KR20130106453A - 미소유체 장치 및 유체 응고 시간 결정 방법 - Google Patents

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Abstract

미소유체 수동 장치(microfluidic passive device) 및 혈액과 같은 유체 매질의 응고 시간을 결정하는 낮은 생산 원가를 가지며 따라서 일회용일 수 있는 방법이 게시된다.
혈액 응고 시간을 결정하기에 최적화된 때, 최소의 전체 혈액 샘플(< 5μL)을 필요로 하고 특히 INR 또는 PT 결정에 적합하며, 이는 정맥천자 없이도 환자에 의해 자발적으로 이용될 수 있다.
상기 결과들을 해석하기 위한 감시 및 처리 수단들이 외부 코애큘로미터 장치에 포함된다.
미소유체 장치의 제조를 위한 생산방법 또한 제공된다.

Description

미소유체 장치 및 유체 응고 시간 결정 방법{MICROFLUIDIC DEVICE AND METHOD FOR FLUID CLOTTING TIME DETERMINATION}
본 발명은 랩온어칩(lab-on-a-chip) 형태의 장치 및 유체 매질(fluid medium)의 응고시간 결정 방법, 특히 혈액 응고 시간을 결정하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명의 랩온어칩(lab-on-a-chip)과 결합하여 사용되어질 코애귤로미터(coagulometer)와 같은 측정 장치에 관한 것이다.
건강한 실험대상(피험자)에서는, 혈액 점도 (viscosity) 및 두께(thickness) 는 지혈(hemostasis)로 알려진 과정에 의해 조절된다. 이러한 기작은 혈관계로부터 혈액의 손실을 막는다.
혈액 응고는 몸 안에서 일어나는 어떠한 출혈을 정지시키는 복잡한 과정에 의해 조절된다. 안정된 응고는 응고 단백질 인자들, 혈관 및 혈소판들의 상호작용을 통하여 형성된다. 상기 과정은 치유 이후, 상기 응혈이 용해된 때 계속된다.
응고 형성의 첫번째 단계동안, 혈소판이 응집하고, 동시에 혈액 캐스케이드로 알려진 현상이 활성화된다. 이러한 과정에서, 용해성 혈장 단백질인 피브리노겐이 비용해성 피브린 메쉬 또는 혈전으로 전환된다. 이러한 전환은 일반적으로 혈액 내에 그의 비활성 형태인 프로트롬빈으로 존재하는 단백질인 트롬빈에 의해 촉매된다.
혈액 질환들은 지혈에 있어서의 불균형으로 인해 생긴다. 이들은, 혈우병 또는 빌러브란트씨 병(Von Willebrand's disease)에서와 같이 유전적 기원일 수 있고; 항인지질항체 증후군(antiphospholipid antibody syndrome), 과민성 대장 증후군(irritable bowel syndrome) 또는 암과 같은 다른 조건들에 의해 유발될 수 있으며; 또는 치료 또는 혈전성 질환들, 심장병 또는 혈관성 질병들의 예방으로서 경구의 혈액응고방지제를 복용하고 있는 환자들인 외적인 인자들을 통하여 획득될 수 있다.
와파린과 같은 경구의 혈액응고방지제 요법이 널리 이용되며 그의 제한된 치료지수 때문에 잦은 모니터링을 필요로 한다. 혈전증 또는 출혈의 위험을 피하기 위하여 투여량은 주기적으로 조정되어야 한다.
부동성, 비만, 조정, 또는 수술 또는 치과 치료 중과 같은 알려진 소인 상태들의 이들 및 다른 환자들에 대하여, 그들의 집에서 응고를 정기적으로 모니터하게 하는 신뢰할 수 있는 테스트들의 유용성은 현재 이용가능한 병원의 응고 테스트들에 대하여 편리하고, 신속하며 싼 대안을 나타낼 것이다. 그러한 테스트들은 또한 지혈 질환들의 진단에 있어서 예비적 도움으로서 이용될 수 있다.
세계에서 가장 흔한 응고 분석은 이른바 국제 정상화된 비율(INR)이다. 이 비율은 프로트롬빈 시간 (PT)을 통하여 계산되며, 이는 응고제에 의한 활성으로부터 혈액 응고의 시작까지 경과된 시간이다. 상기 활성 약제는 조직 인자 또는 트롬보플라스틴이며 이 메카니즘은 '외부의' 경로라 한다. 다른 배치들(batches) 및 조직 인자들(이는 생물학적으로 수득된 산물이다)의 제조자들간의 차이점 때문에, 상기 INR 은 그 결과를 표준화하도록 창안되었다. INR 은 적어도 20명의 건강한 정상인의 평균 프로트롬빈 시간(MNPT)에 대한 환자의 프로트롬빈 시간 비이며, 사용된 컨트롤 샘플에 대한 국제 민감 지수(international Sensitivity Index (ISI)) 값의 누승이다. 각 제조자는 조직 인자의 상기 특별한 배치를 국제적으로 표준화된 샘플들과 어떻게 비교하는지를 나타내면서 어떠한 상업화된 인자 조직에 대하여도 ISI 를 부여한다.
두번째로, 그러나 덜 흔하게 사용되는 분석형태가 존재하며, 이는 "내부" 경로를 통한 동일한 응고 메카니즘으로 이루어지며, 활성화된 부분 프로트롬빈 시간(APTT)이라 부른다. 이들 분석들 모두는 본 출원에서 응고 시간들을 나타낸다.
전통적으로, 유럽에서는, 이들 분석들은 실험실에서 실행되고, 혈액샘플의 준비는 대개 상기 PT를 결정하기 이전에 필요로 한다. 최근 몇년간 간호사 또는 의사에 의해 직접적으로 또는 환자에 의해서 자율적으로 이용되어지는 현장진료(Point-of-Care (POC)) 장치, 또는 유사하게 불려지는 가까운 환자 검사(Nearly-Patient-Testing (NPT))를 사용하는 신흥 트렌드가 발생하였고 전통적인 방법들을 대체로 대신해왔다.
관련 기술분야에서 최초로 개발되고 알려진 방법들은 정맥천자(venipuncture)에 의해 많거나 정확한 부피의 혈액의 추출, 그 테스트를 러닝하기에 앞서 차후의 혈액 치료 및 상기 과정을 실행하고 그 결과들을 해석하기 위한 전문 직원을 요구하였다. 대조적으로, 휴대용 코애큘로미터로 또한 알려진 현장진료(Point-of-care) 코애큘로미터는, 손가락찌름(fingerpricking)에 의하여 추출된 전체 혈액(a whole blood) 방울을 필요로 하고 즉각적인 INR 결과들을 제공한다.
특허출원 WO 92/21028 은 강자성에 근거한 검출방법을 설명한다. 상기 장치는 응고 챔버 및 컨트롤 챔버를 포함하고, 그들 각각은 자기장에서 회전하는 교반 날개(agitating vane)가 장착되었다. 응고 챔버 내의 상기 날개의 회전은 혈액의 응고가 시작됨에 따라 느려지고 그의 움직임에 대하여 저항을 행사한다. 응고시간은 상기 챔버들 내에서 상기 회전 날개들의 상대적 움직임이 변화하는 때 측정된다.
US 특허 US 5,110,727 에서와 같은 다른 장치들은 그를 통해 분산된 금속 입자들을 가지는 혈액 샘플을 포함한다. 진동 자기장이 적용된 때, 상기 입자들의 전후 움직임이 유도되었고 혈액이 응고함에 따라 그 입자들의 전후 움직임 이 유도되어 응혈로서 느려진다. 속도의 감소는 혈액 샘플 점도의 증가 또는 응고의 시작과 관련이 있다.
특허출원 WO 00/06761 및 WO 02/48707 A2 는 비유동성의 혈액 샘플과 접촉하고 있는 전극이 장착된 장치 및 척도(measure), 혈액 점도가 증가함에 따른 전기적 전도성 및 전류에 있어서의 변화 모두를 각각 설명한다.
WO 2004/059316 A1 은 혈액의 응고 시간을 결정하는 저비용, 일회용 장치를 설명한다. 상기 장치는 마이크로센서가 장착되고, 적어도 일부 상기 유체와 접촉해 있으며, 혈액 응고하고 그 흐름이 정지한때에 상기 채널에서의 혈액의 저항 및 용량을 측정한다.
그러나, 이들 장치들과 관련된 높은 생산 비용들은 일회용 단위들로서의 그들의 이용을 제한한다.
따라서, 정확하고, 적은 비용의 일회성 칩들 및 POC 및/또는 NPT 응고 시간 결정을 위한 탐지방법의 필요가 존재한다.
물질 과학 및 전자적 및 광학적 방법들에 있어서의 진보로 인한 마이크로리터 범위의 더 작고 측정되지 않은 전체 혈액 샘플들(whole blood samples)을 요하는 더 작은 크기의 탐지 테스트를 향한 개발이 있어왔다.
특허출원 WO 2007/025559 A1 은 그들 모두는 적어도 하나의 응고 자극제가 제공된 하나 또는 그 이상의 탐지 영역들을 포함하는 혈장 또는 전체 혈액 샘플에서의 응고 결정을 위한 다중층 장치를 설명한다.
특허 출원 US2007/0122849 A1 은 정량 분석 및 분석물질의 탐지를 위한 미소유체 칩에서의 샘플 분석 구조를 설명한다.
EP 0394070 B1 은 전체 혈액 샘플에서의 APTT를 결정하는데 최적화된, 40 μL 의 부피 및 200초의 저항 시간의 하나의 모세혈관 채널의 미소유체 장치를 설명한다. 상기 장치는 활성화된 부분적 트롬보플라스틴 시간 측정들을 위한 활성화된 물질의 혼합물 및 인지질 혼합물을 시약으로서 사용한다. 모세혈관 트랙을 통하여 이용된 탐지 방법은 LED 와 같이 시각적 또는 광학적이고, 혈류가 상기 장치를 따라서 정지한 때 APTT를 결정한다.
US 6,900,021 은 세포 상의 다양한 화합물들의 반응 및 효과들에 관한 인비트로 연구들을 지휘하기 위한 미소유체 장치를 설명한다. 상기 유체 흐름은 펌프, 압력 차이 또는 전기장을 이용하여 조절되며, 미소유체 채널에서의 모세관 현상에 의해서가 아니다. 상기 반응이 일어나도록 하는 주요 유로와 교차 및 통합하는 두개의 주입구(inlet) 유로가 있다. 따라서, 주요 유로는 시약을 함유하는 영역을 포함하지 않는다. 또한, 상기 시약은 칩에 존재하지 않고, 상이한 지점들 및 시간에 첨가되며, 이는 상기 칩이 다른 시약들과의 다른 반응 분석들을 위해 이용될 수 있게 한다.
이러한 개발들에도 불구하고, 오늘날 사용되어지는 케어 코애귤로미터의 포인트(point)는 여전히 중요한 결점들을 가진다:
- 사용된 대부분의 칩들 또는 테스트 스트립들이 일회용임이지만, 그들은 상기 혈액 샘플을 모으는 수단, 전도성의 변화를 측정하는 수단 또는 점도의 변화를 측정하는 수단과 같은 몇가지 구성요소를 포함한다. 스트립에서의 전기화학적 접촉들 또는 진동하는 입자들과 같은 활성 구성요소들의 존재는 일회용 칩 생산을 복잡하고 비싸게 만든다. 또한, 그 크기는 스트립의 질을 손상시키지 않고서는 감소될 수 없다.
- 상기 테스트에 필요한 혈액 샘플의 양과 관련하여 진보가 있었지만, 부피는 여전히 최적의 경우 10㎕ 범위이며, 이는 여전히 환자들에게 불편하다. 이는 바람직하지 않다, 예를들면, 글루코오스 측정과 같은 다른 테스트들을 위해 사용되는 양으로, 이는 1 ㎕ 또는 그 이하의 혈액의 샘플과 함께 정확하게 수행될 수 있다.
- 알려진 테스트 스트립들 또는 칩들과 함께 사용되는 탐지 및 측정 기구는 여전히 다소 복잡하다. 몇가지 경우 그들은 자기장 또는 펌프들과 같은 혈액 샘플을 운반하거나 이동시킬 추가적 수단들을 필요로 한다. 다른 경우에서는 상기 장치는 몇몇 탐지 수단들을 필요로 한다: 측정 칩들을 요하는 샘플에서 어떤 특성 변화들을 측정하기 위한 전기화학적 또는 자기적 수단들, 그리고 추가적인 탑재된(on-board) 품질 제어 시스템들을 판독하기 위한 추가적인 탐지 수단들. 이는 상기 복잡성을 증가시키고 따라서 휴대용 장치의 비용을 증가시킨다.
이러한 결점 때문에, 향상된 미소유체 장치 및 혈액 또는 혈장과 같은 유체 매질에서의 응고 시간을 결정하는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이며, 이는 최소 단계들만 포함하고, 저비용을 가지며, 상기 환자에 의해 자발적으로 이용될 수 있다.
샘플의 응고 시간 및 미소유체 장치에 존재하는 품질 제어들을 탐지하고 감시하기 위하여 코애귤로미터(coagulometer)와 같이, 미소유체 장치와 함께 사용되는 측정 장치를 제공하는 것은 본 발명의 또하나의 목적이며, 이는 제조하기 간단하며 작고 경제적이며 환자에 의해 자발적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 첫번째 측면은 혈액 또는 혈장과 같은 유체 매질에서의 응고 시간을 결정하는 값싼 미소유체 장치를 제공한다.
두번째 측면에서, 본 발명은 상기 미소유체 장치를 도입하는 슬롯, 유체 매질의 적어도 하나의 특성을 탐지 및/또는 감시하는 수단들 및 상기 유체의 응고 시간을 결정하기 위하여 상기 탐지 및/또는 감시 수단들에 의해 전달된 데이터를 처리하는 수단들을 포함하는 코애귤러미터 장치를 제공한다.
세번째 측면에서 본 발명은 유체 매질 내의 응고 시간을 결정하는 방법을 제공한다.
본 발명의 추가적 측면은`유체 매질 내에서 응고 시간을 결정하는 미소유체 장치 제조 방법을 제공한다.
상기 발명의 바람직한 실시예들이 종속항들에서 정의된다.
본 발명은 따라서 유체의 응고 시간을 결정하기 위한 값싼 생산 비용과 단순한 사용의 개선된 미소유체 수동 장치를 제공하며, 따라서 일회용일 수 있다. 게다가, 상기 미소유체 장치(테스트 스트립), 측정 장치 (코애귤로미터) 및 본 발명의 방법은, 최소의 혈액 샘플로 프로트롬빈 시간을 결정하는 정확한 수단을 제공하며, 따라서 정맥천자를 요하지 않고 환자들에 의해 쉽고 자발적으로 이용되어질 수 있다.
본 발명은 혈액 또는 혈장과 같은 유체 매질에서의 응고시간을 결정하는 미소유체 장치로서, 상기 장치는
- 분배 모세혈관 채널(2)에 결합된 상기 유체 매질의 샘플을 도입하는 수단(1) ; 및
- 상기 유체 매질이 제 1 지역의 길이를 따라서 흐를 수 있도록 하는, 상기 샘플을 도입하는 수단(1) 과 결합된 제 1 지역(region) (6a) ;
- 상기 유체 매질과 반응할 수 있는 시약을 포함하는 상기 제 1 지역의 시작에 있는 제 1 영역(area) (5a) ;을 포함하고
상기 장치는
- 상기 유체 매질이 상기 제 2 지역의 길이를 따라서 흐를 수 있도록 하는 역시 상기 샘플을 도입하는 수단(1)과 결합된 제 2 지역 (6b) ;을 더 포함하며
- 상기 제 2 지역(6b) 은 상기 유체 매질과 반응할 수 있는 시약을 포함하지 않거나 또는
- 상기 제 2 지역(6b)의 시작에, 상기 유체 매질과 반응할 수 있는, 제 1 영역(5a)의 시약과는 서로 다른 시약을 포함하는 제 2 영역(5b)이 있고;
- 그리고 상기 지역들 (6a) 및 (6b) 각각은 상기 분배채널(2)로부터 순서대로, 상기 영역들 (5a) 및 (5b) 와, 적어도 하나의 스캐닝 영역(8)인 미소유체 채널을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 미소유체 장치의 지역들(6a, 6b) 각각은 적어도 하나의 미소유체 채널로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미소유체 채널들(6a, 6b)은 모세혈관 채널들이고, 상기 채널들의 표면들은 친수성이며 모세관 현상은 상기 유체 매질을 움직이는 유일한 힘으로 작용할 수 있다.
한편, 상기 지역들 각각은 환기 수단(7)을 포함하며, 상기 환기 수단은 정지 흐름 밸브로서 기능하는 환기 포트(7)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 미소유체 장치는 상기 제 1 지역의 제 1 영역은 상기 유체 매질의 응고를 개시할 수 있는 시약을 포함하는 반응 셀(5a)로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 지역의 상기 제 2 영역은 상기 유체 매질의 응고를 저해할 수 있는 시약을 포함하는 반응 셀(5b)로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명의 미소유체장치는 또한 샘플을 도입하는 수단(1)과 결합된 제 3 지역을 추가로 포함하고, 제 3 지역은 상기 유체 매질이 상기 제 3 지역의 길이를 따라서 흐를 수 있도록 하며, 상기 제 3 지역의 시작에는 제 1 (5a) 또는 제 2 (5b) 영역들의 시약과는 다른 상기 유체 매질과 반응할 수 있는 시약을 포함하는 제 3 영역이 존재하는 것을 특징으로 한다. 상기 샘플을 도입하는 수단은 제 1, 제 2 및 임의의 제 3 지역들로 나뉘는(4) 채널분기(3)가 뒤따르는 분배 채널(2)에 의하여, 제 1 및 제 2 지역(6a, 6b)과, 그리고 만일 존재한다면 제 3 지역과 결합된 주입구 포트(inlet port) (1)로 이루어질 수 있다.
또한 상기 제 1, 제 2 및 임의의 제 3 지역들 (6a, 6b) 은 곡선 형태일 수 있다. 상기 제 1, 제 2 및 임의의 제 3 지역들(6a, 6b)은 구불구불한 형태의 트랙을 가지는 채널들로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 채널들은 직사각형의 횡단면을 가질 수 있으며, 상기 채널들은 서로 다른 횡단면들의 지역들의 조합으로 이루어질 수 있다.
미소유체 장치에서 상기 영역(5a) 에 있는 상기 시약은 트롬보플라스틴이며 상기 응고 시간은 프로트롬빈 시간을 나타낼 수 있다.
상기 제 1 지역은 응고 채널(6a)로서 작용하고 상기 제 2 지역은 컨트롤 채널(6b)로서 작용하고, 그러한 점에서 상기 두 지역들 각각은 동일한 구조를 가질 수 있다. 또한 상기 제 1 지역은 응고 채널(6a)로서 작용하고 상기 제 2 지역 및 제 3 지역은 컨트롤 채널로서 작용하고, 그러한 점에서 상기 세 지역들 각각은 동일한 구조를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 미소유체 장치는 품질 제어(quality control)를 위한 광학적 특징들을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 미소유체 장치를 도입하는 슬롯;
상기 지역들 각각에서의 상기 유체 매질 앞쪽의 위치 및/또는 그의 속도를 연속적으로 탐지 및/또는 감시하는 광학적 수단; 및
상기 탐지 및/또는 감시 수단에 의해 전달된 데이터의 처리수단 및 상기 유체 매질의 응고 시간 결정 수단을 포함하고,
상기 광학적 수단은 또한 미소유체 장치 상의 품질 제어(quality control) 특징들을 측정하거나 읽는 것을 특징으로 하는 코애귤로미터(coagulometer) 장치가 제공된다. 코애귤로미터(coagulometer) 장치에서 상기 처리 수단은 상기 특성 또는 둘 또는 세개의 지역들 각각에서의 특성들의 비교 수단을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 처리 수단은 제 1 채널(6a)에서의 상기 특성 또는 특성들 및 제 2 채널(6b) 및/또는 제 3 채널에서의 상기 특성 또는 특성들 사이의 차이점이 미리 결정된 한계점에 도달하는 시간에 맞춰 그 포인트를 탐지하는 수단을 포함할 수 있다. 상기 탐지 및/또는 감시 수단은 상기 지역들 각각을 조명하는 수단 및 상기 지역들 각각에 의해 전송된 또는 반사된 빛을 분석하는 수단을 포함할 수 있다. 상기 조명 수단은 적어도 LED를 포함하고 상기 분석 수단은 적어도 광학 센서를 포함할 수 있고, 상기 분석 수단은 적어도 렌즈를 포함할 수 있다.
본 발명의 혈액 또는 혈장과 같은 유체 매질에서의 응고 시간 결정 방법은, 상기 유체 매질의 샘플을, 길이를 따라서 흐를 수 있도록 하는 제 1 및 제 2 지역들(6a, 6b)을 가지는, 제1항 내지 제17항에 따른 미소유체 장치로 도입하는 단계;
상기 영역(5a) 내에서 상기 제 1 지역의 시작에(6a) 상기 유체 매질과 반응할 수 있는 제 1 시약(5a)을 제공하는 단계; 및
상기 영역(5b) 내에서 상기 제 2 지역(6b) 내에 시약을 제공하지 않거나 또는 상기 제 1 지역 (6a) 내의 상기 제 1 시약(5a)과 다른 제 2 시약을 제공하는 단계,
상기 제 1 지역 (6a) 및 상기 제 2 지역 (6b) 내의 상기 유체 매질의 적어도 하나의 특성을 광학적 수단으로 연속적으로 감시하는 단계,
상기 제 1 지역 (6a) 내의 상기 유체 매질의 적어도 하나의 특성을, 상기 제 2 지역 (6b) 내의 상기 유체 매질의 적어도 동일한 특성과, 또는 이러한 특성의 이론적 값에 대하여 비교하는 단계,를 포함한다.
상기 방법에서는 적어도 상기 제 1 지역 내의 상기 유체 매질의 상기 특성의 비교가, 적어도 상기 제 2 지역(6b) 내의 상기 유체 매질의 특성에 대하여 이루어질 수 있으며, 적어도 상기 제 1 지역 내의 상기 유체 매질의 상기 특성의 비교가, 상기 특성에 대한 이론적 값에 대하여 이루어질 수 있다.
또한 상기 방법은 상기 이론적 곡선들에 따른 연관되는 상기 감시된 특성들을 포함하는 품질 제어 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 혈액 또는 혈장과 같은 유체 매질에서의 응고 시간을 결정하기 위한 미소유체 장치의 제조 방법은,
제 1 기판을 제공하는 단계;
상기 제 1 기판 내에 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 미소유체 장치에 상응하는 미세구조를 패터닝(patterning)하는 단계;
제 2 기판을 제공하는 단계; 및
상기 제 2 기판이 덮개로 작용하도록 상기 제 2 기판을 상기 패턴화된 제 1 기판 윗면에 밀봉하는(sealing) 단계를 포함하며, 여기서, 상기 제 2 기판은 친수성 필름일 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 관점은 아래에 게시된 실시예들로부터 명확해질 것이며 더욱 자세히 설명될 것이다.
본 발명은 따라서 유체의 응고 시간을 결정하기 위한 값싼 생산 비용과 단순한 사용의 개선된 미소유체 수동 장치를 제공하며, 따라서 일회용일 수 있다. 게다가, 상기 미소유체 장치(테스트 스트립), 측정 장치 (코애귤로미터) 및 본 발명의 방법은, 최소의 혈액 샘플로 프로트롬빈 시간을 결정하는 정확한 수단을 제공하며, 따라서 정맥천자를 요하지 않고 환자들에 의해 쉽고 자발적으로 이용되어질 수 있다.
본 발명은 첨부된 명세서와 함께 다음 도면들을 참고하여 더욱 잘 이해되고, 그의 많은 목적들 및 장점들은 해당 기술분야의 숙련된 자들에게 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 두 층들 각각을 보여주는 본 발명 장치의 실시예의 분해 투시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 장치의 평면도(top view) (도면의 왼쪽 부분) 및 측면도 (도면의 오른쪽 부분)를 나타낸다.
도 2a는 미소유체 장치의 다른 실시예의 평면도(top view)를 나타낸다.
도 3은 응고 및 컨트롤 채널들에서의 플로우 프론트 포지션들(flow front positions)의 중첩의 그래픽 묘사(graphical representation)를 나타낸다.
도 4는 응고 및 컨트롤 채널들에서의 플로우 프론트 속도(flow front velocities)의 중첩의 그래픽 묘사(graphical representation)를 나타낸다.
도 5는 도 1에 따른 실시예에서 응고 이전의 도식적인 플로우 프론트 포지션들(flow front positions)을 나타낸다.
도 6은 도 1에 따른 실시예에서 응고 이후의 도식적인 플로우 프론트 포지션들(flow front positions)을 나타낸다..
도 7은 혈액의 흡수계수 vs. 파장을 나타낸다.
도 8은 LED 의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 9는 그리니쉬 파장들을 탐지하도록 최적화된 포토다이오드의 반응곡선을 나타낸다.
도 10은 응고 및 컨트롤 채널들에 대하여 다른 크기의 두개의 칩에 있어서 탐지된 전류의 세기 대 시간을 나타낸다.
도 11은 도 10의 전류의 세기 곡선의 유도체를 나타낸다.
도 12는 도 1의 실시예에 따른 구불구불한 중첩과 픽셀 크기 19x19 ㎛ 의 CCD 배열을 나타낸다.
도 13-16은 이론상의 곡선들을 통하여 응고시간 결정에 사용된 방정식 그래프법을 나타낸다.
도 17은 실제 응고 테스트 및 이론적인 방법 1 또는 2에 따라서 결정된 바와 같은 응고 시간들로부터 단계 3에서의 대표적인 데이터를 나타낸다.
참조와 같은 도면들을 통하여 숫자들은 구성요소들을 나타낸다.
본 발명은 혈액 또는 혈장과 같은 유체의 응고 시간을 결정하기 위한 칩 또는 일회용 테스트 스트립 형태의 장치, 본 발명의 테스트 스트립과 함께 휴대용 코애귤로미터(coagulometer)로서 사용되어지는 측정 기구, 및 본 발명의 미소유체 장치를 이용하는 응고 시간 결정 방법을 제공한다.
현장 진료(Point-of-care) 장치로서 휴대용 코애귤로미터(coagulometer)는 4개의 주요한 개선 라인들인: 비용 감소, 혈액 샘플 감소, 품질 제어 및 증진된 휴대성을 따르는 기술이다. 이러한 4가지 측면들은 특히 경제적으로 중요하고 환자 자가-테스팅을 신뢰할 수 있게 확산시킨다.
본 발명은 휴대용 테스트 스트립 및 코애귤로미터들의 현재 최신의 기술 상태에 대하여 중요한 장점들을 가진다:
- 비용 감소: 상기 일회용 미소유체 칩은 매우 간단한(수동적) 구성요소이며, 고-부피 저-비용 생산 기술들 및 물질들로 제조된다.
- 혈액 샘플 감소: 5μL 훨씬 이하의 혈액 샘들들이 필수적 품질 제어들 및 정확도를 가지고 미소유체 칩 기술을 통하여 테스트될 수 있다.
- 품질 제어: 얼마간의 분명한 탑재된 품질 제어들은 본 발명의 일회용 장치 상에 통합될 수 있고 단일 탐지기 수단에 의해 읽혀질 수 있다. 또한, 상기 장치는 외부 품질 제어로서 조정된 혈장들을 이용케 한다.
- 증진된 휴대성: 상기 탐지 시스템은 매우 간편하고, 값이 싸며 얇은 휴대용 장치에 끼워넣어질 수 있다.
본 발명은 적절한 미소유체 채널은 혈액 또는 혈장과 같은 유체 샘플의 상기 위치 또는 상기 유체의 속도를 앞서 단순한 수단으로, 수동적 방식으로, 상기 샘플 유체와의 접촉 없이 정확하게 감시되도록 하는 모세혈관 흐름을 감안한다는 사실을 기초로 한다. 응고 캐스캐이트(상기 샘플이 상기 응고 시약과 접촉하는 때)의 개시 상에서 상기 샘플 유체의 유동적 변화들, 및 특히 응고 끝점에서의 명백한 점도의 변화들은 감시된 역학적 변수들 상에 중요한 영향을 미친다.
이들 변수들은 동일한 단순한 탐지 수단으로 감시될 수 있고, 응고 시약을 포함하지 않거나 또는 다른 컨트롤 시약을 포함하는 컨트롤 샘플들과 비교되거나 또는 대안으로 예측된 이론적 값과 비교될 수 있다.
가설에 얽매이려 함이 없이, 우리는 본 발명의 미소유체 시스템은 어떤 방식에서는 혈관들의 미세 모세혈관 구조 및 흐르는 혈액의 역학을 흉내낸다고 믿는다. 혈액 응고 단계들(개시, 증폭, 확대 및 응고 형성)의 복잡성 및 높은 민감도 때문에 가능한 생체네(in vivo) 지혈 환경과 근접하게 재현하는 것이 매우 바람직하다. 시카고 대로부터 공개된 보고서에 따르면[Kastrup, C. J. Runyon, M. K. Shen, F. Ismagilov, R. F. Modular chemical mechanism predicts spatiotemporal dynamics of initiation in the complex network of hemostasis , Department of Chemistry and institute for Biophysical Dynamics, University of Chicago, Edited by George M. Whitesides, Harvard University.], 세포밖 환경에서 미소유체는 인간 모세혈관들에서의 실제 혈액 응고 행동을 모방할 수 있고, 그 증명은 응고 시간의 결정에 매우 중요하다.
또한, 본 발명은 상기 흐름 역학의 연속적인 감시를 가능케 하므로 지혈 분자 변화들이 감지될 수 있고 높은 정확도와 재현가능성을 제공한다. 특히, 첫번째 불용성 피브린들의 형성은 미세 모세혈관 구조의 크기로 인한 이론적 특성들에 있어 주목할만한 효과를 가진다.
도 1에 나타난 바와 같이, 하나의 실시예에서 본 발명의 미소유체 장치는 하부 평면 기판 및 커버 층을 포함하는 두개의 층 조립체이다. 하부 기판에는 샘플 분배 시스템이 패턴화되어, 일련의 채널 또는 컨덕츠(conducts)가 되거나 또는 적합한 수단에 의해 하나의 끝을 통하여 샘플 도입 구역까지 연결된다.
상기 채널은 모세혈관을 통한 흐름을 유도한다. 당업자는 정확하게 감시될 수 있는 흐름 위치 또는 속도를 얻기 위해 하부 기판 상에 패턴화된 채널의 크기 및 형태를 조정할 수 있다. 유체 샘플의 모세혈관 흐름을 생성하기 위해, 친수성 표면이 채널에서 필요하며, 따라서 충분한 음의 압력이 유도된다. 이 친수성 표면은 하부 기판 또는 커버 층 상에 존재할 수 있다.
하나의 실시예에서 상기 하부 기판은 플라스틱으로 만들어진다. 만일 플라스틱이 소수성이면, 원하는 표면 에너지 또는 접촉 각을 얻기 위해 상기 채널에서의 친수성이 화학적 처리, 화학적 코팅 또는 플라스마 처리와 같이 당업자에게 알려진 수단에 의해 유도되어야 한다.
바람직한 실시예에서, 상기 친수성 표면은 하부층에서 상기 패턴화된 미소유체 채널들을 밀봉하는 커버층에 의해 야기된다. 이 실시예에서, 친수성 물질이 커버층으로서 또는 상기 설명된대로 친수성 처리를 받은 ia 물질로 선택된다.
그렇지 않으면, 바람직한 실시예에서, 상기 친수성 특성들이 칩을 형성하는 두개의 층들을 결합시키기 위해 이용된 접착제에 의해 최상층에 제공된다. 그러한 경우에 상기 선택된 접착제 코팅은 유체 샘플과 반응하지 않거나 응고 반응을 방해하지 않는 것이 중요하다.
따라서, 상기 커버 층은 열 접착(heat seals) 및 압력에 민감한 접착제들과 같은 다양한 형태들의 접착제 폴리머 필름들로 이루어질 수 있다. 친수성 제형이, 상기 접착제 내에 첨가된 계면활성제와 함께 사용될 수 있다. 상기 밀봉 단계 동안 접착성 흐름 또는 크리프(creep)로 인한 채널 폐색을 막기 위해 단단한 접착제가 바람직하다.
도 2 및 2a 상기 발명의 미소유체 장치의 다른 실시예들의 평면도(top view)를 나타내며, 상기 장치는 아래에 설명된 구성요소들을 포함한다.
유체 매질의 샘플을 도입하는 수단(1)은, 주로 주입구 포트(inlet port)로 이루어진다. 이러한 주입구 포트(inlet port)는 분배 모세혈관 채널(2)에 결합되고, 상기 분배 채널(2)을 제 1 지역(6a) 및 제 2 지역(6b)으로 나누는 채널 분기점(3)이 이어지며, 이는 상기 유체 매질이 상기 지역들의 길이를 따라 흐를 수 있도록 한다. 선택적으로, 상기 분배 채널은 셀 필터(도 1에서만 나타남)를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 제 1 (6a) 제 2 (6b) 지역들은 동일한 구조를 갖는다.
상기 지역들(6a, 및 6b) 각각은, 적절하게 상기 분배 채널로부터, 첫번째 영역 (5a, 5b) 및 적어도 하나의 미소유체 채널을 포함하며, 이는 여기서 스캐닝 영역(8)으로 나타내어질 것이다. 제 1 영역 (5a) 은 상기 유체 매질과 반응할 수 있는 제 1 시약을 포함하고, 지역(6a) 내의 상기 미소유체 채널을 반응 채널로서 작동하도록 하며, 반면 상기 제 2 영역 (5b)은 비어있거나 또는 다른 시약을 포함하거나 하며, 지역 (6b) 내의 상기 미소유체 채널이 컨트롤 채널로서 작동한다. 바람직하게는, 상기 제 1 시약은 상기 유체 매질의 응고를 개시할 수 있다.
또하나의 실시예에서, 두개의 지역 이상이 칩에 존재한다. 상기 지역들의 하나는 위에서 설명한대로 반응 채널로서 작동하고, 나머지 둘 또는 그 이상은 컨트롤 채널이다.
탑재된 품질 제어 때문에, 상기 혈액 샘플은 컨트롤 채널들을 따라서 모세혈관으로 움직일 수 있고 컨트롤 채널에서 상기 반응 챔버들은 알려진 그리고 고정된(또는 좁은 밴드) 응고 시간들을 제공하는 특정의 화합물들을 가진다.
예를들면 응고 시간들에 대하여 더 낮고 더 높은 참조들을 제공하기 위하여 그러한 컨트롤들의 두가지 형태 정상화된 컨트롤 및 비정상적 컨트롤이 포함될 수 있다.
상기 컨트롤 채널들은 상기 반응 채널에 존재하는 시약과는 다른 시약 조성을 가진다.
따라서 하나의 실시예에서, 정상화된 컨트롤 채널이 존재하고, 그 안에 존재하는 시약은 예를들면 적어도 하나의 비타민 K 의존성 응고 인자일 수 있다. 그러한 응고 인자들은 정상의 환자 혈장들의 건조된 또는 동결건조된 풀(pool)로부터 나올 수 있다.
또다른 실시예에서, 비정상적 컨트롤 채널이 존재하며, 이는 헤파린, 구연산염, 수산염, EDTA 등과 같은 응고 인자 저해제를 포함한다. 나아가, 정상화된 컨트롤 채널 내에서와 같이 동일한 비타민 K 의존성 응고 인자들을 포함할 수 있다.
다음은 지역들의 번호 및 그들의 기능성을 설명하는 바람직한 실시예들의 실례이다:
■ 2 지역들: 응고 시약이 없거나 또는 응고 제해제를 가지는 컨트롤 채널에 대하여 혈액 샘플 응고 시간 결정을 위한 하나의 반응 채널.
■ 2 지역들: 이론적 곡선들을 통하여 혈액 샘플 응고 시간 결정을 위한 하나의 반응 채널 및 정상화된 응고 시간들을 제공하는 하나의 컨트롤 채널.
■ 3 지역들: 응고 시약이 없거나 또는 응고 제해제를 가지는 컨트롤 채널에 대하여 혈액 샘플 응고 시간 결정을 위한 하나의 반응 채널. 게다가, 정상화된 응고 시간들을 제공하는 또다른 컨트롤 채널.
■ 3 지역들: 이론적 곡선 비교를 통하여 혈액 샘플 응고 시간 결정을 위한 하나의 반응 채널. 게다가, 정상화된 응고 시간들을 제공하는 하나의 컨트롤 채널 및 알려진 비정상적으로 높은 응고 시간들을 제공하는 다른 하나의 컨트롤 채널.
이들 실시예들 모두 및 당업자들에게 명백한 다른 변형들이 본 발명에 의해 포함된다.
본 발명의 장치에서, 상기 흐름은 오직 모세관 힘에 의해서만 움직이며 따라서 상기 칩 또는 테스트 스트립은 외부 힘들이 필요가 없는 수동의 장치이다. 상기 친수성 채널 표면들은 웨팅 매니스커스(wetting meniscus)가 상기 채널들을 따라서 음의 모세혈관 압력을 향하여 이동하도록 하며, 반면 디웨팅 매니스커스는(dewetting meniscus) 주입구 포트에 남는다. 상기 흐름은 소수성 힘의 유도에 의해 또는 적합한 채널 열림을 디자인하는 것에 의해 정지 밸브에서 멈춘다. 바람직한 실시예에서, 각 지역들 (6a, 6b)은 환기 수단(7), 가장 바람직하게는 환기 포트를 포함하며, 이는 역시 정지 흐름 밸브로서 작동한다. 도 2에서 상기 채널의 끝에 묘사됨에도 불구하고 상기 환기 포트들(7)은 상기 미소유체 채널들을 따라서 다른 위치들에서 위치될 수 있다. 예를들면, 상기 반응 챔버들의 출구에 환기 포트들(7)과 흐름 정지들을 연결하는 것은 도 2a에서 묘사된 바와 같이 이 지점까지 모세혈관 흐름 속력이 최대화되게한다. 또다른 실시예에서 각 채널은 하나 이상의 환기 포트(7)를 가지고, 상기 환기 포트들(7)은 상기 유체의 속도 및 흐르는 특성들을 통제 및 조절하게 한다.
적어도 상기 유체 매질의 특성은, 바람직하게는 상기 유체 앞쪽의 위치 또는 속도, 상기 제 1 (6a), 제 2 (6b) 및 임의의 제 3 지역들의 유체 매질 수송 스캐닝 영역(8)으로서 감시된다. 상기 다른 지역들에서의 상기 특성들간의 비교는 제 1 지역 (6a) 내의 반응이 일어난 순간의 탐지 및 유체 샘플에 대한 응고 시간의 결정을 가능케 한다. 상기 지역들은 바람직하게는 모세혈관 채널들이다.
본 장치의 작동 방식들은 미소유체들에 의존하며, 그에 대해 상기 지배하는 원칙은 시스템 규모 축소로 인해 전통적인 흐름 이론과 근본적으로 다르다.
지배 원칙들
일정한 횡단면의 모세혈관 도관의 뉴턴의 작용 하에 있는 역학 기록은 체적 유량(volumetric flow rate) Q 를 통하여 결정될 수 있고, 이는 점도 ŋ 전체 흐름 저항 R FR , 및 웨팅 (앞쪽) 및 디웨팅 (뒤쪽) 메니스커스(meniscus) 사이의 압력차 ΔP:에 의존한다
Figure pat00001
(1)
길이의 채널 "L" 및 직사각형 횡단면 A, 폭 "a" 및 깊이 "b"에 대하여, 흐름 저항 R FR 은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pat00002
(2)
"R H "는 수력반경이며
Figure pat00003
. 로 정의된다.
L=L(t), 즉, 시간에 대한 상기 흐름 앞쪽 위치를 결정하기 위하여, 방정식(1)과 시간의 통합이 요구된다. 따라서, L 및 L의 시간에 대한 미분계수(derivative)로서 계산된 속도는 다음과 같이 표현되었다:
Figure pat00004
(3)
Figure pat00005

이들은 응고 이전의 지배적인 흐름 방정식들이며, 점도가 일정하게 추정되기 때문이다. 응고가 개시된 때 상기 점도는 기하급수적 증가를 가지는 시간의 함수이며, 따라서 방정식(1)에 따라, 점도에 선형으로 역인 상기 유량은 갑작스런 감소를 겪을 것이다. 추가의 구획들에서 나타난 상기 곡선 L(t) 및 미분계수들은 가변적인 점도에 대하여 수적으로 결정되었다.
방정식 (1) 내지 (3)으로 가장 높은 응고 시간들까지 영구적인 흐름을 하는데 필요한 상기 패널 길이들의 예비적 디자인을 생산하는 것이 가능하다. 일정한 구획의 도관의 샘플 부피 "V"는 다음과 같이 추정될 수 있다:
V=a b L(t) (4)
따라서, 상기 장치 및 채널들의 크기는 상기 채널들의 형상 변수들, a, b 및 L, 필요로 하는 샘플의 부피 및 최대 응고 시간 사이의 현존하는 관계(4)에 따라 디자인 및 선택되어야 한다 .
이론적 곡선들을 통한 응고 시간 결정
본 발명의 하나의 실시예에서, 흐름 역학의 연속적인 감시를 이용하여, 상기 응고 시간은 측정된 샘플의 특성과 이론적으로 예측된 값과의 비교를 통하여 결정되거나 조절될 수 있다.
상기 역학적 거동이 응고 이전에 잘 예측되므로, 감시된 응고 곡선이 방정식 (3)으로부터의 이론적 곡선들로부터 특정 한계점을 넘어 벗어나는 때 응고시간은 즉시 결정될 수 있다. 몇가지 수학적 연산이 적용될 수 있고 따라서 그러한 벗어남은 오직 정성적 흐름 역학적 거동에 의존하며 정량적인 것에 의존하지 않는다. 두개의 다르지만 유사한 접근들이 아래와 같이 설명된다:
방법 1:
단계 1:
뉴튼의 행동 하의 모세혈관 길이에 대한 방정식(3)에 따라서, L(t)은 시간의 멱함수(power function)이다. 탐지된 시스템으로부터 추출된 L(t) 및 t 값으로부터 시작하며, 아래의 곡선이 설계될 수 있다:
Figure pat00006
(5)
감시된 곡선(응고 채널) 및 이론적 곡선은 도 13 에서 묘사된 그래프 상에 표시된다.
단계 2:
상기 언급된 표현의 양측면에 로그를 적용하며, 0.5 기울기의 선형의 곡선이 수득된다(역시 도 14의 그래프 참조):
Figure pat00007
(6)
정량적 용어는 log K 이며 정성적 용어는 0.5 log t 이다.
단계 3:
변수(u=log t)를 바꿈으로써 새로운 함수 Y=Y(u) 가 정의될 수 있고, 이를 u 에 대하여 미분할 수 있다(역시 도 15의 그래프 참조):
Figure pat00008
(7)
Figure pat00009
(8)
단계 4:
u 에 대한 Y의 두번째 미분이 수행되었다(도 16):
Figure pat00010
(9)
속도
Figure pat00011
또는 가속
Figure pat00012
곡선들 중 어느 하나에서 예측된 한계점을 넘는 상수값(constant value)으로부터의 쇠퇴는 응고 시간을 결정한다. 상기 언급된 작업들은 오직 하나의 독립적인 응고 채널을 통하여 응고 시간 결정을 허용하는 알고리즘의 수학적 근거이다.
본 발명의 미소유체 칩이 디자인되었고, 흐르는 혈액이 응고 이전에 뚜렷한 뉴튼성 행동을 가지도록 고안되었다. 이러한 행동으로부터 이탈은 의소성 효과(pseudo-plastic effect)로 인한 것이며, 낮은 유량(flow rates)에서 나타날 수 있다. 만일 이것이 발생하면, 그러한 의소성 효과는 응고 효과보타 훨씬 약하기 때문에 상기 방법은 여전히 적용되며 상당히 잘 작동되며, 가속 곡선들상에서 구별가능하다.
방법 2:
이론적 응고 시간 결정을 위한 두번째 및 유사한 수학적 접근은 아래와 같이 간단하게 기술된다. 동일한 원래 데이터(raw data), 단계 1에서 수득된 L(t) 및 t 값들로부터 시작하여, 다음의 곡선이 구성될 수 있다:
Figure pat00013
(10)
이 곡선은 점도(ŋ)에 비례하고, 방정식 (3)으로부터 유도될 수 있다. 다음의 단계들(2, 3 및 4)은 이전과 마찬가지로 동일하게 적용되며(즉, 로그 적용, 첫번째 미분계수 및 두번째 미분계수), 따라서 속도 및 가속 곡선들이 구성된다.
실제 테스트 데이터에 기초하여, 두 방법 모두는 대략 동일한 응고 시간 (PT)을 제공한다. 실제로 모든 감시된 곡선들에서 발견된 놀랄만한 결과는, 도 17의 그래프에 나타난 것과 마찬가지로, 상기 응고 효과에 반대인 처음으로 예상치 못한 행동이었고, "인버전(inversion)" 에 따라 양 곡선들 모두에서 가장 밝은 영역들을 참조한다.
이러한 효과는 사실은 약 1초 또는 2초 동안 일시적 점도 감소이며 응고 직전 항상 나타난다. 이러한 행동은 PT 순간으로서 보다 쉬운 응고 시간 인지를 제공하며 따라서 명확한 변곡점이 되며, 방법 1에서 최대이거나 또는 방법 2에서 최소 중 하나이다. 이러한 예상치 못한 행동의 원인이 알려지지 않았더라도, 몇가지 증거는 피브린 폴리머의 형성 이전에 명백한 점도를 감소시키는 Fahraeus-Lindqvist 효과와 결합된 피브린 불용성 모노머들의 형성에 의한 것일 수 있다는 것을 제안한다.
응고 시간 결정 이외에도, 상기 기술된 이론적 접근은 또한, 이론적 예측들과 함께 관련된 테스트 곡선들에 의해 품질 제어에 적용될 수 있다. 정상적인 조작자 (즉. 환자 남용이 없이) 및 정확한 장치 조건들 하에서, 응고 이전의 상기 혈액 샘플 흐름은 상기 언급된 선형 행동에 근접하게 놓여 있어야 한다. 그러한 행동으로부터의 어떠한 중요한 일탈도 테스트 취소 명령을 제공하는 상기 흐름 감시 시스템 및 처리기에 의해 감지 및 처리된다.
바람직한 실시예에 따르면 상기 유체 매질은 혈액, 바람직하게는 환자의 손가락찌름(fingerpricking)으로부터 모세혈관 전체 혈액, 및 알려진 응고시간을 가지는 조정된 혈장이며 외부 품질 제어에 사용될 수 있다. 상기 유체 매질과 반응할 수 있는 시약은 응고제, 더욱 바람직하게는 조직 인자 또는 트롬보플라스틴이다.
이 경우, 본 발명의 장치 및 방법은 특히 프로트롬빈 시간, 즉 응고 활성 및 응고 시작 사이의 경과된 시간의 결정에 적합하다.
상기 장치는 표준 INR 값들에 따라 디자인될 수 있다; 권장되는 가장 높은 INR 범위는 약 8, 이는 또한 약 100초의 PT를 의미한다. 그러한 최대 INR 에 도달하기 위해 요구된 치수는 표 1에서 보여진다. 이전에 언급한 바와 같이, 다른 도관 디자인들의 상기 요구된 치수들 및 전체 부피 "Vt"는 방정식 (3)에 의해 지배된다.
Figure pat00014
*최대 INR 범위(100 초)에 이르기 위하여 요구된 다른 도관 디자인들의 길이들 및 전체 부피들 "Vt".
이 표는 단순하게 유체 디자인을 미소크기까지 축소함으로써, 표준 INR 범위는 혈액 작은 방물만으로 달성될 수 있음을 증명한다.
본 발명에 따른 채널들의 형태 및 크기는 단지 15㎕ 의 혈액 샘플의 응고 시간의 결정을 가능케 하고, 모든 순환로들이 채워진 때 할당된 전체 부피는 10㎕ 이하이며 이는 주입구 포트 내에 남아있는 부피를 가능케하고 주입구 포트에 디웨팅 메니스커스를 고정하는데 필수적이다. 상기 미소유체 채널들은 몇초에서 100초 이상까지 지속되며, 오랜동안 범위의 PT 결정을 가능케 하는 연속적인 흐름을 가능케 한다. 따라서 본 발명의 상기 칩 및 방법은 적은 양의 혈액 샘플, 바람직하게는 10 μl, 더욱 바람직하게는 5 μl 이하, 그리고 가장 바람직하게는 약 1μl 또는 더 적은 양을 가지고 정확한 응고 시간들의 측정 및 INR 결정을 가능케 한다. 이것은 환자들의 편의를 위해 매우 중요하다.
모세혈관 채널들 (6a, 6b)의 길이는 상기 유체 앞쪽이 채널의 끝에 도달하기 이전에 시약과 유체와의 반응이 완성되게 할 수 있도록 충분히 커야 한다. 바람직한 실시예에서 상기 채널들의 길이를 유지하는 동안 상기 장치의 영역을 최소화하기 위하여 상기 모세혈관 채널들(6a, 6b)은 굽은 형태이며, 가장 바람직하게는 구불구불한 형태의 트랙을 갖는다.
상기 채널들의 바람직한 횡단면은 제조 컨스트레인즈(constrains)로 인한 직사각형으로, 순수 2D 기하학적 구조를 가능케하며, 이는 주형 제작 공정들을 간소화한다. 특정 차원들은 유체역학(the flow dynamic)으로서 신중하게 계산되어야 하며, 사용된 전체 부피는 채널 규모에 매우 민감하다. 여기서 나타난 바와 같이, 100 ㎛ 훨씬 이상의 크기 값들(dimension values)은 가장 높은 응고 시간까지 흐름 지속을 허용하기 위해서는 매우 큰 채널 길이들을 필요로 하며, 더 높은 샘플 부피들이 요구된다. 미소유체 디자인으로, 또는 다시 말하면, 채널 횡단면 크기는 약 100 ㎛ 또는 더 적으며, 채널 길이들은 적은 혈액 사용량으로 감소될 수 있다. 게다가 상기 칩의 크기 및 그 비용 역시 상당히 감소된다.
바람직하게는, 상기 반응 및 컨트롤 채널들은 a=b 인 횡단면을 가진다. 이 경우 a 및 b 는 바람직하게는 30 내지 125 ㎛ 사이, 더욱 바람직하게는 50 내지 100 ㎛ 사이, 그리고 더욱 더 바람직하게는 약 80㎛ 이다.
또한 시약을 포함하는 영역의 크기들, 바람직하게는 반응 세포는 액체 상태의 시약을 제공하는데 충분한 부피를 허용하기에 적합하여야 한다. 그밖에, 상기 디자인은 분명히 규정되어야 하며 상기 확산 시간은 상기 활성화된 혈액 부피를 최대화하기 위해 충분한 시약 농도에 도달하는 것을 허용한다. 이는 상기 반응 챔버 내에 있는 표면 대 부피비를 최대화함으로써 달성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 발자국(footprint) 챔버 디자인은 물방울 제공된 형태(droplet dispensed shape)를 적용하기 위하여 직경 1 내지 4 mm 사이의 크기 및 40 내지 150 ㎛ 사이의 높이를 가지는 원형이어야 한다. 더욱 바람직하게는, 직경이 약 1.5 mm 이고 높이는 약 80 ㎛ 이다.
상기 분배 채널의 높이 크기는 바람직하게는 150 ㎛ 내지 350 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 250 ㎛ 이다.
상기 혈액 주입구 포트는 바람직하게는 상기 분배 채널 상의, 상기 칩의 가장자리에서 커버 및 하부 기판들 사이에 남겨진 틈이며, 따라서 상기 분배 채널의 높이를 가질 수 있다. 분배 채널 상에 할당된 부피는 차후의 모세혈관 구조 내에 할당된 부피보다 약간 더 커야 하며, 따라서 일단 상기 분배채널이 유체로 완전히 채워지면 결코 빈 상태가 될 수 없다. 이 부피는 최소 테스트 샘플 부피 요건을 정의한다.
구축 요건들 및 크기 제한들(dimensional constrains)을 충족시키기 위하여, 유량 Q 은, 예를들면, 미소유체 채널들의 지역들을 좁히거나 또는 가늘어진(tapered) 미소유체 채널들을 도입함에 의하여, 미소유체 채널들의 횡단면을 변형시킴으로써, 수동의 흐름 제어 밸브들의 도입을 통하여 변형될 수 있다.
미소유체 장치의 작동
본 발명은 주입구 포트에 혈액 샘플 또는 혈장을 바를 것을 요하며, 이를 통해 혈액 또는 혈장이 샘플 분배 채널로 들어가며, 그를 따라 동일한 혈액 샘플 또는 혈장이 반응/응고 채널 및 하나 또는 그 이상의 컨트롤 채널들 내로 나뉘어진다.
혈액 응고 이전에 시간 tm 에서 채널에서의 상기 흐름 앞쪽 위치들은 다음과 같이 표현될 수 있다,
L=L(tm)
L'= L'(tm) (11)
여기서 L y L' 는 각각 상기 응고 및 컨트롤 위치들이다. 시간 t=0 는 상기 흐름이 상기 응고 채널의 반응 셀을 떠나는 순간이며, 마찬가지로 이는 조직 인자 또는 트롬보플라스틴이 가용화되었고 상기 반응 메카니즘이 개시되는 순간이다.
상기 나뉘어진 흐름들은 응고 채널에서 응고가 개시될 때까지 거의 동일한 운동 역학을 가진다. 이 순간, 제 1 혈액 응고가 발생하는 때는, 프로트롬빈 시간으로서 확인되며, 점도의 갑작스런 증가를 유도한다. 이 순간 응고 채널을 따라서의 상기 흐름 역학(flow dynamics)은 컨트롤 채널(들)에 대하여 감속된다. 시간의 작용으로서 상기 흐름 앞쪽 위치의 연속적인 감시(8)에 의해, 시간과 함께 위치의 파생, 이는 흐름 앞쪽 속도로서 나타내질 수 있고 계산될 수 있다.
도 3 에서, 어떻게 두개 채널내에서 상기 흐름 앞쪽 위치들 및 상기 프로트롬빈 시간이 확인되는지가 보여진다. 이들 곡선들은 다음의 추정들과 함께 수치로 계산되었고, 여기서 변수들 a, b, ŋ 및 PT 는 여기서 이전에 지시된 의미를 가지며, γ 는 혈액 표면 장력이다:
Figure pat00015
*수치 계산을 위한 추정들.
PT 이전의 상기 채널들간의 차이는 최소이어야 하며, 오직 비-단일형태의 환경적 조건들인, 제조 허용오차(manufacturing tolerances) 및 탐지 노이즈에 의해 영향을 받는다. 시간 곡선들과의 미분계수는 점도 변화들에 더욱 민감하기 때문에 더욱 선호되며, 이는 흐름 앞쪽 속도로서 나타내진다. PT 이전의 시간 tm 에서와 비슷하게, 응고 (V) 및 컨트롤 (V') 에 대하여 감시된 속도들은 다음과 같을 것이다:
Figure pat00016
(12)
이러한 곡선들은 도 4에서 보여진다.
PT 는 속도들 V(tm)-V'(tm) 사이의 차이점에 대한 적합한 한계점 "Δ" 을 정의함으로써 결정될 수 있다. PT 이전에, 점도는 일정하며 흐름 앞쪽 위치들 및 속도들은 도 5에서 도식적으로 나타난 작은 차이들을 가진다.
시간 tp 에서 속도차는 한계점 (도 6 참조)을 막 뛰어넘었고 이 순간이 PT 이다.
탐지 수단
흐름 앞쪽 움직임의 연속적 탐지 및 감시를 위하여 L=L(t) 또는 v=v(t) 다른 탐지 기술이 사용될 수 있다.
● 포토다이오드를 통한 탐지
● 전하-결합-소자(CCD) 또는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS)와 같은 광학 센서를 통한 탐지
혈액의 흡수계수는 도 7에 표시되었다. 이는 특별히 400 nm 에서, 그리고 또한 그린 (530 nm) 주위에서 흡수하는 것을 볼 수 있다.
포토다이오드를 통한 탐지
상기 구불구불함은 LED로 밝혀지고 전달된 빛은 포토다이오드로 감지되었다. 상기 움직이는 흐름 앞쪽은 흡수를 선형으로 증가시키고 따라서 탐지된 세기는 그에 맞춰 감소된다. 단일의 신호 증폭기로 아주 작은 흐름 위치 증가분들을 감시하는 것이 가능하다.
그러한 감시 계획의 실행가능성을 평가하기 위해, 표준의 적은 비용의 구성요소들을 이용하여 다음에서 몇가지 계산들이 수행되었다.
LED 및 포토다이오드 둘다 값싸고, 손쉽게 이용가능한 배전기들로부터 선택되었다.
상기 LED 는 3 mm 크기를 가지며 20°각 이내에 내뿜는다. 세기는 15000 mcd = 0.0309 Watts/str 이며, 따라서 전체 20°입체각 (0.095 str)을 취함으로써 총 방출 힘이 0.00294 에 도달한다.
상기 LED 의 방출 스펙트럼 및 표준 실리콘일 뿐 아니라 상기 그린색을 띤 파장들을 탐지하도록 최적화된 포토다이오드의 응답 곡선은 도 8 및 9에서 보여질 수 있다.
이러한 가정들 하에서 및 도 3으로부터 상기 스캐닝 영역(8), 채널 크기들 및 실제 L(t) 곡선의 추가적 획득에 의해, 포토다이오드에 의해 감지된 강도 신호를 얻을 수 있다. 간단한 이유로, 상기 칩은 완전히 투명하고 프레넬 반사들은 발생하지 않는다는 것이 또한 추정되었다. 도 10 에서 표시된 강도 신호는, 또한 제조자에 의해 지정된대로 20 picoA 의 암전류 무작위 노이즈 시뮬레이션(dark current random noise simulation)을 포함한다. 이 곡선은 250 x 250 ㎛ 의 채널 구획에 해당한다. 도 11 에 나타난 바와 같이 시간에 대한 상기 강도 신호의 미분계수를 계산함으로써, 상기 흐름 속도에 정비례하는 신호가 수득된다.
두개의 보여진 플롯들로(도 10 및 11) 곡선들에 영향을 미치는 무시할 수 있는 노이즈로부터 추론될 수 있는 충분히 높은 민감도를 가지고 흐름 앞쪽 감시가 실행가능한 것이 증명되었다. 게다가, 포토다이오드의 시간 반응이 매우 높고, 이는 10MHz 만큼 높은 주파수 샘플링을 허용하며 증폭기 자체는 10Khz 로 제한된다. 이 값들은 정확한 감시를 위해 요구된 주파수, 약 20Hz 를 넘는 규모의 순서이다.
광학 센서를 통한 탐지
이러한 탐지 계획과 함께, 상기 시스템은 유사한 형태를 사용하지만 상기 탐지 장치를 대신한다. 이 경우 우리는 CCD 또는 CMOS 센서들을 이용하며, 따라서 흐름 앞쪽 위치는 상기 스캐닝 표면의 높은 주파수 맵핑 이후 얻어진 데이터를 처리함으로써 얻어진다.
LED 시스템은 이전의 경우에서 정의된 것과 유사할 수 있다. 흥미롭게도, 이 경우 높은 민감도가 요구되지 않으며, CCD 내의 셀 또는 픽셀이 각각이 이 위치에서 흐름의 부재의 존재를 탐지할 것이기 때문이다. 도 12에 나타난 바와 같이, 표준의 CCD 유효 영역을 구불구불한 것과 겹쳐 놓음으로써, 상기 그려진 이미지는 충분한 해상도와 시간 반응을 가지는, 흐름 앞쪽 위치의 확인을 가능하게 할 것이다(>1KHz).
이러한 기술은 이미지 데이터 처리를 필요로 하고, 흐릿한 이미지로부터 메니스커스(meniscus) 위치가 확인될 수 있다. 이는 상기 감시 시스템의 복잡성을 증가시킨다. 그러나, 포토다이오드 탐지 계획과 대조해보면, 각 셀 또는 픽셀의 민감도는 덜 엄중하며, 이러한 점에서 CCD 탐지 계획을 더 선호할 것이다.
탐지 신호 품질을 향상시키기 위해서는, 렌즈와 같은 광학 수단이 통합될 수 있다. 상업적 강체 블록들, 통합 렌즈 및 센서들은 요즘에는 모바일 산업에 공급되는 소형 카메라와 같이 매우 값싸게 이용가능하다. 이들 블록들은 정확히 몇 밀리미터로 측정하며 따라서 휴대용 코애귤로미터와 같은 휴대용 시스템들 내부로 매우 간단하고 얇은 통합을 가능케 한다.
상기 탐지된 신호는 내장된 소프트웨어를 가지는 마이크로프로세서에 의해 처리된다. 역학적 흐름 데이터 곡선들이 생성되고 알고리즘들은 응고시간 결정과 또한 다양한 품질 제어들에 사용된다.
이전에 설명된 바와 같이, 본 발명의 칩(테스트 스트립) 및 방법은 동일한 탐지 수단들이 상기 샘플 유체 흐름을 감시하고 다양한 품질 제어 과제를 충족하는데 사용될 수 있다는 점에서 또다른 중요한 장점을 가진다.
상기 탐지 수단이 CCD/CMOS 센서 또는 마이크로카메라와 같은 인공 시각(vision) 시스템을 통하여 제공된 때, 코애귤로미터들에 대한 테스트 스트립에 흔히 있는 세개의 주요 품질 제어들은 그러한 시각 시스템의 뷰 이미지(view image) 처리 분야를 통하여 실행된다:
안정성 감시를 위한 탑재된 주변 상태 인디케이터: 온도 및 습도와 같은 주변 상태들은 이러한 인자들에 대하여 색깔 민감한 화합물들을 통하여 감시될 수 있다. 상기 선택된 화합물들은 온도 및 습도 한계점에 지배된 때에 결함이 있는 칩을 신호하면서 비가역적 색깔 변화를 겪는다. 그들은 탐지자의 시야 하에서 반응 챔버들 상에, 맨 아래 기판 상에 또는 커버 표면 상에 직접적으로 첨가된다. 다른 민감한 화합물들의 조합이 이를 위하여 이용될 수 있다. 감지가능한 온도 화합물들로서의 화합물들의 예: 류코 염색제, 옥사진(Oxazines), 크리스탈 바이올렛 락톤(Crystal violet lactone), 페놀프탈레인(phenolphthalein) 등. 감지가능한 습도 화합물들로서 금속염들: 염화코발트, 황산칼슘 등. 온도 및 습도(moisture) 모두 감지가능한 화합물들로서 N-옥사이드 또는 니트로소 화합물.
이는 상기 측정 장치(휴대용 코애귤로미터와 같은)가 환자에게 상기 테스트 스트립은 품질 제어를 통과하지 않았고 폐기되어야 함을 알리도록 할 것이다.
외부 품질 제어: INR 및 PT 테스트 보정(calibrations)의 수행에 상업적으로 이용가능한, 알려진 응고 시간을 가지는 보정된(calibrated) 혈장들은, 외부 품질 제어로서 이용될 수 있고, 따라서 전체 휴대용 코애귤로미터 시스템이 평가될 수 있다. 이 실시예에서 상기 인공 시각 시스템은 흐르는 혈장들의 탐지가 가능하도록 제어된다. 혈장이 거의 투명한 유체이더라도, 효과적으로 혈장 흐름을 추정하기 위해 조명 led 시스템 및 이미지 처리의 작은 조정이 요구되며, 이는 이동하는 혈장은 밝은 채널들을 따라서 나아가는 회색 그림자처럼 인식되기 때문이다.
인쇄된 코드바(Codebar): 다른 관련 정보 보정(calibration) 데이터, 추적가능성 데이터 및 소멸 데이터를 지니는 인쇄된 코드. 이러한 종류의 테스트 스트립들에서 이용된 몇 밀리미터 크기의 표준 데이터 매트릭스 코드는 상기 칩의 커버층 상에 또는 투명 라벨 상에 인쇄될 수 있다.
이상에서 설명된 적합한 탐지 및/또는 감시 수단은 본 발명의 미소유체 장치를 받아들이는 슬롯을 포함하는 외부 장치(코애귤로미터)에 포함되며 상기 미소유체 장치와 협력하도록 디자인된다.
게다가, 상기 외부 장치는 상기 탐지 및/또는 감시 수단에 의해 전달된 데이터를 처리하는 수단을 포함하며 표시수단 내로 신호 아웃풋을 생산한다.
제조
본 미소유체 장치는 현재의 플라스틱 복제 기술 및 조립 기술로 쉽게 제조될 수 있다. 조립은 두개의 밀봉된 구성요소들에 의해 형성된다: 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 미세구조가 패턴화되어 있는 하부 기판 그리고 최상 기판 또는 커버 뚜껑.
상기 장치의 하부 기판 및 커버층 모두에 적합한 물질들은 다양한 폴리머이며, 열경화성 수지 및/또는 열가소성 물질들은 우수한 광학적 특성들 및 우수한 크기 안정성을 가져야 한다. 예를들면, COC, PMMA, PC, PSU, SAN, PETG, PS 및 PP 가 사용될 수 있다.
대부분의 폴리머성 물질들은 자연에서 소수성이다. 따라서 만일 강하게 소수성인 물질이 패턴화된 기판으로서 선택되면, 이전에 설명된 바와 같이 몇몇 표면들을 친수성이 되게 만드는 그 다음의 생산 단계가 필수적이다. 이러한 이유로, 친수성 또는 적어도 소수성이지 않은(접촉각 < 90°) 플라스틱들이 권장된다. 그 경우는 다른 잘 알려진 물질들 사이에서 PMMA, 셀룰로오스 아세테이트, PC, COC 및 PS에 대한 것이다. 특히 바람직한 하나의 물질은 PMMA 이며, 그것의 우수한 접촉각, 광학적 특성들 및 크기 안정성 때문이다.
하부 기판은 오늘날 이용가능한 다양한 기술들과 낮은 미세형상 저항성을 허용하는 높은 정확도를 가지고 쉽게 복제될 수 있다. 상기 패터닝(patterning) 단계에 대하여 가장 적절한 현재 기술들은 미세주입 모울딩, 핫 엠보싱 및 부드러운 석판인쇄 각인이다.
상기 밀봉 단계는 열 압착 결합, 접착제 결합, 혈장 활성화된 결합, 초음파 결합, 레이저 용접 및 그밖의 것들과 같은 얼마간의 잘 알려진 기술들로 수행될 수 있다.
상기 커버는 바람직하게는 친수성 필름이다. 이것은 바람직하게는 상기 유체 흐름의 정확한 감시를 가능케 하기 위해 투명하다. 상기 설명한 바와 같이 친수성 필름들은 밀봉 및 채널 친수화 모두를 가능케 하여 표면 처리 단계를 피할 수 있는 매우 비용효율이 높은 수단을 제공한다. 이 경우, 상기 생산 기술은, 표준 적층구조물 공정들로 이루어지며, 이는 압력 및 온도 제어를 요할 수 있다.
상기 설명된 바와 같이 상기 반응 챔버는 다양한 목적을 위한 얼마간의 건조-시약 화합물들을 할당할 수 있다. 주요 화합물은 응고 캐스캐이드를 개시하기 위한 트롬보플라스틴이다. 작은 규모의 반응 챔버 때문에 고성능의 화합물들이 생산 비용의 상당한 증가 없이 첨가될 수 있다.
인간 트롬보플라스틴 재조합체들은 그들의 화학적 순도로 인하여 가용성 및 민감성 면에서 극도로 유용한 특성들을 가진다. 전자의 특성은 특정 첨가제의 사용에 의해 전통적으로 발전해왔다. 본 발명의 디자인 하에, 인간 재조합 인자의 마이크로리터 일부가 가용성 및 민감성 면에서 탁월한 결과를 나타내며 제공될 수 있다.
얼마간의 첨가제는 건조제의 적절한 기능에 역할을 한다. 그들은 빠른 가용화를 위할 뿐 아니라, 확산 변수들의 제어, 가공단계들 및 시약안정성의 향상, 또는 다음의 문제들을 다루기 위하여 사용될 수 있다:
a) 상기 액체의 건조제 내로의 흡수를 조절한다: 하이드록실프로필 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜 및 등과 같은 간단한 폴리머들.
b) 빠른 가용성, 안정제 및 건조 공정의 단축: 알부민, 글루타메이트, 사카라이드들 (글루코오스, 사카로오스, 트레할로스, 기타와 같은), 등.
c) 조절된 습윤성: 트리톤, 마콜(Macol), 테트로닉, 실웨트(Silwet), 조닐(Zonyl), 플루로닉(Pluronic), 등.
d) 안정성의 감시 및 투여조제 제어를 위한 색깔 지표: 감지가능한 온도 화합물들로서 루에코 염색제(옥사진, 크리스탈 바이올렌 락톤, 페놀프탈레인 및 등). 염화코발트, 황산칼슘 등과 같은 감지가능한 습도 화합물들로서 금속 염. 온도 및 습도 모두 감지가능한 화합물들로서 N-옥사이드 또는 니트로소 화합물들.
e) 주변 환경들의 안정성을 촉진시킴: 티메로살(Thimerosal) 등과 같은 오가노머큐리(organomercury) 화합물들.
f) 다양한 기능성을 위한 다른 화합물들: 폴리브렌 (항헤파린제) 및 버퍼들.
상기 건조제는 몇가지 잘 알려진 기술들을 통하여 반응 챔버 상에 또는 그렇지 않으면 커버 기판에 대해 적용될 수 있다: 액체 방울 분배(liquid drop dispensing), 젤 분배(gel dispensing), 제트 분배(jet dispensing), 스크린 인쇄, 블레이드 코팅(blade coating), 선택적 스프레잉 및 필름 캐스팅. 상기 분배 단계는 건조 단계가 따른다.
바람직하게는, 건조제는 액체 상태로 건조시 얇은 건조제 층이 되는 대부분의 챔버를 차지하는 물방울을 형성하면서 상기 반응 챔버 내로 분배된다.
유리하게, 그렇게 조립된 상기 제조 방법 및 칩(테스트 스트립) 모두는 매우 간단하며, 전극 또는 어느 형태의 다중층 구조들과 같은 탑재된 구성요소들을 필요로 하지 않는다. 실제로, 상기 제시된 제조 기술들은 저비용의 생산을 가능케 하며, 따라서 저렴한 일회용 장치들이 생산될 수 있다.
현 발명은, 그의 미소유체 디자인을 통하여, 매우 민감하고 정확한 응고 시간 결정 수단을 제공한다. 응고 시간(프로트롬빈 시간)은 나중에 혈전(clot)을 형성하는 "메쉬(mesh)" 를 생산하는 불용성 피브린 분자가 중합하기 시작하는 순간과 관련된다. 일반적으로 몇 마이크로미터 순의 피브린 폴리머 형성은, 특별히 채널 횡단면 현재 미소유체 디자인에서 만큼 작아지는 때, 흐르는 혈액의 겉보기 점도에 있어서 갑작스러운 증가를 이끈다. 정확성 및 민감도의 면에서, 이 장치는 이전의 응고 시간 결정 장치에 대하여 이미 언급된 장점들을 제공한다.
또한, 본 발명의 칩 및 측정 장치의 결합은 혼합된 장점들을 제공한다. 단일 광학 탐지 수단의 이용은 유체 흐름 변화들 및 다른 품질 제어들의 탐지를 동시에 혼합할 수 있도록 한다. 이는 표준 구성요소들을 이용하는 휴대용 측정 장치가 덜 복잡하고 더욱 간편하다는 것을 의미한다. 사실 상기 측정 장치는 휴대 전화기 크기를 가질 수 있다. 또한 이전의 장치들, 특히 혈액 흐름을 기초로 하는 장치들로부터, 상기 흐름 감시가 고주파 샘플링으로 연속적으로 만들어짐에 따라,정확성 및 민감성에 있어 크게 향상되었다. 이렇게 하여, 상기 응고 형성이 혈액 흐름에 첫번째 감속 효과를 가지는 바로 그 순간이 정확하게 결정될 수 있다.
당해 기술분야의 당업자에 의해 인식될 수 있을 것이므로, 본 발명 출원에서 기술된 획기적인 개념들은 출원의 넓은 범위에 걸쳐 변형되거나 다양화될 수 있다.
따라서, 특허된 주제 문제의 범위는 어떠한 상기 논의된 특정의 모범적 가르침들에 한정되어서는 아니되며, 대신 다음의 청구항들에 의해 정의된다.
상기 청구항들에서의 어떠한 참조 부호들도 그들의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다.

Claims (4)

  1. 하기의 단계들을 포함하는 혈액 또는 혈장과 같은 유체 매질에서의 응고시간을 결정하는 방법:
    적어도 다음을 포함하는 미소유체 장치를 제공하는 단계:
    - 유체 매질의 샘플을 도입하는 수단(1),
    - 상기 샘플을 도입하는 상기 수단(1)과 결합된 지역으로서, 상기 유체 매질이 상기 지역 내에 포함된 마이크로채널의 길이를 따라서 흐르도록 하는 지역; 상기 마이크로채널은 적어도 부분적으로 친수성 물질에 의해 덮여있고, 상기 유체 매질은 오직 모세관압에 의해서만 구동되어 흐를 수 있음,
    - 상기 유체 매질과 반응하여 응고 캐스케이드(coagulation cascade)를 개시할 수 있는 시약을 포함하는 상기 지역의 시작에 있는 영역;
    상기 유체의 샘플을 도입하기 위해 상기 유체 매질의 샘플을 상기 수단(1) 내로 제공하는 단계,
    상기 유체의 앞쪽의 위치를 시간의 함수 L(t) 로서 감시하는 단계;
    상기 유체 매질의 앞쪽의 확산의 이론값을 응고가 일어나지 않을 때의 시간의 함수로서 제공하는 단계;
    여기서 상기 응고 시간 CT 는 반응이 개시된 시간으로부터 상기 감시된 응고 함수 L(t)가 상기 이론값으로부터 특정 한계점 이상으로 벗어나는 순간까지 경과된 시간(the lapsed time) 으로서 결정되는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감시된 응고 함수 L(t) 는 log　L(t) 대 log (t) 가 상기 기울기를 변화시킬 때에 상기 이론값으로부터 특정 한계점 이상으로 벗어나는 것으로 여겨지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 함수 Y=Y(u)=log L(t) 는 상기 감시된 응고함수 L(t)로부터 구성되고, 변수의 변화 u=log　t 가 되며, 여기서 log　L(t) 대 log(t) 는 첫번째 미분계수(derivative) dY/du 가 상수값 0.5 로부터 특정 한계점 이상으로 벗어나게 되면 상기 기울기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 함수 Y=Y(u)=log L(t) 는 상기 감시된 응고함수 L(t) 로부터 구성되고, 변수의 변화 u=log　t 가 되며, 여기서 log　L(t) 대 log(t) 는 두번째 미분계수(derivative) d2Y/du2 의 감소(decay)가 0 으로부터 특정 한계점 이상으로 벗어나게 되면 상기 기울기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170038573A (ko) 2015-09-30 2017-04-07 명지대학교 산학협력단 미립화된 수용액 방울의 증발냉각을 이용한 미소유체 냉각장치

Families Citing this family (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2040073A1 (en) 2007-09-20 2009-03-25 Iline Microsystems, S.L. Microfluidic device and method for fluid clotting time determination
WO2009149257A1 (en) 2008-06-04 2009-12-10 The University Of Chicago The chemistrode: a plug-based microfluidic device and method for stimulation and sampling with high temporal, spatial, and chemical resolution
CA2730000A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 F. Hoffmann La-Roche Ag Medical system comprising a compact barcode reader for consumable items
US20120077260A1 (en) * 2009-03-30 2012-03-29 Fraunhofer Usa, Inc. Reservoir-buffered mixers and remote valve switching for microfluidic devices
WO2010120786A1 (en) * 2009-04-13 2010-10-21 Micronics, Inc. Microfluidic clinical analyzer
EP2421649B1 (en) * 2009-04-23 2018-01-24 Dublin City University A lateral flow assay device for coagulation monitoring and method thereof
EP2570187A3 (en) * 2010-01-24 2014-08-13 Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk System for automated generation and handling of liquid mixtures
US9132423B2 (en) 2010-01-29 2015-09-15 Micronics, Inc. Sample-to-answer microfluidic cartridge
EP2553470B1 (en) * 2010-03-30 2016-05-11 C A Casyso AG Composition for the determination of coagulation characteristics of a test liquid
JP5592144B2 (ja) * 2010-04-27 2014-09-17 日本電信電話株式会社 凝固活性測定装置および測定方法
US9182353B2 (en) 2010-07-22 2015-11-10 Hach Company Lab-on-a-chip for alkalinity analysis
EP2490020A1 (en) 2011-02-18 2012-08-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Measurement chip, microfluidic device and method of measurement chip manufacture
DE102011004805A1 (de) * 2011-02-28 2012-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Miniaturisierte magnetische Durchflusszytometrie
GB201109203D0 (en) * 2011-06-01 2011-07-13 Carclo Technical Plastics Ltd Fluid flow control
FI124169B (fi) * 2011-06-14 2014-04-15 Sandvik Mining & Constr Oy Menetelmä poraussuunnitelman laatimiseksi
US9772310B2 (en) * 2011-07-28 2017-09-26 Kyocera Corporation Biosensor
KR101193566B1 (ko) * 2011-08-10 2012-10-22 고려대학교 산학협력단 마이크로칩 기반 혈소판 복합기능 검사 장치
GB201113992D0 (en) * 2011-08-12 2011-09-28 Molecular Vision Ltd Device
JP5607593B2 (ja) * 2011-09-05 2014-10-15 日本電信電話株式会社 凝固活性測定装置、測定チップおよび測定方法
JP5592324B2 (ja) * 2011-09-05 2014-09-17 日本電信電話株式会社 凝固活性測定装置および測定方法
US9429563B2 (en) * 2011-12-06 2016-08-30 Medtronic, Inc. Multi-zone falling washer blood clot detection
EP2805158B8 (en) 2012-01-16 2020-10-07 Abram Scientific, Inc. Methods and devices for measuring physical properties of fluid
US9914120B2 (en) 2012-03-12 2018-03-13 Biosurfit S.A. Blood cell counting device and method
US9180449B2 (en) 2012-06-12 2015-11-10 Hach Company Mobile water analysis
US9709579B2 (en) * 2012-06-27 2017-07-18 Colorado School Of Mines Microfluidic flow assay and methods of use
US9551699B2 (en) * 2012-07-16 2017-01-24 Micropoint Bioscience, Inc. Testing of blood coagulation characteristics
KR20150039819A (ko) * 2012-07-30 2015-04-13 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 생체 분자 검출 테스트 스트립 설계
EA021562B1 (ru) * 2012-08-15 2015-07-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Гематологическая Корпорация" Устройство мониторинга пространственного свертывания крови и ее компонентов
JP6010434B2 (ja) * 2012-11-15 2016-10-19 株式会社オーイーエムシステム 体液成分分析装置および体液成分分析方法
USD768872S1 (en) 2012-12-12 2016-10-11 Hach Company Cuvette for a water analysis instrument
HU1200732D0 (hu) * 2012-12-14 2014-06-30 Haemoglobal Ltd Egyszer használatos IVD eszköz a véralvadást jellemzõ INR érték otthoni ellenõrzõ méréséhez
EP2934751B1 (en) 2012-12-21 2019-05-29 Micronics, Inc. Low elasticity films for microfluidic use
US20150346097A1 (en) 2012-12-21 2015-12-03 Micronics, Inc. Portable fluorescence detection system and microassay cartridge
US9297816B1 (en) 2012-12-21 2016-03-29 University Of South Florida Devices and methods for measuring blood coagulation
KR102102123B1 (ko) 2012-12-21 2020-04-20 퍼킨엘머 헬스 사이언시즈, 아이엔씨. 유체 공학 회로 및 관련 제조 방법
EP3712612A1 (en) 2013-01-03 2020-09-23 Brigham and Women's Hospital, Inc. System and method for producing target biological substances
JP6093950B2 (ja) * 2013-04-26 2017-03-15 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 液体分析部材用粘着シートおよび液体分析部材
AU2014262710B2 (en) 2013-05-07 2019-09-12 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Methods for preparation of nucleic acid-containing samples using clay minerals and alkaline solutions
WO2014182844A1 (en) 2013-05-07 2014-11-13 Micronics, Inc. Microfluidic devices and methods for performing serum separation and blood cross-matching
WO2014182847A1 (en) 2013-05-07 2014-11-13 Micronics, Inc. Device for preparation and analysis of nucleic acids
ES2680932T3 (es) 2013-05-14 2018-09-11 Struszym, S.L. Métodos de determinación de actividades de los factores de coagulación
JP6034238B2 (ja) * 2013-05-17 2016-11-30 日本電信電話株式会社 血液凝固検査方法
WO2014189067A1 (ja) * 2013-05-23 2014-11-27 日本電信電話株式会社 血液凝固検査方法
EP3058367B1 (en) * 2013-10-16 2019-01-09 President and Fellows of Harvard College A microfluidic device for real-time clinical monitoring and quantitative assessment of whole blood coagulation
CA2944314C (en) 2014-03-31 2023-09-19 Brigham And Women's Hospital, Inc. Systems and methods for biomimetic fluid processing
EP3130920B1 (en) * 2014-04-08 2020-02-12 Fujimori Kogyo Co., Ltd. Microchip for assay of blood properties, and device for assay of blood properties
WO2015173916A1 (ja) * 2014-05-14 2015-11-19 株式会社オーイーエムシステム 体液成分分析装置および体液成分分析方法
RU2685660C2 (ru) * 2014-06-16 2019-04-22 Конинклейке Филипс Н.В. Картридж для быстрого отбора пробы
KR102533127B1 (ko) 2014-09-09 2023-05-17 페로스피어 테크놀로지즈 인크. 미세유동 칩-기반의 만능 응고 검정
WO2016043903A1 (en) * 2014-09-15 2016-03-24 The University Of North Carolina At Chapel Hill Method for the assembly of functional thermoplastic nanofluidic devices
CN107074526B (zh) 2015-01-30 2019-06-04 惠普发展公司，有限责任合伙企业 用于凝血感测的微流体芯片
JP6423082B2 (ja) * 2015-04-03 2018-11-14 国立研究開発法人産業技術総合研究所 細胞培養装置および細胞培養方法
US9891209B2 (en) * 2015-05-29 2018-02-13 C A Casyso Gmbh Electrode assembly for measurement of platelet function in whole blood
JP6701338B2 (ja) 2015-08-10 2020-05-27 エッセンリックス コーポレーション ステップが簡略化され、試料が少なく、スピードアップし、使いやすい、生化学的／化学的なアッセイ装置及び方法
KR101712429B1 (ko) * 2015-09-24 2017-03-08 대한민국(관리부서 질병관리본부장) 표면-증강 라만 산란 기반의 탄저균 검출용 미세유체칩 및 이를 이용한 탄저균 검출 방법
JP2017078664A (ja) * 2015-10-21 2017-04-27 東洋製罐グループホールディングス株式会社 免疫学的測定デバイス
US10845284B2 (en) 2015-11-06 2020-11-24 Regents Of The University Of Michigan Droplet-based microfluidic rheometer system
EP3384275A2 (en) 2015-12-02 2018-10-10 Maastricht University Method for determining haemostasis under shear
US11112400B2 (en) 2016-01-16 2021-09-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Blood characteristic measurement
CN105842432B (zh) * 2016-04-29 2019-01-22 诺泰科生物科技（苏州）有限公司 一种血栓弹力仪
GB2553898B (en) * 2016-07-12 2021-04-07 Emulate Inc Additive channels
US11865535B2 (en) 2017-04-20 2024-01-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic reaction system
EP3583416B1 (en) * 2017-04-21 2024-05-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Chip to chip fluidic interconnect
US11235328B2 (en) 2017-04-21 2022-02-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Coplanar microfluidic manipulation
WO2018194651A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 Hewlett-Packard Development Company, Coplanar fluidic interconnect
WO2018194665A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic chip
JP6339274B1 (ja) * 2017-06-19 2018-06-06 積水化学工業株式会社 マイクロ流体デバイス
US20190111431A1 (en) * 2017-07-28 2019-04-18 Massachusetts Institute Of Technology Methods And Devices For Detection Of Anticoagulants In Plasma And Whole Blood
CN114414790A (zh) * 2017-11-28 2022-04-29 北京碧澄生物科技有限公司 检测液体相变的装置和方法
CN108855256B (zh) * 2018-04-25 2020-06-02 南开大学 一种检测红细胞变形性的微流控芯片及其方法
EP3857238A4 (en) * 2018-09-27 2021-11-17 Siemens Healthcare Diagnostics, Inc. MULTI-CHANNEL DEVICE FOR CALCULATING THE COAGULATION PROPERTIES OF A LIQUID SAMPLE OF A PATIENT AND THE APPROPRIATE METHOD OF USING THEREOF
US11389799B2 (en) 2019-01-17 2022-07-19 The Regents Of The University Of Michigan Microfluidic device for size and deformability measurements and applications thereof
BR102019004230A2 (pt) * 2019-02-28 2020-09-08 Univ Do Vale Do Rio Dos Sinos Unisinos dispositivo analítico, processo de obtenção e uso do mesmo
CN110057890B (zh) * 2019-03-26 2021-07-30 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种凝血检测芯片和电化学传感器
KR102372875B1 (ko) * 2019-05-10 2022-03-10 포항공과대학교 산학협력단 폴리이미드계 필름 기반 합성-모듈, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기포스페이트계 화합물의 대량 생산방법
US11465143B2 (en) * 2019-06-07 2022-10-11 Nippon Sheet Glass Company, Limited Reaction processing vessel
KR102229025B1 (ko) * 2019-07-19 2021-03-17 전북대학교산학협력단 소형 혈액점도측정 키트 및 그 카트리지
USD989342S1 (en) * 2020-02-04 2023-06-13 Ut-Battelle, Llc Microfluidic polymer chip interface bracket
USD993443S1 (en) * 2020-02-04 2023-07-25 Ut-Battelle, Llc Microfluidic glass chip interface bracket
KR20210118295A (ko) * 2020-03-20 2021-09-30 주식회사 제우스 이중관구조 플로우셀 장치
US20240024875A1 (en) * 2020-11-27 2024-01-25 Fujimori Kogyo Co., Ltd. Method for manufacturing microchip for blood coagulation test
EP4112736A1 (en) 2021-07-02 2023-01-04 Vital Signs Solutions Limited Device for testing blood plasma
CN113702649B (zh) * 2021-08-25 2022-09-02 常州工程职业技术学院 一种用于测定血液凝结时间的微流体生物芯片

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110727A (en) 1987-04-03 1992-05-05 Cardiovascular Diagnostics, Inc. Method for performing coagulation assays accurately, rapidly and simply, using dry chemical reagents and paramagnetic particles
WO1989006803A1 (en) 1988-01-14 1989-07-27 Nordisk Gentofte A/S Apparatus for determination of the coagulation time of a blood sample
DK15788D0 (da) * 1988-01-14 1988-01-14 Nordisk Gentofte Fremgangsmaade og apparat til maaling af fuldblods koagulation
US5039617A (en) * 1989-04-20 1991-08-13 Biotrack, Inc. Capillary flow device and method for measuring activated partial thromboplastin time
JPH03189194A (ja) 1989-12-20 1991-08-19 Dainippon Printing Co Ltd 熱転写シート
US5154082A (en) 1991-05-20 1992-10-13 International Technidyne Corporation Microprocessor-controlled apparatus and method for detecting the coagulation of blood
ES2115679T3 (es) 1991-10-04 1998-07-01 Dade Behring Inc Preparacion de reactivos de tiempo de protrombina a partir de factor de tejido humano recombinante y de fosfolipidos sinteticos y naturales purificados.
US5447440A (en) 1993-10-28 1995-09-05 I-Stat Corporation Apparatus for assaying viscosity changes in fluid samples and method of conducting same
EP0706658B1 (en) 1994-04-28 2001-06-27 Dade Behring Inc. Calibrator for prothrombin time (pt) assays
US5418141A (en) 1994-05-06 1995-05-23 Avocet Medical, Inc. Test articles for performing dry reagent prothrombin time assays
US5504011A (en) 1994-10-21 1996-04-02 International Technidyne Corporation Portable test apparatus and associated method of performing a blood coagulation test
EP0981408B1 (en) * 1997-05-16 2004-04-21 Alberta Research Council Microfluidic system and methods of use
DE69942146D1 (de) * 1998-03-19 2010-04-29 Inverness Medical Switzerland GERÄT ZUR BESTIMMUNG DER BLUT-KOAGULATION mittels Widerstandsmessungen
FR2779827B1 (fr) * 1998-06-10 2000-08-11 Junior Instruments Appareil d'analyse automatique utilisable pour la determination du temps de coagulation du sang
US6830934B1 (en) * 1999-06-15 2004-12-14 Lifescan, Inc. Microdroplet dispensing for a medical diagnostic device
ATE285572T1 (de) 1998-07-29 2005-01-15 Hemosense Inc Verfahren und gerät zur messung der blut- koagulation oder lyse mit hilfe von viskositätsveränderungen
BR9815975A (pt) * 1998-07-31 2001-12-04 Wallace E Carroll Método e aparelho para a determinação defatores de terapia anticoagulante
FI106366B (fi) 1999-02-17 2001-01-31 Tamfelt Oyj Abp Suodatinkangas
US6733985B1 (en) 1999-05-19 2004-05-11 International Technidyne Corporation Preparation of stable liquid and dried synthetic prothrombin time reagents
CA2382143C (en) 1999-09-03 2005-10-18 Roche Diagnostics Corporation Method, reagent and test cartridge for determining clotting time
US6750053B1 (en) 1999-11-15 2004-06-15 I-Stat Corporation Apparatus and method for assaying coagulation in fluid samples
US6908593B1 (en) * 2000-03-31 2005-06-21 Lifescan, Inc. Capillary flow control in a fluidic diagnostic device
US6620310B1 (en) 2000-12-13 2003-09-16 Lifescan, Inc. Electrochemical coagulation assay and device
GB0030929D0 (en) * 2000-12-19 2001-01-31 Inverness Medical Ltd Analyte measurement
JP2003004752A (ja) * 2001-06-15 2003-01-08 Minolta Co Ltd マイクロチップおよび該マイクロチップを用いる検査装置
US6844149B2 (en) * 2001-06-29 2005-01-18 International Business Machines Corporation Method, system, and apparatus for measurement and recording of blood chemistry and other physiological measurements
AU2003213821A1 (en) * 2002-03-11 2003-09-29 The University Of Vermont And State Agriculture College Blood clotting predictor
US7901939B2 (en) * 2002-05-09 2011-03-08 University Of Chicago Method for performing crystallization and reactions in pressure-driven fluid plugs
WO2004044560A1 (en) * 2002-11-12 2004-05-27 Inverness Medical Switzerland Gmbh Photometric determination of coagulation time in undiluted whole blood
US7291310B2 (en) 2002-12-17 2007-11-06 The Regents Of The University Of Michigan Microsystem for determining clotting time of blood and low-cost, single-use device for use therein
US7419638B2 (en) * 2003-01-14 2008-09-02 Micronics, Inc. Microfluidic devices for fluid manipulation and analysis
US7854897B2 (en) * 2003-05-12 2010-12-21 Yokogawa Electric Corporation Chemical reaction cartridge, its fabrication method, and a chemical reaction cartridge drive system
US7235377B2 (en) 2003-06-09 2007-06-26 The University Of Vermont And State Agriculture College Global test of the hemostatic system
US7148067B2 (en) 2004-08-31 2006-12-12 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Thromboplastin reagents
ES2342183T3 (es) * 2005-08-31 2010-07-02 Egomedical Technologies Ag Sistema de ensayo de la coagulacion.
AU2006305163B2 (en) 2005-10-18 2012-09-27 Fujimori Kogyo Co., Ltd. Apparatus for monitoring thrombus formation and method of monitoring thrombus formation
US20070122849A1 (en) 2005-11-29 2007-05-31 Peekhaus Norbert T Rhesus monkey P2X7 purinergic receptor and uses thereof
FR2896589B1 (fr) * 2006-01-25 2008-04-25 Biocode Hycel France Sa Sa Cuvette d'analyse polyvalente
JP2007222072A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Tokyo Metropolitan Univ 化学物質の並行微量分析法
JPWO2007099736A1 (ja) * 2006-03-03 2009-07-16 コニカミノルタエムジー株式会社 マイクロ検査チップ、光学的検出装置およびマイクロ総合分析システム
US7674616B2 (en) 2006-09-14 2010-03-09 Hemosense, Inc. Device and method for measuring properties of a sample
EP2101917A1 (en) * 2007-01-10 2009-09-23 Scandinavian Micro Biodevices A/S A microfluidic device and a microfluidic system and a method of performing a test
JP4829828B2 (ja) 2007-03-28 2011-12-07 シスメックス株式会社 血液凝固測定用試薬及び組織因子安定化方法
EP2040073A1 (en) 2007-09-20 2009-03-25 Iline Microsystems, S.L. Microfluidic device and method for fluid clotting time determination
DE102007062323A1 (de) 2007-12-21 2009-06-25 Siemens Healthcare Diagnostics Products Gmbh Langzeitstabiles Thromboplastin-Reagenz
JP2009162650A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Sony Corp 光学的測定装置
ES2451541T3 (es) * 2008-07-16 2014-03-27 International Technidyne Corporation Aparato a base de cubeta para medición y ensayo de la coagulación sanguínea

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170038573A (ko) 2015-09-30 2017-04-07 명지대학교 산학협력단 미립화된 수용액 방울의 증발냉각을 이용한 미소유체 냉각장치

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