KR20110071879A - 마이크로 세포배양기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 마이크로 세포배양기는 광원부를 포함한다. 상기 마이크로 세포배양기는 광원부의 일측에 배치되는 플레이트를 포함한다. 상기 플레이트의 일면에는 세포배양용기가 배열된다. 상기 마이크로 세포배양기는 상기 플레이트 일측에 배치되는 필터를 포함한다. 상기 필터의 일면에는 상기 세포배양용기로 광을 투과하도록 광투과부가 형성된다.
한편, 상기 마이크로 세포배양기는 상기 세포배양용기를 투과하는 광을 감지하는 수광소자를 포함한다. 상기 수광소자는 상기 투과하는 광의 특성을 측정한다. 상기 측정된 광의 특성을 근거로 제어부는 배양세포의 성장정도를 판단한다.

Description

마이크로 세포배양기{Micro cell culture system}
본 발명은 마이크로 세포배양기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배양세포를 외부에서 모니터링 가능한 마이크로 세포배양기에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로 세포배양기는 배양세포를 세포배양용기에 이식하여 성장시키는 장치이다. 마이크로 세포배양기는 배양세포를 원활하게 배양하기 위하여 정확한 온도 및 이산화탄소 농도를 제어하여야 한다. 특히, 배양세포가 일정기간이 경과한 후 실험자가 배양세포의 상태를 확인하여야 한다.
이 때, 실험자는 배양세포를 마이크로 세포배양기의 외부로 인출하여 상태를 현미경 등으로 관찰하였다. 그러나 상기의 과정을 거치는 동안 배양세포의 샘플이 소모되었다. 상기의 과정이 반복되는 경우 실험에 필요한 배양세포가 부족하였다.
또한, 상기의 과정을 반복하는 경우, 마이크로 세포배양기가 외부의 공기와 노출되어 다른 배양세포가 괴사하거나 배양이 원활이 안되어 실험에 차질을 가져왔다.
본 발명은 세포를 배양하면서 실시간으로 세포의 상태를 정밀하고 신속하게 측정하는 마이크로 세포배양기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 적어도 하나의 광원부와, 상기 적어도 하나의 광원부의 일측에 배치되고, 적어도 하나의 세포배양용기가 배열된 플레이트와, 상기플레이트의 일측에 배치되어 상기 적어도 하나의 세포배양용기를 투과하는 광을 감지하는 적어도 하나의 수광소자를 포함하는 마이크로 세포배양기를 제공한다.
본 발명은 세포배양용기를 외부로 인출하지 않고 용이하고 신속하게 배양세포의 상태를 측정한다. 따라서 배양세포의 손실을 최소화하고 다른 배양세포의 괴사를 최소화한다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 세포배양기(100)의 일 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 마이크로 세포배양기(100)의 일부분을 분해하여 보여주는 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 마이크로 세포배양기(100)는 외관을 형성하는 하우징(150)을 포함한다. 하우징(150)의 내측에는 세포배양용기(135)가 배치된다.
하우징(150)의 일측에는 마이크로 세포배양기(100)의 작동을 디스플레이하는 디스플레이부(110)가 체결된다. 디스플레이부(110)는 외부의 실험자가 마이크로 세포배양기(100)의 작동을 인지하는 LED 패널, LCD 패널, 터치스크린 등 다양하게 형성될 수 있다.
마이크로 세포배양기(100)는 하우징(150)의 일측에 배치되는 광원부(130)를 포함한다. 광원부(130)는 외부로 광을 방출할 수 있는 모든 장치를 포함한다. 광원부(130)는 하우징(150)의 측면에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 광원부(130)는 이동가능하도록 하우징(150)과 체결될 수 있다. 마이크로 세포배양기(100)는 적어도 하나의 광원부(130)가 이동가능하도록 하우징(150)에 체결되는 구동장치(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 구동장치는 구동력을 생성하는 모터(미도시)를 포함할 수 있다.
마이크로 세포배양기(100)는 하우징(150)과 체결되어 고정되고, 적어도 하나의 세포배양용기(135)가 배열되는 플레이트(142)를 포함한다. 플레이트(142)의 일측에는 적어도 하나의 광원부(130)가 배치된다. 적어도 하나의 광원부(130)는 플레이트(142)의 측면에 배치될 수 있다.
플레이트(142)은 일면으로 인입되도록 형성되어 세포배양용기(135)가 안착하도록 세포배양용기안착부(142a)를 포함한다. 세포배양용기안착부(142a)와 세포배양용기안착부(142a)의 주변은 서로 상이한 재질로 형성된다. 세포배양용기안착부(142a)는 광이 투과하는 재질로 형성되고, 세포배양용기안착부(142a)의 주변은 광이 투과하지 못하는 재질로 형성된다.
예를 들면, 세포배양용기안착부(142a)는 유리, 아크릴, 투명한 플라스틱 등 으로 형성될 수 있고, 세포배양용기안착부(142a)의 주변은 유색의 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.
한편, 마이크로 세포배양기(100)는 플레이트(142)의 일측에 배치되어 세포배양용기안착부(142a)와 대응되도록 광투과부(141a)가 형성되는 필터(141)를 포함할 수 있다.
필터(141)는 적어도 하나의 광원부(130)로부터 발생되는 광을 광투과부(141a)가 형성된 곳으로만 투과시킨다. 따라서 필터(141)는 광이 세포배양용기안착부(142a) 이외의 부분으로 광이 투과되는 것을 방지한다.
마이크로 세포배양기(100)는 플레이트(142)의 일측에 배치되어 적어도 하나의 세포배양용기(135)의 위치를 감지하는 위치감지부(미도시)를 포함한다. 상기 위침감지부는 압전센서(미도시)를 포함할 수 있다.
마이크로 세포배양기(100)는 플레이트(142)의 일측에 배치되어 적어도 하나의 세포배양용기(135)를 투과하는 광을 감지하는 적어도 하나의 수광소자(181)를 포함한다.
적어도 하나의 수광소자(181)는 투과되는 광을 감지하는 컬러 이미지 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 수광소자(181)는 상기 구동장치와 체결되어 적어도 하나의 광원부(130)와 대응되도록 이동한다.
제어부(미도시)는 상기 성장정도와 관련된 수치테이블을 저장할 수 있다. 따라서 상기 제어부는 수광소자(181)에서 감지된 광을 근거로 상기 성장정도를 측정한 후 상기 수치테이블과 비교하여 판단한다.
마이크로 세포배양기(100)는 상기 수치테이블을 저장하는 저장부(미도시)를 포함한다. 또한, 마이크로 세포배양기(100)는 실험자로부터 입력신호를 입력받는 입력부(120)를 포함한다.
이하에서는 적어도 하나의 광원부(130)와 적어도 하나의 수광소자(181)가 하나인 경우와 복수개인 경우를 중심으로 마이크로 세포배양기(100)의 작동을 자세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 마이크로 세포배양기(100)의 일 실시예의 제어흐름을 보여주는 블럭도이다.
도 3을 참고하면, 적어도 하나의 광원부(130)와 적어도 하나의 수광소자(181)는 하나로 형성될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 세포배양용기(135)는 복수개로 형성될 수 있다.
실험자가 복수개의 세포배양용기들(135)을 플레이트(142)에 안착시키고 마이크로 세포배양기(100)를 가동시킨다. 이 때, 실험자는 상기 배양세포에 적합한 조건들을 입력한다. 제어부(190)는 상기 입력된 조건들에 따라 마이크로 세포배양기(100)를 제어한다.
이 때, 제어부(190)는 광원부(130)를 제어하여 각 세포배양용기(135)에 광을 투과하여 수광소자(181)에 측정되는 광의 특성을 저장부(191)로 전송한다. 저장부(191)는 상기 측정된 광의 특성을 저장한다.
마이크로 세포배양기(100)가 소정시간동안 작동하면, 배양세포가 배양된다. 이 때, 실험자는 입력부(120)를 통하여 상기 입력신호를 입력한다. 상기 입력신호 가 입력되면, 제어부(190)는 상기 입력신호에 근거하여 실험자가 선택한 세포배양용기(135)의 위치를 파악한다.
위치감지부(170)는 세포배양용기(135)의 위치를 제어부(190)로 전송한다. 제어부(190)는 전송된 세포배양용기(135)의 위치를 근거로 구동장치(160)를 구동시킨다. 구동장치(160)는 광원부(130)를 세포배양용기(135)와 대응되도록 이동시킨다. 구동장치(160)는 수광소자(181)를 광원부(130) 및 세포배양용기(135)와 대응되도록 이동시킨다.
이 때, 광원부(130)의 중심, 세포배양용기(135)의 중심 및 수광소자(181)의 중심을 동일한 선상에 배치된다. 따라서 광원부(130)로부터 방출되는 광은 세포배양용기(135)를 투과하여 수광소자(181)로 도달한다.
수광소자(181)는 투과하는 광의 파장 및 진동수를 측정하여 제어부(190)로 전송한다. 제어부(190)는 수광소자(181)에서 전송된 광의 파장 및 진동수를 근거로 성장정도를 파악한다. 제어부(190)는 상기에서 측정된 광의 특성과 상기 전송된 광의 파장 및 진동수를 비교하여 배양세포의 성장정도를 측정한다.
예를 들면, 제어부(190)는 투과하는 광의 세기를 근거로 배양세포의 성장정도를 측정한다. 또한, 제어부(190)는 투과하는 광의 파장을 근거로 배양세포의 성장정도를 측정한다.
제어부(190)는 저장부(191)에 저장된 상기 수치테이블과 상기 측정된 성장정도를 비교한다. 제어부(190)는 상기 측정된 성장정도가 상기 수치테이블에 부합하면 배양세포의 배양이 완료된 것으로 판단한다.
배양세포의 배양이 완료된 것으로 판단되면, 제어부(190)는 디스플레이부(110)로 배양이 완료된 세포배양용기(135)를 표시한다.
따라서 실험자는 세포배양용기(135)를 외부로 인출하지 않고 용이하고 신속하게 배양세포의 배양이 완료되었는지 인지할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 마이크로 세포배양기(100)의 다른 실시예의 제어흐름을 보여주는 블럭도이다.
도 4를 참고하면, 적어도 하나의 광원부(230), 적어도 하나의 세포배양용기(135) 및 적어도 하나의 수광소자(281)는 복수개로 형성된다. 각 광원부(230)의 중심, 각 세포배양용기(135)의 중심 및 각 수광소자(281)의 중심은 일직선상에 배치된다.
실험자는 세포배양용기안착부(142a)에 세포배양용기(135)를 안착시킨다. 실험자가 상기 입력신호를 입력하여 마이크로 세포배양기(200)를 작동시킨다. 마이크로 세포배양기(200)가 작동하면, 제어부(290)는 각 광원부(230)로부터 광을 방출시키도록 각 광원부(230)를 제어한다.
광원부(230)로부터 방출된 광은 광투과부(141a)를 통과하여 세포배양용기(135)를 투과한다. 이 때, 세포배양용기(135)는 투명한 재질로 형성되어 광이 투과된다. 투과된 광은 세포배양용기안착부(142a)를 투과하여 플레이트(142)의 외부로 방출된다.
이 때, 세포배양용기안착부(142a)의 주변에는 필터(141)가 배치되어 광이 투과하지 못한다. 따라서 플레이트(142)의 외부로 방출된 광은 서로 간섭하지 않는 다.
한편, 플레이트(142)를 투과한 광은 각 수광소자(281)에 전달된다. 수광소자(281)는 상기 투과한 광의 특성을 측정한다. 수광소자(281)는 상기 측정된 광의 특성을 제어부(290)로 전송한다.
제어부(290)는 상기 전송된 광의 특성을 저장부(291)로 전송한다. 저장부(291)는 상기 광의 특성을 저장한다. 상기 광의 특성은 투과한 광의 세기 또는 투과한 광의 파장 중 적어도 하나를 포함한다.
한편, 저장부(291)에는 배양세포의 성장정도에 따른 광의 특성을 수치로 테이블화한 상기 수치테이블을 저장한다.
마이크로 세포배양기(200)의 작동을 시킨 후 소정시간이 경과하면, 실험자는 입력부(220)를 통하여 상기 입력신호를 입력한다. 상기 입력신호는 실험자가 측정을 원하는 세포배양용기(135)의 위치를 포함할 수 있다.
상기 입력신호가 입력되면, 제어부(290)는 각 광원부(230)가 광을 방출하도록 제어한다. 이 때, 제어부(290)는 복수개의 광원부들(230)이 모두 작동하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(290)는 일부의 광원부들(230)만 작동하도록 제어할 수 있다.
한편, 복수개의 광원부들(230)이 작동하면, 복수개의 수광소자(281)는 투과하는 광의 특성을 측정한다. 이 때, 상기 광의 특성은 상기에서 설명한 봐와 같이 투과하는 광의 세기 또는 투과하는 광의 파장 중 적어도 하나를 포함한다.
수광소자(281)는 상기 측정된 광의 세기 또는 상기 광의 파장을 제어부(290) 로 전송한다. 이 때, 저장부(291)는 초기에 측정된 광의 세기 또는 상기 광의 파장을 제어부(290)로 전송한다. 또한, 저장부(291)는 상기 수치테이블을 제어부(290)로 전송한다.
제어부(290)는 상기 측정된 광의 세기 또는 상기 광의 파장과 초기에 측정된 광의 세기 또는 광의 파장을 비교한다. 이 때, 제어부(290)는 상기 수치테이블과 비교한 광의 파장 결과를 비교한다.
제어부(290)는 상기 비교한 광의 세기 또는 광의 파장을 상기 수치테이블과 비교하여 배양세포의 성장정도를 판단한다.
제어부(290)는 배양세포의 성장정도를 판단한 결과를 디스플레이부(210)로 전송한다. 디스플레이부(210)는 배양세포의 성장정도를 외부의 실험자가 인식하도록 디스플레이한다. 이 때, 디스플레이부(210)는 배양세포의 성장정도와 함께 해당하는 세포배양용기(135)의 번호를 표시한다.
따라서 실험자는 세포배양용기(135)를 외부로 인출하지 않더라도 용이하고 신속하게 배양세포의 성장정도를 확인할 수 있다. 또한, 세포배양용기(135)를 외부로 인출하지 않으므로 다른 세포배양용기(135)가 훼손되거나 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 세포배양기의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로 세포배양기의 일부분을 분해하여 보여주는 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 마이크로 세포배양기의 제어흐름을 보여주는 블럭도이다.
도 4는 도 1에 도시된 마이크로 세포배양기의 다른 실시예의 제어흐름을 보여주는 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100 : 마이크로 세포배양기 142 : 플레이트
110 : 디스플레이부 150 : 하우징
120 : 입력부 160 : 구동장치
130 : 광원부 170 : 위치감지부
135 : 배양용기 181 : 수광소자
141 : 필터 190 : 제어부

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 광원부와,
    상기 적어도 하나의 광원부의 일측에 배치되고, 적어도 하나의 세포배양용기가 배열된 플레이트와,
    상기플레이트의 일측에 배치되어 상기 적어도 하나의 세포배양용기를 투과하는 광을 감지하는 적어도 하나의 수광소자를 포함하는 마이크로 세포배양기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수광소자에서 감지한 광을 근거로 배양세포의 성장정도를 판단하는 제어부를 더 포함하는 마이크로 세포배양기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 성장정도 대 수치테이블을 비교하는 마이크로 세포배양기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원부와 상기 적어도 하나의 수광소자는 서로 대응되도록 배치되는 마이크로 세포배양기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원부는 상기 적어도 하나의 배양용기의 일측에 배치되도록 이동가능한 마이크로 세포배양기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수광소자는 상기 적어도 하나의 배양용기의 일측에 배치되도록 이동가능한 마이크로 세포배양기.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원부와 상기 적어도 하나의 수광소자를 이동시키는 구동장치를 더 포함하는 마이크로 세포배양기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원부, 상기 적어도 하나의 배양용기 및 상기 적어도 하나의 수광소자는 복수개로 형성되고,
    상기 각 광원부의 중심, 상기 각 배양용기의 중심 및 상기 각 수광소자의 중심은 일직선에 배치되는 마이크로 세포배양기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수광소자는 컬러 이미지 센서를 포함하는 마이크로 세포 배양기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레이트는 일측으로 인입되어 형성되어 상기 배양용기가 안착하는 배양용기안착부를 포함하는 마이크로 세포배양기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 배양용기안착부와 상기 배양용기안착부의 주변은 서로 상이한 재질로 형성되는 마이크로 세포배양기.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 배양용기안착부는 광이 투과하는 재질로 형성되고, 상기 배양용기안착부의 주변은 광이 투과하지 못하는 재질로 형성되는 마이크로 세포배양기.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 플레이트의 일측에 배치되어 상기 용기안착부와 대응되도록 광투과부가 형성되는 필터를 더 포함하는 마이크로 세포배양기.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원부는 상기 플레이트의 측면에 배치되는 마이크로 세 포배양기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102517195A (zh) * 2011-12-27 2012-06-27 中国科学院深圳先进技术研究院 基于光敏感基因的细胞分泌物生产系统和方法
KR20150027577A (ko) * 2013-09-04 2015-03-12 주식회사 시현코리아 광 투과도를 이용한 세포 배양 상태를 확인할 수 있는 세포배양기 및 세포배양 모니터링 및 제어 시스템
KR20230006251A (ko) * 2021-07-02 2023-01-10 고려대학교 산학협력단 세포 광자극 장치

Cited By (3)

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