KR102656008B1 - Disease diagnosis kit, disease diagnosis method using the disease diagnosis kit and method for manufacturing the disease diagnosis kit - Google Patents

Disease diagnosis kit, disease diagnosis method using the disease diagnosis kit and method for manufacturing the disease diagnosis kit Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 예시에 따른 질병 진단용 키트가 개시된다. 상기 키트는, 진단 대상이 되는 시료가 흐르는 유로; 및 상기 유로의 하단부에 형성된 하나 이상의 홈부;를 포함하는 마이크로 소자; 상기 유로에 대응되는 부분이 제거된 형상인 것을 특징으로 하는 조리개;를 포함할 수 있다. 상기 질병 진단용 키트는 상기 마이크로 소자 내의 유로에 흐르는 시료의 유속을 조절할 수 있는 유속 조절장치;를 더 포함할 수 있다. A kit for diagnosing a disease according to an example of the present invention is disclosed. The kit includes a flow path through which a sample to be diagnosed flows; and one or more grooves formed at the lower end of the flow path; a micro device including a; It may include an aperture, characterized in that it has a shape in which a portion corresponding to the flow path has been removed. The disease diagnosis kit may further include a flow rate control device capable of controlling the flow rate of the sample flowing in the flow path within the micro device.

Figure R1020200114881
Figure R1020200114881

Description

질병 진단용 키트, 질병 진단용 키트를 이용한 질병 진단 방법 및 질병 진단용 키트의 제조 방법{DISEASE DIAGNOSIS KIT, DISEASE DIAGNOSIS METHOD USING THE DISEASE DIAGNOSIS KIT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE DISEASE DIAGNOSIS KIT}Disease diagnosis kit, disease diagnosis method using the disease diagnosis kit, and manufacturing method of the disease diagnosis kit {DISEASE DIAGNOSIS KIT, DISEASE DIAGNOSIS METHOD USING THE DISEASE DIAGNOSIS KIT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE DISEASE DIAGNOSIS KIT}

본 발명은 질병 진단용 키트, 질병 진단용 키트를 이용한 질병 진단 방법 및 질병 진단용 키트의 제조 방법에 관한 발명이다. 보다 상세하게는, 마이크로 소자와 조리개를 포함하는 질병 진단용 키트 및 이를 이용한 질병 진단 방법, 그리고 이를 제조하기 위한 방법에 관한 발명이다. The present invention relates to a kit for diagnosing a disease, a method for diagnosing a disease using a kit for diagnosing a disease, and a method for manufacturing the kit for diagnosing a disease. More specifically, the invention relates to a disease diagnosis kit including a micro device and an aperture, a disease diagnosis method using the same, and a method for manufacturing the same.

기존의 경우, 질병 진단을 위해 미세 유체소자(Microfluidic device)에 시료를 주입하여 시료의 반응을 통해 질병을 진단하는 방법들이 사용되었다. 그러나 기존의 미세 유체소자 내에서는 층류 (Laminar flow) 현상으로 인하여 하나 이상의 용액이 제공될 경우 두 용액을 섞기 어려우며, 이러한 문제는 분자생물학 연구 및 진단에 필요한 화학반응을 유도하는 데에 큰 문제점 중 하나에 해당한다.In the past, methods were used to diagnose diseases by injecting samples into a microfluidic device and examining the reaction of the samples. However, in existing microfluidic devices, it is difficult to mix two solutions when more than one solution is provided due to the laminar flow phenomenon, and this problem is one of the major problems in inducing chemical reactions necessary for molecular biology research and diagnosis. corresponds to

이를 극복하기 위하여 다양한 종류의 마이크로 믹서(Micromixer) 구조들이 제시되어 왔으나, 그 구조가 복잡하고, 실용적이지 않은 단점이 존재하였다. 특히 일반적으로 알려져 있는 반도체 공정 기반의 제작 방법을 사용할 경우, 그 제작 비용이 매우 높아 경제적으로 상용화 하기에 어려운 문제점이 있었다. To overcome this problem, various types of micromixer structures have been proposed, but the structures have the disadvantage of being complex and impractical. In particular, when using a manufacturing method based on a generally known semiconductor process, the manufacturing cost is very high, making it difficult to commercialize economically.

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(1) 한국 등록특허공보 10-0764022 (2017.09.28)(1) Korean Patent Publication 10-0764022 (2017.09.28)

본 발명의 일 과제는 제작 비용이 저렴한 마이크로 소자를 제작하는 방법에 대해 제시한다. One object of the present invention is to provide a method for manufacturing micro devices with low manufacturing costs.

본 발명의 다른 일 과제는, 마이크로 소자를 이용한 질병 진단 방법과, 마이크로 소자를 포함하는 질병 진단 키트를 제안하고자 한다. Another object of the present invention is to propose a disease diagnosis method using micro devices and a disease diagnosis kit including micro devices.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings. .

본 발명의 일 실시예에 따른 질병 진단용 키트가 개시된다. A kit for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention is disclosed.

상기 키트는, 진단 대상이 되는 시료가 흐르는 유로; 및 상기 유로의 하단부에 형성된 하나 이상의 홈부;를 포함하는 마이크로 소자; 상기 유로에 대응되는 부분이 제거된 형상인 것을 특징으로 하는 조리개;를 포함할 수 있다. The kit includes a flow path through which a sample to be diagnosed flows; and one or more grooves formed at the lower end of the flow path; a micro device including a; It may include an aperture, characterized in that the aperture has a shape in which a portion corresponding to the flow path has been removed.

일 예시에 따르면, 상기 질병 진단용 키트는 상기 마이크로 소자 내의 유로에 흐르는 시료의 유속을 조절할 수 있는 유속 조절장치;를 더 포함할 수 있다. According to one example, the kit for diagnosing a disease may further include a flow rate control device capable of controlling the flow rate of a sample flowing in a flow path within the micro device.

일 예시에 따르면, 상기 마이크로 소자는 상기 시료가 주입될 수 있는 주입구; 및 상기 시료가 배출되는 배출구;를 더 포함하며, 상기 질병 진단용 키트는 상기 시료의 주입 시에 상기 주입구에 결합되어 시료를 주입하는 데 사용되는 주입용 튜브;를 더 포함할 수 있다. According to one example, the micro device includes an injection port through which the sample can be injected; and an outlet through which the sample is discharged. The kit for diagnosing a disease may further include an injection tube coupled to the inlet and used to inject the sample when injecting the sample.

일 예시에 따르면, 상기 유속 조절장치는 상기 배출구에 결합되어 상기 유로에 흐르는 시료가 상기 하나 이상의 홈부에 포획될 수 있는 속도로 유속을 조절할 수 있다. According to one example, the flow rate control device is coupled to the outlet and can adjust the flow rate at a rate at which the sample flowing in the flow path can be captured in the one or more grooves.

일 예시에 따르면, 상기 유속 조절장치는 상기 배출구에 결합되어 상기 유로에 흐르는 시료의 유속을 15mL/min 이상으로 조절할 수 있다. According to one example, the flow rate control device is coupled to the outlet and can control the flow rate of the sample flowing in the flow path to 15 mL/min or more.

일 예시에 따르면, 상기 홈부는, 상기 유로와 가까운 부분의 단면적이 상기 유로와 먼 부분의 단면적보다 작게 형성될 수 있다.According to one example, the cross-sectional area of the groove portion close to the flow passage may be formed to be smaller than the cross-sectional area of the portion farthest from the flow passage.

일 예시에 따르면, 상기 질병 진단용 키트는 상기 시료와 반응할 수 있는 시약;을 더 포함할 수 있다.According to one example, the disease diagnosis kit may further include a reagent capable of reacting with the sample.

본 발명의 다른 일 예시에 따른 질병 진단용 키트를 이용하여 질병을 진단하는 방법이 개시된다. A method of diagnosing a disease using a kit for diagnosing a disease according to another example of the present invention is disclosed.

상기 방법은, 시료를 상기 마이크로 소자에 주입하는 단계; 상기 마이크로 소자에 상기 시료와 반응하는 시약을 주입하는 단계; 상기 마이크로 소자의 유로를 관찰할 수 있는 위치로 상기 조리개를 상기 마이크로 소자의 상부에 위치시키는 단계; 및 흡광도를 판별할 수 있는 장치에 상기 마이크로 소자를 삽입하여 질병의 진단을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다. The method includes injecting a sample into the micro device; Injecting a reagent that reacts with the sample into the micro device; Positioning the aperture on top of the micro device to a position where the flow path of the micro device can be observed; and performing a diagnosis of the disease by inserting the micro device into a device capable of determining absorbance.

일 예시에 따르면, 상기 시료를 상기 마이크로 소자에 주입하는 단계; 는, 상기 시료가 상기 마이크로 소자에 주입되는 속도를 상기 하나 이상의 홈부에 포획될 수 있는 속도로 유속을 조절하는 단계;를 포함할 수 있다. According to one example, injecting the sample into the micro device; may include adjusting the flow rate at which the sample is injected into the micro device to a rate at which the sample can be captured in the one or more grooves.

일 예시에 따르면, 상기 시료를 상기 마이크로 소자에 주입하는 단계; 는 상기 시료가 상기 마이크로 소자에 주입되는 속도를 15mL/min 이상으로 조절하는 단계;를 포함할 수 있다. According to one example, injecting the sample into the micro device; may include adjusting the speed at which the sample is injected into the micro device to 15 mL/min or more.

일 예시에 따르면, 상기 마이크로 소자에 상기 시료와 반응하는 시약을 주입하는 단계; 는 상기 시료가 상기 하나 이상의 홈부에 포획된 후에 주입될 수 있다. According to one example, injecting a reagent that reacts with the sample into the micro device; may be injected after the sample is captured in the one or more grooves.

일 예시에 따르면, 상기 시료는 환자의 체액일 수 있다. According to one example, the sample may be a patient's bodily fluid.

일 예시에 따르면, 상기 흡광도를 판별할 수 있는 장치는 마이크로 플레이트 리더기일 수 있다. According to one example, a device capable of determining the absorbance may be a microplate reader.

본 발명의 다른 일 예시에 따르면, 질병 진단용 키트에 포함되는 상기 마이크로 소자 및 상기 조리개를 제조하는 방법이 개시된다. According to another example of the present invention, a method of manufacturing the micro device and the aperture included in a kit for diagnosing a disease is disclosed.

이 때 상기 마이크로 소자 및 상기 조리개는 3D 프린팅 공정을 이용하여 제조될 수 있다At this time, the micro device and the aperture may be manufactured using a 3D printing process.

일 예시에 따르면, 상기 3D 프린팅 공정을 이용하여 상기 유로 및 상기 하나 이상의 홈부의 구조가 양각되는 몰드를 생성하고, 상기 몰드에 PDMS를 부착한 후 분리하여 상기 마이크로 소자를 제조할 수 있다. According to one example, the 3D printing process can be used to create a mold in which the structure of the flow path and the one or more grooves is embossed, and the micro device can be manufactured by attaching PDMS to the mold and then separating it.

본 발명에 의하면, 3D 프린팅으로 소자를 제작하여 기존에 비해 제작이 용이하며 기존에 비해 저렴하게 마이크로 소자를 제작할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by manufacturing devices through 3D printing, manufacturing is easier than before and there is an effect of producing micro devices at a lower cost than before.

또한 본 발명에 따른 질병 진단용 키트 및 해당 키트를 이용한 질병 진단 방법을 통해 손쉽게 질병 진단을 할 수 있는 효과가 있다. In addition, the disease diagnosis kit according to the present invention and the disease diagnosis method using the kit can be used to easily diagnose the disease.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings.

도 1은 본 발명에 따른 질병 진단용 키트의 구성요소를 간략히 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로 소자의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 마이크로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로 소자와 펌프 및 유속 조절 장치를 이용하여 시료의 유속을 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 도 4에 따라 시료의 유속을 각각 조절했을 때의 시료 포획 정도를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 시료의 유속 조절에 따른 포획률을 나타내는 그래프이다.
도 7은 마이크로 소자 내에 시약을 주입하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 예시에 따라 시약과 시료가 반응한 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 결과를 광학 현미경으로 관찰한 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 따른 결과를 도출하기 위해 조리개를 사용하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 조리개를 사용하지 않고 흡광도를 측정한 결과 그래프이다.
도 12는 본 발명에 따른 조리개를 사용하여 흡광도를 측정한 결과 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 질병 진단 방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a diagram briefly explaining the components of a kit for diagnosing a disease according to the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the structure of a micro device according to the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining a method of manufacturing a micro device.
Figure 4 is a diagram for explaining controlling the flow rate of a sample using a micro device, a pump, and a flow rate control device according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating the degree of sample capture when the flow rate of the sample is adjusted according to FIG. 4.
Figure 6 is a graph showing the capture rate according to the control of the flow rate of the sample.
Figure 7 is a diagram for explaining injection of a reagent into a micro device.
Figure 8 is a diagram showing the reaction between a reagent and a sample according to an example.
FIG. 9 is a diagram showing the results of FIG. 8 observed with an optical microscope.
FIG. 10 is a diagram illustrating the use of an aperture to derive the result according to FIG. 9.
Figure 11 is a graph showing the results of measuring absorbance without using an aperture according to the present invention.
Figure 12 is a graph showing the results of measuring absorbance using the aperture according to the present invention.
Figure 13 is a flowchart showing the disease diagnosis method according to the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 용어와 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The terms used in this specification and the accompanying drawings are intended to easily describe the present invention, and the present invention is not limited by the terms and drawings.

본 발명에 이용되는 기술 중 본 발명의 사상과 밀접한 관련이 없는 공지의 기술에 관한 자세한 설명은 생략한다.Among the technologies used in the present invention, detailed descriptions of known technologies that are not closely related to the spirit of the present invention will be omitted.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Additionally, when describing preferred embodiments of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the same symbols are used throughout the drawings for parts that perform similar functions and actions.

어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.'Including' a certain component does not mean excluding other components, but rather including other components, unless specifically stated to the contrary. Specifically, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to include one or more other features or It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Additionally, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

본 명세서 전체에서 사용되는 '~부' 및 '~모듈' 은 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부' 및 '~모듈'이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부' 및 '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.'~unit' and '~module' used throughout this specification are units that process at least one function or operation, and may refer to, for example, hardware components such as software, FPGA, or ASIC. However, '~part' and '~module' are not limited to software or hardware. The '~unit' and '~module' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors.

일 예로서 '~부' 및 '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소와 '~부' 및 '~모듈'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소 및 '~부' 및 '~모듈'들에 의해 분리되어 수행될 수도 있고, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다.As an example, '~part' and '~module' refer to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, May include procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. The functions provided by components, '~parts', and '~modules' may be performed separately by multiple components, '~parts', and '~modules', or may be integrated with other additional components. .

본 발명에서는, 3D 프린팅을 이용하여 마이크로 소자(10)를 제작하고, 제작된 마이크로 소자(10)를 이용하여 혈구응집현상을 측정하는 방법을 통하여 의료 진단을 수행할 수 있는 질병 진단용 키트(1) 및 이를 이용한 질병 진단 방법을 제시한다. 본 발명에 따르면 3D 프린팅을 이용하여 형성된 마이크로 소자(10)를 이용하여, 기존에 비해 극소량의 검체만을 이용하여 혈구응집반응을 유도하고, 이를 진단에 응용할 수 있다. 이는 추후 진단용 바이오 칩으로 상용화 될 수 있다. In the present invention, a disease diagnosis kit (1) that can perform medical diagnosis by manufacturing a micro device (10) using 3D printing and measuring hemagglutination using the manufactured micro device (10). and a disease diagnosis method using the same. According to the present invention, using a micro device 10 formed using 3D printing, a hemagglutination reaction can be induced using only a very small amount of specimen compared to the existing method, and this can be applied to diagnosis. This could be commercialized as a diagnostic biochip in the future.

이하에서 도면을 이용하여 본 발명에 따른 질병 진단용 키트(1)의 구성 및 제조 방법, 그리고 해당 키트를 이용한 진단 방법에 대해 상세히 서술한다. Hereinafter, the composition and manufacturing method of the disease diagnosis kit (1) according to the present invention, and the diagnosis method using the kit will be described in detail using the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 질병 진단용 키트(1)의 구성요소를 간략히 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram briefly explaining the components of a kit for diagnosing a disease (1) according to the present invention.

도 1에 따르면, 본 발명에 따른 질병 진단용 키트(1)는 마이크로 소자(10), 조리개(40), 주입용 튜브(20), 유속 조절 장치(30) 및 시약(50)을 포함할 수 있다. 도 1에는 도시되지 아니하였으나 질병 진단용 키트(1)에는 체액 샘플도 포함될 수 있다. According to Figure 1, the disease diagnosis kit 1 according to the present invention may include a micro device 10, an aperture 40, an injection tube 20, a flow rate control device 30, and a reagent 50. . Although not shown in FIG. 1, the disease diagnosis kit 1 may also include a bodily fluid sample.

본 발명에 따른 질병 진단용 키트(1)에 따르면 마이크로 소자(10)에 주입용 튜브(20)를 결합하여 진단 대상이 되는 시료를 마이크로 소자(10) 내에 주입하고, 유속 조절 장치(30)를 마이크로 소자(10)의 끝단부에 연결하여 마이크로 소자(10)에 흐르는 시료의 속도를 조절할 수 있다. 유속 조절 장치(30)는 주입용 튜브(20)가 결합된 위치와 반대되는 위치에서 마이크로 소자(10)와 결합할 수 있다. 유속 조절 장치(30)를 통해 마이크로 소자(10) 내에 흐르는 시료의 속도를 조절하는 것으로부터 마이크로 소자(10) 내에 시료가 포획될 확률을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한 마이크로 소자(10) 내에 주입한 시료와 반응하는 시약(50)을 마이크로 소자(10)에 추가적으로 주입하고, 시료와 시약(50)이 반응한 결과를 관찰하기 위해, 마이크로 소자(10)에 조리개(40)를 조합하여 관찰하는 방법을 통해 기존에 비해 보다 용이하게 질병 진단을 수행할 수 있는 효과가 있다. 일 예시에 따르면 마이크로 소자(10)에 조리개(40)를 조합하고, 이를 흡광도를 측정할 수 있는 장치에 삽입하여 결과를 관찰할 수 있다. 일 예시에 따르면 흡광도를 측정할 수 있는 장치는 마이크로 플레이트 리더 기기(Microplate reader)일 수 있다. According to the disease diagnosis kit (1) according to the present invention, the injection tube (20) is coupled to the micro device (10) to inject the sample to be diagnosed into the micro device (10), and the flow rate control device (30) is connected to the micro device (10). By connecting to the end of the device 10, the speed of the sample flowing through the micro device 10 can be adjusted. The flow rate control device 30 may be coupled to the micro device 10 at a position opposite to the position where the injection tube 20 is coupled. By controlling the speed of the sample flowing within the micro device 10 through the flow rate control device 30, there is an effect of increasing the probability of the sample being captured within the micro device 10. In addition, a reagent 50 that reacts with the sample injected into the micro device 10 is additionally injected into the micro device 10, and an aperture is opened in the micro device 10 to observe the result of the reaction between the sample and the reagent 50. (40) The combined observation method has the effect of enabling disease diagnosis to be performed more easily than before. According to one example, the aperture 40 can be combined with the micro device 10 and the result can be observed by inserting it into a device that can measure absorbance. According to one example, a device capable of measuring absorbance may be a microplate reader.

본 명세서에서는, 시료를 혈액(혈세포 (Blood cell) 용액)으로 사용하고 시료와 반응하는 시약(50)을 항체 용액을 사용함으로써, 이를 마이크로 소자(10) 내에서 섞이도록 함으로써 혈구응집반응을 통해 진단용 화학반응을 유도하는 일 실시 예가 개시된다. 일 예시에 따르면 혈구응집반응을 마이크로 플레이트 리더 (Microplate reader) 기기를 통하여 측정 및 관찰할 수 있다. In this specification, the sample is blood (blood cell solution) and the reagent 50 that reacts with the sample is an antibody solution, which is mixed within the micro device 10 through a hemagglutination reaction. An example of inducing a diagnostic chemical reaction is disclosed. According to one example, hemagglutination reaction can be measured and observed using a microplate reader device.

그러나 본 발명이 실제로 적용될 수 있는 분야는 혈구응집반응에 한정되지 아니하며, 다양한 방식으로 반응하는 시료와 시약(50)에 적용될 수 있다. 또한 시료와 시약(50)이 반응하는 것을 통해 밝기의 차이가 발생하는 시료와 시약(50)의 경우에도 적용 가능함은 당연하다. 일 예시에 따르면 시료는 환자의 체액일 수 있다. 일 예시에 따르면, 상기 시료는 환자의 혈액일 수 있다. 일 예시에 따르면 시료는 환자의 소변 (Urine), 침 (Saliva) 과 같이 진단에 사용될 수 있는 체액을 포함할 수 있다. However, the field to which the present invention can actually be applied is not limited to hemagglutination reactions, and can be applied to samples and reagents 50 that react in various ways. In addition, it is natural that it can be applied to the case of a sample and a reagent 50 in which a difference in brightness occurs through a reaction between the sample and the reagent 50. According to one example, the sample may be a patient's bodily fluid. According to one example, the sample may be the patient's blood. According to one example, the sample may include bodily fluids that can be used for diagnosis, such as a patient's urine or saliva.

도 2는 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)의 구조를 설명하기 위한 도면이다. Figure 2 is a diagram for explaining the structure of the micro device 10 according to the present invention.

도 2에 따르면 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)는 진단 대상이 되는 시료가 흐르는 유로(11)와, 유로(11)의 하단부에 형성된 하나 이상의 홈부(12)를 포함할 수 있다. According to Figure 2, the micro device 10 according to the present invention may include a flow path 11 through which a sample to be diagnosed flows, and one or more grooves 12 formed at the lower end of the flow path 11.

유로(11)의 형태는 마이크로 소자(10) 상에서 다양하게 형성되어 제공될 수 있다. 도 2의 실시예에 따르면 유로(11)는 직선부와 곡선부를 포함할 수 있다. 유로(11)는 직선부와 곡선부의 조합을 통해 마이크로 소자(10) 내에 시료가 흐르는 경로를 형성할 수 있다. The flow path 11 may be provided in various shapes on the micro device 10 . According to the embodiment of FIG. 2, the flow path 11 may include a straight portion and a curved portion. The flow path 11 may form a path through which a sample flows within the micro device 10 through a combination of straight parts and curved parts.

본 발명의 일 예시에 따른 마이크로 소자(10)에 따르면, 유로(11)의 하단부에는 하나 이상의 홈부(12)가 형성될 수 있다. 도 2(a) 내지 도 2(b)의 일 예시에 따르면, 하나 이상의 홈부(12)는 유로(11)의 직선부에 일정 간격으로 형성될 수 있다. 도 2(b)에 따르면, 유로(11)와 가까운 부분의 홈부(12)의 단면적이 유로(11)와 먼 부분의 홈부(12)의 단면적보다 작게 형성될 수 있다. 유로(11)와 가까운 부분이란 홈부(12)의 상측일 수 있고, 유로(11)와 먼 부분이란 홈부(12)의 하측일 수 있다. 일 예시에 따르면 홈부(12)의 단면적은 직사각형 형태로 제공될 수 있다. 이러한 홈부(12)의 구조를 통해 시료가 홈부(12) 내에 포획될 확률을 상승시킬 수 있다. 도 2의 일 예시에 따르면 하나 이상의 홈부(12)의 형상은 하나의 유로(11) 내에서 모두 동일할 수 있다. 일 예시에 따르면 하나 이상의 홈부(12)는 일정한 간격을 가지고 이격되어 배치될 수 있다. 즉 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)는 시료가 흐를 수 있는 유로(11)와, 유로(11)의 하단부에 형성된 하나 이상의 홈부(12)를 포함하는 구조를 이용하여, 시료가 마이크로 소자(10)로 주입되었을 때 하나 이상의 홈부(12) 내에 포획되도록 할 수 있는 효과가 있다. According to the micro device 10 according to an example of the present invention, one or more grooves 12 may be formed at the lower end of the flow path 11. According to an example of FIGS. 2(a) to 2(b), one or more grooves 12 may be formed at regular intervals on the straight portion of the flow path 11. According to FIG. 2(b), the cross-sectional area of the groove 12 near the flow path 11 may be smaller than the cross-sectional area of the groove 12 far from the flow path 11. The part close to the flow path 11 may be the upper side of the groove 12, and the part far from the flow path 11 may be the lower side of the groove 12. According to one example, the cross-sectional area of the groove 12 may be provided in a rectangular shape. Through this structure of the groove 12, the probability of a sample being captured within the groove 12 can be increased. According to the example of FIG. 2 , the shape of one or more grooves 12 may all be the same within one flow path 11 . According to one example, one or more grooves 12 may be arranged to be spaced apart at regular intervals. That is, the micro device 10 according to the present invention uses a structure including a flow path 11 through which the sample can flow and one or more grooves 12 formed at the lower end of the flow path 11, so that the sample flows into the micro device 10. ) has the effect of being captured within one or more grooves 12 when injected.

도 2(a) 및 도 2(c)는 후술할 도 3에 따라 마이크로 소자(10)를 제작한 일 예시이다. 이를 참조하면, 하나의 마이크로 소자(10) 내에 복수개의 유로(11)를 형성할 수 있으며, 마이크로 소자(10)는 유연성이 있는 재질로 제공될 수 있음을 나타낸다. Figures 2(a) and 2(c) are examples of micro devices 10 manufactured according to Figure 3, which will be described later. Referring to this, it indicates that a plurality of flow paths 11 can be formed within one micro device 10, and the micro device 10 can be made of a flexible material.

도 2(a) 내지 도 2(c)에 따르면, 이와 같이 형성된 마이크로 소자(10)는 우물(micro well) 구조, 즉 하나 이상의 홈부(12)와 물길 구조(meander), 즉 유로(11)를 포함하도록 다층 구조로 이루어질 수 있다. 이와 같은 다층 구조를 표현하는 것에 있어서, 3D 프린팅은 매우 유용한 방법일 수 있다. 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)는 3D 프린팅 기술을 이용하여 제작될 수 있다. 보다 상세하게는, 3D 프린팅 기술을 이용하여 마이크로 소자(10)의 유로(11) 및 홈부(12)의 형상을 양각의 형태로 형성할 수 있다. 3D 프린팅 기술을 이용하여, 마이크로 소자(10)의 유로(11) 및 홈부(12)가 형성되는 양각의 몰드를 형성할 수 있다. 몰드를 기반으로 하여, 찍어내는 방식을 이용하여 마이크로 소자(10)를 제작할 수 있다. 이는 도 3에서 보다 자세히 설명된다. According to FIGS. 2 (a) to 2 (c), the micro device 10 formed in this way has a micro well structure, that is, one or more grooves 12 and a meander, that is, a flow path 11. It may have a multi-layer structure to include. In expressing such multi-layered structures, 3D printing can be a very useful method. The micro device 10 according to the present invention can be manufactured using 3D printing technology. More specifically, the shape of the flow path 11 and the groove 12 of the micro device 10 can be formed in an embossed shape using 3D printing technology. Using 3D printing technology, a relief mold in which the flow path 11 and the groove 12 of the micro device 10 are formed can be formed. Based on the mold, the micro device 10 can be manufactured using a stamping method. This is explained in more detail in Figure 3.

도 3은 마이크로 소자(10)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 3 is a diagram for explaining the manufacturing method of the micro device 10.

본 발명의 일 예시에 따르면, 고해상도 3D 프린팅 기법 중의 하나인 SLA(stereolithography apparatus) 방법 중에서, DLP(Digital Light Projector) 프린팅 기술을 바탕으로 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene) 물질의 3D 몰드를 제작하고, 이를 바탕으로 PDMS(Polydimethylsiloxane) 재질의 마이크로 소자(10)를 제작할 수 있다. According to an example of the present invention, among the SLA (stereolithography apparatus) method, which is one of the high-resolution 3D printing techniques, a 3D mold of ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) material is manufactured based on DLP (Digital Light Projector) printing technology, and based on this It is possible to manufacture a micro device 10 made of PDMS (polydimethylsiloxane).

도 3(a) 내지 도 3(g)에 따르면, DLP(Digital Light Projector) 프린팅 기술을 바탕으로 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene) 물질을 재료로 하는 3D 몰드를 제작한 후, PDMS(Polydimethylsiloxane) 소재의 마이크로 소자(10)를 제작하는 것을 설명하기 위한 도면이다. According to Figures 3(a) to 3(g), a 3D mold made of ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) material was manufactured based on DLP (Digital Light Projector) printing technology, and then a micro mold made of PDMS (Polydimethylsiloxane) material was manufactured. This is a drawing to explain manufacturing the device 10.

도 3(a)에 따르면, 평탄한 슬라이드 유리가 제공될 수 있다. 도 3(b)에 따르면, 마이크로 소자(10)의 재료가 되는 PDMS가 유리 위에 제공되고, 경화 및 분리 작업이 이루어질 수 있다. 도 3(c)에 따르면, 주입구와 배출구가 PDMS 상에 형성될 수 있고, 이 때 형성되는 PDMS는 마이크로 소자(10)의 상부 부재일 수 있다. According to Figure 3(a), a flat slide glass can be provided. According to FIG. 3(b), PDMS, which is the material of the micro device 10, is provided on glass, and curing and separation operations can be performed. According to FIG. 3(c), an inlet and an outlet may be formed on PDMS, and the PDMS formed at this time may be an upper member of the micro device 10.

도 3(d)에 따르면, 3D 프린팅을 이용하여 홈부(12)와 유로(11)가 양각 형태로 제공되는 몰드가 제작될 수 있다. 도 3(d)에서 형성된 몰드 상에, PDMS를 일정 두께로 부착하고, 경화한 후 분리할 수 있다(도 3(e) ~ 도 3(f)). 이 때 형성되는 PDMS는 마이크로 소자(10)의 하부 부재일 수 있다.According to FIG. 3(d), a mold in which the groove portion 12 and the flow path 11 are provided in an embossed form can be manufactured using 3D printing. PDMS can be attached to the mold formed in Figure 3(d) at a certain thickness, cured, and then separated (Figures 3(e) to 3(f)). The PDMS formed at this time may be a lower member of the micro device 10.

도 3(g)에 따르면, 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)는 상부 부재와 하부 부재가 조합하여 형성될 수 있다. 상부 부재와 하부 부재는 같은 재질로 제작될 수 있다. 상부 부재에는 주입구(13)와 배출구(14)가 형성될 수 있다. 하부 부재에는, 유로(11)와 하나 이상의 홈부(12)가 형성될 수 있다. 상부 부재와 하부 부재가 조합될 때, 상부 부재에 형성된 주입구(13)와 배출구(14)는, 하부 부재에 형성된 유로(11)의 시작점 및 끝점에 대응되는 위치에서 조합될 수 있다. According to FIG. 3(g), the micro device 10 according to the present invention may be formed by combining an upper member and a lower member. The upper member and lower member may be made of the same material. An inlet 13 and an outlet 14 may be formed in the upper member. In the lower member, a flow path 11 and one or more grooves 12 may be formed. When the upper member and the lower member are combined, the inlet 13 and outlet 14 formed in the upper member may be combined at positions corresponding to the starting and ending points of the flow path 11 formed in the lower member.

일 예시에 따르면, 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)를 제작하기 위한 3D 프린팅 기술은 i3DP(Inkjet 3D printing), SLA(Stereolithography apparatus), 2PP(Two-photon polymerization), FDM(Fused deposition modeling) 방법 중 어느 하나일 수 있다. According to one example, 3D printing technologies for manufacturing the micro device 10 according to the present invention include i3DP (Inkjet 3D printing), SLA (Stereolithography apparatus), 2PP (Two-photon polymerization), and FDM (Fused deposition modeling) methods. It can be any one of them.

일 예시에 따르면, 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)를 제작하기 위한 재료로 사용되는 재질은 Acrylonitrile, ABS(Acrylonitrile butadiene styrene), PLA(Polylactic acid), PET(Polyethylene terephthalate), PDMS(Polydimethylsiloxane), PMMA(Poly(methyl methacrylate)) 중 어느 하나일 수 있다. 일 예시에 따르면, 마이크로 소자(10)는 PDMS를 재료로 하여 제작됨으로써, 투명한 연성 물질이어서 유체의 흐름 및 화학 반응을 관찰하기에 용이할 수 있다.According to one example, the materials used to manufacture the micro device 10 according to the present invention include Acrylonitrile, Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), Polylactic acid (PLA), Polyethylene terephthalate (PET), Polydimethylsiloxane (PDMS), It may be any one of PMMA (poly(methyl methacrylate)). According to one example, the micro device 10 is manufactured using PDMS and is a transparent, soft material, making it easy to observe fluid flow and chemical reactions.

도 4는 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)와 펌프 및 유속 조절 장치(30)를 이용하여 시료의 유속을 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다. Figure 4 is a diagram for explaining controlling the flow rate of a sample using the micro device 10 and the pump and flow rate control device 30 according to the present invention.

도 4(a)는 일 실시예에 따라 유속 조절 장치(30)와 마이크로 소자(10), 주입용 펌프가 결합된 구조를 나타내는 도면이며, 도 4(b)는 이를 보다 간략히 나타내는 도면이다. FIG. 4(a) is a diagram illustrating a structure in which a flow rate control device 30, a micro device 10, and an injection pump are combined according to an embodiment, and FIG. 4(b) is a diagram illustrating this more briefly.

도 4의 일 예시에 따르면 본 발명에 따른 유속 조절 장치(30)는 시린지 펌프(syringe pump)일 수 있다. 다른 일 예시에 따르면, 유속 조절 장치(30)는 연동 펌프 (peristaltic pump), 피스톤 펌프 (piston pump) 일 수 있다.According to an example in FIG. 4, the flow rate control device 30 according to the present invention may be a syringe pump. According to another example, the flow rate control device 30 may be a peristaltic pump or a piston pump.

일 예시에 따르면 본 발명에 따른 주입용 튜브(20)는 피펫 팁일 수 있다. 일 예시에 따르면, 혈액 샘플을 원심분리기 과정을 통해 농축(enrich) 시킨 후, 시린지 펌프를 이용하여 마이크로 소자(10)에 혈액 샘플을 주입할 수 있다. According to one example, the injection tube 20 according to the present invention may be a pipette tip. According to one example, the blood sample may be enriched through a centrifuge process and then injected into the micro device 10 using a syringe pump.

본 발명에 따르면, 마이크로 소자(10) 내에 주입되는 용액의 유속(Flow rate)을 조절함으로써, 혈액 혹은 혈세포 (Blood cell) 용액을 마이크로 소자(10) 내의 하나 이상의 홈부(12)에 안정적으로 포획(trapping) 할 수 있는 효과가 존재한다. According to the present invention, by controlling the flow rate of the solution injected into the micro device 10, blood or blood cell solution is stably captured in one or more grooves 12 within the micro device 10. There is a trapping effect.

도 4에 따르면, 마이크로 소자(10)의 주입구(13)에 주입용 튜브(20)를 결합하고, 마이크로 소자(10)의 배출구(14)에 유속 조절 장치(30)를 연결할 수 있다. 배출구(14)에 연결된 유속 조절 장치(30)에서 인가하는 압력을 조절함에 따라 마이크로 소자(10) 내에 흐르는 시료의 유속을 조절하는 것이 가능하다. 배출구(14)와 유속 조절 장치(30)는 투명한 관(31)을 통해 연결될 수 있다. According to FIG. 4, the injection tube 20 can be coupled to the injection port 13 of the micro device 10, and the flow rate control device 30 can be connected to the outlet 14 of the micro device 10. It is possible to control the flow rate of the sample flowing in the micro device 10 by adjusting the pressure applied by the flow rate control device 30 connected to the outlet 14. The outlet 14 and the flow rate control device 30 may be connected through a transparent pipe 31.

도 5는 도 4에 따라 시료의 유속을 각각 조절했을 때의 시료 포획 정도를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating the degree of sample capture when the flow rate of the sample is adjusted according to FIG. 4.

도 5에 따르면 각각 유속을 32ml/min, 1ml/min, 0.004ml/min으로 설정하고 시료를 주입한 결과를 나타내는 도면이다. 이 때 주입한 시료는 혈세포 용액이다. According to Figure 5, it is a diagram showing the results of injecting a sample with the flow rates set to 32ml/min, 1ml/min, and 0.004ml/min, respectively. At this time, the injected sample is a blood cell solution.

도 5에 따르면, 유속 조절 장치(30)에서 유속을 빠르게 설정할수록 홈부(12) 내에 포획되는 시료의 양이 많은 것을 확인할 수 있다. According to FIG. 5, it can be seen that the faster the flow rate is set in the flow rate control device 30, the greater the amount of sample captured in the groove 12.

도 6은 시료의 유속 조절에 따른 포획률을 나타내는 그래프이다. Figure 6 is a graph showing the capture rate according to the control of the flow rate of the sample.

도 6에 따르면 유속이 15ml/min 이상인 때부터 홈부(12) 내에 시료가 포획되는 비율이 약 75% 이상으로 확연히 차이 나는 것을 확인할 수 있다. 또한 유속이 빨라질수록 포획될 확률이 현저히 높아지는 것을 확인할 수 있다. According to Figure 6, it can be seen that when the flow rate is 15 ml/min or more, the rate of sample capture in the groove 12 is clearly different to about 75% or more. Additionally, it can be seen that as the flow speed increases, the probability of being caught increases significantly.

즉 본 발명에 따르면 유속 조절 장치(30)로 유속을 조절함으로써 시료가 보다 마이크로 소자(10)의 홈부(12) 내에 다수 포획되도록 하여, 적은 양으로도 포획률을 높일 수 있는 효과가 존재한다. That is, according to the present invention, by controlling the flow rate with the flow rate control device 30, more samples are captured in the groove 12 of the micro device 10, which has the effect of increasing the capture rate even with a small amount.

본 발명의 다른 일 예시에 따르면, 마이크로 소자를 이루는 재질을 바꾸어 시료와 친화력(Affinity)이 좋은 재질을 사용할 경우, 시료의 유속이 보다 느리더라도 홈부에 시료가 포획될 수도 있다. According to another example of the present invention, when the material that makes up the micro device is changed and a material with good affinity to the sample is used, the sample may be captured in the groove even if the sample flow rate is slower.

도 7은 마이크로 소자(10) 내에 시약(50)을 주입하는 것을 설명하기 위한 마이크로 소자(10)의 단면도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view of the micro device 10 to illustrate injection of the reagent 50 into the micro device 10.

도 7(a)는 본 발명에 따른 마이크로 소자(10) 내에 아무것도 주입되지 아니한 상태를 나타내는 도면이다. 도 7(b)는 본 발명에 따른 마이크로 소자(10) 내에 시료를 주입하는 것을 나타낸 도면이다. 도 7(c)는 도 7(b)에서 마이크로 소자(10)에 시료를 주입할 때, 시료의 유속을 조절함으로써 홈부(12) 내에 시료를 포획한 것을 나타내는 도면이다. 도 7(d)는 시료가 하나 이상의 홈부(12)에 포획된 상태에서, 시료와 반응하는 시약(50)을 유로(11)에 주입한 것을 나타내는 도면이다. 이를 통해 유로(11)에 포함된 시약(50)과 홈부(12) 내에 포획된 시료가 반응할 수 있다. 일 예시에 따르면 시약(50)은 혈세포와 반응하는 항체일 수 있다. FIG. 7(a) is a diagram showing a state in which nothing is injected into the micro device 10 according to the present invention. Figure 7(b) is a diagram showing sample injection into the micro device 10 according to the present invention. FIG. 7(c) is a diagram showing that the sample is captured in the groove 12 by controlling the flow rate of the sample when injecting the sample into the micro device 10 in FIG. 7(b). FIG. 7(d) is a diagram showing that a reagent 50 reacting with a sample is injected into the flow path 11 while the sample is captured in one or more grooves 12. Through this, the reagent 50 contained in the flow path 11 and the sample captured in the groove 12 can react. According to one example, the reagent 50 may be an antibody that reacts with blood cells.

도 8은 일 예시에 따라 시약(50)과 시료가 반응한 것을 나타내는 도면이다. Figure 8 is a diagram showing the reaction between the reagent 50 and a sample according to an example.

도 8(a)는 도 7(c)와 같이 시료가 홈부(12) 내에 포획된 것을 나타내는 도면이다. 도 8(a)에 도시된 마이크로 소자(10) 중 왼쪽에 배치된 마이크로 소자(10)는 시료로써 A형 혈세포 용액을 주입하였으며, 도 8(a)에 도시된 마이크로 소자(10) 중 오른쪽에 배치된 마이크로 소자(10)는 시료로써 B형 혈세포 용액을 주입하였다. 도 8(b)는 도 8(a)의 마이크로 소자(10)에 각각 A형 혈세포 항체와 B형 혈세포 항체를 각각 주입한 것을 나타내는 도면이다. 본 발명에서 실험으로 사용한 시료 및 항체는, A형 혈세포 용액과 A형 혈세포 항체의 경우 서로 반응하여 혈구응집반응(Agglutination)을 나타내며, B형 혈세포 용액과 B형 혈세포 항체의 경우 서로 반응하여 혈구응집반응(Agglutination)을 나타낸다. 다른 조합의 경우 혈구응집반응(Agglutination)이 나타나지 아니한다. FIG. 8(a) is a view showing that the sample is captured in the groove 12 as in FIG. 7(c). Among the micro devices 10 shown in FIG. 8(a), the micro device 10 disposed on the left was injected with a type A blood cell solution as a sample, and the micro device 10 placed on the left of the micro devices 10 shown in FIG. 8(a) was injected with the type A blood cell solution as a sample. The micro device 10 placed in was injected with a type B blood cell solution as a sample. FIG. 8(b) is a diagram showing the injection of type A blood cell antibodies and type B blood cell antibodies into the micro device 10 of FIG. 8(a), respectively. The samples and antibodies used in the experiment in the present invention show hemagglutination by reacting with each other in the case of the type A blood cell solution and the type A blood cell antibody, and in the case of the type B blood cell solution and the type B blood cell antibody with each other. It reacts and shows hemagglutination. In other combinations, hemagglutination does not occur.

따라서 도 8(b)에 따르면, 항체 시약(50)을 주입하여 혈액 세포(혈세포 용액)와 섞이게 한 후, 혈구응집반응(hemagglutination)을 일으킨 결과 1번째 유로와, 4번째 유로에서 혈구응집반응(hemagglutination)이 나타남을 확인할 수 있다. Therefore, according to FIG. 8(b), after the antibody reagent 50 was injected and mixed with blood cells (blood cell solution), hemagglutination occurred, resulting in a hemagglutination reaction in the first and fourth passages. (hemagglutination) can be confirmed to appear.

도 9는 도 8의 결과를 광학 현미경으로 관찰한 결과를 나타내는 도면이다. FIG. 9 is a diagram showing the results of FIG. 8 observed with an optical microscope.

도 9(a)는 A형 혈세포 용액과 A형 혈세포 항체를 조합한 결과이고, 도 9(b)는 A형 혈세포 용액과 B형 혈세포 항체를 조합한 결과이고, 도 9(c)는 B형 혈세포 용액과 A형 혈세포 항체를 조합한 결과이고, 도 9(d)는 B형 혈세포 용액과 B형 혈세포 항체를 조합한 결과를 나타낸다. Figure 9(a) is the result of combining a type A blood cell solution and a type A blood cell antibody, Figure 9(b) is the result of combining a type A blood cell solution and a type B blood cell antibody, and Figure 9(c) ) shows the result of combining the type B blood cell solution and the type A blood cell antibody, and Figure 9(d) shows the result of combining the type B blood cell solution and the type B blood cell antibody.

도 9(a)와 도 9(d)에 따르면, 혈구응집반응이 일어난 경우, 혈구응집체 (aggregate)의 형성으로 인하여 용액이 맑아지기 때문에, 마이크로 소자(10)의 유로(11)의 전체 밝기가 밝아지는 효과가 있다. 반면에, 도 9(b)와 도 9(c)에 따르면, 혈구응집반응이 일어나지 않은 경우, 혈액 세포와 항체가 물리적으로 균일하게 섞이게 되어 마이크로 소자(10)의 유로(11)의 전체 밝기가 어두워지는 효과가 있다. 즉 유로(11)의 밝기를 판단하는 것을 통해 혈구응집반응이 일어났는지 일어나지 않았는지 여부를 판단할 수 있는 효과가 있다. 즉, 혈구응집반응이 일어난 경우와 일어나지 않은 경우에 따라 흡광도에 변화가 발생한다. 그러나 기존의 경우에는, 이와 같이 유로(11)의 밝기를 판단하기 위해 흡광도를 측정하는 기기에 넣더라도, 유로(11) 주변부의 투명한 부분의 밝기 때문에 제대로 흡광도의 차이를 판별하기 어려운 문제점이 있었다. According to FIGS. 9(a) and 9(d), when a hemagglutination reaction occurs, the solution becomes clear due to the formation of hemaggregates, so the overall brightness of the flow path 11 of the micro device 10 increases. It has a brightening effect. On the other hand, according to FIGS. 9(b) and 9(c), when the hemagglutination reaction does not occur, the blood cells and antibodies are physically mixed uniformly, and the overall brightness of the flow path 11 of the micro device 10 increases. It has a darkening effect. In other words, there is an effect of determining whether a hemagglutination reaction has occurred or not by determining the brightness of the flow path 11. In other words, a change in absorbance occurs depending on whether a hemagglutination reaction occurs or not. However, in the existing case, even if it was placed in a device that measures absorbance to determine the brightness of the flow path 11, there was a problem in that it was difficult to properly determine the difference in absorbance due to the brightness of the transparent portion around the flow path 11.

도 10은 도 9에 따른 결과를 도출하기 위해 조리개(40)를 사용하는 것을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 10 is a diagram illustrating the use of the aperture 40 to derive the results according to FIG. 9.

도 10(a)에는 마이크로 소자(10)에 시료가 주입되고, 주입된 시료와 반응하는 시약(50)들을 주입한 상태의 마이크로 소자(10)를 나타내는 도면이다. 도 10(b)는 본 발명에 따른 조리개(40)의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 10(c)는 조리개(40)를 프린팅 하는 과정이며, 도 10(d)는 3D 프린팅 한 결과 형성된 조리개(40)를 나타내는 도면이다. 도 10(e)는 도 10(d)에 따라 형성된 조리개(40)를 마이크로 소자(10)의 유로(11)에 대응하도록 얼라인(align)하는 과정을 나타내는 도면이며, 도 10(f)는 마이크로 소자(10)가 마이크로 플레이트 리더기에 삽입되는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 10(a) is a diagram showing the micro device 10 in a state in which a sample is injected into the micro device 10 and reagents 50 that react with the injected sample are injected. Figure 10(b) is a diagram for explaining the principle of the aperture 40 according to the present invention. Figure 10(c) is a process of printing the aperture 40, and Figure 10(d) is a diagram showing the aperture 40 formed as a result of 3D printing. FIG. 10(e) is a diagram showing the process of aligning the aperture 40 formed according to FIG. 10(d) to correspond to the flow path 11 of the micro device 10, and FIG. 10(f) is This is a diagram showing the micro device 10 being inserted into a micro plate reader.

즉 본 발명에 따르면, 3D 프린터로 마이크로 소자(10)에 대응되는 형상을 가지는 조리개(40)(aperture) 구조를 제작하고, 이를 마이크로 소자(10)와 마이크로 플레이트 리더 기기에 접목할 수 있다. 도 10(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 조리개(40)는, 마이크로 소자(10)에 형성된 유로(11)를 제외한 주변의 투명한 부분을 가리기 위하여 조리개(40) (aperture) 구조를 3D 프린팅 방법을 통하여 제작할 수 있다. 즉 본 발명에 따른 조리개(40)는 마이크로 소자(10)에서의 유로(11) 부분만 빛이 통하게 함으로써, 마이크로 소자(10)에서 일어나는 응집반응을 관찰하는 데 용이할 수 있다. 즉 본 발명에 따른 조리개(40)는 마이크로 소자(10)의 유로(11)에 대응되는 형상부가 제거된 형태로 제공될 수 있다. That is, according to the present invention, an aperture structure 40 having a shape corresponding to the micro device 10 can be manufactured using a 3D printer and applied to the micro device 10 and a micro plate reader device. Referring to FIG. 10(b), the aperture 40 according to the present invention is 3D printed with an aperture structure to cover the surrounding transparent portion except for the flow path 11 formed in the micro device 10. It can be produced using this method. That is, the aperture 40 according to the present invention allows light to pass through only the passage 11 portion of the micro device 10, making it easy to observe the aggregation reaction occurring in the micro device 10. That is, the aperture 40 according to the present invention may be provided in a form in which the shape corresponding to the flow path 11 of the micro device 10 is removed.

도 11은 본 발명에 따른 조리개(40)를 사용하지 않고 흡광도를 측정한 결과 그래프이다. Figure 11 is a graph showing the results of measuring absorbance without using the aperture 40 according to the present invention.

도 11에 따르면, 마이크로 소자(10)에서 혈액 세포와 항체 시약(50)을 섞은 후, 마이크로 플레이트 리더기로 흡광도의 측정을 하면, 유로(11) 주변이 밝기 때문에 이로 인해 혈구응집에 따른 유로(11)의 밝기 변화를 구별하기 어려운 문제점이 있다. 도 11에 따르면 흡광도(optical density)의 차이가 약 0.02~0.05 수준으로 매우 작기 때문에 이를 구분하기 어려운 문제점이 있었다.According to FIG. 11, after mixing blood cells and the antibody reagent 50 in the micro device 10, when the absorbance is measured with a microplate reader, the area around the flow path 11 is bright, which causes the flow path 11 due to hemagglutination. ) There is a problem that it is difficult to distinguish changes in brightness. According to Figure 11, the difference in optical density was very small, about 0.02 to 0.05, so there was a problem in distinguishing it.

도 12는 본 발명에 따른 조리개(40)를 사용하여 흡광도를 측정한 결과 그래프이다.Figure 12 is a graph showing the results of measuring absorbance using the aperture 40 according to the present invention.

도 12와 같이 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)에서 발생한 혈구응집현상을 판단하기 위해 조리개(40)(Aperture)를 활용하여 판단하는 경우, 도 11보다 흡광도가 보다 높게 구별되어 판단되는 것을 확인할 수 있다. 즉 조리개(40)를 이용함으로써, 혈구응집반응에 의하여 발생하는 유로(11) 밝기의 변화를 흡광도의 변화를 통하여 효과적으로 구별하는 것이 가능하다. 도 11과 비교하여, 흡광도(optical density, OD)의 차이가 0.5~1.0 수준으로써, 조리개(40)를 사용하지 않았을 때보다 흡광도 값의 차이가 약 20배 증가하는 효과가 있음을 확인할 수 있다. As shown in Figure 12, when determining the hemagglutination phenomenon occurring in the micro device 10 according to the present invention using the aperture 40, it can be confirmed that the absorbance is judged to be higher than that in Figure 11. there is. That is, by using the aperture 40, it is possible to effectively distinguish the change in brightness of the passage 11 caused by the hemagglutination reaction through the change in absorbance. Compared to FIG. 11, it can be seen that the difference in optical density (OD) is at the level of 0.5 to 1.0, which has the effect of increasing the difference in absorbance value by about 20 times compared to when the aperture 40 is not used.

도 13은 본 발명에 따른 질병 진단 방법을 나타내는 순서도이다. Figure 13 is a flowchart showing the disease diagnosis method according to the present invention.

본 발명에 따른 질병 진단 방법은 전술한 질병 진단용 키트(1)를 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 질병 진단 방법은, 시료를 상기 마이크로 소자(10)에 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 시료는 하나 이상의 홈부(12)에 포획될 수 있는 속도로 유속을 조절되며 마이크로 소자(10)에 주입될 수 있다. 시료가 하나 이상의 홈부(12)에 일정 수준 이상으로 포획되면, 시료와 반응할 수 있는 시약(50)을 마이크로 소자(10)에 주입할 수 있다. 이를 통해 마이크로 소자(10) 내의 홈부(12)에 포획된 시료와, 유로(11)에 흐르는 시약(50)이 서로 반응하는 경우 혈구응집반응이 일어날 수 있고, 서로 반응하지 않는 경우 혈구응집반응이 일어나지 아니할 수 있다. 반응을 관찰하기 위해, 3D 프린팅을 이용하여 형성된 조리개(40)를 마이크로 소자(10)의 상부에 위치시킬 수 있다. 조리개(40)와 마이크로 소자(10)가 조합된 상태로 흡광도를 판별할 수 있는 장치에 삽입하여, 혈구응집반응의 여부를 판단할 수 있고, 이를 질병 진단용으로 사용할 수 있다. 일 예시에 따르면, 본 발명에 따른 마이크로 소자(10)에서의 혈구응집현상을 관찰함으로써, ABO 혈액형 검사, 매독 진단 검사, 인플루엔자(flu) 진단 검사, 바이러스 검사 등 다양한 질병 진단 분야에 응용할 수 있다. The disease diagnosis method according to the present invention can use the disease diagnosis kit (1) described above. The disease diagnosis method according to the present invention may include the step of injecting a sample into the micro device 10. The sample can be injected into the micro device 10 with the flow rate adjusted to a speed that can be captured in one or more grooves 12. When a sample is captured above a certain level in one or more grooves 12, a reagent 50 capable of reacting with the sample can be injected into the micro device 10. Through this, if the sample captured in the groove 12 in the micro device 10 and the reagent 50 flowing in the flow path 11 react with each other, a hemagglutination reaction may occur, and if they do not react with each other, a hemagglutination reaction may occur. It may not happen. To observe the reaction, the aperture 40 formed using 3D printing can be placed on the top of the micro device 10. The combination of the aperture 40 and the micro device 10 can be inserted into a device that can determine absorbance to determine whether there is a hemagglutination reaction, and this can be used for disease diagnosis. According to one example, by observing the hemagglutination phenomenon in the micro device 10 according to the present invention, it can be applied to various disease diagnostic fields such as ABO blood type test, syphilis diagnostic test, influenza (flu) diagnostic test, and virus test.

즉 본 발명에 따르면 마이크로 소자(10)를 3D 프린팅을 이용하여 제작함으로써 제작 공정에서의 비용 절감을 수행할 수 있다. 또한 다층 구조를 3D 프린팅을 이용하여 손쉽게 구현함으로써 시료를 포획 가능한 구조로써 마이크로 소자(10)를 제공하며, 마이크로 소자(10) 내에서 혈액 주입 속도 (Flow rate) 를 조절함으로써, 홈부(12) 내에 혈액이 포획되는 조건을 최적화 할 수 있다. 또한 혈구응집반응을 용이하게 관찰하기 위해, 조리개(40)를 이용하여 관찰함으로써 보다 결과 관찰을 수월하게 할 수 있는 효과가 있다. That is, according to the present invention, it is possible to reduce costs in the manufacturing process by manufacturing the micro device 10 using 3D printing. In addition, by easily implementing a multi-layer structure using 3D printing, the micro device 10 is provided as a structure capable of capturing samples, and by controlling the blood injection rate (flow rate) within the micro device 10, The conditions under which blood is captured can be optimized. In addition, in order to easily observe the hemagglutination reaction, observation is performed using the aperture 40, which has the effect of making it easier to observe the results.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It should be understood that the above embodiments are provided to aid understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and that various modifications possible therefrom also fall within the scope of the present invention. The scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the patent claims, and the scope of technical protection of the present invention is not limited to the literal description of the claims themselves, but is substantially a scope of equal technical value. It must be understood that this extends to the invention of .

1 : 질병 진단용 키트
10 : 마이크로 소자
11 : 유로
12 : 홈부
20 : 주입용 튜브
30 : 유속 조절 장치
40 : 조리개
50 : 시약1: Kit for disease diagnosis
10: micro element
11: Euro
12: Home section
20: Injection tube
30: flow rate control device
40: Aperture
50: reagent

Claims (15)

진단 대상이 되는 시료가 흐르는 유로; 및 상기 유로의 하단부에 형성된 하나 이상의 홈부;를 포함하는 마이크로 소자;
상기 유로에 대응되는 부분이 제거된 형상인 것을 특징으로 하는 조리개;를 포함하는 질병 진단용 키트. A flow path through which a sample subject to diagnosis flows; and one or more grooves formed at the lower end of the flow path; a micro device including a;
A kit for diagnosing a disease comprising: an aperture, characterized in that the part corresponding to the flow path has been removed. 제1항에 있어서,
상기 질병 진단용 키트는
상기 마이크로 소자 내의 유로에 흐르는 시료의 유속을 조절할 수 있는 유속 조절장치;를 더 포함하는 질병 진단용 키트. According to paragraph 1,
The kit for diagnosing the disease is
A kit for diagnosing a disease, further comprising a flow rate control device capable of controlling the flow rate of the sample flowing in the flow path within the micro device. 제2항에 있어서,
상기 마이크로 소자는 상기 시료가 주입될 수 있는 주입구; 및 상기 시료가 배출되는 배출구;를 더 포함하며,
상기 질병 진단용 키트는 상기 시료의 주입 시에 상기 주입구에 결합되어 시료를 주입하는 데 사용되는 주입용 튜브;를 더 포함하는 질병 진단용 키트. According to paragraph 2,
The micro device includes an injection port through which the sample can be injected; And an outlet through which the sample is discharged,
The disease diagnosis kit further includes an injection tube coupled to the injection port and used to inject the sample. 제3항에 있어서,
상기 유속 조절장치는 상기 배출구에 결합되어 상기 유로에 흐르는 시료가 상기 하나 이상의 홈부에 포획될 수 있는 속도로 유속을 조절하는 질병 진단용 키트. According to paragraph 3,
A disease diagnosis kit wherein the flow rate control device is coupled to the outlet and adjusts the flow rate at a rate at which the sample flowing in the flow path can be captured in the one or more grooves. 제3항에 있어서,
상기 유속 조절장치는 상기 배출구에 결합되어 상기 유로에 흐르는 시료의 유속을 15mL/min 이상으로 조절하는 질병 진단용 키트. According to paragraph 3,
A disease diagnosis kit wherein the flow rate control device is coupled to the outlet and adjusts the flow rate of the sample flowing in the flow path to 15 mL/min or more. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홈부는, 상기 유로와 가까운 부분의 단면적이 상기 유로와 먼 부분의 단면적보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 질병 진단용 키트. According to any one of claims 1 to 5,
A kit for diagnosing a disease, wherein the groove portion has a cross-sectional area closer to the flow passage than a cross-sectional area farthest from the flow passage. 제6항에 있어서,
상기 질병 진단용 키트는
상기 시료와 반응할 수 있는 시약;을 더 포함하는 질병 진단용 키트. According to clause 6,
The kit for diagnosing the disease is
A kit for diagnosing a disease further comprising a reagent capable of reacting with the sample. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 따른 질병 진단용 키트에 포함되는 상기 마이크로 소자 및 상기 조리개는, 3D 프린팅 공정을 이용하여 제조되는 질병 진단용 키트 제조 방법. The micro device and the aperture included in the disease diagnosis kit according to claim 1 are manufactured using a 3D printing process. 제14항에 있어서,
상기 3D 프린팅 공정을 이용하여 상기 유로 및 상기 하나 이상의 홈부의 구조가 양각되는 몰드를 생성하고, 상기 몰드에 PDMS를 부착한 후 분리하여 상기 마이크로 소자를 제조하는 질병 진단용 키트 제조 방법.
According to clause 14,
A method of manufacturing a disease diagnosis kit, wherein the 3D printing process is used to create a mold in which the structure of the flow path and the one or more grooves is embossed, and PDMS is attached to the mold and then separated to manufacture the micro device.
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