체 시료가 투입되는 시료 투입부;
   일측에 하나의 상기 시료투입부가 구비되고, 상기 액체 시료가 모세관 현상에 의해 이동되는 복수개의 이동 통로의 폭 또는 길이가 서로 다르게 형성되어, 상기 액체 시료의 이동을 제어하는 맴브레인;
   상기 맴브레인의 복수개의 이동 통로 상에 각각 금속나노패턴으로 형성되며, 상기 액체 시료의 항원과 반응하는 각각의 서로 다른 항체 또는 압타머를 포함하는 시료 측정부; 및
   상기 맴브레인의 복수개의 이동 통로 끝단에 각각 구비되며, 서로 다른 재질의 흡수제로 이루어져 상기 액체 시료를 흡수하는 시료 흡수부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 독소 측정 스트립 .
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항의 다채널 독소 측정 스트립을 포함하는 다채널 독소 측정 장치에 있어서,
   항체 또는 압타머를 포함하는 시료 측정부가 다채널로 이루어진 스트립부;
   상기 스트립부로 빛을 조사하는 광원부;
   상기 스트립을 투과한 빛을 파장별로 분광하는 분광기; 및
   상기 분광기에서 분광된 빛을 표시하는 이미지부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 독소 측정 장치.

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