KR20120088349A

KR20120088349A - 자기저항센서를 이용한 검출기기

Info

Publication number: KR20120088349A
Application number: KR1020110009640A
Authority: KR
Inventors: 이충완; 김정률; 박종원
Original assignee: 주식회사 엘지생명과학
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-08

Abstract

본 발명은 자기저항센서를 이용한 검출기기에 관한 것으로, 본 발명의 검출기기는 자성입자와 결합한 검체가 수용된 진단키트를 장착하는 키트홀더를 포함하고, 상기 키트홀더는, 상기 진단키트 장착을 위한 가이드 격벽이 형성된 홀더하우징, 장착된 상기 진단키트의 상하움직임을 방지하기 위해, 장착된 상기 진단키트를 상기 홀더하우징 하부면을 향해 눌러주는 구조로 형성된 제1고정부, 장착된 상기 진단키트가 정위치에 고정되도록, 장착된 상기 진단키트의 하부면 홈에 삽입되는 돌출구조가 형성된 제2고정부, 장착된 상기 진단키트의 전후방향움직임을 방지하기 위해, 장착된 상기 진단키트를 후면에서 전면방향으로 밀어내는 구조로 형성된 제3고정부로 이루어진다.
본 발명에 따르면 검체의 신호 측정을 위해 진단키트를 장착한 키트홀더를 이동시, 키트홀더가 진단키트를 보다 확실히 고정할 수 있도록 하여, 측정수행시 발생가능한 오차를 줄임으로써 정략적인 측정이 가능한 효과가 있다.

Description

자기저항센서를 이용한 검출기기{Diagnostic Equipment for signal detection of specimen using magnetic resistance sensor}

본 발명은 자기저항센서를 이용하여 자성입자를 정량적으로 측정하는 고감도 검출기기에 관한 것이다.

액체샘플, 예를 들면 요 또는 혈액시료에서 단일 또는 복수의 물질의 존재를 검사 또는 조사하는 장치를 진단키트 또는 측정카트리지라 한다. 구체적으로는 현대의 진단 사업 분야는 현장검사(Point-Of-Care Testing: POCT) 하나로 통합되고 있다. 현장검사(Point-Of-Care Testing: POCT)는 중앙화된 검사실 외에서 이루어지는 검사로 전문지식이 없는 일반인도 사용이 가능한 장비를 말한다. 현재에는 병원에서 현장 및 개인으로 진단 영역이 확장되고 있는 추세이다.

이러한 진단키트를 이용하여 일정한 진단을 수행하는 의료기기 또는 검출기기는 전기화학식 혈액분석기나 광학식 혈액분석기, 자기장측정방식의 측정기기 등이 있으며, 전기화학식 혈액분석기는 측정카트리지로부터의 전압, 전류, 저항 값을 도출해 이를 측정에 이용하는 원리로 구동되며, 광학식 혈액분석기는 측정 카트리지 시험선(Test Line)의 이미지를 획득하고, 이 획득 이미지의 픽셀강도(Pixel Intensity)를 측정하는 방식으로 구동되게 된다. 그리고 자기장측정방식의 측정기기는, 예컨대 자기저항센서를 사용한 검출기기로서, 검체에 수용된 자성입자의 자화도를 측정하는 방식으로 구동되며, 민감한 분석이 가능하다.

하지만 이와 같은 자기저항센서를 사용하는 검출기기의 경우, 검체와 자기저항센서의 거리에 따라 센서의 감도가 크게 영향을 받게 된다. 또한 검체의 신호 측정시 검체가 고정된 진단키트를 이동시키면서 측정하기 때문에 측정시 진단키트의 흔들림은 센서의 감도에 큰 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라 보다 자동화되고, 정량적인 측정품질을 구현할 수 있는 검출기기의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 자기저항센서를 이용한 검출기기를 제공하되, 검출기기내의 키트홀더에 진단키트를 고정하는 구조를 추가적으로 형성하여 신호검출 수행시 진단키트의 흔들림을 최소화 할 수 있도록 함으로써 보다 정량적인 측정품질을 구현할 수 있는 검출기기를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기는, 자성입자와 결합한 검체가 수용된 진단키트를 장착하는 키트홀더를 포함하고, 상기 키트홀더는, 상기 진단키트 장착을 위한 가이드 격벽이 형성된 홀더하우징; 장착된 상기 진단키트의 상하움직임을 방지하기 위해, 장착된 상기 진단키트를 상기 홀더하우징 하부면을 향해 눌러주는 구조로 형성된 제1고정부; 장착된 상기 진단키트가 정위치에 고정되도록, 장착된 상기 진단키트의 하부면 홈에 삽입되는 돌출구조가 형성된 제2고정부; 장착된 상기 진단키트의 전후방향움직임을 방지하기 위해, 장착된 상기 진단키트를 후면에서 전면방향으로 밀어내는 구조로 형성된 제3고정부; 를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서 상기 제1고정부는, 상기 가이드격벽의 내측 상단에 형성될 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서, 상기 홀더하우징은, 하부면에 형성된 돌출구조노출홀을 더 포함하여 형성되고, 상기 돌출구조 중 상기 돌출구조노출홀 밖으로 노출된 부분은, 상기 진단키트의 장착방향을 따라 경사면 구조가 형성될 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서, 상기 제2고정부는, 장착된 상기 진단키트를 배출시 상기 돌출구조가 하강되도록, 일측이 상기 돌출구조와 연결된 하강구조를 더 포함하여 형성될 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서, 상기 제3고정부는, 장착된 상기 진단키트에 힘을 전달하는 누름판; 일측이 상기 키트하우징과 연결되고 타측이 상기 누름판과 연결되어 상기 누름판이 상기 진단키트에 힘을 가할 수 있도록 하는 탄성체; 를 포함하여 형성될 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기는, 상기 검체에 외부자기장을 인가하는 외부자기장 인가장치; 상기 외부자기장에 따른 상기 검체의 자기적 성분을 검출하는 자기저항센서; 를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서, 상기 외부자기장 인가장치는, 상기 자기저항센서에 제1방향인 수평방향(Y축)으로 자기장을 인가시키는 제1인가유닛; 상기 자기저항센서에 제2방향인 수직방향(Z축)으로 자기장을 인가시키는 제2인가유닛;을 포함할 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서, 상기 제1인가유닛은, 자기장발생유닛이 솔레노이드 코일, 헬름홀츠(Helmholtz) 코일, 전자석 요크, 영구자석 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수로 이루어져 고정적인 자기장을 인가할 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서, 상기 제2인가유닛은, 자기장발생유닛이 솔레노이드 코일, 헬름홀츠(Helmholtz) 코일, 전자석 요크 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수로 이루어져 가변적인 자기장을 인가할 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서, 상기 제2인가유닛은 직류(DC)전류에 의해 자기장을 형성할 수 있다.

본 발명의 자기저항센서를 이용한 검출기기에 있어서, 상기 자기저항센서는 거대자기저항(GMR; Giant Magneto Resistance)센서로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면 검체의 신호측정시 진단키트의 흔들림을 최소화할 수 있게 되어 오차를 최소화하고, 보다 정량적인 보다 정량적인 측정품질을 구현할 수 있는 검출기기를 제공할 수 있다.

더불어 본 발명에 따르면, 자기저항센서에 인가되는 자기장의 방향을 자기저항센서의 Y축 방향과 Z축 방향에서 인가하여 센서의 감도 성능이 최대화할 수 있다.

아울러 본 발명에 따르면, 비접촉식의 거대자기저항(GMR; Giant Magneto Resistance)를 활용하여 검체에 대한 센싱을 통해 효율적인 생체진단을 수행할 수 있다. 이에 현장검사(Point-Of-Care Testing: POCT)에 사용되는 멤브레인을 진단키트에 설치하여 효과적인 멤브레인 측정을 위한 측정기구를 개발할 수 있는 효과도 있으며, 검출기기의 구동시 직류 전원전압만을 이용하여 종래의 홀센서에 비해 적은 전력으로도 구동이 가능한 바, 경제적인 장점도 구현된다.

도 1은 자기저항센서의 측정 원리를 설명한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 검출시스템의 외부 형상에 대한 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 검출기기의 내부 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 키트홀더에 대한 실시예를 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 키트홀더 중 제1고정부의 실시예를 도시한 것이다.
도 6은 도 4의 키트홀더 중 제2고정부의 실시예를 도시한 것이다.
도 7은 도 4의 키트홀더 중 제3고정부의 실시예를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 검출기기로 검체의 출력신호를 측정하는 원리를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한 후술되는 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

도 1은 본 발명에서 사용되는 자기저항센서의 센싱 원리를 설명한 개념도이다. 다만, 설명의 편의를 위하여, 자기저항 센서 중 거대자기저항(GMR; Giant Magneto Resistance)를 이용한 센싱 원리를 일례로 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 스핀 밸브 타입(Spin-valve type) 거대자기저항(GMR; Giant Magneto Resistance) 디바이스가 도시되어 있으며, 도시된 바와 같이 자기저항센서는 두 개의 강자성체 금속층 사이에 비자성 금속층이 끼어 있는 형태로 첫 번째 층의 강자성층 금속층의 자력은 고정되어 있고, 두 번째 층의 강자성체의 자력을 가변적으로 조정하여 첫 번째 층과 자력이 평행할 경우 오직 특정방향으로 스핀이 배향된 전자만이 도체를 통과하는 원리를 이용한다. 즉, 두 강자성층의 자화방향의 정렬에 따라 재료 내부에서 유도되는 전기저항의 차이, 또는 전위차가 발생하고 이것을 디지털 신호로 인식하게 된다. 층간 물질이 도체인 경우가 바로 거대자기저항(GMR; Giant Magneto Resistance)디바이스에 해당되며, 본 발명에 있어서 자기저항센서는 거대자기저항(GMR; Giant Magneto Resistance) 디바이스로 이루어진 거대자기저항(GMR; Giant Magneto Resistance)센서인 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따른 검출기기의 외부 형상에 대한 실시예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 진단키트를 장착할 수 있도록 키트홀더(300)의 일단이 외부로 돌출될 수 있으며, 디스플레이부(D), 프린팅부(P), 케이스부(C)를 더 포함할 수 있다.

여기서 디스플레이부(D)는 검출완료 후의 결과를 시각적으로 확인할 수 있도록 표시할 수 있다. 본 발명의 디스플레이부(D)는 LCD(Liquid Crystal Display), TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diodes), OLED(Organic Light Emitting Diodes), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 액정 등의 표현수단을 포함할 수 있다. 이러한 표현수단이 터치스크린으로 이루어진 경우, 입력장치와 표현장치로서의 기능을 동시에 수행하게 된다.

또한 프린팅부(P)는 검출완료 후의 결과를 프린팅 할 수 있는 장치로서, 도트 매트릭스방식, 잉크젯방식, 레이저방식, 염료승화형 열전사방식 등 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 방식으로 기능을 수행 할 수 있다.

더불어 케이스부(C)는 본 발명의 검출기기 외부를 감싸고 있으며, 측정 과정에 영향을 주지 않도록 비자성 물질로 구성됨이 바람직하다.

도 3은 도 2의 검출기기의 내부 구성을 도시한 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 진단키트(600)는 검출영역이 구비되어 자성입자와 결합한 검체를 고정한다. 진단키트(600)는 항원을 포함하는 바이오 물질이 고정된 멤브레인을 포함하고 있음이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 자성입자와 결합한 검체를 수용할 수 있는 모든 것을 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.

외부자기장 인가장치(100)는, 검체의 자기적 성분을 감지하기 위하여 외부에서 자기장을 인가하는 장치로서, 내측에 검체를 고정하는 진단키트(600)가 위치할 수 있도록 입출공간이 형성되어 있다. 외부자기장 인가장치(100)는 자기저항 센서(200)에 제1방향인 수평방향으로 자기장을 인가시키는 제1인가유닛과, 자기 저항 센서(200)에 제2방향인 수직방향으로 자기장을 인가시키는 제2인가유닛을 포함하여 구성될 수 있다. 물론 상술한 수평방향 및 수직방향은 상기 자기저항 센서의 입면에 반드시 수직만을 의미하는 것이 아니라, 일정 정도의 입사방향의 유동성을 구비하는 것을 포함하는 개념이다. 또한, 상기 제2인가유닛은 전류를 통해 자기장의 변화를 줄 수 있도록 구현할 수 있도록 함이 바람직하다. 상기 수평방향(Y축) 자기장의 범위 또는 자기저항센서(200)가 반응 가능한 범위는 2~30가우스(Gauss)로 형성하고, 상기 수직방향(Z축)에 인가되는 자기장은 1200 ~ 1800 가우스(Gauss)의 범위에서 형성할 수 있다.

또한 상기 제1인가유닛은, 자기장발생유닛이 솔레노이드 코일, 헬름홀츠(Helmholtz) 코일, 전자석 요크, 영구자석 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수로 이루어져 고정적인 자기장을 인가하는 구성으로 구현할 수 있으며, 상기 제2인가유닛은, 자기장발생유닛이 솔레노이드 코일, 헬름홀츠(Helmholtz) 코일, 전자석 요크 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수로 이루어질 수 있다. 또한 제2인가유닛은 직류(DC)전류에 의해 자기장을 발생시킬 수 있다.

이러한 구조를 통해 검체를 진단키트(600)에 마운팅(mounting)하고, 외부자기장 인가장치(100)에서 외부자기장을 인가하고, 자기저항센서(200)에서 자기적 성분(자성입자)와 결합한 검체에 대한 자기신호를 감지하여 전기적 성분으로 분리하고 분석할 수 있도록 한다. 여기서 자성입자는 10~100emu/g의 자화값을 구비할 수 있으며, 이러한 경우 상기 자성입자는 그 특성이 초상자성(superparamagnetism) 또는 상자성(paramagnetism)일 수 있다.

상기 자기저항센서(200)에 적어도 하나의 방향으로 자기장을 인가하는 외부자기장 인가장치(100)를 이용함으로써, 검체와 결합한 자성입자가 받는 자기력의 세기는 수평 방향과 수직 방향의 인가된 자기장의 합의 세기가 되기 때문에, 결과적으로 검체의 자화력을 높여 감도를 향상시킬 수 있다.

자기저항센서(200)는 외부자기장 인가장치(100)에 의하여 외부자기장이 인가된 검체의 자기적 성분을 검출한다. 본 발명의 자기저항센서(200)는 정상자기저항(Ortrinary Magnetoresistance, OMR)센서, 이방성 자기저항(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)센서, 거대자기저항(Giant Magneto Resistance, GMR)센서, 초거대자기저항(Colossal Magneto resistance, CMR)센서, 터널링자기저항(Tunnelling Magneto resistance, TMR)센서, 자기터널링접합(Magnetic Tunneling Junction, MJT)센서, 평면홀저항(Planar Hall Resistance)센서 중 선택되는 어느 하나를 이용함이 바람직하다. 특히 더욱 바람직하게는 거대자기저항(Giant Magneto Resistance, GMR)센서를 활용할 수 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

키트홀더(300)는 자성입자와 결합한 검체가 고정된 진단키트(600)를 고정하는 역할을 한다. 키트홀더(300)에 진단키트(600)가 장착되면, 외부자기장 인가장치(100)의 하부에 형성되는 자기장 영역으로 진단키트(600)를 X축 방향 수평이동(R3방향으로 왕복이동)시킬 수 있으며, 이러한 수평이동은 X축 구동모듈에 의해 구동될 수 있다. X축 구동모듈은 키트홀더(300)를 수평이동 할 수 있도록 하는 벨트와 같은 이송유닛(410)에 X축 구동모터(430)의 구동력(R1방향으로 회전)을 전달하여 키트홀더(300)에 장착된 진단키트(600)를 외부자기장 인가장치(100)의 하부로 이송할 수 있도록 한다. 이때 키트홀더(300)은 가이드레일(450)을 따라 이동하게 된다.

외부자기장 인가장치(100)의 하부에 형성되는 자기장 영역에 키트홀더(300)가 도착하면, Z축 구동모터(530)를 구동하여 지지유닛(510)을 상하로 이동할 수 있도록 한다 여기서 지지유닛(510)은 자기저항센서(200)를 상하로 이동(R2방향으로 상하 이동)할 수 있도록 자기저항센서(200)를 지지하고 있으며, 자기저항센서(200)는 지지유닛(510)의 말단에 부착되어 있다. 지지유닛(510)에 의해 하강하는 자기저항센서(200)는, 키트홀더(300)에 장착되어 고정된 진단키트(600)의 상부에 정지하여, 자기신호를 측정할 수 있게 된다.

한편 보다 정확한 측정을 위해서 X축 구동모터(430)를 구동하여, 자기저항센서(200)의 측정방향과 동일한 방향으로 키트홀더(300)를 왕복운동시켜, 변화되는 자기장의 전기적 신호 최대값을 측정함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 키트홀더(300)를 왕복운동시켜 측정을 수행하게 되는 바, 키트홀더(300)에 장착된 진단키트(600)의 흔들림은 측정감도에 큰 영향을 줄 수 있으며, 이에 따라서 키트홀더(300)는 진단키트(600)의 고정을 위한 구조를 갖추고 있어야 한다. 이하 도 4에서 키트홀더(300)내에 형성되는 진단키트(600) 고정구조에 대한 자세한 설명을 한다.

이후 측정된 진단키트(600)에 고정된 검체의 자기신호는 신호처리과정을 거쳐 디스플레이부(D)를 통해 결과값이 도출되게 된다. 또한 프린팅부(P)를 통해 도출된 결과값을 프린팅 할 수도 있게 된다.

도 4는 본 발명의 키트홀더의 구조를 도시한 것이다.

구체적으로 도 4의 (a)는 키트홀더(300)의 사시도이며, 도 4의 (b)는 키트홀더(300)의 개략적인 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 키트홀더(300)는, 진단키트(600) 장착을 위한 가이드 격벽(371)이 형성된 홀더하우징(370), 진단키트(600)의 상하움직임을 방지하기 위해, 진단키트를 상기 홀더하우징(370) 하부면을 향해 눌러주는 구조로 형성된 제1고정부(310), 진단키트(600)가 정위치에 고정되도록, 장착된 상기 진단키트(600)의 하부면 홈에 삽입되는 돌출구조가 형성된 제2고정부(330), 진단키트의 전후방향움직임을 방지하기 위해, 장착된 상기 진단키트를 후면에서 전면방향으로 밀어내는 구조로 형성된 제3고정부(350)로 이루어진다.

키트홀더(300)에 진단키트(600)가 장착되면 진단키트(600)는 가이드격벽(371)을 따라 키트홀더(300)의 내부로 삽입된다. 이때 가이드격벽(371)의 내측 상단에 위치하는 제1고정부(310)는 진단키트(600)를 상측에서 하측방향(1방향), 즉 홀더하우징(370)의 하부면 방향으로 눌러주는 역할을 하게 되며, 이에 따라 진단키트(600)의 상하움직임을 방지할 수 있게 된다. 이때 제1고정부의 형태는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 'ㄷ'자형 형태로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

한편 진단키트(600)가 가이드격벽(371)을 따라 키트홀더(300)의 내부로 삽입됨에 따라 제2고정부(330)는 진단키트(600)의 하부면상에 형성된 홈에 돌출구조가 하측방향에서 상측방향(2방향)으로 삽입되어 진단키트(600)가 정위치에 고정되도록 한다. 여기서 홀더하우징(370)의 하부면상에 형성된 돌출구조노출홀을 통해 제2고정부(330)의 돌출구조가 홀더하우징(370) 내부로 노출되도록 하여 진단키트(600)의 하부면상에 형성된 홈에 상기 돌출구조가 삽입되도록 할 수 있다. 이때 돌출구조는 진단키트(600)의 하부면상에 형성된 홈에 쉽게 삽입될 수 있도록, 진단키트(600)의 장착방향(4방향)을 따라 형성된 경사면 구조를 포함하고 있음이 바람직하다.

또한 진단키트(600)가 가이드격벽(371)을 따라 키트홀더(300)의 내부로 삽입됨에 따라, 제3고정부(350)는 진단키트(600)를 후면방향에서 전면방향으로(3방향) 밀어냄으로써 진단키트(600)의 전후방향 움직임을 방지하는 역할을 한다. 여기서 제3고정부(350)는 장착된 상기 진단키트(600)의 후면을 밀어냄으로써 힘을 전달하는 누름판, 일측이 상기 홀더하우징(370)과 연결되고 타측이 상기 누름판과 연결되어 상기 누름판이 상기 진단키트(600)에 힘을 가할 수 있도록 하는 탄성체를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이외에도 제3고정부(350)는 판 스프링 형태 등 진단키트(600)를 후면방향에서 전면방향으로 밀어낼 수 있는 모든 구조를 통해 형성 가능하다 할 것이다.

상술한 고정부를 키트홀더(300)내에 구비함에 따라, 진단키트(600)를 보다 견고하게 고정할 수 있게 되어, 측정과정에서 진단키트(600)의 흔들림을 방지할 수 있게 되고, 보다 정량적인 측정이 가능하게 된다.

도 5는 도 4의 키트홀더 중 제1고정부의 실시예를 도시한 것이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1고정부(310)는 홀더하우징(370)의 가이드격벽(371) 내측 상단에 위치하도록 형성될 수 있으며, 그 형태는 도시된 바와 같이 막대형상으로 구현될 수 있다. 또한 진단키트(600) 장착시 진단키트(600)를 상측방향에서 하측방향으로 눌러주기 위해 제1고정부(310)의 일단에는 돌출구조(311)가 형성되어 있을 수 있으며 돌출구조(311)는 장착되는 진단키트(600)의 높이보다 낮은 높이에 형성되어 진단키트(600)를 하측방향으로 눌러주는 힘을 가하는 구조로 형성될 수 있다.

또한 제1고정부(310)는 재질 자체의 일정한 탄성을 위해 가이드격벽(371)과 이격된 구조(312)를 포함하여 형성될 수 있다. 상술한 제1고정부(310)에 의해 장착되는 진단키트(600)의 상하방향움직임을 방지할 수 있게 된다.

도 6은 도 4의 키트홀더 중 제2고정부의 실시예를 도시한 것이다.

구체적으로 도 6의 (a)는 제2고정부의 실시예를 도시한 것이며, 도 6의 (b)는 제2고정부에 의해 고정되는 진단키트(600)의 하부면을 도시한 것이다. 도 4 및 도 6을 참조하면, 제2고정부(330)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 홀더하우징(370)의 하부면에 형성된 돌출구조노출홀을 통해 노출되는 돌출구조(331)을 포함하여 형성될 수 있다. 이때 돌출구조(331)는 진단키트(600)의 장착방향을 따라 완만하게 형성된 경사면구조를 포함하여 이루어짐으로써, 돌출구조(331)가 도 6의 (b)에 도시된 진단키트(600)의 하부면상에 형성된 홈(601)에 쉽게 삽입되도록 할 수 있다. 또한 돌출구조(331)의 경사면구조가 형성된 부분의 반대편은 급경사구조로 형성하여, 진단키트(600)가 키트홀더에 장착된 이후, 돌출구조(331)가 진단키트(600)의 하부면상에 형성된 홈(601)에서 쉽게 빠지지 않도록 할 수 있다.

한편 제2고정부(330)는 장착된 상기 진단키트(600)를 측정이 끝난 후 배출시 상기 돌출구조(331)가 하강되도록, 일측이 상기 돌출구조(331)와 연결된 하강구조(333)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때 하강구조(333)는 진단키트(600) 배출구측에 형성된 특정부분에 의해 눌림으로써 밀려 내려가는 구조로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 돌출구조(331)를 하강시킬 수 있는 모든 구조를 통해 상술한 하강구조(333)를 구현 가능하다 할 것이다.

도 7은 도 4의 키트홀더 중 제3고정부의 실시예를 도시한 것이다.

도 4, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제3고정부(350)는 장착되는 진단키트(600)의 후면을 밀어낼 수 있는 누름판(351) 및 상기 누름판(351)에 탄성력을 전달할 수 있는 탄성체(352)를 포함하여 구성될 수 있다. 예컨대 진단키트(600)가 장착되면 누름판(351)은 장착되는 진단키트(600)에 의해 후면방향(도 4(b)의 4방향)으로 밀려나게 된다. 그리고 탄성체(352)는 누름판(351)이 후면방향(도 4(b)의 4방향)으로 밀려나는 힘을 받게 됨에 따라 탄성력을 갖게 되고, 누름판(351)에 전면방향(도 4(b)의 3방향)의 탄성력을 전달하게 된다. 이에 따라 누름판(351)은 장착되는 진단키트(600)의 후면을 전면방향(도 4(b)의 3방향)밀어내게 되어 진단키트(600)의 전후방향 움직임을 방지하는 역할을 하게 된다.

또한 제3고정부(350)는 진단키트(600) 배출시 제2고정부(330)의 돌출구조(331)가 하강함에 따라 진단키트(600)를 전면방향으로 탄성력을 이용하여 밀어내게 되어 진단키트(600)의 배출을 쉽게 할 수 있도록 하는 역할도 수행할 수 있게 된다.

도 8은 상술한 본 발명에 따른 검출기기를 이용하여 검체의 출력신호를 측정하는 원리를 도시한 것이다.

도 8을 참조하면, 진단키트(600)가 키트홀더에 장착되고, 상술한 X축 구동모듈을 통해 외부자기장 인가장치의 하부에 형성된 검출공간으로 이송하게 된다.

이 경우 진단키트(600)에는 검체인 혈액샘플(700)이 샘플패드(sample pad; 610)에 투입되면, 분리패드(separation pad; 620)를 통해 혈구가 분리되고, 컨쥬게이션패드(conjugation pad; 630)에서 자성입자와 1차 항원항체결합(631)이 일어난다. 1차 결합된 자성입자는 다공성 멤브레인(640)의 검출영역(643)에서 2차 항원항체 결합(641)이 일어나게 되고, 이 경우 잔여 자성입자(642)는 흡수패드(absorption pad; 650)에 흡수된다.

2차 항원항체 결합(641)까지 완료되어 멤브레인(640)의 검출영역(643)에 붙어있는 자성입자들은 외부자기장 인가장치에 의해 자화되며, 자화된 자성입자 주위의 자기장의 변화를 본 발명에 따른 자기저항센서(200)를 이용하여 측정하게 된다. 이때, X축 방향으로 수평이동하여 외부자기장 인가장치의 하부영역까지 이동한 진단키트와 자기저항센서(200)간의 거리는, 정밀한 측정을 위해서 매우 정확하게 조정이 되어야 하며, 이러한 기능은 상술한 Z축 구동모듈을 제어하여 구현할 수 있게 된다. 도시된 도면에서 진단키트(600) 상부에 도시된 자기장의 이미지 그림(M)는 검출영역(643)에서 2차 항원항체 결합(641)이 완료된 자성입자 주위에 작용하는 자기장의 형성이미지를 개념적으로 도시한 것이다.

아울러, 보다 정확한 측정을 위해서는 진단키트(600)가 장착된 키트홀더를 자기저항센서(200)의 측정방향과 동일한 방향(Q)으로 왕복운동시켜 변화되는 전기신호의 최대값(peak value)을 측정함이 바람직하다. 이때 상술한 키트홀더의 제1고정부, 제2고정부 및 제3고정부를 통해 진단키트(600)를 보다 확실히 고정할 수 있게 되어 측정과정에서 발생가능한 오차를 최소화하고 정량적인 측정이 가능하게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 변형 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100: 외부자기장 인가장치 200: 자기저항센서
300: 키트홀더 310: 제1고정부
330: 제2고정부 350: 제3고정부
370: 홀더하우징 410: 이송유닛
430: X축 구동모터 450: 가이드레일
510: 지지유닛 530: Z축 구동모터
600: 진단키트 610: 샘플패드
620: 분리패드 630: 컨쥬게이션패드
640: 멤브레인 643: 검출영역
645: 대조영역 650: 흡수패드
700: 검체

Claims

자성입자와 결합한 검체가 수용된 진단키트를 장착하는 키트홀더; 를 포함하고,
상기 키트홀더는,
상기 진단키트 장착을 위한 가이드 격벽이 형성된 홀더하우징;
장착된 상기 진단키트의 상하움직임을 방지하기 위해, 장착된 상기 진단키트를 상기 홀더하우징 하부면을 향해 눌러주는 구조로 형성된 제1고정부;
장착된 상기 진단키트가 정위치에 고정되도록, 장착된 상기 진단키트의 하부면 홈에 삽입되는 돌출구조가 형성된 제2고정부;
장착된 상기 진단키트의 전후방향 움직임을 방지하기 위해, 장착된 상기 진단키트를 후면에서 전면방향으로 밀어내는 구조로 형성된 제3고정부;
를 포함하는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1고정부는,
상기 가이드 격벽의 내측 상단에 형성되는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 1에 있어서,
상기 홀더하우징은, 하부면에 형성된 돌출구조노출홀을 더 포함하고,
상기 돌출구조 중 상기 돌출구조노출홀 밖으로 노출된 부분은, 상기 진단키트의 장착방향을 따라 경사면 구조가 형성되는 자기저항센서를 이용한 검출기기
청구항 3에 있어서,
상기 제2고정부는,
장착된 상기 진단키트를 배출시 상기 돌출구조가 하강되도록, 일측이 상기 돌출구조와 연결된 하강구조를 더 포함하는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 1에 있어서,
상기 제3고정부는,
장착된 상기 진단키트에 힘을 전달하는 누름판;
일측이 상기 키트하우징과 연결되고 타측이 상기 누름판과 연결되어 상기 누름판이 상기 진단키트에 힘을 가할 수 있도록 하는 탄성체;
를 포함하는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검체에 외부자기장을 인가하는 외부자기장 인가장치;
상기 외부자기장에 따른 상기 검체의 자기적 성분을 검출하는 자기저항센서;
를 더 포함하는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 6에 있어서,
상기 외부자기장인가장치는,
상기 자기저항센서에 제1방향인 수평방향(Y축)으로 자기장을 인가시키는 제1인가유닛;
상기 자기저항센서에 제2방향인 수직방향(Z축)으로 자기장을 인가시키는 제2인가유닛;
을 포함하는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 7에 있어서,
상기 제1인가유닛은, 자기장발생유닛이 솔레노이드 코일, 헬름홀츠(Helmholtz) 코일, 전자석 요크, 영구자석 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수로 이루어져 고정적인 자기장을 인가하는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 7에 있어서,
상기 제2인가유닛은, 자기장발생유닛이 솔레노이드 코일, 헬름홀츠(Helmholtz) 코일, 전자석 요크 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수로 이루어져 가변적인 자기장을 인가하는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 7에 있어서,
상기 제2인가유닛은 직류(DC)전류에 의해 자기장을 형성하는 자기저항센서를 이용한 검출기기.
청구항 6에 있어서,
상기 자기저항센서는 거대자기저항(GMR)센서인 자기저항센서를 이용한 검출기기.