생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛 및 이를 이용한 검사방법
본 발명은 생화학검사와 면역반응검사를 동시에 수행하는 멀티유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혈구의 수를 계수하기 위한 형태학적인 검사방법을 제외한 생화학적검사, 면역혈청검사, 특수화학검사 및 유전자검사를 동시에 또는 각각 별개로 하나의 기기에서 모두 검사할 수 있도록 구성된 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛 및 이를 이용한 검사방법에 관한 것이다.
혈액은 몸 안의 모든 장기의 세포에 산소, 영양분, 호르몬 그리고 영양물질을 공급하는 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 감염에 대한 방어기관이자 독소와 노폐물을 운반해내는 기능도 하기 때문에, 체내에서 일어나는 변화는 혈액성분에 변화를 주게 된다. 따라서 질병의 진단, 치료 및 예후를 정확하게 판정하기 위해서는 혈액의 각종 성분을 검사하여야 한다.
이와 같이 혈액을 검사하기 위해서, 채혈한 혈액의 형태학적, 생화학적, 면역혈청학적 검사 등과 함께 특수 화학 검사를 하게 된다.
여기서, 혈액의 형태학적인 검사는 전혈을 사용하여 혈색소, 헤마토크릿(혈구용적), 적혈구, 백혈구, 혈소판수, 백혈구의 세포백분율 등을 측정하는 혈구 검사 및 혈액도말 검사 (혈액을 슬라이드에 얇게 발라 염색하여 혈구의 모양, 수 등을 직접 현미경으로 관찰)를 실시하며, 출혈시간, 응고시간, 모세혈관 저항 등을 검사해서 출혈경향 혈액 질환 감염증 등의 진단과 각종 질환의 경과와 예후판정을 하게 되는데, 이때 전기화학적인 방법과 염색법 등을 이용하여 측정을 하게 된다.
또한, 생화학적인 방법이나 면역학적인 방법, 및 특수화학방법은 먼저 원심분리 등을 이용하여 혈액내의 혈구를 제거하고 상층액(혈청 혹은 혈장)으로서 검사를 수행한다.
일반적으로, 생화학적인 방법은 주로 각각의 지시약에 혈청(혹은 혈장)을 반응시킨 다음, 이를 특정 파장의 흡광도를 측정하여 농도로 환산하는 방법을 택하는 것으로, 사용 지시약의 종류에 따라 습식과 건식으로 나뉘어진다.
습식은 대부분이 선택하는 방법으로서, 지시약이 액체형태로 되어 있어 혈장(혈정)과 반응을 일으키도록 하는 것이다. 건식 방법은 보다 간편하게 측정하기 위하여 얇은 필름에 지시약을 고형화하여 코팅한 다음 이를 혈청(혈장)과 반응을 일으켜서 흡광도를 측정하고 있다.
생화학적인 검사항목 |
간기능 관련검사 (SGOT, SGPT, ALP, r-GTP, Total protein, Albumin, Total bilirubin) |
급만성 간염, 간질환, 간경변증, 알콜성 장애, 지방간, 황달, 영양상태 |
신장기능 관련검사 (BUN, creatinine, uric acid) |
신부전, 뇨독증, 통풍성 질환 |
지질 관련검사 (Total cholesterol, triglyceride) |
동맥경화, 지방간 |
심장기능 관련검사 (LDH, CPK) |
심근경색, 다발성 근염 |
췌장 및 혈당 관련검사 (Amylase, glucose) |
급 만성 췌장염, 당뇨 |
또한, 면역혈청검사는 각종 세균 및 바이러스에 대한 항원, 항체 검사를 하는 것으로 B, C형 간염, 에이즈, 매독 등을 진단하고, 또한 류머티즘 질환 진단과 함께 각종 면역 세포의 기능도 혈액에서 이들 면역 세포를 분리해내어 실시하며, 기타 알레르기의 각종 원인이 되는 물질에 대한 혈액 내의 특정 면역 글로불린을 측정하므로써 알레르기의 원인을 밝히게 된다.
대부분의 면역혈청검사의 경우에는, 항원-항체 면역반응을 이용하여 일반적으로는 검사하고자 하는 항체(항원)에 표지자를 라벨링하여 이 항체(항원)의 양을 측정하는 방법을 채택하고 있다.
표지자의 종류에 따라 방사성 동위원소를 사용하여 신호를 검출하는 방사면역분석법(RIA: RadioImmunoAssay), 효소에 의한 신호증폭을 사용하는 효소면역측정법(ELISA: Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay, 혹은 EIA: Enzyme ImmunoAssay), 형광을 이용하여 검출하는 형광항체법(FA: Fluorescence Antibody technique), 화학발광을 사용하는 화학발광면역측정법(CLIA: ChemiLuminescence ImmunoAssay) 등으로 나눌 수 있으며, 그 밖에도 표지물질의 사용 방법이나 기질의 종류에 따라 다양한 분류가 가능하다.
특수화학검사는 심근경색증, 갑상선기능항진증 및 저하증, 각종 대사산물은 선천성, 또는 후천성 대사 질환을 진단하기 위한 검사 방법으로, 이 검사에는 암표지자 검사가 포함되는데 이들은 특정 암을 직접 진단해 주지는 못하지만 암의 진단을 위한 보조적 수단으로 사용될 수 있으며, 현재 대부분 면역혈청검사법과 유사한 형태의 검사를 수행하고 있다.
이와 같은 혈액을 이용한 검사를 동시에 다량의 검체검사를 수행하기 위한 기술개발이 근래에 많이 이루어지고 있는데, DNA chip이나 lab-on-a-chip 등의 방법이 그 한 예이다. 이들 방법은, 주로 면역혈청검사와 유전자검사를 동시에 수행하기 위한 방법이다.
이와 궤를 같이하여, 혈구의 수를 계수하기 위한 형태학적인 검사방법을 제외한 생화학적검사, 면역혈청검사, 특수화학검사 그리고 유전자검사를 동시에 또는 각각 하나의 기기에서 모두 수행할 수 있는 검사기기 및 키트의 개발이 절실히 요구되고 있는 상황이다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-0748181호
(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1608598호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수질에 대한 생화학적검사와 독성검사를 동시에 또는 각각 별개로 하나의 기기에서 모두 검사할 수 있도록 구성된 수질자동분석시스템 및 이를 이용한 검사방법을 제공하는 것이다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛은,
복수개의 제1 스트립웰(12)로 구성된 상부 스트립(10);
복수개의 제2 스트립웰(22)로 구성된 하부 스트립(20); 및
상기 상부 스트립(10)과 상기 하부 스트립(20)이 순차적으로 끼움결합되는 복수개의 제3 스트립웰(32)로 구성된 스트립함체(30);를 포함하여 구성되되,
상기 상부 스트립(10)의 바닥하부면과 상기 하부 스트립(20)의 바닥상면은 이격되게 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛에서,
상기 상부 스트립(10)의 각각의 제1 스트립웰(12)의 밀폐된 바닥면(14)에는 하방향으로 개방된 복수개의 시약공간(14b)이 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛에서,
상기 하부 스트립(20)의 각각의 제2 스트립웰(22)의 바닥면(24)은 복수개의 관통홀과 라인부로 구성된 격자무늬의 메시구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛에서,
상기 메시구조의 각 라인부에는 일정 크기의 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛에서,
상기 상부 스트립(10)에는 생화학검사를 하기 위한 지시약이 구비되고,
상기 하부 스트립(20)에는 면역반응검사를 하기 위한 DNA단편 또는 항체가 구비되며,
상기 스트립함체(30)에는 상기 지시약 또는 DNA단편 또는 항체와 반응하는 혈장이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛에서,
상기 생화학검사를 하기 위한 지시약은 상기 상부 스트립(10)에 구비된 복수개의 시약공간(14b) 각각에 분주된 후 드라이하여 고정되며,
상기 면역반응검사를 하기 위한 DNA단편 또는 항체는 상기 하부 스트립(20)에 구비된 메시구조의 라인부 또는 홈에 스포팅되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛에서,
상기 멀티유닛은 생화학검사 및 면역반응검사를 동시에 또는 각각 별개로 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛을 이용한 검사방법은,
복수개의 제1 스트립웰로 구성되고, 상기 복수개의 제1 스트립웰의 각각의 밀폐된 바닥면(14)에는 하방향으로 개방된 복수개의 시약공간(14b)이 구비된 상부 스트립(10); 복수개의 제2 스트립웰로 구성되고, 상기 복수개의 제2 스트립웰의 각각의 바닥면(24)은 복수개의 관통홀과 라인부로 구성된 메시구조로 되어 있는 하부 스트립(20); 및 혈장이 담지되어 있는 복수개의 제3 스트립웰로 구성된 스트립함체(30);로 구성된 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛을 준비하는 단계;
상기 상부 스트립(10)의 복수개의 시약공간(14b)에 지시약을 분주한후 드라이하고 고정시키는 단계;
상기 상부 스트립(10)을 혈장이 담지되어 있는 스트립함체(30)에 끼움결합하여 30~40℃ 온도에서 5~20분간 반응시키는 단계; 및
반응이 완료된 상기 상부 스트립(10)을 흡광도 측정부로 이동하여 흡광도를 측정하고 농도를 환산하는 단계;로 생화학검사가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛을 이용한 검사방법은,
상기 하부 스트립(20)의 복수개의 라인부 상면 또는 라인부상의 홈(24c)에 DNA단편 또는 항체를 스포팅하여 고정시키는 단계; 및
상기 하부 스트립(20)을 혈장이 담지되어 있는 스트립함체(30)에 끼움결합하여 반응시키는 단계; 및
반응이 완료된 상기 하부 스트립(20)을 흡광도 측정부로 이동하여 분광광도계를 사용하여 흡광도를 측정하는 단계;로 이루어지는 면역반응검사를 동시에 또는 별개로 더 수행하는 특징으로 한다.
본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛 및 이를 이용한 검사방법을 이용하면, 혈구의 수를 계수하기 위한 형태학적인 검사방법을 제외한 생화학적검사, 면역혈청검사, 특수화학검사 및 유전자검사를 동시에 또는 각각 별개로 하나의 기기에서 모두 검사하는 것이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛의 전체구성 및 내부구조를 간략하게 보여주는 분해사시도,
도 2는 도 1의 A,B 부분의 확대사시도,
도 3은 도 1의 결합상태 및 검사시약 등이 배치되는 상태를 확대해서 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛의 전체구성 및 내부구조를 간략하게 보여주는 분해사시도, 도 2는 도 1의 A,B 부분의 확대사시도, 도 3은 도 1의 결합상태 및 검사시약 등이 배치되는 상태를 확대해서 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 동시에 수행하는 멀티유닛(1)은 복수개의 제1 스트립웰(12)로 구성된 상부 스트립(10); 복수개의 제2 스트립웰(22)로 구성된 하부 스트립(20); 및 상부 스트립과 하부 스트립이 상방향에서 순차적으로 끼움결합되는 복수개의 제3 스트립웰(32)로 구성된 스트립함체(30);를 포함하여 구성된다.
상부 스트립(10)은 복수개의 제1 스트립웰(12)로 구성된 것으로서, 상부 스트립(10)을 형성하고 있는 각각의 제1 스트립웰(12)의 밀폐된 바닥면(14)에는 하방향으로 개방된 복수개의 시약공간(14b)이 구비되어 있다.
상부 스트립(10)은 생화학검사를 수행하기 위한 것으로, 복수개의 시약공간(14b) 각각에는 건식 시약을 분주한 후 드라이하여 고정시킨다.
하부 스트립(20)은 복수개의 제2 스트립웰(22)로 구성된 것으로서, 하부 스트립(20)을 형성하고 있는 각각의 제2 스트립웰(22)의 바닥면(24)은 복수개의 관통홀(24a)과 라인부(24b)로 구성된 격자무늬의 메시구조로 되어 있으며, 메시구조의 각 라인부는 소정 폭을 갖도록 구비된다. 또한, 각 라인부에는 일정 크기의 홈(24c)이 형성될 수 있다.
하부 스트립(20)은 면역검사를 수행하기 위한 것으로, 메시구조의 복수개의 라인부 또는 라인부에 형성된 홈에는 각각 DNA단편 또는 항체(또는 항원)이 스포팅되어 고정된다.
이와 같이 구성된 하부 스트립의 메시구조로 된 바닥상면은 상부 스트립의 바닥하부면과는 일정 거리 이격되게 위치되어, 상부 스트립 및 하부 스트립에서 동시에 또는 각각 검사가 진행될 수 있게된다.
스트립함체(30)는 적정 깊이의 제3 스트립웰(32)을 복수개 구비한 것으로, 각각의 제3 스트립웰(32)에는 혈액내의 혈구를 제거한 상층액(혈청 혹은 혈장)이 소정깊이까지 담지되어 있으며, 상부 스트립의 제1 스트립웰과 하부 스트립의 제2 스트립웰이 상방향에서 순차적으로 끼움결합된다.
이하, 본 발명에 따른 생화학검사와 면역반응검사를 동시에 수행하는 멀티유닛(1)을 이용하여 검사를 수행하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
우선, 복수개의 제1 스트립웰로 구성되고, 상기 복수개의 제1 스트립웰의 각각의 밀폐된 바닥면(14)에는 하방향으로 개방된 복수개의 시약공간(14b)이 구비된 상부 스트립(10); 복수개의 제2 스트립웰로 구성되고, 상기 복수개의 제2 스트립웰의 각각의 바닥면(24)은 복수개의 관통홀과 라인부로 구성된 메시구조로 되어 있는 하부 스트립(20); 및 혈장이 담지되어 있는 복수개의 제3 스트립웰로 구성된 스트립함체(30);로 구성된 생화학검사와 면역반응검사를 수행하는 멀티유닛을 준비한다.
다음, 생화학검사를 위하여, 상부 스트립(10)의 복수개의 제1 스트립웰(12)의 복수개의 시약공간(14b) 각각에 측정하고자 하는 검사항목에 맞는 건식 지시약을 분주한 후 드라이하여 고정시킨다.
다음, 상부 스트립(10)을 혈장이 담지되어 있는 스트립함체(30)에 끼움결합하여 30~40℃ 온도, 바람직하게는 37℃온도에서 5~20분간, 바람직하게는 10분간 반응시킨다.
반응이 완료된 상부 스트립(10)을 흡광도 측정부로 이동하여 흡광도를 측정하고 농도로 환산하여 생화학검사를 수행한다.
또한, 면역검사를 위하여, 하부 스트립(20)의 복수개의 제2 스트립웰(22)의 바닥면(24)의 메시구조의 각 라인부(24b)의 상면 또는 홈(24c)에는 각각 DNA단편 또는 항체(항원)를 스포팅하여 고정시킨다.
다음, 하부 스트립(20)을 혈장이 담지되어 있는 스트립함체(30)에 끼움결합하여, 하부 스트립의 제2 스트립웰(22)의 메시구조의 각 라인부(24b)의 상면 또는 홈(24c)에 구비된 DNA단편 또는 항체(항원)를 혈장과 반응시킨다.
반응이 완료된 하부 스트립(20)을 흡광도 측정부로 이동하여 분광광도계를 사용하여 흡광도를 측정하여 면역반응검사를 수행한다.
면역반응검사는 항원-항체 면역반응을 이용하여 측정을 하는것이 일반적으로, 검사하고자 하는 항체(항원)에 표지자를 라벨링하여 이 항체의 양을 측정하며 레이블된 물질에 따라 각각 맞는 분광광도계를 사용한다.
이때, 레이블된 물질이 형광일 경우에는 형광리더, CLIA일 경우에는 CLIA리더를 사용하여 측정한다. 여기서, 유전자검사까지 시행하기 위해서는 특정한 배열을 하는 DNA 혹은 RNA를 검출하기 위해 그것과 상보적인 배열을 하는 표지된 DNA 혹은 RNA단편을 탐침으로서 검출하는 방법인 별도의 하이브리디제이션(hybridization) 과정을 거친 이후에 측정한다.
여기서, 생화학검사와 면역반응검사는 별개로 또는 동시에 수행할 수 있는 바, 이때 상부 스트립의 각 제1 스트립웰(12)과 하부 스트립의 제2 스트립웰(22)을 스트립함체(30)의 제3 스트립웰(32)에 순차적으로 대응되도록 각각 끼워 삽입하되, 제1 스트립웰의 바닥하부면과 제2 스트립웰의 바닥상면과는 일정거리 이격되게 결합하도록 한다.
이는 제2 스트립웰(22)의 메시구조의 관통홀을 관통한 혈장이 제1 스트립웰(12)의 복수개의 시약공간(14b)에 들어있는 각 시약과 반응할 수 있도록 하고, 동시에 제2 스트립웰(22)의 메시구조의 각 라인부(24b)의 상면 또는 홈(24c)에 구비된 DNA단편 또는 항체(항원)가 혈장과 반응하고 제1 스트립웰에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위함이다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.