KR20160106898A - 실시간 분자진단용 광검출 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광검출 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 생물학적 시료에 빛을 조사하고 투과한 빛 또는 형광을 이미지 센서로 빛을 검출하는 생물학적 시료의 실시간 정량분석 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시간 분자진단용 광검출 장치는 형광모드, 흡광모드 및 산란모드로 빛의 종류에 따른 광검출이 가능하며, 관형 반응용기에 수직 및 수평으로 빛을 조사하여 형광 및 흡광도를 듀얼 측정하고, 또는 산란광 및 형광을 듀얼 측정함으로 보다 정확한 정량분석을 수행 할 수 있다.
Description
본 발명은 광검출 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 생물학적 시료에 빛을 조사하고 투과한 빛 또는 형광을 이미지 센서로 검출하는 생물학적 시료의 실시간 정량분석 장치에 관한 것이다.
분자진단은 의학 및 생물학적 분야에서 유전 질환(hereditary disease)의 검출, 유전자 지문(genetic fingerprint)의 확인, 감염 질환(infectious disease)의 진단, 유전자의 클로닝(cloning), 친자확인검사(paternity testing), 및 DNA 컴퓨팅(computing)등 분석 및 진단 목적으로 널리 사용되고 있다.
그중 중합효소 연쇄반응(PCR,Polymerase Chain Reaction)장치는 PCR 수율을 개선하기 위한 노력뿐만 아니라 PCR 진행 과정을 실시간으로 파악하기 위한 효율적인 방법을 개발하고 있다. 이와 같이 PCR 진행 과정을 실시간으로 파악할 수 있는 기술을 "실시간 PCR(real-time PCR)"이라고 하는데, 실시간 PCR 장치는 온도조절 장치와 분광 형광 광도계가 일체화된 장치로 PCR 챔버에 형광물질을 투입하여 증폭 산물과의 결합으로 발생하는 광신호를 측정하는 기술을 이용한다. 그러나 이는 형광물질로부터 광신호를 활성화하기 위한 별도의 광원 모듈, 증폭 핵산으로부터 획득된 광신호를 검출하기 위한 광검출 모듈, 및 기타 광 경로를 조절하기 위한 반사경 등 복잡한 구조를 반드시 필요로 한다.
한국 공개특허 2013-0113072 호는 흡광도 측정 장치에 관한 것으로, 웰(well)에 주입된 시료의 흡광 상태를 CMOS 이미지 센서를 이용하여 감지할 수 있는 흡광도 측정 장치에 관한 것이다. 그러나 이는 웰플레이트를 사용하여 광 경로가 짧기 때문에 비교적 정밀한 측정이 불가능하다.
한국 등록특허 1306930호는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계에 관한 것으로, 하나의 여기 광원에서 조사된 광의 진행경로를 제어하는 광이송부 및 멀티 채널 검출부를 구비하며, 형광 및 흡광의 광신호를 동시에 측정하는 광검출 장치를 개시한다. 그러나 이는 광의 진행경로를 제어하는 광이송부를 필요로하며, 필터, 부가 렌즈 등을 필요로 하여 복잡한 구조를 나타낸다.
따라서, 다수의 시료 측정, 온도 조절 및 간소화된 구조가 가능하고 실시간으로 정밀하게 측정할 수 있는 형광 및 흡광도 측정 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 생물학적 시료에 빛을 조사하고 투과한 빛 또는 형광을 이미지 센서로 검출하는 생물학적 시료의 실시간 정량분석 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 형광모드, 흡광모드 및 산란모드를 이용한 장치를 이용하여 정확한 정량분석을 수행 및 광섬유 및 이미지센서의 이용으로 장치의 구성이 간소화됨을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 실시간 분자진단용 광검출 장치로, 상기 장치는 관형 반응용기; 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 열 블록(heating block); 상기 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 제1 광원; 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 위치하여 수평방향으로 관형 반응용기에 빛을 조사하는 제2 광원; 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 일 말단이 위치하고 타말단이 이미지 센서를 향해 연장된 광섬유; 상기 광섬유의 타 말단에 일측면이 위치하는 광필터; 상기 광필터의 타측면에 위치하며 상기 광섬유와 광필터를 통과한 제1 광원에서 조사된 빛에 의해 상기 관형 반응용기에서 방출되는 형광 또는 상기 제2 광원에서 조사되어 상기 관형 반응용기를 투과한 빛을 감지하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함하는, 실시간 분자진단용 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로, 상기 장치는 관형 반응용기; 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 열 블록(heating block); 상기 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 제1 광원; 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 산란광 검출을 위해 일말단이 위치하고, 타말단은 이미지센서 상부로 연장된 광섬유; 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 형광 검출을 위해 일측면이 위치하는 광필터; 상기 광필터 타측면에 일 말단이 위치하고, 타 말단은 이미지센서 상부로 연장된 광섬유; 상기 광섬유를 통과한 반응용기 양단의 일단부에서 방출되는 산란광 또는 상기 반응용기 양단의 타단부에서 방출되는 형광을 감지하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함하는,실시간 분자진단용 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 장치는 흡광도 측정모드 또는 형광 측정모드로 구동되는, 실시간 분자진단용 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 장치는 산란광 측정모드 또는 형광 측정모드로 구동되는, 실시간 분자진단용 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 광원은 LED 또는 레이저 다이오드인, 실시간 분자진단용 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 광필터는 형광 측정모드 구동시 제1 광원의 빛을 차단하는 것인, 실시간 분자진단용 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 이미지 센서는 CCD 또는 CMOS 인, 실시간 분자진단용 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 반응 용기의 반응은 PCR 또는 LAMP 반응인, 실시간 분자진단용 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로, 상기 장치는 복수개의 관형 반응용기; 상기 복수개의 관형 반응용기가 서로 이격되어 배치되고, 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 복수개의 채널을 구비하는 열 블록(heating block); 상기 복수개의 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 복수개의 제1 광원; 상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 위치하여 수평방향으로 관형 반응용기에 빛을 조사하는 복수개의 제2 광원; 상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 일 말단이 위치하고 타말단이 이미지 센서를 향해 연장된 복수개의 광섬유; 상기 복수개의 광섬유의 타 말단에 일측면이 위치하는 광필터; 상기 광필터의 타측면에 위치하며 상기 광섬유와 광필터를 통과한 제1 광원에서 조사된 빛에 의해 상기 관형 반응용기에서 방출되는 형광 또는 상기 제2 광원에서 조사되어 상기 관형 반응용기를 투과한 빛을 감지하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함하는, 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로, 상기 장치는 복수개의 관형 반응용기; 상기 복수개의 관형 반응용기가 서로 이격되어 배치되고, 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 복수개의 채널을 구비하는 열 블록(heating block); 상기 복수개의 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 복수개의 제1 광원; 상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 산란광 검출을 위해 일말단이 위치하고, 타말단은 이미지센서 상부로 연장된 복수개의 광섬유; 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 형광 검출을 위해 일측면이 위치하는 복수개의 광필터;상기 광필터 타측면에 일 말단이 위치하고, 타 말단은 이미지센서 상부로 연장된 복수개의 광섬유; 상기 복수개의 광섬유를 통과한 반응용기 양단의 일단부에서 방출되는 산란광 또는 상기 반응용기 양단의 타단부에서 방출되는 형광을 감지하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함하는, 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치를 제공한다.
본 발명의 실시간 분자진단용 광검출 장치는 형광모드, 흡광모드 및 산란모드로 빛의 종류에 따른 광검출이 가능하며, 관형 반응용기에 수직 및 수평으로 빛을 조사하여 형광 및 흡광도를 듀얼 측정하고, 또는 산란광 및 형광을 듀얼 측정함으로 보다 정확한 정량분석을 수행 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 형광 및 흡광도 듀얼 측정 장치를 나타내는 개략도 이다.
도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 형광 및 산란광 듀얼 측정 장치를 나타내는 개략도 이다.
도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 형광 및 산란광 듀얼 측정 장치를 나타내는 개략도 이다.
한 양태에서 본 발명은 실시간 분자진단용 광검출 장치로, 상기 장치는 관형 반응용기; 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 열 블록(heating block); 상기 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 제1 광원; 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 위치하여 수평방향으로 관형 반응용기에 빛을 조사하는 제2 광원; 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 일 말단이 위치하고 타말단이 이미지 센서를 향해 연장된 광섬유; 상기 광섬유의 타말단에 일측면이 위치하는 광필터; 상기 광필터의 타측면에 위치하며 상기 광섬유와 광필터를 통과한 제1 광원에서 조사된 빛에 의해 상기 관형 반응용기에서 방출되는 형광 또는 상기 제2 광원에서 조사되어 상기 관형 반응용기를 투과한 빛을 감지하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함하는 실시간 분자진단용 광검출 장치에 관한 것이다.
본 발명의 광검출이란 빛의 강도나 주파수, 위상 등의 정보를 전기 신호로 변환하여 검출하는 조작이다. 본 발명에서는 실시간 분자진단 예를 들면 PCR 또는 LAMP의 증폭 산물의 정량을 위해 형광, 흡광도 및 산랑광을 검출한다. 형광이란 물질이 빛의 자극에 의해서 발광하는 현상으로 분자진단 예를 들면 PCR과정에서 특이적으로 존재하는 DNA의 짧은 염기서열 반복 표지자에 형광물질을 부착하고 일정파장의 빛을 조사하고 발생하는 형광을 검출하여 증폭물질의 정량적인 변화를 관측하는데 이용된다.
본 발명의 흡광도란 용액의 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 양으로 같은 두께의 순용매 및 용액의 투과광 강도를 각각 I0, I라 할 때 log10(I0/I)로 정의된다. 넓은 뜻으로 I0를 입사광의 강도, I를 기체액체고체 물질을 투과한 빛의 강도로 정의할 수 있다. 램버트-베르의 법칙이 적용되는 경우에는 log10(I0 / I)= cd(여기서 : 분자 흡광 계수, c : 몰 농도, d : 흡수층의 두께)의 관계가 성립되므로 흡수물질의 흡광도가 그 광로의 길이와 농도의 면적에 비례한다는 법칙에 근거하여 흡광도로부터 물질의 농도를 측정할 수 있다.
본 발명의 광학밀도(Optical density, OD)란 물질의 내부를 빛이 투과하거나 그 표면에서 반사하는 정도를 나타내는 척도로 수중의 부유물질 등에 의하여 물이 혼탁한 정도로 물로 통과하는 빛이 이러한 비용해성 부유물질에 의해 산란되거나 흡수되어 흐리게 보여지는데, 본 발명에서는 램버트-베르의 법칙 결과를 흡광도로 정의하고 이 값을 두께로 나눈 것을 광학밀도라고 정의하고 또한 흡광도는 광학밀도를 포함하는 것으로 한다. 본 발명은 형광 및 흡광 듀얼방식으로 생물학적 분자시료의 실시간 정량분석한다.
도 1 은 본 발명의 한 구현예에 따른 흡광도 및 형광을 검출하는 실시간 분자진단용 광검출 장치를 나타내는 개략도이다. 상기 장치는 듀얼방식 광검출기로 형광모드 및 흡광모드로 각각 광검출이 가능하다. 이는 관형 반응용기(20)에 시료를 투입하고, 상기 반응용기는 하면 및 측면이 감싸지는 열블록(30)에 장착된다. 한 구현예에서 상기 관형 반응용기는 원기둥형, 사각기둥형, 삼각기둥형 및 역원뿔형이 가능하며 예를 들어 상기 관형 반응용기가 원기둥형일 경우 직경이 1mm 내지 10mm 이고 길이는 1mm 내지 50mm이고, 밑면이 다각형인 경우 상기 원기둥형과 밑면의 넓이 및 길이가 상응하는 비율의 관형 반응용기의 사용이 가능하다. 한 구현예에서 상기 열 블록(30)은 이로 한정하는 것은 아니나 40℃ 내지 100℃의 온도범위에서 구동 된다. 상기 온도범위는 관형 반응 용기 내에서 일어나는 반응의 종류에 따라 조절 가능하며, 예를 들면 상기 반응은 분자진단 반응이며 이로 한정하는 것은 아니나 PCR 또는 LAMP반응이다.
상기 열블록(30)은 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통되어 있으며, 이는 제1 광원(11)에서 조사된 빛(110)을 수용한 시료에서 발생하는 형광(111) 또는 제2 광원(12)에서 조사되는 빛(120)이 이동할 수 있는 통로이다. 상기 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 제1 광원(11)은 형광모드 측정 시 사용되는 것으로 시료에 처리되는 형광체의 종류에 따라 빛의 파장을 선택할 수 있다. 한 구현예에서 상기 제1 광원은 이로 한정하는 것은 아니나 LED(Light Emitting Diode) 또는 레이저 다이오드(Laser Diode, LD)이며, 상기 LED 또는 레이저 다이오드는 410nm~480nm 파장 범위의 빛을 조사한다. 상기 제1 광원(11)에서 조사되는 빛은 형광을 이용하여 시료의 정량분석을 하기 위한 것으로 상기 형광을 검출하기 위해 증폭하는 시료에 형광체를 처리한다. 따라서 제1 광원의 종류는 이용되는 형광체의 종류에 따라 선택할 수 있다. 한 구현예에서 상기 형광체는 SYBR Green 또는 FDG-1이다. 형광체가 처리된 시료에 제1 광원(11)에서 빛을 조사하면 형광이 발생하고 상기 발생한 형광(111)은 관형 반응용기가 노출된 관통된 양단의 제1단부에 일말단이 위치한 광섬유(40)로 전달되고, 상기 광섬유는 이미지센서를 향해 연장되어 타말단이 광필터에 위치한다. 상기 광필터(50)에서 일정 파장대의 빛만 통과되어 이미지센서로 전달 된다. 한 구현예에서 광필터(50)는 520nm 이상 파장의 빛을 투과하는 것이다. 또한 본 발명의 장치는 형광뿐만 아니라 흡광도를 측정할 수 있다.
상기 관형 반응용기(20) 수평방향 양단의 제2단부에 위치하는 제2 광원(12)에서 관형 반응용기의 수평방향으로 조사되는 빛(120)은 관형 반응용기 내 시료의 흡광도를 측정한다. 상기 제2 광원(12)은 예를 들면 650nm 파장의 빛을 조사하는 LED이며 시료를 투과한 빛은 상기 반응용기 일단부에 일 밀단이 위치한 광섬유(40)를 통해 전달되고, 광섬유 타말단에 일측면이 위치한 광필터(50)을 거쳐 이미지센서(60)로 전달된다. 상기 구현 예에서 사용된 광필터(50)은 520nm 이상의 파장을 빛을 투과시키므로 상기 제 2 광원(12)의 650nm 파장 빛 또한 투과가능하다. 본 발명의 광검출 장치의 이미지 센서는 형광모드에서 상기 제1 광원(11)에서 조사된 빛에 의해 상기 관형 반응용기에서 방출되는 형광이 광섬유(40)를 통과한 빛 또는 흡광모드에서 상기 제2 광원(12)에서 조사되어 상기 관형 반응용기(20)를 투과한 빛을 감지하는 것으로 형광과 흡광도 데이터를 각 모드에 따라 얻을 수 있다. 상기 이미지 센서(60)에서 검출된 빛은 영상표시부(70)를 통해 확인 할 수 있다. 본 발명의 한 구현예에서 상기 이미지 센서는 이로 한정하는 것은 아니나 CCD (charge-coupled device)또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이다. 상기 이미지 센서에서 감지한 영상을 저장부에서 미리 정해진 시간에 따라 저장함으로써 실시간 광검출이 가능하다. 이와 같이 한 장치에 듀얼 모드 광검출 시스템은 보다 간편한 조작으로 생물학적 시료의 정량분석에 정확성을 향상시키는 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 산란광 또는 형광을 검출하는 실시간 분자진단용 광검출 장치를 나타내는 개략도이다. 상기 장치는 산란모드 및 형광모드가 각각 가능하며, 이는 하나의 광원(제1 광원,11)으로 산란광 또는 형광을 검출하는 것으로 관형 반응용기(20)에 시료를 투입하고, 상기 반응용기(20)의 하면 및 측면이 감싸지는 열블록(30)에 장착된다. 한 구현예에서 상기 관형 반응용기는 원기둥형, 사각기둥형, 삼각기둥형 및 역원뿔형이 가능하며 예를 들어 상기 관형 반응용기가 원기둥형일 경우 직경이 1mm 내지 10mm 이고 길이는 1mm 내지 50mm이고, 밑면이 다각형인 경우 상기 원기둥형과 밑면의 넓이 및 길이가 상응하는 비율의 관형 반응용기의 사용이 가능하다. 한 구현예에서 상기 열 블록(30)은 이로 한정하는 것은 아니나 40℃ 내지 100℃의 온도범위에서 구동 된다. 상기 온도범위는 관형 반응 용기 내에서 일어나는 반응의 종류에 따라 조절 가능하며, 예를 들면 상기 반응은 분자진단 반응이며 이로 한정하는 것은 아니나 PCR 또는 LAMP반응이다.
상기 열블록(30)은 관형 반응용기(20)의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통되어 있으며, 이는 제1 광원(11)에서 조사된 빛을 수용한 시료에서 발생하는 산란광(112) 또는 형광(111)의 이동경로로 이용된다. 상기 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기(20)의 수직방향으로 빛을 조사하는 제1 광원(11)은 이로 한정하는 것은 아니나, LED 또는 레이저 다이오드이며, 상기 LED 또는 레이저 다이오드는 410nm 내지 480nm 파장 범위의 빛을 조사한다. 상기 제1 광원(11)에서 시료에 조사된 빛은 시료를 통과 하면서 산란광, 또는 시료가 형광체를 포함하고 있을 경우에는 형광으로 발생한다.
상기 산란광은 시료에 형광체가 없는 산란모드에서 측정하는 것이며 예를 들면 PCR 반응의 유전자 증폭과정 중 생성되는 마그네슘 피로포스페이트(Mg pyrophosphate)에 의해 산란되는 빛을 검출하는 것으로 시료용액의 탁도를 측정할 수 있다. 제1 광원(11)에서 조사된 빛에 의해 발생한 산란광은 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 일 말단이 위치하고, 타 말단은 이미지센서 상부로 연장되어 위치하는 광섬유(40)를 통해 이미지 센서에 도달한다.
형광 모드 측정은 시료에 형광체를 처리하는데, 따라서 형광모드 구동시 선택되는 형광체에 따라 제1 광원의 종류를 달리할 수 있다. 한 구현예에서 상기 형광체는 SYBR Green 또는 FDG-1이다. 상기 형광체가 처리된 시료에 조사된 빛에 의해 발생한 형광은 상기 관형 반응용기(20) 수평방향 양단의 제2단부에 위치한 광필터(50)에서 일정 파장대의 빛만 투과되고 투과된 빛은 광섬유(40)로 전달된다. 한 구현예에서 상기 광필터(50)는 520nm 이상 파장의 빛을 투과하는 것이다. 본 발명의 광검출 장치는 형광모드 및 산란모드를 한 장치에서 수행가능하며 상기 광섬유(40)를 각각 통과한 산란광 또는 형광은 한 개의 이미지 센서(60)에서 각 모드에 따라 감지하는 것으로 형광과 산란광 검출 데이터를 각각 얻을 수 있다. 본 발명의 한 구현예에서 상기 이미지 센서는 이로 한정하는 것은 아니나 CCD (charge-coupled device)또는 CMOS( complementary metal-oxide semiconductor) 이다. 상기 이미지 센서에서 감지한 영상을 저장부에서 미리 정해진 시간에 따라 저장함으로써 실시간 광검출이 가능하다. 이러한 빛의 종류를 다르게 검출하는 시스템은 생물학적 시료의 정량분석에 정확성을 향상시키는 효과가 있다.
또 다른 측면에서 본 발명의 장치는 복수개를 동시에 이용하여 다중 측정 가능한 실시간 분자진단용 광검출기로 사용할 수 있다. 특히 형광모드 및 흡광모드 구동이 가능한 분자진단용 다중 광검출 장치로, 상기 장치는실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로, 상기 장치는 복수개의 관형 반응용기; 상기 복수개의 관형 반응용기가 서로 이격되어 배치되고, 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 복수개의 채널을 구비하는 열 블록(heating block); 상기 복수개의 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 복수개의 제1 광원; 상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 위치하여 수평방향으로 관형 반응용기에 빛을 조사하는 복수개의 제2 광원; 상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 일 말단이 위치하고 타말단이 이미지 센서를 향해 연장된 복수개의 광섬유; 상기 복수개의 광섬유의 타 말단에 일측면이 위치하는 광필터; 상기 광필터의 타측면에 위치하며 상기 광섬유와 광필터를 통과한 제1 광원에서 조사된 빛에 의해 상기 관형 반응용기에서 방출되는 형광 또는 상기 제2 광원에서 조사되어 상기 관형 반응용기를 투과한 빛을 감지하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함한다. 이는 도 1의 장치에서 이미지센서, 표시부 및 저장부를 제외한 장치 복수개를 일정간격으로 배치하고 배치된 복수개의 장치의 광섬유를 한 개의 이미지 센서로 향하게 하여 다수 시료의 광검출이 가능하다.
또한 본 발명은 형광모드 및 산란모드 구동이 가능한 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로, 상기 장치는 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로, 상기 장치는 복수개의 관형 반응용기; 상기 복수개의 관형 반응용기가 서로 이격되어 배치되고, 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 복수개의 채널을 구비하는 열 블록(heating block); 상기 복수개의 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 복수개의 제1 광원; 상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 산란광 검출을 위해 일말단이 위치하고, 타말단은 이미지센서 상부로 연장된 복수개의 광섬유; 상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 형광 검출을 위해 일측면이 위치하는 복수개의 광필터; 상기 광필터 타측면에 일 말단이 위치하고, 타 말단은 이미지센서 상부로 연장된 복수개의 광섬유; 상기 복수개의 광섬유를 통과한 반응용기 양단의 일단부에서 방출되는 산란광 또는 상기 반응용기 양단의 타단부에서 방출되는 형광을 감지하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함한다. 이는 도 2의 장치에서 이미지센서, 표시부 및 저장부를 제외한 장치 복수개를 일정간격으로 배치하고 배치된 복수개의 장치의 광섬유를 한 개의 이미지 센서로 향하게 하여 다수 시료의 광검출이 가능하다. 이러한 다중 광검출 장치는 한 개의 이미지 센서를 사용함으로 공간적 비용적 소비를 줄일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
11. 제1 광원
12. 제2 광원
20. 관형 반응용기
30. 열블록
40. 광섬유
50. 광필터
60. 이미지센서
70. 영상 표시부
110. 제1 광원의 광경로
111. 형광 검출 경로
112. 산란광 검출 경로
120. 제2 광원의 광경로
12. 제2 광원
20. 관형 반응용기
30. 열블록
40. 광섬유
50. 광필터
60. 이미지센서
70. 영상 표시부
110. 제1 광원의 광경로
111. 형광 검출 경로
112. 산란광 검출 경로
120. 제2 광원의 광경로
Claims (10)
- 실시간 분자진단용 광검출 장치로,
상기 장치는 관형 반응용기;
상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 열 블록(heating block);
상기 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 제1 광원;
상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 위치하여 수평방향으로 관형 반응용기에 빛을 조사하는 제2 광원;
상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 일 말단이 위치하고 타말단이 이미지 센서를 향해 연장된 광섬유;
상기 광섬유의 타말단에 일측면이 위치하는 광필터;
상기 광필터의 타측면에 위치하며 상기 광섬유와 광필터를 통과한 제1 광원에서 조사된 빛에 의해 상기 관형 반응용기에서 방출되는 형광 또는 상기 제2 광원에서 조사되어 상기 관형 반응용기를 투과한 빛을 감지하는 이미지 센서;
상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및
상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함하는,
실시간 분자진단용 광검출 장치.
- 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로,
상기 장치는 관형 반응용기;
상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 열 블록(heating block);
상기 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 제1 광원;
상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 산란광 검출을 위해 일말단이 위치하고, 타말단은 이미지센서 상부로 연장된 광섬유;
상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 형광 검출을 위해 일측면이 위치하는 광필터;
상기 광필터 타측면에 일 말단이 위치하고, 타 말단은 이미지센서 상부로 연장된 광섬유;
상기 광섬유를 통과한 반응용기 양단의 일단부에서 방출되는 산란광 또는 상기 반응용기 양단의 타단부에서 방출되는 형광을 감지하는 이미지 센서;
상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및
상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함하는,
실시간 분자진단용 광검출 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 장치는 흡광도 측정모드 또는 형광 측정모드로 구동되는,
실시간 분자진단용 광검출 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 장치는 산란광 측정모드 또는 형광 측정모드로 구동되는,
실시간 분자진단용 광검출 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광원은 LED 또는 레이저 다이오드인,
실시간 분자진단용 광검출 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광필터는 형광 측정모드 구동시 제1 광원의 빛을 차단하는 것인,
실시간 분자진단용 광검출 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 이미지 센서는 CCD 또는 CMOS 인,
실시간 분자진단용 광검출 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 반응 용기의 반응은 PCR 또는 LAMP 반응인,
실시간 분자진단용 광검출 장치.
- 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로,
상기 장치는 복수개의 관형 반응용기;
상기 복수개의 관형 반응용기가 서로 이격되어 배치되고, 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 복수개의 채널을 구비하는 열 블록(heating block);
상기 복수개의 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 복수개의 제1 광원;
상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 위치하여 수평방향으로 관형 반응용기에 빛을 조사하는 복수개의 제2 광원;
상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 일 말단이 위치하고 타말단이 이미지 센서를 향해 연장된 복수개의 광섬유;
상기 복수개의 광섬유의 타 말단에 일측면이 위치하는 광필터;
상기 광필터의 타측면에 위치하며 상기 광섬유와 광필터를 통과한 제1 광원에서 조사된 빛에 의해 상기 관형 반응용기에서 방출되는 형광 또는 상기 제2 광원에서 조사되어 상기 관형 반응용기를 투과한 빛을 감지하는 이미지 센서;
상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및
상기 영상을 미리 정해진 시간 간격으로 저장하는 저장부를 포함하는,
실시간 분자진단용 다중 광검출 장치.
- 실시간 분자진단용 다중 광검출 장치로,
상기 장치는 복수개의 관형 반응용기;
상기 복수개의 관형 반응용기가 서로 이격되어 배치되고, 상기 관형 반응용기의 측면 및 하면으로 열이 전달될 수 있도록 채널을 구비하고 관형 반응용기의 일부 양측면이 노출되도록 수평방향 양단이 관통된 복수개의 채널을 구비하는 열 블록(heating block);
상기 복수개의 관형 반응용기 상부에 위치하여 상기 관형 반응용기의 수직방향으로 빛을 조사하는 복수개의 제1 광원;
상기 복수개의 관형 반응용기 수평방향 양단의 제1단부에 산란광 검출을 위해 일말단이 위치하고, 타말단은 이미지센서 상부로 연장된 복수개의 광섬유;
상기 관형 반응용기 수평방향 양단의 제2단부에 형광 검출을 위해 일측면이 위치하는 복수개의 광필터;
상기 광필터 타측면에 일 말단이 위치하고, 타 말단은 이미지센서 상부로 연장된 복수개의 광섬유;
상기 복수개의 광섬유를 통과한 반응용기 양단의 일단부에서 방출되는 산란광 또는 상기 반응용기 양단의 타단부에서 방출되는 형광을 감지하는 이미지 센서;
상기 이미지 센서와 연결되고 상기 이미지센서로부터 영상을 표시하는 표시부; 및
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실시간 분자진단용 다중 광검출 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020150029577A KR20160106898A (ko) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | 실시간 분자진단용 광검출 장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20160106898A (ko) |
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| KR20190013541A (ko) * | 2017-07-28 | 2019-02-11 | 연세대학교 산학협력단 | 표적 물질 농도 측정 장치 |
| KR20220124931A (ko) * | 2021-03-04 | 2022-09-14 | 연세대학교 산학협력단 | 구조화된 광열 자극광을 이용한 표적물질 농도 측정 장치 |
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| KR20130113072A (ko) | 2012-04-05 | 2013-10-15 | 고려대학교 산학협력단 | Ｃｍｏｓ 이미지 센서를 이용한 흡광도 측정 장치 |
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2015
- 2015-03-03 KR KR1020150029577A patent/KR20160106898A/ko not_active Application Discontinuation
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