KR20180023629A - 디스크타입 반응물질검사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스크타입 반응물질검사장치에 관한 것으로, 플레이트가 회전하도록 구비되며, 내부에 상기 플레이트의 회전중심부와 인접하여 혈액샘플이 주입되는 혈액주입챔버, 상기 혈액샘플의 특정성분을 분리하는 혈액분리챔버, 상기 혈액샘플의 특정성분을 분배하는 혈액분배챔버 및 상기 혈액샘플의 특정성분과 반응물질을 혼합하는 제1 반응챔버가 형성되는 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트와 중첩되어 배치되는 플레이트가 회전하도록 구비되며, 내부에 상기 플레이트의 회전중심부와 인접하여 상기 반응물질이 포함된 반응물질저장용액이 주입되는 반응물질주입챔버, 상기 반응물질저장용액을 분배하는 반응물질분배챔버 및 상기 반응물질저장용액을 상기 혈액샘플의 특정성분과 혼합하는 제2 반응챔버가 형성되는 제2 플레이트를 포함한다.
Description
본 발명은 디스크타입 반응물질검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원심력 기반 디스크온어칩을 이용하여 혈액 성분에 대한 반응물질의 반응여부평가를 빠르고 용이하게 수행할 수 있는 디스크타입 반응물질검사장치에 관한 것이다.
최근 산업화에 따라서 다양한 신물질 또는 미세물질 등의 배출이 증가하고 있는 추세이며, 이러한 다양한 물질로 인한 인체의 영향에 대한 관심이 크게 증가하는 추세이다.
특히, 그 중에서도 나노입자는 의료, 생활용품, 에너지, 반도체 및 촉매 등 다양한 산업분야에 널리 사용되고 있다.
나노입자는 일반적으로 지름이 1~100nm인 입자 형태의 물질을 일컫는데, 새로운 성분의 화합물이 아닌, 은(Ag), 탄소나노튜브(C), 철(Fe), 이산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(AlO, Al2O3), 산화아연(ZnO), 이산화규소(SiO2) 및 폴리스티렌 등 지금까지 다양하게 사용되어온 물질의 성분으로 구성되어 있다.
이러한 나노물질을 이용하여 상용화된 제품은, 제품 내에 포함된 나노물질 또는 원료로 이용된 나노물질에 대한 인체 및 환경노출을 고려하여 위해성 평가를 수행하여야 한다.
특히, 인체에 있어서 외부물질의 침입 경로는 호흡, 피부노출, 섭취가 있는데, 나노물질은 일반적으로 흡입 및 피부노출이 주요한 노출 경로가 되므로, 인체는 각종 나노물질에 노출되기 매우 쉽다.
따라서, 최근 들어 새로운 나노물질의 출현은 점차 가속화되고 있는 추세에서, 다양한 새로운 나노물질에 대한 독성평가의 중요성이 더욱 높아지고 있다.
기존에는 나노물질에 대한 독성평가를 위하여, 세포를 배양하고 나노물질을 첨가하여 감소하는 세포의 수 등 그 영향을 판단하는 방법 등을 주로 이용하였으나, 이러한 방법은 독성평가에 있어서 시간과 노력이 매우 많이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 빠르게 출현하는 새로운 나노물질에 대한 독성평가가 적절한 시간 안에 수행되지 못하여 새로운 나노물질의 위험성을 제대로 판단하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 나노물질 외에도 다양한 물질에 대한 인체의 반응을 검사할 필요성이 크게 높아지고 있는 실정이다.
본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원심력 기반 디스크온어칩을 이용하여 혈액 성분에 대한 반응물질의 반응여부평가를 빠르고 용이하게 수행할 수 있는 디스크타입 반응물질검사장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치는 플레이트가 회전하도록 구비되며, 내부에 상기 플레이트의 회전중심부와 인접하여 혈액샘플이 주입되는 혈액주입챔버, 상기 혈액샘플의 특정성분을 분리하는 혈액분리챔버, 상기 혈액샘플의 특정성분을 분배하는 혈액분배챔버 및 상기 혈액샘플의 특정성분과 반응물질을 혼합하는 제1 반응챔버가 형성되는 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트와 중첩되어 배치되는 플레이트가 회전하도록 구비되며, 내부에 상기 플레이트의 회전중심부와 인접하여 상기 반응물질이 포함된 반응물질저장용액이 주입되는 반응물질주입챔버, 상기 반응물질저장용액을 분배하는 반응물질분배챔버 및 상기 반응물질저장용액을 상기 혈액샘플의 특정성분과 혼합하는 제2 반응챔버가 형성되는 제2 플레이트를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 플레이트는 상기 혈액주입챔버, 상기 혈액분리챔버, 상기 혈액분배챔버 및 상기 제1 반응챔버가 순차적으로 상기 제1 플레이트의 회전중심으로부터 멀어지도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1 플레이트는 상기 혈액분리챔버 및 상기 혈액분배챔버의 후단에 밸브가 구비될 수 있다.
한편, 상기 제2 플레이트는 상기 반응물질주입챔버, 상기 반응물질분배챔버 및 상기 제2 반응챔버가 순차적으로 상기 제2 플레이트의 회전중심으로부터 멀어지도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 제2 플레이트는 상기 반응물질분배챔버의 후단에 밸브가 구비될 수 있다.
한편, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 상기 제1 반응챔버 및 상기 제2 반응챔버가 서로 연통되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 플레이트는 상기 혈액분배챔버에 상기 혈액샘플의 특정성분을 분배하고, 여분의 상기 혈액샘플을 저장하는 혈액폐기챔버가 더 형성되고, 상기 제2 플레이트는 상기 반응물질분배챔버에 상기 반응물질저장용액을 분배하고, 여분의 상기 반응물질저장용액을 저장하는 반응물질폐기챔버가 더 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 상기 혈액폐기챔버 및 상기 반응물질폐기챔버가 서로 연통되도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 플레이트는 상기 혈액분리챔버 중 상기 제1 플레이트의 회전중심 내측으로부터 상기 혈액샘플의 특정성분을 분리할 수 있다.
또한, 상기 제1 플레이트는 상기 혈액분리챔버 중 상기 제1 플레이트의 회전중심 외측으로부터 상기 혈액샘플의 특정성분을 분리할 수 있다.
그리고, 상기 제2 플레이트는 상기 반응물질주입챔버, 상기 반응물질분배챔버 및 상기 제2 반응챔버의 상면이 오픈된 형태로 형성되고, 상기 제1 플레이트의 하부에 중첩되어 결합될 수 있다.
이때, 상기 제2 플레이트는 상기 제2 반응챔버에서 혼합된 상기 혈액샘플 및 상기 반응물질을 공급받아 혈액에 대한 영향을 판단하는 탐지챔버가 더 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치는 상기 제1 플레이트는 상기 혈액주입챔버, 상기 혈액분리챔버, 상기 혈액분배챔버 및 상기 제1 반응챔버의 상면이 오픈된 형태로 형성되어, 상기 제1 플레이트의 상부에 중첩되어 결합되는 커버를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 커버는 상기 혈액주입챔버와 대응되는 위치에 상기 혈액샘플이 주입되는 혈액주입구가 형성되고, 상기 반응물질주입챔버와 대응되는 위치에 상기 반응물질저장용액이 주입되는 반응물질주입구가 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 플레이트는 상기 반응물질주입구 및 상기 반응물질주입챔버를 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 플레이트는 상기 제2 반응챔버의 내부에서 믹서를 포함할 수 있다.
이때, 상기 믹서는 자성에 반응하는 금속으로 형성되며, 상기 제2 플레이트의 하부에서 이동하는 자성체에 의해 상기 제2 반응챔버의 내부에서 이동할 수 있다.
본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 혈액샘플의 특정물질 분리 및 반응물질 혼합을 함께 수행할 수 있다.
둘째, 다양한 신규 반응물질의 인체 영향에 대한 검사를 용이하게 수행할 수 있다.
셋째, 혈액에 대한 다양한 반응물질의 반응 검사에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액주입챔버에 혈액샘플이 주입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액분리챔버에서 혈액샘플의 특정성분이 분리되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액분배챔버에 혈액샘플의 특정성분이 분배되고, 여분의 혈액샘플이 혈액폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 제1 반응챔버에 혈액샘플의 특정성분이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 반응물질주입챔버에 반응물질저장용액에 주입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 반응물질분배챔버에 반응물질저장용액이 분배되고, 여분의 반응물질저자용액이 반응물질폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 제2 반응챔버에 반응물질저장용액이 유입되어, 혈액샘플과 반응하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 탐지챔버에 혈액의 특정성분 및 반응물질이 혼합된 샘플이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액주입챔버에 혈액샘플이 주입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액분리챔버에서 혈액샘플의 특정성분이 분리되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액분배챔버에 혈액샘플의 특정성분이 분배되고, 여분의 혈액샘플이 혈액폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 제1 반응챔버에 혈액샘플의 특정성분이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액주입챔버에 혈액샘플이 주입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액분리챔버에서 혈액샘플의 특정성분이 분리되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액분배챔버에 혈액샘플의 특정성분이 분배되고, 여분의 혈액샘플이 혈액폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 제1 반응챔버에 혈액샘플의 특정성분이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 반응물질주입챔버에 반응물질저장용액에 주입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 반응물질분배챔버에 반응물질저장용액이 분배되고, 여분의 반응물질저자용액이 반응물질폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 제2 반응챔버에 반응물질저장용액이 유입되어, 혈액샘플과 반응하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 탐지챔버에 혈액의 특정성분 및 반응물질이 혼합된 샘플이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액주입챔버에 혈액샘플이 주입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액분리챔버에서 혈액샘플의 특정성분이 분리되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액분배챔버에 혈액샘플의 특정성분이 분배되고, 여분의 혈액샘플이 혈액폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 제1 반응챔버에 혈액샘플의 특정성분이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 전방/후방 또는 상측/하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.
제1
실시예
먼저, 도 1 내지 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예의 구성 및 사용양태에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
또한, 도 4는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액주입챔버에 혈액샘플이 주입된 상태를 나타내는 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액분리챔버에서 혈액샘플의 특정성분이 분리되는 상태를 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 혈액분배챔버에 혈액샘플의 특정성분이 분배되고, 여분의 혈액샘플이 혈액폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제1 플레이트의 제1 반응챔버에 혈액샘플의 특정성분이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
그리고, 도 9는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 반응물질주입챔버에 반응물질저장용액에 주입된 상태를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 반응물질분배챔버에 반응물질저장용액이 분배되고, 여분의 반응물질저자용액이 반응물질폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 제2 반응챔버에 반응물질저장용액이 유입되어, 혈액샘플과 반응하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예 제2 플레이트의 탐지챔버에 혈액의 특정성분 및 반응물질이 혼합된 샘플이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치의 제1 실시예는 혈액샘플 및 반응물질을 혼합하여 혈액의 반응을 검사하기 위한 구성으로, 제1 플레이트(100) 및 제2 플레이트(200)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 반응물질이 나노물질이 적용되어 나노물질에 대한 독성검사를 수행하는 실시예를 기준으로 설명하며, 이러한 반응물질의 종류는 시약 또는 각종 약물이 적용되는 등 제한되지 않고 다양할 수 있다.
제1 플레이트(100)는 내부에 혈액샘플이 주입되어 혈액의 특정성분을 분리하기 위한 구성으로, 회전하는 플레이트의 형태로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 원형의 플레이트 내부에 혈액샘플이 주입되어 이동하는 유로가 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로 제1 플레이트(100)의 내부에 혈액주입챔버(110), 혈액분리챔버(120), 혈액분배챔버(130), 혈액폐기챔버(140) 및 제1 반응챔버(150)가 형성될 수 있다.
혈액주입챔버(110)는 제1 플레이트(100)의 회전 중심부와 인접하여 형성되며, 반응물질에 대한 영향을 검사하기 위한 혈액샘플이 주입될 수 있다.
보다 구체적으로, 혈액주입챔버(110)는 제1 플레이트(100)의 회전축을 중심으로 호의 형태로 형성되며, 후단에는 후술하는 혈액분리챔버(120)와 연결되는 유로가 형성될 수 있다.
혈액분리챔버(120)는 전술한 혈액주입챔버(110)에 주입된 혈액샘플의 특정성분을 분리하기 위한 구성으로, 본 실시예에서는 제1 혈액분리챔버(122) 및 제2 혈액분리챔버(124)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 혈액분리챔버(122)는 전술한 혈액주입챔버(110)로부터 혈액샘플을 전달받도록 유로가 연결되며, 제2 혈액분리챔버(124)는 제1 혈액분리챔버(122)의 후단에서 제1 플레이트(100)의 회전중심 외측으로 연결되도록 구성될 수 있다.
즉, 본 실시예에서 제1 플레이트(100)는 혈액분리챔버(120) 중 제1 플레이트(100)의 회전중심 외측으로부터 혈액샘플의 특정성분을 분리하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치의 제1 실시예는 나노물질의 독성평가 항목 중 적혈구의 hemolysis 평가를 하기 위한 구성으로, 본 실시예의 혈액분리챔버(120)는 전술한 구성을 통해 혈액샘플 내부의 적혈구를 분리할 수 있다.
혈액샘플에서 적혈구를 분리하는 과정에 대한 보다 상세한 설명은 본 실시예의 사용양태에 대한 상세한 설명에서 후술하기로 한다.
혈액분배챔버(130)는 전술한 혈액분리챔버(120)에서 분리된 혈액샘플의 특정성분을 일정한 양으로 분배하기 위한 구성일 수 있다.
보다 구체적으로, 혈액분배챔버(130)는 혈액분리챔버(120)의 후단에서 연장되는 유로에서 제1 플레이트(100)의 회전중심 외측방향으로 돌출되어 형성되며, 복수개가 형성될 수도 있고, 각각의 혈액분배챔버(130)는 동일한 용량으로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
이러한 구성을 통하여 혈액분리챔버(120)에서 분리된 적혈구가 분배되는 과정에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
혈액폐기챔버(140)는 전술한 혈액분리챔버(120)에서 분리된 혈액샘플의 특정성분을 혈액분배챔버(130)에 분배한 후, 여분의 혈액샘플의 특정성분을 저장하는 구성일 수 있다.
보다 구체적으로, 혈액폐기챔버(140)는 전술한 혈액분배챔버(130)가 연결되는 유로의 후단에 연결되어, 혈액샘플의 특정성분이 유로를 따라 이동하며 각각의 혈액분배챔버(130)에 수용되고, 남은 여분의 혈액샘플의 특정성분은 유로 후단의 혈액폐기챔버(140) 내부로 유입될 수 있다.
이러한 과정에 대한 보다 상세한 설명 역시 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예의 사용양태에 대한 상세한 설명에서 후술하기로 한다.
제1 반응챔버(150)는 전술한 혈액분배챔버(130)에 분배된 혈액샘플의 특정성분과 독성시험을 위한 나노물질을 혼합하는 공간을 제공하는 구성일 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서 제1 반응챔버(150)는 각각의 혈액분배챔버(130)로부터 제1 플레이트(100)의 회전중심 외측방향으로 형성되는 유로를 통해 연결되도록 형성될 수 있다.
즉, 전술한 구성을 통해 혈액샘플에서 분리된 적혈구가 각각의 혈액분배챔버(130)에 수용되어 있다가 제1 반응챔버(150)로 이동하여 수용될 수 있으며, 이에 대한 보다 상세한 설명 역시 후술하기로 한다.
전술한 구성을 포함하는 제1 플레이트(100)를 통하여 혈액샘플의 특정성분을 분리하는 과정에서 혈액샘플이 전술한 챔버를 이동하는 동력은 제1 플레이트(100)의 회전에 의한 원심력 및 관성을 이용할 수 있다.
따라서, 전술한 혈액주입챔버(110), 혈액분리챔버(120), 혈액분배챔버(130) 및 제1 반응챔버(150)는 순차적으로 제1 플레이트(100)의 회전중심으로부터 멀어지도록 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서는 혈액주입챔버(110), 혈액분리챔버(120), 혈액분배챔버(130) 및 혈액폐기챔버(140)를 연결하는 유로가, 전체적으로 제1 플레이트(100)의 중심으로부터 제1 플레이트(100)의 회전방향과 반대방향으로 나선형으로 형성될 수 있다.
또한, 제1 반응챔버(150)는 혈액분배챔버(130)에서 제1 플레이트(100)의 회전중심 외측으로 배치될 수 있다.
이러한 구성을 통하여 제1 플레이트(100)의 내부로 주입된 혈액샘플은 제1 플레이트(100)가 회전하는 과정에서 전술한 챔버의 구성을 거치며 혈액샘플의 특정성분, 즉 적혈구를 분리할 수 있다.
그리고, 제1 플레이트(100)의 내부에서 혈액샘플이 유동하는 유로에는 적어도 하나 이상의 밸브(170)가 구비될 수도 있다.
본 실시예에서 제1 플레이트(100)는 혈액분리챔버(120) 및 혈액분배챔버(130)의 후단에 각각 밸브(170)가 구비될 수 있다.
이러한 밸브(170)의 구성은 제1 플레이트(100)가 회전하는 원심력을 이용하여 혈액샘플 중 적혈구를 분리하는동안 혈액샘플이 유동하는 것을 방지하고, 분리된 적혈구를 일정한 양으로 분배하여 나노입자와 혼합되도록 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서 밸브(170)는 왁스밸브가 적용되어 온도의 조절을 통해 유로의 개폐를 조절하도록 구성될 수 있다.
밸브(170) 구성은 본 실시예에 제한되지 않으며, 수동 또는 자동으로 조작할 수 있는 일반적인 밸브의 구성 등 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 마련된다면, 그 형태 및 구성은 다양할 수 있다.
또한, 제1 플레이트(100)는 빛이 투과되는 소재로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
이러한 구성은 제1 플레이트(100)의 내부에서 혈액샘플이 유동하는 상태 및 특정성분이 분리되어 분배되는 과정을 용이하게 확인하는 효과를 얻을 수 있다.
전술한 구성을 포함하는 제1 플레이트(100)는 본 실시예에 제한되지 않으며, 제1 플레이트(100)가 회전하는 과정에서 혈액샘플의 특정성분을 분리하도록 마련된다면 그 형태 및 구성은 다양할 수 있다.
한편, 제2 플레이트(200)는 독성검사를 위한 나노물질이 포함된 반응물질저장용액이 내부로 주입되어 전술한 혈액샘플에 공급하기 위한 구성으로, 회전하는 플레이트의 형태로 형성될 수 있다.
이때, 제2 플레이트(200)는 전술한 제1 플레이트(100)와 대응되는 형태로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
본 실시예에서는 원형의 플레이트 내부에 반응물질저장용액이 주입되어 이동하는 유로가 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로 제2 플레이트(200)의 내부에 반응물질주입챔버(210), 반응물질분배챔버(230), 반응물질폐기챔버(240), 제2 반응챔버(250) 및 탐지챔버(260)가 형성될 수 있다.
반응물질주입챔버(210)는 제2 플레이트(200)의 회전 중심부와 인접하여 형성되며, 혈액샘플과 혼합하여 독성검사를 하는 나노물질이 포함된 반응물질저장용액이 주입될 수 있다.
보다 구체적으로, 반응물질주입챔버(210)는 제2 플레이트(200)의 회전축을 중심으로 호의 형태로 형성되며, 후단에는 후술하는 반응물질분배챔버(230)와 연결되는 유로가 형성될 수 있다.
반응물질분배챔버(230)는 전술한 반응물질주입챔버(210)에서 주입된 반응물질저장용액을 분배하기 위한 구성일 수 있다.
보다 구체적으로, 반응물질분배챔버(230)는 반응물질주입챔버(210)의 후단에서 연장되는 유로에서 제1 플레이트(100)의 회전중심 외측방향으로 돌출되어 형성되며, 복수개가 형성될 수도 있고, 각각의 반응물질분배챔버(230)는 서로 다른 용량으로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
본 실시예에서는 3개의 반응물질분배챔버(230)가 서로 다른 용량으로 형성되어, 후술하는 제2 반응챔버(250) 각각에 유입되는 반응물질저장용액이 서로 다른 양으로 유입되도록 구성될 수 있다.
이러한 구성은 나노물질의 농도에 따른 혈액샘플의 독성영향을 파악하기 위한 구성으로, 이러한 구성을 통하여 반응물질저장용액이 분배되는 과정에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
반응물질폐기챔버(240)는 반응물질저장용액을 전술한 반응물질분배챔버(230)에 분배한 후, 여분의 반응물질저장용액을 저장하는 구성일 수 있다.
보다 구체적으로, 반응물질폐기챔버(240)는 전술한 반응물질분배챔버(230)가 연결되는 유로의 후단에 연결되어, 반응물질저장용액이 유로를 따라 이동하며 각각의 반응물질분배챔버(230)에 수용되고, 남은 여분의 반응물질저장용액은 유로 후단의 반응물질폐기챔버(240) 내부로 유입될 수 있다.
이때, 반응물질폐기챔버(240)는 전술한 제1 플레이트(100)의 혈액폐기챔버(140)와 서로 연통되도록 형성될 수도 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서 제2 플레이트(200)는 제1 플레이트(100)와 중첩되어 배치되므로, 제1 플레이트(100)의 혈액폐기챔버(140) 및 제2 플레이트(200)의 반응물질폐기챔버(240)가 상호 대응되는 위치에 배치되는 것이 유리할 수 있다.
이때, 혈액폐기챔버(140) 및 반응물질폐기챔버(240)는 서로 연통되도록 형성되어, 혈액폐기챔버(140) 및 반응물질폐기챔버(240)가 하나의 공간을 형성할 수 있도록 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 제2 플레이트(200)가 제1 플레이트(100)의 하부에 중첩되어 배치되므로, 혈액폐기챔버(140)의 하면이 오픈되고, 반응물질폐기챔버(240)의 상면이 오픈된 형태로 형성될 수 있다.
혈액폐기챔버(140)에 수용되는 여분의 혈액샘플 및 반응물질폐기챔버(240)에 수용되는 여분의 반응물질저장용액은 나노물질독성검사에 이용되지 않으므로, 서로 분리할 필요없이 한 곳에 함께 저장할 수 있다.
이러한 과정에 대한 보다 상세한 설명 역시 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예의 사용양태에 대한 상세한 설명에서 후술하기로 한다.
제2 반응챔버(250)는 전술한 반응물질분배챔버(230)에 분배된 반응물질저장용액과 전술한 제1 플레이트(100)에서 분리된 혈액샘플의 특정성분을 혼합하는 공간을 제공하는 구성일 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서 제2 반응챔버(250)는 각각의 반응물질분배챔버(230)로부터 제2 플레이트(200)의 회전중심 외측방향으로 형성되는 유로를 통해 연결되도록 형성될 수 있다.
즉, 전술한 구성을 통해 반응물질저장용액이 각각의 반응물질분배챔버(230)에 수용되어 있다가 제2 반응챔버(250)로 이동하여 수용될 수 있으며, 이때 전술한 제1 플레이트(100)의 제1 반응챔버(150)에 수용된 혈액샘플의 특정성분도 제2 반응챔버(250)의 내부로 유입될 수 있다.
이러한 과정에 대한 보다 상세한 설명 역시 후술하기로 한다.
또한, 제2 반응챔버(250)는 내부에 믹서(252)가 더 구비되는 것이 유리할 수 있다.
믹서(252)는 제2 반응챔버(250)의 내부에서 혈액샘플의 특정성분 및 반응물질저장용액을 보다 용이하게 혼합하기 위한 구성으로, 본 실시예에서는 볼 형태의 믹서(252)가 제2 반응챔버(250)의 내부에 구비되도록 형성될 수 있다.
이러한 믹서(252)는 금속으로 형성되며, 회전하는 자성체가 구비되는 별도의 장치를 이용하여 믹서(252)가 제2 반응챔버(250)의 내부에서 이동하거나, 회전하도록 구성될 수 있다.
믹서(252)가 제2 반응챔버(250)의 내부에서 이동 또는 회전하면서, 제2 반응챔버(250)의 내부에 유입된 혈액샘플의 특정성분 및 반응물질저장용액이 지속적으로 혼합되는 효과를 얻을 수 있다.
이러한 믹서(252)의 구성은 본 실시예에 제한되지 않으며, 막대 형태의 스터러바 등 제2 반응챔버(250)의 내부에서 혈액샘플 및 나노물질을 보다 용이하게 혼합하도록 구비된다면 다양한 구성이 적용될 수 있다.
전술한 구성을 포함하는 제2 플레이트(200)를 통하여 반응물질저장용액이 전술한 챔버의 구성을 이동하는 동력은 제2 플레이트(200)의 회전에 의한 원심력 및 관성을 이용할 수 있다.
따라서, 전술한 반응물질주입챔버(210), 반응물질분배챔버(230) 및 제2 반응챔버(250)는 순차적으로 제2 플레이트(200)의 회전중심으로부터 멀어지도록 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서는 반응물질주입챔버(210), 반응물질분배챔버(230) 및 반응물질폐기챔버(240)를 연결하는 유로가, 전체적으로 제2 플레이트(200)의 중심으로부터 제2 플레이트(200)의 회전방향과 반대방향으로 나선형으로 형성될 수 있다.
또한, 제2 반응챔버(250)는 반응물질분배챔버(230)에서 제2 플레이트(200)의 회전중심 외측으로 배치될 수 있다.
이러한 구성을 통하여 제2 플레이트(200)의 내부로 주입된 반응물질저장용액은 제2 플레이트(200)가 회전하는 과정에서 전술한 챔버의 구성을 거치며 각각의 제2 반응챔버(250)에 분배될 수 있다.
이때, 제1 플레이트(100)의 제1 반응챔버(150) 및 제2 플레이트(200)의 제2 반응챔버(250)는 서로 연통되도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.
즉, 제1 플레이트(100)에서 분리되어 분배된 혈액샘플의 적혈구와, 제2 플레이트(200)에서 분배된 반응물질저장용액이 서로 혼합되어, 적혈구 및 나노입자가 서로 반응하도록 유도할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서 제2 플레이트(200)는 제1 플레이트(100)와 중첩되어 배치되므로, 제1 플레이트(100)의 제1 반응챔버(150) 및 제2 플레이트(200)의 제2 반응챔버(250)가 상호 대응되는 위치에 배치되는 것이 유리할 수 있다.
이때, 제1 반응챔버(150) 및 제2 반응챔버(250)는 서로 연통되도록 형성되어, 제1 반응챔버(150) 및 제2 반응챔버(250)가 하나의 공간을 형성할 수 있도록 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 제2 플레이트(200)가 제1 플레이트(100)의 하부에 중첩되어 배치되므로, 제1 반응챔버(150)의 하면이 오픈되고, 제2 반응챔버(250)의 상면이 오픈된 형태로 형성될 수 있다.
따라서, 제1 반응챔버(150)로 유입된 혈액샘플의 특정성분이 제2 반응챔버(250)로 유입되어, 혈액샘플의 특정성분이 제2 반응챔버(250)로 유입된 반응물질저장용액과 서로 혼합될 수 있다.
위와 같은 과정을 통해 혼합된 혈액샘플 및 나노물질은 탐지챔버(260)로 이동시켜 독성검사를 수행할 수 있다.
탐지챔버(260)는 혈액샘플 및 나노물질을 혼합된 상태로 수용하여 나노물질이 적혈구에 미치는 영향을 판단하기 위한 구성으로, 탐지챔버(260)의 내부에 수용된 샘플을 광학적으로 관찰하거나, 탐지챔버(260)의 외부로 샘플을 채취하여 기타 시험에 이용하는 등 다양한 구성이 적용될 수 있다.
그리고, 제2 플레이트(200)의 내부에서 반응물질저장용액이 유동하는 유로에는 적어도 하나 이상의 밸브(270)가 구비될 수도 있다.
본 실시예에서 제2 플레이트(200)는 반응물질분배챔버(230) 및 제2 반응챔버(250)의 후단에 각각 밸브(270)가 구비될 수 있다.
이러한 밸브(270)의 구성은 제2 플레이트(200)가 회전하는 원심력을 이용하여 반응물질저장용액을 이동시키며, 반응물질저장용액을 일정한 양으로 분배하여 전술한 제1 플레이트(100)에서 분리된 혈액샘플의 특정성분과 혼합되도록 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서 밸브(270)는 왁스밸브가 적용되어 온도의 조절을 통해 유로의 개폐를 조절하도록 구성될 수 있다.
밸브(270) 구성은 본 실시예에 제한되지 않으며, 수동 또는 자동으로 조작할 수 있는 일반적인 밸브의 구성 등 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 마련된다면, 그 형태 및 구성은 다양할 수 있다.
또한, 제2 플레이트(200)는 빛이 투과되는 소재로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
이러한 구성은 제2 플레이트(200)의 내부에서 반응물질저장용액이 유동하는 상태 및 분배되는 과정을 용이하게 확인하고, 혈액샘플 및 나노물질이 혼합된 결과를 용이하게 관찰하는 효과를 얻을 수 있다.
전술한 구성을 포함하는 제2 플레이트(200)는 본 실시예에 제한되지 않으며, 제2 플레이트(200)가 회전하는 과정에서 반응물질저장용액이 분배되어 혈액샘플의 특정성분과 혼합되도록 마련된다면 그 형태 및 구성은 다양할 수 있다.
전술한 제1 플레이트(100) 및 제2 플레이트(200)는 서로 상하부에서 중첩되어 구비되도록 형성되므로, 제2 플레이트(200)는 전술한 반응물질주입챔버(210), 반응물질분배챔버(230), 반응물질폐기챔버(240), 제2 반응챔버(250) 및 탐지챔버(260)의 상면이 오픈된 형태로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
즉, 제2 플레이트(200)의 내부에 형성되는 각각의 챔버 및 유로의 상면이 오픈되도록 형성되고, 제2 플레이트(200)의 상부에 제1 플레이트(100)의 하면이 중첩되도록 결합하여 제2 플레이트(200)의 내부에 형성되는 각각의 챔버 및 유로의 구성을 밀폐시킬 수 있다.
이러한 구성은 제2 플레이트(200)의 내부에 각각의 챔버 및 유로를 형성하는 과정에서, 제2 플레이트(200)의 제작, 가공 및 유지관리를 보다 용이하게 하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 전술한 제1 플레이트(100) 역시 제2 플레이트(200)와 마찬가지로 혈액주입챔버(110), 혈액분리챔버(120), 혈액분배챔버(130) 및 제1 반응챔버(150)의 상면이 오픈된 형태로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
이러한 구성 역시 제1 플레이트(100)의 내부에 각각의 챔버 및 유로를 형성하는 과정에서, 제1 플레이트(100)의 제작, 가공 및 유지관리를 보다 용이하게 하는 효과를 얻을 수 있다.
이때, 제1 플레이트(100)의 각각의 챔버 및 유로를 밀폐하기 위하여, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치는 제1 플레이트(100)의 상부에 중첩되는 커버(300)를 더 포함할 수 있다.
커버(300)는 제1 플레이트(100)의 상부에 중첩되어 결합되어, 제1 플레이트(100)의 챔버 및 유로를 밀폐하는 구성으로, 본 실시예에서는 전술한 제1 플레이트(100) 및 제2 플레이트(200)와 대응되는 형태의 플레이트 형태로 형성되는 것이 유리할 수 있다.
또한, 커버(300)는 전술한 제1 플레이트(100)에 혈액샘플을 주입하고, 제2 플레이트(200)에 반응물질저장용액을 주입할 수 있도록, 커버(300)를 관통하는 형태의 혈액주입구(310) 및 반응물질주입구(320)가 형성될 수 있다.
혈액주입구(310)는 제1 플레이트(100)의 혈액주입챔버(110)에 혈액샘플을 주입하기 위한 구성으로, 제1 플레이트(100)와 중첩되어 결합될 때 혈액주입챔버(110)와 대응되는 위치에 형성되는 것이 유리할 수 있다.
또한, 반응물질주입구(320) 역시 제2 플레이트(200)의 반응물질주입챔버(210)에 반응물질저장용액을 주입하기 위하여, 중첩되어 결합된 제2 플레이트(200)의 반응물질주입챔버(210)와 대응되는 위치에 형성되는 것이 유리할 수 있다.
이때, 반응물질주입구(320)를 통해 주입되는 반응물질저장용액이 제2 플레이트(200)의 반응물질주입챔버(210)까지 유동할 수 있도록, 제1 플레이트(100)에는 반응물질주입구(320) 및 반응물질주입챔버(210)를 관통하는 관통홀(180)이 형성되는 것이 유리할 수 있다.
즉, 커버(300)의 상부에서 주입되는 반응물질저장용액이 커버(300) 및 제1 플레이트(100)를 관통하여 제2 플레이트(200)의 내부로 유입될 수 있다.
이러한 제1 플레이트(100), 제2 플레이트(200) 및 커버(300)가 중첩되어 결합되는 구성은 선택적으로 탈착이 가능하게 구비되는 것이 유리할 수 있다.
보다 구체적으로, 혈액샘플에서 분리하고자 하는 성분에 따라 다양한 형태의 유로가 형성되는 제1 플레이트(100)를 교체하는 구성도 적용될 수 있으며, 동시에 다양한 나노물질에 대한 독성검사를 진행하기 위하여 복수개의 제1 플레이트(100) 및 제2 플레이트(200)를 중첩하여 결합하는 등 다양한 구성이 적용될 수 있다.
또한, 제1 플레이트(100), 제2 플레이트(200) 및 커버(300)는 별도의 장치에 의하여 회전할 수 있도록 형성되는 것이 유리할 수 있다.
본 실시예에서는 제1 플레이트(100), 제2 플레이트(200) 및 커버(300)의 중앙부에 상호 대응되는 형태의 관통홀이 형성되며, 별도의 모터와 같은 회전장치가 관통홀에 삽입되어 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치를 회전시키도록 구성될 수 있다.
이러한 구성은 본 실시예에 제한되지 않으며, 제1 플레이트(100), 제2 플레이트(200) 및 커버(300)를 회전시킬 수 있도록 마련된다면, 그 형태 및 구성은 다양하게 적용될 수 있다.
전술한 구성을 포함하는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치를 이용하여 나노물질이 혈액샘플의 적혈구에 미치는 영향을 판단하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 혈액샘플을 제1 플레이트(100)의 혈액주입챔버(110)의 내부로 주입할 수 있다.
이때, 커버(300)의 혈액주입구(310)를 통해 혈액샘플을 주입하여 혈액주입챔버(110)의 내부로 혈액샘플을 공급할 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치를 회전시켜 혈액샘플을 유동시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치가 회전함에 따라, 제1 플레이트(100)가 회전하면, 혈액주입챔버(110)의 내부에 수용된 혈액샘플에 원심력 및 관성이 작용하여 유로를 따라 혈액분리챔버(120)의 내부로 혈액샘플이 이동할 수 있다.
혈액분리챔버(120)의 제1 혈액분리챔버(122)로 유입된 혈액은 밸브(170)에 의해 더이상 이동하지 못하며, 혈액샘플에 지속적으로 원심력이 가해질 수 있다.
이때, 혈액샘플이 원심분리 되어, 혈액샘플의 내부에서 상대적으로 높은 비중을 가지는 적혈구는 제1 플레이트(100)의 회전중심 외측 방향에 모이고, 회전중심 내측방향으로 혈장이 분리될 수 있다.
이러한 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 혈액분리챔버(122)의 후단에 구비된 밸브(170)를 개방하여 분리된 적혈구를 제2 혈액분리챔버(124)로 이동시켜 혈액샘플에서 적혈구 및 혈장을 분리할 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이 제2 혈액분리챔버(124)의 후단에 구비된 밸브(170)를 개방하고, 제1 플레이트(100)를 회전시켜 분리된 적혈구가 유로를 따라 이동하도록 조절할 수 있다.
유로를 따라 이동하는 적혈구는 순차적으로 각각의 혈액분배챔버(130)에 수용되며, 혈액분배챔버(130)의 용량이 초과되어 수용되지 못한 적혈구는 후단의 유로를 따라 이동할 수 있다.
이러한 과정을 통해, 복수개의 혈액분배챔버(130)의 내부에 분리된 적혈구가 수용되고, 여분의 적혈구는 유로 후단의 혈액폐기챔버(140)로 유입될 수 있다.
이후, 도 8에 도시된 바와 같이 혈액분배챔버(130)의 후단에 구비되는 밸브(170)를 개방하여 혈액분배챔버(130) 내부에 수용된 적혈구를 제1 반응챔버(150)의 내부로 이동시킬 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 반응물질저장용액을 제2 플레이트(200)의 반응물질주입챔버(210)의 내부로 주입할 수 있다.
이때, 커버(300)의 반응물질주입구(320)를 통해 반응물질저장용액을 주입하고, 제1 플레이트(100)의 관통홀(180)을 통과하여 반응물질주입챔버(210)의 내부로 혈액샘플을 공급할 수 있다.
이어서, 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치를 회전시켜 반응물질저장용액을 유동시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치가 회전함에 따라, 제2 플레이트(200)가 회전하면, 반응물질주입챔버(210)의 내부에 수용된 반응물질저장용액에 원심력 및 관성이 작용하여 유로를 따라 반응물질분배챔버(230)로 반응물질저장용액이 이동할 수 있다.
유로를 따라 이동하는 반응물질저장용액은 순차적으로 각각의 반응물질분배챔버(230)에 수용되며, 반응물질분배챔버(230)의 용량이 초과되어 수용되지 못한 반응물질저장용액은 후단의 유로를 따라 이동할 수 있다.
이때, 복수개의 반응물질분배챔버(230)는 각각 다른 용량으로 형성되므로, 각각의 반응물질분배챔버(230)에는 서로 다른 용량의 반응물질저장용액이 수용될 수 있다.
이러한 과정을 통해, 복수개의 반응물질분배챔버(230)의 내부에 반응물질저장용액이 수용되고, 여분의 반응물질저장용액은 유로 후단의 반응물질폐기챔버(240)로 유입될 수 있다.
여기서, 혈액폐기챔버(140) 및 반응물질폐기챔버(240)는 서로 연통되도록 형성되어, 여분의 혈액샘플 및 여분의 반응물질저장용액은 함께 저장될 수 있다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이 반응물질분배챔버(230)의 후단에 구비되는 밸브(270)를 개방하여 반응물질분배챔버(230) 내부에 수용된 반응물질저장용액을 제2 반응챔버(250)의 내부로 이동시킬 수 있다.
이때, 제1 플레이트(100)의 제1 반응챔버(150) 및 제2 플레이트(200)의 제2 반응챔버(250)는 서로 연통되도록 형성되어, 제1 반응챔버(150)로 유입된 적혈구 및 제2 반응챔버(250)로 유입된 반응물질저장용액은 서로 혼합될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 반응챔버(150)로 유입된 적혈구는 제1 반응챔버(150)의 오픈된 하면을 통해 제2 반응챔버(250)로 유입되고, 제2 반응챔버(250)로 유입된 반응물질저장용액과 혼합될 수 있다.
전술한 제1 플레이트(100)에서의 혈액샘플의 이동과정 및 제2 플레이트(200)에서의 반응물질저장용액의 이동과정은 동시에 수행하는 것이 유리할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치에 혈액샘플 및 반응물질저장용액을 주입하고, 제1 플레이트(100) 및 제2 플레이트(200)를 함께 회전시켜 혈액샘플 및 반응물질저장용액을 동시에 이동시킬 수 있다.
이러한 사용양태는 본 실시예에 제한되지 않으며, 제1 플레이트(100)의 회전 및 제2 플레이트(200)의 회전을 따로 수행하는 등 다양한 방법이 적용될 수도 있다.
위와 같은 과정을 통해 혼합된 나노물질은 적혈구와 반응하며, 적혈구의 상태를 확인하여 해당 나노물질이 적혈구에 미치는 영향을 통해 나노물질의 독성을 평가할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 반응챔버(150) 및 제2 반응챔버(250)의 내부로 유입된 적혈구 및 나노물질은 서로 혼합되며, 적혈구에 대한 나노물질의 독성에 따라서 적혈구가 파괴되는 용혈현상이 발생할 수 있다.
이러한 반응이 일어나는 시간 동안 적혈구가 중력에 의해서 제2 반응챔버(250) 내부의 바닥으로 가라앉는 것을 방지하기 위하여 전술한 믹서(252)의 구성을 이용하여 제2 반응챔버(250) 내부의 적혈구 및 반응물질저장용액을 지속적으로 혼합할 수 있다.
또한, 전술한 반응물질분배챔버(230)에서 서로 다른 용량의 반응물질저장용액이 공급되므로, 각각의 제2 반응챔버(250)에서 적혈구가 파괴되는 정도를 비교하여 나노물질의 농도에 따른 독성검사도 함께 실시할 수 있다.
전술한 과정을 통하여 혼합된 적혈구 및 나노입자는, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 반응챔버(250)의 후단에 구비된 밸브(270)를 개방하여 탐지챔버(260)로 이동시켜 검사결과를 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 반응챔버(250)의 내부에서 적혈구가 파괴되는 경우, 적혈구의 내부에서 히모글로빈이 빠져나올 수 있다.
용혈현상이 발생한 제2 반응챔버(250)의 내부에는 파괴된 적혈구와 적혈구의 내부에서 배출된 히모글로빈 및 혈장, 나노입자 및 믹서(252)가 수용될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치를 회전시키면, 상대적으로 무게가 무거운 파괴된 적혈구, 나노입자 및 믹서(252)는 제2 반응챔버(250)의 외측부에 남게 되고, 상대적으로 무게가 가벼운 히모글로빈 및 혈장만이 탐지챔버(260)의 내부로 유입될 수 있다.
나노물질의 독성이 강할수록 용혈현상이 많이 발생하기 때문에, 탐지챔버(260)로 유입된 히모글로빈 및 혈장의 양을 통하여 나노물질의 독성을 평가할 수 있다.
또한, 탐지챔버(260)에 대하여 흡광도를 측정하는 방법을 통하여 히모글로빈의 양을 측정하는 방법으로 나노물질의 독성을 평가할 수도 있다.
위와 같은 과정을 통하여, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치는 혈액샘플의 특정물질, 특히 적혈구의 분리 및 반응물질 혼합을 함께 수행하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 다양한 신규 나노물질의 인체 영향에 대한 검사를 용이하게 수행하며, 혈액에 대한 다양한 반응물질의 반응 검사에 소요되는 시간 및 비용을 크게 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
제2
실시예
이어서, 도 13 내지 도 19를 참조하여 전술한 구성의 본 발명에 따른 라만 광섬유 분석 장치 일 실시예의 사용양태에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 도 13 내지 도 15는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
또한, 도 16은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액주입챔버에 혈액샘플이 주입된 상태를 나타내는 도면이고, 도 17은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액분리챔버에서 혈액샘플의 특정성분이 분리되는 상태를 나타내는 도면이며, 도 18은 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 혈액분배챔버에 혈액샘플의 특정성분이 분배되고, 여분의 혈액샘플이 혈액폐기챔버에 저장되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 19는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제2 실시예 제1 플레이트의 제1 반응챔버에 혈액샘플의 특정성분이 유입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치의 제2 실시예는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 혈액샘플 및 반응물질저장용액을 혼합하여 반응물질에 대한 혈액의 반응을 검사하기 위한 구성으로, 제1 플레이트(400), 제2 플레이트(500) 및 커버(600)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 혈액 내부의 혈소판에 대한 나노물질의 독성평가를 위한 구성을 설명하며, 이러한 구성은 본 실시예에 제한되지 않고 반응물질이 나노물질 대신 시약(ADP, collagen, TRAP 등) 또는 약물반응(아스피린, clopidogrel)이 적용되어 혈소판 기능 측정을 위한 구성으로 적용되는 등 다양할 수 있다.
여기서, 제2 플레이트(500) 및 커버(600)의 구성은 전술한 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치 제1 실시예의 제2 플레이트(200) 및 커버(300)의 구성과 동일한 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제1 플레이트(400)의 구성 역시 전술한 제1 실시예의 제1 플레이트(100)와 유사한 구성으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 실시예에서 제1 플레이트(400)의 혈액분리챔버(420)는 혈액주입챔버(410)에 주입된 혈액샘플의 특정성분을 분리하기 위한 구성으로, 전술한 제1 실시예와는 다르게 단일의 챔버로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 혈액분리챔버(420)는 혈액주입챔버(410)로부터 혈액샘플을 전달받도록 유로가 연결되며, 혈액샘플의 특정성분을 분리하여 후단의 혈액분배챔버(430)로 공급하기 위한 유로는 혈액분리챔버(420)의 후단에서 제1 플레이트(400)의 회전중심 내측으로 연결되도록 구성될 수 있다.
즉, 본 실시예에서 제1 플레이트(400)는 혈액분리챔버(420) 중 제1 플레이트(100)의 회전중심 내측으로부터 혈액샘플의 특정성분을 분리하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치의 제2 실시예는 나노물질의 독성평가 항목 중 혈소판의 응집(aggregation) 정도를 평가를 하기 위한 구성으로, 본 실시예의 혈액분리챔버(420)는 전술한 구성을 통해 혈액샘플에서 혈소판이 포함된 혈장을 분리할 수 있다.
이러한 구성의 제1 플레이트(400)를 포함하는 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치를 이용하여 나노물질이 혈액샘플의 혈소판 응집에 미치는 영향을 판단하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 도 16에 도시된 바와 같이, 혈액샘플을 제1 플레이트(400)의 혈액주입챔버(410)의 내부로 주입할 수 있다.
이때, 커버(600)의 혈액주입구(610)를 통해 혈액샘플을 주입하여 혈액주입챔버(110)의 내부로 혈액샘플을 공급할 수 있다.
이어서, 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치를 회전시켜 혈액샘플을 유동시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치가 회전함에 따라, 제1 플레이트(400)가 회전하면, 혈액주입챔버(410)의 내부에 수용된 혈액샘플에 원심력 및 관성이 작용하여 유로를 따라 혈액분리챔버(420)의 내부로 혈액샘플이 이동할 수 있다.
혈액분리챔버(420)로 유입된 혈액은 밸브(470)에 의해 더이상 이동하지 못하며, 혈액샘플에 지속적으로 원심력이 가해질 수 있다.
이때, 혈액샘플이 원심분리 되어, 혈액샘플의 내부에서 상대적으로 높은 비중을 가지는 적혈구는 제1 플레이트(400)의 회전중심 외측 방향에 모이고, 회전중심 내측방향으로 혈장이 분리될 수 있다.
이러한 상태에서 도 18에 도시된 바와 같이, 혈액분리챔버(420)의 후단에 구비된 밸브(470)를 개방하고, 제1 플레이트(400)를 회전시켜 분리된 혈장이 유로를 따라 이동하도록 조절할 수 있다.
유로를 따라 이동하는 혈장은 순차적으로 각각의 혈액분배챔버(430)에 수용되며, 혈액분배챔버(430)의 용량이 초과되어 수용되지 못한 혈장은 후단의 유로를 따라 이동할 수 있다.
이러한 과정을 통해, 복수개의 혈액분배챔버(430)의 내부에 분리된 혈장이 수용되고, 여분의 혈장은 유로 후단의 혈액폐기챔버(440)로 유입될 수 있다.
이후, 도 19에 도시된 바와 같이 혈액분배챔버(430)의 후단에 구비되는 밸브(470)를 개방하여 혈액분배챔버(430) 내부에 수용된 혈장을 제1 반응챔버(450)의 내부로 이동시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에서 제2 플레이트(500)로 주입된 반응물질저장용액이 제2 반응챔버(550)로 유입되는 과정은 전술한 제1 실시예에서의 제2 플레이트(200)의 사용양태와 동일한 과정이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
위와 같은 과정을 통하여 제1 반응챔버(450)로 유입된 분리된 혈장과 제2 반응챔버(550)로 유입된 반응물질저장용액은 서로 혼합되고 반응하며, 해당 나노물질이 혈소판에 미치는 영향을 통해 나노물질의 독성을 평가할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 반응챔버(450) 및 제2 반응챔버(550)의 내부로 유입된 혈소판을 포함하는 혈장 및 나노물질은 서로 혼합되며, 인체에 대한 나노물질의 독성에 따라서 혈소판이 응고되는 현상이 발생할 수 있다.
이러한 반응이 일어나는 시간 동안, 전술한 제1 실시예와 같이 믹서(552)의 구성을 이용하여 제2 반응챔버(550) 내부의 혈장 및 반응물질저장용액을 지속적으로 혼합할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치에 혈액샘플을 주입할 때, 혈액샘플이 원심분리 과정에서 응고되는 것을 방지하기 위하여 버퍼가 함께 혼합되는데, 이때 혈소판을 포함하여 분리되는 혈장의 내부에 버퍼가 함께 제2 반응챔버(550)까지 유입될 수 있다.
따라서, 혈소판은 자체적인 응고반응이 아닌, 나노물질의 영향에 의한 응고반응만이 나타날 수 있다.
이러한 상태에서 일정 시간이 지난 후에 혈소판이 응고되는 정도를 빛 투과도 또는 전기저항 측정을 이용하여 확인하여, 해당 나노물질이 인체에 독성을 가지는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 전술한 반응물질분배챔버(530)에서 서로 다른 용량의 반응물질저장용액이 공급되므로, 각각의 제2 반응챔버(550)에서 혈소판이 응고되는 정도를 비교하여 나노물질의 농도에 따른 독성검사도 함께 실시할 수 있다.
위와 같은 과정을 통하여, 본 발명에 따른 디스크타입 반응물질검사장치는 혈액샘플의 특정물질, 특히 적혈구의 분리 및 반응물질 혼합을 함께 수행하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 다양한 신규 나노물질의 인체 영향에 대한 검사를 용이하게 수행하며, 혈액에 대한 다양한 반응물질의 반응 검사에 소요되는 시간 및 비용을 크게 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이상 설명한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100, 400 : 제1 플레이트
110, 410 : 혈액주입챔버
120, 420 : 혈액분리챔버
130, 430 : 혈액분배챔버
140, 440 : 혈액폐기챔버
150, 450 : 제1 반응챔버
170, 470 : 밸브
180, 480 : 관통홀
200, 500 : 제2 플레이트
210, 510 : 반응물질주입챔버
230, 530 : 반응물질분배챔버
240, 540 : 반응물질폐기챔버
250, 550 : 제2 반응챔버
252, 552 : 믹서
260, 560 : 탐지챔버
270, 570 : 밸브
300, 600 : 커버
310, 610 : 혈액주입구
320, 620 : 반응물질주입구
110, 410 : 혈액주입챔버
120, 420 : 혈액분리챔버
130, 430 : 혈액분배챔버
140, 440 : 혈액폐기챔버
150, 450 : 제1 반응챔버
170, 470 : 밸브
180, 480 : 관통홀
200, 500 : 제2 플레이트
210, 510 : 반응물질주입챔버
230, 530 : 반응물질분배챔버
240, 540 : 반응물질폐기챔버
250, 550 : 제2 반응챔버
252, 552 : 믹서
260, 560 : 탐지챔버
270, 570 : 밸브
300, 600 : 커버
310, 610 : 혈액주입구
320, 620 : 반응물질주입구
Claims (17)
- 플레이트가 회전하도록 구비되며, 내부에 상기 플레이트의 회전중심부와 인접하여 혈액샘플이 주입되는 혈액주입챔버, 상기 혈액샘플의 특정성분을 분리하는 혈액분리챔버, 상기 혈액샘플의 특정성분을 분배하는 혈액분배챔버 및 상기 혈액샘플의 특정성분과 반응물질을 혼합하는 제1 반응챔버가 형성되는 제1 플레이트; 및
상기 제1 플레이트와 중첩되어 배치되는 플레이트가 회전하도록 구비되며, 내부에 상기 플레이트의 회전중심부와 인접하여 상기 반응물질이 포함된 반응물질저장용액이 주입되는 반응물질주입챔버, 상기 반응물질저장용액을 분배하는 반응물질분배챔버 및 상기 반응물질저장용액을 상기 혈액샘플의 특정성분과 혼합하는 제2 반응챔버가 형성되는 제2 플레이트;
를 포함하는 반응물질검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 플레이트는,
상기 혈액주입챔버, 상기 혈액분리챔버, 상기 혈액분배챔버 및 상기 제1 반응챔버가 순차적으로 상기 제1 플레이트의 회전중심으로부터 멀어지도록 배치되는 반응물질검사장치. - 제2항에 있어서,
상기 제1 플레이트는,
상기 혈액분리챔버 및 상기 혈액분배챔버의 후단에 밸브가 구비되는 반응물질검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 플레이트는,
상기 반응물질주입챔버, 상기 반응물질분배챔버 및 상기 제2 반응챔버가 순차적으로 상기 제2 플레이트의 회전중심으로부터 멀어지도록 배치되는 반응물질검사장치. - 제4항에 있어서,
상기 제2 플레이트는,
상기 반응물질분배챔버의 후단에 밸브가 구비되는 반응물질검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는,
상기 제1 반응챔버 및 상기 제2 반응챔버가 서로 연통되도록 형성되는 반응물질검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 플레이트는,
상기 혈액분배챔버에 상기 혈액샘플의 특정성분을 분배하고, 여분의 상기 혈액샘플을 저장하는 혈액폐기챔버가 더 형성되고,
상기 제2 플레이트는,
상기 반응물질분배챔버에 상기 반응물질저장용액을 분배하고, 여분의 상기 반응물질저장용액을 저장하는 반응물질폐기챔버가 더 형성되는 반응물질검사장치. - 제7항에 있어서,
상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는,
상기 혈액폐기챔버 및 상기 반응물질폐기챔버가 서로 연통되도록 형성되는 반응물질검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 플레이트는,
상기 혈액분리챔버 중 상기 제1 플레이트의 회전중심 내측으로부터 상기 혈액샘플의 특정성분을 분리하는 반응물질검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 플레이트는,
상기 혈액분리챔버 중 상기 제1 플레이트의 회전중심 외측으로부터 상기 혈액샘플의 특정성분을 분리하는 반응물질검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 플레이트는,
상기 반응물질주입챔버, 상기 반응물질분배챔버 및 상기 제2 반응챔버의 상면이 오픈된 형태로 형성되고, 상기 제1 플레이트의 하부에 중첩되어 결합되는 반응물질검사장치. - 제11항에 있어서,
상기 제2 플레이트는,
상기 제2 반응챔버에서 혼합된 상기 혈액샘플 및 상기 반응물질을 공급받아 혈액에 대한 영향을 판단하는 탐지챔버가 더 형성되는 반응물질검사장치. - 제11항에 있어서,
상기 제1 플레이트는 상기 혈액주입챔버, 상기 혈액분리챔버, 상기 혈액분배챔버 및 상기 제1 반응챔버의 상면이 오픈된 형태로 형성되어,
상기 제1 플레이트의 상부에 중첩되어 결합되는 커버를 더 포함하는 반응물질검사장치. - 제13항에 있어서,
상기 커버는,
상기 혈액주입챔버와 대응되는 위치에 상기 혈액샘플이 주입되는 혈액주입구가 형성되고, 상기 반응물질주입챔버와 대응되는 위치에 상기 반응물질저장용액이 주입되는 반응물질주입구가 형성되는 반응물질검사장치. - 제14항에 있어서,
상기 제1 플레이트는,
상기 반응물질주입구 및 상기 반응물질주입챔버를 관통하는 관통홀이 형성되는 반응물질검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 플레이트는,
상기 제2 반응챔버의 내부에서 믹서를 포함하는 반응물질검사장치. - 제16항에 있어서,
상기 믹서는,
자성에 반응하는 금속으로 형성되며, 상기 제2 플레이트의 하부에서 이동하는 자성체에 의해 상기 제2 반응챔버의 내부에서 이동하는 반응물질검사장치.
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| KR1020160109261A KR101884677B1 (ko) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 디스크타입 반응물질검사장치 |
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| KR1020160109261A KR101884677B1 (ko) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 디스크타입 반응물질검사장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101884677B1 (ko) |
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2016
- 2016-08-26 KR KR1020160109261A patent/KR101884677B1/ko active IP Right Grant
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| KR101884677B1 (ko) | 2018-08-02 |
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