WO2019216460A1 - Diagnostic kit having grid-segmented transparent substrate, and optical diagnostic apparatus using same - Google Patents

Diagnostic kit having grid-segmented transparent substrate, and optical diagnostic apparatus using same Download PDF

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WO2019216460A1
WO2019216460A1 PCT/KR2018/005408 KR2018005408W WO2019216460A1 WO 2019216460 A1 WO2019216460 A1 WO 2019216460A1 KR 2018005408 W KR2018005408 W KR 2018005408W WO 2019216460 A1 WO2019216460 A1 WO 2019216460A1
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pad
diagnostic kit
detection
light
grid
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PCT/KR2018/005408
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Korean (ko)
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위성량
김수경
김인중
황이연
정미경
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주식회사 나노바이오라이프
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    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54386Analytical elements
    • G01N33/54387Immunochromatographic test strips
    • G01N33/54388Immunochromatographic test strips based on lateral flow
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/558Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor using diffusion or migration of antigen or antibody

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a diagnostic kit having a grid-division transparent substrate capable of improving the detection sensitivity of the diagnostic kit and an optical diagnostic apparatus using the same.
  • Diagnostic kits are developed using lateral flow tests or immunochromatography techniques for membrane materials such as paper and fibers, and are used as in vitro diagnostic drugs for point of care tests (POCTs), not for laboratory use.
  • On-site inspection refers to a test that can be used for diagnosis and treatment by quickly performing a test sample such as centrifugal separation without a pretreatment process or through a simple pretreatment near the subject. Diagnostic kits are sometimes called rapid diagnostic kits.
  • Immunochromatography techniques use insoluble carrier particles bound to ligands that uniquely recognize the substance to be detected, to capture the substance to be detected, transfer it using capillary phenomena in the membrane, and fix the blood to be fixed at a predetermined position in the specimen. It is one of immunological techniques to analyze the presence or absence of a substance to be detected by using insoluble carrier particles that are aggregated at another predetermined position in a test specimen by binding to a capture substance that specifically binds to a detection substance.
  • testing of the diagnostic result of the rapid diagnosis kit is performed by physical detection of the detection result such as the concentration and mass of the antibody captured in the capture line or the test line after the sample moves through the detection pad or the membrane.
  • the detection result such as the concentration and mass of the antibody captured in the capture line or the test line after the sample moves through the detection pad or the membrane.
  • the rectangular hollow is ideally uniformly distributed in the area of the trapping material or the antibody in the horizontal and vertical hollow areas of a constant size, and has a uniform distribution and speed in a homogeneous state. Accurate inspection, diagnostics and readings are possible assuming passing and evenly integrated in the hollow area.
  • kit manufacturing there are many variations of kit manufacturing, and the state of the sample itself is not completely homogeneous, and thus, the existing rapid diagnosis kits often show uneven and irregular test results.
  • an object of the present invention is to provide a diagnostic kit having a grid-dividing transparent substrate that can improve the reliability and stability of the device by changing the two-dimensional rectangular hollow pattern into a one-dimensional grid, and an optical diagnostic apparatus using the same.
  • Another object of the present invention is to improve the accuracy of the diagnosis even when the concentration of the detection target of the sample for diagnosis is low, the absolute amount at the beginning of the disease, or the concentration is reduced due to dilution by the reaction solution, grid
  • the present invention provides a diagnostic kit having a split transparent substrate and a method of manufacturing the same.
  • the present invention provides a diagnostic kit having a grid-divided transparent substrate, a method of manufacturing the diagnostic kit, an optical diagnostic apparatus using the diagnostic kit, and an optical diagnostic method.
  • a diagnostic kit is a diagnostic kit using an immunochromatography technique, and a sample pad and a bonding pad connected to one side to another side on one surface of a light-transmitting film substrate ( a conjugate pad, a detection pad, and an absorbent pad, wherein a stripe-shaped opaque pattern is disposed on the film substrate to correspond to a test area having a shape of a space in the detection pad.
  • a direction in which each line pattern extends in the opaque pattern may be perpendicular to a direction in which the coupling pad and the detection pad are connected to each other, or a direction in which the detection pad and the absorption pad are connected and extended.
  • each line pattern in the opaque pattern may be tilted at a specific angle of 45 ° or less with a direction in which the coupling pad and the detection pad are connected and extend, or in a direction in which the detection pad and the absorption pad are connected and extend. It may extend to correspond to the picture direction.
  • the width of the first line pattern and the distance between the second line pattern adjacent to the first line pattern may be the same in the opaque pattern.
  • the width of each line pattern and the distance between adjacent line patterns in the opaque pattern may be the same.
  • the opaque pattern may be disposed on the one surface of the film substrate, on the other surface that is opposite to the one surface, or may be disposed between the one surface and the other surface.
  • the opaque pattern may be buried so that the surface is exposed on the one surface or the other surface of the film substrate.
  • the diagnostic kit may further include a transmissive protective film covering the detection pad and the test area.
  • the diagnostic kit may further include a case for housing a pad assembly consisting of the film substrate, the sample pad, the bonding pad, the detection pad, and the absorbent pad.
  • the case may include a sample inlet corresponding to the sample pad and an opening positioned to correspond to the test area, and the opening may expose the test area and the control area on the detection pad to the outside.
  • a method of manufacturing a diagnostic kit including: arranging stripe-shaped opaque line patterns on a portion of a light-transmitting film substrate; Attaching a detection pad on one surface of the transparent film substrate; Attaching a coupling pad to one side of the detection pad; Attaching an absorption pad to the other side of the detection pad; And coupling a sample pad to one side of the coupling pad opposite to the side where the detection pad is located, wherein a direction in which each of the opaque line patterns extends is connected to the coupling pad and the detection pad.
  • each line pattern is the direction in which the coupling pad and the detection pad are connected and extend, or the detection pad and the absorption pad.
  • the pads are connected to each other and extend in correspondence with the direction inclined at a specific angle of 45 ° or less.
  • an optical diagnostic apparatus includes an optical diagnostic apparatus using a diagnostic kit, the light emitting device emitting light to a signal detection unit of a test area of the diagnostic kit; A light receiving element that detects a change in the amount of light between the stripe-shaped line patterns of the signal detection unit by the incident light when the incident light of the single wavelength from the light emitting element is focused on the signal detection unit of the diagnostic kit; An actuator coupled to the light receiving element to control focusing of the light receiving element; And a driving unit which moves a relative position between the light emitting element, the light receiving element, and the diagnostic kit, and is configured to scan in a direction crossing the line patterns of the signal detection unit by the operation of the driving unit.
  • the optical diagnostic device is a lens disposed in front of the light emitting device for condensing light to adjust the amount of light of the light emitting device; And a filter attached to the front end of the lens.
  • the optical diagnostic apparatus may further include a control unit for controlling the operation of the light emitting device, the light receiving device, the actuator and the driving unit.
  • the control unit can be connected to the other components of the optical diagnostic device via a wired cable or a wireless network.
  • the optical diagnostic device may further include an analysis unit connected to the light receiving element and analyzing a signal detected by the light receiving element.
  • the analysis unit is a matrix (m *) for the decomposition interval consisting of a column (m) of the direction (x) orthogonal to the crossing direction (y) to the row (n) create a two-dimensional memory array of n matrices, store a voltage V of a signal detected by the light receiving element corresponding to the matrix in A [n] [m], where an opaque section corresponding to the line patterns
  • the base voltage of is set to 0 or a predetermined voltage, the voltage from the first (x [0]) to the last (x [m-1]) of x for the i th (y [i]) of y.
  • a voltage one-dimensional memory array B [n] for storing the sum is generated, and the voltages for the x [0] to x [m-1] for the y [i] are summed to specify a specific memory array B [ j]), and sum the voltages for x [0] to x [m-1] with respect to [0] to [n-1] of y, respectively, to the specific memory array B [j].
  • the assay unit may be configured to determine the maximum and minimum of the standard sample for each antibody and adjust the gain thereof according to the sample reaction or the concentration of the sample.
  • the analysis unit may determine the positive of the sample exceeding the threshold value in each sample based on the threshold value based on the correlation between the output signal of the test area and the concentration of the biomarker.
  • the diagnostic kit having a grid-divided transparent substrate of the present invention a method for manufacturing the diagnostic kit, and an optical diagnostic apparatus using the diagnostic kit, mechanical errors in the membrane (combination pad) or the signal detection unit in the membrane in the diagnostic kit,
  • the detection reliability problem due to the manufacturing deviation of the square pattern and the like, and the problem that the detection signal is irregularly generated due to this error or deviation can be effectively solved. That is, the reliability and stability of the diagnostic kit and the optical diagnostic apparatus using the same can be greatly improved by changing the two-dimensional rectangular hollow pattern into a one-dimensional grid.
  • the accuracy and reliability of diagnosis can be ensured even when the concentration of the detection target of the sample for diagnosis is low, the absolute amount is insufficient at the initial stage of the disease, or when the concentration decreases due to dilution by the reaction solution.
  • FIG. 1 is a front view of a diagnostic kit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial perspective view of the diagnostic kit of FIG.
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view for explaining the assembly structure of the diagnostic kit of FIG.
  • 4 to 6 are views for explaining another embodiment of the opaque grid of the diagnostic kit of FIG.
  • FIG. 7 is a partially enlarged plan view of the structure of the opaque grid for the signal detection unit of the diagnostic kit of the present embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a structure in which the diagnostic kit of FIG. 1 is accommodated in a case.
  • FIG. 9 is a schematic reduced plan view of the diagnostic kit of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a view for explaining the principle of operation of the optical diagnostic device using the diagnostic kit of FIG.
  • 11 is a view for explaining the principle of operation of the diagnostic kit having a signal detection unit according to this embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a signal waveform detected by the diagnostic kit having the signal detector of FIG. 11.
  • FIG. 13 is a view for explaining the principle of operation of the diagnostic kit having a signal detector according to a comparative example.
  • FIG. 14 is a perspective view of an optical diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view of a detection optical system of the optical diagnostic device of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a perspective view from another side of a detection optical system of the optical diagnostic device of FIG. 14.
  • 17 is a view for explaining the principle of operation of the optical diagnostic device of FIG.
  • FIG. 18 is a block diagram of a control system of a detection reader according to another embodiment of the present invention.
  • 'opaque' or 'opaque' is not limited to meaning that the material completely blocks light, and indicates that the material has a relatively low light transmittance compared to other areas having the property of light transmission or transparency. Can be.
  • FIG. 1 is a front view of a diagnostic kit according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a partial perspective view of the diagnostic kit of FIG.
  • the diagnostic kit 100 includes a substrate 110, a membrane 120, a conjugate pad 130, and an absorbent pad 140.
  • the substrate 110 may be referred to as a base, a base substrate, a transparent substrate, or a transparent film.
  • the substrate 110 may have a length obtained by adding the first length L1, the second length L2, and the third length L3 in the y-direction or the length direction.
  • the length of the substrate 110 may be about 60 mm, but is not limited thereto.
  • an opaque grid 112a is formed on the substrate 110 to form the detector or the signal detector 112.
  • the opaque grid 112a is formed in a straight stripe pattern extending in one direction or y-direction.
  • the signal detector 112 may include an empty space 120e formed without a membrane material in the middle of the membrane 120.
  • Each line pattern of the opaque grid 112a may have the same width and have the same separation distance as other adjacent line patterns.
  • the width and distance of each line pattern in the signal detector 112 may be the same.
  • each line pattern in the signal detector 112 may be 80 ⁇ m to 120 ⁇ m, and the interval between adjacent line patterns may be 80 ⁇ m to 120 ⁇ m.
  • the width and the interval may be the same, but are not limited thereto.
  • Such width and spacing may have a difference in size depending on the size of a substance to be detected, such as a protein to be detected.
  • Membrane 120 includes a test line consisting of antibodies capturing the sample and a control line indicating whether the experiment was performed normally.
  • the inspection line corresponds to the test line or the signal detector 112 (see FIGS. 8 and 9).
  • the membrane 120 has a space portion 120e in the middle portion thereof in the longitudinal direction.
  • the space portion 120e functions as some component of the signal detector 112 arranged to detect a desired signal using the light transmissivity of the biomarker captured on the membrane 120.
  • the space portion 120e may correspond to a portion where the membrane is not disposed in the middle portion of the membrane 120.
  • the width L4 of the space part 120e may be about 1 mm.
  • the space part 120e is installed to expose at least a portion of the opaque grid partially disposed on the bottom surface of the substrate 110 to the outside through the membrane 120.
  • the opaque grid may be a printed pattern, but is not limited thereto.
  • the method of forming the opaque grid is not particularly limited as long as it can form an opaque pattern on a portion of the substrate 110.
  • Opaque grid is used interchangeably herein to refer to the same object as a unidirectional grid, opaque pattern, and the like.
  • the space portion 120e may be 1 mm or less in size or spatially not configured according to the optical characteristics of the sample. That is, the length L4 of the space part 120e may be zero.
  • the concentration of the sample may be measured by directly transmitting the membrane 120 with strong laser light.
  • the membrane 120 may have a single connection structure, and the transparent cover 160 may be omitted.
  • the membrane 120 may be selected and used according to analytical materials in various conventional reverse osmosis membranes, nanofiltration membranes, ultrafiltration membranes, microfiltration membranes, and the like.
  • NC Nirocellulose
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • the membrane 120 is attached or fixed on the substrate 110 by an adhesive 170 or the like, has a second length L2 smaller than the substrate 110 in the y-direction or the longitudinal direction, and may be referred to as a detection pad or the like. Can be.
  • the binding pad 130 includes a conjugate such as antibody-HRP that can be identified by color change by reacting with the sample.
  • One end of the bonding pad 130 may be in close contact with or attached to one upper end of the membrane 120, and the other end of the bonding pad 130 opposite to the one end may be in close contact or attached to one lower end of the sample pad 150. .
  • the bond pad 130 may have a length smaller than the membrane 120 in the longitudinal direction.
  • An adhesive or adhesive film may be inserted into the bonding surface where the bonding pad 130 and the membrane 120 contact each other in a smaller size than the bonding surface.
  • the adhesive surface 170 or the adhesive film may be inserted in a smaller size than the bonding surface on the bonding surface that the bonding pad 130 and the sample pad 150 contact.
  • the absorbent pad 140 serves as a reservoir of sample flowing through the membrane 120.
  • the absorbent pad 140 is in close contact with or attached to the upper end of the other side, which is the opposite side of the membrane 120.
  • the absorbent pad 140 may have a length greater than the predetermined third length L3, and may overlap the other side of the membrane 120 by the remaining length except for the third length L3.
  • An adhesive 170 or an adhesive film may be inserted in a smaller size than the bonding surface at the bonding surface where the absorbent pad 140 and the membrane 120 contact each other.
  • the sample pad 150 is a portion to which a sample to be detected is supplied from the outside.
  • the sample pad 150 may have a state preprocessed by a buffer reagent or the like.
  • the sample pad 150 may be coupled in an overlapping form to one end of the coupling pad 130 in the y-direction.
  • the sample pad 150 may have a first length L1 in the y-direction.
  • the transparent cover 160 may be disposed to cover the upper portion of the space 120e of the membrane 120 or may cover the entire exposed upper portion of the membrane 120 including the space 120e.
  • the exposed upper portion may correspond to a constant surface of a portion of the membrane 120 positioned between the bond pad 130 and the absorbent pad 140.
  • the transparent cover 160 prevents the sample from being ejected onto the membrane 120 or the space portion 120e and blocks external contaminants from affecting the membrane 120 or the signal detector 112.
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view for explaining the assembly structure of the diagnostic kit of FIG.
  • the diagnostic kit according to the present exemplary embodiment may include a printing structure for making a transparent substrate detector and a stacked structure between components constituting the diagnostic kit.
  • an opaque grid 112a for forming the detector that is, the signal detector 120, is formed in a portion of the transparent substrate 110.
  • the opaque grid 112a corresponds to the unidirectional grid or straight stripe-shaped line patterns extending straight in the longitudinal direction or the y-direction of the substrate 110.
  • the unidirectional grid may be disposed on the bottom surface of the substrate 110.
  • the upper surface opposite to the lower surface of the substrate 110 may be a surface to which the membrane 120 is attached.
  • the grid may be formed on the opposite surface of the test line disposed on the transparent film substrate where the flow of the sample occurs, thereby not affecting the flow of the sample.
  • the membrane 120 is disposed on the upper surface opposite to the lower surface of the substrate 110.
  • Membrane 120 may be fixed on substrate 110 by adhesive or other adhesion or bonding means.
  • the space portion 120e of the membrane 120 is disposed to correspond to the opaque grid 112a.
  • one end portion of the bonding pad 130 is attached to the top of one end of the membrane 120 in the longitudinal direction or the y-direction of the membrane 120, and the sample pad 150 is placed on the other end of the bonding pad 130. Place one end of the).
  • One end of the absorbent pad 140 is disposed on the other end of the membrane 120.
  • a first adhesive or an adhesive film may be disposed between the substrate 110 and the membrane 120, between the membrane 120 and the bonding pad 130, and between the membrane 120 and the absorption pad 140. Between the second adhesive may be disposed respectively.
  • the surface shape of the second adhesive is smaller than the junction area between the membrane 120 and the bond pad 130 and smaller than the junction area between the membrane 120 and the absorbent pad 140. This is a flow path at the interface between the components such that the antigen, insoluble carrier particles, or combinations thereof can be moved properly by capillary shape from the sample pad 150 to the absorbent pad 140 through the membrane 120, which is a porous fibrous body. It is flexible to obtain as wide or diverse as possible.
  • the width of each line pattern of the opaque grid is equally formed, the same spacing between adjacent line patterns is formed, or the width between each line pattern and the adjacent line patterns If the same interval is formed, different signal analysis results are generated according to the inclination of the signal detection unit 112 and the scanning direction of the laser light (see x-direction in FIG. 8) when the diagnostic kit is placed on the optical diagnostic apparatus. It can not only solve the problems of the existing structure effectively but also greatly improve the stability and reliability of the analysis speed and performance.
  • FIG. 4 to 6 are views for explaining another embodiment of the opaque grid of the diagnostic kit of FIG. 7 is a partially enlarged plan view of the structure of the opaque grid for the signal detection unit of the diagnostic kit of the present embodiment.
  • the signal detector 112 may include various forms in addition to the structure (see FIG. 3) disposed on the lower surface of the substrate 110.
  • the upper surface opposite to the lower surface of the substrate 110 may be a space (120e of FIG. 3) or a surface on which the membrane 120 is disposed.
  • the opaque grid 112a of the signal detection unit of the diagnostic kit may be formed on the upper surface of the substrate 110 as shown in FIG. 4.
  • the height of the printed structure of the opaque grid 112a can be adjusted according to the amount of antibody to be captured and the optical properties of the absorbance thus detected.
  • the opaque grid 112a may be embedded in the upper surface of the substrate 110, and one surface thereof may be exposed on the upper surface of the substrate 110 to be flat with the upper surface of the substrate 110.
  • the opaque grid 112a may be disposed on the upper surface of the substrate 110 while not affecting the flow of the sample.
  • the arrangement structure of the opaque grid 112a may be formed on the lower surface opposite to the upper surface of the substrate 110, depending on the implementation.
  • the opaque grid 112a may be installed between the upper and lower surfaces of the substrate 110 and not exposed to the upper and lower surfaces as shown in FIG. 6. That is, the opaque grid 112a may be disposed inside the substrate 110.
  • the substrate 110 may have a laminated structure of a first transparent film and a second transparent film, in which case the opaque grid 112a may be disposed between the first transparent film and the second transparent film.
  • the first transparent film and the second transparent film may be pressed flat on both sides in the form of a single film.
  • the opaque grid 112a employed in the present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and may include a structure in which the opaque grid is disposed as a separate film on the film substrate.
  • the thickness of the opaque grid 112a protruding from the substrate 110 or installed in conjunction with the substrate 110 may be much smaller than the width, and may be, for example, several tens of micrometers or less.
  • the opaque grid 112a extends in the longitudinal direction or the y-direction in which each line pattern in the pattern extends from the diagnostic kit, the membrane of the diagnostic kit, and the like.
  • the main feature may be that the width w and the spacing d between adjacent line patterns are the same.
  • the aforementioned width w and spacing d may each be equal to each other at 100 ⁇ m.
  • the aforementioned width w, spacing d or both may have other spacings such as 400 ⁇ m, 500 ⁇ m, 800 ⁇ m and the like.
  • the opaque grid of the microstructure in addition to the effect of improving the analysis speed and analysis performance, there is an advantage that can greatly improve the detection sensitivity by increasing the detection density can be calculated in the same area.
  • the particle density is the number of particles in the total area divided by the total area.
  • the particle density is a value obtained by dividing the number of particles in the divided area divided by the grid by the divided area. It can greatly improve.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a structure in which the diagnostic kit of FIG. 1 is accommodated in a case.
  • 9 is a schematic reduced plan view of the diagnostic kit of FIG. 8.
  • the diagnostic kit 100A includes a pad assembly and a case 190 accommodating the pad assembly.
  • the pad assembly includes a substrate 110 in the form of a film substrate, a membrane 120 corresponding to the detection pad, a bonding pad 130, an absorbent pad 140, and a sample pad 150.
  • the pad assembly may be in the form of any one of the embodiments described above with reference to FIGS. 1 to 7.
  • the case 190 may have a shape of a small flat box that is approximately rectangular parallelepiped.
  • the pad assembly may be seated in the case 190 by the concave-convex structure in the case 190.
  • the case 190 is divided into an upper case and a lower case and may be formed to simply receive the pad assembly by combining the upper and lower cases.
  • the upper case and the lower case may have a fitting structure paired with each other.
  • the opaque grid or line patterns constituting the opaque grid of the signal detection unit disposed on the substrate 110 are light-blocking or non-transparent stripes that are approximately parallel to the flow direction of the fluid or object in the diagnostic kit and are spaced at regular intervals in the width direction. stripe) shape.
  • the flow direction of the fluid may be the same as the direction in which each line pattern of the stripe pattern of the opaque grid extends.
  • the direction in which the fluid flows may be a direction orthogonal to the direction in which the laser light moves (x-direction) when the laser kit Li is irradiated to the diagnostic kit or to cross at or below about 45 ° with the orthogonal direction. have.
  • the case 190 may include a sample inlet 192 positioned corresponding to the sample pad 150, and an opening 194 exposing a portion of the upper portion of the membrane including the test area.
  • the opening 194 may be installed to expose the test area or test line corresponding to the signal detector 112 and the control area or control line 114 on the membrane 120 detection pad to the outside.
  • the control line 114 is provided with a predetermined antigen and is used to check whether the sample is a proper and meaningful object such as saliva, blood, urine, or the like of a human body.
  • the coupling pad 130 and the absorption pad 140 are slightly visible at both ends thereof in the longitudinal direction of the opening 194, but the present invention is not limited thereto.
  • the coupling pad 130 and the absorbent pad 140 may be disposed to be less exposed to the outside by the opening 194.
  • FIG. 10 is a view for explaining the principle of operation of the optical diagnostic device using the diagnostic kit of FIG.
  • FIG. 10 the opaque grid 112a of the signal detector 112 is enlarged for convenience of illustration.
  • the laser diode 241 is disposed on one surface of the diagnostic kit 100 including the opaque grid 112a, and the photodiode 280 is disposed on the other surface of the diagnostic kit 100.
  • the photodiode 280 surrounds the opaque grid around the signal detecting unit 112. The signal to be analyzed according to the sample concentration can be detected.
  • An objective lens 244 may be disposed between the laser 241 and the diagnostic kit 100 to focus incident light having a single wavelength onto the transparent substrate.
  • changes in the amount of light in the transparent portions between the respective grid patterns of the opaque grid 112a may be focused onto the photodiode 280 through the sensor lens 282.
  • the spacing between the fine pattern of the opaque grid 112a and the objective lens 244 may be focused through a driving unit 284 such as a variable charge motion (VCM) actuator as necessary.
  • the driving unit 284 may be coupled to the housing 283 supporting the photodiode 280 and the sensor lens 282.
  • the light quantity change in the grid pattern in the signal detector 112 may detect the signal to be analyzed for the entire area of the signal detector 112 by scanning the optical pickup module including the photodiode 280.
  • the sample or sample is moved in the first direction along the y axis, and the opaque grid in the signal detector is arranged to extend in the first direction along the y axis orthogonal to the x axis. Even when extending at an angle to one direction and a predetermined angle, that is, regardless of the manufacturing process or the method of handling the diagnostic kit of the operator, it is possible to perform a substantially stable signal detection, thereby obtaining a fast and reliable analysis analysis signal. can do.
  • FIG. 11 is a view for explaining the principle of operation of the diagnostic kit having a signal detection unit according to this embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a signal waveform detected by the diagnostic kit having the signal detector of FIG. 11.
  • the diagnostic kit according to the present embodiment includes an opaque grid 112a in the form of a straight line pattern.
  • the opaque grid 112a may be referred to as a unidirectional grid in that it is a set of line patterns extending in one direction.
  • the optical diagnostic apparatus irradiates a laser beam to the signal detection unit of the above-described diagnostic kit and scans the light quantity change in the signal detection unit.
  • the scanning direction Sd1 may be an x-direction which is a direction orthogonal to the y-direction which is an extension direction of the line pattern of the opaque grid 112a (see FIG. 11A).
  • the laser beam may be used in the form of a pulse, and may exhibit signal variations and differences in the transparent film portion and the printed portion (opaque grid portion).
  • the focused beam spot p1 may be formed on the signal detector 112 of the diagnostic kit by the laser beam. In FIG. 11, four are shown at an arbitrary point for comparison with the size of the fine pattern. However, only one beam spot p1 may be formed near the focal point of the laser beam moving along the scanning direction.
  • the opaque grid 112a in the form of a stripe, it is possible to overcome the constraint of the comparison configuration (see FIG. 13) that the x-axis grid and the y-axis grid must vertically intersect to ensure reliability. . That is, in the present embodiment, as shown in Figs. 11A and 11B, by using the signal detection unit 112 having the opaque grid 112a, it is not necessary to arrange the x-axis grid and the y-axis grid. Do not need to cross vertically, and even if a manufacturing error occurs in the opaque grid 112a, the signal detection and analysis can be performed substantially stably.
  • the manufacturing error may include a case where the extending direction of the line patterns in the opaque grid 112a is inclined at a predetermined angle with the length direction or the y-direction of the diagnostic kit.
  • the manufacturing error may include a case in which a deviation occurs in the width of each of the line patterns in the opaque grid, and the width of the line pattern and the distance between adjacent grid patterns are different.
  • the grid pattern in the signal detection unit 112 of the diagnostic kit may be manufactured to be inclined at any angle in the y-direction and the y1-direction as shown in FIG. 11 (b).
  • the internal angles in the y-direction and the y1-direction may be 45 degrees or less. Even in such a case, according to the diagnostic kit according to the present embodiment, analysis speed and analysis performance can be maintained.
  • an opaque grid or a diagnostic kit is determined with respect to the scan direction Sd1 of the laser diode due to manufacturing errors, mechanical errors, operator's working patterns or mistakes. Even if it is set to rotate by an angle (see (b) of FIG. 11), as shown in FIG. 12, since the signal waveform s1 of the section corresponding to the opaque grid always appears at a constant magnitude and interval as a reference voltage. Based on this, the signal waveform can be analyzed effectively.
  • the magnitude of the reference voltage may be set to a desired voltage (voltage, vol.) By the user.
  • the predetermined section of the waveform appearing in the detection signal according to the reference voltage that is, the section corresponding to the opaque grid always has a constant interval s1 even when the opaque grid rotates. That is, when the unidirectional grid rotates, there is a slight difference in the length of each section in the reference voltage waveform according to the rotation angle with respect to the scan direction Sd1, and the lengths of the sections are substantially the same.
  • the reference voltage of the signal detection section corresponding to the opaque grid always appears at a constant size and interval, thereby limiting the constraints on the mechanical error of the detector. Can be effectively overcome.
  • the line region other than the opaque grid of the signal detector 112 may represent a signal waveform having a voltage level different from the reference voltage as the transmissive region.
  • the signal waveform or the detection signal s2 in the light transmitting area may show different levels or waveforms depending on the concentration of the sample, the sample, the sample, or the precipitate captured in the light transmitting area.
  • the detection signal s2 may have a predetermined voltage V or a peak to peak as a difference between the minimum voltage and the maximum voltage.
  • the diagnostic kit has a quantitative analysis in consideration of the noise of the result in the diagnostic kit having the convenience, high performance, and economical efficiency of the sample in the diagnostic kit using the peak value, and maximizes the user's convenience. There is an advantage that can greatly improve the reliability.
  • FIG. 13 is a view for explaining the principle of operation of the diagnostic kit having a signal detector according to a comparative example.
  • This comparative example focuses on the problems occurring in the diagnostic kit to which the bidirectional grid (square pattern) is applied.
  • the bidirectional grid when a manufacturing error occurs in the bidirectional grid (square pattern), the grid extending in the x-axis direction and the grid extending in the y-axis direction may not vertically intersect due to the manufacturing error. This may result in irregularities in the detection signal. In particular, due to manufacturing errors when attaching the bidirectional grid to the diagnostic kit, it is often considered that the bidirectional grid is rotated and attached.
  • the scanning in the x-direction or the y-direction may not be constant due to the mechanical error of the detector. That is, when the y-direction is not arranged to be orthogonally orthogonal to the scan direction Sd1 of the laser beam (see FIG. 13B), the physical detection result such as the concentration and mass of the antibody captured in the test line When acquiring an optical signal or an electrical signal converted therefrom and analyzing the acquired signal, the obtained signal appears different according to the arrangement error of the signal detector, thereby greatly reducing the reliability of the analysis result. .
  • the width of the line pattern of the opaque grid may be configured to be smaller than or different from the interval between adjacent line patterns, but in that case, if the scan direction and the pattern direction are not almost exactly aligned, it is still one.
  • the accuracy of the division of the grid boundary is lowered, which makes it difficult to analyze the transparent and opaque sections.
  • FIG. 14 is a perspective view of an optical diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a perspective view of a detection optical system of the optical diagnostic device of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a perspective view from another side of a detection optical system of the optical diagnostic device of FIG. 14. 17 is a view for explaining the principle of operation of the optical diagnostic device of FIG.
  • the optical diagnostic apparatus 200 includes a base plate 210, a support frame 220, a work table 230, a detection optical system 240, a first motor 250, and a second.
  • the motor 260 and the connection terminal 270 are provided.
  • the detection optical system 240 may include a laser diode, and the photodiode may be disposed below the work table 230 through a connection frame 283 that is a part of the support frame 220.
  • the photodiode may form a light receiving module together with the focusing lens.
  • the detection optical system 240 and the light receiving module may be installed to move simultaneously by a predetermined interval on the x-y plane by the first motor 250 and the second motor 260.
  • the support frame 220 is installed on the base plate 210 to support the work table 230, the detection optical system 240, the first motor 250, the second motor 260, and the connection terminal 270.
  • the working table 230 may be provided with an uneven part or a protrusion for fixing or supporting the diagnostic kit as a diagnostic kit or a placed part.
  • the first motor 250 and the second motor 260 may correspond to an x-axis motor and a y-axis motor for moving the detection optical system 240 and the light receiving module in the x-y plane.
  • the connection terminal 270 is a part for electrically connecting the laser diode, the photodiode, the first motor 250 and the second motor 260 to a control system described later.
  • the connection terminal 270 may be omitted when signals and data are processed by a wireless communication module in a wireless communication method.
  • the detection optical system 240 of the optical diagnostic apparatus 200 may include a laser diode 241, a plurality of mirrors 242 and 245, a filter 243, a collimator lens, and the like, as shown in FIGS. 15 and 16. 244 and housing 246.
  • One side of the housing 246 may be moved back and forth and left and right according to the rotation of the first shaft of the first motor 250 and the second shaft of the second motor 260 on the support frame 220.
  • Coupling portion 247 may be provided to engage with the second shaft.
  • the laser diode 241 may irradiate a laser beam having a wavelength of 405 nm, 650 nm or 780 nm.
  • the filter 243 is installed in front of the collimator lens 244 to function to adjust the amount of light of the laser beam to a desired level or a predetermined level.
  • the filter 243 may operate to block wavelengths other than certain wavelengths, such as the 405 nm wavelength.
  • the collimator lens 244 functions to focus the laser beam whose light amount is adjusted through the filter 243 to the signal detector 112.
  • the plurality of mirrors 242 and 245 may be used to change the direction of travel of the laser beam.
  • the light receiving module of the optical diagnostic apparatus 200 may include an emission filter 283, a condensing lens 282, and a photodiode 280 as illustrated in FIG. 17.
  • the light receiving module may be disposed below the work table 230 by the connection frame (see 283 of FIG. 14).
  • the emission filter 283 is a filter for observing the wavelength emitted from the sample.
  • the condenser lens 282 condenses the light passing through the diagnostic kit 100 to the photodiode 280.
  • the filter 243 is attached to the front end of the collimator lens 244 where the light is focused to adjust the laser light amount to adjust the amount of light to a desired level, and the transmission type diagnostic kit 100 at the spot spot where the collected light is collected.
  • the light transmitted from the test surface of the signal detector 112 may detect a signal through an integrated circuit (PDIC) of a photodiode.
  • PDIC integrated circuit
  • the distance d6 from the reflective surface of the specific mirror 245 installed in the detection optical system 240 to the test surface of the diagnostic kit may be 24.0 mm.
  • the distance d1 between the photodiode 280 and the condenser lens 282 is 0.9 mm
  • the thickness d2 of the condenser lens 282 on the optical path is 1.9 mm
  • the condenser lens 282 and the emission The distance d3 between the filters 283 is 0.4 mm
  • the thickness d4 of the emission filter 283 is 0.7 mm
  • the distance to the test surface of the emission filter 283 and the transmissive diagnostic kit 100. (d5) may be 2.0 mm. This design dimension can be changed to improve the characteristics of the detection optical system as an example.
  • Signal detection can be accomplished by measuring the black intensity of light at that wavelength using a laser of a particular wavelength.
  • the laser may be operated to continuously irradiate light in the form of a pulse, adjust the intensity of the laser beam through the filter 243, and collect the house with the collimator lens 244.
  • the voltage detected by the photodiode maintains the reference voltage state. If there is no material reaction in the transparent part of the grid, the irradiated light is completely transmitted. If any part occurs, only part of the irradiated light is transmitted, and thus, when the transmitted light between the grid divisions is captured by the photodiode, the change in voltage may be checked and quantified to detect the presence of a signal (see FIG. 12).
  • the absorbance voltage of distilled water is 1.41V
  • the absorbance voltage for the first mixture of the first concentration (1/40) in which a predetermined material is mixed in distilled water at a first content is 1.82V
  • the same material is used in distilled water.
  • Absorption voltage for the second mixture of the second concentration (1/20) mixed with the second content is 2.26 V
  • Absorption voltage for represents 2.48V.
  • the sensitivity and characteristics of the detection signal according to the concentration change of the sample can be analyzed precisely, quickly and reliably based on the difference in absorbance voltage according to the concentration.
  • FIG. 18 is a block diagram of a control system of an optical diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the control system 290 includes an input unit 291, an output unit 292, a main control unit (MCU) 293, and a laser diode power supply. (LD Power) 294, an amplifier 295, an analog-to-digital converter (ADC) 296, and a motor driving unit (Moter driver) 297, and the laser of the optical diagnostic apparatus 200 described above with reference to FIG.
  • the diode LD may be connected to the photodiode PD, the first motor 250, and the second motor 260.
  • the control system 290 may be connected to the display device 298, and the display device 298 may include a touch screen for input / output such as a touch LCD.
  • the main control unit 293 may operate to extract data of the photodiode at regular intervals by, for example, decomposing the unit reference signal in 4096 steps at 12-bit resolution.
  • the main control unit 293 sets a frequency for the digital signal through pulse width modulation (PWM) control, and the pulse width or duty cycle can adjust the intensity of the laser diode by adjusting the amplitude of the signal. have.
  • PWM pulse width modulation
  • the conversion speed can be greatly improved in an analog digital conversion scheme compared to a control unit having 4 or 8 bit resolution.
  • the main control unit 293 may be referred to as a control unit, a controller, a central processing unit, or the like, and may be implemented as a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • main control unit 293 may store an analysis program for reducing noise and obtaining valid information in a memory, and perform the analysis program through the main control unit 293 connected to the memory.
  • the analysis program may include a scanning schedule algorithm, a photodiode (PD) detection voltage accumulation and an analysis algorithm.
  • PD photodiode
  • the scanning schedule algorithm is a first step of driving to autofocus array formation in the y-axis direction, where the y-axis is decomposed into sections larger than 100 to 200 sections; a second step of returning to the y-axis origin; a third step of driving to form an autofocus array in the x-axis direction, wherein the x-axis is decomposed into sections larger than 40 to 80 sections; a fourth step of returning to the x-axis origin; a fifth step of moving in the y-axis direction to start scanning the test line and then moving the microsection in the y-axis direction, wherein the microfocus movement uses the autofocus arrangement formed in the first step;
  • the sixth step may be continuously applied to complete the scan from the x-axis origin to the end point, and may include a series of sixth steps of returning to the x-axis origin.
  • the PD detection voltage accumulation and analysis algorithm is a two-dimensional memory array A [n] of a matrix (m * n matrix) for a decomposition section consisting of rows (n) in the y-axis direction and columns (m) in the x-axis direction.
  • a first step of generating [m] The second step of storing the voltage (V) of the signal detected by the scan and light irradiation photodiode or light receiving element in a specific memory region of the two-dimensional memory array A [n] [m], where the base voltage of the opaque section is 0 or corresponding to a predetermined voltage; Voltage one-dimensional memory array B [n] for storing the voltage summation from the first (x [0]) to the last (x [m-1]) of the x-axis for the i-th (y [i]) of the y-axis Creating a third step; A fourth step of adding up the voltages for x [0] to x [m-1] for y [i] and storing them in a specific one-dimensional memory array B [j]; By repeating the fourth step, a specific one-dimensional memory array B [j] is obtained by summing voltages for x [0] to x [m-1] with respect to [0] to [n-1] of
  • Equation 1 the sum of the detection voltages in the above-described transparent period.
  • the respective mountain detection sensitivity may be calculated by the following equation (2).
  • the present embodiment it is possible to provide a new optical diagnostic apparatus having excellent sensitivity and specificity discrimination performance by evaluating the difference in the photodiode voltage between the transparent section and the opaque section using a diagnostic kit having a grid-divided transparent substrate.
  • control system 290 described above may have a form coupled to the base plate or the support frame of the optical diagnostic device described above with reference to FIG. 14, and vice versa. That is, the optical diagnostic apparatus described above with reference to FIG. 14 may be implemented to be integrally coupled to a housing or a case of the control system described with reference to FIG. 18.

Abstract

A diagnostic kit having a grid-segmented transparent substrate capable of improving the detection sensitivity of the diagnostic kit, and an optical diagnostic apparatus using same are disclosed. The diagnostic kit, as a diagnostic kit using an immunochromatography technique, comprises a sample pad, a coupling pad, a detection pad, and an absorption pad connected in the described order from one side to the other side on one surface of a light-transmissive film base material, and a striped opaque pattern is formed on the film base material in correspondence to a space part-shaped test area in the detection pad.

Description

그리드 분할 투명기판을 가진 진단키트 및 이를 이용하는 광학 진단 장치Diagnostic kit with grid-division transparent substrate and optical diagnostic device using same
본 발명의 실시예들은 진단키트의 검출 민감도를 향상시킬 수 있는 그리드 분할 투명기판을 가진 진단키트 및 이를 이용하는 광학 진단 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a diagnostic kit having a grid-division transparent substrate capable of improving the detection sensitivity of the diagnostic kit and an optical diagnostic apparatus using the same.
진단키트는 종이나 섬유 등 멤브레인 소재의 측방유동 검사 혹은 면역 크로마토그래피 기술을 이용하여 개발되며 실험실용이 아닌 현장검사(point of care test, POCT)용으로 체외 진단 의약품으로 사용되고 있다. 현장검사는 피검자 가까이에서 원심분리 등 검사시료를 전처리과정 없이 혹은 간편한 전처리과정을 거쳐 신속하게 시행하여 진단 및 치료에 이용할 수 있는 검사를 말한다. 진단키트는 신속진단 키트로 불리기도 한다.Diagnostic kits are developed using lateral flow tests or immunochromatography techniques for membrane materials such as paper and fibers, and are used as in vitro diagnostic drugs for point of care tests (POCTs), not for laboratory use. On-site inspection refers to a test that can be used for diagnosis and treatment by quickly performing a test sample such as centrifugal separation without a pretreatment process or through a simple pretreatment near the subject. Diagnostic kits are sometimes called rapid diagnostic kits.
면역 크로마토그래피 기술은 피검출 물질을 특징적으로 인식하는 리간드를 결합시킨 불용성 담체 입자를 사용하여 피검출 물질을 포착하고, 이를 멤브레인의 모세관 현상을 이용하여 이동시키고, 시험편 내의 소정의 위치에 고정설치된 피검출 물질에 특이적으로 결합하는 포착 물질과 결합되도록 함으로써 시험편 내의 다른 소정의 위치에 응집되는 불용성 담체 입자를 이용하여 피검출 물질의 유무를 분석하는 면역학적 기술 중 하나이다.Immunochromatography techniques use insoluble carrier particles bound to ligands that uniquely recognize the substance to be detected, to capture the substance to be detected, transfer it using capillary phenomena in the membrane, and fix the blood to be fixed at a predetermined position in the specimen. It is one of immunological techniques to analyze the presence or absence of a substance to be detected by using insoluble carrier particles that are aggregated at another predetermined position in a test specimen by binding to a capture substance that specifically binds to a detection substance.
통상 신속진단 키트의 진단 결과에 대한 검사는 검체가 검출패드 또는 멤브레인을 통과하여 이동한 후 캡쳐라인(capture line) 또는 테스트라인(test line)에서 포획되는 항체의 농도, 질량 등 물리적인 검출 결과의 영상에서의 광학 신호 혹은 이를 전환한 전기 신호를 획득하고, 이 신호를 분석하는 것에 의해 이루어진다.In general, testing of the diagnostic result of the rapid diagnosis kit is performed by physical detection of the detection result such as the concentration and mass of the antibody captured in the capture line or the test line after the sample moves through the detection pad or the membrane. By acquiring an optical signal or an electrical signal converted from the image and analyzing the signal.
육안검출이 아닌 광학적인 검출 방식을 적용하는 기존의 신속진단 키트는 테스트라인의 영역 내 포획물질이나 항체를 모든 영역에 대하여 분석하는 것이 아니고 광학빔이 조사되는 영역에 대하여 특정한 크기의 가상의 사각형 영역인 할로우(hollow) 혹은 창(window) 영역에 대하여 검사, 진단 및 판독을 하게 된다.Existing rapid diagnosis kits that apply optical detection methods, rather than visual detection, do not analyze capture substances or antibodies in all areas of the test line, but rather virtual rectangular areas of a specific size for the area to which the optical beam is irradiated. Inspection, diagnosis and reading of hollow or window areas are performed.
한편, 기존의 신속진단 키트에서 사각형 할로우는 일정한 크기의 가로세로 할로우 영역에 이상적으로는 포획물질 혹은 항체가 영역 내에 고르게 분포하고, 균질한 상태로 균일한 분포와 속도를 가지고 키트 내의 검출패드 영역을 통과하고, 할로우 영역에 고르게 집적되는 것을 가정할 때 정확한 검사, 진단 및 판독이 가능하다. 하지만 현실적으로 여러 가지 키트 제조상의 변이요소도 존재하고, 검체 자체의 상태도 완전히 균질한 것은 아니어서 실제로 기존의 신속진단 키트는 불균일하고 불규칙적인 검사 결과를 나타내곤 한다.On the other hand, in the conventional rapid diagnostic kit, the rectangular hollow is ideally uniformly distributed in the area of the trapping material or the antibody in the horizontal and vertical hollow areas of a constant size, and has a uniform distribution and speed in a homogeneous state. Accurate inspection, diagnostics and readings are possible assuming passing and evenly integrated in the hollow area. However, in reality, there are many variations of kit manufacturing, and the state of the sample itself is not completely homogeneous, and thus, the existing rapid diagnosis kits often show uneven and irregular test results.
이와 같이, 기존의 신속진단 키트에서 특별한 불규칙성이 없어도 비교적 넓은 영역을 차지하는 할로우 전체에 대한 총괄적 상태를 검사하여 할로우의 전체적인 측면에서 미세한 변화를 감지하는 것은 매우 어려운 실정이다.As such, it is very difficult to detect the microscopic changes in the overall aspect of the hollow by examining the overall state of the entire hollow, which occupies a relatively large area, even if there is no special irregularity in the existing quick diagnosis kit.
따라서 본 발명은 사각형 할로우 영역을 이용하는 기존 진단키트에서 멤브레인의 기구적인 오차, 사각형 패턴의 제작 편차 등으로 인한 검출 신뢰도 문제와, 이러한 오차나 편차로 인하여 검출 신호가 불규칙적으로 발생하는 문제점을 해결할 수 있는, 그리드 분할 투명기판을 가진 진단키트 및 이를 이용하는 광학 진단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 즉, 본 발명의 목적은 2차원적인 사각 할로우 패턴을 1차원적인 그리드로 변경하여 장치의 신뢰성과 안정성을 향상시킬 수 있는 그리드 분할 투명기판을 가진 진단키트 및 이를 이용하는 광학 진단 장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention can solve the problem of detection reliability caused by mechanical error of the membrane, manufacturing deviation of the square pattern, and the like, and irregularity of the detection signal due to such error or deviation in the existing diagnostic kit using the rectangular hollow area. To provide a diagnostic kit having a grid-division transparent substrate and an optical diagnostic apparatus using the same. That is, an object of the present invention is to provide a diagnostic kit having a grid-dividing transparent substrate that can improve the reliability and stability of the device by changing the two-dimensional rectangular hollow pattern into a one-dimensional grid, and an optical diagnostic apparatus using the same.
본 발명의 다른 목적은 진단을 위한 검체의 검출 대상물의 농도가 낮거나, 질병 초기에 절대량이 부족하거나, 혹은 반응액에 의한 희석으로 인한 농도가 저하된 경우에도 진단의 정확성을 높일 수 있는, 그리드 분할 투명기판을 가진 진단키트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to improve the accuracy of the diagnosis even when the concentration of the detection target of the sample for diagnosis is low, the absolute amount at the beginning of the disease, or the concentration is reduced due to dilution by the reaction solution, grid The present invention provides a diagnostic kit having a split transparent substrate and a method of manufacturing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 정량적 진단에서 진단 결과를 정확하고 정밀하게 할 수 있고, 여러 가지 변이요소들을 가진 상태에서 복수 검체 사이의 작은 상태 변화도 정확하게 포착하고 정량적인 결과를 효과적으로 도출할 수 있는, 그리드 분할 투명기판을 가진 진단키트, 진단키드의 제조방법, 진단키트를 이용하는 광학 진단 장치 및 광학 진단 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to accurately and precisely diagnose a diagnosis result in a quantitative diagnosis, to accurately capture a small state change between a plurality of samples in a state having various variants, and to effectively derive a quantitative result. The present invention provides a diagnostic kit having a grid-divided transparent substrate, a method of manufacturing the diagnostic kit, an optical diagnostic apparatus using the diagnostic kit, and an optical diagnostic method.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 진단키트는, 면역 크로마토그래피 기술을 이용하는 진단키트로서, 투광 필름기재의 일면 상에 일측에서 타측으로 기재된 순서대로 연결되는 샘플 패드, 결합 패드(conjugate pad), 검출 패드 및 흡수 패드(absorbent pad)를 구비하고, 상기 검출 패드 내 공간부 형태의 테스트 영역에 대응하여 줄무늬(stripe) 모양의 불투광 패턴이 상기 필름기재에 배치되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a diagnostic kit according to an aspect of the present invention is a diagnostic kit using an immunochromatography technique, and a sample pad and a bonding pad connected to one side to another side on one surface of a light-transmitting film substrate ( a conjugate pad, a detection pad, and an absorbent pad, wherein a stripe-shaped opaque pattern is disposed on the film substrate to correspond to a test area having a shape of a space in the detection pad. .
일실시예에서, 상기 불투광 패턴에서 각 라인패턴이 연장하는 방향은 상기 결합 패드와 상기 검출 패드가 연결되어 연장하는 방향 또는 상기 검출 패드와 상기 흡수 패드가 연결되어 연장하는 방향과 직교할 수 있다.In one embodiment, a direction in which each line pattern extends in the opaque pattern may be perpendicular to a direction in which the coupling pad and the detection pad are connected to each other, or a direction in which the detection pad and the absorption pad are connected and extended. .
일실시예에서, 상기 불투광 패턴에서 각 라인패턴은 상기 결합 패드와 상기 검출 패드가 연결되어 연장하는 방향 또는 상기 검출 패드와 상기 흡수 패드가 연결되어 연장하는 방향과 45° 이하의 특정 각도로 경사진 방향에 대응하도록 연장할 수 있다.In an exemplary embodiment, each line pattern in the opaque pattern may be tilted at a specific angle of 45 ° or less with a direction in which the coupling pad and the detection pad are connected and extend, or in a direction in which the detection pad and the absorption pad are connected and extend. It may extend to correspond to the picture direction.
일실시예에서, 상기 불투광 패턴에서 제1 라인패턴의 폭과 상기 제1 라인패턴과 인접한 제2 라인패턴의 간격은 동일할 수 있다.In an embodiment, the width of the first line pattern and the distance between the second line pattern adjacent to the first line pattern may be the same in the opaque pattern.
일실시예에서, 상기 불투광 패턴에서 각 라인패턴의 폭과 서로 인접한 라인패턴들 사이의 간격은 동일할 수 있다.In one embodiment, the width of each line pattern and the distance between adjacent line patterns in the opaque pattern may be the same.
일실시예에서, 상기 불투광 패턴은 상기 필름기재의 상기 일면 상에 배치되거나, 상기 일면의 반대면인 타면 상에 배치되거나, 또는 상기 일면과 상기 타면과의 사이에 배치될 수 있다.In one embodiment, the opaque pattern may be disposed on the one surface of the film substrate, on the other surface that is opposite to the one surface, or may be disposed between the one surface and the other surface.
일실시예에서, 상기 불투광 패턴은 상기 필름기재의 상기 일면 또는 상기 타면에 그 표면이 노출되도록 매립될 수 있다.In one embodiment, the opaque pattern may be buried so that the surface is exposed on the one surface or the other surface of the film substrate.
일실시예에서, 진단키트는 상기 검출 패드와 상기 테스트영역을 덮는 투광성 보호필름을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the diagnostic kit may further include a transmissive protective film covering the detection pad and the test area.
일실시예에서, 진단키트는 상기 필름기재, 상기 샘플 패드, 상기 결합 패드, 상기 검출 패드 및 상기 흡수 패드로 이루어진 패드 어셈블리를 수납하는 케이스를 더 포함할 수 있다. 상기 케이스는 상기 샘플 패드에 대응하여 위치하는 샘플 유입구와 상기 테스트 영역에 대응하여 위치하는 개구부를 구비할 수 있으며, 상기 개구부는 상기 테스트 영역과 상기 검출 패드 상의 컨트롤 영역을 외부에 노출시킬 수 있다.In one embodiment, the diagnostic kit may further include a case for housing a pad assembly consisting of the film substrate, the sample pad, the bonding pad, the detection pad, and the absorbent pad. The case may include a sample inlet corresponding to the sample pad and an opening positioned to correspond to the test area, and the opening may expose the test area and the control area on the detection pad to the outside.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 진단키트의 제조방법은, 투광 필름기재의 일부 영역에 스트라이프 모양의 불투광 라인패턴들을 배치하는 단계; 투광 필름기재의 일면 상에 검출 패드를 부착하는 단계; 상기 검출 패드의 일측에 결합 패드를 부착하는 단계; 상기 검출 패드의 타측에 흡수 패드를 부착하는 단계; 및 상기 검출 패드가 위치한 측과 반대측인 상기 결합 패드의 일측에 샘플 패드를 결합하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 불투광 라인패턴들 각각이 연장하는 방향은, 상기 결합 패드와 상기 검출 패드가 연결되어 연장하는 방향 또는 상기 검출 패드와 상기 흡수 패드가 연결되어 연장하는 방향과 직교하거나, 상기 불투광 패턴에서 각 라인패턴은 상기 결합 패드와 상기 검출 패드가 연결되어 연장하는 방향 또는 상기 검출 패드와 상기 흡수 패드가 연결되어 연장하는 방향과 45° 이하의 특정 각도로 경사진 방향에 대응하여 연장하도록 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a diagnostic kit, the method including: arranging stripe-shaped opaque line patterns on a portion of a light-transmitting film substrate; Attaching a detection pad on one surface of the transparent film substrate; Attaching a coupling pad to one side of the detection pad; Attaching an absorption pad to the other side of the detection pad; And coupling a sample pad to one side of the coupling pad opposite to the side where the detection pad is located, wherein a direction in which each of the opaque line patterns extends is connected to the coupling pad and the detection pad. It extends or is perpendicular to the direction in which the detection pad and the absorption pad are connected and extend, or in the opaque pattern, each line pattern is the direction in which the coupling pad and the detection pad are connected and extend, or the detection pad and the absorption pad. The pads are connected to each other and extend in correspondence with the direction inclined at a specific angle of 45 ° or less.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 측면에 따른 광학 진단 장치는, 진단키트를 이용하는 광학 진단 장치로서, 상기 진단키트의 테스트 영역의 신호검출부로 광을 방출하는 발광소자; 상기 발광소자로부터의 단일파장의 입사광이 상기 진단키트의 신호검출부에 집속될 때 상기 입사광에 의한 상기 신호검출부의 스트라이프 모양의 라인패턴들 사이의 광량 변화를 검출하는 수광소자; 상기 수광소자에 결합하여 상기 수광소자의 포커싱을 제어하는 액츄에이터; 및 상기 발광소자 및 상기 수광소자와, 상기 진단키트 간의 상대적인 위치를 이동시키는 구동유닛을 포함하며, 상기 구동유닛의 동작에 의해, 상기 신호검출부의 상기 라인패턴들과 교차하는 방향에서 스캐닝하도록 이루어진다.In order to solve the above technical problem, an optical diagnostic apparatus according to another aspect of the present invention includes an optical diagnostic apparatus using a diagnostic kit, the light emitting device emitting light to a signal detection unit of a test area of the diagnostic kit; A light receiving element that detects a change in the amount of light between the stripe-shaped line patterns of the signal detection unit by the incident light when the incident light of the single wavelength from the light emitting element is focused on the signal detection unit of the diagnostic kit; An actuator coupled to the light receiving element to control focusing of the light receiving element; And a driving unit which moves a relative position between the light emitting element, the light receiving element, and the diagnostic kit, and is configured to scan in a direction crossing the line patterns of the signal detection unit by the operation of the driving unit.
일실시예에서, 광학 진단 장치는 상기 발광소자의 전단에 배치되어 상기 발광소자의 광량을 조절하기 위해 빛을 집광하는 렌즈; 및 상기 렌즈의 전단에 부착되는 필터를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the optical diagnostic device is a lens disposed in front of the light emitting device for condensing light to adjust the amount of light of the light emitting device; And a filter attached to the front end of the lens.
일실시예에서, 광학 진단 장치는, 상기 발광소자, 상기 수광소자, 상기 액추에이터 및 상기 구동유닛의 동작을 제어하는 제어유닛을 더 포함할 수 있다. 제어유닛은 유선 케이블이나 무선 네트워크를 통해 광학 진단 장치의 다른 구성요소들과 연결될 수 있다.In one embodiment, the optical diagnostic apparatus may further include a control unit for controlling the operation of the light emitting device, the light receiving device, the actuator and the driving unit. The control unit can be connected to the other components of the optical diagnostic device via a wired cable or a wireless network.
일실시예에서, 광학 진단 장치는 상기 수광소자에 연결되어 상기 수광소자에서 검출한 신호를 분석하는 분석유닛을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the optical diagnostic device may further include an analysis unit connected to the light receiving element and analyzing a signal detected by the light receiving element.
일실시예에서, 상기 분석유닛은, 상기 교차하는 방향(y)을 행(n)으로, 상기 교차하는 방향과 직교하는 방향(x)을 열(m)로 이루어지는 분해 구간에 대한 행렬(m*n행렬)의 이차원 메모리 어레이를 생성하고, 상기 행렬에 대응하여 상기 수광소자에서 검출되는 신호의 전압(V)을 A[n][m]에 저장하고-여기서 상기 라인패턴들에 대응하는 불투명 구간의 기저전압을 0 또는 소정 전압으로 설정됨-, 상기 y의 i번째(y[i])에 대해 상기 x의 첫번째(x[0])에서 마지막번째(x[m-1])까지의 전압 합산을 저장하기 위한 전압 일차원 메모리 어레이(B[n])를 생성하고, 상기 y[i]에 대한 상기 x[0] 내지 x[m-1]에 대한 전압을 합산하여 특정 메모리 어레이(B[j])에 저장하고, 상기 y의 [0] 내지 [n-1]에 대하여 상기 x[0] 내지 x[m-1]에 대한 전압을 합산하여 특정 메모리 어레이(B[j])에 각각 저장하고, 상기 각 B[j]에 대해 해당 면적(Si)으로 나누어 검출감도(Ii)를 계산하며, 유효판정 기준치로 검출감도의 최대치를 선정하도록 이루어질 수 있다.In one embodiment, the analysis unit is a matrix (m *) for the decomposition interval consisting of a column (m) of the direction (x) orthogonal to the crossing direction (y) to the row (n) create a two-dimensional memory array of n matrices, store a voltage V of a signal detected by the light receiving element corresponding to the matrix in A [n] [m], where an opaque section corresponding to the line patterns The base voltage of is set to 0 or a predetermined voltage, the voltage from the first (x [0]) to the last (x [m-1]) of x for the i th (y [i]) of y. A voltage one-dimensional memory array B [n] for storing the sum is generated, and the voltages for the x [0] to x [m-1] for the y [i] are summed to specify a specific memory array B [ j]), and sum the voltages for x [0] to x [m-1] with respect to [0] to [n-1] of y, respectively, to the specific memory array B [j]. Store, award Calculating the surface area (Si) sensitivity (Ii) by dividing for each B [j], and may be adapted to select the maximum value of sensitivity is determined as the effective reference value.
일실시예에서, 상기 분석유닛은 시료 반응 또는 검체의 농도에 따라 포화 및 백그라운드 레벨을 각각의 항체에 대한 표준시료의 최대 및 최소를 정하고, 이에 대한 게인을 조정하여 맞추도록 이루어질 수 있다.In one embodiment, the assay unit may be configured to determine the maximum and minimum of the standard sample for each antibody and adjust the gain thereof according to the sample reaction or the concentration of the sample.
일실시예에서, 상기 분석유닛은 상기 테스트 영역의 출력신호와 바이오마커의 농도와의 상관관계에 기초한 문턱값을 토대로 각 샘플에서 상기 문턱값을 초과한 시료를 양성을 판정할 수 있다.In one embodiment, the analysis unit may determine the positive of the sample exceeding the threshold value in each sample based on the threshold value based on the correlation between the output signal of the test area and the concentration of the biomarker.
전술한 본 발명의 그리드 분할 투명기판을 가진 진단키트, 진단키트의 제조방법, 및 진단키트를 이용하는 광학 진단 장치에 의하면, 진단키트에서 멤브레인(결합 패드)이나 멤브레인 내 신호검출부의 기구적인 오차, 기존 사각형 패턴의 제작 편차 등으로 인한 검출 신뢰도 문제와, 이러한 오차나 편차로 인하여 검출 신호가 불규칙적으로 발생하는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다. 즉, 2차원적인 사각 할로우 패턴을 1차원적인 그리드로 변경하여 진단키트 및 이를 이용하는 광학 진단 장치의 신뢰성과 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.According to the diagnostic kit having a grid-divided transparent substrate of the present invention, a method for manufacturing the diagnostic kit, and an optical diagnostic apparatus using the diagnostic kit, mechanical errors in the membrane (combination pad) or the signal detection unit in the membrane in the diagnostic kit, The detection reliability problem due to the manufacturing deviation of the square pattern and the like, and the problem that the detection signal is irregularly generated due to this error or deviation can be effectively solved. That is, the reliability and stability of the diagnostic kit and the optical diagnostic apparatus using the same can be greatly improved by changing the two-dimensional rectangular hollow pattern into a one-dimensional grid.
또한, 본 발명에 의하면, 진단을 위한 검체의 검출 대상물의 농도가 낮거나, 질병 초기에 절대량이 부족하거나, 혹은 반응액에 의한 희석으로 인한 농도가 저하된 경우에도 진단의 정확성과 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the accuracy and reliability of diagnosis can be ensured even when the concentration of the detection target of the sample for diagnosis is low, the absolute amount is insufficient at the initial stage of the disease, or when the concentration decreases due to dilution by the reaction solution. There are advantages to it.
또한, 본 발명에 의하면, 정량적 진단에서 진단 결과를 정확하고 정밀하게 할 수 있고, 여러 가지 변이요소들을 가진 상태에서 복수 검체 사이의 작은 상태 변화도 정확하게 포착하고 정량적인 결과를 효과적으로 도출할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to accurately and precisely diagnose the diagnosis result in the quantitative diagnosis, and to accurately capture the small state change between the plurality of samples in the state having various variance elements and to effectively derive the quantitative result. There is this.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진단키트의 정면도이다.1 is a front view of a diagnostic kit according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 진단키트의 부분 사시도이다.2 is a partial perspective view of the diagnostic kit of FIG.
도 3은 도 1의 진단키트의 조립 구조를 설명하기 위한 부분 분해사시도이다.3 is a partially exploded perspective view for explaining the assembly structure of the diagnostic kit of FIG.
도 4 내지 도 6은 도 1의 진단키트의 불투명 그리드에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.4 to 6 are views for explaining another embodiment of the opaque grid of the diagnostic kit of FIG.
도 7은 본 실시예의 진단키트의 신호검출부를 위한 불투명 그리드의 구조에 대한 부분 확대 평면도이다.7 is a partially enlarged plan view of the structure of the opaque grid for the signal detection unit of the diagnostic kit of the present embodiment.
도 8는 도 1의 진단키트를 케이스 내에 수납한 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a structure in which the diagnostic kit of FIG. 1 is accommodated in a case.
도 9는 도 8의 진단키트에 대한 개략적인 축소 평면도이다.9 is a schematic reduced plan view of the diagnostic kit of FIG. 8.
도 10은 도 9의 진단키트를 이용하는 광학 진단 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the principle of operation of the optical diagnostic device using the diagnostic kit of FIG.
도 11은 본 실시예에 따른 신호검출부를 구비하는 진단키트의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining the principle of operation of the diagnostic kit having a signal detection unit according to this embodiment.
도 12는 도 11의 신호검출부를 갖춘 진단키트에서 검출되는 신호 파형을 예시한 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating a signal waveform detected by the diagnostic kit having the signal detector of FIG. 11.
도 13은 비교예에 따른 신호검출부를 구비한 진단키트의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining the principle of operation of the diagnostic kit having a signal detector according to a comparative example.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 진단 장치에 대한 사시도이다.14 is a perspective view of an optical diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 15는 도 14의 광학 진단 장치의 검출광학계에 대한 사시도이다.15 is a perspective view of a detection optical system of the optical diagnostic device of FIG. 14.
도 16은 도 14의 광학 진단 장치의 검출광학계에 대한 다른 측면에서의 사시도이다.FIG. 16 is a perspective view from another side of a detection optical system of the optical diagnostic device of FIG. 14.
도 17은 도 14의 광학 진단 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.17 is a view for explaining the principle of operation of the optical diagnostic device of FIG.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검출리더기의 제어시스템에 대한 블록도이다.18 is a block diagram of a control system of a detection reader according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하의 설명에서 용어 '불투광' 또는 '불투명'은 해당 재질이 빛을 완전히 차단하는 것을 의미하는 것으로 한정되지 않고, 투광 또는 투명의 속성을 가진 다른 영역에 비해 상대적으로 낮은 광 투과성을 갖는 것을 나타낼 수 있다.In the following description, the term 'opaque' or 'opaque' is not limited to meaning that the material completely blocks light, and indicates that the material has a relatively low light transmittance compared to other areas having the property of light transmission or transparency. Can be.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진단키트의 정면도이다. 도 2는 도 1의 진단키트의 부분 사시도이다.1 is a front view of a diagnostic kit according to an embodiment of the present invention. 2 is a partial perspective view of the diagnostic kit of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 진단키트(100)는, 기판(substrate, 110), 멤브레인(120), 결합 패드(conjugate pad, 130), 흡수 패드(absorbant pad, 140), 샘플 패드(sample pad, 150) 및 투명 커버(160)를 구비한다.1 and 2, the diagnostic kit 100 according to the present embodiment includes a substrate 110, a membrane 120, a conjugate pad 130, and an absorbent pad 140. A sample pad 150 and a transparent cover 160.
좀더 구체적으로 설명하면, 기판(110)은 베이스(base), 베이스기판, 투명기판, 투명필름 등으로 지칭될 수 있다. 기판(110)은 y-방향 또는 길이 방향에서 제1 길이(L1), 제2 길이(L2) 및 제3 길이(L3)를 더한 길이를 가질 수 있다. 이러한 기판(110)의 길이는 약 60㎜일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In more detail, the substrate 110 may be referred to as a base, a base substrate, a transparent substrate, or a transparent film. The substrate 110 may have a length obtained by adding the first length L1, the second length L2, and the third length L3 in the y-direction or the length direction. The length of the substrate 110 may be about 60 mm, but is not limited thereto.
본 실시예에서 기판(110)에는 검출부 또는 신호검출부(112)를 형성하기 위한 불투명 그리드(112a)가 배치된다. 불투명 그리드(112a)는 일방향 또는 y-방향으로 연장하는 직선형 스트라이프 패턴으로 형성된다. 신호검출부(112)는 멤브레인(120) 중간에 멤브레인 재료가 없이 형성되는 빈 공간부(120e)를 포함할 수 있다.In the present embodiment, an opaque grid 112a is formed on the substrate 110 to form the detector or the signal detector 112. The opaque grid 112a is formed in a straight stripe pattern extending in one direction or y-direction. The signal detector 112 may include an empty space 120e formed without a membrane material in the middle of the membrane 120.
불투명 그리드(112a)의 각 라인패턴은 동일한 폭을 구비하고 인접한 다른 라인패턴과 동일한 이격 거리를 가질 수 있다. 또한, 신호검출부(112)에서 각 라인패턴의 폭과 이격 거리는 동일할 수 있다. 이러한 패턴 구조를 이용하면, 광학 신호 검출시 신호 분석을 단순화하여 분석 속도와 성능을 크게 높일 수 있다.Each line pattern of the opaque grid 112a may have the same width and have the same separation distance as other adjacent line patterns. In addition, the width and distance of each line pattern in the signal detector 112 may be the same. By using this pattern structure, signal analysis can be simplified to greatly increase the analysis speed and performance.
신호검출부(112) 내 각 라인패턴의 폭은 80㎛ 내지 120㎛이고, 인접한 라인패턴들 사이의 간격은 80㎛ 내지 120㎛일 수 있다. 상기 폭과 상기 간격은 동일할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이러한 폭과 간격은 검출하고자 하는 단백질 등의 피검출 물질의 크기에 따라 그 크기에 차이를 가질 수 있다.The width of each line pattern in the signal detector 112 may be 80 μm to 120 μm, and the interval between adjacent line patterns may be 80 μm to 120 μm. The width and the interval may be the same, but are not limited thereto. Such width and spacing may have a difference in size depending on the size of a substance to be detected, such as a protein to be detected.
멤브레인(120)은 샘플을 포획하는 항체로 이루어진 검사선과 실험이 정상적으로 수행되었는지를 나타내는 컨트롤 라인(control line)을 포함한다. 검사선은 테스트 라인 또는 신호검출부(112)에 대응한다(도 8 및 도 9 참조). 본 실시예에서는 멤브레인(120)은 길이 방향에서 그 중간 부분에 공간부(120e)를 구비한다. 공간부(120e)는 멤브레인(120) 상에 포획된 바이오 마커의 광투광성을 이용하여 원하는 신호를 검출하기 위해 배치된 신호검출부(112)의 일부 구성부로서 기능한다. Membrane 120 includes a test line consisting of antibodies capturing the sample and a control line indicating whether the experiment was performed normally. The inspection line corresponds to the test line or the signal detector 112 (see FIGS. 8 and 9). In the present embodiment, the membrane 120 has a space portion 120e in the middle portion thereof in the longitudinal direction. The space portion 120e functions as some component of the signal detector 112 arranged to detect a desired signal using the light transmissivity of the biomarker captured on the membrane 120.
공간부(120e)는 멤브레인(120)의 중간 부분에 멤브레인이 배치되지 않은 부분에 대응할 수 있다. 공간부(120e)의 폭(L4)은 약 1㎜ 정도일 수 있다. 공간부(120e)는 기판(110) 하부면에 부분적으로 배치된 불투명 그리드의 적어도 일부를 멤브레인(120)을 관통하여 외부에 노출하도록 설치된다. 불투명 그리드는 인쇄된 패턴일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 불투명 그리드의 형성 방법은 기판(110)의 일부분에 불투광 패턴을 형성할 수 있다면, 특별히 한정되지 않는다. 불투명 그리드는 단방향 그리드, 불투광 패턴 등과 동일한 대상을 지칭하는 것으로 본 명세서에서 혼용되어 사용된다.The space portion 120e may correspond to a portion where the membrane is not disposed in the middle portion of the membrane 120. The width L4 of the space part 120e may be about 1 mm. The space part 120e is installed to expose at least a portion of the opaque grid partially disposed on the bottom surface of the substrate 110 to the outside through the membrane 120. The opaque grid may be a printed pattern, but is not limited thereto. The method of forming the opaque grid is not particularly limited as long as it can form an opaque pattern on a portion of the substrate 110. Opaque grid is used interchangeably herein to refer to the same object as a unidirectional grid, opaque pattern, and the like.
한편, 구현에 따라서, 공간부(120e)는 샘플의 광학적 특성에 따라 그 크기가 1㎜ 이하이거나 공간적으로 구성되지 않을 수 있다. 즉, 공간부(120e)의 길이(L4)는 0(zero)이 될 수 있다. 공간부가 설치되지 않는 경우, 강한 레이저 빛으로 직접 멤브레인(120)을 투과하여 샘플의 농도 등을 측정할 수 있다. 또한, 멤브레인(120)은 단일 연결 구조를 가질 수 있으며, 투명커버(160)는 생략될 수 있다.On the other hand, depending on the implementation, the space portion 120e may be 1 mm or less in size or spatially not configured according to the optical characteristics of the sample. That is, the length L4 of the space part 120e may be zero. When the space part is not installed, the concentration of the sample may be measured by directly transmitting the membrane 120 with strong laser light. In addition, the membrane 120 may have a single connection structure, and the transparent cover 160 may be omitted.
멤브레인(120)은 기존의 다양한 역삼투막, 나노여과막, 한외여과막, 정밀여과막 등에서 분석 대상 물질에 따라 선택되어 사용될 수 있으며, 일례로 NC(Nitrocellulose) 멤브레인 또는 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 멤브레인이 사용될 수 있다. 멤브레인(120)은 접착제(170) 등에 의해 기판(110) 상에 부착되거나 고정되고, y-방향 또는 길이 방향에서 기판(110)보다 작은 제2 길이(L2)를 가지며, 검출 패드 등으로 지칭될 수 있다.The membrane 120 may be selected and used according to analytical materials in various conventional reverse osmosis membranes, nanofiltration membranes, ultrafiltration membranes, microfiltration membranes, and the like. For example, NC (Nitrocellulose) membrane or PVDF (Polyvinylidene fluoride) membrane may be used. The membrane 120 is attached or fixed on the substrate 110 by an adhesive 170 or the like, has a second length L2 smaller than the substrate 110 in the y-direction or the longitudinal direction, and may be referred to as a detection pad or the like. Can be.
결합 패드(conjugate pad, 130)는 샘플과 반응하여 색 변화 등으로 확인이 가능한 항체-HRP 등의 결합물을 포함한다. 결합 패드(130)의 일단부는 멤브레인(120)의 일측 상단부에 밀착되거나 부착되고, 상기 일단부의 반대측인 결합 패드(130)의 타단부는 샘플 패드(150)의 일측 하단부에 밀착되거나 부착될 수 있다.The binding pad 130 includes a conjugate such as antibody-HRP that can be identified by color change by reacting with the sample. One end of the bonding pad 130 may be in close contact with or attached to one upper end of the membrane 120, and the other end of the bonding pad 130 opposite to the one end may be in close contact or attached to one lower end of the sample pad 150. .
결합 패드(130)는 길이 방향에서 멤브레인(120)보다 작은 길이를 가질 수 있다. 결합 패드(130)와 멤브레인(120)이 접하는 접합면에는 접착제나 접착필름이 접합면보다 작은 크기로 삽입될 수 있다. 이와 유사하게, 결합 패드(130)와 샘플 패드(150)가 접하는 접합면에는 접착제(170)나 접착필름이 접합면보다 작은 크기로 삽입될 수 있다.The bond pad 130 may have a length smaller than the membrane 120 in the longitudinal direction. An adhesive or adhesive film may be inserted into the bonding surface where the bonding pad 130 and the membrane 120 contact each other in a smaller size than the bonding surface. Similarly, the adhesive surface 170 or the adhesive film may be inserted in a smaller size than the bonding surface on the bonding surface that the bonding pad 130 and the sample pad 150 contact.
흡수 패드(absorbant pad, 140)는 멤브레인(120)을 통과하여 흘러오는 샘플의 저장소 역할을 한다. 흡수 패드(140)는 멤브레인(120)의 일측의 반대측인 타측의 상단부에 밀착되거나 부착된다. 흡수 패드(140)는 소정의 제3 길이(L3)보다 큰 길이를 구비하고, 제3 길이(L3)를 제외한 나머지 길이만큼 멤브레인(120)의 타측에 중첩될 수 있다. 흡수 패드(140)와 멤브레인(120)이 접하는 접합면에는 접착제(170)나 접착필름이 접합면보다 작은 크기로 삽입될 수 있다.The absorbent pad 140 serves as a reservoir of sample flowing through the membrane 120. The absorbent pad 140 is in close contact with or attached to the upper end of the other side, which is the opposite side of the membrane 120. The absorbent pad 140 may have a length greater than the predetermined third length L3, and may overlap the other side of the membrane 120 by the remaining length except for the third length L3. An adhesive 170 or an adhesive film may be inserted in a smaller size than the bonding surface at the bonding surface where the absorbent pad 140 and the membrane 120 contact each other.
샘플 패드(sample pad, 150)는 외부에서 피검출 시료가 공급되는 부분이다. 샘플 패드(150)는 버퍼시약 등에 의해 사전 처리된 상태를 구비할 수 있다. 샘플 패드(150)는 y-방향에서 결합 패드(130)의 일단에 중첩 형태로 결합될 수 있다. 샘플 패드(150)는 y-방향에서 제1 길이(L1)를 가질 수 있다.The sample pad 150 is a portion to which a sample to be detected is supplied from the outside. The sample pad 150 may have a state preprocessed by a buffer reagent or the like. The sample pad 150 may be coupled in an overlapping form to one end of the coupling pad 130 in the y-direction. The sample pad 150 may have a first length L1 in the y-direction.
투명 커버(160)는 멤브레인(120)의 공간부(120e) 상부를 덮도록 배치되거나, 또는 공간부(120e)를 포함한 멤브레인(120)의 노출 상부 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 노출 상부는 결합 패드(130)와 흡수 패드(140) 사이에 위치하는 멤브레인(120)의 일부분의 상수면에 대응될 수 있다. 투명 커버(160)는 샘플이 멤브레인(120) 또는 공간부(120e) 상부로 분출되는 것을 방지하고, 외부의 오염물이 멤브레인(120)이나 신호검출부(112)에 영향을 미치는 것을 차단한다.The transparent cover 160 may be disposed to cover the upper portion of the space 120e of the membrane 120 or may cover the entire exposed upper portion of the membrane 120 including the space 120e. The exposed upper portion may correspond to a constant surface of a portion of the membrane 120 positioned between the bond pad 130 and the absorbent pad 140. The transparent cover 160 prevents the sample from being ejected onto the membrane 120 or the space portion 120e and blocks external contaminants from affecting the membrane 120 or the signal detector 112.
도 3은 도 1의 진단키트의 조립 구조를 설명하기 위한 부분 분해사시도이다.3 is a partially exploded perspective view for explaining the assembly structure of the diagnostic kit of FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 진단키트는 투명기판 검출부를 만들기 위한 프린팅 구조와 진단키트를 구성하는 부품들 간의 적층 구조를 구비할 수 있다.2 and 3, the diagnostic kit according to the present exemplary embodiment may include a printing structure for making a transparent substrate detector and a stacked structure between components constituting the diagnostic kit.
먼저, 투명한 기판(110)의 일부 영역에 검출부 즉 신호검출부(120)를 형성하기 위한 불투명 그리드(112a)를 형성한다. 불투명 그리드(112a)는 기판(110)의 길이 방향 또는 y-방향으로 곧게 연장하는 직선형 스트라이프 모양의 라인패턴들 또는 단방향 그리드에 대응한다.First, an opaque grid 112a for forming the detector, that is, the signal detector 120, is formed in a portion of the transparent substrate 110. The opaque grid 112a corresponds to the unidirectional grid or straight stripe-shaped line patterns extending straight in the longitudinal direction or the y-direction of the substrate 110.
단방향 그리드는 기판(110)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 기판(110)의 하부면의 반대측인 상부면은 멤브레인(120)이 부착되는 면이 될 수 있다. 단방향 그리드를 기판(110)의 하부면에 배치하면, 시료의 유동이 일어나는 투명 필름기재 상에 배치된 테스트 라인의 반대면에 그리드를 형성하여 시료의 흐름에 영향을 주지 않을 수 있다.The unidirectional grid may be disposed on the bottom surface of the substrate 110. In this case, the upper surface opposite to the lower surface of the substrate 110 may be a surface to which the membrane 120 is attached. When the unidirectional grid is disposed on the lower surface of the substrate 110, the grid may be formed on the opposite surface of the test line disposed on the transparent film substrate where the flow of the sample occurs, thereby not affecting the flow of the sample.
다음, 기판(110)의 하부면에 반대면인 상부면 상에 멤브레인(120)을 배치한다. 멤브레인(120)은 접착제 또는 기타 접착 수단이나 결합 수단에 의해 기판(110) 상에 고정될 수 있다. 이때, 멤브레인(120)의 공간부(120e)는 불투명 그리드(112a)에 대응하도록 배치된다.Next, the membrane 120 is disposed on the upper surface opposite to the lower surface of the substrate 110. Membrane 120 may be fixed on substrate 110 by adhesive or other adhesion or bonding means. At this time, the space portion 120e of the membrane 120 is disposed to correspond to the opaque grid 112a.
다음, 멤브레인(120)의 길이 방향 또는 y-방향에서 멤브레인(120)의 일단부 상부에 결합 패드(130)의 한쪽 말단부를 부착하고, 결합 패드(130)의 다른쪽 말단부 상부에는 샘플 패드(150)의 한쪽 말단부를 배치한다. 그리고 멤브레인(120)의 타단부 상부에는 흡수 패드(140)의 한쪽 말단부를 배치한다.Next, one end portion of the bonding pad 130 is attached to the top of one end of the membrane 120 in the longitudinal direction or the y-direction of the membrane 120, and the sample pad 150 is placed on the other end of the bonding pad 130. Place one end of the). One end of the absorbent pad 140 is disposed on the other end of the membrane 120.
기판(110)과 멤브레인(120)과의 사이에는 제1 접착제나 접착필름이 배치될 수 있고, 멤브레인(120)과 결합 패드(130)과의 사이 및 멤브레인(120)과 흡수 패드(140)과의 사이에는 제2 접착제가 각각 배치될 수 있다.A first adhesive or an adhesive film may be disposed between the substrate 110 and the membrane 120, between the membrane 120 and the bonding pad 130, and between the membrane 120 and the absorption pad 140. Between the second adhesive may be disposed respectively.
제2 접착제의 면상(surface shape, 면을 형성하는 부분) 크기는 멤브레인(120)과 결합 패드(130)와의 접합부 면적보다 작고, 멤브레인(120)과 흡수 패드(140)와의 접합부 면적보다 작다. 이것은 항원, 불용성 담체 입자, 또는 이들의 결합체가 모세관 형상에 의해 샘플 패드(150)로부터 다공질 섬유체인 멤브레인(120)을 통해 흡수 패드(140)로 적절하게 이동할 수 있도록 구성요소들 간의 경계면에서 유동유로를 가능한 한 넓게 혹은 다양하게 확보하는데 유동하다.The surface shape of the second adhesive is smaller than the junction area between the membrane 120 and the bond pad 130 and smaller than the junction area between the membrane 120 and the absorbent pad 140. This is a flow path at the interface between the components such that the antigen, insoluble carrier particles, or combinations thereof can be moved properly by capillary shape from the sample pad 150 to the absorbent pad 140 through the membrane 120, which is a porous fibrous body. It is flexible to obtain as wide or diverse as possible.
전술한 스트라이프 패턴의 불투명 그리드를 이용하면, 특히 불투명 그리드의 각 라인패턴의 폭을 동일하게 형성하거나, 인접한 라인패턴들 사이의 간격을 동일하게 형성하거나, 각 라인패턴의 폭과 인접한 라인패턴들 간의 간격을 동일하게 형성하면, 광학 진단 장치에 진단키트를 올려놓고 분석할 때 신호검출부(112)와 레이저광의 스캔 방향(도 8의 x-방향 참조)과의 경사에 따라 서로 다른 신호 분석 결과를 생성하는 기존 구조에서의 문제점을 효과적으로 해결할 수 있을 뿐만 아니라 ㅂ분석 속도 및 성능에 대한 안정성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.By using the opaque grid of the above-described stripe pattern, in particular, the width of each line pattern of the opaque grid is equally formed, the same spacing between adjacent line patterns is formed, or the width between each line pattern and the adjacent line patterns If the same interval is formed, different signal analysis results are generated according to the inclination of the signal detection unit 112 and the scanning direction of the laser light (see x-direction in FIG. 8) when the diagnostic kit is placed on the optical diagnostic apparatus. It can not only solve the problems of the existing structure effectively but also greatly improve the stability and reliability of the analysis speed and performance.
도 4 내지 도 6은 도 1의 진단키트의 불투명 그리드에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면들이다. 도 7은 본 실시예의 진단키트의 신호검출부를 위한 불투명 그리드의 구조에 대한 부분 확대 평면도이다.4 to 6 are views for explaining another embodiment of the opaque grid of the diagnostic kit of FIG. 7 is a partially enlarged plan view of the structure of the opaque grid for the signal detection unit of the diagnostic kit of the present embodiment.
본 실시예에 따른 진단키트에서 신호검출부(112)는 기판(110)의 하부면 상에 배치되는 구조(도 3 참조) 외에 다양한 형태를 포함할 수 있다. 여기서, 기판(110)의 하부면에 반대되는 상부면은 공간부(도 3의 120e) 또는 멤브레인(120)이 배치되는 면이 된다.In the diagnostic kit according to the present exemplary embodiment, the signal detector 112 may include various forms in addition to the structure (see FIG. 3) disposed on the lower surface of the substrate 110. Here, the upper surface opposite to the lower surface of the substrate 110 may be a space (120e of FIG. 3) or a surface on which the membrane 120 is disposed.
일례로, 진단키트의 신호검출부의 불투명 그리드(112a)는 도 4에 도시한 바와 같이 기판(110)의 상부면에 형성될 수 있다. 불투명 그리드(112a)의 인쇄 구조물의 높이는 포획하고자 하는 항체의 양과 이에 따라 검출되는 흡광도의 광학적인 특성에 따라 조정될 수 있다.For example, the opaque grid 112a of the signal detection unit of the diagnostic kit may be formed on the upper surface of the substrate 110 as shown in FIG. 4. The height of the printed structure of the opaque grid 112a can be adjusted according to the amount of antibody to be captured and the optical properties of the absorbance thus detected.
또한, 불투명 그리드(112a)는 도 5에 도시한 바와 같이 기판(110)의 상부면 에 매립되고 일면이 기판(110)의 상부면과 평평하게 상부면 상에 노출될 수 있다. 이 경우, 불투명 그리드(112a)는 시료의 흐름에 영향을 주지 않을 수 있으면서 기판(110)의 상부면 상에 배치될 수 있다. 이러한 불투명 그리드(112a)의 배치 구조는 구현에 따라서 기판(110)의 상부면과 반대면인 하부면에 형성될 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the opaque grid 112a may be embedded in the upper surface of the substrate 110, and one surface thereof may be exposed on the upper surface of the substrate 110 to be flat with the upper surface of the substrate 110. In this case, the opaque grid 112a may be disposed on the upper surface of the substrate 110 while not affecting the flow of the sample. The arrangement structure of the opaque grid 112a may be formed on the lower surface opposite to the upper surface of the substrate 110, depending on the implementation.
또 다른 실시예에서, 불투명 그리드(112a)는 도 6에 도시한 바와 같이 기판(110)의 상부면과 하부면 사이에 설치되면서 상부면과 하부면에 노출되지 않도록 설치될 수 있다. 즉, 불투명 그리드(112a)는 기판(110)의 내부에 배치될 수 있다. 일례로, 기판(110)은 제1 투명필름과 제2 투명필름의 적층 구조를 구비할 수 있고, 그 경우 불투명 그리드(112a)는 제1 투명필름과 제2 투명필름 사이에 배치될 수 있다. 제1 투명필름과 제2 투명필름은 단일 필름 형태로 양면이 평평하게 압착될 수 있다.In another embodiment, the opaque grid 112a may be installed between the upper and lower surfaces of the substrate 110 and not exposed to the upper and lower surfaces as shown in FIG. 6. That is, the opaque grid 112a may be disposed inside the substrate 110. For example, the substrate 110 may have a laminated structure of a first transparent film and a second transparent film, in which case the opaque grid 112a may be disposed between the first transparent film and the second transparent film. The first transparent film and the second transparent film may be pressed flat on both sides in the form of a single film.
한편, 본 실시예에서 채용하는 불투명 그리드(112a)는 전술한 실시예로 한정되지 않고, 필름기재 상에 별도의 필름으로 불투명 그리드를 배치하는 구조를 포함할 수 있다. 기판(110) 상에서 돌출되거나, 기판(110)에 결합하여 설치되는 불투명 그리드(112a)의 두께는 폭에 비해 상대적으로 많이 작을 수 있으며, 예컨대 수십 ㎛ 이하의 크기일 수 있다.Meanwhile, the opaque grid 112a employed in the present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and may include a structure in which the opaque grid is disposed as a separate film on the film substrate. The thickness of the opaque grid 112a protruding from the substrate 110 or installed in conjunction with the substrate 110 may be much smaller than the width, and may be, for example, several tens of micrometers or less.
전술한 실시예들에서 불투명 그리드(112a)는 도 7에 도시한 바와 같이 패턴 내 각 라인패턴이 진단키트나 진단키트의 멤브레인 등이 연장하는 길이 방향 또는 y-방향으로 연장하고, 각 라인패턴의 폭(w)과 인접한 라인패턴들 사이의 간격(d)이 동일한 것을 주된 특징으로 할 수 있다. 특정 구현예에서 전술한 폭(w)과 간격(d)은 각각 100㎛로 서로 동일할 수 있다. 물론, 전술한 폭(w), 간격(d) 또는 이 둘 모두는 다른 간격 예컨대, 400㎛, 500㎛, 800㎛ 등을 구비할 수 있다.In the above-described embodiments, as shown in FIG. 7, the opaque grid 112a extends in the longitudinal direction or the y-direction in which each line pattern in the pattern extends from the diagnostic kit, the membrane of the diagnostic kit, and the like. The main feature may be that the width w and the spacing d between adjacent line patterns are the same. In certain embodiments, the aforementioned width w and spacing d may each be equal to each other at 100 μm. Of course, the aforementioned width w, spacing d or both may have other spacings such as 400 μm, 500 μm, 800 μm and the like.
이러한 미세 구조의 불투명 그리드에 의하면, 분석 속도와 분석 성능을 향상시킬 수 있는 효과 이외에 기본적으로 동일 면적에서 계산할 수 있는 검출 밀도를 높임으로써 검출감도를 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the opaque grid of the microstructure, in addition to the effect of improving the analysis speed and analysis performance, there is an advantage that can greatly improve the detection sensitivity by increasing the detection density can be calculated in the same area.
예를 들면, 그리드가 적용되지 않은 테스트 라인을 가지는 경우, 입자밀도는 전체 면적 내 입자의 개수를 전체 면적으로 나눈 값이 된다. 한편, 스트라이프 모양의 불투광 패턴 즉, 단방향 그리드의 적용 구조에서는 입자밀도가 그리드에 의해 구분된 분할 면적 내 입자를 개수를 분할 면적으로 나눈 값이 되므로, 그리드를 적용하지 않는 경우에 비해 검출감도를 크게 향상시킬 수 있다.For example, if you have a test line with no grid applied, the particle density is the number of particles in the total area divided by the total area. On the other hand, in the stripe-shaped opaque pattern, that is, the unidirectional grid application structure, the particle density is a value obtained by dividing the number of particles in the divided area divided by the grid by the divided area. It can greatly improve.
도 8은 도 1의 진단키트를 케이스 내에 수납한 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다. 도 9는 도 8의 진단키트에 대한 개략적인 축소 평면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a structure in which the diagnostic kit of FIG. 1 is accommodated in a case. 9 is a schematic reduced plan view of the diagnostic kit of FIG. 8.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 진단키트(100A)는 패드 어셈블리와, 이를 수납하는 케이스(190)를 포함한다.8 and 9, the diagnostic kit 100A according to the present embodiment includes a pad assembly and a case 190 accommodating the pad assembly.
패드 어셈블리는 필름기재 형태의 기판(110), 검출 패드에 대응하는 멤브레인(120), 결합 패드(130), 흡수 패드(140) 및 샘플 패드(150)를 구비한다. 패드 어셈블리는 도 1 내지 도 7을 참조하여 앞서 설명한 실시예들 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.The pad assembly includes a substrate 110 in the form of a film substrate, a membrane 120 corresponding to the detection pad, a bonding pad 130, an absorbent pad 140, and a sample pad 150. The pad assembly may be in the form of any one of the embodiments described above with reference to FIGS. 1 to 7.
케이스(190)는 대략 직육면체의 작고 납작한 상자 형태를 구비할 수 있다. 여기에서, 패드 어셈블리는 케이스(190) 내의 요철 구조에 의해 케이스(190) 내에 안착될 수 있다. 케이스(190)는 상부 케이스와 하부 케이스로 구분되고 상부 및 하부 케이스들의 결합에 의해 간단히 패드 어셈블리를 수용하도록 형성될 수 있다. 상부 케이스와 하부 케이스는 서로 쌍을 이루는 끼워맞춤 구조를 구비할 수 있다.The case 190 may have a shape of a small flat box that is approximately rectangular parallelepiped. Here, the pad assembly may be seated in the case 190 by the concave-convex structure in the case 190. The case 190 is divided into an upper case and a lower case and may be formed to simply receive the pad assembly by combining the upper and lower cases. The upper case and the lower case may have a fitting structure paired with each other.
기판(110)에 배치되는 신호검출부의 불투명 그리드 또는 불투명 그리드를 구성하는 라인패턴들은 진단키트 내에서 유체 또는 물체가 흐르는 방향과 개략적으로 평행하면서 폭 방향으로 일정 간격 이격되는 광차단성 혹은 불투광성 스트라이프(stripe) 형상을 구비한다. 여기서, 유체가 흐르는 방향은 불투명 그리드의 스트라이프 패턴의 각 라인패턴이 연장하는 방향과 동일한 방향일 수 있다. 이러한 유체가 흐르는 방향은, 진단키트에 레이저광(Li)을 조사할 때, 레이저광이 이동하는 방향(x-방향)과 직교하는 방향이거나 직교하는 방향과 약 45°이하에서 교차하는 방향일 수 있다.The opaque grid or line patterns constituting the opaque grid of the signal detection unit disposed on the substrate 110 are light-blocking or non-transparent stripes that are approximately parallel to the flow direction of the fluid or object in the diagnostic kit and are spaced at regular intervals in the width direction. stripe) shape. The flow direction of the fluid may be the same as the direction in which each line pattern of the stripe pattern of the opaque grid extends. The direction in which the fluid flows may be a direction orthogonal to the direction in which the laser light moves (x-direction) when the laser kit Li is irradiated to the diagnostic kit or to cross at or below about 45 ° with the orthogonal direction. have.
케이스(190)는 샘플 패드(150)에 대응하여 위치하는 샘플 유입구(192)와, 테스트 영역을 포함한 멤브레인 상부 일부분을 노출시키는 개구부(194)를 구비할 수 있다. 개구부(194)는 신호검출부(112)에 대응하는 테스트 영역 또는 테스트 라인과, 멤브레인(120) 검출 패드 상의 컨트롤 영역 또는 컨트롤 라인(114)을 외부에 노출시키도록 설치될 수 있다. 컨트롤 라인(114)은 소정의 항원 등을 구비하며, 검체가 적정하고 의미가 있는 대상물 예컨대, 인체의 타액이나 혈액, 소변 등인지를 확인하는데 이용된다.The case 190 may include a sample inlet 192 positioned corresponding to the sample pad 150, and an opening 194 exposing a portion of the upper portion of the membrane including the test area. The opening 194 may be installed to expose the test area or test line corresponding to the signal detector 112 and the control area or control line 114 on the membrane 120 detection pad to the outside. The control line 114 is provided with a predetermined antigen and is used to check whether the sample is a proper and meaningful object such as saliva, blood, urine, or the like of a human body.
참고로, 도 9에서는 도시 및 설명의 편의상 개구부(194)의 길이 방향에서 그 양단에 결합 패드(130)와 흡수 패드(140)가 약간 보이는 형태로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 결합 패드(130)와 흡수 패드(140)는 개구부(194)에 의해 외부에 잘 노출되지 않도록 배치될 수 있다.For reference, in FIG. 9, for convenience of illustration and description, the coupling pad 130 and the absorption pad 140 are slightly visible at both ends thereof in the longitudinal direction of the opening 194, but the present invention is not limited thereto. The coupling pad 130 and the absorbent pad 140 may be disposed to be less exposed to the outside by the opening 194.
도 10은 도 9의 진단키트를 이용하는 광학 진단 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the principle of operation of the optical diagnostic device using the diagnostic kit of FIG.
도 10을 참조하여 전술한 진단키트(100)를 이용하는 광학 진단 장치의 스캐닝 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 10에서는 도시의 편의상 신호검출부(112)의 불투명 그리드(112a)를 확대하여 도시하고 있다.The scanning operation of the optical diagnostic apparatus using the above-described diagnostic kit 100 will be described with reference to FIG. 10. In FIG. 10, the opaque grid 112a of the signal detector 112 is enlarged for convenience of illustration.
불투명 그리드(112a)를 구비하는 진단키트(100)의 일면 상에는 레이저 다이오드(241)가 배치되고, 진단키트(100)의 타면 상에는 포토 다이오드(280)가 배치된 상태에서, 레이저 다이오드(241)에서 진단키트(100)의 신호검출부(112)로 레이저빔(Li)이 조사되고 스캔(scan) 방향(x-방향)으로 이동할 때, 포토 다이오드(280)를 통해 신호검출부(112)의 불투명 그리드 주변의 시료 농도에 따른 분석 대상 신호가 검출할 수 있다.The laser diode 241 is disposed on one surface of the diagnostic kit 100 including the opaque grid 112a, and the photodiode 280 is disposed on the other surface of the diagnostic kit 100. When the laser beam Li is irradiated to the signal detecting unit 112 of the diagnostic kit 100 and moves in the scan direction (x-direction), the photodiode 280 surrounds the opaque grid around the signal detecting unit 112. The signal to be analyzed according to the sample concentration can be detected.
레이저(241)와 진단키트(100) 사이에는 대물렌즈(244)가 배치되어 단일파장의 입사광을 투명기판으로 집속할 수 있다. 또한, 불투명 그리드(112a)의 각 그리드 패턴 사이의 투명 부분에서의 광량 변화는 센서 렌즈(282)를 통해 포토 다이오드(280)로 집속될 수 있다.An objective lens 244 may be disposed between the laser 241 and the diagnostic kit 100 to focus incident light having a single wavelength onto the transparent substrate. In addition, changes in the amount of light in the transparent portions between the respective grid patterns of the opaque grid 112a may be focused onto the photodiode 280 through the sensor lens 282.
불투명 그리드(112a)의 미세 패턴과 대물렌즈(244) 사이의 간격은 필요에 따라 VCM(variable charge motion) 액추에이터 등의 구동유닛(284)을 통해 포커싱 제어될 수 있다. 구동유닛(284)는 포토다이오드(280)와 센서렌즈(282)를 지지하는 하우징(283)에 결합될 수 있다. 그리고, 신호검출부(112) 내 그리드 패턴에서의 광량 변화는 포토 다이오드(280)를 포함한 광픽업 모듈을 스캐닝함으로써 신호검출부(112) 전체 영역에 대하여 분석 대상 신호를 검출할 수 있다.The spacing between the fine pattern of the opaque grid 112a and the objective lens 244 may be focused through a driving unit 284 such as a variable charge motion (VCM) actuator as necessary. The driving unit 284 may be coupled to the housing 283 supporting the photodiode 280 and the sensor lens 282. In addition, the light quantity change in the grid pattern in the signal detector 112 may detect the signal to be analyzed for the entire area of the signal detector 112 by scanning the optical pickup module including the photodiode 280.
전술한 실시예의 진단키트를 이용하면, 시료 또는 샘플이 y축을 따라 제1 방향으로 이동하고, 신호검출부 내 불투명 그리드가 x축과 직교하는 y축을 따라 제1 방향으로 연장하도록 배치된 상태에서, 제1 방향과 소정의 각도로 기울어져 연장하는 경우에도, 즉 제조 공정이나 작업자의 진단키트 취급 방식에 상관없이 실질적으로 항상 안정적인 신호 검출을 수행할 수 있고 그에 의해 신속하고 신뢰성있는 분석 분석 대상 신호를 획득할 수 있다.Using the diagnostic kit of the above-described embodiment, the sample or sample is moved in the first direction along the y axis, and the opaque grid in the signal detector is arranged to extend in the first direction along the y axis orthogonal to the x axis. Even when extending at an angle to one direction and a predetermined angle, that is, regardless of the manufacturing process or the method of handling the diagnostic kit of the operator, it is possible to perform a substantially stable signal detection, thereby obtaining a fast and reliable analysis analysis signal. can do.
도 11은 본 실시예에 따른 신호검출부를 구비한 진단키트의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 도 11의 신호검출부를 갖춘 진단키트에서 검출되는 신호 파형을 예시한 도면이다.11 is a view for explaining the principle of operation of the diagnostic kit having a signal detection unit according to this embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating a signal waveform detected by the diagnostic kit having the signal detector of FIG. 11.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 진단키트는 일직선의 라인패턴 형태의 불투명 그리드(112a)를 구비한다. 불투명 그리드(112a)는 일방향으로 연장하는 라인패턴들의 집합이라는 점에서 단방향 그리드로 지칭될 수 있다. 광학 진단 장치는 전술한 진단키트의 신호검출부에 레이저빔을 조사하고 신호검출부에서 광량 변화를 스캐닝한다. 스캐닝 방향(Sd1)은 불투명 그리드(112a)의 라인 패턴의 연장 방향인 y-방향과 직교하는 방향인 x-방향일 수 있다(도 11의 (a) 참조).11 and 12, the diagnostic kit according to the present embodiment includes an opaque grid 112a in the form of a straight line pattern. The opaque grid 112a may be referred to as a unidirectional grid in that it is a set of line patterns extending in one direction. The optical diagnostic apparatus irradiates a laser beam to the signal detection unit of the above-described diagnostic kit and scans the light quantity change in the signal detection unit. The scanning direction Sd1 may be an x-direction which is a direction orthogonal to the y-direction which is an extension direction of the line pattern of the opaque grid 112a (see FIG. 11A).
레이저빔은 펄스(pulse) 형태로 사용될 수 있으며, 투명 필름 부분과 인쇄 부분(불투명 그리드 부분)에서 신호 변화와 차이를 나타낼 수 있다. 레이저빔에 의해 진단키트의 신호검출부(112) 상에는 집광된 빔스폿(p1)이 형성될 수 있다. 도 11에서는 미세 패턴과의 크기 비교 등을 위해 임의의 지점에 4개가 도시되어 있으나, 실제로 빔스폿(p1)은 스캔 방향을 따라 이동하는 레이저빔의 초점 부근에 1개만이 형성될 수 있다.The laser beam may be used in the form of a pulse, and may exhibit signal variations and differences in the transparent film portion and the printed portion (opaque grid portion). The focused beam spot p1 may be formed on the signal detector 112 of the diagnostic kit by the laser beam. In FIG. 11, four are shown at an arbitrary point for comparison with the size of the fine pattern. However, only one beam spot p1 may be formed near the focal point of the laser beam moving along the scanning direction.
또한, 본 실시예에서는 스트라이프 형태의 불투명 그리드(112a)를 이용함으로써, 신뢰성 확보를 위해 x축 그리드와 y축 그리드가 수직으로 교차해야 한다는 비교 구성(도 13 참조)의 제약조건을 극복할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 도 11의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 불투명 그리드(112a)를 구비하는 신호검출부(112)를 이용함으로써 x축 그리드를 배치할 필요도 없고 y축 그리드가 수직으로 교차하여 형성할 필요가 없으며, 불투명 그리드(112a)에서 제작오차가 발생하는 경우에도, 실질적으로 안정적으로 신호 검출 및 분석을 수행할 수 있다.In addition, in this embodiment, by using the opaque grid 112a in the form of a stripe, it is possible to overcome the constraint of the comparison configuration (see FIG. 13) that the x-axis grid and the y-axis grid must vertically intersect to ensure reliability. . That is, in the present embodiment, as shown in Figs. 11A and 11B, by using the signal detection unit 112 having the opaque grid 112a, it is not necessary to arrange the x-axis grid and the y-axis grid. Do not need to cross vertically, and even if a manufacturing error occurs in the opaque grid 112a, the signal detection and analysis can be performed substantially stably.
제작오차는 불투명 그리드(112a) 내 라인패턴들의 연장 방향이 진단키트의 길이 방향 또는 y-방향과 소정 각도로 경사진 경우를 포함할 수 있다. 또한, 제작오차는 불투명 그리드 내 라인패턴 각각의 폭에서 편차가 발생하고, 라인패턴의 폭과 서로 인접한 그리드 패턴들 간의 간격이 다른 경우를 포함할 수 있다.The manufacturing error may include a case where the extending direction of the line patterns in the opaque grid 112a is inclined at a predetermined angle with the length direction or the y-direction of the diagnostic kit. In addition, the manufacturing error may include a case in which a deviation occurs in the width of each of the line patterns in the opaque grid, and the width of the line pattern and the distance between adjacent grid patterns are different.
다른 측면에서, 진단키트의 신호검출부(112) 내 그리드 패턴은 도 11 (b)에 도시한 바와 같이 y-방향과 y1-방향에서 임의의 각도로 경사진 형태로 제작될 수도 있다. y-방향과 y1-방향의 내각은 45도 이하일 수 있다. 이러한 경우에도 본 실시예에 따른 진단키트에 의하면, 분석 속도나 분석 성능을 유지할 수 있다.In another aspect, the grid pattern in the signal detection unit 112 of the diagnostic kit may be manufactured to be inclined at any angle in the y-direction and the y1-direction as shown in FIG. 11 (b). The internal angles in the y-direction and the y1-direction may be 45 degrees or less. Even in such a case, according to the diagnostic kit according to the present embodiment, analysis speed and analysis performance can be maintained.
즉, 광학 분석 장치를 통해 진단키트에서 신호를 검출할 때, 제작오차, 기구적 오차, 작업자의 작업 양태나 실수 등의 원인으로 불투명 그리드나 진단키트가 레이저 다이오드의 스캔 방향(Sd1)에 대하여 소정 각도만큼 회전한 상태로 놓이더라도(도 11의 (b) 참조), 도 12에 도시한 바와 같이, 불투명 그리드에 대응하는 구간의 신호 파형(s1)은 기준전압으로서 항상 일정한 크기와 간격으로 나타나므로, 이를 토대로 신호 파형을 효과적으로 분석할 수 있다.That is, when a signal is detected by the diagnostic kit through the optical analysis device, an opaque grid or a diagnostic kit is determined with respect to the scan direction Sd1 of the laser diode due to manufacturing errors, mechanical errors, operator's working patterns or mistakes. Even if it is set to rotate by an angle (see (b) of FIG. 11), as shown in FIG. 12, since the signal waveform s1 of the section corresponding to the opaque grid always appears at a constant magnitude and interval as a reference voltage. Based on this, the signal waveform can be analyzed effectively.
여기서, 기준전압의 크기는 사용자에 의해 원하는 전압(voltage, vol.)으로 설정될 수 있다. 또한, 기준전압에 따르는 검출 신호에서 나타나는 파형의 소정 구간 즉 불투명 그리드에 대응하는 구간은 불투명 그리드가 회전하는 경우에도 항상 일정한 간격(s1)을 가진다. 즉, 단방향 그리드가 회전하는 경우, 스캔 방향(Sd1)에 대한 회전 각도에 따라 기준전압 파형에서의 구간별 길이에 약간의 차이가 있을 뿐 구간마다의 길이는 실질적으로 동일하다.Here, the magnitude of the reference voltage may be set to a desired voltage (voltage, vol.) By the user. Further, the predetermined section of the waveform appearing in the detection signal according to the reference voltage, that is, the section corresponding to the opaque grid always has a constant interval s1 even when the opaque grid rotates. That is, when the unidirectional grid rotates, there is a slight difference in the length of each section in the reference voltage waveform according to the rotation angle with respect to the scan direction Sd1, and the lengths of the sections are substantially the same.
더욱이, 발광소자나 수광소자를 포함하는 검출기기의 기구적 오차가 발생하더라도 불투명 그리드에 대응하는 신호 검출 구간의 기준전압은 항상 일정한 크기와 간격으로 나타나므로 검출기기의 기구적 오차 등에 대한 제약조건을 효과적으로 극복할 수 있다.Furthermore, even if the mechanical error of the detector including the light emitting device or the light receiving device occurs, the reference voltage of the signal detection section corresponding to the opaque grid always appears at a constant size and interval, thereby limiting the constraints on the mechanical error of the detector. Can be effectively overcome.
또한, 신호검출부(112)의 불투명 그리드 외의 라인 영역은 투광 영역으로서 기준전압과 다른 전압 레벨의 신호 파형을 나타낼 수 있다. 특히, 투광 영역에서의 신호 파형 또는 검출 신호(s2)는 해당 투광 영역에 포획된 시료, 샘플, 검체 또는 침전물의 농도에 따라 서로 다른 레벨이나 파형을 나타낼 수 있다. 검출 신호(s2)는 최소 전압과 최대 전압의 차이로서 소정의 전압(V) 또는 첨두치(peak to peak)를 가질 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 의하면, 첨두치 등을 이용하여 진단키트에서 검체 처리의 편리성, 고성능, 경제성을 갖춘 진단키트에서 결과물의 노이즈를 감안한 정확한 정량 분석과 함께 사용자 편의성을 극대화하면서 분석 결과에 대한 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the line region other than the opaque grid of the signal detector 112 may represent a signal waveform having a voltage level different from the reference voltage as the transmissive region. In particular, the signal waveform or the detection signal s2 in the light transmitting area may show different levels or waveforms depending on the concentration of the sample, the sample, the sample, or the precipitate captured in the light transmitting area. The detection signal s2 may have a predetermined voltage V or a peak to peak as a difference between the minimum voltage and the maximum voltage. As described above, according to the present exemplary embodiment, the diagnostic kit has a quantitative analysis in consideration of the noise of the result in the diagnostic kit having the convenience, high performance, and economical efficiency of the sample in the diagnostic kit using the peak value, and maximizes the user's convenience. There is an advantage that can greatly improve the reliability.
도 13은 비교예에 따른 신호검출부를 구비한 진단키트의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining the principle of operation of the diagnostic kit having a signal detector according to a comparative example.
본 비교예는 양방향 그리드(사각형 패턴)를 적용한 진단키트에서 발생하는 문제점을 중심으로 설명한다.This comparative example focuses on the problems occurring in the diagnostic kit to which the bidirectional grid (square pattern) is applied.
도 13의 (a)에 나타낸 바와 같이, 양방향 그리드(사각형 패턴)에서 제작오차가 발생하면 제작오차로 인해 x축 방향으로 연장하는 그리드와 y축 방향으로 연장하는 그리드가 수직으로 교차하지 않을 수 있고 그에 의해 검출 신호에서 불규칙성이 나타날 수 있다. 특히, 진단키트에 양방향 그리드 부착 시 제작오차로 인하여 종종 양방향 그리드가 회전하여 부착되는 것을 고려할 수 있다.As shown in FIG. 13A, when a manufacturing error occurs in the bidirectional grid (square pattern), the grid extending in the x-axis direction and the grid extending in the y-axis direction may not vertically intersect due to the manufacturing error. This may result in irregularities in the detection signal. In particular, due to manufacturing errors when attaching the bidirectional grid to the diagnostic kit, it is often considered that the bidirectional grid is rotated and attached.
또한, 비교예의 경우, 검출기기의 기구적인 오차로 인해 x-방향 또는 y-방향의 스캐닝이 일정하지 않을 수 있다. 즉, 레이저빔의 스캔 방향(Sd1)을 기준으로 y-방향이 정확하게 직교하도록 배열되지 않는 경우(도 13의 (b) 참조), 테스트라인에서 포획되는 항체의 농도, 질량 등의 물리적인 검출 결과의 영상을 포함하는 광학 신호나 이를 전환한 전기 신호를 획득하고 획득한 신호를 분석할 때, 획득한 신호가 신호검출부의 배열 오차에 따라 상이하게 나타나므로 그 분석 결과에 대한 신뢰성이 크게 저하되게 된다.In addition, in the case of the comparative example, the scanning in the x-direction or the y-direction may not be constant due to the mechanical error of the detector. That is, when the y-direction is not arranged to be orthogonally orthogonal to the scan direction Sd1 of the laser beam (see FIG. 13B), the physical detection result such as the concentration and mass of the antibody captured in the test line When acquiring an optical signal or an electrical signal converted therefrom and analyzing the acquired signal, the obtained signal appears different according to the arrangement error of the signal detector, thereby greatly reducing the reliability of the analysis result. .
즉, 전술한 비교예의 경우, 하나의 빔스폿(p1)이 그리드를 투과하여 검출되는 신호에서 그리드 경계선의 구분에 대한 정확성이 낮아져 투명 구간과 불투명 구간에 대한 해석이 어렵게 된다. 이것은 검출 신호에 기초하여 광학 분석을 수행할 때 부정확한 분석 결과를 초래하는 문제가 있다.That is, in the above-described comparative example, the accuracy of the division of the grid boundary line in the signal detected by one beam spot p1 passing through the grid becomes low, making it difficult to analyze the transparent section and the opaque section. This has a problem of inaccurate analysis results when performing optical analysis based on the detection signal.
위에서 설명한 바와 같이, 비교예에서는 제작오차, 기구적 오차, 취급 편차 등에 따른 검출 신호의 오차와 그에 따른 분석 정확성과 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.As described above, in the comparative example, errors in the detection signal due to manufacturing errors, mechanical errors, handling deviations, and the like may cause problems in accuracy and reliability of analysis.
한편, 또 다른 비교예에서는 불투명 그리드의 라인패턴의 폭을 인접한 라인패턴들 사이의 간격보다 작게 구성하거나 다르게 구성할 수 있으나, 그 경우에도, 스캔 방향과 패턴 방향이 거의 정확하게 정렬되지 않는다면, 여전히 하나의 레이저 포인트(p1)가 신호검출부(112)를 투과하여 검출되는 신호에서 그리드 경계선의 구분에 대한 정확성이 낮아져 투명 구간과 불투명 구간에 대한 해석이 어려운 문제가 있다.Meanwhile, in another comparative example, the width of the line pattern of the opaque grid may be configured to be smaller than or different from the interval between adjacent line patterns, but in that case, if the scan direction and the pattern direction are not almost exactly aligned, it is still one. In the signal detected by the laser point p1 transmitted through the signal detector 112, the accuracy of the division of the grid boundary is lowered, which makes it difficult to analyze the transparent and opaque sections.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 진단 장치에 대한 사시도이다. 도 15는 도 14의 광학 진단 장치의 검출광학계에 대한 사시도이다. 도 16은 도 14의 광학 진단 장치의 검출광학계에 대한 다른 측면에서의 사시도이다. 도 17은 도 14의 광학 진단 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.14 is a perspective view of an optical diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention. 15 is a perspective view of a detection optical system of the optical diagnostic device of FIG. 14. FIG. 16 is a perspective view from another side of a detection optical system of the optical diagnostic device of FIG. 14. 17 is a view for explaining the principle of operation of the optical diagnostic device of FIG.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 진단 장치(200)는 베이스플레이트(210), 지지프레임(220), 작업대(230), 검출광학계(240), 제1 모터(250), 제2 모터(260) 및 접속단자(270)를 구비한다. 검출광학계(240)는 레이저 다이오드를 구비하고, 포토 다이오드는 지지프레임(220)의 일부인 연결프레임(283)을 통해 작업대(230) 하부에 배치될 수 있다. 포토다이오드는 집속렌즈와 함께 수광모듈을 형성할 수 있다. 검출광학계(240)와 수광모듈은 제1 모터(250)와 제2 모터(260)에 의해 x-y 평면 상에서 일정 간격만큼 동시에 이동하도록 설치될 수 있다.Referring to FIG. 14, the optical diagnostic apparatus 200 according to the present exemplary embodiment includes a base plate 210, a support frame 220, a work table 230, a detection optical system 240, a first motor 250, and a second. The motor 260 and the connection terminal 270 are provided. The detection optical system 240 may include a laser diode, and the photodiode may be disposed below the work table 230 through a connection frame 283 that is a part of the support frame 220. The photodiode may form a light receiving module together with the focusing lens. The detection optical system 240 and the light receiving module may be installed to move simultaneously by a predetermined interval on the x-y plane by the first motor 250 and the second motor 260.
지지프레임(220)는 베이스플레이트(210) 상에 설치되어 작업대(230), 검출광학계(240), 제1 모터(250), 제2 모터(260) 및 접속단자(270)를 지지한다. 작업대(230)는 진단키트나 놓이는 부분으로 진단키트를 고정하거나 지지하기 위한 요철부나 돌기를 구비할 수 있다. 제1 모터(250) 및 제2 모터(260)는 검출광학계(240)와 수광모듈을 x-y 평면에서 이동하기 위한 x축 모터 및 y축 모터에 대응할 수 있다. 그리고 접속단자(270)는 레이저 다이오드, 포토 다이오드, 제1 모터(250) 및 제2 모터(260)를 후술하는 제어시스템에 전기적으로 연결하는 부분이다. 접속단자(270)는 무선통신모듈에 의해 신호 및 데이터가 무선 통신 방식으로 처리되는 경우, 생략될 수 있다.The support frame 220 is installed on the base plate 210 to support the work table 230, the detection optical system 240, the first motor 250, the second motor 260, and the connection terminal 270. The working table 230 may be provided with an uneven part or a protrusion for fixing or supporting the diagnostic kit as a diagnostic kit or a placed part. The first motor 250 and the second motor 260 may correspond to an x-axis motor and a y-axis motor for moving the detection optical system 240 and the light receiving module in the x-y plane. In addition, the connection terminal 270 is a part for electrically connecting the laser diode, the photodiode, the first motor 250 and the second motor 260 to a control system described later. The connection terminal 270 may be omitted when signals and data are processed by a wireless communication module in a wireless communication method.
광학 진단 장치(200)의 검출광학계(240)는 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이 레이저 다이오드(241), 복수의 미러들(242, 245), 필터(243), 콜리메이터 렌즈(collimator lens, 244) 및 하우징(246)을 구비할 수 있다. 하우징(246)의 일측에는 지지프레임(220) 상에서 제1 모터(250)의 제1 축과 제2 모터(260)의 제2 축의 회전에 따라 전후 및 좌우로 이동가능하게 상기의 제1 축 및 제2 축과 결합하는 결합부(247)가 구비될 수 있다.The detection optical system 240 of the optical diagnostic apparatus 200 may include a laser diode 241, a plurality of mirrors 242 and 245, a filter 243, a collimator lens, and the like, as shown in FIGS. 15 and 16. 244 and housing 246. One side of the housing 246 may be moved back and forth and left and right according to the rotation of the first shaft of the first motor 250 and the second shaft of the second motor 260 on the support frame 220. Coupling portion 247 may be provided to engage with the second shaft.
레이저 다이오드(241)는 405㎚, 650㎚ 또는 780㎚의 파장의 레이저빔을 조사할 수 있다. 필터(243)는 콜리메이터 렌즈(244)의 전단에 설치되어 레이저빔의 광량을 사용자가 원하는 수준 혹은 미리 설정된 수준으로 조절할 수 있도록 기능한다. 필터(243)는 특정 파장 예컨대 405㎚ 파장 이외의 파장을 차단하도록 동작할 수 있다.The laser diode 241 may irradiate a laser beam having a wavelength of 405 nm, 650 nm or 780 nm. The filter 243 is installed in front of the collimator lens 244 to function to adjust the amount of light of the laser beam to a desired level or a predetermined level. The filter 243 may operate to block wavelengths other than certain wavelengths, such as the 405 nm wavelength.
콜로메이터 렌즈(244)는 필터(243)를 통해 광량이 조절된 레이저빔을 신호검출부(112)에 집광하도록 기능한다. 복수의 미러들(242, 245)은 레이저빔의 진행 방향을 전환하는데 사용될 수 있다.The collimator lens 244 functions to focus the laser beam whose light amount is adjusted through the filter 243 to the signal detector 112. The plurality of mirrors 242 and 245 may be used to change the direction of travel of the laser beam.
또한, 광학 진단 장치(200)의 수광모듈은 도 17에 도시한 바와 같이 에미션 필터(283), 집광렌즈(condensing lens, 282) 및 포토 다이오드(280)를 구비할 수 있다. 수광모듈은 연결프레임(도 14의 283 참조)에 의해 작업대(230) 하부에 배치될 수 있다. 에미션 필터(283)는 시료에서 방출되는 파장을 관찰하기 위한 필터이다. 집광렌즈(282)는 진단키트(100)를 투과하는 빛을 포토 다이오드(280)에 집광시킨다.In addition, the light receiving module of the optical diagnostic apparatus 200 may include an emission filter 283, a condensing lens 282, and a photodiode 280 as illustrated in FIG. 17. The light receiving module may be disposed below the work table 230 by the connection frame (see 283 of FIG. 14). The emission filter 283 is a filter for observing the wavelength emitted from the sample. The condenser lens 282 condenses the light passing through the diagnostic kit 100 to the photodiode 280.
또한, 레이저 광량 조절을 위해 빛이 집광되는 콜리메이터 렌즈(244)의 전단에 필터(243)를 부착하여 원하는 수준의 광량으로 조절하고 집광된 빛이 모이는 스팟(Spot) 지점에서 투과형 진단키트(100)의 신호검출부(112)인 테스트 면에서 투과되는 빛을 포토 다이오드의 집적회로(PDIC)를 통해 신호를 검출할 수 있다.In addition, the filter 243 is attached to the front end of the collimator lens 244 where the light is focused to adjust the laser light amount to adjust the amount of light to a desired level, and the transmission type diagnostic kit 100 at the spot spot where the collected light is collected. The light transmitted from the test surface of the signal detector 112 may detect a signal through an integrated circuit (PDIC) of a photodiode.
검출광학계(240)에 설치된 특정 미러(245)의 반사면에서 진단키트의 테스트 면까지의 거리(d6)는 24.0㎜일 수 있다. 이때, 포토 다이오드(280)와 집광렌즈(282) 간의 거리(d1)는 0.9㎜이고, 광경로상에서의 집광렌즈(282)의 두께(d2)는 1.9㎜이고, 집광렌즈(282)와 에미션 필터(283) 사이의 간격(d3)은 0.4㎜이고, 에미션 필터(283)의 두께(d4)는 0.7㎜이고, 에미션 필터(283)와 투과형 진단키트(100)의 테스트 면까지의 간격(d5)은 2.0㎜일 수 있다. 본 설계 치수는 하나의 예로서 검출광학계의 특성 향상을 위하여 변경될 수 있다.The distance d6 from the reflective surface of the specific mirror 245 installed in the detection optical system 240 to the test surface of the diagnostic kit may be 24.0 mm. At this time, the distance d1 between the photodiode 280 and the condenser lens 282 is 0.9 mm, the thickness d2 of the condenser lens 282 on the optical path is 1.9 mm, and the condenser lens 282 and the emission The distance d3 between the filters 283 is 0.4 mm, the thickness d4 of the emission filter 283 is 0.7 mm, and the distance to the test surface of the emission filter 283 and the transmissive diagnostic kit 100. (d5) may be 2.0 mm. This design dimension can be changed to improve the characteristics of the detection optical system as an example.
신호 검출은 특정 파장의 레이저를 사용하여 해당 파장에서의 빛의 흑광도를 측정하는 방식으로 이루어질 수 있다. 이때, 레이저는 펄스 형태로 연속적으로 빛을 조사하도록 동작시키고, 필터(243)를 통해 레이저빔의 세기를 조절하며, 콜리메이터 렌즈(244)로 집을 집광할 수 있다.Signal detection can be accomplished by measuring the black intensity of light at that wavelength using a laser of a particular wavelength. In this case, the laser may be operated to continuously irradiate light in the form of a pulse, adjust the intensity of the laser beam through the filter 243, and collect the house with the collimator lens 244.
구체적으로 신호 검출은 그리드의 불투명 부분으로는 빛이 투과하지 못하므로 포토 다이오드에서 검출되는 전압이 기준전압 상태를 유지하고, 그리드의 투명 부분에 물질반응이 없으면 조사된 빛은 완전투과하며, 물질반응이 일부라도 생기면 조사된 빛의 일부만 투과하며, 따라서 그리드 구분 구간 사이의 투과된 빛이 포토 다이오드에 포집될 때 전압 변화를 확인하고 정량화하여 신호 유무를 검출하도록 이루어질 수 있다(도 12 참조).Specifically, since the signal is not transmitted through the opaque part of the grid, the voltage detected by the photodiode maintains the reference voltage state. If there is no material reaction in the transparent part of the grid, the irradiated light is completely transmitted. If any part occurs, only part of the irradiated light is transmitted, and thus, when the transmitted light between the grid divisions is captured by the photodiode, the change in voltage may be checked and quantified to detect the presence of a signal (see FIG. 12).
예를 들어, 증류수의 흡광 전압은 1.41V이고, 증류수에 소정 재료를 제1 함량으로 혼합한 제1 농도(1/40)의 제1 혼합물에 대한 흡광 전압은 1.82V이고, 증류수에 동일 재료를 제2 함량으로 혼합한 제2 농도(1/20)의 제2 혼합물에 대한 흡광 전압은 2.26V이며, 증류수에 동일 재료를 제3 함량으로 혼합한 제3 농도(1/10)의 제3 혼합물에 대한 흡광 전압은 2.48V를 나타낸다. 본 실시예에서는 이러한 농도에 따른 흡광 전압의 차이를 토대로 검체의 농도 변화에 따른 검출 신호의 감도 및 특성을 정밀하고 신속하게 그리고 신뢰성 있게 분석할 수 있다.For example, the absorbance voltage of distilled water is 1.41V, the absorbance voltage for the first mixture of the first concentration (1/40) in which a predetermined material is mixed in distilled water at a first content is 1.82V, and the same material is used in distilled water. Absorption voltage for the second mixture of the second concentration (1/20) mixed with the second content is 2.26 V, and the third mixture of the third concentration (1/10) with the same material mixed with distilled water in the third content Absorption voltage for represents 2.48V. In this embodiment, the sensitivity and characteristics of the detection signal according to the concentration change of the sample can be analyzed precisely, quickly and reliably based on the difference in absorbance voltage according to the concentration.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 진단 장치의 제어시스템에 대한 블록도이다.18 is a block diagram of a control system of an optical diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 제어시스템(290)은, 입력(input) 유닛(291), 출력(Output) 유닛(292), 메인 컨트롤 유닛(MCU, 293), 레이저 다이오드 전원공급장치(LD Power, 294), 증폭기(295), 아날로그 디지털 컨버터(ADC, 296), 및 모터 구동유닛(Moter driver, 297)을 구비하며, 도 14를 참조하여 앞서 설명한 광학 진단 장치(200)의 레이저 다이오드(LD), 포토 다이오드(PD), 제1 모터(250) 및 제2 모터(260)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 18, the control system 290 according to the present embodiment includes an input unit 291, an output unit 292, a main control unit (MCU) 293, and a laser diode power supply. (LD Power) 294, an amplifier 295, an analog-to-digital converter (ADC) 296, and a motor driving unit (Moter driver) 297, and the laser of the optical diagnostic apparatus 200 described above with reference to FIG. The diode LD may be connected to the photodiode PD, the first motor 250, and the second motor 260.
제어시스템(290)은 디스플레이 장치(298)에 연결될 수 있고, 디스플레이 장치(298)는 터치 액정표시장치(Touch LCD) 등과 같은 입출력 겸용의 터치 스크린을 구비할 수 있다.The control system 290 may be connected to the display device 298, and the display device 298 may include a touch screen for input / output such as a touch LCD.
메인 컨트롤 유닛(293)은 예를 들어 12비트 해상도에서 단위 기준신호를 4096 단계로 분해하여 일정한 간격으로 포토 다이오드의 데이터를 추출하도록 동작할 수 있다. 또한, 메인 컨트롤 유닛(293)은 펄스폭 변조(pulse width modulation, PWM) 제어를 통해 디지털 신호에 대하여 주파수를 설정하고, 펄스폭 또는 듀티 사이클은 신호의 진폭을 조정하여 레이저 다이오드의 세기를 조절할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 4비트나 8비트 해상도의 컨트롤 유닛에 비해 아날로그 디지탈 변환 체계에서 변환 속도를 크게 향상시킬 수 있다.The main control unit 293 may operate to extract data of the photodiode at regular intervals by, for example, decomposing the unit reference signal in 4096 steps at 12-bit resolution. In addition, the main control unit 293 sets a frequency for the digital signal through pulse width modulation (PWM) control, and the pulse width or duty cycle can adjust the intensity of the laser diode by adjusting the amplitude of the signal. have. According to such a configuration, the conversion speed can be greatly improved in an analog digital conversion scheme compared to a control unit having 4 or 8 bit resolution.
메인 컨트롤 유닛(293)은 제어유닛, 제어부, 중앙처리장치 등으로 지칭될 수 있고, 마이크로프로세서, 마이컴 등으로 구현될 수 있다.The main control unit 293 may be referred to as a control unit, a controller, a central processing unit, or the like, and may be implemented as a microprocessor, a microcomputer, or the like.
또한, 메인 컨트롤 유닛(293)은 노이즈 저감 및 유효 정보 획득을 위한 분석 프로그램을 메모리에 저장하고, 메모리에 연결되는 메인 컨트롤 유닛(293)을 통해 분석 프로그램을 수행할 수 있다.In addition, the main control unit 293 may store an analysis program for reducing noise and obtaining valid information in a memory, and perform the analysis program through the main control unit 293 connected to the memory.
분석 프로그램은 스캐닝 스케줄 알고리즘, 포토 다이오드(PD) 검출 전압 누적과 분석 알고리즘 등을 포함할 수 있다.The analysis program may include a scanning schedule algorithm, a photodiode (PD) detection voltage accumulation and an analysis algorithm.
스캐닝 스케줄 알고리즘은 y축 방향으로 자동촛점 배열 형성을 위하여 구동 진행하는 제1 단계-여기서, y축은 100 내지 200 구간보다 큰 구간들로 분해된다-; y축 원점으로 복귀하는 제2 단계; x축 방향으로 자동촛점 배열 형성을 위하여 구동 진행하는 제3 단계-여기서, x축은 40 내지 80 구간보다 큰 구간들로 분해된다-; x축 원점으로 복귀하는 제4 단계; y축 방향으로 이동하여 테스트 라인을 스캐닝하기 시작하여 y축 방향으로 미소구간 이동하는 제5 단계-여기서, 미소구간 이동시에는 상기 제1 단계에서 형성된 자동촛점 배열을 이용함-; 그리고 제5 단계를 연속으로 적용하여 x축 원점에서 끝점까지 스캔을 완료하고 x축 원점으로 복귀하는 제6 단계의 일련의 과정들을 포함할 수 있다.The scanning schedule algorithm is a first step of driving to autofocus array formation in the y-axis direction, where the y-axis is decomposed into sections larger than 100 to 200 sections; a second step of returning to the y-axis origin; a third step of driving to form an autofocus array in the x-axis direction, wherein the x-axis is decomposed into sections larger than 40 to 80 sections; a fourth step of returning to the x-axis origin; a fifth step of moving in the y-axis direction to start scanning the test line and then moving the microsection in the y-axis direction, wherein the microfocus movement uses the autofocus arrangement formed in the first step; In addition, the sixth step may be continuously applied to complete the scan from the x-axis origin to the end point, and may include a series of sixth steps of returning to the x-axis origin.
그리고, PD 검출 전압 누적과 분석 알고리즘은, y축 방향을 행(n)으로, x축 방향을 열(m)로 이루어지는 분해 구간에 대한 행렬(m*n행렬)의 이차원 메모리 어레이 A[n][m]를 생성하는 제1 단계; 스캔과 빛의 조사고 포토 다이오드 또는 수광소자에서 검출되는 신호의 전압(V)을 이차원 메모리 어레이 A[n][m]의 특정 메모리 영역에 저장하는 제2 단계-여기서, 불투명 구간의 기저전압을 0 또는 소정 전압에 해당함-; 상기 y축의 i번째(y[i])에 대해 상기 x축의 첫번째(x[0])에서 마지막번째(x[m-1])까지의 전압 합산을 저장하기 위한 전압 일차원 메모리 어레이(B[n])를 생성하는 제3 단계; 상기 y[i]에 대한 상기 x[0] 내지 x[m-1]에 대한 전압을 합산하여 특정 일차원 메모리 어레이(B[j])에 저장하는 제4 단계; 제4 단계를 반복하는 단계로서 상기 y축의 [0] 내지 [n-1]에 대하여 상기 x[0] 내지 x[m-1]에 대한 전압을 합산하여 특정 일차원 메모리 어레이(B[j])에 각각 저장하는 제5 단계; 각 B[j]에 대해 해당 면적(Si)으로 나누어 검출감도(Ii)를 계산하는 제6 단계; 및 유효판정 기준치로 검출감도의 최대치(Imax)를 선정하는 제7 단계의 일련의 과정을 포함할 수 있다.The PD detection voltage accumulation and analysis algorithm is a two-dimensional memory array A [n] of a matrix (m * n matrix) for a decomposition section consisting of rows (n) in the y-axis direction and columns (m) in the x-axis direction. a first step of generating [m]; The second step of storing the voltage (V) of the signal detected by the scan and light irradiation photodiode or light receiving element in a specific memory region of the two-dimensional memory array A [n] [m], where the base voltage of the opaque section is 0 or corresponding to a predetermined voltage; Voltage one-dimensional memory array B [n] for storing the voltage summation from the first (x [0]) to the last (x [m-1]) of the x-axis for the i-th (y [i]) of the y-axis Creating a third step; A fourth step of adding up the voltages for x [0] to x [m-1] for y [i] and storing them in a specific one-dimensional memory array B [j]; By repeating the fourth step, a specific one-dimensional memory array B [j] is obtained by summing voltages for x [0] to x [m-1] with respect to [0] to [n-1] of the y-axis. Storing each in a fifth step; A sixth step of calculating the detection sensitivity Ii by dividing by the corresponding area Si for each B [j]; And a seventh step of selecting the maximum value Imax of the detection sensitivity as the effective determination reference value.
여기에서, 전술한 투명 구간에서의 검출 전압의 합산은 다음의 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.Here, the sum of the detection voltages in the above-described transparent period may be calculated by Equation 1 below.
Figure PCTKR2018005408-appb-M000001
Figure PCTKR2018005408-appb-M000001
또한, 각 구산 검출감도는 다음의 수학식 2에 의해 계산될 수 있다.In addition, the respective mountain detection sensitivity may be calculated by the following equation (2).
Figure PCTKR2018005408-appb-M000002
Figure PCTKR2018005408-appb-M000002
본 실시예에 의하면, 그리드 분할 투명기판을 가진 진단키트를 이용하여 투명 구간과 불투명 구간의 포토다이오드 전압 차이를 평가함으로써 민감도와 특이도 구분 성능이 우수한 새로운 광학 진단 장치를 제공할 수 있다.According to the present embodiment, it is possible to provide a new optical diagnostic apparatus having excellent sensitivity and specificity discrimination performance by evaluating the difference in the photodiode voltage between the transparent section and the opaque section using a diagnostic kit having a grid-divided transparent substrate.
한편, 전술한 제어시스템(290)은 구현에 따라서 도 14를 참조하여 앞서 설명한 광학 진단 장치의 베이스플레이트나 지지프레임에 결합된 형태를 구비할 수 있으며, 그 역도 가능하다. 즉, 도 14를 참조하여 앞서 설명한 광학 진단 장치는 도 18을 참조하여 설명한 제어시스템의 하우징이나 케이스에 일체로 결합하는 형태로 구현될 수 있다.On the other hand, the control system 290 described above may have a form coupled to the base plate or the support frame of the optical diagnostic device described above with reference to FIG. 14, and vice versa. That is, the optical diagnostic apparatus described above with reference to FIG. 14 may be implemented to be integrally coupled to a housing or a case of the control system described with reference to FIG. 18.

Claims (13)

  1. 면역 크로마토그래피 기술을 이용하는 진단키트로서,As diagnostic kit using immunochromatography technology,
    투광 필름기재의 일면 상에 일측에서 타측으로 기재된 순서대로 연결되는 샘플 패드, 결합 패드(conjugate pad), 검출 패드 및 흡수 패드(absorbent pad)를 구비하고,A sample pad, a conjugate pad, a detection pad, and an absorbent pad, which are connected on one surface of the light-transmitting film substrate in the order described from one side to the other side,
    상기 검출 패드 내 공간부 형태의 테스트 영역에 대응하여 줄무늬(stripe) 모양의 불투광 패턴이 상기 필름기재에 배치되는 진단키트.A diagnostic kit in which a stripe-shaped opaque pattern is disposed on the film substrate to correspond to a test area in the form of a space in the detection pad.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 불투광 패턴에서 각 라인패턴이 연장하는 방향은 상기 결합 패드와 상기 검출 패드가 연결되어 연장하는 방향 또는 상기 검출 패드와 상기 흡수 패드가 연결되어 연장하는 방향과 직교하는 진단키트.And a direction in which each line pattern extends in the opaque pattern is perpendicular to a direction in which the coupling pad and the detection pad are connected to each other, or a direction in which the detection pad and the absorption pad are connected and extended.
  3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 불투광 패턴에서 각 라인패턴은 상기 결합 패드와 상기 검출 패드가 연결되어 연장하는 방향 또는 상기 검출 패드와 상기 흡수 패드가 연결되어 연장하는 방향과 45° 이하의 특정 각도로 경사진 방향에 대응하도록 연장하는 진단키트.Each line pattern in the opaque pattern corresponds to a direction in which the coupling pad and the detection pad are connected and extend or a direction in which the detection pad and the absorption pad are connected and extended and inclined at a specific angle of 45 ° or less. Extended diagnostic kit.
  4. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 불투광 패턴에서 제1 라인패턴의 폭과 상기 제1 라인패턴과 인접한 제2 라인패턴의 간격은 동일한 진단키트.And a width of the first line pattern in the opaque pattern and a distance between the second line pattern adjacent to the first line pattern is the same.
  5. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 불투광 패턴에서 각 라인패턴의 폭과 서로 인접한 라인패턴들 사이의 간격은 동일한 진단키트.A diagnostic kit having the same width as each line pattern in the opaque pattern and an interval between adjacent line patterns.
  6. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 불투광 패턴은 상기 필름기재의 상기 일면 상에 배치되거나, 상기 일면의 반대면인 타면 상에 배치되거나, 또는 상기 일면과 상기 타면과의 사이에 배치되는 진단키트.The opaque pattern is disposed on the one surface of the film substrate, on the other surface opposite to the one surface, or diagnostic kit disposed between the one surface and the other surface.
  7. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 불투광 패턴은 상기 필름기재의 상기 일면 또는 상기 타면에 그 표면이 노출되도록 매립되는 진단키트.The opaque pattern is a diagnostic kit is embedded so that the surface is exposed on the one surface or the other surface of the film substrate.
  8. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 검출 패드와 상기 테스트영역을 덮는 투광성 보호필름을 더 포함하는 진단키트.And a translucent protective film covering the detection pad and the test area.
  9. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 필름기재, 상기 샘플 패드, 상기 결합 패드, 상기 검출 패드 및 상기 흡수 패드로 이루어진 패드 어셈블리를 수납하는 케이스를 더 포함하며,And a case accommodating a pad assembly including the film substrate, the sample pad, the bonding pad, the detection pad, and the absorption pad.
    상기 케이스는 상기 샘플 패드에 대응하여 위치하는 샘플 유입구와 상기 테스트 영역에 대응하여 위치하는 개구부를 구비하며,The case has a sample inlet positioned corresponding to the sample pad and an opening positioned corresponding to the test region.
    상기 개구부는 상기 테스트 영역과 상기 검출 패드 상의 컨트롤 영역을 외부에 노출시키는 진단키트.And the opening exposes the test area and the control area on the detection pad to the outside.
  10. 진단키트를 이용하는 광학 진단 장치로서,An optical diagnostic apparatus using a diagnostic kit,
    상기 진단키트의 테스트 영역의 신호검출부로 광을 방출하는 발광소자;A light emitting device emitting light to the signal detection unit of the test area of the diagnostic kit;
    상기 발광소자로부터의 단일파장의 입사광이 상기 진단키트의 신호검출부에 집속될 때 상기 입사광에 의한 상기 신호검출부의 스트라이프 모양의 라인패턴들 사이의 광량 변화를 검출하는 수광소자;A light receiving element that detects a change in the amount of light between the stripe-shaped line patterns of the signal detection unit by the incident light when the incident light of the single wavelength from the light emitting element is focused on the signal detection unit of the diagnostic kit;
    상기 수광소자에 결합하여 상기 수광소자의 포커싱을 제어하는 액츄에이터; 및An actuator coupled to the light receiving element to control focusing of the light receiving element; And
    상기 발광소자 및 상기 수광소자와, 상기 진단키트 간의 상대적인 위치를 이동시키는 구동유닛을 포함하며,It includes a drive unit for moving the relative position between the light emitting element and the light receiving element, and the diagnostic kit,
    상기 구동유닛의 동작에 의해, 상기 신호검출부의 상기 라인패턴들과 교차하는 방향에서 스캐닝하는 광학 진단 장치.And an optical diagnostic apparatus for scanning in a direction intersecting the line patterns of the signal detection unit by an operation of the driving unit.
  11. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10,
    상기 발광소자의 전단에 배치되어 상기 발광소자의 광량을 조절하기 위해 빛을 집광하는 렌즈; 및 상기 렌즈의 전단에 부착되는 필터를 더 포함하는, 광학 진단 장치.A lens disposed at a front end of the light emitting device to condense light to adjust the amount of light of the light emitting device; And a filter attached to the front end of the lens.
  12. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10,
    상기 발광소자, 상기 수광소자, 상기 액추에이터 및 상기 구동유닛의 동작을 제어하는 제어유닛을 더 포함하는, 광학 진단 장치.And a control unit for controlling the operation of the light emitting element, the light receiving element, the actuator and the driving unit.
  13. 청구항 12에 있어서,The method according to claim 12,
    상기 제어유닛은, 상기 교차하는 방향(y)을 행(n)으로, 상기 교차하는 방향과 직교하는 방향(x)을 열(m)로 이루어지는 분해 구간에 대한 행렬(m*n행렬)의 이차원 메모리 어레이를 생성하고, 상기 행렬에 대응하여 상기 수광소자에서 검출되는 신호의 전압(V)을 특정 메모리 영역 A[n][m]에 저장하고-여기서 상기 라인패턴들에 대응하는 불투명 구간의 기저전압을 0 또는 소정 전압으로 설정됨-, 상기 y의 i번째(y[i])에 대해 상기 x의 첫번째(x[0])에서 마지막번째(x[m-1])까지의 전압 합산을 저장하기 위한 전압 일차원 메모리 어레이(B[n])를 생성하고, 상기 y[i]에 대한 상기 x[0] 내지 x[m-1]에 대한 전압을 합산하여 특정 메모리 어레이(B[j])에 저장하고, 상기 y의 [0] 내지 [n-1]에 대하여 상기 x[0] 내지 x[m-1]에 대한 전압을 합산하여 특정 메모리 어레이(B[j])에 각각 저장하고, 상기 각 B[j]에 대해 해당 면적(Si)으로 나누어 검출감도(Ii)를 계산하며, 유효판정 기준치로 검출감도의 최대치를 선정하는, 광학 진단 장치.The control unit is a two-dimensional matrix (m * n matrix) for a decomposition section consisting of columns (m) in the direction (y) of the crossing direction (y) and the direction (orthogonal to the crossing direction). A memory array is generated, and a voltage V of a signal detected by the light receiving element corresponding to the matrix is stored in a specific memory region A [n] [m], where an opacity interval corresponding to the line patterns is obtained. The low voltage is set to 0 or a predetermined voltage, summing the voltage from the first (x [0]) to the last (x [m-1]) of x for the i th (y [i]) of y; A voltage one-dimensional memory array B [n] for storing is generated, and the voltages for the x [0] to x [m-1] for the y [i] are summed to specify a specific memory array B [j]. ), Summing the voltages for x [0] to x [m-1] with respect to [0] to [n-1] of y and storing them in a specific memory array B [j], respectively. , The detection sensitivity Ii is calculated for each B [j] by dividing by the area Si, and the maximum value of the detection sensitivity is selected as an effective determination reference value.
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