KR102231815B1 - Optical Module Comprising Multiple Light Sources Sharing Optical Path and Multiple Immunodiagnostic Fluorescent Reader Using The Same - Google Patents

Optical Module Comprising Multiple Light Sources Sharing Optical Path and Multiple Immunodiagnostic Fluorescent Reader Using The Same Download PDF

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KR102231815B1
KR102231815B1 KR1020190150122A KR20190150122A KR102231815B1 KR 102231815 B1 KR102231815 B1 KR 102231815B1 KR 1020190150122 A KR1020190150122 A KR 1020190150122A KR 20190150122 A KR20190150122 A KR 20190150122A KR 102231815 B1 KR102231815 B1 KR 102231815B1
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김병철
박상현
조주현
차민석
남기봉
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바디텍메드(주)
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Abstract

The present invention relates to an optical module configured to share an internal optical path for miniaturization of an optical module including multiple light sources and an optical sensor, and a multi-immunodiagnostic fluorescence reader using the same. The optical module of the present invention can reduce a size of parts including a motor as the reciprocating stroke is reduced by having a dual light source but one objective lens so that the economic efficiency can be maximized by reducing the detection time as well as downsizing the equipment. In addition, the alignment is facilitated by inserting the parts constituting the optical path into a storage space of an upper plate of the housing or taking a fitting structure with the upper plate and lower plate. By arranging an objective lens for barcode and an objective lens for sample, respectively, the light focusing efficiency is increased, while at the same time, the motor driving is minimized to maximize the analysis efficiency.

Description

광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈 및 이를 이용한 다중 면역진단 형광 리더기{Optical Module Comprising Multiple Light Sources Sharing Optical Path and Multiple Immunodiagnostic Fluorescent Reader Using The Same}Optical Module Comprising Multiple Light Sources Sharing Optical Path and Multiple Immunodiagnostic Fluorescent Reader Using The Same}

본 발명은 광을 조사하여 발생하는 형광을 측정하는 광학모듈 및 이를 이용한 다중 면역진단 형광 리더기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 광원과 광센서를 포함하는 광학모듈의 소형화를 위해 내부 광경로를 공유하도록 구성한, 광학모듈 및 이를 이용한 다중 면역진단 형광 리더기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical module for measuring fluorescence generated by irradiating light, and a multiple immunodiagnostic fluorescence reader using the same, and more specifically, an internal optical path for miniaturization of an optical module including a plurality of light sources and optical sensors. It relates to an optical module configured to be shared and a multiple immunodiagnostic fluorescent reader using the same.

질병에 대한 진단을 빠르고 간편하게 할 수 있도록 혈액 등 액체시료에서 특정 표적 물질을 검출하는 다양한 진단 키트가 개발되어 있다. 액체시료 진단 키트 중 면역크로마토그래피 분석 기반의 진단 키트는 질병의 검출 또는 동태를 파악하기 위해 널리 사용되며, 특히 측면 유동 방식의 검사 방법은 대표적인 정량검사 방법이다. Various diagnostic kits have been developed to detect specific target substances in liquid samples such as blood so that diagnosis of a disease can be made quickly and easily. Among the diagnostic kits for liquid samples, immunochromatographic analysis-based diagnostic kits are widely used to detect disease or identify the dynamics, and in particular, the lateral flow method is a representative quantitative test method.

이러한 진단 키트에 있어서, 표적 물질의 검출을 위한 표지물질로는 형광물질이 사용되고, 형광물질에서 나오는 형광 신호는 형광 리더기로 판독한다. 형광 리더기는 정확한 검사성능을 자랑하지만, 복잡한 구조로 인해 작업숙련도에 따라 제품 성능에 차이가 발생하거나 혹은 작업 오류로 제품 불량이 발생하는 경우도 있다.In such a diagnostic kit, a fluorescent substance is used as a labeling substance for detection of a target substance, and a fluorescent signal emitted from the fluorescent substance is read by a fluorescent reader. Fluorescent readers boast accurate inspection performance, but due to a complex structure, product performance may vary depending on work skill level or product defects may occur due to work errors.

이와 같은 형광 리더기의 복잡한 구조는 광을 형광물질에 조사하여 형광을 발생시키고, 그 발생된 형광을 측정하는 기능을 수행하는 광학모듈의 복잡성에 기인하는 경우가 대부분이다. 광학모듈은 광원, 광원으로부터 방출된 광이 시료에 도달하기 위해서 지나가고 시료에서 방출된 형광이 되돌아 나오는 광경로, 및 형광을 측정하는 광센서를 포함하는 정밀한 구조의 장치이기 때문이다. 그러므로 측정의 정확성을 크게 하기 위해 광원의 수가 많아지고 광센서가 늘어날수록 광학모듈은 물론 형광 리더기까지 외형이 커지고 사용이 복잡해지는 문제가 발생하곤 했다.The complex structure of such a fluorescent reader is mostly due to the complexity of an optical module that generates fluorescence by irradiating light onto a fluorescent material and measures the generated fluorescence. This is because the optical module is a device having a precise structure including a light source, an optical path through which light emitted from the light source passes to reach the sample and the fluorescence emitted from the sample returns, and an optical sensor that measures fluorescence. Therefore, in order to increase the accuracy of measurement, as the number of light sources increases and the number of optical sensors increases, the appearance of the optical module as well as the fluorescent reader increases and the use is complicated.

대한민국 등록특허 공보 제10-1789679호는 ‘샘플 흐름을 감지하는 형광 리더기’에 관한 것으로, 사용자가 용액을 로딩하면 이를 감지하여 측정시간을 자동으로 계산하여 검사 정확도가 향상되고 검사 시간이 단축되는 형광 리더기에 관한 기술을 개시한다. 그러나, 상기 발명은 단일 광원과 광센서부 및 광 안내부를 구비하여 적용 가능한 진단 마커가 한정된다는 문제점을 가진다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-1789679 relates to a'fluorescence reader that detects sample flow'. When a user loads a solution, it detects it and automatically calculates the measurement time, thereby improving inspection accuracy and reducing inspection time. Disclosing the technology for readers. However, the present invention has a problem in that a diagnostic marker applicable to a single light source, an optical sensor unit, and a light guide unit is limited.

대한민국 등록특허 공보 제10-1789679호Korean Registered Patent Publication No. 10-1789679

본 발명은 분석 가능한 진단마커의 수를 늘리기 위해 광학모듈이 복수개의 광원과 광센서를 포함하도록 하면서도 광학모듈의 구성을 소형화하여, 이를 채택하는 면역진단 형광 리더기 구조가 커지는 것을 방지하고 검출시간을 단축한 다중 면역진단 형광 리더기를 제공하고자 한다.In order to increase the number of diagnostic markers that can be analyzed, the present invention minimizes the configuration of the optical module while miniaturizing the configuration of the optical module to increase the number of diagnostic markers that can be analyzed. We intend to provide one multiple immunodiagnostic fluorescent reader.

본 발명은 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈로: 상기 광학모듈은, 복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판이 배열되도록 내부에 개방된 복수개의 광경로 공간을 형성하고 하면에 복수개의 광출입용 개구를 구비한 광학모듈 하판과, 상기 광학모듈 하판의 개방된 광경로 공간 상부에 전반사 거울이 배열되는 상부 공간을 형성하고 상면에 복수개의 광센서 출입용 개구를 구비한 광학모듈 상판이 결합하여 다각형 상자 형태의 외형을 형성하는 하우징; 상기 광경로 공간으로 광을 조사하도록 배열된 복수개의 광원을 포함하고, 상기 광학모듈 하우징의 일 측면에 부착되는 시료 조사광원 부착판(board); 상기 광경로 공간의 미리 정해진 위치에서 형광을 검출하도록 배열된 복수개의 광센서 및 바코드 조사광원을 포함하고, 상기 광학모듈 하우징의 외부에 별도로 또는 상면에 부착되는 광센서 부착판; 및 상기 광경로 공간에 배열되는 복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판을 포함하고, 상기 복수개의 광경로는 바코드 조사 광경로와 시료 조사 광경로를 포함하는, 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈을 제공한다.The present invention is an optical module including a plurality of light sources sharing an optical path: The optical module includes a plurality of optical path spaces open inside so that a plurality of lenses, a dichroic mirror, and a pinhole plate are arranged. The optical module lower plate is formed and has a plurality of openings for light entering and exiting, and an upper space in which total reflection mirrors are arranged above the open optical path space of the lower plate of the optical module, and a plurality of openings for entering and exiting the optical sensor are formed on the upper surface. A housing in which the upper plate of the optical module is coupled to form a polygonal box-shaped outer shape; A sample irradiation light source attachment plate including a plurality of light sources arranged to irradiate light into the optical path space, and attached to one side of the optical module housing; An optical sensor attachment plate including a plurality of optical sensors and barcode irradiation light sources arranged to detect fluorescence at a predetermined position in the optical path space, and separately attached to the outside of the optical module housing or on an upper surface; And a plurality of lenses arranged in the optical path space, a dichroic mirror, and a pinhole plate, wherein the plurality of optical paths share an optical path including a barcode irradiation optical path and a sample irradiation optical path It provides an optical module including a plurality of light sources.

본 발명은 또한, 상기 광경로 정렬을 위해, 상기 상판은 상기 시료 조사광원 부착판의 상기 복수개의 광원, 상기 광센서 부착판의 복수개의 광센서 및 바코드 조사광원, 및 상기 전반사 거울의 적치공간을 구비하고, 상기 하판은 상기 복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판을 상기 상판과 함께 끼움고정하는, 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈을 제공한다.In addition, for the optical path alignment, the upper plate comprises the plurality of light sources of the sample irradiation light source attachment plate, a plurality of optical sensors and barcode irradiation light sources of the optical sensor attachment plate, and a placement space of the total reflection mirror. The lower plate provides an optical module including a plurality of light sources sharing an optical path for fitting and fixing the plurality of lenses, a dichroic mirror, and a pinhole plate together with the upper plate.

본 발명은 또한, 상기 바코드 조사 광경로는, 상기 광센서 부착판의 바코드 조사광원에서 방출된 바코드 조사광이 상기 하우징의 광학모듈 하판의 바코드 대물렌즈 개구에 배열된 바코드 대물렌즈를 통과하여 카트리지의 바코드에서 반사된 뒤, 상기 광학모듈 하판의 바코드 광센서 적치공간 개구를 통해 상기 하판의 하부 공간에 위치하는 바코드 광센서로 진행하는 경로이고, 상기 시료 조사 광경로는, 제1 시료 조사 광경로와 제2 시료 조사 광경로를 포함하며, 상기 제1 시료 조사 광경로는 단파장의 제1 시료 조사 광원에서 방출된 제1 조사광이 상기 하부공간에 배열된 제1 집속렌즈를 통과하고 제1 이색성 거울과 상기 상부공간에 배열된 전반사거울에 반사되어, 상기 광학모듈 하판의 시료 대물렌즈 개구에 배열된 시료 대물렌즈를 통해 진단 카트리지의 형광측정 창으로 입사하여 제1 형광을 생성하고, 상기 제1 형광은 상기 시료 대물렌즈를 통과해 상기 전반사거울에 반사되고 상기 제1 이색성 거울을 통과한 뒤, 직진 경로상에 위치한 제2 이색성 거울에서 반사되어 제2 집속렌즈와 제1 핀홀 판을 통과해 제1 광센서로 진행하는 경로이고, 상기 제1 이색성 거울의 투과파장은 상기 제1 조사광의 파장보다 장파장이고, 상기 제2 이색성 거울의 투과파장은 상기 제1 이색성 거울의 투과파장보다 장파장이며, 상기 제2 시료 조사 광경로는 상기 제2 이색성 거울의 투과파장보다 장파장인 제2 시료 조사 광원에서 방출된 제2 조사광이 상기 하부공간에 배열된 제3 이색성 거울에서 반사하여 상기 제2 이색성 거울과 상기 제1 이색성 거울을 통과하고 상기 상부공간에 배열된 전반사거울에 반사되어, 상기 광학모듈 하판의 시료 대물렌즈 개구에 배열된 시료 대물렌즈를 통해 진단 카트리지의 형광측정 창으로 입사하여 제2 형광을 생성하고, 상기 제2 형광은 상기 시료 대물렌즈를 통과해 상기 전반사거울에 반사되고 상기 제1 제2, 및 제3 이색성 거울을 차례로 통과한 뒤, 직진 경로상에 위치한 제3 집속렌즈와 제2 핀홀 판을 통과해 제2 광센서로 진행하는 경로이고, 상기 제3 이색성 거울의 투과파장은 상기 제2 조사광의 파장보다 장파장인, 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈을 제공한다.In the present invention, the barcode irradiation optical path, the barcode irradiation light emitted from the barcode irradiation light source of the optical sensor attachment plate passes through the barcode objective lens arranged in the barcode objective lens opening of the lower plate of the optical module of the housing, and After being reflected from the barcode, it is a path that proceeds to the barcode optical sensor located in the lower space of the lower plate through the barcode optical sensor placement space opening of the lower plate of the optical module, and the sample irradiation optical path includes a first sample irradiation optical path and A second sample irradiation optical path is included, wherein the first irradiation light emitted from the first sample irradiation light source having a short wavelength passes through the first focusing lens arranged in the lower space, and the first dichroic Reflected by the mirror and the total reflection mirror arranged in the upper space, the first fluorescence is generated by entering the fluorescence measurement window of the diagnostic cartridge through the sample objective lens arranged in the sample objective lens opening of the lower plate of the optical module, and the first Fluorescence passes through the sample objective lens, is reflected by the total reflection mirror, passes through the first dichroic mirror, is reflected by a second dichroic mirror located on a straight path, and passes through the second focusing lens and the first pinhole plate. And the transmission wavelength of the first dichroic mirror is longer than that of the first irradiated light, and the transmission wavelength of the second dichroic mirror is a transmission wavelength of the first dichroic mirror. The second irradiation light emitted from the second sample irradiation light source having a longer wavelength and a longer wavelength than the transmission wavelength of the second dichroic mirror is reflected by the third dichroic mirror arranged in the lower space. It passes through the second dichroic mirror and the first dichroic mirror and is reflected by the total reflection mirror arranged in the upper space, and the fluorescence of the diagnostic cartridge through the sample objective lens arranged in the sample objective lens opening of the lower plate of the optical module. The second fluorescence is incident on the measurement window to generate second fluorescence, and the second fluorescence is reflected by the total reflection mirror through the sample objective lens, and sequentially passes through the first second and third dichroic mirrors, and then a straight path The third focusing lens and the second pinhole plate located on the image An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path is provided, which is a path passing through and proceeding to the second optical sensor, and the transmission wavelength of the third dichroic mirror is longer than the wavelength of the second irradiated light.

본 발명은 또한, 상기 바코드 조사 광경로 정렬을 위해, 상기 상판은 상기 광센서 부착판의 바코드 광센서의 적치공간을 구비하고, 상기 하판은 상기 바코드 광센서를 상기 상판과 함께 끼움고정하는, 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈을 제공한다.The present invention also, for the alignment of the barcode irradiation optical path, the upper plate is provided with a mounting space of the barcode optical sensor of the optical sensor mounting plate, the lower plate is to fit and fix the barcode optical sensor together with the upper plate, a sight It provides an optical module including a plurality of light sources sharing a furnace.

본 발명은 또한, 상기 제1 조사광은 300 내지 360nm 대역의 LED광이고, 상기 제2 조사광은 610 내지 650nm 대역의 레이저 다이오드 광인, 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈을 제공한다.The present invention also provides an optical module including a plurality of light sources sharing an optical path, wherein the first irradiation light is LED light in a 300 to 360 nm band, and the second irradiation light is a laser diode light in a 610 to 650 nm band. do.

본 발명은 또한, 상기 제1 이색성 거울의 투과파장은 550nm 이상이고, 상기 제2 이색성 거울의 투과파장은 600nm 이상이며, 상기 제3 이색성 거울의 투과파장은 660nm 이상인, 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈을 제공한다.In the present invention, the transmission wavelength of the first dichroic mirror is 550 nm or more, the transmission wavelength of the second dichroic mirror is 600 nm or more, and the transmission wavelength of the third dichroic mirror is 660 nm or more, sharing an optical path It provides an optical module including a plurality of light sources.

본 발명은 또한, 상기 제2 시료 조사 광경로는, 상기 제3 이색성 거울과 상기 제3 집속렌즈 사이에 광필터(271)를 더 포함하고, 상기 광필터(271)의 투과파장 대역은 650 내지 725nm 범위인, 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈을 제공한다.In the present invention, the second sample irradiation optical path further includes an optical filter 271 between the third dichroic mirror and the third focusing lens, and the transmission wavelength band of the optical filter 271 is 650 It provides an optical module including a plurality of light sources sharing an optical path in the range of to 725nm.

본 발명은 또한, 상기 광학모듈을 포함하는, 다중 면역진단 형광리더기를 제공한다.The present invention also provides a multi-immunodiagnostic fluorescent reader comprising the optical module.

본 발명의 광학모듈은 이중 광원을 가지지만 하나의 대물렌즈를 구비하므로, 왕복운동범위(stroke)가 줄어들어 모터를 비롯한 부품의 크기를 줄일 수 있어 장비의 소형화는 물론 검출시간 단축으로 경제성을 극대화할 수 있다. 또한 광경로를 이루는 부품을 하우징의 상판 적치공간에 집어넣거나 상관과 하판으로 끼움구조를 취하도록 하여 정렬을 용이하게 했으며, 바코드용 대물렌즈와 시료용 대물렌즈를 각각 배열하여 광집속 효율을 높이면서 동시에 모터 구동을 최소화하여 분석효율을 최대화한다.The optical module of the present invention has a dual light source, but has a single objective lens, so that the reciprocating range of motion (stroke) is reduced and the size of parts including motors can be reduced. I can. In addition, the parts that make up the optical path are inserted into the mounting space of the upper plate of the housing, or the upper plate and the lower plate are inserted to facilitate alignment. At the same time, it maximizes the analysis efficiency by minimizing the motor drive.

도 1은 본 발명에 따른 다중 면역진단 형광리더기 및 그 내부에 실장되는 광학모듈을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 면역진단 형광리더기에 형광검출을 위해 장착되는 진단 카트리지를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른, 다중 면역진단 형광리더기 내부에 실장되는 광학모듈의 외관 및 분해상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른, 광학모듈 상판이 광센서 부착판과 결합한 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른, 광학모듈의 단면 및 단면에서 본 광경로를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른, 광학모듈의 횡단면 및 횡단면에서 본 광경로를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a multiple immunodiagnostic fluorescent reader according to the present invention and an optical module mounted therein.
2 is a diagram showing a diagnostic cartridge mounted for fluorescence detection in a multiple immunodiagnostic fluorescent reader according to the present invention.
3 is a view showing the appearance and disassembled state of an optical module mounted inside a multiple immunodiagnostic fluorescent reader according to the present invention.
4 shows a state in which an upper plate of an optical module is coupled with an optical sensor attachment plate according to the present invention.
5 is a view showing a cross-section of an optical module and an optical path viewed from the cross-section according to the present invention.
6 is a diagram illustrating an optical path viewed from a cross section and a cross section of an optical module according to the present invention.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Prior to the detailed description of the present invention, terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their conventional or dictionary meanings. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various equivalents that can replace them at the time of application It should be understood that there may be water and variations. Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 다중 면역진단 형광리더기(1) 및 그 내부에 실장되는 광학모듈(200)을 나타낸 도면이다. 도 1에 있어서, X 축 방향은 "전후 방향"이며, Y 축 방향은 "측 방향"이고, Z 축 방향은 "높이 방향"으로 지칭한다. 이하에서 "전후 방향", "측 방향", "높이 방향"이라는 언급이 있을 경우, 도 1에 표시된 방향을 기준으로 판단한다.1 is a diagram showing a multiple immunodiagnostic fluorescent reader 1 and an optical module 200 mounted therein according to the present invention. In Fig. 1, the X-axis direction is referred to as "back and forth direction", the Y-axis direction is referred to as "side direction", and the Z-axis direction is referred to as "height direction". Hereinafter, when there is a reference to "front and rear direction", "side direction", and "height direction", it is determined based on the direction indicated in FIG.

도 1a는 다중 면역진단 형광리더기(1)의 상부 프레임(150)이 덮여진 상태를 도시한 것이며, 도 1b는 상부 프레임(150)이 덮여지지 않은 상태에서 베이스 프레임(100) 및 그 내부에 실장된 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈의 외관 등을 도시한 것이다. 1A is a diagram illustrating a state in which the upper frame 150 of the multiple immunodiagnostic fluorescent reader 1 is covered, and FIG. 1B is a base frame 100 and mounted therein while the upper frame 150 is not covered. It shows the appearance of an optical module including a plurality of light sources sharing the optical path.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 면역진단 형광리더기(1)는, 베이스 프레임(100), 상부 프레임(150), 및 광학모듈(200) 등을 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 구현예에서 베이스 프레임(100)은 본 발명에 따른 다중 면역진단 형광리더기(1)의 하부 외관을 구성한다. 베이스 프레임(100)은 광학모듈(200)과 광학모듈을 구동하기 위한 장치 등이 적절히 고정되거나 탑재되도록 구성된다. 본 발명의 일 구현예에서 상부 프레임(150)은 베이스 프레임(100)과 맞물려 베이스 프레임(100)을 덮는 형태로 다중 면역진단 형광리더기(1)의 외관을 구성하며, 표시부(155)를 포함한다. 상기 표시부(155)는 상부 프레임(150)과 일체형으로 구성되는 것이 바람직하나, 별도의 프레임으로 구성되어 상부 프레임과 결합되어 구성될 수도 있다. 본 발명의 일 구현예에서 표시부(155)는 디스플레이창을 통하여 본 발명에 따른 다중 면역진단 형광리더기(1)의 작동 상태 및 작동에 따른 결과 등을 표시한다.The multiple immunodiagnostic fluorescent reader 1 according to an embodiment of the present invention includes a base frame 100, an upper frame 150, and an optical module 200. In one embodiment of the present invention, the base frame 100 constitutes the lower exterior of the multiple immunodiagnostic fluorescent reader 1 according to the present invention. The base frame 100 is configured such that the optical module 200 and a device for driving the optical module are properly fixed or mounted. In one embodiment of the present invention, the upper frame 150 constitutes the appearance of the multiple immunodiagnostic fluorescent reader 1 in a form that covers the base frame 100 by being engaged with the base frame 100, and includes a display unit 155. . The display unit 155 is preferably configured integrally with the upper frame 150, but may be configured as a separate frame and combined with the upper frame. In one embodiment of the present invention, the display unit 155 displays an operating state of the multiple immunodiagnostic fluorescent reader 1 according to the present invention and a result according to the operation through a display window.

본 발명의 일 구현예에서 베이스 프레임(100)의 일 측에는 소정의 오픈부(110)가 형성되며, 상기 오픈부(110)를 통해 외부로 개방되는 소정의 내삽 공간을 가져서, 진단용 카트리지가 오픈부(110)를 통해 내삽 공간 내에 삽입될 수 있도록 구성된다. 본 발명의 일 구현예에서 베이스 프레임(100) 내에는 진단용 카트리지가 내삽 공간 내에 삽입되었을 때 진단 카트리지가 불필요하게 흔들리거나, 이탈하는 것을 방지할 수 있도록 하는 고정 수단으로서 카트리지 고정부가 포함될 수 있다. 또한, 베이스 프레임(100)에는 소정의 전기 장치, 전원 장치 등이 연결될 수 있도록 소정의 커넥터 등이 마련될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. In one embodiment of the present invention, a predetermined open portion 110 is formed on one side of the base frame 100, and has a predetermined intercalation space that is opened to the outside through the open portion 110, so that the diagnostic cartridge is an open portion. It is configured to be inserted into the interpolation space through (110). In one embodiment of the present invention, a cartridge fixing unit may be included in the base frame 100 as a fixing means for preventing the diagnostic cartridge from unnecessarily shaking or detaching when the diagnostic cartridge is inserted into the insertion space. Further, the base frame 100 may be provided with a predetermined connector so that a predetermined electric device, a power supply device, etc. may be connected, but the present invention is not limited thereto.

도 2는 본 발명에 따른 다중 면역진단 형광리더기(1)의 진단 카트리지(500)를 나타낸 도면이다. 도 2a는 진단 카트리지(500)의 사시도, 도 2b는 진단 카트리지의 윗면 평면도이다. 도 2를 참조하면, 진단 카트리지(500)의 윗면은 진단마커별로 다르게 할당되는 바코드(510) 부위, 투입된 샘플에 의해 변화되는 형광물질로부터 형광 방출광을 측정할 수 있는 형광측정 창(530)을 포함하며, 바코드(510) 부위와 형광측정 창(530) 사이에는 샘플이 투입되는 샘플 투입구(520)가 마련된다. 진단 카트리지(500)의 단부 중 바코드(510) 부위의 반대편, 즉 형광측정 창(530)이 가까운 쪽을 제1 단부(540), 바코드(510)가 위치한 쪽의 단부를 제2 단부(550)로 지칭한다.2 is a diagram showing a diagnostic cartridge 500 of the multiple immunodiagnostic fluorescent reader 1 according to the present invention. 2A is a perspective view of the diagnostic cartridge 500, and FIG. 2B is a top plan view of the diagnostic cartridge. Referring to FIG. 2, the upper surface of the diagnostic cartridge 500 includes a barcode 510 portion allocated differently for each diagnostic marker, and a fluorescence measurement window 530 capable of measuring fluorescence emission light from a fluorescent substance changed by an input sample. Including, a sample input port 520 into which a sample is injected is provided between the barcode 510 and the fluorescence measurement window 530. Among the end portions of the diagnostic cartridge 500, the opposite side of the barcode 510, that is, the side near the fluorescence measurement window 530 is the first end 540, and the end of the side where the barcode 510 is located is the second end 550 It is referred to as.

본 발명의 일 구현예에서 광학모듈(200)은 베이스 프레임(100) 내에 삽입된 진단 카트리지(500)에 소정의 광을 조사하고, 상기 입사광이 샘플의 형광측정 창(530) 및 바코드(510)에 조사되어 방출되는 형광 방출광 및 바코드 주변광을 검출하도록 마련된다.In one embodiment of the present invention, the optical module 200 irradiates a predetermined light onto the diagnostic cartridge 500 inserted in the base frame 100, and the incident light is a fluorescence measurement window 530 and a barcode 510 of the sample. It is provided to detect the fluorescence emission light emitted by irradiation to the bar code and ambient light.

본 발명의 일 구현예에서 상기 바코드 리딩 시스템은 상용화 되어있는 1차원 또는 2차원 바코드를 사용할 수 있다. 그러나 1차원 바코드는 그 구조가 크고 초점 거리가 길어서 근접한 카트리지를 읽기에는 기기의 복잡도가 증가하여 가격이 상승하는 단점이 있으며, 2차원 바코드는 정보량이 1차원 바코드에 비해 많아서 적절하게 선택하기가 복잡할 뿐더러 2차원 디코딩을 위해 고성능의 프로세서와 이미지처리 기술이 필요하게 된다. 이를 위해 CMOS나 CCD 카메라 모듈이 사용되어 비용이 증가할 수도 있다. 따라서 본 발명의 일 구현예에서는 상용의 바코드를 사용하지 않고 카트리지 식별에 특화된 고유의 1차원 바코드를 이용하여 다수의 진단마커를 구분할 수 있다. 이를 위해 광원과 검출부를 이용해서 상기 고유의 1차원 바코드의 신호 차이를 판별해 2진수 단위로 분류하는 방법을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 고유의 1차원 바코드는 복수개의 실선부가 미리 정한 간격으로 서로 이격된 형상을 가질 수 있으며, 바람직하게는 5개 이상의 실선부를 포함할 수 있으나 이로 제한하는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the barcode reading system may use a commercially available one-dimensional or two-dimensional barcode. However, one-dimensional barcodes have a large structure and a long focal length, which increases the complexity of the device to read adjacent cartridges, resulting in an increase in price. In addition, a high-performance processor and image processing technology are required for 2D decoding. For this, a CMOS or CCD camera module may be used, which may increase the cost. Accordingly, in one embodiment of the present invention, a number of diagnostic markers can be identified using a unique one-dimensional barcode specialized for cartridge identification without using a commercial barcode. For this, a method of discriminating the signal difference of the unique one-dimensional barcode using a light source and a detection unit and classifying it in binary units may be used. In one embodiment of the present invention, the unique one-dimensional barcode may have a shape in which a plurality of solid line portions are spaced apart from each other at predetermined intervals, and may preferably include five or more solid line portions, but is not limited thereto.

도 3은 본 발명에 따른, 다중 면역진단 형광리더기 내부에 실장되는 광학모듈의 외관 및 분해상태를 나타낸 도면이다. 도 3a는 본 발명의 광학모듈 하우징의 외부에 별도로 또는 상면에 부착되는 광센서 부착판(223) 면을 바라보는 광학모듈(200) 외관을 나타내며, 도 3b는 상기 광학모듈(200)의 분해상태를 나타낸다. 또한 도 3c는 상기 광학모듈의 상판을 들어내고 위에서 본 상태를 표시한다. 3 is a view showing the appearance and disassembled state of an optical module mounted inside a multiple immunodiagnostic fluorescent reader according to the present invention. 3A shows the appearance of the optical module 200 facing the surface of the optical sensor mounting plate 223 attached to the upper surface or separately from the outside of the optical module housing of the present invention, and FIG. 3B is an exploded state of the optical module 200 Represents. In addition, FIG. 3C shows a state viewed from above by lifting the upper plate of the optical module.

본 발명의 일 구현예에서 상기 광학모듈(200)은 광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함한다. 상기 광학모듈은, 복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판이 배열되도록 내부에 개방된 복수개의 광경로 공간을 형성하고 하면에 복수개의 광출입용 개구를 구비한 광학모듈 하판(214)과, 상기 광학모듈 하판의 개방된 광경로 공간 상부에 전반사 거울이 배열되는 상부 공간을 형성하고 상면에 복수개의 광센서 출입용 개구를 구비한 광학모듈 상판(212)이 결합하여 다각형 상자 형태의 외형을 형성하는 하우징; 상기 광경로 공간으로 광을 조사하도록 배열된 복수개의 광원을 포함하고, 상기 광학모듈 하우징의 일 측면에 부착되는 시료 조사광원 부착판(board)(222); 상기 광경로 공간의 미리 정해진 위치에서 형광을 검출하도록 배열된 복수개의 광센서 및 바코드 조사광원을 포함하고, 상기 광학모듈 하우징의 외부에 별도로 또는 상면에 부착되는 광센서 부착판(223); 및 상기 광경로 공간에 배열되는 복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판을 포함하고, 상기 복수개의 광경로는 바코드 조사 광경로와 시료 조사 광경로를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the optical module 200 includes a plurality of light sources sharing an optical path. The optical module includes a plurality of lenses, a dichroic mirror, and a plurality of optical path spaces open inside so that a pinhole plate is arranged, and an optical module lower plate 214 having a plurality of openings for light entry and exit on a lower surface thereof. ), and an upper space in which a total reflection mirror is arranged on the open optical path space of the lower plate of the optical module, and an optical module upper plate 212 having a plurality of optical sensor entrance openings on the upper surface are combined to form a polygonal box. A housing forming an outer shape; A sample irradiation light source attachment plate 222 including a plurality of light sources arranged to irradiate light into the optical path space, and attached to one side of the optical module housing; An optical sensor attachment plate 223 including a plurality of optical sensors and barcode irradiation light sources arranged to detect fluorescence at a predetermined position in the optical path space, and separately attached to the outside of the optical module housing or on an upper surface; And a plurality of lenses, a dichroic mirror, and a pinhole plate arranged in the optical path space, and the plurality of optical paths include a barcode irradiation optical path and a sample irradiation optical path.

도 4는 본 발명에 따른, 광학모듈 상판(212)이 광센서 부착판(223)과 결합한 상태를 나타낸다. 도 4a는 본 발명의 광학모듈 상판의 상면에 부착되는 광센서 부착판(223) 면을 바라보는 형상을 나타내고, 도 4b는 상기 광센서 부착판(223)에 부착된 복수개의 광센서 및 바코드 조사광원이 노출되는 도 4a의 단면을 나타낸다. 광학모듈 상판(212) 내부에 위치하는 시료 형광 검출용 제1 광센서와 제2 광센서와 달리 바코드 반사광 검출용 바코드 광센서는 상기 광학모듈 상판(212)의 외부에 존재하게 된다. 광센서가 구조 내부에 안정되게 고정되어야 광검출을 안정적으로 수행할 수 있으므로 아래에서 설명하는 바와 같이 광학모듈 상판에서 노출되는 상기 바코드 광센서는 광학모듈 하판(214)의 구조 내부에 위치를 잡아서 안정한 구조를 취하게 된다. 4 shows a state in which the optical module upper plate 212 is combined with the optical sensor attachment plate 223 according to the present invention. Figure 4a shows a shape facing the surface of the optical sensor mounting plate 223 attached to the upper surface of the optical module upper plate of the present invention, Figure 4b is a plurality of optical sensors and barcode irradiation attached to the optical sensor mounting plate 223 It shows a cross section of FIG. 4A to which the light source is exposed. Unlike the first optical sensor and the second optical sensor for detecting sample fluorescence located inside the upper plate 212 of the optical module, the barcode optical sensor for detecting the reflected light of the barcode exists outside the upper plate 212 of the optical module. Since the optical sensor needs to be stably fixed inside the structure to perform light detection stably, the barcode optical sensor exposed from the upper plate of the optical module as described below is positioned inside the structure of the lower plate of the optical module 214 so that it is stable. You will be rescued.

도 5는 본 발명에 따른, 광학모듈의 단면 및 단면에서 본 광경로를 나타내는 도면이다. 도 5a는 바코드 조사 광경로와 단파장인 제1 시료 조사 광경로를 나타내고, 도 5b는 바코드 조사 광경로와 장파장인 제2 시료 조사 광경로를 나타낸다. 5 is a view showing a cross-section of an optical module and an optical path viewed from the cross-section according to the present invention. 5A shows a barcode irradiation optical path and a first sample irradiation optical path having a short wavelength, and FIG. 5B shows a barcode irradiation optical path and a second specimen irradiating optical path having a long wavelength.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 바코드 조사 광경로는, 상기 광센서 부착판의 바코드 조사광원(225)에서 방출된 바코드 조사광(p)이 상기 하우징의 광학모듈 하판의 바코드 대물렌즈 개구에 배열된 바코드 대물렌즈(276)를 통과하여 카트리지(500)의 바코드(510)에서 반사된 뒤, 반사광(q)은 상기 광학모듈 하판(214)의 바코드 광센서 적치공간 개구를 통해 상기 하판의 하부 공간에 위치하는 바코드 광센서(235)로 진행하는 경로를 지나게 된다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 바코드 조사 광경로 정렬을 위해, 상기 상판은 상기 광센서 부착판의 바코드 광센서의 적치공간을 구비하고, 상기 하판은 상기 바코드 광센서를 상기 상판과 함께 끼움고정한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 바코드 대물렌즈도 상판 공간에 적치되고 하판에 의해 끼움고정 형식으로 고정된다. In one embodiment of the present invention, the barcode irradiation light path, the barcode irradiation light (p) emitted from the barcode irradiation light source 225 of the optical sensor attachment plate is arranged in the barcode objective lens opening of the lower plate of the optical module of the housing. After passing through the barcode objective lens 276 and reflected from the barcode 510 of the cartridge 500, the reflected light q is the lower space of the lower plate through the barcode optical sensor placement space opening of the lower plate 214 of the optical module. It passes through a path that proceeds to the barcode optical sensor 235 located at. In one embodiment of the present invention, in order to align the barcode irradiation light path, the upper plate has a mounting space for the barcode optical sensor of the optical sensor attachment plate, and the lower plate fits the barcode optical sensor together with the upper plate. do. In one embodiment of the present invention, the barcode objective lens is also placed in the upper plate space and fixed in a fitting type by the lower plate.

본 발명의 일 구현예에서 상기 시료 조사 광경로는, 제1 시료 조사 광경로와 제2 시료 조사 광경로를 포함한다. 도 6은 본 발명에 따른, 광학모듈의 횡단면 및 횡단면에서 본 광경로를 나타내는 도면이다. 도 6a는 단파장인 제1 시료 조사 광경로를 나타내고, 도 6b는 장파장인 제2 시료 조사 광경로를 나타낸다. In one embodiment of the present invention, the specimen irradiation optical path includes a first specimen irradiation optical path and a second specimen irradiation optical path. 6 is a diagram illustrating an optical path viewed from a cross section and a cross section of an optical module according to the present invention. 6A shows a first sample irradiation optical path having a short wavelength, and FIG. 6B shows a second sample irradiating optical path having a long wavelength.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 제1 시료 조사 광경로는 단파장의 제1 시료 조사 광원(220)에서 방출된 제1 조사광(f)이 상기 하부공간에 배열된 제1 집속렌즈(241)를 통과하고 제1 이색성 거울(242)에서 직각방향으로 반사(g)되어 진행한 뒤 상기 상부공간에 배열된 전반사거울(244)에 반사되어 하부 방향으로 꺾이어(h), 상기 광학모듈 하판(214)의 시료 대물렌즈 개구에 배열된 시료 대물렌즈(246)를 통해 진단 카트리지(500)의 형광측정 창(530)으로 입사하여 제1 형광을 생성한다. 상기 제1 형광은 입사한 광의 경로(h)를 따라 상기 시료 대물렌즈(246)를 통과해 상기 전반사거울(244)에 반사(i)되고 상기 제1 이색성 거울(242)을 통과한 뒤, 직진 경로상에 위치한 제2 이색성 거울(243)에서 반사(k)되어 제2 집속렌즈(254)와 제1 핀홀 판(256)을 통과해 제1 광센서(230)로 진행하는 경로이다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 제1 이색성 거울의 투과파장은 상기 제1 조사광의 파장보다 장파장이고, 상기 제2 이색성 거울의 투과파장은 상기 제1 이색성 거울의 투과파장보다 장파장이다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 광경로 정렬을 위해, 상기 상판은 상기 시료 조사광원 부착판의 상기 복수개의 광원, 상기 광센서 부착판의 복수개의 광센서 및 바코드 조사광원, 및 상기 전반사 거울의 적치공간을 구비하고, 상기 하판은 상기 복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판을 상기 상판과 함께 끼움고정한다. 상판에 전반사 거울을 고정시킬 수 있는 구조가 형성되므로, 이미 제작된 전반사 거울을 사용하기 위해 전반사 거울의 일 말단을 상판에 형성된 적치공간에 고정하고, 타 말단은 상판에서 돌출된 구조에 의해 눌려지는 방식으로 고정한다. In one embodiment of the present invention, the first sample irradiation optical path is a first focusing lens 241 in which the first irradiation light f emitted from the first sample irradiation light source 220 having a short wavelength is arranged in the lower space. After passing through, the first dichroic mirror 242 is reflected (g) in a right angle direction, and then is reflected by the total reflection mirror 244 arranged in the upper space and bent downward (h), the lower plate of the optical module The first fluorescence is generated by entering the fluorescence measurement window 530 of the diagnostic cartridge 500 through the sample objective lens 246 arranged in the sample objective lens opening of 214. The first fluorescence passes through the sample objective lens 246 along the path (h) of the incident light, is reflected (i) by the total reflection mirror 244 and passes through the first dichroic mirror 242, It is a path that is reflected (k) from the second dichroic mirror 243 located on the straight path, passes through the second focusing lens 254 and the first pinhole plate 256 and proceeds to the first optical sensor 230. In one embodiment of the present invention, the transmission wavelength of the first dichroic mirror is longer than the wavelength of the first irradiated light, and the transmission wavelength of the second dichroic mirror is longer than the transmission wavelength of the first dichroic mirror. . In one embodiment of the present invention, for aligning the optical path, the upper plate includes the plurality of light sources of the sample irradiation light source attachment plate, a plurality of optical sensors and barcode irradiation light sources of the optical sensor attachment plate, and the total reflection mirror. A stacking space is provided, and the lower plate fits and fixes the plurality of lenses, a dichroic mirror, and a pinhole plate together with the upper plate. Since a structure capable of fixing the total reflection mirror is formed on the top plate, one end of the total reflection mirror is fixed to the stacking space formed on the top plate in order to use the already manufactured total reflection mirror, and the other end is pressed by the structure protruding from the top plate. Fixed in a way.

본 발명의 일 구현예에서 상기 제1 조사광은 300 내지 360nm 대역의 LED광이고, 상기 제1 이색성 거울의 투과파장은 550nm 이상이며, 상기 제2 이색성 거울의 투과파장은 600nm 이상이다. 상기 조사광은 자외선 대역의 광이므로 에너지가 강한 장점을 활용하여 농도가 비교적 낮아 높은 민감성을 요구하는 분석물에 사용가능하다. 예를 들어 유러피엄 형광물질을 사용할 수 있는데 이는 형광수명이 상대적으로 길어서 자외선을 조사한 뒤 자외선 광원을 차단하고 수백 마이크로초 경과하고 나서 형광신호를 검출(time resolved fluorescence)하는 것이 가능하다. In one embodiment of the present invention, the first irradiation light is LED light in the 300 to 360 nm band, the transmission wavelength of the first dichroic mirror is 550 nm or more, and the transmission wavelength of the second dichroic mirror is 600 nm or more. Since the irradiated light is light in the ultraviolet band, it can be used for analytes requiring high sensitivity due to its relatively low concentration by utilizing the advantage of strong energy. For example, a European fluorescent material can be used, which has a relatively long fluorescence life, so it is possible to block the ultraviolet light source after irradiation with ultraviolet rays, and detect a fluorescence signal (time resolved fluorescence) after several hundred microseconds have elapsed.

본 발명의 일 구현예에서 상기 제2 시료 조사 광경로는 상기 제2 이색성 거울(243)의 투과파장보다 장파장인 제2 시료 조사 광원(270)에서 방출된 제2 조사광(a)이 상기 하부공간에 배열된 제3 이색성 거울(245)에서 반사(b)하여 상기 제2 이색성 거울(243)과 상기 제1 이색성 거울(242)을 통과하고 상기 상부공간에 배열된 전반사거울(244)에 반사(c)되어, 상기 광학모듈 하판의 시료 대물렌즈 개구에 배열된 시료 대물렌즈(246)를 통해 진단 카트리지(500)의 형광측정 창(530)으로 입사하여 제2 형광을 생성한다. 상기 제2 형광은 입사광과 동일 경로(c)를 통해 상기 시료 대물렌즈(246)를 통과해 상기 전반사거울(244)에 반사(d)되고 상기 제1 이색성 거울(242), 상기 제2 이색성 거울(243), 및 상기 제3 이색성(245) 거울을 차례로 통과한 뒤, 직진 경로상에 위치한 제3 집속렌즈(272)와 제2 핀홀 판(274)을 통과해 제2 광센서(275)로 진행하는 경로이다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 제3 이색성 거울(245)의 투과파장은 상기 제2 조사광의 파장보다 장파장이며, 상기 제2 조사광은 610 내지 650nm 대역의 레이저 다이오드 광이다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 제1 이색성 거울의 투과파장은 550nm 이상이고, 상기 제2 이색성 거울의 투과파장은 600nm 이상이며, 상기 제3 이색성 거울의 투과파장은 660nm 이상이다. 본 발명의 일 구현예에서 장파장 광원은 농도가 비교적 높은 분석물 검출에 사용할 수 있다. 형광으로는 예를 들어 알렉사 dye를 사용할 수 있으며 광원을 조사하면서 실시간으로 형광을 측정한다. In one embodiment of the present invention, the second irradiation light (a) emitted from the second sample irradiation light source 270 having a longer wavelength than the transmission wavelength of the second dichroic mirror 243 is the second irradiation light path. Reflected (b) from the third dichroic mirror 245 arranged in the lower space to pass through the second dichroic mirror 243 and the first dichroic mirror 242, and a total reflection mirror arranged in the upper space ( It is reflected (c) by 244, enters the fluorescence measurement window 530 of the diagnostic cartridge 500 through the sample objective lens 246 arranged in the sample objective lens opening of the lower plate of the optical module to generate second fluorescence. . The second fluorescence passes through the sample objective lens 246 through the same path (c) as the incident light and is reflected (d) by the total reflection mirror 244, and the first dichroic mirror 242 and the second dichroic After passing through the constellation mirror 243 and the third dichroic 245 mirror in sequence, the second optical sensor passes through the third focusing lens 272 and the second pinhole plate 274 located on a straight path. 275). In one embodiment of the present invention, the transmission wavelength of the third dichroic mirror 245 is longer than the wavelength of the second irradiated light, and the second irradiated light is a laser diode light in the 610 to 650 nm band. In one embodiment of the present invention, the transmission wavelength of the first dichroic mirror is 550 nm or more, the transmission wavelength of the second dichroic mirror is 600 nm or more, and the transmission wavelength of the third dichroic mirror is 660 nm or more. In one embodiment of the present invention, the long wavelength light source can be used to detect an analyte having a relatively high concentration. As the fluorescence, for example, Alexa dye can be used, and fluorescence is measured in real time while irradiating a light source.

본 발명의 일 구현예에서 상기 제2 시료 조사 광경로는, 상기 제3 이색성 거울과 상기 제3 집속렌즈 사이에 광필터를 더 포함하고, 상기 광필터의 통과파장 대역은 650 내지 725nm 범위이다. 상기 제3 이색성 거울의 투과파장이 660nm이므로 이보다 긴 파장을 가지는 장파장 형광을 725nm이하로 제한하기 위해서이다. In one embodiment of the present invention, the second sample irradiation optical path further includes an optical filter between the third dichroic mirror and the third focusing lens, and the pass wavelength band of the optical filter is in the range of 650 to 725 nm. . Since the transmission wavelength of the third dichroic mirror is 660 nm, this is to limit long-wavelength fluorescence having a longer wavelength to 725 nm or less.

본 발명의 일 구현예에서, 광학모듈(200)은 소정의 박스 형태의 하우징으로 구성되며, 광학모듈 하우징은 다각형 상자 형태의 입체 형상을 갖고, 광학모듈 하판(214)과 광학모듈 상판(212)으로 결합되는 구성을 가지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 다각형은 사각형으로, 상기 광학모듈은 직육면체에 가까운 형상을 가질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the optical module 200 is composed of a predetermined box-shaped housing, the optical module housing has a three-dimensional shape in the form of a polygonal box, and the optical module lower plate 214 and the optical module upper plate 212 It is preferable to have a configuration that is combined with, but is not necessarily limited thereto. In one embodiment of the present invention, the polygon may have a quadrangular shape, and the optical module may have a shape close to a rectangular parallelepiped.

광학모듈 하우징의 외측에는 각종 기판과 커넥터가 마련되어 형광리더기에 부품으로 실장될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 커넥터는 광학모듈 하우징 내의 광원, 검출기 등이 외부의 전기 기기와 전기 신호를 교환할 수 있도록 마련되며, 소정의 전기 단자와 연결될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 광학모듈을 부품으로 실장한 다중 면역진단 형광리더기는 소형화 및 검출시간 단축을 통한 비용절감의 장점을 구비한다. Various boards and connectors are provided on the outside of the optical module housing and can be mounted on a fluorescent reader as a component. In one embodiment of the present invention, the connector is provided so that a light source, a detector, etc. in the optical module housing can exchange electrical signals with external electric devices, and may be connected to a predetermined electrical terminal. In one embodiment of the present invention, the multiple immunodiagnostic fluorescent reader mounted with the optical module as a component has the advantage of cost reduction through miniaturization and reduction in detection time.

이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.Although the exemplary embodiments of the present application have been described in detail above, the scope of the present application is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present application defined in the following claims are also included in the scope of the present application. It belongs to.

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.All technical terms used in the present invention, unless otherwise defined, are used in the same meaning as those of ordinary skill in the art generally understand in the related field of the present invention. The contents of all publications referred to herein by reference are incorporated into the present invention.

1. 형광리더기 100. 베이스 프레임
110. 오픈부 150. 프레임
155. 표시부 200. 광학모듈
212. 광학모듈 상판 214. 광학모듈 하판
220. 시료 조사광원 222. 조사광원 부착판
223. 광센서 부착판 225. 바코드 조사광원
230. 제1 광센서 235. 바코드 광센서
241. 제1 집속렌즈 242. 제1 이색성 거울
243. 제2 이색성 거울 244. 전반사 거울
245. 제3 이색성 거울 246. 시료 대물렌즈
254. 제2 집속렌즈 256. 제1 핀홀 판
270. 제2 시료조사 광원 271. 광필터
272. 제3 집속렌즈 274. 제2 핀홀 판
275. 제2 광센서 276. 바코드 대물렌즈
500. 카트리지 510. 바코드
520. 샘플 투입구 530. 형광측정 창
540. 제1 단부 550. 제2 단부
a. 제2 조사광(의 광경로)
b. 제3 이색성 거울에서 반사되어 전반사거울로 향하는 제2 조사광의 광경로
c. 전반사 거울에서 반사되어 시료로 향하는 제2 조사광 및 제2 조사광에 의해 시료에서 발생한 형광의 광경로
d. 전반사 거울에서 반사되어 제2 광센서로 향하는 제2 조사광 형광의 광경로
f. 제1 조사광(의 광경로)
g. 제1 이색성 거울에서 반사되어 전반사거울로 향하는 제1 조사광의 광경로
h. 전반사 거울에서 반사되어 시료로 향하는 제1 조사광 및 제1 조사광에 의해 시료에서 발생한 형광의 광경로
i. 전반사 거울에서 반사되어 제2 이색성 거울로 향하는 제1 조사광 형광의 광경로
k. 제2 이색성 거울에서 반사되어 제1 광센서로 향하는 제1 조사광 형광의 광경로 1. Fluorescent reader 100. Base frame
110. Open part 150. Frame
155. Display 200. Optical module
212. Upper plate of optical module 214. Lower plate of optical module
220. Sample irradiation light source 222. Irradiation light source attachment plate
223. Optical sensor attachment plate 225. Bar code irradiation light source
230. The first optical sensor 235. Bar code optical sensor
241. First focusing lens 242. First dichroic mirror
243. Second dichroic mirror 244. Total reflection mirror
245. Third dichroic mirror 246. Sample objective lens
254. Second focusing lens 256. First pinhole plate
270. Second sample irradiation light source 271. Optical filter
272. Third focusing lens 274. Second pinhole plate
275. Second optical sensor 276. Barcode objective lens
500. Cartridge 510. Barcode
520. Sample inlet 530. Fluorescence measurement window
540. First end 550. Second end
a. The second irradiation light (the optical path of)
b. The optical path of the second irradiation light reflected from the third dichroic mirror and directed to the total reflection mirror
c. The optical path of fluorescence generated in the sample by the second and second irradiation light reflected from the total reflection mirror and directed to the sample
d. Optical path of the second irradiated light fluorescence reflected from the total reflection mirror and directed to the second optical sensor
f. The first irradiation light (the optical path of)
g. The optical path of the first irradiated light reflected from the first dichroic mirror and directed to the total reflection mirror
h. The optical path of the fluorescence generated in the sample by the first and first irradiation light reflected from the total reflection mirror and directed to the sample
i. The optical path of the first irradiated light fluorescence reflected from the total reflection mirror and directed to the second dichroic mirror
k. Optical path of the first irradiated light fluorescence reflected from the second dichroic mirror and directed to the first optical sensor

Claims (8)

광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈로:
상기 광학모듈은,
복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판이 배열되도록 내부에 개방된 복수개의 광경로 공간을 형성하고 하면에 복수개의 광출입용 개구를 구비한 광학모듈 하판과, 상기 광학모듈 하판의 개방된 광경로 공간 상부에 전반사 거울이 배열되는 상부 공간을 형성하고 상면에 복수개의 광센서 출입용 개구를 구비한 광학모듈 상판이 결합하여 다각형 상자 형태의 외형을 형성하는 하우징;
상기 광경로 공간으로 광을 조사하도록 배열된 복수개의 광원을 포함하고, 상기 광학모듈 하우징의 일 측면에 부착되는 시료 조사광원 부착판(board);
상기 광경로 공간의 미리 정해진 위치에서 형광을 검출하도록 배열된 복수개의 광센서 및 바코드 조사광원을 포함하고, 상기 광학모듈 하우징의 외부에 별도로 또는 상면에 부착되는 광센서 부착판; 및
상기 광경로 공간에 배열되는 복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판을 포함하고,
상기 복수개의 광경로는 바코드 조사 광경로와 시료 조사 광경로를 포함하는,
광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈.
An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path:
The optical module,
A plurality of lenses, a dichroic mirror, and a plurality of optical path spaces open inside so that a pinhole plate is arranged, and a lower plate of the optical module having a plurality of openings for light entering and exiting the lower surface of the optical module A housing forming an upper space in which a total reflection mirror is arranged on an upper part of the open optical path space, and an upper plate of an optical module having a plurality of optical sensor entrance openings on an upper surface thereof to form a polygonal box shape;
A sample irradiation light source attachment plate including a plurality of light sources arranged to irradiate light into the optical path space, and attached to one side of the optical module housing;
An optical sensor attachment plate including a plurality of optical sensors and barcode irradiation light sources arranged to detect fluorescence at a predetermined position in the optical path space, and separately attached to the outside of the optical module housing or on an upper surface; And
Including a plurality of lenses arranged in the optical path space, a dichroic mirror, and a pinhole plate,
The plurality of optical paths include a barcode irradiation optical path and a sample irradiation optical path,
An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path.
 제 1항에 있어서,
상기 광경로 정렬을 위해, 상기 상판은 상기 시료 조사광원 부착판의 상기 복수개의 광원, 상기 광센서 부착판의 복수개의 광센서 및 바코드 조사광원, 및 상기 전반사 거울의 적치공간을 구비하고,
상기 하판은 상기 복수개의 렌즈, 이색성 거울(dichroic mirror), 및 핀홀 판을 상기 상판과 함께 끼움고정하는,
광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈.
The method of claim 1,
For aligning the optical path, the upper plate includes the plurality of light sources of the sample irradiation light source attachment plate, a plurality of optical sensors and barcode irradiation light sources of the optical sensor attachment plate, and a placement space of the total reflection mirror,
The lower plate fits and fixes the plurality of lenses, a dichroic mirror, and a pinhole plate together with the upper plate,
An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path.
 제 1항에 있어서,
상기 바코드 조사 광경로는, 상기 광센서 부착판의 바코드 조사광원에서 방출된 바코드 조사광이 상기 하우징의 광학모듈 하판의 바코드 대물렌즈 개구에 배열된 바코드 대물렌즈를 통과하여 카트리지의 바코드에서 반사된 뒤, 상기 광학모듈 하판의 바코드 광센서 적치공간 개구를 통해 상기 하판의 하부 공간에 위치하는 바코드 광센서로 진행하는 경로이고,
상기 시료 조사 광경로는, 제1 시료 조사 광경로와 제2 시료 조사 광경로를 포함하며,
상기 제1 시료 조사 광경로는 단파장의 제1 시료 조사 광원에서 방출된 제1 조사광이 상기 하부공간에 배열된 제1 집속렌즈를 통과하고 제1 이색성 거울과 상기 상부공간에 배열된 전반사거울에 반사되어, 상기 광학모듈 하판의 시료 대물렌즈 개구에 배열된 시료 대물렌즈를 통해 진단 카트리지의 형광측정 창으로 입사하여 제1 형광을 생성하고, 상기 제1 형광은 상기 시료 대물렌즈를 통과해 상기 전반사거울에 반사되고 상기 제1 이색성 거울을 통과한 뒤, 직진 경로상에 위치한 제2 이색성 거울에서 반사되어 제2 집속렌즈와 제1 핀홀 판을 통과해 제1 광센서로 진행하는 경로이고, 상기 제1 이색성 거울의 투과파장은 상기 제1 조사광의 파장보다 장파장이고, 상기 제2 이색성 거울의 투과파장은 상기 제1 이색성 거울의 투과파장보다 장파장이며,
상기 제2 시료 조사 광경로는 상기 제2 이색성 거울의 투과파장보다 장파장인 제2 시료 조사 광원에서 방출된 제2 조사광이 상기 하부공간에 배열된 제3 이색성 거울에서 반사하여 상기 제2 이색성 거울과 상기 제1 이색성 거울을 통과하고 상기 상부공간에 배열된 전반사거울에 반사되어, 상기 광학모듈 하판의 시료 대물렌즈 개구에 배열된 시료 대물렌즈를 통해 진단 카트리지의 형광측정 창으로 입사하여 제2 형광을 생성하고, 상기 제2 형광은 상기 시료 대물렌즈를 통과해 상기 전반사거울에 반사되고 상기 제1 제2, 및 제3 이색성 거울을 차례로 통과한 뒤, 직진 경로상에 위치한 제3 집속렌즈와 제2 핀홀 판을 통과해 제2 광센서로 진행하는 경로이고, 상기 제3 이색성 거울의 투과파장은 상기 제2 조사광의 파장보다 장파장인,
광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈.
The method of claim 1,
In the barcode irradiation optical path, after the barcode irradiation light emitted from the barcode irradiation light source of the optical sensor attachment plate passes through the barcode objective lens arranged in the barcode objective lens opening of the lower plate of the optical module of the housing and is reflected from the barcode of the cartridge. , It is a path that proceeds to the barcode optical sensor located in the lower space of the lower plate through the barcode optical sensor placement space opening of the lower plate of the optical module,
The sample irradiation optical path includes a first sample irradiation optical path and a second sample irradiation optical path,
In the first sample irradiation optical path, the first irradiation light emitted from the first sample irradiation light source having a short wavelength passes through a first focusing lens arranged in the lower space, and a first dichroic mirror and a total reflection mirror arranged in the upper space The first fluorescence is generated by incident to the fluorescence measurement window of the diagnostic cartridge through the sample objective lens arranged in the sample objective lens opening of the lower plate of the optical module, and the first fluorescence passes through the sample objective lens. It is a path that is reflected by the total reflection mirror, passes through the first dichroic mirror, is reflected by a second dichroic mirror located on a straight path, passes through the second focusing lens and the first pinhole plate, and proceeds to the first optical sensor. , The transmission wavelength of the first dichroic mirror is longer than the wavelength of the first irradiation light, the transmission wavelength of the second dichroic mirror is longer than the transmission wavelength of the first dichroic mirror,
In the second sample irradiation light path, the second irradiation light emitted from the second sample irradiation light source having a wavelength longer than the transmission wavelength of the second dichroic mirror is reflected by a third dichroic mirror arranged in the lower space, Passes through the dichroic mirror and the first dichroic mirror, is reflected by the total reflection mirror arranged in the upper space, and enters the fluorescence measurement window of the diagnostic cartridge through the sample objective lens arranged in the sample objective lens opening of the lower plate of the optical module. Thus, the second fluorescence is generated, and the second fluorescence passes through the sample objective lens and is reflected by the total reflection mirror, passes through the first second and third dichroic mirrors in sequence, and is then placed on a straight path. 3 is a path going through the focusing lens and the second pinhole plate to the second optical sensor, and the transmission wavelength of the third dichroic mirror is a longer wavelength than the wavelength of the second irradiated light,
An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path.
 제 3 항에 있어서,
상기 바코드 조사 광경로 정렬을 위해, 상기 상판은 상기 광센서 부착판의 바코드 광센서의 적치공간을 구비하고,
상기 하판은 상기 바코드 광센서를 상기 상판과 함께 끼움고정하는,
광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈.
The method of claim 3,
For alignment of the barcode irradiation optical path, the upper plate has a mounting space for the barcode optical sensor of the optical sensor attachment plate,
The lower plate fits and fixes the barcode optical sensor together with the upper plate,
An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path.
 제 3항에 있어서,
상기 제1 조사광은 300 내지 360nm 대역의 LED광이고,
상기 제2 조사광은 610 내지 650nm 대역의 레이저 다이오드 광인,
광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈.
The method of claim 3,
The first irradiation light is LED light in the 300 to 360 nm band,
The second irradiation light is a laser diode light of a band of 610 to 650 nm,
An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path.
 제 5항에 있어서,
상기 제1 이색성 거울의 투과파장은 550nm 이상이고,
상기 제2 이색성 거울의 투과파장은 600nm 이상이며,
상기 제3 이색성 거울의 투과파장은 660nm 이상인,
광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈.
The method of claim 5,
The transmission wavelength of the first dichroic mirror is 550 nm or more,
The transmission wavelength of the second dichroic mirror is 600 nm or more,
The transmission wavelength of the third dichroic mirror is 660 nm or more,
An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path.
 제 5항에 있어서,
상기 제2 시료 조사 광경로는, 상기 제3 이색성 거울과 상기 제3 집속렌즈 사이에 광필터를 더 포함하고,
상기 광필터의 투과파장 대역은 650 내지 725nm 범위인,
광경로를 공유하는 복수개의 광원을 포함하는 광학모듈.
The method of claim 5,
The second sample irradiation optical path further includes an optical filter between the third dichroic mirror and the third focusing lens,
The transmission wavelength band of the optical filter is in the range of 650 to 725 nm,
An optical module including a plurality of light sources sharing an optical path.
 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 광학모듈을 포함하는,
다중 면역진단 형광리더기. Including the optical module of any one of claims 1 to 7,
Multiple immunodiagnostic fluorescent reader.
KR1020190150122A 2019-11-21 2019-11-21 Optical Module Comprising Multiple Light Sources Sharing Optical Path and Multiple Immunodiagnostic Fluorescent Reader Using The Same KR102231815B1 (en)

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