KR102081615B1 - 체외진단에 사용되는 비전기식 휴대용 시료 및 시약 혼합 장치 - Google Patents

체외진단에 사용되는 비전기식 휴대용 시료 및 시약 혼합 장치 Download PDF

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Abstract

본원은 체외진단을 위한 휴대용 및 비전기식의 시료 및 시약의 혼합 장치를 개시한다. 본원에 따른 장치는 사용이 매우 간편하며, 크기가 작으며, 제조 비용이 저렴할 뿐만 아니라, 기능적인 면에서도 다수의 시료를 보다 균질한 방식으로 혼합이 가능하여 정확하고 재현성 있는 실험결과를 얻을 수 있어 사용자의 편리성이 증대된다.

Description

체외진단에 사용되는 비전기식 휴대용 시료 및 시약 혼합 장치 {Portable non-electric apparatus for mixing samples for in vitro diagnostics}
본원은 체외진단을 위한 시료를 용이하게 혼합할 수 있는 비전기식 휴대용 혼합 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 의학 및 각종 관련 기술의 발전에 따라서, 타액, 혈액, 소변 등과 같은 소정의 생물학적 시료에 포함된 혈구, 핵산, 단백질 및 항원, 항체 및 약물 등과 같은 물질의 체외 진단 검사가 이루어지고 있다. 상기와 같은 시료를 채취한 후, 채취된 시료를 소정의 시약과 반응시킨 후 일어나는 변화를 분석 및 관찰함으로써, 시료에 포함된 다양한 물질의 존재 유무, 비율 및 분량 등의 검사가 이루어질 수 있으며, 이에 따라서 질병의 유무, 질환의 상태 등에 관한 정보를 얻을 수 있다.
이러한 시료의 검사 과정에서는 시료의 채취 과정만 아니라, 채취된 생체 시료 중의 특정 성분의 검사를 위해 시약과 혼합이 반드시 필요하다. 튜브에 담긴 시료나 시약을 섞기 위해 일반적으로 사용하는 것은 소형 원심분리기(Minispin 또는 Microcentrifuge) 또는 볼텍스 혼합 장치(예를 들면 Vortex Genie 2 SI-0236 Vortex Mixer, Scientific Industries, Inc.) 등이 있으나, 이들은 비교적 고가이며, 전기식의 휴대할 수 없는 장치로 이를 대체할 수 있는 보다 간편한 비전기식 휴대용 장치의 개발이 필요하다.
대한민국 특허출원 공개번호 2015-0008674 (2015년 1월 23일 공개) 미국 특허 US 4,848,917 (1989년 7월 18일 등록)
본원은 체외진단을 위한 검사에 사용되는 반응을 수행함에 있어, 반응에 사용되는 시료 및/또는 시약을 매우 간단하고 편리하면서도 효과적으로 혼합할 수 있는 비전기식으로 작동하는 휴대용 시료 혼합 장치를 제공하고자 한다.
한 양태에서 본원에 따른 시료 혼합 장치는 외륜, 내륜, 및 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 위치하고 상기 외륜 및 상기 내륜과의 마찰로 공전 및 자전하는 구름 부재를 포함하는 베어링; 상기 베어링의 상기 외륜이 고정되기 위한 관통홀, 및 상면에 적어도 하나의 튜브를 고정시키기 위한 적어도 하나의 튜브 홀더를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 상기 관통홀의 주변에 형성된 회전 플레이트; 및 상기 베어링의 상면 및 하면을 커버하고, 상기 베어링의 중심에 삽입되어 상기 내륜에 고정된 손잡이부;를 포함한다.
일 구현예에서 본원에 따른 장치에서, 상기 회전 플레이트는 원형 플레이트 형상이고, 상기 관통홀은 상기 원형 플레이트 형상의 중심에 형성되고, 상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 상기 관통홀을 중심으로 상기 적어도 하나의 튜브가 방사 형태로 배치되도록 형성된다.
다른 구현예에서 본원에 따른 장치에서, 상기 회전 플레이트는 중심으로부터 연장되어 형성된 복수의 날개를 포함하는 플레이트 형상이고, 상기 관통홀은 상기 복수의 날개가 만나는 상기 중심에 형성되고, 상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 상기 복수의 날개에 형성된다.
다른 구현예에서 본원에 따른 장치에 장착되어 사용되는 튜브는 예를 들면 실험실에서 일반적으로 사용되는 예를 들면 0.2 내지 1.5ml 용량의 마이크로 튜브를 포함한다. 이러한 튜브는 상기 시료를 담기 위한 바디(body), 상기 시료가 주입된 바디를 밀폐시키기 위한 캡(cap), 및 상기 바디와 상기 캡을 연결하는 연결 부재를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 상기 바디를 고정시키기 위한 적어도 하나의 장착홈, 및 상기 캡에 의해 상기 바디가 밀폐되었을 때 벤딩(bending)되거나 폴딩(folding)된 상기 연결부재가 삽입되는 삽입홀을 포함한다. 본원에 따른 장치에 사용되는 튜브 홀더의 개수는 다양할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한 튜브 홀더는 플레이트의 원주를 따라 일렬로, 또는 복수 열로 배열될 수 있다.
본원에 따른 시료 혼합 장치는 상기 베어링의 상기 상면 및 상기 하면을 한 손으로 잡고, 다른 한 손을 이용하여 회전 플레이트를 회전시키는 방식으로 작동한다. 이러한 작동 방식은 한 번에 한 개의 튜브만 혼합할 수 있는 볼텍스와 비교하여 다수 개의 튜브를 한 번에 혼합할 수 있으며, 또한 초소형 원심분리기를 이용한 혼합과 같이 균형을 맞출 필요가 없어 편리성이 증대된다.
본원에 따른 시료 혼합 장치는 비전기식 동력 장치를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 전술한 작동 방식 대신에, 상기 손잡이는 상기 비전기식 동력 장치의 회전축에 결합되고, 상기 회전 플레이트는 상기 비전기식 동력 장치에 의해 상기 회전축에 의해 전달되는 회전력에 의해 회전하는 방식으로 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 체외진단을 위한 시료 및 시약의 혼합 장치는 휴대용 및 비전기식으로 사용이 매우 간편하며, 크기가 작으며, 제조 비용이 저렴할 뿐만 아니라, 기능적인 면에서도 다수의 시료를 보다 균질한 방식으로 혼합이 가능하여 정확하고 재현성 있는 실험결과를 얻을 수 있어 사용자의 편리성이 증대된다.
도 1은 일 실시예에 따른 시료 혼합 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 시료 혼합 장치에 장착되는 튜브를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 시료 혼합 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 시료 혼합 장치를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 시료 혼합 장치가 비전기식 동력 장치에 의해 회전되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 본원의 시료 혼합 장치를 사용하여 시료와 시약의 혼합 정도를 기존의 방법과 비교하여 형광 표지된 항체-항원 복합체의 반응성을 형광 면적으로 측정한 결과이다. 본원에 개시된 장치를 이용하여 반응시료를 혼합한 후 이를 항체-항원 복합체의 반응에 사용하여 테스트한 경우, 기존의 전형적인 시료 혼합법(볼텍싱 또는 뒤집기)과 오차 범위 내에서 필적한 효과를 나타내며, 이는 본원에 따른 장치가 사용의 편리성은 물론, 실질적 기능에 있어서도 효과적으로 작동하는 것을 나타낸다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 시료 혼합 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 시료 혼합 장치(100)는 튜브(1000)에 주입된 시료와 시약을 혼합할 수 있다.
본원에서 시료는 타액, 또는 혈청 등과 같은 생체 유래 액체 또는 유동 시료를 포함할 수 있고, 또한 고형 시료를 또한 포함할 수 있으나, 이로 제한 하는 것은 아니다. 시약은 시료 중의 특정 성분의 검출을 위해 함께 사용되는 물질로서, 액체 또는 고체를 포함한다. 시약과 시료의 혼합물은 분석하고자 하는 특정 성분의 분석 방법에 따라서, 그에 맞는 반응 및 분석이 추가로 수행된다. 본원에서 시료는 생체 유래 시료 그 자체 또는 문맥에 따라서는 시료 및 시약의 혼합물을 의미하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시료 혼합 장치(100)는 회전 운동에 의한 원심력 및 관성력을 이용하여 튜브(1000)에 주입된 시료를 혼합할 수 있다. 예를 들어, 시료 혼합 장치(100)는 회전 플레이트에 장착된 튜브(1000)를 회전시켜 튜브(1000)에 주입된 시료를 혼합할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시료 혼합 장치(100)는 비전기적인 동력에 의한 회전 운동을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 시료 혼합 장치(100)는 사용자의 힘을 동력원으로 하는 회전 운동을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자는 시료 혼합 장치(100)를 이용하여 시료가 주입된 튜브(1000)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자는 한 손으로 시료 혼합 장치(100)의 지정된 부분(예: 중앙 손잡이)을 잡고, 다른 한 손으로 튜브(1000)가 장착된 구성(예: 회전 플레이트)을 회전시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 튜브(1000)에는 혼합이 필요한 시료가 주입될 수 있다. 예를 들어, 튜브(1000)에는 생화학 반응에 필요한 복수의 시료가 주입될 수 있다. 상기 시료가 주입된 튜브(1000)는, 예를 들어, 회전 운동으로 시료를 혼합하기 위해 밀폐될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 시료 혼합 장치에 장착되는 튜브를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 튜브(1000)는 바디(1010), 캡(1020), 및 바디(1010)와 캡(1020)을 연결하는 연결 부재(1030)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 바디(1010)는 내부에 시료를 담을 수 있는 웰(well)을 포함할 수 있다. 바디(1010)의 상단에는 시료를 내부로 주입하기 위한 개구부가 형성되어 있다. 일 실시예에 따르면, 캡(1020)은 시료가 담긴 바디(1010)의 내부를 밀폐시킬 수 있다. 예를 들어, 캡(1020)은 바디(1010)의 개구부를 막아 그 내부를 밀폐시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 연결 부재(1030)는 바디(1010)와 캡(1020)을 연결시킬 수 있다. 연결될 수 있다. 예를 들어, 연결 부재(1030)는 캡(1020)이 분리되었을 뿐만 아니라 바디(1010)의 개구부를 막았을 때에도 바디(1010)와 캡(1020)을 연결할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 부재(1030)는 캡(1020)이 바디(1010)의 개구부를 막았을 때 벤딩(bending)되거나 폴딩(folding)될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 부재(1030)는 바디(1010) 및 캡(1020)과 일체로 형성될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 시료 혼합 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 시료 혼합 장치(100)는 베어링(110), 회전 플레이트(120) 및 손잡이(130)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 베어링(110)은 외륜(111), 내륜(113), 및 외륜(111)과 내륜(113) 사이에 구비된 구름 부재(115)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 구름 부재(115)는 외륜(111) 및 내륜(113)과의 마찰로 공전 및 자전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 구름 부재(115)는 볼(ball), 롤러(roller) 등, 외륜(111)과 내륜(113) 사이의 마찰력을 줄여줄 수 있는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 베어링(110)은 회전축에 결합된 구성을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 베어링(110)은 내륜(113)에 결합된 축을 중심으로 외륜(111)에 결합된 구성을 회전시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 베어링(110)은 볼 베어링(ball bearing), 롤러 베어링(roller bearing) 등, 그 중심을 회전축으로 결합된 구성을 회전시킬 수 있는 구름 베어링(rolling bearing)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 회전 플레이트(120)는 상면에 튜브(예: 도 2의 튜브(1000))가 장착된 상태에서 회전하기 위한 원형 플레이트 형상일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 회전 플레이트(120)는 베어링(110)과 결합하기 위한 관통홀(121)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 플레이트(120)는 베어링(110)의 외륜(111)이 고정되기 위한 관통홀(121)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 베어링(110)은 관통홀(121)에 삽입되어 결합될 수 있다. 예를 들어, 베어링(110)은 관통홀(121)에 끼움 방식으로 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 관통홀(121)은 원형 플레이트 형상의 중심에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 회전 플레이트(120)는 시료가 주입된 적어도 하나의 튜브(예: 도 2의 튜브(1000))를 고정시키기 위한 적어도 하나의 튜브 홀더(123)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 플레이트(120)는 시료가 주입된 복수의 튜브 각각을 고정시키기 위한 적어도 하나의 튜브 홀더(123)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 튜브 홀더(123)는, 예를 들어, 회전 플레이트(120)의 상면에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 튜브 홀더(123)는 관통홀(121)의 주변에 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 튜브 홀더(123)는 원형 플레이트 형상의 중심에 형성된 관통홀(121)을 중심으로 방사 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 튜브 홀더(123)에 고정된 튜브는 그 길이 방향이 관통홀(121)로부터 회전 플레이트(120)의 외측으로 향하는 방향과 평행하도록 장착될 수 있다. 예를 들어, 상기 튜브는 그 하면이 관통홀(121)을 향하고, 그 상면이 회전 플레이트(120)의 외측을 향하도록 장착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 튜브 홀더(123)는 튜브의 바디(예: 도 2의 바디(1010))를 고정시키기 위한 적어도 하나의 장착홈(123a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 튜브 홀더(123)는 상기 바디를 고정시키기 위한 복수의 장착홈(123a)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 장착홈(123a)은, 예를 들어, 튜브의 길이 방향과 평행하도록 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 튜브는 인입부를 통해 장착홈(123a)에 끼워질 수 있다. 상기 인입부는, 예를 들어, 튜브가 장착홈(123a)에 끼워지도록 튜브의 직경보다 작을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 장착홈(123a)은 상기 직경이 작은 인입부를 통해 튜브가 끼워지도록 탄성력이 있는 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라, 장착홈(123a)에 끼워진 튜브는 회전시에 튜브 홀더(123)를 이탈하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 튜브 홀더(123)는 튜브의 연결 부재(예: 도 2의 연결 부재(1030))가 삽입되는 삽입홀(123b)을 포함할 수 있다. 상기 연결 부재는, 예를 들어, 벤딩되거나 폴딩된 상태일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 삽입홀(123b)은 장착홈(123a)에 튜브의 바디가 장착되었을 때 연결 부재가 위치하는 곳에 형성될 수 있다. 예를 들어, 삽입홀(123b)은 회전 플레이트(120)의 외측에 가깝도록 형성될 수 있다. 상기 튜브는, 예를 들어, 캡이 회전 플레이트(120)의 외측을 향하도록 장착홈(123a)에 고정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 손잡이(130)는 베어링(110)의 상면 및 하면을 커버할 수 있다. 손잡이(130)는, 예를 들어, 베어링(110)의 상면 및 하면을 각각 커버하는 상면 커버(131) 및 하면 커버(133)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자는 손잡이(130)를 이용하여 한 손으로 베어링(110)을 잡을 수 있다. 예를 들어, 사용자는 손잡이(130)가 커버하는 베어링(110)의 상면 및 하면을 한 손의 엄지 손가락과 검지 손가락으로 잡을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 손잡이(130)는 베어링(110)의 중심에 삽입되어 내륜(113)에 고정될 수 있다. 상면 커버(131) 및 하면 커버(133)에는 베어링(110)의 중심에 삽입되어 내륜(113)에 고정되기 위한 돌기(131a, 133a)가 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 베어링(110)의 내륜(113)에 고정된 손잡이(130)는 외륜(111)에 고정된 회전 플레이트(120)를 회전시키기 위한 회전축이 될 수 있다. 상기 회전축은, 예를 들어, 손잡이(130)를 잡은 사용자에 의해 고정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자는 상기 한 손으로 잡은 손잡이(130)를 회전축으로 다른 한 손으로 회전 플레이트(120)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자는 상기 다른 한 손으로 회전 플레이트(120)의 측면, 또는 튜브가 고정된 튜브 홀더(123)(예: 장착홈(123a))을 밀어 회전 플레이트(120)를 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 시료 혼합 장치(100)는 튜브에 주입된 시료를 사용자의 힘에 의한 회전력을 이용하여 혼합할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 시료 혼합 장치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 시료 혼합 장치(100')는 도 1의 시료 혼합 장치(100)와 상이한 회전 플레이트(120')를 이용하여 튜브(1000)에 주입된 시료를 혼합할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 회전 플레이트(120')는 중심으로부터 연장되어 형성된 복수의 날개를 포함하는 플레이트 형상이다.
일 실시예에 따르면, 회전 플레이트(120')는 베어링(110)과 결합하기 위한 관통홀(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀은 도 3의 회전 플레이트(120)의 관통홀(121)과 유사할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 관통홀은 상기 복수의 날개가 만나는 회전 플레이트(120')의 중심에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 회전 플레이트(120')는 시료가 주입된 적어도 하나의 튜브(1000)를 고정시키기 위한 적어도 하나의 튜브 홀더(123')를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 튜브 홀더(123')는, 예를 들어, 회전 플레이트(120')의 상면에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 튜브 홀더(123')는 상기 복수의 날개에 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 튜브(1000)를 고정하기 위한 하나의 튜브 홀더(123')가 복수의 날개 각각에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 튜브 홀더(123')에 고정된 튜브(1000)는 그 길이 방향이 날개가 연장된 방향과 평행하도록 장착될 수 있다. 예를 들어, 상기 튜브는 그 하면이 관통홀을 향하고, 그 상면이 회전 플레이트(120')의 외측을 향하도록 장착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 튜브 홀더(123')는 도 3의 튜브 홀더(123)와 유사하게 튜브(1000)의 바디(예: 도 2의 바디(1010))를 고정시키기 위한 적어도 하나의 장착홈(123a), 및 튜브(1000)의 연결 부재(예: 도 2의 연결 부재(1030))가 삽입되는 삽입홀(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 삽입홀은 도 3의 삽입홀(123b)와 유사할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 사용자는 한손으로 잡은 손잡이(130)를 회전축으로 다른 한 손으로 회전 플레이트(120')를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자는 상기 다른 한 손으로 회전 플레이트의 날개의 측면을 밀어 회전 플레이트(120')를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 사용자는 도 3의 회전 플레이트(120)의 측면을 미는 것보다 쉽게 회전 플레이트(120')를 회전시킬 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 시료 혼합 장치가 비전기식 동력 장치에 의해 회전되는 것을 나타낸 도면이다.
도 5a를 참조하면, 시료 혼합 장치(100)는 비전기식 동력 장치(200)로부터 전달된 회전력을 이용하여 튜브(1000)에 주입된 시료를 혼합할 수 있다. 또한, 도 4의 시료 혼합 장치(100')도 상기 실시예에 적용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시료 혼합 장치(100)는 비전기식 동력 장치(200)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 시료 혼합 장치(100)의 중심은 비전기식 동력 장치(200)의 회전축에 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 비전기식 동력 장치(200)는 상기 결합된 시료 혼합 장치(100)에 회전력을 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 비전기식 동력 장치(200)는 입력된 사용자의 힘을 회전력으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 비전기식 동력 장치(200)는 입력된 사용자의 힘을 한 방향의 회전력으로 변경할 수 있다. 상기 입력된 사용자의 힘은, 예를 들어, 레버(lever)를 당기는 힘일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 비전기식 동력 장치(200)는 하우징(210), 레버(220), 기어(230), 회전축(240)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(210)은 비전기식 동력 장치(200)의 외형을 형성할 수 있다. 예를 들어, 하우징(210)은 사용자가 손으로 잡을 수 있는 그립부(grip part)를 형성할 수 있다. 사용자는, 예를 들어, 상기 그립부를 움켜잡을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(210)은 비전기식 동력 장치(200)의 내부 구성을 보호할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 레버(220)는 사용자로부터 누르는 힘을 입력 받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 레버(220)는 적어도 일부가 하우징(210)의 외부로 노출될 수 있다. 사용자는 상기 하우징(210)의 외부로 노출된 레버(220)를 누를 수 있다. 예를 들어, 사용자는 방아쇠를 당기는 것과 유사하게 레버(220)를 누를 수 있다. 일 실시예에 따르면, 레버(220)는 입력된 힘을 기어(230)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기어(230)는 전달된 힘을 회전력으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기어(230)는 복수의 회전 기어를 포함할 수 있다. 상기 복수의 회전 기어는, 예를 들어, 서로 다른 기어비로 이루어질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 변환된 회전력은 회전축(240)을 통해 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 회전축(240)은 상기 변환된 회전력을 전달하기 위해 하우징(210)의 외부로 노출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시료 혼합 장치(100)의 손잡이(130)는 비전기식 동력 장치(200)의 회전축(240)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 손잡이(130)의 양 커버(131, 133) 중 하면 커버(133)는 비전기식 동력 장치(200)의 회전축(240)에 결합될 수 있다. 비전기식 동력 장치(200)의 회전축(240)은, 예를 들어, 시료 혼합 장치(100)의 손잡이(130)(예: 하부 커버(132))의 중심에 수직으로 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시료 혼합 장치(100)의 회전 플레이트(120)는 손잡이(130)를 통해 전달되는 회전력에 의해 회전할 수 있다. 베어링(110)을 통해 회전하는 손잡이(130)와 연결된 회전 플레이트(120)는 손잡이(130)보다 느리게 회전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 회전 플레이트(120)는 반복적인 힘에 의해 비전기식 동력 장치(200)로부터 전달되는 비연속적인 회전력에 의해 베어링(110)을 통해 연결된 손잡이(130)가 멈추더라도, 관성력에 의해 연속적으로 움직일 수 있다. 또한, 회전 플레이트(120)는 비연속적이지만 손잡이(130)를 통해 지속적으로 전달되는 회전력에 의해 손잡이(130)와 유사한 속도로 회전할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 비전기식 동력 장치(200)를 이용하여 쉽게 시료 혼합 장치(100)를 회전시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5b에서 설명한 다양한 실시예에 따른 시료 혼합 장치(100, 100')는 전기의 사용 없이 사용자의 힘만으로 회전하여 튜브에 주입된 시료를 혼합함으로써, 휴대성 및 사용 편의성을 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 시료 혼합 장치(100, 100')는 사용자의 힘을 회전력으로 변환하는 비전기식 동력 장치(200)에 적용되어 더욱 쉽게 튜브에 주입된 시료를 혼합할 수 있다.
이하 본 발명의 장치를 사용한 시료와 시약의 혼합 및 상기 혼합물을 이용한 실험 결과를 개시한다.
실험예
본원의 일 구현예에 따른 장치가 반응에 사용되는 시료를 효과적으로 혼합할 수 있는지 여부를 4가지 즉, 비혼합, 볼텍스, 뒤집기(invert) 및 스피너(본원 장치)의 시료 혼합 방법을 사용하여 실험하였다.
판독을 위해, 의료용 면역형광 측정장치(s-chromaTMⅡ, 제신 19-330호)와 반응을 위해 코티솔 정량 시약(MiriChekTM salivary cortisol)을 사용하였다.
반응을 위해, 코티솔 표준물질(Cerilliant, USA)을 인공타액(Perking Lab, USA)에 25, 6.25, 1.56ng/ml 농도가 되도록 제조하였다. 코티솔 정량 시약의 사용설명서에 준하여 상기 각 농도별로 제조된 검체를 시험하였다. 코티솔 정량 시약의 검사원리는 다음과 같다. 상기 시약은 검사 카트리지와 검출자 용액이 담긴 튜브로 구성된다. 검사 카트리지는 임신 진단 시약류와 같이 플라스틱재질의 디바이스이며 내부에는 나이트로셀룰로오스 멤브레인에 대조선(C)과 검사선(T)에 항체나 항원이 고착되어 있는 형태이다. 대조선에는 streptavidin이, 검사선에는 Cortisol-BSA가 포획자(capture reagent)로서 일정한 양으로 고착되어 있다. 검출자 용액 튜브에는 형광 표지된 biotin(대조선의 streptavidin과 복합체를 이룸)과 형광 표지된 마우스 항 cortisol 항체(mouse anti-cortisol antibody, 검사선의 cortisol-BSA와 복합체를 이룸)가 일정 농도로 분주되어 있다.
본 실험예에서 사용된 반응의 종류는 항원-항체 경쟁반응에 기반한 면역분석이다. 이러한 면역분석은 반응의 정확성을 확보하기 위해서 시료의 적절한 혼합이 필수적이다. 면역분석은 타액시료를 검출자 용액이 담긴 튜브에 넣고 혼합하면 타액내에 존재하는 내인성 코티솔이 형광 표지된 항-코티솔 항체(Fluorophore labeled mouse anti-Cortisol antibody)에 결합함으로써 제 1 복합체를 형성한다. 상기 제 1 복합체 75 마이크로리터를 검사 카트리지의 샘플패드에 적하하면, 복합체는 모세관현상에 의해 나이트로셀룰로오스 멤브레인을 따라 이동하다가 BSA-cortisol이 고정되어 있는 검사선(T)을 지나게 된다. 이때 타액 시료에 존재하는 내인성 코티솔과 복합체를 이루지 않고 유리상태(free)인 형광 표지된 항-코티솔 항체(Fluorophore labeled mouse anti-Cortisol antibody)는 검사선(T)의 BSA-cortisol에 포획되어 제 2복합체를 이루게 된다.
의료용 면역형광 측정장치는 상기 반응의 결과로 형성된 검사선(T) 상의 제 2복합체의 형광세기를 면적값으로 산출하여 준다. 타액내 내인성 코티솔 농도가 높을수록 검사선(T)에서의 형광신호 값은 적게 되고 반대로 타액내 코티솔 농도가 낮으면 검사선(T)에서의 신호값은 높게 된다.
실험결과 도 6에 기재된 바와 같이 인공타액으로 제조한 3종 코티솔 시료를 검사시약에 각 3회씩 적용하여 검사선(T)의 면적값을 비교한 결과, 본원에 따른 장치(Spinner)를 이용하여 시료를 혼합하였을 때에 항체-항원 복합체의 반응성은 기존의 전형적인 시료 혼합법(Vortexing, Invert)과 오차 범위 내에서 필적한 효과를 보인다. 이와는 대조적으로 시료를 혼합하기 위한 아무런 조치를 하지 않은 경우(No treat)에서는 시료내 분석물질(코티솔) 농도 6.25ng/mL과 25ng/mL에서 시료 혼합을 위한 여타의 세가지 방법에 비해 형광신호 면적값이 확연히 높았다.
100, 100': 시료 혼합 장치
110: 베어링 111: 외경 113: 내경 115: 구름 부재
120, 120': 회전 플레이트 121: 관통홀 123, 123': 튜브 홀더
123a: 장착홈 123b: 삽입홀
130: 손잡이 131: 상면 커버 133: 하면 커버
200: 비전기식 동력 장치
210: 하우징 220: 레버 230: 기어 240: 회전축
1000: 튜브
1010: 바디 1020: 캡 1030: 연결 부재

Claims (6)

  1. 외륜, 내륜, 및 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 위치하고 상기 외륜 및 상기 내륜과의 마찰로 공전 및 자전하는 구름 부재를 포함하는 베어링;
    상기 베어링의 상기 외륜이 고정되기 위한 관통홀, 및 상면에 적어도 하나의 튜브를 고정시키기 위한 적어도 하나의 튜브 홀더를 포함하고, 상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 상기 관통홀의 주변에 형성된 회전 플레이트;
    상기 베어링의 상면 및 하면을 커버하고, 상기 베어링의 중심에 삽입되어 상기 내륜에 고정된 손잡이부; 및
    하우징, 레버, 기어 및 회전축을 포함하며, 상기 손잡이부는 상기 회전축에 결합되는, 비전기식 동력 장치를 포함하는 시료 혼합 장치로,
    상기 회전 플레이트는 상기 비전기식 동력 장치에 의해 상기 회전축에 의해 전달되는 회전력에 의해 회전하는 것인, 시료 혼합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 플레이트는 원형 플레이트 형상이고,
    상기 관통홀은 상기 원형 플레이트 형상의 중심에 형성되고,
    상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 상기 관통홀을 중심으로 상기 적어도 하나의 튜브가 방사 형태로 배치되도록 형성된, 시료 혼합 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 플레이트는 중심으로부터 연장되어 형성된 복수의 날개를 포함하는 플레이트 형상이고,
    상기 관통홀은 상기 복수의 날개가 만나는 상기 중심에 형성되고,
    상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 상기 복수의 날개에 형성된, 시료 혼합 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브는 상기 시료를 담기 위한 바디(body), 상기 시료가 주입된 바디를 밀폐시키기 위한 캡(cap), 및 상기 바디와 상기 캡을 연결하는 연결 부재를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 상기 바디를 고정시키기 위한 적어도 하나의 장착홈, 및 상기 캡에 의해 상기 바디가 밀폐되었을 때 벤딩(bending)되거나 폴딩(folding)된 상기 연결부재가 삽입되는 삽입홀을 포함하는, 시료 혼합 장치.


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US4848917A (en) 1988-08-26 1989-07-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Automatic vortex mixer
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