KR20190059714A - 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법 - Google Patents

진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190059714A
KR20190059714A KR1020170157595A KR20170157595A KR20190059714A KR 20190059714 A KR20190059714 A KR 20190059714A KR 1020170157595 A KR1020170157595 A KR 1020170157595A KR 20170157595 A KR20170157595 A KR 20170157595A KR 20190059714 A KR20190059714 A KR 20190059714A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
sample
chamber
test
volume
Prior art date
Application number
KR1020170157595A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102385657B1 (ko
Inventor
이대식
김승환
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020170157595A priority Critical patent/KR102385657B1/ko
Publication of KR20190059714A publication Critical patent/KR20190059714A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102385657B1 publication Critical patent/KR102385657B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/493—Physical analysis of biological material of liquid biological material urine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/02—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/4875—Details of handling test elements, e.g. dispensing or storage, not specific to a particular test method
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0214—Biosensors; Chemical sensors

Abstract

본 발명은 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 진단 장치는 채널부 및 챔버부를 포함한다. 상기 채널부는: 샘플이 흐르는 채널; 상기 채널 내에 제공되고, 테스트 패드들을 포함하는 테스트 어레이; 및 상기 테스트 어레이를 덮으며, 상기 테스트 패드들을 노출하는 개구부들을 갖는 커버를 포함한다. 상기 챔버부는 상기 채널과 연결된 챔버를 포함하며, 상기 개구부들은 상기 테스트 패드들 상에 미세 공간들을 정의한다.

Description

진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법{Diagnostic apparatus and method of analysis using the same}
본 발명은 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 샘플을 정량 추출할 수 있는 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법에 관한 것이다.
바이오 미세 전자 기계 시스템(Bio-MEMS) 분야에 있어서, 능동형 진단 장치는 현장에서 질병을 신속하게 진단할 수 있다. 능동형 진단 장치는 일회용 폴리머를 이용하여 제작될 수 있다. 능동형 진단 장치는 단백질칩, DNA칩, 약물 전달 시스템, 미세 생물/화학 분석기(micro total analysis system), 생물/화학 반응기(micro reactor)와 같은 랩온어칩에 적용되고 있다.
소변을 검사하는 방법으로 소변 검사지를 이용할 수 있다. 소변 검사지에 소변을 묻히면 검사가 요구되는 각 항목별로 소변 검사지의 색깔이 바뀌게 된다. 그러나, 소변 검사지를 통해 정확한 분석 결과를 얻기는 어려운 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신뢰성 높은 분석 결과를 제공할 수 있는 진단 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 신뢰성 높은 분석 결과를 제공할 수 있는 진단 장치를 이용한 분석 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 개념에 따른 진단 장치는 채널부 및 챔버부를 포함할 수 있다. 상기 채널부는: 샘플이 흐르는 채널; 상기 채널 내에 제공되고, 테스트 패드들을 포함하는 테스트 어레이; 및 상기 테스트 어레이를 덮으며, 상기 테스트 패드들을 노출하는 개구부들을 갖는 커버를 포함할 수 있다. 상기 챔버부는 상기 채널과 연결된 챔버를 포함하며, 상기 개구부들은 상기 테스트 패드들 상에 미세 공간들을 정의할 수 있다.
상기 채널부는 상기 샘플이 유입 및 배출되는 입구를 포함하고, 상기 채널부의 케이스의 상부는 상기 입구에 인접하는 제1 단을 갖고, 상기 채널부의 케이스의 하부는 상기 입구에 인접하는 제2 단을 가지며, 상기 제2 단은 상기 제1 단에 비해 외부로 더 돌출될 수 있다.
상기 챔버부는 상기 챔버 주위의 탄성부를 더 포함하고, 상기 탄성부에 가해지는 압력에 따라 상기 챔버의 부피가 변화될 수 있다.
상기 채널부는 상기 챔버부에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 테스트 패드들 중 제1 테스트 패드 상의 상기 미세 공간의 부피는, 상기 테스트 패드들 중 제2 테스트 패드 상의 상기 미세 공간의 부피와 다를 수 있다.
상기 미세 공간들 각각의 부피는, 그에 대응하는 상기 테스트 패드의 부피의 0.3 배 내지 2 배일 수 있다.
상기 샘플은 상기 채널을 통해 상기 챔버 내로 유입되고, 유입된 상기 샘플은 상기 챔버로부터 상기 채널을 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 챔버는 그의 부피가 변화됨으로써 상기 샘플을 유입 및 배출시키도록 구성될 수 있다.
상기 미세 공간들은 상기 샘플을 상기 테스트 패드들 상에 잔류시킬 수 있다.
본 발명의 다른 개념에 따른 분석 방법은, 진단 장치 내로 샘플을 유입시키는 것; 유입된 상기 샘플을 상기 진단 장치 외부로 배출시키는 것; 및 상기 진단 장치에서 발생된 신호를 분석하는 것을 포함할 수 있다. 상기 진단 장치는 채널부 및 챔버부를 포함할 수 있다. 상기 채널부는: 상기 샘플이 흐르는 채널; 상기 채널 내에 제공되고, 테스트 패드들을 포함하는 테스트 어레이; 및 상기 테스트 어레이를 덮으며, 상기 테스트 패드들을 노출하는 개구부들을 갖는 커버를 포함할 수 있다. 상기 샘플을 유입시키는 것 또는 상기 샘플을 배출시키는 것은, 상기 챔버부의 부피를 변화시키는 것을 포함하고, 상기 유입된 샘플은, 상기 샘플의 배출 후에도 상기 개구부들 내에 잔류하면서 상기 테스트 패드들과 반응할 수 있다.
상기 챔버부의 부피를 변화시키는 것은, 상기 챔버부의 탄성부에 압력을 인가 또는 해제하는 것을 포함할 수 있다.
상기 신호를 분석하는 것은, 광신호 측정 방식을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 진단 장치는 샘플을 정량적으로 추출할 수 있으며, 샘플을 쉽게 배출할 수 있다. 샘플이 배출된 후에도 미세 공간들 내에 샘플이 잔류하여 신뢰성 높은 분석 결과를 제공할 수 있고 재현성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 도 1의 진단 장치의 채널부를 보다 상세히 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예들에 따른 진단 장치를 이용한 분석 방법을 설명하기 위한 것으로, 도 1의 단면도들이다.
도 6은 도 5c의 채널부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 장치를 설명하기 위한 것으로, 도 1의 단면도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 단면도이다. 도 3은 도 1의 진단 장치의 채널부를 보다 상세히 설명하기 위한 사시도이다. 도 4는 도 3의 단면도이다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 진단 장치(100)는 채널부(CHP) 및 챔버부(CBP)를 포함할 수 있다. 진단 장치(100)의 케이스(CA)가 채널부(CHP)의 형태 및 및 챔버부(CBP)의 형태를 정의할 수 있다.
채널부(CHP)는 테스트 어레이(TA), 테스트 어레이(TA)를 덮는 커버(CV) 및 채널(CH)을 포함할 수 있다. 채널(CH)은, 채널부(CHP) 내부의 빈 공간일 수 있다. 채널(CH)은 채널부(CHP)의 케이스(CA)에 의해 정의되는 내부 공간일 수 있다. 채널(CH)은, 채널부(CHP)의 입구(IO)로부터 챔버부(CBP)까지 연장될 수 있다. 채널(CH)은 채널부(CHP)의 장축 방향으로 연장될 수 있다.
채널(CH) 내에 테스트 어레이(TA)가 제공될 수 있다. 테스트 어레이(TA)는 베이스(BS) 및 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)을 포함할 수 있다. 베이스(BS)는 채널부(CHP)의 장축 방향으로 연장될 수 있다. 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)은 상기 방향을 따라 베이스(BS) 상에 서로 이격되어 배열될 수 있다. 테스트 어레이(TA)의 베이스(BS)는 종이일 수 있다. 다시 말하면, 테스트 어레이(TA)는 종이 기반의 테스트 어레이일 수 있다.
채널(CH) 내에 테스트 어레이(TA)를 덮는 커버(CV)가 제공될 수 있다. 구체적으로, 커버(CV)는 테스트 어레이(TA)의 베이스(BS)를 덮을 수 있다. 커버(CV)는 복수개의 개구부들(OP)을 포함할 수 있다. 개구부들(OP)은 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)을 각각 노출할 수 있다. 개구부들(OP)은 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4) 상에 미세 공간들(MS)을 정의할 수 있다. 다시 말하면, 각각의 미세 공간들(MS)은, 테스트 패드(PD1-PD4)의 상면 및 개구부(OP)에 의해 정의되는 공간일 수 있다.
미세 공간들(MS) 각각의 부피는, 이에 대응하는 테스트 패드(PD1-PD4)의 부피의 0.3 배 내지 2 배일 수 있다. 미세 공간들(MS)은 채널(CH)과 연통되어, 하나의 빈 공간을 구성할 수 있다. 일 예로, 미세 공간들(MS)은 채널(CH)의 아래에 제공될 수 있다. 미세 공간들(MS)은 채널(CH)과 수직적으로 중첩될 수 있다.
도 3 및 도 4를 다시 참조하면, 채널부(CHP)의 케이스(CA)는 상부(UP) 및 하부(LP)를 포함할 수 있다. 테스트 어레이(TA) 및 커버(CV)가 케이스(CA)의 하부(LP) 상에 배치될 수 있다.
입구(IO)에 인접하는 상부(UP)의 제1 단(EN1)은 입구(IO)에 인접하는 하부(LP)의 제2 단(EN2)과 수직적으로 정렬되지 않을 수 있다. 다시 말하면, 하부(LP)의 제2 단(EN2)은 상부(UP)의 제1 단(EN1)에 비해 외부로 더 돌출될 수 있다. 상부(UP)의 제1 단(EN1)과 하부(LP)의 제2 단(EN2)을 잇는 가상 선(VL)은, 하부(LP)와 제1 각도(θ)를 이룰 수 있다. 제1 각도(θ)는 90도 보다 작을 수 있다.
제1 각도(θ)가 90도 보다 작아짐으로써, 제1 각도(θ)가 90도인 경우에 비해 입구(IO)의 면적이 더 증가될 수 있다. 다시 말하면, 입구(IO)의 면적이 증가되어 샘플의 유입 및 배출이 보다 원활해질 수 있다.
커버(CV)의 개구부들(OP)의 크기는 서로 다를 수 있다. 다시 말하면, 미세 공간들(MS)의 부피는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 테스트 패드(PD1) 상의 개구부(OP)는 제1 폭(W1)을 가질 수 있고, 제2 테스트 패드(PD2) 상의 개구부(OP)는 제2 폭(W2)을 가질 수 있다. 제1 폭(W1)은 제2 폭(W2)보다 더 클 수 있다. 따라서, 제1 테스트 패드(PD1) 상의 미세 공간(MS)의 부피는 제2 테스트 패드(PD2) 상의 미세 공간(MS)의 부피보다 더 클 수 있다.
액체 상태의 샘플이 채널(CH)의 내부를 흐를 수 있다. 채널(CH)을 흐르는 샘플이 미세 공간들(MS)에 유입될 수 있다. 미세 공간들(MS)에 채워진 샘플과 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)간에 반응이 일어나고, 이로써 타겟 물질의 분석이 수행될 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 챔버부(CBP)는 부피가 변화될 수 있는 챔버(CB) 및 챔버(CB) 주위의 탄성부(EB)를 포함할 수 있다. 챔버(CB)는 챔버부(CBP) 내부의 빈 공간일 수 있다. 챔버(CB)는 챔버부(CBP)의 케이스(CA)에 의해 정의되는 내부 공간일 수 있다. 챔버(CB)는 채널부(CHP)의 채널(CH)과 연통될 수 있다. 챔버(CB)는 채널부(CHP)의 채널(CH)과 유체적으로 연결(fluidly connected)될 수 있다. 다시 말하면, 채널(CH)과 챔버(CB)는, 진단 장치(100) 내부의 하나의 빈 공간일 수 있다. 입구(IO) 및 채널(CH)을 통해 유입된 샘플이 챔버(CB) 내에 채워질 수 있다. 챔버(CB) 내에 채워진 샘플이 채널(CH) 및 입구(IO)를 통해 배출될 수 있다.
탄성부(EB)는 탄성 물질 또는 유연 물질로 이루어질 수 있다. 탄성부(EB)는 챔버(CB)를 완전히 둘러싸거나 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 탄성부(EB)를 통해 외부에서 압력이 가해질 경우, 탄성부(EB)의 형태가 변화될 수 있다. 이로써, 탄성부(EB)에 의해 정의되는 챔버(CB)의 형태가 변화될 수 있다. 다시 말하면, 탄성부(EB)에 의해 챔버(CB)의 부피가 변화될 수 있다.
진단 장치(100)의 케이스(CA), 커버(CV) 및 탄성부(EB)는 서로 동일한 물질을 포함하거나, 또는 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 케이스(CA)는 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)에서 발생하는 광신호를 통과시킬 수 있는 투명 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이스(CA), 커버(CV) 및 탄성부(EB)는, 각각 독립적으로, COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), COP(cyclo olefin polymer), LCP (liquid Crystalline Polymers), PDMS(polydimethylsiloxane), PA(polyamide), PE(polyethylene), PI(polyimide), PP(polypropylene), PPE(polyphenylene ether), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), PEEK(polyetheretherketone), PES(polyethylenephthalate), PET(polyethylenephthalate), PTFE(polytetrafluoroethylene), PVC(polyvinylchloride), PVDF(polyvinylidene fluoride), PBT(polybutyleneterephthalate), FEP(fluorinated ethylenepropylene), PFA(perfluoralkoxyalkane) 및 Epoxy로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 폴리머를 포함할 수 있다. 원 플라스틱 기판은 사출성형(Injection Molding), 핫엠보싱(Hot Embossing), 캐스팅(Casting), 광성형(Stereolithography), 레이저 어블레이션(Laser Ablation), 쾌속조형(Rapid Prototyping), 실크스크린뿐만 아니라, NC(Numerical Control) 머시닝과 같은 전통적인 기계가공법 또는 포토리소그래피(Photolithography)와 식각을 이용한 반도체가공법으로 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 진단 장치(100)는, 테스트 스트립 칩, 유린 스트립, 단백질 칩, DNA 칩, 약물 전달 시스템, 미세 생물/화학 분석시스템 및 미세 생화학 반응기와 같은 랩온어칩 바이오 소자에 사용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예들에 따른 진단 장치를 이용한 분석 방법을 설명하기 위한 것으로, 도 1의 단면도들이다. 도 6은 도 5c의 채널부를 나타낸 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 진단 장치(100)가 제공될 수 있다. 진단 장치(100)의 탄성부(EB)를 가압할 수 있다. 이로써, 챔버부(CBP) 내의 챔버(CB)의 부피가 줄어들 수 있다. 탄성부(EB)가 가압된 상태로, 진단 장치(100)의 입구(IO)를 샘플과 접촉시킬 수 있다. 샘플은 액체 상태일 수 있다. 샘플은 인체 또는 동물로부터 추출된 체액일 수 있고, 예를 들어 혈액 또는 소변일 수 있다. 샘플은 용기에 담긴 상태일 수 있다. 또는 샘플은 흐르는 상태일 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 진단 장치(100)의 입구(IO)와 샘플간의 접촉을 유지한 상태에서, 탄성부(EB)에 가하는 압력을 해제할 수 있다. 탄성부(EB)에 가하는 압력이 해제되면서, 탄성부(EB)는 초기 형태로 복원될 수 있다. 이로써, 챔버(CB)의 부피는 초기 부피로 증가할 수 있다.
탄성부(EB)에 가하는 압력이 해제되면서 진단 장치(100) 내부의 압력이 감소될 수 있다. 이로써, 입구(IO)를 통해 샘플이 진단 장치(100) 내부로 유입될 수 있다. 다시 말하면, 챔버(CB)의 부피가 증가함에 따라 증가된 부피만큼 샘플이 진단 장치(100) 내부로 유입될 수 있다.
입구(IO)를 통해 유입된 샘플(ISA)은, 채널(CH)을 통해 챔버(CB)로 흐를 수 있다. 유입된 샘플(ISA)이 챔버(CB)를 완전히 또는 부분적으로 채울 수 있다. 유입된 샘플(ISA)이 채널(CH)을 채울 수 있다. 유입된 샘플(ISA)이 채널(CH)과 연통된 미세 공간들(MS)을 채울 수 있다.
본 실시예에 따른 진단 장치(100)는, 챔버(CB)의 부피 변화를 통해 목적하는 양 만큼의 샘플을 진단 장치(100) 내부로 추출할 수 있다. 다시 말하면, 목적하는 샘플량에 맞게 챔버부(CBP)를 설계함으로써, 정량적으로 샘플을 추출할 수 있다. 예를 들어, 진단 장치(100) 내로 유입된 샘플의 양은 1 μL 내지 10,000 μL의 범위 내에서 조절될 수 있다.
도 5c 및 도 6을 참조하면, 진단 장치(100) 내로 샘플의 유입이 완료된 후 진단 장치(100)를 상기 용기에 담긴 샘플 또는 상기 흐르는 샘플로부터 이격시킬 수 있다. 탄성부(EB)를 다시 가압하여 챔버(CB)의 부피를 줄일 수 있다. 이에 따라 진단 장치(100) 내에 유입된 샘플(ISA)이 입구(IO)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 진단 장치(100) 내로 샘플이 유입되고 수 초가 지난 이후에 진단 장치(100) 내에 유입된 샘플(ISA)을 외부로 배출할 수 있다.
미세 공간들(MS)에 채워진 샘플은 외부로 배출되지 않고 미세 공간들(MS) 내에 잔류할 수 있다. 다시 말하면, 잔류하는 샘플(RSA)이 각각의 미세 공간들(MS)을 채울 수 있다. 미세 공간들(MS)의 부피가 서로 다를 수 있기 때문에, 잔류하는 샘플(RSA)의 양은 미세 공간들(MS)마다 서로 다를 수 있다.
진단 장치(100) 내에 유입된 샘플(ISA)이 배출되어도 잔류하는 샘플(RSA)은 그대로 미세 공간들(MS)을 채우기 때문에, 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)에 고정되어 있는 검출 물질들이 샘플과 함께 배출되는 것이 방지될 수 있다. 상기 검출 물질은 샘플 내의 타겟 물질과 특이적으로 결합할 수 있는 물질 또는 화학 반응이 이루어지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 검출 물질은 효소, 단백질 및/또는 각종 화학 물질을 포함할 수 있다.
미세 공간들(MS) 내의 잔류하는 샘플(RSA)은 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)을 충분히 적실 수 있다(wetting). 미세 공간들(MS) 내의 잔류하는 샘플(RSA)은 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)과의 반응이 충분히 일어날 때까지 유지될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 진단 장치(100)는, 종래 검사지를 직접 샘플에 ?서 분석을 진행하는 방식에 비해 신뢰성 높은 분석 결과를 제공하며 재현성을 증가시킬 수 있다.
미세 공간들(MS) 각각의 부피는, 이에 대응하는 테스트 패드(PD1-PD4)가 최적의 검사 결과를 보여줄 수 있는 샘플의 양과 동일하도록 설계될 수 있다. 따라서, 미세 공간들(MS)에 채워진 샘플과 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)이 설계된 반응량만큼 반응할 수 있고, 이에 따라 신뢰성 높은 분석 결과를 제공할 수 있다.
샘플을 외부로 배출한 이후 10초 내지 100초 사이에 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)에서 발생한 신호를 측정하여 분석 결과를 얻을 수 있다. 상기 신호를 측정하는 것은 광신호 측정 방식를 이용할 수 있다. 구체적으로, 광신호 측정 방식은 광 감지기(LDE)를 통해 수행될 수 있다. 광 감지기(LDE)는 각각의 제1 내지 제4 테스트 패드들(PD1-PD4)에서 발생한 광신호(LS, 예를 들어, 가시광선)를 수신할 수 있다. 광 감지기(LDE)에서 수신된 광신호(LS )를 분석하여, 상기 분석 결과를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 장치를 설명하기 위한 것으로, 도 1의 단면도이다. 본 실시예에서는, 앞서 도1 내지 도 4를 참조하여 설명한 것과 중복되는 기술적 특징에 대한 상세한 설명은 생략하고, 차이점에 대해 상세히 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 진단 장치(100)는 채널부(CHP) 및 챔버부(CBP)를 포함할 수 있다. 채널부(CHP)는 챔버부(CBP)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 다시 말하면, 채널부(CHP)의 제1 케이스(CA1)와 챔버부(CBP)의 제2 케이스(CA2)는 일체가 아닌 서로 분리된 구성일 수 있다. 제1 케이스(CA1)와 제2 케이스(CA2)는 서로 동일한 물질을 포함할 수 있고, 또는 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
앞서 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 샘플의 분석이 종료될 경우, 채널부(CHP)는 챔버부(CBP)와 분리될 수 있다. 샘플 분석이 완료된 채널부(CHP)는 페기될 수 있고, 새로운 채널부(CHP)가 챔버부(CBP)와 다시 결합될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (12)

  1. 채널부 및 챔버부를 포함하되,
    상기 채널부는:
    샘플이 흐르는 채널;
    상기 채널 내에 제공되고, 테스트 패드들을 포함하는 테스트 어레이; 및
    상기 테스트 어레이를 덮으며, 상기 테스트 패드들을 노출하는 개구부들을 갖는 커버를 포함하고,
    상기 챔버부는 상기 채널과 연결된 챔버를 포함하며,
    상기 개구부들은 상기 테스트 패드들 상에 미세 공간들을 정의하는 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널부는 상기 샘플이 유입 및 배출되는 입구를 포함하고,
    상기 채널부의 케이스의 상부는 상기 입구에 인접하는 제1 단을 갖고,
    상기 채널부의 케이스의 하부는 상기 입구에 인접하는 제2 단을 가지며,
    상기 제2 단은 상기 제1 단에 비해 외부로 더 돌출된 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버부는 상기 챔버 주위의 탄성부를 더 포함하고,
    상기 탄성부에 가해지는 압력에 따라 상기 챔버의 부피가 변화되는 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 채널부는 상기 챔버부에 분리 가능하게 결합되는 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 패드들 중 제1 테스트 패드 상의 상기 미세 공간의 부피는, 상기 테스트 패드들 중 제2 테스트 패드 상의 상기 미세 공간의 부피와 다른 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미세 공간들 각각의 부피는, 그에 대응하는 상기 테스트 패드의 부피의 0.3 배 내지 2 배인 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 샘플은 상기 채널을 통해 상기 챔버 내로 유입되고,
    유입된 상기 샘플은 상기 챔버로부터 상기 채널을 통해 외부로 배출되는 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는 그의 부피가 변화됨으로써 상기 샘플을 유입 및 배출시키도록 구성되는 진단 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미세 공간들은 상기 샘플을 상기 테스트 패드들 상에 잔류시키는 진단 장치.
  10. 진단 장치 내로 샘플을 유입시키는 것;
    유입된 상기 샘플을 상기 진단 장치 외부로 배출시키는 것; 및
    상기 진단 장치에서 발생된 신호를 분석하는 것을 포함하되,
    상기 진단 장치는 채널부 및 챔버부를 포함하고,
    상기 채널부는:
    상기 샘플이 흐르는 채널;
    상기 채널 내에 제공되고, 테스트 패드들을 포함하는 테스트 어레이; 및
    상기 테스트 어레이를 덮으며, 상기 테스트 패드들을 노출하는 개구부들을 갖는 커버를 포함하며,
    상기 샘플을 유입시키는 것 또는 상기 샘플을 배출시키는 것은, 상기 챔버부의 부피를 변화시키는 것을 포함하고,
    상기 유입된 샘플은, 상기 샘플의 배출 후에도 상기 개구부들 내에 잔류하면서 상기 테스트 패드들과 반응하는 분석 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 챔버부의 부피를 변화시키는 것은, 상기 챔버부의 탄성부에 압력을 인가 또는 해제하는 것을 포함하는 분석 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 신호를 분석하는 것은, 광신호 측정 방식을 이용하여 수행되는 분석 방법.
KR1020170157595A 2017-11-23 2017-11-23 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법 KR102385657B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170157595A KR102385657B1 (ko) 2017-11-23 2017-11-23 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170157595A KR102385657B1 (ko) 2017-11-23 2017-11-23 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190059714A true KR20190059714A (ko) 2019-05-31
KR102385657B1 KR102385657B1 (ko) 2022-04-14

Family

ID=66657407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170157595A KR102385657B1 (ko) 2017-11-23 2017-11-23 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102385657B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102257559B1 (ko) * 2020-05-22 2021-05-31 광운대학교 산학협력단 튜브형 소변 검사장치
WO2023018020A1 (ko) * 2021-08-11 2023-02-16 옐로시스 주식회사 소변 검사용 키트
WO2023068593A1 (ko) * 2021-10-19 2023-04-27 주식회사 디앤씨바이오테크놀로지 소변 검사용 키트

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101202442B1 (ko) * 2010-04-29 2012-11-16 강원대학교산학협력단 탄성체의 복원력을 이용한 흡입형 미세유체펌프
JP5713318B2 (ja) * 2009-09-01 2015-05-07 国立大学法人神戸大学 多様なチトクロムｐ４５０分子種の酵素活性を網羅的かつ高効率で測定する方法及びキット
KR20160087374A (ko) * 2016-07-11 2016-07-21 광운대학교 산학협력단 부가 장비 없이 전혈에서 혈장을 분리하고 전달하는 시료 분석 장치 및 이 장치의 제조방법
KR20170048067A (ko) * 2015-10-26 2017-05-08 광운대학교 산학협력단 혈액 분석을 위한 스마트 피펫

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5713318B2 (ja) * 2009-09-01 2015-05-07 国立大学法人神戸大学 多様なチトクロムｐ４５０分子種の酵素活性を網羅的かつ高効率で測定する方法及びキット
KR101202442B1 (ko) * 2010-04-29 2012-11-16 강원대학교산학협력단 탄성체의 복원력을 이용한 흡입형 미세유체펌프
KR20170048067A (ko) * 2015-10-26 2017-05-08 광운대학교 산학협력단 혈액 분석을 위한 스마트 피펫
KR20160087374A (ko) * 2016-07-11 2016-07-21 광운대학교 산학협력단 부가 장비 없이 전혈에서 혈장을 분리하고 전달하는 시료 분석 장치 및 이 장치의 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102257559B1 (ko) * 2020-05-22 2021-05-31 광운대학교 산학협력단 튜브형 소변 검사장치
WO2023018020A1 (ko) * 2021-08-11 2023-02-16 옐로시스 주식회사 소변 검사용 키트
WO2023068593A1 (ko) * 2021-10-19 2023-04-27 주식회사 디앤씨바이오테크놀로지 소변 검사용 키트

Also Published As

Publication number Publication date
KR102385657B1 (ko) 2022-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3168188B1 (en) Microfluidic chip, manufacturing method therefor and analysis device using same
KR100843339B1 (ko) 혈액 중의 혈장 분리를 위하여 마이크로채널을 이용한혈장분리기 및 이에 의한 혈장분리방법
US9383293B2 (en) Device for plasma separation by means of a central channel structure
JP6516761B2 (ja) 微少流体チップ及びこれを用いたリアルタイム分析装置
JP4252545B2 (ja) マイクロ流路及びマイクロ流体チップ
JP4673149B2 (ja) マイクロチップの使用方法、マイクロ流路及びマイクロチップ
KR100968524B1 (ko) 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩
JP5677414B2 (ja) ラブ・オン・ア・チップ・システム内の流体流の制御装置および方法ならびにこの装置の製造方法
KR102385657B1 (ko) 진단 장치 및 그를 이용한 분석 방법
JP5506920B2 (ja) ラブ・オン・ア・チップ・システム用のバルブ、バルブの操作方法およびバルブの製造方法
KR20060105610A (ko) 유체 포트 자체 시일링 장치
WO2006092959A1 (ja) マイクロ流路及びマイクロ流体チップ
US20200319135A1 (en) Microfluidic chip and manufacturing method thereof and integrated microfluidic chip system
US10724981B2 (en) Microfluidic chip and manufacturing method thereof and integrated microfluidic chip system
KR101190191B1 (ko) 통합된 여과장치를 갖는 시료채취 및 분배기구
US8728312B2 (en) Method and device for filtering blood using magnetic force
KR20120056442A (ko) 생체 시료 분석용 미세유체제어 칩
JP2006053090A (ja) 検査用プレートと、前記検査用プレートを用いた検査方法
KR101894100B1 (ko) 바이오 센서
JP6017793B2 (ja) マイクロチップ
KR101473930B1 (ko) 식품재료의 항산화능 측정용 마이크로 유체칩 및 그를 이용한 측정 시스템
KR101191233B1 (ko) 바이오 칩 및 바이오 물질 검출 시스템
KR102470156B1 (ko) 유체의 채널 유입이 용이한 바이오 센서
KR101095315B1 (ko) 마이크로 채널
KR102481011B1 (ko) 전혈을 이용하는 현장분석용 랩온어칩

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right