KR20030092680A

KR20030092680A - 혈액형 검사방법 및 검사장치

Info

Publication number: KR20030092680A
Application number: KR1020020030421A
Authority: KR
Inventors: 김은주; 임채승; 이용구; 장준근
Original assignee: 주식회사 디지탈바이오테크놀러지
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-12-06
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: KR100520896B1

Abstract

한 번의 혈액 주입으로 요구되는 혈액형을 간단하게 검사할 수 있으며 검사결과를 장기간 보관할 수 있는 혈액형 검사방법 및 검사장치가 개시된다. 본 발명에 따른 혈액형 검사방법은 미세 채널을 이용한 것으로서 복수개의 시약 저장 챔버 각각에 시약을 배치하는 단계, 시약 저장 챔버 각각에 혈액을 유입하여 시약과 혼합하는 단계, 마이크로 필터로 혈액의 혼합물 또는 반응물을 필터링하는 단계 및 혈액 혼합물 또는 반응물 중 상기 마이크로 필터를 통과한 혼합물 또는 반응물을 각 마이크로 필터에 연결된 판독 채널로 통과시키는 단계를 포함한다. 주입된 혈액을 미세 채널에 통과시켜 시약과 반응시키고 그 결과를 필터링하여 얻기 때문에, 소량의 혈액으로도 혈액형을 분명하고 용이하게 알 수 있으며, 결과 판독, 결과 보관 및 장치의 휴대를 용이하게 할 수 있다.

Description

혈액형 검사방법 및 검사장치{METHOD OF EXAMINING BLOOD TYPE AND APPARATUS FOR EXAMINING BLOOD TYPE USING THE METHOD}

본 발명은 혈액형 검사방법 및 검사장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 미세 채널 및 마이크로 필터를 이용하여 한번의 조작으로도 간단하게 혈액형을 검사할 수 있는 장치에 관한 것이다.

1900년 Karl Landsteiner는 사람의 혈액을 다른 사람에게 수혈할 때 심한 수혈부작용이 유발되는 이유가 동종응집소(isoagglutinin)에 의해 적혈구가 용혈되기 때문이라고 주장한 이래로, ABO식 혈액형을 포함한 MNS, P, Rh, Lutheran, Kell, Lewis 등 23개의 혈액형군이 분류되어 있다. 이러한 혈액형의 구분은 수술, 전쟁 등의 수혈이 필요한 경우 용혈성 수혈부작용을 피하기 위한 기초 작업으로서 적혈구 항원에 대한 항체의 존재 유무는 수혈의 성공여부를 좌우하는 중요 요인이다.

이러한 이유로 종래의 병원 또는 일반적인 신체 검사에서 혈액 관련 필수 검사 항목인 ABO식 혈액형 검사, Rh식 혈액형 검사, 항체 스크린 검사 등을 수행하고 있다. 하지만, 종래까지 병원에서 사용하는 검사 방식은 유리 슬라이드 위에 샘플이 되는 항체를 준비하고 그 항체에 혈액을 떨어뜨려 일일이 응집반응을 검사하는 수작업을 주로 하고 있으며, 기구를 이용하더라도 고가의 수입 검사기구를 사용하고 있는 실정이다.

유리 슬라이드를 이용하는 방법은 검사자가 일일이 수작업으로 해야 하고, 검사를 수행한 후에도 혈액형 검사 결과를 장기간 보관할 수 없기 때문에 매번 검사를 통해 혈액형을 얻어야 한다. 또한, 검사 결과를 기재한 후에는 슬라이드의 재사용을 위해 세척을 해야 하는 번거로움 및 비위생성이라는 문제점이 있다. 또한, 수많은 샘플을 처리해야 하는 경우 검사 결과를 옮겨 적을 때 기재오류의 가능성이 있으며, 매번 세척을 해야 하기 때문에 검사자는 항상 환자 혈액에 대해 노출된다는 위험성도 있다. 또한, 완전하지 못한 세척으로 인해 그 이후의 검사 결과가 달라질 수 있는 문제점이 있다. 게다가, 유리 슬라이드를 이용한 방법은 검사자의 판단에 의존하기 때문에 검사 결과의 객관성이 현저하게 낮아질 수 있다는 결함도 있다.

이 외에도 칩의 형태로 제공되는 고가의 검사 장치가 있지만, 이들 장치의 경우 혈액 검사칩을 사용하기 위해 칩 전용 인큐베이터, 전용 원심기, 샘플러 및 판독기 등 별도의 고가 장비들이 필수적으로 사용되어야 하기 때문에 이러한 장비의 사용은 검사자에게 장소적 문제는 물론 경제적 부담을 제공한다.

이와 같이 종래의 혈액 검사 방법 및 장치는 구입의 부담, 사용의 어려움, 보관의 곤란함, 검사의 객관성 부재 등의 문제점을 갖는다. 특히, 성인들처럼 혈액 샘플을 취하기가 어려운 신생아 또는 소아의 혈액을 검사할 때도 일정량 이상의 혈액량을 구해야 하는 어려움이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 소량의 혈액 샘플로도 충분한 결과를 얻을 수 있는 간단하고 저렴한 혈액형 검사방법 및 검사장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 혈액형 검사의 객관성을 보장할 수 있고 검사 결과를 장기간 보관할 수 있는 혈액형 검사방법 및 검사장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조 단가가 저렴하여 대량 생산이 용이한 혈액형 검사장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 혈액형 검사방법 및 검사장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 혈액형 검사방법 및 검사장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 혈액형 검사장치의 사시도이다.

도 4는 도 3의 혈액형 검사장치의 평면도이다.

도 5는 도 4의 I-I 단면을 도시한 단면도이다.

도 6은 도 4의 혈액형 검사장치를 설명하기 위하여 A부분을 확대한 부분 확대 평면도이다.

도 7은 도 4의 혈액형 검사장치의 분해사시도이다.

도 8 및 도 9는 마이크로 필터의 다른 실시예를 도시한 부분 확대 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300 : 혈액형 검사장치305 : 베이스 플레이트

310 : 칩 플레이트320 : 혈액 주입 챔버

330 : 시약 저장 챔버340 : 마이크로 필터

350 : 판독 채널380 : 판독 챔버

390 : 흡입구

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 혈액형 검사방법은 동일한 혈액 샘플을 소정의 시약과 반응시켜 혈액형을 검사하는 방법에 관한 것이며, 본 발명에 따른 방법은 복수개의 시약 저장 챔버를 형성하여 각각의 챔버에 하나 이상의 종류의 시약을 배치하는 단계, 상기 시약 저장 챔버 각각에 혈액 샘플을 유입하여 시약과 혼합하는 단계, 마이크로 필터로 상기 혈액 샘플 및 상기 시약의 혼합물 또는 반응물을 필터링하는 단계 및 상기 혼합물 또는 반응물 중 상기 마이크로 필터를 통과한 혼합물 또는 반응물을 상기 각 마이크로 필터에 연결된 판독 채널로 통과시키는 단계를 구비한다.

본 발명은 주입된 혈액 샘플이 특정 시약에 대응하여 상이한 혼합 상태 또는상이한 반응 상태를 형성하는 특성을 이용한 것으로, 상이한 상태를 갖는 혼합물 또는 반응물을 필터링하여 필터를 통과하는 특정되는 시약에 따라 특정 샘플의 혈액형을 판독하는 방법이다.

일반적인 예에 따르면 ABO식 혈액형을 판단하는 경우, 시약 저장 챔버에 A형 및 B형에 대응하는 항원을 배치한 후 각각의 시약 저장 챔버에 혈액을 투입하여 항원-항체 반응을 일으켜 각각 상이한 상태를 형성할 수 있다. 투입된 A형 혈액 샘플은 항원A와 항원-항체 반응을 일으키며 항원B와는 항원-항체 반응을 일으키지 않는다. 그 결과 항원A와 섞여 응집반응을 일으킨 혈액은 마이크로 필터를 통과할 수 없으며 항원B와 섞인 다른 저장 챔버의 혈액은 마이크로 필터를 통과하도록 조절할 수 있으며, 통과되는 결과에 따라 투입된 혈액 샘플이 A형인 것을 알 수 있다. 이와 같은 방법은 B형, AB형 및 O형의 혈액 샘플에 대응되어 적용될 수 있다.

또한, ABO식 혈액형의 검사 외에도 혈액에 대응하는 시약을 조절하여 Rh식 혈액형과 같이 다르게 정의되는 혈액형을 판독할 수도 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 혈액 샘플을 혈액 주입 챔버에 위치시키는 단계 및 혈액 주입 챔버에 위치한 혈액 샘플을 복수개의 미세 채널로 나누어 유입하는 단계를 더 포함한다. 혈액 주입 챔버에 투입된 혈액 샘플은 모세관 현상에 의해서 혈액 주입 챔버에 연결된 미세 채널로 유입되어 각각의 시약이 있는 시약 저장 챔버로 유입된다. 하나의 혈액 주입 챔버를 형성하고 혈액 주입 챔버와 각각의 시약 저장 챔버를 연결하는 미세 채널을 형성함으로써, 한번의 투입으로 동시에 복수개의 시약 저장 챔버로 거의 동시에 혈액을 투입할 수 있으며소량의 혈액 샘플을 적절하게 분배하여 요구되는 혈액 샘플의 양을 최소화할 수 있다.

또한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 판독 채널에 판독 챔버를 형성하여 판독 채널을 통과하는 혈액의 판독을 용이할 수 있다. 판독 채널 상에 판독 채널의 폭 보다 넓은 직경을 갖는 원형의 판독 챔버를 형성할 수 있다. 판독 챔버의 상면에 판독창을 형성함으로써 외부에서의 판독을 더 용이하게 할 수 있다.

시약 저장 챔버에 배치된 시약이 혈액과 섞이기 전에 마이크로 필터로 흘러 배출되는 것을 막기 위해 시약 저장 챔버 및 마이크로 필터의 사이에 제1 혈액 저항부가 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 시약 저장 챔버와 마이크로 필터 사이에 제1 저항 채널을 형성하고 제1 저항 채널의 내부 벽면 일부에 소수성 처리를 함으로서 시약이 시약 저장 챔버에 머물지 못하고 필터 내로 배출되는 것을 막을 수 있다. 소수성 처리는 미세 채널의 벽면 일부에 소수성 처리를 하여 수용액 또는 기타 유체가 용이하게 소수성 처리된 지역을 통과하지 못하도록 하는 것을 의미한다. 주로 채널의 벽면에 화학처리를 함으로써 소수성을 갖게 할 수 있다.

이와 같은 소수성 처리는 판독 채널의 단부에 제2 혈액 저항부를 형성하는 데에도 적용될 수 있다. 시약과 섞인 혈액 혼합물 또는 혈액 반응물이 필터를 통과하였는지를 판단하기 위해서 혈액 혼합물 또는 혈액 반응물을 판독 채널 상에 정체시키는 것이 바람직하며, 특히 판독 채널의 단부에 저압을 형성하여 혈액을 흡입하는 경우 제2 혈액 저항부를 형성하여 혈액 혼합물 또는 반응물이 흡입력에 의해서배출되는 것을 막을 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 혈액형 검사장치는 혈액 주입 챔버, 혈액 주입 챔버에 일 단부가 연결된 복수개의 미세 채널, 미세 채널의 타 단부에 각각 연결된 복수개의 시약 저장 챔버, 시약 저장 챔버에 각각 연결되는 복수개의 마이크로 필터 및 각 마이크로 필터에 연결되는 복수개의 판독 채널을 구비한다.

미세 채널은 혈액 주입 챔버와 각각의 시약 저장 챔버를 일대일로 연결하는 직선 또는 곡선의 미세 채널일 수 있으며, 하나의 미세 주입 채널에서 분기되어 복수개의 시약 저장 챔버로 이어지는 미세 채널로 이루어진 회로일 수 있다.

혈액 샘플 및 시약의 혼합물 또는 반응물을 필터링하기 위한 마이크로 필터가 시약 저장 챔버에 연결된다.

마이크로 필터는 필터 챔버 및 필터 챔버에 형성된 다수개의 필터 기둥을 포함한다. 필터 기둥은 필터를 통과하는 유체의 흐름 방향으로 좁은 간격으로 평행하게 배치되어 다수개의 홀을 형성할 수 있으며, 필터 기둥 사이를 통과할 수 있는 크기를 가진 입자만이 필터를 통과하게 된다. 필터의 구조는 필터 챔버 및 다수개의 필터 기둥으로 구성되며 일정 크기의 내용물만 통과시키기 위한 다양한 구조의 필터 기둥 구조가 사용될 수 있다.

시약 저장 챔버 및 마이크로 필터의 사이에 제1 혈액 저항부가 형성될 수 있으며, 판독 채널 단부에 인접하여 형성된 제2 혈액 저항부가 형성되는 것이 바람직하다. 혈액 저항부는 채널 내를 흐르는 유체의 흐름을 일시적으로 방해하여 유체의누출을 방지하며, 유체가 충분히 혼합될 수 있는 시간을 제공하며, 필터를 통과한 유체를 용이하게 판독할 수 있도록 유체를 일시적으로 저장하는 기능을 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 유체가 흐르는 채널의 벽면 일부에 소수성 처리를 하여, 소수성 처리된 부분의 채널을 통과하는 유체는 흐름을 방해받는다. 제1 혈액 저항부는 시약 저장 챔버와 마이크로 필터 사이에 배치되며 제1 저항 채널 및 제1 소수성 표면처리부를 포함하여 시약 저장 챔버에 저장된 시약이 혈액과 혼합되기 전에 마이크로 필터로 유입되는 것을 방지하며, 시약과 혈액의 혼합물의 흐름을 방해하여 충분히 반응할 수 있는 시간을 제공할 수 있다.

제2 혈액 저항부는 판독 채널의 단부에 배치되며, 판독 챔버가 형성된 경우 판독 챔버를 사이에 두고 제1 혈액 저항부의 반대편에 배치된다. 제2 혈액 저항부는 판독 채널의 적어도 일 내면에 형성되어 소수성을 갖는 제2 소수성 표면처리부를 포함하며, 판독 채널의 단부를 일시적으로 막아 정체시킴으로써 판독을 용이하게 한다.

판독 채널의 단부에 흡입구가 형성된다. 흡입구는 각각의 채널 단부에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 하나의 흡입구가 복수개의 판독 채널과 연결되어 혈액, 혈액과 시약의 혼합물의 용이하게 채널 내를 통과하도록 흡입력을 제공한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 혈액형 검사장치는 2개의 시약 저장 챔버(130,135), 각 시약 저장 챔버(130,135)에 연결된 마이크로 필터(140,145) 및 마이크로 필터(140,145)의 타 단부에 연결된 판독 채널(250,255)을 포함한다.

특정인으로부터 채혈된 혈액(BLD) 샘플을 직접 또는 주사기 등의 주입 수단을 통해 시약 저장 챔버(130,135) 내로 주입한다. 시약 저장 챔버(130,135)에는 혈액을 판독할 수 있는 시약, 즉 A항원 및 B항원이 각각 다른 시약 저장 챔버에 저장되어 있다. 혈액(BLD)이 A항원 또는 B항원과 섞이면서 항원-항체 반응이 일어날 수 있다. 응집반응이 일어난 경우 응집된 혈액 혼합물은 필터를 통과할 수 없으며, 응집반응이 일어나지 않는 경우의 혈액 혼합물은 필터를 통과하여 판독 채널을 통해 판독이 가능해진다.

시약 저장 챔버(130,135)와 마이크로 필터(140,145) 사이에 제1 혈액 저항부(160)가 형성된다. 제1 혈액 저항부(160)는 제1 저항 채널 및 제1 저항 채널의 저면에 형성된 제1 소수성 표면처리부를 포함한다. 제1 소수성 표면처리부에 의해 시약 저장 챔버(130,135)에 저장된 시약이 혈액과 혼합되기 전에 마이크로 필터(140,145)로 유입되는 것을 막을 수 있으며, 혈액과 시약이 혼합된 후에도 충분히 혼합될 수 있는 충분한 시간을 제공하기 위해 혈액 혼합물을 가둘 수 있다.

충분한 시간이 경과된 후 각 시약 저장 챔버(130,135)에 있는 혼합물 또는반응물이 제1 혈액 저항부(160,165)를 통과하여 마이크로 필터(140,145)로 유입되기 위해서, 검사장치를 기울이는 방법 또는 판독 채널(150,155)의 단부에 흡입 장치를 연결하여 유체를 흡입하는 방법이 적용될 수 있다.

본 실시예에서는 ABO식 혈액형을 판단하기 위하여 시약으로 A항원 및 B항원을 사용하지만 이에 한정되지 아니하며 다른 ABO식 혈액 검사방법 또는 다른 구분의 혈액형 검사방법이라도 혼합결과 필터를 사용하여 구분할 수 있다면 본 발명에 의해서 검사될 수 있다.

실시예 2

도 2를 참조하면, 제2 실시예에 따른 혈액형 검사장치는 혈액 주입 챔버(220), 혈액 주입 챔버(220)의 하측에 일단이 연결되고 타단은 2개로 분기된 미세 채널(225), 분기된 미세 채널(225) 단부에 각각 연결되는 2개의 시약 저장 챔버(230,235), 각 시약 저장 챔버(230,235)에 연결된 2개의 마이크로 필터(240,245) 및 마이크로 필터(240,245)의 타 단부에 연결된 판독 채널(250,255)을 포함한다.

본 실시예에 따르면, 혈액 주입 챔버(220) 및 시약 저장 챔버(230,235)는 원통형의 챔버를 형성하며, 각 챔버(220,230,235)의 밑면에 미세 채널(225) 또는 마이크로 필터(240,245)가 연결된다.

제1 실시예와 같이, 특정인으로부터 채혈된 혈액(BLD) 샘플을 직접 또는 주사기 등의 주입 수단을 통해 혈액 주입 챔버(220) 내로 주입한다. 시약 저장 챔버(130,135)에는 혈액을 판독할 수 있는 시약, 즉 A항원 및 B항원이 각각 다른 시약 저장 챔버에 저장된다. 혈액(BLD)이 A항원 또는 B항원과 섞이면서 항원-항체 반응이 일어날 수 있다. 응집반응이 일어난 경우 응집된 혈액 혼합물은 필터를 통과할 수 없으며, 응집반응이 일어나지 않는 경우의 혈액 혼합물은 필터를 통과하여 판독 채널을 통해 판독이 가능해진다. 물론, 이에 따라 마이크로 필터(240,245)의 필터 크기를 조절하여 응집 반응이 일어난 혈액 혼합물의 통과 여부를 조절할 수 있다.

예를 들어, 좌측 시약 저장 챔버(230)에 A항원이 위치하고 우측 시약 저장 챔버(235)에 B항원이 위치한 경우, 혈액 주입 챔버(220)로 B형의 혈액이 주입된다면 우측 시약 저장 챔버(235)에서 B항원과 응집반응이 일어나고 좌측 시약 저장 챔버(230)에서 A항원과 응집반응이 일어나지 않는다. 따라서, A항원과 혼합된 혈액은 좌측 마이크로 필터(240)를 통과하여 판독 채널(250)을 통하여 판독될 수 있으며, B항원과 혼합되어 응집반응을 일으킨 혈액은 우측 마이크로 필터(245)를 통과하지 못하여 판독 채널(255)을 통해 판독될 수 없다.

시약 저장 챔버(230,235)와 마이크로 필터(240,245) 사이에 제1 혈액 저항부(260)가 형성된다. 제1 혈액 저항부(260)는 제1 저항 채널 및 제1 저항 채널의 저면에 형성된 제1 소수성 표면처리부를 포함한다. 제1 소수성 표면처리부에 의해 시약 저장 챔버(230,235)에 저장된 시약이 혈액과 혼합되기 전에 마이크로 필터(240,245)로 유입되는 것을 막을 수 있으며, 혈액과 시약이 혼합된 후에도 충분히 혼합될 수 있는 충분한 시간을 제공하기 위해 혈액 혼합물을 가둘 수 있다.

충분한 시간이 경과된 후 각 시약 저장 챔버(230,235)에 있는 혼합물 또는 반응물이 제1 혈액 저항부(260,265)를 통과하여 마이크로 필터(240,245)로 유입되기 위해서, 검사장치를 기울이는 방법 또는 판독 채널(250,255)의 단부에 흡입 장치를 연결하여 유체를 흡입하는 방법이 적용될 수 있다.

본 실시예에서는 ABO식 혈액형을 판단하기 위하여 시약으로 A항원 및 B항원을 사용하지만 이에 한정되지 아니하며 다른 ABO식 혈액 검사방법 또는 다른 구분의 혈액형 검사방법이라도 혼합한 결과를 필터를 사용하여 구분할 수 있다면 본 발명의 방법 또는 장치에 의해서 검사될 수 있다.

실시예 3

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 혈액형 검사장치의 사시도이며, 도 4는 도 3의 혈액형 검사장치의 평면도이고, 도 5는 도 4의 I-I 단면을 도시한 단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 제3 실시예에 따른 혈액형 검사장치(300)는 베이스 플레이트(305), 베이스 플레이트(305)의 상면에 배치되는 칩 플레이트(310), 칩 플레이트(310)의 좌측 중앙에 형성된 혈액 주입 챔버(320), 혈액 주입 챔버(320)에 인접하게 칩 플레이트(310)에 일렬로 형성된 4개의 시약 저장 챔버(330), 혈액 주입 챔버(320)와 각각의 시약 저장 챔버(330)를 연결하는 4개의 미세 채널(225), 각 시약 저장 챔버(330)에 연결되는 제1 혈액 저항부, 각 제1 혈액 저항부와 연결된 4개의 마이크로 필터(340), 각 마이크로 필터(340)의 단부에 연결된 4개의 판독 채널(350), 각 판독 채널(350) 상에 배치되어 판독창을 형성하는 4개의 판독 챔버(380), 판독 채널(350)의 단부와 연결된 하나의 흡입구(390) 및 판독 채널(350)의 단부와 판독 챔버(380) 사이에 배치되는 제2 혈액 저항부(382)를 구비한다.

본 실시예에서 베이스 플레이트(305)는 직육면체의 투명 유리로 구성되며, 베이스 플레이트(305) 상에 폴리머 물질로 이루어진 칩 플레이트(310)가 배치된다. 베이스 플레이트(305)와 접하는 칩 플레이트(310)의 저면에는 혈액 주입 챔버(320), 미세 채널(325), 시약 저장 챔버(330), 마이크로 필터(340), 판독 채널(350), 판독 챔버(380) 및 흡입구(390)가 형성되어 있으며, 이들 구성요소는 폴리머 물질을 몰딩하여 칩 플레이트(310)의 저면에 음각으로 형성된다.

칩 플레이트(310)를 구성하는 폴리머 물질로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트, 폴리테트라플루에틸렌(TEFLON, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 합성 수지가 사용된다.

칩 플레이트(310)의 일측 단부에 인접하여 중앙에 혈액 주입 챔버(320)가 형성된다. 혈액 주입 챔버(320)의 하단에 미세 채널(325)의 일단이 연결되고 타단은 각각 다른 시약 저장 챔버(340)로 연결된다. 본 실시예에서 시약 저장 챔버(340)에는 anti-A, anti-B, anti-D가 저장되며, 약 2~5㎕ 또는 그 이하의 양이 사용된다.

약 10㎕ 이하의 혈액(BLD)이 혈액 주입 챔버(320)에 주입되면서, 채널의 흡입력 또는 모세관 현상(capillary action)에 의해 혈액이 미세 채널(325)을 통해시약 저장 챔버(330)로 유입된다. 혈액이 시약 저장 챔버(330)에 각각 저장된 항체와 혼합 또는 응집반응을 일으키면서 혈액형에 따른 각기 다른 반응을 한다.

응집반응이 일어나기 위한 충분한 시간이 경과한 후, 검사장치를 기울이거나 검사장치에 형성된 흡입구(390)를 통해 흡입력을 가해 혈액 혼합물 또는 반응물을 마이크로 필터(340)로 유입시킨다.

제1 및 제2 실시예에서와 같이 응집반응이 일어난 혈액 반응물은 마이크로 필터(340)를 통과할 수 없으며, 다른 혈액 혼합물은 마이크로 필터(340)를 통과하여 판독 채널(350)을 통해 확인될 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 필터(340)는 2단의 필터층을 갖는다. 시약 저장 챔버(330)에 인접하여 필터 구조물 사이의 간격이 넓은 제1 필터부(344)를 형성하며, 판독 채널(350) 쪽에 인접하여 필터 구조물 사이의 간격이 좁은 제2 필터부(346)를 포함한다. 도시된 제1 및 제2 필터부(344,346)를 참조하면, 각 필터부(344,346)는 가로 길이가 세로보다 긴 길쭉한 단면을 가진 다수개의 필터 기둥이 배열되어 필터 구조물을 형성한다. 다수개의 필터 기둥이 제1 방향으로 일정한 간격으로 규칙적으로 배치되고, 이에 인접하는 다수개의 필터 기둥이 제1 방향과 엇갈리는 제2 방향으로 일정한 간격으로 규칙적으로 배치된다.

본 실시예에서는 제1 필터부(344)의 필터 기둥은 유체 흐름 방향에 우측으로 45도 각도를 이루는 제1 방향으로 약 100㎛간격으로 배치되어, 이에 인접한 필터기둥은 유체 흐름 방향에 좌측으로 45도 각도를 이루는 제2 방향으로 약 100㎛간격으로 배치된다. 그리고, 제2 필터부(346)의 필터 기둥은 제1 필터부(344)의 필터 기둥과 닮은 형태로 배치되나, 필터 기둥사이의 간격이 약 50㎛이며 필터 기둥의 크기도 약 1/2정도의 크기로 형성된다. 제1 및 제2 필터부(344,346)의 필터 기둥은 칩 플레이트(310)를 몰딩할 때 몰딩을 통해서 형성되며, 필터 기둥의 저면이 베이스 플레이트(305)와 닿아 필터 챔버에 기둥을 형성한다.

필터 기둥의 형상 및 필터 기둥의 배열은 설계자의 선택에 따라 다양한 형상 및 배열로 설계될 수 있다. 도 8 및 도 9는 마이크로 필터의 다른 실시예를 도시한 부분 확대 평면도이다. 본 발명은 도 6, 도 8 및 도 9에 도시된 필터 기둥의 형상 및 배열에 한정되지 아니한다.

시약 저장 챔버(330)와 마이크로 필터(340) 사이에 제1 혈액 저항부를 형성하여 시약 저장 챔버(330)에 저장된 시약이 저장되어 있거나 혈액과 반응하면서 챔버 내의 내용물을 가두는 기능을 한다. 본 실시예에서의 제1 혈액 저항부는 제1 저항 채널 및 베이스 플레이트(305) 상에 채널의 횡방향으로 배치되어 제1 저항 채널의 저면에 소수성 표면을 형성하는 제1 소수성 표면처리부(342)를 포함한다. 제1 저항 채널의 저면에 소수성을 형성하여 시약이 혈액과 혼합되기 전에 유출되거나 혈액 혼합물이 충분히 반응하기 전에 필터로 유입되는 것을 방지한다.

도 7은 도 4의 혈액형 검사장치의 분해사시도이다.

도 7을 참조하면, 베이스 플레이트(305) 상에 혈액 주입 챔버(320), 미세 채널(325), 시약 저장 챔버(330), 마이크로 필터(340) 등이 형성된 칩 플레이트(310)를 배치하기 전에 베이스 플레이트(305) 상 소정의 위치에 제1 및 제2 소수성 표면처리부(342,382)를 형성한다.

소수성 표면을 형성하기 위한 방법으로 다양한 방법이 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 유리로 구성된 베이스 플레이트(305) 상에 소수성 처리를 하기 위해 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane:CH₃(CH₂)₁₇SiCl₃)(이하"OTS"라 한다)을 이용한다. OTS와 헥산(hexane)을 1:200으로 혼합한 용액을 베이스 플레이트(305) 상에 도포한 후, 헥산과 메탄올(methanol)을 1:1로 혼합한 용액으로 헥산을 세정한다. 헥산을 세정한 후 질소(N₂)로 메탄올을 건조시켜 베이스 플레이트(305) 상에 OTS층을 형성한다. OTS층에 포토마스크(photomask)를 형성한 후 약 400nm 파장의 자외선을 조사하면, 노출된 부분은 친수성(hydrophilic)을 갖게 되고 가려진 부분은 소수성(hydrophobic)을 갖는다.

본 실시예에서는 위와 같이 OTS를 이용하여 제1 및 제2 소수성 표면처리부(342,382)를 형성하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 베이스 플레이트 상에 소수성 표면을 형성하기 위한 다양한 방법 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

혈액과 시약이 혼합되기 위한 충분한 시간(약 3분 이하)이 경과한 후, 검사장치를 기울이거나 흡입구(390)에 흡입력을 가해 혈액과 시약의 혼합물 또는 반응물이 제1 혈액 저항부를 통과하여 마이크로 필터(340)로 유입시킨다. 흡입구(390)는 판독 채널(350)의 단부와 연결되며, 하나의 흡입구(390)에 주사기 또는 별도의흡입장치를 연결하여 흡입력을 형성할 수 있다.

마이크로 필터(340)를 통과한 혈액 혼합물은 판독 채널(350)을 통해 판독될 수 있다. 혈액 혼합물의 판독을 용이하게 하기 위해 판독 채널(350)에 판독 챔버(380)를 형성하며, 판독 챔버(380)의 넓은 상면을 투명하게 하여 판독창을 형성함으로써 더욱 판독을 용이하게 한다.

판독을 용이하게 하기 위해 판독 챔버(380)와 판독 채널(350)의 단부 사이에 제2 혈액 저항부가 형성된다. 제2 혈액 저항부는 판독 채널(350)의 채널 저면에 형성된 제2 소수성 표면처리부(382)를 포함한다. 본 실시예에서의 제2 소수성 표면처리부(382)는 위의 제1 소수성 표면처리부(342)의 형성 방법과 동일하기 때문에 제2 소수성 표면처리부(382)에 관련된 반복되는 설명을 생략한다.

제2 혈액 저항부는 판독 챔버(380) 내의 혈액 혼합물을 가두어 판독 채널(350) 단부를 통하여 유출되는 것을 방지하며, 판독 채널(350)을 통과하여 이웃하는 다른 판독 채널(350)로 유입되어 역류되는 것을 방지하는 기능을 한다.

본 발명에 따르면, 소량의 혈액을 한번만 주입하여 요구되는 방식의 혈액형을 용이하게 검사할 수 있기 때문에 빠른 혈액 검사가 가능하며, 이러한 본 발명의 편리한 특징은 응급실, 사고현장 등의 시급을 요하는 경우에 유용하게 사용될 수 있다.

또한, 혈액형을 검사할 수 있는 극소량의 혈액만 필요하기 때문에 소아 및신생아 등의 혈액형을 판단하기에 적합하다.

또한, 혈액형 검사결과의 판독 및 보관이 용이하기 때문에 장기간 보관할 수 있으며, 기재 오류의 가능성이 적고, 검사 자동화를 실현할 수 있는 기초가 될 수 있다.

또한, 외부로의 감염 위험성이 적으며 채혈과 동시에 즉시 시행할 수 있다.

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

Claims

혈액을 시약과 반응시켜 혈액형을 검사하는 혈액형 검사 방법에 있어서,

복수개의 시약 저장 챔버 각각에 시약을 배치하는 단계;

상기 시약 저장 챔버 각각에 혈액을 유입하여 시약과 혼합하는 단계;

마이크로 필터로 상기 혈액 및 상기 각 시약의 혼합물 또는 반응물을 필터링하는 단계; 및

상기 혼합물 또는 반응물 중 상기 마이크로 필터를 통과한 혼합물 또는 반응물을 상기 각 마이크로 필터에 연결된 판독 채널로 통과시키는 단계를 구비하는 혈액형 검사방법.
제1항에 있어서,

상기 검사방법은 혈액을 혈액 주입 챔버에 주입하는 단계; 및 상기 혈액 주입 챔버에 주입된 혈액을 복수개의 미세 채널로 나누어 유입하는 단계를 더 포함하며, 상기 미세 채널이 상기 각각의 시약 저장 챔버에 연결되어, 미세 채널을 통과한 혈액이 상기 각 시약 저장 챔버로 유입되는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사방법.
제1항에 있어서,

상기 판독 채널에 판독 챔버가 형성된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사방법.
제1항에 있어서,

상기 저장 챔버 및 상기 마이크로 필터의 사이에 제1 혈액 저항부가 형성된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사방법.
제4항에 있어서,

상기 제1 혈액 저항부에 상기 저장 챔버와 상기 마이크로 필터를 연결하는 제1 저항 채널 및 상기 제1 저항 채널의 적어도 일 내면에 소수성을 갖는 제1 소수성 표면처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사방법.
제4항에 있어서,

상기 판독 채널 단부에 인접하여 제2 혈액 저항부가 형성된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사방법.
제6항에 있어서,

상기 제2 혈액 저항부는 상기 판독 채널의 적어도 일 내면에 소수성을 갖는 제2 소수성 표면처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사방법.
제1항에 있어서,

상기 마이크로 필터는 필터 챔버 및 상기 필터 챔버 내에 형성된 다수개의 필터 기둥을 포함하여 필터를 흐르는 혈액 혼합물 또는 반응물의 흐름을 방해하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사방법.
제8항에 있어서,

상기 필터부는 직렬로 배치되는 2이상의 필터부를 포함하며, 상기 시약 저장 챔버에 더 가까운 상기 필터부의 상기 필터 기둥 간격이 더 먼 다른 상기 필터부의 다른 상기 필터 기둥 간격보다 넓은 것을 특징으로 하는 혈액형 검사방법.
제9항에 있어서,

상기 마이크로 필터는 제1 필터부 및 제2 필터부를 포함하는 것을 특징으로하는 혈액형 검사방법.
혈액 주입 챔버;

상기 혈액 주입 챔버에 일 단부가 연결된 복수개의 미세 채널;

상기 미세 채널의 타 단부에 각각 연결된 복수개의 시약 저장 챔버;

상기 시약 저장 챔버에 각각 연결되는 복수개의 마이크로 필터; 및

상기 마이크로 필터에 각각 연결되는 복수개의 판독 채널을 구비하는 혈액형 검사장치.
제11항에 있어서,

상기 미세 채널은 상기 혈액 주입 챔버와 상기 각각의 시약 저장 챔버를 일대일로 연결하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제11항에 있어서,

상기 각 마이크로 필터는 필터 챔버; 및 상기 필터 챔버 내에 형성된 다수개의 필터 기둥을 형성하여 필터를 흐르는 혈액 혼합물 또는 반응물의 흐름을 방해하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제13항에 있어서,

상기 필터 기둥의 단면은 가로 길이가 세로 길이보다 길며, 상기 마이크로 필터를 통과하는 유체의 진행방향에 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제11항에 있어서,

상기 시약 저장 챔버 및 상기 마이크로 필터의 사이에 형성된 제1 혈액 저항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제15항에 있어서,

상기 제1 혈액 저항부에 상기 저장 챔버와 상기 마이크로 필터를 연결하는 제1 저항 채널 및 상기 제1 저항 채널의 적어도 일 내면에 소수성을 갖는 제1 소수성 표면처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제15항에 있어서,

상기 판독 채널 단부에 인접하여 형성된 제2 혈액 저항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제17항에 있어서,

상기 제2 혈액 저항부는 상기 판독 채널의 적어도 일 내면에 형성되어 소수성을 갖는 제2 소수성 표면처리부를 형성하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제11항에 있어서,

상기 판독 채널의 단부에 흡입구가 형성된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제11항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시약 저장 챔버에 시약이 저장된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사 장치.
제20항에 있어서,

상기 시약은 고정 물질과 혼합되어 상기 시약 저장 챔버에 저장된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사 장치.
베이스 플레이트;

상기 베이스 플레이트 상에 배치되는 칩 플레이트;

상기 칩 플레이트에 형성된 혈액 주입 챔버;

상기 칩 플레이트에 형성되며 상기 혈액 주입 챔버에 일 단부가 연결된 상기 복수개의 미세 채널;

상기 칩 플레이트에 형성되며 상기 미세 채널의 타 단부에 각각 연결된 복수개의 시약 저장 챔버;

상기 칩 플레이트에 형성되며 상기 시약 저장 챔버에 각각 연결되는 복수개의 마이크로 필터;

상기 칩 플레이트에 형성되며 상기 마이크로 필터에 각각 연결되는 복수개의 판독 채널; 및

상기 판독 채널에 위치하며 상면에 투명 또는 반투명의 판독창을 형성하는 판독 챔버를 구비하는 혈액형 검사장치.
제22항에 있어서,

상기 칩 플레이트는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트, 폴리테트라플루에틸렌(TEFLON, 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 이루어진 그룹 중 선택된 하나의 합성수지로 구성되며,

상기 혈액 주입 챔버, 상기 미세 채널, 상기 시약 저장 챔버, 상기 마이크로 필터 및 상기 판독 채널은 상기 베이스 플레이트와 접하는 상기 칩 플레이트의 저면에 음각으로 형성된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제22항에 있어서,

상기 각 마이크로 필터는 필터 챔버; 및

상기 필터 챔버 내에 형성된 다수개의 필터 기둥을 형성하여 상기 마이크로 필터를 흐르는 혈액 혼합물 또는 반응물의 흐름을 방해하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제24항에 있어서,

상기 필터 기둥은 가로 길이가 세로 길이보다 길며, 주위의 다른 필터 기둥과 일정한 간격으로 Ｔ형상의 수직 관계를 형성하며 규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제22항에 있어서,

상기 저장 챔버와 상기 마이크로 필터를 연결하는 제1 저항 채널 및 상기 제1 저항 채널의 저면에 배치되어 소수성을 갖는 제1 소수성 표면처리부를 포함하는 제1 혈액 저항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제24항에 있어서,

상기 판독 채널의 단부 및 상기 판독 챔버의 사이에 배치되어 상기 판독 채널의 저면을 소수성 처리한 제2 소수성 표면처리부를 포함하는 제2 혈액 저항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제22항에 있어서,

상기 판독 채널의 단부를 하나로 연결하는 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액형 검사장치.
제22항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시약 저장 챔버에 시약이 저장된 것을 특징으로 하는 혈액형 검사 장치.