KR102095519B1

KR102095519B1 - 자동 도말기

Info

Publication number: KR102095519B1
Application number: KR1020180061314A
Authority: KR
Inventors: 김진오; 한진석; 김찬봉; 김유순
Original assignee: (주)로봇앤드디자인
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2020-04-23
Also published as: KR20190135831A

Abstract

본 발명은, 캡을 갖는 용기 몸체와, 상기 캡에 끼워진 가이드부재와, 상기 가이드부재에 끼워진 필터부재를 포함하는 시료 용기가 체결된 후 상기 용기 몸체에 보존액과 함께 수용된 세포를 슬라이드에 자동 도말하기 위해, 파지 및 분리 장치와, 흡입 및 도말 장치를 포함하는 자동 도말기를 제공한다.

Description

자동 도말기{CYTOLOGY PREPARING ROBOT}

본 발명은 보존액과 함께 시료 용기에 수용된 세포를 슬라이드에 도말하는 일련의 과정을 자동으로 수행할 수 있는 자동 도말기에 관한 것이다.

세포 검사는 암과 같은 질병을 조기에 저렴한 비용으로 발견하는데 기여하고 있다. 세포 검사의 전통적인 유형인 고식적 세포 검사(PAP Smear)는 체내의 세포를 채취하여 슬라이드에 도말한 다음, 슬라이드에 도말된 세포의 이상 여부를 현미경으로 관찰하는 것이다. 그러나 고식적 세포 검사에서는 검사 횟수가 제한되는 문제, 세포가 슬라이드에 일정한 형태로 도말되지 못해 세포 이상 여부를 판독함에 있어 많은 시간이 소요되는 문제, 비정상 세포를 발견할 수 있는 민감도가 낮은 문제 등이 발생한다.

고식적 세포 검사의 단점을 해결할 수 있는 액상 세포 검사가 개발되어 있다. 액상 세포 검사는 채취한 세포를 보존액과 함께 시료 용기에 보관하였다가 추후 세포만을 선택적으로 수거하여 슬라이드에 도말한 다음, 슬라이드에 도말된 세포의 이상 여부를 현미경으로 관찰하는 것이다. 액상 세포 검사에서는 고식적 세포 검사에 비해 검사 횟수가 덜 제한적이고, 세포가 슬라이드에 균일하게 분포될 수 있으며, 세포가 보존액과 함께 시료 용기에 보관되기 때문에 세포의 보존과 운반이 용이하고, 세포의 변형 가능성이 거의 없어 비정상 세포를 발견할 수 있는 민감도가 매우 높다. 이러한 장점으로 인해 액상 세포 검사는 국내의 많은 세포 검사 기관에서 사용되고 있다.

액상 세포 검사의 사용이 증가함에 따라, 세포 및 보존액을 수용하기 위한 시료 용기가 다양한 형태로 개발되고 있고, 위 시료 용기의 세포를 슬라이드에 도말하는 일련의 과정을 자동으로 수행할 수 있는 자동 도말기 역시 각 시료 용기의 형태에 맞추어 다양하게 개발되고 있다.

그리고 이러한 추세에 편승하여 개발된 시료 용기가 등록특허 제10-1825452호(피펫이 포함된 시료 채취용 용기 조립체)에 개시되어 있고, 이 등록특허에 개시된 시료 용기에 맞게 개발된 자동 도말기가 등록특허 제10-1685459호(피펫이 포함된 시료용기를 이용한 자동 도말장치)에 개시되어 있다.

등록특허 제10-1825452호(피펫이 포함된 시료 채취용 용기 조립체) 등록특허 제10-1685459호(피펫이 포함된 시료용기를 이용한 자동 도말장치)

본 출원인은 위 등록특허 제10-1825452호에 개시된 시료 용기에 최적화된 자동 도말기를 개발하였고, 본 발명은 이 자동 도말기를 제공하고자 한다.

본 발명은, 캡을 갖는 용기 몸체와, 상기 캡에 끼워진 가이드부재와, 상기 가이드부재에 끼워진 필터부재를 포함하는 시료 용기가 체결된 후 상기 용기 몸체에 보존액과 함께 수용된 세포를 슬라이드에 자동 도말하기 위해, 파지 및 분리 장치와, 흡입 및 도말 장치를 포함하는 자동 도말기를 제공한다.
위 파지 및 분리 장치는, 바닥판의 상부에 위치하도록 상기 바닥판에 설치된 설치대; 상기 설치대의 상면에 고정되어 있고, 상하로 관통하는 상하 관통공을 가지며, 상기 상하 관통공을 감싸는 원주면에 상기 캡이 안착되는 단턱을 갖고, 상기 단턱의 아래에 위치하는 상하 관통공의 부위에 상기 가이드부재 및 필터부재를 수용하도록 마련된 시료 용기 체결 블록; 및 상기 설치대의 상면에 전후진이 가능하도록 결합되고, 전후진 시 상기 시료 용기 체결 블록을 통과하는 좌우측 암을 가지며, 상기 가이드부재의 외면에 마련된 플랜지가 삽입되기 위한 슬롯을 상기 좌우측 암에 갖고, 상기 좌우측 암의 하면이 상기 필터부재의 외면에 마련된 플랜지보다 높게 위치하는 전방면과 낮게 위치하는 후방면을 포함하도록 마련된 미끄럼 블록;을 포함한다.
그리고 상기 흡입 및 도말 장치는, 상기 설치대의 하면에 전후로 왕복할 수 있도록 결합되고, 상기 슬라이드가 삽입되기 위한 슬롯을 갖는 슬라이드 체결 블록; 및 상기 상하 관통공의 수직 하방에서 상기 바닥판의 승강 레일을 따라 승강하면서 위에서 아래로 차례대로 위치하는 흡입 높이, 받음 높이, 도말 높이 및 도말 대기 높이에서 정지하도록 제어되고, 진공 흡입기와 연결된 흡입관;을 포함한다.
상기 미끄럼 블록은 시작 명령이 입력되었을 때 1차 전진을 한 후 정지하도록 제어되되, 상기 1차 전진 시에는 상기 가이드부재의 플랜지가 상기 좌우측 암의 슬롯에 삽입되면서 상기 전방면이 상기 필터부재의 플랜지의 상부를 지나간다.
상기 1차 전진 이후, 상기 흡입관은 최대 전진 위치에 있는 상기 슬라이드 체결 블록 및 상기 설치대를 통과하면서 상기 흡입 높이로 상승하여 상기 필터부재의 하단에 삽입된 후 상기 진공 흡입기가 작동함으로써 1차 흡입이 이루어지고, 상기 1차 흡입 이후 상기 용기 몸체가 상기 가이드부재로부터 수작업으로 분리되었음이 상기 시료 용기 체결 블록에 설치된 센서에 의해 감지되면 상기 진공 흡입기가 다시 작동하여 2차 흡입이 이루어진 다음 상기 흡입관이 상기 받음 높이로 하강한다.
상기 미끄럼 블록은 상기 흡입관이 상기 받음 높이로 하강한 상태에서 2차 전진을 한 후 정지하도록 제어되되, 상기 2차 전진 시에는 상기 후방면이 상기 필터부재의 플랜지를 아래로 밀며 지나감으로써 상기 필터부재가 상기 가이드부재로부터 낙하하여 상기 받음 높이에 있는 상기 흡입관의 상단에 지지되고, 그 이후 상기 흡입관은 상기 필터부재를 지지한 채 상기 도말 대기 높이로 하강한다.
상기 흡입관이 상기 도말 대기 높이로 하강하면 상기 슬라이드 체결 블록이 후진하여 상기 슬라이드가 상기 흡입관에 의해 지지된 필터부재의 상부에 위치하고, 그 이후 상기 흡입관이 상기 도말 높이로 상승하여 상기 필터부재가 상기 슬라이드와 접촉함으로써 도말이 이루어진다.
상기 도말이 이루어지면 상기 흡입관이 상기 도말 대기 높이로 다시 하강하였다가 상기 슬라이드 체결 블록이 상기 최대 전진 위치로 전진하면 상기 받음 위치로 상승하고, 그 이후 상기 미끄럼 블록이 후진하여 상기 가이드부재가 상기 흡입관에 의해 지지된 필터부재로 낙하하면 상기 도말 대기 높이의 아래로 하강하며, 이 하강이 이루어지는 동안 상기 필터부재 및 가이드부재는 상기 흡입관의 하강 경로를 사이에 두고 떨어져 위치하는 한 쌍의 이격판에 걸려 상기 흡입관으로부터 수거된다.
상기 전방면과 후방면을 연결하는 좌우측 암의 하면인 연결면은 후방으로 가면서 하부를 향하도록 경사진 경사면으로 이루어진다.
상기 한 쌍의 이격판의 상면은 경사를 갖도록 마련되고, 상기 한 쌍의 이격판을 지지하고 있는 지지대에는 상기 이격판의 상면에 걸린 후 상기 경사를 따라 미끄러지는 필터부재 및 가이드부재를 수거하기 위한 수거함이 설치된다.
상기 받음 높이에서 상기 필터부재를 지지한 상기 흡입기가 상기 도말 대기 높이로 하강하였을 때도 상기 진공 흡입기가 작동하여 3차 흡입이 이루어진다.

삭제

본 발명에 따르면, 시료 용기가 시료 용기 체결 블록의 상하 관통공에 수직으로 삽입되기 때문에 시료 용기의 우발적 이탈과 같은 종래의 문제가 발생할 여지가 전혀 없다.

또한, 종래에는 가이드부재로부터 필터부재를 분리하기 위한 수단이 가이드부재를 파지하고 있는 수단과 별도로 구비되어야 하는 번거로움이 있으나, 본 발명에서는 가이드부재의 파지와 필터부재의 분리가 모두 미끄럼 블록에 의해 이루어지는바, 위와 같은 종래의 문제는 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에서는 용기 몸체를 가이드부재로부터 분리하기 위한 기계적 매커니즘이 불필요한 장점도 있다.
종래에는 진공 흡입기와 연결된 부재가 필터부재를 파지하면서 승강하기 때문에 필터부재를 파지하기 위한 구조를 가져야 한다. 그러나 본 발에서는 진공 흡입기와 연결된 흡입관이 가이드부재로부터 분리되어 낙하한 필터부재를 받아 지지하면서 승강하므로 위 흡입관이 필터부재를 파지하기 위한 별도의 구조를 구비할 필요가 전혀 없다.
또한, 종래에는 진공 흡입기와 연결된 부재와 별도로 마련된 부재가 가이드부재를 계속 파지하고 있으므로 진공 흡입기와 연결된 부재는 가이드부재까지 지지할 수는 없으나, 본 발명에서는 진공 흡입기와 연결된 흡입관이 가이드부재까지도 지지하면서 승강할 수 있다.
종래에는 도말을 마친 이후 가이드부재 및 필터부재를 수거하기 위해 동력을 받아 작동하는 푸셔가 이용되었다. 그러나 본 발명은 동력을 전혀 공급받지 않음에도 불구하고 흡입관에 의해 지지된 가이드부재 및 필터부재를 수거할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 도말기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동 도말기의 흡입 및 도말 장치에 마련된 슬라이드 체결 블록을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 자동 도말기의 흡입 및 도말 장치에 마련된 흡입관을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 자동 도말기의 수거 장치를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 자동 도말기의 작동 과정을 설명하기 위한 작업 별 상태도이다.

이하, 본 발명에 따른 자동 도말기의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

이하의 자동 도말기(100)에 체결되는 시료 용기(10)는 앞서 선행문헌으로 제시한 등록특허 제10-1825452호(피펫이 포함된 시료 채취용 용기 조립체) 및 등록특허 제10-1685459호(피펫이 포함된 시료용기를 이용한 자동 도말장치)에 자세하게 설명되어 있는바, 여기에서는 위 시료 용기(10)와 관련하여서는 위 두 등록특허의 개시 내용을 인용하기로 하고, 그 구체적인 설명을 생략한다.

또한, 아래에서는 시료 용기(10)의 용기 몸체(12)에 보존액과 함께 수용된 세포를 슬라이드(20)에 자동으로 도말하기 위한 자동 도말기(100)를 파지 및 분리 장치(200), 흡입 및 도말 장치(300), 수거 장치(400)로 구분하여 설명하고, 위 자동 도말기(100)의 명확한 이해를 위해 전후 방향을 도 1에 도시된 바와 같이, 그리고 좌우 방향을 전방에서 후방을 바라보았을 때를 기준으로 설정하여 설명한다.

< 파지 및 분리 장치(200) >

자동 도말기(100)에 마련된 파지 및 분리 장치(200)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 설치대(104)와, 시료 용기 체결 블록(210)과, 미끄럼 블록(230)을 포함한다.

위 설치대(104)는 바닥판(102)의 상부에 위치하도록, 기둥들(106)을 매개로 하여 바닥판(102)에 설치되어 있다.

위 시료 용기 체결 블록(210)은 설치대(104)에 상면에 고정되어 있다. 그리고 시료 용기 체결 블록(210)은 상하로 관통하는 상하 관통공(212)을 갖는다. 상하 관통공(212)은 시료 용기(10)의 체결을 위해 마련된 것으로서, 하나만 마련되어도 좋고 복수로 마련되어도 좋다. 복수로 마련된 경우에는 복수의 시료 용기(10)가 한꺼번에 시료 용기 체결 블록(210)에 체결될 수 있다. 도 1에는 두 개의 상하 관통공(212)이 마련된 예가 도시되어 있다.

위 상하 관통공(212)을 감싸는 원주면에는 도 5에 도시된 바와 같이 단턱(212a)이 마련되어 있다. 따라서 상하 관통공(212)은 단턱(212a)을 기준으로 하였을 때 상대적으로 큰 직경을 갖는 상측 부위와 상대적으로 작은 직경을 갖는 하측 부위로 구분될 수 있다.

이러한 상하 관통공(212)에 체결될 때 시료 용기(10)는 용기 몸체(12)가 위쪽에 위치하도록 뒤집한 상태를 취하게 되고, 이때 용기 몸체(12)의 캡(12a)은 위 단턱(212a)에 안착되고, 용기 몸체(12)의 캡(12a)에 끼워진 가이드부재(14) 및 이 가이드부재(14)에 끼워진 필터부재(16)는 상하 관통공(212)의 하측 부위, 즉 단턱(212a)의 아래에 위치하는 부위에 수용된다.

위 미끄럼 블록(230)은 시료 용기 체결 블록(210) 쪽으로 전진하거나 반대로 후진할 수 있도록 설치대(104)의 상면에 결합되어 있다. 미끄럼 블록(230)의 전후 왕복 운동을 위해 설치대(104)의 상면에 레일(미도시)을 깔고 이 레일(미도시)에 미끄럼 블록(230)을 설치한다.

미끄럼 블록(230)의 후단에는 너트 블록(236)이 마련되어 있고, 이 너트 블록(236)은 전후 방향으로 연장하도록 마련된 미끄럼 블록용 스크류(252)에 체결되어 있다. 그리고 위 미끄럼 블록용 스크류(252)의 전단은 설치대(104)의 상면에 고정된 브라켓(254)에 회전 가능하게 결합되어 있고, 그 후단은 미끄럼 블록용 모터(250)의 구동축에 고정되어 있다. 따라서 미끄럼 블록용 모터(250)가 작동하면 미끄럼 블록용 스크류(252)가 제자리에서 회전을 하면서 너트 블록(236)을 전진 또는 후진시키고, 그러면 미끄럼 블록(230)이 전진 또는 후진하게 된다.

미끄럼 블록(230)은 좌우 방향으로 떨어져 위치하는 좌측 암(232) 및 우측 암(234)을 갖는데, 이 암들(232, 234)은 미끄럼 블록(230)의 전후진 시 시료 용기 체결 블록(210)에 전후로 관통하도록 마련된 슬롯(214)을 통과하게 된다. 그리고 위 슬롯(214)에 삽입된 상태에 있을 때, 좌측 암(232)과 우측 암(234)은 상하 관통공(212)에 수용된 가이드부재(14)의 좌측 및 우측에 각각 위치하게 된다. 이러한 좌측 암(232) 및 우측 암(234)은 상하 관통공(212)의 개수와 동일한 개수로 마련된다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 상하 관통공(212)이 두 개라면, 좌측 암(232) 및 우측 암(234)도 각각 두 개씩 마련된다.

위 좌측 암(232)의 우측면에는 슬롯(232a)이 전후로 연장하도록 마련되어 있고, 위 우측 암(234)의 좌측면에도 슬롯(미도시)이 전후로 연장하도록 마련되어 있다. 그리고 가이드부재(14)가 상하 관통공(212)에 수용된 상태에서 좌우측 암(232, 234)이 시료 용기 체결 블록(210)을 통과하여 전진할 할 때, 위 가이드부재(14)의 외면에 마련된 플랜지(14a)의 좌우단이 위 두 슬롯(232a, 미도시)에 각각 삽입된다.

가이드부재(14)의 플랜지(14a)가 좌우측 암(232, 234)의 슬롯(232a, 미도시)에 삽입되지 않은 상태에서는 위 가이드부재(14)의 파지가 이루어지지 않아 가이드부재(14)가 상하 관통공(212)으로부터 인출될 수 있다. 반면, 가이드부재(14)의 플랜지(14a)가 좌우측 암(232, 234)의 슬롯(232a, 미도시)에 삽입된 상태에서는 가이드부재(14)가 좌우측 암(232, 234)에 의해 파지되기 때문에 상하 관통공(212)으로부터 인출될 수 없게 된다.

위 좌우측 암(232, 234)의 하면은 전방면(235a) 및 후방면(235b)을 포함한다. 전방면(235a)은 좌우측 암(232, 234)의 전단으로부터 후방으로 연장하는 면으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 상하 관통공(212)에 수용된 필터부재(16) 외면의 플랜지(16a)보다 높게 위치하도록 마련된다. 위 후방면(235b)은 전방면(235a)의 후방에 위치하는 면으로서 상하 관통공(212)에 수용된 필터부재(16)의 플랜지(16a)보다 낮게 위치하도록 마련된다.

따라서 위 전방면(235a) 및 후방면(235b) 중 전방면(235a)만이 가이드부재(14)의 플랜지(14a)와 필터부재(16)의 플랜지(16a) 사이에 위치하도록 미끄럼 블록(230)이 전진한 상태, 즉 1차 전진 상태에서는 필터부재(16)가 가이드부재(14)의 하단에 끼워진 상태가 유지된 채 가이드부재(14)의 파지가 이루어진다. 그리고 위 1차 전진 상태에서 미끄럼 블록(230)이 더 전진하여 위 후방면(235b)이 가이드부재(14)의 플랜지(14a)와 필터부재(16)의 플랜지(16a) 사이에 위치한 상태, 즉 2차 전진 상태에서는 필터부재(16)의 플랜지(16a)가 후방면(235b)에 의해 아래로 밀려 필터부재(16)가 가이부재(14)로부터 분리된 후 낙하하게 된다.

미끄럼 블럭(230)의 2차 전진은 1차 전진으로 인해 파지된 가이드부재(14)로부터 용기 몸체(12)가 분리되었을 때 이루어진다. 그리고 위 용기 몸체(12)의 분리가 이루어졌는지는 시료 용기 체결 블록(210)에 설치된 센서(216)에 의해 자동으로 감지된다.

한편, 설치대(104)에는 도 5에 도시된 바와 같이 상하 관통공(212)과 연통하는 구멍(104a)이 마련되는데, 이는 필터부재(16)가 아래로 밀릴 공간을 확보함과 동시에 필터부재(16)의 낙하로를 확보하고, 흡입 및 도말 장치(300) 부분에서 자세하게 설명된 흡입관(330)의 승강로도 확보하기 위함이다. 설치대(104)의 구멍(104a)은 상하 관통공(212)의 하측 부위[단턱(212a)의 아래에 위치하는 부위]보다 약간 큰 직경을 갖는다.

또한, 위 전방면(235a)과 후방면(235b)을 연결하는 좌우측 암(232, 234)의 하면 부위, 즉 연결면(235c)은 후방으로 가면서 아래를 향하도록 경사진 경사면으로 이루어지는데, 이는 좌우측 암(232, 234)이 필터부재(16)의 플랜지(16a)에 걸려 2차 전진을 할 수 없게 되는 문제를 방지하기 위함이다.

이상과 같은 파지 및 분리 장치(200)는 바닥판(102)에 설치된 조작 패널(110)을 작업자가 조작하였을 때 제어보드(인쇄회로기판)(120)에 의해 제어되면서 작동하는데, 이를 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

우선, 작업자는 시료 용기(10)를 상하 관통공(212)에 삽입한 후 조작 패널(110)의 시작 버튼(미도시)을 누른다. 그러면 미끄럼 블록용 모터(250)가 작동하여 후진 상태에 있던 미끄럼 블록(230)이 1차 전진을 한 후 정지한다.

위 1차 전진이 이루어질 때에는, 가이드부재(14)의 플랜지(14a)가 좌우측 암(232, 234)의 슬롯(232a, 미도시)에 삽입되어 가이드부재(14)의 파지가 이루어지고, 좌우측 암(232, 234)의 전방면(235a)만이 필터부재(16)의 플랜지(16a)의 상부를 지나므로 필터부재(16)가 가이드부재(14)의 하단에 결합된 상태는 그대로 유지된다.

미끄럼 블록(230)이 1차 전진을 한 후 정지한 상태에서 작업자가 용기 몸체(12)를 상하 관통공(212)으로부터 인출하여 가이드부재(14)로부터 분리하면, 미끄럼 블록(230)이 2차 전진을 한 후 정지한다. 그리고 2차 전진이 이루어질 때는, 가이드부재(14)의 플랜지(14a)가 좌우측 암(232, 234)에 의해 파지된 상태가 그대로 유지되고, 그러면서 후방면(235b)이 필터부재(16)의 플랜지(16a)를 아래로 밀며 지니가는바, 필터부재(16)가 가이드부재(14)로부터 분리되어 낙하하게 된다.

한편, 1차 전진이 종료된 이후에는 후술하는 흡입 및 도말 장치(300)가 작동하여 1차 흡입이 이루어지는데, 이에 대하여는 흡입 및 도말 장치(300) 부분에서 자세하게 설명한다.

종래에는 반원 형태의 홈에 시료 용기(10)가 수평으로 삽입되었기 때문에 작업 도중 시료 용기가 위 반원 형태의 홈으로부터 우발적으로 이탈할 우려가 있다. 그러나 위 파지 및 분리 장치(200)에서는 시료 용기(10)가 상하 관통공(212)에 수직으로 삽입되기 때문에 위와 같은 종래의 문제가 발생할 여지가 전혀 없다.

또한, 종래에는 가이드부재(14)로부터 필터부재(16)를 분리하기 위한 수단이 가이드부재(14)를 파지하고 있는 수단과 별도로 구비되어야 하는 번거로움이 있으나, 위 파지 및 분리 장치(200)에서는 가이드부재(14)의 파지와 필터부재(16)의 분리가 모두 미끄럼 블록(230)에 의해 이루어지는바, 위와 같은 종래의 문제는 발생하지 않는다.

또한, 위 파지 및 분리 장치(200)에서는 용기 몸체(12)를 가이드부재(14)로부터 분리하기 위한 기계적 매커니즘이 불필요한 장점도 있다.

< 흡입 및 도말 장치(300) >

자동 도말기(100)에 마련된 흡입 및 도말 장치(300)는 도 1 내지 도 3, 도 5에 도시된 바와 같이 슬라이드 체결 블록(310)과, 흡입관(330)을 포함한다.

슬라이드 체결 블록(310)은 전후로 왕복할 수 있도록 설치대(104)의 하면에 결합되어 있다. 그리고 슬라이드 체결 블록(310)의 후단에는 너트 블록(318)이 마련되어 있고, 이 너트 블록(318)은 전후 방향으로 연장하는 슬라이드 체결 블록용 스크류(322)에 체결되어 있다. 슬라이드 체결 블록용 스크류(322)의 전단은 설치대(104)의 하면에 고정된 브라켓(324)에 회전 가능하게 결합되어 있고, 그 후단은 슬라이드 체결 블록용 모터(320)의 구동축에 고정되어 있다. 따라서 슬라이드 체결 블록용 모터(320)가 작동하면 슬라이드 체결 블록용 스크류(322)가 제자리에서 회전을 하면서 너트 블록(318)을 전진 또는 후진시키고, 그러면 슬라이드 체결 블록(310)이 전진 또는 후진하게 된다.

슬라이드 체결 블록(310)에는 상하 관통공(212)의 개수 만큼의 슬라이드(20)가 삽입되기 위한 슬롯(312)이 마련되어 있다. 이 슬롯(312)은 슬라이드 체결 블록(310)의 전단으로부터 후방으로 연장하도록 마련된다. 따라서 작업자는 슬라이드(20)를 후방으로 밀어 슬롯(312)에 삽입할 수 있고, 전방으로 당겨 슬롯(312)으로부터 인출할 수 있다. 그리고 슬라이드(20)가 슬롯(312)에 체결되었을 때, 슬라이드(20)의 하면은 외부로 노출된 상태가 된다.

슬라이드 체결 블록(310)에는 횡 방향 장홀(314) 및 종 방향 장홀(316)도 마련되어 있다. 횡 방향 장홀(314)은 슬라이드 체결 블록(310)이 최대 전진 상태일 때 설치대(104)의 구멍(104a)과 연통하는 것으로서, 위 흡입관(330)의 승강 운동을 위해 마련된다. 그리고 종 방향 장홀(316)은 위 브라켓(324)이 삽입된 홀로서, 위 브라켓(324)의 방해 없이 슬라이드 체결 블록(310)으로 하여금 전후진케 하기 위해 마련된다.

상기 흡입관(330)은 바닥판(102)에 설치된 진공 흡입기(350)와 호스(미도시)로 연결된 것으로서, 상하 관통공(212)의 개수와 동일한 개수로 마련되고, 상하 관통공(212)에 체결된 시료 용기(10)의 수직 하방에 위치하도록 승강 블록(332)에 고정되어 있다. 그리고 위 승강 블록(332)은 바닥판(102)에 상하로 연장하도록 설치된 승강 레일(344)에 승강 가능하게 결합되어 있다. 따라서 승강 블록(332)이 승강 레일(344)을 따라 승강하면 흡입관(330)이 상하 관통공(212)의 수직 하방에서 승강하게 된다.

승강 블록(332)의 뒷면에는 너트 블록(334)이 고정되어 있고, 이 너트 블록(334)은 상하로 연장하는 흡입관용 스크류(342)에 체결되어 있다. 그리고 흡입관용 스크류(342)의 하단은 바닥판(102)에 회전 가능하게 결합되어 있고, 그 상단은 승강 레일(344)의 상면에 고정된 흡입관용 모터(340)의 구동축과 타이밍 벨트로 연결되어 있다. 따라서 흡입관용 모터(340)가 작동하면 흡입관용 스크류(342)가 제자리에서 회전을 하면서 너트 블록(334)을 상승 또는 하강시키고, 그러면 승강 블록(322) 및 흡입관(330)이 상승 또는 하강하게 된다.

이러한 슬라이드 체결 블록(310) 및 흡입관(330)은 제어보드(120)의 제어에 따라 세포를 슬라이드(20)의 하면에 도말하는데, 이를 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

우선, 파지 및 분리 장치(200) 부분에서 이미 설명한 바와 같이 미끄럼 블록(230)은 1차 전진을 한 후 정지하게 되는데, 이때 슬라이드 체결 블록(310)은 최대 전진 상태에 있고, 흡입관(330)은 슬라이드 체결 블록(310)의 횡 방향 장홀(314) 및 설치대(104)의 구멍(104a)을 통과하면서 흡입 높이까지 상승한다. 이 흡입 높이에서는 도 6의 (a)와 같이 흡입관(330)의 상단이 필터부재(16)의 하단에 삽입되고, 진공 흡입기(350)가 작동하여 1차 흡입이 이루어진다.

1차 흡입이 이루어질 때에는 용기 몸체(12)가 가이드부재(14)에 결합된 상태가 유지되어 있기 때문에 용기 몸체(12)의 보존액 및 세포가 흡입되면서 필터부재(16) 상면의 멤브레인필터(16b)에 부착된다.

1차 흡입이 종료되면 작업자가 용기 몸체(12)를 상하 관통공(212)으로부터 인출하여 가이드부재(14)로부터 분리하게 되는데, 그러면 진공 흡입기(350)가 다시 작동하여 2차 흡입이 이루어진다. 2차 흡입이 이루어질 때에는 도 6의 (b)와 같이 상하 관통공(212)에 가이드부재(14) 및 필터부재(16)만이 수용되어 있기 때문에 멤브레인필터(16b) 표면의 보존액이 흡입관(330)으로 흡입된다.

2차 흡입이 종료되면, 우선 흡입관(330)의 상단이 슬라이드 체결 블록(310)의 횡 방향 장홀(314)에 위치할 정도의 높이, 즉 받음 높이로 흡입관(330)이 약간 하강하고, 다음으로 미끄럼 블록(230)이 2차 전진을 한다. 그러면 필터부재(16)가 가이드부재(14)로부터 분리되어 흡입관(330)으로 낙하한 후 흡입관(330)에 의해 지지된 상태, 즉 도 6의 (c)와 같은 상태가 된다.

이러한 과정이 완료되면, 우선 흡입관(330)에 의해 지지된 필터부재(16)가 슬라이드 체결 블록(310)의 횡 방향 장홀(314)로부터 완전히 인출될 정도의 높이, 즉 도말 대기 높이로 흡입관(330)이 하강하고, 이후 슬라이드 체결 블록(310)이 후진하여 슬라이드(20)가 위 필터부재(16)의 수직 상방에 위치하게 된다. 그리고 이 상태에서 진공 흡입기(350)가 다시 작동하여 3차 흡입이 이루어진다. 3차 흡입이 이루어지면 멤브레인필터(16b) 표면의 보존액이 흡입관(330)으로 재차 흡입되어 멤브레인필터(16b) 표면에는 거의 검사 대상인 세포만이 남게 된다.

3차 흡입까지 완료되면 흡입관(330)이 도말 높이로 상승하는데, 이 도말 높이에서는 도 6의 (d)와 같이 멤브레인필터(16b)가 슬라이드(20)의 하면과 접촉하게 되는바, 멤브레인필터(16b) 표면의 세포가 슬라이드(20)의 하면에 도말된다.

도말이 완료되면 흡입관(330)은 다시 도말 대기 높이로 하강하고, 그러면 슬라이드 체결 블록(310)이 원래 위치로 전진하여 흡입관(330)의 상승 경로가 열린다. 이후 흡입관(330)은 다시 받음 높이고 상승하여 정지하고, 그러면 2차 전진을 하였던 미끄럼 블록(230)이 초기 위치로 후진한다. 미끄럼 블록(230)이 초기 위치로 후진하면, 상하 관통공(212) 내에서 이루어지고 있던 가이드부재(14) 파지가 해제되므로 가이드부재(14)가 흡입관(330) 상단의 필터부재(16)로 낙하하여 도 6의 (e)와 같은 상태가 된다. 이후, 흡입관(330)은 필터부재(16) 및 가이드부재(14)를 지지한 채 최저 높이로 하강한다.

한편, 앞서서는 흡입관(330)이 받음 높이에서 도말 대기 높이로 곧바로 하강하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 흡입관(330)은 받음 높이에서 가압 높이로 약간 상승하는 과정을 거친 후 도말 대기 높이로 하강하여도 좋다. 여기서 가압 높이는 흡입관(330)에 의해 지지된 필터부재(16)의 플랜지(16a)가 2차 전진 상태에 있는 미끄럼 블록(230)의 후방면(235b)에 의해 약간 가압될 수 있는 높이를 의미한다. 흡입관(330)이 가압 높이까지 거치게 되면, 가이드부재(14)로부터 분리되어 낙하한 필터부재(16)가 낙하 이후 흡입관(330)의 상단에 보다 확실하게 끼워질 수 있다.

또한, 앞서서는 2차 흡입 및 3차 흡입이 모두 이루어지는 것으로 설명하였으나, 2차 흡입 및 3차 흡입 중 어느 하나만 이루어질 수도 있음은 물론이다.

종래에는 진공 흡입기(350)와 연결된 부재가 필터부재(16)를 파지하면서 승강하기 때문에 필터부재(16)를 파지하기 위한 구조를 가져야 한다. 그러나 위 흡입 및 도말 장치(300)에서는 진공 흡입기(350)와 연결된 흡입관(330)이 가이드부재(14)로부터 분리되어 낙하한 필터부재(16)를 받아 지지하면서 승강하므로 위 흡입관(330)이 필터부재(16)를 파지하기 위한 별도의 구조를 구비할 필요가 전혀 없다.

또한, 종래에는 진공 흡입기(350)와 연결된 부재와 별도로 마련된 부재가 가이드부재(14)를 계속 파지하고 있으므로 진공 흡입기(350)와 연결된 부재는 가이드부재(14)까지 지지할 수는 없으나, 위 흡입 및 도말 장치(300)에서는 진공 흡입기(350)와 연결된 흡입관(330)이 가이드부재(14)까지도 지지할 수 있다.

< 수거 장치(400) >

자동 도말기(100)에 마련된 수거 장치(400)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 걸림 수단(410a, 410b)과, 지지대(412)를 포함한다.

위 걸림 수단(410a, 410b)은, 필터부재(16)를 지지한 흡입관(330)이 받음 위치에서 가이드부재(14)까지 받은 상태(도 6의 (e)와 같은 상태)에서 최대 하강 위치로 하강할 때, 위 흡입관(330)은 통과시키는 반면 위 필터부재(16)는 통과시키지 않도록 슬라이드 체결 블록(310)의 하부에 마련된다.

이러한 걸림 수단(410a, 410b)이 마련되면, 흡입관(330)이 최대 하강 위치로 하강하는 동안 흡입관(330)에 의해 지지되어 있던 필터부재(16) 및 가이드부재(14)가 걸림 수단(410a, 410b)에 걸려 흡입관(330)으로부터 분리되는바, 위 걸림 수단(410a, 410b)에 걸린 필터부재(16) 및 가이드부재(14)의 수거가 가능해 진다.

상기 지지대(412)는 설치판(104)을 지지하는 앞쪽의 두 기둥(10) 중 어느 하나에 고정된 좌단과, 나머지 하나에 고정된 우단을 갖는다. 그리고 위 걸림 수단(410a, 410b)은 지지대(412)의 뒤쪽에 위치하도록 지지대(412)에 고정된다.

한편, 위 걸림 수단(410a, 410b)은 좌우로 이격한 좌측판(410a) 및 우측판(410b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 좌측판(410a)과 우측판(410b) 사이의 공간은 흡입관(330)의 승강 경로로 사용된다. 그리고 좌측판(410a)과 우측판(410b) 간 이격 거리는 흡입관(330)의 외경보다는 크고, 필터부재(16)의 플랜지(16a)의 직경보다는 작게 마련된다. 따라서 흡입관(330)은 좌측판(410a)과 우측판(410b) 사이의 공간을 통과하며 하강할 수 있는 반면, 가이드부재(14)를 지지하고 있는 필터부재(16)는 좌측판(410a) 및 우측판(410b)의 상면에 걸려 하강할 수 없게 된다. 이러한 좌측판(410a) 및 우측판(410b)은 흡입관(330)의 개수와 동일한 개수로 마련된다.

위 좌우측판(410a, 410b)의 상면은 도 4에 도시된 바와 같이 전방으로 가면서 아래를 향하는 경사를 갖도록 마련되는 것이 좋은데, 그러면 좌우측판(410a, 410b)의 상면에 걸린 필터부재(16)와 그 위 쪽의 가이드부재(14)가 좌우측판(410a, 410b)의 상면 경사를 따라 미끄러지면서 지지대(412)의 앞쪽으로 낙하할 수 있게 된다.

위 수거 장치(400)는 수거함(414)을 포함할 수 있다. 이 경우, 수거함(414)은 도 4에 도시된 바와 같이 지지대(412)의 앞쪽에 위치하도록 지지대(412)에 고정되는데, 그러면 좌우측판(410a, 410b)의 상면을 따라 미끄러진 필터부재(14) 및 가이드부재(16)가 수거함(414)으로 낙하하게 된다.

또한, 수거함(414)의 바닥은 좌측으로 가면서 아래를 향하는 경사면으로 구성되거나(도 4), 반대로 우측으로 가면서 아래를 향하는 경사면으로 구성되는 것이 좋은데(미도시), 그러면 수거함(414)으로 낙하한 필터부재(14) 및 가이드부재(14)가 수거함(414)의 바닥을 따라 미끄러지면서 좌측 또는 우측으로 배출될 수 있다.

자동 도말기(100)의 외관을 미려하게 하기 위해 조작 패널(110), 상하 관통공(212)의 입구 및 슬라이드(20)가 삽입되는 슬롯(312)의 입구만이 외부로 노출되도록 케이싱(미도시)이 자동 도말기(100)에 씌워질 수 있는데, 좌우측판(410a, 410b)의 상면 및 수거함(414)의 바닥을 위와 같은 경사면으로 구성하면 케이싱(미도시)이 씌워지더라도 케이싱(미도시)의 좌면 또는 우면에 개구를 두어 필터부재(16) 및 가이드부재(14)를 위 케이싱의 외부로 쉽게 배출할 수 있다.

종래에는 도말을 마친 이후 가이드부재(14) 및 필터부재(16)를 수거하기 위해 동력을 받아 작동하는 푸셔가 이용되었다. 그러나 위 수거 장치(400)는 동력을 전혀 공급받지 않음에도 불구하고 흡입관(330)에 의해 지지된 가이드부재(14) 및 필터부재(16)를 수거할 수 있다.

< 자동 도말기(100)의 작동 >

이하에서는 자동 도말기(100)의 전체적인 작동 과정을 설명한다.

우선, 작업자는 시료 용기(10)를 상하 관통공(212)에 삽입한 후 조작 패널(110)의 시작 버튼(미도시)을 누른다. 그러면 후진 상태에 있던 미끄럼 블록(230)이 1차 전진을 한 후 정지하고, 이후 흡입관(330)이 흡입 높이까지 상승하여 도 6의 (a)와 같은 상태로 되며, 이 상태에서 진공 흡입기(350)가 작동하여 1차 흡입이 이루어진다.

1차 흡입이 종료되면 작업자가 용기 몸체(12)를 상하 관통공(212)으로부터 인출하여 가이드부재(14)로부터 분리하게 되는데, 그러면 도 6의 (b)와 같은 상태가 되고, 이 상태에서 진공 흡입기(350)가 다시 작동하여 2차 흡입이 이루어진다.

2차 흡입이 종료되면, 흡입관(330)이 받음 높이로 하강한 다음, 미끄럼 블록(230)이 2차 전진을 한다. 그러면 필터부재(16)가 가이드부재(14)로부터 분리되어 흡입관(330)으로 낙하한 후 흡입관(330)에 의해 지지된 상태, 즉 도 6의 (c)와 같은 상태가 된다.

이러한 과정이 완료되면, 흡입관(330)이 도말 대기 높이로 흡입관(330)이 하강하고, 이후 슬라이드 체결 블록(310)이 후진하여 슬라이드(20)가 위 필터부재(16)의 수직 상방에 위치하게 된다. 그리고 이 상태에서 진공 흡입기(350)가 다시 작동하여 3차 흡입이 이루어진다.

3차 흡입까지 완료되면 흡입관(330)이 도말 높이로 상승하여 도 6의 (d)와 같은 상태가 되고, 이 상태에서 멤브레인필터(16b) 표면의 세포가 슬라이드(20)의 하면에 도말된다.

도말이 완료되면 흡입관(330)이 다시 도말 대기 높이로 하강한 다음, 슬라이드 체결 블록(310)이 원래 위치로 전진하여 흡입관(330)의 상승 경로가 열린다. 이후 흡입관(330)은 다시 받음 높이고 상승하여 정지하고, 이후 2차 전진을 하였던 미끄럼 블록(230)이 초기 위치로 후진한다. 미끄럼 블록(230)이 초기 위치로 후진하면, 가이드부재(14) 파지가 해제되되므로 가이드부재(14)가 흡입관(330) 상단의 필터부재(16)로 낙하하여 도 6의 (e)와 같은 상태가 된다.

이후, 흡입관(330)은 필터부재(16) 및 가이드부재(14)를 지지한 채 최저 높이로 하강하는데, 이 과정에서 필터부재(16) 및 가이드부재(14)가 좌우측판(410a, 410b)의 상면에 걸린 후 수거함(414)으로 낙하함으로써 최종적으로 수거된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.

10 : 시료 용기 12 : 용기 몸체
14 : 가이드부재 14a : 플랜지
16 : 필터부재 16a : 플랜지
16b : 멤브레인필터 100 : 자동 도말기
102 : 바닥판 104 : 설치대
200 : 파지 및 분리 장치 210 : 시료 용기 체결 블록
212 : 상하 관통공 212a : 단턱
214 : 슬롯 216 : 센서
230 : 미끄럼 블록 232, 234 : 암
232a : 슬롯 235a : 전방면
235b : 후방면 235c : 연결면
236 : 너트 블록 250 : 모터
252 : 스크류 254 : 브라켓

Claims

캡을 갖는 용기 몸체와, 상기 캡에 끼워진 가이드부재와, 상기 가이드부재에 끼워진 필터부재를 포함하는 시료 용기가 체결된 후 상기 용기 몸체에 보존액과 함께 수용된 세포를 슬라이드에 자동 도말하기 위해, 파지 및 분리 장치와, 흡입 및 도말 장치를 포함하는 자동 도말기로서,
상기 파지 및 분리 장치는,
바닥판의 상부에 위치하도록 상기 바닥판에 설치된 설치대;
상기 설치대의 상면에 고정되어 있고, 상하로 관통하는 상하 관통공을 가지며, 상기 상하 관통공을 감싸는 원주면에 상기 캡이 안착되는 단턱을 갖고, 상기 단턱의 아래에 위치하는 상하 관통공의 부위에 상기 가이드부재 및 필터부재를 수용하도록 마련된 시료 용기 체결 블록; 및
상기 설치대의 상면에 전후진이 가능하도록 결합되고, 전후진 시 상기 시료 용기 체결 블록을 통과하는 좌우측 암을 가지며, 상기 가이드부재의 외면에 마련된 플랜지가 삽입되기 위한 슬롯을 상기 좌우측 암에 갖고, 상기 좌우측 암의 하면이 상기 필터부재의 외면에 마련된 플랜지보다 높게 위치하는 전방면과 낮게 위치하는 후방면을 포함하도록 마련된 미끄럼 블록;을 포함하고,
상기 흡입 및 도말 장치는,
상기 설치대의 하면에 전후로 왕복할 수 있도록 결합되고, 상기 슬라이드가 삽입되기 위한 슬롯을 갖는 슬라이드 체결 블록; 및
상기 상하 관통공의 수직 하방에서 상기 바닥판의 승강 레일을 따라 승강하면서 위에서 아래로 차례대로 위치하는 흡입 높이, 받음 높이, 도말 높이 및 도말 대기 높이에서 정지하도록 제어되고, 진공 흡입기와 연결된 흡입관;을 포함하고,
상기 미끄럼 블록은 시작 명령이 입력되었을 때 1차 전진을 한 후 정지하도록 제어되되, 상기 1차 전진 시에는 상기 가이드부재의 플랜지가 상기 좌우측 암의 슬롯에 삽입되면서 상기 전방면이 상기 필터부재의 플랜지의 상부를 지나가고,
상기 1차 전진 이후, 상기 흡입관이 최대 전진 위치에 있는 상기 슬라이드 체결 블록 및 상기 설치대를 통과하면서 상기 흡입 높이로 상승하여 상기 필터부재의 하단에 삽입된 후 상기 진공 흡입기가 작동함으로써 1차 흡입이 이루어지고, 상기 1차 흡입 이후 상기 용기 몸체가 상기 가이드부재로부터 수작업으로 분리되었음이 상기 시료 용기 체결 블록에 설치된 센서에 의해 감지되면 상기 진공 흡입기가 다시 작동하여 2차 흡입이 이루어진 다음 상기 흡입관이 상기 받음 높이로 하강하고,
상기 미끄럼 블록은 상기 흡입관이 상기 받음 높이로 하강한 상태에서 2차 전진을 한 후 정지하도록 제어되되, 상기 2차 전진 시에는 상기 후방면이 상기 필터부재의 플랜지를 아래로 밀며 지나감으로써 상기 필터부재가 상기 가이드부재로부터 낙하하여 상기 받음 높이에 있는 상기 흡입관의 상단에 지지되고, 그 이후 상기 흡입관은 상기 필터부재를 지지한 채 상기 도말 대기 높이로 하강하고,
상기 흡입관이 상기 도말 대기 높이로 하강하면 상기 슬라이드 체결 블록이 후진하여 상기 슬라이드가 상기 흡입관에 의해 지지된 필터부재의 상부에 위치하고, 그 이후 상기 흡입관이 상기 도말 높이로 상승하여 상기 필터부재가 상기 슬라이드와 접촉함으로써 도말이 이루어지고,
상기 도말이 이루어지면 상기 흡입관이 상기 도말 대기 높이로 다시 하강하였다가 상기 슬라이드 체결 블록이 상기 최대 전진 위치로 전진하면 받음 위치로 상승하고, 그 이후 상기 미끄럼 블록이 후진하여 상기 가이드부재가 상기 흡입관에 의해 지지된 필터부재로 낙하하면 상기 도말 대기 높이의 아래로 하강하며, 이 하강이 이루어지는 동안 상기 필터부재 및 가이드부재는 상기 흡입관의 하강 경로를 사이에 두고 떨어져 위치하는 한 쌍의 이격판에 걸려 상기 흡입관으로부터 수거되는 자동 도말기.
제1항에 있어서,
상기 전방면과 후방면을 연결하는 좌우측 암의 하면인 연결면은 후방으로 가면서 하부를 향하도록 경사진 경사면으로 이루어진 자동 도말기.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 이격판의 상면은 경사를 갖도록 마련되고, 상기 한 쌍의 이격판을 지지하고 있는 지지대에는 상기 이격판의 상면에 걸린 후 상기 경사를 따라 미끄러지는 필터부재 및 가이드부재를 수거하기 위한 수거함이 설치된 자동 도말기.
제1항에 있어서,
상기 받음 높이에서 상기 필터부재를 지지한 상기 흡입기가 상기 도말 대기 높이로 하강하였을 때도 상기 진공 흡입기가 작동하여 3차 흡입이 이루어지는 자동 도말기.
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