KR102419672B1 - Microfludic device including at least one microfluidic structure and method for analyzing sample supplied to the same - Google Patents
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Abstract
본 개시는 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용한 시료 분석 장치에 관한 것이다. 일 실시 예에 의하면, 상기 미세 유동 장치는 회전체; 상기 회전체 내에 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물; 및 상기 회전체 내에서 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 보다 반경 방향으로 더 외측에 형성되고, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 각각과 연결되는 웨이스트 챔버; 를 포함하고, 상기 미세 유동 구조물은, 용액 주입구를 통해 주입된 용액을 수용하고 상기 수용된 용액을, 제1 공유 채널을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하는 용액 챔버; 상기 회전체 내, 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트를 통해 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버; 및 일단이 상기 시료 챔버에 연결되고, 타단이 상기 웨이스트 챔버에 연결됨으로써, 상기 시료 및 상기 용액을 상기 웨이스트 챔버로 전달하는 사이펀 채널; 을 포함할 수 있다.The present disclosure relates to a microfluidic device and a sample analysis device using the microfluidic device. According to an embodiment, the microfluidic device may include a rotating body; at least one microfluidic structure disposed in the rotating body at preset intervals; and a waste chamber formed further outward in a radial direction than the at least one microfluidic structure in the rotating body and connected to each of the at least one microfluidic structure. including, wherein the microfluidic structure includes: a solution chamber receiving a solution injected through a solution inlet and sharing the received solution with other adjacent microfluidic structures through a first sharing channel; a sample chamber located in the rotating body, more radially outward than the solution chamber, and accommodating the sample injected through an air vent that is opened to the outside; and a siphon channel having one end connected to the sample chamber and the other end connected to the waste chamber, thereby transferring the sample and the solution to the waste chamber. may include
Description
본 개시는 적어도 하나의 미세유동구조물을 포함하는 미세 유동 장치 및 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 시료 내 표적 항원을 진단하기 위한 미세 유동 장치 및 이에 공급된 시료를 분석하기 위한 방법을 수행하는 시료 분석 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a microfluidic device including at least one microfluidic structure and a sample analysis device using the microfluidic device. More particularly, it relates to a microfluidic device for diagnosing a target antigen in a sample, and a sample analysis device for performing a method for analyzing a sample supplied thereto.
인플루엔자 바이러스, 조루 인플루엔자 바이러스, 코로나 바이러스와 같은 바이러스의 질병 진단을 위해서 시료 내 단백질 또는 유전체를 분석하기 위한 기술들이 개발되고 있으며, 특히, 사회적 파장이 큰 박테리아나 바이러스의 질병 진단을 현장에서 빠르고 신속하게 하기 위한 기술의 개발이 요구되고 있다. In order to diagnose diseases of viruses such as influenza virus, premature ejaculation virus, and corona virus, technologies for analyzing proteins or genomes in samples are being developed. The development of technology to do this is required.
이러한 병원체들의 현장 진단을 신속하게 하기 위해서, 소량의 유체를 조작하여 생물학적 또는 화학적인 반응을 수행할 수 있는 미세 유동 장치들이 사용되고 있다. 미세 유동 장치는 칩(chip), 디스크 등 다양한 형상의 몸체 내에 배치된 미세 유동 구조물을 포함할 수 있다. 미세 유동 장치를 사용하여, 다양한 병원체들을 현장에서 바로 진단함으로써, 병원체들을 신속하게 차단할 수 있기 때문에, 인명 피해와 경제적 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.Microfluidic devices capable of performing a biological or chemical reaction by manipulating a small amount of fluid have been used in order to quickly perform on-site diagnosis of these pathogens. The microfluidic device may include a microfluidic structure disposed in a body having various shapes, such as a chip or a disk. By using the microfluidic device to diagnose various pathogens on the spot, it is possible to quickly block pathogens, thereby reducing human casualties and economic losses.
그러나, 일반적인 미세 유동 장치들은 공간상의 제약 때문에 하나의 칩(chip)상에서 여러 개의 시료들을 동시에 처리하기 어려운 한계가 있었으며, 현장 진단 시, 시료를 주입하기 위한 카트리지 및 미세 유동 장치들을 조립하고, 작동하는데 많은 시간이 소요되는 한계가 있었다.However, general microfluidic devices have a limitation in that it is difficult to process multiple samples simultaneously on one chip due to space constraints. There was a limit that took a lot of time.
따라서, 별도의 수동 조작 없이, 다양한 종류의 시료들을 효과적으로 분석할 수 있는 미세 유동 장치 및 미세 유동 장치를 이용한 시료 분석 장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for developing a microfluidic device capable of effectively analyzing various types of samples without a separate manual operation and a sample analysis device using the microfluidic device.
일 실시 예에 따르면, 회전체의 회전에 기초하여 시료를 이동시킬 수 있는 미세 유동 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment, a microfluidic device capable of moving a sample based on the rotation of a rotating body may be provided.
또한, 일 실시 예에 의하면, 상기 미세 유동 장치를 이용하여 시료 내 표적 항원을 진단할 수 있는 시료 분석 장치가 제공될 수 있다.Also, according to an embodiment, a sample analysis device capable of diagnosing a target antigen in a sample using the microfluidic device may be provided.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따라, 미세 유동 장치는 회전체; 상기 회전체 내에 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물; 및 상기 회전체 내에서 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 보다 반경 방향으로 더 외측에 형성되고, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 각각과 연결되는 웨이스트 챔버; 를 포함하고, 상기 미세 유동 구조물은 용액 주입구를 통해 주입된 용액을 수용하고 상기 수용된 용액을, 제1 공유 채널을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하는 용액 챔버; 상기 회전체 내, 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트를 통해 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버; 및 일단이 상기 시료 챔버에 연결되고, 타단이 상기 웨이스트 챔버에 연결됨으로써, 상기 시료 및 상기 용액을 상기 웨이스트 챔버로 전달하는 사이펀 채널; 을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure for achieving the above-described technical problem, a microfluidic device includes a rotating body; at least one microfluidic structure disposed in the rotating body at preset intervals; and a waste chamber formed further outward in a radial direction than the at least one microfluidic structure in the rotating body and connected to each of the at least one microfluidic structure. Including, wherein the microfluidic structure includes: a solution chamber for receiving a solution injected through the solution inlet and sharing the received solution with other adjacent microfluidic structures through a first sharing channel; a sample chamber located in the rotating body, more radially outward than the solution chamber, and accommodating the sample injected through an air vent that is opened to the outside; and a siphon channel having one end connected to the sample chamber and the other end connected to the waste chamber, thereby transferring the sample and the solution to the waste chamber. may include
일 실시 예에 의하면 미세 유동 구조물은 일단이 상기 용액 챔버에 연결되고, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력에 기초하여 용액 챔버에 수용된 용액들을 상기 시료 챔버로 제공하는 수동 밸브; 를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the microfluidic structure includes: a manual valve having one end connected to the solution chamber and providing solutions accommodated in the solution chamber to the sample chamber based on a rotational force generated by the rotating body; may further include.
일 실시 예에 의하면, 상기 웨이스트 챔버는 상기 웨이스트 챔버 내부에 상기 시료 및 용액을 흡수하는 고흡수성수지(Super Abosrbent Polymer)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the waste chamber may further include a super absorbent polymer (Super Absorbent Polymer) for absorbing the sample and the solution in the waste chamber.
일 실시 예에 의하면, 제1 공유 채널은 상기 회전체 내에서 원주 방향으로 지그재그(Zigzag)형태로 형성되고, 상기 회전체는 상기 용액 챔버 내 용액이 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버 각각에 공유될 때까지, 상기 시료 챔버로 이동되지 않도록, 정지 또는 회전할 수 있다.According to an embodiment, the first sharing channel is formed in a zigzag shape in the circumferential direction in the rotation body, and the rotation body is when the solution in the solution chamber is shared with each of the solution chambers in the other microfluidic structures. up to, so as not to move to the sample chamber, it can be stopped or rotated.
일 실시 예에 의하면, 시료 챔버는 상기 에어 벤트를 통해 주입된 시료들을, 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하기 위한 제2 공유 채널과 연결될 수 있다.According to an embodiment, the sample chamber may be connected to a second sharing channel for sharing the samples injected through the air vent with other adjacent microfluidic structures.
일 실시 예에 의하면, 상기 회전체는 상기 사이펀 채널 내 적어도 일부 채널에 작용하는, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력이 상기 적어도 일부 채널에서 발생하는 모세관력보다 작아지도록 정지함으로써, 상기 수집 챔버 내 상기 시료 및 상기 용액이 상기 사이펀 채널로의 이동을 시작하도록 할 수 있다.According to an embodiment, the rotating body stops so that the rotational force generated by the rotating body acting on at least some channels in the siphon channel becomes smaller than the capillary force generated in the at least some channels, so that the in the collection chamber The sample and the solution may be allowed to initiate movement into the siphon channel.
일 실시 예에 의하면, 상기 시료 챔버 내 표면에는, 상기 시료 내 표적 물질에 결합될 수 있는 1차 항체가 미리 코팅될 수 있다.According to an embodiment, a surface in the sample chamber may be pre-coated with a primary antibody capable of binding to a target material in the sample.
일 실시 예에 의하면, 상기 용액 챔버는, 상기 용액 주입구를 통해, 효소 면역 진단을 위한 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액, 발색 기질(substrate)을 포함하는 용액 및 상기 시료 내 표적 물질 중, 상기 1차 항체에 결합되지 않은 표적 물질을 세척하기 위한 용액을 획득할 수 있다.According to an embodiment, the solution chamber includes, through the solution inlet, a solution containing a secondary antibody to which a chromogenic enzyme for enzymatic immunodiagnosis is attached, a solution containing a chromogenic substrate, and a target material in the sample Among them, a solution for washing the target material not bound to the primary antibody may be obtained.
일 실시 예에 의하면, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물은, 상기 회전체의 회전축을 중심으로 원주 방향으로, 상기 회전체 내에서 배열되고, 상기 회전체는, 적어도 하나의 회전축을 중심으로 미리 설정된 회전수로 회전하고, 상기 시료 및 상기 용액은 상기 회전체가 회전함에 따라 발생하는 회전력에 기초하여, 상기 미세 유동 구조물 내에서 이동될 수 있다.According to an embodiment, the at least one microfluidic structure is arranged in the rotation body in a circumferential direction about a rotation axis of the rotation body, and the rotation body is rotated in advance about at least one rotation axis rotated by water, and the sample and the solution may be moved in the microfluidic structure based on a rotational force generated as the rotating body rotates.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 미세 유동 장치; 상기 미세 유동 장치를 상기 회전축을 따라 회전시키는 제1 구동부; 기 설정된 구동축을 따라 상기 미세 유동 장치로 상기 시료 및 상기 용액을 주입하기 위한 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부; 상기 주입 기구에 제공될 시료 및 용액들을 저장하고, 상기 저장된 시료 및 용액들을 상기 주입 기구에 선택적으로 제공하는 공급부; 및 상기 미세 유동 구조물 내 상기 시료 및 상기 용액들이 미리 설정된 경로로 이동하도록 상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 공급부를 제어하는 제어부; 를 포함하는, 시료 분석 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present disclosure for solving the above technical problem, the microfluidic device; a first driving unit rotating the microfluidic device along the rotation axis; a second driving unit for moving an injection device for injecting the sample and the solution into the microfluidic device along a preset driving shaft; a supply unit that stores samples and solutions to be provided to the injection device and selectively provides the stored samples and solutions to the injection device; and a control unit configured to control the first driving unit, the second driving unit, and the supply unit to move the sample and the solutions in the microfluidic structure in a preset path. A sample analysis device comprising a may be provided.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 미세 유동 장치 및 상기 시료 분석 장치를 이용하여, 주입된 시료를 분석하기 위한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체가 제공될 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present disclosure for solving the above technical problem, using the microfluidic device and the sample analysis device, a computer recording a program for executing a method for analyzing an injected sample in a computer A readable recording medium may be provided.
본 개시의 일 실시 예에 의하면, 하나의 미세 유동 장치에서 다양한 시료들을 효과적으로 분석할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, it is possible to effectively analyze various samples in one microfluidic device.
일 실시 예에 의하면, 현장 진단에서 대량의 시료들 내 표적 항원을 신속하고 정확하게 분석할 수 있다.According to an embodiment, it is possible to quickly and accurately analyze a target antigen in a large amount of samples in a point-of-care diagnosis.
도 1은 일 실시 예에 따른 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치가 시료를 분석하는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따라, 복수의 미세 유동 구조물들이 배치된 미세 유동 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 미세 유동 구조물의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 동작 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 동작 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 각 구성의 규격을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치가 시료를 분석하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 블록도이다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 블록도이다.
도 11는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치와 연결되는 서버의 블록도이다.1 is a diagram schematically illustrating a process of analyzing a sample by a microfluidic device and a sample analysis device using the microfluidic device according to an exemplary embodiment;
FIG. 2 is a diagram for describing a structure of a microfluidic device in which a plurality of microfluidic structures are disposed, according to an exemplary embodiment.
3 is a view for explaining the structure of a microfluidic structure according to an embodiment.
4 is a diagram schematically illustrating a structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram for explaining the operation and structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
6 is a diagram for explaining the operation and structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
7 is a diagram for explaining the specifications of each component of the sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram illustrating a process of analyzing a sample by a microfluidic device and a sample analyzing device using the microfluidic device according to an exemplary embodiment;
9 is a block diagram of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
10 is a block diagram of a sample analysis apparatus according to another exemplary embodiment.
11 is a block diagram of a server connected to a sample analysis device according to an exemplary embodiment.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.
본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present disclosure have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present disclosure, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present disclosure, rather than the simple name of the term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the entire specification, when a part "includes" a certain element, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains can easily implement them. However, the present disclosure may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present disclosure in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
도 1은 일 실시 예에 따른 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치가 시료를 분석하는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a process of analyzing a sample by a microfluidic device and a sample analysis device using the microfluidic device according to an exemplary embodiment;
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)는 회전 가능한 회전체(152), 상기 회전체(152) 내에 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물(102, 104) 및 상기 회전체 내에서 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 보다 반경 방향으로 더 외측에 형성되고, 적어도 하나의 미세 유동 구조물 각각과 연결되는 웨이스트 챔버(124)를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 회전체(152)는 회전체(152)내 웨이스트 챔버(124)가 형성되는 공간과 구분되는 미세 유동 구조물이 형성되는 영역(122)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)는 웨이스트 챔버(124)가 형성되는 영역의 반경 방향으로의 내측에, 미리 설정된 간격으로 배치되는 미세 유동 구조물들을 포함할 수 있다. 상기 미세 유동 구조물은 적어도 하나의 회전축(113)을 중심으로, 상기 회전체(152)내에서 원주 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 미세 유동 구조물은 회전체(152)의 회전력 및 회전 방향에 기초하여 미세 유동 구조물 내 시료 및 용액들을 이동시킬 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(102, 104)는 용액 주입구(미도시)를 통해 주입된 용액을 수용하고, 수용된 용액을 제1 공유 채널(130)을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하는 용액 챔버(123), 상기 회전체(152) 내 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트(129)를 통해 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버(128) 및 일단이 시료 챔버에 연결되고, 타단이 상기 웨이스트 챔버에 연결됨으로써 상기 시료 및 용액을 웨이스트 챔버(124)로 전달하는 사이펀 채널(132)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(102, 104)은 일단이 상기 용액 챔버(123)에 연결되고, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력에 기초하여 용액 챔버(123)에 수용된 용액들을 상기 시료 챔버(128)로 제공하는 수동 밸브(125)를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, one end of the
후술하는 도 2 내지 도 3을 참조하여 미세 유동 구조물의 구조를 더 구체적으로 설명하기로 한다.The structure of the microfluidic structure will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 3 to be described later.
미세 유동 장치(1000)는 상술한 적어도 하나의 미세 유동 구조물을 포함하고, 소정의 회전축(113)을 따라 회전하면서, 미세 유동 구조물 내 시료 및 용액을 이동시킬 수 있다. 본 개시에 따른 미세 유동 장치(1000)는 시료 분석 장치(2000)에 체결될 수 있고, 시료 분석 장치(2000)의 제어에 의해 자동화된 시료 분석 과정에 사용될 수 있다. The
일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 검출하고자 하는 항원에 대응되는 표적 물질을 포함하는 시료, 세척 용액, 용리 용액 및 상기 표적 항원을 검출하기 위한 반응 용액들을 저장부(134)에 미리 저장할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 저장부(134)에 저장된 시료, 세척 용액, 용리 용액 및 반응 용액들을 저장부(134)로부터 추출하고, 추출된 시료, 세척 용액, 용리 용액 및 반응 용액들을 주입구(137)를 통하여 미세 유동 장치(1000)내 챔버들에 주입할 수 있다. According to an embodiment, the
시료 분석 장치(2000)는 시료 또는 용액이 주입된 미세 유동 장치(1000)를 미리 설정된 회전수 및 회전 방향에 따라 회전시킴으로써, 미세 유동 장치 내 시료 또는 용액이 이동되도록 제어할 수 있다.The
즉, 시료 분석 장치(2000)는 적어도 하나의 미세 유동 구조물을 포함하는 미세 유동 장치(1000)내 시료 및 용액들을 이동 시킴으로써, 다양한 종류의 시료에 포함된 표적 물질들을 검출할 수 있다.That is, the
일 실시 예에 의하면, 표적 물질들은 유전 정보를 가지는 표적 핵산(Nucleic Acid), 표적 항원 또는 표적 RNA 또는 표적 DNA에 대응될 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 일반적인 시료 분석 장치와는 달리, 미리 저장된 시료 및 용액들이 미세 유동 장치에 자동으로 공급되도록 함으로써, 미세 유동 장치에 주입된 시료 내 표적 물질들을 신속하고 정확하게 검출할 수 있다. According to an embodiment, the target substances may correspond to a target nucleic acid having genetic information, a target antigen, a target RNA, or a target DNA. Unlike a typical sample analysis device, the
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 제어하는 시료 분석 장치는 표적 항원을 포함하는 시료, 항체 또는 효소를 포함하는 용액들을 미세 유동 장치 내에서 이동시킴으로써, 효소결합면역흡착검사(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)에 사용될 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 시료나 용액을 미세 유동 장치 내에서 이동시킴으로써, 시료 내 표적 물질들을 검출하고, 반응시키기 위한 기타 화학적 또는 생물학적 검사에도 사용될 수 있음은 물론이다. In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the microfluidic device and the sample analysis device for controlling the microfluidic device move a sample containing a target antigen, an antibody, or a solution containing an enzyme in the microfluidic device, so that the enzyme It can also be used for enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). However, the present invention is not limited thereto, and by moving the sample or solution in the microfluidic device, it can be used for other chemical or biological tests for detecting and reacting target substances in the sample, of course.
도 2는 일 실시 예에 따라, 복수의 미세 유동 구조물들이 배치된 미세 유동 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for describing a structure of a microfluidic device in which a plurality of microfluidic structures are disposed, according to an exemplary embodiment.
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)는 회전축을 중심으로 원주 방향으로 배열되는 복수의 미세 유동 구조물(210)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(210)은 회전체(220) 내에서 미리 설정된 간격으로 배열될 수 있다. According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물들은 적어도 하나의 공유 채널(218)을 통하여, 인접한 미세 유동 구조물 내 챔버에 저장된 시료 또는 용액들을 공유할 수 있다. 예를 들어, 미세 유동 구조물(210)은, 미세 유동 구조물(210)에 양쪽으로 인접한 미세 유동 구조물 내 챔버에 저장된 시료 또는 용액들을 공유할 수 있다. 미세 유동 구조물(210)에 인접한 미세 유동 구조물들은 동일한 방식으로, 다른 미세 유동 구조물들과 연결될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 회전체(220) 내 모든 미세 유동 구조물들은 적어도 하나의 공유 채널(218)을 통하여 서로 연결될 수도 있다.According to an embodiment, the microfluidic structures may share a sample or solutions stored in a chamber in an adjacent microfluidic structure through at least one shared
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(210)내 용액 챔버들은 공유 채널(218)을 통하여 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버들과 연결되고, 각 미세 유동 구조물(210)내 용액 챔버들의 일단에는 수동 밸브(Passiv valve)가 연결될 수 있다. 따라서, 본 개시의 용액 챔버들(212)에 저장된 용액들은, 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버들에 용액이 채워질 때까지 상기 수동 밸브의 타단에 연결된 시료 챔버로 이동하지 못하도록 제한될 수 있다.According to an embodiment, the solution chambers in the
미세 유동 구조물(210)은 회전체(220)의 모서리부분으로부터 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 웨이스트 챔버(222) 보다 반경 방향으로 더 내측에 위치할 수 있다. 미세 유동 구조물(210)은 상술한 바와 같이, 용액 주입구를 통해 세척 용액 또는 표적 물질을 검출하기 위한 반응 용액(예컨대, 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액, 발색 기질을 포함하는 용액, 세척 용액 등)을 수용하는 용액 챔버(212), 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하는 시료 챔버(214) 및 상기 시료 챔버(214)와 상기 웨이스트 챔버(222)를 연결하는 사이펀 채널(216)을 포함할 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)는 30개의 미세 유동 구조물을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 분석하고자 하는 시료 및 용액의 종류, 분석 방법, 회전체의 크기, 미세 유동 구조물의 크기 등에 따라 달라질 수 있다.According to an embodiment, the
도 3은 일 실시 예에 따른 미세 유동 구조물의 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the structure of a microfluidic structure according to an embodiment.
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(310)은, 용액 주입구를 통해 주입된 용액을 수용하고, 제1 공유 채널(338)을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버와 용액을 공유하는 용액 챔버(332), 용액 챔버(332)보다 회전체 내에서 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트(346)를 통하여 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버(334), 일단이 상기 용액 챔버(332)에 연결되고, 타단이 시료 챔버(334)에 연결되는 수동 밸브(341) 및 상기 시료 챔버(334)내 시료 또는 용액들을 웨이스트 챔버(348)로 이동시키기 위한 사이펀 채널(336)을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the
미세 유동 구조물(310)은 도 1에서 상술한 바와 같이 회전체 상에 미리 설정된 간격으로 배열될 수 있으며, 회전체 상에 배열된 미세 유동 구조물들의 각 사이펀 채널(336)은 회전체 상에 위치하는 웨이스트 챔버(348)에 연결될 수 있다. 또한, 웨이스트 챔버(348)는 미세 유동 장치를 구성하는 회전체(352)의 모서리로부터 소정의 간격으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 회전체(352)는 PMMA 재질로써, 디스크 형태로 마련될 수 있다.The
용액 챔버(332)는 일단에는 공유 채널과 연결될 수 있고, 용액 챔버의 타단은 수동 밸브(341)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 용액 챔버(332)는 시료 챔버 내 미리 코팅되는 항체에 포획되지 않은 항원을 세척하기 위한 세척 용액, 효소결합면역흡착검사를 위한 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액, 발색 기질을 포함하는 용액을 수용할 수 있다.The
수동 밸브(341)는 수동 밸브(341) 입구를 통과하는 면적과 유사한 면적으로 형성되는 제1 채널(342) 및 상기 수동 밸브 입구를 통과하는 면적보다 더 넓은 면적으로 제1 채널의 일부에 형성되는 제2 채널(343)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 수동 밸브 입구를 통과하는 면적보다 더 넓은 면적으로 제1 채널의 일부에 형성되는 제2 채널(343)외에, 상기 수동 밸브 입구를 통과하는 면적보다 더 넓으나, 상기 제2 채널을 통과하는 면적보다는 작은 면적으로 제1 채널의 일부에 형성되는 제3 채널(344)을 더 포함할 수 도 있다. 그러나, 일 실시 예에 의하면, 상술한 제3 채널은 상기 제1 채널을 통과하는 면적과 유사하게 형성될 수도 있다. 일 실시 예에 의하면, 수동 밸브(341)내의 표면은 소수성(hydrophobic)처리될 수 있다.The
예를 들어, 수동 밸브(341)는 수동 밸브 내 제1 채널(342) 및 제2 채널(343) 사이의 면적 차이로 인하여, 제1 채널(342) 및 제2 채널(343)을 통과하는 유체의 계면의 반지름이 서로 달라지도록 할 수 있고, 두 계면의 반지름의 차이로 인하여 발생한 모세관력을 통하여, 용액 챔버(332)내 용액들이 시료 챔버(334)로 이동하지 못하도록 제한할 수 있다. For example, the
또한, 수동 밸브(341)는 수동 밸브(341) 내 제1 채널(342) 및 제2 채널(343)의 면적 차이뿐만 아니라, 수동 밸브 내 적어도 일부 면적이 소수성 처리됨으로써, 용액 챔버(332) 내 용액이 시료 챔버(334)로 이동하지 못하도록 하기 위한 더 큰 저항력을 확보할 수도 있다. 수동 밸브(341)내 적어도 일부 채널이 수동 밸브 입구를 통과하는 면적 보다 크게 마련되는 특징 및 내부 표면에 처리된 소수성 물질로 인하여 발생하는 저항력은 용액 챔버(332) 내 용액들이 회전체의 회전에 의하여 발생하는 소정의 회전력에 따라 시료 챔버로 이동하도록 설정될 수 있다.In addition, in the
보다 상세하게는, 미세 유동 구조물(310)내 용액 챔버(332)는, 미세 유동 구조물(310)이 장착되는 회전체의 회전축에 가까이 위치할 수 있다. 따라서, 회전체가 회전축을 중심으로 회전할 경우, 회전에 의하여 발생하는 회전력이 용액 챔버(332)에서 수동 밸브(341) 방향으로 발생할 수 있다. 수동 밸브(341)의 입구 면적은 용액 챔버(332)의 면적 보다 좁게 형성되기 때문에, 모세관 압력의 차이로 인하여 용액 챔버(332)내 용액들이 수동 밸브(341)의 입구로 이동할 수 있다.More specifically, the
수동 밸브(341)의 입구로 이동한 용액은 수동 밸브(341)의 입구의 통과 면적과 유사한 면적으로 형성되는 제1 채널(342)의 일부를 통과한 후, 제1 채널(342)보다 더 넓은 면적으로 형성되는 제2 채널의 입구에 도달할 수 있다. 이때 제2 채널은 제1 채널 보다 더 넓은 면적으로 형성 되기 때문에, 제1 채널의 방향으로 형성된 용액의 계면에 대응되는 모세관력과 제2 채널의 방향으로 형성된 용액의 계면에 대응되는 모세관력의 차이가 발생하게 된다.The solution moved to the inlet of the
제2 채널이 제1 채널 보다 더 큰 반지름의 계면을 가질 수 있으므로, 제2 채널의 계면에 대응되는 모세관력이 더 크게 형성될 수 있다. 따라서, 제2 채널의 계면에서 발생하는 모세관력과 제1 채널의 계면에 대응되는 모세관력의 합에 따라 발생하는 알짜 모세관력은, 용액 챔버(332) 내 용액들이 시료 챔버(334)로 이동하지 못하도록 하는 저항력을 형성할 수 있다.Since the second channel may have an interface having a larger radius than that of the first channel, a capillary force corresponding to the interface of the second channel may be formed to be larger. Therefore, the net capillary force generated according to the sum of the capillary force generated at the interface of the second channel and the capillary force corresponding to the interface of the first channel does not move the solutions in the
따라서, 용액 챔버(332)에 저장된 용액들은, 회전체의 회전에 의해 발생하는 회전력 및 수동 밸브(341)가 제공하는 저항력에 기초하여, 시료 챔버(334)로 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 수동 밸브(341)는 제2 회전수로 회전하는 회전체에 의해 발생하는 제2 회전력에 기초하여, 용액 챔버(332)에 주입된 용액들을 시료 챔버(334)로 이동시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 회전력은 수동 밸브(341)가 제공하는 저항력 보다 같거나 크게 마련될 수 있다.Accordingly, the solutions stored in the
또한, 상기 용액 챔버(332)의 일단에 연결되는 수동 밸브(341) 및 상기 용액 챔버의 타단에, 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버들과 연결되는 제1 공유 채널(338)로 인하여, 용액 챔버(332)에 저장된 용액들은, 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버의 용액들이 채워질 때까지, 수동 밸브(341)를 통과하여 시료 챔버(334)로 이동하지 못할 수 있음은 전술한 바와 같다. In addition, due to the
또한, 일 실시 예에 의하면, 용액 챔버(332)의 일단에 연결되어, 다른 미세 유동 구조물 내의 용액들을 공유하도록 하는 제1 공유 채널(338)은 미세 유동 구조물이 위치하는 회전체 내에서 원주 방향으로 지그 재그(zigzag) 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 미세 유동 구조물 사이의 용액들을 공유하기 위한 기타 형태로도 형성될 수 있다.In addition, according to an embodiment, the
시료 챔버(334)는 적어도 하나의 표적 물질을 포함하는 시료를 수용할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)는 에어 벤트(346)와 연결됨으로써, 시료 챔버의 외부 공간과 연결될 수 있다. 시료 챔버(334)는 에어 벤트(346)를 통하여 외부로부터 시료를 주입받을 수 있다. 후술하는 바와 같이, 시료 챔버(334)는 시료 분석 장치(2000)에 체결되는 경우, 시료 분석 장치의 주입구로부터 에어 벤트(346)를 통하여 시료를 획득할 수 있다. The
또 다른 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)는 에어 벤트(346)를 통해 주입된 시료들을, 인접한 다른 미세 유동 구조물 내 시료 챔버(334)와 공유하기 위한 제2 공유 채널과 연결될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면 제2 공유 채널은 상기 제1 공유 채널과 유사하게 지그 재그(Zigzag) 형태로 형성될 수도 있다. 그러나, 일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)는 용액 챔버와 달리, 각 시료 챔버(334)들은 다른 미세 유동 구조물 내 시료 챔버들과 공유 채널을 통하여 연결되지 않을 수도 있다.According to another embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)에는 시료 내 표적 물질(예컨대 표적 항원, 유전체)에 상보적인 항체들이 미리 코팅(pre-coated)되어 있을 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)의 내부 표면은, 상기 항체들이 고정되는 소정의 웰(well) 영역을 포함할 수도 있다. 시료 챔버(334)가 에어 벤트를 통하여 시료를 획득하면, 시료 내 항체에 상보적으로 결합될 수 있는 항원들이 미리 코팅된 항체에 결합될 수 있다. According to an embodiment, antibodies complementary to a target material (eg, a target antigen, a genome) in the sample may be pre-coated in the
또한, 시료 챔버(334)는 내부 표면에 고정된 항체에 결합된 항원을 제외한 나머지 물질을 세척하기 위한 세척 용액을 용액 챔버로부터 획득하고, 세척 용액과 함께 포획되지 않은 표적 물질(예컨대 항원) 및 불순물들을 사이펀 채널(336)을 통하여 웨이스트 챔버(348)로 전달할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)는 용액 챔버(332)를 통하여 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액 및 발색 기질을 포함하는 용액을 더 획득할 수도 있다. 시료 챔버(334)에서는 미리 고정된 항체에 결합된 항원과, 발색 효소가 부착된 항체가 결합체를 형성할 수 있으며, 상기 결합체에 연결된 발색 효소에 발색 기질이 작용함으로써 발색 반응이 유도될 수 있다.In addition, the
시료 챔버(334)내, 항체에 포획되지 않은 항원, 불순물, 세척 용액, 기타 효소결합면역 흡착검사를 위한 반응 용액들은 미세 유동 구조물(310)이 장착되는 회전체의 회전 동작에 따라 사이펀 채널(336)로의 유입을 시작할 수 있다. In the
시료 챔버(334)의 일단에 연결되는 사이펀(siphon) 채널(336)은, 회전체 상에서 시료 챔버(334) 보다 반경 방향으로 더 외측방향에 위치할 수 있고, 사이펀 채널(336)보다 더 외측 방향에 위치하는 웨이스트 챔버와 연결된다. 사이펀 채널(336)은 사이펀 채널이 제공하는 모세관력 및 미세 유동 구조물(310)이 위치하는 회전체가 발생시키는 회전력에 기초하여 용액들을 이동시킬 수 있다.The siphon
보다 상세하게는, 시료 챔버(334)가 에어 벤트(346)를 통하여 획득한 시료(sample)는 웨이스트 챔버(348)와 연결되는 사이펀 채널(336)의 출구 부분(339)까지 채워질 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)의 주입구를 통하여 배출된 시료들은, 시료 분석 장치(2000)의 실린지 펌프에 의해 발생되는 주입 압에 의하여 사이펀 채널(336)의 타단으로써, 웨이스트 챔버(348)로 배출되는 출구 부분(339)까지 채워질 수 있다. 사이펀 채널(336)을 모두 채운 시료들은 회전체의 회전(rotation)이 시작하게 되면, 회전력에 의해 웨이스트 챔버(348)로 이동할 수 있다.More specifically, a sample obtained by the
예를 들어, 시료들은, 회전체가 정지한 상태에서 시료 챔버(334)로 주입될 수 있고, 주입된 시료 중, 시료 챔버(334)에 미리 코팅된 항체에 결합된 항원(예컨대 표적 물질)을 제외한 나머지 항원들, 상기 시료 내 포함된 불순물들은, 사이펀 채널의 출구(339)부분까지 채워질 수 있다. 시료 내 항원들 및 시료 챔버에 미리 코팅된 항체들 사이의 반응을 위해 소정의 시간이 경과한 후, 회전체가 회전하게 되면, 시료 챔버(334)내 미리 코팅된 항체에 결합되지 않은 항원들 및 불순물들은, 웨이스트 챔버(348)로 이동하게 된다.For example, the samples may be injected into the
또한, 상술한 바와 같이, 회전체가 제2 회전수로 회전함에 따라 발생하는 제2 회전력에 의해 수동 밸브(341)를 통하여 용액 챔버(332)로부터 시료 챔버(334)로 이동한 용액들은 사이펀 채널의 일부 채널 부분까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 회전력에 의해, 수동 밸브(341)를 통하여 시료 챔버(334)로 이동한 용액들은, 사이펀 채널 내 적어도 일부 채널 부분(337)까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 수동 밸브(341)를 통과하여 시료 챔버(334)에 주입된 용액들은, 시료 챔버(334)에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널 내 일부 채널 부분(337)까지 채워질 수 있다.In addition, as described above, the solutions moved from the
사이펀 채널 내 일부 채널 부분(337)까지 채워진 용액들은, 회전체가 미리 설정된 시간 동안 정지함에 따라, 사이펀 채널 내 출구 부분(339)까지 이동될 수 있고, 용액들이 웨이스트 챔버(348)로의 유입이 시작되면, 미세 유동 구조물(310)이 위치하는 회전체는 다시 고속으로 회전할 수 있다. Solutions filled up to some
일 실시 예에 의하면, 수동 밸브(341)를 통과하여, 시료 챔버(334)로 이동한, 표적 물질을 세척하기 위한 제1 세척 용액, 제2 새척 용액, 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액 및 발색 기질을 포함하는 용액과 같이 효소결합면역흡착검사를 위한 반응 용액들은, 시료 챔버(334)에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널 내 일부분(337)까지 채워질 수 있고, 이후 회전체가 정지함에 따라 사이펀 채널 일부분(337)에서 모세관력이 회전체의 회전력보다 커지게 됨에 따라 웨이스트 챔버(348)로 이동될 수 있다.According to an embodiment, the first washing solution for washing the target material, the second washing solution, and the solution including the antibody to which the chromogenic enzyme is attached, which have passed through the
웨이스트 챔버(348)는 디스크형 기판(352)의 모서리 부분으로부터 소정의 간격만큼 이격되어 형성되고, 적어도 하나의 미세 유동 구조물들 각각에 연결됨으로써, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물의 각 사이펀 채널을 통과하여 이동되는 시료 또는 용액들을 저장할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면, 웨이스트 챔버(124)는 웨이스트 챔버 내부에 시료 및 용액을 흡수 할 수 있는 고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)를 더 포함함으로써, 시료 및 용액들을 효과적으로 흡수할 수 있다.The
도 4는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)가 장착되는 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)를 소정의 회전축을 따라 회전시키는 제1 구동부(520), 미리 설정된 구동축을 따라 시료 및 용액을 주입하기 위한 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부(540), 주입 기구에 제공될 시료 및 용액을 저장하고, 저장된 시료 및 용액들을 주입 기구에 선택적으로 제공하는 공급부(560) 및 상기 제1 구동부, 제2 구동부 및 공급부를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the
그러나, 도시된 구성 요소가 모두 필수구성요소인 것은 아니고, 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 시료 분석 장치(2000) 가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 시료 분석 장치(2000)는 구현될 수도 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 상술한 시료 분석 장치(2000)의 구성 중, 제1 구동부(520), 제2 구동부(540) 및 제어부(미도시)가 내부에 위치하도록 형성되는 제1 하우징(572) 및 개폐 가능하게 상기 제1 하우징(572)에 연결됨으로써, 상기 미세 유동 장치를 선택적으로 노출시키는 제2 하우징(574)을 더 포함할 수도 있다. 또한, 또 다른 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(200)는 다른 전자 장치와 통신하기 위한 네트워크 인터페이스(미도시) 및 미세 유동 장치에 대한 이미지를 획득하기 위한 카메라(미도시)를 더 포함할 수도 있다.However, not all illustrated components are essential components, and the
도 5는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 동작 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining the operation and structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
도 1 내지 4에서 상술한 바와 같이, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)를 소정의 회전축을 따라 회전시키는 제1 구동부(520), 미리 설정된 구동축을 따라 시료 및 용액을 주입하기 위한 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부(540), 주입 기구에 제공될 시료 및 용액을 저장하고, 저장된 시료 및 용액들을 주입 기구에 선택적으로 제공하는 공급부(560)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 4 내지 7을 참조하여, 각 시료 분석 장치 내 구성의 특징을 더 구체적으로 설명하기로 한다.As described above with reference to FIGS. 1 to 4 , the
제1 구동부(520)는 미세 유동 장치(1000)에 체결되어 상기 미세 유동 장치의 회전축을 따라 상기 미세 유동 장치와 함께 회전 가능하게 설치되는 회전 부재(미도시) 및 제어부로부터 획득되는 제1 제어 신호에 기초하여, 상기 회전 부재를 소정의 회전 방향 및 회전 속도로 회전시키는 스핀들 모터(632)를 포함할 수 있다. 스핀들 모터(632)는 제어부의 제어에 의해, 미리 설정된 회전수 및 회전 방향으로 회전함으로써, 미세 유동 장치(1000)가 회전하도록 할 수 있다. 제1 구동부(520)는 주입 기구로부터 주입되는 용액의 종류, 또는 용액 및 시료를 이용한 반응 과정의 진행 정도에 따라 회전수 및 회전 방향을 다르게 설정하여 회전체를 회전시킬 수 있다. The
제2 구동부(540)는 적어도 하나의 가이드 축(620), 구동축의 일단이 주입 기구(621)가 체결되는 제1 구동 부재(622), 구동축(623)의 타단에서 연결되고 구동축이 소정의 각도 간격으로 회전하도록 구동축에 구동력을 전달하는 제2 구동 부재(624) 및 상기 제2 구동 부재(624)를 소정의 각도만큼 회전시키는 스텝 모터(626)를 포함할 수 있다. 제2 구동부(540)는 제어부의 제어에 의해 시료 또는 용액을 미세 유동 장치 내 소정의 챔버에 주입할 수 있다.The
제1 구동 부재(622)는 구동축(623)의 일단에 연결되어, 주입 기구(621)가 고정되도록 할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1 구동 부재(622)는 구동축(623)과 일체로 형성될 수도 있지만, 탈착 가능하게 형성될 수도 있다. 구동축(623)은 제2 구동 부재(624)에 연결됨으로써, 스텝 모터에 의한 회전력을 획득할 수 있다.The
적어도 하나의 가이드 축(620)은 스텝 모터(626)의 상단에 위치할 수 있고, 제2 구동부(540)내 제1 구동 부재(622), 구동축(623), 주입 기구(621) 및 제2 구동 부재(624)가 상하 방향으로 이동하기 위한 가이드 경로를 제공할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 가이드 축(620)은 미리 설정된 간격으로 이격될 수 있고, 가이드 축 중 적어도 하나의 축 상에는 볼 스크류 부재와 결합되기 위한 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 가이드 축(620)은 3개로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The at least one
제2 구동 부재(624)는 상기 적어도 하나의 가이드 축(620)이 관통하는 관통홀 및 상기 관통홀 내 형성되는 면과 접촉되는 볼 스크류 부재를 포함할 수 있다. 제2 구동 부재는, 상기 볼 스크류 부재 및 적어도 하나의 가이드 축 상에 형성되는 사산이 밀착된 상태에서, 상기 적어도 하나의 가이드 축을 따라 이동할 수 있다. 또한, 제2 구동 부재(624)는 스텝 모터(626)에 의한 구동력을, 구동축(623)을 통하여 주입 기구(621)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 제2 구동 부재(624)는 일단에 연결된 구동축(623)이 소정의 각도 간격으로 회전하도록 함으로써, 주입 기구가 소정의 각도 간격으로 이동하도록 할 수 있다.The
공급부(560)는 시료 및 용액들이 분리되어 저장되는 저장부(642), 상기 저장 부로부터 시료 및 용액들이 구분되어 획득되는 제공 채널(646), 상기 제공 채널 중 주입 채널(619) 또는 주입 기구(621)에 연결될 제공 채널을 선택하기 위한 포트 밸브(649) 및 상기 저장부(642)에 저장된 시료 및 용액을 펌핑하기 위한 실린지 펌프(644)를 포함할 수 있다.The
저장부(642)는 시료 및 용액들을 구분하여 저장하기 위한 다양한 저장 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장부(642)는 시료를 저장하는 시료 저장부, 세척 용액을 저장하는 세척 용액 저장부, 표적 물질을 분리하기 위한 용리 용액을 저장하는 용리 용액 저장부를 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 실시 예에 의하면, 발색 효소가 부착된 항체들을 포함하는 용액을 저장하거나, 발색 기질을 포함하는 용액을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면, 저장부(642)내 각 저장부는 제공 채널이 연통하는 연결 홀을 더 포함할 수도 있다.The
제공 채널(646)은 저장부(642)의 각 시료 및 용액들이 저장된 저장 챔버들의 연결 홀과 연결될 수 있다. 제공 채널(646)은 저장부(642)에 저장된 시료 및 용액들을 분리하여 획득할 수 있다. 제공 채널(646)의 일단은 저장부(642)에 연결되고, 제공 채널(646)의 타단은 포트 밸브(649)에 연결될 수 있다.The providing
포트 밸브(649)는 저장부(642)에 저장된 시료 및 용액들이 이동하는 제공 채널 중, 하나의 제공 채널을 선택하고, 선택된 제공 채널을 주입 기구(621)로 연결할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 포트 밸브(649)는 복수의 제공 채널들 중, 하나의 제공 채널을 선택하고, 선택된 제공 채널을 주입 기구(621)에 연결된 주입 채널로 연결할 수도 있다. 일 실시 예에 의하면, 포트 밸브(649)는 8개의 제공 채널이 연결 가능한 8포트로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 시료 분석에 필요한 시료 및 용액의 수에 따라 연결 가능한 포트의 수는 달라질 수 있다.The
실린지 펌프(644)는 저장부에 저장된 시료 및 용액들을 펌핑함으로써, 주입 기구를 통하여 배출되도록 할 수 있다. 예를 들어, 실린지 펌프는 실린지 펌프 안에 스텝 모터를 포함할 수 있고, 스텝 모터는 실린더 펌프가 설치되는 렉과 연결됨으로써 스텝 모터의 회전 운동을 실린지 펌프의 직선 운동으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 실린지 펌프(644)는 저장부(642)에 저장된 시료, 세척 용액 및 용리 용액들을 제어부의 제어에 기초하여, 주입 기구를 통하여 배출되도록 할 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치의 하부에서 상기 제1 구동부의 외측 방향에서 상기 제1 구동부의 적어도 일부를 원통형으로 감싸는 발열부(632, 634) 및 상기 제1 구동부의 외측 방향에서 상기 발열부의 위치를 정렬하기 위한 선형 가이드(636, 638)를 더 포함할 수도 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 제1 구동부, 제2 구동부 및 미세 유동 장치를 제어함으로써, 미세 유동 장치 내 소정의 시료 및 용액들이 주입되면, 미세 유동 장치의 하부에서 위치하는 발열부(632, 634)를 제어함으로써, 미세 유동 장치(1000) 내 시료 및 용액들의 온도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 또한 시료 분석 장치(2000)는 선형가이드를 이용하여 제1 구동부 하부의 발열부의 위치를 정렬함으로써, 미세 유동 장치(1000)내 시료들 및 용액들이 저장된 챔버들의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 시료 분석 장치(2000)는 표적 물질의 추출 및 반응에 필요한 적정 온도를 제공할 수 있다.For example, the
도 6은 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 동작 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining the operation and structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
도 6을 참조하여, 제2 구동부와 관련된 시료 분석 장치의 구성을 구체적으로 설명하기로 한다.With reference to FIG. 6 , the configuration of the sample analysis device related to the second driving unit will be described in detail.
제2 구동부(540)는 스텝모터(722)를 포함할 수 있고, 스텝 모터(722)는 제2 구동 부재(702)를 통하여 구동축(704)에 구동력을 전달할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 구동축(704)은 제2 구동 부재(702)로부터 전달된 구동력에 기초하여 소정의 축 방향(예컨대 z-axis방향)으로 구동될 수 있다. 구동축(704)의 일단에는 주입 기구(728)를 고정하기 위한 제1 구동 부재(706, 726)가 형성될 수 있다. 제2 구동부는 소정의 축 방향으로 이동하는 제2 구동 부재(702), 구동축(704), 제1 구동 부재(706, 726) 및 주입 기구(728)를 제어함으로써, 미세 유동 장치(1000)로 시료 및 용액이 주입되도록 할 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 제2 구동부는 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 가이드 축(724)을 이용하여, 제1 구동 부재(706, 726), 구동축(704), 주입 기구(728) 및 제2 구동 부재가 Z축 방향으로 이동할 경우, 상하 방향 이동을 위한 기준축을 제공할 수 있다. According to an embodiment, the second driving unit uses at least one
또한, 일 실시 예에 의하면, 제1 구동부는 부채꼴 모양 또는 원통형 모양으로 형성되는 제1 발열부(708) 및 제2 발열부(710)사이에 위치할 수 있고, 상술한 바와 같이 스핀들 모터 및 회전 부재(712)를 포함할 수 있다. 회전 부재는 스핀들 모터의 제어에 의하여 소정의 회전수에 따라 회전할 수 있다.In addition, according to an embodiment, the first driving unit may be positioned between the
도 7은 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 각 구성의 규격을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining the specifications of each component of the sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치의 제2 구동부(540)의 세로방향 총 길이(802)는 27cm, 스텝 모터가 위치하는 하우징의 가로 방향 폭(804)은 7cm, 적어도 하나의 가이드 축의 세로 길이(806)는 15cm, 구동축의 길이(808)는 14cm, 시료 및 용액을 공급하기 위한 공급부의 폭(809)은 10cm, 미세 유동 장치 하부의 발열부의 직경(810)은 13cm로 마련될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치의 제1 구동부의 세로 길이(814)는 10cm, 직경(812)은 5.5cm이며, 적어도 하나의 가이드 축이 미리 설정된 간격으로 배치되는 총 길이(816)는 7cm, 시료 및 용액을 공급하기 위한 공급부의 가로 길이(818)는 5cm, 세로 길이(820)는 26cm로 마련될 수 있다.According to an embodiment, the
그러나, 본 개시에 따른 시료 분석 장치(2000) 및 미세 유동 장치(1000)의 규격이 이에 한정되는 것은 아니며, 분석 대상이 되는 시료 및 용액의 양, 분석 속도, 분석 정확도 및 분석이 시행되는 장소 등의 조건에 따라 달라질 수 있다.However, the specifications of the
도 8은 일 실시 예에 따른 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치가 시료를 분석하는 과정을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a process of analyzing a sample by a microfluidic device and a sample analyzing device using the microfluidic device according to an exemplary embodiment;
일 실시 예에 따라, 시료 분석 장치(2000)가 미세 유동 장치(1000)를 이용하여 시료를 분석하는 과정을 구체적으로 설명하기로 한다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)를 이용하여 시료 내 표적 물질(예컨대 표적 항원)의 양 및 유무를 정량적으로 측정할 수 있다. According to an embodiment, a process in which the
시료 분석 장치(2000)는 시료 분석 장치에 결합되는 미세 유동 장치의 회전체를 적어도 하나의 회전축을 중심으로, 미리 설정된 회전수 및 회전 방향으로 회전시킬 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)로 주입된 시료 및 용액이 회전체가 회전함에 따라 발생하는 회전력에 기초하여, 미세 유동 장치 내의 적어도 하나의 미세 유동 구조물 내에서 이동하도록 할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 회전체의 회전 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어함으로써, 시료 또는 용액들이 서로 다른 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)가 미세 유동 장치(1000)로 주입하는 시료는 분석 대상이 되는 표적 물질(예컨대 표적 항원) 및 상기 표적 물질을 제외한 불순물을 포함할 수 있다. 또한, 시료 분석 장치(2000)가 미세 유동 장치(1000)로 주입하는 용액은 표적 물질(예컨대 표적 항원)을 제외한 나머지 물질들을 세척하기 위한 세척 용액, 효소결합면역흡착검사를 위한 반응용액으로써, 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액, 발색 기질을 포함하는 용액을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the sample injected by the
S902에서, 시료 분석 장치(2000)에는 시료 및 용액이 이동되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물들을 포함하는 미세 유동 장치(1000)가 체결될 수 있다. S904에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 분석 장치의 회전 부재 상에 체결된 미세 유동 장치(1000)의 시료 챔버(904)에 시료(sample)를 주입할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(904)에 연결되는 에어 벤트에 주입 기구를 연결함으로써, 저장부에 미리 저장된 시료들을 주입할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 도 3에서 상술한 바와 같이, 시료 챔버(904)에 주입되는 시료들은, 웨이스트 챔버에 연결되는 사이펀 채널(906)의 출구 부분 까지 채워질 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)가 주입하는 시료는 검출하고자 하는 표적 항원을 포함할 수 있다.In S902 , the
일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(904)내에는 표적 항원에 상보적으로 결합될 수 있는 항체들이 미리 코팅되어 있을 수 있다. 예를 들어, 회전체가 정지한 상태에서, 시료 챔버(904)로 주입된 표적 항원을 포함하는 시료들이 사이펀 채널의 끝부분(예컨대 웨이스트 챔버에 가장 인접한 사이펀 채널의 출구 채널이 위치하는 부분)까지 주입된 후에는, 미리 설정된 인큐베이션 시간 (예컨대 약 30분) 이 마련될 수 있다. 인큐베이션이 완료되면, 시료 챔버(904)내 미리 코팅된 항체에는 시료 내 표적 항원들이 결합될 수 있다. 또한, 시료 챔버(904)에는 항체에 결합된 표적 항원들을 제외한, 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 기타 불순물들이 존재할 수 있다.According to an embodiment, antibodies capable of complementary binding to a target antigen may be pre-coated in the
S906에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버로 주입된 시료가 시료 챔버의 일단과 웨이스트 챔버 사이에 연결된 사이펀 채널 끝까지 채워지도록 시료(sample)를 주입할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 회전체를 정지한 상태에서, 시료 챔버 및 상기 사이펀 채널에 시료를 주입할 수 있다. S906에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버 및 사이펀 채널에 시료를 주입한 후, 소정의 인큐베이션 시간 동안 대기할 수 있다. 인큐베이션 시간 동안, 시료 분석 장치(2000)가 주입한 시료 내 표적 물질들은 시료 챔버에 미리 저장된 항체에 결합될 수 있다.In S906 , the
S908에서, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제1 회전수에 따라 회전시킴으로써, 시료 챔버(904) 및 사이펀 채널에 저장된, 미리 코팅된 항체에 포획되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 포함하는 시료들을 웨이스트 챔버로 이동시킬 수 있다.In S908, the
S910에서, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)의 용액 챔버(910)에 용액을 주입할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는, 시료 챔버(904)내 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 기타 불순물을 세척하기 위한 세척 용액을 용액 챔버(910)에 주입할 수 있다. 상술한 바와 같이, 용액 챔버(910)의 일단에는 다른 미세 유동 구조물 내 모든 용액 챔버에 용액들이 채워질 때 까지 용액 챔버의 용액들이 시료 챔버로 이동하지 않도록 하기 위한 수동 밸브가 결합될 수 있다.In S910 , the
S912에서, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전함으로써, 용액 챔버에 저장된 세척 용액들이, 수동밸브를 통과하여 시료 챔버로 이동하도록 할 수 있다. 회전체가 제2 회전수에 따라 회전하는 동안, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(904)로 이동한 용액들은 사이펀 채널의 일부 채널 부분까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 회전력에 의해 수동 밸브를 통하여 시료 챔버로 이동한 용액들은, 시료 챔버에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널 내 일부분까지 이동될 수 있다.In S912 , the
사이펀 채널 내 일부분까지 용액이 채워지면, 시료 분석 장치(2000)는 기 설정된 시간 동안 회전 부재의 회전을 정지한 후, 회전 부재를 양쪽방향으로 번갈아 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전시키는 동안, 사이펀 채널 내 일부분까지 용액들이 이동되면, 아주 짧은 시간 동안 회전 부재를 정지시킨 후, 미세 유동 장치(1000)를 흔들(shaking)수 있다. When the solution is partially filled in the siphon channel, the
시료 분석 장치(2000)는 양 방향으로 번갈아 회전 부재를 회전시킴으로써, 미세 유동 장치를 흔들수 있고, 이로 인하여 시료 챔버 내 세척 용액들이 시료 챔버상의 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 분리하도록 할 수 있다. The
S914에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(904)상의 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 포함하는 세척 용액들이 사이펀 채널(914)로 주입되도록, 회전 부재의 회전수를 떨어 뜨리거나, 회전 부재를 일시적으로 정지시킬 수 있다. 사이펀 채널(914)이 제공하는 모세관력이 회전체의 회전력보다 커지게 됨에 따라, 시료 챔버(904)내 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 포함하는 세척 용액들은, 사이펀 채널로의 주입을 시작할 수 있다.In S914 , the
S916에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(904)의 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 포함하는 세척 용액들이 웨이스트 챔버(961)로 이동하도록 회전 부재를 미리 설정된 시간 동안 정지시킨 후, 회전 부재를 다시 제3 회전수에 따라 회전시킬 수 있다. S916에서, 시료 챔버(904)상에는 정제된 항체 및 항원의 결합체가 존재할 수 있다.In S916 , the
보다 상세하게는, 시료 챔버(904)로 주입된 세척 용액들은, 사이펀 채널 내 일부분까지 채워진 상태에서, 시료 분석 장치(2000)의 흔들기(shaking) 동작에 의해 사이펀 채널의 끝 부분까지 이동하지 못하고, 사이펀 채널의 적어도 일부 채널 및 시료 챔버(904)내에 위치하면서, 시료 챔버 내 항체에 결합되지 못한 항원 및 불순물들을 분리한다. 시료 분석 장치(2000)는 소정의 시간 동안 회전 부재를 양 방향으로 번갈아 회전시킨 후, 미리 설정된 시간 동안 회전 부재를 정지시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 흔들기 동작을 수행하기 전, 회전 부재를 정지시킨 보다 더 오랜 시간 동안, 회전 부재를 정지시킬 수 있다.More specifically, the cleaning solutions injected into the
시료 분석 장치(2000)가 회전 부재를 정지시키면, 사이펀 채널의 적어도 일부분까지 채워진 세척 용액들, 상기 세척 용액에 포함된 불순물 및 항체에 결합되지 못한 항원들은 사이펀 채널의 모세관력에 의해 사이펀 채널의 출구 부분까지 이동될 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 사이펀 채널 내 세척 용액들 및 세척 용액에 포함된 불순물 및 항체에 결합되지 못한 항원들이 웨이스트 챔버로 이동하기 시작하면, 다시 회전 부재를 제3 회전수에 따라 이동시킬 수 있다.When the
일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 S910 내지 S916까지의 세척 과정을 서로 다른 세척 용액(예컨대 제2 세척 용액, 제3 세척 용액 및 제4 세척 용액)들을 이용하여 소정의 횟수만큼 반복할 수도 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 제1 세척 용액, 제2 세척 용액, 제3 세척 용액 및 제4 세척 용액을 이용하여 세척 과정을 4회 반복할 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment, the
S918에서, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)의 용액 챔버(918)에 효소결합면역흡착 검사를 위한 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액을 주입할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(904)상에 미리 코팅된 1차 항체에 결합된 표적 항원들에 결합할 수 있는, 2차 항체 및 상기 2차 항체에 연결된 발색 효소를 포함하는 용액을 주입(conjugate injection)할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 1차 항체 및 2차 항체는 동종의 항체로 마련될 수 있다.In S918 , the
S920에서, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)의 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전시킴으로써, 용액 챔버에 저장된, 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액들이, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(920)로 이동하도록 할 수 있다. 회전 부재가 제2 회전수에 따라 회전하는 동안, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(920)로 이동한 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액들은 사이펀 채널의 일부 채널 부분까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 회전력에 의해 수동 밸브를 통하여 시료 챔버로 이동한 용액들은, 시료 챔버에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널 내 일부분까지 이동될 수 있다.In S920 , the
사이펀 채널 내 일부분까지 용액이 채워지면, 시료 분석 장치(2000)는 기 설정된 시간 동안 회전 부재의 회전을 정지한 후, 회전 부재를 양쪽방향으로 번갈아 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전 시키는 동안, 사이펀 채널 내 일부분까지 용액들이 이동되면, 아주 짧은 시간 동안 회전 부재를 정지시킨 후, 미세 유동 장치(1000)를 흔들 수 있다.When the solution is partially filled in the siphon channel, the
시료 분석 장치(2000)는 양 방향으로 번갈아 회전 부재를 회전시킴으로써, 미세 유동 장치를 흔들 수 있고, 이로 인하여, 시료 챔버 내에서 발색 효소가 연결된 2차 항체가, 시료 챔버 내 고정되어 있는 정제된 항원 및 1차 항체의 결합체에 연결되도록 할 수 있다.The
S922에서, 시료 분석 장치(2000)는 S918에서 주입된 용액 중, 시료 챔버(920)내에 고정된 항원 및 1차 항체의 결합체에 연결되지 않은, 발색 효소가 연결된 2차 항체들 및 상기 2차 항체들을 포함하는 용액들이 사이펀 채널(922)을 통과하여 웨이스트 챔버(924)로 이동할 수 있도록, 회전 부재를 미리 설정된 시간 동안 정지시킨 후, 회전 부재를 다시 제3 회전수에 따라 회전시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 흔들기 전 정지 시간 보다 더 오랜 시간 동안 회전 부재를 정지시킬 수 있다. In S922 , the
회전 부재가 정지함에 따라 사이펀 채널 내 일부 채널까지 채워진 용액에는 모세관력이 더 크게 작용하게 됨으로써, 항원 및 1차 항체의 결합체에 연결되지 않은, 발색 효소가 연결된 2차 항체들 및 상기 2차 항체들을 포함하는 용액들은, 사이펀 채널의 출구 부분까지 이동될 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 용액들이 웨이스트 챔버(924)로 이동하기 시작하면 다시 제3 회전수에 따라 회전할 수 있다.As the rotating member stops, the capillary force acts more on the solution filled up to some channels in the siphon channel, so that the secondary antibodies and the secondary antibodies connected to the chromogenic enzyme that are not linked to the antigen and the primary antibody conjugate The containing solutions may be transferred to the outlet portion of the siphon channel. When the solutions start to move to the
일 실시 예에 의하면, 도 8에는 도시되지 않았지만, 시료 분석 장치(2000)는 S918 내지 S924의 과정을 수행한 후, 항원 및 1차 항체의 결합체에 연결되지 않은, 발색 효소가 연결된 2차 항체를 세척하기 위한 세척 과정을 더 수행할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 S910 내지 S916의 동작을, S924 단계 이후에 다시 수행할 수도 있다.According to an embodiment, although not shown in FIG. 8 , the
S926에서, 시료 분석 장치(2000)는 발색 기질(substrate)을 포함하는 용액을 용액 챔버(926)로 주입할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 발색 효소가 연결된 2차 결합체에 반응할 수 있는 발색 기질을 포함하는 용액을 주입할 수 있다. In S926 , the
S928에서, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)의 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전시킴으로써, 용액 챔버(926)에 저장된 발색 기질을 포함하는 용액들이, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(982)로 이동하도록 할 수 있다. 시료 챔버(928)로 이동한, 발색 기질들은 후술하는 S932단계에서와 같이, 발색 효소가 부착된 2차 결합체와 반응함으로써 발색 반응(932)을 일으킬 수 있다.In S928 , the
일 실시 예에 의하면, 회전 부재가 제2 회전수에 따라 회전하는 동안, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(928)로 이동한 발색 기질을 포함하는 용액들은 사이펀 채널의 일부 채널 부분 까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 회전 부재가 발생시키는 제2 회전력에 의해 수동 밸브를 통하여 시료 챔버로 이동한, 발색 기질을 포함하는 용액들은, 시료 챔버에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널의 일부분까지 이동될 수 있다. 상술한 사이펀 채널 내 일부분까지, 발색 기질을 포함하는 용액이 채워지면, 시료 분석 장치(2000)는 기 설정된 시간 동안 회전 부재의 회전을 정지한 후, 회전 부재를 양쪽방향으로 번갈아 회전시킬 수 있다.According to an embodiment, while the rotating member rotates according to the second rotational speed, the solution containing the chromogenic substrate that has passed through the manual valve and has moved to the
예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전시키는 동안, 사이펀 채널 내 일부분까지 상기 발색 기질을 포함하는 용액들이 이동되면, 아주 짧은 시간 동안 회전 부재를 정지시킨 후, 미세 유동 장치(1000)를 흔들(shaking) 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버 흔들기 과정을 통하여 발색 기질이, 발색 효소와 반응함으로써 발색 반응을 하도록 유도할 수 있다.For example, when the
S930에서, 시료 분석 장치(2000)는 소정의 시간이 경과한 후, 시료 챔버(928)내 발색 기질을 포함하는 용액들이 사이펀 채널(930)을 통과하여 웨이스트 챔버(932)로 이동할 수 있도록, 회전 부재를 미리 설정된 시간 동안 정지시킨 후, 회전 부재를 다시 제3 회전수에 따라 회전시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 흔들기 전 정지 시간 보다 더 오랜 시간 동안 회전 부재를 정지시킴으로써, 사이펀 채널의 일부 및 시료 챔버 에 저장된 발색 기질을 포함하는 용액들이 웨이스트 챔버로의 이동을 시작하도록 할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 발색 기질을 포함하는 용액들이 웨이스트 챔버로의 이동을 시작하면, 다시 회전 부재를 제3 회전수에 따라 회전시킬 수 있다.In S930, after a predetermined time has elapsed, the
S932에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(928)상에서 발색 기질 및 발색 효소와의 반응에 필요한 시간 동안 대기할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 발색 기질 및 발색 효소와의 반응에 따라 발색 반응을 정화 하기 위하여, 미리 설정된 시간 간격으로 미세 유동 장치를 촬영함으로써 제1 이미지를 획득할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 제1 이미지로부터 시료 챔버에 관한 제2 이미지를 추출하고, 추출된 제2 이미지 내 색상 정보를 분석함으로써, 반응의 경과를 정량화할 수 있다.In S932 , the
상술한 바와 같이, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)에 표적 항원을 포함하는 시료, 시료 챔버상의 항체에 결합되지 않는 항원들 및 불순물을 세척하기 위한 세척 용액, 효소결합면역흡착검사(ELISA)를 위한 기타 반응 용액들을 주입하고, 미세 유동 장치(100)를 소정의 회전수 및 회전 방향으로 회전시킴으로써, 미세 유동 장치 내 복수의 미세 유동 구조물 내에서 일어나는 반응을 효과적으로 유도 할 수 있다.As described above, the
또한, 상술한 바와 같이, 도 8에는 도시되지 않았지만, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치에 대한 이미지들을 미리 설정된 시간 간격으로 촬영함으로써, 제1 이미지를 획득하고, 획득된 제1 이미지 내 시료 챔버 영역에 관한 제2 이미지들을 추출하고, 추출된 제2 이미지들의 색상 값들의 변화에 기초하여, 반응의 경과를 자동으로 분석할 수도 있다.In addition, as described above, although not shown in FIG. 8 , the
도 9는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 블록도이다.9 is a block diagram of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 블록도이다.10 is a block diagram of a sample analysis apparatus according to another exemplary embodiment.
도 9에 도시된 바와 같이, 시료 분석 장치(2000)는 프로세서(1300), 메모리(1700), 제1 구동부(1810), 제2 구동부(1820), 공급부(1920)를 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성 요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 시료 분석 장치(2000)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 시료 분석 장치(2000)가 구현될 수도 있다.As shown in FIG. 9 , the
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치(2000)는 프로세서(1300), 제1 구동부(1810) 및 제2 구동부(1820)를 포함하는 구동부(1800), 메모리(1700) 및 공급부(1920)외에, 사용자 입력 인터페이스(1100), 출력부(1200), 센싱부(1400), 네트워크 인터페이스(1500), A/V 입력부(1600), 발열부(1940) 및 선형 가이드(1960)를 더 포함할 수도 있다.For example, as shown in FIG. 10 , the
사용자 입력 인터페이스(1100)는, 사용자가 시료 분석 장치(2000)를 제어하기 위한 시퀀스를 입력하는 수단을 의미한다. 예를 들어, 사용자 입력 인터페이스(1100)에는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 사용자 입력 인터페이스(1100)는 시료 분석 장치(2000)가 디스플레이 상에 출력한 화면에 대한 사용자의 입력 시퀀스를 수신할 수 있다. 또한, 사용자 입력 인터페이스(1100)는 디스플레이를 터치하는 사용자의 터치 입력 또는 디스플레이상 그래픽 사용자 인터페이스를 통한 키 입력을 수신할 수도 있다.The
출력부(1200)는, 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 진동 신호를 출력할 수 있으며, 출력부(1200)는 디스플레이부(1210), 음향 출력부(1220), 및 진동 모터(1230)를 포함할 수 있다.The
디스플레이부(1210)는 시료 분석 장치(2000)에서 처리되는 정보를 표시 출력하기 위한 화면을 포함한다. 또한, 화면은 미세 유동 장치 내 수집 챔버 또는 분배 챔버와 연결된 반응 챔버들을 촬영한 이미지로써, 반응 챔버 또는 수집 챔버 내에서 발생하는 생물학적, 또는 화학적 반응 결과를 분석하는데 사용될 수 있다. The
음향 출력부(1220)는 네트워크 인터페이스 (1500)로부터 수신되거나 메모리(1700)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향 출력부(1220)는 시료 분석 장치(2000)에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력한다. 진동 모터(1230)는 진동 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 진동 모터(1230)는 전자 장치(1000)에서 수행되는 기능들의 출력에 대응하는 진동 신호를 출력할 수 있다.The
프로세서(1300)는, 통상적으로 시료 분석 장치(2000)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(1300)는, 메모리(1700)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 사용자 입력부(1100), 출력부(1200), 센싱부(1400), 네트워크 인터페이스(1500), A/V 입력부(1600) 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1300)는 메모리(1700)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 도 1 내지 도 8에 기재된 시료 분석 장치(2000)의 기능을 수행할 수 있다.The
구체적으로, 프로세서(1300)는 사용자 입력부를 제어함으로써 시료 분석 장치(2000)의 화면을 터치하는 사용자의 입력을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 사용자의 음성을 획득하도록 마이크로폰을 제어할 수도 있다. 프로세서(1300)는 사용자 입력에 기초하여 미세 유동 장치 내 시료 및 용액을 이동시키기 위한 애플리케이션을 실행할 수도 있고, 수집 챔버 내 표적 물질에 대한 반응 경과를 측정하기 위한 애플리케이션을 실행할 수도 있다. 또한, 프로세서(1300)가 실행한 애플리케이션을 통하여 기타 사용자 입력을 더 획득할 수도 있다.Specifically, the
일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 메모리(1700)에 저장된 시료 분석 방법과 관련된 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함으로써, 시료 분석 장치(2000)에 결합된 미세 유동 장치의 시료들에 대한 시료 분석 과정을 자동으로 수행할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 미세 유동 장치를 상기 회전축을 따라 회전시키도록 제1 구동부를 제어할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면 프로세서(1300)는 기 설정된 구동축을 따라 상기 시료 및 상기 용액이 미세 유동 장치로 주입되도록 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부를 제어할 수도 있다.According to an embodiment, the
또한, 일 실시 예에 의하면 프로세서(1300)는 주입 기구에 제공될 시료 및 용액들을 저장하는 공급부를 제어함으로써, 상기 저장된 시료 및 용액들(세척 용액, ELISA 반응을 위한 반응 용액들)이 상기 주입 기구에 선택적으로 제공될 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 회전 부재가 제1 회전 방향 및 제1 회전수에 따라 회전하도록 제어함으로써, 회전 부재가 제1 회전력을 발생시키도록 할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 회전 부재가 제1 회전 방향 및 제2 회전수에 따라 회전하도록 제어함으로써, 회전 부재가 제1 회전 방향을 따라 제2 회전력을 발생시키도록 제어할 수도 있다.According to an embodiment, the
또 다른 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 회전 부재가 제2 회전 방향 및 제1 회전수에 따라 회전하도록 제어함으로써, 회전 부재가 제2 회전 방향으로 제1 회전력을 발생시키도록 제어할 수도 있다. 그러나, 또 다른 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 회전 부재가 제2 회전 방향 및 제2 회전수에 따라 회전하도록 제어함으로써, 회전 부재가 제2 회전 방향을 따라 제2 회전력을 발생시키도록 제어할 수도 있다. 본 개시에 상술된 제1 회전수, 제2 회전수, 상기 제1 회전수에 따른 제1 회전력 및 상기 제2 회전수에 따른 제2 회전력은, 각 도면에 상술된 시료 분석 방법을 설명하기 위해 임의로 선정된 용어이며, 각 도면의 단계 별로 다른 값으로 설정될 수 있다.According to another embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 제2 구동부 내 제2 구동 부재가 적어도 하나의 가이드 축을 따라 상하로 이동하도록 제어할 수 있다. 또한 프로세서(1300)는 제2 구동부 내 제2 구동 부재가 소정의 각도 간격으로 회전하도록 스텝 모터를 제어함으로써, 구동축의 일단에 연결된 주입 기구가 미세 유동 장치 내 소정의 유동 구조물의 상부 또는 측부에 위치하도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 미세 유동 장치(1000)가 체결되는 시료 분석 장치의 하부에 위치하는 발열부를 제어함으로써, 시료의 반응에 필요한 온도를 유지하도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1300)는 제1 구동부의 외측 방향에서 발열부의 위치를 정렬하기 위한 선형가이드를 제어함으로써, 발열부가 미세 유동 장치에 균일한 열 에너지를 제공하도록 제어할 수도 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 공급부 내 포트 밸브를 제어함으로써, 저장부에 연결되는 제공 채널들 중, 하나의 제공 채널이 주입 기구의 주입 채널에 연결되도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1300)는 실린지 펌프를 제어함으로써, 저장부에 연결된 제공 채널이, 주입 채널에 연결된 후, 저장부에 저장된 용액 또는 시료들이 제공 채널 및 주입 채널을 통하여 주입 기구로 배출되도록 할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 시료 분석 장치 내 카메라를 제어함으로써, 미세 유동 장치에 대한 이미지를 미리 설정된 시간 간격으로 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(1300)는 카메라로부터 획득된 이미지에 대한 정보를 시료 분석 장치와 연결된 다른 외부 디바이스로 전송할 수도 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 카메라를 통하여 획득된 미세 유동 장치의 이미지 내 반응 챔버 영역을 식별하고, 식별된 반응 챔버 영역에 대한 이미지의 색상 값에 기초하여, 반응 챔버 영역에서 일어나는 화학적 또는 생물학적 반응의 경과를 정량화 할 수도 있다. 예를 들어, 시료 챔버 내, 표적 물질(예컨대 표적 항원)과 결합된 항체, 발색 효소가 결합된 항체 및 상기 발색 효소와 반응할 수 있는 발색 기질을 포함하는 용액이 포함되는 경우, 프로세서(1300)는 시료 챔버들을 미리 설정된 시간 간격에 따라 촬영함으로써, 시료 챔버 영역에 대한 이미지들을 획득하고, 획득된 이미지 내 색상 값들의 변화량에 기초하여, ELISA 반응의 경과를 분석할 수도 있다.According to an embodiment, the
또 다른 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 미리 설정된 시간 간격으로 획득된 시료 챔버에 관한 이미지들을 외부 디바이스로 전송하고, 외부 디바이스가 수신한 이미지들에 기초하여 분석한 결과를 수신하도록 네트워크 인터페이스를 제어할 수도 있다.According to another embodiment, the
센싱부(1400)는, 시료 분석 장치(2000)가 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 프로세서(1300)로 전달할 수 있다. 센싱부(1400)는, 가속도 센서(Acceleration sensor)(1420), 온/습도 센서(1430), 적외선 센서(1440), 자이로스코프 센서(1450), 기압 센서(1470), 근접 센서(1480), 및 RGB 센서(illuminance sensor)(1490) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 당업자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The
네트워크 인터페이스(1500)는, 시료 분석 장치(2000)가 다른 장치(미도시) 및 서버(4000)와 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 다른 장치(미도시)는 시료 분석 장치와 같은 장치이거나, 이미지를 획득하고, 획득된 이미지의 색상 값을 분석할 수 있는 컴퓨팅 장치이거나, 센싱 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(1500)는, 무선 통신 인터페이스(1510), 유선 통신 인터페이스(1520) 및 이동 통신부(530)를 포함할 수 있다. The
무선 통신 인터페이스(1510)는 근거리 통신부(short-range wireless communication unit), 블루투스 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유선 통신 인터페이스(1520)는 서버(2000)또는 시료 분석 장치(2000)를 유선으로 연결할 수 있다.The
이동 통신부(1530)는, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.The
일 실시 예에 의하면, 네트워크 인터페이스(1500)는 프로세서의 제어에 의하여, 서버로 미세 유동 장치를 촬영한 이미지들을 전송할 수 있다. 또한, 네트워크 인터페이스(1500)는 서버로부터 시료 챔버 내 반응의 경과 정도에 관한 분석 결과를 수신할 수도 있다. According to an embodiment, the
A/V(Audio/Video) 입력부(1600)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(1610)와 마이크로폰(1620) 등이 포함될 수 있다. 카메라(1610)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서를 통해 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 얻을 수 있다. 이미지 센서를 통해 캡쳐된 이미지는 프로세서(1300) 또는 별도의 이미지 처리부(미도시)를 통해 처리될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1610)은 소정의 촬영 주기에 따라 시료 챔버들에 대한 이미지를 획득할 수 있다.The A/V (Audio/Video)
마이크로폰(1620)은, 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 예를 들어, 마이크로폰(1620)은 외부 디바이스 또는 사용자로부터 음향 신호를 수신할 수 있다. 마이크로폰(1620)은 사용자의 음성 입력을 수신할 수 있다. 마이크로폰(1620)은 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생 되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘을 이용할 수 있다. The
메모리(1700)는, 프로세서(1300)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 시료 분석 장치(2000)로 입력되거나 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다. 또한, 메모리(1700)는 시료 분석 장치(2000)가 제1 구동부 및 제2 구동부를 제어하는데 필요한 다양한 구동 인스트럭션(Instruction)을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1700)는 시료 분석 장치(2000)가 공급부로부터 시료 또는 용액을 추출하고, 추출된 시료 또는 용액이 미세 유동 장치로 주입되도록 하며, 미세 유동 장치를 소정의 회전 방향 및 회전수로 회전시킴으로써 자동으로 시료 분석 과정을 수행하는데 필요한 다양한 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The
메모리(1700)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. The
메모리(1700)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, UI 모듈(1710), 터치 스크린 모듈(1720), 알림 모듈(1730) 등으로 분류될 수 있다. Programs stored in the
UI 모듈(1710)은, 애플리케이션 별로 시료 분석 장치(2000)와 연동되는 특화된 UI, GUI 등을 제공할 수 있다. 터치 스크린 모듈(1720)은 사용자의 터치 스크린 상의 터치 제스처를 감지하고, 터치 제스처에 관한 정보를 프로세서(1300)로 전달할 수 있다. 일부 실시예에 따른 터치 스크린 모듈(1720)은 터치 코드를 인식하고 분석할 수 있다. 터치 스크린 모듈(1720)은 컨트롤러를 포함하는 별도의 하드웨어로 구성될 수도 있다.The
알림 모듈(1730)은 시료 분석 장치(2000)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 발생할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)에서 발생되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 일정 알림 등이 있다. 알림 모듈(1730)은 디스플레이부(1210)를 통해 비디오 신호 형태로 알림 신호를 출력할 수도 있고, 음향 출력부(1220)를 통해 오디오 신호 형태로 알림 신호를 출력할 수도 있고, 진동 모터(1230)를 통해 진동 신호 형태로 알림 신호를 출력할 수도 있다.The
구동부(1800)는 제1 구동부(1810) 및 제2 구동부(1820)를 포함할 수 있다. 구동부(1800)의 각 구성들은 도 4 내지 도 7에서 상술한 제1 구동부(520) 및 제2 구동부(540)에 각각 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The
공급부(1920)는 주입 기구에 제공될 시료 및 용액들을 저장하고, 저장된 시료 및 용액들이 특정 제공 채널을 통하여 주입 기구에 제공되도록 할 수 있다. 공급부(1920)의 각 구성들은 도 4 내지 7에서 상술한 포트 밸브(649), 제공 채널(646) 및 저장부(642)에 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The supply unit 1920 may store samples and solutions to be provided to the injection device, and may allow the stored samples and solutions to be provided to the injection device through a specific providing channel. Each configuration of the supply unit 1920 may correspond to the
발열부(1940)는 미세 유동 장치의 하부에서, 열 에너지를 발생시킴으로써, 미세 유동 장치 내 시료 및 용액들의 반응에 적정한 온도를 제공할 수 있다. 선형 가이드(1960)는 미세 유동 장치 내 소정의 시료 및 용액들이 주입되면, 미세 유동 장치의 하부에서 위치하는 발열부의 위치를 정렬함으로써, 미세 유동 장치(1000)로 열 에너지를 일정하게 공급하도록 할 수 있다. 발열부(1940) 및 선형 가이드(1960)는 도 6에서 상술한 발열부(632, 634) 및 선형 가이드(636, 638)에 각각 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The heat generating unit 1940 may provide an appropriate temperature for the reaction of the sample and the solutions in the microfluidic device by generating thermal energy in the lower part of the microfluidic device. The linear guide 1960 can supply thermal energy to the
도 11는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치와 연결되는 서버의 블록도이다.11 is a block diagram of a server connected to a sample analysis device according to an exemplary embodiment.
서버(4000)는 네트워크 인터페이스(4100), 데이터 베이스(4200) 및 프로세서(4300)를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(4100)는 도 11에 도시된 시료 분석 장치(1000)의 네트워크 인터페이스(1500)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(4100)는 시료 분석 장치(2000)로부터 미세 유동 장치 내 시료 챔버들에 대한 이미지를 수신하거나, 서버(4000)에서 결정된 시료 챔버 이미지 분석 결과에 대한 정보들을 시료 분석 장치(2000)로 전송할 수도 있다.The
데이터 베이스(4200)는 도 10에 도시된 시료 분석 장치(2000)의 메모리(1700)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 데이터 베이스(4200)는 시료 분석 장치(2000)로부터 수신된 미세 유동 장치에 대한 제1 이미지들, 상기 제1 이미지들을 전처리함으로써, 생성된 시료 챔버들에 대한 제2 이미지들, 상기 제1 이미지들 및 상기 제2 이미지들 내 색상 정보를 분석함으로써 결정된 면역 진단 결과에 대한 정보들을 저장할 수 있다.The database 4200 may correspond to the
또한, 일 실시 예에 의하면, 데이터 베이스(4200)는 시료 챔버들에 대한 이미지들로부터 획득되는 시료 챔버들의 색상 값, 상기 색상 값들의 반응 시간에 대한 변화량, 시료 챔버 별 색상 값의 변화량에 기초하여 결정되는 표적 물질의 농도에 대한 정보를 더 저장할 수도 있다.Also, according to an embodiment, the database 4200 may be configured based on the color values of the sample chambers obtained from images of the sample chambers, the amount of change with respect to the reaction time of the color values, and the amount of change of the color value for each sample chamber. Information on the determined concentration of the target substance may be further stored.
프로세서(4300)는 통상적으로 서버(4000)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(4300)는, 서버(4000)의 DB(4200)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, DB(4200) 및 네트워크 인터페이스(4100) 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(4300)는 DB(4100)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 도 1 내지 도10에서의 시료 분석 장치(2000)의 동작의 일부를 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(4300)는 시료 분석 장치(2000)내 시료 챔버들 내 표적 물질들에 대한 면역 반응이 일어나는 동안 미세 유동 장치에 대한 제1 이미지들을 획득하고, 획득된 제1 이미지들로부터 반응 챔버들에 관한 제2 이미지들을 획득하며, 제2 이미지들로부터 시료 챔버들의 색상 정보를 식별할 수도 있다. 또한, 프로세서(4300)는 획득된 색상 정보에 기초하여, 시료 챔버들 내 추출된 표적 물질의 농도를 식별하고, 식별된 표적 물질에 대한 농도에 대한 정보를 시료 분석 장치(2000)로 전송할 수도 있다.The processor 4300 typically controls the overall operation of the
일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 개시를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. The method according to an embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present disclosure, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.
또한, 상기 일 실시 예에 다른 방법을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된 기록매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 장치가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. In addition, according to the embodiment, a computer program apparatus including a recording medium storing a program for performing another method may be provided. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상에서 본 개시의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 개시의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 개시의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 개시의 권리범위에 속한다.Although the embodiment of the present disclosure has been described in detail above, the scope of the present disclosure is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present disclosure are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present disclosure as defined in the following claims. belong to the scope of the right.
Claims (18)
상기 회전체 내에 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물; 및
상기 회전체 내에서 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 보다 반경 방향으로 더 외측에 형성되고, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 각각과 연결되는 웨이스트 챔버; 를 포함하고,
상기 미세 유동 구조물은,
용액 주입구를 통해 주입된 용액을 수용하고 상기 수용된 용액을, 제1 공유 채널을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하는 용액 챔버;
상기 회전체 내, 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트를 통해 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버; 및
일단이 상기 시료 챔버에 연결되고, 타단이 상기 웨이스트 챔버에 연결됨으로써, 상기 시료 및 상기 용액을 상기 웨이스트 챔버로 전달하는 사이펀 채널; 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.rotating body;
at least one microfluidic structure disposed in the rotating body at preset intervals; and
a waste chamber formed further outward in a radial direction than the at least one microfluidic structure in the rotating body and connected to each of the at least one microfluidic structure; including,
The microfluidic structure is
a solution chamber receiving a solution injected through the solution inlet and sharing the received solution with other adjacent microfluidic structures through a first shared channel;
a sample chamber located in the rotating body, more radially outward than the solution chamber, and accommodating the sample injected through an air vent that is opened to the outside; and
a siphon channel having one end connected to the sample chamber and the other end connected to the waste chamber, thereby transferring the sample and the solution to the waste chamber; A microfluidic device comprising a.
일단이 상기 용액 챔버에 연결되고, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력에 기초하여 용액 챔버에 수용된 용액들을 상기 시료 챔버로 제공하는 수동 밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.The method of claim 1, wherein the microfluidic structure
a manual valve having one end connected to the solution chamber and providing solutions accommodated in the solution chamber to the sample chamber based on a rotational force generated by the rotating body; The microfluidic device, characterized in that it further comprises.
상기 웨이스트 챔버 내부에 상기 시료 및 용액을 흡수하는 고흡수성수지(Super Abosrbent Polymer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.The method of claim 1, wherein the waste chamber is
Microfluidic device, characterized in that it further comprises a super absorbent polymer (Super Abosrbent Polymer) for absorbing the sample and the solution inside the waste chamber.
상기 제1 공유 채널은 상기 회전체 내에서 원주 방향으로 지그재그(Zigzag)형태로 형성되고, 상기 회전체는 상기 용액 챔버 내 용액이 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버 각각에 공유될 때까지, 상기 시료 챔버로 이동되지 않도록, 정지 또는 회전하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.According to claim 1,
The first shared channel is formed in a zigzag shape in the circumferential direction in the rotation body, and the rotation body is the sample chamber until the solution in the solution chamber is shared with each of the solution chambers in the other microfluidic structures. A microfluidic device, characterized in that it is stopped or rotated so as not to move to
상기 에어 벤트를 통해 주입된 시료들을, 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하기 위한 제2 공유 채널과 연결되는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.The method of claim 1, wherein the sample chamber is
The microfluidic device, characterized in that it is connected to a second shared channel for sharing the samples injected through the air vent with other adjacent microfluidic structures.
상기 사이펀 채널 내 적어도 일부 채널 부분에 작용하는, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력이 상기 적어도 일부 채널에서 발생하는 모세관력보다 작아지도록 미리 설정되는 시간 동안 정지함으로써, 상기 시료 및 상기 용액이 상기 사이펀 채널로의 이동을 시작하도록 하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.According to claim 1, wherein the rotating body
By stopping for a preset time such that the rotational force generated by the rotating body acting on at least a part of the channel in the siphon channel is smaller than the capillary force generated in the at least part of the channel, the sample and the solution are transferred to the siphon channel A microfluidic device, characterized in that it initiates movement into the
상기 시료 챔버 내 표면에는, 상기 시료 내 표적 물질에 결합될 수 있는 1차 항체가 미리 코팅되고,
상기 용액 챔버는, 상기 용액 주입구를 통해, 효소 결합 면역 흡착 검사를 위한 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액, 발색 기질(substrate)을 포함하는 용액 및 상기 시료 내 표적 물질 중, 상기 1차 항체에 결합되지 않은 표적 물질을 세척하기 위한 용액을 획득하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치. According to claim 1,
A surface in the sample chamber is pre-coated with a primary antibody capable of binding to a target material in the sample,
The solution chamber includes, through the solution inlet, a solution containing a secondary antibody to which a chromogenic enzyme is attached for an enzyme-linked immunosorbent assay, a solution containing a chromogenic substrate, and a target material in the sample, A microfluidic device, characterized in that to obtain a solution for washing the target material not bound to the primary antibody.
상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물은, 상기 회전체의 회전축을 중심으로 원주 방향으로, 상기 회전체 내에서 배열되고,
상기 회전체는, 적어도 하나의 회전축을 중심으로 미리 설정된 회전수로 회전하고, 상기 시료 및 상기 용액은 상기 회전체가 회전함에 따라 발생하는 회전력에 기초하여, 상기 미세 유동 구조물 내에서 이동되는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.According to claim 1,
The at least one microfluidic structure is arranged in the rotation body in a circumferential direction about the rotation axis of the rotation body,
The rotating body rotates at a preset number of rotations about at least one rotating shaft, and the sample and the solution are moved in the microfluidic structure based on a rotational force generated as the rotating body rotates. , a microfluidic device.
상기 미세 유동 장치를 회전축을 따라 회전시키는 제1 구동부;
기 설정된 구동축을 따라, 상기 미세 유동 장치로 상기 시료 및 상기 용액을 주입하기 위한 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부;
상기 주입 기구에 제공될 시료 및 용액들을 저장하고, 상기 저장된 시료 및 용액들을 상기 주입 기구에 선택적으로 제공하는 공급부; 및
상기 미세 유동 구조물 내 상기 시료 및 상기 용액들이 미리 설정된 경로로 이동하도록 상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 공급부를 제어하는 제어부; 를 포함하는, 시료 분석 장치.The microfluidic device of claim 1;
a first driving unit rotating the microfluidic device along a rotation axis;
a second driving unit for moving an injection device for injecting the sample and the solution into the microfluidic device along a preset driving shaft;
a supply unit that stores samples and solutions to be provided to the injection device and selectively provides the stored samples and solutions to the injection device; and
a control unit configured to control the first driving unit, the second driving unit, and the supply unit to move the sample and the solutions in the microfluidic structure to a preset path; A sample analysis device comprising a.
상기 미세 유동 장치에 체결되어 상기 미세 유동 장치의 회전축을 따라 상기 미세 유동 장치와 함께 회전 가능하게 설치되는 회전 부재; 및
상기 제어부로부터 획득되는 제1 제어 신호에 기초하여, 상기 회전 부재를 소정의 회전 방향 및 회전 속도로 회전시키는 스핀들 모터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.The method of claim 9, wherein the first driving unit
a rotation member fastened to the microfluidic device and rotatably installed together with the microfluidic device along a rotation axis of the microfluidic device; and
a spindle motor for rotating the rotating member in a predetermined rotation direction and rotation speed based on a first control signal obtained from the control unit; A sample analysis device comprising a.
미리 설정된 간격으로 이격 되는 적어도 하나의 가이드 축;
상기 구동축의 일단에 상기 주입 기구가 체결되는 제1 구동 부재;
상기 구동축의 타단에서 연결되고, 상기 구동축이 소정의 각도 간격으로 회전하도록 상기 구동축에 구동력을 전달하는 제2 구동 부재; 및
상기 제2 구동 부재를 회전시키는 스텝 모터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.10. The method of claim 9, wherein the second driving unit
at least one guide axis spaced apart at a preset interval;
a first driving member to which the injection mechanism is fastened to one end of the driving shaft;
a second driving member connected at the other end of the driving shaft and transmitting a driving force to the driving shaft so that the driving shaft rotates at a predetermined angular interval; and
a step motor for rotating the second driving member; A sample analysis device comprising a.
상기 적어도 하나의 가이드 축이 관통하는 관통홀; 및
상기 관통홀 내 형성되는 면과 접촉되는 볼 스크류 부재; 를 더 포함하고,
상기 볼 스크류 부재 및 상기 적어도 하나의 가이드 축상에 형성되는 나사산이 밀착된 상태에서 상기 적어도 하나의 가이드 축을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.The method of claim 11, wherein the second driving member,
a through hole through which the at least one guide shaft passes; and
a ball screw member in contact with a surface formed in the through hole; further comprising,
The sample analysis apparatus, characterized in that the ball screw member and the screw thread formed on the at least one guide shaft move along the at least one guide shaft in a state in which they are in close contact.
상기 미세 유동 장치의 하부에서 상기 제1 구동부의 외측 방향에서 상기 제1 구동부의 적어도 일부를 원통형으로 감싸는 발열부; 및
상기 제1 구동부의 외측 방향에서 상기 발열부의 위치를 정렬하기 위한 선형 가이드; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.10. The method of claim 9, wherein the sample analysis device is
a heating part cylindrically surrounding at least a portion of the first driving part in an outer direction of the first driving part under the microfluidic device; and
a linear guide for aligning a position of the heat generating unit in an outer direction of the first driving unit; The sample analysis device, characterized in that it further comprises.
상기 시료는 분석 대상이 되는 표적 물질을 포함하고,
상기 용액은 상기 표적 물질을 제외한 나머지 물질들을 세척하기 위한 세척 용액 및 효소결합면역흡착검사를 위한 반응 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.10. The method of claim 9,
The sample includes a target material to be analyzed,
The solution is a sample analysis device, characterized in that it comprises a washing solution for washing the remaining substances except for the target substance and a reaction solution for the enzyme-linked immunosorbent test.
상기 시료, 상기 세척 용액 및 상기 반응 용액들이 구분되어 저장되는 저장부;
상기 저장부에 연결되고, 상기 저장부로부터 상기 시료, 상기 세척 용액 및 상기 반응 용액들이 구분 획득되는 제공 채널;
상기 제어부의 제어에 의하여, 상기 제공 채널 중 상기 주입 기구에 연결될 채널을 선택하는 포트 밸브; 및
상기 저장부에서 상기 주입 기구까지 상기 시료, 상기 세척 용액 및 상기 반응 용액들을 이동시키기 위한 실린지 펌프; 를 포함하는, 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.15. The method of claim 14, wherein the supply unit
a storage unit in which the sample, the washing solution, and the reaction solution are stored separately;
a supply channel connected to the storage unit and separately obtained from the storage unit for the sample, the washing solution, and the reaction solution;
a port valve for selecting a channel to be connected to the injection device from among the supply channels under the control of the controller; and
a syringe pump for moving the sample, the washing solution and the reaction solution from the reservoir to the injection device; A sample analysis device comprising a.
상기 시료를 저장하는 시료 저장부;
상기 세척 용액을 저장하는 세척 용액 저장부; 및
상기 반응 용액을 저장하는 반응 용액 저장부; 를 포함하고,
상기 시료 저장부, 상기 세척 용액 저장부 및 상기 반응 용액 저장부는 상기 제공 채널이 연통하는 연결 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.16. The method of claim 15, wherein the storage unit
a sample storage unit for storing the sample;
a washing solution storage unit for storing the washing solution; and
a reaction solution storage unit for storing the reaction solution; including,
The sample storage unit, the washing solution storage unit, and the reaction solution storage unit further include a connection hole through which the providing channel communicates, the sample analysis device.
상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 제어부가 내부에 위치하도록 형성되는 제1 하우징; 및
개폐 가능하게 상기 제1 하우징에 연결됨으로써, 상기 미세 유동 장치를 선택적으로 노출시키는 제2 하우징; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.10. The method of claim 9, wherein the sample analysis device is
a first housing in which the first driving unit, the second driving unit, and the control unit are located; and
a second housing connected to the first housing to be opened and closed, thereby selectively exposing the microfluidic device; The sample analysis device, characterized in that it further comprises.
상기 미세 유동 장치에 대한 이미지를 미리 설정된 시간 간격으로 획득하는 카메라; 및
상기 카메라로부터 획득된 이미지에 대한 정보를 상기 시료 분석 장치와 연결된 외부 디바이스로 전송하는 네트워크 인터페이스; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.10. The method of claim 9, wherein the sample analysis device is
a camera for acquiring images of the microfluidic device at preset time intervals; and
a network interface for transmitting information about the image acquired from the camera to an external device connected to the sample analysis device; The sample analysis device, characterized in that it further comprises.
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4260369B2 (en) * | 1998-07-02 | 2009-04-30 | ジーイー・ヘルスケア・(エスブイ)・コーポレイション | Automatic control microchannel bioanalytical instrument |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI550274B (en) * | 2014-08-20 | 2016-09-21 | 紹興普施康生物科技有限公司 | Microfluidics based analyzer and method for operation thereof |
KR102040376B1 (en) * | 2017-11-28 | 2019-11-05 | 중앙대학교 산학협력단 | Immunoassay kit and immunoassay method using the same |
KR102037436B1 (en) | 2017-12-26 | 2019-11-26 | 주식회사 포스코 | Sample analyzing apparatus |
-
2020
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4260369B2 (en) * | 1998-07-02 | 2009-04-30 | ジーイー・ヘルスケア・(エスブイ)・コーポレイション | Automatic control microchannel bioanalytical instrument |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Oh, Seung Jun 등, Combination of a centrifugal microfluidic device with a solution-loading cartridge for fully automatic molecular diagnostics, Analyst, 2019년, 144권, 19호, 페이지 5766-5774* |
Sayad, A., A microdevice for rapid, monoplex and colorimetric detection of foodborne pathogens using a centrifugal microfluidic platform, 2018년, Biosensors and Bioelectronics 100, 페이지 96-104* |
Ukita, Yoshiaki 등, Direct digital ~ enzyme-linked immunosorbent assay, Analytical Methods, 2016년, 8권 2호, 페이지 256-262* |
Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |