KR20190111626A - 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기를 포집하여 고병원성 바이러스의 발생 유무를 연속적으로 감시할 수 있는 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 프로브 분자가 표면에 고정된 와이어를 포함하는 FET 감시 장치를 이용한 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 서로 상이한 장소에서 대기를 수집하여 포집하고, 표적 바이러스의 유무를 간단하고 신속하게 확인함으로써 단시간 내에 여러 장소의 고병원성 바이러스 확산 여부를 확인할 수 있는 장점이 있다. 본 발명은 대기를 포집하여 오염 여부를 확인하므로 질병의 발병 전 대기의 오염 여부를 확인할 수 있어 신속한 대처가 가능한 장점이 있다.

Description

고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치 및 방법{Apparatus and method for monitoring high pathogenic virus with automated systems}
본 발명은 공기를 포집하여 고병원성 바이러스의 발생 유무를 연속적으로 감시할 수 있는 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 프로브 분자가 표면에 고정된 와이어를 포함하는 FET 감시 장치를 이용한 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 인체 또는 가축 등을 통해 전염되는 고병원성 바이러스가 다양하게 나타남에 따라, 이러한 고병원성 바이러스의 전파를 예방하기 위한 방법, 장치 등이 다양하게 연구되고 있다. 이러한 고병원성 바이러스는 크게는 동물에게 질병을 일으키는 조류 독감, 또는 구제역 등의 전염성 바이러스 뿐만 아니라, 인체에 질병을 일으키는 메르스, 사스 또는 신종 플루 등의 전염성 바이러스가 있을 수 있다. 이러한 전염성 바이러스는 인구의 밀집화 및 집단 사육의 증가로 단시간 내에 다수의 개체에 전파되어 많은 피해를 입히므로, 이러한 바이러스의 출현 시 가능한 신속한 대응을 통해 더 이상의 확산을 예방하는 것이 바람직하다.
이러한 고병원성 바이러스의 발병을 조기에 감지하기 위하여 다양한 연구들이 수행되고 있다. 구체적으로, 키트 등을 이용하여 개체의 감염 여부를 확인하는 경우가 많으나, 이러한 경우 검출하고자 하는 개체로부터 혈액 등이 샘플을 직접 채취하여 하여 넓은 면적에 대하여 동시다발적 검출이 어려운 문제점이 있다. 나아가, 이러한 개체로부터 채취하는 경우, 개체가 해당 질병에 감염되어 발병 이후에 검출할 수 있는 경우가 대부분으로, 이러한 경우 공기를 통해 전파되는 고병원성 바이러스에 대해서는 발빠른 대응이 불가능한 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 10-1680375호에서도, 질병의 감염 여부를 조기에 감지하기위한 방역 시스템에 대해 개시하고 있으며, 이러한 시스템에서는 바이러스의 감염시 나타날 수 있는 발열, 구토 또는 재채기 등의 증상을 통해 고병원성 바이러스의 발병여부를 확인하기 위한 것으로, 고병원성 바이러스가 잠복기 등을 가지는 경우 빠른 대응이 불가능한 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 10-1680375호
본 발명자들은 위와 같은 종래의 기술들의 문제점들이 개선되고, 공기를 통해 전파되는 고병원성 바이러스를 신속히 검출하고 인체 또는 동물의 감염 전에 공기의 오염 여부를 확인함으로써 고병원성 바이러스의 전파에 대해 빠른 대응이 가능한 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치를 개발하기 위하여 오랜 기간 연구를 수행한 결고, 후술하는 바와 같이 서로 상이한 장소에서 대기를 수집하여 포집액에 포집한 후, 포집된 포집용액에 표적 바이러스 유무를 프로브 분자가 표면에 고정된 와이어를 포함하는 FET 검출 장치를 이용하여 검출하고 그 결과를 사용자 단말 장치로 전송함으로써 고병원성 바이러스의 발생 유무를 신속하게 감시할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 여러 장소의 고병원성 바이러스 확산 여부를 간단하고 신속하게 확인할 수 있는 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치 및 방법를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 본 발명의 목적은
서로 상이한 장소에서 대기를 수집하는 2개 이상의 수집기(101)를 포함하는 수집부(100);
상기 수집부(100)로부터 수집된 대기를 용액 중에 통과시켜 포집액을 형성하는 포집부(200);
상기 포집액으로부터 표적 바이러스의 유무를 검출하는 검출부(300);
상기 검출부(300)에서 검출된 결과를 사용자 단말 장치로 전송하는 전송부(400); 및
장치의 작동을 제어하는 제어부(500);를 포함하고,
상기 검출부(300)는 포집액 유입부(301) 및 유출부(302)를 포함하는 검출 채널(320), 상기 검출 채널(320)의 내부의 양 단부에 구비되는 소스 및 드레인 전극(341, 342) 및 상기 소스 및 드레인 전극(341, 342)에 연결되고 프로브 분자(331)가 표면에 고정된 와이어(330)를 포함하는 FET 검출장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면 서로 상이한 장소에서 대기를 수집하여 포집하고, 표적 바이러스의 유무를 간단하고 신속하게 확인함으로써 단시간 내에 여러 장소의 고병원성 바이러스 확산 여부를 확인할 수 있는 장점이 있다. 본 발명은 대기를 포집하여 오염 여부를 확인하므로 질병의 발병 전 대기의 오염 여부를 확인할 수 있어 신속한 대처가 가능한 장점이 있다.
도 1은 서로 상이한 위치의 수집기에서 공기를 수집하여 검출하는 본 발명의 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치를 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치를 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 검출부를 도식화한 것이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고병원성 바이러스 자동 감시 장치 및 감시 방법에 대해 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.
따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
종래 공기를 통해 전파되는 고병원성 바이러스를 감지하기 위한 방법으로, 인체 또는 동물에서 샘플을 채취하여 감염 여부를 확인하는 방법을 주로 이용하였으나, 이는 고병원성 바이러스의 추적에 많은 시간 및 인력이 소요되는 문제점이 있었다. 즉, 공기를 통해 전파되는 고병원성 바이러스의 경우 빠른 검출 및 이에 따른 대응이 필수적이나, 개체에서 혈액 등과 같은 샘플을 채취하여 바이러스의 전파 여부를 파악하는 방식은 고병원성 바이러스에 대한 대응을 느리게 만드는 가장 큰 요인 중 하나였다.
한편, 전기적인 신호로 생분자(Biomolecule)를 검출하는 장치 중 트랜지스터를 포함하는 구조를 지닌 트랜지스터 기반바이오 센서가 있다. 트랜지스터 기반의 바이오센서는 반도체 공정을 이용하여 제작되는 것으로, 전기적인 신호의 전환이 빠른 장점이 있어, 그 동안 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
특히, 전계 효과 트랜지스터(FET)를 이용한 생분자의 검출 장치(또는 바이오 센서)는 비용 및 시간이 적게 들고, IC/MEMS 공정과의 접목이 용이하다.
FET를 이용한 바이오 센서는, FET의 채널 영역 또는 게이트에서, 프로브 분자(또는 수용체 분자, 억셉터(acceptor))와 타겟 분자(분석체 분자, 애널라이트(analytes))가 결합함에 따라, FET의 채널 영역에 전달되는 표면 전하의 변화에 의해, 채널 영역에 흐르는 전류량이 달라지게 되며, 이를 이용하여 타겟 분자를 검출할 수 있다.
이러한 FET는 용액의 이온 세기(ionic strength), 즉, 이온 농도에 따라 표면 전하의 드바이 길이(Debye length)가 변화하여 채널 영역에 흐르는 전류의 세기가 달라질 수 있다. 따라서, 타겟 분자를 포함하는 전해질 용액의 이온 세기가, 타겟 분자의 전하 세기보다 작은 조건에서, FET를 이용한 타겟 분자의 검출이 가능하다.
이에, 본 발명자들은 공기를 통해 전파되는 고병원성 바이러스를 간단하고 신속하게 검출하고자 후술하는 바의 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치 및 방법을 개발하게 되었고 이 장치는 여러 장소에서 대기를 수집하여 포집액에 포집한 후, 포집된 대기를 수중에 용해시키고 표적 바이러스 유무를 프로브 분자가 표면에 고정된 와이어를 포함하는 FET 검출 장치를 이용하여 검출하고 검출 결과를 사용자 단말 장치로 전송함으로써, 고병원성 바이러스의 전파를 현저히 빠른 속도로 감시할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 1은 서로 상이한 위치의 수집기에서 공기를 수집하여 검출하는 본 발명의 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치를 도식화한 것이고, 도 2는 본 발명의 고병원성 바이러스의 자동 감시 장치를 도식화한 것이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 검출부를 도식화한 것이다.
도 1 내지 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치는 크게 수집부(100), 포집부(200), 검출부(300), 전송부(400) 및 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 수집부(100)는 서로 상이한 장소에서 대기를 수집하는 2개 이상의 수집기(101)를 포함하는 이루어지는데, 본 발명에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 장치는 서로 상이한 장소에 위치하는 수집기(101)에 의해 수집된 대기를 수집함으로써 여러 장소의 바이러스 전파여부를 확인할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 수집부(100)는 2개 이상, 바람직하게는 2 내지 100 개의 수집기(101)를 포함할 수 있으며, 각 수집기(101)는 기체의 이송이 가능한 대기 이송관(110)을 포함할 수 있으며, 이러한 이송관을 통해 각 수집기(101)와 포집기가 연통되어 있을 수 있다. 아울러, 상기 각 수집기(101) 또는 상기 이송관(110)은 필요에 따라 복수의 흡입팬을 구비할 수 있고, 수집되는 기체에서 먼지 또는 모래 등의 불순물을 걸러내기 위한 필터를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 더하여, 각 수집부는 각 수집기의 이송경로를 개폐하는 밸브를 더 포함할 수 있으며, 상기 각 밸브 및 흡입팬 등은 후술하는 제어부에 의해 제어될 수 있다.
상기 포집부(200)는 상기 수집부(100)로부터 수집된 대기를 용액 중에 통과시켜 포집액(210)을 형성한다.
상기 포집부(200)는 밀폐된 통 형상을 취할 수 있고, 내부에는 수용된 포집액(210)을 포함하고, 상기 각 수집기(101)의 일단, 구체적으로 대기 이송관(110)의 일단은 상기 포집액(210) 중에 장입되어 있을 수 있다.
나아가, 상기 포집부(200)는 감압기(220)를 더 포함하며, 상기 감압기(220)는 상기 포집액의 상부에 위치하는 공기층(230)과 연통되어 있을 수 있다. 즉, 감압기(220)에 의해 포집액(210) 상부에 위치하는 공기층(230)의 압력이 낮아질 수 있으며, 이렇게 낮아진 압력에 따라 상기 수집기(101)로부터 대기가 포집부(200)로 이송될 수 있다. 이때 수집기의 일단이 포집액(210) 내에 장입되어 있음에 따라, 포집부로 이송된 대기가 상기 포집액(210) 내에서 버블링되어 포집이 수행될 수 있다. 이러한 감압을 통해 대기를 이송하는 경우, 비교적 낮은 에너지로 대기의 이송이 가능하며, 나아가 한 번에 여러 장소의 대기를 수집할 수 있는 장점이 있다.
이때, 상기 포집액(210)은 상기 표적 바이러스를 포집할 수 있는 액체인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 물일 수 있다. 나아가, 겨울철 등 주변 온도가 낮아 포집액(210)의 동결이 우려되는 경우, 글리세린 등의 부동액을 0.005 내지 0.03 중량% 첨가할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이러한 포집액(210)은 상기 포집용기 내부 부피의 10 내지 70%, 구체적으로 20 내지 60 % 수용되어 일정한 범위의 공기층(230)을 확보할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
아울러, 상기 감압기(220)에 의해 형성되는 상기 포집용기 내부의 압력은 압력차에 의해 상기 수집기(101)에서 상기 포집액(210)으로 대기를 이송할 수 있는 압력 범위인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 0.1 내지 0.9 atm, 더욱 구체적으로는 0.4 내지 0.8 atm일 수 있다. 공기층의 압력이 상기 범위 내인 경우, 대기를 빠른 속도로 수집하면서도 지나치게 많은 에너지를 필요로 하지 않을 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 장치는 상술한 포집부(300)를 1 내지 5개, 더욱 바람직하게는 단일 포집부를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 장치는 2개 이상의 서로 상이한 장소에서 수집된 대기를 단일 포집부를 이용하여 수집할 수 있으며, 이에 의해 한 번의 검출로 수집기(101)가 위치하는 다수의 장소에 대한 표적 바이러스 전파 여부를 확인할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 포집용기는, 상기 포집액(210)이 균일하게 혼합될 수 있도록 교반하는 교반 장치를 포함할 수 있다. 이때 교반 장치는 자석 교반기, 프로펠러 교반기 등일 수 있으나, 상기 포집용액의 균일한 혼합이 가능한 방법 또는 장치인 경우 제한이 없다.
상기 검출부(300)는 상기 포집액(210)으로부터 표적 바이러스의 유무를 검출하는 FET 검출 장치로서, 포집액 유입부(301) 및 유출부(302)를 포함하는 검출 채널(320), 상기 검출 채널(320)의 내부의 양 단부에 구비되는 소스 및 드레인 전극(341, 342) 및 상기 소스 및 드레인 전극(341, 342)에 연결되고 프로브 분자(331)가 표면에 고정된 와이어(330)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
검출 채널(320)은 밀폐된 통 형태의 구조물로서 일측에 상부의 포집부(300)의 하부와 연통되어 포집액(210)이 유입되는 포집액 유입부(301)를 포함하고, 타측에 포집액 유출부(302)를 포함하고 포집액(210)이 일정 속도로 채널 내부를 통해 흐르거나 순환하도록 구성된다. 포집액(210)의 흐름 및 순환은 모터(350) 및 스크류(미도시)에 의해 속도를 제어할 수 있다.
상기 포집액 유출부(302)는 재순환시에는 단부가 포집부(300)로 연결되고, 시험을 거친 포집액(210)을 폐기하고자 할 때는 별도의 폐수 수집부(340)를 구비하여 일시 저장한 후 폐기하게 된다.
상기 검출 채널(320)의 전단에는 필요에 따라 전단 필터(310)가 구비되어 포집액에 포함된 먼지 또는 불순물을 제거할 수 있으며, 이러한 필터를 통해 검출결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 이 때 필터의 여과망은 바이러스가 특별한 제한 없이 자유롭게 통과하고, 바이러스 다 더 큰 입바로 이루어진 거대분자나 이물질은 걸러질 수 있는 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 검출 채널(320)의 내부의 양 단부에는 소스 전극(341) 및 드레인 전극(342)이 설치되고, 상기 소스 및 드레인 전극(341, 342) 사이에는 프로브 분자(331)가 표면에 고정된 도전성 와이어(330)가 설치된다.
상기 와이어(330)는 10nm 내지 100 ㎛의 직경을 갖는 것이 바람직하고, 상기 와이어(330)는 미세한 전류도 감지될 수 있는 도전성 물질로 코팅된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 와이어(330)는 그래핀층, 도핑층, 반도체층, 산화물층, 화합물층, 금속층이 코팅된 탄소 나노 튜브(CNT) 또는 반도체 나노 와이어가 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 프로브 분자(331)는 고병원성 바이러스 같은 타켓 분자에 결합될 수 있는 구조를 가진 단백질, 유기 분자, 무기 분자 혹은 바이오 분자로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 단백질은 효소, 기질, 항체, 리간드, 압타머 및 수용체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특히, 고병원성 바이러스에 대한 항체 또는 시알릴락토오스가 더욱 바람직할 수 있다.
상기 프로브 분자(331)와 상기 타겟 분자와의 결합은, 핵산 혼성화, 항원-항체 반응 또는 효소 결합 반응에 의해 이루어질 수 있다.
프로브 분자(331)의 와이어(330)에 대한 고정은 통상의 효소 고정 또는 공지의 고정 방법을 이용하여 수행할 수 있으며, 예를 들면 Hartnell A, et al, Blood 2001;97:288-296에 기재된 방법을 이용할 수 있거나 또는 한국특허 제10-1101375호(2011년12월26일)에 기재된 방법을 이용하여도 좋다.
상기 검출부(300)는 FET의 채널(320) 영역으로 공급되는 미세 유체들에 따라 변화하는 전류 값을 측정할 수 있으며, 측정된 전류 값을 분석하여 고병원성 바이러스를 검출할 수 있다. 위와 같은 FET 검출 장치는 채널(320) 영역에 흐르는 전류 변화에 따라 고병원성 바이러스를 검출할 수 있는 바이오 센서이다. FET의 채널(320) 영역에는 프로브 분자가 고정되고, 프로브 분자에 타겟 분자(고병원성 바이러스)가 결합함에 따라 채널 영역에서의 전류 값이 변화한다. 그리고, FET는 채널 영역에 제공된 용액의 이온 세기(ionic strength), 즉, 이온 농도에 따라 표면 전하의 드바이 길이(Debye length)가 변화하여 채널 영역에 흐르는 전류의 세기가 달라질 수 있다.
상기 전송부(400)는 상기 검출부(300)에서 검출된 결과를 사용자 단말 장치로 전송한다.
본 발명에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 장치는 검출부(300)에서 검출된 결과를 사용자 단말 장치로 전송하는 전송부(400)를 포함한다. 상기 전송부(400)는 사용자 단말로 검출 결과를 송부하는 방법 또는 장치인 경우 제한이 없으나, 구체적으로 유선 또는 무선을 통하여 사용자 단말로 전송이 가능하며, 더욱 구체적으로는 블루투스 등을 이용하여 검출 결과를 전송할 수 있다.
제어부(500)는 본 발명에 따른 장치의 작동을 전반적으로 제어한다.
제어부(500)는 각 수집기(101)의 이송경로를 개폐하는 밸브, 송풍기의 회전 속도, 설정된 시간에 따른 검출의 수행 여부, 상기 채널(320)의 교체 또는 상기 포집액의 교체 등을 제어할 수 있고, 모터(350)나 스크류의 속도를 제어함으로써 채널(320) 영역으로 공급되는 포집액의 공급 속도를 조절할 수 있으며, 그 기능은 이에 제한되는 것은 아니다.
제어부(500)는 추가로 상기 검출기(300)에서 검출된 결과 값을 수신 받아 저장장치에 저장된 기 설정 값과 대비하여 표적 바이러스의 유무를 판단할 수 있으며, 이러한 판단 결과를 전송부(400)가 사용자 단말 장치로 전송할 수 있도록 전송부(400)를 제어할 수 있다. 이때, 상기 기 설정된 값은 표적 바이러스를 포함하지 않는 경우 검출되는 전위 또는 표적 바이러스의 포획 시 검출되는 전위의 범위일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
나아가, 본 발명의 추가의 실시형태에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 장치에서 상기 제어부(500)는 복수 개의 수집기(101) 중 둘 이상의 수집기를 통해 수집된 대기를 포집하여, 포집된 포집용액의 표적 바이러스 유무를 검출하는 제 1 모드; 또는 상기 제 1 모드의 수행 중 표적 바이러스가 검출되는 경우, 표적 바이러스가 검출된 수집기를 추출하는 제 2 모드를 수행하도록 고병원성 바이러스 자동 감시 장치를 제어할 수 있다.
이렇게 두 가지 모드로 상기 고병원성 바이러스 자동 감시 장치를 제어하는 경우 제 1 모드를 통하여 지정된 그룹 전체에 대하여 검출을 수행함으로써 고병원성 바이러스의 전파 여부를 신속하게 알 수 있으면서도, 상기 제 2 모드를 통해 구체적으로 고병원성 바이러스가 전파된 수집기를 추출해 냄으로써 보다 구체적인 후속 조치를 취할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 상기 제 1 모드는 둘 이상의 수집기를 포함하는 그룹을 지정하는 그룹화 단계; 및
그룹 별로, 해당 그룹의 수집기들로부터 수집된 대기를 포집액을 통하여 포집하고, 포집된 포집용액의 표적 바이러스 유무를 검출하는 검출단계;를 포함할 수 있다. 이러한 그룹화를 통해 상술한 바와 같이 그룹 전체에 대하여 한번에 검출을 수행함으로써 고병원성 바이러스의 전파 여부를 신속하게 알 수 있는 장점이 있다.
나아가, 상기 제 2 모드는 상기 제 1 모드에서 개방된 이송관 중 임의로 선택된 하나의 수집기의 이송경로를 개방하며, 나머지 수집기의 이송경로를 폐쇄하여 이송경로가 개방된 수집기에서 수집된 대기의 표적 바이러스 검출 여부를 확인하는 제 1 검출단계; 및
상기 제 1 검출단계에서 표적 바이러스가 검출되지 않는 경우, 개방된 이송경로를 폐쇄하고 나머지에서 임의로 선택된 하나의 이송경로만을 개방하여 이송경로가 개방된 수집기에서 수집된 대기의 표적 바이러스 검출 여부를 확인하는 제 2 검출 단계;를 포함하며, 표적 바이러스가 검출되는 수집기를 검지할 때 까지 상기 제 2 검출단계를 반복하여 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 2 모드는 상기 제 1 모드에서 표적 바이러스가 검출된 그룹 내에서, 표적 바이러스가 검출된 수집기를 추출하는 모드일 수 있다. 제 1 모드에서 표적 바이러스가 검출된 검출 그룹에 대하여, 상기 검출 그룹에서 선택되는 하나의 수집기(n1)를 선택하여 표적바이러스의 유무를 확인한 뒤, 표적 바이러스가 검출되는 경우 상기 제 2 모드를 중단하고 포집액을 교체한 뒤 상기 제 1 모드를 다시 수행할 수 있다. 만일 n1에서 표적 바이러스가 검출되지 않는 경우, 상기 검출 그룹에서 n1이 아닌 다른 수집기(n2)를 선택하여 검출을 수행하고, 표적 바이러스가 검출되는 경우 상기 제 2 모드를 중단하고 포집액을 교체한 뒤 상기 제 1 모드를 다시 수행하며, n2에서 표적 바이러스가 검출되지 않는 경우, 상기 검출 그룹에서 n1 및 n2가 아닌 다른 수집기를 선택하여 검출을 수행할 수 있다. 나아가, 상기 제 2 모드는 표적 바이러스가 검출된 수집기를 찾을 때 까지 수행될 수 있다.
나아가, 상기 제 2 모드의 수행이 완료된 후 다시 제 1 모드를 수행하는 경우, 제 1 모드의 수행은 앞서 표적 바이러스가 검출된 검출 그룹은 제외한 그룹에 대하여 수행될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 상기 제 1 모드 및 제 2 모드로 본 발명의 일 실시예에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 장치를 제어하는 경우, 선택된 그룹 전체에 대하여 검출을 수행함으로써, 신속하고 간단하게 고병원성 바이러스의 전파 여부를 확인할 수 있다. 나아가, 상기 제 1 모드에서 그룹화된 수집기 전체에 대하여 검출을 수행함으로써, 일회용인 상기 바이오칩의 소비를 저감하여 검출의 수행에 소요되는 비용 또한 절감할 수 있는 장점이 있다.
다른 실시예로서, 상기 제 2 모드는 상기 제 1 모드의 수행 중 표적 바이러스가 검출된 그룹에 포함된 수집기로부터 수집된 대기의 표적 바이러스 유무를 개별적으로 검출할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이상과 같이 본 발명에 의한 장치로 고병원성 바이러스를 감시하는 경우, 대기를 통해 고병원성 바이러스의 전파 여부를 감시함으로써 인체 또는 가축의 고병원성 바이러스 감염 여부를 확인하는 경우 대비 신속하게 고병원성 바이러스의 전파를 확인할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 설치된 수집기를 통해 대기를 이송함으로써, 별도의 인력 등을 필요로 하지 않는 장점이 있다.
다시 말해, 본 발명에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 장치는 2개 이상의 서로 상이한 장소에 위치하는 수집기를 이용하여, 한번에 여러 장소의 표적 바이러스 전파 여부를 확인할 수 있다. 즉, 서로 상이한 장소에서 각각 표적 바이러스 유무를 검출하거나, 서로 상이한 장소의 공기를 수집하여 인력 등을 이용해 수송하는 경우 대비 저비용으로, 현저히 빠른 속도로 대기를 수집하여 표적 바이러스 유무를 검출할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 또한 추가의 일면에 있어서 상술한 장치를 이용한 고병원성 바이러스 자동 감시 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 방법은
서로 상이한 장소에 위치하는 복수개의 수집기로부터 수집된 대기를 포집액에 포집하는 포집단계;
포집된 포집액 내 표적 바이러스의 유무를 상기한 바의 자동 감지 장치로 검출하는 검출 단계; 및
검출된 결과를 사용자 단말 장치로 전송하는 전송 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 포집단계는 상기 포집액 상에 수집된 대기를 버블링하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 버블링은 포집액을 포함하는 포집용기 및 대기압의 차이로 유발되는 것일 수 있다.
본 발명에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 방법을 이용하는 경우, 대기를 통하여 고병원성 바이러스의 전파 여부를 감시함으로써 인체 또는 가축이 고병원성 바이러스에 감염되었는지를 확인하는 경우 대비 현저히 빠른 속도로 고병원성 바이러스의 전파를 확인할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 여러 장소의 대기를 수집하여 포집함으로써, 한번에 여러 개의 장소에 대한 고병원성 바이러스 전파 여부를 확인할 수 있는 장점이 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 방법에서 상기 포집 단계는 상기 포집액 상에 수집된 대기를 버블링하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 버블링을 통해, 표적바이러스를 상기 포집액에 포집할 수 있으며, 포집으로 제조된 포집용액 내 표적바이러스의 유무를 확인함으로써 신속하게 표적바이러스의 전파여부를 확인할 수 있는 장점이 있다.
이에 더하여, 이러한 버블링은 상기 포집액을 포합하는 포집용기 및 대기압의 차이로 유발될 수 있다. 즉, 상기 포집용기에 감압을 수행함으로써 각 수집기에서 대기를 수집할 수 있으며, 이렇게 감압을 이용하여 대기를 수집하는 경우, 비교적 낮은 에너지로 서로 상이한 장소의 대기를 빠른 속도로 수집할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 검출단계는 상기한 바의 FET 채널을 포함하는 검출부(300)에 의해 수행된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 방법에서 상기 고병원성 바이러스는 공기를 통해 전파 가능한 질병일 수 있다. 나아가, 상기 고병원성 바이러스는 사람뿐만 아니라 동물에 감염증을 일으키는 질병일 수 있으며, 구체적이고 비한정적인 일예로 상기 고병원성 바이러스는 조류독감, 구제역 또는 신형 인플루엔자 바이러스 등일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 고병원성 바이러스 자동 감시 방법에서 상기 수집기는 고병원성 바이러스의 감시가 요구되는 복수의 장소에 위치할 수 있으며, 이를 통해 대기를 통한 고병원성 바이러스의 전파 여부를 실시간으로 감시할 수 있는 장점이 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.
100: 수집부
110: 대기 이송관
200: 포집부
210: 포집액
220: 감압기
310: 전단 필터
300: 검출부
340: 폐수 수집부
400: 전송부
500: 제어부

Claims (8)

  1. 서로 상이한 장소에서 대기를 수집하는 2개 이상의 수집기(101)를 포함하는 수집부(100);
    상기 수집부(100)로부터 수집된 대기를 용액 중에 통과시켜 포집액을 형성하는 포집부(200);
    상기 포집액으로부터 표적 바이러스의 유무를 검출하는 검출부(300);
    상기 검출부(300)에서 검출된 결과를 사용자 단말 장치로 전송하는 전송부(400); 및
    장치의 작동을 제어하는 제어부(500);를 포함하고,
    상기 검출부(300)는 포집액 유입부(301) 및 유출부(302)를 포함하는 검출 채널(320), 상기 검출 채널(320)의 내부의 양 단부에 구비되는 소스 및 드레인 전극(341, 342) 및 상기 소스 및 드레인 전극(341, 342)에 연결되고 프로브 분자(331)가 표면에 고정된 와이어(330)를 포함하는 FET 검출장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 와이어(330)는 10nm 내지 100 ㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 와이어(330)는 도전성 물질로 코팅된 것을 특징으로 하는 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 포집부(200)는 감압기(320)를 더 포함하고, 상기 감압기(220)는 상기 포집액의 상부에 위치하는 공기층과 연통되는 것인 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수집부(100)는 각 수집기의 이송경로를 개폐하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 장치.
  6. 서로 상이한 장소에 위치하는 복수개의 수집기로부터 수집된 대기를 포집액에 포집하는 포집단계;
    포집된 포집액 내 표적 바이러스의 유무를 제1항에 따른 자동 감지 장치로 검출하는 검출 단계; 및
    검출된 결과를 사용자 단말 장치로 전송하는 전송 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 포집단계는 상기 포집액 상에 수집된 대기를 버블링하는 단계를 포함하는 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 버블링은 포집액을 포함하는 포집용기 및 대기압의 차이로 유발되는 것인 고병원성 바이러스의 발생 자동 감시 방법.
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