WO2020222417A1 - 가압식 검체 샘플링 장치 - Google Patents

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WO2020222417A1
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barrel
sample
pressurized
plunger
present
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강민희
박민선
김한비
이규성
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사회복지법인 삼성생명공익재단
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    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0481—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure squeezing of channels or chambers

Definitions

  • the present invention relates to a pressurized specimen sampling device, and more particularly, to a sampling device that can be used for immunoassay or molecular diagnosis by being driven by a pressurized type to filter the specimen in a sample.
  • POCT point-of-care testing
  • the pretreatment process for extracting nucleic acids from blood samples is more complex than the immunoassay.
  • selectively adsorbed nucleic acids may be separated using a glass fiber or silica membrane having a relatively low binding ratio with proteins and cell metabolites compared to nucleic acids.
  • a method of separating a nucleic acid adsorbed by a magnet using a silica film-coated magnetic bead, a method of eluting a solution using air pressure or centrifugation using a glass fiber column, etc. can be used. have.
  • the above-described methods may be simpler than the conventional phenol extraction method, but there is a problem that a plurality of washing processes are required indispensably according to the use of reagents (Ex. Chaotropic reagent, ethanol, etc.) for adsorbing nucleic acids onto glass fibers or silica membranes. have.
  • reagents Ex. Chaotropic reagent, ethanol, etc.
  • the present invention has been conceived in accordance with the technical development requirements as described above, and in detail, an object thereof is to obtain a specimen from a sample by being physically driven without a power source.
  • the purpose of this is to provide a pressurized device that enables sample pretreatment or sample acquisition in an emergency situation or in situations where there is no facility for diagnosis.
  • a pressurized specimen sampling device may be provided.
  • the pressurized sample sampling apparatus includes a barrel in which a sample is accommodated and a plunger equipped with a filter, and as the plunger is pressurized into the barrel, the sample filtered from the sample by the filter is It can enter the plunger.
  • a body part through which the filtered sample flows, and a filter are mounted in the form of a hollow cylinder that is pressed into the barrel and moved along the inner surface of the barrel.
  • the inlet portion and a plug portion for obtaining the filtered specimen are included, a first coupling member for coupling with the inlet portion is formed at one end of the body portion, and a second coupling member for coupling with the plug portion at the other end of the body portion Can be formed.
  • a ring-shaped fixing member protruding from the outer surface by a first height is formed on a first portion of the outer surface of the body, and a second portion of the outer surface of the body is formed from the outer surface.
  • a plurality of ring-shaped friction members protruding by the second height may be formed.
  • the second part may be located in a direction away from the other end of the body part than the first part.
  • At least one reagent for pretreatment of a sample may be further accommodated in the barrel of the pressurized sample sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the barrel of the pressurized specimen sampling apparatus may be formed in a hollow cylinder shape with only one end open.
  • the other end of the barrel may be formed to contact the inlet portion and the open end of the barrel may be formed to contact the fixing member according to the pressure insertion into the barrel of the plunger.
  • one open end of the barrel is in contact with the fixing member and the other end of the barrel is formed to be spaced apart from the inlet by a predetermined distance according to the pressure insertion into the barrel of the plunger. I can.
  • the stopper is formed in a form that only the lower end of the stopper coupled with the other end of the body is open, or all or part of the upper and lower ends of the stopper are open. Can be.
  • a sample sampling method using a pressurized sample sampling device including a barrel and a plunger may be provided.
  • a sample is received in a barrel, a plunger equipped with a filter is pressurized and inserted into a filter.
  • the step of introducing the sample filtered from the sample into the plunger may be included.
  • a computer-readable recording medium in which a program for implementing the above-described method is recorded may be provided.
  • the pressurized specimen sampling device provided as an embodiment of the present invention, even in an emergency situation or in a situation where there is no diagnostic facility, regardless of time or place, it is physically driven without power and only pressurization to quickly and easily pretreat a sample or obtain a sample There is an effect that can be done.
  • FIG. 1 is a perspective view of a pressurized specimen sampling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of a pressurized specimen sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exemplary view showing a coupling structure of a pressurized specimen sampling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a pressurized specimen sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exemplary view showing an internal structure of a pressurized specimen sampling device in an exploded state according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exemplary view showing a barrel of a pressurized specimen sampling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are exemplary views illustrating a body part of a plunger in the pressurized specimen sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 are exemplary views illustrating a friction member of a pressurized specimen sampling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing the shape of a hermetic stopper in the pressurized specimen sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing a shape of a stopper with a predetermined portion open in the pressurized specimen sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a barrel and an inlet portion are spaced apart by a predetermined interval in the pressurized specimen sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a graph showing filtered results using a pressurized specimen sampling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 shows front and rear views of a scanning electron microscope (SEM) of a filter result filtered according to another embodiment of the present invention, and a view of the remaining fluorescence images.
  • SEM scanning electron microscope
  • FIG. 16 shows the shape of the wavelength measured using the result filter of FIG. 15 using a FACS (flow cytometer).
  • 17 is a graph showing a result of filtering blood cell components in blood by using the pressurized specimen sampling device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flow chart showing a sample sampling method according to an embodiment of the present invention.
  • a pressurized specimen sampling device may be provided.
  • the pressurized sample sampling apparatus includes a barrel in which a sample is accommodated and a plunger equipped with a filter, and as the plunger is pressurized into the barrel, the sample filtered from the sample by the filter is It can enter the plunger.
  • a body part through which the filtered sample flows, and a filter are mounted in the form of a hollow cylinder that is pressed into the barrel and moved along the inner surface of the barrel.
  • the inlet portion and a plug portion for obtaining the filtered specimen are included, a first coupling member for coupling with the inlet portion is formed at one end of the body portion, and a second coupling member for coupling with the plug portion at the other end of the body portion Can be formed.
  • a ring-shaped fixing member protruding from the outer surface by a first height is formed on a first portion of the outer surface of the body, and a second portion of the outer surface of the body is formed from the outer surface.
  • a plurality of ring-shaped friction members protruding by the second height may be formed.
  • the second part may be located in a direction away from the other end of the body part than the first part.
  • At least one reagent for pretreatment of a sample may be further accommodated in the barrel of the pressurized sample sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the barrel of the pressurized specimen sampling apparatus may be formed in a hollow cylinder shape with only one end open.
  • the other end of the barrel may be formed to contact the inlet portion and the open end of the barrel may be formed to contact the fixing member according to the pressure insertion into the barrel of the plunger.
  • one open end of the barrel is in contact with the fixing member and the other end of the barrel is formed to be spaced apart from the inlet by a predetermined distance according to the pressure insertion into the barrel of the plunger. I can.
  • the stopper is formed in a form that only the lower end of the stopper coupled with the other end of the body is open, or all or part of the upper and lower ends of the stopper are open. Can be.
  • a sample sampling method using a pressurized sample sampling device including a barrel and a plunger may be provided.
  • a sample is received in a barrel, a plunger equipped with a filter is pressurized and inserted into a filter.
  • the step of introducing the sample filtered from the sample into the plunger may be included.
  • a computer-readable recording medium in which a program for implementing the above-described method is recorded may be provided.
  • a pressurized specimen sampling device 10 may be provided.
  • the pressurized specimen sampling apparatus 10 includes a barrel in which a sample is accommodated and a plunger equipped with a filter, and the plunger 200 is pressurized into the barrel 100. Accordingly, the sample filtered from the sample by the filter may flow into the plunger 200.
  • a sample refers to a material used for a diagnostic test, and the sample may contain blood. That is, the sample may refer to blood consisting of red blood cells, white blood cells, blood cells containing platelets, and plasma containing albumin, immunoglobulin, metabolites, and the like.
  • the sample is not limited to the above-described blood, and may further include not only cultured cells of a subject (Ex. patient, test subject, etc.), but also animal tissues and plant tissues.
  • the sample may contain biological substances such as cells, sputum, saliva, and trauma.
  • a sample refers to a material that is filtered by the pressurized sample sampling device 10 and introduced into the plunger 200 and obtained. That is, a sample is a substance obtained by filtering from blood as a sample, and refers to plasma or DNA, RNA, metabolites, etc. existing in plasma.
  • a specimen is a substance capable of detecting changes in the body using proteins, DNA, RNA, metabolites, and the like, and may refer to a substance that is an element for diagnosing various diseases.
  • the user uses the pressurized specimen sampling device 10 according to an embodiment of the present invention to filter the material to be removed (Ex. blood cells, interfering substances, etc.) from the blood contained in the barrel 100 through the filter. ), and only a sample subject to a diagnostic test such as a blood test can be obtained by being introduced into the plunger 200 by the filter.
  • the material to be removed Ex. blood cells, interfering substances, etc.
  • FIG. 1 is a perspective view of a pressurized specimen sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front view of a pressurized specimen sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is It is an exemplary view showing the coupling structure of the pressurized specimen sampling device 10 according to an embodiment.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the pressurized specimen sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an internal structure of the pressurized specimen sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention in an exploded state. It is an exemplary diagram for showing.
  • the plunger 200 of the pressurized specimen sampling device 10 is inserted into the barrel 100 and moved along the inner surface of the barrel 100. It is formed in the form of a cylinder of the body part 210 into which the filtered sample is introduced, the inlet part 400 in which the filter is mounted, and the stopper part 300 for obtaining the filtered sample is included, and the body part 210 A first coupling member 230 for coupling with the inlet part 400 is formed at one end of the body part 210, and a second coupling member 240 for coupling with the closure part 300 at the other end of the body part 210 ) Can be formed.
  • the barrel 100 and the plunger 200 may be formed of various materials having biocompatibility and biofunctionality. In addition, it can be formed of a polymer material that has transparency, minimizes distortion stiffness, and can resist impact.
  • the barrel 100 and the plunger 200 are polytetrafluoroethylene as well as general-purpose materials such as polyethylene, polypropylene, polyester, and polyvinyl chloride.
  • Polytetrafluoroethylene polyetherether ketone
  • polyetherketoneketone Polyetherketone ketone
  • polyurethane polyurethane
  • the materials of the barrel 100 and the plunger 200 described above are merely exemplary and are not limited thereto.
  • the plunger 200 is connected to the inlet part 400 by the first coupling member 230 formed at the lower end of the body part 210 in the form of a cylinder, and the second coupling formed at the upper end of the body part 210
  • the member 240 may be connected to the stopper 300 so that the body 210, the inlet 400, and the stopper 300 may be combined.
  • the inlet part 400 is a member to which the filter is coupled, and may be formed in two forms as shown in FIG. 4. That is, the inlet part 400 has a cylinder type 410 having the same diameter as the body part 210 and a predetermined portion coupled to the first coupling member 230 is formed in a cylindrical shape, and the lower end is gradually It may be formed in a modified type 420 whose diameter is narrowed.
  • the shape of the inlet part 400 as described above is only exemplary and may be formed in various shapes.
  • the inlet part 400 may be formed in a form in which all or part of the top and bottom surfaces are open. That is, only about half of the lower surface of the inlet part 400 may be open.
  • a filter is coupled to the inlet part 400, but the method in which the filter is coupled to the inlet part 400 is not limited.
  • a filter formed in the form of a circular plate may be mounted on the lower end or the upper end of the inlet 400 or may be mounted on both the lower and upper ends, respectively. That is, the number and location of the filters mounted on the inlet 400 can be variously modified and are not limited to the above-described exemplary method.
  • the filter coupled to the inlet part 400 is a material having a structure in which a plurality of pores of a predetermined size are provided, and the pores may be formed in a variety of diameters.
  • the diameter of the pores may be determined in various values within a range of 1 micrometer.
  • the pores of the filter may be formed to have a diameter ranging from 0.1 micrometers to 0.9 micrometers.
  • the diameter of the pores may be determined so that only albumin or immunoglobulin contained in plasma can pass through the filter.
  • the pores of the filter may be formed to have a diameter in the range of 50 nanometers to 90 nanometers.
  • the diameter of the pores described above is merely exemplary and is not limited to the above values, and pores may be formed with a diameter of various values.
  • FIG. 11 is a view showing the shape of a sealed stopper in the pressurized specimen sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a view showing the shape of the stopper 300 with a predetermined portion open.
  • the stopper 300 is of the stopper 300 coupled to the other end of the body 210 Only the lower end may be formed in an open form, or all or part of the upper and lower ends of the closure part 300 may be formed in an open form.
  • the stopper 300 corresponds to a member for obtaining a specimen introduced into the body part 210 of the plunger 200.
  • the closure part 300 may be formed in a sealed form so that the specimen of the body part 210 does not leak out.
  • the user may open the stopper 300 by rotating the stopper 300. That is, as shown in FIG. 11, the hermetic closure part 300 may acquire a sample from the body part 210 only when it is separated from the body part 210, or may be used in other detection devices or analysis devices.
  • the stopper 300 may be formed in a form in which all or a part of the top surface is open. That is, the stopper 300 may be formed in a form in which a part of the central portion of the stopper is opened.
  • a detachable sealing member may be additionally used in the stopper 300 having an open top surface.
  • the sealing member may include a test strip or a medical septa.
  • the septer may be formed to engage and couple with the open shape of the closure part 300.
  • the stopper 300 and the septa may be formed of a material of polytetrafluoroethylene, natural rubber, aluminum, silicon, and TFE.
  • the open-type stopper 300 shown in FIG. 12 can be used for obtaining a sample from the body part 210 or used in other detection devices or analysis devices without separating the coupling with the body part 210, unlike the closed-type stopper part. have.
  • FIG. 7 and 8 are exemplary views showing the body part 210 of the plunger 200 in the pressurized specimen sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • a first coupling member 230 for coupling with the inlet 400 is formed at one end of the body part 210, and a stopper at the other end of the body part 210
  • a second coupling member 240 for coupling to the part 300 may be formed.
  • the first coupling member 230 and the second coupling member 240 may be used in various ways for coupling with the inlet part 400 and the closure part 300, respectively, as shown in FIGS. 7 and 8 It may be coupled to each of the inlet portion 400 and the stopper 300 according to the screw (screw) coupling. Accordingly, the inlet 400 and the stopper 300 may also be formed in a shape for screw coupling. That is, the first coupling member 230 and the second coupling member 240 may be formed in a protruding shape so as to be screwed into engagement with the inlet portion 400 and the plug portion 300, respectively.
  • a ring-shaped fixing member 220 protruding from the outer surface by a first height on a first portion of the outer surface of the body part 210 ) Is formed, and a plurality of ring-shaped friction members 250 protruding from the outer surface by a second height may be formed on the second portion of the outer surface of the body part 210.
  • the second part may be located in a direction away from the other end of the body part 210 than the first part.
  • the first height may correspond to a value greater than the second height.
  • the first part may contact the top surface of the barrel 100 and the body part 210 must be inserted into the barrel 100 and movable, so the first height value corresponding to the first part May correspond to a value greater than the second height value corresponding to the second part.
  • the inlet portion 400 and the plug portion 300 in which the filter is mounted to the body portion 210 of the plunger 200 are connected and coupled through the first coupling member 230 and the second coupling member 240, respectively.
  • the plurality of friction members 250 may be formed on the body 210 in order to increase the pressure on the filter as it is pressed and moved along the inside of the barrel 100. That is, when the plurality of friction members 250 are formed on the second portion of the outer surface of the body portion 210 as shown in FIG. 8 when the friction member 250 is not formed on the outer surface of the body portion 210 as shown in FIG. Compared to, a greater pressure may be applied to the filter.
  • FIG 9 and 10 are exemplary views showing the friction member 250 of the pressurized specimen sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the friction member 250 may be formed in a ring shape surrounding the outer surface of the body part 210 in the form of a cylinder.
  • the friction member 250 may be formed of a material different from that of the body part 210.
  • the friction member 250 may be formed of a flexible material capable of deforming the shape.
  • the friction member 250 may be formed not only in the shape shown in FIG. 9 but also in another shape in which the pressure applied to the filter is increased.
  • the cross section of the friction member 250 is formed in a triangular shape as shown in (a) of FIG. 10 or protruded in a diagonal direction with respect to the outer surface of the body part 210 as shown in (b) of FIG. It can also be formed in a shape.
  • At least one or more pores connectable to the inner surface of the body part 210 may be formed at a predetermined position on the outer surface of the body part 210. That is, when the plunger 200 is inserted along the barrel 100, the body part 210 and the inner surface of the barrel 100 do not move in a completely contacted state, but a predetermined gap exists.
  • the pores may be formed to maintain pressure between the outer side of the body part 210, that is, the inner side of the body part 210 and the inner side of the barrel 100.
  • At least one reagent for pretreatment of a sample may be further accommodated in the barrel 100 of the pressurized sample sampling device 10 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the reagent may include a lysis buffer, which is a buffer solution used when destroying cells, an elution buffer, and an alcohol solution, which are buffer solutions used to elute a predetermined substance. . That is, the reagent may be accommodated in the barrel 100 together with the sample so that a pretreatment process such as cell destruction or material elution is performed on the sample.
  • a lysis buffer which is a buffer solution used when destroying cells
  • an elution buffer an alcohol solution
  • the reagent is not limited to the above solution, and a binding buffer used when attaching a functional group capable of specifically binding to a predetermined substance, a buffer solution used to wash off substances other than the substance to be obtained An in washing buffer may be further included.
  • the reagent may refer to a solution in which a solution such as an alcohol solution, a Lysis buffer, and an Illusion buffer is mixed in various ratios.
  • the Lysis buffer and Illusion buffer are sodium dodecyl sulfate (SDS), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), Tris-HCl, sodium chloride (NaCl), NP-40, and protease. , It may be a composition containing ethanol (ethanol) and the like. In addition, the illusion buffer may correspond to a solution consisting of only distilled water or deionized water. However, the composition of the Lysis buffer and the Illusion buffer may be determined differently according to the type of sample to be detected and the sample to be used, and it is natural that other substances other than the above-described substances may be further included.
  • FIG. 6 is an exemplary view showing the barrel 100 of the pressurized specimen sampling device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the barrel 100 of the pressurized specimen sampling apparatus 10 may be formed in a hollow cylinder shape with only one end open.
  • the barrel 100 is moved along the outer surface of the above-described body portion 210 and may be coupled according to pressure. That is, the diameter of the barrel 100 may be larger than the diameter of the body portion 210.
  • the barrel according to the pressure insertion into the barrel 100 of the plunger 200 The other end of the 100 may be in contact with the inlet 400 and the open end of the barrel 100 may be formed to contact the fixing member 220.
  • the top surface of the barrel 100 which is one end of the barrel 100, is in contact with the fixing member 220 of the body part 210 in order to minimize the dead volume.
  • the lower end which is the other end of the 100, may be formed to contact the lower end of the inlet 400 coupled to the first coupling member 230 of the plunger 200.
  • FIG. 13 is a view showing a state in which the barrel 100 and the inlet 400 are spaced apart by a predetermined interval in the pressurized specimen sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • one open end of the barrel 100 is a fixing member according to the pressure insertion into the barrel 100 of the plunger 200.
  • the other end of the barrel 100 in contact with the 220 may be formed to be spaced apart from the inlet 400 by a predetermined distance d.
  • the filtering effect due to the pressurization may be increased.
  • the inlet portion 400 and the barrel 100 coupled to the body portion 210 there is a distance between the inlet portion 400 and the barrel 100 by a predetermined interval.
  • a sample sampling method using a pressurized sample sampling device 10 including a barrel 100 and a plunger 200 may be provided.
  • the sample sampling method is performed using the pressurized sample sampling apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, and the above-described pressurized sample sampling apparatus 10 may be applied.
  • FIG. 14 is a graph showing filtered results using the pressurized specimen sampling device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows the results of a test using a particle size analyzer by mixing silica coated magnetic beads of different sizes at the same ratio (1:1).
  • small nanoparticles are distributed (mix of FIG. 14), but after filtering using the sampling device of the present invention, distribution of small nanoparticles (Filtering in FIG. 14) can be confirmed.
  • FIG. 15 shows front and rear views of a scanning electron microscope (SEM) of a filter result filtered according to another embodiment of the present invention, and a view of the remaining fluorescence images.
  • SEM scanning electron microscope
  • the separation characteristics of the pretreatment apparatus are evaluated using fluorescent beads. After separation of a scanning electron microscope (SEM), a substance to be removed (Ex. blood cells, interfering substances, etc.) in front of the filter is separated. ) Is detected, but after separation, these substances are not detected on the back side of the filter, and it can be confirmed that only the sample subject to the diagnostic test was filtered by the filter.
  • SEM scanning electron microscope
  • the fluorescence image below is to evaluate the separation characteristics of the pretreatment apparatus using fluorescent beads.
  • 0.5, 1, 2, 2.5 ⁇ m fluorescent beads were mixed, separated by a pretreatment apparatus, and then inserted into the apparatus. SEM and fluorescence images of the front and back of the filter can be checked.
  • FIG. 16 shows the shape of the wavelength measured using the result filter of FIG. 15 using a FACS (flow cytometer).
  • the separation efficiency of 0.5, 1, 2, 2.5 ⁇ m was evaluated using FACS (flow cytometry) for quantitative analysis, and as a result, separation efficiency of 0.5, 1, 2 ⁇ m and 2.5 ⁇ m beads I could confirm that this is different.
  • FACS flow cytometry
  • 17 is a graph showing a result of filtering a blood cell component in blood using the pressurized specimen sampling device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flow chart showing a sample sampling method according to an embodiment of the present invention.
  • a sample is accommodated in the barrel 100.
  • a step (S100), a step in which the plunger 200 provided with a filter in the barrel 100 is pressurized (S200), and a step in which the sample filtered from the sample by the filter is introduced into the plunger 200 (S300) may be included. have.
  • a computer-readable recording medium in which a program for implementing the above-described method is recorded may be provided.
  • the above-described method can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable medium. Further, the structure of the data used in the above-described method may be recorded on a computer-readable medium through various means.
  • a recording medium for recording executable computer programs or codes for performing various methods of the present invention should not be understood as including temporary objects such as carrier waves or signals.
  • the computer-readable medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.), and an optical reading medium (eg, CD-ROM, DVD, etc.).

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치는 시료(sample)가 수용되는 배럴및 필터가 구비된 플런저(plunger)가 포함되고, 배럴에 플런저가 가압 삽입됨에 따라 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입될 수 있다.

Description

가압식 검체 샘플링 장치
본 발명은 가압식 검체 샘플링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가압식으로 구동되어 시료 내 검체가 걸러짐으로써 면역분석이나 분자진단에 활용 가능한 샘플링 장치에 관한 것이다.
최근에는 응급 현장이나 진단에 대한 제반 시설이 갖춰지지 않은 환경 또는 신속한 결과를 원하는 목적으로 환자 옆에서 즉각적인 검사가 가능한 기술을 지칭하는 현장검사(POCT: Point-of-care testing) 기술에 대한 개발이 급속도로 늘어나고 있다. 이러한, 현장적용형 진단기술은 통상적으로 전원(電源)을 공급받지 못하는 상황에서도 즉각적 검사가 수행되도록 배터리 등의 최소한의 전원 혹은 무전원 구동 방식이 필수적이다. 따라서, 고속 회전에 따라 발생되는 원심력을 이용하여 성분이나 비중이 다른 성분을 분리하기 위해 사용되는 기존의 원심분리기는 100[V] - 200[V]의 공급전원은 물론 회전을 위한 공간이 요구되어 현장검사에는 적합하지 않은 문제점이 있다.
또한, 현장에서 검사수행에 대하여 숙련되지 않은 검사자가 수행하여도 오류가 없고 빠르고 용이하게 전혈에서 혈장이나 혈청을 분리할 수 있도록 안출된 혈장분리용 종이 필터의 경우에도 필요량의 혈장량을 확보하기 위해서는 필터의 여과 면적을 크게 하고 다량의 혈액을 필요로 하여 긴 시간이 소요되는 문제가 있다.
현장적용형 면역진단법 중에서도 면역 크로마토그래피 스트립 자체에 혈장/혈청 분리 패드를 장착하여 혈구 성분이 면역 크로마토그래피 전개막에 유출되지 않도록 하는 방법을 이용한 면역 크로마토그래피법이 최근에 지속적으로 개발되고 있지만, 혈구 성분을 장시간, 완전하게 혈장 분리 패드에 유지시키는 것은 기술적으로 구현하기 어렵고 적혈구가 파쇄 또는 용혈되는 경우가 발생될 수 있다. 결국, 각종 발색 또는 착색 기재를 사용하여 육안으로 결과 판정을 수행하는 면역 크로마토그래피법을 사용한 시약에서는 용혈에 의한 적색착색은 결과 판정을 어렵게 하는 요인이 될 수 있다.
분자진단에 있어서 혈액 샘플로부터 핵산을 추출하는 전처리 과정은 상기 면역분석에 비하여 더욱 복잡하다. 높은 순도의 핵산을 얻기 위해서는 단백질, 세포 대사 물질들과 결합 비율이 핵산에 비해 상대적으로 낮은 유리섬유나 실리카 막을 이용하여 선택적으로 흡착된 핵산이 분리될 수 있다. 구체적으로, 실리카 막이 코팅된 자성 비드(magnetic bead)를 사용하여 자석으로 흡착된 핵산을 분리하는 방법, 유리섬유 컬럼을 이용하여 공기압이나 원심분리를 이용하여 용액을 용출해내는 방법 등이 이용될 수 있다. 전술한 방법들은 종래의 페놀 추출법에 비하여 간편할 수 있지만 유리섬유나 실리카 막에 핵산을 흡착하기 위한 시약(Ex. Chaotropic reagent, ethanol 등)의 이용에 따라 복수 회 워싱 과정이 필수적으로 요구되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술 개발 요구에 따라 안출된 것으로서, 상세하게는 전원 없이 물리적으로 구동되어 시료로부터 검체를 획득하고자 함에 그 목적이 있다.
또한, 응급 상황 혹은 진단을 위한 시설이 없는 상황에도 간편하고 신속하게 시료의 전처리 혹은 검체 획득이 가능한 가압식 장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예로써, 가압식 검체 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치는 시료(sample)가 수용되는 배럴 및 필터가 구비된 플런저(plunger)가 포함되고, 배럴에 플런저가 가압 삽입됨에 따라 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 플런저에는 배럴에 가압 삽입되어 배럴의 내측면을 따라 이동되는 중공의 실린더(cylinder) 형태로 형성되어 걸러진 검체가 유입되는 바디부, 필터가 장착되는 유입부 및 걸러진 검체를 수득하기 위한 마개부가 포함되고, 바디부의 일 단부에는 유입부와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재가 형성되며, 바디부의 타 단부에는 마개부와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 바디부 외면의 제 1 부분에는 외면으로부터 제 1 높이만큼 돌출된 링 형태의 고정부재가 형성되고, 바디부 외면의 제 2 부분에는 외면으로부터 제 2 높이만큼 돌출된 링 형태의 복수개의 마찰부재가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 제 2 부분은 제 1 부분보다 바디부의 타 단부에 대하여 멀어지는 방향에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴에는 시료의 전처리를 위한 적어도 하나 이상의 시약이 더 수용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴은 일 단부만이 개방된 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 배럴에 가압 삽입에 따라 배럴의 타 단부는 유입부와 접하고 배럴의 개방된 일 단부는 고정부재와 접하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 배럴에 가압 삽입에 따라 배럴의 개방된 일 단부는 고정부재와 접하고 배럴의 타 단부는 유입부와 소정의 간격만큼 이격되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 마개부는 바디부의 타 단부와 결합되는 마개부의 하단부만이 개방된 형태로 형성되거나 마개부의 상단부 및 하단부의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로써, 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법은 배럴에 시료(sample)가 수용되는 단계, 배럴에 필터가 구비된 플런저가 가압 삽입되는 단계 및 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입되는 단계가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 가압식 검체 샘플링 장치에 따르면, 시간 또는 장소에 구애받지 않고 응급 상황 혹은 진단 시설이 없는 상황에서도 전원 없이 가압만으로 물리적으로 구동되어 신속하고 간편하게 시료의 전처리 혹은 검체를 획득할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 결합구조를 나타내기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치가 분해된 상태의 내부구조를 나타내기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴을 나타내기 위한 예시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 바디부를 나타내기 위한 예시도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 마찰부재를 나타내기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 밀폐형 마개부의 형태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 소정 부분이 개방된 마개부의 형태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 배럴과 유입부가 소정의 간격만큼 이격된 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치를 이용하여 필터링된 결과를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 필터링된 결과 필터의 주사전자현미경(SEM: scanning electron microscope)의 앞, 뒤 모습과 잔류하는 형광 이미지의 모습을 나타낸다.
도 16은 도 15의 결과 필터를 FACS(유세포 분석기)를 활용하여 측정한 파장의 모습을 나타낸다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 혈액 내 혈구 성분이 필터링된 결과를 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검체 샘플링 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시 예로써, 가압식 검체 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치는 시료(sample)가 수용되는 배럴 및 필터가 구비된 플런저(plunger)가 포함되고, 배럴에 플런저가 가압 삽입됨에 따라 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 플런저에는 배럴에 가압 삽입되어 배럴의 내측면을 따라 이동되는 중공의 실린더(cylinder) 형태로 형성되어 걸러진 검체가 유입되는 바디부, 필터가 장착되는 유입부 및 걸러진 검체를 수득하기 위한 마개부가 포함되고, 바디부의 일 단부에는 유입부와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재가 형성되며, 바디부의 타 단부에는 마개부와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 바디부 외면의 제 1 부분에는 외면으로부터 제 1 높이만큼 돌출된 링 형태의 고정부재가 형성되고, 바디부 외면의 제 2 부분에는 외면으로부터 제 2 높이만큼 돌출된 링 형태의 복수개의 마찰부재가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 제 2 부분은 제 1 부분보다 바디부의 타 단부에 대하여 멀어지는 방향에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴에는 시료의 전처리를 위한 적어도 하나 이상의 시약이 더 수용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴은 일 단부만이 개방된 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 배럴에 가압 삽입에 따라 배럴의 타 단부는 유입부와 접하고 배럴의 개방된 일 단부는 고정부재와 접하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 배럴에 가압 삽입에 따라 배럴의 개방된 일 단부는 고정부재와 접하고 배럴의 타 단부는 유입부와 소정의 간격만큼 이격되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 마개부는 바디부의 타 단부와 결합되는 마개부의 하단부만이 개방된 형태로 형성되거나 마개부의 상단부 및 하단부의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로써, 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법은 배럴에 시료(sample)가 수용되는 단계, 배럴에 필터가 구비된 플런저가 가압 삽입되는 단계 및 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입되는 단계가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시 예로써, 가압식 검체 샘플링 장치(10)가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)는 시료(sample)가 수용되는 배럴 및 필터가 구비된 플런저(plunger)가 포함되고, 배럴(100)에 플런저(200)가 가압 삽입됨에 따라 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저(200)에 유입될 수 있다.
본 명세서에서 시료는 진단검사에 사용되는 물질을 지칭하는 것으로, 상기 시료에는 혈액이 포함될 수 있다. 즉, 상기 시료는 적혈구, 백혈구, 혈소판이 포함된 혈구와 알부민(albumins), 면역글로불린(Immunoglobulin), 대사물질(metabolites) 등이 포함된 혈장으로 구성된 혈액을 지칭할 수 있다. 다만, 상기 시료는 전술한 혈액에 제한되는 것이 아니라 검사대상(Ex. 환자, 피검사자 등)의 배양 세포뿐만 아니라, 동물 조직 및 식물 조직 등이 더 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 시료에는 세포, 객담, 침, 유린 등의 생물학적 물질들이 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 검체는 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 의해 걸러져 플런저(200)에 유입 및 획득되는 물질을 지칭한다. 즉, 검체는 시료인 혈액으로부터 필터링되어 획득된 물질로 혈장 또는 혈장 내 존재하는 DNA, RNA, 대사물질 등을 지칭한다. 다시 말하면, 본 명세서에서 검체란 단백질이나 DNA, RNA, 대사물질 등을 이용해 체내 변화를 알아낼 수 있는 물질로 다양한 질병을 진단하는 요소가 되는 물질을 나타낼 수 있다.
즉, 사용자는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 배럴(100)에 수용된 혈액으로부터 제거대상물질(Ex. 혈구, 간섭물질 등)은 필터를 통해 상기 배럴(100)에 남도록 하고, 혈액검사와 같은 진단검사의 대상이 되는 검체만이 상기 필터에 의해 플런저(200)에 유입되어 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 결합구조를 나타내기 위한 예시도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)가 분해된 상태의 내부구조를 나타내기 위한 예시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 플런저(200)에는 배럴(100)에 가압 삽입되어 배럴(100)의 내측면을 따라 이동되는 중공의 실린더(cylinder) 형태로 형성되어 걸러진 검체가 유입되는 바디부(210), 필터가 장착되는 유입부(400) 및 걸러진 검체를 수득하기 위한 마개부(300)가 포함되고, 바디부(210)의 일 단부에는 유입부(400)와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재(230)가 형성되며, 바디부(210)의 타 단부에는 마개부(300)와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재(240)가 형성될 수 있다.
상기 배럴(100)과 플런저(200)는 생체 적합성 및 생체 기능성을 갖춘 다양한 소재로 형성될 수 있다. 또한, 투명성이 있고 왜곡 강성이 최소화되고 충격에 저항할 수 있는 고분자 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 배럴(100) 및 플런저(200)는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에스터(polyester), 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride) 등의 범용소재는 물론 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리에텔에텔 케톤(polyetherether ketone), 폴리에텔케톤케톤(Polyetherketoneketone), 폴리우레탄(polyurethane) 등의 나노섬유소재로 형성될 수 있다. 다만, 전술한 배럴(100) 및 플런저(200)의 소재는 예시적인 것에 불과하고 이에 제한되지 않는다.
즉, 상기 플런저(200)는 실린더 형태의 바디부(210)의 하단에 형성된 제 1 결합부재(230)에 의해 유입부(400)와 연결되고, 바디부(210)의 상단에 형성된 제 2 결합부재(240)에 의해 마개부(300)와 연결되어 바디부(210), 유입부(400) 및 마개부(300)가 결합된 형태로 형성될 수 있다.
상기 유입부(400)는 필터가 결합되는 부재로, 도 4에 도시된 바와 같이 두 가지 형태로 형성될 수 있다. 즉, 유입부(400)는 바디부(210)와 동일한 직경을 가지는 원기둥 형태의 실린더 타입(410)과 상기 제 1 결합부재(230)와 결합되는 소정의 부분은 원기둥 형태로 형성되고 하단부는 점차 직경이 좁아지는 변형 타입(420)으로 형성될 수 있다. 다만, 상기와 같은 유입부(400)의 형태는 예시적인 것에 불과하고 다양한 형태로 형성될 수 있다. 유입부(400)는 상단면 및 하단면 모두가 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 유입부(400)의 하단면은 절반 정도만이 개방된 형태로 형성될 수 있다. 상기 유입부(400)에 필터가 결합되는데 유입부(400)에 필터가 결합되는 방식은 제한되지 않는다. 예를 들면, 원형 플레이트 형태로 형성된 필터가 유입부(400)의 하단부 혹은 상단부에 장착되거나 하단부 및 상단부 모두에 각각 장착될 수도 있다. 즉, 필터가 유입부(400)에 장착되는 개수, 위치는 다양하게 변형가능하고 전술한 예시의 방식으로 제한되는 것이 아니다.
상기 유입부(400)에 결합되는 필터는 소정 크기의 세공(細孔)이 복수개 구비된 구조의 물질로, 상기 세공은 다양한 범위의 직경으로 형성될 수 있다. 혈액 중에서 적혈구, 백혈구, 혈소판이 필터의 세공을 통과하지 못하도록 하기 위하여 1 마이크로미터 이내의 범위에서 다양한 값으로 세공의 직경이 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 필터의 세공은 0.1 마이크로미터 내지 0.9 마이크로미터 범위의 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 혈장에 포함된 알부민이나 면역 글로불린만이 필터를 통과할 수 있도록 세공의 직경이 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 필터의 세공은 50 나노미터 내지 90 나노미터 범위의 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 다만, 전술한 세공의 직경은 예시적인 것에 불과하고 상기 값들에 제한되는 것이 아니며 다양한 값의 직경으로 세공이 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 밀폐형 마개부의 형태를 나타낸 도면이고, 도 12는 소정 부분이 개방된 마개부(300)의 형태를 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 마개부(300)는 바디부(210)의 타 단부와 결합되는 마개부(300)의 하단부만이 개방된 형태로 형성되거나 마개부(300)의 상단부 및 하단부의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.
상기 마개부(300)는 플런저(200)의 바디부(210)에 유입된 검체를 수득하기 위한 부재에 해당된다. 도 11에 도시된 바와 같이 마개부(300)는 마개 형태로 바디부(210)의 검체가 외부로 유출되지 않도록 밀폐형으로 형성될 수 있다. 밀폐형 마개부(300)가 바디부(210)와 결합된 상태의 가압식 검체 샘플링 장치(10)을 사용하여 사용자가 걸러진 검체를 획득하고자 하는 경우 또는 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 타 검출 및 분석 기기에 적용할 경우에는 사용자는 상기 마개부(300)가 회전되도록 함으로써 상기 마개부(300)를 개방할 수 있다. 즉, 도 11과 같이 밀폐형 마개부(300)는 바디부(210)로부터 분리되는 경우에만 바디부(210)로부터 검체를 획득하거나 타 검출 기기 또는 분석 기기에 이용될 수 있다.
도 12를 참조하면, 도 11의 밀폐형 마개부와는 달리 상기 마개부(300)는 상단면의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 마개부(300)는 상기 마개부의 중앙 부분의 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 상단면이 개방된 형태의 마개부(300)에는 탈부착이 가능한 밀폐부재가 추가적으로 함께 사용될 수 있다. 상기 밀폐 부재에는 검사지 혹은 의료용 셉터(septa)가 포함될 수 있다. 상기 셉터는 마개부(300)의 개방된 형태에 맞물려 결합되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 마개부(300) 및 셉터는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 천연 고무(natural rubber), 알루미늄(aluminum), 실리콘(silicone), TFE 의 소재로 형성될 수 있다. 상기 도 12에 도시된 개방형 마개부(300)는 밀폐형 마개부와는 달리 바디부(210)와의 결합을 분리하지 않아도 바디부(210)로부터 검체를 획득하거나 타 검출 기기 또는 분석 기기에 이용될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 플런저(200)의 바디부(210)를 나타내기 위한 예시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 바디부(210)의 일 단부에는 유입부(400)와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재(230)가 형성되며, 바디부(210)의 타 단부에는 마개부(300)와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재(240)가 형성될 수 있다.
상기 제 1 결합부재(230) 및 제 2 결합부재(240)에는 각각 유입부(400) 및 마개부(300)와 결합하기 위한 다양한 방식이 사용될 수 있지만, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 스크류(screw) 결합에 따라 유입부(400) 및 마개부(300)와 각각 결합될 수 있다. 이에 따라, 유입부(400) 및 마개부(300)에도 스크류 결합을 위한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제 1 결합부재(230) 및 제 2 결합부재(240)는 각각 유입부(400) 및 마개부(300)와 맞물려 스크류 결합되도록 돌출된 형태로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 바디부(210) 외면의 제 1 부분에는 외면으로부터 제 1 높이만큼 돌출된 링 형태의 고정부재(220)가 형성되고, 바디부(210) 외면의 제 2 부분에는 외면으로부터 제 2 높이만큼 돌출된 링 형태의 복수개의 마찰부재(250)가 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 제 2 부분은 제 1 부분보다 바디부(210)의 타 단부에 대하여 멀어지는 방향에 위치할 수 있다. 상기 제 1 높이는 상기 제 2 높이보다 더 큰 값에 해당될 수 있다. 즉, 후술하는 바와 같이 제 1 부분은 배럴(100)의 상단면과 접할 수 있고 바디부(210)는 배럴(100) 내측으로 삽입되어 이동가능해야 하므로, 제 1 부분에 해당되는 제 1 높이 값은 제 2 부분에 해당되는 제 2 높이 값보다 더 큰 값에 해당될 수 있다.
즉, 플런저(200)의 바디부(210)에 필터가 장착된 유입부(400)와 마개부(300)가 각각 제 1 결합부재(230) 및 제 2 결합부재(240)를 통해 연결되어 결합된 상태에서, 배럴(100)의 내측을 따라 가압 삽입되어 이동됨에 따라 필터에 대하여 압력이 증대될 수 있도록 하기 위하여 상기 복수개의 마찰부재(250)가 바디부(210)에 형성될 수 있다. 즉, 도 8과 같이 상기 복수개의 마찰부재(250)가 바디부(210) 외면의 제 2 부분에 형성되는 경우 도 7과 같이 마찰부재(250)가 바디부(210) 외면에 형성되지 않은 경우에 비하여 필터에 더 큰 압력이 가해질 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 마찰부재(250)를 나타내기 위한 예시도이다.
도 9를 참조하면, 상기 마찰부재(250)는 실린더 형태의 바디부(210) 외면을 감싸는 링 형태로 형성될 수 있다. 다만, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 마찰부재(250)는 바디부(210)와는 다른 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 바디부(210)의 외면이 배럴(100)의 내측을 따라 이동되는 경우에도 마찰부재(250)의 형태가 변형될 수 있는 가요성 있는 소재로 형성될 수 있다.
또한, 상기 마찰부재(250)는 도 9와 같은 형태뿐만 아니라 상기 필터에 가해지는 압력이 증대되는 다른 형태로도 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 도 10의 (a)와 같이 상기 마찰부재(250)의 단면은 삼각형 형태로 형성되거나 도 10의 (b)와 같이 바디부(210)의 외면에 대하여 사선 방향으로 돌출되는 형태로도 형성될 수 있다.
상기 바디부(210) 외면의 소정의 위치에는 바디부(210)의 내면으로 연결가능한 적어도 하나 이상의 기공이 형성될 수 있다. 즉, 플런저(200)가 배럴(100)을 따라 삽입되는 경우 바디부(210)와 배럴(100)의 내면은 완전히 접한 상태로 이동되는 것이 아니라 소정의 간격이 존재하는데 바디부(210)의 내측과 바디부(210)의 외측 즉, 바디부(210)의 내측과 배럴(100)의 내측 간 압력이 유지되도록 하기 위하여 상기 기공이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 배럴(100)에는 시료의 전처리를 위한 적어도 하나 이상의 시약이 더 수용될 수 있다.
상기 시약에는 세포를 파괴할 때 사용되는 완충용액인 라이시스 버퍼(lysis buffer), 소정의 물질을 용출해내기 위해 사용되는 완충용액인 일루션 버퍼(elution buffer) 및 알코올(alcohol) 용액이 포함될 수 있다. 즉, 시료에 대하여 세포 파괴 혹은 물질 용출 등의 전처리 과정이 수행되도록 상기 시약이 시료와 함께 상기 배럴(100)에 수용될 수 있다.
다만, 상기 시약은 전술한 용액에 제한되는 것은 아니고, 소정의 물질과 특이적으로 결합될 수 있는 작용기를 부착할 때 사용되는 바인딩 버퍼, 획득하고자 하는 물질 이외의 물질을 씻어내기 위해 사용되는 완충용액인 워싱 버퍼(washing buffer)가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 시약은 전술한 알코올 용액, 라이시스 버퍼, 일루션 버퍼 등의 용액이 다양한 비율로 혼합된 용액을 지칭할 수 있다.
상기 라이시스 버퍼 및 일루션 버퍼는 도데실 황산 나트륨(SDS: sodium dodecyl sulfate), 에틸렌디아민사아세트산(EDTA: ethylenediaminetetraacetic acid), Tris-HCl, 염화나트륨(NaCl), NP-40, 단백질분해효소(protease), 에탄올(ethanol) 등이 포함된 조성물일 수 있다. 또한, 상기 일루션 버퍼는 증류수(distilled water) 혹은 탈이온수(deionized water)만으로 이루어진 용액에 해당될 수 있다. 다만, 상기 라이시스 버퍼 및 일루션 버퍼의 조성은 사용되는 시료 및 검출하고자 하는 검체의 종류에 따라 상이하게 결정될 수 있고, 전술한 물질들 이외의 다른 물질들이 더 포함될 수 있음은 당연하다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 배럴(100)을 나타내기 위한 예시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 배럴(100)은 일 단부만이 개방된 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있다. 상기 배럴(100)은 전술한 바디부(210)의 외측면을 따라 이동되며 가압에 따라 결합될 수 있다. 즉, 바디부(210)의 직경보다 배럴(100)의 직경이 더 크게 형성될 수 있다.
도 2의 (a) 및 도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 플런저(200)의 배럴(100)에 가압 삽입에 따라 배럴(100)의 타 단부는 유입부(400)와 접하고 배럴(100)의 개방된 일 단부는 고정부재(220)와 접하도록 형성될 수 있다.
시료의 양이 제한되어 있는 경우에는 무용부피(dead volume)를 최소화 하도록 하기 위하여 배럴(100)의 일 단부인 배럴(100) 상단면은 바디부(210)의 고정부재(220)와 접하고, 배럴(100)의 타 단부인 하단면은 플런저(200)의 제 1 결합부재(230)와 결합된 유입부(400)의 하단부와 접하도록 형성될 수 있다.
또한, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 배럴(100)과 유입부(400)가 소정의 간격만큼 이격된 상태를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 플런저(200)의 배럴(100)에 가압 삽입에 따라 배럴(100)의 개방된 일 단부는 고정부재(220)와 접하고 배럴(100)의 타 단부는 유입부(400)와 소정의 간격(d)만큼 이격되도록 형성될 수 있다.
즉, 상기와 같이 배럴(100)의 타 단부와 유입부(400) 간에 소정의 간격만큼 이격되도록 설계함으로써 가압에 따른 필터링 효과가 증대되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 바디부(210), 바디부(210)와 결합된 유입부(400) 및 배럴(100)에 대하여, 유입부(400)와 배럴(100) 사이에 소정의 간격만큼 이격거리가 존재하도록 형성함으로써 효율적인 필터링이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로써, 배럴(100) 및 플런저(200)가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용한 검체 샘플링 방법이 제공될 수 있다. 본 명세서에서 상기 검체 샘플링 방법은 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 수행되는 것으로, 전술한 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 관한 내용이 적용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 필터링된 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는 크기가 다른 실리카 코팅된 자성 비드(silica coated magnetic bead)를 동일한 비율(1:1)로 혼합하여 입도분석기를 이용한 테스트를 진행한 결과를 나타낸다. 도 14를 참조하면, 본 발명의 샘플링 장치를 이용하기 전에는 작은 나노입자부터 큰 나노입자까지 분포(도 14의 mix)하고 있으나, 본 발명의 샘플링 장치를 이용하여 필터링 한 후에는 작은 나노입자의 분포(도 14의 filtering)가 확인될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 필터링된 결과 필터의 주사전자현미경(SEM: scanning electron microscope)의 앞, 뒤 모습과 잔류하는 형광 이미지의 모습을 나타낸다.
도 15를 참조하면, 형광 비드를 활용하여 전처리 기구의 분리 특성을 평가한 모습으로, 주사전자현미경(SEM: scanning electron microscope)의 분리 후 필터의 앞에서는 제거대상물질(Ex. 혈구, 간섭 물질 등)이 검출되나, 분리 후 필터의 뒷면에서는 이러한 물질은 검출되지 않고, 진단검사의 대상이 되는 검체만이 필터에 의해 걸러진 것을 확인할 수 있다.
아래의 형광 이미지는, 형광 비드를 활용하여 전처리 기구의 분리 특성을 평가한 것으로, 실시 예에 따라 0.5, 1, 2, 2.5 μm의 형광 비드를 혼합한 후 전처리 기구로 분리한 후 기구에 삽입된 필터의 앞과 뒷의 SEM과 형광 이미지를 확인할 수 있다.
도 16은 도 15의 결과 필터를 FACS(유세포 분석기)를 활용하여 측정한 파장의 모습을 나타낸다.
도 16을 참조하면, 정량 분석을 위하여 FACS (유세포 분석기)를 활용하여, 0.5, 1, 2, 2.5 μm의 분리 효율을 평가하였고, 그 결과 0.5, 1, 2 μm 비드와 2.5 μm 비드의 분리 효율이 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 분리 후, 0.5, 1 μm 사이즈의 비드의 비율이 증가하고, 2.0 μm 사이즈 비드의 비율이 감소하며, 2.5 μm 비드가 제거된 것을 확인할 수 있었다.
즉, 혈액 내 혈구 크기의 평균 사이즈가 2 μm을 고려하였을 때, 일부 혈소판(1-5 μm)을 제외하고 상대적으로 크기가 큰 백혈구와 적혈구는 대부분 제거가 될 것으로 예상할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 혈액 내 혈구 성분이 필터링된 결과를 나타내는 그래프이다
가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 혈액 내 혈구 성분이 필터링 후 분리 전후의 FACS 분석 결과, 혈액 내 혈장 성분이 원심분리기 수준 혈구 성분이 분리됨을 확인할 수 있었다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검체 샘플링 방법을 나타낸 순서도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배럴(100) 및 플런저(200)가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용한 검체 샘플링 방법은 배럴(100)에 시료(sample)가 수용되는 단계(S100), 배럴(100)에 필터가 구비된 플런저(200)가 가압 삽입되는 단계(S200) 및 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저(200)에 유입되는 단계(S300)가 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.
또한, 전술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서,
    시료(sample)가 수용되는 배럴; 및
    필터가 구비된 플런저(plunger)가 포함되고,
    상기 배럴에 상기 플런저가 가압 삽입됨에 따라 상기 필터에 의해 상기 시료로부터 걸러진 검체가 상기 플런저에 유입되는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플런저에는 상기 배럴에 가압 삽입되어 상기 배럴의 내측면을 따라 이동되는 중공의 실린더(cylinder) 형태로 형성되어 상기 걸러진 검체가 유입되는 바디부;
    상기 필터가 장착되는 유입부; 및
    상기 걸러진 검체를 수득하기 위한 마개부가 포함되고,
    상기 바디부의 일 단부에는 상기 유입부와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재가 형성되며, 상기 바디부의 타 단부에는 상기 마개부와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 바디부 외면의 제 1 부분에는 상기 외면으로부터 제 1 높이만큼 돌출된 링 형태의 고정부재가 형성되고, 상기 바디부 외면의 제 2 부분에는 상기 외면으로부터 제 2 높이만큼 돌출된 링 형태의 복수개의 마찰부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분보다 상기 바디부의 타 단부에 대하여 멀어지는 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배럴에는 상기 시료의 전처리를 위한 적어도 하나 이상의 시약이 더 수용되는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 배럴은 일 단부만이 개방된 중공의 실린더 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플런저의 상기 배럴에 가압 삽입에 따라 상기 배럴의 타 단부는 상기 유입부와 접하고 상기 배럴의 개방된 일 단부는 상기 고정부재와 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 플런저의 상기 배럴에 가압 삽입에 따라 상기 배럴의 개방된 일 단부는 상기 고정부재와 접하고 상기 배럴의 타 단부는 상기 유입부와 소정의 간격만큼 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 마개부는 상기 바디부의 타 단부와 결합되는 상기 마개부의 하단부만이 개방된 형태로 형성되거나 상기 마개부의 상단부 및 하단부의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 검체 샘플링 장치.
  10. 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법에 있어서,
    상기 배럴에 시료(sample)가 수용되는 단계;
    상기 배럴에 필터가 구비된 플런저가 가압 삽입되는 단계; 및
    상기 필터에 의해 상기 시료로부터 걸러진 검체가 상기 플런저에 유입되는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 검체 샘플링 방법.
  11. 제 10 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
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