KR101336327B1 - 멀티 마이크로플레이트 기반 광학 측정기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측정을 진행함과 동시에 세포의 생장성을 장시간 유지 가능한 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기를 위하여, 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에서 이격된 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 의해 내부가 밀폐될 수 있으며 마이크로플레이트를 수납할 수 있는 로딩 닥과, 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 한 곳에 구비된 가스 주입구와, 상기 로딩 닥 내부를 가열할 수 있는 가열부와, 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트를 상기 로딩 닥에 인접하게 또는 멀어지게 이동시킬 수 있는 제1이송부를 포함하는 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기를 제공한다.
Description
본 발명은 마이크로플레이트 기반의 광학측정기에 관한 것으로, 더 상세하게는 다양한 기능을 갖는 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로플레이트 기반의 광학측정기는 측정의 대상물이 되는 효소, 세포, 단백질 등의 생물체의 특성 파악, 특정 약물과의 반응 고찰 등의 기작을 파악하기 위하여 흡광, 형광, 발광 등의 방법을 사용하는 측정기기다. 이러한 마이크로플레이트 기반의 광학측정기의 측정 대상물인 생물체는 특정 온도와 특정 환경하에서 그 생장성이 유지되었다.
그러나 이러한 종래의 마이크로플레이트 기반의 광학측정장치는 측정 대상물인 생물체의 생장성을 유지하기 위하여 광학측정장치를 특정온도 및 특정 환경(특히 기체)가 유지되는 별도의 폐쇄공간 (특히 이산화탄소 인큐베이터) 내부에 투입하여 사용했어야하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 측정을 진행함과 동시에 생물체의 생장성을 장시간 유지 가능한 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에서 이격된 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 의해 내부가 밀폐될 수 있으며 마이크로플레이트를 수납할 수 있는 로딩 닥과, 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 한 곳에 구비된 가스 주입구와, 상기 로딩 닥 내부를 가열할 수 있는 가열부와, 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트를 상기 로딩 닥에 인접하게 또는 멀어지게 이동시킬 수 있는 제1이송부를 포함하는 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기가 제공된다.
상기 제1플레이트와 상기 로딩 닥의 상호 대향하는 부분 중 적어도 어느 한 부분과, 상기 제2플레이트와 상기 로딩 닥의 상호 대향하는 부분 중 적어도 어느 한 부분에 구비되는 패킹부재를 더 포함할 수 있다.
상기 가열부는 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 한 곳에 구비될 수 있다.
상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트는 상기 로딩 닥의 상하에 각각 배치되고, 상기 제1플레이트와 상기 로딩 닥의 간격은 상기 제2플레이트와 상기 로딩 닥의 간격과 동일할 수 있다.
상기 제1이송부는, 상기 제1플레이트를 제1방향으로 상기 제2플레이트를 상기 제1방향의 역방향으로 동시에 동일 거리로 이동시킬 수 있다.
상기 로딩 닥을 제2방향으로 이동시킬 수 있는 제2이송부와, 상기 로딩 닥을 상기 제2방향과 수직한 제3방향으로 이동시킬 수 있는 제3이송부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제3이송부는 상기 제2이송부에 연동되어 제어될 수 있다.
상기 가스 주입구를 통해 로딩 닥 내부를 5%의 이산화탄소로 유지할 수 있는 가스 주입부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 한 곳에 결합될 수 있는 가이드 블록과, 상기 가이드 블록에 착탈가능하게 결합되는 발광측정기, 형광측정기 및 인젝터 팁을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 블록은 상기 마이크로플레이트를 향해 연장된 제1축을 중심으로 하는 제1홀과, 상기 제1축을 기준으로 제1평면상에서 동일한 제1각도로 기울어진 제2축과 제3축을 중심으로 하는 제2홀과 제3홀과, 상기 제1축을 기준으로 제2평면 상에서 동일한 제2각도로 기울어진 제4축과 제5축을 중심으로 하는 제4홀과 제5홀을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1축은 상기 마이크로플레이트에 수직할 수 있다.
상기 제1축, 상기 제2축, 상기 제3축, 상기 제4축 및 상기 제5축은 하나의 초점에서 만나며, 상기 초점은 상기 가이드 블록의 외부 및 상기 마이크로플레이트가 존재하는 방향에 존재할 수 있다.
상기 발광측정기는 상기 제1홀에, 상기 형광측정기는 상기 제2홀 및 상기 제3홀에, 상기 인젝터 팁은 상기 제4홀 및 상기 제5홀에 각각 착탈가능하게 결합될 수 있다.
상기 가이드 블록은 복수의 볼 플런저를 포함하고, 상기 발광측정기, 상기 형광측정기 및 상기 인젝터 팁은 상기 볼 플런저에 대응하는 홈을 각각 구비할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정을 진행함과 동시에 세포의 생장성을 장시간 유지 가능한 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기를 개략적으로 도시하는 사시도, 평면도 및 정면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기의 동작을 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기 중 제2플레이트를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기 중 가이드 블록을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선을 따라 취한 단면도이며, 도 8은 도 6의 VIII-VIII선을 따라 취한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기의 동작을 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기 중 제2플레이트를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기 중 가이드 블록을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선을 따라 취한 단면도이며, 도 8은 도 6의 VIII-VIII선을 따라 취한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
이하에서 제1방향은 +z축 방향 또는 -z축 방향을, 제2방향은 +y방향 및 그 역방향을, 제3방향은 +x축 방향 및 -x축 방향을 지칭한다.
도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기를 개략적으로 도시하는 사시도, 평면도 및 정면도이다. 본 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기는 제1플레이트(100), 제2플레이트(200), 로딩 닥(300), 가스 주입구(110), 가열부(120) 및 제1이송부(400)를 포함할 수 있다. 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기는 구성요소들이 내부에 설치될 수 있는 하우징(2)을 더 포함할 수 있다.
로딩 닥(300)(loading dock)은 마이크로플레이트(1)를 수납할 수 있다. 예컨대, 로딩 닥(300)은 내부가 빈 사각 프레임으로 이루어져, 내부에 마이크로플레이트(1)가 수납될 수 있다. 이때, 로딩 닥(300)은 상/하가 개방될 수 있다.
제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)는 상호 이격되며, 그 사이에 로딩 닥(300)이 배치될 수 있다. 예컨대, 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)는 로딩 닥(300)을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다.
이러한 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)는 로딩 닥(300)을 밀폐시킬 수 있다. 예컨대, 제1플레이트(100)는 로딩 닥(300)보다 위에 배치되고, 로딩 닥(300)으로 이동하여 로딩 닥(300)의 개방된 상부를 밀폐할 수 있다. 그리고 제2플레이트(200)는 로딩 닥(300)보다 아래 배치되고, 로딩 닥(300)으로 이동하여 로딩 닥(300)의 개방된 하부를 밀폐할 수 있다.
이때, 로딩 닥(300)을 보다 완벽히 밀폐하기 위하여, 제1플레이트(100) 및 로딩 닥(300), 제2플레이트(200) 및 로딩 닥(300)의 상호 대향하는 부분 중 적어도 한 부분에 패킹부재(130)가 구비될 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 제1플레이트(100) 및 로딩 닥(300)의 상호 대향하는 부분 중 적어도 어느 한 부분에 패킹부재(130)가 구비될 수 있다. 예컨대, 제1플레이트(100) 하면의 로딩 닥(300) 외주면에 해당하는 부분에 패킹부재(130)(예컨대 고무)가 일주(一周)할 수 있다. 또는 로딩 닥(300)의 상면 바깥 부분에 패킹부재(130)가 일주(一周)할 수 있다. 물론, 제1플레이트(100)의 하면 및 로딩 닥(300)의 상면에 패킹부재(130)가 각각 일주할 수 있다.
또는, 제2플레이트(200) 및 로딩 닥(300)의 상호 대향하는 부분 중 적어도 어느 한 부분에 패킹부재(130)가 구비될 수 있다. 예컨대, 제2플레이트(200) 하면의 로딩 닥(300) 외주면에 해당하는 부분에 패킹부재(130)가 일주할 수 있다. 또는 로딩 닥(300) 하면 바깥 부분에 패킹부재(130)가 일주할 수 있다. 물론, 제2플레이트(200)의 상면 및 로딩 닥(300)의 하면에 각각 패킹부재(130)가 일주할 수 있다.
도 4a 도 4b는 본 실시예에서 제1이송부(400)가 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)를 이동시키는 동작에 대한 정면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1이송부(400)는 로딩 닥(300)을 밀폐하거나 개방하기 위하여, 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)를 로딩 닥(300)에 인접하게 또는 멀어지게 이동시킬 수 있다. 이때, 1플레이트 및 제2플레이트(200)는 로딩 닥(300)의 상하에 각각 배치될 때, 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 즉, 제1플레이트(100)와 로딩 닥(300) 간의 간격은 제2플레이트(200)와 로딩 닥(300) 간의 간격과 대략 동일할 수 있다.
따라서 제1이송부(400)는 제1플레이트(100)를 제1방향으로 제2플레이틀 제1방향의 역방향으로 동시에 동일 거리로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 제1이송부(400)는 로딩 닥(300)을 밀폐하기 위하여 제1플레이트(100)를 -z방향으로 이동시키고 제2플레이트(200)를 +z방향으로 이동시킬 수 있다. 또는, 제1이송부(400)는 로딩 닥(300)을 개방하기 위하여 제1플레이트(100)를 +z방향으로 제2플레이트(200)를 -z방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)의 이동거리는 대략 동일할 수 있다. 즉, 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)는 로딩 닥(300)을 기준으로 상호 반대로 이동될 수 있다.
이처럼 제1이송부(400)는 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)를 상호 반대방향으로 동일한 거리를 이동시키기 위하여, 제1모터(410), 제1모터(410)에 연결된 제1회전축(420) 및 제1회전축(420)에 이동가능하게 결합된 제1프레임(430)을 포함할 수 있다. 여기서 제1모터(410)는 상세히 도시되지는 않았지만 풀리와 벨트등을 이용하여 제1회전축(420)을 회전시킬 수 있다. 물론 도시된 것과 달리 제1모터(410)가 제1회전축(420)에 직접 연결될 수도 있다.
또한, 제1프레임(430)은 일단이 제1회전축(420)에 이동가능하게 결합되고, 타단이 제1플레이트(100)에 고정 결합될 수 있다. 또한, 제1프레임(430)은 복수개로 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)에 각각 고정 결합될 수 있다.
제1회전축(420)은 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)가 이동가능하도록, 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)와 결합될 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 제1회전축(420)은 나사산이 형성될 수 있는데, 상부 나사산의 형성 방향과 하부 나사산의 형성 방향이 상호 반대일 수 있다. 그리고 제1플레이트(100)는 제1회전축(420)의 상부에 이동가능하게 연결되며, 제2플레이트(200)는 제1회전축(420)의 하부에 이동가능하게 연결될 수 있다. 제1회전축(420)에 상하부에 형성된 나사산의 방향이 다르므로 제1회전축(420)이 회전됨에 따라 제1플레이트(100)가 +z방향으로 이동되면, 제2플레이트(200)는 -z방향으로 이동될 수 있다.
이때, 제1회전축(420)의 상하부에 형성된 나사산은 형성된 방향을 제외한, 예컨대 나사산 사이의 피치 등과 같은 나머지 세부사항은 상호 동일할 수 있다. 따라서 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)는 상호 방향만 반대로 이동하며 동일한 거리를 이동할 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따르면, 제1이송부(400)를 이용하여 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)를 동시에 이동시킬 수 있어, 불필요한 동력을 추가로 사용하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 에너지 절감뿐만 아니라 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기의 전체적인 크기도 줄일 수 있다.
한편, 도 5는 본 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기의 제2플레이트(200)를 개략적으로 도시하는 사시도 이다. 제1플레이트(100)는 제2플레이트(200)와 배치된 방향이 다르고 대략 동일할 수 있다.
마이크로플레이트(1)에 수납된 세포의 활성화를 계속 유지하기 위하여 일정한 온도를 유지할 필요가 있다. 따라서 본 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기는 로딩 닥(300) 내부를 가열하는 가열부(120)를 포함할 수 있다.
가열부(120)는 로딩 닥(300) 내부 온도를 보다 정밀하게 항온으로 유지하기 위하여 로딩 닥(300)에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서 가열부(120)는 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200) 중 적어도 어느 한 곳에 구비될 수 있다. 여기서 가열부(120)는 예컨대 전열 코일일 수 있다. 즉, 제1플레이트(100) 내부에 전열 코일이 구비되거나, 제2플레이트(200) 내부에 전열 코일이 구비될 수 있다. 또는 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200) 내부에 전열 코일이 구비될 수도 있다. 이처럼 가열부(120)는 로딩 닥(300)에 인근에 배치되어 목표 온도를 빠르고 정확하게 달성할 수 있으며, 안정적으로 항온 상태를 유지할 수 있다.
한편, 도 1내지 도 4를 참조하면, 세포의 생장성을 유지하기 위하여 밀폐된 로딩 닥(300) 내부를 특정 환경으로 유지할 필요가 있다. 예컨대, 밀폐된 로딩 닥(300) 내부를 이산화탄소가 5%가 되도록 유지할 필요가 있다. 이를 위하여 본 실시예에서는 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200) 중 적어도 어느 한 곳에 가스 주입구(110)가 구비될 수 있다.
가스 주입구(110)는 제1플레이트(100)를 관통하거나, 제2플레이트(200)를 관통하여 구비될 수 있다. 또는 가스 주입구(110)는 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)를 각각 관통하여 구비될 수 있다. 이러한 가스 주입구(110)는 제1플레이트(100), 제2플레이트(200) 및 로딩 닥(300)에 의해 밀폐된 공간을 후술할 가스 주입부에 연결할 수 있다.
또한, 밀폐된 로딩 닥(300) 내부를 5%의 이산화탄소로 유지하기 위하여 가스 주입구(110)를 통해 이산화탄소를 공급하는 가스 주입부를 포함함 수 있다. 가스 주입부는 MFC(mass flow controller)를 포함하여 가스 주입구(110)를 통해 5%의 이산화탄소를 밀폐된 로딩 닥(300) 내부로 공급할 수 있으며, 일정한 상태를 유지할 수 있다.
종래에는 세포의 생장성을 유지하기 위하여, 5%의 이산화탄소로 유지되는 챔버 내에 반응기 전체를 집어넣었다. 그러나 이 경우 챔버 전체의 크기가 크고, 그러한 챔버 내에 반응기를 집어넣거나 빼내는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
그러나 본 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기에 따르면, 로딩 닥(300)에 안착된 마이크로플레이트(1) 상하부를 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200)로 밀폐하고 그 밀페된 공간 내부에 5% 이산화탄소를 공급한다. 따라서 5% 이산화탄소로 유지되는 챔버가 필요하지도 않고 그러한 챔버 내에 반응기를 집어넣거나 빼내는 불편함이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히 5% 이산화탄소가 공급되어야 할 공간이 로딩 닥(300), 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)에 의해 한정된 밀폐된 작은 공간이기에, 공급되는 이산화탄소의 양 역시 최소화할 수 있다.
한편, 로딩 닥(300)에 마이크로플레이트(1)를 수납하기 위하여 본 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기는 로딩 닥(300)을 제2방향으로 이동시킬 수 있는 제2이송부(500)와, 제2방향과 대략 수직한 제3방향으로 이동시킬 수 있는 제3이송부(600)를 포함할 수 있다.
제2이송부(500)는 제2모터(510), y축 방향으로 연장된 제2회전축, 제2회전축에 이동가능하게 결합되고 로딩 닥(300)에 연결된 제2프레임(530)을 포함할 수 있다. 제2모터(510)는 풀리 및 벨트에 의해 제2회전축을 회전시키며, 제2회전축은 나사산이 일방향으로 형성될 수 있다. 그리고 제2프레임(530)은 제2회전축이 회전함에 따라 나사산에 의해 제2방향으로 이동될 수 있다.
이때, 제2프레임(530)은 로딩 닥(300)에 직접 결합될 수 있다. 그러나 로딩 닥(300)을 제2방향과 제3방향으로 동시에 이동시키기 위하여, 제2이송부(500)는 제3이송부(600)를 거쳐 로딩 닥(300)에 연결될 수 있다.
제3이송부(600)는 제2프레임(530)에 배치되며, 제3모터(510), 제3회전축(520) 및 제3프레임(530)을 포함할 수 있다.
제3회전축(520)은 x축 방향으로 연장되며, 일방향으로 나사산이 형성되며, 제3모터(510)에 의해 회전될 수 있다. 그리고 제3프레임(530)은 제3회전축(520)에 이동가능하게 결합되며, 로딩 닥(300)에 고정 결합될 수 있다. 따라서 제3회전축(520)이 회전함에 따라 제3프레임(530)은 나사산에 의해 제3방향으로 이동될 수 있으며, 제3프레임(530)에 고정 결합된 로딩 닥(300)도 제3방향으로 이동될 수 있다.
종합해보면, 로딩 닥(300) 및 제3이송부(600)는 제2이송부(500)에 의해 제2방향으로 이동될 수 있고, 로딩 닥(300)은 제3이송부(600)에 의해 제1방향으로 이동될 수 있다. 이때 제2이송부(500)와 제3이송부(600)가 연동 제어되어 로딩 닥(300)은 원을 그리며 이동되거나 xy좌표상 대각선 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 이러한 구성을 통해 제2,3이송부(500, 600)가 로딩 닥(300)을 셰이킹할 수 있다.
한편, 도 6은 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기 중 가이드 블록(700), 발광측정기(810), 형광측정기(820) 및 인젝터 팁(830)을 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 7은 VI-VI선을 취한 단면도이고 도 8은 VII-VII선을 취한 단면도이다.
멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기는 마이크로플레이트(1)의 웰에 담긴 세포의 상태를 측정하기 위하여 발광측정기(810), 형광측정기(820) 및 인젝터 팁(830)을 포함하고, 이들을 착탈가능하게 결합할 수 있는 가이드 블록(700)을 포함할 수 있다. 예컨대, 마이크로플레이트(1)의 각 웰에 담긴 신약과 같은 후보물질과 세포와의 반응 과정에서 발생할 수 있는 독성 물질의 양 등을 발광효소를 통해 발광량, 형광량 등으로 정량화하여 측정할 수 있는바, 이를 위해 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기는 가이드 블록(700)에 발광측정기(810), 형광측정기(820) 및 인젝터 팁(830) 중 적어도 하나가 착탈가능하게 결합될 수 있도록 할 수 있다.
가이드 블록(700)은 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200) 중 적어도 어느 한 곳에 결합될 수 있다. 가이드 블록(700)은 제1플레이트(100)에 결합되거나 제2플레이트(200)에 결합될 수 있다. 도시된 것과 같이 가이드 블록(700)은 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)에 결합되어, 각종 측정 장치들이 마이크로플레이트(1)에 담긴 세포의 상태를 보다 정확히 측정할 수 있다.
이러한 가이드 블록(700)은 제1플레이트(100) 및/또는 제2플레이트(200)의 대략 중앙 부분에 각각 결합될 수 있다. 이때, 가이드 블록(700)은 제1플레이트(100) 및/또는 제2플레이트(200)에 착탈가능하게 결합될 수 있다.
발광측정기(810)는 세포에서 스스로 광을 방출하는 양을 측정할 수 있다. 형광측정기(820)는 세포에 광을 조사하는 조사부와, 세포에서 방출하는 광을 측정하는 측정부를 포함할 수 있다. 그리고 인젝터 팁(830)은 후보 물질, 효소 등을 세포가 담겨있는 마이크로플레이트(1)의 웰로 주입할 수 있다. 이러한 인젝터 팁(830)은 정량펌프(840)에 연결될 수 있다.
한편, 가이드 블록(700)은 발광측정기(810), 형광측정기(820) 및 인젝터 팁(830)이 착탈가능하게 설치되기 위하여, 제1홀(710) 내지 제5홀(750)이 형성될 수 있다. 가이드 블록(700)에는 설치되는 측정장치 개수에 따라 대응하는 홀들이 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1홀(710)은 마이크로플레이트(1)를 향해 연장된 제1축(711)을 중심으로 하고, 제2홀(720) 및 제3홀(730)은 제1축(711)을 기준으로 동일한 제1평면상에서 동일한 제1각도로 기울어진 제2축(721) 및 제3축(731)을 중심으로 할 수 있다.
예컨대, 제1축(711)은 마이크로플레이트(1)에 수직하거나 대략 수직할 수 있다. 그리고 제2축(721) 및 제3축(731)은 제1축(711)을 기준으로 상호 반대방향으로 동일한 각도로 기울어질 수 있다. 이때, 제2축(721) 및 제3축(731)은 동일 평면상에 존재할 수 있다. 그리고 제1축(711), 제2축(721) 및 제3축(731)은 하나의 초점에서 만나는데, 이 초점은 가이드 블록(700)의 외부에 존재할 수 있으며, 마이크로플레이트(1)가 존재하는 방향에 존재할 수 있다. 즉, 제1축(711), 제2축(721) 및 제3축(731)은 마이크로플레이트(1) 방향으로 갈수록 모아질 수 있다.
이때, 제1홀(710)에는 발광측정기(810)가 설치될 수 있고, 제2홀(720)에는 형광측정기(820)의 조사부가 설치될 수 있으며, 제3홀(730)에는 형광측정기(820)의 측정부가 설치될 수 있다. 제2축(721) 및 제3축(731)이 마이크로플레이트(1) 방향에서 만나기 때문에 형광측정기(820)의 조사부와 측정부가 마이크로플레이트(1)의 웰에 담긴 세포의 형광여부를 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 제1홀(710) 및 제1축(711)은 전술한 바와 같이 가이드 블록(700)에 형성되고, 제4홀(740) 및 제5홀(750)은 제1축(711)을 기준으로 동일한 제2평면상에서 동일한 제2각도로 기울어진 제4축(741) 및 제5축(751)을 중심으로 할 수 있다. 여기서 제4축(741) 및 제5축(751)이 존재하는 제2평면은 제2축(721)과 제3축(731)이 존재하는 제1평면과 교차할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 제4축(741) 및 제5축(751)은 제1축(711)을 기준으로 상호 반대방향으로 동일한 각도로 기울어질 수 있다. 이때, 제4축(741) 및 제5축(751)은 동일 평면상에 존재할 수 있다. 그리고 제1축(711), 제4축(741) 및 제5축(751)은 하나의 초점에서 만나며, 이 초점은 가이드 블록(700)의 외부에 존재할 수 있으며, 마이크로플레이트(1)가 존재하는 방향에 존재할 수 있다. 즉, 제1축(711), 제4축(741) 및 제5축(751)은 마이크로플레이트(1) 방향으로 갈수록 모아질 수 있다.
제1홀(710)에는 전술한 바와 같이 발광측정기(810)가 설치될 수 있고, 제4홀(740) 및 제 5홀에는 인젝터 팁(830)이 각각 설치될 수 있다. 제4축(741) 및 제5축(751)이 마이크로플레이트(1) 방향에서 만나기 때문에 인젝터 팁(830)은 마이크로플레이트(1)의 웰에 후보 물질, 발광 효소 등을 정확하게 주입할 수 있다.
한편, 제1축(711), 제2축(721) 및 제3축(731)이 하나의 초점에서 만나고, 제1축(711), 제4축(741) 및 제5축(751)이 다른 하나의 초점에서 만날 수도 있지만, 제1축(711) 내지 제5축(751)이 하나의 초점에서 만날 수 있다. 그리고 이 초점은 상기 가이드 블록(700)의 외부 및 상기 마이크로플레이트(1)가 존재하는 방향에 존재할 수 있다.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 발광측정기(810), 형광측정기(820) 및 인젝터 팁(830)이 가이드 블록(700)에 착탈가능하게 결합되기 위한 구성을 설명한다.
가이드 블록(700)은 복수의 볼 플런저(760)를 포함할 수 있다. 볼 플런저(760)는 가이드 블록(700) 내부에 구비되며, 제1홀(710), 제2홀(720), 제3홀(730), 제4홀(740) 및 제5홀(750)에 각각 설치될 수 있다. 그리고 발광측정기(810), 형광측정기(820) 및 인젝터 팁(830)은 볼 플런저(760)에 대응하는 홈을 각각 구비할 수 있다. 즉 볼 플런저(760)가 그 홈에 삽입되어 평상시에는 측정장치들이 가이드 블록(700)에서 탈거되는 것을 방지할 수 있으며, 측정장치의 교체나 정비가 필요한 경우 사용자가 적당한 힘을 가하여 측정장치들을 가이드 블록(700)에서 탈거할 수 있다.
이하에서 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기의 동작을 설명한다.
먼저 가이드 블록(700)에 발광측정기(810), 형광측정기(820) 및 인젝터 팁(830)을 결합하여 세포의 반응 측정을 준비할 수 있다.
로딩 닥(300)에 마이크로플레이트(1)를 안착시킬 수 있다. 이를 위하여 제2이송부(500)가 로딩 닥(300)을 하우징(2) 바깥으로 이동시킬 수 있다. 마이크로플레이트(1)를 안착시키면 제2이송부(500) 및/또는 제3이송부(600)는 로딩 닥(300)을 하우징(2) 내 기설정된 위치로 이동시킬 수 있다. 이때 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)는 로딩 닥(300)에서 이격된 상태일 것이다.
여기서, 선택적으로 마이크로플레이트(1)의 웰들에 후보 물질이나 발광 효소 등을 분지할 수 있다. 이때, 정량펌프(840)를 이용하여 후보 물질이나 발광 효소를 인젝터 팁(830)을 통해 주입할 수 있다. 인젝터 팁(830)은 z축 방향으로 이동될 수 있으나, xy평면상에서 이동하지 못하므로, 제2이송부(500) 및 제3이송부(600)가 로딩 닥(300)을 이동시켜 마이크로플레이트(1)의 웰들에 후보 물질이나 발광 효소를 분지할 수 있다.
로딩 닥(300) 내부를 밀폐하기 위하여 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)가 로딩 닥(300) 방향으로 이동될 수 있다. 즉 제1이송부(400)는 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)를 로딩 닥(300) 방향으로 이동시킬 수 있으며, 이때 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)는 동일 거리를 이동할 수 있다.
가열부(120)는 로딩 닥(300) 내부를 가열하여 마이크로플레이트(1) 내의 세포 활성화를 유지할 수 있다 또한, 가스 주입구(110)를 통해 5% 이산화탄소를 안정적으로 공급할 수 있다. 이때 로딩 닥(300)이 밀폐되어 있으므로 이산화탄소를 안정적으로 원활하게 공급 및 유지할 수 있다.
한편, 가이드 블록(700)에 설치된 발광측정기(810) 및 형광측정기(820)를 활용하여, 마이크로플레이트(1)에 분지된 세포들에서의 발광 또는 형광을 측정할 수 있다. 이때 마이크로플레이트(1)의 각 웰들에 분지된 세포들의 발광 또는 형광 여부를 측정하기 위하여, 제1이송부(400)는 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)를 로딩 닥(300)에서 이격시킬 수 있다. 즉, 로딩 닥(300)을 개방시킬 수 있다.
측정장치들이 설치된 가이드 블록(700)은 제1플레이트(100) 및/또는 제2플레이트(200)에 결합되므로 xy평면상 이동할 수 없다. 따라서 제2이송부(500) 및 제3이송부(600)가 로딩 닥(300)을 이동시켜, 마이크로플레이트(1)의 각 웰에 분지된 세포의 발광 또는 형광을 측정할 수 있다.
선택적으로 세포들을 교반할 필요가 있다. 이를 위하여 제2이송부(500) 및 제3이송부(600)가 상호 연동되어 제어되어 로딩 닥(300)을 원을 그리도록 이동시켜, 마이크로플레이트(1)의 웰에 분지된 세포를 교반할 수 있다.
측정을 마치면, 다시 제1이송부(400)는 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(200)를 이동시켜 다시 로딩 닥(300)을 밀폐할 수 있다. 측정은 통상 3일 정도의 장시간 동안 대략 한 시간마다 행해질 수 있으며, 전술한 과정들이 반복될 수 있다.
이처럼 본 실시예에 따른 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기는 로딩 닥(300)을 밀폐시켜 이산화탄소를 직접 공급할 수 있고 온도조절을 직접 할 수 있어, 세포의 생장성을 장시간 유지할 수 있다. 또한, 이산화탄소 공급을 위해 별도의 챔버에 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기를 넣거나 빼는 작업을 제거하여 실험과정을 단순화시킬 뿐만 아니라, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기를 직접 제어하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 제1플레이트(100) 상에 구비될 수 있는 가이드 블록(700)은 발광측정기(810), 형광측정기(820) 및 인젝터 팁(830)이 모두 부착될 수 있으나, 제2플레이트(200) 상에 구비될 수 있는 가이드 블록(700)에는 인젝터 팁(830)이 부착될 필요가 없을 수 있다. 후보 물질이나 효소 등의 투입은 상부에서 하부 방향으로 이루어지기 때문이다. 물론 나아가 제2플레이트(200) 상에 구비될 수 있는 가이드 블록(700)에는 인텍저 팁(830)용의 제4홀(740) 및 제5홀(750)이 형성되지 않을 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 마이크로플레이트 100: 제1플레이트
200: 제2플레이트 300: 로딩 닥
400: 제1이송부 500: 제2이송부
600: 제3이송부 700: 가이드 블록
200: 제2플레이트 300: 로딩 닥
400: 제1이송부 500: 제2이송부
600: 제3이송부 700: 가이드 블록
Claims (14)
- 제1플레이트;
상기 제1플레이트에서 이격된 제2플레이트;
상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 의해 내부가 밀폐될 수 있으며, 마이크로플레이트를 수납할 수 있는 로딩 닥;
상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 한 곳에 구비된 가스 주입구;
상기 로딩 닥 내부를 가열할 수 있는 가열부; 및
상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트를 상기 로딩 닥에 인접하게 또는 멀어지게 이동시킬 수 있는 제1이송부;
를 포함하는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트와 상기 로딩 닥의 상호 대향하는 부분 중 적어도 어느 한 부분과, 상기 제2플레이트와 상기 로딩 닥의 상호 대향하는 부분 중 적어도 어느 한 부분에 구비되는 패킹부재를 더 포함하는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제1항에 있어서,
상기 가열부는 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 한 곳에 구비되는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트는 상기 로딩 닥의 상하에 각각 배치되고,
상기 제1플레이트와 상기 로딩 닥의 간격은 상기 제2플레이트와 상기 로딩 닥의 간격과 동일한, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제4항에 있어서,
상기 제1이송부는, 상기 제1플레이트를 제1방향으로 상기 제2플레이트를 상기 제1방향의 역방향으로 동시에 동일 거리로 이동시킬 수 있는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제1항에 있어서,
상기 로딩 닥을 제2방향으로 이동시킬 수 있는 제2이송부; 및
상기 로딩 닥을 상기 제2방향과 수직한 제3방향으로 이동시킬 수 있는 제3이송부;를 더 포함하는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제6항에 있어서,
상기 제3이송부는 상기 제2이송부에 연동되어 제어되는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제1항에 있어서,
상기 가스 주입구를 통해 로딩 닥 내부를 5%의 이산화탄소로 유지할 수 있는 가스 주입부를 더 포함하는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 한 곳에 결합될 수 있는 가이드 블록; 및
상기 가이드 블록에 착탈가능하게 결합되는 발광측정기, 형광측정기 및 인젝터 팁;
을 더 포함하는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제9항에 있어서,
상기 가이드 블록은,
상기 마이크로플레이트를 향해 연장된 제1축을 중심으로 하는 제1홀;
상기 제1축을 기준으로 제1평면상에서 동일한 제1각도로 기울어진 제2축과 제3축을 중심으로 하는 제2홀과 제3홀; 및
상기 제1축을 기준으로 제2평면 상에서 동일한 제2각도로 기울어진 제4축과 제5축을 중심으로 하는 제4홀과 제5홀;
을 포함하는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제10항에 있어서,
상기 제1축은 상기 마이크로플레이트에 수직한, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제11항에 있어서,
상기 제1축, 상기 제2축, 상기 제3축, 상기 제4축 및 상기 제5축은 하나의 초점에서 만나며,
상기 초점은 상기 가이드 블록의 외부 및 상기 마이크로플레이트가 존재하는 방향에 존재하는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제10항에 있어서,
상기 발광측정기는 상기 제1홀에, 상기 형광측정기는 상기 제2홀 및 상기 제3홀에, 상기 인젝터 팁은 상기 제4홀 및 상기 제5홀에 각각 착탈가능하게 결합되는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기. - 제10항에 있어서,
상기 가이드 블록은 복수의 볼 플런저를 포함하고,
상기 발광측정기, 상기 형광측정기 및 상기 인젝터 팁은 상기 볼 플런저에 대응하는 홈을 각각 구비하는, 멀티 마이크로플레이트 기반의 광학측정기.
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