KR20180035998A - 검체 분석 장치 및 그 측정방법 - Google Patents

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Abstract

검체 분석 장치 및 그 측정방법이 개시된다. 일 측에 따른 검체 분석 장치는, 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부를 포함하는 카트리지; 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서 나타나는 표적물질의 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

검체 분석 장치 및 그 측정방법{SPECIMEN ANALYSIS APPARATUS, AND METHOD FOR MEASURING THEREOF}
검체 분석 장치, 및 검체 분석 장치를 이용하여 표적물질의 광학신호 값을 측정하는 방법에 관한 것이다.
환경 모니터링, 식품 검사, 의료 진단 등 다양한 분야에서 검체를 분석하는 장치 및 방법을 필요로 한다. 기존에는 정해진 프로토콜에 의한 검사를 수행하기 위하여 숙련된 실험자가 수 회의 시약 주입, 혼합, 분리 및 이동, 반응, 원심분리 등의 다양한 단계를 수작업으로 진행해야 했고, 이러한 작업은 검사 결과의 오류를 유발하는 원인이 되었다.
상기 문제점을 개선하기 위해 검사 물질을 신속하게 분석할 수 있는 소형화 및 자동화된 장비가 개발되었다. 특히, 휴대가 가능한 카트리지는 장소에 구애받지 않고 신속하게 검체를 분석할 수 있으므로 그 구조 및 기능을 개선하면 더 다양한 분야에서 더 다양한 기능을 수행할 수 있다. 최근에는, 소형화 및 자동화된 검체를 분석하는 장치를 통해 검체의 정밀한 분석방법에 관한 연구가 진행 중이다.
일 실시예에 따른 검체 분석 장치, 및 검체 분석 장치의 측정 방법에 따르면, 표적물질의 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 광학신호 값 변화 정도를 비교하여 표적물질의 광학신호 값에 관한 보정이 수행될 수 있다.
일 측에 따른 검체 분석 장치는, 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부를 포함하는 카트리지; 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서 측정되는 표적물질의 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에는 내부 표준물질이 비 주입되고, 다른 하나에는 기 설정된 농도의 내부 표준물질이 주입될 수 있다.
또한, 상기 표적물질의 광학신호 값 변화 정도는, 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도, 형광도, 발광도 중 적어도 하나의 변화 정도를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 다른 적어도 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도 차이를 기초로 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 다른 적어도 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도 차이를 기초로 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 계산하고, 상기 계산한 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기와, 기 설정된 흡광도 변화 기울기를 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 발광도, 다른 하나에서 측정된 표적물질의 발광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 기초로 상기 표적물질의 농도 차이에 따른 발광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 발광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 형광도, 다른 하나에서 측정된 표적물질의 형광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 기초로 상기 표적물질의 농도 차이에 따른 형광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 형광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 대응되는 적어도 하나의 구간 및 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 생성하고, 상기 생성한 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 구간 별로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 결정한 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 기초로 상기 표적물질의 흡광도에 따른 농도 변화 그래프를 생성할 수 있다.
또한, 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도는, 메모리부에 저장되거나 또는 카트리지에 부착된 식별정보에 매핑되어 저장될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 2개의 수용부 상에서 측정되는 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위 내인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는데 이용할지 여부를 선택할 수 있다.
또 다른 일 측에 따른 검체 분석 장치는, 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부를 포함하는 카트리지; 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위내인지 여부를 판단하고, 판단 결과를 기초로 상기 계산한 표적물질의 광학신호 값 중에서 보정 값을 결정하는데 이용할 광학신호 값을 적어도 하나 이상 선택하고, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 선택한 광학신호 값 간의 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에는 내부 표준물질이 비 주입되고, 다른 하나에는 기 설정된 농도의 내부 표준물질이 주입될 수 있다.
또한, 상기 선택한 광학신호 값 간의 변화 정도는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 정도, 형광도 변화 정도, 및 발광도 변화 정도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기와 기 설정된 흡광도 변화 기울기를 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 계산하고, 상기 계산한 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량과 기 설정된 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도는, 메모리부에 저장되거나 또는 카트리지에 부착된 식별정보에 매핑되어 저장될 수 있다.
일 측에 따른 검체 분석 장치의 측정방법은, 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부 상에 검체를 주입 받는 단계; 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 광학신호 값을 측정하는 단계; 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 다른 적어도 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도 차이를 기초로 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 다른 적어도 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도 차이를 기초로 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 계산하고, 상기 계산한 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계\를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기와, 기 설정된 흡광도 변화 기울기를 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 발광도, 다른 하나에서 측정된 표적물질의 발광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 기초로 상기 표적물질의 농도 차이에 따른 발광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 발광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 형광도, 다른 하나에서 측정된 표적물질의 형광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 기초로 상기 표적물질의 농도 차이에 따른 형광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 형광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 대응되는 적어도 하나의 구간 및 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 생성하고, 상기 생성한 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 구간 별로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 결정한 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 기초로 상기 표적물질의 흡광도에 따른 농도 변화 그래프를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위 내인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는데 이용할지 여부를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 측에 따른 검체 분석 장치의 측정방법은, 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 광학신호 값을 계산하는 단계; 상기 계산한 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위내인지 여부를 판단하는 단계; 및 판단 결과를 기초로 상기 계산한 표적물질의 광학신호 값 중에서 보정 값을 결정하는데 이용할 광학신호 값을 적어도 하나 이상 선택하고, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값 간의 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기와 기 설정된 흡광도 변화 기울기를 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 계산하고, 상기 계산한 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량과 기 설정된 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다.
다양한 원인에 따라 변화할 수 있는 표적물질의 광학신호 값을 보정함으로써, 카트리지의 유효기한을 늘릴 뿐만 아니라, 보다 정확한 대상체의 진단을 가능하게 하는 검체 분석 장치 및 검체 분석 장치의 측정방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 카트리지가 결합되는 검체 분석 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 카트리지, 및 카트리지가 결합되는 검체 분석 장치의 장착부재를 분해하여 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 카트리지와 검체 분석 장치의 장착부재가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 카트리지를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 카트리지의 검사 유닛을 분해하여 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 복수 개의 수용부에 내부 표준물질의 농도가 서로 다르게 포함된 시약이 수용된 카트리지를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 도 4의 카트리지의 검사 유닛을 AA'방향으로 절개하여 도시한 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 검체 분석 장치의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 수용부 상에서 수용된 표적물질의 광학적 특성을 검출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a는 일 실시예에 따른 표적물질의 광학신호 값을 좌표로 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10b는 일 실시예에 따른 표적물질의 광학신호 값을 기초로 설정한 좌표를 통해 그래프를 생성하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a, 도 11b은 서로 다른 실시예에 따른 기 설정된 표적물질의 농도 값의 변화 그래프를 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 구간 별로 분할하여 보정 값을 결정하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예예 따른 기 설정된 표적물질의 농도 값의 변화 그래프를 구간 별로 분할하여 보정 값을 결정하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 서로 다른 실시예에 따른 기 설정된 측정범위를 그래프 상에 표시한 도면이다.
도 15은 일 실시예에 따른 보정된 표적물질에 관한 농도 값을 제공하도록 구성된 유저 인터페이스가 디스플레이부 상에 표시된 화면을 도시한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 보정된 표적물질에 관한 농도 값 및 보정된 표적물질 농도 값에 관한 그래프를 제공하도록 구성된 유저 인터페이스가 디스플레이부 상에 표시된 화면을 도시한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치의 동작 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 정상 측정범위 내에 해당하는 광학신호 값을 선택하여 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치의 동작 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 일 실시예에 따른 카트리지가 결합되는 검체 분석 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 카트리지, 및 카트리지가 결합되는 검체 분석 장치의 장착부재를 분해하여 도시한 도면이고, 도 3은 일 실시예에 따른 카트리지와 검체 분석 장치의 장착부재가 결합된 상태를 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 일 실시예에 따른 카트리지를 도시한 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 카트리지의 검사 유닛을 분해하여 도시한 도면이다. 또한, 도 6은 일 실시예에 따른 복수 개의 수용부에 내부 표준물질의 농도가 서로 다르게 포함된 시약이 수용된 카트리지를 도시한 도면이고, 도 7은 도 4의 카트리지의 검사 유닛을 AA'방향으로 절개하여 도시한 단면도이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 카트리지(40)가 결합되는 검체 분석 장치(1)는 외관을 형성하는 하우징(10) 및 하우징(10)의 전방에 구비된 도어 모듈(20)을 포함한다.
도어 모듈(20)은 디스플레이부(21), 도어(22) 및 도어 프레임(23)을 포함할 수 있다. 디스플레이부(21) 및 도어(22)는 도어 프레임(23)의 전방에 배치될 수 있다. 디스플레이부(21)는 도 1에 도시된 바와 같이, 도어(22)의 상부에 위치할 수 있으나, 이외에도 사용자에게 시각적으로 각종 정보를 제공할 수 있는 위치라면 어디에든 위치할 수 있다.
한편, 도어(22)는 슬라이딩 가능하게 구비될 수 있고, 슬라이딩하여 개방되면 도어(22)는 디스플레이부(21)의 후방에 위치하도록 구비될 수 있다.
디스플레이부(21)에는 검체에 관한 분석정보로써, 검체 내 표적물질의 농도 등과 같이 검체와 관련된 다양한 정보가 표시될 수 있다. 또한, 디스플레이부(21)가 터치 스크린 타입으로 구현된 경우, 디스플레이부(21)는 사용자로부터 각종 정보, 명령 등을 입력 받을 수 있다.
예를 들어, 디스플레이부(21)에는 검체 분석 장치(1)에 관한 각종 제어 명령 등을 입력할 수 있는 아이콘 등이 표시될 수 있다. 일 실시예로, 디스플레이부(21) 상에는 검체 분석 장치(1)의 제어와 관련된 아이콘을 제공할 뿐만 아니라, 분석 결과 정보를 제공하도록 구현된 유저 인터페이스가 표시될 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
한편, 도어 프레임(23)에는 각종 시약을 수용하는 카트리지(40)가 장착될 수 있는 장착부재(32)가 구비될 수 있다. 사용자는 도어(22)를 상측으로 슬라이딩하여 개방시킨 후, 카트리지(40)를 장착부재(32)에 장착시킨 다음, 도어(22)를 하측으로 슬라이딩하여 닫은 후에 분석 동작을 수행시킬 수 있다.
카트리지(40)에는 검체가 주입되어 검사 유닛(45)에서 시약과 반응이 일어나게 된다. 카트리지(40)는 장착부재(32)에 삽입되고, 가압부재(31)가 카트리지(40)를 가압하여 카트리지(40) 내의 검체가 검사 유닛(45)으로 유입되게 된다.
또한, 검체 분석 장치(1)에는 디스플레이부(21)와는 별도로 분석 결과를 별도의 인쇄물로 출력하는 출력부(11)가 더 마련될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이부(21)를 통해 검사 결과를 확인할 뿐만 아니라, 출력부(11)를 통해 검사 결과를 출력할 수도 있다.
한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 카트리지(40)는 검체 분석 장치(1)의 장착부재(32)에 삽입될 수 있다. 장착부재(32)는 카트리지(40)가 안착되는 안착부(32c)와 장착부재(32)를 검체 분석 장치(1) 내에서 지지하기 위한 지지부(32f)를 포함할 수 있다.
지지부(32f)는 장착부재(32)의 바디(32e)의 양측으로 연장되도록 마련되며, 바디(32e)의 가운데에 안착부(32c)가 마련될 수 있다. 안착부(32c)의 후방에는 슬릿(32d)이 마련될 수 있으며, 이는 검사 유닛(45)의 검체 샘플의 검사 결과 측정시에 발생하는 오류를 방지하기 위함이다.
장착부재(32)는 카트리지(40)와 접촉하는 접촉부(32a, 32b)를 포함하며, 카트리지(40)의 검사 유닛(45)은 접촉부(32a, 32b)에 상응하는 형상의 함몰부(45a)를 포함할 수 있다. 이에, 함몰부(45a)와 접촉부(32a, 32b)가 접촉할 수 있다. 이때, 함몰부(45a)는 두 개 마련되고, 이에 대응하여 접촉부(32a, 32b)도 두 개가 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 카트리지(40)는 외관을 형성하는 하우징(41)과 검체와 시약이 만나 반응이 일어나는 검사 유닛(45)을 포함한다.
하우징(41)은 카트리지(40)를 지지하는 것과 동시에 사용자가 카트리지(40)를 파지할 수 있는 형태로 구현될 수 있다. 일 실시예로, 하우징(41)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자가 잡는 부분의 형상이 유선형의 돌기 형상으로 구현될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 안정적으로 카트리지(40)를 잡을 수 있다. 다만, 하우징(41)의 형태가 도면에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 구현될 수 있으며 제한은 없다.
또한, 카트리지(40)에는 검체를 공급받는 검체 공급부(42)가 마련될 수 있다. 검체 공급부(42)는 검체 샘플이 검사 유닛(45)으로 유입되는 공급홀(42b)과 검체의 공급을 보조하는 공급 보조부(42a)를 포함할 수 있다.
검체 공급부(42)에는 검체 분석 장치(1)에서 검사할 수 있는 검체가 공급될 수 있다. 여기서, 검체는 샘플이라 하기도 하며, 혈액, 조직액, 림프액을 포함하는 체액, 타액, 소변 등의 바이오 샘플이나 수질 관리 또는 토양 관리를 위한 환경 샘플을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 검체는 희석되거나 또는 희석되지 않은 샘플을 사용할 수도 있는 등, 제한은 없다.
공급홀(42b)은 도 2에 도시된 바와 같이 원형의 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다각형의 형상으로 형성되는 것도 가능하다. 사용자는 파이펫(pipet)이나 스포이드 등의 도구를 이용하여 검체 공급부(42)에 검체를 떨어뜨릴 수 있다.
공급 보조부(42a)는 공급홀(42b)의 주변에 공급홀(42b)의 방향으로 경사가 생기도록 형성되어, 공급홀(42b)의 주변에 떨어진 검체가 공급홀(42b)로 흘러 들어갈 수 있도록 한다. 구체적으로, 사용자가 검체를 공급홀(42b) 안에 정확하게 떨어뜨리지 못하여 일부가 공급홀(42b)의 주변에 떨어지는 경우, 주변에 떨어진 검체는 공급 보조부(42a)의 경사에 의해 공급홀(42b)로 유입될 수 있다.
또한, 공급 보조부(42a)는 검체의 공급을 보조하는 것뿐만 아니라, 잘못 공급된 검체에 의한 카트리지(40)의 오염도 방지할 수 있다. 구체적으로, 검체가 공급홀(42b) 안으로 정확하게 유입되지 못하더라도, 공급홀(42b) 주변의 공급 보조부(42a)가 검사 유닛(45)이나 파지부 쪽으로 검체가 흘러가는 것을 막아주므로, 검체에 의한 카트리지(40)의 오염을 방지할 수 있고 더불어 인체에 유해할 수 있는 검체가 사용자에게 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
도면에 도시된 바에 따르면 검체 공급부(42)는 공급홀(42b)을 하나만 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니며 공급홀을 복수 개 포함하는 것도 가능하다. 공급홀을 복수 개 구비하는 경우에는 하나의 카트리지(40)에서 서로 다른 복수의 검체에 대해 동시에 검사를 진행할 수 있다. 여기서, 서로 다른 복수의 검체는 종류는 동일하나 그 출처가 다른 것일 수도 있고, 종류와 출처가 모두 다른 것일 수도 있으며, 종류와 출처가 모두 동일하나 상태가 다른 것일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 하우징(41)은 특정 기능을 구현하는 형상을 가지고 검체와 접촉되는 경우가 있으므로, 성형이 용이하고 화학적, 생물학적으로 비활성인 재질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 하우징(41)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴, 폴리다이메틸실록산(PDMS) 등의 폴리실록산, 폴리카보네이트(PC), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등의 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올, 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 사이클로 올레핀 공중합체(COC) 등의 플라스틱 소재, 유리, 운모, 실리카, 반도체 웨이퍼 등의 다양한 재료로 만들어질 수 있다.
다만, 전술한 물질들은 하우징(41)의 재료로 사용될 수 있는 물질의 예시에 불과하며, 전술한 물질만으로 하우징(41)이 구현되는 것으로 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따른 하우징(41)은 화학적, 생물학적 안정성과 기계적 가공성을 가지는 소재이면 어느 것을 통해서도 구현 가능하다.
한편, 카트리지(40)에는 검사 유닛(45)이 결합 또는 접합되도록 마련될 수 있다. 검체 공급부(42)를 통해 주입된 검체는 검사 유닛(45)으로 유입되어 시약과 반응이 일어남에 따라 검사가 수행될 수 있다. 검사 유닛(45)은 복수 개의 수용부(45b)를 포함하며, 수용부(45b)에는 검체와 반응하는 시약이 수용될 수 있다.
이때, 복수 개의 수용부(45b)에는 다양한 종류의 시약이 수용될 수 있다. 예를 들어, 수용부(45b)에는 검체 내 표적물질의 농도를 검출하는데 이용되는 시약이 수용될 수 있다. 일 예로, 시약에는 검체 내 표적물질의 농도에 따라 다른 광학적 특성을 보이는 발색제가 포함되어 있어, 검체 분석 장치(1)는 수광부를 통해 광학적 특성을 검출하고, 검출 결과를 기초로 표적물질의 농도를 계산할 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
이하에서 설명되는 표적물질은 검체에 포함된 분석 대상 물질을 의미한다. 예를 들어, 표적물질은 단백질, 효소, 이온 등과 같이 검체에 포함되어 있는 물질을 의미하며 제한은 없다. 일 실시예로, 검체가 사람의 혈액인 경우, 표적물질은 나트륨(Na), 칼륨(K) 등 혈액 내 존재하는 다양한 물질 중 하나일 수 있으며 제한은 없다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하며, 이하에서는 카트리지(40)의 검사 유닛(45)의 구조에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 5를 참조하면 일 실시예에 따른 카트리지(40)의 검사 유닛(45)은 세 개의 판(46, 47, 48)이 접합된 구조로 형성될 수 있다. 세 개의 판(46, 47, 48)은 상판(46), 중판(47), 하판(48)으로 나뉠 수 있다. 상판(46)과 하판(48)은 차광잉크를 인쇄하여 수용부(45b)로 이동 중인 검체 샘플을 외부의 빛으로부터 보호하거나 수용부(45b)에서 광학 특성 측정 시 발생될 수 있는 오류를 방지할 수 있다. 상판(46), 하판(48)은 각각 10㎛ 내지 300㎛의 두께를 가질 수 있다. 중판(47)의 경우 50㎛ 내지 300㎛의 두께를 가질 수 있다.
검사 유닛(45)의 상판(46)과 하판(48)을 형성하는데 사용되는 필름은 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등의 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리염화비닐(PVC) 필름, 폴리비닐 알코올(PVA) 필름, 폴리스틸렌(PS) 필름 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 중에서 선택될 수 있다. 그러나 전술한 필름은 예시에 불과하며 이외에도 화학적, 생물학적으로 비활성이고 기계적 가공성이 있는 재질의 필름이면 검사 유닛(45)의 상판(46)과 하판(48)을 형성하는 필름이 될 수 있으며 제한은 없다.
검사 유닛(45)의 중판(47)은 상판(46) 및 하판(48)과 달리 다공질 시트로 형성될 수 있다. 중판(47)으로 사용될 수 있는 다공질 시트의 예로는 셀룰로오즈 아세테이트(Cellolose acetate), 나일론(Nylon 6.6, Nylon 6.10), 폴리이서설폰(Polyethersulfone) 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 중판(47)은 다공질 시트로 마련되기 때문에 그 자체로서 벤트(vent)의 역할을 하며, 별도의 구동원 없이도 검체가 검사 유닛(45) 내에서 이동할 수 있도록 한다. 또한, 검체가 친수성인 경우에는 중판(47)의 내부로 검체 샘플이 스며드는 것을 방지하기 위하여 중판(47)은 소수성 용액으로 코팅될 수 있다.
상판(46)에는 검체가 유입되는 유입부(46a)가 형성되고 수용부(45b)에 대응되는 영역(46b)은 투명하게 처리될 수 있다. 하판(48) 또한 수용부(45b)에 대응되는 영역(48a)은 투명하게 처리될 수 있으며, 이는 수용부(45b) 내에서 일어나는 반응에 따른 광학적 특성의 일 예로써, 흡광도(optical density)를 측정하기 위함이다. 여기서, 흡광도는 광학 밀도라기도 하나, 이하에서는 설명의 편의상 흡광도라 하기로 한다.
중판(47)에도 검체가 유입되기 위한 유입부(47a)가 형성되며, 상판(46)의 유입부(46a)와 중판(47)의 유입부(47a)가 겹쳐져 검사 유닛(45)의 유입부(44)가 형성된다. 또한, 중판(47)에는 유입부(47a)와 수용부(45b)를 연결하는 유로(47c)가 형성될 수 있다.
검사 유닛(45)에서는 검체 분석을 위한 다양한 반응이 일어날 수 있으며, 혈액을 검체로 사용하는 경우에는 수용부(45b)에 혈액(특히 혈장)의 특정 성분과 반응하여 발색 또는 변색하는 시약을 수용부(45b)에 수용시켜 수용부(45b) 내에서 발현되는 색을 광학적으로 검출하여 수치화할 수 있다. 전술한 수치를 통해 혈액 내의 특정 성분의 존재 여부, 특정 성분의 비율, 또는 농도 등을 확인할 수 있다.
도 6을 참조하면, 카트리지(40)는 하우징(41)의 하부에 검사 유닛(45)이 접합되는 방식으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 검사 유닛(45)은 공급홀(42b)이 마련되는 검체 공급부(42)의 하측에 접합될 수 있다.
하우징(41)과 검사 유닛(45)의 접합에는 감압성 접착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA)가 사용될 수 있는 바, 감압성 접착제는 상온에서 지압 정도의 작은 압력으로 피착제에 단시간 내에 접착이 가능하고 박리 시에는 응집 파괴를 일으키지 않으며 피착제 표면에 잔사를 남기지 않는 특성을 갖는다. 다만, 하우징(41)과 검사 유닛(45)은 감압성 접착제에 의해서만 접합되는 것은 아니고, 감압성 접착제 외에 다른 양면 접착제에 의해 접합되거나 홈에 끼워지는 방식으로 접합되는 것도 가능하다.
공급홀(42b)을 통해 유입된 검체는 필터링부(43)를 통과하여 검사 유닛(45)으로 유입된다. 필터링부(43)는 하우징(41)의 공급홀(42b)에 끼워질 수 있다.
필터링부(43)는 검체 샘플 내에 포함된 일정 크기 이상의 물질을 여과시키도록 다수의 기공을 포함하는 다공성 멤브레인을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터링부(43)는 두 층의 필터를 포함할 수도 있다. 일 실시예로, 첫 번째 필터는 유리섬유(glass fiber), 부직포, 종이필터(absorbent filter) 등으로 이루어질 수 있고, 두 번째 필터는 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리술폰(PS), 폴리아크릴술폰(PASF) 등으로 이루어질 수 있다.
한편, 필터링부(43)가 이중층으로 이루어지는 경우에는 상층의 필터를 통과한 검체에 대해 하층의 필터에서 한번 더 여과를 수행할 수 있다. 또한 필터링부(43)의 기공 크기보다 큰 입자가 한꺼번에 다량으로 유입될 경우 필터링부(43)가 찢어지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며 필터링부(43)는 삼중층이나 그 이상의 층을 포함하도록 마련될 수도 있다. 이러한 경우 검체에 대한 여과 기능이 더 강화되고, 필터링부(43)의 안정성 역시 더 향상된다. 각각의 필터링부(43)는 양면 접착제 등의 접착물질(미도시)에 의해 공정될 수 있다.
검사 유닛(45)에는 필터링부(43)를 통과한 검체가 유입되는 유입부(44), 유입된 검체가 이동하는 유로(47c) 및 검체와 시약의 반응이 일어나는 수용부(45b)가 마련될 수 있다.
한편, 상판(46)과 중판(47)과 하판(48)은 양면 테이프(49)에 의해 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 중판(47)의 상면과 하면에 양면 테이프(49)가 부착되어 상판(46)과 중판(47)과 하판(48)이 결합될 수 있다.
카트리지(40)의 수용부(45b)는 서로 간에 격리된 복수 개가 마련될 수 있다. 예를 들어, 수용부(45b)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1 수용부(50a), 제2 수용부(50b), 제3 수용부((50c)를 포함할 수 있으나, 수용부의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 이하에서는 설명의 편의상 제1 수용부, 제2 수용부에 대해 구분할 필요가 없는 경우에는 서브 수용부라 하고, 서브 수용부 전부를 통칭하여 수용부라 하기로 한다.
도 7을 참조하면, 제1 수용부(50a), 제2 수용부(50b), 제3 수용부(50c)에는 표적물질과 반응하며, 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 지시약이 각각 수용될 수 있다. 검체 분석 장치(1)는 광 검출부(100)를 통해 수용부(45b) 상에 유입된 검체의 분석하여, 다양한 결과를 도출할 수 있다. 이하에서는 검체 분석 장치(1)의 각 구성요소에 대해 살펴보도록 한다.
도 8은 일 실시예에 따른 검체 분석 장치의 제어 블록도를 도시한 도면이고, 도 9는 일 실시예에 따른 수용부 상에서 수용된 표적물질의 광학적 특성을 검출하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 10a는 일 실시예에 따른 표적물질의 광학신호 값을 좌표로 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 10b는 일 실시예에 따른 표적물질의 광학신호 값을 기초로 설정한 좌표를 통해 그래프를 생성하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 11a, 도 11b은 서로 다른 실시예에 따른 기 설정된 표적물질의 농도 값의 변화 그래프를 도시한 도면이고, 도 12는 일 실시예에 따른 구간 별로 분할하여 보정 값을 결정하는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 일 실시예예 따른 기 설정된 표적물질의 농도 값의 변화 그래프를 구간 별로 분할하여 보정 값을 결정하는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 14a 및 도 14b는 서로 다른 실시예에 따른 기 설정된 측정범위를 그래프 상에 표시한 도면이다. 또한, 도 15은 일 실시예에 따른 보정된 표적물질에 관한 농도 값을 제공하도록 구성된 유저 인터페이스가 디스플레이부 상에 표시된 화면을 도시한 도면이고, 도 16은 일 실시예에 따른 보정된 표적물질에 관한 농도 값 및 보정된 표적물질 농도 값에 관한 그래프를 제공하도록 구성된 유저 인터페이스가 디스플레이부 상에 표시된 화면을 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 검체 분석 장치(1)는 수용부(45b) 상에서 수용된 검체와 시약의 반응으로 인한 광학적 특성을 검출하기 위한 광 검출부(100), 검체 분석 장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는데 필요한 제어 데이터, 프로그램 등이 저장된 메모리부(110), 검체 분석 장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(120), 검체에 관한 분석 결과를 출력하는 출력부(11), 및 각종 정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이부(21)를 포함할 수 있다. 출력부(11) 및 디스플레이부(21)에 관한 구체적인 설명은 전술하였으므로, 이하에서는 다른 구성요소에 대해 각각 설명하도록 한다.
광 검출부(100)는 광학적 특성을 검출할 수 있으며, 제어부(120)는 후술할 바와 같이 검출 결과를 기초로 표적물질의 농도 값과 같이 대상체의 진단에 이용되는 각종 분석 값을 계산할 수 있다.
광 검출부(100)는 광을 방출하는 발광부(101), 광을 검출하는 수광부(105)를 포함할 수 있다. 발광부(101)는 LED 센서, 적외선 센서 등 광을 방출하는 기 공지된 다양한 종류의 센서, 장치를 통해 구현될 수 있으며, 제한은 없다.
수광부(105)는 수용부(45b) 상에서의 광을 집광 도는 검출할 수 있다. 예를 들어, 수광부(105)는 수용부(45b) 상에서의 광을 검출하여 전기 에너지로 변환하는 포토다이오드(photodiode) 등을 통해 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광부(101)와 수광부(105)는 수용부(45b)를 중심으로 마주보는 위치에 마련될 수 있다. 이에 따라, 수광부(105)는 수용부(45b) 상에서 시약과 검체 간의 반응에 따른 광학적 특성을 검출할 수 있다.
예를 들어, 수용부(45b) 상에는 시약(P)이 미리 수용될 수 있다. 도 9를 참조하면, 시약(P)은- 건조된 고체 상태로 수용부(45b) 상의 일면에 장착될 수 있다. 발광부(101)는 도 9에 도시된 바와 같이 상판(46)에 마련된 영역(46b)에 인접하도록 마련되어 수용부(45b)로 광을 방출할 수 있다. 이때, 발광부(101)에 시약, 검체 등으로 인해 오염되는 것을 방지하기 위해, 발광부(101)의 일면에는 투명판(102)이 부착될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 대응하여, 수광부(105)는 하판(48)에 마련된 영역(48a)에 인접하도록 마련되어, 수용부(45b) 상에서의 광을 검출 또는 집광할 수 있다. 수광부(105)의 일면에도 시약, 검체 등으로 인해 오염되는 것을 방지하기 위해 투명판(106)이 부착될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 발광부(101)와 수광부(105)의 위치가 도면에 도시된 바로 한정되는 것은 아니고, 발광부(101)는 하판(48)에 마련된 영역(48a)에 인접하는 위치에 마련되고, 수광부(105)는 상판(46)에 마련된 영역(46b)에 인접하는 위치에 마련될 수도 있다.
수광부(105)가 포토다이오드를 통해 구현된 경우, 수광부(105)에서 출력되는 전기 에너지의 크기는 표적물질의 농도에 따라 같거나 또는 다를 수 있다. 제어부(120)는 수광부(105)에서 출력되는 전기 에너지를 기초로 표적물질의 흡광도, 농도 등을 계산할 수 있다.
한편, 적어도 하나의 서브 수용부에는 시약이 전술한 바와 같이 미리 삽입될 수 있다. 시약은 표적물질의 농도를 측정하는데 이용되는 것으로써, 건조된 고체 상태로 수용부(45b) 상에 삽입될 수 있다. 유로(47c)를 통해 검체가 주입됨에 따라, 시약은 검체와 접촉하여 액체로 변화하면서 검체와 섞이게 된다.
이때, 시약에는 검체 내에 존재하는 표적물질을 측정하기 위한 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시약에는 검체 내 표적물질의 농도에 따라 다른 광학적 특성을 보이는 발색제가 포함될 수 있다.
또 다른 예로, 시약에는 검체의 광학적 특성을 보다 정확히 검출하기 위해 PH를 적정하게 유지하기 위한 물질이 포함될 수 있다. 검체의 PH가 특정범위를 벗어나는 경우 흡광도를 측정하기 어려울 수 있어, 시약에는 검체의 PH를 완충시키기 위한 물질이 포함될 수 있다.
또 다른 예로, 시약에는 특정 이온만을 끌어들이는 이온 선택적 특성을 갖는 물질이 포함될 수 있다. 이러한 물질을 통해 표적물질을 끌어들임으로써, 표적물질의 농도는 보다 정확히 측정될 수 있다.
또한, 시약에는 내부 표준물질이 포함될 수 있다. 내부 표준물질은 표적물질을 포함하고 있어, 검체와의 혼합과정을 통해 용해되어 표적물질이 나오게 되는 물질에 해당한다.
예를 들어, 검체 내에 존재하는 물질 중에서 나트륨(Na)이 표적물질에 해당하는 경우, 내부 표준물질로써 염화나트륨(NaCl)이 선택될 수 있다. 검체가 수용부(45b)로 유입되면, 내부 표준물질은 검체와 섞임에 따라 고체 상태에서 액체 상태로 변화되면서 이 Na+, Cl-의 이온 상태로 용해될 수 있다. 내부 표준물질은 용해됨에 따라 수용부(45b) 상에서의 표적물질의 농도를 변화시킬 수 있다.
수용부 별로 수용되는 시약은 같거나 또는 다를 수 있다. 따라서, 사용자는 측정하고자 하는 표적물질과 관련된 시약이 수용된 카트리지(40)를 선택하여 도어 프레임(32)에 장착시킴으로써, 표적물질의 농도를 손쉽게 파악할 수 있다.
한편, 서브 수용부 별로 수용되는 시약에 포함된 내부 표준물질의 농도는 같거나 또는 다르게 기 설정될 수 있다. 예를 들어, 서브 수용부 중 적어도 하나에는 내부 표준물질이 포함되지 않은, 즉 내부 표준물질의 농도가 0인 시약이 기 수용될 수 있다. 또한, 서브 수용부 중 적어도 다른 하나에는 미리 설정된 농도의 내부 표준물질이 포함된 시약이 주입될 수 있다.
따라서, 검체가 서브 수용부 상에 주입되는 경우, 측정되는 표적물질의 농도, 흡광도, 발광도, 형광도 등은 서브 수용부 별로 같거나 또는 다를 수 있다. 이하에서는 표적물질의 농도, 흡광도, 형광도, 발광도 등과 같이 검체의 광학적 특성을 이용하여 도출 가능한 값들을 통칭하여 표적물질의 광학신호 값이라 하고, 표적물질의 농도, 흡광도, 형광도, 발광도 등을 구분할 필요가 없는 경우 표적물질의 광학신호 값이라 통칭하기로 한다.
서브 수용부 별로 주입된 내부 표준물질의 농도는 기 설정될 수 있다. 예를 들어, 카트리지(40)는 서브 수용부 별로 주입되는 시약이 기 설정되어 생산될 수 있으며, 주입된 시약에 관한 정보는 카트리지(40) 상에 부착된 식별정보에 매핑될 수 있다. 여기서, 식별정보는 QR 코드, 바코드 등과 같이 카트리지(40)를 식별할 수 있는 정보로써, 수용부(45b) 상에 주입된 시약의 특성정보가 매핑되어 저장될 수 있다.
시약의 특성정보는 표적물질의 광학신호 값 변화 정도 따른 표적물질의 농도 값 변화 정도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 시약의 특성정보는 주입된 내부 표준물질의 농도, 검체와 반응함에 따라 배출되는 표적물질의 농도에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 시약의 특성정보는 이상적(ideal)인 상태일 때 측정된 값들을 통해 도출한 캘리브레이션 커브(calibration curve)를 포함할 수 있다. 시약의 특성정보에 저장된 캘리브레이션 커브는 팩토리 캘리브레이션 커브(factory calibration curve)라 하기도 한다. 후술할 바와 같이 제어부(120)는 팩토리 캘리브레이션 커브와, 수용부(45b) 상에서 도출된 캘리브레이션 커브를 비교하여 보정 값을 결정할 수 있다.
검체 분석 장치(1)에는 영상 센서가 마련되어, 식별정보를 인식하여 시약의 특성정보를 파악할 수 있다. 또는, 디스플레이부(21)가 터치 스크린 타입으로 구현된 경우, 사용자는 디스플레이부(21) 상에 바코드 넘버를 입력함으로써, 검체 분석 장치(1)는 시약의 특성정보를 파악할 수 있다. 또한, 시약의 특성정보는 검체 분석 장치(1)의 메모리부(110)에 기 저장될 수도 있는 등 제한은 없다.
제어부(120)는 식별정보로부터 서브 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 파악할 수 있으며, 광 검출부(110)를 통한 검출 결과로부터 서브 수용부 간의 표적물질의 광학신호 값의 변화 정도를 계산할 수 있다. 여기서, 서브 수용부 별 표적물질의 광학신호 값의 변화 정도는 서브 수용부 간의 표적물질의 흡광도 변화 정도, 형광도 변화 정도, 및 발광도 변화 정도 중 적어도 하나를 포함한다.
이에 따라, 제어부(120)는 표적물질의 농도 차에 따른 광학신호 값의 변화 정도를 계산할 수 있으며, 식별정보에 매핑된 표적물질의 농도 차 대비 광학신호 값의 변화 정도와 비교하여 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다. 제어부(120)에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
전술한 바와 같이 시약에는 검체 내 특정 성분의 양에 따라 다른 광학적 특성을 보이는 발색단이 포함되는데, 발색단은 빛, 산소, 수분 등으로 인해 특성이 변할 수 있어, 수용부에 기 주입된 시약은 시간이 경과할수록, 측정 정확도가 낮아질 수 있다는 단점이 있다. 또한, 시간이 지남에 따라 시약 자체의 변화뿐만 아니라, 수용부 상에 시약과 표적물질 간의 반응을 방해하는 간섭물질이 존재하면, 측정 정확도가 낮아질 수 있다.
실시예에 따른 검체 분석 장치(1)는 적어도 2개의 수용부 상에서의 광학신호 값의 변화 정도와, 기 설정된 변화 정도, 예를 들어 식별정보에 매핑되어 있으며, 정상적인 상태에서 도출된 캘리브레이션 커브를 비교하여, 광학신호 값에 관한 보정 값을 결정함으로써, 표적물질의 광학신호 값에 관한 보상, 또는 보정을 수행할 수 있다.
이에 따라, 실시에에 따른 검체 분석 장치(1)는 카트리지의 유효 기간, 다시 말해서 시약의 유효 기간을 늘릴 수 있음과 동시에, 보다 정확한 대상체 진단이 가능하다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 하며, 이하에서는 검체 분석 장치(1)의 제어 블록도에 대해 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 검체 분석 장치(1)에는 메모리부(110)가 마련될 수 있다.
여기서, 메모리부(110)는 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 통해 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수 있다.
메모리부(110)에는 검체 분석 장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는데 이용되는 제어 데이터, 제어 프로그램 등이 저장될 수 있다. 이에 따라, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 데이터를 이용하여 검체 분석 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한, 메모리부(110)에는 표적물질의 광학신호 값을 보정하는 방법이 저장될 수 있다. 예를 들어, 표적물질의 광학신호 값을 보정하는 방법은 데이터, 프로그램 형태로 구현되어 메모리부(110) 상에 저장될 수 있다. 이에 따라, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 데이터를 이용하여 후술할 바와 같이 광학신호 값에 관한 보상 프로세스를 수행할 수 있다.
또한, 메모리부(110)에는 시약의 특성정보에 관한 데이터가 저장될 수 있다. 다만, 시약의 특성정보 데이터가 메모리부(110)에 저장되는 것으로 한정되는 것은 아니고, 전술한 바와 같이 카트리지(40)에 부착된 식별정보에 매핑되어 저장될 수도 있다.
시약의 특성정보가 식별정보에 매핑되어 있는 경우, 메모리부(120)의 용량이 효율적으로 관리될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 시약의 특성정보의 업데이트 또는 교체가 요구되는 경우, 메모리부(120)를 업데이트할 필요 없이, 식별정보만을 교체하면 되므로, 업데이트 또는 교체가 손쉽다는 장점이 있다.
한편, 메모리부(110)에는 유저 인터페이스에 관한 데이터가 저장될 수 있다. 여기서, 유저 인터페이스는 사용자가 검체 분석 장치(1)에 관한 각종 설정 명령, 제어 명령 등을 쉽게 입력할 수 있을 뿐만 아니라, 메모리부(110)에 저장된 프로그램 등을 쉽게 제어할 수 있고, 검체 분석 장치(1)를 통한 분석결과 등과 같은 다양한 정보를 쉽게 파악할 수 있도록 구성된 환경을 의미한다.
예를 들어, 유저 인터페이스는 사용자와 검체 분석 장치(1) 간의 각종 정보, 명령의 교환 동작이 보다 편리하게 수행되도록 디스플레이부(21) 상에 표시되는 화면을 그래픽으로 구현한 그래픽 유저 인터페이스일 수 있다.
이때, 유저 인터페이스를 통해 각종 정보를 제공하는 방법과, 각종 설정 명령, 제어 명령 등을 입력 받는 아이콘 등의 표시방법, 및 배치방법 등은 알고리즘 또는 프로그램으로 구현되어, 전술한 메모리부(110)에 저장될 수 있다. 이에 따라, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 데이터를 이용하여 유저 인터페이스를 생성하여, 디스플레이부(21) 상에 표시할 수 있다. 또는, 전술한 알고리즘, 프로그램 등은 외부 장치에 저장될 수 있다. 이에 따라, 제어부(120)는 통신망을 통해 외부 장치가 알고리즘, 프로그램을 통해 도출한 유저 인터페이스에 관한 데이터를 전달받아, 이를 디스플레이부(21) 상에 표시되도록 구현될 수도 있는 등 제한은 없다.
한편, 메모리부(110)에 저장된 데이터는 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 메모리부(110)에 저장된 유저 인터페이스, 표적물질의 광학신호 값을 보정하는 방법, 또는 시약의 특성정보에 관한 데이터 등은 유선 통신망 또는 무선 통신망을 통해 업데이트될 수 있으며, 제한은 없다. 이때, 메모리부(110)에 저장된 데이터는 사용자의 제어명령에 따라 업데이트되거나 또는 미리 설정된 주기에 따라 자동으로 업데이트될 수도 있는 등 제한은 없다.
메모리부(110), 및 제어부(120)는 별개로 구현되거나 또는 검체 분석 장치(1)에 내장된 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)에 집적되는 형태로 구현될 수도 있는 등 제한은 없다. 이하에서는 제어부(120)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
검체 분석 장치(1)에는 제어부(120)가 마련될 수 있다. 제어부(120)는 프로세서(processor) 등과 같이 각종 연산 처리가 가능한 장치를 통해 구현될 수 있다. 제어부(120)는 제어신호를 통해 검체 분석 장치(1)의 구성요소의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 사용자로부터 분석 결과에 관한 출력 명령을 입력 받은 경우, 제어부(120)는 제어 신호를 통해 출력부(11)가 분석 결과를 출력하도록 제어할 수 있다. 또 다른 예로, 제어부(120)는 제어신호를 통해 검체에 관한 분석결과를 디스플레이부(21) 상에 표시할 수 있다.
또 다른 예로, 제어부(120)는 광 검출부(100)를 통해 검출한 검체의 광학적 특성을 이용하여 검체 내 표적물질에 대한 분석을 수행할 수 있다. 이하에서는 제어부(120)가 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
제어부(120)는 흡광도에 기초하여 표적물질의 농도 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 시약에 따라 표적물질의 농도가 높아질수록 흡광도가 높아지거나 또는 낮아질 수 있다. 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 데이터를 이용하여 수용부(45b) 상의 흡광도로부터 표적물질의 농도 값을 도출할 수 있다.
먼저, 제어부(120)는 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하기 위해, 적어도 2개 이상의 서브 수용부 상에서 표적물질의 농도 값을 계산할 수 있다.
예를 들어, 제1 수용부에는 내부 표준물질을 포함하지 않는 시약이 삽입되고, 제2 수용부에는 농도 α에 해당하는 내부 표준물질이 포함된 시약이 삽입될 수 있다. 서브 수용부 별로 수용된 내부 표준물질의 농도에 관한 정보는 메모리부(110)에 저장되거나 또는 카트리지(40)에 부착된 식별정보에 매핑되어 저장될 수 있다.
제어부(120)는 제1 수용부와 제2 수용부 각각에서의 표적물질의 광학신호 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 제1 수용부와 제2 수용부 각각에서의 표적물질의 흡광도, 형광도, 발광도 뿐만 아니라, 표적물질의 농도 값 등을 결정할 수 있다.
그러면, 제어부(120)는 도 10a에 도시된 바와 같이 흡광도 및 농도 값을 2차원 상에서의 좌표로 설정할 수 있다. 도 10a에서 x축은 표적물질의 농도에 해당하고, y축은 표적물질의 흡광도에 해당한다. 한편, y축이 표적물질의 흡광도에 한정되는 것은 아니고, 표적물질의 형광도, 발광도에 해당할 수도 있는 등 제한은 없다.
제1 수용부의 표적물질의 흡광도는 c에 해당하고, 제2 수용부의 표적물질의 흡광도는 d에 해당한다. 그러면, 제어부(120)는 흡광도에 기초하여 제1 수용부의 표적물질의 농도 S를 계산할 수 있다.
한편, 제2 수용부 상에 미리 주입된 내부 표준물질로 인해 증가하는 표적물질의 농도 α에 관한 정보는 식별정보에 매핑되거나 또는 메모리부(110)에 저장될 수 있다. 이에 따라, 제어부(120)는 흡광도 d로부터 제2 수용부의 표적물질의 농도를 계산할 수도 있으나, 식별정보 또는 메모리부(110)에 저장된 정보로부터 제2 수용부의 표적물질의 농도 S+ α를 계산할 수 있다.
흡광도 d로부터 제2 수용부의 표적물질의 농도를 계산하는 경우, 시약의 유효기간이 경과되어 광학신호 값이 정확하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제어부(120)는 메모리부(110) 또는 식별정보로부터 파악한 농도 α를 이용하여 제2 수용부의 표적물질의 농도를 계산함으로써, 제1 수용부와 제2 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 보다 정확히 계산할 수 있다.
도 10a를 참조하면, 그래프 상에서 제1 수용부의 광학신호 값에 관한 좌표는 (S, c)로 설정될 수 있고, 제2 수용부의 광학신호 값에 관한 좌표는 (S+α, d)로 설정될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 제1 수용부의 광학신호 값에 관한 좌표는 제1 좌표, 제2 수용부의 광학신호 값에 관한 좌표는 제2 좌표라 하기로 한다.
한편, 시약의 특성에 따라 도 10a에 도시된 바와 같이 흡광도 c가 흡광도 d보다 작을 수 있으나, 흡광도 c가 흡광도 d보다 클 수도 있다. 즉, 시약의 특성에 따라 표적물질은 시약과의 반응에 따라 밝게 발색될 수도 있으나, 어둡게 변색될 수도 있는 등 제한은 없다.
제어부(120)는 그래프 상에 설정된 좌표를 이용하여 광학신호 값의 변화 정도를 파악할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 도 10b에 도시된 바와 같이 제1 좌표 (S, c)와 제2 좌표 (S+α, d)를 잇는 직선을 생성할 수 있으며, 생성한 직선의 기울기 a를 계산할 수 있다. 다시 말해서, 기울기 a는 수용부 상에서 검체와 시약의 반응을 통해 도출된 광학신호 값의 변화 정도를 기반으로 도출된 기울기를 의미한다.
시약의 특성정보에는 도 11a, 도 11b에 도시된 바와 같이 흡광도에 따른 농도에 관한 그래프에 관한 정보가 포함될 수 있다. 실시예에 따른 검체 분석 장치(1)는 수용부(45b) 상에서 도출된 광학신호 값과, 이상적인 상태일 때 도출된 광학신호 값을 비교하여, 수용부(45b) 상에서 도출된 광학신호 값의 보정 또는 보상을 수행함으로써, 카트리지(40)의 유효기간을 늘릴 수 있다.
도 11a를 참조하면, 일정 범위 내에서 흡광도 변화에 따른 농도 값의 변화는 기울기 b에 따라 일정할 수 있다. 또 다른 예로, 도 11b를 참조하면, 흡광도 변화에 따른 농도 값의 변화를 나타내는 기울기 b1는 일정하지 않을 수 있다. 여기서, 기울기 b, b1은 기 저장된 데이터, 예를 들어 시약의 특성정보를 기반으로 도출된 기울기로써, 이상적인 상태에서 내부 표준물질의 차이에 따른 광학신호 값의 변화 정도를 기반으로 도출된 기울기를 의미한다. 이하에서는 먼저 기울기가 일정할 때 보정 값을 결정하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
농도 S와, S+α 사이의 기울기가 b로 일정한 경우, 제어부(120)는 기울기 a와 기울기 b를 이용하여 보정 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하기 수학식 1과 같이 표적물질의 농도에 관한 보정 비율 S′를 결정할 수 있다.
Figure pat00001
이에 따라, 제어부(120)는 하기 수학식 2와 같이 보정된 표적물질의 농도 값 S′′을 결정할 수 있다.
Figure pat00002
실시예에 따른 제어부(120)는 표적물질의 광학신호 값에 대한 보정을 수행함으로써, 카트리지(40)의 유효기간을 늘릴 수 있다.
한편, 도 11b의 그래프에 도시된 바와 같이, 농도 S와 농도 S+α 사이의 기울기 b1은 일정하지 않을 수 있다. 이때, 실시예에 따른 제어부(120)는 다양한 방법을 통해 보정 값을 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 농도 S와 농도 S+α 사이의 평균 기울기 b11를 계산하고, 평균 기울기 b11을 이용하여 하기 수학식 3과 같이 보정된 표적물질의 농도 값을 결정할 수 있다.
Figure pat00003
또 다른 예로, 제어부(120)는 농도 S일 때 그래프의 접선, 즉 농도 S일 때 그래프의 기울기 b12를 이용하여 하기 수학식 4와 같이 보정된 표적물질의 농도 값을 결정할 수 있다.
Figure pat00004
한편, 전술한 바와 같이 수용부는 복수 개의 서브 수용부를 포함할 수 있으므로, 3개의 서브 수용부, 예를 들어 제1 수용부, 제2 수용부, 제3 수용부 상에서 검체가 주입되어 시약과 반응이 일어날 수 있다. 이때, 제3 수용부 상에 기 주입된 내부 표준물질의 농도는 제1 수용부, 제2 수용부에 주입된 내부 표준물질의 농도보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제3 수용부 상에 주입된 내부 표준물질에 의해 증가된 표적물질의 농도는 β일 수 있다(β>α).
이때, 제1 수용부와 제2 수용부 간의 기울기, 즉 검체 농도 S와 S+α 사이의 기울기, 제2 수용부와 제3 수용부 간의 기울기, 즉 검체 농도 S+α와 S+β 간의 기울기는 같거나 또는 다를 수 있다. 예를 들어 도 12를 참조하면, 기울기 a2와 기울기 a3는 같거나 또는 다를 수 있다.
실시예에 따른 제어부(120)는 도 13에 도시된 바와 같이, 시약의 특성정보로부터 검체 농도 S와 S+α 사이 구간의 기울기 b2, 검체 농도 S+α와 S+β 사이 구간의 기울기 b3를 각각 계산할 수 있다.
이때, 검체 농도 S와 S+α 사이 구간의 기울기 b2는 구간 내 평균 기울기일 수도 있고, 검체 농도 S일 때의 기울기일 수도 있다. 검체 농도 S+α와 S+β 사이 구간의 기울기 b3 또한 구간 내 평균 기울기일 수도 있고, 검체 농도 S+α일 때의 기울기일 수도 있는 등 제한은 없다.
제어부(120)는 각 구간 별로 보정 값을 각각 결정하고, 결정한 보정 값을 이용하여 보정된 표적물질에 관한 농도 값을 구간 별로 산출할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 제어부(120)는 보다 정확한 예상되는 광학신호 값의 변화 추이, 즉 광학신호 값의 변화 그래프를 제공함으로써, 보다 정확한 대상체의 진단이 가능하다.
한편, 제어부(120)는 모든 서브 수용부 상에서의 광학신호 값을 이용하여 표적물질에 관한 변화 추이를 보정하거나 또는 특정 범위 내에 해당하는 광학신호 값만을 이용하여 표적물질에 관한 변화 추이를 보정할 수 있다.
제어부(120)는 광 검출부(100)가 기 설정된 측정범위 예를 들어, 광 검출부(100)의 다이나믹 레인지(dynamic range) 내에 해당하는 광학신호 값 만을 이용하여 표적물질에 관한 변화 추이를 보정할 수 있다.
측정범위를 벗어난 광학신호 값은 오차가 클 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 제어부(120)는 복수 개의 서브 수용부 상에서 도출된 광학신호 값이 신뢰할 수 있는 범위 내인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 농도 값을 보정하는데 이용할 광학신호 값을 선택할 수 있다. 다시 말해서, 실시예에 따른 제어부(120)는 모든 서브 수용부 상에서 도출된 광학신호 값을 이용하는 것이 아니고, 서브 수용부 중에서 기 설정된 측정범위 내에 해당하는 광학신호 값이 도출된 서브 수용부를 선택한 다음, 선택된 서브 수용부 상에서의 광학신호 값만을 보정하는데 이용함으로써, 오차가 큰 광학신호 값은 보정에 제외할 수 있다.
이때, 정상 측정범위는 광학신호 값 중 적어도 하나를 이용하여 기 설정될 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 제1 측정범위(DR1)는 도 14a에 도시된 바와 같이 특정 농도 범위로 설정될 수 있다. 이때, 제어부(120)는 기 설정된 제1 측정범위(DR1)를 벗어난 제3 수용부의 광학신호 값은 보정하는데 이용하지 않을 수 있다.
또 다른 예로, 기 설정된 제2 측정범위(DR2)는 도 14b에 도시된 바와 같이 특정 흡광도 범위 내로 설정될 수 있다. 이때, 제어부(120)는 기 설정된 제2 측정범위(DR2)를 벗어난 제3 수용부의 광학신호 값은 보정하는데 이용하지 않을 수 있다.
제어부(120)는 보정된 표적물질의 농도 값, 보정된 표적물질의 농도의 변화 그래프 및 각종 제어명령을 입력 받을 수 있는 아이콘 중 적어도 하나를 포함하도록 구현된 유저인터페이스를 디스플레이부(21) 상에 표시할 수 있다. 여기서, 유저 인터페이스는 사용자가 검체 분석 장치(1)의 구성요소 및 프로그램 등의 제어를 보다 쉽게 할 수 있고, 다양한 정보를 쉽게 파악할 수 있게 구성된 환경을 의미한다. 이하에서 설명되는 유저 인터페이스는 사용자와 검체 분석 장치(1) 간의 각종 정보, 명령의 교환 동작이 보다 편리하게 수행되도록 디스플레이부(21) 상에 표시되는 화면을 그래픽으로 구현한 그래픽 유저 인터페이스일 수 있다.
예를 들어, 그래픽 유저 인터페이스는, 디스플레이부(21)를 통해 표시되는 화면 상에서 일부 영역에는 사용자로부터 각종 제어 명령을 손쉽게 입력 받기 위한 아이콘, 버튼 등이 표시되고, 또한 다른 일부 영역에는 적어도 하나의 위젯, 팝업 메시지 등을 통해 각종 정보가 표시되도록 구현될 수 있다.
도 15은 일 실시예에 따른 보정된 표적물질에 관한 농도 값을 제공하도록 구성된 유저 인터페이스가 디스플레이부 상에 표시된 화면을 도시한 도면이고, 도 16은 일 실시예에 따른 보정된 표적물질에 관한 농도 값 및 표적물질 농도 값에 관한 그래프를 제공하도록 구성된 유저 인터페이스가 디스플레이부 상에 표시된 화면을 도시한 도면이다.
유저 인터페이스는 도 15에 도시된 바와 같이, 분석 대상인 대상체의 이름, 명칭으로써, 'jordan' 등이 포함되도록 구현될 수 있고, 또한 검사 시간으로써, '12/jum/2012 09:50 AM'등이 포함되도록 구현될 수 있다.
또한, 유저 인터페이스는 카트리지 넘버 Q01, 보정된 표적물질의 농도 값 K:8.5에 관한 내용을 포함하는 팝업 메시지(1420)가 포함되도록 구현될 수 있다. 또한, 유저 인터페이스에는 메인 화면으로 돌아갈 수 있는 아이콘(1410)이 포함할 수도 있는 등 구현 가능한 형태에는 제한이 없다.
또한, 사용자가 아이콘(1400)을 클릭 또는 터치하면, 제어부(120)는 도 16에 도시된 바와 같이, 보정된 표적물질의 농도 값뿐만 아니라, 보정된 표적물질의 농도 값 변화 그래프가 포함된 팝업 메시지(1430)를 제공하도록 구현된 유저 인터페이스를 디스플레이부(21) 상에 표시할 수 있다. 이하에서는 검체 분석 장치(1)의 동작 흐름에 대해 간단하게 설명하도록 한다.
도 17은 일 실시예에 따른 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치의 동작 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
검체 분석 장치에는 카트리지가 삽입될 수 있다. 예를 들어, 검체 분석 장치(1)에는 각종 시약을 수용하는 카트리지(40, 도 2)가 장착될 수 있는 장착부재(32, 도 2)가 구비된 도어 프레임(23. 도 1)이 마련되어, 카트리지(40, 도 2)는 장착부재(32, 도 2)에 삽입됨으로써 장착될 수 있다.
이때, 카트리지에 마련된 적어도 2개의 수용부 상에는 시약이 미리 수용될 수 있으며, 미리 수용된 시약에는 미리 설정된 농도만큼의 내부 표준물질이 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 검체 분석 장치는 카트리지의 검체 공급부(42, 도 2)를 통해 서로 다른 농도의 내부 표준물질이 포함된 적어도 2개의 수용부에 검체를 주입 받을 수 있다(1700).
검체 공급부(42, 도 2)를 통해 주입된 검체는 유로(47c, 도 7)를 통해 수용부(45b)로 유입되어, 시약과 반응이 수행될 수 있다. 검체 분석 장치는 광 검출부를 통해 수용부 상에서 검체와 시약 간의 반응에 따른 광학적 특성을 검출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 검체 분석 장치는 광 검출부를 이용하여 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 흡광도를 측정할 수 있다(1810). 이때, 적어도 2개의 수용부 상에는 서로 다른 농도의 내부 표준물질이 기 수용되어 있어, 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도는 서로 다르게 되고, 측정된 흡광도 또한 서로 다를 수 있다.
그러면, 실시예에 따른 검체 분석 장치는 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 정도를 파악할 수 있다. 수용부 간의 표적물질의 농도 차이는 흡광도로부터 도출될 수도 있고, 카트리지에 부착된 식별정보 또는 메모리부에 저장된 시약의 특성정보로부터 도출될 수도 있다.
실시예에 따른 검체 분석 장치는 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 정도와, 카트리지에 부착된 식별정보 또는 메모리부에 저장된 시약의 특성정보로부터 도출한 농도차이에 따른 흡광도 변화 정도를 비교하여 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다(1720).
여기서, 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 정도를 측정 캘리브레이션 커브라 하고, 카트리지에 부착된 식별정보 또는 메모리부에 저장된 시약의 특성정보로부터 도출한 농도차이에 따른 흡광도 변화 정도를 팩토리 캘리브레이션 커브라 하기로 한다.
카트리지가 생산될 때, 복수 개의 수용부 상에 시약이 주입될 수 있다. 이때, 시약은 시간이 경과됨에 따라 성상이 변화될 수 있는 등 검체와 정상적으로 반응하지 못할 확률이 높아진다.
또한, 주입된 시약이 적정량이 아닌 경우, 검체와 정상적인 반응이 수행되지 않을 확률이 높아질 수 있으며, 카트리지의 생산 과정에 있어 수용부 상에 간섭물질이 수용되는 경우, 정상적인 반응이 수행되지 않을 확률 또한 높아지게 된다.
실시예에 따른 검체 분석 장치는 측정 캘리브레이션 커브와 팩토리 캘리브레이션 커브를 비교하여, 표적물질의 광학신호 값에 대해 보정을 수행함으로써, 카트리지의 사용기한을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 보다 정확한 대상체의 진단을 가능하게 한다. 이하에서는 표적물질의 광학신호 값에 대한 보정을 수행함에 있어, 신뢰성 있는 광학신호 값만을 이용하여 보정을 수행하는 검체 분석 장치의 동작 흐름에 대해 간단하게 설명하도록 한다.
도 18은 일 실시예에 따른 정상 측정범위 내에 해당하는 광학신호 값을 선택하여 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치의 동작 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
검체 분석 장치는 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 광학신호 값을 계산할 수 있다(1800). 이때, 표적물질의 광학신호 값은 표적물질의 농도, 발광도, 형광도, 및 흡광도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 표적물질의 광학신호 값을 계산하는 방법에 대한 구체적인 설명은 전술하였으므로, 생략하도록 한다.
검체 분석 장치는 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(1810). 이때, 기 설정된 측정범위는 표적물질의 광학신호 값이 신뢰할 수 있는 범위, 구간 내인지 여부를 판단하는 범위를 의미한다. 기 설정된 측정범위에 관한 검체 분석 장치의 메모리부에 저장되거나 또는 식별정보에 매핑되어 저장될 수 있다. 기 설정된 측정범위는 전술한 바와 같이 농도 값을 기준으로 기 설정되거나 또는 흡광도를 기준으로 기 설정될 수 있는 등 제한은 없다. 실시예에 따른 검체 분석 장치는 신뢰할 수 있는 광학신호 값만을 이용하여 표적물질의 농도 값을 보정함으로써, 보다 정확한 대상체의 진단이 가능하게 한다.
검체 분석 장치는 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위 내인지 여부를 판단하고, 판단 결과를 기초로 보정 값을 결정하는데 이용할 광학신호 값을 선택할 수 있다(1820). 예를 들어, 도 14b를 참조하면, 검체 분석 장치는 기 설정된 제2 측정범위(DR2)를 벗어난 제3 수용부에서의 광학신호 값을 보정 값을 결정하는데 제외할 수 있다.
검체 분석 장치는 선택한 적어도 하나의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정할 수 있다(1830). 검체 분석 장치는 수용부 상에서의 광학신호 값을 이용하여 측정 캘리브레이션 커브를 생성하고, 측정 캘리브레이션 커브와 팩토리 캘리브레이션 커브와 비교하여 보정 값을 결정할 수 있다. 이에 관한 설명은 전술하였는바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
실시에에 따른 검체 분석 장치는 카트리지의 유효기한을 보다 늘릴 뿐만 아니라, 보다 정확한 대상체의 진단을 가능하게 하여 제품 자체의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서 전체에서 사용되는 "~부(unit)", "~기", "~블록(block)", "~부재(member)" "~모듈(module)" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어를 의미할 수 있다. 그러나, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등은 접근할 수 있는 저장 매체에 저장되고 하나 또는 그 이상의 프로세서에 의하여 수행되는 구성일 수 있다.
1: 검체 분석 장치, 10: 하우징, 20: 도어 모듈, 21: 디스플레이부
22: 도어, 23: 도어 프레임
31: 가압부재, 32: 장착 부재, 40: 카트리지

Claims (32)

  1. 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부를 포함하는 카트리지; 및
    상기 적어도 2개의 수용부 상에서 측정되는 표적물질의 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 제어부;
    를 포함하는 검체 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에는 내부 표준물질이 비 주입되고, 다른 하나에는 기 설정된 농도의 내부 표준물질이 주입된 검체 분석 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표적물질의 광학신호 값 변화 정도는,
    상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도, 형광도, 발광도 중 적어도 하나의 변화 정도를 포함하는 검체 분석 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 다른 적어도 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도 차이를 기초로 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 다른 적어도 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도 차이를 기초로 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 계산하고, 상기 계산한 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 계산한 흡광도 변화 기울기와, 기 설정된 흡광도 변화 기울기를 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 발광도, 다른 하나에서 측정된 표적물질의 발광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 기초로 상기 표적물질의 농도 차이에 따른 발광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 발광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 형광도, 다른 하나에서 측정된 표적물질의 형광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 기초로 상기 표적물질의 농도 차이에 따른 형광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 형광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 대응되는 적어도 하나의 구간 및 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 생성하고, 상기 생성한 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 구간 별로 결정하는 검체 분석 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 결정한 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 기초로 상기 표적물질의 흡광도에 따른 농도 변화 그래프를 생성하는 검체 분석 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도는,
    메모리부에 저장되거나 또는 카트리지에 부착된 식별정보에 매핑되어 저장되는 검체 분석 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 2개의 수용부 상에서 측정되는 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위 내인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는데 이용할지 여부를 선택하는 검체 분석 장치.
  13. 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부를 포함하는 카트리지; 및
    상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위내인지 여부를 판단하고, 판단 결과를 기초로 상기 계산한 표적물질의 광학신호 값 중에서 보정 값을 결정하는데 이용할 광학신호 값을 적어도 하나 이상 선택하고, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 제어부;
    를 포함하는 검체 분석 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택한 광학신호 값 간의 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에는 내부 표준물질이 비 주입되고, 다른 하나에는 기 설정된 농도의 내부 표준물질이 주입된 검체 분석 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 선택한 광학신호 값 간의 변화 정도는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 정도, 형광도 변화 정도, 및 발광도 변화 정도 중 적어도 하나를 포함하는 검체 분석 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기와 기 설정된 흡광도 변화 기울기를 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 계산하고, 상기 계산한 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량과 기 설정된 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도는,
    메모리부에 저장되거나 또는 카트리지에 부착된 식별정보에 매핑되어 저장되는 검체 분석 장치.
  20. 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부 상에 검체를 주입 받는 단계;
    상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 광학신호 값을 측정하는 단계; 및
    상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 따른 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계;
    를 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 다른 적어도 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도 차이를 기초로 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 다른 적어도 하나에서 측정된 표적물질의 흡광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 농도 차이를 기초로 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 계산하고, 상기 계산한 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 계산한 흡광도 변화 기울기와, 기 설정된 흡광도 변화 기울기를 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 발광도, 다른 하나에서 측정된 표적물질의 발광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 기초로 상기 표적물질의 농도 차이에 따른 발광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 발광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 적어도 2개의 수용부 중 어느 하나에서 측정된 표적물질의 형광도, 다른 하나에서 측정된 표적물질의 형광도, 및 상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이를 기초로 상기 표적물질의 농도 차이에 따른 형광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 형광도 변화 기울기를 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 적어도 2개의 수용부 간의 표적물질의 농도 차이에 대응되는 적어도 하나의 구간 및 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 생성하고, 상기 생성한 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도와 기 설정된 구간 별 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 구간 별로 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 결정한 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 기초로 상기 표적물질의 흡광도에 따른 농도 변화 그래프를 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위 내인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는데 이용할지 여부를 선택하는 단계;
    를 더 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  29. 주입된 내부 표준물질의 농도가 서로 다른 적어도 2개의 수용부 상에서의 표적물질의 광학신호 값을 계산하는 단계;
    상기 계산한 표적물질의 광학신호 값이 기 설정된 측정범위내인지 여부를 판단하는 단계; 및
    판단 결과를 기초로 상기 계산한 표적물질의 광학신호 값 중에서 보정 값을 결정하는데 이용할 광학신호 값을 적어도 하나 이상 선택하고, 상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 단계;
    를 포함하는 검체 분석 장치의 측정방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 선택한 표적물질의 광학신호 값 간의 변화 정도와 기 설정된 표적물질의 광학신호 값 변화 정도를 비교하여, 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화 기울기를 계산하고, 상기 계산한 흡광도 변화 기울기와 기 설정된 흡광도 변화 기울기를 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 선택한 표적물질의 광학신호 값을 이용하여 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 계산하고, 상기 계산한 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량과 기 설정된 표적물질의 농도 차이에 따른 흡광도 변화량을 비교하여 상기 표적물질의 농도에 관한 보정 값을 결정하는 검체 분석 장치.
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