KR102240376B1 - 다중 검체 테스트 카세트 - Google Patents

Abstract

다종 또는 다수의 체액 검체의 분석이 가능한 구조를 갖는 다중 검체 테스트 카세트에 관한 발명으로서, 두 개 또는 두 가지 이상의(즉, 다중의) 검체를 투입할 수 있는 검체 투입구, 각 검체의 ECL 기반 테스트가 진행되는 다중의 웨이퍼칩(활성표면), 각 활성표면을 분리하며, 검체 진단(테스트)시 다른 검체들과의 간섭을 방지하는 격벽을 포함하도록 개량된 테스트 카세트이다. 본 발명에 따른 테스트 카세트에는 상기 구성요소에 추가적으로, 다중의 멤브레인(필터), 검체 투입구를 통해 테스트 카세트 외부로 테스트용액이 새어 나오는 것을 방지하고 멤브레인의 이탈을 방지하는 융기 구조의 스토퍼(융기부)가 포함된다.

Description

다중 검체 테스트 카세트 {Test cassette for multiple samples}

본 발명은 혈액, 콧물, 소변 등의 체액 검체(샘플)의 테스트를 위하여 사용되는 카세트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 다종 또는 다수의 체액 검체를 테스트(예를 들어, ECL 기반 체외진단(IVD: in-vitro diagnosis))하기에 용이한 구조를 갖는 다중 검체 테스트 카세트에 관한 것이다.

혈액과 같은 생물학적 시료에 함유된 미량의 물질을 정량적으로 측정함으로써 이루어지는 진단 방법으로, 단백질 검출의 경우 항원과 항체 간의 반응을 이용한 면역학적 방법을 이용하는 ELISA(Enzyme linked immunosorbent assay), 면역크로마토그래피 방법 등이 있으나, 이러한 종래 진단 방법의 한계 - 시료의 처리와 분석에 많은 시간이 소요되고 온도 및 시간 등 외부조건에 많은 영향을 받으며, 정확한 결과를 얻기 위해서는 잘 훈련된 전문가를 필요로 함 - 를 극복하기 위하여, 특히 심각한 질병의 유무와 신속한 판단을 요하는 상황에서도 신속하며 재현성 있고 민감도와 특이도가 높은, ECL(electro-chemical luminescense; 전기화학발광) 기반의 체외진단용 테스트키트(테스트 카세트)가 본 출원인에 의해 출원된 바 있다(출원번호 10-2018-0065893).

이 체외진단용 테스트키트는 개략적으로, 체액 분석을 위하여 체액 검체를 투입하고 검체를 외부의 분석기기로부터 인가되는 전압에 의해 여기(excitation)시켜서 검체가 ECL 반응을 하도록 하는 반도체 웨이퍼칩 소재의 활성표면을 갖는다. 이 활성표면에 검체가 투입된 상태의 테스트키트를 외부 분석기기에 삽입하여 이 분석기기에 구성된 소정의 프로세스에 의해 검체 체액의 진단/분석이 수행된다.

본 출원인이 출원한 이러한 체외진단용 테스트키트는, 체액 검체의 투입 후에 단순한 조작으로 활성표면의 세척 등 측정이 용이하게 이루어지게 되도록 설계되어 있다. 이렇게 활성표면의 세척 등 측정 준비가 완료된 테스트키트를 외부 분석기기의 해당 삽입구에 삽입함으로써 ECL 기반의 다양한 분석을 수행할 수 있다.

상술한 체외진단용 테스트키트는 단일 검체의 분석을 위해 설계된 구조이며, 또한 그 구조상 많은 개선 사항을 갖고 있다. 이를 개량하여 다종 또는 다수의 체액 검체(이하, '다중 검체')의 분석이 가능한 구조를 갖는 다중 검체 테스트 카세트를 제안하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다중 검체를 테스트할 수 있는 구조를 갖는 테스트 카세트로서,

- 두 개 또는 두 가지 이상의(즉, 다중의) 검체를 투입할 수 있는 검체 투입구,

- 각 검체의 ECL 기반 테스트가 진행되는 다중의 웨이퍼칩(활성표면),

- 각 활성표면을 분리하며, 검체 진단(테스트)시 다른 검체들과의 간섭을 방지하는 격벽을 포함한다.

또한 본 발명에 따른 테스트 카세트에는 상기 구성요소에 추가적으로,

- 다중의 멤브레인(필터),

- 검체 투입구를 통해 테스트 카세트 외부로 테스트용액이 새어 나오는 것을 방지하고 멤브레인의 이탈을 방지하는 융기 구조의 스토퍼(융기부)가 포함될 수 있다.

본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

- 종래에는 한 개의 테스트 카세트로 한 개 또는 한 가지의 검체를 진단할 수 있었지만, 본 발명에서는 다종 또는 다수 검체의 동시진단이 가능하게 되어 결과의 분석 효과가 극대화(특이도 증가)되며, 비용 절감이 가능하다.

- 각각의 검체 진단에 필요한 인큐베이션이 동시에 진행될 수 있기 때문에 진단에 필요한 시간이 절약된다.

- 한 번에 다중 검체의 동시 분석이 가능하므로, 다중의 진단결과를 얻을 수 있어서 민감도와 특이도를 증가시키고 위양성 진단 등을 최소화할 수 있다.

도 1 및 도 2는 선출원된 다중 검체 테스트 카세트(키트)의 구성도
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 테스트 카세트의 한 가지 실시형태의 개념도
도 5와 도 6은 본 발명의 실시형태의 실린더(400)의 분해도 및 결합도
도 7은 삽입공간(410)을 제1측(420)에서 바라본 내부 모습
도 8은 피스톤(300)의 일방향 사시도
도 9는 피스톤(300)의 다른 방향 사시도
도 10은 피스톤(300)의 분해도
도 11은 삽입공간(410)에 피스톤(300)이 일부 삽입된 상태
도 12는 삽입공간(410)에 피스톤(300)이 좀 더 삽입된 상태
도 13은 삽입공간(410)에 피스톤(300)이 완전 삽입된 상태
도 14~도 16은 피스톤(300)의 실린더(400) 삽입위치에 따른 멤브레인(304a, 304b, 304c)의 이동을 설명하기 위한 도면
도 17은 활성표면(301a, 301b, 301c)과 단자부(303)를 연결하는 전극부(도 2의 302)의 예시도
도 18은 도 17의 개념을 구체화한 전극부 도면

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 다중 검체 테스트 카세트(키트)를 설명하기 전에 그 기본 원리를 설명하고자 도시한, 일반적인 단일 검체용 테스트 카세트의 전체 외관도와 분해도이다. 크게 피스톤(300)과 실린더(400)로 구성된다. 피스톤(300)은, 검체가 놓여지며 검체에 외부의 분석기기(도시하지 않음)로부터 전원을 인가하여 여기(excitation)시켜서 ECL 반응을 하도록 하는 활성표면(301)과, 이 활성표면(301)에 전원을 인가하기 위한 전극부(302), 및 전극부를 외부 테스트 기기에 연결시키는 단자부(303)를 포함한다. 또한 실린더(400)는 피스톤(300)이 삽입되는 삽입공간(barrel)(410)과, 테스트용액이 담겨 있는 저장공간(ampoule)(420)을 포함한다. 테스트용액은 활성표면(301)의 비결합 항체를 세척하는 등 테스트를 용이하게 하는 역할을 하는 액체이다. 테스트 카세트 제조자는 이 카세트의 제작시에 저장공간(420)에 테스트용액을 주입하고 분리막(440)으로 밀봉한다.

피스톤(300)에 포함된 활성표면(301)은 p형 또는 n형의 반도체칩(Si 웨이퍼 등)으로 구현가능하다. 활성표면(301)의 위에는 필터 또는 멤브레인(304)이 위치하게 된다. 멤브레인(304)의 역할은 검체에 포함된 측정에 불필요한 성분들을 여과하거나 2차 항체를 고정하기 위한 것이다.

이러한 구조의 테스트 카세트의 작용을 설명한다. 먼저, 도 1과 같이 피스톤(300)이 실린더(400)의 삽입공간(410)에 부분적으로 끼워져 있는 상태에서, 실린더(400)의 검체투입구(411)를 통해 검체를 투입하면 검체는 도 2에 나타낸 활성표면(301) 상에 위치하게 된다. 다음에, 피스톤(300)을 밀어서 실린더(400)의 삽입공간(410)으로 넣고 더욱 밀어서 활성표면(301)이 저장공간(420) 내로 들어가도록 하면 저장공간(420)을 밀봉하고 있던 분리막(440)이 파열되면서 실린더(420)의 저장공간(420) 내에 담겨 있던 테스트용액 속으로 활성표면(301)이 들어가 세척되고 테스트 준비가 완료된다. 이렇게 활성표면(301)의 테스트 준비가 완료된 카세트를 외부 분석기기(도시하지 않음)에 삽입하면, 외부 분석기기에 구성된 소정의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 기반의 프로세스가 실행되어서, 단자부(303)로 전원이 공급되어 전극부(302)를 통해 활성표면(301)이 여기되어 열전자(hot electron)가 방출되고 열전자에 의해 발광물질에 에너지가 전달되어 ECL에 의한 발광이 일어난다. 외부 분석기기는 이 ECL 발광을 분석하여 해당 검체에 대한 진단(예를 들어, 체외진단 IVD)을 수행한다.

도 3은 도 1과 도 2에 나타낸 일반적인 단일 검체용 테스트 카세트 구조를 개량한 본 발명에 따른 테스트 카세트를 나타낸 것으로, 특히, 다중의(본 실시형태에서는 3개 또는 3종의) 검체에 대한 진단이 가능하도록 설계된, ECL 기반 또는 C-ECL 기반 체외진단 등 테스트를 위한 카세트의 한 가지 실시형태를 나타낸다.

이 실시형태의 테스트 카세트는 전체적으로 도 1에 나타낸 것과 유사하게, 삽입공간(410)과 저장공간(420)이 분리막(440)에 의해 분리된 실린더(400)와, 이 실린더(400)의 삽입공간(410)에 삽입되는 피스톤(300)으로 구성된다.

좀더 세부적으로 들어가면, 실린더(400)의 삽입공간(410)에는 3개 또는 3종의 검체를 투입할 수 있는 3개의 검체 투입구(411a, 411b, 411c)가 있다. (따라서 도 3에서 확실하게 식별되지는 않지만, 피스톤(300)에는 3개의 활성표면(반도체웨이퍼칩)이 있을 것이다.)

참고로, 도 4는 피스톤(300)이 실린더(400) 내의 저장공간(420)에 이르기까지 완전히 삽입되어 테스트 준비가 완료된 상태를 나타낸다.

이하, 실시형태에 따른 테스트 카세트의 구성과 작용을 설명한다.

도 5와 도 6은 본 발명의 3개 검체 투입이 가능한 실시형태의 실린더(400)를 나타내는데, 도 5는 삽입공간(410)과 저장공간(420)이 분리된 상태를 나타내고, 도 6은 삽입공간(410)과 저장공간(420)이 결합된 상태를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 앞에서 언급한 것과 같이(도 2) 저장공간(420)에 테스트용액이 충전되고 분리막(440)에 의해 밀봉되어 있다. 삽입공간(410)은 저장공간(420) 쪽을 향하는 제1측(412)과 그 반대의 제2측(413)이 개방된 통형이다. 제1측(412)은 저장공간(420)과 결합되고 제2측(413)으로는 피스톤(300)이 삽입될 것이다. 삽입공간(410)의 표면에는 도 3에 나타낸 것과 같이, 3개의 검체 투입구(411a, 411b, 411c)가 횡방향으로 나란히 관통형성되어 있다. 저장공간(420)과 삽입공간(410)은 외부 진단기기에서의 테스트시에 빛의 투과가 필요하므로 최소한 빛의 일부라도 투과되는 투광성 재질(완전투광 또는 반투광)로 제작되는 것이 바람직하다. 도 5에서 삽입공간(410)에 414a, 414b, 414c로 지시된 요소와 415a, 415b로 지시된 요소는 삽입공간(410)의 내부로 돌출 형성된 요소를 나타낸다(이에 대해서는 후술함). 이들 요소는 투명 재질의 삽입공간(410)을 통해 밖에서 보이는 모습을 묘사한 것이다.

테스트용액이 충전되고 분리막(440)에 의해 밀봉된 저장공간(420)에 삽입공간(410)의 제1측(420)이 접착되어 도 6과 같은 모습을 이룬다. 따라서 실린더(400)의 저장공간(420)과 삽입공간(410)은 서로 접합되어 있지만, 그 사이에 분리막(440)이 끼여 있다.

도 7은 삽입공간(410)을 제1측(420)에서 바라본 내부 모습을 나타낸다. 삽입공간(410)의 내측으로 두 그룹의 돌출부가 형성되어 있다. 도 5와 함께 참조하면, 두 그룹의 돌출부 중 한 그룹은 각 검체 투입구 411a, 411b, 411c로부터의 길이방향 연장선 상에 위치하되 제1측(412)의 종단부에 접해 있는 세 개의 돌출면(414a, 414b, 414c)이고, 다른 한 그룹은 검체 투입구 411a와 411b 사이, 그리고 411b와 411c 사이에 길이방향으로 세워져 있는 두 개의 돌출벽(415a, 415b)이다. 돌출면(414a, 414b, 414c)과 돌출벽(415a, 415b)에 대해서는 나중에 피스톤(300)의 설명시에 함께 살펴본다.

도 8은 실린더(400)에 삽입되는 피스톤(300)의 일방향 사시도이고, 도 9는 피스톤(300)의 다른 방향 사시도이다. 도 10은 피스톤(300)의 분해도이다.

피스톤(300)은 전체적으로, 도 5 또는 도 6의 삽입공간(410)의 제2측(413) 개방부로 삽입되는 피스톤 선단(305)과 그 반대쪽인 피스톤 종단(306)을 갖는 납작한 통형이다. 여기서 통의 형상은 실린더(400)의 내측 형상에 대응된다.

피스톤(300)이 통형이므로 그 내부에 공간이 형성되어 있다. 이를 위해 피스톤(300)은 도 10에서와 같이 대략 횡방향으로 오목한 형상의 하부부재(307) 위에 평면 형상의 상부부재(308)가 조립되어 이들 사이에 내부 공간이 형성되도록 제작된다.

피스톤(300)은 실린더(400)와 달리 투과성 재질일 필요는 없다.

도 8에서, 피스톤(300)의 내부 공간은 관통부(309)에 의해서 외부와 소통된다. 즉, 피스톤(300)의 외부에 있는 물질이 이 관통부(309)에 의해서 피스톤(300)의 내부 공간으로 드나들 수 있게 될 것이다. 실제로 이 물질은 앞서 설명한 테스트액체일 것이다.

피스톤(300)을 이루는 상부부재(308)에는 도 1과 2에서 언급한 것과 같이 세 개의 활성표면(301a, 301b, 301c)이 있다. 활성표면(301a, 301b, 301c)은 피스톤 선단(305)에 인접하여 위치한다. 도 3에서와 같이 실린더(400)에 형성된 세 개의 검체 투입구(411a, 411b, 411c)에 투입된 검체가 각각의 활성표면(301a, 301b, 301c)에 안착되도록 각 활성표면(301a, 301b, 301c)은 상부부재(308)의 바탕면에서 함몰되어 있다.

그리고 각 활성표면(301a, 301b, 301c)의 사이에는 격벽(310a, 310b)이 있다. 활성표면(301a, 301b, 301c)이 세 개이므로 그 사이의 격벽(310a, 310b)은 두 개가 될 것이다. 격벽(310a, 310b)은 각 활성표면(301a, 301b, 301c)에 담기는 검체가 섞이거나 서로 간섭하지 않도록 차단하기 위한 것이다. 그리고 각 활성표면(301a, 301b, 301c)의 반도체 웨이퍼칩에 인가하는 전원간의 영향을 막기 위한 것이다.

이들 격벽(310a, 310b)은 앞에서 설명하지 않은 도 5~7에서의 돌출벽(415a, 415b)과 나란하게 위치하도록 형성되어 있다. 따라서 도 5~7에서의 돌출벽(415a, 415b)은 삽입공간(410)에 피스톤(300)을 삽입시에 피스톤(300)의 격벽(310a, 310b)과 함께 각 활성표면(301a, 301b, 301c)의 격리성을 보강하며 피스톤(300)의 슬라이드 이동시 가이드 역할을 한다.

피스톤 선단(305)에는 실린더(400)의 저장공간(420)을 막고 있는 분리막(440)을 눌러 파열시키는 돌기(311)가 있다. 돌기(311)는 피스톤(300)을 실린더(400)의 삽입공간(410)에 삽입하여 더 밀어서 저장공간(420)의 분리막(440)을 찢어서 저장공간(420) 안으로 피스톤(300)이 진입하도록 하기 위한 역할을 한다.

도 9를 참조하면, 피스톤 종단(306)에는 단자부(303)가 있다. 도 9의 실시형태에서 이 단자부(303)는 4개의 단자를 갖는데(본 실시형태에서는 '동시 테스트가능한 검체의 수가 3개이므로 각각의 웨이퍼칩에 대한 개별 전원 단자 3개' + '전체 웨이퍼칩에 대한 공통 단자 1개' = '4개의 단자'임), 각 단자는 활성표면(301a, 301b, 301c)과 전극부(도 2의 302. 도 9에서는 도면의 복잡화를 피하기 위해 도시하지 않았음)를 통해 연결된다. 검체 진단을 위해 본 테스트 카세트를 외부 분석기기의 슬롯에 삽입하면 단자부(303)를 통해 각 활성표면(301a, 301b, 301c)이 외부 분석기기와 연결되어, 외부 분석기기에 의해 검체 진단 및 테스트가 진행된다.

한편, 피스톤의 상부부재(308) 표면에는 종단(306)에 인접하여 세 개의 융기부(312a, 312b, 312c)가 있다. 이들 융기부(312a, 312b, 312c)의 위치는 각 활성표면(301a, 301b, 301c)의 길이 방향의 연장선 상이며, 그 융기 높이는 피스톤(300)이 실린더(400)의 삽입공간(410)에 삽입된 후에 삽입공간(410)의 내벽과 밀착될 수 있는 정도로 형성된다. 각 융기부(312a, 312b, 312c)의 상부 융기된 부분의 면적은 최소한, 실린더(400)의 삽입공간(410)에 형성된 검체 투입구(411a, 411b, 411c)의 구멍 면적보다 크다. 이들 융기부(312a, 312b, 312c)의 역할에 대해서는 후술한다.

도 11은 실린더(400)의 삽입공간(410)에 피스톤(300)의 선단(305)을 일부 삽입한 상태를 나타낸다. 이 상태는 검체를 본 테스트 카세트에 투입할 수 있도록 하기 위한 상태이다. 이 상태에서는, 삽입공간(410)에 관통 형성된 검체 투입구(411a, 411b, 411c)와 피스톤(300)에 형성된 활성표면(301a, 301b, 301c)의 위치가 대략 일치하도록 위치하게 된다. 검체 투입구(411a, 411b, 411c)에 각각 검체를 투입하면 그 아래에 위치하는 활성표면(301a, 301b, 301c) 상의 반도체칩에 검체가 안착된다.

도 12는 도 11의 상황에서 피스톤(300)을 실린더(400)의 저장공간(420) 쪽으로 더 밀어서 분리막(440)의 위치 직전에 피스톤(300)의 선단(305)이 위치하게 된 상태를 나타낸다. 검체 투입구(411a, 411b, 411c)와 활성표면(301a, 301b, 301c)의 위치가 어긋나 있는 것을 볼 수 있다. 도 12의 상태는 도 13의 상태로 가기 전의 이행 중의 상태를 나타낸 것이다.

도 13은 피스톤(300)을 더욱 밀어서 피스톤(300)의 선단(305)에 형성된 돌기(311)가 저장공간(420)을 밀봉하고 있는 분리막(440)을 찢고 저장공간(420) 속으로 들어간 상태를 나타낸다. 피스톤(300)의 활성표면(301a, 301b, 301c)이 저장공간(420) 속으로 들어가 테스트액체 속에 잠기게 되어, 활성표면(301a, 301b, 301c)에 있는 검체가 이 테스트액체에 의해 선처리될 수 있다. 이 상태로 피스톤(300)의 종단(306)을 외부 분석기기의 해당 슬롯에 삽입한다. 그러면 단자부(도 9의 303)가 외부 분석기기 내의 소정의 리셉터클에 접속될 것이다.

도 13의 상태가 되면, 실린더(400)의 저장공간(420) 내의 테스트액체가 분리막(440)의 파열에 의해 밖으로 나가게 되지만, 도 8~10에서 설명한 피스톤(300)의 상부부재(308)에 형성된 융기부(312a, 312b, 312c)가 실린더(400)의 삽입공간(410)의 검체 투입구(411a, 411b, 411c)를 막아서 테스트액체가 테스트 카세트 외부로는 유출되지 못하게 된다. 외부로 유출되는 대신에, 잉여 테스트액체는 피스톤(300)의 하부부재(307)와 상부부재(308)가 이루는 내부 공간에 관통부(309)를 통해서 들어가게 된다. 이와 같이 융기부(312a, 312b, 312c)는 도 13과 같은 테스트 준비 완료 상태에서 테스트액체가 외부로 나가지 못하는 역할을 한다. 따라서 각 융기부(312a, 312b, 312c)의 상부 면적은 실린더(400)의 삽입공간(410)에 형성된 검체 투입구(411a, 411b, 411c)를 막을 수 있도록 그 구멍 면적보다 커야 할 것이다.

삽입공간(410)에 피스톤(300)을 삽입시에 피스톤(300)의 격벽(310a, 310b)과 나란히 위치하게 되어 피스톤(300)의 슬라이드 이동시 가이드 역할을 하는 도 5~7에서의 돌출벽(415a, 415b)의 작용에 대해서는 위에서 언급한 바 있다.

한편, 앞에서 도 2의 설명시에, 활성표면(301)의 위에 필터 또는 멤브레인(304)이 사용되어, 검체에 포함된 측정에 불필요한 성분들을 여과하거나 2차 항체를 고정한다는 것에 대해서 잠시 언급한 바 있다. 이러한 멤브레인(304)의 사용에 관련된 내용을 설명한다. 도 14~16은 피스톤(300)의 실린더(400) 삽입위치에 따른 멤브레인(304a, 304b, 304c)의 이동을 설명하기 위한 것이다. 도 2에 나타낸 단일 검체용 테스트 카세트의 경우에는 활성표면(301)이 한 개이므로 그 위에 멤브레인(304)도 한 개이지만, 본 발명의 한 실시형태에 따른 3개 검체용 테스트의 경우에는 각 활성표면(301a, 301b, 301c) 위에 각각의 멤브레인(304a, 304b, 304c)이 사용되고 있다. 다만, 도 14~16은 편의상 종단면도를 나타내고 있어서, 하나의 활성표면(301(a,b,c)로 표시하였음)과 하나의 멤브레인(304(a,b,c)로 표시하였음)만 도시되어 있다. 도 5~7에서 설명하지 않은 삽입공간(410) 내 돌출면(414a, 414b, 414c)이 이 멤브레인(304)에 연관된 요소이다. 이제 설명하고자 한다. 도 14~16에서는 또한, 삽입공간(410)에 관통된 검체 투입구도 하나만 보이므로 411(a,b,c)로 표시하였고, 삽입공간(410)의 내부로 돌출된 돌출면도 414(a,b,c)로 표시하였다.

도 14는 도 11의 상태에 상응하는 실린더(400)의 삽입공간(410)에 피스톤(300)이 삽입된 상태의 종단면도이고, 도 15는 도 12의 상태에 상응하는 상태의 종단면도이다. 그리고 도 16은 도 13의 상태에 상응하는 상태의 종단면도이다. 실린더(400)의 삽입공간(410)의 상부 내부에 있는 돌출면(414(a,b,c))은 각 멤브레인(304(a,b,c))의 위치까지 돌출되어 있고, 피스톤(300)의 다른 요소에는 걸리지 않도록 하는 형상을 갖는다.

도 14에서와 같이 피스톤(300)을 삽입하기 시작한 경우, 활성표면(301(a,b,c)) 위에 멤브레인(304(a,b,c))이 올려져 있고 멤브레인(304(a,b,c))의 위치는 삽입공간(410)의 검체 투입구(411(a,b,c))와 일치하여 검체 투입이 가능한 위치에 있게 된다. 아직 돌출면(414(a,b,c))과 멤브레인(304(a,b,c))은 만나지 않는 위치이다.

검체를 투입하여 검체가 멤브레인(304(a,b,c))을 통해 활성표면(301(a,b,c))에 안착된 다음에, 도 15에서와 같이, 피스톤(300)을 삽입공간(410)으로 더 밀어 넣으면 그와 함께 멤브레인(304(a,b,c))이 함께 이동하여 돌출면(414(a,b,c))에 만나게 된다.

도 16에서와 같이, 피스톤(300)을 더 밀어서 저장공간(420) 속까지 활성표면(301(a,b,c))이 들어가면, 삽입공간(410) 내에 돌출된 각 돌출면(414(a,b,c))에 의해 멤브레인(304(a,b,c))이 걸려서 더 이상 진행하지 못하고 멤브레인(304(a,b,c))은 제자리에 있는 채로 활성표면(301(a,b,c))만 저장공간(420) 내의 테스트액체 속으로 들어가게 된다. 멤브레인(304(a,b,c))의 역할은 검체 테스트 전의 필터 역할을 하는 것이므로, 검체 투입시에 멤브레인(304(a,b,c))을 통해 활성표면(301(a,b,c))에 검체가 투입된 이후에는 검체 진단을 받기 위해 카세트를 외부 진단기기에 삽입하기 전에 멤브레인(304(a,b,c))을 밀어서 제거해야 하는데, 도 16에서와 같이 삽입공간(410) 내부로 돌출된 돌출면(414(a,b,c))에 의해 멤브레인(304(a,b,c))이 제거된 것이다. 또한, 피스톤(300)의 표면에는 융기부(312(a,b,c))가 있기 때문에 멤브레인(304(a,b,c))은 이 융기부(312(a,b,c))에 걸려서 돌출면(414(a,b,c))과 융기부(312(a,b,c)) 사이에 위치하게 되어 빠져 나가지 못하게 된다. 융기부(312(a,b,c))의 역할이 피스톤(300) 완전 삽입시에 검체 투입구(411(a,b,c))를 막아서 테스트액체가 카세트 밖으로 빠져 나가지 못하게 하는 역할을 함은 앞에서 설명한 것과 같고, 이에 덧붙여 융기부(312(a,b,c))의 제2의 역할은 돌출면(414(a,b,c))에 의한 멤브레인(304(a,b,c)) 제거시에 멤브레인(304(a,b,c))이 도망가지 못하도록 정지시키는 스토퍼의 역할인 것이다.

도 17은 도 9에서 설명을 유예한, 활성표면(301a, 301b, 301c)과 단자부(303)를 연결하는 전극부(도 2의 302)에 대한 보충설명을 위한 것이다. 도 17에 예로 든 전극부는 모든 활성표면(301a, 301b, 301c)에 공통전원(예를 들어 (-)전원)을 인가하기 위한 공통전극(302-COM)과 각 활성표면(301a, 301b, 301c)에 독립 전원(예를 들어 (+)전원)을 인가하기 위한 개별전극(302a, 302b, 302c)을 포함한다. 각 전극의 종단부는 한 데 모여서 단자부(303)를 이룬다. 도 17에서 공통전극(302-COM)은 모든 활성표면(301a, 301b, 301c)에 적용되는 형태의 플렉시블 PCB(313)로 제작되고, 각 개별전극(302a, 302b, 302c)은 각각의 플렉시블 PCB(314a, 314b, 314c)로 제작됨을 예시하였다.

도 18은 도 17의 개념을 구체화한 실시예를 나타낸다. 공통전극(302-COM)이 패턴으로 형성된 한 장의 플렉시블 PCB(313)와, 개별전극 302a가 패턴으로 형성된 다른 한 장의 플렉시블 PCB(314a)와, 두 개의 개별전극 302b, 302c가 패턴으로 형성된 또다른 한 장의 플렉시블 PCB(314b(314c))의 총 세 장의 플렉시블 PCB(313, 314a, 314b)로 전극부를 제작한 것을 나타낸다.

이와 같이 전극부는 플렉시블 PCB 형태로 제작되어 피스톤(300)의 상부부재(308)에 접착될 수 있다. 그러나 이 외에도, 피스톤(300)의 상부부재(308)에 직접 피막형성하여 제작하거나, 종래의 하드와이어 방식에 의해서 조립하는 것도 물론 가능할 것이다.

본 실시형태, 즉, 다중 검체의 수가 3개인 경우의 전극부의 전극 개수(따라서, 단자부의 단자 개수)는 최소한 4개임은 앞에서 언급한 것과 같다. 일반화하면, 검체의 수가 N개인 경우에 전극부의 전극 개수 및 단자부의 단자 개수는 N+1개가 될 것이다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 각 바이오마커(검체)의 정보(전압, 인큐베이션 시간 등)를 NFC/QR 코드에 담아 본 발명의 테스트 카세트에 표시 또는 부착함으로써 다중 검체 진단의 효용성을 극대화할 수 있다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

1. 적어도 두 개 또는 두 종류 이상의 검체를 테스트할 수 있는 다중 검체 테스트 카세트로서,
   적어도 두 개 또는 두 종류 이상의 테스트용 검체가 놓여지는 적어도 두 개 이상의 활성표면, 각 활성표면과 전기적으로 연결되어 각 활성표면에 전원을 인가하기 위한 전극부, 및 텍스트액체가 수용될 수용공간을 갖는 피스톤; 및
   상기 피스톤이 삽입되는 삽입공간, 그리고 이 삽입공간과 분리막을 경계로 구획되고 테스트액체가 저장된 저장공간을 갖는 실린더를 포함하되,
   상기 실린더에는, 상기 피스톤이 상기 실린더의 삽입공간에 삽입된 때에 상기 적어도 두 개 이상의 활성표면이 외부로 노출되어 외부에서 검체 투입이 이루어지도록 상기 실린더의 삽입공간에 형성된 적어도 두 개의 검체 투입구가 포함되고,
   상기 피스톤이 상기 실린더 내에 삽입되어 상기 피스톤의 활성표면이 상기 실린더의 상기 삽입공간을 통과하여 상기 저장공간에 위치하도록 피스톤이 진입된 때, 상기 실린더의 저장공간 내 테스트액체가 상기 피스톤의 활성표면을 유동한 후 상기 피스톤의 상기 수용공간 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 다중 검체 테스트 카세트.
2. 제1항에서, 상기 피스톤은
   상기 적어도 두 개 이상의 활성표면 사이에, 각 활성표면에 놓인 검체들간의 간섭을 방지하기 위한 격벽(310a, 310b)을 추가로 포함하는 다중 검체 테스트 카세트.
3. 제2항에서, 상기 실린더는
   상기 삽입공간 내면에, 상기 피스톤을 삽입공간에 삽입시에 상기 피스톤의 격벽(310a, 310b)과 대응하여 피스톤의 슬라이드 이동시 가이드 역할을 하는 돌출벽(415a, 415b)을 추가로 포함하는 다중 검체 테스트 카세트.
4. 제1항에서, 상기 피스톤은
   상기 피스톤이 상기 실린더의 삽입공간에 삽입된 후 상기 저장공간에 상기 활성표면이 들어간 상태에서, 상기 실린더에 형성된 검체 투입구를 막을 수 있는 피스톤 내 위치에 형성된, 상기 활성표면의 개수와 동일한 수의 융기부(312a, 312b, 312c)를 추가로 포함하는 다중 검체 테스트 카세트.
5. 제1항에서, 상기 피스톤은
   상기 적어도 두 개의 활성표면(301)의 각 활성표면에 부착된 적어도 두 개 이상의 멤브레인(304)을 추가로 포함하는 다중 검체 테스트 카세트.
6. 제5항에서, 상기 실린더는
   상기 삽입공간의 내면에 상기 피스톤의 적어도 두 개 이상의 멤브레인의 위치에 대응하는 위치에 형성된 적어도 두 개 이상의 돌출면을 추가로 포함하되, 이 돌출면은 상기 피스톤을 상기 실린더의 삽입공간에 삽입시에 상기 멤브레인을 밀어서 상기 활성표면으로부터 이탈시키는 것을 특징으로 하는 다중 검체 테스트 카세트.
7. 제1항에서, 상기 피스톤은
   상기 적어도 두 개 이상의 각 활성표면에 전원을 인가하기 위한 전극부의 각 전극을 외부 테스트기기와 연결하는 단자부(303)를 추가로 포함하는 다중 검체 테스트 카세트.
8. 제7항에서, 상기 피스톤의 단자부는 (활성표면의 개수+1)개의 단자를 포함하는 다중 검체 테스트 카세트.
   
   
   

Images