KR102427990B1 - Fo-lspr diagnostic system for biomolecule, comprising disposable optical fiber sensor and cartridge thereof - Google Patents

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Abstract

FO-LSPR 장비와 연계하여 사용되는 광섬유 센서 및 이를 장착할 수 있는 일회용 센서 카트리지가 제시된다. 본 발명의 일회용 센서 카트리지는 반응 챔버, 센서 삽입 홈, 유체 통로 및 웨이스트 저장소가 형성된 카트리지 몸체 및 시료 주입구, 유체 배출구가 형성된 카트리지 덮개를 포함하는 것으로, 광섬유 센서를 장착한 후 FO-LSPR 장비를 연결하여 바이러스의 핵산 등 생체 분자의 신속한 검출에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 센서 카트리지는 FO-LSPR 장비와 쉽게 탈착가능하여 사용이 편리하고, 플라스틱 소재를 채택하여 생산단가가 낮고 대량생산이 용이하다. An optical fiber sensor used in connection with FO-LSPR equipment and a disposable sensor cartridge capable of mounting the same are presented. The disposable sensor cartridge of the present invention includes a cartridge body having a reaction chamber, a sensor insertion groove, a fluid passage and a waste reservoir, and a cartridge cover having a sample inlet and a fluid outlet, and after mounting the optical fiber sensor, connect the FO-LSPR equipment Therefore, it can be used for rapid detection of biomolecules such as nucleic acids of viruses. In addition, the sensor cartridge of the present invention is easily detachable from the FO-LSPR equipment, so it is convenient to use, and by adopting a plastic material, the production cost is low and mass production is easy.

Description

일회용 광섬유 센서 및 이의 카트리지를 포함하는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템 {FO-LSPR DIAGNOSTIC SYSTEM FOR BIOMOLECULE, COMPRISING DISPOSABLE OPTICAL FIBER SENSOR AND CARTRIDGE THEREOF}FO-LSPR DIAGNOSTIC SYSTEM FOR BIOMOLECULE, COMPRISING DISPOSABLE OPTICAL FIBER SENSOR AND CARTRIDGE THEREOF

본 발명은 일회용 광섬유 센서 및 이의 카트리지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 FO-LSPR(fiber optics-localized surface plasmon resonance)과 같은 광학 검출장비와 연계되어 신속하고 간편하게 감염성 질환의 진단에 사용할 수 있는 일회용 광섬유 센서 및 이의 카트리지에 관한 것이다. The present invention relates to a disposable optical fiber sensor and a cartridge thereof, and more particularly, to a disposable optical fiber that can be used for rapid and convenient diagnosis of infectious diseases in connection with optical detection equipment such as FO-LSPR (fiber optics-localized surface plasmon resonance) It relates to a sensor and a cartridge thereof.

바이오센서는 생체 물질의 농도 변화나 존재 유무를 검출하는 분석장치로, 보통 항원이나 핵산 등의 생체 분자가 결합할 수 있는 리간드를 센서에 부착하여 생체 분자가 이 리간드에 결합하여 생기는 물리화학적 변화를 측정하기 위해 이용된다. 이러한 물리화학적 변화에는 전기화학(electrochemical), SPR(surface plasmon resonance, 표면 플라즈몬 공명), LSPR(localized surface plasmon resonance, 국소화 표면 플라즈몬 공명), FET(field effect transistor), 형광, QCM(quartz crystal microbalance) 등이 있다. A biosensor is an analysis device that detects changes in the concentration or presence of biomaterials. Usually, a ligand capable of binding biomolecules such as antigens or nucleic acids is attached to the sensor to detect physicochemical changes caused by binding of biomolecules to the ligand. used to measure These physicochemical changes include electrochemical, surface plasmon resonance (SPR), localized surface plasmon resonance (LSPR), field effect transistor (FET), fluorescence, and quartz crystal microbalance (QCM). etc.

LSPR은 미세한 금속 나노 입자에 빛을 조사할 때 금속 표면과 유전체의 경계에서 빛과 전자의 상호작용에 의해 전자들이 집단적으로 진동하는 현상이다(Willets and Van Duyne, Annu rev Phys Chem 58:267-297, 2007; Petryayeva and Krull, Anal Chim Acta., 706: 8-24, 2011). 이 금속 나노 입자의 표면에 생체 분자를 고정하고 이에 결합할 수 있는 다른 분자를 추가하여 결합하게 하면 주변 매질의 굴절률이 변하고 따라서 공명이 일어나는 파장에 변화가 일어나게 되며 이 변화를 검출장치로 검출한다. LSPR is a phenomenon in which electrons collectively vibrate due to the interaction of light and electrons at the boundary between the metal surface and the dielectric when light is irradiated to fine metal nanoparticles (Willets and Van Duyne, Annu rev Phys Chem 58:267-297 , 2007; Petryayeva and Krull, Anal Chim Acta., 706: 8-24, 2011). When biomolecules are fixed on the surface of these metal nanoparticles and other molecules capable of binding to them are added to bind them, the refractive index of the surrounding medium changes, and thus the wavelength at which resonance occurs is changed, and this change is detected with a detection device.

감염성 질환 등 특정 병원균 또는 바이러스를 검출하는 진단법으로는 면역 진단법과 분자 진단법을 들 수 있다. 분자 진단법의 대표적인 기술은 핵산 검출에 많이 사용되고 있는 PCR이다. 그러나, 이 방법은 샘플 조작이 필요하고, 비용과 시간이 많이 소요되며 큰 장비가 요구되고, 시료 조작시 오염될 가능성이 있어 현장 진단 (POCT, point-of-care testing)에서는 한계점을 드러내었다.As a diagnostic method for detecting a specific pathogen or virus, such as an infectious disease, immunodiagnostics and molecular diagnostics may be used. A representative technique of molecular diagnostics is PCR, which is widely used for nucleic acid detection. However, this method has limitations in point-of-care testing (POCT) because it requires sample manipulation, requires a lot of cost and time, requires large equipment, and may be contaminated during sample manipulation.

따라서, 현장 진단을 위해서는 샘플 조작이 간단하고, 큰 장비의 필요없이 신속하게 표적 물질을 검출할 수 있는 방법이나 이를 구현할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있다. Therefore, for on-site diagnosis, there is a demand for a method for simple sample manipulation and a method for rapidly detecting a target material without the need for large equipment or a device capable of implementing the same.

본 발명자 등은 현장에서 사용되는 소규모의 진단장비와 연계하여 사용할 수 있는 일회용 광섬유 센서 카트리지를 개발함으로써 그러한 업계의 요구에 부응하고자 하였다. The inventors of the present invention and the like have tried to meet the needs of the industry by developing a disposable optical fiber sensor cartridge that can be used in connection with a small-scale diagnostic equipment used in the field.

선행 특허문헌 10-1847745Prior Patent Document 10-1847745

본 발명의 목적은 감염성 질환 등을 진단하기 위해 소규모 광학 검출장비와 연계하여 사용가능한 일회용 광섬유 센서 및 이의 카트리지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a disposable optical fiber sensor and a cartridge thereof that can be used in conjunction with a small-scale optical detection device to diagnose infectious diseases and the like.

본 발명의 다른 목적은 플라스틱 소재로 제작하여 대량생산이 용이한 일회용 광섬유 센서 카트리지를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a disposable optical fiber sensor cartridge made of a plastic material and easily mass-produced.

본 발명의 다른 목적은 상기 카트리지에 맞춤형으로 장착 가능한 일회용 광섬유 센서 부재를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a disposable optical fiber sensor member that can be customized to the cartridge.

본 발명의 다른 목적은 일회용 광섬유 센서 부재 및 이의 카트리지를 포함하는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a biomolecular diagnostic system using FO-LSPR, including a disposable optical fiber sensor member and a cartridge thereof.

본 발명의 일 측면은 One aspect of the present invention is

광섬유 센서 부재를 장착하기 위한 일회용 센서 카트리지로서,A disposable sensor cartridge for mounting a fiber optic sensor member, comprising:

반응 챔버, 센서 삽입 홈, 유체 통로 및 웨이스트 저장소가 형성된 카트리지 몸체 및a cartridge body having a reaction chamber, a sensor insertion groove, a fluid passageway and a waste reservoir formed therein;

시료 주입구 및 유체 배출구가 형성된 카트리지 덮개를 포함하는, 일회용 센서 카트리지를 제시할 수 있다. A disposable sensor cartridge may be provided, comprising a cartridge cover having a sample inlet and a fluid outlet formed therein.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 카트리지는 반응 챔버, 제1 센서 삽입홈, 제1 유체 통로 및 웨이스트 저장소를 포함하는 카트리지 몸체 및 상면에 시료 주입구, 시료 배출구 및 상기 시료 배출구로부터 나온 유체를 상기 웨이스트 저장소로 유입시키는 웨이스트 유입구가 형성되어 있고, 그 이면에는 상기 제1 유체 통로에 대응하는 제2 유체 통로, 웨이스트 유입구 및 제1 센서 삽입홈에 대응하는 제2 센서 삽입홈이 형성되어 있는 카트리지 덮개를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the cartridge is a cartridge body including a reaction chamber, a first sensor insertion groove, a first fluid passage and a waste reservoir, and a sample inlet, a sample outlet, and a fluid discharged from the sample outlet on the upper surface of the waste A cartridge cover having a waste inlet for introducing it into the reservoir and having a second fluid passage corresponding to the first fluid passage, a waste inlet, and a second sensor insertion groove corresponding to the first sensor insertion groove on the back surface of the cartridge cover. may include

상기 웨이스트 저정소로의 유체의 유입은 시료 배출구 부위를 포함하는 덮개 상면의 일부를 경사면으로 형성함으로써 초래될 수 있다. The inflow of the fluid into the waste storage area may be caused by forming a portion of the upper surface of the cover including the sample outlet portion as an inclined surface.

일 구체예에서, 상기 카트리지는 반응 챔버, 센서 삽입홈, 유체 통로, 연결 통로 및 웨이스트 저장소가 형성되어 있는 카트리지 몸체 및 상면에 시료 주입구 및 공기 배출구가 형성되어 있고, 그 이면에는 상기 유체 통로에 대응하는 제1 돌출부 및 상기 센서 삽입 홈에 대응하는 제2 돌출부가 구비되어 있는 카트리지 덮개를 포함할 수 있다. In one embodiment, the cartridge includes a reaction chamber, a sensor insertion groove, a fluid passageway, and a connection passageway. and a cartridge body having a waste reservoir and a sample inlet and an air outlet formed on the upper surface, and a first protrusion corresponding to the fluid passage and a second protrusion corresponding to the sensor insertion groove on the rear surface of the cartridge It may include a cover.

일 구체 예에서, 상기 센서 카트리지의 덮개와 몸체는 서로 접을 수 있거나 분리된 형태일 수 있다.In one embodiment, the cover and the body of the sensor cartridge may be folded or separated from each other.

일 구체 예에서, 상기 카트리지의 몸체 및/또는 덮개에는 광섬유 센서 부재가 배치되는 홈이 더 형성될 수 있다.In one embodiment, a groove in which an optical fiber sensor member is disposed may be further formed in the body and/or cover of the cartridge.

본 발명의 다른 측면은 상기한 센서 카트리지에 장착되는 광섬유 센서 부재를 제시할 수 있다. Another aspect of the present invention may present an optical fiber sensor member mounted on the sensor cartridge described above.

일 구체예에서, 상기 광섬유 센서 부재에 내포되는 광섬유는 하나 이상일 수 있다. 상기 광섬유의 말단에는 DNA 올리고머, RNA 올리고머, 항원 또는 항체가 부착된 금속 나노 입자가 결합되어 있을 수 있다. In one embodiment, the optical fiber included in the optical fiber sensor member may be one or more. At the end of the optical fiber, a DNA oligomer, an RNA oligomer, Metal nanoparticles to which antigens or antibodies are attached may be bound.

일 구체예에서, 상기 광섬유 센서 부재는 광섬유 센서 부재에 내포되는 광섬유가 두 개인 경우 하나의 광섬유 말단에는 ssDNA 올리고머가 부착된 금속 나노 입자가, 다른 하나의 광섬유의 말단에는 ssRNA 올리고머가 부착된 금속 나노 입자가 결합된 것일 수 있다. In one embodiment, when the optical fiber sensor member has two optical fibers included in the optical fiber sensor member, a metal nanoparticle having an ssDNA oligomer attached to the end of one optical fiber and a metal nanoparticle having an ssRNA oligomer attached to the end of the other optical fiber The particles may be bound.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 일회용 센서 카트리지 및 이에 장착되는 광섬유 센서 부재를 포함하는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템을 제시할 수 있다. According to another aspect of the present invention, a biomolecule diagnosis system using FO-LSPR including the disposable sensor cartridge and an optical fiber sensor member mounted thereon can be provided.

본 발명의 일회용 센서 카트리지는 광섬유 센서를 장착한 후 FO-LSPR 장비를 연결하여 감염성 질환 등을 진단하기 위한 생체 분자의 신속한 검출에 사용될 수 있다. 본 발명의 센서 카트리지는 FO-LSPR 장비와 쉽게 탈착가능하여 사용이 편리하고, 플라스틱 소재를 채택하여 생산단가가 낮고 대량생산이 용이하다. The disposable sensor cartridge of the present invention can be used for rapid detection of biomolecules for diagnosing infectious diseases by connecting FO-LSPR equipment after mounting an optical fiber sensor. The sensor cartridge of the present invention is easily detachable from the FO-LSPR equipment, so it is convenient to use, and by adopting a plastic material, the production cost is low and mass production is easy.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 덮개(A')와 몸체(A)가 접힌 상태의 센서 카트리지(1)와 광섬유 센서 부재(31)가 조립된 양태를 나타내는 모식도이고,
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 센서 카트리지의 덮개(A')를 젖혔을 때 보이는 몸체(A)와 덮개 이면의 각 부위의 명칭을 나타내는 모식도이고,
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 센서 카트리지에 광섬유 센서 부재(31)를 장착하고, 덮개를 닫은 뒤 상기 센서 부재(31)의 타단에 어댑터(34)를 연결하는 과정을 순서대로 보여주는 모식도이고,
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 센서 카트리지(B,B')에 광섬유 센서 부재(41) 및 어댑터(42)가 연결되는 관계를 나타내는 모식도이고,
도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 센서 카트리지 몸체(B)와 덮개(B') 이면을 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명의 일 구체예에 따라 센서 카트리지 몸체(B)에 광섬유 센서 부재(41)가 장착된 양태를 위에서 본 모식도이고,
도 8은 본 발명의 일 구체예에 따라 센서 카트리지(B,B'), 광섬유 센서 부재(41) 및 어댑터(42)가 조립된 양태를 나타내는 모식도이고,
도 9는 본 발명의 일 구체예에 따른 센서 카트리지를 레이저 광원, 검출기 및 신호 분석 프로그램이 장착된 컴퓨터를 포함하는 FO-LSPR 장비의 본체 케이스에 삽입하여 운용하는 양태를 보여주는 모식도이다. 1 and 2 are schematic diagrams showing the assembled state of the sensor cartridge 1 and the optical fiber sensor member 31 in a state in which the cover (A ') and the body (A) are folded according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a schematic diagram showing the names of the body (A) and the name of each part on the back of the cover when the cover (A ') of the sensor cartridge according to an embodiment of the present invention is folded,
4 is a schematic view sequentially showing the process of mounting the optical fiber sensor member 31 to the sensor cartridge according to an embodiment of the present invention, and connecting the adapter 34 to the other end of the sensor member 31 after closing the cover. ego,
5 is a schematic diagram showing the relationship in which the optical fiber sensor member 41 and the adapter 42 are connected to the sensor cartridges (B, B') according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a perspective view showing the back of the sensor cartridge body (B) and the cover (B ') according to an embodiment of the present invention,
7 is a schematic view from above of an aspect in which the optical fiber sensor member 41 is mounted on the sensor cartridge body (B) according to an embodiment of the present invention;
8 is a schematic diagram showing an assembled state of the sensor cartridges (B, B'), the optical fiber sensor member 41 and the adapter 42 according to an embodiment of the present invention,
9 is a schematic diagram showing an operation mode by inserting the sensor cartridge according to an embodiment of the present invention into the main body case of the FO-LSPR equipment including a computer equipped with a laser light source, a detector, and a signal analysis program.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 이유로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, these are presented as preferred examples of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention for any reason.

여기에 기재되지 않은 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Content not described herein will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art to which the present invention pertains.

본 발명에서 용어 "진단"은 질환 또는 질환과 관계된 균 또는 바이러스의 존재 또는 부존재를 확인하는 것을 지칭한다.In the present invention, the term "diagnosis" refers to confirming the presence or absence of a disease or disease-related bacteria or virus.

본 발명에서 용어 "검출"은 정량 및/또는 정성 분석을 포함하는 것으로, 물질의 존재 또는 부존재의 검출, 존재하는 양(수준)에 대한 검출을 포함한다.In the present invention, the term "detection" includes quantitative and/or qualitative analysis, and includes detection of the presence or absence of a substance, and detection of the amount (level) present.

본 발명에서 용어 "검체 시료"는 대상체에서 분리한 생체 시료 또는 상기 시료를 포함하는 액상 유체로서, 예를 들어, 피험자로부터 채취한 혈액, 타액, 소변, 코 뒤쪽 점막 분비물을 포함한다. As used herein, the term "specimen sample" refers to a biological sample isolated from a subject or a liquid fluid including the sample, and includes, for example, blood, saliva, urine, and mucosal secretions from the back of the nose collected from a subject.

본 발명에서 용어 "유체"는 검체 시료, 완충액, 워싱액 또는 공기를 포함한다. As used herein, the term "fluid" includes a sample sample, a buffer, a washing solution, or air.

본 발명의 일 구체예는 광섬유 센서 부재를 장착하기 위한 일회용 센서 카트리지로서, 반응 챔버, 센서 삽입 홈, 유체 통로 및 웨이스트 저장소가 형성된 카트리지 몸체 및 시료 주입구 및 유체 배출구가 형성된 카트리지 덮개를 포함하는, 일회용 센서 카트리지이다. 상기 센서 카트리지는 광섬유 센서 및 FO-LSPR 장비와 연계하여 감염성 질환 등을 진단하기 위한 표적 물질의 신속한 검출에 이용된다. One embodiment of the present invention is a disposable sensor cartridge for mounting a fiber optic sensor member, comprising a cartridge body having a reaction chamber, a sensor insertion groove, a fluid passage and a waste reservoir formed therein, and a cartridge cover having a sample inlet and a fluid outlet formed therein. sensor cartridge. The sensor cartridge is used for rapid detection of a target material for diagnosing an infectious disease in connection with an optical fiber sensor and FO-LSPR equipment.

일 구체예에서, 상기 센서 카트리지는 반응 챔버(26), 제1 센서 삽입홈(27), 제1 유체 통로(28) 및 웨이스트 저장소(29)가 형성되어 있는 카트리지 몸체(A) 및 상면에 시료 주입구(11), 시료 배출구(12) 및 상기 시료 배출구로부터 나온 유체를 상기 웨이스트 저장소로 유입시키는 웨이스트 유입구(13)가 형성되어 있고, 그 이면에는 상기 제1 유체 통로에 대응하는 제2 유체 통로(24), 웨이스트 유입구(23) 및 제1 센서 삽입홈에 대응하는 제2 센서 삽입홈(25)이 형성되어 있는 카트리지 덮개(A')를 포함할 수 있다. 웨이스트 유체의 저장소로의 유입은 시료 배출구 부위를 포함하는 덮개 상면의 일부를 경사면으로 형성함으로써 초래될 수 있다. In one embodiment, the sensor cartridge includes a cartridge body (A) having a reaction chamber (26), a first sensor insertion groove (27), a first fluid passage (28) and a waste reservoir (29) formed therein, and a sample on the upper surface The inlet 11, the sample outlet 12, and the waste inlet 13 for introducing the fluid from the sample outlet into the waste reservoir are formed, and a second fluid passage corresponding to the first fluid passage ( 24), the waist inlet 23 and the cartridge cover (A') in which the second sensor insertion groove 25 corresponding to the first sensor insertion groove is formed. The inflow of the waste fluid into the reservoir may be effected by forming a portion of the upper surface of the cover including the sample outlet portion to be inclined.

일 구체예에서, 상기 센서 카트리지는 반응 챔버(46), 센서 삽입홈(47), 유체 통로(48) 및 연결통로(49) 및 웨이스트 저장소(50)가 형성되어 있는 카트리지 몸체(B) 및 상면에 시료 주입구(51) 및 공기 배출구(52)가 형성되어 있고, 그 이면에는 상기 유체 통로(48)에 대응하는 제1 돌출부(57) 및 상기 센서 삽입홈(47)에 대응하는 제2 돌출부(58)가 구비되어 있는 카트리지 덮개(B')를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 돌출부(57)의 돌출 높이는 유체 통로 깊이의 대략 70 내지 90% 정도로 형성할 수 있다. 상기 돌출부를 갖는 구조를 통해 워싱액이 유체 통로(48)를 지나 반응 챔버(46)의 하단으로 투입되면 반응 챔버 중심에 존재하던 유체를 밀어올림으로써 유체 교환이 보다 용이하게 일어날 수 있다. 제2 돌출부(58)는 센서 삽입홈(47)에 위치하는 두 가닥의 광섬유를 잡아주고, 반응 챔버(46)내 잘못된 유체 넘침을 방지하며, 카트리지 몸체와 덮개를 고정시키는 역할을 할 수 있다. In one embodiment, the sensor cartridge has a cartridge body (B) and an upper surface in which a reaction chamber (46), a sensor insertion groove (47), a fluid passage (48) and a connection passage (49) and a waste reservoir (50) are formed. A sample inlet 51 and an air outlet 52 are formed in the back surface, and a first protrusion 57 corresponding to the fluid passage 48 and a second protrusion corresponding to the sensor insertion groove 47 ( 58) may include a cartridge cover (B') provided with. Here, the protrusion height of the first protrusion 57 may be approximately 70 to 90% of the depth of the fluid passage. When the washing liquid passes through the fluid passage 48 and is injected into the lower end of the reaction chamber 46 through the structure having the protrusion, the fluid exchange can occur more easily by pushing up the fluid existing in the center of the reaction chamber. The second protrusion 58 may serve to hold the two strands of optical fiber positioned in the sensor insertion groove 47 , prevent an erroneous overflow of fluid in the reaction chamber 46 , and fix the cartridge body and the cover.

일 구체예에서, 상기 센서 카트리지의 덮개와 몸체는 서로 접히는 형태를 가질 수 있다. 이 경우 덮개와 몸체를 접었을 때 덮개 이면 및 몸체는 서로 대응하는 각 위치에서 맞닿아 완전한 공간이나 통로를 이룬다(도 4). 예를 들어, 카트리지 몸체의 제1 유체 통로(28)와 덮개 이면의 제2 유체 통로(24)가 맞닿아 완전한 유체 통로를 이루며, 몸체의 제1 센서 삽입홈(27)과 덮개 이면의 제2 센서 삽입홈(25)이 맞닿아 완전한 센서 삽입홈을 이룬다. In one embodiment, the cover and the body of the sensor cartridge may have a shape that is folded with each other. In this case, when the cover and the body are folded, the back surface of the cover and the body abut at respective positions corresponding to each other to form a complete space or passage (FIG. 4). For example, the first fluid passage 28 of the cartridge body and the second fluid passage 24 on the back surface of the cover contact to form a complete fluid passage, and the first sensor insertion groove 27 of the body and the second fluid passage 24 on the back surface of the cover The sensor insertion groove 25 abuts to form a complete sensor insertion groove.

본 발명의 센서 카트리지의 몸체 및 덮개 이면의 각 부위는 개구부와 돌출부를 제외하고 음각으로 형성될 수 있다. Each part of the back surface of the body and cover of the sensor cartridge of the present invention may be formed in an intaglio except for the opening and the protrusion.

일 구체예에서, 상기 덮개와 몸체는 분리된 형태일 수 있다(도 5). 이 경우, 상기 덮개와 몸체는 연결 부품으로 결착되거나, 서로 상응하는 요철 부위를 가져 결착될 수 있다. In one embodiment, the cover and the body may be in a separate form (FIG. 5). In this case, the cover and the body may be coupled with a connecting part, or may have concave-convex portions corresponding to each other.

일 구체예에서, 상기 센서 카트리지의 몸체 및/또는 덮개에는 광섬유 센서 부재가 배치되는 홈이 더 형성될 수 있다.In one embodiment, a groove in which an optical fiber sensor member is disposed may be further formed in the body and/or cover of the sensor cartridge.

본 발명의 센서 카트리지에서 유체의 흐름은 다음과 같다. The flow of fluid in the sensor cartridge of the present invention is as follows.

센서 카트리지의 덮개를 덮은 상태에서 유체를 시료 주입구(11, 51)를 통하여 주입하면, 유체는 덮개의 시료 주입구에 대응하는 몸체의 구역으로 수집된 후 유체 통로를 지나 반응 챔버(26, 46)로 이동한다. 일 구체예에 의하면, 상기 유체는 반응 챔버(26, 46)에 위치한 광섬유 말단과 접촉한 뒤 시료 배출구(12)를 통하여 웨이스트 저장소(29)로 이동한다. 다른 일 구체예에 의하면, 상기 유체는 광섬유 말단과 접촉한 뒤 연결 통로(49)를 경유하여 웨이스트 저장소(50)로 이동한다. 이 경우 시료와 함께 카트리지 내부로 주입될 수 있는 공기는 공기 배출구(52)를 통하여 외부로 빠져 나간다. 웨이스트 저장소(29, 50)는 반응 챔버를 지난 여분의 유체를 저장하는 구역으로, 이를 통해 광섬유 센서의 리포터 분자와의 반응에 참여하지 않은 핵산이나 항원을 워싱액을 주입하여 제거할 수 있다.When the fluid is injected through the sample inlets 11 and 51 with the cover of the sensor cartridge covered, the fluid is collected into the area of the body corresponding to the sample inlet of the cover and then passes through the fluid passage to the reaction chambers 26 and 46. Move. According to one embodiment, the fluid moves to the waste reservoir 29 through the sample outlet 12 after contacting the optical fiber ends located in the reaction chambers 26 and 46 . According to another embodiment, the fluid moves to the waste storage 50 via the connecting passage 49 after contacting the optical fiber end. In this case, the air that can be injected into the cartridge together with the sample exits to the outside through the air outlet (52). The waste reservoirs 29 and 50 are areas for storing excess fluid that has passed through the reaction chamber, through which nucleic acids or antigens that do not participate in the reaction with the reporter molecule of the optical fiber sensor can be removed by injecting a washing solution.

본 발명의 다른 측면의 일 구체예는 상기한 센서 카트리지에 장착되는 광섬유 센서 부재(31, 41)이다. One embodiment of another aspect of the present invention is the optical fiber sensor members 31 and 41 mounted on the sensor cartridge described above.

일 구체예에서, 상기 광섬유 센서 부재(31)에 내포되는 광섬유는 하나일 수 있다. In one embodiment, the optical fiber included in the optical fiber sensor member 31 may be one.

일 구체예에서, 상기 광섬유 센서 부재(41)에 내포되는 광섬유는 둘일 수 있다. In one embodiment, there may be two optical fibers included in the optical fiber sensor member 41 .

상기 광섬유 센서 부재는 도 4 및 도 7과 같이, 노출된 광섬유 말단이 센서 카트리지의 반응 챔버 내에 위치하도록 센서 카트리지에 장착된다. 상기 광섬유 말단에는 리포터 분자가 부착된 금속 나노 입자가 정전기적으로 결합되어 있다. 상기 금속 나노 입자는 예를 들어, 대략 50nm의 구형의 금 또는 은 나노 입자일 수 있다. The optical fiber sensor member is mounted to the sensor cartridge such that the exposed optical fiber end is positioned within the reaction chamber of the sensor cartridge, as shown in FIGS. 4 and 7 . Metal nanoparticles to which a reporter molecule is attached are electrostatically coupled to the end of the optical fiber. The metal nanoparticles may be, for example, gold or silver nanoparticles having a spherical shape of about 50 nm.

상기 리포터 분자는 반응 챔버 내 반응의 지표로 작용하며, 시료 내 표적 물질의 존재 여부에 따라 절단, 결합 등 구조적으로 변화할 수 있는 DNA, RNA, 항원, 항체 등을 포함한다. 상기 표적 물질은 예를 들어, 특정 병원균이나 바이러스에서 유래한 DNA, RNA, 항원 또는 항체일 수 있다.The reporter molecule acts as an indicator of the reaction in the reaction chamber, and includes DNA, RNA, antigen, antibody, etc. that can be structurally changed such as cleavage or binding depending on the presence of a target material in the sample. The target material may be, for example, DNA, RNA, antigen or antibody derived from a specific pathogen or virus.

예를 들어, 말라리아 감염을 진단하는 경우 표적 물질로 HRP2 또는 LDH 항원을, 결핵을 진단하는 경우 CFP-10 항원을 이용할 수 있고, 리포터 분자로는 상기 항원에 대한 항체를 이용할 수 있다. For example, when diagnosing malaria infection, an HRP2 or LDH antigen can be used as a target substance, when diagnosing tuberculosis, a CFP-10 antigen can be used, and an antibody against the antigen can be used as a reporter molecule.

예를 들어, 검출하고자 하는 표적 물질이 dsDNA이고, CRISPR-Cas12a 시스템을 이용하여 표적 물질을 검출하려는 경우, 광섬유 센서 부재의 광섬유 말단에 결합되는 금속 나노 입자에 부착되는 리포터 분자는 ssDNA일 수 있다. 이 경우 카스 단백질과 크리스퍼 RNA의 중합체가 검체 시료 내 크리스퍼 RNA에 상보적인 염기서열을 갖는 표적 DNA에 특이적으로 결합하여 이를 절단하면 Cas12a의 비특이적 DNase 활성이 유도되어 광섬유 센서의 금속 나노 입자에 부착된 ssDNA가 절단되고, 이 변화를 FO-LSPR 장비가 감지하여 상기 표적 물질의 존재 여부를 알 수 있다. For example, when the target substance to be detected is dsDNA, and the target substance is detected using the CRISPR-Cas12a system, the reporter molecule attached to the metal nanoparticles coupled to the end of the optical fiber of the optical fiber sensor member may be ssDNA. In this case, when the polymer of Cas protein and CRISPR RNA specifically binds to and cuts the target DNA having a nucleotide sequence complementary to CRISPR RNA in the sample sample, the non-specific DNase activity of Cas12a is induced, and the metal nanoparticles of the optical fiber sensor are cleaved. The attached ssDNA is cut, and the FO-LSPR equipment detects this change to determine the presence of the target material.

상기 광섬유 센서 부재에 내포되는 광섬유가 둘일 경우 한 가닥은 콘트롤로 이용하여 시스템의 정상 작동 여부를 용이하게 판정할 수 있다. When there are two optical fibers included in the optical fiber sensor member, one strand may be used as a controller to easily determine whether the system operates normally.

예를 들어, CRISPR-Cas12a를 이용하여 dsDNA 바이러스를 검출하는 경우, 하나의 광섬유 말단의 금속 나노 입자 표면에는 활성화된 Cas12a가 작용하는 ssDNA 올리고머가 부착되고 다른 하나의 광섬유의 말단의 금속 나노 입자 표면에는 활성화된 Cas13a가 작용하는 ssRNA 올리고머가 부착될 수 있다. 생체 시료에 항상 존재하는 분자(GAPDH, beta-actin 등의 하우스키핑 유전자)에 대응하는 crRNA를 설계하여 Cas13a를 활성화시키고(실제 실험에서는 하나의 튜브 안에 시료와 Cas12a 및 Cas13a를 함께 넣어 반응시킨다), 이를 광섬유 센서에 접촉시키면 활성화된 Cas13a가 광섬유에 부착된 ssRNA 올리고머를 절단하여 LSPR 신호를 송출함으로써 시스템이 정상적으로 작동한다는 것을 표적 물질의 검출 여부와 함께 확인할 수 있다. For example, when detecting a dsDNA virus using CRISPR-Cas12a, an ssDNA oligomer acting with activated Cas12a is attached to the surface of a metal nanoparticle at the end of one optical fiber, and on the surface of a metal nanoparticle at the end of the other optical fiber. An ssRNA oligomer to which activated Cas13a acts may be attached. Activate Cas13a by designing crRNA corresponding to a molecule that is always present in biological samples (housekeeping genes such as GAPDH and beta-actin) When this is brought into contact with the optical fiber sensor, activated Cas13a cuts the ssRNA oligomer attached to the optical fiber and transmits an LSPR signal, thereby confirming that the system operates normally along with detection of the target material.

CRISPR-Cas13a를 이용하여 표적 물질로 RNA 바이러스를 검출하는 경우에는 두 광섬유의 말단에 있는 금속 나노 입자에 부착되는 리포터 분자를 상술한 것과 반대로 구성할 수 있다. In the case of detecting an RNA virus as a target material using CRISPR-Cas13a, the reporter molecule attached to the metal nanoparticles at the ends of the two optical fibers can be configured in the opposite way to that described above.

일 구체예에서, 광섬유 센서 부재(31)는 광섬유(310)가 지지부(311)를 관통하며, 이 지지부는 광섬유를 지지하는 역할과 함께 후단의 어댑터(34)에 광섬유를 연결하는 역할을 한다. 광섬유 말단이 반응 챔버에 위치하도록 이 부재가 센서 카트리지의 상응하는 홈(32)에 장착되면, 노출된 광섬유는 센서 삽입 홈(27)에 위치하게 된다(도 4). In one embodiment, in the optical fiber sensor member 31 , the optical fiber 310 passes through the support 311 , and the support serves to support the optical fiber and connect the optical fiber to the adapter 34 at the rear end. When this member is mounted in the corresponding groove 32 of the sensor cartridge so that the optical fiber end is located in the reaction chamber, the exposed optical fiber is placed in the sensor insertion groove 27 (FIG. 4).

일 구체예에서, 광섬유 센서 부재(41)는 광섬유(410)가 지지부(412)를 관통하며, 이 지지부는 광섬유를 지지하는 역할과 함께 후단의 어댑터(42)에 광섬유를 연결하는 역할을 한다. 광섬유 말단이 반응 챔버(46)에 위치하도록 광섬유 센서 부재를 카트리지에 장착하면, 노출된 광섬유는 센서 삽입홈(47)에 위치하게 된다(도 7). 상기 광섬유 센서 부재는 카트리지 몸체 내에서 두 가닥의 광섬유의 간격을 유지하는 가이드(411)를 더 포함할 수 있다. 두 가닥의 광섬유를 갖는 광섬유 센서 부재(41)가 카트리지 몸체에 장착되면 상기 가이드에서 나오는 두 가닥의 광섬유가 센서 챔버(46)를 향하여 점차 모아지도록 배치된다. In one embodiment, in the optical fiber sensor member 41 , the optical fiber 410 passes through the support 412 , and the support serves to support the optical fiber and connect the optical fiber to the adapter 42 at the rear end. When the optical fiber sensor member is mounted to the cartridge so that the optical fiber end is positioned in the reaction chamber 46, the exposed optical fiber is positioned in the sensor insertion groove 47 (FIG. 7). The optical fiber sensor member may further include a guide 411 for maintaining a distance between the two optical fibers in the cartridge body. When the optical fiber sensor member 41 having two optical fibers is mounted on the cartridge body, the two optical fibers coming out of the guide are arranged to gradually gather toward the sensor chamber 46 .

광섬유 센서 부재(41)와 어댑터(42)의 연결은 상기 지지부(412)를 관통하는 광섬유의 타단을 보호하는 보호캡(413)을 제거한 후 연결할 수 있다. 지지부(412)는 후단의 어댑터(42)와 맞물리는 형상이나 구조를 가져 어댑터에 쉽게 연결될 수 있다. The optical fiber sensor member 41 and the adapter 42 may be connected after removing the protective cap 413 that protects the other end of the optical fiber passing through the support 412 . The support 412 has a shape or structure that engages with the adapter 42 at the rear end so that it can be easily connected to the adapter.

상기 지지부와 가이드, 보호캡은 일반적인 플라스틱 소재로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 부재는 폴리스티렌, 폴리테트라플로오로에틸렌, PVC, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로부터 성형 가능하며 이에 제한되지 않는다. The support part, the guide, and the protective cap may be made of a general plastic material. for example, The member may be molded from polystyrene, polytetrafluoroethylene, PVC, polypropylene, polyethylene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, and the like, but is not limited thereto.

광섬유 센서 부재(31, 41)의 광섬유(310, 410)는 시판되는 다중모드 광섬유를 이용할 수 있다.The optical fibers 310 and 410 of the optical fiber sensor members 31 and 41 may use commercially available multimode optical fibers.

어댑터는 광섬유 연결 부재(예를 들어 SC/PC 커넥터)와 연결되어 후단의 광원 및 검출기와 연결된다. 이러한 연결 부재의 사용으로 본 발명의 센서 카트리지는 상기 광학 장비로부터 쉽게 탈착 가능하다. The adapter is connected to the optical fiber connection member (eg, SC/PC connector) to connect to the light source and the detector at the rear end. By using such a connection member, the sensor cartridge of the present invention is easily detachable from the optical device.

본 발명의 일회용 센서 카트리지는 이에 장착되는 광섬유 센서와 함께 어댑터를 통하여 LSPR 장치와 연계되어 분자 진단 시스템을 구축할 수 있으며 상기 시스템은 광원, 검출기, 컴퓨터상의 신호 분석 프로그램을 포함할 수 있다.The disposable sensor cartridge of the present invention may be linked to an LSPR device through an adapter together with an optical fiber sensor mounted therein to construct a molecular diagnostic system, and the system may include a light source, a detector, and a signal analysis program on a computer.

도 9는 예시적으로, 본 발명의 센서 카트리지가 장착된 FO-LSPR 장비를 보여준다. FO-LSPR 기기 본체 케이스 내부에는 광원, 검출기, 신호 변환기가 장착되어 있으며, 케이스 외부에 본 발명의 센서 카트리지를 삽입할 수 있는 삽입구가 구비되어 있다. 상단의 컴퓨터에는 신호 분석 프로그램이 설치되어 있다. 9 exemplarily shows an FO-LSPR device equipped with a sensor cartridge of the present invention. A light source, a detector, and a signal converter are mounted inside the FO-LSPR device body case, and an insertion hole for inserting the sensor cartridge of the present invention is provided outside the case. A signal analysis program is installed on the computer at the top.

상기 본체 케이스는 현장 진단의 경우 대략 180mm x 90mm x 120mm 크기로 제작 가능하며, 상기 크기는 목적 또는 필요에 따라 변경 가능하다. 이에 상응하는 본 발명의 센서 카트리지는 예를 들어, 크기가 80mm x 10mm x 25mm일 수 있으며, 목적 또는 필요에 따라 변경 가능하다. The main body case can be manufactured in a size of about 180mm x 90mm x 120mm for on-site diagnosis, and the size can be changed according to purpose or necessity. Correspondingly, the sensor cartridge of the present invention may have a size of, for example, 80 mm x 10 mm x 25 mm, and can be changed according to purposes or needs.

상기 FO-LSPR 시스템에서는 광원에서 빛을 광섬유에 조사하면 센서 카트리지에 장착된 광섬유 말단의 금속 나노 입자까지 도달한 뒤 되돌아오는 빛을 검출기가 감지하고 이 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 USB 전압 측정 모듈 장치(예를 들어, 시판 제품 Yocto-milliVolt-Rx 등)를 통하여 컴퓨터의 프로그램이 분석하여 표시해 준다. In the FO-LSPR system, the light from the light source is transmitted to the optical fiber. When it is irradiated, it reaches the metal nanoparticles at the end of the optical fiber mounted on the sensor cartridge. The detector detects the returned light and the computer program analyzes it and displays it through a USB voltage measurement module device (eg, commercially available Yocto-milliVolt-Rx, etc.) that converts this analog signal into a digital signal.

따라서, 본 발명의 광섬유 센서 부재 및 이것이 장착된 센서 카트리지는 FO-LSPR 장비와 연계하여 시료 내 표적 물질의 존재 여부에 따른 광섬유의 송출 신호를 분석함으로써, 표적 물질의 존재 여부를 고감도로 검출해 낼 수 있다. Therefore, the optical fiber sensor member of the present invention and the sensor cartridge equipped therewith can detect the presence of the target material with high sensitivity by analyzing the transmission signal of the optical fiber according to the presence or absence of the target material in the sample in conjunction with the FO-LSPR equipment. can

본 발명의 센서 카트리지는 종래 FO-LSPR의 유체 채널 센서 유닛에 대응하는 것으로, 종래 기술에서는 기본적으로 슬라이드 글라스 위에 PDMS 등의 반도체 소재로 형성하였다. 상기 유체 채널 센서 유닛은 FO-LSPR 기기와 일체로 구성되며 후단의 광학 검출 장치와 분리할 경우에는 광섬유를 절단하여야 하고, 새로운 유체 채널 센서 유닛과 광학 검출 장치를 연결할 경우에는 광섬유를 융합기로 연결하여야 하므로 사용이 불편할 뿐만 아니라 광학 시그널의 변화나 오류 등의 시그널 안정성 문제가 야기되었다. 또한, 고가의 PDMS 소재의 사용으로 인한 제작 비용 문제와 더불어 PDMS 소재로 제작하고 슬라이드 글라스 위에 부착하는 관계로 대량 생산이 쉽지 않았다. 나아가, 센서가 외부에 노출되어 있어 휴대나 운반이 어려워 실험실 장비로 국한되었으며, 유체 채널의 센서 유닛에 시료를 주입하거나 워싱할 때 시린지 펌프를 이용하는 번잡함이 있었다. The sensor cartridge of the present invention corresponds to the fluid channel sensor unit of the conventional FO-LSPR, and is basically formed of a semiconductor material such as PDMS on a slide glass in the prior art. The fluid channel sensor unit is integrally configured with the FO-LSPR device, and when it is separated from the optical detection device at the rear end, the optical fiber must be cut. Therefore, it is not only inconvenient to use, but also causes signal stability problems such as changes or errors in optical signals. In addition, mass production was not easy due to the production cost problem due to the use of expensive PDMS material and the production of PDMS material and attaching it on the slide glass. Furthermore, since the sensor is exposed to the outside, it is difficult to carry or transport, so it is limited to laboratory equipment, and there is the complexity of using a syringe pump when injecting or washing a sample into the sensor unit of the fluid channel.

본 발명의 센서 카트리지는 폴리스티렌, 폴리테트라플로오로에틸렌, PVC, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 일반적인 고분자 수지로부터 성형되어 소재 단가가 낮고 주형 제작할 수 있어 대량 생산이 용이하다. 또한, 어댑터 등의 연결 부품을 사용하여 후단의 광학 장치와 쉽게 탈착 가능하고, 피펫 등의 간단한 도구로 센서 카트리지의 주입구에 시료나 워싱액을 주입할 수 있어 간편하게 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 카트리지 몸체 자체에 웨이스트 유체를 보관할 수 있는 저장소를 구비함으로써, 시료나 워싱액의 주입시에 외부 환경으로 웨이스트 유체가 흘러넘치지 않도록 하므로 운용이 편리하고, 일회용으로 사용하고 폐기하기에 적합하다. The sensor cartridge of the present invention is molded from general polymer resins such as polystyrene, polytetrafluoroethylene, PVC, polypropylene, polyethylene, polycarbonate, and polyethylene terephthalate, so that the material cost is low and mass production is easy because it can be molded. In addition, it can be easily detached from the optical device at the rear end by using a connecting part such as an adapter, and a sample or washing solution can be injected into the inlet of the sensor cartridge with a simple tool such as a pipette, so it can be used conveniently. In addition, by having a reservoir for storing waste fluid in the cartridge body itself, the waste fluid does not overflow into the external environment when a sample or washing liquid is injected, so it is convenient to operate and suitable for disposable use and disposal .

나아가, 종래 기술의 유체 채널 센서는 투명 재질로 이루어져 빛에 민감하므로 암실에서만 사용가능한 반면, 본 발명의 센서 카트리지는 자체적으로 빛을 차단할 수 있는 소재와 구조를 채택하여 실내외 어디에서나 사용 가능하다는 장점이 있다.Furthermore, the fluid channel sensor of the prior art is made of a transparent material and is sensitive to light, so it can be used only in a dark room, whereas the sensor cartridge of the present invention adopts a material and structure that can block light by itself, so that it can be used anywhere indoors or outdoors. have.

본 발명의 일 구체예는 상기한 일회용 센서 카트리지 및 이에 장착되는 광섬유 센서 부재를 포함하는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템을 제공한다. One embodiment of the present invention provides a biomolecule diagnostic system using FO-LSPR, including the above-described disposable sensor cartridge and an optical fiber sensor member mounted thereon.

상기 생체 분자 진단 시스템에서, 광섬유 센서의 말단은 반응 챔버 내에서 금속 나노 입자가 부착된 리포터 분자 및 시료가 존재하는 환경에 노출된다. 광원으로부터 조사된 빛이 커넥터를 통하여 광섬유의 말단에 다다르면 광섬유에 부착된 리간드와 시료 내 분석물 간의 반응 상태에 따른 굴절률에 따라 반사된 빛(reflected light)이 검출기로 받아들여지고, 검출기는 이 빛의 양을 센서 출력 값으로 변환한다. 센서의 출력 신호 세기 값의 변화로 표적 물질의 유무를 판단할 수 있다.In the biomolecule diagnosis system, the distal end of the optical fiber sensor is exposed to an environment in which a reporter molecule to which metal nanoparticles are attached and a sample exist in a reaction chamber. When the light irradiated from the light source reaches the end of the optical fiber through the connector, the reflected light is received by the detector according to the refractive index according to the reaction state between the ligand attached to the optical fiber and the analyte in the sample, and the detector Converts a quantity to a sensor output value. The presence or absence of a target material may be determined by a change in the intensity value of an output signal of the sensor.

본 발명의 센서 카트리지는 광섬유 말단에 리포터 분자가 부착된 금속 나노 입자가 결합되어 있는 광섬유 센서 부재를 장착하고 FO-LSPR와 같은 광학 검출장비와 연결하여 생체 분자 진단 시스템을 구성할 수 있다. 특히, 본 발명의 광섬유 센서 부재 및 센서 카트리지를 포함하는 생체 분자 진단 시스템은 소규모 현장 진단 장비용으로 사용이 편리하다. The sensor cartridge of the present invention is equipped with an optical fiber sensor member in which metal nanoparticles with reporter molecules are attached to the end of the optical fiber and is connected to an optical detection device such as FO-LSPR to constitute a biomolecule diagnosis system. In particular, the biomolecular diagnostic system including the optical fiber sensor member and the sensor cartridge of the present invention is convenient for use in small-scale point-of-care diagnostic equipment.

1: 센서 카트리지
11: 카트리지 덮개 상면의 시료 주입구
12: 카트리지 덮개 상면의 시료 배출구
13: 카트리지 덮개 상면의 웨이스트 유입구
A': 카트리지 덮개
21: 카트리지 덮개 이면의 시료 주입구
22: 카트리지 덮개 이면의 시료 배출구
23: 카트리지 덮개 이면의 웨이스트 유입구
24: 제2 유체 통로
25: 제2 센서 삽입홈
A: 카트리지 몸체
26: 반응 챔버
27: 제1 센서 삽입홈
28: 제1 유체 통로
29: 웨이스트 저장소
31: 광섬유 센서 부재
310: 광섬유
311: 지지부
32, 33: 광섬유 센서 부재 삽입홈
34: 어댑터
B': 카트리지 덮개
51: 카트리지 덮개 상면의 시료 주입구
52: 카트리지 덮개 상면의 공기 배출구
55: 카트리지 덮개 이면의 시료 주입구
56: 카트리지 덮개 이면의 공기 배출구
57: 카트리지 덮개 이면의 제1 돌출부
58: 카트리지 덮개 이면의 제2 돌출부
B: 카트리지 몸체
46: 반응 챔버
47: 센서 삽입 홈
48: 유체 통로
49: 연결 통로
50: 웨이스트 저장소
41: 광섬유 센서 부재
410: 광섬유
411: 가이드
412: 지지부
413: 보호캡
42: 어댑터
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 않은 것으로 이해해야 한다. 1: sensor cartridge
11: Sample inlet on top of cartridge cover
12: Sample outlet on the top of the cartridge cover
13: Waist inlet on top of cartridge cover
A': cartridge cover
21: Sample inlet on the back of the cartridge cover
22: sample outlet on the back of the cartridge cover
23: Waste inlet on the back of the cartridge cover
24: second fluid passageway
25: second sensor insertion groove
A: Cartridge body
26: reaction chamber
27: first sensor insertion groove
28: first fluid passageway
29: Waste Storage
31: no optical fiber sensor
310: optical fiber
311: support
32, 33: optical fiber sensor member insertion groove
34: adapter
B': cartridge cover
51: sample inlet on the upper surface of the cartridge cover
52: the air outlet on the top of the cartridge cover
55: sample inlet on the back of the cartridge cover
56: Air outlet on the back of the cartridge cover
57: the first protrusion on the back of the cartridge cover
58: second protrusion on the back of the cartridge cover
B: Cartridge body
46: reaction chamber
47: sensor insertion groove
48: fluid passage
49: connecting passage
50: waste storage
41: optical fiber sensor member
410: optical fiber
411: guide
412: support
413: protective cap
42: adapter
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be implemented in a variety of different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate the technical spirit of the present invention. However, it will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without changing essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (10)

일회용 센서 카트리지, 이에 장착되는 광섬유 센서 부재, 레이저 광원 및 광검출기를 포함하는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템으로서,
상기 일회용 센서 카트리지는 반응 챔버, 센서 삽입 홈, 유체 통로 및 웨이스트 저장소가 형성된 카트리지 몸체 및 시료 주입구 및 유체 배출구가 형성된 카트리지 덮개를 포함하며, 상기 덮개와 몸체의 각 구성요소들은 상기 카트리지의 길이 방향으로 대칭형으로 형성되고, 상기 광섬유 센서 부재의 장착시 상기 광섬유 센서 부재의 광섬유의 일단은 센서 카트리지 내부의 반응 챔버에 위치하고 타단은 센서 카트리지 외부에 위치하여 광섬유 연결 부재를 통하여 FO-LSPR 장비의 상기 광원 및 검출기와 연계하여 사용되는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.A biomolecule diagnostic system using FO-LSPR comprising a disposable sensor cartridge, an optical fiber sensor member mounted thereon, a laser light source, and a photodetector, comprising:
The disposable sensor cartridge includes a cartridge body in which a reaction chamber, a sensor insertion groove, a fluid passage and a waste reservoir are formed, and a cartridge cover in which a sample inlet and a fluid outlet are formed. It is formed symmetrically, and when the optical fiber sensor member is mounted, one end of the optical fiber of the optical fiber sensor member is located in the reaction chamber inside the sensor cartridge, and the other end is located outside the sensor cartridge, and the light source of the FO-LSPR equipment and A biomolecular diagnostic system using FO-LSPR, used in conjunction with a detector. 일회용 센서 카트리지, 이에 장착되는 광섬유 센서 부재, 레이저 광원 및 광검출기를 포함하는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템으로서,
상기 일회용 센서 카트리지는 반응 챔버, 제1 센서 삽입홈, 제1 유체 통로 및 웨이스트 저장소를 포함하는 카트리지 몸체 및 상면에 시료 주입구, 시료 배출구 및 상기 시료 배출구로부터 나온 유체를 상기 웨이스트 저장소로 유입시키는 웨이스트 유입구가 형성되어 있고, 그 이면에는 상기 제1 유체 통로에 대응하는 제2 유체 통로, 웨이스트 유입구 및 제1 센서 삽입홈에 대응하는 제2 센서 삽입홈이 형성되어 있는 카트리지 덮개를 포함하며, 상기 덮개와 몸체의 각 구성요소들은 카트리지의 길이 방향으로 대칭형으로 형성되고, 상기 광섬유 센서 부재의 장착시 상기 광섬유 센서 부재의 광섬유의 일단은 센서 카트리지 내부의 반응 챔버에 위치하고 타단은 센서 카트리지 외부에 위치하여 광섬유 연결 부재를 통하여 FO-LSPR 장비의 상기 광원 및 검출기와 연계하여 사용되는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.A biomolecule diagnostic system using FO-LSPR comprising a disposable sensor cartridge, an optical fiber sensor member mounted thereon, a laser light source, and a photodetector, comprising:
The disposable sensor cartridge has a cartridge body including a reaction chamber, a first sensor insertion groove, a first fluid passageway and a waste reservoir, and a sample inlet, a sample outlet, and a waste inlet for introducing fluid from the sample outlet into the waste reservoir on the upper surface. is formed, and a cartridge cover having a second fluid passage corresponding to the first fluid passage, a waste inlet, and a second sensor insertion groove corresponding to the first sensor insertion groove formed on the rear surface thereof, the cover and Each component of the body is formed symmetrically in the longitudinal direction of the cartridge, and when the optical fiber sensor member is mounted, one end of the optical fiber of the optical fiber sensor member is located in a reaction chamber inside the sensor cartridge and the other end is located outside the sensor cartridge to connect the optical fiber A biomolecule diagnostic system using FO-LSPR, which is used in conjunction with the light source and detector of the FO-LSPR device through a member. 제2항에 있어서, 상기 유입은 시료 배출구 부위를 포함하는 덮개 상면의 일부를 경사면으로 형성함으로써 초래되는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.The biomolecule diagnostic system using FO-LSPR according to claim 2, wherein the inflow is caused by forming a portion of the upper surface of the cover including the sample outlet portion as an inclined surface. 일회용 센서 카트리지, 이에 장착되는 광섬유 센서 부재, 레이저 광원 및 광검출기를 포함하는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템으로서,
상기 일회용 센서 카트리지는 반응 챔버, 센서 삽입 홈, 유체 통로, 연결 통로 및 웨이스트 저장소가 형성되어 있는 카트리지 몸체 및 상면에 시료 주입구 및 공기 배출구가 형성되어 있고, 그 이면에는 상기 유체 통로에 대응하는 제1 돌출부 및 상기 센서 삽입 홈에 대응하는 제2 돌출부가 구비되어 있는 카트리지 덮개를 포함하며, 상기 덮개와 몸체의 각 구성요소들은 카트리지의 길이 방향으로 대칭형으로 형성되고, 상기 광섬유 센서 부재의 장착시 상기 광섬유 센서 부재의 광섬유의 일단은 센서 카트리지 내부의 반응 챔버에 위치하고 타단은 센서 카트리지 외부에 위치하여 광섬유 연결 부재를 통하여 FO-LSPR 장비의 상기 광원 및 검출기와 연계하여 사용되는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.A biomolecule diagnostic system using FO-LSPR comprising a disposable sensor cartridge, an optical fiber sensor member mounted thereon, a laser light source, and a photodetector, comprising:
The disposable sensor cartridge includes a reaction chamber, a sensor insertion groove, a fluid passageway, and a connection passageway. and a cartridge body having a waste reservoir and a sample inlet and an air outlet formed on the upper surface, and a first protrusion corresponding to the fluid passage and a second protrusion corresponding to the sensor insertion groove on the rear surface of the cartridge It includes a cover, wherein each component of the cover and the body is symmetrically formed in the longitudinal direction of the cartridge, and when the optical fiber sensor member is mounted, one end of the optical fiber of the optical fiber sensor member is located in a reaction chamber inside the sensor cartridge and the other end is A biomolecule diagnosis system using FO-LSPR, which is located outside the sensor cartridge and used in connection with the light source and detector of the FO-LSPR equipment through an optical fiber connection member. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개와 몸체는 서로 접을 수 있거나 분리된 형태인, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.[Claim 5] The biomolecule diagnosis system using FO-LSPR according to any one of claims 1, 2, and 4, wherein the cover and the body are foldable or separated from each other. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카트리지의 몸체 및/또는 덮개에 광섬유 센서 부재가 배치되는 홈이 더 형성되어 있는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.[Claim 5] The biomolecule diagnosis system using FO-LSPR according to any one of claims 1, 2 and 4, wherein a groove in which an optical fiber sensor member is disposed is further formed in the body and/or cover of the cartridge. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항의 일회용 센서 카트리지에 장착되는 광섬유 센서 부재는 다중모드 광섬유 및 이의 지지부를 포함하는 것인, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.[Claim 5] The optical fiber sensor member mounted on the disposable sensor cartridge of any one of claims 1, 2, and 4 includes a multimode optical fiber and its support, a biomolecular diagnostic system using FO-LSPR. 제7항에 있어서, 상기 광섬유 센서 부재에 내포되는 광섬유는 하나 이상이며, 상기 광섬유의 말단에는 DNA 올리고머, RNA 올리고머, 항원 또는 항체가 부착된 금속 나노 입자가 결합되어 있는 것인, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.The FO-LSPR according to claim 7, wherein there is at least one optical fiber included in the optical fiber sensor member, and a DNA oligomer, RNA oligomer, or metal nanoparticle to which an antigen or antibody is attached is bound to the end of the optical fiber. Biomolecular diagnostic system using. 제8항에 있어서, 상기 광섬유 센서 부재에 내포되는 광섬유가 두 개인 경우, 하나의 광섬유 말단에는 ssDNA 올리고머가 부착된 금속 나노 입자가, 다른 하나의 광섬유의 말단에는 ssRNA 올리고머가 부착된 금속 나노 입자가 결합되어 있는, FO-LSPR을 이용한 생체 분자 진단 시스템.The method according to claim 8, wherein when there are two optical fibers included in the optical fiber sensor member, metal nanoparticles having an ssDNA oligomer attached to the end of one optical fiber and metal nanoparticles having an ssRNA oligomer attached to the end of the other optical fiber are Combined, biomolecular diagnostic system using FO-LSPR. 삭제delete
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