KR20190089132A - 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트 - Google Patents

수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트에 관한 것으로, 특히, 본 발명에 따른 검출키트는, 전체적으로 바(bar) 형상을 가지며 후단부에 각각 반응챔버 및 대조챔버가 형성된 하부케이스와; 상기 하부케이스의 선단 개구부를 통해 유입된 액상의 검체가 모세관 현상에 의해 이동되어 분기된 후 상기 각 반응챔버 및 대조챔버로 전달되도록 'Y'자 형상으로 상기 하부케이스에 형성되는 유도관과; 상기 반응챔버에 마련되어 유입된 상기 검체의 유해물질 포함여부를 검출하는 검지체와; 상기 대조챔버에 마련되는 대조체와; 상기 하부케이스에 대응되는 형상으로 마련되되 상기 각 반응챔버 및 대조챔버에 대응하여 외부에서 상기 검지체 및 대조체를 시각으로 확인할 수 있도록 광투과성 확인창이 마련되는 상부케이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는, 하이드로젤 지지체를 기반으로, 기질과 발색액을 하이드로젤 지지체에 봉입하여 액체 상태의 검체와 반응시 확산에 의해 하이드로젤 지지체 내부로부터 기질과 발색액이 방출되도록 하여 원스텝으로 잔류 농약과 같은 유해물질을 검출할 수 있다.

Description

수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트{DETECTION KIT FOR HAZARDOUS SUBSTANCE BASED ON WATER SOLUBLE POLYMER SCAFFOLD}
본 발명은 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트에 관한 것으로, 하이드로젤 지지체를 기반으로, 기질과 발색액을 하이드로젤 지지체에 봉입하여 액체 상태의 검체와 반응시 확산에 의해 하이드로젤 지지체 내부로부터 기질과 발색액이 방출되도록 하여 원스텝으로 잔류 농약과 같은 유해물질을 검출할 수 있는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트에 관한 것이다.
종래 잔류농약 등 유해물질을 검출하기 위한 검출키트의 경우, 일자형 또는 유선형의 구조가 사용되고 있었다. 이러한 종래의 검출키트는 형태학적으로 단순함 또는 심미적인 부분을 제공할 수는 있지만, 검체 채취시 다량의 검체 체취에는 불리하다는 문제점이 있다.
또한, 내부에 장착되는 멤브레인 기반의 구조물의 경우, 하이드로젤 구조체를 접합시키는 공정에서 기술적 문제가 발생할 여지가 많은데, 특히, 유체와 접촉되는 과정에서 충분한 공간확보가 어렵다는 문제가 있다.
한편, 종래 인위적인 흡수기작에 의해 검체를 유입하는 경우에는 이를 위해 검출키트 자체의 비용이 상승하는 문제가 있고, 흡수기작 구조체의 삽입에 따른 고장이나 오작동의 문제가 있었다.
대한민국 특허공개 제2002-0080625호
따라서, 본 발명의 목적은, 하이드로젤 지지체를 기반으로, 기질과 발색액을 하이드로젤 지지체에 봉입하여 액체 상태의 검체와 반응시 확산에 의해 하이드로젤 지지체 내부로부터 기질과 발색액이 방출되도록 하여 원스텝으로 잔류 농약과 같은 유해물질을 검출할 수 있는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은, 액상의 검체가 개구부로 유입되면 이후 인위적인 흡수기작 없이도 검체가 반응챔버로 이동이 가능하도록 검체 흐름을 위한 유로설계 및 액상의 흐름속도 및 유량 제어가 가능한 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은, 검지체와 대조체에서 유해물질의 검출에 이용되는 효소의 반응이 독립적으로 구분되어 설계되어 있으므로 검출에서 발생될 수 있는 검지체와 대조체의 혼합 문제를 방지할 수 있는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트를 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명의 일실시예에 따라, 전체적으로 바(bar) 형상을 가지며 후단부에 각각 반응챔버 및 대조챔버가 형성된 하부케이스와; 상기 하부케이스의 선단 개구부를 통해 유입된 액상의 검체가 모세관 현상에 의해 이동되어 분기된 후 상기 각 반응챔버 및 대조챔버로 전달되도록 'Y'자 형상으로 상기 하부케이스에 형성되는 유도관과; 상기 반응챔버에 마련되어 유입된 상기 검체의 유해물질 포함여부를 검출하는 검지체와; 상기 대조챔버에 마련되는 대조체와; 상기 하부케이스에 대응되는 형상으로 마련되되 상기 각 반응챔버 및 대조챔버에 대응하여 외부에서 상기 검지체 및 대조체를 시각으로 확인할 수 있도록 광투과성 확인창이 마련되는 상부케이스;를 포함하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트에 의해 달성된다.
상기 검지체는 하이드로젤(Hydrogel) 지지체와, 기질과, 상기 검체에 투여된 효소에 반응하여 변색이 되는 발색액을 포함할 수 있다.
상기 대조체는 하이드로젤 지지체와, 기질과, 상기 검체에 투여된 효소와 동일한 효소 및 상기 효소에 반응하여 변색이 되는 발색액을 포함할 수 있다.
상기 검체에는 상기 유해물질과 반응하는 효소가 투여되며, 상기 검체에 유해물질이 존재하지 않는 경우, 상기 효소가 상기 검지체의 발색액과 반응하여 변색됨으로써 상기 검체 내의 유해물질을 검출할 수 있다.
상기 검지체 및 대조체는 필름형태로 마련될 수 있다.
상기 유도관은 일측이 상기 선단 개구부와 연통되는 1자형 유도부와, 상기 유도부의 타측에서 분기되어 상기 반응챔버 및 대조챔버로 연결되는 분기부를 포함할 수 있다.
상기 유도부 및 분기부의 단면은 원형 또는 사각형 중 어느 하나로 마련될 수 있다.
여기서, 상기 유도부는 길이가 45~55mm로 마련되고, 상기 분기부의 길이는 8~12mm로 마련되며, 상기 유도부 및 분기부는 직경 3~6mm의 원형단면 또는 가로 및 세로길이가 3~6mm의 사각형 단면을 가질 수 있다.
한편, 상기 유도부는 상기 개구부측에 마련된 제1유도부와, 상기 제1유도부와 상기 분기부 사이에 마련되는 제2유도부로 마련되고, 상기 제2유도부는 상기 제1유도부 및 분기부의 단면크기보다 크게 마련될 수 있다.
상기 상부케이스 및 하부케이스는 플라스틱 재질로 마련될 수 있다.
상기 유도관, 반응챔버 및 대조챔버는 각각 상기 하부케이스 및 상부케이스에 나뉘어져 형성되어, 상기 하부케이스 및 상부케이스의 결합에 의해 형성될 수 있다.
상기 상부케이스 및 하부케이스가 결합된 상태로 선단부 일측이 내부에 수용하는 덮개가 더 마련될 수 있다.
이에 의해, 본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는, 하이드로젤 지지체를 기반으로, 기질과 발색액을 하이드로젤 지지체에 봉입하여 액체 상태의 검체와 반응시 확산에 의해 하이드로젤 지지체 내부로부터 기질과 발색액이 방출되도록 하여 원스텝으로 잔류 농약과 같은 유해물질을 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는 액상의 검체가 개구부로 유입되면 이후 인위적인 흡수기작 없이도 검체가 반응챔버로 이동이 가능하도록 검체 흐름을 위한 유로설계 및 액상의 흐름속도 및 유량 제어가 가능하다.
본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는 검지체와 대조체에서 유해물질의 검출에 이용되는 효소의 반응이 독립적으로 구분되어 설계되어 있으므로 검출에서 발생될 수 있는 검지체와 대조체의 혼합 문제를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는, 유해물질의 존재유무를 검지체의 변색유무로 확인할 수 있도록 하고, 이를 외부에서 육안으로 확인이 가능하도록 광투과성 확인창을 마련함으로써 검출 및 확인이 매우 간편하다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는 인위적인 흡수기작에 의해 검체가 전달되는 구조가 아니고, 모세관 현상에 의해 유체인 검체가 반응챔버에 전달되는 구조이므로, 그 구조가 간단하고 인위적인 흡수기작에 의한 고장이나 오작동을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트의 분해도,
도 2는, 본 발명의 일실시예에 따른 하부케이스의 사시도,
도 3은, 본 발명의 일실시예에 따른 상부케이스의 사시도,
도 4는, 본 발명의 일실시예에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트의 제조방법 흐름도,
도 5는, 본 발명의 일실시예에 따른 검지체의 물투입 전후 상태도,
도 6은, 본 발명의 일실시예에 따른 검지체 및 대조체의 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트(1)는, 반응챔버(11) 및 대조챔버(13)와 유도관이 형성된 하부지지체(171)와, 반응챔버(11)에 마련된 검지체(17)와, 대조챔버(13)에 마련된 대조체(19)와, 광투과성 확인창(21)이 마련된 상부케이스(20)를 포함한다.
하부케이스(10)는 전체적으로 바(bar) 형상을 가지며 후단부에 각각 반응챔버(11) 및 대조챔버(13)가 형성된다.
유도관(15)은 하부케이스(10)의 선단 개구부를 통해 유입된 액상의 검체가 모세관 현상에 의해 이동되어 분기된 후 각 반응챔버(11) 및 대조챔버(13)로 전달되도록 'Y'자 형상으로 형성된다.
유도관은 도 2에 도시된 바와 같이, 일측이 선단 개구부와 연통되는 일자형 유도부(151)와, 유도부(151)의 타측에서 분기되어 반응챔버(11) 및 대조챔버(13)로 연결되는 분기부(153)를 포함한다.
여기서, 유도부(151) 및 분기부(153)의 단면은 원형 또는 사각형 중 어느 하나로 마련될 수 있다.
유도부(151)는 다양한 크기로 마련될 수 있으나, 모세관 현상에 의하여 상기 검체가 상기 개구부로부터 상기 반응챔버(11) 및 대조챔버(13)로 이동될 수 있도록 마련되어야 한다.
즉, 본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트(1)는 인위적인 흡수기작에 의해 검체가 전달되는 구조가 아니고, 모세관 현상에 의해 유체인 검체가 반응챔버에 전달되는 구조이므로, 그 구조가 간단하고 인위적인 흡수기작에 의한 고장이나 오작동을 미연에 방지할 수 있다.
유도부(151)는 예를 들어, 길이가 45 ~ 55mm로 마련되고, 분기부(153)의 길이는 8~12mmfh 마련될 수 있다.
한편, 유도부(151) 및 분기부(153)는 직경이 3~6mm의 원형단면으로 마련될 수도 있고, 가로 및 세로의 길이가 각각 3~6mm인 사각형 단면을 가질 수도 있다.
한편, 유도부(151)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 개구부 측에 마련된 제1유도부(1511)와, 제1유도부(1511) 및 분기부(153) 사이에 마련되는 제2유도부(1512)로 마련될 수 있는 바, 이 경우, 제2유도부(1512)는 제1유도부(1511) 및 분기부(153)의 단면 크기보다 크게 마련될 수 있다.
여기서, 전술한 유도관(15), 반응챔버(11) 및 대조챔버(13)는 하부케이스(10)에만 형성될 수도 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 하부케이스(10) 및 상부케이스(20)에 나뉘어져 형성되어, 하부케이스(10) 및 상부케이스(20)의 결합에 의해 온전한 형태가 형성되도록 할 수 있다.
한편, 상부케이스(20) 및 하부케이스(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 결합돌기 및 이를 수용하는 수용부를 형성함으로써 이들의 끼움결합으로 용이하게 결합되록 할 수 있다.
이에 의해, 본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는 액상의 검체가 개구부로 유입되면 이후 인위적인 흡수기작 없이도 검체가 반응챔버로 이동이 가능하도록 검체 흐름을 위한 유로설계 및 액상의 흐름속도 및 유량 제어가 가능하다.
검지체(17)는 반응챔버(11)에 마련되어 유입된 상기 검체의 유해물질 포함여부를 검출한다.
여기서, 검출 대상이 되는 상기 유해물질은 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어, 식품에 존재하는 다양한 종류의 잔류농약으로 마련될 수 있으며, 기질과 효소 및 발색액은 상기 유해물질에 대응하여 마련되는 것은 물론이다.
검지체(17)는 하이드로젤(Hydrogel) 지지체와, 기질(173)과, 검체에 투여된 효소에 반응하여 변색이 되는 발색액(175)을 포함한다.
상기 검체에는 상기 유해물질과 반응하는 효소가 투여되는데, 이에, 상기 검체에 유해물질이 존재하지 않는 경우, 상기 효소가 검지체(17)의 발색액(175)과 반응하여 변색됨으로써 상기 검체 내의 유해물질 여부가 검출된다.
반대로, 상기 검체에 유해물질이 있는 경우라면, 먼저 투여된 상기 효소와 이미 반응한 후이므로, 상기 검체가 반응챔버(11)에 도달하더라도 발색액(175)이 효소와 반응할 수 없으므로 변색이 되지 않는다.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트(1)는, 하이드로젤 지지체(171)를 기반으로, 기질(173)과 발색액(175)을 하이드로젤 지지체에 봉입하여 액체 상태의 검체와 반응시 확산에 의해 하이드로젤 지지체 내부로부터 기질과 발색액이 방출되도록 하여 원스텝으로 잔류 농약과 같은 유해물질을 검출할 수 있다.
대조체(19)는 대조챔버(13)에 마련된다.
대조체(19)는 하이드로젤 지지체(171)와, 기질(173)과, 검체에 투여된 효소와 동일한 효소 및 상기 효소에 반응하여 변색이 되는 발색액(175)을 포함한다. 여기서, 대조체(19)에 포함된 발색액(175)은 이미 효소와 결합되어 있는 상태이므로 더이상 유해물질과 반응하지 않으며 따라서 변색이 되지 않는다.
이에 의해, 본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는 검지체와 대조체에서 유해물질의 검출에 이용되는 효소의 반응이 독립적으로 구분되어 설계되어 있으므로 검출에서 발생될 수 있는 검지체와 대조체의 혼합 문제를 방지할 수 있다.
여기서, 상기 검지체(17) 및 대조체(19)는 필름형태로 마련될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는, 검지체 및 대조체가 필름형태로 마련되어 있어, 그 부피를 최소화할 수 있고, 액상 투입 전에는 기질, 효소 및 발색액이 하이드로젤 지지체에 고정되어 있으므로 보관 및 장착이 매우 편리하다는 장점이 있다.
상부케이스(20)는 하부케이스(10)에 대응되는 형상으로 마련되되, 각 반응챔버(11) 및 대조챔버(13)에 대응하여 외부에서 검지체(17) 및 대조체(19)를 시각으로 확인할 수 있도록 광투과성 확인창(21)이 마련된다.
따라서, 본 발명에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트는, 유해물질의 존재유무를 검지체의 변색유무로 확인할 수 있도록 하고, 이를 외부에서 육안으로 확인이 가능하도록 광투과성 확인창을 마련함으로써 검출 및 확인이 매우 간편하다는 장점이 있다.
상부케이스(20) 및 하부케이스(10)는 플라스틱 재질로 마련될 수 있다.
이에 의해, 본 발명은 극소수성인 종래 실리콘 재질을 사용하지 않으므로, 모세관 현상을 이용하기 용이하여 별도의 인위적인 흡수기작을 마련할 필요가 없고, 별도의 표면처리가 불필요하여 제조공정이 간단하다는 장점이 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부케이스(20) 및 하부케이스(10)가 결합된 상태로 선단부 일측이 내부에 수용하는 덮개(30)가 더 마련될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트의 제조방법을 도 4를 참조하여 설명하면,
먼저, 소듐 알지네이트(Sodium Alginate) 용액을 제조하는 단계(S11)가 마련된다. 상기 소듈 알지네이트는 하이드로젤 지지체로서, 파우더 형태로 된 것을 증류수에 녹여 교반함으로써 용액을 제조한다.
여기에, 하이드로젤의 고형화 보조제, 예를 들어, Xylitol 또는 Mannitol을 첨가하며(S12). 첨가된 혼합액을 교반한다(S13).
상기 교반된 혼합액에 하이드로젤 지지체(171)의 종류에 따라 기질(173)과, 발색액(175) 등을 혼합한다(S14).
예를 들어, 검지체(17)의 경우에는 S14의 a와 같이 기질액과 발색액(175)을 혼합하며, 대조체(19)에는 S14의 b와 같이 효소와, 기질액, 그리고 발색액(175)을 첨가한다. (한편, S14의 c와 같이 별다른 첨가액을 넣지 않고 하이드로젤 지지체(171) 자체만을 형성할 수도 있다.)
다음, 가교제를 첨가(S15)하고 나서, 도 6에 도시된 바와 같이, 원형 플라스틱 접시에 부어서 필름형태로 제조한다(S16). 여기서, 상기 필름의 형상을 균일하게 하기 위하여 설정된 크기 및 두께를 같은 틀을 제작하여 여기서 상기 혼합액을 부어 제조할 수도 있다.)
마지막으로, 필름형태의 혼합액을 대기상태에서 공기를 순환시키거나, 냉동건조 또는 기타 다양한 건조방법을 통해 건조시켜 하이드로젤 지지체 필름을 제조한다(S17).
1 : 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트
10 : 하부케이스
11 : 반응챔버 13 : 대조챔버
15 : 유도관
151 : 유도부
1511 : 제1유도부 1512 : 제2유도부
153 : 분기부
17 : 검지체
171 : 하이드로젤 지지체
173 : 기질 175 : 발색액
19 : 대조체
20 : 상부케이스
21 : 확인창
30 : 덮개

Claims (9)

  1. 전체적으로 바(bar) 형상을 가지며 후단부에 각각 반응챔버 및 대조챔버가 형성된 하부케이스와;
    상기 하부케이스에 대응되는 형상으로 마련되는 상부케이스와;
    상기 하부케이스 및 상부케이스에 각각 나뉘어 형성되어 상기 하부케이스와 상부케이스의 결합에 의하여 유로를 형성하며, 상기 하부케이스 및 상부케이스의 선단 개구부를 통해 유입된 액상의 검체가 모세관 현상에 의해 이동되어 분기된 후 상기 각 반응챔버 및 대조챔버로 전달되도록 'Y'자 형상으로 마련되는 유도관과;
    상기 반응챔버에 마련되며, 상기 검체에 투여된 효소에 반응하여 변색되는 발색액을 포함하여 유입된 상기 검체의 유해물질 포함여부를 검출하는 검지체와;
    상기 대조챔버에 마련되며 상기 효소에 반응하여 변색되는 발색액을 포함하는 대조체;를 포함하되,
    상기 유도관은 상기 선단 개구부 측에 마련된 제1유도부 및 상기 제1유도부에 연통되는 제2유도부를 갖는 1자 형상의 유도부와, 상기 제2유도부에서 분기되어 상기 반응챔버 및 대조챔버로 연결되는 분기부를 포함하되, 상기 제2유도부는 상기 제1유도부 및 분기부의 단면크기보다 크게 마련되며,
    상기 상부케이스에는 상기 각 반응챔버 및 대조챔버에 대응하여 외부에서 상기 검지체 및 대조체를 시각으로 확인할 수 있도록 광투과성 확인창이 마련되는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검지체는 하이드로젤(Hydrogel) 지지체와, 기질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 대조체는 하이드로젤 지지체와, 기질과, 상기 검체에 투여된 효소를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
  4. 제2항 및 제3항에 있어서,
    상기 검체에는 상기 유해물질과 반응하는 효소가 투여되며, 상기 검체에 유해물질이 존재하지 않는 경우, 상기 효소가 상기 검지체의 발색액과 반응하여 변색됨으로써 상기 검체 내의 유해물질을 검출하는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 검지체 및 대조체는 필름형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유도부 및 분기부의 단면은 원형 또는 사각형 중 어느 하나로 마련되는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부케이스 및 하부케이스는 플라스틱 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유도관, 반응챔버 및 대조챔버는 각각 상기 하부케이스 및 상부케이스에 나뉘어져 형성되어, 상기 하부케이스 및 상부케이스의 결합에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부케이스 및 하부케이스가 결합된 상태로 선단부 일측이 내부에 수용하는 덮개가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 수용성 고분자 지지체 기반 유해물질 검출키트.
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