KR20230019317A - Device for prevention of epidemics using disposable cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일회용 카트리지 방식의 방역기기에 관한 것으로서, 특히 다중이용시설의 공기 중에 바이러스가 부유하는지를 실시간으로 정확하게 검출할 수 있고, 일회용으로 폐기되는 바이러스 검출용 카트리지를 이용하는 방역기기에 관한 것이다.The present invention relates to a disposable cartridge type quarantine device, and more particularly, to a quarantine device that can accurately detect in real time whether or not a virus is floating in the air of a multi-use facility and uses a disposable cartridge for detecting viruses.
현재 전세계는 COVID-19로 인한 팬데믹에 시달리고 있다. 역사적으로도 인류는 몇 차례 팬데믹을 경험한 바 있으나, 교통의 발달과 범세계적인 인구이동, 그리고 높은 인구밀도 등으로 인해 현대사회에서의 팬데믹은 확산 범위와 속도 측면에서 이제껏 경험해보지 못한 수준에 이르고 있다.Currently, the world is suffering from a pandemic caused by COVID-19. Historically, mankind has experienced several pandemics, but due to the development of transportation, global population movement, and high population density, pandemics in modern society are at a level never before experienced in terms of scope and speed of spread. is reaching
결국 현재의 팬데믹 상황은 언젠가는 종결되겠지만, 세계적으로 바이러스 감염이 전파되는 사례는 그 주기가 점점 짧아지고 있기에 이제는 이에 대한 체계적이고 과학적인 대응이 수립되어야 한다.In the end, the current pandemic situation will end someday, but since the cycle of viral infections worldwide is getting shorter, a systematic and scientific response must now be established.
COVID-19와 같은 바이러스로 인한 감염이 팬데믹 상황으로 악화되는 것에는 집단감염이 대단위로 일어나는 감염 클러스터 발생이 크게 작용하며, 보통 특정 혹은 불특정 다수가 이용하는 다중이용시설이 감염 클러스터로 변질되는 경우가 많다.Infections caused by viruses such as COVID-19 are aggravated into a pandemic situation by the occurrence of infection clusters in which group infections occur on a large scale. many.
현재는 다중이용시설의 이용자 중 확진자가 발생하면 동선 추적을 통해 감염실태를 조사하고 있는데, 감염자가 확인되면 해당 다중이용시설을 폐쇄하고 소독을 실시하고는 있지만, 아직까지는 바이러스 전파 위험이 높은 다중이용시설 자체를 방역 측면에서 관리하는 기술은 그리 알려져 있지 않다. Currently, when a confirmed case occurs among users of a multi-use facility, the actual status of infection is investigated by tracing the movement. The technology for managing the facility itself in terms of quarantine is not well known.
즉, COVID-19와 같은 바이러스로 인한 팬데믹이 국내외로 심각한 상황에서 많은 사람이 생활하는 폐쇄된 실내 공간에 대해 실질적으로 바이러스의 비말확산을 실시간으로 확인하고, 바이러스의 제거를 실시간으로 판단할 수 있으며, 나아가 방역 실시 후에도 실내 공간의 바이러스의 존재 유무를 확인할 수 있는 시스템이 개발된다면 집단감염 관리에 큰 역할을 담당할 수 있을 것이다.In other words, in a situation where a pandemic caused by a virus such as COVID-19 is serious both at home and abroad, it is possible to actually check the droplet spread of the virus in real time and determine the removal of the virus in real time for a closed indoor space where many people live. Furthermore, if a system that can check the presence or absence of viruses in the indoor space after quarantine is developed, it will be able to play a major role in managing group infections.
본 발명은 많은 사람이 생활하는 폐쇄된 실내 공간에 대해 바이러스의 비말확산과 바이러스 존재를 실시간으로 확인할 수 있는 방역기기를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a quarantine device capable of checking the spread of virus droplets and the presence of viruses in real time in a closed indoor space where many people live.
본 발명에 따른 방역기기는, 공기 중의 비말을 포집하여 농축하거나, 채취된 검체가 삽입되는 포집부;와, 상기 포집부에서 준비된 검체를 전달받고, 상기 검체를 복수의 시약으로 순차적으로 처리하는 일회용 카트리지 방식의 반응부; 및 상기 반응부에서 최종 처리된 검체에 대해 비접촉식으로 바이러스를 검출하는 검출부;를 포함한다.The quarantine device according to the present invention includes a collection unit that collects and concentrates droplets in the air or inserts a collected sample; Cartridge type reaction unit; and a detection unit that detects the virus in a non-contact manner with respect to the specimen finally processed in the reaction unit.
그리고, 복수의 일회용 카트리지를 수용하고, 상기 반응부로 일회용 카트리지를 하나씩 공급하는 카트리지 공급부를 포함할 수 있다.And, it may include a cartridge supply unit for accommodating a plurality of disposable cartridges and supplying the disposable cartridges to the reaction unit one by one.
또한, 상기 반응부에서 사용이 완료되어 배출된 일회용 카트리지를 수용하는 폐기부를 포함할 수 있으며, 나아가 상기 포집부 또는 폐기부, 또는 상기 포집부 및 폐기부를 소독하는 멸균부를 포함할 수도 있다.In addition, the reaction unit may include a waste unit accommodating the discharged disposable cartridge after use is complete, and may further include the collection unit or disposal unit, or a sterilization unit for sterilizing the collection unit and the disposal unit.
그리고, 상기 포집부는, 공기 중의 비말을 기계식 팬, 전기력, 정전기력, 전자기력 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 포집하고, 액상농축이나 흡착, 막 분리 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 비말을 농축하여 검체를 준비할 수 있다.In addition, the collecting unit collects droplets in the air using at least one of a mechanical fan, electric force, electrostatic force, and electromagnetic force, and concentrates the droplets using at least one of liquid phase concentration, adsorption, and membrane separation to prepare a sample. can do.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 상기 반응부에 포함된 일회용 카트리지는, 검체 투입부와 복수의 시약을 각각 수용하는 복수의 시약 셀을 포함하는 상부 셀과, 상기 상부 셀의 하방에 위치하고, 추출 셀과 워싱 셀, 그리고 적어도 하나 이상의 반응 셀 및 검출 셀을 포함하는 하부 셀을 구비하고, 상기 복수의 시약 셀을 이에 대응하는 하부 셀에 대해 각각 연결하는 시약채널을 구비하며, 상기 하부 셀의 상부에는 인접한 다음 순서의 하부 셀과 연결하는 이송채널이 구비된다.According to one embodiment of the present invention, the disposable cartridge included in the reaction unit includes an upper cell including a sample input unit and a plurality of reagent cells each accommodating a plurality of reagents, and is located below the upper cell, and extracts A lower cell including a cell, a washing cell, and at least one reaction cell and a detection cell, and a reagent channel connecting the plurality of reagent cells to corresponding lower cells, respectively, an upper portion of the lower cell is provided with a transfer channel that connects to an adjacent lower cell in the next order.
그리고, 상기 추출 셀의 측벽에는 추출을 촉진하기 위한 파쇄돌기가 구비될 수 있고, 상기 반응 셀의 하부에는 전열면적을 늘리기 위한 방열돌기가 구비될 수 있다.In addition, a crushing protrusion for facilitating extraction may be provided on a sidewall of the extraction cell, and a heat dissipation protrusion for increasing a heat transfer area may be provided at a lower portion of the reaction cell.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 일회용 카트리지는 PCR 증폭 방식에 대응하는 것으로서, 상기 복수의 시약 셀에는 순차적으로 라이시스 시약, 워싱 시약, 증폭시약 및 검출시약이 각각 수용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the disposable cartridge corresponds to a PCR amplification method, and a lysis reagent, a washing reagent, an amplification reagent, and a detection reagent may be sequentially accommodated in the plurality of reagent cells.
또는, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 일회용 카트리지는 유전자 가위 방식에 대응하는 것으로서, 상기 복수의 시약 셀에는 순차적으로 라이시스 시약, 워싱 시약, 크리스퍼 단백질 복합체 및 검출시약이 각각 수용될 수 있다.Alternatively, in another embodiment of the present invention, the disposable cartridge corresponds to the gene editing method, and the plurality of reagent cells may sequentially contain a lysis reagent, a washing reagent, a CRISPR protein complex, and a detection reagent, respectively. .
또는, 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 일회용 카트리지는 면역반응 대응하는 것으로서, 상기 복수의 시약 셀에는 순차적으로 라이시스 시약과 워싱 시약이 각각 수용되고, 상기 검출 셀에는 면역반응 스트립을 구비할 수 있다.Alternatively, in another embodiment of the present invention, the disposable cartridge corresponds to an immune response, and a lysis reagent and a washing reagent are sequentially accommodated in the plurality of reagent cells, and an immunoreaction strip is provided in the detection cell. can
그리고, 상기 검출부는, 상기 검출 셀에 자외선을 조사하는 자외선 광원과, 상기 검출 셀을 촬영하는 이미지 센서를 구비할 수 있다.The detection unit may include an ultraviolet light source for irradiating ultraviolet light to the detection cell and an image sensor for photographing the detection cell.
한편, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 반응부에 포함된 일회용 카트리지는 복수의 셀이 일렬로 구비된 웰 플레이트로 구성되고, 상기 반응부는 상기 웰 플레이트의 대응하는 셀에 비드와 복수의 시약을 공급하는 시약 공급부와, 상기 비드를 다음 셀로 옮기는 전자석을 구비할 수 있다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, the disposable cartridge included in the reaction unit is composed of a well plate having a plurality of cells in a row, and the reaction unit supplies beads and a plurality of reagents to corresponding cells of the well plate. A reagent supply unit for supplying and an electromagnet for moving the beads to the next cell may be provided.
그리고, 상기 검출부에서 측정한 정보를 사전에 지정된 서버로 송신하는 통신부를 포함할 수 있다.And, it may include a communication unit for transmitting the information measured by the detection unit to a server designated in advance.
그리고, 본 발명의 방역기기는, 실내 공간에 대한 지도를 작성하고, 자율주행을 수행하는 주행부와, 상기 지도에 대해 특정 지점에서 취득된 검출정보를 기반으로 하여 확산추이에 대한 예측정보를 추정하는 예측부를 더 포함할 수 있다.In addition, the quarantine device of the present invention creates a map of the indoor space and estimates the prediction information for the diffusion trend based on the driving unit that performs autonomous driving and the detection information acquired at a specific point on the map It may further include a prediction unit that does.
상기와 같은 구성을 구비한 본 발명의 방역기기는, 많은 사람이 생활하는 폐쇄된 실내 공간에 대해 바이러스의 비말확산과 바이러스 존재를 실시간으로 확인할 수 있는 방역기기를 제공하게 된다. 이에 따라, 실시간 검출정보를 활용하여 현재의 확산상황과 미래의 확산추이를 예측함으로써, 좀더 효율적으로 자원을 활용하여 효과적이고 입체적인 방역을 수행하는데 도움을 준다. The quarantine device of the present invention having the above configuration provides a quarantine device capable of checking the spread of virus droplets and the presence of viruses in real time in a closed indoor space where many people live. Accordingly, by using real-time detection information to predict the current spread situation and future spread trend, it helps to perform effective and three-dimensional quarantine by utilizing resources more efficiently.
또한, 본 발명의 방역기기는 사람의 손이 거의 필요 없도록 자동화가 가능하기 때문에, 방역요원에게 항상 뒤따르는 바이러스 노출에 대한 위험을 현저히 줄일 수 있다.In addition, since the quarantine device of the present invention can be automated so that little human hands are required, the risk of virus exposure that always follows quarantine personnel can be significantly reduced.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the detailed description below.
도 1은 본 발명에 따른 방역기기의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 사용되는 일회용 카트리지의 일 실시형태를 도시한 도면.
도 3은 일회용 카트리지를 사용하는 방식을 설명하는 도면.
도 4는 일회용 카트리지로서 웰 플레이트를 적용하여 반응부를 구성하는 일례를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 방역기기의 다른 실시형태를 도시한 도면.1 is a view showing the overall configuration of a quarantine device according to the present invention.
Fig. 2 shows one embodiment of a disposable cartridge used in the present invention.
3 is a view explaining a method of using a disposable cartridge;
4 is a view showing an example of constructing a reaction unit by applying a well plate as a disposable cartridge;
5 is a view showing another embodiment of the quarantine device of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined. Terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.As used herein, "comprise" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is one or more other components, steps, operations, and/or elements. Existence or additions are not excluded.
도 1은 본 발명에 따른 방역기기(10)의 전체적인 구성을 도시한 도면으로서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.1 is a diagram showing the overall configuration of a
본 발명에 따른 방역기기(10)는, 기본적으로 포집부(100)와 반응부(200), 그리고 검출부(500)를 포함한다.The
포집부(100)는 공기 중의 비말을 포집하여 농축하거나, 채취된 검체가 삽입되는 구성이다. 여기서, 공기 중의 비말을 포집 및 농축하는 것은 자동으로 이루어지는 경우에 해당하고, 이 외에도 어떤 물체나 인체로부터 검체를 채취한 후 삽입하는 수동채취도 가능하다.The
특히, 공기 중에 부유하는 비말은 기계식 팬, 전기력, 정전기력, 전자기력 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 자동으로 포집할 수 있다. 이는 집진기와 유사한 구성으로도 볼 수 있으며, 이와 관련해서는 특허문헌 1과 같은 공지의 선행기술이 다수 존재한다.In particular, droplets floating in the air can be automatically collected using at least one of a mechanical fan, electric force, electrostatic force, and electromagnetic force. This can be seen as a configuration similar to a dust collector, and in this regard, there are a number of known prior arts such as Patent Document 1.
또한, 공기로부터 수집한 비말 안에 바이러스가 포함되어 있더라도 그 양이 미미하여 최소검출농도에 이르지 못할 수 있으므로, 정확한 측정을 위해 이를 농축할 필요가 있다. 예를 들어, 액상농축이나 흡착, 막 분리 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 비말을 농축함으로써 충분한 검출농도를 갖춘 검체를 준비할 수 있다. 액상농축이나 흡착, 막 분리는 결국 바이러스를 제한된 공간에 밀집시켜 그 농도를 높이는 방식이라 할 수 있으며, 이에 대해서도 공지의 선행기술이 다수 존재하므로 상세한 설명은 생략한다.In addition, even if the virus is contained in droplets collected from the air, the amount is insignificant and may not reach the minimum detection concentration, so it is necessary to concentrate it for accurate measurement. For example, a sample having a sufficient detection concentration can be prepared by concentrating droplets using at least one of liquid phase concentration, adsorption, and membrane separation. Liquid phase concentration, adsorption, or membrane separation can eventually be said to be a method of increasing the concentration by concentrating viruses in a limited space, and since there are many known prior arts, detailed descriptions thereof will be omitted.
반응부(200)는 포집부(100)에서 최종적으로 준비된 검체를 전달받고, 전달된 검체를 복수의 시약으로 순차적으로 처리함으로써 해당 바이러스를 검출 가능한 상태로 변환시키는 구성이다. 특히, 본 발명에서는 반응부(200)를 일회용 카트리지 방식으로 구성하는데 특징이 있다. 반응부(200)를 일회 사용 후 폐기하는 카트리지 방식으로 구성함으로써 반응부(200)의 구조를 단순화시킬 수 있고, 또한 반복된 바이러스 노출에 수반하는 오염의 문제도 효과적으로 방지할 수 있다. 일회용 카트리지 방식에 대해서는 해당 단락에서 상세히 설명한다.The
그리고, 검출부(500)는 반응부(200)에서 최종 처리된 검체에 대해 비접촉식으로 바이러스를 검출하는 구성을 말한다. 반응부(200)가 일회용 카트리지 방식으로 구성되므로, 검출부(500)는 이에 대응하여 비접촉식으로 구성되는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에서는 검출부(500)를 광학식으로 구성하고 있으며, 반응부(200)에서 최종 처리된 검체가 형광반응을 일으키도록 자외선을 조사하는 자외선 광원(510)과, 형광반응을 일으키는 검체를 이미지 센서(520)로써 정량적으로 측정하도록 검출부(500)를 구성할 수 있다.In addition, the
그리고, 반응부(200)를 일회용 카트리지 방식으로 구성함에 따라, 복수의 일회용 카트리지(300)를 수용하고 있다가 반응부(200)로 일회용 카트리지(300)를 하나씩 공급하는 카트리지 공급부(600)를 포함할 수 있다. 또한, 이에 대응하여, 반응부(200)에서 사용이 완료되어 배출된 일회용 카트리지(300)를 수용하는 폐기부(700)를 포함함으로써, 본 발명의 방역기기(10)가 일정 시간 또는 횟수 동안 별도의 보급이나 관리 없이 자동으로 바이러스 검출을 반복 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다.And, as the
그리고, 바이러스에 노출되기 쉬운 포집부(100) 및/또는 폐기부(700), 나아가 내부 배관 등을 소독하는 멸균부(800)를 포함할 수도 있다. 방역기기(10)에서 바이러스 노출 위험이 높은 요소에 대해 소독을 함으로써, 바이러스 오염에 의한 검출 오류나 방역기기(10)가 감염원으로 변질되는 위험을 예방할 수 있다.In addition, the
도 2는 본 발명에 사용되는 일회용 카트리지(300)의 일 실시형태를 도시하고 있다. 도시된 일 실시형태에 의하면, 반응부(200)에 포함된 일회용 카트리지(300)는, 복수의 셀이 상부와 하부에 각각 열을 이루고 있다.2 shows one embodiment of a
일회용 카트리지(300)의 상부에 배치된 상부 셀(310)은 검체 투입부(312)와 복수의 시약을 각각 수용하는 복수의 시약 셀(314)을 포함한다. 검체 투입부(312)는 포집부(100)에서 준비된 검체가 공급되는 입구를 이루며, 복수의 시약 셀(314) 각각에는 검체를 처리하기 위한 일련의 과정에 대응하는 시약이 각각 구비된다. 상부 셀(310)을 이루는 검체 투입부(312)와 복수의 시약 셀(314)은 서로 분리되어 있다.The
그리고, 상부 셀(310)의 하방에 위치하는 하부 셀(320)은 추출 셀(322)과 워싱 셀(324), 그리고 적어도 하나 이상의 반응 셀(326) 및 검출 셀(328)을 포함한다. 하부 셀(320)은 상부 셀(310)에 대응하여 구비되며, 검체를 처리하기 위한 반응공간을 형성한다. 예를 들어, 추출 셀(322)은 상부 셀(310)의 검체 투입부(312)를 통해 공급된 검체가 수용되는 공간을 형성하고, 워싱 셀(324)은 검체에서 추출된 핵산을 세정하는 공간을 제공한 것과 같이 복수의 시약 셀(314)에 맞춰 필요한 검체 처리가 일어나게 된다.And, the
그리고, 복수의 시약 셀(314)은 이에 대응하는 하부 셀(320)에 대해 각각 시약채널(330)을 통해 연결되고, 또한 하부 셀(320)의 상부에는 인접한 다음 순서의 하부 셀(320)과 연결하는 이송채널(332)이 구비된다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다.In addition, the plurality of
한편, 하부 셀(320)은 필요한 처리 내지 반응을 촉진하기 위한 부수적인 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 추출 셀(322)의 측벽에는 추출을 촉진하기 위한 파쇄돌기(323)가 구비될 수 있고, 온도조절이 요구되는 반응 셀(326)의 하부에는 전열면적을 늘리기 위한 방열돌기(327)가 구비될 수 있다. 파쇄돌기(323)는 물리적인 충격을 부가하기 위해 구비되며, 방열돌기(327)는 온도를 조절하기 위한 전열소자(펠티어 소자 등)에서 발생한 열의 전달을 촉진하기 위해 구비된다.Meanwhile, the
여기서, 일회용 카트리지(300)는 검체를 처리하는 방식에 따라 시약 셀(314)의 개수 및 여기에 수용되는 시약의 종류, 그리고 상부 셀(310)에 대응하는 하부 셀(320)의 개수가 변동될 수 있다. 도 3은 그러한 일회용 카트리지(300)의 일례를 도시한 것이며, 도면에 나타난 상부 셀(310)과 하부 셀(320)의 구성은 변용될 수 있다.Here, in the
다만, 다양한 검체 처리 방식이 있더라도, 대개의 경우 최초의 처리는 바이러스 안에 담긴 핵산을 추출하는 것으로 이루어진다. 따라서, 핵산을 추출하기 위해 바이러스를 용해하는 라이시스 시약과, 추출된 핵산을 세정하는 워싱 시약이 우선적으로 앞쪽에 배치되는 것이 일반적이라 할 수 있다.However, even if there are various sample processing methods, in most cases, the first processing consists of extracting the nucleic acid contained in the virus. Therefore, it can be said that, in order to extract nucleic acids, the lysis reagent for dissolving the virus and the washing reagent for washing the extracted nucleic acids are generally placed first.
일회용 카트리지(300)는 다음과 같은 구성으로서 다양한 검체 처리 방식에 대응할 수 있다.The
일회용 카트리지(300)가 PCR 증폭 방식에 대응하는 경우라면, 복수의 시약 셀(314)에는 순차적으로 라이시스 시약, 워싱 시약, 증폭시약 및 검출시약이 각각 수용될 수 있다.If the
또는, 일회용 카트리지(300)가 유전자 가위 방식에 대응하는 경우라면, 복수의 시약 셀(314)에는 순차적으로 라이시스 시약, 워싱 시약, 크리스퍼 단백질 복합체 및 검출시약이 각각 수용될 수 있다. 참고로, 크리스퍼 단백질 복합체는 유전자가위로서 특정 DNA 서열을 인식하는 부위와 인식된 부위를 절단하는 핵산 분해 효소로 구성되어 있다. 유전자가위가 인식하도록 정한 표적 서열과 상보적으로 일치하는 가이드 RNA를 통하여 특정 DNA 서열을 찾고, 프로토스페이서 인접 모티프(Protospacer-adjacent motif)를 인식하여 정확한 위치를 절단하는 것이 유전자가위의 핵심 기능이다.Alternatively, if the
또는, 일회용 카트리지(300)가 면역반응에 대응하는 경우라면, 복수의 시약 셀(314)에는 순차적으로 라이시스 시약과 워싱 시약이 각각 수용되고, 검출 셀(328)에는 면역반응 스트립을 구비할 수 있다. 면역반응 스트립에 나타난 표식도 자외선 광원(510) 및 이미지 센서(520)로써 정량적으로 측정할 수 있다.Alternatively, if the
도 3은 일회용 카트리지(300)를 사용하는 방식을 설명하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a method of using a
포집부(100)에서 공급한 검체는 상부 셀(310)의 검체 투입부(312)를 통해 하부 셀(320)의 추출 셀(322)에 수용된다. 이후에는 상부 셀(310)의 첫번째 시약 셀(314)에 수용된 시약, 예를 들어 라이시스 시약에 압력을 가하면 추출 셀(322)과 시약 셀(314)을 연결하는 경사진 시약채널(330)을 통해 라이시스 시약이 추출 셀(322)에 유입된다. 그 다음에는 일회용 카트리지(300)를 흔들거나 진동을 주는 등의 물리적 운동을 일으켜 추출 셀(322)에 담긴 검체가 라이시스 시약과 반응하여 핵산이 충분히 추출되도록 하며, 추출이 완료되면 일회용 카트리지(300)를 회동시켜 이송채널(332)을 통해 다음번 하부 셀(320), 즉 워싱 셀(324)로 검체를 넘겨준다. The sample supplied from the
그 이후에는 다음 번 시약 셀(314)의 시약(예컨대, 라이시스 시약 다음에는 워싱 시약)을 주입하고, 충분한 반응을 일으킨 다음에 다음 번 하부 셀(320)로 이송하는 과정을 반복하면 된다. 최종적으로 모든 처리가 끝난 검체는 하부 셀(320)의 맨 마지막 검출 셀(328)로 이송되며, 검출부(500)를 통해 비접촉식으로 검출 셀(328)에 담긴 검체를 정량 분석하게 된다.Thereafter, the process of injecting reagents (eg, washing reagents after lysis reagents) of the
한편, 도 4는 일회용 카트리지(300)로서 좀더 단순화된 웰 플레이트(400)를 적용하여 반응부(200)를 구성하는 일례를 도시하고 있다.Meanwhile, FIG. 4 shows an example of configuring the
도 4에 도시된 실시형태에서, 일회용 카트리지(300)는 복수의 셀이 일렬로 구비된 웰 플레이트(400)로 구성되고, 반응부(200)는 웰 플레이트(400)의 대응하는 셀에 비드와 복수의 시약을 공급하는 시약 공급부(410)와, 비드를 다음 셀로 옮기는 전자석(420)을 구비하고 있다. 즉, 웰 플레이트(400)는 반응공간을 형성하는 복수의 셀을 구비하고 있고, 반응에 필요한 각종 시약은 시약 공급부(410)를 통해 각 셀에 공급된다. 시약의 종류는 검출 방식에 따라 정해지며, 이는 앞서 설명한 PCR 증폭 방식, 유전자 가위 방식 및 면역반응 방식에서 설명한 시약의 종류를 참고하면 된다.In the embodiment shown in FIG. 4 , the
다만, 웰 플레이트(400)는 단순히 반응공간 만을 제공하므로, 단계별로 처리를 마친 검체를 다음 번 셀로 이송할 수단이 필요하며, 이를 위해 비드와 전자석(420)이 구비된다. 비드는 자성체로서 전자석(420)의 작동에 따라 전자석(420)에 붙게 된다. 검체는 비드에 붙어있게 되며, 전자석(420)을 상하좌우로 이동하고 자력을 온/오프 제어함으로써 비드에 검체를 붙인채로 셀 간 검체이동을 수행하게 된다. However, since the
그리고, 도 5는 본 발명의 방역기기(10)의 다른 실시형태를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 실시형태는 본 발명의 방역기기(10)를 보다 효과적으로 활용할 수 있도록 마련된 것이다.And, FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the
우선, 도 5의 실시형태에서, 방역기기(10)는 검출부(500)에서 측정한 정보를 사전에 지정된 서버로 송신하는 통신부(900)를 포함하고 있다. 지정된 서버는, 예를 들어 질병관리본부의 서버일 수 있으며, 수집된 검출정보는 현재의 확산상황을 실시간으로 파악하고 향후에 일어날 것으로 예측되는 미래의 확산상황을 파악하는 빅데이터로 활용될 수 있다.First, in the embodiment of FIG. 5 , the
또한, 본 발명의 방역기기(10)는, 실내 공간에 대한 지도를 작성하고 자율주행을 수행하는 주행부(1000)와, 주행부(1000)가 작성한 지도에 대해 특정 지점에서 취득된 검출정보를 기반으로 하여 확산추이에 대한 예측정보를 추정하는 예측부(1100)를 더 포함하고 있다.In addition, the
주행부(1000)는 로봇 청소기를 예로 들면 쉽게 이해할 수 있다. 통상적으로 잘 변하지 않는 천장의 이미지를 통해 해당 공간의 지도를 작성할 수 있으며, 작성된 지도와 근접센서 등을 통해 방역기기(10)는 한정된 공간 안을 자율주행할 수 있다. 자율주행이 가능한 방역기기(10)는 적은 대수의 방역기기(10)만으로도 상당히 넓은 공간에 대해 바이러스 검출을 수행할 수 있게 된다.The traveling
또한, 예측부(1100)는 주행부(1000)가 작성한 지도에 대해 특정 지점에서 취득된 검출정보를 맵핑할 수 있다. 도 5에서 해당 지도에는 검출된 바이러스의 농도를 원의 면적에 대응시켜 시각적으로 표현하고 있다. 그리고, 예측부(1100)는 어떤 지점의 바이러스 농도가 높은지, 그리고 시간추이에 따라 어떻게 변화하는지 등의 검출정보에 기반하여 향후 일어날 것으로 예측되는 확산추이를 출력할 수 있다. 즉, 예측부(1100)는 효과적인 방역을 위해 지도 상의 어떤 지점을 집중적으로 방역을 해야 하는지에 대한 정보를 제공할 수 있다. Also, the
한편, 본 발명의 방역기기(10)는, 공기 중의 비말 또는 검체 입자의 크기, 농도 및/또는 형태(비말, 비말 핵, 바이러스, 박테리아, 세균 등)에 따라 구분하여 알람 등 다양한 정보를 아울러 제공할 수 있다. 예를 들어, 포집부(100)에 이미지 센서를 추가하여 안으로 도입되는 비말 또는 검체 입자의 크기나 형태 등을 파악할 수 있으며, 이렇게 취득된 정보 또한 방역에 활용될 수 있다.On the other hand, the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.
10: 방역기기
100: 포집부
200: 반응부
300: 일회용 카트리지
310: 상부 셀
312: 검체 투입부
314: 시약 셀
320: 하부 셀
322: 추출 셀
323: 파쇄돌기
324: 워싱 셀
326: 반응 셀
327: 방열돌기
328: 검출 셀
330: 시약채널
332: 이송채널
400: 웰 플레이트
410: 시약 공급부
420: 전자석
500: 검출부
510: 자외선 광원
520: 이미지 센서
600: 카트리지 공급부
700: 폐기부
800: 멸균부
900: 통신부
1000: 주행부
1100: 예측부10: quarantine device 100: collection unit
200: reaction unit 300: disposable cartridge
310: upper cell 312: sample input unit
314
322: extraction cell 323: crushing protrusion
324: washing cell 326: reaction cell
327: heat radiation protrusion 328: detection cell
330: reagent channel 332: transfer channel
400: well plate 410: reagent supply unit
420: electromagnet 500: detection unit
510: ultraviolet light source 520: image sensor
600: cartridge supply unit 700: disposal unit
800: sterilization unit 900: communication unit
1000: driving unit 1100: prediction unit
Claims (15)
상기 포집부에서 준비된 검체를 전달받고, 상기 검체를 복수의 시약으로 순차적으로 처리하는 일회용 카트리지 방식의 반응부; 및
상기 반응부에서 최종 처리된 검체에 대해 비접촉식으로 바이러스를 검출하는 검출부;
를 포함하는 방역기기.a collecting unit into which droplets in the air are collected and concentrated, or a collected sample is inserted;
a disposable cartridge-type reaction unit that receives the sample prepared in the collecting unit and sequentially processes the sample with a plurality of reagents; and
a detection unit that detects the virus in a non-contact type with respect to the sample finally processed in the reaction unit;
Quarantine device comprising a.
복수의 일회용 카트리지를 수용하고, 상기 반응부로 일회용 카트리지를 하나씩 공급하는 카트리지 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 1,
and a cartridge supply unit for accommodating a plurality of disposable cartridges and supplying the disposable cartridges to the reaction unit one by one.
상기 반응부에서 사용이 완료되어 배출된 일회용 카트리지를 수용하는 폐기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 2,
Quarantine device comprising a waste unit accommodating the disposable cartridge discharged after being used in the reaction unit.
상기 포집부 또는 폐기부, 또는 상기 포집부 및 폐기부를 소독하는 멸균부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 3,
Quarantine device comprising a sterilization unit for disinfecting the collection unit or the disposal unit, or the collection unit and the disposal unit.
상기 포집부는,
공기 중의 비말을 기계식 팬, 전기력, 정전기력, 전자기력 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 포집하고, 액상농축이나 흡착, 막 분리 중의 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 비말을 농축하여 검체를 준비하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 1,
The collection unit,
Quarantine, characterized by collecting droplets in the air using at least one of a mechanical fan, electric force, electrostatic force, and electromagnetic force, and concentrating the droplets using at least one of liquid phase concentration, adsorption, and membrane separation to prepare a sample. device.
상기 반응부에 포함된 일회용 카트리지는,
검체 투입부와 복수의 시약을 각각 수용하는 복수의 시약 셀을 포함하는 상부 셀과,
상기 상부 셀의 하방에 위치하고, 추출 셀과 워싱 셀, 그리고 적어도 하나 이상의 반응 셀 및 검출 셀을 포함하는 하부 셀을 구비하고,
상기 복수의 시약 셀을 이에 대응하는 하부 셀에 대해 각각 연결하는 시약채널을 구비하며,
상기 하부 셀의 상부에는 인접한 다음 순서의 하부 셀과 연결하는 이송채널이 구비되는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 1,
The disposable cartridge included in the reaction unit,
An upper cell including a sample input unit and a plurality of reagent cells each accommodating a plurality of reagents;
Located below the upper cell, and having a lower cell including an extraction cell, a washing cell, and at least one reaction cell and a detection cell,
A reagent channel connecting the plurality of reagent cells to corresponding lower cells, respectively;
Quarantine device, characterized in that the upper portion of the lower cell is provided with a transfer channel that connects to an adjacent lower cell in the next order.
상기 추출 셀의 측벽에는 추출을 촉진하기 위한 파쇄돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 6,
Disinfection device, characterized in that the side wall of the extraction cell is provided with crushing protrusions for facilitating extraction.
상기 반응 셀의 하부에는 전열면적을 늘리기 위한 방열돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 6,
Disinfection device, characterized in that the lower portion of the reaction cell is provided with a heat radiation protrusion for increasing the heat transfer area.
상기 일회용 카트리지는 PCR 증폭 방식에 대응하는 것으로서,
상기 복수의 시약 셀에는 순차적으로 라이시스 시약, 워싱 시약, 증폭시약 및 검출시약이 각각 수용되는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 6,
The disposable cartridge corresponds to the PCR amplification method,
The quarantine device, characterized in that the lysis reagent, washing reagent, amplification reagent and detection reagent are sequentially accommodated in the plurality of reagent cells.
상기 일회용 카트리지는 유전자 가위 방식에 대응하는 것으로서,
상기 복수의 시약 셀에는 순차적으로 라이시스 시약, 워싱 시약, 크리스퍼 단백질 복합체 및 검출시약이 각각 수용되는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 6,
The disposable cartridge corresponds to the gene editing method,
The quarantine device, characterized in that the lysis reagent, washing reagent, CRISPR protein complex and detection reagent are sequentially accommodated in the plurality of reagent cells.
상기 일회용 카트리지는 면역반응 대응하는 것으로서,
상기 복수의 시약 셀에는 순차적으로 라이시스 시약과 워싱 시약이 각각 수용되고, 상기 검출 셀에는 면역반응 스트립을 구비하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 6,
The disposable cartridge responds to an immune response,
The quarantine device, characterized in that the lysis reagent and the washing reagent are sequentially accommodated in the plurality of reagent cells, and an immunoreaction strip is provided in the detection cell.
상기 검출부는,
상기 검출 셀에 자외선을 조사하는 자외선 광원과, 상기 검출 셀을 촬영하는 이미지 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to any one of claims 9 to 11,
The detecting unit,
Disinfection device comprising an ultraviolet light source for irradiating ultraviolet light to the detection cell and an image sensor for photographing the detection cell.
상기 반응부에 포함된 일회용 카트리지는 복수의 셀이 일렬로 구비된 웰 플레이트로 구성되고,
상기 반응부는,
상기 웰 플레이트의 대응하는 셀에 비드와 복수의 시약을 공급하는 시약 공급부와, 상기 비드를 다음 셀로 옮기는 전자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 1,
The disposable cartridge included in the reaction unit is composed of a well plate having a plurality of cells in a row,
The reaction part,
and a reagent supply unit for supplying beads and a plurality of reagents to corresponding cells of the well plate, and an electromagnet for moving the beads to the next cell.
상기 검출부에서 측정한 정보를 사전에 지정된 서버로 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 1,
Quarantine device comprising a communication unit for transmitting the information measured by the detection unit to a previously designated server.
상기 방역기기는,
실내 공간에 대한 지도를 작성하고, 자율주행을 수행하는 주행부와,
상기 지도에 대해 특정 지점에서 취득된 검출정보를 기반으로 하여, 확산추이에 대한 예측정보를 추정하는 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방역기기.According to claim 1,
The quarantine device,
A driving unit that creates a map of the indoor space and performs autonomous driving;
The quarantine device further comprising a prediction unit for estimating prediction information on a diffusion trend based on detection information acquired at a specific point on the map.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210100192A KR20230019317A (en) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Device for prevention of epidemics using disposable cartridge |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20230019317A true KR20230019317A (en) | 2023-02-08 |
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KR (1) | KR20230019317A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102005324B1 (en) | 2018-10-22 | 2019-10-04 | 연세대학교 산학협력단 | Microorganism collecting device with electric dust collection type |
-
2021
- 2021-07-29 KR KR1020210100192A patent/KR20230019317A/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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