KR20240123023A - 정자 선별 장치 및 정자 선별 방법 - Google Patents

정자 선별 장치 및 정자 선별 방법 Download PDF

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Abstract

손쉬운 방법으로 운동성이 우수한 정자를 선별하기 위한 장치 및 정자의 선별 방법이 제공된다. 상기 정자 선별 장치는 경사를 형성할 수 있도록 구성된 흐름부를 포함하되, 상기 흐름부는 상기 경사 방향을 따라 이격된 적어도 2개의 홈을 갖는다.

Description

정자 선별 장치 및 정자 선별 방법{SPERM SORTING DEVICE AND METHOD FOR SORTING SPERM}
본 발명은 정자 선별 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 손쉬운 방법으로 운동성이 우수한 정자를 선별하기 위한 장치 및 정자의 선별 방법에 관한 것이다.
일반적으로 난임(subfertility) 내지는 불임(sterility)은 가임 연령의 남녀가 피임을 하지 않은 상태에서 정상적인 성관계를 하고 있음에도 불구하고 1년 내에 임신에 도달하지 못하는 것으로 학술상 정의된다. 종래 불임은 임신이 불가능한 상태를 지칭하는 것으로 사용되기도 하였으나, 임신 장애의 원인이 확인되는 경우를 불임, 임신 장애의 원인이 확인되지 않는 경우를 난임이라고 지칭하기도 한다. 본 명세서에서 용어 난임과 불임은 혼용될 수 있다.
전체 가임기의 부부 중 약 15%가량이 난임 또는 불임을 겪는다고 보고되고 있다. 불임의 원인이 남성에게 있는 경우를 남성 불임이라고 지칭하며 전체 불임 부부 중 약 40% 내지 50%를 차지하는 것으로 여겨진다. 남성 불임의 원인 또한 다양하나, 크게 정자의 이상, 정자 이동 통로 장애, 정액 이상, 성교 이상 및 만성 질환 등에 의한 기타 원인으로 분류될 수 있다. 이 중 정자의 이상은 정자 자체의 이상(수, 모양, 운동성, 용량, pH 등), 정자 감소증, 약정자증 등이 해당한다.
남성 불임, 특히 정자 이상의 경우 일반적인 방법으로 수정을 기대하기 곤란하다. 이러한 이유로 난임 또는 불임을 극복하기 위해 인공 수정 시술(Intra-Uterine Insemination, IUI)이나 체외 수정 시술(In Vitro Fertilization-Embryo Transfer, IVT-ET) 등의 보조 생식술(Assisted Reproductive Technology, ART)을 수행하기도 한다. 이들은 남성으로부터 채취한 정자를 자궁강 내에 주입하여 임신을 유도하거나, 또는 시험관에서 수정시킨 후 자궁강 내에 이식하여 임신을 유도하는 방법이다. 이 때, 특히 남성 불임의 경우 임신 확률을 높이기 위해 운동성이 우수한 양질의 정자를 선별하여 수행하기도 한다.
한편, 세계보건기구에서 제시한 정상 정액 검사치의 기준은 정자의 농도가 약 1,500만/mL, 운동성을 갖는 정자 약 40% 이상, 살아있는 정자의 비율 약 58% 이상, 정상 모양 정자 비율 약 4% 이상으로 정하고 있다. 즉, 제시된 기준에 따르더라도 정액 내 포함된 수많은 정자 중 정상적인 정자를 선별하는 것은 결코 쉽지 않으며, 심지어 정자 이상 진단을 받은 남성의 정액으로부터 양질의 정자를 선별하는 것은 결코 쉬운 일이 아니다. 이러한 이유로 보조 생식술을 위한 정자 선별은 명확한 기준을 가지고 수행하기 보다는, 검사자의 직관에 따라 이루어지는 것이 현실이다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상대적으로 간단한 방법을 이용하여, 통계적으로 유의미한 양질의 정자, 특히 운동성(motility)을 갖는 정자를 선별하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상대적으로 간단한 방법을 통해 통계적으로 유의미한 양질의 정자, 특히 높은 운동성을 갖는 정자를 선별하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 정자 선별 장치는 경사를 형성할 수 있도록 구성된 흐름부를 포함하되, 상기 흐름부는 상기 경사 방향을 따라 이격된 적어도 2개의 홈을 갖는다.
상기 정자 선별 장치는, 상기 흐름부를 따라 경사 방향으로 정자를 포함하는 액체가 흐르도록 구성될 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 정자의 선별 방법은 경사를 형성할 수 있도록 구성된 흐름부로서, 상기 경사 방향을 따라 이격된 적어도 2개의 홈을 갖는 흐름부에 마련된 어느 위치에, 정자를 포함하는 액체를 로딩하고, 상기 흐름부를 따라 흘러 상기 복수의 홈 중 어느 위치에 고인 정자를 포함하는 액체만을 수집하는 것을 포함한다.
상기 복수의 홈 중 어느 위치의 액체만을 수집하는 것은, 상기 액체의 로딩 위치로부터 최인접하지 않은 홈으로부터 수집하는 것을 포함할 수 있다.
또, 상기 액체가 흐름부를 따라 흐르는 것은, 별도의 외력 없이 중력에 의해 자연스럽게 이루어지는 것일 수 있다.
상기 로딩되는 정자를 포함하는 액체는, 생리식염수 및 PBS 버퍼 용액 중 하나 이상과 정액을 혼합하여 점도를 조절한 것일 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 남성으로부터 채취된 정액을 그대로, 또는 액상의 물질과 혼합하여 흘려보내는 것만으로 상대적으로 우수한 운동성을 나타내는 정자 집단을 선별할 수 있다.
이를 통해 사람 또는 동물의 보조 생식술의 성공 가능성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정자 선별 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 정자 선별 장치의 측면도이다.
도 3은 도 2의 정자 선별 장치를 이용하여 정자를 선별하는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정자 선별 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정자 선별 장치의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정자 선별 장치의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정자 선별 장치의 측면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또, 특허청구범위는 발명의 실체를 이루는 기술내용을 설명하는 사항이 아니라 발명의 상세한 설명에 의하여 개시된 기술구성을 토대로 어떠한 범위를 권리로 청구하는지를 나타내는 사항이다. 따라서 특허청구범위는 발명의 상세한 설명에 개시된 기술을 포함하는 추상적 상위개념으로 구성하는 것은 어느 정도 불가피한 것이며, 당업자가 명세서 전체를 통하여 특허청구범위에 속한 기술구성이나 그 결합 및 작용효과를 이해할 수 있다면 그 특허청구범위는 발명의 상세한 설명에 의하여 뒷받침되는 것으로 보아야 한다.
즉, 본 발명이 제시하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 기재되는 어떠한 용어를 특정한 의미로 사용하려고 하는 경우에는 그 의미를 정의하여 사용할 수 있으며 그에 따라 해석되어야 한다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.
본 명세서에서, 구성요소를 지칭함에 있어 '제1 구성요소', '제2 구성요소', '제1-1 구성요소' 등과 같이 서수적 수식어는 어느 구성요소와 다른 구성요소를 단순히 구별하여 지칭하기 위해 사용되는 것일 뿐이다. 따라서 이하에서 지칭되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 제2 구성요소로 바꾸어 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 어느 실시예에서 제1 구성요소로 지칭되는 것은 다른 실시예에서 제2 구성요소로 지칭될 수 있다. 또, 발명의 설명에서 제1 구성요소로 지칭되는 것은 청구항에서 제2 구성요소로 지칭될 수 있음은 물론이다.
제1 방향(X)은 평면 내 임의의 일 방향을 의미하고, 제2 방향(Y)은 상기 평면 내에서 제1 방향(X)과 교차하거나 수직한 다른 방향을 의미한다. 제3 방향(Z)은 상기 평면과 교차하거나 수직한 또 다른 방향을 의미한다.
도면에 도시된 구성요소의 크기, 두께, 폭, 길이 등은 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장 또는 축소될 수 있으므로 본 발명이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.
공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', ‘상(on)’, '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 '최인접(most adjacent)'은 복수의 구성요소가 적어도 어느 방향으로 반복 배치된 경우, 그 중 가장 가깝거나(closest) 가장 인접한 것을 의미한다. 예를 들어, 인접(adjacent)한 복수의 구성요소 사이에, 상기 구성요소와 실질적으로 동일한 것으로 지칭되거나 분류될 수 있는 구성요소가 존재하지 않는 경우, 상기 복수의 구성요소는 서로 최인접한 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서, CASA(Computer-assisted sperm analysis)는 정액 검사의 한가지 방법을 의미한다. CASA는 알려진 방법으로 수행할 수 있다. 이하에서 기술되는 정자의 특성은 CASA에 의해 측정된 것을 의미할 수 있으나, 신뢰도가 유지되는 범위에서 다른 방법에 의해 측정된 수치를 포함하는 의미임은 물론이다.
이하에서 기술되는 정자의 특성들, 특히 운동성과 측면 머리 진폭은 수정률이 매우 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
정자의 운동성(motility, MOT)는 검사 대상에 포함된 정자 중에 움직이는 정자의 비율을 의미한다. 정자의 운동성의 단위는 퍼센트(%)일 수 있다.
정자의 곡선 속도(cuvilinear velocity, VCL)는 무작위적인 정자의 운동성 또는 움직임을 그대로 트래킹하여 속도를 측정한 것을 의미한다. 정자의 곡선 속도의 단위는 초당 마이크로미터(㎛/sec)일 수 있다.
정자의 직선 속도(straight line velocity, VSL)는 정자가 어느 지점에서 다른 지점으로 움직이는 최단 직선 거리의 속도를 측정한 것을 의미한다. 정자의 직선 속도의 단위는 초당 마이크로미터(㎛/sec)일 수 있다.
정자의 평균 경로 속도(average path velocity, VAP)는 정자가 어느 지점에서 다른 지점으로 움직일 때 거치는 경로를 일정 구간씩 나누어 그 구간에서의 속도를 측정한 것을 의미한다. 정자의 평균 경로 속도의 단위는 초당 마이크로미터(㎛/sec)일 수 있다.
정자의 직선성(linearity, LIN)은 VCL에 대한 VSL(VSL/VCL)을 의미할 수 있다. 또, 정자의 선형성(straightness, STR)은 VAP에 대한 VSL(VSL/VAP)을 의미할 수 있다.
정자의 측면 머리 진폭(amplitude of lateral head displacement, ALH)은 정자의 머리의 측면 방향 움직임의 진폭 크기를 의미한다. 정자의 측면 머리 진폭의 단위는 마이크로미터(㎛)일 수 있다.
정자의 머리 진동수(beat cross frequency, BCF)는 정자의 머리의 움직임 진동수를 의미한다. 정자의 농도(concentration) 또는 수(count)는 정액 1ml에 포함된 정자의 개수를 의미한다. 정자의 농도의 단위는 개수/밀리리터(개/ml)일 수 있다. 정자의 모양(strict morphology)은 정상 모양을 갖는 정자의 비율을 의미한다. 정자의 모양의 단위는 퍼센트(%)일 수 있다.
전술한 정자의 특성들은 본 기술분야의 관용의 파라미터로 이해될 수 있는 바 기타의 구체적인 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정자 선별 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 정자 선별 장치의 측면도이다. 도 3은 도 2의 정자 선별 장치를 이용하여 정자를 선별하는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 정자 선별 장치(11)는 흐름부(101)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 정자 선별 장치(11), 그리고 후술할 정자의 선별 방법은 사람 또는 사람을 제외한 동물의 정액에 포함된 정자 중 양질의 정자를 선별하거나, 분류하거나, 분별하기 위한 것일 수 있다. 특히 우수한 운동성(MOT)과 정자의 측면 머리 진폭(ALH)을 갖거나, 가질 확률이 높은 정자군을 선별하기 위한 것일 수 있다.
도면으로 표현하지 않았으나, 본 실시예에 따른 정자 선별 장치(11)는 유체칩, 또는 랩온어칩, 또는 마이크로 칩 등으로 구현될 수 있다. 이를 위해 정자 선별 장치(11)는 커버(미도시), 상기 커버에 형성된 액체 주입부 등을 더 포함할 수도 있다.
흐름부(101)(또는 경사부)는 로딩되는 정자, 또는 정자를 포함하는 액체, 예컨대 정액, 또는 정액을 포함하는 액체(SP)(이하, 로딩 액체)가 별도의 외력 없이 중력에 의해 흐를 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 흐름부(101)의 상면은 적어도 부분적으로 수평면, 예컨대 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 방향에 대해 경사진 경사면을 형성하는 구성일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 제1 방향(X)과 제3 방향(Z)이 속하는 측면 시점에서, 흐름부(101)의 상면은 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)과 교차하는 방향으로 연장된 흐름 경로를 제공할 수 있다.
흐름부(101)가 형성하는 경사각(θ)은 10° 내지 50°, 또는 약 15° 내지 40° 범위에 있을 수 있다. 도 2 등은 흐름부(101)가 경사 방향을 따라 일정한 경사각을 갖는 상면을 갖는 경우를 예시한다. 다른 실시예에서, 흐름부(101)의 상면은 경사 방향을 따라 경사각이 변화할 수 있다. 이 경우 변화하는 경사각은 모두 전술한 경사각의 범위에 있을 수 있다. 만일 경사각이 너무 클 경우 양질의 정자를 유의미하게 선별하지 못할 수 있다. 반면 경사각이 너무 작을 경우 양질의 정자를 유의미하게 선별하지 못할 수 있다.
흐름부(101)의 재질은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 정자에 변성, 또는 사멸이나 생존에 영향을 미치지 않으면서 우수한 흐름성을 가지고 액체 투과성이 낮은 재질, 예를 들어 플라스틱 합성 수지 재질 등으로 이루어질 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
흐름부(101), 구체적으로 흐름부(101)의 상면(또는 경사면, 또는 흐름면)은 복수의 홈들(G1, G2)(groove)(또는 고임부, 또는 수집부)을 가질 수 있다. 복수의 홈들(G1, G2)은 흐름부(101)의 상면이 제공하는 경사 방향, 다시 말해서 로딩되는 액체의 흐름 방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
도 1은 홈들(G1, G2)이 모두 제2 방향(Y)으로 연장되어 흐름부(101)의 제2 방향(Y) 가장자리로 노출된 경우를 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 홈들(G1, G2)은 로딩 액체(SP)가 경사면을 따라 흐르는 흐름 경로 상에 위치할 수 있으면 그 형상은 특별히 제한되지 않는다.
복수의 홈들(G1, G2)은 제1 홈(G1) 및 제2 홈(G2)을 포함할 수 있다. 도 1 등은 홈들(G1, G2)이 2개로 구비된 경우를 예시하나, 다른 실시예에서 홈들(G1, G2)은 2개 이상으로 제공될 수도 있다. 흐름부(101)가 형성하는 경사 방향을 따라, 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 흐름부(101)의 상면을 제1 구간(101a)(또는 제1 경사부, 또는 제1 경사면, 또는 제1 흐름부, 또는 제1 흐름면) 및 제2 구간(101b)으로 구획할 수 있다.
제1 구간(101a)은 제1 홈(G1) 보다 경사 방향 상측, 또는 중력 방향 상측에 위치한 구간을 지칭한다. 또, 제2 구간(101b)은 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)의 사이, 다시 말해서 제1 홈(G1) 보다 경사 방향 하측에 위치하고 제2 홈(G2) 보다 경사 방향 상측에 위치한 구간을 지칭한다. 제1 구간(101a)과 제2 구간(101b)의 경사각(θ)은 서로 실질적으로 동일하거나, ±5% 범위 내에 있을 수 있다. 제1 구간(101a)의 어느 위치에 사용자는 로딩 액체(SP)를 로딩할 수 있다. 즉, 제1 구간(101a)의 어느 위치에 로딩부, 또는 적하부가 형성될 수 있다. 흐름부(101)를 따라 흐르는 로딩 액체(SP)는 경사 방향을 따라 흘러내리다가, 제1 홈(G1)을 거친 후 제2 구간(101b)을 따라 흐르고, 제2 홈(G2)까지 흐를 수 있다. 그리고 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)에는 로딩 액체(SP)의 일부가 고일 수 있다. 나아가 로딩 액체(SP)는 제2 홈(G2) 보다 경사 방향 하측까지 흘러내릴 수 있음은 물론이다.
제1 구간(101a)의 경사 방향 제1 길이(L1)(또는 제1 액체 흐름 거리) 및 제2 구간(101b)의 경사 방향 제2 길이(L2)(또는 제2 액체 흐름 거리)는 소정의 범위 내에 있을 수 있다. 여기서 제2 길이(L2)는 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2) 간의 경사 방향으로의 이격 거리를 의미할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 길이(L1)는 약 2.0cm 내지 5.0cm 범위에 있고, 제2 길이(L2)는 약 2.0cm 내지 5.0cm 범위에 있을 수 있다. 제1 길이(L1)와 제2 길이(L2), 특히 제2 길이(L2)가 상기 범위 내에 있을 경우 양질의 정자를 유의미하게 선별할 수 있다.
제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)의 깊이(D)는 소정의 범위 내에 있을 수 있다. 여기서 홈의 깊이는 홈 전후의 어느 경사면에서, 홈의 어느 위치까지의 경사면의 법선 방향으로 최대 길이를 의미한다. 예시적인 실시예에서, 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)의 깊이(D)는 약 0.2cm 내지 1.0cm 범위 내에 있을 수 있다. 만일 제1 홈(G1) 및/또는 제2 홈(G2)의 깊이(D)가 상기 범위 보다 클 경우 운동성 및/또는 측면 머리 진폭 등의 특성 차이를 유의미하게 분류하지 못할 수 있다.
전술한 정자 선별 장치(11)는 흘러내리는 유체 속의 정자가 유체 흐름에 역행하여 운동하는 주류성을 이용하여 간단하고 손쉬운 방법으로 운동성과 측면 머리 진폭이 우수한 정자를 선별할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 정자의 선별 방법은 로딩 액체(SP)를 로딩부, 예컨대 제1 구간(101a)의 어느 위치에 로딩 액체(SP)를 로딩하고, 흐름부(101)를 따라 흐르는 로딩 액체(SP)가 복수의 홈들(G1, G2) 중 어느 위치에 고인 액체를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 이 때 홈들(G1, G2)에 고인 액체에 정자가 포함되어 있음은 물론이다. 본 발명의 발명자는 서로 이격된 홈들(G1, G2)에 고인 액체에 포함된 정자의 특성에 유의미한 차이가 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다. 구체적으로, 로딩 액체(SP)의 로딩부로부터 최인접한 제1 홈(G1)이 아니라, 최인접하지 않은 홈, 예컨대 제2 홈(G2)에 고인 액체에 포함된 정자가 제1 홈(G1)에 고인 액체에 포함된 정자 보다 높은 운동성 등의 특성을 가질 수 있다. 따라서 로딩부로부터 최인접한 제1 홈(G1)이 아니라, 최인접하지 않은 다른 홈, 예컨대 제2 홈(G2)에 고인 액체만을 선택적으로 수집하여 양질의 정자를 선별할 수 있다.
유의미한 정도의 양질의 정자 선별을 위해서는 전술한 정자 선별 장치(11)의 흐름부(101)의 각도, 홈들(G1, G2)의 위치 등이 중요할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 실시예에 따른 정자의 선별 방법은 로딩 액체(SP)의 점도를 조절하여 흐름성을 제어할 수 있다. 이를 위해 생리식염수, 또는 PBS 버퍼 용액, 또는 기타의 용액 중 하나 이상과 검사 대상 정액을 혼합한 것을 로딩 액체(SP)로 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 다만, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하거나 극히 유사한 구성에 대한 설명은 생략하며 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다. 또, 본 명세서는 어느 실시예에 개시된 기술 사상과 다른 실시예에 개시된 기술 사상이 상충되는 것이 아닌 한, 이들 간의 결합에 대한 개시를 내포한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정자 선별 장치의 측면도로서, 도 2와 동일한 위치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 정자 선별 장치(12)는 흐름부(102)를 포함하되, 지지부(200)를 더 포함하는 점이 전술한 실시예와 상이한 점이다.
전술한 실시예의 흐름부는 측면 시점에서 쐐기 또는 삼각 형상을 가지고, 흐름부가 로딩 액체가 흐르기 위한 경사면을 제공함과 동시에 지면에 닿는 형상이었다. 그러나 본 실시예에 따른 정자 선별 장치(12)는 흐름부(102)를 대략 플레이트 형상으로 구성하고, 지지부(200)를 이용하여 흐름부(102)에 경사를 형성하도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 지지부(200)는 흐름부(102)의 어느 일측과 타측이 서로 다른 높이에 위치하도록 흐름부(102)를 지지하며 지면으로부터 이격시킬 수 있다. 플레이트 형상의 흐름부(102)의 하면은 지지부(200)와 결합 가능한 구조를 가지고, 흐름부(102)의 상면은 경사면(또는 유체 흐름면)을 형성하며 서로 이격된 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2), 그리고 홈들(G1, G2)에 의해 구획되는 제1 구간(102a)과 제2 구간(102b)을 포함하는 복수의 구간을 가짐은 전술한 바와 같다.
도면으로 표현하지 않았으나, 지지부(200)는 흐름부(102)의 각도를 조절하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 각도의 조절 방법은 특별히 제한되지 않으나, 지지부(200)의 제3 방향(Z) 길이를 조절 및/또는 변경하거나, 지지부(200)와 흐름부(102)의 결합 위치를 조절 및/또는 변경하는 등의 방법으로 구현될 수 있다.
본 실시예에 따른 정자 선별 장치(12)는 서로 가역적으로 결합 및 탈착 가능하게 구성된 흐름부(102)와 지지부(200)를 포함할 수 있다. 이를 통해 정자 선별 장치(12)의 부피를 줄이고 키트, 예컨대 랩온어칩과 같은 방식으로 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정자 선별 장치의 측면도로서, 도 2와 동일한 위치를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 정자 선별 장치(13)는 복수의 홈들(G1, G2, G3)이 형성된 흐름부(103)를 포함하되, 홈들(G1, G2, G3)이 3개, 또는 그 이상으로 제공된 점이 전술한 실시예와 상이한 점이다. 도면으로 표현하지 않았으나, 흐름부가 플레이트 형상으로 제공되고 정자 선별 장치가 지지부를 더 포함할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
흐름부(103)는 로딩 액체가 중력에 의해 흐를 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 구체적으로, 흐름부(103)의 상면은 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)과 교차하는 방향으로 연장된 흐름 경로를 제공할 수 있다.
흐름부(103)의 상면은 제1 홈(G1), 제2 홈(G2) 및 제3 홈(G3)을 가질 수 있다. 제1 홈(G1) 내지 제3 홈(G3)은 경사 방향으로 이격 배치될 수 있다. 또, 제1 홈(G1) 내지 제3 홈(G3)은 흐름부(103)의 상면을 제1 구간(103a), 제2 구간(103b) 및 제3 구간(103c)으로 구획할 수 있다. 제1 구간(103a)은 제1 홈(G1) 보다 경사 상측 방향에 위치한 구간을 지칭한다. 또, 제2 구간(103b)은 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)의 사이에 위치한 구간을 지칭한다. 또한 제3 구간(103c)은 제2 홈(G2)과 제3 홈(G3)의 사이에 위치한 구간을 지칭한다. 제1 구간(103a) 내지 제3 구간(103c)의 경사각은 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
정자의 선별을 위해 제1 구간(103a)의 어느 위치에 로딩 액체를 로딩할 수 있다. 그리고 흐름부(103)를 따라 로딩 액체가 흘러내리다가, 제1 홈(G1)을 거친 후 제2 구간(103b)을 따라 흐르고 제2 홈(G2)까지 흐를 수 있다. 또, 계속해서 로딩 액체가 흘러내리다가 제2 홈(G2)을 거친 후 제3 구간(103c)을 따라 흐르고 제3 홈(G3)까지 흐를 수 있다. 제1 홈(G1) 내지 제3 홈(G3)에는 로딩 액체의 일부가 고일 수 있다. 나아가 로딩 액체는 제3 홈(G3) 보다 경사 방향 하측까지 흘러내릴 수 있음은 물론이다.
제1 길이(L1)와 제2 길이(L2)는 각각 약 2.0cm 내지 5.0cm 범위에 있을 수 있다. 또, 제3 길이(L3)는 약 2.0cm 내지 5.0cm 범위에 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 길이(L2)는 제3 길이(L3) 보다 클 수 있다. 제3 길이(L3)에 대한 제2 길이(L2)의 비율은 약 1.0 초과 2.0 이하, 또는 약 1.1 이상 1.8 이하, 또는 약 1.2 이상 1.6 이하의 범위에 있을 수 있다. 제2 길이(L2)와 제3 길이(L3)의 수치 및 비율이 상기 범위 내에 있을 경우 제2 홈(G2)과 제3 홈(G3)에 고이는 정자의 특성을 유의미하게 분류할 수 있다. 각 홈들(G1, G2, G3)의 깊이는 전술한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 정자 선별 장치(13) 또한 전술한 바와 같이 사용자가 로딩 액체를 제1 구간(103a)의 어느 위치에 로딩하고, 흐름부(103)를 따라 흐르는 로딩 액체가 복수의 홈들(G1, G2, G3)에 고인 후에, 홈들(G1, G2, G3) 중 어느 홈에 고인 액체를 수집하는 방식으로 사용할 수 있다. 구체적으로, 로딩 액체의 로딩부로부터 최인접한 제1 홈(G1) 및 로딩 액체의 로딩부로부터 가장 먼 제3 홈(G3)이 아니라, 최인접하지 않은 홈, 예컨대 제2 홈(G2)에 고인 액체에 포함된 정자가 제1 홈(G1) 및/또는 제3 홈(G3)에 고인 액체에 포함된 정자 보다 높은 운동성 등의 특성을 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정자 선별 장치의 측면도로서, 도 2와 동일한 위치를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 정자 선별 장치(14)는 흐름부(101)를 포함하되, 커버(300)를 더 포함하는 점이 전술한 실시예와 상이한 점이다. 도면으로 표현하지 않았으나, 흐름부가 플레이트 형상으로 제공되고 정자 선별 장치가 지지부를 더 포함할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
전술한 바와 같이 로딩된 로딩 액체는 흐름부(101)의 상면을 따라 흐르며 제1 홈(G1) 및 제2 홈(G2)에 고일 수 있다. 이 때 로딩 액체의 양이 너무 클 경우, 로딩 액체가 흐름부(101)의 상면에서 얇은 수막을 형성하며 흘러내리는 것이 아니라, 즉 흐름부(101)의 상면과 접촉하며 유동하지 않고 로딩 액체의 상층은 하층 상에서 흘러내릴 수 있다. 이 경우 정자의 주류성에도 불구하고 제1 홈(G1)에 고인 액체와 제2 홈(G2)에 고인 액체에 포함된 정자들의 특성에 따른 유의미한 분류가 어려울 수 있다.
이를 위해 본 실시예에 따른 커버(300)는 흐름부(101)의 상면, 구체적으로 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)의 상부를 커버하며 커버(300)와 흐름부(101) 사이에 액체의 흐름 공간을 형성할 수 있다. 예를 들어, 로딩 액체가 과도하게 많은 경우에 로딩 액체의 상층부는 커버(300) 보다 상측으로 흘러내리도록 하여 폐기하고, 흐름부(101)와 실질적으로 접촉하며 흐르는 로딩 액체의 하층부가 커버(300)의 흐름부(101)의 사이를 따라 흘러내리며 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)에 고이도록 구성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정자 선별 장치의 측면도로서, 도 2와 동일한 위치를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 정자 선별 장치(15)는 제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)을 갖는 흐름부(105)를 포함하고, 흐름부(105)의 제1 구간(105a)과 제2 구간(105b)이 서로 실질적으로 동일하거나 ±5% 범위 내의 경사각을 가지되, 제1 구간(105a)과 제2 구간(105b)이 서로 연결되지 않고 높이 차이를 형성하는 점이 전술한 실시예와 상이한 점이다. 도면으로 표현하지 않았으나, 흐름부가 플레이트 형상으로 제공되고 정자 선별 장치가 지지부를 더 포함할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
예시적인 실시예에서, 제1 구간(105a)의 하단부는 제2 구간(105b)의 상단부 보다 제3 방향(Z)으로 낮게 위치할 수 있다. 제1 구간(105a)의 하단과 제2 구간(105b)의 상단이 형성하는 단차에 의해 제1 홈(G1)이 형성될 수 있다.
마찬가지로 제2 구간(105b)의 하단부는 제3 구간(예컨대, 제2 홈(G2) 보다 경사 방향 하측에 위치하는 경사면)의 상단부 보다 제3 방향(Z)으로 낮게 위치할 수 있다. 제2 구간(105b)의 하단과 제3 구간의 상단에 형성하는 단차에 의해 제2 홈(G2)이 형성될 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이 홈들(G1, G2)의 깊이(D)는 어느 홈에 인접한 경사면에서 홈의 위치까지의 경사면에 대한 법선 방향으로의 최대 길이로 정의될 수 있다.
이하, 본 발명의 실험예를 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
도 1에 도시된 것과 같은 형상의 흐름부를 포함하는 정자 선별 장치를 제조하였다. 흐름부는 아크릴레이트를 이용하여 제조하였다. 제1 구간과 제2 구간의 길이는 약 4.0cm로 하였다. 제1 홈과 제2 홈의 깊이는 약 0.5cm로 하였다. 흐름부의 경사각은 약 25°로 하였다. 그리고 해동한 젖소 정액 5cc를 제1 구간에 적하하여 로딩하였다. 로딩 위치는 제1 구간의 최상단에 하였다. 분주 10분이 경과한 후 제1 홈과 제2 홈에 고인 액체를 수집하고 CASA를 이용해 정자의 특성을 분석하였다. 이하 본 실험은 5번씩 수행하였다.
<실시예 2>
도 5에 도시된 것과 같은 형상의 흐름부를 포함하는 정자 선별 장치를 제조하였다. 제3 구간의 길이는 약 4.0cm로 하고, 제3 홈의 깊이는 약 0.5cm로 하였다. 그 외에는 실시예 1과 동일하게 제조 및 분석하였다.
<실시예 3>
홈들의 깊이를 0.1cm로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 및 분석하였다.
<실시예 4>
제1 구간의 길이 및 제2 구간의 길이를 1.0cm로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 및 분석하였다.
<실시예 5>
제1 구간의 길이 및 제2 구간의 길이를 8.0cm로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 및 분석하였다.
<실시예 6>
흐름부의 경사각을 60°로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 및 분석하였다.
상기 실시예 1 내지 실시예 6을 5번씩 수행하고 제1 홈과 제2 홈(또는 제3 홈)에 고인 액체를 CASA로 분석하여 그 결과를 평균 계산하여 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2
제1 홈 제2 홈 제1 홈 제2 홈 제3 홈
MOT 56.69 79.76 55.77 80.45 67.52
VCL 55.76 80.42 56.45 80.25 78.15
VAP 31.79 43.61 31.54 43.33 35.13
VSL 19.13 26.99 18.36 26.01 25.47
ALH 1.40 1.88 1.37 1.91 1.76
실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
제1 홈 제2 홈 제1 홈 제2 홈 제1 홈 제2 홈 제1 홈 제2 홈
MOT 55.12 59.10 50.13 57.46 61.25 65.36 51.13 43.31
VCL 50.46 48.15 36.48 49.75 54.17 56.95 55.46 60.51
VAP 36.49 42.21 30.47 35.16 35.12 36.39 32.96 38.23
VSL 20.14 23.45 17.41 16.92 21.00 23.42 19.09 19.62
ALH 1.42 1.51 1.34 1.50 1.40 1.61 1.39 1.61
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2 모두 로딩부에서 2번째로 이격된 제2 홈에서 수집된 액체에 포함된 정자가 운동성 및 측면 머리 진폭 등의 특성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 특히 제1 홈과 비교할 경우, MOT는 약 40%(실시예 1), 44%(실시예 2) 높고, VCL은 약 44%(실시예 1), 42%(실시예 2) 높고, VAP는 약 37%(실시예 1, 실시예 2), VSL은 약 41%(실시예 1, 실시예 2), ALH는 약 34%(실시예 1), 39%(실시예 2) 높은 것을 확인할 수 있으며 통계적으로 유의미한 정도의 선별 결과이다.
또, 실시예 2의 경우 제3 홈에서 수집된 액체에 포함된 정자가 운동성 및 측면 머리 진폭 등의 측면에서 제1 홈에서 수집된 액체에 포함된 정자 보다 대체로 높은 것을 확인할 수 있다.
또, 상기 표 2를 더 참조하면, 실시예 1과 실시예 2에 비해 제1 홈과 제2 홈에서 수집된 정자의 특성 차이가 현저하지 않은 것을 확인할 수 있다. MOT와 AHL를 이용하여 비교하면, 실시예 3은 약 7%(MOT), 6%(ALH), 실시예 4는 약 14%(MOT), 12%(ALH), 실시예 5는 약 6%(MOT), 15%(ALH), 실시예 6은 -16%(MOT), 15%(ALH)의 특성 차이를 나타내었다(제1 홈에 대한 제2 홈의 비율).
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 정자 선별 장치
101: 흐름부

Claims (6)

  1. 경사를 형성할 수 있도록 구성된 흐름부를 포함하되,
    상기 흐름부는 상기 경사 방향을 따라 이격된 적어도 2개의 홈을 갖는 정자 선별 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정자 선별 장치는, 상기 흐름부를 따라 경사 방향으로 정자를 포함하는 액체가 흐르도록 구성된 정자 선별 장치.
  3. 경사를 형성할 수 있도록 구성된 흐름부로서, 상기 경사 방향을 따라 이격된 적어도 2개의 홈을 갖는 흐름부에 마련된 어느 위치에, 정자를 포함하는 액체를 로딩하고,
    상기 흐름부를 따라 흘러 상기 복수의 홈 중 어느 위치에 고인 정자를 포함하는 액체만을 수집하는 것을 포함하는, 정자의 선별 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 홈 중 어느 위치의 액체만을 수집하는 것은,
    상기 액체의 로딩 위치로부터 최인접하지 않은 홈으로부터 수집하는 것을 포함하는, 정자의 선별 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 액체가 흐름부를 따라 흐르는 것은, 별도의 외력 없이 중력에 의해 자연스럽게 이루어지는 것인 정자의 선별 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 로딩되는 정자를 포함하는 액체는,
    생리식염수 및 PBS 버퍼 용액 중 하나 이상과 정액을 혼합하여 점도를 조절한 것인, 정자의 선별 방법.
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