WO2022158940A1 - 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치 - Google Patents

다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치 Download PDF

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WO2022158940A1
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이형섭
안상화
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주식회사 나노엔텍
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Definitions

  • the present invention relates to a method for counting fine particles using a multi-channel sample chip and a device for counting fine particles implementing the same, and more particularly, it is possible to observe a large number of samples within a short time, and as the sample chip grows, in the manufacturing process
  • the present invention relates to a fine particle counting method using a multi-channel sample chip capable of accurately counting fine particles by correcting the warpage, and a fine particle counting device implementing the same.
  • the present applicant has developed a fine particle counting device that can automatically and quickly count fine particles such as cells.
  • microparticle counting devices is not limited to the diagnosis or treatment of human diseases, but is expanding the field of application in various ways, such as the examination of milk extracted from cows.
  • the need for a device capable of accurately inspecting and counting is increasing.
  • the height of each channel is not constant, and there is a problem that it takes a lot of time to acquire an image by obtaining a focusing value for each channel, that is, a focus value.
  • the amount of sample injected into each channel is as small as 10 ⁇ l, if an image is not quickly acquired and counted, the sample dries up, resulting in a measurement error.
  • a large number of samples can be observed within a short time, and even if warpage occurs in the manufacturing process as the sample chip becomes larger, it is intended to correct this to enable accurate counting of fine particles.
  • the focal length is not constant for each channel due to warpage occurring in a chip having a plurality of channels, and accordingly, it is intended to solve a problem that takes a lot of time to acquire an image by obtaining a focal value for each channel.
  • a focus value for a specific focusing mark among the plurality of focusing marks in a method for counting fine particles in a sample accommodated in each channel on a sample chip having a plurality of channels and a focusing mark, a focus value for a specific focusing mark among the plurality of focusing marks; calculating a difference in focus values of channels adjacent to the specific focusing mark to obtain a warpage correction value; measuring a focus value of each of the plurality of focusing marks; acquiring an image through a focus value obtained by substituting the warpage correction value to a focus value of an adjacent focusing mark while sequentially moving between the respective channels;
  • a method for counting fine particles using a multi-channel sample chip including; counting fine particles in a sample accommodated in each channel through the acquired image may be provided.
  • the number of the focusing marks may be smaller than the number of channels.
  • the focusing mark may be formed by clustering a plurality of protrusion shapes.
  • the focusing mark may have a grid shape.
  • the distance per unit pixel may be obtained using the grid pattern of the grid-shaped focusing mark, and the area may be obtained by substituting it into the image resolution and applied as the area of the adjacent channel image.
  • the focus value for the specific focusing mark is obtained through automatic focusing, and the focus value of the channel adjacent to the specific focusing mark is obtained through manual focusing or automatic focusing. have.
  • the measuring of each focus value for the plurality of focusing marks may be configured to obtain a focus value through automatic focus adjustment.
  • a sample chip having a plurality of channels for receiving a sample containing fine particles; a stage on which the sample chip is seated; a light source unit irradiating light to a channel on the sample chip seated on the stage; an objective lens unit for magnifying the image of the sample accommodated in the channel through which the light has passed; an image sensor unit for acquiring an image related to the image enlarged by the objective lens unit; a fine particle counting unit for counting the fine particles in the sample accommodated in each channel through the acquired image; and a stage moving unit for moving the stage, wherein the sample chip further comprises a plurality of focusing marks for obtaining focusing information for correcting the bending height deviation of each channel.
  • a fine particle counting device using the may be provided.
  • the bending correction value obtained by calculating the difference between the focal value of a specific focusing mark among the plurality of focusing marks and the focal value of a channel adjacent to the specific focusing mark is applied to the focal point of each focusing mark. This can be done by substituting a value.
  • the number of the focusing marks may be smaller than the number of channels.
  • the focusing mark may be formed by clustering a plurality of protrusion shapes.
  • the focusing mark may have a grid shape.
  • each focus value of the plurality of focusing marks is measured to do; calculating a difference between a focus value of a specific focusing mark among the plurality of focusing marks and a focus value of a channel adjacent to the specific focusing mark to obtain a warpage correction value; acquiring an image through a focus value obtained by substituting the warpage correction value to a focus value of an adjacent focusing mark while sequentially moving between the respective channels;
  • a method for counting fine particles using a multi-channel sample chip including; counting fine particles in a sample accommodated in each channel through the acquired image may be provided.
  • the focal values of the plurality of focusing marks are determined by measuring the focal values of some of the focusing marks among all the focusing marks, and topological mapping of the degree of bending of the entire sample chip using this to obtain the focal values of the remaining focusing marks. can be configured.
  • the grid-shaped focusing mark may be embossed.
  • the step of obtaining the warpage correction value, the step of measuring the focus value of the focusing marks, and the step of obtaining the image may be repeated for each group formed by dividing the sample chip.
  • Groups to which the same warpage correction value is applied may be designated in advance.
  • a large number of samples can be observed within a short time, and even if warpage occurs during the manufacturing process as the sample chip becomes larger, it is possible to correct this to enable accurate counting of fine particles.
  • the focal length is not constant for each channel due to warpage occurring in a chip having a plurality of channels. Accordingly, it is possible to solve the problem that it takes a lot of time to acquire an image by obtaining a focal value for each channel.
  • FIG. 1 is a plan view showing a sample chip of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing an example in which a focusing mark of a sample chip of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention is provided;
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of obtaining a warpage correction value through a difference between a focal value of a specific focusing mark and a focal value of a channel adjacent thereto in a sample chip of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a configuration illustrating an example of obtaining an area of a grid chip of a grid pattern at intervals of 200 ⁇ m as an image, calculating an average distance in units of pixels, calculating a ⁇ m value per pixel, and substituting it into the overall image resolution to obtain an area image
  • FIG. 7 is an image showing an example of obtaining an area according to image resolution using a focusing mark near the A01 channel by applying the area obtaining method described in FIG. 6
  • FIG. 8 is an image showing an example of obtaining an area according to image resolution using a focusing mark near the F01 channel by applying the area obtaining method described in FIG. 6
  • FIG. 9 is a plan view illustrating an example in which the focusing mark of the sample chip of the microparticle counting device using the multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention is formed of a grid;
  • FIG. 10 is a plan view illustrating an example of a sequence for acquiring a channel image of a multi-channel sample chip of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a partially enlarged perspective view of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention, viewed from one side;
  • FIG. 12 is a perspective view of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention as viewed from one side;
  • FIG. 13 is a perspective view of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention, viewed from another side;
  • FIG. 14 is a partially enlarged perspective view showing a Z-axis moving unit and a Z-axis driving unit of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • 15 is a partially enlarged perspective view showing the upper configuration of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • 16 is a partially enlarged perspective view illustrating an optical system of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • 17 is a partially enlarged perspective view showing the lower configuration of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a conceptual diagram illustrating a principle of topological mapping using coordinate values and focal values of some focusing marks in a sample chip of a microparticle counter using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 19 is a table showing an example in which the focal value of the focusing mark corresponding to each channel position in the sample chip of the microparticle counting device using the multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention is obtained through topological mapping;
  • 20 is a plan view illustrating a sample chip of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to another embodiment of the present invention.
  • 21 is a layout view showing a focusing mark applied to the lower plate of the sample chip of FIG. 20 and an actual photographed image;
  • FIG. 22 is a plan view illustrating a case in which a sample chip of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip is divided into groups according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a sample chip of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a micro-particle counting using a multi-channel sample chip according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • It is a plan view showing an example in which a focusing mark of a sample chip of the device is provided
  • FIG. 3 is a focal value of a specific focusing mark in a sample chip of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention.
  • It is an image showing an example of obtaining the warpage correction value through the difference between the focal value of the and adjacent channels.
  • FIG. 4 is an image taken with a focus value obtained by substituting a warp correction value to a focus value of an adjacent focusing mark when observing the F01 channel of the sample chip of the microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention; It is a comparative image showing images taken through focusing, and FIG. 5 is a focus value of an adjacent focusing mark when observing the F08 channel of the sample chip of the microparticle counting device using the multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention. It is a comparative image that compares the image taken with the focus value with the warp correction value substituted with the image taken through automatic focus adjustment, and FIG.
  • 7 is an image illustrating an example of obtaining an area according to image resolution using a focusing mark near the A01 channel by applying the area obtaining method described in FIG. 6, and
  • FIG. 8 is an image showing an area obtaining method described in FIG. 6 applied to F01 It is an image showing an example of obtaining an area according to image resolution using a focusing mark near a channel.
  • 10 is a plan view illustrating an example of a sequence for acquiring a channel image of a multi-channel sample chip of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention.
  • the method for counting fine particles using a multi-channel sample chip is mainly performed on a sample chip 100 having a plurality of channels 110 and a focusing mark 120 .
  • a focus value for a specific focusing mark 120 among the plurality of focusing marks 120 and a channel adjacent to the specific focusing mark 120 ( 110) calculating the difference between the focal values to obtain a warpage correction value; measuring respective focal values of the plurality of focusing marks (120); acquiring an image through a focus value obtained by substituting the warpage correction value to a focus value of an adjacent focusing mark 120 while sequentially moving between the respective channels; Counting the fine particles in the sample accommodated in each channel 110 through the acquired image; may be included.
  • the sample chip 100 is provided with a plurality of channels 110 and may be configured as multiple channels.
  • the number of channels 110 is 48, but the number is not limited thereto, and various numbers of channels 110 may be modified as needed.
  • the sample chip 100 may be configured by bonding an upper plate and a lower plate, and the channel 110 may be formed to form a space of a predetermined height between the upper plate and the lower plate.
  • the height of the channel 110 is preferably formed to be 10 to 100 ⁇ m, so that the fine particles included in the sample do not float and can be observed in a stationary state.
  • a sample inlet 112 for introducing a sample may be provided at one side of the channel 110 , and a sample outlet 114 may be provided at the other side to discharge air and excess sample in the channel 110 .
  • the sample chip 100 may include a plurality of focusing marks 120 for obtaining focusing information for correcting the bending height deviation of each channel 110 .
  • a plurality of the focusing marks 120 may be provided at adjacent positions of each channel 110 .
  • the focusing mark 120 may have a circular shape when viewed as a whole by clustering a plurality of protrusion shapes.
  • the focusing mark 120 may be formed in a grid shape.
  • the focusing mark 120 may be modified in various forms.
  • the focusing mark 120 is located on the lower plate among the upper plate and the lower plate.
  • the focusing mark 120 is used to check the degree of bending of the sample chip 100, and through the focusing mark 120, pre-profiling focusing information for correcting the bending height deviation of each channel 110 in advance.
  • it is possible to create a topology regarding the height deviation of the sample chip 100 That is, the warpage information of the entire sample chip 100 is profiled in advance and stored.
  • a focus value for a specific focusing mark 120 among the plurality of focusing marks 120 and the specific focusing mark 120 to obtain a warpage correction value by calculating the difference between the focal values of the adjacent channels 110 .
  • the focal value of the specific focusing mark 120 came out to be 175 ⁇ m (taken assuming both the case where the focusing mark has a protrusion shape and a grid shape), and the channel 110 adjacent thereto Since the focal value came out to be 240 ⁇ m, the warp correction value can be obtained as the difference of 65 ⁇ m.
  • the reference position of the specific focusing mark 120 and the channel 110 adjacent thereto for determining the warpage correction value may be designated in advance.
  • the focus value for the specific focusing mark 120 is obtained through automatic focus adjustment, and the focus value of the channel 110 adjacent to the specific focusing mark 120 is manually adjusted or autofocused. It may be obtained through adjustment, but is not limited thereto.
  • each focus value of the plurality of focusing marks 120 is measured.
  • each of the focus values of the plurality of focusing marks 120 may be measured through automatic focus adjustment.
  • the number of the focusing marks 120 is smaller than the number of the channels 110, even if the focus value measurement for the focusing marks 120 is performed by auto-focusing, all of the channels 110 are auto-focused. The time may be shorter than the case. As shown in FIG. 2 , it can be seen that the number of focusing marks 120 is 42, which is less than the number of 48 channels 110 . In addition, as shown in another embodiment of FIG. 9 , it can be confirmed that the number of the focusing marks is 36, which is also less than the number of the 48 channels 110 .
  • the focal value of the focusing mark 120 represents the focal value of the adjacent channel 110 , and the number and position of the focusing marks 120 may be modified as necessary.
  • the focus value of each focusing mark 120 is measured, but it is also possible to change the order of the steps. That is, after obtaining the focal value of each focusing mark 120 , the process may proceed in the order of obtaining the warpage correction value.
  • images are acquired for each channel 110 while sequentially moving between the respective channels 110 .
  • the order of movement for each channel 110 may be made, for example, as shown in FIG. 10 , but is not limited thereto, and any number of modifications may be made as long as the order of movement to each adjacent channel 110 is efficient.
  • the focal length adjustment in each channel 110 can be quickly obtained by applying the focus value obtained by substituting the warpage correction value to the focus value of the adjacent focusing mark 120 obtained in advance in the previous step.
  • FIG. 4 and 5 show the image as a focal value obtained by substituting the warp correction value obtained in FIG. 3 to the focal value of each adjacent focusing mark 120 in acquiring the image of the F01 and F08 channels 110 shown in FIG. 1 .
  • the obtained case is shown as an example. That is, the case in which the warpage correction value is applied is an image in the middle, and the image on the far right is an image obtained through autofocusing with respect to the same channel 110 .
  • the focus value when the warpage correction value is substituted for the focus value of the focusing mark 120 is 325 ⁇ m, and the focus value taken through autofocusing is 315 ⁇ m, so there is only a very slight difference between the two focus values, It can be seen that both images show similar sharpness to the extent that there is no difference in counting fine particles. Similarly, in FIG. 5 , it can be seen that the difference in focus values is only about 10 ⁇ m, and there is no difference in sharpness.
  • the fine particle counting method according to the present invention can obtain an image with a sharpness almost similar to the case where all of the channels 110 are obtained through automatic focus adjustment, and by quickly applying the focal length, it is possible to obtain an image quickly. .
  • the fine particles in the sample accommodated in each channel are counted through the acquired image. And ultimately, it is possible to obtain the concentration of fine particles by calculating the number of counted fine particles and the volume of the observed sample.
  • the volume of the acquired image can be calculated in the following way.
  • each grid pattern may be formed at an interval of, for example, 200 ⁇ m.
  • a certain area of the focusing mark 120 is acquired as an image, and the distance in pixels of one grid is calculated from the acquired image, and the number of ⁇ m per pixel is calculated using this.
  • 2368 ⁇ m ⁇ 1894 ⁇ m 4.484 mm 2
  • multiplying this by the design channel 110 height can obtain the volume of the observed channel 110 image.
  • these area and volume calculations and fine particle counting are done automatically on the system.
  • FIG. 7 and 8 show examples of obtaining a corrected area when obtaining each focus value for the grid-shaped focusing mark 120 .
  • FIG. 7 as a result of obtaining the distance per unit pixel through the focusing mark 120 adjacent to the A01 channel 110, 1.8466 ⁇ m/pixel was obtained. As a result of substituting this into the resolution (1280 ⁇ 1024), the area is 4.4695 mm 2 You can check what came out. The volume and concentration are calculated by applying this area value to the A01 channel 110 adjacent to the corresponding focusing mark 120 .
  • FIG. 8 shows that the same corrected area value is obtained through the focusing mark 120 adjacent to the F01 channel 110. It can be seen that the distance per unit pixel is 1.8472 ⁇ m/pixel, and the area value is 4.4722 mm 2 . Again, this area value is applied to the F01 channel 110 adjacent to the corresponding focusing mark 120 to calculate the volume and concentration.
  • the grid-shaped focusing mark 120 when used, it is possible to quickly capture an image to which a focus value is applied, as well as to correct an area error.
  • FIG. 11 is a partial enlarged perspective view of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention, as viewed from one side
  • FIG. 12 is a micro-particle counting using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention, as viewed from the other side.
  • 14 is a partially enlarged perspective view illustrating a Z-axis moving unit and a Z-axis driving unit of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention, and FIG.
  • FIG. 16 is a partially enlarged perspective view showing an optical system of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention.
  • . 17 is a partially enlarged perspective view showing a lower configuration of a fine particle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention.
  • the fine particle counting device 200 using a multi-channel sample chip includes a plurality of channels 110 for accommodating a sample containing fine particles.
  • sample chip 100 a stage 210 on which the sample chip 100 is seated; a light source unit 220 irradiating light to a channel on the sample chip 100 seated on the stage 210; an objective lens unit 260 for magnifying the image of the sample accommodated in the channel through which the light has passed; an image sensor unit 270 for acquiring an image related to the image enlarged by the objective lens unit 260; a fine particle counting unit for counting the fine particles in the sample accommodated in each channel 110 through the acquired image; and a stage moving unit for moving the stage.
  • the multi-channel sample chip 100 of the above-described structure is applied to the fine particle counting device 200 .
  • the correction of the bending height deviation of each channel 110 includes a focus value for a specific focusing mark 120 among the plurality of focusing marks 120 and a channel 110 adjacent to the specific focusing mark 120 . ) by substituting the warpage correction value obtained by calculating the difference in the focal values of the focusing marks 120 to the focal values of each focusing mark 120 is the same as before.
  • the sample chip 100 may be seated on a stage 210 implemented to correspond to its shape.
  • the stage 210 may include a stage cover 212 that can cover the sample chip 100 after the sample chip 100 is seated.
  • the stage cover 212 may have a hollow shape so that the channel 110 and the focusing mark 120 can be seen.
  • a light source unit 220 may be provided above the stage 210 .
  • the light source unit 220 is positioned above the stage 210 in a state supported by the light source support unit 222 , and serves to irradiate light to a channel on the sample chip 100 seated on the stage 210 . can
  • various light sources such as LED, laser, halogen lamp, xenon lamp, and mercury lamp may be selected and applied according to the characteristics of particles to be counted.
  • a lamp or LED that emits ultraviolet-visible light
  • a laser it is preferable to use a laser as the light source 220 .
  • an incident light control lens on the front surface of the light source unit 220 for irradiating onto the sample chip 100 by adjusting the amount and focal length of the light emitted from the light source unit 220 .
  • an objective lens unit 260 may be provided under the stage 210 .
  • the objective lens unit 260 may serve to enlarge the image of the sample accommodated in the channel through which the light has passed.
  • the objective lens unit 260 may select and use a lens having an arbitrary magnification as needed. In order to understand the distribution of particles in the channel 110 on the sample chip 100 as a whole, it is preferable to observe at a low magnification, and in this embodiment, a 4x objective lens was applied.
  • An image sensor unit 270 is provided under the objective lens unit 260 .
  • the image enlarged by the objective lens unit 260 may be acquired as an image through the image sensor unit 270 .
  • various types of image sensors such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) may be applied.
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the light source unit 220 , the objective lens unit 260 , and the image sensor unit 270 are arranged in a line on the Z axis to form an optical system.
  • the fine particle counting unit (not shown) counts fine particles in the sample accommodated in each channel 110 through the image acquired by the image sensor unit 270 .
  • the fine particle counting unit may be implemented as software, and it is installed as a program or an app on a PC, server, or mobile terminal connected to the fine particle counting device 200 wirelessly or by wire, or on-chip (on-chip) in the microparticle counting device 200. -chip) method is also possible.
  • a stage moving unit for moving the stage 210 may be provided.
  • the stage moving unit is implemented to precisely move the stage 210 in three-axis directions.
  • the stage moving unit includes an X-axis moving unit 232 and an X-axis driving unit 230 .
  • the X-axis driving unit 230 includes a motor and an encoder, and the X-axis moving unit 232 connected to the stage 210 precisely controls the stage 210 in the X-axis direction to provide a driving force to move it. .
  • the stage moving unit includes a Y-axis moving unit 242 and a Y-axis driving unit 240 .
  • the Y-axis driving unit 240 includes a motor and an encoder, and the Y-axis moving unit 242 connected to the stage 210 precisely controls the stage 210 in the Y-axis direction to provide a driving force to move it. .
  • the stage 210 is movable in the X-Y plane through the X-axis moving part 232 and the Y-axis moving part 242 , and accordingly, each channel 110 and the focusing mark 120 on the sample chip 100 . may move to correspond to the above-described optical system. In addition, it is also possible to sequentially move between each channel 110 or sequentially move to each focusing mark 120 through this.
  • the stage moving unit includes a Z-axis moving unit 252 and a Z-axis driving unit 250 .
  • the Z-axis driving unit 250 also includes a motor and an encoder, so that the Z-axis moving unit 252 connected to the stage 210 precisely controls the stage 210 in the Z-axis direction to provide a driving force to move it. do.
  • the Z-axis moving unit 252 moving the stage in the Z-axis direction, it is possible to adjust the focal length.
  • a power applying unit 282 , a communication unit 284 , and a motor control unit 286 may be provided under the fine particle counting device 200 .
  • the power application unit 282 serves to supply power to the entire device
  • the communication unit 284 serves to transmit and receive data or control commands to and from an external PC, server, or mobile terminal through a wireless or wired method.
  • the motor control unit 286 controls the motor installed in the stage moving unit.
  • FIG. 18 is a conceptual diagram illustrating a principle of topological mapping using coordinate values and focal values of some focusing marks in a sample chip of a microparticle counting device using a multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 19 is 20 is a table showing an example of obtaining the focal value of the focusing mark corresponding to each channel position in the sample chip of the microparticle counting device using the multi-channel sample chip according to an embodiment of the present invention through topological mapping.
  • 21 is a layout view and an actual photographed image showing the focusing mark applied to the lower plate of the sample chip of FIG. It is a plan view showing the case of division.
  • the focus values of the plurality of focusing marks 120 are measured by measuring the focus values of some of the focusing marks 120 among all the focusing marks 120 and using the measured values for the sample chip 100 . It may be configured to obtain the focal value of the remaining focusing mark 120 by topological mapping of the entire degree of bending.
  • the focal value at an arbitrary point D between A and F can be calculated and obtained.
  • the focus values at B, C, and E can be obtained in the same way, and through this method, the degree of bending of the entire sample chip 100 is calculated using the coordinate values of some of the focusing marks 120 by topology mapping. ) to obtain the focus values of the remaining focusing marks 120 .
  • a topology map obtained by calculating the focal value of the focusing mark 120 is shown in a table in FIG. 19 .
  • focus values of the remaining focusing marks 120 are obtained by obtaining the focal values of the focusing marks A01, A08, F01, and F08 as a reference.
  • Example 1 Calculate B01 ⁇ E01 using the height difference between A01 and F01.
  • B01 A01 + ((F01 - A01) / F (100000) ⁇ B (20000))
  • Example 2 Calculate A02 ⁇ A07 using the height difference between A01 and A08.
  • A02 A01 + ((A08 - A01) / 08 (126000) ⁇ 02 (18000))
  • the focus values of the remaining focusing marks 120 may be obtained through topology mapping.
  • topology mapping in relation to the above-described topology mapping, only a linear bending pattern is shown, but the present invention is not limited thereto.
  • various types of topology mapping are possible by appropriately adjusting the location and number of measuring marks, so that various bending patterns can be predicted and applied.
  • the pattern of the focusing mark 120 may be modified in various forms.
  • the grid-shaped focusing mark 120 may be embossed.
  • the grid pattern presented in the previous embodiment is formed in an intaglio, it may be recognized as opaque and thus it may be difficult to measure a focus value.
  • an embossed grid may be applied. More preferably, visibility can be further improved by forming an embossed black square shape as shown in the actual photographed image of FIG. 21 .
  • the step of obtaining the warpage correction value, the step of measuring the focal value for the focusing marks 120 , and the step of obtaining an image are formed by dividing the sample chip 100 . It can be configured to repeat by group.
  • A01 and A02 images are sequentially acquired through the corrected focus value by applying the warpage correction value of group 1.
  • groups to which the same warpage correction value is applied may be designated in advance. And when another sample is measured in the sample chip 100, a new warpage correction value is measured in the group to which the measurement position belongs, and an image is acquired by focusing the corrected value through this, and at this time, the same warpage correction value is applied.
  • the groups to be applied are predefined.
  • the focal length of each channel is not constant due to warpage occurring in a chip having a plurality of channels, and accordingly, it is possible to solve the problem that it takes a lot of time to acquire an image by obtaining a focal value for each channel.

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Abstract

다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치가 개시된다. 본 발명에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치에 의하면, 다수의 샘플을 빠른 시간 내에 관찰할 수 있고, 시료 칩이 커짐에 따라 제조 과정에서 휨이 발생하더라도 이를 보정하여 정확한 미세입자 계수가 가능하게 할 수 있다. 그리고 다수의 채널을 가진 칩에서 발생하는 휨 때문에 각 채널마다 초점거리가 일정하지 않게 되고, 그에 따라 각각의 채널에 대한 초점값을 얻어 이미지를 획득하는데 많은 시간이 소요되는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 채널에 주입되는 샘플의 양이 소량이기 때문에 이미지를 빠르게 획득하여 계수하지 않으면 샘플이 말라버려서 그에 의한 측정오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치
본 발명은 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 샘플을 빠른 시간 내에 관찰할 수 있고, 시료 칩이 커짐에 따라 제조 과정에서 휨이 발생하더라도 이를 보정하여 정확한 미세입자 계수가 가능한 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치에 관한 것이다.
AIDS, 백혈병 또는 빈혈 등의 질병을 가진 환자들에 대하여 이러한 질병을 진단하고 진행 경과를 모니터링하며 치료 효과를 파악하기 위해서는, 이들 환자들의 혈액 중에서 상기 질병들과 관련된 백혈구 또는 적혈구의 개체수를 계수하고, 그 분포를 파악할 필요가 있다.
특히, 상기 질병들을 진단하기 위한 혈액 검사 뿐만 아니라, 상기 질병을 보유하고 있는 것으로 판명된 환자들에 대하여 모니터링하기 위한 혈액 검사가 더욱 많이 이루어지고 있다.
예전에는 대부분의 병원에서 임상병리사들이 직접 수작업으로 혈액 중의 백혈구 또는 적혈구 세포를 계수하였는데 임상병리사들이 직접 수작업으로 계수하기 때문에, 검사 결과에서 오차가 많이 발생하고, 검사하는데 시간이 많이 소요되었다.
본 출원인은 이러한 문제점을 해결하고자 자동으로 신속하게 세포 등의 미세입자를 계수할 수 있는 미세입자 계수장치를 개발하였으며, 이를 출원하여 한국등록특허 제10-0608498호로 등록받은 바 있다.
최근에는 이러한 미세입자 계수장치의 적용이 사람의 질병에 대한 진단이나 치료에만 국한되는 것이 아니라 젖소에서 추출한 우유 원액의 검사 등 다양하게 적용 분야를 넓혀가고 있으며, 그에 따라 다량, 다종의 샘플을 신속하고 정확하게 검사하여 계수할 수 있는 장치의 필요성이 커지고 있다.
그런데 다수의 샘플을 빠른 시간 내에 관찰하기 위해 제조된 다채널을 갖춘 시료 칩의 경우 그 크기가 커지는 관계로 제조 과정에서 전체적으로 평편하게 이루어지지 않고 휨이 발생한다.
이와 같이 다수의 채널을 가진 칩에서 발생하는 휨 때문에 각 채널마다 높이가 일정하지 않게 되고, 각각의 채널에 대한 포커싱값 즉, 초점값을 얻어 이미지를 획득하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
그리고 각 채널에 주입된 샘플의 양이 10㎕ 정도로 소량이기 때문에 이미지를 빠르게 획득하여 계수하지 않으면 샘플이 말라버려서 그에 의한 측정오차가 발생하는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결함으로써 다수의 샘플을 빠른 시간 내에 관찰할 수 있고, 시료 칩이 커짐에 따라 제조 과정에서 휨이 발생하더라도 이를 보정하여 정확한 미세입자 계수가 가능한 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 실시예들은 다수의 샘플을 빠른 시간 내에 관찰할 수 있고, 시료 칩이 커짐에 따라 제조 과정에서 휨이 발생하더라도 이를 보정하여 정확한 미세입자 계수가 가능하게 하고자 한다.
또한, 다수의 채널을 가진 칩에서 발생하는 휨 때문에 각 채널마다 초점거리가 일정하지 않게 되고, 그에 따라 각각의 채널에 대한 초점값을 얻어 이미지를 획득하는데 많은 시간이 소요되는 문제점을 해결하고자 한다.
또한, 채널에 주입되는 샘플의 양이 소량이기 때문에 이미지를 빠르게 획득하여 계수하지 않으면 샘플이 말라버려서 그에 의한 측정오차가 발생하는 것을 방지하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 복수의 채널 및 포커싱 마크를 구비한 시료 칩 상의 각 채널들에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 방법에 있어서, 상기 복수의 포커싱 마크 중 특정 포커싱 마크에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크에 인접한 채널의 초점값의 차이를 계산하여 휨 보정값을 구하는 단계; 상기 복수의 포커싱 마크들에 대한 각각의 초점값을 측정하는 단계; 상기 각 채널간을 순차적으로 이동하면서 인접한 포커싱 마크의 초점값에 상기 휨 보정값을 대입하여 구해진 초점값을 통해 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득한 이미지를 통해 각 채널에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 단계;를 포함하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법이 제공될 수 있다.
상기 포커싱 마크의 개수는 상기 채널 개수보다 적게 이루어질 수 있다.
상기 포커싱 마크는 다수의 돌기 형상이 군집하여 이루어질 수 있다.
상기 포커싱 마크는 그리드(grid) 형태로 이루어질 수 있다.
상기 그리드 형태의 포커싱 마크의 격자무늬를 이용하여 단위픽셀당 거리를 구하고 이를 이미지 해상도에 대입하여 면적을 구해 인접한 채널 이미지의 면적으로 적용할 수 있다.
상기 휨 보정값을 구하는 단계는, 상기 특정 포커싱 마크에 대한 초점값은 자동초점조절을 통해 구하고, 상기 특정 포커싱 마크에 인접한 채널의 초점값은 수동초점조절 또는 자동초점조절을 통해 구하도록 구성될 수 있다.
상기 복수의 포커싱 마크들에 대한 각각의 초점값을 측정하는 단계는, 자동초점조절을 통해 초점값을 구하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 미세입자를 포함하는 시료를 수용하는 복수의 채널을 구비하는 시료 칩; 상기 시료 칩이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지에 안착된 시료 칩 상의 채널로 광을 조사하는 광원부; 상기 광이 통과한 채널에 수용된 시료의 상을 확대하기 위한 대물렌즈부; 상기 대물렌즈부에 의해 확대된 상에 관한 이미지를 획득하는 이미지 센서부; 상기 획득한 이미지를 통해 각 채널에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 미세입자 계수부; 및, 상기 스테이지를 이동시키는 스테이지 이동부;를 포함하며, 상기 시료 칩은 상기 각 채널의 휨 높이편차를 보정하는 포커싱 정보를 구하기 위한 복수의 포커싱 마크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치가 제공될 수 있다.
상기 각 채널의 휨 높이편차를 보정은, 상기 복수의 포커싱 마크 중 특정 포커싱 마크에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크에 인접한 채널의 초점값의 차이를 계산하여 구해진 휨 보정값을 각 포커싱 마크의 초점값에 대입하여 이루어질 수 있다.
상기 포커싱 마크의 개수는 상기 채널 개수보다 적게 이루어질 수 있다.
상기 포커싱 마크는 다수의 돌기 형상이 군집하여 이루어질 수 있다.
상기 포커싱 마크는 그리드(grid) 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 복수의 채널 및 포커싱 마크를 구비한 시료 칩 상의 각 채널들에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 방법에 있어서, 상기 복수의 포커싱 마크들에 대한 각각의 초점값을 측정하는 단계; 상기 복수의 포커싱 마크 중 특정 포커싱 마크에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크에 인접한 채널의 초점값의 차이를 계산하여 휨 보정값을 구하는 단계; 상기 각 채널간을 순차적으로 이동하면서 인접한 포커싱 마크의 초점값에 상기 휨 보정값을 대입하여 구해진 초점값을 통해 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득한 이미지를 통해 각 채널에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 단계;를 포함하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법이 제공될 수 있다.
상기 복수의 포커싱 마크의 초점값은, 전체 포커싱 마크 중 일부 포커싱 마크의 초점값을 측정하고 이를 이용하여 상기 시료 칩 전체의 휨 정도를 토폴로지 맵핑(topology mapping)하여 나머지 포커싱 마크의 초점값을 구하도록 구성될 수 있다.
상기 그리드(grid) 형태의 포커싱 마크는 양각으로 이루어질 수 있다.
상기 휨 보정값을 구하는 단계, 포커싱 마크들에 대한 초점값을 측정하는 단계 및 이미지를 획득하는 단계는 상기 시료 칩을 분할하여 형성되는 그룹별로 반복하여 이루어질 수 있다.
동일한 휨 보정값을 적용하는 그룹들이 미리 지정될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다수의 샘플을 빠른 시간 내에 관찰할 수 있고, 시료 칩이 커짐에 따라 제조 과정에서 휨이 발생하더라도 이를 보정하여 정확한 미세입자 계수가 가능하게 할 수 있다.
또한, 다수의 채널을 가진 칩에서 발생하는 휨 때문에 각 채널마다 초점거리가 일정하지 않게 되고, 그에 따라 각각의 채널에 대한 초점값을 얻어 이미지를 획득하는데 많은 시간이 소요되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 채널에 주입되는 샘플의 양이 소량이기 때문에 이미지를 빠르게 획득하여 계수하지 않으면 샘플이 말라버려서 그에 의한 측정오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩을 도시한 평면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩의 포커싱 마크가 구비되는 예를 도시한 평면구성도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩에서 특정 포커싱 마크의 초점값과 그에 인접한 채널의 초점값의 차이를 통해 휨 보정값을 구하는 예를 나타낸 이미지
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩의 F01 채널 관찰 시 인접한 포커싱 마크의 초점값에 휨 보정값을 대입한 초점값으로 촬영한 이미지와 자동초점조절을 통해 촬영한 이미지를 비교하여 나타낸 비교이미지
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩의 F08 채널 관찰 시 인접한 포커싱 마크의 초점값에 휨 보정값을 대입한 초점값으로 촬영한 이미지와 자동초점조절을 통해 촬영한 이미지를 비교하여 나타낸 비교이미지
도 6은 200㎛ 간격으로 이루어진 격자 무늬의 그리드 칩의 일정 영역을 이미지로 습득한 후 픽셀 단위의 평균거리를 구하여 픽셀당 ㎛값을 계산하고 전체 이미지 해상도에 대입하여 면적을 구하는 예를 도시한 구성이미지
도 7은 도 6에서 설명한 면적 구하는 방법을 적용하여 A01 채널 근처의 포커싱 마크를 이용하여 이미지 해상도에 따른 면적을 구한 예를 도시한 이미지
도 8은 도 6에서 설명한 면적 구하는 방법을 적용하여 F01 채널 근처의 포커싱 마크를 이용하여 이미지 해상도에 따른 면적을 구한 예를 도시한 이미지
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩의 포커싱 마크가 그리드로 이루어지는 예를 도시한 평면구성도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 다채널 시료 칩의 채널이미지를 획득하는 순서 예시를 도시한 평면구성도
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치를 일측에서 바라본 부분확대사시도
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치를 일측에서 바라본 사시도
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치를 다른 측면에서 바라본 사시도
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 Z축 이동부와 Z축 구동부를 도시한 부분확대사시도
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 상부 구성을 도시한 부분확대사시도
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 광학계를 도시한 부분확대사시도
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 하부 구성을 도시한 부분확대사시도
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩에서 일부 포커싱 마크의 좌표값 및 초점값을 이용하여 토폴로지 맵핑하는 원리를 도시한 개념도
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩에서 각 채널 위치에 대응되는 포커싱 마크의 초점값을 토폴로지 맵핑을 통해 구한 예시를 나타낸 표
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩을 도시한 평면도
도 21은 도 20의 시료 칩의 하판에 적용된 포커싱 마크를 나타낸 배치도 및 실제 촬영 이미지
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩을 그룹으로 분할한 경우를 도시한 평면도
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩을 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩의 포커싱 마크가 구비되는 예를 도시한 평면구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩에서 특정 포커싱 마크의 초점값과 그에 인접한 채널의 초점값의 차이를 통해 휨 보정값을 구하는 예를 나타낸 이미지이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩의 F01 채널 관찰 시 인접한 포커싱 마크의 초점값에 휨 보정값을 대입한 초점값으로 촬영한 이미지와 자동초점조절을 통해 촬영한 이미지를 비교하여 나타낸 비교이미지이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩의 F08 채널 관찰 시 인접한 포커싱 마크의 초점값에 휨 보정값을 대입한 초점값으로 촬영한 이미지와 자동초점조절을 통해 촬영한 이미지를 비교하여 나타낸 비교이미지이며, 도 6은 200㎛ 간격으로 이루어진 격자 무늬의 그리드 칩의 일정 영역을 이미지로 습득한 후 픽셀 단위의 평균거리를 구하여 픽셀당 ㎛값을 계산하고 전체 이미지 해상도에 대입하여 면적을 구하는 예를 도시한 구성이미지이다. 도 7은 도 6에서 설명한 면적 구하는 방법을 적용하여 A01 채널 근처의 포커싱 마크를 이용하여 이미지 해상도에 따른 면적을 구한 예를 도시한 이미지이고, 도 8은 도 6에서 설명한 면적 구하는 방법을 적용하여 F01 채널 근처의 포커싱 마크를 이용하여 이미지 해상도에 따른 면적을 구한 예를 도시한 이미지이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩의 포커싱 마크가 그리드로 이루어지는 예를 도시한 평면구성도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 다채널 시료 칩의 채널이미지를 획득하는 순서 예시를 도시한 평면구성도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법은 크게 복수의 채널(110) 및 포커싱 마크(120)를 구비한 시료 칩(100) 상의 각 채널(110)들에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 방법에 있어서, 상기 복수의 포커싱 마크(120) 중 특정 포커싱 마크(120)에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크(120)에 인접한 채널(110)의 초점값의 차이를 계산하여 휨 보정값을 구하는 단계; 상기 복수의 포커싱 마크(120)들에 대한 각각의 초점값을 측정하는 단계; 상기 각 채널(110)간을 순차적으로 이동하면서 인접한 포커싱 마크(120)의 초점값에 상기 휨 보정값을 대입하여 구해진 초점값을 통해 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득한 이미지를 통해 각 채널(110)에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 시료 칩(100)은 도 1에서 보는 것처럼 복수의 채널(110)이 구비되어 다채널로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 채널(110)의 개수는 48개로 이루어져 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 다양한 개수로 변형 실시될 수 있다.
상기 시료 칩(100)은 상판과 하판이 접합되어 구성될 수 있는데 상기 채널(110)은 이러한 상판과 하판 사이에 일정 높이의 공간을 형성하도록 이루어질 수 있다. 상기 채널(110)의 높이는 바람직하게는 10 내지 100㎛로 형성시켜, 시료에 포함된 미세입자들이 부유하지 않고, 정지된 상태에서 관찰될 수 있도록 한다.
상기 채널(110) 일측에는 시료를 투입하는 시료 투입구(112)가 구비되고, 타측에는 채널(110) 내부의 공기와 과량의 시료를 배출할 수 있도록 시료 배출구(114)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 시료 칩(100)은 상기 각 채널(110)의 휨 높이편차를 보정하는 포커싱 정보를 구하기 위한 복수의 포커싱 마크(120)를 구비할 수 있다. 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 포커싱 마크(120)는 각 채널(110)의 근접한 위치에 다수가 구비될 수 있다.
상기 포커싱 마크(120)는 도 3의 상부 이미지처럼 다수의 돌기 형상이 군집하여 전체적으로 볼때 원형의 형상으로 이루어질 수 있다. 아니면, 도 3의 중간 이미지처럼 상기 포커싱 마크(120)가 그리드(grid) 형태로 이루어지는 것도 가능하다. 이외에도 상기 포커싱 마크(120) 다양한 형태로 변형 실시 가능하다.
본 실시예에서 상기 포커싱 마크(120)는 상판과 하판 중 하판에 위치한다. 상기 포커싱 마크(120)는 상기 시료 칩(100)의 휨 정도를 확인하기 위한 용도로서 상기 포커싱 마크(120)를 통해 사전에 각 채널(110)의 휨 높이편차를 보정하는 포커싱 정보를 미리 프로파일링하여 시료 칩(100)의 높이편차에 관한 토폴로지(topology)를 작성할 수 있다. 즉, 시료 칩(100) 전체의 휨 정보를 미리 프로파일링하여 저장하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법은 먼저, 상기 복수의 포커싱 마크(120) 중 특정 포커싱 마크(120)에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크(120)에 인접한 채널(110)의 초점값의 차이를 계산하여 휨 보정값을 구한다.
도 3에서 예를 든 것처럼, 특정 포커싱 마크(120)의 초점값은 175㎛가 나왔고(포커싱 마크가 돌기 형상인 경우와 그리드 형태인 경우를 모두 가정하여 촬영함), 이와 근접한 채널(110)의 초점값은 240㎛이 나왔기 때문에 휨 보정값은 그 차이인 65㎛로 구해질 수 있다. 이러한 휨 보정값을 결정하기 위한 특정 포커싱 마크(120)와 그에 인접한 채널(110)은 미리 그 기준위치가 지정될 수 있다.
상기 휨 보정값을 구하는 단계에서 상기 특정 포커싱 마크(120)에 대한 초점값은 자동초점조절을 통해 구하고, 상기 특정 포커싱 마크(120)에 인접한 채널(110)의 초점값은 수동초점조절 또는 자동초점조절을 통해 구해질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
그 다음엔 상기 복수의 포커싱 마크(120)들에 대한 각각의 초점값을 측정한다. 이때, 상기 복수의 포커싱 마크(120)들에 대한 각각의 초점값 측정은 자동초점조절을 통해 이루어질 수 있다.
상기 포커싱 마크(120)의 개수는 상기 채널(110) 개수보다 적게 구비되므로, 포커싱 마크(120)들에 대한 초점값 측정을 오토포커싱으로 진행한다 해도 각 채널(110) 모두를 오토포커싱으로 진행하는 경우보다 시간이 단축될 수 있다. 도 2에서 보는 것처럼, 상기 포커싱 마크(120)는 42개가 구비되어 48개의 채널(110) 개수보다 적은 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 9의 다른 실시예에서 보는 것처럼, 상기 포커싱 마크는 36개가 구비되어 역시 48개의 채널(110) 개수보다 적은 것을 확인할 수 있다.
결국 상기 포커싱 마크(120)의 초점값은 근접해 있는 채널(110)의 초점값을 대변한다고 가정하는 것으로서, 포커싱 마크(120)의 개수, 위치 등은 필요에 따라 변형 실시할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써, 다수의 채널(110)에 대하여 빠른 시간 내에 이미지 획득 및 미세입자 계수가 가능하므로 High-throughput의 미세입자 계수방식을 구현할 수 있는 것이다.
본 실시예에서는 상기 휨 보정값을 구한 후 상기 각 포커싱 마크(120)의 초점값을 측정하지만 단계의 순서를 바꾸어 진행하는 것도 가능하다. 즉, 상기 각 포커싱 마크(120)의 초점값을 구한 후 상기 휨 보정값을 구하는 순서로 진행할 수 있다.
그후에는 상기 각 채널(110)간을 순차적으로 이동하면서 각 채널(110) 별로 이미지를 획득한다. 채널(110)별 이동 순서는 예를 들어 도 10에 도시된 것처럼 이루어질 수 있는데 이에 한정되는 것은 아니며 각 인접한 채널(110)로 효율적으로 이동할 수 있는 순서라면 얼마든지 변형 실시 가능하다.
이때, 각 채널(110)에서 초점거리 조절은 전 단계에서 미리 획득한 인접한 포커싱 마크(120)의 초점값에 상기 휨 보정값을 대입하여 구해진 초점값을 적용함으로써 빠르게 이미지 획득이 가능하다.
도 4와 도 5는 도 1에 표시된 F01, F08 채널(110)의 이미지를 획득함에 있어서, 각 인접한 포커싱 마크(120)의 초점값에 도 3에서 구한 휨 보정값을 대입한 초점값으로 이미지를 획득한 경우를 예시로 나타낸 것이다. 즉, 휨 보정값을 적용한 경우가 중간에 있는 이미지이고, 맨 우측에 있는 이미지는 동일한 채널(110)에 대하여 오토포커싱을 통해 획득한 이미지이다.
도 4의 경우 포커싱 마크(120)의 초점값에 휨 보정값을 대입한 경우의 초점값이 325㎛이고, 오토포커싱을 통해서 촬영한 초점값이 315㎛로서 두 초점값이 아주 미세한 차이만 있으며, 두 이미지 모두 미세입자를 계수함에 있어서 차이가 없을 정도로 유사한 선명도를 보이는 것을 확인할 수 있다. 마찬가지로 도 5에서도 초점값의 차이는 10㎛ 내외에 불과하며 선명도에 있어서도 차이가 없는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 미세입자 계수방법은 각 채널(110) 모두를 자동초점조절을 통해 구하는 경우와 거의 유사한 선명도의 이미지를 획득할 수 있으면서도 초점거리 적용을 신속하게 해냄으로써 신속한 이미지 획득이 가능하다.
그후에는 상기 획득한 이미지를 통해 각 채널에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수한다. 그리고 궁극적으로 계수된 미세입자의 개수와 관찰된 시료의 부피 계산을 통해 미세입자의 농도까지 구할 수 있는 것이다.
그리드 형태의 포커싱 마크(120)를 적용한 경우 획득한 이미지에 대한 부피는 다음과 같은 방식으로 계산할 수 있다.
먼저 도 6에 도시된 바와 같이, 그리드 형태의 포커싱 마크(120)에서 각 격자무늬는 예를 들어 200㎛ 간격으로 이루어질 수 있다. 이러한 포커싱 마크(120) 의 일정 영역을 이미지로 획득하고 획득된 이미지에서 하나의 격자의 픽셀 단위의 거리를 계산한 후 이를 이용하여 1픽셀당 몇 ㎛인지를 구한다.
도 6에서는 108픽셀이 200㎛이므로 단위 픽셀당 거리는 1.85㎛/pixel인 것을 확인할 수 있다. 이를 이미지의 해상도(Resolution)인 1280 × 1024에 대입하여 전체 면적을 구할 수 있다.
즉, 가로는 1280 × 1.85 = 2368㎛이고, 세로는 1024 × 1.85 = 1894㎛이다. 그리고 이를 통해 면적을 구하면 2368㎛ × 1894㎛ = 4.484mm2 이고, 여기에 설계 채널(110) 높이를 곱하면 관찰된 채널(110) 이미지의 부피를 구할 수 있는 것이다. 물론 이러한 면적 및 부피 계산과 미세입자 계수는 시스템상에서 자동으로 이루어진다.
전술한 시료 칩(100)의 휨으로 인해 동일한 해상도의 이미지라도 초점거리가 달라짐에 따라 단위픽셀당 거리가 달라지기 때문에 면적이 달라질 수 있다. 그런데 위와 같이 그리드 형태의 포커싱 마크(120)를 통해 면적값을 보정하고 이를 인접한 채널(110)에 적용하면 부피계산에 있어 오차를 최소화할 수 있는 것이다.
도 7과 도 8은 그리드 형태의 포커싱 마크(120)에 대해서 각각의 초점값을 구할 때, 보정된 면적까지 구하는 예를 도시한 것이다. 예를 들어 도 7에서는 A01 채널(110)에 인접한 포커싱 마크(120)를 통하여 단위픽셀당 거리를 구한 결과 1.8466㎛/pixel가 나왔고 이를 해상도(1280 × 1024)에 대입한 결과 면적이 4.4695mm2가 나온 것을 확인할 수 있다. 이 면적값을 해당 포커싱 마크(120)에 인접한 A01 채널(110) 등에 적용하여 부피 및 농도 계산을 수행한다.
또한 도 8은 F01 채널(110)에 인접한 포커싱 마크(120)를 통하여 동일하게 보정된 면적값을 구한 것으로서 단위픽셀당 거리는 1.8472㎛/pixel, 면적값은 4.4722mm2가 나온 것을 확인할 수 있다. 역시 이 면적값은 해당 포커싱 마크(120)에 인접한 F01 채널(110) 등에 적용하여 부피 및 농도 계산을 수행한다.
이와 같이 그리드 형태의 포커싱 마크(120)를 이용하는 경우 빠르게 초점값을 적용한 이미지 촬영이 가능할 뿐만 아니라 면적 오차까지 보정할 수 있는 장점이 있다.
결론적으로, 전술한 계수방법을 통해 다채널 시료 칩(100)에 대한 빠른 이미지 획득, 미세입자 계수 및 정확한 부피 계산을 통한 농도 계산이 가능하다. 이하에서는 전술한 미세입자 계수방법을 구현한 미세입자 계수장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치를 일측에서 바라본 부분확대사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치를 일측에서 바라본 사시도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치를 다른 측면에서 바라본 사시도이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 Z축 이동부와 Z축 구동부를 도시한 부분확대사시도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 상부 구성을 도시한 부분확대사시도이며, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 광학계를 도시한 부분확대사시도이다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 하부 구성을 도시한 부분확대사시도이다.
도 1 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치(200)는 크게 미세입자를 포함하는 시료를 수용하는 복수의 채널(110)을 구비하는 시료 칩(100); 상기 시료 칩(100)이 안착되는 스테이지(210); 상기 스테이지(210)에 안착된 시료 칩(100) 상의 채널로 광을 조사하는 광원부(220); 상기 광이 통과한 채널에 수용된 시료의 상을 확대하기 위한 대물렌즈부(260); 상기 대물렌즈부(260)에 의해 확대된 상에 관한 이미지를 획득하는 이미지 센서부(270); 상기 획득한 이미지를 통해 각 채널(110)에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 미세입자 계수부; 및, 상기 스테이지를 이동시키는 스테이지 이동부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 미세입자 계수장치(200)에는 전술한 구조의 다채널 시료 칩(100)이 적용된다. 전술한 바와 같이, 상기 각 채널(110)의 휨 높이편차 보정은, 상기 복수의 포커싱 마크(120) 중 특정 포커싱 마크(120)에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크(120)에 인접한 채널(110)의 초점값의 차이를 계산하여 구해진 휨 보정값을 각 포커싱 마크(120)의 초점값에 대입하여 이루어지는 점은 이전과 동일하다.
상기 시료 칩(100)은 그 형상과 대응되도록 구현된 스테이지(210)에 안착될 수 있다. 상기 스테이지(210)는 상기 시료 칩(100)이 안착된 후 시료 칩(100)을 덮을 수 있는 스테이지 커버(212)를 구비할 수 있다. 상기 스테이지 커버(212)는 상기 채널(110) 및 포커싱 마크(120)가 보일 수 있도록 중공이 형성된 형태로 이루어질 수 있다.
상기 스테이지(210) 상부에는 광원부(220)가 구비될 수 있다. 상기 광원부(220)는 광원 지지부(222)에 의해 지지된 상태로 스테이지(210) 상부에 위치하며, 상기 스테이지(210)에 안착된 시료 칩(100) 상의 채널로 광을 조사하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 광원부(220)로는 계수하려는 입자의 특성에 따라 LED, 레이저, 할로겐 램프, 제논 램프, 머큐리 램프 등 다양한 광원이 선택되어 적용될 수 있다. 예를 들어, 적혈구를 계수하는 경우에는 자외선-가시광선을 발하는 램프 또는 LED를 광원부(220)로서 사용하는 것이 바람직하다. 세포핵이 포함되어 있는 백혈구 또는 체세포를 계수하려는 경우에는 레이저를 광원부(220)로서 사용하는 것이 바람직하다.
도시되지는 않았지만, 상기 광원부(220)로부터 발한 빛의 양과 초점거리를 조절하여 시료 칩(100) 상으로 조사시키는 입사광 조절렌즈를 상기 광원부(220)의 전면에 더 포함하는 것도 가능하다.
한편, 상기 스테이지(210) 하부에는 대물렌즈부(260)가 구비될 수 있다. 상기 대물렌즈부(260)는 상기 광이 통과한 채널에 수용된 시료의 상을 확대하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 대물렌즈부(260)는 임의의 배율의 렌즈를 필요에 따라 선택하여 사용할 수 있다. 상기 시료 칩(100) 상의 채널(110)에서 입자의 분포를 전체적으로 파악하기 위해서는 저배율로 관찰하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 4배의 대물렌즈가 적용되었다.
상기 대물렌즈부(260) 하측에는 이미지 센서부(270)가 구비된다. 상기 대물렌즈부(260)에 의해 확대된 상을 이미지 센서부(270)를 통해 이미지로서 획득할 수 있다. 상기 이미지 센서부(270)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등 다양한 방식의 이미지 센서가 적용될 수 있다.
상기 광원부(220), 대물렌즈부(260) 및 이미지 센서부(270)는 Z축 상에 일렬로 배열되어 광학계를 이룬다.
상기 미세입자 계수부(미도시)는 상기 이미지 센서부(270)에서 획득한 이미지를 통해 각 채널(110)에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수한다. 상기 미세입자 계수부는 소프트웨어로서 구현될 수 있는데 미세입자 계수장치(200)와 무선 또는 유선으로 연결된 PC나 서버 또는 이동단말기 등에 프로그램이나 앱으로서 설치되거나 미세입자 계수장치(200) 내의 마이콤에 온칩(on-chip) 방식으로 내장되는 것도 가능하다.
한편, 상기 스테이지(210)를 이동시키는 스테이지 이동부가 구비될 수 있다. 상기 스테이지 이동부는 상기 스테이지(210)를 3축 방향으로 정밀하게 이동시키는 것이 가능하도록 구현된다.
먼저, 상기 스테이지 이동부는 X축 이동부(232)와 X축 구동부(230)를 포함한다. 상기 X축 구동부(230)는 모터와 인코더를 구비하여 상기 스테이지(210)와 연결된 X축 이동부(232)가 스테이지(210)를 X축 방향으로 정밀하게 조절하여 이동시킬 수 있는 구동력을 제공한다.
마찬가지로 상기 스테이지 이동부는 Y축 이동부(242)와 Y축 구동부(240)를 포함한다. 상기 Y축 구동부(240)는 모터와 인코더를 구비하여 상기 스테이지(210)와 연결된 Y축 이동부(242)가 스테이지(210)를 Y축 방향으로 정밀하게 조절하여 이동시킬 수 있는 구동력을 제공한다.
상기 X축 이동부(232)와 Y축 이동부(242)를 통해 상기 스테이지(210)가 X-Y 평면에서 이동가능하며, 그에 따라 시료 칩(100) 상의 각 채널(110)과 포커싱 마크(120)가 전술한 광학계에 대응되도록 이동할 수 있다. 또한 이를 통해 각 채널(110)간을 순차적으로 이동하거나 각 포커싱 마크(120)로 순차적으로 이동하는 것도 가능하다.
그리고 상기 스테이지 이동부는 Z축 이동부(252)와 Z축 구동부(250)를 포함한다. 상기 Z축 구동부(250)는 역시 모터와 인코더를 구비하여 상기 스테이지(210)와 연결된 Z축 이동부(252)가 스테이지(210)를 Z축 방향으로 정밀하게 조절하여 이동시킬 수 있는 구동력을 제공한다. 상기 Z축 이동부(252)가 스테이지를 Z축 방향으로 이동시킴으로써 초점거리 조절이 가능하다.
상기 미세입자 계수장치(200) 하부에는 전원 인가부(282)와 통신부(284) 및 모터 제어부(286)가 구비될 수 있다. 상기 전원 인가부(282)는 전체 장치에 전원을 공급하는 역할을 수행하고, 그리고 상기 통신부(284)는 무선 또는 유선 방식을 통해 외부의 PC, 서버 또는 이동단말기와 데이터나 제어명령을 송수신하는 역할을 수행하며, 상기 모터 제어부(286)는 상기 스테이지 이동부에 설치된 모터를 제어하는 역할을 수행한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩에서 일부 포커싱 마크의 좌표값 및 초점값을 이용하여 토폴로지 맵핑하는 원리를 도시한 개념도이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩에서 각 채널 위치에 대응되는 포커싱 마크의 초점값을 토폴로지 맵핑을 통해 구한 예시를 나타낸 표이며, 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩을 도시한 평면도이다. 도 21은 도 20의 시료 칩의 하판에 적용된 포커싱 마크를 나타낸 배치도 및 실제 촬영 이미지이고, 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치의 시료 칩을 그룹으로 분할한 경우를 도시한 평면도이다.
도 18 내지 도 22를 참조하면, 상기 복수의 포커싱 마크(120)의 초점값은, 전체 포커싱 마크(120) 중 일부 포커싱 마크(120)의 초점값을 측정하고 이를 이용하여 상기 시료 칩(100) 전체의 휨 정도를 토폴로지 맵핑(topology mapping)하여 나머지 포커싱 마크(120)의 초점값을 구하도록 구성될 수 있다.
예를 들어 도 18에서 보는 것처럼, A와 F의 초점값을 측정하여 아는 경우 A와 F 사이의 임의의 지점 D에서의 초점값을 계산하여 구할 수 있다. 그리고 동일한 방식으로 B, C 및 E에서의 초점값도 구할 수 있으며, 이러한 방식을 통해 일부 포커싱 마크(120)의 좌표값을 이용하여 상기 시료 칩(100) 전체의 휨 정도를 토폴로지 맵핑(topology mapping)함으로써 나머지 포커싱 마크(120)의 초점값들을 구할 수 있는 것이다.
그 구체적인 예는 도 19에 포커싱 마크(120)의 초점값을 계산하여 구한 토폴로지 맵을 표로 나타내었다. 먼저, 기준이 되는 포커싱마크 초점값(A01, A08, F01, F08)을 구하여 나머지 포커싱 마크(120)들의 초점값을 구하는 것이다.
예시1 : A01과 F01의 높이차를 이용하여 B01~E01을 계산한다.
B01 = A01 + ((F01 - A01) / F (100000) × B (20000))
= 1000 + ((2000 - 1000) / 100000 × 20000)
= 1200
예시2 : A01과 A08의 높이차를 이용하여 A02~A07을 계산한다.
A02 = A01 + ((A08 - A01) / 08 (126000) × 02 (18000))
= 1000 + ((2000 - 1000) / 126000 × 18000)
= 1143
위와 같은 방식으로 일부 포커싱 마크(120)의 좌표 및 초점값을 이용함으로써 토폴로지 맵핑을 통해 나머지 포커싱 마크(120)들의 초점값을 구할 수 있다.
전술한 토폴로지 맵핑 관련하여 도 18과 도 19에서는 선형적인 휨 양상만을 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 포커싱 마크를 측정하는 위치 및 갯수를 적절히 조절함으로써 다양한 형태의 토폴로지 맵핑이 가능하기 때문에 다양한 휨 양상을 예측하여 적용할 수 있다.
그리고 이를 통해 전체 포커싱 마크(120)를 측정하지 않더라도 토폴로지 맵핑 기능을 적용하여 각 채널의 이미지를 보다 빠르고 정확하게 촬영할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 포커싱 마크(120)의 패턴은 다양한 형태로 변형실시될 수 있다.
도 20과 도 21에서 보는 것처럼 상기 그리드(grid) 형태의 포커싱 마크(120)는 양각으로 이루어질 수 있다. 이전 실시예에서 제시한 그리드 패턴이 음각으로 형성되는 경우 불투명하게 인식되어 초점값 측정이 어려울 수 있는데 이를 보완하기 위하여 양각의 그리드 형태로 적용할 수 있는 것이다. 더욱 바람직하게는 도 21의 실제 촬영 이미지에서 보는 것처럼 양각의 검은 사각형 형태로 형성함으로써 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 도 22에 도시한 바와 같이, 상기 휨 보정값을 구하는 단계, 포커싱 마크(120)들에 대한 초점값을 측정하는 단계 및 이미지를 획득하는 단계는 상기 시료 칩(100)을 분할하여 형성되는 그룹별로 반복하도록 구성할 수 있다.
전술한 방식을 도 22를 바탕으로 순서대로 설명하면 다음과 같다.
(1) A01 채널(110)의 초점값을 수동초점조절을 통해 측정한다.
(2) 그룹1의 포커싱 마크(120) 초점값을 자동초점조절을 통해 측정한다.
(3) (1)과 (2)의 값을 통해 휨 보정값을 구한다.
(4) 그룹1의 휨 보정값을 적용하여 보정된 초점값을 통해 A01, A02 이미지를 순차적으로 획득한다.
(5) 그룹2의 포커싱 마크 초점값을 구하고 (3)의 휨 보정값을 적용하여 A03, A04 이미지를 순차적으로 획득한다.
(6) 그룹3의 포커싱 마크 초점값을 구하고 (3)의 휨 보정값을 적용하여 A05, A06 이미지를 순차적으로 획득한다.
이때, (4), (5), (6)에서와 같이 동일한 휨 보정값을 적용하는 그룹들이 미리 지정될 수 있다. 그리고 시료 칩(100) 내에서 다른 샘플을 측정하는 경우, 그 측정 위치가 속한 그룹에서 휨 보정값을 새로 측정하여 이를 통해 보정한 값으로 초점조절하여 이미지를 획득하며, 이때에도 동일한 휨 보정값을 적용하는 그룹들이 미리 지정된다.
지금까지 설명한 본 발명의 실시예들에 의한 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치 따르면, 다수의 샘플을 빠른 시간 내에 관찰할 수 있고, 시료 칩이 커짐에 따라 제조 과정에서 휨이 발생하더라도 이를 보정하여 정확한 미세입자 계수가 가능하게 할 수 있다.
그리고 다수의 채널을 가진 칩에서 발생하는 휨 때문에 각 채널마다 초점거리가 일정하지 않게 되고, 그에 따라 각각의 채널에 대한 초점값을 얻어 이미지를 획득하는데 많은 시간이 소요되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 채널에 주입되는 샘플의 양이 소량이기 때문에 이미지를 빠르게 획득하여 계수하지 않으면 샘플이 말라버려서 그에 의한 측정오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

Claims (17)

  1. 복수의 채널 및 포커싱 마크를 구비한 시료 칩 상의 각 채널들에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 포커싱 마크 중 특정 포커싱 마크에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크에 인접한 채널의 초점값의 차이를 계산하여 휨 보정값을 구하는 단계;
    상기 복수의 포커싱 마크들에 대한 각각의 초점값을 측정하는 단계;
    상기 각 채널간을 순차적으로 이동하면서 인접한 포커싱 마크의 초점값에 상기 휨 보정값을 대입하여 구해진 초점값을 통해 이미지를 획득하는 단계;
    상기 획득한 이미지를 통해 각 채널에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 단계;를 포함하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱 마크의 개수는 상기 채널 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱 마크는 다수의 돌기 형상이 군집하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포커싱 마크는 그리드(grid) 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 그리드 형태의 포커싱 마크의 격자무늬를 이용하여 단위픽셀당 거리를 구하고 이를 이미지 해상도에 대입하여 면적을 구해 인접한 채널 이미지의 면적으로 적용하는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 휨 보정값을 구하는 단계는,
    상기 특정 포커싱 마크에 대한 초점값은 자동초점조절을 통해 구하고, 상기 특정 포커싱 마크에 인접한 채널의 초점값은 수동초점조절 또는 자동초점조절을 통해 구하는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 포커싱 마크들에 대한 각각의 초점값을 측정하는 단계는,
    자동초점조절을 통해 초점값을 구하는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  8. 복수의 채널 및 포커싱 마크를 구비한 시료 칩 상의 각 채널들에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 포커싱 마크들에 대한 각각의 초점값을 측정하는 단계;
    상기 복수의 포커싱 마크 중 특정 포커싱 마크에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크에 인접한 채널의 초점값의 차이를 계산하여 휨 보정값을 구하는 단계;
    상기 각 채널간을 순차적으로 이동하면서 인접한 포커싱 마크의 초점값에 상기 휨 보정값을 대입하여 구해진 초점값을 통해 이미지를 획득하는 단계;
    상기 획득한 이미지를 통해 각 채널에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 단계;를 포함하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  9. 미세입자를 포함하는 시료를 수용하는 복수의 채널을 구비하는 시료 칩;
    상기 시료 칩이 안착되는 스테이지;
    상기 스테이지에 안착된 시료 칩 상의 채널로 광을 조사하는 광원부;
    상기 광이 통과한 채널에 수용된 시료의 상을 확대하기 위한 대물렌즈부;
    상기 대물렌즈부에 의해 확대된 상에 관한 이미지를 획득하는 이미지 센서부;
    상기 획득한 이미지를 통해 각 채널에 수용된 시료 속의 미세입자를 계수하는 미세입자 계수부; 및,
    상기 스테이지를 이동시키는 스테이지 이동부;를 포함하며,
    상기 시료 칩은 상기 각 채널의 휨 높이편차를 보정하는 포커싱 정보를 구하기 위한 복수의 포커싱 마크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각 채널의 휨 높이편차를 보정은,
    상기 복수의 포커싱 마크 중 특정 포커싱 마크에 대한 초점값과 상기 특정 포커싱 마크에 인접한 채널의 초점값의 차이를 계산하여 구해진 휨 보정값을 각 포커싱 마크의 초점값에 대입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 포커싱 마크의 개수는 상기 채널 개수보다 적은 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 포커싱 마크는 다수의 돌기 형상이 군집하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 포커싱 마크는 그리드(grid) 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수장치.
  14. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 복수의 포커싱 마크의 초점값은, 전체 포커싱 마크 중 일부 포커싱 마크의 초점값을 측정하고 이를 이용하여 상기 시료 칩 전체의 휨 정도를 토폴로지 맵핑(topology mapping)하여 나머지 포커싱 마크의 초점값을 구하는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 그리드(grid) 형태의 포커싱 마크는 양각으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  16. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 휨 보정값을 구하는 단계, 포커싱 마크들에 대한 초점값을 측정하는 단계 및 이미지를 획득하는 단계는 상기 시료 칩을 분할하여 형성되는 그룹별로 반복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
  17. 제16항에 있어서,
    동일한 휨 보정값을 적용하는 그룹들이 미리 지정되는 것을 특징으로 하는 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법.
PCT/KR2022/001294 2021-01-25 2022-01-25 다채널 시료 칩을 이용한 미세입자 계수방법 및 이를 구현한 미세입자 계수장치 WO2022158940A1 (ko)

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