KR20060113987A - 자율적 감시 시스템 - Google Patents
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Abstract
검출 시스템은 제1 입자를 포획하기 위한 수집기, 제2 입자의 부류를 결정하기 위한 제1 장치, 제1 입자의 정체를 결정하기 위한 제2 장치, 및 조절 시스템을 포함한다. 조절 시스템은 제1 장치에 의해 결정된 부류에 기초하여 제2 장치에 의해 수행되는 시험을 선택하도록 하는 구성형태를 가진다.
검출 시스템, 수집기, 조절 시스템
Description
관련 출원에 관한 상호 참조
본 출원은 본원에 인용함으로써 삽입되는 미국 가출원 제60/528,210호(2003년 12월 10일 출원)에 대한 우선권과 그 이익을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 바이오에어로졸의 검출, 보다 구체적으로는 생물학적 입자를 식별하기 전에 생물학적 입자를 분류하기 위한 시스템에 관한 것이다.
세균 및 바이러스와 같은 감염성 생물학적 입자는 공기 전달 경로를 통해 한 유기체(예컨대, 인간 또는 동물)에서 다른 한 유기체로 전달될 수 있다. 예를 들어, 생물학적 입자는 사람이 말하거나 기침하거나 재채기할 때, 또는 입자 함유 소적을 생성시키는 특정 의료 및 치의 절차를 수행하는 동안 비고의적으로 바이오에어로졸로 에어로졸화될 수 있다. 생물학적 입자는, 예를 들어 냉각탑, 수도꼭지 및 가습기로부터 나오는 증기화된 물; 농업용 분진; 및 기타 공기 전달 유기 물질 내에 존재할 수 있다.
통상의 기원에서 비고의적으로 생성되는 바이오에어로졸에 부가하여, 바이오에어로졸이 고의적으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 다른 이들에 해를 끼치고 사 회를 붕괴시키는 것에 전념하는 개인들은 유해성 생물학적 입자, 예컨대 마이크론 크기 입자 내의 탄저균이 우편 시스템을 통해 배달되는 봉투에서 퍼질 수 있다는 것을 입증하였다. 그러한 입자는 우편 시설에서 처리되는 동안 또는 오염된 봉투를 개봉할 때 공기에 의해 전달될 수 있다. 예를 들어, 2001년 10월에는 탄저균이 미국 워싱턴 D.C.주의 미국 우편 시스템에 의해 처리되는 우편물에서 발견되어, 우체국 직원에게 심각한 발병을 일으키고, 적어도 2명이 사망하도록 초래하였다. 2001년 10월에 탄저균이 또한 미국 국회 의사당의 우편실 및 사무실 건물에서 발견되어, 건물 폐쇄 및 격리 보관을 가져왔다. 유해성 생물학적 입자를 의도적으로 분배하여 에어로졸화하는 다른 방법에는, 예를 들어 통풍 시스템을 통하거나 폭발성 방출에 의해 입자를 분산시키는 것이 포함된다.
유해성 바이오에어로졸의 흡입에 의해 유발되는 병으로부터 인간 및 동물을 보호하기 위해, 바이오에어로졸을 모니터링하고 검출하며 식별하기 위한 시스템이 존재한다. 예를 들어, 습윤벽을 갖는 수집기 또는 유사한 장치를 이용하는 자동화 수집 및 식별 시스템이 사용될 수 있다. 통상 사용되는 다른 한 방법은 바이오에어로졸 샘플을 포획하기 위해 드라이 필터 장치(예컨대, 공기 필터)를 이용한다. 드라이 필터 장치는 수동적으로 수집된 후, 분석된다.
습윤벽을 갖는 수집기 및(또는) 드라이 필터 장치에 의해 포획된 바이오에어로졸 샘플을 분석하기 위한 절차는 전형적으로 물리적 교반기를 이용하여 수집기/필터를 세척하고, 액체 샘플을 생성시키며, 폴리머라제 사슬 반응(PCR) 기기를 이용하여 분석용 액체 샘플을 제조하고, 검출기를 이용하여 액체 샘플을 시찰하여 바 이오에어로졸의 정체를 결정하는 것을 포함한다.
통상적 식별 시스템의 한 결점은, 그러한 시스템의 PCR 성분이 큰 복합화 요건을 가진다는 것이다. 예를 들어, 바이오에어로졸을 식별하기 위해, 세균제, 진균제, 바이러스제 및 독소제를 포함한, 모든 가능한 생물학적 제제의 PCR 검정이 수행되어야 한다. 이에 따라, 상당수의 시험들이 수행되어야 하고, 다량의 시약 및 소모재들이 필요하다. 그 결과로서, 그러한 시스템은 휴대용 또는 실시간 분석에 적합하지 않고, 이에 따라 생명을 위협하는 생물학적 위험이 현지 및 현장에 존재하는지의 여부를 결정하기 위해, 시설 보안 전문가, 군대 및 최초 반응자, 예컨대 소방관, 경찰, 응급의료원 및 HAZMAT 팀에 의해 사용하기에 적합하지 않다.
발명의 개요
본 발명의 한 실시양태에 따라, 검출 시스템은 제1 입자를 포획하기 위한 수집기, 제2 입자의 부류를 결정하기 위한 제1 장치, 제1 입자의 정체를 결정하기 위한 제2 장치, 및 조절 시스템을 포함한다. 조절 시스템은 제1 장치에 의해 결정되는 부류에 기초하여 제2 장치에 의해 수행되는 시험을 선택하도록 구성된다.
다른 한 실시양태에 따라, 공기 전달 입자의 분석 방법은 주위 공기를 샘플링하고, 주위 공기로부터 제1 입자를 포획하며, 제1 입자를 포함하는 액체 샘플을 생성시키고, 주위 공기로부터의 제2 입자를 분석하여 제2 입자의 부류를 결정하며, 제2 입자의 부류에 기초하여 제1 입자의 정체를 결정하기 위한 시험을 선택하고, 액체 샘플을 시험하는 것을 포함한다.
상기 일반적 설명 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명하기 위한 것이며, 청구하는 발명을 제한하지 않는 것으로 이해하도록 한다.
본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 예시적 실시양태를 도시하고, 명세서와 함께 본 발명의 원칙을 설명하는 작용을 한다.
도 1은 본 발명에 따른 검출 시스템의 한 실시양태를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 검출 시스템의 수집기의 여과 장치의 투시도이다.
도 3은 도 1의 검출 시스템의 제1 장치의 기판의 투시도이다.
도 4는 도 1의 검출 시스템의 제2 장치의 검출기 및 식별 모듈의 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 검출 시스템의 제2 장치의 한 실시양태의 투시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 검출 시스템의 제2 장치의 한 실시양태의 시험 스트림의 투시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 검출 시스템의 제2 장치의 한 실시양태의 식별 모듈의 상단 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 검출 시스템의 한 실시양태의 인클로저(enclosure)의 투시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 방법의 한 실시양태의 블록도이다.
도 1 내지 4는 본 발명에 따른 검출 시스템(10)의 한 실시양태를 보여준다. 검출 시스템(10)은 수집기(20), 제1 장치(30), 제2 장치(40) 및 조절 시스템(50)을 포함한다.
수집기(20)는 주위 공기(예컨대, 환경 공기)를 샘플링하고, 주위 공기 내의 공기 전달(예컨대, 에어로졸화) 입자를 포획하도록 구성된다. 예를 들어, 도 1에 나와 있는 바와 같이, 공기 샘플(5)의 일부분은 공기 유동 F1로서 (예컨대, 팬 또는 공기 펌프에 의해) 수집기(20)에 끌려 들어가거나, 그것에 강제 통과될 수 있다. 공기 샘플(5)이 수집기(20)를 통과할 때, 공기 샘플(5) 내의 에어로졸화 입자는 수집기(20) 내에 동반되게 된다. 이어서, 공기 샘플(5)은 공기 유동 F2로서 수집기(20)로부터 배출된다.
수집기(20)는 입자를 수집할 수 있는 여과 장치(22)를 포함한다. 한 실시양태에서, 여과 장치(22)는 (도 2에 나와 있는) 드라이 필터 장치이다. 드라이 필터 장치는 예를 들어 에어 필터일 수 있다. 드라이 필터 장치는 세포, 포자, 화분, 곰팡이, 세균, 바이러스, 독소, 진균류 및 미생물과 같은 생물학적 입자를 포함한 마이크론 크기 입자를 포획할 수 있는 임의의 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 드라이 필터 장치는 폴리에스테르 펠트 필터, 다공성 멤브레인 필터, 또는 유리 섬유 필터일 수 있다. 드라이 필터 장치는 단일 사용의 필터, 또는 예를 들어 예컨대 본원에 참고로 인용되는, U.S. 특허출원 연계 No. 10/962,477(2004년 10월 13일 출원) 및 U.S. 특허출원 연계 No. 10/962,480(2004년 10월 13일 출원)에 기재된 것과 같은 흡수통(canister)으로부터 분배되는 물질의 롤에 배치된 연속 필터로서의 구성형태를 가질 수 있다. 다른 한 구현예에서, 수집기(20)의 여과 장치(22)는 습식 농축기이다. 예를 들어 스핀콘
어드밴스트 에어 샘플러(SpinCon
Advanced Air Sampler)(셉터 인더스트리즈 인코포레이티드(Sceptor Industries, Inc.))의 것과 같은 임의의 시중 입수가능한 습식 농축기가 사용될 수 있다.
도 2에 나와 있는 바와 같이, 여과 장치(22)가 공기 유동 F1에 노출될 때, 공기 샘플(5) 내의 에어로졸화 입자(5a)는 여과 장치(22) 내에 동반되게 된다. 수집기(20)를 통한 공기 유동 F1에 대한 샘플링 속도는 예를 들어 대략 400 내지 500 리터/분의 범위 내일 수 있다. 수집기(20)를 통한 공기 유동 F1에 대한 샘플링 시간은 예를 들어 대략 30분 내지 8시간의 범위 내일 수 있다. 샘플링 지속 시간은 조절 시스템(50) 내의 소프트웨어 파라미터에 의해 설정될 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 샘플링 속도는 대략 400 리터/분이고, 샘플링 시간은 대략 3시간이다. 부가적으로, 여과 장치(22)의 세공 크기는 인간 및(또는) 동물에 의해 흡입될 수 있는 입자(즉, 흡입성 입자)를 포획하도록 적합화될 수 있다. 예를 들어, 여과 장치(22)는 대략 1 ㎛ 내지 대략 10 ㎛의 크기를 갖는 입자를 수집하도록 적합화될 수 있다.
포획된 입자(5a)는 세척을 통해 여과 장치(22)로부터 액체 샘플(L1)로 회수될 수 있다. 입자(5a)의 회수를 위해 임의의 공지된 수동 또는 자동 세척 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 수집기(20)의 여과 장치(22)는 공기 전달 입자를 수집하고, 액체 샘플(L1)에 입자를 자동적으로 농축하는 습식 농축기(예컨대, 스핀콘
어드밴스트 에어 샘플러(셉터 인더스트리즈 인코포레이티드(Sceptor Industries, Inc.) 제조)이다. 다른 한 실시양태에서, 수집 유체(Fc)(예컨대, 물)는 여과 장치(22)(예컨대, 드라이 필터)가 수집 유체(Fc)에 침수될 때까지, (예컨대, 검출 시스템(10) 내의 외부 배관 및(또는) 채널을 통해) 수집기(20)로 (예컨대, 펌핑에 의해) 공급될 수 있다. 이 실시양태에서, 여과 장치(22)의 세척은 예를 들어, U.S. 특허출원 연계 No. 10/962,477 및 10/962,480에 기재된 바와 같은, 기계적 교반, 음파 처리 또는 침윤(즉, 여과 장치(22)를 통해 기체를 버블링하거나 침윤시키는 것)과 같은 임의의 공지 방법에 의해 달성될 수 있다. 세척의 결과로서, 입자(5a)가 여과 장치(22)로부터 제거되어 수집 유체로 전달됨으로써, 액체 샘플(L1)을 생성시킨다. 이어서, 액체 샘플(L1)은 제2 장치(40)에 전달될 수 있다.
제1 장치(30)는 또한 주위 공기를 샘플링하도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 제1 장치(30)는 주위 공기 내의 에어로졸화 입자를 한 부류 또는 카테고리로 분류하도록 적합화될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 보는 바와 같이, 공기 샘플(5)은 공기 유동 F3으로서 (예컨대, 팬 또는 공기 펌프에 의해) 제1 장치(30)에 끌려 들어가거나 그것에 강제 통과될 수 있다. 공기 샘플(5)이 제1 장치(30)를 통과할 때, 에어로졸화된 입자(5b)는 도 3에 나와 있는 바와 같이 기판(32)에 수집된다. 기판(32)은 예를 들어, 센서 표면일 수 있다. 기판(32)은 또한 임의의 적당한 여과 매체, 예컨대 예를 들어, 수집기(20)와 연관되어 상기 논의된 여과 장치들 중 임의의 것일 수 있다. 제1 장치(30)는 또한 기판(32) 상의 입자(5b)의 농축을 향상시키기 위해 가상 임팩터를 포함할 수 있다. 공기 샘플(5)은 공기 유동(F4)으로서 제1 장치(30)로부터 배출되고, 이는 주위 환경으로 직접 배출되거나, 수집기(20)로 흘러 들어가는 공기 유동(F1)과 조합될 수 있다. 제1 장치(30)를 통한 공기 유동 F3에 대한 샘플링 속도는, 예를 들어 대략 1 내지 10 리터/분 범위 내일 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 제1 검출기(30)는 연속적으로 작동되어, 입상물의 실시간 내지 근실시간 분석을 제공한다. 수집된 샘플은 기판(32) 상에 보유되거나, 상기 논의된 방법들 중 임의의 방법에 의해 액체 샘플로 세척될 수 있다.
제1 장치(30)는 또한 검출기를 포함할 수 있다. 검출기는 생물학적 입자를 검출하기 위한 임의의 적당한 검출기일 수 있다. 한 실시양태에서, 검출기는 예를 들어 형광 분광법을 이용하는 분광계이다. 이 실시양태에서, 검출기는 수집된 샘플에서 분자(예컨대, 수용체 분자)의 형광을 유도하도록 적합화된다. 검출기는 유도된 형광을 읽고, 그 읽은 값에 기초하여 입자(5b)의 부류를 결정한다. 한 실시양태에서, 부류는 입자(5b)를 광범위하게 분류하기 위해 사용된다. 예를 들어, 부류는 "세균류", "진균류", "독소" 및 "바이러스의 부류들을 포함할 수 있다. "다른 한 실시양태에서, 부류는 "비생물학적" 또는 "간섭적인 것과 같은 무효 명칭을 포함할 수 있다". 무료 명칭은, 예를 들어 입자(5b)가 잠재적 생물학적 위험(예컨대, 곰팡이, 화분, 기타 통상의 방해물)가 아님을 가리킨다. 대안적으로, 제1 장치(30)는 제1 장치(30)에 의해 잠재적 생물학적 위험이 아닌 입자(5b)가 등록되지 않도록(즉, 무시되도록) 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 장치(30)는 입자(5b)를 예비적으로 분류함으로써, 입자(5b)의 가능한 정체를 좁힐 수 있다. 예를 들어, 제1 장치(30)가 입자(5b)를 독소로 분류할 경우, 모든 세균류, 진균류 및 바이러스는 고려 대상에서 제외된다.
한 예시적 실시양태에서, 제1 장치(30)는 에코 테크놀로지즈 인코포레이티드(Echo Technologies, Inc.)에 의해 개발된 "스마트 트리거(smart trigger)" 기술을 이용하는 생물학적 검출 시스템(BDS)이다. BDS는 세균류, 포자, 독소 및 바이러스를 포함하는 제제의 광범위한 부류를 검출하고 구분하도록 적합화된 광학 센서를 이용한다. 에어로졸 샘플은 센서 표면 상에 직접 충돌되고, 센서 화학 작용은 생물학적 제제와 형광 수용체 분자 사이의 반응에 기초한다. BDS는 사용자 개입없이 작동될 수 있고, 에어로졸 샘플이 센서 표면에 직접 충돌되기 때문에, 유체성이 필요하지 않다.
제1 장치(30)는 임의의 공지 방식으로 검출 시스템(10)의 다른 요소들, 예컨대 수집기(20), 제2 검출기(40) 및(또는) 조절 시스템(50)에 연결되거나 그것과 통합될 수 있다. 대안적으로, 제1 장치(30)는 유선 또는 무선 원격 조종에 의해 조절 시스템(50)에 연결된 분리된 유니트일 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 제1 장치(30)는 손에 들고 다닐 수 있도록(handheld) 적합화된다. 예를 들어, 제1 장치(30)는 대략 2인치의 높이, 대략 2인치의 폭 및 대략 8인치의 길이를 가질 수 있다. 검출 시스템(10)은 또한 검출 시스템(10)이 광범위한 부위를 커버하도록 상이한 위치에 각기 배치될 수 있는, 다중 제1 장치(30) 및(또는) 다중 제 2 장치(40)를 포함할 수 있다.
제1 장치(30)는 실시간 또는 근실시간으로 입자(5b)를 분류하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 장치(30) 및(또는) 조절 시스템(50)은 제1 장치(30)가 대략 2분 이하 내에 입자(5b)를 검출하고 분류하도록 하는 소프트웨어 알고리즘 및(또는) 데이터베이스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 장치(30)는 급속 예비 유전적 검출을 제공하도록 적합화될 수 있다. 또한, 제1 장치(30)가 (입자가 특정 유기체 또는 제제인지의 여부를 결정하기보다) 입자가 속하는 광범위한 부류를 결정하기 때문에, 제1 장치(30)는 특정 유기체 또는 제제를 검출하도록 설계된 센서에 의해 놓치게 될 수 있는 미지 또는 유전적으로 개질된 공기 전달입자(예컨대, 바이오에어로졸)를 포함하는 환경에 매우 적합하다. 또한, 제1 장치(30)에 의해 제공되는 부류는 제2 장치(40)에 의해 수행되는 시험에 대한 요건을 복합화하는 것을 감소시킨다. 예를 들어, 제1 장치(30)가 세균제(즉, "세균류")를 검출하는 경우, 단지 세균제에 대한 시험(예컨대, PCR 시험)만이 제2 장치(40)에 의해 수행될 것이다. 따라서, 제2 장치(40)에 의해 수행되는 분석물의 수가 감소되고, 이로써 시험에 필요한 소모재의 양, 분석 시간 및 조작 비용이 감소된다.
제2 장치(40)는 수집기(20)에 의해 생성된 액체 샘플(L1)(예컨대, 반응 혼합물) 내에 함유된 입자(5a)의 정체를 결정하도록 구성될 수 있다. 한 실시양태에서, 제2 장치(40)는 수집기(20)로부터 액체 샘플(L1)을 받고, (예컨대, 분해, 정제 및(또는) 액체 샘플(L1)로의 반응 유체(Rc)의 첨가에 의해) 분석용 액체 샘플(L1)을 제조한다. 이어서, 제2 장치(40)는 액체 샘플(L1)을 분석하여, 입자(5a)의 정체를 결정한다. 예를 들어, 제2 장치(40)는 세균제[예컨대, 바실러스 안트라시스(Bacillus anthracis)(탄저균), 비브리오 콜레라에(Vibrio cholerae)(콜레라), 부르크홀데리아 말레이(Burkholderia mallei)(점막마비저), 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis)(페스트), 프란시셀라 툴라렌시스(Francisella tularensis)(야토병), 살모넬라 타이피(Salmonella typhi)(장티푸스)]; 바이러스제[예컨대, 바리올라 바이러스(천연두 유발 바이러스), 베네주엘란 에퀸 엔세팔리티스(Venezuelan equine encephalitis)(VEE) 바이러스, 웨스턴 에퀸 엔세팔리티스(western equine encephalitis)(WEE) 바이러스, 이스턴 에퀸 엔세팔리티스(eastern equine encephalitis)(EEE) 바이러스, 에볼라(Ebola) 바이러스]; 독소제[예컨대, 리신, 포도상구균 장독소 B(SEB), 보튤리눔 독소, 트리코테센 마이코톡신스(trichothecene mycotoxins)]; 및(또는) 진균제에 대해 액체 샘플(L1)을 시험하도록 적합화될 수 있다. 진균제(예컨대, 포자)는 주위 조건에서 통상적이며, 전형적으로 허위 경보의 원인이 된다. 따라서, 진균제 부류(또는 채널)을 제1 장치(30)에 혼입시키는 것은 허위 경보를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 전체 시스템 수명 비용을 감소시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 입자(5a)를 식별하기 위해 제2 장치(40)가 사용될 수 있다.
제2 장치(40)는 수집기(20)로부터 액체 샘플(L1)을 받도록 적합화될 수 있다. 액체 샘플(L1)은 예를 들어 펌프의 힘으로 검출 시스템(10) 내의 미세유동성 채널을 통해 제2 장치(40)에 전달될 수 있다. 대안적으로, 액체 샘플(L1)은 제2 장치(40) 내에 삽입되거나 장착되도록 구성되는 반응 용기 또는 샘플 홀더에 전달될 수 있다. 샘플 홀더는 예를 들어, 본원에 참고로 인용되는, U.S. 특허출원 연계 No. 10/737,037(2003년 12월 4일 출원), 및 U.S. 특허출원 연계 No. 10/852,684(2004년 5월 25일 출원)에 기재된 샘플 홀더와 같은 임의의 공지 샘플 홀더일 수 있다. 제2 장치(40)는 또한 기록 목적을 위해 액체 샘플의 적어도 일부분을 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 장치(40)는 이전 샘플 기간으로부터의 액체 샘플의 독립적 기록을 위한 저장실(48)을 포함할 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 제2 장치(40)는 이전 조작 5일간의 샘플(예컨대, 대략 40개 샘플)에 대한 저장 용량을 포함한다. 부가적으로, 제2 장치(40)는 주기적으로 퍼징되고(되거나) 임의의 공지 방식으로 수동적으로 또는 자동적으로 세정될 수 있는 폐기물실(49)을 포함할 수 있다.
액체 샘플(L1)은 제2 장치(40)에 전달되기 전 또는 후에 임의의 공지 방식으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 반응 유체(Rc), 예컨대 시약, 완충제 및(또는) 프라이머를 액체 샘플(L1)에 첨가할 수 있다. 액체 샘플을 또한 용해시킴으로써 액체 샘플(L1) 내의 입자(5a)로부터 핵산을 회수할 수 있다. 입자(5a)는 초음파처리, 기계적 교반, 균질화 또는 침윤과 같은 임의의 공지 방식으로 용해될 수 있다. 한 실시양태에서, 수집기(20)는 예를 들어, U.S. 특허출원 연계 No. 10/962,480에 기재된 바와 같은 음파처리기, 기계적 교반기 또는 침윤기를 포함한다. 다른 한 실시양태에서, 제2 장치(40)는 세포 용해를 위해 음파처리 모듈을 포함한다. 음파처리 모듈은 예를 들어 대략 60 초 내에 1 ml 샘플에서 세균 포자를 분해할 수 있는 저동력 마이크로유동성 음파처리기일 수 있다. 마이크로플루이딕 시스템즈 인코포레이티드(MicroFluidic Systems, Inc.) 또는 퍼시픽 노쓰웨스트 내쇼널 라보라토리즈(Pacific Northwest National Laboratories)에 의해 제조된 음파처리 모듈과 같은 임의의 적당한 시판용 음파처리 모듈이 사용될 수 있다.
용해 공정이 입자(5a)로부터 핵산을 해리시킨 후, 핵산은 임의의 공지 방식으로 제2 액체 샘플(농축된 샘플)로 임의적으로 정제되어, 감도를 향상시킬 수 있다. 한 실시양태에서, 수집기(20)는 예를 들어 U.S. 특허출원 연계 No. 10/962,477에 기재된 바와 같은 핵산의 정제를 위한 제2 여과 장치를 포함한다. 다른 한 실시양태에서, 제2 장치(40)는 작은 부피의 고농축 핵산을 포획하고 세척하며 용리하기 위한 정제 모듈을 포함한다. 정제 모듈은 예를 들어 실(chamber)(예컨대, 12 ㎕ 실) 내에 큰 표면적을 창출하는, 마이크로필러(micropillar)로 구성된 미세기기에 의한 실리콘 구조를 갖는 정제 칩을 포함할 수 있다. 샘플 농도는 감도를 향상시키고, 검출 시스템(10)이 각 시험에 대한 샘플 및 시약(들)의 사용량을 보다 작게 한다.
제2 장치(40)는 액체 샘플(L1)(또는 농축된 액체 샘플) 및 기타 유체, 예컨대 시약, 완충제, 프라이머 및 폐기물을 취급하고 처리하도록 적합화될 수 있다. 예를 들어, 제2 장치(40)는 유체 취급을 위한 마이크로유동성 매니폴드 및 펌프, 및 유체 혼합, 처리 및 분해를 위한 실을 포함할 수 있다. 제2 장치(40)는 예를 들어 본원에 참고로 인용되는 U.S. 특허 No. 6,374,684에 기재된 시스템과 같은, 임의의 공지의 유체 처리 및 취급 시스템을 이용할 수 있다. 제2 장치(40)는 또한 액체 샘플(L1)을 시험하고(하거나) 액체 샘플(L1) 내의 핵산을 증폭시키기 위한 열 사이클러를 포함할 수 있다. 열 사이클러는 예를 들어 본원에 참고로 인용되는 U.S. 특허출원 연계 No. 10/837,745(2004년 5월 4일 출원)에 기재된 열 사이클러와 같은 임의의 공지 열 사이클러일 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 제2 장치(40)는 분취량의 액체 샘플에 대해 다중 시험이 (독립적으로 또는 동시에) 수행될 수 있도록 병행 배치된 열 사이클러의 어레이를 포함한다.
제2 장치(40)는 액체 샘플 L1(또는 농축된 액체 샘플)을 시험하여, 액체 샘플 내의 입자(5a)의 정체를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 나와 있는 바와 같이, 제2 장치(40)는 액체 샘플 또는 이미지화 소스를 시험하기 위한 식별 모듈(42), 및 시험 결과를 읽도록 구성되는 검출기(44)를 포함할 수 있다. 제2 장치(40)는 단일 식별 모듈(42)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 장치(40)는 병행 배치되어 독립적으로 또는 동시에 작동되도록 적합화될 수 있는 식별 모듈들(42)의 어레이(46)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 어레이(46)는 제2 장치(40)가 독립적으로 상이한 때에, 또는 동시에 다중 분취량의 액체 샘플을 분석할 수 있도록 한다. 한 예시적 실시양태에서, 제2 장치는 20개 이상의 생물학적 제제의 동시 분석을 가능하게 하는 20개 이상의 식별 모듈들(42)의 어레이를 포함한다. 유사하게, 검출기(44)는 다중 시험의 결과가 동시에 읽혀질 수 있도록 하기 위해 다중 검출기(44)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 단일 및(또는) 다중 시험 결과를 읽도록 적합화된 단일 검출기(44)가 사용될 수 있다. 이에 따라, 제2 장치(40)는 수가지 상이한 생물학적 제제들에 대한 시험 및 그 시험 결과의 분석을 행함으로써, 입자(5a)를 식별하는데 필요한 시간을 단축시키도록 적합화될 수 있다.
한 실시양태에 따라, 식별 모듈(42)은 도 5에 나와 있는 바와 같이 폴리머라제 사슬 반응(PCR) 모듈(42a)을 포함할 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, PCR 모듈(42a)에는 상기 열 사이클러가 혼입되어 있다. PCR 모듈(42a)은 입자(5a)의 결정성을 결정하기 위한 임의의 공지 PCR 시험을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, PCR 모듈(42a)에 의해 수행되는 시험은 측면 유동 항체 검정일 수 있다. 한 실시양태에서, 공지되어 있는 (도 6에 도시된) 측면 유동 스트립을 이용하여 측면 유동 항체 검정이 수행된다. 작동 중, 액체 샘플은 임의의 공지 방식으로 측면 유동 스트립에 적용된다. 예를 들어, 액체 샘플은 측면 유동 스트립 상에 배치되어, 스트립에 꼬여 있는 흡수성 패드와 접촉될 수 있다. 소정의 시험 간격(예컨대, 20분) 후에, 검출기(44)는 측면 유동 스트립을 읽어, 특정 생물학적 제제가 액체 샘플 내에 존재하는지의 여부를 결정한다. 검출기(44)는 예를 들어, 광전증배관 및(또는) CCD 카메라와 같은 임의의 적당한 검출기일 수 있다.
다른 한 실시양태에 따라, 식별 모듈은 경쟁적 항체-항원 검정을 수행하도록 구성될 수 있고, 검출기(44)는 경쟁적 항체-항원 검정의 결과를 읽도록 구성되는 발광측정기(luminometer)일 수 있다.
식별 모듈(42)은 상기 시험들에 제한되지 않으나, 임의의 적당한 시험 또는 검정, 예컨대 임의의 세균류, 진균류, 독소 또는 바이러스의 검출을 위한 검정을 수행하도록 구성될 수 있다. 한 실시양태에서, 검정은 예를 들어, 리신, SEB 및 보툴리눔 독소와 같은 독소의 검출을 위한 검정을 제공하는, 스미쓰 디텍션 인코포레이티드(Smiths Detection Inc.)가 개발한 면역-PCR(I-PCR) 검정이다. I-PCR 검정은 I-PCR 검정에서 식별 항체(예컨대, 리신)를 다른 항체(예컨대, SEB 또는 보툴리눔)로 대체함으로써 각종 독소들에 대한 검정을 제공하도록 변형될 수 있다.
다른 한 실시양태에 따라, 제2 장치(40)의 식별 모듈(42)은 도 7에 나와 있는 바와 같이 표면 플라스몬 공명(surface plasmon resonance)(SPR) 칩(42b)을 포함할 수 있다. 작동 중, 액체 샘플은 SPR 칩 상에 유동되어, 액체 샘플은 SPR 칩 상에 고정화된 수용체와 접촉한다. 소정의 시간 간격(예컨대, 20분) 후에, 검출기(44)는 SPR 칩을 읽어, 특정한 생물학적 제제가 액체 샘플 내에 존재하는지의 여부를 결정한다. 검출기(44)는 예를 들어 표면 플라스몬 공명 검출기와 같은 임의의 적당한 검출기일 수 있다.
한 예시적 실시양태에서, 제2 장치(40)에 의해 수행되는 시험(들)은 제1 장치(30)가 제공하는 부류에 기초하여 조절 시스템(50)에 의해 선택된다. 이에 따라, 조절 시스템(50)은 제2 장치(40)가 입자(5b)의 부류에 따라 세균제, 바이러스제, 진균제 또는 독소제에 대해 입자(5a)를 시험하는지의 여부를 결정한다. 예를 들어, 제1 장치(30)가 입자(5b)를 세균류로 분류하는 경우, 조절 시스템(50)은 제2 장치(40)로 하여금 세균제에 대해서만 입자(5a)를 시험하도록 지시한다. 마찬가지로, 제1 장치(30)가 입자(5b)를 바이러스로 분류하는 경우, 조절 시스템(50)은 제2 장치(40)로 하여금 바이러스제에 대해서만 시험하도록 지시한다. 제1 장치(30)가 입자(5b)를 진균류로 분류하는 경우, 조절 시스템(50)은 제2 장치(40)로 하여금 진균제에 대해서만 시험하도록 지시한다. 제1 장치(30)가 입자(5b)를 독소로 분류하는 경우, 조절 시스템(50)은 제2 장치(40)로 하여금 독소제에 대해서만 시험하도록 지시한다. 다른 한 실시양태에서, 제1 장치(30)가 입자(5b)를 비생물학적인 것, 간섭적인 것 및(또는) 무해한 것으로 분류하는 경우, 조절 시스템(50)은 제2 장치(40)로 하여금 입자(5a)를 시험하지 않도록 지시한다.
제2 장치(40)는 비교적 짧은 시간에 입자(5a)의 정체를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 제2 장치(40) 및(또는) 조절 시스템(50)은 입자(5a)가 수집기(20)에 의해 포획된 후, 대략 1시간 이내에 제2 장치(40)가 입자(5a)를 검출하고 분류할 수 있도록 하는 소프트웨어 알고리즘 및(또는) 데이터베이스를 포함할 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 제2 장치는 스미쓰 디텍션 인코포레이티드가 개발한 바이오-씨크(BIO-SEEQ)
의 구성형태를 포함한다. (도 5에 나와 있는) 바이오-씨크
는 생물학적 제제를 식별하기 위해 PCR을 이용하도록 구성될 수 있는, 손에 들고 다닐 수 있는 기기이다. 한 실시양태에서, 기기는 유해한 병원균의 존재에 대해 6개의 독립된 샘플을 분석할 수 있고, 중량이 (시중 입수가능한 배터리 포함하여) 대략 6.5 lb이며, 크기가 대략 1 ft3 미만이다. 다른 한 실시양태에서, 제2 장치(40)는 마이크로플루이딕 시스템즈 인코포레이티드가 개발한 자동화 미세유동성 플랫폼을 포함한다.
조절 시스템(50)은 검출 시스템(10)의 작동을 모니터링하고 조절하며, 제1 장치(30) 및 제2 장치(40)로부터 수득된 데이터를 분석하도록 구성될(예컨대, 프로그래밍될) 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 조절 시스템(50)은 조절 시스템(50)이 상기된 바와 같이 제1 장치(30)에 의해 제공되는 부류에 기초하여 제2 장치(40)에 의해 수행되는 시험(들)을 선택할 수 있도록 하는 소프트웨어를 포함한다. 조절 시스템(50)은 또한 제1 장치(30)가 입자(5b)의 부류를 결정한 후에 제2 장치(40)에서의 시험을 개시하도록 프로그래밍될 수 있다. 부가적으로, 조절 시스템(50)은 예를 들어, 수집기(20) 및 제1 장치(30)로의 공기의 흡입을 조절하고(하거나); 수집 유체(Fc)의 수집기(20)로의 전달 및 여과 장치(22)의 세척을 조절하며(하거나); 수집기(20)에서 제2 장치(40)로의 액체 샘플(L1)의 전달을 조절하고(하거나); 제2 장치(40) 내의 액체 샘플(L1)의 처리 및 분석을 조절하고(하거나); 임의의 다른 조작 기능을 조절하는 것과 같은 일반적 조절 기능들을 수행하도록 적합화될 수 있다.
조절 시스템(50)은 예를 들어, 마이크로프로세서를 포함한 임의의 공지 컴퓨터 하드웨어 및(또는) 소프트웨어를 포함할 수 있다. 조절 시스템(50)은 또한 정보 표시용 그래프 사용자 인터페이스, 및 사용자 입력 장치, 예컨대 키보드 및(또는) 마우스를 포함하여, 사용자에게 조절 시스템(50)과 상호작용할 수 있도록 할 수 있다. 조절 시스템(50)은 휴대용 크기일 수 있고, 예를 들어 랩탑 컴퓨터 및(또는) 손에 들고 다닐 수 있는 퍼스널 데이터 보조장치를 포함할 수 있다. 조절 시스템(50)은 또한 검출 시스템(10)이 원격 조절될 수 있도록 하는 무선 통신 시스템을 포함할 수 있다. 조절 시스템(50)은 부가적으로 예를 들어 배터리와 같은 임의의 공지 전원이거나, 라인 전압을 이용할 수 있는 전원을 포함한다.
한 실시양태에 따라, 조절 시스템(50)은 검출 시스템(10) 내에 포함된 각 센서 시스템으로부터의 데이터를 수집하도록 구성된다. 예를 들어, 조절 시스템(50)은 제1 장치(30) 내의 검출기로부터의 정보 (예컨대, 입자(5b)의 부류), 및 제2 장치(40) 내의 검출기(44)로부터의 정보(예컨대, 입자(5a)의 정체)를 받도록 적합화될 수 있다. 받은 정보에 기초하여, 조절 시스템(50)은 경보를 발하고(하거나), 임의의 다른 시스템에서의 모니터링 및(또는) 시험을 개시하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 조절 시스템(50)이 카테고리가 "세균류"라는 신호를 제1 장치(30)로부터 받는 경우, 조절 시스템(50)은 제2 장치(40)로 하여금 액체 샘플(L1)에게 세균제에 대해 시험하도록 하는 명령을 내릴 수 있다. 한 실시양태에서, 첫 번째 분취량의 액체 샘플을 첫 번째 세균제(예컨대, 탄저균)에 대해 시험할 수 있고, 두 번째 분취량의 액체 샘플을 두 번째 세균제에(예컨대, 콜레라)에 대해 시험할 수 있으며, 세 번째 분취량의 액체 샘플을 세 번째 세균제(예컨대, 페스트)에 대해 시험할 수 있다.
조절 시스템(50)은 샘플링 및 분석이 소정의 스케줄에 따라 수행되는 정상적 작동을 위한 구성형태를 가질 수 있다. 대안적으로, 정상적 작동 조건은 제1 장치(30)와 함께 수집기(20)를 동시에 연속적으로 작동시키는 것을 포함할 수 있다. 제1 장치(30)가 한 가능한 유해물을 검출하는 경우, 수집기(20)는 액체 샘플을 분석을 위해 제2 장치(40)로 보내도록 지시할 수 있다. 한 가능한 유해물이 제1 장치(30)에 의해 검출되지 않는 경우, 검출 시스템(10)은 정상적 작동 조건 하에서 계속된다. 잠재적으로 유해한 부류의 입자의 검출 시(즉, 추정적 양성 결과), 조절 시스템(50)은 모든 주변 시스템들(예컨대, 제2 장치(40) 내의 검출기(44))으로 하여금 시험을 개시하도록 명령할 수 있다. 이에 따라, 조절 시스템(50)은 인지된 위협에 자동적으로 반응함으로써, 인지된 위협을 식별하고, 위협의 최초 반응자에게 통지하기 위한 시간을 줄이도록 적합화될 수 있다. 그 결과로서, 오염 부위는 효과적으로 제거될 수 있고, 유해한 바이오에어로졸의 분산이 감소될 수 있다.
한 예시적 실시양태에서, 조절 유니트(50)는 검출 시스템(10)의 완전 원격 작동을 가능하게 하는, 리치아디 테크놀로지즈 인코포레이티드(Ricciardi Technologies, Inc.)(RTI)가 개발한 센서뷰(SensorView)TM 플랫폼에 기초한 통신 네트워크를 포함한다. 센서뷰TM 플랫폼은 분배된 센서의 관리를 위한 명령, 조절 및 모니터링 시스템이다. 예를 들어, 센서뷰TM 플랫폼은 플러그를 제공하고, RS-232, RS-422, RS-485 및 에터넷(Ethernet)을 포함한 상이한 인터페이스들 상에 다양한 센서 유형들을 연결할 수 있는 능력을 발휘하도록 적합화될 수 있다. 플랫폼은, 사용자에게 다양한 유형의 다중 센서를 (국소적으로 및 원격으로) 명령, 조절 및 모니터링할 수 있도록 하고, 검출된 사건과 연관된 실시간 위치 및 기상학적 데이터를 제공하기 위한 GPS 및 기상학적 센서 옵션을 포함할 수 있다. 센서뷰TM 플랫폼은 부가적으로 안전한 암호화 무선 통신 및 안전한 웹 액세스를 제공할 수 있다.
검출 시스템(10)이 한 위치에서 다른 한 위치로 수송될 수 있도록, 검출 시스템(10)은 휴대가능하고(하거나) 이동가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 검출 시스템(10)의 크기는 대략 6 ft3 이하일 수 있다. 부가적으로, 검출 시스템(10)의 중량은 약 40 파운드 내지 약 60 파운드의 범위 내일 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 중량은 약 50 파운드 이하이다. 이에 따라, 장치(10)는 사용자가 장치(10)를 각종 위치들로 수송할 수 있도록 하는 물리적 크기 및 중량을 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 검출 시스템(10)은 차량, 예컨대 군사용 차량, 경찰차, 소방차, 구급차 또는 HAZMAT 차량에 탑재될 수 있다. 검출 시스템(10)은 또한 사용자가 검출 시스템(10)을 한 위치에서 다른 한 위치로 굴릴 수 있도록 하는 다리바퀴(caster) 및(또는) 바퀴를 갖는 수레(dolly) 상에 탑재될 수도 있다. 대안적으로, 검출 시스템(10)은 건물, 기차역 또는 주요도시 수송 시스템의 내부 또는 외부 위치, 또는 군부대 위치, 위락시설 또는 도시 지구와 같은 외부(옥외, 또는 바깥) 위치에서와 같은 정지 위치에 장착될 수 있다.
검출 시스템(10)은 또한 인클로저(60)를 포함할 수 있다. 도 8에서 보는 바와 같이, 인클로저(60)는 검출 시스템(10)의 일부분 이상을 내장한다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 제1 장치(30) 및 제2 장치(40)는 인클로저(60) 내에 내장되고, 한편 수집기(20)는 인클로저(60)의 외부에서 탑재된다. 한 예시적 실시양태에서, 검출 시스템(10)의 모든 구성요소들은 인클로저(60) 내에 내장된다. 인클로저(60)의 크기는 인클로저에 내장될 구성요소들의 수에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 인클로저(60)의 폭은 대략 24 내지 36 인치의 범위 내일 수 있고; 인클로저(60)의 깊이는 대략 24 내지 36 인치의 범위 내일 수 있으며; 인클로저(60)의 높이는 대략 24 내지 36 인치의 범위 내일 수 있다. 부가적으로, 인클로저(60)는 코킹, 절연 및 기타 밀봉 구조를 포함한 임의의 공지 수단에 의해 밀봉될 수 있다. 인클로저(60)는 검출 시스템(10)의 각종 구성요소들을 내장하기 위해 다중 인클로저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출 시스템(10)의 구성요소들이 각종 위치들(예컨대, 각각 상이한 위치에 배치된 다중 제1 장치(30) 및(또는) 다중 제2 장치(40))에 분포될 때, 각 분포된 구성요소는 분리된 인클로저에 내장될 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 인클로저(60)는 NEMA-4 등급의 환경적 인클로저이다.
인클로저(60)는 또한 온도 및 습도 센서와 같은 센서, 및 환경적 조절 시스템을 포함할 수 있다. 환경적 조절 시스템은 임의의 공지된 가열, 통풍 및 에어컨디셔닝(HVAC) 유니트, 예컨대 예를 들어, 히터, 에어컨디셔너(냉각 유니트), 가습기, 탈습기 및(또는) 입상물 여과 유니트, 예컨대 써모일렉트릭 쿨링 아메리카 코포레이션(Thermoelectric Cooling America Corporation)제 환경적 조절 시스템일 수 있다. 조절 유니트(50)는 인클로저(60) 내의 환경을 모니터링하고 조절하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(예컨대, 써미스터, 열전대, RTD)로부터의 데이터가 인클로저(60) 내의 온도가 소정의 값 미만으로 떨어졌음을 가리킬 때, 가열 유니트가 활성화될 수 있다. 마찬가지로, 온도 센서로부터의 데이터가 인클로저(60) 내의 온도가 소정의 값을 초과함을 가리킬 때, 냉각 유니트가 활성화될 수 있다. 조절 유니트(50)는 인클로저 내의 온도를 대략 10℃ 내지 30℃의 범위 내로 유지시키도록 구성될 수 있다. 한 예시적 실시양태에서, 인클로저 내의 온도는 대략 18℃로 유지된다.
작동 시에, 본 발명의 한 실시양태에 따라, 검출 시스템(10)을 이용하는 에어로졸화된 입자의 분석 방법은 도 9에 나와 있는 하기 단계들을 포함한다. 단계 S1에서, 주위 공기는 수집기(20) 및 제1 장치(30)에 의해 샘플링된다. 단계 S2에서, 제1 입자(예컨대, 입자(5a))는 수집기(20)에 의해 포획된다. 단계 S3에서, 수집기(20)는 제1 입자를 포함하는 액체 샘플을 생성시킨다. 단계 S4에서, 제1 장치(30)는 주위 공기로부터의 제2 입자(예컨대, 입자(5b))를 분석하여, 제2 입자의 부류를 결정한다. 예를 들어, 부류는 "세균류", "진균류", "바이러스" 또는 "독소"를 포함할 수 있다. 단계 S5에서, 조절 시스템(50)은 제2 입자의 부류에 기초하여 제1 입자의 정체를 결정하기 위한 시험을 선택한다. 예를 들어, 단계 S5a에서, 부류가 "세균류"인 경우, 세균제에 대한 PCR 검정이 선택된다. 단계 S5b에서, 부류가 "진균류"인 경우, 진균제에 대한 PCR 검정이 선택된다. 단계 S5c에서, 부류가 "바이러스"인 경우, 바이러스제에 대한 PCR 검정이 선택된다. 단계 S5d에서, 부류가 "독소"인 경우, 독소제에 대한 PCR 검정이 선택된다. 단계 S6에서, 장치(40)는 액체 샘플에 대해 선택된 시험을 행한다.
이에 따라, 상기 실시양태들은 미지의 공기 전달 입자를 수집하고 분석하며 식별하기 위한 검출 시스템 및 방법을 제공한다. 검출 시스템은 수집된 입자를 식별하기 위한 시험을 개시하기 전에, 수집된 입자를 분류함으로써 시험 복합화 요건을 감소시키도록 구성될 수 있다. 그 결과로서, 보다 적은 수의 시험들이 수행되고, 보다 적은 양의 시약 및 소모재가 요구된다. 따라서, 검출 시스템은 휴대용 및(또는) 실시간 분석을 위해 적합화될 수 있고, 이에 따라 생명을 위협하는 생물학적 위험이 현지 및 현장에 존재하는지의 여부를 결정하기 위해 시설 보안 전문가, 군대 및 최초 반응자가 사용하기에 적합하다.
이와 같은 본 발명의 개시 내용에 따라, 당업자는 본 발명의 범주 내에서 다른 실시양태들 및 변형들이 있을 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에서 본 개시 내용으로부터 당업자에 의해 달성될 수 있는 모든 변형들은 본 발명의 추가 실시양태로 포괄되도록 한다. 본 발명의 범주는 하기 특허청구범위에 설명된 바대로 한정되도록 한다.
Claims (48)
- 에어로졸 내에 함유된 제1 입자를 포획하기 위한 수집기;에어로졸 내에 함유된 제2 입자의 부류를 결정하기 위한 제1 장치;제1 입자의 정체를 결정하기 위한 제2 장치; 및제1 장치에 의해 결정되는 부류에 기초하여 제2 장치에 의해 수행되는 시험을 선택하도록 구성되는 조절 시스템을 포함하는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제2 장치가 세균류, 진균류, 독소 및 바이러스로 구성되는 군으로부터 부류를 선택하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제1 입자 및 제2 입자가 생물학적 입자인 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 휴대가능하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 차량에 탑재되도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 손에 들고 다닐 수 있는(handheld) 검출 시스템인 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 정지 물체에 탑재되도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 빌딩 내에 장착되도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 옥외 장소에 장착되도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 크기가 대략 6 ft3(0.170 m3)이하인 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 수집기가 주위 공기를 샘플링하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 수집기가 흡입성(respirable) 입자를 포획하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 수집기가 대략 1 ㎛ 내지 대략 10 ㎛ 범위의 크기를 갖는 입자를 수집하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 수집기가 습식 농축기를 포함하는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 수집기가 드라이 필터를 포함하는 검출 시스템.
- 제15항에 있어서, 드라이 필터를 자동으로 세척하기 위한 구조를 더 포함하는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 수집기가 제1 입자를 함유하는 액체 샘플을 생성시키도록 구성되는 검출 시스템.
- 제17항에 있어서, 수집기가 액체 샘플을 제2 장치에 제공하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제1 장치가 주위 공기를 샘플링하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제1 장치가 제2 입자의 형광을 유도하고, 유도된 형광을 분석하여 제2 입자의 부류를 결정하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제1 장치가 대략 2분 이하에 제2 입자의 부류를 결정하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제2 장치가 폴리머라제 사슬 반응 모듈을 포함하는 검출 시스템.
- 제22항에 있어서, 제1 장치가 제2 입자의 부류가 세균류인 것으로 결정할 때 조절 시스템이 세균제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 시험을 선택하도록 구성되고(되거나); 제1 장치가 제2 입자의 부류가 진균류인 것으로 결정할 때 조절 시스템이 진균제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 시험을 선택하도록 구성되고(되거나); 제1 장치가 제2 입자의 부류가 바이러스인 것으로 결정할 때 조절 시스템이 바이러스제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 시험을 선택하도록 구성되고(되거나); 제1 장치가 제2 입자의 부류가 독소인 것으로 결정할 때 조절 시스템이 독소제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 시험을 선택하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제22항에 있어서, 조절 시스템에 의해 선택되는 시험들 중 하나가 세균제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 시험, 진균제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 시험, 바이러스제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 시험 및(또는) 독소제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 시험을 포함하는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제2 장치가 폴리머라제 사슬 반응 모듈들의 배열을 포함하는 검출 시스템.
- 제25항에 있어서, 폴리머라제 사슬 반응 모듈들이 동시에 작동할 수 있는 검출 시스템.
- 제25항에 있어서, 폴리머라제 사슬 반응 모듈들이 독립적으로 작동할 수 있는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제2 장치가 측면 유동 항체 검정을 수행하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제28항에 있어서, 제2 장치가 측면 유동 스트립을 포함하는 검출 시스템.
- 제29항에 있어서, 제2 장치가 측면 유동 스트립을 읽도록 구성되는 이미지화 소스를 포함하는 검출 시스템.
- 제30항에 있어서, 이미지화 소스가 광전증배관 및(또는) CCD 카메라를 포함하는 검출 시스템.
- 제29항에 있어서, 조절 시스템이 제1 장치에 의해 결정되는 부류에 기초하여 측면 유동 스트립을 선택하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제2 장치가 경쟁적 항체-항원 검정을 수행하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제33항에 있어서, 제2 장치가 경쟁적 항체-항원 검정의 결과를 읽도록 구성되는 발광측정기(luminometer)를 포함하는 검출 시스템.
- 제33항에 있어서, 조절 시스템이 제1 장치에 의해 결정되는 부류에 기초하여 경쟁적 항체-항원 검정을 선택하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제2 장치가 표면 플라스몬 공명 칩을 포함하는 검출 시스템.
- 제36항에 있어서, 조절 시스템이 제1 장치에 의해 결정되는 부류에 기초하여 표면 플라스몬 공명 칩을 선택하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제1 입자가 수집기에 의해 포획된 후 대략 1시간 이하 이내에 제2 장치가 제1 입자의 정체를 결정하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 조절 시스템이 검출 시스템의 작동을 조절하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 조절 시스템이 검출 시스템의 원격 조절을 위한 무선 통신 시스템을 포함하는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 제1 장치가 제2 입자의 부류를 결정한 후, 조절 시스템이 제2 장치에서 시험을 개시하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제1항에 있어서, 검출 시스템의 적어도 일부분을 둘러싸기 위한 인클로저(enclosure)를 더 포함하는 검출 시스템.
- 제42항에 있어서, 조절 시스템이 인클로저 내의 온도를 조절하도록 구성되는 검출 시스템.
- 제42항에 있어서, 조절 시스템이 인클로저 내의 온도를 대략 10℃ 내지 30℃의 범위 내로 유지시키도록 구성되는 검출 시스템.
- 제42항에 있어서, 조절 시스템이 인클로저 내의 온도를 대략 18℃로 유지시키도록 구성되는 검출 시스템.
- 주위 공기를 샘플링하고;주위 공기로부터 제1 입자를 포획하고;제1 입자를 포함하는 액체 샘플을 생성시키고;주위 공기로부터 제2 입자를 분석하여 제2 입자의 부류를 결정하고;제2 입자의 부류에 기초하여 제1 입자의 정체를 결정하기 위한 시험을 선택하고;액체 샘플을 시험하는 것을 포함하는, 공기 전달 입자의 분석 방법.
- 제46항에 있어서, 부류에 세균류, 진균류, 바이러스 및 독소가 포함되는 방법.
- 제47항에 있어서, 부류가 세균류일 때 세균제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 검정을 수행하고, 부류가 진균류일 때 진균제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 검정을 수행하며, 부류가 바이러스일 때 바이러스제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 검정을 수행하고, 부류가 독소일 때 독소제에 대한 폴리머라제 사슬 반응 검정을 수행하는 것을 더 포함하는 방법.
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