KR102689450B1

KR102689450B1 - Cartridge for diagnostics and diagnostic method using the same

Info

Publication number: KR102689450B1
Application number: KR1020220041268A
Authority: KR
Inventors: 이문근; 이태재; 이은영; 노동기; 박유민; 이경균; 배남호; 이석재
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2024-07-29
Also published as: KR20230097960A

Abstract

본 발명은 진단을 위해 시료를 반응시키는 카트리지 및 이를 이용한 진단방법에 관한 것이다.
진단을 위한 카트리지는 반응용액이 수용된 복수의 수용챔버가 구비되는, 저장부 상기 저장부의 하측에 마련되고, 상기 복수의 수용챔버에 연결되는 복수의 연결채널이 구비되며, 상기 복수의 연결채널을 통해 상기 복수의 수용챔버에 수용된 반응용액 중 어느 하나를 유통시키는, 연결부 및 상기 연결부의 하측에 마련되고, 시료가 주입되며 상기 복수의 연결채널과 연결된 반응채널 및 상기 반응채널과 연결된 복수의 반응챔버가 구비되며, 상기 반응채널에서는 상기 시료와 상기 복수의 연결채널로부터 유통된 상기 반응용액이 혼합용액을 형성하며, 상기 복수의 반응챔버에 양압 또는 음압이 반복적으로 인가됨으로써 상기 혼합용액의 반응이 수행되는, 반응부를 포함한다.The present invention relates to a cartridge that reacts a sample for diagnosis and a diagnostic method using the same.
A cartridge for diagnosis is provided in a lower part of the storage unit, which includes a plurality of receiving chambers containing a reaction solution, and is provided with a plurality of connection channels connected to the plurality of receiving chambers, and is provided through the plurality of connection channels. A connection part for distributing any one of the reaction solutions contained in the plurality of receiving chambers, a reaction channel provided below the connection part, a sample is injected, a reaction channel connected to the plurality of connection channels, and a plurality of reaction chambers connected to the reaction channel. In the reaction channel, the sample and the reaction solution distributed from the plurality of connection channels form a mixed solution, and the reaction of the mixed solution is performed by repeatedly applying positive or negative pressure to the plurality of reaction chambers. , including a reaction unit.

Description

Cartridge for diagnosis and diagnostic method using the same {CARTRIDGE FOR DIAGNOSTICS AND DIAGNOSTIC METHOD USING THE SAME}

본 발명은 진단을 위해 시료를 반응시키는 진단을 위한 카트리지 및 이를 이용한 진단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a diagnostic cartridge that reacts a sample for diagnosis and a diagnostic method using the same.

진단을 위한 시료 반응용 카트리지는, 개략적으로 시료를 파쇄(라이시스)하고 타겟물질(단백질, 핵산 등)에 자성입자 및 표지물질을 혼합하고 워싱하여 잔여물을 배출시킴으로써 반응을 수행한다.A cartridge for sample reaction for diagnosis performs a reaction by roughly crushing (lyzing) a sample, mixing magnetic particles and a labeling material with a target material (protein, nucleic acid, etc.), washing the sample, and discharging the residue.

또한, 진단을 위한 시료 반응용 카트리지에서의 시료의 파쇄, 혼합 및 반응 과정이 적절한 순서에 따라 순차적으로 수행되어야 하고, 상기 과정들을 수행하기 위한 채널, 챔버, 밸브구조 등이 구비되어야 한다.In addition, the sample crushing, mixing, and reaction processes in the sample reaction cartridge for diagnosis must be performed sequentially in an appropriate order, and channels, chambers, valve structures, etc. must be provided to perform the above processes.

따라서, 상기 과정들을 효율적으로 수행하여 진단 정확도 및 쓰루풋을 높힐 수 있는 진단을 위한 카트리지의 개발이 요구된다.Therefore, there is a need to develop a diagnostic cartridge that can efficiently perform the above processes and increase diagnostic accuracy and throughput.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as recognition that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

KRKR 10-2019-0179960 10-2019-0179960 AA

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 복수의 수용챔버로부터 반응용액을 선택적으로 공급하며, 반응챔버 내의 시료와 반응용액을 혼합한 혼합용액을 반응챔버에 양압 및 음압을 반복하여 인가함으로써 효율적으로 유체의 유동을 제어할 수 있는 진단을 위한 카트리지 및 이를 이용한 진단방법을 제공하고자 함이다.The present invention was proposed to solve this problem, by selectively supplying a reaction solution from a plurality of receiving chambers and repeatedly applying positive and negative pressure to the mixed solution of the sample and the reaction solution in the reaction chamber to the reaction chamber. The purpose is to provide a diagnostic cartridge that can efficiently control the flow of fluid and a diagnostic method using the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진단을 위한 카트리지는 반응용액이 수용된 복수의 수용챔버가 구비되는, 저장부; 상기 저장부의 하측에 마련되고, 상기 복수의 수용챔버에 연결되는 복수의 연결채널이 구비되며, 상기 복수의 연결채널을 통해 상기 복수의 수용챔버에 수용된 반응용액 중 어느 하나를 유통시키는, 연결부; 및 상기 연결부의 하측에 마련되고, 시료가 주입되며 상기 복수의 연결채널과 연결된 반응채널 및 상기 반응채널과 연결된 복수의 반응챔버가 구비되며, 상기 반응채널에서는 상기 시료와 상기 복수의 연결채널로부터 유통된 상기 반응용액이 혼합용액을 형성하며, 상기 복수의 반응챔버에 양압 또는 음압이 반복적으로 인가됨으로써 상기 혼합용액의 반응이 수행되는, 반응부;를 포함한다.A cartridge for diagnosis according to the present invention for achieving the above object includes a storage unit provided with a plurality of receiving chambers containing a reaction solution; A connection part provided at a lower side of the storage unit, provided with a plurality of connection channels connected to the plurality of receiving chambers, and distributing one of the reaction solutions contained in the plurality of receiving chambers through the plurality of connection channels; and a reaction channel connected to the plurality of connection channels and a plurality of reaction chambers connected to the reaction channel. The reaction solution forms a mixed solution, and a reaction unit in which the reaction of the mixed solution is performed by repeatedly applying positive or negative pressure to the plurality of reaction chambers.

상기 반응부에서는, 상기 복수의 반응챔버 내의 압력이 양압 또는 음압으로 반복하여 인가되는 경우, 상기 혼합용액이 상기 복수의 반응챔버와 상기 반응채널을 왕복하여 유동될 수 있다.In the reaction unit, when the pressure within the plurality of reaction chambers is repeatedly applied as positive pressure or negative pressure, the mixed solution may flow back and forth between the plurality of reaction chambers and the reaction channel.

상기 반응부에는 상기 반응채널 하측에 자성체가 마련되며, 상기 자성체는 상기 혼합용액의 반응 수행 시 상승되어 상기 반응채널에 자기력을 제공할 수 있다.In the reaction unit, a magnetic material is provided below the reaction channel, and the magnetic material rises when the reaction of the mixed solution is performed to provide magnetic force to the reaction channel.

상기 연결부에는 상기 복수의 연결채널이 모두 연결되는 상부밸브가 마련되며, 상기 상부밸브는 축회전을 통해 상기 복수의 연결채널 중 어느 하나를 상기 반응 채널과 선택적으로 연결할 수 있다.The connection part is provided with an upper valve to which all of the plurality of connection channels are connected, and the upper valve can selectively connect one of the plurality of connection channels to the reaction channel through shaft rotation.

상기 반응부에는 상기 반응채널에 연결되는 하부밸브가 마련되며, 상기 하부밸브는 축회전을 통해 상기 반응채널에 형성된 배출홀을 선택적으로 개폐할 수 있다.The reaction unit is provided with a lower valve connected to the reaction channel, and the lower valve can selectively open and close the discharge hole formed in the reaction channel through shaft rotation.

상기 반응부의 하측에 마련되고, 폐기용액을 회수하는 폐액챔버가 마련된 회수부를 더 포함하고, 상기 폐액챔버는 상기 배출홀과 연결될 수 있다.It is provided below the reaction unit and further includes a recovery unit provided with a waste liquid chamber for recovering the waste solution, and the waste liquid chamber may be connected to the discharge hole.

상기 회수부는 상기 폐액챔버 내의 압력을 변화시킴으로써, 상기 복수의 반응챔버 내의 압력을 양압 또는 음압으로 인가할 수 있다.The recovery unit may change the pressure within the waste liquid chamber to apply positive pressure or negative pressure within the plurality of reaction chambers.

상기 복수의 수용챔버는 상기 저장부의 원주방향을 따라 배치되며, 상기 복수의 수용챔버 각각에는 수용된 반응용액을 유출시키는 유출홀이 형성될 수 있다.The plurality of receiving chambers are arranged along the circumferential direction of the storage unit, and an outlet hole through which the received reaction solution flows out may be formed in each of the plurality of receiving chambers.

상기 연결부에는 상기 복수의 연결채널의 입구측에 각각 돌출부가 마련되며, 상기 돌출부들은 상기 유출홀들에 관통삽입됨으로써 상기 복수의 수용챔버와 상기 복수의 연결채널을 연통시킬 수 있다.The connection portion is provided with a protrusion on the inlet side of the plurality of connection channels, and the protrusion portions are inserted through the outlet holes to allow the plurality of receiving chambers to communicate with the plurality of connection channels.

상기 돌출부의 하단에는 오링이 마련되며, 상기 오링은 상기 돌출부가 상기 유출홀에 관통삽입되는 경우 상기 유출홀과 상기 연결채널이 연결되는 연결부분을 실링할 수 있다.An O-ring is provided at the bottom of the protrusion, and the O-ring can seal a connection portion where the outlet hole and the connection channel are connected when the protrusion is inserted through the outlet hole.

상기 저장부의 상측에는 상기 저장부의 상단을 지지하는 커버부가 마련되며, 상기 커버부에는 상기 복수의 수용챔버에 대응되는 위치에 복수의 펀쳐가 형성되고, 상기 복수의 펀쳐는 상기 복수의 수용챔버를 관통하여 외부와 연통시킬 수 있다.A cover portion supporting the top of the storage portion is provided on an upper side of the storage portion, and a plurality of punchers are formed in the cover portion at positions corresponding to the plurality of receiving chambers, and the plurality of punchers penetrate the plurality of receiving chambers. This allows communication with the outside.

상기 저장부, 상기 연결부 및 상기 반응부가 내장되고, 내주면에 복수의 결합홈이 형성된 케이스;를 더 포함하며, 상기 저장부의 외주면에는 복수의 결합돌기가 형성되고, 상기 저장부는 상기 복수의 결합돌기는 상기 복수의 결합홈에 삽입된 상태에서 상기 케이스에 내장될 수 있다.It further includes a case in which the storage unit, the connection unit, and the reaction unit are built-in, and a plurality of coupling grooves are formed on an inner circumferential surface, wherein a plurality of coupling protrusions are formed on an outer circumferential surface of the storage unit, and the storage unit has the plurality of coupling protrusions. It can be built into the case while being inserted into the plurality of coupling grooves.

상기 저장부와 상기 연결부의 사이에 마련되어 상기 저장부와 상기 연결부를 이격시키는 고정핀;을 더 포함하고, 상기 저장부와 상기 연결부는 상기 고정핀이 제거되는 경우 밀착되어 상기 수용챔버와 상기 연결채널이 연결될 수 있다.It further includes a fixing pin provided between the storage part and the connection part to space the storage part and the connection part apart, and the storage part and the connection part are in close contact when the fixing pin is removed, thereby forming the receiving chamber and the connection channel. This can be connected.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진단을 위한 카트리지를 이용한 진단방법은 복수의 연결채널을 통해 복수의 수용챔버에 수용된 반응용액 중 어느 하나를 유통시키는 단계; 상기 복수의 연결채널과 연결된 반응채널에 시료를 주입하고, 상기 시료와 상기 복수의 연결채널로부터 유통된 상기 반응용액으로 혼합용액을 형성하는 단계; 및 상기 반응채널에 연결된 복수의 반응챔버에 양압 또는 음압을 반복하여 인가함으로써 상기 혼합용액의 반응을 수행하는 단계;를 포함한다.A diagnostic method using a diagnostic cartridge according to the present invention to achieve the above object includes distributing one of the reaction solutions contained in a plurality of receiving chambers through a plurality of connection channels; Injecting a sample into a reaction channel connected to the plurality of connection channels and forming a mixed solution with the sample and the reaction solution distributed from the plurality of connection channels; and performing a reaction of the mixed solution by repeatedly applying positive or negative pressure to a plurality of reaction chambers connected to the reaction channel.

상기 혼합용액의 반응을 수행하는 단계에서는, 상기 혼합용액이 상기 복수의 반응챔버와 상기 반응채널을 왕복하여 유동되며, 상기 반응채널 하측에 마련되는 자성체를 통해 상기 반응채널에 자기력이 제공될 수 있다.In the step of performing the reaction of the mixed solution, the mixed solution flows back and forth between the plurality of reaction chambers and the reaction channel, and magnetic force may be provided to the reaction channel through a magnetic material provided below the reaction channel. .

본 발명의 진단을 위한 카트리지 및 이를 이용한 진단방법에 따르면, 복수의 수용챔버로부터 반응용액을 선택적으로 공급하며, 반응챔버 내의 시료와 반응용액을 혼합한 혼합용액을 반응챔버에 양압 및 음압을 반복하여 인가함으로써 효율적으로 유체의 유동을 제어하고, 이를 통해 진단을 위한 시료의 반응을 빠르고 정확하게 수행할 수 있다.According to the diagnostic cartridge of the present invention and the diagnostic method using the same, the reaction solution is selectively supplied from a plurality of receiving chambers, and the mixed solution of the sample and the reaction solution in the reaction chamber is repeatedly applied to the reaction chamber by positive and negative pressure. By applying this, the flow of fluid can be efficiently controlled, and through this, the reaction of the sample for diagnosis can be performed quickly and accurately.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 전체적인 형태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 저장부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 저장부를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 저장부를 나타낸 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부를 나타낸 저면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부에서 상부밸브가 제거된 상태를 나타낸 저면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지에서 저장부, 연결부 및 고정핀이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부를 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부를 나타낸 저면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부에서 하부밸브가 제거된 상태를 나타낸 저면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부 내 반응챔버와 반응채널을 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부와 반응부가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지에서 상부밸브 또는 하부밸브를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 회수부를 나타낸 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 회수부를 나타낸 평면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 회수부를 나타낸 저면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 커버부를 나타낸 사시도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 커버부를 나타낸 저면사시도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스를 나타낸 사시도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스를 나타낸 단면도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스에서 내주면에 형성된 결합홈을 나타낸 확대도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 저장부에서 외주면에 형성된 결합돌기를 나타낸 확대도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스 내부를 나타낸 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스 외부를 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지를 이용한 진단방법의 순서도이다.1 is a diagram showing the overall shape of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a storage portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a plan view showing a storage portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a bottom view showing a storage portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing a connection part of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a plan view showing a connection portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a bottom view showing a connection portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a bottom view showing the upper valve removed from the connection part of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram showing a state in which the storage part, the connection part, and the fixing pin are combined in the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a perspective view showing a reaction portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a plan view showing a reaction portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a bottom view showing a reaction portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a bottom view showing a state in which the lower valve is removed from the reaction part of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a cross-sectional view showing the reaction chamber and reaction channel in the reaction part of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a diagram showing a state in which the connection part and the reaction part of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention are combined.
Figure 16 is a diagram showing an upper valve or lower valve in a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention.
Figure 17 is a perspective view showing a recovery portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 18 is a plan view showing a recovery portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 19 is a bottom view showing a recovery portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 20 is a perspective view showing the cover portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 21 is a bottom perspective view showing the cover portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 22 is a perspective view showing a case of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 23 is a cross-sectional view showing a case of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 24 is an enlarged view showing a coupling groove formed on the inner peripheral surface of the case of a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention.
Figure 25 is an enlarged view showing a coupling protrusion formed on the outer peripheral surface of the storage portion of a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention.
Figure 26 is a diagram showing the inside of a case of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 27 is a view showing the outside of the case of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention.
Figure 28 is a flowchart of a diagnostic method using a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described herein may be modified in various ways. Specific embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, the specific embodiments disclosed in the attached drawings are only intended to facilitate understanding of the various embodiments. Accordingly, the technical idea is not limited to the specific embodiments disclosed in the attached drawings, and should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and technical scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but these components are not limited by the above-mentioned terms. The above-mentioned terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서에서, "포함한다" 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. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In this specification, 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 indicate the presence of one or more other features. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, a “module” or “unit” for a component used in this specification performs at least one function or operation. And, the “module” or “unit” may perform a function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software. Additionally, a plurality of “modules” or a plurality of “units” excluding a “module” or “unit” that must be performed on specific hardware or performed on at least one processor may be integrated into at least one module. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, when describing the present invention, 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 thereof is abbreviated or omitted.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 전체적인 형태를 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 저장부를 나타낸 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 저장부를 나타낸 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 저장부를 나타낸 저면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부를 나타낸 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부를 나타낸 평면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부를 나타낸 저면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부에서 상부밸브가 제거된 상태를 나타낸 저면도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지에서 저장부, 연결부 및 고정핀이 결합된 상태를 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부를 나타낸 사시도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부를 나타낸 평면도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부를 나타낸 저면도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부에서 하부밸브가 제거된 상태를 나타낸 저면도이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 반응부 내 반응챔버와 반응채널을 나타낸 단면도이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 연결부와 반응부가 결합된 상태를 나타낸 도면이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지에서 상부밸브 또는 하부밸브를 나타낸 도면이다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 회수부를 나타낸 사시도이다. 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 회수부를 나타낸 평면도이다. 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 회수부를 나타낸 저면도이다. 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 커버부를 나타낸 사시도이다. 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 커버부를 나타낸 저면사시도이다. 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스를 나타낸 사시도이다. 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스를 나타낸 단면도이다. 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스에서 내주면에 형성된 결합홈을 나타낸 확대도이다. 도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 저장부에서 외주면에 형성된 결합돌기를 나타낸 확대도이다. 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스 내부를 나타낸 도면이다. 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 케이스 외부를 나타낸 도면이다. 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지를 이용한 진단방법의 순서도이다.1 is a diagram showing the overall shape of a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a perspective view showing a storage portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a plan view showing a storage portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a bottom view showing a storage portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a perspective view showing a connection part of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 6 is a plan view showing a connection portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 7 is a bottom view showing a connection portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 8 is a bottom view showing the upper valve removed from the connection part of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 9 is a diagram showing a state in which the storage part, the connection part, and the fixing pin are combined in the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 10 is a perspective view showing a reaction portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 11 is a plan view showing a reaction portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 12 is a bottom view showing a reaction portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 13 is a bottom view showing a state in which the lower valve is removed from the reaction part of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 14 is a cross-sectional view showing the reaction chamber and reaction channel in the reaction part of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 15 is a diagram showing a state in which the connection part and the reaction part of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention are combined. Figure 16 is a diagram showing an upper valve or lower valve in a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention. Figure 17 is a perspective view showing a recovery portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 18 is a plan view showing a recovery portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 19 is a bottom view showing a recovery portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 20 is a perspective view showing the cover portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 21 is a bottom perspective view showing the cover portion of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 22 is a perspective view showing a case of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 23 is a cross-sectional view showing a case of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 24 is an enlarged view showing a coupling groove formed on the inner peripheral surface of the case of a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention. Figure 25 is an enlarged view showing a coupling protrusion formed on the outer peripheral surface of the storage portion of a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention. Figure 26 is a diagram showing the inside of a case of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 27 is a view showing the outside of the case of a cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. Figure 28 is a flowchart of a diagnostic method using a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지는 반응용액이 수용된 복수의 수용챔버(110)가 구비되는, 저장부(100); 상기 저장부(100)의 하측에 마련되고, 상기 복수의 수용챔버(110)에 연결되는 복수의 연결채널(210)이 구비되며, 상기 복수의 연결채널(210)을 통해 상기 복수의 수용챔버(110)에 수용된 반응용액 중 어느 하나를 유통시키는, 연결부(200); 및 상기 연결부(200)의 하측에 마련되고, 시료가 주입되며 상기 복수의 연결채널(210)과 연결된 반응채널(310) 및 상기 반응채널(310)과 연결된 복수의 반응챔버(320)가 구비되며, 상기 반응채널(310)에서는 상기 시료와 상기 복수의 연결채널(210)로부터 유통된 상기 반응용액이 혼합용액을 형성하며, 상기 복수의 반응챔버(320)에 양압 또는 음압이 반복적으로 인가됨으로써 상기 혼합용액의 반응이 수행되는, 반응부(300);를 포함한다.A cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention includes a storage unit 100 provided with a plurality of receiving chambers 110 containing a reaction solution; A plurality of connection channels 210 are provided below the storage unit 100 and connected to the plurality of receiving chambers 110, and the plurality of receiving chambers (210) are provided through the plurality of connecting channels 210. A connection portion 200 that distributes any one of the reaction solutions contained in 110); And a reaction channel 310 provided on the lower side of the connection part 200, where a sample is injected, and connected to the plurality of connection channels 210, and a plurality of reaction chambers 320 connected to the reaction channel 310, In the reaction channel 310, the sample and the reaction solution distributed from the plurality of connection channels 210 form a mixed solution, and positive pressure or negative pressure is repeatedly applied to the plurality of reaction chambers 320 to form a mixed solution. It includes a reaction unit 300, where the reaction of the mixed solution is performed.

본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지는 진단을 위한 센서 카트리지에서 타겟물질을 검출하기 위해 상기 시료를 반응시키기 위한 것으로써, 개략적으로는 상기 시료를 파쇄하고 자성입자 및 표지물질과 반응시킨 후 잔류물을 세척하기 위한 것이다. 여기서 타겟물질은 분리된 단백질이나 핵산으로써 광학, 전기, 전기화학 등의 방식에 의한 센서를 이용해 이를 검출하여, 분자진단 또는 면역진단 등이 수행되는 것이다.A cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention is for reacting the sample to detect a target material in a sensor cartridge for diagnosis. Roughly, the sample is crushed and reacted with magnetic particles and a labeling material. This is to wash away the residue after use. Here, the target material is a separated protein or nucleic acid, which is detected using a sensor using optical, electrical, or electrochemical methods, and molecular diagnosis or immunodiagnosis is performed.

구체적으로, 도 14를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 상기 반응부(300)에서는, 상기 복수의 반응챔버(320) 내의 압력이 양압 또는 음압으로 반복하여 인가되는 경우, 상기 혼합용액이 상기 복수의 반응챔버(320)와 상기 반응채널(310)을 왕복하여 유동될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 14, in the reaction unit 300 of the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention, when the pressure within the plurality of reaction chambers 320 is repeatedly applied as positive pressure or negative pressure , the mixed solution may flow back and forth between the plurality of reaction chambers 320 and the reaction channel 310.

이 때, 상기 혼합용액이 상기 반응챔버(320)와 상기 반응채널(310)을 왕복하여 유동됨으로써, 상기 시료가 상기 반응용액(자성입자 및 표지물질 솔루션, 워싱버퍼, 일루션버퍼 등)과 혼합될 수 있고, 아래와 같이 유동 중 자기력을 이용하여 자성입자가 결합된 타겟물질을 고정시킬 수 잇다.At this time, the mixed solution flows back and forth between the reaction chamber 320 and the reaction channel 310, so that the sample is mixed with the reaction solution (magnetic particle and labeling solution, washing buffer, illusion buffer, etc.). The target material to which magnetic particles are combined can be fixed using magnetic force during the flow as shown below.

본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 상기 반응부(300)에는 상기 반응채널(310) 하측에 자성체(330)가 마련되며, 상기 자성체(330)는 상기 혼합용액의 반응 수행 시 상승되어 상기 반응채널(310)에 자기력을 제공할 수 있다.The reaction unit 300 of the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention is provided with a magnetic body 330 below the reaction channel 310, and the magnetic body 330 rises when the reaction of the mixed solution is performed. It is possible to provide magnetic force to the reaction channel 310.

구체적으로, 상기 자성체(330)는 상승 또는 하강되는 자석축으로 구성될 수 있으며, 상기 혼합용액이 상기 반응챔버(320)와 상기 반응채널(310)을 왕복하여 움직일 때 또는 움직임이 완료된 때 상승되고, 자성입자가 결합된 타겟물질을 자기력을 통해 상기 반응채널(310) 내에 고정시키는 역할을 수행한다. 상기 자성체(330)는 상기 타겟물질의 고정을 해제하는 경우에 하강되어 상기 반응채널(310)에 제공되는 자기력이 제공되며, 이 때 외부로부터 피펫 등을 이용하여 반응된 시료가 회수될 수 있다.Specifically, the magnetic body 330 may be composed of a magnet shaft that rises or falls, and rises when the mixed solution moves back and forth between the reaction chamber 320 and the reaction channel 310 or when the movement is completed. , serves to fix the target material to which magnetic particles are bound within the reaction channel 310 through magnetic force. The magnetic material 330 is lowered when the target material is released to provide magnetic force to the reaction channel 310, and at this time, the reacted sample can be recovered from the outside using a pipette or the like.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 상기 연결부(200)에는 상기 복수의 연결채널(210)이 모두 연결되는 상부밸브(220)가 마련되며, 상기 상부밸브(220)는 축회전을 통해 상기 복수의 연결채널(210) 중 어느 하나를 상기 반응 채널과 선택적으로 연결할 수 있다.Meanwhile, the connection part 200 of the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention is provided with an upper valve 220 to which the plurality of connection channels 210 are all connected, and the upper valve 220 has an axis. Any one of the plurality of connection channels 210 can be selectively connected to the reaction channel through rotation.

구체적으로, 상기 복수의 연결채널(210)의 일측은 각각 상기 복수의 수용챔버(100)의 상기 복수의 유출홀(120)에 연결되며, 다른 일측은 모두 상기 상부밸브(220)에 연결된다. 도 16을 참고하면, 상기 상부밸브(220)에는 중심부가 축회전 가능하도록 구성되고, 중심부의 상면에 중앙으로부터 외측으로 홈이 형성된다. 이 때 상기 복수의 연결채널(210)의 다른 일측이 상기 상부밸브(220)의 중심부를 기준으로 원주방향을 따라 배치되며, 이에 상기 상부밸브(220)의 중심부에 형성된 홈이 회전되며 복수의 연결채널(210) 중 하나를 선택적으로 연결하는 것이다.Specifically, one side of the plurality of connection channels 210 is connected to the plurality of outlet holes 120 of the plurality of receiving chambers 100, and the other side is connected to the upper valve 220. Referring to FIG. 16, the center of the upper valve 220 is configured to rotate axially, and a groove is formed on the upper surface of the center from the center to the outside. At this time, the other side of the plurality of connection channels 210 is disposed along the circumferential direction with respect to the center of the upper valve 220, and the groove formed in the center of the upper valve 220 is rotated and the plurality of connection channels 210 are connected. One of the channels 210 is selectively connected.

또한, 도 7을 참고하면 상기의 과정을 통해 연결된 어느 하나의 연결채널(210)의 반응용액은 상기 연결부(200)의 상기 상부밸브(220)의 중심부의 홀을 통해 상기 연결부(200)의 내부에서 상승된 후 다시 하강되어 다시 상기 연결부(200)의 내부에서 상승 및 하강하여 상기 반응채널(310)로 유입된다.In addition, referring to FIG. 7, the reaction solution in one of the connection channels 210 connected through the above process is inside the connection section 200 through the hole in the center of the upper valve 220 of the connection section 200. After being raised, it falls again and rises and falls again inside the connection part 200 and flows into the reaction channel 310.

보다 구체적으로, 도 6 내지 도 7을 참고하면 상기 연결부(200)의 상면과 하면에는 홈이 형성된 것을 확인할 수 있는데, 상기 연결부(200)의 상면과 하면에는 라미네이팅 필름이 부착됨으로써 상기 홈들이 폐쇄되고, 이를 통해 상기 연결채널(210)들이 형성되는 것이다.More specifically, referring to Figures 6 and 7, it can be seen that grooves are formed on the upper and lower surfaces of the connecting part 200. The grooves are closed by attaching a laminating film to the upper and lower surfaces of the connecting part 200. , Through this, the connection channels 210 are formed.

또한, 위와 같이 상기 반응용액들이 상승과 하강을 반복하여 상기 반응채널(310)로 유입됨으로써, 상기 반응용액들의 역류를 방지하고, 상기 반응챔버(320)에 음압이 형성될 시에 상기 연결채널(210) 내 유체가 음압에 의해 일시적으로 모두 빠져나가는 것(사이펀 현상)을 방지하기 위함이다. 결국, 이러한 구조를 통해 유체의 유동을 더욱 정밀하게 원하는 유속으로 제어할 수 있는 것이다.In addition, as above, the reaction solution repeatedly rises and falls and flows into the reaction channel 310, thereby preventing backflow of the reaction solution, and when negative pressure is formed in the reaction chamber 320, the connection channel ( 210) This is to prevent all internal fluid from temporarily escaping due to negative pressure (siphon phenomenon). Ultimately, this structure allows the flow of fluid to be controlled more precisely at the desired flow rate.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 상기 반응부(300)에는 상기 반응채널(310)에 연결되는 하부밸브(340)가 마련되며, 상기 하부밸브(340)는 축회전을 통해 상기 반응채널(310)에 형성된 배출홀(350)을 선택적으로 개폐할 수 있다.Meanwhile, the reaction unit 300 of the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention is provided with a lower valve 340 connected to the reaction channel 310, and the lower valve 340 rotates the shaft. Through this, the discharge hole 350 formed in the reaction channel 310 can be selectively opened and closed.

구체적으로, 도 16을 참고하면, 상기 상부밸브(220)와 상기 하부밸브(340)는 동일한 것으로써, 회전가능한 중앙부와 중앙부의 상면에 형성된 홀로 구성된다. 이때 홀은 중앙부의 중심에서 외측으로 연장된 형상으로써, 외측에서 유입되는 유체를 중심으로 흐르도록하고 중심에서 다시 유압에 의해 상승시키게 된다.Specifically, referring to FIG. 16, the upper valve 220 and the lower valve 340 are the same and consist of a rotatable central portion and a hole formed on the upper surface of the central portion. At this time, the hole has a shape extending outward from the center of the central portion, allowing fluid flowing in from the outside to flow toward the center and then rise again from the center by hydraulic pressure.

또한, 상기 상부밸브(220)와 상기 하부밸브(340)는 상단 외주면에 장착돌기가 형성되고, 상기 연결부(200) 및 상기 반응부(300)에 상기 상부밸브(220)와 상기 하부밸브(340)가 장착되는 위치에는 상기 장착돌기가 들어가는 장착홈이 형성되며, 상기 상부밸브(220)와 상기 하부밸브(340)는 상기 장착돌기가 상기 장착홈에 삽입된 후 회전되어 고정되는 루어락 구조로 상기 연결부(200) 및 상기 반응부(300)에 장착되는 것이다.In addition, the upper valve 220 and the lower valve 340 have mounting protrusions formed on the upper outer peripheral surface, and the upper valve 220 and the lower valve 340 are mounted on the connection portion 200 and the reaction portion 300. ) is formed at the position where the mounting protrusion enters, and the upper valve 220 and the lower valve 340 have a luer lock structure in which the mounting protrusion is rotated and fixed after being inserted into the mounting groove. It is mounted on the connection part 200 and the reaction part 300.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지는 상기 반응부(300)의 하측에 마련되고, 폐기용액을 회수하는 폐액챔버(410)가 마련된 회수부(400)를 더 포함하고, 상기 폐액챔버(410)는 상기 배출홀(350)과 연결될 수 있다. Meanwhile, the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention further includes a recovery unit 400 provided below the reaction unit 300 and provided with a waste liquid chamber 410 for recovering the waste solution, The waste liquid chamber 410 may be connected to the discharge hole 350.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지에서 상기 회수부(400)는 상기 폐액챔버(410) 내의 압력을 변화시킴으로써, 상기 복수의 반응챔버(320) 내의 압력을 양압 또는 음압으로 인가할 수 있다.Specifically, in the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention, the recovery unit 400 changes the pressure in the waste liquid chamber 410, thereby changing the pressure in the plurality of reaction chambers 320 to positive or negative pressure. It can be approved.

예를 들어, 상기 폐액챔버(410)는 상기 배출홀(350)을 통해 상기 반응채널(310) 또는 상기 복수의 반응챔버(320) 중 적어도 어느 하나와 연결되어 있기 때문에, 상기 폐액챔버(410) 내 압력 변화에 따라 상기 복수의 반응챔버(320)에 양압 또는 음압이 반복적으로 인가될 수 있고, 상기 복수의 반응챔버(320)에 양압 또는 음압이 반복적으로 인가됨에 따라 상기 혼합용액의 혼합, 고정, 세척 등이 수행될 수 있는 것이다.For example, because the waste liquid chamber 410 is connected to at least one of the reaction channel 310 or the plurality of reaction chambers 320 through the discharge hole 350, the waste liquid chamber 410 Positive or negative pressure may be repeatedly applied to the plurality of reaction chambers 320 according to changes in internal pressure, and as positive or negative pressure is repeatedly applied to the plurality of reaction chambers 320, the mixed solution is mixed and fixed. , cleaning, etc. can be performed.

아울러, 상기 폐액챔버(410)는 상기 혼합용액의 반응이 종료된 후, 상기 하부밸브(340)가 개방된 후 음압이 인가됨으로써, 상기 반응채널(310)에 남아있는 잔여용액을 회수하는 역할을 수행한다.In addition, the waste liquid chamber 410 serves to recover the remaining solution remaining in the reaction channel 310 by applying negative pressure after the reaction of the mixed solution is completed and the lower valve 340 is opened. Perform.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 상기 복수의 수용챔버(110)는 상기 저장부(100)의 원주방향을 따라 배치되며, 상기 복수의 수용챔버(110) 각각에는 수용된 반응용액을 유출시키는 유출홀(120)이 형성될 수 있다. In addition, the plurality of receiving chambers 110 of the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention are arranged along the circumferential direction of the storage unit 100, and each of the plurality of receiving chambers 110 contains a received reaction. An outlet hole 120 may be formed through which the solution flows out.

이 때, 상기 저장부(100)는 상면에 라미네이팅 필름이 부착되어, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 사용 전에는 상기 복수의 수용챔버(110)이 밀봉된 상태로 유지되는 것이며, 상기 복수의 수용챔버(110)에는 자성입자 용액, 워싱버퍼 등이 1ml씩 수용될 수 있고, 도 2에서 확인되는 하나의 작은 수용챔버에는 상대적으로 입자가 작은 일루션 버퍼(50um)가 수용될 수 있다.At this time, a laminating film is attached to the upper surface of the storage unit 100, so that the plurality of receiving chambers 110 are maintained in a sealed state before use of the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention. The plurality of receiving chambers 110 can accommodate 1 ml of magnetic particle solution, washing buffer, etc., and one small receiving chamber shown in FIG. 2 can accommodate illusion buffer (50um) with relatively small particles. .

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 상기 연결부(200)에는 상기 복수의 연결채널(210)의 입구측에 각각 돌출부(230)가 마련되며, 상기 돌출부(230)들은 상기 유출홀(120)들에 관통삽입됨으로써 상기 복수의 수용챔버(110)와 상기 복수의 연결채널(210)을 연통시킬 수 있다.Meanwhile, the connection portion 200 of the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention is provided with a protrusion 230 on the inlet side of each of the plurality of connection channels 210, and the protrusion 230 is connected to the discharge. By being inserted through the holes 120, the plurality of receiving chambers 110 and the plurality of connection channels 210 can be communicated.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지에서 상기 돌출부(230)의 하단에는 오링(240)이 마련되며, 상기 오링(240)은 상기 돌출부(230)가 상기 유출홀(120)에 관통삽입되는 경우 상기 유출홀(120)과 상기 연결채널(210)이 연결되는 연결부(200)분을 실링할 수 있다.In addition, in the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention, an O-ring 240 is provided at the bottom of the protrusion 230, and the O-ring 240 is connected to the outlet hole 120 by the protrusion 230. When inserted through, the connection portion 200 where the outlet hole 120 and the connection channel 210 are connected can be sealed.

즉, 상기 저장부(100)의 하면 역시 라미네이팅 필름이 부착됨으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 사용시에 아래 기술하는 고정핀(600)이 제거되고, 이에 따라 상기 돌출부(230)가 상기 유출홀(120)을 덮고 있는 필름을 뚫고 들어가 상기 유출홀(120)과 상기 연결채널(210)들을 연통시키는 것이며, 라미네이팅 처리를 통해 상기 저장부(100)와 상기 연결부(200)의 제조공정을 단순화하고 제조원가를 절감할 수 있는 효과도 도출되는 것이다.That is, since the laminating film is also attached to the lower surface of the storage unit 100, the fixing pin 600 described below is removed when using the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention, and accordingly, the protrusion 230 ) penetrates the film covering the outlet hole 120 to communicate with the outlet hole 120 and the connection channel 210, and the storage unit 100 and the connection unit 200 are formed through laminating. The effect of simplifying the manufacturing process and reducing manufacturing costs is also derived.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지에서, 상기 저장부(100)의 상측에는 상기 저장부(100)의 상단을 지지하는 커버부(700)가 마련되며, 상기 커버부(700)에는 상기 복수의 수용챔버(110)에 대응되는 위치에 복수의 펀쳐(710)가 형성되고, 상기 복수의 펀쳐(710)는 상기 복수의 수용챔버(110)를 관통하여 외부와 연통시킬 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지의 사용시, 상기 복수의 수용챔버(110)에 대기압을 제공함으로써, 채널 내에서 상기 반응용액의 유동을 촉진하는 것이다.Meanwhile, in the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention, a cover part 700 is provided on the upper side of the storage part 100 to support the top of the storage part 100, and the cover part 700 ), a plurality of punchers 710 are formed at positions corresponding to the plurality of receiving chambers 110, and the plurality of punchers 710 can penetrate the plurality of receiving chambers 110 and communicate with the outside. . This is to promote the flow of the reaction solution within the channel by providing atmospheric pressure to the plurality of receiving chambers 110 when using the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지는 상기 저장부(100), 상기 연결부(200) 및 상기 반응부(300)가 내장되고, 내주면에 복수의 결합홈(810)이 형성된 케이스(800);를 더 포함하며, 상기 저장부(100)의 외주면에는 복수의 결합돌기(130)가 형성되고, 상기 저장부(100)는 상기 복수의 결합돌기(130)는 상기 복수의 결합홈(810)에 삽입된 상태에서 상기 케이스(800)에 내장될 수 있다.In addition, the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention is a case in which the storage unit 100, the connection unit 200, and the reaction unit 300 are built in, and a plurality of coupling grooves 810 are formed on the inner peripheral surface. (800); wherein a plurality of engaging protrusions 130 are formed on the outer peripheral surface of the storage unit 100, and the storage unit 100 includes the plurality of engaging protrusions 130 and the plurality of engaging grooves. It can be built into the case 800 while being inserted into 810.

구체적으로, 도 24 내지 도 25를 참고하면, 상기 결합돌기(130)는 상기 결합홈(810)보다 길이가 더 짧도록 형성되며, 이는 아래의 고정핀(600)이 끼워진 상태에서 상기 결합돌기(130)가 상기 결합홈(810)의 상면에 밀착되기 때문이다. 또한, 상기 결합홈(810)의 하단에는 경사진 끼움돌기가 형성되며, 상기 끼움돌기는 상기 결합돌기(130) 하단에 형성된 끼움홈에 끼워지게 된다. 상기 끼움돌기는 상기 고정핀(600)이 제거되어 상기 저장부(100)가 하단으로 슬라이딩될 시, 상기 결합돌기(130)를 가이드하는 역할을 수행하고, 상기 끼움돌기의 경사면을 통해 상기 결합돌기가 아래로 부드럽게 슬라이딩된다. 또한 경사면으로 인해 하단이 상단보다 돌출된 상기 끼움돌기는, 상기 연결부(200)에 구비되는 상기 오링(240)의 탄성력에 의해 상기 저장부(100)가 다시 상단으로 밀려 유체가 유출되는 것을 방지하고 상기 저장부(100)가 상기 연결부(200)에 밀착을 유지할 수 있도록 하는 것이다.Specifically, referring to Figures 24 and 25, the coupling protrusion 130 is formed to have a shorter length than the coupling groove 810, which means that the coupling protrusion ( This is because 130) is in close contact with the upper surface of the coupling groove 810. Additionally, an inclined fitting protrusion is formed at the bottom of the coupling groove 810, and the fitting protrusion is fitted into a fitting groove formed at the bottom of the coupling protrusion 130. The fitting protrusion serves to guide the engaging protrusion 130 when the fixing pin 600 is removed and the storage unit 100 slides downward, and the engaging protrusion is guided through the inclined surface of the fitting protrusion. It slides down smoothly. In addition, the fitting protrusion, whose lower end protrudes more than the upper end due to the inclined surface, prevents fluid from flowing out by pushing the storage unit 100 back to the top due to the elastic force of the O-ring 240 provided in the connecting unit 200. This is to ensure that the storage unit 100 maintains close contact with the connection unit 200.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지는 외부로부터 피펫 등을 이용하여 반응된 시료가 주입되거나 회수될 수 있다. 즉, 피펫은 시료 주입 또는 회수 시에, 단부가 상기 저장부(100)와 상기 연결부(200)를 지나 상기 반응채널(310)에 근접하여 반응챔버(320) 또는 반응채널(310) 내에 시료를 주입하거나 반응챔버(320) 또는 반응채널(310) 내 반응이 완료된 시료를 회수할 수 있는 것이다.Meanwhile, in the diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention, the reacted sample can be injected or recovered from the outside using a pipette or the like. That is, when injecting or recovering a sample, the end of the pipette passes through the storage part 100 and the connection part 200 and approaches the reaction channel 310 to inject the sample into the reaction chamber 320 or the reaction channel 310. A sample that has completed the reaction in the reaction chamber 320 or reaction channel 310 can be recovered.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지는 상기 저장부(100)와 상기 연결부(200)의 사이에 마련되어 상기 저장부(100)와 상기 연결부(200)를 이격시키는 고정핀(600);을 더 포함하고, 상기 저장부(100)와 상기 연결부(200)는 상기 고정핀(600)이 제거되는 경우 밀착되어 상기 수용챔버(110)와 상기 연결채널(210)이 연결될 수 있다.In addition, the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention includes a fixing pin 600 provided between the storage unit 100 and the connection unit 200 to separate the storage unit 100 and the connection unit 200. ); wherein the storage unit 100 and the connection unit 200 are in close contact when the fixing pin 600 is removed, so that the receiving chamber 110 and the connection channel 210 can be connected.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지는 미사용 시, 상기 고정핀(600)을 통해 상기 연결부(200)와 상기 저장부(100)가 이격되고, 상기 수용챔버(110)들의 유출홀(120)들이 밀봉된 상태로 유지되어 이물질의 유입과 상기 반응용액의 변질을 방지하고, 사용시에만 고정핀(600)이 제거되어 상기 시료의 반응을 수행하게 되는 것이다.That is, when the cartridge for diagnosis according to an embodiment of the present invention is not in use, the connection part 200 and the storage part 100 are spaced apart through the fixing pin 600, and the receiving chambers 110 are discharged. The holes 120 are maintained in a sealed state to prevent the inflow of foreign substances and deterioration of the reaction solution, and the fixing pin 600 is removed only when in use to perform the reaction of the sample.

본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지를 이용한 진단방법은 복수의 연결채널(210)을 통해 복수의 수용챔버(110)에 수용된 반응용액 중 어느 하나를 유통시키는 단계(S100); 상기 복수의 연결채널(210)과 연결된 반응채널(310)에 시료를 주입하고, 상기 시료와 상기 복수의 연결채널(210)로부터 유통된 상기 반응용액으로 혼합용액을 형성하는 단계(S200); 및 상기 반응채널(310)에 연결된 복수의 반응챔버(320)에 양압 또는 음압을 반복하여 인가함으로써 상기 혼합용액의 반응을 수행하는 단계(S300);를 포함한다.A diagnostic method using a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention includes distributing one of the reaction solutions contained in a plurality of receiving chambers 110 through a plurality of connection channels 210 (S100); Injecting a sample into the reaction channel 310 connected to the plurality of connection channels 210 and forming a mixed solution with the sample and the reaction solution distributed from the plurality of connection channels 210 (S200); and performing a reaction of the mixed solution by repeatedly applying positive or negative pressure to the plurality of reaction chambers 320 connected to the reaction channel 310 (S300).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지를 이용한 진단방법의 상기 혼합용액의 반응을 수행하는 단계(S300)에서는, 상기 혼합용액이 상기 복수의 반응챔버(320)와 상기 반응채널(310)을 왕복하여 유동되며, 상기 반응채널(310) 하측에 마련되는 자성체(330)를 통해 상기 반응채널(310)에 자기력이 제공될 수 있다.In addition, in the step (S300) of performing a reaction of the mixed solution in the diagnostic method using a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention, the mixed solution is supplied to the plurality of reaction chambers 320 and the reaction channel ( It flows back and forth through the reaction channel 310, and magnetic force may be provided to the reaction channel 310 through the magnetic material 330 provided below the reaction channel 310.

구체적으로, 상기 시료(예를 들어, 혈청, 200ul)는 피펫을 통해 반응챔버(320)에 주입되며, 이후 상기 상부밸브(220)의 축회전(60도) 통해 상기 복수의 수용챔버(110) 중 어느 하나에서 반응용액(자성입자 용액, 워싱버퍼 등, 1000ul)이 반응챔버(320)로 공급되는 것이다. 이후 상기 반응챔버(320) 중 어느 하나에 양압과 음압이 반복적으로 인가됨으로써, 상기 반응용액과 상기 반응채널(310)을 왕복하여 유동(1시간, 상온)되고, 상기 시료는 Capture 항체 및 바이오마커 결합 처리되며, 이후, 다시 상기 반응챔버(320) 중 어느 하나에 양압과 음압이 반복적으로 인가됨과 동시에 자성체(330)가 상기 반응채널(310)에 근접하도록 상승되어 자성물질과 결합된 시료성분을 고정(4분 50초)시킨다. 상기 작업이 종료된 후에는 상기 하부밸브(340)가 축회전(180도)되어 오픈되고 상기 폐액챔버(410)에 음압이 인가되어 반응 종료 후 잔여용액이 상기 폐액챔버(410)로 배출된다.Specifically, the sample (e.g., serum, 200ul) is injected into the reaction chamber 320 through a pipette, and then the upper valve 220 is rotated 60 degrees to the plurality of receiving chambers 110. From one of them, a reaction solution (magnetic particle solution, washing buffer, etc., 1000 ul) is supplied to the reaction chamber 320. Thereafter, positive pressure and negative pressure are repeatedly applied to one of the reaction chambers 320, so that the reaction solution flows back and forth between the reaction channel 310 (1 hour, room temperature), and the sample is captured with capture antibodies and biomarkers. After the bonding process, positive pressure and negative pressure are repeatedly applied to one of the reaction chambers 320, and at the same time, the magnetic material 330 is raised close to the reaction channel 310 to remove the sample component combined with the magnetic material. Fix it (4 minutes and 50 seconds). After the operation is completed, the lower valve 340 is opened by rotating its axis (180 degrees), and negative pressure is applied to the waste liquid chamber 410, so that after the reaction is completed, the remaining solution is discharged into the waste liquid chamber 410.

상기 시료는 타겟물질의 반응, 세척1, 세척2, 세척3, 농축된 시료 준비의 순서대로 반응이 수행되며, 상기 각 반응 과정은 상기 반응챔버(320) 및 상기 폐액챔버(410)의 압력조절과 상기 상부밸브(220)의 축회전에 따라 상기 복수의 수용챔버(110)의 반응용액을 상기 반응챔버(320)에 순차적으로 공급함으로써 이루어진다.The sample is reacted in the following order: target material reaction, washing 1, washing 2, washing 3, and concentrated sample preparation, and each reaction process is performed by controlling the pressure of the reaction chamber 320 and the waste liquid chamber 410. This is achieved by sequentially supplying the reaction solution from the plurality of receiving chambers 110 to the reaction chamber 320 according to the shaft rotation of the upper valve 220.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단을 위한 카트리지를 이용한 진단방법은 상기 반응챔버(320) 및 상기 폐액챔버(410)의 압력제어와 상부밸브(220) 및 하부밸브(340) 두개의 밸브제어 만으로 상기 시료의 반응을 간편하고 신속하게 수행할 수 있는 효과가 있다.That is, the diagnostic method using a diagnostic cartridge according to an embodiment of the present invention involves pressure control of the reaction chamber 320 and the waste liquid chamber 410 and the two valves of the upper valve 220 and the lower valve 340. There is an effect that the reaction of the sample can be performed simply and quickly by control alone.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention. . Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

100 : 저장부 110 : 수용챔버
120 : 유출홀 130 : 결합돌기
200 : 연결부 210 : 연결채널
220 : 상부밸브 230 : 돌출부
240 : 오링
300 : 반응부 310 : 반응채널
320 : 반응챔버 330 : 자성체
340 : 하부밸브 350 : 배출홀
400 : 회수부 410 : 폐액챔버
600 : 고정핀
700 : 커버부 710 : 펀쳐
800 : 케이스 810 : 결합홈100: storage unit 110: receiving chamber
120: outlet hole 130: coupling protrusion
200: connection part 210: connection channel
220: upper valve 230: protrusion
240: O-ring
300: reaction unit 310: reaction channel
320: Reaction chamber 330: Magnetic material
340: lower valve 350: discharge hole
400: Recovery unit 410: Waste liquid chamber
600: fixing pin
700: Cover part 710: Puncher
800: Case 810: Combination groove

Claims

A storage unit provided with a plurality of storage chambers containing a reaction solution;
A connection part provided at a lower side of the storage unit, provided with a plurality of connection channels connected to the plurality of receiving chambers, and distributing one of the reaction solutions contained in the plurality of receiving chambers through the plurality of connection channels; and
It is provided on the lower side of the connection part, and a sample is injected, and a reaction channel connected to the plurality of connection channels and a plurality of reaction chambers connected to the reaction channel are provided, and in the reaction channel, the sample and the distribution from the plurality of connection channels are provided. A diagnostic cartridge comprising a reaction unit, wherein the reaction solution forms a mixed solution, and a reaction of the mixed solution is performed by repeatedly applying positive or negative pressure to the plurality of reaction chambers.

In claim 1,
In the reaction unit, when the pressure within the plurality of reaction chambers is repeatedly applied as positive pressure or negative pressure, the mixed solution flows back and forth between the plurality of reaction chambers and the reaction channel.

In claim 1,
A diagnostic cartridge, wherein a magnetic material is provided in the reaction unit below the reaction channel, and the magnetic material rises when the reaction of the mixed solution is performed to provide magnetic force to the reaction channel.

In claim 1,
The connection part is provided with an upper valve to which all of the plurality of connection channels are connected, and the upper valve selectively connects one of the plurality of connection channels to the reaction channel through shaft rotation. cartridge.

In claim 1,
The reaction unit is provided with a lower valve connected to the reaction channel, and the lower valve selectively opens and closes the discharge hole formed in the reaction channel through shaft rotation.

In claim 5,
A cartridge for diagnosis, further comprising a recovery unit provided below the reaction unit and provided with a waste liquid chamber for recovering the waste solution, wherein the waste liquid chamber is connected to the discharge hole.

In claim 6,
A cartridge for diagnosis, wherein the recovery unit changes the pressure in the waste fluid chamber, thereby applying positive pressure or negative pressure to the pressure in the plurality of reaction chambers.

In claim 1,
A diagnostic cartridge, wherein the plurality of receiving chambers are arranged along the circumferential direction of the storage unit, and each of the plurality of receiving chambers has an outlet hole through which the received reaction solution flows out.

In claim 8,
The connection portion is provided with a protrusion on the inlet side of the plurality of connection channels, and the protrusion is inserted through the outlet holes to communicate with the plurality of receiving chambers and the plurality of connection channels. cartridge.

In claim 9,
An O-ring is provided at the bottom of the protrusion, and the O-ring seals a connection portion where the outlet hole and the connection channel are connected when the protrusion is inserted through the outlet hole.

In claim 1,
A cover portion supporting the top of the storage portion is provided on an upper side of the storage portion, and a plurality of punchers are formed in the cover portion at positions corresponding to the plurality of receiving chambers, and the plurality of punchers penetrate the plurality of receiving chambers. A cartridge for diagnosis, characterized in that it communicates with the outside.

In claim 1,
It further includes a case in which the storage unit, the connection unit, and the reaction unit are built-in, and a plurality of coupling grooves are formed on an inner circumferential surface, wherein a plurality of coupling protrusions are formed on an outer circumferential surface of the storage unit, and the storage unit has the plurality of coupling protrusions. A cartridge for diagnosis, characterized in that it is built into the case while being inserted into the plurality of coupling grooves.

In claim 1,
It further includes a fixing pin provided between the storage part and the connection part to space the storage part and the connection part apart, and the storage part and the connection part are in close contact when the fixing pin is removed, thereby forming the receiving chamber and the connection channel. Cartridge for diagnosis, characterized in that this connection.

distributing one of the reaction solutions contained in a plurality of receiving chambers through a plurality of connection channels;
Injecting a sample into a reaction channel connected to the plurality of connection channels and forming a mixed solution with the sample and the reaction solution distributed from the plurality of connection channels; and
A diagnostic method using a cartridge for diagnosis, comprising: performing a reaction of the mixed solution by repeatedly applying positive or negative pressure to a plurality of reaction chambers connected to the reaction channel.

In claim 14,
In the step of performing the reaction of the mixed solution, the mixed solution flows back and forth between the plurality of reaction chambers and the reaction channel, and magnetic force is provided to the reaction channel through a magnetic material provided on the lower side of the reaction channel. A diagnostic method using a cartridge for diagnosis.