KR20030033134A - 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그진단 방법 - Google Patents

Abstract

별도의 부가적인 장치 없이 간단하게 적혈구의 물리적 특성을 측정하여 질환을 진단할 수 있는 장치 및 그 진단 방법이 개시된다. 상기 진단 장치는, 내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩, 마이크로 칩이 고정되는 고정대, 그리고 상기 마이크로 칩을 상기 고정대에 고정하기 위한 고정 부재를 포함한다. 별도의 광학적 검출 수단을 요구하지 않고 마이크로 칩을 통과하는 피검사자의 혈액 속에 포함된 적혈구의 속도 및 변형성 등과 같은 물리적 특성을 용이하게 측정할 수 있으므로, 상기 질환 진단 장치가 측정한 적혈구의 물리적 특성에 관한 각종 결과로부터 암이나 말라리아, 당뇨병 등의 질환이 있는 지를 판별할 수 있다. 또한, 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 이를 이용한 질환 진단이 현저하게 간단해지기 때문에, 저렴한 비용으로 질환을 판별할 수 있는 동시에 장치의 제조에 소요되는 시간 및 비용을 크게 절약할 수 있다.

Description

적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법{Apparatus for diagnosing disease by detecting properties of red blood cells and method for diagnosing disease}

본 발명은 적혈구의 물리적인 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 광학적 검출 장치 없이 개선된 구조의 마이크로 칩을 통과한 시료의 양을 육안으로 측정하여 혈액에 포함된 적혈구의 물리적 특성을 간단하게 검출함으로써, 적혈구에 관련되는 질환을 진단할 수 있는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 관한 것이다.

통상적으로 백혈구, 혈소판 등과 함께 사람의 혈액을 구성하는 적혈구는 가운데가 막힌 도넛 모양을 하고 있으며, 약 8∼12㎛ 정도의 직경과 약 1∼2㎛ 정도의 두께를 갖지만 매우 유연하기 때문에 모세관과 같은 좁은 필터를 빠른 속도로 통과할 수 있다. 이와 같이, 적혈구가 필터를 통과하는 동안 변형되는 정도, 형상 및 통과 속도 등의 적혈구에 대한 정보는 혈액학적 질병의 진단에 이용된다. 예를 들면, 적혈구에 대한 정보는 일반적으로 혈액 속의 단위 부피 당 적혈구의 개수(Red Blood Count; RBC), 단위 부피 당 헤모글로빈(hemoglobin)의 양, 적혈구의 부피 및 각 적혈구 당 헤모글로빈의 농도 등에 관련된다.

현재, 많은 연구를 통하여 스트레스 상에서 적혈구의 형상이 변화하는 특성을 말하는 적혈구의 RBC 변형성(deformability)이 암과 같은 질병이 발병된 세포의 괴사 현상과 관련을 갖는 다는 사실이 증명되고 있다. 예를 들면, Cohen의"Influence of tumor burden on red cell deformability by tumor growth"에서는 L1210 백혈병(leukemia) 세포와 루이스 폐암(Lewis lung carcinoma) 세포를 실험용 쥐에 이식한 결과 암세포의 고사와 적혈구의 변형성 감소가 동시에 발생함이 확인되었고, Dintefass의 "Dome aspects of hemorheology of metastasis in malignant melanoma"에는 흑색종에 관하여 혈액의 점도가 증가함과 동시에 적혈구의 변형성이 감소됨을 보고되었으며, Sevick 및 Jain은 "Effect of red blood cell rigidity on tumor blood flow: increase in viscous rigidity during hyperglycemia"을 통하여 적혈구를 인공적으로 단단하게 단들 경우에는 세포 내의 혈류 흐름에 장애가 생기고 혈액의 유량이 감소함을 확인하였다.

또한, 국내에서도 박석원의 "악성종양환자의 혈액 점도와 적혈구 변형성에 관한 연구"에서 적혈구의 필터링 시간을 측정하여 컨트롤 혈액, 요도암 환자의 혈액, 위암 환자의 혈액을 비교한 결과, 적혈구 필터링 시간에 통계적으로 차이가 있음이 확인되었으며, 오도훈의 "은행나무 추출물(Ginkgo biloba extract)이 마우스 적혈구의 변형성에 미치는 영향"을 통해서도 적혈구의 변형성을 측정하기 위하여 필터링 방법을 사용한 결과, 일반적인 쥐의 경우에는 전체 필터링 시간이 평균적으로 약 11.8초가 소요되는 것에 비하여 암에 걸린 쥐의 경우에는 평균 약 33.1초가 걸리는 것으로 확인할 수 있다.

전술한 바와 같이, 적혈구의 변형성은 암과 같은 질병과 깊은 연관을 갖고 있으며, 이러한 적혈구의 변형성의 연구를 통하여 당뇨병이나 말라리아 등과 같은 혈액과 관련되는 질병뿐만 아니라 암의 조기 진단을 가능하게 하는 방법이 연구되고 있다.

한편, 국제특허출원 공개공보 제 93-701749호(발명의 명칭: 피검사자의 혈액 검사 장치)에는 혈액 내의 적혈구, 백혈구 또는 혈소판의 개수를 측정하여 이를 기초로 질병을 진단할 수 있는 혈액 검사장치가 제시되어 있다. 그러나, 상기 국제특허에 개시된 혈액 검사 장치는 적혈구 등의 개수만을 측정하여 질병의 유무를 판단하기 때문에 적혈구의 변형성에 관련된 질병은 판단하기 어렵다.

또한, Robert S. Frank 등에게 허여된 미국특허 제 5,798,827호에는 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치가 제시되어 있다.

도 1은 상기 미국특허 제 5,798,827호에 개시된 유체 내에서 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치의 개략적인 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 적혈구의 형태를 판별하는 장치는 유체 시스템(10)에 부착되어 희석된 적혈구 시료가 지나가는 유체 셀(15)을 구비한다. 상기 유체 셀(15)에는 적혈구가 하나씩 지나가도록 측정 개구(20)가 형성되며, 측정 개구(20)의 양측에는 전원(30)에 연결되어 측정 개구(20)에 전기장을 형성하기 위한 전극(25)이 제공된다. 상기 측정 개구(20)는 그 속을 지나는 적혈구에 의해 산란되는 광을 측정할 수 있도록 설계된다.

광원(35)은 상기 측정 개구(20)에 광을 조사하도록 배치되며, 광원(35)에 대향하도록 배치되어 전기 저항 검출기(40)와 산란광 검출기(45)를 갖는 검출 수단(50)에 의하여 적혈구로부터 산란되는 광이 검출된다. 전기 저항 검출기(40) 및 산란광 검출기(45)는 각기 디지털화 수단(60), 기록 수단(60) 및 연산 수단(65)을 구비하는 컴퓨터(55)에 연결된다. 컴퓨터(55)는 적혈구에 의해 산란된 전기 및 광 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 바탕으로 하여 각 적혈구의 형상을 판별한다.

그러나, 상술한 적혈구의 형태를 판별하는 장치도 비록 적혈구의 형상 판별에 따른 변형된 적혈구를 파악하여 이와 관련된 질병을 진단할 수는 있지만, 적혈구의 변형성을 측정할 수는 없기 때문에 적혈구의 변형성 자체와 관련된 질병에 대하여서는 판단하기 어렵다.

한편, Paul L. Gourley에게 허여된 미국특허 제 6,187,592호에는 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치가 제공된다.

도 2는 상기 미국특허 제 6,187,592호에 제시된 적혈구의 특성을 측정하는 장치의 개략적인 도면이고, 도 3a는 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치 중 미세 공동 부분의 단면도를 도시한 것이며, 도 3b는 도 3a에 도시한 미세 공동의 평면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치는, 상부 거울(80), 하부 거울(85), 수득 매체(90) 및 분석 영역(95)을 포함하며, 그 내부에서 적혈구(105)가 분석되는 공진 광학 공동(100)을 구비한다.

상기 수득 매체(90)를 활성화시키기 위하여 레이저 펌프(115)가 배치되며, 상기 레이저 펌프(115)로부터 발생되는 광선(110)은 빔 스플리터(125) 및 렌즈(130)를 지나 분석 영역(95) 내에 위치하는 적혈구(105)로 조사된다. 또한, 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치는 포토다이오드 분광기(120)와 같은 분석 수단을 더 구비할 수도 있다.

도 3a를 참조하면, 반도체 기판(150) 상에 다중 반사층인 하부 거울(85)과 수득 매체(90)가 구비되어 레이저 수득 영역이 형성된다. 기판(145) 상에 형성된 다중 유전층인 상부 거울(80)과 절연층 패턴(140)은 적혈구(105)가 분석되는 분석 영역(95)을 형성한다.

도 3b에 개략적으로 도시한 바와 같이, 적혈구(105)가 통과하는 튜브(155)가 분석 영역(95)을 가로질러 형성되며, 튜브(155)와 분석 영역(95)의 단부에 위치하는 게이트(160)에 의해 적혈구(105)의 흐름이 조절된다. 이와 같이, 분석 영역(95)을 지나는 적혈구(105)에 광선(110)을 조사하고, 적혈구(105)로부터 산란되는 광선의 종축 및 횡축 방향 파장의 차이를 분석하여 빈혈의 정도를 측정하게 된다.

전술한 바와 같이, 종래에는 주로 마이크로 피펫 흡출(micropipette aspiration) 방법이나 여과(filtration) 방법을 이용하여 적혈구의 형상이나 물리적 특성을 측정하였다. 그러나, 마이크로 피펫 흡출 방법의 경우에는 하나의 적혈구를 마이크로 피펫으로 빨아들여 들어오는 양을 측정하기 때문에 하나의 세포를 기준으로 해서는 전체 혈액 속의 적혈구에 대하여 통계적으로 분석하기 어려우며, 정확한 측정을 위해서는 피펫이 모두 균일한 치수를 가져야 하지만 마이크로 피펫의 크기나 형상 및 표면을 모두 동일하게 형성하는 것이 거의 불가능한 단점이 있다.

또한, 여과 방법에 있어서도, 주로 다공성 폴리카보네이트(polycarbonate) 멤브레인(membrane)을 사용하여 전체 시료가 멤브레인을 통과하는 시간을 측정하지만, 이 경우에는 적혈구의 평균적인 특성만 측정할 수 있을 뿐이고, 측정에 많은 혈액이 요구되는 단점이 있다. 더욱이, 각 적혈구의 개별적인 RBC 특성을 파악하기가 어려우며 변수를 다양하게 설정하지 못한다는 문제점이 있다.

더욱이, 종래의 적혈구의 특성을 측정하는 장치의 경우에는 적혈구로부터 종축 및 횡축 방향으로 산란되는 파장의 차이를 분석하여 적혈구의 특성을 분석하기 때문에, 산란된 파장들을 측정하고 이를 비교 분석하여 특성을 파악하기 위해서 많은 부가적인 장치가 요구되며, 결과를 수득하는 과정에 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 정확한 결과를 얻기가 상당히 어렵다.

따라서, 본 발명의 일 목적은 마이크로 칩의 필터부를 통과하는 시료의 양을 육안으로 측정하여 적혈구의 변형성에 관련되는 질환의 선진단 또는 조기 발견을 용이하게 수행할 수 있는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동맥 경화 및 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 경우에 적혈구의 변형성과 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하기 위하여 투약되는 약물의 효과를 직접적으로 평가할 수 있는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 혈액과 관련되어 발생하는 질병의 경우에는 혈액의 점도의 변화에 따른 적혈구의 기계적 특성 변화를 검출하여 혈액과 관련된 질병의 진단이 가능한 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치의 개략적인 도면이다.

도 2는 종래의 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치의 개략적인 도면이다.

도 3a는 도 2에 도시한 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치 중 미세 공동 부분의 단면도이다.

도 3b는 도 3a에 도시한 미세 공동의 평면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 사용되는 마이크로 칩의 단면도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 칩을 이용하여 질환의 유무를 진단하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 흡입 수단이 구비된 혈액의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도이다.

도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 적용되는 마이크로 칩의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 마이크로 칩을 사용하여 질환의 유무를 진단하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 사용하여 질환을 판별하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

200, 400：적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치

210, 410：마이크로 칩230, 420：고정대

240, 430：고정 부재245：광 발생 수단

270：시료 배출 수단310：제1 지지층

315：제2 지지층320：필터부

325, 330：제1 및 제2 채널335：유입홀

340：배출홀345, 350：연결 튜브

360, 470, 471：혈액385, 386：저장조

430：인큐베이터450：온도 조절 수단

전술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩, 상기 마이크로 칩이 고정되는 고정대, 그리고 상기 마이크로 칩을 상기 고정대에 고정하기 위한 고정 수단을 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치가 제공된다.

상기 고정대는 현미경 커버 글라스, 투광성 플라스틱 또는 유리로 구성되며, 상기 고정 수단은 상기 마이크로 칩에 대응하여 상기 고정대에 형성된 홈 또는 상기 고정대의 일측에 형성된 클립 또는 고리의 구조를 갖는다. 상기 고정대의 하부에 설치되어 상기 마이크로 칩의 필터부에 광을 조사하는 광 발생 수단과 상기 마이크로 칩에 상기 혈액을 주입하기 위하여 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 시료 주입 수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩, 상기 마이크로 칩이 위치하는 마이크로 인큐베이터, 그리고 상기 마이크로 인큐베이터에 연결되어 상기 마이크로 칩의 온도 및 습도를 조절하는 온도 및 습도 조절 수단을 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 마이크로 인큐베이터에는 상기 마이크로 칩을 고정하기 위하여 상기 마이크로 칩에 대응하여 상기 마이크로 인큐베이터에 형성된 홈 또는 상기 마이크로 인큐베이터의 일측에 형성된 클립 또는 고리인 고정 수단이 형성된다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩에 혈액을 주입하는 단계, 고정대 또는 마이크로 인큐베이터 상에 상기 마이크로 칩을 위치시키는 단계, 그리고 상기 필터부 및 채널부를 이동하는 혈액의 단위 시간 당 이동 거리 또는 상기 저장부에 단위 시간 당 저장되는 혈액의 양을 측정하는 단계를 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법이 제공된다.

이 경우, 상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터에 상기 마이크로 칩을 고정하기 위한 고정 수단을 형성하고, 상기 고정 수단을 이용하여 상기 마이크로 칩을 상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터에 고정하는 단계를 더 포함한다.

또한, 상기 마이크로 인큐베이터 상기 마이크로 칩의 온도 및 습도를 조절하기 위한 온도 및 습도 조절 수단을 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터의 하부에 상기 마이크로 칩에 광을 조사하는 광 발생 수단을 배치하는 단계를 더 포함하며, 상기 마이크로 칩에 상기 혈액을 주입하기 위하여 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 시료 주입 수단을 연결하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 필터부 및 채널부를 이동하는 혈액의 단위 시간 당 이동 거리 또는 상기 저장부에 단위 시간 당 저장되는 혈액의 양을 측정하는 단계는 육안 관찰에 의해 수행된다.

본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 의하면, 별도의 광학적 검출 수단을 요구하지 않고 마이크로 칩을 통과하는 피검사자의 혈액 속에 포함된 적혈구의 속도 및 변형성 등과 같은 물리적 특성을 용이하게 측정할 수 있으므로, 상기 질환 진단 장치가 측정한 적혈구의 물리적 특성에 관한 각종 결과로부터 암이나 말라리아, 당뇨병 등의 질환이 있는 지를 판별할 수 있다.

또한, 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 이를 이용한 질환 진단이 현저하게 간단해지기 때문에, 저렴한 비용으로 질환을 판별할 수 있는 동시에 장치의 제조에 소요되는 시간 및 비용을 크게 절약할 수 있다. 비록, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 암의 정확한 진단 및 평가에는 활용하기에 부족하지만, 혈액만으로 암에 대한 검사가 가능하고 암의 발생 부위와는 상관없기 때문에 기존의 조직 검사에 비하여 부위에 상관없이 암의 조기 진단이 가능하므로 암의 선진단이나 조기 발견에는 매우 효과적으로 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 동맥 경화나 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 때 투약되는 약물의 효과를 평가하는데도 활용 가능하다. 동맥 경화나 혈액순환 장애 등의 질병은 혈관 자체에 관계되는 문제이기 때문에 본 장치로는 판단하기 어려우나 적혈구의 변형성 및 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하는 약품의 경우 그 직접적인 효과를 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치로 판단할 수 있다. 더욱이, 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 질환이 혈액과 관련되어 일어나는 질병의 경우, 혈액의 점도가 바뀌므로 적혈구의 기계적 특성이 변화하기 때문에, 비록 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 적용할 때에는 암과 구분하기 어려울 경우도 있을 수 있으나 이러한 문제는 전체적인 데이터 베이스의 축척과 시스템의 개선을 통하여 개선될 수 있으며, 오히려 여러 가지 질병을 한 번에 측정하는 방향으로 발전 가능할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 적혈구의 물리적인 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 대하여 상세하게 설명하지만 본 발명이 하기의 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치(200)는, 혈액과 같은 시료가 통과하면서 분석되는 마이크로 칩(210), 상기 마이크로 칩(210)이 고정되는 고정대(230), 그리고 상기 고정대(230)에 상기 마이크로 칩(210)을 고정하기 위한 고정 부재(240)를 포함한다.

본 발명에서는 마이크로 칩(210)의 필터부를 통과하는 시료의 양을 육안으로 측정하여 질환의 유무를 판단할 수 있으므로, 종래의 경우와 같이 광학적 검출 수단이나 영상을 수득하기 위한 부가적이고 복잡한 장치가 요구되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 종래의 장치에 비하여 현저하기 단순한 구성을 가지며, 장치의 제조 비용도 크게 절감할 수 있을 뿐만 아니라 적혈구의 물리적 특성의 측정에 걸리는 시간도 크게 단축된다.

본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치(200)는 마이크로 칩(210)을 통과하는 시료의 정확한 분석을 위하여 상기 고정대(230)의 하부에 배치되어 고정대(230) 상에 고정된 마이크로 칩(210)에 광을 조사하는 광 발생 수단(250)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 광 발생 수단(250)은 레이저나 자외선(UV)을 방출하는 것이 바람직하지만, 기타 일반적인 램프를 사용할 수 있다. 상기 광 발생 수단(250)은 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 레이저 혹은 자외선을 적혈구가 통과하는 마이크로 칩(210)에 조사한다. 본 발명에 있어서, 이와 같이 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 광을 사용하는 까닭은 통상적으로 사람의 적혈구는 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 광을 흡수하는 특성이 있기 때문이다. 즉, 광 발생 수단(250)으로부터 약 400㎚ 정도의 파장을 마이크로 칩(210)을 통과하는 적혈구에 조사할 경우에는, 적혈구가 광을 흡수하여 검은 색으로 보이게 되므로 마이크로 칩(210) 내를 통과하는 적혈구를 훨씬 더 잘 관찰할 수 있다.

상기 고정대(230)는 현미경 커버 글라스, 투광성 플라스틱 또는 유리와 같이 투광성이 우수한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 고정대(230)가 투광성을 갖는 물질로 이루어질 경우에는, 마이크로 칩(210)의 내부를 통과하는 적혈구의 속도, 형상 및 변형성 등과 같은 특성을 보다 용이하게 관찰할 수 있다.

상기 고정대(230)의 일측에는 클립이나 고정 고리와 같은 고정 부재(240)가 형성되어 마이크로 칩(210) 내의 적혈구의 물리적 특성을 측정하는 동안 마이크로 칩(230)을 고정대(230)에 고정한다. 그러나, 이러한 고정 부재(240)는 마이크로 칩(210)을 고정대(230)에 부착하거나, 고정대(230)에 마이크로 칩(210)이 수용되는 수용홈을 마련할 경우에는 설치되지 않을 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 적용되는 마이크로 칩의 단면도를 도시한 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 마이크로 칩(210)은 각기 투광성을 갖는 물질로 구성된 상부층인 제1 지지층(310)과 하부층인 제2 지지층(315)을 구비한다. 상기 제1 지지층(310) 및 제2 지지층(315)은 PDMA(polydiallylmethylamine) 또는 PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 투광성 플라스틱과 유리로 구성되어 마이크로 칩(250)을 통하여 광 발생 수단(245)으로부터 조사되는 광이 마이크로 칩(210)을 투과할 수 있다.

상기 제2 지지층(315) 상에는 필터부(320)인 소정의 간격으로 서로 나란하게 이격된 다수의 박막 패턴들이 형성되며, 필터부(320)의 주변부에는 각기 입력부및 출력부인 제1 및 제2 채널(325, 330)로 이루어진 채널부가 형성된다. 상기 필터부(320)를 구성하는 박막 패턴들은 각기 티타늄, 알루미늄, 탄탈륨, 텅스텐 또는 백금 등과 같은 금속, 티타늄산화물, 알루미늄산화물, 탄탈륨산화물, 텅스텐산화물 또는 백금산화물 등과 같은 금속산화물 또는 실리콘질화물, TEOS 또는 저온산화물(LTO)과 같은 절연물로 구성되며, 제1 및 제2 채널(325, 330)은 각기 포토레지스트로 이루어진다. 이 때, 박막 패턴들은 약 1∼4㎛ 정도의 두께와 약 3∼7㎛ 정도의 폭으로 형성되며, 제1 및 제2 채널(325, 330)을 구성하는 포토레지스트는 약 25∼100㎛ 정도의 두꺼운 높이로 형성된다.

상기 제1 지지층(310)의 일측 상부로부터는 상기 제1 채널(325)의 일부를 노출시키는 유입홀(335)이 형성되며, 제1 지지층(310)의 타측 상부로부터는 제2 채널(330)의 일부를 노출시키는 배출홀(340)이 형성된다. 이 경우, 유입홀(335)을 통하여 시료가 마이크로 칩(210) 내로 유입되며, 배출홀(340)을 통하여 마이크로 칩(210)으로부터 측정이 완료된 시료를 배출시킨다. 이 때, 시료를 마이크로 칩(210)에 주입하거나 마이크로 칩(210)으로부터 배출하기 위하여 유입홀(335) 또는 배출홀(340)에 각기 연결 튜브(345, 350)가 삽입될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 마이크로 칩(210)에 주사기나 시린지 펌프와 같은 시료 주입 수단(도시되지 않음)을 사용하여 혹은 수작업으로 피검사자의 혈액과 같은 시료가 주입되면, 주입된 시료는 제1 채널(325)을 지나 필터부(320)를 통과한다. 이 때, 필터부(320)를 통과하는 피검사자의 혈액의 양을 측정할 경우에는 피검사자에 대한 질환의 유무를 진단할 수 있다.

이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 칩을 이용하여 질환의 유무를 진단하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한 것이며, 도 7은 본발명의 다른 실시예에 따른 시료 흡입 수단이 구비된 혈액의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도를 도시한 것이다. 도 7에 있어서, 시료 흡입 수단을 제외한 나머지 부재들은 도 5의 경우와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 5, 도 6a 및 6b를 참조하면, 마이크로 칩(210)에 혈액(360)을 한 방울 정도 떨어뜨린 다음, 손으로 살짝 누르면 혈액(360)이 마이크로 칩(210)의 유입홀(335)을 통하여 제1 채널(325)로 유입된다. 제1 채널(325)로 유입된 혈액(360)은 필터부(320)를 통과하여 제2 채널(330)로 흐르게 된다. 이 경우에는, 유입홀(335)을 가압하는 과정을 손으로 조절할 수 있으므로 일정한 양만큼의 혈액을 마이크로 칩(210)의 내부로 흐르게 할 수 있다. 이 때, 도 6a에 도시한 바와 같이, 단위 시간에 혈액(370)이 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 통과한 길이(S)를 육안으로 측정하거나, 도 6b에 도시한 바와 같이, 단위 시간 당 필터부(320)를 통과한 혈액(370)이 마이크로 칩(210)의 제2 채널(330)에 연계되는 저장부(385)에 저장되는 양을 측정함으로써, 혈액(370)에 대한 질병의 유무를 판단할 수 있다. 즉, 암이나 기타 질병에 감염된 환자의 혈액은 적혈구의 변형성이 떨어지므로 단위 시간 당 혈액(370)이 필터부(320)를 통과하는 길이가 짧아지거나, 저장부에 저장되는 혈액(370)의 양이 적어지므로, 이로부터 육안으로 질병의 유무를 간단하게 확인할 수 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 고정 부재(245)를 통하여 고정대(235) 상에 고정되어 있는 마이크로 칩(215)의 배출홀(340)에 연결 튜브(350)를 통하여 흡입 펌프(suction pump)와 같은 시료 흡입 수단(270)을 연결한 다음, 마이크로 칩(210)의 유입홀(335)에 혈액(360)을 한 방울 정도 떨어뜨린다. 이어서, 시료 흡입 수단(270)을 동작시켜 혈액(370)이 마이크로 칩(210)의 내부를 흐르게 하여 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 지나 혈액(370)이 지나간 길이를 측정하거나 마이크로 칩(210)의 제2 채널(330)에 연통되는 저장부(385)에 저장된 혈액(370)의 양을 측정함으로써, 질병의 유무를 판단할 수 있다. 즉, 암에 걸린 환자의 혈액의 경우에는, 혈액 중의 적혈구의 변형성이 저하되기 때문에 적혈구가 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 잘 통과하지 못하게 된다. 이에 비하여 건강한 사람의 일반 혈액의 경우에는 혈액 중의 적혈구의 변형성이 감소하지 않으므로 상대적으로 암에 걸린 환자의 혈액에 비하여 같은 시간 당 혈액이 많이 필터부(320)를 통과하게 된다.

도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 적용되는 마이크로 칩의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 8a 내지 도 8f에 있어서, 도 5와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.

도 8a를 참조하면, 먼저 실리콘웨이퍼(300) 상에 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 또는 텅스텐(W) 등의 금속이나 이와 같은 금속의 산화물, 즉, 백금산화물, 탄탈륨산화물, 알루미늄산화물, 티타늄산화물, 텅스텐산화물 또는 을 화학 기상 증착(CVD) 방법. 진공 증착(vacuum evaporation) 방법 또는 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착하여 금속 또는 금속산화물로 이루어진 박막(305)을 형성한다. 이 경우, 상기 박막(305)은 약 1∼4㎛ 정도의 두께로 형성되며, 후에 다수의 박막 패턴(320)으로 패터닝되어 적혈구를 필터링(filtering)하는 필터부가 된다. 또한, 상기 금속 또는 금속 산화물로 구성된 박막(305)은 본질적으로 마이크로 칩의 필터부의 가능을 수행하기 때문에, 이러한 기능을 위해서 금속 또는 금속 산화물 박막 대신에 실리콘질화물, TEOS(Si(OCH₂CH₃)₄; tetraethylorthosilicate) 또는 저온 산화물(LTO)과 같은 절연물로 박막(305)을 형성할 수도 있다.

도 8b를 참조하면, 상기 실리콘웨이퍼(300) 상에 형성된 박막(305)을 사진 식각 방법(photolithography) 또는 반응성 이온 식각(reactive ion etching) 방법으로 패터닝하여 실리콘웨이퍼(300)의 상부에 박막 패턴(320)을 형성한다. 이 때, 상기 실리콘웨이퍼(300) 상에는 소정의 거리로 균일하게 이격된 다수의 박막 패턴(320)이 형성되어 적혈구를 필터링하는 필터 역할을 한다. 바람직하게는, 상기 박막 패턴(320)들은 각기 약 3∼7㎛ 정도의 폭을 갖지만, 이와 같은 박막 패턴(320)들 사이의 간격은 약 4㎛, 약 5㎛ 또는 약 6㎛ 정도로 고정될 수 있다. 이 때, 상기 박막 패턴(320)을 여러 가지 형상으로 형성할 수 있으므로 후술하는 다중 필터 혹은 다수의 필터가 연결된 형상의 마이크로 칩을 제조할 수 있다.

이어서, 상기 박막 패턴(320)이 형성된 실리콘웨이퍼(300)의 전면에 포토레지스트를 스핀 코팅 방법으로 도포하여 약 25∼100㎛ 정도의 두께, 바람직하게는 약 50㎛ 정도의 두께를 갖는 포토레지스트 층(308)을 형성한다. 따라서, 포토레지스트 층(308)은 실리콘웨이퍼(300) 상에 형성된 다수의 박막 패턴(320)을 덮으면서 소정의 높이로 적층되며, 마이크로 칩의 채널을 구성하는 부분이기 때문에 두꺼운높이로 형성된다.

도 8c를 참조하면, 상기 포토레지스트 층(308)을 사진 식각 방법 또는 반응성 이온 식각 방법으로 상기 박막 패턴(320)이 노출되도록 식각함으로써, 실리콘웨이퍼(300) 상에 형성된 각 박막 패턴(320)의 양측에 제1 및 제2 포토레지스트 패턴으로 구성된 제1 및 제2 채널(325, 330)을 형성한다. 즉, 제1 및 제2 포토레지스트 패턴 사이에 다수의 박막 패턴(320)이 위치하도록 실리콘웨이퍼(300) 상에 제1 및 제2 채널(325, 330)을 형성한다.

도 8d를 참조하면, 상기 실리콘웨이퍼(300) 상에 형성된 필터부인 박막 패턴(320) 및 채널부인 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(325, 330)을 포함하는 실리콘 몰드의 전면에 PDMA 또는 PMMA와 같이 가공성이 우수하면서도 광 투과율이 높은 플라스틱을 도포하여 제1 지지층(310)을 형성한다. 제1 지지층(310)은 상기 필터부인 박막 패턴(320)과 제1 및 제2 채널(325, 330)의 구조를 유지한다.

도 8e를 참조하면, 상부에 제1 지지층(310)이 형성된 상태에서, 실리콘웨이퍼(300)를 제거한 다음, 제1 지지층(310) 가운데 아래에 상기 제1 및 제2 채널(325, 330)이 위치한 부분들을 각기 미세 가공을 통하여 천공함으로써, 제1 및 제2 채널(325, 330)이 부분적으로 노출되도록 유입홀(335)과 배출홀(340)로 구성된 다수의 홀을 형성한다. 유입홀(335)은 제1 채널(325)이 노출되게 형성되며, 배출홀(340)은 제2 채널(330)이 노출되도록 형성된다. 이 경우, 실리콘웨이퍼(300)가 제거되어도, 박막 패턴(320)과 제1 및 제2 채널(325, 330)은 제1 지지층(310)에 부착되어 있기 때문에 그 구조를 그대로 유지하게 된다. 상기 제1 지지층(310)에형성되는 다수의 홀은 각기 시료가 공급되는 유입홀(335) 및 시료가 배출되는 배출홀(340)의 기능을 수행한다.

도 8f를 참조하면, 전술한 바와 같이 유입홀(335) 및 배출홀(340)이 형성된 제1 지지층(310)의 하부에 유리와 같이 소정의 강도를 가지면서도 투명한 재질로 이루어진 제2 지지층(315)을 부착한 다음, 제1 지지층(310)에 형성된 다수의 유입 또는 배출홀(335, 340)에 시료의 검출을 위하여 연결 튜브(345, 350)를 삽입하면, 도 5에 도시한 바와 같은 마이크로 칩(210)이 완성된다.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 마이크로 칩을 사용하여 질환의 유무를 진단하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한 것이다. 도 9a 내지 도 9d에 있어서, 마이크로 칩(210)의 필터부의 구조는 전술한 마이크로 칩(210)의 제조 공정에서 설명한 바와 같이 박막 패턴을 다양한 형상으로 형성할 수 있으므로, 이에 따라 필터부도 다양한 형태를 가지므로 육안으로도 충분히 혈액의 이동 속도나 혈액이 저장부에 저장되는 양을 측정할 수 있다.

도 9a는 여러 개의 필터부가 연결된 마이크로 칩(210)을 사용하여 다수의 곳에서 혈액(360)의 물리적인 특성을 검출하는 과정을 나타내는 것이다. 이 경우에는, 화살표로 표시한 바와 같이 4곳에서 혈액(360)의 단위 시간당 이동 거리를 측정할 수 있으므로 육안으로 관측하더라도 보다 정밀하게 혈액(360)의 물리적인 특성을 측정할 수 있다.

도 9b는 다수의 필터부 사이에 각기 저장부(386)가 형성된 마이크로 칩(210)을 이용하여 혈액(360)의 물리적인 특성을 검출하는 과정을 타나낸 것이다. 이러한 마이크로 칩(210)의 경우에는 저장부(386)가 각 필터부 마다 위치하기 때문에, 보다 상세하게 단위 시간당 각 저장부(386)에 저장되는 혈액(360)의 양을 측정할 수 있으므로 혈액(370)의 물리적 특성을 용이하게 파악할 수 있다.

도 9c는 다수의 필터부가 연결된 구조를 갖는 마이크로 칩(210)을 이용하여 화살표로 표시한 바와 같이 한 곳에서 혈액(360)의 단위 시간당 이동 속도와 같은 물리적인 특성을 검출하는 과정을 나타낸 것이다. 이 때에는, 각 필터부마다 혈액(360)의 이동 거리를 검출하는 경우에 비하여 빠른 시간 내에 혈액(360)의 물리적인 특성을 검출할 수 있다.

도 9d는 다양한 폭으로 형성된 채널을 구비하는 마이크로 칩(210)을 이용하여 혈액(360)의 물리적인 특성을 검출하는 과정을 나타낸 것이다. 이 때에는, 필터부의 형상을 변경하는 것이 아니라 채널부의 구조를 변경하여 전술한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 사용하여 질환을 판별하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 10a 및 도 10b에 있어서, 도 5와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.

도 10a는 암과 같은 질병에 걸린 사람의 혈액이 마이크로 칩(210)을 통과하는 과정을 나타내는 단면도이며, 도 10b는 질병이 없는 사람의 혈액이 마이크로 칩(210)을 통과하는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 암에 걸린 환자의 혈액(470)의 경우에는, 혈액(470) 중의 적혈구의 변형성이 저하되기 때문에 적혈구가 필터부(320)를 잘 통과하지 못하게 된다. 이에 비하여, 건강한 사람의 일반 혈액(471)의 경우에는 혈액(471) 중의 적혈구의 변형성이 감소하지 않으므로 상대적으로 암에 걸린 환자의 혈액(470)에 비하여 같은 시간 당 혈액(471)이 많이 필터부(320)를 통과하여 제2 채널(330)에 모이게 된다. 또한, 이 경우에는 혈액 플러그의 위치만으로도 질병의 유무를 대략적으로 판별할 수 있다. 마찬가지로, 말라리아나 당뇨병 등과 같은 질병이 있는 환자의 혈액의 경우에는 혈액이 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 잘 통과하지 못하여 적혈구의 농도가 낮아질 수 있으며, 채널의 끝 부분에 모이는 혈액의 양이 적어지므로, 이를 측정할 경우에는 질병의 유무를 판별할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 사시도를 도시한 것이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치(400)는 마이크로 칩(410), 상기 마이크로 칩(410)이 고정되는 마이크로 인큐베이터(430), 그리고 상기 마이크로 인큐베이터(430)에 연결되는 온도 및 습도 조절 수단(450)을 구비한다. 상기 온도 및 습도 조절 수단(450)은 커넥터와 같은 연결 부재(480)를 통하여 마이크로 인큐베이터(430)에 연결되어, 마이크로 인큐베이터(430) 상에 위치한 마이크로 칩(410)의 온도 및 습도를 조절하여, 시료가 일정한 조건 하에서 마이크로 칩(410)을 통과하게 한다. 이러한, 상기 마이크로 칩(410)을 마이크로 인큐베이터(430)에 고정하기 위하여 인큐베이터(430)의 일측에고정 부재(420)가 설치되며, 전술한 경우와 마찬가지로 마이크로 인큐베이터(430)의 하부에 광 발생 수단을 설치하여 혈액의 물리적인 특성을 용이하게 측정할 수도 있다.

전술한 본 발명에 따른 마이크로 칩을 이용하여 질병을 진단할 경우, 희석하지 않은 일반 혈액을 직접 사용할 수 있으며, 병원에서 사용할 때에는 적혈구만을 분리하여 마이크로 칩으로 그 물리적 특성을 측정할 수도 있다. 또한, 추출된 적혈구를 약 1：1 또는 약 1：2 정도와 같이 특정의 농도로 희석하여 사용할 수도 있으며, 본 발명에 따른 마이크로 칩 상에서 적혈구를 분리하거나 농도 조절 소자를 이용하여 적혈구를 기타 원하는 소정의 농도로 조절하여 사용할 수 있을 것이다. 더욱이, 시료의 농도를 조절하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로 칩과 유사한 구조를 갖는 다른 미세 채널이 마이크로 칩에 부가되도록 마이크로 칩을 가공할 수도 있다.

본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 의하면, 별도의 광학적 검출 수단을 요구하지 않고 마이크로 칩을 통과하는 피검사자의 혈액 속에 포함된 적혈구의 속도 및 변형성 등과 같은 물리적 특성을 용이하게 측정할 수 있으므로, 상기 질환 진단 장치가 측정한 적혈구의 물리적 특성에 관한 각종 결과로부터 암이나 말라리아, 당뇨병 등의 질환이 있는 지를 판별할 수 있다.

또한, 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 이를 이용한 질환진단이 현저하게 간단해지기 때문에, 저렴한 비용으로 질환을 판별할 수 있는 동시에 장치의 제조에 소요되는 시간 및 비용을 크게 절약할 수 있다. 비록, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 암의 정확한 진단 및 평가에는 활용하기에 부족하지만, 혈액만으로 암에 대한 검사가 가능하고 암의 발생 부위와는 상관없기 때문에 기존의 조직 검사에 비하여 부위에 상관없이 암의 조기 진단이 가능하므로 암의 선진단이나 조기 발견에는 매우 효과적으로 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 동맥 경화나 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 때 투약되는 약물의 효과를 평가하는 데도 활용 가능하다. 동맥 경화나 혈액순환 장애 등의 질병은 혈관 자체에 관계되는 문제이기 때문에 본 장치로는 판단하기 어려우나 적혈구의 변형성 및 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하는 약품의 경우 그 직접적인 효과를 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치로 판단할 수 있다. 더욱이, 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 질환이 혈액과 관련되어 일어나는 질병의 경우, 혈액의 점도가 바뀌므로 적혈구의 기계적 특성이 변화하기 때문에, 비록 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 적용할 때에는 암과 구분하기 어려울 경우도 있을 수 있으나 이러한 문제는 전체적인 데이터 베이스의 축척과 시스템의 개선을 통하여 개선될 수 있으며, 오히려 여러 가지 질병을 한 번에 측정하는 방향으로 발전 가능할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

1. 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 있어서,

   내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩;

   상기 마이크로 칩이 고정되는 고정대; 및

   상기 마이크로 칩을 상기 고정대에 고정하기 위한 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정대는 현미경 커버 글라스, 투광성 플라스틱 또는 유리로 구성되는 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정 수단은 상기 마이크로 칩에 대응하여 상기 고정대에 형성된 홈 또는 상기 고정대의 일측에 형성된 클립 또는 고리인 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정대의 하부에 설치되어 상기 마이크로 칩의 필터부에 광을 조사하는 광 발생 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 광 발생 수단은 400㎚의 파장을 갖는 레이저광 또는 자외선 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이크로 칩에 상기 혈액을 주입하기 위하여 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 시료 주입 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
7. 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 있어서,

   내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩;

   상기 마이크로 칩이 위치하는 마이크로 인큐베이터; 및

   상기 마이크로 인큐베이터에 연결되어 상기 마이크로 칩의 온도 및 습도를 조절하는 온도 및 습도 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 마이크로 인큐베이터에는 상기 마이크로 칩을 고정하기 위하여 상기 마이크로 칩에 대응하여 상기 마이크로 인큐베이터에 형성된 홈 또는 상기 마이크로 인큐베이터의 일측에 형성된 클립 또는 고리인 고정 수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 마이크로 칩에 상기 혈액을 주입하기 위하여 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 시료 주입 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 장치.
10. 적혈구의 물리적 특성을 이용하여 질환을 진단하는 방법에 있어서,

    내부를 통과하는 혈액의 이동 거리를 측정하기 위한 필터부와 채널부 및 상기 필터부를 통과한 혈액의 양을 측정하기 위한 저장부를 구비하는 마이크로 칩에 혈액을 주입하는 단계;

    고정대 또는 마이크로 인큐베이터 상에 상기 마이크로 칩을 위치시키는 단계; 및

    상기 필터부 및 채널부를 이동하는 혈액의 단위 시간 당 이동 거리 또는 상기 저장부에 단위 시간 당 저장되는 혈액의 양을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터에 상기 마이크로 칩을 고정하기 위한 고정 수단을 형성하고, 상기 고정 수단을 이용하여 상기 마이크로 칩을 상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터에 고정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 마이크로 인큐베이터 상기 마이크로 칩의 온도 및 습도를 조절하기 위한 온도 및 습도 조절 수단을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 방법.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 고정대 또는 마이크로 인큐베이터의 하부에 상기 마이크로 칩에 광을 조사하는 광 발생 수단을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 방법.
14. 제 10 항에 있어서,

    상기 필터부 및 채널부를 이동하는 혈액의 단위 시간 당 이동 거리 또는 상기 저장부에 단위 시간 당 저장되는 혈액의 양을 측정하는 단계는 육안으로 수행되는 것을 특징으로 하는 질환 진단 방법.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 마이크로 칩에 상기 혈액을 주입하기 위하여 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 시료 주입 수단을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 진단 방법.