KR20230115629A - Apparatus for refining liguid and diagnosis system including the same - Google Patents

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KR20230115629A KR1020220012314A KR20220012314A KR20230115629A KR 20230115629 A KR20230115629 A KR 20230115629A KR 1020220012314 A KR1020220012314 A KR 1020220012314A KR 20220012314 A KR20220012314 A KR 20220012314A KR 20230115629 A KR20230115629 A KR 20230115629A
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Abstract

액체 정제 장치가 개시된다. 액체 정제 장치는, 기판, 기판의 상부에 형성되며 제1 액체를 수용하는 로딩부, 제1 액체에 포함된 적어도 하나의 성분의 농도를 저감시켜 적어도 하나의 물질의 농도가 저감된 제2 액체를 획득하는 필터부, 제2 액체와 타겟 물질 검출을 위한 반응 물질을 혼합하여 제2 액체에 포함된 복수의 물질 중 반응 물질과 기설정된 반응이 이루어진 제1 물질 및 반응 물질과 기설정된 반응이 이루어지지 않은 제2 물질을 포함하는 제3 액체를 획득하는 반응부, 제1 물질 및 제2 물질을 분리하기 위한 분리부를 포함한다.A liquid purification device is disclosed. The liquid purification device includes a substrate, a loading part formed on the substrate and accommodating a first liquid, and a second liquid in which the concentration of at least one substance is reduced by reducing the concentration of at least one component included in the first liquid. The obtained filter unit mixes the second liquid and the reaction material for detecting the target material, and among the plurality of materials included in the second liquid, a first material having a predetermined reaction with the reactive material and a predetermined reaction with the reactive material are not made. It includes a reaction unit for obtaining a third liquid containing a second material, and a separation unit for separating the first material and the second material.

Figure P1020220012314
Figure P1020220012314

Description

액체 정제 장치 및 이를 포함하는 진단 시스템{APPARATUS FOR REFINING LIGUID AND DIAGNOSIS SYSTEM INCLUDING THE SAME}Liquid purification device and diagnostic system including the same {APPARATUS FOR REFINING LIGUID AND DIAGNOSIS SYSTEM INCLUDING THE SAME}

실시 예는 액체 정제 장치에 관한 것이다.An embodiment relates to a liquid purification device.

실시 예는 의료 진단 장치에 관한 것이다.An embodiment relates to a medical diagnostic device.

실시 예는 의료 진단 시스템에 관한 것이다.An embodiment relates to a medical diagnostic system.

피검체로부터 채취된 액체(예로, 혈액이나 소변 등)에 기초하여 피검체의 건강 상태나 질병 유무 등을 진단하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를 들어, 상기 기술은 액체에 대한 스펙트럼 정보를 분석하여 피검체에 대한 진단 결과를 획득할 수 있다. 통상적으로 상기 기술은 항원-항체 반응이 이루어진 혈액에 대한 스펙트럼 정보를 기초로 진단 결과를 획득한다.Research on a technique for diagnosing a health condition or disease of a subject based on liquid (eg, blood, urine, etc.) collected from the subject is being actively conducted. For example, the technology may obtain a diagnosis result of the subject by analyzing spectrum information of the liquid. Typically, the technology obtains a diagnosis result based on spectral information of blood in which an antigen-antibody reaction has been performed.

그러나, 혈액에는 항원 외에도 혈구성분을 비롯한 다양한 성분이 존재하고, 이로 인해 스펙트럼 정보는 오차를 포함하게 된다. 따라서, 정확한 진단 결과를 획득하기 위해서는 스펙트럼 정보의 오차 발생을 방지하거나 오차를 보상하기 위한 기술이 필요하다.However, there are various components including blood cell components in addition to antigens in blood, and due to this, spectral information includes errors. Therefore, in order to obtain an accurate diagnosis result, a technique for preventing or compensating for an error in spectrum information is required.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 피검체에 대한 진단 결과의 정확도를 향상시킬 수 있는 액체 정제 장치를 제공하는 것이다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a liquid purification device capable of improving the accuracy of diagnostic results for a subject.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 일 기술적 과제는, 타겟 물질에 대한 스펙트럼 정보의 오차를 보상할 수 있는 진단 장치를 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a diagnostic device capable of compensating for an error in spectral information of a target material.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 예시적인 일 실시 예에 따르면, 액체 정제 장치에 있어서, 기판; 상기 기판의 상부에 형성되며 제1 액체를 수용하는 로딩부; 상기 제1 액체에 포함된 적어도 하나의 성분의 농도를 저감시켜 상기 적어도 하나의 물질의 농도가 저감된 제2 액체를 획득하는 필터부; 상기 제2 액체와 타겟 물질 검출을 위한 반응 물질을 혼합하여 상기 제2 액체에 포함된 복수의 물질 중 상기 반응 물질과 기설정된 반응이 이루어진 제1 물질 및 상기 반응 물질과 상기 기설정된 반응이 이루어지지 않은 제2 물질을 포함하는 제3 액체를 획득하는 반응부; 및 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 분리하기 위한 분리부;를 포함하는 액체 정제 장치를 제공하는 것이다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure for solving the above technical problem, in a liquid purification device, a substrate; a loading part formed on the substrate and accommodating a first liquid; a filter unit reducing the concentration of at least one component included in the first liquid to obtain a second liquid having a reduced concentration of the at least one substance; By mixing the second liquid and a reactant for detecting the target material, a first material having a predetermined reaction with the reactant among a plurality of materials included in the second liquid and a predetermined reaction with the reactant are not made. a reaction unit for obtaining a third liquid containing a second material; and a separator for separating the first material and the second material.

상기 제1 액체는 희석되지 않은 상태의 혈액을 포함하고, 상기 적어도 하나의 성분은 혈구성분을 포함할 수 있다.The first liquid may include blood in an undiluted state, and the at least one component may include a blood cell component.

상기 기설정된 반응은 항원-항체 반응을 포함할 수 있다.The predetermined reaction may include an antigen-antibody reaction.

상기 액체 분리 장치는 상기 제1 액체에 항응고제를 첨가하는 항응고부;를 더 포함할 수 있다.The liquid separation device may further include an anti-coagulation unit adding an anti-coagulant to the first liquid.

상기 반응부는, 상기 반응 물질을 저장하는 반응 물질 저장부, 및 상기 제2 액체 및 상기 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 지그재그(zigzag) 형태의 혼합 채널을 포함할 수 있다.The reaction unit may include a reaction material storage unit for storing the reaction material, and a zigzag-shaped mixing channel for increasing a mixing ratio of the second liquid and the reaction material.

상기 반응 물질은 라만 활성분자와 결합된 금속나노입자와 결합되어 있을 수 있다.The reaction material may be combined with metal nanoparticles combined with Raman active molecules.

상기 액체 정제 장치는, 상기 기판의 상기 상부에 형성되며, 상기 로딩부와 연결되어 상기 제1 액체를 저장하는 제1 챔버; 상기 기판의 상기 상부에 형성되며, 상기 필터부와 연결되어 상기 제2 액체를 저장하는 제2 챔버; 및 상기 기판의 상기 상부에 형성되며, 상기 분리부와 연결되어 상기 제1 물질을 저장하는 제3 챔버;를 더 포함할 수 있다.The liquid purifying device may include: a first chamber formed on the upper portion of the substrate and connected to the loading part to store the first liquid; a second chamber formed on the upper portion of the substrate and connected to the filter unit to store the second liquid; and a third chamber formed on the upper portion of the substrate and connected to the separator to store the first material.

상기 액체 정제 장치는, 상기 제3 액체에 대한 농축처리를 수행하는 농축부;를 더 포함하고, 상기 농축처리는, 건조, 가열 및 베이킹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The liquid purification apparatus may further include an enrichment unit that performs a concentration process on the third liquid, and the concentration process may include at least one of drying, heating, and baking.

상기 액체 정제 장치는, 상기 제1 액체, 상기 제2 액체 및 상기 제3 액체를 이동시키기 위한 펌핑부;를 더 포함하고, 상기 펌핑부는, 공압 펌프, 진동 펌프, 기계식 펌프 및 모세관 펌프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The liquid purifying device further includes a pumping unit for moving the first liquid, the second liquid, and the third liquid, and the pumping unit includes at least one of a pneumatic pump, a vibration pump, a mechanical pump, and a capillary pump. can include

상기 반응부는, 제1 타겟 검출을 위한 제1 반응 물질을 저장하는 제1 반응 물질 저장부, 및 상기 제2 액체 및 상기 제1 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 제1 혼합 채널을 포함하는 제1 반응부, 제2 타겟 검출을 위한 제2 반응 물질을 저장하는 제2 반응 물질 저장부, 및 상기 제2 액체 및 상기 제2 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 제2 혼합 채널을 포함하는 제2 반응부, 상기 제2 액체를 상기 제1 반응부로 이송시키기 위한 제1 채널, 및 상기 제2 액체를 상기 제2 반응부로 이송시키기 위한 제2 채널을 포함할 수 있다.The reaction unit includes a first reaction material storage unit for storing a first reaction material for detecting a first target, and a first mixing channel for increasing a mixing ratio of the second liquid and the first reaction material. A second reaction comprising a reaction unit, a second reaction material storage unit for storing a second reaction material for detecting a second target, and a second mixing channel for increasing a mixing ratio of the second liquid and the second reaction material. It may include a unit, a first channel for transferring the second liquid to the first reaction unit, and a second channel for transferring the second liquid to the second reaction unit.

상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 상기 필터부의 출력단으로부터 분기되는 구조를 가질 수 있다.The first channel and the second channel may have a structure branching from an output terminal of the filter unit.

상기 분리부는, 상기 제1 반응부의 출력단과 연결되며, 상기 제3 액체에 포함된 복수의 물질 중 상기 제1 반응 물질과 항원-항체 반응이 이루어진 제3 물질과 다른 물질을 분리하기 위한 제1 분리부, 및 상기 제2 반응부의 출력단과 연결되며, 상기 제3 액체에 포함된 복수의 물질 중 상기 제2 반응 물질과 항원-항체 반응이 이루어진 제4 물질과 다른 물질을 분리하기 위한 제2 분리부를 포함할 수 있다.The separation unit is connected to the output end of the first reaction unit, and is a first separation unit for separating a third material having an antigen-antibody reaction with the first reaction material from among a plurality of materials included in the third liquid and other materials. and a second separator connected to an output end of the second reaction unit and configured to separate a fourth material having an antigen-antibody reaction with the second reactant among a plurality of materials included in the third liquid and other materials. can include

상기 필터부는, 상기 제1 액체가 흐르는 필터 채널의 외측으로 돌출 형성되는 LCAT(Lateral Cavity Acoustic Transducer)을 포함할 수 있다.The filter unit may include a Lateral Cavity Acoustic Transducer (LCAT) protruding outward of the filter channel through which the first liquid flows.

상기 분리부는, 음파에 기초하여 분자량에 따라 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 분리하고, 상기 제1 물질을 이동시키기 위한 제1 아웃렛 채널 및 상기 제2 물질을 이동시키기 위한 제2 아웃렛 채널을 포함할 수 있다.The separation unit separates the first material and the second material according to molecular weight based on sound waves, and includes a first outlet channel for moving the first material and a second outlet channel for moving the second material. can include

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 예시적인 일 실시 예에 따르면, 액체 정제 장치, 액체 정보 획득 장치 및 진단 장치를 포함한 진단 시스템에 있어서, 상기 액체 정제 장치는, 기판; 상기 기판의 상부에 형성되며 피검체로부터 채취된 제1 액체를 수용하는 로딩부; 상기 제1 액체에 포함된 적어도 하나의 성분의 농도를 저감시켜 상기 적어도 하나의 물질의 농도가 저감된 제2 액체를 획득하는 필터부; 상기 제2 액체와 타겟 물질 검출을 위한 반응 물질을 혼합하여 상기 제2 액체에 포함된 복수의 물질 중 상기 반응 물질과 기설정된 반응이 이루어진 제1 물질 및 상기 반응 물질과 상기 기설정된 반응이 이루어지지 않은 제2 물질을 포함하는 제3 액체를 획득하는 반응부; 및 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 분리하기 위한 분리부;를 포함하고, 상기 액체 정보 획득 장치는, 상기 제1 물질에 광을 조사하여 상기 제1 물질에 대한 라만 신호를 획득하고, 상기 진단 장치는, 상기 라만 신호에 기초하여 상기 피검체에 대한 진단 결과를 획득하는 진단 시스템이 제공될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure for solving the above technical problem, in a diagnostic system including a liquid purification device, a liquid information acquisition device, and a diagnosis device, the liquid purification device includes a substrate; a loading unit formed on the substrate and accommodating the first liquid collected from the test subject; a filter unit reducing the concentration of at least one component included in the first liquid to obtain a second liquid having a reduced concentration of the at least one substance; By mixing the second liquid and a reactant for detecting the target material, a first material having a predetermined reaction with the reactant among a plurality of materials included in the second liquid and a predetermined reaction with the reactant are not made. a reaction unit for obtaining a third liquid containing a second material; and a separator configured to separate the first material and the second material, wherein the liquid information obtaining device obtains a Raman signal of the first material by irradiating light to the first material, The diagnosis apparatus may be provided with a diagnosis system that obtains a diagnosis result for the subject based on the Raman signal.

본 개시의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solutions to the problems of the present disclosure are not limited to the above-described solutions, and solutions not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings. You will be able to.

이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 피검체로부터 채취된 액체에 대한 스펙트럼 정보의 오차가 감소될 수 있다. 진단 장치는 스펙트럼 정보의 오차를 보상할 수 있다. 이에 따라, 피검체에 대한 진단 결과의 정확도가 향상될 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure as described above, an error in spectrum information about a liquid collected from a test subject can be reduced. The diagnosis device may compensate for errors in spectrum information. Accordingly, the accuracy of the diagnosis result for the subject may be improved.

그 외에 본 개시의 실시 예로 인하여 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 개시의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 예컨대, 본 개시의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects that can be obtained or predicted due to the embodiments of the present disclosure will be directly or implicitly disclosed in the detailed description of the embodiments of the present disclosure. For example, various effects predicted according to an embodiment of the present disclosure will be disclosed within the detailed description to be described later.

본 개시의 다른 양상, 이점 및 두드러진 특징들은 첨부된 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 개시하는 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.Other aspects, advantages and salient features of the present disclosure will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, which discloses various embodiments of the present invention in conjunction with the accompanying drawings.

본 개시의 특정 실시 예의 양상, 특징 및 이점은 첨부된 도면들을 참조하여 후술되는 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 진단 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정제 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정제 장치를 상부에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정제 장치를 하부에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정제 장치를 상부에서 바라본 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 필터부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 분리부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정보 획득 장치의 액체 정보 획득 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스펙트럼에 대한 정보를 도면이다.
도 11은 본 개시의 제1 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 신경망 모델의 학습 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 개시의 제3 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 제4 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 진단 장치의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
Aspects, features, and advantages of specific embodiments of the present disclosure will become more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.
1 is a block diagram showing the configuration of a diagnosis system according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a block diagram showing the configuration of a liquid purification device according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a top view of a liquid purifying apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a bottom view of a liquid purifying apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a top view of a liquid purifying device according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating a filter unit according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a view showing a separator according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a diagram for explaining a liquid information obtaining method of a liquid information obtaining device according to an embodiment of the present disclosure.
9 is a block diagram illustrating a configuration of a diagnosis device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
10 is a diagram of information about a spectrum according to an embodiment of the present disclosure.
11 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to a first embodiment of the present disclosure.
12 is a diagram for explaining a method for learning a first neural network model according to an embodiment of the present disclosure.
13 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to a second embodiment of the present disclosure.
14 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to a third embodiment of the present disclosure.
15 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to a fourth embodiment of the present disclosure.
16 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to an embodiment of the present disclosure.
17 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to an embodiment of the present disclosure.
18 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to an embodiment of the present disclosure.
19 is a flowchart illustrating a control method of a diagnosis apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Terms used in this specification will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.

본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the embodiments of the present disclosure have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present disclosure, but they may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technologies, and the like. . In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the disclosure. Therefore, terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the general content of the present disclosure, not simply the name of the term.

본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Embodiments of the present disclosure may apply various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of technology disclosed. In describing the embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are only used to distinguish one component from another.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 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.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "consist of" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present disclosure. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly describe the present disclosure in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 진단 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a diagnosis system according to an embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 진단 시스템(1000)은 액체 정제 장치(100), 액체 정보 획득 장치(200) 및 진단 장치(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a diagnosis system 1000 may include a liquid purification device 100 , a liquid information acquisition device 200 and a diagnosis device 300 .

액체 정제 장치(100)는 액체를 분리하기 위한 장치이다. 예를 들어, 액체 정제 장치(100)는 혈액의 혈구성분과 혈장성분을 분리할 수 있다. 또는, 액체 정제 장치(100)는 제1 반응 물질이 첨가된 제1 혈액과 제2 반응 물질이 첨가된 제2 혈액을 분리할 수 있다. 액체는 피검체의 소변, 타액, 정액, 땀, 눈물 및 뇌척수액 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 피검체는, 사람 또는 동물일 수 있다. The liquid purification device 100 is a device for separating liquid. For example, the liquid purification device 100 may separate blood cell components and plasma components of blood. Alternatively, the liquid purifying device 100 may separate the first blood to which the first reactant is added and the second blood to which the second reactant is added. The liquid may include at least one of urine, saliva, semen, sweat, tears, and cerebrospinal fluid of the subject. The subject may be a human or an animal.

액체 정제 장치(100)는 바이오칩(biochip)으로 구현될 수 있다.The liquid purification device 100 may be implemented as a biochip.

액체 정보 획득 장치(200)는 액체에 대한 정보인 액체 정보를 획득하기 위한 장치이다. 액체 정보는 액체에 대응되는 스펙트럼 정보를 포함할 수 있다. 스펙트럼 정보는 파장 별(또는 주파수 별) 세기를 나타낼 수 있다. 스펙트럼 정보(또는 스펙트럼에 대한 정보라 지칭함)는 라만 신호를 포함할 수 있다.The liquid information acquisition device 200 is a device for obtaining liquid information, which is information about liquid. The liquid information may include spectrum information corresponding to the liquid. The spectrum information may indicate intensity for each wavelength (or each frequency). The spectrum information (or referred to as spectrum information) may include a Raman signal.

액체 정보 획득 장치(200)는 광이 어떠한 매질을 통과할 때 발생하는 라만 산란에 기초하여 스펙트럼 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 액체 정보 획득 장치(200)는 액체 정제 장치(100)에 의해 획득된 액체에 레이저 빔을 조사하고, 액체 내 미세입자로부터 산란된 레이저 빔을 획득할 수 있다. 액체 정제 장치(100)는 산란된 레이저 빔에 기초하여 액체에 대응되는 스펙트럼 정보를 획득할 수 있다. 스펙트럼 정보, 즉 라만 신호의 파장 및 파장 대역에서의 세기는 미세입자의 성분에 따라 달라질 수 있다.The liquid information obtaining device 200 may obtain spectrum information based on Raman scattering generated when light passes through a certain medium. For example, the liquid information acquisition device 200 may irradiate a laser beam to the liquid acquired by the liquid purification device 100 and obtain a laser beam scattered from microparticles in the liquid. The liquid purifying apparatus 100 may obtain spectrum information corresponding to the liquid based on the scattered laser beam. Spectral information, that is, the intensity of the wavelength and wavelength band of the Raman signal may vary depending on the components of the microparticles.

액체 정보 획득 장치(200)는 스펙트럼 정보 중 특정 주파수에만 대응되는 세기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미세입자에 라만 활성분자가 결합된 경우, 액체 정보 획득 장치(200)는 라만 활성분자에 대응되는 주파수에서의 라만 신호의 피크 값을 획득할 수 있다.The liquid information obtaining device 200 may include an intensity corresponding to only a specific frequency among spectrum information. For example, when Raman active molecules are coupled to microparticles, the liquid information obtaining device 200 may obtain a peak value of a Raman signal at a frequency corresponding to the Raman active molecules.

액체 정보 획득 장치(200)는 액체에 광을 조사하기 위한 광원을 포함할 수 있다. 광원은 액체 내 미세입자로부터 라만 산란을 유도하기 위한 레이저 빔을 조사할 수 있다.The liquid information acquisition device 200 may include a light source for radiating light to the liquid. The light source may emit a laser beam for inducing Raman scattering from microparticles in the liquid.

액체 정보 획득 장치(200)는 광학계를 포함할 수 있다. 광학계는, 광원으로부터 조사된 광을 액체로 전달하고 액체 내 미세입자로부터 산란된 광을 센싱하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학계는 필터, 미러, 렌즈, 슬릿, 격자 및 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서는, 액체 내 미세입자로부터 산란된 광을 센싱할 수 있다.The liquid information acquisition device 200 may include an optical system. The optical system may include a component for transferring light irradiated from a light source to the liquid and sensing light scattered from microparticles in the liquid. For example, the optical system may include at least one of a filter, a mirror, a lens, a slit, a grating, and a sensor. The sensor may sense light scattered from microparticles in the liquid.

액체 정보 획득 장치(200)는 분광기(spectrometer)로 구현될 수 있다.The liquid information acquisition device 200 may be implemented as a spectrometer.

진단 장치(300)는 액체와 관련된 각종 분석 데이터를 획득하기 위한 구성이다. 진단 장치(300)는 의료 진단 장치일 수 있다. 예를 들어, 진단 장치(300)는 액체 정보 획득 장치(200)에 의해 획득된 액체를 구성하는 복수의 물질에 대한 식별 정보 및 농도 정보를 획득할 수 있다. 또한, 진단 장치(300)는 액체에 포함된 복수의 물질의 농도 비율을 획득할 수 있다.The diagnostic device 300 is a component for acquiring various analysis data related to liquid. The diagnosis device 300 may be a medical diagnosis device. For example, the diagnosis apparatus 300 may acquire identification information and concentration information about a plurality of substances constituting the liquid obtained by the liquid information acquisition apparatus 200 . Also, the diagnosis apparatus 300 may obtain concentration ratios of a plurality of substances included in the liquid.

진단 장치(300)는 각종 진단 결과를 획득할 수 있다. 예를 들어, 진단 장치(300)는 피검체에 대응되는 건강 상태 또는 질병 유무를 포함하는 진단 결과를 획득할 수 있다. 진단 결과는, 피검체가 가지고 있을 것으로 예상되는 질병에 대한 식별 정보 및 피검체가 해당 질병을 가지고 있을 확률 정보를 포함할 수 있다.The diagnostic device 300 may obtain various diagnostic results. For example, the diagnosis apparatus 300 may obtain a diagnosis result including the presence or absence of a health condition or disease corresponding to the subject. The diagnosis result may include identification information about a disease that the subject is expected to have and probability information that the subject has the disease.

진단 장치(300)는 서버 또는 사용자 단말 장치로 구현될 수 있다.The diagnosis device 300 may be implemented as a server or a user terminal device.

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정제 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a liquid purification device according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 액체 정제 장치(100)는 로딩부(110), 항응고부(120), 필터부(130), 반응부(140), 농축부(160) 및 분리부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the liquid purification device 100 includes a loading unit 110, an anti-coagulation unit 120, a filter unit 130, a reaction unit 140, a concentration unit 160 and a separation unit 150. can include

로딩부(110)는 액체가 주입되는 주입구 및 액체를 이동시키기 위한 채널을 포함할 수 있다. 로딩부(110)는 주입구를 통해 액체를 수용하고, 수용된 액체를 액체 정제 장치(100)의 다른 구성에 전달할 수 있다. 예를 들어, 로딩부(110)는 제1 액체를 수용하고, 제1 액체 중 일부를 항응고부(120)로 전달할 수 있다. 또는, 로딩부(110)는 제1 액체 중 일부를 챔버로 전달할 수 있다.The loading unit 110 may include an inlet through which liquid is injected and a channel for moving the liquid. The loading unit 110 may receive liquid through the inlet and transfer the received liquid to other components of the liquid purifying device 100 . For example, the loading unit 110 may receive the first liquid and deliver a portion of the first liquid to the anti-coagulation unit 120 . Alternatively, the loading unit 110 may transfer some of the first liquid to the chamber.

항응고부(120)는 액체에 대한 항응고 처리를 수행하기 위한 구성이다. 항응고부(120)는 항응고제가 저장된 챔버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 항응고부(120)는 로딩부(110)에 의해 수용된 제1 액체가 필터부(130)로 이동하는 경로상에 위치할 수 있다. 항응고부(120)는 제1 액체를 입력받는 입구, 항응고 처리된 제1 액체를 출력하는 출구를 포함할 수 있다. 또는, 항응고부(120)는 제1 액체가 필터부(130)로 흐르는 채널에 항응고제를 주입하기 위한 파이프를 포함할 수 있다.The anti-coagulation unit 120 is a component for performing anti-coagulation treatment on liquid. The anticoagulant unit 120 may include a chamber in which an anticoagulant is stored. For example, the anticoagulation unit 120 may be located on a path along which the first liquid received by the loading unit 110 moves to the filter unit 130 . The anticoagulation unit 120 may include an inlet for receiving the first liquid and an outlet for outputting the anticoagulated first liquid. Alternatively, the anticoagulant unit 120 may include a pipe for injecting the anticoagulant into a channel through which the first liquid flows into the filter unit 130 .

필터부(130)는 항응고 처리된 액체를 수용할 수 있다. 필터부(130)는 수용된 액체에 포함된 적어도 하나의 성분의 농도를 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 성분은 혈구성분을 포함할 수 있다. 혈구성분은 적혈구, 백혈구 및 혈소판을 포함할 수 있다.The filter unit 130 may accommodate the anticoagulant-treated liquid. The filter unit 130 may reduce the concentration of at least one component included in the received liquid. For example, at least one component may include a blood cell component. Blood cell components may include red blood cells, white blood cells and platelets.

필터부(130)는 액체가 흐르는 필터 채널과 액체에 포함된 적어도 하나의 성분을 필터링하기 위한 유체 구조를 포함할 수 있다. 필터 채널은 항응고부(120)에 의해 항응고 처리된 제1 액체를 수용할 수 있다. 유체 구조는 필터 채널의 외측으로 돌출 형성되며 공기 주머니를 포함하는 돌출부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유체 구조는 LCAT(Lateral Cavity Acoustic Transducer)을 포함할 수 있다.The filter unit 130 may include a filter channel through which liquid flows and a fluid structure for filtering at least one component included in the liquid. The filter channel may accommodate the first liquid anticoagulated by the anticoagulation unit 120 . The fluid structure may include a protrusion protruding outward of the filter channel and including an air bladder. For example, the fluid structure may include a Lateral Cavity Acoustic Transducer (LCAT).

필터부(130)는 필터 채널 및 공기 주머니로 전달되는 진동에 기초하여 액체에 포함된 적어도 하나의 성분을 필터링할 수 있다. 필터 채널 및 공기 주머니로 진동이 전달되면, 필터 채널 및 공기 주머니의 계면에서 액체의 와류가 생성될 수 있다. 액체의 와류는 필터 채널을 통과하는 액체에 포함된 적어도 하나의 성분을 붙잡을 수 있다. 이에 따라, 필터부(130)는 적어도 하나의 성분의 농도가 저감된 액체를 획득할 수 있다. 예를 들어, 필터부(130)는 항응고 처리된 제1 액체를 수용하여 항응고 처리된 제1 액체에 포함된 혈구성분을 필터링할 수 있다. 이에 따라, 필터부(130)는 혈구성분의 농도가 저감된 제2 액체를 획득할 수 있다. 제2 액체는 혈장(plasma) 또는 혈청(serum)일 수 있다.The filter unit 130 may filter at least one component included in the liquid based on vibration transmitted to the filter channel and the air bag. When vibration is transmitted to the filter channel and the air bladder, a liquid vortex may be generated at the interface between the filter channel and the air bladder. The swirl of liquid may trap at least one component contained in the liquid passing through the filter channels. Accordingly, the filter unit 130 may obtain a liquid having a reduced concentration of at least one component. For example, the filter unit 130 may receive the anticoagulated first liquid and filter blood cell components included in the anticoagulated first liquid. Accordingly, the filter unit 130 may obtain the second liquid having a reduced concentration of blood cell components. The second liquid may be plasma or serum.

반응부(140)는 타겟 물질 검출을 위한 반응 물질과 액체에 포함된 타겟 물질 간의 기설정된 반응을 유도할 수 있다. 타겟 물질은 항원을 포함할 수 있다. 반응 물질은 항체를 포함할 수 있다. 반응 물질은 라만 활성분자(또는 라만 리포터)가 결합된 금속(예로, 금) 나노 입자에 결합되어 있을 수 있다. 기설정된 반응이란 화학적 반응을 의미하며, 일 예로는 항원-항체 반응을 포함할 수 있다. 복수의 금속 나노 입자는 항체를 통해 항원과 결합할 수 있다. 이에 따라, 항원을 중심으로 복수의 금속 나노 입자가 결합된 하나의 금속 나노 입자 덩어리가 형성될 수 있다. The reaction unit 140 may induce a predetermined reaction between a target material included in the liquid and a reaction material for detecting the target material. A target substance may include an antigen. A reactive substance may include an antibody. The reactant may be bound to a metal (eg, gold) nanoparticle to which a Raman active molecule (or Raman reporter) is bound. A predetermined reaction means a chemical reaction, and one example may include an antigen-antibody reaction. A plurality of metal nanoparticles may bind to antigens through antibodies. Accordingly, a lump of metal nanoparticles in which a plurality of metal nanoparticles are bound around the antigen may be formed.

반응부(140)는 제2 액체와 반응 물질을 반응시켜 제3 액체를 획득할 수 있다. 제2 액체는 반응 물질과 기설정된 반응이 일어나는 제1 물질 및 기설정된 반응이 일어나지 않는 제2 물질을 포함할 수 있다. 제3 액체는 반응 물질과 기설정된 반응이 이루어진 상태의 제1 물질 및 반응 물질과 기설정된 반응이 이루어지지 않은 상태의 제2 물질을 포함할 수 있다.The reaction unit 140 may obtain a third liquid by reacting the second liquid with the reactant. The second liquid may include a first material that undergoes a predetermined reaction with the reactant and a second material that does not undergo a predetermined reaction. The third liquid may include a first material having a predetermined reaction with the reactant and a second material not having a predetermined reaction with the reactant.

반응부(140)는 반응 물질을 저장하는 반응 물질 저장부를 포함할 수 있다. 반응부(140)는 제2 액체 및 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 혼합 채널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 혼합 채널은 지그재그(zigzag) 형태를 가질 수 있다.The reaction unit 140 may include a reaction material storage unit for storing a reaction material. The reaction unit 140 may include a mixing channel for increasing a mixing rate of the second liquid and the reactant. For example, the mixed channel may have a zigzag shape.

분리부(150)는 액체에 포함된 물질을 분리하기 위한 구성이다. 예를 들어, 분리부(150)는 제3 액체에 포함된 제1 물질 및 제2 물질을 분리할 수 있다. 분리부(150)는 다양한 방식에 기초하여 제1 물질 및 제2 물질을 분리할 수 있다. 일 예로, 분리부(150)는 표면 음파(Surface Acoustic Wave, SAW)에 기초하여 분자량에 따라 제1 물질 및 제2 물질을 분리할 수 있다. 분리부(150)는 표면 음파 필터를 포함할 수 있다.Separation unit 150 is a component for separating substances included in the liquid. For example, the separator 150 may separate the first material and the second material included in the third liquid. Separator 150 may separate the first material and the second material based on various methods. For example, the separation unit 150 may separate the first material and the second material according to molecular weight based on a surface acoustic wave (SAW). Separator 150 may include a surface acoustic wave filter.

분리부(150)는 분리된 복수의 물질을 이동시키기 위한 채널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분리부(150)는 제1 물질을 이동시키기 위한 제1 아웃렛 채널 및 제2 물질을 이동시키기 위한 제2 아웃렛 채널을 포함할 수 있다.Separator 150 may include a channel for moving a plurality of separated materials. For example, the separator 150 may include a first outlet channel for moving the first material and a second outlet channel for moving the second material.

농축부(160)는 액체에 대한 농축처리를 수행하여 액체에 포함된 타겟 물질의 농도를 증가시키기 위한 구성이다. 농축처리는 건조, 가열 및 베이킹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는, 농축부(160)는 기설정된 크기 보다 작은 크기의 물질만 통과시키는 필터(예로, 멤브레인 필터) 또는 파이프를 포함할 수 있다. 이 때, 농축부(160)는 반응 물질을 통해 타겟 물질과 결합된 상태의 제1 금속 나노 입자보다 크기가 작은 물질들은 통과시키고, 제1 금속 나노 입자는 통과시키지 않을 수 있다. 이에 따라, 농축부(160)는 제1 금속 나노 입자의 농도가 증가된 액체를 획득할 수 있다. 즉, 농축부(160)는 타겟 물질의 농도가 증가된 액체를 획득할 수 있다. The enrichment unit 160 is a component for increasing the concentration of a target material included in the liquid by performing a concentration process on the liquid. Concentration treatment may include at least one of drying, heating, and baking. Alternatively, the enrichment unit 160 may include a filter (eg, a membrane filter) or a pipe through which only substances having a size smaller than a predetermined size pass. At this time, the enrichment unit 160 may pass materials smaller in size than the first metal nanoparticles combined with the target material through the reaction material, but may not pass the first metal nanoparticles. Accordingly, the enrichment unit 160 may obtain a liquid having an increased concentration of the first metal nanoparticles. That is, the enrichment unit 160 may obtain a liquid having an increased concentration of the target material.

농축부(160)는 분리부(150)에 의해 분리된 제1 물질을 포함하는 제4 액체를 획득할 수 있다. 제4 액체는 항체를 통해 제1 물질과 결합된 상태의 제1 금속 나노 입자를 포함할 수 있다. 제4 액체는 제1 금속 나노 입자보다 분자량이 제3 물질(예로, 단백질)이나 분리부(150)에 의해 정확히 분리되지 않은 제2 물질을 포함할 수 있다. 또는, 제4 액체는 제1 물질과 결합되지 않은 상태의 제2 금속 나노 입자를 포함할 수 있다. 농축부(160)는 제1 금속 나노 입자를 제외한 나머지 물질의 적어도 일부는 통과시키고, 제1 금속 나노 입자는 통과시키지 않음으로써 제1 금속 나노 입자의 농도가 향상된 제5 액체를 획득할 수 있다. 이에 따라, 농축부(160)는 제4 액체에 비해 제1 물질의 농도가 향상된 제5 액체를 획득할 수 있다.The enrichment unit 160 may obtain a fourth liquid including the first material separated by the separation unit 150 . The fourth liquid may include first metal nanoparticles bound to the first material through antibodies. The fourth liquid may include a third material (eg, protein) having a molecular weight greater than that of the first metal nanoparticle or a second material that is not accurately separated by the separator 150 . Alternatively, the fourth liquid may include second metal nanoparticles that are not combined with the first material. The enrichment unit 160 may obtain a fifth liquid having an improved concentration of the first metal nanoparticles by passing at least a portion of the materials other than the first metal nanoparticles and not passing the first metal nanoparticles. Accordingly, the enrichment unit 160 may obtain a fifth liquid having an increased concentration of the first material compared to the fourth liquid.

도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정제 장치를 상부에서 바라본 도면이다. 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정제 장치를 하부에서 바라본 도면이다.3 is a top view of a liquid purifying apparatus according to an embodiment of the present disclosure. 4 is a bottom view of a liquid purifying apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

도 3을 참조하면, 액체 정제 장치(100)는 기판(10), 로딩부(110), 항응고부(120), 필터부(130), 반응부(140), 분리부(150), 농축부(160) 및 챔버(31, 32, 33, 34, 35)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the liquid purifying device 100 includes a substrate 10, a loading unit 110, an anti-coagulation unit 120, a filter unit 130, a reaction unit 140, a separation unit 150, a concentration It may include a portion 160 and chambers 31 , 32 , 33 , 34 , and 35 .

로딩부(110)는 기판(10)의 상부에 형성될 수 있다. 로딩부(110)는 제1 액체를 수용할 수 있다. 로딩부(110)는 제1 액체 중 일부를 제1 챔버(31)로 전달할 수 있다. 제1 챔버(31)는 전달된 제1 액체를 저장할 수 있다.The loading part 110 may be formed on top of the substrate 10 . The loading unit 110 may contain the first liquid. The loading unit 110 may transfer some of the first liquid to the first chamber 31 . The first chamber 31 may store the delivered first liquid.

로딩부(110)는 제1 액체를 항응고부(120)로 전달할 수 있다. 항응고부(120)는 제1 액체에 대해 항응고 처리를 수행할 수 있다. 항응고부(120)는 항응고 처리된 제1 액체를 필터부(130)로 전달할 수 있다.The loading unit 110 may deliver the first liquid to the anti-coagulation unit 120 . The anti-coagulation unit 120 may perform anti-coagulation treatment on the first liquid. The anti-coagulation unit 120 may deliver the anti-coagulation-treated first liquid to the filter unit 130 .

필터부(130)는 제1 액체가 흐르는 필터 채널(131) 및 필터 채널(131)의 외측으로 돌출 형성되며 공기 주머니를 포함하는 유체 구조(132), 필터 채널(131) 및 유체 구조(132)에 음파를 제공하는 제1 진동발생부(133)를 포함할 수 있다.The filter unit 130 includes a filter channel 131 through which the first liquid flows and a fluid structure 132 protruding outward from the filter channel 131 and including an air bag, the filter channel 131 and the fluid structure 132 It may include a first vibration generating unit 133 that provides sound waves.

필터부(130)는 제1 진동발생부(133)에 의해 생성되는 음파에 기초하여 제1 액체에 포함된 적어도 하나의 제1 성분(예로, 혈구성분)을 필터링할 수 있다. 제1 진동발생부(133)에 의해 생성되는 음파에 의해 필터 채널(131) 및 유체 구조(132)가 진동할 수 있다. 필터 채널(131) 및 유체 구조(132)가 진동함에 따라 필터 채널(131)과 공기 주머니의 계면에서 제1 액체의 와류가 생성될 수 있다. 적어도 하나의 제1 성분은 생성된 제1 액체의 와류에 갇힐 수 있다. 이에 따라, 필터부(130)는 제1 액체에 비해 적어도 하나의 제1 성분의 농도가 저감된 제2 액체를 획득할 수 있다. The filter unit 130 may filter at least one first component (eg, blood cell component) included in the first liquid based on the sound wave generated by the first vibration generating unit 133 . The filter channel 131 and the fluid structure 132 may vibrate by sound waves generated by the first vibration generator 133 . As the filter channel 131 and the fluid structure 132 vibrate, a vortex of the first liquid may be generated at the interface between the filter channel 131 and the air bag. At least one first component may be entrapped in the vortex of the first liquid created. Accordingly, the filter unit 130 may obtain a second liquid having a reduced concentration of at least one first component compared to the first liquid.

필터부(130)는 유체 구조(132)에 포함된 공기 주머니에 기초하여 제1 액체 및 제2 액체를 이동시킬 수 있다. 공기 주머니는 제1 진동발생부(133)에 의해 생성된 음파에 기초하여 압축 및 팽창을 반복할 수 있다. 공기 주머니는 제1 액체 및 2 액체를 펌핑할 수 있다. 필터부(130)는 제2 액체를 출력할 수 있다. 유체 구조(132) 및 제1 진동발생부(133)는 LCAT(Lateral Cavity Acoustic Transducer)을 구성할 수 있다.The filter unit 130 may move the first liquid and the second liquid based on the air bag included in the fluid structure 132 . The air bladder may be repeatedly compressed and expanded based on sound waves generated by the first vibration generating unit 133 . The air bladder can pump the first liquid and the second liquid. The filter unit 130 may output the second liquid. The fluid structure 132 and the first vibration generating unit 133 may constitute a Lateral Cavity Acoustic Transducer (LCAT).

도 4를 참조하면, 제1 진동발생부(133)는 기판(10)의 하부에 위치할 수 있다. 제1 진동발생부(133)는 복수의 전극(1331, 1332)을 포함할 수 있다. 복수의 전극(1331, 1332)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 복수의 전극(1331, 1332)는 압전 전극일 수 있다.Referring to FIG. 4 , the first vibration generating unit 133 may be located below the substrate 10 . The first vibration generating unit 133 may include a plurality of electrodes 1331 and 1332 . The plurality of electrodes 1331 and 1332 may be disposed to face each other. The plurality of electrodes 1331 and 1332 may be piezoelectric electrodes.

다시 도 3을 참조하면, 필터부(130)는 제2 액체 중 일부를 제2 챔버(32)로 전달할 수 있다. 제2 액체는 제1 액체에서 혈구성분이 제거된 혈액일 수 있다.Referring back to FIG. 3 , the filter unit 130 may transfer some of the second liquid to the second chamber 32 . The second liquid may be blood obtained by removing blood components from the first liquid.

필터부(130)는 제2 액체를 반응부(140)에 전달할 수 있다. 반응부(140)는 금속 나노 입자에 결합된 반응 물질을 저장하는 반응 물질 저장부(141)를 포함할 수 있다. 금속 나노 입자에는 라만 활성분자가 결합되어 있을 수 있다.The filter unit 130 may deliver the second liquid to the reaction unit 140 . The reaction unit 140 may include a reaction material storage unit 141 that stores a reaction material bound to the metal nanoparticles. Raman active molecules may be bound to the metal nanoparticles.

제2 액체는 반응 물질 저장부(141)를 통과하면서 반응 물질과 혼합될 수 있다. 제2 액체에 포함된 타겟 물질(또는 제1 물질)과 반응 물질 사이에서는 항원-항체 반응이 일어날 수 있다. 이 과정에서 항원을 중심으로 적어도 하나의 금속 나노 입자가 뭉쳐진 금속 나노 입자 덩어리가 형성될 수 있다.The second liquid may be mixed with the reactant while passing through the reactant storage unit 141 . An antigen-antibody reaction may occur between the target material (or the first material) and the reaction material included in the second liquid. In this process, a lump of metal nanoparticles in which at least one metal nanoparticle is aggregated around the antigen may be formed.

반응부(140)는 제2 액체 및 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 지그재그(zigzag) 형태의 혼합 채널(142)을 포함할 수 있다. 혼합 채널(142)을 통과하는 동안 타겟 물질 및 반응 물질 간의 항원-항체 반응이 일어날 수 있다. 이에 따라 금속 나노 입자 덩어리의 개수가 증가될 수 있다. 도시되지 않았으나, 반응부(140)는 제2 액체 및 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 LCAT(Lateral Cavity Acoustic Transducer)을 포함할 수 있다.The reaction unit 140 may include a zigzag-shaped mixing channel 142 for increasing a mixing ratio of the second liquid and the reactant. While passing through the mixing channel 142, an antigen-antibody reaction between the target material and the reactive material may occur. Accordingly, the number of lumps of metal nanoparticles may be increased. Although not shown, the reaction unit 140 may include a Lateral Cavity Acoustic Transducer (LCAT) for increasing a mixing ratio of the second liquid and the reactant.

반응부(140)는 제2 액체에 기초하여 제3 액체를 획득할 수 있다. 제3 액체는 반응 물질과의 반응을 통해 금속 나노 입자 덩어리를 형성한 제1 물질, 및 반응 물질과 반응하지 않아 금속 나노 입자 덩어리를 형성하지 않은 복수의 제2 물질을 포함할 수 있다. 반응부(140)는 제3 액체를 분리부(150)에 전달할 수 있다. The reaction unit 140 may obtain a third liquid based on the second liquid. The third liquid may include a first material that forms a lump of metal nanoparticles through a reaction with the reactant, and a plurality of second materials that do not form a lump of metal nanoparticles by not reacting with the reactant. The reaction unit 140 may deliver the third liquid to the separation unit 150 .

분리부(150)는 음파를 생성하는 제2 진동발생부(151), 제1 아웃렛 채널(152) 및 제2 아웃렛 채널(153)을 포함할 수 있다. 제2 진동발생부(151)는 기판(10)의 후면에 마련될 수 있다. 제2 진동발생부(151)는 IDT 전극일 수 있다. IDT 전극은, 서로 마주보는 복수의 바(1511, 1512)와 복수의 바(1511, 1512)로부터 돌출되는 복수의 핑거(1513)를 포함할 수 있다. 음파는 표면 음향파(SAW: Surface Acoustic Wave)일 수 있다. The separation unit 150 may include a second vibration generating unit 151 that generates sound waves, a first outlet channel 152 and a second outlet channel 153 . The second vibration generating unit 151 may be provided on the rear surface of the substrate 10 . The second vibration generating unit 151 may be an IDT electrode. The IDT electrode may include a plurality of bars 1511 and 1512 facing each other and a plurality of fingers 1513 protruding from the plurality of bars 1511 and 1512 . The sound wave may be a surface acoustic wave (SAW).

분리부(150)는 음파에 기초하여 분자량에 따라 제3 액체에 포함된 복수의 물질을 분리할 수 있다. 분리부(150)는 액체가 흐르는 채널 주변에 진동을 발생시키고, 진동에 기초하여 복수의 물질을 분리할 수 있다. 예를 들어, 분리부(150)는 타겟 물질과 결합된 물질(예로, 항체와 결합된 금속 나노 입자)와 타겟 물질과 결합되지 않은 물질을 분리할 수 있다. 분리부(150)는 타겟 물질과 결합되지 않은 물질을 필터링하여 제4 액체를 획득할 수 있다. 제4 액체는 제3 액체에서 타겟 물질과 결합되지 않은 물질의 농도가 저감된 상태의 액체일 수 있다.Separation unit 150 may separate a plurality of substances included in the third liquid according to molecular weight based on sound waves. The separation unit 150 may generate vibration around the channel through which the liquid flows and separate a plurality of materials based on the vibration. For example, the separation unit 150 may separate a material bound to the target material (eg, metal nanoparticles bound to an antibody) and a material not bound to the target material. The separation unit 150 may obtain a fourth liquid by filtering a material not combined with the target material. The fourth liquid may be a liquid in which the concentration of a substance not combined with the target material in the third liquid is reduced.

분리부(150)는 제1 아웃렛 채널(152)을 통해 제4 액체를 제3 챔버(33)에 전달할 수 있다. 분리부(150)는 제2 아웃렛 채널(153)을 통해 타겟 물질과 결합되지 않은 물질을 제4 챔버(34)에 전달할 수 있다. The separator 150 may deliver the fourth liquid to the third chamber 33 through the first outlet channel 152 . The separator 150 may transfer a material that is not combined with the target material to the fourth chamber 34 through the second outlet channel 153 .

농축부(160)는 제3 챔버(33)에 수용된 제4 액체에 대한 농축처리를 수행할 수 있다. 농축부(160)는 제4 액체에 포함된 복수의 물질 중 타겟 물질을 포함하는 금속 나노 입자 덩어리는 통과시키지 않고 나머지 물질은 통과시킬 수 있다. 이에 따라, 농축부(160)는 금속 나노 입자 또는 타겟 물질의 농도가 향상된 제5 액체를 획득할 수 있다.The enrichment unit 160 may perform a concentration process on the fourth liquid accommodated in the third chamber 33 . The enrichment unit 160 may not pass a lump of metal nanoparticles including a target material among a plurality of materials included in the fourth liquid, but pass other materials. Accordingly, the enrichment unit 160 may obtain a fifth liquid having an improved concentration of the metal nanoparticles or the target material.

한편, 피검체에 대한 진단 결과를 획득하기 위해서는 복수의 바이오 마커(또는 타겟 물질)가 필요할 수 있다. 이하에서는 복수의 바이오 마커를 포함하는 액체를 정제하기 위한 액체 정제 장치에 대해 설명하도록 한다.Meanwhile, a plurality of biomarkers (or target substances) may be required to obtain a diagnostic result for a subject. Hereinafter, a liquid purification device for purifying a liquid containing a plurality of biomarkers will be described.

도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정제 장치를 상부에서 바라본 도면이다.5 is a top view of a liquid purifying device according to an embodiment of the present disclosure.

도 5를 참조하면, 액체 정제 장치(500)는 로딩부(110), 항응고부(120), 필터부(130), 제1 반응부(540), 제2 반응부(542), 제1 분리부(551), 제2 분리부(552), 제1 농축부(561) 및 제2 농축부(562)를 포함할 수 있다. 한편, 로딩부(110), 항응고부(120), 필터부(130)는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바 중복 설명은 생략한다. 또한, 제1 반응부(541) 및 제2 반응부(542)의 기본적인 동작은 도 3의 반응부(140)를 통해 명확히 이해될 수 있으며, 제1 분리부(551) 및 제2 분리부(552)의 기본적인 동작은 도 3의 분리부(150)를 통해 명확히 이해될 수 있으며, 제1 농축부(561) 및 제2 농축부(562)의 기본적인 동작은 도 3의 농축부(560)를 통해 명확히 이해될 수 있다. 따라서, 도 3과 중복되는 설명은 생략한다.Referring to FIG. 5 , the liquid purification device 500 includes a loading unit 110, an anti-coagulation unit 120, a filter unit 130, a first reaction unit 540, a second reaction unit 542, a first It may include a separation unit 551 , a second separation unit 552 , a first enrichment unit 561 and a second enrichment unit 562 . Meanwhile, since the loading unit 110, the anticoagulation unit 120, and the filter unit 130 have been described with reference to FIGS. 3 and 4, duplicate descriptions will be omitted. In addition, the basic operations of the first reaction unit 541 and the second reaction unit 542 can be clearly understood through the reaction unit 140 of FIG. 3, and the first separation unit 551 and the second separation unit ( 552) can be clearly understood through the separation unit 150 of FIG. 3, and the basic operations of the first enrichment unit 561 and the second enrichment unit 562 refer to the enrichment unit 560 of FIG. can be clearly understood through Therefore, a description overlapping with that of FIG. 3 will be omitted.

제1 반응부(541)는 제1 반응 물질 저장부(543) 및 제1 반응 채널(544)을 포함할 수 있다. 제1 반응 물질 저장부(543)는 제1 타겟 물질 검출을 위한 제1 반응 물질을 저장할 수 있다. 제1 반응 채널(544)은 제1 타겟 물질과 제1 반응 물질의 혼합율을 증가시킬 수 있다. 제1 반응 채널(544)은 제1 타겟 물질 및 제1 반응 물질 사이의 항원-항체 반응을 유도할 수 있다.The first reaction unit 541 may include a first reaction material storage unit 543 and a first reaction channel 544 . The first reactant storage unit 543 may store a first reactant material for detecting a first target material. The first reaction channel 544 may increase a mixing ratio of the first target material and the first reaction material. The first reaction channel 544 may induce an antigen-antibody reaction between the first target material and the first reaction material.

제2 반응부(542)는 제2 반응 물질 저장부(543) 및 제1 반응 채널(544)을 포함할 수 있다. 제2 반응 물질 저장부(545)는 제2 타겟 물질 검출을 위한 제2 반응 물질을 저장할 수 있다. 제2 반응 채널(546)은 제2 타겟 물질과 제2 반응 물질의 혼합율을 증가시킬 수 있다. 제2 반응 채널(546)은 제2 타겟 물질 및 제2 반응 물질 사이의 항원-항체 반응을 유도할 수 있다.The second reaction unit 542 may include a second reaction material storage unit 543 and a first reaction channel 544 . The second reactant storage unit 545 may store a second reactant material for detecting the second target material. The second reaction channel 546 may increase a mixing ratio of the second target material and the second reactant material. The second reaction channel 546 may induce an antigen-antibody reaction between the second target material and the second reaction material.

제1 반응부(541)를 통과한 제1 액체는, 제1 타겟 물질 및 제1 반응 물질 간의 반응에 의해 형성된 제1 금속 나노 입자 덩어리와 제1 타겟 물질과 결합되지 않은 복수의 제1 물질을 포함할 수 있다. 제2 반응부(542)를 통과한 제2 액체는, 제2 타겟 물질 및 제2 반응 물질 간의 반응에 의해 형성된 제2 금속 나노 입자 덩어리와 제2 타겟 물질과 결합되지 않은 복수의 제2 물질을 포함할 수 있다.The first liquid that has passed through the first reaction unit 541 contains a lump of first metal nanoparticles formed by a reaction between a first target material and a first reactant material and a plurality of first materials not combined with the first target material. can include The second liquid that has passed through the second reaction unit 542 contains a mass of second metal nanoparticles formed by the reaction between the second target material and the second reactant material and a plurality of second materials that are not combined with the second target material. can include

제1 분리부(551)는 제1 액체에 포함된 제1 금속 나노 입자 덩어리와 복수의 제1 물질을 분리할 수 있다. 제1 분리부(551)는 제1 금속 나노 입자 덩어리를 제3 챔버(33)로 전달하고, 복수의 제1 물질을 제4 챔버(34)로 전달할 수 있다. 제1 농축부(561)는 제3 챔버(33)에 수용된 제1 금속 나노 입자 덩어리에 대한 농축처리를 수행할 수 있다.The first separator 551 may separate the lump of first metal nanoparticles and the plurality of first materials included in the first liquid. The first separation unit 551 may transfer the lump of first metal nanoparticles to the third chamber 33 and transfer a plurality of first materials to the fourth chamber 34 . The first enrichment unit 561 may perform a concentration process on the lump of first metal nanoparticles accommodated in the third chamber 33 .

제2 분리부(552)는 제2 액체에 포함된 제2 금속 나노 입자 덩어리와 복수의 제2 물질을 분리할 수 있다. 제2 분리부(552)는 제2 금속 나노 입자 덩어리를 제6 챔버(36)로 전달하고, 복수의 제2 물질을 제7 챔버(37)로 전달할 수 있다. 제2 농축부(562)는 제6 챔버(36)에 수용된 제2 금속 나노 입자 덩어리에 대한 농축처리를 수행할 수 있다. 제2 농축부(562)의 농축처리를 통해 적어도 하나의 물질은 제2 금속 나노 입자와 분리되어 제8 챔버(38)에 수용될 수 있다.The second separation unit 552 may separate a lump of second metal nanoparticles and a plurality of second materials included in the second liquid. The second separator 552 may transfer the second metal nanoparticle lump to the sixth chamber 36 and transfer a plurality of second materials to the seventh chamber 37 . The second enrichment unit 562 may perform a concentration process on the lump of second metal nanoparticles accommodated in the sixth chamber 36 . Through the concentration process of the second enrichment unit 562 , at least one material may be separated from the second metal nanoparticles and accommodated in the eighth chamber 38 .

도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 필터부를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a filter unit according to an embodiment of the present disclosure.

도 6을 참조하면, 필터부(130)는 제1 필터 채널(131) 및 제1 필터 채널(131)의 외측으로 돌출 형성되는 유체 구조(132)를 포함할 수 있다. 유체 구조(132)는 제1 필터 채널(131)의 방향(x)과 둔각을 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 필터 채널(131)의 방향(x) 및 유체 구조(132)의 돌출 방향(y) 사이의 각도(A1)는 90도 내지 180도일 수 있다.Referring to FIG. 6 , the filter unit 130 may include a first filter channel 131 and a fluid structure 132 protruding outward from the first filter channel 131 . The fluid structure 132 may be formed to form an obtuse angle with the direction (x) of the first filter channel 131 . That is, the angle A1 between the direction (x) of the first filter channel 131 and the protrusion direction (y) of the fluid structure 132 may be 90 degrees to 180 degrees.

제1 필터 채널(131)로 흐르는 제1 액체(60)는 제1 물질(61) 및 제2 물질(62)을 포함할 수 있다. 제1 물질(61)은 혈구성분 중 하나이며, 제2 물질(62)은 혈장성분 중 하나일 수 있다.The first liquid 60 flowing through the first filter channel 131 may include a first material 61 and a second material 62 . The first material 61 may be one of blood cell components, and the second material 62 may be one of blood plasma components.

유체 구조(132)는 제1 액체(60)가 유입되지 않는 공기 주머니(1321)를 포함할 수 있다. 공기 주머니(1321)는 펌프로서 기능할 수 있다. 제1 진동발생부(133)에 의해 생성된 제1 음파에 기초하여 공기 주머니(1321)는 수축 및 팽창을 반복할 수 있다. 이에 따라, 공기 주머니(1321)는 제1 필터 채널(131)의 방향(x)으로 제1 액체(60)를 펌핑할 수 있다.The fluid structure 132 may include an air bag 1321 through which the first liquid 60 does not flow. Air bladder 1321 can function as a pump. Based on the first sound wave generated by the first vibration generator 133, the air bag 1321 may repeat contraction and expansion. Accordingly, the air bag 1321 may pump the first liquid 60 in the direction (x) of the first filter channel 131 .

유체 구조(132)는 필터로서 기능할 수 있다. 제1 진동발생부(133)로부터 제1 물질(61)의 크기에 대응되는 주파수를 갖는 제1 음파가 발생되면, 제1 필터 채널(131) 및 공기 주머니(1321)의 계면(1322)의 주변 영역에서 제1 액체(60)의 와류(63)가 생성될 수 있다. 제1 물질(61)은 와류(63)에 갇힐 수 있다. 이에 따라, 유체 구조(132)는 제1 물질(61)을 필터링할 수 있다.Fluid structure 132 may function as a filter. When a first sound wave having a frequency corresponding to the size of the first material 61 is generated from the first vibration generator 133, the periphery of the interface 1322 of the first filter channel 131 and the air bag 1321 A vortex 63 of the first liquid 60 may be generated in the region. The first material 61 may be trapped in the vortex 63 . Accordingly, the fluid structure 132 may filter the first material 61 .

도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 분리부를 나타내는 도면이다.7 is a view showing a separator according to an embodiment of the present disclosure.

도 7을 참조하면, 분리부(150)는 액체(71)가 흐르는 채널(70) 및 채널(70)에 측면에 위치하여 음파를 생성하는 제2 진동발생부(151)를 포함할 수 있다. 분리부(150)는 채널(70)로부터 분기되는 제1 아웃렛 채널(152) 및 제2 아웃렛 채널(153)을 포함할 수 있다. 도 7에서는 분리부(150)가 대칭 구조를 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 비대칭 구조를 가질 수도 있다. 분리부(150)는 3 이상의 아웃렛 채널을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the separation unit 150 may include a channel 70 through which liquid 71 flows and a second vibration generating unit 151 positioned on a side of the channel 70 to generate sound waves. The separation unit 150 may include a first outlet channel 152 and a second outlet channel 153 diverging from the channel 70 . In FIG. 7 , the separator 150 is illustrated as having a symmetrical structure, but is not limited thereto and may have an asymmetrical structure. Separator 150 may include three or more outlet channels.

액체(71)는 타겟 물질(72), 타겟 물질(72)과 반응하는 반응 물질(73), 반응 물질(73) 및 라만 활성분자(74)가 결합된 금속 나노 입자(75)를 포함할 수 있다. 타겟 물질(72) 및 반응 물질(73) 간의 항원-항체 반응에 의해 금속 나노 입자 덩어리(76)가 형성될 수 있다. 타겟 물질(72)은 복수의 반응 물질(73)과 반응할 수 있다. 금속 나노 입자 덩어리(76)는 복수의 금속 나노 입자를 포함할 수 있다.The liquid 71 may include a target material 72, a reactant 73 reacting with the target material 72, and metal nanoparticles 75 to which the reactant 73 and the Raman active molecule 74 are combined. there is. A lump 76 of metal nanoparticles may be formed by an antigen-antibody reaction between the target material 72 and the reactant material 73 . The target material 72 may react with a plurality of reactants 73 . The metal nanoparticle mass 76 may include a plurality of metal nanoparticles.

분리부(150)는 음파에 기초하여 분자량에 따라 액체(71)에 포함된 복수의 물질을 분리할 수 있다. 액체(71)에 포함된 복수의 물질은 음파와 만나면 분자량에 따라 정렬될 수 있다. 이 때, 복수의 물질은 채널(70)의 방향과 예각을 이루도록 이동할 수 있다.Separation unit 150 may separate a plurality of substances included in the liquid 71 according to molecular weight based on sound waves. A plurality of materials included in the liquid 71 may be aligned according to molecular weight when they meet with sound waves. At this time, the plurality of materials may move to form an acute angle with the direction of the channel 70 .

분리부(150)는 분자량이 기설정된 값보다 큰 제1 물질은 제1 아웃렛 채널(152)을 통해 제3 챔버(33)로 전달할 수 있다. 분리부(150)는 분자량이 기설정된 값보다 작은 제2 물질은 제2 아웃렛 채널(153)을 통해 제4 챔버(34)로 전달할 수 있다. 제1 물질은 타겟 물질(72) 및 반응 물질(73) 간의 항원-항체 반응에 의해 형성된 금속 나노 입자 덩어리(76)를 포함할 수 있다. 제2 물질은 타겟 물질(72) 또는 타겟 물질(72)가 결합된 물질을 제외한 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 물질은 타겟 물질(72)과 반응하지 않은 반응 물질(73)을 포함할 수 있다. 또는, 제2 물질은 타겟 물질(72)과 반응하지 않은 반응 물질(73)에 결합된 금속 나노 입자 및 라만 활성분자를 포함할 수 있다.The separator 150 may transfer the first material having a molecular weight greater than a predetermined value to the third chamber 33 through the first outlet channel 152 . The separation unit 150 may transfer the second material having a molecular weight smaller than a predetermined value to the fourth chamber 34 through the second outlet channel 153 . The first material may include a lump 76 of metal nanoparticles formed by an antigen-antibody reaction between the target material 72 and the reactant material 73 . The second material may include various materials other than the target material 72 or a material to which the target material 72 is combined. For example, the second material may include a reactive material 73 that does not react with the target material 72 . Alternatively, the second material may include metal nanoparticles and Raman active molecules bound to the reactive material 73 that has not reacted with the target material 72 .

도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 액체 정보 획득 장치의 액체 정보 획득 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a liquid information obtaining method of a liquid information obtaining device according to an embodiment of the present disclosure.

도 8을 참조하면, 액체(81)가 도포되는 기판(82)이 마련될 수 있다. 액체(81)는 액체 정제 장치(100)의 복수의 챔버(31, 32, 33)에 저장된 액체 중 하나일 수 있다. 액체 정보 획득 장치(200)의 광원(210)은 기판(82)에 도포된 액체(81)에 광을 조사할 수 있다. 센서(220)는 액체(81)에 포함된 미세입자로부터 산란된 광(84)을 센싱할 수 있다. 액체 정보 획득 장치(200)는 산란된 광(84)에 기초하여 액체(81)에 대한 스펙트럼 정보를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 8 , a substrate 82 on which a liquid 81 is applied may be provided. The liquid 81 may be one of liquids stored in the plurality of chambers 31 , 32 , and 33 of the liquid purifying device 100 . The light source 210 of the liquid information acquisition device 200 may irradiate light to the liquid 81 applied to the substrate 82 . The sensor 220 may sense light 84 scattered from microparticles included in the liquid 81 . The liquid information obtaining device 200 may acquire spectrum information of the liquid 81 based on the scattered light 84 .

표면 증강 산란(Surface Enhanced Raman Scattering)을 위해 기판(82)에는 금속 패턴(83)이 형성될 수 있다. 금속 패턴(83)에 의해 센서(220)에 의해 센싱되는 산란된 광(84)은 증폭될 수 있다.A metal pattern 83 may be formed on the substrate 82 for surface enhanced scattering. Scattered light 84 sensed by the sensor 220 may be amplified by the metal pattern 83 .

복수의 챔버(31, 32, 33)에서 채취된 복수의 액체에 대한 액체 정보 획득 방법은 상이할 수 있다. 제1 챔버(31)에 저장된 제1 액체 및 제2 챔버(32)에 저장된 제2 액체는 표면 증강 산란을 위한 금속 나노 입자를 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 액체 및 제2 액체에 대한 액체 정보를 획득하는 경우 제1 액체 및 제2 액체는 금속 패턴(83)이 형성된 기판(82)에 도포될 수 있다. 제3 챔버(33)에 저장된 제3 액체는 금속 나노 입자를 포함할 수 있다. 제3 액체는 금속 패턴(83)이 형성되지 않은 기판(82)에 도포될 수 있다. 또는, 표면 증강 산란 효과를 보다 향상시키기 위해 제3 액체는 금속 패턴(83)이 형성된 기판(82)에 도포될 수 있다.Liquid information acquisition methods for a plurality of liquids collected from the plurality of chambers 31, 32, and 33 may be different. The first liquid stored in the first chamber 31 and the second liquid stored in the second chamber 32 may not include metal nanoparticles for surface enhanced scattering. Accordingly, when liquid information on the first liquid and the second liquid is obtained, the first liquid and the second liquid may be applied to the substrate 82 on which the metal pattern 83 is formed. The third liquid stored in the third chamber 33 may include metal nanoparticles. The third liquid may be applied to the substrate 82 on which the metal pattern 83 is not formed. Alternatively, the third liquid may be applied to the substrate 82 on which the metal pattern 83 is formed to further enhance the surface enhanced scattering effect.

도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 진단 장치(300)는 통신 인터페이스(310), 메모리(320) 및 프로세서(330)를 포함할 수 있다. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a diagnosis device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 9 , the diagnosis device 300 may include a communication interface 310 , a memory 320 and a processor 330 .

통신 인터페이스(310)는 적어도 하나의 통신 회로를 포함하며, 다양한 유형의 외부 기기 또는 외부 서버와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(310)는 외부 장치로부터 피검체의 혈액에 대응되는 스펙트럼에 대한 정보를 수신할 수 있다.The communication interface 310 includes at least one communication circuit and can perform communication with various types of external devices or external servers. For example, the communication interface 310 may receive information about a spectrum corresponding to blood of a subject from an external device.

통신 인터페이스(310)는 와이파이 통신 모듈, 셀룰러 통신모듈, 3G(3세대) 이동통신 모듈, 4G(4세대) 이동통신 모듈, 4세대 LTE(Long Term Evolution) 통신 모듈, 5G(5세대) 이동통신 모듈 및 유선 이더넷(Ethernet) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication interface 310 is a Wi-Fi communication module, cellular communication module, 3G (3rd generation) mobile communication module, 4G (4th generation) mobile communication module, 4th generation LTE (Long Term Evolution) communication module, 5G (5th generation) mobile communication It may include at least one of a module and wired Ethernet.

메모리(320)는 진단 장치(300)의 구성요소들의 전반적인 동작을 제어하기 위한 운영체제(OS: Operating System) 및 진단 장치(300)의 구성요소와 관련된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(320)는 복수의 신경망 모델에 대한 정보를 저장할 수 있다. 복수의 신경망 모델에 대한 정보는 복수의 신경망 모델 각각에 대응되는 파라미터에 대한 정보, 복수의 신경망 모델의 학습을 위한 학습 데이터를 포함할 수 있다. 학습 데이터는 스펙트럼의 세기에 대응되는 농도를 나타내는 라벨 데이터(또는 그라운드 트루스)를 포함할 수 있다. 학습 데이터는 스펙트럼의 세기 또는 농도에 대응되는 진단 결과를 나타내는 라벨 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(320)는 비휘발성 메모리(ex: 하드 디스크, SSD(Solid state drive), 플래시 메모리) 또는 휘발성 메모리 등으로 구현될 수 있다.The memory 320 may store an operating system (OS) for controlling overall operations of the components of the diagnostic device 300 and commands or data related to the components of the diagnostic device 300 . The memory 320 may store information about a plurality of neural network models. The information on the plurality of neural network models may include information on parameters corresponding to each of the plurality of neural network models and learning data for learning the plurality of neural network models. The training data may include label data (or ground truth) representing concentrations corresponding to spectrum intensities. The training data may include label data indicating a diagnosis result corresponding to the intensity or concentration of the spectrum. The memory 320 may be implemented as non-volatile memory (ex: hard disk, solid state drive (SSD), flash memory) or volatile memory.

프로세서(330)는 메모리(320)와 전기적으로 연결되어 진단 장치(300)의 전반적인 기능 및 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(330)는 통신 인터페이스(310)를 통해 외부 장치로부터, 피검체로부터 채취된 액체에 대한 스펙트럼 정보(또는 스펙트럼에 대한 정보)를 수신할 수 있다. 또는, 프로세서(330)는 입력 인터페이스를 통해 스펙트럼 정보를 획득할 수 있다. 스펙트럼에 대한 정보는, 스펙트럼을 나타내는 수치, 벡터, 및 스펙트럼에 포함된 적어도 하나의 피크값을 포함할 수 있다. 스펙트럼의 피크값이 나타나는 주파수는, 타겟 물질과 결합된 금속 나노 입자에 결합된 라만 활성분자에 대응될 수 있다.The processor 330 may be electrically connected to the memory 320 to control overall functions and operations of the diagnostic device 300 . The processor 330 may receive spectrum information (or information on a spectrum) of the liquid collected from the test object from an external device through the communication interface 310 . Alternatively, the processor 330 may obtain spectrum information through an input interface. The information on the spectrum may include a numerical value representing the spectrum, a vector, and at least one peak value included in the spectrum. A frequency at which a peak value of the spectrum appears may correspond to a Raman active molecule bound to a metal nanoparticle bound to a target material.

프로세서(330)는 복수의 액체에 대한 스펙트럼에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 피검체로부터 채취된 제1 액체에 대응되는 스펙트럼에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제1 액체는 피검체의 전혈일 수 있다. 프로세서(330)는 제1 액체에서 혈구성분의 농도가 저감된 제2 액체에 대응되는 스펙트럼에 대한 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(330)는 제2 액체에 제1 타겟 물질(예로, 제1 항원)의 검출을 위한 제1 반응 물질(예로, 제1 항체)이 첨가된 제3 액체에 대응되는 스펙트럼에 대한 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(330)는 제2 액체에 제2 타겟 물질(예로, 제2 항원)의 검출을 위한 제2 반응 물질(예로, 제2 항체)이 첨가된 제4 액체에 대응되는 스펙트럼에 대한 정보를 획득할 수 있다.The processor 330 may obtain information about the spectrum of a plurality of liquids. For example, the processor 330 may obtain information on a spectrum corresponding to the first liquid collected from the test subject. The first liquid may be the whole blood of the subject. The processor 330 may obtain information about a spectrum corresponding to the second liquid in which the concentration of blood cell components is reduced in the first liquid. The processor 330 obtains information on a spectrum corresponding to a third liquid in which a first reaction material (eg, a first antibody) for detecting a first target material (eg, a first antigen) is added to the second liquid. can do. The processor 330 obtains information on a spectrum corresponding to a fourth liquid in which a second reaction material (eg, a second antibody) for detecting a second target material (eg, a second antigen) is added to the second liquid. can do.

프로세서(330)는 스펙트럼에 대한 정보에 기초하여 타겟 물질의 농도 정보를 획득할 수 있다. 타겟 물질의 농도 정보는, 타겟 물질의 농도를 나타내는 수치, 타겟 물질의 농도에 대응되는 특징 벡터, 및 타겟 물질의 농도에 대응되는 스펙트럼의 피크값을 포함할 수 있다. The processor 330 may obtain concentration information of the target material based on the spectrum information. The concentration information of the target material may include a numerical value representing the concentration of the target material, a feature vector corresponding to the concentration of the target material, and a peak value of a spectrum corresponding to the concentration of the target material.

프로세서(330)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제2 스펙트럼에 대한 정보에 기초하여 제1 타겟 물질의 제1 농도 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 제1 스펙트럼에 대한 정보는, 제1 타겟 물질을 포함하고 제1 타겟 물질과 반응하는 제1 반응 물질은 포함하지 않는 제1 액체에 대한 정보일 수 있다. 제2 스펙트럼에 대한 정보는, 제1 액체에 제1 반응 물질이 첨가된 제2 액체에 대한 정보일 수 있다. 예를 들어, 제1 액체는 도 3의 제2 챔버(32)에 수용된 액체일 수 있다. 제2 액체는 도 3의 제3 챔버(33)에 수용된 액체일 수 있다. 제2 액체는, 제1 액체에 비해 제1 타겟 물질을 제외한 나머지 성분(예로, 제1 타겟 물질이 아닌 단백질)의 함량이 적을 수 있다. 나머지 성분은 스펙트럼에 대한 정보를 획득할 때 노이즈로 작용할 수 있다. 따라서, 프로세서(330)는 나머지 성분이 제거되지 않은 제1 액체와 나머지 성분의 적어도 일부가 제거된 제2 액체 각각에 대한 스펙트럼에 대한 정보를 이용함으로써 나머지 성분에 의한 노이즈가 감소된 제1 농도 정보를 획득할 수 있다.The processor 330 may obtain first concentration information of the first target material based on the information on the first spectrum and the information on the second spectrum. Here, the information on the first spectrum may be information on a first liquid that includes a first target material and does not include a first reactant material that reacts with the first target material. The information on the second spectrum may be information on the second liquid in which the first reactant is added to the first liquid. For example, the first liquid may be a liquid accommodated in the second chamber 32 of FIG. 3 . The second liquid may be a liquid accommodated in the third chamber 33 of FIG. 3 . Compared to the first liquid, the second liquid may have a smaller content of components other than the first target material (eg, proteins other than the first target material). The remaining components may act as noise when acquiring spectrum information. Accordingly, the processor 330 uses information on the spectrum of each of the first liquid from which the remaining components are not removed and the second liquid from which at least some of the remaining components are removed, so that the first concentration information with reduced noise due to the remaining components is used. can be obtained.

프로세서(330)는 제2 스펙트럼에 대한 정보와, 스펙트럼의 피크값 및 농도 정보가 매칭된 룩업 테이블에 기초하여 농도 정보를 획득할 수 있다. 룩업 테이블은 메모리(320)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 룩업 테이블에서 제2 스펙트럼의 피크값에 대응되는 농도 정보를 식별할 수 있다. The processor 330 may obtain the concentration information based on a lookup table in which the information on the second spectrum, the peak value of the spectrum, and the concentration information are matched. The lookup table may be previously stored in the memory 320 . For example, the processor 330 may identify density information corresponding to a peak value of the second spectrum from the lookup table.

프로세서(330)는 룩업 테이블에 기초하여 획득된 농도 정보를 보정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 제1 스펙트럼에 대한 정보를 제1 신경망 모델에 입력하여 농도 정보를 보정하기 위한 계수를 획득할 수 있다. 프로세서(330)는 계수에 기초하여 농도 정보를 보정하여 제1 타겟 물질의 제1 농도 정보를 획득할 수 있다.The processor 330 may correct the acquired density information based on the lookup table. For example, the processor 330 may obtain a coefficient for correcting the density information by inputting information on the first spectrum to the first neural network model. The processor 330 may acquire first concentration information of the first target material by correcting the concentration information based on the coefficient.

프로세서(330)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제2 스펙트럼에 대한 정보를 제2 신경망 모델에 입력하여 제1 타겟 물질에 대한 제1 농도 정보를 획득할 수 있다. 제2 신경망 모델은 스펙트럼에 대한 정보에 기초하여 농도 정보를 획득하도록 학습된 모델일 수 있다.The processor 330 may obtain first concentration information of the first target material by inputting information about the first spectrum and information about the second spectrum to the second neural network model. The second neural network model may be a model learned to obtain concentration information based on spectrum information.

프로세서(330)는 제2 스펙트럼에 대한 정보를 제2 신경망 모델에 입력하여 특징 벡터를 획득할 수 있다. 프로세서(330)는 특징 벡터 및 제1 스펙트럼에 대한 정보를 제3 신경망 모델에 입력하여 제1 농도 정보를 획득할 수 있다. 제3 신경망 모델은 스펙트럼에 대한 정보 및 농도 정보에 기초하여 보정된 농도 정보를 획득하도록 학습된 모델일 수 있다. 특징 벡터는 제2 신경망 모델에 포함된 레이어(예로, fully connected layer)의 출력단에서 획득될 수 있다.The processor 330 may obtain a feature vector by inputting information on the second spectrum to the second neural network model. The processor 330 may acquire first density information by inputting information about the feature vector and the first spectrum to the third neural network model. The third neural network model may be a model learned to obtain corrected concentration information based on spectrum information and concentration information. The feature vector may be obtained from an output terminal of a layer (eg, fully connected layer) included in the second neural network model.

프로세서(330)는 제1 스펙트럼에 대한 정보를 제2 신경망 모델에 입력하여 제1 특징 벡터를 획득할 수 있다. 프로세서(330)는 제2 스펙트럼에 대한 정보를 제2 신경망 모델에 입력하여 제2 특징 벡터를 획득할 수 있다. 프로세서(330)는 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 제4 신경망 모델에 입력하여 제1 농도 정보를 획득할 수 있다. 제4 신경망 모델은 농도 정보에 기초하여 보정된 농도 정보를 획득하도록 학습된 모델일 수 있다.The processor 330 may obtain a first feature vector by inputting information on the first spectrum to a second neural network model. The processor 330 may obtain a second feature vector by inputting information on the second spectrum to the second neural network model. The processor 330 may acquire the first density information by inputting the first feature vector and the second feature vector to the fourth neural network model. The fourth neural network model may be a model learned to obtain corrected density information based on the density information.

프로세서(330)는 스펙트럼에 대한 정보 및 농도 정보에 기초하여 진단 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제1 농도 정보를 제5 신경망 모델에 입력하여 진단 정보를 획득할 수 있다. 또는, 프로세서(330)는 제1 스펙트럼에 대한 정보, 제1 타겟 물질의 제1 농도 정보 및 제2 타겟 물질의 제2 농도 정보를 제5 신경망 모델에 입력하여 진단 정보를 획득할 수 있다. 제5 신경망 모델은 스펙트럼 정보 및 농도 정보에 기초하여 진단 정보를 획득하도록 학습된 모델일 수 있다. The processor 330 may obtain diagnosis information based on spectrum information and concentration information. For example, the processor 330 may obtain diagnostic information by inputting information on the first spectrum and information on the first concentration to the fifth neural network model. Alternatively, the processor 330 may obtain diagnostic information by inputting information on the first spectrum, first concentration information of the first target material, and second concentration information of the second target material to the fifth neural network model. The fifth neural network model may be a model learned to obtain diagnostic information based on spectrum information and concentration information.

프로세서(330)는 복수의 액체에 대응되는 스펙트럼에 대한 정보에 기초하여 진단 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제2 스펙트럼에 대한 정보를 제6 신경망 모델 입력하여 진단 정보를 획득할 수 있다. 제6 신경망 모델은 스펙트럼 정보에 기초하여 진단 정보를 획득하도록 학습된 모델일 수 있다The processor 330 may obtain diagnostic information based on information about spectrums corresponding to a plurality of liquids. For example, the processor 330 may obtain diagnosis information by inputting information on the first spectrum and information on the second spectrum to the sixth neural network model. The sixth neural network model may be a model learned to obtain diagnostic information based on spectrum information.

한편, 본 개시에 따른 인공지능과 관련된 기능은 프로세서(330)와 메모리(320)를 통해 동작된다. 프로세서(330)는 하나 또는 복수의 프로세서로 구성될 수 있다. 이때, 하나 또는 복수의 프로세서는 CPU, AP, DSP(Digital Signal Processor) 등과 같은 범용 프로세서, GPU, VPU(Vision Processing Unit)와 같은 그래픽 전용 프로세서 또는 NPU와 같은 인공지능 전용 프로세서일 수 있다. 하나 또는 복수의 프로세서는, 메모리(320)에 저장된 기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델에 따라, 입력 데이터를 처리하도록 제어한다. 또는, 하나 또는 복수의 프로세서가 인공지능 전용 프로세서인 경우, 인공지능 전용 프로세서는, 특정 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조로 설계될 수 있다. Meanwhile, functions related to artificial intelligence according to the present disclosure are operated through the processor 330 and the memory 320. Processor 330 may be composed of one or a plurality of processors. In this case, the one or more processors may be a general-purpose processor such as a CPU, an AP, or a digital signal processor (DSP), a graphics-only processor such as a GPU or a vision processing unit (VPU), or an artificial intelligence-only processor such as an NPU. One or more processors control input data to be processed according to predefined operating rules or artificial intelligence models stored in the memory 320 . Alternatively, when one or more processors are processors dedicated to artificial intelligence, the processors dedicated to artificial intelligence may be designed with a hardware structure specialized for processing a specific artificial intelligence model.

기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델은 학습을 통해 만들어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 학습을 통해 만들어진다는 것은, 기본 인공지능 모델이 학습 알고리즘에 의하여 다수의 학습 데이터들을 이용하여 학습됨으로써, 원하는 특성(또는, 목적)을 수행하도록 설정된 기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델이 만들어짐을 의미한다. 이러한 학습은 본 개시에 따른 인공지능이 수행되는 기기 자체에서 이루어질 수도 있고, 별도의 서버 및/또는 시스템을 통해 이루어질 수도 있다. 학습 알고리즘의 예로는, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)이 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다.A predefined action rule or an artificial intelligence model is characterized in that it is created through learning. Here, being made through learning means that a basic artificial intelligence model is learned using a plurality of learning data by a learning algorithm, so that a predefined action rule or artificial intelligence model set to perform a desired characteristic (or purpose) is created. means burden. Such learning may be performed in the device itself in which artificial intelligence according to the present disclosure is performed, or through a separate server and/or system. Examples of learning algorithms include supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but are not limited to the above examples.

인공지능 모델은 학습을 통해 만들어질 수 있다. 인공지능 모델은, 복수의 신경망 레이어들로 구성될 수 있다. 복수의 신경망 레이어들 각각은 복수의 가중치들(weight values)을 갖고 있으며, 이전(previous) 레이어의 연산 결과와 복수의 가중치들 간의 연산을 통해 신경망 연산을 수행한다. 복수의 신경망 레이어들이 갖고 있는 복수의 가중치들은 인공지능 모델의 학습 결과에 의해 최적화될 수 있다. 예를 들어, 학습 과정 동안 인공지능 모델에서 획득한 로스(loss) 값 또는 코스트(cost) 값이 감소 또는 최소화되도록 복수의 가중치들이 갱신될 수 있다.AI models can be created through learning. An artificial intelligence model may be composed of a plurality of neural network layers. Each of the plurality of neural network layers has a plurality of weight values, and a neural network operation is performed through an operation between an operation result of a previous layer and a plurality of weight values. A plurality of weights possessed by a plurality of neural network layers may be optimized by a learning result of an artificial intelligence model. For example, a plurality of weights may be updated so that a loss value or a cost value obtained from an artificial intelligence model is reduced or minimized during a learning process.

인공 신경망은 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, CNN (Convolutional Neural Network), DNN (Deep Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), GAN (Generative Adversarial Network), RBM (Restricted Boltzmann Machine), DBN (Deep Belief Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network) 또는 심층 Q-네트워크 (Deep Q-Networks) 등이 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다.The artificial neural network may include a deep neural network (DNN), for example, a Convolutional Neural Network (CNN), a Deep Neural Network (DNN), a Recurrent Neural Network (RNN), a Generative Adversarial Network (GAN), Restricted Boltzmann Machine (RBM), Deep Belief Network (DBN), Bidirectional Recurrent Deep Neural Network (BRDNN), or Deep Q-Networks, but is not limited to the above examples.

도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스펙트럼에 대한 정보를 도면이다.10 is a diagram of information about a spectrum according to an embodiment of the present disclosure.

도 10을 참조하면, 스펙트럼에 대한 정보(S)(또는 스펙트럼 정보)는 파수(wavenumber)에 따른 라만 신호의 세기를 의미할 수 있다. 스펙트럼 정보(S)는 파수와 라만 신호의 세기가 서로 매칭된 벡터 형태의 데이터일 수 있다. 후술되는 다양한 실시 예에서 스펙트럼 정보(S)는 신경망 모델에 입력될 수 있다. 이 때, 신경망 모델에 입력되는 스펙트럼 정보(S)는 복수의 파수에 각각 대응되는 복수의 세기를 포함할 수 있다. 또는, 스펙트럼 정보(S)는 특정 파수(예로, 라만 활성분자에 대응되는 파수)에 대응되는 단일의 세기를 의미할 수 있다.Referring to FIG. 10 , spectrum information S (or spectrum information) may mean the intensity of a Raman signal according to a wavenumber. The spectrum information S may be data in the form of vectors in which the wave number and the intensity of the Raman signal are matched to each other. In various embodiments described below, spectrum information S may be input to a neural network model. In this case, the spectral information S input to the neural network model may include a plurality of intensities respectively corresponding to a plurality of wavenumbers. Alternatively, the spectrum information S may mean a single intensity corresponding to a specific wave number (eg, a wave number corresponding to a Raman active molecule).

스펙트럼 정보(S)는 정규화 된 데이터일 수 있다. 예를 들어, 특정 액체에 제1 세기의 레이저 빔이 조사되어 제1 라만 신호가 획득되고, 제2 세기의 레이저 빔이 조사되어 제2 라만 신호가 획득될 수 있다. 이 때, 진단 장치(300)는 제1 라만 신호의 면적과 제2 라만 신호의 면적이 동일해지도록 제1 라만 신호 또는 제2 라만 신호의 세기를 조절할 수 있다.The spectrum information (S) may be normalized data. For example, a first Raman signal may be obtained by irradiating a specific liquid with a laser beam of a first intensity, and a second Raman signal may be obtained by irradiating a laser beam of a second intensity to a specific liquid. In this case, the diagnostic apparatus 300 may adjust the intensity of the first Raman signal or the second Raman signal so that the area of the first Raman signal and the area of the second Raman signal become the same.

도 11은 본 개시의 제1 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to a first embodiment of the present disclosure.

도 11을 참조하면, 진단 장치(300)는 제1 액체에 대응되는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1) 및 제2 액체에 대응되는 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)를 획득할 수 있다. 제1 액체는 제1 타겟 물질(예로, 항원A)을 포함하고 제1 타겟 물질에 대응되는 제1 반응 물질(예로, 항체A')을 포함하지 않을 수 있다. 제2 액체는 제1 액체에 제1 반응 물질이 첨가된 액체로, 제1 반응 물질과 결합된 제1 타겟 물질을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11 , the diagnostic apparatus 300 may acquire information S1 on a first spectrum corresponding to the first liquid and information S2 on a second spectrum corresponding to the second liquid. The first liquid may include a first target material (eg, antigen A) and may not include a first reaction material (eg, antibody A′) corresponding to the first target material. The second liquid is a liquid in which a first reactant is added to the first liquid, and may include a first target material combined with the first reactant.

진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2) 및 룩-업 테이블(302)에 기초하여 제1 타겟 물질의 제1 농도 정보(303)를 획득할 수 있다. 룩-업 테이블(302)은 서로 매칭되는 스펙트럼의 피크값 및 농도를 포함할 수 있다. 진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)에 기초하여 제2 스펙트럼의 피크값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)에서 기설정된 파수에 대응되는 세기를 피크값으로 식별할 수 있다. 여기서, 기설정된 파수는, 제1 반응 물질과 결합된 금속나노입자에 결합된 라만 활성분자에 대응될 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may obtain first concentration information 303 of the first target material based on the information S2 of the second spectrum and the look-up table 302 . The look-up table 302 may include peak values and concentrations of spectra that match each other. The diagnosis apparatus 300 may obtain a peak value of the second spectrum based on the information S2 on the second spectrum. For example, the diagnosis apparatus 300 may identify, as a peak value, an intensity corresponding to a predetermined wave number in the information S2 on the second spectrum. Here, the predetermined wave number may correspond to the Raman active molecules bound to the metal nanoparticles bound to the first reactant material.

진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)에서 획득된 피크값과 룩-업 테이블(302)에 기초하여 제1 농도 정보(303)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)에서 획득된 피크값에 대응되는 농도를 룩-업 테이블(302)에서 식별하여 제1 농도 정보(303)로 획득할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may obtain the first concentration information 303 based on the peak value obtained from the information S2 on the second spectrum and the look-up table 302 . For example, the diagnostic apparatus 300 may obtain the first concentration information 303 by identifying the concentration corresponding to the peak value obtained from the information S2 on the second spectrum in the look-up table 302. there is.

한편, 제2 액체는 제1 타겟 물질 이외의 다른 여러가지 성분(예로, 단백질 등)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 룩-업 테이블(302)에 기초하여 획득된 제1 농도 정보(303)는 오차를 포함할 수 있다. Meanwhile, the second liquid may include various other components (eg, proteins, etc.) other than the first target material. Accordingly, the first concentration information 303 obtained based on the look-up table 302 may include an error.

진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1)에 기초하여 제1 농도 정보(303)를 보정할 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1)를 제1 신경망 모델(M1)에 입력하여 농도 정보를 보정하기 위한 계수(301)를 획득할 수 있다. 이 때, 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1)는 복수의 파수에 따른 복수의 세기를 포함할 수 있다. 진단 장치(300)는 계수(301)에 기초하여 제1 농도 정보(303)를 보정할 수 있다. 예를 들어, 진단 장치(300)는 제1 농도 정보(303)에 계수(301)를 곱하여 제2 농도 정보(304)를 획득할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may correct the first concentration information 303 based on the information S1 on the first spectrum. The diagnosis apparatus 300 may obtain a coefficient 301 for correcting the concentration information by inputting the information S1 on the first spectrum to the first neural network model M1. In this case, the information S1 on the first spectrum may include a plurality of intensities according to a plurality of wavenumbers. The diagnosis apparatus 300 may correct the first concentration information 303 based on the coefficient 301 . For example, the diagnosis apparatus 300 may obtain the second concentration information 304 by multiplying the first concentration information 303 by the coefficient 301 .

도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 신경망 모델의 학습 방법을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a method for learning a first neural network model according to an embodiment of the present disclosure.

도 12를 참조하면, 제1 신경망 모델(M1)의 학습 데이터는, 복수의 제1 스펙트럼 정보(S1), 복수의 제2 스펙트럼 정보(S2) 및 제1 그라운드 트루스(GT1)를 포함할 수 있다. 제1 그라운드 트루스(GT1)는 타겟 물질을 포함한 액체에 대응되는 스펙트럼 정보에 대응되는 타겟 물질의 밀도 정보를 포함할 수 있다. 제1 그라운드 트루스(GT1)는 진단 장치(300)의 메모리(320)에 미리 저장되어 있을 수 있다.Referring to FIG. 12 , training data of the first neural network model M1 may include a plurality of first spectrum information S1, a plurality of second spectrum information S2, and a first ground truth GT1. . The first ground truth GT1 may include density information of a target material corresponding to spectrum information corresponding to a liquid including the target material. The first ground truth GT1 may be previously stored in the memory 320 of the diagnosis device 300 .

진단 장치(300)는 제1 그라운드 트루스(GT1)에 기초하여 제1 신경망 모델(M1)을 학습시킬 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼 정보(S1) 및 제2 스펙트럼 정보(S2)에 기초하여 제2 농도 정보(304)를 획득할 수 있다. 제2 농도 정보(304)를 획득하는 방법은 도 11에서 설명한 바 상세한 설명은 생략하도록 한다. 진단 장치(300)는 제2 농도 정보(304) 및 제1 그라운드 트루스(GT1)에 포함된 농도 정보에 기초하여 제1 로스값을 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제1 신경망 모델(M1)의 파라미터(예로, 가중치)를 업데이트할 수 있다. 즉, 진단 장치(300)는 역전파(backpropagation)에 기초하여 제1 신경망 모델(M1)을 학습시킬 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may train the first neural network model M1 based on the first ground truth GT1. The diagnosis apparatus 300 may obtain the second concentration information 304 based on the first spectrum information S1 and the second spectrum information S2. The method for acquiring the second concentration information 304 has been described with reference to FIG. 11, so a detailed description thereof will be omitted. The diagnosis apparatus 300 may obtain a first loss value based on the second concentration information 304 and the concentration information included in the first ground truth GT1. The diagnosis apparatus 300 may update parameters (eg, weights) of the first neural network model M1 until the first loss value becomes smaller than a preset value. That is, the diagnosis apparatus 300 may learn the first neural network model M1 based on backpropagation.

한편, 도 12에서는 진단 장치(300)가 지도 학습에 기초하여 제1 신경망 모델(M1)을 학습시키는 것을 예로 들었으나, 이는 일 실시 예에 불과하며, 진단 장치(300)는 비지도 학습(예로, 강화학습)에 기초하여 제1 신경망 모델(M1)을 학습시킬 수도 있다.Meanwhile, in FIG. 12 , the diagnosis apparatus 300 learns the first neural network model M1 based on supervised learning as an example, but this is only one embodiment, and the diagnosis apparatus 300 is unsupervised learning (eg, , reinforcement learning), the first neural network model M1 may be trained.

도 13은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to a second embodiment of the present disclosure.

도 13을 참조하면, 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1) 및 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)를 제2 신경망 모델(M2)에 입력하여 제1 타겟 물질의 농도 정보(311)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)는 특정 파수(예로, 라만 활성분자에 대응되는 파수)에 대응되는 단일의 세기를 의미할 수 있다.Referring to FIG. 13 , the diagnostic apparatus 300 inputs information S1 on the first spectrum and information S2 on the second spectrum to the second neural network model M2 to obtain concentration information (S1) of the first target material. 311) can be obtained. For example, the information S2 on the second spectrum may mean a single intensity corresponding to a specific wave number (eg, a wave number corresponding to a Raman active molecule).

제1 액체 및 제2 액체는 공통적으로 제1 타겟 물질 외에도 다른 성분(예를 들어, 혈구성분)을 포함할 수 있다. 제2 신경망 모델(M2)은 하나의 액체에 대응되는 스펙트럼 정보에만 기초하는 것이 아닌, 다른 성분을 공통적으로 포함하는 복수의 액체에 대응되는 스펙트럼 정보에 기초하여 농도 정보(311)를 획득할 수 있다. 따라서, 농도 정보(311)의 정확도가 향상될 수 있다.The first liquid and the second liquid may commonly include other components (eg, blood cell components) in addition to the first target material. The second neural network model M2 may obtain the concentration information 311 based not only on the spectral information corresponding to one liquid, but also on the basis of spectral information corresponding to a plurality of liquids including other components in common. . Accordingly, accuracy of the concentration information 311 may be improved.

진단 장치(300)는 제2 신경망 모델(M2)을 학습시킬 수 있다. 제2 신경망 모델(M2)의 학습 데이터는, 복수의 제1 스펙트럼 정보(S1), 복수의 제2 스펙트럼 정보(S2) 및 제2 그라운드 트루스를 포함할 수 있다. 제2 그라운드 트루스는, 스펙트럼 정보에 대응되는 농도 정보를 포함할 수 있다. 진단 장치(300)는 농도 정보(311) 및 제2 그라운드 트루스에 포함된 농도 정보에 기초하여 제2 로스값을 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제2 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제2 신경망 모델(M2)의 파라미터(예로, 가중치)를 업데이트할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may train the second neural network model M2. The training data of the second neural network model M2 may include a plurality of first spectrum information S1, a plurality of second spectrum information S2, and a second ground truth. The second ground truth may include density information corresponding to the spectrum information. The diagnosis apparatus 300 may obtain a second loss value based on the density information 311 and the density information included in the second ground truth. The diagnosis apparatus 300 may update parameters (eg, weights) of the second neural network model M2 until the second loss value becomes smaller than the preset value.

도 14는 본 개시의 제3 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to a third embodiment of the present disclosure.

도 14를 참조하면, 진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)를 제2 신경망 모델(M2)에 입력하여 특징 벡터(321)를 획득할 수 있다. 특징 벡터(321)는 제2 신경망 모델(M2)의 완전 연결 계층(FC)을 통해 출력될 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1) 및 특징 벡터(321)를 제3 신경망 모델(M3)에 입력하여 농도 정보(322)를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the diagnosis apparatus 300 may obtain a feature vector 321 by inputting information S2 on the second spectrum to the second neural network model M2. The feature vector 321 may be output through the fully connected layer (FC) of the second neural network model (M2). The diagnosis apparatus 300 may acquire the concentration information 322 by inputting the information S1 of the first spectrum and the feature vector 321 to the third neural network model M3.

진단 장치(300)는 제3 신경망 모델(M3)을 학습시킬 수 있다. 제3 신경망 모델(M3)의 학습 데이터는, 복수의 제1 스펙트럼 정보(S1), 복수의 제2 스펙트럼 정보(S2) 및 제3 그라운드 트루스를 포함할 수 있다. 제3 그라운드 트루스는, 스펙트럼 정보 및 특징 벡터에 대응되는 농도 정보를 포함할 수 있다. 진단 장치(300)는 농도 정보(322) 및 제3 그라운드 트루스에 포함된 농도 정보에 기초하여 제3 로스값을 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제3 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제3 신경망 모델(M3)의 파라미터(예로, 가중치)를 업데이트할 수 있다. The diagnosis apparatus 300 may train the third neural network model M3. The training data of the third neural network model M3 may include a plurality of first spectrum information S1, a plurality of second spectrum information S2, and a third ground truth. The third ground truth may include spectrum information and density information corresponding to the feature vector. The diagnosis apparatus 300 may obtain a third loss value based on the density information 322 and the density information included in the third ground truth. The diagnosis apparatus 300 may update parameters (eg, weights) of the third neural network model M3 until the third loss value is smaller than the predetermined value.

진단 장치(300)는 제3 신경망 모델(M3)을 학습시키는 동안 제2 신경망 모델(M2) 또한 학습시킬 수 있다. 진단 장치(300)는 제3 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제2 신경망 모델(M2)의 파라미터를 업데이트할 수 있다. 또는, 진단 장치(300)는 제2 신경망 모델(M2)의 학습이 완료된 후에 제3 신경망 모델(M3)을 학습시킬 수 있다. 이 때, 제3 신경망 모델(M3)의 파라미터가 업데이트되는 동안 제2 신경망 모델(M2)의 파라미터는 고정(freeze)될 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may also train the second neural network model M2 while learning the third neural network model M3. The diagnosis apparatus 300 may update parameters of the second neural network model M2 until the third loss value becomes smaller than the predetermined value. Alternatively, the diagnosis apparatus 300 may train the third neural network model M3 after completing the learning of the second neural network model M2. At this time, the parameters of the second neural network model M2 may be frozen while the parameters of the third neural network model M3 are updated.

도 15는 본 개시의 제4 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.15 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to a fourth embodiment of the present disclosure.

도 15를 참조하면, 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1)를 제2 신경망 모델(M2)에 입력하여 제1 특징 벡터(331)를 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)를 제2 신경망 모델(M2)에 입력하여 제2 특징 벡터(332)를 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 특징 벡터(331) 및 제2 특징 벡터(332)를 제4 신경망 모델(M4)에 입력하여 농도 정보(333)를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 15 , the diagnosis apparatus 300 may obtain a first feature vector 331 by inputting information S1 on the first spectrum to the second neural network model M2. The diagnosis apparatus 300 may acquire the second feature vector 332 by inputting the information S2 on the second spectrum to the second neural network model M2. The diagnosis apparatus 300 may obtain the concentration information 333 by inputting the first feature vector 331 and the second feature vector 332 to the fourth neural network model M4.

진단 장치(300)는 제4 신경망 모델(M4)을 학습시킬 수 있다. 제4 신경망 모델(M4)의 학습 데이터는, 복수의 제1 스펙트럼 정보(S1), 복수의 제2 스펙트럼 정보(S2) 및 제4 그라운드 트루스를 포함할 수 있다. 제4 그라운드 트루스는, 특징 벡터에 대응되는 농도 정보를 포함할 수 있다. 진단 장치(300)는 농도 정보(333) 및 제4 그라운드 트루스에 포함된 농도 정보에 기초하여 제4 로스값을 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제4 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제4 신경망 모델(M4)의 파라미터(예로, 가중치)를 업데이트할 수 있다. The diagnosis apparatus 300 may train the fourth neural network model M4. The training data of the fourth neural network model M4 may include a plurality of first spectrum information S1, a plurality of second spectrum information S2, and a fourth ground truth. The fourth ground truth may include density information corresponding to the feature vector. The diagnosis apparatus 300 may obtain a fourth loss value based on the density information 333 and the density information included in the fourth ground truth. The diagnosis apparatus 300 may update parameters (eg, weights) of the fourth neural network model M4 until the fourth loss value becomes smaller than a preset value.

진단 장치(300)는 제4 신경망 모델(M4)을 학습시키는 동안 제2 신경망 모델(M2) 또한 학습시킬 수 있다. 진단 장치(300)는 제4 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제2 신경망 모델(M2)의 파라미터를 업데이트할 수 있다. 또는, 진단 장치(300)는 제2 신경망 모델(M2)의 학습이 완료된 후에 제4 신경망 모델(M4)을 학습시킬 수 있다. 이 때, 제4 신경망 모델(M4)의 파라미터가 업데이트되는 동안 제2 신경망 모델(M2)의 파라미터는 고정(freeze)될 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may also train the second neural network model M2 while learning the fourth neural network model M4. The diagnosis apparatus 300 may update parameters of the second neural network model M2 until the fourth loss value becomes smaller than the predetermined value. Alternatively, the diagnosis apparatus 300 may train the fourth neural network model M4 after completing the learning of the second neural network model M2. At this time, the parameters of the second neural network model M2 may be frozen while the parameters of the fourth neural network model M4 are updated.

도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to an embodiment of the present disclosure.

도 16을 참조하면, 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1) 및 제1 타겟 물질의 농도 정보(341)를 제5 신경망 모델(M5)에 입력하여 진단 정보(342)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 진단 정보(342)는 피검체가 가지고 있으리라 예상되는 질병에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 타겟 물질은 질병의 바이오 마커일 수 있다.Referring to FIG. 16 , the diagnosis apparatus 300 obtains diagnosis information 342 by inputting information S1 of the first spectrum and concentration information 341 of the first target material into a fifth neural network model M5. can do. For example, the diagnosis information 342 may include information about a disease expected to be possessed by the subject. In this case, the first target material may be a biomarker of a disease.

진단 장치(300)는 제5 신경망 모델(M5)을 학습시킬 수 있다. 제5 신경망 모델(M5)의 학습 데이터는, 복수의 제1 스펙트럼 정보(S1), 복수의 농도 정보(341) 및 제5 그라운드 트루스를 포함할 수 있다. 복수의 농도 정보(341)는 상술한 여러 실시 예에 따라 획득될 수 있다. 제5 그라운드 트루스는, 스펙트럼 정보 및 농도 정보에 대응되는 진단 정보를 포함할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may train the fifth neural network model M5. The training data of the fifth neural network model M5 may include a plurality of first spectrum information S1 , a plurality of concentration information 341 , and a fifth ground truth. The plurality of concentration information 341 may be obtained according to various embodiments described above. The fifth ground truth may include diagnostic information corresponding to spectrum information and concentration information.

진단 장치(300)는 진단 정보(342) 및 제5 그라운드 트루스에 포함된 진단 정보에 기초하여 제5 로스값을 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제5 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제5 신경망 모델(M5)의 파라미터(예로, 가중치)를 업데이트할 수 있다. 진단 장치(300)는 제5 신경망 모델(M5)을 학습시키는 동안 농도 정보(341)를 출력한 신경망 모델을 학습시킬 수 있다. 예를 들어, 농도 정보(341)가 제2 신경망 모델(M2)에 의해 획득된 경우, 진단 장치(300)는 제5 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제2 신경망 모델(M2)의 파라미터를 업데이트할 수 있다. 또는, 진단 장치(300)는 농도 정보(341)를 출력하는 신경망 모델의 학습이 완료된 후에 제5 신경망 모델(M5)을 학습시킬 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may obtain a fifth loss value based on the diagnosis information 342 and the diagnosis information included in the fifth ground truth. The diagnosis apparatus 300 may update parameters (eg, weights) of the fifth neural network model M5 until the fifth loss value becomes smaller than the predetermined value. The diagnosis apparatus 300 may train the neural network model outputting the concentration information 341 while learning the fifth neural network model M5. For example, when the concentration information 341 is acquired by the second neural network model M2, the diagnosis apparatus 300 performs the second neural network model M2 until the fifth loss value becomes smaller than a preset value. Parameters can be updated. Alternatively, the diagnosis apparatus 300 may train the fifth neural network model M5 after completing the learning of the neural network model outputting the concentration information 341 .

한편, 질병 진단은 하나의 바이오 마커에 기초하여 수행될 수 있으나, 복수의 바이오 마커에 의해 수행될 수도 있다.Meanwhile, disease diagnosis may be performed based on one biomarker, but may also be performed based on a plurality of biomarkers.

도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to an embodiment of the present disclosure.

도 17을 참조하면, 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1), 제1 타겟 물질의 제1 농도 정보(351) 및 제2 타겟 물질의 제2 농도 정보(352)를 제5 신경망 모델(M5)에 입력하여 진단 정보(353)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 진단 정보(353)는 알츠하이머에 대한 진단 결과를 포함할 수 있다. 제1 타겟 물질은 타우 단백질이고, 제2 타겟 물질은 베타-아밀로이드일 수 있다.Referring to FIG. 17 , the diagnosis apparatus 300 transmits information S1 on a first spectrum, first concentration information 351 of a first target material, and second concentration information 352 of a second target material to a fifth The diagnostic information 353 may be acquired by inputting it to the neural network model M5. For example, the diagnosis information 353 may include a diagnosis result for Alzheimer's disease. The first target material may be tau protein, and the second target material may be beta-amyloid.

도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 농도 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for explaining a method of obtaining concentration information according to an embodiment of the present disclosure.

도 18을 참조하면, 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1) 및 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)를 제6 신경망 모델(M6)에 입력하여 진단 정보(361)를 획득할 수 있다. 제1 스펙트럼에 대한 정보(S1)는 제1 타겟 물질을 포함하는 제1 액체에 대응될 수 있다. 제2 스펙트럼에 대한 정보(S2)는 제1 타겟 물질 및 제1 타겟 물질과 결합된 제1 반응 물질을 포함하는 제2 액체에 대응될 수 있다.Referring to FIG. 18 , the diagnosis apparatus 300 acquires diagnosis information 361 by inputting information S1 on the first spectrum and information S2 on the second spectrum to the sixth neural network model M6. can The information S1 on the first spectrum may correspond to the first liquid including the first target material. The information S2 on the second spectrum may correspond to a second liquid including a first target material and a first reaction material combined with the first target material.

진단 장치(300)는 제6 신경망 모델(M6)을 학습시킬 수 있다. 제6 신경망 모델(M6)의 학습 데이터는, 복수의 제1 스펙트럼 정보(S1), 복수의 제2 스펙트럼 정보(S2) 및 제6 그라운드 트루스를 포함할 수 있다. 제6 그라운드 트루스는, 스펙트럼 정보에 대응되는 진단 정보를 포함할 수 있다. 진단 장치(300)는 진단 정보(361) 및 제6 그라운드 트루스에 포함된 진단 정보에 기초하여 제6 로스값을 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제6 로스값이 기설정된 값보다 작아질 때까지 제6 신경망 모델(M6)의 파라미터(예로, 가중치)를 업데이트할 수 있다. The diagnosis apparatus 300 may train the sixth neural network model M6. The training data of the sixth neural network model M6 may include a plurality of first spectrum information S1, a plurality of second spectrum information S2, and a sixth ground truth. The sixth ground truth may include diagnostic information corresponding to the spectrum information. The diagnosis apparatus 300 may obtain a sixth loss value based on the diagnosis information 361 and the diagnosis information included in the sixth ground truth. The diagnosis apparatus 300 may update parameters (eg, weights) of the sixth neural network model M6 until the sixth loss value becomes smaller than a preset value.

본 개시에 따른 복수의 신경망 모델(M1, M2, M3, M4, M5, M6)로 입력되는 입력 데이터에 대해서는 전처리가 수행될 수 있다. 예를 들어, 복수의 입력 데이터에 대한 연쇄 결합(concatenation)이 수행될 수 있다. Preprocessing may be performed on input data input to the plurality of neural network models M1, M2, M3, M4, M5, and M6 according to the present disclosure. For example, concatenation of a plurality of input data may be performed.

복수의 신경망 모델(M1, M2, M3, M4, M5, M6) 중 일부는 통합될 수 있다.Some of the plurality of neural network models M1, M2, M3, M4, M5, and M6 may be integrated.

도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 진단 장치의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.19 is a flowchart illustrating a control method of a diagnosis apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

도 19를 참조하면, 진단 장치(300)는 피검체로부터 채취된 제1 액체에 대응되는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제2 액체에 대응되는 제2 스펙트럼에 대한 정보를 획득할 수 있다(S1910). 제1 액체는 제1 타겟 물질을 포함할 수 있다. 제2 액체는 제1 액체에 제1 타겟 물질에 대응되는 제1 반응 물질이 첨가된 액체일 수 있다. 제2 액체는 제1 반응 물질과 결합된 제1 타겟 물질을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19 , the diagnostic apparatus 300 may obtain information on a first spectrum corresponding to the first liquid collected from the test subject and information on a second spectrum corresponding to the second liquid (S1910). . The first liquid may include a first target material. The second liquid may be a liquid in which a first reaction material corresponding to the first target material is added to the first liquid. The second liquid may include a first target material combined with a first reactant material.

진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제2 스펙트럼에 대한 정보에 기초하여 제1 타겟 물질의 제1 농도 정보를 획득할 수 있다(S1920). 예를 들어, 진단 장치(100)는 제2 스펙트럼에 대한 정보 및 스펙트럼의 피크값 및 농도 정보가 매칭된 룩-업 테이블에 기초하여 농도 정보를 획득할 수 있다. 진단 장치(100)는 제1 스펙트럼에 대한 정보를 제1 신경망 모델에 입력하여 농도 정보를 보정하기 위한 계수를 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 계수에 기초하여 농도 정보에 대한 보정을 수행하여 보정된 농도 정보를 획득할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may obtain first concentration information of the first target material based on the information on the first spectrum and the information on the second spectrum (S1920). For example, the diagnosis apparatus 100 may obtain the concentration information based on a look-up table in which the information on the second spectrum and the peak value and concentration information of the spectrum are matched. The diagnosis apparatus 100 may obtain a coefficient for correcting the density information by inputting information on the first spectrum to the first neural network model. The diagnosis apparatus 300 may obtain corrected density information by performing correction on the density information based on the coefficient.

진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제2 스펙트럼에 대한 정보를 제2 신경망 모델에 입력하여 제1 농도 정보를 획득할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may obtain first concentration information by inputting information on the first spectrum and information on the second spectrum to the second neural network model.

진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보를 제2 신경망 모델에 입력하여 특징 벡터를 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 특징 벡터를 제3 신경망 모델에 입력하여 제1 농도 정보를 획득할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may obtain a feature vector by inputting information on the second spectrum to the second neural network model. The diagnosis apparatus 300 may acquire first concentration information by inputting information about the first spectrum and a feature vector to a third neural network model.

진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보를 제2 신경망 모델에 입력하여 제1 특징 벡터를 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제2 스펙트럼에 대한 정보를 제2 신경망 모델에 입력하여 제2 특징 벡터를 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 제4 신경망 모델에 입력하여 제1 농도 정보를 획득할 수 있다. The diagnosis apparatus 300 may obtain a first feature vector by inputting information on the first spectrum to the second neural network model. The diagnosis apparatus 300 may obtain a second feature vector by inputting information on the second spectrum to the second neural network model. The diagnosis apparatus 300 may acquire the first concentration information by inputting the first feature vector and the second feature vector to the fourth neural network model.

진단 장치(300)는 제1 농도 정보에 기초하여 피검체에 대한 진단 정보를 획득할 수 있다(S1930). 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제1 농도 정보를 제5 신경망 모델에 입력하여 진단 정보를 획득할 수 있다. The diagnostic apparatus 300 may obtain diagnostic information about the subject based on the first concentration information (S1930). The diagnosis apparatus 300 may obtain diagnosis information by inputting information on the first spectrum and information on the first concentration to the fifth neural network model.

진단 장치(300)는 제1 액체에 제2 반응 물질이 첨가된 제3 액체에 대응되는 제3 스펙트럼에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제3 액체는 제2 반응 물질과 결합된 제2 타겟 물질을 포함할 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제3 스펙트럼에 대한 정보에 기초하여 제2 타겟 물질의 제2 농도 정보를 획득할 수 있다. 진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보, 제1 농도 정보 및 제2 농도 정보를 제5 신경망 모델에 입력하여 진단 정보를 획득할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may obtain information on a third spectrum corresponding to a third liquid obtained by adding a second reactant to the first liquid. The third liquid may include a second target material combined with a second reactant. The diagnosis apparatus 300 may obtain second concentration information of the second target material based on the information on the first spectrum and the information on the third spectrum. The diagnosis apparatus 300 may obtain diagnosis information by inputting information on the first spectrum, first concentration information, and second concentration information to the fifth neural network model.

진단 장치(300)는 제1 스펙트럼에 대한 정보 및 제2 스펙트럼에 대한 정보를 제6 신경망 모델에 입력하여 진단 정보를 획득할 수 있다.The diagnosis apparatus 300 may obtain diagnosis information by inputting information on the first spectrum and information on the second spectrum to the sixth neural network model.

이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.Various embodiments described above may be implemented in a recording medium readable by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof. In some cases, the embodiments described herein may be implemented in a processor itself. When implemented in software, embodiments such as procedures and functions described in this specification may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein.

상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 처리 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 할 수 있다.Computer instructions for performing processing operations according to various embodiments of the present disclosure described above may be stored in a non-transitory computer-readable medium. Computer instructions stored in such a non-transitory computer readable medium may cause a specific device to perform processing operations according to various embodiments described above when executed by a processor.

비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.A non-transitory computer readable medium is a medium that stores data semi-permanently and is readable by a device, not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, or memory. Specific examples of the non-transitory computer readable media may include CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.

기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.The device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, 'non-temporary storage medium' only means that it is a tangible device and does not contain signals (e.g., electromagnetic waves), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium and temporary It does not discriminate if it is saved as . For example, a 'non-temporary storage medium' may include a buffer in which data is temporarily stored.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.Methods according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product. Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities. A computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store™) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones. In the case of online distribution, at least a part of a computer program product (eg, a downloadable app) is stored on a device-readable storage medium such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server. It can be temporarily stored or created temporarily.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될것이다.Although the preferred embodiments of the present disclosure have been shown and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and is common in the technical field belonging to the present disclosure without departing from the gist of the present disclosure claimed in the claims. Of course, various modifications and implementations are possible by those with knowledge of, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present disclosure.

100: 액체 정제 장치 200: 액체 정보 획득 장치
300: 진단 장치 1000: 진단 시스템
100: liquid purification device 200: liquid information acquisition device
300: diagnostic device 1000: diagnostic system

Claims (15)

액체 정제 장치에 있어서,
기판;
상기 기판의 상부에 형성되며 제1 액체를 수용하는 로딩부;
상기 제1 액체에 포함된 적어도 하나의 성분의 농도를 저감시켜 상기 적어도 하나의 물질의 농도가 저감된 제2 액체를 획득하는 필터부;
상기 제2 액체와 타겟 물질 검출을 위한 반응 물질을 혼합하여 상기 제2 액체에 포함된 복수의 물질 중 상기 반응 물질과 기설정된 반응이 이루어진 제1 물질 및 상기 반응 물질과 상기 기설정된 반응이 이루어지지 않은 제2 물질을 포함하는 제3 액체를 획득하는 반응부; 및
상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 분리하기 위한 분리부;를 포함하는
액체 정제 장치.
In the liquid purification device,
Board;
a loading part formed on the substrate and accommodating a first liquid;
a filter unit reducing the concentration of at least one component included in the first liquid to obtain a second liquid having a reduced concentration of the at least one substance;
By mixing the second liquid and a reactant for detecting the target material, a first material having a predetermined reaction with the reactant among a plurality of materials included in the second liquid and a predetermined reaction with the reactant are not made. a reaction unit for obtaining a third liquid containing a second material; and
A separator for separating the first material and the second material;
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 제1 액체는 희석되지 않은 상태의 혈액을 포함하고,
상기 적어도 하나의 성분은 혈구성분을 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
The first liquid includes blood in an undiluted state;
The at least one component includes a blood cell component
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 기설정된 반응은 항원-항체 반응을 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
The predetermined reaction includes an antigen-antibody reaction
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 제1 액체에 항응고제를 첨가하는 항응고부;를 더 포함하는
액체 분리 장치.
According to claim 1,
Further comprising an anticoagulant unit for adding an anticoagulant to the first liquid
liquid separation device.
제1 항에 있어서,
상기 반응부는,
상기 반응 물질을 저장하는 반응 물질 저장부, 및
상기 제2 액체 및 상기 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 지그재그(zigzag) 형태의 혼합 채널을 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
The reaction part,
A reaction material storage unit for storing the reaction material, and
A zigzag-shaped mixing channel for increasing the mixing rate of the second liquid and the reactant
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 반응 물질은
라만 활성분자와 결합된 금속나노입자와 결합된 것을 특징으로 하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
The reactant is
Characterized in that it is combined with metal nanoparticles combined with Raman active molecules
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 기판의 상기 상부에 형성되며, 상기 로딩부와 연결되어 상기 제1 액체를 저장하는 제1 챔버;
상기 기판의 상기 상부에 형성되며, 상기 필터부와 연결되어 상기 제2 액체를 저장하는 제2 챔버; 및
상기 기판의 상기 상부에 형성되며, 상기 분리부와 연결되어 상기 제1 물질을 저장하는 제3 챔버;를 더 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
a first chamber formed on the upper portion of the substrate and connected to the loading part to store the first liquid;
a second chamber formed on the upper portion of the substrate and connected to the filter unit to store the second liquid; and
A third chamber formed on the upper part of the substrate and connected to the separator to store the first material; further comprising
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 제3 액체에 대한 농축처리를 수행하는 농축부;를 더 포함하고,
상기 농축처리는,
건조, 가열 및 베이킹 중 적어도 하나를 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
Further comprising: an enrichment unit performing a concentration treatment on the third liquid;
The concentration treatment,
At least one of drying, heating and baking
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 제1 액체, 상기 제2 액체 및 상기 제3 액체를 이동시키기 위한 펌핑부;를 더 포함하고,
상기 펌핑부는,
공압 펌프, 진동 펌프, 기계식 펌프 및 모세관 펌프 중 적어도 하나를 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
A pumping unit for moving the first liquid, the second liquid, and the third liquid; further comprising,
the pumping unit,
At least one of a pneumatic pump, a vibration pump, a mechanical pump, and a capillary pump
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 반응부는,
제1 타겟 검출을 위한 제1 반응 물질을 저장하는 제1 반응 물질 저장부, 및 상기 제2 액체 및 상기 제1 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 제1 혼합 채널을 포함하는 제1 반응부,
제2 타겟 검출을 위한 제2 반응 물질을 저장하는 제2 반응 물질 저장부, 및 상기 제2 액체 및 상기 제2 반응 물질의 혼합율을 증가시키기 위한 제2 혼합 채널을 포함하는 제2 반응부,
상기 제2 액체를 상기 제1 반응부로 이송시키기 위한 제1 채널, 및
상기 제2 액체를 상기 제2 반응부로 이송시키기 위한 제2 채널을 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
The reaction part,
A first reaction unit including a first reaction material storage unit for storing a first reaction material for detecting a first target, and a first mixing channel for increasing a mixing ratio of the second liquid and the first reaction material;
A second reaction unit including a second reaction material storage unit for storing a second reaction material for detecting a second target, and a second mixing channel for increasing a mixing ratio of the second liquid and the second reaction material;
A first channel for transferring the second liquid to the first reaction unit, and
Comprising a second channel for transferring the second liquid to the second reaction unit
liquid purification device.
제10 항에 있어서,
상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 상기 필터부의 출력단으로부터 분기되는 구조를 갖는
액체 정제 장치.
According to claim 10,
The first channel and the second channel have a structure branching from the output end of the filter unit.
liquid purification device.
제10 항에 있어서,
상기 분리부는,
상기 제1 반응부의 출력단과 연결되며, 상기 제3 액체에 포함된 복수의 물질 중 상기 제1 반응 물질과 항원-항체 반응이 이루어진 제3 물질과 다른 물질을 분리하기 위한 제1 분리부, 및
상기 제2 반응부의 출력단과 연결되며, 상기 제3 액체에 포함된 복수의 물질 중 상기 제2 반응 물질과 항원-항체 반응이 이루어진 제4 물질과 다른 물질을 분리하기 위한 제2 분리부를 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 10,
the separation unit,
A first separation unit connected to the output end of the first reaction unit and configured to separate a third material having an antigen-antibody reaction with the first reaction material among a plurality of materials included in the third liquid and other materials, and
It is connected to the output end of the second reaction unit and includes a second separation unit for separating a fourth material and other materials having an antigen-antibody reaction with the second reaction material among a plurality of materials included in the third liquid
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 필터부는,
상기 제1 액체가 흐르는 필터 채널의 외측으로 돌출 형성되는 LCAT(Lateral Cavity Acoustic Transducer)을 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
The filter part,
Including a LCAT (Lateral Cavity Acoustic Transducer) protruding outward of the filter channel through which the first liquid flows
liquid purification device.
제1 항에 있어서,
상기 분리부는,
음파에 기초하여 분자량에 따라 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 분리하고,
상기 제1 물질을 이동시키기 위한 제1 아웃렛 채널 및 상기 제2 물질을 이동시키기 위한 제2 아웃렛 채널을 포함하는
액체 정제 장치.
According to claim 1,
the separation unit,
Separating the first material and the second material according to molecular weight based on sound waves;
Including a first outlet channel for moving the first material and a second outlet channel for moving the second material
liquid purification device.
액체 정제 장치, 액체 정보 획득 장치 및 진단 장치를 포함한 진단 시스템에 있어서,
상기 액체 정제 장치는,
기판;
상기 기판의 상부에 형성되며 피검체로부터 채취된 제1 액체를 수용하는 로딩부;
상기 제1 액체에 포함된 적어도 하나의 성분의 농도를 저감시켜 상기 적어도 하나의 물질의 농도가 저감된 제2 액체를 획득하는 필터부;
상기 제2 액체와 타겟 물질 검출을 위한 반응 물질을 혼합하여 상기 제2 액체에 포함된 복수의 물질 중 상기 반응 물질과 기설정된 반응이 이루어진 제1 물질 및 상기 반응 물질과 상기 기설정된 반응이 이루어지지 않은 제2 물질을 포함하는 제3 액체를 획득하는 반응부; 및
상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 분리하기 위한 분리부;를 포함하고,
상기 액체 정보 획득 장치는,
상기 제1 물질에 광을 조사하여 상기 제1 물질에 대한 라만 신호를 획득하고,
상기 진단 장치는,
상기 라만 신호에 기초하여 상기 피검체에 대한 진단 결과를 획득하는
진단 시스템.
In a diagnostic system including a liquid purification device, a liquid information acquisition device, and a diagnosis device,
The liquid purification device,
Board;
a loading unit formed on the substrate and accommodating the first liquid collected from the test subject;
a filter unit reducing the concentration of at least one component included in the first liquid to obtain a second liquid having a reduced concentration of the at least one substance;
By mixing the second liquid and a reactant for detecting the target material, a first material having a predetermined reaction with the reactant among a plurality of materials included in the second liquid and a predetermined reaction with the reactant are not made. a reaction unit for obtaining a third liquid containing a second material; and
A separator for separating the first material and the second material;
The liquid information obtaining device,
Obtaining a Raman signal of the first material by irradiating light onto the first material;
The diagnostic device,
Obtaining a diagnostic result for the subject based on the Raman signal
diagnostic system.
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