KR20170127993A - 다중시료 자동분석장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중시료 자동분석장치에 관한 것이다. 본 발명에서, 다중시료 자동분석장치(1)에는 서로 다른 시료를 담은 복수 개의 시험관(S)이 장착되는 원심분리기(10)가 구비된다. 상기 원심분리기(10)로부터 분리된 시료 채취를 위한 복수 개의 바늘(N)은 바늘보관함(20)에 구비된다. 상기 바늘(N)에 의해 각각 채취된 시료는 감지물질이 구비되는 래피드 키트(30)에 순차적으로 적하되고, 상기 감지물질과 반응을 일으키게 된다. 상기 래피드 키트(30)에서 발생한 시료의 반응은 반응 검출 모듈에 의해 검출된다. 상기 래피드 키트(30)로부터 검출이 완료된 상기 바늘(N)은 바늘회수함(25)에 수납된다. 상기 바늘(N)은 힌지결합되는 복수 개의 아암으로 구성되는 로봇아암(80)에 의해 상기 원심분리기(10)를 거쳐 상기 래피드 키트(30)로 이동하게 된다. 상기 로봇아암(80)은 상하운동 가능하도록 위치조절부(70)에 설치되어 상기 바늘보관함(20)으로부터 상기 바늘(N)을 집어올리거나 상기 바늘회수함(25)으로 상기 바늘(N)을 수납시킬 수 있다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 원심분리기서부터 채취한 서로 다른 복수 개의 시료를 로봇아암을 이용하여 래피드 키트로 이동시키고, 래피드 키트를 통한 검사결과 확인까지 모두 자동화로 진행함으로써, 작업의 효율성이 향상되는 이점이 있다.

Description

다중시료 자동분석장치{Multi-sample automatic analyzing apparatus}

본 발명은 다중시료 분석장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시료 중의 입자가 분리되는 전처리 과정부터 시료의 수집 및 이송, 그리고 분배과정과 래피드 키트를 통한 검사결과 확인까지 모두 자동화로 진행되도록 함으로써, 작업의 효율성 및 시간 절감을 할 수 있는 다중시료 자동분석장치에 관한 것이다.

일반적으로, 면역 검사 분야는 전체 진단기기 분야 기술의 30%를 넘어 기존의 체외 진단기 분야에서 가장 큰 부분을 차지하고 있으며, 대형병원에 구축된 TLA(total Laboratory Automation)은 줄어드는 경향이며, 기기융합을 통한 자동화에 주력하고 있다.

기존의 면역 측정기기는 주로 대형병원에서 사용되는 ELISA 또는 EIA/micro plate 시스템과 같은 면역 측정기기로, 대량으로 시료 분석을 하기 때문에 부피가 매우 크다. 따라서, 개인 병원과 같은 소형 병원이나 보건소에서는 상기와 같은 면역 측정기기를 구비하기 위해선 넓은 공간 및 큰 비용이 발생하게 된다. 그리고 많은 인원의 시료를 모아서 분석해야 하기 때문에 바로 결과가 나오지 않아 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.

한편, 최근에는 현장검사(POCT) 개념이 도입되어 동일한 성능을 보이면서도 기기의 소형화가 추구된 래피드 키트(Rapid Kit) 형태의 제품이 대부분이며, 시약 절감, 검사비용 절감 등의 효과를 보고 있다.

하지만, 래피드 키트의 대부분이 수동이며, 한 가지 시료에서 한 가지 진단만 내릴 수 있으므로 다른 진단을 내리기 위해서는 많은 래피드 키트가 필요할 뿐만 아니라, 소형 병원이나 보건소에서는 인력이 많지 않으므로 다양한 검사를 하는데 많은 시간이 소요될 수 있다.

그리고 서로 다른 검사를 하기 위해 환자로부터 여러 번 혈액 샘플을 채취하거나 많은 혈액 샘플을 한 번에 뽑아서 나눠야 한다. 특히 혈액은 정맥 천자(venipuncture) 또는 다중 핑거 랜스(multiple finger lances)로 뽑아야 하므로 환자가 불편할 뿐만 아니라 고통스럽다.

이와 같이, 전혈시료의 혈장을 분리하는 전처리 과정부터 시료의 수집 및 이송, 그리고 분배과정과 래피드 키트를 통해 다양한 검사결과 확인까지 모두 자동화로 진행되는 시스템의 개발이 부족한 상황이다.

따라서, 장시간에 걸쳐 수동으로 검사하지 않아도 빠르고 정확하게 진단하여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 비용 및 시간도 절감할 수 있는 장치가 요구된다.

등록특허공보 10-0599420 등록특허공보 10-1323373

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 시료 중의 입자가 분리되는 전처리 과정부터 시료의 수집 및 이송, 그리고 분배과정과 래피드 키트를 통한 검사결과 확인까지 모두 자동화로 진행되도록 함으로써, 작업의 효율성이 향상될 수 있도록 다중시료 자동분석장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 채취된 각각의 서로 다른 시료로부터 적어도 하나 이상의 물질을 분석하는 래피드 키트를 사용함으로써, 적은 시료만으로 빠르고 정확하게 진단할 수 있는 다중시료 자동분석장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중시료 자동분석장치는, 시료의 분석 형태에 부합되도록 단수 또는 복수의 시료를 전처리하는 시료 전처리 모듈; 상기 시료 전처리 모듈에 장착된 서로 다른 복수의 시료를 각각 채취하기 위한 복수의 바늘이 교체 가능하게 수납되는 바늘 교체 모듈; 상기 바늘 교체 모듈의 바늘을 통해 상기 시료 전처리 모듈의 시료를 채취하여 이송시키는 시료 이송 모듈; 상기 시료 이송 모듈에 의해 이송되는 복수의 시료가 순차적으로 적하되고, 적하된 시료의 반응을 일으키기 위한 감지물질이 구비되어 시료의 반응을 유도하는 시료 반응 모듈; 및 상기 시료 반응 모듈에서 발생한 시료의 반응을 검출하는 반응 검출 모듈;을 포함하며, 상기 시료 반응 모듈은, 하나의 시료가 적하되면서 서로 다른 종류의 상기 감지물질이 분리된 상태로 구비되어 하나의 시료에 대한 서로 다른 반응을 동시에 유도하는 래피드 키트로 구성되며, 상기 래피드 키트가 복수를 이루면서 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 시료 전처리 모듈은 서로 다른 시료를 담은 복수 개의 시험관이 장착되고, 원심력의 작용에 의해 시료로부터 입자가 분리되도록 회전운동시키는 원심분리기인 것을 특징으로 한다.

상기 바늘 교체 모듈은, 상기 시료 전처리 모듈로부터 분리된 시료 채취를 위한 복수의 상기 바늘이 구비되는 보관홈이 형성되는 바늘보관함과, 상기 래피드 키트로부터 검출이 완료된 상기 바늘이 수납되는 수납홈이 형성되는 바늘회수함으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 시료 이송 모듈은, 상기 바늘이 탈부착 가능하도록 구비되는 홀딩부, 기 홀딩부와 선단이 힌지결합되고, 상기 바늘이 고정된 상태에서 상기 시료 전처리 모듈을 거쳐 상기 래피드 키트로 이동가능하도록 힌지결합되는 복수 개의 아암으로 구성되는 로봇아암, 그리고 기 바늘 교체 모듈로부터 상기 바늘을 집어올리거나 상기 바늘을 수납시키기 위해 상기 로봇아암이 상하운동 가능하게 설치되는 위치조절부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 홀딩부와 인접한 위치에는 광학모듈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 시료 이송 모듈은, 상기 바늘이 탈부착 가능하도록 구비되는 홀딩부와, 상기 전처리 모듈의 시료를 채취하여 이송시키도록 상기 홀딩부가 좌우이동 가능하게 설치되는 제 1레일, 상기 홀딩부가 상기 바늘 교체 모듈로부터 상기 바늘을 집어올리거나 상기 바늘을 수납시키기 위해 상기 제 1레일이 상하이동 가능하게 설치되고, 상기 제 1레일과 직교하는 방향으로 연장되게 형성되는 제 2레일, 그리고 상기 제 2레일이 상측에 전후 이동가능하게 설치되고, 상기 제 2레일과 수직방향으로 연장되게 형성되는 제 3레일로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 래피드 키트는, 시료가 채취된 상기 바늘이 삽입되어 시료가 적하되는 시료적하부와, 상기 시료적하부로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 시료의 이동을 안내하는 가이드슬릿, 그리고 상기 시료적하부와 반대되는 위치의 상기 가이드슬릿의 일단으로부터 복수 개로 분기되며, 시료의 서로 다른 반응을 각각 일으키는 상기 감지물질이 제각기 구비되는 서로 다른 종류의 반응표시부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드슬릿에는 모세관힘(capillary force)이 생기도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 반응 검출 모듈은, 상기 래피드 키트와 인접한 위치에 각도 조절이 가능하게 설치되는 검출하우징과, 상기 래피드 키트에 적하된 시료를 향해 광을 방출하는 발광부, 상기 발광부와 인접한 위치의 상기 검출하우징에 구비되어 시료로부터 반사되는 광을 감지하는 감지부, 상기 감지부로부터 전달받은 값을 이미지로 전달하는 송신부, 그리고 상기 송신부에서 제공된 이미지의 특성을 수치화하고, 수치화된 데이터를 기반으로 시료의 반응을 검출하는 검출부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 검출하우징은, 지지력을 제공하는 고정축과, 상기 고정축의 선단에 힌지결합되고, 상기 고정축의 길이방향과 직교하는 방향으로 상기 래피드 키트를 향해 연장되어 구비되는 이동축, 그리고 상기 이동축의 선단에 힌지결합되어 상기 발광부 및 상기 감지부가 설치되며, 상기 이동축에 의해 상기 래피드 키트에 대응하는 위치로 이동하는 센서판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 위치조절부에는 길이방향으로 연장되게 가이드레일이 구비되고, 상기 로봇아암에는 상기 가이드레일을 따라 이동되는 가이드리브가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 위치조절부가 상부에 고정되고, 상기 로봇아암의 회전반경 안에 들도록 상기 시료 전처리 모듈, 상기 바늘 교체 모듈, 상기 시료 이송 모듈, 상기 래피드 키트 그리고 상기 반응 검출 모듈이 위치되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플레이트에는 지지브라켓이 탈부착 가능하게 설치되고, 상기 지지브라켓의 상부에는 상기 래피드 키트가 위치되어 복수를 이루는 상기 래피드 키트들을 일괄적으로 상기 플레이트에 로딩하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중시료 자동분석장치에 따르면, 원심분리기서부터 채취한 서로 다른 복수 개의 시료를 로봇아암을 이용하여 래피드 키트로 이동시키고, 상기 래피드 키트에서 발생한 시료의 반응을 검출하여 검사결과 확인까지 모두 자동화로 진행함으로써, 작업의 효율성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중시료 자동분석장치에 따르면, 채취된 각각의 서로 다른 시료로부터 적어도 하나 이상의 물질을 분석하는 래피드 키트를 사용함으로써, 적은 시료만으로 빠르고 정확하게 진단할 수 있어 비용 및 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중시료 자동분석장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 래피드 키트의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 이송 모듈의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 이송 모듈의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중시료 자동분석장치의 동작을 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중시료 자동분석장치의 구성이 사시도로 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 다중시료 자동분석장치(1)는, 시료 전처리 모듈, 바늘 교체 모듈, 시료 이송 모듈, 시료 반응 모듈, 및 반응 검출 모듈로 구성된다.

상기 시료 전처리 모듈과, 상기 바늘 교체 모듈, 상기 시료 이송 모듈, 상기 시료 반응 모듈 및 상기 반응 검출 모듈은 플레이트(2)에 구비된다. 상기 플레이트(2)는 대략 육면체 형상으로, 상기 시료 전처리 모듈과, 상기 바늘 교체 모듈, 상기 시료 이송 모듈, 상기 시료 반응 모듈 및 상기 반응 검출 모듈을 지지하여 고정되도록 하는 역할을 한다.

상기 시료 전처리 모듈은, 시료의 분석 형태에 부합되도록 단수 또는 복수의 시료를 전처리하는 것으로써, 예를 들자면, 원심분리기(10)와 같은 것이다. 상기 원심분리기(10)는 원심력의 작용에 의해 시료로부터 성분이나 비중이 다른 물질 또는 입자가 분리되도록 하는 역할을 한다.

본 실시예에서, 상기 시료 전처리 모듈은 원심분리기(10)이지만 반드시 이에 한정 되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 시료 전처리 모듈은 혈장 분리칩(미도시)이 될 수 있다. 상기 혈장 분리칩은, 다공성 매질 또는 멤브레인을 혈액 유로의 측면 또는 정면에 배치하여 혈구를 분리하는 것과, 혈구의 자중에 의한 침강 효과를 이용하여 혈구와 혈장이 층을 이루도록 하여 혈장만을 추출해 내는 것, 그리고 혈구를 필터링 하는 필터를 방사형으로 구성하여 혈구의 크기에 따라 이중으로 배치함으로써 별도의 구동수단 없이도 혈액으로부터 혈장을 분리하는 것 등이 있다.

상기 원심분리기(10)에는 회전축(11)이 구비된다. 상기 회전축(11)은 구동장치(미도시)로부터 전달받은 구동력에 의해 회전되는 부분으로, 원심력의 작용을 일으키는 역할을 한다.

상기 회전축(11)의 선단에는 바스켓(12)이 결합된다. 상기 바스켓(12)은 상기 회전축(11)과 함께 회전되는 부분으로, 시료가 담긴 시험관(S)이 수납되는 부분이다. 상기 바스켓(12)은 상기 회전축(11)의 길이방향과 직교한 방향으로 연장되어 형성된다.

상기 바스켓(12)에는 복수 개의 수납공(미도시)이 형성되고, 상기 복수 개의 수납공에는 각각 서로 다른 시료가 담긴 시험관(S)이 각각 설치된다. 본 발명 일 실시예에서, 원심분리기(10)는 통상적으로 사용되는 원심분리기(10)이므로 자세한 설명은 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시료 전처리 모듈과 인접한 상기 플레이트(2)의 상부에는 상기 바늘 교체 모듈이 설치된다. 상기 바늘 교체 모듈은 상기 시료 전처리 모듈에 장착된 서로 다른 복수의 시료를 각각 채취하기 위한 복수의 바늘이 교체 가능하게 수납되는 것으로써, 예를 들자면, 바늘보관함(20) 및 바늘회수함(25)이다. 상기 바늘보관함(20)은 대략 육면체 형상으로, 상기 원심분리기(10)로부터 분리된 시료를 채취하기 위한 복수 개의 바늘(N)이 구비되는 부분이다.

상기 바늘보관함(20)에는 복수 개의 보관홈(21)이 배열되어 형성된다. 상기 보관홈(21)은 오목하게 형성된다. 상기 보관홈(21)은 상기 바늘(N)이 보관하는 역할을 한다.

상기 바늘회수함(25)은 대략 육면체 형상으로, 아래에서 설명될 래피드 키트(30)로부터 검출이 완료된 상기 바늘(N)이 수납되는 부분이다.

상기 바늘회수함(25)에는 복수 개의 수납홈(26)이 배열되어 형성된다. 상기 수납홈(26)은 상기 바늘(N)을 수납하기 위한 것으로, 오목하게 형성된다.

한편, 상기 시료 반응 모듈은 상기 시료 이송 모듈에 의해 이송되는 복수의 시료가 순차적으로 적하되고, 적하된 시료의 반응을 일으키기 위한 감지물질이 구비되어 시료의 반응을 유도하는 것으로써, 래피드 키트(30)로 구성된다. 상기 래피드 키트(30)는 복수 개를 이루면서 순차적으로 배치된다. 상기 래피드 키트(30)는 아래에서 설명될 시료 이송 모듈에 의해 이송되는 복수의 시료가 순차적으로 적하되고, 적하된 시료의 반응을 일으키기 위한 감지물질이 구비되어 시료의 반응을 유도하는 역할을 한다.

각각의 상기 래피드 키트(30)에는 시료적하부(32)가 형성된다. 상기 시료적하부(32)는, 시료가 채취된 상기 바늘(N)이 삽입되어 시료가 적하되는 부분이다.

상기 래피드 키트(30)에는 상기 시료적하부(32)로부터 멀어지는 방향으로 연장되게 가이드슬릿(33)이 형성된다. 상기 가이드슬릿(33)은 상기 시료적하부(32)로부터 전달되는 시료의 이동을 아래에서 설명될 반응표시부(34)로 안내하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 가이드슬릿(33)은 모세관력(capillary force)가 생기도록 형성된다.

본 일 실시예에서, 상기 가이드슬릿(33)은 시료가 상기 시료적하부(32)로부터 반응표시부(34)로 이동되도록 모세관력이 생기도록 형성되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 가이드슬릿(33)은 상기 시료적하부(32)로부터 반응표시부(34)로 갈수록 하향 경사지게 설치될 수도 있다.

상기 시료적하부(32)와 반대되는 위치의 상기 가이드슬릿(33)의 일단에는 반응표시부(34)가 형성된다. 상기 반응표시부(34)는 서로 다른 종류로, 복수로 분기되어 시료의 서로 다른 반응을 각각 일으키는 상기 감지물질이 제각기 구비된다. 본 일 실시예에서, 상기 반응표시부(34)는 세 개이므로, 각각 제 1반응표시부(34a), 제 2반응표시부(34b), 제 3반응표시부(34c)라 칭한다. 상기 제 1 내지 제 3반응표시부(34a, 34b, 34c)는 각각 시료의 반응을 일으키기 위한 감지물질이 구비됨으로써, 한 번에 세 가지의 다른 검출을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 제 3반응표시부(34a, 34b, 34c)에 각각 A형 간염, B형 간염, C형 간염 여부를 확인할 수 있는 감지물질을 넣고, 상기 바늘(N)로부터 채취한 혈장이 유입되어 감지물질과 반응하면 각각 발현 여부를 확인함으로써 각각 다른 질병 유무를 알 수가 있다.

상기 가이드슬릿(33)을 제외한 상기 래피드키트(30)의 표면 및 상기 시료적하부(32), 그리고 상기 반응표시부(34)에는 소수성으로 처리되는 것이 바람직하다. 이는 시료가 상기 가이드슬릿(33)을 제외한 다른 곳으로 흐르지 않도록 하기 위한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(2)에는 지지브라켓(40)이 탈부착 가능하게 설치된다. 상기 지지브라켓(40)은 상기 래피드 키트(30)가 위치되는 부분이다. 상기 지지브라켓(40)은 복수를 이루는 상기 래피드 키트(30)들을 일괄적으로 지지하는 역할을 한다.

한편, 상기 반응 검출 모듈은, 상기 시료 반응 모듈에서 발생한 시료의 반응을 검출하는 것으로써, 예를 들자면 검출하우징(50)이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 검출하우징(50)은 상기 플레이트(2)에 고정되는 고정축(51)과, 상기 고정축(51)의 선단에 힌지결합되는 이동축(53), 그리고 상기 이동축(53)의 선단에 힌지결합되는 센서판(55)으로 구성된다.

상기 고정축(51)은 상기 플레이트(2)의 상면으로부터 소정 높이만큼 돌출되게 구비된다. 상기 고정축(51)은 상기 래피드 키트(30)의 위치에 따라 변경될 수 있다.

상기 이동축(53)은 상기 고정축(51)의 선단으로부터 상기 고정축(51)의 길이방향과 직교하는 방향으로 상기 래피드 키트(30)를 향해 연장되어 구비된다. 상기 이동축(53)의 길이도 상기 래피드 키트(30)의 위치에 따라 변경될 수 있다.

상기 센서판(55)은 상기 반응표시부(34)와 대응되는 위치에 구비된다. 상기 센서판(55)에는 상기 래피드 키트(30)에 적하된 시료를 향해 광을 방출하는 발광부(미도시)와 시료로부터 반사되는 광을 감지하는 감지부(미도시)가 구비된다. 여기서 상기 감지부는 통상적으로 사용되는 광학 센서로써, 예컨대, 디지털 이미지센서로 구성될 수 있으며, 이외에도 본 발명이 속하는 분야에 알려진 구성이 적용될 수 있다.

한편, 상기 반응 검출 모듈은 상기 감지부로부터 전달받은 값을 이미지로 전달하는 송신부(미도시), 그리고 상기 송신부로부터 전달받은 이미지를 저장 및 상기 송신부에서 제공된 이미지의 특성을 수치화하고, 수치화된 데이터를 기반으로 시료의 반응을 검출하는 검출부(미도시)가 구비된다. 상기 검출부는 예를 들자면 컴퓨터나 서버와 같은 저장장치이다.

한편, 상기 시료 이송 모듈은 상기 바늘 교체 모듈의 바늘을 통해 상기 시료 전처리 모듈의 시료를 채취하여 이송시키는 것으로써, 예를 들자면, 도 1에 도시된 바와 같이, 위치조절부(70) 및 홀딩부(87)와 힌지결합되는 로봇아암(80)이다.

상기 위치조절부(70)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(2)에 설치된다. 상기 위치조절부(70)는 로봇아암(80)이 상하이동 가능하게 설치되는 부분이다. 이는 로봇아암(80)이 상기 바늘(N)을 상기 바늘보관함(20)의 보관홈(21)으로부터 집어올리거나 상기 바늘회수함(25)의 수납홈(26)으로 상기 바늘(N)을 수납시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 위치조절부(70)에는 한 쌍의 가이드레일(72)이 형성된다. 상기 가이드레일(72)은 상기 위치조절부(70)의 길이방향으로 연장되어 형성된다. 상기 가이드레일(72)은 아래에서 설명될 로봇아암(80)의 상하이동을 안내하는 역할을 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 위치조절부(70)에는 로봇아암(80)이 상하이동 가능하게 설치된다. 상기 로봇아암(80)은 상기 바늘(N)이 고정된 상태에서 상기 원심분리기(10)를 거쳐 상기 래피드 키트(30)로 이동시키는 역할을 한다. 또한, 상기 바늘(N)을 상기 바늘보관함(20)의 보관홈(21)으로부터 집어올리거나 상기 바늘회수함(25)의 수납홈(26)으로 상기 바늘(N)을 수납시키는 역할도 한다.

상기 로봇아암(80)은 복수 개의 아암으로 구성되는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 로봇아암(80)은 상기 가이드레일(72)을 따라서 이동되는 가이드(82)가 구비되는 제 1아암(81)과, 상기 제 1아암(81)과 힌지결합되는 제 2아암(83), 상기 제 2아암(83)의 선단과 힌지결합되는 제 3아암(85)으로 구성된다.

상기 제 3아암(85)의 선단에는 상기 바늘(N)이 걸어지는 홀딩부(87)가 힌지결합된다. 도 4a 내지 도 4d 중 어느 하나에 도시된 바와 같이, 상기 홀딩부(87)는 상기 바늘(N)의 가장자리가 삽입되어 걸어지도록 일측이 개구되게 형성된다.

본 실시예에서 상기 로봇아암(80)은 세 개의 아암으로 구성되지만 반드시 이에 한정되는 것이 아니다. 상기 로봇아암(80)은 아암의 개수가 많을수록 회전반경이 길어진다. 따라서, 작업환경에 따라 상기 로봇아암(80)의 아암 개수는 가변될 수 있다. 이때, 상기 로봇아암(80)의 회전반경에는 상기 원심분리기(10), 상기 바늘보관함(20), 상기 바늘회수함(25), 상기 래피드 키트(30), 그리고 상기 검출하우징(50)이 위치된다.

본 실시예에서 상기 시료 이송 모듈은 위치조절부(70) 및 홀딩부(87)와 힌지결합되는 로봇아암(80)으로 구성되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 시료 이송 모듈은 상기 바늘(N)이 탈부착 가능하도록 구비되는 홀딩부(100)와, 상기 홀딩부(100)가 설치되는 제 1레일(102), 제 2레일(104), 그리고 제 3레일(106)로 구성된다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 제 1레일(102)은 상기 전처리 모듈의 시료를 채취하여 이송시키도록 상기 홀딩부(100)가 죄우이동 가능하게 설치되는 부분이다. 상기 제 1레일(102)은 상기 홀딩부(100)의 이동방향으로 연장되어 형성된다. 상기 제2레일(104)은 상기 제 1레일(102)과 직교하는 방향으로 연장되게 형성된다. 상기 제 2레일(104)은 상기 홀딩부(100)가 상기 바늘 교체 모듈로부터 상기 바늘(N)을 집어올리거나 상기 바늘(N)을 수납시키기 위해 상기 제 1레일(102)이 상하이동 가능하게 설치되는 부분이다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 3레일(106)은 상기 제 2레일(104)과 수직방향으로 연장되게 형성된다. 상기 제 3레일(106)은 상기 제 2레일(104)이 상측에 전후방향으로 이동가능하게 설치되는 부분이다.

상기 로봇아암(80)은 제어부(미도시)에 의해 제어된다. 상기 제어부는 외부의 입력장치로부터 좌표값을 전달받아 상기 로봇아암(80)의 동작을 제어하는 역할을 한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중시료 자동분석장치의 동작을 도 4a 내지 도 4d를 참고로 하여 설명한다.

먼저, 작업자는 사용 전 상기 바늘(N)이 순차적으로 상기 로봇아암(80)의 홀딩부(87)에 걸어지도록 상기 바늘보관함(20)에 상기 바늘(N)을 순서대로 준비시킨다. 그리고 상기 원심분리기(10)의 바스켓(12)에 수납되는 시험관(S)도 상기 바늘(N)과 같은 순서로 위치시키고, 상기 지지브라켓(40)의 상부에는 상기 래피드 키트(30)를 위치시킨다.

이와 같은 상태에서, 작업자는 상기 로봇아암(80)을 작동시킨다. 이와 같이 되면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 로봇아암(80)이 입력된 좌표값에 따라 이동하여 상기 홀딩부(87)가 상기 바늘(N)을 선택하여 집은 다음 상기 위치조절부(70)의 가이드레일(72)을 따라 상승한다.

이와 동시에, 상기 원심분리기(10)가 작동되어 상기 시험관(S)에 담긴 시료로부터 성분이나 비중이 다른 물질이 분리되도록 한다. 이때, 상기 시험관(S)에 담긴 시료는 서로 다른 시료이다. 상기 원심분리기(10)의 작동이 끝나면, 상기 로봇아암(80)이 작동되어 해당되는 상기 시험관(S)으로 상기 바늘(N)이 이동된다. 이와 같은 상태가 도 4b에 도시되어 있다.

이와 같이 되면, 상기 바늘(N)이 상기 시험관(S)에 삽입되어, 상기 시험관(S)으로부터 시료를 채취하게 된다. 이와 같은 상태에서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 로봇아암(80)이 작동되어 상기 바늘(N)을 상기 래피드 키트(30)로 이동시킨 다음, 상기 래피드 키트(30)의 시료적하부(32)에 상기 바늘(N)을 삽입하여 시료를 적하시킨다. 이때, 상기 바늘(N)에 있던 시료가 상기 시료적하부(32)를 통해 상기 가이드슬릿(33)을 따라서 이동하여, 상기 제 1 내지 제 3반응표시부(34a, 34b, 34c)에 각각 유입된다. 이와 같이 되면, 상기 제 1 내지 제 3반응표시부(34a, 34b, 34c)에 적하된 상기 감지물질과 시료가 반응하여 발현 여부를 확인할 수 있는 상태가 된다.

이와 같이, 채취된 시료로부터 세 가지 다른 물질을 분석할 수 있는 상기 래피드 키트(30)를 사용함으로써, 적은 시료만으로 빠르고 정확하게 진단할 수 있으므로 비용 및 시간을 절감할 수 있게 된다.

이와 같은 상태에서, 상기 검출하우징(50)의 센서판(55)에 구비되는 발광부가 상기 제 1 내지 제 3반응표시부(34a, 34b, 34c)에 광을 방출하게 된다. 그리고 시료로부터 반사되는 광은 감지부에 의해 감지되고, 감지된 값은 이미지로 송신부에 전달된다. 상기 송신부로 전달된 이미지는 검출부로 제공되며, 검출부는 이미지의 특성을 수치화하여 수치화된 데이터를 통해 질병 유무를 판독한다.

구체적으로, 래피드 키트(30)에서는 감지물질에 따라 시료가 특정 색상으로 발현하게 되며, 예컨대 디지털 이미지 센서로 구성된 감지부는 발현 상태의 시료이미지를 감지하여 송신부를 통해 검출부로 인가한다. 그리고 검출부는 시료이미지의 발현정도를 수치로 변환한 후, 변환된 수치데이터를 기준값과 비교함으로써 질병 유무를 판독하게 된다.

또한, 상기 시료적하부(32)에 삽입된 상기 바늘(N)은 상기 로봇아암(80)의 홀딩부(87)에 계속 고정된 상태에서, 상기 로봇아암(80)이 상기 위치조절부(70)의 가이드레일(72)을 따라 상승하면서 상기 시료적하부(32)로부터 분리된다. 이와 같이 분리된 상기 바늘(N)은 상기 로봇아암(80)에 의해 상기 바늘회수함(25)의 수납홈(26)으로 옮겨지게 된다. 이와 같은 상태가 도 4d에 도시되어 있다.

다음으로, 상기 로봇아암(80)은 다시 상기 바늘보관함(20)으로부터 입력된 좌표값에 따라 이동하여 상기 홀딩부(87)가 다음 사용할 상기 바늘(N)을 선택하여 집어 올린 후, 상기한 바와 같은 동작을 완료될 때까지 계속 반복하게 된다.

이와 같이 상기 원심분리기(10)서부터 채취한 서로 다른 복수 개의 시료를 상기 로봇아암(80)을 이용하여 상기 래피드 키트(30)로 이동시키고, 상기 래피드 키트(30)를 통한 검사결과 확인까지 모두 자동화로 진행함으로써, 작업의 효율성이 향상된다.

본 일 실시예에서는 상기 로봇아암(80)이 입력된 좌표값에 따라 이동하여 상기 홀딩부(87)가 상기 바늘(N)을 선택하여 집은 후 해당하는 시험관(S)으로 이동하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 홀딩부(87)에는 바코드 인식기(미도시)가 설치되고, 시험관(S)에는 바코드(미도시)가 부착되어 바코드 인식에 의해 상기 홀딩부(87)가 해당하는 시험관(S)으로 이동할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1: 다중시료 자동분석장치 2: 플레이트
10: 원심분리기 12: 바스켓
20: 바늘보관함 21: 보관홈
25: 바늘회수함 26: 수납홈
30: 래피드 키트 31: 칩
32: 시료적하부 33: 가이드슬릿
34: 반응표시부 40: 지지브라켓
50: 검출하우징 51: 고정축
53: 이동축 55: 센서판
70: 위치조절부 80: 로봇아암
81: 제 1아암 83: 제 2아암
85: 제 3아암 87: 홀딩부
S: 시험관 N: 바늘

Claims (13)

1. 시료의 분석 형태에 부합되도록 단수 또는 복수의 시료를 전처리하는 시료 전처리 모듈;
   상기 시료 전처리 모듈에 장착된 서로 다른 복수의 시료를 각각 채취하기 위한 복수의 바늘이 교체 가능하게 수납되는 바늘 교체 모듈;
   상기 바늘 교체 모듈의 바늘을 통해 상기 시료 전처리 모듈의 시료를 채취하여 이송시키는 시료 이송 모듈;
   상기 시료 이송 모듈에 의해 이송되는 복수의 시료가 순차적으로 적하되고, 적하된 시료의 반응을 일으키기 위한 감지물질이 구비되어 시료의 반응을 유도하는 시료 반응 모듈; 및
   상기 시료 반응 모듈에서 발생한 시료의 반응을 검출하는 반응 검출 모듈;을 포함하며,
   상기 시료 반응 모듈은,
   하나의 시료가 적하되면서 서로 다른 종류의 상기 감지물질이 분리된 상태로 구비되어 하나의 시료에 대한 서로 다른 반응을 동시에 유도하는 래피드 키트로 구성되며, 상기 래피드 키트가 복수를 이루면서 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시료 전처리 모듈은 서로 다른 시료를 담은 복수 개의 시험관이 장착되고, 원심력의 작용에 의해 시료로부터 입자가 분리되도록 회전운동시키는 원심분리기인 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 바늘 교체 모듈은,
   상기 시료 전처리 모듈로부터 분리된 시료 채취를 위한 복수의 상기 바늘이 구비되는 보관홈이 형성되는 바늘보관함과,
   상기 래피드 키트로부터 검출이 완료된 상기 바늘이 수납되는 수납홈이 형성되는 바늘회수함으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 시료 이송 모듈은,
   상기 바늘이 탈부착 가능하도록 구비되는 홀딩부,
   상기 홀딩부와 선단이 힌지결합되고, 상기 바늘이 고정된 상태에서 상기 시료 전처리 모듈을 거쳐 상기 래피드 키트로 이동가능하도록 힌지결합되는 복수 개의 아암으로 구성되는 로봇아암, 그리고
   상기 바늘 교체 모듈로부터 상기 바늘을 집어올리거나 상기 바늘을 수납시키기 위해 상기 로봇아암이 상하운동 가능하게 설치되는 위치조절부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 홀딩부와 인접한 위치에는 광학모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 시료 이송 모듈은,
   상기 바늘이 탈부착 가능하도록 구비되는 홀딩부와,
   상기 전처리 모듈의 시료를 채취하여 이송시키도록 상기 홀딩부가 좌우이동 가능하게 설치되는 제 1레일,
   상기 홀딩부가 상기 바늘 교체 모듈로부터 상기 바늘을 집어올리거나 상기 바늘을 수납시키기 위해 상기 제 1레일이 상하이동 가능하게 설치되고, 상기 제 1레일과 직교하는 방향으로 연장되게 형성되는 제 2레일, 그리고
   상기 제 2레일이 상측에 전후 이동가능하게 설치되고, 상기 제 2레일과 수직방향으로 연장되게 형성되는 제 3레일로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 래피드 키트는,
   시료가 채취된 상기 바늘이 삽입되어 시료가 적하되는 시료적하부와,
   상기 시료적하부로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 시료의 이동을 안내하는 가이드슬릿, 그리고
   상기 시료적하부와 반대되는 위치의 상기 가이드슬릿의 일단으로부터 복수 개로 분기되며, 시료의 서로 다른 반응을 각각 일으키는 상기 감지물질이 제각기 구비되는 서로 다른 종류의 반응표시부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
8. 제 5항에 있어서,
   상기 가이드슬릿에는 모세관힘(capillary force)이 생기도록 형성되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 반응 검출 모듈은,
   상기 래피드 키트와 인접한 위치에 각도 조절이 가능하게 설치되는 검출하우징과,
   상기 래피드 키트에 적하된 시료를 향해 광을 방출하는 발광부,
   상기 발광부와 인접한 위치의 상기 검출하우징에 구비되어 시료로부터 반사되는 광을 감지하는 감지부,
   상기 감지부로부터 전달받은 값을 이미지로 전달하는 송신부, 그리고
   상기 송신부에서 제공된 이미지의 특성을 수치화하고, 수치화된 데이터를 기반으로 시료의 반응을 검출하는 검출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 검출하우징은,
    지지력을 제공하는 고정축과,
    상기 고정축의 선단에 힌지결합되고, 상기 고정축의 길이방향과 직교하는 방향으로 상기 래피드 키트를 향해 연장되어 구비되는 이동축, 그리고
    상기 이동축의 선단에 힌지결합되어 상기 발광부 및 상기 감지부가 설치되며, 상기 이동축에 의해 상기 래피드 키트에 대응하는 위치로 이동하는 센서판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
11. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치조절부에는 길이방향으로 연장되게 가이드레일이 구비되고, 상기 로봇아암에는 상기 가이드레일을 따라 이동되는 가이드리브가 구비되는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
12. 제 9항에 있어서,
    상기 위치조절부가 상부에 고정되고, 상기 로봇아암의 회전반경 안에 들도록 상기 시료 전처리 모듈, 상기 바늘 교체 모듈, 상기 시료 이송 모듈, 상기 래피드 키트 그리고 상기 반응 검출 모듈이 위치되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
13. 제 10항에 있어서,
    상기 플레이트에는 지지브라켓이 탈부착 가능하게 설치되고, 상기 지지브라켓의 상부에는 상기 래피드 키트가 위치되어 복수를 이루는 상기 래피드 키트들을 일괄적으로 상기 플레이트에 로딩하는 것을 특징으로 하는 다중시료 자동분석장치.
    

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