KR20230166233A - 용액의 흐름 조절이 개선된 진단 카트리지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용액의 흐름성이 개선된 진단 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진단 카트리지의 주입부에 주입되는 용액의 볼륨에 따라 용액의 배출 여부를 조절함으로서 진단 카트리지를 이용한 진단시 그 효율성과 정확성을 높일 수 있는 구조를 포함하는 진단 카트리지에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 진단 카트리지를 이용하는 경우 주입부에 주입되는 용액의 볼륨에 따라 용액의 배출 여부를 조절할 수 있으므로, 항원-항체 반응의 정확도를 높이면서도 용액의 유실율을 낮추어 키트를 통한 진단의 효율성과 정확성을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 진단 카트리지를 이용하는 경우 주입부에 주입되는 용액의 볼륨에 따라 용액의 배출 여부를 조절할 수 있으므로, 항원-항체 반응의 정확도를 높이면서도 용액의 유실율을 낮추어 키트를 통한 진단의 효율성과 정확성을 높일 수 있다.
Description
본 발명은 용액의 흐름성이 개선되거나 용액의 흐름조절이 개선된 진단 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진단 카트리지의 주입부에 주입하는 용액의 볼륨에 따라 용액의 배출 여부를 조절함으로서 상기 진단 카트리지를 이용한 진단시 용액의 배출을 용이하게 조절하여 진단의 편리성, 효율성 및 정확성을 높일 있는 것을 특징으로 한다.
ELISA{Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay}는 효소를 표식자로 하여 항원항체반응을 이용한 항원 또는 항체량 측정 방법을 총칭하는 효소면역분석법을 의미한다. 종래의 ELISA plate는 웰(well) 형태의 반응용기를 사용한다. 이러한 용 기 형태의 기판을 구비하고 있는 웰(well)이나 반응체임버(chamber)의 표면에서 항원-항체 반응에 의한 면역반응을 진행한다. 용기의 표면에서 항원-항체 반응에 의한 면역반응을 형광이나 흡광도 변화로 측정하며 이러한 항원-항체 반응에 의한 면역 반응을 위해, 분석용액과 세척용액 및 반응용액을 순차적으로 넣는다. 여기서, 반응 결과물은 colorimetric 효소를 이용하여 용기 내 용액의 색깔변화를 감지하여 분석할 수도 있다.
하지만, 이와 같은 반응용기형 웰에서는 분석용액과 세척용액 및 반응용액을 순차적으로 넣고 제거해야하는 단점이 있고, 세척과정도 피펫을 이용하여 세척액을 넣고 제거하는 과정을 반복해야 하므로 번거로울 뿐만 아니라, 잔류물이 웰 안에 그대로 남아 있는 문제점도 있으며 피펫으로 용액을 넣고 빼기 때문에 용액의 용량이 달라질 수 있다는 단점이 있다.
따라서, 용액의 용량을 보존하면서도 효율성과 정확성을 높일 수 있는 진단 카트리지에 대한 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용액의 흐름성이 개선된 진단 카트리지 및 이를 활용하여 용액의 배출여부에 따른 흐름성을 용이하게 조절할 수 있는 진단 카트리지를 이용한 진단방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지 및 이를 활용하여 용액의 배출을 용이하게 조절할 수 있는 용액의 흐름성이 개선되거나 용액의 흐름조절이 개선된 진단 카트리지를 이용한 진단방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지를 이용하는 경우 주입부에 주입되는 용액의 볼륨에 따라 용액의 배출 여부를 용이하게 조절할 수 있으므로, 항원-항체 반응의 정확도를 높이면서도 용액의 유실율을 낮추어 키트를 통한 진단의 효율성과 정확성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용액의 흐름성이 개선된 진단 카트리지의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 용액의 볼륨에 따른 용액의 배출여부를 나타낸 것이다. 도 2a는 타겟물질 검출을 위한 시료용액 30 ul를 주입부를 통해서 주입했을 때 반응부에만 시료용액이 존재하고 배출관을 통해서 시료용액이 배출되지는 않는 것을 나타낸 것이다. 도 2b는 도 2a 이후 세척용액 70 ul를 주입부를 통해서 주입했을 때 배출관을 통해서 세척용액이 배출되는 것을 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명의 진단 카트리지가 흡수부를 포함하지 않는 경우에서 배출관에 용액 잔여물이 존재하거나, 배출관 끝단에서의 표면장력에 의하여 외부로 배수되는 용액 배출이 안정적으로 조절될 수 없음을 나타낸 것이다.
도 3b는 본 발명의 진단 카트리지가 흡수부를 포함하는 경우에서 배출관에 용액 잔여물이 존재하지 않고 배출관 끝단에서 표면장력의 효과를 상쇄시켜 용액 배출을 흐름을 용이하게 조절할 수 있음을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 용액의 볼륨에 따른 용액의 배출여부를 나타낸 것이다. 도 2a는 타겟물질 검출을 위한 시료용액 30 ul를 주입부를 통해서 주입했을 때 반응부에만 시료용액이 존재하고 배출관을 통해서 시료용액이 배출되지는 않는 것을 나타낸 것이다. 도 2b는 도 2a 이후 세척용액 70 ul를 주입부를 통해서 주입했을 때 배출관을 통해서 세척용액이 배출되는 것을 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명의 진단 카트리지가 흡수부를 포함하지 않는 경우에서 배출관에 용액 잔여물이 존재하거나, 배출관 끝단에서의 표면장력에 의하여 외부로 배수되는 용액 배출이 안정적으로 조절될 수 없음을 나타낸 것이다.
도 3b는 본 발명의 진단 카트리지가 흡수부를 포함하는 경우에서 배출관에 용액 잔여물이 존재하지 않고 배출관 끝단에서 표면장력의 효과를 상쇄시켜 용액 배출을 흐름을 용이하게 조절할 수 있음을 나타낸 것이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 언어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예 등의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시양태에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 및 변형예가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 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 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 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.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지는 타겟물질 검출을 위한 시료용액이 주입되는 주입부;
상기 주입부의 하방향에 위치하며 면역 반응을 위한 비드를 수용하는 마이크로 우물을 포함하는 반응부;
상기 주입부를 통해 주입되는 용액이 반응부로 유입되도록 상기 주입부와 반응부를 연결하는 힌지부;
일측이 힌지부와 연결되어 있고, 타측이 흡수부와 연결되어 용액을 흡수부로 배출시킬 수 있는 배출관; 및
상기 배출된 용액을 흡수하는 흡수부; 를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 주입부는 검사를 수행하고자 하는 용액 또는 타겟물질 검출을 위한 시료용액 등이 유입되는 곳으로, 구체적으로 시료용액, 분석용액, 세척용액 및 반응용액 등이 유입 될 수 있고 상기 주입부는 일정 범위의 상부면 지름, 하단부의 지름 및 상부면부터 하단부에 이르는 높이를 가짐으로서 유입되는 용액의 볼륨에 따라 용액의 배출 여부를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 주입부는 상부 및 하단부 전체 또는 일부가 개방된 구조를 갖는 것이 바람직하며 하단부는 상기 상부면의 개방된 면적보다 좁은 면적을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 반응부는 주입부(10)를 통해 유입 또는 주입된 반응용액에 포함된 타겟물질을 검출하기 위한 물질이 결합 또는 연결된 비드를 수용 또는 포함하고 상기 타겟물질을 검출하기 위한 물질은 항체, 항원, 효소, 펩타이드, 단백질, DNA, RNA, PNA(peptide nucleic acids), 단백질결합 뉴클레오타이드 및 압타머(aptamer)로 구성된 군에서 선택된 것을 포함할 수 있다. 또한 상기 반응부는 상기 주입부의 하방향에 위치하며 면역 반응을 위한 비드를 수용하는 마이크로 우물을 포함하고, 상기 비드는 타겟물질을 검출하기 위한 물질을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 주입부를 통해 유입되는 용액의 볼륨의 양이 10 내지 60 ul 인 경우에는 용액이 힌지부를 통해 반응부로 유입되고 주입한 용액이 배출관으로 배출되지 않을 수 있고 반응부로 유입된 용액이 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 면역반응이 일어날 수 있다. 다만, 상기 주입부를 통해 유입되는 용액의 볼륨의 양이 70 ul 인 경우에는 자성 비드와 면역반응으로 결합되지 않은 물질은 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출되도록 할 수 있다. 상기 반응부는 자성을 띈 비드를 고정시키기 위한 마이크로 우물을 포함할 수 있고, 상기 마이크로 우물은 다공성 구조 또는 다공성 포어를 가짐으로서 상기 비드가 마이크로 우물의 다공성 구조 또는 다공성 포어에 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 힌지부는 총 길이는 0.5 mm 내지 2 mm 일 수 있으며, 구체적으로는 1.2 mm의 길이를 가짐으로서 주입부로 주입된 용액을 반응부로 유입시킬 수 있다. 일 예로 상기 힌지부는 일측이 반응부와 연결되고 타측이 배출관을 통해서 흡수부와 연결되는 분기 구조를 가질 수 있으며, 이때 일정 볼륨 이상의 용액이 주입부로 유입되는 경우 상기 용액들은 배출관을 통해 흡수부로 배출될 수 있으며 이때 상기 용액을 배출시키기 위해 주입하는 용액의 볼륨은 70 ul 이상일 수 있다.
상기 주입부를 통해 유입되는 용액의 볼륨의 양이 10 내지 60 ul 인 경우 주입부로 유입되는 용액들은 배출관을 통해 흡수부로 배출되지 않고 반응부에 존재하게 되고, 상기 주입부를 통해 유입되는 용액의 볼륨의 양이 70 ul 이상일 경우 배출관 및 흡수부의 압력 등을 통해 주입부로 유입되는 용액들이 반응부에서 배출될 수 있고, 상기 주입부를 통해 유입되는 용액의 볼륨의 양이 10 ul 미만일 경우 반응부가 충분히 적셔지지 않아서 면역반응 등이 일어나지 않을 수 있다. 또한, 상기 주입부를 통해 유입되는 용액들 볼륨을 합산한 양이 70 ul 이상일 경우 배출관 및 흡수부의 압력 등을 통해 주입부로 유입되는 용액들이 반응부에서 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 타겟물질 검출을 위한 시료용액 또는 이를 검출하기 위한 물질을 주입부를 통해 주입하는 경우, 상기 힌지부를 통해서 주입부로부터 반응부로 유입되고, 상기 반응부는 용액에 존재하는 타겟물질과 이를 검출하기 위한 물질이 반응 또는 결합을 위해 건조해지지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 구조는 센서부를 더 포함할 수 있으며 상기 센서부는 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응하는 경우 발생하는 임피던스의 변화를 측정하거나, 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응된 경우 상기 비드상에 존재하는 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 특이적으로 결합하는 물질의 존재를 측정하는 것을 통해 용액에 존재하는 타겟물질의 양을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 흡수부는 반응부에서 결합되지 않은, 타겟분자, 세정용액 및 다른 불순물 등을 흡수하기 위한 흡수패드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 흡수패드는 흡수성이 강한 특성을 가진 물질을 포함하거나 상기 물질로 구성될 수 있고, 구체적으로 종이(부직포), 고분자 화학물질(Super Absorbent Polymer) 또는 천연고흡수체(Supre Absorbent Cellulose) 등이 이에 해당 할 수 있다.
또한 상기 흡수부는 흡수패드를 포함하며 상기 흡수패드는 배출관을 통해 배출되는 용액을 흡수함으로서 배출관 끝단에서의 표면장력 및 압력조건을 일정하게 유지시켜서 용액이 배출관을 따라 흡수부로 연속적으로 이동하도록 하여 본 발명의 카트리지의 용액 배출 조절을 용이하게 하고 그 흐름성을 개선되도록 하는데 중요한 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 흡수부를 통해 주입부로 주입하는 시료용액, 반응용액, 세척용액, 분석용액 등의 양을 일정하게 배출관을 통해 흡수부로 배출할 수 있고, 배출을 위한 용액의 배출 여부 및 배출 흐름을 용이하게 조절할 수 있다.
주입부로 주입된 용액은 볼륨에 따라서 힌지부에서 배출관으로의 흐름이 제어되고, 이는 주입부로 주입된 볼륨의 수위(반응부 하단을 기준으로 유입된 용액의 수위)에 의한다. 힌지부와 배출관 사이에 발생하는 표면장력은 용액이 배출관으로 유입되는 것을 막게되며, 주입부에 일정 볼륨 및 일정 수위 이상의 용액이 유입되었을 때 용액은 배출관을 통해 흐르게 된다. 따라서, 본 발명의 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지는 주입부를 통해 주입 또는 유입되는 용액의 볼륨을 조절하여 배출관을 통해 배출되는 용액의 흐름을 조절할 수 있고, 흡수부를 통해서 배출관을 통해 이동되는 용액이 배출 될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상술하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용액의 흐름성이 개선된 진단 카트리지의 일부 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 용액의 흐름성이 개선된 진단 카트리지는 주입부(10), 반응부(11), 힌지부(12), 센서부(13), 배출관(14), 및 흡수부(15)를 포함한다.
본 발명의 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지는 치매 진단, 당뇨 진단, 심근경색 진단, 파킨슨 진단, 알츠하이머병 진단 등의 신경정신질환 진단, 암 진단 및 면역반응 기반의 단백질 검출 등을 위해 사용될 수 있다. 구체적으로 치매 진단을 위해 검사를 수행하고자 하거나 검출을 위한 타겟물질로는 Tau, 아밀로이드 베타, 알파-시누클린 (a-synuclein) NFL, Troponin, PSA 단백질 등 면역반응 기반 진단 타켓 물질들이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 타겟물질 검출을 위한 시료용액, 이를 검출하기 위한 물질을 포함하는 반응용액, 세척용액, 분석용액 등을 주입부를 통해 주입하는 경우 상기 힌지부를 통해서 주입부로부터 반응부로 용액이 유입되고 반응에 필요한 양 이외의 시료용액, 반응용액, 세척용액, 분석용액 등은 힌지부와 연결되어 있는 배출관을 통해서 흡수부를 통해 제거될 수 있고, 이 경우 상기 반응부에는 시료용액에 존재하는 타겟물질과 이를 검출하기 위한 물질이 반응 또는 결합을 위해 필요한 적절한 양이 존재할 있다. 또한. 흡수부의 압력을 통해 반응부로 유입된 용액이 배출관을 통해 제거되더라도 시료용액에 존재하는 타겟물질과 이를 검출하기 위한 물질이 반응 또는 결합을 위해서 건조해지지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명에서 시료용액은 타겟물질 검출을 하고자 하는 타겟물질이 포함되어 있는 용액으로 타겟물질이 포함된 혈액, 플라즈마, 소변, 눈물 및 땀을 처리한 용액을 의미할 수 있고, 분석용액은 상기 시료용액에 존재하는 타겟물질을 검출하기 위한 물질(비드 및 항체 등)를 포함하고, 항체가 반응된 비드 등의 용액, 또는 비드가 사용되지 않을 시에는 센서부에 부착된 항체를 활성화하기 위한 용액을 의미하고 표지 방식의 경우 상기 항체는 1차 항체를 의미할 수 있고, 세척용액은 반응부로 유입된 용액중 반응에 필요한 양 이외의 잔류 타겟 및 불순물 제거를 위해서 항체와 타겟(항원) 반응 후 남는 잔류물을 없애기 위한 용액을 의미할 수 있고, 반응용액은 타겟물질과 반응하여 효소 반응, 형광반응 등을 일으키는 2차 항체를 포함하는 용액을 의미할 수 있다.
한편, 비표지 방식은 항체와 결합한 타겟물질을 곧바로 측정하는 것이고, 표지 방식은 1차 항체와 결합한 타겟물질을 측정하는 것이고, 본 발명의 진단 카트리지는 표지 방식 또는 비표지 방식 모두 적용이 가능하다.
주입부(10)를 통해 검사를 수행하고자 하는 용액(타겟물질 검출을 위한 시료용액), 타겟물질을 검출하기 위한 물질을 포함하는 반응용액, 상기 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 타켓물질 검출을 위한 용액과 특이적으로 결합 또는 반응하지 않은 것들을 제거하기 위한 세척용액, 또는 반응용액 등이 유입 또는 주입될 수 있다.
본 발명의 진단 카트리지는 상기 주입부(10)를 통해 유입되는 용액의 볼륨에 따라 배출관을 통한 잔여 용액의 배출 여부 및 상기 잔여 용액 배출의 흐름성을 개선할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면 주입되는 용액의 양이 10 내지 60 ul 인 경우에는 용액이 배출관(14)을 통해 배출되지 않고 반응부(11)에서 면역반응을 일으킬 수 있으나, 주입되는 용액의 양이 70 ul 이상인 경우에는 용액이 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출 될 수 있다.
상기 주입부(10)의 형상이나 재질은 특별히 제한되지 않으며, 당업자에게 알려진 모든 것을 포함할 수 있다. 바람직하게는 U자형 또는 V자형의 공공을 가진 반응웰의 형상을 가지는 것으로 상부 및 하단부 전체 또는 일부가 개방된 구조를 갖는 것이 바람직하며 하단부는 상기 상부면의 개방된 면적보다 좁은 면적을 가지며 배출관과 연결됨으로서 용액이 배출되는 것인 형상이 바람직하다.
일 예로 상기 주입부(10)의 개방된 상부면의 지름은 3 mm 내지 5.5 mm 임이 바람직하며, 상기 주입부(10)의 하단부의 지름은 1 mm 내지 3 mm로서 상기 상부면의 지름과 동일하거나 이보다 좁으며, 상기 주입부의 상부면부터 하단부에 이르는 높이는 용액의 수위 조절을 위하여 5 mm 내지 25 mm 임이 바람직하다.
상기 주입부(10)의 하단부의 지름이 3 mm 를 초과하는 경우에는 용액의 배출속도가 빨라 반응부(11)를 통한 면역반응이 충분히 일어나지 않고 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출 될 수 있으며, 상기 주입부(10)의 하단부의 지름이 1 mm 미만인 경우에는 용액이 주입부로 유입된 후 반응부로 배출되지 않아 검사를 위한 면역반응이 일어나기 어려울 수 있다.
반응부(11)는 주입부의 하방향에 위치하며 면역 반응을 위한 비드를 수용하는 마이크로 우물을 포함할 수 있고, 상기 비드는 타겟물질을 검출하기 위한 물질을 포함할 수 있다. 상기 타겟물질을 검출하기 위한 물질은 타겟물질 검출을 위한 시료용액에 포함된 타겟물질 또는 분석대상물질과 선택적 또는 특이적으로 반응하는 것이 바람직하며, 일례로서, 항체, 항원, 효소, 펩타이드, 단백질, DNA, RNA, PNA(peptide nucleic acids), 단백질결합 뉴클레오타이드 및 압타머(aptamer)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 진단 카트리지는 반응부에 수용되거나 반응부에 존재하는 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 타겟물질 검출을 위한 시료용액에 포함된 타겟물질 또는 분석대상물질이 선택적 또는 특이적으로 반응 및 결합하여 시료용액에 존재하는 타겟물질 또는 분석대상물질의 양을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 상기 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질이 항체인 경우 주입부를 통해 주입되는 시료용액에 존재하는 타겟물질과 상기 비드에 포함되는 항체가 면역 반응으로 결합 또는 반응하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 타겟물질을 검출하기 위한 물질이 항체인 경우 상기 반응부는 시료용액에 존재하는 타겟물질 또는 분석대상물질인 항원의 양을 측정하기 위해서 신호물질(골드나노입자, 형광물질, 전기화학 발광물질 등)을 포함한 이차 항체 시료를 수용할 수 있고, 상기 이차 항체 시료는 상기 타겟물질을 검출하기 위한 물질(항체)을 검출할 수 있다.
상기 비드는 자성을 띄는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
반응부는 타겟물질을 검출하기 위한 물질을 포함하는 자성 비드를 고정시키기 위한 마이크로 우물을 포함할 수 있고, 상기 마이크로 우물은 다공성 구조 또는 다공성 포어를 가짐으로서 상기 자성 비드가 마이크로 우물의 다공성 구조 또는 다공성 포어에 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 주입부(10)를 통해 유입되는 용액의 볼륨이 양이 10 내지 60 ul 인 경우에는 용액이 힌지부(12)를 통해 반응부(11)로 유입되어 면역반응이 일어날 수 있다.
일 예로 반응부(11)는 골드나노입자, 형광물질, 전기화학 발광물질 등의 신호물질을 포함한 이차 항체 시료를 수용할 수 있다. 일 실시예로 상기 신호물질이 골드나노입자인 경우, 일반적으로 green 광원을 이용한 532nm 광흡수특성을 이용한 광학 리더기를 통한 광학 특성 분석이 가능하며, 신호물질이 형광물질인 경우, 여기 광원과 신호물질에서 발광으로 나오는 빛을 검출하는 형광 광학 리더기를 이용하여 분석가능하나. 이에 한정하는 것은 아니며 이 기술분야에 보통의 지식을 가진 자(이하, '당업자'라고 함)에게 알려진 모든 것을 포함할 수 있다. 또한, 신호물질이 전기화학센서 기반 반응 물질인 경우 전기화학센서 전극구조와 이들 전극과 반응 물질간에 발생하는 전기적 신호 측정 리더기를 이용하여 분석이 가능하다.
힌지부(12)는 상기 주입부를 통해 주입되는 용액이 반응부로 유입되도록 상기 주입부와 반응부를 연결하는 것으로서, 일측이 반응부와 연결되고 타측이 배출관을 통해서 흡수부와 연결되는 분기 구조로 되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
배출관(14)은 일측이 힌지부와 연결되어 있고, 타측이 흡수부와 연결되어 용액을 흡수부로 배출시킬 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 흡수부의 압력 등을 통해 배출관은 반응부로 유입된 용액중 반응에 필요한 양 이외의 시료용액, 반응용액, 세척용액, 분석용액 등을 제거할 수 있다. 또한, 배출관은 반응부에 시료용액에 존재하는 타겟물질과 이를 검출하기 위한 물질이 반응 또는 결합을 위해 필요한 적절한 양이 존재하고 반응부의 용액이 건조해져서 시료용액에 존재하는 타겟물질과 이를 검출하기 위한 물질이 반응 또는 결합할 수 없지 않도록 반응부로 유입된 용액의 일정량이 반응부에 존재하고 일정량은 제거하기 위해서 일정량을 흡수부 방향으로 이동시킬 수 있다.
센서부(13)는 시료용액에 존재하는 타겟물질 또는 분석대상물질의 양을 측정하는 것으로서, 상기 반응부에 존재하는 비드가 자성을 띄는 경우 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 시료용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응하는 경우 발생하는 임피던스의 변화를 측정하거나, 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 시료용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응된 경우 상기 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 특이적으로 결합하는 물질의 존재(신호물질을 포함한 이차 항체 시료 등)를 측정하는 것을 통해 용액에 존재하는 타겟물질의 양을 산출할 수 있다.
상기 센서부는 임피던스 측정 리더부, 광학 리더부 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 시료용액에 존재하는 타겟물질이 상기 자성 비드의 항체시료와 결합하여 상기 마이크로 우물상에 포획되는 경우에 상기 시료용액 중 자성 비드와 결합하지 않는 물질은 세척용액을 70 ul 이상 주입하는 경우 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 주입부(10)를 통해 분석용액 30 ul (반응부 하단을 기준으로 수위 약 5 mm) 를 주입하여 항체를 포함하는 자성 비드를 센서부의 마이크로 우물에 위치 시킨 후, 세척 용액을 70 ul(반응부 하단을 기준으로 수위 15 mm) 이상 주입하여 마이크로 우물에 위치하지 않은 자성 비드를 제거하였다. 이 후 시료용액 30 ul를 주입하여 상기 항체를 포함하는 자성 비드와 타겟물질이 면역반응이 일어나도록 하고 상기 자성 비드와 면역반응으로 결합된 타겟물질은 자성 비드에 의해 마이크로 우물상에 고정되고, 이후 세척용액을 70 ul 이상 주입부(10)에 주입함으로서 상기 자성 비드와 면역반응으로 결합되지 않은 물질은 배출관을 통해 흡수부로 배출하도록 하고, 잔류 타겟물질이 남을 수 있기에 세척용액 70 ul 씩 2번 더 주입하여, 잔류 타겟 물질을 제거하였다. 이 후 효소반응을 일으킬 수 있는 분석용액 30 ul를 주입하여 효소반응을 시킨 후 임피던스(혹은 전류)를 측정하여, 타겟물질을 정량화하였다. 이러한 방법을 통하여, 특정 볼륨의 반응용액, 시료용액, 세척용액 및 분석용액을 주입함으로써 분석용액, 시료용액, 세척용액 및 반응용액을 순차적으로 넣고 다시 주입부에서 제거해야하는 불편함없이 각 용액을 주입함으로만 시료용액에 존재하는 타겟물질을 검출하고 시료용액에 존재하는 타겟물질의 양을 정량적으로 분석 할 수 있음을 확인하였다.
일 실시예에서 상기 시료용액에 존재하는 타겟물질과 상기 자성 비드에 포함된 항체의 면역반응에 의한 결합을 감지하기 위해 센서부는 임피던스 변화를 측정할 수 있는 검출기 모듈 또는 전기화학반응을 측정할 수 있는 전기화학 센서가 삽입된 검출기 모듈을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 마이크로 우물의 다공성 구조 또는 다공성 포어를 가지며, 상기 다공성 구조 또는 다공성 포어는 자성 비드와 타겟물질이 결합한 입자보다는 작고 상기 자성 비드와 결합하지 않은 물질보다는 큰 크기의 공극을 갖는 것을 특징으로 하나 이에 제한되는 것은 아니다. 마이크로 우물을 포함하는 반응부는 다공성 구조 또는 다공성 포어 구조를 가짐으로서 항체를 포함하는 자성 비드를 고정시키며 면역반응이나 생체물질간의 특이반응원리로 검사의 대상이 되는 타겟물질은 상기 항체를 포함하는 자성 비드에 의해 결합됨으로서 포획되며, 타겟물질이 상기 항체를 포함하는 자성 비드에 의해 포획되지 않는 경우에는 주입부(10)를 통해 일정량 이상의 세척용액을 주입함으로서 배출관을 통해 시료 용액 잔여물을 배출시킬 수 있다. 일 예로 상기 세척용액은 PBS일 수 있으며, 상기 세척용액은 70 ul 이상 주입될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서 반응부의 일정 수위 이하 (5 - 8 mm)가 되도록 일정 볼륨 이하(10 내지 60 ul)의 용액이 주입부를 통해 주입되면 상기 용액은 배출관 입구에서 발생하는 표면장력에 의하여 배출관(14)을 통해 흡수부로 연속적으로 배출되지 못하지만, 반응부의 일정 수위 초과 (10 mm 이상)가 되도록 일정 볼륨 이상(70 ul 이상)의 용액이 주입부를 통해 주입되면, 상기 용액은 배출관(14)을 통해 배출되게 되고, 흡수부의 흡입력 등의 압력으로 인해서 용액이 연속적으로 흐르게 되어 용액의 배출 및 흐름이 개선될 수 있다. 이 때 상기와 같은 면역 반응이 일어나지 않은 물질은 일 방향으로 배출되고, 따라서 면역 반응이 일어나지 않는 불필요한 부산물과 생체 물질들은 모두 용액의 유동 방향으로 세척되어 배출관(14)을 통해 배출된다.
따라서, 본 발명의 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지는 주입부를 통해 유입 또는 주입되는 용액의 볼륨을 통해 반응부에 존재하는 시료용액, 반응용액, 세척용액, 분석용액 등이 배출관을 통해서 배출되도록 그 배출의 여부 및 배출시 용액의 흐름을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 배출관(14)의 위치, 크기 및 종류를 다르게 하거나 음압 또는 주입부에 주입되는 용액의 양을 다르게 하여 이를 통과하는 용액의 유속과 유량을 제어할 수 있고, 일례로서 면역 반응시에는 느리게 용액을 이동시키고, 세척시에는 빠르게 이동시켜서 반응감도를 향상시킬 수 있다.
흡수부(15)는 용액의 배출 흐름을 연속적, 안정적으로 만들어주는 것으로, 흡수패드를 포함할 수 있고 상기 흡수패드는 용액의 흡수성이 강한 특성을 가진 물질을 포함하거나 상기 물질로 구성될 수 있고, 구체적으로 종이(부직포), 고분자 화학물질(Super Absorbent Polymer) 또는 천연고흡수체(Supre Absorbent Cellulose)일 수 있다. 일예로 상기 고분자 화학물질은 열가소성 수지, 나이트로셀루로이스(nitrocellulose) 또는 합성 히드로겔 생성 중합체일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 흡수부는 흡수패드를 포함하며 상기 흡수패드는 배출관을 통해 배출되는 용액을 흡수함으로서 배출관 끝단에서의 표면장력 및 압력조건을 일정하게 유지시켜서 용액이 배출관을 따라 흡수부로 연속적으로 이동하도록 할 수 있다. 흡수부를 통해서 주입부로 주입하는 시료용액, 반응용액, 세척용액, 분석용액 등의 양을 일정하게 하면서도 그 용액의 배출을 용이하게 조절할 수 있다.
흡수부로 인해 상기 결합하지 않은 물질은 배출관(14)를 통해 일 방향으로 배출되며, 면역 반응이 일어나지 않는 불필요한 부산물과 생체 물질들은 모두 용액의 유동 방향으로 세척되어 배출관(14)을 통해 흡수부에 포함되는 흡수패드로 흡수된다. 또한, 흡수패드의 위치, 크기 및 종류를 다르게 하거나 음압을 가하여 웰을 통과 하는 용액의 유속과 유량을 제어할 수 있고, 상기와 같은 용액의 배출 흐름으로 인해 일정한 조건에서 계속적으로 용액의 흐름을 조절할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 흡수부가 존재하지 않는 경우에는 도 3a와 같이 특정 볼륨 미만의 용액이 주입부를 통해 주입된 후(도 3a의 (1)) 표면장력으로 인해 배출되지 않지만 (도 3a의 (2)), 특정 볼륨 이상이 되도록 용액을 추가 주입하는 경우(도 3a의 (3)) 용액이 배출관을 통해 이동하여 키트 외부로 배출되지만 흡수부가 없어서 배출관으로 이동되는 용액이 배출관 끝에서 방울로 떨어져서 배출되므로 배출관으로 이동되는 용액 전부가 배출되지 않고 배출관에 일부 잔여물이 존재하게 된다(도 3a의 (4)). 이후 추가적으로 용액을 주입하는 경우(도 3a의 (5)) 배출관에 일부 잔여물이 존재하고 상기 도 3a에 도시된 (1) 내지 (4)에서와 다른 표면장력 및 압력 조건을 가지게 되어서 용액을 배출하기 위해서 도 3a에 도시된 (1) 내지 (4)에서 용액을 배출하기 위해서 필요한 특정 볼륨보다 더 많은 볼륨이 필요하게 되는 문제가 발생한다.
한편, 흡수부가 존재하는 경우에는 도 3b와 같이 용액이 주입부를 통해 주입했을 때(도 3b의 (1)) 흡수부에 존재하는 흡수패드가 배출관으로 이동하는 용액을 흡수하여 용액이 연속적으로 배출관에서 흡수부로 배출되어 배출관에 잔여 용액이 존재하지 않게 된다(도 3b의 (2) 내지 (4)). 상기 배출관을 통해 용액이 흡수부의 흡수패드로 이동하게 되는 경우에도 반응부와 배출관은 일정 높이 이상의 단차로 인해 반응부에는 시료용액에 존재하는 타겟물질과 이를 검출하기 위한 물질이 반응 또는 결합을 위해 필요한 적절한 양이 존재하고 반응부가 건조해져서 시료용액에 존재하는 타겟물질과 이를 검출하기 위한 물질이 반응 또는 결합할 수 없지 않도록 일정량 이상의 용액이 존재하므로 반응이 가능하다(도 3b의 (4)). 이후 다시 용액을 추가 주입하는 경우(도 3b의 (5)) 도 3a에서와 다르게 배출관에 용액 잔여물이 존재하지 않아서 용액을 주입하기 전과 표면장력 및 압력조건 등이 동일하여 도 3b에 도시된 (1) 내지 (4)에서 용액을 배출하기 위해서 필요한 특정 볼륨과 동일한 볼륨을 사용하여 용액의 배출을 조절할 수 있다.
<작성자주// 변경된 도3을 반영하여 수정한 상기 기재가 적절한지 검토해주시기 바랍니다.>
따라서, 흡수부를 통해서 주입부로 주입하는 시료용액, 반응용액, 세척용액, 분석용액 등의 양을 일정하게 하면서도 그 용액의 배출을 용이하게 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주입된 용액의 배출여부를 확인한 것이다.
도면에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 상기 주입부(10)를 통해 주입되는 용액에 존재하는 타겟물질이 상기 반응부(11)에 포함된 자성 비드의 항체시료와 결합하여 상기 반응부(11)의 마이크로 우물에 의해 포획되는 경우에 상기 용액 조성물 중 자성 비드와 결합하지 않는 물질은 배출관(14)을 통해 배출된다.
일 예로 도 2a와 같이 주입부(10)를 통해 주입되는 용액의 양이 10 내지 60 ul 인 경우에는 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출되지 않고 반응부(11)에서 면역반응을 일으킬 수 있으므로, 먼저 타겟물질이 포함된 타겟물질 검출을 위한 시료용액을 주입부(10)에 10 내지 60 ul 주입한 후 사전에 상기 반응부(11)의 마이크로 우물에 위치시킨 항체를 포함하는 자성 비드와 면역반응이 일어나도록 하고 상기 자성 비드와 면역반응으로 결합된 시료용액에 존재하는 타겟물질은 자성 비드에 의해 반응부에 포함된 마이크로 우물에 고정되고, 이후 도 2b에 나타난 바와 같이 시료용액과 세척용액의 합산한 총 볼륨이 70 ul 이상이 되도록 세척용액을 주입부(10)에 주입함으로서 상기 자성 비드와 면역반응으로 결합되지 않은 물질을 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출되도록 하여 시료용액에 존재하는 타겟물질을 특이적이게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지의 주입부를 통해 면역 반응을 위한 비드를 포함하는 분석용액 제1 볼륨을 주입하는 단계;
상기 주입부를 통해 타겟물질 검출을 위한 시료용액 제2 볼륨을 주입하여 타켓물질 검출을 위한 시료용액과 특이적으로 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 결합 또는 반응시키는 단계; 및
상기 주입부를 통해 세척용액 제3 볼륨을 주입하여 타켓물질 검출을 위한 시료용액과 특이적으로 결합 또는 반응하지 않은 잔여물질을 제거하는 단계; 를 포함하는 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지를 이용한 진단방법을 제공한다.
상기 진단방법은 센서부를 통해 시료용액에 존재하는 타겟물질 또는 분석대상물질의 양을 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 측정하는 단계는 반응부에 존재하는 비드가 자성을 띄는 경우 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 시료용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응하는 경우 발생하는 임피던스의 변화를 측정하거나, 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 시료용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응된 경우 상기 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 특이적으로 결합하는 물질의 존재(신호물질을 포함한 이차 항체 시료 등)를 측정하는 것을 통해 용액에 존재하는 타겟물질의 양을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 진단방법을 사용하는 경우 특정한 볼륨의 용액을 주입하여 주입부를 통해 주입한 용액의 흐름성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 면역 반응을 위한 비드를 포함하는 용액 제1 볼륨 및 타겟물질 검출을 위한 시료용액 제2 볼륨 각각 또는 제1 볼륨과 제2 볼륨을 합친 볼륨이 10 내지 60 ul 이 되게 하여 주입한 용액이 배출관으로 배출되지 않고 반응부에서 용액이 마르지 않고 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 시료용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응할 수 있게 하고, 상기 제1 볼륨 및 제2 볼륨중 잔존하는 용액 볼륨과 제3 볼륨을 합산한 볼륨이 70 ul 이상이 되게 하여 자성 비드와 면역반응으로 결합되지 않은 물질은 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출되도록 조절할 수 있다. 여러번의 세척작업이 필요한 경우엔 이 후 세척용액을 70 ul 이상씩 주입하여 세척작업을 추가로 수행할 수 있다.
일 실시예에서 상기 주입부를 통해 면역 반응을 위한 비드를 포함하는 용액 제1 볼륨을 주입하는 단계에서 주입부를 통해 유입되는 용액의 볼륨이 양이 10 내지 60 ul 인 경우에는 용액이 힌지부를 통해 반응부로 유입되고 주입부를 통해 유입되는 용액이 배출관을 통해 흡수부로 배출되지 않아서 이후 주입부를 통해 타겟물질이 포함된 시료용액을 주입할 경우 면역반응이 일어날 수 있다.
일 예로 상기 비드는 주입부를 통해 주입되어 힌지부를 통해 반응부에 위치할 수 있다.
상기 주입부를 통해 타겟물질 검출을 위한 시료용액 제2 볼륨을 주입하여 타켓물질 검출을 위한 시료용액과 특이적으로 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 결합 또는 반응시키는 단계에서 주입된 제2 볼륨과 상기 진단 카트리지의 주입부를 통해 면역 반응을 위한 비드를 포함하는 용액 제1 볼륨을 주입하는 단계에서 유입된 제1 볼륨의 합이 10 내지 60 ul 이 되는 경우 주입한 용액이 배출관으로 배출되지 않고 반응부에서 용액이 마르지 않고 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 시료용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응할 수 있다.
상기 주입부를 통해 세척용액 제3 볼륨을 주입하여 타켓물질 검출을 위한 시료용액과 특이적으로 결합 또는 반응하지 않은 잔여물질을 제거하는 단계는 자성 비드와 면역반응으로 결합되지 않은 물질을 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출하는 것으로서, 제3 볼륨은 상기 제1 볼륨 및 제2 볼륨중 잔존하는 용액 볼륨과 제3 볼륨을 합산한 볼륨(전체 잔류 용액)이 70 ul 이상이 되게 하여 자성 비드와 면역반응으로 결합되지 않은 물질은 배출관(14)을 통해 흡수부(15)로 배출되도록 할 수 있다.
일 예로 상기 세척용액은 PBS일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 주입부를 통해 세척용액을 주입하여 타켓물질 검출을 위한 용액과 특이적으로 결합 또는 반응하지 않은 잔여물질을 제거하는 단계는 일정한 반응부의 일정 수위 이상이 되도록 일정 볼륨 이상의 세척용액을 주입하여 주입부를 통해 세척용액을 주입함에 따라 별도의 피펫팅 없이 세척 용액 및 타켓물질 검출을 위한 용액과 특이적으로 결합 또는 반응하지 않은 잔여물질을 제거할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 용액의 흐름성이 개선된 진단 카트리지를 이용한 진단방법은 주입부를 통해 유입되는 용액의 볼륨에 따라 용액의 배출 여부를 조절할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따르면 본 발명의 용액의 흐름성이 개선된 진단 카트리지의 주입부로 주입되는 용액의 양이 10 내지 60 ul 인 경우에는 용액이 배출관을 통해 배출되지 않고 반응부에서 면역반응을 일으킬 수 있으나, 주입되는 용액의 양이 70 ul 이상인 경우에는 용액이 배출관을 통해 흡수부로 배출 될 수 있다.
또한, 본 발명의 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지를 이용한 진단방법은 치매 진단, 당뇨 진단, 심근경색 진단, 파킨슨 진단, 알츠하이머병 진단 등의 신경정신질환 진단, 암 진단 및 면역반응 기반 단백질 검출등을 위해 사용될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해 할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 주입부
11 : 반응부
12 : 힌지부
13 : 센서부
14: 배출관
15: 흡수부
11 : 반응부
12 : 힌지부
13 : 센서부
14: 배출관
15: 흡수부
Claims (12)
- 타겟물질 검출을 위한 시료용액이 주입되는 주입부;
상기 주입부의 하방향에 위치하며 면역 반응을 위한 비드를 수용하는 마이크로 우물을 포함하는 반응부;
상기 주입부를 통해 주입되는 용액이 반응부로 유입되도록 상기 주입부와 반응부를 연결하는 힌지부;
일측이 힌지부와 연결되어 있고, 타측이 흡수부와 연결되어 용액을 흡수부로 배출시킬 수 있는 배출관; 및
상기 배출된 용액을 흡수하는 흡수부; 를 포함하는 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제1항에 있어서,
상기 힌지부는 일측이 반응부와 연결되고 타측이 배출관을 통해서 흡수부와 연결되는 분기 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제1항에 있어서,
상기 반응부는 비드를 포함하며 상기 비드는 타겟물질을 검출하기 위한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제3항에 있어서,
상기 타겟물질을 검출하기 위한 물질은 항체, 항원, 효소, 펩타이드, 단백질, DNA, RNA, PNA(peptide nucleic acids), 단백질결합 뉴클레오타이드 및 압타머(aptamer)로 구성된 군에서 선택된 어느하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제4항에 있어서,
상기 타겟물질을 검출하기 위한 물질이 항체인 경우, 주입부를 통해 주입되는 용액에 존재하는 타겟물질과 상기 비드에 포함되는 항체가 면역 반응으로 결합 또는 반응하는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제5항에 있어서,
상기 면역 반응이 일어나기 위해, 상기 반응부는 건조해지지 않는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제1항에 있어서,
상기 반응부의 비드는 자성을 띄는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제1항에 있어서,
상기 흡수부는 흡수패드를 포함하며 상기 흡수패드는 배출관을 통해 배출되는 용액을 흡수하고 용액이 배출관을 따라 흡수부로 연속적으로 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제1항에 있어서,
센서부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제9항에 있어서,
상기 센서부는 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 시료용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응하는 경우 발생하는 임피던스의 변화를 측정하거나, 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 시료용액에 존재하는 타겟물질이 면역반응으로 결합 또는 반응된 경우 상기 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 특이적으로 결합하는 물질의 존재를 측정하는 것을 통해 용액에 존재하는 타겟물질의 양을 산출하는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제1항에 있어서,
상기 주입부의 유입된 용액의 볼륨을 통해 배출관으로 흐르는 용액의 배출 여부를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는, 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지.
- 제1항의 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지의 주입부를 통해 면역 반응을 위한 비드를 포함하는 용액 제1 볼륨을 주입하는 단계;
상기 주입부를 통해 타겟물질 검출을 위한 시료용액 제2 볼륨을 주입하여 타켓물질 검출을 위한 시료용액과 특이적으로 비드상의 타겟물질을 검출하기 위한 물질과 결합 또는 반응시키는 단계; 및
상기 주입부를 통해 세척용액 제3 볼륨을 주입하여 타켓물질 검출을 위한 시료용액과 특이적으로 결합 또는 반응하지 않은 잔여물질을 제거하는 단계; 를 포함하는 용액의 배출 조절 및 흐름성이 개선된 진단 카트리지를 이용한 진단방법.
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