KR20120061714A - 샘플러 - Google Patents

Abstract

샘플러가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러는 내부에 유체가 수용되며, 양단이 각각 관통 가능한 막으로 밀봉된 챔버와, 상기 챔버와 일측이 결합되며, 내부에 중공부가 형성되는 튜브 및, 일단에 검체 채취부를 구비한 팁이 구비되고, 상기 중공부를 통해 가이드 되어 이동하면서 상기 팁이 챔버의 일단을 관통함으로써 상기 검체 채취부에 의해 채취된 검체와 상기 유체가 혼합되어 희석액을 형성시키며, 상기 팁이 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 희석액을 챔버 외부로 정량 토출시키는 이동바를 포함한다.

Description

샘플러{sampler}

본 발명은 샘플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시료를 검체와 혼합하여 희석하고, 이를 정량 토출시킬 수 있는 샘플러에 관한 것이다.

일반적으로, 유체시료의 분석은 화학 및 생명공학 분야 외에도 환자로부터 채취한 혈액, 체액의 분석을 통한 진단 분야 등에서 광범위하게 이용되고 있다.

근래에는 이러한 유체시료의 분석을 좀 더 간편하고 효율적으로 수행하기 위하여, 소형화된 다양한 종류의 분석 및 진단 장비들과 기술들이 개발되고 있다.

한편, 이러한 유체시료를 분석하는 방법에 있어서 중요한 것 중 하나는 유체시료를 전처리하는 것이다.

여기서, 유체시료의 전처리란 유체시료의 분석 전에 원하는 양의 검체를 추출하여 예를 들어, 희석버퍼 등에 이를 적정한 비율로 정확하게 처리하거나, 고체, 액체 상태의 반응시약과의 혼합, 또는 충진 또는 지지체를 활용하여 분리 및 정제하는 것을 말한다.

통상적으로 이를 위해 피펫이나 스포이트를 사용하여 유체시료를 전처리하지만, 랩온어칩(lab-on-a-chip) 또는 랩온어팁(lab-on-a-tip) 단위의 샘플 분석에 있어서, 전처리에 사용되는 시료의 양은 극히 소량이고 또한 아주 정확하게 처리되어야 하기 때문에, 피펫이나 스포이트를 이용하여 원하는 극소량의 샘플을 정확하게 전처리하는 것은 쉬운 일이 아니다.

아울러, 현장 검사 기법에서는 채취한 시료를 전처리하고 이를 다시 측정기기로 투입하는 단계를 거치게 되는데, 투입단계에서 다시 한번 인가하는 시료 량의 오차 문제가 발생한다.

따라서, 극소량의 혈액 내지 기타 시료를 다룸에 있어서 오차를 최소화하면서 그 취급 과정이 용이하여 별도의 전문 교육이나 훈련을 받지 않은 사람이 간단한 설명만을 들은 후에 사용할 수 있는 샘플러의 필요성이 대두되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미리 계량된 유체 또는 고체시료를 검체와 혼합 등의 전처리 후에 이를 정량 토출 시킬 수 있는 샘플러를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 모세관 구조물을 이용하여 정량의 검체를 획득할 수 있는 샘플러를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 미리 계량된 유체 또는 고체를 외부의 다른 계량 장비 및 동력 없이 일정 비율 및 일정 농도로 검체와 희석 또는 혼합이 가능한 샘플러를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 원터치 조립이 가능하고, 기존의 여러 단계를 이용하거나 양방향 조작을 행하는 일 없이 한 방향 조작으로 모든 과정을 수행할 수 있는 샘플러를 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되며, 양단이 각각 관통 가능한 막으로 밀봉된 챔버; 및, 채취된 검체가 수용되고, 챔버의 일단을 관통함으로써 상기 검체와 상기 반응시약이 혼합되어 반응된 검체를 형성시키며, 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버 외부로 정량 토출시키는 팁;을 포함하는 샘플러가 제공될 수 있다.

또한, 상기 팁은 상기 검체를 채취하기 위한 검체 채취부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 팁과 일체로 이루어지며, 상기 팁을 단계별로 이동시키는 이동바를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 챔버와 일측이 결합되고, 내부에 중공부가 형성되는 튜브를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 팁은 끝단으로 상기 반응된 검체를 토출시키는 배출유로를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 팁은, 상기 검체 채취부 및 상기 배출유로와 연통되고, 상기 검체 채취부에 의해 채취된 검체가 상기 반응시약과 혼합될 수 있는 공간을 제공하는 믹싱홀;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 이동바는, 상기 팁이 상기 챔버의 타단을 관통한 후 사용자가 상기 이동바의 타단을 더 누르면 상기 챔버 내의 반응된 검체에 일정한 압력을 가하여 정량의 반응된 검체를 토출시키는 가압부를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 반응시약은 검체인 혈액샘플에 물리적인 힘을 가하여 DNA 또는 RNA 추출을 용이하게 하는 실리카 입자, 선택적으로 단백질을 분리하는 항체, 지지체로 활용되는 시약 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 이동바의 일측에 구비되는 가이드돌기와, 상기 튜브에 구비되며, 상기 가이드돌기의 이동을 안내하여 상기 이동바의 이동을 단계별로 조절하는 가이드홀을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 가이드홀은 상기 반응된 검체의 토출량을 단계적으로 조절할 수 있도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 챔버의 일측에 원주방향을 따라 적어도 하나의 환형 돌출부가 구비됨으로써 상기 챔버와 상기 튜브가 끼움 결합될 수 있다.

또한, 상기 챔버와 튜브는 상기 챔버에 구비되는 끼움돌기와 상기 끼움돌기에 대응하여 상기 튜브에 형성되는 체결홈에 의해 체결되어 결합될 수 있다.

또한, 상기 팁은 테이퍼지게 형성되며, 상기 챔버의 타단에 구비되는 배출구는 상기 팁 형상에 대응되어 밀착되는 경사부를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되며, 양단이 각각 관통 가능한 막으로 밀봉된 챔버;와, 일단에 검체 채취부를 구비한 팁이 구비되고, 상기 팁이 챔버의 일단을 관통함으로써 상기 검체 채취부에 의해 채취된 검체와 상기 반응시약이 혼합되어 반응된 검체를 형성시키며, 상기 팁이 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버 외부로 정량 토출시키는 이동바; 및 상기 이동바의 이동을 단계별로 안내하는 튜브;를 포함하는 샘플러가 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되며, 양단이 각각 관통 가능한 막으로 밀봉된 챔버;와, 상기 챔버와 일측이 결합되며, 내부에 중공부가 형성되는 튜브; 및 채취된 검체가 수용되고, 상기 챔버에 삽입됨으로써, 상기 검체와 상기 반응시약이 혼합되어 반응된 검체를 형성시키는 이동바;를 포함하며, 상기 이동바가 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버 외부로 정량 토출시키는 것을 특징으로 하는 샘플러가 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되는 공간을 형성하는 챔버;와, 상기 챔버 내에 구비되며, 상기 반응시약과 혼합되어 반응된 검체를 배출하는 배출유로가 형성되는 팁; 및, 상기 팁을 이동시키는 실린더;를 포함하며, 상기 팁이 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버 외부로 정량 토출시키는 것을 특징으로 하는 샘플러가 제공될 수 있다.

또한, 상기 반응된 검체를 정제하여 배출하는 멤브레인이 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 팁은, 상기 챔버를 원심분리기에 장착하여 원심분리 시, 원하는 물질의 분리를 위한 적어도 하나의 분리홀을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 채취된 검체가 수용되도록 일단부에 검체 채취부가 형성되는 팁; 그리고 일단부에는 관통 가능한 파우치가 구비되고 타단부에는 관통 가능한 배출막이 형성되어 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되며, 상기 팁의 일단부가 상기 파우치를 관통하여 내측으로 삽입됨으로써 상기 반응시약과 상기 검체가 혼합되어 반응된 검체가 형성되도록 하고, 상기 팁의 일단부가 상기 배출막을 관통한 상태에서 누름부가 가압됨에 따라 상기 반응된 검체가 외부로 정량 토출되도록 하는 챔버;를 포함하여 이루어지는 샘플러가 제공될 수 있다.

또한, 상기 챔버의 타단부에 구비되며, 내부에 토출로가 형성되어 상기 배출막을 관통한 상기 팁이 상기 토출로에 위치한 상태에서 상기 누름부가 가압됨에 따라 상기 반응된 검체가 정량 배출되는 배출부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배출부는 상기 챔버 타단부에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 반응된 검체를 배출시키는 양에 따라 대응되는 토출로 지름을 가지는 배출부로 교환 가능할 수 있다.

또한, 상기 팁에는 이동바가 일체로 더 형성되고, 상기 이동바에는 상기 팁이 상기 배출막을 관통하도록 적용되는 외력이 가해지는 누름판과, 상기 챔버의 타단부에 걸려 상기 이동바의 이동이 정지되도록 하는 스토퍼와, 상기 이동바의 이동시에 외측면이 상기 챔버의 내측면에 밀착 이동되면서 상기 챔버의 내부 일측을 기밀시켜 상기 누름부가 눌려짐에 따라 가압되는 상기 반응된 검체가 상기 배출부로 배출되도록 하는 가압부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 검체 채취부는 상기 팁의 길이방향으로 형성되되, 양측이 상기 팁의 외측으로 개방 형성될 수 있다.

또한, 상기 누름부는 외력에 의해 눌려 상기 챔버 내측의 압력이 높아지도록 상기 챔버의 외측면과 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 미리 계량된 유체 및 고체의 반응시약과 검체를 혼합하여 희석, 혼합, 분리하고, 이를 정량 토출시킬 수 있다.

또한, 모세관 구조물을 이용하여 정량의 검체를 획득할 수 있다.

또한, 미리 계량된 유체 및 고체와 외부의 다른 계량 장비 및 동력 없이 일정 비율 및 일정 농도로 검체와 희석 및 혼합이 가능하다.

또한, 원터치 조립이 가능하고, 기존의 여러 단계를 이용하거나 양방향 조작을 행하는 일 없이 한 방향 조작으로 모든 과정을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 작동과정을 3스텝으로 나누어 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 챔버를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 튜브를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 이동바를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 팁을 도시한 부분사시도.
도 6은 도 5의 팁을 종단면을 따라 절단하여 도시한 부분절단사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샘플러의 팁을 도시한 부분사시도.
도 8은 도 7의 팁을 종단면을 따라 절단하여 도시한 부분절단사시도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 팁을 도시한 부분사시도.
도 10은 도 9의 팁을 종단면을 따라 절단하여 도시한 부분절단사시도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드홀과 튜브, 챔버 결합관계를 도시한 사시도.
도 12는 도 11의 가이드홀에 의한 샘플러 작동과정을 도시한 작동순서도.
도 13은 도 9의 팁 믹싱홀에 실리카가 충진된 상태를 도시한 부분사시도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러에 실리카 등의 고체시약 및 지지체 물질 등이 충진된 상태를 도시한 단면도.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 구성을 도시한 분해 사시도.
도 16은 도 15의 샘플러가 조립된 상태를 도시한 사시도.
도 17은 도 16의 샘플러의 단면도.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 구성을 도시한 분해 사시도.
도 19는 도 18의 샘플러가 조립된 상태를 도시한 사시도.
도 20은 도 18의 샘플러의 단면도.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 이동바를 나타낸 사시도.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 챔버를 나타낸 사시도.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 챔버를 나타낸 단면도.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 챔버와 이동바의 작동상태를 나타낸 단면예시도.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 팁으로 검체를 채취하는 방법을 나타낸 단면예시도.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 토출로의 지름을 구하는 것을 나타낸 예시도.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명 되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공 되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 작동과정을 3스텝으로 나누어 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 챔버를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 튜브를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 이동바를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러(100)는 크게, 내부에 유체 또는 고체 반응시약이 수용되며, 양단이 각각 관통 가능한 막으로 밀봉된 챔버(110);와, 상기 챔버(110)와 일측이 결합되며, 내부에 중공부(122)가 형성되는 튜브(120); 및 일단에 검체 채취부(131)를 구비한 팁(134)이 구비되고, 상기 중공부(122)를 통해 가이드 되어 이동하면서 상기 팁(134)이 챔버(110)의 일단을 관통함으로써 상기 검체 채취부(131)에 의해 채취된 검체와 반응시약이 혼합되어 반응된 검체를, 상기 팁(134)이 챔버(110)의 타단을 관통함으로써 챔버(110) 외부로 정량 토출시키는 이동바(130);를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 챔버(110)에는 채취된 검체와 혼합되어 희석 또는 혼합액을 형성할 수 있는 희석버퍼 또는 고체의 시약물질 등의 용도에 따라 다양한 시약이 수용된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러(100)는 희석뿐 아니라, 챔버(110) 내에 유체 및 고체의 시약을 넣어놓고 혼합을 하는 것, 그리고 챔버(110)에 실리카 입자나, chromatography 에 사용 가능한 affinity를 띄는 생 분자들을 충진하여 분리 및 정제하는 것, 그리고 멤브레인 등을 넣어 분리 정제하는 것 등 다양한 분야에 응용 가능하다.

상기 챔버(110)의 양단은 관통 가능한 막으로 밀봉되며, 상기 튜브(120)와 결합되는 일단은 파우치(116)로 밀봉됨으로써 상기 이동바(130)가 이동하면서 상기 팁(134)이 상기 파우치(116)를 관통하여 상기 챔버(110) 내부로 진입하도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 챔버(110)의 타단의 중앙부에는 상기 팁(134)이 전진하여 이동할 수 있도록 배출구(112)가 마련되는데, 상기 배출구(112)는 역시 관통 가능한 배출막(113)으로 막혀 있다.

상기 챔버(110)와 상기 배출막(113)은 탄성재질로 제조될 수 있는데, 예를 들어 PE(Polyethylene)나 그 외 탄성을 가진 다른 재질도 사용 가능하며, 탄성재질을 이용한 사출성형에 의해 제조될 수 있다.

상기 배출막(113)은 얇게 형성되어 사용자가 상기 이동바(130)를 밀면 상기 팁(134)이 전진하여 상기 배출막(113)을 관통하게 된다. 이때, 상기 배출막(113)이 탄성재질로 이루어져 있기 때문에 상기 팁(134)이 상기 배출막(113)을 관통하여 전진함에 따라 배출막(113)의 뚫린 테두리 부분이 상기 팁(134) 주위에 밀착함으로써, 배출막(113)의 뚫린 부분으로 유체가 새어 나오지 않는다.

즉, 상기 배출막(113)의 재질이 탄성을 가지고 있으므로, 상기 팁(134)의 끝이 닿는 부분에서 찢어지듯이 뚫어지게 되어 상기 팁(134)과 배출막(113)의 뚫린 테두리 사이에 공차가 발생하지 않는 것이다.

여기서, 상기 팁(134)은 테이퍼지게 형성되며, 상기 배출구(112)는 상기 팁(134) 형상에 대응되어 밀착되는 경사부(114)를 포함하여 이루어질 수 있다.

이 경우 찢어지듯이 뚫어진 배출막(113)은 상기 팁(134)이 전진할수록 점점 더 뚫어지는 범위가 넓어지게 되며 상기 배출막(113) 부분이 다 뚫리게 되면 상기 팁(134)은 더 이상 전진할 수 없는 상태가 된다.

즉, 배출막(113) 부분이 다 뚫리게 되면, 일정한 직경을 가지는 배출구(112)의 크기와 일정한 직경을 가지는 팁(134)이 밀착 되어 더 이상 전진 되지 않는 상태가 되므로, 이 직경의 크기를 조절함으로써 팁(134)이 전진되는 거리를 조절 할 수 있으며, 이 거리에 의해 토출되는 양을 조절 할 수 있다.

그리고, 상기 테이퍼진 형상의 팁(134)은 상기 배출구(112)의 경사부(114)에 밀착됨으로써, 상기 팁(134)과 배출구(112) 사이로 유체가 흘러내리지 않도록 더욱 강한 밀봉 상태를 유지하게 된다.

한편, 상기 팁(134)은 끝단으로 상기 반응된 검체를 토출시키는 배출유로(132)와, 상기 검체 채취부(131) 및 상기 배출유로(132)와 연통되고, 상기 검체 채취부(131)에 의해 채취된 검체가 상기 반응시약과 혼합될 수 있는 공간을 제공하는 믹싱홀(133)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 배출유로(132)의 일단은 상기 팁(134)의 끝단까지 연장되어 반응된 검체를 토출하게 되고, 타단은 상기 믹싱홀(133)과 연통되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 배출유로(132)는 그 중간 부분에서 상기 검체 채취부(131)와 수직 또는 소정의 각도를 이루며 연통되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 검체 채취부(131)와 상기 믹싱홀(133)은 상기 배출유로(132)를 중심으로 모두 연통되어 있는 것이다.

상기 검체 채취부(131), 배출유로(132) 및 믹싱홀(133)의 작용관계를 살펴보면, 손끝이나 혈액 튜브 속에 들어 있는 검체가 상기 검체 채취부(131)에 닿는 순간 모세관 현상에 의하여 검체 채취부(131)에 뚫려 있는 관으로 빨려 들어가 상기 배출유로(132)를 가득 채우게 된다.

이때, 상기 검체 체취부(131)뿐만 아니라 배출유로(132)를 사용하여서도 동일하게 모세관 현상을 활용한 검체 채취가 이루어질 수 있다.

특히 병원 등에서 사용되고 있는 채혈튜브는 긴 형상을 하고 있기 때문에 배출유로(132)를 통하여 검체를 채취하는 것이 용이할 수 있다. 그리고, 상기 팁(134)을 챔버(110)에 삽입하게 되면, 상기 배출유로(132) 양단은 열려있는 상태이므로 상기 챔버(110) 안에 있는 반응시약과 상기 배출유로(132) 내에 차 있는 검체가 접촉하게 되어 상기 챔버(110) 쪽으로 빠져 나오게 된다.

상기 배출유로(132) 안에 차 있던 검체가 챔버(110)로 빠져 나오면, 상기 반응시약은 검체가 빠져나온 배출유로(132) 내부를 채우게 되고, 이런 과정이 반복 되면서 상기 배출유로(132) 안을 채우고 있던 검체와 반응시약이 섞이게 되어 반응된 검체를 형성하게 된다.

이때, 상기 배출유로(132) 안에 차 있던 검체는 주로 상기 믹싱홀(133)쪽으로 빠져 나오게 되고 상기 믹싱홀(133) 내에서 이루어지는 검체와 반응시약의 반응은 믹싱홀(133)을 중심으로 상기 챔버(110) 내부로 확산된다.

한편, 상기 이동바(130)는, 상기 팁(134)이 상기 챔버(110)의 타단 즉, 상기 배출막(113)을 관통한 후 사용자가 상기 이동바(130)를 더 누르면 상기 챔버(110) 내의 희석액에 일정한 압력을 가하여 정량의 반응된 검체를 토출시키는 가압부(136)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 가압부(136)는 상기 챔버(110) 내부로 진입하면서 반응된 검체에 소정의 압력을 가하게 되며, 상기 팁(134)이 배출막(113)을 뚫게 되고 상기 테이퍼진 형상의 팁(134)이 상기 배출구(112)의 경사부(114)에 밀착하게 되어 상기 팁(134)이 더 이상 전진할 수 없는 상태가 될 때까지 상기 반응된 검체를 가압하게 된다.

그리고, 이 과정에서 일정한 거리만큼만 팁(134)이 진행하기 때문에 상기 가압부(136)에 의해 반응된 검체에 가해지는 압력 또한 항상 같은 값을 갖게 되므로 일정한 볼륨의 반응된 검체를 토출 할 수 있도록 구성할 수 있으며, 팁(134)의 길이 및 튜브(120)의 가이드홀(124)의 길이를 조정함으로써 토출되는 유체의 양을 조정할 수 있도록 구성할 수도 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러(100)는 검체가 채취된 팁(134)이 유체가 수용된 챔버(110) 일단을 통해 내부로 관통 삽입되어 상기 검체와 유체가 혼합되어 희석액을 형성하며, 상기 팁(134)이 상기 챔버(110) 타단을 통해 외부로 관통 배출된 후 가압됨으로써, 상기 반응된 검체가 정량 토출되도록 구성되는 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러(100)는 상기 이동바(130)의 일측에 구비되는 가이드돌기(138)와, 상기 튜브(120)에 구비되며, 상기 가이드돌기(138)의 이동을 안내하여 상기 이동바(130)의 이동을 단계별로 조절하는 가이드홀(124)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가이드홀(124)은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러(100)의 작동과정을 3스텝으로 구분하여 진행할 수 있도록 3단 구성으로 이루어져 있다.

따라서, 상기 챔버(110)와 상기 튜브(120)가 결합된 상태에서 사용자가 상기 가이드돌기(138)가 상기 가이드홀(124)을 따라 이동하도록 이동바(130)를 조작함으로써, 상기 팁(134)의 챔버(110) 내 삽입과, 검체의 희석 및 희석액 토출 등 각각의 필요한 단계를 용이하게 수행할 수 있도록 구성된다.

구체적으로, 1단계는 사용자가 상기 팁(134)을 챔버(110)에 삽입하여 고정시키는 단계로서, 상기 팁(134)이 챔버(110) 상면을 밀봉하고 있는 파우치(116)를 뚫고 상기 챔버(110) 내부의 반응시약으로 진입하는 단계 즉, 단순히 상기 팁(134)을 챔버(110)에 삽입하는 단계이다.

그리고, 사용자가 상기 이동바(130)를 90°로 회전하고 누르면, 2단계로 진행하며 상기 팁(134)은 챔버(110) 배출구(112)의 배출막(113)을 조금 뚫게 되는데, 상기 팁(134)의 끝부분이 배출막(113)을 조금 뚫고 나올 정도만 진행을 하게 된다.

이때, 상기 팁(134)의 믹싱홀(133) 상측에 위치한 가압부(136)에 의하여 챔버(110)는 밀폐되므로, 사용자는 샘플러(100)를 흔들어 상기 배출유로(132) 안에 들어 있는 검체와 챔버(110) 안의 반응시약을 믹싱할 수 있다.

사용자가 다시 이동바(130)를 반대방향으로 90°회전하고 누르면, 3단계로 진행하면서 상기 팁(134)이 챔버(110) 배출구(112)의 배출막(113)을 완전히 뚫고 나오게 되며 이때 밀폐된 상태의 희석액은 배출막(113)을 뚫고 전진한 팁(134)의 배출유로(132) 끝단을 통하여 토출된다.

즉, 밀폐된 상태에서 상기 팁(134)이 배출구(112) 외부로 돌출하는 거리만큼 상기 가압부(136)가 챔버(110) 내부에 가하는 압력에 의하여 내부의 유체가 토출 되는데, 팁(134)의 돌출 거리를 알맞게 조정함으로써, 토출되는 유체의 볼륨 조절이 가능하다.

상기 2단계에서는 배출막(113)을 미세하게 찢어 놓은 상태에서 찢어 놓은 배출막(113) 테두리가 상기 팁(134)을 감싸게 되므로, 상기 팁(134)과 배출막(113) 사이는 공차가 없는 상태로 유지된다.

그리고, 3단계에서도 상기 팁(134)이 외부로 진행 하면서 배출막(113)을 점점 크게 뚫게 되지만, 상기 챔버(110)와 배출막(113)은 탄성재질로 이루어지므로, 상기 팁(134)의 모양과 외경에 따라 상기 배출막(113)이 뚫리게 되어 팁(134)과 배출구(112) 사이는 공차가 없는 상태로 유지된다.

또한, 상기 팁(134)이 상기 배출막(113)이 다 뚫리도록 전진한 상태에서는 상기 경사부(114)가 상기 팁(134)의 테이퍼진 부분을 고정을 시켜 주어 더 이상 진행을 하지 못하므로, 이 과정에서 일정한 거리만큼만 팁(134)이 전진할 수 있게 하여 원하는 볼륨을 토출할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 팁을 도시한 부분사시도, 도 6은 도 5의 팁을 종단면을 따라 절단하여 도시한 부분절단사시도, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샘플러의 팁을 도시한 부분사시도, 도 8은 도 7의 팁을 종단면을 따라 절단하여 도시한 부분절단사시도, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 팁을 도시한 부분사시도, 도 10은 도 9의 팁을 종단면을 따라 절단하여 도시한 부분절단사시도이다.

도5 내지 도10을 참조하면, 본 발명에 따른 샘플러(100)의 팁(234, 334, 434)은 여러 가지 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 팁(234, 334, 434)의 형상은 챔버(110)와 배출막(113)의 재질, 챔버(110) 내에 충진되는 반응시약의 종류 및 반응된 검체의 토출 볼륨 등에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

물론, 상기 팁(234, 334, 434)의 형상이 달라지더라도 상기 검체 채취부(231, 331, 431), 배출유로(232, 332, 432) 및 믹싱홀(233, 333, 433)의 위치 및 연결관계는 동일하게 구성될 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드홀과 튜브, 챔버 결합관계를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 가이드홀에 의한 샘플러 작동과정을 도시한 작동순서도이다.

도 2, 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러(100)는 상기 챔버(110)의 일측에 원주방향을 따라 적어도 하나의 환형 돌출부(118)가 구비됨으로써 상기 챔버(110)와 상기 튜브(120)가 끼움 결합될 수 있다.

이외에도 상기 챔버(110)와 상기 튜브(120)의 결합관계를 다양하게 구성할 수 있는데, 상기 챔버(110)와 상기 튜브(120)에 각각 나사산(미도시)이 형성되어 나사 결합되도록 구성할 수 있으며, 도11에 도시한 바와 같이, 상기 챔버(510)와 튜브(520)는 상기 챔버(510)에 구비되는 끼움돌기(518)와 상기 끼움돌기(518)에 대응하여 상기 튜브(520)에 형성되는 체결홈(526)에 의해 체결되어 결합될 수 있다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 이동바(130)가 이동하는 다른 예로서 가이드홀(524)의 단계가 정해져 있지 않고 슬라이드 형상으로 연속적으로 구현 됨으로써, 이동바를 지긋이 눌러주게 되면 연속적인 슬라이드형상을 따라 이동바(130)가 움직여 이동바(130)의 삽입에서 토출까지 한번에 가능하게 구성할 수 있다.

도 13은 도 9의 팁 믹싱홀에 실리카가 충진된 상태를 도시한 부분사시도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러에 실리카 등의 고체시약 및 지지체 물질 등이 충진된 상태를 도시한 단면도이다.

도 13과 도 14를 참조하면, 챔버(510)에 충진되는 반응시약은 검체인 혈액샘플에 물리적인 힘을 가하여 DNA 또는 RNA 추출을 용이하게 하는 실리카 입자, 선택적으로 단백질을 분리하는 항체, 지지체로 활용되는 시약 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러(100)는 상기 가압부(136)에 의해 압이 가해질 때, 검체인 혈액샘플에 물리적인 힘을 가하여 DNA 또는 RNA 추출을 용이하게 하기 위해 상기 챔버(510) 내부에 충진되는 실리카 입자 또는 생분자 입자를 지지하는 반응 물질 등이 더 포함될 수 있다.

이러한 실리카를 이용하는 예로서 실리카를 이용한 전처리에 의해 다중 반응 샘플링이 가능한데, 도13에 도시된 바와 같이, 미리 시료 처리된 실리카(436)를 믹싱홀(433)에 삽입하고, 검체 채취 시 실리카(436)에 처리된 시료와 검체가 반응한 후, 팁(434)을 챔버(510)에 삽입하여 희석버퍼와 이미 시료와 반응한 검체가 반응하게 함으로써, 2~3단계의 과정을 1스텝으로 구현할 수 있다.

또한, 이러한 과정 후 다른 반응 및 처리가 필요한 경우에는 다른 희석버퍼나 전처리 시료 등의 유체(140)가 충진된 챔버(510)를 적용함으로써 계속적으로 추가 반응을 용이하게 진행할 수 있다. 더 나아가, 상기의 추가 반응을 응용하여 챔버(510)를 변경함으로써, DNA, RNA 추출 등 다양한 검체 샘플링에 적용 가능하다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 16은 도 15의 샘플러가 조립된 상태를 도시한 사시도이며, 도 17은 도 16의 샘플러의 단면도이다.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 샘플러는 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되는 공간을 형성하는 챔버(610)와, 상기 챔버(610) 내에 구비되며, 상기 반응시약과 혼합되어 반응된 검체를 배출하는 배출유로(632)가 형성되는 팁(634) 및, 상기 팁(634)을 이동시키는 실린더(650)를 포함하며, 상기 팁(634)이 챔버(610)의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버(610) 외부로 정량 토출시키도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 반응된 검체를 정제하여 배출하는 멤브레인(660)을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서 상기 팁(634)은 챔버(610) 내에 삽입된 상태로 제공될 수 있으며, 상기 팁(634)과 실린더(650) 사이의 공간에 반응시약을 넣어서 반응이 일어나게 한 후 사용자가 상기 실린더(650)를 누름으로써 상기 배출유로(632)를 통해 반응된 검체가 토출될 수 있다. 반응된 검체가 배출되는 메커니즘과 관련된 팁(634)과 배출구(612), 배출막(613), 경사부(614) 등의 작용관계는 상술한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 검체는 전술한 바와 같이 검체 채취부(631)를 통해 채취되어 반응시약과 혼합될 수 있지만, 다른 채취기구에 의해 채취된 후 상기 팁(634)과 실린더(650) 사이의 공간에 반응시약과 함께 투입시켜 반응을 진행시키는 것도 가능하다.

상기 멤브레인(660)은 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 팁(634)의 일단에 부착되어 상기 팁(634)과 상기 실린더(650) 사이의 공간에 수용된 반응된 검체가 배출될 때, 분리 및 정제 기능을 수행할 수 있다.

여기서 본 실시예에 따른 샘플러의 사용예는 다음과 같이 나누어질 수 있다.

첫째, 상기 챔버(610) 내에 팁(634)과 멤브레인(660) 및 버퍼 등의 반응시약이 함께 밀봉되어 있는 상태로 제공되는 것이다. 이 경우 사용자는 봉인 즉, 파우치를 떼어내고 검체를 챔버(610)에 넣어 별도의 반응시약 적용 없이 실린더(650)를 이용하여 반응된 검체를 정량 토출할 수 있다.

물론, 다른 작업을 위하여 다른 성질을 갖는 버퍼를 추가로 첨가하여 전처리할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

둘째, 상기 챔버(610) 내에 팁(634)과 멤브레인(660)만 밀봉되어 제공되는 것이다. 이 경우 사용자는 봉인 즉, 파우치를 떼어내고 검체와 함께 원하는 버퍼를 첨가하여 사용할 수 있다. 이때, 검체는 상기 팁(634)에 구비된 검체 채취부(631)를 이용하여 채취할 수 있으며, 다른 채취 기구를 통해 채취된 검체를 버퍼와 함께 첨가하는 것도 가능하다.

위 두 가지 경우 모두 각각 다른 용도의 버퍼가 담긴 다른 챔버(610) 세트를 사용하여 여러 과정을 거쳐 여러 용도로 사용하도록 구성 가능하다.

또한, 미리 시약 처리된 멤브레인(660)에 샘플을 흡수시켜 항원, 항체 반응 등의 화학, 생물 반응을 일으킬 수 있고, 기공의 사이즈가 작은 멤브레인(660)을 사용하여 전혈(全血) 등의 샘플을 멤브레인(660)에 올린 후 실린더(650)를 이용하여 으깨는 과정을 거침으로써 적혈구(RBC, red blood cell) 세포가 용해(lysis)되도록 적용하는 것도 가능하다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 19는 도 18의 샘플러가 조립된 상태를 도시한 사시도이며, 도 20은 도 18의 샘플러의 단면도이다.

도 18 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플러의 팁(734)은 챔버(710)를 원심분리기에 장착하여 원심분리 시, 원하는 물질의 분리를 위한 적어도 하나의 분리홀(770)을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 실시예에서도 상기 팁(734)은 챔버(710) 내에 삽입된 상태로 제공될 수 있으며, 상기 팁(734)과 실린더(750) 사이의 공간에 반응시약을 넣어서 반응이 일어나게 한 후 사용자가 상기 실린더(750)를 누름으로써 상기 배출유로(732)를 통해 반응된 검체가 토출될 수 있다. 반응된 검체가 배출되는 메커니즘과 관련된 팁(734)과 배출구(712), 배출막(713), 경사부(714) 등의 작용관계는 상술한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

여기서, 상기 멤브레인(760)은 상기 팁(734) 일단의 중앙부에 상기 배출유로(732)가 시작되는 부분에 개재될 수 있다. 그리고, 멤브레인(760)을 중심으로 하여 다수의 분리홀(770)이 상기 팁(734) 일단을 관통하도록 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 샘플러의 일 적용례는 다음과 같다.

상기 실린더(750)와 상기 팁(734) 사이의 공간에 전혈(全血)을 투입하고 상기 챔버(710)를 원심분리기에 장착한 후 원심 분리하면, 상대적으로 크기가 큰 적혈구(RBC, red blood cell)와 백혈구(WBC, white blood cell) 등은 상기 분리홀(770)을 통과하지 못하여 팁(734) 상부에 남은 상태로 원심 분리시킬 수 있다. 그리고, 이 상태에서 적혈구와 백혈구를 용해(lysis)시키거나 다른 시약과 추가적으로 반응시켜 전처리 하는 것이 가능하다.

그리고, 전술한 적용례 뿐만 아니라, 다양한 반응샘플의 구성성분 분리에 응용할 수 있으며 또한, 반응이 진행된 후 챔버(710)를 원심분리기에 장착하여 반응된 샘플을 농축하는데 이용하는 것도 가능하다. 이때 상기 분리홀(770)의 크기는 분리하고자 하는 물질의 크기, 비중에 따라 다양하게 구성할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 샘플러의 정량 토출 성능을 확인하기 위하여 다음과 같은 시험을 진행하였다.

- 사용 Device : dilution Sampler

- 표준 시료 : Dark Red 1um Bead (660/680) 사용

- 희석 버퍼 : PBS Buffer

- 측정 장비 : TECAN

- 실험 방법

1. 샘플러의 팁을 이용하여 표준 시료를 획득한다(약 7ul)

2. 팁의 Volume에 일정배수를 가지는 희석 버퍼를 채운 챔버를 준비한다.

3. 챔버에 표준 시료가 획득된 팁을 삽입한다.

4. 팁과 챔버의 결합체를 수차례 흔들어 표준검체와 희석 버퍼를 믹싱한다.

<Sampler의 표준 시료와 희석버퍼의 믹싱확인/Sampler간의 희석 CV 확인>

5. 팁을 챔버의 토출구 방향으로 밀어넣어 토출구를 뚫고, 섞여진 버퍼를 96 wall plate에 떨어뜨린다.

6. TECAN을 이용하여 형광을 측정한다.

<믹싱된 버퍼의 희석 비율에 따른 토출량 측정>

5-1. 팁을 챔버의 토출구 방향으로 밀어넣어 토출구를 뚫고, 섞인 버퍼를 미리 무게가 재어진 plate에 떨어뜨린다.

6-1. plate 의 무게를 확인한다

- 시험결과

동일한 비율로 희석 시 각 sampler에서 희석되는 정도가 비슷한 수준으로 일정 비율 희석의 안정성 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.

< 믹싱된 버퍼의 희석 비율에 따른 토출량 측정 >

동일한 비율로 희석 시 각 샘플러에서 토출되는 버퍼의 량은 비슷한 수준으로 사용 가능하며, 희석비율에 따라 다르게 채워진 희석 버퍼량에 따라 토출량이 틀리게 나오는 것을 확인할 수 있다. 또한, 희석버퍼량에 따라서 토출량이 조절 가능하다.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 이동바를 나타낸 사시도이고, 도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 챔버를 나타낸 사시도이고, 도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 챔버를 나타낸 단면도이다.

도 21 내지 도 23에서 보는 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러는 챔버(810)와 팁(834)을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 팁(834)은 채취된 검체가 수용되도록 일단부에 검체 채취부(831)가 형성된다. 그리고, 상기 챔버(810)는 양단이 관통가능한 막으로 형성되어 내측에 반응시약이 수용되며, 상기 팁(834)이 상기 챔버(810)의 내측으로 관통된 후 다시 외측으로 관통된 상태에서, 상기 챔버(810)의 누름부(825)가 가압됨에 따라 반응된 검체가 방울지게 배출되면서 정량 토출이 가능하게 된다.

상세히, 상기 챔버(810)의 일단부에는 관통 가능한 파우치(816)가 구비되며, 타단부에는 관통 가능한 배출막(813)이 구비될 수 있다.

따라서, 상기 챔버(810)의 양측이 상기 파우치(816) 및 상기 배출막(813)에 의해 각각 밀폐되어 상기 챔버(810)의 내측에는 밀폐된 공간이 제공되며, 상기 공간에는 유체 또는 고체의 반응시약이 누출됨이 없이 안전하게 수용되게 된다.

여기서, 상기 반응시약은 특정 검체에 대한 것이 출고시 일정 비율 희석 가능하도록 채워진 상태로 제공될 수 있다.

그리고, 상기 챔버(810)의 일단부에는 플랜지부(817)가 더 형성됨이 바람직하다.

상기 플랜지부(817)는 상기 챔버(810)의 타단부의 강도를 증가시켜 상기 챔버(810)에 휨과 같은 변형 발생이 방지되도록 할 뿐만 아니라, 후술할 스토퍼(852)를 더욱 효과적으로 멈출 수 있게 된다.

또한, 상기 챔버(810)의 타단부에는 배출부(820)가 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 배출부(820)는 상기 챔버(810)의 길이방향으로 연장형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 배출부(820)의 내측에는 토출로(821)가 형성됨이 바람직하며, 상기 토출로(821)는 상기 배출막(813)에 의해 상기 챔버(810)의 내측 공간과 분리되게 된다.

즉, 상기 배출막(813)이 찢어지거나 뚫리게 되면 상기 챔버(810)의 내측 공간과 상기 토출로(821)는 서로 연결될 수 있게 된다.

또한, 상기 배출부(820)는 상기 챔버(810)의 타단부에 탈착 가능하게 결합됨이 바람직하다.

이를 위해, 상기 배출부(820)는 끼움 방식, 클램핑 방식 및 나사결합 방식 등의 다양한 결합 방식을 통해 상기 챔버(810)에 탈착 가능하게 결합될 수 있으며, 어떤 특정한 방식으로 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 팁(834)에는 채취된 검체가 수용되도록 검체 채취부(831)가 형성된다.

여기서, 상기 검체 채취부(831)는 상기 팁(834)의 길이방향으로 형성되되, 양측이 상기 팁(834)의 외측으로 개방되도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 검체 채취부(831)는 일단부가 상기 팁(834)의 일단부를 통해 외부로 개방되도록 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 검체 채취부(831)는 상기 팁(834)의 타단부 방향으로 연장되어 그 단부에 믹싱홀(833)이 형성됨이 바람직하다.

상기 믹싱홀(833) 또한 양측이 상기 팁(834)의 외측으로 개방되도록 형성됨이 바람직하며, 내측에는 상기 검체 채취부(831)로 채취된 검체가 채워지게 된다.

따라서, 상기 믹싱홀(833)의 크기에 따라 수용되는 검체의 양이 조절될 수 있어 검체의 수용량이 일정하게 구현될 수 있다.

이때, 검체의 수용은 상기 검체 채취부(831)와 상기 믹싱홀(833)에 의해 이루어지므로, 상기 검체 채취부(831)의 크기를 같이 조절함으로써 검체의 총 수용량이 일정하게 구현될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 팁(834)의 타단부에는 상기 팁(834)의 길이방향으로 이동바(830)가 더 연장 형성됨이 바람직하며, 상기 이동바(830)는 상기 팁(834)과 일체로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 이동바(830)에는 누름판(851), 스토퍼(852) 그리고 가압부(853)가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 누름판(851)은 상기 이동바(830)의 단부에 형성됨이 바람직하며, 상기 팁(834)의 방향을 따라 순차적으로 상기 스토퍼(852)와 상기 가압부(853)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 가압부(853)는 외측 지름이 상기 튜브(870)의 내측 지름에 대응되도록 형성됨이 바람직하며, 이를 통해, 상기 가압부(853)의 외측면은 상기 튜브(870)의 내측면에 밀착될 수 있게 된다.

또한, 상기 누름판(851)과 상기 가압부(853)의 사이에 구비되는 상기 스토퍼(852)는 외측 지름이 상기 튜브(870)의 내측 지름보다 더 크게 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 스토퍼(852)는 일면이 상기 플랜지부(817)의 일면에 밀착될 수 있을 정도의 지름을 가지도록 형성됨이 바람직하다.

도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 챔버와 이동바의 작동상태를 나타낸 단면예시도이고, 도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 팁으로 검체를 채취하는 방법을 나타낸 단면예시도이다.

먼저, 도 24의 (a)에서 보는 바와 같이, 상기 팁(834)이 상기 파우치(816)를 관통하여 상기 챔버(810)의 내측으로 일정부분(바람직하게는, 상기 팁(834)이 상기 배출막(813)에 미치지 못한 상태) 삽입되게 되면, 상기 가압부(853)는 상기 챔버(810)의 타단부 내측에 위치될 수 있다.

여기서, 상기 가압부(853)의 외측면이 상기 챔버(810)의 내측면에 밀착됨에 따라 유체 또는 고체의 반응시약은 상기 챔버(810)의 내측에 안전하게 수용될 수 있게 된다.

그리고, 상기 검체 채취부(831)에 수용된 검체와 상기 반응시약이 혼합되어 반응된 검체가 형성되게 된다.

이때, 상기 검체 채취부(831)의 양면 및 일단부가 개방되어 있기 때문에, 상기 챔버(810) 내에서 검체와 반응시약 간에 효율적인 혼합이 가능해 지게 된다.

이후, (b)에서 보는 바와 같이, 상기 누름판(851)에 외력이 다시 가해지게 되어 상기 이동바(830)가 이동함에 따라 상기 팁(834)은 상기 배출막(813)을 관통하게 된다.

그리고, 상기 배출막(813)을 관통하여 외측으로 돌출된 상기 팁(834)은 상기 토출로(821)의 내측에 위치될 수 있게 된다.

이때, 상기 스토퍼(852)가 상기 플랜지부(817)에 밀착되어 멈춤에 따라 상기 이동바(830)의 이동도 멈추게 된다.

여기서, 상기 스토퍼(852)의 형성 위치에 따라 상기 팁(834)이 상기 배출막(813)을 관통한 후 돌출되는 길이가 결정되게 되는데, 상기 스토퍼(852)는 상기 팁(834)의 일단부가 상기 토출로(821)의 내측에 위치될 수 있도록 상기 팁(834)이 돌출되는 거리를 제한하도록 형성됨이 바람직하다.

이와 같이, 상기 배출막(813)을 관통한 상기 팁(834)이 상기 토출로(821)의 내측에 위치됨에 따라, 상기 팁(834)에 의해 상기 배출막(813)이 뚫려 관통될 때 상기 반응된 검체가 튀더라도 상기 토출로(821)에 묻어 남게 되므로, 반응된 검체의 손실이 방지될 수 있게 된다.

또한, 상기 챔버(810)의 내측 타단부에는 삽입부(818)가 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 삽입부(818)는 상기 배출막(813)으로 갈수록 상기 챔버(810) 내측의 단면적이 줄어들도록 축소되게 형성됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 팁(834)이 상기 배출막(813)을 향해 이동될 때, 상기 팁(834)이 상기 삽입부(818)에 닿아 미끄러지면서 상기 배출막(813)으로 효과적으로 안내되도록 하는 것이 가능해진다.

한편, 도 25에서 보는 바와 같이, 상기 스토퍼(852)는 상기 검체 채취부(831)에 검체(871)가 채취되도록 하는 과정에서도 상기 팁(834)이 검체에 담기는 깊이를 일정하게 하도록 하게 된다.

즉, 채취하고자 하는 검체(871)가 담겨진 튜브(870)의 개방부(872)를 통해 상기 팁(834)이 담길 때, 상기 스토퍼(852)가 상기 개방부(872)에 걸려 더 이상 삽입이 되지 않도록 함으로써, 상기 팁(834)의 일정 부분만이 상기 검체(871)에 삽입될 수 있게 된다.

그리고, 상기 검체(871)는 모세관력에 의해 상기 검체 채취부(831)로 유입되게 된다.

따라서, 안정적으로 검체의 채취가 가능할 뿐만 아니라, 상기 검체 채취부(831)에 채취되어 수용되는 검체의 양이 일정하게 관리될 수 있게 된다.

다시 돌아와서, 도 24의 (c)에서 보는 바와 같이, 상기 팁(834)의 일단부가 상기 토출로(821)의 내측에 위치된 상태에서 상기 챔버(810)의 외측면에 형성되는 상기 누름부(825)가 눌려짐에 따라 상기 챔버(810)의 내측의 압력이 상승하게 된다.

이때, 상기 가압부(853)에 의해 상기 챔버(810)의 내측 타단부가 밀폐된 상태이기 때문에 상기 혼합된 검체는 개방된 상기 토출로(821)를 통해 토출되게 된다.

여기서, 상기 검체 채취부(831)는 양측과 일단부가 상기 팁(834)의 외측으로 개방되도록 형성되었기 때문에 상기 팁(834)이 상기 토출로(821)를 막아 반응된 검체가 토출되지 못하는 것이 방지될 수 있다.

이때, 상기 누름부(825)는 상기 챔버(810)의 외측면과 일체로 형성될 수 있는데, 더욱 상세하게는, 상기 누름부(825)는 상기 챔버(810)의 일부분일 수 있다.

따라서, 상기 챔버(810)는 외력에 의해 상기 누름부(825)를 포함한 상기 챔버(810)의 외측면이 눌려질 수 있도록 변형 가능한 정도의 강도를 가지는 재질로 이루어짐이 바람직하다.

상기 누름부(825)는 사용자의 손에 의해 눌릴 수 있으며, 상기 챔버(810) 안에 삽입된 상기 팁(834)의 굵기 등에 따라 적절하게 눌릴 수 있다.

또한, 상기 챔버(810)는 상기 챔버(810)의 내측에 위치되는 상기 팁(834)과 상기 이동바(830) 뿐만 아니라, 반응된 검체까지도 육안으로 식별이 가능하도록 투명성을 가지는 재질로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 누름부(825)가 눌림에 따라 상기 배출부(820)에서 배출되는 반응된 검체는 방울진 형태로 배출되도록 함이 바람직하다.

이를 위해, 상기 토출로(821)는 반응된 검체가 방울진 형태로 배출될 수 있도록 반응된 검체의 종류에 따라 적절한 지름을 가지도록 형성됨이 바람직하다.

그리고 이를 위해, 상기 배출부(820)는 상기 챔버(810)에 탈착 가능하게 결합됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 배출부(820)는 반응된 검체의 종류 및 배출되는 양에 적당한 지름의 토출로(821)를 가지는 배출부로 교환이 가능하게 된다.

또한, 상기 배출부(820)의 사이즈에 크기에 따라서 토출되는 반응된 검체의 방울 부피가 변할 수 있으며, 상기 토출로(821)의 지름에 따라 토출되는 부피의 조절이 가능해 지게 된다.

도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샘플러의 토출로의 지름을 구하는 것을 나타낸 예시도이다.

도 26에서 보는 바와 같이, 상기 토출로(821)는 상기 챔버(810)의 내측 공간에서 반응된 검체의 종류 및 배출되도록 하는 양 등에 따라 대응되는 지름을 가지도록 형성됨이 바람직하다.

이를 위해, 상기 토출로(821)의 지름은 구의 절단부(spherical cap)의 크기로 구해질 수 있다.

예를 들면, 상기 토출로(821)의 반지름을 a, 반응된 검체 방울(879)의 반지름을 r, 구의 절단부의 높이를 h로 했을 때, 상기 반응된 검체 방울(879)의 부피(V)는 이고,

라는 식으로부터 상기 토출로(821)의 지름을 구할 수 있다.

또한, 상기 반응된 검체 방울(879)의 표면장력으로 구할 수도 있다.

예를 들면, W=2πrγ (여기서, W=반응된 검체 방울의 무게, r=토출로의 반지름, γ=표면장력)의 식으로부터 상기 토출로(821)의 지름을 구할 수도 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 샘플러를 이용하여 정량의 검체 채취와 정량의 샘플 토출이 가능한지를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험이 진행되었다.

- 검체: Whole blood

- 버퍼: Sample Dilution Buffer

- 실험 방법

1. 구현된 팁을 혈액튜브에 넣어 정량의 검체를 채취한다.

2. 팁을 챔버에 끼우고, 흔들어 희석한 후 챔버를 눌러 희석된 버퍼를 토출한다.

- 시험결과

1. 검체 채취부에 흡수된 양(ug)

동일한 팁으로 채취시 각 팁의 검체 채취부에 채취되는 검체의 양이 비슷한 수준을 가짐을 확인할 수 있다.

2. 토출 무게(ug) (버퍼 Vol.600ul (= tip vol 12ug*50배 희석))

동일한 비율로 희석시 각 샘플러에서 토출되는 버퍼의 량이 비슷한 수준을 가짐을 확인할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 샘플러는 모세관 구조물을 이용하여 정량의 검체를 획득할 수 있고, 미리 계량된 반응시약과 검체를 혼합 함으로써, 이를 정량 토출시킬 수 있다.

또한, 미리 계량된 반응시약을 외부의 다른 계량 장비 및 동력 없이 일정 비율 및 일정 농도로 검체와 혼합 가능하고, 원터치 조립이 가능할 뿐만 아니라, 기존의 여러 단계를 이용하거나 양방향 조작을 행하는 일 없이 한 방향 조작으로 모든 과정을 수행할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

100 : 샘플러 110 : 챔버
112 : 배출구 113 : 배출막
114 : 경사부 116 : 파우치
118 : 환형 돌출부 120 : 튜브
122 : 중공부 124 : 가이드홀
130 : 이동바 131 : 검체 채취부
132 : 배출유로 133 : 믹싱홀
134 : 팁 136 : 가압부
138 : 가이드돌기

Claims (33)

1. 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되며, 양단이 각각 관통 가능한 막으로 밀봉된 챔버; 및,
   채취된 검체가 수용되고, 챔버의 일단을 관통함으로써 상기 검체와 상기 반응시약이 혼합되어 반응된 검체를 형성시키며, 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버 외부로 정량 토출시키는 팁;을 포함하는 샘플러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 팁은 상기 검체를 채취하기 위한 검체 채취부를 포함하는 샘플러.
3. 제2항에 있어서,
   상기 팁과 일체로 이루어지며, 상기 팁을 단계별로 이동시키는 이동바를 더 포함하는 샘플러.
4. 제3항에 있어서,
   상기 챔버와 일측이 결합되고, 내부에 중공부가 형성되는 튜브를 더 포함하는 샘플러.
5. 제4항에 있어서,
   상기 이동바의 일측에 구비되는 가이드돌기와,
   상기 튜브에 구비되며, 상기 가이드돌기의 이동을 안내하여 상기 이동바의 이동을 단계별로 조절하는 가이드홀을 더 포함하는 샘플러.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가이드홀은 상기 반응된 검체의 토출량을 단계적으로 조절할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플러.
7. 제4항에 있어서,
   상기 챔버의 일측에 원주방향을 따라 적어도 하나의 환형 돌출부가 구비됨으로써 상기 챔버와 상기 튜브가 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 샘플러.
8. 제4항에 있어서,
   상기 챔버와 튜브는 상기 챔버에 구비되는 끼움돌기와 상기 끼움돌기에 대응하여 상기 튜브에 형성되는 체결홈에 의해 체결되어 결합되는 것을 특징으로 하는 샘플러.
9. 제3항에 있어서,
   상기 이동바는,
   상기 팁이 상기 챔버의 타단을 관통한 후 사용자가 상기 이동바의 타단을 더 누르면 상기 챔버 내의 반응된 검체에 일정한 압력을 가하여 정량의 반응된 검체를 토출시키는 가압부를 포함하는 샘플러.
10. 제2항에 있어서,
    상기 팁은 끝단으로 상기 반응된 검체를 토출시키는 배출유로를 포함하는 샘플러.
11. 제10항에 있어서,
    상기 팁은,
    상기 검체 채취부 및 상기 배출유로와 연통되고, 상기 검체 채취부에 의해 채취된 검체가 상기 반응시약과 혼합될 수 있는 공간을 제공하는 믹싱홀;을 더 포함하는 샘플러.
12. 제1항에 있어서,
    상기 반응시약은 검체인 혈액샘플에 물리적인 힘을 가하여 DNA 또는 RNA 추출을 용이하게 하는 실리카 입자, 선택적으로 단백질을 분리하는 항체, 지지체로 활용되는 시약 중 적어도 하나를 더 포함하는 샘플러.
13. 제1항에 있어서,
    상기 팁은 테이퍼지게 형성되며, 상기 챔버의 타단에 구비되는 배출구는 상기 팁 형상에 대응되어 밀착되는 경사부를 포함하는 샘플러.
14. 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되며, 양단이 각각 관통 가능한 막으로 밀봉된 챔버;
    일단에 검체 채취부를 구비한 팁이 구비되고, 상기 팁이 챔버의 일단을 관통함으로써 상기 검체 채취부에 의해 채취된 검체와 상기 반응시약이 혼합되어 반응된 검체를 형성시키며, 상기 팁이 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버 외부로 정량 토출시키는 이동바; 및
    상기 이동바의 이동을 단계별로 안내하는 튜브;를 포함하는 샘플러.
15. 제14항에 있어서,
    상기 팁은 끝단으로 상기 반응된 검체를 토출시키는 배출유로를 포함하는 샘플러.
16. 제15항에 있어서,
    상기 팁은,
    상기 검체 채취부 및 상기 배출유로와 연통되고, 상기 검체 채취부에 의해 채취된 검체가 상기 반응시약과 혼합될 수 있는 공간을 제공하는 믹싱홀;을 더 포함하는 샘플러.
17. 제14항에 있어서,
    상기 이동바는,
    상기 팁이 상기 챔버의 타단을 관통한 후 사용자가 상기 이동바의 타단을 더 누르면 상기 챔버 내의 반응된 검체에 일정한 압력을 가하여 정량의 반응된 검체를 토출시키는 가압부를 포함하는 샘플러.
18. 제14항에 있어서,
    상기 반응시약은 검체인 혈액샘플에 물리적인 힘을 가하여 DNA 또는 RNA 추출을 용이하게 하는 실리카 입자, 선택적으로 단백질을 분리하는 항체, 지지체로 활용되는 시약 중 적어도 하나를 더 포함하는 샘플러.
19. 제 14항에 있어서,
    상기 이동바의 일측에 구비되는 가이드돌기와,
    상기 튜브에 구비되며, 상기 가이드돌기의 이동을 안내하여 상기 이동바의 이동을 단계별로 조절하는 가이드홀을 더 포함하는 샘플러.
20. 제19항에 있어서,
    상기 가이드홀은 상기 반응된 검체의 토출량을 단계적으로 조절할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플러.
21. 제14항에 있어서,
    상기 챔버의 일측에 원주방향을 따라 적어도 하나의 환형 돌출부가 구비됨으로써 상기 챔버와 상기 튜브가 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 샘플러.
22. 제14항에 있어서,
    상기 챔버와 튜브는 상기 챔버에 구비되는 끼움돌기와 상기 끼움돌기에 대응하여 상기 튜브에 형성되는 체결홈에 의해 체결되어 결합되는 것을 특징으로 하는 샘플러.
23. 제14항에 있어서,
    상기 팁은 테이퍼지게 형성되며, 상기 챔버의 타단에 구비되는 배출구는 상기 팁 형상에 대응되어 밀착되는 경사부를 포함하는 샘플러.
24. 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되며, 양단이 각각 관통 가능한 막으로 밀봉된 챔버;
    상기 챔버와 일측이 결합되며, 내부에 중공부가 형성되는 튜브; 및
    채취된 검체가 수용되고, 상기 챔버에 삽입됨으로써, 상기 검체와 상기 반응시약이 혼합되어 반응된 검체를 형성시키는 이동바;를 포함하며,
    상기 이동바가 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버 외부로 정량 토출시키는 것을 특징으로 하는 샘플러.
25. 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되는 공간을 형성하는 챔버;
    상기 챔버 내에 구비되며, 상기 반응시약과 혼합되어 반응된 검체를 배출하는 배출유로가 형성되는 팁; 및
    상기 팁을 이동시키는 실린더;를 포함하며,
    상기 팁이 챔버의 타단을 관통함으로써 상기 반응된 검체를 챔버 외부로 정량 토출시키는 것을 특징으로 하는 샘플러.
26. 제25항에 있어서,
    상기 반응된 검체를 정제하여 배출하는 멤브레인을 더 포함하는 샘플러.
27. 제25항에 있어서,
    상기 팁은,
    상기 챔버를 원심분리기에 장착하여 원심분리 시, 원하는 물질의 분리를 위한 적어도 하나의 분리홀을 포함하는 샘플러.
28. 채취된 검체가 수용되도록 일단부에 검체 채취부가 형성되는 팁; 그리고
    일단부에는 관통 가능한 파우치가 구비되고 타단부에는 관통 가능한 배출막이 형성되어 내부에 유체 또는 고체의 반응시약이 수용되며, 상기 팁의 일단부가 상기 파우치를 관통하여 내측으로 삽입됨으로써 상기 반응시약과 상기 검체가 혼합되어 반응된 검체가 형성되도록 하고, 상기 팁의 일단부가 상기 배출막을 관통한 상태에서 누름부가 가압됨에 따라 상기 반응된 검체가 외부로 정량 토출되도록 하는 챔버;를 포함하여 이루어지는 샘플러.
29. 제28항에 있어서,
    상기 챔버의 타단부에 구비되며, 내부에 토출로가 형성되어 상기 배출막을 관통한 상기 팁이 상기 토출로에 위치한 상태에서 상기 누름부가 가압됨에 따라 상기 반응된 검체가 정량 배출되는 배출부를 더 포함하는 샘플러.
30. 제29항에 있어서,
    상기 배출부는 상기 챔버 타단부에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 반응된 검체를 배출시키는 양에 따라 대응되는 토출로 지름을 가지는 배출부로 교환 가능한 것을 특징으로 하는 샘플러.
31. 제29항에 있어서,
    상기 팁에는 이동바가 일체로 더 형성되고, 상기 이동바에는
    상기 팁이 상기 배출막을 관통하도록 적용되는 외력이 가해지는 누름판과,
    상기 챔버의 타단부에 걸려 상기 이동바의 이동이 정지되도록 하는 스토퍼와,
    상기 이동바의 이동시에 외측면이 상기 챔버의 내측면에 밀착 이동되면서 상기 챔버의 내부 일측을 기밀시켜 상기 누름부가 눌려짐에 따라 가압되는 상기 반응된 검체가 상기 배출부로 배출되도록 하는 가압부가 형성됨을 특징으로 하는 샘플러.
32. 제28항에 있어서,
    상기 검체 채취부는 상기 팁의 길이방향으로 형성되되, 양측이 상기 팁의 외측으로 개방 형성됨을 특징으로 하는 샘플러.
33. 제28항에 있어서,
    상기 누름부는 외력에 의해 눌려 상기 챔버 내측의 압력이 높아지도록 상기 챔버의 외측면과 일체로 형성됨을 특징으로 하는 샘플러.

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