KR20190112944A - 생체시료의 선별 분리방법 및 선별 분리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 생체시료를 선별하여 분리하는 방법 및 선별 분리장치는, 정확한 선별을 위해 제공된 제제가 표지 결과물들의 형태로 제공하는 종류, 형태 및 위치 관련 정보들에 기초하므로 신뢰성 높은 결과를 제공한다.
또한, 상기 종류, 형태 및 위치 관련 정보들을 융합하여 선별 상태에 대한 객관적 지표를 산출하여 신속하게 선별할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 생체시료를 선별하여 분리하는 방법 및 선별 분리장치는 타겟이 되는 생체시료에 대한 선별 정보 데이터를 정확하고 효과적으로 생성할 수 있도록 최적화된 제제를 이용하고, 서버에 저장된 이미징 정보를 통한 이미지 프로세싱 처리에 의해 민감하며 재현성 높은 선별 평가를 가능하게 한다.

Description

생체시료의 선별 분리방법 및 선별 분리장치 {Method and apparatus for selecting and separating of biospecimen}
본 발명은 생체시료를 선별하여 분리하는 방법 및 선별 분리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생체시료를 선택적으로 분리하고자 하는 샘플에서 상기 생체시료를 선별하여 분리하는 방법 및 이에 사용되는 선별 분리 장치에 관한 것이다.
자연 환경에서 채취할 수 있는 환경 샘플 혹은 인체 내 혈액의 경우 여러 종류의 시료가 혼합된 샘플이 존재한다. 예를 들어, 환경 샘플에는 수많은 종류의 미생물이 혼합되며, 혈액의 경우 적혈구, 백혈구, 혈소판으로 이루어진 혈구 세포가 기본적으로 존재하고 특별한 경우 순환 종양세포, 세균, 말라리아와 같은 원충, 혹은 세균이나 바이러스에 감염된 적혈구 등이 존재할 수 있다. 이에 특정 세포를 타겟팅하여 선별하는 것은 병리학적으로 시료의 상태를 분석하고 파악하는데 필수적으로 필요한 기술이다.
이러한 부산물 등 이물질이 섞여 있는 시료에서 타겟팅 대상 세포가 있는지 확인하는 방법은 분자 유전학적인 방법이 있다. 이는 특정 물질만 갖는 유전자를 증폭하는 프라이머를 제작하고 PCR(polymerase chain reaction)을 수행하여 해당 물질의 포함 여부를 확인하는 것이다. 혹은 이러한 부산물 등 이물질이 섞여 있는 시료를 슬라이드 글라스에 도말한 뒤 특정 세포만 염색한 다음 현미경으로 관찰하는 방식이 있다. 그러나 분자 유전학적 방법과 도말하는 방법은 모두 세포를 사멸시킨 다음 가능한 방식일 뿐 아니라 고가의 PCR 장비와 고배율의 현미경 장비를 필요로 한다.
또한 특정 물질 표면에 특이적으로 붙는 형광 물질을 이용하는 방식으로 면역 형광법이 있다. 이는 면역세포화학에서 특정 단백질의 항원 결정기에 대한 첫 번째 항체를 붙인 다음 상기 첫 번째 항체에 달라붙는 추가 항체를 붙이는 방법으로서, 추가 항체의 말단에 붙어있는 형광 분자를 현미경으로 관찰하여 특정 단백질이 세포 내에서 형광 염색되어 있는지를 확인하는 것이다. 몇 개의 단백질이 서로 붙어있는 경우, 이들 단백질에 대한 서로 다른 항체와 형광색을 이용하여 면역형광 염색법을 실시하면 이러한 단백질들이 어떤 부위에서 서로 붙어있는지 확인할 수 있다.
하지만 확인된 생체시료를 분리하는 기술로서 생체시료에 손상을 입힐 가능성이 큰 접촉식 분리방식 대신 비접촉식 분리방식을 적용하여 생체시료를 선별 분리하더라도, 타겟 물질이 다양한 이물질과 섞여있는 경우 이를 자동화하여 높은 처리율을 가지도록 분리하기 어려운 문제가 있다. 이뿐 아니라 생체시료가 포함된 샘플에 다양한 물리적/화학적 처리를 필요로 하므로 여전히 온전한 생체시료를 분리하기 어려운 결정적인 한계가 있다.
관련 선행기술로서, 마이크로어레이 기판 상에서 생화학 분자들을 분리하는 기술로서 접촉식 또는 비접촉식 방식으로 에너지를 인가하여 원하는 집합체를 마이크로어레이 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 기술이 미국특허공개 2015-0322485호에 개시되어 있다. 그러나 앞서 살펴본 바와 같이, 타겟 물질이 다양한 이물질과 섞여있는 경우 이를 자동화하여 높은 처리율을 가지도록 분리하기 어려운 문제가 확인되었다.
이에 본 발명자들은 생체시료의 선별 분리에 있어 표지 결과물들을 준비하고, 이러한 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하는 선별 단계를 통해 객관적이고 신속하게 선별을 수행하고 타겟 물질에 섞여 있는 이물질, 부산물에도 부구하고 선별 대상을 우수한 자동화 효율로 분리하는 기술을 제공하고자 하였다.
즉, 본 발명은 생체시료의 표지를 수행하기 위한 표지를 수행하기 위한 제제를 이용하여 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하는 선별을 위한 정보들을 제공하고 객관적으로 평가하여 자동화 방식으로 분리하는 방법 및 이에 사용되는 선별분리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
생체시료를 포함하는 샘플에 상기 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제를 투입하여 표지를 수행하고 표지 결과물들을 포함하는 샘플을 얻는 단계;
상기 샘플에서 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하여 상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계; 및
선별된 대상 시료 혹은 상기 대상 시료로 선별되지 않은 시료를 분리하는 단계를 포함하는 생체시료의 선별 분리방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면,
생체시료를 포함하는 샘플에 상기 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제를 투입하여 표지를 수행하고 표지 결과물들을 포함하는 샘플을 얻는 단계;
상기 샘플을 기판에 고정시킨 상태로 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하여 상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계; 및
선별된 대상 시료 혹은 상기 대상 시료로 선별되지 않은 시료를 분리하는 단계를 포함하는 생체시료의 선별 분리방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면,
표지 결과물들을 포함하는 샘플이 배치된 기판을 장착한 스테이지;
상기 표지 결과물들을 관찰하고 적어도 하나의 대상 시료를 선별하기 위한 이미징 처리부; 및
상기 이미징 처리부에서 선별된 대상을 분리하기 위한 레이저 플랫폼을 포함하는 생체시료의 선별분리 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 생체시료를 선별하여 분리하는 방법 및 선별 분리장치는, 정확한 선별을 위해 제공된 제제가 표지 결과물들의 형태로 제공하는 종류, 형태 및 위치 관련 정보들에 기초하므로 신뢰성 높은 결과를 제공한다.
또한, 상기 종류, 형태 및 위치 관련 정보들을 융합하여 선별 상태에 대한 객관적 지표를 산출하여 신속하게 선별할 수 있다.
상기 생체시료를 선별하여 분리하는 방법 및 선별 분리장치는 타겟이 되는 생체시료에 대한 선별 정보 데이터를 정확하고 효과적으로 생성할 수 있도록 최적화된 제제를 이용하고, 서버에 저장된 이미징 정보를 통한 이미지 프로세싱 처리에 의해 민감하며 재현성 높은 선별 평가를 가능하게 한다.
도 1은 생체시료를 선별하여 분리하는 방법에 대한 순서도를 도시한 예이다.
도 2는 생체시료의 선별을 위한 정보로서 종류, 형태 및 위치 관련 정보들을 융합하여 분류하는 방법에 대한 순서도를 도시한 예이다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 순서도의 단계별 적용 예시도이다.
도 6은 도 5에서 선별된 대상 시료에 레이저 플랫폼을 사용하여 자동으로 분리하는 모식도이다.
도 7은 생체시료의 선별분리 장치의 일 구현예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에서 사용하는 레이저 플랫폼의 일 예시도이다.
도 9는 도 1의 구체적인 구현예이다.
도 10은 부착물 형태를 고려하지 않은채 위치 정보와 부착물 정보만을 가지고 선별된 비교예 시료와, 본 발명에 따라 부착물 형태까지 고려하여 선별된 실시예 시료의 대비 모식도이고, 도 11은 고배율 사진과 형광 사진이다.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것은 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에 대한 상세한 설명하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주 기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주 기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주 기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이하 설명하는 기술은 생체시료를 선별하여 분리하는 방법에 관한 것이다. 이하 설명하는 기술은 생체시료를 포함하는 샘플, 일례로 액상 샘플에 상기 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제를 투입하여 표지를 수행하고 표지 결과물들을 포함하는 샘플을 얻고, 상기 샘플에서 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하여 상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별한 다음 분리하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 생체시료를 선별하여 분리하는 방법에 대한 순서도를 도시한 예이다. 도 1의 단계 110에 따르면, 생체시료를 포함하는 샘플, 일례로 액상 샘플에 상기 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제를 투입하여 표지를 수행하고 표지 결과물들을 포함하는 샘플을 얻는다.
상기 샘플은 인체, 동물체, 식물체 등의 생체를 기반으로 하는 생체 유래 물질이거나, 바닷물, 강물, 폐수, 토양 등의 다양한 자연 환경을 기반으로 하는 것일 수 있다. 상기 생체 유래 물질은 혈액, 타액, 고름, 뇨, 분변, 분비액, 생검 검사물(biopsy specimen) 등을 포함할 수 있다.
상기 샘플은 원핵세포와 진핵세포 모두를 포함할 수 있으며, 포유류 세포; 종양세포; 혈구 세포; 세균, 남색세균, 고세균을 비롯한 원핵생물; 사상균; 효모; 변형균; 담자균; 단세포성 조류 또는 원생동물을 포함할 수 있다. 상기 샘플에는 질병의 원인이 되는 미생물을 포함할 수 있으며, 바이러스; 리케챠; 구균, 간균, 나선균, 방선균을 비롯한 세균; 진균 또는 원충 등을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 생체시료는 조직, 세포, 핵산, 단백질, 엑소좀 및 대사체(metabolite)로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 생체시료를 포함하는 샘플에 상기 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제를 투입하여 표지를 수행하고 표지 결과물들을 포함하는 샘플을 얻는다.
상기 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제는, 일례로 생체시료에 표지를 수행하기 위한 친화성 물질과 위치정보 추적물질, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 생체시료에 대한 친화성 물질은 핵산, 단백질 혹은 그 조합 등 화학적 상호작용, 물리적 상호작용, 항원-항체반응 등의 특징을 갖는 물질일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 생체시료 친화성 물질은 예로 들면, 생체시료는 비오틴과 같은 물질과 결합된 것일 수 있다. 비오틴과 결합된 상기 생체시료는 그에 특이적인 결합체를 형성하며, 상기 결합체가 스트렙타비딘과의 결합을 들 수 있고, 다른 예로는 특정 생체시료의 표면에 발현되어 있는 안티젠을 타깃으로 하며 친화력을 갖는 안티바디, 형광분자, 발광분자, RNA와 DNA 기반의 압타머 등을 포함한다. 구체적인 예로, 상기 생체시료에 대한 친화성 물질은 비드, 형광분자, 발광분자, 안티바디, 혹은 압타머일 수 있다. 상기 친화성 물질은 사이즈가 1.0um 이하, 혹은 0.01nm 내지 1.0um인 것이 적용하기에 적절하다.
이러한 바인딩에 의해 상기 생체시료와의 결합체가 형성될 수 있다. 상기 바인딩은 다양한 방식이 활용될 수 있으며, 예를 들어 액상 등의 샘플에 제제를 섞고 가볍게 흔들기만 하더라도 제제 자체가 생체시료에 특이적으로 결합하는 물질을 포함시킬 경우 충분한 표지가 이루어질 수 있다. 즉, 상기 친화성 물질로서 안티바디가 상기 생체시료로서 안티겐에 도포되거나 혹은 비드와 반응한 상태로 사용될 경우 상기 표지 결과물에 대한 이미지 관찰 정보를 바탕으로 생체시료에 대한 부착물 정보에 있어 원하는 생체시료가 부착물로서 포함되는지 여부를 쉽게 판단할 수 있어 바람직하다.
또한 위치정보 추적물질이 구비되는 것이 표지 결과물들에 대한 위치정보를 쉽게 제공하면서 객관적인 선별을 제공할 수 있을 뿐 아니라 해당 위치정보를 바탕으로 후속 공정인 분리 공정까지 자동화 처리를 수행할 수 있는 이점을 제공할 수 있어 바람직하다.
상기 위치정보 추적물질은 상기 생체시료에 영향을 미치지 않으면서 색상 이미지를 제공할 수 있는 물질라면 한정하는 것은 아니며, 일례로 비드, 형광분자, 발광분자, 퀀텀닷, 안티바디, 압타머, 엔자임, DNA, RNA, PNA 혹은 그 조합일 수 있다.
예를 들어, 비드는 실리콘, 자성, 나노물질, 고분자, 금속 등의 재질을 갖는 것일 수 있고, 형광분자는 Alexa, Hoesct, cy3, cy5, bioluminescent material, auto fluorescent material 등의 형광염료일 수 있고, 발광분자는 LED, luminescent 등의 발광물질일 수 있고, 퀀텀닷은 Core-type Quantum Dots, Core-Shell Quantum Dots, Alloyed Quantum Dots 등일 수 있고, 구체적인 예로 코어-쉘 구조를 갖는 II-V족 물질 등일 수 있으며, 안티바디는 monoclonal antibody, polyclonal antibody, scFv, nanobody, Fab antibody, chimeric antibody 등일 수 있고, 엔자임은 HRP enzyme 등일 수 있고, 압타머는 DNA 혹은 RNA 기반인 것을 각각 사용할 수 있다.
도 1의 단계 120에 따르면, 상기 샘플에서 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하여 상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별한다. 즉, 본 발명에 개시된 기술에 따르면, 상기 샘플을 기판에 굳이 고정하지 않더라도 선별 가능한 이점을 제공할 수 있다. 혹은 상기 샘플, 일례로 액상 샘플을 기판에 고정시킨 상태로 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하여 상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별한 다음 분리할 수 있다. 상기 기판은 반드시 평면일 필요는 없으며, 상기 샘플, 일례로 액상 샘플을 지지하기 위한 표면을 제공하는 것이라면 한정하는 것은 아니나, 슬라이드 글라스, 마이크로 비드, 나노입자, 나노 구조체, 모세관, 미세유체 지지체, 공극 구조체, 스폰지 구조체 및 덴드리머 등일 수 있다. 상기 기판은 유리, 실리콘 또는 고분자 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, DNA나 단백질 등 생체 시료가 집적된 마이크로어레이 기판, 차세대 염기서열 분석 기판 등일 수 있다. 상기 기판은 이에 한정하는 것은 아니나, 후속 공정으로 레이저 인가 등을 고려할 때 생체시료의 분리시 입힐 손상을 줄이거나 없앨 목적으로 희생층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 희생층은 투광성 금속산화물 또는 투광성 플라스틱 재질로 이루어진 것일 수 있다. 상기 희생층은 투광도를 감소시키거나 흡광도를 증가시켜 에너지의 흡수를 증가시킨 유리일 수 있고, 투광도를 감소시키거나 흡광도를 증가시켜 에너지의 흡수를 증가시킨 실리콘일 수 있다. 또한 상기 희생층은 유리나 실리콘 등 고체 표면에 코팅되어 있을 수 있고 유리나 실리콘 등 고체 내부에 존재할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 희생층을 구성하는 물질은 목적 시료의 위치에 레이저 광이 정확하게 인가되는지 확인하기 용이하도록 광학적 왜곡이 없는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 목적 시료가 세포와 같은 바이오 물질일 경우 손상(damage)이 발생하지 않도록 상기 에너지는 적외선(infrared) 레이저일 수 있다. 이때 희생층은 적외선 파장의 레이저에 의하여 증발이 일어나면서도 가시광선은 투과시켜서 바이오 물질의 이미지 관찰에 방해를 주지 않는 것이 바람직하다. 상기 희생층은 바람직하게는 금속 산화물로 이루어진 것일 수 있다. 상기 금속산화물은 예를 들면 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), 인듐갈륨아연산화물(IGZO)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 분리 대상을 선별하는 단계는 광학 현미경 또는 전자 현미경을 통해 직접 눈으로 관찰하는 방식 또는 별도 이미지 프로세싱을 이용한 자동화된 방식으로 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치정보를 얻음으로써 수행할 수 있다.
상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하는 단계는 이미지 관찰, 형광 신호를 비롯한 신호 정보 및 좌표 정보의 조합을 통해 수행되는 것이 바람직하다.
상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하는 단계는 좌표 정보에 형광 신호를 비롯한 신호 정보와 이미지 관찰 정보를 누적하는 방식으로 업데이트 정보를 제공하며, 상기 업데이트 정보는 이에 한정하는 것은 아니나, 다음과 같은 데이터베이스와 서버를 포함하는 선별 시스템을 통해 구현될 수 있다. 상기 데이터베이스는 상기 표지 결과물들의 좌표 정보, 상기 표지 결과물들의 형광 신호와 같은 신호 정보, 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보 및 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들에 대한 정보를 저장하는 것일 수 있다. 상기 서버는 상기 데이터베이스에 저장된 정보에 접근하여 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들에 대한 정보를 이용하여, 상기 표지 결과물들의 좌표 정보, 상기 표지 결과물들의 신호 정보와 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보를 통해 제공되는 표지 결과물별 부착물의 종류정보와 해당 부착물의 부착형태 정보를 기반으로 생체시료를 선별하는 것일 수 있다.
상기 선별 시스템의 동작 순서도를 도 2에 나타내었다. 도 2는 생체시료의 선별을 위한 정보로서 종류, 형태 및 위치 관련 정보들을 융합하여 선별 여부/순서 등을 분류하는 방법에 대한 순서도를 도시한 예이며, 기타 표지결과물에 대한 형태, 종류 및 위치를 파악하는 사물인식 알고리즘으로서 구동가능한 연산 장치와 결합된 상태로 사용하는 것이라면 제한없이 적용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 우선 서버는 상기 표지 결과물들의 형광 신호와 같은 신호 정보를 통해 제공되는 부착물의 종류정보가 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들 중에서 생체시료에 대한 정보와 일치하지 않는 경우 선별하지 않음으로 분류한다.
상기 서버는 상기 표지 결과물들의 신호 정보를 통해 제공되는 부착물의 종류정보가 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들 중에서 생체시료에 대한 정보와 일치하는 경우, 해당 부착물의 부착형태 정보를 평가한다.
상기 서버는 해당 부착물의 부착형태 정보가 정상 모폴로지(regular morphology) 형상인 경우 선별함으로 분류한다. 상기 선별함으로 분류된 분리 대상 정보를 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보에 업데이트하고, 해당 업데이트 정보를 데이터베이스에 포함시킬 수 있다.
도 3 내지 도 5는 도 2에서 나타낸 순서 흐름도의 단계별 예시도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 개시된 기술에 따른 생체 시료의 선별 분리방법은 다음과 같은 순서로 이루어질 수 있다. 도 3을 참조하면 생체시료의 일종인 세포를 특이 친화성 물질(비드, 형광분자, 안티바디, 압타머 혹은 그 조합 중 선택)과 위치정보 추적물질(비드, 형광분자, 퀀텀닷, 안티바디, 압타머, 엔자임, DNA, RNA, PNA 혹은 그 조합 중 선택)을 포함하는 친화성 물질과 위치정보 추적물질, 또는 이들의 조합으로 표지된 결과물들이 배치된 슬라이드 글라스 기판을 관찰하여 상기 표지 결과물들 중에서 위치정보 추적물질에 따라 각 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제별 위치정보를 파악한다. 도 4를 참조하면, 상기 위치정보를 파악한 이미징 화면에 대하여 선별하고자 하는 대상(세포)에 부착된 주황색 형광은 선별함으로 분류하고, 이물질이나 부산물이 바인딩된 경우를 나타내는 녹색 형광, 혹은 형광 없음은 각각 선별하지 않음으로 분류한다. 이러한 선별 정보를 상기 도 3의 위치정보 상에 누적하여 업데이트하는 것이 바람직하다. 도 5를 참조하면, 상기 위치정보와 부착물 정보를 확인한 이미징 화면에서 부착물의 부착형태 정보를 확인하고 정규 모폴로지(regular morphology) 형상을 갖는 세포에 대해서만 선별로서 분류한다. 여기서 정규 모폴로지 형상은 달리 언급되지 않는 한, 자연 상태에서 존재하는 생체 시료 형상 자체, 혹은 엔지니어링된 샘플에 존재하는 생체 시료 형상 자체를 의미하는 것으로, 형광 물질의 형태로부터 파악하거나 혹은 비드를 비롯한 추출물질에 결합된 생체시료의 형태로부터 파악할 수 있다.
그런 다음 도 1의 단계 130에 따르면, 선별된 대상 시료 혹은 상기 대상 시료로 선별되지 않은 시료를 필요에 따라 분리한다. 상기 대상 시료는 선별평가 시스템을 통해 확인된 정규 모폴로지에 근접한 순서에 따라 혹은 필요에 따라서는 역순 등 미리 특정된 순서에 따라 입력된 위치정보를 바탕으로, 예를 들면 정규 모폴로지에 근접한 모폴로지를 갖는 제제로서 파악된 위치정보의 순서대로 레이저를 비접촉식 인가하여 분리되는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 접촉식 분리도 적용할 수 있다. 도 6은 도 5에서 선별된 대상 시료에 레이저 플랫폼을 사용하여 자동으로 분리하는 모식도이다. 도 6을 참조하면, 상기 정규 모폴로지 형상을 갖는 것으로 확인된 업데이트 정보를 바탕으로 분리 장비를 이용하여 선별적으로 에너지를 인가함에 따라 자동으로 분리하게 된다. 즉, 전술한 업데이트 정보를 기반으로 상기 대상 시료에 초음파, 광압, 레이저, 풀링 및 흡수로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 분리 수단을 적용하여 자동화 방식으로 상기 분리 대상을 회수할 수 있다.
본 발명에 개시된 생체 시료의 선별 분리방법은 생체 시료 중에서 원하는 대상 시료를 이미징 등을 통해 관찰하면서 선별하고 상기 생체 시료에 오염되지 않고 손상 없이 원하는 대상 시료를 용이하게 분리할 수 있다. 특히 샘플에 포함된 이물질, 부산물과 관계없이 고순도 생체시료를 자동화 공정으로 선별 분리할 수 있어 고속/대량 분석이 용이한 장점이 있다.
본 발명에서 제공하는 생체 시료의 선별분리 방법은 여러 가지 용도로 쓰일 수 있다. 환경에서 채취할 수 있는 시료에서 특정 미생물을 확인하게 되면 그 시료의 오염 정도를 확인할 수 있다. 혈액에서 특정 세균이 있는지 확인하는 방법은 환자의 혈액에서 균의 존재 유무를 빠르게 확인하여 신속하게 처방하는데 도움이 된다. 또한 혈액 내에 극히 적은 수로 존재하는 순환 종양세포를 빠른 시간 내에 고감도로 확인하여 환자의 항암치료의 예후 관측이나 전이 정도를 확인할 수 있다. 또한, 항암제, 항생제 등을 처리하여 관찰할 경우 적합한 치료제를 신속하게 검색할 수 있다. 또한, 특정 유전자를 가진 세포를 확인할 수 있어서 암의 진단이나 돌연변이를 빠른 시간 내에 확인할 수 있다. 즉, 생체 시료의 종류에 따라 단백질을 포함할 경우 항원 항체 선별 스크리닝에 적용되어 생명과학, 바이오테크놀로지 분야에 적용되거나 특이적인 세포를 함유할 경우 의료 분야에 적용가능하며, 특히 생체시료가 부산물(이물질) 대비 상대적인 함량이 극히 적게 존재하는 경우에도 효과적으로 적용할 수 있다.
본 발명에 개시된 기술의 또 다른 측면에 의하면, 생체시료의 선별 분리에 사용되는 장치가 제공된다. 도 7은 생체시료의 선별분리 장치의 일 구현예를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 생체시료 중 대상 시료의 선별적 처리장치(700)는 표지 결과물들을 포함하는 샘플이 배치된 기판을 장착한 스테이지(710); 상기 표지 결과물들을 관찰하고 적어도 하나의 대상 시료를 선별하기 위한 이미징 처리부(720); 및 상기 이미징 처리부(720)에서 선별된 대상을 분리하기 위한 분리 처리부(730)를 포함한다. 상기 스테이지(710)은 기판을 장착하기 위한 마운트를 포함할 수 있으며, 정밀한 조작을 위해 전동 스테이지인 것이 바람직하다. 상기 이미징 처리부(720)는 기판 상의 대상 시료의 종류, 위치 및 형태 판독을 위한 이미징 장치를 포함할 수 있고, 구체적인 예로 관찰을 위한 광학 현미경 또는 전자 현미경 등을 들 수 있다.
상기 이미징 처리부(720) 관련하여, 설명의 편의를 위해 컴퓨터 장치가 표지 결과물들의 이미징 정보를 바탕으로 위치, 종류 및 형태 정보를 평가한다고 설명한다. 컴퓨터 장치는 스마트 기기, PC, 서버 등을 포함하는 의미이다. 또한 설명의 편의상 컴퓨터 장치는 위치, 종류 및 형태 정보를 1) 위치 정보와 종류 정보의 만족, 2) 위치 정보와 종류 정보 및 형태 정보의 만족 중 어느 하나로 결정한다고 가정한다.
컴퓨터 장치는 먼저 표지 결과물들의 위치, 종류 및 형태 정보를 평가하기 위한 이미징 정보를 획득하여야 한다(도 2의 210 참조). 전술한 바와 같이, 해당 이미징 정보는 형광 이미지, 발광 이미지를 비롯한 이미징 정보를 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 장치는 생체시료를 포함하는 표지 결과물들에 대한 정보, 혹은 형광 물질이나 발광 물질을 비롯한 이미징 정보 대비 위치 정보를 판단한다.
상기 이미징 정보는 특정 소프트웨어에 의해 자동적으로 포착하여 제공할 수 있으며, 혹은 현미경으로 실시간 관찰하여 제공할 수 있다. 이때 현미경 렌즈는 구별하기 원하는 생체시료, 혹은 이들 생체시료를 포함하는 표지 결과물들을 관찰할 수 있을 정도의 배율을 가진다. 상기 관찰은 광원이 있는 명시야 뿐 아니라 암시야에서도 관찰할 수 있다. 상기 표지 결과물들은 이미징 정보 혹은 현미경으로 실시간 관찰을 통하여 제공되게 되므로, 필요에 따라 반복하여 영상화할 수 있다.
그런 다음 컴퓨터 장치는 판단한 정보(종류 정보에 해당)가 상기 생체시료에 대한 정보와 일치하는지 여부를 판단한다(도 2의 220 참조). 컴퓨터 장치는 상기 표지 결과물들의 종류 정보가 생체 시료에 대한 정보가 일치하지 않는 경우 선별하지 않음으로 평가할 수 있다(도 2의 220의 NO).
컴퓨터 장치는 판단한 정보(종류 정보)가 생체 시료에 대한 정보와 일치하는 경우(도 2의 220의 YES), 상기 이미징 정보에 포함된 부착물의 형태정보를 평가한다(도 2의 230). 상기 형태정보는 형광 물질 혹은 발광 물질의 형태로부터 판단할 수 있고, 혹은 상기 생체시료의 형태로부터 판단할 수도 있다.
그런 다음 컴퓨터 장치는 상기 이미징 정보에 포함된 형태 정보가 정규 모폴로지와 같거나 혹은 근접한 경우 선별함으로 평가할 수 있다(도 2의 230의 YES). 상기 형태정보에 있어 정규 모폴로지에 근접한 순서대로 위치정보를 컴퓨터 장치의 서버에 업데이트 정보로서 입력한다(도 2의 240).
상기 입력된 위치정보의 순서에 따라 레이저를 해당 위치에 인가하여 분리할 수 있다(도 2의 250). 결과 고순도 생체시료를 고 효율로 제공할 수 있다. 여기서 해당 위치에 대한 에너지 인가는 이에 한정하는 것은 아니나, 펄스 레이저를 사용하며, 파장대는 10 nm 내지 100000 nm 범위 내에서 자유롭게 선택할 수 있고, 지속시간은 1as 내지 1ms, 혹은 1fs 내지 100ns일 수 있다. 이상 일련의 공정은 자동화 공정으로 구현될 수 있다.
상기 표지 결과물들이 포함된 샘플에서 특정 생체시료를 선별하는 과정은 다음과 같은 선별 시스템으로 구현될 수 있다. 상기 선별 시스템은, 일례로, 상기 표지 결과물들의 좌표 정보, 상기 표지 결과물들의 형광 신호를 비롯한 신호 정보, 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보 및 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스; 및 상기 데이터베이스에 저장된 정보에 접근하여 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들에 대한 정보를 이용하여, 상기 표지 결과물들의 좌표 정보, 상기 표지 결과물들의 신호 정보와 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보를 통해 제공되는 표지 결과물들별 부착물의 종류정보와 해당 부착물의 부착형태 정보를 기반으로 생체시료를 선별하는 서버를 포함할 수 있다.
상기 서버는 상기 부착물 정보가 상기 생체시료에 대한 정보와 일치하지 않는 경우 선별하지 않음으로 분류한다.
상기 서버는 상기 부착물 정보가 상기 생체시료에 대한 정보와 일치하는 경우, 상기 표지 결과물에 대한 이미징 정보에 포함된 형태정보를 평가한다.
상기 서버는 상기 표지 결과물에 대한 이미징 정보에 포함된 형태정보가 정규 모폴로지에 근접한 경우 선별함으로 분류할 수 있다.
상기 분리 처리부(630)는 구체적인 예로, 레이저 플랫폼의 형태로 구현될 수 있다. 도 8은 레이저 플랫폼의 일 구현예를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 상기 레이저 플랫폼은 생체시료가 손상되지 않는 항온항습 장치, 생체 시료를 고체 위에 고정하기 위한 지지대 및 레이저 인가 장치를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 생체시료는 일례로 액상 샘플로부터 제공될 수 있으며, 이 경우 상기 항온항습 장치는, 상기 생체시료를 포함하는 액상 샘플로부터 증발하는 수분을 보충하기 위한 수분 공급부 및 상기 고체와 상기 수분 공급부 사이에 존재하는 영역의 온도 혹은 습도를 측정하는 습도 제어부를 포함할 수 있다.
상기 레이저 플랫폼의 레이저 인가장치는 펄스 레이저를 사용하는 것일 수 있다. 상기 펄스 레이저의 입사에 의해 펄스 레이저 삭마(pulse laser ablation) 혹은 복사압 배출(radiation pressure injection)이 일어날 수 있다. 이 경우 분리하는데 사용되는 레이저 파장의 진행 방향과 대상 시료의 분리 방향이 크게 다르지 않아 이를 회수함이 보다 용이할 수 있다.
상기 펄스 레이저는 10~10,000nm, 20~5,000nm, 혹은 100~2,000nm의 파장을 가질 수 있다. 가시광선 영역을 포함하는 상기 범위에서는 전자기장이 광학 부품에 큰 영향을 주지 않으면서 충분한 에너지를 전달 가능하다. 또한 대부분의 상용 펄스 레이저는 상기 범위에서 동작하므로 시스템 구현이 용이하며, 희생층을 이용한 기판을 사용하는 경우에도 시스템의 큰 변경 없이 본 발명의 개시 기술을 실시할 수 있다.
상기 펄스 레이저는 1as~1ms, 혹은 1fs~100ns의 펄스 조사시간(pulse dulration)을 가질 수 있다. 상기 펄스 조사시간은 상기 펄스 레이저로 인한 펄스 레이저 삭마가 발생할 시 분리된 기판과 대상 시료와의 진행 경로가 보다 일정하여 회수가 용이하다는 단점이 있다. 상기 원하는 대상 시료를 상기 기판으로부터 분리시키는 단계는 원하는 선별 시료 혹은 비선별 시료를 저장용기(reservoir)로 이전시키는 과정을 포함한다. 상기 저장용기로의 이전은 분리한 대상 시료를 보관하고 기타 반응물과의 반응이 필요할 때 사용하기 위해 필요한 과정이다. 상기 저장용기는 물리적 혹은 화학적 반응을 일으키거나 이를 관측할 목적으로 제작된 용기를 포함할 수 있다. 상기 저장용기는 생화학분자의 보관을 위해 제작된 용기를 포함할 수 있다. 상기 저장용기는 1aL~1L, 1fL~10ml, 혹은 10pl~500ul의 부피를 가지며, 이는 후처리에 가장 용이한 반응 부피(reaction volume)에 해당한다. 또한 상기 저장 용기는 예를 들어, 각 웰의 부피가 1pL~1uL인 미세우물의 어레이 구조일 수 있으며, 이는 상기 분리된 분자클론과 핵산의 화학 반응시 반응 부피를 줄임으로써 시약의 낭비를 최소화하기 위함이다. 또한 이를 통해 일부 반응은 반응속도나 효율의 향상을 기대할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이미지를 분석하여 각 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제의 형태, 종류 및 위치를 파악하는 사물인식 알고리즘을 구동가능한 연산 장치와 결합된 상태로 사용함에 따라 추출 과정의 자동화를 도모할 수 있어, 종래 별도의 추출 도구를 필요로 하며, 이들 추출 도구와 이미지 관찰 및 저장 가능한 장비와 결합 혹은 연계하여 사용되던 수동 처리를 개선할 수 있다.
본 발명에 개시된 기술의 일 구현예에 따른 생체 시료의 선별분리 장치는 생화학 분자로 핵산, 단백질, 세포 등의 물질을 최소 단위로 선택적 분리할 수 있으므로 다양하게 응용될 수 있다. 즉, 원하는 생체 시료를 선별적으로 분리하기 위한 바이오 분석, 혹은 유전자 진단장비 등에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 하기 실시예를 통하여 구현하나, 이하 실험자료는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다.
<실시예>
본 발명의 구체적인 실험을 도 9에 나타낸 순서도에 따라 수행하였다.
우선, 특이 친화성 물질로서 자체 제작한 직경 10um의 실리카 비드와 anti-EpCAM 안티바디(Eithelial Cell Adhesion Molecule, Abcam사 제품)를 사용하고, 형광 물질로서 FITC 형광다이를 상기 비드에 코팅한 다음 SKBR3 유방암 유래세포주가 포함된 PBS 스파이킹 샘플에 투입하고 표지를 수행하되, 진탕 처리(shaking)를 통하여 충분한 바인딩을 통한 표지 결과물들을 포함한 액상 샘플을 수득하였다.
상기 표지 결과물들이 포함된 액상 샘플을 희생층으로 ITO가 코팅되어 있는 슬라이드 글라스 기판 표면에 도포하고 광학 현미경을 사용하여 이미징 정보를 수행하였다.
상기 이미징 정보로부터 도 2에 제시한 알고리즘을 이용하여 형광을 띄는 비드만 선별하였다. 구체적으로는 비드가 생체 시료와 결합되어 있는지를 대비하여 결합되지 않은 것으로 확인된 경우(NO), 분리 과정에서 제외하였고, 결합된 것으로 확인된 경우(YES), 생체 시료의 상태가 정규 모폴로지 형상에 근접하게 온전한지를 확인하였다. 상기 생체 시료의 상태가 온전하지 않은 것으로 확인된 경우(NO), 분리 과정에서 제외하였고, 온전한 것으로 확인된 경우(YES), 기록된 위치 정보를 활용하여 도 8에 도시한 구성을 갖는 레이저 플랫폼 장비를 사용하여 생체시료를 손상시키지 않는 항온항습 조건 하에서 실험을 수행하였다.
<비교예>
상기 실시예에서 생체 시료의 상태가 정규 모폴로지 형상에 근접하게 온전한지 판단을 제외하고는 실시예와 동일한 공정을 반복하였다.
즉, 실시예의 이미징 정보로부터 하기 알고리즘을 이용하여 형광을 띄는 비드만 선별하였다. 구체적으로는 비드가 생체 시료와 결합되어 있는지를 대비하여 결합되지 않은 것으로 확인된 경우(NO), 분리 과정에서 제외하였고, 결합된 것으로 확인된 경우(YES), 기록된 위치 정보를 활용하여 도 8에 도시한 구성을 갖는 레이저 플랫폼 장비를 사용하여 생체시료를 손상시키지 않는 항온항습 조건 하에서 실험을 수행하였다.
<실험예>
상기 실시예와 비교예에서 각각 레이저 인가장치를 통해 분리해낸 생체 시료의 모식도와, 선별 분리한 결과 고배율 사진과 형광 사진을 도 10 및 도 11에 나타내었다. 도 10의 (a)에서 보듯이, 실시예에 따라 분리된 생체 시료의 경우에는 온전한 형태와 종류를 갖춘 고순도/고효율의 생체 시료들만이 분리된 반면, 도 10의 (b)에서 보듯이, 비교예에 따라 분리된 생체 시료의 경우에는 형태상 온전하지 않는 생체 시료들까지 포함하여 분리된 것을 확인할 수 있었다. 도 11에 따르면, 좌측 도면은 비드를 갖는 샘플을 보이는 사진이고, 중간 도면은 녹색 형광 분자로 해당 선별 부분을 나타내는 사진이며, 우측 도면은 비-타겟 샘플을 나타내는 사진이다.

Claims (20)

  1. 생체시료를 포함하는 샘플에 상기 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제를 투입하여 표지를 수행하고 표지 결과물들을 포함하는 샘플을 얻는 단계;
    상기 샘플에서 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하여 상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계; 및
    선별된 대상 시료 혹은 상기 대상 시료로 선별되지 않은 시료를 분리하는 단계를 포함하는 생체시료의 선별 분리방법.
  2. 생체시료를 포함하는 샘플에 상기 생체시료의 표지를 수행하기 위한 제제를 투입하여 표지를 수행하고 표지 결과물들을 포함하는 샘플을 얻는 단계;
    상기 샘플을 기판에 고정시킨 상태로 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하여 상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계; 및
    선별된 대상 시료 혹은 상기 대상 시료로 선별되지 않은 시료를 분리하는 단계를 포함하는 생체시료의 선별 분리방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 생체시료는 조직, 세포, 핵산, 단백질, 엑소좀, 및 대사체로 이루어진 군중에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 샘플은 환경 유래 샘플 혹은 생체 유래 샘플인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제제는 상기 생체시료에 대한 친화성 물질과 위치정보 추적물질 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 생체시료에 대한 친화성 물질은 비드, 형광분자, 발광분자, 안티바디, 압타머 혹은 그 조합인 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 생체시료에 대한 위치정보 추적물질은, 비드, 형광분자, 발광분자, 퀀텀닷, 안티바디, 압타머, 엔자임, DNA, RNA, PNA, 혹은 그 조합인 것인 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 유리, 실리콘 또는 고분자 재질로 구성되되, 희생층을 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표지 결과물들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계는 광학 현미경 또는 전자 현미경을 통해 직접 눈으로 관찰하는 방식 또는 별도 이미지 프로세싱을 이용한 자동화된 방식으로 상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치정보를 얻음으로써 수행하는 것인 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하는 단계는 이미지 관찰, 형광 신호를 비롯한 신호 정보 및 좌표 정보의 조합을 통해 수행되는 것인 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표지 결과물들의 종류, 형태 및 위치를 판독하는 단계는 좌표 정보에 형광 신호를 비롯한 신호 정보와 이미지 관찰 정보를 누적하는 방식으로 업데이트 정보를 제공하는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 업데이트 정보는 선별 시스템을 통해 구현되되, 상기 선별 시스템은,
    상기 표지 결과물들의 좌표 정보, 상기 표지 결과물들의 신호 정보, 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보 및 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 데이터베이스에 저장된 정보에 접근하여 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들에 대한 정보를 이용하여, 상기 표지 결과물들의 좌표 정보, 상기 표지 결과물들의 신호 정보와 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보를 통해 제공되는 표지 결과물별 부착물의 종류정보와 해당 부착물의 부착형태 정보를 기반으로 생체시료를 선별하는 서버를 포함하여 구성된 것인 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 서버는 상기 표지 결과물들의 신호 정보를 통해 제공되는 부착물의 종류정보가 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들 중에서 생체시료에 대한 정보와 일치하지 않는 경우 선별하지 않음으로 분류하는 것인 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 서버는 상기 표지 결과물들의 신호 정보를 통해 제공되는 부착물의 종류정보가 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들 중에서 생체시료에 대한 정보와 일치하는 경우, 해당 부착물의 부착형태 정보를 평가하는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서버는 해당 부착물의 부착형태 정보가 정상 모폴로지(regular morphology) 형상인 경우 선별함으로 분류하는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 선별함으로 분류된 분리 대상 정보를 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보에 업데이트하고, 해당 업데이트 정보를 데이터베이스에 포함시키는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 업데이트 정보를 기반으로 선별된 대상 시료에 초음파, 광압, 레이저, 풀링 및 흡수로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 분리 수단을 적용하여 자동화 방식으로 상기 분리 대상을 회수하는 것인 방법.
  17. 표지 결과물들을 포함하는 샘플이 배치된 기판을 장착한 스테이지;
    상기 표지 결과물들을 관찰하고 적어도 하나의 대상 시료를 선별하기 위한 이미징 처리부; 및
    상기 이미징 처리부에서 선별된 대상을 분리하기 위한 분리 처리부를 포함하는 생체시료의 선별분리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 이미징 처리부는 선별 시스템을 통해 구현되며,
    상기 선별 시스템은, 상기 표지 결과물들의 좌표 정보, 상기 표지 결과물들의 신호 정보, 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보 및 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들에 대한 정보를 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 데이터베이스에 저장된 정보에 접근하여 상기 표지 결과물을 구성하는 물질들에 대한 정보를 이용하여, 상기 표지 결과물들의 좌표 정보, 상기 표지 결과물들의 신호 정보와 상기 표지 결과물들의 이미지 관찰 정보를 통해 제공되는 표지 결과물별 부착물의 종류정보와 해당 부착물의 부착형태 정보를 기반으로 생체시료를 선별하는 서버;를 포함하는 것인 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 분리 처리부는 레이저 플랫폼으로 구성되며, 상기 레이저 플랫폼은 생체시료가 손상되지 않는 항온항습 장치, 생체 시료를 고체 위에 고정하기 위한 지지대와 레이저 인가장치로 구성되되,
    상기 항온항습 장치는, 상기 생체시료를 포함하는 액상 샘플로부터 증발하는 수분을 보충하기 위한 수분 공급부 및 상기 고체와 상기 수분 공급부 사이에 존재하는 영역의 온도 혹은 습도를 측정하는 습도 제어부를 포함하는 것인 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 레이저 인가장치의 레이저는 파장대 10~10000nm이고 지속시간 1as~1ms인 펄스 레이저인 장치.
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