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1. WO2020222417 - PRESSING-TYPE SPECIMEN SAMPLING APPARATUS

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명세서

발명의 명칭

기술분야

1   2  

배경기술

3   4   5   6   7  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

8   9   10  

과제 해결 수단

11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24  

발명의 효과

25   26  

도면의 간단한 설명

27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57  

발명의 실시를 위한 형태

58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11 (R91)   12 (R91)   13   14   15   16   17   18  

명세서

발명의 명칭 : 가압식 검체 샘플링 장치

기술분야

[1]
본 발명은 가압식 검체 샘플링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가압식으로 구동되어 시료 내 검체가 걸러짐으로써 면역분석이나 분자진단에 활용 가능한 샘플링 장치에 관한 것이다.
[2]

배경기술

[3]
최근에는 응급 현장이나 진단에 대한 제반 시설이 갖춰지지 않은 환경 또는 신속한 결과를 원하는 목적으로 환자 옆에서 즉각적인 검사가 가능한 기술을 지칭하는 현장검사(POCT: Point-of-care testing) 기술에 대한 개발이 급속도로 늘어나고 있다. 이러한, 현장적용형 진단기술은 통상적으로 전원(電源)을 공급받지 못하는 상황에서도 즉각적 검사가 수행되도록 배터리 등의 최소한의 전원 혹은 무전원 구동 방식이 필수적이다. 따라서, 고속 회전에 따라 발생되는 원심력을 이용하여 성분이나 비중이 다른 성분을 분리하기 위해 사용되는 기존의 원심분리기는 100[V] - 200[V]의 공급전원은 물론 회전을 위한 공간이 요구되어 현장검사에는 적합하지 않은 문제점이 있다.
[4]
또한, 현장에서 검사수행에 대하여 숙련되지 않은 검사자가 수행하여도 오류가 없고 빠르고 용이하게 전혈에서 혈장이나 혈청을 분리할 수 있도록 안출된 혈장분리용 종이 필터의 경우에도 필요량의 혈장량을 확보하기 위해서는 필터의 여과 면적을 크게 하고 다량의 혈액을 필요로 하여 긴 시간이 소요되는 문제가 있다.
[5]
현장적용형 면역진단법 중에서도 면역 크로마토그래피 스트립 자체에 혈장/혈청 분리 패드를 장착하여 혈구 성분이 면역 크로마토그래피 전개막에 유출되지 않도록 하는 방법을 이용한 면역 크로마토그래피법이 최근에 지속적으로 개발되고 있지만, 혈구 성분을 장시간, 완전하게 혈장 분리 패드에 유지시키는 것은 기술적으로 구현하기 어렵고 적혈구가 파쇄 또는 용혈되는 경우가 발생될 수 있다. 결국, 각종 발색 또는 착색 기재를 사용하여 육안으로 결과 판정을 수행하는 면역 크로마토그래피법을 사용한 시약에서는 용혈에 의한 적색착색은 결과 판정을 어렵게 하는 요인이 될 수 있다.
[6]
분자진단에 있어서 혈액 샘플로부터 핵산을 추출하는 전처리 과정은 상기 면역분석에 비하여 더욱 복잡하다. 높은 순도의 핵산을 얻기 위해서는 단백질, 세포 대사 물질들과 결합 비율이 핵산에 비해 상대적으로 낮은 유리섬유나 실리카 막을 이용하여 선택적으로 흡착된 핵산이 분리될 수 있다. 구체적으로, 실리카 막이 코팅된 자성 비드(magnetic bead)를 사용하여 자석으로 흡착된 핵산을 분리하는 방법, 유리섬유 컬럼을 이용하여 공기압이나 원심분리를 이용하여 용액을 용출해내는 방법 등이 이용될 수 있다. 전술한 방법들은 종래의 페놀 추출법에 비하여 간편할 수 있지만 유리섬유나 실리카 막에 핵산을 흡착하기 위한 시약(Ex. Chaotropic reagent, ethanol 등)의 이용에 따라 복수 회 워싱 과정이 필수적으로 요구되는 문제점이 있다.
[7]

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[8]
본 발명은 전술한 바와 같은 기술 개발 요구에 따라 안출된 것으로서, 상세하게는 전원 없이 물리적으로 구동되어 시료로부터 검체를 획득하고자 함에 그 목적이 있다.
[9]
또한, 응급 상황 혹은 진단을 위한 시설이 없는 상황에도 간편하고 신속하게 시료의 전처리 혹은 검체 획득이 가능한 가압식 장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
[10]

과제 해결 수단

[11]
본 발명의 일 실시 예로써, 가압식 검체 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
[12]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치는 시료(sample)가 수용되는 배럴 및 필터가 구비된 플런저(plunger)가 포함되고, 배럴에 플런저가 가압 삽입됨에 따라 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입될 수 있다.
[13]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 플런저에는 배럴에 가압 삽입되어 배럴의 내측면을 따라 이동되는 중공의 실린더(cylinder) 형태로 형성되어 걸러진 검체가 유입되는 바디부, 필터가 장착되는 유입부 및 걸러진 검체를 수득하기 위한 마개부가 포함되고, 바디부의 일 단부에는 유입부와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재가 형성되며, 바디부의 타 단부에는 마개부와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재가 형성될 수 있다.
[14]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 바디부 외면의 제 1 부분에는 외면으로부터 제 1 높이만큼 돌출된 링 형태의 고정부재가 형성되고, 바디부 외면의 제 2 부분에는 외면으로부터 제 2 높이만큼 돌출된 링 형태의 복수개의 마찰부재가 형성될 수 있다.
[15]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 제 2 부분은 제 1 부분보다 바디부의 타 단부에 대하여 멀어지는 방향에 위치할 수 있다.
[16]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴에는 시료의 전처리를 위한 적어도 하나 이상의 시약이 더 수용될 수 있다.
[17]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴은 일 단부만이 개방된 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있다.
[18]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 배럴에 가압 삽입에 따라 배럴의 타 단부는 유입부와 접하고 배럴의 개방된 일 단부는 고정부재와 접하도록 형성될 수 있다.
[19]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 배럴에 가압 삽입에 따라 배럴의 개방된 일 단부는 고정부재와 접하고 배럴의 타 단부는 유입부와 소정의 간격만큼 이격되도록 형성될 수 있다.
[20]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 마개부는 바디부의 타 단부와 결합되는 마개부의 하단부만이 개방된 형태로 형성되거나 마개부의 상단부 및 하단부의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.
[21]
본 발명의 일 실시 예로써, 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법이 제공될 수 있다.
[22]
본 발명의 일 실시 예에 따른 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법은 배럴에 시료(sample)가 수용되는 단계, 배럴에 필터가 구비된 플런저가 가압 삽입되는 단계 및 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입되는 단계가 포함될 수 있다.
[23]
본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.
[24]

발명의 효과

[25]
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 가압식 검체 샘플링 장치에 따르면, 시간 또는 장소에 구애받지 않고 응급 상황 혹은 진단 시설이 없는 상황에서도 전원 없이 가압만으로 물리적으로 구동되어 신속하고 간편하게 시료의 전처리 혹은 검체를 획득할 수 있는 효과가 있다.
[26]

도면의 간단한 설명

[27]
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 사시도이다.
[28]
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 정면도이다.
[29]
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 결합구조를 나타내기 위한 예시도이다.
[30]
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 분해사시도이다.
[31]
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치가 분해된 상태의 내부구조를 나타내기 위한 예시도이다.
[32]
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴을 나타내기 위한 예시도이다.
[33]
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 바디부를 나타내기 위한 예시도이다.
[34]
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 마찰부재를 나타내기 위한 예시도이다.
[35]
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 밀폐형 마개부의 형태를 나타낸 도면이다.
[36]
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 소정 부분이 개방된 마개부의 형태를 나타낸 도면이다.
[37]
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 배럴과 유입부가 소정의 간격만큼 이격된 상태를 나타낸 도면이다.
[38]
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치를 이용하여 필터링된 결과를 나타내는 그래프이다.
[39]
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 필터링된 결과 필터의 주사전자현미경(SEM: scanning electron microscope)의 앞, 뒤 모습과 잔류하는 형광 이미지의 모습을 나타낸다.
[40]
도 16은 도 15의 결과 필터를 FACS(유세포 분석기)를 활용하여 측정한 파장의 모습을 나타낸다.
[41]
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 혈액 내 혈구 성분이 필터링된 결과를 나타내는 그래프이다.
[42]
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검체 샘플링 방법을 나타낸 순서도이다.
[43]

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[44]
본 발명의 일 실시 예로써, 가압식 검체 샘플링 장치가 제공될 수 있다.
[45]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치는 시료(sample)가 수용되는 배럴 및 필터가 구비된 플런저(plunger)가 포함되고, 배럴에 플런저가 가압 삽입됨에 따라 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입될 수 있다.
[46]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 플런저에는 배럴에 가압 삽입되어 배럴의 내측면을 따라 이동되는 중공의 실린더(cylinder) 형태로 형성되어 걸러진 검체가 유입되는 바디부, 필터가 장착되는 유입부 및 걸러진 검체를 수득하기 위한 마개부가 포함되고, 바디부의 일 단부에는 유입부와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재가 형성되며, 바디부의 타 단부에는 마개부와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재가 형성될 수 있다.
[47]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 바디부 외면의 제 1 부분에는 외면으로부터 제 1 높이만큼 돌출된 링 형태의 고정부재가 형성되고, 바디부 외면의 제 2 부분에는 외면으로부터 제 2 높이만큼 돌출된 링 형태의 복수개의 마찰부재가 형성될 수 있다.
[48]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 제 2 부분은 제 1 부분보다 바디부의 타 단부에 대하여 멀어지는 방향에 위치할 수 있다.
[49]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴에는 시료의 전처리를 위한 적어도 하나 이상의 시약이 더 수용될 수 있다.
[50]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치의 배럴은 일 단부만이 개방된 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있다.
[51]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 배럴에 가압 삽입에 따라 배럴의 타 단부는 유입부와 접하고 배럴의 개방된 일 단부는 고정부재와 접하도록 형성될 수 있다.
[52]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 플런저의 배럴에 가압 삽입에 따라 배럴의 개방된 일 단부는 고정부재와 접하고 배럴의 타 단부는 유입부와 소정의 간격만큼 이격되도록 형성될 수 있다.
[53]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치에 있어서, 마개부는 바디부의 타 단부와 결합되는 마개부의 하단부만이 개방된 형태로 형성되거나 마개부의 상단부 및 하단부의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.
[54]
본 발명의 일 실시 예로써, 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법이 제공될 수 있다.
[55]
본 발명의 일 실시 예에 따른 배럴 및 플런저가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치를 이용한 검체 샘플링 방법은 배럴에 시료(sample)가 수용되는 단계, 배럴에 필터가 구비된 플런저가 가압 삽입되는 단계 및 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저에 유입되는 단계가 포함될 수 있다.
[56]
본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.
[57]

발명의 실시를 위한 형태

[58]
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
[59]
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
[60]
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
[61]
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[62]
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
[63]
본 발명의 일 실시 예로써, 가압식 검체 샘플링 장치(10)가 제공될 수 있다.
[64]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)는 시료(sample)가 수용되는 배럴 및 필터가 구비된 플런저(plunger)가 포함되고, 배럴(100)에 플런저(200)가 가압 삽입됨에 따라 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저(200)에 유입될 수 있다.
[65]
본 명세서에서 시료는 진단검사에 사용되는 물질을 지칭하는 것으로, 상기 시료에는 혈액이 포함될 수 있다. 즉, 상기 시료는 적혈구, 백혈구, 혈소판이 포함된 혈구와 알부민(albumins), 면역글로불린(Immunoglobulin), 대사물질(metabolites) 등이 포함된 혈장으로 구성된 혈액을 지칭할 수 있다. 다만, 상기 시료는 전술한 혈액에 제한되는 것이 아니라 검사대상(Ex. 환자, 피검사자 등)의 배양 세포뿐만 아니라, 동물 조직 및 식물 조직 등이 더 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 시료에는 세포, 객담, 침, 유린 등의 생물학적 물질들이 포함될 수 있다.
[66]
또한, 본 명세서에서 검체는 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 의해 걸러져 플런저(200)에 유입 및 획득되는 물질을 지칭한다. 즉, 검체는 시료인 혈액으로부터 필터링되어 획득된 물질로 혈장 또는 혈장 내 존재하는 DNA, RNA, 대사물질 등을 지칭한다. 다시 말하면, 본 명세서에서 검체란 단백질이나 DNA, RNA, 대사물질 등을 이용해 체내 변화를 알아낼 수 있는 물질로 다양한 질병을 진단하는 요소가 되는 물질을 나타낼 수 있다.
[67]
즉, 사용자는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 배럴(100)에 수용된 혈액으로부터 제거대상물질(Ex. 혈구, 간섭물질 등)은 필터를 통해 상기 배럴(100)에 남도록 하고, 혈액검사와 같은 진단검사의 대상이 되는 검체만이 상기 필터에 의해 플런저(200)에 유입되어 획득할 수 있다.
[68]
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 결합구조를 나타내기 위한 예시도이다.
[69]
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)가 분해된 상태의 내부구조를 나타내기 위한 예시도이다.
[70]
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 플런저(200)에는 배럴(100)에 가압 삽입되어 배럴(100)의 내측면을 따라 이동되는 중공의 실린더(cylinder) 형태로 형성되어 걸러진 검체가 유입되는 바디부(210), 필터가 장착되는 유입부(400) 및 걸러진 검체를 수득하기 위한 마개부(300)가 포함되고, 바디부(210)의 일 단부에는 유입부(400)와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재(230)가 형성되며, 바디부(210)의 타 단부에는 마개부(300)와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재(240)가 형성될 수 있다.
[71]
상기 배럴(100)과 플런저(200)는 생체 적합성 및 생체 기능성을 갖춘 다양한 소재로 형성될 수 있다. 또한, 투명성이 있고 왜곡 강성이 최소화되고 충격에 저항할 수 있는 고분자 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 배럴(100) 및 플런저(200)는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에스터(polyester), 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride) 등의 범용소재는 물론 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리에텔에텔 케톤(polyetherether ketone), 폴리에텔케톤케톤(Polyetherketoneketone), 폴리우레탄(polyurethane) 등의 나노섬유소재로 형성될 수 있다. 다만, 전술한 배럴(100) 및 플런저(200)의 소재는 예시적인 것에 불과하고 이에 제한되지 않는다.
[72]
즉, 상기 플런저(200)는 실린더 형태의 바디부(210)의 하단에 형성된 제 1 결합부재(230)에 의해 유입부(400)와 연결되고, 바디부(210)의 상단에 형성된 제 2 결합부재(240)에 의해 마개부(300)와 연결되어 바디부(210), 유입부(400) 및 마개부(300)가 결합된 형태로 형성될 수 있다.
[73]
상기 유입부(400)는 필터가 결합되는 부재로, 도 4에 도시된 바와 같이 두 가지 형태로 형성될 수 있다. 즉, 유입부(400)는 바디부(210)와 동일한 직경을 가지는 원기둥 형태의 실린더 타입(410)과 상기 제 1 결합부재(230)와 결합되는 소정의 부분은 원기둥 형태로 형성되고 하단부는 점차 직경이 좁아지는 변형 타입(420)으로 형성될 수 있다. 다만, 상기와 같은 유입부(400)의 형태는 예시적인 것에 불과하고 다양한 형태로 형성될 수 있다. 유입부(400)는 상단면 및 하단면 모두가 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 유입부(400)의 하단면은 절반 정도만이 개방된 형태로 형성될 수 있다. 상기 유입부(400)에 필터가 결합되는데 유입부(400)에 필터가 결합되는 방식은 제한되지 않는다. 예를 들면, 원형 플레이트 형태로 형성된 필터가 유입부(400)의 하단부 혹은 상단부에 장착되거나 하단부 및 상단부 모두에 각각 장착될 수도 있다. 즉, 필터가 유입부(400)에 장착되는 개수, 위치는 다양하게 변형가능하고 전술한 예시의 방식으로 제한되는 것이 아니다.
[74]
상기 유입부(400)에 결합되는 필터는 소정 크기의 세공(細孔)이 복수개 구비된 구조의 물질로, 상기 세공은 다양한 범위의 직경으로 형성될 수 있다. 혈액 중에서 적혈구, 백혈구, 혈소판이 필터의 세공을 통과하지 못하도록 하기 위하여 1 마이크로미터 이내의 범위에서 다양한 값으로 세공의 직경이 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 필터의 세공은 0.1 마이크로미터 내지 0.9 마이크로미터 범위의 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 혈장에 포함된 알부민이나 면역 글로불린만이 필터를 통과할 수 있도록 세공의 직경이 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 필터의 세공은 50 나노미터 내지 90 나노미터 범위의 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 다만, 전술한 세공의 직경은 예시적인 것에 불과하고 상기 값들에 제한되는 것이 아니며 다양한 값의 직경으로 세공이 형성될 수 있다.
[75]
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 밀폐형 마개부의 형태를 나타낸 도면이고, 도 12는 소정 부분이 개방된 마개부(300)의 형태를 나타낸 도면이다.
[76]
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 마개부(300)는 바디부(210)의 타 단부와 결합되는 마개부(300)의 하단부만이 개방된 형태로 형성되거나 마개부(300)의 상단부 및 하단부의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.
[77]
상기 마개부(300)는 플런저(200)의 바디부(210)에 유입된 검체를 수득하기 위한 부재에 해당된다. 도 11에 도시된 바와 같이 마개부(300)는 마개 형태로 바디부(210)의 검체가 외부로 유출되지 않도록 밀폐형으로 형성될 수 있다. 밀폐형 마개부(300)가 바디부(210)와 결합된 상태의 가압식 검체 샘플링 장치(10)을 사용하여 사용자가 걸러진 검체를 획득하고자 하는 경우 또는 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 타 검출 및 분석 기기에 적용할 경우에는 사용자는 상기 마개부(300)가 회전되도록 함으로써 상기 마개부(300)를 개방할 수 있다. 즉, 도 11과 같이 밀폐형 마개부(300)는 바디부(210)로부터 분리되는 경우에만 바디부(210)로부터 검체를 획득하거나 타 검출 기기 또는 분석 기기에 이용될 수 있다.
[78]
도 12를 참조하면, 도 11의 밀폐형 마개부와는 달리 상기 마개부(300)는 상단면의 전부 또는 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 마개부(300)는 상기 마개부의 중앙 부분의 일부가 개방된 형태로 형성될 수 있다.
[79]
도 12를 참조하면, 상기 상단면이 개방된 형태의 마개부(300)에는 탈부착이 가능한 밀폐부재가 추가적으로 함께 사용될 수 있다. 상기 밀폐 부재에는 검사지 혹은 의료용 셉터(septa)가 포함될 수 있다. 상기 셉터는 마개부(300)의 개방된 형태에 맞물려 결합되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 마개부(300) 및 셉터는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 천연 고무(natural rubber), 알루미늄(aluminum), 실리콘(silicone), TFE 의 소재로 형성될 수 있다. 상기 도 12에 도시된 개방형 마개부(300)는 밀폐형 마개부와는 달리 바디부(210)와의 결합을 분리하지 않아도 바디부(210)로부터 검체를 획득하거나 타 검출 기기 또는 분석 기기에 이용될 수 있다.
[80]
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 플런저(200)의 바디부(210)를 나타내기 위한 예시도이다.
[81]
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 바디부(210)의 일 단부에는 유입부(400)와 결합되도록 하기 위한 제 1 결합부재(230)가 형성되며, 바디부(210)의 타 단부에는 마개부(300)와 결합되도록 하기 위한 제 2 결합부재(240)가 형성될 수 있다.
[82]
상기 제 1 결합부재(230) 및 제 2 결합부재(240)에는 각각 유입부(400) 및 마개부(300)와 결합하기 위한 다양한 방식이 사용될 수 있지만, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 스크류(screw) 결합에 따라 유입부(400) 및 마개부(300)와 각각 결합될 수 있다. 이에 따라, 유입부(400) 및 마개부(300)에도 스크류 결합을 위한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제 1 결합부재(230) 및 제 2 결합부재(240)는 각각 유입부(400) 및 마개부(300)와 맞물려 스크류 결합되도록 돌출된 형태로 형성될 수 있다.
[83]
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 바디부(210) 외면의 제 1 부분에는 외면으로부터 제 1 높이만큼 돌출된 링 형태의 고정부재(220)가 형성되고, 바디부(210) 외면의 제 2 부분에는 외면으로부터 제 2 높이만큼 돌출된 링 형태의 복수개의 마찰부재(250)가 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 제 2 부분은 제 1 부분보다 바디부(210)의 타 단부에 대하여 멀어지는 방향에 위치할 수 있다. 상기 제 1 높이는 상기 제 2 높이보다 더 큰 값에 해당될 수 있다. 즉, 후술하는 바와 같이 제 1 부분은 배럴(100)의 상단면과 접할 수 있고 바디부(210)는 배럴(100) 내측으로 삽입되어 이동가능해야 하므로, 제 1 부분에 해당되는 제 1 높이 값은 제 2 부분에 해당되는 제 2 높이 값보다 더 큰 값에 해당될 수 있다.
[84]
즉, 플런저(200)의 바디부(210)에 필터가 장착된 유입부(400)와 마개부(300)가 각각 제 1 결합부재(230) 및 제 2 결합부재(240)를 통해 연결되어 결합된 상태에서, 배럴(100)의 내측을 따라 가압 삽입되어 이동됨에 따라 필터에 대하여 압력이 증대될 수 있도록 하기 위하여 상기 복수개의 마찰부재(250)가 바디부(210)에 형성될 수 있다. 즉, 도 8과 같이 상기 복수개의 마찰부재(250)가 바디부(210) 외면의 제 2 부분에 형성되는 경우 도 7과 같이 마찰부재(250)가 바디부(210) 외면에 형성되지 않은 경우에 비하여 필터에 더 큰 압력이 가해질 수 있다.
[85]
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 마찰부재(250)를 나타내기 위한 예시도이다.
[86]
도 9를 참조하면, 상기 마찰부재(250)는 실린더 형태의 바디부(210) 외면을 감싸는 링 형태로 형성될 수 있다. 다만, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 마찰부재(250)는 바디부(210)와는 다른 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 바디부(210)의 외면이 배럴(100)의 내측을 따라 이동되는 경우에도 마찰부재(250)의 형태가 변형될 수 있는 가요성 있는 소재로 형성될 수 있다.
[87]
또한, 상기 마찰부재(250)는 도 9와 같은 형태뿐만 아니라 상기 필터에 가해지는 압력이 증대되는 다른 형태로도 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 도 10의 (a)와 같이 상기 마찰부재(250)의 단면은 삼각형 형태로 형성되거나 도 10의 (b)와 같이 바디부(210)의 외면에 대하여 사선 방향으로 돌출되는 형태로도 형성될 수 있다.
[88]
상기 바디부(210) 외면의 소정의 위치에는 바디부(210)의 내면으로 연결가능한 적어도 하나 이상의 기공이 형성될 수 있다. 즉, 플런저(200)가 배럴(100)을 따라 삽입되는 경우 바디부(210)와 배럴(100)의 내면은 완전히 접한 상태로 이동되는 것이 아니라 소정의 간격이 존재하는데 바디부(210)의 내측과 바디부(210)의 외측 즉, 바디부(210)의 내측과 배럴(100)의 내측 간 압력이 유지되도록 하기 위하여 상기 기공이 형성될 수 있다.
[89]
본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 배럴(100)에는 시료의 전처리를 위한 적어도 하나 이상의 시약이 더 수용될 수 있다.
[90]
상기 시약에는 세포를 파괴할 때 사용되는 완충용액인 라이시스 버퍼(lysis buffer), 소정의 물질을 용출해내기 위해 사용되는 완충용액인 일루션 버퍼(elution buffer) 및 알코올(alcohol) 용액이 포함될 수 있다. 즉, 시료에 대하여 세포 파괴 혹은 물질 용출 등의 전처리 과정이 수행되도록 상기 시약이 시료와 함께 상기 배럴(100)에 수용될 수 있다.
[91]
다만, 상기 시약은 전술한 용액에 제한되는 것은 아니고, 소정의 물질과 특이적으로 결합될 수 있는 작용기를 부착할 때 사용되는 바인딩 버퍼, 획득하고자 하는 물질 이외의 물질을 씻어내기 위해 사용되는 완충용액인 워싱 버퍼(washing buffer)가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 시약은 전술한 알코올 용액, 라이시스 버퍼, 일루션 버퍼 등의 용액이 다양한 비율로 혼합된 용액을 지칭할 수 있다.
[92]
상기 라이시스 버퍼 및 일루션 버퍼는 도데실 황산 나트륨(SDS: sodium dodecyl sulfate), 에틸렌디아민사아세트산(EDTA: ethylenediaminetetraacetic acid), Tris-HCl, 염화나트륨(NaCl), NP-40, 단백질분해효소(protease), 에탄올(ethanol) 등이 포함된 조성물일 수 있다. 또한, 상기 일루션 버퍼는 증류수(distilled water) 혹은 탈이온수(deionized water)만으로 이루어진 용액에 해당될 수 있다. 다만, 상기 라이시스 버퍼 및 일루션 버퍼의 조성은 사용되는 시료 및 검출하고자 하는 검체의 종류에 따라 상이하게 결정될 수 있고, 전술한 물질들 이외의 다른 물질들이 더 포함될 수 있음은 당연하다.
[93]
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 배럴(100)을 나타내기 위한 예시도이다.
[94]
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)의 배럴(100)은 일 단부만이 개방된 중공의 실린더 형태로 형성될 수 있다. 상기 배럴(100)은 전술한 바디부(210)의 외측면을 따라 이동되며 가압에 따라 결합될 수 있다. 즉, 바디부(210)의 직경보다 배럴(100)의 직경이 더 크게 형성될 수 있다.
[95]
도 2의 (a) 및 도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 플런저(200)의 배럴(100)에 가압 삽입에 따라 배럴(100)의 타 단부는 유입부(400)와 접하고 배럴(100)의 개방된 일 단부는 고정부재(220)와 접하도록 형성될 수 있다.
[96]
시료의 양이 제한되어 있는 경우에는 무용부피(dead volume)를 최소화 하도록 하기 위하여 배럴(100)의 일 단부인 배럴(100) 상단면은 바디부(210)의 고정부재(220)와 접하고, 배럴(100)의 타 단부인 하단면은 플런저(200)의 제 1 결합부재(230)와 결합된 유입부(400)의 하단부와 접하도록 형성될 수 있다.
[97]
또한, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 배럴(100)과 유입부(400)가 소정의 간격만큼 이격된 상태를 나타낸 도면이다.
[98]
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 있어서, 플런저(200)의 배럴(100)에 가압 삽입에 따라 배럴(100)의 개방된 일 단부는 고정부재(220)와 접하고 배럴(100)의 타 단부는 유입부(400)와 소정의 간격(d)만큼 이격되도록 형성될 수 있다.
[99]
즉, 상기와 같이 배럴(100)의 타 단부와 유입부(400) 간에 소정의 간격만큼 이격되도록 설계함으로써 가압에 따른 필터링 효과가 증대되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 바디부(210), 바디부(210)와 결합된 유입부(400) 및 배럴(100)에 대하여, 유입부(400)와 배럴(100) 사이에 소정의 간격만큼 이격거리가 존재하도록 형성함으로써 효율적인 필터링이 수행될 수 있다.
[100]
본 발명의 일 실시 예로써, 배럴(100) 및 플런저(200)가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용한 검체 샘플링 방법이 제공될 수 있다. 본 명세서에서 상기 검체 샘플링 방법은 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 수행되는 것으로, 전술한 가압식 검체 샘플링 장치(10)에 관한 내용이 적용될 수 있다.
[101]
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 필터링된 결과를 나타내는 그래프이다.
[102]
도 14는 크기가 다른 실리카 코팅된 자성 비드(silica coated magnetic bead)를 동일한 비율(1:1)로 혼합하여 입도분석기를 이용한 테스트를 진행한 결과를 나타낸다. 도 14를 참조하면, 본 발명의 샘플링 장치를 이용하기 전에는 작은 나노입자부터 큰 나노입자까지 분포(도 14의 mix)하고 있으나, 본 발명의 샘플링 장치를 이용하여 필터링 한 후에는 작은 나노입자의 분포(도 14의 filtering)가 확인될 수 있다.
[103]
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 필터링된 결과 필터의 주사전자현미경(SEM: scanning electron microscope)의 앞, 뒤 모습과 잔류하는 형광 이미지의 모습을 나타낸다.
[104]
도 15를 참조하면, 형광 비드를 활용하여 전처리 기구의 분리 특성을 평가한 모습으로, 주사전자현미경(SEM: scanning electron microscope)의 분리 후 필터의 앞에서는 제거대상물질(Ex. 혈구, 간섭 물질 등)이 검출되나, 분리 후 필터의 뒷면에서는 이러한 물질은 검출되지 않고, 진단검사의 대상이 되는 검체만이 필터에 의해 걸러진 것을 확인할 수 있다.
[105]
아래의 형광 이미지는, 형광 비드를 활용하여 전처리 기구의 분리 특성을 평가한 것으로, 실시 예에 따라 0.5, 1, 2, 2.5 μm의 형광 비드를 혼합한 후 전처리 기구로 분리한 후 기구에 삽입된 필터의 앞과 뒷의 SEM과 형광 이미지를 확인할 수 있다.
[106]
도 16은 도 15의 결과 필터를 FACS(유세포 분석기)를 활용하여 측정한 파장의 모습을 나타낸다.
[107]
도 16을 참조하면, 정량 분석을 위하여 FACS (유세포 분석기)를 활용하여, 0.5, 1, 2, 2.5 μm의 분리 효율을 평가하였고, 그 결과 0.5, 1, 2 μm 비드와 2.5 μm 비드의 분리 효율이 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 분리 후, 0.5, 1 μm 사이즈의 비드의 비율이 증가하고, 2.0 μm 사이즈 비드의 비율이 감소하며, 2.5 μm 비드가 제거된 것을 확인할 수 있었다.
[108]
즉, 혈액 내 혈구 크기의 평균 사이즈가 2 μm을 고려하였을 때, 일부 혈소판(1-5 μm)을 제외하고 상대적으로 크기가 큰 백혈구와 적혈구는 대부분 제거가 될 것으로 예상할 수 있다.
[109]
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 혈액 내 혈구 성분이 필터링된 결과를 나타내는 그래프이다
[110]
가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용하여 혈액 내 혈구 성분이 필터링 후 분리 전후의 FACS 분석 결과, 혈액 내 혈장 성분이 원심분리기 수준 혈구 성분이 분리됨을 확인할 수 있었다.
[111]
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검체 샘플링 방법을 나타낸 순서도이다.
[112]
도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배럴(100) 및 플런저(200)가 포함되는 가압식 검체 샘플링 장치(10)를 이용한 검체 샘플링 방법은 배럴(100)에 시료(sample)가 수용되는 단계(S100), 배럴(100)에 필터가 구비된 플런저(200)가 가압 삽입되는 단계(S200) 및 필터에 의해 시료로부터 걸러진 검체가 플런저(200)에 유입되는 단계(S300)가 포함될 수 있다.
[113]
한편, 본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.
[114]
또한, 전술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.
[115]
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
[116]
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

청구범위

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

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8]

[도9]

[도10]

[도11]   [규칙 제91조에 의한 정정16.04.2020] 

[도12]   [규칙 제91조에 의한 정정16.04.2020] 

[도13]

[도14]

[도15]

[도16]

[도17]

[도18]