KR20190114631A - 면역 크로마토그래피 센서 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 면역 크로마토그래피 센서 카트리지로, 면역 크로마토그래피 센서 스트립(이하 '스트립'으로 기재함)의 측정 영역을 외부로 노출시키도록 관통 형성된 표시부를 구비하는 커버부와, 상면에 스트립을 수용하는 받침부를 포함하되, 커버부 또는 받침부에는 외압에 의해 표시부에 의해 노출된 측정 영역에 인접한 다공성 막의 소정 영역을 가압 또는 제거하여 차단 영역을 형성하는 용액 차단 영역 형성부가 구비된다.

Description

면역 크로마토그래피 센서 카트리지{Immunochromatography Sensor Cartrige}
본 발명은 면역 크로마토그래피 기술에 관한 것으로, 분석 대상이 되는 시료를 검사하는 면역 크로마토그래피 센서에 관한 것이다.
면역 크로마토그래피 분석은 항원-항체가 결합하는 면역 반응을 이용하여 질병을 진단하는 검사기법이다. 다른 용어로는 lateral flow assay 라고도 한다. 우리 주변에서 볼 수 있는 가장 흔한 예는 소변을 이용하여 임신 여부를 알 수 있는 임신 진단 키트이며, 그 외에도 간염, 폐렴, 인플루엔자 등 인체에서 나오는 시료에서 빠른 시간 내에 질병의 유무를 확인할 때 사용된다.
흔히 래피드 키트(rapid-kit)라고 불리는 면역 크로마토그래피 검사는 저렴한 가격과 빠른 검사 시간으로 결과를 알 수 있는데, 그 원리는 질병을 일으키는 항원과 특이적으로 결합하는 항체를 골드 나노 입자와 결합하여 컨쥬게이트 패드에 고정시키고, 다른 한 종의 항체는 다공성 막에 고정화시킨 후, 검사하고자 하는 시료를 샘플 패드에 흡수시켜서 다공성 막을 따라 진행하도록 한다.
시료 내에 항원이 있을 경우, 컨쥬게이트 패드의 골드 나노 입자와 결합된 항체가 결합한 후 다공성 막을 따라 지나가면서 검사선(Test line)에 고정된 항체와 결합하여 골드 나노 입자의 색이 나타나 양성을 나타내고, 항원이 결합되지 않는 항체는 대조선(Control Line)에서 결합하여 골드 나노 입자의 색이 나타난다.
이러한 면역 크로마토그래피 검사는 분석신호/바탕신호(background signal) 비율이 높아야 분석물질을 고감도로 측정할 수 있어 그 정확도가 높아진다.
본 발명은 면역 크로마토그래피 검사 결과의 정확도를 높이기 위해, 분석신호/바탕신호(background signal) 비율을 높여 분석 신호를 고감도로 측정할 수 있는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지를 제공한다.
본 발명은 면역 크로마토그래피 센서 카트리지로, 면역 크로마토그래피 센서 스트립(이하 '스트립'으로 기재함)의 측정 영역을 외부로 노출시키도록 관통 형성된 표시부를 구비하는 커버부와, 상면에 스트립을 수용하는 받침부를 포함하되, 커버부 또는 받침부에는 외압에 의해 표시부에 의해 노출된 측정 영역에 인접한 다공성 막의 소정 영역을 가압 또는 제거하여 차단 영역을 형성하는 용액 차단 영역 형성부가 구비된다.
본 발명은 면역 크로마토그래피 센서 스트립의 다공성 막의 측정 영역에서 분석신호/바탕신호 비율을 높여 분석 신호를 고감도로 측정할 수 있도록 하여, 면역 크로마토그래피 검사 결과의 정확도를 높일 수 있다.
즉, 본 발명은 면역 크로마토그래피의 다공성 막의 측정 영역에 분석 물질인 시료가 지나간 후, 측정 영역을 세척하기 위한 점적되는 세척 용액의 흐름을 최소화 또는 차단시켜 분석 신호의 위양성(false positive) 제거 기능을 향상시킨다.
또한, 본 발명은 면역 크로마토그래피의 다공성 막의 측정 영역에 분석 물질인 시료가 지나간 후, 점적되는 신호 증폭 용액의 흐름을 최소화 또는 차단시켜 측정 영역에서 분석신호/바탕신호 비율 높여 민감도를 높일 수 있다.
도 1은 면역크로마토그래피(immunochromatography) 센서 스트립의 구조도이다.
도 2는 샘플 패드 또는 다공성 막에 용액 점적시 용액의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 따른 면역 크로마토그래피 측정을 위해 용액 차단 영역을 형성하는 과정의 일 양상을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 따른 면역 크로마토그래피 측정을 위해 용액 차단 영역을 형성하는 과정의 다른 양상을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 다공성 막에 용액 차단 영역을 형성하는 방식의 다양한 실시 예들을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이다.
도 11은 도 9에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이다.
도 14는 도 12에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이다.
도 17는 도 15에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이다.
도 20은 도 18에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사시도이다.
도 22는 도 21에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지가 펼쳐진 상태의 평면도이다.
도 23은 도 21에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지가 접혀진 상태의 평면도이다.
도 24는 도 23에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도 및 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이다.
도 26은 도 25에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이다.
도 27은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 면역크로마토그래피 센서 스트립의 구조도이다.
도 28은 용액이 다공성 막에서 오버 플로우되는 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 면역크로마토그래피(immunochromatography) 센서 스트립의 구조도이다.
도 1을 참조하면, 면역크로마토그래피(immunochromatography) 센서 스트립(이하 '스트립'으로 기재함)(1)의 일단(2a)과 타단(2b)을 갖는 다공성 막(porous membrane)(2)에는 측정 영역(3)이 구비되고, 다공성 막(2)의 일단(2a)은 컨쥬게이트 패드(conjugate pad)(5)와 적층되며, 다공성 막(2)의 타단(2b)에는 흡수 패드(absorption pad)(7)가 적층된다. 컨쥬게이트 패드(5)는 다공성 막(2)과 적층되는 부분과 반대단으로 샘플 패드(sample pad)(6)가 적층된다.
여기서, 적층의 의미는 액체를 하나의 층에 점적하면 적층된 다른 층으로 이동함을 의미한다. 이러한 적층 구조는 고분자 필름에 존재하는 접착제 층(4a)에 의해 형성된다.
3차원 다공성 막(2)은 가로, 세로, 높이(두께)를 갖으며, 미세한 다공(micro porous)이 가로, 세로, 높이 3차원 방향으로 서로 연결되어있다. 서로 연결된 미세 다공에 의해 모세관 현상(capillary action)이 일어나며, 용액을 점적하면 3차원으로 이동하게 된다. 일례로 3차원 다공성 막(2)의 다공(porous)은 양면에서 그 크기가 유사한 형태를 갖는 대칭구조(symmetric)와 일면의 다공의 크기와 다른 일면의 다공크기가 서로 다른 비대칭구조(asymmetric)가 일반적이다. 다공의 평균적 크기는 0.2um~5um 이다.
또한 다공성 막(2)은 친수성(hydrophilic) 이거나 소수성(hydrophobic)이다. 또한 다공성 막(2)은 양이온(positive charge)을 띄거나 음이온(negative charge)을 띄거나 중성인 경우가 일반적이다.
다공성 막(2)은 항체(antibody), 효소(enzyme), 항원등(antigen) 등의 단백질 또는 펩타이드(peptide), 압타머(aptamer), DNA, RNA, 리간드(ligand) 분석물질과 선택적으로 결합하는 물질을 물리적으로 흡착하거나, 화학적으로 결합하여 측정 영역(3)을 형성할 수 있다. 특히 화학적 결합을 유도하기 위해 알데하이드(aldehyde) 등의 작용기(functional group)를 다공성 막(2)에 형성할 수 있다.
일반적으로 다공성 막(2)의 일면은 비다공성인(non-porous)인 고분자 필름(4)과 결합된 상태가 일반적이며, 고분자 필름(4)이 없는 경우도 있다. 면역크로마토그래피(immunochromatography) 센서 스트립(1)에서 일반적으로 사용하는 다공성 막(2)의 재질은 Nitrocellulose(NC), Nylon, Polyethersulfone, Polypropylene, Polysulfone, Polyvinylidene fluoride(PVDF)의 고분자를 사용한다.
다공성 막(2)에 형성된 측정 영역(3)에는 동일한 시료에서 하나의 분석 물질을 측정하는 경우와 동일 시료에서 다수의 분석물질을 동시에 측정할 수 있다. 각각의 분석물질을 측정하기 위해 측정 영역(3)은 다수의 라인(line) 형태가 다공성 막(2)의 폭의 길이로 구비되거나, 원형이거나, 다수의 점(spot)으로 구성할 수 있다. 일반적으로는 분석 물질과 결합하는 항체 또는 항원이 측정 영역(3)을 형성할 수 있다.
컨쥬게이트(conjugate)는 다공성 막(2)의 측정 영역(3)에 선택적으로 결합하여 분석신호를 직접 발생하거나, 분석신호를 발생할 수 있는 물질이 분석물질과 선택적으로 결합하는 물질에 결합된 형태이다.
분석신호를 직접 발생하는 물질은 금 나노입자(gold nanoparticle), 은 나노입자(silver nanoparticle), 유색 라텍스 입자(latex particle), 자석입자(magnetic particle), 퀀텀닷(quantum dot) 입자 등의 입자이거나, 형광(fluorescence) 물질 등일 수 있으며, 동종업계에서 일반적으로 사용하는 물질을 포함할 수 있다. 항체, 항원, 펩타이드, 압타머, DNA, RNA 등이 분석신호를 직접 발생하는 물질에 결합되어 컨쥬게이트를 형성한다.
또한, 컨쥬게이트를 형성하여 분석신호를 발생할 수 있는 물질은 효소(enzyme)일 수 있고, 효소자체는 분석신호를 발생하지 않지만 효소 기질(enzyme substrate)과 반응하여 발색 신호, 형광 신호, 발광(chemiluminescent) 신호를 발생할 수 있다. 특히 효소는 AP(alkaline phosphatase), HRP(horseradish peroxidase),
Figure pat00001
-Galactosidase가 적합하며, AP 효소 기질은 PNPP(p-Nitrophenyl Phosphate), BCIP/NBT(5-bromo-4-chloro-3-indolyl-phosphate/nitroblue tetrazolium) 등이 적합하며, HRP 효소 기질은 ABTS(2,2'-Azinobis [3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid]), OPD(o-phenylenediamine dihydrochloride), TMB(3,3',5,5'-tetramethylbenzidine), DAB(3,3',4,4' diaminobenzidine), 4-CN(4-chloro-1-naphthol) 등이 적합하다. 특히 발색 기질이 효소와 반응 후 다공성 막(2)에서 침전이(precipitation) 일어나는 것이 바람직하다. 그럼으로 특히 BCIP/NBT와 TMB가 적합하다. ALP와 반응하여 화학발광(chemiluminescent)하는 효소 기질은 methylumbelliferyl phosphate (MUP), 1,2-dioxetane 유도체 등을 사용가능하다. 항체, 항원, 펩타이드, 압타머, DNA, RNA 등이 효소에 결합되어 컨쥬게이트를 형성한다
컨쥬게이트는 컨쥬게이트 패드(5)에 건조된 상태로 구비된다. 컨쥬게이트 패드(5)는 면역크로마토그래피(immunochromatography) 방법에서 일반적으로 다공성 막(2)의 일단(2a)에 적층되며, 샘플 패드(6)와도 적층된 구조를 갖는다. 용액 또는 분석시료를 샘플 패드(6)에 점적하면 용액은 샘플 패드(6)에서 컨쥬게이트 패드(5)를 통해 다공성 막(2)으로 이동하며, 이때 컨쥬게이트도 함께 이동한다. 동일한 시료에 존재하는 다양한 분석물질을 동시에 측정하기 위해 다수의 컨쥬게이트를 다수의 컨쥬게이트 패드에 구비하여 적층할 수 있으며, 또한 다수의 컨쥬게이트를 하나의 컨쥬게이트 패드에 구비할 수 있다. 추가적으로 컨쥬게이트를 컨쥬게이트 패드에 구비하지 않고, 따로 튜브(tube)등의 용기에 보관한 후 이 용기에 측정시료를 첨가하여 시료와 혼합된 컨쥬게이트를 샘플 패드(6) 또는 다공성 막(2)에 직접 점적할 수 있다.
샘플 패드(6)는 컨쥬게이트 패드(5)에 적층되며, 분석시료를 컨쥬게이트 패드(5)로 일정한 유속(flow rate)으로 공급하는 기능을 한다. 또한 분석시료가 적혈구(RBC), 백혈구(WBC)등의 혈구(blood cell)를 포함하는 경우 이들 혈구를 걸러주는 역할을 수행하며, 또한 분석시료가 분변, 코속 분비 물질 등인 경우 측정에 영향을 주는 물질을 걸러주는 기능을 수행한다.
흡수 패드(7)는 다공성 막(2)의 타단(2b)에 적층된 형태가 일반적이며, 다공성 막(2)에 유입된 액체를 흡수하는 역할을 수행한다.
본 특허에서 기술하는 흡수 패드(7), 다공성 막(2), 컨쥬게이트 패드(5), 샘플 패드(6)는 공지된 기술인 면역크로마토그래피(immunochromatography) 방법 또는 측면 흐름 면역분석법(lateral flow immunoassay, LFA)에서 사용하는 물질을 사용할 수 있다. 또한 컨쥬게이트 제작 및 측정 영역(3) 제작 또한 공지된 기술을 사용하여 제작할 수 있다.
샘플 패드(6) 또는 다공성 막(2)에 점적하는 용액은 분석시료이거나 세척용액(washing solution), 신호증폭 용액(signal enhancing solution)일 수 있다. 일례로 샘플 패드(6)에 점적하는 용액은 분석 시료이며, 다공성 막(2)에 점적되는 용액은 세척용액 또는 신호증폭 용액이다.
세척 용액은 다공성 막(2)의 측정 영역(3)에서 분석물질과 선택적으로 결합한 컨쥬게이트를 제외한, 다공성 막(2)에 존재하는 컨쥬게이트를 세척하는 기능을 수행한다. 세척용액은 완충용액(buffer solution)으로 구성될 수 있으며, 계면활성제(surfactant), 보존제(preservative)가 첨가될 수 있다. 또한 신호증폭 용액과 측정 영역(3)에서 혼합되어 분석신호를 발생하는 물질을 포함할 수 있다. 일례로 산화제(oxidizing agent), 환원제(reducing agent)을 포함할 수 있으며, 일례로 금 이온(gold ion), 은 이온(silver ion)을 환원하는 환원제를 포함할 수 있다. 또한 효소의 기질로 사용되는 과산화수소(hydrogen peroxide)를 포함할 수 있다.
신호 증폭 용액은 측정 영역(3)의 컨쥬게이트와 반응하거나 결합하여 분석신호를 발생하는 물질을 포함하는 용액이다. 분석신호를 발생하는 물질은 금 이온(gold ion), 은 이온(silver ion) 등의 금속 이온(metal ion)이거나, 효소와 반응하여 분석신호를 발생하는 효소 기질(enzyme substrate)을 포함한다.
추가적으로 세척용액 기능과 신호증폭 용액 기능을 혼합한 혼합용액을 사용할 수도 있다.
도 2는 샘플 패드 또는 다공성 막에 용액 점적시 용액의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (a)는 시료를 샘플 패드(6)에 점적했을 때의 용액 흐름을 나타내는 것으로, 시료는 분석 물질을 함유하는 분석시료이다. 점적된 시료가 흡수 패드(7)로 이동하는 과정에서 컨쥬게이트도 함께 이동하여 측정 영역(3)을 지나게 되며 측정 영역(3)에 고정된 제2 항체와 제2항체-분석물질-제1항체-금나노 입자 복합체가 형성된다(금 나노입자를 이용한 샌드위치 면역분석법). 샘플 패드(6)에 점적된 시료는 적어도 10분 이상 다공성 막(2)을 통해 흡수 패드(7)로 이동 가능하며, 이동하는 과정에서 컨쥬게이트 패드(5)에 건조되어 도입된 금 나노입자도 함께 다공성 막(2)을 이동한다. 그럼으로 시료로 젖어있는 다공성 막(2)에는 금 나노입자도 함께 존재한다.
도 2의 (b)는 제1 용액을 다공성 막(2)에 점적했을 때의 용액 흐름을 나타내는 것으로, 제1 용액은 세척 용액(washing solution)이며, 측정 영역(3)의 제2항체-분석물질-제1항체-금나노 입자 복합체를 제외한 다공성 막(2)에 존재하는 금 나노 입자를 세척한다. 그런데, 다공성 막(2)에 점적된 제1 용액의 일부는 컨쥬게이트 패드(5)로 이동하여, 컨쥬게이트 패드(5)에 존재하는 금 입자를 지속적으로 흡수 패드(7)로 이동시킴으로 세척의 효과가 나타나지 않을 수 있다. 또한 샘플 패드(6)에 점적한 분석시료가 적혈구(RBC)를 포함하는 전혈(whole blood) 시료인 경우, 제1 용액에 의해 적혈구가 용혈되어(hemolysis)되어 다공성 막(2)으로 유입될 수 있다.
따라서, 제1 용액을 다공성 막(2)에 점적하더라도, 분석신호/바탕신호(background signal) 비율이 높아지지 않아 분석물질을 고감도로 측정할 수 없다.
또한, 제1 용액은 일례로 은 이온(silver ion)을 환원하는 환원제(reducing agent)를 포함할 수 있다. 환원제는 제2 용액에 포함된 은 이온(silver ion)을 금 입자(gold particle) 표면에서 환원시켜 은이 금 입자 표면에서 성장한다. 금 입자 표면에서 성장한 은은 크기가 큰 입자를 생성하여 측정 영역(3)의 분석신호를 증폭하는 역할을 수행한다. 이러한 기술은 이미 공지된 기술이다.
도 2의 (c)는 제2 용액을 다공성 막(2)에 점적했을 때의 용액 흐름을 나타내는 것으로, 제1 용액을 점적 후 일정시간이 경과되면 제2 용액을 다공성 막(2)에 점적한다. 제1 용액의 환원제와 제2 용액의 은 이온에 의해 측정 영역(3)에 존재하는 금 입자는 은 이온의 환원에 의해 크기가 증가되어 분석신호를 증폭한다.
또한, 다공성 막(2)의 측정 영역(3)에 분석물질과 선택적으로 결합하는 제2 항체를 고정하고, 금 나노입자 대신 효소(enzyme)을 분석물질과 선택적으로 결합하는 제1 항체에 고정하여 컨쥬게이트를 제작하고 컨쥬게이트 패드(5)에 건조하여 도입한다. 컨쥬게이트 제작에 사용되는 효소는 AP(alkaline phosphatase), HRP(horseradish peroxidase),
Figure pat00002
-Galactosidase를 사용할 수 있다.
효소를 컨쥬게이트로 사용하는 경우 제2 용액은 효소 기질(enzyme substrate)을 포함하며, 효소 기질은 효소와 반응하여 측정 영역(3)에서 발색하거나, 발광하는 특징을 갖는다.
제1 용액에 의해 측정 영역(3)의 제2항체-분석물질-제1항체-효소 복합체를 제외한 효소는 다공성 막(2)에서 세척된다. 효소 기질은 측정 영역(3)에서 효소와 반응하여 발색하여 분석신호를 발생하며 제2 용액에서 침전(precipitation)되는 특성을 갖는 것이 중요하다. 왜냐면 제2 용액 점적 후 제2 용액은 지속적으로 흡수 패드(7)로 이동하며, 이동과정에서 발색된 기질이 함께 이동되면 측정 영역(3)을 분석하는데 문제가 발생한다. 발색 후 침전이 일어나는 효소 기질은 BCIP/NBT 또는 TMB가 적합하다.
그러나 대부분의 효소 기질은 효소와 반응 후 제2 용액에서 침전(precipitation)을 형성하지 않으므로, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 제2 용액이 다공성 막(2)에서 이동하면 효소와 반응한 기질도 함께 이동됨으로 측정 영역(3)에서 분석신호를 측정하기 어렵다.
즉, 분석 물질을 고감도로 측정하기 위해 세척 용액(washing solution) 또는 신호증폭 용액(signal enhancing solution)을 사용하더라도 컨쥬게이트 패드(5)에서 금 입자, 효소 등의 컨쥬게이트가 다공성 막(2)으로 지속적으로 유입되거나, 샘플 패드(6)로부터 적혈구 등이 다공성 막(2)으로 유입되거나, 측정 영역(3)에서 효소와 반응한 기질이 흡수 패드(7)로 이동하게 되어 측정 영역(3)의 분석 신호를 흐리게 하거나 바탕신호를 증폭하여 분석 감도를 저하시킨다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 용액 차단 영역에 의해 제1 용액 또는 제2 용액의 흐름을 차단하거나 최소화하여 분석신호가 증가되도록 함에 그 목적이 있다.
도 3은 본 발명의 따른 면역 크로마토그래피 측정을 위해 용액 차단 영역을 형성하는 과정의 일 양상을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 따른 면역 크로마토그래피 측정을 위해 용액 차단 영역을 형성하는 과정의 다른 양상을 도시한 도면이다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 시료가 샘플 패드(6)에 점적된 이후, 본 발명에 따라 측정 영역(3)이 컨쥬게이트를 포함한 시료에 의해 젖어있는 상태, 즉, 시료가 다공성 막(2)의 측정 영역(3)을 지난 것으로 판단되면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 용액 차단 영역을 형성한다.
도 3의 (b)를 참조하면, 용액 차단 영역은 컨쥬게이트 패드(5)와 적층된 다공성 막(2)의 일단(2a)과 측정 영역(3) 사이에 형성될 수 있다. 용액 차단 영역이 형성되면 컨쥬게이트 패드(5)로부터 유입되는 시료는 측정 영역(3)으로 이동이 완전히 차단되거나, 적어도 측정 영역(3)으로 시료가 이동하는 속도를 줄일 수 있다.
또한, 제1 용액 및 제2 용액을 다공성 막(2)에 점적함에 있어, 바람직하게는 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 다공성 막(2)의 타단(2b)과 용액 차단 영역 사이에 제1 용액을 점적하며, 보다 더 바람직하게는 측정 영역(3)과 용액 차단 영역 사이에 제1 용액을 점적한다. 또한, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 흡수 패드(7)와 적층된 다공성 막(2)의 타단(2b)과 용액차단 영역 사이에 제2 용액을 점적하며, 보다 더 바람직하게는 측정 영역(3)과 용액차단 영역에 제2 용액을 점적한다. 보다 더 바람직하게는 측정 영역(3)에 제2 용액을 점적한다. 이로써, 컨쥬게이트 패드(5)에서 금 입자, 효소 등의 컨쥬게이트가 다공성 막(2)으로 지속적으로 유입되거나, 샘플 패드(6)로부터 적혈구 등이 다공성 막(2)으로 유입되는 일이 없어, 세척 효과가 크게 나타날 수 있다.
도 4의 (d)를 참조하면, 제1 용액을 점적 후 일정시간 경과 후, 다공성 막(2)의 측정 영역(3)과 흡수 패드(7)와 적층되는 타단(2b) 사이에 용액 차단 영역을 추가로 형성할 수 있다. 결과적으로 다공성 막(2)의 측정 영역(3)을 기준으로 컨쥬게이트 패드(5) 사이와 흡수 패드(7) 사이에 2개의 용액 차단 영역들이 형성된다. 따라서, 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이, 점적되는 제2 용액은 바람직하게는 두 개의 용액 차단 영역 사이에 점적된다. 점적된 제2 용액은 2개의 용액차단 영역에 의해 흡수 패드(7) 또는 컨쥬게이트 패드(5) 쪽으로 이동이 차단되거나 제한되어, 분석 신호의 증폭을 더 크게 할 수 있다. 이로써, 측정 영역(3)에서 효소와 반응한 기질이 흡수 패드(7)로 이동하는 것을 차단하여, 측정 영역(3)의 분석 신호를 증폭하여 분석 감도를 향상시킨다.
본 발명은 측정의 민감도(sensitivity)를 높일 수 있도록 하는 용액 차단 영역 형성부를 포함하는 면역 크로마트그래피 센서 카트리지를 제공한다.
도 5는 본 발명에 따라 다공성 막에 용액 차단 영역을 형성하는 방식의 다양한 실시 예들을 도시한 도면이다.
도 5의 (a)는 용액 차단 영역 형성 이전의 다공성 막(2)의 단면을 도시화한 것으로 다공(porous)이 다공성 막(2)에 전체적으로 분포한다.
도 5의 (b)는 용액에 젖은 다공성 막(2)을 물리적으로 가압하여 형성된 용액 차단 영역을 도시한 것이다. 다공성 막(2)의 다공 구조는 외부 압력에 의해 쉽게 눌러져 3차원적으로 형성된 미세 다공(porous)이 부서진다. 미세 다공 구조가 파괴되면 모세관 현상에 의한 용액의 이동이 차단될 수 있다. 용액의 흐름을 완전히 차단하거나 용액의 흐름을 최대한 차단하기 위해, 다공성 막(2)을 누르는 압력을 조절하거나, 누르는 면적을 확대하거나, 다수의 용액 차단 영역을 다공성 막(2)에 형성할 수 있다.
도 5의 (c)는 용액에 젖은 다공성 막(2)에 물리적으로 접촉하여 다공성 막(2)을 긁어내어 형성된 용액 차단 영역을 도시한 것으로, 비다공성 고분자 필름(4)에 적층된 다공성 막(2)을 긁어내어 제거한다. 이 경우 다공성 막(2)이 고분자 필름에서 제거됨으로 용액의 흐름이 완전히 차단될 수 있다.
또한 도 5의 (b)의 누르는 과정과 (c)의 다공성 막(2)을 긁어내는 과정을 병행하여 용액 차단 영역이 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 용액 차단 영역 형성부는 검사자가 측정 영역에 인접한 다공성 막의 소정 영역을 가압 또는 제거하여 차단 영역을 형성할 수 있도록 하는 수단이다.
이러한 면역 크로마트그래피 센서 카트리지에 형성되는 용액 차단 영역 형성부는 다양한 실시 예가 가능한데, 도 6 내지 도 26을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다. 이하 본 발명의 이해를 돕기 위해, 스트립의 길이 방향을 X축 방향으로, 스트립의 폭 방향을 Y축 방향으로, X축 및 Y축이 형성하는 평면에 수직한 방향을 Z축 방향으로 정하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이고, 도 8은 도 6에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지는 커버부(11a) 및 받침부(11b)가 체결되어 형성된 하우징(10)에 의해 소정의 내부 공간을 제공할 수 있으며, 하우징(10)의 내부 공간에 스트립(1)이 수용될 수 있다.
커버부(11a)는 시료 주입부(12), 표시부(13) 및 용액 차단 영역 형성부(100)를 구비할 수 있다. 여기서는 용액 차단 영역 형성부(100)가 커버부(11a)에 형성된 실시 예를 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 용액 차단 영역 형성부(100)는 받침부(11b)에 형성될 수도 있다.
여기서, 시료 주입구(12)는 커버부(11a)의 상면으로부터 함입되어 내부공간을 향해 관통 형성될 수 있다. 따라서, 시료가 시료 주입구(12)에 투입되면, 시료는 내부공간으로 유입될 수 있으며, 시료는 시료 주입구(12)의 하측에 배치되는 샘플패드(6)에 스며들어 크로마토그래피에 의해 컨쥬게이트 패드(5)를 거쳐 다공성 막(2)의 측정 영역(3)으로 이동하게 된다.
표시부(13)는 다공성 막(2)의 측정 영역(3)을 외부로 노출시키도록 하는 일종의 관통홀일 수 있다. 따라서, 표시부(13)는 다공성 막(2)의 측정 영역(3)의 크기보다 크게 형성될 수 있으나, 본 발명에 따라 측정 영역(3)의 양 방향으로 용액 차단 영역이 형성될 수 있도록, 그 길이가 충분히 길어야 한다.
용액 차단 영역 형성부(100)는 표시부(13)에 의해 노출된 측정 영역(3)에 인접한 다공성 막의 소정 영역을 가압 또는 제거하여 차단 영역을 형성하는 수단이다. 도 6에는 하나의 용액 차단 영역 형성부(100)가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 용액 차단 영역 형성부(100)는 측정 영역(3)의 양 옆으로 적어도 두 개 이상 형성되어, 측정 영역(3)의 양 방향 인접한 다공성 막의 소정 영역들에 용액 차단 영역들이 둘 이상 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따라, 용액 차단 영역 형성부(100)는 가이딩부(110) 및 누름부(120)을 포함한다.
가이딩부(110)는 일단(110a)이 표시부(13)를 형성하는 관통홀의 일 측면에 연결되고, 일단(110a)으로부터 X축 방향으로 연장되어 형성된다.
가이딩부(110)의 타단(110b)에서 Z축 기준으로 상/하방으로 돌출 연장되어 형성된 누름부(120)가 형성된다. 누름부(120)는 가이딩부(110)의 타단(110b)으로부터 상방 돌출되어 외압을 받을 수 있는 가압부(120a)와, 가이딩부(110)의 타단(110b)으로부터 하방 돌출되어 가압부(120a)로 외압이 가해짐에 따라 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 접촉되는 접촉부(120b)가 형성될 수 있다. 여기서, 외압은 검사자의 지압과 같은 형태일 수 있으며, 이러한 외압은 X축, Y축 및 Z축이 형성하는 공간상에서 형성될 수 있는 공간 벡터로 정의될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 가이딩부(110)는 휘어질 수 있는 연성 부재로 형성되어, 가압부(120a)에 외압이 가해짐에 따라 가이딩부(110)의 일단(110a)을 중심으로 휘어질 수 있다.
따라서, Z축 기준으로 하방 외압의 가압부(120a)에 가해져 접촉부(120b)가 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 닿아 압력이 가해진 상태에서, 가이딩부(110)의 일단(110a)을 중심으로 하는 원주에 수직한 방향으로 연속적인 외압이 가압부(120a)에 가해지면 용액 차단 영역 형성부(100)는 100A, 100B 및 100C의 형태로 휘어지게 된다. 그러면, 접촉부(120b)가 지나는(긁는) 다공성 막(2)의 영역에 압력이 가해져, 해당 영역의 다공성 막(2)이 눌리거나 제거되어 용액 차단 영역이 형성될 수 있다. 이때, 외압은 다공성 막(2)을 눌러 차단 영역이 형성될 충분한 정도의 힘의 크기를 가져야 한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이고, 도 11은 도 9에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 6 내지 도 8에서 전술한 내용과 동일한 부분은 생략하고, 용액 차단 영역 형성부에 연관되어 상이한 내용만 설명하기로 한다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 커버부(11a)는 표시부(13)를 형성하는 관통홀의 일 측면 소정 영역이 함몰되어 Y축 방향의 통로(14)가 형성될 수 있다. 이러한 통로(14)는 측정 영역(3)의 양 옆으로 두 개 이상 형성될 수도 있는데, 이는 두 개의 용액 차단 영역 형성부들(200-1, 200-2) 각각에 대응되는 것이다. 여기서, 용액 차단 영역 형성부(200-1, 200-2)가 받침부(11b)에 형성될 경우, 통로(14)는 받침부(11b)에 형성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따라, 용액 차단 영역 형성부(200-1, 200-2)는 가이딩부(210) 및 누름부(220)를 포함한다. 가이딩부(210)는 일단(210a)으로부터 타단(210b)로 수평 연장된 막대 형태로 형성되어, 통로(14)에 수용되어 Y축 방향으로 이동될 수 있다.
가이딩부(210)의 타단(210b)에서 Z축 기준으로 상/하방으로 돌출 연장되어 형성된 누름부(220)가 형성된다. 누름부(220)는 가이딩부(210)의 타단(210b)으로부터 상방 돌출되어 외압을 받을 수 있는 가압부(220a)와, 가이딩부(210)의 타단(210b)으로부터 하방 돌출되어 가압부(220a)로 외압이 가해짐에 따라 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 접촉되는 접촉부(220b)가 형성될 수 있다. 여기서, 외압은 검사자의 지압과 같은 형태일 수 있으며, 이러한 외압은 Y축 및 Z축이 형성하는 공간상에서 형성될 수 있는 공간 벡터로 정의될 수 있다.
따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, Z축을 기준으로 하방 외압의 가압부(220a)에 가해져 접촉부(220b)가 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 닿아 압력이 가해진 상태에서 Y축 방향으로 연속적인 외압이 가압부(220a)에 가해지면, 접촉부(220b)가 지나는(긁는) 다공성 막(2)의 영역에 압력을 가해져, 해당 영역의 다공성 막(2)이 눌리거나 제거되어 용액 차단 영역이 형성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이고, 도 14은 도 12에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 전술한 내용과 동일한 부분은 생략하고, 용액 차단 영역 형성부에 연관되어 상이한 내용만 설명하기로 한다.
도 12 내지 도 14을 참조하면, 커버부(11a)는 표시부(13)를 형성하는 관통홀의 일 측면 및 일 측면과 마주보는 타 측면의 소정 영역이 함몰되어 Y축 방향의 통로(14a, 14b)가 형성될 수 있다. 이러한 통로(14a, 14b)는 측정 영역(3)의 양 옆으로 두 개 이상 형성될 수도 있는데, 이는 두 개의 용액 차단 영역 형성부들(300-1, 300-2) 각각에 대응되는 것이다. 여기서, 용액 차단 영역 형성부(300-1, 300-2)가 받침부(11b)에 형성될 경우, 통로(14)는 받침부(11b)에 형성될 수 있다.
용액 차단 영역 형성부(300-1, 300-2)는 가이딩부(310) 및 누름부(320)로 형성될 수 있다.
가이딩부(310)는 일단(310a)으로부터 타단(310b)로 수평 연장된 막태 형태로 형성되어, 일단(310a) 및 타단(310b)이 각각 통로들(14a, 14b)에 대응되도록 수용되어 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 여기서, 가이딩부(310)의 길이는 통로(14a, 14b)의 길이에서 다공성 막의 폭 너비를 뺀 값보다 짧아야 한다.
가이딩부(310)의 일단(310a)과 타단(310b) 사이의 소정 지점(310c)에서 Z축 기준으로 상/하방으로 돌출 연장되어 형성된 누름부(320)가 형성된다. 누름부(320)는 가이딩부(310)의 소정 지점(310c)으로부터 상방 돌출되어 외압을 받을 수 있는 가압부(320a)와, 가이딩부(310)의 소정 지점(310c)으로부터 하방 돌출되어 가압부(320a)로 외압이 가해짐에 따라 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 접촉되는 접촉부(320b)가 형성될 수 있다. 여기서, 가이딩부(310)의 일단(310a)으로부터 소정 지점(310c)까지의 길이는 통로(14a)의 길이보다 짧아야 한다. 또한, 외압은 검사자의 지압과 같은 형태일 수 있으며, 이러한 외압은 Y축 및 Z축이 형성하는 공간상에서 형성될 수 있는 공간 벡터로 정의될 수 있다.
따라서, 도 14에 도시된 바와 같이, Z축을 기준으로 하방 외압의 가압부(320a)에 가해져 접촉부(320b)가 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 닿아 압력이 가해진 상태에서 Y축 방향으로 연속적인 외압이 가압부(320a)에 가해지면, 접촉부(320b)가 지나는(긁는) 다공성 막(2)의 영역에 압력을 가해져, 해당 영역의 다공성 막(2)이 눌리거나 제거되어 용액 차단 영역이 형성될 수 있다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이고, 도 16은 도 15에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이고, 도 17은 도 15에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 전술한 내용과 동일한 부분은 생략하고, 용액 차단 영역 형성부에 연관되어 상이한 내용만 설명하기로 한다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따라, 용액 차단 영역 형성부(400-1, 400-2)는 표시부(13)를 형성하는 관통홀의 일 측면에서 Y축 방향으로 연장되어, 일 측면과 마주보는 타 측면에 연결되는 지지부(410)가 형성되고, 누름부(420)가 지지부(410)와 체결 부재(미도시)에 의해 체결되되, 체결 부재(미도시)는 누름부(420)가 지지부(410)와 체결된 지점(420c)를 중심으로 회전되도록 하는 것일 수 있다.
이러한 체결 부재 및 체결 방식은 다양한 형태가 가능할 수 있는데, 일 예로, 지지부(410)에서 다공성 막과 겹쳐지는 위치에 관통홀(미도시)이 형성되고, 체결 부재는 관통홀의 지름을 따라서 연장 형성되어 관통홀의 일 측면과 타 측면을 연결하는 것일 수 있다. 그러면, 누름부(420)는 체결 지점(420c)에 관통홀이 형성되어, 누름부(420)의 관통홀에 체결 부재가 끼워지는 방식으로 체결되어, 누름부(420)의 일부는 지지부(410)의 상부로 돌출되고, 다른 부분은 지지부(410)의 하부에 위치되는, 즉 누름부(420)가 지지부(410)의 관통홀에 끼워지는 형태가 될 수 있다.
누름부(420)는 체결 지점(420c)을 중심으로 상방 돌출되어 외압을 받을 수 있는 가압부(420a)와, 하방 돌출되어 가압부(420a)로 외압이 가해짐에 따라 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 접촉되는 접촉부(420b)가 형성될 수 있다. 여기서, 가압부(420a)는 상방 돌출될 형태로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 여기서, 접촉부(420b)는 말단의 모양이 사선으로 한쪽 모서리가 뾰족한 형태 또는 갈퀴 형태로 형성될 수 있는데, 이는 다공성 막(2)을 긁어내기 용이하도록 하기 위함이다. 또한, 외압은 검사자의 지압과 같은 형태일 수 있으며, 이러한 외압은 X축, Y축 및 Z축이 형성하는 공간상에서 형성될 수 있는 공간 벡터로 정의될 수 있다.
따라서, 도 17에 도시된 바와 같이, X축 방향으로 연속적인 외압이 가압부(420a)에 가해지면, 누름부(420a)는 400A, 400B 및 400C에 도시된 순으로 체결 지점(420c)를 중심으로 회전된다. 그러면, 접촉부(420b)가 지나는(긁는) 다공성 막(2)의 영역에 압력을 가해져, 해당 영역의 다공성 막(2)이 눌리거나 제거되어 용액 차단 영역이 형성될 수 있다.
도 18은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이고, 도 19는 도 18에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도이고, 도 20는 도 18에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사용 상태를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 전술한 내용과 동일한 부분은 생략하고, 용액 차단 영역 형성부에 연관되어 상이한 내용만 설명하기로 한다.
도 18 내지 도 20을 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따라, 용액 차단 영역 형성부(500-1, 500-2)는 표시부(13)를 형성하는 관통홀의 일 측면에서 Y축 방향으로 연장되어, 일 측면과 마주보는 타 측면에 연결되는 지지부(530)가 형성되고, 지지부(530)에서 다공성 막과 겹쳐지는 위치에 관통홀(미도시)이 형성된다.
일단으로부터 타단으로 연장되는 막대 형태의 가이딩부(510)가 관통홀의 일 측면에 고정되되, 일단 및 타단이 Z축 기준으로 높이가 상이한 위치에 고정된다. 즉, 비스듬히 기울어지도록 고정된다.
누름부(520)가 가이딩부(510)와 체결 부재(미도시)에 의해 체결되되, 체결 부재(미도시)는 누름부(520)가 가이딩부(510)를 따라 비스듬히 기울어져 이동되도록 하는 것일 수 있다. 누름부(520)는 체결 지점(520c)을 중심으로 상방 돌출되어 외압을 받을 수 있는 가압부(520a)와, 하방 돌출되어 가압부(520a)로 외압이 가해짐에 따라 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 접촉되는 접촉부(520b)가 형성될 수 있다. 여기서, 가압부(520a)는 상방 돌출될 형태로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 여기서, 접촉부(520b)는 말단의 모양이 사선으로 한쪽 모서리가 뾰족한 형태 또는 갈퀴 형태로 형성될 수 있는데, 이는 다공성 막(2)을 긁어내기 용이하도록 하기 위함이다. 또한, 외압은 검사자의 지압과 같은 형태일 수 있으며, 이러한 외압은 X축, Y축 및 Z축이 형성하는 공간상에서 형성될 수 있는 공간 벡터로 정의될 수 있다.
본 발명의 제 5 실시 예에 따라, 가압부(520a)는 지지부(530)의 상부로 돌출되고, 접촉부(520b)는 지지부(530)의 하부에 위치되는, 즉 누름부(520)가 지지부(530)의 관통홀을 따라 이동될 수 있는 형태가 될 수 있다.
따라서, 도 20에 도시된 바와 같이, Z축을 기준으로 하방 외압의 가압부(520a)에 가해져 접촉부(520b)가 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 닿아 압력이 가해진 상태에서 Y축 방향으로 연속적인 외압이 가압부(520a)에 가해지면, 접촉부(520b)가 지나는(긁는) 다공성 막(2)의 영역에 압력을 가해져, 해당 영역의 다공성 막(2)이 눌리거나 제거되어 용액 차단 영역이 형성될 수 있다.
도 21은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 사시도이고, 도 22는 도 21에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지가 펼쳐진 상태의 평면도이고, 도 23은 도 21에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지가 접혀진 상태의 평면도이고, 도 24은 도 23에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도 및 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 21 내지 도 24을 참조하면, 본 발명의 제6 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 하우징(10')은 반으로 접어서 사용할 수 있도록 형성된다.
즉, 하우징(10')은 커버부(11a')의 하면 및 받침부(11b')의 상면이 연결되어 중앙에 벤딩 라인(15)이 형성되고, 벤딩 라인(15)을 중심으로 반으로 접혔을 경우 커버부(11a')의 하면이 받침부(11b')의 상면과 마주보도록 형성된다.
커버부(11a')에는 다공성 막(2)의 측정 영역(3)을 외부로 노출시키도록 관통 형성된 표시부(13')를 구비한다. 따라서, 표시부(13')는 측정 영역(3)의 크기보다 다소 크게 형성될 수 있으며, 결국, 측정 영역(3)의 측정 영역의 크기에 종속되는 크기로 형성될 수 있다.
이럴 경우, 하우징(10')은 접었다 폈다 할 수 있으므로, 별도의 시료 주입부는 필요하지 않고, 펴진 상태에서 시료를 샘플 패드(6)에 점적시킬 수 있다.
커버부(11a')에는 표시부(13')의 인접한 소정 영역에 X 축 방향으로 평행한 한 쌍의 슬릿들(16)이 형성된다. 도 22에는 한 쌍의 슬릿들(16)이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 슬릿들(16)이 측정 영역(3)의 양 옆으로 두 개의 쌍들이 형성될 수도 있다.
용액 차단 영역 형성부(600)는 소정 길이를 가지는 요철을 가지는 줄 형태로 커버부(11a')에 형성된 한 쌍의 슬릿들(16)을 관통한다. 따라서, 도 23에 도시된 바와 같이 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 하우징(10')이 접힌 상태에서는 커버부(11a')가 용액 차단 영역 형성부(600) 위에서 겹쳐지게 된다. 이때, 커버부(11a')에서 용액 차단 영역 형성부(600) 위에서 겹쳐지는 부분은 가압부(610a)가 될 수 있고, 용액 차단 영역 형성부(600)에서 커버부(11a') 아래에 겹쳐지는 부분은 접촉부(620b)가 될 수 있다.
따라서, 도 24에 도시된 바와 같이, Z축을 기준으로 하방 외압의 가압부(620a)에 가해져 접촉부(620b)가 받침부(11b)의 상면 또는 다공성 막(2)에 닿아 압력이 가해진 상태에서, Z축 방향으로 연속적인 외압이 용액 차단 영역 형성부(600)에 가해지면, 즉 용액 차단 영역 형성부(600)를 잡아당기면, 접촉부(620b)가 지나는 다공성 막(2)의 영역에 압력을 가해져, 해당 영역에 용액 차단 영역이 형성될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 받침부(11b')에는 다공성 막(2)의 측정 영역(3)에 인접한 소정 영역에 X축 방향으로 평행한 한 쌍의 슬릿들(미도시)이 형성될 수도 있다. 슬릿들은 측정 영역(3)의 양 옆으로 두 개의 쌍들이 형성될 수도 있다. 용액 차단 영역 형성부(미도시)는 소정 길이를 가지는 요철을 가지는 줄 형태로 받침부(11b')에 형성된 한 쌍의 슬릿들(16)을 관통한다. 따라서, 용액 차단 영역 형성부는 받침부(11b') 위에서 겹쳐지게 되어, 받침부(11b')와 접촉되는 용액 차단 영역 형성부의 일면이 접촉부가 될 수 있다.
도 25는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 평면도이고, 도 26는 도 25에 도시된 면역 크로마토그래피 센서 카트리지의 AA′단면도를 나타낸 도면이다.
도 25를 참조하면, 커버부(11a)에는 용액 점적부(20)가 추가로 형성될 수 있다. 용액 점적부(20)는 용액 차단 영역 형성부(30)를 이용해 다공성 막에 용액 차단 영역을 형성한 후, 세척 용액(washing solution) 또는 증폭 용액(enhancing solution)을 사용자가 직접 점적할 때 발생하는 위험성을 해결하기 위한 추가 부재이다. 여기서, 용액 차단 영역 형성부(30)는 전술한 다양한 실시 예들에 따른 용액 차단 영역 형성부들을 모두 포함할 수 있다.
즉, 사용자가 용액을 다공성 막에 직접 점적하는 경우, 정량을 점적하기가 용이하지 않다. 즉, 과량의 용액을 다공성 막에 점적하는 경우, 다공성 막에서 넘침(over-flow)이 발생되고, 넘침(over-flow)이 발생되면 다공성 막이 세척(washing)되지 않거나, 과량의 용액에 의해 흡수 패드(6)의 흡습 용량을 초과하여 용액 흡수가 안되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 용액 점적부(20)는 용액의 과량 점적을 막아, 용액의 정량이 다공성 막(2)에 점적되도록 한다. 또한, 용액 점적부(20)는 다공성 막(2)으로 공급되는 용액의 유속(flow rate)를 조절하여 일정한 속도로 다공성 막에 공급되도록 한다. 용액 점적부(20)는 용액 차단 영역 형성부(30)와 연결되어, 동일한 방향으로 이동될 수 있다. 용액 점적부(20)의 용액 주입구(21)를 제외한 부분은 다공성 막(2)에 이격되도록 형성될 수 있다.
이를 위해, 용액 점적부(20)는 용액 주입구(21), 모세관 채널(capillary channel)(22) 및 용액 흐름 지연부(23)를 포함한다.
용액 주입구(21)는 용액 점적부(20)의 상면으로부터 함입되어 표시부(13)의 관통홀인 내부 공간을 향해 관통 형성될 수 있다. 따라서, 세척 용액 또는 증폭 용액이 용액 주입구(21)에 점적되면, 세척 용액 또는 증폭 용액이 용액 주입구(21)가 다공성 막(2)의 상부에 오도록 형성된 관통홀로 주입될 수 있는 홀이다.
시료 주입구(12)는 커버부(11a)의 상면으로부터 함입되어 내부공간을 향해 관통 형성될 수 있다. 따라서, 시료가 시료 주입구(12)에 투입되면, 시료는 내부공간으로 유입될 수 있으며, 시료는 시료 주입구(12)의 하측에 배치되는 샘플패드(6)에 스며들어 크로마토그래피에 의해 컨쥬게이트 패드(6)를 거쳐 다공성 막(2)의 측정 영역(3)으로 이동하게 된다.
모세관 채널(capillary channel)(22)은 용액 주입구(21)를 형성하는 홀의 측면으로부터 함몰된 모세관으로, 용액 주입구(21)에 과량의 용액이 주입되면, 그 일부가 모세관 채널(22)로 이동된다.
용액 흐름 지연부(23)는 주입된 용액을 천천히 다공성막(2)으로 전달하는 기능을 수행하며, 메쉬(mesh), 흡수패드(absorption pad), 다공성 멤브레인(porous membrane), 필터 멤브레인(filter membrane) 등이 사용될 수 있다.
도 27은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 면역크로마토그래피 센서 스트립의 구조도이고, 도 28은 용액이 다공성 막에서 오버 플로우되는 상태를 도시한 도면이다.
도 27을 참조하면, 센서 스트립(1)은 고분자 필름(4b) 아래에 흡수 층(9)이 추가로 적층된다. 고분자 필름(4b)과 접착제 층(4a)에 의해 흡수 층(9)과 다공성 막(2) 사이는 이격되며, 흡수 층(9)은 점적된 용액을 흡수하는 기능을 수행한다. 또한 흡수 패드(7)의 일측 끝(7b)와 흡수 층(9)의 일측 끝(9b)는 서로 적층될 수 있다. 흡수 패드로(7)로 흡수된 용액이 적층된 일측의 끝(7b, 9b)에 의해 서로 연결됨으로 흡수층(9)으로 흡수될 수 있다. 흡수 패드(7)의 흡수용량 이상의 과량의 용액이 다공성 막(2)으로부터 유입되는 경우 적층된 흡수층(9)로 여분의 용액이 흡수된다. 용액이 다공성 막(2)을 모세관 현상으로 이동하는 경우 이격되어 있는 흡수 층(9)에 용액이 흡수되지 않는 반면, 도 28의 (b)에 도시된 바와 같이 용액이 다공성 막(2)에서 넘치게 되면(over flow) 넘친 용액은 흡수층(9)에 흡수될 수 있다. 흡수층(9)은 접착제 층(9a)을 통해 고분자 필름(4b)에 적층될 수 있다. 흡수 층(9)의 폭은 다공성 막(2)의 폭보다 넓거나 좁을 수 있으며, 바람직하게는 다공성 막(2)의 폭과 동일하다. 왜냐하면 센서(1)의 제작 공정에서 흡수패드(7), 다공성 막(2), 컨쥬게이트 패드(5), 샘플 패드(6) 등의 각각의 구성요소를 적층한 후 일정한 폭으로 자르기 때문에 고분자 필름(4b)에 적층된 흡수층(9)의 폭이 다공성 막(2)의 폭과 동일하게 된다.
또한 흡수층(9)의 길이는 적어도 다공성 막(2)의 측정 영역(3)을 포함하여야 하며, 보다 바람직하게는 측정 영역(3)과 용액 차단 영역을 포함하여야 한다. 바람직하게는 다공성 막(2) 전체를 포함하여야 하며, 보다 바람직하게는 흡수 패드(7) 일부와 컨쥬게이트 패드(5)의 일부를 포함하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 흡수 패드(7) 일부와 샘플 패드(6)를 포함하는 것이 바람직하다.

Claims (10)

  1. 면역 크로마토그래피 센서 스트립(이하 '스트립'으로 기재함)의 측정 영역을 외부로 노출시키도록 관통 형성된 표시부를 구비하는 커버부와,
    상면에 스트립을 수용하는 받침부를 포함하되,
    커버부 또는 받침부에는
    외압에 의해 표시부에 의해 노출된 측정 영역에 인접한 다공성 막의 소정 영역을 가압 또는 제거하여 차단 영역을 형성하는 용액 차단 영역 형성부가 구비됨을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  2. 제1 항에 있어서, 용액 차단 영역 형성부는
    일단이 표시부를 형성하는 관통홀의 일 측면에 연결되고, 일단으로부터 스트립의 길이축(이하 'X축'으로 기재함) 방향으로 연장 형성되되, 휘어질 수 있는 연성 부재로 제작된 가이딩부와,
    가이딩부의 타단으로부터 스트립 평면의 수직축(이하 'Z축'으로 기재함) 기준으로 형성된 가압부와,
    가이딩부의 타단으로부터 Z축 기준으로 하방 돌출되어 형성된 접촉부를 포함함을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  3. 제1 항에 있어서, 표시부를 형성하는 관통홀의 일 측면 및 일 측면과 마주보는 타 측면의 소정 영역들 중 적어도 하나가 함몰되어 스트립의 폭 방향(이하 'Y축 방향'으로 기재함)의 통로가 형성되고,
    용액 차단 영역 형성부는
    일단으로부터 타단으로 수평 연장되어, 통로에 수용되어 Y축 방향으로 이동되는 가이딩부와,
    가이딩부의 타단 또는 일단과 타단 사이의 소정 지점으로부터 Z축 기준으로 형성된 가압부와,
    가이딩부의 타단 또는 일단과 타단 사이의 소정 지점으로부터 Z축 기준으로 하방 돌출되어 형성된 접촉부를 포함함을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  4. 제1 항에 있어서, 용액 차단 영역 형성부는
    표시부를 형성하는 관통홀의 일 측면에서 Y축 방향으로 연장되어, 일 측면과 마주보는 타 측면에 연결되어 형성되는 지지부와,
    일단이 가압부이고, 타단이 접촉부인 누름부를 포함하되,
    누름부가 지지부와 체결되되, 누름부가 지지부와 체결된 지점을 중심으로 회전됨을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  5. 제1 항에 있어서, 용액 차단 영역 형성부는
    표시부를 형성하는 관통홀의 일 측면에서 Y축 방향으로 연장되어, 일 측면과 마주보는 타 측면에 연결되어 형성되는 지지부와,
    일단으로부터 타단으로 연장되는 막대 형태로 형성되어 관통홀의 일 측면에 고정되되, 일단 및 타단이 Z축 기준으로 높이가 상이한 위치에 고정되는 가이딩부와,
    일단이 가압부이고, 타단이 접촉부인 누름부를 포함하되,
    누름부가 가이딩부를 따라 이동됨을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  6. 제1 항에 있어서,
    커버부의 하면 및 받침부의 상면이 연결되되, 중앙에 벤딩 라인이 형성되어 커버부의 하면이 받침부의 상면과 마주보도록 벤딩 라인을 따라 접혀지고,
    커버부 또는 받침부에는
    표시부에 인접하게 평행 형성된 적어도 한쌍의 슬릿들이 구비되고,
    용액 차단 영역 형성부는
    슬릿들 사이에서 관통 이동되어, 일면이 스트립 다공성 막의 상부에 접촉되는 접촉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  7. 제2 항 내지 제6 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    시료가 다공성 막에서 일단에서 타단으로 이동되되,
    접촉부는
    다공성 막의 측정 영역과 일단 사이 영역의 상부에 위치함을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  8. 제2 항 내지 제6 항 중 적어도 한 항에 있어서,
    시료가 다공성 막에서 일단에서 타단으로 이동되되,
    접촉부는
    다공성 막의 측정 영역과 타단 사이 영역의 상부에 위치함을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  9. 제1 항 내지 제5 항 중 적어도 한 항에 있어서, 용액 차단 영역부는
    용액 점적부가 연결 형성되되,
    용액 점적부는
    용액 점적부의 상면으로부터 함입되어 다공성 막의 상부에 관통 형성된 용액 주입구가 형성됨을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
  10. 제 1항 내지 제 6항에 있어서, 스트립은
    다공성 막의 하단에 적층되어 다공성 막에 점적된 용액을 흡수하는 흡수층이 더 형성됨을 특징으로 하는 면역 크로마토그래피 센서 카트리지.
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