KR20200016016A - 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템 - Google Patents

시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 시료 혼합장치로서, 상기 시료 혼합장치에 반응시약의 정보를 담은 시약 정보부; 바이오센서 중심 부분에 위치하여 시료가 투입되며, 시료와 시약이 반응하는 부분인 반응 챔버; 및 상기 반응 챔버 주위에 위치하여 액상의 시약 물질이 보관되는 시약 챔버를 포함하는 바이오센서가 장착되었을 때, 상기 시약 정보부에 레이저를 쏘아, 반응시약의 정보를 판독하는 레이저 방출부; 상기 시약 챔버에 보관된 액상의 시약 물질을 반응 챔버로 압출시키기 위해, 상기 시약 챔버로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입부; 및 상기 레이저 방출부에서 판독된 반응시약의 정보와, 시료와 반응시약이 혼합된 경우의 반응을 측정하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템에 따르면, 바이오센서에 위치하여 반응시약의 정보를 담은 시약 정보부에 저장된 정보를 레이저 방출부를 통하여 판독할 수 있도록 함으로써, 시약 챔버에 보관된 시약의 종류를 자동으로 판별할 수 있도록 하며, 보관된 시료를 따로 적어놓지 않아도 투입되는 시약의 종류를 명확하게 할 수 있어, 보다 쉽고 간편하게 시료의 혼합 및 측정을 할 수 있도록 한다.

Description

시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템{SAMPLE MIXING DEVICE CAPABLE OF DISCRIMINATING THE KIND OF REAGENT AND SAMPLE MIXING SYSTEM CONTAINING THEREOF}
본 발명은 시료 혼합장치 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템에 관한 것으로서, 특히 화학물질인 투입되는 시약의 종류를 자동으로 판별할 수 있는 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 바이오칩을 이용한 진단 센서의 경우, 전기화학측정 방법(Electrochemical detection), 전위차 측정 방법(Potentiometeric detection), 화학 발광 방법(Chemiluminescent detection) 등 여러 가지 측정 방법들이 있다. 바이오센서는 측정 대상물로부터 정보를 얻을 때, 생물학적 요소를 이용하거나 또는 생물학적 요소를 모방하여 색, 형광, 전기적 신호 등과 같이 인식 가능한 유용한 신호로 변환시켜주는 시스템이라고 할 수 있다. 따라서 바이오센서는 전자공학, 화학, 생물학, 재료공학, 효소공학 등 과학 전반에 걸친 기술을 필요로 하는 미래형 융합기술(Fusion technology)이다.
바이오센서의 주요 용도분야는 의료용, 환경용, 식품용, 산업용, 군사용, 실험연구용 등이다. 이 중 의료용은 현재 가장 많이 이용되고 있는 분야로서 주로 혈당측정용 바이오센서가 시장규모의 대부분을 차지하고 있다. 이러한 바이오센서는 기술적 측면에서 필요 시료량이 적고, 측정의 정확성이 높으며, 주변 환경의 영향이 적고, 측정이 간편하며, 측정의 리얼 타임화가 가능하다. 최근의 연구개발 추세는 최소량의 시료를 이용하는 바이오센서, 일회용 바이오센서를 개발하는 데 역점을 두고 있는 실정으로, 이러한 목적을 달성하기 위한 바이오센서 제조에 있어서의 기술적 연구가 많이 수행되고 있다.
또한, 최근 들어 미세 유동 제어 장치(Microfluidic device)를 이용하여 미세 유동 채널 내로 시료와 반응 물질 등을 주입하여 혼합 반응을 일으켜, 이 때 발생하는 신호(광반응 등)의 강도를 측정하여 원하는 물질의 농도를 측정하는 경우가 많다.
이 경우, 시료나 시약의 정확한 정량을 위하여서는 유체를 주입하거나 혼합할 때 복잡한 시스템이 요구된다. 특히, 화학 발광 바이오센서의 경우 반응이 일어나기 위해서는 정량의 시료, 반응 매개 물질, 발광체 등의 정량 혼합 비율을 유지해야 하나, 미세 유체 제어로써 원하는 물질을 주입하여 이동한 다음, 반응부에서 시료를 혼합하여 측정부에서 신호를 정확히 측정하여 이들을 정량화 하기는 매우 힘든 문제점이 있었다.
이에 따라, 미리 제작된 바이오센서 용기에 정량의 시료를 보관해두었다가, 시료의 혼합이 필요한 경우 시료 혼합장치에 장착하여 바이오센서의 혼합 챔버 속으로 시료 또는 시약이 주입되도록 하는 방법이 개발되고 있다. 그러나 이와 같이 미리 시료 또는 시약을 보관해둘 경우, 보관해 둔 시약의 종류를 기억하지 못하거나 어떠한 시약이 바이오센서의 어느 시약 챔버(용기)에 보관되어 있는지 헷갈리는 문제가 발생하였다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0901467호(발명의 명칭: 시료의 미세혼합장치 및 이를 포함하는 랩온어칩) 및 대한민국 등록특허 제10-1800552호(발명의 명칭: 시료 혼합장치) 등이 개시된 바 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 바이오센서에 위치하여 반응시약의 정보를 담은 시약 정보부에 저장된 정보를 레이저 방출부를 통하여 판독할 수 있도록 함으로써, 시약 챔버에 보관된 시약의 종류를 자동으로 판별할 수 있도록 하며, 보관된 시료를 따로 적어놓지 않아도 투입되는 시약의 종류를 명확하게 할 수 있어, 보다 쉽고 간편하게 시료의 혼합 및 측정을 할 수 있도록 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치는,
시료 혼합장치로서,
반응시약의 정보를 담은 시약 정보부; 바이오센서 중심 부분에 위치하여 시료가 투입되며, 시료와 시약이 반응하는 부분인 반응 챔버; 및 상기 반응 챔버 주위에 위치하여 액상의 시약 물질이 보관되는 시약 챔버를 포함하는 바이오센서가 상기 시료 혼합장치에 장착되었을 때,
상기 시약 정보부에 레이저를 쏘아, 반응시약의 정보를 판독하는 레이저 방출부;
상기 시약 챔버에 보관된 액상의 시약 물질을 반응 챔버로 압출시키기 위해, 상기 시약 챔버로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입부; 및
상기 레이저 방출부에서 판독된 반응시약의 정보와, 시료와 반응시약이 혼합된 경우의 반응을 측정하는 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 바이오센서의 본체는,
투명한 재질로 이루어질 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 바이오센서의 본체는,
투명한 아크릴(Acrylic)로 이루어질 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 바이오센서의 본체는,
투명한 유리로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 정보부는,
바코드의 형태로서 상기 반응시약의 정보를 담고 있을 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 정보부는,
QR코드의 형태로서 상기 반응시약의 정보를 담고 있을 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 정보부는,
점자의 형태로서 상기 반응시약의 정보를 담고 있을 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 정보부는,
상기 바이오센서가 시료 혼합장치에 부착되는 일면에 구성될 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 시약 정보부는,
투명한 재질로 이루어진 상기 바이오센서의 내부에 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 정보부는,
단일한 구성으로서, 상기 시약 챔버에 보관된 반응시약의 정보를 모두 담을 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 정보부는,
두 개 이상으로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 반응 챔버는,
원통의 형태로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 챔버는,
단일 종류의 액상의 시약 물질이 각각 수용되며, 복수개로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 챔버는,
액상의 시약 물질이 수용되는 공간으로서, 구의 형태로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 챔버는,
액상의 시약 물질이 수용되는 공간으로서, 큐브의 형태로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 시약 챔버는,
액상의 시약 물질이 수용되는 공간으로서, 원기둥의 상하에 원뿔이 부착된 형태로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 바이오센서는,
상기 시약 챔버에 보관된 액상의 시약 물질을 상기 반응 챔버로 인입시키도록 하는 유로관; 및
상기 시약 챔버에 보관된 액상의 시약 물질을 압출시키기 위해, 상기 시약 챔버 내부로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입관을 더 포함할 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 유로관은,
일단이 상기 시약 챔버의 하단에서 상기 시약 챔버와 연통하고, 타단이 상기 반응 챔버의 측면에서 상기 반응 챔버와 연통하도록 구성될 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 유로관은,
상기 공기 주입관을 통하여 상기 시약 챔버 내부로 공기가 주입되어 상기 시약 챔버에 보관된 액상의 시약 물질을 압출시키기 이전에는, 상기 시약 챔버에 보관된 액상의 시약 물질이 흐르지 않도록 차단되어 있을 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 공기 주입관은,
일단이 상기 시약 챔버의 측면에서 상기 시약 챔버와 연통하고, 타단이 상기 바이오센서가 시료 혼합장치에 부착되는 일면에서 상기 바이오센서의 외부와 연통하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합 시스템은,
반응시약의 정보를 담은 시약 정보부, 바이오센서 중심 부분에 위치하여 시료가 투입되며 시료와 시약이 반응하는 부분인 반응 챔버, 및 상기 반응 챔버 주위에 위치하여 액상의 시약 물질이 보관되는 시약 챔버를 포함하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서; 및
상기 시약 정보부에 레이저를 쏘아 반응시약의 정보를 판독하는 레이저 방출부, 상기 시약 챔버에 보관된 액상의 시약 물질을 상기 반응 챔버로 압출시키기 위해 상기 시약 챔버로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입부, 및 상기 레이저 방출부에서 판독된 반응시약의 정보를 제어하며 시료와 반응시약이 혼합된 경우의 반응을 측정하는 제어부를 포함하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템에 따르면, 바이오센서에 위치하여 반응시약의 정보를 담은 시약 정보부에 저장된 정보를 레이저 방출부를 통하여 판독할 수 있도록 함으로써, 시약 챔버에 보관된 시약의 종류를 자동으로 판별할 수 있도록 하며, 보관된 시료를 따로 적어놓지 않아도 투입되는 시약의 종류를 명확하게 할 수 있어, 보다 쉽고 간편하게 시료의 혼합 및 측정을 할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치의 블럭도를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서를 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치에 부착되는 면에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서를 위에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서의 사시도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서에서 시약 정보부가 바코드로 이루어진 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서에서 시약 정보부가 QR코드로 이루어진 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서에서 시약 정보부가 점자로 이루어진 모습을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치를 도식화한 도면.
도 9는 시본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서가 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치에 장착되어 사용되는 모습을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)의 블럭도를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)는, 시료 혼합장치에, 반응시약의 정보를 담은 시약 정보부(110); 바이오센서 중심 부분에 위치하여 시료가 투입되며, 시료와 시약이 반응하는 부분인 반응 챔버(120); 및 반응 챔버(120) 주위에 위치하여 액상의 시약 물질이 보관되는 시약 챔버(130)를 포함하는 바이오센서(100)가 장착되었을 때, 시약 정보부(110)에 레이저를 쏘아, 반응시약의 정보를 판독하는 레이저 방출부(210); 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 반응 챔버(120)로 압출시키기 위해, 시약 챔버(130)로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입부(220); 및 레이저 방출부(210)에서 판독된 반응시약의 정보와, 시료와 반응시약이 혼합된 경우의 반응을 측정하는 제어부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)를 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)에 부착되는 면에서 바라본 모습, 위에서 바라본 모습, 및 사시도를 각각 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바에 따르면, 시약 정보부(110)는 바이오센서의 본체 아랫부분 표면에 위치할 수 있으며, 반응 챔버(120)는 바이오센서의 정 중앙에 위치할 수 있다. 또한 시약 챔버(130)는 반응 챔버(120)의 주위인 양 측면으로 간격을 두고 위치할 수 있으나, 이러한 위치 또는 배치에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라서, 바이오센서 본체는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 투명한 재질로서, 투명한 아크릴(Acrylic) 및 유리 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있으나 상기 나열된 재질에 한정되는 것은 아니다. 바이오센서 본체를 투명한 재질로 구성하는 경우, 시료와 시약의 혼합에 의하여 생성되는 발광물질에서 발생하는 광량을 외부에서 측정이 가능하도록 할 수 있다.
시약 정보부(110)는, 시약 챔버(130) 내부에 보관된 반응시약의 정보를 담고 있는 구성일 수 있다. 반응시약의 정보를 읽기 위해서는 시료 혼합장치(200)에서 레이저를 시약 정보부(110)로 쏘아, 저장된 정보를 판독하는 방식을 취할 수 있다. 이에 따라, 시약 정보부(110)는 정보를 포함하는 바코드, QR코드와 같은 코드 형태를 취할 수 있으며, 레이저의 반사되는 형태에 따라 정보를 판독할 수 있도록 점자의 형태로 이루어질 수도 있다. 또한, 시료 혼합장치(200)에서 방출하는 레이저가 가시광선인 경우, 시약 정보부(110)는 작은 글씨가 기재되어 있는 방식으로 정보를 담고 있을 수도 있다. 다만, 시약 정보부(110)가 반응시약의 정보를 담는 방법으로서 상기에 나열된 방법에 한정되는 것은 아니며, 정보를 포함할 수 있는 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)에서 시약 정보부(110)가 바코드로 이루어진 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)에서 시약 정보부(110)가 QR코드로 이루어진 모습을 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 시약 정보부(110)는 단일하게 구성되어, 반응시약의 정보를 모두 포함하고 있을 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)에서 시약 정보부(110)가 점자로 이루어진 모습을 도시한 도면이다. 실시예에 따라서는 도 7에 도시된 바와 같이, 시약 정보부(110)는 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 도 7과 같이 시약 정보부(110)의 개수가 시약 챔버(130)의 개수와 같은 경우, 하나의 시약 정보부(110)에 하나의 시약 챔버(130)가 일대일로 대응되어 정보를 포함할 수도 있다.
실시예에 따라서는, 시약 정보부(110)는, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 바이오센서(100)가 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)에 부착되는 일면에 구성될 수 있다. 이때, 시약 정보부(110)는 스티커의 형식 또는 바이오센서(100)의 일면에 프린팅 된 형식일 수 있을 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 바이오센서(100) 본체가 투명한 재질로 이루어진 경우에는, 시약 정보부(110)는 바이오센서(100)의 내부에 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)에서 발생한 레이저가 바이오센서(100)의 내부까지 침투할 수 있기 때문이다.
앞서 도 5 및 도 6에서 살펴본 바와 같이, 시약 정보부(110)는 단일하게 구성되어 시약 챔버(130)에 보관된 반응시약의 정보를 모두 담을 수 있다. 시약 정보부(110)가 단일하게 구성되는 경우, 시약 정보부(110)에는, 시약 챔버(130)에 보관된 반응시약의 화학물질 종류의 정보뿐만 아니라, 어느 시약 챔버(130)에 어떠한 반응시약이 보관되어 있는지 반응시약의 위치정보까지 포함할 수 있다.
또한, 앞서 도 7에서 살펴본 바와 같이, 시약 정보부(110)는 두 개 이상으로 구성될 수도 있다. 도 7에 도시된 경우, 시약 챔버(130)의 개수와 시약 정보부(110)의 개수가 일치하여 일대일 대응이 가능하도록 구성되어있으나, 실시예에 따라서는 시약 챔버(130)의 개수와 시약 정보부(110)의 개수가 정확히 일치하지 않을 수도 있으며, 이 경우 하나의 시약 정보부(110)는 복수개의 시약 챔버(130)에 보관된 반응시약의 화학물질 종류의 정보 및 반응시약의 위치정보를 포함할 수 있다.
반응 챔버(120)는 바이오센서(100)의 중심부에 위치한 공간으로서, 윗부분이 뚫려있어 시료가 투입될 수 있으며, 시약 챔버(130)로부터 반응시약을 전달받아 시료와 시약이 반응하는 공간일 수 있다. 반응 챔버(120)는 원통의 형태로 구성될 수 있으며, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 반구의 형태가 원통의 아랫면에 부착된 형태로 구성될 수도 있다. 다만 앞서 나열된 형태로 한정되는 것은 아니다.
시약 챔버(130)는, 반응 챔버(120) 주위에 위치하여 액상의 시약 물질이 보관되는 공간일 수 있다. 하나의 시약 챔버(130)에는 단일 종류의 액상의 반응시약이 보관되며, 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)에서 시약 챔버(130)는, 단일 종류의 액상의 시약 물질이 각각 수용되며, 복수개로 구성될 수 있다. 도 2 내지 도 7에 도시된 바에 따르면, 단일 종류의 액상의 시약 물질이 수용된 네 개의 시약 챔버(130)를 포함하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)를 볼 수 있다.
시약 챔버(130)는, 액상의 시약 물질이 수용되는 공간으로서, 구의 형태, 큐브의 형태 및 원기둥의 상하에 원뿔이 부착된 형태 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 다만 시약 챔버(130)의 형태는 상기에 나열된 형태로 한정되는 것은 아니며, 하나의 바이오센서(100)에 단일한 형태의 시약 챔버(130)만을 포함하여야 하는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)는, 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 반응 챔버(120)로 인입시키도록 하는 유로관(131) 및 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 압출시키기 위해, 시약 챔버(130) 내부로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입관(132)을 더 포함할 수 있다.
유로관(131)은, 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 반응 챔버(120)로 인입시키도록 하는 구성으로서, 직선의 관 형태일 수 있으며, 일단이 시약 챔버(130)의 하단에서 시약 챔버(130)와 연통하고, 타단이 반응 챔버(120)의 측면에서 반응 챔버(120)와 연통하도록 구성될 수 있다.
또한, 유로관(131)은, 공기 주입관(132)을 통하여 시약 챔버(130) 내부로 공기가 주입되어 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 압출시키기 이전에는 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질이 흐르지 않도록 차단되어 있을 수 있다. 이때, 유로관(131)이 차단되는 방법으로는, 압력이 가해지면 파지되는 얇은 막의 형태; 또는 반 수용성 물질로서, 수용성을 띄는 시료와 혼합되지 않고 분리될 수 있는 차단액이 채워져 있는 형태일 수 있으나 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.
차단액을 이용하여 유로관(131)이 차단되는 형태에 있어서는, 수성계 이상 시스템(ATPs: Aqueous two phase system)을 이용하여 두 물질이 두 개의 상으로 분리되는 성질을 적용할 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리에틸렌클리콜(PEG)-덱스트란(Dextran)의 상 분리 방법을 이용하여, 차단액은 폴리에틸렌글리콜 또는 덱스트란 중 선택된 어느 하나의 물질을 포함하도록 구비하고, 시료 또는 시약을 폴리에틸렌글리콜 또는 덱스트란 중 선택된 다른 하나를 구비하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 시료 및 시약이 전부 혼합된 후에, 혼합된 물질로부터 차단액을 분리하는 것이 용이하여 조작이 간편한 장점이 있다.
공기 주입관(132)은, 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 압출시키기 위해, 시약 챔버(130) 내부로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 구성으로서, 직선의 도관 형태일 수 있으며, 일단이 시약 챔버(130)의 측면에서 시약 챔버(130)와 연통하고, 타단이 바이오센서(100)가 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)에 부착되는 일면에서 바이오센서(100)의 외부와 연통하도록 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)를 도식화한 도면이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)를 도시한 도면이다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)는, 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)의 시약 정보부(110)에 레이저를 쏘아 저장된 정보를 판독할 수 있도록 하는 레이저 방출부(210); 및 바이오센서(100)의 공기 주입관(132)과 연결되어 공기를 주입함으로써 시약 챔버(130)에 보관된 반응시약을 압출할 수 있도록 하는 공기 주입부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
레이저 방출부(210)는 시약 정보부(110)에 레이저를 쏘는 부분으로서, 바이오센서(100)가 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)에 장착되었을 때, 시약 정보부(110)가 위치하는 부분에 구성될 수 있다. 레이저 방출부(210)에서 방출되는 빛의 종류는 시약 정보부(110)의 형태에 따라, 저장된 정보를 판독하기에 적합한 종류의 빛이 될 수 있다.
공기 주입부(220)는 공기를 방출하는 부분으로서, 바이오센서(100)가 시료 혼합장치(200)에 장착되었을 때, 공기 주입관(132)이 바이오센서(100) 외부로 연통하는 부분에 구성될 수 있다. 이에 따라, 바이오센서(100)의 공기 주입관(132)과 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)의 공기 주입부(220)가 연결될 수 있으며, 연결된 공기 주입관(132)을 통해 시약 챔버(130)에 공기를 주입함으로써, 시약 챔버(130)에 보관된 반응시약을 반응 챔버(120)로 압출될 수 있도록 한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100)가 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)에 장착되어 사용되는 모습을 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 바이오센서(100)가 시료 혼합장치(200)에 장착되었을 때, 레이저 방출부(210)에서 빛이 방출되어 시약 정보부(110)에 저장된 반응시약의 정보를 판독할 수 있도록 하며, 공기 주입관(132)과 공기 주입부(220)가 연결되어 시약 챔버(130)에 보관된 반응시약이 압출될 수 있도록 한다.
제어부(230)는, 레이저 방출부(210)에서 판독된 반응시약의 정보를 제어하며, 시료와 반응 시약이 혼합된 경우의 반응을 측정하는 구성일 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(230)는 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)의 공기 주입부(220)에서 공기가 발생되는 순서와, 레이저 방출부(210)에서 판독된 해당 시약 챔버(130)에 보관된 반응시약의 정보를 이용하여 바이오센서(100)를 이용한 일련의 센싱 과정을 자동으로 기록하고 측정할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 수기로 기록하거나 체크하지 않더라도 자동으로 테스트 대상인 시료에 어떠한 화학물질이 어느 정도 포함되어있는지 알 수 있어, 보다 쉽고 편리한 바이오센싱이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합 시스템은, 반응시약의 정보를 담은 시약 정보부(110), 바이오센서 중심 부분에 위치하여 시료가 투입되며, 시료와 시약이 반응하는 부분인 반응 챔버(120), 및 반응 챔버(120) 주위에 위치하여 액상의 시약 물질이 보관되는 시약 챔버(130)를 포함하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100); 및 시약 정보부(110)에 레이저를 쏘아 반응시약의 정보를 판독하는 레이저 방출부(210), 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 반응 챔버(120)로 압출시키기 위해 시약 챔버(130)로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입부(220), 및 레이저 방출부(210)에서 판독된 반응시약의 정보를 제어하며, 시료와 반응시약이 혼합된 경우의 반응을 측정하는 제어부(230)를 포함하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
각각의 구성들과 관련된 상세한 내용들은, 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)와 관련하여 충분히 설명되었으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200) 및 그것을 포함하는 시료 혼합 시스템에 따르면, 바이오센서(100)에 위치하여 반응시약의 정보를 담은 시약 정보부(110)에 저장된 정보를 레이저 방출부(210)를 통하여 판독할 수 있도록 함으로써, 시약 챔버(130)에 보관된 시약의 종류를 자동으로 판별할 수 있도록 하며, 보관된 시료를 따로 적어놓지 않아도 투입되는 시약의 종류를 명확하게 할 수 있어, 보다 쉽고 간편하게 시료의 혼합 및 측정을 할 수 있도록 한다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서
110: 시약 정보부
120: 반응 챔버
130: 시약 챔버
131: 유로관
132: 공기 주입관
200: 본 발명의 일실시예에 따른 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치
210: 레이저 방출부
220: 공기 주입부
230: 제어부

Claims (21)

  1. 시료 혼합장치에 있어서,
    반응시약의 정보를 담은 시약 정보부(110); 바이오센서 중심 부분에 위치하여 시료가 투입되며, 시료와 시약이 반응하는 부분인 반응 챔버(120); 및 상기 반응 챔버(120) 주위에 위치하여 액상의 시약 물질이 보관되는 시약 챔버(130)를 포함하는 바이오센서(100)가 상기 시료 혼합장치에 장착되었을 때,
    상기 시약 정보부(110)에 레이저를 쏘아, 반응시약의 정보를 판독하는 레이저 방출부(210);
    상기 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 반응 챔버(120)로 압출시키기 위해, 상기 시약 챔버(130)로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입부(220); 및
    상기 레이저 방출부(210)에서 판독된 반응시약의 정보를 제어하며, 시료와 반응시약이 혼합된 경우의 반응을 측정하는 제어부(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  2. 제1항에 있어서, 상기 바이오센서(100)의 본체는,
    투명한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  3. 제2항에 있어서, 상기 바이오센서(100)의 본체는,
    투명한 아크릴(Acrylic)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  4. 제2항에 있어서, 상기 바이오센서(100)의 본체는,
    투명한 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  5. 제1항에 있어서, 상기 시약 정보부(110)는,
    바코드의 형태로서 상기 반응시약의 정보를 담고 있는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  6. 제1항에 있어서, 상기 시약 정보부(110)는,
    QR코드의 형태로서 상기 반응시약의 정보를 담고 있는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  7. 제1항에 있어서, 상기 시약 정보부(110)는,
    점자의 형태로서 상기 반응시약의 정보를 담고 있는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  8. 제1항에 있어서, 상기 시약 정보부(110)는,
    상기 바이오센서(100)가 상기 시료 혼합장치에 부착되는 일면에 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  9. 제2항에 있어서, 상기 시약 정보부(110)는,
    투명한 재질로 이루어진 상기 바이오센서(100)의 내부에 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  10. 제1항에 있어서, 상기 시약 정보부(110)는,
    단일한 구성으로서, 상기 시약 챔버(130)에 보관된 반응시약의 정보를 모두 담는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  11. 제1항에 있어서, 상기 시약 정보부(110)는,
    두 개 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  12. 제1항에 있어서, 상기 반응 챔버(120)는,
    원통의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  13. 제1항에 있어서, 상기 시약 챔버(130)는,
    단일 종류의 액상의 시약 물질이 각각 수용되며, 복수개로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  14. 제1항에 있어서, 상기 시약 챔버(130)는,
    액상의 시약 물질이 수용되는 공간으로서, 구의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  15. 제1항에 있어서, 상기 시약 챔버(130)는,
    액상의 시약 물질이 수용되는 공간으로서, 큐브의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  16. 제1항에 있어서, 상기 시약 챔버(130)는,
    액상의 시약 물질이 수용되는 공간으로서, 원기둥의 상하에 원뿔이 부착된 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  17. 제1항에 있어서, 상기 바이오센서(100)는,
    상기 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 상기 반응 챔버(120)로 인입시키도록 하는 유로관(131); 및
    상기 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 압출시키기 위해, 상기 시약 챔버(130) 내부로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입관(132)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  18. 제17항에 있어서, 상기 유로관(131)은,
    일단이 상기 시약 챔버(130)의 하단에서 상기 시약 챔버(130)와 연통하고, 타단이 상기 반응 챔버(120)의 측면에서 상기 반응 챔버(120)와 연통하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  19. 제17항에 있어서, 상기 유로관(131)은,
    상기 공기 주입관(132)을 통하여 상기 시약 챔버(130) 내부로 공기가 주입되어 상기 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 압출시키기 이전에는, 상기 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질이 흐르지 않도록 차단되어 있는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  20. 제17항에 있어서, 상기 공기 주입관(132)은,
    일단이 상기 시약 챔버(130)의 측면에서 상기 시약 챔버(130)와 연통하고, 타단이 상기 바이오센서가 시료 혼합장치에 부착되는 일면에서 상기 바이오센서의 외부와 연통하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200).
  21. 시료 혼합 시스템으로서,
    반응시약의 정보를 담은 시약 정보부(110), 바이오센서 중심 부분에 위치하여 시료가 투입되며 시료와 시약이 반응하는 부분인 반응 챔버(120), 및 상기 반응 챔버(120) 주위에 위치하여 액상의 시약 물질이 보관되는 시약 챔버(130)를 포함하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시약 판별 바이오센서(100); 및
    상기 시약 정보부(110)에 레이저를 쏘아 반응시약의 정보를 판독하는 레이저 방출부(210), 상기 시약 챔버(130)에 보관된 액상의 시약 물질을 상기 반응 챔버(120)로 압출시키기 위해, 상기 시약 챔버(130)로 공기를 주입하여 압력을 공급하도록 하는 공기 주입부(220), 및 상기 레이저 방출부(210)에서 판독된 반응시약의 정보를 제어하며, 시료와 반응시약이 혼합된 경우의 반응을 측정하는 제어부(230)를 포함하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합장치(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시약의 종류를 판별할 수 있는 시료 혼합 시스템.
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