KR101985415B1 - Expandable structure and strip sensor using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 팽창형 구조체는 신호 증폭 반응(Signal enhancement reaction)용 액상 버퍼를 흡수하는 버퍼 패드; 상기 버퍼 패드의 상부면에 부착되되, 상기 상부면의 양쪽에 이격 배치되는 팽창부; 상기 버퍼 패드의 하부면에 부착되어 상기 버퍼 패드로부터 상기 액상 버퍼를 흡수하고, 상부면 중앙에 홈이 형성된 연결 멤브레인; 상기 연결 멤브레인에 형성된 홈에 부착되고, 신호 발생 물질이 저장되는 반응물질 패드; 및 상기 연결 멤브레인의 하부면에 부착되고, 상기 액상 버퍼와 상기 신호 발생 물질을 하부 방향으로 전달하는 접촉 패드;를 포함하고, 상기 팽창부는 상기 버퍼 패드로부터 상기 액상 버퍼를 흡수하여, 상기 팽창부의 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하는 것을 특징으로 한다. The expandable structure according to the present invention comprises a buffer pad for absorbing a liquid buffer for signal enhancement reaction; An expander attached to an upper surface of the buffer pad, the expander being spaced apart from both sides of the upper surface; A connection membrane attached to a lower surface of the buffer pad to absorb the liquid buffer from the buffer pad and having a groove formed at the center of the upper surface; A reaction material pad attached to a groove formed in the connection membrane and storing a signal generating material; And a contact pad attached to a lower surface of the connecting membrane and communicating the liquid buffer and the signal generating material in a downward direction, the swell absorbing the liquid buffer from the buffer pad, And expand in a direction perpendicular to the direction.
Description
본 발명은 팽창형 구조체 및 이를 이용한 스트립 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to an expandable structure and a strip sensor using the same.
면역 크로마토그래피 분석법은 생물학적 물질 또는 화학적 물질이 서로 특이적으로 부착하는 성질을 이용하여 분석 물질을 단시간에 정성 및 정량적으로 검사할 수 있는 방법이다. 상기 면역 크로마토그래피 분석 기구는 분석 스트립 또는 상기 분석 스트립을 플라스틱 하우징 내부에 장착하여 조립한 형태의 면역 분석 키트가 일반적으로 사용된다.Immunochromatographic analysis is a method that can qualitatively and quantitatively inspect an analyte in a short period of time using the property that a biological substance or a chemical substance specifically attaches to each other. The immunochromatographic assay instrument is generally an assay strip or an immunoassay kit in which the assay strip is assembled inside a plastic housing.
예를 들어, 면역 크로마토그래피 분석 기구에 사용되는 분석 스트립은 접착성 플라스틱 지지체 상에 검체 패드, 컨쥬게이트 패드, 신호검출 패드 및 흡수 패드를 포함하여 이루어진다. 상기 검체 패드는 액상 검체 또는 분석 시료를 흡수하고 상기 액상 검체의 균일한 유동을 보장한다. 상기 컨쥬게이트 패드는 상기 액상 검체 또는 분석 시료에 포함된 분석 물질과 특이적으로 결합하는 유동성 컨쥬게이트를 포함하고 있다. 상기 검체 패드를 통해 도입된 액상 검체가 상기 컨쥬게이트 패드를 통과하면서 분석 물질과 유동성 컨쥬게이트 사이의 특이적 결합이 이루어진다. 상기 신호검출 패드는 검출 영역과 대조 영역을 포함하며, 상기 검출 영역은 상기 액상 검체에 분석물질이 존재 여부를 확인하기 위한 영역이며, 상기 대조 영역은 액상 검체가 상기 검출 영역을 정상적으로 통과하였는지의 여부를 확인하기 위한 영역이다.For example, an analytical strip used in an immunochromatographic instrument comprises a sample pad, a conjugate pad, a signal detection pad, and an absorbent pad on an adhesive plastic support. The sample pad absorbs the liquid sample or the analytical sample and ensures a uniform flow of the liquid sample. The conjugate pad includes a liquid conjugate that specifically binds to the liquid sample or the analyte contained in the assay sample. A liquid sample introduced through the sample pad passes through the conjugate pad, thereby achieving specific binding between the analyte and the flowable conjugate. Wherein the signal detection pad includes a detection region and a verification region, and the detection region is an area for confirming presence or absence of an analyte in the liquid sample, and the verification region is a region in which the liquid sample has normally passed through the detection region .
이와 같은 구성을 갖는 종래의 면역 크로마토그래피 분석 기구는 많은 양의 시료를 필요로 하는 단점이 있으며, 그 검출 감도가 1ng/mL 근방으로, 낮은 감도(low sensitivity)를 나타낸다.Conventional immunochromatographic analyzers having such a structure have disadvantages in that they require a large amount of sample, and their detection sensitivity exhibits a low sensitivity of around 1 ng / mL.
따라서, 측방유동분석(LFA) 센서의 검출 감도 향상이 필요하고, 상기 검출 감도 향상을 위해서는 면역 반응 후의 추가적인 신호 증폭 반응이 필수적이다. 또한, 이를 자동화하여 순차적인 반응이 일어나도록 하기 위한 기술이 필요하다.
Therefore, it is necessary to improve the detection sensitivity of the lateral flow analysis (LFA) sensor, and additional signal amplification reaction after the immune response is essential for improving the detection sensitivity. In addition, there is a need for techniques to automate this and to allow sequential reactions to occur.
본 발명의 목적은 액상 버퍼와 액상 샘플 간의 상호 간섭을 최소화하여 검출 세기 및 감도 향상 효과가 우수하고, 신호 발생 물질의 방출 속도를 증가시킬 수 있는 팽창형 구조체를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an expandable structure capable of minimizing mutual interference between a liquid buffer and a liquid sample so as to enhance the detection strength and sensitivity and increase the release rate of a signal generating material.
본 발명의 다른 목적은 상기 팽창형 구조체를 포함하는 스트립 센서를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a strip sensor including the inflatable structure.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 팽창형 구조체는 신호 증폭 반응(Signal enhancement reaction)용 액상 버퍼를 흡수하는 버퍼 패드; 상기 버퍼 패드의 상부면에 부착되되, 상기 상부면의 양쪽에 이격 배치되는 팽창부; 상기 버퍼 패드의 하부면에 부착되어 상기 버퍼 패드로부터 상기 액상 버퍼를 흡수하고, 상부면 중앙에 홈이 형성된 연결 멤브레인; 상기 연결 멤브레인에 형성된 홈에 부착되고, 신호 발생 물질이 저장되는 반응물질 패드; 및 상기 연결 멤브레인의 하부면에 부착되고, 상기 액상 버퍼와 상기 신호 발생 물질을 하부 방향으로 전달하는 접촉 패드;를 포함하고, 상기 팽창부는 상기 버퍼 패드로부터 상기 액상 버퍼를 흡수하여, 상기 팽창부의 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an expandable structure including: a buffer pad for absorbing a liquid buffer for signal enhancement reaction; An expander attached to an upper surface of the buffer pad, the expander being spaced apart from both sides of the upper surface; A connection membrane attached to a lower surface of the buffer pad to absorb the liquid buffer from the buffer pad and having a groove formed at the center of the upper surface; A reaction material pad attached to a groove formed in the connection membrane and storing a signal generating material; And a contact pad attached to a lower surface of the connecting membrane and communicating the liquid buffer and the signal generating material in a downward direction, the swell absorbing the liquid buffer from the buffer pad, And expand in a direction perpendicular to the direction.
상기 버퍼 패드는 적어도 2개 이상 적층되어 있는 것일 수 있다.At least two or more buffer pads may be stacked.
상기 팽창형 구조체는 상기 연결 멤브레인에 형성된 홈에 부착되되, 상기 반응물질 패드 하부면에 부착되는 비대칭 멤브레인을 더 포함할 수 있다.The inflatable structure may further include an asymmetric membrane attached to a groove formed in the connection membrane and attached to a lower surface of the reaction material pad.
상기 팽창형 구조체는 상기 버퍼 패드, 상기 연결 멤브레인 및 상기 접촉 패드 각각의 사이에 형성되는 접합부를 더 포함할 수 있다.The inflatable structure may further include a joint formed between the buffer pad, the connection membrane, and the contact pad.
상기 접합부는 복수의 홀이 형성된 양면 테이프이고, 상기 복수의 홀은 상기 액상 버퍼 및 상기 신호 발생 물질의 흐름 통로로 작용할 수 있다.The bonding portion is a double-sided tape having a plurality of holes, and the plurality of holes can serve as a flow path of the liquid buffer and the signal generating material.
상기 팽창형 구조체는 상기 버퍼 패드의 상부면에 배치되고, 상기 액상 버퍼가 주입되는 버퍼 주입부를 더 포함할 수 있다.The inflatable structure may further include a buffer injection unit disposed on an upper surface of the buffer pad and into which the liquid buffer is injected.
상기 액상 버퍼는 인산완충생리식염수(Phosphate Buffered Saline, PBS), 트리스 완충액(tris buffer) 및 탄산염 완충액(carbonate buffer) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The liquid phase buffer may include at least one of phosphate buffered saline (PBS), tris buffer, and carbonate buffer.
상기 신호 발생 물질은 흡광 물질, 형광 물질, 발광 물질 및 전기화학적 신호 발생 물질 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
The signal generating material may include at least one of a light absorbing material, a fluorescent material, a light emitting material, and an electrochemical signal generating material.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스트립 센서는 상기 제1항 내지 제9항에 기재된 팽창형 구조체; 및 상기 팽창형 구조체의 하부에 배치되는 면역 반응(Immunoassay reaction)용 구조체;를 포함하고, 상기 면역 반응용 구조체는 지지체; 상기 지지체의 상부면에 부착되어 검출하려는 분석 물질을 포함하는 액상 샘플을 흡수하는 샘플 패드; 상기 샘플 패드의 일단과 부착되고, 상기 액상 샘플에 포함된 분석 물질과 결합하는 면역 반응(Immunoassay reaction) 물질이 저장되는 컨쥬게이트 패드; 상기 컨쥬게이트 패드의 일단과 부착되고, 상기 액상 샘플에 포함되는 분석 물질을 검출하는 반응 멤브레인; 상기 반응 멤브레인의 일단과 부착되고, 상기 검출 반응이 종료된 액상 샘플을 흡수하는 흡수 패드;를 포함하며, 상기 팽창형 구조체에 포함되는 팽창부가 액상 버퍼를 흡수하여 상기 팽창부의 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하면서, 상기 팽창형 구조체와 상기 반응 멤브레인이 접촉하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a strip sensor comprising: the inflatable structure according to any one of
상기 면역 반응(Immunoassay reaction) 물질은 항체, 항원, 효소, 펩타이드, 단백질, DNA, RNA, PNA(Petide Nucleic Acid), 압타머(aptamer) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
The immunoassay reaction material may include at least one of an antibody, an antigen, an enzyme, a peptide, a protein, DNA, RNA, PNA (Petite Nucleic Acid), and aptamer.
본 발명에 따른 팽창형 구조체는 액상 버퍼를 흡수하여 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하는 팽창부를 포함한다. 이러한 팽창부의 특성에 의해, 상기 팽창형 구조체의 높이 조절이 용이하고, 비교적 빠른 시간 내에 상기 팽창형 구조체가 반응 멤브레인과 접촉할 수 있다.The expandable structure according to the present invention includes an expanding portion that absorbs the liquid buffer and expands in a direction perpendicular to the surface direction. Due to the characteristics of the expanding portion, the height of the inflatable structure can be easily adjusted and the inflatable structure can be brought into contact with the reaction membrane in a relatively short time.
또한, 상기 팽창부의 면 방향에 대한 수직 방향으로의 팽창 현상에 의해 팽창형 구조체의 하부 방향으로 압력이 가해지면서, 반응 물질 패드에서 액상 버퍼와 신호 발생 물질의 방출 속도와 균일성이 증가하게 된다. In addition, as the expansion of the expandable portion in the direction perpendicular to the surface direction causes the pressure to be applied to the downward direction of the expandable structure, the release rate and uniformity of the liquid buffer and the signal generating material in the reactive material pad are increased.
또한, 반응물질 패드가 반응 멤브레인과 직접 닿지 않으므로, 액상 버퍼와 신호 발생 물질이 지속적으로 균일한 농도로 방출되어 재현성이 증가하는 효과가 있다. 신호 증폭 반응에 따라 다양한 조성의 액상 버퍼를 사용할 수 있으며, 액상 버퍼에 의한 액상 샘플의 영향이 없어 상호 간섭을 최소화할 수 있으며, 분석의 정확도 및 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.
In addition, since the reaction material pad does not directly contact the reaction membrane, the liquid buffer and the signal generating material are continuously discharged at a uniform concentration and the reproducibility is increased. Depending on the signal amplification reaction, liquid buffers of various compositions can be used, and mutual interference can be minimized due to the influence of the liquid sample by the liquid phase buffer, and the accuracy of the analysis and the sensitivity of the sensor can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 팽창형 구조체의 개략적인 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 팽창형 구조체 내에서의 유체의 흐름(접촉 전, 접촉 후)을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 팽창형 구조체를 포함한 스트립 센서의 작동 과정을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 팽창형 구조체를 포함한 스트립 센서의 개략적인 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 케이스 상판, 케이스 하판 및 이를 이용하여 조립된 케이스의 사진이다.
도 6은 본 발명의 팽창형 구조체를 포함한 스트립센서를 이용하여 실제 물질을 검출하는 것을 시간에 따라서 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 팽창형 구조체를 포함한 스트립 센서를 이용하여, 클로르금산(HAuCl4)+히드록실아민(H3NO) 조건에서 실제 사람 혈액내에 존재하는 TnI (Troponin I)라는 심혈관계질환 인자를 검출한 사진(a) 및 그래프(b)이다.
도 8은 본 발명에 따른 팽창형 구조체를 포함한 스트립 센서를 이용하여, NBT(nitro blue tetrazolium) + AAP(2-Phospho-L-ascorbic acid trisodium salt) 조건에서 실제 사람 혈액내에 존재하는 TnI (Troponin I)라는 심혈관계질환 인자를 검출한 사진(a) 및 그래프(b)이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic diagram of an inflatable structure according to the present invention.
Figure 2 shows the flow of fluid in the inflatable structure according to the present invention (before and after contact).
3 is a schematic view schematically illustrating an operation process of a strip sensor including an inflatable structure according to the present invention.
4 is a schematic diagram of a strip sensor including an inflatable structure according to the present invention.
5 is a photograph of a case top plate, a case bottom plate, and a case assembled using the case top plate according to the present invention.
FIG. 6 is a photograph showing time-based detection of an actual substance using a strip sensor including the expandable structure of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the concentration of TnI (Troponin I) present in actual human blood in the presence of hydrochloric acid (HAuCl 4 ) + hydroxylamine (H 3 NO) by using a strip sensor including an expandable structure according to the present invention, (A) and the graph (b) in which the factor is detected.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between TnI (Troponin I (I)) present in actual human blood under NBT (nitro blue tetrazolium) + AAP (2-Phospho-L-ascorbic acid trisodium salt) (A) and a graph (b) showing a cardiovascular disease factor.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 팽창형 구조체 및 이를 이용한 스트립 센서에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, an inflatable structure according to a preferred embodiment of the present invention and a strip sensor using the inflatable structure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
기존의 스트립 센서는 샘플 패드와 버퍼 패드, 흡수 패드, 컨쥬게이트 패드가 모두 연결되어 있는 구조로서, 반응물질 패드가 반응 멤브레인과 닿는 시간을 조절하기에 제한적이며, 반응물질 패드가 반응 멤브레인과 직접 닿아 방출되는 신호 반응 물질의 농도 구배가 발생하여 재현성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 액상 샘플에 따라 사용 가능한 액상 버퍼의 조성이 제한적이고, 액상 샘플과 액상 버퍼 간의 상호 간섭에 의해 재현성이 감소하게 된다.
Conventional strip sensors have a structure in which a sample pad, a buffer pad, an absorbent pad, and a conjugate pad are all connected to each other. In this structure, the reactant pad is limited in controlling the contact time with the reaction membrane. There is a problem that the concentration gradient of the emitted signal reacting substance occurs and the reproducibility is deteriorated. Also, the composition of the usable liquid buffer depends on the liquid sample, and the reproducibility is reduced by the mutual interference between the liquid sample and the liquid buffer.
본 발명에서는 팽창형 구조체를 이용하여, 자동화된 신호 증폭 반응을 통한 LFA 센서의 감도를 향상시키고자 한다. 즉, 1차 면역 반응(Immunoassay reaction) 후, 2차 신호 증폭 반응(signal enhancement reaction)을 통한 검출 세기 및 감도 향상 효과를 제공하고자 한다.
In the present invention, the sensitivity of the LFA sensor is improved by an automated signal amplification reaction using an expandable structure. That is, it is intended to provide a detection intensity and sensitivity enhancement effect through a second signal amplification reaction after a first immunoassay reaction.
도 1은 본 발명에 따른 팽창형 구조체의 개략적인 모식도이고, 도 4는 본 발명에 따른 팽창형 구조체를 포함한 스트립 센서의 개략적인 모식도이다.FIG. 1 is a schematic schematic view of an inflatable structure according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram of a strip sensor including an inflatable structure according to the present invention.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 스트립 센서(300)는 팽창형 구조체(100), 및 상기 팽창형 구조체(100)의 하부에 배치되는 면역 반응(Immunoassay reaction)용 구조체(200)를 포함한다.
1 and 4, a
도 1을 참조하면, 상기 팽창형 구조체(100)는 면역 반응용 구조체(200)로부터 분리 가능한 구조이며, 액상 샘플의 흐름 경로와 액상 버퍼의 흐름 경로가 달라, 상기 샘플과 액상 버퍼가 섞이지 않는 장점을 지닌다. 1, the
또한, 액상 버퍼 주입 시, 액상 버퍼가 버퍼 패드에 대해 수평방향으로 이동하여 흡수된 후, 팽창부가 액상 버퍼를 흡수하여 면 방향에 대하여 수직 방향으로 팽창함에 따라 상기 팽창형 구조체가 하부 방향으로 내려오게 된다. 상기 액상 버퍼를 팽창형 구조체에 주입함으로써, 신호증폭 반응을 유발할 수 있다.
When the liquid buffer is injected, the liquid buffer moves in the horizontal direction with respect to the buffer pad and is absorbed. After the expansion part absorbs the liquid buffer and expands in the direction perpendicular to the surface direction, the expandable structure is lowered do. By injecting the liquid buffer into the expandable structure, a signal amplification reaction can be induced.
팽창형 구조체(100)The inflatable structure (100)
상기 팽창형 구조체(100)는 신호 증폭 반응(Signal enhancement reaction)용 액상 버퍼를 흡수하는 버퍼 패드(10), 상기 버퍼 패드(10)의 상부면에 부착되되, 상기 상부면의 양쪽에 이격 배치되는 팽창부(20), 상기 버퍼 패드(10)의 하부면에 부착되어 상기 버퍼 패드(10)로부터 상기 액상 버퍼를 흡수하고, 상부면 중앙에 홈이 형성된 연결 멤브레인(30), 상기 연결 멤브레인(30)에 형성된 홈에 부착되고, 신호 발생 물질이 저장되는 반응물질 패드(40), 및 상기 연결 멤브레인(30)의 하부면에 부착되고, 상기 액상 버퍼와 상기 신호 발생 물질을 하부 방향으로 전달하는 접촉 패드(50)를 포함한다. 상기 팽창부(20)는 상기 버퍼 패드(10)로부터 상기 액상 버퍼를 흡수하여, 상기 팽창부의 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하는 것을 특징으로 한다.
The
버퍼 패드(10)The buffer pad (10)
버퍼 패드(10)는 버퍼 주입부(80)에 주입된 액상 버퍼를 저장 및 흡수하여 팽창부(20)를 활성화하거나 접촉 패드(50) 방향으로 액상 버퍼의 흐름을 유도하는 역할을 한다. 즉, 버퍼 패드(10)는 신호 향상을 돕는 액상 버퍼, 즉, 신호 증폭 반응(Signal enhancement reaction)용 액상 버퍼를 수용하여 연결 멤브레인(30) 방향으로 전개하는 역할을 수행한다. 상기 액상 버퍼는 액상 샘플을 통해 검출하고자 하는 물질의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 액상 버퍼는 인산완충생리식염수(Phosphate Buffered Saline, PBS), 트리스 완충액(tris buffer) 및 탄산염 완충액(carbonate buffer) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The
버퍼 패드(10)는 액상 버퍼를 흡수할 수 있는 재료라면 그 종류가 제한되지 않는다. 상기 액상 버퍼는 샘플 패드(210)로는 이동하지 않으며, 버퍼 패드(10)에 저장 및 흡수되는 액상 버퍼는 연결 멤브레인(30)으로 흡수된다.
The type of the
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 버퍼 패드(10)는 적어도 2개 이상 적층될 수 있다. 상기 팽창형 구조체(100) 내에서 버퍼 패드(10)를 1개만 사용하는 경우, 1개의 버퍼 패드(10)만으로 팽창부(20) 쪽과 접촉 패드(50) 쪽으로 액상 버퍼를 모두 유도해야 하기 때문에, 팽창부(20)와 접촉 패드(50)로 액상 버퍼가 나누어 전달되면서 경쟁적으로 액상 버퍼를 가져가려고 한다. 이에 따라, 액상 버퍼가 양쪽으로 균일하게 전달되지 않아 재현성이 우수하지 못하다. As shown in FIGS. 1 and 2, at least two or
따라서, 버퍼 패드(10)를 적어도 2개 이상 적층하여, 팽창부(20)에 인접한 버퍼 패드(10)는 팽창부(20)로 액상 버퍼를 전달하고, 접촉 패드(50)에 인접한 버퍼 패드(10)는 접촉 패드(50)로 액상 버퍼를 전달함으로써, 액상 버퍼가 각각의 버퍼 패드로 균일하게 전달되어 재현성이 향상되는 효과가 있다.
At least two
팽창부(20)The expanding part (20)
팽창부(20)는 상기 버퍼 패드(10)의 상부면에 부착되되, 상기 상부면의 양쪽에 이격 배치된다.The expanding
팽창부(20)는 상기 액상 버퍼에 의해, 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하는 테이프(water-swellable tape)으로서, 일정 시간 후 팽창형 구조체(100)를 반응 멤버레인(230)과 접촉시키는 역할을 한다. 버퍼 패드(10)의 상부면의 양쪽에 총 2개의 팽창부(20)가 배치됨에 따라, 팽창부(20)가 팽창될 때 양쪽에서 하부 방향으로 눌러주는 효과가 있다.The
팽창부(20)는 상기 액상 버퍼를 흡수하여 팽창할 수 있도록 기공이 형성되고, 팽창되는 재질의 플라스틱으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 팽창부의 부피와 무게가 커질 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 팽창부는 가로 방향으로 수축하면서 세로 방향(면 방향에 대한 수직 방향)으로 팽창하게 된다. 이때, 상기 팽창부는 상측 하우징에 의해 고정되어 위로는 팽창하지 않고, 아래 방향으로 팽창하게 된다. 이에 따라, 상기 팽창형 구조체가 아래쪽으로 이동함에 따라 연결 멤브레인의 아래에 위치한 접촉 패드는 반응 멤브레인과 접촉하게 된다.
The expanding
본 발명의 스트립 센서는 상기 구성 요소들을 포함하면서, 상기 구성 요소들을 고정시키는 하우징을 포함한다. The strip sensor of the present invention includes the above-described components, and includes a housing for fixing the components.
하우징은 상측 하우징과 하측 하우징을 포함한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상측 하우징은 팽창 구조체 상에 점선으로 표시한 공간을 가리킨다. 상측 하우징과 하측 하우징은 서로 위, 아래 방향으로 분리되거나 결합될 수 있다.The housing includes an upper housing and a lower housing. As shown in Fig. 3, the upper housing indicates a space indicated by a dotted line on the expansion structure. The upper housing and the lower housing may be separated or coupled to each other in the upward and downward directions.
상측 하우징은 액상 샘플을 통과시키는 샘플 홀과 액상 버퍼를 통과시키는 버퍼 홀과 반응 멤브레인에 표시되는 분석 물질 검출 결과를 확인할 수 있는 분석 홀을 포함한다. 특히, 샘플 홀과 버퍼 홀은 각각 액상 샘플과 액상 버퍼를 샘플 패드와 버퍼 패드로 이동시키기 위해 Y자 형태로 형성될 수 있다. 상측 하우징은 팽창부와 접촉되어 하우징 내부에 팽창부를 고정시킨다. 따라서, 팽창부가 액상 버퍼를 흡수함에 따라 부피가 커지더라도 팽창부의 상면은 상측 하우징에 의해 고정된다. 하측 하우징은 지지체와 접촉되어 하우징 내부에 지지체를 고정시킨다.
The upper housing includes a sample hole for passing the liquid sample, a buffer hole for passing the liquid buffer, and an analysis hole for confirming the analyte detection result displayed on the reaction membrane. In particular, the sample holes and buffer holes may be formed in a Y-shape to move the liquid sample and the liquid buffer, respectively, to the sample pad and the buffer pad. The upper housing contacts the expanding portion and fixes the expanding portion inside the housing. Therefore, the upper surface of the expansion portion is fixed by the upper housing even if the volume becomes larger as the expansion portion absorbs the liquid buffer. The lower housing contacts the support to secure the support within the housing.
팽창부는 기공이 형성된 수용성 플라스틱으로 형성될 수 있다. 이러한 수용성 플라스틱은 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴아마이드(PAM), 메틸롤화 요소수지, 메틸롤화 멜라닌수지 및 카복시메틸셀룰로스(CMC) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 버퍼 패드(10)와 맞닿는 팽창부의 일면은 접착성을 가지는 양면 테이프 재질로 형성될 수 있으며, 상기 양면 테이프는 액상 버퍼의 흐름 통로로 작용하기 위한 복수의 홀이 형성된 테이프일 수 있다. 상기 액상 버퍼가 팽창부의 내부 기공에 침투되어 상기 팽창부가 면 방향에 대해 수직방향으로 팽창함에 따라, 접촉 패드가 반응 멤브레인과 접촉될 수 있다.The expanding portion may be formed of a water-soluble plastic having pores formed therein. Such a water-soluble plastic may include at least one of polyvinyl alcohol (PVA), polyacrylamide (PAM), methylol urea resin, methylol melamine resin and carboxymethyl cellulose (CMC). The double sided tape may be a tape having a plurality of holes for acting as a flow passage of the liquid buffer. As the liquid buffer permeates the inner pores of the expanding portion and the expanding portion expands in the direction perpendicular to the surface direction, the contact pad can be brought into contact with the reaction membrane.
이처럼, 상기 팽창부는 폴리비닐알코올(PVA)과 같은 수용성 고분자를 사용함으로써, 값이 저렴하며, 물에 의해서 수평 방향으로 수축하고 수직 방향으로 팽창하게 된다.
As such, the expanding portion is inexpensive because it uses a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol (PVA), and contracts in the horizontal direction by water and expands in the vertical direction.
연결 멤브레인(30)The connecting membrane (30)
연결 멤브레인(30)은 상기 버퍼 패드(10)의 하부면에 부착되어 상기 버퍼 패드(10)로부터 상기 액상 버퍼를 흡수한다. 상기 연결 멤브레인(30)은 일종의 버퍼 패드와 유사한 기능을 하며, 상기 액상 버퍼를 아래쪽의 접촉 패드(50)로 전달하는 기능을 한다.A connecting
상기 연결 멤브레인(30)은 상부면 중앙에 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈에는 반응물질 패드(40)와 비대칭 멤브레인(60)이 부착되어 있다. 상기 중앙은 상기 버퍼 주입부(80)와 상기 접촉 패드(50)가 배치되는 공간의 일부를 포함하거나, 동일한 위치의 공간을 가리킬 수 있다. 즉, 상기 팽창형 구조체(100)의 중앙에는 버퍼 주입부(80), 반응물질 패드(40), 비대칭 멤브레인(60), 접촉 패드(50)가 배치될 수 있다.The
상기 반응물질 패드(40)와 비대칭 멤브레인(60)에 대한 설명은 후술하기로 한다.
The
반응물질 패드(40)The reactant pad (40)
반응물질 패드(40)는 신호 발생 물질이 저장되는 공간으로서, 상기 연결 멤브레인(30)에 형성된 홈에 부착된다. 상기 신호 발생 물질은 신호를 발생시키는 물질로서, 2차 반응인 신호 증폭 반응에 사용되는 물질이다.The
신호 발생 물질로는 흡광 물질, 형광 물질, 발광 물질 및 전기화학적 신호 발생 물질 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 흡광, 형광, 발광, 전기화학적 신호의 세기를 증폭하는 신호 증폭 물질도 포함할 수 있다.The signal generating material may include at least one of a light absorbing material, a fluorescent material, a light emitting material, and an electrochemical signal generating material, and may include a signal amplifying material for amplifying the intensity of an absorption, fluorescence, have.
보다 구체적으로 루미놀(luminol), 루미겐(lumigen), 루시페린(luciferin)과 같은 화학발광물질, Ruthenium tris-bipyridine (Ru(Bpy)3) 등과 같은 전기화학 발광물질, 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB), 3,3'-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DBA), 2,2'-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)(ABTA), 4-chloro-1-naphthol(CN), BCIP(5-bromo-4-chloro-3-indolyl-phosphate)/NBT (nitro blue tetrazolium) 등과 같은 효소 발색기질, 유기형광물질(예, FITC, 로다민 그린, 티아디카르보시아닌, Cy2, Cy3, Cy5, Alexa 488, Alexa 546, Alexa 594 및 Alexa 647), 양자점(Quantum dot) 등과 같은 형광물질, 금속 나노입자, 마그네틱 나노입자, 금속이온, pH 조절 물질 (예, NaOH, HCl, 버퍼) 등이 사용될 수 있다.More specifically, chemiluminescent materials such as luminol, lumigen, and luciferin, electrochemiluminescent materials such as Ruthenium tris-bipyridine (Ru (Bpy) 3), and the like 3,3 ' (3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid) (ABTA), 4-chloro-1-naphthol (CN), BCIP (Eg, FITC, rhodamine green, thiadicarbocyanine, Cy2, Cy3, Cy5, etc.), enzymatic chromogenic substrates such as 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate and NBT (nitro blue tetrazolium) , Metal nanoparticles, metal ions, pH controlling substances (e.g., NaOH, HCl, buffer), and the like are used as the fluorescent material, such as Alexa 488, Alexa 546, Alexa 594 and Alexa 647) .
상기 반응물질 패드(40)는 수용액 상태의 물질이 흡수 및 건조될 수 있는 모든 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 유리섬유와 같은 재질로 형성될 수 있다.
The
접촉 패드(50)The contact pad (50)
접촉 패드(50)는 상기 연결 멤브레인(30)의 하부면에 부착되고, 상기 액상 버퍼와 상기 신호 발생 물질을 하부 방향으로 전달하는 역할을 한다.The
보다 구체적으로, 상기 접촉 패드(50)는 후술할 반응 멤브레인(230)과 접촉하는 패드로서, 상기 접촉 패드(50)를 통해, 상기 액상 버퍼와 신호 발생 물질이 균일하게 섞인 용액이 상기 반응 멤브레인(230)으로 안전하게 전달될 수 있다. 또한, 상기 접촉 패드(50)를 통해, 비교적 빠른 시간 내에 상기 접촉 패드(50)에 저장 및 흡수된 액상 버퍼와 신호 발생 물질을 상기 반응 멤브레인(230)으로 균일하게 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
More specifically, the
비대칭 멤브레인(60)
비대칭 멤브레인(60)은 상기 연결 멤브레인(30)에 형성된 홈에 부착되며, 상기 반응물질 패드(40) 하부면에 부착된다.The
상기 비대칭 멤브레인(60)은 평균 입경이 서로 다른 기공(제1기공(61) 및 제2기공(62))을 포함하는 멤브레인으로서, 신호 발생 물질이 상기 액상 버퍼에 의해 균일하게 녹아 나오도록 하는 역할을 한다. 상기 비대칭 멤브레인(60)의 종류에 따라 기공의 평균 입경은 조절될 수 있으며, 하나의 멤브레인 안에서 평균 입경의 구배가 있을 수 있다.The
상기 제1기공(61) 및 상기 제2기공(62)을 포함하는 상기 비대칭 멤브레인(asymmetric membrane, ASPM)(60)은 수용액 액체가 평균 입경이 큰 기공으로부터 작은 기공 쪽으로 흐르거나, 평균 입경이 작은 기공으로부터 큰 기공 쪽으로도 흐르도록 할 수 있다. 상기 비대칭 멤브레인(60)은 주로 재현성이 높게 나오도록 방향을 선택하여 위치시키는 것이 바람직하며, 상기 비대칭 멤브레인(60)에 의해 신호 반응 물질과 액상 버퍼가 균일하게 이동할 수 있다.
The asymmetric membrane (ASPM) 60 comprising the
접합부(70)The joining portion (70)
상기 팽창형 구조체(100)는 상기 버퍼 패드(10), 상기 연결 멤브레인(30) 및 상기 접촉 패드(50) 각각의 사이에 형성되는 접합부(70)를 더 포함할 수 있다.The
상기 접합부(70)는 패드와 멤브레인을 서로 연결시키고, 상기 팽창형 구조체(100) 내에서 용액의 흐름을 제어하는 역할을 하는 접착층으로서, 복수의 홀이 형성된 양면 테이프일 수 있다.The
상기 복수의 홀은 상기 액상 버퍼 및 상기 신호 발생 물질의 흐름 통로로 작용할 수 있다.
The plurality of holes may act as a flow path of the liquid buffer and the signal generating material.
버퍼 주입부(80)
상기 버퍼 주입부(80)는 신호 증폭 반응 개시를 위해 사용되는 액상 버퍼를 주입하는 부분을 가리킨다. The
상기 버퍼 주입부(80)는 상기 버퍼 패드(10)의 상부면의 중심 부분에 배치되되, 팽창부가 배치된 공간을 제외한 중심 부분에 배치될 수 있다.
The
면역 반응용 구조체(200)The
상기 면역 반응용 구조체(200)는 지지체(미도시), 상기 지지체의 상부면에 부착되어 검출하려는 분석 물질을 포함하는 액상 샘플을 흡수하는 샘플 패드(210), 상기 샘플 패드(210)의 일단과 부착되고, 상기 액상 샘플에 포함된 분석 물질과 결합하는 면역 반응(Immunoassay reaction) 물질이 저장되는 컨쥬게이트 패드(220), 상기 컨쥬게이트 패드(220)의 일단과 부착되고, 상기 액상 샘플에 포함되는 분석 물질을 검출하는 반응 멤브레인(230), 상기 반응 멤브레인(230)의 일단과 부착되고, 상기 검출 반응이 종료된 액상 샘플을 흡수하는 흡수 패드(240)를 포함한다. The
상기 팽창형 구조체(100)에 포함되는 팽창부(20)가 액상 버퍼를 흡수하여 상기 팽창부(20)의 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하면서, 상기 팽창형 구조체(100)와 상기 반응 멤브레인(230)이 접촉하는 것을 특징으로 한다.
The
지지체는 멤브레인 스트립 센서를 지지하는 역할을 수행하며, 접착성 플라스틱이 사용될 수 있다.
The support serves to support the membrane strip sensor, and adhesive plastic can be used.
샘플 패드(210)The
샘플 패드는 상기 지지체의 상부면에 부착되어 검출하려는 분석 물질을 포함하는 액상 샘플을 흡수하여, 반응 멤브레인(230) 방향으로 전개하는 역할을 수행한다. 전혈, 혈장, 혈청, 눈물, 침, 소변, 콧물, 체액 등의 액상 샘플이 사용될 수 있다. 샘플 패드는 액상 샘플을 흡수할 수 있는 재료라면 그 종류가 제한되지 않으나, 바람직하게는 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 유리 섬유와 같은 재질로 형성될 수 있다.
The sample pad is attached to the upper surface of the supporter to absorb the liquid sample containing the analyte to be detected, and develops in the direction of the
컨쥬게이트 패드(220)
상기 컨쥬게이트 패드(220)는 상기 샘플 패드(210)의 일단과 부착되고, 상기 액상 샘플에 포함된 분석 물질과 결합하는 면역 반응(Immunoassay reaction) 물질이 저장되는 패드이다.The
컨쥬게이트 패드는 분석 물질에 선택적으로 결합할 수 있는 면역 반응 물질(1차 반응 물질)이 도포된 후 건조되어 있는 패드일 수 있다. 상기 면역 반응 물질은 항체, 항원, 효소, 펩타이드, 단백질, DNA, RNA, PNA(Petide Nucleic Acid), 압타머(aptamer) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The conjugate pad may be a pad that is dried after the application of the immunoreactive material (primary reaction material) capable of selectively binding to the analyte. The immunoreactive substance may include at least one of an antibody, an antigen, an enzyme, a peptide, a protein, DNA, RNA, PNA (Petite Nucleic Acid), and aptamer.
상기 1차 반응 물질이 효소, 효소 기질 또는 효소반응 생성물질일 경우에는 리셉터와 분석 대상 물질의 선택적인 반응에 의해 분석 대상 물질 또는 리셉터와 상기 효소, 효소 기질 또는 효소반응 생성물질이 반응하여 산화환원반응 등과 같은 효소 반응을 일으키게 된다. 이때, 상기 효소 반응에 의한 생성물의 흡광, 형광, 발광 등을 측정함으로써 분석 대상 물질을 검출할 수 있다. 이러한 효소는, 예를 들어, 글루코스 옥시다아제, 글루코스 탈수소효소, 알칼리 포스파타제, 퍼옥시다제 등 일 수 있으며, 효소 기질은 예를 들어 글루코스, 과산화수소 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. When the first reactant is an enzyme, an enzyme substrate, or an enzyme reaction product, the analyte or the enzyme or enzyme substrate or the enzyme reaction product reacts with the analyte or the receptor by an optional reaction between the receptor and the analyte, Reaction, and the like. At this time, the analyte can be detected by measuring the absorption, fluorescence, luminescence, etc. of the product by the enzyme reaction. Such enzymes may be, for example, glucose oxidase, glucose dehydrogenase, alkaline phosphatase, peroxidase, etc., and the enzyme substrate may be, for example, glucose, hydrogen peroxide, and the like, but is not limited thereto.
컨쥬게이트 패드로는 1차 반응 물질을 도포하여 건조한 후, 컨쥬게이트 패드가 액상 시료에 의해 젖을 경우 반응 물질이 컨쥬게이트 패드로부터 쉽게 떨어지는 물질이면 모두 사용할 수 있으며, 면역 크로마토그래피 분석 스트립에서 일반적으로 사용되는 컨쥬게이트 패드라면 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 유리섬유와 같은 재질 뿐만 아니라, 니트로 셀룰로오스, 나일론, 폴리술폰, 폴리에테르술폰 또는 PVDF(Polyvinylidenefluoride)와 같은 멤브레인 재질 모두 사용될 수 있다.
Conjugate pads can be used as long as they are coated with a first reactive material and then dried, and if the conjugate pad is wetted by a liquid sample, the reactant can easily be separated from the conjugate pad. The conjugate pad is generally used in immunochromatographic assay strips Any conjugated pad can be used. For example, membrane materials such as nitrocellulose, nylon, polysulfone, polyethersulfone or PVDF (polyvinylidenefluoride) as well as materials such as cellulose, polyester, polypropylene or glass fiber can be used.
반응 멤브레인(230)The reaction membrane (230)
반응 멤브레인(230)은 상기 컨쥬게이트 패드(220)의 일단과 부착되고, 상기 액상 샘플에 포함되는 분석 물질을 검출하는 역할을 한다.The
상기 반응 멤브레인은 액상 시료가 이송되는 통로 역할을 수행함과 동시에 원하는 화학, 생물학적 반응 결과를 확인할 수 있는 수평 흐름이 가능한 멤브레인 형태의 모든 재질을 포함한다. The reaction membrane includes all materials in the form of a membrane capable of horizontal flow capable of performing a desired chemical and biological reaction result while serving as a passage through which the liquid sample is transferred.
예를 들어, 니트로셀룰로오스, 나일론, 폴리술폰, 폴리에테르술폰 및 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 중에서 선택된 재질의 멤브레인을 사용하는 것이 좋으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 액체 시료의 수평 흐름이 가능한 재질 중에서 적절히 선택될 수 있다.
For example, it is preferable to use a membrane made of a material selected from nitrocellulose, nylon, polysulfone, polyethersulfone and PVDF (polyvinylidene fluoride), but the present invention is not limited thereto and may be appropriately selected from materials capable of horizontal flow of a liquid sample .
흡수 패드(240)
흡수 패드(240)는 상기 반응 멤브레인(230)의 일단과 부착되고, 상기 검출 반응이 종료된 액상 샘플을 흡수하는 역할을 한다.The
흡수 패드는 액상 샘플을 흡수할 수 있는 재료라면 그 종류가 제한되지 않으나, 바람직하게는 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 유리 섬유와 같은 재질로 형성될 수 있다.
The type of the absorbent pad is not limited as long as it is a material capable of absorbing the liquid sample, but it may preferably be formed of a material such as cellulose, polyester, polypropylene or glass fiber.
도 2를 참조하면, 액상 버퍼가 버퍼 패드(10)에 흡수되면서, 중력과 모세관 현상에 의해 수직 방향으로 이동하게 된다. 이어서, 양쪽에 배치된 팽창부(20)가 버퍼 패드(10)에 흡수된 액상 버퍼를 흡수하면서 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하게 된다. 이어서, 상기 팽창에 의해 하부 방향으로 압력이 가해지면서 접촉 패드(50)가 반응 멤브레인(230)과 접촉하게 된다.
Referring to FIG. 2, the liquid buffer is absorbed by the
도 5는 본 발명에 따른 케이스 상판, 케이스 하판 및 이를 이용하여 조립된 케이스의 사진이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 팽창형 구조체를 포함하는 케이스 상판과 면역 반응용 구조체를 포함하는 케이스 하판을 조립하여, 측방유동분석(lateral flow assay, LFA)용 진단 센서 케이스를 제작할 수 있다.5 is a photograph of a case top plate, a case bottom plate, and a case assembled using the case top plate according to the present invention. Referring to FIG. 5, it is possible to fabricate a diagnostic sensor case for a lateral flow assay (LFA) by assembling a case bottom plate including the case upper plate including the inflatable structure of the present invention and an immune reaction construct.
도 6은 본 발명의 팽창형 구조체를 포함한 스트립센서를 이용하여 실제 물질을 검출하는 것을 시간에 따라서 나타낸 사진이다. FIG. 6 is a photograph showing time-based detection of an actual substance using a strip sensor including the expandable structure of the present invention. FIG.
도 6의 팽창형 구조체는 버퍼 패드 2개가 적층된 구조이다. 도 6을 참조하면, 액상 샘플과 액상 버퍼 주입 후 1차 면역 반응이 일어나고 일정 시간 이후에 자동으로 2차 신호 증폭 반응이 일어나는 것을 확인할 수 있다.6 is a structure in which two buffer pads are stacked. Referring to FIG. 6, it can be seen that a primary immunoreaction occurs after the injection of the liquid sample and the liquid buffer, and a secondary signal amplification reaction occurs automatically after a certain time.
즉, 기존 면역 반응으로만 검출하는 스트립 센서보다 고감도로 검출이 가능한 것을 확인할 수 있다.
That is, it can be confirmed that the detection is possible with a higher sensitivity than the strip sensor which is detected only by the existing immune reaction.
도 7은 본 발명에 따른 팽창형 구조체를 포함한 스트립 센서를 이용하여, 클로르금산(HAuCl4)+히드록실아민(H3NO) 조건에서 실제 사람 혈액내에 존재하는 TnI(Troponin I)라는 심혈관계질환 인자를 검출한 사진(a) 및 그래프(b)이다. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the concentration of TnI (Troponin I) present in actual human blood in the presence of hydrochloric acid (HAuCl 4 ) + hydroxylamine (H 3 NO) by using a strip sensor including an expandable structure according to the present invention, (A) and the graph (b) in which the factor is detected.
도 8은 본 발명에 따른 팽창형 구조체를 포함한 스트립 센서를 이용하여, NBT(nitro blue tetrazolium) + AAP(2-Phospho-L-ascorbic acid trisodium salt) 조건에서 실제 사람 혈액내에 존재하는 TnI (Troponin I)라는 심혈관계질환 인자를 검출한 사진(a) 및 그래프(b)이다.FIG. 8 is a graph showing the relationship between TnI (Troponin I (I)) present in actual human blood under NBT (nitro blue tetrazolium) + AAP (2-Phospho-L-ascorbic acid trisodium salt) (A) and a graph (b) showing a cardiovascular disease factor.
도 7 및 도 8의 팽창형 구조체는 버퍼 패드 2개가 적층된 구조이다. 도 7을 참조하면, 신호 증폭 반응 후(enhancement 후), 0.01ng/mL~10ng/mL까지 검출 인자를 검출할 수 있고, 도 8을 참조하면, 신호 증폭 반응 후, 0.001ng/mL~10ng/mL까지 검출 인자를 검출할 수 있는 바, 1차 면역 반응 후, 2차 신호 증폭 반응을 통한 검출 세기 및 감도가 향상됨을 보여준다. 7 and 8 is a structure in which two buffer pads are stacked. Referring to FIG. 7, detection factors can be detected from 0.01 ng / mL to 10 ng / mL after signal amplification (after enhancement). Referring to FIG. 8, mL, and the detection intensity and sensitivity are improved by the second signal amplification reaction after the first immunity reaction.
따라서, 본 발명의 신호 증폭 반응에 의해 기존 스트립센서에서 검출할 수 있던 검출인자의 농도보다 낮은 농도까지 확인이 가능함을 확인하였다.
Therefore, it was confirmed that the signal amplification reaction of the present invention can confirm the concentration lower than the concentration of the detection factor detected by the existing strip sensor.
따라서, 본 발명에서는 팽창 구조체와 면역 반응용 구조체 사이의 높이 조절을 통해, 팽창 구조체가 반응 멤브레인에 닿는 시간을 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 양쪽에 위치한 2개의 팽창부에 의해 하부 방향으로 압력이 가해지므로, 액상 버퍼와 신호 발생 물질의 방출 속도에 대해 균일성이 증가하고, 반응물질 패드와 반응 멤브레인이 직접 닿지 않으므로, 지속적으로 균일한 농도의 물질이 방출되어 재현성이 증가하는 특징이 있다.Therefore, in the present invention, the time during which the inflating structure contacts the reaction membrane can be easily controlled by adjusting the height between the inflating structure and the immune reaction structure. Further, since the pressure is applied in the downward direction by the two expanding portions located on both sides, the uniformity is increased with respect to the release speed of the liquid buffer and the signal generating material, and the reaction material pad and the reaction membrane do not directly contact each other, It is characterized by the release of a concentration of material and an increase in reproducibility.
또한, 1차 반응인 면역 반응에서 액상 버퍼에 의한 액상 샘플의 영향이 없어, 상호 간섭을 최소화하여 면역 반응의 정확도가 증가하는 효과가 있다.
In addition, there is no influence of the liquid sample due to the liquid phase buffer in the first-order immune reaction, thereby minimizing mutual interference and increasing the accuracy of the immune response.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (10)
상기 버퍼 패드의 상부면에 부착되되, 상기 상부면의 양쪽에 이격 배치되는 팽창부;
상기 버퍼 패드의 하부면에 부착되어 상기 버퍼 패드로부터 상기 액상 버퍼를 흡수하고, 상부면 중앙에 홈이 형성된 연결 멤브레인;
상기 연결 멤브레인에 형성된 홈에 부착되고, 신호 발생 물질이 저장되는 반응물질 패드; 및
상기 연결 멤브레인의 하부면에 부착되고, 상기 액상 버퍼와 상기 신호 발생 물질을 하부 방향으로 전달하는 접촉 패드;를 포함하고,
상기 팽창부는 상기 버퍼 패드로부터 상기 액상 버퍼를 흡수하여, 상기 팽창부의 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하는 것을 특징으로 하는 팽창형 구조체.
A buffer pad for absorbing a liquid buffer for signal enhancement reaction;
An expander attached to an upper surface of the buffer pad, the expander being spaced apart from both sides of the upper surface;
A connection membrane attached to a lower surface of the buffer pad to absorb the liquid buffer from the buffer pad and having a groove formed at the center of the upper surface;
A reaction material pad attached to a groove formed in the connection membrane and storing a signal generating material; And
And a contact pad attached to a lower surface of the connecting membrane for transmitting the liquid buffer and the signal generating material in a downward direction,
Wherein the expanding portion absorbs the liquid buffer from the buffer pad and expands in a direction perpendicular to a plane direction of the expanding portion.
상기 버퍼 패드는 적어도 2개 이상 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창형 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein at least two buffer pads are stacked.
상기 팽창형 구조체는
상기 연결 멤브레인에 형성된 홈에 부착되되, 상기 반응물질 패드 하부면에 부착되는 비대칭 멤브레인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창형 구조체.
The method according to claim 1,
The inflatable structure
Further comprising an asymmetric membrane attached to a groove formed in the connecting membrane and attached to a lower surface of the reactive material pad.
상기 팽창형 구조체는
상기 버퍼 패드, 상기 연결 멤브레인 및 상기 접촉 패드 각각의 사이에 형성되는 접합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창형 구조체.
The method according to claim 1,
The inflatable structure
Further comprising a bonding portion formed between each of the buffer pad, the connection membrane, and the contact pad.
상기 접합부는 복수의 홀이 형성된 양면 테이프이고,
상기 복수의 홀은 상기 액상 버퍼 및 상기 신호 발생 물질의 흐름 통로로 작용하는 것을 특징으로 하는 팽창형 구조체.
5. The method of claim 4,
Wherein the bonding portion is a double-sided tape having a plurality of holes,
Wherein said plurality of holes act as flow passages for said liquid buffer and said signal generating material.
상기 팽창형 구조체는
상기 버퍼 패드의 상부면에 배치되고, 상기 액상 버퍼가 주입되는 버퍼 주입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창형 구조체.
The method according to claim 1,
The inflatable structure
Further comprising a buffer injecting portion disposed on an upper surface of the buffer pad and into which the liquid buffer is injected.
상기 액상 버퍼는 인산완충생리식염수(Phosphate Buffered Saline, PBS), 트리스 완충액(tris buffer) 및 탄산염 완충액(carbonate buffer) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창형 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid phase buffer comprises at least one of phosphate buffered saline (PBS), tris buffer, and carbonate buffer.
상기 신호 발생 물질은 흡광 물질, 형광 물질, 발광 물질 및 전기화학적 신호 발생 물질 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창형 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the signal generating material comprises at least one of a light absorbing material, a fluorescent material, a light emitting material, and an electrochemical signal generating material.
상기 팽창형 구조체의 하부에 배치되는 면역 반응(Immunoassay reaction)용 구조체;를 포함하고,
상기 면역 반응용 구조체는
지지체; 상기 지지체의 상부면에 부착되어 검출하려는 분석 물질을 포함하는 액상 샘플을 흡수하는 샘플 패드; 상기 샘플 패드의 일단과 부착되고, 상기 액상 샘플에 포함된 분석 물질과 결합하는 면역 반응(Immunoassay reaction) 물질이 저장되는 컨쥬게이트 패드; 상기 컨쥬게이트 패드의 일단과 부착되고, 상기 액상 샘플에 포함되는 분석 물질을 검출하는 반응 멤브레인; 상기 반응 멤브레인의 일단과 부착되고, 상기 검출 반응이 종료된 액상 샘플을 흡수하는 흡수 패드;를 포함하며,
상기 팽창형 구조체에 포함되는 팽창부가 액상 버퍼를 흡수하여 상기 팽창부의 면 방향에 수직하는 방향으로 팽창하면서, 상기 팽창형 구조체와 상기 반응 멤브레인이 접촉하는 것을 특징으로 하는 스트립 센서.
The inflated structure according to any one of claims 1 to 8, And
And an immune reaction reaction structure disposed at a lower portion of the inflatable structure,
The immune response construct
A support; A sample pad attached to an upper surface of the support to absorb a liquid sample containing the analyte to be detected; A conjugate pad attached to one end of the sample pad and storing an immunoassay reaction material binding to an analyte contained in the liquid sample; A reaction membrane attached to one end of the conjugate pad and detecting an analyte contained in the liquid sample; And an absorption pad attached to one end of the reaction membrane and absorbing the liquid sample for which the detection reaction has ended,
Wherein the expanding structure of the expandable structure absorbs the liquid buffer and expands in a direction perpendicular to the plane direction of the expanding portion so that the expandable structure contacts the reaction membrane.
상기 면역 반응(Immunoassay reaction) 물질은 항체, 항원, 효소, 펩타이드, 단백질, DNA, RNA, PNA(Petide Nucleic Acid), 압타머(aptamer) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 센서.10. The method of claim 9,
Wherein the immunoassay reaction material comprises at least one of an antibody, an antigen, an enzyme, a peptide, a protein, DNA, RNA, PNA (Petite Nucleic Acid), and aptamer.
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