KR20100041806A

KR20100041806A - 휴대용 검출 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20100041806A
Application number: KR1020107002454A
Authority: KR
Inventors: 제이 레윙톤; 존 왈터 크자즈카; 더글라스 제이슨 그린; 카멜로 볼페
Original assignee: 스미스 디텍션 인크.; 스미스 디텍션-워트포드 리미티드
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2010-04-22
Also published as: EP2171477A2; RU2010103330A; WO2009006523A2; CA2692477A1; JP2010534059A; WO2009006523A3; CN101821631A; AU2008272878A1; US8138909B2; US20090066507A1

Abstract

휴대용 검출 유닛과 통신하는 원격 서버 또는 휴대용 검출 유닛과 함께 사용하기 위한 저장 정보를 갖는 소모품을 통해 휴대용 검출 유닛에 분석 정보를 제공하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. GPS 정보가 GPS 수신기를 구비하는 휴대용 검출 유닛으로 제공되며, 따라서 휴대용 검출 유닛은 고도를 포함하는 그의 현재 위치를 결정할 수 있다. 결정된 위치에 기초하여, PCR 용융 온도들과 같은 분석들 및 파라미터들이 선택될 수 있다. 휴대용 검출 유닛에 의해 수행될 분석들은 이전 분석의 결과들에 기초하여 선택될 수 있다.

Description

휴대용 검출 시스템 및 방법{PORTABLE DETECTION SYSTEM AND METHOD}

본 출원은 본 명세서에 그 전체가 참고 문헌으로 포함되는, Lewington 등에 의해 2007년 7월 3일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 60/929,577에 대한 이익을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 휴대용 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 휴대용 검출 장치에 통신 능력을 제공함으로써, 휴대용 검출 장치가 서버로부터 데이터를 수신하고 서버에 데이터를 전송할 수 있으며, 휴대용 검출 장치가 분석물 분석 계산에 사용될 위치 및 높이를 결정할 수 있게 하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 데이터를 전송하고 수신하는 능력은 예를 들어 어떤 타입의 분석을 수행할 것인지 또는 분석을 수행하는 데 사용될 파라미터들을 결정하는 데에도 사용될 수 있다. 그 결과들은 서버로 전송될 수 있다.

휴대용 검출 유닛들은 테러리즘의 위협이 점점 더 현저해지고 있는 현대 사회에서 매우 유용해지고 있다. 더 상세하게는, 바이오테러리즘 및 생물학전은 군사력 및 비군사력은 물론, 민간 집단에 물리적 및 정신적 위협을 제기한다.

잠재적으로 위험한 생물학적 또는 화학적 병원체들을 식별하는 데 필요한 어려움 및 시간은 생물학전과 연관된 위험 및 공포를 증가시킨다. 예를 들어, 잠재적인 위협들은 지하철 역에 남겨진 미지의 액체 또는 빌딩으로부터 유출되는 미지의 가스일 수 있다. 잠재적인 위협들을 평가하는 데 필요한 시간으로 인해, 최초 반응자들은 선택에 맡겨진다. 사람들은 여행을 계속하고, 생물학적 병원체들의 추가 확산의 위험을 무릅쓰는 것이 허가되거나, 그 영역이 격리될 수 있는데, 이는 엎질러진 커피 크리머에 불과할 수 있는 것에 대해 잠재적으로 큰 혼란 및 비용을 유발할 수 있다.

생물학적 병원체들을 더 빠르게 식별하고, 공격들에 대응하기 위하여, 휴대용 폴리메라아제 체인 반응(PCR) 유닛들과 같은 휴대용 검출 유닛들을 개발하기 위한 노력들이 행해져 왔다. 그러나, 이러한 휴대용 유닛들은 종종 고도로 훈련된 요원들에 의해서만 사용될 수 있어, 현장 사용을 어렵게 한다. 따라서, 거의 훈련을 받지 않은 현장 인력에 의해 쉽고 효과적으로 사용될 수 있는 휴대용 검출 유닛이 필요하다.

본 발명의 일 양태는 원격 서버를 통해, 휴대용 검출 유닛에 분석 정보의 갱신을 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 원격 서버는 균주 식별 분석들(strain differentiating assays)에 대한 교정된 어닐링 온도들을 휴대용 검출 유닛에 제공할 수도 있다.

본 발명의 다른 양태는 휴대용 검출 유닛과 함께 사용하기 위한 소모품에 관한 것이다. 소모품은 휴대용 검출 유닛에 정보를 제공할 수 있는 메모리 유닛을 구비한다. 정보는 예를 들어 어떤 검출 프로토콜이 사용되어야 하는지, 분석 파라미터들, 또는 검출 파라미터들을 포함할 수 있다. 소모품은 또한 마이크로프로세서와 같은 통신 유닛을 구비할 수 있다. 이러한 통신 유닛은 메모리 유닛에서 휴대용 검출 유닛 또는 원격 서버로 정보를 전송하거나, 휴대용 검출 유닛 또는 원격 서버 등으로부터 정보를 수신할 수 있다. 예컨대, 통신 유닛은 원격 서버로부터 데이터를 수신한 후에, 이 데이터를 휴대용 검출 유닛으로 전송할 수 있다.

소모품은 또한 휴대용 검출 유닛과 함께 사용하기 위해, 예를 들어 바코드와 같은 식별 장치로 라벨링될 수 있다. 식별 장치는 휴대용 검출 유닛에 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 식별 장치는 분석 온도, 타이밍 및 검출 파라미터를 포함하는 분석 파라미터들이 사용되는 것을 지정할 수 있다. 식별 장치는 또한 시약들 또는 시약들의 양을 간단히 식별할 수 있으며, 따라서 휴대용 검출 장치는 적절한 분석을 행하거나, 결과들을 적절히 분석할 수 있다. 식별 장치는 메모리 유닛 대신에 또는 메모리 유닛에 더하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 소모품은 검출 프로토콜의 타입을 식별하기 위한 식별 장치 및 검출 프로토콜 파라미터들을 포함하는 메모리 유닛을 포함할 수 있다. 선형 바코드, 행렬 바코드(다르게는 2D 바코드로 알려짐) 및 적층 바코드를 포함하는 임의의 타입의 바코드가 사용될 수 있다. 식별 장치는 또한 분석 온도, 타이밍 및 검출 파라미터를 포함하는 분석 파라미터들을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 원격 서버에 의해 소모품 상의 반응에 고유한 사이클링 데이터를 유지하고, 사이클링 데이터를 휴대용 검출 유닛으로 전송하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 양태는 휴대용 검출 유닛에 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 정보를 제공하여, 유닛이 그의 현재 고도를 결정하고, 미지의 물질에 대해 수행되는 PCR 절차 동안에 사용되는 용융 온도를 조정할 수 있게 함으로써, 예를 들어 PCR 절차의 변성 단계 동안에 끓음을 방지하는 것에 관한 것이다. 온도, 타이밍 및 검출 파라미터와 같은 분석 파라미터들은 GPS에 의해 결정되는 바와 같은 휴대용 검출 시스템의 지리 위치에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 세트의 분석 파라미터들이 미국에서 사용될 수 있고, 제2 세트의 분석 파라미터들이 유럽에서 사용될 수 있다. 지리 위치에 의해 달라지는 법률들 및 규정들에 기초하여 상이한 검출 프로토콜들 또는 파라미터들을 선택하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 미지의 샘플을 테스트하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 복수의 분석에 관하여 미지의 샘플을 테스트하기 위한 분석 파라미터 정보를 저장한 휴대용 검출 유닛을 포함한다. 시스템은 또한 갱신된 분석 파라미터 정보를 휴대용 검출 유닛에 제공하는 원격 서버를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 미지의 샘플을 테스트하기 위한 시스템을 제공하며, 이 시스템은 소모품 상의 반응에 고유한 사이클링 데이터를 저장하는 휴대용 검출 유닛을 포함한다. 시스템은 또한 갱신된 사이클링 데이터를 휴대용 검출 유닛에 제공하는 원격 서버를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 미지의 샘플을 테스트하기 위한 휴대용 검출 유닛이 제공된다. 이 유닛은 복수의 분석에 관하여 미지의 샘플을 테스트하기 위한 분석 파라미터 정보를 저장한 메모리를 포함하며, 분석 파라미터 정보는 복수의 분석의 각각에 대한 최소 용융 온도를 포함한다. 이 유닛은 또한 해수면에 대한 휴대용 검출 유닛의 현재 높이를 결정하도록 구성되는 높이 결정 유닛을 포함할 수 있다. 이 유닛은 휴대용 검출 유닛의 현재 높이에 기초하여 복수의 분석에 대한 용융 온도를 재계산하도록 구성되는 용융 온도 재계산 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기한 일반 설명 및 아래의 상세한 설명 양자는 단지 예시적이고 설명을 위한 것일 뿐, 청구되는 바와 같은 발명을 제한하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

본 발명은 원격 서버를 통해, 휴대용 검출 유닛에 분석 정보의 갱신을 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 명세서에 포함되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 여러 실시예를 도시하며, 설명과 더불어 본 발명의 원리들을 설명하는 데 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대용 검출 유닛의 분석 파라미터 정보를 갱신하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 휴대용 검출 유닛의 사이클링 데이터 정보를 갱신하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 적어도 제1 실시예에 따른 휴대용 검출 유닛 트레이를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 휴대용 검출 유닛의 현재 위치에 기초하여 정확한 용융 온도를 결정하기 위한 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 임의 실시예에서 사용될 수 있는 소모품을 포함하는 통(canister)을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 더 상세히 설명할 것이며, 실시예들의 예들은 첨부 도면들에 도시되어 있다. 도면들 전반에서 동일하거나 유사한 부분들을 지칭하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용된다.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "및"은 "또는"을 의미할 수 있으며, "또는"은 "및"을 의미할 수 있다. 예를 들어, 특징이 A, B 또는 C를 갖는 것으로 설명되는 경우, 이 특징은 A, B 및 C를 구비하거나, A, B 및 C의 임의 조합을 구비할 수 있다. 마찬가지로, 특징 A, B 및 C를 구비하는 것으로 설명되는 경우, 이 특징은 A, B 또는 C 중 단지 하나 또는 2개를 구비할 수 있다.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "하나"는 "하나 또는 그 이상"을 의미할 수 있다. 예를 들어, 장치가 특징 X를 갖는 것으로 설명되는 경우, 이 장치는 하나 이상의 특징 X를 구비할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 원격 서버와 통신하는 휴대용 검출 유닛(100)을 나타낸다. 임의의 휴대용 검출 유닛이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 휴대용 검출 유닛은 PCR 분석을 수행하도록 설계될 수 있다. 휴대용 검출 유닛은 또한 이온 이동성 분광 분석(IMS), 질량 분광 분석 또는 친화도 기반 분석과 같은 소정의 다른 타입의 분석을 수행하도록 설계될 수도 있다. 친화도 기반 분석의 예는 항체 결합의 분석 또는 단백질 분석들의 이용과 같은 단백질 친화도 분석들을 포함한다. 휴대용 검출 유닛은 둘 이상의 타입의 분석을 수행한다. 예를 들어, 휴대용 검출 장치는 크기에 기초하여 분석물을 평가한 후에, 분석물의 타입 및 크기에 따라 PCR, 질량 분광 분석 또는 친화도 기반 분석과 같은 소정의 다른 타입의 분석을 행할 수 있다. 일 실시예에서, 휴대용 검출 유닛은 질량 분광 분석 등을 이용하여 분석물의 크기를 먼저 결정한 후, 분석물이 임계 기준들을 충족시키는 경우에 PCR을 행한다.

일부 실시예들에서, 휴대용 검출 유닛(100)은 예를 들어 Bioseeq Plus(상표명) 유닛과 같은 Bioseeq(상표명) 유닛(Smiths Detection Inc.)에 대응할 수 있다. 휴대용 검출 유닛(100)은 대안으로서 진보된 Bioseeq 유닛에 대응할 수 있으며, 이러한 진보는 아래에 상세히 설명된다. 진보된 Bioseeq 유닛 또는 Bioseep Plus 유닛에서, 사용자(또는 조작자)는 샘플을 분석하기 위하여 어떠한 복잡한 기능도 수행할 필요가 없으며, 오히려 사용자는 미지의 샘플을 수집하고, 휴대용 검출 유닛(100)에 의해 수행될 특정 분석 또는 분석들(예를 들어, Bioseeq2 상에서, 메모리 칩은 분석의 상세를 포함할 수 있다)을 선택한 후에, 휴대용 검출 유닛(100)의 디스플레이 상에 제공되는 바와 같은 그러한 분석들의 결과들을 기다리기만 하면 된다.

휴대용 검출 유닛은 다수의 동시 분석을 수용할 수 있다. 동시 분석들의 수는 응용 및 특정 장치에 의존할 것이다. 예를 들어, Bioseeq Plus 유닛은 최대 6번의 개별 동시 분석을 지원하고, 온도 안정성을 위해 서모사이클러 히터들, 사용자의 정보 입력을 위한 키보드, 및 재충전 가능한 내부 배터리를 포함한다. Bioseeq Plus 유닛과 함께 사용할 수 있는 분석들은 예를 들어 1) 탄저균(Anthrax), 2) 야토병(Tularemia), 3) 역병(Plague), 4) 오르토폭스(orthopox), 5) 리신(Ricin) 및 6) 훈련 소모품들을 포함한다. 원하는 용도에 따라 다른 분석들도 이용될 수 있다. 분석 프로토콜들은 Bioseeq Plus 유닛의 메모리 내에 저장된다. 다시, Bioseeq 유닛이 휴대용 검출 유닛으로서 사용될 수 있지만, 다른 타입의 휴대용 검출 장치들도 사용될 수 있다.

Bioseeq 유닛은 휴대용 검출 유닛으로서 사용될 수 있지만, 임의의 휴대용 검출 유닛이 사용될 수 있다. 휴대용 검출 유닛은 PCR 분석을 수행하도록 설계될 수 있다. 휴대용 검출 유닛은 소정의 다른 타입의 분석을 수행하도록 설계될 수 있다. 일부 실시예들에서, 휴대용 검출 유닛은 둘 이상의 타입의 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 검출 장치는 크기에 기초하여 분석물을 평가한 후에, 분석물의 타입 및 크기에 따라 PCR 또는 질량 분광 분석 또는 친화도 기반 분석을 행할 수 있다.

제1 실시예에서, 휴대용 검출 유닛(100)과 원격 서버(110) 사이의 통신은 무선 통신 링크를 통해 이루어지며, 따라서 무선 통신 링크는 인터넷(120)을 통해 원격 서버(110)에 대한 링크를 제공할 수 있거나, 무선 통신 링크는 원격 서버에 대한 직접 링크를 제공할 수 있다. 휴대용 검출 유닛(100) 및 원격 서버(110)는 위성 또는 워크스테이션과 같은 하나 이상의 중개 장치를 통해 통신할 수 있다. 중개 장치는 휴대용 검출 유닛(100) 및 원격 서버(110) 양자의 위치로부터 먼 위치에 셋업될 수 있다. 예를 들어, 휴대용 검출 유닛(100)은 잠재적 바이오테러리스트 공격의 위치에서 사용될 수 있고, 무선 통신 링크 등에 의해 잠재적 오염의 영역 밖의 통제 위치에 배치된 워크스테이션들과 통신할 수 있다. 이어서, 워크스테이션들은 원격 서버(110)와 통신하여, 휴대용 검출 유닛으로 또는 그로부터 정보를 전송할 수 있다.

휴대용 검출 유닛(100)에 의해 수신되는 샘플을 분석하는 데 사용되는 정보일 수 있다. 예를 들어, 원격 서버(110)는 수행할 분석들의 타입들을 지정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 서버(110)는 휴대용 검출 유닛(100)과 통신하여, 휴대용 검출 유닛(100)에게 탄저균에 대한 분석과 같은 특정 PCR 분석을 수행하도록 지시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 휴대용 검출 유닛은 분석의 결과들을 휴대용 검출 유닛(100)으로 전송할 수 있다. 이러한 정보에 기초하여, 원격 서버(110)는 추가 분석들을 수행하거나 이전 분석을 소정 방식으로 변경하기 위한 지시를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 분석의 결과들이 부정적인 경우, 추가 분석들이 수행되어야 한다. 이러한 방식으로, 원격 서버(110)는 샘플을 식별하거나 샘플이 특정 병원체를 포함함을 결정하는 데 필요한 분석들을 수행하기 위한 지시를 전송할 수 있다.

원격 서버(110)는 또한 휴대용 검출 유닛(100)에 의해 분석들이 수행될 수 있는 조건들을 지정할 수 있다. 조건들은 예를 들어 시약의 타입 및 양, 수행될 반응, 단계들 각각의 타이밍, 유지되어야 하는 온도, 및 검출 파라미터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 분석은 PCR 분석이며, 원격 서버(110)는 휴대용 검출 장치(100)에게 사용할 시약, 사이클의 수, 각각의 사이클의 시간, 각각의 사이클의 온도, 온도 프로파일, 검출 온도 또는 검출 여기 및 방출 파장을 제공한다.

휴대용 검출 유닛(100)에 정보를 제공함으로써, 휴대용 검출 유닛(100)은 매우 제한된 훈련을 받은 인력에 의해 조작될 수 있다. 일 실시예에서, 휴대용 검출 유닛(100)은 Bioseeq Plus 유닛이다. 원격 서버(110)는 어떤 분석들을 수행할지 그리고 분석들을 수행하는 데 사용되어야 하는 조건들을 지정하기 위해 Bioseeq Plus 유닛에 정보를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 테스트될 샘플 외에 어떠한 입력도 Bioseeq 유닛에 제공할 필요가 없다.

제1 실시예에서, 분석 파라미터들은 원격 서버(110)(즉, 휴대용 검출 유닛(100)에 대해 멀리 위치함)로부터 무선 통신 링크를 통해 휴대용 검출 유닛(100)에 제공되며, 따라서 휴대용 검출 유닛(100)의 사용자는 휴대용 검출 유닛(100)을 통해 가스, 액체 및/또는 고체를 분석하기 위하여 휴대용 검출 유닛(100)으로 다운로드된 최신 정보를 갖게 된다. 분석 파라미터들을 저장하고, 휴대용 검출 유닛(100)에 의한 분석을 위해 수집된 미지 샘플들에 대해 PCR 단계들을 수행하기 위한 프로그램 코드를 저장하기 위해 휴대용 검출 유닛(100)에 제공되는 메모리는 도 1에 도시되어 있지 않다.

원격 서버(110)는 의학 연구 시설과 같은 중앙 시설에 대한 링크, 바람직하게는 (예를 들어, 암호화 및 해독 알고리즘들을 이용하는) 보안 링크를 구비하며, 따라서 갱신된 분석 정보가 의학 연구 시설로부터 주기적으로 원격 서버(110)에 제공되며, 따라서 그러한 정보는 필요할 때 휴대용 검출 유닛(100)으로 다운로드될 수 있다. 원격 서버(110)는 시간마다, 하루에 한 번 또는 일주에 한 번과 같은 일정한 간격으로 정보를 수신할 수 있다. 원격 서버(110)는 원격 서버가 휴대용 검출 유닛이 활성화된다는 정보를 수신할 때 또는 휴대용 검출 유닛이 분석을 수행하려고 할 때와 같이 요청 시에 정보를 수신할 수도 있다.

제1 실시예에서, 사용자가 그의 휴대용 검출 유닛(100)을 턴온할 때, 휴대용 검출 유닛(100)은 로컬 통신 시스템(예를 들어, 셀룰러, 위성 또는 WI-FI 시스템)에 의해 수신되는 무선 주파수(RF) 신호일 수 있는 "기상(awake)" 신호를 출력한다. 원격 서버(110)는 무선으로 그리고/또는 인터넷을 통해 로컬 통신 시스템으로부터 그에게 제공되는 기상 신호에 의해 이러한 기상을 통지받는다. 이어서, 원격 서버(110)는 휴대용 검출 유닛(100)이 마지막으로 깨어난 때 휴대용 검출 유닛(100)으로 이전에 전송된 분석 정보를 이용하여 그의 최신 분석 정보를 검사하며, 필요한 경우에는 원격 서버(110)로부터 휴대용 검출 유닛(100)으로 분석 정보의 갱신이 자동으로 제공된다. 대안으로서, 갱신된 분석 정보는 수집된 샘플에 대한 분석의 수행을 개시하기 위하여 소모품(예를 들어 소모품을 포함하는 통)이 휴대용 검출 유닛(100)의 특정 베이(bay) 내에 배치될 때만 휴대용 검출 유닛(100)에 제공된다.

예를 들어, 휴대용 검출 유닛(100)이 병원에서 환자들의 플루 바이러스들을 검사하는 데 사용되고 있는 것으로 가정한다. 최신의 위협 바이러스를 검출하기 위한 파라미터들을 포함하는 플루 식별 분석이 원격 서버(110)에 저장될 것이며, 이어서 균주 식별 분석 또는 분석들을 수행하기 위한 정확한 어닐링 온도들과 더불어 휴대용 검출 유닛(100)으로 다운로드될 것이다. 갱신된 정보가 휴대용 검출 유닛(100)으로 다운로드된 경우, 사용자에게 그가 잠재적으로 치명적인 새로운 플루 바이러스에 대해 환자들의 테스트를 개시할 수 있다는 것을 통지하기 위하여 (예를 들어, 휴대용 검출 유닛(100)의 디스플레이 상의 메시지를 통해 그리고/또는 가청 경고음을 통해, 또는 이들 양자를 통해) 통지가 이루어진다. 휴대용 검출 유닛에 저장된 분석 파라미터 데이터의 이러한 갱신은 휴대용 검출 유닛(100)의 저장된 소모품들의 화학적 성질의 변경 없이 수행된다. 저장된 소모품들은 다양한 분석의 수행에 있어서 휴대용 검출 유닛(100)에 의해 사용하기 위해 (예를 들어, 통 속에) 저장된 시약들에 대응한다(예를 들어, 소모품 A는 수집된 샘플이 탄저균인지를 결정하기 위한 분석을 수행하기 위한 시약으로서 사용되고, 소모품 B는 수집된 샘플이 역병인지를 결정하기 위한 분석을 수행하는 데 사용된다).

하나의 가능한 구현에서, 휴대용 검출 유닛(100)은 트레이 상에 하우징되며, 이 트레이 상에는 특정 분석들을 수행하기 위한 소모품들을 포함하는 복수의(예를 들어, 3개 이상의) 통이 하우징된다. 특정 소모품을 필요로 하는 특정 분석을 수행하기 위하여, 그 특정 소모품에 대한 통은 그 특정 분석의 수행을 개시하기 위하여 트레이의 특정 베이 상에 배치된다. 특정 소모품을 포함하는 통이 비어 있는 경우(이러한 지시는 예를 들어 휴대용 검출 유닛(100)의 디스플레이 상의 메시지를 통해 이루어질 수 있다), 사용자는 그 특정 소모품을 시약으로 요구하는 특정 분석을 수행하기 위하여 베이로부터 빈 통을 제거하고, 동일 소모품을 포함하는 새로운 통을 삽입해야 한다.

제2 실시예에서, 소모품은 휴대용 검출 유닛(100)에 제공될 정보를 포함한다. 정보는 메모리 유닛, 식별 장치, 또는 임의의 다른 적절한 정보 저장 도구를 이용하여 소모품 상에 저장될 수 있다. 식별 장치는 예를 들어 바코드 또는 RF ID일 수 있다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 정보는 휴대용 검출 유닛(100) 또는 원격 서버(110)로 통신될 수 있거나, 정보는 휴대용 검출 유닛(100) 또는 원격 서버(110)로부터 수신되고, 메모리 상에 저장될 수 있다.

소모품은 분석을 수행하는 데 필요한 상이한 시약들 또는 분석물을 검출하는 데 사용되는 프로브들을 포함할 수 있다. 예컨대, 소모품은 PCR 분석을 수행하는 데 사용되는 시약, 프리머(primer) 및 프로브를 포함하는 PCR 소모품일 수 있다. 소모품은 특정 타입의 분석에 고유할 수 있다. 예를 들어, 소모품은 탄저균, 역병, 구제역 바이러스, 조류 인플루엔자, 돼지 콜레라, 바렛 식도, MRSA, HIV, HCV, HPV 또는 야토병과 같은 특정 생물학적 병원체를 검출하기 위한 분석에 사용하기 위한 PCR 소모품일 수 있다. 메모리 유닛이 사용될 때, 메모리는 소모품에 임의의 방식으로(예를 들어, 소모품이 제공되는 통의 외면 상에) 부착될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 소모품에 내장되거나, 예를 들어 접착제를 이용하여 소모품에 부착될 수 있다. 메모리는 전자 칩의 형태로 제공될 수 있다. 유사하게, 바코드와 같은 식별 장치가 소모품 상의 임의의 곳에 배치될 수 있다. 유일한 제한은 식별 장치가 휴대용 검출 유닛에 의해 판독될 수 있어야 한다는 것이다.

메모리는 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리, 또는 정보를 저장하는 데 적합한 임의의 다른 메모리와 같은 임의 형태의 메모리일 수 있다. 메모리는 마이크로프로세서와 같은 하나 이상의 전자 컴포넌트와 통신할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 마이크로프로세서 및 메모리에 저장된 데이터를 휴대용 검출 유닛(100) 또는 원격 서버(110)로 전송하기 위한 장치를 포함하는 전자 칩의 일부일 수 있다. 일부 실시예에서, 메모리는 무선 주파수 식별(RF ID) 칩의 형태로 제공된다. 참조의 편의를 위해, "메모리" 및 "칩"이라는 용어는 교환 가능하게 사용될 것이다.

메모리는 소모품의 타입을 식별하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 소모품을 역병, 탄저균, 천연두, 인플루엔자 또는 야토병과 같은 특정 생물학적 병원체를 식별하는 데 사용될 소모품으로서 식별할 수 있다. 메모리는 또한 소모품 내에 포함된 시약 또는 프로브의 타입 등에 의해 소모품을 일반적으로 식별할 수 있다. 이러한 정보에 기초하여, 휴대용 검출 유닛(100)의 사용자는 특정 검출 파라미터들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 소모품은 휴대용 검출 유닛(100)에 대해 그 자신을 역병의 검출을 위한 PCR 소모품으로서 식별할 수 있으며, 이어서 사용자는 사이클들의 수와 같은 특정 파라미터들을 선택할 수 있다.

메모리는 또한 분석을 수행하는 데 사용되는 정보를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 수행될 분석의 타입, 분석 파라미터들 및 검출 파라미터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 반응 단계들, 사용될 시약들의 양 및 타입, 및 시간 및 온도와 같은 반응 조건들을 지정할 수 있다. 따라서, 메모리는 휴대용 검출 유닛(100)이 분석을 수행하고 샘플을 검출하는 데 필요한 모든 정보를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 메모리에 의해 제공되는 파라미터들을 변경하는 옵션을 가질 수 있다. 이것은 정교한 사용자들이 설정들을 최적화하거나, 메모리의 의해 부정확하게 제공된 설정들을 정정하거나, 유지 보수를 수행하는 것을 가능하게 한다.

정보는 바코드를 이용하여 소모품 상에 저장될 수도 있다. 바코드는 전술한 바와 같이 메모리와 동일한 타입의 정보를 저장하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서는, 바코드 및 메모리 양자가 사용될 수 있다. 예를 들어, 바코드는 소모품의 타입 및 양을 식별하고, 메모리는 테스트 파라미터들을 포함할 수 있다. 바코드는 메모리 상의 정보의 적어도 일부를 확인하는 데에도 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 소모품은 PCR 소모품이며, 메모리 또는 식별 장치에 포함된 정보는 휴대용 검출 유닛(100)이 PCR 분석을 수행하는 데 필요한 정보를 포함한다. 메모리는 예를 들어 사용할 시약들, 열 사이클들의 수, 각각의 사이클의 시간, 각각의 사이클에 대한 온도, 온도 프로파일, 검출 온도 또는 검출 여기 및 방출 파장을 지정할 수 있다. 일부 실시예에서, PCR 소모품 상의 정보는 휴대용 검출 유닛(100)이 분석을 수행하는 데 필요한 모든 정보를 제공하며, 따라서 사용자는 어떠한 정보도 제공할 필요가 없게 된다. 다른 실시예들에서, 정보는 필요한 파라미터들의 일부만을 제공하며, 사용자가 추가 파라미터들을 휴대용 검출 유닛에 제공한다. 추가 실시예들에서는, 모든 정보 또는 보완 정보가 휴대용 검출 장치와 원격 서버의 통신에 의해 제공될 것이다.

소모품이 분석을 수행하는 데 필요한 모든 또는 실질적으로 모든 정보를 메모리 또는 식별 장치를 이용하여 휴대용 검출 유닛(100)에 제공할 수 있으므로, 소모품은 휴대용 검출 유닛이 매우 제한된 훈련을 받은 인력에 의해 조작되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 휴대용 검출 유닛(100)은 정식 과학 훈련을 거치지 않은 군인들 또는 비상 의료 인력들에 의해 조작될 수 있다. 파라미터들을 부정확하게 입력할 수도 있는 사용자들이 아니라 소모품에 의해 파라미터들이 제공되므로, 에러도 최소화된다.

일부 실시예들에서, 메모리를 구비한 소모품은 제1 실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 원격 서버(110)로부터의 정보를 송신 및 수신할 수 있으나, 휴대용 검출 유닛(100)은 이러한 정보의 전달과 관련되지 않는다. 이러한 실시예들에서는, 소모품이 휴대용 검출 유닛(100)에 의해 특정 분석을 수행하는 데 사용되는 경우에만, 원격 서버(110)에 의해 소모품으로 제공된 정보가 소모품의 메모리로부터 휴대용 검출 유닛(100)으로 (소모품의 통신 유닛을 통해) 전달될 것이다. 따라서, 원격 유닛(110)은 메모리에 의해 제공되는 정보를 수신하거나, 소모품의 메모리 상에 저장될 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 소모품의 제조 후에 분석 파라미터들이 최적화되는 경우, 무선 통신 링크를 이용하여, 소모품의 메모리에 저장된 파라미터들을 최적화된 파라미터들과 일치하도록 변경할 수 있다. 소모품의 메모리는 소모품의 타입을 결정하기 위하여 판독될 수도 있다. 그러한 판독은 RF ID 통신 프로토콜을 이용하여 수행될 수 있다. 이것은 예를 들어 창고에 저장된 재고 소모품들에 유용할 수 있다.

일부 실시예들에서, 휴대용 검출 유닛(100)은 소모품의 식별 장치 상의 정보를 판독하고, 이 정보를 원격 서버(110)로 전송할 수 있다. 이어서, 원격 서버(110)는 휴대용 검출 유닛(100)에 의해 수행될 테스트의 타입 또는 테스트 파라미터를 지정할 수 있다.

일부 실시예에서, 소모품 및 원격 서버(110) 양자는 휴대용 검출 유닛(100)에 정보를 제공한다. 예를 들어, 소모품의 메모리 또는 식별 장치는 소모품 및 포함된 시약들의 타입을 제공할 수 있으며, 원격 서버(110)는 분석 및 검출 파라미터들을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 소모품의 메모리 또는 식별 장치는 분석을 수행하는 데 필요한 모든 정보를 휴대용 검출 유닛에 제공할 수 있으며, 원격 서버(110)는 정보가 가장 최신의 정보임을 확인하거나, 필요한 경우에는 정보를 갱신할 수 있다.

메모리 또는 식별 장치를 구비한 소모품 및 휴대용 검출 유닛(100)은 자동으로 통신하도록 설계될 수 있거나, 사용자가 정보의 교환을 개시할 수 있다. 예를 들어, 소모품이 휴대용 검출 유닛(100) 내에 로딩되는 경우, 휴대용 검출 유닛(100)은 소모품으로부터 정보를 자동으로 판독할 수 있다. 휴대용 검출 유닛은 또한 사용자에게 그가 소모품 상에 저장된 정보를 사용하기를 원하는지 또는 다른 정보를 입력하기를 원하는지를 질문할 수 있다.

일 실시예에서, 소모품은 통의 형태이며, 메모리는 통에 부착된 칩의 일부이다. 통이 베이 내에 제공될 때 휴대용 검출 유닛(100)이 통 상의 칩의 존재를 검출하고, 이에 따라 휴대용 검출 유닛(100)이 그 소모품을 이용하여 특정 분석이 수행될 것을 결정하는 경우에, 사용자로부터 어떠한 입력도 필요로 하지 않고, 갱신된 분석 파라미터 데이터가 원격 서버(110)에서 휴대용 검출 유닛(100)으로 제공된다. 따라서, 사용자가 해야 하는 모든 것은 샘플을 수집하고, 소모품을 휴대용 검출 유닛(100)의 베이 내에 넣어, 휴대용 검출 유닛(100)이 베이 내의 소모품 상의 칩을 자동으로 검출하고, 이어서 그 소모품 및 최신의 분석 파라미터 정보를 이용하여 자동으로 분석을 수행할 수 있도록 해주는 것이다. 그러한 자동 갱신이 완료된 경우(그러한 지시는 가청 및/또는 가시적 지시를 통해 이루어질 수 있음), 사용자는 휴대용 검출 유닛(100) 상에서 적절한 선택을 수행하여(예를 들어, "리신 테스트 수행" 버튼을 사용하거나, "역병 테스트 수행" 버튼을 사용하거나, 터치 스크린 디스플레이 상에서 적절한 선택을 행함) 특정 분석의 수행을 개시하는 것만이 필요하다. 다른 가능한 구현에서, 분석의 결과들, 분석이 수행된 날짜 및 시간, 분석이 수행된 장소, 및 분석을 수행하기 위해 제공된 사용자 입력 날짜(예를 들어, 로그 번호)가 칩 상에 저장된다.

제1 실시예의 하나의 가능한 구현에서, 소모품 칩은 RF ID 칩이며, 그에 따라 휴대용 검출 유닛(100)의 트레이 내의 특정 베이에서의 그의 존재가 검출되고, 칩으로부터 정보(예를 들어, RF ID 칩의 메모리에 저장된 컴퓨터 소프트웨어)가 얻어지며, 휴대용 검출 유닛(100)은 칩으로부터 얻어진 정보를 이용하여 특정 분석을 수행한다. 그러한 정보는 예를 들어 사이클 시간, 사이클 온도, 온도 프로파일, 사이클 수, 검출 온도, 검출 여기 파라미터 및 방출 파장을 포함할 수 있다. 다시, 특정 분석을 수행하는 실제 단계들은 아래에 상세히 설명되지 않는데, 이는 이러한 단계들이 공지되어 있기 때문이다.

본 발명의 제3 실시예에서, 원격 서버(110)는 소모품 상에 반응에 고유한 데이터를 유지한다. 휴대용 검출 유닛(100)이 특정 분석을 수행하려고 할 때, 갱신된 데이터가 원격 서버(110)를 통해 휴대용 검출 유닛(100)으로 제공된다. 갱신된 데이터는 원격 서버(110)로부터 직접 또는 휴대용 검출 유닛(100)을 통해 소모품의 메모리로 제공될 수도 있다. 그러한 방식으로, 제품 갱신들은 휴대용 검출 유닛(100)의 사용자에게 보이지 않는다. 또한, 임의의 새로운 반응 최적화들이 식별될 수 있고(예를 들어, 연구 병원에 근무하는 과학자들에 의해), 원격 서버(110)로 직접 제공될 수 있으며, 이어서 그러한 정보는 필요에 따라 휴대용 검출 유닛(100) 또는 소모품의 메모리로 다운로드된다. 이러한 다운로드는 휴대용 검출 유닛(100)의 제조 데이터, 분석들 및 소모품들의 식별자 또는 소모품들의 제조일자에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 원격 서버(110)가 특정 PCR 절차를 위한 갱신된 데이터를 제공받은 경우(예를 들어, 사이클 2 동안에 사용된 어닐링 온도가 특정 PCR 절차를 위해 실험실에서 최적화 테스트를 수행한 과학자에 의해 결정된 대로 섭씨 93도에서 섭씨 95도로 변경되었으며, 이러한 갱신된 정보가 실험실과 원격 서버(110) 사이의 전용 통신 링크를 통해 원격 서버(110)로 제공된 경우), 그러한 정보는 무선 통신 링크를 통해 휴대용 검출 유닛(100)으로 제공된다. 따라서, 칩(예를 들어, RF ID 칩)이 제공된 통 내에 하우징된 특정 소모품을 이용하여 테스트 샘플 상에 수행되는 모든 미래의 PCR 절차는 갱신된 사이클링 데이터를 이용할 것이다.

도 2는 최신 데이터를 저장하는 메모리(125)를 구비하는 원격 서버(110)를 나타내는데, 그러한 데이터는 휴대용 검출 유닛(100)이 (전술한 바와 같이, 휴대용 검출 유닛(100)에 의해 출력되는 "기상" 신호를 통해) 턴온될 때 또는 그러한 데이터가 메모리(125)에서 갱신된 때 휴대용 검출 유닛(100)으로 제공된다. 그러한 방식으로, 휴대용 검출 유닛(100)이 턴온된 후에 데이터가 원격 서버(110)의 메모리(125)에서 갱신된 때, 그러한 이벤트는 원격 서버(110)에서 휴대용 검출 유닛(100)으로의 갱신된 데이터의 다운로드를 자동으로 유발할 것이다(휴대용 검출 유닛은 턴온되어 있으므로, 그러한 갱신된 사이클링 데이터를 수신하여 저장할 것이다). 대안으로, 데이터는 특정 분석을 수행하는 데 사용될 특정 소모품을 포함하는 통이 휴대용 검출 유닛(100)의 베이 내에 배치된 경우에만 휴대용 검출 유닛(100)으로 제공되며, 이어서 통의 외면 상의 칩이 검출되고, 이는 휴대용 검출 유닛(100)이 원격 서버(110)로부터 갱신된 사이클링 데이터를 요청하는 신호를 전송하게 한다. 베이 내의 통의 검출은 트레이 근처에 제공되는 저전력 안테나에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 저전력 안테나는 베이로부터 1인치의 거리에 위치할 수 있으며, 이에 따라 저전력 안테나는 베이 내의 통 상에 제공된 RF ID 칩으로부터의 신호들만을 검출하고, 트레이 상의 안테나로부터 더 멀리 제공되는 다른 미사용 통들 상에 제공되는 RF ID 칩들로부터는 신호들을 검출하지 못할 것이다. 이어서, 원격 서버(110)는 무선 신호를 통해, 최신 사이클링 데이터를 휴대용 검출 유닛(100)으로 전송하며, 이어서 휴대용 검출 유닛은 소모품을 이용하는 분석의 수행에 최신 데이터를 사용한다.

도 3은 3개의 저장 베이(310) 및 하나의 사용 베이(305)를 구비한 휴대용 검출 유닛(100)을 나타낸다. 저장 베이(310)의 수는 휴대용 검출 유닛(100)에 의해 상이한 타입의 분석들을 수행하는 데 필요한 상이한 소모품들의 수(따라서, 상이한 통들의 수)에 기초하며, 도 3에는 간략화를 위해 3개의 저장 베이(310)만이 도시되어 있다. 그러나, 휴대용 검출 유닛(100)은 임의 수의 저장 베이(310)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 검출 유닛은 하나, 둘, 셋, 넷, 다섯, 여섯 또는 그 이상의 저장 베이(310)를 구비할 수 있다. 특정 소모품을 이용하여 특정 분석이 수행될 때, 특정 소모품을 포함하는 통은 저장 베이들(310) 중 하나로부터 사용 베이(305)로 이동된다. RF 안테나(315)는 사용 베이(305) 내에 제공되는 통의 외면 상에 제공되는 RF ID 칩을 검출할 수 있으며, 이어서 칩에 저장된 분석 정보가 예를 들어 휴대용 검출 유닛(100)의 서모사이클러 유닛(320)으로 제공된다. 전술한 바와 같이, 휴대용 검출 유닛(100)이 특정 소모품을 이용하여 특정 분석을 수행하기 전에, 휴대용 검출 유닛은 원격 서버(110)에 통지하며, 이어서 원격 서버는 갱신된 분석 파라미터(및/또는 사이클링 데이터) 정보를 유닛(100)에 제공한다. 그러한 다운로드가 완료되면, 휴대용 검출 유닛(100)은 갱신된 정보를 이용하여 수집된 샘플에 대한 특정 분석을 수행한다.

본 발명의 제4 실시예가 도 4를 참조하여 아래에 설명된다. 제4 실시예에서, 휴대용 검출 유닛(400)은 GPS 수신기를 포함하며, 따라서 휴대용 검출 유닛(400)의 현재 위치가 결정될 수 있다. GPS 데이터에 기초하여 유닛의 위치를 결정하는 방법은 이 분야에 공지되어 있으며, 간략화를 위해 본 명세서에는 설명되지 않을 것이다(예를 들어, 적어도 3개의 상이한 GPS 위성으로부터의 GPS 데이터를 이용하여, 지표면 상의 임의 위치에서의 정확한 위치 좌표를 얻을 수 있다). 제4 실시예에서, GPS 데이터는 휴대용 검출 유닛(400)에 의해, 휴대용 검출 유닛(400) 또는 소모품의 메모리에 저장된 분석 파라미터들을 변경 및/또는 제어하는 데 사용된다.

구체적으로, 예를 들어, 휴대용 검출 유닛(400)에 의해 수행되는 PCR 절차 동안에 매우 높은 용융 온도(예를 들어, 섭씨 95도)가 사용되는 경우에도, 분석을 위한 최소 용융 온도가 소모품 상에 인코딩될 것이다. 이러한 인코딩은 소모품을 포함하는 통 상에 제공되는 칩(예를 들어, RF ID 칩)을 통해 이루어질 수 있고, 대안으로서 통의 외면 상에 제공되는 바코드 또는 다른 타입의 영구 또는 반영구 표시들을 통해 이루어질 수 있으며, 휴대용 검출 유닛(400)에 의한 그러한 바코드의 스캔은 휴대용 검출 유닛(400)에 의해 판독되고 저장될 것이며, 따라서 하나 이상의 분석을 수행하기에 충분한 수집 샘플을 얻기 위해 적절한 PCR 절차가 수행될 수 있다.

구체적으로, PCR 절차는 3가지 단계, 즉 변성 단계, 어닐링 단계 및 확장 단계를 포함한다. 변성 단계는 수집된 샘플의 DNA 조각들을 고온으로 가열하여 DNA 이중 나선 구조를 단일 가닥으로 단순화하는 단계이며, 이러한 단일 가닥들은 프리머들이 액세스할 수 있게 된다. 어닐링 단계는 반응 혼합물이 냉각되는 단계로서, 프리머들은 DNA 템플릿 가닥들 내의 상보 영역들로 어닐링되며, 이중 가닥들이 프리머들과 상보 시퀀스들 사이에 다시 형성된다. 확장 단계는 DNA 폴리메라아제가 상보 가닥을 합성하는 단계로서, 효소가 대향하는 가닥 시퀀스를 판독하고, 프리머들이 쌍을 이룰 수 있는 순서로 뉴클레오티드들을 추가함으로써 프리머들을 확장한다. 이러한 3단계 PCR 프로세스는 계속 반복되며, 온도들의 사이클링은 복제물들의 복제 등을 유발하여, 특정 시퀀스들의 복제물들의 수의 지수적 증가(즉, 테스트될 샘플 양의 증가)로 이어진다. 충분한 양의 시퀀스들이 얻어지면, 휴대용 검출 유닛(300)은 충분한 양의 샘플의 분석을 수행하여, 샘플이 위협을 제기하는지의 여부를 결정할 수 있다.

휴대용 검출 유닛(400)에 제공되는 GPS 데이터에 기초하여, 휴대용 검출 유닛(400)은 그의 현재 고도를 쉽게 결정할 수 있으며, 따라서 용융 온도를 변경하여 끓음을 방지할 수 있다. 제4 실시예의 하나의 가능한 구현에서, 휴대용 검출 유닛(400)은 특정 GPS 위치(도, 분, 초의 위도 및 경사)에 기초하는 고도 데이터를 저장하는 내부 메모리(예를 들어, 판독 전용 메모리, 즉 ROM)를 구비하거나, 원격 서버(도시되지 않지만, 도 1 및 2 참조)가 휴대용 검출 유닛(400)으로부터 원격 서버로 무선 통신되는 GPS 데이터에 기초하여 휴대용 검출 유닛(400)에 정확한 고도 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 검출 유닛(400)이 10,000 피트의 고도에 있는 경우, 액체가 끓는 온도는 액체가 해수면에 있는 경우보다 낮은데, 고도에 기초하는 정확한 비등 온도는 이 분야에 공지되어 있으며, 간략화를 위해 본 명세서에는 설명되지 않을 것이다. 고도에 기초하여 정확한 비등 온도를 계산하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드가 휴대용 검출 유닛(400)의 용융 온도 계산 유닛(420)에 저장된다(도 4 참조).

도 4를 참조하면, 휴대용 검출 유닛(400)은 GPS 위성들로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신기를 구비하며, 그러한 정보는 높이 결정 유닛(440)에 제공된다. 높이 결정 유닛(440)은 해수면에 대한 휴대용 검출 유닛(400)의 현재 높이를 결정한다. 현재 높이는 분석물 분석기(410)로 제공되며, 분석물 분석기는 그러한 정보를 특정 분석에 관한 정보와 함께 용융 온도 계산 유닛(420)으로 전송하며, 따라서 분석을 위한 현재 높이에 기초하여 보정된 용융 온도가 결정될 수 있다. 용융 온도 계산 유닛(420)에 의해 분석물 분석기(410)로 제공된 보정된 용융 온도에 기초하여, 분석물 분석기는 적절한 분석을 수행할 수 있다(구체적으로, 분석물 분석기는 충분히 높지만 끓음을 유발할 만큼 너무 높지는 않은 온도에서 샘플의 DNA 조각들을 가열하여 PCR 절차의 적절한 변성 단계를 수행할 수 있다).

고도 및 비등 온도와 관련된 공지된 계산들에 기초하여, 휴대용 검출 유닛(400)에 의해 그의 현재 높이(예를 들어, 산 또는 수중에서의 사용)에 관계없이 용융 온도가 쉽게 결정될 수 있다. 최소 용융 온도가 휴대용 검출 유닛(400)의 GPS 결정 위치에서 물에 대해 계산된 비등점 위인 것으로 결정되는 경우, 휴대용 검출 유닛(400)은 디스플레이 상에 경고 메시지를 발행하고(가청 경보음일 수도 있음), 휴대용 검출 유닛(400)에서 분석이 수행되는 것을 방지할 것이다. 그렇지 않은 경우, 휴대용 검출 유닛(400)에서 분석이 수행되는 것이 허가되며, PCR 절차의 변성 단계의 가열 온도는 필요한 경우에 비등을 피하기 위하여 낮아진다. 따라서, 제3 실시예는 종래의 휴대용 검출 유닛들에 대해 현재 이용 가능하지 않은 추가적인 안전 특징을 제공한다.

지리 위치와 같은 GPS 정보는 온도, 타이밍 및 검출 프로토콜과 같은 분석 파라미터들과 관련된 결정을 행하는 데에도 자동으로 또는 사용자 지시를 통해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 세트의 분석 파라미터들이 제1 국가에서 사용될 수 있으며, 제2 세트의 분석 파라미터들이 다른 국가 밖에서 사용될 수 있다. 지리 영역에 따라 달라지는 법률 및 규정에 기초하여 상이한 검출 프로토콜 또는 파라미터를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어 분석 프로토콜 A는 정의된 지리 영역에 있을 때 사용될 수 있지만, 분석 프로토콜 B는 모든 다른 영역에서 사용될 수 있다. 지리 영역들에 기초하는 분석 방법들 및 파라미터들의 선택은 다양한 이유로 유용할 수 있다. 예를 들어, 상이한 지리 영역들에서의 법률들 및 규정들에 따라 상이한 방법들 또는 파라미터들이 요구될 수 있다. 지리 영역들에 기초하는 상이한 테스트 방법들 및 파라미터들의 선택은 소정의 관할 구역들 내에만 존재하는 지적 재산권의 침해를 피하는 데에도 유용할 수 있다. 또 다른 예로서, 테스트 방법들 및 파라미터들은 상이한 영역들 내의 상이한 분석물들의 보급에 기초하여 맞춤화될 수 있다. 휴대용 검출 유닛(400)은 GPS에 의해 제공되는 데이터에 기초하여 테스트 프로토콜 또는 파라미터들을 선택하도록 구성될 수 있다. 대안으로서, GPS 데이터는 원격 서버로 전송될 수 있으며, 이어서 원격 서버는 GPS 데이터에 기초하여 테스트 프로토콜 또는 파라미터들을 휴대용 검출 유닛(100)에 제공한다. 다른 실시예에서, 테스트 방법 또는 파라미터들은 GPS 데이터, 및 전술한 바와 같이 메모리 또는 바코드의 형태로 소모품에 의해 제공되는 정보의 양자에 기초하여 선택된다.

일부 실시예들에서, 소모품을 통해 제공되는 정보는 핵산 식별 방법, 단백질 식별 방법 또는 이들의 조합과 같은 테스트 방법을 선택하는 데 사용될 수 있다. 핵산 식별 방법은 예를 들어 PCR 또는 LATE-PCR(Linear After the Exponential PCR) 및 RT-PCR(reverse transcriptase PCR)을 포함한다. 단백질 식별 방법은 예를 들어 항체-항원 분석과 같은 친화도 결합 기반 방법들을 포함한다.

제5 실시예에서, 휴대용 검출 유닛은 제1 분석의 결과에 기초하여 하나 이상의 분석을 수행한다. 휴대용 검출 유닛은 직접 또는 원격 서버와의 통신을 통해, 제1 분석의 결과를 평가하여, 제2 분석을 수행할지의 여부, 그리고 제2 분석이 수행될 경우, 어떤 타입의 분석을 수행할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 검출 유닛은 다수의 타겟을 스크린하는 항체 분석을 수행할 수 있으며, 어떤 타겟이 검출되는가에 따라, PCR과 같은 후속 분석이 수행된다. 추가 분석들이 후속 결과들에 따라 지시되는 것도 가능하다. 다른 예로서, 휴대용 검출 유닛은 샘플 내의 분석물의 크기 또는 양을 결정할 수 있다. 분석물의 크기, 양 또는 타입에 기초하여, 후속 테스트가 수행될 수 있다. 선행 테스트의 결과들에 기초하여 파라미터들도 선택될 수 있다. 예를 들어, 결론이 나오지 않은 분석에 이어서, 확실한 결과들을 얻기 위해 파라미터들이 조정될 수 있다.

제2 테스트를 수행할지 또는 어떠한 제2 테스트를 수행할지에 관한 결정은 휴대용 검출 유닛에 의해 이루어질 수 있다. 결정은 휴대용 검출 유닛에 의해, 예를 들어 유닛 내에 존재하는 소프트웨어에 기초하여 수행될 수 있다. 휴대용 검출 유닛은 또한 전술한 바와 같이 제1 테스트로부터의 데이터를 단독으로 또는 GPS 데이터와 함께 원격 서버로 전송할 수 있으며, 원격 서버는 존재할 경우에 어떤 테스트가 다음에 수행되어야 하는지를 특정할 수 있다. 이와 같이, 존재할 경우에 어떠한 후속 분석을 수행할지를 결정하는 것은 원격 서버이다. 휴대용 검출 유닛은 또한 소모품 상에 저장된 정보와 함께 제1 테스트의 결과들을 이용하여, 존재할 경우에 어떠한 후속 분석을 수행할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 후속 분석은 (a) 실패한 제1 분석에 기초하여, (b) 정의된 분석물들의 세트의 검출을 위한 소모품을 이용하여 선택될 수 있다. 후속 분석은 정의된 분석물들의 제2 세트의 검출을 위한 소모품을 이용하여 수행될 수 있다.

제4 실시예는 주로 PCR 분석과 관련하여 설명되었지만, 제4 실시예는 임의의 분석에 이용될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예는 질량 분광 분석, IMS, 또는 항체 결합과 같은 결합 친화도 기반 기술들에서 이용될 수 있다. 고도의 차이는 대기압 또는 용융점 및 끓는점과 같은 고도에 의존하는 임의의 파라미터에 의존하는 테스트들에 영향을 미칠 수 있다. 더욱이, 상이한 지리 영역들은 전술한 바와 같이 고도와 완전히 관계없는 이유들로 상이한 방법들 또는 파라미터들을 요구할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른, 그의 외면 상에 제공되는 칩(510)을 갖는 통(500)을 나타낸다. 다른 가능한 구현에서는, 통(500) 상의 대향 위치들에 2개의 칩이 제공되며, 따라서 안테나(315; 도 3 참조)는 휴대용 검출 유닛의 사용 트레이(305) 내의 통(500)의 배치에 관계없이 RF ID 칩을 검출할 수 있다. 칩(510)은 통(500)의 외면에 칩을 적소에 나사로 고정하거나, 칩을 적소에 용접하거나, 칩을 적소에 접착함으로써 바람직하게 고정 부착된다.

전술한 실시예들은 예시의 목적으로 여기에 설명되었다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 청구되는 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 이 분야의 기술자는 다양한 변경, 개조 및 대안들을 구상될 수 있다. 예를 들어, 샘플 준비 파라미터들은 물론, PCR 파라미터들은 원격 서버로부터 휴대용 검출 유닛으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 소모품은 5분 동안 특정 버퍼 내에서 샘플을 인큐베이트하고, 이어서 소정의 작업들을 수행한 후, 추가로 5분 동안 샘플을 인큐베이트할 수 있다. 그에 기초하여, 원격 센서는 휴대용 검출 유닛에 의해 수행될 분석에서 진행할 최적의 파라미터들을 제공할 것이다. 또한, 제3 실시예와 관련하여, 온도의 센서의 이용하여, 더 낮은 작업 온도를 고려하여 소모품 인큐베이션 시간들을 조정하는 것이 가능하다(이는 인큐베이션 시간이 작업 온도와 관련되기 때문이다). 또한, 사이클링 파라미터들의 변경은 분석을 수행하는 데 사용되는 분석 파라미터들에 영향을 미칠 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이며, 적절한 사이클링 파라미터들 및 분석 파라미터들은 원격 센서로부터 휴대용 검출 유닛으로 적절히 제공될 것이다. 본 발명의 사상 및 범위는 아래의 청구항들에 의해 지시된다.

100: 휴대용 검출 유닛
110: 원격 서버
120: 메모리
320: 서모사이클러
410: 분석물 분석기
420: 용융 온도 계산 유닛
430: GPS 수신기
440: 높이 결정 유닛

Claims

미지의 샘플을 테스트하기 위한 시스템으로서,
복수의 분석과 관련하여 미지의 샘플을 테스트하기 위한 분석 파라미터 정보를 저장하고 있는 휴대용 검출 유닛; 및
갱신된 분석 파라미터 정보를 상기 휴대용 검출 유닛에 제공하는 원격 서버
를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 휴대용 검출 유닛은 상기 원격 서버와 무선 통신하기 위한 무선 송수신기를 포함하는 시스템.
제2항에 있어서,
상기 휴대용 검출 유닛은 상기 휴대용 검출 유닛이 턴온될 때마다 상기 원격 서버에 통지하기 위한 수단을 더 포함하고,
상기 원격 서버는, 그 안에 저장된 현재의 분석 파라미터 정보가 상기 휴대용 검출 유닛에 저장된 분석 파라미터 정보와 다른지를 결정하고, 차이가 존재하는 경우에 상기 현재의 분석 파라미터 정보를 상기 휴대용 검출 유닛으로 출력하기 위한 수단을 포함하는 시스템.
미지의 샘플을 테스트하기 위한 시스템으로서,
소모품(consumable) 상의 반응에 고유한 데이터를 저장하고 있는 휴대용 검출 유닛; 및
갱신된 데이터를 상기 휴대용 검출 유닛에 제공하는 원격 서버
를 포함하는 시스템.
제4항에 있어서, 상기 휴대용 검출 유닛은 상기 원격 서버와 무선 통신하기 위한 무선 송수신기를 포함하는 시스템.
제5항에 있어서,
상기 휴대용 검출 유닛은 상기 휴대용 검출 유닛이 턴온될 때마다 상기 원격 서버에 통지하기 위한 수단을 더 포함하고,
상기 원격 서버는, 그 안에 저장된 현재 데이터가 상기 휴대용 검출 유닛에 저장된 사이클링 데이터와 다른지를 결정하고, 차이가 존재하는 경우에 현재의 사이클링 데이터를 상기 휴대용 검출 유닛으로 출력하기 위한 수단을 포함하는 시스템.
미지의 샘플을 테스트하기 위한 휴대용 검출 유닛으로서,
복수의 분석과 관련하여 미지의 샘플을 테스트하기 위한 분석 파라미터 정보를 저장하는 메모리-상기 분석 파라미터 정보는 상기 복수의 분석 각각에 대한 최소 용융 온도를 포함함-;
해수면에 대한 상기 휴대용 검출 유닛의 현재 고도를 결정하도록 구성되는 고도 결정 유닛; 및
상기 휴대용 검출 유닛의 현재 고도에 기초하여 상기 복수의 분석에 대한 용융 온도를 재계산하도록 구성되는 용융 온도 재계산 유닛
을 포함하는 휴대용 검출 유닛.
제7항에 있어서, 상기 재계산된 용융 온도가 특정 분석에 대한 최소 용융 온도보다 높은 것으로 결정될 때, 상기 휴대용 검출 유닛을 이용하여 상기 특정 분석을 수행하는 것을 방지하도록 구성되는 방지 유닛을 더 포함하는 휴대용 검출 유닛.
제7항에 있어서, 사전 결정된 기준들에 기초하여, 상기 휴대용 검출 유닛을 이용하여 특정 분석을 수행하는 것을 방지하도록 구성되는 방지 유닛을 더 포함하는 휴대용 검출 유닛.
제8항에 있어서, 상기 방지 유닛은 상기 특정 분석의 수행의 방지를 사용자에게 알리기 위하여 상기 휴대용 검출 유닛의 디스플레이 상에 가청 또는 텍스트 경고 중 적어도 하나를 출력하는 휴대용 검출 유닛.
미지의 샘플을 테스트하기 위한 방법으로서,
복수의 분석과 관련하여 미지의 샘플을 테스트하기 위한 분석 파라미터 정보를 휴대용 검출 유닛에 저장하는 단계; 및
원격 서버를 통해, 갱신된 분석 파라미터 정보를 상기 휴대용 검출 유닛에 제공하는 단계
를 포함하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 제공 단계는 상기 갱신된 분석 파라미터 정보를 상기 원격 서버에서 상기 휴대용 검출 유닛으로 무선 통신하는 단계를 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 휴대용 검출 유닛에 의해, 상기 휴대용 검출 유닛이 턴온될 때마다 상기 원격 서버에 통지하는 단계; 및
상기 원격 서버에 의해, 그 안에 저장된 현재 분석 파라미터 정보가 상기 휴대용 검출 유닛에 저장된 분석 파라미터 정보와 다른지를 결정하고, 차이가 존재하는 경우에 상기 현재 분석 파라미터 정보를 상기 휴대용 검출 유닛으로 출력하는 단계
를 더 포함하는 방법.
미지의 샘플을 테스트하는 방법으로서,
소모품 상의 반응에 고유한 사이클링 데이터를 휴대용 검출 유닛에 저장하는 단계; 및
원격 서버에 의해, 갱신된 사이클링 데이터를 상기 휴대용 검출 유닛에 제공하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 제공 단계는 갱신된 분석 파라미터 정보를 상기 원격 서버에서 상기 휴대용 검출 유닛으로 무선 통신하는 단계를 포함하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 휴대용 검출 유닛은
상기 휴대용 검출 유닛에 의해, 상기 휴대용 검출 유닛이 턴온될 때마다 상기 원격 서버에 통지하는 단계; 및
상기 원격 서버에 의해, 그 안에 저장된 현재 사이클링 데이터가 상기 휴대용 검출 유닛에 저장된 사이클링 데이터와 다른지를 결정하고, 차이가 존재하는 경우에 상기 현재 사이클링 데이터를 상기 휴대용 검출 유닛으로 출력하는 단계
를 더 포함하는 방법.
휴대용 검출 유닛에 의해 미지의 샘플을 테스트하는 방법으로서,
복수의 분석과 관련하여 미지의 샘플을 테스트하기 위한 분석 파라미터 정보를 메모리에 저장하는 단계-상기 분석 파라미터 정보는 상기 복수의 분석의 각각에 대한 최소 용융 온도를 포함함-;
해수면에 대한 상기 휴대용 검출 유닛의 현재 고도를 결정하는 단계; 및
상기 결정 단계에 의해 결정된 상기 휴대용 검출 유닛의 현재 고도에 기초하여 상기 복수의 분석에 대한 용융 온도를 재계산하는 단계
를 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 재계산된 용융 온도가 특정 분석에 대한 최소 용융 온도보다 높은 것으로 결정된 때, 상기 휴대용 검출 유닛을 이용하여 상기 특정 분석을 수행하는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 방지 단계는 상기 특정 분석의 수행의 방지를 사용자에게 알리기 위하여 상기 휴대용 검출 유닛의 디스플레이 상에 가청 또는 텍스트 경고 중 적어도 하나를 출력하는 단계를 포함하는 방법.
휴대용 검출 유닛과 함께 사용하기 위한 소모품으로서,
메모리 또는 바코드
를 포함하고,
상기 메모리 또는 바코드는 분석을 수행하기 위한 정보를 포함하는 소모품.
제20항에 있어서, 상기 소모품은 PCR 소모품인 소모품.
제20항에 있어서, 상기 분석을 수행하기 위한 정보는 상기 분석을 수행하기 위해 상기 휴대용 검출 유닛이 필요로 하는 모든 정보를 포함하는 소모품.
제20항에 있어서, 상기 메모리는 RF ID 칩인 소모품.
제21항에 있어서, 상기 메모리는 사용할 시약들, 사이클들의 수, 각각의 사이클의 시간, 각각의 사이클에 대한 온도, 온도 프로파일들, 검출 온도들, 및 검출 여기 및 방출 파장들을 식별하는 소모품.
제20항에 있어서,
원격 서버로부터 정보를 수신하도록 구성되는 통신 유닛; 및
상기 통신 유닛에 의해 수신되는 정보를 상기 메모리 전송하도록 구성되는 전송 유닛
을 더 포함하는 소모품.
제20항에 있어서, 상기 소모품은 메모리 및 바코드의 양자를 포함하는 소모품.
미지의 샘플을 테스트하기 위한 시스템으로서,
적어도 한 번의 분석을 이용하여 미지의 샘플을 테스트하기 위한 휴대용 검출 유닛; 및
상기 분석을 수행하기 위한 정보를 갖는 소모품
을 포함하고,
상기 휴대용 검출 유닛은 상기 소모품에 저장된 정보를 판독할 수 있는 시스템.
제27항에 있어서, 상기 정보는 메모리 또는 바코드를 이용하여 상기 소모품 상에 저장되는 시스템.
제27항에 있어서, 상기 휴대용 검출 유닛은 적어도 2번의 분석을 수행할 수 있는 시스템.
제29항에 있어서, 상기 분석 중 하나는 PCR인 시스템.
미지의 샘플을 테스트하기 위한 시스템으로서,
샘플을 테스트하기 위해 적어도 2번의 분석을 수행할 수 있는 휴대용 검출 유닛-상기 적어도 2번의 분석은 동일한 분석 타입 또는 상이한 분석 타입들일 수 있음-; 및
상기 휴대용 검출 유닛을 제어하는 소프트웨어 또는 펌웨어
를 포함하는 시스템.
제31항에 있어서, 상기 분석들은 PCR을 포함하는 시스템.
제32항에 있어서, 상기 분석들은 결합 친화도 기반 분석(binding affinity-based assay)을 포함하는 시스템.
제33항에 있어서, 상기 결합 친화도 기반 분석은 항체 결합 분석인 시스템.
제31항에 있어서, 상기 분석들은 제1 분석 및 제2 분석을 포함하고, 상기 제1 분석은 결합 친화도 기반 분석을 포함하고, 상기 제2 분석은 PCR 분석을 포함하는 시스템.
제31항에 있어서, 상기 분석들은 동일한 타입인 시스템.
제31항에 있어서, 상기 소프트웨어 또는 펌웨어는 상기 휴대용 검출 유닛 상에 존재하는 시스템.
제31항에 있어서, 상기 소프트웨어 또는 펌웨어는 상기 휴대용 검출 유닛과 통신하는 원격 서버 상에 존재하는 시스템.
제31항에 있어서, 상기 소프트웨어 또는 펌웨어는 분석 파라미터들을 포함하는 시스템.
제31항에 있어서, 제1 분석으로부터의 결과가 제2 분석의 분석 타입을 결정하는 데 사용되고, 상기 제2 분석 타입은 상기 소프트웨어 또는 펌웨어에 의해 결정되는 시스템.
제31항에 있어서, 제1 분석으로부터의 결과가 제2 분석의 분석 파라미터를 결정하는 데 사용되고, 상기 제2 분석 파라미터는 상기 소프트웨어 또는 펌웨어에 의해 결정되는 시스템.