KR102185922B1 - Lateral Flow Assay Strip for Preconcentration Fabricated by Infiltration Process - Google Patents

Lateral Flow Assay Strip for Preconcentration Fabricated by Infiltration Process Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 샘플 패드를 선택적 이온 투과 용액에 침지하고 열처리하여 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성함으로써, 분석물의 이동 경로를 직선화하고 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역 및 농축 영역을 형성할 수 있는 측방 유동 분석 스트립을 제공한다.In the present embodiments, a sample pad is immersed in a selective ion permeation solution and heat-treated to form a selective ion permeable region in a portion of the sample pad, thereby straightening the movement path of the analyte and an ion-deficient region and a concentration region having a thickness equal to the thickness of the sample pad. It provides a lateral flow analysis strip capable of forming.

Figure R1020180121688
Figure R1020180121688

Description

습윤 공정 기반의 농축용 측방 유동 분석 스트립 {Lateral Flow Assay Strip for Preconcentration Fabricated by Infiltration Process}Lateral Flow Assay Strip for Preconcentration Fabricated by Infiltration Process}

본 실시예가 속하는 기술 분야는 측방 유동 분석 스트립에 관한 것이다. The technical field to which this embodiment pertains to lateral flow analysis strips.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the present embodiment and does not constitute the prior art.

현대 의학은 단순하게 수명을 연장하는 것이 아니라, 건강하게 오래 사는 건강수명의 연장을 실현하는 것을 목적으로 한다. 따라서 미래의학은 치료의학 중심이 아니라, 예방의학(Preventive Medicine), 예측의학(Predictive Medicine), 맞춤의학(Personalized Medicine)의 3P를 구현하는 것으로 패러다임이 변화하고 있다. 이를 구체적으로 실현하기 위해서는 질병의 조기발견 및 조기 치료 등이 매우 중요한 수단이 되고 있으며, 이를 위한 수단으로서 바이오마커(Biomarker)에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다.Modern medicine does not simply extend the lifespan, but aims to realize the prolongation of a healthy longevity. Therefore, future medicine is not focused on therapeutic medicine, but the paradigm is changing to implement the 3P of Preventive Medicine, Predictive Medicine, and Personalized Medicine. In order to realize this in detail, early detection and early treatment of diseases have become very important means, and studies on biomarkers as a means for this are very active.

바이오마커는 정상이나 병적인 상태를 구분할 수 있거나 치료반응을 예측할 수 있고 객관적으로 측정할 수 있는 표지자를 말한다. 바이오마커에는 핵산(DNA, RNA), 단백질, 지방질, 대사물질 등과 그 패턴의 변화 등이 이용되고 있다. 즉, 당뇨병의 진단을 위한 혈중 포도당 같은 간단한 물질부터 글리벡의 치료 타겟인 만성골수성백혈병의 BCR-ABL 유전자 융합 같은 유전자 등이 모두 바이오마커에 해당하며 임상에서 실제적으로 사용하는 바이오마커이다.Biomarkers are markers that can distinguish normal or pathological conditions, predict treatment response, and measure objectively. As biomarkers, nucleic acids (DNA, RNA), proteins, lipids, metabolites, and the like are used. In other words, simple substances such as blood glucose for diagnosis of diabetes, genes such as BCR-ABL gene fusion of chronic myelogenous leukemia, which is the treatment target of Gleevec, are all biomarkers and are biomarkers that are actually used in clinical practice.

핵산 또는 단백질을 분석하여 질병의 발현 및 진행 정도를 파악할 수 있다. 단백질 분석을 위한 기술 및 소자들은 나노 기술을 이용함으로써 소자의 제작이 어렵고 비교적 고가이어서 보급화 되기 어려운 문제점이 있다. 또한, 단백질 분석 장치에 고감도의 센서가 필요하거나 적은 양의 샘플로는 정확한 분석이 어렵다는 단점이 있다. 핵산 또는 단백질을 검출하는 대표적인 방법은 크로마토그래피 방식을 이용한 측방 유동 분석 방법이다. 이러한 측방 유동 분석 방법은 임신 진단 등 다양한 분야에 사용되고 있다.By analyzing nucleic acids or proteins, the degree of expression and progression of the disease can be determined. Technology and devices for protein analysis have a problem that is difficult to popularize because it is difficult and relatively expensive to manufacture devices by using nanotechnology. In addition, there is a disadvantage in that the protein analysis device requires a high-sensitivity sensor or it is difficult to accurately analyze a small amount of a sample. A typical method for detecting nucleic acids or proteins is a lateral flow analysis method using a chromatography method. This lateral flow analysis method is used in various fields such as pregnancy diagnosis.

임신 진단 키트는 융모선 성선자극호르몬(HCG)에 결합하는 단일 클론 항체를 이용한다. HCG에만 반응하는 단일 클론 항체인 HCG 항체에 발색 물질을 부착한다. 소변 속의 HCG가 임신 진단 키트의 HCG 항체와 결합한 후 이동하다가 임신 표시 창에서는 HCG 복합체 및 HCG에 결합하는 항체가 결합하여 붉은색 띠가 나타나고, 검사 종료 창에서는 발색 물질을 부착된 HCG 항체 및 HCG 항체에 결합하는 항체가 결합하여 붉은 색 띠가 나타난다. The pregnancy diagnostic kit uses a monoclonal antibody that binds to the chorionic gonadotropin (HCG). A chromogenic substance is attached to the HCG antibody, which is a monoclonal antibody that responds only to HCG. HCG in urine binds to the HCG antibody of the pregnancy diagnostic kit and then moves, but in the pregnancy display window, the HCG complex and the antibody that binds to the HCG are bound and a red band appears, and in the end of the test window, the HCG antibody and HCG antibody with a chromogenic substance The antibody that binds to is bound and a red band appears.

HCG는 보통 농도가 높아서 감지가 용이하나, 다른 바이오마커들은 농도가 낮아서 검출이 곤란한 문제가 있다.HCG is usually easy to detect due to its high concentration, but other biomarkers have a low concentration, making it difficult to detect.

도 1은 샘플 패드에 선택적 이온 투과막이 부착된 측방 유동 분석 스트립을 예시한 도면이고, 도 2는 샘플 패드에 부착된 선택적 이온 투과막에 전계를 인가한 상태를 도면이다.1 is a diagram illustrating a lateral flow analysis strip with a selective ion permeable membrane attached to a sample pad, and FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which an electric field is applied to a selective ion permeable membrane attached to a sample pad.

도 1 및 도 2를 참조하면, 샘플 패드(120)의 상단에 선택적 이온 교환막(130, 131, 132)을 접촉한 방식으로 동작할 경우에는 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP) 및 이온 결핍(depletion) 현상이 선택적 이온 교환막(130)과 샘플 패드(120)의 접촉면에서 발생하기 때문에, 샘플 패드(120)의 두께 전체를 커버할 만큼의 결핍층(135, 136)이 형성되지 않아서 샘플 패드(120) 내에서 형성되는 농축 영역(138)의 크기가 작고 분석물을 고농도로 농축하기 쉽지 않은 문제가 있다. 특정 분석물을 농축하는 과정에서 샘플 내에 계면활성제가 존재하는 경우에는 계면활성제가 ICP 현상의 발생을 억제하기 때문에, 분석물을 고농도로 농축하는데 한계가 있다.1 and 2, when operating in a manner in which the selective ion exchange membranes 130, 131, and 132 are in contact with the top of the sample pad 120, ion concentration polarization (ICP) and ion deficiency ( Since the depletion phenomenon occurs at the contact surface between the selective ion exchange membrane 130 and the sample pad 120, the depletion layers 135 and 136 are not formed to cover the entire thickness of the sample pad 120, so that the sample pad ( There is a problem that the size of the concentration region 138 formed in 120) is small and it is difficult to concentrate the analyte to a high concentration. When a surfactant is present in a sample during the process of concentrating a specific analyte, since the surfactant suppresses the occurrence of ICP, there is a limit to concentrating the analyte to a high concentration.

한국공개특허 제10-2018-0056342호 (2018.05.28 공개)Korean Patent Publication No. 10-2018-0056342 (published on May 28, 2018)

본 발명의 실시예들은 선택적 이온 투과막을 샘플 패드에 부착하는 방식이 아닌 샘플 패드를 선택적 이온 투과 용액에 침지하고 열처리하여 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성함으로써, 분석물의 이동 경로를 직선화하고 샘플 패드의 상하 전체에서 분석물이 이동하고, 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역 및 농축 영역을 형성하는 데 발명의 주된 목적이 있다.Embodiments of the present invention straighten the movement path of the analyte by immersing a sample pad in a selective ion permeation solution and heat treatment to form a selective ion permeable region in a portion of the sample pad, rather than attaching the selective ion permeable membrane to the sample pad. The main object of the present invention is to form an ion-deficient region and a concentration region having an analyte moving over the entire top and bottom of the sample pad and having a thickness equal to the thickness of the sample pad.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Still other objects, not specified, of the present invention may be additionally considered within the range that can be easily deduced from the following detailed description and effects thereof.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 샘플 내의 분석물을 측정하는 측방 유동 분석 스트립을 이용한 측방 유동 분석 방법에 있어서, 샘플 패드를 선택적 이온 투과 용액에 침지하고 열처리하여 상기 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계, 상기 샘플 패드에 상기 샘플을 주입하는 단계, 상기 샘플 패드에 전계를 인가하여 상기 분석물을 농축하는 단계, 및 상기 샘플 패드에 복합 패드 또는 테스트 패드를 연결하여 상기 농축된 분석물을 상기 복합 패드 또는 상기 테스트 패드로 이동시키는 단계를 포함하는 측방 유동 분석 방법을 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, in the lateral flow analysis method using a lateral flow analysis strip for measuring an analyte in a sample, a sample pad is immersed in a selective ion permeation solution and heat-treated to form a selective ion permeable region in a portion of the sample pad. Forming, injecting the sample into the sample pad, concentrating the analyte by applying an electric field to the sample pad, and connecting a composite pad or a test pad to the sample pad to obtain the concentrated analyte It provides a lateral flow analysis method comprising the step of moving to the composite pad or the test pad.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 샘플 내의 분석물을 측정하는 측방 유동 분석 스트립에 있어서, 지지대, 상기 지지대에 연결되어, 상기 샘플을 수용하는 기 설정된 두께를 갖는 샘플 패드, 및 상기 지지대에 연결되어, 상기 분석물을 포획하는 포획자를 포함하는 테스트 패드를 포함하며, 상기 샘플 패드 및 상기 테스트 패드 간의 상기 분석물의 유동 경로가 차단된 구조를 형성하며, 상기 샘플 패드는 선택적 이온 투과 영역을 포함하며, 상기 선택적 이온 투과 영역에 전계를 인가하여 상기 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립을 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, in a lateral flow analysis strip for measuring an analyte in a sample, the support is connected to the support, a sample pad having a predetermined thickness for receiving the sample, and the support is connected, It comprises a test pad including a trap for capturing the analyte, and forms a structure in which the flow path of the analyte between the sample pad and the test pad is blocked, and the sample pad includes a selective ion permeable region, the It provides a lateral flow analysis strip, characterized in that by applying an electric field to the selective ion transmission region to form an ion-deficient region having a thickness equal to the thickness of the sample pad.

본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 샘플 내의 분석물을 측정하는 측방 유동 분석 스트립에 있어서, 지지대, 상기 지지대에 연결되어, 상기 샘플을 수용하는 기 설정된 두께를 갖는 샘플 패드, 상기 지지대에 연결되어, 상기 분석물을 포획하는 포획자를 포함하는 테스트 패드, 상기 측방 유동 분석 스트립을 수용하는 케이스, 및 상기 지지대, 상기 샘플 패드, 상기 테스트 패드, 또는 상기 케이스에 연결되며 상기 샘플 패드 및 상기 테스트 패드 간의 상기 분석물의 유동 경로를 차단 또는 연결하는 상태 변환부를 포함하며, 상기 샘플 패드는 선택적 이온 투과 영역을 포함하며, 상기 선택적 이온 투과 영역에 전계를 인가하여 상기 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립을 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, in a lateral flow analysis strip for measuring an analyte in a sample, a support, a sample pad connected to the support, and having a preset thickness for receiving the sample, is connected to the support, A test pad including a trap for capturing the analyte, a case for accommodating the lateral flow analysis strip, and the support, the sample pad, the test pad, or the case connected to the sample pad and the test pad. And a state conversion unit for blocking or connecting the flow path of the analyte, and the sample pad includes a selective ion-permeable region, and an ion-deficient region having a thickness equal to the thickness of the sample pad is formed by applying an electric field to the selective ion-permeable region. It provides a lateral flow analysis strip, characterized in that to form.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 선택적 이온 투과막을 샘플 패드에 부착하는 방식이 아닌 샘플 패드를 선택적 이온 투과 용액에 침지하고 열처리하여 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성함으로써, 분석물의 이동 경로를 직선화하고 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역 및 농축 영역을 형성할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, a sample pad is immersed in a selective ion permeable solution and heat treated, rather than a method in which a selective ion permeable membrane is attached to the sample pad, thereby forming a selective ion permeable region in a part of the sample pad. In addition, there is an effect of straightening the movement path of the analyte and forming an ion-deficient region and a concentration region having a thickness equal to the thickness of the sample pad.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if it is an effect not explicitly mentioned herein, the effect described in the following specification expected by the technical features of the present invention and the provisional effect thereof are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 샘플 패드에 선택적 이온 투과막이 부착된 측방 유동 분석 스트립을 예시한 도면이다.
도 2는 샘플 패드에 부착된 선택적 이온 투과막에 전계를 인가한 상태를 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 패드의 측면에 선택적 이온 투과 영역을 갖는 측방 유동 분석 스트립을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측방 유동 분석 스트립의 샘플 패드의 측면에 형성된 선택적 이온 투과 영역에 전계를 인가한 상태를 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 측방 유동 분석 스트립의 샘플 패드의 구조를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 측방 유동 분석 스트립의 상태 전환부의 구조를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측방 유동 분석 스트립을 이용한 측방 유동 분석 방법을 예시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 측방 유동 분석 스트립을 이용한 측방 유동 분석 방법에서 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계를 예시한 도면이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 측방 유동 분석 스트립을 이용하여 분석물을 농축한 결과를 예시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a lateral flow analysis strip with a selective ion permeable membrane attached to a sample pad.
2 is a diagram illustrating a state in which an electric field is applied to a selective ion permeable membrane attached to a sample pad.
3 is a diagram illustrating a lateral flow analysis strip having a selective ion permeable region on the side of a sample pad according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a state in which an electric field is applied to a selective ion permeable region formed on a side surface of a sample pad of a lateral flow analysis strip according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams illustrating a structure of a sample pad of a lateral flow analysis strip according to embodiments of the present invention.
7 is a diagram illustrating a structure of a state changer of a lateral flow analysis strip according to embodiments of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a lateral flow analysis method using a lateral flow analysis strip according to another embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a step of forming a selective ion permeable region in a lateral flow analysis method using a lateral flow analysis strip according to another embodiment of the present invention.
10 to 13 are diagrams illustrating results of concentration of an analyte using a lateral flow analysis strip according to embodiments of the present invention.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, in describing the present invention, when it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured as matters apparent to those skilled in the art with respect to known functions related to the present invention, a detailed description thereof will be omitted and some embodiments of the present invention will be described. It will be described in detail through exemplary drawings.

도 3은 샘플 패드의 측면에 선택적 이온 투과 영역을 갖는 측방 유동 분석 스트립을 예시한 도면이고, 도 4는 측방 유동 분석 스트립의 샘플 패드의 측면에 형성된 선택적 이온 투과 영역에 전계를 인가한 상태를 도면이다.3 is a diagram illustrating a lateral flow analysis strip having a selective ion permeation region on the side of the sample pad, and FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which an electric field is applied to the selective ion transmission region formed on the side of the sample pad of the lateral flow analysis strip. to be.

도 3을 참조하면, 측방 유동 분석 스트립은 샘플 패드(120), 복합 패드(150), 테스트 패드(160), 및 흡수 패드(170)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the lateral flow analysis strip includes a sample pad 120, a composite pad 150, a test pad 160, and an absorbent pad 170.

지지대(110)에 샘플 패드(120), 테스트 패드(160), 및 흡수 패드(170)가 고정될 수 있고, 테스트 패드(160)가 지지대(110) 역할을 할 수도 있다. The sample pad 120, the test pad 160, and the absorption pad 170 may be fixed to the support 110, and the test pad 160 may serve as the support 110.

샘플 패드(120)는 검출하려는 샘플을 주입하는 패드이다. The sample pad 120 is a pad for injecting a sample to be detected.

복합 패드(150)는 발색 물질에 결합된 탐지자를 포함하는 패드이다. 탐지자는 샘플 내의 분석물과 결합한다. The composite pad 150 is a pad including a detector coupled to a color developing material. The detector binds to the analyte in the sample.

테스트 패드(160)는 검출 영역(162) 및 대조 영역(164)을 포함하며, 샘플 내에 분석물이 존재하는지 여부를 표시하고, 샘플이 이동하는지 여부를 표시한다.The test pad 160 includes a detection area 162 and a control area 164, indicates whether an analyte is present in the sample, and indicates whether the sample is moving.

흡수 패드(170)는 모세관 현상을 이용하여 샘플을 흡수하는 패드이다.The absorption pad 170 is a pad that absorbs a sample by using a capillary phenomenon.

패드들은 모세관 현상에 반응하는 다공성 매질로 구현될 수 있다. 매질은 측방 유동에 사용될 수 있는 셀룰로스, 나이트로셀룰로스, 폴리에테르설폰, 폴리비닐리딘, 플루오라이드, 나일론, 및 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 매질은 단독 또는 다른 물질과 조합하여 사용될 수 있다.The pads may be implemented with a porous medium that responds to the capillary phenomenon. The medium includes, but is not limited to, cellulose, nitrocellulose, polyethersulfone, polyvinylidene, fluoride, nylon, and polytetrafluoroethylene, which may be used for lateral flow. The medium can be used alone or in combination with other materials.

측방 유동 분석 스트립(100)은 농도가 낮은 바이오마커를 농축하기 위한 선택적 이온 투과 영역(121)를 포함한다. 선택적 이온 투과 영역(121)에 전극이 부착될 수 있다. 샘플을 농축시키기 위한 선택적 이온 투과 영역(121)은 나피온(Nafion), 폴리스티렌 설포네이트(Polystyrene Sulfonate, PSS) 또는 폴리아릴아민 하이드로클로라이드(Polyallylamine Hydrochloride, PAH) 등으로 구현될 수 있다.The lateral flow analysis strip 100 includes a selective ion permeable region 121 for concentrating the low concentration biomarker. An electrode may be attached to the selective ion transmission region 121. The selective ion permeation region 121 for concentrating the sample may be implemented with Nafion, polystyrene sulfonate (PSS), or polyallylamine hydrochloride (PAH).

선택적 이온 투과 영역(121)은 전원에 연결된다. 선택적 이온 투과 영역(121)에는 외부 전원과 연결될 수 있도록 박막 전극이 구비될 수도 있다. 두 개의 선택적 이온 투과 영역(121, 122)에는 와이어를 통해서 음전극, 양전극 또는 그라운드가 연결되어 양단에 전위차가 발생된다.The selective ion transmission region 121 is connected to a power source. A thin film electrode may be provided in the selective ion transmitting region 121 to be connected to an external power source. A negative electrode, a positive electrode, or a ground is connected to the two selective ion transmission regions 121 and 122 through a wire, so that a potential difference is generated at both ends.

샘플 패드(110)는 채널과 같은 역할을 하게 된다. 선택적 이온 투과 영역이 형성된 채널은 양성자(Proton)를 선택하여 투과시키는 일종의 나노 필터의 역할을 수행한다. 예를 들면, 선택적 이온 투과 물질이 나피온(Nafion)인 경우 나피온의 화학 구조 중 SO3- 로 인해서 H+ 이온이 호핑(Hopping) 및 이동 메커니즘(Vehicle Mechanism)에 의하여 선택적으로 빠르게 투과되도록 한다. 따라서, 나피온과 같은 선택적 이온 투과 물질을 통해서 채널의 특정 영역에는 분석하고자 하는 단백질 물질들을 매우 빠른 시간에 효율적으로 농축할 수 있게 된다.The sample pad 110 acts like a channel. The channel in which the selective ion transmission region is formed serves as a kind of nano filter that selects and transmits protons. For example, when the selective ion-permeable material is Nafion, H+ ions are selectively and rapidly permeated due to SO3- in the chemical structure of Nafion by hopping and vehicle mechanisms. Therefore, it is possible to efficiently concentrate protein substances to be analyzed in a specific region of the channel through a selective ion permeable material such as Nafion in a very fast time.

샘플 키트는 미세 기공성 물질(예컨대, hydrogel 등)을 이용하여 ICP 현상을 발생시키도록 구현할 수 있다. 천연 물질 또는 인공 물질로 된 미세 기공성 투과 영역으로 구현될 수 있다. 여기서 미세 기공은 pore diameter>10nm, pore volume>0.6 mL/g일 수 있으나 이는 예시일 뿐이며 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 사이즈의 미세 기공이 사용될 수 있다.The sample kit may be implemented to generate an ICP phenomenon using a microporous material (eg, hydrogel). It may be implemented as a microporous transmissive region made of natural or artificial materials. Here, the fine pores may be pore diameter>10nm and pore volume>0.6 mL/g, but these are only examples and are not limited thereto, and fine pores of an appropriate size may be used according to the design to be implemented.

미세 기공성 물질(예컨대, nafion 등)을 샘플 패드에 침투(infiltration)시킨다. 액체 상태의 미세 기공성 물질을 샘플 패드(예컨대, 종이 등)에 침투시키고 열처리하는 방식으로 샘플 패드에 선택적 이온 투과 영역을 생성할 수 있다.Microporous material (eg, nafion, etc.) is infiltrated into the sample pad. A selective ion permeable region may be created in the sample pad by infiltrating a liquid microporous material into a sample pad (eg, paper, etc.) and performing heat treatment.

도 5 및 도 6은 측방 유동 분석 스트립의 샘플 패드의 구조를 예시한 도면이다. 도 5는 두 개의 선택적 이온 투과 영역을 형성한 샘플 패드를 도시하고, 도 6은 하나의 선택적 이온 투과 영역을 형성한 샘플 패드에 선택적 이온 투과막을 부착한 샘플 패드를 도시하고 있다.5 and 6 are diagrams illustrating the structure of a sample pad of a lateral flow analysis strip. FIG. 5 shows a sample pad in which two selective ion-permeable regions are formed, and FIG. 6 shows a sample pad in which a selective ion-permeable membrane is attached to a sample pad in which one selective ion-permeable region is formed.

선택적 이온 투과 영역에서 발생하는 디클리션 힘(depletion force)과 샘플 패드로부터 흡수 패드로 유체의 흐름을 이용하여 분석물을 농축한다.The analyte is concentrated using a depletion force generated in the selective ion permeation region and a flow of fluid from the sample pad to the absorbent pad.

샘플패드, 즉, 채널은 수동 모세관력(Passive Capillary Force)을 형성할 수 있는 다른 종류의 물질로도 다공성 멤브레인이 구현될 수 있다. 또한, 이하에서 선택적 이온 투과 영역(121, 122)이 측면에서 두 개로 형성된 경우를 예로 들어 설명한다.The sample pad, that is, the channel, may be formed of a porous membrane with other types of materials capable of forming passive capillary force. In addition, a case where the selective ion permeable regions 121 and 122 are formed in two from the side will be described as an example.

샘플 패드(120)는 샘플 패드의 일단의 두께만큼 두께를 갖도록 형성된 제1 선택적 이온 투과 영역(121) 및 샘플 패드의 타단의 두께만큼 두께를 갖도록 형성된 제2 선택적 이온 투과 영역(122)을 포함한다.The sample pad 120 includes a first selective ion transmitting region 121 formed to have a thickness equal to the thickness of one end of the sample pad and a second selective ion transmitting region 122 formed to have a thickness equal to the thickness of the other end of the sample pad .

샘플 패드(120)에서, 제1 선택적 이온 투과 영역(121) 및 제2 선택적 이온 투과 영역(122)이 대향하여 위치하며, 제1 선택적 이온 투과 영역(121) 및 제2 선택적 이온 투과 영역(122)이 이온 결핍 영역(125, 126)을 기준으로 상호 반대 방향에 위치한다.In the sample pad 120, the first selective ion permeable region 121 and the second selective ion permeable region 122 are positioned to face each other, and the first selective ion permeable region 121 and the second selective ion permeable region 122 ) Are located in opposite directions with respect to the ion-deficient regions 125 and 126.

이때 양단에 배치된 선택적 이온 투과 영역(121, 122)에 전원을 인가하여 전압차가 발생하면, 전압차에 따른 전계에 의해 유체 내에 존재하는 이온들이 각 이온의 전기적 성질과 반대인 전극 쪽으로 이끌리게 된다. 이와 같이 이온들이 전기적 성질에 따라 채널 내에서 움직이면서 점성력에 의해 유체 입자들을 같이 이끌고 가게 된다. 전체적인 유체의 유동이 발생하게 되며, 이와 같은 유체의 이동현상을 전기삼투(Electro-Osmosis Flow, EOF)라고 하고, 이온의 움직임을 전기영동(electrophoresis, EP)이라 한다.At this time, when a voltage difference occurs by applying power to the selective ion permeable regions 121 and 122 disposed at both ends, the ions present in the fluid are drawn toward the electrode opposite to the electrical property of each ion by an electric field according to the voltage difference. . As the ions move in the channel according to their electrical properties, the fluid particles are guided together by the viscous force. The overall fluid flow occurs, and the movement of the fluid is called electro-osmosis flow (EOF), and the movement of ions is called electrophoresis (EP).

이러한 전기영동(Capillary Electrophoresis) 및 전기삼투(Electro-Osmosis)의 특성은 선택적 이온 투과 영역으로 구현된 채널 근처에서 그 특성이 달라져, 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP)이 발생한다. 따라서, 채널의 반응 영역에서 음극 쪽에는 이온 결핍(Depletion)이 발생하고, 양극 쪽에서는 이온 농축(Enrichment)이 발생하게 된다. 이때, 결핍된 낮은 이온농도와 그에 따른 높은 전계에 의해 결핍 영역(Depletion Zone, 125, 126)이 전하(Charge)를 띈 분석물에 대해 일종의 전기적 장벽(Electric Barrier)으로 작용을 하게 된다. 그 결과 분석물은 결핍 영역을 통과하지 못하고 그 앞에 농축된다. 분석물이 채널 내의 결핍 영역 앞에 매우 빠른 시간에 농축된다. 이온 농도 분극에 의한 결핍 영역의 크기는 시료의 이온 농도 분극이 진행됨에 따라 확장되므로, 분석물은 채널의 가운데 영역에 농축 영역(128)을 형성한다.The characteristics of these electrophoresis (Capillary Electrophoresis) and electro-osmosis (Electro-Osmosis) are different in the vicinity of the channel embodied as a selective ion permeation region, and ion concentration polarization (ICP) occurs. Accordingly, in the reaction region of the channel, ion depletion occurs at the cathode side and ion enrichment occurs at the anode side. At this time, the depletion zone (125, 126) acts as a kind of electric barrier to the analyte carrying a charge due to the depleted low ion concentration and the corresponding high electric field. As a result, the analyte does not pass through the deficient region and is concentrated before it. The analyte is concentrated very quickly in front of the deficient region in the channel. Since the size of the depleted region due to ion concentration polarization expands as the ion concentration polarization of the sample proceeds, the analyte forms a concentration region 128 in the center region of the channel.

측방 유동 분석 방법은 항체-항원 반응에 국한되지 않는 것으로, 본 명세서에서 언급되는 결합부위(리간드)는 다양한 분석물에 있어서 단백질 리간드 (Ligand), 핵산(DNA 또는 RNA) 분자 서열의 결합 부위 등을 포함하고, 특이적 결합물질은 결합부위에 선택적, 특이적으로 결합할 수 있는 단백질, 바이러스 파아지, 핵산분자 앱타머(Aptamer), 합텐(Hapten, DNP) 등을 포함하는 생체분자를 모두 포함하는 것으로, 나아가 기재 사항에 제한되는 것은 아니다.The lateral flow analysis method is not limited to the antibody-antigen reaction, and the binding site (ligand) referred to herein is a protein ligand, a nucleic acid (DNA or RNA), in various analytes, the binding site of the molecular sequence, etc. And the specific binding material includes all biomolecules including proteins that can selectively and specifically bind to the binding site, viral phage, nucleic acid molecule aptamer, hapten (DNP), etc. Furthermore, it is not limited to the description.

선택적 이온 투과 영역(121, 122)은 채널을 가로지르도록 샘플 패드(120)의 양단에 형성된다. 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 선택적 이온 투과 물질은 특정한 이온과는 잘 결합하고 서로 끌어들이지만, 다른 이온과는 잘 결합하지 않고 끌어들이지 않는 특성을 가진 물질을 말한다. 선택적 이온 투과 물질은 예를 들어 나피온(nafion)이 될 수 있다. The selective ion transmission regions 121 and 122 are formed at both ends of the sample pad 120 so as to cross the channel. The selective ion-permeable material forming the selective ion-permeable region refers to a material that binds well with and attracts each other, but does not bind and attracts other ions. The selective ion permeable material can be, for example, nafion.

도 6을 참조하면, 일단에 선택적 이온 투과 영역(121)을 형성한 샘플 패드는 샘플 패드의 일면에 부착된 선택적 이온 투과막(123) 및 선택적 이온 투과막에 연결된 전극을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, a sample pad having a selective ion permeable region 121 formed at one end may include a selective ion permeable layer 123 attached to one surface of the sample pad and an electrode connected to the selective ion permeable layer.

도 7은 측방 유동 분석 스트립의 상태 전환부의 구조를 예시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a structure of a state transition part of a lateral flow analysis strip.

측방 유동 분석 스트립은 (i) 샘플 패드 및 테스트 패드 간에 분석물의 유동 경로를 형성하지 않는 제1 상태에서 (ii) 샘플 패드 및 테스트 패드 간에 분석물의 유동 경로를 형성하는 제2 상태로 전환하는 상태 전환부를 포함한다. 상태 전환부는 복합 패드와 일체를 형성할 수 있다.The lateral flow analysis strip transitions from (i) a first state that does not form an analyte flow path between the sample pad and the test pad, and (ii) transitions to a second state that forms an analyte flow path between the sample pad and the test pad. Includes wealth. The state switching unit may be integrally formed with the composite pad.

상태 전환부는 분석물을 농축할 때 복합 패드 또는 테스트 패드를 분리하거나, 분석물을 검출할 때 복합 패드 또는 테스트 패드를 연결하는 구조로 형성된다. 상태 전환부는 누름(Push), 슬라이드(Slide), 회전(Turn), 시소(Seesaw), 차단막 제거 또는 이들의 조합으로 동작된다. The state switching unit is formed in a structure in which the complex pad or test pad is separated when the analyte is concentrated, or the complex pad or the test pad is connected when the analyte is detected. The state switching unit is operated by pressing, sliding, turning, seesaw, removing the blocking film, or a combination thereof.

도 7의 (a), (b), (c)는 샘플 패드에 복합 패드 또는 테스트 패드를 연결하는 구조를 예시하고, 도 7의 (d)는 누름 방식으로 동작하는 상태 전환부를 예시하고, 도 7의 (e), (f)는 슬라이드 방식으로 동작하는 상태 전환부를 예시하고, 도 7의 (g)는 회전 또는 시소 방식으로 동작하는 상태 전환부를 예시하고, 도 7의 (h)는 차단막 제거 방식으로 동작하는 상태 전환부를 예시하고 있다.7(a), (b), and (c) illustrate a structure for connecting a composite pad or a test pad to a sample pad, and FIG. 7(d) illustrates a state switching unit operated in a pressing manner, and FIG. 7(e) and (f) illustrate a state switching unit operated in a slide manner, FIG. 7(g) illustrates a state switching unit operated in a rotation or seesaw method, and FIG. 7(h) is a blocking film removed. It illustrates a state transition unit that operates in a manner.

도 7의 (a)를 참조하면, 샘플 패드는 지지대에 연결되며, 샘플을 수용한다. 샘플 패드에 형성된 선택적 이온 투과 영역에 전원을 인가하면, 샘플 패드의 가운데에 농축 영역(222a)이 형성된다. 테스트 패드는 지지대에 연결되며, 분석물을 포획하는 포획자를 포함한다. 흡수 패드는 테스트 패드에 연결되어, 모세관 현상에 의해 샘플을 흡수한다. 흡수 패드의 형상, 재질 등에 따라 샘플의 이동 속도가 상이하게 된다. 흡수 패드는 길이 또는 흡수 용량을 조절하여 제작된다. 상태 전환부는 샘플 패드에 접촉되지 않도록 샘플 패드로부터 소정의 거리로 이격되어 형성된다. Referring to Figure 7 (a), the sample pad is connected to the support, and accommodates a sample. When power is applied to the selective ion transmitting region formed on the sample pad, the concentrated region 222a is formed in the center of the sample pad. The test pad is connected to the support and contains a trap to capture the analyte. The absorbent pad is connected to the test pad to absorb the sample by capillary action. The moving speed of the sample is different depending on the shape and material of the absorbent pad. The absorbent pad is manufactured by adjusting the length or absorbent capacity. The state switching unit is formed to be spaced apart from the sample pad by a predetermined distance so as not to contact the sample pad.

도 7의 (b)를 참조하면, 상태 전환부는 테스트 패드에 연결될 수 있다. 도 7의 (b)를 참조하면, 상태 전환부는 지지대에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 7B, the state conversion unit may be connected to the test pad. Referring to (b) of FIG. 7, the state switching unit may be connected to the support.

도 7의 (c)를 참조하면, 측방 유동 분석 스트립은 지지대, 샘플 패드, 테스트 패드, 상태 변환부, 및 케이스를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7C, the lateral flow analysis strip may include a support, a sample pad, a test pad, a state conversion unit, and a case.

샘플 패드는 지지대에 연결되어, 샘플을 수용하는 기 설정된 두께를 갖는다. 테스트 패드는 지지대에 연결되어, 분석물을 포획하는 포획자를 포함한다. 케이스는 측방 유동 분석 스트립을 수용하도록 형성된다. The sample pad is connected to the support and has a predetermined thickness for receiving the sample. The test pad is connected to the support and contains a trap to capture the analyte. The case is formed to receive the lateral flow analysis strip.

상태 변환부는 지지대, 샘플 패드, 테스트 패드, 또는 케이스에 연결되며 샘플 패드 및 테스트 패드 간의 분석물의 유동 경로를 차단 또는 연결한다.The state conversion unit is connected to the support, the sample pad, the test pad, or the case, and blocks or connects the flow path of the analyte between the sample pad and the test pad.

상태 변환부는 케이스 등에 부착될 수 있으며, 특정한 부착 방법에 의해 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 상태 변환부는 케이스에 부착시키고 케이스에 압력을 가하는 경우에, 상태 변환부는 측방 유동 분석 스트립에 접촉될 수 있도록 제조될 수 있다.The state conversion unit may be attached to a case or the like, and is not limited by a specific attachment method. For example, when the state conversion unit is attached to the case and pressure is applied to the case, the state conversion unit may be manufactured to contact the lateral flow analysis strip.

샘플 패드는 선택적 이온 투과 영역을 포함하며, 선택적 이온 투과 영역에 전계를 인가하여 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역을 형성한다.The sample pad includes a selective ion-transmitting region, and an ion-deficient region having a thickness equal to the thickness of the sample pad is formed by applying an electric field to the selective ion-transmitting region.

도 7을 참조하면, 상태 변환부는 제1 상태에서 제2 상태로 전환된다. 제1 상태는 샘플 패드에 접촉되지 않은 상태이고, 제2 상태는 샘플 패드에 접촉하여 샘플 패드 및 테스트 패드 간에 분석물의 유동 경로를 형성한 상태이다. 상태 변환부는 샘플 패드의 농축 영역에 접촉될 수 있다. 농축된 분석물은 상태 변환부를 거쳐 테스트 패드로 이동한다.Referring to FIG. 7, the state conversion unit is converted from a first state to a second state. The first state is a state not in contact with the sample pad, and the second state is a state in which a flow path of an analyte is formed between the sample pad and the test pad by contacting the sample pad. The state conversion unit may contact the concentrated region of the sample pad. The concentrated analyte is transferred to the test pad through the state transition unit.

측방 유동 분석 스트립은 복합 패드를 포함한다. 복합 패드는 테스트 패드에 연결되며, 분석물과 결합하여 복합체를 형성하는 탐지자 및 표시자를 결합시킨 결합체를 포함한다. 복합 패드 및 상태 변환부는 일체로 형성될 수 있다.The lateral flow analysis strip contains a composite pad. The composite pad is connected to the test pad and includes a combination of a detector and an indicator that binds to the analyte to form a complex. The composite pad and the state conversion unit may be integrally formed.

표시자는 육안 또는 센서를 이용하여 감지할 수 있도록 신호를 발생시키는 물질이다. 표시자는 발색 물질일 수 있으며, 예컨대, 금 나노 파티클일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 물질이 사용될 수 있음은 물론이다.Indicators are substances that generate signals so that they can be detected by the naked eye or by using a sensor. The indicator may be a color developing material, for example, gold nanoparticles, but is not limited thereto, and a suitable material may be used depending on the design to be implemented.

테스트 패드는 검출 영역 및 대조 영역 중 적어도 하나를 포함한다. 검출 영역은 복합체를 포획하는 제1 포획자를 포함한다. 즉, 검출 영역은 샘플에 분석물이 존재하는 여부를 검출한다. 대조 영역은 복합체를 형성하지 못한 결합체 또는 탐지자를 포획하는 제2 포획자를 포함한다. 즉, 대조 영역은 분석물의 존재 유무에 관계없이 샘플이 이동했는지 여부를 확인한다.The test pad includes at least one of a detection area and a control area. The detection region includes a first capturer that captures the complex. That is, the detection region detects whether an analyte is present in the sample. The control region contains a second trap that captures the uncomplexed complex or detector. That is, the control region checks whether the sample has moved regardless of the presence or absence of an analyte.

복합 패드에서 복합체를 형성하거나 테스트 패드에서 포획하는 반응은 물리적 반응, 화학적 반응, 생물학적 반응, 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 항원-항체 반응일 수 있다.A reaction that forms a complex in a composite pad or captures it in a test pad may be formed by a physical reaction, a chemical reaction, a biological reaction, or a combination thereof. For example, it may be an antigen-antibody reaction.

복합 패드에서는 표시자-탐지자 결합체가 위치하고, 분석물이 복합 패드를 통과하면서 표시자-탐지자-분석물 복합체를 형성한다. 이동한 표시자-탐지자-분석물 복합체는 검출 영역에서 제1 포획자에 의해 포획된다.In the composite pad, an indicator-detector conjugate is located, and the analyte passes through the complex pad to form an indicator-detector-analyte complex. The shifted indicator-detector-analyte complex is captured by the first capturer in the detection region.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측방 유동 분석 스트립을 이용한 측방 유동 분석 방법을 예시한 흐름도이고, 도 9는 측방 유동 분석 방법에서 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계를 예시한 도면이다. 측방 유동 분석 스트립 제조 과정은 제조 장치에 의하여 수행된다고 가정한다.8 is a flowchart illustrating a method of analyzing a lateral flow using a lateral flow analysis strip according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view illustrating a step of forming a selective ion permeable region in the lateral flow analysis method. It is assumed that the lateral flow analysis strip manufacturing process is performed by means of a manufacturing apparatus.

샘플 내의 분석물을 측정하는 측방 유동 분석 스트립을 이용한 측방 유동 분석 방법은 샘플 패드를 선택적 이온 투과 용액에 침지하고 열처리하여 상기 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계(S11), 상기 샘플 패드에 상기 샘플을 주입하는 단계(S12), 상기 샘플 패드에 전계를 인가하여 상기 분석물을 농축하는 단계(S13) 및 상기 샘플 패드에 복합 패드 또는 테스트 패드를 연결하여 상기 농축된 분석물을 상기 복합 패드 또는 상기 테스트 패드로 이동시키는 단계(S14)를 포함한다.In the lateral flow analysis method using a lateral flow analysis strip for measuring an analyte in a sample, a sample pad is immersed in a selective ion permeation solution and heat-treated to form a selective ion-permeable region in a part of the sample pad (S11), the sample Injecting the sample into a pad (S12), concentrating the analyte by applying an electric field to the sample pad (S13), and connecting a composite pad or a test pad to the sample pad to transfer the concentrated analyte to the And moving to the composite pad or the test pad (S14).

도 9의 (a)를 참조하면, 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계(S11)는, 선택적 이온 투과 용액(레진)을 샘플 패드의 일단에 흡수시켜 제1 선택적 이온 투과 영역을 형성하고, 선택적 이온 투과 용액을 샘플 패드의 타단에 흡수시켜 제2 선택적 이온 투과 영역을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 9A, in the step of forming a selective ion-permeable region on a part of the sample pad (S11), the selective ion-permeable solution (resin) is absorbed at one end of the sample pad to form a first selective ion-permeable region. Then, the selective ion permeable solution may be absorbed to the other end of the sample pad to form a second selective ion permeable region.

도 9의 (b)를 참조하면, 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계(S11)는, 제1 선택적 이온 투과 영역 및 제2 선택적 이온 투과 영역을 50℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 10분 내지 2시간 동안 열처리할 수 있다. 바람직하게는 80℃의 온도 범위에서 30분 동안 열처리할 수 있다.Referring to (b) of FIG. 9, the step of forming a selective ion permeable region on a part of the sample pad (S11) includes a first selective ion permeable region and a second selective ion permeable region in a temperature range of 50°C to 100°C. Heat treatment can be performed for 10 minutes to 2 hours at. Preferably, it may be heat-treated for 30 minutes at a temperature range of 80°C.

도 10 내지 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 측방 유동 분석 스트립을 이용하여 분석물을 농축한 결과를 예시한 도면이다.10 to 13 are diagrams illustrating results of concentration of an analyte using a lateral flow analysis strip according to embodiments of the present invention.

도 10은 샘플 패드에 선택적 이온 투과막이 부착된 구조에서 분석물을 농축한 결과이고, 도 11은 샘플 패드의 일측면에 선택적 이온 투과 영역을 갖는 샘플 패드에서 분석물을 농축한 결과이고, 도 11 및 도 12는 샘플 패드의 일측면에 선택적 이온 투과 영역을 갖는 샘플 패드와 샘플 패드의 양측면에 선택적 이온 투과 영역을 갖는 샘플 패드에서 분석물을 농축한 결과를 나타낸다.FIG. 10 is a result of concentrating an analyte in a structure in which a selective ion permeable membrane is attached to a sample pad, and FIG. 11 is a result of concentrating an analyte in a sample pad having a selective ion permeable region on one side of the sample pad. And FIG. 12 shows the results of concentration of analytes in a sample pad having a selective ion permeable region on one side of the sample pad and a sample pad having selective ion permeable regions on both sides of the sample pad.

도 10을 참조하면, 나피온과 샘플 패드의 접촉면에서만 국부적으로 ICP, depletion 현상이 발생하는 것을 관찰할 수 있다. 즉, 나피온과 샘플 패드를 부착한 방식으로 구현된 구조는 샘플 패드의 두께 전체에 걸쳐서 결핍 영역 및 농축 영역이 형성되지 않는다. 샘플 패드의 상단에 나피온이 부착된 구조는 상하좌우 4방향 중에서 1방향에만 복수의 나피온이 이격 설치되어 분석물에 가해지는 힘이 'U' 모양으로 작용하기 때문에, 힘이 분산되고 샘플 패드의 두께 전체를 커버하기 곤란하며, 농축비에 한계가 있다.Referring to FIG. 10, it can be observed that local ICP and depletion occur only on the contact surface between Nafion and the sample pad. That is, in the structure implemented by attaching Nafion and the sample pad, the depletion region and the concentration region are not formed over the entire thickness of the sample pad. In the structure where Nafion is attached to the top of the sample pad, a plurality of Nafions are spaced apart from each other in only one direction out of four directions, so that the force applied to the analyte acts in a'U' shape. It is difficult to cover the entire thickness of, and there is a limit to the concentration ratio.

도 11을 참조하면, 샘플 패드의 일측면에 샘플 패드의 두께만큼의 두께를 갖도록 선택적 이온 투과 영역을 형성하여, ICP, depletion 현상이 안정적으로 발생하는 것을 관찰할 수 있다. 특히, 1%의 계면활성제가 포함된 버퍼를 이용했을 때 1X PBS 조건에서도 약 10배에 가까운 농축비를 얻을 수 있다. Referring to FIG. 11, it can be observed that the selective ion transmission region is formed on one side of the sample pad to have a thickness equal to the thickness of the sample pad, so that ICP and depletion phenomena occur stably. In particular, when a buffer containing 1% surfactant is used, a concentration ratio close to about 10 times can be obtained even under 1X PBS conditions.

선택적 이온 투과 영역을 형성한 샘플 패드는 상하좌우 4방향 중에서 가까운 2방향에 선택적 이온 투과 영역과 투과막이 이격 설치되어 가해지는 힘이 'L' 모양으로 작용하기 때문에, 샘플 패드의 일측면의 두께 전체를 커버할 수 있고, 이동 경로를 직선화할 수 있다. The sample pad with the selective ion permeation region has an optional ion permeable region and a permeable membrane installed in two directions close to one of the four directions of up, down, left and right, and the applied force acts in a'L' shape, so the entire thickness of one side of the sample pad It can cover and can straighten the movement path.

도 12 및 도 13에 도시된 농축된 분석물의 이동 경로를 참조하면, 나피온을 샘플 패드의 전계 방향을 기준으로 양단에 습윤(infiltration)시켜 전계를 인가하면 샘플 패드의 일단에 습윤시켰을 때보다 농축비 및 이온 농도 분극(ion concentration polarization) 현상을 향상시킬 수 있다. 상하좌우 4방향 중에서 대향하는 2방향에 선택적 이온 투과 영역을 이격 형성하여 가해지는 힘이 '-' 모양으로 작용하기 때문에, 힘의 분산없이 샘플 패드의 양측면의 두께 전체에 걸쳐 힘을 집중할 수 있고, 분석물의 이동 경로를 최소화할 수 있다.Referring to the movement paths of the concentrated analytes shown in Figs. 12 and 13, Nafion is wetted at both ends based on the electric field direction of the sample pad, and when an electric field is applied, it is more concentrated than when wetted to one end of the sample pad. It is possible to improve the ratio and ion concentration polarization phenomenon. Since the force applied by forming a selective ion permeable region apart from the four directions of the upper, lower, left, and right opposite sides acts in a'-' shape, the force can be concentrated over the entire thickness of both sides of the sample pad without dispersing the force. It is possible to minimize the movement path of the analyte.

본 실시예들에 의하면, 전압, 전계, 간격 등에 관한 매칭표를 구성하여, 분석물에 따라 적절하게 농축량을 조절할 수 있다. 예컨대, Voltage - 100 V, Sample buffer - 1X PBS with 1% (v/v ration) Tween 20, Time - 10 min, Sample volume - 30 uL, Detection time - conjugate pad 연결 후 3분 이내, Electrode - Ag/AgCl electrode로 설정할 수 있다. According to the present embodiments, by configuring a matching table for voltage, electric field, interval, etc., the concentration amount can be appropriately adjusted according to the analyte. For example, Voltage-100 V, Sample buffer-1X PBS with 1% (v/v ration) Tween 20, Time-10 min, Sample volume-30 uL, Detection time-Within 3 minutes after connecting the conjugate pad, Electrode-Ag/ It can be set with AgCl electrode.

본 실시예들에서는 분석물인 바이오마커를 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP)을 통해 분리하고 분석물을 몇 배 이상 농축함으로써, 일반 스트립에서 검출되지 않는 바이오마커를 검출할 수 있는 효과가 있다. 바이오마커는 HCG(human chorionic gonadotropin) 등의 hormone 뿐만 아니라 Protein도 적용할 수 있다. 예컨대, 심근경색 바이오마커 - troponin, 알츠하이머 바이오마커 - amyloid beta, 유방암 바이오마커 - HER2 등 많은 바이오마커를 농축하여 민감도(sensitivity)를 향상할 수 있다.In the present embodiments, by separating a biomarker as an analyte through ion concentration polarization (ICP) and concentrating the analyte several times or more, there is an effect of detecting a biomarker that is not detected in a general strip. Biomarkers can be applied to proteins as well as hormones such as HCG (human  chorionic  gonadotropin). For example, by concentrating many biomarkers such as myocardial infarction biomarker-troponin, Alzheimer's biomarker-amyloid beta, breast cancer biomarker-HER2, the sensitivity can be improved.

비색분석(colorimetric)을 이용하여 분석물을 눈으로 확인할 수 있다. 반응 후 휴대폰으로 촬영하여 이미지를 이용한 색깔의 분석 및 정량화할 수 있다. 이미지 내의 색상의 선명도(intensity)를 측정하거나 수치(hue value)로 표현할 수 있다. 형광 분석, 즉 키트 내에 형광을 발하는 물질을 적용하여 정량적 분석이 가능하다.The analyte can be visually confirmed using colorimetric analysis. After the reaction, the color can be analyzed and quantified using an image by photographing it with a mobile phone. The intensity of colors in the image can be measured or expressed as a hue value. Fluorescence analysis, that is, quantitative analysis is possible by applying a substance that emits fluorescence in the kit.

본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present embodiments are for explaining the technical idea of the present embodiment, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

110: 지지대 120: 샘플 패드
121: 제1 선택적 이온 투과 영역 122: 제2 선택적 이온 투과 영역
125, 126: 결핍 영역 128: 농축 영역
150: 복합 패드 160: 테스트 패드
162: 검출 영역 164: 대조 영역
170: 흡수 패드
110: support 120: sample pad
121: first selective ion transmission region 122: second selective ion transmission region
125, 126: deficient region 128: enriched region
150: composite pad 160: test pad
162: detection area 164: contrast area
170: absorbent pad

Claims (15)

샘플 내의 분석물을 측정하는 측방 유동 분석 스트립을 이용한 측방 유동 분석 방법에 있어서,
샘플 패드를 선택적 이온 투과 용액에 침지하고 열처리하여 상기 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계;
상기 샘플 패드에 상기 샘플을 주입하는 단계;
상기 샘플 패드에 전계를 인가하여 상기 분석물을 농축하는 단계; 및
상기 샘플 패드에 복합 패드 또는 테스트 패드를 연결하여 상기 농축된 분석물을 상기 복합 패드 또는 상기 테스트 패드로 이동시키는 단계를 포함하며,
상기 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계는,
상기 선택적 이온 투과 용액을 상기 샘플 패드의 일단에 흡수시켜 제1 선택적 이온 투과 영역을 형성하고, 상기 선택적 이온 투과 용액을 상기 샘플 패드의 타단에 흡수시켜 제2 선택적 이온 투과 영역을 형성하며,
상기 샘플 패드는 상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역에 전계를 인가하여 상기 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역을 형성하며,
상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역이 대향하여 위치하고, 상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역은 상기 이온 결핍 영역을 기준으로 상호 반대 방향에 위치하며,
상기 이온 결핍 영역에 가해지는 힘이 'U' 모양이 아닌 '-' 모양으로 작용하여, 힘의 분산없이 상기 샘플 패드의 양측면의 두께 전체에 걸쳐 힘을 집중하고, 상기 이온 결핍 영역에 따라 상기 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 농축 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 방법.
In the lateral flow analysis method using a lateral flow analysis strip for measuring an analyte in a sample,
Immersing a sample pad in a selective ion permeation solution and heat treatment to form a selective ion permeable region in a portion of the sample pad;
Injecting the sample into the sample pad;
Concentrating the analyte by applying an electric field to the sample pad; And
Connecting a composite pad or a test pad to the sample pad to move the concentrated analyte to the composite pad or the test pad,
Forming a selective ion permeable region on a portion of the sample pad,
The selective ion permeable solution is absorbed at one end of the sample pad to form a first selective ion permeable region, and the selective ion permeable solution is absorbed at the other end of the sample pad to form a second selective ion permeable region,
The sample pad forms an ion-deficient region having a thickness equal to the thickness of the sample pad by applying an electric field to the first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region,
The first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region are located opposite to each other, and the first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region are located in opposite directions with respect to the ion deficient region,
The force applied to the ion-deficient region acts in a'-' shape instead of a'U' shape, concentrating the force over the entire thickness of both sides of the sample pad without dispersing the force, and according to the ion depletion region, the sample Lateral flow analysis method, characterized in that forming a concentrated region having a thickness equal to the thickness of the pad.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 샘플 패드의 일부에 선택적 이온 투과 영역을 형성하는 단계는,
상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역을 50℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 방법.
The method of claim 1,
Forming a selective ion permeable region on a portion of the sample pad,
The lateral flow analysis method, characterized in that heat-treating the first selective ion permeable region and the second selective ion permeable region at a temperature range of 50°C to 100°C.
샘플 내의 분석물을 측정하는 측방 유동 분석 스트립에 있어서,
지지대;
상기 지지대에 연결되어, 상기 샘플을 수용하는 기 설정된 두께를 갖는 샘플 패드; 및
상기 지지대에 연결되어, 상기 분석물을 포획하는 포획자를 포함하는 테스트 패드를 포함하며,
상기 샘플 패드 및 상기 테스트 패드 간의 상기 분석물의 유동 경로가 차단된 구조를 형성하며,
상기 샘플 패드는 상기 샘플 패드의 일단의 두께만큼 두께를 갖도록 형성된 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 샘플 패드의 타단의 두께만큼 두께를 갖도록 형성된 제2 선택적 이온 투과 영역을 포함하며,
상기 샘플 패드는 상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역에 전계를 인가하여 상기 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역을 형성하며,
상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역이 대향하여 위치하고, 상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역은 상기 이온 결핍 영역을 기준으로 상호 반대 방향에 위치하며,
상기 이온 결핍 영역에 가해지는 힘이 'U' 모양이 아닌 '-' 모양으로 작용하여, 힘의 분산없이 상기 샘플 패드의 양측면의 두께 전체에 걸쳐 힘을 집중하고, 상기 이온 결핍 영역에 따라 상기 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 농축 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립.
In the lateral flow analysis strip for measuring the analyte in the sample,
support fixture;
A sample pad connected to the support and having a predetermined thickness to receive the sample; And
A test pad connected to the support and including a trapper for capturing the analyte,
Forming a structure in which the flow path of the analyte between the sample pad and the test pad is blocked,
The sample pad includes a first selective ion transmitting region formed to have a thickness equal to the thickness of one end of the sample pad and a second selective ion transmitting region formed to have a thickness equal to the thickness of the other end of the sample pad,
The sample pad forms an ion-deficient region having a thickness equal to the thickness of the sample pad by applying an electric field to the first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region,
The first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region are located opposite to each other, and the first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region are located in opposite directions with respect to the ion deficient region,
The force applied to the ion-deficient region acts in a'-' shape instead of a'U' shape, concentrating the force over the entire thickness of both sides of the sample pad without dispersing the force, and according to the ion depletion region, the sample Lateral flow analysis strip, characterized in that to form a concentrated region having a thickness equal to the thickness of the pad.
제4항에 있어서,
상기 샘플 패드에 선택적 이온 투과막이 부착된 구조보다 상기 분석물을 10배 이상 농축하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립.
The method of claim 4,
Lateral flow analysis strip, characterized in that the analyte is concentrated 10 times or more than a structure in which a selective ion permeable membrane is attached to the sample pad.
삭제delete 삭제delete 제4항에 있어서,
상기 샘플에 이온 농도 분극 현상을 억제하는 계면활성제가 존재하더라도 상기 샘플 패드에 선택적 이온 투과막이 부착된 구조보다 상기 분석물을 10배 이상 농축하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립.
The method of claim 4,
A lateral flow analysis strip, characterized in that the analyte is concentrated 10 times or more than a structure in which a selective ion permeable membrane is attached to the sample pad even if a surfactant that suppresses ion concentration polarization is present in the sample.
제4항에 있어서,
(i) 상기 샘플 패드 및 상기 테스트 패드 간에 상기 분석물의 유동 경로를 형성하지 않는 제1 상태에서 (ii) 상기 샘플 패드 및 상기 테스트 패드 간에 상기 분석물의 유동 경로를 형성하는 제2 상태로 전환하는 상태 전환부를 추가로 포함하며,
상기 상태 전환부는 누름(Push), 슬라이드(Slide), 회전(Turn), 시소(Seesaw), 차단막 제거 또는 이들의 조합으로 동작되는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립.
The method of claim 4,
(i) a state in which a flow path of the analyte is not formed between the sample pad and the test pad, and (ii) a state is switched to a second state in which a flow path of the analyte is formed between the sample pad and the test pad It further includes a transition,
The state switching unit is a lateral flow analysis strip, characterized in that the operation by pressing (Push), slide (Slide), rotation (Turn), seesaw (Seesaw), blocking film removal or a combination thereof.
제4항에 있어서,
상기 테스트 패드에 연결되며, 상기 분석물과 결합하여 복합체를 형성하는 탐지자 및 표시자를 결합시킨 결합체를 포함하는 복합 패드를 추가로 포함하는 측방 유동 분석 스트립.
The method of claim 4,
The lateral flow analysis strip further comprises a complex pad connected to the test pad and comprising a combination of a detector and an indicator combined with the analyte to form a complex.
제4항에 있어서,
상기 테스트 패드는, (i) 상기 복합체를 포획하는 제1 포획자를 포함하는 검출 영역 및/또는 (ii) 상기 복합체를 형성하지 못한 상기 결합체 또는 상기 탐지자를 포획하는 제2 포획자를 포함하는 대조 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립.
The method of claim 4,
The test pad includes (i) a detection region including a first capturer for capturing the complex and/or (ii) a control region including a second capturer for capturing the combination or the detector that does not form the complex. Lateral flow analysis strip comprising a.
제4항에 있어서,
상기 테스트 패드에 연결되어, 모세관 현상에 의해 상기 샘플을 흡수하는 흡수 패드를 추가로 포함하는 측방 유동 분석 스트립.
The method of claim 4,
The lateral flow analysis strip further comprises an absorbent pad connected to the test pad and absorbing the sample by capillary action.
샘플 내의 분석물을 측정하는 측방 유동 분석 스트립에 있어서,
지지대;
상기 지지대에 연결되어, 상기 샘플을 수용하는 기 설정된 두께를 갖는 샘플 패드;
상기 지지대에 연결되어, 상기 분석물을 포획하는 포획자를 포함하는 테스트 패드;
상기 측방 유동 분석 스트립을 수용하는 케이스; 및
상기 지지대, 상기 샘플 패드, 상기 테스트 패드, 또는 상기 케이스에 연결되며 상기 샘플 패드 및 상기 테스트 패드 간의 상기 분석물의 유동 경로를 차단 또는 연결하는 상태 변환부를 포함하며,
상기 샘플 패드는 상기 샘플 패드의 일단의 두께만큼 두께를 갖도록 형성된 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 샘플 패드의 타단의 두께만큼 두께를 갖도록 형성된 제2 선택적 이온 투과 영역을 포함하며,
상기 샘플 패드는 상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역에 전계를 인가하여 상기 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 이온 결핍 영역을 형성하며,
상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역이 대향하여 위치하고, 상기 제1 선택적 이온 투과 영역 및 상기 제2 선택적 이온 투과 영역은 상기 이온 결핍 영역을 기준으로 상호 반대 방향에 위치하며,
상기 이온 결핍 영역에 가해지는 힘이 'U' 모양이 아닌 '-' 모양으로 작용하여, 힘의 분산없이 상기 샘플 패드의 양측면의 두께 전체에 걸쳐 힘을 집중하고, 상기 이온 결핍 영역에 따라 상기 샘플 패드의 두께만큼 두께를 갖는 농축 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립.
In the lateral flow analysis strip for measuring the analyte in the sample,
support fixture;
A sample pad connected to the support and having a predetermined thickness to receive the sample;
A test pad connected to the support and including a trapper for capturing the analyte;
A case accommodating the lateral flow analysis strip; And
And a state conversion unit connected to the support, the sample pad, the test pad, or the case and blocking or connecting the flow path of the analyte between the sample pad and the test pad,
The sample pad includes a first selective ion transmitting region formed to have a thickness equal to the thickness of one end of the sample pad and a second selective ion transmitting region formed to have a thickness equal to the thickness of the other end of the sample pad,
The sample pad forms an ion-deficient region having a thickness equal to the thickness of the sample pad by applying an electric field to the first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region,
The first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region are located opposite to each other, and the first selective ion transmission region and the second selective ion transmission region are located in opposite directions with respect to the ion deficient region,
The force applied to the ion-deficient region acts in a'-' shape instead of a'U' shape, concentrating the force over the entire thickness of both sides of the sample pad without dispersing the force, and according to the ion depletion region, the sample Lateral flow analysis strip, characterized in that to form a concentrated region having a thickness equal to the thickness of the pad.
제13항에 있어서,
상기 샘플 패드에 선택적 이온 투과막이 부착된 구조보다 상기 분석물을 10배 이상 농축하는 것을 특징으로 하는 측방 유동 분석 스트립.
The method of claim 13,
Lateral flow analysis strip, characterized in that the analyte is concentrated 10 times or more than a structure in which a selective ion permeable membrane is attached to the sample pad.
삭제delete
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