KR102310652B1 - 샘플 검사 방법, 미세유동장치 및 검사장치 - Google Patents

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Abstract

방해 물질을 검출하기 위한 별도의 시약의 첨가 없이 광학적인 측정만으로, 샘플에 존재하는 방해 물질의 간섭 현상을 효과적이고 정확하게 보정할 수 있는 샘플 검사 방법, 미세유동장치 및 검사 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 샘플 검사 방법은, 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고; 상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고; 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것을 포함한다.

Description

샘플 검사 방법, 미세유동장치 및 검사장치{TEST METHOD FOR SAMPLE, MICROFLUIDIC DEVICE AND TEST APPARATUS}
개시된 발명은 소량의 샘플로 체외 진단을 수행할 수 있는 샘플 검사 방법, 미세유동장치 및 검사장치에 관한 것이다.
환자의 샘플에 대한 면역 검사, 임상 화학 검사 등을 통해 체외 진단(In Vitro Diagnostics: IVD)이 이루어질 수 있는바, 체외 진단은 환자의 상태에 대한 진단, 치료 및 그 예후의 판단에 있어 매우 중요한 역할을 한다.
체외 진단은 환자의 샘플에 존재하는 특정 표적 물질의 농도를 측정함으로써, 이루어질 수 있다. 이를 위해, 시약과 샘플의 반응을 이용할 수 있는바, 샘플에는 표적 물질 외에도 다양한 물질이 존재하고 이들 물질이 방해 물질로 작용하여 표적 물질의 검출을 위한 반응이 저해되거나, 과잉 반응이 일어날 수도 있다.
따라서, 샘플에 대한 체외 진단에 있어서, 샘플에 존재하는 방해 물질의 영향을 보정하는 방법에 대한 개발이 요구된다.
방해 물질을 검출하기 위한 별도의 시약의 첨가 없이 광학적인 측정만으로, 샘플에 존재하는 방해 물질의 간섭 현상을 효과적이고 정확하게 보정할 수 있는 샘플 검사 방법, 미세유동장치 및 검사 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 샘플 검사 방법은, 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고; 상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고; 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것을 포함한다.
상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 것은, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하고; 상기 보정된 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하는 것은, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값에 변동 계수를 적용한 후 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값에 감산 또는 합산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 것은, 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 주파장(main wavelength)과 부파장(sub-wavelength)에서 각각 측정하고;
상기 주파장에서의 광학 특성값으로부터 상기 부파장에서의 광학 특성값을 감산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 주파장과 상기 부파장은, 300nm 내지 900nm 의 범위에서 각각 선택될 수 있다.
상기 샘플은, 혈액을 포함하고, 상기 표적 물질은, GGT를 포함할 수 있다.
상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 것은, 복수의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하고; 상기 측정된 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하는 것을 포함하고, 상기 최종 광학 특성값이 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값일 수 있다.
상기 복수의 파장은, 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 각각 선택되는 샘플 검사 방법.
상기 최종 광학 특성값을 산출하는 것은, 상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값과 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 것은, 800nm 대역의 파장에서 샘플의 광학 특성값을 측정하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 최종 광학 특성값을 산출하는 것은, 상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하고, 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하고, 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 최종 광학 특성값을 산출하는 것은, 상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값으로부터, 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값과 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값을 감산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방해 물질은, 빌리루빈을 포함할 수 있다.
상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 것은, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하고; 상기 보정된 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 것은, 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하고, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 상기 방해 물질의 농도를 추정하고; 상기 방해 물질의 농도를 이용하여 상기 표적 물질의 농도를 보정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 검사 장치는, 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값 및 상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 측정부; 및 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 데이터 처리부;를 포함한다.
상기 데이터 처리부는, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하고, 상기 보정된 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정할 수 있다.
상기 데이터 처리부는, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값에 변동 계수를 적용한 후 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값에 감산 또는 합산할 수 있다.
상기 측정부는, 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 주파장(main wavelength)과 부파장(sub-wavelength)에서 각각 측정하고, 상기 데이터 처리부는, 상기 주파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 부파장에서 측정된 광학 특성값을 감산할 수 있다.
상기 주파장과 상기 부파장은, 300nm 내지 900nm 의 범위에서 각각 선택될 수 있다.
상기 샘플은, 혈액을 포함하고, 상기 표적 물질은, GGT를 포함할 수 있다.
상기 측정부는, 복수의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하고; 상기 데이터 처리부는, 상기 측정된 샘플의 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하고, 상기 최종 광학 특성값이 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값일 수 있다.
상기 복수의 파장은, 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 각각 선택될 수 있다.
상기 데이터 처리부는, 상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 500nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값과 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산할 수 있다.
상기 측정부는, 800nm 대역의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 더 측정할 수 있다.
상기 데이터 처리부는, 상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하고, 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하고, 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산함으로써, 상기 최종 광학 특성값을 산출할 수 있다.
상기 데이터 처리부는, 상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값으로부터, 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값과 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값을 감산함으로써, 상기 최종 광학 특성값을 산출할 수 있다.
상기 방해 물질은, 빌리루빈을 포함할 수 있다.
상기 데이터 처리부는, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하고, 상기 보정된 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정할 수 있다.
상기 데이터 처리부는, 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하고, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 상기 방해 물질의 농도를 추정하고, 상기 방해 물질의 농도를 이용하여 상기 표적 물질의 농도를 보정할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세유동장치는, 샘플이 주입되는 샘플 주입구; 서로 다른 길이의 광 경로(light path)를 갖는 복수의 챔버; 및 상기 샘플 주입구와 상기 복수의 챔버를 각각 연결하는 채널을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 검사 장치는, 복수의 파장 대역에서 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하는 측정부; 및 상기 측정된 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하고, 상기 산출된 최종 광학 특성값을 이용하여 샘플에 포함된 빌리루빈의 농도를 산출하는 데이터 처리부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 파장 대역은, 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역을 포함할 수 있다.
상기 데이터 처리부는, 상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 500nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값과 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산할 수 있다.
상기 측정부는, 서로 다른 길이의 광 경로에 대해 임의의 파장 또는 특정 파장에서 샘플의 광학 특성값을 각각 측정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 측정된 광학 특성값들에 기초하여 광 경로를 선택할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 측정된 광학 특성값들 중 직선성(linearity)을 만족하고, 가장 긴 길이를 갖는 광 경로를 선택할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 방해 물질을 검출하기 위한 별도의 시약의 첨가 없이 광학적인 측정만으로, 샘플에 존재하는 방해 물질의 간섭 현상을 효과적이고 정확하게 보정할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 미세유동장치의 일 예시에 관한 외관도이다.
도 4는 도 3에 도시된 미세유동장치의 플랫폼의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 카트리지 타입의 미세유동장치에 수용된 샘플을 검사할 수 있는 검사 장치의 외관도이다.
도 6 은 디스크 타입의 미세유동장치에 수용된 샘플을 검사할 수 있는 검사 장치의 외관도이다.
도 7은 도 6의 검사 장치에 장착될 수 있는 디스크 타입의 미세유동장치이다
도 8은 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법을 수행하기 위한 챔버 배열이 도시된 도면이다.
도 9는 상기 도 1의 샘플 검사 방법이 구체화된 순서도이다.
도 10은 방해 물질의 간섭 현상을 보정하지 않고 GGT에 대한 흡광도를 측정한 결과에 대한 상관성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법 및 검사 장치에 따라 방해 물질의 간섭 현상을 보정하여 GGT에 대한 농도를 측정한 결과에 대한 상관성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 방해 물질의 간섭 현상을 보정하지 않고 GGT에 대한 흡광도를 측정한 결과에 대한 긍정 오류를 나타내는 그래프이다.
도 13은 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법 및 검사 장치에 따라 방해 물질의 간섭 현상을 보정하여 긍정 오류가 개선된 효과를 나타낸 그래프이다.
도 14는 일 실시예에 따른 검사 방법에 있어서, 빌리루빈의 농도를 측정하는 예시에 관한 순서도이다.
도 15 및 도 16은 일 실시예에 따른 검사 장치가 챔버에 수용된 샘플의 광학 특성값을 측정하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 17은 클로라이드의 농도 측정 결과에 빌리루빈이 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 18은 일 실시예에 따른 검사 방법에 있어서, 빌리루빈의 간섭 현상을 제거하는 예시에 관한 순서도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법에 있어서, 빌리루빈의 간섭 현상을 제거하는 다른 예시에 관한 순서도이다.
도 20은 표적 물질에 대한 광학 특성값과 빌리루빈에 대한 광학 특성값을 서로 다른 챔버에서 측정하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 검사 장치에 의해 450nm 대역에서 측정된 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 22는 일 실시예에 따른 검사 장치에 의해 535nm 대역에서 측정된 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 23은 일 실시예에 따른 검사 장치에 의해 630nm 대역에서 측정된 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 24는 일 실시예에 따른 검사 장치에 의한 검사 결과의 상관성을 나타낸 그래프이다.
도 25는 일 실시예에 따른 검사 장치와 표준 장치에서 각각 측정한 클로라이드의 농도와 총 빌리루빈의 농도를 나타낸 표이다.
도 26은 빌리루빈 간섭 현상을 보정하기 전의 클로라이드 농도에 대한 상관성을 나타낸 그래프이다.
도 27은 빌리루빈 간섭 현상을 보정한 후의 클로라이드 농도에 대한 상관성을 나타낸 그래프이다.
도 28은 일 실시예에 따른 챔버 구조의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 29는 도 28의 챔버 구조를 포함하는 카트리지 타입의 미세유동장치의 외관도이다.
도 30은 도 29의 미세유동장치를 AA' 방향으로 절단한 단면도이다.
도 31은 도 28의 챔버 구조를 포함하는 다른 미세유동장치의 외관을 나타낸 도면이다.
도 32는 일 실시예에 따른 챔버 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 33은 도 32의 챔버 구조를 포함하는 미세유동장치의 단면도이다.
도 34는 도 28에 도시된 광 경로들에 대해 측정 가능한 직선성의 결과를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 개시된 발명의 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다.
일 실시예에 따른 샘플 검사 방법, 미세유동장치 및 검사 장치는 대상체로부터 채취된 샘플을 이용한 체외 진단(IVD: In Vitro Diagnostics) 분야에 적용될 수 있으며, 체외 진단을 위해 면역 검사, 임상 화학 검사 등을 수행할 수 있다.
체외 진단을 위한 샘플의 일 예로 혈액이 채취될 수 있는바, 혈액에는 다양한 성분들이 포함되어 있다. 일 예로, 혈액에 포함된 빌리루빈은 담즙 구성성분의 하나로 주로 헤모글로빈에서 생성된다. 간염, 간경화, 간암, 담도폐쇄 등이 있을 시에 빌리루빈의 농도가 증가하게 되며, 혈중 빌리루빈의 농도가 증가하면 황달 증상이 나타나게 된다. 따라서, 혈중 빌리루빈의 수치는 간기능 검사에 중요한 지표가 될 수 있다.
한편, 체외 진단의 측정 항목에는 신장 기능 평가를 위한 크레아티닌(creatinine) 측정, 전해질 측정 등 빌리루빈 외에 다른 물질에 대한 측정 항목도 포함된다. 혈중 빌리루빈은 다른 물질에 대한 측정 결과에도 영향을 미치는바, 이를 빌리루빈 간섭 현상(bilirubin interference)이라 한다.
따라서, 측정 항목이 빌리루빈인 경우 또는 다른 측정 항목에 대한 측정 결과에서 빌리루빈의 간섭을 제거하는 경우에 모두 샘플에 존재하는 총 빌리루빈의 농도를 정량적으로, 정확하게 측정하는 것이 필요하며, 신속한 검사 결과를 요구하는 체외 진단의 특성에 맞게 빌리루빈의 농도 측정이나 간섭 현상 제거 역시 신속하게 이루어지는 것이 필요하다.
다른 예로, 혈액에 포함된 GGT(Gamma Glutamyl Transpeptidase) 효소는 신장, 췌장, 전립선, 간 등 체내의 조직에 넓게 분포되어 있는 효소로, 폐쇄성 황달, 간암, 알코올성 간 장애가 있는 환자의 체내에서 활성화되어 혈중 농도가 상승한다. 따라서, 체외 진단의 측정 항목에 GGT가 포함될 수 있고, GGT의 농도를 측정하여 폐쇄성 황달, 간암 등의 진단에 사용할 수 있다. 그러나, GGT는 샘플에 존재하는 다른 방해 물질들의 간섭 현상에 의해 부정확한 농도가 측정될 수 있다. 예를 들어, 샘플에 존재하는 헤모글로빈의 농도가 높을 경우 또는 샘플이 용혈된 경우에 방해 물질들의 간섭 현상을 많이 받게 된다.
일 실시예에 따른 샘플 검사 방법 및 검사 장치는 샘플에 존재하는 표적 물질의 농도를 측정함에 있어서, 별도의 시약 첨가 없이 광학적인 측정만으로 표적 물질 이외의 방해 물질에 의한 간섭 현상을 제거한다. 표적 물질은 샘플에 존재하는 물질 중 측정 대상이 되는 물질 즉, 측정 항목이 되는 물질을 의미하고, 방해 물질은 샘플에 존재하는 표적 물질 이외의 물질들 중 표적 물질의 농도 측정에 영향을 주는 물질을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고(10), 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정한다(20). 광학 특성값은 샘플이 챔버에 수용된 상태에서 측정될 수 있다. 측정되는 광학 특성값으로는 물질이 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 흡광도(Optical Density: OD), 빛을 반사시키는 정도를 나타내는 반사도, 빛을 투과시키는 정도를 나타내는 투과도 등 다양한 값들이 사용될 수 있다.
표적 물질에 대한 광학 특성값과 방해 물질에 대한 광학 특성값은 후술하는 검사 장치의 구조에 따라 동시에 측정될 수도 있고, 순차적으로 측정될 수도 있다. 순차적으로 측정되는 경우에는 표적 물질에 대한 광학 특성값과 방해 물질에 대한 광학 특성값 사이의 순서에는 제한이 없다.
표적 물질에 대한 광학 특성값은, 샘플과 특정 시약의 반응에 의해 나타나는 광학 특성값일 수도 있고, 샘플 자체의 광학 특성값일 수도 있다. 전자의 경우, 특정 시약은 표적 물질과 특이적으로 또는 선택적으로 반응하는 물질을 포함하거나, 표적 물질에 의해 반응이 촉진되는 물질을 포함하거나, 또는 표적 물질에 의해 활성화되는 물질에 의해 반응이 촉진되는 물질을 포함할 수 있다. 후자의 경우는, 시약을 사용하지 않고 샘플에 포함된 표적 물질 자체의 광학적 특성을 측정하는 것이다.
방해 물질에 대한 광학 특성값은, 샘플 자체의 광학 특성값일 수 있다. 즉, 방해 물질을 검출하기 위한 별도의 시약을 사용하지 않고, 광학 특성값의 측정에 사용되는 광의 파장을 조절하여 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정할 수 있다.
방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정한다(30). 구체적으로, 방해 물질에 대한 광학 특성값에 소정의 계수를 곱한 값을 표적 물질에 대한 광학 특성값으로부터 감산하거나, 표적 물질에 대한 광학 특성값에 합산할 수 있다. 여기서, 소정의 계수는 변동 계수(fluctuation coeffiecient)라 하기로 한다.
그리고, 보정된 표적 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 표적 물질의 농도를 추정한다(40). 예를 들어, 미리 저장된 캘리브레이션(calibration) 곡선에 광학 특성값을 대입하여 표적 물질의 농도를 산출할 수 있다. 캘리브레이션 곡선은 광학 특성값과 표적 물질의 농도 사이의 관계를 나타내는 것일 수 있다. 한편, 광학 특성값을 이용하여 농도를 추정하는 방법으로는, 엔드 포인트(end point)를 이용한 방법과 키네틱(kinetic)을 이용한 방법이 있다. 당해 실시예에서는 표적 물질의 종류에 따라 엔드 포인트를 이용한 방법과 키네틱을 이용한 방법 중 적절한 방법을 적용하는 것으로 한다.
상기 도 1의 예시에서는 광학 특성값에 기반한 보정을 수행하는 것으로 하였으나, 농도에 기반한 보정을 수행하는 것도 가능하다. 즉, 표적 물질에 대한 광학 특성값으로부터 표적 물질의 농도를 산출하고, 방해 물질에 대한 광학 특성값으로부터 방해 물질의 농도를 산출한 후에, 방해 물질의 농도에 변동 계수를 적용한 값을 표적 물질의 농도에 합산하거나 감산함으로써 보정하는 것도 가능하다.
이하 일 실시예에 따른 검사 장치의 실시예를 설명하도록 한다. 일 실시예에 따른 검사 장치는 상기 도 1에서 설명한 샘플 검사 방법에 따라 검사를 수행하는바, 상기 도 1의 설명은 일 실시예에 따른 검사 장치에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 검사 장치(100)는 특정 파장에서의 광학 특성값을 측정하는 측정부(110), 측정된 광학 특성값을 이용하여 샘플에 포함된 표적 물질의의 농도를 산출하는 데이터 처리부(130) 및 검사 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(120)를 포함한다.
측정부(110)는 광을 발생시켜 조사하는 광원(111)과 샘플을 투과하거나 샘플에 반사된 광을 검출하는 검출기(112)를 포함할 수 있다.
일 예로 광원(111)은 LED(Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있고, 이 외에도 반도체 레이저, He-Ne 레이저, 할로겐램프 등 다양한 종류의 광원으로 구현될 수 있다. 또한, 측정부(110)는 특정 파장의 빛을 조사하기 위한 필터 등의 추가적인 장치를 더 포함할 수도 있다.
300nm - 800nm 대역의 파장 중 원하는 파장을 갖는 광이 광원(111)을 통해 조사될 수 있는 바, 표적 물질과 방해 물질의 종류 및 농도 측정에 적용되는 방법에 따라 적절한 파장이 선택될 수 있다.
검출기(112)는 샘플을 투과한 광을 검출하고, 검출된 광을 그 강도에 대응되는 전기적 신호로 변환한다. 이를 위해, 검출기(112)는 포토다이오드와 같은 수광 소자를 포함할 수 있다. 그리고, 이 전기적 신호를 다시 흡광도, 투과도, 반사도 등과 같은 광학 특성값으로 변환하여 데이터 처리부(130)로 출력할 수 있다. 이를 위해, 검출기(112)는 마이크로프로세서와 같은 연산 장치를 더 포함할 수 있다. 또는, 검출기(112)에서는 전기적 신호를 출력하고, 데이터 처리부(130)가 이 전기적 신호를 흡광도와 같은 광학 특성값으로 변환한 이후에 측정 항목의 농도 측정을 위한 동작을 실행할 수도 있다.
제어부(120)는 검사 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 측정부(110)에서 조사되는 광의 파장을 제어하거나, 측정부(110)의 위치를 샘플이 수용된 챔버에 대응되는 위치로 제어하거나, 샘플의 검사를 위해 챔버의 회전과 같은 동작이 필요한 경우에는 이를 제어할 수도 있다.
또한, 데이터 처리부(130)가 검출기(112)로부터 출력된 값을 이용하여 측정 항목의 농도를 측정하거나, 특정 질병에 대한 진단을 수행하는 경우에는 그 결과가 사용자에게 제공될 수 있도록 제어할 수도 있다.
데이터 처리부(130)와 제어부(120)는 전술한 동작 및 후술할 동작에 관한 프로그램이 저장된 메모리 및 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 메모리와 프로세서가 데이터 처리부(130)와 제어부(120)에 각각 할당되는 것도 가능하고, 데이터 처리부(130)와 제어부(120)가 메모리와 프로세서를 공유하는 것도 가능하다.
이하, 샘플이 수용되는 미세유동장치와 검사 장치(100)의 외관도를 참고하여 검사 장치(100)의 구체적인 동작을 설명하도록 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 미세유동장치의 일 예시에 관한 외관도이고, 도 4는 도 3에 도시된 미세유동장치의 플랫폼의 구조를 나타낸 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세유동장치(300)는 하우징(310)과, 샘플에 대한 광학적 측정이 이루어지는 플랫폼(320)을 포함하는 카트리지 타입으로 구현될 수 있다.
하우징(310)은 플랫폼(320)을 지지하는 것과 동시에 사용자가 미세유동장치(300)를 잡을 수 있도록 한다. 하우징(310)은 성형이 용이하고 화학적, 생물학적으로 비활성인 재질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴, 폴리다이메틸실록산(PDMS) 등의 폴리 실록산, 폴리카보네이트(PC), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸열(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등의 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올, 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴 뷰타디엔 스티렌(ABS), 사이클로 올레핀 공중합체(COC) 등의 플라스틱 소재, 유리, 운모, 실리카, 반도체 웨이퍼 등의 다양한 재료가 하우징(310)의 재료로 사용될 수 있다. 다만, 하우징(310)의 재료가 이에 한정되는 것은 아니다.
플랫폼(320)은 하우징(310)의 하부에 접합되거나 하우징(310)에 형성된 소정의 홈에 끼워지는 방식으로 하우징(310)과 결합될 수 있다.
플랫폼(320)에는 샘플이 주입되는 샘플 주입구(inlet hole,321)가 형성된다. 미세유동장치(300)에 공급되는 샘플은, 혈액, 조직액, 림프액, 소변, 타액 및 골수액을 포함하는 체액　등의 생체 샘플일 수 있고, 농도 측정 대상이 되는 표적 물질은 상기 샘플에 존재하는 전해질 이온 또는 효소일 수 있다.
사용자는 검사 대상인 샘플을 파이펫(pipet)이나 스포이드 등의 도구를 이용하여 샘플 주입구(321)에 떨어뜨릴 수 있다.
샘플 주입구(321)에 주입된 샘플은 플랫폼(320)의 내부로 유입되는바, 도면에 도시되지는 않았으나 샘플 주입구(321)에는 필터가 배치되어 유입되는 샘플을 필터링할 수 있다. 　필터는 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리술폰(PS), 폴리아릴술폰(PASF) 등의 다공성 고분자 멤브레인일 수 있다. 예를 들어, 혈액 샘플을 공급하는 경우, 혈액이 필터를 통과하면서 혈구는 걸러지고 혈장 또는 혈청만 플랫폼(320)의 내부로 유입될 수 있다.
도 4를 참조하면, 플랫폼(320)은 세 개의 판(320a,320b,320c)이 접합된 구조로 형성될 수 있다. 세 개의 판은 상판(320a), 하판(320b) 및 중간판(320c)으로 나뉠 수 있으며, 상판(320a)과 하판(320b)은 차광잉크를 인쇄하여 챔버(200)로 이동 중인 샘플을 외부의 빛으로부터 보호할 수 있다.
상판(3120a)과 하판(320b)은 필름 형태로 형성될 수 있고, 상판(320a)과 하판(320b)을 형성하는데 사용되는 필름은 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등의 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리염화비닐(PVC) 필름, 폴리비닐 알코올(PVA) 필름, 폴리스틸렌(PS) 필름 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 중에서 선택된 하나일 수 있다.
플랫폼(320)의 중간판(320c)은 셀룰로오즈 등의 다공질 시트로 형성되어 그 자체로서 벤트(vent)의 역할을 할 수 있으며, 다공질 시트를 소수성을 갖는 물질로 만들거나 다공질 시트에 소수성 처리를 하여 샘플의 이동에는 영향을 주지 않도록 할 수 있다.
플랫폼(320)에는 샘플 주입구(321), 유입된 샘플이 이동하는 채널(322) 및 복수의 챔버(200)가 형성된다. 플랫폼(320)이 3중층 구조로 형성되는 경우, 상판(320a)에는 샘플 주입구(321)를 이루는 상판 홀(321a)이 형성되고 챔버(200)에 대응되는 부분(325a)은 투명하게 처리될 수 있다.
또한, 하판(320b) 역시 챔버(200)에 대응되는 부분(325b)이 투명하게 처리될 수 있는바, 챔버(200)에 대응되는 부분(325a,325b)을 투명하게 처리하는 것은 챔버(200)에 수용된 샘플의 광학적 특성 또는 챔버(200) 내에서 일어나는 반응에 의한 광학적 특성을 측정하기 위한 것이다.
중간판(320c)에도 샘플 주입구(321)를 이루는 중간판 홀(321c)이 형성되며, 상판(320a), 중간판(320c) 및 하판(320b)이 접합되면 상판 홀(321a)과 중간판 홀(321c)이 겹쳐지면서 플랫폼(320)의 샘플 주입구(321)를 형성하게 된다.
중간판(320c)의 영역 중에서 중간판 홀(321c)의 반대측 영역에 챔버(200)가 형성되는바, 중간판(320c)의 영역 중 챔버(200)에 대응되는 영역을 원형, 사각형 등의 일정 형상으로 제거하고 상판(320a), 중간판(320b) 및 하판(320c)을 접합함으로써 챔버(200)를 형성할 수 있다.
또한, 중간판(320c)에　1μm 부터 500μm의 폭을 갖는 채널(322)이 형성되어, 샘플 주입구(321)를 통해 유입된 샘플이 채널(322)의　모세관력에 의해 챔버(200)까지 이동하도록 할 수 있다.　다만, 상기 채널(322)의 폭은 미세유동장치(300)에 적용될 수 있는 일 예시에 불과하며, 개시된 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 챔버(200)는 해당 챔버의 용도에 따라 시약이 수용될 수도 있고, 비어있을 수도 있다. 예를 들어, 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는데 사용되는 챔버는 비어있을 수 있고, 표적 물질의 검출에 사용되는 챔버는 해당 표적 물질의 검출에 사용되는 시약이 미리 수용될 수 있다. 또는, 표적 물질의 농도 측정이 시약을 이용하지 않는 광학적인 측정만으로 이루어지는 경우에는 표적 물질의 검출에 사용되는 챔버에도 시약이 수용되지 않을 수 있다.
시약을 미리 수용하는 일 예로서, 액상으로 존재하는 각각의 시약을 상판(320a)의 챔버에 대응되는 부분(325a) 또는 하판(320b)의 챔버에 대응되는 부분(325b)에 도포하고 건조시킨 후에 상판(320a), 하판(320b) 및 중간판(320c)을 접합함으로써 건조 시약의 형태로 수용할 수 있다. 다만, 미세유동장치(300)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 액상 형태 또는 비드(bead) 형태로 시약이 수용되는 것도 가능하다.
미세유동장치(300)의 샘플 주입구(321)에 샘플을 주입하면, 샘플은 채널(322)을 따라 챔버(200)로 이동한다. 샘플이 챔버(200)로 이동하면, 검사 장치(100)는 챔버(200)마다 적절한 파장의 광을 조사하고, 챔버(200)를 투과하거나 챔버(200)에 반사되는 광을 검출하여 표적 물질 또는 방해 물질의 농도를 측정할 수 있다. 이하, 카트리지 타입의 미세유동장치에 수용된 샘플을 검사하는 검사 장치의 동작을 설명한다.
도 5는 카트리지 타입의 미세유동장치에 수용된 샘플을 검사할 수 있는 검사 장치이다.
도 5를 참조하면, 검사 장치(100)의 외관을 구성하는 본체(102)에는 장착부(104)가 형성되는바, 장착부(104)는 샘플이 수용된 미세유동장치(300)가 장착되는 공간이다. 장착부(104)의 도어(103)를 상측으로 슬라이딩하여 개방하면 미세유동장치(300)를 검사 장치(100)에 장착할 수 있는바, 구체적인 예로서 미세유동장치(300)의 플랫폼(320)이 장착부(104)에 마련된 소정의 삽입홈(105)에 삽입될 수 있다.
미세유동장치(300)의 장착이 완료되면, 도어(103)를 폐쇄하고 검사를 시작한다. 플랫폼(320)이 삽입된 본체(102) 내부에서는 광학 특성값이 측정되고, 데이터 처리부(130)에서 산출한 측정 항목의 농도 또는 진단 결과가 디스플레이부(101)에 표시될 수 있다.
도 6은 디스크 타입의 미세유동장치에 수용된 샘플을 검사할 수 있는 검사 장치이고, 도 7은 도 6의 검사 장치에 장착될 수 있는 디스크 타입의 미세유동장치이다.
도 6을 참조하면, 다른 예시에 따른 검사 장치(100)는 디스크 타입의 미세유동장치(300)에 수용된 샘플을 검사할 수 있다. 미세유동장치(300)에 샘플을 주입한 후, 검사장치(100)의 트레이(106)에 미세유동장치(300)를 안착시키면, 안착된 미세유동장치(300)는 트레이(106)와 함께 검사장치(100)의 본체(102) 내부로 삽입된다.
미세유동장치(300)가 삽입되면, 검사장치(100)는 정해진 시퀀스에 따라 미세유동장치(300)를 회전시키고, 미세유동장치(300)에 주입된 샘플은 원심력에 의해 챔버(200)로 이동한다.
플랫폼(320)이 삽입된 본체(102) 내부에서는 샘플의 광학 특성값이 측정되고, 데이터 처리부(130)에서 산출한 측정 항목의 농도 또는 진단 결과가 디스플레이부(101)에 표시될 수 있다.
도 7을 참조하면, 디스크 타입의 미세유동장치(300)는 플랫폼(320)과 플랫폼(320)에 형성된 미세유동구조물들로 이루어질 수 있다.
미세유동구조물은 샘플이나 시약을 수용하는 복수의 챔버와 이들 챔버를 연결하는 채널을 포함한다. 미세유동구조물은 플랫폼(320)의 내부에 형성되나, 당해 예시에서는 플랫폼(320)이 투명한 재료로 형성되는 것으로 하여 미세유동장치(300)를 위에서 내려다보면 그 내부에 형성된 미세유동구조물들을 볼 수 있는 것으로 한다.
플랫폼(320)은 성형이 용이하고 그 표면이 생물학적으로 비활성인 물질로 이루어질 수 있는바, 아크릴(PMMA), 폴리다이메틸실록산(PDMS), 폴리카보네이트(PC), 폴리플로필렌(PP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌(PE) 등의 플라스틱 소재, 유리, 운모, 실리카, 실리콘 웨이퍼 등의 다양한 물질로 만들어질 수 있다.
다만, 개시된 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 화학적, 생물학적 안정성 및 기계적 가공성을 가지는 소재이면 어느 것이든 플랫폼(320)의 재료가 될 수 있고, 미세유동장치(300) 내의 검사 결과를 광학적으로 분석하기 위해 플랫폼(320)이 광학적 투명성을 더 갖는 것으로 할 수 있다.
디스크 타입의 미세유동장치(300)는 회전에 의한 원심력을 이용하여 미세유동구조물 내의 물질을 이동시킬 수 있다. 도 6의 예시에서는 원판 형상의 디스크형 플랫폼(320)을 도시하였으나, 개시된 발명의 실시예에 적용되는 플랫폼(320)은 온전한 원판 형상뿐만 아니라 부채꼴 등의 형상일 수도 있고, 회전할 수만 있으면 다각형의 형상도 가능하다.
플랫폼(320)에는 샘플 주입구(321), 샘플 주입구(321)를 통해 주입된 샘플을 수용하였다가 다른 챔버(200)로 공급하는 샘플 공급 챔버(323), 주입된 샘플이 챔버(200)까지 이동할 수 있도록 챔버(200)와 샘플 공급 챔버(323)를 연결하는 채널(322)이 형성될 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았으나 혈액을 샘플로 하는 경우에는 필요에 따라 미세유동장치(300)에 혈액의 원심분리를 위한 미세유동구조물이 더 마련되는 것도 가능하고, 챔버(200)로 정량의 샘플을 이동시키기 위한 미터링 챔버, 버퍼액이 수용된 버퍼 챔버 등이 더 마련되는 것도 가능하다.
플랫폼(320)은 복수 층의 판으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(320)이 상판과 하판의 두 개의 판으로 이루어지는 경우, 상판과 하판이 맞닿는 면에 챔버나 채널 등의 미세유동 구조물에 해당하는 음각 구조물을 형성하고, 상기 두 판을 접합함으로써 플랫폼(320) 내부에 유체를 수용할 수 있는 공간과 유체가 이동할 수 있는 통로를 제공할 수 있다. 판과 판의 접합은 접착제 또는 양면 접착 테이프를 이용한 접착이나 초음파 융착, 레이저 용접 등 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
상술한 검사 장치(100) 및 이에 장착되는 미세유동장치(300)는 개시된 발명의 실시예에 적용될 수 있는 예시들에 불과하며, 개시된 발명의 실시예가 상술한 예시들에 한정되는 것은 아니다. 검사 장치(100)는 카트리지 타입이나 디스크 타입의 미세유동장치(300) 뿐만 아니라 샘플이 수용된 큐벳(cuvette)이 장착되는 것도 가능하다. 이 경우, 챔버(200)를 큐벳 타입으로 구현하여 검사 장치(100)에 장착할 수 있으며, 챔버(200)가 장착된 이후에 광학 특성값을 측정하고 샘플에 포함된 총 빌리루빈의 농도를 측정하는 일련의 동작은 전술한 예시에서와 같다.
도 8은 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법을 수행하기 위한 챔버 배열이 도시된 도면이고, 도 9는 상기 도 1의 샘플 검사 방법이 구체화된 순서도이다. 도 8의 예시에서는 카트리지 타입의 미세유동장치(300)를 사용하는 것으로 한다.
전술한 바와 같이, 검사 장치(100)는 미세유동장치(300)에 형성된 챔버(200)에 광을 조사하고 검출함으로써 표적 물질 또는 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정할 수 있다. 시약을 사용하지 않고 표적 물질의 농도를 측정하는 경우에는 표적 물질에 대한 광학 특성값과 방해 물질에 대한 광학 특성값을 동일한 챔버에서 측정하는 것도 가능하다. 그러나, 표적 물질의 농도 측정을 위해 시약을 사용하고, 해당 시약이 방해 물질의 광학 특성값을 측정하는데 영향을 주는 경우에는 표적 물질의 광학 특성값과 방해 물질의 광학 특성값을 별도의 챔버에서 측정할 수 있다.
이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 챔버(200) 중 하나(200a)는 표적물질 검출챔버로 사용하고, 다른 하나(200b)는 방해 물질의 광학 특성값을 측정하기 위한 블랭크(blank) 챔버로 사용할 수 있다. 샘플 주입구(321)를 통해 주입된 샘플은 채널(322)을 통해 표적물질 검출챔버(200a)와 블랭크 챔버(200b)로 모두 이동하는바, 표적물질 검출챔버(200a)와 블랭크 챔버(200b)에 각각 광을 조사하고 검출하여 표적 물질에 대한 광학 특성값과 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정할 수 있다.
도 9의 단계 11부터 단계 17은 상기 도 1의 샘플 검사 방법에서 표적 물질의 광학 특성값을 측정하는 과정을 나타내고, 단계 21부터 단계 27은 상기 도 1의 샘플 검사 방법에서 방해 물질의 광학 특성값을 측정하는 과정을 나타낸다.
먼저, 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 과정을 설명한다. 당해 예시에서는 광학 특성값으로 흡광도를 측정하는 것으로 한다.
광원(111)이 표적물질 검출챔버(200a)에 주파장의 광을 조사한다(11). 표적물질 검출챔버(200a)에는 표적 물질을 검출하기 위한 시약과 샘플이 수용되어 있을 수 있고, 이 경우 시약과 샘플의 반응에 의한 광학 특성값을 측정하게 된다. 또는, 시약이 수용되지 않고 샘플에 포함된 표적 물질 자체의 광학적 특성을 측정하는 것도 가능하다. 주파장(main wavelength)은 검출하고자 하는 물질에 특이적인 파장으로서, 해당 물질의 흡수도가 가장 높은 파장이거나, 해당 물질과 시약의 반응에 의해 생성되는 물질의 흡수도가 가장 높은 파장이거나, 또는 해당 물질에 의해 촉진되는 반응의 반응 생성물의 흡수도가 가장 높은 파장일 수 있다.
검출기(112)가 표적물질 검출챔버(200a)를 투과한 광을 검출한다(12).
검출기(112)로부터 출력되는 전기적 신호에 기초하여 표적 물질에 대한 주파장 흡광도를 획득한다(13).
그리고, 광원(111)은 표적물질 검출챔버(200a)에 부파장의 광을 조사한다(14). 부파장(sub-wavelength)은 주파장 흡광도를 보정하기 위해 사용되는 파장이다.
검출기(112)가 표적물질 검출챔버(200a)를 투과한 광을 검출한다(15).
검출기(112)로부터 출력되는 전기적 신호에 기초하여 표적 물질에 대한 부파장 흡광도를 획득한다(16).
획득된 부파장 흡광도를 이용하여 주파장 흡광도를 보정한다(17). 예를 들어, 주파장 흡광도로부터 부파장 흡광도를 감산함으로써 주파장 흡광도를 보정할 수 있다.
방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하기 위해, 광원(111)이 블랭크 챔버(200b)에 주파장의 광을 조사한다(21). 블랭크 챔버(200b)에는 시약이 수용되지 않은 상태이다.
검출기(112)가 블랭크 챔버(200b)를 투과한 광을 검출한다(22).
검출기(112)로부터 출력되는 전기적 신호에 기초하여 방해 물질에 대한 주파장 흡광도를 획득한다(23).
그리고, 광원(111)은 블랭크 챔버(200b)에 부파장의 광을 조사한다(24).
검출기(112)가 블랭크 챔버(200b)를 투과한 광을 검출한다(25).
검출기(112)로부터 출력되는 전기적 신호에 기초하여 방해 물질에 대한 부파장 흡광도를 획득한다(26).
획득된 부파장 흡광도를 이용하여 주파장 흡광도를 보정한다(27). 예를 들어, 주파장 흡광도로부터 부파장 흡광도를 감산함으로써 주파장 흡광도를 보정할 수 있다.
그리고, 표적 물질에 대한 흡광도를 보정하기 위해(30), 방해 물질에 대한 흡광도에 변동 계수를 적용하여 표적 물질에 대한 흡광도로부터 감산할 수 있다.
표적 물질에 대한 보정된 흡광도에 기초하여 표적 물질의 농도를 추정한다(40). 방해 물질의 간섭 현상이 제거된 보정된 흡광도를 이용하였기 때문에, 더 정확한 농도를 추정할 수 있다.
한편, 검사 장치(100)가 전술한 샘플 검사 방법에 따라 검사를 수행함에 있어서, 주파장 흡광도를 보정하고(17, 27, 30), 표적 물질의 농도를 추정(40)하는 것은 데이터 처리부(130)에서 이루어질 수 있다.
이하, 표적 물질의 구체적인 예시에 따라 샘플 검사 방법의 구체적인 과정과 이를 수행하는 검사 장치의 구체적인 동작을 설명하도록 한다.
전술한 바와 같이, 혈액 샘플의 GGT의 농도를 측정함에 있어서 혈액, 특히 용혈에 존재하는 다른 물질들이 방해 물질로 작용할 수 있다. GGT의 농도를 측정하는 방법의 일 예로, 아래 [화학 반응식 1]에 나타난 바와 같이 합성기질의 가수 분해 반응을 이용할 수 있다.
[화학 반응식 1]
L-γ-glutamyl-3-carboxyl-4-nitroanilide + Glycylglycine
GGT
------> L- γ-glutamyl glycylglycine + 5-amino-2-nitro-benzoic acid
여기서, L-γ-glutamyl-3-carboxyl-4-nitroanilide는 합성 기질이고, 이 합성기질은 활성화된 GGT에 의해 L- γ-glutamyl glycylglycine 및 5-amino-2-nitro-benzoic acid로 가수 분해된다. Glycylglycine는 GGT의 가수 분해를 돕는 물질이다. 분해 유도체인 5-amino-2-nitro-benzoic acid의 발색을 광학적으로 측정함으로써, 합성 기질이 GGT에 의해 가수 분해되어 전이되는 반응 속도를 측정할 수 있고, 이 반응 속도로부터 GGT의 농도를 추정할 수 있다.
그러나, 샘플에 포함된 다른 방해 물질, 예를 들어, 헤모글로빈이나 빌리루빈과 같은 물질의 간섭 현상에 의해 분해 유도체의 양이 비정상적으로 높은 값을 나타낼 수 있고, 이에 따라 측정된 GGT 농도의 정확도와 상관성이 저해될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법 및 검사 장치는, GGT에 대한 광학 특성값으로부터 방해 물질들에 의한 간섭 현상을 보정한다.
상기 도 8을 다시 참조하면, 표적물질 검출챔버(200a)에는 GGT를 검출하기 위한 시약이 수용되고, 블랭크 챔버(200b)에는 시약이 수용되지 않는다. 여기서, 블랭크 챔버(200b)에 시약이 수용되지 않는다는 것은 방해 물질을 검출하기 위한 별도의 시약이 수용되지 않는다는 것을 의미한다.
GGT를 검출하기 위한 시약에는 합성 기질인 L- γ-glutamyl glycylglycine 와 그의 가수 분해 반응을 돕는 Glycylglycine가 포함될 수 있고, 필요에 따라 안정제, 버퍼(buffers), 계면활성제(surfactants), 방부제(preservatives), 박리 방지제, 부형제(excipients) 등의 물질들이 더 포함될 수도 있다.
상기 [화학 반응식 1]의 반응을 이용하여 GGT의 농도를 측정하기 위해 사용되는 주파장 및 부파장과 블랭크 챔버(200b)에 조사되어 방해 물질의 영향도를 측정하기 위해 사용되는 주파장 및 부파장은 300nm~900nm의 범위에서 선택될 수 있다.
각각의 주파장과 부파장은 표적 물질과 방해 물질의 종류를 고려하여 실험, 이론, 통계 또는 시뮬레이션을 통해 결정될 수 있다. 구체적인 예로서, 표적물질 검출챔버(200a)에 조사되는 광의 주파장과 블랭크 챔버(200b)에 조사되는 광의 주파장은 모두 405nm로 선택될 수 있다. 표적물질 검출챔버(200a)에 조사되는 광의 부파장은 450nm 로 선택되고, 블랭크 챔버(200b)에 조사되는 광의 부파장을 810nm로 선택될 수 있다.
GGT에 대한 주파장 흡광도를 보정(17)하기 위해, 표적물질 검출챔버(200a)에 405nm 의 광을 조사하여 획득한 흡광도로부터 450nm의 광을 조사하여 획득한 흡광도를 감산할 수 있다.
또한, 방해 물질에 대한 주파장 흡광도를 보정(27)하기 위해, 블랭크 챔버(200b)에 405nm 의 광을 조사하여 획득한 흡광도로부터 810nm 의 광을 조사하여 획득한 흡광도를 감산할 수 있다.
한편, 부파장 흡광도에 의한 주파장 흡광도의 보정은 생략되는 것도 가능하다. 즉, 표적물질 검출챔버(200a) 및 블랭크 챔버(200b)에 부파장의 광을 조사하고 각각의 챔버를 투과한 광을 검출한 후, 주파장 흡광도로부터 부파장 흡광도를 감산하는 과정은 생략되는 것도 가능하다.
그리고, 표적 물질에 대한 흡광도를 보정(30)하기 위해 아래 [수학식 1]을 이용할 수 있다.
[수학식 1]
ODEFF = ODtgt -F × ODint
여기서, ODEFF 는 유효 흡광도로서, 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적물질의 흡광도를 나타낸다. ODtgt 는 표적 물질에 대해 측정된 흡광도 즉, GGT에 대해 측정된 흡광도로서 도 9의 단계 17에서 보정된 주파장 흡광도를 나타내고, ODint 는 방해 물질에 대한 흡광도로서 단계 27에서 보정된 주파장 흡광도를 나타낸다. 다만, 부파장에 의한 주파장 흡광도의 보정이 생략된 경우에는 ODtgt 는 표적 물질에 대한 주파장 흡광도가 되고, ODint 는 방해 물질에 대한 주파장 흡광도가 될 수 있음은 물론이다.
F는 방해 물질의 영향도, 즉 방해 물질의 간섭 현상이 표적 물질의 농도 측정에 영향을 미치는 정도를 나타내는 변동 계수로서, 실험, 이론, 통계 또는 시뮬레이션을 통해 결정될 수 있다. 실험을 통해 획득된 변동 계수의 일 예로서, 1/70~1/50을 적용할 수 있다.
또한, 상기 [수학식 1]에서는 방해 물질에 대한 흡광도에 변동 계수를 적용한 값을, 표적 물질에 대해 측정된 흡광도로부터 제거하였으나, 방해 물질이 표적 물질의 흡광도에 미치는 영향에 따라 방해 물질에 대한 흡광도에 변동 계수를 적용한 값을, 표적 물질에 대해 측정된 흡광도에 합산하는 것도 가능하다.
그리고, 간섭 현상이 보정된 흡광도를 이용하여 표적 물질의 농도를 추정한다(40). GGT의 농도를 추정하기 위해, 키네틱 방법을 적용할 수 있다.
도 10은 방해 물질의 간섭 현상을 보정하지 않고 GGT에 대한 흡광도를 측정한 결과에 대한 상관성을 나타내는 그래프이고, 도 11은 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법 및 검사 장치에 따라 방해 물질의 간섭 현상을 보정하여 GGT에 대한 농도를 측정한 결과에 대한 상관성을 나타낸 그래프이다. 두 그래프 모두 50U/L 이하의 저농도(GGT의 농도) 구간에서 측정된 결과이다.
상관성(correlation)은 표준이 되는 장치와 성능 평가 대상이 되는 장치 간 검사 결과의 상관성을 나타내는 지표로서, 정확도(accuracy)를 상관성을 통해 간접적으로 평가할 수 있다. 상관성은 상관 계수(R)로 나타낼 수 있고, 상관 계수(R)의 절대값이 1에 가까울수록 정확도가 높은 것으로 볼 수 있다.
도 10의 그래프의 y축은 방해 물질의 간섭 현상을 보정하지 않은 흡광도이고, x축은 표준 장치에서 측정한 GGT의 농도이다. 도 10을 참조하면, 방해 물질의 간섭 현상을 보정하지 않은 경우에 상관 계수 R은 0.82로 계산되었다.
도 11의 그래프의 y축은 방해 물질의 간섭 현상을 보정한 흡광도이고, x축은 표준 장치에서 측정한 GGT의 농도이다. 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 검사 방법 및 검사 장치(100)에 따라 방해 물질의 간섭 현상을 보정한 경우에는 상관 계수 R이 0.98로 계산되어, 방해 물질의 간섭 현상을 보정하지 않은 경우보다 상관성이 개선되었음을 확인할 수 있다.
도 12는 방해 물질의 간섭 현상을 보정하지 않고 GGT에 대한 흡광도를 측정한 결과에 대한 긍정 오류를 나타내는 그래프이고, 도 13은 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법 및 검사 장치에 따라 방해 물질의 간섭 현상을 보정하여 긍정 오류가 개선된 효과를 나타낸 그래프이다.
방해 물질의 간섭 현상을 보정하지 않고 GGT에 대한 흡광도를 측정한 결과, 도 12에 도시된 바와 같이, 마이너스 농도 영역에 대한 흡광도 값이 양의 값으로 측정되는 긍정 오류(false positive)가 나타나는 것을 확인할 수 있다.
그러나, 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법 및 검사 장치(100)에 따라 방해 물질의 간섭 현상을 보정하여 GGT에 대한 흡광도를 측정한 결과, 도 13에 도시된 바와 같이, 마이너스 농도 영역에 대한 흡광도 값이 음의 값으로 측정되어 긍정 오류가 제거되었음을 확인할 수 있다.
지금까지 전술한 실시예에서는 표적 물질을 GGT로 하고, 방해 물질을 혈액 샘플, 구체적인 예로 용혈 샘플에 포함된 헤모글로빈, 빌리루빈 등으로 하였으나, 검사 방법이나 검사 장치의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 생체 샘플에 포함된 물질 중 GGT 외에 다른 물질이 표적 물질이 될 수도 있고, 헤모글로빈이나 빌리루빈 외에 다른 물질이 방해 물질이 될 수도 있다. 표적 물질과 방해 물질의 종류에 따라 적절한 주파장 및 부파장을 선택하기만 하면 다른 물질들에 대해서도 일 실시예에 따른 검사 방법 및 검사 장치가 적용될 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이, 혈액에 존재하는 빌리루빈은 측정 항목이 될 수도 있고,다른 물질의 측정에 영향을 주는 방해 물질로 작용할 수도 있다. 이러한 빌리루빈의 간섭 현상을 제거하기 위해, 샘플에 존재하는 빌리루빈의 농도 또는 빌리루빈의 광학 특성값을 정확하게 측정하는 것이 필요하다. 이하, 혈액 샘플에 존재하는 빌리루빈의 농도와 광학 특성값을 측정하는 방법에 관하여 먼저 설명하고 빌리루빈의 간섭 현상을 보정하는 방법에 대해 설명한다.
도 14는 일 실시예에 따른 검사 방법에 있어서, 빌리루빈의 농도를 측정하는 예시에 관한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 먼저 400nm 대역, 500nm 대역, 600nm 대역의 파장을 갖는 광 각각에 대한 샘플의 광학 특성값 측정한다(51).
샘플은 빌리루빈을 포함하는 것으로 가정될 수 있고, 광학 특성값은 샘플이 챔버에 수용된 상태에서 측정될 수 있다. 측정되는 광학 특성값으로는, 흡광도, 반사도, 투과도 등 다양한 값들이 사용될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여 이하 상술할 실시예에서는 흡광도를 측정하는 것으로 하여 설명하도록 한다.
측정된 광학 특성값으로부터 최종 광학 특성값을 산출한다(52).
최종 광학 특성값은 아래 [수학식 2]에 의해 산출될 수 있다.
[수학식 2]
ODF = OD400 - OD500 - OD600
상기 [수학식 1]에서 ODF는 최종 흡광도를 나타내고, OD400는 400nm 대역의 파장에 대한 흡광도를 나타내며, OD500는 500nm 대역의 파장에 대한 흡광도를 나타내고, OD600는 600nm 대역의 파장에 대한 흡광도를 나타낸다.
빌리루빈은 주로 400nm 대역의 빛을 흡수하지만, 500nm 대역 및 600nm 대역의 파장에서도 광학 특성값을 측정하고, 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값과 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 제거하면, 빌리루빈의 농도를 더 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 산출된 농도의 정확성을 더 향상시키기 위하여 부파장을 이용한 보정을 수행하는 것도 가능하다. 이를 위해, 부파장인 800nm 대역, 구체적인 예로서 810nm의 파장에서도 광학 특성값을 측정할 수 있다. 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값, 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값 및 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 제거한 후에, 상기 [수학식 2]에 따른 연산을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 [수학식 2]는 아래 [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
ODF = (OD400 - OD800)- (OD500 - OD800)- (OD600- OD800)
그리고, 산출된 최종 광학 특성값을 이용하여 샘플에 포함된 총 빌리루빈의 농도를 산출한다(53).
광학 특성값을 이용하여 빌리루빈의 농도를 산출하기 위해, 광학 특성값과 측정 대상 물질의 농도 사이의 관계를 나타내는 캘리브레이션 곡선을 미리 저장하고, 광학 특성값을 캘리브레이션 곡선에 적용하여 측정 대상 물질의 농도를 산출할 수 있다. 따라서, 당해 단계에서도 빌리루빈에 대해 미리 저장된 캘리브레이션 곡선에 최종 흡광도값을 대입하여 총 빌리루빈의 농도를 산출할 수 있다.
물질의 농도를 측정하기 위해 시약이 사용될 경우에는 같은 종류의 시약이라도 제조될 때마다 조금씩 특성이 달라지게 되고, 이에 따라 캘리브레이션 곡선의 계수(coefficient)도 달라질 수 있다. 그러나, 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법에 의하면, 빌리루빈의 농도를 측정하기 위한 시약을 사용하지 않기 때문에 동일한 캘리브레이션 계수를 계속해서 적용할 수 있다.
도 15 및 도 16은 일 실시예에 따른 검사 장치가 챔버에 수용된 샘플의 광학 특성값을 측정하는 동작을 나타낸 도면이다.
미세유동장치(300)가 검사 장치(100)에 장착된 후 샘플(S)이 채널(322)을 통해 챔버(200)로 이동하거나, 샘플(S)이 수용된 큐벳 타입의 챔버(200)가 검사 장치(100)에 장착되면, 샘플에 포함된 빌리루빈의 농도를 측정하기 위해 광원(111)이 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역의 파장을 갖는 빛을 챔버(200)에 조사한다.
광원(111)과 검출기(112)의 초기 위치가 챔버(200)에 대응되는 위치가 아닌 경우에는, 도 15에 도시된 바와 같이 제어부(120)가 광원(111)과 검출기(112)의 위치를 챔버(200)에 대응되는 위치로 이동시킬 수 있다.
광원(111)은 복수의 광원 요소(element)들로 구성되어 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역의 파장을 갖는 광을 동시에 조사하는 것이 가능하다.
또는, 도 16에 도시된 바와 같이 광원(111)이 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역의 파장을 갖는 광을 시간차를 두어 조사하는 것도 가능하다.
검출기(112)는 챔버(200)를 투과한 광을 검출하고 검출된 광의 강도에 대응되는 흡광도로 변환하여 데이터 처리부(130)로 출력한다. 또는, 검출기(112)로부터 출력되는 전기적 신호를 데이터 처리부(130)가 흡광도로 변환하는 것도 가능하다. 그리고, 데이터 처리부(130)는 상기 [수학식 2]에 따라 각 파장에서의 흡광도를 이용하여 최종 흡광도를 산출하고, 산출된 흡광도를 미리 저장된 캘리브레이션 곡선에 대입하여 총 빌리루빈의 농도를 산출할 수 있다.
디스플레이부(101)는 산출된 농도를 표시할 수 있으며, 흡광도를 측정하고 산출된 농도를 표시하는 일련의 동작들은 제어부(120)에 의해 제어될 수 있다.
이하, 데이터 처리부(130)가 측정된 광학 특성값을 이용하여 총 빌리루빈의 농도를 산출하는 동작을 구체적인 예를 들어 설명한다.
예를 들어, 측정부(110)가 450nm의 파장을 갖는 빛, 535nm의 파장을 갖는 빛 및 630nm의 파장을 갖는 빛에 대해 각각 흡광도를 측정하였고, 그 값이 아래 [표 1]에 도시된 바와 같다고 가정한다.
at 450nm at 535nm at 630nm
흡광도 0.103 0.072 0.062
데이터 처리부(130)는 상기 [수학식 2]에 측정된 흡광도를 대입하여 최종 흡광도(ODF)를 산출하는 바, 그 값은 ODF = 0.103-0.072-0.062 = 0.09 가 된다.
그리고, 최종 흡광도(ODF=0.09)를 캘리브레이션 곡선에 대입하는바, 일 예로, 캘리브레이션 곡선이 y = -2824.5x3 + 189.48x2 + 88.078x + 3.1558 의 식으로 표현된다면, 상기 식의 x에 최종 흡광도인 0.09를 대입하여 y 값을 산출하면 y=10.39가 된다. 따라서, 샘플에 포함된 총 빌리루빈의 농도는 10.39mg/dL 인 것으로 추정할 수 있고, 제어부(120)는 이 결과를 디스플레이부(101)에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 샘플 검사의 목적이 샘플에 포함된 총 빌리루빈의 농도를 측정하는 것이 아닌 경우도 있다. 예를 들어, 전해질 검사 항목 중 하나인 클로라이드(chloride)의 혈중 농도를 측정할 때 샘플에 포함된 빌리루빈은 방해 물질로 작용하여 클로라이드의 농도 측정 결과에 영향을 미칠 수 있다.
도 17은 클로라이드의 농도 측정 결과에 빌리루빈이 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
샘플에 포함된 클로라이드의 농도를 총 빌리루빈의 농도를 다르게 하여 각각 측정하였다. 그리고, 샘플에 포함된 클로라이드의 실제 농도와 측정된 농도 사이의 차이(Bias)를 샘플에 포함된 총 빌리루빈(T-Bil)의 농도 별로 나타낸 그래프가 도 10의 그래프이다.
도 17을 참조하면, 샘플에 포함된 총 빌리루빈의 농도가 증가할수록 클로라이드의 실제 농도와 측정된 농도 사이의 차이(Bias)가 커지는 경향을 보임을 알 수 있다. 따라서, 빌리루빈이 아닌 다른 물질이 측정 항목인 경우에 있어서는 그 결과에 미치는 빌리루빈의 영향을 효과적으로 제거하는 것이 필요하다. 이하, 빌리루빈 간섭 현상을 제거하는 샘플 검사 방법을 설명하도록 한다.
도 18은 일 실시예에 따른 검사 방법에 있어서, 빌리루빈의 간섭 현상을 제거하는 예시에 관한 순서도이다.
당해 예시에 따른 샘플 검사 방법에서는, 빌리루빈 간섭 현상을 제거하기 위해 샘플에 희석액을 첨가하거나 빌리루빈 측정을 위한 별도의 시약을 첨가하지 않고, 광학적 방식만을 채용하여 측정된 총 빌리루빈의 농도를 이용할 수 있다.
도 18을 참조하면, 먼저 400nm 대역, 500nm 대역, 600nm 대역의 파장을 갖는 빛 각각에 대한 샘플의 광학 특성값 측정하고(61), 측정된 광학 특성값으로부터 최종 광학 특성값을 산출한다(62). 그리고, 산출된 최종 광학 특성값을 캘리브레이션 곡선에 적용하여 샘플에 포함된 총 빌리루빈의 농도를 산출한다(63). 상기 과정에 대한 설명은 상기 도 14의 단계 51 내지 단계 53에 대해 설명한 바와 같으므로 여기서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
그리고, 상기 총 빌리루빈 농도의 산출과 동시에, 또는 무관하게, 또는 순차적으로 측정 항목의 농도를 산출할 수 있다. 이를 위해, 측정 항목의 광학 특성값을 측정하고(64), 측정된 광학 특성값을 이용하여 샘플에 포함된 측정 항목의 농도를 산출할 수 있다.(65).
측정 항목의 광학 특성값을 측정하는데 사용되는 광의 파장은 측정 항목의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 이 때, 측정 항목을 검출하기 위한 시약이 사용될 수도 있다. 측정된 광학 특성값을 이용하여 측정 항목의 농도를 산출함에 있어서는 측정 항목에 대해 미리 저장된 캘리브레이션 곡선을 사용할 수 있다.
그리고, 산출된 총 빌리루빈 농도에 변동 계수를 적용한 후 측정 항목의 농도에 합산하거나 감산한다(66). 여기서, 측정 항목의 농도는 상기 단계 65에서 산출된 농도이다. 이 과정은 아래 [수학식 4]에 의해 표현될 수 있다.
[수학식 4]
CEff = Ctgt ± F×CT _ Bil
CEff는 표적 물질의 유효 농도로서, 유효 농도는 빌리루빈 간섭 현상이 보정된 농도를 의미한다. Ctgt는 빌리루빈 간섭 현상이 제거되지 않은 표적 물질의 농도, 즉 측정된 농도를 나타내며, F는 변동계수(Fluctuation coefficient)이고, CT _ Bil는 상기 단계 63에서 산출된 총 빌리루빈의 농도이다.
변동 계수는 표적 물질에 대한 측정 결과, 즉 표적 물질의 농도에 빌리루빈이 영향을 미치는 정도를 나타내는 값으로서, 측정 방법, 표적 물질의 종류, 광 경로(light path)의 길이, 측정 시간 등에 따라서 달라질 수 있는바, 각각의 케이스 별로 적절한 변동 계수가 미리 설정될 수 있다. 이 때, 적절한 변동 계수는 실험, 통계, 이론 또는 시뮬레이션을 통해 설정될 수 있다.
한편, 표적 물질의 농도는 빌리루빈의 간섭 현상에 의해 실제보다 더 크게 측정될 수도 있고, 더 작게 측정될 수도 있다. 전자의 경우에는 변동 계수를 반영한 총 빌리루빈의 농도(F×CT _ Bil)를 표적 물질의 농도(Ctgt)에 합산하고, 후자의 경우에는 변동 계수를 반영한 총 빌리루빈의 농도(F×CT _ Bil)를 측정 항목의 측정된 농도(Ctgt)에서 감산함으로써 표적 물질의 유효 농도(CEff)를 산출할 수 있다.
한편, 상술한 예시에 따른 샘플 검사 방법은 농도에 기반하여 빌리루빈 간섭 현상을 제거하는 방법이다. 전술한 바와 같이, 광학 특성값에 기반하여 빌리루빈 간섭 현상을 제거하는 것도 가능한 바, 이하 구체적으로 설명한다.
도 19는 일 실시예에 따른 샘플 검사 방법에 있어서, 빌리루빈의 간섭 현상을 제거하는 다른 예시에 관한 순서도이다.
도 19를 참조하면, 먼저 400nm 대역, 500nm 대역, 600nm 대역의 파장을 갖는 광 각각에 대한 샘플의 광학 특성값을 측정하고(71), 측정된 광학 특성값으로부터 최종 광학 특성값을 산출한다(72). 상기 과정에 대한 설명은 상기 도 14의 단계 51과 단계 52에 대해 설명한 바와 같으므로 여기서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
그리고, 빌리루빈에 대한 샘플의 광학 특성값 측정(71)과 동시에, 또는 무관하게, 또는 순차적으로, 측정 항목에 대한 샘플의 광학 특성값을 측정한다(73). 여기서 사용되는 광의 파장은 측정 항목의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 측정되는 광학 특성값은 상기 단계 71에서 측정된 광학 특성값과 동종인 것으로 한다. 즉, 상기 단계 71에서 흡광도를 측정한 경우에는 단계 73에서도 흡광도를 측정한다.
최종 광학 특성값에 변동 계수 적용한 후 측정 항목에 대한 광학 특성값에 합산 또는 감산하여 측정 항목에 대한 유효 광학 특성값을 산출한다(74). 이 과정은 아래 [수학식 5]에 의해 표현될 수 있으며, 당해 예시에서는 광학 특성값으로 흡광도(OD)를 사용한다.
[수학식 5]
ODEff = ODtgt ± F×ODint
ODEff는 표적 물질에 대한 유효 흡광도로서, 유효 흡광도는 빌리루빈 간섭 현상이 제거된 흡광도를 의미한다. ODtgt는 표적 물질에 대해 측정된 흡광도로서 빌리루빈 간섭 현상이 제거되지 않은 흡광도를 나타내며 상기 단계 73에서 측정된 흡광도이다. F는 변동계수(Fluctuation coefficient)이고, ODint 는 방해 물질로 작용하는 빌리루빈의 최종 흡광도 즉, 상기 단계 72에서 산출된 최종 흡광도 ODF이다..
상기 [수학식 5]에서 사용되는 변동 계수 F는 상기 [수학식 4]에서 사용되는 변동 계수 F와 다른 값일 수 있다. 상기 도 18의 예시에서는 농도에 기반하여 빌리루빈 간섭 현상을 제거하였고, 당해 도 19의 예시에서는 광학 특성값에 기반하여 빌리루빈 간섭 현상을 제거한다. 두 예시 사이의 차이점은 빌리루빈 간섭에 따른 영향을 어느 단계에서 제거하는지에 있는바, 빌리루빈이 표적 물질의 농도에 미치는 영향의 정도와 표적 물질에 대해 측정된 광학 특성값에 미치는 영향의 정도는 다를 수 있기 때문에 두 예시에서의 변동 계수 역시 다를 수 있다.
또한, 표적 물질의 흡광도 역시 빌리루빈의 간섭 현상에 의해 실제보다 크게 측정될 수도 있고, 더 작게 측정될 수도 있다. 따라서, 이러한 관계를 고려하여 표적 물질의 측정된 흡광도(ODM)에 F×ODF를 합산할지 감산할지 여부를 결정할 수 있다.
그리고, 측정 항목에 대한 유효 광학 특성값을 이용하여 빌리루빈 간섭 현상이 제거된 측정 항목의 농도를 산출한다(75). 측정 항목인 표적 물질에 대해서도 캘리브레이션 곡선이 미리 저장될 수 있고, 저장된 캘리브레이션 곡선에 유효 흡광도를 대입하면 빌리루빈 간섭 현상이 제거된 표적 물질의 농도를 산출할 수 있다.
한편, 상기 도 18 및 도 19의 실시예에 따른 샘플 검사 방법을 실행하는 데에도 전술한 검사 장치(100)와 미세유동장치(300)가 사용될 수 있음은 물론이다. 상기 도 8을 다시 참조하면, 표적물질 검출챔버(200a)에는 표적 물질의 농도 측정을 위한 시약이 수용된다. 블랭크 챔버(200b)를 이용하여 빌리루빈의 광학 특성값을 측정할 수도 있고, 표적물질 검출챔버(200a)를 이용하여 표적물질에 대한 광학 특성값과 빌리루빈의 광학 특성값을 모두 측정하는 것도 가능하다. 이하 구체적으로 설명한다.
구체적으로, 표적 물질의 농도 측정을 위해 시약과 샘플의 반응을 이용할 수 있다. 시약이 빌리루빈에 영향을 주지 않는 경우에는 표적물질 검출챔버(200a)에 시약을 수용하고 동일한 챔버(200a)에서 표적 물질에 대한 광학적 특성값과 빌리루빈에 대한 광학적 특성값을 모두 측정할 수 있다.
도 20은 표적 물질에 대한 광학 특성값과 빌리루빈에 대한 광학 특성값을 서로 다른 챔버에서 측정하는 동작을 나타낸 도면이다.
그러나, 표적 물질의 농도 측정을 위한 시약이 빌리루빈에 영향을 주는 경우에는, 도 20에 도시된 바와 같이 표적 물질의 농도 측정을 위한 표적물질 검출챔버(200a)와 빌리루빈의 농도 측정을 위한 블랭크 챔버(200b)를 별도로 마련할 수 있다.
표적물질 검출챔버(200a)에는 표적 물질의 검출에 사용되는 시약(R)이 수용되고, 샘플(S)이 표적물질 검출챔버(200a)에 유입되면, 광원(111)이 표적 물질에 맞는 적절한 파장의 빛을 표적물질 검출챔버(200a)에 조사하고, 검출기(112)가 표적물질 검출챔버(200a)를 투과한 빛을 검출하여 검출된 광의 강도에 대응되는 광학 특성값(ODtgt)으로 변환한다.
블랭크 챔버(200b)에는 빌리루빈의 농도 측정을 위한 시약이 수용되지 않으나, 플라즈마(plasma)는 첨가될 수 있다. 블랭크 챔버(200b)에 샘플(S)이 유입되면, 광원(111)이 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역의 광을 블랭크 챔버(200b)에 조사하고, 검출기(112)가 블랭크 챔버(200b)를 투과한 광을 검출하여 검출된 광의 강도에 대응되는 광학 특성값(OD400,OD500,OD600)으로 변환한다. 또는, 부파장인 800nm 대역의 빛을 더 조사하고 검출하는 것도 가능하다.
한편, 표적 물질에 대한 광학 특성값과 빌리루빈에 대한 광학 특성값은 측정부(110)의 구조에 따라 동시에 측정될 수도 있고, 시간차를 두고 측정될 수도 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 검사 장치에 의해 450nm 대역에서 측정된 흡광도를 나타낸 그래프이고, 도 22는 일 실시예에 따른 검사 장치에 의해 535nm 대역에서 측정된 흡광도를 나타낸 그래프이며, 도 23은 일 실시예에 따른 검사 장치에 의해 630nm 대역에서 측정된 흡광도를 나타낸 그래프이다.
검사 장치(100)에 의하면, 시약을 사용하지 않고 광학적 측정만으로 빌리루빈의 농도를 측정할 수 있다. 시약과 반응하지 않은 샘플의 흡광도를 450nm 대역, 535nm 대역 및 630nm 대역에서 각각 측정한 결과, 도 21 내지 23에 도시된 바와 같이 측정된 흡광도는 시간에 따라 거의 변하지 않고 안정적인 값을 나타낸다.
따라서, 어느 시간대에 흡광도를 측정하더라도 거의 동일한 값을 얻을 수 있기 때문에 측정 시간에 제한을 받지 않는다.
도 24는 일 실시예에 따른 검사 장치에 의한 검사 결과의 상관성을 나타낸 그래프이다.
도 24의 그래프의 y축은 일 실시예에 따른 검사 장치(100)를 이용하여 산출한 총 빌리루빈의 농도(mg/dL)를 나타내고, x축은 표준 장치를 이용하여 산출한 총 빌리루빈의 농도(mg/dL)를 나타낸다.
도 24를 참조하면, 상관 계수(R)는 0.9967로 산출되었는바(R2=0.09934), 이 값은 1에 매우 근사하여 일 실시예에 따른 검사 장치(100)의 정확도가 매우 양호함을 알 수 있다.
도 25는 일 실시예에 따른 검사 장치와 표준 장치에서 각각 측정한 클로라이드의 농도와 총 빌리루빈의 농도를 나타낸 표이다.
빌리루빈과 클로라이드가 포함된 7 종류의 샘플(샘플 A - 샘플 G)을 표준 장치와 검사 장치(100)에서 각각 검사하였고, 그 결과를 도 25의 표에 나타내었다. 샘플 A에 대한 검사 결과, 도 25에 도시된 바와 같이, 표준 장치에서는 클로라이드의 농도가 89mg/dL로 측정되었고, 검사 장치(100)에서는 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도는 116mg/dL로 측정되었다. 여기서, 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도는 상기 [수학식 4]의 Ctgt에 해당한다.
그리고, 샘플 B에 대한 검사 결과, 표준 장치에서는 클로라이드의 농도가 92mg/dL로 측정되었고, 검사 장치(100)에서는 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도는 104mg/dL로 측정되었다.
그리고, 샘플 C에 대한 검사 결과, 표준 장치에서는 클로라이드의 농도가 98mg/dL로 측정되었고, 검사 장치(100)에서는 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도는 110mg/dL로 측정되었다.
그리고, 샘플 D에 대한 검사 결과, 표준 장치에서는 클로라이드의 농도가 106mg/dL로 측정되었고, 검사 장치(100)에서는 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도는 112mg/dL로 측정되었다.
그리고, 샘플 E에 대한 검사 결과, 표준 장치에서는 클로라이드의 농도가 85mg/dL로 측정되었고, 검사 장치(100)에서는 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도는 91mg/dL로 측정되었다.
그리고, 샘플 F에 대한 검사 결과, 표준 장치에서는 클로라이드의 농도가 85mg/dL로 측정되었고, 검사 장치(100)에서는 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도는 91mg/dL로 측정되었다.
그리고, 샘플 G에 대한 검사 결과, 표준 장치에서는 클로라이드의 농도가 89mg/dL로 측정되었고, 검사 장치(100)에서는 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도는 98mg/dL로 측정되었다.
표준 장치에서의 클로라이드 농도와 검사 장치에서의 클로라이드 농도(빌리루빈 간섭 현상 보정 전)를 비교하면, 두 값 사이에 다소 큰 차이가 존재함을 알 수 있고, 클로라이드의 농도는 빌리루빈의 간섭 현상에 의해 실제 농도보다 더 크게 측정됨을 알 수 있다. 따라서, 상기 [수학식 4]에 따라 빌리루빈의 간섭 현상을 보정함에 있어 Ctgt에서 F×CT _ Bil를 감산해야 함을 알 수 있다.
다시 도 25를 참조하면, 각각의 샘플에 포함된 총 빌리루빈의 농도를 측정하였다. 이를 위해, 검사 장치(100)는 상기 도 18의 단계 61 내지 단계 63에 따른 일련의 동작들을 수행하였고, 측정된 총 빌리루빈의 농도는 상기 [수학식 4]의 CT _ Bil에 해당한다.
그리고, 검사 장치(100)에서 상기 [수학식 4]에 따라 빌리루빈의 간섭 현상을 보정하여 클로라이드의 유효 농도인 CEff를 산출하였다. 그 값은 샘플 A 부터 샘플 G까지 차례로, 샘플 A : 95mg/dL, 샘플 B : 96mg/dL, 샘플 C : 102mg/dL, 샘플 D : 107mg/dL, 샘플 E : 84mg/dL, 샘플 F : 88mg/dL, 샘플 G : 95mg/dL이다.
표준 장치에서 측정된 농도와 검사 장치(100)에서 측정된 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 농도 Ctgt 사이의 차이(Bias)는, 샘플 A : 30.30%, 샘플 B : 13.10%, 샘플 C : 12.20%, 샘플 D : 5.60%, 샘플 E : 7.20%, 샘플 F : 7.20%, 샘플 G : 10.30%이다.
반면, 표준 장치에서 측정된 농도와 검사 장치(100)에서 측정된 빌리루빈 간섭 현상 보정 후의 농도 CEFF 사이의 차이(Bias)는, 샘플 A : 7.00%, 샘플 B : 4.20%, 샘플 C : 3.90%, 샘플 D : 1.40%, 샘플 E : 0.80%, 샘플 F : 3.50%, 샘플 G : 6.70%이다. 즉, 빌리루빈 간섭 현상을 보정함으로써 표준 장치에서 측정된 농도와의 차이가 크게 감소되었음을 확인할 수 있다.
도 26은 빌리루빈 간섭 현상을 보정하기 전의 클로라이드 농도에 대한 상관성을 나타낸 그래프이며, 도 27은 빌리루빈 간섭 현상을 보정한 후의 클로라이드 농도에 대한 상관성을 나타낸 그래프이다.
도 26과 도 27의 그래프는 상기 도 25의 표에 나타난 실험 결과를 기초로 하여 작성된 것이다. 도 26의 그래프의 y축은 검사 장치(100)에서 측정된 빌리루빈 간섭 현상 보정 전의 클로라이드 농도 Ctgt 에 해당하고, 도 27의 그래프의 y축은 검사 장치(100)에서 측정된 빌리루빈 간섭 현상 제거 후의 클로라이드 농도 CEFF에 해당한다. 두 그래프의 x축은 표준 장치에서 측정된 클로라이드의 농도에 해당한다.
빌리루빈 간섭 현상 보정 전에는 도 26에 도시된 바와 같이 상관 계수가 0.6738에 불과하여 양호한 상관성을 나타내지 않으나, 빌리루빈 간섭 현상 보정 후에는 도 27에 도시된 바와 같이 상관 계수가 0.9512로 증가하여 우수한 상관성을 나타냄을 알 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 챔버(200)는 총 빌리루빈의 농도를 더 정확하게 측정하거나, 빌리루빈 간섭 현상을 더 효과적으로 제거할 수 있는 구조를 제공한다. 이하 구체적으로 설명한다.
챔버(200)의 구조를 설명하기에 앞서, 후술하는 설명에서 서로 다른 도면 부호를 갖는 챔버들(200a,200c,200d,200e,200f,200g,200h)은 일 실시예에 따른 챔버(200)를 구현하는 구체적인 예시들에 해당하는바, 챔버(200)는 상기 챔버들(200a,200c,200d,200e,200f,200g,200h)을 모두 포함할 수 있는 상위 개념인 것으로 한다.
도 28은 일 실시예에 따른 챔버 구조의 일 예시를 나타낸 도면이고, 도 29 는 도 28의 챔버 구조를 포함하는 카트리지 타입의 미세유동장치의 외관도이며, 도 30은 카트리지 타입의 도 29의 미세유동장치를 AA' 방향으로 절단한 단면도이다.
광학 특성값을 측정하는데 있어서, 광 경로가 측정 결과에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 빌리루빈의 농도를 측정함에 있어서는, 광 경로가 3mm 이하인 경우에는 고농도를 정밀하게 측정할 수 있고, 광 경로가 3mm보다 긴 경우에는 저농도를 정밀하게 측정할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 챔버(200)는 샘플에 포함된 빌리루빈의 농도 범위에 따라 적절한 길이의 광 경로를 적용할 수 있도록 도 28에 도시된 바와 같이 서로 다른 길이의 광 경로(Path1,Path2,Path3,Path4,Path5)를 갖는 복수의 챔버(200c,200d,200e,200f,200g)를 포함할 수 있다.
광 경로 1(Path1)을 갖는 챔버(200c)는 챔버 1이라 하고, 광 경로 2(Path2)를 갖는 챔버(200d)는 챔버 2라 하고, 광 경로 3(Path3)을 갖는 챔버(200e)는 챔버 3이라 하고, 광 경로 4(Path4)를 갖는 챔버(200f)는 챔버 4라 하고, 광 경로 5(Path5)를 갖는 챔버(200g)는 챔버 5라 한다.
당해 예시에서는 챔버의 개수를 5개로 하였으나, 이는 개시된 발명의 실시예에 적용될 수 있는 일 예시에 불과하며, 광 경로의 길이가 다르기만 하면 챔버의 개수는 5개보다 적은 것도 가능하고 많은 것도 가능하다.
도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이 미세유동장치(300)의 플랫폼(320)에 서로 다른 길이의 광 경로(Path1,Path2,Path3,Path4,Path5)를 갖는 복수의 챔버(200c,200d,200e,200f,200g)가 형성될 수 있고, 빌리루빈 외에 다른 물질이 표적 물질인 경우에는 표적 물질의 농도 측정을 위한 표적물질 검출챔버(200a)가 함께 형성될 수 있다. 이 때, 표적물질 검출챔버(200a)의 광 경로의 길이는 복수의 챔버(200c,200d,200e,200f,200g) 중 하나의 광 경로의 길이와 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다.
표적물질 검출챔버(200a)에는 표적 물질의 농도 측정에 사용되는 시약이 수용될 수 있다. 그러나, 표적 물질의 농도 측정 역시 광학적인 측정만으로 이루어지는 경우에는 표적물질 검출챔버(200a)에 시약이 수용되지 않는 것도 가능하다. 복수의 챔버(200c,200d,200e,200f,200g)에는 빌리루빈의 농도 측정을 위한 시약이 수용되지 않는다.
플랫폼(320)에 서로 다른 길이의 광 경로(Path1,Path2,Path3,Path4,Path5)를 갖는 복수의 챔버(200c,200d,200e,200f,200g)를 형성하기 위한 일 예로서, 도 30에 도시된 바와 같이 각 챔버 별로 하판(320b)의 두께를 다르게 형성할 수 있다. 광 경로가 짧은 챔버일수록 하판(320b)의 두께를 두껍게 하고, 광 경로가 긴 챔버일수록 하판(320b)의 두께를 얇게 할 수 있다.
당해 예시에서는 챔버 5(200g)에 대응되는 하판(320b)의 두께가 가장 두껍게 형성되고, 챔버 1(200a)에 대응되는 하판(320b)의 두께가 가장 얇게 형성될 수 있다.
도 31은 도 28의 챔버 구조를 포함하는 다른 미세유동장치의 외관을 나타낸 도면이다.
미세유동장치(300)가 디스크 타입으로 구현되는 경우에도 도 31에 도시된 바와 같이 플랫폼(320)에 서로 다른 길이의 광 경로(Path1,Path2,Path3,Path4,Path5)를 갖는 복수의 챔버(200c,200d,200e,200f,200g)가 형성될 수 있고, 빌리루빈 외에 다른 물질이 표적 물질인 경우에는 표적 물질의 농도 측정을 위한 표적물질 검출챔버(200a)가 함께 형성될 수 있다.
도 32는 일 실시예에 따른 챔버 구조의 다른 예시를 나타낸 도면이고, 도 33은 도 32의 챔버 구조를 포함하는 미세유동장치의 단면도이다.
도 31에 도시된 바와 같이, 하나의 챔버(200h)가 서로 다른 길이의 광 경로(Path1,Path2,Path3,Path4,Path5)를 포함하는 것도 가능하다. 이 경우, 하나의 챔버만으로 다양한 길이의 광 경로에 대한 측정값을 얻을 수 있으므로, 챔버를 포함하는 미세유동장치나 검사 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
하나의 챔버(200h) 내에 서로 다른 길이의 광 경로(Path1,Path2,Path3,Path4,Path5)를 형성하기 위해, 챔버(200h) 바닥에 단차를 형성할 수 있다. 챔버(200h) 바닥의 가장 낮은 단(201)은 가장 긴 광 경로(Path1)를 형성하고, 가장 높은 단(205)은 가장 짧은 광 경로(Path5)를 형성한다.
도 32의 예시에 따른 챔버(200h) 역시 카트리지 타입의 미세유동장치(300)와 디스크 타입의 미세유동장치(300)에 모두 포함될 수 있다.
일 예로, 챔버(200h)가 카트리지 타입의 미세유동장치(300)에 포함되는 경우에는, 도 33에 도시된 바와 같이, 하나의 챔버(200h)를 구성하는 하판(320b)에 복수의 광 경로에 각각 대응되는 단차를 형성할 수 있다.
또는, 전술한 챔버(200)가 미세유동장치(300)에 포함되지 않고, 바로 검사 장치(100)에 장착될 수 있도록 큐벳 타입으로 구현되는 것도 가능하다.
이하 상기 챔버(200c,200d,200e,200f,200g,200h)들을 이용하여 샘플에 포함된 빌리루빈의 농도를 정확히 측정하거나, 또는 빌리루빈 간섭 현상을 효과적으로 제거할 수 있는 검사 장치(100)의 동작을 설명한다.
복수의 챔버(200c,200d,200e,200f,200g), 복수의 광 경로를 갖는 하나의 챔버(200h) 또는 이들을 포함하는 미세유동장치(300)가 검사 장치(100)에 장착되면, 광원(111)이 각각의 광 경로에 대해 빛을 조사한다. 이 때, 조사되는 빛은 400nm 대역, 500nm 대역 또는 600nm 대역의 파장을 갖는 것일 수도 있고, 임의의 파장을 갖는 것일 수도 있다.
구체적으로, 복수의 챔버(200c,200d,200e,200f,200g) 또는 이들을 포함하는 미세유동장치(300)가 검사 장치(100)에 장착된 경우에는, 챔버 1(200c), 챔버 2(200d), 챔버 3(200e), 챔버 4(200f) 및 챔버 5(200g)에 각각 동일한 파장의 빛을 조사하고, 검출기(112)가 각각의 챔버를 투과한 빛을 각각 검출하여 광학 특성값으로 변환한다. 당해 예시에서는 흡광도로 변환하는 것으로 한다.
또는, 복수의 광 경로를 갖는 하나의 챔버(200h) 또는 이를 포함하는 미세유동장치(300)가 검사 장치(100)에 장착된 경우에는, 챔버(200h)에 형성된 광 경로 1(Path1), 광 경로 2(Path2), 광 경로 3(Path3), 광 경로 4(Path4), 광 경로 5(Path5)에 대해 각각 동일한 파장의 빛을 조사하고, 검출기(112)가 각각의 광 경로를 통과한 빛을 검출하여 흡광도로 변환한다.
데이터 처리부(130)는 각각의 광 경로에 대해 측정된 흡광도를 이용하여 직선성(linearity)을 측정하고, 직선성 측정 결과에 따라 빌리루빈의 흡광도 또는 측정 항목의 흡광도 측정에 사용될 광 경로를 선택할 수 있다.
도 34는 도 28에 도시된 광 경로들에 대해 측정 가능한 직선성의 결과를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
일반적으로, 광 경로가 길 수록 측정된 광학 특성값의 신뢰도가 증가되는바, 데이터 처리부(130)는 직선성을 만족하는 범위 내에서 가장 긴 광 경로를 빌리루빈의 흡광도 측정에 사용될 광 경로로 선택할 수 있다.
예를 들어, 도 34의 (a)에 도시된 바와 같이 광 경로 5에 대한 흡광도에서 광 경로 1에 대한 흡광도까지 모두 직선성(linearity)을 만족한다면, 데이터 처리부(130)는 가장 길이가 긴 광 경로 1을 선택할 수 있다.
또는, 도 34의 (b)에 도시된 바와 같이 광 경로 3에 대한 흡광도, 광 경로 4에 대한 흡광도 및 광 경로 5에 대한 흡광도만 직선성을 만족하고, 광 경로 1에 대한 흡광도와 광 경로 2에 대한 흡광도는 직선성을 만족하지 않는 경우에는, 데이터 처리부(130)는 직선성을 만족하는 광 경로 중 가장 길이가 긴 광 경로 3을 선택할 수 있다.
그리고, 선택된 광 경로에 대해 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 측정된 흡광도, 상기 [수학식 2] 및 캘리브레이션 곡선을 이용하여 샘플에 존재하는 총 빌리루빈의 농도를 산출할 수 있다.
또는, 선택된 광 경로에 대해 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 측정된 흡광도, 상기 [수학식 2], 측정 항목에 대한 캘리브레이션 곡선 및 상기 [수학식 4]을 이용하여 빌리루빈 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 산출할 수 있다.
또는, 선택된 광 경로에 대해 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 측정된 흡광도, 상기 [수학식 2], 상기 [수학식 5] 및 측정 항목에 대한 캘리브레이션 곡선을 이용하여 빌리루빈 간섭 현상이 보정된 측정 항목의 농도를 산출할 수 있다.
한편, 표적 물질이나 방해 물질이 빌리루빈이 아닌 경우에도 전술한 광 경로및 챔버 구조에 대한 실시예가 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 표적 물질이 GGT인 경우에도 복수의 광 경로 중 하나를 선택하고, 선택된 광 경로에서 측정된 흡광도를 이용하여 GGT의 농도를 추정할 수 있다.
지금까지 상술한 샘플 검사 방법, 검사장치 및 챔버에 의하면, 방해물질을 측정하기 위한 시약의 첨가 없이, 광학적인 측정만으로 샘플에 존재하는 방해 물질의 간섭 현상을 보정할 수 있다.
또한, 표적 물질의 농도가 저농도인 구간에서도 방해 물질의 간섭 현상을 효과적으로 보정할 수 있고, 샘플을 희석하지 않고 검사에 사용하더라도 신뢰도가 높은 검사 결과를 얻을 수 있다.
또한, 총 빌리루빈의 농도를 정량적으로 측정할 수 있고, 빌리루빈 외에 다른 측정 항목에 대한 결과에서 빌리루빈의 간섭 현상을 효과적이고 정확하게 보정할 수 있다.
200 : 챔버
100 : 검사 장치
300 : 미세유동장치

Claims (37)

  1. 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고;
    상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고;
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것을 포함하고,
    상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 것은,
    상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 주파장(main wavelength)과 부파장(sub-wavelength)에서 각각 측정하고;
    상기 주파장에서의 광학 특성값으로부터 상기 부파장에서의 광학 특성값을 감산하는 것;을 포함하는 샘플 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 것은,
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하고;
    상기 보정된 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것을 포함하는 샘플 검사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하는 것은,
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값에 변동 계수를 적용한 후 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값에 감산 또는 합산하는 것을 포함하는 샘플 검사 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파장과 상기 부파장은,
    300nm 내지 900nm 의 범위에서 각각 선택되는 샘플 검사 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플은, 혈액을 포함하고,
    상기 표적 물질은, GGT를 포함하는 샘플 검사 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 것은,
    복수의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하고;
    상기 측정된 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하는 것을 포함하고,
    상기 최종 광학 특성값이 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값인 샘플 검사 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 파장은,
    400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 각각 선택되는 샘플 검사 방법.
  9. 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고;
    상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고;
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것;을 포함하고,
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 것은,
    복수의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하고;
    상기 측정된 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하는 것을 포함하고,
    상기 최종 광학 특성값이 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값이며,
    상기 최종 광학 특성값을 산출하는 것은,
    400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값과 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하는 것을 포함하는 샘플 검사 방법.
  10. 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고;
    상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고;
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것을 포함하고,
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 것은,
    복수의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하고;
    상기 측정된 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하는 것;을 포함하고,
    상기 최종 광학 특성값이 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값이며,
    상기 복수의 파장은 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 각각 선택되고,
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 것은,
    800nm 대역의 파장에서 샘플의 광학 특성값을 측정하는 것을 더 포함하는 샘플 검사 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 최종 광학 특성값을 산출하는 것은,
    상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하고, 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하고, 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하는 것을 포함하는 샘플 검사 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 최종 광학 특성값을 산출하는 것은,
    상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값으로부터, 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값과 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값을 감산하는 것을 포함하는 샘플 검사 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 방해 물질은, 빌리루빈을 포함하는 샘플 검사 방법 .
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 것은,
    상기 빌리루빈에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하고;
    상기 보정된 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것을 포함하는 샘플 검사 방법.
  15. 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고;
    상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하고;
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 것;을 포함하고,
    상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 것은,
    상기 표적 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하고, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 상기 방해 물질의 농도를 추정하고;
    상기 방해 물질의 농도를 이용하여 상기 표적 물질의 농도를 보정하는 것을 포함하는 샘플 검사 방법.
  16. 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값 및 상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 측정부; 및
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 데이터 처리부;를 포함하고,
    상기 측정부는,
    상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 주파장(main wavelength)과 부파장(sub-wavelength)에서 각각 측정하고,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 주파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 부파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하는 검사 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하고, 상기 보정된 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 검사 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값에 변동 계수를 적용한 후 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값에 감산 또는 합산하는 검사 장치.
  19. 삭제
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 주파장과 상기 부파장은,
    300nm 내지 900nm 의 범위에서 각각 선택되는 검사 장치.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 샘플은, 혈액을 포함하고,
    상기 표적 물질은, GGT를 포함하는 검사 장치.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 측정부는,
    복수의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하고;
    상기 데이터 처리부는,
    상기 측정된 샘플의 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하고,
    상기 최종 광학 특성값이 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값인 검사 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 파장은,
    400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 각각 선택되는 검사 장치.
  24. 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값 및 상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 측정부; 및
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 데이터 처리부;를 포함하고,
    상기 측정부는, 복수의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하고,
    상기 데이터 처리부는, 상기 측정된 샘플의 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하고,
    상기 최종 광학 특성값이 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값이며,
    상기 데이터 처리부는,
    400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값과 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하여 상기 최종 광학 특성값을 산출하는 검사 장치.
  25. 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값 및 상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 측정부; 및
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 데이터 처리부;를 포함하고,
    상기 측정부는,
    복수의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하고;
    상기 데이터 처리부는,
    상기 측정된 샘플의 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하고,
    상기 최종 광학 특성값이 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값이며,
    상기 복수의 파장은 400nm 대역, 500nm 대역 및 600nm 대역에서 각각 선택되고,
    상기 측정부는,
    800nm 대역의 파장에서 상기 샘플의 광학 특성값을 더 측정하는 검사 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하고, 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하고, 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산함으로써, 상기 최종 광학 특성값을 산출하는 검사 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값으로부터, 상기 500nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값과 상기 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 상기 800nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산한 값을 감산함으로써, 상기 최종 광학 특성값을 산출 검사 장치.
  28. 제 16 항에 있어서,
    상기 방해 물질은, 빌리루빈을 포함하는 검사 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 빌리루빈에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 표적 물질에 대한 광학 특성값을 보정하고, 상기 보정된 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하는 검사 장치.
  30. 샘플에 포함된 표적 물질에 대한 광학 특성값 및 상기 샘플에 포함된 방해 물질에 대한 광학 특성값을 측정하는 측정부; 및
    상기 방해 물질에 대한 광학 특성값을 이용하여 상기 방해 물질의 간섭 현상이 보정된 표적 물질의 농도를 추정하는 데이터 처리부;를 포함하고,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 표적 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 상기 표적 물질의 농도를 추정하고, 상기 방해 물질에 대한 광학 특성값에 기초하여 상기 방해 물질의 농도를 추정하고, 상기 방해 물질의 농도를 이용하여 상기 표적 물질의 농도를 보정하는 검사 장치.
  31. 삭제
  32. 복수의 파장 대역에서 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하는 측정부; 및
    상기 측정된 광학 특성값들로부터 최종 광학 특성값을 산출하고, 상기 산출된 최종 광학 특성값을 이용하여 샘플에 포함된 빌리루빈의 농도를 산출하는 데이터 처리부;를 포함하고,
    상기 데이터 처리부는, 400nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값으로부터 500nm 대역의파장에서 측정된 광학 특성값과 600nm 대역의 파장에서 측정된 광학 특성값을 감산하여 상기 최종 광학 특성값을 산출하는 검사 장치.
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 측정부는,
    서로 다른 길이의 광 경로에 대해 임의의 파장 또는 특정 파장에서 샘플의 광학 특성값을 각각 측정하는 검사 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 측정된 광학 특성값들에 기초하여 광 경로를 선택하는 검사 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 측정된 광학 특성값들 중 직선성(linearity)을 만족하고, 가장 긴 길이를 갖는 광 경로를 선택하는 검사 장치.
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