KR102041440B1

KR102041440B1 - 소형 다중 분자 진단시스템

Info

Publication number: KR102041440B1
Application number: KR1020180017218A
Authority: KR
Inventors: 이상엽; 최준호; 이대웅; 김세훈; 정철현
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2019-11-27
Also published as: KR20190097605A

Abstract

소형 다중 분자진단시스템은 카드부, 포집부, 세정부, 시약유닛, 가열부 및 광학유닛을 포함한다. 상기 카드부는 회전 프레임 상에서 이동되며, 복수의 영역들로 구획된다. 상기 포집부는 포집된 혈액을 상기 카드부의 각각의 영역들로 제공한다. 상기 세정부는 상기 카드부로 세정액을 제공하여 상기 카드부에 포집된 혈액을 세정한다. 상기 시약유닛은 상기 카드부의 각각의 영역들로 복수의 진단 시약들을 각각 제공한다. 상기 가열부는 상기 시약이 흡수된 카드부를 가열하여 바이러스를 복제한다. 상기 광학유닛은 상기 복제된 바이러스를 관찰한다. 상기 카드부는 상기 포집부, 상기 세정부, 상기 시약유닛, 상기 가열부 및 상기 광학유닛으로 순차적으로 이동한다.

Description

소형 다중 분자 진단시스템{COMPACT MULTI MOLECULAR DIAGNOSIS SYSTEM}

본 발명은 다중 분자 진단시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페이퍼를 이용한 분자진단 기술로서 전처리에서부터 측정까지 자동화가 가능하며 다중의 분자진단이 가능하며 휴대용 또는 소형으로 제작되는 소형 다중 분자 진단시스템에 관한 것이다.

분자진단 기술은 의학 및 생물학 분야에서 유전 질환의 검출, 유전자 지문의 확인, 감염 질환의 진단. 유전자의 클로닝(cloning), 친자 확인 검사 또는 DNA 컴퓨팅 등을 위한 분석 또는 진단의 목적으로 널리 적용되고 있다.

대표적으로 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR) 장치는 대표적인 DNA 증폭기술로서, 상대적으로 빠른 시간 안에 분자진단이 가능하여 광범위하게 사용되고 있으나, 다중 진단을 수행하기에는 한계가 있는 문제가 있다.

관련 선행기술로, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0020766호에서는 실시간 분자진단용 흡광도 다중측정 장치에 관한 기술로서, 다수의 시료에 대한 측정을 수행하고, 온도 조절 및 간소화된 구조가 가능하여 실시간 측정이 가능한 측정 장치를 개시하고 있으나, 흡광도의 측정에서만 다중 측정이 가능할 뿐, 여타의 분자 진단 단계는 개별적으로 수행되거나 자동화되지 못하는 한계가 있다.

한편, 페이퍼 분자진단 기술은 FTA Card를 이용하여 등온증폭 기술을 적용한 기술로, 상대적으로 저비용의 간단한 처리로 분자 진단을 수행할 수 있는 장점은 있으나, 각각의 단계를 수동으로 진행하여야 하는 번거로움이 있으며, 이러한 수동 진행 과정을 통해 2차 감염의 가능성이 있는 등의 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0020766호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 페이퍼를 이용한 분자진단 기술로서 전처리에서부터 측정까지 자동화가 가능하며 다중의 분자진단이 가능하며 휴대용 또는 소형으로 제작될 수 있는 다중 분자 진단시스템에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 다중 분자진단시스템은 카드부, 포집부, 세정부, 시약유닛, 가열부 및 광학유닛을 포함한다. 상기 카드부는 회전 프레임 상에서 이동되며, 복수의 영역들로 구획된다. 상기 포집부는 포집된 혈액을 상기 카드부의 각각의 영역들로 제공한다. 상기 세정부는 상기 카드부로 세정액을 제공하여 상기 카드부에 포집된 혈액을 세정한다. 상기 시약유닛은 상기 카드부의 각각의 영역들로 복수의 진단 시약들을 각각 제공한다. 상기 가열부는 상기 시약이 흡수된 카드부를 가열하여 바이러스를 복제한다. 상기 광학유닛은 상기 복제된 바이러스를 관찰한다. 상기 카드부는 상기 포집부, 상기 세정부, 상기 시약유닛, 상기 가열부 및 상기 광학유닛으로 순차적으로 이동한다.

일 실시예에서, 상기 포집부의 하부에서, 상기 카드부를 통과하는 혈액을 흡수하는 혈액 흡수부, 상기 세정부의 하부에서, 상기 카드부를 통과하는 세정액을 흡수하는 세정액 흡수부, 및 상기 시약유닛의 하부에서, 상기 카드부를 통과하는 시약들을 흡수하는 시약 흡수부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 카드부는, 상기 포집부와 상기 혈액 흡수부 사이, 상기 세정부와 상기 세정액 흡수부, 상기 시약유닛과 상기 시약 흡수부 사이에서 밀착될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 카드부는 상기 회전 프레임에 고정되며, 상기 회전 프레임은 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 회전 프레임이 회전됨에 따라 상기 카드부가 상기 포집부, 상기 세정부, 상기 시약유닛 및 상기 가열부의 하부에 각각 위치할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 카드부의 복수의 영역들을 구획하는 구획부는 왁스(wax)를 포함하여, 인접 영역의 혈액의 침투를 차단할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 포집부는, 상부에 연결되는 튜브부로부터 혈액을 제공받아 상기 카드부의 영역들 각각으로 별도의 혈액을 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 포집부는, 상기 각각의 영역들에 각각 위치하는 복수의 니들(needle)부들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 포집부는, 상기 각각의 영역들에 위치하여 상기 튜브부와 상기 영역들 각각을 연결하는 복수의 포집도관들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 시약유닛은, 상기 카드부의 각각의 영역들에 위치하여 서로 다른 시약을 각각의 영역들로 제공하는 복수의 시약도관들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 카드부는 FTA Card일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 카드부의 기공(pore)의 크기 및 밀도를 변화시켜, 상기 혈액, 상기 세정액 및 상기 진단 시약들의 통과 속도를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 페이퍼 분자진단의 경우, 각각의 공정을 수동으로 진행하던 것을 하나의 자동화 시스템으로 구현하여 일련의 공정을 자동으로 수행하여 분자 진단을 수행할 수 있어, 사용성 및 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 회전 프레임상에서 카드부를 회전시키고, 각 진단 공정을 수행하는 유닛들이 회전 배열되도록 구성되어, 전체 진단 시스템의 볼륨을 최소화할 수 있어, 휴대성을 향상시키며 소형으로 제작될 수 있다.

특히, 여타의 진단 유닛들은 위치가 고정된 상태에서, 페이퍼가 위치하는 회전 프레임만 회전하는 구조로, 구조적으로 단순하면서도 진단 속도를 향상시킬 수 있고, 제작이 용이한 구조를 가진다.

또한, 밀폐된 내부에서 진단 공정이 수행됨에 따라, 종래 페이퍼 분자진단에서 2차 감염의 문제등을 최소화할 수 있다.

또한, 카드부를 중심으로 상부에는 혈액, 세정액 또는 진단 시약을 제공하는 유닛이 위치하고, 하부에는 혈액, 세정액 또는 진단 시약을 흡수하는 흡수부가 위치하여, 상부로부터 제공되는 액체를 하부에서 효과적으로 흡수하여 카드부로의 액체 통과를 유도하여, 진단 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 카드부가 구획부에 의해 복수의 영역으로 구획되며, 인접 혈액의 침투가 차단됨에 따라, 복수의 영역에서 각각 서로 다른 진단 시약을 통해 다중 분자진단을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 분자진단 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 다중 분자진단 시스템을 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 카드부를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 포집부, 튜브부 및 제1 흡수부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1의 시약유닛 및 제4 흡수부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중 분자진단 시스템에서, 포집부, 튜브부 및 제1 흡수부를 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 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. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 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 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 분자진단 시스템을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 다중 분자진단 시스템을 도시한 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 카드부를 도시한 평면도이다. 도 4는 도 1의 포집부, 튜브부 및 제1 흡수부를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 1의 시약유닛 및 제4 흡수부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 다중 분자진단 시스템(10)은 외부 프레임(20), 회전 프레임(100), 카드부(200), 포집부(300), 혈액 흡수부(350), 제1 세정부(400), 제1 세정액 흡수부(450), 제2 세정부(500), 제2 세정액 흡수부(550), 시약유닛(600), 시약 흡수부(650) 및 가열부(700)를 포함하고, 도시하지는 않았으나 광학유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 외부 프레임(20)은 도시된 바와 같이, 사각 블록 형상을 가질 수 있으며, 다양한 형상으로 설계 변경이 가능하여 원통형 형상을 가질 수도 있고, 내부에 소정의 공간이 형성되어, 상기 공간에 후술되는 유닛들이 위치한다.

또한, 상기 외부 프레임(20)은 분자 진단이 수행되는 경우, 외부와의 밀폐를 수행하여 분자 진단 시의 오염을 미연에 차단하며, 분자 진단의 수행전 또는 수행 후에는 상면 또는 측면 등이 개방될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 상기 다중 분자진단 시스템(10)은 일회용으로 사용되는 것으로 휴대나 이동이 가능하고, 상대적으로 소형으로 제작될 수 있다.

상기 회전 프레임(100)은 상기 외부 프레임(20)의 내부 공간의 중앙에 위치하며, 중심축(101)을 중심으로 회전한다. 상기 회전 프레임(100)은 도시된 바와 같이 원형 플레이트 형상을 가지며 소정 두께로 제작될 수 있고, 일 측에는 상기 카드부(200)가 위치하게 된다.

그리하여, 상기 회전 프레임(100)이 상기 중심축(101)을 중심으로 회전함에 따라 상기 카드부(200) 역시 회전하게 되며, 상기 카드부(200)는 후술되는 상기 포집부(300), 상기 제1 및 제2 세정부들(400, 500), 상기 시약유닛(600) 및 상기 가열부(700)의 하부에 각각 위치하여, 분자 진단을 위한 각각의 공정들이 수행된다.

따라서, 상기 포집부(300), 상기 제1 및 제2 세정부들(400, 500), 상기 시약유닛(600) 및 상기 가열부(700)들은 상기 회전 프레임(100)의 모서리 측을 따라 상기 카드부(200)가 각각 위치하는 위치와 정렬되어 고정된 상태로 위치하게 된다.

이 경우, 상기 포집부(300), 상기 제1 및 제2 세정부들(400, 500), 상기 시약유닛(600) 및 상기 가열부(700)들은 각각 동일한 원주 길이만큼 이격되어 위치할 수도 있으며, 각각의 공정을 고려하여 서로 다른 원주 길이만큼 이격될 수도 있고 이는 설계 변경사항이다.

다만, 분자 진단의 공정을 고려하여, 상기 회전 프레임(100)이 도시된 바와 같이 반 시계 방향으로 회전한다면, 상기 포집부(300), 상기 제1 및 제2 세정부들(400, 500), 상기 시약유닛(600) 및 상기 가열부(700)의 순으로 반시계 방향으로 배열되어야 한다.

또한, 상기 회전 프레임(100)의 일 측 모서리에는 상기 카드부(200)가 위치할 수 있는 공간부가 형성되며, 상기 카드부(200)는 상기 공간부에 위치하여 회전하게 된다.

상기 카드부(200)는 혈액 및 진단 시약이 침투된 상태에서, 등온 증폭됨에 따라 바이러스가 검출되는 대상으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 두께의 원형 페이퍼(paper) 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 카드부(200)는 종래 페이퍼 분자진단에 사용되는 Whatman FTA 카드일 수 있다.

또한, 상기 카드부(200)는 혈액이나, 진단 시약 또는 세정액 등이 관통하도록 내부에 기공(pore)이 형성된 구조이며, 상기 카드부의 기공(pore)의 크기 및 밀도는 다양하게 형성될 수 있고, 이를 통해 상기 혈액, 상기 세정액 및 상기 진단 시약들의 통과 속도를 제어할 수도 있다.

이 경우, 상기 카드부(200)는 복수의 제1 내지 제9 영역들(201, 202, ..., 209, a~i)로 구획되며, 각각의 영역에서는 후술되겠으나 서로 다른 진단 시약이 제공되어 하나의 카드부(200)를 통해 하나의 분자진단 공정을 통해 다중 분자진단을 수행할 수 있다.

물론, 상기 카드부(200)에 형성되는 영역들의 개수는 분자진단의 수행의 필요성을 고려하여 다양하게 설정될 수 있음은 자명하다.

다만, 본 실시예에서는, 서로 인접한 영역으로 혈액 또는 진단 시약이 침투되는 것을 방지하기 위해, 구획부(210)가 형성되는데, 상기 구획부(210)는 예를 들어, 액체의 침투가 방지되는 왁스(wax)로 형성될 수 있다.

이와 달리, 도시되지는 않았으나, 상기 카드부(200)의 하나의 원형 페이퍼 형태가 아닌 서로 분리된 형태로 도 3의 형태로 제작되어 인접한 영역으로부터 혈액 또는 진단 시약이 침투되는 것을 차단할 수도 있다.

상기 카드부(200)는 최초로 상기 포집부(300)의 하부에 위치하여, 상기 포집부(300)로부터 혈액을 제공받는다.

상기 포집부(300)는 도 2 및 도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 포집부 커버(310) 및 복수의 니들(needle)들을 포함하며, 상기 포집부(300)의 상부에는 튜브부(360)가 결합된다.

상기 튜브부(360)는, 예를 들어, EDTA Tube로서 인체로부터 추출된 혈액(361)이 저장되며, 본 실시예에서 상기 포집부(300)의 상부측은 상기 EDTA Tube가 그대로 삽입될 수 있도록 상기 EDTA Tube의 끝단의 형상 및 크기에 매칭되도록 형성될 수 있다.

그리하여, 혈액이 저장된 상기 튜브부(360)가 상기 포집부(300)에 결합되면, 상기 포집부(300)를 통해 상기 카드부(200)로 혈액이 공급된다.

이 경우, 상기 포집부(300)에는 복수의 니들들이 배열되는데, 상기 복수의 니들들, 예를 들어 제1 내지 제9 니들들(301, 302, ..., 309) 각각이 상기 카드부(200)의 제1 내지 제9 영역들(a~i)에 하나씩 위치하게 된다.

또한, 상기 복수의 니들들의 상부 끝단은 뾰족하게 형성되어 상기 튜브부(360)의 내측으로 관통될 수 있으며, 이를 통해 상기 튜브부(360) 내측의 혈액들은 하부의 상기 카드부(200)의 각각의 영역들로 제공된다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 카드부(200)가 상기 포집부(300)와 정렬되어 위치하는 경우, 상기 카드부(200)의 하부에 상기 포집부(300)와 일렬로 배열되는 혈액 흡수부(350)가 위치하게 된다.

또한, 상기 카드부(200)는 상기 혈액 흡수부(350)와 밀착되며, 이에 따라 상기 카드부(200)로 제공된 상기 혈액은 상기 혈액 흡수부(350)에 의해 흡수되며, 이를 통해 상기 카드부(200)에는 혈액이 통과하게 된다.

특히, 본 실시예에서는, 상기 혈액이 상기 카드부(200)를 통과하여 상기 카드부(200)에 흡수되는 과정에서, 중력에 의해 혈액이 낙하되며 혈액 흡수부(350)에 의해 흡수되므로 별도의 구동력이 불필요하며, 이에 따라 별도의 구동부를 생략할 수 있다. 이와 같이 별도의 구동부가 생략될 수 있는 것은, 후술되는 제1 및 제2 세정액 흡수부들(450, 550) 및 시약 흡수부(650)에서의 세정액 및 시약 흡수 공정에서도 동일하다.

이와 같이, 상기 카드부(200)의 각각의 영역들에 혈액이 흡수되면, 상기 회전 프레임(100)은 회전하게 되며, 이에 따라 상기 카드부(200)는 제1 세정부(400)의 하측에 위치하게 된다.

상기 제1 세정부(400)는 도시된 바와 같이, 상기 카드부(200)와 동일한 형상 및 면적을 가지는 원통형 형상을 가질 수 있으며, 내부에는 상기 카드부(200)에 흡수된 혈액을 세정하기 위한 세정액이 담겨져 있다.

또한, 상기 제1 세정액 흡수부(450)는 상기 카드부(200)가 상기 제1 세정부(400)와 정렬되어 위치하는 경우, 상기 카드부(200)의 하부에 상기 제1 세정부(400)와 일렬로 위치하게 된다. 나아가, 상기 제1 세정액 흡수부(450) 역시 상기 카드부(200)와 밀착되도록 위치한다.

그리하여, 상기 제1 세정부(400)로부터 제공되는 세정액은 상기 카드부(200)를 통과하며 상기 제1 세정액 흡수부(450)에 의해 흡수되고, 이에 따라 상기 카드부(200)에 흡수되었던 혈액은 1차적으로 세정된다.

마찬가지로, 상기 카드부(200)는 상기 제1 세정부(400)에 의해 세정된 이후, 상기 회전 프레임(100)의 회전에 따라 상기 제2 세정부(500)의 하측에 위치하게 된다.

상기 제2 세정부(500) 역시, 도시된 바와 같이, 상기 카드부(200)와 동일한 형상 및 면적을 가지는 원통형 형상을 가질 수 있으며, 내부에는 상기 카드부(200)에 흡수된 혈액을 세정하기 위한 세정액이 담겨져 있다.

이 경우, 상기 제2 세정부(500)의 세정액은 상기 제1 세정부(400)의 세정액과는 다를 수 있으며, 상기 제1 및 제2 세정부들(400, 500)을 통해 상기 혈액에 포함된 바이러스를 제외한 혈장 등의 내용물들이 세정된다.

나아가, 상기 세정부의 개수는 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

한편, 상기 제2 세정액 흡수부(550)는 상기 카드부(200)가 상기 제2 세정부(500)와 정렬되어 위치하는 경우, 상기 카드부(200)의 하부에 상기 제2 세정부(500)와 일렬로 위치하게 된다. 나아가, 상기 제2 세정액 흡수부(550) 역시 상기 카드부(200)와 밀착되도록 위치한다.

그리하여, 상기 제2 세정부(500)로부터 제공되는 세정액은 상기 카드부(200)를 통과하며 상기 제2 세정액 흡수부(550)에 의해 흡수되고, 이에 따라 상기 카드부(200)에 흡수되었던 혈액은 추가로 세정된다.

이상과 같이, 상기 제1 및 제2 세정부들(400, 500)을 통해 상기 카드부(200)가 세정되면, 실질적으로 상기 카드부(200)에 흡수된 혈액에서는 DNA 또는 RNA 등의 바이러스만 잔류하게 된다.

그리하여, 상기 회전 프레임(100)이 추가로 회전하여, 상기 카드부(200)가 상기 시약유닛(600)의 하부에 위치하게 된다.

마찬가지로, 상기 시약유닛(600)의 하부에 상기 카드부(200)가 위치하면, 상기 시약유닛(600)과 일렬로 정렬된 상기 시약 흡수부(650)는 상기 카드부(200)의 하면에 밀착하게 된다.

이 경우, 상기 시약유닛(600)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 유닛 커버(610) 및 복수의 시약도관들을 포함하며, 상기 시약도관들은, 예를 들어, 제1 내지 제9 시약도관들(601, 602, ..., 609)을 포함할 수 있다.

그리하여, 상기 시약도관들(601, 602, ..., 609) 각각은 상기 카드부(200)의 제1 내지 제9 영역들(a~i)에 하나씩 위치하게 된다.

상기 시약도관들(601, 602, ..., 609) 각각에는 서로 다른 종류의 진단용 시약들이 포함되어 있으며, 상기 카드부(200)가 하부에 위치하는 경우 개방되어, 상기 카드부(200)의 제1 내지 제9 영역들(a~i) 각각으로 서로 다른 종류의 각각의 시약들이 개별적으로 제공된다.

상기 시약들은 상기 혈액에 포함된 바이러스나 병원균의 존재를 판단하기 위해 미리 상기 시약도관들 각각에 투입된다.

또한, 상기 카드부(200)의 각각의 영역들은 구획부(210)에 의해 서로 구획되고 있으며, 이에 따라 서로 다른 시약들은 서로 다른 영역으로 침투되는 것이 차단되어, 해당 영역으로만 제공되어, 해당 영역의 바이러스에 대하여 필요한 진단을 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 시약 도관들(601, 602, ..., 609) 각각으로부터 제공된 시약들은, 상기 카드부(200)의 하면에 밀착된 상기 시약 흡수부(650)를 통해 흡수된다.

이와 같이, 바이러스만 잔류한 상기 카드부(200)의 각각의 영역들에 서로 다른 진단시약들이 흡수된 상태에서, 상기 카드부(200)는 회전하여 상기 가열부(700)의 하부에 위치하게 된다.

이 경우, 상기 가열부(700)의 하측에는 상기 가열부(700)와 일렬로 추가 흡수부(750)가 배치될 수 있으며, 상기 추가 흡수부(750)는 상기 카드부(200)의 하면에 밀착되어, 가열을 통한 건조 중에 증발되거나 발생하는 불순물을 추가로 흡수할 수 있다.

상기 가열부(700)에서는 상기 카드부(200)의 각각의 영역들에 대하여 가열을 수행하며, 이를 통해 상기 카드부(200)에 잔존하고 있는 바이러스를 증폭시킨다. 즉, 상기 가열부(700)를 통한 바이러스 증폭을 통해, 상기 광학유닛을 통한 바이러스 진단을 가능하게 한다.

한편, 도시하지는 않았으나, 별도의 광학유닛이 상기 가열부(700)에 인접하도록 위치하거나, 또는 외부로부터 상기 외부 프레임(20)의 내측으로 인도될 수 있다.

그리하여, 상기 광학유닛을 통해 상기 카드부(200)의 서로 구획된 각각의 영역들에 대한 바이러스 검출을 수행하게 된다. 즉, 상기 시약들에 대하여 반응이 발생하는 영역, 예를 들어 형광색 등으로 발현되는 영역을 상기 광학유닛을 통해 검출할 수 있고, 이를 통해 최종적으로 혈액에 포함된 바이러스나 병원균의 존재를 판단할 수 있다.

이상과 같이, 혈액에 포함된 바이러스나 병원균에 대한 분자진단의 일련의 과정이 앞서 설명한 다중 분자진단 시스템을 통해, 자동으로 빠르게 진행될 수 있으며, 특히 구획된 영역에 대한 개별 진단을 통해 다양한 진단 시약을 이용한 다중 분자 진단이 가능하게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중 분자진단 시스템에서, 포집부, 튜브부 및 제1 흡수부를 도시한 사시도이다.

본 실시예에 의한 다중 분자진단 시스템은, 포집부(320)의 형상 및 구조를 제외하고는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 다중 분자진단 시스템과 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 다중 분자진단 시스템에서, 상기 포집부(320)는 전체적으로 원통형 형상을 가지며 외형부(330)의 내부에 복수의 포집도관들이 형성된다.

상기 포집도관들은 예를 들어, 제1 내지 제9 포집도관들(321, 322, ..., 329)일 수 있으며, 각각의 포집도관들은 상기 외형부(330)의 내측을 관통하는 도관의 형상을 가진다.

또한, 상기 포집도관들(321, 322, ..., 329) 각각은 상기 제1 내지 제9 영역들(a~i)에 개별적으로 위치하게 된다. 또한, 상기 포집부(320)의 상부에는 상기 튜브부(360)가 결합되며, 상기 튜브부(360)는 앞서 설명한 바와 같이 혈액(361)이 저장된 EDTA Tube일 수 있으며 이에 따라 상기 포집부(320)의 상부가 EDTA Tube가 삽입될 수 있는 형상 및 크기를 가지도록 형성될 수 있다.

그리하여, 상기 튜브부(360)가 상기 포집부(320)와 결합하게 되면, 상기 포집부(320)의 각각의 포집도관들(321, 322, ..., 329)을 통해 서로 구획된 상기 각각의 영역들(a~i)로 혈액이 제공된다.

이 경우, 상기 카드부(200)가 상기 포집부(320)와 정렬되어 위치하는 경우, 상기 카드부(200)의 하부에 상기 포집부(320)와 일렬로 배열되는 혈액 흡수부(350)가 위치하는 것은 이미 설명한 바와 같고, 이에 따라 상기 카드부(200)로 제공된 상기 혈액은 상기 혈액 흡수부(350)에 의해 흡수되며, 이를 통해 상기 카드부(200)에는 혈액이 통과하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 페이퍼 분자진단의 경우, 각각의 공정을 수동으로 진행하던 것을 하나의 자동화 시스템으로 구현하여 일련의 공정을 자동으로 수행하여 분자 진단을 수행할 수 있어, 사용성 및 편의성을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 소형 다중 분자진단 시스템은 분자진단 장치로 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

10 : 다중 분자진단 시스템 20 : 외부 프레임
100 : 회전 프레임 200 : 카드부
300, 320 : 포집부 350 : 혈액 흡수부
360 : 튜브부 400 : 제1 세정부
450 : 세1 세정액 흡수부 500 : 제2 세정부
550 : 제2 세정액 흡수부 600 : 시약유닛
650 : 시약 흡수부 700 : 가열부
750 : 추가 흡수부

Claims

원형 페이퍼 형상을 가져, 서로 동일한 면적을 가지도록 원주방향으로 복수의 영역들로 구획된 카드부;
포집된 혈액을 상기 카드부의 각각의 영역들로 서로 구별하여 별도의 혈액을 제공하는 포집부;
상기 카드부로 세정액을 제공하여 상기 카드부에 포집된 혈액을 세정하는 세정부;
상기 카드부의 각각의 영역들에 서로 다른 복수의 진단 시약들을 구분하여 제공하는 시약유닛;
상기 시약이 흡수된 카드부를 가열하여 바이러스를 복제하는 가열부; 및
상기 복제된 바이러스를 관찰하는 광학유닛을 포함하고,
상기 카드부는 상기 포집부, 상기 세정부, 상기 시약유닛, 상기 가열부 및 상기 광학유닛으로 순차적으로 이동하고,
상기 포집부, 상기 세정부 및 상기 시약유닛은, 상기 카드부와 동일한 형상 및 면적을 가지는 원통형 형상이고,
상기 카드부만 회전 프레임에 고정되어 회전 프레임의 회전에 따라 회전하는 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.
제1항에 있어서,
상기 포집부의 하부에서, 상기 카드부를 통과하는 혈액을 흡수하는 혈액 흡수부;
상기 세정부의 하부에서, 상기 카드부를 통과하는 세정액을 흡수하는 세정액 흡수부; 및
상기 시약유닛의 하부에서, 상기 카드부를 통과하는 시약들을 흡수하는 시약 흡수부를 더 포함하는 다중 분자진단 시스템.
제2항에 있어서, 상기 카드부는,
상기 포집부와 상기 혈액 흡수부 사이, 상기 세정부와 상기 세정액 흡수부, 상기 시약유닛과 상기 시약 흡수부 사이에서 밀착되는 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 회전 프레임이 회전됨에 따라 상기 카드부가 상기 포집부, 상기 세정부, 상기 시약유닛 및 상기 가열부의 하부에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.
제1항에 있어서,
상기 카드부의 복수의 영역들을 구획하는 구획부는 왁스(wax)를 포함하여, 인접 영역의 혈액의 침투를 차단하는 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 포집부는,
상기 각각의 영역들에 각각 위치하는 복수의 니들(needle)부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.
제1항에 있어서, 상기 포집부는,
상기 각각의 영역들에 위치하여 튜브부와 상기 영역들 각각을 연결하는 복수의 포집도관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시약유닛은,
상기 카드부의 각각의 영역들에 위치하여 서로 다른 시약을 각각의 영역들로 제공하는 복수의 시약도관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.
제1항에 있어서,
상기 카드부는 FTA Card인 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.
제1항에 있어서,
상기 카드부의 기공(pore)의 크기 및 밀도를 변화시켜, 상기 혈액, 상기 세정액 및 상기 진단 시약들의 통과 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 분자진단 시스템.