KR102056292B1 - 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치 - Google Patents

Abstract

템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치가 개시되어 있다. 본 발명은, 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생기; 상기 마이크로파 발생기로부터 발생된 극초단파를 인가받아 생체시료에 마이크로파를 조사하는 템 셀 챔버; 상기 템 셀 챔버로부터 사용되고 남은 마이크로파를 소진시키고 마이크로파 특성에 매칭시키기 위한 더미 로드; 상기 템 셀 챔버의 내부에 생체 시료를 위치시키기 위한 시료 카트리지; 생체시료 고정을 위해 내부 환경 및 상태를 제어하기 위한 제어부; 상기 템 셀 챔버 내부의 수증기를 방출하기 위해 상기 템 셀 챔버의 외측 상부에 설치되는 환풍기; 및 내부의 열을 방출하기 위한 방열판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치{APPARATUS FOR FIXING BIO SAMPLE USING TEM CELL}

본 발명은 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 TEM(Transverse Electro-Magnetic wave) Cell을 이용함으로써, 마이크로파가 생체 시료에 조사될 때 균일한 전기장을 형성하여 생체시료 처리에 탁월한 효용성을 가질 수 있도록 한 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치에 관한 것이다.

종양진단을 위한 조직(이하, 생체시료라 함)검사 시 현미경 검사한다. 이때 생체시료를 고정하기 위해 화학 고정액이 일반적으로 사용되고 있다.

화학고정은 고정시간이 24시간이상 소요되며 또 가장 좋은 조건하에서 고정되었다 하더라도 초미세구조의 변화, 즉 단백질과 지질 등의 용출과 형태 구조의 변화(conformational change)가 발생한다. 이러한 한계를 극복하기 위해 마이크로파(microwave)를 이용한 빠른고정(Rapid Tissue Processor)방법을 사용한다.

빠른 고정방법은 등록특허 제10-1242603호(2013.03.06.), 등록특허 제10-175429호(1998.11.10.), 등록특허 제10-1041764호(2011.06.09.) 등에 개시되어 있다.

상기 등록특허들은 마그네트론을 구비한 전자 레인지 오븐 구조로 이루어진다. 전자 레인지 오븐 내부에 생체시료와 생리식염수, 포르말린 또는 알코올이 담긴 샬레(Schale)를 넣고 생체시료를 고정하게 된다. 이와 같은 전자 레인지 오븐 내부에 복수의 샬레를 넣을 경우 마이크로파 에너지가 복수의 샬레에 균일하게 조사되지 못하였다.

또한, 기존의 마이크로파 발생기를 사용하여 생체시료를 고정할 때에는 전기장이 균일하게 조사되지 않아서 생체시료의 고정이 용이하게 처리되지 않는 문제점이 있었다.

그리고, 일반 가전제품인 전자레인지나 해외 경쟁사 제품인 마이크로파 조직처리기는 모두 공진형 TE Mode(Transverse Electric Mode)로서 균일한 전기장이 형성되지 않는다. 이런 이유 때문에 전자레인지는 턴테이블을 회전시키면서 시료를 가열하게 되는 것이다.

등록특허공보 제10-1242603호 (2013.03.06.) 등록특허공보 제10-175429호 (1998.11.10.)

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, TEM(Transverse Electro-Magnetic wave) Cell을 이용함으로써, 마이크로파가 생체 시료에 조사될 때 균일한 전기장을 형성하여 생체시료 처리에 탁월한 효용성을 가질 수 있도록 한 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치는, 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생기; 상기 마이크로파 발생기로부터 발생된 극초단파를 인가받아 생체시료에 마이크로파를 조사하는 템 셀 챔버; 상기 템 셀 챔버로부터 사용되고 남은 마이크로파를 소진시키고 마이크로파 특성에 매칭시키기 위한 더미 로드; 상기 템 셀 챔버의 내부에 생체 시료를 위치시키기 위한 시료 카트리지; 생체시료 고정을 위해 내부 환경 및 상태를 제어하기 위한 제어부; 상기 템 셀 챔버 내부의 수증기를 방출하기 위해 상기 템 셀 챔버의 외측 상부에 설치되는 환풍기; 및 내부의 열을 방출하기 위한 방열판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로파 발생기와 상기 템 셀 챔버를 연결하는 마이크로파 투입도관; 및 상기 템 셀 챔버와 상기 더미 로드를 연결하는 마이크로파 배출도관;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로파 투입도관은 제 1컨넥터를 통해서 상기 마이크로파 발생기에 연결되고, 제 2컨넥터를 통해서 상기 템 셀 챔버의 입구측에 연결되며,

상기 마이크로파 배출도관은 제 3컨넥터를 통해서 상기 마이크로파 발생기의 출구측에 연결되고, 제 4컨넥터를 통해서 상기 더미로드에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 템 셀 챔버는, 상기 시료 카트리지를 인출하기 위한 챔버입구가 형성된 상부하우징; 상기 상부하우징의 하측에 위치하여 상부하우징과 결합되는 하부하우징; 및 상기 상부하우징과 하부하우징이 결합되는 중앙부분을 가로질러 설치되는 격막판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 격막판의 일측 상부에는 마이크로파 투입도관과 연결하기 위한 제 2컨넥터가 설치되어 있고, 그 타측 상부에는 마이크로 배출도관과 연결하기 위한 제 3컨넥터가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 격막판의 중앙에는 상기 시료카트리지를 수용할 수 있는 카트리지 수용부가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 생체시료 카트리지를 지향하도록 상기 템 셀 챔버의 일측에 설치되는 비접촉식 적외선 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, TEM(Transverse Electro-Magnetic wave) Cell을 이용함으로써, 마이크로파가 생체 시료에 조사될 때 균일한 전기장을 형성하여 생체시료 처리에 탁월한 효용성을 가질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 내부 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치에서 템 셀 챔버를 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 템 셀 챔버를 개략적으로 도시한 개략도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명에 따른 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 내부 사시도이며, 도 3은 도 2의 측면 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치는 외부를 덮고 있는 케이스(1)를 구비하고 있다. 상기 케이스(1)는 플라스틱 재질로 제작되는 것이 바람직하지만, 그 이외에도 다양한 재질로 형성될 수 있다.

상기 케이스(1)의 상부 일측에는 생체시료 고정장치의 진행상황을 표시할 수 있는 디스플레이부(3)가 구비되어 있다. 상기 디스플레이부(3)는 터치방식의 LCD 패널인 것이 바람직하다.

상기 케이스(1)의 내부에는 생체시료를 고정하기 위한 다양한 구성요소들이 포함되어 있다.

상기 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치는 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생기(20), 상기 마이크로파 발생기(20)로부터 발생된 극초단파를 인가받아 생체시료에 마이크로파를 조사하는 템 셀 챔버(50), 상기 템 셀 챔버(50)로부터 사용되고 남은 마이크로파를 소진시키고 마이크로파 특성에 매칭시키기 위한 더미 로드(25), 상기 템 셀 챔버(50)의 내부에 생체 시료를 위치시키기 위한 시료 카트리지(10), 생체시료 고정을 위해 내부 환경 및 상태를 제어하기 위한 제어부(30), 및 고정장치 케이스(1) 내부의 열을 방출하기 위한 방열판(35)을 포함한다.

상기 마이크로파 발생기(20)는 주파수 2.45GHz의 마이크로파를 발생시키고 증폭할 수 있는 장치이다. 상기 마이크로파 발생기(20)에서 발생한 마이크로파는 마이크로파 투입도관(21)을 경유하여 템 셀 챔버(50)에 인가된다.

상기 마이크로파 투입도관(21)은 제 1컨넥터(26)를 통해서 상기 마이크로파 발생기(20)에 연결되고, 제 2컨넥터(27)를 통해서 상기 템 셀 챔버(50)의 입구측에 연결된다.

상기 템 셀 챔버(50)는 마이크로파 배출도관(23)에 의해 상기 더미 로드(25)에 연결된다. 상기 마이크로파 배출도관(23)은 제 3컨넥터(28)를 통해서 상기 마이크로파 발생기(20)의 출구측에 연결되고, 제 4컨넥터(29)를 통해서 상기 더미로드(25)에 연결된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 템 셀 챔버(50)는 상부하우징(51), 상기 상부하우징(51)의 하측에 위치하여 상부하우징(51)과 결합되는 하부하우징(53) 및 상기 상부하우징(51)과 하부하우징(53)이 결합되는 중앙부분을 가로질러 설치되는 격막판(55)를 포함한다.

상기 격막판(55)은 금속판으로서, 그 일측 상부에는 마이크로파 투입도관(21)과 연결하기 위한 제 2컨넥터(27)가 설치되어 있고, 그 타측 상부에는 마이크로 배출도관(23)과 연결하기 위한 제 3컨넥터(28)가 설치되어 있다.

또한, 상기 상부하우징(51)의 정면에는 시료 카트리지(10)를 투입하고 인출할 수 있는 챔버입구(5)가 형성되어 있다.

상기 격막판(55)의 중앙에는 상기 시료카트리지(10)를 수용할 수 있는 카트리지 수용부(57)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 상부하우징(51)의 챔버입구(5)를 통해서 출입하는 시료 카트리지(10)가 상기 카트리지 수용부(57)에 수용될 수 있고, 그렇게 안착된 상태에서 마이크로파를 조사하여 생체시료를 고정시킬 수 있는 것이다.

상기 시료 카트리지(10)에는 구획부재(11)가 설치될 수 있어서, 복수 개의 시료를 동시에 고정시킬 수 있도록 한다.

상기 템 셀 챔버(50)의 상부하우징(51)의 외측 상부에는 환풍기(40)가 설치될 수 있는데, 상기 환풍기(40)는 템 셀 챔버(50) 내부에서 마이크로파 조사 시에 버퍼 용액이 증발하면서 발생하는 수증기를 외부로 방출하는 역할을 한다.

만약에 템 셀 챔버(50)의 내부에 수증기가 남아 있으며, 그 수증기에 의해서 적외선 온도센서에 물방울이 묻으면서 센싱이 안될 수 있기 때문에 상기 환풍기(40)는 반드시 필요한 것이다.

또한, 상기 상부하우징(51)의 일측에는 비접촉식 적외선 온도센서(45)가 설치될 수 있는데, 상기 적외선 온도센서(45)는 상기 시료 카트리지(10)를 지향하도록 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 적외선 온도센서(45)가 생체시료의 온도를 40℃로 설정하여 상기 온도에 도달하면 마이크로파의 조사를 정지시키도록 할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치의 동작에 대하여 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로파 발생기(20)로부터 발생된 마이크로파는 상기 마이크로파 투입도관(21)을 통해서 상기 템 셀 챔버(50) 내부로 인가된다. 인가된 마이크로파는 시료 카트리지(10)의 내부에 안착된 시료들에 조사되게 되는데, 이때 상기 템 셀 챔버(50)의 내부에는 균일한 전기장(E)이 형성될 수 있는 것이다.

마이크로파가 조사될 때, 상기 환풍기(40)는 지속적으로 작동하여 상기 템 셀 챔버(50) 내부에 수증기가 남지 않도록 한다.

또한, 상기 템 셀 챔버(50)에서 조사되고 남은 마이크로파는 마이크로파 배출도관(23)을 통해서 상기 더미 로드(25)로 이동하여 소진되게 된다.

상기 적외선 온도센서(45)가 시료의 온도를 측정하여 설정된 온도에 도달하게 되면, 마이크로파의 조사를 멈추고 시료카트리지(10)를 인출하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 케이스 3: 디스플레이부
5: 챔버입구 10: 시료 카트리지
11: 구획부재 20: 마이크로파 발생기
21: 마이크로파 투입도관 23: 마이크로파 배출도관
25: 더미로드 26: 제 1컨넥터
27: 제 2컨넥터 28: 제 3컨넥터
29: 제 4컨넥터 30: 제어부
35: 방열판 40: 환풍기
45: 적외선 온도센서 50: 템 셀 챔버
51: 상부하우징 53: 하부하우징
55: 격막판 57: 카트리지 수용부

Claims (7)

1. 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생기;
   상기 마이크로파 발생기로부터 발생된 극초단파를 인가받아 생체시료에 마이크로파를 조사하는 템 셀 챔버;
   상기 템 셀 챔버로부터 사용되고 남은 마이크로파를 소진시키고 마이크로파 특성에 매칭시키기 위한 더미 로드;
   상기 템 셀 챔버의 내부에 생체 시료를 위치시키기 위한 시료 카트리지;
   생체시료 고정을 위해 내부 환경 및 상태를 제어하기 위한 제어부;
   상기 템 셀 챔버 내부의 수증기를 방출하기 위해 상기 템 셀 챔버의 외측 상부에 설치되는 환풍기;
   내부의 열을 방출하기 위한 방열판;
   상기 마이크로파 발생기와 상기 템 셀 챔버를 연결하는 마이크로파 투입도관; 및
   상기 템 셀 챔버와 상기 더미 로드를 연결하는 마이크로파 배출도관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 마이크로파 투입도관은 제 1컨넥터를 통해서 상기 마이크로파 발생기에 연결되고, 제 2컨넥터를 통해서 상기 템 셀 챔버의 입구측에 연결되며,
   상기 마이크로파 배출도관은 제 3컨넥터를 통해서 상기 마이크로파 발생기의 출구측에 연결되고, 제 4컨넥터를 통해서 상기 더미로드에 연결되는 것을 특징으로 하는 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 템 셀 챔버는,
   상기 시료 카트리지를 인출하기 위한 챔버입구가 형성된 상부하우징;
   상기 상부하우징의 하측에 위치하여 상부하우징과 결합되는 하부하우징; 및
   상기 상부하우징과 하부하우징이 결합되는 중앙부분을 가로질러 설치되는 격막판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 격막판의 일측 상부에는 마이크로파 투입도관과 연결하기 위한 제 2컨넥터가 설치되어 있고, 그 타측 상부에는 마이크로 배출도관과 연결하기 위한 제 3컨넥터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 격막판의 중앙에는 상기 시료카트리지를 수용할 수 있는 카트리지 수용부가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치.
7. 제 1항, 제3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시료 카트리지를 지향하도록 상기 템 셀 챔버의 일측에 설치되는 비접촉식 적외선 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 템 셀을 활용한 극초단파 생체시료 고정장치.
   

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