KR20140012579A

KR20140012579A - 바이오 카트리지

Info

Publication number: KR20140012579A
Application number: KR1020120140398A
Authority: KR
Inventors: 홍종철; 김완중; 성건용; 김승환
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-02-03

Abstract

본 발명은 바이오 카트리지에 관한 것으로, 하우징에 내장된 시약이 저장된 반응챔버와, 상기 하우징으로 공급되는 검체의 상기 반응챔버로의 이송 경로를 제공하는 검체 이송 채널과, 상기 검체와 상기 시약을 혼합하는 혼합 장치와, 그리고 상기 검체에 공압을 제공하는 공압 장치를 포함한다. 상기 공압 장치는 상기 검사 채취 장치의 내부로 진입 가능한 공기 주입 바늘과 상기 공기 주입 바늘과 연결된 공기 이송 채널을 포함한다. 상기 혼합 장치는 상기 시약과 함께 상기 반응챔버 내에 배치된 자성 교반 부재와 상기 자성 교반 부재에 회전력을 제공하는 회전장치를 포함한다. 상기 회전장치는 회전축의 일단에 자석이 구비된 모터를 포함한다.

Description

바이오 카트리지{BIO CARTRIDGES}

본 발명은 바이오 카트리지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 검체와 시약을 능동적으로 혼합할 수 있는 바이오 카트리지에 관한 것이다.

바이오 카트리지는 생체 시료와 시약의 특이적 결합이나 반응 등에 따른 전기적 또는 광학적 신호 변화를 유발하므로써 타겟 물질을 정량적 혹은 정성적으로 분석하고 진단하는 장치다. 바이오 카트리지에 관련하여, 생체 시료와 시약의 원할한 반응, 대용량 생체 시료의 사용, 비교적 저렴한 제조비용 등과 같은 필요가 있을 수 있다.

본 발명은 상기 종래 기술에서의 필요에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대용량의 검체를 진단할 수 있는 바이오 카트리지를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 검체를 보다 쉽게 이송할 수 있는 바이오 카트리지를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 검체와 시약의 원할한 혼합을 유도할 수 있는 바이오 카트리지를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전문적 기술이 없는 일반인이라 하더라도 쉽게 이용할 수 있는 바이오 카트리지를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이오 카트리지는 대용량의 검체를 사용할 수 있는 것을 일 특징으로 한다. 본 발명은 공압 방식으로 검체를 바이오 카트리지로 제공할 수 있는 것을 다른 특징으로 한다. 본 발명은 자석 교반 방식으로 검체와 시약을 효율적으로 혼합할 수 있는 것을 또 다른 특징으로 한다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 카트리지는: 하우징에 내장된 시약이 저장된 반응챔버; 상기 하우징으로 공급되는 검체의 상기 반응챔버로의 이송 경로를 제공하는 검체 이송 채널; 상기 검체와 상기 시약을 혼합하는 혼합 장치; 그리고 상기 검체에 공압을 제공하는 공압 장치를 포함할 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 하우징은 상기 검체를 채취할 수 있는 검체 채취 장치가 장착되는 장착 영역을 포함할 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 검체 이송 채널은 상기 장착 영역을 향해 개방된 인입구를 가질 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 하우징은 상기 검체 채취 장치가 삽입되는 삽입부를 포함하고, 상기 삽입부는 상기 인입구와 연결되고 상기 검체 이송 채널의 상기 입구부로 갈수록 그 폭이 작아질 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 공압 장치는, 상기 검사 채취 장치의 내부로 진입 가능한 공기 주입 바늘과, 그리고 상기 공기 주입 바늘과 연결된 공기 이송 채널을 포함할 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 하우징은 외부로부터 공기가 유입되는 공기 흡입홀을 포함할 수 있다. 상기 공압 장치는 상기 하우징에 내장되고, 상기 공기 이송 채널은 상기 공기 흡입홀과 연결되고 그리고 상기 공기 주입 바늘은 상기 장착 영역으로 돌출될 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 공압 장치는 상기 하우징에 내장되지 아니한 별개의 모듈일 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 하우징은 상기 장착에 장착된 상기 검체 채취 장치를 클램핑하여 고정시키는 클램프를 더 포함할 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 혼합 장치는: 상기 시약과 함께 상기 반응챔버 내에 배치된 자성 교반 부재와; 그리고 상기 자성 교반 부재에 회전력을 제공하는 회전장치를 포함할 수 있다. 상기 회전장치는 회전축의 일단에 자석이 구비된 모터를 포함할 수 있다.

일 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 하우징은, 상기 반응챔버와 연결되어 상기 반응챔버로부터 배출되는 공기의 배출 경로를 제공하는 공기 배출 채널과; 그리고 상기 공기 배출 채널과 연결되어 공기가 배출되는 공기 배출홀을 포함할 수 있다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 카트리지는: 검체 채취 장치가 장착되며 상기 검체 채취 장치가 삽입되는 삽입부가 마련된 장착 영역을 포함하는 하우징; 시약과 교반 부재가 들어있는, 상기 하우징에 내장된 반응챔버; 일단은 상기 삽입부와 연결되고 타단은 상기 반응챔버에 연결된 검체 이송 채널; 상기 교반 부재를 회전시킬 수 있는 동력을 발생시키는, 상기 하우징에 내장된 회전 장치; 그리고 상기 검체 채취 장치의 내부로 공기를 제공하여 상기 검체 채취 장치의 내부에 공압을 발생시키는 공압 장치를 포함할 수 있다.

다른 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 삽입부는 상기 장착 영역의 바닥면으로부터 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 돌출부는 상기 검체 이송 채널의 일단을 향해 내리막 경사진 내면을 포함할 수 있다.

다른 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 삽입부는 상기 장착 영역의 바닥면으로부터 함몰된 함몰부를 포함할 수 있다. 상기 함몰부는 상기 바닥면으로부터 상기 검체 이송 채널의 일단으로 갈수록 폭이 작아질 수 있다.

다른 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 회전 장치는 회전축의 단부에 자석이 구비된 모터를 포함할 수 있다. 상기 교반 부재는 자성을 가져 상기 모터의 동작에 의해 회전하는 상기 자석과 함께 회전할 수 있다.

다른 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 공압 장치는: 상기 검체 채취 장치에 공기를 제공하는 공기 주입 바늘과; 그리고 상기 공기 주입 바늘로 상기 공기를 전달하는 경로를 제공하는 공기 이송 채널을 포함할 수 있다. 상기 공압 장치는 상기 하우징에 내장되고, 상기 공기 주입 바늘은 상기 장착 영역으로 돌출되어 상기 검체 채취 장치로 삽입될 수 있다.

다른 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 하우징은 상기 장착 영역에 장착된 상기 검체 채취 장치의 길이 방향을 따라 이동 가능한 클램프를 더 포함할 수 있다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 카트리지는: 생체 시료를 채취하는 피펫으로부터 상기 생체 시료를 전달받아 상기 생체 시료 내의 타켓 물질과 반응하는 시약이 저장된 반응챔버가 내장된 하우징을 포함할 수 있다. 상기 하우징은: 상기 피펫의 내부로 삽입되어 상기 피펫에 공기를 제공하는 공기 주입 바늘 및 상기 하우징의 외부로부터 주입되는 공기를 상기 공기 주입 바늘로 이송되는 경로를 제공하는 공기 이송 채널을 포함하는 공압 장치와; 상기 생체 시료가 상기 피펫으로부터 상기 반응챔버로 이송되는 경로를 제공하는 검체 이송 채널과; 그리고 상기 시약과 함께 상기 반응챔버에 들어있는 교반 부재 및 상기 교반 부재를 회전시킬 수 있는 회전력을 발생시키는 회전축의 일단에 자석이 구비된 모터를 포함하는 혼합 장치를 포함할 수 있다. 상기 공압 장치는 상기 피펫의 내부에 공압을 발생시켜 상기 생체 시료를 상기 검체 이송 채널을 따라 상기 반응챔버로 이송시킬 수 있다. 상기 혼합 장치는 상기 모터의 구동으로 상기 교반 부재를 회전시켜 상기 반응챔버로 이송된 상기 생체 시료를 상기 반응챔버에 저장된 상기 시약과 혼합할 수 있다.

또 다른 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 하우징은 일측면이 리세스되어 정의된 피펫 장착 영역을 포함할 수 있다. 상기 피펫 장착 영역에는 상기 피펫이 삽입되는 깔때기 형상의 삽입부가 마련될 수 있다.

또 다른 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 교반 부재는 자성을 갖는 볼, 베어링 혹은 바 형태를 가질 수 있다.

또 다른 실시예의 바이오 카트리지에 있어서, 상기 생체 시료는 배뇨를 포함할 수 있다. 상기 시약은 크레아티닌을 상기 타겟 물질로 하는 피크르산, 혹은 마이크로알부민을 상기 타겟 물질로 하는 폴리비닐파이롤리돈을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 외부 펌프를 통해 공급되는 공기압을 이용하여 바이오 카트리지로 검체를 용이하게 이송할 수 있고 자석 교반 방식으로 검체와 시약의 반응이 원할히 일어나도록 혼합할 수 있다. 이에 따라, 대용량의 검체를 시약에 효율적으로 혼합할 수 있다. 아울러, 시약이 바이오 카트리지에 미리 제공되어 있어서 일회용 카트리지로 활용할 수 있으며, 검체를 보다 쉽게 바이오 카트리지로 제공할 수 있어 전문인은 물론 일반인이 간편하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 카트리지를 도시한 단면도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 카트리지를 이용한 진단 방법을 도시한 단면도들.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이어 카트리지를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이어 카트리지를 도시한 단면도.

이하, 본 발명에 따른 바이오 카트리지를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 카트리지를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 바이오 카트리지(1)는 하우징(100)에 내장된 시약(20)이 저장된 반응챔버(110), 상기 하우징(100)의 외부에서 상기 반응챔버(110)로 검체(10)를 안내하는 검체 이송 채널(150), 상기 검체(10)가 저장된 피펫(170)에 공압을 부여할 수 있는 공압 장치(120), 및 상기 반응챔버(110) 내에 제공되는 상기 검체(10)를 상기 시약(20)과 혼합하기 위한 회전 장치(130)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 상기 바이오 카트리지(1)는 상기 시약(20)이 미리 제공되어 있고 상기 검체(10)를 채취하여 상기 바이오 카트리지(1)에 제공하므로써 상기 검체(10) 내의 타겟 물질을 측정할 수 있는 일회용 카트리지일 수 있다.

상기 검체(10)는 상기 피펫(170)에 의해 채취되어 상기 바이오 카트리지(1)로 제공될 수 있다. 상기 피펫(170)은 사용자가 상기 피펫(170)을 눌렀다 놓으므로써 상기 검체(10)의 채취가 가능할 수 있는 폴리머와 같은 연질로 구성될 수 있다. 상기 피펫(170)은 상기 검체(10)의 정량 채취가 가능하도록 누를 때의 변위가 고정될 수 있게 디자인될 수 있다. 상기 피펫(170)은 검체 채취 장치의 하나로서 상기 바이오 카트리지(1)에 반드시 포함되는 부속품이 아니다. 상기 피펫(170)은 시중에서 구입할 수 있는 폴리에틸렌(polyethylene) 재질의 일회용 피펫일 수 있다. 다른 예로, 상기 피펫(170)은 상기 바이오 카트리지(1)와 조합되어 진단 키트를 구성할 수 있다.

상기 하우징(100)은 일측면이 리세스되어 정의된 피펫 장착 영역(102)을 포함할 수 있다. 상기 피펫 장착 영역(102)의 측면에는 상기 피펫(170)을 고정시키기 위한 클램프(140)가 더 설비되어 있을 수 있다. 상기 클램프(140)는 상기 피펫 장착 영역(102)의 측면에 고정될 수 있다. 다른 예로, 상기 클램프(140)는 상기 피펫 장착 영역(102)의 측면을 따라 상하 이동 가능하게, 즉 상기 피펫(170)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 설비될 수 있다. 이에 따르면, 상기 클램프(140)는 상기 피펫(170)의 높이에 상관없이 상기 피펫(170)을 안정적으로 클램핑할 수 있다.

상기 반응챔버(110)는 상기 검체 이송 채널(150)과 연결되어 상기 피펫(170)으로부터 상기 검체(10)를 제공받을 수 있다. 일례에 따르면, 상기 바이오 카트리지(1)는 반응챔버(110)로부터 여분의 공기를 배출하기 위한 공기 배출 채널(155)을 더 포함할 수 있고, 공개 배출 채널(155)의 단부는 공기 배출홀(157)과 연결될 수 있다. 상기 시약(20)은 상기 반응챔버(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 상기 시약(20)은 액체 상태이거나 혹은 동결 건조된 상태일 수 있다.

상기 피펫 장착 영역(102)의 바닥면(102s)에는 상기 피펫(170)의 하단이 삽입되는 삽입부(104)가 구비되어 있을 수 있다. 상기 삽입부(104)는 상기 검체 이송 채널(150)의 인입구(150a)와 연결될 수 있다. 상기 삽입부(104)는 가령 돌출된 형상을 가질 수 있고, 상기 검체 이송 채널(150)의 인입구(150a)를 향해 내리막 경사진 내면(104s)을 가질 수 있다. 다시 말해, 상기 삽입부(104)는 상기 검체 이송 채널(150)의 인입구(150a)로부터 멀어질수록(즉 위로 갈수록) 그 폭(W1)이 커지는 깔때기(funnel) 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 검체(10)의 상기 검체 이송 채널(150)로의 용이한 제공이 가능해지고 상기 검체(10)의 누설이 방지될 수 있다.

상기 공압 장치(120)는 외부로부터 제공되는 공기가 이송되는 공기 이송 채널(125)과 상기 제공된 공기를 상기 피펫(170)으로 주입하는 공기 주입 바늘(122)을 포함할 수 있다. 상기 공기 이송 채널(125)의 단부는 공기 흡입 홀(127)과 연결되어 외부로부터 공기를 제공받을 수 있다. 상기 공기 흡입홀(127)은 상기 하우징(100)의 외부를 향해 개구되고, 공기는 상기 공기 흡입홀(127)을 통해 상기 공압 장치(120)로 제공될 수 있다. 공기는 공기 흡입홀(127)과 연결된 외부 펌프(190)에 의해 제공될 수 있다. 일례에 따르면, 상기 공압 장치(120)는 상기 하우징(100)에 내장될 수 있고, 상기 공기 주입 바늘(122)은 상기 하우징(100)의 외부로 돌출될 수 있다. 이를테면, 상기 공기 주입 바늘(122)은 상기 피펫 장착 영역(102)으로 돌출될 수 있다. 따라서, 상기 공기 주입 바늘(122)은 상기 피펫 장착 영역(102)에 장착된 상기 피펫(170)의 내부로 들어갈 수 있다. 상기 피펫(170)이 폴리에틸렌과 같은 연질로 구성된 경우, 상기 주입 바늘(122)에 의해 상기 피펫(170)에 구멍이 뚫리더라도 공기가 누설되는 현상이 없을 수 있다.

본 실시예에 의하면, 상기 공압 장치(120)를 이용한 공압으로써 상기 검체(10)를 강제적으로 혹은 효과적으로 상기 바이오 카트리지(1)에 제공할 수 있다. 본 실시예와 다르게, 상기 검체(10)를 모세관 현상, 마이크로피펫, 전기영동 등과 같은 방식으로 바이오 카트리지(1)에 제공할 수 있을 것이다. 본 실시예의 공압 방식은 상기 검체(10)를 강제적으로 바이오 카트리지(1)에 제공하는 것이므로 상기 모세관 현상, 마이크로피펫, 전기영동 방식에 비해 더 효율적일 수 있다. 게다가, 본 실시예의 공압 방식은 대용량(예: 수십 내지 수백 ㎕)의 검체를 이송할 수 있다.

상기 회전 장치(130)는 일단에 자석(135)이 구비된 모터를 포함할 수 있다. 상기 자석(135)은 상기 회전 장치(130)의 회전축에 연결되어 상기 회전 장치(130)의 구동에 의해 회전할 수 있다. 그리고, 상기 반응챔버(110) 내에는 자성체로 구성된 교반 부재(115)가 구비되어 있을 수 있다. 상기 교반 부재(115)는 자성 볼 혹은 베어링을 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 교반 부재(115)는 바(bar) 형태를 가질 수 있다. 상기 회전 장치(130)의 구동에 의해 상기 자석(135)이 회전하고, 상기 자석(135)의 회전에 의해 상기 볼 형태의 교반 부재(115)가 자전 및/또는 공전 운동하면서 상기 검체(10)와 상기 시약(20)을 능동적으로 혼합할 수 있다. 이에 따라, 상기 검체(10)와 상기 시약(20)의 원할한 반응을 유도할 수 있다. 상기 회전 장치(130)는 상기 반응챔버(110)의 측면, 전면, 후면, 혹은 저면에 배치될 수 있다.

본 실시예와 다르게, 미세유체(microfluidic) 구조를 이용하여 검체와 시약을 동시에 주입하므로써 혼합을 유도할 수 있을 것이다. 일반적으로 일회용 카트리지의 경우 시약이 미리 카트리지에 제공되어야 하며 검체를 추가적으로 더 제공되어야 할 것이다. 그러므로, 상기 미세유체(microfluidic) 구조로써 검체와 시약을 혼합하는 방식은 일회용 카트리지에 적용될 수 없을 것이다. 본 실시예에 따르면, 상기 시약(20)이 상기 바이오 카트리지(1)에 미리 제공되어 있고, 상기 검체(10)를 추가적으로 제공하여 상기 시약(20)과 혼합될 수 있어, 상기 바이오 카트리지(1)를 일회용 카트리지로 활용할 수 있다.

<진단 방법>

도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 카트리지를 이용한 진단 방법을 도시한 단면도들이다.

도 2a를 참조하면, 상기 피펫(170)으로 검체(10)를 채취한 후 상기 바이오 카트리지(1)에 장착할 수 있다. 가령, 상기 피펫(170)은 상기 피펫 장착 영역(102)으로 제공되어 상기 삽입부(104)에 삽입될 수 있다. 상기 클램프(140)가 더 설비된 경우 상기 피펫(170)은 상기 클램프(140)에 의해 안정적으로 고정되어 장착될 수 있다. 상기 피펫(170)의 삽입부(104)로의 삽입과 동시에 상기 공기 주입 바늘(122)이 상기 피펫(170)의 내부로 진입될 수 있다. 상기 공압 장치(120)로 공기가 제공되고, 제공된 공기는 상기 공기 주입 바늘(122)을 통해 상기 피펫(170)으로 공급되어 공압이 발생될 수 있다. 상기 피펫(170)에 의해 채취된 상기 검체(10)는 상기 공압의 작용에 따라 상기 검체 이송 채널(150)로 공급될 수 있다. 상기 검체 이송 채널(150)을 따라 이송된 검체(10)는 상기 반응챔버(110)로 제공될 수 있다. 도 2a에서 실선화살표는 공기의 흐름을 점선화살표는 상기 검체(10)의 흐름을 나타낸다.

도 2b를 참조하면, 상기 반응챔버(110) 내로 제공된 상기 검체(10)는 상기 반응챔버(110)에 제공되어 있던 상기 시약(20)과 섞여 혼합물(30)을 이룰 수 있다. 상기 혼합물(30)은 상기 회전 장치(130)의 작동에 의해 회전하는 상기 자석(135)을 따라 회전하는 상기 교반 부재(115) 의해 균일하게 혼합될 수 있다. 발광부와 수광부를 포함하는 카트리지 리더를 이용하여 상기 혼합물(30)의 광투과도 혹은 흡광도를 측정할 수 있다.

일례에 따르면, 상기 바이오 카트리지(1)는 타겟 물질을 갖는 검체(10)를 시약(20)에 혼합하여 광투과도나 흡광도 변화를 측정하므로써 상기 타겟 물질의 농도를 측정할 수 있다. 상기 타겟 물질의 농도의 측정으로써 상기 타겟 물질과 관련된 질병을 진단할 수 있다. 이릍테면, 상기 검체(10)는 배뇨와 같은 생체 시료일 수 있고, 상기 시약(20)은 배뇨 내의 크레아티닌(creatinine)의 농도를 검출할 수 있는 피크르산(picric acid)을 포함할 수 있다. 이 경우, 도 2a에 도시된 바와 같이 피크르산과 수산화나트늄을 혼합한 상기 시약(20)의 광투과도를 측정하여 기준값으로 설정할 수 있다. 그런다음, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 시약(20)에 상기 피펫(170)에 의해 채취된 배뇨를 추가적으로 혼합한 후 상기 혼합물(30)의 광투과도의 변화를 측정하여 기준값과 비교할 수 있다. 상기 광투과도의 변화를 통해 크레아니틴의 농도를 측정하므로써 신장 질환을 진단할 수 있다.

다른 예로, 상기 시약(20)은 배뇨 내의 마이크로알부민(microalbumin)의 농도를 측정할 수 있는 폴리비닐파이롤리돈(polyvinylpyrrolidone)을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 혼합물(30)의 흡광도 변화를 통해 마이크로알부민의 농도를 측정하여 신장 질환을 진단할 수 있다.

상기 검체(10)와 상기 시약(20)의 예는 본 발명을 이에 한정하려는 의도가 전혀 아니라는 것에 유의하여야 할 것이다. 상기 진단 방법은 상기 바이오 카트리지(1)에 국한된 것이 아니라 본 명세서에 개시된 다른 실시예들의 바이오 카트리지들(2,3)을 이용하여 구현될 수 있다.

<실시예 2>

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이어 카트리지를 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 바이오 카트리지(2)는 피펫 장착 영역(102)의 바닥면(102s)으로부터 리세스된 삽입부(105)를 가질 수 있다. 상기 삽입부(105)는 검체 이송 채널(150)의 인입구(150a)를 향해 내리막 경사진 내면(105s)을 가질 수 있다. 그러므로, 상기 삽입부(105)는 상기 검체 이송 채널(150)의 인입구(150a)로부터 멀어질수록(즉 위로 갈수록) 그 폭(W2)이 커지는 깔때기 형상을 가질 수 있다. 이 외는 실시예 1의 상기 바이오 카트리지(1)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

<실시예 3>

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이어 카트리지를 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 바이오 카트리지(3)는 하우징(100)에 내장되지 않은 공압 장치(120a)를 포함할 수 있다. 가령, 상기 바이오 카트리지(3)는 하우징(100)에 내장된 시약(20)이 저장되고 교반 부재(115)가 들어있는 반응챔버(110), 상기 하우징(100)의 외부에서 상기 반응챔버(110)로 검체(10)를 안내하는 검체 이송 채널(150), 및 상기 반응챔버(110) 내에 제공되는 상기 검체(10)를 상기 시약(20)과 혼합하기 위한 회전 장치(130)를 포함할 수 있다.

상기 공압 장치(120)는 하나의 모듈을 구성하거나, 혹은 카트리지 리더와 같은 별도의 장치에 포함될 수 있다. 상기 교반 부재(115)는 마크네틱 바일 수 있다. 다른 예로, 상기 교반 부재(115)는 자성체 볼이나 베어링일 수 있다. 삽입부(104)는 도 1에 도시된 것처럼 돌출된 형상을 갖거나 혹은 도 3에 도시된 것처럼 함몰된 형상을 가질 수 있다.

이 외는 실시예 1의 상기 바이오 카트리지(1)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 피펫(170)이 검체(10)를 상기 반응챔버(110)로 강제적으로 제공할 수 있도록 공압을 발생시킬 수 있게 설계된 경우 상기 공압 장치(120)는 구비되지 않을 수 있다.

이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1, 2, 3: 바이오 카트리지 10: 검체
20: 시약 30: 검체와 시약의 혼합물
100: 하우징 102: 피펫 장착 영역
104, 105: 삽입부 110: 반응챔버
115: 교반 부재 120: 공압 장치
122: 공기 주입 바늘 125: 공기 이송 채널
127: 공기 흡입홀 130: 회전 장치
135: 자석 140: 클램프
150: 검체 이송 채널 155: 공기 배출 채널
157: 공기 배출홀 170: 피펫
190: 외부 펌프

Claims

하우징에 내장된 시약이 저장된 반응챔버;
상기 하우징으로 공급되는 검체의 상기 반응챔버로의 이송 경로를 제공하는 검체 이송 채널;
상기 검체와 상기 시약을 혼합하는 혼합 장치; 그리고
상기 검체에 공압을 제공하는 공압 장치를;
포함하는 바이오 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 검체를 채취할 수 있는 검체 채취 장치가 장착되는 장착 영역을 포함하는 바이오 카트리지.
제2항에 있어서,
상기 검체 이송 채널은 상기 장착 영역을 향해 개방된 인입구를 갖는 바이오 카트리지.
제3항에 있어서,
상기 하우징은 상기 검체 채취 장치가 삽입되는 삽입부를 포함하고, 상기 삽입부는 상기 인입구와 연결되고 상기 검체 이송 채널의 상기 입구부로 갈수록 그 폭이 작아지는 바이오 카트리지.
제2항에 있어서,
상기 공압 장치는, 상기 검사 채취 장치의 내부로 진입 가능한 공기 주입 바늘과, 그리고 상기 공기 주입 바늘과 연결된 공기 이송 채널을 포함하는 바이오 카트리지.
제5항에 있어서,
상기 하우징은 외부로부터 공기가 유입되는 공기 흡입홀을 포함하고,
상기 공압 장치는 상기 하우징에 내장되고, 상기 공기 이송 채널은 상기 공기 흡입홀과 연결되고, 그리고 상기 공기 주입 바늘은 상기 장착 영역으로 돌출된 바이오 카트리지.
제5항에 있어서,
상기 공압 장치는 상기 하우징에 내장되지 아니한 별개의 모듈인 바이오 카트리지.
제2항에 있어서,
상기 하우징은 상기 장착에 장착된 상기 검체 채취 장치를 클램핑하여 고정시키는 클램프를 더 포함하는 바이오 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 혼합 장치는:
상기 시약과 함께 상기 반응챔버 내에 배치된 자성 교반 부재와; 그리고
상기 자성 교반 부재에 회전력을 제공하는 회전장치를 포함하고,
상기 회전장치는 회전축의 일단에 자석이 구비된 모터를 포함하는 바이오 카트리지.
제1항에 있어서,
상기 하우징은, 상기 반응챔버와 연결되어 상기 반응챔버로부터 배출되는 공기의 배출 경로를 제공하는 공기 배출 채널과; 그리고 상기 공기 배출 채널과 연결되어 공기가 배출되는 공기 배출홀을 포함하는 바이오 카트리지.
검체 채취 장치가 장착되며 상기 검체 채취 장치가 삽입되는 삽입부가 마련된 장착 영역을 포함하는 하우징;
시약과 교반 부재가 들어있는, 상기 하우징에 내장된 반응챔버;
일단은 상기 삽입부와 연결되고 타단은 상기 반응챔버에 연결된 검체 이송 채널;
상기 교반 부재를 회전시킬 수 있는 동력을 발생시키는, 상기 하우징에 내장된 회전 장치; 그리고
상기 검체 채취 장치의 내부로 공기를 제공하여 상기 검체 채취 장치의 내부에 공압을 발생시키는 공압 장치를;
포함하는 바이오 카트리지.
제11항에 있어서,
상기 삽입부는 상기 장착 영역의 바닥면으로부터 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 검체 이송 채널의 일단을 향해 내리막 경사진 내면을 포함하는 바이오 카트리지.
제11항에 있어서,
상기 삽입부는 상기 장착 영역의 바닥면으로부터 함몰된 함몰부를 포함하고, 상기 함몰부는 상기 바닥면으로부터 상기 검체 이송 채널의 일단으로 갈수록 폭이 작아지는 바이오 카트리지.
제11항에 있어서,
상기 회전 장치는 회전축의 단부에 자석이 구비된 모터를 포함하고, 그리고
상기 교반 부재는 자성을 가져 상기 모터의 동작에 의해 회전하는 상기 자석과 함께 회전하는 바이오 카트리지.
제11항에 있어서,
상기 공압 장치는:
상기 검체 채취 장치에 공기를 제공하는 공기 주입 바늘과; 그리고 상기 공기 주입 바늘로 상기 공기를 전달하는 경로를 제공하는 공기 이송 채널을 포함하고,
상기 공압 장치는 상기 하우징에 내장되고, 상기 공기 주입 바늘은 상기 장착 영역으로 돌출되어 상기 검체 채취 장치로 삽입되는 바이오 카트리지.
제11항에 있어서,
상기 하우징은 상기 장착 영역에 장착된 상기 검체 채취 장치의 길이 방향을 따라 이동 가능한 클램프를 더 포함하는 바이오 카트리지.
생체 시료를 채취하는 피펫으로부터 상기 생체 시료를 전달받아 상기 생체 시료 내의 타켓 물질과 반응하는 시약이 저장된 반응챔버가 내장된 하우징을 포함하고,
상기 하우징은:
상기 피펫의 내부로 삽입되어 상기 피펫에 공기를 제공하는 공기 주입 바늘 및 상기 하우징의 외부로부터 주입되는 공기를 상기 공기 주입 바늘로 이송되는 경로를 제공하는 공기 이송 채널을 포함하는 공압 장치와;
상기 생체 시료가 상기 피펫으로부터 상기 반응챔버로 이송되는 경로를 제공하는 검체 이송 채널과; 그리고
상기 시약과 함께 상기 반응챔버에 들어있는 교반 부재 및 상기 교반 부재를 회전시킬 수 있는 회전력을 발생시키는 회전축의 일단에 자석이 구비된 모터를 포함하는 혼합 장치를 포함하고,
상기 공압 장치는 상기 피펫의 내부에 공압을 발생시켜 상기 생체 시료를 상기 검체 이송 채널을 따라 상기 반응챔버로 이송시키고, 그리고
상기 혼합 장치는 상기 모터의 구동으로 상기 교반 부재를 회전시켜 상기 반응챔버로 이송된 상기 생체 시료를 상기 반응챔버에 저장된 상기 시약과 혼합하는 바이오 카트리지.
제17항에 있어서,
상기 하우징은 일측면이 리세스되어 정의된 피펫 장착 영역을 포함하고, 상기 피펫 장착 영역에는 상기 피펫이 삽입되는 깔때기 형상의 삽입부가 마련된 바이오 카트리지.
제17항에 있어서,
상기 교반 부재는 자성을 갖는 볼, 베어링 혹은 바 형태를 갖는 바이오 카트리지.
제17항에 있어서,
상기 생체 시료는 배뇨를 포함하고,
상기 시약은 크레아티닌을 상기 타겟 물질로 하는 피크르산, 혹은 마이크로알부민을 상기 타겟 물질로 하는 폴리비닐파이롤리돈을 포함하는 바이오 카트리지.