KR20160053741A

KR20160053741A - 혈액 분리 필터

Info

Publication number: KR20160053741A
Application number: KR1020150030806A
Authority: KR
Inventors: 심준섭
Original assignee: 광운대학교 산학협력단
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2016-05-13
Also published as: KR20160141691A; KR101771509B1

Abstract

본 발명은, 혈액으로부터 혈장을 분리하는 혈액 분리 필터에 있어서, 분리된 혈장이 이동하는 유체 채널을 구비하는 기판; 및 유체 채널의 입구에 적층되어 혈액의 혈구와 혈장 사이의 이동속도의 차이를 발생시키는 비드 패킹부를 포함하고, 비드 패킹부는 혈액의 혈구가 유체 채널로 유입되는 것을 차단하는 비드 필터층을 구비한다. 본 발명에 따르면 패킹된 비드를 이용한 혈액 분리 필터에서 혈장의 분리 중 적혈구가 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다

Description

혈액 분리 필터{BLOOD SEPARATING FILTER}

본 발명은 혈액 분리 필터에 관한 것으로서, 다른 직경을 갖는 비드를 복수의 층으로 구성하여 혈액으로부터 혈장을 분리하는 혈액 분리 필터에 관한 것이다.

랩온어칩(LOC)의 이용이 증가하면서 대상 시료를 온칩으로 분리하기 위한 마이크로 필터의 개발이 크게 요구되고 있다. 특히, LOC 장치로 사람의 전혈(whole blood)을 이용하는 현장 의료서비스(Point of Care: POC) 임상 진단에서 온칩(on-chip) 혈액/혈장 분리기가 LOC의 통합된 구성요소로 요구되고 있다.

POC 임상 시험을 위한 마이크로 필터는 긴급한 환자를 신속하게 진단하기 위해 짧은 분리 시간 내에 희석되지 않은 전혈로부터 혈장을 분리할 수 있어야 한다. 또한, 분리된 혈장의 양은 후속 분석을 위해 충분해야 한다. 또한, 혈구에 대한 LOC 마이크로 필터는 칩의 작은 영역에 설치되어야 하고, 주위의 미세 유체 네트워크와 유연하게 통합되어야 한다. 또한 임상 테스트를 위한 다양한 POC 어플리케이션에서 장치들이 일회용으로 제조되므로 혈액/혈장 분리기는 낮은 비용으로 대량 생산이 가능해야 한다.

이러한 배경 하에서 유로의 입구에 다른 크기의 비드를 헤테로 구조(hetero structure)로 패킹한 일회용 온칩 혈액/혈장 분리기가 "RAPID ON-CHIP BLOOD/PLASMA SEPARATOR USING HETERO-PACKED BEADS AT THE INLET OF MICROCHANNEL(Joon S. Shim and Chong H. Ahn)에 제안되었다. 제안된 혈액/혈장 분리기에서는 우선 100㎛의 폭을 갖는 유로의 입구를 100㎛의 직경을 갖는 비드로 블로킹하고, 그 외부에 10㎛의 직경을 갖는 비드를 적층한다. 이와 같은 혈액/혈장 분리기는 신속한 모세관 분리를 나타내며, LOC를 이용한 POC 임상 진단에 충분한 부피의 혈장을 제조할 수 있는 장점이 있다.

한편, 위 헤테로 구조의 혈액/혈장 분리기는 비드 층에서의 적혈구와 혈장의 이동속도의 차이를 이용하므로 사용하는 비드의 직경이 적혈구의 이동을 방해할 수 있도록 작아야 한다. 그러나 비드의 직경이 작으면 혈장의 이동도 방해를 받으므로 혈액에서 혈장을 분리하는 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한 헤테로 구조는 직경이 다른 비드가 다른 층을 형성하도록 해야 하므로 제조 과정이 복잡하여 대량으로 제조하기 어려운 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-0860075호, 한국등록특허 제10-0931897호

따라서 본 발명은 패킹된 비드를 이용한 혈액 분리 필터에서 혈장의 분리 및 혈구의 유출을 차단하는 것을 일 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 패킹된 비드를 이용한 혈액 분리 필터에서 분리된 혈장의 부피를 크게 하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 패킹된 비드를 이용한 혈액 분리 필터에서 혈구와 혈장의 분리 속도를 높이는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 혈액으로부터 혈장을 분리하는 혈액 분리 필터에 있어서, 분리된 혈장이 이동하는 유체 채널을 구비하는 기판; 및 유체 채널의 입구에 적층되어 혈액의 혈구와 혈장 사이의 이동속도의 차이를 발생시키는 비드 패킹부를 포함하고, 비드 패킹부는 혈액의 혈구가 유체 채널로 유입되는 것을 차단하는 비드 필터층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 비드 패킹부는 혈장에 비해 혈구의 이동속도를 감소시키는 제1 비드의 층; 및 제1 비드가 유체 채널 내부로 유입되지 않도록 유체 채널의 입구를 블로킹하는 제2 비드의 층을 더 구비할 수 있다. 비드 필터층은 제1 비드의 층과 제2 비드의 층 사이에 배치될 수 있다.

바람직하게, 비드 필터층의 비드는 제1 비드보다 직경이 작게 형성될 수 있다. 비드 필터층의 비드는 0.1 내지 7.5 ㎛의 직경을 갖는 것이 바람직하다.

바람직하게, 비드 패킹부는 혈구를 응집시키는 물질로 코팅될 수 있다. 혈구를 응집시키는 물질은 제1 비드에 코팅될 수 있다. 혈구를 응집시키는 물질은 적혈구 항체 또는 혈액형 판별용 항체가 될 수 있다.

바람직하게, 제1 비드는 혈장 내 단백질을 분리하는 물질이 코팅될 수 있다. 이 경우, 제1 비드의 층은 혈장 내 단백질을 분리하는 물질이 두 종류 이상 코팅될 수 있다. 혈장 내 단백질을 분리하는 물질은 특정 단백질과 선택적으로 반응하는 항체일 수 있다.

바람직하게, 제1 비드의 층에서 코팅된 비드는 코팅 물질의 종류별로 층상 구조로 배치될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 패킹된 비드를 이용한 혈액 분리 필터에서 혈장의 분리 중 적혈구가 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 분리된 혈장의 부피를 크게 할 수 있고, 혈구와 혈장의 분리 속도를 높일 수 있다. 전혈에서 혈장을 빨리 분리할 수 있는 것은 응급실 등 긴급 의료 상황에서 신속한 임상 진단에 매우 바람직하다. 또한 본 발명은 비드의 조립에 복잡한 구조 또는 절차를 필요로 하지 않으므로 제조가 간단하여 대량생산이 용이하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 혈액 분리 필터의 사시도 및 패킹된 비드의 구조를 도시한 모습이다.
도 2는 도 1에 도시된 혈액 분리 필터를 실험실 단계에서 제작한 구조의 사진이다.
도 3a는 도 1에 도시된 혈액 분리 필터에서 시간에 따라 분리된 혈장이 이동하는 정도를 설명하는 그래프이고, 도 3b는 비드와 시료의 부피가 패킹된 비드의 두께와의 관계를 설명하는 그래프이며, 도 3c는 혈액/혈장 분리의 시작 시간을 설명하는 그래프이고, 도 3d는 분리된 혈장의 부피를 설명하는 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시된 혈액 분리 필터에서 혈액보다 앞서 이동하는 혈장을 설명하는 사진이다.
도 5a는 도 1에 도시된 혈액 분리 필터에서 비드의 크기와 혈액 속도 사이의 관계를 설명하는 그래프이고, 도 5b는 비드의 크기와 혈액과 혈장 사이의 이동속도의 비를 설명하는 그래프이다.
도 6a는 비드의 틈새로 적혈구가 통과할 수 없도록 작은 직경의 비드를 사용하는 필터를 도시하고, 도 6b는 적혈구를 응집시키는 항체를 비드에 코팅하여 큰 직경의 비드를 사용하는 필터를 도시하고 있다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 비드가 고정되는 구조를 갖는 혈액 분리 필터를 도시하고 있으며, 도 7b는 도 7a에 도시된 혈액 분리 필터의 종단면도이다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 혈액 분리 필터의 사시도 및 패킹된 비드의 구조를 도시한 모습이다. 도 2는 도 1에 도시된 혈액 분리 필터를 실험실 단계에서 제작한 구조의 사진이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 혈액 분리 필터(100)는 분리된 혈장이 이동하는 유체 채널(106)을 형성하는 기판(101), 혈액이 유입되는 유입구(102), 비드 패킹부(104), 분리된 혈장이 유출되는 유출구(108)를 포함한다.

비드 패킹부(104)는 유체 채널(106)의 입구에 적층되어 유입구(102)로 주입되는 혈액의 혈구와 혈장 사이의 이동속도의 차이를 발생시킬 수 있다. 비드 패킹부(104)는 제1 비드의 층(1043), 비드 필터층(1041), 제2 비드의 층(1045)을 포함할 수 있다.

제1 비드의 층(1043)은 혈장에 비해 혈구의 이동속도를 감소시킬 수 있다. 제2 비드의 층(1045)은 제1 비드(1043)가 유체 채널(106)의 내부로 유입되지 않도록 유체 채널(106)의 입구를 블로킹할 수 있다. 비드 필터층(1041) 제1 비드의 층(1043)과 제2 비드의 층(1045) 사이에 배치되어 혈액의 혈구가 유체 채널(106)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 비드 필터층(1041)의 비드는 혈구의 유입을 차단하기 위해서 제1 비드(1043) 및 혈구보다 직경이 작은 것이 바람직하다.

본 실시 예에서 제2 비드(1045)는 100㎛의 직경을 가지며, 유체 채널(106)을 블로킹하는 기능을 한다. 제1 비드(1043)는 10㎛의 직경을 가지며 혈장의 이동속도에 비해 혈구의 이동속도를 더 낮추어서 혈액으로부터 혈장이 분리되도록 한다.

제1 비드(1043)는 비드 필터층(1041)의 위 또는 아래 방향에 적층될 수 있다. 제1 비드(1043)가 비드 필터층(1041)의 아래 방향으로 적층되는 경우, 20㎛의 직경을 가지며, 5㎛의 직경을 갖는 비드 필터층의 비드(1041)가 100㎛의 직경을 갖는 제2 비드(1045)의 틈새를 통해 유체 채널(106)로 빠져나가지 못하도록 할 수 있다.

유체 채널(106)의 높이를 10㎛으로 만드는 것은 제작상 어려운 문제점이 있다. 따라서, 높이가 100㎛인 유체 채널(106)을 제작하고 100㎛의 직경을 갖는 제2 비드(1045)로 유체 채널(106)의 입구를 막고, 20㎛의 직경을 갖는 제1 비드(1043)를 적층하여 5㎛의 직경을 갖는 비드 필터층의 비드(1041)가 제2 비드(1045)의 틈 사이로 빠져나가지 못하도록 한다.

본 실시 예에서, 비드 필터층을 이루는 비드(1041)의 직경은 적혈구의 크기를 고려하여 5㎛ 정도인 것이 바람직하나, 0.1 내지 7.5㎛일 수 있다. 비드 필터층을 이루는 비드(1041)의 직경이 0.1㎛보다 작으면 혈장조차 이동하기 어려우므로 혈액에서 혈장이 분리되는 시간이 많이 소요될 수 있다. 비드 필터층을 이루는 비드(1041)의 직경이 7.5㎛보다 크면 적혈구가 비드 필터층(1041)을 빠져나가게 된다.

비드 패킹부(104)는 전혈로부터 혈장을 분리할 때 모세관 현상을 이용하기 위하여 10㎛, 5㎛, 20㎛와 같이 작은 직경을 이루는 비드의 층으로 구성된다. 전혈이 유입구(102)에 적하되면 혈액은 모세관 현상에 의해 비드 패킹부(104)를 흐르게 된다. 이러한 혈액의 이동 중에 혈구는 제1 비드의 층(1043)에 의해 이동속도가 저하된다. 이동속도가 저하된 혈구는 비드 필터층(1041)에 의해 이동이 중지될 수 있다. 이와 같은 과정으로, 혈장은 외부 전원 없이 모세관 현상에 의해 전혈로부터 분리될 수 있다.

제1 비드의 층(1043)의 두께를 조절할 결우 분리되는 혈장의 양을 조절할 수 있다. 제1 비드의 층(1043)의 두께를 엷게 하면 제1 비드(1043)를 통과한 혈구가 이른 시간에 비드 필터층의 비드(1041)를 만나게 된다. 이 경우, 혈구는 비드 필터층을 이루는 비드(1041) 들의 틈새를 막게 되므로 분리되는 혈장의 양이 작아지게 된다.

제1 비드(1043)는 혈구를 응집시키는 항체로 코팅될 수 있다. 이 경우, 제1 비드(1043)를 지나면서 혈구가 항체와 반응하여 응집하게 되므로 10㎛보다 더 큰 직경, 예를 들어 15㎛의 직경을 갖는 비드를 제1 비드(1043)로 사용할 수 있다. 결과적으로 혈액과 혈장의 분리 속도를 높일 수 있으며 더 많은 양의 혈장을 얻을 수 있다.

비드 패킹부(104)의 비드 들은 소결(sintering) 과정을 진행해서 비드가 서로 살짝 붙게 할 수 있다. 이 경우 충격 등에 의해 다른 직경을 갖는 비드가 서로 섞이는 것을 방지하여 다른 직경을 갖는 비드가 층을 형성하고 있는 상태를 더욱 안정되게 유지할 수 있다.

유체 채널(106)은 환상 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer : COC)(TOPAS Advanced Polymers Inc.)에 폴리머 사출 성형을 수행하여 제조될 수 있다. 본 실시 예에서 유체 채널(106)은 100㎛의 폭, 3.5cm의 길이, 100 ㎛의 높이를 가지도록 설계되었다. 유체 채널(106)의 입구에 비드를 패킹하기 위해 진공펌프(도시되지 않음)를 사용하여 유출구(108)에서 음압(negative pressure)를 인가한다. 유체 채널(106)에 높은 진공을 인가하기 위해 시약 삽입을 위한 다른 입구들은 탈착식 테이프로 밀봉한다. 진공 흡인이 유출구(108)에 인가되는 동안에 초순수(Deionized Water)에 분산된 100㎛의 직경을 갖는 비드를 유입구(102)로 떨어뜨린다. 진공 흡인에 의하여 초순수가 건조된 후, 100㎛ 비드는 유체 채널(106)의 입구를 블로킹한다.

이후에 순차적으로 20㎛의 직경을 갖는 제1 비드(1043), 5㎛의 직경을 갖는 비드 필터층의 비드(1041), 10㎛의 직경을 갖는 제1 비드(1043)를 블로킹된 입구에 떨어뜨려 직경에 따라 층이 분리된 구조를 형성할 수 있다. 비드 패킹이 완료된 후에는 비드 패킹부(104)와 유체 채널(106)을 단백질 차단 솔루션(PBS, Thermo Fisher Scientific Inc.)으로 코팅한다. PBS로 유체 채널(106)을 도포함으로써 COC 유체 채널(106)의 소수성 표면이 친수성 표면으로 변경되어, 비드 패킹부(104)와 유체 채널(106)에서 모세관 현상으로 혈액 또는 혈장이 흐르게 된다.

도 3a는 도 1에 도시된 혈액 분리 필터(100)에서 시간에 따라 분리된 혈장이 이동하는 정도를 설명하는 그래프이고, 도 3b는 비드와 시료의 부피가 패킹된 비드의 두께와의 관계를 설명하는 그래프이며, 도 3c는 혈액/혈장 분리의 시작 시간을 설명하는 그래프이고, 도 3d는 분리된 혈장의 부피를 설명하는 그래프이다. 도 4는 도 1에 도시된 혈액 분리 필터(100)에서 혈액보다 앞서 이동하는 혈장을 설명하는 사진이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 혈액 시료를 유입구(102)에 적하한 후 30초 내에 혈장은 비드 패킹부(104)에 의해서 전혈로부터 분리된다. 분리된 혈장은 모세관 현상에 의해 유체 채널(106)을 통해 흐르게 된다. 이와 같이 전혈에서 혈장을 빨리 분리할 수 있는 것은 응급실 등 긴급 의료 상황에서 신속한 임상 진단에 매우 바람직하다. 이러한 급속한 분리는 비드 패킹부(104)의 기하학적 형상에 주로 기인한다. 유출구(108)에서의 흡인 압력에 의해 유입구(102)를 비드(1041, 1043, 1045) 들로 충진할 때 균일하게 분산된 비드가 유체 채널(106)의 입구에 흩어져서 쿼터 구체(quater-sphere)의 기하학적 형상을 가지게 된다. 이러한 구형 구조는 분리된 혈장의 흐름을 유체 채널(106)의 입구로 집중시켜 전혈로부터 혈장이 빠른 속도로 분리될 수 있도록 한다.

본 실시 예에서와 같이 비드 패킹부(104)의 비드가 쿼터 구체의 형상을 갖는 경우, 유체 채널(106) 내에 비드를 채우는 경우에 비해 동일한 혈액에 대해 분리된 혈장의 부피가 증가할 수 있다. 비드로 유체 채널(106)을 채우는 경우는 혈액과 비드의 접촉 면적이 유체 채널(106)의 단면적과 거의 동일하게 된다. 이에 비해 본 실시 예와 같이 비드 패킹부(104)의 패킹된 비드들이 쿼터 구체의 형상을 가지면 혈액과 큰 접촉 면적을 갖게 된다.

또한, 본 실시 예에 의한 혈액 분리 필터(100)는 온칩으로 구현하는 경우 혈장 분리시 혈구의 누출이 없다. 멤브레인 타입의 필터는 미세 유체 네트워크에 통합하는 것이 곤란하기 때문에 필터는 일반적으로 혈구를 일부 누출한다.

또한, 전술한 바와 같이 비드를 패킹하는 경우 비드의 조립에 복잡한 구조 또는 절차를 필요로 하지 않는다. 따라서, 본 발명은 혈액/혈장 분리를 위한 마이크로 필터가 통합된 미세 유체 장치를 구현할 때 넓은 적응성을 제공한다.

도 5a는 도 1에 도시된 혈액 분리 필터에서 비드의 크기와 혈액 속도 사이의 관계를 설명하는 그래프이고, 도 5b는 비드의 크기와 혈액과 혈장 사이의 이동속도의 비를 설명하는 그래프이다.

도 6a는 비드의 틈새로 적혈구가 통과할 수 없도록 작은 직경의 비드를 사용하는 필터를 도시하고, 도 6b는 적혈구를 응집시키는 항체를 비드에 코팅하여 큰 직경의 비드를 사용하는 필터를 도시하고 있다.

적혈구를 응집해주는 항체로 비드 또는 필터를 코팅하면 큰 직경의 비드 또는 큰 구멍을 갖는 필터를 이용할 수 있다. 이 경우 적혈구는 비드 또는 필터에 붙거나 다른 적혈구가 빠져나가는 것을 방해하게 된다. 결과적으로 더 큰 직경의 비드 또는 더 큰 구멍의 필터를 사용할 수 있으므로 혈장의 속도가 빨라지고 분리되는 혈장의 양도 많아진다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라 비드 패킹부(104)는 생체 물질을 제거하기 위한 물질이 코팅될 수 있다. 일례로 비드 패킹부(104)는 혈구를 응집시키는 물질로 코팅될 수 있으며, 상기 코팅 물질은 적혈구 항체 또는 혈액형 판별용 항체일 수 있다.

다른 례로 비드 패킹부(104)는 혈장 내 단백질을 분리하는 물질이 코팅될 수 있다. 혈장 내 단백질을 분리하는 물질은 특정 단백질과 선택적으로 반응하는 항체일 수 있다. 이 경우, 제1 비드의 층(1043)은 혈장 내 단백질을 분리하는 물질이 두 종류 이상 코팅될 수 있다. 제1 비드의 층(1043)에서 코팅된 비드는 코팅 물질의 종류별로 층상 구조로 배치될 수 있다.

분리하고자 하는 단백질은 검출하고자 하는 물질에 따라 결정되며, 혈액 내에 존재하는 적혈구 등의 혈구, 세포, 단백질, 팹티드, 효소, 호르몬, 피브리노젠 등으로서 특정 생체지표(바이오마커)의 검출을 방해하는 물질이 될 수 있다.

도 7a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 비드가 고정되는 구조를 갖는 혈액 분리 필터(100)를 도시하고 있으며, 도 7b는 도 7a에 도시된 혈액 분리 필터(100)의 종단면도이다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 혈액 분리 필터(700)는 상판(712), 제1 홈(702), 제2 홈(704), 제3 홈(703)을 구비하는 유체 채널(106)이 형성된 하판(714), 각각의 홈에 충진된 비드(7021, 7031, 7041)를 포함한다.

상판(712)에는 전혈이 적하되는 유입구(102)와 혈장이 배출되는 유출구(108)가 형성되며 하판(714)의 상부에 결합된다. 유체 채널(106)의 유입구(102) 부근에는 소정의 간격으로 격벽이 형성되어 제1 홈(702), 제2 홈(704), 제3 홈(703)이 마련될 수 있다.

제1 홈(702)에는 제1 홈(702)을 통과하는 혈액의 혈구와 혈장 사이의 이동 속도의 차이를 발생시키는 복수의 비드(7021)가 충진될 수 있다. 제2 홈(704)은 제1 홈(702)보다 유체 채널(106)의 출구 쪽에 위치할 수 있다. 제3 홈(703)은 제1 홈(702)과 제2 홈(704) 사이에 위치할 수 있다. 제3 홈(703)에는 혈액의 혈구가 유체 채널(106)로 유입되는 것을 차단하는 복수의 비드(7021)가 충진될 수 있다.

제2 홈(704)에는 제1 홈(702)에 충진된 비드(7021) 및 제3 홈(703)에 충진된 비드(7031)가 유체 채널(106)의 출구로 유실되는 것을 방지하기 위하여 복수의 비드(7041)가 충진될 수 있다.

상판(712)은 제1 홈(702), 제2 홈(704), 제3 홈(703)에 충진된 비드(7021, 7031, 7041)가 유체 채널(106)의 출구로 유실되지 않도록 비드(7021, 7031, 7041)를 가압하는 돌출부(706)를 구비할 수 있다. 돌출부(706)는 상판(712)이 하판(714)과 결합시 제1 홈(702), 제2 홈(704), 제3 홈(703)과 대면되는 방향에 형성될 수 있다.

제2 홈(704)에 충진된 비드(7041)는 제1 홈(702) 및 제3 홈(703)에 충진된 비드(7021, 7031) 보다 직경이 크며, 제3 홈(703)에 충진된 비드(7031)가 틈새로 빠져나갈 수 없는 정도의 직경을 가져야 한다.

제1 홈(702)에 충진된 비드(7021)는 혈장 내 단백질을 분리하는 물질이 코팅될 수 있다. 제3 홈(703)에 충진된 비드(7031)는 제1 홈(702)에 충진된 비드(7021)에 코팅된 물질이 분리하는 단백질과 다른 단백질을 분리하는 물질이 코팅될 수 있다. 혈장 내 단백질을 분리하는 물질은 도 1의 실시 예에서 전술한 바와 같이 특정 단백질과 선택적으로 반응하는 항체일 수 있다.

혈액 분리 필터(700)를 제조하기 위해서는 먼저 하판(714)에서 유체 채널(106)의 입구 근처에 홈을 패터닝한다. 홈을 패터닝하여 국부적인 영역에 소정의 간격으로 격벽이 형성된다. 다음에는 형성된 제1 홈(702) 및 제3 홈(703)에 비드(7021, 7031)를 충진하고, 충진된 비드의 유실을 방지하기 위하여 제2 홈(704)에 블로킹용 비드(7041)를 충진한다. 다음에는 돌출부(706)를 갖도록 상판(712)을 패터닝하여 하판(714)에 결합한다. 즉, 하판(714)에 형성된 홈(702, 703, 704)에 비드(7021, 7031, 7041)를 충진한 후 상판(712)을 하판(714)에 결합하면 되므로 제조가 용이하다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 면역 검사 시스템(800)을 도시한 모습이다. 도 8을 참조하면, 면역 검사 시스템(800)에 사용되는 혈액 분리 필터(100)는 유체 채널(106)의 일부 영역에 포획 항체가 고정되는 수용부(806)가 형성될 수 있다.

비드 패킹부(104)의 비드(1041, 1043)에는 혈액 내에 존재하는 항원과 반응하는 2차 항체가 코팅될 수 있다. 수용부(806)에는 항원과 반응하는 1차 항체 또는 포획 항체가 고정될 수 있다. 항체의 고정은 주로 동결 건조에 의해 이루어질 수 있다. 혈액 샘플 내에 존재하는 항원과 항체의 결합으로 측정되는 면역 반응에서 2차 항체는 동결 건조되어 비드 패킹부(104)에 위치한다. 적혈구는 비드 필터층(104)에 의해 혈액으로부터 분리된다. 혈액 내의 항원은 비드 패킹부(104)의 비드(1041, 1043)에 고정된 2차 항체와 반응하고, 수용부(806)에 위치한 1차 항체 또는 포획 항체와 결합된다. 이와 같은 과정으로 혈액 분리 필터(100)를 이용하여 면역 검사를 수행할 수 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

100: 혈액 분리 필터 101: 기판
102: 유입구 104: 비드 패킹부
1041: 비드 필터층 1043: 제1 비드의 층
1045: 제2 비드의 층 106: 유체 채널
108: 유출구 700: 혈액 분리 필터
702: 제1 홈 703: 제3 홈
704: 제2 홈 706: 돌출부
712: 상판 704: 하판
7021, 7031, 7041: 비드 800: 면역 검사 시스템
806: 수용부

Claims

혈액으로부터 혈장을 분리하는 혈액 분리 필터에 있어서,
분리된 혈장이 이동하는 유체 채널을 구비하는 기판; 및
상기 유체 채널의 입구에 적층되어 상기 혈액의 혈구와 혈장 사이의 이동속도의 차이를 발생시키는 비드 패킹부를 포함하고,
상기 비드 패킹부는 상기 혈액의 혈구가 상기 유체 채널로 유입되는 것을 차단하는 비드 필터층을 구비하는 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 1 항에 있어서,
상기 비드 패킹부는,
상기 혈장에 비해 상기 혈구의 이동속도를 감소시키는 제1 비드의 층; 및
상기 제1 비드가 상기 유체 채널 내부로 유입되지 않도록 상기 유체 채널의 입구를 블로킹하는 제2 비드의 층을 더 구비하고,
상기 비드 필터층은 상기 제1 비드의 층과 상기 제2 비드의 층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 2 항에 있어서,
상기 비드 필터층의 비드는 상기 제1 비드보다 직경이 작은 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 3 항에 있어서,
상기 비드 필터층의 비드는 0.1 내지 7.5 ㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 1 항에 있어서,
상기 비드 패킹부는 상기 혈구를 응집시키는 물질로 코팅된 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 비드는 상기 혈구를 응집시키는 물질로 코팅된 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 비드는 혈장 내 단백질을 분리하는 물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 혈구를 응집시키는 물질은 적혈구 항체 또는 혈액형 판별용 항체인 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 비드의 층은 혈장 내 단백질을 분리하는 물질이 두 종류 이상 코팅된 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 비드의 층에서 코팅된 비드는 코팅 물질의 종류별로 층상 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.
제 7 항에 있어서,
상기 혈장 내 단백질을 분리하는 물질은 특정 단백질과 선택적으로 반응하는 항체인 것을 특징으로 하는 혈액 분리 필터.