KR102157380B1 - Integrated Chip for DNA Analyzer - Google Patents
Integrated Chip for DNA Analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- KR102157380B1 KR102157380B1 KR1020180147268A KR20180147268A KR102157380B1 KR 102157380 B1 KR102157380 B1 KR 102157380B1 KR 1020180147268 A KR1020180147268 A KR 1020180147268A KR 20180147268 A KR20180147268 A KR 20180147268A KR 102157380 B1 KR102157380 B1 KR 102157380B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- dna
- analysis
- sample
- upper plate
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
- G01N27/44791—Microapparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
- B01L2200/0652—Sorting or classification of particles or molecules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
- B01L2200/0663—Stretching or orienting elongated molecules or particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0887—Laminated structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
본 발명은 휴대용 DNA 분석용 칩장치에 관한 것으로, 상판(10); 상기 상판(10)의 하부에 대응되게 배치되는 DNA 필름칩(20); 및 상기 상판의 하반부와 고정체결되며, 상기 상판(10)과의 사이에 상기 DNA 필름칩(20)의 후단부가 개재되는 하판(30)으로 구성되는 것을 특징으로 하여, 일체화된 하나의 장치시스템을 통해 검체로부터 DNA 유전자물질을 추출하여 증폭시키고, 모세관 전기영동장치를 이용하여 다수개의 특이 유전자를 한번에 분리하고, 분리된 이미지로부터 결과를 판독하는 일련의 과정을 현장에서 신속하게 수행할 수 있고, 유전자증폭, 전기영동 및 분석판독을 연속적으로 수행가능하도록 구성되어, 증폭소요시간, 전기영동소요시간 및 분석판독까지의 시간을 절감시키는 효과가 있다.The present invention relates to a portable DNA analysis chip apparatus, comprising: a top plate 10; A DNA film chip 20 disposed to correspond to the lower portion of the upper plate 10; And a lower plate 30 fixedly coupled to the lower half of the upper plate and interposed between the rear end of the DNA film chip 20 between the upper plate 10 and the upper plate 10. Through this, a series of processes of extracting and amplifying DNA genetic material from a sample, separating a number of specific genes at once using a capillary electrophoresis device, and reading the results from the separated images can be performed quickly in the field. It is configured to be able to continuously perform amplification, electrophoresis, and analysis reading, and has the effect of reducing the time required for amplification, time required for electrophoresis, and time until analysis reading.
Description
본 발명은 DNA 분석용 칩장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실시간으로 DNA분석이 필요한 장소에서 손쉽고 간편하게 하나의 칩에서 전체 공정을 수행할 수 있도록 구성된 DNA 분석용 일체형 칩장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chip device for DNA analysis, and more particularly, to an integrated chip device for DNA analysis configured to easily and conveniently perform the entire process on one chip in a place where DNA analysis is required in real time.
일반적으로, 대상체로부터 채취한 DNA는 중합 효소 연쇄반응(PCR) 방법을 이용해 분석이 이루어지고 있는데, 이와 같은 PCR 방법을 진행하기 위해서는 채취한 DNA를 증폭할 수 있는 써멀 싸이클러(thermalcycler) 장비와 채취한 DNA의 분석을 제어하는 제어 장비가 필요하게 된다.In general, DNA collected from a subject is analyzed using a polymerase chain reaction (PCR) method, but in order to proceed with such a PCR method, a thermal cycler device and collection that can amplify the collected DNA Control equipment is needed to control the analysis of a DNA.
그러나, 종래의 PCR 방법이 적용된 실시간 PCR 장비는 데스크톱용으로 개발되어 크기가 매우 크고, 데이터 처리를 위하여 외부의 컴퓨터와 연결되어 동작하도록 구성되어 있으며, 내부 구조는 공간적 효율성이 낮게 설계되어 있다. 따라서, 실제 현장에서 사용하기에는 비효율적이고 불필요한 부분이 많다고 할 수 있다.However, the real-time PCR equipment to which the conventional PCR method is applied is developed for a desktop and has a very large size, is configured to operate in connection with an external computer for data processing, and the internal structure is designed to have low spatial efficiency. Therefore, it can be said that there are many inefficient and unnecessary parts to be used in the actual field.
특히, 구제역과 같은 유전성 전염병을 판정하기 위해서 구제역 의심 동물의 DNA를 분석하고자 할 경우 또는 이 DNA를 실시간 PCR 장비가 설치된 장소로 이동하여 분석해야 하므로, 해당 지역을 이탈하게 되어 2차 전염이 발생될 우려가 있을 뿐만 아니라, 이동 시간에 따른 방역 관리도 어려운 심각한 문제점이 발생될 수 있다.In particular, if you want to analyze the DNA of an animal suspected of foot-and-mouth disease in order to determine a hereditary infectious disease such as foot-and-mouth disease, or because this DNA must be analyzed by moving it to a place where a real-time PCR equipment is installed, it will leave the area and secondary infection will occur Not only is there a concern, but also a serious problem that is difficult to manage quarantine according to travel time can occur.
또한, 감염체의 유전물질과 같은 직접 인자의 존재유무를 확인하는 것으로 조기진단이 가능한 검사법인 분자생물학적 검사는, 검사자 또는 오염에 의한 거짓 양성 결과가 도출되는 위험이 있다. In addition, molecular biology tests, which can be diagnosed early by confirming the presence or absence of direct factors such as genetic material of an infectious agent, have a risk of deriving false positive results by the tester or contamination.
이에 따라, 최근에는 WHO에서 감염성 질환 진단을 위한 현장검사의 필요성을 역설하고 있고, 대략 10여 년 전부터 분자생물학적 방법을 이용한 현장 검사용 시스템은 꾸준히 개발이 진행되고 있다.Accordingly, in recent years, WHO has emphasized the necessity of on-site inspection for diagnosing infectious diseases, and systems for on-site inspection using molecular biological methods have been steadily developed from about 10 years ago.
더욱이, 일반적으로 검체로부터 유전물질의 추출, 유전자증폭 반응, 증폭 유무의 진단 등으로 이루어지는 일체의 분자진단 절차를 하나의 시스템에서 이루어지도록 하는 랩온어칩(LOC) 기술의 출현에 따라, 현장진단이 가능한 고효율, 고감도의 시스템에 대한 연구진행이 더욱 활발히 진행되고 있다.Moreover, with the advent of lab-on-a-chip (LOC) technology that allows all molecular diagnosis procedures including extraction of genetic material from a specimen, gene amplification reaction, and diagnosis of amplification, etc. Research progress on possible high-efficiency and high-sensitivity systems is being conducted more actively.
이와 같은 연구결과물로, 한국등록특허 제10-1767978호에 공개된 분자진단 현장검사 장치용 스트립센서모듈, 한국등록특허 제10-1302353호에 공개된 유전자 정량 검출 실시간 PCR 및 유전자 분석 DNA 마이크로어레이를 복합적으로 수행할 수 있는 분자진단 자동분석기기 등이 있다.As a result of such research, a strip sensor module for a molecular diagnostic field test device disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1767978, and a real-time PCR and gene analysis DNA microarray for quantitative detection of genes disclosed in Korean Patent No. 10-1302353 There are automatic molecular diagnostics analysis devices that can be performed in a complex manner.
그러나, 이와 같은 종래의 분자진단 현장검사 장치의 경우, 일반적으로 DNA칩 및 측정장치 구성이 복잡하여 제품제조 단가비용이 높아 1회 테스트 사용비용도 높은 단점이 있고, PCR생성물의 결과를 확인하기 위해서는 별도의 측정장치로 옮겨야 하므로 옮기는 과정에서의 오염에 의한 측정신뢰도가 낮아지는 단점이 있으며, 유전자 추출, 증폭, 분리, 판독이 하나의 시스템내에서 이루어지지 않아 초기 판정은 어느 정도 가능하지만 최종 결과를 얻기까지 많은 시간이 소요되어 현장검사에 적합하지 않은 단점이 있다.However, in the case of such a conventional molecular diagnostic field test device, in general, the configuration of the DNA chip and the measurement device is complicated, so the product manufacturing unit cost is high, and the cost of using a single test is high. Since it has to be transferred to a separate measuring device, there is a disadvantage of lowering the measurement reliability due to contamination during the transfer process, and since gene extraction, amplification, separation, and reading are not performed within one system, initial determination is possible to some extent, but the final result There is a disadvantage that it takes a lot of time to obtain and is not suitable for field inspection.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 일체화된 하나의 칩장치를 이용하여 검체로부터 추출된 DNA 유전자물질을 증폭시키고, 모세관 전기영동장치를 이용하여 다수개의 특이 유전자를 한번에 분리하고, 분리된 이미지로부터 결과를 판독하는 일련의 과정을 현장에서 신속하게 실시간으로 수행할 수 있도록 구성된 DNA 분석용 일체형 칩장치를 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to amplify the DNA genetic material extracted from a specimen using an integrated single chip device, and use a capillary electrophoresis device to It is to provide an all-in-one chip device for DNA analysis configured to perform a series of processes of separating at once and reading the results from the separated images in real time quickly in the field.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치는,,In order to solve the above problems, the integrated chip device for DNA analysis according to the present invention,
시료 데크에 안착되어 고정되며, DNA 시료가 투입되어 증폭 및 전기영동이 이루어지는 유전자 검출분석모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is mounted on the sample deck and fixed, characterized in that it comprises a gene detection and analysis module that is subjected to amplification and electrophoresis by inserting a DNA sample.
또한, 본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치에서,In addition, in the integrated chip device for DNA analysis according to the present invention,
상기 유전자 검출분석모듈은,The gene detection and analysis module,
상판(10);
상기 상판(10)의 하부에 대응되게 배치되는 DNA 필름칩(20); 및 A
상기 상판의 하반부와 고정체결되며, 상기 상판(10)과의 사이에 상기 DNA 필름칩(20)의 후단부가 개재되는 하판(30)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.It is fixedly coupled to the lower half of the upper plate, characterized in that it is composed of a
또한, 본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치에서,In addition, in the integrated chip device for DNA analysis according to the present invention,
상기 상판(10)은, The
상단부부터 에어주입구(11), 시료주입구(12), 관통홀(3), 겔용액주입구(14) 및 DNA수집구(15)가 순차적으로 형성된 판형상이며, From the upper end, the
상기 DNA 필름칩(20)은,The
에어주입부(21) 및 시료주입부(22), 유전자증폭부(23) 및 겔용액주입부(24)와 DNA수집부(25)를 포함하는 전기영동부(26)가 미세 모세관으로 형성된 것이며,An
상기 하판(30)은,The
전기가 인가될 수 있는 접점을 상단부와 하단부에 구비하여 상기 전기영동부(26)에서 증폭된 시료의 핵산을 분리시키도록 하고, 상기 상판(10)과 함께 분석판독부를 형성하는 것인 것을 특징으로 하는 DNA 분석용 일체형 칩장치.A contact point to which electricity can be applied is provided at the upper and lower ends to separate the nucleic acid of the sample amplified by the
한다.do.
또한, 본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치에서,In addition, in the integrated chip device for DNA analysis according to the present invention,
상기 DNA 필름칩(20)의 후단부는 상기 상판(10)과 하판(30)의 사이에 결합되고 고정결합띠(40)로 고정되는 것을 특징으로 한다.The rear end of the
또한, 본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치에서,In addition, in the integrated chip device for DNA analysis according to the present invention,
상기 DNA 분석용 일체형 칩장치는, The integrated chip device for DNA analysis,
유전자증폭, 전기영동 및 분석판독을 연속적으로 수행가능하도록 구성되어, 증폭소요시간, 전기영동소요시간 및 분석판독까지의 시간을 절감시키는 것을 특징으로 한다.It is configured to be able to continuously perform gene amplification, electrophoresis, and analysis reading, and is characterized in that it reduces the time required for amplification, the time required for electrophoresis, and the time until analysis reading.
본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치는, 일체화된 하나의 장치시스템을 통해 검체로부터 DNA 유전자물질을 추출하여 증폭시키고, 모세관 전기영동장치를 이용하여 다수개의 특이 유전자를 한번에 분리하고, 분리된 이미지로부터 결과를 판독하는 일련의 과정을 현장에서 신속하게 수행할 수 있는 효과가 있다.The integrated chip device for DNA analysis according to the present invention extracts and amplifies DNA genetic material from a specimen through an integrated device system, separates a plurality of specific genes at once using a capillary electrophoresis device, and separates images. There is an effect of being able to quickly perform a series of processes of reading the results from the field.
또한, 본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치는, 유전자증폭, 전기영동 및 분석판독을 연속적으로 수행가능하도록 구성되어, 증폭소요시간, 전기영동소요시간 및 분석판독까지의 시간을 절감시키는 효과가 있다.In addition, the integrated chip device for DNA analysis according to the present invention is configured to be able to continuously perform gene amplification, electrophoresis and analysis reading, and has the effect of reducing the time required for amplification, time required for electrophoresis, and time until analysis reading. have.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치의 내부구조를 간략하게 보여주는 사시도,
도 2는 도 1의 분해사시도.1 is a perspective view briefly showing the internal structure of the integrated chip device for DNA analysis according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 DNA 분석용 일체형 칩장치의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the integrated chip device for DNA analysis of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치의 내부구조를 간략하게 보여주는 사시도, 도 2는 도 1의 분해사시도이다.
1 is a perspective view schematically showing the internal structure of an integrated chip device for DNA analysis according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치(1)는, 채취된 검체로부터 추출된 DNA 시료를, 원하는 DNA구역에 대해 증폭시키고, 증폭된 시료를 겔용액내에서 인가된 전압에 따라 이동시켜 분리되도록 하며, 분리된 시료영상을 촬영하여 분석 및 판독하는 과정을 연속으로 처리하는 일체화된 칩으로서, 시료 데크(미도시)에 장착되는 유전자 검출분석수단으로 구성된다.
1 and 2, the integrated
시료 데크(미도시)는 일측은 현장검사가 가능하도록 소형화된 DNA 분석장치의 케이스의 전방부 내측에 고정되어 연결된 슬라이딩 모터에 연결되어 전후 방향으로 슬라이딩하는 것으로, 상면에 유전자 검출분석모듈이 안착되는 소정폭과 길이를 가진 장방형 홈이 형성되어 있다.
One side of the sample deck (not shown) is fixed to the inside of the front part of the case of the miniaturized DNA analysis device to enable on-site inspection and is connected to a connected sliding motor to slide in the front and rear direction.The gene detection and analysis module is mounted on the upper surface. A rectangular groove having a predetermined width and length is formed.
유전자 검출분석수단은 추출된 DNA 시료가 투입되어 증폭 및 전기영동이 이루어지는 것으로, 상판(10), DNA 필름칩(20) 및 하판(30)으로 구성된다.
The gene detection and analysis means is amplified and electrophoresed by inputting the extracted DNA sample, and is composed of an
상판(10)은 소정폭과 길이를 가진 투명한 장방형 판형상으로, 상단부부터 에어주입구(11), 시료주입구(12), 관통홀(13), 겔용액주입구(14) 및 DNA수집구(15)가 순차적으로 형성되고 연장되어 일정길이의 후반부가 형성된다. 상판의 두께는 대략 3mm로 제작되나, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.The
DNA 필름칩(20)은 에어주입부(21) 및 시료주입부(22), 유전자증폭부(23), 및 겔용액주입부(24)와 DNA수집부(25)로 된 선형 전기영동부(26)가 미세 모세관으로 형성된 것으로, 상판의 후면에 대응되게 배치되고 필름칩의 하단부는 상판과 하판의 사이에 결합되고 고정결합띠로 고정된다. 필름칩의 두께는 대략 430로 제작되나, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.The
에어주입부(21)와 시료주입부(22)는 상판(10)의 에어주입구(11) 및 시료주입구(12)와 각각 연통되는 에어주입홀 및 시료주입홀이 구비되어 공급된 에어가 DNA 필름칩내에 포함되어 있는 잔존 기포 및 여분의 시료를 배출할 수 있도록 하고, 검체로부터 추출된 DNA 시료가 투입될 수 있도록 한다.The air injection unit 21 and the
이때, 시료주입부 중 하나의 미세 모세관에는 기준마커가 되는 표준물질을 로딩시키고 나머지 8개의 모세관에는 검체를 로딩시킨다.At this time, a standard material serving as a reference marker is loaded into one microcapillary of the sample injection unit, and a sample is loaded into the remaining eight capillaries.
유전자증폭부(23)는 다수개의 추출된 DNA를 각각 원하는 DNA구역에 대해 증폭시키는 것으로, 효율적인 증폭을 위해 히팅 및 쿨링장치(미도시)에 의해 DNA시료에 따라 조절된 온도로 가열 또는 냉각이 가능하다. The
선형 전기영동부(26)는 마이크로칩 기반의 미세 모세관을 사출식으로 다수개 형성한 것으로, 유전자증폭부(23)에 연속되도록 형성된다.The linear
겔용액주입구(14)와 연통되는 겔용액 주입부(24)의 주입홀로 겔용액을 투입하여, 증폭된 DNA 시료의 핵산이 투입된 겔용액내에서 분리되도록 한다. The gel solution is injected into the injection hole of the gel
이때, 선형 전기영동부(26) 역시 reference를 위하여 측정하고자 하는 DNA를 구비한 시료 및 겔용액이 구비된 동일한 크기의 모세관으로 형성된 기준마커(reference marker)가 측면에 구비되어 검체의 증폭된 시료와 동일한 조건하에서 분리될 수 있도록 한다.At this time, the
이와 같이 기준마커를 측면에 구비하고 검체시료와 동시에 분리되도록 함으로써, 외부 환경요인 및 분리과정상에 조건변이에 따른 분석차이가 발생하지 않게 되어 보다 더 정밀한 분석 및 판독이 가능하게 된다.In this way, by providing the reference marker on the side and separating it with the specimen at the same time, analysis differences due to external environmental factors and condition variations in the separation process do not occur, enabling more precise analysis and reading.
여기서, 지지체인 겔용액으로 폴리아크릴아마이드겔(polyacrylamide gel)이나 아가로스겔(agarose gel)이 사용될 있으며, 겔에는 대류방지, 시료의 보호, 분자체 등의 기능이 있음은 물론이다. Here, polyacrylamide gel or agarose gel may be used as a gel solution as a support, and it goes without saying that the gel has functions such as convection prevention, sample protection, and molecular sieve.
또한, DNA수집부(25)로부터 분리된 핵산을 수집할 수 있음은 몰론이다.
In addition, it is of course that it is possible to collect the nucleic acid separated from the
하판(30)은 소정폭과 길이를 가진 투명한 장방형 판형상으로, 전기가 인가될 수 있는 접점을 상단부와 하단부에 구비하여 인가된 전기에 의해 전기영동부(26)에서 증폭된 시료의 핵산을 분리시켜 비교측정이 가능하도록 하며, 상판과 함께 사이에 개재된 필름칩을 고정시키고, 선형 전기영동부(26)에서 분리된 다수개의 선형이미지를 기준마커와 비교하여 분석 및 판독하는 분석판독부를 형성할 수 있다.The
하판(30)의 전단부로부터 하단부까지 크기는 대략 상판(10)의 겔용액주입구(14)로부터 상판의 후단부까지 연장된 면에 대응되는 길이를 가지며, 하판(30)의 두께는 대략 5mm로 제작되나, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.The size from the front end to the lower end of the
고정결합띠(40)는 상판(10) 위에서 상판과 하판 및 그 사이에 개재된 필름칩의 후부를 고정결합시키는 것으로, 내측에 결합돌기가 형성되어 있다.The fixed
내측의 결합돌기는 상판과 하판 및 필름칩의 결합력도 높일뿐만 아니라, 겔용액주입구(24) 접속되어 공정과정 중 외부로 용액이 누수되지 않도록 한다.
The inner coupling protrusion not only increases the bonding strength between the upper plate and the lower plate and the film chip, but also is connected to the gel
상판과 대응되는 하판의 공통영역은 분석판독부로서, 전기영동부(26)에서 핵산이 분리된 다수개의 선형이미지를 기준마커와 비교하여 분석 및 판독이 이루어진다. 이와 같은 분석을 위하여, 분석판독부를 촬영하는 촬상장치가 상부에 구비되고 하부에는 하부 조명 역할을 하는 도광판이 구성될 수 있다.The common region of the lower plate corresponding to the upper plate is an analysis and reading unit, and analysis and reading are performed by comparing a plurality of linear images from which nucleic acids are separated by the
도광판은 청색LED 또는 자외선 LED를 포함할 수 있다.
The light guide plate may include a blue LED or an ultraviolet LED.
본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치(1)는, 언제 어디서든 간편하게 이동하여 채취된 검체로부터 추출된 DNA 시료를, 원하는 DNA구역에 대해 증폭시키고, 증폭된 시료를 겔용액내에서 인가된 전압에 따라 이동시켜 분리되도록 하며, 분리된 시료영상을 촬영하여 분석 및 판독하는 과정을 실시간으로 연속 처리할 수 있다.The
이하, 본 발명에 따른 DNA 분석용 일체형 칩장치(1)의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the operation process of the
에어주입구에 에어주입구마다 일일이 에어를 공급하여 습기제거와 여분의 시료를 제거한다.Air is supplied to the air inlet at each air inlet to remove moisture and remove excess samples.
그런 다음, 준비된 DNA시료를 시료투입부(미도시)를 통해 또는 분주기를 이용하여 또는 투입작동버튼의 활성화를 통해 시료주입구를 거쳐 시료주입부의 모세관에 주입한다.Then, the prepared DNA sample is injected into the capillary tube of the sample injection unit through the sample injection port through the sample injection unit (not shown) or through the use of a dispenser or by activating the injection operation button.
주입된 DNA 시료가 모세관 현상에 의해 신속하게 유전자증폭부로 이동하게 되면, 히팅 및 쿨링장치를 통해 유전자증폭부가 가열 및 냉각되면서 증폭이 이루어진다. When the injected DNA sample is quickly moved to the gene amplification unit due to a capillary phenomenon, amplification is performed by heating and cooling the gene amplification unit through a heating and cooling device.
증폭된 시료는 각각의 모세관과 연통되도록 연결된 전기영동부(26)의 모세관에 주입되고, 겔용액주입구를 통해 겔용액이 투입된다.The amplified sample is injected into the capillary of the
다음, 전기영동부에 직류전압을 인가하면 투입된 겔에서 하전입자가 이동하면서, 증폭된 DNA 시료는 하전입자별로 분리되며 이동된다. 이는 하전입자 종류에 따라 이동됨과 동시에 분자량에 따라 이동속도가 다르기 때문에 핵산과 같은 성분들이 분리되게 되는 것이다. 이때, 마이크로칩 기반의 모세관구조에 따른 모세관현상에 의해 겔용액 및 유전자가 빠르게 전진이동하는 등 이동속도가 빠르고, 그에 따라 빠르게 이동확산되므로 단시간내에 분석이 가능함은 물론이다.Next, when a DC voltage is applied to the electrophoresis unit, charged particles move from the injected gel, and the amplified DNA sample is separated and moved for each charged particle. This is because components such as nucleic acids are separated because they move according to the type of charged particles and the moving speed varies according to the molecular weight. At this time, the gel solution and the gene move rapidly forward due to the capillary phenomenon according to the microchip-based capillary structure, and the movement speed is fast, and accordingly, the analysis can be performed in a short time.
다음, 전기영동부로부터 분리되어 측정된 다수개의 선형이미지를 촬상장치와 LED 광을 이용하여 촬영하여 내부 분석프로그램을 통해 기준마커와 비교하여 분석 및 판독하며, 분석된 결과값은 구비된 디스플레이장치나 또는 별도의 플레이수단에 나타내지도록 구비될 수 있다.
Next, a plurality of linear images measured separated from the electrophoresis unit are photographed using an imaging device and LED light, compared with a reference marker through an internal analysis program, and analyzed and read, and the analyzed result value is obtained from a display device or It may be provided so as to appear on a separate play means.
이와 같이, 소형화되어 휴대가 가능한 DNA 분석용 일체형 칩장치(1)에서 유전자증폭부와 전기영동부 및 분석판독부를 일체화시킴으로써, PCR이 수행된 이후 샘플을 전기영동 패드로 자동 투입이 가능하고 PCR 분리를 동시에 수행할 수 있으므로, PCR증폭물질을 이동시키는 번거로움이나 이동과정에서의 오염방지가 가능하게 된다. 또한, 유전자증폭부터 분석판독까지 소요시간이 대폭 절감되므로, 시각을 다투는 오염현장이나 확산이 빨라 이를 방지하고자 하는 현장 및 저렴한 가격으로 인하여 농축산물을 검시학자 하는 업체 및 연구소, 지자체 등지에서 비교적 간편하고 즉각적인 검사가 가능하게 된다.
In this way, by integrating the gene amplification unit, the electrophoresis unit, and the analysis reading unit in the miniaturized and portable
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to embodiments with reference to the drawings, this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
1: DNA 분석용 일체형 칩장치
10: 상판 11: 에어주입구
12: 시료주입구 13: 관통홀
14: 겔용액주입구 15: DNA수집구
20: DNA 필름칩
21: 에어주입부 22; 시료주입부
23: 유전자증폭부 24: 겔용액주입부
25: DNA 수집부 26: 전기영동부
30 하판
40: 고정결합띠1: All-in-one chip device for DNA analysis
10: top plate 11: air inlet
12: sample injection port 13: through hole
14: gel solution injection port 15: DNA collection port
20: DNA film chip
21:
23: gene amplification unit 24: gel solution injection unit
25: DNA collection unit 26: electrophoresis unit
30 lower plate
40: fixed binding strip
Claims (5)
DNA 시료가 투입되어 증폭 및 전기영동이 이루어지는 유전자 검출분석모듈을 포함하여 구성되고,
상기 유전자 검출분석모듈은,
상판(10); 상기 상판(10)의 하부에 대응되게 배치되는 DNA 필름칩(20); 및 상기 상판의 하반부와 고정체결되며, 상기 상판(10)과의 사이에 상기 DNA 필름칩(20)의 후단부가 개재되는 하판(30)으로 구성되며,
상기 상판(10)은,
상단부부터 에어주입구(11), 시료주입구(12), 관통홀(3), 겔용액주입구(14) 및 DNA수집구(15)가 순차적으로 형성된 판형상이며,
상기 DNA 필름칩(20)은,
에어주입부(21) 및 시료주입부(22), 유전자증폭부(23) 및 겔용액주입부(24)와 DNA수집부(25)를 포함하는 전기영동부(26)가 미세 모세관으로 형성된 것이며,
상기 하판(30)은,
전기가 인가될 수 있는 접점을 상단부와 하단부에 구비하여 상기 전기영동부(26)에서 증폭된 시료의 핵산을 분리시키도록 하고, 상기 상판(10)과 함께 분석판독부를 형성하는 것인 것을 특징으로 하는 DNA 분석용 일체형 칩장치.
It is seated and fixed on the sample deck,
It comprises a gene detection and analysis module for amplification and electrophoresis by inserting a DNA sample,
The gene detection and analysis module,
Upper plate 10; A DNA film chip 20 disposed to correspond to the lower portion of the upper plate 10; And a lower plate 30 which is fixedly fastened with the lower half of the upper plate and interposed with the rear end of the DNA film chip 20 between the upper plate 10,
The top plate 10,
It is a plate shape in which an air inlet 11, a sample inlet 12, a through hole 3, a gel solution inlet 14 and a DNA collection port 15 are sequentially formed from the upper end,
The DNA film chip 20,
The electrophoretic unit 26 including the air injection unit 21 and the sample injection unit 22, the gene amplification unit 23 and the gel solution injection unit 24 and the DNA collection unit 25 is formed of a microcapillary tube,
The lower plate 30,
A contact point to which electricity can be applied is provided at the upper end and the lower end to separate the nucleic acid of the sample amplified by the electrophoretic unit 26, and to form an analysis reading unit together with the upper plate 10. All-in-one chip device for DNA analysis.
상기 DNA 필름칩(20)의 후단부는 상기 상판(10)과 하판(30)의 사이에 결합되고 고정결합띠(40)로 고정되는 것을 특징으로 하는 DNA 분석용 일체형 칩장치.
The method of claim 1,
An integrated chip device for DNA analysis, characterized in that the rear end of the DNA film chip (20) is coupled between the upper plate (10) and the lower plate (30) and fixed with a fixed binding strip (40).
상기 DNA 분석용 일체형 칩장치는,
유전자증폭, 전기영동 및 분석판독을 연속적으로 수행가능하도록 구성되어, 증폭소요시간, 전기영동소요시간 및 분석판독까지의 시간을 절감시키는 것을 특징으로 하는 DNA 분석용 일체형 칩장치.The method of claim 1 or 4,
The integrated chip device for DNA analysis,
An integrated chip device for DNA analysis, characterized in that it is configured to be able to continuously perform gene amplification, electrophoresis, and analysis reading, thereby reducing the time required for amplification, time required for electrophoresis, and time until analysis reading.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180147268A KR102157380B1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Integrated Chip for DNA Analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180147268A KR102157380B1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Integrated Chip for DNA Analyzer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200061686A KR20200061686A (en) | 2020-06-03 |
KR102157380B1 true KR102157380B1 (en) | 2020-09-17 |
Family
ID=71088025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180147268A KR102157380B1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Integrated Chip for DNA Analyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102157380B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW202214866A (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-16 | 富佳生技股份有限公司 | Heating structure, detection chip, nucleic acid detection disc and nucleic acid detection device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101768065B1 (en) * | 2017-01-23 | 2017-08-30 | 한국과학기술원 | Gene reading device and its operation method |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110005963A (en) * | 2009-07-13 | 2011-01-20 | 주식회사 나노엔텍 | A microfluidic chip for separating plasma or serum from blood |
KR101302353B1 (en) | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 케이맥(주) | Automatic analysis device of molecular diagnosis for performing both real-time pcr detecting quantitatively gene and dna microarray for gene analysis |
CA2906728C (en) * | 2013-03-15 | 2022-07-12 | Nanobiosym, Inc. | Systems and methods for mobile device analysis of nucleic acids and proteins |
KR101767978B1 (en) | 2017-05-26 | 2017-08-14 | 주식회사 제넷바이오 | Strip sensor module for point-of-care testing equipment of molecular diagnostics |
-
2018
- 2018-11-26 KR KR1020180147268A patent/KR102157380B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101768065B1 (en) * | 2017-01-23 | 2017-08-30 | 한국과학기술원 | Gene reading device and its operation method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200061686A (en) | 2020-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10670499B2 (en) | Station, used for test apparatus, having integrated reaction and detection means | |
JP5129347B2 (en) | Method and apparatus for analyzing particles in a liquid sample | |
JP4692200B2 (en) | Chemical treatment cartridge and method of use thereof | |
KR101302353B1 (en) | Automatic analysis device of molecular diagnosis for performing both real-time pcr detecting quantitatively gene and dna microarray for gene analysis | |
EP3283883B1 (en) | Lateral flow device, assay device and kit and method for analyzing a fluid sample | |
CN107407638A (en) | Cell secretes the analysis and screening of feature | |
US10408842B2 (en) | Subcellular western blotting of single cells | |
CN110734854B (en) | Integrated rapid detection system for ultrahigh-flux single-cell nucleic acid molecule real-time fluorescence quantitative analysis | |
KR101642785B1 (en) | DNA Scanner Comparing And Analyzing Electrochemical Detecting Signal For Identifying Species Or Origin About Fish And Shellfish | |
US20220072538A1 (en) | Fully automated biochip workstation and detection method using same | |
US20210405043A1 (en) | Two-sided flow-through immunoassay | |
KR101767978B1 (en) | Strip sensor module for point-of-care testing equipment of molecular diagnostics | |
KR102157380B1 (en) | Integrated Chip for DNA Analyzer | |
KR102001172B1 (en) | Potable DNA Analyzer | |
CN108139328A (en) | Optical texture and optics optical detection system | |
US20240042435A1 (en) | Multimodal test cards | |
KR20190031874A (en) | Gene extracting method by using Automatic system of Gene extract for point-of-care testing | |
JP2023113606A (en) | Assay apparatuses, methods and reagents including devices and methods for reducing crosstalk between ccd measurements | |
KR20190031873A (en) | Automatic system of Gene extract for point-of-care testing | |
CN111812091A (en) | Chip gel electrophoresis and on-line UV-VIS imaging detection device thereof | |
JP2005291795A (en) | Fluorescence detection device and image processing system | |
KR101423588B1 (en) | Multiplex Diagnostic Apparatus and Analysis Method Using the Same | |
US20220250064A1 (en) | Systems and methods for determining presence and/or characteristics of target analytes in a sample | |
TWM652392U (en) | One-stop biomedical micro-laboratory system | |
US20220105513A1 (en) | Configurable point-of-care diagnostic assay testing system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |