(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-27
(45)【発行日】2024-09-04
(54)【発明の名称】体外診断用試料溶液加熱装置
(51)【国際特許分類】
H05B 6/10 20060101AFI20240828BHJP
【ＦＩ】
H05B6/10 311
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2022539276
(86)(22)【出願日】2020-09-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-02
(86)【国際出願番号】 KR2020012324
(87)【国際公開番号】W WO2021137386
(87)【国際公開日】2021-07-08
【審査請求日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】10-2019-0179319
(32)【優先日】2019-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】522253036
【氏名又は名称】プレシジョン バイオセンサー インク．
(74)【代理人】
【識別番号】110003339
【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】キム，ヘジュン
【審査官】河内 誠
(56)【参考文献】
【文献】特表２００７－５０２７０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／２２６８３１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開昭５９－７３０３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１３６４４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ６／００～６／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料溶液を加熱する試料溶液加熱装置において、前記試料溶液を貯蔵するように容器形態で形成される反応容器と、内部に収容空間が形成され、一面には前記反応容器が挿入収容されるように挿入収容部が形成されるケースと、前記ケースの内部に前記反応容器と隣接するように配置され、交流電流の供給を受けて電磁気力を誘導する１次誘導コイルと、前記反応容器の内部空間に投入されて前記１次誘導コイルの電磁気誘導によって２次電流が誘導されるように形成され、誘導された２次電流によって加熱される加熱ボディーと、を含み、前記加熱ボディーの誘導加熱によって前記試料溶液を加熱し、前記挿入収容部は、前記ケースの一面に複数形成され、
前記１次誘導コイルは、各前記挿入収容部の下部に配置されるように複数設けられ、
複数の前記１次誘導コイルは、それぞれに供給される前記交流電流の周波数が互いに異なるように独立して制御され、
前記反応容器は、非伝導性及び非磁性体である合成樹脂材料で形成され、
前記加熱ボディーは、伝導性を有する金属材質でカプセル型に形成され、前記反応容器の内部空間内に投入された際に自重によりカプセル状の側面が前記反応容器の底面に接触するように配置され、
前記ケース内部には前記反応容器に貯蔵された試料溶液を撹拌するように前記加熱ボディーを回転移動させる回転駆動部が装着され、
前記回転駆動部は、前記反応容器の外部で磁気力によって前記加熱ボディーを回転移動させるように形成され、
前記回転駆動部は前記反応容器の下部に位置するように前記ケース内部に回転可能に装着される回転磁石と、前記回転磁石を回転させる駆動モータとを含み、前記回転磁石が回転することによって前記回転磁石の磁気力によって前記加熱ボディーのカプセル状の側面が前記反応容器の底面に接触した状態で回転移動し、
前記回転磁石は、前記駆動モータの回転軸に連結されて回転するように構成され、回転軸を中心に両側に永久磁石が配置されるように形成される
試料溶液加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、体外診断用試料溶液加熱装置に関するものである。より詳細には、試料溶液が貯蔵された反応容器内部に加熱ボディーを投入して１次誘導コイルによって加熱ボディーを誘導加熱することで、試料溶液内の加熱ボディーを通じて追加的な熱伝逹媒体なしに試料溶液に直接熱を伝達することができて熱損失を最小化することができるし、これによって試料溶液を速かに加熱することができて診断作業をより速かに遂行することができるようにするし、エネルギー効率も向上させることができるし、反応容器内部の加熱ボディーを誘導加熱すると共に磁気力を利用して回転移動させることで、試料溶液に対する単純加熱機能以外に試料溶液に対する撹拌機能を遂行して体外診断作業をより迅速で正確に遂行可能にさせる体外診断用試料溶液加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近来には人間誘電体プロジェクト(human genome project)が完了されてポストゲノム(post genome)時代が渡来することによって溢れ出る多くの量のマイクロ情報は既存の実験室分析システムとしては、その迅速な処理が難しい実情である。
【0003】
これによって生命現状の糾明と新薬開発及び診断のための生物学的検出システムはより少ない量で早い時間に正確で便利に試料を分析するための現場検査システム(Point-of-care testing)の形態で発展している。
【0004】
分析の対象になる大部分の生化学的試料は溶液状態で存在するため、現場検査システムでは液体試料を現場ですぐ検査し、その結果を速かに見られるようにする技術が非常に重要である。
【0005】
最近には予防及びオーダーメード医学(personalized medicine)時代に歩調をあわせて体外診断産業が脚光を浴びているが、このような体外診断産業は、糖尿病、コレステロール、癌の如何などのような各種疾病を血一滴、小便などで確認することができる分野として、現場検査システムの一環で使用者が家で、または携帯しながら各種疾病を確認することができる体外診断機器が開発されている。
【0006】
このような体外診断方式は免疫分析(immunoassays)、DNA混成化(hybridization)及び収容体基盤(receptor-based)分析などがあり、このような分析方式らは医療診断や新薬開発など広範囲に使用されている。
【0007】
体外診断方式も現場検査システムの一環で開発されているところ、液体試料を現場ですぐ検査してその結果を速かに見られるようにする技術が非常に重要である。液体試料は生体試料が含有された試料溶液の形態で提供されるが、診断方式の種類によって試料溶液に投入される反応物質は多様な種類が適用されることができる。試料溶液で生体試料と反応物質の反応環境を体内環境と同一に維持するための目的など試料溶液に対する正確で迅速な診断のために一般に試料溶液を加熱して特定温度で特定時間の間に維持させる過程を経る。
【0008】
このように体外診断方式では試料溶液を加熱する加熱装置がほとんど必須に使用されるが、このような加熱装置は一般に電源の供給を受けて発熱するヒーティングコイルと、ヒーティングコイルを囲むヒーティングブロックを含む形態で構成され、ヒーティングブロックの熱を伝導または輻射などの方式で試料溶液に伝達して試料溶液を加熱するようになされる。
【0009】
このような構造によって試料溶液加熱装置は別途のヒーティングコイル及びヒーティングブロックを通じて伝導または輻射方式で熱を伝達して試料溶液を加熱するので、熱伝逹効率が低くて加熱時間が長くかかって、これによって迅速な診断を難しくするなどの問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、従来技術の問題点を解決するために発明したものであり、本発明の目的は試料溶液が貯蔵された反応容器内部に加熱ボディーを投入して１次誘導コイルによって加熱ボディーを誘導加熱することで、別途のヒーティングブロックを通じた熱伝導または輻射方式で熱を伝達することではなく、試料溶液内の加熱ボディーを通じて追加的な熱伝逹媒体なしに試料溶液に直接熱を伝達することができて熱損失を最小化することができるし、これによって試料溶液を速かに加熱することができて診断作業をより速かに遂行することができるようにするし、エネルギー効率も向上させることができる体外診断用試料溶液加熱装置を提供することである。
【0011】
本発明の他の目的は、反応容器内部の加熱ボディーを誘導加熱すると共に磁気力を利用して回転移動させることで、試料溶液に対する単純加熱機能以外に試料溶液に対する撹拌機能を遂行して試料溶液で検査対象物質に対する反応が円滑になされるようにして、これによって体外診断作業をより迅速で正確に遂行可能にさせる体外診断用試料溶液加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、体外診断のために生体試料が含有された試料溶液を加熱する体外診断用試料溶液加熱装置において、前記試料溶液を貯蔵するように容器形態で形成される反応容器と、内部に収容空間が形成され、一面には前記反応容器が挿入収容されるように挿入収容部が形成されるケースと、前記ケースの内部に前記反応容器と隣接するように配置され、交流電流の供給を受けて電磁気力を誘導する１次誘導コイルと、及び前記反応容器の内部空間に投入されて前記１次誘導コイルの電磁気誘導によって２次電流が誘導されるように形成され、誘導された２次電流によって加熱される加熱ボディーを含み、前記加熱ボディーの誘導加熱によって前記試料溶液を加熱することを特徴とする体外診断用試料溶液加熱装置を提供する。
【0013】
この時、前記加熱ボディーは伝導性を有する金属材質で形成されることができる。
【0014】
また、前記加熱ボディーは一方向に長く形成されたコアボディーの外周面に２次誘導コイルが巻取される形態で形成されることができる。
【0015】
また、前記加熱ボディーは前記反応容器内部空間に自由移動可能に投入されることができる。
【0016】
また、前記ケース内部には前記反応容器に貯蔵された試料溶液を撹拌するように前記加熱ボディーを回転移動させる回転駆動部が装着されることができる。
【0017】
また、前記加熱ボディーは磁性体材質で形成され、前記回転駆動部は前記反応容器の外部で磁気力によって前記加熱ボディーを回転移動させるように形成されることができる。
【0018】
また、前記回転駆動部は、前記反応容器の下部に位置するように前記ケース内部に回転可能に装着される回転磁石と、及び前記回転磁石を回転させる駆動モータを含み、前記回転磁石が回転することによって前記回転磁石の磁気力によって前記加熱ボディーが回転移動するように構成されることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、試料溶液が貯蔵された反応容器内部に加熱ボディーを投入して１次誘導コイルによって加熱ボディーを誘導加熱することで、別途のヒーティングブロックを通じた熱伝導または輻射方式で熱を伝達することではなく、試料溶液内の加熱ボディーを通じて追加的な熱伝逹媒体なしに試料溶液に直接熱を伝達することができて熱損失を最小化することができるし、これによって試料溶液を速かに加熱することができて診断作業をより速かに遂行することができるようにするし、エネルギー効率も向上させることができる効果がある。
【0020】
また、反応容器内部の加熱ボディーを誘導加熱すると共に磁気力を利用して回転移動させることで、試料溶液に対する単純加熱機能以外に試料溶液に対する撹拌機能を遂行して試料溶液で検査対象物質に対する反応が円滑になされるようにして、これによって体外診断作業をより迅速で正確に遂行可能にさせる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施例による体外診断用試料溶液加熱装置の全体的な構成を概略的に示した概念図であり、
【図2】本発明の一実施例による体外診断用試料溶液加熱装置の加熱原理を説明するための図面であり、
【図3】本発明の一実施例による体外診断用試料溶液加熱装置のミキシング構造を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の望ましい実施例を添付された図面らを参照して詳しく説明する。まず、各図面の構成要素らに参照符号を付け加えるにおいて、同一な構成要素らに対してはたとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一な符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するにおいて、関連される公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を濁ごすことがあると判断される場合にはその詳細な説明は略する。
【0023】
【0024】
本発明の一実施例による体外診断用試料溶液加熱装置は体外診断のために生体試料が含有された試料溶液を磁氣誘導加熱方式で加熱する装置として、反応容器１００と、ケース２００と、１次誘導コイル３００と、加熱ボディー４００を含んで構成される。
【0025】
反応容器１００は試料溶液(T)を保存するように容器形態で形成される。例えば、反応容器１００は上面が開放された中空円筒形状で形成されることができるし、開放された上面には別途の容器カバー１１０が結合されることができる。このような反応容器１００は非伝導性及び非磁性体である合成樹脂材質で形成されることができる。
【0026】
ケース２００は全体装置の基本外形を成す構成であり、内部に収容空間が形成されて各種部品が内部に収容され、上面には反応容器１００が挿入収容されるように挿入収容部２１０が形成される。挿入収容部２１０は複数個形成されることができるし、反応容器１００はそれぞれの挿入収容部２１０に挿入されてそれぞれ独立的に加熱されることができる。
【0027】
１次誘導コイル３００はケース２００の内部に反応容器１００と隣接した位置に配置され、交流電流の供給を受けて電磁気力を誘導するように形成される。
【0028】
加熱ボディー４００は反応容器１００の内部空間に投入されて１次誘導コイル３００の電磁気誘導によって２次電流が誘導されるように形成され、誘導された２次電流によって加熱されるように形成される。
【0029】
このように１次誘導コイル３００によって加熱ボディー４００が誘導加熱されることで、加熱ボディー４００の熱が試料溶液(T)に直接伝達されて試料溶液(T)を加熱するので、別途の熱伝逹媒体なしに熱伝逹がなされて試料溶液(T)がより速かに加熱される。
【0030】
もう少し詳細に見れば、１次誘導コイル３００はケース２００内部で反応容器１００の下部に位置するように配置され、螺旋形状で巻取された形態で別途の交流電源供給機５００から交流電源の供給を受けるように構成される。このような１次誘導コイル３００に交流電流が供給されれば、時間によって電流流れ方向が変化するので、図２に示されたように１次誘導コイル３００の周辺に磁場(M)が形成される。この時、１次誘導コイル３００の電流流れ方向変化周期と同一な周期で磁場方向が変化するようになる。１次誘導コイル３００は磁場(M)が反応容器１００の内部に投入された加熱ボディー４００に影響を及ぼすように配置される。
【0031】
加熱ボディー４００は伝導性を有する金属材質でカプセル型で形成されることができるし、反応容器１００の内部空間に自由移動可能に投入される。加熱ボディー４００は１次誘導コイル３００によって形成された磁場変化によって２次電流が誘導され、誘導された２次電流によって発熱するようになる。
【0032】
このような加熱ボディー４００の発熱現象は１次誘導コイルによる磁氣誘導方式の発熱現象であり、このような発熱現状の原理は既に広く知られた原理であるので、これに対する詳細な説明は略する。
【0033】
一方、加熱ボディー４００は２次電流誘導のために伝導性を有する材質で形成されるが、２次電流誘導及び発熱効率を増加させることができるように２次誘導コイルが巻取される形態で形成されることもできる。例えば、カプセル型で一方向に長く形成された非伝導性材質(または、伝導性材質)のコアボディー(図示せず)に２次誘導コイル(図示せず)が巻取される形態で形成されることもできる。
【0034】
以上で説明した構造によって本発明の試料溶液加熱装置の作動過程を詳しく見る。
【0035】
先ず、反応容器１００に試料溶液(T)を投入貯蔵し、この状態でケース２００の挿入収容部２１０に挿入する。この時、反応容器１００内部に加熱ボディー４００を投入するが、加熱ボディー４００を投入する時期は１次誘導コイル３００に交流電流を供給する以前ならどの時であろうが構わない。このように加熱ボディー４００を投入して反応容器１００をケース２００の挿入収容部２１０に挿入した状態で、別途の作動部(図示せず)を操作して交流電源供給機５００を作動させれば、１次誘導コイル３００に交流電流が供給されて磁場が発生すると共に磁場が変化し、１次誘導コイル３００の磁場変化によって反応容器１００内の加熱ボディー４００に２次電流が誘導され、誘導された２次電流によって加熱ボディー４００が加熱される。このように誘導加熱された加熱ボディー４００は反応容器１００内部で試料溶液(T)内に位置するので、加熱ボディー４００の熱が熱損失なしに直接試料溶液(T)に伝達されて試料溶液(T)が速かに加熱される。
【0036】
したがって、本発明による体外診断用試料溶液加熱装置は、反応容器１００内部に投入する加熱ボディー４００を１次誘導コイル３００によって誘導加熱することで、別途のヒーティングブロックを通じた熱伝導及び輻射方式で熱を伝達することではなく、加熱ボディー４００を通じて追加的な熱伝逹媒体なしに試料溶液(T)に直接熱を伝達することができて熱損失を最小化することができるし、これを通じて試料溶液(T)を速かに加熱することができて診断作業をより速かに遂行可能にさせて、エネルギー効率も向上させることができる。
【0037】
一方、ケース２００には複数個の挿入収容部２１０が形成されて複数個の反応容器１００が挿入されることができるが、この時、各反応容器１００の下部に１次誘導コイル３００が配置され、各１次誘導コイル３００に供給される交流電源の周波数をお互いに異なるように形成する場合、１次誘導コイル３００によって誘導される加熱ボディー４００に対する誘導電流の大きさが変わって、これによって加熱ボディー４００の加熱温度が変わるので、このような方式で各反応容器１００の試料溶液(T)に対する加熱温度をそれぞれ独立的に調節することができる。よって、同時に多様な温度で試料溶液(T)を加熱してより多様な体外診断作業を遂行可能にすることができる。
【0038】
本発明のまた他の一実施例による体外診断用試料溶液加熱装置は試料溶液に対する単純加熱機能以外にも試料溶液で検査対象物質に対する反応が円滑になされるように試料溶液に対する撹拌機能を遂行するように構成されることができる。
【0039】
このような試料溶液に対する撹拌機能は加熱ボディー４００を利用して遂行されることができるが、以下では本発明の体外診断用試料溶液加熱装置の試料溶液に対する撹拌構造に対して詳しく見る。
【0040】
図３は、本発明の一実施例による体外診断用試料溶液加熱装置のミキシング構造を説明するための図面である。
【0041】
本発明の一実施例による体外診断用試料溶液加熱装置は反応容器１００に貯蔵された試料溶液(T)を撹拌できるように加熱ボディー４００を回転移動させることができるように構成されるが、このためにケース２００内部に加熱ボディー４００を回転移動させる回転駆動部６００が装着されることができる。
【0042】
この時、加熱ボディー４００は前述したように伝導性材質の金属材質で形成されるが、ここではもう少し具体的に磁性体材質で形成され、回転駆動部６００は反応容器１００の外部で磁気力によって加熱ボディー４００を回転移動させるように形成されることができる。
【0043】
すなわち、回転駆動部６００は、反応容器１００の下部に位置するようにケース２００内部に回転可能に装着される回転磁石６１０と、回転磁石６１０を回転させる駆動モータ６２０を含んで構成され、回転磁石６１０が回転することによって回転磁石６１０の磁気力によって加熱ボディー４００が回転移動するように構成されることができる。ここで、回転磁石６１０は駆動モータ６２０の回転軸に連結されて回転するように構成され、回転磁石６１０は永久磁石が回転軸を中心に両側に配置された形態で形成されることができる。
【0044】
勿論、このような回転駆動部６００の構成は例示的なものであり、永久磁石を利用した形態ではなく、電磁気力を利用した形態など多様な方式で変更適用されることができる。
【0045】
このような構成によって反応容器１００内部に投入された加熱ボディー４００は１次誘導コイル３００によって誘導加熱されて試料溶液(T)を加熱すると共に回転駆動部６００の磁気力によって回転移動して試料溶液(T)を撹拌することができる。
【0046】
したがって、本発明の一実施例による体外診断用試料溶液加熱装置は、試料溶液(T)を速かに加熱すると共に撹拌することができて体外診断作業をより迅速で正確に遂行可能にさせる。
【0047】
以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであり、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者なら本発明の本質的な特性から脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能であろう。よって、本発明に開示された実施例らは本発明の技術思想を限定するためではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は下の請求範囲によって解釈されなければならないし、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれることで解釈されなければならないであろう。
【図1】
【図2】
【図3】