KR20100115429A - 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체에 관한 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 교차흐름이 원활하게 이루어지도록 함과 아울러 신호의 신뢰성을 높일수 있도록 하는 구조로 내부에 충전된 기질액을 실링지로 밀봉하여 장기간 보전할 수 있는 기질액용기와 기질액용기에 충전된 기질액을 배출시키는 관통창과 기질액을 스트립으로 유도하는 채널과 스트립과 접합되어 기질액을 흡수하는 기질액 흡수패드에 의해 교차흐름이 원활하게 이루어지도록한 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체에 관한 것이다.

본 발명의 전체적인 구성은 기판과 커버가 일체로 조립된 키트본체와; 상기 키트본체의 내부중앙에 마련된 스트립안착부에 배치되는 스트립과; 상기 스트립에 기질액을 공급하는 기질용기 및 상기 스트립에 탈착되는 기질액흡수패드로 구성된 것이다.

키트본체, 스트립, 기질액용기

Description

교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체{The assembed kit the biosensor using the cross-flow system}

본 발명은 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체에 관한 것으로서, 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 교차흐름이 원활하게 이루어지도록 함과 아울러 신호발생패드상에 잔존할 수 있는 미반응 신호발생물질(효소류, 콜로이달골드, 라텍스비드(latex bead), 마그네틱 비드(magnetic bead), 형광물질, 발광물질 등과 중합된 물질)에 의한 노이즈를 교차흐름을 이용하여 세척과정을 추가하여 제거함으로서 신호의 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 구조로 내부에 충전된 기질액을 실링지로 밀봉하여 장기간 보전할 수 있는 기질액용기와 기질액용기에 충전된 기질액을 배출시키는 관통창과 기질액을 스트립으로 유도하는 채널과 스트립과 접합되어 기질액을 흡수하는 기질액 흡수패드에 의해 교차흐름이 원활하게 이루지도록 한 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체에 관한 것이다.

현재 시중에 판매하고 있는 바이오진단 키트는 시료를 일방향 즉 세로방향으로 흐르게 하여 스트립의 신호를 발색시켜서 측정하는 방법이 이용되고 있다.

이러한 기존 바이오진단 키트들의 신뢰성을 획기적으로 향상시키고 저농도에서도 측정할 수 있는 여러가지 개선작업이 진행되고 있는데 그중 하나의 대안으로서 가로와 세로방향으로 기질액을 공급하는 교차흐름을 이용한 바이오센서인 것이다.

세로방향으로 시료를 공급하여 흐름을 발생시키고 추가로 가로방향으로 기질액을 흐르게 하여 교차흐름을 한번 더 진행함으로서 남아있는 간섭신호(노이즈)를 제거하여 신호발생 재현성이 높아지게 됨에 따라 저농도에서의 정확한 측정이 이루어지도록 하므로서 이로 인하여 측정의 신뢰성을 높일 수 있게 되는 것이다.

이러한 교차 흐름을 이용한 바이오센서는 현재 수작업으로 기질액을 투입하고 흡수하는 패드 또한 작업으로 밀어 접촉시켜 흐름을 만들어 내고 있으며, 기질액의 흐름 및 양이 일정하지 못하므로 인하여 결과의 신뢰성이 현저하게 떨어지게되는 것이다.

이러한 번거로운 수작업을 최대한 제거함으로서 기존과 같은 편의성에 저농도 측정 및 신뢰성이 향상된 교차흐름을 이용한 바이오센서의 설계가 필요한 것이다.

본 발명은 이러한 요구에 부응하고자 제안된 것으로서, 본 발명은 저농도에서도 정확한 측정이 가능하도록 기질액을 가로와 세로방향으로 교차흐름이 이루어지도록 한 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체를 제공하는데 주 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 키트조립체에 사용될 수 있는 스트립 및 기질액용기에 일정량의 기질액을 충전하여 스트립에 정량의 기질액을 공급할 수 있는 구조를 갖는 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기위한 본 발명의 전체적인 구성은 기판과 커버가 일체로 조립된 키트본체와; 상기 키트본체의 내부중앙에 마련된 스트립안착부에 재치되는 스트립과; 상기 스트립에 기질액을 공급하는 기질용기 및 상기 스트립에 부착되면서 기질액을 흡수하는 기질액흡수패드로 구성된 것이다.

상기 키트본체는 중앙에 횡방향으로 길게 형성된 스트립안착부와, 상기 스트립안착부와 연통되어 기질액을 유도하는 챔버와, 상기 쳄버의 일측에 기질액 용기를 올려놓기 위한 재치부와, 타측에 관통창이 재치되는 슬라이드부가 동일선상에 배설되고, 상기 후측에는 기질액흡수패드를 결합하는 안착부가 형성된 기판과; 중앙에 투시창과, 투시창의 일측에 주입구가 형성되고 전측에 기질액용기를 감싸는 캡이 부가된 커버로 구성된 것이다.

또 상기 스트립은 천공된 라미네이팅카드의 상면전측에 접착되는 샘플적용패 드와, 상기 샘플적용패드의 내측에 효소결합패드와 혈구분리패드 및 상면에 백킹필름이 접합된 신호발생패드와 흡수패드를 순차적으로 접합한 구조로 이루어진 것이다.

한편 상기 기질액용기는 일정량의 기질액을 충전하는 원통관체와, 상기 원통관체의 일측면을 고주파, 초음파, 열, 접착제 등을 이용하여 밀봉하는 실링지로 구성된 것이다.

또 상기 관통창은 저면에 기질액의 흐름을 유도하기 위한 홈이 형성된 것이다.

이하 본 발명의 전체적인 구성상태 및 이로부터 얻게 되는 특유의 효과 등에 대하여 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 1 내지 도 3는 본 발명의 구성상태를 예시한 정면도로서, 동 도면에 예시된 바와 같이, 본 발명은 기판(5)과 커버(10)가 단일체로 결합된 키트본체(15)와, 상기 키트본체(15)의 내부에 마련된 스트립 안착부(1)에 정합되는 스트립(20) 및 상기 스트립(20)에 기질액을 공급하는 관통창(25)을 포함하는 기질용기(30)와, 상기 스트립(20)에 면접촉되어 기질액을 흡수하는 기질액흡수패드(35)로 구성된다.

상기 키트본체(15)는 기판(5)과 커버(10)가 일체로 결합되어 하나의 단일체를 이루는 것으로서, 이를 구성하는 기판(5)은 중앙에 횡방향으로 길게 직방형상의 스트립 안착부(1)가 형성된 것으로서, 이 스트립 안착부(1)는 스트립(20)의 크기와 동일한 직방형상으로서 외측에는 상부로 돌출된 지지편(1a)을 다수개 부가하여 내측에 안착되는 스트립(20)의 이탈을 방지하게 되는 것이다.

또한 상기 스트립 안착부(1)의 전면에는 후술하는 기질액용기(30)를 올려놓기 위한 재치부(2)가 형성된 것이다.

상기 재치부(2)의 중앙에는 기질액 용기(30)에서 배출되는 기질액(28)을 스트립(20)으로 유도하기 위하여 양측면에 차단판(3a)이 부가된 채널(3)이 형성된 것이다.

상기 체널(3)의 내측에는 격판(3b)을 부가하여 내측에 후술하는 기질액 용기(30)의 하부에 부가된 고정편(26)을 삽입하여 기질액용기(30)의 안정적인 고정을 도모하고, 일측의 차단판(3a)에는 관통창(25)의 전,후이동을 안정적으로 도모하기위한 안내돌기(3a)가 형성되어 있다.

그리고 상기 채널(3)의 일측에는 관통창(25)의 좌,우이동을 원활하게 도모하는 스토퍼(3e)이 부가된 슬라이드부(3b)가 형성된 것이다.

또한 상기 스트립 안착부(1)의 후측중앙에는 기질액흡수패드(35)를 삽입하기위하여 외부와 연통된 개구부(4a)를 포함하는 수용실(4)이 형성된 구조로 이루어진 것이다.

한편 상기 기판(5)에 일체로 결합되는 커버(10)의 구성은 중앙에 투시창(6)이 형성되고, 이 투시창(6)의 일측에는 혈액을 공급하기위한 주입공(7)이 부가된 것이며, 상기 투시창(6)과 주입공(7)은 외부와 연통되는 구조이다.

그리고 상기 투시창(6)의 전측에는 상술한 기질액용기(30)를 씌우는 반원형 상의 캡(8)이 횡방향으로 길게 형성된 구조로서, 이의 일측에는 푸셔(50)의 이동이 원활하게 이루어지도록 하기위하여 외부와 연통된 개구공(8a)이 형성된 구조로 이루어진 것이다.

상기와 같은 구조를 갖는 기판(5)과 커버(10)는 기판(5)에 다수개 형성된 후크(5a)와 커버(10)에 부가된 후크체결공(10a)을 이용하여 단일체로 조립되는 것이다.

한편 상기 키트본체(15)에 마련된 스트립 안착부(1)에 결합되는 스트립(20)의 구성은 도 3에 도시한 바와 같은 구조로 이루어진 것이다.

즉 천공된 라미네이팅 카드(16)의 상면전측에 샘플적용패드(17)를 부가하고, 이의 후측에 효소결합패드(17a)와 혈구분리패드(17b) 및 상면에 백킹필름(18a)이 접합된 신호발생패드(18)와 흡수패드(19)를 순차적으로 접합한 구조로 이루어진 것이다.

또 상기 스트립(20)은 천공된 라미네이팅카드(16)가 신호발생패드(18)밑에 부착되어 있어 기질액 흡수패드(35)의 접촉공간이 형성되며 기질액이 기질액흡수패드(35)로 흐르는 경우에 신호발생패드(18)의 모세관현상으로만 이동하여 흡수되며 신호발생패드(18)의 위쪽으로는 백킹필름(18a)의 소수성 성질에 의해 오버플로우현상이 차단되어 이동하지 않게 되는 것이다.

또한 천공된 라미네이팅 카드(16)에서 천공된 부분에 기질액 흡수패드(35)가 접촉되므로 기질액의 흡수를 원활하게 한다.

상기 천공된 라미네이팅 카드(16)의 일측면에는 절취부(16a)가 형성되고, 이 절취부(16a)에는 기질액흡수패드(35)가 별도로 마련된 푸셔(50)에 의해 접합 또는 분리되게 된다.

한편 본 발명의 일구성요소인 기질액 용기(30)는 저면에 고정편(26)이 부가된 원통형상으로서 내부에 기질액을 충전한 후, 외부를 실링지(27)를 이용하여 밀봉하게 되는 것이다.

이와 같이 기질액(28)이 충전되어 실링지(27)로 밀봉된 기질액 용기(30)의 일측에는 교차흐름 작동시에 기질액 용기(30)를 뚫어 내부에 충전되어있는 기질액(28)을 배출시키기 위한 관통창(25)이 더 부가된 것이다.

상기한 기질액 용기(30)는 장기간 보존시에 공기의 유입을 차단하기 위하여 PET 및 HDPE 재질을 사용하며, 또 실링지(27)는 기질용기(30)에 기질액(28)을 충전시킨 다음에 고주파, 초음파, 열, 접착제등을 이용하여 기질액이 외부로 유출되지 않도록 밀봉한 것이다.

한편 기질용기(30)의 밀봉구는 원형이 가장 바람직하지만 필요에 따라 사각형 또는 다각형도 가능한 것이다.

또 기질용기(30)에서 기질액을 밀봉하는 실링지(27)를 뚫는 관통창(25)은 실링지(27)를 관통하여 기질액용기(30)의 내부로 들어가서 그 부피가 팽창되어 기질액(28)을 외부로 배출시키게 되는 것이다.

이러한 기질액의 배출을 원활하게 도모하기 위하여 관통창(25)의 저면에 홈(25a)을 형성하여 이 홈(25a)을 따라 기질액이 흘러나올 수 있도록 한다.

그리고 경우에 따라서는 관통창(25)이 고정되어 있고 기질액용기(30)가 밀리 면서 기질액(28)의 흐름이 일어날 수 있는 것이다.

그리고 스트립(20)의 반대편에는 기질액이 스트립(20)을 거쳐 나올때 흡수할 수 있도록 기질액 흡수패드(35)가 구비된 것이다.

또 간편한 작동을 위하여 별개로 존재하거나 탐지기등에 부착되어 관통창(25) 및 기질액 흡수패드(35)를 작동시키는 푸셔(50)가 마련된 구조이다.

상기 푸셔(50)의 전면에는 관통창(25)을 전측으로 이동시키는 압착봉(43)과, 기질액흡수패드(35)를 스트립(20)의 측면으로 이동시켜 면접촉되도록 밀어주는 압착편(46)이 부가된 것이다.

또한 상기 기질액 흡수패드(35)는 유리섬유, 셀룰로우즈, 스폰지등 유체를 흡수할 수 있는 재질로 제작되며, 작동전에는 스트립(20)에서 떨어져 있으나 작동 후 푸셔(50)에 의해 밀려서 접촉하게 되는 것이다.

또 기질액흡수패드(35)와 스트립(30)과는 세로면으로의 선접촉 및 가로면으로의 면접촉 채널을 이용한 접촉까지 모두 포함될 수 있는 것이다.

상기에서 푸셔(50)를 바이오센서로 밀거나 바이오센서가 푸셔(50)로 밀리는 한가지 동작으로 기질액용기(30)를 밀봉하고 있는 실링지(27)를 관통하여 부피가 팽창함으로서 내부의 기질액(28)은 관통창(25)의 저면에 형성된 홈(25a)을 따라 쳄버(3)로 흘러나와 스트립(20)을 거쳐 기질액 흡수패드(35)로 흘러가게 됨으로서 교차흐름이 간단하게 완성되는 것이다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의하면, 교차흐름 바이오센서에 필요한 부품을 탑재하고 한가지 동작으로 교차흐름이 발생하도록 함으로서 교차흐름의 공정을 최대한 단순안정화 시킴으로서 교차흐름 바이오센서의 대중화에 기여도가 크다.

또한 이와 동일한 개념으로 기존의 수작업으로 용액등을 첨부하던 검사공정을 단순한 칩개념화하여 향후 다양한 분야에서 바이오센서의 제작이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동상태를 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

즉 내부에 스트립(20)과 기질액(28)이 충전되어있는 기질액 용기(30)가 부가되어있는 키트본체(15)를 이용하여 피검사자에게서 채혈한 혈액을 주입공(7)에 주입한다.

혈액의 주입을 완료한 다음 일정시간 후에 푸셔(50)를 키트본체(15)로 이동하여 외측에 부가된 압착봉(43)이 관통창(25)을 전측으로 밀어 실링지(27)를 관통하게 된다.

이렇게 관통창(25)에 의해 실링지(27)가 관통됨으로서 기질액 용기(30)에 충전된 기질액(28)은 관통창(25)의 저면에 형성된 홈(25a)을 따라 배출되어 쳄버(3)로 유도된다.

또 쳄버(3)로 유도된 기질액은 스트립(20)에 의해 흡수되고 잔량은 푸셔(50)를 구성하는 압착편(46)에 의해 스트립(20)의 외측면에 면접촉되는 기질액흡수패드(35)에 전량 흡수되는 것이다.

이와 같이 시료투입구(7)를 이용한 세로방향과 기질액 용기(30)에 충전된 기질액(28)이 가로방향으로 흐르도록하여 세로와 가로방향으로 교차흐름이 이루어지면서 남아있던 신호간섭물질을 세척, 제거함과 동시에 효소에 대한 기질을 원활하게 공급해 줌으로서 배경신호는 최소화하고 특이신호는 높여 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)를 최대화하여 보다 정확한 질병의 진단을 수행할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 구성상태를 예시한 분해사시도

도 2(a)(b)는 본 발명을 구성하는 기판과 커버의 구성상태를 예시한 정면도

도 3(a)(b)(c)는 본 발명의 일구성인 스트립의 구성상태를 예시한 단면도

도 4는 본 발명을 구성하는 기질액용기의 단면도

도 5는 본 발명을 구성하는 관통창의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스트립안착부 3 : 쳄버

5 : 기판 6 : 투시창

7 : 주입공 10 : 커버

15 : 키트본체 20 : 스트립

25 : 관통창 30 : 기질액용기

35 : 기질액흡수패드 50 : 푸셔

Claims (7)

1. 기판과 커버가 일체로 조립된 키트본체와; 상기 키트본체의 내부중앙에 마련된 스트립안착부에 재치되는 스트립과; 상기 스트립에 기질액을 공급하는 기질액 용기 및 상기 스트립에 탈착되는 기질액흡수패드로 구성된 것을 특징으로 하는 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 키트본체는 중앙에 횡방향으로 길게 형성된 스트립안착부와, 상기 스트립안착부의 전면에 기질액용기를 올려놓기위한 재치부와, 기질액을 유도하는 챔버와 관통창이 재치되는 슬라이드부가 동일선상에 배설되고, 상기 후측에는 기질액흡수패드를 결합하는 안착부가 형성된 기판과; 중앙에 투시창과, 투시창의 일측에 주입구가 형성되고 전측에 기질액용기를 감싸는 캡이 부가된 커버로 구성된 것을 특징으로 하는 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 스트립은 일정한 규격의 타공이 형성된 라미네이팅 카드의 상면전측에 접착되는 샘플적용패드와, 상기 샘플적용패드의 내측에 효소결합패드와 혈구분리패드 및 상면에 소수성 라미레이팅 필름이 접합된 신호발생패드와 흡수패드를 순차적으로 접합한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 기질액용기는 일정량의 기질액을 충전하는 원통관체와, 상기 원통관체의 일측면을 고주파, 초음파, 열, 접착제 등을 이용하여 밀봉하는 실링지로 구성된 것을 특징으로 하는 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체.
5. 제1항에 있어서, 상기 관통창은 저면에 기질액의 흐름을 유도하기 위한 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체.
6. 제1항에 있어서, 상기 기질액의 공급은 기질액 용기와 관통창중의 어느 하나가 고정되고, 다른 하나가 움직여서 실링지를 관통하여 기질액용기에 충전되어있는 기질액을 쳄버에 일정 양을 공급하는 것을 특징으로하는 교차흐름을 이용한 바이오 센서 키트조립체.
7. 제1항에 있어서, 상기 기질액흡수패드는 스트립과 비접촉 또는 접촉된 상태에 있다가 기질액이 공급될때 수동 또는 자동으로 스트립과 접촉되어 교차흐름을 유도하는 것을 특징으로 하는 교차흐름을 이용한 바이오센서 키트조립체.

Images