KR102591005B1 - 용액 공급장치를 이용한 진단 스트립 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진단 스트립에 관한 것으로, 내부에 수용공간을 형성하고, 상면에 상기 수용공간과 외부공간을 연통하여 이격 배치된 제1 투입구와 제2 투입구를 형성하는 하우징과, 상기 제2 투입구에 노출되고 상기 수용공간에 배치되는 멤브레인 패드와, 상기 수용공간에 상기 멤브레인 패드의 적어도 일면과 접촉되어 배치되고, 상기 제1 투입구로 투입되는 샘플 용액을 흡수하는 샘플 패드와, 상기 제2 투입구에 일체 또는 분리가능한 형태로 장착되며, 워싱 용액과 반응 용액을 수용하며, 워싱 용액과 반응 용액을 설정된 시간 간격으로 상기 제2 투입구에 투입하는 용액 공급장치와, 상기 제1 투입구와 상기 제2 투입구 사이에 배치되며, 일측면이 상기 하우징의 내측 상면과 접하고 타측면이 상기 멤브레인 패드와 이격 배치된 흡수 패드와, 상기 샘플 패드를 파지하는 파지부와, 상기 파지부로부터 수평방향으로 연장형성되어 적어도 일부가 상기 하우징의 측면을 관통하여 외부로 돌출 배치된 연장부를 포함하는 슬라이딩 부재를 포함한다.
Description
본 발명은 진단 스트립에 관한 것으로, 워싱 용액과 반응 용액을 적절한 시간에 자동 투입하여, 사용자들이 쉽게 사용가능하며 현장에서 신속하고 간편한 분석이 가능한 용액 공급장치 및 이를 이용한 진단 스트립에 관한 것이다.
혈액·소변 등과 같은 신체의 체액에 존재하는 분석물질의 농도나 존재를 현장에서 빠르고 정확하게 측정하기 위한 진단 스트립이 많이 개발되어 사용되고 있으며, 생체 특이적인 결합을 기반으로 하는 면역센서 스트립, DNA 센서 스트립 등이 최근에 개발되고 있다.
측면유동면역 분석법 기반의 나노 입자를 이용한 진단 스트립은 가장 보편화된 일회용 현장진단 스트립으로, 항원 결합에 의한 나노 입자들이 뭉쳐지며 띠를 형성하여 육안으로 양성/음성을 판단할 수 있다. 그러나, 낮은 농도의 항원 분석 시, 띠가 생기는 것을 육안으로 관찰하는 과정에서 발생하는 분석 민감도의 한계가 있다. 낮은 농도에서 육안으로 띠가 구분될 수 있도록 민감도를 개선하는 방식이 있긴 하나, 재료적으로 한계가 있다. 또한, 형광이나 발광을 통해 이미지를 분석하여 민감도를 개선하는 방식도 있으나, 추가적인 이미지 분석용 장치가 필요하여 일회용 현장진단 키트에 적절하지 않은 문제가 있다. 아울러, 발색된 띠를 일반 광학 또는 형광 이미지로 분석하여 그 결과를 디지털화 할 수 있으나, 추가적인 이미지 분석용 장치가 필요한 문제가 있다.
낮은 농도의 항원을 분석하기위해 고민감도 전기화학분석법을 측면 유동면역 분석법에 접목시키고자 하였고, 이를 위해서는 검출 항체에 결합된 효소의 촉매 역할을 통해 반응한 기질의 정량분석이 중요하므로 미반응 검출항체는 제거하는 워싱 단계와 이후 일정량의 기질 분주 단계가 필수로 수반된다. 이 과정은 실험실 단계에서 수행되는 효소결합면역흡착검사(ELISA)와 유사한 과정이며, 여러 단계의 분석과정이 복잡한 한계가 있어 일반 사용자들이 사용하기에는 어려움이 있다.
따라서, 일반 사용자들이 쉽게 사용할 수 있으며, 육안 관찰법에서 발생하는 민감도의 한계를 개선하여 현장진단 키트로 사용 가능한 진단 스트립을 필요로 하였다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 일반 사용자들이 쉽게 사용 가능하며 현장에서 신속하고 간편한 분석이 가능한 진단 스트립에 관한 것이다.
본 발명의 진단 스트립은, 내부에 수용공간을 형성하고, 상면에 상기 수용공간과 외부공간을 연통하여 이격 배치된 제1 투입구와 제2 투입구를 형성하는 하우징과, 상기 제2 투입구에 일체 또는 분리가능한 형태로 장착되며, 워싱 용액과 반응 용액을 수용하며, 워싱 용액과 반응 용액을 간격을 두고 순차적으로 상기 제2 투입구를 통해 멤브레인 패드에 투입하는 용액 공급장치를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 진단 스트립의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 진단 스트립을 A-A’선으로 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 용액 공급장치의 구성도이다.
도 5는 도 1의 진단 스트립의 흡수패드를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
도 12는 본 발명의 용액 공급장치(70)를 파단시키는 구성의 예시도이다.
도 13은 제1수용부의 일실시 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 사시도이다.
도 15는 도 14의 진단 스트립을 B-B’선으로 절단한 단면도이다.
도 16 내지 도 20은 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
도 21은 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 사용 상태도이다.
도 22은 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립의 단면도이다.
도 23 내지 도 27은 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 진단 스트립을 A-A’선으로 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 용액 공급장치의 구성도이다.
도 5는 도 1의 진단 스트립의 흡수패드를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
도 12는 본 발명의 용액 공급장치(70)를 파단시키는 구성의 예시도이다.
도 13은 제1수용부의 일실시 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 사시도이다.
도 15는 도 14의 진단 스트립을 B-B’선으로 절단한 단면도이다.
도 16 내지 도 20은 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
도 21은 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 사용 상태도이다.
도 22은 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립의 단면도이다.
도 23 내지 도 27은 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 진단 스트립을 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 진단 스트립의 구성에 대해 구체적으로 설명한 후에, 도 6 내지 도 11을 참조하여 작동과정에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 진단 스트립의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 진단 스트립을 A-A’선으로 절단한 단면도이며, 도 4는 공급부의 사시도이며, 도 5는 도 1의 진단 스트립의 제2 패드를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 각각 참조하면, 본 발명의 진단 스트립(1)은 일반 사용자들이 혈액·소변 등과 같은 신체의 체액에 존재하는 분석물질의 농도나 존재를 간편하게 측정하고 현장에서 신속하고 정확하게 분석하기 위한 진단 키트이다.
본 발명의 진단 스트립(1)은 하우징(10)과, 하우징(10)의 내측에 위치하는 멤브레인 패드(20), 샘플 패드(30), 흡수 패드(40) 및 슬라이딩 부재(50)를 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 진단 스트립(1)은, 내부에 수용공간(11)을 형성하고, 상면에 수용공간(11)과 외부공간을 연통하여 이격 배치된 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13)를 형성하는 하우징(10)과, 제2 투입구(13)에 노출되고 수용공간(11)에 배치되는 멤브레인 패드(20)와, 수용공간(11)에 멤브레인 패드(20)의 적어도 일면과 접촉되어 배치되고, 제1 투입구(12)로 투입되는 샘플 용액(L1)을 흡수하는 샘플 패드(30)와, 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13) 사이에 배치되며, 일측면이 하우징(10)의 내측 상면과 접하고 타측면이 멤브레인 패드(20)와 이격 배치된 흡수 패드(40)와, 샘플 패드(30)를 파지하는 파지부(51)와, 파지부(51)로부터 수평방향으로 연장 형성되어 적어도 일부가 하우징(10)의 측면을 관통하여 외부로 돌출 배치된 연장부(52)를 포함하는 슬라이딩 부재(50)와, 상기 제2 투입구(13)에 일체 또는 분리가능하게 결합되어 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)를 순차 공급할 수 있는 용액 공급장치(70)를 포함하며, 슬라이딩 부재(50)는 수평방향으로 슬라이딩 이동하여 샘플 패드(30)가 멤브레인 패드(20)로부터 이격되고, 흡수 패드(40)의 타측면이 멤브레인 패드(20)와 접촉한다.
하우징(10)은 진단 스트립(1)의 본체를 형성하는 것으로, 내부에 수용공간(11)을 형성하는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 하우징(10)은 도면에 도시된 바와 같이, z축 방향으로 연장 형성되어 수평선으로 절단한 단면이 직사각형 형상으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 수평선으로 절단한 단면 형상이 사각형 형상이 아닌 타원 형상으로 형성될 수도 있다. 하우징(10)은 수용공간(11)에 멤브레인 패드(20), 샘플 패드(30), 흡수 패드(40) 및 슬라이딩 부재(50)를 수용한다. 하우징(10)은 수용공간(11)에 수용되는 각 구성요소를 용이하게 배치할 수 있도록 상하로 분리 형성될 수 있으며, 결합 가능하게 분리형성된 제1 부재(110)와 제2 부재(120)를 포함할 수 있다. 제1 부재(110)와 제2 부재(120)는 상하로 분리된 하우징(10)의 상부와 하부를 각각 형성하는 것으로, 하우징(10)의 상면과 하면을 각각 포함할 수 있으며 서로 마주하는 면에 형성된 결합홈(도시하지 않음)과 돌기부(121)에 의해 서로 분리 및 결합될 수 있다. 하우징(10)의 상면을 포함하는 제1 부재(110)에는 수용공간(11)과 외부공간을 연통하는 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13)가 각각 이격 형성되며, 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13) 사이에 도달 확인구(14)가 형성될 수 있다. 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13)는 샘플 용액(L1)과 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)을 수용공간(11)으로 각각 투입하기위한 관통구로 제1 부재(110)의 상하면을 관통하여 형성되되, 하우징(10)의 길이방향인 z축을 따라 이격 형성될 수 있다.
상기 제2 투입구(13)에는 용액 공급장치(70)가 결합 또는 일체로 고정될 수 있다. 상기 용액 공급장치(70)는 제2 투입구(13)와 결합을 위한 원통형 하우징(71)과, 상기 하우징(71)의 상부 일부에 위치하여 워싱 용액(W1)을 수용하는 제1수용부(72)와, 상기 하우징(71)의 상부 및 제1수용부(72)의 측면에 위치하여 반응 용액(L2)를 수용하는 제2수용부(73)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서는 원통형 하우징(71)을 포함하는 것으로 설명하지만, 제1수용부(72)와 제2수용부(73)를 상기 제2 투입구(13)의 제2 가이드면(13a)에 직접 접하게 설치할 수 있다.
이후에 상세히 설명하는 바와 같이 상기 제1수용부(72)와 제2수용부(73)는 분석 과정의 진행시 적절한 타이밍에 각각 파손, 파단, 절단, 가압 등의 방법에 의해 수용된 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)을 제2 투입구(13)를 통해 주입할 수 있다.
즉, 제1수용부(72)를 파단하여 워싱 용액(W1)을 주입하여 워싱 단계 진행 후 제2수용부(72)를 파단하여 반응 용액(L2)을 주입하여 HRP의 반응도를 분석할 수 있으며, 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)을 제2 투입구에 단계적으로 주입할 수 있다.
본 명세서 상에서의 워싱 용액(W1)은 tween 등의 계면활성제가 일부 포함된 세척용 버퍼를 예로 들 수 있으며, 반응 용액(L2)은 검출 항체에 결합된 효소(peroxidase, phosphatase 등)와 반응하는 기질이 포함된 용액을 예로 들 수 있다. 샘플 용액(L1)과 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)은 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13)를 통해 서로 상반되도록 투입될 수 있다. 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13)는 샘플 용액(L1)과 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)이 투입되는 투입 방향을 상반되도록 구현하여 비특이적 반응을 최소화할 수 있는 특징이 있다. 도달 확인구(14)는 제1 투입구(12)로 투입된 샘플 용액(L1)이 멤브레인 패드(20)를 타고 특정 위치로 도달한 것을 확인하기 위한 관통구로, 제1 부재의(11)의 상하면을 관통하여 형성될 수 있으며, 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13) 사이와 z축을 따라 나란하게 형성될 수 있다. 도달 확인구(14)는 제1 투입구(12) 및 제2 투입구(13)와 이격 형성되되 제1 투입구(12) 보다 제2 투입구(13)에 인접한 위치에 형성될 수 있다.
한편, 하우징(10)은 내측 상면으로부터 연장된 제1가이드면(12a)과, 제2 가이드면(13a) 및 만입부(19)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 하우징(10)은 제1 부재(110)의 하면으로부터 하부를 향하여 연장 형성된 제1 가이드면(12a)과, 제2 가이드면(13a)과, 만입부(19)와, 누름부재(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
제1 가이드면(12a)과 제2 가이드면(13a)은 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13)로 투입된 샘플 용액(L1)과 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)의 이동을 가이드하기 위한 것으로, 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13)로부터 수용공간(11)을 향하여 하부로 연장 형성될 수 있다. 제1 가이드면(12a)과 제2 가이드면(13a)은 끝단부의 직경이 제1 투입구(12) 및 제2 투입구(13)의 직경보다 작게 형성되어 하향으로 경사지게 형성될 수 있다. 제1 가이드면(12a)과 제2 가이드면(13a)은 하부를 향하여 경사지게 형성되어 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13)로 투입되는 샘플 용액(L1)과 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)이 샘플 패드(30)와 멤브레인 패드(20)의 특정 위치로 투입되도록 가이드할 수 있다. 또한, 제1 가이드면(12a)은 일부분이 다른 부분보다 길이가 길게 형성되어 멤브레인 패드(20)를 제2 부재(120)의 상면에 밀착 고정시킬 수 있다.
만입부(19)는 후술할 흡수 패드(40)가 삽입되는 공간을 형성하고 흡수 패드(40)의 이동을 가이드하기 위한 것으로, 하우징(10)의 내측 상면으로부터 하부를 향하여 연장 형성될 수 있다. 만입부(19)는 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13) 사이에 제1 부재(110)의 하면으로부터 하부를 향하여 연장 형성될 수 있다.
만입부(19)는 도달 확인구(14)와 제1 투입구(12) 사이에 제1 투입구(12)와 더 인접하게 배치되어 내측에 흡수 패드(40)가 삽입되는 공간을 형성할 수 있다. 만입부(19)는 내측 공간에 흡수 패드(40)를 수용하고 개구된 하측이 슬라이딩 부재(50)에 의해 개폐될 수 있으며 이에 대해서는 작동과정에서 구체적으로 후술하도록 한다.
누름부재는 수용공간(11)에 배치되는 전극부(60)를 가압하기 위한 것으로, 하우징(10)의 내측 상면으로부터 하부로 연장되어 형성될 수 있다. 누름부재는 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13) 사이에 제1 부재(110)의 하면으로부터 하부를 향하여 연장 형성될 수 있다. 누름부재는 도달 확인구(14)와 만입부(19) 사이의 전극부(60)와 마주하는 위치에 형성되어 전극부(60)를 가압할 수 있다.
제1 부재(110)와 제2 부재(120)를 포함하는 하우징(10)의 수용공간(11)에 멤브레인 패드(20)가 배치된다.
멤브레인 패드(20)는 하우징(10)의 내측 수용공간(11)에 배치된다.
멤브레인 패드(20)는 제2 부재120)의 상면에 배치되며, 제2 투입구(13)에 의해 노출되도록 배치될 수 있다. 멤브레인 패드(20)는 니트로셀룰로오스(NC, Nitrocellulose) 패드(21)를 포함할 수 있으며, 하우징(10)의 길이방향을 따라 연장 형성되어 제2투입구(13), 도달 확인구(14), 누름부재, 만입부(19)와 마주할 수 있다. 멤브레인 패드(20)는 적어도 일부에 특정 타깃 항원에 특이적으로 결합하는 포획 항체가 사전에 처리되어 있으며, 포획 항체에 결합된 항원에 2차적으로 결합하는 검출 항체 및 포획 물질은 항체에 국한되지 않으며, 단백질, 탄수화물, 뉴클레오타이드, 압타머 등으로 구성될 수 있다.
멤브레인 패드(20)는 니트로셀룰로오스 패드(21) 내 유체와 제2 부재(120) 사이의 상호 작용을 감소시킬 수 있는 커버가 결합되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, 니트로셀룰로오스 패드(21)와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate)(22)가 결합되어 형성될 수 있다. 멤브레인 패드(20)는 유체에 의한 부식 반응 등 상호작용을 최소화하는 부재로 형성될 수 있으며, 하면에 접착제가 형성된 부재일 수 있다.
멤브레인 패드(20)는 일단부가 제1 투입구(12)로부터 투입된 샘플용액(L1)을 샘플 패드(30)로부터 흡수할 수 있으며, 샘플 용액(L1)이 길이방향을 따라 이동하여 도달 확인구(14)에 도달하였을 때 타단부에서 제2 투입구(13)로 투입되는 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)을 흡수할 수 있다. 멤브레인 패드(20)가 흡수한 반응 용액은 전극부(60) 전달되어 전극부(60)는 전기전 신호를 발생할 수 있으며 이에 대해서는 작동 과정에서 구체적으로 설명하도록 한다. 멤브레인 패드(20)는 일측면에 미리 결정된 항원에 특이적으로 결합하는 포획 항체가 사전 처리되는 것을 특징으로 한다. 멤프레인 패드(20)는 포획 항체에 결합된 항원에 2차적으로 결합하는 검출 항체 및 포획 물질은 항체에 국한되지 않으며, 단백질, 탄수화물, 뉴클레오타이드, 압타머 등으로 구성될 수 있다. 멤브레인 패드(20)는 일측면에 capture가 사전에 코팅되어 있는 것을 예로 들어 설명할 수 있으며, capture와 detector가 항체라는 재료에 국한되지 않을 수 있다.
멤브레인 패드(20)는 전극부(60)를 통해 표면에서 발생한 반응을 전기화학분석법으로 정량분석 할 수 있다. 한편, 멤브레인 패드(20)의 상면에는 전극부(60)가 배치되고, 멤브레인 패드(20)의 일측에는 멤브레인 패드(20)와 접촉 및 분리되는 샘플 패드(30)가 배치된다.
전극부(60)는 제2 투입구(13)로 투입되어 멤브레인 패드(20)에 흡수되는 반응 용액이 검출 항체의 효소에 의해 산화·환원되는 반응으로부터 신호를 얻는 것으로, 제2 투입구(13)와 흡수 패드(40) 사이에 위치하는 멤브레인 패드(20)의 상면에 밀착 배치될 수 있다. 전극부(60)는 전극이 패턴되어 있는 기판을 포함하며, 2개의 전극 또는 3개의 전극이 패턴되어 있을 수 있다. 예를 들어, 전극부(60)는 대전극(counter electrode)과, 작업 전극(working electrode)과, 기준 전극(reference electrode)을 포함하여, 멤브레인 패드(20)의 상면에 누름부재와 마주하도록 배치될 수 있다. 이와 같은 전극부(60)는 제1 투입구(12) 및 제2 투입구(13)로 투입되는 용액과 반응하여 산화·환원 반응을 일으켜 용액에 포함되어 있는 분석 물질의 농도나 존재를 분석할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 의한 진단 스트립(1)은 산화·환원반응에 의한 항원의 농도를 측정하는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 전극부(60)가 형성되지 않고 멤브레인 패드(40)가 변색되는 것을 확인하여 분석 물질의 농도나 존재를 분석할 수도 있다. 검출 항체의 결합 유무의 신호를 분석하기 위해 검출 항체에 결합되어 사용되는 효소는 peroxidase와 phosphatase이며, 대표적으로 horseradish peroxidase와 alkaline phosphatase가 사용될 수 있다. 이의 기질로는 전기화학 및 변색 반응에 TMB, dianisidine, phenylenediamine, NBT/BCIP 및 pNPP 등이 사용될 수 있으며, 발광 반응에 lumino, CSPD, 1,2-dioxetane 등이 사용될 수 있다. 또한 검출 항체에 형광 염료를 부착하여 형광을 분석할 수 있다.
샘플 패드(30)는 제1 투입구(12)에 투입되는 샘플 용액(L1)을 흡수하는 패드이다. 샘플 패드(30)는 제1 투입구(12)로 노출되도록 제1 가이드면(12a)의 하부에 배치될 수 있으며, 수용공간(11)에 멤브레인 패드(20)의 적어도 일면과 접하도록 배치되어 제1 투입구(12)로부터 투입되는 샘플 용액(L1)을 흡수하여 멤브레인 패드(20)에 전달할 수 있다. 샘플 패드(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 하면이 멤브레인 패드(20)의 상면 및 일측면에 동시에 접촉할 수도 있지만, 이에 한정되지 않고, 끝단부의 일측면이 멤브레인 패드(20)의 끝단부의 일측면과 접할 수도 있으며 적어도 일부만 접하도록 수용공간(11)에 배치될 수도 있다. 이와 같이 배치되는 샘플 패드(30)는 슬라이딩 부재(50)에 의해 하우징(10)의 길이방향인 수평방향으로 슬라이딩 이동 가능하여 멤브레인 패드(20)와 접촉 및 분리될 수 있다.
슬라이딩 부재(50)는 샘플 패드(30)를 멤브레인 패드(20)에 접촉 및 분리시키기 위한 것으로, 연질의 재질로 형성되어 수용공간(11)에 배치된다. 슬라이딩 패드는 샘플 패드(30)를 파지하는 파지부(51)와, 파지부(51)로부터 수평방향으로 연장 형성되어 적어도 일부가 하우징(10)의 측면을 관통하여 외부로 돌출 배치된 연장부(52)를 포함하며, 하우징(10)의 외측에서 돌출 배치된 연장부(52)를 잡아당겨 수평방향으로 슬라이딩 이동하면서 샘플 패드(30)를 멤브레인 패드(20)에 접촉 및 분리시킬 수 있다.
파지부(51)는 샘플 패드(30)를 파지하기 위한 것으로, 상하로 이격 형성된 상판(510)과 하판(511)을 포함할 수 있다. 파지부(51)는 ‘ㄷ’자 형상으로 형성되어 상판(510)과 하판(511) 사이에 샘플 패드(30)가 수용되는 이격공간을 형성할 수 있으며, 상판(510)의 상면을 관통하여 이격공간과 제1 투입구(12)가 연통되기 위한 관통공(512)을 형성할 수 있다. 파지부(51)는 제1 투입구(12)와 연통되는 관통공(512)을 형성하여 이격공간에 배치되는 샘플 패드(30)가 제1 투입구(12)에 투입되는 샘플 용액(L1)을 관통공(512)을 통해 흡수할 수 있다. 파지부(51)는 상판(510)의 끝단부가 하부를 향하여 굴절된 굴절부(513)를 형성할 수 있다. 굴절부(513)는 슬라이딩 부재(50)의 슬라이딩 이동시에 샘플 패드(30)가 이격공간으로 부터 이탈되는 현상을 방지하기 위한 것이다.
연장부(52)는 파지부(51)를 이동시키기 위한 손잡이를 형성하는 것으로, 파지부(51)의 끝단부로부터 수평방향으로 연장형성된다. 연장부(52)는 파지부(51)로부터 -z축 방향을 따라 연장 형성되어 끝단부가 하우징(10)의 측면을 관통하여 하우징(10)의 외측에 돌출 배치된다. 연장부(52)는 적어도 일부가 하우징(10)의 외측에 배치되어, 사용자가 연장부(52)의 끝단부를 잡아당겨 슬라이딩 패드를 z축과 -z축 방향으로 슬라이딩 이동시키면서 샘플 패드(30)를 멤브레인 패드(20)에 접촉 및 분리시킬 수 있다.
한편, 슬라이딩 패드는 수평방향으로 슬라이딩 이동하되, 연장부(52)가 z축과 -z축 방향으로 연장 형성되어 하우징(10)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동하는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고, x축 또는 -x축 방향으로 연장형성되어 슬라이딩 이동하면서 샘플 패드(30)를 멤브레인 패드(20)에 접촉 및 분리시킬 수도 있다.
계속해서, 파지부(51)는 상판(510)이 하판(511) 보다 길게 형성될 수 있다. 파지부(51)는 상판(510)은 하판(511) 보다 길게 형성되어 슬라이딩 패드가 z축 방향으로 슬라이딩 이동 시에 만입부(19)의 하측에 위치할 수 있다. 파지부(51)의 상판(510)은 슬라이딩 패드가 z축 방향과 -z축 방향으로 슬라이딩 이동하면서 만입부(19)의 하측에 위치하거나, 만입부(19)의 하측으로부터 완전하게 벗어나도록 위치하면서 만입부(19)의 하측을 개폐할 수 있다. 이와 같이, 슬라이딩 패드는 만입부(19)의 개방된 하측을 개폐하여 만입부(19)에 수용된 흡수 패드(40)가 만입부(19)의 내측에 완전하게 수용되거나 적어도 일부가 만입부(19)로부터 이탈하여 멤브레인 패드(20)와 접촉할 수 있다. 이에 대해서는 흡수 패드(40)를 설명한 후에 작동과정을 통해 구체적으로 후술하도록 한다.
흡수 패드(40)는 제2 투입구(13)를 통해 투입되어 멤브레인 패드(20)에 흡수되는 워싱 용액(W1)을 흡수하기 위한 것으로, 용액을 흡수하면 부피가 팽창하는 재질로 형성된다. 예를 들어, 흡수 패드(40)는 유리 섬유(glass fiber), 코튼(cotton) 등과 같은 재질로 형성될 수 있으며, 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13) 사이에 배치될 수 있다. 흡수 패드(40)는 용액 공급장치(70)의 제1수용부(72)가 파단된 상태에서 제2 투입구(13)를 통해 투입되는 워싱 용액(W1)의 양에 따라 두께, 재질, 부피 등이 조절될 수 있다. 도 5a를 참조하면, 흡수 패드(40)는 용액을 흡수할 수 있는 얇은 패드로 형성될 수 있다. 흡수 패드(40)는 만입부(19)에 삽입 가능한 크기로 절단되어 형성될 수 있으며, 절단 형성된 얇은 패드가 도 5b에 도시된 바와 같이 서로 다른 반대방향으로 다수회 접혀 형성될 수 있다. 흡수 패드(40)는 도면에서와 같이 5개의 층을 이루도록 접혀 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 제2 투입구(13)에 투입되는 워싱 용액의 양에 따라 각 층의 면적, 부피, 접히는 횟수, 두께, 재질 등이 조절될 수 있다.
흡수 패드(40)는 서로 다른 반대방향으로 다수회 접혀 적층 형성된 구조를 형성할 수 있으며, 일측면이 하우징(10) 내측 상면과 접하고 타측면이 멤브레인 패드(20)와 이격 배치된다. 흡수 패드(40)는 면적, 부피, 두께, 접히는 횟수, 재질 등에 따라 서로 다른 탄성을 가지고 있을 수 있다. 흡수 패드(40)는 도 5b에서와 같이 다수회 접은 후에 상하로 압력을 가하면 도 5c에서와 같이 각 층이 적층될 수있으며, 상면 또는 하면에 압력이 가해지지 않을 경우 도 5b에서와 같이 각 층이 이격되면서 상하로 벌어질 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 의한 흡수 패드(40)는 탄성에 의해 압축 및 복원 가능하며 용액을 흡수할 수 있는 구조로 형성되나, 이에 한정되지 않고, 압축 및 복원 가능한 탄성부재와 용액을 흡수하 는 흡수부재가 별도로 형성되어 밀착 배치되거나 접착되어 형성될 수도 있으며, 이는 제2 실시예의 진단 스트립(1a)을 통해 구체적으로 설명하도록 한다.
흡수 패드(40)는 만입부(19)에 삽입배치되어 슬라이딩 부재(50)에 의해 만입부(19)의 하측이 폐쇄되어 멤브레인 패드(20)와 이격 배치될 수 있으며, 슬라이딩 부재(50)가 슬라이딩 이동하여 만입부(19)의 하측이 개방되면 탄성에 의해 일부가 만입부(19)로부터 이탈하여 타측면에 멤브레인 패드(20)의 상면과 접할 수 있다.
즉, 슬라이딩 부재(50)가 슬라이딩 이동하기 전, 파지부(51)가 만입부(19)의 하측을 폐쇄하여 흡수 패드(40)는 만입부(19)의 내측에 완전하게 삽입 배치되어 멤브레인 패드(20)로부터 이격되고, 샘플 패드(30)는 멤브레인 패드(20)와 접하도록 배치되며, 관통공(512)은 제1 투입구(12)와 연통되도록 배치될 수 있다.
또한, 슬라이딩 부재(50)의 연장부(52)가 하우징(10)의 외측 방향으로 슬라이딩 이동하면, 파지부(51)가 만입부(19)의 하측을 개방하여 흡수 패드(40)는 타측면이 멤브레인 패드(20)와 접하고, 샘플 패드(30)는 멤브레인 패드(20)로부터 멀어지며, 파지부(51)의 상면이 제1 가이드면(12a)의 끝단부를 폐쇄할 수 있으며, 작동과정을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
이하, 도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정에 대해 설명하도록 한다.
도면에는 제1수용부(72)와 제2수용부(73)가 하우징(10)의 외측으로 돌출된 것으로 도시되었으나, 인입된 형태일 수 있다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 제1 일시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
도 6을 참조하면, 도 6은 제1 투입구(12)에 샘플 용액(L1)을 투입하는 도면을 도시하고 있다. 샘플 용액(L1)은 분석할 항원 시료와 사전 결합시킨 검출항체-HRP(horseradish peroxide) 용액을 사용한다. HRP와 같은 peroxidase 효소는 특정 기질을 산화 시킬 수 있으며, 이와 같은 효소-기질 산화/환원 반응의 정도를 변색, 발광, 형광 분석 등의 광학 측정법 뿐만 아니라 고민감도 전기화학 측정법 등을 통해 항원의 양을 정략적으로 측정할 수 있다. 이에, 검출항체와 HRP가 결합된 샘플 용액(L1)을 제1 투입구(12)에 투입한다. 이때, 반드시 샘플 패드(30)가 제1 투입구(12)로 노출되고, 샘플 패드(30)가 멤브레인 패드(20)와 접촉하고 있는 상태에서 샘플 용액(L1)이 제1 투입구(12)에 투입되어야 한다. 제1 투입구(12)에 투입된 샘플 용액(L1)은 샘플 패드(30)에 흡수될 수 있다.
도 7은 참조하면, 도 7은 제1 투입구(12)에 투입된 샘플 용액(L1)이 샘플 패드(30)에 떨어지고, 샘플 패드(30)가 샘플 용액(L1)을 흡수하여 샘플 패드(30)와 접촉하고 있는 멤브레인 패드(20)가 젖어 들어가는 도면을 도시하고 있다.
샘플 패드(30)는 제1 투입구(12)로부터 투입된 샘플 용액(L1)을 흡수하며, 적어도 일부가 멤브레인 패드(20)와 접촉하고 있어 흡수한 샘플 용액(L1)이 멤브레인 패드(20)에 전달된다. 멤브레인 패드(20)는 샘플 패드(30)와 접촉하고 있는 일단부에서 샘플 용액(L1)을 흡수할 수 있으며, 샘플 패드(30)로부터 흡수한 샘플 용액(L1)이 일단부로부터 타단부로 젖어 들어갈 수 있다. 샘플 용액(L1)은 샘플 패드(30)를 거쳐 멤브레인 패드(20)의 일단부로부터 전극부(60)를 거쳐 타단부로 젖어 들어가는 것을 확인할 수 있다. 이때, 도달 확인구(14)로부터 샘플 용액(L1)이 멤브레인 패드(20)의 타단부까지 흡수됨을 확인할 수 있으며, 도달 확인구(14)의 하측부까지 샘플 용액(L1)이 도달하였을 때, 샘플 패드(30)를 멤브레인 패드(20)로부터 분리시킨다.
도 8을 참조하면, 도 8은 슬라이딩 패드를 샘플 패드(30)와 멤브레인 패드(20)가 분리되도록 슬라이딩 이동시키는 도면을 도시하고 있다. 샘플 용액(L1)이 멤브레인 패드(20)에 흡수되어 도달 확인구(14)의 하측까지 도달하였을 때, 하우징(10)의 외측에서 슬라이딩 패드의 연장부(52)를 잡아당긴다. 연장부(52)를 잡아당기면 연장부(52)와 일체로 형성된 파지부(51)가 같이 슬라이딩 이동할 수 있으며, 이와 동시에 샘플 패드(30)는 멤브레인 패드(20)로부터 분리된다. 슬라이딩 패드가 하우징(10)의 외측으로 당겨지면서 파지부(51)가 슬라이딩 이동하면 샘플 패드(30)는 멤브레인 패드(20)로부터 분리되고, 파지부(51)의 상판(510)이 만입부(19)의 하측을 개방할 수 있다. 만입부(19)의 하측이 개방되면서 만입부(19)에 삽입 배치된 흡수 패드(40)는 탄성에 의해 적어도 일부가 만입부(19)로부터 돌출될 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 9는 흡수 패드(40)의 일부가 탄성에 의해 만입부(19)의 외측으로 돌출된 도면을 도시하고 있다. 만입부(19)의 하측이 개방되면 흡수 패드(40)가 탄성에 의해 만입부(19)의 외측으로 튀어나와 타단부가 멤브레인 패드(20)의 상면과 접할 수 있다. 흡수 패드(40)는 탄성에 의해 일단부가 만입부(19)의 내측 상면과 접할 수 있으며, 타단부가 멤브레인 패드(20)의 상면과 접하도록 배치될 수 있다. 이때, 흡수 패드(40)는 일단부가 만입부(19)의 내측 상면에 고정될 수도 있지만, 고정되지 않고 탄성에 의해 만입부(19)의 내측 상면으로 힘을 가하여 밀착될 수도 있다.
계속해서, 도 10 참조하면, 도 10은 제2 투입구(13)에 워싱 용액(W1)이 투입되는 도면을 도시하고 있다. 상기 멤브레인 패드(20)가 흡수 패드(40)와 접촉하고 샘플 패드(30)와 분리된 상태에서 상기 제1수용부(72)를 파단시켜 제1수용부(72)에 수용되어 있던 워싱 용액(W1)이 제2 투입구(13)로 투입될 수 있다.
상기 제1수용부(72)의 재질은 비닐, 수지재일 수 있으며, 수동 또는 자동으로 압력을 가하거나, 저면의 일부 또는 전부를 파단시켜 수용된 워싱 용액(W1)이 유출되어, 제2 투입구(13)를 통해 투입될 수 있도록 한다.
상기 제1수용부(72)를 파단시키는 예들은 이후에 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
워싱 용액은 제2 투입구(13)를 통해 수용공간(11)으로 유입되어 멤브레인 패드(20)의 상면에 떨어지고, 멤브레인 패드(20)의 길이방향을 따라 흡수되어 전극부(60)와 접촉하고, 나머지는 흡수 패드(40)에 흡수될 수 있다.
그 다음, 도 11에 도시한 바와 같이 제2수용부(73)를 파단시켜 반응 용액(L2)을 제2 투입구(13)를 통해 수용공간(11)으로 공급한다.
이때, 전극부(60)는 반응 용액의 전기화학적 반응을 유도할 수 있다. TMB는 HRP효소에 의해 산화되어 TMB 라디칼(radical)과 수소이온, 전자를 생성하고 식(2)에 따라 산화된 TMB는 작업 전극에서의 전기화학 반응에 의해 환원되는 과정이 순환적으로 반복되며 일어난다. 이러한 원리를 이용하여 순환전압전류법으로 TMB의 산화 최대순간 전류가 발생하는 전류차를 확인하고 전류법으로 항원의 농도를 측정할 수 있다. 따라서, 효소에 의한 산화반응과 전극에 의한 환원반응이 지속적으로 순환되면서, 저농도의 항원에서도 증폭된 신호를 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 12는 본 발명의 용액 공급장치(70)를 파단시키는 구성의 예시도이다.
도 12를 참조하면, 용액 공급장치(70)의 제1수용부(72)와 제2수용부(73) 각각을 순차적으로 파단시키는 파단부(80)를 구비할 수 있다. 파단부(80)는 연장부(52)의 위치를 감지하는 센서(81)와, 상기 센서(81)에서 연장부(52)의 이동이 검출된 후 설정된 시간이 경과한 후, 작동 제어신호를 출력하는 제어부(82)에 의해 동작하여 제1수용부(72)와 제2수용부(73)를 파단시킬 수 있다. 상기 제1수용부(72)가 파단된 후, 제2수용부(73)를 파단하기 까지 역시 소정의 지연시간을 가진다.
상기 하우징(71)은 제1수용부(72)와 제2수용부(73)의 하단측 사이로 격벽이 형성되어, 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)이 서로 혼합되지 않도록 할 수 있으며, 이는 설명된 전체 도면에 적용될 수 있다.
이때의 파단부(80)는 진단 스트립에 설치되거나, 진단 스트립을 사용하는 분석장치에 마련되거나, 외부에 별도로 마련된 것일 수 있다.
상기 파단부(80)는 두 개의 송곳을 포함하며, 송곳의 이동에 의해 상기 제1수용부(72)와 제2수용부(73)를 각각 천공하여 제1수용부(72)와 제2수용부(73)에 각각 수용된 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)이 중력에 의해 아래쪽의 제2 투입구(13)로 투입시킬 수 있다.
위의 예에서는 송곳(83)을 사용하여 제1수용부(72)와 제2수용부(73)에 천공을 형성하는 파단부(80)에 대하여 설명하였으나, 제1수용부(72)와 제2수용부(73)를 파단시키는 예는 다양하게 구현할 수 있다.
예를 들어 제1수용부(72)와 제2수용부(73) 각각의 저면을 슬라이딩 커터를 이용하여 시간차를 두고 파단할 수 있다.
커터는 회전방식일 수도 있다.
도 13은 제1수용부(72)의 다른 실시예의 구성도이다.
도 13을 참조하면 제1수용부(72)의 저면은 타부분에 비하여 강도가 약한 파단선(74)이 형성된 것일 수 있으며, 파단부(80)에서 제1수용부(72)의 상부를 가압하여 파단선(74)이 파단되도록 함으로써, 내부에 수용된 워싱 용액(W1)이 제2 투입구(13)로 투입될 수 있도록 할 수 있다.
이처럼 본 발명은 매우 다양한 수단을 통해 설정된 시간에 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)을 공급할 수 있어, 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 14 내지 도 21을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립(1)은 하우징(10a)과 흡수 패드(40a)를 제외하면 이미 설명한 제1 실시예와 사실상 동일하다. 따라서, 이미 설명한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 14 및 도 15를 참조하여 본 발명의 제2 실시예의 구성에 대해 구체적으로 설명하고, 도 16 내지 도 20를 참조하여 작동과정에 대해 설명한 후에, 도 21을 참조하여 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 사용상태에 대해 설명하도록 한다.
도 14은 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 사시도이고,
도 15은 도 14의 진단 스트립을 B-B’선으로 절단한 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립(1a)은 하우징(10a)에 제1 변색 확인구(16)와, 제2 변색 확인구(17) 및 코드 표시부(18)가 형성되며, 하우징(10a)의 내측에 탄성부재(41)와 흡수부재(42)가 결합된 흡수 패드(40a)가 배치된다.
하우징(10a)은 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13) 사이의 상면에 관통하여 형성된 제1 변색 확인구(16)와 제2 변색 확인구(17)를 포함한다.
제1 변색 확인구(16)와 제2 변색 확인구(17)는 멤브레인 패드(20)의 변색을 확인하기 위한 관통구로, 제1 투입구(12)와 제2 투입구(13) 사이에 제1 부재(110a)의 상하면을 관통하여 형성되어, 멤브레인 패드(20)의 적어도 일부를 하우징(10a)의 외측으로 노출시킬 수 있다. 제1 변색 확인구(16)와 제2 변색 확인구(17)는 하우징(10a)의 제1 부재(110)에 일정 간격 이격 형성되며, 제2 투입구(13)와 흡수 패드(40a)가 배치되는 만입부(19) 사이에 이격 형성될 수 있다. 멤브레인 패드(20)는 제1 변색 확인구(16) 및 제2 변색 확인구(17)와 대응되는 위치에 반응을 유도하고자 포획 항체가 코팅 형성된 하나 이상의 반응부를 포함할 수 있다. 반응부는 포획 항체가 사전 처리되어 있어, 샘플 용액(L1)에 포함된 항원-검출항체-효소 복합체가 결합될 수 있다. 이후, 반응 용액이 유입되면 반응 용액에 포함된 기질은 결합된 효소에 의해 산화반응이 일어나고 그 결과 발광 또는 형광 반응이 일어나거나 색이 변화할 수 있다.
제2 투입구(13)에는 앞서 설명한 실시예의 용액 공급장치(70)가 적용된다. 이때의 용액 공급장치(70) 또한 다양한 방식으로 파단부(80)에 의해 파단되어, 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)을 순차 공급할 수 있다.
반응부는 유체에 샘플 용액(L1)에 포함된 검출항체와 반응하여 색이 변화하는 시약을 포함하여 샘플 용액(L1) 내 항원의 농도에 따라 발색, 발광 및 형광 등의 반응 정도를 달리할 수 있으며, 항원의 농도에 따라 발색 정도를 달리할 수 있다. 제1 변색 확인구(16)와 제2 변색 확인구(17)를 통해 반응부의 변색 여부를 확인하여 양성 또는 음성의 여부를 확인할 수 있다.
하우징(10a)의 외측 상면에는 코드 표시부(18)가 형성된다.
코드 표시부(18)는 하우징(10)의 외측 상면에 큐알 코드(QR code, Quick Response code), 바코드(bar code) 등과 같이, 기기를 통하여 정보를 읽을 수 있는 코드를 표시할 수 있다. 코드 표시부(18)는 제1 패드의 상면에 인쇄되어 형성되거나 스티커 형태로 제작되어 부착될 수 있으며, 사용자의 휴대용 단말기(도시하지 않음)에 구비된 카메라와 휴대용 단말기에 저장된 어플리케이션을 이용하여 진단 스트립(1a)의 진단 결과를 확인할 수 있는 용도로 사용될 수 있다. 다만, 코드 표시부(18)는 제2 실시예의 진단 스트립(1a)에만 적용되지 않고, 제1 실시예에서 진단 스트립(1)의 하우징(10)에 적용되어 전극부(60)의해 의해 측정된 분석 물질의 농도 및 검출을 확인하는데 활용될 수도 있다.
흡수 패드(40a)는 만입부(19)에 삽입 배치되어 슬라이딩 부재(50) 이동에 의해 만입부(19)가 개방되면 멤브레인 패드(20)와 접하여 워싱 용액을 흡수한다는 면에서 제1 실시예에서와 동일하나, 탄성부재(41)와 흡수부재(42)를 포함한다는 점에서 제1 실시예에서의 흡수 패드(40a)와 다소 차이가 있다.
흡수 패드(40a)는 하우징(10a)의 내측 상면과 접하는 탄성부재(41)와, 탄성부재(41)의 하측에 배치되는 흡수부재(42)를 포함한다. 탄성부재(41)는 탄성 변형 가능한 재질로 이루어지며, 예를 들어, 고무, 용수철 등을 포함할 수 있다. 탄성부재(41)는 일측면이 하우징(10a)의 내측 상면과 밀착 배치되고 타측면에 흡수부재(42)가 밀착 배치될 수 있다. 탄성부재(41)는 만입부(19)의 내측에 삽입배치되어 슬라이딩 부재(50)가 만입부(19)의 하측을 개폐함에 따라 압축 및 복원되어 타측면에 배치된 흡수부재(42)를 만입부(19)의 외측으로 밀어낼 수 있다. 흡수부재(42)는 액체를 흡수할 수 있는 유리섬유, 코튼 등과 같이 액체를 흡수하면 부피가 팽창하는 재질로 이루어질 수 있으며, 일측면이 탄성부재(41)에 밀착되어 배치될 수 있다. 흡수부재(42)는 탄성부재(41)가 압축되었을 경우, 탄성부재(41)와 함께 만입부(19)의 내측에 삽입되고, 파지부(51)의 상판(510)이 만입부(19)의 하측에 배치되었을 때 탄성부재(41)와 함께 만입부(19)의 내측에 배치될 수 있다. 아울러, 슬라이딩 부재(50)가 슬라이딩 이동하여 만입부(19)의 하측이 개방되었을 때, 탄성부재(41)의 복원력에 의해 만입부(19)의 외측으로 밀려나가 끝단부가 멤브레인 패드(20)의 상면과 접할 수 있다.
탄성부재(41)와 흡수부재(42)는 일체로 형성되거나, 분리 형성되어 일측면이 서로 접하도록 배치되거나, 일측면이 서로 고정되어 배치될 수도 있다.
한편, 제2 실시예에 의한 진단 스트립(1a)은 하우징(10a)의 내측면에 만입부(19)가 형성되어 만입부(19)의 하측이 개방되었을 때, 만입부(19)가 흡수패드(40a)의 이동을 가이드할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 만입부(19)가 반드시 형성될 필요는 없다.
본 발명의 제2 실시예에서의 진단 스트립(1a)은 흡수 패드(40a)가 탄성부재(41)와 흡수부재(42)를 포함하는 것을 예로 들어 설명한다. 다만, 탄성부재(41)와 흡수부재(42)를 포함하는 흡수 패드(40a)가 제2 실시예의 진단 스트립(1a)에 적용되는 것에 한정되지 않으며, 흡수 패드(40a)는 제1 실시예에서의 진단 스트립(1)과, 후술할 제3 실시예에서의 진단 스트립에 적용될 수도 있다.
아울러, 본 발명의 제1 변색 확인구(16)와, 제2 변색 확인구(17) 및 코드 표시부(18)가 형성된 하우징(10a)과, 탄성부재(41)와 흡수부재(42)가 결합된 흡수 패드(40a)가 이 제1 실시예에서의 진단 스트립(1)과 제3 실시예에서의 진단 스트립(1b)에 적용될 수도 있다.
이하, 도 16 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정에 대해 설명하도록 한다.
도 16 내지 도 20은 본 발명의 제2 일시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
도 16을 참조하면, 제1 투입구(12)에 샘플 용액(L1)을 투입하는 도면을 도시하고 있다. 샘플 용액(L1)은 앞서 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 효소가 결합된 검출항체에 항원을 사전 반응시킨 용액을 제1 투입구(12)에 투입한다. 제1 투입구(12)에 투입된 샘플 용액(L1)은 샘플 패드(30)에 흡수될 수 있다.
도 17을 참조하면, 제1 투입구(12)에 투입된 샘플 용액(L1)이 샘플 패드(30)에 떨어지고, 샘플 패드(30)가 샘플 용액(L1)을 흡수하여 멤브레인 패드(20)가 샘플 패드(30)와 접하는 일단부부터 젖어 들어가는 도면을 도시하고 있다. 샘플 패드(30)는 제1 투입구(12)로부터 투입된 샘플 용액(L1)을 흡수하며, 적어도 일부가 멤브레인 패드(20)와 접촉하고 있어 흡수한 샘플 용액(L1)이 멤브레인 패드(20)에 전달된다. 샘플 용액(L1)은 샘플 패드(30)를 거쳐 멤브레인 패드(20)의 일단부로부터 타단부로 젖어 들어가는 것을 확인할 수 있으며, 도달 확인구(14)로부터 도달 확인구(14)의 하측부까지 도달함을 알 수 있다. 도달확인구(14)로부터 샘플 용액(L1)이 확인되었을 때, 샘플 패드(30)를 멤브레인 패드(20)로부터 분리시킨다.
도 18을 참조하면, 슬라이딩 패드를 샘플 패드(30)와 멤브레인 패드(20)가 분리되도록 슬라이딩 이동시키는 도면을 도시하고 있다. 샘플 용액(L1)이 멤브레인 패드(20)에 흡수되어 도달 확인구(14)의 하측까지 도달하였을 때, 하우징(10)의 외측에서 슬라이딩 패드의 연장부(52)를 잡아당긴다. 연장부(52)를 잡아당기면 연장부(52)와 일체로 형성된 파지부(51)가 같이 슬라이딩 이동할 수 있으며, 이와 동시에 샘플 패드(30)는 멤브레인 패드(20)로부터 분리된다. 슬라이딩 패드가 하우징(10a)의 외측으로 당겨지면서 파지부(51)가 슬라이딩 이동하면 샘플 패드(30)는 멤브레인 패드(20)로부터 분리되고, 파지부(51)의 상판(510)이 만입부(19)의 하측을 개방할 수 있다. 만입부(19)의 하측이 개방되면서 만입부(19)에 삽입 배치된 흡수 패드(40a)는 탄성에 의해 흡수부재(42)가 만입부(19)로부터 돌출될 수 있다.
도 19를 참조하면, 흡수부재(42)가 만입부(19)로부터 외측으로 돌출되어 멤브레인 패드(20)와 접하고 있는 도면을 도시하고 있다. 만입부(19)의 하측이 개방되면 흡수부재(42)가 탄성부재(41)의 복원력에 의해 만입부(19)의 외측으로 밀려나와 흡수부재(42)의 하측면이 멤브레인 패드(20)의 상면과 접할 수 있다. 흡수부재(42)가 멤브레인 패드(20)의 상면에 접하기 되면, 제2 투입구(13)에 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)을 순차적으로 투입할 수 있다.
도 20에는 설명의 중복을 피하기 위하여 용액 공급장치(70)의 구성은 생략하였나, 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)은 용액 공급장치(70)에서 공급되는 것으로 할 수 있다. 워싱 용액(W1)은 tween 등의 계면활성제가 일부 포함된 세척용 버퍼로, 제2 투입구(13)를 통해 멤브레인 패드(20)의 상면에 떨어지고, 멤브레인 패드(20)의 길이방향을 따라 흡수되어 시약패드와 접촉하고 나머지 용액은 흡수 패드(40a)에 의해 흡수될 수 있다. 또한 반응 용액(L2)의 공급에 의해 제1 변색 확인구(16)와 제2 변색 확인구(17)로 노출된 멤브레인 패드(20)의 일부는 샘플 용액(L1)에 포함된 검출항체의 효소와 반응 용액에 포함된 기질이 반응하여 그 결과 발색, 발광 및 형광 반응이 나타나고, 이를 통해 사용자의 음성 또는 양성 여부를 즉시 확인할 수 있다.
도 21은 본 발명의 제2 실시예에 의한 진단 스트립(1a)의 사용 상태도로, 제1 변색 확인구(16)와 제2 변색 확인구(17)에서 멤브레인 패드(20)가 변색됨을 확인할 수 있다. 도 21a에서와 같이 제1 변색 확인구(16)와 제2 변색 확인구(17) 중 적어도 하나에서 변색이 확인되면 음성의 결과임을 알 수 있고, 도 21b에서와 같이 제1 변색 확인구(16)와 제2 변색 확인구(17) 모두에서 변색이 확인되면 양성의 결과임을 알 수 있다. 또한, 휴대용 단말기를 통하여 코드 표시부(18)의 큐알코드를 촬영하고, 휴대용 단말기에 저장된 어플리케이션을 이용하여 진단 스트립(1a)의 보다 정확한 진단 결과를 확인할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 진단 스트립(1a)은 신속하고 정확한 진단 결과를 확인할 수 있다.
이하, 도 22 내지 도 27을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립(1b)은 슬라이딩 부재(50a)를 제외하면 이미 설명한 제1 실시예와 사실상 동일하다. 따라서, 이미 설명한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 22은 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립의 단면도이다.
도 22를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립(1b)은 슬라이딩 부재(50a)가 파지부(51)와 연장부(52)를 포함하며, 파지부(51)로부터 연장 형성된 흡수 패드 수용부(514)를 더 포함할 수 있다.
흡수 패드 수용부(514)는 흡수 패드(40b)를 멤브레인 패드(20)로부터 분리 및 접촉시키기 위한 것으로, 슬라이딩 부재(50a)와 일체로 형성될 수 있다. 흡수 패드 수용부(514)는 파지부(51)의 상판(510)의 상면으로부터 상부를 향하여 연장 형성되고 타단부가 연장부(52)와 대향되는 방향을 향하여 굴절 형성되어 내측에 흡수 패드(40b)를 수용할 수 있다. 다시 말해, 흡수 패드 수용부(514)는 일단부가 상판(510)의 상면에 고정되고, 일단부로부터 상부를 향하여 연장 형성되며, 타단부가 연장부(52)가 형성되는 방향과 반대인 방향으로 굴절되어 형성될 수 있다. 흡수 패드 수용부(514)는 상판(510)의 상면에 ‘ㄱ’자 형상으로 형성될 수 있으며, 끝단부가 하부를 향하여 경사지게 형성된 경사면(514a)을 형성할 수도 있다. 흡수 패드(40b)는 슬라이딩 부재(50a)의 슬라이딩 이동 여부에 따라 흡수 패드 수용부(514)의 내측 공간에 삽입 배치되어 멤브레인 패드(20)로부터 이격 배치되거나, 경사면(514a)을 따라 이동하여 흡수 패드 수용부(514)의 내측 공간으로부터 이탈되어 멤브레인 패드(20)의 상면에 배치될 수 있으며, 이에 대해서는 작동과정을 통해 구체적으로 설명하도록 한다. 한편, 흡수 패드 수용부(514)는 파지부(51)로부터 연장 형성되어 파지부(51)와 일체로 형성될 수도 있지만, 파지부(51)와 결합 가능하게 분리 형성되어 파지부(51)의 상판(510)에 결합될 수도 있다. 아울러, 흡수 패드 수용부(514)가 형성된 슬라이딩 부재(50a)는 제1 실시예에서의 진단 스트립(1)과 제2 실시예에서의 진단 스트립(1a)에 적용될 수도 있다.
이하, 도 23 내지 도 27을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정에 대해 설명하도록 한다.
도 23 내지 도 27은 본 발명의 제3 실시예에 의한 진단 스트립의 작동과정을 도시한 작동도이다.
슬라이딩 부재(50a)의 형태가 변형되면서 슬라이딩 이동하여 흡수 패드(40b)를 수용 및 배출하는 점을 제외하면 이미 설명한 제1 실시예에서의 작동과정과 동일하다. 따라서, 이미 설명한 작동 과정에 대해서는 간략하게 설명하고 슬라이딩 부재의 작동과정에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 23는 제1 투입구(12)에 샘플 용액(L1)을 투입하는 도면을 도시하고 있으며, 도 24은 샘플 패드(30)가 샘플 용액(L1)을 흡수하여 멤브레인 패드(20)에 전달되는 도면을 도시하고 있으며, 도 25은 연장부(52)를 잡아 당겨 슬라이딩 패드가 슬라이딩 이동하는 도면을 도시하고 있으며, 도 26은 흡수 패드(40b)가 흡수 패드 수용부(514)로부터 이탈되어 멤브레인 패드(20)와 접하는 도면을 도시하고 있으며, 도 27은 제2 투입구(13)에 용액 공급장치(70)의 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)이 투입되어 흡수 패드(40b)가 이를 흡수하는 도면을 도시하고 있다.
도 23 내지 도 27을 참조하면, 하우징(10)의 외측에서 제1 투입구(12)에 샘플 용액(L1)을 투입한다. 제1 투입구(12)에 투입된 샘플 용액(L1)은 샘플패드(30)에 흡수되고, 샘플 패드(30)는 멤브레인 패드(20)와 접촉하여 샘플 패드(30)에 흡수된 샘플 용액(L1)이 멤브레인 패드(20)로 전달된다. 하우징(10)의 상부에서 도달 확인구(14)를 통해 도달 확인구(14)의 하측까지 샘플 용액(L1)의 흡수가 확인되면, 연장부(52)를 잡아당긴다.
하우징(10)의 외측에서 슬라이딩 부재(50a)의 연장부(52)를 잡아당기면 파지부(51)와 흡수 패드 수용부(514)도 연장부(52)를 잡아당기는 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 흡수 패드 수용부(514)는 제1 가이드면(12a)의 하측으로 이동할 수 있으며, 연질의 재질로 형성되어 형태가 변형되면서 슬라이딩 이동할 수 있다. 이때, 흡수 패드 수용부(514)가 제1 가이드면(12a)에 의해 내측에 수용된 흡수 패드(40b)는 경사면(514a)을 따라 외측으로 배출될 수 있다. 슬라이딩 부재(50)가 슬라이딩 이동함에 따라 흡수 패드(40b)는 흡수 패드 수용부(514)로부터 점차 돌출되어 멤브레인 패드(20)의 상면에 안착될 수 있다. 이때, 흡수 패드 수용부(514)의 경사면(514a)을 흡수 패드(40b)를 상부에서 눌러주면서 흡수 패드(40b)가 멤브레인 패드(20)의 상면에 밀착 배치될 수 있다. 제3 실시예에의 진단 스트립(1)은 슬라이딩 부재(50a)가 흡수 패드 수용부(514)를 포함하여 별도의 탄성부재(41)를 필요로 하지 않고 흡수 패드(40b)를 멤브레인 패드(20)의 상면으로부터 이격시키거나 멤브레인 패드(20)의 상면에 밀착 배치시킬 수 있다.
도 27은 워싱 용액(W1)과 반응 용액(L2)이 순차 공급되는 과정의 단면도로서, 설명의 편의를 위하여 제1 및 제2수용부(72, 73)을 생략하였다.
슬라이딩 부재(50a)가 슬라이딩 이동하여 샘플 패드(30)가 멤브레인 패드(20)로부터 멀어지고 흡수 패드(40b)가 멤브레인 패드(20)의 상면에 밀착되면 제2 투입구(13)를 통해 워싱 용액(W1) 및 반응 용액(L2)을 투입할 수 있다. 제2 투입구(13)로부터 투입된 워싱 용액은 멤브레인 패드(20)에 흡수되어 전극부(60)에 전달되며, 산화·환원반응에 의해 항원의 농도를 측정할 수 있다.
본 발명의 진단 스트립(1)은 검출 항체에 결합된 효소, 효소에 따른 기질의 선택에 따라 변색, 발광, 형광을 분석하는 광학분석법 및 산화환원 반응을 분석하는 전기화학분석법을 통해 다양한 센서로 응용될 수 있다.
또한, 본 발명의 진단 스트립(1)은 사용되는 효소 및 기질에 따라 변색, 발광, 형광의 광학분석 및 전기화학 분석에 응용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1, 1a, 1b: 진단 스트립 10, 10a: 하우징
11: 수용공간 12: 제1 투입구
12a: 제1 가이드면 13: 제2 투입구
13a: 제2 가이드면 14: 도달 확인구
16: 제1 변색 확인구 17: 제2 변색 확인구
18: 코드 표시부 19: 만입부
20: 멤브레인 패드 21: 니트로셀룰로오스 패드
22: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 30: 샘플 패드
40, 40a, 40b: 흡수 패드 41: 탄성부재
42: 흡수부재 50, 50a: 슬라이딩 부재
51: 파지부 52: 연장부
60: 전극부 70:용액 공급장치
71:하우징 72:제1수용부
73:제2수용부 74:파단선
80:파단부 110: 제1 부재
120: 제2 부재 121: 돌기부
510: 상판 511: 하판
512: 관통공 513: 굴절부
514: 흡수 패드 수용부 514a: 경사면
11: 수용공간 12: 제1 투입구
12a: 제1 가이드면 13: 제2 투입구
13a: 제2 가이드면 14: 도달 확인구
16: 제1 변색 확인구 17: 제2 변색 확인구
18: 코드 표시부 19: 만입부
20: 멤브레인 패드 21: 니트로셀룰로오스 패드
22: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 30: 샘플 패드
40, 40a, 40b: 흡수 패드 41: 탄성부재
42: 흡수부재 50, 50a: 슬라이딩 부재
51: 파지부 52: 연장부
60: 전극부 70:용액 공급장치
71:하우징 72:제1수용부
73:제2수용부 74:파단선
80:파단부 110: 제1 부재
120: 제2 부재 121: 돌기부
510: 상판 511: 하판
512: 관통공 513: 굴절부
514: 흡수 패드 수용부 514a: 경사면
Claims (16)
- 내부에 수용공간을 형성하고, 상면에 상기 수용공간과 외부공간을 연통하여 이격 배치된 제1 투입구와 제2 투입구를 형성하는 하우징; 및
상기 제2 투입구에 일체 또는 분리가능한 형태로 장착되며, 워싱 용액과 반응 용액을 수용하며, 워싱 용액과 반응 용액을 간격을 두고 순차적으로 상기 제2 투입구를 통해 멤브레인 패드에 투입하는 용액 공급장치를 포함하되,
상기 제1 투입구와 상기 제2 투입구 사이의 수용공간에 배치되며, 일측면이 상기 하우징의 내측 상면과 접하고 타측면이 상기 멤브레인 패드와 이격 배치되는 흡수 패드와,
상기 수용공간에 상기 멤브레인 패드의 일면과 접촉되어 배치되고, 상기 제1 투입구로 투입되는 샘플 용액을 흡수하는 샘플 패드와,
상기 샘플 패드를 파지하는 파지부와, 상기 파지부로부터 수평방향으로 연장형성되어 일부가 상기 하우징의 측면을 관통하여 외부로 돌출 배치된 연장부를 포함하는 슬라이딩 부재를 더 포함하며,
상기 슬라이딩 부재는 수평방향으로 슬라이딩 이동하여 상기 샘플 패드가 상기 멤브레인 패드로부터 이격되고, 상기 흡수 패드의 타측면이 상기 멤브레인 패드와 접촉하고,
상기 파지부는 상하로 이격되어 상기 샘플 패드가 수용되는 이격공간을 형성하는 상판과 하판을 포함하며, 상기 상판의 상면을 관통하여 상기 샘플 패드와 상기 제1 투입구가 연통되는 관통공을 포함하며, 상기 파지부는 상기 상판의 양 끝단부가 하부를 향하여 굴절된 굴절부를 형성하는 것을 특징으로 하는 진단 스트립. - 제1항에 있어서,
상기 용액 공급장치는,
상기 제2 투입구에 결합되는 원통형 하우징;
상기 원통형 하우징의 상부 일부에 위치하며, 상기 워싱 용액을 수용하고, 파단부의 작용에 의해 파단되어 상기 워싱 용액을 상기 제2 투입구에 투입하는 제1수용부;
상기 원통형 하우징의 상부 일부 및 상기 제1수용부의 측면에 위치하여 상기 반응 용액을 수용하고, 상기 파단부의 작용에 의해 파단되어 상기 워싱 용액을 상기 제2 투입구에 투입하는 제2수용부를 포함하는 진단 스트립. - 제2항에 있어서,
상기 파단부는,
상기 제1수용부와 제2수용부를 순차적으로 천공 또는 가압하여 파단시키는 것을 특징으로 하는 진단 스트립. - 제3항에 있어서,
상기 제1수용부와 제2수용부는,
저면에 파단선이 형성되어, 상기 파단부의 압력에 의해 파단선이 파단되는 것을 특징으로 하는 진단 스트립. - 제1항에 있어서,
상기 흡수 패드는 서로 다른 반대 방향으로 다수회 접혀 형성되는 것을 특징으로 하는 진단 스트립. - 제1항에 있어서,
상기 흡수 패드는 상기 하우징의 내측 상면과 접하는 탄성부재와, 상기 탄성부재의 하측에 배치되는 흡수부재를 포함하는 진단 스트립. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 흡수 패드는 상기 제2 투입구에 투입되는 워싱 용액 및 반응 용액의 양에 따라 각 층의 면적 또는 접히는 횟수 또는 부피가 조절되는 것을 특징으로 하는 진단 스트립. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 파지부는, 상기 상판의 상면으로부터 상부를 향하여 연장되고, 타단부가 상기 연장부와 대향되는 방향을 향하여 굴절 형성되어 내측에 흡수 패드를 수용하는 흡수 패드 수용부를 포함하는 진단 스트립. - 제1항에 있어서,
상기 멤브레인 패드는 일측면에 미리 결정된 항원에 특이적으로 결합하는 포획 항체가 사전 처리되는 것을 특징으로 하는 진단 스트립. - 제9항에 있어서,
상기 흡수 패드 수용부는 끝단부가 하부를 향하여 경사지게 형성된 경사면을 형성하고,
상기 흡수 패드는 상기 슬라이딩 부재가 슬라이딩 이동하면 상기 경사면을 따라 이동하여 상기 멤브레인 패드의 상면에 안착되는 진단 스트립. - 제9항에 있어서,
상기 제2 투입구와 상기 흡수 패드 사이에 위치하며, 상기 멤브레인 패드의 상면에 밀착 배치되는 전극부를 포함하는 진단 스트립. - 제12항에 있어서,
상기 전극부와 마주하도록 상기 하우징의 내측 상면으로부터 하부로 연장 형성되어 상기 전극부를 가압하는 누름부재를 포함하는 진단 스트립. - 제1항에 있어서,
상기 제1 투입구와 상기 제2 투입구 사이의 상기 상면에 관통 형성되어 상기 멤브레인 패드의 변색을 확인하는 제1 변색 확인구과 제2 변색 확인구를 포함하는 진단 스트립. - 제14항에 있어서,
상기 하우징은 외측 상면에 기기를 통하여 정보를 읽을 수 있는 코드를 표시하는 코드 표시부를 포함하는 진단 스트립. - 제9항에 있어서,
상기 제1 투입구와 상기 제2 투입구 사이에 상기 하우징의 내측 상면으로부터 하부로 연장 형성되어 상기 흡수 패드가 삽입되는 공간을 형성하며 하측이 상기 슬라이딩 부재에 의해 개폐 가능한 만입부를 형성하는 진단 스트립.
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Citations (3)
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| KR101742958B1 (ko) * | 2017-03-31 | 2017-06-15 | 주식회사 제넷바이오 | 스트립센서 모듈, 그것을 이용한 스트립센서 기반의 분자진단 현장검사 장치 |
| KR101768876B1 (ko) * | 2009-07-31 | 2017-08-17 | 인비져블 센터널, 인코포레이션. | 항원 검출용 장치 및 이들의 용도 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190395U (ko) | 1984-11-16 | 1986-06-12 | ||
| KR101882940B1 (ko) * | 2010-02-23 | 2018-07-30 | 루미넥스 코포레이션 | 일체화된 샘플 제조, 반응 및 검출을 위한 장치 및 방법 |
-
2020
- 2020-11-19 KR KR1020200155955A patent/KR102591005B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
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