KR102345692B1 - 자성입자 기반의 면역 진단 기기 - Google Patents

자성입자 기반의 면역 진단 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR102345692B1
KR102345692B1 KR1020190172244A KR20190172244A KR102345692B1 KR 102345692 B1 KR102345692 B1 KR 102345692B1 KR 1020190172244 A KR1020190172244 A KR 1020190172244A KR 20190172244 A KR20190172244 A KR 20190172244A KR 102345692 B1 KR102345692 B1 KR 102345692B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microtube
magnet
well plate
elevating unit
magnetic particles
Prior art date
Application number
KR1020190172244A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210079957A (ko
Inventor
이국녕
성우경
김원효
윤수미
홍동기
송성아
김영주
Original Assignee
한국전자기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020190172244A priority Critical patent/KR102345692B1/ko
Publication of KR20210079957A publication Critical patent/KR20210079957A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102345692B1 publication Critical patent/KR102345692B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326Magnetic particles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/028Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having reaction cells in the form of microtitration plates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346Heating or cooling arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00564Handling or washing solid phase elements, e.g. beads
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • G01N2035/0401Sample carriers, cuvettes or reaction vessels
    • G01N2035/0418Plate elements with several rows of samples

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

본 발명은 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부 공간이 형성된 본체부; 상기 본체부에 안착되고, 반응용액 또는 세척용액 중 어느 하나의 용액이 주입되는 내부 공간을 구비하는 하나 이상의 마이크로 웰을 구비하는 웰플레이트; 상기 마이크로 웰의 내부 공간에 수용되고, 캡처 항체가 고정된 외측면을 구비하는 마이크로튜브; 표적물질과 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있고, 상기 용액 내에서 상기 리셉터가 상기 캡처 항체와 특이적으로 결합하는 자성입자; 상기 마이크로튜브의 내부 공간을 상하로 위치이동하여 상기 자성입자를 상기 마이크로튜브의 외측면에 흡착 또는 탈착시키는 자석; 상기 웰플레이트에 수평 이동되는 슬라이더를 포함하는 이송부; 상기 이송부에 결합되며 상기 마이크로튜브를 상하방향으로 승강 및 하강시키는 마이크로튜브 승하강부; 및 상기 이송부에 결합되며 상기 자석을 상하방향으로 승강 및 하강시키는 자석 승하강부를 포함하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 관한 것이다.

Description

자성입자 기반의 면역 진단 기기{Immunodiagnostic apparatus based on magnetic particles}
본 발명은 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고감도 측정이 가능하고 면역분석 반응 프로토콜이 간단한 자동화된 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 관한 것이다.
면역분석법(immunoassay)이란 시료의 분석과정에서 항체를 이용하는 기술을 의미한다. 초기에는 연구자들이 주로 단백질의 정량적 검출 및 분석을 위하여 면역분석법을 사용하였으나, 최근에는 항체기술의 발전으로 저분자 화합물, 탄수화물, 지질 등의 분석 및 각종 미생물의 분석에도 활용하고 있다. 면역분석법은 그 검출 원리 및 방법에 따라 방사성 동위원소를 사용하여 신호를 검출하는 방사면역분석법(RIA: radioimmunoassay), 효소에 의한 신호 증폭을 사용하는 효소면역측정법(ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay, 혹은 EIA: enzyme immunoassay), 형광을 이용하여 검출하는 형광항체법(FA: fluorescence antibody technique), 화학발광을 사용하는 화학발광면역측정법(CLIA: chemiluminescence immunoassay) 등으로 나눌 수 있으며, 그 밖에도 표지물질의 사용 방법이나 기질의 종류에 따라 다양한 분류가 가능하다.
여러 가지 면역분석법 중 현재 가장 많이 사용되고 있는 방법이 효소면역측정법이며, 상기 분석법은 항체의 활용 방법에 따라 직접효소면역측정법(Direct ELISA), 간접효소면역측정법(Indirect ELISA) 및 샌드위치효소면역측정법(Sandwich ELISA)의 3가지로 세분할 수 있다. 직접효소면역측정법은 고체표면에 고정된 항원에 효소와 연결된 항체(Enzyme-linked Antibody)가 결합하면 효소가 기질의 반응을 촉매 함으로써 신호를 생성하게 된다. 간접효소면역측정법은 1차로 주항체(primary antibody)가 항원에 특이적인 결합을 하고, 2차로 효소가 연결된 보조항체(secondary antibody)가 주항체를 인식하여 결합한다. 이 상태에서 보조항체에 연결되어 있는 효소가 기질의 반응을 촉매 하여 신호를 내게 된다. 마지막으로, 가장 널리 사용되는 형태인 샌드위치효소면역측정법은 검출하려는 하나의 항원에 대하여, 인식부위(epitope)가 다른 2종의 항체를 사용하는 것이며, 검출하고자 하는 항원에 대한 높은 선택성을 나타내어 진단용으로도 많이 사용이 되고 있다.
한편, 나노자성입자를 질병진단용 기기에 적용한 선행기술로서, 등록특허 제1145660호에서 나노자성입자 및 나노센서를 포함하는 질병진단용 기기 및 그 검사방법을 개시하고 있다.
그러나, 전통적으로 사용하는 면역분석법을 활용한 면역진단 키트는 일반적으로 96 웰 어레이(well array)로 이루어진 ELISA 플레이트(plate)에서 항원-항체의 면역반응을 이용하여 표적 바이오마커를 검출하는 방식을 사용한다. 캡처 항체의 고정, 블로킹, 세척, 항원시료의 고정, 세척, 신호항체(2차항체)의 고정 세척, 측정용 기질 용액 주입 후 측정이라는 일련의 반응과 세척 과정을 거치게 되는데, 감도 향상이 어렵고 반응이나 세척을 위해 용액을 번갈아가며 주입하고 제거하는 프로토콜이 번잡하고 자동화가 어려우며 분석 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 또한 비특이 흡착에 의한 노이즈 신호 생성으로 인한 감도 저하의 문제가 있다.
POCT(Point-of-care testing)형의 간단한 면역진단기기 기술이 많이 등장하고 있으나 특정 질환에 특화된 카트리지 구조여서 멀티플렉싱(multiplexing) 분석이나 일반적인 ELISA 로 확장시키기는 어려운 단점이 있다. 따라서, 현장에서 일반인들이 자가진단이 가능하도록 간단하면서도 동시에 감도가 향상된 구조의 면역진단 측정 기술이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제1145660호(2012.05.07)
따라서 본 발명의 목적은 자성입자를 이용하여 면역진단 반응 절차를 자동화하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 ELISA 웰플레이트나 마이크로튜브 등의 반응 체임버와 자성입자를 이용하여 면역진단 프로토콜을 자동화하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 자성입자 표면을 이용하여 면역진단을 수행하고 자성입자의 이송과 세척과정 및 측정 과정을 자동화하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기는, 내부 공간이 형성된 본체부; 상기 본체부에 안착되고, 반응용액 또는 세척용액 중 어느 하나의 용액이 주입되는 내부 공간을 구비하는 하나 이상의 마이크로 웰을 구비하는 웰플레이트; 상기 마이크로 웰의 내부 공간에 수용되고, 캡처 항체가 고정된 외측면을 구비하는 마이크로튜브; 표적물질과 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있고, 상기 용액 내에서 상기 리셉터가 상기 캡처 항체와 특이적으로 결합하는 자성입자; 상기 마이크로튜브의 내부 공간을 상하로 위치이동하여 상기 자성입자를 상기 마이크로튜브의 외측면에 흡착 또는 탈착시키는 자석; 상기 웰플레이트에 수평 이동되는 슬라이더를 포함하는 이송부; 상기 이송부에 결합되며 상기 마이크로튜브를 상하방향으로 승강 및 하강시키는 마이크로튜브 승하강부; 및 상기 이송부에 결합되며 상기 자석을 상하방향으로 승강 및 하강시키는 자석 승하강부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기는, 상기 이송부에 결합되며 면역반응 측정모듈을 상하방향으로 승강 및 하강시키는 면역반응 측정모듈 승하강부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기는, 상기 웰플레이트의 하단에 배치되어 상기 웰의 체임버 내 용액을 교반하는 웰플레이트 교반기를 더 포함하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 웰플레이트 교반기는, 면역반응 또는 효소반응의 적정 온도를 유지하는 히터; 및 상기 웰의 체임버 내 용액을 교반하는 교반기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 이송부, 마이크로튜브 승하강부, 자석 승하강부, 면역반응 측정모듈 승하강부 또는 웰플레이트 교반기는 적어도 하나의 구동 모터를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 본체는 상기 내부 공간의 일 측면부가 전방을 향해 경사진 형태로 절취된 경사부를 포함하고, 상기 면역 진단 기기는 상기 경사부를 포함하는 본체의 내부 공간을 개폐하는 뚜껑을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 마이크로튜브 승하강부가 상하방향으로 구동될 때 상기 자석 승하강부도 동일 방향으로 구동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 자석 승하강부는 상기 마이크로튜브의 내부 공간에 진입한 자석을 상기 자석 승하강부의 구동 모터에 의해 상기 마이크로튜브로부터 자석만 상부 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 웰플레이트는 96웰 플레이트이고, 상기 마이크로튜브 승하강부는 8개 단위의 마이크로튜브 어레이를 상하방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 면역반응 측정모듈은 전기화학전극 모듈 또는 형광 측정모듈인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 웰플레이트는 하나 이상의 상기 마이크로 웰의 내부 공간에 반응용액 또는 세척용액이 주입되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기에 있어서, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자성입자를 기반으로 마이크로 웰플레이트를 이용하여 면역진단을 고감도로 수행할 수 있는 자동화된 면역 진단 기기를 제공할 수 있다.
또한, 캡처 항체가 고정된 외측면을 구비하는 마이크로튜브 및 자성입자를 이용하여 현장에서 일반인들이 자가진단이 가능한 간단한 자동화된 면역진단 측정 기기를 제공할 수 있다.
또한, 자석을 이용하여 자성입자를 조절할 수 있어서 비특이 흡착에 의한 노이즈 신호를 감소시켜 측정 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자석과 자성입자를 이용하여 마이크로웰에서의 면역반응 및 세척하는 개념을 설명하는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 96 마이크로 웰 플레이트를 이용하여 면역진단 프로토콜을 적용하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 면역 진단 기기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 웰플레이트의 교반기의 구동부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 면역 진단 기기의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자석과 마이크로튜브 이동을 설명하는 모식도이다.
도 7은 종래의 방식에 따른 전기화학효소 반응을 측정하는 프로토콜의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자성입자에 1차항체(캡처 항체)를 고정화하여 면역진단(immunoassay)하는 프로토콜의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자성입자를 이용한 전기화학센서 기반의 면역진단 결과이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 96 마이크로 웰 플레이트를 이용한 면역진단 프로토콜에 있어서 시료 준비 과정을 설명하는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자동화된 자성입자 기반의 면역 진단 기기의 96 마이크로 웰 플레이트를 이용한 면역진단 프로토콜을 설명하는 개념도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 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, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자석과 자성입자를 이용하여 마이크로웰에서의 면역반응 및 세척하는 개념을 설명하는 모식도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 96 마이크로 웰 플레이트를 이용하여 면역진단 프로토콜을 적용하는 개념도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 면역 진단 기기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기는 본체부(10), 웰플레이트(20), 마이크로튜브(30), 자성입자(40), 자석(50), 이송부(60), 마이크로튜브 승하강부(70) 및 자석 승하강부(80)를 포함한다. 본 실시예에 따른 자성입자 기반의 면역 진단 기기는 면역반응 측정모듈 승하강부(90), 웰플레이트 교반기(100) 및 뚜껑(110)을 더 포함할 수 있다.
본체부(10)는 웰플레이트(20)가 안착될 내부 공간을 형성한다.
웰 플레이트(well plate, 20)는 본체부(10)에 안착되고, 반응용액 또는 세척용액 중 어느 하나의 용액이 주입되는 내부 공간을 구비하는 하나 이상의 마이크로 웰을 구비한다. 여기서, 웰 플레이트는 ELISA 등을 포함하는 생화학 및 분자생물학적 실험을 수행하는 데 있어서, 아주 작은 양의 반응액을 반응시키기 위한 마이크로 웰(well)이 다수개 형성된 플레이트로서, 바람직하게는 투명한 플라스틱 재질의 플레이트이다.
마이크로튜브(30)는 외측면에서 항체가 고정되어 있고 상측이 개구된 내부 공간을 구비한다. 마이크로튜브(30)는 반응용액이 있는 마이크로 웰의 내부 공간에 수용되고, 마이크로튜브(30)의 개구된 내부 공간으로는 자석(50)을 삽입하여 반응용액 내에 있는 자성입자(40)를 자력에 의하여 상기 마이크로튜브(30)의 외측면으로 이동시킬 수 있다. 항원을 인지하는 상기 항체는 1차 항체로 역할을 수행하며(이하 '캡처 항체'라 함), 마이크로튜브(30)의 외측면에 고정되어 마이크로튜브(30)의 외측면으로 이동한 자성입자(40)의 리셉터와 특이적으로 반응하여 결합될 수 있다.
상기 마이크로튜브(30)는 이 기술분야에 널리 알려진 다양한 형태 및 재질을 모두 포함하고, 바람직하게는 투명한 플라스틱 재질로 제조될 수 있다. 캡처 항체는 상기 마이크로튜브(30)에 공유 또는 비공유결합될 수 있다.
자성입자(40)는 자성을 띠는 입자로서, 그 크기는, 예를 들어 0.1 ㎛ ∼ 100 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ ∼ 10 ㎛ 정도의 사이즈로 형성되어 있다. 자성 입자의 사이즈, 질량, 재료, 구조, 그 성질 (상자성, 초상자성,강자성 등, 페리 자성, 자력의 크기) 등은 그 처리 목적에 따라 임의로 정하면 된다. 본 발명에 따른 자성 입자는 수산화철, 산화철 수화물, 산화철, 혼합 산화철 등에 의해 형성할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 상기 자성입자(40)는 표적물질과 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정된다. 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 리셉터가 항체가 일 경우에는 상기 항체는 1차 항체(캡처 항체)를 인식하는 2차 항체가 된다.
본 발명에서 용어 "표적 물질"이란, 본 발명의 리셉터 또는 캡처 항체를 이용하여 결합시켜 분리 또는 검출 등을 수행하고자 하는 물질을 제한없이 포함하며 타겟 물질과 동등한 개념이다. 그 예로는 세포, 단백질, 핵산, 화합물, 항원 등이 있다. 분리 또는 검출의 목적에 따라 디자인된 리셉터 또는 캡처 항체에 의해 결합할 수 있는 물질을 제한없이 포함할 수 있다.
상기 자성입자(40)는 표적물질을 특이적으로 인식하는 리셉터의 역할을 통해 표적물질만을 흡착하고, 표적물질이 결합된 자성입자(40)를 자력을 이용하여 캡처 항체가 고정된 마이크로튜브(30)로 이동시킨다. 상기 자성입자(40)가 자력에 의하여 마이크로튜브(30)의 외측면으로 이동하면, 상기 자성입자(40)에 고정된 리셉터는 마이크로튜브(30)의 외측면에 고정되어 있는 상기 캡처 항체와 특이적으로 반응하여 결합하게 된다. 상기 리셉터에는 표지물질이 결합되어 표적물질에 결합되었는지의 여부를 확인할 수 있게 한다.
본 발명의 용어 "표지물질"이란, 본 발명의 리셉터에 결합되어 상기 리셉터가 표적물질에 결합되었는지의 여부를 확인할 수 있게 하는 수단을 의미한다. 본 발명에 있어서, 상기 표지물질은 특별히 이에 제한되지 않으나, Q dot(Quantum dot), 효소, 콜로이드 금(Coloid gold), 형광물질(Fluorescein), 방사성 물질 및 색소(Dye) 등이 사용될 수 있다. 상기 효소는 표지물질로서 사용될 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, HRP(Horseradish peroxidase), 염기성 탈인산화효소(Alkaline phosphatase), 글루코오즈 옥시다아제(Glucose Oxidase), 루시퍼라아제(luciferase), 베타-디-갈락토시다아제(β-D-galactosidase), 말산탈수소효소(MDH: malate dehydrogenase), 아세틸콜린에스터라아제(acetylcholinesterase), 또는 이들과 유사한 활성을 나타내는 유사체 등이 될 수 있고, 상기 유사체는 H2O2를 생성하는 나노물질 등이 될 수 있다. 이러한 효소 또는 유사체를 사용할 경우에는 리셉터에 상기 효소 또는 유사체를 결합시킨 후, 상기 효소 또는 유사체에 의하여 발색반응을 나타낼 수 있는 기질을 추가하여 반응시킴으로써, 상기 표지물질(36)의 결합여부를 확인할 수 있다.
또한, 형광물질 역시 표지물질로서 사용될 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 플루오르신이소티옥시아네이트(fluoresceine isothiocyanate), 피코빌리프로테인(phycobili proteins), 6-카르복시플루오레세인(6-carboxyfluorescein), 헥사클로로-6-카르복시플루오레세인(hexachloro-6-carboxyfluorescein), 테트라클로로-6-카르복시플루오레세인(tetrachloro-6-carboxyfluorescein), FAM(5-carboxy fluorescein), HEX(2',4',5',7'-tetrachloro-6-carboxy-4,7-dichloroflorescein), Cy3(cyanine-3), Cy5(cyanine-5), 6-카르복시테트라메틸-로다민(6-carboxytetramethyl-rhodamine), TAMRA(5-Carboxytetramethylrhodamine), BHQ3(black hole quencher3), QD(Quantum dots), EuNPs(Europium fluorescent nanoparticle) 등을 사용할 수 있다. 이러한 형광물질을 사용할 경우에는 리셉터에 상기 형광물질을 결합시킨 후, 형광검출기 등으로 형광물질을 검출함으로써, 상기 표지물질의 결합여부를 확인할 수 있다.
자석(50)은 상기 자성입자(40)를 상기 마이크로튜브(30)의 외측면에 흡착 또는 탈착시키기 위한 것이다. 이를 위해 자석(50)은 상기 마이크로튜브(30)의 내부 공간에 배치되어 상하로 위치를 이동한다. 여기서, 마이크로튜브(30)의 외측면에 비특이적으로 흡착된 자성입자(40)를 탈착시키기 위하여 본 발명은 상기 마이크로튜브(30) 하단부에 이격되게 설치된 또 다른 자석을 사용할 수도 있다.
이송부(60)는 웰플레이트(20)에 수평 이동되는 슬라이더를 포함하여, 마이크로튜브 승하강부(70), 자석 승하강부(80) 및 면역반응 측정모듈 승하강부(90)를 웰플레이트(20)의 목적하는 웰 위치로 이동시키는 역할을 한다.
마이크로튜브 승하강부(70)는 이송부(60)에 결합되며 상기 마이크로튜브(30)를 상하방향으로 승강 및 하강시키는 역할을 한다. 이를 위해 마이크로튜브 승하강부(70)는 마이크로튜브(30)가 삽입되는 홈이 복수 개 형성된 튜브랙을 구비한 마이크로튜브 승하강부 지그를 포함한다. 웰플레이트(20)가 96웰 플레이트일 경우 마이크로튜브 승하강부(70)는 8개 단위의 마이크로튜브(30) 어레이를 상하방향으로 이동시킨다.
자석 승하강부(80) 또한 이송부(60)에 결합되어 상기 자석(50)을 상하방향으로 승강 및 하강시키는 역할을 한다. 자석 승하강부(80)는 자석(50)이 결합된 지지부재를 구비한 자석 승하강부 지그를 포함하고, 상기 지지부재를 구비한 자석 승하강부 지그가 승하강하면서 자석(50)이 마이크로튜브(30)의 내부 공간으로 상하 이동을 하게 된다.
이때, 마이크로튜브 승하강부(70)가 상부 방향으로 구동될 때 자석 승하강부(80)도 연동하여 동일하게 상부 방향으로 구동된다. 이를 위하여 마이크로튜브 승하강부(70) 및 자석 승하강부(80)는 이송부(60)에 인접한 위치에 결합되고 연동하여 구동되는 구조를 갖는다. 상기 마이크로튜브 승하강부(70) 및 자석 승하강부(80)가 연동하여 상부 방향으로 구동되는 방법이나 장치는 특별히 제한되지 않고 이 기술분야에 널려 알려진 것을 모두 포함한다.
면역반응 측정모듈 승하강부(90)는 이송부(60)에 결합되어 면역반응 측정모듈을 상하방향으로 승강 및 하강시키는 역할을 하고, 이를 위해 면역반응 측정모듈 승하강부 지그를 구비한다. 이때, 면역반응 측정모듈은 전기화학전극 모듈 또는 형광 측정모듈일 수 있다.
웰플레이트(20) 교반기는 웰플레이트(20)의 하단에 배치되어 상기 웰의 체임버 내 용액을 교반한다. 이를 위해, 웰플레이트(20) 교반기는 면역반응 또는 효소반응의 적정 온도를 유지하는 히터, 및 상기 웰의 체임버 내 용액을 교반하는 구동부를 포함한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웰플레이트(20)의 교반기의 구동부를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 면역 진단 기기의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 이송부(60), 마이크로튜브 승하강부(70), 자석 승하강부(80), 면역반응 측정모듈 승하강부(90) 또는 웰플레이트(20) 교반기는 각각 구동 모터를 구비하여 개별적으로 구동될 수도 있고, 또는 적어도 하나의 구동 모터를 구비하여 필요에 따라 제어를 통해 구동될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자석(50)과 마이크로튜브(30) 이동을 설명하는 모식도이다. 도 6을 참조하면, 자석 승하강부(80)는 자석(50)이 마이크로튜브(30)의 내부 공간에 진입한 경우 자석 승하강부(80)의 구동 모터에 의해 마이크로튜브(30)로부터 자석(50)만 상부 방향으로 이동시킬 수 있다.
뚜껑(110)은 본체의 내부 공간을 개폐하는 것으로, 투명한 재질이 바람직하다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 구현예로서, 본체 내부 공간의 일 측면부가 전방을 향해 경사진 형태로 절취된 경사부를 형성하는 경우 뚜껑(110)은 경사부를 포함하는 본체의 내부 공간을 개폐하는 구조를 갖는다.
도 7은 종래의 방식에 따른 전기화학효소 반응을 측정하는 프로토콜의 모식도로서 전기화학 면역진단 센서의 일반적인 프로토콜을 보여준다. 반면, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자성입자(40)에 1차항체(캡처 항체)를 고정화하여 면역진단(immunoassay)하는 프로토콜의 모식도로서, 자성입자(40)에 1차항체(캡처 항체)를 고정화하여 면역진단(immunoassay)하는 프로토콜을 보여준다. 도 8을 참조하면, 자성입자(40)를 타겟 항원이 포함된 웰로 이동시켜 반응시킨 후, 다시 ALP(Alkaline phosphatase) 라벨링된 2차 항체가 포함된 웰로 이동시켜 반응시킨다. 최종 측정 웰에서는 기질(AAP)의 효소(ALP) 반응 생성물인 AA를 전기화학적 측정법으로 측정한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자성입자(40)를 이용한 전기화학센서 기반의 면역진단 결과로서, 도 9를 참조하면, 전극 표면에서 면역반응을 수행하여 전기화학효소 반응을 측정하는 일반적인 방식에 비해 나노입자 표면에서 면역반응을 일으킨 후 전기화학효소 반응을 깨끗한 표면의 전극으로 측정할 경우 시료의 여러 불순물에 노출될 일이 없는 후자의 방법이 검출성능이 우수한 것을 보여준다. 본 발명을 통해 자성입자를 활용한 면역진단 방법이 우수한 것을 확인할 수 있고, 이를 자동화하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기를 제공할 수 있다.
이러한 본 실시예에 따른 마이크로튜브(30)의 외측면에 자성입자(40)를 흡착 또는 탈착시키는 프로토콜 및 비특이 흡착을 제거하는 반응 프로토콜 개념에 대해서 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 ELISA 마이크로 웰플레이트(20)는 용액을 담는 용기로 활용한다. 상기 마이크로 웰플레이트(20)에 세척액이나 반응시료를 미리 주입해둔다. 표적 바이오마커 분자를 항원-항체 반응에 의해 특이적으로 포획하는 캡처 항체는 마이크로튜브(30)형 외측 표면에 고정되어 있다. 마이크로튜브(30) 안에는 자석이 삽입되어 용액 내에 자성입자(40)가 있을 경우 마이크로튜브(30)의 외측면으로 끌려오게 하는 역할을 한다.
이때 표적물질과 결합된 자성입자(40)는 캡처 항체와 특이적 반응으로 결합되어 있는 반면, 비특이 흡착에 의해 자성입자(40)에 붙어 있는 2차 항체 및 신호물질 또한 캡처 항체의 표면에 잔류할 수 있다. 이 경우 상기 비특히 흡착으로 인하여 형광잡음이 발생하게 된다.
본 발명은 반응 또는 세척 과정에서 자석(50)을 마이크로 웰플레이트(20) 바닥과 캡처 항체 고정용 마이크로튜브(30) 안쪽에 각각 배치하면 비특이 흡착된 자성입자(40)는 용액 내에서 마이크로 웰플레이트(20) 바닥 표면으로 이동할 수 있고 이때 면역반응이 확실하게 일어난 자성입자(40)만 캡처 항체에 잔류할 수 있다. 이를 이용하여 캡처 항체 고정용 마이크로튜브(30)를 웰에서 빼내 다른 세척용 웰이나 측정기 구성으로 가져가면 비특이 흡착에 의한 형광잡음을 줄인 상태에서 측정이 가능해 S/N비를 높일 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 면역진단 방법에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역진단 키트에서, 자석(50)과 자성입자(40)를 이용하여 마이크로 웰플레이트(20)에서의 면역반응 및 세척과정을 설명하는 모식도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 96 마이크로 웰플레이트(20)를 이용하여 면역진단 프로토콜을 적용하는 개념도이다. 도 1 및 도 2는 미리 담긴 반응액 혹은 세척액에 마이크로튜브(30)를 순서와 절차에 맞게 이동시켜 가면서 자동 처리해주는 개념을 설명한다.
본 발명에 따른 면역진단 방법은 반응용액을 주입하는 단계(S10), 항체가 상기 반응용액과 접촉시키는 단계(S20), 자성입자(40)를 자력에 의하여 마이크로튜브(30)의 외측면으로 이동시키는 단계(S30) 및 마이크로튜브(30)의 외측면에 상기 자성입자(40)가 흡착되는 단계(S40)를 포함한다.
우선, 반응용액을 주입하는 단계(S10)은 하나 이상의 마이크로 웰 플레이트의 내부 공간에 표적물질(32)과 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있는 자성입자(40)를 함유하는 반응용액을 주입하는 것이다.
다음으로, 항체가 상기 반응용액과 접촉시키는 단계(S20)는 캡처 항체가 고정된 외측면을 구비하는 마이크로튜브(30)를 상기 마이크로 웰플레이트(20)의 내부 공간에 삽입하여 상기 캡처 항체가 상기 반응용액과 접촉시키는 것이다.
그리고, 자성입자(40)를 자력에 의하여 마이크로튜브(30)의 외측면으로 이동시키는 단계(S30)는 상기 마이크로튜브(30)의 내부 공간에 자석(50)을 삽입하여 상기 반응용액 내의 자성입자(40)를 자력에 의하여 상기 마이크로튜브(30)의 외측면으로 이동시키는 것이다.
그리고, 마이크로튜브(30)의 외측면에 상기 자성입자(40)가 흡착되는 단계(S40)는 상기 캡처 항체 및 상기 리셉터가 특이적으로 반응하여 상기 마이크로튜브(30)의 외측면에 상기 자성입자(40)가 흡착되는 것이다. 이때, 표적물질이 항원일 경우 캡처 항체와 먼저 결합한 후 리셉터와 반응할 수도 있고, 리셉터와 먼저 결합한 후 캡처 항체와 반응할 수도 있다.
그리고, 상기 S40 단계 이후에, 상기 자석(50)을 상기 마이크로튜브(30)의 상부 방향으로 이동시켜 비특이적으로 흡착된 자성입자(40)가 탈착되는 단계(S60)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 S40 단계 이후에, 상기 마이크로튜브(30) 하단부에 또 다른 자석을 이격되게 설치하고, 상기 자석(50)을 상기 마이크로튜브(30)의 상부 방향으로 이동시켜 비특이적으로 흡착된 자성입자(40)가 탈착되는 단계(S62)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 S40 단계 이후에, 상기 자성입자(40)가 흡착된 마이크로튜브(30)를 기설정된 순서에 따라 반응용액 또는 세척용액이 있는 인접한 마이크로 웰플레이트(20)로 이동시켜 반응 및 세척을 진행하는 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, S40 단계에서 항원반응을 수행한 후에 2회의 세척을 하고, 이어서 표지물질(36)을 부착하는 레이블 반응을 진행하고, 다시 2회 세척을 한 후 측정을 진행한다. 이에 따라 자성입자(40)의 표면을 면역반응을 위한 표면으로 사용하는 경우 자석(50)을 이용하여 마이크로튜브(30) 외측면에 흡착시키거나 탈착시킬 수 있으며 흡착된 상태로 다른 웰로 옮겨갈 수 있다. 자석(50)의 위치 이동에 따라 세척 혹은 이동의 성능 개선이 가능하게 된다. 세척 횟수와 반응 절차에 따라 첫 번째 라인부터 측정부 라인까지 마이크로튜브(30) 혹은 자석(50)이 포함된 마이크로튜브(30)를 이동시켜 갈 수 있으며 마이크로튜브(30) 내에 삽입되어 있을 경우 면역반응의 향상을 위해 스터링(stirring)이나 온도조건을 기존의 웰 플레이트(well plate) 프로토콜과 동일하게 적용하는 것도 가능하다.
이러한 본 발명에 의하면 기존의 ELISA 웰 플레이트(well plate)를 그대로 사용하면서도 ELISA 반응 단계별 소요 용액을 미리 웰 플레이트(well plate)에 정량을 주입해두고 마이크로튜브(30) 외측면에 자성입자(40)를 흡착시키거나 분리시킬 수 있도록 자력을 조절하여 각 웰(well)에 자성입자(40)를 이동시켜가며 ELISA 반응을 순서에 따라 수행하는 프로토콜을 제공할 수 있다. 즉, 캡처 항체가 고정된 외측면을 구비하는 마이크로튜브(30) 및 자성입자(40)를 이용한 간단한 면역진단 측정 프로토콜에 의해 측정 감도를 향상시킬 수 있고, 또한 자석(50)을 이용하여 면역반응의 비특이 흡착을 개선하거나 신호를 증폭하는 목적으로 자성입자(40)를 조절할 수 있어서 비특이 흡착에 의한 노이즈 신호를 감소시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 96 마이크로 웰 플레이트를 이용한 면역진단 프로토콜에 있어서 시료 준비 과정을 설명하는 개념도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 자동화된 자성입자 기반의 면역 진단 기기의 96 마이크로 웰 플레이트를 이용한 면역진단 프로토콜을 설명하는 개념도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 먼저, 시료 준비을 위하여, eELISA kit (MMP-9)의 96well의 샘플(sample) 부분에 시료 150 uL 를 넣어준다. 그리고, 준비된 96well을 반응,측정기기에 넣어준다.
다음으로, a, b 및 c지그는 초기에 X축 0번에 위치하고 X축 이동이 동시에 일어난다(a: 마이크로튜브 승하강부 지그, b: 자석 승하강부 지그, c: 면역반응 측정모듈 승하강부 지그). 여기서, X축 0번이면 축약으로 X0으로 표기한다.
그리고, 준비된 자성입자와 시료 반응과정을 설명하면 다음과 같다.
1. abc 지그 전체가 (X0,Z0)->(X1,Z0)으로 이동한다.
2. ab지그가 (X1,Z1)으로 이동한다 .
3. 1분 동안 기다린다.
4. ab지그가 (X1,Z0)으로 이동한다.
5. abc 지그 전체가 (X1,Z0)->(X2,Z0)으로 이동한다.
6. ab지그가 (X2,Z1)으로 이동한다.
7. b지그(자석)가 (X2,Z1)-> (X2,Z0)으로 이동한다.
8. a지그가 (X2,Z1)-> (X2,Z0)으로 이동한다.
(*실험시 a의 표면에 자성입자가 육안으로 보이면 추후 기기설정을 변경한다)
9. 30분 동안 기다린다.(쉐이크 30분,RT)
반응 완료 후 세척과정은 다음과 같다. 이때, 1~7, 8~14, 15~21은 X축으로 한칸 이동한 같은 동작이다.
1. ab지그가 (X2,Z0)->(X2,Z1)으로 이동한다 .
2. 1분 동안 기다린다.
3. ab지그가 (X2,Z1)->(X2,Z0)으로 이동한다.
4. abc 지그 전체가 (X2,Z0)->(X3,Z0)으로 이동한다.
5. ab지그가 (X3,Z1)으로 이동한다.
6. b지그(자석)가 (X3,Z1)-> (X3,Z0)으로 이동한다.
7. a지그가 (X3,Z1)-> (X3,Z0)으로 이동한다.
8. ab지그가 (X3,Z0)->(X3,Z1)으로 이동한다 .
9. 1분 동안 기다린다.
10. ab지그가 (X3,Z1)->(X3,Z0)으로 이동한다.
11. abc 지그 전체가 (X3,Z0)->(X4,Z0)으로 이동한다.
12. ab지그가 (X4,Z1)으로 이동한다.
13. b지그(자석)가 (X4,Z1)-> (X4,Z0)으로 이동한다.
14. a지그가 (X4,Z1)-> (X4,Z0)으로 이동한다.
15. ab지그가 (X4,Z0)->(X4,Z1)으로 이동한다 .
16. 1분 동안 기다린다.
17. ab지그가 (X4,Z1)->(X4,Z0)으로 이동한다.
18. abc 지그 전체가 (X4,Z0)->(X5,Z0)으로 이동한다.
19. ab지그가 (X5,Z1)으로 이동한다.
20. b지그(자석)가 (X5,Z1)-> (X5,Z0)으로 이동한다.
21. a지그가 (X5,Z1)-> (X5,Z0)으로 이동한다.
반응과정은 다음과 같다.
1. ab지그가 (X5,Z1)으로 이동한다 .
2. 1분 동안 기다린다.
3. ab지그가 (X5,Z0)으로 이동한다.
4. abc 지그 전체가 (X5,Z0)->(X6,Z0)으로 이동한다.
5. ab지그가 (X6,Z1)으로 이동한다.
6. b지그(자석)가 (X6,Z1)-> (X6,Z0)으로 이동한다.
7. a지그가 (X6,Z1)-> (X6,Z0)으로 이동한다.
8. 30분 동안 기다린다.(쉐이크 30분,RT)
반응 완료 후 세척과정은 다음과 같다. 이때, 1~7, 8~14, 15~21은 X축으로 한칸 이동한 같은 동작이다.
1. ab지그가 (X6,Z0)->(X6,Z1)으로 이동한다 .
2. 1분 동안 기다린다.
3. ab지그가 (X6,Z1)->(X6,Z0)으로 이동한다.
4. abc 지그 전체가 (X6,Z0)->(X7,Z0)으로 이동한다.
5. ab지그가 (X7,Z1)으로 이동한다.
6. b지그(자석)가 (X7,Z1)-> (X7,Z0)으로 이동한다.
7. a지그가 (X7,Z1)-> (X7,Z0)으로 이동한다.
8. ab지그가 (X7,Z0)->(X7,Z1)으로 이동한다 .
9. 1분 동안 기다린다.
10. ab지그가 (X7,Z1)->(X7,Z0)으로 이동한다.
11. ab/c 지그 전체가 (X7,Z0)->(X8,Z0)으로 이동한다.
12. ab지그가 (X8,Z1)으로 이동한다.
13. b지그(자석)가 (X8,Z1)-> (X8,Z0)으로 이동한다.
14. a지그가 (X8,Z1)-> (X8,Z0)으로 이동한다.
15. ab지그가 (X8,Z0)->(X8,Z1)으로 이동한다 .
16. 1분 동안 기다린다.
17. ab지그가 (X8,Z1)->(X8,Z0)으로 이동한다.
18. abc 지그 전체가 (X8,Z0)->(X9,Z0)으로 이동한다.
19. ab지그가 (X9,Z1)으로 이동한다.
20. b지그(자석)가 (X9,Z1)-> (X9,Z0)으로 이동한다.
21. a지그가 (X9,Z1)-> (X9,Z0)으로 이동한다.
효소 반응은 다음과 같다.
1. ab지그가 (X9,Z0)-> (X9,Z1)으로 이동한다 .
2. 1분 동안 기다린다.
3. ab지그가 (X9,Z0)으로 이동한다.
4. abc 지그 전체가 (X9,Z0)->(X10,Z0)으로 이동한다.
5. ab지그가 (X10,Z1)으로 이동한다.
6. b지그(자석)가 (X10,Z1)-> (X10,Z0)으로 이동한다.
7. a지그가 (X10,Z1)-> (X10,Z0)으로 이동한다.
8. 10분 동안 기다린다.(쉐이크10분,RT)
9. ab지그가 (X10,Z0)->(X10,Z1)으로 이동한다 .
10. 1분 동안 기다린다.
11. ab지그가 (X10,Z1)->(X10,Z0)으로 이동한다.
12. abc 지그 전체가 (X10,Z0)->(X11,Z0)으로 이동한다.
마지막으로, 측정 과정은 다음과 같다.
abc 지그 전체가 c지그 부분이 (X10,Z0) 위로 이동한다.
c지그가 (X10,Z0)->(X10,Z1)으로 이동한다.
abc지그는 X축으로 한 칸 차이이다.
한편, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본체부: 10 웰플레이트: 20
마이크로튜브: 30 자성입자: 40
자석: 50 이송부: 60
마이크로튜브 승하강부: 70 자석 승하강부: 80
면역반응 측정모듈 승하강부: 90 웰플레이트 교반기: 100
뚜껑: 110

Claims (12)

  1. 내부 공간이 형성된 본체부;
    상기 본체부에 안착되고, 반응용액 또는 세척용액 중 어느 하나의 용액이 주입되는 내부 공간을 구비하는 하나 이상의 마이크로 웰을 구비하는 웰플레이트;
    상기 마이크로 웰의 내부 공간에 수용되고, 캡처 항체가 고정된 외측면을 구비하는 마이크로튜브;
    표적물질과 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정되어 있고, 상기 용액 내에서 상기 리셉터가 상기 캡처 항체와 특이적으로 결합하는 자성입자;
    상기 마이크로튜브의 내부 공간을 상하로 위치이동하여 상기 자성입자를 상기 마이크로튜브의 외측면에 흡착 또는 탈착시키는 자석;
    상기 웰플레이트에 수평 이동되는 슬라이더를 포함하는 이송부;
    상기 이송부에 결합되며 상기 마이크로튜브를 상하방향으로 승강 및 하강시키는 마이크로튜브 승하강부; 및
    상기 이송부에 결합되며 상기 자석을 상하방향으로 승강 및 하강시키는 자석 승하강부;를 포함하고,
    상기 자석이 제거된 마이크로튜브의 외측면에 표적물질과 특이적으로 반응하여 결합된 자성입자는 상기 마이크로튜브의 캡처 항체와 특이적으로 결합되어 흡착되고, 표적물질과 결합되지 않아 비특이적으로 흡착된 자성입자는 상기 마이크로튜브의 외측면에서 탈착된 것을 특징으로 하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송부에 결합되며 면역반응 측정모듈을 상하방향으로 승강 및 하강시키는 면역반응 측정모듈 승하강부;
    를 더 포함하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 웰플레이트의 하단에 배치되어 상기 웰의 체임버 내 용액을 교반하는 웰플레이트 교반기;
    를 더 포함하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 웰플레이트 교반기는,
    면역반응 또는 효소반응의 적정 온도를 유지하는 히터; 및
    상기 웰의 체임버 내 용액을 교반하는 구동부;
    를 포함하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 이송부, 마이크로튜브 승하강부, 자석 승하강부, 면역반응 측정모듈 승하강부 또는 웰플레이트 교반기는 적어도 하나의 구동 모터를 더 포함하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 내부 공간의 일 측면부가 전방을 향해 경사진 형태로 절취된 경사부를 포함하고,
    상기 면역 진단 기기는 상기 경사부를 포함하는 본체의 내부 공간을 개폐하는 뚜껑을 더 포함하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로튜브 승하강부가 상부 방향으로 구동될 때 상기 자석 승하강부도 연동하여 상부 방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자석 승하강부는 상기 마이크로튜브의 내부 공간에 진입한 자석을 상기 자석 승하강부의 구동 모터에 의해 상기 마이크로튜브로부터 자석만 상부 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 웰플레이트는 96웰 플레이트이고,
    상기 마이크로튜브 승하강부는 8개 단위의 마이크로튜브 어레이를 상하방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 면역반응 측정모듈은 전기화학전극 모듈 또는 형광 측정모듈인 것을 특징으로 하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 웰플레이트는 하나 이상의 상기 마이크로 웰의 내부 공간에 반응용액 또는 세척용액이 주입되어 있는 것을 특징으로 하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 자성입자 기반의 면역 진단 기기.
KR1020190172244A 2019-12-20 2019-12-20 자성입자 기반의 면역 진단 기기 KR102345692B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190172244A KR102345692B1 (ko) 2019-12-20 2019-12-20 자성입자 기반의 면역 진단 기기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190172244A KR102345692B1 (ko) 2019-12-20 2019-12-20 자성입자 기반의 면역 진단 기기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210079957A KR20210079957A (ko) 2021-06-30
KR102345692B1 true KR102345692B1 (ko) 2021-12-31

Family

ID=76602580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190172244A KR102345692B1 (ko) 2019-12-20 2019-12-20 자성입자 기반의 면역 진단 기기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102345692B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240167411A (ko) * 2023-05-19 2024-11-26 주식회사 이지다이아텍 자동 항체 커플링 및 이를 확인하는 장치
CN118033168B (zh) * 2024-02-02 2025-02-07 深圳市荣士海精密工业有限公司 一种化学发光免疫分析仪的采样拾取结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101495665B1 (ko) * 2014-05-09 2015-02-26 한국생명공학연구원 마그네틱을 이용한 형광다중면역검사법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4423878A1 (de) * 1994-07-07 1996-01-11 Boehringer Mannheim Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden von magnetischen Mikropartikeln
KR101145660B1 (ko) 2009-12-22 2012-05-24 전자부품연구원 나노자성입자 및 나노센서를 포함하는 질병진단용 기기 및 그 검사방법
KR101997097B1 (ko) * 2016-12-30 2019-07-05 주식회사 이지다이아텍 거대 자성입자 복합체를 이용한 자동 면역분석장치 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101495665B1 (ko) * 2014-05-09 2015-02-26 한국생명공학연구원 마그네틱을 이용한 형광다중면역검사법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210079957A (ko) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8697435B2 (en) Integrated sample preparation and analyte detection
Fu et al. Flow-injection chemiluminescent immunoassay for α-fetoprotein based on epoxysilane modified glass microbeads
US11898194B2 (en) Method for detecting target molecule
KR100958198B1 (ko) 실시간 연속 검출장치
US20090269858A1 (en) Method of determining the concentration of an analyte using analyte sensor molecules coupled to a porous membrane
US20130122485A1 (en) Method of analyzing biomaterials using a magnetic bead
CN1628247A (zh) 过滤型蛋白芯片
KR101495665B1 (ko) 마그네틱을 이용한 형광다중면역검사법
KR102345692B1 (ko) 자성입자 기반의 면역 진단 기기
US9199234B2 (en) TSH antibodies for point-of-care immunoassay formats
US20160109465A1 (en) Tsh immunoassays and processes for performing tsh immunoassays in the presence of endogenous contaminants in restricted wash formats
US20060292641A1 (en) Immunoassay method
EP2631007A1 (en) Device for parallelization and performance increase in microarray-immunoassays with solid, non-porous capture-zone
JPH11502625A (ja) 化学分析機において試薬分離のための装置および方法
US20080309323A1 (en) Method for biochemical analysis
EP2715356B1 (en) Tsh immunoassays employing scavenging reagents for cross-reacting endocrine glycoprotein hormone analogues
WO2005095262A1 (en) Microchip and method for detecting molecules and molecular interactions
KR102351654B1 (ko) 자성비드를 이용한 면역반응 분석방법
KR102220357B1 (ko) 면역진단 키트 및 이를 이용한 면역진단 방법
KR100908641B1 (ko) 칩 기술을 기반으로 하는 경쟁적 상호작용을 이용한 비표지혈액 단백질의 분석방법
US20080311679A1 (en) Biosensor Device
WO2023224993A1 (en) Rapid detection tests and methods of forming the same
US9863941B2 (en) Microchip and method for detecting molecules and molecular interactions
CN115078706A (zh) 一种磁微粒化学发光免疫检测系统及其使用方法
WO2019069371A1 (ja) 検体中の検出対象の検出方法、検出キット及び流体デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20191220

PA0201 Request for examination
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20210427

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20211026

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20211228

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20211228

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee