KR20090128891A - 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치 - Google Patents

회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090128891A
KR20090128891A KR1020080054866A KR20080054866A KR20090128891A KR 20090128891 A KR20090128891 A KR 20090128891A KR 1020080054866 A KR1020080054866 A KR 1020080054866A KR 20080054866 A KR20080054866 A KR 20080054866A KR 20090128891 A KR20090128891 A KR 20090128891A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
optical element
disk
transmitting optical
light transmitting
Prior art date
Application number
KR1020080054866A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101416694B1 (ko
Inventor
황인덕
이정건
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020080054866A priority Critical patent/KR101416694B1/ko
Priority to US12/257,676 priority patent/US20090308746A1/en
Priority to EP09162222A priority patent/EP2133151A1/en
Publication of KR20090128891A publication Critical patent/KR20090128891A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101416694B1 publication Critical patent/KR101416694B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N35/00069Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides whereby the sample substrate is of the bio-disk type, i.e. having the format of an optical disk
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76Chemiluminescence; Bioluminescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0803Disc shape

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

본 발명은 미세유동 디스크 내의 반응 챔버에서 발생한 광의 검출 효율이 향상되고 인접한 반응 챔버와의 크로스토크가 저감된 시료 분석 장치에 관한 것이다. 본 발명의 양호한 실시예에 따른 시료 분석 장치는, 시약과 시료가 반응하기 위한 다수의 반응 챔버들이 마련된 회전 가능한 디스크; 상기 디스크를 회전시키기 위한 회전 구동부; 및 상기 반응 챔버에서 발생한 광을 검출하기 위한 광검출부;를 포함하며, 상기 광검출부는, 광을 수광하여 전기적 신호를 발생시키는 광검출 소자; 및 상기 반응 챔버에서 발생한 광을 수광하여 상기 광검출 소자로 전달하는 광전달 광학 소자;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치{Analysing apparatus using rotatable microfluidic disk}
본 발명은 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 미세유동 디스크 내의 반응 챔버에서 발생한 광의 검출 효율이 향상되고 인접한 반응 챔버와의 크로스토크가 저감된 시료 분석 장치에 관한 것이다.
환경 모니터링, 식품 검사, 의료 진단 분야 등 다양한 응용 분야에서 시료를 분석하는 다양한 방법들이 개발되어 있으나, 기존의 검사 방법은 많은 수작업과 다양한 장비들을 필요로 한다. 정해진 프로토콜(protocol)에 의한 검사를 수행하기 위하여, 숙련된 실험자가 수 회의 시약 주입, 혼합, 분리 및 이동, 반응, 원심분리 등의 다양한 단계를 수작업으로 진행하여야 하며, 이러한 검사 방법은 검사 결과의 오류를 유발하는 중요한 원인이 된다.
검사를 신속하고 정확하게 수행하기 위해서는 숙련된 임상병리사가 필요하다. 숙련된 임상병리사라 하더라도 여러 가지 검사를 동시에 수행하는 데는 많은 어려움이 따른다. 그러나, 응급 환자에 대한 진단에 있어서, 빠른 검사 결과는 빠 른 응급조치를 위해 대단히 중요하다. 따라서, 상황에 따라 필요한 여러 가지 병리학적 검사를 동시에, 그리고 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 장치가 요구된다.
기존의 병리학적 검사의 경우에도 크고 고가인 자동화 장비가 사용되며, 상대적으로 많은 양의 혈액 등의 검사물질이 요구된다. 시간도 많이 걸려서 환자로부터 검사물질을 채취한 후, 짧게는 2~3일에서 길게는 1~2주 후에나 결과를 받아 보게 된다.
이러한 문제점을 개선하기 위해, 필요에 따라서 한 명 또는 소수의 환자로부터 채취한 검사물질을 신속하게 분석할 수 있는 소형화되고 자동화된 장비가 개발되어 있다. 일 예로서, 미세유동 디스크에 혈액을 주입하고 이 미세유동 디스크를 회전시키면 원심력에 의하여 혈청 분리가 일어난다. 분리된 혈청을 일정액의 희석액과 혼합하여 역시 미세유동 디스크 내의 다수의 반응 챔버로 이동시킨다. 반응 챔버 내에는 측정하고자 하는 물질과 특이적으로 반응하는 항체가 존재하며, 또한 화학발광 물질이 유입되어 반응하면 빛이 발생하게 된다. 이의 광세기 변화를 검출함으로써 타겟 농도를 측정할 수 있다.
이러한 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석장치에서는, 반응 챔버가 여러 개 존재하는 디스크와 검출기 사이에 틈이 존재하게 된다. 이로 인해, 광검출기에서의 광 손실 및 인접한 반응 챔버와의 크로스토크(crosstalk)가 문제가 된다.
따라서 본 발명의 목적은, 미세유동 디스크 내의 반응 챔버에서 발생한 광의 검출 효율이 향상되고 인접한 반응 챔버와의 크로스토크가 저감된, 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 양호한 실시예에 따른 시료 분석 장치는, 시약과 시료가 반응하기 위한 다수의 반응 챔버들이 마련된 회전 가능한 디스크; 상기 디스크를 회전시키기 위한 회전 구동부; 및 상기 반응 챔버에서 발생한 광을 검출하기 위한 광검출부;를 포함하며, 상기 광검출부는, 광을 수광하여 전기적 신호를 발생시키는 광검출 소자; 및 상기 반응 챔버에서 발생한 광을 수광하여 상기 광검출 소자로 전달하는 광전달 광학 소자;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 광검출 소자는 상기 반응 챔버들이 마련된 상기 디스크의 표면과 대향하도록 배치되어 있으며, 상기 광전달 광학 소자는 상기 광검출 소자와 상기 디스크 사이에 배치될 수 있다.
예컨대, 상기 광전달 광학 소자는 투명한 막대형 광학 소자일 수 있다.
예컨대, 상기 광전달 광학 소자는 원기둥 형태일 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 광전달 광학 소자는 상기 디스크와 대향하는 광입사면과 상기 광검출 소자와 대향하는 광출사면을 가지며, 상기 광입사면을 통해 입사한 광은 전반사를 통해 상기 광전달 광학 소자의 내부를 진행하여 상기 광출사면을 통해 외부로 출사될 수 있다.
예컨대, 상기 광전달 광학 소자의 광입사면과 광출사면 중에서 적어도 하나 는 평면일 수 있다.
또는, 상기 광전달 광학 소자의 광입사면은 렌즈 형태의 곡면을 가질 수 있다.
또한, 상기 광전달 광학 소자의 광출사면은 렌즈 형태의 곡면을 가질 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 광전달 광학 소자의 광입사면과 광출사면 중에서 적어도 하나의 면에는 반사 방지 코팅이 형성될 수 있다.
또한, 상기 광전달 광학 소자의 광입사면과 상기 디스크 사이에 간격이 존재하도록 상기 광전달 광학 소자가 배치되며, 상기 간격은 상기 디스크의 회전시 발생하는 틸팅 폭과 같거나 그 보다 클 수 있다.
또한, 상기 광전달 광학 소자의 광출사면과 광검출 소자의 표면 사이에 간격이 존재하도록 상기 광전달 광학 소자가 배치될 수 있다.
예컨대, 상기 광전달 광학 소자의 단면 형태는 상기 광검출 소자의 단면 형태와 같을 수 있다.
한편, 상기 광검출부는 상기 광검출 소자가 장착되어 있는 본체부를 더 포함하며, 상기 광전달 광학 소자는 상기 본체부의 표면에 고정될 수 있다.
또한, 상기 광검출부는, 상기 광전달 광학 소자를 둘러싸며 상기 광전달 광학 소자를 상기 본체부의 표면에 고정하기 위한 지지부재를 더 포함할 수 있다.
상기 광전달 광학 소자의 광입사면은 상기 광전달 광학 소자를 둘러싸는 지지부재의 내측에 위치할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치의 구성 및 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치(100)의 개략적인 구성을 도시하는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 상기 시료 분석 장치(100)는, 시약과 시료가 반응하기 위한 다수의 반응 챔버(121)들이 마련된 회전 가능한 디스크(120), 상기 디스크(120)를 회전시키기 위한 회전 구동부(110), 및 상기 반응 챔버(121)에서 발생한 광을 검출하기 위한 광검출부(130)를 포함한다.
여기서, 회전 구동부(110)는 도면에 개략적으로만 도시되어 있지만, 상기 디스크(120)의 각위치(angular position)를 제어할 수 있는 모터 드라이브 장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 모터 드라이브 장치는 스텝 모터를 이용한 것일 수도 있고, 직류 모터를 이용한 것일 수도 있다.
또한, 회전 가능한 디스크(120)의 상부 표면에서 동일한 반경 위치에는, 다수의 반응 챔버(121)들이 일정한 간격으로 배치되어 있다. 각각의 반응 챔버(121)들에는 검사 항목별로 서로 다른 시약이 미리 주입되어 있다. 반응 챔버(121)에 주입되어 있는 시약들은 시료 내에 포함되어 있는 물질들 중 특정한 물질과 반응하여 발광하게 된다. 시약의 종류에 따라 반응 물질의 종류가 다르고 발광 특성도 다를 수 있다. 도면에서는 편의상 반응 챔버(121)들만이 도시되어 있지만, 디스크(120) 의 중심부에는 혈액과 같은 시료가 수용되기 위한 시료 챔버와, 희석액 등과 같이 시료와 함께 혼합될 또 다른 시약이 수용되기 위한 시약 챔버, 상기 챔버들 사이를 연결하는 다수의 채널들, 및 상기 채널을 통한 유체의 흐름을 제어하는 밸브 등이 더 배치될 수 있다. 이러한 구조에서, 상기 디스크(120)가 고속으로 회전하게 되면, 원심력에 의해 시료 챔버 내의 시료가 채널을 따라 디스크(120)의 외측으로 흐르면서, 다른 시약들과 혼합되어 반응 챔버(121)로 유입된다. 이러한 디스크(120)의 구체적인 챔버 및 채널 구조는 이미 공지된 것이 있으며, 본 발명의 목적 범위를 넘는 것이기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
한편, 광검출부(130)는 반응 챔버(121)들이 마련되어 있는 상기 디스크(120)의 상면 위에서 상기 디스크(120)와 대향하도록 배치되어 있다. 특히, 상기 광검출부(130)는 상기 디스크(120) 상의 반응 챔버(121)들과 대향하는 위치에 배치된다. 이러한 광검출부(130)의 상세한 구조는 도 2에 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 회전 가능한 디스크(120)를 이용한 시료 분석 장치(100)의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 광검출부(130)는 본체부(131), 상기 본체부(131)에 장착되어 있으며 광을 수광하여 전기적 신호를 발생시키는 광검출 소자(135), 및 반응 챔버(121)에서 발생한 광을 수광하여 상기 광검출 소자(135)로 전달하는 광전달 광학 소자(132)를 구비한다.
본체부(131)의 내부에는 상기 광검출 소자(135)에서 발생한 전기적 신호를 증폭하고 분석하기 위한 전자 회로가 배치되어 있을 수 있다. 광검출 소자(135)는 상기 반응 챔버(121)들이 마련된 상기 디스크(120)의 표면과 대향하도록 배치되어 있다. 광검출 소자(135)로는, 예컨대, 하나의 광전자증배관(Photomultiplier Tube; PMT)이나 포토다이오드를 사용할 수도 있다. 또는, 상기 광검출 소자(135)는 다수의 광전자증배관이나 포토다이오드들의 어레이를 포함할 수도 있으며, 그 대신에 예컨대 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD)와 같은 면적형 촬상소자를 포함할 수도 있다.
광전달 광학 소자(132)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광검출 소자(135)와 디스크(120) 사이에 배치되어 있다. 광전달 광학 소자(132)는 디스크(120)의 반응 챔버(121)에서 발생한 광을 손실 없이 광검출 소자(135)로 전달하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 광전달 광학 소자(132)는, 예컨대, 투명한 막대형 광학 소자일 수 있다. 예를 들어, 상기 광전달 광학 소자(132)는 유리, 바람직하게는 BK-7과 같은 고굴절 광학유리 소재를 원기둥 형태로 형성하여 사용할 수 있다. 또한, 광전달 광학 소자(132)로서 PMMA(Poly Methyl Meth Acrylate)와 같이 광투과율이 우수한 플라스틱 재료를 원기둥 형태로 형성하여 사용할 수도 있다. 그러나, 상기 광전달 광학 소자(132)의 단면 형태는 반드시 원형으로 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 광전달 광학 소자(132)의 횡단면 형태는 상기 광검출 소자(135)의 단면 형태와 같을 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 상기 광전달 광학 소자(132)의 다양한 실시예를 도시하는 종단면도이다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 광전달 광학 소자(132)는 디스크(120)와 대향하는 광입사면(132a) 및 광검출 소자(135)와 대향하는 광출사 면(132b)을 갖는다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)을 통해 입사한 광은 전반사를 통해 상기 광전달 광학 소자(132)의 내부를 진행한 후, 광전달 광학 소자(132)의 광출사면(132b)을 통해 외부로 출사될 수 있다. 그런 후, 광은 광출사면(132b)과 대향하고 있는 광검출 소자(135)로 입사하게 된다. 따라서, 광입사면(132a)을 통해 입사한 광은 거의 손실 없이 광검출 소자(135)로 전달될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 상기 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)과 광출사면(132b)은 모두 평면일 수 있다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 디스크(120)와 대향하고 있는 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)은 렌즈 형태의 곡면인 반면, 광검출 소자(135)와 대향하고 있는 광출사면(132b)은 평면일 수도 있다. 또한, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)과 광출사면(132b)이 모두 렌즈 형태의 곡면일 수도 있다. 도 3b 또는 도 3c에 도시된 바와 같이, 광입사면(132a)이나 광출사면(132b)을 볼록 렌즈 형태로 형성할 경우, 광검출 소자(135)에 입사하는 광의 빔경을 줄이고 광의 에너지 밀도를 증가시켜 광검출 효율을 증가시킬 수 있다. 이는 특히, 광검출 소자(135)의 면적이 광전달 광학 소자(132)의 횡단면 면적과 같거나 또는 그보다 작은 경우에 유효할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 상기 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)이나 광출사면(132b) 중에서 적어도 하나의 면에 반사 방지 코팅을 형성함으로써, 상기 광입사면(132a) 또는 광출사면(132b)에서의 반사 손실을 최소화할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 광전달 광학 소자(132)는 광검출부(130)의 본체 부(131) 표면에 고정되어 있을 수 있다. 예컨대, 광전달 광학 소자(132)는 상기 광전달 광학 소자(132)를 둘러싸는 지지부재(133)를 통해 본체부(131)에 고정될 수 있다. 상기 지지부재(133)는 광전달 광학 소자(132)의 외주면을 밀착하여 둘러싸며, 예컨대, 스크류와 같은 수단을 통해 본체부(131)의 표면에 고정된다.
이때, 광전달 광학 소자(132)의 광출사면(132b)과 광검출 소자(135)의 표면 사이에 소정의 간격(d3)이 존재하도록 상기 광전달 광학 소자(132)가 배치되는 것이 바람직하다. 광전달 광학 소자(132)의 광출사면(132b)이 광검출 소자(135)와 직접 접촉하게 되면 광검출 소자(135)가 손상될 수 있다. 또한, 비록 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)과 디스크(120) 사이의 거리가 가까울수록 유리하기는 하지만, 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)과 디스크(120) 사이에도 소정의 간격(d1)이 존재하도록 상기 광전달 광학 소자(132)가 배치되는 것이 바람직하다. 디스크(120)가 회전하는 동안, 상기 디스크(120)의 틸팅 등으로 인하여 디스크(120)와 광전달 광학 소자(132)가 충돌할 수도 있기 때문이다. 상기 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)과 디스크(120) 사이의 간격(d1)은, 예컨대, 디스크(120)의 회전시 발생하는 틸팅 폭과 같거나 그 보다 약간 클 수 있다. 또한, 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)을 보호하기 위하여, 상기 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)은 광전달 광학 소자(132)를 둘러싸는 지지부재(133)의 단부로부터 내측으로 소정의 거리(d2)에 위치할 수도 있다. 이 경우, 간격(d1)은 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)과 디스크(120) 사이의 거리가 아니라, 지지부재(133) 의 단부와 디스크(120) 사이의 거리로 정의될 수 있다.
도 4는 상술한 구조를 갖는 시료 분석 장치(100)의 동작을 개략적으로만 도시하고 있다. 디스크(120)가 회전하는 동안, 시료와 시약의 반응으로 광을 방출하는 반응 챔버(121)들이 광전달 광학 소자(132)의 아래로 지나가게 된다. 이때, 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)이 디스크(120)와 매우 가까이 접근해 있으므로, 상기 광입사면(132a)의 바로 아래에 있는 반응 챔버(121)에서 발생한 광만이 광입사면(132a)으로 입사할 수 있다. 따라서 서로 다른 반응 챔버(121)들에서 발생한 광들이 혼합되어 광검출 소자(135)로 전달되는 크로스토크를 방지할 수 있다. 또한, 반응 챔버(121)에서 발생한 광 중에서 광검출 소자(135)로 전달되는 광의 광량이 증가할 수 있다.
본 발명의 효과를 확인하기 위하여, 예컨대, 직경이 4.6mm인 반응 챔버(121)에서 89.9°의 방출 각도로 1,000,000개의 광선이 방출될 때, 광검출 소자(135)로 입사하는 광선의 수를 시뮬레이션 하였다. 특히, 비교를 위하여 광검출 소자(135)와 디스크(120)가 직접 대향하고 있는 경우(비교예)와 본 발명과 같이 광전달 광학 소자(132)를 사용하는 경우(실시예)에 대해 시뮬레이션 하였다. 비교예에서 광검출 소자(135)와 디스크(120) 사이의 간격은 0.5mm였으며, 본 발명의 실시예에서 광전달 광학 소자(132)의 광입사면(132a)과 디스크(120) 사이의 간격도 역시 0.5mm였다. 그리고 이웃한 2개의 반응 챔버(121)에서 방출되는 광들에 대해 광검출 소자(135)로 입사하는 광선의 수를 계산하였다. 이러한 시뮬레이션 결과를 아래의 표 1에 정리하였다.
수광량 평가 (입사 광선의 수) 크로스토크 평가 (입사 광선의 수)
반응 챔버간 거리: 5mm 반응 챔버간 거리: 5mm 반응 챔버간 거리: 8mm
비교예 457,220 144 0
458,119 178 0
457,179 163 0
실시예 547,658 0 0
548,460 0 0
548,880 0 0
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 경우 광검출 소자(132)로 입사하는 광의 광량이 약 20% 정도 증가하였다. 또한, 반응 챔버(121)들 사이의 거리가 5mm인 경우, 비교예에서는 크로스토크가 발생하였지만, 본 발명의 실시예에서는 크로스토크가 발생하지 않았다. 따라서 본 발명에 따르면, 디스크(120) 상에 반응 챔버(121)의 간격을 더 좁게 배치하는 것이 가능하므로, 디스크(120) 상에 배치할 수 있는 반응 챔버(121)의 수를 증가시킬 수 있다.
지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치의 개략적인 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1 및 도 2에 도시된 광전달 광학 소자의 다양한 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치의 개략적인 동작을 도시한다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100.....시료 분석 장치 110.....회전 구동부
120.....미세유동 디스크 121.....반응 챔버
130.....광검출부 131.....본체부
132.....광전달 광학 소자 133.....지지부재
135.....광검출 소자

Claims (15)

  1. 시약과 시료가 반응하기 위한 다수의 반응 챔버들이 마련된 회전 가능한 디스크;
    상기 디스크를 회전시키기 위한 회전 구동부; 및
    상기 반응 챔버에서 발생한 광을 검출하기 위한 광검출부;를 포함하며,
    상기 광검출부는:
    광을 수광하여 전기적 신호를 발생시키는 광검출 소자; 및
    상기 반응 챔버에서 발생한 광을 수광하여 상기 광검출 소자로 전달하는 광전달 광학 소자;를 구비하는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광검출 소자는 상기 반응 챔버들이 마련된 상기 디스크의 표면과 대향하도록 배치되어 있으며, 상기 광전달 광학 소자는 상기 광검출 소자와 상기 디스크 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자는 투명한 막대형 광학 소자인 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자는 원기둥 형태인 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자는 상기 디스크와 대향하는 광입사면과 상기 광검출 소자와 대향하는 광출사면을 가지며, 상기 광입사면을 통해 입사한 광은 전반사를 통해 상기 광전달 광학 소자의 내부를 진행하여 상기 광출사면을 통해 외부로 출사되는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자의 광입사면과 광출사면 중에서 적어도 하나는 평면인 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자의 광입사면은 렌즈 형태의 곡면을 갖는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자의 광출사면은 렌즈 형태의 곡면을 갖는 것을 특징으 로 하는 시료 분석 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자의 광입사면과 광출사면 중에서 적어도 하나의 면에는 반사 방지 코팅이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자의 광입사면과 상기 디스크 사이에 간격이 존재하도록 상기 광전달 광학 소자가 배치되며, 상기 간격은 상기 디스크의 회전시 발생하는 틸팅 폭과 같거나 그 보다 큰 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자의 광출사면과 광검출 소자의 표면 사이에 간격이 존재하도록 상기 광전달 광학 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자의 단면 형태는 상기 광검출 소자의 단면 형태와 같은 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 광검출부는 상기 광검출 소자가 장착되어 있는 본체부를 더 포함하며, 상기 광전달 광학 소자는 상기 본체부의 표면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광검출부는, 상기 광전달 광학 소자를 둘러싸며 상기 광전달 광학 소자를 상기 본체부의 표면에 고정하기 위한 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광전달 광학 소자의 광입사면은 상기 광전달 광학 소자를 둘러싸는 지지부재의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
KR1020080054866A 2008-06-11 2008-06-11 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치 KR101416694B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080054866A KR101416694B1 (ko) 2008-06-11 2008-06-11 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치
US12/257,676 US20090308746A1 (en) 2008-06-11 2008-10-24 Analyzing apparatus using rotatable microfluidic disk
EP09162222A EP2133151A1 (en) 2008-06-11 2009-06-09 Analyzing apparatus using rotatable microfluidic disk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080054866A KR101416694B1 (ko) 2008-06-11 2008-06-11 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090128891A true KR20090128891A (ko) 2009-12-16
KR101416694B1 KR101416694B1 (ko) 2014-07-09

Family

ID=40872470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080054866A KR101416694B1 (ko) 2008-06-11 2008-06-11 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20090308746A1 (ko)
EP (1) EP2133151A1 (ko)
KR (1) KR101416694B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101306338B1 (ko) * 2011-11-09 2013-09-06 삼성전자주식회사 미세유동장치 및 이를 포함하는 미세유동시스템
US9044751B2 (en) 2011-11-30 2015-06-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Gene analysis device
WO2016204533A1 (ko) * 2015-06-16 2016-12-22 (주)타스컴 생체 측정기
US11536635B2 (en) 2015-06-16 2022-12-27 Tascom Co., Ltd. Biological material, measuring instrument

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103831140B (zh) * 2014-03-07 2015-12-30 博奥生物集团有限公司 一种多指标检测的微流控芯片
US11561165B2 (en) * 2016-02-11 2023-01-24 Tascom Co., Ltd. Biometric system
CN106442081A (zh) * 2016-09-30 2017-02-22 北京本立科技有限公司 基于离心的无气泡液芯波导管进液装置
CN111375453A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 上海凯璟生物科技有限公司 一种自动化微流控装置
CN213148721U (zh) * 2019-11-22 2021-05-07 京东方科技集团股份有限公司 分析仪及检测系统
CN113933369A (zh) * 2021-10-11 2022-01-14 聚光科技(杭州)股份有限公司 反应装置和方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3029795C2 (de) * 1979-08-07 1983-10-27 Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo Automatisches Analysiergerät für Flüssigproben
JPH0634932B2 (ja) * 1987-04-06 1994-05-11 日本テクトロン株式会社 試薬ボトルテ−ブルの温度調整構造
US5272092A (en) * 1987-11-12 1993-12-21 Hitachi, Ltd. Method for analyzing a reaction solution
US6190617B1 (en) * 1992-03-27 2001-02-20 Abbott Laboratories Sample container segment assembly
KR0122763B1 (ko) * 1994-12-29 1997-11-20 배순훈 광 디스크 플레이어
US7221632B2 (en) 2001-07-12 2007-05-22 Burstein Technologies, Inc. Optical disc system and related detecting methods for analysis of microscopic structures
US20050106714A1 (en) * 2002-06-05 2005-05-19 Zarur Andrey J. Rotatable reactor systems and methods
JP2004309288A (ja) 2003-04-07 2004-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 分析装置
US7085219B2 (en) 2003-05-23 2006-08-01 Konica Opto Corporation Optical lens and optical information recording and reproducing apparatus
JP2005030763A (ja) 2003-07-07 2005-02-03 Hitachi High-Technologies Corp 自動分析装置
EP1861721B1 (en) 2005-03-10 2017-05-03 Gen-Probe Incorporated Systems and methods to perform assays for detecting or quantifying analytes within samples
WO2007001084A1 (ja) * 2005-06-28 2007-01-04 Kabushikikaisya Advance 生化学分析装置及び生化学分析装置用担体
US7522282B2 (en) * 2006-11-30 2009-04-21 Purdue Research Foundation Molecular interferometric imaging process and apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101306338B1 (ko) * 2011-11-09 2013-09-06 삼성전자주식회사 미세유동장치 및 이를 포함하는 미세유동시스템
US9044751B2 (en) 2011-11-30 2015-06-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Gene analysis device
WO2016204533A1 (ko) * 2015-06-16 2016-12-22 (주)타스컴 생체 측정기
US11536635B2 (en) 2015-06-16 2022-12-27 Tascom Co., Ltd. Biological material, measuring instrument

Also Published As

Publication number Publication date
EP2133151A1 (en) 2009-12-16
KR101416694B1 (ko) 2014-07-09
US20090308746A1 (en) 2009-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101416694B1 (ko) 회전 가능한 미세유동 디스크를 이용한 시료 분석 장치
JP6389868B2 (ja) サンプルの発光及び蛍光測定を行うための装置及び関連する方法
CN110161003B (zh) 光学检测装置及实时荧光定量核酸扩增检测系统
EP3658898B1 (en) Optical signal detection modules and methods
US10126229B2 (en) Optical measurement device
JP2011038922A (ja) 光検出用チップおよび該光検出用チップを用いた光検出装置
CN211227169U (zh) 一种多通道荧光定量pcr检测系统
US7667184B2 (en) Optical information reader
CN110132909A (zh) 荧光检测装置
US10837907B2 (en) Multiple reaction parallel measurement apparatus and method for the same
US11061019B2 (en) High sensitivity optical detection system
EP2422184B1 (en) Unit comprising an array of sample containers
US20210121875A1 (en) Peristaltic pumping of fluids for bioanalytical applications and associated methods, systems, and devices
EP3705875B1 (en) An apparatus and method for detecting photoluminescent light emitted from a sample
EP2565629A1 (en) Automatic analyzer
CN220251730U (zh) 一种光学检测系统及设备
TW202407329A (zh) 信號檢測機構及其方法
Llobera Lonnie J. Lucas 2 and Jeong-Yeol Yoon 2 Contact Information
CN117470812A (zh) 光学检测装置与体外诊断分析系统
CN117258859A (zh) 一种阵列集成光微流控传感芯片
JP2001221736A (ja) 発光、吸光又は蛍光測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170629

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190627

Year of fee payment: 6