KR102326294B1

KR102326294B1 - 결핵 진단 장치

Info

Publication number: KR102326294B1
Application number: KR1020190134178A
Authority: KR
Inventors: 최동환; 강경준; 이원희; 김병철; 박상현; 권민석
Original assignee: 바디텍메드(주)
Priority date: 2019-10-27
Filing date: 2019-10-27
Publication date: 2021-11-16
Also published as: KR20210135469A; KR102329688B1; KR20210050063A

Abstract

본 발명은 종래의 정맥혈을 이용한 ELISA 기반의 IGRA보다 간편하고 신속하고 결핵 여부를 진단하고자 하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 결핵 진단 장치는, 내부에 모세관이 형성된 채혈 팁과, 상하 관통된 채널이 형성된 분주 팁과, 상기 채혈 팁과 상기 분주 팁을 이격되게 연결하는 고정부를 구비하는 채혈부와; 상단이 개구된 통 형상이고, 탄성을 갖는 재질로 구성되며, 희석액이 저장되는 믹싱부와; 일단이 실링부재에 의해 실링되고 관통된 통 형상이고, 결핵균 특이적 항원이 수납되는 항원 수납부를 포함하며, 상기 항원 수납부는 상기 믹싱부에 끼움 조립되고, 상기 채혈부는 상기 항원 수납부에 끼움 조립된다.

Description

결핵 진단 장치{APPARATUS FOR DIAGNOSING TUBERCULOSIS}

본 발명은 종래의 정맥혈을 이용한 ELISA 기반의 IGRA보다 간편하고 신속하고 결핵 여부를 진단하는 장치에 관한 것으로서, 특히 혈액과 결핵균 특이적 항원의 반응 과정을 하나의 키트로 구성하여 믹싱 및 분주 작업을 신속하고 간편하게 수행할 수 있는 결핵 진단 장치에 관한 것이다.

결핵은 마이코박테리엄 튜버큘러시스(Mycobacterium tuberculosis) 감염에 의하여 발생되는 만성 질환으로 전 세계에서 HIV나 말라리아 등과 같이 심각한 전염병들 중 하나이다. 결핵은 임상적 관점에서 활성 결핵과 잠복 결핵으로 나뉜다. 잠복결핵은 면역력이 저하된 감염자 중 10%가 활성 결핵으로 발전되기에 잠복결핵의 진단은 매우 중요하다. 잠복 결핵 감염(Latent tuberculosis infection, LTBI)은 증상이 없으며, 체내에 소수의 결핵균만 있어 타인에게 전파되지 않는다. 또한 항산균 검사와 흉부 X선 검사에서 정상으로 나오는 등 체내에 남아있는 소수의 균을 직접 확인할 수 없기 때문에 결핵균 항원에 대한 면역학적 반응을 통해 결핵 감염 여부를 진단하고 있다.

결핵 감염 여부를 진단하는 방법으로 전 세계적으로 인터페론감마분비검사(Interferon-gamma releasing assay, IGRA)가 도입되어 이용되고 있다. IGRA는 결핵균 항원에 특이적으로 반응하는 T-면역세포가 분비하는 인터페론 감마(Interferon-γ, INF-γ)를 측정하여 감염여부를 확인하는 세포 매개 생체 외 세포 활성 측정 방법이다. 본 방법을 구체적으로 설명하면, 일단 결핵균 특이적 항원과 면역 세포를 반응시키기 위하여 채혈 튜브 벽면에 항원을 특정 농도로 도포 및 건조한다. 그리고 정맥 주사를 통해 채혈된 혈액을 채혈 관으로 주입하고 나면, 혈액으로 인하여 건조된 항원이 용출되게 되고 용출된 항원은 혈액 내 면역 세포와 반응하여 생체 외 면역 반응을 일으키게 된다. 결과적으로 항원에 반응하는 T세포에 의하여 INF-γ 가 분비된다. 이와 같이 해당 INF-γ를 측정하여 잠복결핵 감염 여부를 판단하는 것이 일반적인 IGRA assay의 원리이다. 이 경우 INF-γ 측정은 효소 면역 측정법(Enzyme linked immunoassay, ELISA) 혹은 ELISA 기반의 측정 시약을 이용하여 이루어진다.

이 경우 환자로부터 채취한 전혈(Total blood)을 대상으로 ELISA를 이용하게 되는데 그 과정에서 전 혈 중 혈장 내의 INF-γ와의 특이적 반응 외에 전 혈 내 혈구 및 다양한 물질들에 의한 비 특이적인 반응을 제어하기 어려운 문제가 있다. 따라서 IGRA에서 사용되는 채혈 관은 혈구와 혈장을 분리하는 젤(separating gel)이 처리된 채혈관 이어야 하고 아울러, 혈구를 분리하는 원심분리 절차가 필수적으로 수반되어야 한다. 또한 잠복 결핵 검사의 특성 상 정맥 주사를 통한 채혈이 필수적으로 수행되어야 하는데, 이 경우 결핵 진단을 위해 1000 μL 정도의 혈액을 채취해야 한다. 그러나 이는 소아 혹은 고령층에게 심리적 및 육체적으로 강한 부담감을 줄 수 있다. 아울러, 정맥혈에서 혈구를 분리하는 원심분리기 등의 장비와 ELISA 시약 및 측정장비, 일련의 과정을 수행할 임상 병리사 혹은 간호사가 필요한데, 이는 기술적으로 복잡한 과정을 거쳐야 할 뿐만 아니라 경제적으로도 검사 대상자에게 고가의 검사 비로 인한 경제적인 부담감을 준다. 그리하여 저개발국가들은 높은 발병률에도 불구하고 잠복 결핵 검사 등의 결핵 관리가 어려운 실정이다.

공개특허공보 제10-2017-002347호(공개일자: 2017.01.06.)

본 발명은 종래의 정맥혈을 이용한 ELISA 기반의 IGRA보다 간편하고 신속하고 결핵 여부를 진단하고자 하는 것으로, 특히 혈액과 결핵균 특이적 항원의 반응 과정을 하나의 키트로 구성하여 믹싱 및 분주 작업을 신속하고 간편하게 수행할 수 있는 결핵 진단 장치 및 그 사용 방법을 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 결핵 진단 장치는, 내부에 모세관이 형성된 채혈 팁과, 상하 관통된 채널이 형성된 분주 팁과, 상기 채혈 팁과 상기 분주 팁을 이격되게 연결하는 고정부를 구비하는 채혈부와; 상단이 개구된 통 형상이고, 탄성을 갖는 재질로 구성되며, 희석액이 저장되는 믹싱부와; 일단이 실링부재에 의해 실링되고 관통된 통 형상이고, 결핵균 특이적 항원이 수납되는 항원 수납부를 포함하며, 상기 항원 수납부는 상기 믹싱부에 끼움 조립되고, 상기 채혈부는 상기 항원 수납부에 끼움 조립되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 분주 팁은 원통 형상의 몸체부를 구비하며, 상기 몸체부는 상기 항원 수납부의 내경과 동일하거나 작다. 또한, 상기 분주 팁의 몸체부는 외주면으로 돌출 형성된 걸림턱을 구비한다.
바람직하게는, 상기 결핵균 특이적 항원은 건조된 상태 또는 그래뉼 상태이다.
바람직하게는, 상기 믹싱부와 상기 항원 수납부는 가요성 스트립에 의해 연결되고, 상기 항원 수납부의 타단을 밀폐하는 마개를 더 포함한다.

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본 발명에 따른 결핵 진단 장치는 채혈 팁과 분주 팁으로 구성된 채혈부와, 희석액이 저장되는 믹싱부와 결핵균 특이적 항원이 수납되는 항원 수납부로 구성되는 믹싱 모듈이 하나의 키트를 구성되어 혈액과 항원의 반응을 신속하고 편리하고 간편하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 결핵 진단 장치의 채혈구의 사시 구성도이다.
도 2는 도 1의 A-A선의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 결핵 진단 장치의 결핵진단용 튜브의 사시 구성도이다.
도 4의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 결핵 진단 장치를 이용한 결핵 진단 순서를 보여주는 도면이다.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 결핵 진단 장치의 채혈구의 사시 구성도이며, 도 2는 도 1의 A-A선의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 결핵 진단 장치의 결핵진단용 튜브의 사시 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 결핵 진단 장치는, 채혈 팁(110)과 분주 팁(120)으로 구성되는 채혈부(100)와, 희석액이 저장되는 믹싱부(210)와 결핵균 특이적 항원이 수납되는 항원 수납부(220)로 구성되는 믹싱 모듈(200)을 포함한다.

채혈부(100)는 모세관 현상에 의해 채혈이 이루어지는 채혈 팁(110)과, 채혈 팁(110)과 일체로 형성되어 관통 형성된 채널(121)이 형성된 분주팁(120)을 포함한다. 바람직하게는, 분주 팁(120)의 주변으로 원통 형상의 몸체부(122)를 더 포함한다.

채혈 팁(110)은 대략 직사각형으로 하측 선단이 테이퍼 형상을 가지며, 내부에 모세관이 형성되어 혈액의 채취가 이루어진다. 채혈 팁(110)은 모세관 현상을 극대화하기 위해 침수성이 우수한 셀루로즈 아세테이트(Cellulose Acetate) 재질로 이루어 질 수 있다. 또한 잔여 혈액을 보다 용이하게 제거하기 위해 평평한 형태의 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 채혈 팁(110)은 모세관 현상에 의해 정맥혈이 아닌 말초 혈액을 채취할 수 있어 채혈이 간편하고, 채혈 팁(110)의 길이와 면적에 의하여 30 내지 100μl 로 채혈 용량이 결정되는 등 소량의 채혈로도 결핵 진단을 가능하게 한다.

분주 팁(120)은 고정부(124)를 매개로 하여 채혈 팁(110)의 상단에 이격되어 일체로 마련되며, 수직으로 관통 형성된 채널(121)이 마련된다. 바람직하는, 분주 팁(120)을 감싸게 되는 원통 형상의 몸체부(122)를 더 포함하며, 몸체부(122)는 외주면에 돌출 형성된 걸림턱(123)이 마련된다. 몸체부(122)의 외경은 항원 수납부(220)의 내경과 대략 동일하며, 몸체부(122)는 항원 수납부(220)에 삽입이 가능하여 걸림턱(123)에 지지되어 항원 수납부(220)와 조립된다.

믹싱 모듈(200)은 희석액(11)이 저장되는 믹싱부(210)와, 결핵균 특이적 항원(12)이 수납되는 항원 수납부(220)를 포함하며, 믹싱부(210)와 항원 수납부(220)는 가요성의 제1 스트립(231)에 의해 연결된다. 검사 과정에서 항원 수납부(220)는 믹싱부(210)와 끼움 조립이 이루어지며, 이때 제1 스트립(231)은 적당한 길이를 갖고 항원 수납부(220)를 믹싱부(210)에 끼움 조립하는 것을 방해하지 않는다.

믹싱부(210)는 상단이 개구된 원통형상의 튜브로서, 희석액(11)이 저장되고 상단 개구단에는 제1 실링부재(211)에 의해 기밀이 이루어진다. 바람직하게는, 믹싱부(210)의 상단 테두리에 외경 방향으로 돌출 형성된 제1 플랜지부(210a)가 마련되며, 제1 실링부재(211)는 제1 플랜지부(210a)에 부착되는 얇은 알루미늄 포일에 의해 제공될 수 있다.

믹싱부(210)는 탄성을 갖는 연질의 소재의 튜브에 의해 제공될 수 있으며, 따라서 분주 과정에서 외부를 가압하여 내부에 압력을 발생시켜 내부의 용액을 분주할 수 있다.

항원 수납부(220)는 상하 관통된 관통홀(211)이 형성된 원통 형상을 가지며, 외경의 크기는 믹싱부(210)의 내경과 대략 동일하여 믹싱부(210)의 상단 개구부에 끼움 조립이 가능하다. 바람직하게는, 항원 수납부(220)의 상단 테두리를 따라서 돌출 형성된 제2 플랜지부(220a)가 외경 방향으로 돌출 형성된다. 항원 수납부(220)가 믹싱부(210)와 조립 시에 제2 플랜지부(220a)는 믹싱부(210)의 제1 플랜지부(210a)에 면접촉하여 안착된다.

항원 수납부(220)는 하측 개구단에 제2 실링부재(222)에 의해 밀폐되며, 상단 개구단에는 마개(224)에 의해 밀폐되어 내부에는 결핵 특이적 항원(12)이 수납될 수 있다. 항원 수납부(220)와 마개(224)는 가요성의 제2 스트립(232)에 의해 일체로 연결된다. 제2 실링부재(222)는 앞서 설명한 제1 실링부재(211)와 동일한 재질이 사용될 수 있다.

항원 수납부(220)는 결핵균 특이적 항원이 수납되며, 제2 실링부재(222)와 마개(224)에 의해 밀폐된다. 본 발명에서 결핵균 특이적 항원은 항원 수납부(220) 내에 건조된 상태 또는 그래뉼 상태로 존재할 수 있고 건조된 상태라면 모든 제형이 가능하다. 건조는 열풍을 통한 건조법, 항온 건조법 및 동결 건조법에 의해 이루어질 수 있다. 결핵균 특이적 항원은 안정제 외에 필요에 따라 항체, 펩타이드, 뉴클레오타이드 등의 물질들과 함께 건조된 상태로 존재할 수 있다.

도 4의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 결핵 진단 장치를 이용한 결핵 진단 순서를 보여주는 도면이다.

도 4을 참고하면, 채혈부(100)를 이용하여 채혈이 이루어지며, 이 채혈부(100)는 믹싱 모듈(200)과 조립되어 채취된 혈액은 믹싱부(210)에서 결핵균 특이적 항원과 함께 희석액에서 신속하고 간편하게 믹싱이 이루어져 분주가 이루질 수 있다.

구체적으로, 희석액과 결핵균 특이적 항원이 믹싱 모듈(200)의 믹싱부(210)와 항원 수납부(220)에 각각 분리되어 보관되며, 검사 시에는 믹싱부(210)의 제1 실링부재(211)를 제거하고 그 개구단에 항원 수납부(220)를 끼워 조립한다(도 4의 (c)). 다음으로 항원 수납부(220)가 조립된 믹싱부(210)에 채혈부(100)를 삽입하게 되면, 제2 실링부재(222)가 찢어지면서 결핵균 특이적 항원(12)과 함께 채혈부(100)의 하단이 희석액과 접촉이 이루어지면서 혈액과 항원의 믹싱에 의해 반응이 이루어진다. 이후 채혈부(100)와 믹싱 모듈(200)의 조립체를 직접 뒤집어서 분주 팁(120)에 의해 용액의 분주가 이루어질 수 있다.

한편 이와 같이 반응이 이루어진 용액은 인터페론 감마 특이적 항체 컨쥬게이트에 분주될 수 있으며, 이 컨튜게이트들에는 각각 형광을 표지할 수 있고 이후 인터페론 감마 측정용 카트리지에서 인터페론 감마 특이적 항체 컨쥬게이트는 실험군, 치킨 임뮤노글로불린 Y 특이적 컨쥬게이트는 대조준으로 하여 결핵 진단이 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

100 : 채혈부 110 : 채혈 팁
120 : 분주 팁 200 : 믹싱 모듈
210 : 믹싱부 211 : 제1 실링부재
220 : 항원 수납부

Claims

내부에 모세관이 형성된 채혈 팁과, 상하 관통된 채널이 형성된 분주 팁과, 상기 채혈 팁과 상기 분주 팁을 이격되게 연결하는 고정부를 구비하는 채혈부;
상단이 개구된 통 형상이고, 탄성을 갖는 재질로 구성되며, 희석액이 저장되는 믹싱부; 및
관통된 통 형상이고, 상기 믹싱부의 상단 개구부에 끼움 조립될 수 있는 외경을 가지며, 하측 개구부는 실링부재에 의해 밀폐되고, 결핵균 특이적 항원이 수납되는 항원 수납부를 포함하며,
상기 실링부재가 하향하도록 상기 항원 수납부는 상기 믹싱부에 끼움 조립되고, 상기 채혈 팁이 하향하도록 상기 채혈부가 상기 항원 수납부에 끼움 조립되면 상기 실링부재가 찢어지면서 상기 믹싱부에서 상기 채혈 팁의 혈액과 상기 결핵균 특이적 항원과 상기 희석액 사이의 혼합이 이루어지며,
상기 믹싱부의 혼합 용액은 상기 믹싱부를 뒤집으면 상기 채혈부의 이격 부분으로 유입하여 상기 분주 팁에서 분주되는 것을 특징으로 하는 결핵 진단 장치.
제1항에 있어서, 상기 분주 팁은 원통 형상의 몸체부를 구비하며, 상기 몸체부는 상기 항원 수납부의 내경과 동일하거나 작은 것을 특징으로 하는 결핵 진단 장치.
제2항에 있어서, 상기 분주 팁의 몸체부는 외주면으로 돌출 형성된 걸림턱을 구비하는 것을 특징으로 하는 결핵 진단 장치.
제1항에 있어서, 상기 결핵균 특이적 항원은 건조된 상태 또는 그래뉼 상태인 것을 특징으로 하는 결핵 진단 장치.
제1항에 있어서, 상기 믹싱부와 상기 항원 수납부는 가요성 스트립에 의해 연결되고, 상기 항원 수납부의 타단을 밀폐하는 마개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결핵 진단 장치.