KR20230032283A - 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트 - Google Patents

샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트에 관한 것으로 더욱 상세하게는 카세트를 구성하는 상부카세트 및 하부카세트에 스트립 지지부, 스트립 고정부 및 스트립 가압부를 형성하여 샘플 시료에 따른 진단 성능을 향상시키고 샘플주입부의 일시 저장공간 및 하부카세트의 돌출부를 통한 일시 저장공간을 이중으로 구성함에 따라 일시에 많은 양의 샘플 시료가 주입되더라도 샘플 패드로 흡수되지 않고 유출되는 샘플 시료량이 최소화되도록 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 샘플 패드 및 멤브레인을 포함하는 적어도 하나의 진단 스트립을 수용하는 카세트에 있어서, 상기 진단 스트립을 지지하는 하부카세트; 및 상기 진단 스트립을 덮는 상부카세트;를 포함하고, 상기 상부카세트 및 상기 하부카세트 각각은, 외부 광학진단기기 내 광학센서를 통해 샘플 시료가 진단되도록 광학진단기기에 삽입되는 삽입영역; 및 광학진단기기 외측으로 노출되는 노출영역;을 포함하며, 상기 하부카세트는 상기 진단 스트립이 상기 하부카세트의 바닥면으로부터 이격되도록, 상기 하부카세트 삽입영역의 바닥면에 돌출형성되는 스트립 지지부를 포함한다.

Description

샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트{Cassettes that prevent spillage of samples and improve diagnostic performance}
본 발명은 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트에 관한 것으로 더욱 상세하게는 카세트를 구성하는 상부카세트 및 하부카세트에 스트립 지지부, 스트립 고정부 및 스트립 가압부를 형성하여 샘플 시료에 따른 진단 성능을 향상시키고 샘플주입부의 일시 저장공간 및 하부카세트의 돌출부를 통한 일시 저장공간을 이중으로 구성함에 따라 일시에 많은 양의 샘플 시료가 주입되더라도 샘플 패드로 흡수되지 않고 유출되는 샘플 시료량이 최소화되도록 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트에 관한 것이다.
종래의 바이오 진단 등의 의학 분야에서, 예컨대 측방유동 스트립(Lateral flow strip), 마이크로플루이딕 칩(Microfluidic chip) 등의 형광 분석법을 이용하는 분석기기에는 형광체가 사용된다.
이러한 형광체(fluorescent substance)가 사용되는 분석시스템은 샘플 시료가 주입되는 진단 스트립과, 이를 수용하는 카세트 및 해당 카세트가 삽입되어 이를 분석하는 광학진단기기로 구성된다.
여기서 상기 진단 스트립에 샘플 시료가 주입되기 위해 상기 카세트에는 샘플 시료 주입구가 형성되고 해당 주입구로 샘플 시료가 주입되는데, 이 때 샘플 시료는 일정 속도 이하로 주입되어야 충분히 진단 스트립의 샘플 패드로 흡수되게 된다.
하지만 작업자의 숙련도에 따라 순간적으로 일정 속도 이상의 즉, 많은 양의 샘플 시료가 주입되면 미처 샘플 패드에 흡수되기 전에 다양한 유출 경로로 샘플 시료가 유출되어 안정적인 샘플 시료 진단이 어려워질 수 있다.
아울러 샘플 패드에 원활히 흡수되더라도 샘플 패드를 지지하는 카세트의 바닥면으로 샘플 시료가 유출될 수 있으며, 유출된 샘플 시료가 진단 스트립의 진행 과정을 거치지 않고 특정 위치로 재흡수 됨에 따라 진단 성능을 저하시키는 문제가 발생하였다.
또한 카세트가 광학진단기기로 삽입시 얼라인이 미세하게 틀어지거나 카세트 내에 진단 스트립이 수용될 시에도 진단 스트립의 폭방향 또는 길이방향의 얼라인이 틀어진 상태로 수용되기도 한다.
이와 같은 얼라인 불량은 광학진단기기의 광학센서를 통한 샘플 시료 진단 시 많은 성능 저하를 초래하여 진단시스템의 진단 신뢰도를 저하시키는 문제가 발생하였다.
따라서 상기와 같은 샘플 시료의 유출을 방지함은 물론 진단 성능 저하를 초래하는 요인을 해결할 수 있는 카세트의 진단 스트립 수용 구조 개선이 요구된다.
한국공개특허 10-2012-0108584(공개일자: 2012년 10월 5일)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 하부카세트의 바닥면에 스트립 지지부, 스트립 고정부를 구성하고 상부카세트의 천정면에 스트립 가압부를 구성함으로써 진단 스트립을 안정적으로 목적하는 위치로 얼라인을 유도함은 물론 샘플 시료가 바닥면을 따라 유출되는 것을 방지할 수 있는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트를 제공함에 그 목적이 있다.
아울러 상부카세트의 샘플주입부의 주입경사부를 통한 샘플 시료의 일시 저장공간과, 하부카세트의 바닥면 상에 돌출 형성되는 돌출부를 통한 일시 저장공간을 부여함으로써 순간적으로 많은 양의 샘플 시료가 주입되더라도 온전히 진단 스트립의 샘플 패드로 샘플 시료의 유출 없이 흡수되도록 하며 샘플주입부의 저면부 내측 테두리에 형성되는 돌출로를 통해 샘플 패드와 마찰 면적을 최소화함으로 샘플주입부의 저면부를 따라 유출되는 샘플 시료량을 최소화할 수 있는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 샘플 패드 및 멤브레인을 포함하는 적어도 하나의 진단 스트립을 수용하는 카세트에 있어서, 상기 진단 스트립을 지지하는 하부카세트; 및 상기 진단 스트립을 덮는 상부카세트;를 포함하고, 상기 상부카세트 및 상기 하부카세트 각각은, 외부 광학진단기기 내 광학센서를 통해 샘플 시료가 진단되도록 광학진단기기에 삽입되는 삽입영역; 및 광학진단기기 외측으로 노출되는 노출영역;을 포함하며, 상기 하부카세트는 상기 진단 스트립이 상기 하부카세트의 바닥면으로부터 이격되도록, 상기 하부카세트 삽입영역의 바닥면에 돌출형성되는 스트립 지지부를 포함한다.
여기서 상기 상부카세트 및 하부카세트는 각각 천정면 및 바닥면에 서로 대응되는 위치로 형상적으로 대응되도록 형성되는 적어도 하나의 돌부와 결합홈부를 포함하여 끼움결합이 이루어진다.
또한 상기 상부카세트 및 하부카세트는 결합 시 서로 대응되는 위치에 사용자의 손가락을 파지하거나 끼워서 밀고 당기기 용이하도록 관통 형성되는 관통구를 포함한다.
아울러 상기 상부카세트는 상기 관통구의 일측으로 형성되며 진단할 샘플 시료가 통과되는 적어도 하나의 샘플주입부가 형성되되, 상기 샘플주입부는 상기 샘플 시료가 하부측으로 이동되도록 관통 형성되는 관통부; 및 상기 관통부를 통해 상기 샘플 시료가 샘플 패드로 흡수되는 시간 동안 샘플 시료가 일시 저장되는 저장공간이 형성되도록, 상기 관통부로부터 상방으로 경사지게 연장된 주입경사면;을 포함한다.
또한 상기 주입경사면은 하부측으로 갈수록 주입경사면을 구성하는 측벽 간 간격이 좁아지도록 경사면이 형성된다.
아울러 상기 샘플주입부는 상기 관통부를 구성하는 내벽면 저면부의 내측 테두리에 하부방향으로 일정 두께 및 길이를 가지는 돌출로를 포함한다.
또한 상기 하부카세트는 적어도 하나의 샘플주입부와 일대일 대응되는 바닥면 상에 해당 샘플주입부를 통해 주입되는 샘플 시료가 일시 저장되도록 저장공간을 형성하는 돌출부가 형성된다.
또한 상기 상부카세트는 삽입영역에 해당되는 천정면에 하부측에 위치될 진단 스트립의 멤브레인과 대면하는 위치로 복수개가 이격되어 형성되며 외부 광학진단기기의 광학센서에 의해 멤브레인으로 광이 조사되도록 개방되는 적어도 하나의 측정개구부를 포함한다.
아울러 상기 스트립 지지부는 적어도 하나의 멤브레인을 양측으로 지지하도록 멤브레인의 길이방향과 동일한 길이방향을 가지는 2개소의 평행한 돌출지지로가 형성되되, 상기 2개소의 평행한 돌출지지로는 이들 간 길이방향의 중심선(CL1)과 측정개구부의 길이방향의 중심선(CL2)이 동일하도록 형성되며, 측정개구부의 폭(W1), 돌출지지로의 좌, 우측 간 간격(W2), 진단 스트립의 폭(W3)은 하기의 식(1) 및 식 (2)에 의해 형성됨이 바람직하다.
W1 < W3 식(1)
W2 < W3 식(2)
또한 상기 하부카세트는 상기 삽입영역 상의 바닥면에 형성되며 진단 스트립의 단부측이 끼움결합되도록 끼움결합공간을 형성하는 적어도 하나의 스트립 고정부를 포함한다.
아울러 상기 상부카세트는 상기 삽입영역 상의 천정면에 하방으로 돌출 형성되며 진단 스트립을 하부측으로 가압하도록 하는 적어도 하나의 스트립 가압부를 포함한다.
본 발명에 따르면 진단 스트립을 수평하게 지지함과 동시에 하부카세트의 바닥면으로부터 이격시키는 스트립 지지부와, 진단 스트립의 단부측을 안정적으로 고정하여 정밀한 위치제어가 가능하도록 하는 스트립 고정부 및 진단 스트립을 하부측으로 가압하여 광학 센서 간 측정거리를 일정하게 유지시키는 스트립 가압부를 통해 진단 성능이 보다 향상되도록 하는 효과가 있다.
또한 샘플주입부의 주입경사부를 통해 형성되는 일시 저장공간과 하부카세트의 바닥면 상에 돌출되는 돌출부를 통해 형성되는 일시 저장공간 및 저면부의 내측 테두리에 형성되는 돌출로를 통해 샘플 시료가 유입 후 진단 스트립 외부로 유출되는 유출량을 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카세트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카세트와 외부 광학진단기기가 결합하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카세트의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카세트에 진단 스트립이 수용되는 모습을 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 저면분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상부카세트의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상부카세트의 평면도이다.
도 8은 도 7의 A-A' 단면도이다.
도 9는 도 8의 B 부분 확대도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 하부카세트의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 하부카세트의 돌출지지로와 상부카세트의 측정개구부 간 형성 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카세트의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카세트의 하부카세트 저면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카세트의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카세트와 외부 광학진단기기가 결합하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카세트의 분해사시도이다.
또한 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카세트에 진단 스트립이 수용되는 모습을 나타내는 분해사시도이고, 도 5는 도 4의 저면분해사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상부카세트의 측면도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 카세트(1000)는 크게 진단 스트립(300)을 지지하는 하부카세트(200)와 상기 진단 스트립을 덮는 상부카세트(100)로 구성된다.
여기서 상기 카세트(1000)에 수용되는 진단 스트립(300)은 적어도 샘플 시료를 흡수하는 샘플 패드(310) 및 외부 광학진단기기(400)의 광학 센서에 의해 진단이 이루어지는 멤브레인(320)을 포함한다.
도 4에서는 일반적인 진단 스트립(300)을 포함하여 카세트가 구성되는 모습을 도시하였는데, 일예에 따라 멤브레인(320)과 접하여 샘플 시료를 흡수하는 흡습 패드(330)가 포함될 수 있다.
상기 멤브레인(320)에는 검출자항원(detector antigen)이 포함될 수 있는데, 이러한 검출자항원은 샘플 시료 내에 해당 항원에 대한 항체가 존재할 경우 서로 반응하여 복합체를 형성하게 되고 존재하지 않는 경우 검출자항원과 어떠한 반응도 일으키지 않아 검출자항원은 원래 그대로의 형태로 남아 있게 된다. 이러한 복합체의 형성 유무를 외부 광학진단기기의 광학 센서를 통해 검출할 수 있다.
아울러 상기 샘플 패드(310), 멤브레인(320) 및 흡습 패드(330)는 주로 폴리염화비닐 소재의 백킹 카드(340, backing card)에 부착한 형태로 형성될 수 있다.
또한 필요에 따라 상기 샘플 패드(310)와 멤브레인(320) 사이에 검출 표지 보존 및 샘플 시료를 균일하게 전달하기 위한 축합 패드가 더 포함될 수 있다.
한편 상기 상부카세트(100)와 하부카세트(200)는 서로 결합하여 내측 수용공간으로 상기 진단 스트립(300)을 위치하도록 구성되는데, 이러한 상부카세트(100)와 하부카세트(200)의 결합 구성은 본 발명의 일실시예에 따라 끼움결합된다.
이를 위해 상기 상부카세트(100) 및 하부카세트(200)는 각각 천정면 및 바닥면에 서로 대응되는 위치로 형상적으로 대응되도록 복수의 돌부(100a, 200a)와 결합홈부(100b, 200b)가 형성되어 끼움결합을 구성한다.
이에 따라 내측 수용공간에 진단 스트립(300)이 수용된 상태로 상기 상부카세트(100)와 하부카세트(200)가 결합되면 샘플 시료가 후술할 상부카세트(100)의 샘플주입부를 통해 주입하고 이를 도 2에 도시된 바와 같이 외부 광학진단기기(400)로 삽입한다.
이때 상부카세트(100) 및 상기 하부카세트(200) 각각은 외부 광학진단기기(400) 내 광학센서를 통해 샘플 시료가 진단되도록 광학진단기기(400)에 삽입되는 삽입영역(100I, 200I) 및 광학진단기기 외측으로 노출되는 노출영역(100E, 200E)으로 이루어진다.
이에 따라 상부카세트(100) 및 상기 하부카세트(200)의 삽입영역(100I, 200I)에는 진단 스트립의 멤브레인(320)이 위치되어 광학진단기기(400) 내 광학센서를 통해 진단이 수행되고, 상기 상부카세트(100) 및 상기 하부카세트(200)의 노출영역(100E, 200E)에는 손잡이부(110, 210)가 형성되고, 상기 상부카세트(100)의 손잡이부(110) 일측으로 샘플 시료가 주입되는 샘플주입부(120)가 형성되어 카세트(1000)를 상기 광학진단기기(400)로 삽입하거나 배출하고 삽입 후에는 샘플 시료를 투입하도록 구성되게 된다.
여기서 상기 손잡이부(110, 210)는 상기 상부카세트(100) 및 상기 하부카세트(200)가 서로 결합 시 서로 대응되는 위치에 각각 형성되며 사용자의 손가락을 파지하거나 사용자의 손가락을 끼워서 카세트(1000)를 밀고 당기기 용이하도록 구비된다.
이러한 손잡이부(110, 210)는 상부카세트(100) 및 하부카세트(200)의 일측 대면 지점에 각각 형성되며 각각 외측면에서 내측으로 갈수록 점차 측벽의 폭이 좁아지는 파지경사면(111, 211)이 형성되고, 상기 파지경사면(111, 211)의 최내측에는 사용자의 손가락이 끼워지거나 끼워지지 않더라도 상기 샘플주입부(120)와의 혼동을 방지하기 위한 관통구(112, 212)가 형성된다.
여기서 상기 파지경사면(111, 211)은 손가락이 끼워지는 경우 수평면과의 경사 각도가 크도록 형성하여 끼워지는 손가락을 용이하게 안내하도록 하고, 손가락이 파지되는 경우에는 경사 각도를 완면하게 하여 손가락이 자연스럽게 안착되어 가압할 수 있게 유도한다.
한편 상기 샘플주입부(120)는 손잡이부의 일측으로 형성되며 진단할 샘플 시료가 주입되도록 구비되는데, 이러한 샘플주입부(120)는 샘플 시료가 하부측으로 이동되도록 관통 형성되는 관통부(122) 및 상기 관통부(122)를 통해 상기 샘플 시료가 샘플 패드(310)로 흡수되는 시간 동안 샘플 시료가 일시 저장되는 저장공간이 형성하며, 상기 관통부(122)로부터 상방으로 경사지게 연장된 주입경사면(121)으로 구성된다.
즉, 상기 상부카세트(100)의 상부면에서 점차 하방으로 측벽이 좁아지도록 경사지게 형성되는 주입경사면(121)을 따라 샘플 시료가 안내되고 상기 관통부(122)를 통해 안내된 샘플 시료가 하부에 수용될 진단 스트립(300)의 샘플 패드(310)로 이동하게 되는 것이다.
이러한 상기 주입경사면(121)은 샘플 시료가 투입될 때 외측으로 유출되지 않도록 저장공간을 형성함과 동시에 관통부(122)로 샘플 시료를 자연스럽게 안내하도록 하며, 저장공간을 되도록 크게 형성하기 위해 주입경사면(121)의 경사 각도 즉, 수평면과 주입경사면(121) 간의 경사 각도(α°)는 30°내지 70°정도로 형성됨이 바람직하다.
물론 상기 경사 각도(α°)는 관통부(122)의 위치와 넓이에 따라 적절하게 형성할 수 있으며, 도면에서는 샘플주입부(120)가 2개소 형성되는 경우 양 샘플주입부(120) 근접방향으로는 경사 각도(α°)가 크고 반대방향으로는 경사 각도(α°)가 크게 형성하였다.
이는 진단 스트립(300)의 수용 위치에 따라 양 샘플주입부(120) 간 간격이 작아서 상기와 같은 경사 각도(α°)가 적용되었으며, 이와 달리 진단 스트립(300) 간 간격이 클 경우에는 반대로 형성될 수 있음은 물론이다.
아울러 상기 관통부(122)의 크기는 하부측에 위치될 진단 스트립(300)의 샘플 패드(310)의 폭과 관련이 있는데, 관통부(122)의 폭(122a)은 샘플 패드(310)의 폭과 동일 또는 작게 형성됨이 바람직하다.
만일 관통부(122)의 폭(122a)이 샘플 패드(310)의 폭보다 크게 되면 샘플 시료가 관통부(122)를 경유하여 샘플 패드(310)측으로 이동할 때 샘플 패드(310)로 전량이 흡수되지 않고 일부 유출되는 문제가 발생될 수 있다.
한편 도 6에 도시된 바와 같이 상기 상부카세트(100)는 상기 샘플주입부(120)의 저장공간이 증대되도록 상기 노출영역(100E)의 측벽 높이(H1)에 대해 상기 삽입영역(100I)의 측벽 높이(H2)가 50%이하로 형성됨이 바람직하다.
이는 삽입영역(100I)의 측벽 높이(H2)는 외부 광학진단기기(400)의 삽입구의 높이에 한정되게 되는데, 이에 상기 샘플주입부(120)의 저장공간을 되도록 크게 형성하여 많은 양의 샘플 시료를 일시 저장하도록 하기 위해 상기 노출영역(100E)의 측벽 높이(H1)를 최대한 크게 형성하는 것이다.
이에 따라 많은 양의 샘플 시료가 일시 주입되더라도 샘플주입부(120) 외측으로 유출됨 없이 안정적으로 샘플 패드(310)로 이동 안내를 수행할 수 있다.
한편 상기 상부카세트(100)의 삽입영역(100I)에는 진단 스트립(300)의 멤브레인(320)과 대면하는 위치에 복수개가 이격되어 형성되며 외부 광학진단기기(400)의 광학센서에 의해 멤브레인으로 광이 조사되도록 개방되는 적어도 하나의 측정개구부(130)가 형성된다.
여기서 상기 측정개구부(130)는 진단 스트립(300)의 수용 방향에 따라 동일한 방향으로 복수개가 이격 형성됨이 바람직하며, 해당 측정개구부(130)의 개방 공간을 통해 광학진단기기(400)의 광이 멤브레인(320)측으로 조사되고, 조사된 광은 반사되어 다시 광학진단기기(400)의 광학센서로 입사되어 광학적 특성을 분석하여 진단이 이루어지게 된다.
이러한 측정개구부(130)의 형성 수와, 이들 간 이격 거리는 진단 스트립의 진단 표적 특정에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
한편 도 3 내지 도 5에 나타나듯이 본 발명의 일실시예에 따른 하부카세트(200)의 삽입영역(200I)에는 상기 광학진단기기(400)에 삽입시 광학진단기기 내 탄력적으로 돌출되는 돌부(도면 미표시)에 결합되도록 상기 돌부와 위치적으로 대응되는 하부카세트(200)의 측벽에 결합홈(200c)이 형성된다.
이러한 상기 결합홈(200c)은 상기 하부카세트 삽입영역의 중심부 일측 측벽에 형성되는데, 광학진단기기 내 돌부의 가압력에 의해 하부카세트(200)가 타측 및 상부측 중 적어도 한 측으로 가압됨에 따라 삽입 시 진단 스트립의 얼라인의 정확도를 증대시킨다.
이에 따라 광학진단기기 내측으로 카세트(1000)가 삽입될 시에 상기 돌부에 형상 결합하는 결합홈(200c)에 의해 상기 카세트(1000)는 수평방향으로는 결합홈(200c)이 형성된 측의 반대측으로 가압력이 작용하고 수직방향으로 상방측으로 가압력이 작용하게 되어 이를 기준으로 광학센서의 광 조사방향을 설정하면 정밀한 얼라인이 수행될 수 있다.
아울러 도 5에 나타나듯이, 상기 하부카세트(200)의 측벽에는 하부측으로 갈수록 하부카세트의 폭(W)이 좁아지는 가이드경사면(220)이 형성되는데, 이러한 가이드경사면(220)은 상기 상부카세트(100) 및 하부카세트(200)가 사용자의 실수에 의해 서로 상,하가 반전되어 상기 광학진단기기에 삽입되는 것을 방지하도록 구성된다.
물론 상기 가이드경사면(220)이 형성된 카세트(1000)와 형상적으로 대응되도록 외부 광학진단기기(400) 상의 삽입구 내측 또한 하부카세트(200)가 인입 시 가이드경사면(220)과 접하여 안내될 수 있도록 경사면이 형성되며, 이에 따라 만일 사용자가 카세트(1000)를 상, 하 반전된 상태로 인입시키면 내측으로 삽입 자체가 간섭에 의해 진행되지 않게 된다.
한편 상기 상부카세트(100)의 상부면 중 삽입영역(100I)에 해당하는 위치에는 돌출 형성되며, 상기 광학진단기기로 삽입 시 이와 대면하는 광학진단기기의 광학센서와 마찰이 방지되도록 일정 유격을 유지하기 위한 유격유지부(140)가 형성되는데, 이러한 유격유지부(140)는 상기 상부카세트(100) 및 하부카세트(200)가 광학진단기기로 삽입 시 수평이 유지되도록 상기 측정개구부(130)의 양측에 동일한 높이로 형성됨이 바람직하다.
도 1 내지 도 4에서는 이와 같은 유격유지부(140)를 길이방향을 가지는 직선 형태의 돌출로 형태로 형성하였으나, 이 보다 작은 길이를 가지는 복수의 돌출바 형태로도 형성할 수 있음은 물론이며, 상부카세트(100)의 삽입 시 좌, 우 수평을 유지시키며 광학센서와의 마찰을 방지하여 내구성을 높일 수 있는 형태라면 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상부카세트의 평면도이며, 도 8은 도 7의 A-A' 단면도이고, 도 9는 도 8의 B 부분 확대도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 상부카세트(100)의 샘플주입부(120)는 전술한 바와 같이 상기 샘플 시료가 하부측으로 이동되도록 관통 형성되는 관통부(122) 및 상기 관통부(112)를 통해 상기 샘플 시료가 샘플 패드(310)로 흡수되는 시간 동안 샘플 시료가 일시 저장되는 저장공간이 형성되도록 상기 관통부(122)로부터 상방으로 경사지게 연장된 주입경사면(121)으로 이루어진다.
여기서 상기 주입경사면(121)은 하부측으로 갈수록 주입경사면을 구성하는 측벽 간 간격이 좁아지도록 경사면이 형성됨은 물론이며, 아울러 상기 샘플주입부(120)는 상기 관통부(122)를 구성하는 내벽면 저면부의 내측 테두리에 하부방향으로 일정 두께 및 길이를 가지는 돌출로(123)가 형성된다.
이러한 상기 샘플주입부(120)의 돌출로(123)는 이와 접하게 되는 진단 스트립(300)의 샘플 패드(310)와 접촉 면적을 감소시켜 접촉부위를 통해 외측으로 유출되는 샘플 시료의 유출량을 줄이기 위해 구비된다.
즉, 상기와 같은 돌출로(123)가 없이 샘플주입부(120)의 최하단 저면이 구성될 경우 해당 저면을 따라 샘플 시료가 표면 장력에 의해 외측으로 유출되는데, 이러한 유출량은 저면의 면적과 어느 정도 비례하게 나타난다.
따라서 본 발명의 돌출로(123)를 통해 샘플 패드(310)와 접촉은 이루어지되, 접촉 면적을 최소화하면 유출되는 샘플 시료량을 감소시킬 수 있으며, 이는 곧 많은 양의 시료를 통한 안정적이면서 정확한 시료의 진단 특성 검출을 유도할 수 있게 된다.
한편 상기 상부카세트(100)는 상기 삽입영역(100I) 상의 천정면에 하방으로 돌출 형성되며 진단 스트립(300)을 하부측으로 가압하도록 하는 적어도 하나의 스트립 가압부(150)가 형성되는데, 이러한 스트립 가압부(150)는 도 5에 도시된 바 있다.
후술할 하부카세트(200)의 스트립 지지부(230)가 진단 스트립(300)을 하부측에서 상방으로 가압한다면 상기 스트립 가압부(150)는 진단 스트립(300)을 상부측에서 하방으로 가압하게 되어 안정적인 진단 스트립(300)의 지지와 광학 센서와의 거리 유지를 가능하게 한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 하부카세트의 평면도이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 하부카세트의 돌출지지로와 상부카세트의 측정개구부 간 형성 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 하부카세트(200)는 전술한 바와 같이 진단 스트립(300)을 지지하도록 구비되는데, 이러한 하부카세트(200)에는 진단 스트립(300)의 샘플 패드(310)를 지지하는 돌출부(240)와, 진단 스트립(300)의 멤브레인(320)을 지지하는 스트립 지지부(230) 및 진단 스트립(300)의 흡습 패드(330)를 지지하는 스트립 고정부(250)가 구비된다.
물론 진단할 샘플 시료에 따라 진단 스트립(300)의 구성은 다양하게 추가 또는 대체 될 수 있으며, 다양한 실시예로 구성되더라도 상기 돌출부(240)는 진단 스트립(300)의 일단을 지지하고, 스트립 고정부(250)는 그 타단을 지지하며 상기 스트립 지지부(230)는 진단 스트립(300)의 중심 영역을 지지하게 될 것이다.
한편 상기 스트립 지지부(230)는 상기 진단 스트립(300)이 상기 하부카세트(200)의 바닥면으로부터 이격되도록 상기 하부카세트 삽입영역(200I)의 바닥면에 돌출형성되는데, 이러한 스트립 지지부(230)는 도 3, 도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이 길이방향을 가지며 좌, 우 한 쌍으로 평행하게 직선형태로 돌출될 수 있으나, 이외에도 좌, 우 수평을 유지시키며 바닥면으로 진단 스트립(300)을 이격시킬 수 있는 것이라면 다양하게 형성될 수 있다.
이는 전술한 상부카세트(100)의 유격유지부(140)와 동일하며, 일예로 복수의 길이방향을 가지는 돌출직선 바 형태로 형성될 수 있으며 다른 예로 좌, 우 한 쌍이 아닌 하나의 직선 형태로 돌출되도록 구성할 수 있다.
이와 같은 상기 스트립 지지부(230)는 진단 스트립(300)을 하부카세트(200)의 바닥면으로부터 이격시키기 위함인데, 이는 샘플 시료가 샘플 패드를 통해 멤브레인측으로 이동하는 과정에서 표면 장력에 의해 바닥면을 따라 멤브레인으로부터 유출될 수 있는데, 이러한 샘플 시료의 유출을 최소화하기 위해 스트립 지지부(230)가 요구되며, 또한 진단 스트립(300)으로부터 유출되어 하부카세트(200)의 바닥면을 따라 이동하는 소량의 샘플 시료가 진단 스트립(300) 내에 포함되는 시약과 반응 과정을 생략하고 이후 진단 스트립(300) 부위로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 진단 스트립(300)의 최하단에는 전술한 바와 같이 백킹 카드(340)가 구비될 수 있는데, 이러한 백킹 카드(340)는 상기 바닥면을 따라 이동하는 샘플 시료가 다시 진단 스트립(300)으로 재흡수되는 것을 방지할 수 있게 된다.
만일 샘플 시료의 일부가 목적하는 진단 스트립(300)의 경유 경로를 정상적으로 거치지 않고 어느 특정 경로로 바닥면을 통해 유입되게 되면 정상적인 샘플 시료의 진단이 어려워지게 되고, 이는 시료 진단 시스템의 큰 결함으로 작용하게 될 것이다.
이와 같이 스트립 지지부(230)는 샘플 시료의 유출은 물론 재유입을 방지하여 보다 원활하고 샘플 시료의 진단이 이루어지도록 유도한다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 스트립 지지부(230)는 수용되는 진단 스트립(300)과 동일한 길이방향을 가지는 적어도 1개소 이상의 돌출지지로(231)를 포함하는데, 본 발명의 일실시예에서는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 멤브레인(320)의 길이방향과 동일한 길이방향을 가지는 평행한 2개소의 돌출지지로(231)로 형성하였다.
이와 같이 1개소 또는 2개소 이상의 돌출지지로(231)는 길이방향의 중심선(CL1)(2개소일 경우 이들 간 중심선)과 전술한 측정개구부(130)의 길이방향의 중심선(CL2)이 동일하도록 형성되며, 수용되는 진단 스트립(300)의 멤브레인(320) 중심선과도 동일하게 형성되어야 할 것이다.
아울러 측정개구부(130)의 폭(W1), 돌출지지로(231)의 좌, 우측 간 간격(W2), 진단 스트립(300)의 폭(W3)(도 4 참조)은 하기의 식(1) 및 식 (2)에 의해 형성됨이 바람직하다.
W1 < W3 식(1)
W2 < W3 식(2)
여기서 상기 돌출지지로(231)의 좌, 우측 간 간격(W2)은 돌출지지로(231)가 2개소인 경우, 좌측 돌출지지로(231)의 최좌측면과 우측 돌출지지로(231)의 최우측면 간의 간격을 의미하고, 돌출지지로(231)가 1개소인 경우, 돌출지지로(231)의 폭을 의미한다.
상기 식(1)에 따라 측정개구부(130)의 폭(W1)은 진단 스트립(300)의 폭(W3)보다 작게 형성되어야 하는데, 이는 측정개구부(130)의 폭(W1)이 진단 스트립(300)의 폭(W3)보다 클 경우 외부 광학진단기기(400)의 광학 센서 조사광이 진단 스트립(300) 폭을 넘어서는 영역까지 반사되어 수신될 수 있어 광학 진단 성능을 저하시킬 수 있기 때문이다.
아울러 상기 돌출지지로(231)의 좌, 우측 간 간격(W2) 또한 진단 스트립(300)의 폭(W3)보다 작게 형성되어야 하는데, 만일 돌출지지로(231)의 좌, 우측 간 간격(W2)이 진단 스트립(300)의 폭(W3)보다 클 경우 의도치 않게 진단 스트립(300)에서 유출되어 돌출지지로(231)의 상부면을 따라 이동하는 샘플 시료가 어느 특정 영역의 진단 스트립(300)에 재유입될 수 있다.
이러한 유출된 샘플 시료의 재유입은 진단 결과의 오류를 초래하여 진단 결과의 신뢰도를 저하시키게 되므로 돌출지지로(231)의 좌, 우측 간 간격(W2)은 진단 스트립(300)의 폭(W3)보다 작게 형성되도록 하여 진단 스트립(300)으로부터 유출된 샘플 시료는 하부카세트(200)의 바닥면으로 이동되도록 함으로써 진단 스트립(300)으로의 재유입을 완전 차단하여야 할 것이다.
한편 상기 돌출부(240)는 샘플주입부(120)와 일대일 대응되는 바닥면 상에 해당 샘플주입부(120)를 통해 주입되는 샘플 시료가 일시 저장되도록 저장공간을 형성하고 진단 스트립(300)의 샘플 패드(310)를 안정적으로 지지하기 위해 구비된다.
여기서 상기 돌출부(240)는 샘플 패드(310)의 형상 및 위치와 대응되도록 안착홈(241)과, 상기 안착홈(241)의 후방측 및 좌, 우측으로 돌출되는 돌출격벽(242)과, 상기 샘플 패드(310)가 안착홈(241)을 통해 안착되되 전방측으로 통과하는 위치에 일정 부분 개방부를 형성하는 개방격벽(243)으로 구성된다.
이와 같은 돌출부(240)의 돌출격벽(242) 및 개방격벽(243)을 통해 샘플주입부(120)를 통해 유입되는 샘플 시료가 일시적으로 많은 양이 유입되더라도 해당 돌출격벽(242) 및 개방격벽(243)을 통해 형성되는 저장 공간 내에 샘플 시료가 수용되도록 함으로써 샘플 패드로 흡수되지 않고 유출되는 샘플 시료의 양을 최소화할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카세트의 사시도이며, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카세트의 하부카세트 저면도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 카세트(1000)는 전술한 실시예에서 2개소의 진단 스트립(300)을 수용하기 위해 상부카세트(100)의 측정개구부(130)가 2개소의 길이방향으로 수평하게 복수로 배열되고, 하부카세트(200)에는 스트립 지지부(230), 돌출부(240), 스트립 고정부(250)가 각각 2개소로 이격 형성하였으나, 본 실시예에서는 이러한 진단 스트립(300)을 1개소 수용하도록 1개소의 길이방향을 가지는 복수의 측정개구부(130)가 형성되고, 스트립 지지부(230), 돌출부(240), 스트립 고정부(250)가 1개소의 진단 스트립을 지지하도록 각각 1개소로 형성된다.
다만, 본 실시예의 경우 카세트(1000)의 길이방향에 대해 직교하는 길이, 즉 카세트(1000)의 폭이 전술한 실시예에 비해 작게 형성됨에 따라 손잡이부(110)의 관통구(112)가 사용자의 손가락이 끼워질만큼 충분하지 않을 수 있다.
따라서, 이 경우 충분히 사용자의 손가락을 끼우지 않고도 안정적으로 파지하도록 파지경사면의 면적은 넓게, 각도는 수평면과의 교각은 작게 형성함이 바람직할 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
24100 : 상부카세트 100I, 200I : 삽입영역
100E, 200E : 노출영역 100a, 200a : 돌부
100b, 200b : 결합홈부 110, 210 : 손잡이부
111, 211 : 파지경사면 112, 212 : 관통구
120 : 샘플주입부 121 : 주입경사면
122 : 관통부 122a : 관통부의 폭
123 : 돌출로 130 : 측정개구부
140 : 유격유지부 150 : 스트립 가압부
200 : 하부카세트 200c : 결합홈
220 : 가이드경사면 230 : 스트립 지지부
231 : 돌출지지로 240 : 돌출부
241 : 안착홈 242 : 돌출격벽
243 : 개방격벽 250 : 스트립 고정부
300 : 진단 스트립 310 : 샘플 패드
320 : 멤브레인 330 : 흡습 패드
340 : 백킹 카드 400 : 광학진단기기
1000 : 카세트
α: 주입경사면 경사각도
H1 : 노출영역의 측벽 높이
H2 : 삽입영역의 측벽 높이
CL1 : 돌출지지로 간 길이방향의 중심선
CL2 : 측정개구부의 길이방향의 중심선
W1 : 측정개구부의 폭
W2 : 돌출지지로의 좌, 우측 간 간격
W3 : 진단 스트립의 폭

Claims (11)

  1. 샘플 패드 및 멤브레인을 포함하는 적어도 하나의 진단 스트립을 수용하는 카세트에 있어서,
    상기 진단 스트립을 지지하는 하부카세트; 및
    상기 진단 스트립을 덮는 상부카세트;를 포함하고,
    상기 상부카세트 및 상기 하부카세트 각각은,
    외부 광학진단기기 내 광학센서를 통해 샘플 시료가 진단되도록 광학진단기기에 삽입되는 삽입영역; 및
    광학진단기기 외측으로 노출되는 노출영역;을 포함하며,
    상기 하부카세트는
    상기 진단 스트립이 상기 하부카세트의 바닥면으로부터 이격되도록,
    상기 하부카세트 삽입영역의 바닥면에 돌출형성되는 스트립 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부카세트 및 하부카세트는
    각각 천정면 및 바닥면에 서로 대응되는 위치로 형상적으로 대응되도록 형성되는 적어도 하나의 돌부와 결합홈부를 포함하여 끼움결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부카세트 및 하부카세트는
    결합 시 서로 대응되는 위치에 사용자의 손가락을 파지하거나 끼워서 밀고 당기기 용이하도록 관통 형성되는 관통구를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부카세트는
    상기 관통구의 일측으로 형성되며 진단할 샘플 시료가 통과되는 적어도 하나의 샘플주입부가 형성되되,
    상기 샘플주입부는
    상기 샘플 시료가 하부측으로 이동되도록 관통 형성되는 관통부; 및
    상기 관통부를 통해 상기 샘플 시료가 샘플 패드로 흡수되는 시간 동안 샘플 시료가 일시 저장되는 저장공간이 형성되도록, 상기 관통부로부터 상방으로 경사지게 연장된 주입경사면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주입경사면은
    하부측으로 갈수록 주입경사면을 구성하는 측벽 간 간격이 좁아지도록 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 샘플주입부는
    상기 관통부를 구성하는 내벽면 저면부의 내측 테두리에 하부방향으로 일정 두께 및 길이를 가지는 돌출로를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부카세트는
    적어도 하나의 샘플주입부와 일대일 대응되는 바닥면 상에 해당 샘플주입부를 통해 주입되는 샘플 시료가 일시 저장되도록 저장공간을 형성하는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부카세트는
    삽입영역에 해당되는 천정면에 하부측에 위치될 진단 스트립의 멤브레인과 대면하는 위치로 복수개가 이격되어 형성되며 외부 광학진단기기의 광학센서에 의해 멤브레인으로 광이 조사되도록 개방되는 적어도 하나의 측정개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스트립 지지부는
    적어도 하나의 멤브레인을 양측으로 지지하도록 멤브레인의 길이방향과 동일한 길이방향을 가지는 2개소의 평행한 돌출지지로가 형성되되,
    상기 2개소의 평행한 돌출지지로는 이들 간 길이방향의 중심선(CL1)과 측정개구부의 길이방향의 중심선(CL2)이 동일하도록 형성되며,
    측정개구부의 폭(W1), 돌출지지로의 좌, 우측 간 간격(W2), 진단 스트립의 폭(W3)은 하기의 식(1) 및 식 (2)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
    W1 < W3 식(1)
    W2 < W3 식(2)
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하부카세트는
    상기 삽입영역 상의 바닥면에 형성되며 진단 스트립의 단부측이 끼움결합되도록 끼움결합공간을 형성하는 적어도 하나의 스트립 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상부카세트는
    상기 삽입영역 상의 천정면에 하방으로 돌출 형성되며 진단 스트립을 하부측으로 가압하도록 하는 적어도 하나의 스트립 가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트.
KR1020210114939A 2021-08-30 2021-08-30 샘플 시료의 유출 방지 및 진단 성능이 향상되는 카세트 KR102568402B1 (ko)

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