KR20160085092A - It 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에 대한 것이다. 본 발명에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는 카메라와 카메라플래쉬가 구비되는 IT 기기에 탈착가능하게 구비되고, 지지대와 카메라용 개구부 및 카메라플래쉬용 개구부가 구비되는 케이스 및 케이스의 지지대에 의해 지지되고, 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 기 포함되어 있어 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 반응하는 측정패드를 포함한다.
본 발명에 따르면, 스마트폰과 같은 IT 기기에 구비되는 카메라와 카메라플래쉬를 수광부와 발광부로 이용하여 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하고, 기록된 결과를 분석함으로써 정확하고 빠른 분석이 가능하고, 스마트폰과 연동하여 사용할 수 있어 별도의 장치를 소지하지 않아도 될 뿐만 아니라, 스마트폰의 어플리케이션을 이용하여 전문적인 지식 없이도 결과 분석이 가능하므로 사용자 편의성 및 만족도를 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 발색을 유도하는 반응을 이용하는 분야, 예를들면 HRP를 이용하여 발색화합물(4-AAP, MAOS)과 반응시켜 발색 반응을 일으킬 수 있도록 하는 다양한 분야 및 질병에 대해 응용이 가능하여 이용범위가 넓은 장점이 있다.

Description

IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치{APPARATUS FOR QUANTATIVE ANALYSIS OF BIOLOGICAL MATERIAL USING INFORMATION TECHNOLOGY DEVICE}
본 발명은 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트폰과 같은 IT 기기에 구비되는 카메라를 이용하여 생체 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에 관한 것이다.
일반적으로 질병 진단이나 상태의 정도를 측정하기 위한 방법으로 인체 내 혈액을 채취하여 혈액 내 성분을 분석함으로써 측정하는데, 당뇨병을 예로 들어 설명하자면, 당뇨병은 혈액 내 글루코스(glucose) 농도를 측정하여 당의 높고 낮음을 측정하고, 이를 위해 병원에 구비되어있는 혈당측정기기를 이용하였다. 이는 정밀한 분석이 가능한 장점이 있는 반면 가격이 비쌀 뿐만 아니라 그 과정이 복잡하여 측정 시 전문적인 기술력과 지식이 요구되는 단점이 있어 일반인이 쉽게 사용하기에는 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
최근에는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 전문적인 지식 없이도 환자들이 사용하기 용이한 휴대 가능한 현장 진단형 혈당측정기를 보급하고 있지만, 이 또한 휴대용 혈당측정기를 별도로 소지하고 다녀야 한다는 점에서 불편함이 존재하였다.
그럼에도 불구하고, 바이오센서 관련 시장에서 혈당측정기기는 시장의 대부분을 차지하고 있고, 당뇨병 환자 또한 전 세계적으로 꾸준하게 증가하고 있는 추세이므로, 현장 진단이 가능할 정도의 휴대성이 있으면서 소지하고 다니기 번거롭지 않고 신속한 혈당 측정 및 정량분석이 가능한 혈당 측정 검사 장치의 개발이 필요하다. 또한 더 나아가 혈당뿐만이 아닌 각종 질병검사에 활용되는 다양한 생체 시료의 현장 진단을 위한 생체 시료 정량 분석 및 검사 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0027735호(2014. 03. 07 공개)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 목적은 스마트폰과 같은 IT 기기에 구비되는 카메라를 이용하여 생체 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는, 카메라와 카메라플래쉬가 구비되는 IT 기기에 탈착가능하게 구비되고, 지지대와 카메라용 개구부 및 카메라플래쉬용 개구부가 구비되는 케이스; 및 상기 케이스의 지지대에 의해 지지되고, 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 기 포함되어 있어 상기 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 반응하는 측정패드를 포함한다.
상기 IT 기기는 상기 카메라와 카메라플래쉬가 상기 케이스의 상기 카메라용 개구부 및 상기 카메라플래쉬용 개구부를 통해 노출되도록 상기 케이스에 장착되고, 상기 카메라와 카메라플래쉬를 통해 상기 측정패드를 촬영하고, 촬영된 이미지를 기반으로 측정된 결과를 분석할 수 있다.
상기 측정패드는 상기 시료가 주입되는 주입부와, 상기 시료와 반응하여 발색이 일어나는 하나 이상의 물질이 혼합된 상기 효소 반응 물질이 포함되어 있는 측정부를 구비할 수 있다.
상기 케이스는 외부 빛을 차단시키기 위한 덮개가 더 구비되고, 상기 카메라플래쉬로부터 발산되는 빛을 상기 케이스 내부로 고르게 분산시키기 위한 반사부가 상기 덮개에 부착될 수 있다.
상기 케이스는 상기 카메라플래쉬로부터 발산되는 빛의 세기를 조절하기 위한 광분산부가 상기 카메라플래쉬용 개구부에 부착될 수 있다.
상기 케이스는 상기 측정패드의 이미지를 직각으로 회전시켜 상기 카메라에 조사되도록 하기 위한 직각프리즘부가 상기 카메라용 개구부에 부착될 수 있다.
상기 효소 반응 물질은 HRP(Horseradish peroxidase) 및 4-AAP(4-aminoantipyrine)를 포함하며, GOx(Glucose oxidase), AChE(Acetylcholine), ALT(alanine aminotransferase), AST(aspartate aminotransferase), CE(Total cholesterol), CT(Creatine), CA(Creatinine) 및 Lipase(Triglyceride) 중에서 적어도 하나를 더 포함하며, MAOS(N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate), ADOS(N-Eyhyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline, sodium salt, dihydrate), ADPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline, sodium salt, monohydrate), ALPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)aniline, sodium salt), DAOS(N-Eyhyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), HDAOS(N-(2-Hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), MADB(N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3,5-dimethylaniline, disodium salt), TODB(N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3-methylaniline, disodium salt), TOOS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methylaniline, sodium salt, dihydrate), TOPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methylaniline, sodium salt, monohydrate) 및 페놀(Phenol) 중에서 적어도 하나를 더 포함한다.
본 발명에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는 스마트폰과 같은 IT 기기에 구비되는 카메라와 카메라플래쉬를 수광부와 발광부로 이용하여 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하고, 기록된 결과를 분석함으로써 정확하고 빠른 분석이 가능하고, 스마트폰과 연동하여 사용할 수 있어 별도의 장치를 소지하지 않아도 될 뿐만 아니라, 스마트폰의 어플리케이션을 이용하여 전문적인 지식 없이도 결과 분석이 가능하므로 사용자 편의성 및 만족도를 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 발색을 유도하는 반응을 이용하는 분야, 예를들면 HRP를 이용하여 발색화합물(4-AAP, MAOS)과 반응시켜 발색 반응을 일으킬 수 있도록 하는 다양한 분야 및 질병에 대해 응용이 가능하여 이용범위가 넓은 장점이 있다.
또한, 본 발명은 생체 시료 분석시 필요한 검사지 즉, 측정패드를 종이로 제작함으로써 비용이 저렴하며 종이 내부의 모세 관력에 의해 작동하기 때문에 특별한 외부 동력원이 불필요하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치의 측정 원리를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 직각프리즘부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드를 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드에 주입된 시료의 반응이 일어나는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치의 측정 결과를 나타낸 예시이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치의 측정 원리를 나타낸 모식도이다.
도 1 내지 도 2에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는 케이스(20) 및 측정패드(30)를 포함하며, 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)가 구비되는 IT 기기(10)에 탈착 가능하게 구비된다.
IT 기기(10)는 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)가 구비되어 촬영 및 기록이 가능한 기기라면 어느 기기가 적용되어도 무방하다.
예를 들면 IT 기기(10)는 스마트폰, 스마트 패드, 테블릿 PC, PDA와 같은 이동통신 단말기가 적용될 수도 있다. 또한, IT 기기(10)에 설치된 어플리케이션을 이용하여 촬영된 이미지를 기반으로 측정된 결과를 분석하도록 할 수 있다.
케이스(20)는 지지대(25)와 카메라용 개구부(21) 및 카메라플래쉬용 개구부(23)가 구비된다.
이때, 지지대(25)는 OHP필름, PET, PS, PE 등의 연성 플라스틱 필름이 적용될 수도 있으며 종이를 끼울 수 있도록 홈이 구비되어 있는 구조로써 접착제 또는 양면테이프 등을 이용하여 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(20) 내측에 부착되는데, 자세히는 측정패드(30)의 화상을 선명하게 촬영할 수 있는 카메라(11)의 최대 포커싱 가능 거리에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 카메라용 개구부(21) 및 카메라플래쉬용 개구부(23)는 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)의 크기에 각각 대응되게 개구되는 것이 바람직하다.
따라서, 케이스(20)는 IT 기기(10)의 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)가 케이스(20)의 카메라용 개구부(21) 및 카메라플래쉬용 개구부(23)를 통해 노출되도록 IT 기기(10)에 장착된다.
이때, 케이스(20)는 IT 기기(10)로부터 탈착 가능하므로 필요시에만 장착하여 사용할 수 있다.
따라서, 케이스(20)는 일반적으로 사용되는 스마트폰 케이스와 같은 형상으로 제작할 수도 있다.
또한, 케이스(20)는 외부 빛을 차단시키기 위한 덮개(20a)가 더 구비되고, 도 1에 도시된 바와 같이 덮개(20a)와 케이스(20) 측면에 구비되는 고정부재(27)를 이용하여 덮개(20a)를 고정시킬 수도 있다.
이때, 고정부재(27)는 자석, 단추 등과 같이 덮개(20a)의 개폐가 용이하도록 하기 위한 부재로써 접착제 또는 양면테이프 등을 이용하여, 도 1에 도시된 바와 같이 덮개(20a)와 케이스(20) 측면에 각각 부착될 수도 있다.
다시 말해, 케이스(20)는 덮개(20a)와 고정부재(27)에 의해 외부의 빛이 차단되도록 암실 조건을 형성할 수 있어 외부 빛에 의한 영향을 최소화시킬 수 있다.
또한, 케이스(20)의 덮개(20a)에는 카메라플래쉬(13)로부터 발산되는 빛을 케이스(20) 내부로 고르게 분산시키기 위한 반사부(26)가 부착될 수도 있다.
자세히는, 반사부(26)는 LCD 디스플레이 등에 사용되는 거울형 반사필름, 거울, 은박지 등이 적용될 수도 있으며 접착제 또는 양면테이프 등을 이용하여, 도 1에 도시된 바와 같이 덮개(20a) 내측에 부착될 수도 있다.
또한, 케이스(20)의 카메라플래쉬용 개구부(23)에는 카메라플래쉬(13)로부터 발산되는 빛의 세기를 조절하기 위한 광분산부(24)가 부착될 수도 있다.
자세히는, 광분산부(24)는 카메라플래쉬(13)의 과도한 조사 및 그에 따른 신호 불균등 문제를 방지하기 위한 부속품으로써, LCD 디스플레이 등에 사용되는 광분산 필름이 사용될 수도 있으며, 반투명 셀로판지 및 반투명 PET 필름 등이 사용되어 접착제 또는 양면테이프 등을 이용하여, 도 1에 도시된 바와 같이 카메라플래쉬용 개구부(23)에 부착될 수도 있다.
또한, 케이스(20)의 카메라용 개구부(21)에는 측정패드(30)의 이미지를 직각으로 회전시켜 카메라(11)에 조사되도록 하기 위한 직각프리즘부(22)가 부착될 수도 있다.
자세히는, 직각프리즘부(22)는 유리 또는 투명플라스틱 재질이 사용될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 직각프리즘부를 나타낸 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 직각프리즘부(22)는 측정패드(30) 방향에서의 빛만을 카메라(11)로 보내야 하므로 ①, ② 및 ③ 면에만 검정 알루미늄 포일(foil)등으로 덮는 것이 바람직하다.
정리하자면, 측정패드(30)에 도출된 발색의 강도를 IT 기기(10)의 카메라(11)를 이용하여 측정하는데, 촬영된 이미지를 측정하는 과정에서 외부 광원에 의해 이미지의 밝기가 달라지므로 외부 광원의 간섭을 최소화하기 위하여 암실 조건의 환경을 위해 케이스(20)는 덮개(20a)와 고정부재(27)에 의해 외부 광원이 차단되도록 한다.
또한, 암실 조건하에서 촬영 시 필요한 빛을 충원하기 위하여 IT 기기(10)의 카메라플래쉬(13)를 사용하였고, 카메라플래쉬(13)를 통해 발산되는 빛을 케이스(20) 내부에 고르게 분산시키기 위하여 케이스(20) 내부 천장에 반사부(26) 즉, 거울을 장착한다.
이때, 케이스(20)의 중앙에 측정패드(30)를 위치시켜 카메라플래쉬(13)를 통해 발산되는 빛은 반사부(26)를 통하여 케이스(20) 내부에 고르게 퍼지게 되며 측정패드(30) 내 측정부(32)가 직각프리즘부(22)를 통하여 카메라(11) 렌즈에 도달하게 됨으로써 이미지가 촬영되는 것이다.
측정패드(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(20)의 지지대(25)에 의해 지지되고, 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 기 포함되어 있어 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 반응한다.
자세히는, 측정패드(30)는 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 효소 발색 반응을 일으킬 수 있는 형태이면 어느 형태로 제작되어도 무방하나, 본 발명에서는 일실시예로써 종이와 왁스를 이용하여 제작하는 과정을 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드를 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면 알 수 있듯이, 측정패드(30)는 종이에 왁스프린터를 이용하여 패턴을 인쇄한 뒤 1분 동안 오븐을 이용하여 왁스가 종이 내부로 스며들도록 한다. 이때, 왁스가 스며든 부분은 소수성이 되고 왁스가 스며들지 않은 부분은 친수성이 된다. 즉, 액체는 친수성 영역으로만 흐르는 점을 이용하여 왁스가 인쇄되지 않은 곳으로만 시료가 흐를 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드의 내부 구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치에서 측정패드에 주입된 시료의 반응이 일어나는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5에서와 같이, 측정패드(30)는 도 4에서 제작된 각기 다른 두 개의 패턴을 가진 종이를 양면테이프(30c) 등으로 서로 붙여주는데, 상단 종이인 상부레이어(30a)는 시료를 주입하는 주입부(31)와 시료와 반응하여 발색이 일어나는 하나 이상의 물질이 혼합된 효소 반응 물질이 포함되어 있는 측정부(32)로 구성되어 있고, 하단 종이인 하부레이어(30b)는 주입부(31)에서 측정부(32)로 유체가 이동하기 위한 채널(33)이 형성되어 있다. 또한, 채널(33)에는 유체의 이동속도를 빠르게 하기 위하여 계면활성제가 포함될 수도 있다.
이때, 혈액 및 혈청 시료를 주입하는 주입부(31)에 대해서는 혈구의 효율적인 분리 및 이를 통한 신호민감도의 제고를 구현하기 위해 혈구 분리 필름(미도시)이 추가로 적층될 수 있으며, 자세히는 유리나 고분자 또는 종이로 구성된 필터 등이 사용될 수도 있다.
따라서, 도 6에서와 같이 주입부(31)에 혈액을 주입하게 되면 하부레이어(30b)의 채널(33)을 통해 혈구는 걸러지고 혈청만 측정부(32)에 도달하게 된 후 측정부(32)에 기 포함된 효소 반응 물질과 반응하여 발색이 일어난다.
따라서, IT 기기(10)는 카메라(11)와 카메라플래쉬(13)를 통해 발색이 일어난 측정패드(30)를 촬영하고, 촬영된 이미지를 기반으로 측정된 결과를 분석함으로써 신속한 측정 및 정량 분석이 가능하도록 한다.
다음은 본 발명의 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 이용하여 질병을 진단하기 위한 일실시예로써, 당뇨병 진단을 위해 글루코스(glucose) 농도를 측정하는 과정을 설명하고자 한다.
우선, 당뇨병 진단 시 과산화수소 발생을 위해 사용되는 효소인 GOx와 글루코스와 반응하여 발색이 일어나는 물질들인 HRP(Horseradish peroxidase), 4-AAP(4-aminoantipyrine) 및 MAOS(N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate)가 혼합된, 즉 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 측정부(32)에 기 포함되어 있는 측정패드(30)의 주입부(31)에, 분석 대상 물질이 되는 시료인 글루코스를 주입하는데 이때, 측정부(32)에 기 포함되어 있는 효소 반응 물질의 양은 10 mM 4-AAP, 1 mM MAOS, 1 mg/ml HRP, 10 mg/ml GOx로 하여 혼합될 수도 있다.
아래의 화학식 1은 효소 반응을 통한 글루코스 발색 반응 유도 원리를 나타낸 것이다.
Figure pat00001
화학식 1을 설명하자면, 글루코스 산화효소(Glucose oxidase; GOx)는 글루코스를 글루코닉엑시드(Gluconic acid)로 산화시키면서 과산화수소를 생성하는데, 이 과산화수소를 Horseradish peroxidase(HRP)가 환원시키며 발색화합물(4-aminoantipyrine; 4-AAP, N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate; MAOS)을 반응시켜 푸른 발색을 내는 최종 산물로 변환시킨다.
이때, 글루코스의 농도가 높을수록 GOx에 의해 생성되는 과산화수소의 양이 증가하고 연쇄적으로 푸른색의 강도는 높아지므로, 발색강도를 분석하여 글루코스의 양을 측정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치의 측정 결과를 나타낸 예시이다.
실제 혈액 내 글루코스의 측정을 위하여 5 mM에서 17 mM의 글루코스가 포함된 혈청을 준비하고 20 ㎕을 이용하여 발색 강도의 변화를 150초 동안 10초 단위로 카메라(11)를 이용하여 측정하였다.
도 7에 도시된 (A)는 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 통해 얻은 혈청 내 글루코스의 농도별 사진 결과를 나타낸 것이고, (B)는 (A)를 수치화하여 얻은 결과 그래프로써 (B)에 도시된 그래프를 보면 알 수 있듯이 글루코스의 농도가 증가할수록 수치 또한 증가함을 볼 수 있다.
또한, (C)는 (A) 및 (B)와 동일한 혈청 시료의 글루코스 농도에 대해, 일반적인 혈당측정기를 이용해 측정된 결과를 나타낸 그래프로써, 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치를 이용해 측정된 결과를 나타낸 (B)의 그래프와 비교하였을 때, 그 각각의 결과값이 거의 1:1 대응을 나타냄을 보여주고 있어, 본 발명의 일실시예에 따른 생체 시료 측정 장치의 신뢰성을 증명되는 것을 알 수 있다.
이외에도 추가적으로 적용 가능한 질병 진단용 효소 반응들은 다음의 표 1과 같다.
이때, 표 1에 기재된 분석대상 물질은 주입부(31)에 주입하게 되는 시료이며, 과산화수소 발생을 위해 분석에 사용되는 효소들은 측정부(32)에 HRP, 4-AAP, MAOS와 함께 기 혼합되어 주입부(31)로 주입되는 시료와 반응하여 발색이 일어나는 물질들이며, 아래의 표 1은 과산화 수소를 생성하기 위한 화학식을 정리한 것이다.
Figure pat00002
이때, 각각의 진단 분야에 대한 효소 반응을 통한 발색 반응 유도 원리는 다음과 같다.
Figure pat00003
< 농약검출 (Acetylcholine) >
Figure pat00004
< 간 건강 검진 항목 (ALT) >
Figure pat00005
< 간 건강 검진 항목 (AST) >
Figure pat00006
< 혈중 콜레스테롤 (Total cholesterol) >
Figure pat00007
< 대사 및 신장 관련 (Creatine) >
Figure pat00008
< 신장 및 오줌 진단 (Creatinine) >
Figure pat00009
< 고지혈증 진단 (Triglyceride) >
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 생체 시료 측정 장치는 발색을 유도하는 반응을 이용하는 분야, 예를들면 HRP를 이용하여 발색화합물(4-AAP, MAOS)과 반응시켜 발색 반응을 일으킬 수 있도록 하는 다양한 분야 및 질병에 대해 응용이 가능하여 이용범위가 넓은 장점이 있다.
또한, 발색반응을 위해 사용된 MAOS는 페놀(phenol) 계열이면 다른 물질이 적용되어도 무방하다. 따라서 MAOS를 대체할 수 있는 물질의 예와 그에 따른 반응도를 나열하자면 다음과 같다.
Figure pat00010
< ADOS >
Figure pat00011
< ADPS >
Figure pat00012
< ALPS >
Figure pat00013
< DAOS >
Figure pat00014
< HDAOS >
Figure pat00015
< MADB >
Figure pat00016
< TODB >
Figure pat00017
< TOOS >
Figure pat00018
< TOPS >
이때, 물질의 종류에 따라 발색 색상은 달라지지만 측정 결과는 동일하므로 MAOS 대신 다른 어느 하나를 적용하더라도 무방하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치는 스마트폰에 구비되는 카메라와 카메라플래쉬를 수광부와 발광부로 이용하여 시료의 농도에 따라 도출되는 발색의 정도를 촬영하여 기록하고, 기록된 결과를 분석함으로써 정확하고 빠른 분석이 가능하고, 스마트폰과 연동하여 사용할 수 있어 별도의 장치를 소지하지 않아도 될 뿐만 아니라, 스마트폰의 어플리케이션을 이용하여 전문적인 지식 없이도 결과 분석이 가능하므로 사용자 편의성 및 만족도를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 생체 시료 분석시 필요한 검사지 즉, 측정패드를 종이로 제작함으로써 비용이 저렴하며 종이 내부의 모세 관력에 의해 작동하기 때문에 특별한 외부 동력원이 불필요한 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : IT 기기 11 :카메라
13 : 카메라플래쉬 20 : 케이스
20a : 덮개 21 : 카메라용 개구부
22 : 직각프리즘부 23 : 카메라플래쉬용 개구부
24 : 광분산부 25 : 지지대
26 : 반사부 27 : 고정부재
30 : 측정패드 30a : 상부레이어
30b : 하부레이어 30c : 접착부재
31 : 주입부 32 : 측정부
33 : 채널

Claims (7)

  1. 카메라와 카메라플래쉬가 구비되는 IT 기기에 탈착가능하게 구비되고, 지지대와 카메라용 개구부 및 카메라플래쉬용 개구부가 구비되는 케이스; 및
    상기 케이스의 지지대에 의해 지지되고, 측정 대상에 따른 효소 반응 물질이 기 포함되어 있어 상기 측정을 위해 주입되는 시료에 따라 반응하는 측정패드를 포함하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 IT 기기는,
    상기 카메라와 카메라플래쉬가 상기 케이스의 상기 카메라용 개구부 및 상기 카메라플래쉬용 개구부를 통해 노출되도록 상기 케이스에 장착되고, 상기 카메라와 카메라플래쉬를 통해 상기 측정패드를 촬영하고, 촬영된 이미지를 기반으로 측정된 결과를 분석하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정패드는,
    상기 시료가 주입되는 주입부와, 상기 시료와 반응하여 발색이 일어나는 하나 이상의 물질이 혼합된 상기 효소 반응 물질이 포함되어 있는 측정부를 구비하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는,
    외부 빛을 차단시키기 위한 덮개가 더 구비되고,
    상기 카메라플래쉬로부터 발산되는 빛을 상기 케이스 내부로 고르게 분산시키기 위한 반사부가 상기 덮개에 부착되는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는,
    상기 카메라플래쉬로부터 발산되는 빛의 세기를 조절하기 위한 광분산부가 상기 카메라플래쉬용 개구부에 부착되는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는,
    상기 측정패드의 이미지를 직각으로 회전시켜 상기 카메라에 조사되도록 하기 위한 직각프리즘부가 상기 카메라용 개구부에 부착되는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 효소 반응 물질은,
    HRP(Horseradish peroxidase) 및 4-AAP(4-aminoantipyrine)를 포함하며,
    GOx(Glucose oxidase), AChE(Acetylcholine), ALT(alanine aminotransferase), AST(aspartate aminotransferase), CE(Total cholesterol), CT(Creatine), CA(Creatinine) 및 Lipase(Triglyceride) 중에서 적어도 하나를 더 포함하며,
    MAOS(N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylaniline, sodium salt monohydrate), ADOS(N-Eyhyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline, sodium salt, dihydrate), ADPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methoxyaniline, sodium salt, monohydrate), ALPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)aniline, sodium salt), DAOS(N-Eyhyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), HDAOS(N-(2-Hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyaniline, sodium salt), MADB(N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3,5-dimethylaniline, disodium salt), TODB(N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3-methylaniline, disodium salt), TOOS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methylaniline, sodium salt, dihydrate), TOPS(N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3-methylaniline, sodium salt, monohydrate) 및 페놀(Phenol) 중에서 적어도 하나를 더 포함하는 IT 기기를 이용한 생체 시료 정량 분석 장치.
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