WO2021137386A1 - 체외 진단용 시료 용액 가열 장치 - Google Patents

체외 진단용 시료 용액 가열 장치 Download PDF

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WO2021137386A1
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heating
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reaction vessel
induction coil
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김희준
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    • B01L2400/043—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces magnetic forces

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis. More specifically, by introducing a heating body into the reaction vessel in which the sample solution is stored and inductively heating the heating body by the primary induction coil, heat can be directly transferred to the sample solution without an additional heat transfer medium through the heating body in the sample solution. Heat loss can be minimized, and thus the sample solution can be heated quickly, making it possible to perform diagnostic work more quickly, improving energy efficiency, and induction heating of the heating body inside the container
  • the present invention relates to an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis, which enables faster and more accurate in vitro diagnostic work by performing a stirring function for a sample solution in addition to a simple heating function for the sample solution by simultaneously rotating and moving the sample solution using magnetic force.
  • the biological detection system for the identification of life phenomena and the development and diagnosis of new drugs is developing in the form of a point-of-care testing system to analyze a sample accurately and conveniently in a short time with a smaller amount.
  • This in vitro diagnostic industry is a field that can check various diseases such as diabetes, cholesterol, and cancer with a drop of blood or urine.
  • an in vitro diagnostic device that allows a user to check various diseases at home or while carrying it is being developed.
  • Such in vitro diagnostic methods include immunoassays, DNA hybridization, receptor-based analysis, and the like, and these analysis methods are widely used for medical diagnosis or new drug development.
  • the in vitro diagnostic method is also being developed as part of the on-site inspection system, it is very important to test a liquid sample on the spot and quickly view the results.
  • the liquid sample is provided in the form of a sample solution containing a biological sample, and various types of reaction materials injected into the sample solution may be applied according to the type of the diagnostic method.
  • the sample solution is heated and maintained at a specific temperature for a specific time. .
  • a heating device for heating a sample solution is almost necessarily used, and such a heating device is generally configured to include a heating coil that receives power to generate heat, and a heating block surrounding the heating coil, The heat of the heating block is transferred to the sample solution by conduction or radiation to heat the sample solution.
  • the sample solution heating device heats the sample solution by transferring heat by conduction or radiation through a separate heating coil and heating block.
  • the present invention was invented to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to put a heating body inside a reaction vessel in which a sample solution is stored, and induction heating the heating body by a primary induction coil, so that a separate heating block Heat loss can be minimized by transferring heat directly to the sample solution without an additional heat transfer medium through the heating body in the sample solution, rather than by heat conduction or radiation through the heat transfer method, thereby rapidly heating the sample solution. It is an object of the present invention to provide an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnostics that can perform diagnostic tasks more quickly and can also improve energy efficiency.
  • Another object of the present invention is to perform a stirring function on the sample solution in addition to the simple heating function for the sample solution by induction heating the heating body inside the half container and rotating it using magnetic force at the same time, so that An object of the present invention is to provide an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnostics, which enables a smooth reaction to the in vitro diagnostics, and thus enables faster and more accurate in vitro diagnostic work.
  • the present invention provides an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis for heating a sample solution containing a biological sample for in vitro diagnosis, comprising: a reaction vessel formed in the form of a container to store the sample solution; a case having an accommodating space formed therein, and having an insertion accommodating portion formed on one surface to accommodate the reaction vessel; a primary induction coil disposed inside the case and adjacent to the reaction vessel, receiving an alternating current to induce electromagnetic force; and a heating body that is put into the inner space of the reaction vessel, is formed to induce a secondary current by electromagnetic induction of the primary induction coil, and is heated by the induced secondary current, wherein induction heating of the heating body to provide an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis, characterized in that the sample solution is heated by
  • the heating body may be formed of a conductive metal material.
  • the heating body may be formed in a form in which a secondary induction coil is wound around an outer circumferential surface of a core body formed to be elongated in one direction.
  • the heating body may be freely moved into the inner space of the reaction vessel.
  • a rotation driving unit for rotating the heating body may be mounted inside the case to agitate the sample solution stored in the reaction vessel.
  • the heating body may be formed of a magnetic material
  • the rotation driving unit may be formed to rotate the heating body by a magnetic force from the outside of the reaction vessel.
  • the rotation driving unit a rotating magnet rotatably mounted inside the case so as to be located in the lower portion of the reaction vessel; and a driving motor for rotating the rotating magnet, and as the rotating magnet rotates, the heating body may be configured to rotate by a magnetic force of the rotating magnet.
  • the present invention by introducing a heating body into the reaction vessel in which the sample solution is stored and inductively heating the heating body by the primary induction coil, heat is not transferred by heat conduction or radiation through a separate heating block, but by the sample.
  • heat can be transferred directly to the sample solution without an additional heat transfer medium to minimize heat loss, and thus the sample solution can be heated quickly, enabling faster diagnostic work; Energy efficiency can also be improved.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing the overall configuration of an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining a heating principle of an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis according to an embodiment of the present invention
  • FIG 3 is a view for explaining a mixing structure of an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing the overall configuration of an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a heating principle of the apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis according to an embodiment of the present invention It is a drawing for
  • An apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis is an apparatus for heating a sample solution containing a biological sample for in vitro diagnosis using a magnetic induction heating method, comprising: a reaction vessel 100 , a case 200 ; It is configured to include a primary induction coil 300 and a heating body 400 .
  • the reaction vessel 100 is formed in the form of a vessel to store the sample solution (T).
  • the reaction vessel 100 may be formed in a hollow cylindrical shape with an open upper surface, and a separate container cover 110 may be coupled to the open upper surface.
  • the reaction vessel 100 may be formed of a non-conductive and non-magnetic synthetic resin material.
  • the case 200 is a configuration constituting the basic outer shape of the entire device, an accommodating space is formed therein, various parts are accommodated therein, and an insertion accommodating part 210 is formed on the upper surface so that the reaction vessel 100 is inserted and received. .
  • a plurality of insertion receiving units 210 may be formed, and the reaction vessel 100 may be inserted into each insertion receiving unit 210 and heated independently.
  • the primary induction coil 300 is disposed in a position adjacent to the reaction vessel 100 inside the case 200 and is formed to induce electromagnetic force by receiving an alternating current.
  • the heating body 400 is inserted into the inner space of the reaction vessel 100 to induce a secondary current by electromagnetic induction of the primary induction coil 300 and is formed to be heated by the induced secondary current.
  • the heating body 400 is inductively heated by the primary induction coil 300 , the heat of the heating body 400 is directly transferred to the sample solution T to heat the sample solution T, so that separate heat transfer Heat transfer takes place without a medium, resulting in faster heating of the sample solution T.
  • the primary induction coil 300 is disposed to be positioned at the lower portion of the reaction vessel 100 inside the case 200, and receives AC power from a separate AC power supply 500 in a spirally wound form. configured to be supplied.
  • the current flow direction changes with time, so that a magnetic field M is formed around the primary induction coil 300 as shown in FIG. 2 .
  • the magnetic field direction is changed with the same period as the change period of the current flow direction of the primary induction coil 300 .
  • the primary induction coil 300 is arranged so that the magnetic field M affects the heating body 400 injected into the reaction vessel 100 .
  • the heating body 400 may be formed in the form of a capsule made of a conductive metal material, and may be freely moved into the inner space of the reaction vessel 100 .
  • a secondary current is induced by a change in the magnetic field formed by the primary induction coil 300 , and heat is generated by the induced secondary current.
  • the heating phenomenon of the heating body 400 is a heating phenomenon of the magnetic induction type by the primary induction coil, and since the principle of this heating phenomenon is a well-known principle, a detailed description thereof will be omitted.
  • the heating body 400 is formed of a material having conductivity for inducing secondary current, and may be formed in a form in which a secondary induction coil is wound to increase secondary current induction and heat generation efficiency.
  • a secondary induction coil (not shown) is wound around a core body (not shown) made of a non-conductive material (or a conductive material) elongated in one direction in a capsule form.
  • the sample solution T is put into the reaction vessel 100 and stored, and inserted into the insertion receiving part 210 of the case 200 in this state.
  • the heating body 400 is put into the reaction vessel 100 , and the timing of inputting the heating body 400 does not matter at any time as long as the AC current is supplied to the primary induction coil 300 .
  • a separate operation part (not shown) is operated to provide the AC power supply 500 .
  • an alternating current is supplied to the primary induction coil 300 to generate a magnetic field and the magnetic field changes at the same time, and the heating body 400 in the reaction vessel 100 due to the change in the magnetic field of the primary induction coil 300 .
  • a secondary current is induced, and the heating body 400 is heated by the induced secondary current. Since the heating body 400 induction heated as described above is located in the sample solution T inside the reaction vessel 100, the heat of the heating body 400 is directly transferred to the sample solution T without heat loss to the sample solution ( T) heats up quickly.
  • the heating body 400 injected into the reaction vessel 100 is inductively heated by the primary induction coil 300, so that heat conduction and heat conduction through a separate heating block and Rather than transferring heat in a radiative manner, heat can be directly transferred to the sample solution T through the heating body 400 without an additional heat transfer medium, thereby minimizing heat loss, and through this, the sample solution T can be rapidly transferred It can be heated, making it possible to perform diagnostic tasks more quickly and improving energy efficiency.
  • a plurality of insertion receiving units 210 are formed in the case 200 so that a plurality of reaction vessels 100 can be inserted.
  • the primary induction coil 300 is disposed at the lower portion of each reaction vessel 100 .
  • the frequency of the AC power supplied to each of the primary induction coils 300 is different from each other, the magnitude of the induced current for the heating body 400 induced by the primary induction coil 300 is different.
  • the heating temperature of the heating body 400 varies accordingly, the heating temperature for the sample solution T of each reaction vessel 100 can be independently adjusted in this way. Accordingly, it is possible to simultaneously heat the sample solution T to various temperatures to perform more various in vitro diagnostic tasks.
  • the apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis may be configured to perform a stirring function on the sample solution so that the reaction to the test substance in the sample solution is smoothly performed.
  • the stirring function for the sample solution may be performed using the heating body 400 .
  • a stirring structure for the sample solution of the in vitro diagnostic sample solution heating apparatus of the present invention will be described.
  • FIG 3 is a view for explaining a mixing structure of an apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis is configured to rotate and move the heating body 400 to agitate the sample solution T stored in the reaction vessel 100.
  • the case ( 200) A rotation driving unit 600 for rotationally moving the heating body 400 may be mounted therein.
  • the heating body 400 is formed of a metal material of a conductive material as described above, and here, it is formed of a magnetic material in more detail, and the rotation driving unit 600 is heated by a magnetic force from the outside of the reaction vessel 100 . It may be formed to rotate 400 .
  • the rotation driving unit 600 includes a rotating magnet 610 rotatably mounted inside the case 200 to be positioned at the lower portion of the reaction vessel 100 , and a driving motor 620 for rotating the rotating magnet 610 . It may be configured to include, and as the rotating magnet 610 rotates, the heating body 400 may be configured to rotate by the magnetic force of the rotating magnet 610 .
  • the rotating magnet 610 is connected to the rotating shaft of the driving motor 620 and configured to rotate, and the rotating magnet 610 may be formed in a form in which permanent magnets are disposed on both sides of the rotating shaft.
  • the configuration of the rotation driving unit 600 is exemplary, and may be changed and applied in various ways, such as a form using an electromagnetic force, not a form using a permanent magnet.
  • the heating body 400 injected into the reaction vessel 100 is inductively heated by the primary induction coil 300 to heat the sample solution T and at the same time by the magnetic force of the rotation driving unit 600 .
  • the sample solution (T) can be stirred while rotating.
  • the apparatus for heating a sample solution for in vitro diagnosis can rapidly heat and stir the sample solution T, so that the in vitro diagnosis operation can be performed more quickly and accurately.

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Abstract

본 발명은 체외 진단용 시료 용액 가열 장치에 관한 것으로, 시료 용액이 저장된 반응 용기 내부에 가열 바디를 투입하고 1차 유도 코일에 의해 가열 바디를 유도 가열함으로써, 시료 용액 내의 가열 바디를 통해 추가적인 열전달 매체 없이 시료 용액에 직접 열을 전달할 수 있어 열 손실을 최소화할 수 있고, 이에 따라 시료 용액을 신속하게 가열할 수 있어 진단 작업을 더욱 신속하게 수행할 수 있게 하고, 에너지 효율 또한 향상시킬 수 있으며, 반용 용기 내부의 가열 바디를 유도 가열함과 동시에 자기력을 이용하여 회전 이동시킴으로써, 시료 용액에 대한 단순 가열 기능 이외에 시료 용액에 대한 교반 기능을 수행하여 체외 진단 작업을 더욱 신속하고 정확하게 수행 가능하도록 하는 체외 진단용 시료 용액 가열 장치를 제공한다.

Description

체외 진단용 시료 용액 가열 장치
본 발명은 체외 진단용 시료 용액 가열 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 시료 용액이 저장된 반응 용기 내부에 가열 바디를 투입하고 1차 유도 코일에 의해 가열 바디를 유도 가열함으로써, 시료 용액 내의 가열 바디를 통해 추가적인 열전달 매체 없이 시료 용액에 직접 열을 전달할 수 있어 열 손실을 최소화할 수 있고, 이에 따라 시료 용액을 신속하게 가열할 수 있어 진단 작업을 더욱 신속하게 수행할 수 있게 하고, 에너지 효율 또한 향상시킬 수 있으며, 반용 용기 내부의 가열 바디를 유도 가열함과 동시에 자기력을 이용하여 회전 이동시킴으로써, 시료 용액에 대한 단순 가열 기능 이외에 시료 용액에 대한 교반 기능을 수행하여 체외 진단 작업을 더욱 신속하고 정확하게 수행 가능하도록 하는 체외 진단용 시료 용액 가열 장치에 관한 것이다.
근래에는 인간 유전체 프로젝트(human genome project)가 완료되고 포스트게놈(post genome) 시대가 도래함에 따라 쏟아져 나오는 많은 양의 마이크로 정보는 기존의 실험실 분석 시스템으로는 그 신속한 처리가 어려운 실정이다.
이에 따라 생명 현상의 규명과 신약 개발 및 진단을 위한 생물학적 검출 시스템은 보다 적은 양으로 빠른 시간에 정확하고 편리하게 시료를 분석하기 위한 현장 검사 시스템(Point-of-care testing)의 형태로 발전하고 있다.
분석의 대상이 되는 대부분의 생화학적 시료는 용액 상태로 존재하기 때문에, 현장 검사 시스템에서는 액체 시료를 현장에서 바로 검사하여 그 결과를 신속하게 볼 수 있게 하는 기술이 매우 중요하다.
최근에는 예방 및 맞춤의학(personalized medicine) 시대에 발맞춰 체외 진단 산업이 각광받고 있는데, 이러한 체외 진단 산업은, 당뇨병, 콜레스테롤, 암 여부 등과 같은 각종 질병을 피 한 방울, 소변 등으로 확인할 수 있는 분야로서, 현장 검사 시스템의 일환으로 사용자가 집에서 또는 휴대하면서 각종 질병을 확인할 수 있는 체외 진단 기기가 개발되고 있다
이러한 체외 진단 방식은 면역분석(immunoassays), DNA 혼성화(hybridization) 및 수용체 기반(receptor-based) 분석 등이 있으며, 이러한 분석 방식들은 의료 진단이나 신약 개발 등 광범위하게 사용되고 있다.
체외 진단 방식 또한 현장 검사 시스템의 일환으로 개발되고 있는바, 액체 시료를 현장에서 바로 검사하여 그 결과를 신속하게 볼 수 있게 하는 기술이 매우 중요하다. 액체 시료는 생체 시료가 함유된 시료 용액의 형태로 제공되는데, 진단 방식의 종류에 따라 시료 용액에 투입되는 반응 물질은 다양한 종류가 적용될 수 있다. 시료 용액에서 생체 시료와 반응 물질의 반응 환경을 체내 환경과 동일하게 유지하기 위한 목적 등 시료 용액에 대한 정확하고 신속한 진단을 위해 일반적으로 시료 용액을 가열하여 특정 온도로 특정 시간 동안 유지시키는 과정을 거친다.
이와 같이 체외 진단 방식에서는 시료 용액을 가열하는 가열 장치가 거의 필수적으로 사용되는데, 이러한 가열 장치는 일반적으로 전원을 공급받아 발열하는 히팅 코일과, 히팅 코일을 감싸는 히팅 블록을 포함하는 형태로 구성되며, 히팅 블록의 열을 전도 또는 복사 등의 방식으로 시료 용액에 전달하여 시료 용액을 가열하도록 이루어진다.
이러한 구조에 따라 시료 용액 가열 장치는 별도의 히팅 코일 및 히팅 블록을 통해 전도 또는 복사 방식으로 열을 전달하여 시료 용액을 가열하므로, 열전달 효율이 낮아 가열 시간이 오래걸리고, 이에 따라 신속한 진단을 어렵게 하는 등의 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 시료 용액이 저장된 반응 용기 내부에 가열 바디를 투입하고 1차 유도 코일에 의해 가열 바디를 유도 가열함으로써, 별도의 히팅 블록을 통한 열 전도 또는 복사 방식으로 열을 전달하는 것이 아니라 시료 용액 내의 가열 바디를 통해 추가적인 열전달 매체 없이 시료 용액에 직접 열을 전달할 수 있어 열 손실을 최소화할 수 있고, 이에 따라 시료 용액을 신속하게 가열할 수 있어 진단 작업을 더욱 신속하게 수행할 수 있게 하고, 에너지 효율 또한 향상시킬 수 있는 체외 진단용 시료 용액 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반용 용기 내부의 가열 바디를 유도 가열함과 동시에 자기력을 이용하여 회전 이동시킴으로써, 시료 용액에 대한 단순 가열 기능 이외에 시료 용액에 대한 교반 기능을 수행하여 시료 용액에서 검사 대상 물질에 대한 반응이 원활하게 이루어지도록 하고, 이에 따라 체외 진단 작업을 더욱 신속하고 정확하게 수행 가능하도록 하는 체외 진단용 시료 용액 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 체외 진단을 위해 생체 시료가 함유된 시료 용액을 가열하는 체외 진단용 시료 용액 가열 장치에 있어서, 상기 시료 용액을 저장하도록 용기 형태로 형성되는 반응 용기; 내부에 수용 공간이 형성되며, 일면에는 상기 반응 용기가 삽입 수용되도록 삽입 수용부가 형성되는 케이스; 상기 케이스의 내부에 상기 반응 용기와 인접하게 배치되며, 교류 전류를 공급받아 전자기력을 유도하는 1차 유도 코일; 및 상기 반응 용기의 내부 공간에 투입되어 상기 1차 유도 코일의 전자기 유도에 의해 2차 전류가 유도되도록 형성되고, 유도된 2차 전류에 의해 가열되는 가열 바디를 포함하고, 상기 가열 바디의 유도 가열에 의해 상기 시료 용액을 가열하는 것을 특징으로 하는 체외 진단용 시료 용액 가열 장치를 제공한다.
이때, 상기 가열 바디는 전도성을 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 가열 바디는 일방향으로 길게 형성된 코어 바디의 외주면에 2차 유도 코일이 권취되는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 가열 바디는 상기 반응 용기 내부 공간에 자유 이동 가능하게 투입될 수 있다.
또한, 상기 케이스 내부에는 상기 반응 용기에 저장된 시료 용액을 교반할 수 있도록 상기 가열 바디를 회전 이동시키는 회전 구동부가 장착될 수 있다.
또한, 상기 가열 바디는 자성체 재질로 형성되고, 상기 회전 구동부는 상기 반응 용기의 외부에서 자기력에 의해 상기 가열 바디를 회전 이동시키도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 회전 구동부는, 상기 반응 용기의 하부에 위치하도록 상기 케이스 내부에 회전 가능하게 장착되는 회전 자석; 및 상기 회전 자석을 회전시키는 구동 모터를 포함하고, 상기 회전 자석이 회전함에 따라 상기 회전 자석의 자기력에 의해 상기 가열 바디가 회전 이동하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 시료 용액이 저장된 반응 용기 내부에 가열 바디를 투입하고 1차 유도 코일에 의해 가열 바디를 유도 가열함으로써, 별도의 히팅 블록을 통한 열 전도 또는 복사 방식으로 열을 전달하는 것이 아니라 시료 용액 내의 가열 바디를 통해 추가적인 열전달 매체 없이 시료 용액에 직접 열을 전달할 수 있어 열 손실을 최소화할 수 있고, 이에 따라 시료 용액을 신속하게 가열할 수 있어 진단 작업을 더욱 신속하게 수행할 수 있게 하고, 에너지 효율 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 반용 용기 내부의 가열 바디를 유도 가열함과 동시에 자기력을 이용하여 회전 이동시킴으로써, 시료 용액에 대한 단순 가열 기능 이외에 시료 용액에 대한 교반 기능을 수행하여 시료 용액에서 검사 대상 물질에 대한 반응이 원활하게 이루어지도록 하고, 이에 따라 체외 진단 작업을 더욱 신속하고 정확하게 수행 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치의 가열 원리를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치의 믹싱 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치의 가열 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치는 체외 진단을 위해 생체 시료가 함유된 시료 용액을 자기 유도 가열 방식으로 가열하는 장치로서, 반응 용기(100)와, 케이스(200)와, 1차 유도 코일(300)과, 가열 바디(400)를 포함하여 구성된다.
반응 용기(100)는 시료 용액(T)을 저장하도록 용기 형태로 형성된다. 예를 들면, 반응 용기(100)는 상면이 개방된 중공 원통 형상으로 형성될 수 있고, 개방된 상면에는 별도의 용기 커버(110)가 결합될 수 있다. 이러한 반응 용기(100)는 비전도성 및 비자성체인 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.
케이스(200)는 전체 장치의 기본 외형을 이루는 구성으로, 내부에 수용 공간이 형성되어 각종 부품이 내부에 수용되며, 상면에는 반응 용기(100)가 삽입 수용되도록 삽입 수용부(210)가 형성된다. 삽입 수용부(210)는 복수개 형성될 수 있으며, 반응 용기(100)는 각각의 삽입 수용부(210)에 삽입되어 각각 독립적으로 가열될 수 있다.
1차 유도 코일(300)은 케이스(200)의 내부에 반응 용기(100)와 인접한 위치에 배치되며, 교류 전류를 공급받아 전자기력을 유도하도록 형성된다.
가열 바디(400)는 반응 용기(100)의 내부 공간에 투입되어 1차 유도 코일(300)의 전자기 유도에 의해 2차 전류가 유도되도록 형성되고, 유도된 2차 전류에 의해 가열되도록 형성된다.
이와 같이 1차 유도 코일(300)에 의해 가열 바디(400)가 유도 가열됨으로써, 가열 바디(400)의 열이 시료 용액(T)에 직접 전달되어 시료 용액(T)을 가열하므로, 별도의 열전달 매체 없이 열전달이 이루어져 시료 용액(T)이 더욱 신속하게 가열된다.
좀더 자세히 살펴보면, 1차 유도 코일(300)은 케이스(200) 내부에서 반응 용기(100)의 하부에 위치하도록 배치되며, 나선 형상으로 권취된 형태로 별도의 교류 전원 공급기(500)로부터 교류 전원을 공급받도록 구성된다. 이러한 1차 유도 코일(300)에 교류 전류가 공급되면, 시간에 따라 전류 흐름 방향이 변화하므로, 도 2에 도시된 바와 같이 1차 유도 코일(300)의 주변에 자기장(M)이 형성된다. 이때, 1차 유도 코일(300)의 전류 흐름 방향 변화 주기와 동일한 주기로 자기장 방향이 변화하게 된다. 1차 유도 코일(300)은 자기장(M)이 반응 용기(100)의 내부에 투입된 가열 바디(400)에 영향을 미치도록 배치된다.
가열 바디(400)는 전도성을 갖는 금속 재질로 캡슐 형태로 형성될 수 있으며, 반응 용기(100) 내부 공간에 자유 이동 가능하게 투입된다. 가열 바디(400)는 1차 유도 코일(300)에 의해 형성된 자기장 변화에 의해 2차 전류가 유도되고, 유도된 2차 전류에 의해 발열하게 된다.
이러한 가열 바디(400)의 발열 현상은 1차 유도 코일에 의한 자기 유도 방식의 발열 현상으로, 이러한 발열 현상의 원리는 이미 널리 알려진 원리이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 가열 바디(400)는 2차 전류 유도를 위해 전도성을 갖는 재질로 형성되는데, 2차 전류 유도 및 발열 효율을 증가시킬 수 있도록 2차 유도 코일이 권취되는 형태로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 캡슐 형태로 일방향으로 길게 형성된 비전도성 재질(또는 전도성 재질)의 코어 바디(미도시)에 2차 유도 코일(미도시)이 권취되는 형태로 형성될 수도 있다.
이상에서 설명한 구조에 따라 본 발명의 시료 용액 가열 장치의 작동 과정을 살펴본다.
먼저, 반응 용기(100)에 시료 용액(T)을 투입 저장하고, 이 상태로 케이스(200)의 삽입 수용부(210)에 삽입한다. 이때, 반응 용기(100) 내부에 가열 바디(400)를 투입하는데, 가열 바디(400)를 투입하는 시기는 1차 유도 코일(300)에 교류 전류를 공급하기 이전이면 어느 때이건 상관없다. 이와 같이 가열 바디(400)를 투입하고 반응 용기(100)를 케이스(200)의 삽입 수용부(210)에 삽입한 상태에서, 별도의 작동부(미도시)를 조작하여 교류 전원 공급기(500)를 작동시키면, 1차 유도 코일(300)에 교류 전류가 공급되어 자기장이 발생함과 동시에 자기장이 변화하고, 1차 유도 코일(300)의 자기장 변화에 의해 반응 용기(100) 내의 가열 바디(400)에 2차 전류가 유도되고, 유도된 2차 전류에 의해 가열 바디(400)가 가열된다. 이와 같이 유도 가열된 가열 바디(400)는 반응 용기(100) 내부에서 시료 용액(T) 내에 위치하므로, 가열 바디(400)의 열이 열손실 없이 직접 시료 용액(T)으로 전달되어 시료 용액(T)이 신속하게 가열된다.
따라서, 본 발명에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치는 반응 용기(100) 내부에 투입하는 가열 바디(400)를 1차 유도 코일(300)에 의해 유도 가열함으로써, 별도의 히팅 블록을 통한 열 전도 및 복사 방식으로 열을 전달하는 것이 아니라 가열 바디(400)를 통해 추가적인 열전달 매체 없이 시료 용액(T)에 직접 열을 전달할 수 있어 열 손실을 최소화할 수 있고, 이를 통해 시료 용액(T)을 신속하게 가열할 수 있어 진단 작업을 더욱 신속하게 수행 가능하게 하고, 에너지 효율 또한 향상시킬 수 있다.
한편, 케이스(200)에는 복수개의 삽입 수용부(210)가 형성되어 복수개의 반응 용기(100)가 삽입될 수 있는데, 이때, 각 반응 용기(100)의 하부에 1차 유도 코일(300)이 배치되고, 각 1차 유도 코일(300)에 공급되는 교류 전원의 주파수를 서로 다르게 형성하는 경우, 1차 유도 코일(300)에 의해 유도되는 가열 바디(400)에 대한 유도 전류의 크기가 달라지고, 이에 따라 가열 바디(400)의 가열 온도가 달라지므로, 이러한 방식으로 각 반응 용기(100)의 시료 용액(T)에 대한 가열 온도를 각각 독립적으로 조절할 수 있다. 따라서, 동시에 다양한 온도로 시료 용액(T)을 가열하여 더욱 다양한 체외 진단 작업을 수행 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치는 시료 용액에 대한 단순 가열 기능 이외에도 시료 용액에서 검사 대상 물질에 대한 반응이 원활하게 이루어지도록 시료 용액에 대한 교반 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
이러한 시료 용액에 대한 교반 기능은 가열 바디(400)를 이용하여 수행될 수 있는데, 이하에서는 본 발명의 체외 진단용 시료 용액 가열 장치의 시료 용액에 대한 교반 구조에 대해 살펴본다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치의 믹싱 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치는 반응 용기(100)에 저장된 시료 용액(T)을 교반할 수 있도록 가열 바디(400)를 회전 이동시킬 수 있도록 구성되는데, 이를 위해 케이스(200) 내부에 가열 바디(400)를 회전 이동시키는 회전 구동부(600)가 장착될 수 있다.
이때, 가열 바디(400)는 전술한 바와 같이 전도성 재질의 금속 재질로 형성되는데, 여기서는 좀더 구체적으로 자성체 재질로 형성되고, 회전 구동부(600)는 반응 용기(100)의 외부에서 자기력에 의해 가열 바디(400)를 회전 이동시키도록 형성될 수 있다.
즉, 회전 구동부(600)는, 반응 용기(100)의 하부에 위치하도록 케이스(200) 내부에 회전 가능하게 장착되는 회전 자석(610)과, 회전 자석(610)을 회전시키는 구동 모터(620)를 포함하여 구성되고, 회전 자석(610)이 회전함에 따라 회전 자석(610)의 자기력에 의해 가열 바디(400)가 회전 이동하도록 구성될 수 있다. 여기서, 회전 자석(610)은 구동 모터(620)의 회전축에 연결되어 회전하도록 구성되며, 회전 자석(610)은 영구 자석이 회전축을 중심으로 양측에 배치된 형태로 형성될 수 있다.
물론, 이러한 회전 구동부(600)의 구성은 예시적인 것으로, 영구 자석을 이용한 형태가 아니라 전자기력을 이용한 형태 등 다양한 방식으로 변경 적용될 수 있다.
이와 같은 구성에 따라 반응 용기(100) 내부에 투입된 가열 바디(400)는 1차 유도 코일(300)에 의해 유도 가열되어 시료 용액(T)을 가열함과 동시에 회전 구동부(600)의 자기력에 의해 회전 이동하며 시료 용액(T)을 교반할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 체외 진단용 시료 용액 가열 장치는 시료 용액(T)을 신속하게 가열함과 동시에 교반할 수 있어 체외 진단 작업을 더욱 신속하고 정확하게 수행 가능하도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 시료 용액을 가열하는 시료 용액 가열 장치에 있어서,
    상기 시료 용액을 저장하도록 용기 형태로 형성되는 반응 용기;
    내부에 수용 공간이 형성되며, 일면에는 상기 반응 용기가 삽입 수용되도록 삽입 수용부가 형성되는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 상기 반응 용기와 인접하게 배치되며, 교류 전류를 공급받아 전자기력을 유도하는 1차 유도 코일; 및
    상기 반응 용기의 내부 공간에 투입되어 상기 1차 유도 코일의 전자기 유도에 의해 2차 전류가 유도되도록 형성되고, 유도된 2차 전류에 의해 가열되는 가열 바디
    를 포함하고, 상기 가열 바디의 유도 가열에 의해 상기 시료 용액을 가열하는 것을 특징으로 하는 시료 용액 가열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 바디는 전도성을 갖는 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 시료 용액 가열 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 바디는
    코어 바디의 외주면에 2차 유도 코일이 권취되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 시료 용액 가열 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 바디는 상기 반응 용기 내부 공간에 자유 이동 가능하게 투입되는 것을 특징으로 하는 시료 용액 가열 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 케이스 내부에는 상기 반응 용기에 저장된 시료 용액을 교반할 수 있도록 상기 가열 바디를 회전 이동시키는 회전 구동부가 장착되는 것을 특징으로 하는 시료 용액 가열 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가열 바디는 자성체 재질로 형성되고,
    상기 회전 구동부는 상기 반응 용기의 외부에서 자기력에 의해 상기 가열 바디를 회전 이동시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시료 용액 가열 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전 구동부는
    상기 반응 용기의 하부에 위치하도록 상기 케이스 내부에 회전 가능하게 장착되는 회전 자석; 및
    상기 회전 자석을 회전시키는 구동 모터
    를 포함하고, 상기 회전 자석이 회전함에 따라 상기 회전 자석의 자기력에 의해 상기 가열 바디가 회전 이동하는 것을 특징으로 하는 시료 용액 가열 장치.
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