KR20190076624A - 검사 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

검사 장치 및 그 제어방법 Download PDF

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황규연
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Abstract

샘플과 시약 사이의 반응이 일어나는 반응 장치의 컨트롤 라인의 발색 정도에 기초하여 반응 경과 시간을 예측하고, 예측된 반응 경과 시간에 기초하여 테스트 라인의 발색 정도를 측정하는 시점을 결정함으로써, 검사 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 검사 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 검사 장치는, 반응 장치에 형성된 컨트롤 라인 및 테스트 라인의 광학 특성값을 측정하는 검출기; 상기 검출기가 상기 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하면, 미리 저장된 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 이용하여 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 시간을 결정하고, 상기 결정된 반응 시간에 기초하여 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 제어부;를 포함한다.

Description

검사 장치 및 그 제어방법{TEST APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
개시된 발명은 소량의 샘플로 체외 진단을 수행할 수 있는 검사 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
환자의 샘플에 대한 면역 검사, 임상 화학 검사 등을 통해 체외 진단(In Vitro Diagnostics: IVD)이 이루어질 수 있는바, 체외 진단은 환자의 상태에 대한 진단, 치료 및 그 예후의 판단에 있어 매우 중요한 역할을 한다.
체외 진단은 환자의 체액과 같은 샘플에 특정 타겟 물질이 존재하는지 여부 또는 특정 타겟 물질의 농도를 측정함으로써, 이루어질 수 있다. 이를 위해, 시약과 샘플의 반응을 이용할 수 있는바, 특히 타겟 물질과 시약 사이의 발색 반응을 이용하여 타겟 물질의 유무 또는 농도를 측정할 수 있다.
샘플과 시약 사이의 반응이 일어나는 반응 장치의 컨트롤 라인의 발색 정도에 기초하여 반응 경과 시간을 예측하고, 예측된 반응 경과 시간에 기초하여 테스트 라인의 발색 정도를 측정하는 시점을 결정함으로써, 검사 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 검사 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
또한, 컨트롤 라인에 대해 측정된 광학 특성의 포화 값이 미리 정해진 기준값을 벗어나면 샘플의 흐름에 에러가 발생한 것으로 판단하고 사용자에게 알림을 제공함으로써, 검사 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 검사 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 검사 장치는, 반응 장치에 형성된 컨트롤 라인 및 테스트 라인의 광학 특성값을 측정하는 검출기; 상기 검출기가 상기 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하면, 미리 저장된 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 이용하여 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 시간을 결정하고, 상기 결정된 반응 시간에 기초하여 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 제어부;를 포함한다.
상기 반응 시간은, 반응 경과 시간 또는 반응 잔여 시간을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보는, 미리 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값을 반응 시간과 매칭시켜 저장한 정보를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 반응 시간이 상기 반응 경과 시간을 포함하는 경우, 상기 반응 경과 시간과 예상 반응 완료 시간에 기초하여 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 반응 시간이 상기 반응 잔여 시간을 포함하는 경우, 현재 시점으로부터 상기 반응 잔여 시간이 경과한 시점을 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점으로 결정할 수 있다.
상기 반응 장치로부터 상기 반응 시간 정보가 획득되면, 상기 획득된 반응 시간 정보를 저장하는 저장부;를 더 포함할 수 있다.
상기 결정된 반응 시간을 표시하는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값을 미리 저장된 정상 포화값과 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 에러 발생 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값이 상기 정상 포화값 미만이면 에러 경고를 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 미리 정해진 시간 동안 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 변화량이 미리 정해진 기준 변화량 미만인 경우에 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값이 포화된 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 방법은, 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 획득하고; 반응 장치의 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하고; 상기 획득된 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 이용하여 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 시간을 결정하고; 상기 결정된 반응 시간에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 것;을 포함한다.
상기 반응 시간은, 반응 경과 시간 또는 반응 잔여 시간을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보는, 미리 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값을 반응 시간과 매칭시켜 저장한 정보를 포함할 수 있다.
상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 것은, 상기 반응 시간이 상기 반응 경과 시간을 포함하는 경우, 상기 반응 경과 시간과 예상 반응 완료 시간에 기초하여 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정할 수 있다.
상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 것은, 상기 반응 시간이 상기 반응 잔여 시간을 포함하는 경우, 현재 시점으로부터 상기 반응 잔여 시간이 경과한 시점을 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점으로 결정할 수 있다.
상기 반응 시간 정보가 획득되면, 상기 획득된 반응 시간 정보를 저장하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 검사 장치의 제어 방법은, 상기 결정된 반응 시간을 표시하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 검사 장치의 제어 방법은, 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값을 미리 저장된 정상 포화값과 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 에러 발생 여부를 판단하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 에러 발생 여부를 판단하는 것은, 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값이 상기 정상 포화값 미만이면 상기 에러가 발생한 것으로 판단하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 검사 장치의 제어 방법은, 미리 정해진 시간 동안 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 변화량이 미리 정해진 기준 변화량 미만인 경우에 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값이 포화된 것으로 판단하는 것;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 검사 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 샘플과 시약 사이의 반응이 일어나는 반응 장치의 컨트롤 라인의 발색 정도에 기초하여 반응 경과 시간을 예측하고, 예측된 반응 경과 시간에 기초하여 테스트 라인의 발색 정도를 측정하는 시점을 결정함으로써, 검사 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 컨트롤 라인에 대해 측정된 광학 특성의 포화 값이 미리 정해진 기준값을 벗어나면 샘플의 흐름에 에러가 발생한 것으로 판단하고 사용자에게 알림을 제공함으로써, 검사 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 검사 장치의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 3은 반응 챔버에 포함되는 검출 영역의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 크로마토그래피에 의해 분석 대상 물질이 검출되는 원리를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 10은 콘쥬게이트 패드를 포함하는 검출 영역의 구조 및 검출 원리를 나타낸 도면이다.
도 11은 컨트롤 라인과 테스트 라인의 발색에 따른 검사 결과의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12는 반응 경과 시간에 따른 컨트롤 라인의 광학 특성값의 예시를 나타낸 그래프이다.
도 13은 컨트롤 라인의 광학 특성값 별로 반응 잔여 시간을 매칭시킨 테이블의 예시를 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따른 검사 장치의 디스플레이부에 표시되는 화면의 예시를 나타낸 도면이다.
도 17은 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값 예시를 나타낸 그래프이다.
도 18은 반응 장치 내에 플로우 에러가 발생했을 때 표시되는 경고 화면의 예시를 나타낸 그래프이다.
도 19는 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 20은 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 방법에 있어서, 플로우 에러를 검출하는 과정을 나타낸 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA (field-programmable gate array)/ ASIC (application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 디스플레이 장치, 서버 및 컨텐츠 재생 확인 방법의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 은 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 검사 장치의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 검사 장치(100)는 반응 장치(20)의 특정 영역에 대해 광학 특성값을 측정하는 검출기(110), 측정된 광학 특성값에 기초하여 타겟 물질의 유무 또는 타겟 물질의 농도를 판단하는 제어부(120), 제어부(120)가 타겟 물질의 유무 또는 타겟 물질의 농도를 판단하는데 필요한 정보가 저장되는 저장부(130), 검사 결과를 표시하는 디스플레이부(142) 및 사용자로부터 검사와 관련된 명령을 입력 받는 입력부(141)를 포함한다.
검출기(110)에 의해 측정되는 광학 특성값은 물질이 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 흡광도(Optical Density: OD), 빛을 반사시키는 정도를 나타내는 반사도, 빛을 투과시키는 정도를 나타내는 투과도 등 다양한 값들이 사용될 수 있다.
검출기(110)는 카메라 또는 광센서를 포함할 수 있다. 일 예로, 검출기(110)가 광센서를 포함하는 경우에는, 광을 발생시켜 조사하는 광원과 반응 장치(20)를 투과하거나 반응 장치(20)에 반사된 광을 수신하는 수신기를 포함할 수 있다. 검출기(110)가 반사광을 측정하는 경우에는 광원과 수신기가 반응 장치(20)를 기준으로 같은 방향에 위치하고, 투과광을 측정하는 경우에는 광원과 수신기가 반응 장치(20)를 기준으로 반대 방향에 위치할 수 있다.
광원은 LED(Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있고, 이 외에도 반도체 레이저, He-Ne 레이저, 할로겐램프 등 다양한 종류의 광원으로 구현될 수 있다. 또한, 광원은 특정 파장의 광을 조사하기 위한 필터 등의 추가적인 장치를 더 포함할 수도 있다.
수신기는 반응 장치(20)를 투과하거나 반응 장치(20)에 반사된 광을 검출하고, 검출된 광을 그 강도에 대응되는 전기적 신호로 변환할 수 있다. 이를 위해, 수신기(112)는 포토다이오드와 같은 수광 소자를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 검출기(110)에서 출력되는 광학 특성값에 기초하여 타겟 물질의 유무 또는 타겟 물질의 농도를 획득할 수 있다. 예를 들어, 미리 저장된 기준값과 광학 특성값을 비교하여 타겟 물질의 유무를 판단할 수 있다. 또는, 미리 저장된 캘리브레이션(calibration) 곡선에 광학 특성값을 대입하여 타겟 물질의 농도를 산출할 수 있다. 캘리브레이션 곡선은 광학 특성값과 타겟 물질의 농도 사이의 관계를 나타내는 것일 수 있다. 한편, 광학 특성값을 이용하여 농도를 추정하는 방법으로는, 엔드 포인트(end point)를 이용한 방법과 키네틱(kinetic)을 이용한 방법 등을 사용할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 후술하는 바와 같이 검출기(110)가 반응 장치(20)의 특정 영역에 대한 광학 특성값을 측정하는 시점을 제어할 수 있다.
제어부(120)는 전술한 동작 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 적어도 하나의 메모리 및 저장된 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
저장부(130)는 비휘발성 메모리와 휘발성 메모리를 포함할 수 있고, 정보의 종류 및 용도에 따라 비휘발성 메모리와 휘발성 메모리에 적절하게 분배하여 저장할 수 있다. 한편, 제어부(120)와 저장부(130)는 메모리를 서로 공유할 수 있다.
디스플레이부(142)는 LED(Light Emission Diode) 디스플레이, OLED(Organic Light Emission Diode) 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 등의 다양한 디스플레이 장치 중 하나로 구현될 수 있다.
입력부(141)는 하드 키(hard-key)나 터치 패널로 구현될 수 있는바, 일 예로, 디스플레이부(142)의 전면에 터치 패널을 장착하여 터치 스크린을 구현하고, 전원 버튼은 하드 키로 구현할 수 있다. 따라서, 검사 장치(100)의 전원이 켜진 이후에는 사용자가 터치 스크린을 접촉하여 제어 명령을 입력할 수 있다.
도 2를 함께 참조하면, 검사 장치(100)의 외관을 구성하는 본체(102)에는 도어(103)가 마련될 수 있고, 사용자는 도어(103)를 개방하여 본체(102) 내부에 반응 장치(20)를 삽입할 수 있다.
사용자는 반응 장치(20)에 샘플을 주입하거나 떨어뜨린 후 반응 장치(20)를 본체(102) 내부에 삽입할 수 있다.
반응 장치(20)가 삽입되면, 검사 장치(100)의 제어부(120)는 정해진 시퀀스에 따라 반응 장치(20)의 특정 영역에 대한 광학 특성값을 측정하고, 측정된 광학 특성값을 이용하여 타겟 물질의 유무 또는 타겟 물질의 농도를 결정할 수 있다.
당해 예시에서는 반응 장치(20)가 검사 장치(100)에 그대로 삽입되는 경우를 예로 들었으나, 반응 장치(20)가 디스크 타입의 플랫폼 등의 다른 장치에 장착된 형태로 검사 장치(100)에 삽입되는 것도 가능하다.
반응 장치(20)에 주입되는 샘플은 혈액, 조직액, 림프액, 소변, 타액 및 골수액을 포함하는 체액　등의 생체 샘플일 수 있다.사용자는 검사 대상인 샘플을 파이펫(pipet)이나 스포이드 등의 도구를 이용하여 반응 장치(20)에 떨어뜨릴 수 있다.
사용자는 버퍼에 의해 희석된 샘플을 반응 장치(20)에 떨어뜨릴 수도 있고, 샘플을 반응 장치(20)에 떨어뜨린 이후에 버퍼를 떨어뜨릴 수도 있다.
사용자는 반응 장치(20)에 샘플을 떨어뜨린 이후에, 반응 장치(20)를 검사 장치(100)의 내부로 삽입한다. 따라서, 반응 장치(20)에 샘플이 공급된 시점과 반응 장치(20)가 검사 장치(100)에 삽입된 시점 사이에는 시차가 존재하는 바, 이러한 시차를 반영하지 않고 광학 특성값을 측정하면 검사 결과를 신뢰할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 검사 장치(100)는 반응이 실제로 시작된 시점 또는 반응 장치(20)에 샘플이 주입된 시점을 고려하여 광학 특성값의 측정 시점을 결정할 수 있다. 후술하는 크로마토그래피를 이용하는 반응 장치(20)에서는 샘플이 반응 장치(20)에 공급되자마자 모세관력을 이용하여 빠르게 이동하므로 반응이 시작된 시점과 샘플이 공급된 시점을 거의 동일하게 볼 수 있다. 이하, 반응 장치(20)에서 일어나는 반응의 예시에 대한 구체적인 설명과 함께 검사 장치(100)의 동작을 설명하도록 한다.
예를 들어, 샘플이 반응 장치(20)에 공급되기 전에 제1표지 접합체와 먼저 반응할 수 있다. 제1표지 접합체는 타겟 물질과 특이적으로 반응하는 포획물질과 표지물질의 결합체로서, 예를 들어, 타겟 물질이 항원 Q인 경우, 제1표지 접합체는 항원 Q에 특이적으로 반응하는 항체 Q와 표지물질의 접합체일 수 있다.
표지 물질은 라텍스 비드, 골드 콜로이드, 실버 콜로이드 등과 같은 금속 콜로이드, 과산화효소 등의 효소, 형광물질, 발광물질, 초상자성물질, 란탄족 킬레이트를 포함하는 물질 및 방사는 동위원소 중 적어도 하나일 수 있으나, 개시된 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 반응의 신뢰도를 확인하기 위해 컨트롤 라인에 고정된 제2포획물질과 결합하는 제2표지 접합체와도 먼저 반응할 수 있다. 제2표지 접합체는 제2포획물질과 특이적으로 반응하는 물질과 표지 물질의 접합체이고, 여기서 표지물질은 상술한 표지 물질의 예시 중 하나일 수 있다. 컨트롤 라인에 고정된 제2포획물질이 바이오틴(biotin)인 경우에는 표지 접합체는 스트렙트아비딘(streptavidin)과 표지물질의 접합체일 수 있다.
따라서, 샘플 중에 존재하는 항원 Q는 항체Q를 가진 제1표지 접합체와 결합된 상태로 샘플의 흐름과 함께 반응 장치(20)에 제공될 수 있고, 이 때 스트렙트아비딘을 가진 제2표지 접합체도 함께 제공될 수 있다.
당해 실시예에서는 반응 장치(20)가 모세관력을 이용한 크로마토그래피(Chromatography)를 이용하여 타겟 물질을 검출하는 것으로 한다.
도 3은 반응 챔버에 포함되는 검출 영역의 구조를 나타낸 도면이고, 도 4, 도 5 및 도 6은 크로마토그래피에 의해 분석 대상 물질이 검출되는 원리를 나타낸 도면이다.
반응 장치(20)은 셀룰로오즈와 같은 다공성의 얇은 막(멤브레인), 마이크로 포어 및 마이크로 필러로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나에 의해 형성되어 모세관력이 작용한다. 이를 스트립(Strip)이라 하기도 한다.
도 3을 참조하면, 반응 장치(20)의 한쪽 끝 부분에는 샘플이 제공되는 샘플 패드(22)가 형성되고 반대쪽에는 타겟 물질을 검출하기 위한 제1포획물질(24a)이 영구 고정된 테스트 라인(24)이 형성되어 있다. 여기서, 영구 고정이라 함은 테스트 라인(24)에 고정된 제1포획물질(24a)이 샘플의 흐름에 휩쓸려 함께 이동하지 않음을 의미한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 샘플 패드(22) 위에 혈액이나 소변과 같은 샘플이 점적되면 모세관력에 의해 샘플이 반대편으로 흘러가게 된다. 예를 들어, 타겟 물질이 항원 Q 이고 제2챔버(330)에서 타겟 물질-제1표지 접합체의 결합 반응이 일어난 경우에는 검출 영역에 도달한 샘플에 항원 Q-제1표지 접합체의 결합체(22a)가 포함되어 있다.
타겟 물질이 항원 Q인 경우에는 테스트 라인에 영구 고정되는 제1포획물질(24a)이 항체 Q일 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 모세관력에 의해 샘플이 흘러가다가 테스트 라인(24)에 도달하면 항원 Q-제1표지 접합체의 결합체(22a)가 항체 Q(24a)와 결합하여 샌드위치 결합체(24b)를 형성하게 된다. 따라서, 샘플 내에 타겟 물질이 포함된 경우에는 테스트 라인(24)에서 표지물질에 의한 검출을 할 수 있게 된다.
샘플의 양이 적거나, 샘플이 정상적으로 흐르지 못하거나, 샘플이 오염된 경우 등 여러 가지 원인에 의해 정상적인 테스트가 이루어지지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 정상적인 테스트가 이루어졌는지 여부를 판정하기 위해 타겟 대상 물질의 존재 여부와 관계없이 샘플에 존재하는 특정 물질과 특이적으로 반응하는 제2포획물질(25a)이 영구 고정된 컨트롤 라인(25)을 마련할 수 있다. 　
일 예로, 컨트롤 라인(25)에 고정되는 제2포획물질(25a)로서 바이오틴(biotin)을 사용할 수 있고, 이 경우 반응 장치(20)에 도달하는 샘플에 포함된 제2표지 접합체(23a)는 바이오틴과 결합 특성이 우수한 스트렙트아비딘(streptavidin)-표지 물질 접합체가 된다.
다시 도 4 내지 도 6을 참조하면, 표지 접합체 챔버(330)를 통과한 샘플에는 제2포획물질(25a)과 특이적으로 반응하는 특정 물질을 가진 제2표지 접합체(23a)가 포함된다. 샘플이 삼투압에 의해 반대편까지 잘 흘러갔다면 샘플의 이동과 함께 제2표지 접합체(23a)도 함께 이동한다. 따라서, 샘플에 타겟 물질이 존재하는지 여부와 관계 없이 도 6에 도시된 바와 같이 제2표지접합체(23a)와 제2포획물질(25a)의 결합체(25b)가 형성되고, 컨트롤 라인(25)에 표지물질에 의한 발색 반응이 나타나게 된다.
한편, 전술한 바와 같이, 샘플이 반응 장치(20)에 제공되기 전에 표지 접합체와 반응하는 것도 가능하지만, 반응 장치(20)에 표지 접합체가 임시 고정되어 있는 콘쥬게이트 패드(23)를 마련하는 것도 가능하다. 여기서, 임시 고정이라 함은 콘쥬게이트 패드(23)에 고정된 표지 접합체가 샘플의 흐름에 휩쓸려 함께 이동하게 됨을 의미한다.
도 7 내지 도 10은 콘쥬게이트 패드를 포함하는 검출 영역의 구조 및 검출 원리를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 반응 장치(20)에는 샘플 패드(22), 테스트 라인(24) 및 컨트롤 라인(25) 외에도 콘쥬게이트 패드(23)가 마련될 수 있다. 콘쥬게이트 패드(23)에는 타겟 물질과 특이적으로 반응하는 제1포획물질과 표지 물질의 접합체인 제1표지 접합체(22a')가 임시 고정되어 있을 수 있고, 여기에 컨트롤 라인(25)에 고정된 제2포획물질(25a)과 특이적으로 반응하는 물질과 표지 물질의 접합체인 제2표지 접합체(23a)도 함께 임시 고정되어 있을 수 있다.
도 8을 참조하면, 혈액 등의 샘플이 샘플 패드(22)에 점적되면 삼투압에 의해 컨트롤 라인(25) 방향으로 흐르고, 샘플에 타겟 물질이 포함된 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이 콘쥬게이트 패드(23)에서 타겟 물질과 제1표지 접합체(22a')이 결합하여 타겟 물질-표지 접합체의 결합체(22a)를 형성한다. 샘플은 삼투압에 의해 계속해서 흐르고, 이 때 샘플의 흐름에는 타겟 물질-표지 접합체의 결합체(22a)와 제2표지 접합체(23a)가 포함되어 있다.
샘플의 흐름이 테스트 라인(24)과 컨트롤 라인(25)에 도달하면, 도 10에 도시된 바와 같이 테스트 라인(24)에서는 포획 물질(24a)과 타겟 물질-표지 접합체의 결합체(22a)가 결합하여 샌드위치 결합체(24b)를 형성한다. 컨트롤 라인(25)에서는 제2표지 접합체(23a)와 제2포획물질(25a)이 결합된 결합체(25b)가 형성된다.
도 11은 컨트롤 라인과 테스트 라인의 발색에 따른 검사 결과의 예시를 나타낸 도면이다.
제어부(120)는 검출기(110)를 제어하여 반응 장치(20)의 반응 장치(20)의 테스트 라인(24)과 컨트롤 라인(25)의 발색 정도를 측정할 수 있다. 발색 정도는 흡광도와 같은 광학 특성값으로 측정될 수 있다.
검출기(110)는 측정된 광학 특성값을 제어부(120)에 전달하고, 제어부(120)는 측정된 광학 특성값에 기초하여 샘플에 타겟 물질이 존재하는지 여부를 판단한다. 또한, 캘리브레이션 곡선에 기초하여 타겟 물질의 농도를 추정하는 것도 가능하다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 테스트 라인(24)과 컨트롤 라인(25)에 모두 표지 물질에 의한 발색 반응이 나타나면, 샘플 내에 타겟 물질이 존재한다는 양성 판정을 내릴 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 컨트롤 라인(25)의 광학 특성값이 미리 정해진 제1기준값 이상이고, 테스트 라인(24)의 광학 특성값이 미리 정해진 제2기준값 이상이면 양성 판정을 내릴 수 있다. 컨트롤 라인(25)의 광학 특성값에 대한 제1기준값과 테스트 라인(24)의 광학 특성값에 대한 제2기준값은 서로 독립적인 별개의 값이다.
또는, 테스트 라인(24)에는 발색 반응이 나타나지 않고 컨트롤 라인(25)에만 발색 반응이 나타나면, 샘플 내에 타겟 물질이 존재하지 않는다는 음성 판정을 내릴 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 컨트롤 라인(25)의 광학 특성값이 제1기준값 이상이고, 테스트 라인(24)의 광학 특성값이 제2기준값 미만이면 음성 판정을 내릴 수 있다.
또는, 테스트 라인(24)과 컨트롤 라인(25)에 모두 발색 반응이 나타나지 않거나, 컨트롤 라인(25)에는 발색 반응이 나타나지 않고 테스트 라인(24)에만 발색 반응이 나타나면, 검사 결과가 유효하지 않다는 무효(Invalid) 판정을 내릴 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 컨트롤 라인(25)의 광학 특성값이 제1기준값 미만이면, 비유효 판정을 내릴 수 있다.
테스트 라인(24)과 컨트롤 라인(25)에서의 발색 반응의 종류에 따라 발색이 나타나는데 소요되는 시간이 달라질 수 있으나, 컨트롤 라인(25)에서의 발색이 테스트 라인(24)에서의 발색보다 먼저 나타나도록 할 수 있다.
한편, 반응이 시작된 이후 일정 시간이 경과하면, 샘플의 백플로우(Back flow) 현상에 의해 테스트 라인(24)에 타겟 물질의 유무와는 무관한 발색 반응이 나타날 수 있다. 예를 들어, 반응이 시작된 이후 약 10분이 경과하면 테스트 라인(24)에서의 발색이 모두 완료되는 경우, 이로부터 다시 일정 시간이 경과하면 컨트롤 라인(25)까지 이동했던 샘플이 다시 테스트 라인(24) 쪽으로 이동하면서 비특이적인 발색 반응을 일으키는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 현상은 일반적으로 나타날 수 있는 현상이나, 검출기(110)가 이 때의 테스트 라인(24)에 나타난 발색 정도를 측정하게 되면 잘못된 검사 결과를 얻게 될 수 있다.
제어부(120)는 컨트롤 라인(25)의 광학 특성값에 기초하여 반응 경과 시간 또는 반응 잔여 시간을 추정하고, 추정된 반응 경과 시간 또는 반응 잔여 시간에 기초하여 테스트 라인(24)의 광학 특성값을 획득하는 시점을 결정함으로써, 검사 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
검출기(110)의 구성 및 컨트롤 라인(25)과 테스트 라인(24) 사이의 거리에 따라 컨트롤 라인(25)의 광학 특성값과 테스트 라인(24)의 광학 특성값은 동시에 측정될 수도 있고, 따로 측정될 수도 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 반응 장치(20)가 삽입된 시점 또는 검사가 시작된 시점으로부터 미리 설정된 시간 이내에 검출기(110)를 제어하여 컨트롤 라인(25)의 광학 특성값과 테스트 라인(24)의 광학 특성값을 측정할 수 있다. 또한, 필요에 따라 광학 특성값을 복수 회 측정할 수도 있고, 측정된 광학 특성값을 저장할 수도 있다.
도 12는 반응 경과 시간에 따른 컨트롤 라인의 광학 특성값의 예시를 나타낸 그래프이고, 도 13은 컨트롤 라인의 광학 특성값 별로 반응 잔여 시간을 매칭시킨 테이블의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 반응 시간이 경과함에 따라 컨트롤 라인의 광학 특성값인 OD값이 점차 증가함을 확인할 수 있다. 따라서, 동일한 발색 반응을 이용하는 컨트롤 라인의 광학 특성값을 시간 별로(예를 들어, 0min, 3min, 5min, 7min, 9min) 미리 측정하고, 측정된 광학 특성값을 측정 시간(반응 경과 시간) 또는 반응 잔여 시간과 매칭시켜 저장할 수 있다. 후술하는 실시예에서 반응 시간은 반응 경과 시간 또는 반응 잔여 시간을 의미하는 것으로 한다.
제어부(120)는 반응 시간 별로 미리 저장된 광학 특성값을 측정된 광학 특성값과 비교하여 현재 반응 경과 시간 또는 현재 반응 잔여 시간을 추정할 수 있다.
컨트롤 라인의 광학 특성값이 반응 경과 시간과 매칭되어 저장된 경우에는, 제어부(120)는 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 기초하여 현재 반응 경과 시간을 추정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 반응 경과 시간 별로 미리 저장된 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값과 비교하여 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 경과 시간을 결정할 수 있다. 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 경과 시간을 현재 반응 경과 시간으로 추정할 수 있다.
제어부(120)는 추정된 반응 경과 시간에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 추정된 반응 경과 시간에 기초하여 반응 잔여 시간을 계산할 수 있고, 계산된 반응 잔여 시간이 경과한 시점을 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 추정된 반응 경과 시간이 3분이고, 타겟 물질의 검출을 위한 발색 반응 완료 시간이 10분으로 정해진 경우, 제어부(120)는 현재 시점으로부터 7분이 경과한 시점을 반응 완료 시점으로 판단하고 테스트 라인의 광학 특성값을 측정할 수 있다.
또는, 동일한 발색 반응을 이용하는 컨트롤 라인의 광학 특성값을 시간 별로(예를 들어, 0min, 3min, 5min, 7min, 9min) 미리 측정하고, 도 13에 도시된 바와 같이, 미리 측정된 광학 특성값을 반응 잔여 시간과 매칭시켜 저장하는 것도 가능하다.
이 경우, 제어부(120)는 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 기초하여 현재 반응 잔여 시간을 추정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 반응 잔여 시간 별로 미리 저장된 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값과 비교하여 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 잔여 시간을 결정할 수 있다. 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 잔여 시간을 현재 반응 잔여 시간으로 추정할 수 있다.
제어부(120)는 추정된 반응 잔여 시간에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 현재 시점으로부터 추정된 반응 잔여 시간이 경과한 시점을 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점으로 결정할 수 있다.
한편, 동일한 반응에 대해 미리 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값을 반응 시간 별로 저장한 테이블(이하, 반응 시간 정보라 함)은 반응 장치(20)로부터 획득될 수 있다.
예를 들어, 반응 시간 정보는 반응 장치(20)의 일 영역에 형성된 바코드에 포함될 수 있다. 바코드는 1차원 바코드, 2차원 바코드 또는 3차원 바코드일 수 있고, 바코드에는 반응 시간 정보 외에도 반응 장치(20)의 제조 일자, 유효기간, 반응 장치(20)에서 일어나는 반응에 관한 정보, 테스트 라인과 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하는데 사용되는 파장에 관한 정보, 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대한 제1기준값, 테스트 라인의 광학 특성값에 대한 제2기준값 등이 포함될 수 있다.
바코드의 종류에 따라 검출기(110)가 바코드를 판독하는 것도 가능하고, RFID 판독기, NFC 판독기 등과 같은 별도의 판독기가 검사 장치(100)에 구비되는 것도 가능하다.
반응 장치(20)가 검사 장치(100)에 삽입되면, 검출기(110) 또는 별도의 판독기가 바코드를 판독하여 반응 시간 정보를 획득하고, 획득된 반응 시간 정보는 저장부(130)에 일시적 또는 비일시적으로 저장될 수 있다.
제어부(120)는 저장부(130)에 저장된 반응 시간 정보에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점을 결정할 수 있다.
도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따른 검사 장치의 디스플레이부에 표시되는 화면의 예시를 나타낸 도면이다.
반응 장치(20)가 검사 장치(100)의 내부에 삽입되고 검사가 시작되면 제어부(120)는 검사 시간을 계산할 수 있다. 여기서, 검사 시간은 검사가 완료되기까지 남은 시간, 즉 반응 잔여 시간을 의미할 수 있다. 반응 장치(20)의 검사는 사용자가 입력부(141)를 조작하여 검사 시작 명령을 입력함으로써 시작될 수도 있고, 반응 장치(20)가 검사 장치(100)에 삽입됨과 동시에 시작될 수도 있다.
도 14를 참조하면, 제어부(120)가 반응 잔여 시간을 계산하는 동안 디스플레이부(142)는 현재 검사 시간을 계산하고 있음을 알려주는 화면을 표시할 수 있다.
전술한 바와 같이, 검사가 시작되면, 검출기(110) 또는 별도의 판독기가 반응 시간 정보를 획득하고, 획득된 반응 시간 정보는 저장부(130)에 저장될 수 있다.
반응 잔여 시간을 계산하기 위해, 검출기(110)가 반응 장치(20)의 컨트롤 라인(24)의 발색 정도를 나타내는 광학 특성값을 측정하고, 제어부(120)는 측정된 광학 특성값을 저장부(130)에 저장된 반응 시간 정보와 비교하여, 측정된 광학 특성값에 대응되는 반응 잔여 시간 또는 반응 경과 시간을 결정할 수 있다. 결정된 반응 잔여 시간 또는 반응 경과 시간을 현재 반응 잔여 시간 또는 현재 반응 경과 시간으로 추정할 수 있다.
현재 반응 경과 시간을 추정한 경우에 제어부(120)는 예상 반응 완료 시간과 추정된 현재 반응 경과 시간에 기초하여 현재 반응 잔여 시간을 계산할 수 있다. 예상 반응 완료 시간은 반응 장치(20)의 바코드로부터 획득될 수 있다.
제어부(120)가 현재 반응 잔여 시간을 계산하면, 도 15에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(142)가 현재 반응 잔여 시간을 표시할 수 있다. 또한, 시간이 경과함에 따라 반응 잔여 시간을 감소시킴으로써 반응이 완료되기까지 남아있는 시간에 관한 정보를 사용자에게 효율적으로 제공할 수 있다.
제어부(120)는 계산된 반응 잔여 시간이 경과한 시점에 검출기(110)를 제어하여 테스트 라인(24)의 발색 정도를 나타내는 광학 특성값을 측정할 수 있다.
제어부(120)는 테스트 라인(24)의 광학 특성값에 기초하여 타겟 물질의 유무 또는 타겟 물질의 농도를 결정할 수 있고, 컨트롤 라인(25)의 광학 특성값에 기초하여 검사 유효성을 판단할 수 있다.
제어부(120)의 검사 결과(타겟 물질의 유무 또는 타겟 물질의 농도/검사의 유효성)는 도 16에 도시된 바와 같이 디스플레이부(142)에 표시되어 사용자에게 제공될 수 있다.
도 17은 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값 예시를 나타낸 그래프이고, 도 18은 반응 장치 내에 플로우 에러가 발생했을 때 표시되는 경고 화면의 예시를 나타낸 그래프이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 광학 특성값은 시간이 경과함에 따라 증가하는 양상을 보이지만 일정 시간이 경과하면 더 이상 증가하지 않고 그 값이 포화된다. 광학 특성값의 종류에 따라 시간의 경과에 따라 감소하는 경우도 있음은 물론이다.
반응 장치(20) 내에서 샘플이 모세관력을 이용하여 정상적으로 이동한 경우에는 컨트롤 라인의 광학 특성값이 일정 기준값(S1)으로 포화된다. 이 경우의 일정 기준값을 정상 포화값이라 하기로 한다. 이러한 정상 포화값(S1)은 컨트롤 라인의 발색 반응의 종류에 따라 미리 정해질 수 있고, 반응 시간 정보와 함께 반응 장치(20)의 바코드에 포함될 수 있다.
검출기(110)가 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하여 제어부(120)에 전달하면, 제어부(120)는 컨트롤 라인의 광학 특성값이 포화되었는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 미리 정해진 시간 동안 복수회 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 변화가 없는 경우 또는 그 변화량이 미리 정해진 기준 변화량 미만인 경우에 컨트롤 라인의 광학 특성값이 포화된 것으로 판단할 수 있다.
측정된 포화값(S2)이 정상 포화값(S1)보다 작은 경우에 제어부(120)는 반응 장치(20) 내에서 샘플이 정상적으로 흐르지 못한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 측정된 포화값(S2)이 정상 포화값(S1)보다 작은 경우에 플로우 에러가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
플로우 에러가 발생한 것으로 판단하면, 제어부(120)는 디스플레이부(142)를 제어하여 도 18에 도시된 바와 같은 에러 경고 화면(142a)을 출력할 수 있고, 사용자는 에러 경고 화면(142a)을 확인하고 재검사를 수행함으로써 검사 결과의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
다만, 경고의 방식이 도 18에 도시된 바와 같은 시각적인 방식에 제한되는 것은 아닌바, 검사 장치(100)에 스피커가 구비된 경우에는 스피커를 통해 청각적으로 경고를 출력하는 것도 가능함은 물론이다.
이하, 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 방법에 대해 설명하도록 한다. 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 방법에는 전술한 실시예에 따른 검사 장치(100)가 사용될 수 있다. 따라서, 앞서 도 1 내지 도 18을 참조하여 설명한 내용은 특별한 언급이 없더라도 필요에 따라 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 방법에도 적용될 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.
검사 장치(100)에 반응 장치(20)가 삽입되고, 검사가 시작되면, 도 19에 도시된 바와 같이, 검사 장치(100)가 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 획득한다(410). 반응 시간은 반응 경과 시간 또는 반응 잔여 시간을 의미한다. 반응 시간 정보는 동일한 반응에 대해 미리 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값을 반응 시간 별로 저장한 테이블을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반응 시간 정보는 반응 장치(20)의 일 영역에 형성된 바코드에 포함될 수 있고, 검사 장치(100)는 검출기(110) 또는 별도의 판독기를 이용하여 바코드를 판독함으로써 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 획득할 수 있다.
컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 저장한다(411). 획득된 반응 시간 정보는 저장부(130)에 일시적 또는 비일시적으로 저장될 수 있다.
컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정한다(412). 컨트롤 라인의 광학 특성값은 컨트롤 라인의 발색 정도를 나타낼 수 있다. 제어부(120)는 검출기(110)를 제어하여 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 검출기(110)의 광원이 특정 파장 대역의 광을 발생시켜 컨트롤 라인에 조사하면, 검출기(110)의 수신기가 컨트롤 라인에 반사된 광을 수신함으로써 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정할 수 있다. 또는, 검출기(110)가 카메라로 구현되어 컨트롤 라인을 촬영함으로써 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하는 것도 가능하다.
측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 기초하여 현재 반응 시간을 추정한다(413). 반응 시간 별로 미리 저장된 광학 특성값을 측정된 광학 특성값과 비교하여 현재 반응 경과 시간 또는 현재 반응 잔여 시간을 추정할 수 있다. 저장부(130)에 컨트롤 라인의 광학 특성값이 반응 경과 시간과 매칭되어 저장된 경우에는, 제어부(120)는 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 기초하여 현재 반응 경과 시간을 추정할 수 있다. 또는, 저장부(130)에 컨트롤 라인의 광학 특성값이 반응 잔여 시간과 매칭되어 저장된 경우에는, 제어부(120)는 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 기초하여 현재 반응 잔여 시간을 추정할 수 있다.
추정된 반응 시간에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점을 결정한다(414). 예를 들어, 제어부(120)는 추정된 반응 경과 시간에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 추정된 반응 경과 시간에 기초하여 반응 잔여 시간을 계산할 수 있고, 계산된 반응 잔여 시간이 경과한 시점을 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점으로 결정할 수 있다. 또는, 제어부(120)는 추정된 반응 잔여 시간에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 현재 시점으로부터 추정된 반응 잔여 시간이 경과한 시점을 테스트 라인의 광학 특성값 측정 시점으로 결정할 수 있다.
결정된 시점에 테스트 라인의 광학 특성값을 측정하면, 제어부(120)는 측정된 테스트 라인의 광학 특성값을 미리 저장된 제2기준값과 비교하여 타겟 물질의 유무를 판단할 수 있고, 판단 결과를 디스플레이부(142)에 표시할 수 있다. 또는, 제어부(120)가 미리 저장된 캘리브레이션 곡선을 이용하여 타겟 물질의 농도를 계산하는 것도 가능하다.
도 20은 일 실시예에 따른 검사 장치의 제어 방법에 있어서, 플로우 에러를 검출하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 20을 참조하면, 컨트롤 라인의 광학 특성값의 정상 포화값을 획득한다(420). 정상 포화값은 반응 장치(20) 내에서 샘플이 모세관력을 이용하여 정상적으로 이동한 경우에 컨트롤 라인에서 나타나는 포화값을 의미한다. 예를 들어, 정상 포화값 역시 반응 장치(20)의 바코드에 포함될 수 있고, 검사 장치(100)의 검출기(100) 또는 별도의 판독기가 바코드를 판독하여 정상 포화값을 획득할 수 있다.
컨트롤 라인의 광학 특성값의 정상 포화값을 저장한다(421). 획득된 정상 포화값은 저장부(130)에 일시적 또는 비일시적으로 저장될 수 있다.
컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하고(422), 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값을 정상 포화값과 비교한다(423). 제어부(120)는 컨트롤 라인의 광학 특성값이 포화되었는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 미리 정해진 시간 동안 복수회 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 변화가 없는 경우에 컨트롤 라인의 광학 특성값이 포화된 것으로 판단할 수 있다.
측정된 포화값이 정상 포화값 미만이면(424의 예), 제어부(120)는 반응 장치(20) 내에서 샘플이 정상적으로 흐르지 못한 것으로 판단하고 플로우 에러 경고를 출력한다(425). 플로우 에러 경고는 시각적 또는 청각적으로 출력될 수 있으며, 사용자는 플로우 에러 경고를 확인하고 재검사를 수행함으로써 검사 결과의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
지금까지 상술한 검사 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 미리 저장된 컨트롤 라인의 광학 특성값과 반응 경과 시간 사이의 관계에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값을 측정하는 시점을 정확히 결정함으로써, 반응 장치에 샘플을 주입한 시점과 반응 장치를 검사 장치에 삽입하여 검사를 시작한 시점 사이의 시차로 인한 검사 결과의 오류를 방지하고 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대한 포화값이 정상 포화값 미만인 경우에 플로우 에러 경고를 출력함으로써 검사 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
100: 검사 장치
110: 검출기
120: 제어부
130: 저장부
141: 입력부
142: 디스플레이부
20: 반응 장치

Claims (20)

  1. 반응 장치에 형성된 컨트롤 라인 및 테스트 라인의 광학 특성값을 측정하는 검출기;
    상기 검출기가 상기 컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하면, 미리 저장된 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 이용하여 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 시간을 결정하고, 상기 결정된 반응 시간에 기초하여 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 제어부;를 포함하는 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 시간은,
    반응 경과 시간 또는 반응 잔여 시간을 포함하는 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보는,
    미리 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값을 반응 시간과 매칭시켜 저장한 정보를 포함하는 검사 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 반응 시간이 상기 반응 경과 시간을 포함하는 경우, 상기 반응 경과 시간과 예상 반응 완료 시간에 기초하여 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 검사 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 반응 시간이 상기 반응 잔여 시간을 포함하는 경우, 현재 시점으로부터 상기 반응 잔여 시간이 경과한 시점을 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점으로 결정하는 검사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 장치로부터 상기 반응 시간 정보가 획득되면, 상기 획득된 반응 시간 정보를 저장하는 저장부;를 더 포함하는 검사 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 결정된 반응 시간을 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 검사 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값을 미리 저장된 정상 포화값과 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 에러 발생 여부를 판단하는 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값이 상기 정상 포화값 미만이면 에러 경고를 출력하는 검사 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 정해진 시간 동안 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 변화량이 미리 정해진 기준 변화량 미만인 경우에 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값이 포화된 것으로 판단하는 검사 장치.
  11. 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 획득하고;
    컨트롤 라인의 광학 특성값을 측정하고;
    상기 획득된 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보를 이용하여 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값에 대응되는 반응 시간을 결정하고;
    상기 결정된 반응 시간에 기초하여 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 것;을 포함하는 검사 장치의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 반응 시간은,
    반응 경과 시간 또는 반응 잔여 시간을 포함하는 검사 장치의 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤 라인의 광학 특성 별 반응 시간 정보는,
    미리 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값을 반응 시간과 매칭시켜 저장한 정보를 포함하는 검사 장치의 제어 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 것은,
    상기 반응 시간이 상기 반응 경과 시간을 포함하는 경우, 상기 반응 경과 시간과 예상 반응 완료 시간에 기초하여 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 검사 장치의 제어 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점을 결정하는 것은,
    상기 반응 시간이 상기 반응 잔여 시간을 포함하는 경우, 현재 시점으로부터 상기 반응 잔여 시간이 경과한 시점을 상기 테스트 라인의 광학 특성값의 측정 시점으로 결정하는 검사 장치의 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 반응 시간 정보가 획득되면, 상기 획득된 반응 시간 정보를 저장하는 것;을 더 포함하는 검사 장치의 제어 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 결정된 반응 시간을 표시하는 것;을 더 포함하는 검사 장치의 제어 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값을 미리 저장된 정상 포화값과 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 에러 발생 여부를 판단하는 것;을 더 포함하는 검사 장치의 제어 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 에러 발생 여부를 판단하는 것은,
    상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 포화값이 상기 정상 포화값 미만이면 상기 에러가 발생한 것으로 판단하는 것;을 포함하는 검사 장치의 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    미리 정해진 시간 동안 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값의 변화량이 미리 정해진 기준 변화량 미만인 경우에 상기 측정된 컨트롤 라인의 광학 특성값이 포화된 것으로 판단하는 것;을 더 포함하는 검사 장치의 제어 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022019563A1 (ko) * 2020-07-22 2022-01-27 재단법인 아산사회복지재단 진단 키트 결과 판단 장치 및 방법
WO2023140500A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 주식회사 원드롭 시약의 색 변화 비율을 이용하여 감염 여부 판단하는 검사기기 및 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4038485A (en) * 1976-03-18 1977-07-26 Miles Laboratories, Inc. Test composition, device, and method
US5206519A (en) * 1992-03-09 1993-04-27 Galvanic Analytical Systems Ltd. Constituent concentration indicator with a differentiator means and a signal conditioning means
DE19640121B4 (de) * 1996-09-28 2007-04-26 Dade Behring Marburg Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer sich zeitabhängig ändernden Meßgröße
US6589729B2 (en) * 2000-02-04 2003-07-08 Caliper Technologies Corp. Methods, devices, and systems for monitoring time dependent reactions
KR100639776B1 (ko) * 2004-01-05 2006-10-27 바이오메드포토닉스 주식회사 측방 유동 정량 검정 방법 및 이를 위한 스트립과 레이저유발 표면형광 검출 장치 및 소형 스캐너
EP1909206A1 (de) * 2006-09-11 2008-04-09 Roche Diagnostics GmbH Messbereichserweiterung chromatografischer Schnellteste
GB0705495D0 (en) * 2007-03-22 2007-05-02 Quotient Diagnostics Ltd Whole blood assay
CN102384890B (zh) * 2011-08-05 2014-04-30 广州万孚生物技术股份有限公司 化验检测判定设备及方法
AU2013225728B2 (en) * 2012-03-01 2018-07-26 Quidel Corporation Interactive test device and apparatus with timing mechanism
WO2013156526A1 (de) * 2012-04-19 2013-10-24 F. Hoffmann-La Roche Ag Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer analytkonzentration in blut
CA2891509C (en) * 2012-11-15 2021-05-11 Ortho-Clinical Diagnostics, Inc. Calibrating assays using reaction time
EP2837937A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-18 Roche Diagniostics GmbH Method for the detection of the prozone effect of photometric assays
JP6331311B2 (ja) * 2013-09-30 2018-05-30 凸版印刷株式会社 ラテラルフロー用テストストリップ
US9810623B2 (en) * 2014-03-12 2017-11-07 Mc10, Inc. Quantification of a change in assay
CN104062449B (zh) * 2014-07-02 2016-05-11 广州万孚生物技术股份有限公司 电子检测判读方法及电子检测判读装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022019563A1 (ko) * 2020-07-22 2022-01-27 재단법인 아산사회복지재단 진단 키트 결과 판단 장치 및 방법
KR20220127181A (ko) * 2020-07-22 2022-09-19 재단법인 아산사회복지재단 광원 간 투과율 편차를 기반으로 하는 진단 키트 결과 판단 장치 및 방법
WO2023140500A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 주식회사 원드롭 시약의 색 변화 비율을 이용하여 감염 여부 판단하는 검사기기 및 방법

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