KR102453356B1 - 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원심력 등을 사용하지 않고 주사기의 양압만으로 세포를 필터로 분리하여 검체의 검사 효율과 정확도를 보다 향상시킬 수 있는, 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원심력 등을 사용하지 않고 주사기의 양압 또는 음압만으로 세포를 필터로 분리하여 검체의 검사 효율과 정확도를 보다 향상시킬 수 있는, 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법에 관한 것이다.
혈액, 비인강 스압추출액, 체액에서 백혈구 적혈구 혈소판 등의 세포, 병원체 등의 검체를 정확하게 검사하기 위해서는 검체를 농축시키는 기술이 필요하다.
이 중 하나는 사이토스핀 기술인데, 이것은 원심력을 이용하여 액체성 검체에 포함된 세포를 한정된 부위의 슬라이드에 잘 펴서 농축하는 기기이다.
사이토스핀에 의하여 농축된 세포들은 직접 슬라이드 위의 소정의 위치에 모여져 도말(塗抹)된다. 이와 같이, 사이토스핀은 한 곳으로 검사하고자 하는 세포를 모아주는 역할을 하기 때문에 염색후에 관찰하면, 검사대상의 세포의 모양 성상을 확연하게 볼 수 있게 된다. 특히, 사이토스핀은 적은 양의 액체성 검체에 세포의 수가 적을 때 가장 효과적이며, 세포 생물학, 조직학, 병리학등의 분야에 널리 사용되고 있다.
이러한 사이토스핀을 이용한 원심분리기에 관한 선행기술로, 등록특허 제10-0435264호 에는 원심분리되어질 물질을 수용하기 위한 다수의 챔버, 물질을 원심분리시키기 위해 상기 챔버들을 회전시키기 위한 수단 및 상기 챔버들 중 제1챔버에 있는 부유물질을 제2챔버로 배출시키도록 상기 챔버들을 미리 정해진 위치로 고정시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 제1챔버의 내부에는 원심분리되는 물질 간의 경계층에 부유하는 디스크가 구비되고, 상기 디스크의 일측에는 원심분리되는 분유물질이 디스크의 타측으로 통과할 수 있도록 홈이 형성된 구조로 이루어져 있다. 이러한 구성에 의하면, 원심분리 중 또는 원심분리 후에 샘플 용기를 선택된 방향으로 고정시켜서 용기의 2 또는 그 이상의 챔버들 간에 부유물질을 분리 배출시킬 수 있다.
하지만, 상술한 방법은 세포를 농축하기 위해 원심분리기라는 기기를 필요로 하며, 농축후의 세포는 중력으로 인해 찌그러져 세포의 모습이 변형되는 문제가 발생될 수 있다.
아울러, 슬라이드 표면에 붙어 있어서 배양이나 다른 검사용으로 사용하기 어려우며, 이를 위해서는 다시 세포나 병원체를 긁어내야 하는 문제가 있다.
따라서, 세포의 변형 없이 간단한 방법으로 검체를 농축할 수 있는 장치 및 방법이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 별도의 세포 손상을 유래하는 원심력을 사용하지 않고 간단히 압력만으로 세포를 농축시킬 수 있는 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 검체를 포함하는 용액이 수용되는 제 1 챔버; 상기 제 1 챔버 내에 수용되는 용액을 제 1 방향으로 토출 시키도록 힘을 인가하는 압력인가수단; 상기 제 1 방향으로 토출된 용액이 투과되는 채널이 형성된 슬라이드; 상기 슬라이드를 투과한 용액이 수용되는 제 2 챔버; 및 상기 슬라이드와 상기 제 1 챔버 사이에 구비되어 상기 용액에 포함된 검체가 상기 슬라이드로 투과되지 않도록 필터링하는 필터링 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 검체 농축용 마이크로 칩을 제공한다.
또는, 본 발명은 검체가 함유된 용액이 수용되는 제 2 챔버; 상기 제 2 챔버 상부에 위치하며, 채널이 형성된 슬라이드; 상기 슬라이드 상부에 위치하는 제 1 챔버; 상기 제 1 챔버 내에 위치하여, 제 2 챔버 내에 수용되는 용액을 흡입하도록 제 2 방향으로 힘을 인가하는 압력인가수단; 및 슬라이드와 제 1 챔버 사이에 구비되어 상기 용액에 포함된 검체가 슬라이드로 투과되지 않도록 필터링하는 필터링 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 검체 농축용 마이크로 칩을 제공한다.
상기 제 1 챔버와 압력인가수단은 주사기를 구성하며, 상기 슬라이드는 상기 주사기의 토출구 방향과 대응되도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩은 상기 슬라이드 상부의 주사기 토출구를 거친 용액이 상기 슬라이드 하부의 제 2 챔버로 투과되도록 하는 채널이 상기 슬라이드에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 수단은 필터지이며, 상기 필터지에 필터링된 검체는 검체 검사 장비로 이동되어 상기 검체의 수 또는 형상이 분석되는 것을 특징으로 한다. 상기 필터링된 검체는 공압 또는 최소용액으로의 세척 과정을 통하여 재 분리될 수 있다.
본 발명은 일 실시예에서, 검체가 함유된 용액을 수용하는 제 1 챔버에 압력인가수단으로 압력을 인가하여 용액을 제 1 방향으로 토출시키는 단계; 및 상기 용액 내에 함유된 검체를 필터링 수단으로 필터링 하는 단계; 를 포함하는 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법을 제공한다.
아울러, 상기 필터링 수단에 의해서 투과되지 않은 검체를 제외한 용액은 슬라이드의 채널을 통과하여 제 2 챔버에 수용될 수 있다.
또는, 본 발명은 일 실시예에서, 제 1 챔버 내에 위치하는 압력인가수단을 제 2 방향으로 이동시켜, 상기 제 1 챔버 내에 음압을 발생시키고, 제 2 챔버 내의 검체가 함유된 용액을 제 2 방향으로 토출시키는 단계; 및 상기 용액 내에 함유된 검체를 필터링 수단으로 필터링 하는 단계; 를 포함하는 제 2항에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법을 제공한다.
아울러, 상기 필터링 수단에 의해서 투과되지 않은 검체를 제외한 용액은 슬라이드의 채널을 통과하여 제 1 챔버에 수용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축 방법은 상기 필터링 수단으로 필터링된 검체는 검체 검사 장비로 이동되어, 상기 검체의 수 또는 검체의 형상을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법은 원심분리기 없이 주사기의 양압 또는 음압만으로 세포의 변형 없이 검체를 용이하게 농축시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩의 연결수단과 고정수단를 보여주는 모식도이다((a, b) 연결수단, (c, d) 고정수단).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 농축 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 농축 과정을 보여주는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 검체를 농축한 후 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍) 로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다((a) 농축전, (b) 샘플 통과한 필터 촬영, (c) 필터를 통과한 샘플).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 혈액을 농축하고, 혈액 농축 전후를 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍) 로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다((a) 농축전, (b) 농축후).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 단클로성 항체 염색 세포를 농축하고, 농축 전후를 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍) 로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다(녹색: CD4 BB515, 붉은색: CD8 PE).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩의 연결수단과 고정수단를 보여주는 모식도이다((a, b) 연결수단, (c, d) 고정수단).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 농축 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 농축 과정을 보여주는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 검체를 농축한 후 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍) 로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다((a) 농축전, (b) 샘플 통과한 필터 촬영, (c) 필터를 통과한 샘플).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 혈액을 농축하고, 혈액 농축 전후를 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍) 로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다((a) 농축전, (b) 농축후).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 단클로성 항체 염색 세포를 농축하고, 농축 전후를 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍) 로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다(녹색: CD4 BB515, 붉은색: CD8 PE).
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 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 발명에서, “포함한다” 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, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원심력 등을 사용하지 않고 주사기의 양압 또는 음압만으로 세포를 필터로 분리하여 검체의 검사 효율과 정확도를 보다 향상시킬 수 있는, 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩은 제 1 챔버(100), 제 2 챔버(200) 및 필터링 수단(300)을 포함하여 구성된다.
먼저, 제 1 챔버(100)는 내부에 중공이 형성되어 있는 원통형상의 챔버일 수 있으며, 농축하고자 하는 검체를 포함하는 용액이 수용되는 공간일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 챔버(100)는 일측에 상기 용액이 토출되는 토출구(101)를 포함하고, 타측은 압력인가수단(110)이 결합되도록 개방되어 있다.
아울러, 상기 압력인가수단(110)은 제 1 챔버(100) 내부에 수용되는 용액을 제1방향으로 토출시키거나, 제 2 챔버 (200) 내부에 수용되는 용액을 제2방향으로 이동시켜 제 1 챔버(100)로 수용하도록 양압 또는 음압을 인가하는 수단으로, 제 1 챔버(100)와 압력인가수단(110)은 주사기 형태일 수 있다. 즉, 상기 제 1 챔버(100)는 실린지 형태일 수 있으며, 압력인가수단(110)은 피스톤 형태일 수 있다.
여기서, "검체"라 함은, 검사에 필요한 재료를 의미하는 것으로 검사재료라고도 한다. 상기 검체는, 혈액, 수액, 흉수, 복수, 관절액, 농(膿), 분비액, 담, 인두점액, 요(尿), 담즙, 대변 등이 검체로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 혈액일 수 있다.
아울러, "제 1 방향"이라 함은, 제 1 챔버(100) 내에 수용되어 있는 용액이 토출되는 방향을 의미하는 것으로, 제 1 챔버(100) 내에서 제 2 챔버(200) 방향으로 압력인가수단(110)의 이동되는 방향을 의미할 수 있다. 나아가, "제 2 방향"이라 함은 제 2 챔버(200) 내에 수용된 용액을 제 1 챔버(100) 내로 이동시키는 방향을 의미하는 것으로, 제 1 방향과는 반대되는 방향을 의미할 수 있다
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩(10)은 상기 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 토출된 용액이 투과되는 채널(211)이 형성된 슬라이드(210)와 상기 슬라이드(210) 하부에 위치하는 제 2 챔버(200)를 포함한다.
상기 제 2 챔버(200)는 상부가 개방되어 있는 용기 형상이며, 상기 슬라이드(210)는 상기 제 2 챔버(200)의 상부에 구비될 수 있다. 아울러, 상기 슬라이드(210)는 상술한 제 1 챔버(100)의 토출구 방향과 대응되도록 구비될 수 있다. 특정 양태로서, 압력인가수단(110)을 제2방향으로 이동시켜 검체를 농축할 때, 제 2 챔버(200)는 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다.
특히, 슬라이드(210)와 제 1 챔버(100) 사이에는 후술하게 되는 필터링 수단(300)이 포함되는데, 상기 필터링 수단(300)은 검체를 슬라이드로 투과되지 않도록 필터링할 수 있다. 이때, 상기 슬라이드(210)의 채널(211)은 상기 필터링 수단(300)에서 투과되지 않은 검체를 제외한 용액을 투과시킬 수 있으며, 상기 제 2 챔버(200)는 슬라이드(210)로 투과된 용액이 수용될 수 있다.
상기 슬라이드(210)는 플라스틱 소재일 수 있으며, 일 예로, 2.5×7.5 mm2 면적을 갖고, 높이 2 mm 의 플라스틱 소재일 수 있다. 그리고, 상기 슬라이드(200)에는 용액이 투과될 수 있도록 복수의 채널(211)이 관통되도록 형성될 수 있다. 상기 채널(211)은 상기 필터링 수단(300)에서 투과되지 않은 검체를 제외한 용액을 투과시킬 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 무관하다. 아울러, 상기 채널(211)은 멤스(MEMS, Micro-Electro-Mechanical Systems; 미세전기기계시스템) 기술을 이용한 에칭(Etching) 또는 전기주조(Electroforming) 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 슬라이드(210)와 제 1 챔버(100) 사이에는 상기 제 1 챔버(100) 내에 수용되는 용액에 포함된 검체가 슬라이드(210)로 투과되지 않도록 필터링하는 필터링 수단(300)이 구비된다.
구체적으로, 상기 필터링 수단(300)은 필터지(filter paper)이며, 슬라이드(210)로부터 용이하게 분리할 수 있어, 상기 필터지에 필터링된 검체는 그대로 검체 검사 장비로 이동되어 검체의 수, 형상을 용이하게 분석할 수 있다.
상기 필터링 수단(300)은 검체를 포함하는 용액이 제 1 챔버로부터 토출되고, 상기 용액에서 표적세포(target cell)가 통과하지 못하도록 걸러냄으로써, 용액에서 표적 세포를 분리시켜 남길 수 있다. 즉, 검체를 농축시킬 수 있다. 또는 상기 필터링 수단(300)은 검체를 포함하는 용액이 제 2 챔버(200)로부터 토출되고, 상기 용액에서 표적세포가 통과하지 못하도록 걸러냄으로써, 용액에서 표적 세포를 분리시켜 남길 수 있다.
특히, 필터링 수단(300)은 다공성의 홀이 형성되어 있는데, 상기 검체를 용이하게 농축시키기 위하여, 상기 홀은 표적 세포 보다 작게 형성됨에 따라 표적세포를 용이하게 걸러내어, 검체를 용이하게 농축시킬 수 있다. 다만, 비 표적 세포가 모두 상기 다공성의 홀을 통과하는 것은 아니다. 상기 필터링 수단(300)은 직경이 평균 15 내지 25 mm 범위일 수 있으며, 상기 다공성의 홀은 평균 50 nm 내지 3 ㎛ 범위일 수 있다.
나아가, 상기 필터링 수단(300)에 필터링된 검체는 그대로 검체 검사 장비로 이동되어 검체의 수, 형상을 분석할 수 있으며, 그 후 필터링된 검체는 공압 또는 최소용액으로의 세척 과정을 통하여 분리되어, 다시 사용될 수 있다.
상기 분석수단은 통상적으로 사용되는 Microscanner Plus 일 수 있으며, 상기 Microscanner는 일회용 마이크로 칩 내의 세포를 신속하게 분석하기 위해 정밀 광학계, 자동 초점기능 및 영상 분석 소프트웨어를 갖춘 분석 플랫폼일 수 있다. 분석 소프트웨어를 탑재하여 하나의 장비로 다양한 질병을 진단 및 분석할 수 있다. 광학 및 두 개의 형광(녹색, 적색) 광학계가 사용 가능하여 형광 항체를 이용하여 양성 세포를 계수하여 비율과 절대 계수를 분석하기 위한 연구용으로도 사용이 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩(10)은 압력(양압 또는 음압)인가 만으로, 검체를 농축시킬 수 있는데, 보다 용이하게 검체를 농축시키기 위하여, 제 1 챔버(100)의 토출구(101)에는 연결수단(120)이 결합될 수 있고, 슬라이드(200)에는 상기 연결수단(120)과 대응되는 고정수단(220)을 포함할 수 있다(도 2 참조).
나아가, 상기 연결수단(120)의 일단에는 상기 연결수단(120)과 고정수단(220)을 용이하게 밀폐할 수 있도록 압착용 고무링(121)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제 1 챔버(100)의 토출구(101)에는 내부에 중공이 형성되어 있는 연결수단(120)이 결합되고, 슬라이드(210)에는 상기 연결수단(120)을 홀딩할 수 있도록 상기 연결수단(120)의 둘레와 대응되는 고정수단(220)이 결합될 수 있다. 이때, 상기 연결수단(120)의 일단에는 연결수단(120)의 형상을 따라 압착용 고무링(121)을 포함할 수 있다. 특정 양태로서, 상기 고정수단(220)의 내주면에도 밀폐수단을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 챔버(100)의 토출구(101)와 슬라이드(210)를 밀폐함으로써, 검체를 용이하게 농축할 수 있다.
본 발명은 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 순서도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 농축 과정을 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법의 농축 과정을 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명은 일 실시예에서, 검체가 함유된 용액을 수용하는 제 1 챔버에 압력인가수단으로 압력을 인가하여 용액을 제 1 방향으로 토출시키는 단계(S100); 및 상기 용액 내에 함유된 검체를 필터링 수단으로 필터링 하는 단계(S200); 를 포함하는 검체 농축용 마이크로 칩을 이용한 검체 농축 방법을 제공한다.
먼저, 검체가 함유된 용액을 수용하는 제 1 챔버(100)에 압력인가수단(110)으로 압력을 인가하여 용액을 제 1 방향으로 토출시키는 단계(S100)를 설명한다.
상기 검체가 함유된 용액은 체액 또는 배양액을 함유하는 용액일 수 있으며, 분석을 용이하게 하기 위하여 상기 용액을 염색한 후 농축시킬 수 있다. 아울러, 상기 제 1 챔버(100) 및 압력인가수단(110)는 주사기 형태일 수 있으며 상기 검체가 혈액인 경우, 농축하려는 혈액을 주사기에 채취한 후 사용할 수 있다.
그리고, 슬라이드(210)에 결합되어 있는 고정수단(220) 내에 필터링 수단(300)인 필터지를 붙인다. 이때, 상기 필터지는 슬라이드(210)의 채널(211) 상부에 붙일 수 있다.
다음으로, 검체가 함유된 용액이 수용된 제 1 챔버(100)를 연결수단(120)을 통해서, 슬라이드(210)의 고정수단(220)에 결합시킬 수 있다. 그리고, 압력인가수단(110)으로 일정한 압력을 인가하여, 검체를 포함하는 용액을 제 1 방향으로 토출시킬 수 있다. 이때, 압력은 100 내지 5000 ㎕/min 으로 인가할 수 있으며, 500 내지 4500 ㎕/min, 1000 내지 4000 ㎕/min 또는 2000 내지 3500 ㎕/min 으로 인가할 수 있으며, 바람직하게는 평균 3000 ㎕/min 압력으로 인가하여, 상기 용액을 토출시킬 수 있다.
그리고, 상기 용액 내에 함유된 검체를 필터링 수단(300)으로 필터링 하는 단계(S200)를 포함한다. 구체적으로, 상기 필터링 수단(300)은 검체를 슬라이드로 투과되지 않도록 필터링할 수 있다. 이때, 상기 슬라이드(210)의 채널(211)은 상기 필터링 수단(300)에서 투과되지 않은 검체를 제외한 용액을 투과시킬 수 있으며, 상기 제 2 챔버(200)는 슬라이드(210)로 투과된 용액이 수용될 수 있다.
상기 필터링 수단으로 필터링된 검체는 검체 검사 장비로 이동될 수 있다. 그리고, 상기 검체 검사 장비를 이용하여 검체의 수와 형상을 분석하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 필터링 수단에 필터링된 검체는 공압 또는 최소용액으로의 세척 과정을 통하여 다시 재 분리되어 사용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩(10)을 이용한 검체 농축 방법은 제 1 챔버(100) 내에 위치하는 압력인가수단(110)을 제 2 방향으로 이동시켜, 상기 제 1 챔버(100) 내에 음압을 발생시키고, 제 2 챔버(200) 내의 검체가 함유된 용액을 제 2 방향으로 토출시키는 단계(S110); 및 상기 용액 내에 함유된 검체를 필터링 수단(300)으로 필터링 하는 단계(S210); 를 포함한다.
이때, 상기 필터링 수단(300)에 의해서 투과되지 않은 검체를 제외한 용액은 슬라이드(210)의 채널(211)을 통과하여 제 1 챔버(100)에 수용할 수 있다.
상기 검체가 함유된 용액은 체액 또는 배양액을 함유하는 용액일 수 있으며, 분석을 용이하게 하기 위하여 상기 용액을 염색한 후 농축시킬 수 있다. 아울러, 상기 제 1 챔버(100) 및 압력인가수단(110)는 주사기 형태일 수 있다.
먼저, 슬라이드(210)에 결합되어 있는 고정수단(220) 내에 필터링 수단(300)인 필터지를 붙인다. 이때, 상기 필터지는 슬라이드(210)의 채널(211) 상부에 붙일 수 있다.
다음으로, 검체가 함유된 용액이 수용된 제 2 챔버(200) 상에 슬라이드(210)를 고정시키고, 제 1 챔버(100)를 연결수단(120)을 통해서, 슬라이드(210)의 고정수단(220)에 결합시킬 수 있다. 그리고, 압력인가수단(110)으로 일정한 속도로 제 2 방향으로 이동시킨다. 이때 발생되는 음압은 1000 내지 5000 ㎕/min 으로 인가할 수 있으며, 500 내지 4500 ㎕/min, 1000 내지 4000 ㎕/min 또는 2000 내지 3500 ㎕/min으로 인가할 수 있고, 또는 평균 3000 ㎕/min 압력으로 인가하여, 상기 용액을 제 1 챔버(100) 내부로 흡입시킬 수 있다.
그리고, 상기 용액 내에 함유된 검체를 필터링 수단(300)으로 필터링 하는 단계(S2100)를 포함한다. 구체적으로, 상기 필터링 수단(300)은 검체를 슬라이드(210)로 투과되지 않도록 필터링할 수 있다. 이때, 상기 슬라이드(210)의 채널(211)은 상기 필터링 수단(300)에서 투과되지 않은 검체를 제외한 용액을 투과시킬 수 있으며, 상기 제 1 챔버(200)는 슬라이드(210)로 투과된 용액이 수용될 수 있다.
상기 필터링 수단(300)으로 필터링된 검체는 검체 검사 장비로 이동될 수 있다. 그리고, 상기 검체 검사 장비를 이용하여 검체의 수와 형상을 분석하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 필터링 수단(300)에 필터링된 검체는 공압 또는 최소용액으로의 세척 과정을 통하여 다시 재 분리되어 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩 및 이를 이용한 검체 농축방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원심력 등을 사용하지 않고 주사기의 양압만으로 세포를 필터로 분리하여 검체의 검사 효율과 정확도를 보다 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 종래의 검체 농축 장치 및 방법에 비하여 세포나 병원체를 고농도로 바르고 편리하게 농축할 수 있어 여러가지 진단 장치 및 방법에 적용할 수 있다.
이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명에 대해 설명하고자 한다. 다만, 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 하기 실시예로 한정하는 것은 아니다.
<실험예>
실험예 1. 화농연쇄상구균(Streptococcus pyogenes) 농축
화농연쇄상구균(Streptococcus pyogenes) 배양액 100㎕을 PI Solution(Lysing solution과 1:40 Mix) 100㎕ 와 혼합한 후 15분 간 염색하였다. 그리고, 상기 염색한 혼합액에 PBS 4.8㎖를 넣어 총 volume을 5㎖로 맞추었다.
그리고, 샘플 4.98㎖를 5㎖ 를 본 발명의 검체 농축용 마이크로 칩의 제 1 챔버에 주입하고, 압력인가수단을 사용하여 일정한 압력(평균 200㎕/min)으로 25㎜ filter holder와 결합한 25㎜ 직경 pore size 0.015㎛ track etched filter를 통과시켰다.
그리고, 농축전의 샘플, 샘플이 통과된 필터, 필터를 통과한 샘플을 각각 Microscanner Plus로 BF, GF, rf 30Field 촬영 후 농축 확인하였다.
그 결과는 도 6에 나타내었다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 검체를 농축한 후 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍)로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다((a) 농축전, (b) 샘플 통과한 필터 촬영, (c) 필터를 통과한 샘플).
도 6를 참조하면, 농축 전에 비해 필터를 통과한 샘플은 세포가 거의 발견되지 않음을 확인할 수 있었으며(a, c), 샘플이 통과한 필터에는 많은 세포가 필터를 통과하지 않음을 보여준다(b). 도 6를 참조하면, 화농연쇄상구균이 농축된 것을 육안으로 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 화농연쇄상구균(Streptococcus pyogenes)을 효과적으로 농축할 수 있었다.
실험예 2. 혈액 농축
실험예 1과 동일한 방법으로 혈액을 농축하였다. 그리고, 그 결과를 표 1과 도 7에 나타내었다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 혈액을 농축하고, 혈액 농축 전후를 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍)로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다((a) 농축전, (b) 농축후).
| 희석배율 | 농축 전(80 Field) | 농축 (10 Field) | 농축률(%) |
| 100x | 33.92/㎕ | 2951.21/㎕ | 87.01 |
| 200x | 18.11/㎕ | 1320.89/㎕ | 72.94 |
| 1000x | 2.85/㎕ | 179.78/㎕ | 63.08 |
| 2000x | 1.44/㎕ | 88.44/㎕ | 61.42 |
도 7과 표 1을 참조하면, 샘플이 60 % 이상 농축된 것을 확인할 수 있다.
실험예 3. 단클로성 항체 염색 세포 농축
실험예 1과 동일한 방법으로 단클로성 항체를 염색하고, 농축하였다. 그리고, 그 결과를 표 2와 도 8에 나타내었다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 검체 농축용 마이크로 칩을 이용하여 단클로성 항체 염색 세포를 농축하고, 농축 전후를 자동 현미경 측정기인 Microscanner Plus (바이오젠텍)로 촬영한 결과를 보여주는 사진이다(녹색: CD4 BB515, 붉은색: CD8 PE).
| CD4-BB515 | CD8-PE | |
| Cell count | 18.83 | 17.49 |
| Cell concentrate (cell/㎕) | 2253.66 | 2108.19 |
표 2와 도 8을 참조하면, 단클로성 항체가 약 100배 가량 농축된 것을 알 수 있다.
10: 검체 농축용 마이크로 칩
100: 제 1 챔버 101: 토출구
110: 압력인가수단
200: 제 2 챔버 210: 슬라이드
211: 채널
300: 필터링 수단
100: 제 1 챔버 101: 토출구
110: 압력인가수단
200: 제 2 챔버 210: 슬라이드
211: 채널
300: 필터링 수단
Claims (11)
- 검체가 함유된 용액이 수용되는 제 1 챔버;
상기 제 1 챔버 내에 수용되는 용액을 제 1 방향으로 토출 시키도록 힘을 인가하는 압력인가수단;
상기 제 1 방향으로 토출된 용액이 투과되는 채널이 형성된 슬라이드;
상기 슬라이드를 투과한 용액이 수용되는 제 2 챔버; 및
상기 슬라이드와 상기 제 1 챔버 사이에 구비되어 상기 용액에 포함된 검체가 상기 슬라이드로 투과되지 않도록 필터링하는 필터링 수단; 을 포함하며,
상기 슬라이드는 상기 제 1 방향과 동일 방향의 채널을 포함하며,
상기 필터링 수단은 상기 슬라이드로부터 분리될 수 있는 필터지이며, 상기 필터지에 필터링된 검체는 그대로 검체 검사 장비로 이동되어 검체의 수 또는 형상이 분석될 수 있는 것을 특징으로 하는 검체 농축용 마이크로 칩.
- 검체가 함유된 용액이 수용되는 제 2 챔버;
상기 제 2 챔버 상부에 위치하며, 채널이 형성된 슬라이드;
상기 슬라이드 상부에 위치하는 제 1 챔버;
상기 제 1 챔버 내에 위치하여, 제 2 챔버 내에 수용되는 용액을 흡입하도록 제 2 방향으로 힘을 인가하는 압력인가수단; 및
슬라이드와 제 1 챔버 사이에 구비되어 상기 용액에 포함된 검체가 슬라이드로 투과되지 않도록 필터링하는 필터링 수단; 을 포함하며,
상기 슬라이드는 상기 제 2 방향과 동일 방향의 채널을 포함하며,
상기 필터링 수단은 상기 슬라이드로부터 분리될 수 있는 필터지이며, 상기 필터지에 필터링된 검체는 그대로 검체 검사 장비로 이동되어 검체의 수 또는 형상이 분석될 수 있는 것을 특징으로 하는 검체 농축용 마이크로 칩. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 챔버와 압력인가수단은 주사기를 구성하며, 상기 슬라이드는 상기 주사기의 토출구 방향과 대응되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 검체 농축용 마이크로 칩.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 필터링된 검체는 공압 또는 최소용액으로의 세척 과정을 통하여 재 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 검체 농축용 마이크로 칩.
- 삭제
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100473361B1 (ko) | 2001-10-17 | 2005-03-08 | 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 | 마이크로 칩 및 그 제조 방법 |
| JP2007061687A (ja) | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | ろ過用マイクロチップ及びろ過用マイクロチップを用いた分離方法 |
| JP2009109459A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-21 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | ピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置 |
| KR101676053B1 (ko) | 2008-10-10 | 2016-11-14 | 사이틱 코포레이션 | 세포학적 시료들을 준비하는 마이크로유체 기구 및 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2019
- 2019-12-02 KR KR1020190158618A patent/KR102453356B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100473361B1 (ko) | 2001-10-17 | 2005-03-08 | 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 | 마이크로 칩 및 그 제조 방법 |
| JP2007061687A (ja) | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | ろ過用マイクロチップ及びろ過用マイクロチップを用いた分離方法 |
| JP2009109459A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-21 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | ピペットチップ、検査システム、ピペット、充填装置 |
| KR101676053B1 (ko) | 2008-10-10 | 2016-11-14 | 사이틱 코포레이션 | 세포학적 시료들을 준비하는 마이크로유체 기구 및 방법 |
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