KR101984582B1 - 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기 - Google Patents

나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기 Download PDF

Info

Publication number
KR101984582B1
KR101984582B1 KR1020170113723A KR20170113723A KR101984582B1 KR 101984582 B1 KR101984582 B1 KR 101984582B1 KR 1020170113723 A KR1020170113723 A KR 1020170113723A KR 20170113723 A KR20170113723 A KR 20170113723A KR 101984582 B1 KR101984582 B1 KR 101984582B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cartridge
cartridges
disposed
pressing
substrate
Prior art date
Application number
KR1020170113723A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190027111A (ko
Inventor
김순태
홍윤호
김우종
Original Assignee
(주)맥솔루션
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 (주)맥솔루션 filed Critical (주)맥솔루션
Priority to KR1020170113723A priority Critical patent/KR101984582B1/ko
Publication of KR20190027111A publication Critical patent/KR20190027111A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101984582B1 publication Critical patent/KR101984582B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326—Magnetic particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54346—Nanoparticles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/585—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with a particulate label, e.g. coloured latex
    • G01N33/587—Nanoparticles

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

본 발명은 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트는 일 방향으로 길게 형성되며, 반응부 및 처리용액 수용부를 포함하는 하우징; 상기 반응부에 배치되며, 일면에 측정 대상이 배치되는 기판; 상기 처리용액 수용부에 배치되며, 내측에 처리 용액을 수용하고 상기 기판과 경계막으로 분리되는 복수개의 카트리지; 및 상기 카트리지를 가압함으로써 상기 복수개의 카트리지 중 적어도 하나의 경계막을 터트려 상기 기판에 처리 용액을 적시는 카트리지 가압부;를 포함하는 것에 특징이 있다.

Description

나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기{BIO-DIAGNOSTIC KITS USING NANOMAGNETIC PARTICLES AND FREQUENCY MIXING MAGNETIC READER INCLUDING THE SAME}
본 발명은 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 바이오 진단 키트 내에서 시료의 전처리에 필요한 과정을 모두 수행할 수 있는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트와 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기에 관한 것이다.
인류의 평균 수명이 증가함에 따라서, 인류의 건강과 관련된 산업, 예를 들어 바이오 산업, 의학, 화학 분야 등에서 극미량(極微量)의 생체 물질 분석의 중요성이 증가하고 있다. 이와 같은 중요성으로 인해, 생체 물질의 분석에 대한 다양한 방법에 대한 연구가 진행되어 왔다. 특히, 바이오 산업 등의 기술 분야에서는 분석기술에 발전에 따라 관련 분야의 기술 트랜드를 바꿀 수 있을 정도로 생체 물질 분석이 중요한 기술 중 하나이다.
다양한 생체 물질의 분석 방법이 연구되고 있으나, 그 중 나노자성입자를 이용하는 방법은 기존에 사용되는 바이오 센서의 표지(label) 물질보다 물리적·화학적 측면에서 안정적이며, 신호의 생성과 표적(target) 물질의 포획(capturing)을 동시에 할 수 있다는 장점이 있다.
나노자성입자를 이용하여 생체 물질의 분석하기 위해서는 시료를 체취하여 측정에 필요한 전처리를 수행한 후 진단 키트에 주입하고, 세척(washing), 블로킹(Blocking) 및 라벨링(Labeling) 등의 처리 과정을 각각 진행하여야 한다. 이와 같은 처리 과정은 인체에 유해한 시약을 다루어야하고, 생체 물질을 분석하기 위해 다루어야하는 장비를 다루기 위해 교육받은 전문가가 필요하다는 문제가 있다.
따라서, 이와 같은 문제를 해결하여 보다 쉽게 나노자성입자를 이용하여 생체 물질을 분석할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 바이오 진단 키트 내에서 시료의 측정에 필요한 전처리를 모두 실시할 수 있는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기를 제공하는 것에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트는, 일 방향으로 길게 형성되며, 반응부 및 처리용액 수용부를 포함하는 하우징; 상기 반응부에 배치되며, 일면에 측정 대상이 배치되는 기판; 상기 처리용액 수용부에 배치되며, 내측에 처리 용액을 수용하고 상기 기판과 경계막으로 분리되는 복수개의 카트리지; 및 상기 카트리지를 가압함으로써 상기 복수개의 카트리지 중 적어도 하나의 경계막을 터트려 상기 기판에 처리 용액을 적시는 카트리지 가압부;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 카트리지는 일 방향에서 직렬로 순차적으로 배치되며, 상기 하우징의 내측의 상기 기판과 상기 경계막 사이에는 천공핀이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 카트리지 가압부는, 상기 카트리지를 가압하는 가압 플레이트; 및 상기 가압 플레이트로부터 연장되어 상기 하우징의 측면에 형성된 레버 가이드를 통해 노출되는 레버;를 포함하고, 상기 레버 가이드는 상기 가압 플레이트가 상기 카트리지를 가압하도록 가이드하는 제1 경로 및 상기 가압 플레이트가 하나의 카트리지 내의 처리 용액만을 상기 기판에 적시도록 상기 가압 플레이트의 일 방향으로의 움직임을 제한하는 제2 경로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 카트리지는 일 방향에서 병렬로 함께 배치되며, 상기 하우징의 내측의 상기 기판과 상기 경계막 사이에는 상기 복수개의 카트리지에 대응하도록 복수 개의 천공핀이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 카트리지 가압부는, 상기 병렬로 배치된 복수개의 카트리지를 각각 가압하는 복수 개의 가압 플레이트; 및 상기 가압 플레이트로부터 연장되어 상기 하우징의 측면에 형성된 레버 가이드를 통해 노출되는 복수 개의 레버;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 카트리지는 일 방향에서 병렬로 함께 배치되며,
상기 카트리지 가압부는, 상기 병렬로 배치된 복수개의 카트리지를 각각 가압하는 복수개의 가압 플레이트; 상기 가압 플레이트로부터 일 방향으로 길게 연장되어 상기 하우징의 외측으로 노출되는 레버; 및 상기 가압 플레이트로부터 상기 카트리지의 상기 경계막 방향으로 배치되는 천공핀;을 포함하고, 상기 카트리지는 상기 카트리지 가압부는 결합하여 주사기 형태로 구성되며, 상기 가압 플레이트의 일면에서 상기 카트리지 내측으로는 천공핀이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판에 배치되는 겔성 담지체를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 카트리지는 제1 내지 제4 카트리지를 포함하고, 상기 제1 카트리지는 제1 세척 용액을 수용하고, 상기 제2 카트리지는 블로킹 용액을 수용하고, 상기 제3 카트리지는 라벨링 용액을 수용하고, 상기 제4 카트리지는 제2 세척 용액을 수용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 라벨링 용액은 나노자성입자를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판에 배치되는 겔성 담지체를 더 포함하고, 상기 겔성 담지체은 제1 나노자성입자를 포함하고, 상기 라벨링 용액은 상기 제1 나노자성입자보다 입경이 큰 제2 나노자성입자를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하우징은 폴리에칠렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 혼합 자기 판독기는, 중앙부에 측정 대상을 수용할 수 있는 측정부가 형성된 측정 헤드; 상기 측정 헤드의 내측에 배치되며, 상기 측정부에 주파수를 여기하는 여기 솔레노이드 코일; 및 상기 측정 헤드의 내측에 배치되며, 상기 측정부에서 방출되는 출력 신호를 검출하는 검출 솔레노이드 코일;을 포함하고, 상기 측정부에는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트가 결합된다. 여기서, 상기 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트는, 일 방향으로 길게 형성되며, 반응부 및 처리용액 수용부를 포함하는 하우징; 상기 반응부에 배치되며, 일면에 측정 대상이 배치되는 기판; 상기 처리용액 수용부에 배치되며, 내측에 처리 용액을 수용하고 상기 기판과 경계막으로 분리되는 복수개의 카트리지; 및 상기 카트리지를 가압함으로써 상기 복수개의 카트리지 중 적어도 하나의 경계막을 터트려 상기 기판에 처리 용액을 적시는 카트리지 가압부;를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 여기 솔레노이드 코일은, 상기 측정부에 고주파를 여기하는 제1 여기 솔레노이드 코일; 및 상기 제1 여기 솔레노이드 코일의 외측에 배치되며, 상기 측정부에 저주파를 여기하는 제2 여기 솔레노이드 코일;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트는 하우징 내측에 기판과 처리 용액들을 각각 수용하는 복수의 카트리지를 포함하고, 사용자가 카트리지 가압부로 카트리지를 가압함으로써 하우징 내에서 생체 물질에 대한 전처리 중 일부를 수행할 수 있으므로 보다 쉽게 생체 물질에 대한 분석을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 혼합 자기 판독기는 나노자성입자의 수에 대한 신호의 검출로서 매우 간단하게 생체 물질의 존재를 정량적으로 추출할 수 있는바, 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트를 이용하여 생체 물질에 대한 전처리 중 일부를 손쉽게 수행하고, 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트를 측정 헤드에 결합하여 생체 물질에 대한 분석을 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트의 투시 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트의 하우징의 외부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 혼합 자기 판독기의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 내지 6은 다양한 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트를 개략적으로 도시한 것이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 하우징 내에서 생체 물질의 분석에 필요한 전처리를 손쉽게 완료할 수 있는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 혼합 자기 판독기의 측정 헤드에 결합되어, 누구나 손쉽게 생체 물질의 분석을 할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트는 여기에 설명하는 측정 장치에도 응용되거나 단독으로 이용되는 것도 가능하다.
먼저, 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트와 주파수 혼합 자기 판독기에 대해 각각 설명하고, 그 후에 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 주파수 혼합 자기 판독기를 이용하여 생체 물질을 분석하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)의 투시 사시도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 2는 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)의 하우징(1)의 외부를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1 및 2에 도시된 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)를 제1 실시예라 할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)의 구조에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)는 일 방향으로 길게 형성되는 하우징(1)을 포함한다. 하우징(1)은 원통형일 수 있으나, 이에 제한 되는 것은 아니다. 예를 들어, 하우징(1)은 측정에 이용되는 측정 장치에 따라 사각 기둥형태나 육각 기둥형태 일 수 있다. 하우징(1)의 내측에는 측정 대상인 생체 물질을 수용할 수 있는 공간이 배치된다.
후술하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)는 나노자성입자를 이용하여 생체 물질(C)에 대한 분석을 수행할 수 있는바, 하우징(1)은 자성에 영향을 주지 않는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(1)은 폴리에칠렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
하우징(1)의 일 단부는 시료 주입구(12)가 배치되고, 타 단부에는 덮개(35)가 배치될 수 있다. 여기서 덮개(35)는 하우징(1)과 별개로, 하우징(1)과 나사선에 의해 체결될 수 있다.
하우징(1)은 반응부(10) 및 처리용액 수용부(20)를 포함할 수 있다.
반응부(10)는 생체 물질(C)이 위치하여 전처리 중 일부 과정 및 측정이 수행되는 부분을 의미한다. 반응부(10)는 시료 주입구(12)의 일 단부에 배치되는 기판(11)을 포함한다.
기판(11)은 자성나노입자에 대한 신호에 영향을 주지 않도록 자성을 띠지 않는 재질로 되어 있는 것을 사용한다. 예를 들어, 기판(11)은 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer) 등의 반도체 웨이퍼, 커버 클래스(Cover glass) 등의 유리, 또는 석영(Quartz) 재질의 플레이트 등을 사용할 수 있으며, 그 외에도 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 감압접착제(PSA) 등의 폴리머를 사용할 수 있다. 기판(11)은 하우징(1)의 길이 방향에 대하여 기울어지도록 배치될 수 있다. 즉, 기판(11)을 기울어지도록 배치하여 하우징(1) 내에서 전처리 과정을 수행할 때, 처리 용액이 흘러내려가도록 할 수 있다.
기판(11)에는 측정 대상이 배치된다. 측정 대상이 생체 물질(C)인 경우, 기판(11)에는 겔성 담지체(G)가 배치될 수 있다. 겔성 담지체(G)는 배양액, 특정 약물, 각종 수용액 등의 시약이 투과가 가능한 다공성 물질로 이루어질 수 있다. 겔성 담지체(G)는 졸-겔(sol-gel), 하이드로 겔, 알지네이트 겔(Alginate gel), 유기겔(Organogel) 또는 크세로겔(Xerogel), 젤라틴 또는 콜라겐 등일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 겔성 담지체(G)는 측정하고자 하는 생체 물질(C)의 종류에 따라 당해 기술분야의 통상의 기술자가 공지된 물질을 적절히 이용할 수 있다.
생체 물질(C)은 DNA, RNA, 올리고뉴클레오티드, 펩티드, 단백질, 항원, 항체, 바이러스, 호르몬, 병원성 세균, 바이러스, 세포, 당 및 휘발성 유기물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 생체 물질(C)은 배양된 바이러스, 박테리아, 세포 또는 조직 유래 추출물, 파쇄물(lysate), 정제물, 혈액, 혈장 또는 혈청 등일 수 있다.
측정 대상인 생체 물질(C)은 시료 주입구(12)를 통해, 기판(11) 상에 주입될 수 있다. 시료 주입구(12)는 모세관 현상을 통해 생체 물질(C)을 하우징(1) 내에 주입할 수 있다.
겔성 담지체(G)에는 측정 대상인 생체 물질(C)과 반응할 반응 물질(A)이 포함된다. 시료 주입구(12)를 통해 주입된 생체 물질(C)은 반응 물질(A)과 반응하게 된다. 반응 물질(A)은 생체 물질(C)에 대하여, 항원-항체반응, DNA 상보결합, 유기화합물질의 특이반응성 등으로 결합가능한 생체분자일 수 있다. 예를 들어, 반응 물질(A)은 항원, 항체, DNA, RNA, PNA, LNA, 합텐(hapten), 앱타머(aptamer), 아비딘, 비오틴, 스트렙트아비딘, 뉴트라비딘(neturavidin), 렉틴, 셀렉틴(selectin), 효소, 호르몬, 단백질, 수용체, 리간드, 아미노산, 올리고뉴클레오티드, 펩티드, 올리고 펩티드 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 반응 물질(A)은 제1 나노자성입자가 결합된 상태일 수 있다. 제1 나노자성입자에 대해서는 측정 방법에 대해 설명할 때, 자세히 설명하도록 한다.
반응부(10)의 단부에는 처리용액 수용부(20)가 위치한다. 처리용액 수용부(20)는 복수개의 카트리지(21)를 포함한다. 카트리지(21)는 반응부(10)의 기판(11)과 경계막(22)으로 구분되어 있으며, 카트리지(21) 내에는 처리 용액을 수용할 수 있다.
카트리지(21)는 복수개로 구성될 수 있으나, 본 명세서에는 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)를 기준으로 설명하도록 한다.
제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)는 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)가 일 방향, 즉 하우징(1)의 길이 방향으로 직렬로 순차적으로 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)의 사이에는 각각 제2 내지 제4 경계막(22b, 22c, 22d)가 배치될 수 있다. 제1 경계막(22a)은 기판(11)과 제1 카트리지(21a)의 사이에 배치될 수 있다.
처리용액 수용부(20)의 일 단부에는 카트리지 가압부(30)가 배치된다. 즉, 제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)에 있어서, 카트리지 가압부(30)는 제4 카트리지(21d)와 접하도록 배치된다. 카트리지 가압부(30)는 가압 플레이트(31)와 레버(32)를 포함한다. 레버(32)는 하우징(1)의 외측에 배치된 레버 가이드(33)를 통해 가압 플레이트(31)로부터 하우징(1)의 외측으로 노출 된다.
카트리지 가압부(30)는 가압 플레이트(31)에 의해 사용자의 조작에 따라 카트리지(21)를 가압하게 된다. 이를 조금 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 다만, 이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)의 동작에 관한 설명은 예시적인 것이며, 본 발명의 사용 형태가 이에 제한되는 것은 아니다.
먼저, 측정하고자 하는 생체 물질(C)을 시료 주입구(12)를 통해 기판(11)에 배치된 겔성 담지체(G)로 주입한다. 주입된 생체 물질(C)은 겔성 담지체(G) 내에 있는 반응 물질(A)과 반응하게 된다.
이 상태만으로는 생체 물질(C)에 대한 분석을 진행할 수 없으므로, 추가적인 전처리 과정을 수행할 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)는 제1 카트리지(21a)에 제1 세척 용액을, 제2 카트리지(21b)에 블로킹 용액을, 제3 카트리지(21c)에 라벨링 용액을, 제4 카트리지(21d)에 제2 세척 용액을 충전할 수 있다.
제1 및 제2 세척용액은 측정 결과에 노이즈로 작용할 수 있는 물질들을 세척하는 역할을 수행할 수 있다. 제1 및 제2 세척용액으로 PBS 버퍼를 이용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니며 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 알려진 방법을 이용할 수 있다.
블로킹 용액은 생체 물질(C)과 다른 물질로써 반응 물질(A)중 생체 물질(C)과 반응하지 않은 반응 물질(A)의 반응성을 제거하는 역할을 수행하는 물질일 수 있다. 블로킹 용액은 생체 물질(C)과 다른 물질로써, 항원, 항체, DNA, RNA, PNA, LNA, 합텐(hapten), 앱타머(aptamer), 아비딘, 비오틴, 스트렙트아비딘, 뉴트라비딘(neturavidin), 렉틴, 셀렉틴(selectin), 효소, 호르몬, 단백질, 수용체, 리간드, 아미노산, 올리고뉴클레오티드, 펩티드, 올리고 펩티드 등에서 선택되는 어나 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
라벨링 용액은 반응 물질(A)과 반응한 생체 물질(C)을 측정 장치에서 식별할 수 있도록 만드는 역할을 수행할 수 있으며, 제2 나노자성입자를 포함할 수 있다.
전술하였던 제1 나노자성입자 및 상술한 제2 나노자성입자는 자성을 띠며 나노 크기를 갖는 입자이면 어느 것이든 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 금속, 자성물질, 자성합금 또는 내부에 산화철을 포함하여 외부 자기장에 대해 자화되는 폴리머 등을 사용할 수 있다. 제1 및 제2 나노자성입자의 입경은 1 nm 내지 200 nm일 수 있으며, 바람직하게 20 nm 내지 100nm일 수 있다. 제1 및 제2 나노자성입자의 입격이 작을 수록 비교적 좁은 기판 표면에 결합할 수 있는 개수가 늘어나고, 분석가능한 범위가 확장될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)는 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)가 하우징(1)의 길이 방향으로 직렬로 순차적으로 배치될 수 있는데, 생체 물질(C)에 대한 분석을 진행하고자 하는 사용자는 생체 물질(C)을 겔성 담지체(G)에 주입한 후에 레버(32)를 레버 가이드(33)의 경로 a1에 따라 조작한다. 경로 a1에 따라 레버(32)가 이동하면 가압 플레이트(31)가 카트리지(21)를 가압하게되고, 이에 따라 카트리지(21)가 a1 경로에 따라 이동하게 된다. 한편 레버(32)는 a1 경로의 끝부분에서 a2 경로에 의해 정지하게 된다. 카트리지(21)가 a1 경로에 따라 이동하면, 천공핀(13)에 의해 제1 경계막(22a)이 천공된다. 천공핀(13)은 하우징(1)의 내측에서 제1 경계막(22a)과 겔성 담지체(G) 사이에 배치될 수 있다. 제1 경계막(22a)이 천공되면, 제1 카트리지(21a)에 수용되어 있던 제1 처리 용액이 갤성 담지체(G)로 흘러나오게 된다. 예를 들어, 제1 처리 용액은 제1 세척 용액일 수 있다.
다음, 레버를 a2 경로를 따라 움직인 후에, 다시 a3 경로에 따라 움직여서 제2 경계막(22b)을 천공한다. 제2 경계막(22b)이 천공되면, 제2 카트리지(21b)에 수용되어 있던 제2 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흘러나오게 된다. 예를 들어, 제2 처리 용액은 블로킹 용액일 수 있다.
제2 처리 용액으로 전처리 과정 중 일부를 수행한 후, 레버(32)를 a4 경로에 따라 움직인다. 그 다음, 레버(32)를 a5 경로에 따라 움직여서, 제3 경계막(22c)을 천공한다. 제3 경계막(22c)이 천공되면, 제3 카트리지(21c)에 수용되어 있던 제3 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흘러나오게 된다. 예를 들어, 제3 처리 용액은 나노자성입자를 포함하는 라벨링 용액일 수 있다.
그 다음, 레버(32)를 a6 경로 및 a7 경로에 따라 움직여서, 제4 경계막(22d)을 천공한다. 제4 경계막(22d)이 천공되면, 제4 카트리지(21d)에 수용되어 있던 제4 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흘러나오게 된다. 예를 들어, 제4 처리 용액은 제2 세척 용액일 수 있다.
이와 같은, 처리 과정은 측정 장치의 외부에서 수행되거나, 측정 장치에 결합되서 수행될 수 있다. 본 명세서에서는 측정 장치로 주파수 혼합 자기 판독기를 이용하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 다른 측정 장치에서도 전술한 것과 같은 생체 물질(C)을 측정하기 위해 전처리가 필요한 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)를 이용하여, 하우징(1) 내측에서 사용자가 손쉽게 생체 물질(C)에 대한 전처리를 수행할 수 있다.
여기서, a1, a3, a5 및 a7 경로는 가압 플레이트(31)가 카트리지(21)를 가압하도록하는 경로를 의미하며, 이를 제1 경로라 할 수 있다. 또한, a2, a4 및 a6 경로는 가압 플레이트(31)가 하나의 카트리지 내의 처리 용액만 기판(11), 즉 겔성 담지체(G)를 적시도록 가압 플레이트(31)의 하우징의 길이 방향의 움직임을 제한하는 경로를 의미하며, 이를 제2 경로라 할 수 있다.
이하, 측정 장치로 이용되는 주파수 혼합 자기 판독기에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 혼합 자기 판독기의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 혼합 자기 판독기는 FMMD(Freqeuncy Mixing Magnetic Detection) 기법에 기반하여 비선형 마그네틱 파티클의 정량적 측정이 가능한 것을 특징으로 한다. 한편, 도 3 에서 Meas. Head는 측정 헤드(130)를 의미한다.
측정 헤드(130)에는 여러 층의 솔레노이드 코일을 포함함다. 솔레노이드 코일의 중앙부에는 측정 대상을 수용할 수 있는 측정부가 배치되며, 이 측정부에 본 발명의 일 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)가 결합되어 측정이 이루어진다.
솔레노이드 코일은 측정 대상에 주파수를 여기하는 여기(excitation) 솔레노이드 코일(112, 122)와 측정부에서 방출되는 출력 신호를 검출하는 검출 솔레노이드 코일(150)을 포함할 수 있다.
여기 솔레노이드 코일(112, 122)은 제1 여기 솔레노이드 코일(112) 및 제2 여기 솔레노이드 코일(122)을 포함한다. 제1 여기 솔레노이드 코일(112)은 고주파 생성 모듈(110)에서 발생되고 증폭기(111)를 통해 증폭된 제1 주파수, 즉 고주파를 측정부에 여기하는 역할을 수행할 수 있다. 제2 여기 솔레노이드 코일(122)은 제1 여기 솔레노이드 코일(112)의 외측, 즉 측정 헤드(130)의 최외각에 배치될 수 있다. 제2 여기 솔레노이드 코일(122)은 저주파 생성 모듈(120)에서 발생되고 증폭기(121)를 통해 증폭된 제2 주파수, 즉 저주파를 측정부에 여기하는 역할을 수행할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 및 제2 여기 솔레노이드 코일이 발생시키는 자기장 필드의 합과 동일한 자기장 필드를 발생시킬 수 있도록 컴바이너(combiner)와 같은 전자 소자에서 미리 신호를 혼합하여 하나의 여기 솔레노이드 코일에서 혼합된 신호를 측정부에 여기하는 것도 가능하다.
고주파 생성 모듈(110)은 기본 주파수를 기반으로 Y1 = sin(2×π×f1×t)에 상응하는 고주파의 정현파 신호를 생성한다. 이 때, 정현파는 사인함수로 표시되어 공간 주파수나 소리를 표시하는데 쓰이는 기본 파형에 상응할 수 있다. 또한, 2×π×f1은 주파수 f1에 대한 각주파수인 ω를 의미할 수 있으며, t는 주기를 의미한다. 이후, 증폭기(111)는 Y1 신호를 A1에 상응하는 강도로 증폭시킬 수 있다. 이 때, Y1 신호의 강도를 증폭시킨 신호는 Y3 = A1×sin(2×π×f1×t)에 상응할 수 있다.
저주파 생성 모듈(120)은 기본 주파수를 기반으로 Y2 = sin(2×π×f2×t)에 상응하는 저주파의 정현파 신호를 생성한다. 이후, 증폭기(121)는 Y2 신호를 A2에 상응하는 강도로 증폭시킬 수 있다. 이 때, Y2 신호의 강도를 증폭시킨 신호는 Y4 = A2×sin(2×π×f2×t)에 상응할 수 있다.
이처럼 각각 증폭기를 통해 증폭된 신호 Y5 = A1×sin(2×π×f1×t) + A2×sin(2×π×f2×t)는 여기 솔레노이드 코일(112, 122)에 인가된다.
여기 솔레노이드 코일(112, 122)의 내측에는 검출 솔레노이드 코일(150)이 배치된다. 검출 솔레노이드 코일(150)은 여기 솔레노이드 코일(112, 122)에서 발생된 주파수가 측정부에 위치하는 측정 대상에 인가된 후 측정 대상이 방출하는 출력신호를 검출하는 역할을 수행한다. 도 3를 참조하면, 검출 솔레노이드 코일(150)은 복수개를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출 솔레노이드 코일(150)이 측정 대상의 삽입 방향에 따라 상부 및 하부 검출 솔레노이드 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 FMMD(Freqeuncy Mixing Magnetic Detection) 기법에 기반하여 비선형 마그네틱 파티클의 정량적 측정이 가능한 것을 특징으로 하는데, 여기서 비선형 마그네틱 파티클이란 그 의미 그대로 비선형적인 자성 특성을 가지는 물질 또는 입자를 의미할 수 있다. 즉, 비선형 마그네틱 파티클은 여기 솔레노이드 코일(112, 122)이 생성하는 자기장의 강도 또는 크기에 비례하지 않는 물질 또는 입자를 의미할 수 있다. 본 발명에 있어서 비선형 마그네틱 파티클은 겔성 담지체(G)에 포함된 제1 나노자성입자나 라벨링 용액에 포함되는 제2 나노자성입자일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 혼합 자기 판독기를 이용하여, 생체 물질(C)에 대한 측정을 하는 방법은 크게 두가지로 나눌 수 있다.
첫번째 방법은 2 종류의 나노자성입자, 즉 제1 및 제2 나노자성입자를 이용하여 생체 물질(C)에 대한 측정을 수행하는 것이다.
제1 나노자성입자를 이용하는 경우, 먼저, 겔성 담지체(G)에 제1 나노자성입자와 미리 결합된 반응 물질(A)이 충분한 수로 포함되어 있다고 가정한다. 그후, 측정하고자 하는 생체 물질(C)을 주입하면, 반응 물질(A)이 겔성 담지체(G)의 생체 물질(C)과 결합하게 된다. 이처럼, 제1 나노자성입자와 결합되어 있는 반응 물질(A)이 생체 물질(C)과 반응한 상태를 제1 상태라 정의한다. 이후, 제1 세척 단계, 블로킹 단계를 순차적으로 진행한 후에 제2 나노자성입자를 포함하는 라벨링 용액을 이용하여 반응 물질(A)과 결합한 생체 물질(C)에 라벨링 하는 단계를 수행한다. 이처럼, 제2 나노자성입자를 반응 물질(A)과 결합한 생체 물질(C)과 결합한 상태를 제2 상태라 정의한다. 그 후, 제2 세척 단계를 수행하여 잔여 제2 나노자성입자를 세척해준다.
이때, 제1 나노자성입자와 제2 나노자성입자의 입경은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 나노자성입자의 입경이 제2 나노자성입자의 입경보다 작을 수 있다. 이 경우, 후술하는 주파수 혼합 자기 판독기에서 각 단계별로 측정되는 신호가 달라지게 된다. 따라서, 제1 상태와 제2 상태의 신호를 비교하여, 조금 더 정밀하게 생체 물질(C)을 분석할 수 있다.
두번째 방법은 생체 물질(C)의 측정에 제1 나노자성입자를 이용하지 않을 수도 있다. 이 경우, 겔성 담지체(G)에 반응 물질(A)이 충분한 수로 포함되어 있다고 가정한다. 그후, 측정하고자하는 생체 물질(C)을 주입하면, 반응 물질(A)이 생체 물질(C)과 결합하게 된다. 이후, 제1 세척 단계, 블로킹 단계를 순차적으로 진행한 후에 제2 나노자성입자를 포함하는 라벨링 용액을 이용하여 반응 물질(A)과 결합한 생체 물질(C)에 라벨링 하는 단계를 수행한다. 그 후, 제2 세척 단계를 수행하여 잔여 제2 나노자성입자를 세척해준다. 이 경우, 후술하는 주파수 혼합 자기 판독기에서 제2 나노자성입자에 따른 신호를 분석하여 생체 물질(C)에 대한 측정을 수행할 수 있다.
한편, 하우징(1) 내측에서 필요한 전처리를 수행하는 방법은 제1 실시예에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 바와 같이 다른 형태로 수행될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100a)의 투시 사시도 및 하우징의 외관을 각각 도시한 것이다.
제2 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100a)에 있어서, 제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.
제2 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100a)에는 복수개의 카트리지(21)가 하우징(1)의 길이 방향에서 병렬로 함께 배치된다. 카트리지(21)는 시계 반대 방향으로 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)가 배치될 수 있으나, 배치되는 순서에 제한되는 것은 아니다.
제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)의 일 단부는 각각 제1 내지 제4 경계막(22a, 22b, 22c, 22d)에 의해 반응부(10)의 겔성 담지체(G)와 분리되어 있다.
또한, 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)의 타 단부는 각각 제1 내지 제4 가압 플레이트(31a, 31b, 31c, 31d)가 배치된다. 즉, 제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)와 달라, 제2 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100a)는 하나의 가압 플레이트(31)가 하나의 카트리지(21)만을 가압하게 된다.
따라서, 하나의 가압 플레이트(31)로 하나의 카트리지(21)만을 가압하는 경우, 하나의 천공핀(13)으로 가압된 카트리지(21)를 천공하기 위해서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100a)는 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)에 대응하는 위치에 복수개의 천공핀(13), 즉 제1 내지 제4 천공핀(13a, 13b, 13c,13d)이 배치된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100a)의 동작을 구체적으로 살펴보면, 제1 레버(32a)를 제1 레버 가이드(33a)를 따라 a1 방향으로 움직여, 제1 가압 플레이트(31a)로 제1 카트리지(21a)를 가압하게 되고, 이에 따라 제1 카트리지(21a)의 제1 경계막(22a)이 제1 천공핀(13a)에 의해 천공되며, 제1 카트리지(21a) 내의 제1 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흐르게 된다.
다음, 제2 레버(32b)를 제2 레버 가이드(33b)를 따라 a2 방향으로 움직여, 제2 가압 플레이트(31b)로 제2 카트리지(21b)를 가압하게 되고, 이에 따라 제2 카트리지(21b)의 제2 경계막(22b)이 제2 천공핀(13b)에 의해 천공되며, 제2 카트리지(21b) 내의 제2 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흐르게 된다.
그 다음, 제3 레버(32c)를 제3 레버 가이드(33c)를 따라 a3 방향으로 움직여, 제3 가압 플레이트(31c)로 제3 카트리지(21c)를 가압하게 되고, 이에 따라 제3 카트리지(21c)의 제3 경계막(22c)이 제3 천공핀(13c)에 의해 천공되며, 제3 카트리지(21c) 내의 제3 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흐르게 된다.
마지막으로, 제4 레버(32d)를 제4 레버 가이드(33d)를 따라 a4 방향으로 움직여, 제4 가압 플레이트(31d)로 제4 카트리지(21d)를 가압하게 되고, 이에 따라 제4 카트리지(21d)의 제4 경계막(22d)이 제4 천공핀(13d)에 의해 천공되며, 제4 카트리지(21d) 내의 제4 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흐르게 된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100a)는 제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)와 달리 사용자가 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)에 대한 가압 순서를 선택할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100b)의 투시 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
제3 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100b)에 있어서, 제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.
제3 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100b)에는 복수개의 카트리지(21)가 하우징(1)의 길이 방향에서 병렬로 함께 배치된다. 카트리지(21)는 시계 반대 방향으로 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)가 배치될 수 있으나, 배치되는 순서에 제한되는 것은 아니다.
제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)의 일 단부는 각각 제1 내지 제4 경계막(22a, 22b, 22c, 22d)에 의해 반응부(10)의 겔성 담지체(G)와 분리되어 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100b)는 카트리지(21)와 카트리지 가압부(30)의 구성이 서로 결합하여 주사기 형태로 구성된다. 도 6을 참조하면, 카트리지 가압부(30)는 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)를 각각 가압하는 제1 내지 제4 가압 플레이트(31a, 31b, 31c, 31d)와 제1 내지 제4 가압 플레이트(31a, 31b, 31c, 31d)의 후방으로 연장되어 하우징(1)의 외측으로 노출되는 복수개의 레버(32a, 32b, 32c, 32d)를 포함한다. 또한, 제1 내지 제4 가압 플레이트(31a, 31b, 31c, 31d)의 전방, 즉 가압 플레이트(31)로부터 경계막(22) 방향에는 복수개의 천공핀(13a, 13b, 13c, 13d)이 배치될 수 있다. 일반적인 주사기와 다른 점은 천공핀(13)이 카트리지(21)의 내측에 배치되어 가압시 경계막(22)을 카트리지(21)의 내측에서 천공한다는 것이다.
제3 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100b)의 카트리지(21)는 제1 실시예 또는 제2 실시예와 달리 고정된 상태일 수 있다. 즉, 사용자가 레버(32)를 이용하여 카트리지(21)에 가압하더라도 카트리지(21) 자체는 이동하지 않고, 카트리지(21) 내측에 수용된 처리 용액에 압력이 가해지게 된다. 즉, 사용자가 레버(32)를 이용하여 카트리지(21)에 가압하면, 천공핀(13)이 해당 카트리지(21)의 경계막(22)을 천공하고, 가해진 압력으로 인해 카트리지(21)에 수용되어 있던 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흘러나오게 된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100b)의 동작을 구체적으로 살펴보면, 제1 레버(32a)를 a1 방향으로 누르면, 제1 가압 플레이트(31a)가 제1 카트리지(21a)를 가압하게 되고, 이에 따라 제1 카트리지(21a)의 제1 경계막(22a)이 제1 천공핀(13a)에 의해 천공되며, 제1 카트리지(21a) 내의 제1 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흐르게 된다.
다음, 제2 레버(32b)를 a1 방향으로 누르면, 제2 가압 플레이트(31b)가 제2 카트리지(21b)를 가압하게 되고, 이에 따라 제2 카트리지(21b)의 제2 경계막(22b)이 제2 천공핀(13b)에 의해 천공되며, 제2 카트리지(21b) 내의 제2 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흐르게 된다.
그 다음, 제3 레버(32c)를 a1 방향으로 누르면, 제3 가압 플레이트(31c)가 제3 카트리지(21c)를 가압하게 되고, 이에 따라 제3 카트리지(21c)의 제3 경계막(22c)이 제3 천공핀(13c)에 의해 천공되며, 제3 카트리지(21c) 내의 제3 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흐르게 된다.
마지막으로, 제4 레버(32d)를 a1 방향으로 누르면, 제4 가압 플레이트(31d)가 제4 카트리지(21d)를 가압하게 되고, 이에 따라 제4 카트리지(21d)의 제4 경계막(22d)이 제4 천공핀(13d)에 의해 천공되며, 제4 카트리지(21d) 내의 제4 처리 용액이 겔성 담지체(G)로 흐르게 된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100b)는 제1 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100)와 달리 사용자가 제1 내지 제4 카트리지(21a, 21b, 21c, 21d)에 대한 가압 순서를 선택할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트(100b)는 카트리지(21)와 카트리지 가압부(30)를 주사기 형태로 구성함으로써 겔성 담지체(G)에 주입되는 처리 용액의 양을 정밀하게 조절할 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
100: 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트
10: 반응부 11: 기판
12: 시료 주입구 13: 천공핀
20: 처리용액 수용부 21: 카트리지
22: 경계막
30: 카트리지 가압부 31: 가압 플레이트
32: 레버 33: 레버 가이드
35: 덮개
C: 생체 물질 A: 반응 물질
G: 겔성 담지체

Claims (13)

  1. 일 방향으로 길게 형성되며, 반응부 및 처리용액 수용부를 포함하는 하우징;
    상기 반응부에 배치되며, 일면에 측정 대상이 배치되는 기판;
    상기 처리용액 수용부에 배치되며, 내측에 처리 용액을 수용하고 상기 기판과 경계막으로 분리되는 복수개의 카트리지; 및
    상기 카트리지를 가압함으로써 상기 복수개의 카트리지 중 적어도 하나의 경계막을 터트려 상기 기판에 처리 용액을 적시는 카트리지 가압부;를 포함하고,
    상기 복수개의 카트리지는 제1 내지 제4 카트리지를 포함하고, 상기 제1 카트리지는 제1 세척 용액을 수용하고,
    상기 제2 카트리지는 블로킹 용액을 수용하고,
    상기 제3 카트리지는 제1나노자성입자를 포함하는 라벨링 용액을 수용하고,
    상기 제4 카트리지는 제2 세척 용액을 수용하는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 카트리지는 일 방향에서 직렬로 순차적으로 배치되며,
    상기 하우징의 내측의 상기 기판과 상기 경계막 사이에는 천공핀이 배치되는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 카트리지 가압부는,
    상기 카트리지를 가압하는 가압 플레이트; 및
    상기 가압 플레이트로부터 연장되어 상기 하우징의 측면에 형성된 레버 가이드를 통해 노출되는 레버;를 포함하고,
    상기 레버 가이드는 상기 가압 플레이트가 상기 카트리지를 가압하도록 가이드하는 제1 경로 및 상기 가압 플레이트가 하나의 카트리지 내의 처리 용액만을 상기 기판에 적시도록 상기 가압 플레이트의 일 방향으로의 움직임을 제한하는 제2 경로를 포함하는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 카트리지는 일 방향에서 병렬로 함께 배치되며,
    상기 하우징의 내측의 상기 기판과 상기 경계막 사이에는 상기 복수개의 카트리지에 대응하도록 복수 개의 천공핀이 배치되는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 카트리지 가압부는,
    상기 병렬로 배치된 복수개의 카트리지를 각각 가압하는 복수 개의 가압 플레이트; 및
    상기 가압 플레이트로부터 연장되어 상기 하우징의 측면에 형성된 레버 가이드를 통해 노출되는 복수 개의 레버;를 포함하는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 카트리지는 일 방향에서 병렬로 함께 배치되며,
    상기 카트리지 가압부는,
    상기 병렬로 배치된 복수개의 카트리지를 각각 가압하는 복수개의 가압 플레이트;
    상기 가압 플레이트로부터 일 방향으로 길게 연장되어 상기 하우징의 외측으로 노출되는 레버; 및
    상기 가압 플레이트로부터 상기 카트리지의 상기 경계막 방향으로 배치되는 천공핀;을 포함하고,
    상기 카트리지는 상기 카트리지 가압부는 결합하여 주사기 형태로 구성되며,
    상기 가압 플레이트의 일면에서 상기 카트리지 내측으로는 천공핀이 배치되는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 배치되는 겔성 담지체를 더 포함하는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 배치되는 겔성 담지체를 더 포함하고,
    상기 겔성 담지체는 제2나노자성입자를 포함하고,
    상기 제1나노자성입자는 상기 제2나노자성입자에 비해 입경이 큰 것을 특징으로 하는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 폴리에칠렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트.
  12. 중앙부에 측정 대상을 수용할 수 있는 측정부가 형성된 측정 헤드;
    상기 측정 헤드의 내측에 배치되며, 상기 측정부에 주파수를 여기하는 여기 솔레노이드 코일; 및
    상기 측정 헤드의 내측에 배치되며, 상기 측정부에서 방출되는 출력 신호를 검출하는 검출 솔레노이드 코일;을 포함하고,
    상기 측정부에는 제1항 내지 제7항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항의 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트가 결합되는 주파수 혼합 자기 판독기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 여기 솔레노이드 코일은,
    상기 측정부에 고주파를 여기하는 제1 여기 솔레노이드 코일; 및
    상기 제1 여기 솔레노이드 코일의 외측에 배치되며, 상기 측정부에 저주파를 여기하는 제2 여기 솔레노이드 코일;을 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기.
KR1020170113723A 2017-09-06 2017-09-06 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기 KR101984582B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170113723A KR101984582B1 (ko) 2017-09-06 2017-09-06 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170113723A KR101984582B1 (ko) 2017-09-06 2017-09-06 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190027111A KR20190027111A (ko) 2019-03-14
KR101984582B1 true KR101984582B1 (ko) 2019-05-31

Family

ID=65759399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170113723A KR101984582B1 (ko) 2017-09-06 2017-09-06 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101984582B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102543629B1 (ko) * 2023-05-03 2023-06-20 아토플렉스 주식회사 반응 용기 및 반응 용기 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2702498B2 (ja) 1987-04-07 1998-01-21 ベーリングヴェルケ・アクチエンゲゼルシャフト 免疫検定装置、方法、およびキット

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6634243B1 (en) * 2002-01-14 2003-10-21 Rapid Medical Diagnostics Corporation Sample testing device
US7300802B2 (en) * 2003-04-25 2007-11-27 Biodigit Laboratories Corp. Membrane strip biosensor system for point-of-care testing
KR101003534B1 (ko) * 2007-12-06 2010-12-30 한국전자통신연구원 자성 나노 입자와 주파수 혼합 자기 판독기를 이용한 생체물질의 정량적 검출방법
KR101739371B1 (ko) * 2010-01-08 2017-05-24 엘지전자 주식회사 샘플분석 카트리지, 샘플분석 카트리지 리더, 및 샘플분석 카트리지 리더의 제어방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2702498B2 (ja) 1987-04-07 1998-01-21 ベーリングヴェルケ・アクチエンゲゼルシャフト 免疫検定装置、方法、およびキット

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H. Hong et. al., Journal of Visualized Experiments, vol. 112, pp. 1-10 (2016.06.)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190027111A (ko) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3523640B1 (en) Devices for sample analysis
CN1953802B (zh) 流体递送系统和方法
RU2505816C2 (ru) Картридж для анализов с помощью магнитных частиц
US20110124130A1 (en) Device and method for analysis of samples with depletion of analyte content
US10151750B2 (en) Magnetic and/or electric label assisted detection system and method
US20030040129A1 (en) Binding assays using magnetically immobilized arrays
US8906323B2 (en) Microchip
US20060141469A1 (en) Multi-layered electrochemical microfluidic sensor comprising reagent on porous layer
CN102387863A (zh) 生物检验被分析物的一次性微流体测试盒
US20110050200A1 (en) Apparatus and Method for Counting and Identifying Particles of Interest in a Fluid
JP5137012B2 (ja) マイクロチップ
US20080293590A1 (en) Multianalyte assay method
US20090087925A1 (en) Devices and methods for analysis of samples with depletion of analyte content
CN103502795A (zh) 选择性功能化的纳米流体生物传感器中的生物分子的快速定量及其方法
US20130130243A1 (en) Method and device for detecting and quantifying an analyte with recycling of the reagents
US20190285625A1 (en) Biosensor and measuring method thereof
KR101984582B1 (ko) 나노자성입자를 이용한 바이오 진단 키트 및 이를 포함하는 주파수 혼합 자기 판독기
KR20150059413A (ko) 시료 검사방법 및 미세유동장치
CN107003306A (zh) 具有聚合物接枝的多孔薄膜、其方法及用途
JP2009168667A (ja) 液体試薬内蔵型マイクロチップ
WO2009150583A1 (en) Diagnostic device
KR20050017441A (ko) 바이오 물질의 특성 측정 시스템 및 방법
US20230264192A1 (en) Microfluidic electrochemical analyte detectors
US20100068735A1 (en) Microfluidic device including unit for evaluating capture material and method of evaluating capture material
EP2524228B1 (en) Method of determining a number of solution constituents

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant