KR102461334B1 - 유속 조절부를 구비하는 상부 케이스 및 이를 구비한 현장용 진단 키트 - Google Patents

유속 조절부를 구비하는 상부 케이스 및 이를 구비한 현장용 진단 키트 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 분석 대상 시료가 투입되는 주입부와, 투입되는 분석 대상 시료의 유속을 조절하기 위한 하나 이상의 유속 조절부를 포함하는 상부 케이스, 상부 케이스에 대응하여 조립되도록 구비되는 하부 케이스 및 하부 케이스에 부착되며, 유속 조절부에 의하여 적어도 일부 가압된 상태에서 분석 대상 시료의 확산에 따른 반응 결과를 표시하는 분석 스트립을 포함하는 진단 키트가 개시된다.

Description

유속 조절부를 구비하는 상부 케이스 및 이를 구비한 현장용 진단 키트{Upper case having a flow control unit and diagnostic kit for on-site having the same}
본 발명은 유속 조절이 가능한 상부 케이스 및 이를 구비하는 현장용 진단 키트에 관한 것으로, 특히 시료의 유속 조절이 가능하도록 마련된 현장용 진단 키트에 관한 것이다.
진단 키트는 항원 항체 반응을 이용하여 각종 질병의 검사를 가능하게 하며, 각종 질병을 검사하는 의료뿐 아니라, 농업, 축산업, 군사, 환경 등 다양한 분야에서 미량의 분석물을 검사할 수 있다.
종래의 현장용 진단 키트는 주로 측방유동식 면역센서(LFA)를 통해서 종이 위에 마이크로/나노 유속 조절부의 형성을 통해 유속을 제어하고, 감도를 향상시켰다. 이때, 현장용 진단 키트는 종이 위에 왁스 패턴, 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 패턴 등을 이용하여 유속 조절부를 형성하였다.
현장용 진단 키트는 왁스 패턴 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 패턴에 의해 검출한계(LOD)가 약 3배 향상되고, 왁스 패턴(Wax pattern)을 이용하여 유량(flow rate)을 조절할 수 있다. 종이 위에 형성된 왁스 패턴을 이용한 진단 키트는 유체가 방해를 받아 유속이 감소하면서 반응을 극대화시키는 방식이며, 믹싱하는 역할을 하면서 유속을 줄일 수 있지만, 왁스 패턴, 폴리디메틸실록산 패턴 등이 종이 위에 형성되지 않은 경우 유속을 감소시킬 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 하부 케이스와 결합되는 상부 케이스의 내측에 하나 이상의 유속 조절부를 구비하며, 하부 케이스에 부착되는 분석 스트립을 포함하고, 하나 이상의 유속 조절부를 통해 분석 스트립에 압력을 가하면서 분석 대상 시료의 유속을 제어하여 반응 결과의 반응 속도 및 정확도를 극대화하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 키트는, 분석 대상 시료가 투입되는 주입부와, 상기 투입되는 분석 대상 시료의 유속을 조절하기 위한 하나 이상의 유속 조절부를 포함하는 상부 케이스, 상기 상부 케이스에 대응하여 조립되도록 구비되는 하부 케이스 및 상기 하부 케이스에 부착되며, 상기 유속 조절부에 의하여 적어도 일부 가압된 상태에서 상기 분석 대상 시료의 확산에 따른 반응 결과를 표시하는 분석 스트립을 포함한다.
여기서, 상기 하나 이상의 유속 조절부는 소수성 코팅에 의해 형성된 소수성 코팅층 및 친수성 코팅에 의해 형성된 친수성 코팅층을 포함하고, 상기 분석 대상 시료는 상기 소수성 코팅층을 포함하는 유속 조절부를 피해 상기 친수성 코팅층을 포함하는 유속 조절부가 위치하는 방향으로 이동하여 일시적으로 농축되거나, 믹싱이 발생되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 소수성 코팅은 소수성 기체를 형성하는 가스를 통한 플라즈마 처리 방식, 소수성 실란 코팅 방식 또는 테프론 코팅 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 구현되고, 상기 친수성 코팅은 친수성 기체를 형성하는 가스를 통한 플라즈마 처리 방식 또는 친수성 실란 코팅 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 구현되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하나 이상의 유속 조절부는 선택적 이온 투과막에 의해 코팅된 선택적 이온 투과막 코팅층 또는 전극으로 형성된 전극 코팅층을 포함하고, 상기 선택적 이온 투과막 코팅층은 전계(electric field)에 의해 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP) 현상을 발생시키며, 상기 분석 대상 시료는 상기 전계가 켜진 상태에서 상기 이온 투과막 코팅층을 포함하는 유속 조절부를 지나가지 못하고 농축되며, 상기 전계가 꺼진 상태에서 이동함에 따라 흐름이 컨트롤 되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 선택적 이온 투과막 코팅층은 나피온, 폴리스티렌 설포네이트 또는 폴리아릴아민 하이드로클로라이드 중 적어도 하나를 포함하여 구현되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 분석 스트립은 상기 분석 대상 시료가 흡수되는 제1 패드, 상기 제1 패드와 접합하고 있으며, 상기 분석 대상 시료와 반응하는 축합체를 포함하는 제2 패드 및 상기 제2 패드와 접합하고 있으며, 상기 분석 대상 시료와 상기 축합체의 반응에 의해 형성된 반응 결과를 확인하는 반응부 및 상기 분석 대상 시료의 이동을 확인하는 대조부를 형성하는 제3 패드를 포함한다.
여기서, 상기 분석 스트립은 상단에서 상기 유속 조절부가 맞닿아 압력이 가해지는 영역을 나타내는 가압 영역을 포함하고, 상기 가압 영역은 상기 제2 패드, 상기 제3 패드 또는 상기 제2 패드와 상기 제3 패드 사이 중 적어도 하나에 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가압 영역에 가해지는 압력은 상기 하나 이상의 유속 조절부의 높이에 의해 조절되고, 상기 하나 이상의 유속 조절부의 높이에 따라 상기 분석 대상 시료의 유속을 제어하여 상기 반응 결과의 반응 속도 및 정확도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 분석 스트립은 상기 제3 패드와 접합하고 있으며, 상기 제3 패드를 통과하고 남은 상기 분석 대상 시료를 흡수하는 제4 패드를 더 포함한다.
여기서, 상기 유속 조절부는 나노 구조의 다수의 돌기를 형성하고, 상기 다수의 돌기는 상기 분석 스트립과 맞닿는 면적 및 가해지는 압력에 의해 상기 분석 대상 시료의 유속을 제어하고, 상기 다수의 돌기는 돔 형상, 범프 형상, 필러 형상, 삼각형 형상, 챔버 형상을 적어도 하나 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상부 케이스는, 분석 대상 시료가 투입되는 홀을 형성하는 주입부, 상기 분석 대상 시료의 반응 결과를 확인하는 테스트 윈도우 및 상기 투입되는 분석 대상 시료의 유속을 조절하기 위한 하나 이상의 유속 조절부를 포함한다.
여기서, 상기 하나 이상의 유속 조절부는 나노 구조의 다수의 돌기를 형성하고, 상기 다수의 돌기는 상기 분석 스트립과 맞닿는 면적에 의해 상기 분석 대상 시료의 유속을 제어하고, 상기 다수의 돌기는 돔 형상, 범프 형상, 필러 형상, 삼각형 형상, 챔버 형상을 적어도 하나 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하나 이상의 유속 조절부는 소수성 코팅에 의해 형성된 소수성 코팅층 및 친수성 코팅에 의해 형성된 친수성 코팅층을 포함하고, 상기 분석 대상 시료는 상기 소수성 코팅층을 포함하는 유속 조절부를 피해 상기 친수성 코팅층을 포함하는 유속 조절부가 위치하는 방향으로 이동하여 일시적으로 농축되거나, 믹싱이 발생되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 유속 조절부는 선택적 이온 투과막에 의해 코팅된 선택적 이온 투과막 코팅층 및 전극으로 형성된 전극 코팅층을 포함하고, 상기 선택적 이온 투과막 코팅층은 전계(electric field)에 의해 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP) 현상을 발생시키며, 상기 분석 대상 시료는 상기 전계가 켜진 상태에서 상기 이온 투과막 코팅층을 포함하는 유속 조절부를 지나가지 못하고 농축되며, 상기 전계가 꺼진 상태에서 이동함에 따라 흐름이 컨트롤 되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 진단 키트의 상부 케이스에 하나 이상의 유속 조절부를 포함하며, 하나 이상의 유속 조절부에 의해 하부 케이스에 결합된 분석 스트립에 압력을 가함에 따라 분석 대상 시료의 유속을 제어하여 분석 대상 시료의 반응에 따른 반응 결과의 반응 속도를 줄여 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 키트를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 키트의 상부 케이스의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스에 위치하는 하나 이상의 유속 조절부의 형상을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스가 분석 스트립이 부착된 하부 케이스에 결합되는 형상을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스에 위치하는 하나 이상의 유속 조절부가 분석 스트립과 맞닿는 부분을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성 또는 친수성 코팅층을 나타내는 유속 조절부와 이온 교환 물질이 코팅된 유속 조절부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성/친수성 처리된 하나 이상의 유속 조절부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 이온 교환 물질이 코팅된 하나 이상의 유속 조절부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에서 시간에 따른 진단 키트의 반응 결과를 관찰한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에서 농도에 따른 진단 키트의 반응 결과를 관찰한 그래프이다.
이하, 본 발명에 관련된 생체 시료 분리 농축 소자에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 하나 이상의 유속 조절부를 구비하는 상부 케이스 및 이를 구비한 현장용 진단 키트에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 키트를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 키트(10)는 상부 케이스(100), 하부 케이스(200) 및 분석 스트립(300)을 포함한다. 진단 키트(10)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진단 키트(10)는 상부 케이스(100) 내측에 형성되는 하나 이상의 유속 조절부에 의해 분석 대상 시료의 유속을 제어하여 반응 속도 및 정확도를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응 속도는 분석 대상 시료(312)가 확산되어 제3 패드(330)의 반응부(332) 및 대조부(334)에 반응 결과를 표시하는 속도를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정확도는 분석 대상 시료(312)에 의해 반응부(332) 및 대조부(334)에 표시된 반응 결과의 정확한 정도를 나타낸다. 정확도는 분석 대상 시료(312)의 속도가 낮을수록 높다. 구체적으로, 하나 이상의 유속 조절부(110)에 의해 분석 스트립(300)에 압력이 가해지면, 분석 대상 시료(312)가 분석 스트립(300)을 이동하는 속도가 느려지고, 반응 속도가 느려지며, 반응 속도가 느려짐에 따라 정확도는 높아진다.
상부 케이스(100)는 분석 대상 시료(312)가 주입되며, 투입되는 분석 대상 시료(312)의 유속을 조절하기 위한 하나 이상의 유속 조절부(110)를 포함할 수 있다.
분석 대상 시료(312)는 항원으로서, 검사에 사용되는 물질 또는 생물을 지칭한다. 예를 들어, 분석 대상 시료(312)는 혈액, 땀, 침, 소변 등과 같은 분비물일 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않는다.
하나 이상의 유속 조절부(110)는 나노 구조의 다수의 돌기를 형성할 수 있다. 다수의 돌기는 분석 스트립(300)과 맞닿는 면적 및 가해지는 압력에 의해 분석 대상 시료(312)의 유속을 제어할 수 있다. 다수의 돌기는 돔 형상, 범프 형상, 필러 형상, 삼각형 형상, 챔버 형상을 적어도 하나 포함하여 형성될 수 있다.
상부 케이스(100)는 도 2를 참조하여 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 키트의 상부 케이스의 구조를 나타낸 도면이다.
상부 케이스(100)는 주입부(120) 및 테스트 윈도우(130)를 포함하며, 상부 케이스(100)의 내측에 하나 이상의 유속 조절부(110)이 형성된다. 상부 케이스(100)는 도 2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
주입부(120)는 분석 대상 시료(312)가 주입되는 홀을 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 주입부(120)의 홀은 원형으로 형성되는 것으로 도시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다각형으로 형성될 수 있으며, 하부 케이스(200)와 결합된 상부 케이스(100)의 주입부(120)의 홀을 통해 분석 대상 시료(312)가 제1 패드(310)에 주입되도록 형성될 수 있다.
주입부(310)는 분석 대상 시료(312)가 흡수되는 분석 스트립(300)의 제1 패드(310)와 대응되는 위치에 위치할 수 있다.
테스트 윈도우(130)는 분석 대상 시료(312)의 반응 결과를 확인할 수 있다.
테스트 윈도우(130)는 반응 결과를 전시하는 분석 스트립(300)의 제3 패드(330)와 대응되는 위치에 위치할 수 있다.
여기서, 반응 결과는 반응부(332) 및 대조부(334)이며, 육안으로 확인할 수 있도록 표시된다.
도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스의 유속 조절부가 직사각형 형상을 나타내는 도면이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스의 복수의 유속 조절부가 지그재그 형상을 나타내는 도면이고, 도 2의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스의 유속 조절부가 V형 형상을 나타내는 도면이고, 도 2의 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스의 복수의 유속 조절부가 직사각형 형상을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유속 조절부(110)는 가공 또는 사출을 통해 상부 케이스(100)의 내측에 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유속 조절부(110)는 다양한 형상으로 상부 케이스(100)의 내측에 하나 이상 형성될 수 있으며, 제어하기 위한 유속에 따라 형상 및 개수가 변화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 유속 조절부(110)는 다양한 형상으로 설계될 수 있으며, 최적의 상태에서 유속을 제어하기 위한 면적 및 높이로 구현될 수 있다.
구체적으로, 유속 조절부(110)는 0.01 mm 내지 20 mm 의 높이로 형성될 수 있으며, 상부 케이스(100)와 하부 케이스(200)가 결합된 형태에서의 높이와 같거나 1 mm 정도 작도록 형성될 수 있다. 유속 조절부(110)에 포함되는 돌기(111)의 직경은 10 um 내지 100 ㎛의 높이 또는, 및 직경을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 유속 조정부(110)의 직경은 10 um 내지 10 mm의 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유속 조절부(110)의 직경이 10 um보다 작은 크기로 형성될 경우, 하부 케이스(200)와 결합되어 분석 스트립(300)에 압력을 가할 때 부서질 수 있다. 유속 조절부(110)의 직경이 10 mm보다 큰 크기로 형성될 경우, 유속 조절부(110)는 하부 케이스(200)와 결합되어 분석 스트립(300)에 압력을 가하는 면적이 넓어짐에 따라 분석 대상 시료(312)의 이동을 제한할 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 유속 조절부(110)의 전체 높이가 20 mm 보다 큰 크기로 형성될 경우, 유속 조절부(110)는 분석 스트립(300)에 기준 이상의 압력을 가하게 되며, 이를 통해 분석 대상 시료(312)의 유속이 느려짐에 따라 분석을 할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 유속 조절부(110)의 높이가 0.01 mm 보다 작은 크기로 형성될 경우, 유속 조절부(110)는 분석 스트립(300)에 기준 이하의 압력을 가하게 되거나 압력을 가하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 유속 조절부(110)의 높이가 상부 케이스(100)와 하부 케이스(200)가 결합된 형태에서의 높이보다 큰 경우, 유속 조절부(110)에 의해 상부 케이스(100)는 하부 케이스(200)와 결합이 이루어질 수 없다. 유속 조절부(110)의 높이가 상부 케이스(100)와 하부 케이스(200)가 결합된 형태에서의 높이에서 1 mm 이상 작은 경우, 유속 조절부(110)는 분석 스트립(300)과 맞닿지 못하며, 압력을 가하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
돌기(111)를 더 포함하는 유속 조정부(110)는 분석 스트립(300)을 돌기(111)를 포함하지 않는 유속 조정부(110) 보다 더 얇은 직경과 높이를 통해 보다 촘촘한 압력을 가하여 분석 대상 시료(312)의 이동을 세부적으로 제어할 수 있다.
유속 조절부(110)를 통해 분석 스트립(300)에 압력을 가함에 따라 유속 조절부(110)에 의해 분석 스트립(300)의 경계면 내측으로 들어가는 부분의 깊이는 분석 스트립(300)의 표면으로부터 1um 내지 분석 스트립(300)의 두께를 관통하도록 구현될 수 있다. 분석 스트립(300)의 두께는 100 um 내지 200 um으로 구현될 수 있다. 여기서, 분석 스트립(300)을 누르면서 유속 조절부(110)가 들어가는 부분은 가압 전 분석 스트립(300)의 두께를 기준으로 유속 조절부(110)의 가압에 의해 들어간 부분을 나타낸다. 분석 스트립(300)을 누르면서 유속 조절부(110)가 들어가는 부분의 높이가 낮을 경우, 분석 대상 시료(312)의 이동을 제한할 수 없는 문제가 발생할 수 있으며, 분석 스트립(300)을 누르면서 유속 조절부(110)가 들어가는 부분의 높이가 높을 경우, 분석 대상 시료(312)의 이동에 방해가 되어 정확도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
다수의 돌기의 형상은 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스에 위치하는 하나 이상의 유속 조절부의 형상을 나타낸 도면이다.
유속 조절부(110)는 나노 구조의 다수의 돌기(111)를 형성할 수 있다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 반원 형태의 유속 조절부(110)에 원형 형태의 복수의 돌기(111)가 부착되어 있는 형상을 나타내는 도면이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통 형태의 유속 조절부(110)에 원통 형태의 복수의 돌기(111)가 부착되어 있는 형상을 나타내는 도면이고, 도 3의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통 형태의 유속 조절부(110)에 원형 형태의 복수의 돌기(111)가 부착되어 있는 형상을 나타내는 도면이다.
도 3과 같이 하나 이상의 유속 조절부(110)는 다수의 돌기(111)를 형성할 수 있으며, 다수의 돌기(111)에 의해 분석 스트립(300)에 가하는 압력 및 면적을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 유속 조절부(110)는 다수의 돌기(111)가 모두 같은 형상을 형성하는 것으로 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 서로 다른 형상을 가지는 다수의 돌기(111)가 유속 조절부(110)에 형성되거나, 하나 이상의 서로 다른 유속 조절부(110)마다 다른 형상을 가지는 다수의 돌기(111)로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 케이스(100) 및 하부 케이스(200)는 플라스틱이나 폴리머 등으로 대체 가능하며 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 재료가 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 하부 케이스(200)는 상부 케이스(100)에 대응 조립되도록 구비될 수 있다.
분석 스트립(300)은 하부 케이스(200)에 부착되며, 주입된 분석 대상 시료(312)의 반응에 따른 반응 결과를 형성할 수 있다.
분석 스트립(300)은 하부 케이스(200)에 부착되는 것으로, 하부 케이스 보다 작으며, 기 설정된 형상을 갖는다. 여기서, 기 설정된 형상은 직사각형으로 형성될 수 있으며, 다수의 패드가 결합되어 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 분석 스트립(300)은 측방 유동 분석 스트립으로서, 주입된 분석 대상 시료(312)가 좌 또는 우로 이동하도록 구현될 수 있다.
분석 스트립(300)은 제1 패드(310), 제2 패드(320), 제3 패드(330) 및 제4 패드(340)를 포함한다. 분석 스트립(300)은 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
제1 패드(310)는 분석 대상 시료(312)가 흡수될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 패드(310)는 샘플 패드(Sample Pad)로서, 검출하려는 분석 대상 시료(312)를 주입하는 패드이며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로 제1 패드(310)는 주입된 분석 대상 시료(312)를 흡수하여 확산시킬 수 있다.
제2 패드(320)는 제1 패드(310)와 접합하고 있으며, 분석 대상 시료(312)와 반응하는 축합체(322)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 패드(320)는 접합 패드(Conjugation pad)로서, 탐지자를 포함하는 패드이다. 여기서, 탐지자는 축합체(322)일 수 있으며, 분석 대상 시료(312)와 결합할 수 있다.
구체적으로, 제2 패드(320)는 제1 패드(310)로부터 분석 대상 시료(312)를 전달받으며, 분석 대상 시료(312)와 제2 패드(320)에 포함된 축합체(322)가 결합될 수 있다.
제3 패드(330)는 제2 패드(320)와 접합하고 있으며, 분석 대상 시료(312)와 축합체(322)의 반응에 의해 형성된 반응 결과를 확인하는 반응부(332) 및 분석 대상 시료(312)의 이동을 확인하는 대조부(334)를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 패드(330)는 테스트 패드(Test Pad)로서, 반응부(332)와 대조부(334)를 포함하는 패드이다. 여기서, 반응부(332)는 분석 대상 시료(312)에 분석물이 존재하는지 여부를 표시하고, 대조부(334)는 분석 대상 시료(312)가 이동하는지 여부를 표시할 수 있다. 여기서, 분석물은 질병이나 바이러스 따위를 의미할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 제3 패드(330)는 제2 패드(320)로부터 분석 대상 시료(312)와 축합체(322)가 결합된 항원-항체 결합체를 전달받으며, 반응부(332)와 항원-항체 결합체가 결합되어 선으로 표시되고, 대조부(334)와 분석 대상 시료(312)가 결합되어 선으로 표시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 대조부(334)는 항상 표시되는 선이다. 진단 키트(10)는 분석 대상 시료(312)가 주입되었지만 대조부(334)에 표시가 되지 않는 경우, 진단 키트(10)를 불량으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응부(332) 및 대조부(334)는 선으로 표시될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 분석 대상 시료(312)가 반응한 결과를 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시될 수 있다.
분석 스트립(300)은 상단에 하나 이상의 유속 조절부(110) 맞닿아 압력이 가해지는 부분을 나타내는 가압 영역을 포함할 수 있다.
가압 영역은 제2 패드(320), 제3 패드(330) 또는 제2 패드(320)와 제3 패드(330) 사이 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
가압 영역에 가하는 압력은 하나 이상의 유속 조절부(110)의 높이에 의해 조절되고, 하나 이상의 유속 조절부(110)의 높이에 따라 분석 대상 시료(312)의 유속을 제어하여 반응 결과의 반응 속도 및 정확도를 제어할 수 있다.
제4 패드(340)는 제3 패드(330)와 접합하고 있으며, 제3 패드(330)를 통과하고 남은 분석 대상 시료(312)를 흡수할 수 있다.
제4 패드(340)가 흡수하는 물질은 분석 대상 시료(312)에 한정되지 않으며, 제2 패드(320)에 위치하는 항체 결합체(322)나 상부 케이스(100)의 주입부(110)를 통해 주입되는 별도의 이물질일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제4 패드(340)는 흡수 패드(Absorbent Pad)로서, 제1 패드(310), 제2 패드(320) 및 제3 패드(330)를 지나고 남은 분석 대상 시료(312)를 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 분석 스트립(300)은 단면적이 서로 다른 복수개의 패드가 중첩되며, 분석 대상 시료의 양에 따라 복수개의 패드의 두께 또는 복수개의 패드의 개수를 조절할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
분석 스트립(300)을 구성하는 복수의 패드의 개수와 복수의 패드 간의 간격은 이에 한정되는 것은 아니고, 분석하고자 하는 분석 대상 시료의 종류에 따라 다양하게 구조 변경이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스가 분석 스트립이 부착된 하부 케이스에 결합되는 형상을 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스, 하부 케이스, 분석 스트립의 결합 방향을 예시한 도면이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스, 하부 케이스, 분석 스트립이 결합된 형상을 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 진단 키트(10)는 하부 케이스(200)의 상단에 분석 스트립(300)이 부착될 수 있다. 상부 케이스(100)는 분석 스트립(300)의 제1 패드(310)와 주입부(120)가 대응되고, 상부 케이스(100)의 테스트 윈도우(130)와 제3 패드(330)의 반응부(332) 및 대조부(334)와 대응되는 위치에서 하부 케이스(200)와 결합할 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 상부 케이스(100)에 형성된 하나 이상의 유속 조절부(110)는 제2 패드(320)를 가압하는 위치에 형성되어 있으며, 반드시 이에 한정되지 않는다.
제3 패드(330)의 반응부(332) 및 대조부(334)는 테스트 윈도우(130)를 통해 진단 키트(10)를 사용하는 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 결합되었으며, 반응부(332) 및 대조부(334)를 확인할 수 없는 위치에서 결합되는 경우 불량으로 볼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응부(332)는 대조부(334)보다 분석 대상 시료(312)와 먼저 접촉하는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 대조부(334)가 반응부(332)보다 분석 대상 시료(312)와 먼저 접촉하도록 형성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 케이스에 위치하는 하나 이상의 유속 조절부가 분석 스트립과 맞닿는 부분을 나타낸 도면이다.
하나 이상의 유속 조절부(110)는 분석 스트립(300)에 하나 이상의 유속 조절부(110)이 맞닿는 가압 영역에 압력을 가할 수 있다.
가압 영역은 제1 가압 영역(113), 제2 가압 영역(115) 및 제3 가압 영역(117)을 포함한다. 가압 영역은 도 5에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
가압 영역은 제2 패드(320), 제3 패드(330) 또는 제2 패드(320)와 제3 패드(330) 사이 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 가압 영역(113)은 제2 패드(320)에 형성되며, 제2 패드(320)의 상단에서 하나 이상의 유속 조절부(110)이 맞닿아 제2 패드(320)에 압력을 가하는 부분이다.
제2 가압 영역(115)은 제2 패드(320)와 제3 패드(330) 사이에 형성되며, 제2 패드(320)와 제3 패드(330) 사이의 상단에서 하나 이상의 유속 조절부(110)이 맞닿아 제2 패드(320)와 제3 패드(330)의 사이에 압력을 가하는 부분이다.
제3 가압 영역(117)은 제3 패드(330)의 반응부(332) 및 대조부(334)가 위치하는 상단에서 하나 이상의 유속 조절부(110)이 맞닿아 제3 패드(330)에 압력을 가하는 부분이다.
가압 영역에 가하는 압력은 하나 이상의 유속 조절부(110)의 높이에 의해 조절되고, 하나 이상의 유속 조절부(110)의 높이에 따라 분석 대상 시료(312)의 유속을 제어하여 반응 결과의 반응 속도 및 정확도를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 가압 영역(113), 제2 가압 영역(115) 또는 제3 가압 영역(117)에 가압하는 유속 조절부(110)의 접촉 면적의 비율은 40% ~ 80%가 바람직하다. 여기서 접촉 면적의 비율은, 유속 조절부들이 존재하는 전체 면적(유속 조절부 사이의 간격 공간도 포함 됨) 대비, 유속 조절부들이 실제 존재하는 영역의 면적 간의 비율을 의미한다. 접촉 면적의 비율이 40% 보다 낮을 경우, 가압하는 유속 조절부(110)의 면적이 줄어들어 분석 대상 시료(312)의 유속이 느려지지 않을 수 있으며, 접촉 면적의 비율이 80% 보다 높을 경우, 유속 조절부(110)에 의해 분석 대상 시료(312)가 지나갈 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층을 포함하는 유속 조절부를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 유속 조절부(110)는 코팅층(140)을 포함한다. 예를 들어, 코팅층(140)은 소수성 코팅에 의해 형성된 소수성 코팅층, 친수성 코팅에 의해 형성된 친수성 코팅층 또는 선택적 이온 투과막에 의해 코팅된 코팅층일 수 있다. 구체적으로, 코팅층(140)은 유속 조절부(110)의 겉을 감싸는 형상으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 코팅층(140)은 유속 조절부(110)의 겉에 형성되는 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 유속 조절부(110)의 하측면에만 형성되거나, 유속 조절부(110)의 상단 또는 하단의 일부에만 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 코팅층(140)은 복수의 유속 조절부(110) 중 일부에만 코팅되어 형성될 수 있으며, 복수의 유속 조절부(110) 같은 물질에 의해 형성된 코팅층이 아닐 수 있다. 예를 들어, 복수의 유속 조절부(110)에 형성된 일부 코팅층(140)은 친수성 코팅층이고, 일부 코팅층(140)은 소수성 코팅층일 수 있다.
코팅층(140)이 형성된 유속 조절부(110)를 통해 수행하는 분석은 도 7 및 도 8을 참조하여 자세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성/친수성 처리된 하나 이상의 유속 조절부를 나타낸 도면이다.
하나 이상의 유속 조절부(110)는 제1 유속 조절부(112) 및 제2 유속 조절부(114)를 포함할 수 있다.
제1 유속 조절부(112)는 소수성 코팅에 의해 형성된 소수성 코팅층을 포함한다.
제2 유속 조절부(114) 친수성 코팅에 의해 형성된 친수성 코팅층을 포함한다.
분석 대상 시료(312)는 제1 유속 조절부(112)를 피해 제2 유속 조절부(114)가 위치하는 방향으로 이동하여 일시적으로 농축되거나, 믹싱이 발생될 수 있다. 이를 통해 진단 키트(10)의 반응성을 향상시킬 수 있다.
하나 이상의 유속 조절부(110)는 친수성 기체를 형성하는 가스를 통한 플라즈마 처리(Plasma Treatment) 방식 또는 친수성 실란 코팅(Silane Coating) 방식을 통해 친수성 코팅을 수행할 수 있다. 친수성 기체를 형성하는 가스는 O2, CO2, H2O2 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 친수성 기체를 형성하는 가스는 산소(Oxygen)일 수 있다.
하나 이상의 유속 조절부(110)는 소수성 기체를 형성하는 가스를 통한 플라즈마 처리 방식, 소수성 실란 코팅(Silane Coating) 방식 또는 테프론 코팅(Teflon Coating) 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 소수성 코팅을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소수성 기체를 형성하는 가스는 CF4, SF6, C3F6, 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 산소 플라즈마 처리 방식, 실란(Silane) 코팅 방식 또는 테프론 코팅 방식은 이온과 전자의 밀도가 거의 같게 이온화된 상태로서, 제1 유속 조절부(112) 제2 유속 조절부(114)를 형성할 수 있다. 유속 조절부(110)의 표면의 친수성 코팅층 및 소수성 코팅층을 형성하기 위한 코팅 방식은 상술한 방식에 반드시 한정되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 진단 키트(10)는 하나의 제1 유속 조절부(112) 및 두 개의 제2 유속 조절부(112)로 형성되어 있다. 복수의 나노 입자(322)는 제1 유속 조절부(112)를 피해 움직이며, 제2 유속 조절부(112) 쪽을 통과하여 확산될 수 있다. 이를 통해 제2 유속 조절부(112) 쪽으로 나노 입자가 이동하게 되며 일시적으로 농축될 수 있으며, 믹싱(Mixing)을 발생시켜 분석 대상 시료(312)의 반응성이 향상될 수 있다. 여기서, 믹싱(Mixing)은 나노 입자가 혼합되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단 키트(10)는 하나 이상의 유속 조절부(110)에 코팅된 소수성 코팅층 및 친수성 코팅층을 통해 유체의 흐름을 방해하도록 구성하였으며, 이를 통해 감도를 증진시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 이온 교환 물질이 코팅된 하나 이상의 유속 조절부를 나타낸 도면이다.
하나 이상의 유속 조절부(110)는 제3 유속 조절부(116) 및 제3 유속 조절부(118)를 포함할 수 있다.
제3 유속 조절부(116)는 선택적 이온 투과막에 의해 코팅된 선택적 이온 투과막 코팅층을 포함할 수 있다. 여기서, 선택적 이온 투과막으로 코팅되는 선택적 이온 투과막 코팅층(116)은 나피온에 의해 코팅될 수 있다.
제4 유속 조절부(118)는 전극으로 형성된 전극 코팅층을 포함할 수 있다.
여기서, 전극으로 형성된 전극 코팅층을 포함하는 제4 유속 조절부(118)는 일반 유속 조절부(110)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 시료를 선택하여 분리, 농축시키기 위한 선택적 이온투과막은 나피온(Nafion), 폴리스티렌 설포네이트(Polystyrene Sulfonate, PSS) 또는 폴리아릴아민 하이드로클로라이드(Polyallylamine Hydrochloride, PAH) 등 중 적어도 하나를 포함하여 구현될 수 있다.
선택적 이온 투과막에 의해 코팅된 선택적 이온 투과막 코팅층은 양성자(Proton)를 선택하여 투과시키는 일종의 나노 필터의 역할을 수행한다. 예를 들면, 선택적 이온 투과막이 나피온(Nafion)인 경우 나피온의 화학 구조 중 SO3- 로 인해서 H+ 이온이 호핑(Hopping) 및 이동 메커니즘(Vehicle Mechanism)에 의하여 선택적으로 빠르게 투과되도록 한다. 따라서, 나피온과 같은 선택적 이온 투과 물질을 통해서 이온 투과막 코팅층(116)은 실질적으로 나노 필터의 역할을 수행할 수 있으며, 나노 필터의 특정 영역에는 분석하고자 하는 단백질 물질들을 매우 빠른 시간에 효율적으로 농축할 수 있게 된다.
선택적 이온 투과막은 전계(Electric Field)에 의해 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP) 현상을 발생시킬 수 있다.
진단 키트(10)는 이온 농도 분극 현상에 의해 분석 대상 시료(312)가 농축되거나 분석 대상 시료(312)의 흐름을 컨트롤 하여 분석 대상 시료(312)의 반응 시간을 제어될 수 있다.
분석 대상 시료(312)는 전계가 켜진 상태에서 제3 유속 조절부(116) 및 상기 제4 유속 조절부(118)의 사이를 지나가지 못하고 농축되며, 상기 전계가 꺼진 상태에서 제3 유속 조절부(116)를 지나 이동함에 따라 흐름이 컨트롤 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 유속 조절부(116)는 양성자를 선택하여 투과시키는 일종의 나노 필터의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 선택적 이온 투과막이 나피온(Nafion)인 경우 이온이 호핑(Hopping) 및 이동 메커니즘(Vehicle Mechanism)에 의하여 선택적으로 빠르게 투과되도록 할 수 있다. 이를 통해 나피온(Nafion)과 같은 선택적 이온 투과물질을 통해서 제3 유속 조절부(116)에 의해 분석 스트립(300)에는 분석하고자 하는 분석 대상 시료(312)들이 매우 빠른 시간에 효율적으로 농축할 수 있게 된다.
도 8의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 이온 투과막으로 코팅된 유속 조절부를 포함하는 진단 키트에서 전계(electric field)가 켜진(On) 상태를 나타내는 도면이고, 도 8의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 이온 투과막으로 코팅된 유속 조절부를 포함하는 진단 키트에서 전계(Electric Field)가 꺼진(Off) 상태를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 진단 키트(10)는 상부 케이스(100)에 하나의 제3 유속 조절부(116)을 포함하는 유속 조절부(110) 및 두 개의 제4 유속 조절부(118)를 포함한다. 복수의 항원(312) 및 복수의 나노 입자(314)는 전계(electric field)가 켜진(On) 상태에서 제3 유속 조절부(116)를 넘어 확산되지 못하며, 전계(electric field)가 꺼진(Off) 제3 유속 조절부(116)를 넘어 확산될 수 있다. 이때, 제3 유속 조절부(116)를 넘어 확산되는 복수의 분석 대상 시료(312) 및 복수의 나노 입자(314)는 하나의 분석 대상 시료(312)에 하나의 나노 입자(314)가 결합된 상태로 확산될 수 있다. 여기서, 분석 대상 시료(312)는 항원일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 나노 입자(314)는 항체일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 유속 조절부(116)를 통해 전기삼투 흐름(Electroosmosis flow) 조절할 수 있다.
도 8을 참조하면, 진단 키트(10)는 제4 유속 조절부(118)를 고정하고, 제3 유속 조절부(116)가 고정되는 위치를 조절하여 전계를 조절할 수 있다. 이때, 간격이 좁아지면 질수록 전계가 높아져 농축비가 높아질 수 있으나, 농축양의 한계로 농축률에 한계를 가질 수 있다. 따라서, 제3 유속 조절부(116) 및 제4 유속 조절부(118) 간의 간격 조절에 따른 최적 농축양의 조절이 필요할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진단 키트(10)는 하나 이상의 유속 조절부(110)에 나피온을 포함한 선택적 이온 투과막을 코팅한 후, 국부적(Local) 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP) 현상을 형성하여 농도를 높이거나 반응성을 증진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 유속 조절부(112)는 하단에 제1 돌기를 포함할 수 있으며, 제2 유속 조절부(114)는 하단에 제2 돌기를 포함할 수 있다. 제1 돌기 및 제2 돌기는 도 3에서 도시한 형태로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 제1 돌기 및 제2 돌기는 선택적 이온 투과막 코팅층 또는 전극 코팅층으로 코팅될 수 있다. 또한, 제3 유속 조절부(116)는 하단에 제3 돌기를 포함할 수 있으며, 제4 유속 조절부(118)는 하단에 제4 돌기를 포함할 수 있다. 제1 돌기. 제2 돌기, 제3 돌기 및 제4 돌기는 도 3에서 도시한 형태로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 제1 돌기. 제2 돌기, 제3 돌기 및 제4 돌기는 친수성 코팅층, 소수성 코팅층, 선택적 이온 투과막 코팅층 또는 전극 코팅층으로 코팅될 수 있다.
예를 들어, 제1 유속 조절부(112)는 소수성 코팅층 및 선택적 이온 투과막 코팅층을 포함하고, 제2 유속 조절부(114)는 친수성 코팅층 및 전극 코팅층을 포함할 수 있다. 이를 통해 진단 키트(10)는 소수성 및 친수성 처리 구조를 통한 반응성의 향상과, 선택적 이온 투과막 구조를 통한 흐름 제어 및 반응 시간 증가의 이득을 모두 형성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에서 시간에 따른 진단 키트의 반응 결과를 관찰한 그래프이다.
A는 도 3에 표기된 복수의 돌기(111)를 형성하는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트를 나타내고, B는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트를 나타내고, C는 일반 진단 키트를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 A, B 및 C의 시간에 따른 강도(Intensity)를 나타낼 수 있다. 강도(Intensity)는 분석 스트립(300)을 가압하는 정도를 나타내며, 분석 스트립(300)에 가하는 압력을 의미할 수 있다.
도 9를 참조하면, 복수의 돌기(111)를 형성하는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트 보다 감도(Sensitivity) 및 검출한계(Limit of Detection, LOD)가 높다. 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트는 일반 진단 키트 보다 감도(Sensitivity) 및 검출한계(Limit of Detection, LOD)가 높다.
따라서, 시간이 흐름에 따라 복수의 돌기(111)를 형성하는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트는 가장 높은 강도(Intensity)를 나타내고, 강도(Intensity)가 높을수록 감도(Sensitivity) 및 검출한계(Limit of Detection, LOD)가 높아지는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에서 농도에 따른 진단 키트의 반응 결과를 관찰한 그래프이다.
A는 도 3에 표기된 복수의 돌기(111)를 형성하는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트를 나타내고, B는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트를 나타내고, C는 일반 진단 키트를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에서 A, B 및 C의 농도에 따른 신호 강도(Color Intensity)를 나타낼 수 있다.
농도는 분석 대상 시료(312)의 농도를 의미하며, 분석 스트립(300)에 복수의 돌기(111) 또는 유속 조절부(110)를 통해 압력을 가하게 되면 분석 대상 시료(312)가 농축되어 농도가 증가할 수 있다.
신호 강도(Color Intensity)는 분석 스트립(300)에서 확산되어 반응 결과에 따라 제3 패드(330)의 반응부(332) 및 대조부(334)에 표시되는 정도를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 복수의 돌기(111)를 형성하는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트 보다 신호 강도(Color Intensity)가 높다. 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트는 일반 진단 키트 보다 신호 강도(Color Intensity)가 높다.
따라서, 시간이 흐름에 따라 복수의 돌기(111)를 형성하는 유속 조절부(110)를 포함하는 진단 키트는 분석 대상 시료(312)의 농도가 높을수록 가장 높은 신호 강도(Color Intensity)를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 진단 키트
100: 상부 케이스
200: 하부 케이스
300: 분석 스트립

Claims (15)

  1. 분석 대상 시료가 투입되는 주입부와, 상기 투입되는 분석 대상 시료의 유속을 조절하기 위한 하나 이상의 유속 조절부를 포함하는 상부 케이스;
    상기 상부 케이스에 대응하여 조립되도록 구비되는 하부 케이스; 및
    상기 하부 케이스에 부착되며, 상기 유속 조절부에 의하여 적어도 일부 가압된 상태에서 상기 분석 대상 시료의 확산에 따른 반응 결과를 표시하는 분석 스트립을 포함하고,
    상기 하나 이상의 유속 조절부는 상기 분석 스트립과 맞닿아 상기 분석 스트립을 가압하여, 상기 분석 스트립을 이동하는 상기 분석 대상 시료의 유속을 조절하고,
    상기 하나 이상의 유속 조절부는 전계(electric field)에 의해 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP) 현상을 발생시키는 선택적 이온 투과막에 의해 코팅된 선택적 이온 투과막 코팅층을 포함하는 제3 유속 조절부; 및 전극으로 형성된 전극 코팅층을 포함하는 제4 유속 조절부를 포함하며,
    상기 상부 케이스는 상기 전계가 켜진 상태에서 상기 제4 유속 조절부에 의해 상기 분석 대상 시료 및 축합체가 이동하지 못하고 농축되고, 상기 전계가 켜진 후 상기 전계가 꺼진 상태에서 상기 제3 유속 조절부 및 상기 제4 유속 조절부를 지나 이동하도록 상기 분석 대상 시료 및 상기 축합체가 이동하는 방향에 상기 제4 유속 조절부가 서로 이웃하도록 배치되고 상기 이웃하도록 배치되는 제4 유속 조절부의 전면에 상기 제3 유속 조절부가 배치되는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유속 조절부는,
    소수성 코팅에 의해 형성된 소수성 코팅층을 포함하는 제1 유속 조절부; 및
    친수성 코팅에 의해 형성된 친수성 코팅층을 포함하는 제2 유속 조절부를 포함하고,
    상기 상부 케이스는 상기 분석 대상 시료가 상기 제1 유속 조절부를 피해 상기 제2 유속 조절부가 위치하는 방향으로 이동하여 일시적으로 농축되어 상기 분석 대상 시료에 반응하는 축합체와의 혼합이 발생하도록 상기 축합체의 이동을 제한하는 방향에 상기 제1 유속 조절부가 배치되고 상기 축합체가 이동하는 방향에 상기 제2 유속 조절부가 서로 이웃하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소수성 코팅층은 소수성 기체를 형성하는 가스를 통한 플라즈마 처리 방식, 소수성 실란 코팅 방식 또는 테프론 코팅 방식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 적어도 하나의 방식을 통해 구현되고,
    상기 친수성 코팅층은 친수성 기체를 형성하는 가스를 통한 플라즈마 처리 방식 또는 친수성 실란 코팅 방식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 적어도 하나의 방식을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선택적 이온 투과막 코팅층은 나피온, 폴리스티렌 설포네이트 및 폴리아릴아민 하이드로클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 적어도 하나를 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분석 스트립은,
    상기 분석 대상 시료가 흡수되는 제1 패드;
    상기 제1 패드와 접합하고 있으며, 상기 분석 대상 시료와 반응하는 축합체를 포함하는 제2 패드; 및
    상기 제2 패드와 접합하고 있으며, 상기 분석 대상 시료와 상기 축합체의 반응에 의해 형성된 반응 결과를 확인하는 반응부 및 상기 분석 대상 시료의 이동을 확인하는 대조부를 형성하는 제3 패드를 포함하는 진단 키트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분석 스트립은,
    상단에서 상기 유속 조절부가 맞닿아 압력이 가해지는 영역을 나타내는 가압 영역을 포함하고,
    상기 가압 영역은 상기 제2 패드, 상기 제3 패드 또는 상기 제2 패드와 상기 제3 패드 사이 중 적어도 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가압 영역에 가해지는 압력은 상기 유속 조절부의 높이에 의해 조절되고,
    상기 유속 조절부는 상기 유속 조절부의 높이에 따라 상기 분석 대상 시료의 유속을 제어하여 상기 반응 결과의 반응 속도 및 정확도를 제어하는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 분석 스트립은,
    상기 제3 패드와 접합하고 있으며, 상기 제3 패드를 통과하고 남은 상기 분석 대상 시료를 흡수하는 제4 패드를 더 포함하는 진단 키트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유속 조절부는,
    나노 구조의 다수의 돌기를 형성하고,
    상기 다수의 돌기는 상기 분석 스트립과 맞닿는 면적 및 가해지는 압력에 의해 상기 분석 대상 시료의 유속을 제어하고,
    상기 다수의 돌기는 돔 형상, 범프 형상, 필러 형상, 삼각형 형상, 챔버 형상을 적어도 하나 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상부 케이스는,
    상기 분석 대상 시료가 주입되는 홀을 형성하는 주입부; 및
    상기 분석 대상 시료의 반응 결과를 확인하는 테스트 윈도우를 포함하고,
    상기 주입부는 상기 분석 대상 시료가 흡수되는 상기 분석 스트립의 제1 패드와 대응되는 위치에 위치하고,
    상기 테스트 윈도우는 상기 반응 결과를 전시하는 상기 분석 스트립의 제3 패드와 대응되는 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 진단 키트.
  12. 상부 케이스에 있어서,
    분석 대상 시료가 투입되는 홀을 형성하는 주입부;
    상기 분석 대상 시료의 반응 결과를 확인하는 테스트 윈도우; 및
    상기 투입되는 분석 대상 시료의 유속을 조절하기 위한 하나 이상의 유속 조절부를 포함하고,
    상기 하나 이상의 유속 조절부는 상기 분석 대상 시료의 확산에 따른 반응 결과를 표시하는 분석 스트립과 맞닿아 상기 분석 스트립을 가압하여 상기 분석 스트립을 이동하는 상기 분석 대상 시료의 유속을 조절하며,
    상기 하나 이상의 유속 조절부는, 전계(electric field)에 의해 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP) 현상을 발생시키는 선택적 이온 투과막에 의해 코팅된 선택적 이온 투과막 코팅층을 포함하는 제3 유속 조절부; 및 전극으로 형성된 전극 코팅층을 포함하는 제4 유속 조절부를 포함하고,
    상기 상부 케이스는 상기 전계가 켜진 상태에서 상기 제4 유속 조절부에 의해 상기 분석 대상 시료 및 축합체가 이동하지 못하고 농축되고, 상기 전계가 켜진 후 상기 전계가 꺼진 상태에서 상기 제3 유속 조절부 및 상기 제4 유속 조절부를 지나 이동하도록 상기 분석 대상 시료 및 상기 축합체가 이동하는 방향에 상기 제4 유속 조절부가 서로 이웃하도록 배치되고 상기 이웃하도록 배치되는 제4 유속 조절부의 전면에 상기 제3 유속 조절부가 배치되는 것을 특징으로 하는 상부 케이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유속 조절부는,
    나노 구조의 다수의 돌기를 형성하고,
    상기 다수의 돌기는 상기 분석 스트립과 맞닿는 면적에 의해 상기 분석 대상 시료의 유속을 제어하고,
    상기 다수의 돌기는 돔 형상, 범프 형상, 필러 형상, 삼각형 형상, 챔버 형상을 적어도 하나 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 상부 케이스.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유속 조절부는,
    소수성 코팅에 의해 형성된 소수성 코팅층; 및
    친수성 코팅에 의해 형성된 친수성 코팅층을 포함하고,
    상기 분석 대상 시료는,
    상기 소수성 코팅층을 포함하는 유속 조절부를 피해 상기 친수성 코팅층을 포함하는 유속 조절부가 위치하는 방향으로 이동하여 일시적으로 농축되거나, 믹싱이 발생되는 것을 특징으로 하는 상부 케이스.
  15. 삭제
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