KR20140009607A - 검사장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

하나의 수광부가 마련된 방사방향으로 이동할 수 있는 검출모듈을 포함하여 수광부를 원하는 검출대상물에 대응하는 위치로 이동시킴으로써 하나의 수광부로 다양한 반경에 위치하는 복수의 검출대상물을 검출할 수 있는 검사장치 및 그 제어방법을 제공한다.
검사장치는 미세유동장치를 회전시키는 회전구동부, 미세유동장치에 광을 조사하는 발광부, 미세유동장치를 사이에 두고 발광부와 마주 보는 위치에 마련되고, 발광부에서 조사되어 검출대상물을 투과한 광을 수광하는 수광부를 포함하는 검출모듈, 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부, 및 미세유동장치의 검출대상물과 수광부가 마주 보도록 회전구동부와 검출모듈 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

검사장치 및 그 제어방법{Test device　and control method thereof}
미세유동장치를 통해 생체물질의 검사를 수행하는 검사장치에 관한 것이다.
미세유동장치는 소량의 유체를 조작하여 생물학적 또는 화학적인 반응을 수행하는데 사용되는 장치이다.
일반적으로 미세유동장치에서 하나의 독립적인 기능을 수행하는 미세유동 구조물은 유체를 수용하는 챔버와, 유체가 흐를 수 있는 채널 및 유체의 흐름을 조절할 수 있는 수단을 포함하고, 이들의 다양한 조합에 의해 구현될 수 있다. 소형의 칩(chip) 상에서 면역혈청반응 또는 생화학적 반응 등을 포함한 검사를 수행할 수 있도록 칩형태의 기판에 이러한 미세유동 구조물을 배치하고 여러 단계의 처리 및 조작을 수행할 수 있도록 제작된 장치를 랩온어칩(lab-on-a chip)이라 한다.
미세유동 구조물 내에서 유체를 이송하기 위해서는 구동 압력이 필요한데, 구동 압력으로서 모세관압이 이용되기도 하고, 별도의 펌프에 의한 압력이 이용되기도 한다. 최근에는 디스크 형상의 플랫폼에 미세유동 구조물을 배치하고 원심력을 이용하여 유체를 이동시키며 일련의 작업을 수행하는 디스크형 미세유동장치들이 제안되고 있다. 이를 일컬어 랩씨디(Lab CD) 또는 랩온어디스크(Lab-on a disk)라 하기도 한다.
미세유동장치는 분석대상물질이나 피검물질을 검출하기 위한 챔버 또는 반응지와 같은 검출대상물을 포함한다.
검사장치는 이러한 미세유동장치의 검출대상물을 검출하기 위해 발광부와 수광부를 구비하여 검출대상물에서 일어나는 생화학 반응의 결과를 검출하는 장치로 혈액검사기를 포함한다.
종래에는 검출대상물이 둘 이상일 경우, 이에 대응하여 둘 이상의 수광부를 사용함으로써 둘 이상의 검출대상물을 검출하였다. 둘 이상의 수광부를 사용할 경우, 각각의 수광부를 선택하기 위한 부수적인 회로구성을 필요로 하게 되어 검사장치의 구성이 복잡해지고 생산비용 또한 증가하는 문제점이 있었다.
이에, 미세유동장치 상의 다양한 반경에 위치하는 복수의 검출대상물을 복잡한 회로구성의 추가없이 효과적으로 검출하기 위한 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일 측면은 상술한 문제를 해결하기 위해 하나의 수광부가 마련된 방사방향으로 이동할 수 있는 검출모듈을 포함하여 수광부를 원하는 검출대상물에 대응하는 위치로 이동시킴으로써 하나의 수광부로 다양한 반경에 위치하는 복수의 검출대상물을 검출할 수 있는 검사장치 및 그 제어방법을 제공한다.
　
본 발명의 일 측면에 따른 검사장치는 미세유동장치의 검출대상물을 검출하는 검사장치에 있어서, 상기 미세유동장치를 회전시키는 회전구동부; 상기 미세유동장치에 광을 조사하는 발광부; 상기 미세유동장치를 사이에 두고 상기 발광부와 마주 보는 위치에 마련되고, 상기 발광부에서 조사되어 상기 검출대상물을 투과한 광을 수광하는 수광부를 포함하는 검출모듈; 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부; 및 상기 미세유동장치의 검출대상물과 상기 수광부가 마주 보도록 상기 회전구동부와 상기 검출모듈 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광부는 면광원 백 라이트 유닛(Back Light Unit)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수광부는 CCD 이미지센서 또는 CMOS 이미지센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키고, 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 검출모듈은 상기 검출대상물의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도센서는 적외선온도센서, 써미스터(thermistor), 측온저항체(Resistance Temperature Detector), 및 열전대(thermocouple)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 검출모듈 구동부는 피딩모터 또는 스텝핑 모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 미세유동장치는 상기 검출대상물에 인접한 위치에 마련되도록 미리 정해진 반경에 설치되는 자성체를 포함하고, 상기 제어부는 상기 자성체가 설치되는 미리 정해진 반경에 대한 정보를 저장할 수 있다.
또한, 상기 검출모듈은 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치에 정지하도록 상기 자성체에 인력을 인가하는 자석을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 검출모듈의 자석이 상기 미세유동장치의 자성체와 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키고, 상기 미세유동장치의 자성체가 상기 검출모듈의 자석과 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 검사장치의 제어방법은 미세유동장치를 회전시키는 회전구동부, 상기 미세유동장치에 광을 조사하는 발광부, 상기 미세유동장치를 사이에 두고 상기 발광부와 마주 보는 위치에 마련되고 상기 발광부에서 조사되어 상기 검출대상물을 투과한 광을 수광하는 수광부를 포함하는 검출모듈, 및 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부를 포함하는 검사장치의 제어방법에 있어서, 상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키고; 상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하면, 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키고; 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치로 이동하면, 상기 발광부를 제어하여 상기 검출대상물로 광을 조사함으로써 상기 수광부에서 상기 검출대상물을 투과한 광을 검출하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미세유동장치는 상기 검출대상물에 인접한 위치에 마련되도록 미리 정해진 반경에 설치되는 자성체를 포함하고, 상기 검출모듈은 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치에 정지하도록 상기 자성체에 인력을 인가하는 자석을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 것은, 상기 검출모듈의 자석이 상기 미세유동장치의 자성체와 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하면, 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키는 것은, 상기 검출모듈의 자석이 상기 미세유동장치의 자성체와 동일 반경에 위치하면, 상기 미세유동장치의 자성체가 상기 검출모듈의 자석과 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 미세유동장치의 검출대상물을 검출하는 검사 시스템에 있어서, 검출대상물과 상기 검출대상물에 인접한 위치에 마련되도록 미리 정해진 반경에 설치되는 자성체를 포함하는 미세유동장치; 상기 미세유동장치를 회전시키는 회전구동부; 상기 미세유동장치의 검출대상물에 광을 조사하는 발광부; 상기 미세유동장치를 사이에 두고 상기 발광부와 마주 보는 위치에 마련되고, 상기 발광부에서 조사되어 상기 검출대상물을 투과한 광을 수광하는 수광부와, 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치에 정지하도록 상기 자성체에 인력을 인가하는 자석을 포함하는 검출모듈; 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부; 및 상기 검출모듈의 자석이 상기 미세유동장치의 자성체와 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키고, 상기 미세유동장치의 자성체가 상기 검출모듈의 자석과 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광부는 면광원 백 라이트 유닛(Back Light Unit)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수광부는 CCD 이미지센서 또는 CMOS 이미지센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 검출모듈은 상기 검출대상물의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도센서는 적외선온도센서, 써미스터(thermistor), 측온저항체(Resistance Temperature Detector), 및 열전대(thermocouple)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 검출모듈 구동부는 피딩모터(feeding motor) 또는 스텝핑 모터(stepping motor)를 포함할 수 있다.
　
본 발명의 일 측면에 따르면, 복잡한 회로구성의 추가 및 생산비용의 큰 상승없이 미세유동장치 상의 다양한 반경에 위치하는 검출대상물을 효율적으로 검출할 수 있다.
또한, 수광부가 검출대상물에 대응하는 위치로 이동할 수 있으므로, 미세유동장치의 설계 시, 검출대상물의 설치 위치에 대한 제약에서 벗어나 보다 다양한 설계가 가능하다.
또한, 검사장치 내의 별도의 공간이 아닌 검출모듈에 온도센서 및 자석과 같은 검출대상물의 검출을 위한 구성을　설치함으로써 장치를 보다 컴팩트하게　설계할 수 있고 장치의 소형화를 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 구조를 간략하게 나타낸 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 구체적인 구조를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치에서 유체의 이송 단계 별 플랫폼의 회전 속도를 개략적으로 나타낸 그래프를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치에서의 유체의 흐름을 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 기능 블록도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이가 개방된 상태를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이가 폐쇄된 상태를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부　하우징의 저면을 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치가 회전 구동부와 클램퍼에 비정상적으로 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치가 회전 구동부와 클램퍼에서 분리된 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치가 회전 구동부와 클램퍼에 정상적으로 결합된 상태를 도시한 도면이다. 　
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다. 　
도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 검사장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 16은　본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 구성을 개념적으로 나타낸 측면도이다.
도 17　및 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 모듈이 방사방향으로 이동하는 것을 도시한 도면으로 검출모듈을 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 19　내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치에서 검출 모듈의 이동과 미세유동장치의 회전에 의해 검출 대상물이 검출 모듈의 수광부와 마주 보는 위치로 이동하는 과정을 도시한 도면으로, 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도22는　본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 23은　본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치의 구성을 개념적으로 나타낸 측면도이다.
도 24 및 25는　본 발명의 다른 실시예에 따른 검출 모듈이 방사방향으로 이동하는 것을 도시한 도면이다.
도 26 내지 도 28은　본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치에서 검출 모듈의 이동과 미세유동장치의 회전에 의해 검출 대상물이 검출 모듈의 수광부와 마주 보는 위치로 이동하는 과정을 도시한 도면이다
도 29는　본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 30은　본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 31은　본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 검출 대상물의 일 예로 사용되는 반응지를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 32는　본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치에서 검출 대상물인 반응지의 밝기 상태를 균일하게 유지한 채 검출 대상물을 촬영하기 위한 검사장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
우선 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치에 대하여 설명하고, 상기 미세유동장치의 검출대상물에서 일어나는 생화학 반응의 결과를 검출하는 혈액검사기와 같은 검사장치에 대하여 설명한다.
검사장치의 경우, 미세유동장치를 검사장치에 안착하기 위한 구조 및 제어방법에 대하여 설명하고, 미세유동장치 상의 다양한 반경에 위치하는 검출대상물을 검출하기 위한 검출모듈에 대하여 설명하며, 마지막으로 검출대상물의 검출결과의 편차를 감소시키기 위해 검출대상물의 밝기 상태를 일정하게 유지하여 검출대상물을 검출하는 방법에 대하여 설명한다.
　
<미세유동장치>
우선 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치에 대하여 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치를 간략하게 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치(10)는 미세유동구조물이 형성되는 플랫폼(100)과, 상기 플랫폼(100) 상에 형성되는 미세유동 구조물을 포함한다.
미세유동 구조물은 유체를 수용하는 복수의 챔버와 복수의 챔버를 연결하는 채널을 포함한다.
본 발명에서의 미세유동 구조물이란 특정 형태의 구조물을 지칭하는 것이 아니라, 복수의 챔버와 챔버 사이를 연결하는 채널을 포함하여 유체의 유동을 수반하기 위해 미세유동장치, 특히 미세유동장치의 플랫폼 상에 형성된 구조물을 포괄적으로 지칭한다. 미세유동구조물은 챔버와 채널의 배치 상의 특징 및 챔버에 수용되거나 채널을 따라 이동하는 유체의 종류에 따라 각기 다른 기능을 수행할 수 있다.
플랫폼(100)은 성형이 용이하고 그 표면이 생물학적으로 비활성인 아크릴(PMMA), PDMS, PC, 폴리플로필렌, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌 등의 플라스틱 소재, 유리, 운모, 실리카, 실리콘 웨이퍼 등의 다양한 재료로 만들어질 수 있다. 상기 물질들은 플랫폼(100)의 재료로 사용될 수 있는 물질의 예시에 불과하며, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 화학적, 생물학적 안정성과 광학적 투명성 및 기계적 가공성을 가지는 소재이면 어느 것이든 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫폼(100)의 재료가 될 수 있다.
플랫폼(100)은 여러 층의 판으로 이루어질 수 있다. 판과 판이 맞닿는 면에 챔버나 채널 등의 미세유동 구조물에 해당하는 음각 구조물을 만들고, 상기 두 판을 접합함으로써 플랫폼(100) 내부에 유체를 수용할 수 있는 공간과 유체가 이동할 수 있는 통로를 제공할 수 있다. 판과 판의 접합은 접착제 또는 양면 접착 테이프를 이용한 접착이나 초음파 융착, 레이저 용접 등 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
도 1의 실시예에서는 원판 형상의 디스크형 플랫폼(100)을 사용하였으나, 본 발명의 실시예에서 사용되는 플랫폼(100)은 그 자체로서 회전 가능한 온전한 원판 형상뿐만 아니라 회전 가능한 프레임(frame)에 안착되어 회전할 수 있는 부채꼴 등의 형상일 수도 있고, 회전할 수만 있으면 다각형의 형상도 가능하다.
하나의 플랫폼(100)에는 하나의 검사유닛이 마련될 수도 있으나, 검사의 신속성 및 비용의 효율성을 위하여 하나의 플랫폼(100)을 복수의 구역으로 나누고 각 구역마다 서로 독립적으로 작동되는 미세유동구조물이 마련될 수도 있다. 복수의 미세유동구조물을 서로 다른 검사를 수행하는 것으로 하여 동시에 여러 가지 검사를 수행할 수도 있고 동일한 검사를 수행하는 복수의 검사유닛이 마련되는 것도 가능하다. 이하, 상술할 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 샘플 공급 챔버로부터 샘플을 공급받는 챔버 및 상기 챔버에 연결되는 채널을 하나의 유닛으로 하고, 샘플 공급 챔버가 다르면 서로 다른 유닛인 것으로 하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치(10)는 원심력에 의해 유체를 이동시키므로 도 1에 도시된 바와 같이 유체를 공급받을 챔버(130)가 유체를 공급할 챔버(120)보다 플랫폼(100)의 중심에서 바깥쪽에 위치하도록 배치된다.
상기 두 챔버는 채널(125)에 의해 연결되며, 채널을 통한 유체의 흐름을 제어하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치(10)는 상기 채널을 사이펀(siphon) 채널로 구현할 수 있다.
사이펀은 압력차를 이용하여 유체를 이동시키는 관을 지칭하는 것으로서, 미세유동장치에서는 단면적이 매우 작은 관속으로 유체가 올라가는 모세관력과 플랫폼(100)의 회전에 의해 발생하는 원심력을 이용하여 사이펀 채널을 통한 유체의 흐름을 제어한다. 즉, 유체가 수용된 챔버에 단면적이 매우 작은 사이펀 채널의 입구가 연결되고, 사이펀 채널의 출구는 유체가 이송될 다른 챔버에 연결된다. 이 때, 사이펀 채널이 꺾이는 지점 즉, 사이펀 채널의 최고 지점은 챔버에 수용된 유체의 수위보다 높아야 한다. 또한, 사이펀 채널의 입구보다 플랫폼(100)의 바깥쪽에 위치하는 유체는 이송되지 않으므로 사이펀 채널의 입구의 위치는 이송할 유체의 양에 의존한다. 사이펀 채널의 모세관력에 의해 유체가 사이펀 채널을 채우면, 사이펀 채널에 채워진 유체가 원심력에 의해 다음 챔버로 이송된다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 구체적인 구조 및 구체적인 동작에 대해서 자세하게 설명하도록 한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 구체적인 구조를 나타낸 평면도가 도시되어 있다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치(10)의 구체적인 구조를 설명하도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 플랫폼(100)은 원형, 부채꼴 형상, 다각형 등 다양한 형상에 의해 구현될 수 있는 바, 당해 실시예에서는 플랫폼(100)이 원형으로 구현되는 것으로 한다. 또한, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 것처럼, 분배채널에 적어도 하나의 제1챔버가 연결될 수 있다. 그러나, 당해 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 2c에 도시된 것처럼, 분배 채널(115)에 병렬로 연결된 제1챔버(120)의 개수를 3개(120-1,120-2,120-3)로 하고, 3개의 제2챔버(130-1,130-2,130-3))가 각각의 제1챔버(120)에 하나씩 연결되는 것으로 하여 설명한다.
샘플 공급 챔버(110)는 회전 중심(C)에서 가장 가까운 위치에 형성되며, 외부에서 공급되는 샘플을 수용한다. 샘플 공급 챔버(110)에는 유체 상태의 샘플이 수용되며, 당해 실시예에서는 유체 상태의 샘플로서 혈액을 공급하는 것으로 한다.
샘플 공급 챔버(110)의 일 측에는 샘플 주입구(111)가 마련되며, 파이펫(pipet) 등의 도구를 이용하여 혈액을 샘플 주입구(111)에 주입할 수 있다. 혈액의 주입 시에 샘플 주입구(111) 주변에 혈액이 떨어지거나 플랫폼(100)의 회전 시 샘플 주입구(111)를 통해 혈액이 역류할 수 있다. 이러한 혈액으로 인해 미세유동장치(10)가 오염되는 것을 방지하기 위해 샘플 주입구(111)와 인접한 미세유동장치의 상부 표면에 역류 수용 챔버(112)를 형성하여 주입 시에 떨어지거나 역류된 혈액을 수용하도록 할 수 있다.
샘플 공급 챔버(110)에 주입된 혈액의 역류를 방지하기 위한 다른 실시예로서, 소정 크기 이상의 압력이 작용하는 경우에만 샘플을 통과시키는 모세관 밸브 역할을 하는 구조물을 샘플 공급 챔버 내에 형성하는 것도 가능하다.
또는, 샘플 공급 챔버(110)에 주입된 혈액의 역류를 방지하기 위한 또 다른 실시예로서, 샘플 공급 챔버(110) 내에 리브 형태의 역류 방지 장치를 형성하는 것도 가능하다. 샘플 주입구(111)로부터 샘플 배출구 쪽으로 흐르는 샘플의 방향과 교차되는 방향으로 역류 방지 장치를 형성하면 샘플에 흐름저항을 부여함으로써 샘플이 샘플 주입구(111) 방향으로 흐르지 않게 할 수 있다.
샘플 공급 챔버(110)는 수용된 샘플이 샘플 배출구(113)를 통해 용이하게 배출될 수 있도록 하기 위하여, 샘플 주입구(111)에서 샘플 배출구(113) 쪽으로 갈 수록 그 폭이 넓어지도록 형성 할 수 있다.
샘플 공급 챔버(110)의 샘플 배출구(113)는 플랫폼(100) 위의 원주 방향으로 형성된 분배 채널(115)과 연결되며, 분배 채널(115)은 반시계 방향으로 제1-1챔버(120-1), 제1-2챔버(120-2) 및 제1-3챔버(120-3)와 순차적으로 연결된다. 그리고, 분배 채널(115)의 끝에는 샘플의 공급 완료 여부를 나타내는 QC 챔버(128) 및 공급되고 남은 샘플을 수용하는 과잉 챔버(180)가 연결될 수 있다.
제1챔버(120)는 샘플 공급 챔버(110)로부터 공급되는 샘플을 수용함과 동시에 원심력에 의해 샘플을 상청액과 침강물로 분리할 수 있다. 당해 실시예에서 사용되는 샘플은 혈액이므로, 제1챔버(120)에서 혈청, 혈장 등의 상청액과 혈구 등의 침강물로 분리될 수 있다.
각각의 제1챔버(120-1,120-2,120-2)에는 사이펀 채널(125-1,125-2,125-3)이 연결된다. 앞서 설명한 바와 같이, 사이펀 채널(125)의 최고 지점은 제1챔버(120)의 최고 수위보다 높아야 하며, 상기 높이 차이를 확보하기 위해 제1-2챔버(120-2)가 제1-1챔버(120-1)보다 회전 중심(C)에서 더 먼 원주 또는 반경이 더 큰 원주 상에 위치하고, 제1-3챔버(120-3)가 제1-2챔버(120-2)보다 회전 중심(C)에서 더 먼 원주 또는 반경이 더 큰 원주 상에 위치한다.
상기 구조에 의해, 샘플 배출구(113)에서 멀어질 수록 제1챔버(120)의 반경 방향으로의 길이가 짧아지는 바, 필요에 따라 복수의 제1챔버(120)의 크기를 동일하게 하고자 하는 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 제1챔버(120)의 원주 방향으로의 폭이 넓어지게 된다.
앞서, 사이펀 채널(125-1,125-2,125-3)의 입구와 제1챔버(120-1,120-2,120-3)의 출구가 만나는 위치는 이송하고자 하는 유체의 양에 따라 달라진다고 하였는 바, 당해 실시예에서와 같이 샘플이 혈액인 경우에는 상청액에 대해서만 검사를 수행하는 경우가 많으므로 상청액이 위치하는 제1챔버(120)의 중앙부 이상의 위치에　출구를 마련할 수 있다. 또한, 제1챔버(120)의 출구측에는 유체의 이동이 용이하도록 돌출부가 마련되어 사이펀 채널(125-1, 125-2, 125-3)과 연결될 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하고, 샘플이 혈액이 아닌 경우이거나 혈액이더라도 침강물에 대해서도 검사를 수행하는 경우에는 제1챔버(120)의 하부에 출구를 마련하는 것도 가능하다.
사이펀 채널(125-1,125-2,125-3)의 출구는 제2챔버(130-1,130-2,130-3)와 연결된다. 제2챔버(130)는 혈액을 수용하기만 하는 것도 가능하고, 제2챔버(130) 내에 시약이나 반응 물질 등을 미리 저장하여 혈액에 대해 전처리 또는 1차 반응을 수행하거나, 본(main) 검사를 수행하기 전에 간단한 검사를 수행하는 것도 가능하다. 당해 실시예에서는 복수의 제2챔버(130-1,130-2,130-3) 중 적어도 하나에서 분석대상 물질과 제1표지 접합체의 결합 반응이 일어나는 것으로 한다.
구체적으로, 제2챔버(130)에는 제1표지 접합체가 액체상 또는 고체상으로 존재할 수 있고, 표지 접합체가 고체상으로 존재하는 경우에는 제2챔버(130)의 내벽에 코팅되거나 다공성 패드 등에 임시 고정되어 있을 수 있다.
제1표지 접합체는 분석대상물질과 특이적으로 반응하는 포획물질과 표지물질의 결합체로서, 예를 들어, 분석대상 물질이 항원 Q인 경우, 제1표지 접합체는 항원 Q에 특이적으로 반응하는 항체 Q와 표지물질의 접합체일 수 있다.
표지 물질은 라텍스 비드, 골드 콜로이드, 실버 콜로이드 등과 같은 금속 콜로이드, 과산화효소 등의 효소, 형광물질, 발광물질, 초상자성물질, 란탄족 킬레이트를 포함하는 물질 및 방사는 동위원소 중 적어도 하나일 수 있으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 후술하겠지만 반응챔버(150)에 크로마토그래피 반응이 일어나는 반응지가 삽입되는 경우, 반응의 신뢰도를 확인하기 위해 반응지의 대조 라인에 고정된 제2포획물질과 결합하는 제2표지 접합체도 제2챔버(130)에 포함되어 있을 수 있다. 제2표지 접합체 역시 액체상 또는 고체상으로 존재할 수 있고, 고체상으로 존재하는 경우에는 제2챔버(130)의 내벽에 코팅되거나 다공성 패드 등에 임시 고정되어 있을 수 있다.
대조 라인에 고정된 제2포획물질과 결합하는 제2표지 접합체는 대조 라인에 고정된 제2포획물질과 특이적으로 반응하는 물질과 표지 물질의 접합체이고, 여기서 표지물질은 상술한 표지 물질의 예시 중 하나일 수 있다. 대조 라인에 고정된 제2포획물질이 바이오틴(biotin)인 경우에는 제2챔버(130)에 스트렙트아비딘(streptavidin)과 표지물질의 접합체가 임시 고정되어 있을 수 있다.
따라서, 제2챔버(130)에 혈액이 유입되면 혈액 중에 존재하는 항원 Q는 항체Q를 가진 제1표지 접합체와 결합된 상태로 혈액의 흐름과 함께 제3챔버(140)로 배출되고, 이 때 스트렙트아비딘을 가진 제2표지 접합체도 함께 배출된다.
제2챔버(130-1,130-2,130-3)는 제3챔버(140-1,140-2,140-3)와 연결되고, 당해 실시예에서는 제3챔버(140)가 미터링 챔버로 구현된다. 미터링 챔버(140)는 제2챔버(130)에 수용된 혈액을 정량으로 미터링하여 제4챔버(150)로 공급하는 역할을 한다. 미터링 챔버의 미터링 원리에 대해서는 하기 도 4에서 설명하기로 한다.
미터링 챔버(140)에서 제4챔버(150)로 유입되지 않고 남은 잔여물은 웨이스트 챔버(170)로 이송된다.
제3챔버(140-1,140-2,140-3)는 제4챔버인 반응 챔버(150-1,150-2,150-3)와 연결된다. 반응 챔버(150)에서 반응을 일으키는 방식에는 여러 가지가 있으나, 당해 실시예에서는 복수의 반응 챔버(150-1,150-2,150-3) 중 적어도 하나에서 모세관력을 이용한 크로마토그래피(Chromatography)를 이용하는 것으로 한다. 이를 위해 반응 챔버(150)는 크로마토그래피에 의해 분석대상 물질의 유무를 검출할 수 있는 반응지 타입의 검출대상물(20)을 포함한다.
반응 챔버(150-1,150-2,150-3)는 제5챔버인 웨이스트 챔버(170-1,170-2,170-3)와 연결되며, 웨이스트 챔버(170-1,170-2,170-3)는 반응 챔버(150-1,150-2,150-3)로부터 폐기되는 불순물을 수용한다.
플랫폼(100)에는 샘플 또는 잔여물을 수용하거나 반응이 일어나는 챔버 외에도 위치 확인용 자성체 수용 챔버(160-1,160-2,160-3,160-4)가 구비될 수 있다. 자성체 수용 챔버(160-1,160-2,160-3,160-4)에는 자성체가 수용되는 바, 자성체 수용 챔버(160-1,160-2,160-3,160-4)에 수용되는 자성체는 철, 코발트, 니켈 등 자화 강도가 세고 영구 자석과 같이 강한 자석이 될 수 있는 강자성체일 수도 있고, 크롬, 백금, 망간, 알루미늄 등 자화 강도가 약하여 그 물질 자체만으로는 자석이 될 수 없으나 자석이 접근하면 자화의 세기가 커져 자석이 되는 상자성체일 수도 있다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치에서 유체의 이송 단계 별 플랫폼(100)의 회전 속도를 개략적으로 나타낸 그래프가 도시되어 있고, 도 4a 내지 도 4e에는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치에서의 유체의 흐름을 나타낸 평면도가 도시되어 있다. 도 4의 미세유동장치는 상기 도 2에 도시된 미세유동장치와 동일한 구조를 갖는다.
도 3을 참조하면, 미세유동장치(10)에서의 유체의 이송은 크게 샘플 주입 단계(A), 샘플 분배 단계(B), 사이펀 채널 wetting 단계(C), 샘플 이송 단계(D)로 나눌 수 있다. 참고로, 유체가 사이펀 채널(125)을 채우는 것을 wetting이라 한다. 이하 도 3의 그래프와 도 4의 각 단계 별 평면도를 대응시켜 미세유동장치의 동작을 설명하도록 한다.
도 4a는 샘플 주입 단계(A)에서 미세유동장치의 평면도이다. 플랫폼(100)이 정지한 상태(rpm=0)에서 샘플 주입구(111)를 통해 샘플을 샘플 공급 챔버(110)로 주입한다. 당해 실시예에서도 혈액 샘플이 주입되는 것으로 한다. 샘플 주입 시에 샘플 주입구(111)가 아닌 곳에 혈액을 떨어뜨리더라도 샘플 주입구와 인접한 위치에 역류 방지 챔버(112)가 있으므로 상기 혈액으로 인한 미세유동장치(10)의 오염을 방지할 수 잇다.
도 4b는 샘플 분배 단계(B)에서 미세유동장치의 평면도이다. 샘플 주입이 완료되면 제1챔버(120)로의 샘플 분배를 시작하고, 이를 위해 플랫폼(100)이 회전을 시작하면서 회전속도(rpm)가 증가한다. 당해 실시예에서와 같이 혈액 샘플에 대한 검사를 수행하는 경우에는 샘플의 분배와 함께 원심 분리가 이루어질 수 있다. 혈액은 원심 분리를 통해 상청액과 침강물로 분리될 수 있다. 상청액에는 혈청, 혈장 등이 포함되고 침강물에는 혈구 등이 포함되며, 실질적으로 검사에 사용되는 샘플은 상청액이 된다.
도 3의 예시와 같이, 회전속도를 v1까지 증가시켜 샘플 공급 챔버(110)에 수용된 혈액을 원심력에 의해 　제1-1챔버(120-1) 내지 제1-3챔버(120-3)까지 분배하고, 회전 속도를 v2까지 증가시켜 각 챔버 내에서의 원심 분리가 일어나도록 할 수 있다. 각 챔버에 수용된 혈액이 원심 분리되면 회전 중심에서 가까운 부분에 상청액이 수집되고, 회전 중심에서 먼 부분에 침강물이 수집된다. 도 14의 실시예에서는 제1챔버(120)의 크기를 동일하게 하였으나, 제1챔버(120) 각각의 크기를 분배하고자 하는 유체의 양에 따라 다르게 형성할 수 있다.
제1-1 챔버(120-1) 내지 제1-3챔버(120-3)까지 혈액의 공급이 완료되면 샘플 공급 챔버(110)에 수용된 혈액 중 제1챔버(120)에 공급되지 않은 나머지 혈액의 일부는 분배 채널(115)을 통해 QC(Quality Control) 챔버(128)로 유입되고, QC 챔버(128)로 유입되지 않은 나머지 혈액은 과잉 챔버(180)로 유입된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, QC 챔버(128)와 인접한 위치에 자성체 수용 챔버(160-4)가 형성되어 있으므로 후술할 검출모듈(1410)의 자석에 의해 QC 챔버(128)를 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 대면시킬 수 있다. 따라서, 수광부(1411)가 QC 챔버(128)와 대면하게 되면 QC 챔버(128)의 투과도를 측정하여 제1챔버(120)에 대한 혈액의 공급이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다.
도 4c는 사이펀 채널의 wetting 단계(C)에서 미세유동장치의 평면도이다. 혈액의 분배와 분리가 완료되면, 도 3에 도시된 바와 같이 플랫폼(100)을 정지(rpm=0)시키고 플랫폼(100)이 정지되면 제1챔버(120-1,120-2,120-3)에 수용된 혈액이 모세관력에 의해 사이펀 채널(125-1,125-2,125-3)을 채운다.
도 4d는 샘플 이송 단계(D) 중 제2챔버(130)로의 이송단계에서 미세유동장치의 평면도이다. 사이펀 채널(125)의 wetting이 완료되면, 다시 플랫폼(100)을 회전시켜 사이펀 채널(125-1,125-2,125-3)에 채워진 혈액이 제2챔버(130-1,130-2,130-3)로 유입되도록 한다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 사이펀 채널(125-1,125-2,125-3)의 입구가 제1챔버(120-1,120-2,120-3)의 상부(회전 중심에 가까운 쪽)에 연결되어 있으므로 사이펀 채널(125-1,125-2,125-3)을 통해 제2챔버(130-1,130-2,130-3)로 유입되는 것은 상청액이 된다.
제2챔버(130)는 유입된 상청액을 잠시 수용하기만 할 수도 있고, 앞서 설명한 바와 같이 표지 접합체를 미리 구비하여 혈액 중의 특정 항원과 표지 접합체의 결합 반응이 일어나도록 할 수도 있다.
도 4e는 샘플 이송 단계(D) 중 미터링 챔버(140)로의 이송단계에서 미세유동장치의 평면도이다. 제2챔버(130-1,130-2,130-3)로 유입된 혈액은 원심력에 의해 제3챔버인 미터링 챔버(140-1,140-2,140-3)로 유입된다. 원심력에 의해 미터링 챔버(140-1,140-2,140-3)의 하부 즉, 회전 중심에서 먼 쪽부터 채워지고, 혈액이 제4챔버인 반응 챔버(150-1,150-2,150-3)와 연결되는 출구까지 채워지면 그 이후에 유입되는 혈액은 출구를 통해 반응 챔버(150-1,150-2,150-3)로 유입된다. 따라서, 미터링 챔버(140)의 출구의 위치를 조절하여 반응 챔버(150)에 정량의 혈액을 공급할 수 있다.
반응 챔버(150) 내에서 일어나는 반응은 앞서 설명한 바와 같이, 면역 크로마토그래피에 의한 것일 수도 있고, 포획 항원 또는 포획 항체와의 결합 반응일 수도 있다.
도 4e에 도시된 바와 같이, 반응 챔버(150-1,150-2,150-3)와 인접한 위치에 자성체 수용 챔버(160-1,160-2,160-3)를 형성하면 후술할 검출모듈(1410)의 자석에 의해 반응 챔버(150-1,150-2,150-3)의 위치를 확인할 수 있다. 　
　
<검사장치-미세유동장치의 안착>
이하부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 5 내지 도 14와　관련하여 미세유동장치를 회전시키기 위해 미세유동장치를 안착시키는 것과 관련된 구성요소를 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 기능 블록도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이가 개방된 상태를 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이가 폐쇄된 상태를 도시한 평면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부　하우징의 저면을 도시한 평면도이다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 검사장치(1000)는 외부로부터 사용자의 명령이 입력되는 입력부(1100), 입력부(1100)의 명령에 따라 검사장치(1000)의 전반적인 동작 및 기능을 제어하는 제어부(1200), 제어부(1200)의 명령에 따라 상하이동부(1310) 또는 트레이(1320)를 구동시키는 개폐 구동부(1300), 제어부(1200)의 명령에 따라 검출 모듈(1410)을 구동시키는 검출 모듈 구동부(1400)를 포함한다.
제어부(1200)는 검사장치(1000)의 회전 구동부(1340)와 관련된 동작을 제어하며, 검사장치(1000)에 미세유동장치(10)를 장착하기 위하여 트레이(1320)와 상하이동부(1310)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(1200)는 미세유동장치(10) 내의 검출 대상물(20)의 검출과 관련된 반응을 진행하기 위한 검출 모듈(1410)의 동작을 제어한다.
회전 구동부(1340)는 스핀들 모터로 미세유동장치(10)를 회전시킨다. 회전 구동부(1340)는 제어부(1200)로부터 출력되는 신호를 수신하여 회전 및 정지 동작을 반복함으로써 미세유동장치(10)의 유체를 이송시키기 위한 원심력을 발생시키거나 미세유동장치(10) 상의 다양한 구조물들을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 회전 구동부(1340)는 미세유동장치(10)의 각 위치(angular position)을 제어할 수 있는 모터 드라이브(motor drive)장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터 드라이브 장치는 스텝 모터를 이용한 것일 수도 있고, 직류 모터를 이용한 것일 수도 있다. 　
트레이(1320)에는 미세유동장치(10)가 안착된다. 트레이(1320)는 검사장치(1000)의 외측에 위치하는 제1상태와, 검사장치(1000)의 내측에 위치하는 제2상태로 이동 가능하다.
상하이동부(1310)는 트레이(1320)가 위치하는 상측으로 이동하는 제1이동과, 제1이동의 반대되는 방향으로 이동하는 제2이동을 하는 것이 가능하다. 상하이동부(1310)의 이동으로 인하여 미세유동장치(10)는 트레이(1320)에 정확히 안착될 수 있다. 또한, 하우징(1010)에 위치하는 클램퍼(1330)와 회전 구동부(1340) 사이에 작용하는 힘으로 인해 클램퍼(1330)는 미세유동장치(10)를 누를 수 있다. 일 예로, 클램퍼(1330)와 회전 구동부(1340) 사이에 작동하는 힘은 자석력일 수 있다. 이에 따라, 미세유동장치(10)가 검사장치(1000)의 정해진 위치에 안착되며, 이로 인해 미세유동장치(10)가 정해진 위치에 안착되지 않아 검사가 진행되지 않는 것과 같은 검사의 오류를 방지할 수 있다.　또한, 클램퍼(1330)가 미세유동장치(10)를 눌러주기 때문에 검사장치(1000)의 작동 중에 미세유동장치(10)가 트레이(1320)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
미세유동장치(10)는 트레이(1320)에 로딩될 수 있으며, 미세유동장치(10)의 내측에는 미세유동구조물과 자성체(161)가 위치할 수 있다. 적어도 하나의 미세유동구조물 내에는 검출 대상물(20)이 위치한다. 자성체(161)로는　강자성체 또는 상자성체가 이용될 수 있으며, 검출 대상물(20)은 분석 사이트 또는 반응지일 수 있다. 미세유동장치(10)의 플랫폼(100)는 비광학(non-optical) 바이오 디스크(bio disc)이거나 광학(optical) 바이오 디스크 일 수 있다.
검출 모듈(1410)은 수광부(1411)를 포함할 수 있다. 또한, 검출 모듈(1410)은 미세유동장치(10)의 정확한 위치 안내를 위해 적어도 하나 이상의 자석(1413)을 포함할 수 있다. 또한, 검출 모듈(1410)은 검사장치(1000)의 하우징(1010)의 내측을 이동할 수 있다. 검출 모듈(1410)의 이동과 관련하여 하우징(1010) 내측의 트레이(1320)가 수용되는 방향으로 이동하는 경우를 제3이동으로 정의하고, 제3이동과 반대되는 방향으로 이동하는 경우를 제4이동으로 정의한다. 즉, 미세유동장치(10)가 트레이(1320)에 안착된 경우를 기준으로 하였을 때, 제3이동과 제4이동은 미세유동장치(10)의 반경 방향으로 이동하는 것을 의미한다. 이에 따라, 검출 모듈(1410)의 이동으로 수광부(1411)가 이동하여 다양한 위치에서의 검출을 진행할 수 있을 뿐만 아니라, 검출 모듈(1410) 내의 자석(1413)과 미세유동장치(10) 내의 자성체(161) 사이에서 생성되는 인력에 의해 미세유동장치(10)가 정해진 위치에 안착되도록 할 수 있다.
검사장치(1000)는 외관을 형성하는 하우징(1010)과, 미세유동장치(10)가 로딩되는 트레이(1320)와, 하우징(1010)의 내측에 위치하며 미세유동장치(10)에 결합되어 미세유동장치(10)를 회전키는 회전 구동부(1340)가 위치하는 상하이동부(1310)를 포함한다.
외관을 형성하는 하우징(1010)은　상부 하우징과, 트레이(1320)의 하부 하우징을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부　하우징에는 발광부(1333)가 위치할 수 있으며, 하부　하우징에는 상하이동부(1310)가 위치할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상하이동부(1310)는 트레이(1320)의 하측에 마련될 수 있다. 트레이(1320)는 제2상태에서 하부　하우징으로 수용될 수 있다. 검출 모듈(1410)은 상하이동부(1310)에 위치할 수 있으며, 검출 모듈(1410)에는 수광부(1411)가 마련되기 때문에 발광부(1333)와 수광부(1411)는 미세유동장치(10)를 사이에 두도록 마련될 수 있다.
트레이(1320)에는 미세유동장치(10)가 안착되는 안착면(1321)이 마련될 수 있다. 안착면(1321)은 미세유동장치(10)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 미세유동장치(10)가 안정적으로 지지될 수 있게 한다. 트레이(1320)는 트레이(1320)의 하측에 위치하는 개폐 구동부(1300)에 의해 제1상태와 제2상태로 이동할 수 있다. 제1상태에서 트레이(1320)는 개방된 상태이며, 제2상태에서 트레이(1320)는 폐쇄된 상태이다. 트레이(1320)는 제어부(1200)의 제어에 의해 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 또한, 제어부(1200)에 의해 제어되지 않고, 전용 열림/ 닫힘 버튼의 제어에 의해 트레이(1320)는 열리거나 닫힐 수 있다.
상하이동부(1200)에는 트레이(1320)의 개구를 통해, 미세유동장치(10)의 관통홀에 삽입되는 회전 구동부(1340)가 마련될 수 있다. 회전 구동부(1340)는 미세유동장치(10)에 결합되어, 미세유동장치(10)를 회전시킨다. 회전 구동부(1340)의 상측에 미세유동장치(10)와 결합하는 헤드부(1311)가 마련된다. 헤드부(1311)는 미세유동장치(10)의 관통홀에 삽입되는 삽입부(1312)와, 회전 구동부(1340)가 관통홀에 완전히 삽입되었을 때, 미세유동장치(10)의 하면에 접하는 지지부(1313)를 구비할 수 있다. 회전 구동부(1340)는 미세유동장치(10)에 장착된 상태에서 트레이(1320)가 위치하는 방향으로 이동하는 제1이동을 하여 미세유동장치(10)의 관통홀과 결합한 후 미세유동장치(10)를 회전시키게 된다.
상하이동부(1310)는 개폐 구동부(1300)에 의해 트레이(1320)가 위치하는 방향으로 이동하는 제1이동과, 제1이동의 반대 방향인 제2이동이 가능하다. 상하이동부(1310)의 이동으로 인해 회전 구동부(1340)도 함께 이동하게 된다. 상하이동부(1310)는 트레이(1320)의 하측에 위치하는 개폐 구동부(1300)에 의해 이동할 수 있다.
개폐 구동부(1300)는 구동모터(1301)를 포함한다. 구동모터(1301)는 기어(미도시)와 결합하며, 기어(미도시)는 구동 풀리(1302)와 결합한다. 구동 풀리(1302)는 종동 풀리(1303)에 동력을 전달하며, 종동 풀리(1303)는 트레이(1320)와 결합하여 트레이(1320)는 제1상태와 제2상태로 이동할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 트레이(1320)가 제2상태로 이동하는 경우, 상하이동부(1310)는 자동적으로 트레이(1320) 방향으로 이동하는 제1이동하게 된다.
상하이동부(1310)의 일 측에는 검출 모듈(1410)이 장착된다. 검출 모듈(1410)은 미세유동장치(10)의 검출 대상물(20)을 검출하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다. 검출 모듈(1410)은 구성 요소가 위치하는 플레이트(1416)를 포함할 수 있다. 검출 모듈(1410)은 상하이동부(1310)에 마련되는 가이드부(1420)에 의해 슬라이드 이동될 수 있다. 가이드부(1420)는 봉 형태의 지지봉(1422)과 플레이트(1416)의 상측으로 돌출된 결합부(1421)로 구성된다. 플레이트(1416)는 지지봉(1422)에 결합되어 지지봉(1422)을 따라, 하우징(1010)의 내측을 내주에서 외주로 이동할 수 있다. 결합부(1421)는 지지봉(1422)에 슬라이딩 가능하게 장착되어, 검출 모듈(1410)을 지지함과 동시에 검출 모듈(1410)이 지지봉(1422)을 따라 이동할 수 있게 한다.
상부　하우징(1010)은 트레이(1320)의 상측에 위치한다. 상부　하우징(1010)에는 미세유동장치(10)를 회전 구동부(1340)에 고정시키기 위한 클램퍼(1330)가 마련된다. 클램퍼(1330)는 회전 구동부(1340)가 수용되는 수용부(1331)와, 회전 구동부(1340)와의 결합을 견고히 하기 위해 외주측이 돌출되도록 마련된 돌출부(1332)를 포함할 수 있다. 클램퍼(1330)는 상부　하우징(1010)에 대해 운동 가능하도록　구성될 수 있다.
클램퍼(1330)의 수용부(1331)에는 자성체가 마련되며, 회전구동부(1340)의 상부에는 자석이 마련될 수 있으며, 다른 예로는 클램퍼(1330)의 수용부(1331)에 자석이 마련되며 회전구동부(1340) 상부에는 자성체가 마련될 수 있다.
클램퍼(1330)는 트레이(1320)에 로딩된 미세유동장치(10)의 관통홀이 회전 구동부(1340)에 안착되면, 회전 구동부(1340)와 자력을 발생하여 미세유동장치(10)를 누를 수 있도록 구성된다. 이에 따라, 미세유동장치(10)는 작동 시 흔들리지 않을 뿐 아니라, 검출 모듈(1410)에 장착된 자석(1413)과 미세유동장치(10)의 자성체(161) 간에 인력이 발생되어도 미세유동장치(10)의 관통홀은 회전 구동부(1340)에 안착된 상태를 유지할 수 있다. 이를 위해 클램퍼(1330)와 회전 구동부(1430)간의 자석력은 미세유동장치에 장착된 자성체(161)와 검출 모듈(1410)에 장착된 자석(1413)간의 자석력보다 더 강하게 설정된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치가 회전 구동부와 클램퍼에 비정상적으로 결합된 상태를 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치가 회전 구동부와 클램퍼에서 분리된 상태를 도시한 도면이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치가 회전 구동부와 클램퍼에 정상적으로 결합된 상태를 도시한 도면이다. 　
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 구동부(1340)는 상하로 이동할 수 있다. 회전 구동부(1340)와는 별도로 검출 모듈(1410)은 하우징(1010)의 내측을　이동할 수 있다. 회전 구동부(1340)는 개폐 구동부(1300)에 의해 이동하나, 검출 모듈(1410)은 검출 모듈 구동부(1400)에 의해 이동한다.
미세유동장치(10)의 관통홀은 회전 구동부(1340)에 안착된다. 회전 구동부(1340)는 제1이동과 제2이동을 적어도 1회 이상 수행할 수 있다. 이에 따라, 회전 구동부(1340)가 도 9에 도시된 경우와 같이, 클램퍼(1330)에 비정상적으로 결합된 경우에도 회전 구동부(1340)가 제2이동할 수 있다. 회전 구동부(1340)의 제2이동으로 인해 도 10에 도시된 경우와 같이, 회전 구동부(1340)와 클램퍼(1330)가 이격된 상태로 위치한다. 그러나, 미세유동장치(10)와 클램퍼(1330)가 이격되는 경우, 트레이(1320)가 개방되기 때문에 회전 구동부(1340)와 미세유동장치(10)가 이격되지 않을 정도로 회전 구동부(1340)가 제2이동한다. 제2이동 이후, 회전 구동부(1340)가 제1이동하게 되면 도 11에 도시된 경우와 같이 회전 구동부(1340)는 미세유동장치(10)와 트레이(1320)을 관통하여 클램퍼(1330)에 결합된다.
회전 구동부(1340)의 이동은 상하이동부(1310)의 이동에 의해 이동할 수 있다. 검출 모듈(1410)의 경우, 검출 모듈 구동부(1400)에서 생성된 동력이 동력전달부(1401)를 통해 검출 모듈(1410)으로 전달되어 검출 모듈(1410)이 방사 방향으로 이동할 수 있도록 해준다. 이에 따라, 회전 구동부(1340)가 클램퍼(1330)에 비정상적으로 결합된 경우에도 사용자의 별도의 조작 없이 오류를 바로 잡을 수 있다.
종래에는 상부　하우징(1010)에 위치하는 클램퍼(1330)가 미세유동장치(10)와 상부　하우징(1010) 사이에 잘못 안착되는 경우, 미세유동장치(10)가 회전하지 못하는 오류가 발생했었다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 회전 구동부(1340)가 제2이동 하는 경우, 클램퍼(1330)와 간격이 생기기 때문에 클램퍼(1330)가 잘못 안착되는 경우에도 클램퍼(1330)가 정상적으로 안착되도록 하여 오류를 수정하는 것이 가능하다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 검사장치(1000)의 제어방법은 트레이(1320)에 미세유동장치(10)가 로딩되는 단계(200), 미세유동장치(10)의 중심을 회전 구동부(1340)에 안착시키는 단계(220), 회전 구동부(1340)가 적어도 1회 이상 상하로 이동하는 단계(230)를 포함한다.
우선, 미세유동장치(10)가 트레이(1320)에 로딩된다(200). 미세유동장치(10)가 트레이(1320)에 로딩되면, 트레이(1320)가 하우징(1010)의 내측에 수용되는 제2상태로 이동되어 트레이(1320)가 폐쇄된다(210). 트레이(1320)가 폐쇄되면 회전 구동부(1340)는 미세유동장치(10)의 관통홀에 결합되며 미세유동장치(10)는 회전 구동부(1340)에 안착된다(220). 회전 구동부(1340)는 이동하여 클램퍼(1330)에 회전 구동부(1340)의 결합이 정상적으로 이루어지도록 하여 클램퍼(1330)에 미세유동장치(10)가 결합되도록 할 수 있다(230). 본 발명의 일 실시예에 따르면 회전 구동부(1340)과 미세유동장치(10)와 결합하도록 회전 구동부(1340)의 제1이동이 1회 이루어진 경우에도 회전 구동부(1340)는 제2이동하고 제1이동할 수 있다. 이와 같이, 회전 구동부(1340)는 제1이동과 제2이동을 적어도 1회 이상 수행할 수 있다. 이에 따라, 회전 구동부(1340)의 제1이동으로 인해 클램퍼(1330)가 회전 구동부(1340)에 잘못 결합된 경우에도 회전 구동부(1340)의 제2이동을 거쳐 제1이동을 함으로써, 클램퍼(1330)의 위치를 바로잡을 수 있다. 본 발명의 일 실시예와 같이, 회전 구동부(1340)가 상하이동부(1310)에 결합된 경우에는 상하이동부(1310)가 제1이동, 제2이동하여 회전 구동부(1340)가 이동할 수 있다.
제어부(1200)는 회전 구동부(1340) 또는 상하이동부(1310)가 제2이동할 때, 회전 구동부(1340)에서 미세유동장치(10)가 이탈되지 않을 정도로 이동하도록 제어한다. 이는 상하이동부(1310)의 이동과 트레이(1320)의 이동은 개폐 구동부(1300)에 의하기 때문에 회전 구동부(1340)가 일정 거리 이상 제2이동하는 경우, 트레이(1320)가 개방될 수 있기 때문이다. 따라서 회전 구동부(1340)는 트레이(1320)가 개방되지 않을 정도로 이동하여야 하기 때문에 회전 구동부(1340)로부터 미세유동장치(10)가 이탈되지 않을 정도로 이동하게 된다. 이러한 단계를 거쳐, 회전 구동부(1340)에 미세유동장치(10)가 정상적으로 안착된 경우, 미세유동장치(10)는 회전을 시작한다(240).
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다. 　
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회전 구동부(1340)의 이동(330) 외에 검출 모듈(1410)을 이동할 수 있다(340). 검출 모듈(1410)은 회전 구동부(1340)와 달리 하우징(1010)의 일측으로 이동하는 제3이동과, 제3이동의 반대방향으로 이동하는 제4이동을 할 수 있다.　검출 모듈(1410) 내측의 적어도 하나 이상의 자석(1413)과 미세유동장치(10) 내측의 자성체(161)로 인해 검출 모듈(1410)을 이동시켜 미세유동장치(10)를 정상적으로 안착시킬 수 있다. 검출 모듈(1410)의 이동으로 인해 미세유동장치(10)의 안착을 보다 미세하게 조절할 수 있다.
미세유동장치(10)가 클램퍼(1330)에 결합되면, 검출 모듈(1410)은 하우징(1010)의 최외주로 이동할 수 있다. 이는 미세유동장치(10)를 이용한 분석 시 검출 모듈(1410)의 자석(1413)이 미세유동장치(10)의 회전에 영향을 미치지 않게 하기 위함이다.
종래에는 검출 모듈(1410)의 이동으로 인해 미세유동장치(10)가 움직여 미세유동장치(10)가 정상적으로 회전하지 않는 문제점이 있었다. 다만, 본 발명의 경우 검출 모듈(1410) 외에 회전 구동부(1340)의 이동으로 미세유동장치(10)의 안착을 제어하기 때문에 검출 모듈(1410)의 이동으로 인한 작동 오류가 생기는 것을 방지할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 검사장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 14에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면 회전구동부(1340) 이동 후, 제어부(1200)는 미세유동장치(10)가 회전 구동부(1340)와 클램퍼(1330)에 제대로 결합되었는지를 체크할 수 있다(355). 일 예로, 회전 구동부(1340)와 클램퍼(1330)의 상태를 이용하여 확인할 수 있다. 회전 구동부(1340)와 클램퍼(1330)가 제대로 결합된 경우, 클램퍼(1330)와 회전 구동부(1340) 간에 자석력이 생성되는데, 자석력을 근거로 회전 구동부(1340)에 미세유동장치(10)가 정상적으로 안착되었는지 체크할 수 있다. 이에 따라, 미세유동장치(10)가 정상적으로 안착된 경우, 미세유동장치(10)는 회전을 시작한다(356). 다만, 미세유동장치(10)가 정상적으로 안착되지 않은 경우에는 회전 구동부(1340)의 제1이동과 제2이동을 다시 수행한다(354). 　
　
<검사장치-다양한 반경의 검출대상물 검출>
　
이하 부터는 도 15　내지 도 28을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 16은　본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 구성을 개념적으로 나타낸 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(1000)는 미세유동장치(10)를 회전시키는 회전구동부(1340)와, 미세유동장치(10)에 광을 조사하는 발광부(1333)와, 발광부(1333)에서 조사된 광을 통해 검출대상물(20)을 검출하기 위한 수광부(1411) 및 검출대상물(20)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(1412)가 장착된 검출모듈(1410)과, 검출모듈(1410)을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부(1400)와, 외부로부터 사용자의 명령이 입력되는 입력부(1100)와, 입력부(1100)를 통해 입력된 명령에 따라 검사장치(1000)의 전반적인 동작 및 기능을 제어하는 제어부(1200)를 포함한다.
미세유동장치(10)는 도 1 내지 도 4을 참조하여 상술한 미세유동장치(10)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
회전 구동부(1340)는 스핀들 모터로 구현될 수 있고, 미세유동장치(10)가 로딩되면, 제어부(1200)의 제어 하에 구동되어 미세유동장치(10)를 회전시킨다. 회전 구동부(1340)는 제어부(1200)로부터 출력되는 신호를 수신하여 회전 및 정지 동작을 반복함으로써 미세유동장치(10)의 유체를 이송시키기 위한 원심력을 발생시키거나 미세유동장치(10) 상의 다양한 구조물들을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 회전 구동부(1340)는 미세유동장치(10)의 각 위치(angular position)를 제어할 수 있는 모터 드라이브(motor drive)장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터 드라이브 장치는 스텝 모터를 이용한 것일 수도 있고, 직류 모터를 이용한 것일 수도 있다.
발광부(1333)는 미세유동장치(10)의 일정 영역에 빛을 조사할 수 있도록 발광면적이 넓고 균일할 광을 조사할 수 있는 면광원으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 발광부(1333)로 사용될 수 있다.
발광부(1333)는 수광부(1411)와 같은 방향에 형성될 수도 있으나, 도 23에 도시된 것처럼 서로 마주보도록 대향형으로 형성되는 것이 바람직하다. 도 23에는 미세유동장치(10)를 사이에 두고 발광부(1333)가 상부에 수광부(1411)가 하부에 위치하는 것으로 표현하였으나, 그 위치가 서로 바뀔 수 있음은 물론이다. 발광부(1333)는 제어부(1200)의 제어 하에 광의 조사량을 조절할 수 있다.
수광부(1411)는 발광부(1333)에서 조사되어 검출대상물(20)을 투과하거나 반사된 광을 수광하여 검출대상물(20)을 검출한다. 수광부(1411)는 CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서로 구현될 수 있다.
검출대상물(20)을 투과하거나 반사된 광을 수광부(1411)에서 수광하여 검출대상물(20)에 대한 이미지를 획득하면, 제어부(1200)는 상기 이미지를 통해 검출대상물(20), 예를 들면 반응지에 분석대상물질이 존재하는지 여부 및 분석대상물질의 농도 등을 검출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(1000)는 하나의 수광부(1411)로 미세유동장치(10)에 마련된 복수의 검출대상물(20)을 검출할 수 있도록, 방사방향으로 이동 가능한 기구부인 검출모듈(1410)에 수광부(1411)를 설치한다.
도 17　및 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출모듈(1410)이 방사방향으로 이동하는 것을 도시한 도면으로 검출모듈(1410)을 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 17　및 도 18을 참조하면, 검출모듈(1410)은 검출모듈 구동부(1400)에서 공급되는 구동력에 의해 방사방향으로 이동할 수 있다. 검출모듈 구동부(1400)는 피딩 모터(feeding motor) 또는 스텝핑 모터(stepping motor)로 구현될 수 있다.
검출모듈(1410)의 이동거리는 미세유동장치(10)의 반지름보다 크도록 구현될 수 있다. 미세유동장치(10)의 외주를 벗어난 지역에서 미세유동장치(10)의 중심 근처까지 이동할 수 있으면 족하다.
검출모듈(1410)은 수광부(1411) 또는 온도센서(1412)와 같은 구성 요소가 설치되는 플레이트(1416)를 포함할 수 있다. 검출모듈(1410)은 안정적인 방사방향(radial direction) 이동을 가이드하는 두 개의 가이드부(1420)에 의해 방사방향으로 슬라이딩 하듯이 이동할 수 있다. 가이드부(1420)는 봉 형태로 구현될 수 있고 플레이트(1416)는 가이드부(1420)에 결합되어 가이드부(1420)를 따라 이동할 수 있다. 플레이트(1416)는 가이드부(1420)에 슬라이딩 가능하게 장착되어, 검출모듈(1410)을 지지함과 동시에 검출모듈(1410)이 가이드부(1420)를 따라 이동할 수 있게 한다.
또한, 검출모듈 구동부(1400)에서 생성된 동력이 동력전달부(1401)를 통해 검출모듈(1410)로 전달되어 검출모듈(1410)이 방사방향으로 이동할 수 있도록 검출모듈(1410)은 동력전달부(1401)에 장착된다. 즉, 검출모듈 구동부(1400)가 구동되어 동력전달부(1401)를 통해 검출모듈(1410)로 동력이 전달되면, 검출모듈(1410)은 동력전달부(1401) 및 가이드부(1420)를 따라 방사방향으로 이동하게 된다.
도 16에는 검출모듈(1410)이 미세유동장치(10)의 하부에 위치하고, 발광부(1333)가 미세유동장치(10)의 상부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예일 뿐, 그 위치가 서로 바뀔 수 있음은 물론이다.
미세유동장치(10) 상의 다양한 반경에 마련되는 검출대상물(20)의 온도를 검출할 수 있도록 검출모듈(1410)에는 온도센서(1412)가 장착된다.
온도센서(1412)로는 적외선온도센서 같은 비접촉식 온도센서나 써미스터(thermistor), 측온저항체(Resistance Temperature Detector), 열전대(thermocouple) 같은 접촉식 온도센서가 사용될 수 있으나, 검출대상물(20)의 온도를 일정하게 유지해야 하는 경우 비접촉식으로 검출대상물(20)의 온도를 측정하므로 비접촉식 온도센서를 사용하는 것이 바람직하다.
　
도 19　내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(1000)에서 검출모듈(1410)의 이동과 미세유동장치(10)의 회전에 의해 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주 보는 위치로 이동하는 과정을 도시한 도면으로, 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
미세유동장치(10)가 검출모듈(1410)의 상부에 위치하나, 검출모듈(1410)의 이동을 보다 정확하게 표현하기 위해 미세유동장치(10)를 점선으로 표시하고, 미세유동장치(10)의 하부에 위치하는 검출모듈(1410)을 실선으로 도시하였다. 　　　
도 19은 미세유동장치(10)의 반응이 종료되어 미세유동장치(10)의 회전이 멈춘 상태를 도시한 것으로, 검출모듈(1410)은 미세유동장치(10)의 하부에서 외주쪽으로 벗어나 있다. 설명의 편의를 위해 미세유동장치(10) 내의 다른 구조물들은 생략하고, 하나의 검출대상물(20)만 도시하였다.
여기서 검출대상물(20)은 전술한 미세유동장치(10)의 반응챔버(150)에 포함되어 크로마토그래피에 의해 분석대상물질의 유무를 검출할 수 있는 반응지일 수 있다.
미세유동장치(10)의 반응이 종료되어, 미세유동장치(10)의 회전이 멈추면, 제어부(1200)는 검출하고자 하는 검출대상물(20)의 반경(R)까지 검출모듈(1410)이 이동할 수 있도록 검출모듈 구동부(1400)를 제어하여 검출모듈(1410)을 방사방향으로 이동시킨다.
도 20은　검출모듈(1410)이 미세유동장치(10)의 중심을 향해 방사방향으로 이동하여 검출모듈(1410)의 수광부(1411)가 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)의 설치반경(R)까지 도달한 것을 도시한 도면이다.
제어부(1200)에는 미세유동장치(10)에 마련된 검출대상물(20)들의 설치 반경에 대한 정보가 미리 저장될 수 있다. 제어부(1200)는 검출모듈 구동부(1400)의 제어 시 상기 정보를 이용하여 검출모듈 구동부(1400)를 제어함으로써 검출모듈(1410)의 수광부(1411)가 검출하고자 하는 검출대상물(20)의 설치 반경(R)과 동일한 반경까지 이동할 수 있도록 한다.
검출모듈(1410)의 수광부(1411)가 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)과 동일한 반경(R)에 위치하면, 제어부(1200)는 회전구동부(1340)를 제어하여 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주 보는 위치로 이동하도록 미세유동장치(10)를 회전시킨다.
제어부(1200)는 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)과 검출모듈(1410)의 수광부(1411) 사이의 각도(A)를 산출하여 해당 각도(A)만큼 미세유동장치(10)가 회전할 수 있도록 회전구동부(1340)를 제어한다.
도 21은 미세유동장치(10)가 회전하여 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주 보는 위치로 이동한 후 미세유동장치(10)의 회전이 정지된 것을 나타낸 도면이다.
미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주보는 위치까지 이동하여 미세유동장치(10)가 정지하면, 제어부(1200)는 발광부(1333)를 제어하여 검출대상물(20)로 광이 조사되도록 하고, 수광부(1411)는 발광부(1333)에서 조사되어 검출대상물(20)을 투과한 광을 통해 검출대상물(20)의 이미지를 생성한다.
제어부(1200)는 생성된 검출대상물(20)의 이미지를 분석하여 분석대상물질의 존재 유무 또는 농도를 산출한다.
　
도 22는　본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치(1000)의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 23은　본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치(1000)의 구성을 개념적으로 나타낸 측면도이다.
도 22을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치(1000)는 미세유동장치(10)를 회전시키는 회전구동부(1340)와, 미세유동장치(10)에 광을 조사하는 발광부(1333)와, 발광부(1333)에서 조사된 광을 통해 검출대상물(20)을 검출하기 위한 수광부(1411), 미세유동장치(10)의 자성체(161)에 인력을 인가하는 자석(1413) 및 검출대상물(20)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(1412)가 장착된 검출모듈(1410)과, 검출모듈(1410)을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부(1400)와, 외부로부터 사용자의 명령이 입력되는 입력부(1100)와, 입력부(1100)를 통해 입력된 명령에 따라 검사장치(1000)의 전반적인 동작 및 기능을 제어하는 제어부(1200)를 포함한다.
본 실시예는 검출모듈(1410)에 자석(1413)이 포함된 것 외에는 도 15　내지 도 21에서 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로 반복되는 설명은 생략하고, 자석(1413)이 설치된 검출모듈(1410)에 대해 자세하게 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치(1000)는 도 23에 도시된 것처럼, 검출모듈(1410)에 적어도 하나의 자석(1413)이 마련될 수 있다.
검출모듈(1410)에 마련된 자석(1413)은 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)의 위치를 확인하기 위해 검출대상물(20)의 인접한 영역에 형성되는 자성체 수용 챔버(160)의 자성체(161)에 인력을 작용한다.　본 실시예에서는 검출모듈에 자석이, 미세유동장치에의 자성체 수용챔버에 자성체가 수용되는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 검출모듈에 자성체가 미세유동장치의 자성체 수용챔버에 자석이 수용되는 것도 물론 가능하다.
검출모듈(1410)의 자석(1413)과 미세유동장치(10)의 자성체(161)가 서로 대면하게 되면, 자석(1413)에서 자성체(161)로 인력이 작용하여, 상기 인력을 초과하는 힘이 작용하지 않는 이상, 미세유동장치(10)의 위치가 그 상태로 고정될 수 있다.
도 28에 도시된 것처럼, 검출모듈(1410)에서 자석(1413)은, 미세유동장치(10)의 자성체(161)가 자석(1413)과 대면하여 자석에서 작용하는 인력에 의해 그 위치가 고정될 때, 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주보게 되는 위치에 마련된다.
즉, 미세유동장치(10)의 자성체(161)와 검출모듈(1410)의 자석(1413)이 대면하게 되면, 검출대상물(20)은 자연스럽게 수광부(1411)와 대면하게 된다.
이와 같이 검출모듈(1410)에 자석(1413)을 설치하면, 검출대상물(20)의 검출을 위해 미세유동장치(10)가 회전하여 수광부(1411)쪽으로 이동할 때 자성체(161)가 자석(1413) 근처에 오면, 자석(1413)에서 작용하는 인력에 의해 자성체(161)가 고정됨으로써, 검출대상물(20)이 수광부(1411)와 마주 보는 상태에서 미세유동장치(10)가 정지하게 된다.
따라서 보다 안정적으로 검출대상물(20)을 검출할 수 있다. 검출대상물(20)의 검출 시 외부에서 충격이 가해질 경우 검출대상물(20)을 정확하게 검출할 수 없는 문제가 발생할 수 있는데, 자석(1413)과 자성체(161) 사이의 인력으로 인해 미세유동장치(10)가 고정되면 보다 안정적으로 검출대상물(20)을 검출할 수 있게 되는 것이다.
도 23　내지 도 28에는 검출모듈(1410)에 마련되는 자석(1413)이 두 개로 도시되어 있으나, 그 개수에는 제한이 없다. 검출모듈(1410)의 방사방향 이동과, 미세유동장치(10)의 회전을 통해 미세유동장치(10) 상의 어떤 위치에 있는 자성체(161)라도 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주보는 위치로 이동시킬 수 있기 때문이다.
그러나 자석(1413)이 두 개 또는 그 이상이 되면, 다른 반경에 있는 다른 검출대상물(20)을 검출할 때 자석(1413)이 하나일 때보다 적은 이동으로 검출대상물(20)과 수광부(1411)가 대면하도록 할 수도 있기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 검출모듈(1410)에는 두 개의 자석(1413)이 사용되었다.
　
도 24　및 도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검출모듈(1410)이 방사방향으로 이동하는 것을 도시한 도면으로 검출모듈(1410)을 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
검출모듈(1410)에 자석(1413)이 추가적으로 설치된 것 외에 검출모듈(1410)의 구동원리는 동일하므로 도 17　및 도 18의 설명으로 대체한다.
도 26　내지 도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치(1000)에서 검출모듈(1410)의 이동과 미세유동장치(10)의 회전에 의해 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주 보는 위치로 이동하는 과정을 도시한 도면으로, 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
미세유동장치(10)가 검출모듈(1410)의 상부에 위치하나, 검출모듈(1410)의 이동을 보다 정확하게 표현하기 위해 미세유동장치(10)를 점선으로 표시하고, 미세유동장치(10)의 하부에 위치하는 검출모듈(1410)을 실선으로 도시하였다. 　　　
도 26은　미세유동장치(10)의 반응이 종료되어 미세유동장치(10)의 회전이 멈춘 상태를 도시한 것으로, 검출모듈(1410)은 미세유동장치(10)의 하부에서 외주쪽으로 벗어나 있다. 설명의 편의를 위해 미세유동장치(10) 내의 다른 구조물들은 생략하고, 하나의 검출대상물(20)과 그 검출대상물(20)의 위치를 확인하기 위한 하나의 자성체(161)만 도시하였다.
미세유동장치(10)의 반응이 종료되어, 미세유동장치(10)의 회전이 멈추면, 제어부(1200)는 검출하고자 하는 검출대상물(20)의 인접한 영역에 설치된 자성체(161)의 반경(L)까지 검출모듈(1410)의 자석(1413)이 이동할 수 있도록 검출모듈 구동부(1400)를 제어하여 검출모듈(1410)을 방사방향으로 이동시킨다.
도 27은　검출모듈(1410)이 미세유동장치(10)의 중심을 향해 방사방향으로 이동하여 검출모듈(1410)의 자석(1413)이 미세유동장치(10)의 자성체(161)의 설치반경(L)까지 도달한 것을 도시한 도면이다.
제어부(1200)에는 미세유동장치(10)에 마련된 자성체(161)들의 설치 반경에 대한 정보가 미리 저장될 수 있다. 제어부(1200)는 검출모듈 구동부(1400)의 제어 시 상기 정보를 이용하여 검출모듈 구동부(1400)를 제어함으로써 검출모듈(1410)의 자석(1413)이 원하는 검출대상물(20)의 인접한 영역에 마련된 자성체(161)의 설치 반경(L)과 동일한 반경까지 이동할 수 있도록 한다.
검출모듈(1410)의 자석(1413)이 미세유동장치(10)의 자성체(161)와 동일한 반경(L)에 위치하면, 제어부(1200)는 회전구동부(1340)를 제어하여 미세유동장치(10)의 자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주 보는 위치로 이동하도록 미세유동장치(10)를 회전시킨다.
자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)에 근접하면, 자석(1413)에서 자성체(161)로 작용하는 인력에 의해 자성체(161)가 자석(1413)과 마주보는 위치에서 고정된다. 이로 인해 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 대면한 채로 미세유동장치(10)가 정지하게 된다.
도 28은　미세유동장치(10)가 회전하여 미세유동장치(10)의 자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주 보는 위치에서 자석(1413)에서 자성체(161)로 작용하는 인력에 의해 고정된 것을 나타낸 도면이다.
제어부(1200)는 미세유동장치(10)의 자성체(161)와 검출모듈(1410)의 자석(1413) 사이의 각도(B)를 산출하여 해당 각도(B)만큼 미세유동장치(10)가 회전할 수 있도록 회전구동부(1340)를 제어할 수 있다.
미세유동장치(10)의 자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주보는 위치까지 이동하여 미세유동장치(10)가 정지하면, 제어부(1200)는 발광부(1333)를 제어하여 검출대상물(20)로 광이 조사되도록 하고, 수광부(1411)는 발광부(1333)에서 조사되어 검출대상물(20)을 투과한 광을 통해 검출대상물(20)의 이미지를 생성한다.
제어부(1200)는 생성된 검출대상물(20)의 이미지를 분석하여 분석대상물질의 존재 유무 또는 농도를 산출한다.
　
도 29는　본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(1000)의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 29를　참조하면, 우선 제어부(1200)는 검출모듈 구동부(1400)를 구동시켜(400) 검출모듈(1410)을 방사방향으로 이동시킨다(410).
미세유동장치(10)의 반응이 종료되어, 미세유동장치(10)의 회전이 멈추면, 제어부(1200)는 검출하고자 하는 검출대상물(20)이 설치된 반경까지 검출모듈(1410)의 수광부(1411)가 이동할 수 있도록 검출모듈 구동부(1400)를 제어하여 검출모듈(1410)을 방사방향으로 이동시킨다.
제어부(1200)는 검출모듈(1410)의 수광부(1411)가 미리 정해진 반경에 도달했는지 판단하여(420), 검출모듈(1410)의 수광부(1411)가 미리 정해진 반경에 도달했으면, 검출모듈 구동부(1400)의 구동을 정지시킨다(430).
여기서 미리 정해진 반경은 미세유동장치에 마련된 검출대상물(20)의 설치반경(R)을 의미한다. 제어부(1200)에는 미세유동장치(10)에 마련된 검출대상물(20)들의 설치 반경에 대한 정보가 미리 저장될 수 있다. 제어부(1200)는 검출모듈 구동부(1400)의 제어 시 상기 정보를 이용하여 검출모듈 구동부(1400)를 제어함으로써 검출모듈(1410)의 수광부(1411)가 검출하고자 하는 검출대상물(20)의 설치 반경(R)과 동일한 반경까지 이동할 수 있도록 한다.
검출모듈(1410)의 수광부(1411)가 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)과 동일한 반경에 위치하여 검출모듈 구동부(1400)의 구동이 정지하면, 제어부(1200)는 회전구동부(1340)을 구동시켜(440) 미세유동장치(10)를 회전시킨다(450).
즉, 제어부(1200)는 회전구동부(1340)를 제어하여 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주 보는 위치로 이동하도록 미세유동장치(10)를 회전시킨다.
제어부(1200)는 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)과 검출모듈(1410)의 수광부(1411) 사이의 각도(A)를 산출하여 해당 각도(A)만큼 미세유동장치(10)가 회전할 수 있도록 회전구동부(1340)를 제어할 수 있다.
제어부(1200)는 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주보는 위치에 도달했는지 판단하여(460), 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주보는 위치에 도달하면, 회전구동부(1340)의 구동을 정지시킨다(470). 　
검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주보는 위치에 도달하여 제어부(1200)에서 회전구동부(1340)의 구동을 정지시키면, 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 대면한 채로 미세유동장치(10)가 정지하게 된다.
미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 마주보는 위치에 도달하여 회전구동부(1340)의 구동이 정지함으로써 미세유동장치(10)의 회전이 멈추면, 제어부(1200)는 발광부(1333)를 구동하여 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)을 검출한다(480).
제어부(1200)는 발광부(1333)의 구동을 제어하여 검출대상물(20)로 광이 조사되도록 하고, 수광부(1411)는 발광부(1333)에서 조사되어 검출대상물(20)을 투과한 광을 통해 검출대상물(20)의 이미지를 생성한다. 제어부(1200)는 생성된 검출대상물(20)의 이미지를 분석하여 분석대상물질의 존재 유무 또는 농도를 산출한다.
　
도 30은　본 발명의 다른 실시예에 따른 검사장치(1000)의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 30을　참조하면, 우선 제어부(1200)는 검출모듈 구동부(1400)를 구동시켜(500) 검출모듈(1410)을 방사방향으로 이동시킨다(510).
미세유동장치(10)의 반응이 종료되어, 미세유동장치(10)의 회전이 멈추면, 제어부(1200)는 검출하고자 하는 검출대상물(20)의 인접한 영역에 설치된 자성체(161)의 반경(L)까지 검출모듈(1410)의 자석(1413)이 이동할 수 있도록 검출모듈 구동부(1400)를 제어하여 검출모듈(1410)을 방사방향으로 이동시킨다.
제어부(1200)는 검출모듈(1410)의 자석(1413)이 미리 정해진 반경에 도달했는지 판단하여(520), 검출모듈(1410)의 자석(1413)이 미리 정해진 반경에 도달했으면, 검출모듈 구동부(1400)의 구동을 정지시킨다(530).
여기서 미리 정해진 반경은 미세유동장치(10)에 마련된 자성체(161)의 설치반경(L)을 의미한다. 제어부(1200)에는 미세유동장치(10)에 마련된 자성체(161)들의 설치 반경에 대한 정보가 미리 저장될 수 있다. 제어부(1200)는 검출모듈 구동부(1400)의 제어 시 상기 정보를 이용하여 검출모듈 구동부(1400)를 제어함으로써 검출모듈(1410)의 자석(1413)이 검출하고자 하는 검출대상물(20)의 인접한 영역에 마련된 자성체(161)의 설치 반경(L)과 동일한 반경까지 이동할 수 있도록 한다.
검출모듈(1410)의 자석(1413)이 미세유동장치(10)의 자성체(161)와 동일한 반경(L)에 위치하여 검출모듈 구동부(1400)의 구동이 정지하면, 제어부(1200)는 회전구동부(1340)을 구동시켜(540) 미세유동장치(10)를 회전시킨다(550).
즉, 제어부(1200)는 회전구동부(1340)를 제어하여 미세유동장치(10)의 자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주 보는 위치로 이동하도록 미세유동장치(10)를 회전시킨다. 제어부(1200)는 미세유동장치(10)의 자성체(161)와 검출모듈(1410)의 자석(1413) 사이의 각도(B)를 산출하여 해당 각도(B)만큼 미세유동장치(10)가 회전할 수 있도록 회전구동부(1340)를 제어할 수 있다.
제어부(1200)는 미세유동장치(10)의 자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주보는 위치에 도달했는지 판단하여(560), 자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주보는 위치에 도달하면, 회전구동부(1340)의 구동을 정지시킨다(570). 　
자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주보는 위치에 도달하여 제어부(1200)에서 회전구동부(1340)의 구동을 정지시키면, 자석(1413)에서 자성체(161)로 작용하는 인력에 의해 자성체(161)가 자석(1413)과 마주보는 위치에서 고정된다. 이로 인해, 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)이 검출모듈(1410)의 수광부(1411)와 대면한 채로 미세유동장치(10)가 정지하게 된다.
미세유동장치(10)의 자성체(161)가 검출모듈(1410)의 자석(1413)과 마주보는 위치에 도달하여 회전구동부(1340)의 구동이 정지함으로써 미세유동장치(10)의 회전이 멈추면, 제어부(1200)는 발광부(1333)를 구동하여 미세유동장치(10)의 검출대상물(20)을 검출한다(580).
제어부(1200)는 발광부(1333)를 구동 제어하여 검출대상물(20)로 광이 조사되도록 하고, 수광부(1411)는 발광부(1333)에서 조사되어 검출대상물(20)을 투과한 광을 통해 검출대상물(20)의 이미지를 생성한다. 제어부(1200)는 생성된 검출대상물(20)의 이미지를 분석하여 분석대상물질의 존재 유무 또는 농도를 산출한다.
　
<검사장치-검출대상물 이미지의 밝기 편차 저감을 위한 방법>
　
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치 검출대상물(20)의 일 예로 사용되는 반응지를 개략적으로 도시한 도면이다.
검출대상물(20)은 셀룰로오즈와 같은 다공성의 얇은 막(멤브레인), 마이크로 포어 또는 마이크로 필러로 형성되어 있어 모세관력이 작용하는 반응지 타입을 포함한다. 도 31을 참조하면, 검출대상물(20)의 한쪽 끝 부분에는 샘플이 묻혀지는 샘플 패드(22)가 형성되고 반대쪽에는 분석대상 물질을 검출하는 제1포획물질(24a)이 고정된 테스트 라인(24)이 형성되어 있다.
샘플 패드(22) 위에 혈액이나 소변과 같은 바이오 샘플이 점적되면 모세관력에 의해 바이오 샘플이 반대편으로 흘러가게 된다. 예를 들어, 분석대상 물질이 항원 Q 이고 제2챔버(130)에서 분석대상 물질-제1표지 접합체의 결합 반응이 일어난 경우에는 상기 바이오 샘플에 항원 Q-제1표지 접합체의 결합체가 포함되어 있다.
분석대상 물질이 항원 Q인 경우에는 테스트 라인에 고정되는 포획물질(24a)이 항체 Q일 수 있다. 모세관력에 의해 바이오 샘플이 흘러가다가 테스트 라인에 도달하면 항원 Q-제1표지 접합체의 결합체가 항체 Q(24a)와 결합하여 샌드위치 결합체를 형성하게 된다. 따라서, 바이오 샘플 내에 분석대상 물질이 포함된 경우에는 테스트 라인(24)에서 표지물질에 의한 검출을 할 수 있게 된다.
샘플의 양이 적거나 샘플이 오염된 경우 등 여러 가지 원인에 의해 정상적인 테스트가 이루어지지 못하는 경우가 있다. 따라서, 정상적인 테스트가 이루어졌는지 여부를 판정하기 위해 검출대상물(20)에는 분석 대상 물질의 존재 여부와 관계없이 샘플에 존재하는 특정 물질과 특이적으로 반응하는 제2포획물질(25a)이 고정된 대조 라인(25)이 마련된다. 앞서 도 2에서 설명한 바와 같이, 제2챔버(130)를 통과한 샘플에는 제2포획물질(25a)과 특이적으로 반응하는 특정 물질을 가진 제2표지 접합체가 포함되므로, 샘플이 검출대상물(20)에서 정상적으로 흘러갔다면 대조 라인(25)에서 상기 제2표지 접합체와 제2포획물질(25a)이 결합하여 표지 물질에 의한 표식이 나타나게 된다.
대조 라인(25)에 고정되는 제2포획물질(25a)로서 바이오틴(biotin)을 사용할 수 있고, 이에 따라 제2챔버(130)에서 샘플에 포함되는 제2표지 접합체는 바이오틴과 결합 특성이 우수한 스트렙트아비딘(streptavidin)-표지 물질 접합체가 된다.
샘플이 삼투압에 의해 반대편까지 잘 흘러갔다면 샘플의 이동과 함께 제2표지접합체도 함께 이동한다. 따라서, 샘플에 분석대상 물질이 존재하는지 여부와 관계 없이 제2표지접합체와 제2포획물질(25a)의 결합체가 형성되고, 대조 라인(25)에 표지물질에 의한 표식이 나타나게 된다.
즉, 대조 라인(25)과 테스트 라인(24)에 표지물질에 의한 표식이 나타나면 샘플 내에 분석대상 물질이 존재한다는 양성 판정을 내릴 수 있으며, 대조 라인(25)에만 표식이 나타나면 분석대상 물질이 존재하지 않는다는 음성 판정을 내리게 된다. 그러나, 대조 라인(25)에 표식이 나타나지 않을 경우에는 정상적인 테스트가 이루어지지 않은 것으로 판단할 수 있다.
　
한편, 수광부(1411)는 발광부(1333)에서 조사된 광을 통해 전술한 반응지를 촬영한다. 촬영된 반응지의 이미지에서 테스트 라인(24)의 신호값을 획득하여 분석대상물질의 존재유무 또는 농도를 검출하는 것이다.
한편, 반응지의 상태에 따라 촬영 시마다 밝기에 편차가 발생할 수 있다. 이는 분석결과의 편차를 불러오기 때문에 반응지의 밝기 상태를 균일하게 유지하는 것이 필요하다.
도 32는　본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(1000)에서 검출대상물(20)인 반응지의 밝기 상태를 균일하게 유지한 채 검출대상물(20)을 촬영하기 위한 검사장치(1000)의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 32를　참조하면, 우선 수광부(1411)에서 미세유동장치(10)의 검출대상물(20), 즉 반응지를 촬영한다(600). 수광부(1411)는 촬영된 반응지의 이미지를 제어부(1200)로 전송한다.
제어부(1200)는 촬영된 검출대상물(20)의 미리 정해진 영역에 대한 신호값을 산출한다(610).
즉, 제어부(1200)는 수광부(1411)에서 전송된 반응지의 이미지에서 미리 정해진 영역에 대한 신호값을 산출한다.
여기서 미리 정해진 영역은 도 31에 도시된 것처럼, 테스트 라인(24)과 대조 라인(25) 사이의 영역(제1영역, 26) 또는 대조 라인(25) 우측의 영역(제2영역, 27)을 포함할 수 있다.
그러나 이에 제한되지 않고 반응지 상의 다른 영역에 대한 신호값을 산출할 수도 있다. 다만, 테스트 라인(24)과 대조 라인(25)에서의 신호값이 반응결과를 분석하는데 중요하므로 테스트 라인(24)과 대조 라인(25) 사이 또는 대조 라인(25)의 우측 영역에 대한 신호값을 산출하는 것이 바람직하다.
여기서 신호값은 RGB신호값, YCbCr신호값 또는 Gray신호값을 사용할 수 있다.
제어부(1200)는 신호값을 산출하면, 산출된 신호값이 미리 설정된 목표값과 동일한지 판단한다(620). 여기서 제1영역(26)에 대한 신호값 또는 제2영역(27)에 대한 신호값 중 어느 하나를 목표값과 비교하거나 제1영역(26)이나 제2영역(27)의 신호값의 평균을 목표값과 비교할 수도 있다. 이하에서는 제1영역(26)의 신호값을 목표값과 비교하여 제어하는 것을 예로 들어 설명한다.
여기서 목표값은 산출된 신호값이 추종해야할 값으로, 반응지의 촬영에 있어서 목표로 하는 최적의 밝기 상태를 반영한 값이다. 목표값은 반복된 실험을 통해 결정되어 제어부(1200)에 미리 저장될 수 있다.
제어부(1200)는 산출된 신호값을 목표값과 비교하고 그 결과에 따라, 수광부(1411) 또는 발광부(1333)를 제어하여 반응지의 밝기 상태를 조절함으로써, 일정한 밝기에서 반응지의 촬영이 이루어지도록 한다.
신호값이 목표값과 동일하면, 별도로 밝기 상태를 조절할 필요가 없으므로 제어과정이 종료된다.
신호값이 목표값과 다르면, 제어부(1200)는 신호값이 목표값을 초과하는지 여부를 판단한다(630). 신호값이 목표값을 초과하면, 제어부(1200)는 반응지의 밝기가 최적의 밝기보다 밝은 상태라고 판단하여 반응지를 보다 어둡게 촬영하기 위한 제어를 수행한다.
즉, 신호값이 목표값보다 크면, 제어부(1200)는 신호값과 목표값의 차이가 미리 설정된 기준값 이상인지 판단한다(640).
신호값과 목표값의 차이가 미리 설정된 기준값 이상이면 제어부(1200)는 발광부(1333)의 구동을 제어하여 발광부(1333)에서 조사되는 광량을 감소시킨다(650).
이를 통해 신호값과 목표값의 차이가 미리 설정된 기준값 미만이 되면, 제어부(1200)는 수광부(1411)의 노출수준을 감소시켜 검출대상물(20)을 보다 어둡게 촬영한다(660).
신호값이 목표값보다 크면 반응지의 밝기가 목표값에 반영된 최적의 밝기보다 밝은 상태이므로 반응지를 보다 어둡게 촬영하여야 편차가 감소된 검출결과를 얻을 수 있다.
신호값이 목표값보다 크면서, 그 차이가 미리 설정된 기준값 이상이면, 제어부(1200)는 신호값과 목표값의 차이가 큰 상태라고 판단한다.
즉, 수광부(1411)의 노출수준을 제어하여 세밀하게 밝기를 조절하는 것에 앞서 먼저 발광부(1333)에서 조사되는 광량을 일정수준 러프(rough)하게 감소시키는 제어를 실시하는 것이 필요한 상태라고 판단하는 것이다.
여기서 기준값은, 수광부(1411)의 노출수준을 제어하여 반응지의 이미지의 밝기를 조절하는 것에 앞서 발광부(1333)의 광량을 우선 감소시켜야 할 만큼의 신호값과 목표값의 차이를 반영한 값이다. 기준값은 반복된 실험을 통해 결정되어 제어부(1200)에 미리 저장될 수 있다.
전술한 것처럼, 제어부(1200)는 신호값이 목표값보다 기준값 이상으로 크면, 발광부(1333)에서 조사되는 광량을 일정 수준 감소시키고, 그 결과 신호값과 목표값의 차이가 기준값 미만이 되면, 수광부(1411)의 노출수준을 감소시켜 검출대상물(20)을 촬영한다.
제어부(1200)는 수광부(1411)의 셔터스피드 및 조리개의 개방도 중 적어도 하나를 제어하여 수광부(1411)의 노출수준을 감소, 즉, 수광부(1411)에서 수광하는 광량을 감소시켜 검출대상물(20)을 촬영한다.
제어부(1200)에는 수광부(1411)의 노출수준의 변화에 따른 신호값의 변화의 관계가 미리 정리되어 저장될 수 있고, 제어부(1200)는 이를 참조하여 신호값이 목표값을 추종하여 목표값과 동일하게 되는 수광부(1411)의 노출수준을 산출함으로써 그에 따라 수광부(1411)의 노출수준을 감소시킨다.
다시 630단계로 돌아가서, 신호값이 목표값 미만이면, 제어부(1200)는 반응지의 밝기가 최적의 밝기보다 어두운 상태라고 판단하여 반응지를 보다 밝게 촬영하기 위한 제어를 수행한다.
즉, 신호값이 목표값보다 작으면, 제어부(1200)는 목표값과 신호값의 차이가 미리 설정된 기준값 이상인지 판단한다(670).
목표값과 신호값의 차이가 미리 설정된 기준값 이상이면 제어부(1200)는 발광부(1333)의 구동을 제어하여 발광부(1333)에서 조사되는 광량을 증가시킨다(680).
이를 통해 목표값과 신호값의 차이가 미리 설정된 기준값 미만이 되면, 제어부(1200)는 수광부(1411)의 노출수준을 증가시켜 검출대상물(20)을 보다 밝게 촬영한다(690).
신호값이 목표값보다 작으면 반응지의 밝기가 목표값에 반영된 최적의 밝기보다 어두운 상태이므로 반응지를 보다 밝게 촬영하여야 편차가 감소된 검출결과를 얻을 수 있다.
신호값이 목표값보다 작으면서, 목표값과 신호값의 차이가 미리 설정된 기준값 이상이면, 제어부(1200)는 신호값과 목표값의 차이가 큰 상태라고 판단한다.
즉, 수광부(1411)의 노출수준을 제어하여 세밀하게 밝기를 조절하는 것에 앞서 먼저 발광부(1333)에서 조사되는 광량을 일정수준 러프(rough)하게 증가시키는 제어를 실시하는 것이 필요한 상태라고 판단하는 것이다.
여기서 기준값은, 수광부(1411)의 노출수준을 제어하여 반응지의 이미지의 밝기를 조절하는 것에 앞서 발광부(1333)의 광량을 우선 증가시켜야 할 만큼의 신호값과 목표값의 차이를 반영한 값이다. 기준값은 반복된 실험을 통해 결정되어 제어부(1200)에 미리 저장될 수 있다. 670단계의 기준값은 640단계의 기준값과 동일하게 설정될 수 있다.
전술한 것처럼, 제어부(1200)는 신호값이 목표값보다 작고 그 차이가 기준값 이상이면, 발광부(1333)에서 조사되는 광량을 일정 수준 증가시키고, 그 결과 목표값과 신호값의 차이가 기준값 미만이 되면, 수광부(1411)의 노출수준을 증가시켜 검출대상물(20)을 촬영한다.
제어부(1200)는 수광부(1411)의 셔터스피드 및 조리개의 개방도 중 적어도 하나를 제어하여 수광부(1411)의 노출수준을 증가, 즉, 수광부(1411)로 수광되는 광량을 증가시켜 검출대상물(20)을 촬영한다.
제어부(1200)에는 수광부(1411)의 노출수준의 변화에 따른 신호값의 변화의 관계가 미리 정리되어 저장될 수 있고, 제어부(1200)는 이를 참조하여 신호값이 목표값을 추종하여 목표값과 동일하게 되는 수광부(1411)의 노출수준을 산출함으로써 수광부(1411)의 노출수준을 산출함으로써 그에 따라 수광부(1411)의 노출수준을 증가시킨다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10 : 미세유동장치
20 : 검출대상물
1100 : 입력부
1200 : 제어부
1410 : 검출모듈
1411 : 수광부
1333 : 발광부

Claims (20)

  1. 미세유동장치의 검출대상물을 검출하는 검사장치에 있어서,
    상기 미세유동장치를 회전시키는 회전구동부;
    상기 미세유동장치에 광을 조사하는 발광부;
    상기 미세유동장치를 사이에 두고 상기 발광부와 마주 보는 위치에 마련되고, 상기 발광부에서 조사되어 상기 검출대상물을 투과한 광을 수광하는 수광부를 포함하는 검출모듈;
    상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부; 및
    상기 미세유동장치의 검출대상물과 상기 수광부가 마주 보도록 상기 회전구동부와 상기 검출모듈 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 면광원 백 라이트 유닛(Back Light Unit)을 포함하는 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수광부는 CCD 이미지센서 또는 CMOS 이미지센서를 포함하는 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키고, 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키는 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 검출모듈은 상기 검출대상물의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 포함하는 검사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 온도센서는 적외선온도센서, 써미스터(thermistor), 측온저항체(Resistance Temperature Detector), 및 열전대(thermocouple)를 포함하는 검사장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출모듈 구동부는 피딩모터 또는 스텝핑 모터를 포함하는 검사장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 미세유동장치는 상기 검출대상물에 인접한 위치에 마련되도록 미리 정해진 반경에 설치되는 자성체를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 자성체가 설치되는 미리 정해진 반경에 대한 정보를 저장하는 검사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검출모듈은 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치에 정지하도록 상기 자성체에 인력을 인가하는 자석을 포함하는 검사장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출모듈의 자석이 상기 미세유동장치의 자성체와 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키고, 상기 미세유동장치의 자성체가 상기 검출모듈의 자석과 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키는 검사장치.
  11. 미세유동장치를 회전시키는 회전구동부, 상기 미세유동장치에 광을 조사하는 발광부, 상기 미세유동장치를 사이에 두고 상기 발광부와 마주 보는 위치에 마련되고 상기 발광부에서 조사되어 상기 검출대상물을 투과한 광을 수광하는 수광부를 포함하는 검출모듈, 및 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부를 포함하는 검사장치의 제어방법에 있어서,
    상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키고;
    상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하면, 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키고;
    상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치로 이동하면, 상기 발광부를 제어하여 상기 검출대상물로 광을 조사함으로써 상기 수광부에서 상기 검출대상물을 투과한 광을 검출하도록 하는 검사장치의 제어방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 미세유동장치는 상기 검출대상물에 인접한 위치에 마련되도록 미리 정해진 반경에 설치되는 자성체를 포함하고,
    상기 검출모듈은 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치에 정지하도록 상기 자성체에 인력을 인가하는 자석을 포함하는 검사장치의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 것은,
    상기 검출모듈의 자석이 상기 미세유동장치의 자성체와 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 것을 포함하는 검사장치의 제어방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 수광부가 상기 검출대상물과 동일 반경에 위치하면, 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키는 것은,
    상기 검출모듈의 자석이 상기 미세유동장치의 자성체와 동일 반경에 위치하면, 상기 미세유동장치의 자성체가 상기 검출모듈의 자석과 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키는 것을 포함하는 검사장치의 제어방법.
  15. 미세유동장치의 검출대상물을 검출하는 검사 시스템에 있어서,
    검출대상물과 상기 검출대상물에 인접한 위치에 마련되도록 미리 정해진 반경에 설치되는 자성체를 포함하는 미세유동장치;
    상기 미세유동장치를 회전시키는 회전구동부;
    상기 미세유동장치의 검출대상물에 광을 조사하는 발광부;
    상기 미세유동장치를 사이에 두고 상기 발광부와 마주 보는 위치에 마련되고, 상기 발광부에서 조사되어 상기 검출대상물을 투과한 광을 수광하는 수광부와, 상기 검출대상물이 상기 수광부와 마주 보는 위치에 정지하도록 상기 자성체에 인력을 인가하는 자석을 포함하는 검출모듈;
    상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키는 검출모듈 구동부; 및
    상기 검출모듈의 자석이 상기 미세유동장치의 자성체와 동일 반경에 위치하도록 상기 검출모듈 구동부를 제어하여 상기 검출모듈을 방사방향으로 이동시키고, 상기 미세유동장치의 자성체가 상기 검출모듈의 자석과 마주 보는 위치로 이동하도록 상기 회전구동부를 제어하여 상기 미세유동장치를 회전시키는 제어부를 포함하는 검사 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 발광부는 면광원 백 라이트 유닛(Back Light Unit)을 포함하는 검사 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 수광부는 CCD 이미지센서 또는 CMOS 이미지센서를 포함하는 검사 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 검출모듈은 상기 검출대상물의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 포함하는 검사 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 온도센서는 적외선온도센서, 써미스터(thermistor), 측온저항체(Resistance Temperature Detector), 및 열전대(thermocouple)를 포함하는 검사 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 검출모듈 구동부는 피딩모터(feeding motor) 또는 스텝핑 모터(stepping motor)를 포함하는 검사 시스템.
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