KR102617905B1 - Electrophoresis device for tissue clearing and tissue dlearing method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치(1)는 다음과 같이 구성된다.
상방으로 개방된 챔버(10)와, 상기 챔버(10)를 덮는 캡(50)을 포함하고, 상기 챔버(10)는, 바닥면에서 상방으로 돌출되어 생체조직(L)을 올려놓을 수 있도록 형성된 안착부(11)와, 상기 안착부(11)의 양측 하부에 각각 배치되어 전원에 연결되는 음극전극(13) 및 양극전극(15)을 포함한다.
또한, 상기 생체조직 투명화용 전기영동장치(1)를 이용한 생체조직 투명화 방법은 다음 과정을 포함한다.
상기 캡(50)을 열고 상기 안착부(11)에 생체조직(L)을 올려놓는 단계와, 상기 챔버(10)에 전해질인 완충용액(Q)을 채우는 단계와, 상기 캡(50)을 닫고 상기 음극전극(13)과 양극전극(15)에 전기를 인가하는 단계를 포함한다.The electrophoresis device (1) for biological tissue transparency according to the present invention is configured as follows.
It includes a chamber 10 that is open upward, and a cap 50 that covers the chamber 10, wherein the chamber 10 protrudes upward from the bottom and is formed to place biological tissue (L). It includes a seating portion 11, and a cathode electrode 13 and an anode electrode 15 that are respectively disposed at lower portions of both sides of the seating portion 11 and connected to a power source.
In addition, the method of making biological tissue transparent using the electrophoresis apparatus 1 for making biological tissue transparent includes the following process.
Opening the cap 50 and placing biological tissue (L) on the seating portion 11; filling the chamber 10 with a buffer solution (Q) as an electrolyte; closing the cap 50 and It includes applying electricity to the cathode electrode 13 and the anode electrode 15.
Description
본 발명은 생체조직 투명화용 전기영동장치 및 이를 이용한 생체조직 투명화 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 생체조직에 작용하는 전기장의 밀도를 향상시켜 지질이 용이하고 신속하게 배출될 수 있도록 하고, 생체조직의 투명화 과정을 육안으로 용이하게 확인할 수 있으며, 완충용액이 규정된 항온으로 유지될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 생체조직 투명화용 전기영동장치 및 이를 이용한 생체조직 투명화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electrophoresis device for making biological tissue transparent and a method for making biological tissue transparent using the same. More specifically, the present invention relates to an electrophoresis device for making biological tissue transparent, and more specifically, to improve the density of the electric field acting on biological tissue so that lipids can be easily and quickly discharged from the biological tissue. The present invention relates to an electrophoresis device for transparent biological tissue, which is configured so that the transparency process can be easily confirmed with the naked eye and the buffer solution can be maintained at a specified constant temperature, and a method for transparent biological tissue using the same.
이하, 첨부되는 도면과 함께 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치에 대해서 살펴보면 다음과 같다.Below, we will look at the electrophoresis device for biological tissue transparency according to the background technology along with the attached drawings.
도 1은 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 표현한 사진이고, 도 2는 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치의 원리를 도시한 흐름도이다. 또한, 도 3은 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 통해서 생체조직이 투명화되는 과정을 도시한 예시도이고, 도 4는 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 통해서 생체조직이 투명화 과정을 거쳤지만 지질이 생체조직에 잔료한 상태를 도시한 예시도이다.Figure 1 is a photograph showing an electrophoresis device for making biological tissue transparent using background technology, and Figure 2 is a flowchart showing the principle of an electrophoresis device for making biological tissue transparent using background technology. In addition, Figure 3 is an example diagram showing the process of biological tissue becoming transparent through an electrophoresis device for biological tissue transparency according to background technology, and Figure 4 is an exemplary diagram showing the process of biological tissue becoming transparent through an electrophoresis device for biological tissue transparency according to background technology. This is an example diagram showing a state where lipids remain in biological tissue even though the transparency process has been completed.
전기영동장치를 이용하여 생명체의 뇌, 간, 폐, 신장, 위장, 대장, 심장, 근육, 혈관 등의 생체조직을 입체적으로 촬영하여 내부 조직을 면밀히 관찰하기 위해서는 생체조직 내부의 지질(lipoid)을 배출시켜 투명화시켜야 할 필요성이 있다.In order to closely observe the internal tissues by taking three-dimensional images of biological tissues such as the brain, liver, lungs, kidneys, stomach, large intestine, heart, muscles, blood vessels, etc. of living organisms using an electrophoresis device, the lipids (lipoids) inside the biological tissues are captured. There is a need to release it and make it transparent.
이를 위하여 도 1에서 도시한 전기영동장치의 챔버 내부에 생체조직을 수용시키고 전해질인 완충액을 채운다. 그리고 조직 양쪽에 배치된 양극, 음극전극에 전기를 인가하여 전기영동 현상이 일어나도록 하여 생체조직에서 지질이 분리되도록 하는데, 음극전극에서 발생된 음전하가 양극전극으로 이동하면서 생체조직에 침투하여 지질을 둘러싸서 마이셀(micelle)이 형성된다. 그리고 상기 마이셀이 생체조직에서 이탈되어 양극전극 쪽으로 이동하게 되므로 지질의 배출이 가능하다.For this purpose, biological tissue is accommodated inside the chamber of the electrophoresis device shown in FIG. 1 and filled with a buffer solution, which is an electrolyte. Then, electricity is applied to the anode and cathode electrodes placed on both sides of the tissue to cause electrophoresis to separate lipids from biological tissues. As the negative charge generated from the cathode electrode moves to the anode electrode, it penetrates into the biological tissue and separates the lipids. By surrounding it, micelles are formed. And since the micelles break away from the biological tissue and move toward the anode electrode, lipids can be discharged.
또한, 상기 챔버에는 유입구와 배출구가 형성되므로 완충용액이 순환되도록 하는데, 외부에 설치된 냉각장치를 거치므로 냉각이 가능하도록 한다.In addition, an inlet and an outlet are formed in the chamber to allow the buffer solution to circulate, and cooling is possible through an externally installed cooling device.
그런데, 이러한 전기영동장치의 경우 다음과 같은 문제점이 있었다.However, this electrophoresis device had the following problems.
첫째, 도 3에서처럼, 생체조직(L)이 완충용액(Q)에 잠긴 상태에서 양쪽의 전극(S, T)은 전해질인 완충용액(Q)을 통해서 전류가 흐르게 된다. 따라서, 각 전극을 통해서 자기장이 형성되는데, 상기 자기장을 형성하는 등전위선(D)을 따라서 음전하가 이동하여 생체조직(L) 내부의 지질(O)을 이탈시키게 된다. 그런데, 등전위선(D)이 조밀하지 못하게 되면 생체조직(L) 내부의 지질(O)을 완전하게 배출시킬 수 없게 된다. 즉, 등전위선(D)이 조밀하게 생체조직(L)을 통과할 때 용이하고 신속하게 지질(O)을 이탈시킬 수 있다. First, as shown in FIG. 3, when the biological tissue (L) is immersed in the buffer solution (Q), current flows through the electrodes (S, T) on both sides through the buffer solution (Q), which is an electrolyte. Accordingly, a magnetic field is formed through each electrode, and negative charges move along the equipotential line (D) forming the magnetic field, causing the lipid (O) inside the biological tissue (L) to escape. However, if the equipotential line (D) is not dense, the lipid (O) inside the biological tissue (L) cannot be completely discharged. In other words, when the equipotential line (D) densely passes through the biological tissue (L), the lipid (O) can be easily and quickly removed.
따라서, 등전위선(D)이 조밀하지 못한 현상을 방지하기 위해서 전류의 세기를 증가시킬 수도 있겠지만 이 경우 완충용액(Q)의 온도를 증가시켜 생체조직을 변질시키게 되는 현상이 발생하므로 사용되지 않고 있다. 따라서, 투명화 과정을 거치고 나서도 도 4에서처럼 생체조직 내부에 지질이 잔류하게 되어 3차원 영상의 제작이 어려운 문제점이 있었다. 따라서, 생체조직을 회전시키면서 장시간(5일∼9일)동안 전기영동 과정을 거쳐야 하는 불편함이 있었다.Therefore, in order to prevent the phenomenon where the equipotential line (D) is not dense, the intensity of the current may be increased, but in this case, the temperature of the buffer solution (Q) is increased, causing deterioration of the biological tissue, so it is not used. . Therefore, even after going through the transparency process, lipids remain inside the biological tissue as shown in FIG. 4, making it difficult to produce 3D images. Therefore, there was the inconvenience of having to go through the electrophoresis process for a long time (5 to 9 days) while rotating the biological tissue.
둘째, 투명화 과정을 실시간으로 확인할 수 없어서 상기 챔버 내부에 카메라를 설치한 후 외부에서 모니터를 통해서 관찰하게 되는데, 카메라와 모니터 등이 더 구비되어야 하므로 소형경량의 디자인이 어렵고 제조단가가 비싸지는 문제점이 있었다.Second, since the transparency process cannot be confirmed in real time, a camera is installed inside the chamber and observed from the outside through a monitor. However, since additional cameras and monitors must be provided, small and lightweight design is difficult and manufacturing costs are high. .
셋째, 완충용액을 냉각시키기 위해 순환시키는 구조 및 냉각 장치를 외부에 더 구비하므로 소형경량의 디자인이 어렵고 제조단가가 비싸지는 문제점이 있었다. Third, since a structure for circulating the buffer solution and a cooling device are installed on the outside to cool the buffer solution, there is a problem in that it is difficult to design a compact and lightweight product and the manufacturing cost is high.
본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치 및 이를 이용한 생체조직 투명화 방법을 통해서 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다. The problems to be solved through the electrophoresis device for biological tissue transparency according to the present invention and the biological tissue transparency method using the same are as follows.
첫째, 도 3에서처럼, 생체조직이 완충용액에 잠긴 상태에서 양쪽의 전극은 전해질인 완충용액을 통해서 전류가 흐르게 된다. 따라서, 각 전극을 통해서 전기장이 형성되는데, 상기 전기장을 형성하는 등전위선을 따라서 음전하가 이동하여 생체조직 내부의 지질을 이탈시키게 된다. 그런데, 등전위선이 조밀하지 못하게 되면 생체조직 내부의 지질을 완전하게 배출시킬 수 없게 되는 문제점을 해결하고자 한다. First, as shown in Figure 3, when the biological tissue is immersed in the buffer solution, current flows through the buffer solution, which is an electrolyte, to both electrodes. Accordingly, an electric field is formed through each electrode, and negative charges move along the equipotential lines forming the electric field, causing the lipids inside the biological tissue to escape. However, if the equipotential lines are not dense, we would like to solve the problem that lipids inside biological tissues cannot be completely discharged.
둘째, 투명화 과정을 실시간으로 확인할 수 없어서 상기 챔버 내부에 카메라를 설치한 후 외부에서 모니터를 통해서 관찰하게 되는데, 카메라와 모니터 등이 더 구비되어야 하므로 소형경량의 디자인이 어렵고 제조단가가 비싸지는 문제점을 해결하고자 한다.Second, since the transparency process cannot be confirmed in real time, a camera is installed inside the chamber and observed from the outside through a monitor. However, since additional cameras and monitors must be provided, small and lightweight design is difficult and manufacturing costs are high, solving the problem. I want to do it.
셋째, 완충용액을 냉각시키기 위해 순환시키는 구조 및 냉각 장치를 외부에 더 구비하므로 소형경량의 디자인이 어렵고 제조단가가 비싸지는 문제점을 해결하고자 한다. Third, since a structure for circulating the buffer solution and a cooling device are provided on the outside to cool the buffer solution, it is intended to solve the problem of difficulty in designing a small and lightweight device and high manufacturing costs.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치는 다음 구성을 포함할 수 있다. In order to solve the above problems, the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention may include the following configuration.
상방으로 개방된 챔버와, 상기 챔버를 덮는 캡을 포함하고,It includes a chamber open upward and a cap covering the chamber,
상기 챔버는,The chamber is,
바닥면에서 상방으로 돌출되어 생체조직을 올려놓을 수 있도록 형성된 안착부와, 상기 안착부의 양측 하부에 각각 배치되어 전원에 연결되는 음극전극 및 양극전극을 포함할 수 있다.It may include a seating portion that protrudes upward from the bottom surface and is formed to place biological tissue on it, and a cathode electrode and an anode electrode that are disposed on lower sides of both sides of the seating portion and are connected to a power source.
또한, 상기 캡은 상하방으로 천공된 홀과, 상기 홀에 장착된 팬(fan)을 포함할 수 있다.Additionally, the cap may include holes drilled upward and downward, and a fan mounted in the hole.
또한, 상기 챔버는 투명한 재질로 형성된 것일 수 있다. Additionally, the chamber may be made of a transparent material.
또한, 상기 챔버가 투명한 재질일 경우, 상기 챔버에 장착되어 내부로 빛을 조사하는 발광수단을 포함할 수 있다. Additionally, when the chamber is made of a transparent material, it may include a light emitting means mounted on the chamber to irradiate light into the interior.
또한, 상기 발광수단은 상기 캡의 내측에 장착되어 하방으로 빛을 조사하도록 구성된 것일 수도 있다. Additionally, the light emitting means may be mounted on the inside of the cap and configured to emit light downward.
또한, 상기 안착부의 상부에 안착되어 생체조직을 홀딩하는 블록을 포함하고, 상기 블록은 다공질이고 내부에 생체조직을 수용하는 공간과, 상기 블록의 외측면에서 상기 공간까지 연결되어 생체조직이 수납될 수 있는 유입수단을 포함할 수 있다. In addition, it includes a block that is seated on the upper part of the seating portion and holds the biological tissue, the block is porous and has a space inside for accommodating the biological tissue, and is connected from the outer surface of the block to the space to accommodate the biological tissue. It may include possible inflow means.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 이용한 생체조직 투명화 방법에 대해서 살펴보면 다음과 같다. In order to solve the above problem, a method for making biological tissue transparent using the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention will be examined as follows.
상방으로 개방된 챔버와, 상기 챔버를 덮는 캡을 포함하고,It includes a chamber open upward and a cap covering the chamber,
상기 챔버는,The chamber is,
바닥면에서 상방으로 돌출되어 생체조직을 올려놓을 수 있도록 형성된 안착부와, 상기 안착부의 양측 하부에 각각 배치되어 전원에 연결되는 음극전극 및 양극전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체조직 투명화용 전기영동장치를 이용한 생체조직 투명화 방법으로서,Electrophoresis for making biological tissue transparent, comprising a seating portion that protrudes upward from the bottom surface and is formed to place biological tissue, and a cathode electrode and an anode electrode disposed on both lower sides of the seating portion and connected to a power source. A method of making biological tissue transparent using a device,
상기 캡을 열고 상기 안착부에 생체조직을 올려놓는 단계와, 상기 챔버에 전해질인 완충용액을 채우는 단계와, 상기 캡을 닫고 상기 음극전극과 양극전극에 전기를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.It may include opening the cap and placing a biological tissue on the seating portion, filling the chamber with a buffer solution that is an electrolyte, and closing the cap and applying electricity to the cathode electrode and the anode electrode.
또한, 상기 캡은 상하방으로 천공된 홀과, 상기 홀에 장착된 팬(fan)을 포함하고, 상기 전기를 인가하는 단계에서 상기 팬을 구동시켜 상기 완충용액을 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the cap includes a hole drilled in the upper and lower directions, and a fan mounted in the hole, and the step of applying electricity may include cooling the buffer solution by driving the fan. .
또한, 상기 챔버는 투명한 재질의 것이고, 상기 챔버에 내부로 빛을 조사하는 발광수단을 포함하고, 상기 전기를 인가하는 단계 이후에 상기 발광수단에 전기를 인가하여 상기 챔버 내부를 관찰하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the chamber is made of a transparent material, includes a light emitting means that irradiates light into the chamber, and includes the step of applying electricity to the light emitting means to observe the inside of the chamber after the step of applying electricity. can do.
또한, 상기 안착부의 상부에 안착되어 생체조직을 홀딩하는 블록을 포함하고, 상기 블록은 다공질이고 내부에 생체조직을 수용하는 공간과, 상기 블록의 외측면에서 상기 공간까지 연결되어 생체조직이 수납될 수 있는 유입수단을 포함하고, 상기 캡을 열고 상기 안착부에 생체조직을 올려놓는 단계와에서 상기 유입수단을 통해서 상기 블록에 생체조직을 수용시킨 후 상기 안착부에 올려놓는 단계를 포함할 수 있다. In addition, it includes a block that is seated on the upper part of the seating portion and holds the biological tissue, the block is porous and has a space inside for accommodating the biological tissue, and is connected from the outer surface of the block to the space to accommodate the biological tissue. It may include an inflow means that can open the cap and place the biological tissue on the seating portion, and the step of receiving the biological tissue in the block through the inflow means and then placing it on the seating portion. .
본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치 및 이를 이용한 생체조직 투명화 방법은 다음과 같은 효과가 있다. The electrophoresis device for biological tissue transparency according to the present invention and the method for biological tissue transparency using the same have the following effects.
첫째, 생체조직을 통과하는 등전위선의 밀도를 배경기술에 비해서 높일 수 있기 때문에 배경기술에 비해서 용이하고 신속하게 생체조직을 투명화시킬 수 있다. 본 발명의 실험에 의하면 80V, 10mA의 상태에서 8시간 만에 생쥐의 뇌를 완전하게 투명화시킬 수 있었다. 같은 전기적 조건에서 배경기술은 생쥐의 뇌를 투명화시키는데 5일∼9일이 소요된 것과 비교하면 고무적인 현상이 아닐 수 없다. First, because the density of equipotential lines passing through biological tissue can be increased compared to background technology, biological tissue can be made transparent more easily and quickly than compared to background technology. According to the experiment of the present invention, the mouse brain was able to become completely transparent in 8 hours at 80V and 10mA. This is an encouraging phenomenon compared to the fact that it took 5 to 9 days for background technology to make a mouse's brain transparent under the same electrical conditions.
둘째, 투명한 재질의 챔버와 발광수단에 의해서 생체조직의 투명화 과정을 육안으로 용이하게 관찰할 수 있다. 배경기술처럼 챔버 내부를 관창하기 위해서 카메라 및 모니터 등을 구비하지 않아도 되므로 소형경량의 컴팩트한 디자인이 가능하다.Second, the transparency process of biological tissue can be easily observed with the naked eye by using a chamber made of transparent material and a light emitting means. As in the background technology, there is no need to have a camera or monitor to penetrate the inside of the chamber, so a small, lightweight, and compact design is possible.
셋째, 본 발명은 등전위선의 밀도를 높이기 위해서 전류의 세기를 올리지 않고 안착부의 돌출된 형상으로 자연히 등전위선의 밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 전류의 세기로 인한 완충용액의 온도는 배경기술에 비해서 낮게 유지되는데 일례로 상온 25℃∼ 30℃가 유지되며 온도가 더 오르게 되면 상기 팬을 통해서 20℃∼26℃로 온도를 낮추게 되므로 생체조직이 고온으로 변질되는 현상을 방지할 수 있다. 이때, 배경기술처럼 완충용액을 순환시키는 복잡한 구조를 사용하지 않기 때문에 소형경량의 컴팩트한 디자인이 가능하다. Third, in order to increase the density of the equipotential lines , the present invention can naturally improve the density of the equipotential lines by using the protruding shape of the seating portion without increasing the intensity of the current. Therefore, the temperature of the buffer solution due to the intensity of the current is maintained lower than that of the background technology. For example, the room temperature is maintained at 25 ℃ to 30 ℃, and when the temperature rises further, the temperature is lowered to 20 ℃ to 26 ℃ through the fan, so the biological temperature is maintained. It can prevent the tissue from deteriorating at high temperatures. At this time, a small, lightweight and compact design is possible because a complex structure for circulating a buffer solution is not used as in the background technology.
도 1은 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 표현한 사진이다.
도 2는 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치의 원리를 도시한 흐름도이다.
도 3은 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 통해서 생체조직이 투명화되는 과정을 도시한 예시도이다.
도 4는 배경기술에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 통해서 생체조직이 투명화 과정을 거쳤지만 지질이 생체조직에 잔료한 상태를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치에서 캡이 챔버에서 분리된 것을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에서 F-F'선을 따라 취한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치의 캡의 내측에 발광수단이 장착되는 예를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 7의 상태에서 생체조직이 안착부에 놓여지고 완충용액이 채워진 후 투명화 과정을 거치는 것을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치에 안착시키기 위해 생체조직을 다공질의 블록에 수용시키는 과정을 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치에 의해서 생체조직을 투명화시킨 과정을 표현한 것으로서 생체조직 내에 지질이 잔류하지 않은 상태를 도시한 예시도이다. Figure 1 is a photograph depicting an electrophoresis device for making biological tissue transparent using background technology.
Figure 2 is a flowchart showing the principle of an electrophoresis device for transparent biological tissue according to background technology.
Figure 3 is an exemplary diagram showing the process of making biological tissue transparent through an electrophoresis device for making biological tissue transparent according to background technology.
Figure 4 is an example diagram showing a state in which lipids remain in the biological tissue even though the biological tissue has gone through a process of becoming transparent through an electrophoresis device for biological tissue transparency according to background technology.
Figure 5 is a perspective view showing an electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing the cap separated from the chamber in the electrophoresis device for transparent biological tissue according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line F-F' in FIG. 6.
Figure 8 is a perspective view showing an example in which a light emitting means is mounted on the inside of the cap of the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a biological tissue placed on the seating portion and filled with a buffer solution in the state of FIG. 7 and then undergoing a transparency process.
Figure 10 is a cross-sectional view showing the process of housing biological tissue in a porous block to place it in the electrophoresis device for transparent biological tissue according to the present invention.
Figure 11 is an exemplary diagram showing the process of making biological tissue transparent by the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention, showing a state in which no lipids remain in the biological tissue.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of this document are described with reference to the attached drawings. However, this is not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or alternatives to the embodiments of this document. In connection with the description of the drawings, similar reference numbers may be used for similar components.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.Additionally, expressions such as “first,” “second,” etc. used in this document may modify various components regardless of order and/or importance, and may be used to distinguish one component from another component. It is only used and does not limit the corresponding components. For example, 'first part' and 'second part' may refer to different parts, regardless of order or importance. For example, a first component may be renamed a second component without departing from the scope of rights described in this document, and similarly, the second component may also be renamed to the first component.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Additionally, the terms used in this document are merely used to describe specific embodiments and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field described in this document. Among the terms used in this document, terms defined in general dictionaries may be interpreted to have the same or similar meaning as the meaning they have in the context of related technology, and unless clearly defined in this document, have an ideal or excessively formal meaning. It is not interpreted as In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude embodiments of this document.
이하, 첨부되는 도면과 함께 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치(1)의 상세한 실시예를 살펴보면 다음과 같다. Hereinafter, a detailed embodiment of the
도 5는 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치에서 캡이 챔버에서 분리된 것을 도시한 사시도이다. 또한, 도 7은 도 6에서 F-F'선을 따라 취한 단면도이고, 도 8은 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치의 캡의 내측에 발광수단이 장착되는 예를 도시한 사시도이다. 또한, 도 9는 도 7의 상태에서 생체조직이 안착부에 놓여지고 완충용액이 채워진 후 투명화 과정을 거치는 것을 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치에 안착시키기 위해 생체조직을 다공질의 블록에 수용시키는 과정을 도시한 단면도이다. 또한, 도 11은 본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치에 의해서 생체조직을 투명화시킨 과정을 표현한 것으로서 생체조직 내에 지질이 잔류하지 않은 상태를 도시한 예시도이다. Figure 5 is a perspective view showing the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention, and Figure 6 is a perspective view showing the cap separated from the chamber in the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention. In addition, Figure 7 is a cross-sectional view taken along line F-F' in Figure 6, and Figure 8 is a perspective view showing an example in which a light emitting means is mounted on the inside of the cap of the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention. In addition, Figure 9 is a cross-sectional view showing the biological tissue placed on the mounting portion and filled with a buffer solution in the state of Figure 7 and then undergoing a transparency process, and Figure 10 shows the biological tissue being placed on the electrophoresis device for transparent biological tissue according to the present invention. This is a cross-sectional view showing the process of accommodating biological tissue into a porous block. In addition, Figure 11 is an example showing the process of making biological tissue transparent by the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention, showing a state in which no lipids remain in the biological tissue.
상방으로 개방되어 전해질인 완충용액(Q)이 충전되도록 형성된 챔버(10)가 구성되고, 챔버(10)를 덮는 캡(50)이 구성된다. A
상기 챔버(10)는 바닥면에서 상방으로 돌출되어 생체조직을 올려놓을 수 있도록 상면이 평평한 안착부(11)가 형성되고, 안착부(11)의 양측 하부에 각각 배치되어 전원에 연결되는 음극전극(13) 및 양극전극(15)이 구성된다. 상기 음극전극(13) 및 양극전극(15)은 와이어 형상으로서 원활한 전기의 도통을 위해서 백금으로 형성된 게 바람직하다. 그리고 챔버(10)를 관통하여 바깥쪽으로 연장되어 노출되고, 상기 연장된 부분에 전선이 연결되어 직류전원의 공급이 가능하도록 구성된다. 물론, 음극전극(13) 및 양극전극(15)이 챔버(10)를 통과하는 부분에 수밀이 가능하도록 마감됨은 물론이다.The
상기 캡(50)은 상하방으로 개방되도록 홀(51)이 천공되고, 홀(51)에 팬(55, fan)이 장착되어 구성된다. 따라서, 팬(55)을 통해서 외부의 공기를 챔버(10) 내부로 불어넣어 완충용액(Q)의 냉각이 가능하도록 구성된다. 또한, 상기 캡(50) 또는 챔버(10)에 온도센서(도시하지 않음)가 장착되고, 팬(55)에 제어부(도시하지 않음)가 접속되므로 상기 온도센서로부터 완충용액(Q)의 온도를 수신하여 규정된 온도이상일 때에만 상기 팬(55)에 전기를 인가하도록 구성된다.The
상기 챔버(10)는 아크릴 등의 합성수지 내지는 유리 등의 투명한 재질로 형성되어 내부를 육안으로 관찰할 수 있도록 구성된다. The
또한, 도 7 및 도 9에서처럼 상기 챔버(10)에 장착되어 내부로 빛을 조사하는 발광수단(20)이 구성된다. 상기 발광수단(20)은 전기를 인가받아 빛을 조사시킬 수 있는 것으로서 일례로 엘이디(LED)로 구성할 수 있다. 또한, 챔버(10)의 하부에 수납부(12)가 형성되고 수납부(12)에 발광수단(20)이 수납될 수 있도록 구성된다. 따라서, 챔버(10)의 하부에서 빛이 조사되며, 이때 생체조직(L)에도 빛을 비출 수 있도록 상기 안착부(11)도 상기 투명한 재질로 형성된다. 또는, 도 8에서처럼, 캡(50)의 내부에 상기 발광수단(20)이 장착된 것일 수도 있다. 이때, 팬(55)을 가리지 않도록 캡(50)의 내측 측방에 장착되어 하방을 비추도록 구성된다. In addition, as shown in FIGS. 7 and 9, a light emitting means 20 is mounted on the
또한, 도 10에서처럼 상기 안착부(11)의 상부에 안착되어 생체조직(L)을 홀딩하는 블록(30)이 구성된다. 블록(30)은 스펀지 또는 수세미 등의 다공질이고 내부에 생체조직(L)을 수용하는 공간(31)이 형성된 유연한 재질의 것으로서, 외측면에서 공간(31)까지 연결되어 생체조직(L)을 유입시킬 수 있는 유입수단(33)이 형성된다. 유입수단(33)은 일례로서 슬릿(slit)으로 형성된 것일 수 있다. 따라서, 슬릿을 벌려서 생체조직(L)을 수납시킬 수 있다. 상기 슬릿 대신에 홀(hole)로 형성된 것일 수도 있다. In addition, as shown in FIG. 10, a
본 발명에 의한 생체조직 투명화용 전기영동장치를 이용한 생체조직 투명화 방법을 살펴보면 다음과 같다.The method for making biological tissue transparent using the electrophoresis device for making biological tissue transparent according to the present invention is as follows.
도면은 도 5 내지 도 11을 참조하며, 상기 생체조직 투명화용 전기영동장치(1)를 이용한 프로세스이다.The drawings refer to FIGS. 5 to 11 and illustrate a process using the
상기 캡(50)을 열고 상기 안착부(11)에 생체조직(L)을 올려놓는 단계가 이루어진다. 이때, 생체조직(L)은 상기 블록(30)에 수납시킨 상태로 올려 놓는다. 즉, 상기 유입수단(33)인 슬릿을 벌리고 생체조직(L)을 블록(30) 내부의 공간(31)으로 수납시킨다. 따라서, 생체조직(L)은 안착부(11)의 상부에 떠있는 상태가 된다. 만약, 생체조직(L)이 블록(30) 없이 안착부(11)에 접촉하게 된다면 접촉부에 근접한 부분에서 지질(O)이 잔류하는 현상이 발생하게 된다. The step of opening the
다음으로, 상기 챔버(10)에 전해질인 완충용액(Q)을 채우는 단계가 이루어진다. 이때의 완충용액은 한국 특허등록 제10-2296381호에서 제시하는 생체조직 투명화용 조성물을 사용한다. 즉, 아래의 화학실으로 표시되는 화합물 또는 이의 수화물 4 내지 50 w/v% 및 우레아(urea) 20 내지 60 w/v%를 유효성분으로 포함하는 것을 사용한다.Next, the step of filling the
[화학식][Chemical formula]
완충용액(Q)은 블록(30)이 충분히 잠길 수 있도록 채운다. 이때, 블록(30)은 다공질이기 때문에 생체조직(L)은 완충용액(Q)에 잠겨있는 것과 동일한 상태가 된다. Fill the buffer solution (Q) so that the
다음으로, 상기 캡(50)을 닫고 상기 음극전극(13)과 양극전극(15)에 직류전기를 인가하는 단계가 이루어진다. 그러면, 전해질인 완충용액(Q)으로 인해서 양극전극(15)에서 음극전극(13)으로 전류가 흐르게 되며, 도 9에서처럼, 음극전극(13)과 양극전극(15)에서는 동심원 형상의 등전위선(M)이 발생하게 되고, 이것은 파동처럼 외측으로 퍼져나가게 되면서 챔버(10)의 내부에 전기장이 형성된다. 그런데, 이때 등전위선(M)은 안착부(11)가 장해물이 되어 본래의 동심원 형상으로 퍼져나가지 못하고 안착부(11) 근방에서 등전위선(M)의 간격이 좁아지면서 밀도가 높아지게 된다. 따라서, 안착부(11)의 상부에는 수직선에 근접하는 등전위선(M)이 밀집되어 형성된다. 이렇게 등전위선(M)이 밀집된 상태로 생체조직(L)을 통과하게 되면, 다수의 등전위선(M)을 따라 음전하가 블록(30)을 통과하여 생체조직(L)을 침투한 후 지질을 둘러싸서 마이셀을 형성하게 되고 생체조직(L)을 빠져나와 양극전극(15)으로 이동하게 되므로 생체조직(L)의 투명화가 가능하게 된다. 따라서, 배경기술에 비해서 용이하고 신속하게 지질(O)을 이탈시킬 수 있다. Next, the
또한, 상기 발광수단(20)에 전기를 인가하여 챔버(10) 내부를 빛으로 비추어 관찰하는 단계를 더 포함할 수도 있다. In addition, the step of applying electricity to the light emitting means 20 to illuminate the inside of the
다음으로, 상기 완충용액(Q)의 온도가 규정온도 이상일 때 상기 온도센서와 제어부에 의해서 상기 팬(55)을 구동시킨다. 규정온도 미만이 될 때에는 팬(55)을 오프시키는 과정의 냉각단계가 이루어진다. Next, when the temperature of the buffer solution (Q) is above the specified temperature, the
이상, 살펴본 본 발명에 의하면, 생체조직(L)을 통과하는 등전위선(M)의 밀도를 배경기술에 비해서 높일 수 있기 때문에 배경기술에 비해서 용이하고 신속하게 생체조직(L)을 투명화시킬 수 있다. 본 발명의 실험에 의하면 80V, 10mA의 상태에서 8시간 만에 생쥐의 뇌를 완전하게 투명화시킬 수 있었다. 같은 전기적 조건에서 배경기술은 생쥐의 뇌를 투명화시키는데 5일∼9일이 소요된 것과 비교하면 고무적인 현상이 아닐 수 없다. According to the present invention described above, the density of the equipotential line (M) passing through the biological tissue (L) can be increased compared to the background technology, so that the biological tissue (L) can be made transparent more easily and quickly than the background technology. . According to the experiment of the present invention, the mouse brain was able to become completely transparent in 8 hours at 80V and 10mA. This is an encouraging phenomenon compared to the fact that it took 5 to 9 days for background technology to make a mouse's brain transparent under the same electrical conditions.
또한, 투명한 재질의 챔버(10)와 발광수단(20)에 의해서 생체조직(L)의 투명화 과정을 육안으로 용이하게 관찰할 수 있다. 배경기술처럼 챔버 내부를 관창하기 위해서 카메라 및 모니터 등을 구비하지 않아도 되므로 소형경량의 컴팩트한 디자인이 가능하다.In addition, the transparent process of the biological tissue (L) can be easily observed with the naked eye by the
또한, 본 발명은 등전위선(M)의 밀도를 높이기 위해서 전류의 세기를 올리지 않고 안착부(11)의 돌출된 형상으로 자연히 등전위선(M)의 밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 전류의 세기로 인한 완충용액(Q)의 온도는 배경기술에 비해서 낮게 유지되는데 일례로 25℃∼ 30℃가 유지되며 온도가 더 오르게 되면 상기 팬(55)을 통해서 20℃∼26℃로 온도를 떨어뜨리므로, 생체조직(L)이 고온으로 변질되는 현상을 방지할 수 있다. 이때, 배경기술처럼 완충용액(Q)을 순환시키는 복잡한 구조를 사용하지 않기 때문에 소형경량의 컴팩트한 디자인이 가능하다. In addition, the present invention can naturally improve the density of the equipotential lines (M) by using the protruding shape of the
1: 생체조직 투명화용 전기영동장치 10: 챔버
11: 안착부 12: 수납부
13: 음극전극 15: 양극전극
20: 발광수단 30: 블록
31: 공간 33: 유입수단
50: 캡 51: 홀
55: 팬 Q: 완충용액
M: 등전위선 L: 생체조직
O: 지질1: Electrophoresis device for biological tissue transparency 10: Chamber
11: Seating part 12: Storage part
13: cathode electrode 15: anode electrode
20: light emitting means 30: block
31: Space 33: Inflow means
50: cap 51: hole
55: Pan Q: Buffer solution
M: Equipotential line L: Biological tissue
O: lipid
Claims (10)
상기 챔버를 덮는 캡을 포함하고,
상기 챔버는,
바닥면에서 상방으로 돌출되어 생체조직을 올려놓을 수 있도록 형성된 안착부와,
상기 안착부의 양측 하부에 각각 배치되어 전원에 연결되는 음극전극 및 양극전극을 포함하고,
상기 캡은 상하방으로 천공된 홀과,
상기 홀에 장착된 팬(fan)을 포함하고,
상기 챔버는 투명한 재질로 형성된 것이고,
상기 챔버에 장착되어 내부로 빛을 조사하는 발광수단을 포함하고,
상기 캡의 내측에 장착되어 하방으로 빛을 조사하는 발광수단을 포함하고,
상기 안착부의 상부에 안착되어 생체조직을 홀딩하는 블록을 포함하고,
상기 블록은 다공질이고 내부에 생체조직을 수용하는 공간과,
상기 블록의 외측면에서 상기 공간까지 연결되어 생체조직이 수납될 수 있는 유입수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체조직 투명화용 전기영동장치.
a chamber open upward,
Includes a cap covering the chamber,
The chamber is,
A seating portion that protrudes upward from the bottom surface and is formed to place biological tissue on it,
It includes a cathode electrode and an anode electrode disposed on both lower sides of the seating portion and connected to a power source,
The cap has holes drilled in the upper and lower directions,
Including a fan mounted in the hole,
The chamber is made of a transparent material,
It includes a light emitting means mounted on the chamber and irradiating light into the chamber,
It includes a light emitting means mounted on the inside of the cap and emitting light downward,
It includes a block that is seated on the upper part of the seating portion and holds biological tissue,
The block is porous and has a space inside for accommodating biological tissue,
An electrophoresis device for making biological tissue transparent, comprising an inlet means connected from the outer surface of the block to the space to accommodate biological tissue.
상기 챔버를 덮는 캡을 포함하고,
상기 챔버는,
바닥면에서 상방으로 돌출되어 생체조직을 올려놓을 수 있도록 형성된 안착부와,
상기 안착부의 양측 하부에 각각 배치되어 전원에 연결되는 음극전극 및 양극전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체조직 투명화용 전기영동장치를 이용한 생체조직 투명화 방법으로서,
상기 캡을 열고 상기 안착부에 생체조직을 올려놓는 단계와,
상기 챔버에 전해질인 완충용액을 채우는 단계와,
상기 캡을 닫고 상기 음극전극과 양극전극에 전기를 인가하는 단계를 포함하고,
상기 캡은 상하방으로 천공된 홀과,
상기 홀에 장착된 팬(fan)을 포함하고,
상기 전기를 인가하는 단계에서 상기 팬을 구동시켜 상기 완충용액을 냉각시키는 단계를 포함하고,
상기 챔버는 투명한 재질의 것이고,
상기 챔버에 내부로 빛을 조사하는 발광수단을 포함하고,
상기 전기를 인가하는 단계 이후에 상기 발광수단에 전기를 인가하여 상기 챔버 내부를 관찰하는 단계를 포함하고,
상기 안착부의 상부에 안착되어 생체조직을 홀딩하는 블록을 포함하고,
상기 블록은 다공질이고 내부에 생체조직을 수용하는 공간과,
상기 블록의 외측면에서 상기 공간까지 연결되어 생체조직이 수납될 수 있는 유입수단을 포함하고,
상기 캡을 열고 상기 안착부에 생체조직을 올려놓는 단계에서 상기 유입수단을 통해서 상기 블록에 생체조직을 수용시킨 후 상기 안착부에 올려놓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체조직 투명화용 전기영동장치를 이용한 생체조직 투명화 방법. a chamber open upward,
Includes a cap covering the chamber,
The chamber is,
A seating portion that protrudes upward from the bottom surface and is formed to place biological tissue on it,
A method of making biological tissue transparent using an electrophoresis device for making biological tissue transparent, comprising a cathode electrode and an anode electrode disposed on both lower sides of the seating portion and connected to a power source,
Opening the cap and placing biological tissue on the seating portion;
Filling the chamber with a buffer solution, which is an electrolyte;
Closing the cap and applying electricity to the cathode electrode and the anode electrode ,
The cap has holes drilled in the upper and lower directions,
Including a fan mounted in the hole,
In the step of applying electricity, driving the fan to cool the buffer solution,
The chamber is made of a transparent material,
It includes a light emitting means that irradiates light into the chamber,
After the step of applying electricity, it includes the step of applying electricity to the light emitting means to observe the inside of the chamber,
It includes a block that is seated on the upper part of the seating portion and holds biological tissue,
The block is porous and has a space inside for accommodating biological tissue,
It includes an inlet means connected from the outer surface of the block to the space to accommodate biological tissue,
An electrophoresis device for making biological tissue transparent, comprising the step of opening the cap and placing the biological tissue on the seating portion, receiving the biological tissue in the block through the inlet means, and then placing the biological tissue on the seating portion. A method of making biological tissue transparent using .
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