KR20140044060A - 바이오칩 - Google Patents

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KR20140044060A
KR20140044060A KR1020120109988A KR20120109988A KR20140044060A KR 20140044060 A KR20140044060 A KR 20140044060A KR 1020120109988 A KR1020120109988 A KR 1020120109988A KR 20120109988 A KR20120109988 A KR 20120109988A KR 20140044060 A KR20140044060 A KR 20140044060A
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유문조
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(주)바이오필리아
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Abstract

본 발명은 표준시약; 적어도 하나의 혈액샘플; 및 일면에 상기 표준시약이 부착된 복수의 웰(well)을 구비한 기판을 포함하며, 상기 복수의 웰(well) 중 하나의 열(row)에는 상기 표준시약이 농도에 따라 다르게 부착되며, 상기 혈액샘플을 상기 하나의 열을 제외한 웰(well)에 가하여 적어도 하나의 혈액으로 복수의 질병을 진단할 수 있는 바이오칩(Biochip)에 관한 것으로서, 적어도 하나의 혈액 샘플에 대하여 복수의 질병을 농도별로 신속, 정확하게 진단할 수 있는 바이오칩(Biochip)에 관한 것이다.

Description

바이오칩{Biochip}
본 발명은 바이오칩(Biochip)에 관한 것으로서, 구체적으로 적어도 하나의 혈액 샘플에 대하여 복수의 질병을 농도별로 신속, 정확하게 진단할 수 있는 바이오칩(Biochip)에 관한 것이다.
일반적으로 바이오칩은 유리, 실리콘 혹은 나일론 등의 재질을 갖는 기판 위에 DNA, 단백질, 혈액 등의 생물학적 분자들로 구성되는 표준시약이 규칙적으로 배열된 형태로 형성된다.
상기 바이오칩은 기판에 고정된 표준시약과 표적샘플의 생/화학적인 반응을 기본적으로 이용하며, 이러한 표준시약과 표적샘플의 생/화학적인 반응의 대표적인 예는 DNA 염기간의 상보적인 결합이나 항원-항체 반응을 들 수 있다.
바이오칩에 의한 진단은 대부분 광학적인 과정을 통하여 생/화학적 반응이 일어나는 정도를 검출함으로써 이루어진다.
일반적으로 이용되는 광학적인 과정은 형광 또는 발광을 이용하고 있다.
이때, 생/화학적인 반응이 일어난 정도에 따라서 잔류하는 형광물질 또는 발광물질의 양도 달라지므로, 형광물질 또는 발광물질에서 발생되는 광의 양도 달라진다.
상기 발생된 광의 양을 측정하기 위해서는 CCD 카메라, 레이저 스캐너, 정밀 현미경 등의 별도의 스캐닝 장치가 필요하다.
이러한, CCD 카메라, 레이저 스캐너, 정밀 현미경 등은 고가의 장치로서, 바이오칩의 상용화에 많은 장애로 작용하고 있다.
한편, 최근에 진행된 진단키트에 관련된 연구는, 다수의 혈액 샘플을 이용하여 하나의 질병군에 대하여 진단하는 것을 위주로 하고 있다.
예컨대, 간암의 경우에 다수의 혈액 샘플을 이용하여 진단키트에 간암을 나타내는 표준시약과 상기 다수의 혈액 샘플과의 반응을 통하여 다수의 혈액 중 간암이라는 하나의 질병을 진단하는 방식으로 연구가 진행되고 있는 실정이다.
따라서, 하나의 혈액 샘플에 대하여 다수의 질병을 진단하는 것은 한 사람에 대한 각종 질병에 대한 진단이 가능하다는 점에서 필요하다고 할 수 있으나. 아직 이에 대한 연구는 미비한 실정이다.
일반적으로 다수의 질병을 간단히 진단할 수 있는 진단키트는 있으나, 상기 다수의 질병만큼의 표준 시약이 필요한 경우 또는 상술한 고가의 장치가 필요한 경우 등 아직 상용화에는 많은 문제가 있음을 알 수 있다.
본 발명은 바이오칩(Biochip)에 관한 것으로서, 구체적으로 적어도 하나의 혈액 샘플에 대하여 복수의 질병을 농도별로 신속, 정확하게 진단할 수 있는 바이오칩(Biochip)에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩(Biochip)은
하나의 표준시약; 및
일면에 상기 표준시약이 부착된 복수의 웰(well)을 구비한 기판을 포함하며, 상기 복수의 웰(well) 중 하나의 열(row)에는 상기 표준시약이 농도에 따라 다르게 부착되며, 하나의 혈액샘플을 상기 하나의 열을 제외한 웰(well)에 가하여 복수의 질병을 농도별로 진단할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 복수의 웰(well)은 6 내지 1536 웰이다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 기판은 플라스틱 또는 유리재질로 만든다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 본 발명에 의한 바이오칩은 알러지(Allergy)진단에 사용된다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 바이오칩은 희석액과 세척액 중의 어느 하나이상을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩(Biochip)은,
하나의 표준시약;
일면에 복수의 제1 웰(well)을 구비한 제1기판; 및
상기 제1 웰(well)에 삽입되며, 상기 표준시약이 부착된 복수의 제2 웰(well)을 포함하는 제2기판;을 포함하며,
상기 복수의 제2 웰(well) 중 하나의 열(row)에는 상기 표준시약이 농도에 따라 다르게 부착되며, 하나의 혈액샘플을 상기 하나의 열을 제외한 웰(well)에 가하여 복수의 질병을 농도별로 진단할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 제2기판은 제2웰별로 쪼개어 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 혈액 샘플, 특히 한 사람의 혈액 샘플을 사용하여 복수의 질병을 농도별로 신속, 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 복수의 질병을 진단하기 위해 사용되는 표준 시약을 하나만 사용하여도 상기 복수의 질병을 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 형광물질을 사용하여 질병을 진단할 경우 필요한 고가의 장비가 필요치 않으므로, 경제적으로 복수의 질병을 진단할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 분리 가능한 복수의 제2 웰이 기판에 형성된 제1 웰에 삽입된 형태로 사용함으로써, 기판상에 형성된 진단에 필요한 웰 만을 사용하되, 복수의 웰 전부를 사용할 필요가 없어 경제적인 효과가 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 A-A' 단면의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면의 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩(110)은 표준시약(116); 적어도 하나의 혈액샘플(117); 및 일면에 상기 표준시약(116)이 부착된 복수의 웰(well)(114)을 구비한 기판(112)을 포함하며, 상기 복수의 웰(well)(114) 중 하나의 열(row)에는 상기 표준시약(116)이 농도에 따라 다르게 부착되며, 상기 혈액샘플(117)을 상기 하나의 열을 제외한 웰(well)(114)에 가하여 적어도 하나의 혈액으로 복수의 질병을 진단할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판(112)에는 소정의 간격을 두고 복수 개의 웰(114)이 형성될 수 있으며, 상기 웰(114)은 격벽에 의하여 구획될 수 있다. 상기 웰(114)은 기판(112)의 일면으로부터 소정의 깊이로 형성된 것으로, 미세한 홈으로 이해될 수 있다.
상기 웰(114)의 직경은 마이크로 단위일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 웰(114)의 직경은 50 내지 1000㎛일 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 웰(114) 간의 간격은 이에 제한되지 않으나, 50 내지 1000㎛일 수 있다.
상기 복수의 웰(114)에는 표준시약(116)이 부착될 수 있다. 상기 표준시약(116)은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 세포 배양액, 특정 약물, 각종 수용액일 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 표준시약(116)은 특별히 제한되는 것은 아니나, 표준시약은 한 종류만 사용한다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에서는 질병 진단을 위하여 상기 표준시약(116)과 반응하는 표적샘플로서, 혈액 샘플(117)을 한정하여 설명하고 있으나, 상기 표적 샘플이 혈액 샘플에 한정되는 것은 아니며, DNA, 단백질 등의 생물학적 분자가 사용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩(110)은 일반적인 진단 키트와는 달리 적어도 하나의 혈액 샘플(117), 특히 한 사람의 혈액 샘플을 사용하여 복수의 질병을 농도별로 신속, 정확하게 진단할 수 있다.
최근에 진행된 진단 키트에 관련된 연구는, 다수의 혈액 샘플을 이용하여 하나의 질병군에 대하여 진단하는 것을 위주로 하고 있다.
예컨대, 간암의 경우에 다수의 혈액 샘플을 이용하여 진 단키트에 간암을 나타내는 표준시약과 상기 다수의 혈액 샘플과의 반응을 통하여 다수의 혈액 중 간암이라는 하나의 질병을 진단하는 방식으로 연구가 진행되고 있는 실정이다.
따라서, 하나의 혈액 샘플에 대하여 다수의 질병을 진단하는 것은 한 사람에 대한 각종 질병에 대한 진단이 가능하다는 점에서 필요하다고 할 수 있으나. 아직 이에 대한 연구는 미비한 실정이다.
일반적으로 다수의 질병을 간단히 진단할 수 있는 진단 키트는 있으나, 상기 다수의 질병만큼의 표준 시약이 필요한 경우가 대부분이어서 한 사람에 대한 복수의 질병을 진단하는 것이 용이하지 않다.
또한, 상기의 진단 키트 역시 후술하는 바와 같이 형광 또는 발광을 통하여 질병을 진단하는 관계로 CCD 카메라, 레이저 스캐너, 정밀 현미경 등의 별도의 고가 스캐닝 장치가 필요한 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하나의 표준 시약을 사용하더라도 한 사람의 혈액 샘플을 이용하여 복수의 질병을 농도별로 신속, 정확하게 진단할 수 있으며, 더 나아가 상기 질병의 진단에 있어서 상기 고가의 장치가 필요 없는 장점이 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩은 형광 또는 발광을 이용하는 것이 아니라 혈액 샘플과 표준 시약과의 반응에 의한 농도별 질병 진단이 가능하기 때문에, 일반적으로 실험실에서 사용하는 이미지 분석 장치로도 가능하다.
상기 기판(112)은 이에 제한되는 것은 아니나, 플라스틱 또는 유리로 형성될 수 있다.
상기 플라스틱의 구체적인 종류는 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리에틸렌 등이 있으며, 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 기판(112)의 열적 안정성을 위하여 유리 재질을 사용할 수도 있음을 물론이며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 복수의 웰(well)(114)은 그 개수에 있어서 특별히 제한되지 않으며, 진단하고자 하는 질병수 또는 농도에 따라 다양한 개수가 적용될 수 있으며, 예를 들어 6 내지 1536 웰인 것을 특징으로 한다.
후술하는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 바이오칩은 상기 복수의 웰이 제1 웰과 상기 제1 웰과 분리 가능하며, 제1 웰에 삽입될 수 있는 복수의 제2 웰의 구조를 가짐으로써, 필요한 개수만큼의 웰만을 사용하여 경제적으로 질병의 진단이 가능하다.
상기 기판(112)의 하부에는 추가로 리저버(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 리저버는 소정의 깊이를 가지는 수용부를 가지며, 상기 수용부에는 액체가 수용될 수 있다.
상기 액체에 의하여 바이오칩의 증기압이 유지될 수 있으며, 상기 액체는 세포 배양 및 다양한 실험이 수행되는 온도에서 적절한 속도로 증발하는 액체일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 액체는 물(water)이나 탈이온수일 수 있다.
상기 리저버는 상기 웰(114)의 하부에 형성될 수 있다. 상기 리저버는 상기 웰의 바닥면과 접하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 리저버는 상기 기판(112) 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.
상기 리저버는 복수 개의 수용부를 가질 수 있고, 상기 수용부 각각은 하나의 웰에 대응하여 형성되거나, 상기 복수 개의 웰을 연결하도록 형성될 수 있다.
상기 바이오칩(110)은 본 발명의 목적에 따라 희석액 및 세척액을 더 포함할 수도 있으며, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩(110)을 이용한 질병의 진단은 종래의 바이오칩을 이용한 질병의 진단과 아래와 같은 점에서 차이가 있다.
우선, 기판(112)의 일면에 구비된 복수의 웰(well)(114) 중 하나의 열(row)에는 표준시약(116)이 농도에 따라 다르게 부착될 수 있다.
상기 농도별 표준시약은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 복수의 질병에 대한 것이다.
농도별 질병을 비교하기 위해 부착되는 상기 표준시약은 상기 복수의 웰(well)(114) 중 하나의 열(row)에 부착될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 표준시약은 발명의 목적에 따라 다양하게 변형되어 부착될 수 있으며, 예를 들면 진단하고자 하는 질병의 수에 따르거나 질병의 농도에 따라 기준을 정하여 부착될 수도 있고, 부착되는 열(row)의 개수에도 제한이 없음은 물론이다.
다음으로, 혈액샘플(117)을 상기 질병을 비교하기 위해 표준시약이 부착된 웰(well)(114)을 제외한 나머지 웰(well)에 가할 수 있다.
상기 나머지 웰(well)에는 상기 가해진 혈액샘플(117)과의 반응을 위하여 표준시약이 부착되어 있음은 물론이다.
상기와 같은 간단한 절차를 통하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩을 사용하면, 적어도 하나의 혈액으로 복수의 질병을 진단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 질병의 진단은 상기 복수의 질병을 농도별로 진단할 수 있으며, 상기 복수의 질병 중 하나의 질병을 농도별로 진단할 수도 있다.
또한, 상기 질병의 진단은 하나의 표준시약이 부착된 웰을 포함하는 기판상에서 한 사람의 혈액 샘플을 이용하여 복수의 질병을 진단할 수 있다.
상기 복수의 질병은 특별히 제한되지 않으며, 각종 암(cancer)일 수도 있으며, 특히 알러지(Allergy)일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩을 이용함으로써, 환자 한 사람에 대한 각종 알러지(Allergy)에 관한 정보를 간단히 그리고, 정확하게 진단할 수 있다.
상기의 진단은 농도별로 준비되는 표준시약과의 비교를 통하여 정밀한 수준으로 진단될 수 있으며, 따라서 일반적인 바이오칩에 비하여 상기 질병 진단이 정확할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1의 A-A' 단면의 확대도이다.
도 3을 참조하면, 바이오칩(110)은 표준시약(116); 및 일면에 복수의 제1 웰(well)(114a)을 구비한 제1기판(112a)하고, 상기 제1 웰(well)(114a)에 삽입되며 상기 표준시약(116)이 부착된 복수의 제2 웰(well)(114b)을 포함하는 제2기판(112b);을 포함하며, 상기 복수의 제2 웰(well) (114b) 중 하나의 열(row)에는 상기 표준시약(116)이 농도에 따라 다르게 부착되며, 상기 혈액샘플을 상기 하나의 열을 제외한 제2웰(well) (114b)에 가하여 적어도 하나의 혈액으로 복수의 질병을 진단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 바이오칩에 관한 특징을 아래에서 구체적으로 설명하며, 다만 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩과 동일한 특징에 대한 설명은 중복 방지를 위해 여기서는 생략하도록 한다.
상기 복수의 제1 웰(well)(114a)은 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩에 있어서 제1기판(112a)의 일면에 형성된 복수의 웰에 대응하는 것으로 이해할 수 있다.
따라서, 상기 복수의 제1 웰(well)(114a)은 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩에 있어서 복수의 웰의 특징과 동일하다.
상기 복수의 제2 웰(well)(114b)을 포함하는 제2기판(112b)은 그 재질에 있어서 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 탄성체인 것을 특징으로 한다.
상기 탄성체는 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 러버(rubber)를 포함하는 플라스틱일 수 있다.
상기와 같이 제2기판(112b)의 재질을 탄성체로 사용함으로써, 바이오칩에 가해질 수 있는 충격에 따른 문제를 해결할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 바이오칩에 있어서, 상기 복수의 제2 웰을 포함하는 제2기판(112b)은 각각의 웰별로 분리 가능한 것을 특징으로 한다. 이를 위하여 제2기판(112b)에는 쉽게 쪼개질 수 있도록 절단선(130)이 형성될 수도 있다.
구체적으로, 상기 제2기판을 쪼개서 선택된 일부의 제2웰만 제1기판에 삽입되며 상기 표준시약(116)이 부착될 수 있다.
이로 인하여, 질병의 수 또는 농도 등 본 발명의 목적에 따라 불필요한 개수의 제2 웰은 분리하여 다른 질병의 진단에 새로이 사용할 수 있다.
이로 인하여, 표준시약이 부착된 제2 웰 중에서 불필요한 것도 기판에 형성되어 있기 때문에 폐기될 수 있는 문제를 해결할 수 있으며, 다른 용도로 사용할 수 있으므로 경제성이 우수한 효과가 있다.
또한, 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 바이오칩과 동일하게 적어도 하나의 혈액 샘플, 특히 한 사람의 혈액 샘플을 사용하여 복수의 질병을 농도별로 신속, 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 복수의 질병을 진단하기 위해 사용되는 표준 시약을 하나만 사용하여도 상기 복수의 질병을 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 형광물질을 사용하여 질병을 진단할 경우 필요한 고가의 장비가 필요치 않으므로, 경제적으로 복수의 질병을 진단할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 분리 가능한 복수의 제2 웰이 제1기판에 형성된 제1 웰에 삽입된 형태로 사용함으로써, 진단에 필요한 웰 만을 사용하되, 복수의 웰 전부를 사용할 필요가 없어 경제적인 효과가 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
110: 바이오칩 112: 기판
114: 웰(well)
114a: 제1 웰(well) 114b: 제2 웰(well)
116: 표준 시약 117: 혈액 샘플

Claims (7)

  1. 하나의 표준시약; 및
    일면에 상기 표준시약이 부착된 복수의 웰(well)을 구비한 기판을 포함하며, 상기 복수의 웰(well) 중 하나의 열(row)에는 상기 표준시약이 농도에 따라 다르게 부착되며, 하나의 혈액샘플을 상기 하나의 열을 제외한 웰(well)에 가하여 복수의 질병을 농도별로 진단할 수 있는 바이오칩(Biochip).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 웰(well)은 6 내지 1536 웰인 것을 특징으로 하는 바이오칩(Biochip).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 플라스틱 또는 유리인 것을 특징으로 하는 바이오칩(Biochip).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 질병은 알러지(Allergy)인 것을 특징으로 하는 바이오칩(Biochip).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바이오칩은 희석액과 세척액 중의 어느 하나이상을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩(Biochip).
  6. 하나의 표준시약;
    일면에 복수의 제1 웰(well)을 구비한 제1기판; 및
    상기 제1 웰(well)에 삽입되며, 상기 표준시약이 부착된 복수의 제2 웰(well)을 포함하는 제2기판;을 포함하며,
    상기 복수의 제2 웰(well) 중 하나의 열(row)에는 상기 표준시약이 농도에 따라 다르게 부착되며, 하나의 혈액샘플을 상기 하나의 열을 제외한 웰(well)에 가하여 복수의 질병을 농도별로 진단할 수 있는 바이오칩(Biochip).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2기판은 제2웰별로 쪼개어 사용하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 바이오칩(Biochip).
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