KR102233143B1 - 비색법 진단 패드, 이를 이용한 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법 - Google Patents

비색법 진단 패드, 이를 이용한 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

비색법 진단 패드, 이를 이용한 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법을 개시한다. 상기 비색법 진단 패드는 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100); 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200);을 포함할 수 있다. 본 발명의 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법은 별도의 장치를 사용하지 않고, 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 사용하여 촬영해 주변 광원의 영향을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 스마트폰과 비색법 진단 패드의 가이드를 일치시켜 촬영하여 스마트폰과 비색법 진단 패드 사이의 거리 및 각도를 일정하게 유지할 수 있고, 스마트폰의 가이드 조절을 통해 일정한 휘도 조건에서 촬영하여 스마트폰 간의 편차를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 플래쉬 라이트의 직접광을 피해서 촬영하므로 진단 스트립의 액체가 마르지 않아도 액체에 플래쉬 라이트의 광원이 반사되는 것을 방지할 수 있고, 진단 스트립 구성 시 실링테이프, 플라스틱 하우징 등 플래쉬 라이트의 광원이 반사될 수 있는 구성품이 사용된 진단 스트립도 촬영이 가능하다.

Description

비색법 진단 패드, 이를 이용한 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법{COLORIMETRIC DIAGNOSIS PAD, DETECTING TARGET MATERIAL QUANTIFICATION SYSTEM AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 비색법 진단 패드, 이를 이용한 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 사용하여 검출영역을 구비한 비색법 진단 스트립을 촬영함으로써 검출 대상물질을 정량화하는 시스템 장치 및 방법에 관한 것이다.
비색 분석(colorimetric analysis)이란 물질의 색조나 색 농도를 표준 물질과 비교하여 그 물질을 정량하는 분석법으로, 예를 들어 특정 용액의 산도 측정에 있어서 상기 용액과의 접촉에 의해 색 변화가 발생한 페하(pH) 시험지를 표준 색상표와 육안으로 비교하고, 비슷한 색상을 찾아내어 상기 용액의 산도를 알아내는 방법 등을 말한다. 이와 같은 비색 분석은 사용이 간편하고, 분석 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 따라서 이와 같은 비색 분석은 다양한 사업체, 예를 들어 발효 식품 제조소, 주류 제조소, 폐수 관리 산업체, 양식장, 병원 등에서 다양한 비색 분석 시험지, 일례로 산도 측정시험지, 젖산 측정시험, 수질관리 시험지, 요화학 검사 시험지등을 이용하여 비색 분석을 수행하고 있다.
한편, 비색 분석 방법은 비교 대상이 되는 물질의 색채를 기준으로 하여 비교 분석하는 것으로, 육안으로 직접 분석하거나, 또는 비색 분석을 수행할 수 있는 분석 장비를 이용하여 분석한다. 사용자의 육안을 이용하여 비색을 분석하는 방법은 개개인의 색상 인식에 대한 시각차와 숙련도에 의해 그 판정 결과가 영향을 받게 되며, 또한 한 종류의 시험지가 아닌 다양한 종류의 시험지를 동시에 사용하게 되는 경우에 색 변화를 인식하지 못하는 등의 오류가 발생할 수밖에 없는 문제점이 있다. 따라서 결과의 고도의 정확성을 위해 각종 비색 분석 장비를 이용하고 있으며, 그 중 스마트폰을 이용한 비색 분석 방법이 있다.
그러나 기존 비색법 스트립의 스마트폰 촬영은 별도의 LED 박스를 제작하여 촬영하는 방법을 이용하기 때문에 별도의 장치가 필요하며, 그렇지 않을 경우 주변 광원의 영향을 받아 촬영의 결과가 스트립의 색 변환 결과를 그대로 반영하지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 간단하게 정량적으로 진단할 수 있는 비색법 진단스트립을 이용한 진단패드를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 목적은 별도의 장치를 사용하지 않고, 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 사용하여 비색법 진단 스트립을 촬영해 플래쉬 라이트의 광원에 의해 주변 광원의 영향을 감소시킬 수 있는 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 목적은 스마트폰과 진단 패드의 가이드를 일치시켜 촬영하여 스마트폰과 진단 패드 사이의 거리 및 각도를 일정하게 유지할 수 있고, 스마트폰의 가이드 조절을 통해 일정한 휘도 조건에서 촬영하여 스마트폰 간의 편차를 줄일 수 있는 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 검출영역이 포함된 이미지 데이터를 수득하여 검출 대상물질을 정량화하는 검출 대상물질 정량화 방법에 있어서, 상기 검출 대상물질 정량화 방법은 (a) 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100)과, 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200)을 포함하는 비색법 진단 패드(10)를 제공하는 단계; (b) 촬영 시 화면에 제2 가이드 영역이 표시되는 디스플레이, 상기 이미지 데이터 수득 시 발광하는 플래쉬 라이트, 이미지 센서, 및 애플리케이션을 포함하는 스마트폰을 제공하는 단계; (c) 상기 디스플레이의 상기 제2 가이드 영역을 상기 비색법 진단 패드(10)의 상기 제1 가이드 영역(110)과 일치시키는 단계; (d) 상기 이미지 센서를 사용하여 상기 플래쉬 라이트를 발광하면서 상기 제1 가이드 영역(110)의 이미지 데이터(D)를 수득하는 단계; 및 (e) 상기 애플리케이션을 사용하여 상기 이미지 데이터(D)를 사용하여 검출 대상물질을 정량화하는 단계;를 포함하는 검출 대상물질 정량화 방법이 제공된다.
또한 상기 제1 가이드 영역(110)은 상기 검출영역(220) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)을 포함하고, 상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)를 포함할 수 있다.
또한 상기 비색법 진단 패드(10)가 레퍼런스 색표를 추가로 포함하고, 상기 레퍼런스 색표가 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치하고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함하고, 상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)를 포함할 수 있다.
또한 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 RGB 색값이 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)의 RGB 색값을 이용한 보정 방법에 의해 보정될 수 있다.
또한 상기 보정 방법이 명암대비 스트레칭 알고리즘(Contrast stretching algorithm), 색각 항상 알고리즘(Color constancy algorithm), 감마 보정 알고리즘(Gamma correction algorithm), 회색계 알고리즘(Gray world algorithm), 명암 변환 알고리즘 및 retinex 변환 알고리즘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한 상기 검출영역(220)이 상기 제1 가이드 영역(110) 중 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)의 그레이 값(gray value)이 150 내지 175인 영역에 위치하도록 상기 제2 가이드의 위치를 수동 또는 자동으로 조절할 수 있다.
[식 1]
그레이 값 = (R+G+B)/3
상기 식 1에서,
R, G 및 B는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 색상표의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
또한 단계 (e)는 하기 식 2로 표시되는 색차값을 이용하여 농도를 측정하여 검출 대상물질을 정량화할 수 있다.
[식 2]
Figure 112019090233551-pat00001
식 2에서,
R1, G1 및 B1은 각각 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 적색값, 녹색값 및 청색값이고,
R2, G2 및 B2는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
또한 다른 하나의 실시예에 따르면 단계 (e)는 하기 식 3으로 표시되는 색차값을 이용하여 농도를 측정하여 검출 대상물질을 정량화할 수 있다.
[식 3]
Figure 112019090233551-pat00002
식 3에서,
R3, G3 및 B3은 각각 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)의 적색값, 녹색값 및 청색값이고,
R4, G4 및 B4는 각각 상기 보정 방법에 의해 보정된 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100); 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200);을 포함하는 비색법 진단 패드(10)가 제공된다.
또한 상기 기재(210)가 종이를 포함할 수 있다.
또한 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)이 흰색일 수 있다.
또한 상기 검출영역(220)이 상기 제1 가이드 영역(110) 중 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터의 그레이 값(gray value)이 150 내지 175인 영역에 위치할 수 있다.
[식 1]
그레이 값 = (R+G+B)/3
상기 식 1에서,
R, G 및 B는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 RGB 색상표의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
또한 상기 비색법 진단 패드(10)가 레퍼런스 색표를 추가로 포함하고, 상기 레퍼런스 색표가 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치하고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함할 수 있다.
또한 상기 검출영역(220)이 반응물질 및 발색체를 포함할 수 있다.
또한 상기 반응물질이 효소, 항원, 항체, 핵산, 압타머, 나노파티클 및 화학물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한 상기 발색체가 4-아미노안티피린(4-Aminoantipyrine, 4-AAP), 3,5-다이클로로-2-하이드록시벤젠술포네이트(3,5-Dichloro-2-hydroxybenzenesulfonate, DHBS), 에리오크롬 블랙 T(Eriochrome black T), 4-아미노안티피린(4-aminoantipyrine, 4-AAP)/N-에틸-N-술포프로필-m-톨루이딘(N-ethyl-N-sulfopropyl-m-toluidine, TOPS), 포타슘 아이오딘(Potassium iodide, KI), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘(3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine, TMB), 3,3'-다이아미노벤지딘(3,3'-Diaminobenzidine), 3-아미노-9-에틸카르바졸(3-Amino-9-ethylcarbazole), 메살라진(5-Aminosalicylic acid), O-페닐렌다이아민(Ortho-Phenylenediamine), 도파민 하이드로클로라이드(dopamine hydrochloride), 골드입자 및 라텍스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한 상기 비색법 진단 패드(10)는 글루코스, 댕기 바이러스, E-coli, 젖산(lactate), 콜레스테롤, HCG(Human chorionic gonadotropin) 및 인플루엔자 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 검출 대상물질을 검출하기 위한 것일 수 있다.
또한 상기 비색법 진단 패드(10)가 생화학 분석을 통한 검출, 면역분석법을 통한 검출 및 핵산 검출로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 검출을 위한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 검출영역이 포함된 이미지 데이터를 수득하여 검출 대상물질을 정량화하는 검출 대상물질 정량화 시스템에 있어서, 상기 검출 대상물질 정량화 시스템은 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100)과, 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200)을 포함하는 비색법 진단 패드(10); 및 디스플레이, 플래쉬 라이트, 이미지 센서, 및 애플리케이션을 포함하는 스마트폰;을 포함하고,
상기 디스플레이는 화면에 제2 가이드 영역이 표시되고, 상기 플래쉬 라이트는 상기 이미지 데이터 수득 시 발광하고, 상기 이미지 센서는 상기 제2 가이드 영역을 상기 제1 가이드 영역(110)과 일치시키고, 상기 플래쉬 라이트를 발광하면서 제1 가이드 영역(100)의 이미지 데이터(D)를 수득하고, 상기 애플리케이션은 상기 이미지 데이터(D)를 사용하여 검출 대상물질을 정량적으로 분석할 수 있다.
또한 상기 제1 가이드 영역은 상기 검출영역(220) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)을 포함하고, 상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)를 포함할 수 있다.
또한 상기 비색법 진단 패드(10)가 레퍼런스 색표를 추가로 포함하고, 상기 레퍼런스 색표가 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치하고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함하고, 상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)를 포함할 수 있다.
본 발명의 진단패드는 비색법 진단스트립을 이용하여 간단하게 정량적으로 진단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법은 별도의 장치를 사용하지 않고, 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 사용하여 비색법 진단 스트립을 촬영해 플래쉬 라이트의 광원에 의해 주변 광원의 영향을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법은 스마트폰과 진단 패드의 가이드를 일치시켜 촬영하여 스마트폰과 진단 패드 사이의 거리 및 각도를 일정하게 유지할 수 있고, 스마트폰의 가이드 조절을 통해 일정한 휘도 조건에서 촬영하여 스마트폰 간의 편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법은 플래쉬 라이트의 직접광을 피해서 촬영하므로 진단 스트립의 액체가 마르지 않아도 액체에 플래쉬 라이트의 광원이 반사되는 것을 방지할 수 있고, 진단 스트립 구성 시 실링테이프, 플라스틱 하우징 등 플래쉬 라이트의 광원이 반사될 수 있는 구성품이 사용된 진단 스트립도 촬영이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 비색법 진단 패드를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에서 사용 가능한 비색법 진단 스트립의 종류를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 종이 기반 진단 스트립을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 검출 대상물질 정량화 시스템 및 방법에서 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 이용해 진단 스트립을 촬영하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 플래쉬 라이트 촬영 방법을 사용하여 비색법 진단 패드의 기판만을 촬영한 이미지이다.
도 6은 실시예 1의 진단 스트립 이미지로, 생화학 분석을 통한 농도별 글루코스 검출 결과이다.
도 7은 실시예 2의 진단 스트립 이미지로, 면역분석법을 통한 농도별 댕기바이러스 검출 결과이다.
도 8은 실시예 3의 진단 스트립 이미지로, 핵산 검출을 통한 농도별 E.coli 검출 결과이다.
도 9a는 실시예 1을 다양한 광원 조건에서 실시하고, 그 결과를 농도와 색차값으로 나타낸 그래프이다.
도 9b는 비교예 1을 다양한 광원 조건에서 실시하고, 그 결과를 농도와 색차값으로 나타낸 그래프이다.
도 10a는 실시예 2를 다양한 광원 조건에서 실시하고, 그 결과를 농도와 색차값으로 나타낸 그래프이다.
도 10b는 비교예 2를 다양한 광원 조건에서 실시하고, 그 결과를 농도와 색차값으로 나타낸 그래프이다.
도 11a는 실시예 3을 다양한 광원 조건에서 실시하고, 그 결과를 농도와 색차값으로 나타낸 그래프이다.
도 11b는 비교예 3을 다양한 광원 조건에서 실시하고, 그 결과를 농도와 색차값으로 나타낸 그래프이다.
도 12a는 실시예 4를 서로 다른 스마트폰으로 실시하고, 그 결과를 농도와 색차값으로 나타낸 보정 전 그래프이다.
도 12b는 실시예 4를 서로 다른 스마트폰으로 실시하고, 그 결과를 농도와 색차값으로 나타낸 보정 후 그래프이다.
도 13은 실시예 4의 레퍼런스 색표를 포함하는 비색법 진단 패드의 이미지이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 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 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 검출 대상물질 정량화 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100)과, 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200)을 포함하는 비색법 진단 패드(10)를 제공한다(단계 a).
다음으로, 촬영 시 화면에 제2 가이드 영역이 표시되는 디스플레이, 상기 이미지 데이터 수득 시 발광하는 플래쉬 라이트, 이미지 센서, 및 애플리케이션을 포함하는 스마트폰을 제공한다(단계 b).
상기 검출영역(220)이 상기 제1 가이드 영역(110) 중 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)의 그레이 값(gray value)이 150 내지 175인 영역에 위치하도록 상기 제2 가이드의 위치를 수동 또는 자동으로 조절할 수 있다.
[식 1]
그레이 값 = (R+G+B)/3
상기 식 1에서,
R, G 및 B는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 색상표의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
도 5는 본 발명의 플래쉬 라이트 촬영 방법을 사용하여 비색법 진단 패드의 기판만을 촬영한 이미지이다. 도 5의 파란색 점선 모양 사각형 안에 있는 종이는 비색법 진단 스트립(200, 색변환 페이퍼칩)의 구성에 사용된 크로마토그래피 종이가 위치한 범위를 표시한 것이고, 붉은색 선은 위 그래프 pixel(위치)과 일치하는 점선이며 gray value를 계산하는 픽셀로, 중앙을 기준으로 한다.
흰색 A4 용지 혹은 크로마토그래피 종이 등 흰 바탕의 종이를 사용하더라도 촬영하게 되면 gray value는 흰색이 나오지 않는다(이상적인 흰색 RGB - 255, 255, 255). 따라서 gray value가 150 내지 175 사이의 지점을 찾아 페이퍼칩이 위치할 곳을 정할 수 있다.
도 5의 point2는 플래쉬 라이트의 수직광이 비추는 곳으로(직접광) 마르지 않거나 실링되어 있는 페이퍼칩에서 플래쉬 라이트의 반사에 의해 페이퍼칩 검출반응에 의한 색이 촬영되지 않으며, 전부 흰색으로 나오게 된다. point1은 페이퍼칩이 위치하게 되는 곳으로 플래쉬 라이트의 수직광(직접광)을 피한 상태로 gray value가 150 내지 175 사이 값을 갖는다. 페이퍼칩은 여전히 패드의 가이드 안에만 위치하게 된다. 촬영 시 페이퍼칩이 point1에 위치하게 되는 방법은 스마트폰에 표시되는 가이드인 제2 가이드 위치가 화면의 수직방향으로 위, 아래로 변화하게 되면 실제 페이퍼칩과 스마트폰의 상대적 위치(높이는 고정)가 변하기 때문에 페이퍼칩이 point1에 위치하는 것과 완전히 동일한 효과를 지닌 포지션으로 촬영이 가능하다. 이 과정은 스마트폰마다 다른 플래쉬 라이트의 밝기, 주변 광원 등 촬영 시 페이퍼칩이 받는 광원의 차이가 존재하는 상황에서 gray value가 150 내지 175인 곳에 페이퍼칩이 위치하게 하여 동일한 밝기조건에서 촬영을 가능하게 한다. 모든 페이퍼칩은 모든 스마트폰에서 같은 gray value 아래 촬영하게 된다.
다음으로, 상기 디스플레이의 상기 제2 가이드 영역을 상기 비색법 진단 패드(10)의 상기 제1 가이드 영역(110)과 일치시킨다(단계 c).
다음으로, 상기 이미지 센서를 사용하여 상기 플래쉬 라이트를 발광하면서 상기 제1 가이드 영역(110)의 이미지 데이터(D)를 수득한다(단계 d).
상기 제1 가이드 영역(110)은 상기 검출영역(220) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)을 포함할 수 있고, 상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)를 포함할 수 있다.
상기 비색법 진단 패드(10)는 레퍼런스 색표를 추가로 포함할 수 있고, 상기 레퍼런스 색표는 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치할 수 있고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함할 수 있고, 상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)를 포함할 수 있다.
상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 RGB 색값은 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)의 RGB 색값을 이용한 수식을 통한 보정 방법에 의해 보정될 수 있다.
상기 보정 방법은 명암대비 스트레칭 알고리즘(Contrast stretching algorithm), 색각 항상 알고리즘(Color constancy algorithm), 감마 보정 알고리즘(Gamma correction algorithm), 회색계 알고리즘(Gray world algorithm), 명암 변환 알고리즘 및 retinex 변환 알고리즘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 보정 알고리즘 중에서 RGB값의 비선형적인 수식이 포함된 알고리즘은(로그, 지수함수 등이 포함) 빛의 영향에 따른 색이 비선형적으로 촬영되는 자명한 증거가 있을 때 사용가능하며 이 경우 흰색, 검정색 이외에 (120, 120, 120)의 RGB값을 갖는 회색, 그리고 페이퍼칩에서 색변환의 중간색, 예를 들어 흰색에서 붉은색으로 변한다면 그 중간색의 레퍼런스 색이 필요하며, 레퍼런스 색은 프린트 되거나 기타 방법으로 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 혹은 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치할 수 있다.
스마트폰의 제2 가이드의 위치 조절을 통해 서로 다른 스마트폰 간의 오차를 줄일 수 있음에도 불구하고 발생하는 오차에 대해서는 상기 보정 방법에 의해 보정함으로써 더욱 줄일 수 있다.
마지막으로, 상기 애플리케이션을 사용하여 상기 이미지 데이터(D)를 사용하여 검출 대상물질을 정량화한다(단계 e).
단계 (e)는 하기 식 2로 표시되는 색차값을 이용하여 농도를 측정하여 검출 대상물질을 정량화할 수 있다.
[식 2]
Figure 112019090233551-pat00003
식 2에서,
R1, G1 및 B1은 각각 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 적색값, 녹색값 및 청색값이고,
R2, G2 및 B2는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
또한 다른 하나의 실시예에 따르면, 단계 (e)는 하기 식 3으로 표시되는 색차값을 이용하여 농도를 측정하여 검출 대상물질을 정량화할 수 있다.
[식 3]
Figure 112019090233551-pat00004
식 3에서,
R3, G3 및 B3은 각각 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)의 적색값, 녹색값 및 청색값이고,
R4, G4 및 B4는 각각 상기 보정 방법에 의해 보정된 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
도 1은 본 발명의 비색법 진단 패드를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에서 사용 가능한 비색법 진단 스트립의 종류를 나타낸 개략도이다.
이하, 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 비색법 진단 패드에 대해 설명하도록 한다.
본 발명은 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100); 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200);을 포함하는 비색법 진단 패드(10)를 제공한다.
기판(100)
상기 기판(100)은 제1 가이드 영역(110)이 표시될 수 있다.
상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)은 흰색일 수 있다.
비색법 진단 스트립(200)
상기 비색법 진단 스트립(200)은 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비할 수 있다.
상기 기재(210)는 종이를 포함할 수 있다.
상기 검출영역(220)은 상기 제1 가이드 영역(110) 중 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터의 그레이 값(gray value)이 150 내지 175인 영역에 위치할 수 있다.
[식 1]
그레이 값 = (R+G+B)/3
상기 식 1에서,
R, G 및 B는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 RGB 색상표의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
상기 검출영역(220)은 반응물질 및 발색체를 포함할 수 있다.
상기 반응물질은 효소, 항원, 항체, 핵산, 압타머, 나노파티클 및 화학물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 효소는 글루코스 산화효소, peroxidase, 젖산 산화효소, 락테이트 탈수소효소, 및 아미노산 산화환원 효소로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 항원은 댕기 바이러스, 대장균 및 인플루엔자 바이러스 항원으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 항체는 항 댕기 바이러스 항체, 항 인플루엔자 바이러스 항체 및 항 HIV 항체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 나노파티클은 금 나노파티클, 은 나노파티클, 구리 나노파티클 및 실리카 나노파티클로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 화학물질은 EDTA, CuSO4 및 Phosphate로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 발색체는 4-아미노안티피린(4-Aminoantipyrine, 4-AAP), 3,5-다이클로로-2-하이드록시벤젠술포네이트(3,5-Dichloro-2-hydroxybenzenesulfonate, DHBS), 에리오크롬 블랙 T(Eriochrome black T), 4-아미노안티피린(4-aminoantipyrine, 4-AAP)/N-에틸-N-술포프로필-m-톨루이딘(N-ethyl-N-sulfopropyl-m-toluidine, TOPS), 포타슘 아이오딘(Potassium iodide, KI), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘(3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine, TMB), 3,3'-다이아미노벤지딘(3,3'-Diaminobenzidine), 3-아미노-9-에틸카르바졸(3-Amino-9-ethylcarbazole), 메살라진(5-Aminosalicylic acid), O-페닐렌다이아민(Ortho-Phenylenediamine), 도파민 하이드로클로라이드(dopamine hydrochloride), 골드입자 및 라텍스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 비색법에 의해 발색을 이룰 수 있는 모든 염료, 심지어 나노 파티클의 응집에 따른 발색, 형광 염료의 발색 및 quenching 중 이미지 센서로 포착 가능한 색의 발현 등 타겟 물질에 대해 발생하는 모든 범위의 발색 방법 및 시료를 포함할 수 있다.
상기 비색법 진단 패드(10)는 레퍼런스 색표를 추가로 포함하고, 상기 레퍼런스 색표가 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치하고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함할 수 있다.
상기 비색법 진단 패드(10)는 글루코스, 댕기 바이러스, E-coli, 젖산(lactate), 콜레스테롤, HCG(Human chorionic gonadotropin) 및 인플루엔자 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 검출 대상물질을 검출하기 위한 것일 수 있다.
상기 비색법 진단 패드(10)는 생화학 분석을 통한 검출, 면역분석법을 통한 검출 및 핵산 검출로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 검출을 위한 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 종이 기반 진단 스트립을 나타낸 개략도이고, 왼쪽에서부터 각각 생화학 분석을 통한 검출, 면역분석법을 통한 검출, 핵산 검출할 수 있는 페이퍼 기반 진단스트립이다.
생화학 분석의 검출목표 물질은 글루코스이며, 검출부(Detection zone)에 글루코스 산화효소, Peroxidase, 그리고 발색을 위한 2-4-Aminoantipyrine(4-AAP), 3,5-dichloro-2-hydroxybenzesulfonate(DHBS)가 내장되어 있다.
면역분석법을 통한 검출의 검출목표는 댕기 바이러스이며, sample inlet에 금 나노파티클에 결합된 항체가 내장되어 있고 검출부에는 또 다른 항체가 내장되어 있다.
핵산 검출의 검출 목표는 E.coli이며, Loop-mediated isothermal amplification(LAMP)방식을 이용한 유전자 증폭을 통해 검출하며 검출부에 DNA합성효소, Primer, dNTP, 마그네슘 이온, Tris-HCl 그리고 발색을 위한 eriochrome black t가 내장되어 있다.
도 4는 본 발명의 검출 대상물질 정량화 시스템에서 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 이용해 진단 스트립을 촬영하는 것을 나타낸 개략도이다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 검출 대상물질 정량화 시스템에 대해 설명하도록 한다.
검출영역이 포함된 이미지 데이터를 수득하여 검출 대상물질을 정량화하는 검출 대상물질 정량화 시스템에 있어서, 상기 검출 대상물질 정량화 시스템은 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100)과, 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200)을 포함하는 비색법 진단 패드(10); 및 디스플레이, 플래쉬 라이트, 이미지 센서, 및 애플리케이션을 포함하는 스마트폰;을 포함할 수 있다.
비색법 진단 패드(10)
상기 비색법 진단 패드(10)는 위에서 설명한 본 발명의 비색법 진단 패드에서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
스마트폰
스마트폰은 디스플레이, 플래쉬 라이트, 이미지 센서, 및 애플리케이션을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이는 화면에 제2 가이드 영역이 표시될 수 있다.
상기 플래쉬 라이트는 상기 이미지 데이터 수득 시 발광할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 제2 가이드 영역을 상기 제1 가이드 영역(110)과 일치시키고, 상기 플래쉬 라이트를 발광하면서 제1 가이드 영역(100)의 이미지 데이터(D)를 수득할 수 있다.
상기 애플리케이션은 상기 이미지 데이터(D)를 사용하여 검출 대상물질을 정량적으로 분석할 수 있다.
상기 제1 가이드 영역은 상기 검출영역(220) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)을 포함할 수 있고, 상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)를 포함할 수 있다.
상기 비색법 진단 패드(10)는 레퍼런스 색표를 추가로 포함할 수 있고, 상기 레퍼런스 색표가 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치할 수 있고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함할 수 있고, 상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)를 포함할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 플래쉬 라이트 촬영 조건에서 생화학 분석을 통한 글루코스의 정량화
제1 가이드 영역을 표시한 기판 및 상기 제1 가이드 영역의 일부 상에 위치하고, 기재 및 상기 기재 상에 위치하는 생화학 분석을 통해 글루코스가 검출된 검출영역을 구비한 비색법 진단 스트립을 포함하는 비색법 진단 패드를 준비하였다. 스마트폰의 디스플레이에 표시되는 제2 가이드 영역을 상기 제1 가이드 영역과 일치시키고 상기 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 발광하면서 촬영하여 상기 검출영역의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역의 기판의 이미지 데이터(D2)를 각각 수득하였다. 상기 스마트폰의 애플리케이션을 사용하여 상기 이미지 데이터(D1) 및 상기 이미지 데이터(D2)를 사용하여 글루코스의 농도를 측정하였다.
도 6은 상기 생화학 분석을 통해 글루코스가 검출된 검출영역을 구비한 비색법 진단 스트립의 이미지이다.
실시예 2: 플래쉬 라이트 촬영 조건에서 면역분석법을 통한 댕기바이러스의 정량화
제1 가이드 영역을 표시한 기판 및 상기 제1 가이드 영역의 일부 상에 위치하고, 기재 및 상기 기재 상에 위치하는 면역분석법을 통해 댕기바이러스가 검출된 검출영역을 구비한 비색법 진단 스트립을 포함하는 비색법 진단 패드를 준비하였다. 스마트폰의 디스플레이에 표시되는 제2 가이드 영역을 상기 제1 가이드 영역과 일치시키고 상기 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 발광하면서 촬영하여 상기 검출영역의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역의 기판의 이미지 데이터(D2)를 각각 수득하였다. 상기 스마트폰의 애플리케이션을 사용하여 상기 이미지 데이터(D1) 및 상기 이미지 데이터(D2)를 사용하여 댕기바이러스의 농도를 측정하였다.
도 7은 상기 면역분석법을 통해 댕기바이러스가 검출된 검출영역을 구비한 비색법 진단 스트립의 이미지이다.
실시예 3: 플래쉬 라이트 촬영 조건에서 핵산 검출을 통한 E.coli의 정량화
제1 가이드 영역을 표시한 기판 및 상기 제1 가이드 영역의 일부 상에 위치하고, 기재 및 상기 기재 상에 위치하는 핵산 검출을 통해 E.coli가 검출된 검출영역을 구비한 비색법 진단 스트립을 포함하는 비색법 진단 패드를 준비하였다. 스마트폰의 디스플레이에 표시되는 제2 가이드 영역을 상기 제1 가이드 영역과 일치시키고 상기 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 발광하면서 촬영하여 상기 검출영역의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역의 기판의 이미지 데이터(D2)를 각각 수득하였다. 상기 스마트폰의 애플리케이션을 사용하여 상기 이미지 데이터(D1) 및 상기 이미지 데이터(D2)를 사용하여 E.coli의 농도를 측정하였다.
도 8은 상기 핵산 검출을 통해 E.coli가 검출된 검출영역을 구비한 비색법 진단 스트립의 이미지이다.
실시예 4: 레퍼런스 색표를 사용하고, 플래쉬 라이트 촬영 조건에서 생화학 분석을 통한 글루코스의 정량화
제1 가이드 영역을 표시한 기판 및 상기 제1 가이드 영역의 일부 상에 위치하고, 기재 및 상기 기재 상에 위치하는 생화학 분석을 통해 글루코스가 검출된 검출영역을 구비한 비색법 진단 스트립을 포함하는 비색법 진단 패드를 준비하였다. 이때, 상기 비색법 진단 패드는 흰색 및 검정색의 레퍼런스 색표를 포함한다. 스마트폰의 디스플레이에 표시되는 제2 가이드 영역을 상기 제1 가이드 영역과 일치시키고 상기 스마트폰에 내장된 플래쉬 라이트를 발광하면서 촬영하여 상기 검출영역의 이미지 데이터(D1) 및 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)를 각각 수득하였다. 상기 스마트폰의 애플리케이션을 사용하여 상기 이미지 데이터(D1) 및 상기 이미지 데이터(D3)를 사용하여 글루코스의 농도를 측정하였다.
도 13은 상기 생화학 분석을 통해 글루코스가 검출된 검출영역을 구비한 비색법 진단 패드의 이미지이다.
비교예 1: 일반 촬영 조건에서 생화학 분석을 통한 글루코스의 정량화
실시예 1에서 플래쉬를 발광하면서 촬영하는 것 대신에 플래쉬를 발광하지 않고 촬영하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 글루코스의 농도를 측정하였다.
비교예 2: 일반 촬영 조건에서 면역분석법을 통한 댕기바이러스의 정량화
실시예 2에서 플래쉬를 발광하면서 촬영하는 것 대신에 플래쉬를 발광하지 않고 촬영하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 댕기바이러스의 농도를 측정하였다.
비교예 3: 일반 촬영 조건에서 핵산 검출을 통한 E.coli의 정량화
실시예 3에서 플래쉬를 발광하면서 촬영하는 것 대신에 플래쉬를 발광하지 않고 촬영하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 E.coli의 농도를 측정하였다.
[시험예]
시험예 1: 다양한 광원 조건에서 플래쉬 라이트 촬영과 일반 촬영 비교
플래쉬 라이트 촬영 조건인 실시예 1 내지 3과 플래쉬 라이트를 사용하지 않은 일반 촬영 조건인 비교예 1 내지 3을 LED, 빛이 없는 상태(No light), 스탠빛(stan light), 어두운 상태(Dark), 실내 전등(room light) 및 보통(Average) 등의 다양한 광원 조건에서 실시하였다. 그 결과를 도 9a, 9b, 10a, 10b, 11a 및 11b에 나타내었다.
도 9a, 9b, 10a, 10b, 11a 및 11b를 참조하면, 플래쉬 촬영기법이 일반 촬영에 비하여 더 낮은 편차를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 일반 촬영의 경우 주변 광원의 영향을 받은 어세이 발색이 광원에 따라 일정하지 않아 색차값을 이용하여 농도를 추정하기 어렵다. 반면 플래쉬 라이트 촬영의 경우 한 농도에서 색차값의 편차가 다른 농도와 구별되어 색차값을 이용해 농도를 추정하기 유리하다.
또한, 상대표준편차(%RSD)를 비교했을 경우 플래쉬 라이트를 이용한 촬영의 경우 %RSD가 2.348(실시예 1), 3.150(실시예 2), 4.154(실시예 3)로, 이는 일반촬영의 %RSD인 6.866(비교예 1), 10.186(비교예 2), 5.578(비교예 3)보다 낮은 수치를 나타내며, 이는 다양한 광원에서 촬영한 결과의 편차가 더 작음을 의미한다.
시험예 2: 서로 다른 스마트폰을 통해 촬영한 결과의 보정 전/후
실시예 4를 서로 다른 스마트폰으로 실시하고, 보정하기 전과 후 결과를 각각 도 12a 및 도 12b에 나타내었다. 상기 보정을 위한 레퍼런스 색표를 포함하는 비색법 진단 패드의 이미지를 도 13에 나타내었다. 도 13을 참조하면, 레퍼런스 색표가 비색법 진단 스트립 상에 위치하고 있으나, 기판 상에 위치할 수도 있다.
상기 보정에 적용된 방법인 Contrast stretching은 흰색과 검정색 레퍼런스 값을 갖는 촬영방법으로 여러 가지 보정 방법 중 하나의 예이며 선형적 보정 방법이다. 이 보정 방법은 이상적이라고 생각되는 흰색(RGB 255, 255, 255)과 검정색(0, 0, 0)이 실제 촬영에서는 완전한 흰색, 검정색이 나오지 않으므로 다음과 같은 수식으로 스트레칭 시켜 보정한다.
Contrast stretching = (보정하고자 하는 색의 RGB - 촬영시 검정색 래퍼런스) / (촬영시 흰색 래퍼런스 - 촬영시 검정색 래퍼런스) * 255
위 수식은 촬영시 흰색과 검정색을 각각 이상적인 흰색과 검정색으로 생각할 때 보정하고자 하는 RGB가 이상적으로 어떠한 색을 갖는지 구할 수 있다. 255를 곱하는 것은 8bit RGB의 최대 값이 255이기 때문이며 위 수식을 거치면 촬영된 흰색은 255, 255, 255 검정색은 0, 0, 0의 RGB를 가지며 보정하고자 하는 색의 RGB는 계산에 의해 값이 도출된다. 이는 같은 gray value를 갖지만 주변광의 색 온도에 따라서 “색감“의 차이가 나거나 플래쉬 라이트를 통한 촬영방법에도 기기간 혹은 외부 광에 의해 페이퍼칩의 본래 발색을 촬영하지 못할 경우 사용할 수 있다.
예를 들어, 같은 gray value를 갖지만 RGB값이 다음과 같을 경우 (156, 212, 139), (159, 210, 138) 모두 gray value는 169 이지만 RGB값은 다르게 나타날 수 있다. 또한 페이퍼칩에서 촬영 결과 RGB가 다음과 같은 두 값을 갖는다면 이는 contrast stretching에 의해 보정될 수 있다.
촬영 1. 검출목표의 RGB - 192 146, 148 / 흰색 - 188, 187, 183 / 검정색 - 56, 57, 62
촬영 2. 검출목표의 RGB - 191, 143, 144 / 흰색 - 190, 187, 182 / 검정색 - 57, 57, 62
촬영 1, 2는 페이퍼칩의 동일한 구역에서 추출한 RGB이지만 촬영 환경, 스마트폰의 종류에 따라 완전히 같은 값이 찍히지 않는다. contrast stretching을 이용하여 보정 후 euclidean distance를 구하면 그 값은 촬영 1에서 79.87973, 촬영 2에서 79.27756으로 오차를 상당히 줄일 수 있다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 보정을 통해 두 스마트폰에서 내장된 플래쉬 라이트의 밝기, 방사 면적 등의 차이를 극복할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 보정은 스마트폰 어플리케이션의 가이드 위치 조정과 같이 촬영이 진행되는 상황에서의 보정과 색차값의 계산과 같이 이미지, 수치 보정을 통해 가능하다. 대표적인 보정방법으로는 명암대비 스트레칭이 있으며((촬영된 색 - 검정색)/(흰색 - 검정색)*255) 이 경우 가이드 내부 혹은 스트립에 검정색, 흰색의 레퍼런스 색표가 같이 촬영되어야 한다. 수식을 통한 보정 방법은 제시된 방법에 한정되지 않는다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 검출영역이 포함된 이미지 데이터를 수득하여 검출 대상물질을 정량화하는 검출 대상물질 정량화 방법에 있어서,
    상기 검출 대상물질 정량화 방법은
    (a) 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100)과, 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200)을 포함하는 비색법 진단 패드(10)를 제공하는 단계;
    (b) 촬영 시 화면에 제2 가이드 영역이 표시되는 디스플레이, 상기 이미지 데이터 수득 시 발광하는 플래쉬 라이트, 이미지 센서, 및 애플리케이션을 포함하는 스마트폰을 제공하는 단계;
    (c) 상기 디스플레이의 상기 제2 가이드 영역을 상기 비색법 진단 패드(10)의 상기 제1 가이드 영역(110)과 일치시키는 단계;
    (d) 상기 이미지 센서를 사용하여 상기 플래쉬 라이트를 발광하면서 상기 제1 가이드 영역(110)의 이미지 데이터(D)를 수득하는 단계; 및
    (e) 상기 애플리케이션을 사용하여 상기 이미지 데이터(D)를 사용하여 검출 대상물질을 정량화하는 단계;를 포함하고,
    상기 검출영역(220)이 상기 제1 가이드 영역(110) 중 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)의 그레이 값(gray value)이 150 내지 175인 영역에 위치하도록 상기 제2 가이드의 위치를 수동 또는 자동으로 조절하는 것인 검출 대상물질 정량화 방법:
    [식 1]
    그레이 값 = (R+G+B)/3
    상기 식 1에서,
    R, G 및 B는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 색상표의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가이드 영역(110)은 상기 검출영역(220) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)을 포함하고,
    상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 대상물질 정량화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비색법 진단 패드(10)가 레퍼런스 색표를 추가로 포함하고,
    상기 레퍼런스 색표가 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치하고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함하고,
    상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 대상물질 정량화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 RGB 색값이 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)의 RGB 색값을 이용한 보정 방법에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 검출 대상물질 정량화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보정 방법이 명암대비 스트레칭 알고리즘(Contrast stretching algorithm), 색각 항상 알고리즘(Color constancy algorithm), 감마 보정 알고리즘(Gamma correction algorithm), 회색계 알고리즘(Gray world algorithm), 명암 변환 알고리즘 및 retinex 변환 알고리즘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 검출 대상물질 정량화 방법.
  6. 삭제
  7. 제2항에 있어서,
    단계 (e)는 하기 식 2로 표시되는 색차값을 이용하여 농도를 측정하여 검출 대상물질을 정량화하는 단계인 것을 특징으로 하는 검출 대상물질 정량화 방법:
    [식 2]
    Figure 112019090233551-pat00005

    식 2에서,
    R1, G1 및 B1은 각각 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 적색값, 녹색값 및 청색값이고,
    R2, G2 및 B2는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
  8. 제4항에 있어서,
    단계 (e)는 하기 식 3으로 표시되는 색차값을 이용하여 농도를 측정하여 검출 대상물질을 정량화하는 단계인 것을 특징으로 하는 검출 대상물질 정량화 방법:
    [식 3]
    Figure 112019090233551-pat00006

    식 3에서,
    R3, G3 및 B3은 각각 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)의 적색값, 녹색값 및 청색값이고,
    R4, G4 및 B4는 각각 상기 보정 방법에 의해 보정된 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1)의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
  9. 제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100); 및
    상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200);을 포함하고,
    상기 검출영역(220)이 상기 제1 가이드 영역(110) 중 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터의 그레이 값(gray value)이 150 내지 175인 영역에 위치하는 것인 비색법 진단 패드(10):
    [식 1]
    그레이 값 = (R+G+B)/3
    상기 식 1에서,
    R, G 및 B는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 RGB 색상표의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)이 흰색인 것을 특징으로 하는 비색법 진단 패드(10).
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 비색법 진단 패드(10)가 레퍼런스 색표를 추가로 포함하고,
    상기 레퍼런스 색표가 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치하고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함하는 것을 특징으로 하는 비색법 진단 패드(10).
  13. 제9항에 있어서,
    상기 검출영역(220)이 반응물질 및 발색체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비색법 진단 패드(10).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 반응물질이 효소, 항원, 항체, 핵산, 압타머, 나노파티클 및 화학물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비색법 진단 패드(10).
  15. 제13항에 있어서,
    상기 발색체가 4-아미노안티피린(4-Aminoantipyrine, 4-AAP), 3,5-다이클로로-2-하이드록시벤젠술포네이트(3,5-Dichloro-2-hydroxybenzenesulfonate, DHBS), 에리오크롬 블랙 T(Eriochrome black T), 4-아미노안티피린(4-aminoantipyrine, 4-AAP)/N-에틸-N-술포프로필-m-톨루이딘(N-ethyl-N-sulfopropyl-m-toluidine, TOPS), 포타슘 아이오딘(Potassium iodide, KI), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘(3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine, TMB), 3,3'-다이아미노벤지딘(3,3'-Diaminobenzidine), 3-아미노-9-에틸카르바졸(3-Amino-9-ethylcarbazole), 메살라진(5-Aminosalicylic acid), O-페닐렌다이아민(Ortho-Phenylenediamine), 도파민 하이드로클로라이드(dopamine hydrochloride), 골드입자 및 라텍스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비색법 진단 패드(10).
  16. 제9항에 있어서,
    상기 비색법 진단 패드(10)는 글루코스, 댕기 바이러스, E-coli, 젖산(lactate), 콜레스테롤, HCG(Human chorionic gonadotropin) 및 인플루엔자 바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 검출 대상물질을 검출하기 위한 것을 특징으로 하는 비색법 진단 패드(10).
  17. 제9항에 있어서,
    상기 비색법 진단 패드(10)가 생화학 분석을 통한 검출, 면역분석법을 통한 검출 및 핵산 검출로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 검출을 위한 것을 특징으로 하는 비색법 진단 패드(10).
  18. 검출영역이 포함된 이미지 데이터를 수득하여 검출 대상물질을 정량화하는 검출 대상물질 정량화 시스템에 있어서,
    상기 검출 대상물질 정량화 시스템은
    제1 가이드 영역(110)을 표시한 기판(100)과, 상기 제1 가이드 영역(110)의 일부 상에 위치하고, 기재(210) 및 상기 기재 상에 위치하는 검출영역(220)을 구비한 비색법 진단 스트립(200)을 포함하는 비색법 진단 패드(10); 및
    디스플레이, 플래쉬 라이트, 이미지 센서, 및 애플리케이션을 포함하는 스마트폰;을 포함하고,
    상기 디스플레이는 화면에 제2 가이드 영역이 표시되고,
    상기 플래쉬 라이트는 상기 이미지 데이터 수득 시 발광하고,
    상기 이미지 센서는 상기 제2 가이드 영역을 상기 제1 가이드 영역(110)과 일치시키고, 상기 플래쉬 라이트를 발광하면서 제1 가이드 영역(100)의 이미지 데이터(D)를 수득하고,
    상기 애플리케이션은 상기 이미지 데이터(D)를 사용하여 검출 대상물질을 정량적으로 분석하고,
    상기 검출영역(220)이 상기 제1 가이드 영역(110) 중 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)의 그레이 값(gray value)이 150 내지 175인 영역에 위치하도록 상기 제2 가이드의 위치를 수동 또는 자동으로 조절하는 것인 검출 대상물질 정량화 시스템:
    [식 1]
    그레이 값 = (R+G+B)/3
    상기 식 1에서,
    R, G 및 B는 각각 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 색상표의 적색값, 녹색값 및 청색값이다.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 가이드 영역은 상기 검출영역(220) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)을 포함하고,
    상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100)의 이미지 데이터(D2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 대상물질 정량화 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 비색법 진단 패드(10)가 레퍼런스 색표를 추가로 포함하고,
    상기 레퍼런스 색표가 상기 제1 가이드 영역(110)의 기판(100) 또는 상기 비색법 진단 스트립(200) 상에 위치하고, 단수 또는 복수의 레퍼런스 색을 포함하고,
    상기 이미지 데이터(D)는 상기 검출영역(220)의 이미지 데이터(D1) 및 상기 레퍼런스 색표의 이미지 데이터(D3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 대상물질 정량화 시스템.
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