KR20150031007A

KR20150031007A - 진단 스트립 삽입형 리더기

Info

Publication number: KR20150031007A
Application number: KR20130110447A
Authority: KR
Inventors: 이국녕; 성우경; 이민호
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-23
Also published as: KR101516563B1

Abstract

본 발명은 진단 스트립 삽입형 리더기에 대한 것으로, 더욱 구체적으로는 진단 스트립이 삽입될 수 있는 내부공간을 가지는 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 구비되어 상기 삽입되는 진단 스트립에 의해 이동되는 이동판; 상기 이동판에 일측이 연결되고 타측은 상기 케이스 내부 측면에 연결되어 상기 이동판을 이동시키는 이동수단; 상기 케이스 내부 일면에 구비되어 상기 진단 스트립에 광을 조사하는 광원; 및 상기 진단 스트립으로부터 반사 또는 투과되는 광을 검출하는 광 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하여, 상기 이동판과 이동수단에 의해 리더기 내부에서 진단 스트립을 이동시킴으로서 상기 진단 스트립의 검출영역(반응영역 및 대조영역)으로부터 신호 값을 연속적으로 얻을 수 있고, 이를 통해 상기 검출영역에서의 반응정도를 정확하고 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 소형화된 진단 스트립 리더기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

진단 스트립 삽입형 리더기{Diagnostic strip insertion type reading device}

본 발명은 체외진단용으로 많이 사용되는 질병 진단기에 대한 것으로, 특히 LFA(lateral flow assay)형 진단 스트립에 대한 것이며, 더욱 구체적으로는 진단 스트립의 검출영역(반응영역 및 대조영역)으로부터 신호 값을 연속적으로 얻을 수 있고, 이를 통해 상기 검출영역에서의 반응정도를 정확하고 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 소형화된 진단 스트립 리더기를 제공하기 위한 것이다.

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

특히, 면역크로마토그래피 분석으로 대표되는 신속 진단 키트는 보건의료분야에서 질병을 확인하거나 변화를 파악하기 위해 사용되며 식품 및 생물 공정 분야, 환경 분야 등 다양한 분야에서도 미량의 분석 물질을 정성 및 정량적으로 검사하는 간편한 방법으로 개발되고 있다. 보건 의료 분야에서도 임신, 배란, 전염성 질병, 약물 남용, 급성 심근경색, 암 등에 응용 범위가 확장되고 있다.

도 1은 종래에 면역크로마토그래피 방식을 이용하는 LFA(lateral flow assay)형 진단 스트립의 구조를 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 면역크로마토그래피 분석에 사용되는 일반적인 면역크로마토그래피 진단 스트립은, 접착성 플라스틱 재료로 만들어지는 길쭉한 직사각형 형태의 지지체(110)와, 이 지지체(110) 상에 일측에서 타측으로 대략 순차적으로 배치되는, 샘플패드(120), 컨쥬게이트패드(140), 신호검출패드(130) 및 흡수패드(150)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 전통적인 면역크로마토그래피 방식을 이용하는 LFA 진단스트립에서, 표지물질과 중합된 탐지항체는 미리 컨쥬게이션패드(140) 상에 건조 상태로 축적되어 있고, 시료가 샘플패드(120)를 지나 컨쥬게이트패드(140)로 이동하면 컨쥬게이트는 용해되어서 분석 물질과 액상에서 반응한다. 이와 같은 반응은 시료 용액이 모세관 현상에서 발생하는 유체 흐름에 따르는 이동 상태에서 일어나며 샌드위치 결합으로 컨쥬게이트와 분석물질(항원) 간에 면역 결합체가 형성된다. 이 면역 결합체는 멤브레인 상부의 신호검출패드(130)로 이동하여 분석물질과 특이적으로 반응하는 고정화된 항체에 의해 포획되어 분석물질 농도에 비례하는 반응을 일으킨다. 이러한 반응의 정도에 따라 상기 신호검출패드(130)에 존재하는 반응영역(131)의 색이 변하게 되고, 사용자는 이와 같이 변화된 색의 변화를 확인함으로서 진단하는 것이다. 변화하는 색의 변화는 시각적으로 인지하거나 상기 반응의 정도에 비례하여 발생하는 형광신호의 크기를 카메라 등으로 측정할 수 있다. 반응영역(131)을 통과한 분석물질은 대조영역(132)을 거침으로서 정상적인 면역반응 크로마토그래피 전개(lateral flow assay : LFA)가 이루어졌음을 확인할 수 있게 해 주고, 상기 분석물질은 흡수패드(150)에 흡수된다.

그러나, 이러한 진단 스트립은 간단하게 검사결과를 확인할 수 있는 장점이 있지만, 분석물질의 농도 또는 양이 적은 경우에는 검출 결과를 얻기가 어렵고, 미묘한 색깔의 변화 정도를 사람의 눈으로는 정확하고 일관되게 확인하기가 어려워서 정성적인 용도로만 사용되고 있다. 즉, 분석물질의 농도 또는 양을 절대량으로 정량분석하기가 어렵고, 이에 따라 임신진단과 같이 여부를 확인하는 정도의 간단한 정성적 테스트 이외의 용도로는 활용될 수 없는 단점을 가진다.

근래에는, 이미지센서를 이용하여 상기 반응영역(131)에 대한 이미지 정보를 획득하고, 이를 디지털 신호로 전환하여 정량분석하는 기술도 등장하였다. 그러나, 이러한 기술은 이미지 정보 획득을 위하여 반드시 이미지 센서를 이용해야하는데, 상기 이미지 센서의 촛점을 맞추는 것이 어렵고, 이미지 정보를 처리하는 광학계 시스템 구성이 커질 수 밖에 없으며, 이미지로부터 분석물질을 정량분석하는 알고리즘도 복잡하고 신뢰성이 떨어진다는 단점이 있다.

또한, 형광물질을 표지물질로 사용하여 형광을 측정하는 광학적 방법에 의하여 정량분석용 리더기 시스템을 구현하려는 시도도 이루어지고 있으나, 형광측정 광학계의 구성이 어렵고 고가이며 형광라벨물질의 비용도 비싼 문제점이 있다.

또한, 종래의 LFA(lateral flow assay) 리더기는 읽고자하는 LFA 스트립의 케이스 규격에 맞추어서 광학계에 대응되도록 제작해야만 했다. 그래서, LFA 케이스별로 리더기 또는 광학계의 구성품 배치를 다르게 해야하기 때문에 범용성이 떨어지고, LFA 스트립의 종류에 따라 구성품을 재배열해서 별도의 리더기 시스템을 제작해야 하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 검출영역(반응영역 및 대조영역)으로부터 신호 값을 연속적으로 얻을 수 있는 진단 스트립 삽입형 리더기를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 소형화된 진단 스트립 리더기를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 진단 스트립에서의 반응정도를 정확하고 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 낮은 농도의 타겟 물질 양까지 정량적으로 계산해 낼 수 있으며, 이를 통해 정확한 진단 결과를 더욱 용이하게 얻는 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 진단 스트립의 케이스가 다르더라도 범용적으로 사용할 수 있는 리더기 장치를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기는, 진단 스트립이 삽입될 수 있는 내부공간을 가지는 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 구비되어 상기 삽입되는 진단 스트립에 의해 이동되는 이동판; 상기 이동판에 일측이 연결되고 타측은 상기 케이스 내부 측면에 연결되어 상기 이동판을 이동시키는 이동수단; 상기 케이스 내부 일면에 구비되어 상기 진단 스트립에 광을 조사하는 광원; 및 상기 진단 스트립으로부터 반사 또는 투과되는 광을 검출하는 광 검출기;를 포함한다.

여기서, 상기 케이스는 상기 진단 스트립이 삽입되는 삽입구를 가지고, 상기 이동판은 상기 케이스의 내부공간에서 상기 삽입구와 마주하도록 구비되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명은 상기 이동판이 장착되어 이동 경로를 형성하는 이동판가이드홈을 더 포함하는 것이 가능하다.

또한, 상기 이동수단은 스프링일 수 있다.

또한, 상기 이동수단의 타측이 연결되는 상기 케이스 내부 측면은 상기 삽입구와 마주하는 케이스 내부 측면인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 이동판이 이동하는 이동 경로 상의 양측에 상기 이동판의 위치를 감지하는 위치감지센서를 더 포함하는 것이 가능하다.

또한, 상기 광원과 상기 광 검출기는 상기 케이스 내부 상면 또는 하면에 구비된 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 케이스의 내부공간 일면으로부터 돌출되고, 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 위치하는 격벽을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 광원과 상기 광 검출기 중 하나 이상에 구비되는 경통을 더 포함하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 광원과 상기 광 검출기 중 하나 이상에 전원을 공급하는 것으로, 상기 케이스 내부에 구비되는 전원공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 광 검출기와 연결되어 검출 결과를 표시하는 외부 디스플레이를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

이러한 본 발명은 이동판과 이동수단에 의해 리더기 내부에서 진단 스트립을 이동시킴으로서 상기 진단 스트립의 검출영역(반응영역 및 대조영역)으로부터 신호 값을 연속적으로 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 리더기 내부에 광원과 광 검출기를 구비함으로서, 소형화된 진단 스트립 삽입형 리더기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 진단 스트립의 검출영역을 연속적으로 스캐닝함으로서, 반응정도를 정확하고 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 낮은 농도의 타겟 물질 양까지 정량적으로 계산해 낼 수 있으며, 이를 통해 정확한 진단 결과를 더욱 용이하게 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 리더기 내부에서 진단 스트립을 이동시키기만 하면 원하는 신호 값을 얻을 수 있기 때문에, 상기 진단 스트립의 케이스가 다르더라도 범용적으로 사용할 수 있는 리더기 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 일반적인 LFA(lateral flow assay)형 진단스트립의 구조를 나타내는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기의 구성을 나타내는 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기 내부에 진단 스트립이 삽입되기 시작하는 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기 내부에 진단 스트립이 완전히 삽입된 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기의 검출기를 통하여 얻은 신호의 출력 파형 일례를 나타내는 그래프이고,
도 6은 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기 내부에 구비되는 격벽 및 경통의 일례를 나타내는 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기 외부에 구비되는 디스플레이의 일례를 나타내는 평면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기의 구성을 나타내는 단면도이다.

여기에 도시된 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기는, 케이스(10); 이동판(20); 이동수단(30); 광원(40); 및 광 검출기(50);를 포함하여 이루어지고, 상기 케이스(10)에는 진단 스트립(100)이 삽입될 수 있다.

상기 케이스(10)는 진단 스트립(100)이 삽입될 수 있는 내부공간을 가진다. 상기 케이스(10)는 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기의 외부 하우징을 구성하는 것으로, 그 내부공간으로 진단 스트립(100)이 삽입되고 인출될 수 있는 것을 특징으로 한다. 이를 위하여, 상기 케이스(10)는 그것의 일측에 상기 진단 스트립(100)이 삽입되고 인출될 수 있는 삽입구(11)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 케이스(10) 및 내부공간의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 진단 스트립(100)의 형상에 대응하는 것이 바람직하고, 예를 들면 다각형 또는 직사각형 모양을 갖는 것이 불필요한 공간을 최소화하면서 리더기의 크기를 최소화할 수 있어서 더욱 바람직하다. 그리고, 상기 내부공간은 진단 스트립(100)을 수용할 수 있으면 족하기 때문에, 상기 진단 스트립(100)보다 조금 큰 것, 예를 들어 약 1~10% 정도 부피가 큰 것이 적합하다.

상기 진단 스트립(100)은 이 기술분야에서 보통의 지식을 가진자에게 널리 알려진 다양한 형태의 진단 스트립일 수 있고, 그 중에서도 2개 이상의 검출영역(133)을 길이 방향으로 포함하는 LFA형 스트립인 것이 바람직하다(도 1 참조). 상기 검출영역(133)은 시료 안에 포함된 타겟 물질에 따라 면역반응이 다르게 일어나는 반응영역(131)과 상기 면역반응이 일정하게 일어나는 대조영역(132)을 포함하는 것이 가능하고, 적어도 하나 이상의 반응영역(131)을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 반응영역(131)은 액상 샘플에 분석물질이 존재하는지 여부를 확인하기 위한 영역이며, 상기 대조영역(132)은 액상 샘플이 반응영역(131)을 정상적으로 통과하였는지의 여부를 확인하기 위한 영역이다. 이를 위하여, 상기 반응영역(131)과 대조영역(132)은 통상 서로 어느 정도의 거리를 갖도록 떨어져 위치하는 것이 바람직하고, 상기 반응영역(131)과 대조영역(132) 사이에는 비반응영역으로서 배경영역을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 진단 스트립(100)은 이러한 검출영역(133)을 상기 진단 스트립(100)의 길이 방향(도 1에서 X 방향) 또는 시료가 흐르는 방향으로 2개 이상 포함하는 것이다. 즉, 상기 검출영역(133)은 반응영역(131)과 그 다음에 위치하는 대조영역(132)을 순차적으로 포함하는 것일 수 있다. 이러한 진단 스트립(100)은 체외진단용으로 사용 가능한 질병 진단기기일 수 있고, 분석물질의 검출기, 면역크로마토그래피 분석기 또는 면역반응 테스트기인 것도 가능하며, 바람직하게는 분석물질이 일방향으로 흐르는 일반적인 LFA(lateral flow assay)형 스트립이나, 키트 또는 카트리지인 것이 적합하다. 예를 들어, 일반적인 임신 진단 키트일 수 있지만 여기에 제한되지 않고, 상기 반응영역(131)은 2개 이상일 수 있으며, 서로 동일하거나 다른 반응이 일어나는 것이 가능하다. 이와 함께, 상기 진단 스트립(100)은 이를 포함하는 외부 케이스 또는 하우징(160) 내부에 포함되는 것도 가능하고, 상기 하우징(160)은 적어도 검출영역(133)에 대응하는 투명한 윈도우를 갖는 것이 바람직하다.

상기 광원(40)은 상기 케이스(10) 내부 일면에 구비되어 상기 진단 스트립(100)에 광을 조사하는 것이다. 상기 광원(40)은 케이스(10) 내부에 삽입되는 진단 스트립(100)에 빛을 가하기 위하여 상기 케이스(10) 내부 일면에 위치하면 족하고, 이 기술분야에 알려진 다양한 광원을 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(40)은 일반적인 광학계 장치에 사용되는 LED 또는 LD일 수 있고, 투과성이 있는 직진성 광원일 수도 있지만, 바람직하게는 반도체 레이저(laser) 광원인 것이, 본 발명에 따른 리더기의 크기를 소형화하기에 적합하다. 또한, 상기 광원(40)의 광 색상 역시 특별히 제한되지 않지만, 반응영역(131)에서 라벨 물질이 골드나노입자의 경우 골드나노입자는 시각적으로 붉은색으로 표현되므로, 측정감도를 향상시키기 위하여 이것의 보색인 green 광원(골드나노입자의 흡수 파장)을 쓰는 것이 바람직하다.

상기 광 검출기(50)는 상기 진단 스트립(100)으로부터 반사 또는 투과되는 광을 검출하는 것이다. 상기 광 검출기(50)는 상기 광원(40)으로부터 조사되어 진단 스트립(100)으로부터 나온 빛을 검출하기 위한 것으로, 상기 광원(40)처럼 케이스(10) 내부 일면에 구비되는 것이 가능하다. 상기 광 검출기(50)와 광원(40)은 진단 스트립(100)을 기준으로 서로 반대쪽에 위치할 수도 있지만, 상기 광원(40)으로서 반사형 레이저(laser) 광원을 이용하는 경우에는 상기 진단 스트립(100)를 기준으로 동일한 일측에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 광원(40)과 광 검출기(50)는 상기 케이스(10) 내부 상면 또는 하면에 구비될 수 있다. 이러한 광 검출기(50)는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 PD(photo detector)일 수 있다. 또한, 상기 광 검출기(50)는 시간에 따라 빛의 세기를 연속적으로 검출하는 것이 바람직하다.

상기 이동판(20)은 상기 케이스(10)의 내부공간에 구비되어 상기 삽입되는 진단 스트립(100)에 의해 이동되는 것이다. 즉, 상기 이동판(20)은 케이스(10) 내부공간으로 진단 스트립(100)이 삽입되는 경우, 상기 삽입되는 진단 스트립(100)의 이동 또는 그것의 힘에 의하여 이동되는 플레이트(plate) 또는 지지체일 수 있다. 상기 이동판(20)은 삽입되는 진단 스트립(100)을 지지하면서, 후술하는 이동수단(30)에 힘을 가하거나, 상기 이동수단(30)의 형상을 변형시키는 것일 수 있고, 이를 통하여 상기 이동수단(30)에 의한 이동판(20)의 이동을 가능하게 하는 힘을 축적시키는 것이 가능하다. 이를 위한, 상기 이동판(20)은 그것의 일 평면이 케이스(10) 내부공간에서 상기 케이스(10)의 삽입구(11)와 마주하도록 구비되어 있는 것이, 진단 스트립(100)으로부터 더욱 많은 힘을 받을 수 있어서 바람직하다. 그리고, 본 발명은 상기 이동판(20)이 장착될 수 있으면서 상기 이동판(20)의 이동 경로를 형성하는 이동판가이드홈(12)을 상기 케이스(10) 내부에 더 포함하는 것도 가능한데, 이는 이동판(20)의 걸림 없이 원할한 이동을 가능하게 하는 점에서 유리하다.

상기 이동수단(30)은 상기 이동판(20)에 일측이 연결되고 타측은 상기 케이스(10) 내부 측면에 연결되어 상기 이동판(20)을 이동시키는 것이다. 즉, 상기 이동수단(30)은 상기 이동판(20)과 연결되어서 상기 이동판(20)이 맞닿아 지지하는 진단 스트립(100)을, 케이스(10) 내부공간의 안쪽방향, 케이스(10) 삽입구(11)의 반대방향, 상기 이동수단(30)이 연결된 케이스(10) 내부 측면 방향, 상기 진단 스트립(100)의 길이 방향(도 1에서 X 방향), 분석물질이 흐르는 방향, 또는 반응영역(131)에서 대조영역(132)으로의 방향으로 이동시키는 것이다. 이를 위하여, 상기 이동수단(30)은 일측이 상기 이동판(20)에 영구적으로 또는 일시적으로 연결되고 타측은 상기 케이스(10) 내부 측면에 연결되어 있는 것이며, 상기 이동수단(30)의 타측이 연결되는 상기 케이스(10) 내부 측면은 케이스(10)의 삽입구(11)와 마주하는 케이스 내부 측면인 것이 바람직하다. 이러한 이동수단(30)은 사용자가 진단 스트립(100)을 케이스(10) 내부로 밀어넣는 경우에 이동판(20)을 이동시킴으로서, 광원(40) 및/또는 광 검출기(50)에 대한 상기 진단 스트립(100)의 위치를 변하게 하는 것이다. 예를 들어, 스프링(spring)은 상기 진단 스트립(100)을 초기 위치로 자동적으로 복귀시킬 수 있고, 별도의 전원 공급 없이 진단 스트립(100)의 삽입에 의해 압축된 힘으로 기계적인 이동이 가능해서 가장 바람직하다. 진단 스트립(100)의 이동에 의해 광 검출기(50)는 상기 진단 스트립(100)의 반응영역(131), 배경영역, 및 대조영역(132)의 광 반사도를 (한번 왕복 이동에 의해) 연속적 2회 측정할 수 있고, 측정된 값으로부터 면역반응 정도를 계산해 낼 수 있다. 사용자에 의해 삽입되는 진단 스트립(100)의 이동속도 편차를 특별히 줄일 필요는 없으나, 상기 이동수단(30)에 댐핑 등의 장치(도시하지 않음)를 덧붙여서 급속한 이동을 방지하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기 내부에 진단 스트립(100)이 삽입되기 시작하는 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기 내부에 진단 스트립(100)이 완전히 삽입된 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.

여기에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기의 케이스(10) 내부로 진단 스트립(100)이 삽입되면, 상기 삽입되는 힘에 의하여 이동판(20)이 내부공간 안쪽으로 밀리게 되고, 이와 동시에 상기 이동판(20)과 연결된 이동수단(30) 역시 형상이 변하면서 그 안에 힘을 축적하게 된다. 이와 함께, 상기 진단 스트립(100)은 케이스(10) 내부공간을 이동하면서 상기 케이스(10) 내부에 구비된 광원(40) 및 광 검출기(50)를 지나게 된다. 이에 따라, 상기 진단 스트립(100)에 포함된 2개 이상의 검출영역(133), 즉 반응영역(131)과 대조영역(132)에 순차적으로 연속해서 빛을 조사 및 검출할 수 있고, 이를 통해 상기 반응영역(131)과 대조영역(132)에서의 반사도(또는 투과도)를 간단하고 용이하게 얻을 수 있다.

이어서, 도 4에 나타난 바와 같이, 진단 스트립(100)이 케이스(10) 내부공간에 완전히 삽입된 다음에는 상기 이동수단(30)의 복원력에 의하여 이동판(20)이 밀어 올려지게 되고, 이에 따라 진단 스트립(100)도 본래 자리로 이동하게 된다. 이 과정에서, 상기 진단 스트립(100)의 검출영역(133)에 대한 출력 신호 측정이 또 한번 가능하다.

상기와 같이 사용자의 힘으로 진단 스트립(100)을 케이스(10) 내부로 밀어넣고, 스프링과 같은 이동수단(30)에 의한 복원력으로 비교적 짧은 시간에 일정하지 않은 속도로 이동하는 진단 스트립(100)일지라도, 빛에 의해 검출영역(133)의 색 변화를 측정하는 본 발명에 따른 광원(40) 및 광 검출기(50)에 의하면, 상기 검출영역(133)에서의 출력 신호를 충분히 얻을 수 있다. 또한, 사용자의 push 동작 속도에 따라, 광 검출기(50)에서 얻을 수 있는 출력 신호 데이터 획득 개수는 달라질 수 있으나, 움직이는 속도에 비해 충분히 많은 PD 데이터를 확보함으로서, 동작 속도 의존성을 줄이는 것도 가능하다.

도 5은 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기의 검출기를 통하여 얻은 신호의 출력 파형 일례를 나타내는 그래프이고, 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 이동판(20)과 이동수단(30)에 의한 진단 스트립(100)의 이동에 따라, 2개 이상의 검출영역(133)으로부터 출력 신호를 연속적으로 얻을 수 있는 효과가 있다. 그래서, 상기 출력 신호의 크기에 따라 상기 반응영역(131)에서의 반응정도, 예를 들어 타겟물질의 양을 알 수 있고, 대조영역(132)에 대한 출력 신호 크기를 통하여 반응이 정확하게 이루어졌음을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명은 진단 스트립(100)의 반응영역(131)과 대조영역(132)을 연속적으로 스캐닝함으로서, 상기 반응영역(131)에서의 반응정도를 정확하고 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 출력 신호의 크기에 의해 낮은 농도의 타겟 물질 양까지 정량적으로 계산해 낼 수 있으며, 이를 통해 정확한 진단 결과를 더욱 용이하게 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 반사형 레이져 광원을 이용하고 진단 스트립(100)을 이동시키기만 하면 원하는 신호 값을 얻을 수 있기 때문에, 상기 진단 스트립(100)의 케이스가 다르더라도 범용적으로 사용할 수 있는 리더기 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 이동판(20)과 이동수단(30)은 상기 진단 스트립(100)을 1회 이상 왕복해서 이동시킬 수 있고, 이 경우 진단 스트립(100)의 반응영역(131)과 대조영역(132)에 대한 2회 이상의 출력 신호를 얻을 수 있으며, 이를 평균하여 오차가 없는 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있어서 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기 내부에 구비되는 격벽 및 경통의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 특징은, 상기 케이스(10) 내부공간 일면으로부터 돌출된 것으로서 상기 광원(40)과 상기 광 검출기(50) 사이에 위치하는 격벽(70)을 더 포함하는 것이다. 상기 격벽(70)은 광원(40)과 광 검출기(50) 사이에 위치함으로서, 상기 광원(40)으로부터 나온 빛이 상기 광 검출기(50)에 직접 검출되는 것을 차단한다. 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기는 케이스(10) 내부의 비교적 좁은 공간에 광원(40)과 광 검출기(50)가 구비되기 때문에, 상기 광원(40)에서 새어 나오는 빛이 직접 광 검출기(50)에 수광될 수 있는 단점이 있지만, 본 발명은 상기와 같은 격벽(70)을 이용하여 이러한 단점을 방지할 수 있는 것이다. 즉, 본 발명에 다른 격벽(70)은 케이스(10) 내부공간의 일면에서 반사 및/또는 산란되는 빛이 상기 광 검출기(50)에 수광되는 것을 차단하고, 진단 스트립(100)을 통해 반사되는 경로를 가진 빛만이 수광되도록 할 수 있는 것이다. 이를 위하여 상기 격벽(70)은 케이스(10) 내부 일면으로부터 상기 광원(40) 및/또는 광 검출기(50)보다 더 길게 형성되는 것이 빛의 차단을 위해 더욱 효과적이고, 케이스(10) 내부공간의 높이에서 진단 스트립(100)의 높이를 뺀 길이 또는 그보다 작은 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 격벽(70)은 케이스(10) 내부공간 일면으로부터 형성될 수도 있고, 별도의 구조물이 상기 일면에 부착되어 형성되는 것도 가능하다. 상기 격벽(70)의 두께나 형상은 특별히 제한되지 않지만, 두께는 빛을 차단하기에 충분한 것이라면 보다 얇은 것이 케이스(10) 내부공간을 최소화할 수 있어서 바람직하다.

또한, 본 발명은 광원(40)으로부터 광 검출기(50)로 직접 빛이 전달되는 것을 더욱 효과적으로 차단하기 위하여, 상기 광원(40)과 상기 광 검출기(50) 중 하나 이상에 구비되는 경통(41, 51)을 더 포함하는 것이 가능하다. 상기 경통(41, 51)은 일반적으로 양측이 개방된 둥근 통을 의미하는 것이지만, 본 발명에서는 특별히 그 형상이 제한되지 않고, 사각형이나 다각형 형상을 가질 수도 있다. 이러한 경통(41, 51)은 광원(40) 및/또는 광 검출기(50)의 전면 둘레에 구비됨으로서, 상기 광원(40), 진단 스트립(100) 및/또는 광 검출기(50) 주변에서 발생하는 미광(stray light)을 차단하고, 진단 스트립(100)으로부터 반사된 빛만 광 검출기(30)로 입사될 수 있도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기 외부에 구비되는 디스플레이의 일례를 나타내는 평면도이다.

여기에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 특징은 상기 광 검출기(50)와 연결되어 검출 결과를 표시하는 외부 디스플레이(90)를 더 포함하는 것이 가능하다(도 2~도 4 참조). 상기 디스플레이(90)는 광 검출기(50)로부터 얻은 결과를 사용자에게 보여주기 위한 것으로, 검출영역(133)에서의 신호 출력 크기나 그로부터 얻은 타겟물질의 양 등을 표시할 수 있는 것이다. 이러한 디스플레이(90)는 케이스(10) 외부 표면에 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 진단 스트립 삽입형 리더기는, 상기 이동판(20)이 이동하는 이동 경로 상의 양측에 상기 이동판(20)의 위치를 감지하는 위치감지센서(60)를 더 포함하는 것이 가능하다(도 2~도 4 참조). 상기 위치감지센서(60)는 이동판(20) 또는 그것의 위치를 인식함으로서, 상기 이동판(20)에 의해 지지되는 진단 스트립(100)의 위치를 사용자에게 제공할 수 있다. 이를 통하여, 사용자는 진단 스트립(100)이 케이스(10)에 삽입되었는지, 그리고 상기 케이스(10) 내부공간에 완전히 삽입되었는지를 확인함으로서, 진단 프로세스의 정상적인 진행 여부를 체크 할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 케이스(10) 내부에 구비되는 전원공급부(80)를 더 포함할 수 있다(도 2~도 4 참조). 상기 전원공급부(80)는 광원(40)과 광 검출기(50) 중 하나 이상에 전원을 공급하는 것으로, 본 발명에서는 케이스(10) 내부에 구비되어 리더기 장치의 소형화를 가능하게 하고, 특별히 케이스(10) 측면 내부에 구비되어 리더기 내부 구성을 간소화하는데 이바지할 수 있다.

또한, 본 발명은 광원(40)과 광 검출기(50) 또는 진단 스트립(100) 사이에 광 스팟 사이즈를 조절하는 렌즈(도시하지 않음) 및/또는 광 분포를 균등하게 하는 디퓨져(도시하지 않음)를 더 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기 광원(40)과 광 검출기(50) 또는 진단 스트립(100) 사이에 위치하는 콜리메이터(도시하지 않음)를 더 포함하고, 상기 콜리메이터는 상기 진단 스트립(100)의 반응영역(131) 및/또는 대조영역(132)에 상응하거나 그 보다 작은 크기의 스팟을 형성할 수 있는 슬릿을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 광원(40)의 세기가 일정한지 여부를 측정하는 센서(도시하지 않음)를 더 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 진단 스트립(100)에 시료 용액이 주입되어 전개가 이루어지는 동안에는, 상기 진단 스트립(100)이 평형을 이루는 것이 바람직하고, 이에 따라 본 발명에 따른 리더기는 평평한 곳에서 수평을 유지하는 것이 적합한데, 이를 위하여 본 발명에 따른 리더기는 그것의 수평 여부를 감지할 수 있는 수평감지센서를 더 포함할 수도 있다.

이와 함께, 상기 진단 스트립(100)은 시료 용액이 주입되는 경우 그 안에 포함된 전극 센서에 의해 시료 용액의 주입 여부를 감지하고, 검출영역(133)에서의 반응이 완료될 만큼 소정의 시간이 지났음을 표시하는 알림수단(예를 들어, 소리 또는 light)을 구비함으로서, 상기 진단 스트립(100)을 본 발명에 따른 리더기에 삽입해야 할 시기를 알려주는 것도 가능하다.

나아가, 본 발명에 따른 진단 스트립 리더기 또는 광 검출기(50)는 상기 진단 스트립(100)으로부터 나온 출력 신호로부터 반사도를 계산하거나, 반응영역(131)과 배경영역(비반응영역)을 통과하는 반사도를 비교 계산하는 별도의 처리부 내지 제어부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

그래서, 상기 광 검출기(50)는 진단 스트립(100)의 왕복 이동에 의하여 하나의 검출영역(133)에 대한 2개 이상의 검출 값을 얻고, 상기 얻은 2개 이상의 검출 값의 평균치를 계산하는 것이 가능하다.

또한, 상기 광 검출기(50)는 시간에 따른 빛의 세기로부터 상기 진단 스트립(100)의 검출영역(133)에서의 변화 정도를 정량적으로 계산할 수도 있다. 즉, 상기 진단 스트립(100)의 이동 또는 왕복에 따라, 상기 진단 스트립(100)의 위치별로 반사되는 빛의 세기를 검출하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은 검출영역(133)에서 수신된 출력 신호 크기를 배경영역의 신호크기로 보정하거나(피크 크기를 배경 크기 값으로 나눔), 또는 면적 값(이때는 스캔 속도가 일정한 것이 바람직함)으로 환산하는 알고리즘을 이용하여 타겟물질의 양을 정량분석하는 것이 가능하다.

나아가, 상기 광 검출기(50)는 진단 스트립(100)에서 시료가 전개되는 시간에 따라, 상기 진단 스트립(100)의 검출영역(133)에서의 시료 전개 시간별 반사도 변화 정도를 정량적으로 계산하여 검출 농도에 대한 정보를 보정해 주는 것이 가능하다. 즉, 진단 스트립(100)에서 시료가 흘러가면서 검출영역(133) 상에 골드 입자가 쌓이게 되는데 그 속도를 정보화함으로서 시료의 전개시간이 일정한지 여부 등을 확인할 수 있고, 이것을 상기 검출영역(133)의 진하기에 보정 정보로 활용하는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.

10 : 케이스
11 : 삽입구
12 : 이동판가이드홈
20 : 이동판
30 : 이동수단
40 : 광원
41, 51 : 경통
50 : 광 검출기
60 : 위치감지센서
70 : 격벽
80 : 전원공급부
90 : 디스플레이
100 : 스트립
110 : 지지체
120 : 샘플패드
130 : 신호검출패드
131 : 반응영역
132 : 대조영역
133 : 검출영역
140 : 컨쥬게이션패드
150 : 흡수패드
160 : 스트립 하우징

Claims

진단 스트립이 삽입될 수 있는 내부공간을 가지는 케이스;
상기 케이스의 내부공간에 구비되어 상기 삽입되는 진단 스트립에 의해 이동되는 이동판;
상기 이동판에 일측이 연결되고 타측은 상기 케이스 내부 측면에 연결되어 상기 이동판을 이동시키는 이동수단;
상기 케이스 내부 일면에 구비되어 상기 진단 스트립에 광을 조사하는 광원; 및
상기 진단 스트립으로부터 반사 또는 투과되는 광을 검출하는 광 검출기;를 포함하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제1항에 있어서,
상기 케이스는 상기 진단 스트립이 삽입되는 삽입구를 가지고,
상기 이동판은 상기 케이스의 내부공간에서 상기 삽입구와 마주하도록 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제1항에 있어서,
상기 이동판이 장착되어 이동 경로를 형성하는 이동판가이드홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제1항에 있어서,
상기 이동수단은 스프링인 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제2항에 있어서,
상기 이동수단의 타측이 연결되는 상기 케이스 내부 측면은 상기 삽입구와 마주하는 케이스 내부 측면인 것을 특징으로 하는 진단 스트립 리더기.
제1항에 있어서,
상기 이동판이 이동하는 이동 경로 상의 양측에 상기 이동판의 위치를 감지하는 위치감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제1항에 있어서,
상기 광원과 상기 광 검출기는 상기 케이스 내부 상면 또는 하면에 구비된 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제1항에 있어서,
상기 케이스의 내부공간 일면으로부터 돌출되고, 상기 광원과 상기 광 검출기 사이에 위치하는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제1항에 있어서,
상기 광원과 상기 광 검출기 중 하나 이상에 구비되는 경통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제1항에 있어서,
상기 광원과 상기 광 검출기 중 하나 이상에 전원을 공급하는 것으로, 상기 케이스 내부에 구비되는 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.
제1항에 있어서,
상기 광 검출기와 연결되어 검출 결과를 표시하는 외부 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 스트립 삽입형 리더기.