WO2021125440A1 - 자동화된 액상 면역반응 분석용 분석장치 및 이를 이용한 면역반응 분석방법 - Google Patents

자동화된 액상 면역반응 분석용 분석장치 및 이를 이용한 면역반응 분석방법 Download PDF

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김형훈
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Definitions

  • the present invention relates to an automated liquid-phase immune response analysis apparatus and an analysis method using the same.
  • the inspection process is generally performed by taking a sample, reacting the sample with a predetermined reagent suitable for a target indicator, and analyzing and observing the change occurring.
  • EIA Enzyme ImmunoAssay
  • EIA Enzyme ImmunoAssay
  • a color change measurement method chromogenic, or colorimetric
  • a sandwich type immune response or a competitive type immune response also called an enzyme-linked immunosorbent assay
  • the most effective method of removing non-specific reactants is physical washing or purification. Among them, it is preferable to remove non-specific reactants using a washing method using magnetic particles.
  • the washing method using such magnetic particles requires a separate device for separation and washing, and it is possible to remove non-specific reactants by repeating dispersion and collection of magnetic particles.
  • the method of repeating dispersion and collection of magnetic particles requires a long washing process and has disadvantages in that many magnetic beads are lost. Therefore, it is necessary to additionally develop a test apparatus and method for effectively removing non-specific reactants within a short time without losing magnetic beads.
  • An object of the present invention is to provide a washing apparatus and a washing method for purification/separation of reaction products in an automated liquid phase immunoreaction assay.
  • the present invention provides an immune response analyzer using a magnetic bead, a straw arm having a washing tip fixed to the lower part, and having a hollow penetrating up and down inside, and a hollow of the straw arm.
  • a magnetic beam positioned to move up and down, a moving body to which the straw arm is fixed, a moving body driving unit for moving the moving body, a driving motor for moving the magnetic beam, and a controller for controlling the moving body driving unit
  • a reaction chamber containing a magnetic bead to which a biological sample and a reagent are attached a washing chamber in which a biological sample non-specific to the reagent is washed and dispersed, and a magnetic bead to which a biological sample specific to the reagent is attached is dispersed.
  • a detection chamber is further provided.
  • the present invention includes the steps of injecting a biological sample into a first container in which magnetic beads are stored and binding the analyte and magnetic beads in the biological sample to an antigen-antibody reaction; Positioning a magnetic beam in the hollow portion of the tip, inserting a cleaning tip having a magnetic beam into the first container to attach a magnetic bead to the surface of the cleaning tip, and attaching the cleaning tip to which the magnetic bead is attached to the second container Moving to a container, physically washing the non-specific reactant from the surface of the cleaning tip to which the magnetic bead is attached in the second container, and moving the cleaning tip from which the non-specific reactant is removed to the detection chamber
  • Another aspect of the immune response analysis method comprising the steps of: and dispersing the magnetic beads on the surface of the cleaning tip in the detection chamber by raising the magnetic beam located in the hollow part of the cleaning tip.
  • the physically cleaning is performed by repeatedly moving up and down the cleaning tip into which the magnetic beam is inserted.
  • the present invention does not repeat the dispersion and collection of magnetic beads, but removes non-specific binding through up-and-down repeated driving in the captured state, and eliminates the loss and omission of magnetic beads that may occur in the process of repeating dispersion and collection.
  • it is possible to increase the reproducibility of the measurement result and to reduce the coefficient of variation (CV).
  • CV coefficient of variation
  • by reducing the measurement time by simplifying the cleaning process the number of measurements per hour (throughput) can be increased, and the performance and competitiveness of equipment can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the process of a sandwich immune reaction using magnetic beads used in a device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the process of a competitive immune response using the magnetic beads used in the device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic structure of a module in which a magnetic beam and a cleaning tip are combined in an automated liquid immunoassay apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is an enlarged view showing the cleaning tip in detail in the automated liquid immunoassay device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating one form of a reaction chamber, a cleaning chamber, and a detection chamber used in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a flowchart of a washing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a washing method in an immunoassay method using magnetic beads according to another embodiment of the present invention.
  • the reaction product or the reaction product is purified after the reagent and the sample are reacted, and then the analyte included therein is quantitatively or qualitatively By analyzing, the detection result is read by the automated liquid immunoassay device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • test is used to encompass detection, analysis, and reading.
  • sample refers to a composition expected to contain an analyte, and a sample that can be used in the present invention is a liquid phase or liquid-like fluid.
  • the sample used in an embodiment of the present invention is a biological sample, and may be a body component derived from a living body such as whole blood, plasma, serum, urine, saliva, excreta, and cell extract.
  • analyte refers to a compound to be analyzed in a sample, also referred to as a target or indicator, and includes, but is not limited to, a protein component such as an antigen or a nucleic acid material such as a gene.
  • the term “reagent” is a substance used by mixing with a sample for quantitative or qualitative analysis of an analyte included in the sample, and is different depending on the type of specific analyte, for example, a reaction buffer or buffer, dilution buffer, detection It may include, but is not limited to, a predetermined antibody, enzyme, or substrate that reacts with a buffer, a washing buffer, or various substances in the sample, for example, an antigen.
  • the immunoassay device is a specific component included in a biological sample through an immunoassay (ELISA)-based reaction based on specific binding between antigen/antibody, for example, a reaction as shown in FIGS. 1 and 2 .
  • ELISA immunoassay
  • the present invention relates to an apparatus optimized for physical washing for separating unreacted substances from reaction products using magnetic beads prior to detection of analytes as well as detection of analytes.
  • Sandwich immunoassay refers to an immune reaction in which a capture antibody and a detector antibody are sandwiched together.
  • An enzyme is chemically bound to the detector antibody to induce a quantitative reaction with the substrate.
  • the capture antibody is chemically or physically bound to the magnetic beads, and the detector antibody uses a conjugate bound to the enzyme.
  • the sandwich reaction using such magnetic beads can be roughly divided into two types, and it is divided into a 1-step assay or a 2-step assay depending on how many steps are performed for washing.
  • a method of reacting the sample and the capture antibody first, washing, and then reacting the detector antibody is called a two-step reaction, and the method of reacting the capture antibody and the detector antibody simultaneously without distinction is called a one-step reaction (FIG. 1).
  • the competition assay which is often used to detect small amounts of protein molecules, is also divided into two methods. Depending on whether a competitive protein or antibody is conjugated to magnetic beads, it is divided into an indirect competitive reaction or a direct competitive reaction, and it is divided into one-step and two-step reactions according to the stage of the immune reaction. For example, FIG. 2 shows one form of an indirect competitive reaction and a direct competitive reaction among competitive reactions.
  • a straw arm having a hollow 12 penetrating up and down therein and having a washing tip 20 fixed to the lower part (11 and a magnetic beam 10 positioned in the hollow 12 of the straw arm 11 and movable up and down, a movable body 14 to which the straw arm is fixed, and a movable body for moving the movable body It characterized in that it comprises a driving unit 15, a driving motor 13 for moving the magnetic beam, and a control unit 16 for controlling the moving body driving unit.
  • the control unit 16 may control the moving body driving unit 15 to move the moving body 14 to a desired position.
  • a straw arm 11 is fixed to the movable body 14 . Therefore, the straw arm moves integrally by the movement of the moving body.
  • the straw arm 11 may be mounted by fixing the washing tip 20 at the lower portion.
  • the inside of the straw arm is provided with the upper and lower hollow parts 12 penetrating up and down.
  • a vertical movable magnetic beam 10 is positioned in the hollow of the straw arm.
  • a driving motor 13 is provided to move the magnetic beam up and down. It is preferable to fix the driving motor 13 to the moving body so that the magnetic beam can move relative to the straw arm fixed to the moving body.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing in detail the washing tip portion in the immunoassay device according to an embodiment of the present invention.
  • a magnetic beam 10 positioned inside the hollow portion 12 of the straw arm 11, and a permanent magnet 17 attached to one end of the magnetic beam.
  • a permanent magnet may be disposed inside the cleaning tip 20 fitted to the straw arm 11 .
  • FIG. 5 shows a reaction chamber 31 , a washing chamber 32 , and a detection chamber 33 in the immunoassay apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a reaction chamber 31 containing a biological sample and a magnetic bead to which a reagent is attached, a washing chamber 32 for washing a non-specific biological sample attached to the magnetic bead, and a detection chamber for detecting a biological sample specific to the reagent ( 33) is further provided.
  • the reaction chamber 31 contains magnetic beads to which biological samples and reagents are attached. Antigen and antibody reactions are performed on the reagent on the surface of the magnetic bead and the analyte in the biological sample, and the magnetic bead and non-specific biological sample bound to the reaction product, the analyte, remain in the reaction chamber.
  • the washing chamber 32 may include a plurality of places where washing is performed to remove non-specific biological samples entangled in the reaction result in the reaction chamber, and in one embodiment of the present invention, three (32a, 32b, 32c).
  • the reaction chamber 33 is a chamber for detecting by dispersing the magnetic beads attached to the surface of the cleaning tip in the reaction chamber.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a magnetic bead cleaning method according to another embodiment of the present invention.
  • the reaction chamber 31 contains a magnetic bead to which a reagent is attached, and a biological sample in which an analyte and a non-specific reactant are mixed is introduced and reacted.
  • the reagent of the magnetic bead and the analyte of the biological sample may bind to each other through antigen-antibody reaction.
  • the washing tip 20 coupled to the straw arm 11 is moved to the reaction chamber 31 .
  • the magnetic beam 10 located in the hollow portion 12 of the straw arm 11 is lowered using the driving motor 13 and inserted into the cleaning tip.
  • S130 Magnetic beads are collected on the surface of the cleaning tip under the influence of the magnetism of the magnetic beam located in the cleaning tip (S140).
  • the cleaning tip with magnetic beads attached to the surface is moved to the cleaning chamber together with the magnetic beam.
  • the washing tip and the magnetic beam are driven up and down together to wash the magnetic beads to remove non-specific reactants.
  • the vertical driving may be repeated several times. Move the cleaning tip and the magnetic beam together to the detection chamber.
  • the magnetic beam is raised by using the driving motor 13 .
  • S180 When the magnetic beam rises, the magnetic beads on the surface of the cleaning tip are detached and dispersed in the detection chamber.
  • Table 1 shows the detection results after physically cleaning the magnetic beads by repeatedly driving up and down the cleaning tip where the magnetic beam is located in the cleaning chamber using an automated liquid immunoassay (ALFIS-3).

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Abstract

본 발명은 효소면역분석법(ELISA-Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay)을 이용한 생체 시료에 포함된 특정 성분을 검출하는 자동화된 분석 장치 및 그 시험방법에 관한 것이다.

Description

자동화된 액상 면역반응 분석용 분석장치 및 이를 이용한 면역반응 분석방법
본 발명은 자동화된 액상 면역반응 분석용 분석장치 및 이를 이용한 분석방법에 관한 것이다.
의학과 생명공학 분야 및 각종 관련 기술의 발전과 더불어, 소변 및 혈액 등과 같은 소정의 생물학적 시료에서 혈구, 유전자, 단백질, 항원, 병원균 등과 같은 다양한 분자 지표를 검출하는 검사가 널리 시행되고 있다. 검사과정은 일반적으로 시료를 채취한 후, 채취된 시료를 목적하는 지표에 적합한 소정의 시약과 반응시킨 후, 일어나는 변화를 분석 및 관찰함으로써 이루어진다. 이를 통해 시료에 포함된 다양한 분자 지표에 대한 정성 및/또는 정량 분석이 가능하고, 이를 근거로 질환의 진단, 진행 상태, 또는 예후 등에 관한 정보를 얻을 수 있다.
이러한 검사과정에서 널리 사용되는 기술 중 하나가 항원/항체 간의 특이적 결합에 기반한 EIA (Enzyme ImmunoAssay)로도 불리는 면역반응 기술이다. 여기에는 분석물의 검출을 위해 사용되는 기질의 종류에 따라서, 발색반응을 흡광도로 측정하는 색변화측정 방법(chromogenic, 또는 colorimetric), 화학발광법 및 형광을 이용한 방법 등이 있다. 또한 분석 방식에 따라 효소결합 면역흡착 분석법 (Enzyme Linked Immunosorbent Assay)라고도 불리는 샌드위치 방식의 면역반응 또는 경쟁적 방식의 면역반응이 포함된다.
이런 분석에서는 사용되는 방식과 상관없이 높은 특이성의 고감도의 검출을 위해서는 비-특이적 반응물(Non-specific binding)의 제거가 바람직하다. 즉, 검사과정에서 시약과 시료의 반응 후, 반응 결과물의 정확한 검출을 위해서는 반응 결과물의 정제 또는 분리(purification)가 필요하다.
비-특이적 반응물을 가장 효과적으로 제거하는 방법은 물리적 세척 또는 정제 방법이다. 그 중에자성입자를 이용한 세척법을 이용하여 비-특이적 반응물을 제거하는 것이 바람직하다. 이러한 자성입자를 이용한 세척방식은 별도의 분리 및 세척을 위한 장치가 필요하며, 자성입자의 분산 및 포집을 반복 수행하여 비 특이적 반응물을 제거할 수 있다. 그러나 자성입자의 분산 및 포집을 반복하는 방식은 장시간의 세척과정이 필요하고, 많은 자성비드가 손실되는 단점이 있다. 따라서 자성비드를 유실하지 않으면서 단시간내에 효과적인 비특이적 반응물의 제거를 위한 시험장치 및 방법의 개발이 추가적으로 필요한 실정이다.
본 발명은 자동화된 액상면역반응 분석법에서 반응 결과물의 정제/분리를 위한 세척장치 및 세척방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 자성비드를 이용한 면역반응 분석기에 있어서, 하부에 세척 팁을 고정할 수 있고, 내부에 상하로 관통된 중공을 구비하는 스트로 암과, 상기 스트로 암의 중공에 위치하여 상하로 이동 가능한 자성 빔과, 상기 스트로 암이 고정되는 이동 바디와, 상기 이동 바디를 이동시키는 이동 바디 구동부와, 상기 자성 빔을 이동시키는 구동 모터와, 상기 이동 바디 구동부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 면역반응용 분석장치를 제공하는 것을 일 측면으로 한다.
바람직하게는 생체시료와 시약이 부착된 자성비드가 포함된 반응 챔버와, 시약에 비특이적인 생체시료가 세척되어 분산되어 있는 세척 챔버와, 시약에 특이적인 생체시료가 부착된 자성비드가 분산되어 있는 검출챔버를 더 구비한다.
또한 본 발명은 자성비드를 이용한 면역반응 분석방법에 있어서, 자성비드가 저장되어 있는 제1 용기에 생체시료를 주입하여 상기 생체시료 내의 분석물과 자성비드를 항원항체반응으로 결합시키는 단계와, 세척팁의 중공부에 자성빔을 위치시키는 단계와, 상기 제1 용기에 자성빔이 위치한 세척팁을 투입하여 자성비드를 세척팁 표면에 부착시키는 단계와, 상기 자성비드가 부착된 세척팁을 제2 용기로 이동시키는 단계와, 상기 제2 용기에서 자성비드가 부착된 세척팁의 표면에서 비-특어적인 반응물을 물리적으로 세척하는 단계와, 비-특이적 반응물이 제거된 세척팁을 검출 챔버로 이동하는 단계와, 세척팁의 중공부에 위치한 자성빔을 상승시켜 세척팁 표면의 자성비드를 검출 챔버에 분산시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면역반응 분석방법을 다른 일측면으로 한다.
바람직하게는 상기 물리적으로 세척하는 단계는 자성빔이 삽입된 세척팁을 함께 반복적으로 상하이동하여 이루어진다.
본 발명은 자성 비드의 분산 과 포집을 반복하지 않고, 포집한 상태에서 상하 반복 구동을 통하여 비 특이적 결합을 제거하고, 분산 및 포집을 반복하는 과정에서 발생될 수 있는 자성비드의 손실 및 누락을 감소시켜, 측정 결과의 재현성 (reproducibility)을 높이고, 변동계수 (CV: coefficient of variation)를 감소시키는 효과를 낼수 있다. 또한, 세척 프로세스의 간소화로 측정 시간을 감소시켜 시간당 측정횟수 (Throughput)을 증가시키고 장비의 성능 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에 사용되는 자성 비드를 이용한 샌드위치 면역반응의 과정을 보여주는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에 사용되는 자성 비드를 이용한 경쟁적 면역반응의 과정을 보여주는 모식도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 액상 면역분석 장치에서 자성빔과 세척팁이 결합된 모듈의 개략적인 구조를 나타낸 구성도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 액상 면역분석 장치에서 세척팁 부위를 자세히 나타낸 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에 사용되는 반응 챔버, 세척 챔버, 검출 챔버의 일 형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세척방법의 순서도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성비드를 이용한 면역분석방법에서의 세척방법을 나타낸 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 예시적인 것으로 어떤 식으로든 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
이하에서는 우선, 본 명세서에서 사용되는 용어 및 본 장치와 함께 사용되는 화학적 반응의 원리에 대해서 설명한다.
본 명세서에서 “검출” 후술하는 시료 중에 포함된 분석물의 존재 여부 또는 그 양을 결정하기 위해, 시약과 시료의 반응 후에 반응 결과물 또는 그 반응 결과물을 정제한 후, 이에 포함된 분석물을 정량 또는 정성 분석 하는 것으로, 상기 검출결과는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 액상 면역분석 장치(1)에서 판독된다.
본 명세서에서 “검사”는 검출, 분석 및 판독을 모두 포괄하는 용어로 사용된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "시료"는 분석물을 포함할 것으로 기대되는 조성물을 가리키며, 본 발명에서 사용될 수 있는 시료는 액체상 또는 액체와 유사한 유동성 있는 물질이다. 본 발명의 일 실시예에 사용되는 시료는 생물학적 시료로, 전혈, 혈장, 혈청, 뇨, 타액, 분뇨 및 세포 추출물과 같은 생체 유래 체성분일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "분석물"은 시료 중의 분석 대상 화합물로, 표적자, 또는 지표라고도 하며, 항원과 같은 단백질 성분 또는 유전자와 같은 핵산 물질을 포함하나 이로 제한하는 것은 아니다.
본 명세서에서 “시약”은 시료에 포함된 분석물의 정량 또는 정성 분석을 위해 시료와 혼합되어 사용되는 물질로서, 구체적 분석물의 종류에 따라 상이하며, 예를 들면, 반응 완충액 또는 버퍼, 희석 버퍼, 검출 버퍼, 세척 버퍼, 또는 시료 내의 다양한 물질 예를 들면 항원 등과 반응을 일으키는 소정의 항체, 효소 또는 기질을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 면역분석 장치는 항원/항체 간의 특이적 결합에 기반한 면역분석법(ELISA) 기반의 반응, 예를 들면 도 1 및 도 2과 같은 반응을 통해 생물학적 시료 등에 포함된 특정 성분 또는 분석물의 검출은 물론, 분석물의 검출 전에 자성 비드를 이용하여, 미-반응 물질을 반응 결과물에서 분리해내는 물리적 세척에 최적화된 장치에 관한 것이다.
도 1 및 도 2 은 분석물을 분석하는 다양한 방식의 ELISA 분석 과정을 도시한 것이다. 샌드위치 면역반응(Sandwich immunoassay)이란 캡쳐 항체와 디텍터 항체를 샌드위치 결합하는 형태의 면역반응을 말하는데, 디텍터 항체에 효소를 화학적으로 결합시켜 기질과의 정량적 반응을 유도한다. 이때, 캡쳐 항체는 자성 비드에 화학적 또는 물리적으로 결합되어 있으며 디텍터 항체는 효소와 결합되어 있는 컨쥬게이트를 이용한다. 이러한 자성 비드를 이용한 샌드위치 반응은 크게 2 가지 형태로 나눌 수 있는데, 세척을 몇 단계로 하느냐에 따라 1 스텝(1 step assay) 또는 2 스텝 반응(2 step assay)로 나누어 진다. 시료와 캡쳐 항체를 먼저 반응을 시키고, 세척한 후, 디텍터 항체를 반응시키는 방법을 2 스텝 반응이라 하며, 구분 없이 캡쳐 항체와 디텍터 항체를 동시에 반응시키는 방법을 1 스텝 반응이라 한다(도 1).
샌드위치 면역반응과 함께 소량의 단백질 분자를 검출하는데 많이 이용되는 경쟁반응(Competition assay) 또한 2 가지 방법으로 나누어 진다. 자성 비드에 경쟁 단백질 또는 항체를 컨쥬게이션 하느냐에 따라 간접적 경쟁반응 또는 직접적 경쟁반응으로 나누어 지며, 면역반응의 단계 구분에 따라 1 스텝, 2 스텝 반응으로 나누어 진다. 예컨대, 도 2 은 경쟁반응 중 간접 경쟁반응과 직접 경쟁반응의 한 형태를 보여주고 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에는 자성비드를 이용한 면역반응 분석장치에 대하여 도 3을 참고하면 하부에 세척팁(20)을 고정할 수 있고 내부에 상하로 관통된 중공(12)을 구비하는 스트로 암(11과, 상기 스트로 암(11)의 중공(12)에 위치하여 상하로 이동 가능한 자성빔(10)과, 상기 스트로 암이 고정되는 이동바디((14)와, 이동바디를 이동시키는 이동 바디 구동부(15)와, 상기 자성빔을 이동시키는 구동 모터(13)와, 상기 이동 바디 구동부를 제어하는 제어부(16)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 상기에 나열된 각 구성의 작동에 대하여 상세하게 설명한다.
제어부(16)는 이동바디 구동부(15)를 제어하여 이동 바디(14)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
상기 이동바디(14)에는 스트로 암(11)이 고정되어 있다. 따라서 이동 바디의 이동에 의해 스트로 암이 일체로 이동하게 된다.
상기 스트로 암(11)은 하부에 세척팁(20)을 고정하여 장착할 수 있다. 스트로암의 내부에는 상하로 관통된 상하 중공부(12)를 구비한다. 스트로 암의 중공에는 상하로 이동 가능한 자성빔(10)이 위치한다. 자성 빔을 상하로 이동시키 위하여 구동모터(13)을 구비한다. 이동바디에 고정된 스트로 암에 대하여 자성 빔이 상대적인 운동을 할 수 있도록, 구동 모터(13)을 이동 바디에 고정하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 면역분석 장치에서 세척팁 부위를 자세히 나타낸 확대도이다. 스트로 암(11)의 중공부(12) 내부에 위치하는 자성빔(10), 자성빔 한쪽 말단에 부착되어 있는 영구자석(17)을 구비한다. 자성빔이 구동모터(13)에 의해 하강하면 스트로 암(11)에 끼워진 세척팁(20) 내부에 영구자석이 배치되도록 할 수 있다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 면역분석 장치에서 반응 챔버(31), 세척 챔버(32), 검출 챔버(33)를 나타낸다.
생체시료와 시약이 부착된 자성비드가 포함된 반응 챔버(31)와, 자성비드에 부착된 비특이적인 생체시료를 세척하는 세척 챔버(32)와, 시약에 특이적인 생체시료를 검출하는 검출 챔버(33)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 반응 챔버(31)에서는 생체시료와 시약이 부착되어 있는 자성비드가 포함되어 있다. 자성비드의 표면의 시약과 생체시료 중 분석물은 항원, 항체반응이 수행되고, 반응 결과물인 분석물과 결합된 자성비드와 비특이적 생체시료가 반응 챔버에 남는다.
상기 세척 챔버(32)는 반응 챔버에서의 반응 결과물에 엉겨 있는 비특이적 생체시료를 제거하기 위해 세척이 수행되는 곳으로 복수개를 포함할 수 있고, 본 발명의 일 실시예에서는 세 개(32a, 32b, 32c)를 포함한다.
상기 반응 챔버(33)는 세척팁의 표면에 부착되어 있는 자성비드를 반응 챔버내에 분산시켜 검출하기 위한 챔버이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성비드 세척방법을 나타낸 순서도이다.
반응 챔버(31) 내 시약이 부착되어 있는 자성비드가 포함되어 있고, 분석물과 비-특이적인 반응물이 혼합된 생체시료를 투입하여 반응시킨다. (S110) 상기 자성비드의 시약과 생체시료의 분석물은 항원항체반응을 통해 서로 결합할 수 있다. 반응 챔버(31)에 스트로 암(11)에 결합된 세척팁(20)을 이동한다. (S120) 스트로암(11)의 중공부(12)에 위치하는 자성빔(10)을 구동모터(13)를 이용하여 하강시켜 세척 팁 내로 삽입한다. (S130) 세척팁 내에 위치한 자성빔의 자성의 영향으로 세척 팁 표면에 자성비드가 포집된다(S140). 표면에 자성비드가 부착된 세척팁을 자성빔과 함께 세척챔버로 이동시킨다. (S150) 세척팁과 자성빔을 함께 상하구동하여 자성비드를 세척하여 비특이적 반응물을 제거한다. (S160) 바람직하게는 상기 상하 구동은 여러 번 반복하여 이루어지는 것일 수 있다. 세척팁과 자성빔을 함께 검출챔버로 이동시킨다. (S170) 구동모터(13)를 이용하여 자성빔을 상승시킨다. (S180) 자성빔이 상승 시, 세척팁의 표면의 자성비드가 탈착되어 검출챔버에 분산된다.
이하 실시예를 통하여 본 발명의 효과를 자세하게 설명한다. 다만 이는 하나의 예시에 불과할 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 - HCG의 샌드위치 면역반응 실험 - 본 발명의 방법
자동화 액상 면역 분석기(ALFIS-3)를 이용하여, 세척 챔버에서 자성빔이 위치한 세척팁을 함께 반복적으로 상하 구동하는 방법으로 자성비드를 물리적으로 세척한 후의 검출결과를 표 1의 우측에 나타냈다.
비교예 1 - HCG의 샌드위치 면역반응 실험 - 기존방법
자동화 액상 면역 분석기(ALFIS-3)를 이용하여, 세척 챔버에서 세척팁은 그대로 두고 자성빔만 반복적으로 상하 구동하여 자성비드를 분산 및 포집을 반복하여 세척한 후의 검출결과를 표 1의 좌측에 나타냈다.
[표 1]
Figure PCTKR2020002410-appb-I000001
실시예 2 - FT4(Competetion assay) - 본 발명의 방법
자동화 액상 면역 분석기(ALFIS-3)를 이용하여, 세척 챔버에서 자성빔이 위치한 세척팁을 함께 반복적으로 상하 구동하는 방법으로 자성비드를 물리적으로 세척한 후 검출결과를 표 2의 우측에 나타냈다.
비교예 2 - FT4( Competetion assay) - 기존방법
자동화 액상 면역 분석기(ALFIS-3)를 이용하여, 세척 챔버에서 세척팁은 그대로 두고 자성빔만 반복적으로 상하 구동하여 자성비드를 분산 및 포집을 반복하여 세척한 후의 검출결과를 표 2의 좌측에 나타냈다.
[표 2]
Figure PCTKR2020002410-appb-I000002
소결
표 1 및 2를 참고하면, 기존의 세척방법을 이용한 경우보다 본 발명의 세척방법을 이용했을 때 CV값(변동계수)이 작아 오차가 적으므로 고감도의 면역반응 분석이 가능한 것을 확인하였다.
[부호의 설명]
10: 자성빔
11: 스트로 암
12: 중공부
13: 구동모터
14: 이동바디
15: 이동바디 구동부
16: 제어부
17: 영구자석
31: 반응 챔버
32a, 32b, 32c: 세척 챔버
33: 검출 챔버

Claims (4)

  1. 자성비드를 이용한 면역반응 분석기에 있어서,
    하부에 세척 팁을 고정할 수 있고, 내부에 상하로 관통된 중공을 구비하는 스트로암과,
    상기 스트로 암의 중공에 위치하여 상하로 이동 가능한 자성 빔과,
    상기 스트로 암이 고정되는 이동 바디와,
    상기 이동 바디를 수평 이동시키는 이동 바디 구동부와,
    상기 자성 빔을 상하 이동시키는 구동 모터와,
    상기 이동 바디 구동부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 면역반응 분석장치.
  2. 제1항에 있어서,
    생체시료와 시약이 부착된 자성비드가 포함된 반응 챔버와,
    자성비드에 부착된 비특이적인 생체시료를 세척하는 세척 챔버와,
    시약에 특이적인 생체시료를 검출하는 검출 챔버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 면역반응 분석장치
  3. 자성비드를 이용한 면역반응 분석방법에 있어서,
    자성비드가 저장되어 있는 반응 챔버에 생체시료를 주입하여 상기 생체시료 내의 분석물과 자성비드를 항원항체반응으로 결합시키는 단계와,
    상기 제1 용기에 세척팁을 이동시키는 단계와,
    자성빔을 하강시켜 세척팁의 중공부에 자성빔을 위치시키는 단계와,
    상기 자성빔이 위치한 세척팁의 표면에 자성비드를 포집하는 단계와,
    상기 자성비드가 부착된 세척팁을 세척 챔버로 이동시키는 단계와,
    상기 세척 챔버에서 자성비드가 부착된 세척팁의 표면에서 비-특어적인 생체시료를 물리적으로 세척하는 단계와,
    비-특이적 반응물이 제거된 세척팁을 검출 챔버로 이동하는 단계와,
    세척팁의 중공부에 위치한 자성빔을 상승시켜 세척팁 표면의 자성비드를 검출 챔버에 분산시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면역반응 분석방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 물리적으로 세척하는 단계는 자성빔이 삽입된 세척팁을 함께 반복적으로 상하 구동하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면역반응 분석방법.
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