ES2734281T3

ES2734281T3 - PCR module, PCR system that has the same and inspection method that uses the same

Info

Publication number: ES2734281T3
Application number: ES16160789T
Authority: ES
Inventors: Do Young Lee; In Gyun Jeon; An Shik Choi; Kyung Hak Choi
Original assignee: Optolane Tech Inc
Current assignee: Optolane Tech Inc
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2036-03-17
Also published as: KR20160112941A; KR101803497B1

Abstract

Módulo de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) extraíble de un sistema lector (100) que incluye una unidad de procesamiento central (CPU) (110), una memoria (120) y una interfaz (130), estando configurada la CPU (110) para recibir una señal de fotodetección para calcular la cantidad de amplificación de genes en tiempo real y para generar una señal de control de temperatura en base a una señal de temperatura y una información de control de temperatura, estando conectada la memoria (120) a la CPU (110) y configurada para almacenar la cantidad de amplificación de genes y la información de control de temperatura, estando conectada la interfaz (130) a la CPU (110) y configurada para transmitir la cantidad de amplificación de genes recibida de la CPU (110) en tiempo real hacia el exterior o para aplicar una señal de entrada externa a la CPU (110), comprendiendo el módulo de PCR (200): un conjunto de fotosensor (300) que incluye: una pluralidad de fotosensores dispuestos en forma de matriz y configurados para detectar luz de emisión generada a partir de una muestra y para generar la señal de fotodetección; y un sensor de temperatura (360) configurado para detectar la temperatura y para emitir la señal de temperatura; una pared de división (320) sobresaliente del conjunto de fotosensor (300) y configurada para definir un espacio de reacción en el cual se recibe la muestra; y una interfaz de control (210) conectada eléctricamente al conjunto de fotosensor (300) y configurada para transmitir la señal de fotodetección y la señal de temperatura al sistema lector (100), caracterizado porque cada uno de la pluralidad de fotosensores tiene una capacidad de detección diferente aunque se irradie la misma luz de emisión, y porque cada uno de la pluralidad de fotosensores tiene una señal de salida que tiene una intensidad diferente.Polymerase chain reaction (PCR) module removable from a reader system (100) that includes a central processing unit (CPU) (110), a memory (120) and an interface (130), the CPU being configured ( 110) to receive a photodetection signal to calculate the amount of gene amplification in real time and to generate a temperature control signal based on a temperature signal and temperature control information, the memory being connected (120) to the CPU (110) and configured to store the amount of gene amplification and temperature control information, the interface (130) being connected to the CPU (110) and configured to transmit the amount of gene amplification received from the CPU (110) in real time to the outside or to apply an external input signal to the CPU (110), comprising the PCR module (200): a set of photosensor (300) which includes: a plurality of photosensors arranged in matrix shape and configured to detect emission light generated from a sample and to generate the photodetection signal; and a temperature sensor (360) configured to detect the temperature and to emit the temperature signal; a partition wall (320) projecting from the photosensor assembly (300) and configured to define a reaction space in which the sample is received; and a control interface (210) electrically connected to the photosensor assembly (300) and configured to transmit the photodetection signal and the temperature signal to the reader system (100), characterized in that each of the plurality of photosensors has a capacity of different detection even if the same emission light is irradiated, and because each of the plurality of photosensors has an output signal that has a different intensity.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Módulo de PCR, sistema de PCR que tiene el mismo y método de inspección que usa el mismo.PCR module, PCR system that has the same and inspection method that uses it.

1. Campo técnico1. Technical field

Las realizaciones a modo de ejemplo se refieren generalmente a un módulo de PCR, un sistema de PCR que incluye el mismo y un método de inspección que usa el mismo. Más particularmente, las realizaciones del concepto inventivo se refieren a un módulo de PCR que puede combinarse de manera extraíble con un sistema lector que puede realizar inspección en tiempo real, un sistema de PCR que incluye el mismo, y un método de inspección que usa el mismo en tiempo real.Exemplary embodiments generally refer to a PCR module, a PCR system that includes the same, and an inspection method that uses it. More particularly, the embodiments of the inventive concept refer to a PCR module that can be removably combined with a reader system that can perform real-time inspection, a PCR system that includes it, and an inspection method that uses the Same in real time.

2. Descripción de la técnica relacionada2. Description of the related technique

La tecnología de amplificación de genes es un procedimiento esencial en diagnóstico molecular, y es una tecnología de copiar y amplificar repetidamente una secuencia de nucleótidos especificada de ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico (ARN) insignificante en una muestra. Entre las anteriores, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una tecnología de amplificación de genes representativa. La PCR incluye tres etapas de desnaturalización del ADN, hibridación del cebador y extensión del ADN, y cada una de las etapas depende de la temperatura de la muestra. Por tanto, la temperatura de la muestra se cambia repetidamente para amplificar el ADN. La PCR en tiempo real es un método que puede monitorizar un estado de amplificación de una muestra en un procedimiento de amplificación en tiempo real. La PCR en tiempo real detecta la intensidad de fluorescencia que se cambia mediante la cantidad amplificada de ADN para analizar cuantitativamente el ADN. Un dispositivo de PCR en tiempo real convencional incluye en general un elemento de transferencia de calor, un bloque de transferencia de calor, una parte de fuente de luz y una parte receptora de luz. El bloque de transferencia de calor transmite calor a un tubo en el que se dispone la muestra. La parte de fuente de luz irradia una luz de excitación a la muestra en el tubo. La parte receptora de luz recibe una luz fluorescente generada a partir de la muestra.Gene amplification technology is an essential procedure in molecular diagnosis, and is a technology of repeatedly copying and amplifying a specified nucleotide sequence of deoxyribonucleic acid (DNA) or insignificant ribonucleic acid (RNA) in a sample. Among the above, the polymerase chain reaction (PCR) is a representative gene amplification technology. The PCR includes three stages of DNA denaturation, primer hybridization and DNA extension, and each stage depends on the temperature of the sample. Therefore, the sample temperature is repeatedly changed to amplify the DNA. Real-time PCR is a method that can monitor an amplification state of a sample in a real-time amplification procedure. Real-time PCR detects the intensity of fluorescence that is changed by the amplified amount of DNA to quantitatively analyze the DNA. A conventional real-time PCR device generally includes a heat transfer element, a heat transfer block, a light source part and a light receiving part. The heat transfer block transmits heat to a tube in which the sample is arranged. The light source part radiates an excitation light to the sample in the tube. The light receiving part receives a fluorescent light generated from the sample.

Un dispositivo de PCR en tiempo real usado actualmente con forma de tablero incluye una parte óptica de aproximadamente un 80% de un volumen total. La parte óptica detecta la luz fluorescente de la muestra. Por tanto, la movilidad es casi nula, de modo que el análisis de cabecera es casi imposible y el coste del dispositivo es muy alto. Además, en caso de transporte tal como mover, recolocar el dispositivo, se genera error de modo que se requiere mucho tiempo para la su reorganización, calibración, etc.A real-time PCR device currently used as a board includes an optical part of approximately 80% of a total volume. The optical part detects the fluorescent light of the sample. Therefore, mobility is almost nil, so that header analysis is almost impossible and the cost of the device is very high. In addition, in case of transport such as moving, relocating the device, error is generated so that it takes a long time for its reorganization, calibration, etc.

Además, se requiere mucho tiempo para ajustar diversos reactivos y la contaminación es altamente probable. Además, el tamaño del sistema es muy grande y la mayor parte del dispositivo está configurada como un sistema aislado. Por tanto, la comunicación de información con el exterior es difícil.In addition, a lot of time is required to adjust various reagents and contamination is highly likely. In addition, the system size is very large and most of the device is configured as an isolated system. Therefore, the communication of information with the outside is difficult.

El documento US 2011/308313 A1 da a conocer un módulo de PCR que incluye las características del preámbulo de la reivindicación 1 de la presente invención. El documento US 2014/329244 A1 es una técnica anterior relevante pero no da a conocer que cada fotodiodo tenga una capacidad de fotodetección diferente. El documento EP 1541 237 A2 da a conocer un sensor de temperatura y un sensor para detectar una señal que corresponde a una señal eléctrica pero no da a conocer un fotosensor. El documento US 2010/297640 A1 da a conocer un sistema de detección que comprende una fuente de iluminación, filtros para la selección de luz de una longitud de onda apropiada, elementos ópticos para enviar y recoger luz de la muestra y un sensor de luz (fotodiodo, tubo fotomultiplicador, fototransistor, sensor de imagen, etc.). Sin embargo, no da a conocer un fotosensor.US 2011/308313 A1 discloses a PCR module that includes the features of the preamble of claim 1 of the present invention. US 2014/329244 A1 is a relevant prior art but does not disclose that each photodiode has a different photodetection capability. EP 1541 237 A2 discloses a temperature sensor and a sensor for detecting a signal that corresponds to an electrical signal but does not disclose a photosensor. US 2010/297640 A1 discloses a detection system comprising a light source, filters for the selection of light of an appropriate wavelength, optical elements for sending and collecting light from the sample and a light sensor ( photodiode, photomultiplier tube, phototransistor, image sensor, etc.). However, it does not disclose a photosensor.

SumarioSummary

Una realización a modo de ejemplo proporciona un módulo de PCR extraíble de un sistema lector que puede realizar inspección en tiempo real tal como se define en la reivindicación 1.An exemplary embodiment provides a removable PCR module of a reader system that can perform real-time inspection as defined in claim 1.

Una realización a modo de ejemplo proporciona un sistema de PCR que incluye el módulo de PCR tal como se define en la reivindicación 16.An exemplary embodiment provides a PCR system that includes the PCR module as defined in claim 16.

Una realización a modo de ejemplo proporciona un método de inspección que usa el sistema de PCR tal como se define en la reivindicación 18.An exemplary embodiment provides an inspection method using the PCR system as defined in claim 18.

Se definen realizaciones adicionales de la invención en las reivindicaciones dependientes. Según la presente invención, cada uno de la pluralidad de fotosensores tiene una capacidad de detección diferente aunque se irradie la misma luz de emisión, cada uno de la pluralidad de fotosensores tiene una señal de salida que tiene una intensidad diferente. Por tanto, la capacidad de fotodetección se optimiza basándose en la intensidad de la luz incidente y la precisión de una matriz de fotosensor se mejora mediante las señales de salida desde la pluralidad de fotosensores. Además, según la presente invención, la parte óptica está incorporada en el módulo de PCR, y el módulo de PCR está fabricado en forma de módulo extraíble. Por tanto, se reduce en gran medida el tamaño del sistema lector. Además, se reduce en gran medida el tamaño del módulo de PCR y del sistema lector, y se reduce el coste de fabricación. Additional embodiments of the invention are defined in the dependent claims. According to the present invention, each of the plurality of photosensors has a different detection capability even if the same emission light is irradiated, each of the plurality of photosensors has an output signal that has a different intensity. Therefore, the photodetection capability is optimized based on the intensity of the incident light and the accuracy of a photosensor array is improved by the output signals from the plurality of photosensors. Furthermore, according to the present invention, the optical part is incorporated in the PCR module, and the PCR module is manufactured in the form of a removable module. Therefore, the size of the reader system is greatly reduced. In addition, the size of the PCR module and the reader system is greatly reduced, and the manufacturing cost is reduced.

Además, aunque se mueva el sistema lector, no se requiere reorganización, calibración, etc. Por tanto, se mejora en gran medida la movilidad, de modo que es posible la inspección de cabecera. En particular, en un caso de emergencia tal como una epidemia, identificación en desastres, etc., el sistema de PCR puede introducirse rápidamente, de modo que puede reducirse el daño.In addition, even if the reader system moves, no reorganization, calibration, etc. is required. Therefore, mobility is greatly improved, so that header inspection is possible. In particular, in an emergency case such as an epidemic, identification in disasters, etc., the PCR system can be introduced quickly, so that damage can be reduced.

Además, el reactivo puede estar incorporado en el módulo de PCR, de modo que puede omitirse un procedimiento adicional para ajustar el reactivo. Por tanto, se reduce en gran medida la contaminación, y puede omitirse un procedimiento adicional para preparar la inspección.In addition, the reagent may be incorporated into the PCR module, so that an additional procedure for adjusting the reagent can be omitted. Therefore, contamination is greatly reduced, and an additional procedure for preparing the inspection can be omitted.

Además, la comunicación de información al exterior puede ser posible a través de internet, etc., de modo que un sistema tal como una tienda de aplicaciones o un mercado puede establecerse mediante diversos clientes y una pluralidad de desarrolladores de reactivos. Por tanto, pueden intercambiarse reactivos e información.In addition, communication of information abroad can be possible through the Internet, etc., so that a system such as an application store or a market can be established by various customers and a plurality of reagent developers. Therefore, reagents and information can be exchanged.

Además, el módulo de PCR incluye la pluralidad de almohadillas de hidrogel y se disponen cebadores diferentes en los hidrogeles. Por tanto, pueden inspeccionarse una pluralidad de tipos de genes.In addition, the PCR module includes the plurality of hydrogel pads and different primers are arranged in the hydrogels. Therefore, a plurality of types of genes can be inspected.

En un método de multinspección convencional, debido a que se usan longitudes de onda diferentes de luces fluorescentes, una parte óptica tiene una estructura compleja. Sin embargo, en la realización de la presente invención, se disponen cebadores diferentes en las almohadillas de hidrogel, de modo que puede realizarse la multinspección aunque se use un único material fluorescente. Por tanto, el conjunto de fotosensor tiene una estructura simple.In a conventional multinspection method, because different wavelengths of fluorescent lights are used, an optical part has a complex structure. However, in the embodiment of the present invention, different primers are arranged in the hydrogel pads, so that multinspection can be performed even if a single fluorescent material is used. Therefore, the photosensor assembly has a simple structure.

Además, las muestras y el agente de tamponamiento están dispuestos alternadamente en la parte de inyección de muestra, de modo que las muestras pueden inyectarse en la pluralidad de almohadillas de hidrogel mediante la sencilla operación de presionar la presión desde el lado de la parte de inyección de muestra.In addition, the samples and the buffering agent are arranged alternately in the sample injection part, so that the samples can be injected into the plurality of hydrogel pads by the simple operation of pressing the pressure from the side of the injection part shows.

En un método de matriz convencional, debido a que el material genético se dispone sólo en una superficie de una almohadilla, la velocidad de amplificación de genes es muy lenta. Sin embargo, la almohadilla de hidrogel tiene la estructura 3D de las cadenas de polímero, de modo que la amplificación de genes se realiza en la almohadilla de hidrogel así como en la superficie de la almohadilla de hidrogel. Por tanto, la velocidad de amplificación de genes es muy rápida. Por tanto, la matriz puede estar formada por las almohadillas de hidrogel, de modo que la amplificación de genes puede realizarse en tiempo real en diversas posiciones. Además, la luz fluorescente se genera sólo de la almohadilla de hidrogel, de modo que se aumenta la cantidad de luz para aumentar la intensidad de la señal, llevando a cabo, por tanto, una prueba más sensible.In a conventional matrix method, because the genetic material is disposed only on a surface of a pad, the rate of gene amplification is very slow. However, the hydrogel pad has the 3D structure of the polymer chains, so that gene amplification is performed on the hydrogel pad as well as on the surface of the hydrogel pad. Therefore, the rate of gene amplification is very fast. Therefore, the matrix can be formed by hydrogel pads, so that gene amplification can be performed in real time in various positions. In addition, the fluorescent light is generated only from the hydrogel pad, so that the amount of light is increased to increase the intensity of the signal, thus carrying out a more sensitive test.

Además, el módulo de PCR incluye el conductor de calor y la parte de calentamiento, de modo que la temperatura del espacio de reacción puede ajustarse fácilmente.In addition, the PCR module includes the heat conductor and the heating part, so that the temperature of the reaction space can be easily adjusted.

Además, el módulo de PCR puede incluir la pluralidad de fotosensores que tienen diferentes números de unidades de fotosensor, de modo que se optimiza la inspección basándose en la intensidad de la luz. Por tanto, se mejora la precisión usando la salida de señales de la pluralidad de fotosensores.In addition, the PCR module may include the plurality of photosensors having different numbers of photosensor units, so that inspection is optimized based on the intensity of the light. Therefore, accuracy is improved using the signal output of the plurality of photosensors.

Además, el conjunto de fotosensor puede incluir la parte de accionamiento de luz o la parte de circuito de accionamiento, de modo que el tamaño del sistema de PCR puede reducirse en gran medida.In addition, the photosensor assembly may include the light drive part or the drive circuit part, so that the size of the PCR system can be greatly reduced.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Se entenderán de manera más clara realizaciones a modo de ejemplo ilustrativas y no limitativas a partir de la descripción detallada a continuación tomada conjuntamente con los dibujos adjuntos.Exemplary and non-limiting exemplary embodiments will be more clearly understood from the detailed description below taken in conjunction with the accompanying drawings.

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema lector para un módulo de PCR según una realización de la presente invención.Figure 1 is a block diagram illustrating a reader system for a PCR module according to an embodiment of the present invention.

La figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra el sistema lector para el módulo de PCR mostrado en la figura 1. La figura 3 es un gráfico que ilustra datos de control de temperatura del sistema lector para el módulo de PCR mostrado en la figura 1.Figure 2 is a perspective view illustrating the reader system for the PCR module shown in Figure 1. Figure 3 is a graph illustrating temperature control data of the reader system for the PCR module shown in Figure 1 .

La figura 4 es un gráfico que ilustra la temperatura de un contenedor de reacción del módulo de PCR basado en el control del sistema lector para el módulo de PCR mostrado en la figura 1.Figure 4 is a graph illustrating the temperature of a reaction container of the PCR module based on the control of the reader system for the PCR module shown in Figure 1.

La figura 5 es un gráfico que ilustra una señal de control de temperatura del sistema lector para el módulo de PCR mostrado en la figura 1.Figure 5 is a graph illustrating a temperature control signal from the reader system for the PCR module shown in Figure 1.

La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una segunda parte de control de temperatura mostrada en la figura 1.Figure 6 is a block diagram illustrating a second temperature control part shown in Figure 1.

La figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema lector para un módulo de PCR según otra realización de la presente invención. Figure 7 is a block diagram illustrating a reader system for a PCR module according to another embodiment of the present invention.

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra un método de inspección según una realización de la presente invención.Figure 8 is a block diagram illustrating an inspection method according to an embodiment of the present invention.

La figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra el método de inspección mostrado en la figura 8.Figure 9 is a flow chart illustrating the inspection method shown in Figure 8.

La figura 10 es una vista en perspectiva que ilustra un módulo de PCR según una realización de la presente invención.Figure 10 is a perspective view illustrating a PCR module according to an embodiment of the present invention.

La figura 11 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea I-I' de la figura 10.Figure 11 is a cross-sectional view taken along a line I-I 'of Figure 10.

Las figuras 12 a 15 son vistas en sección transversal que ilustran un método de fabricación del módulo de PCR mostrado en la figura 10.Figures 12 to 15 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the PCR module shown in Figure 10.

La figura 16 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según otra realización de la presente invención.Figure 16 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to another embodiment of the present invention.

Las figuras 17 a 22 son vistas en sección transversal que ilustran un método de fabricación del módulo de PCR mostrado en la figura 16.Figures 17 to 22 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the PCR module shown in Figure 16.

La figura 23 es una vista en sección transversal que ilustra un método de inspección que usa un módulo de PCR según aún otra realización de la presente invención.Figure 23 is a cross-sectional view illustrating an inspection method using a PCR module according to yet another embodiment of the present invention.

La figura 24 es una vista en sección transversal ampliada que ilustra una almohadilla de hidrogel usada en un método de inspección que usa un módulo de PCR según una realización de la presente invención.Figure 24 is an enlarged cross-sectional view illustrating a hydrogel pad used in an inspection method using a PCR module according to an embodiment of the present invention.

La figura 25 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 25 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 26 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 26 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 27 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 27 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 28 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 28 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 29 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 29 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 30 es una vista en planta que ilustra un elemento termostático según una realización de la presente invención.Figure 30 is a plan view illustrating a thermostatic element according to an embodiment of the present invention.

La figura 31 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea T-T' de la figura 30.Figure 31 is a cross-sectional view taken along a line T-T 'of Figure 30.

La figura 32 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 32 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 33 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 33 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 34 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 34 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 35 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 35 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 36 es una vista en planta que ilustra un fotosensor según una realización de la presente invención. La figura 37 es una vista en planta que ilustra un fotosensor según otra realización de la presente invención. La figura 38 es una vista en planta que ilustra un fotosensor según aún otra realización de la presente invención. La figura 39 es una vista en planta que ilustra un fotosensor según aún otra realización adicional de la presente invención.Figure 36 is a plan view illustrating a photosensor according to an embodiment of the present invention. Figure 37 is a plan view illustrating a photosensor according to another embodiment of the present invention. Figure 38 is a plan view illustrating a photosensor according to yet another embodiment of the present invention. Figure 39 is a plan view illustrating a photosensor according to yet another additional embodiment of the present invention.

La figura 40 es una vista en planta que ilustra una matriz de fotosensor fabricada combinando las figuras 36 a 39.Figure 40 is a plan view illustrating a photosensor array manufactured by combining Figures 36 to 39.

La figura 41 es un gráfico que ilustra señales de salida de la matriz de fotosensor mostrada en la figura 40.Figure 41 is a graph illustrating output signals from the photosensor array shown in Figure 40.

La figura 42 es una vista en sección transversal que ilustra un conjunto de fotosensor según una realización de la presente invención.Figure 42 is a cross-sectional view illustrating a photosensor assembly according to an embodiment of the present invention

La figura 43 es una vista en sección transversal que ilustra un conjunto de fotosensor según otra realización de la presente invención.Figure 43 is a cross-sectional view illustrating a photosensor assembly according to another embodiment of the present invention.

Descripción detallada de las realizacionesDetailed description of the achievements

Diversas realizaciones a modo de ejemplo se describirán más completamente a continuación en el presente documento con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran algunas realizaciones a modo de ejemplo. El presente concepto inventivo puede realizarse, sin embargo, de muchas maneras diferentes y no debe interpretarse como limitado a las realizaciones a modo de ejemplo expuestas en el presente documento. Más bien, estas realizaciones a modo de ejemplo se proporcionan de modo que esta divulgación será exhaustiva y completa, y transmitirá completamente el alcance del presente concepto inventivo a los expertos en la técnica. En los dibujos, los tamaños y tamaños relativos de capas y regiones pueden estar exagerados por claridad. Números de referencia similares se refieren a elementos similares a lo largo del documento.Various exemplary embodiments will be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which some exemplary embodiments are shown. The present inventive concept may, however, be realized in many different ways and should not be construed as limited to the exemplary embodiments set forth herein. Rather, these exemplary embodiments are provided so that this disclosure will be exhaustive and complete, and will fully convey the scope of the present inventive concept to those skilled in the art. In the drawings, the relative sizes and sizes of layers and regions may be exaggerated for clarity. Similar reference numbers refer to similar elements throughout the document.

Se entenderá que, aunque los términos primero, segundo, tercero etc. pueden usarse en el presente documento para describir diversos elementos, estos elementos no deben limitarse por estos términos. Estos términos se usan para distinguir un elemento de otro. Por tanto, un primer elemento explicado posteriormente puede denominarse un segundo elemento sin apartarse de las enseñanzas del presente concepto inventivo. Tal como se usa en el presente documento, el término "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados.It will be understood that, although the terms first, second, third, etc. can be used herein to describe various elements, these elements should not be limited by these terms. These terms are used to distinguish one element from another. Therefore, a first element explained below can be called a second element without departing from the teachings of the present inventive concept. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed elements.

Se entenderá que cuando se menciona que un elemento está “conectado” o “acoplado” a otro elemento, puede estar conectado o acoplado directamente al otro elemento o pueden estar presentes elementos intermedios. En contraste, cuando se menciona que un elemento está “directamente conectado” o “directamente acoplado” a otro elemento, no hay elementos intermedios presentes. Otras palabras usadas para describir la relación entre elementos han de interpretarse de una forma similar (por ejemplo, “entre” frente a “directamente entre”, “adyacente” frente a “directamente adyacente”, etc.).It will be understood that when it is mentioned that an element is "connected" or "coupled" to another element, it may be connected or coupled directly to the other element or intermediate elements may be present. In contrast, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly coupled" to another element, there are no intermediate elements present. Other words used to describe the relationship between elements have to be interpreted in a similar way (for example, "between" versus "directly between", "adjacent" versus "directly adjacent", etc.).

La terminología usada en el presente documento sólo tiene el objetivo de describir realizaciones a modo de ejemplo particulares y no está pensada para limitar el presente concepto inventivo. Tal como se usan en el presente documento, las formas singulares “un(a)” y “el/la” están pensadas para que incluyan también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entenderá además que los términos “comprende” y/o “que comprende”, cuando se usan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos. A menos que se defina lo contrario, todos los términos (incluyendo términos técnicos y científicos) usados en el presente documento tienen el mismo significado que tal como se entiende normalmente por un experto habitual en la técnica a la que pertenece este concepto inventivo. Se entenderá además que términos, tales como aquellos definidos en diccionarios usados normalmente, han de interpretarse como que tienen un significado que es consistente con su significado en el contexto de la técnica relevante y no se interpretarán en un sentido idealizado o excesivamente formal a menos que así se defina expresamente en el presente documento.The terminology used herein is only intended to describe particular exemplary embodiments and is not intended to limit the present inventive concept. As used herein, the singular forms "a" and "the" are intended to also include plural forms, unless the context clearly indicates otherwise. It will also be understood that the terms "comprises" and / or "comprising", when used in this specification, specify the presence of characteristics, integers, stages, operations, elements and / or components indicated, but do not exclude the presence or adding one or more characteristics, integers, stages, operations, elements, components and / or groups thereof. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this document have the same meaning as normally understood by a person skilled in the art to which this inventive concept belongs. It will also be understood that terms, such as those defined in normally used dictionaries, are to be interpreted as having a meaning that is consistent with their meaning in the context of the relevant technique and will not be interpreted in an idealized or excessively formal sense unless This is expressly defined in this document.

A continuación en el presente documento, un módulo de PCR, un sistema de PCR que incluye el mismo y un método de inspección que usa el mismo de la presente invención se explicarán con referencia a los dibujos adjuntos. La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema lector para un módulo de PCR según una realización de la presente invención. La figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra el sistema lector para el módulo de PCR mostrado en la figura 1.Hereinafter, a PCR module, a PCR system that includes the same and an inspection method using the same of the present invention will be explained with reference to the accompanying drawings. Figure 1 is a block diagram illustrating a reader system for a PCR module according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a perspective view illustrating the reader system for the PCR module shown in Figure 1.

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el sistema lector 100 para el módulo de PCR está combinado de forma extraíble con el módulo de PCR 200 y hace funcionar el módulo de PCR 200. En la figura 2, un módulo de PCR 200 está combinado con el sistema lector 100. Sin embargo, el experto en la técnica relacionada puede entender que una pluralidad de los módulos de PCR 200 puede estar combinada simultáneamente con un sistema lector 100. El sistema lector 100 incluye una unidad de procesamiento central (CPU) 110, una memoria 120, una interfaz 130, una segunda parte de control de temperatura 150, una fuente de luz 230, un filtro de fuente de luz 233 y una parte de accionamiento de fuente de luz 220.Referring to Figures 1 and 2, the reader system 100 for the PCR module is removably combined with the PCR module 200 and operates the PCR module 200. In Figure 2, a PCR module 200 is combined with the reader system 100. However, the person skilled in the related art can understand that a plurality of the PCR modules 200 can be combined simultaneously with a reader system 100. The reader system 100 includes a central processing unit (CPU) 110 , a memory 120, an interface 130, a second temperature control part 150, a light source 230, a light source filter 233 and a light source drive part 220.

La CPU 110 lee los datos de accionamiento almacenados en la memoria 120 para accionar la segunda parte de control de temperatura 150 y el módulo de PCR 200. Además, la CPU 110 recibe información de fotodetección, información de temperatura, etc., desde el módulo de PCR 200 y almacena las mismas en tiempo real. La CPU 110 calcula la cantidad de amplificación de genes en tiempo real usando la información de fotodetección, la información de temperatura, etc., recibidas del módulo de PCR 200 para generar información de la cantidad de amplificación de genes. La CPU 110 almacena la información de la cantidad amplificación de genes en la memoria 120 en tiempo real y transmite la información de la cantidad de amplificación de genes a la interfaz 130. The CPU 110 reads the drive data stored in the memory 120 to drive the second temperature control part 150 and the PCR module 200. In addition, the CPU 110 receives photodetection information, temperature information, etc., from the module of PCR 200 and stores them in real time. The CPU 110 calculates the amount of gene amplification in real time using the photodetection information, the temperature information, etc., received from the PCR module 200 to generate information on the amount of gene amplification. The CPU 110 stores the gene amplification amount information in memory 120 in real time and transmits the gene amplification amount information to the interface 130.

La parte de accionamiento de fuente de luz 220 acciona la fuente de luz 230 usando una señal de accionamiento de fuente de luz recibida de la CPU 110 para accionar la fuente de luz 230.The light source drive portion 220 drives the light source 230 using a light source drive signal received from the CPU 110 to drive the light source 230.

La fuente de luz 230 genera una luz de excitación usando la señal de accionamiento de fuente de luz.Light source 230 generates an excitation light using the light source drive signal.

El filtro de fuente de luz 233 está dispuesto debajo de la fuente de luz 230 para filtrar la luz de excitación generada de la fuente de luz 230. Por ejemplo, el filtro de fuente de luz 233 puede filtrar la luz de excitación para transmitir luz ultravioleta.The light source filter 233 is arranged below the light source 230 to filter the excitation light generated from the light source 230. For example, the light source filter 233 can filter the excitation light to transmit ultraviolet light .

Se inspecciona una muestra en el contenedor de recepción 240 usando una luz que ha pasado a través del filtro de fuente de luz 233. En la presente realización, el filtro de fuente de luz 233 está dispuesto para minimizar el ruido provocado por una luz externa, reduciendo así el error del fotosensor 250 mediante el cambio de luminancia de la luz externa.A sample is inspected in the receiving container 240 using a light that has passed through the light source filter 233. In the present embodiment, the light source filter 233 is arranged to minimize noise caused by an external light, thus reducing the error of the photosensor 250 by changing the luminance of the external light.

La figura 3 es un gráfico que ilustra datos de control de temperatura del sistema lector para el módulo de PCR mostrado en la figura 1.Figure 3 is a graph illustrating temperature control data of the reader system for the PCR module shown in Figure 1.

Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, los datos de control de temperatura describen una temperatura que corresponde a un tiempo correspondiente al funcionamiento del módulo de PCR 200. Por ejemplo, los datos de control de temperatura pueden ser 95°C, 55°C, 25°C, 55°C, 95°C, 64°C o 72°C, y pueden incluir datos en los que las temperaturas que cambian secuencialmente en el tiempo son un ciclo.Referring to Figures 1 to 3, the temperature control data describes a temperature corresponding to a time corresponding to the operation of the PCR module 200. For example, the temperature control data can be 95 ° C, 55 ° C , 25 ° C, 55 ° C, 95 ° C, 64 ° C or 72 ° C, and may include data in which temperatures that change sequentially over time are a cycle.

La figura 4 es un gráfico que ilustra la temperatura de un contenedor de reacción del módulo de PCR basado en el control del sistema lector para el módulo de PCR mostrado en la figura 1. La figura 5 es un gráfico que ilustra una señal de control de temperatura del sistema lector para el módulo de PCR mostrado en la figura 1.Figure 4 is a graph illustrating the temperature of a reaction module of the PCR module based on the control of the reader system for the PCR module shown in Figure 1. Figure 5 is a graph illustrating a control signal of temperature of the reader system for the PCR module shown in Figure 1.

Haciendo referencia a las figuras 1 a 5, la señal de control de temperatura incluye una señal para controlar la temperatura de modo que la temperatura del contenedor de recepción 240 en el módulo de PCR 200 corresponde a los datos de control de temperatura. Por ejemplo, la temperatura de la muestra incluye un periodo PU en el que la temperatura de la muestra mantiene una temperatura constante, periodos P3, P4, P6 y P7 en los que la temperatura aumenta, periodos P1, P2 y P5 en los que la temperatura disminuye.Referring to Figures 1 to 5, the temperature control signal includes a signal to control the temperature so that the temperature of the receiving container 240 in the PCR module 200 corresponds to the temperature control data. For example, the temperature of the sample includes a period PU in which the temperature of the sample maintains a constant temperature, periods P3, P4, P6 and P7 in which the temperature increases, periods P1, P2 and P5 in which the temperature decreases.

El periodo PU es un periodo en el que la temperatura en el contenedor de reacción 240 no cambia sino que mantiene la temperatura constante. El contenedor de reacción 240 tiene características de aislamiento de calor de modo que la señal de control de temperatura no puede cambiarse. La CPU 110 compara una temperatura actual de los datos de control de temperatura con una temperatura actual del contenedor de reacción 240. Cuando la temperatura del contenedor de reacción 240 va a cambiarse, se genera una señal de control de temperatura para calentar/enfriar, de modo que la señal de control de temperatura generada se transmite a la primera parte de control de temperatura 270 y la segunda parte de control de temperatura 150.The period PU is a period in which the temperature in the reaction vessel 240 does not change but keeps the temperature constant. Reaction container 240 has heat insulation characteristics so that the temperature control signal cannot be changed. The CPU 110 compares a current temperature of the temperature control data with a current temperature of the reaction container 240. When the temperature of the reaction container 240 is to be changed, a temperature control signal for heating / cooling is generated, of so that the generated temperature control signal is transmitted to the first temperature control part 270 and the second temperature control part 150.

Los periodos P3, P4, P6 y P7 son periodos en los que la temperatura en el contenedor de reacción 240 aumenta. El módulo de PCR 200 se calienta rápidamente de modo que la temperatura del contenedor de reacción 240 aumenta. En la presente invención, en el periodo temprano P3 de aumento de la temperatura, se genera una señal de control de temperatura correspondiente a una temperatura mayor que una temperatura objetivo que va a aumentarse, de modo que el contenedor de reacción 240 se calienta rápidamente. En un periodo tardío de aumento de la temperatura, se genera una señal de control de temperatura cercana a la temperatura objetivo. Por ejemplo, al principio de un periodo de intensificación P1 correspondiente a un periodo de cambio de temperatura, se intensifica la señal de control de temperatura (B1). La cantidad intensificada B1 puede ser de 1/5 a 1/2 de un valor D1 de cambio de temperatura. Cuando la cantidad intensificada B1 es menor de 1/5 de un valor de cambio de temperatura D1, el efecto de intensificación es pequeño de modo que se aumenta un tiempo para alcanzar la temperatura objetivo. Cuando la cantidad intensificada B1 es mayor de 1/2 del valor de cambio de temperatura D1, la temperatura intensificada es demasiado alta de modo que una porción de la muestra puede deformarse.The periods P3, P4, P6 and P7 are periods in which the temperature in the reaction container 240 increases. The PCR module 200 is rapidly heated so that the temperature of the reaction container 240 increases. In the present invention, in the early period P3 of temperature increase, a temperature control signal corresponding to a temperature greater than a target temperature to be increased is generated, so that the reaction container 240 heats up quickly. In a late period of temperature increase, a temperature control signal is generated close to the target temperature. For example, at the beginning of an intensification period P1 corresponding to a period of temperature change, the temperature control signal (B1) is intensified. The intensified amount B1 may be 1/5 to 1/2 of a temperature change value D1. When the intensified amount B1 is less than 1/5 of a temperature change value D1, the intensification effect is small so that a time to reach the target temperature is increased. When the intensified amount B1 is greater than 1/2 of the temperature change value D1, the intensified temperature is too high so that a portion of the sample can deform.

Los periodos P1, P2 y P5 son periodos en los que la temperatura en el contenedor de reacción 240 disminuye rápidamente. El módulo de PCR 200 se enfría rápidamente de modo que la temperatura del contenedor de reacción 240 disminuye. En la presente invención, en un periodo temprano de disminución de la temperatura, se genera una señal de control de temperatura correspondiente a una temperatura menor que una temperatura objetivo que va a disminuirse, de modo que el contenedor de reacción 240 se enfría rápidamente. En un periodo tardío de disminución de la temperatura, se genera una señal de control de temperatura cercana a la temperatura objetivo.The periods P1, P2 and P5 are periods in which the temperature in the reaction container 240 decreases rapidly. The PCR module 200 cools rapidly so that the temperature of the reaction container 240 decreases. In the present invention, at an early period of temperature decrease, a temperature control signal corresponding to a temperature lower than an objective temperature to be lowered is generated, so that the reaction container 240 cools rapidly. In a late period of temperature decrease, a temperature control signal is generated close to the target temperature.

En la presente invención, los periodos tempranos de aumento de la temperatura y de disminución de la temperatura, las temperaturas del contenedor de reacción 240 se cambian rápidamente, para evitar la deformación de la muestra en el contenedor de reacción 240 y para mejorar la credibilidad de la inspección.In the present invention, the early periods of temperature rise and temperature decrease, the temperatures of the reaction container 240 are rapidly changed, to avoid deformation of the sample in the reaction container 240 and to improve the credibility of the inspection.

La memoria 120 está conectada a la CPU 110 para accionar la segunda parte de control de temperatura 150 y el módulo de PCR 200 usando datos de accionamiento almacenados anteriormente, y para almacenar la información de fotodetección, la información de temperatura, etc., en tiempo real. Los datos de accionamiento pueden incluir los datos de control de temperatura, datos de fotocontrol, etc., y pueden almacenarse en la memoria 120 en un tipo de datos, y pueden introducirse desde el exterior a través de un dispositivo de entrada (no mostrado) y almacenarse. Por ejemplo, la memoria 120 puede incluir diversos dispositivos de almacenamiento tales como DDR3, SRAM(Frame), SSD(FLASH), etc.The memory 120 is connected to the CPU 110 to drive the second temperature control part 150 and the PCR module 200 using previously stored drive data, and to store the photodetection information, the temperature information, etc., in time real. The drive data may include temperature control data, photocontrol data, etc., and may be stored in memory 120 in a type of data, and can be entered from the outside through an input device (not shown) and stored. For example, memory 120 may include various storage devices such as DDR3, SRAM (Frame), SSD (FLASH), etc.

La interfaz 130 está conectada a la CPU 110 para transmitir la información de la cantidad de amplificación de genes recibida de la CPU 110 en tiempo real o transmitir la señal de entrada del exterior a la CPU 110. En la presente invención, la interfaz 130 puede incluir sistemas de comunicación (no mostrados) tal como LAN inalámbrico (WLAN), WiFi, Bluetooth, etc., interfaces de datos (no mostradas) tal como un bus serial universal (USB), circuito interintegrado (I2C), receptor/transmisor asíncrono universal (UART), modulación de ancho de pulso (PWM), señalización diferencial de bajo voltaje (LVDS), interfaz de procesador de la industria móvil (MIPI), etc., dispositivos de visualización (no mostrados) tales como una pantalla de cristal líquido (LCD), una pantalla de diodo orgánico de emisión de luz (OLED), un tubo de rayos catódicos (CRT), etc., dispositivos de entrada (no mostrados) tales como un ratón, un teclado, etc., dispositivos de salida (no mostrados) tales como una impresora, un fax, etc.Interface 130 is connected to CPU 110 to transmit information on the amount of gene amplification received from CPU 110 in real time or transmit the input signal from outside to CPU 110. In the present invention, interface 130 can include communication systems (not shown) such as wireless LAN (WLAN), WiFi, Bluetooth, etc., data interfaces (not shown) such as a universal serial bus (USB), inter-integrated circuit (I2C), asynchronous receiver / transmitter universal (UART), pulse width modulation (PWM), low voltage differential signaling (LVDS), mobile industry processor interface (MIPI), etc., display devices (not shown) such as a glass screen liquid (LCD), an organic light emitting diode (OLED) display, a cathode ray tube (CRT), etc., input devices (not shown) such as a mouse, a keyboard, etc., output (not shown) such as a printer, a fax, etc.

La segunda parte de control de temperatura 150 está conectada a la CPU 110 para controlar la temperatura del módulo de pCr 200 usando los datos de control de temperatura recibidos de la CPU 110.The second temperature control part 150 is connected to the CPU 110 to control the temperature of the pCr 200 module using the temperature control data received from the CPU 110.

Haciendo referencia a las figuras 1 a 6, la segunda parte de control de temperatura 150 incluye una parte de procesamiento de información auxiliar 153 y una parte de control de calor 154.Referring to Figures 1 to 6, the second temperature control part 150 includes an auxiliary information processing part 153 and a heat control part 154.

La parte de procesamiento de información auxiliar 152 aplica la señal de control de temperatura recibida de la CPU 110 a la parte de control de calor 154.The auxiliary information processing part 152 applies the temperature control signal received from the CPU 110 to the heat control part 154.

La parte de control de calor 154 controla la temperatura del módulo de PCR 200 basándose en la señal de control de temperatura recibida de la parte de procesamiento de información auxiliar 152. En la realización de la presente invención, la parte de control de calor 154 incluye un sensor de temperatura 154a y un ventilador 154b. El sensor de temperatura 154a detecta la temperatura del módulo de PCR 200 para transmitir la temperatura detectada a la parte de procesamiento de información auxiliar 152. El ventilador 154b calienta o enfría el módulo de PCR 200 basándose en la señal de control de temperatura.The heat control part 154 controls the temperature of the PCR module 200 based on the temperature control signal received from the auxiliary information processing part 152. In the embodiment of the present invention, the heat control part 154 includes a temperature sensor 154a and a fan 154b. The temperature sensor 154a detects the temperature of the PCR module 200 to transmit the detected temperature to the auxiliary information processing part 152. The fan 154b heats or cools the PCR module 200 based on the temperature control signal.

En otra realización de la presente invención, la parte de control de calor 154 puede no incluir el sensor de temperatura 154a y el ventilador 154b, pero puede incluir un elemento termoeléctrico (no mostrado). En aún otra realización de la presente invención, la parte de control de calor 154 puede incluir un ventilador de enfriamiento por agua (no mostrado).In another embodiment of the present invention, the heat control part 154 may not include the temperature sensor 154a and the fan 154b, but may include a thermoelectric element (not shown). In yet another embodiment of the present invention, the heat control part 154 may include a water cooling fan (not shown).

El módulo de PCR 200 amplifica material genético incluido en la muestra y monitoriza una cantidad del material genético amplificado en tiempo real para transmitir una señal de fotodetección al sistema lector 100. En la realización de la presente invención, el módulo de PCR 200 transmite la señal de temperatura al sistema lector 100. En la realización de la presente invención, el módulo de PCR 200 incluye una interfaz de control 210, un contenedor de reacción 240, un fotosensor 250, un sensor de temperatura 260 y una primera parte de control de temperatura 270. Por ejemplo, el módulo de PCR 200 puede ser un módulo sustituible que tiene una muestra determinada, y puede desecharse después de haberse usado una vez. En otra realización de la presente invención, el módulo de PCR 200 puede incluir una parte de accionamiento de fuente de luz 220 y una fuente de luz 230.The PCR module 200 amplifies genetic material included in the sample and monitors a quantity of the amplified genetic material in real time to transmit a photodetection signal to the reader system 100. In the embodiment of the present invention, the PCR module 200 transmits the signal of temperature to the reader system 100. In the embodiment of the present invention, the PCR module 200 includes a control interface 210, a reaction container 240, a photosensor 250, a temperature sensor 260 and a first temperature control part 270. For example, PCR module 200 may be a replaceable module having a particular sample, and may be discarded after being used once. In another embodiment of the present invention, the PCR module 200 may include a light source drive portion 220 and a light source 230.

En la realización de la presente invención, la interfaz de control 210 puede recibir una señal de control de temperatura del sistema lector 100 para transmitir la señal de control de temperatura recibida a la primera parte de control de temperatura 270. Además, la interfaz de control 210 recibe una señal de fotodetección generada del fotosensor 250 y una señal de temperatura generada del sensor de temperatura 260 para transmitir la señal de fotodetección recibida y la señal de temperatura al sistema lector 100.In the embodiment of the present invention, the control interface 210 can receive a temperature control signal from the reader system 100 to transmit the temperature control signal received to the first temperature control part 270. In addition, the control interface 210 receives a photodetection signal generated from the photosensor 250 and a temperature signal generated from the temperature sensor 260 to transmit the received photodetection signal and the temperature signal to the reader system 100.

El contenedor de reacción 240 recibe la muestra y amplifica el material genético incluido en la muestra. En la realización de la presente invención, el contenedor de reacción 240 puede incluir un espacio de recepción o una pluralidad de espacios de recepción. Cuando el contenedor de reacción 240 incluye la pluralidad de espacios de recepción, pueden inspeccionarse simultáneamente una muestra o una pluralidad de muestras.Reaction container 240 receives the sample and amplifies the genetic material included in the sample. In the embodiment of the present invention, the reaction container 240 may include a reception space or a plurality of reception spaces. When the reaction container 240 includes the plurality of reception spaces, a sample or a plurality of samples can be inspected simultaneously.

El contenedor de reacción 240 puede incluir diversos materiales tales como silicio, plástico, etc.Reaction container 240 may include various materials such as silicon, plastic, etc.

El fotosensor 250 está dispuesto adyacente al contenedor de reacción 240 para detectar la luminancia de la luz de emisión generada a partir de la muestra dispuesta en el contenedor de reacción 240 usando una luz generada de la fuente de luz 230 y que ha pasado a través de un filtro de fuente de luz 233. Por ejemplo, la luz de emisión puede incluir fluorescencia, fosforescencia, etc. La luminancia de la luz de emisión detectada por el fotosensor 250 se transforma en una señal de fotodetección, de modo que la señal de fotodetección se aplica a la interfaz de control 210. The photosensor 250 is arranged adjacent to the reaction container 240 to detect the luminance of the emission light generated from the sample disposed in the reaction container 240 using a light generated from the light source 230 and which has passed through a light source filter 233. For example, the emission light may include fluorescence, phosphorescence, etc. The luminance of the emission light detected by the photosensor 250 is transformed into a photodetection signal, so that the photodetection signal is applied to the control interface 210.

El sensor de temperatura 260 está dispuesto adyacente al contenedor de reacción 240 para representar la temperatura de la muestra dispuesta en el contenedor de reacción 240. La temperatura detectada por el sensor de temperatura 260 se transforma en la señal de temperatura, de modo que se aplica la señal de temperatura a la interfaz de control 210.The temperature sensor 260 is arranged adjacent to the reaction container 240 to represent the temperature of the sample disposed in the reaction container 240. The temperature detected by the temperature sensor 260 is transformed into the temperature signal, so that it is applied the temperature signal to the control interface 210.

La primera parte de control de temperatura 270 está dispuesta para hacer contacto con el contenedor de reacción 240 para controlar la temperatura del contenedor de reacción 240. En la realización de la presente invención, la primera parte de control de temperatura 270 recibe la señal de control de temperatura de la interfaz de control 210 para mantener la temperatura del contenedor de reacción 240 a una temperatura constante, o calenta o enfria el contenedor de reacción 240. Por ejemplo, la primera parte de control de temperatura 270 puede incluir un calentador, un elemento termoeléctrico, un enfriador o una combinación de los mismos.The first temperature control part 270 is arranged to make contact with the reaction container 240 to control the temperature of the reaction container 240. In the embodiment of the present invention, the first temperature control part 270 receives the control signal of temperature of the control interface 210 to maintain the temperature of the reaction container 240 at a constant temperature, or heat or cool the reaction container 240. For example, the first temperature control part 270 may include a heater, an element thermoelectric, a cooler or a combination thereof.

En la realización de la presente invención, la primera parte de control de temperatura 270 puede aumentar la temperatura del contenedor de reacción 240, y la segunda parte de control de temperatura 150 puede disminuir la temperatura del contenedor de reacción 240. En otra realización de la presente invención, la primera parte de control de temperatura 270 y la segunda parte de control de temperatura 150 pueden estar formadas de manera solidaria. En la realización de la presente invención, un material que tiene alta conductividad térmica puede estar interpuesto entre el sensor de temperatura 260 y el contenedor de reacción 240 y entre la primera parte de control de temperatura 270 y el contenedor de reacción 240 de modo que el calor se transmite fácilmente. Por ejemplo, diversos materiales tales como silicio, vidrio, metal, óxido de metal, resina sintética, etc., pueden estar incluidos entre el sensor de temperatura 260 y el contenedor de reacción 240 y entre la primera parte de control de temperatura 270 y el contenedor de reacción 240.In the embodiment of the present invention, the first temperature control part 270 may increase the temperature of the reaction container 240, and the second temperature control part 150 may decrease the temperature of the reaction container 240. In another embodiment of the In the present invention, the first temperature control part 270 and the second temperature control part 150 may be formed in solidarity. In the embodiment of the present invention, a material having high thermal conductivity may be interposed between the temperature sensor 260 and the reaction container 240 and between the first temperature control part 270 and the reaction container 240 so that the Heat is easily transmitted. For example, various materials such as silicon, glass, metal, metal oxide, synthetic resin, etc., may be included between the temperature sensor 260 and the reaction container 240 and between the first temperature control part 270 and the reaction container 240.

En la realización de la presente invención, la fuente de luz 230, el fotosensor 250, el sensor de temperatura 260, la primera parte de control de temperatura 270 y el contenedor de reacción 240 pueden tener diversas combinaciones. Por ejemplo, la fuente de luz 230 puede estar dispuesta en un lado del contenedor de reacción 240 y el fotosensor 250 puede estar dispuesto en el otro lado del contenedor de reacción 240. Cuando la fuente de luz 230 y el fotosensor 250 están dispuestos en el mismo lado, una luminancia provocada por la fuente de luz 230 en lugar de una luminancia real del contenedor de reacción 240. Por tanto, la fuente de luz 230 se dispone en un lado diferente al fotosensor 250.In the embodiment of the present invention, the light source 230, the photosensor 250, the temperature sensor 260, the first temperature control part 270 and the reaction container 240 can have various combinations. For example, the light source 230 may be arranged on one side of the reaction container 240 and the photosensor 250 may be disposed on the other side of the reaction container 240. When the light source 230 and the photosensor 250 are arranged in the on the same side, a luminance caused by the light source 230 instead of a real luminance of the reaction container 240. Therefore, the light source 230 is arranged on a different side to the photosensor 250.

La primera parte de control de temperatura 270 puede estar dispuesta en la misma superficie que el fotosensor 250. Cuando el sensor de temperatura 260 y la primera parte de control de temperatura 270 están dispuestos en el mismo lado, puede detectarse una temperatura de la primera parte de control de temperatura 270 en lugar de la temperatura real del contenedor de reacción 240. Por tanto, el sensor de temperatura 260 y la primera parte de control de temperatura 270 se disponen en lados diferentes uno con respecto al otro.The first temperature control part 270 may be arranged on the same surface as the photosensor 250. When the temperature sensor 260 and the first temperature control part 270 are arranged on the same side, a temperature of the first part can be detected of temperature control 270 instead of the actual temperature of the reaction container 240. Therefore, the temperature sensor 260 and the first temperature control part 270 are arranged on different sides with respect to each other.

En la realización de la presente invención, puede usarse un sistema de sensor de temperatura complejo que incluye el sensor de temperatura 260 del módulo de PCR 200 y el sensor de temperatura 154a del sistema lector 100. En otra realización de la presente invención, puede incluirse sólo el sensor de temperatura 260 en el módulo de PCR 200 y formarse de manera solidaria con el fotosensor 250. En aún otra realización de la presente invención, un fotosensor (no mostrado) puede formarse de manera solidaria con la segunda parte de control de temperatura 150. La figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema lector para un módulo de PCR según otra realización de la presente invención. El sistema lector para el módulo de PCR de la figura 7 es sustancialmente el mismo que el mostrado en las figuras 1 a 6 excepto por una fuente de luz y una parte de accionamiento de fuente de luz, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a los elementos anteriores.In the embodiment of the present invention, a complex temperature sensor system may be used that includes the temperature sensor 260 of the PCR module 200 and the temperature sensor 154a of the reader system 100. In another embodiment of the present invention, it may be included only the temperature sensor 260 in the PCR module 200 and formed in solidarity with the photosensor 250. In yet another embodiment of the present invention, a photosensor (not shown) can be formed in solidarity with the second temperature control part 150. Figure 7 is a block diagram illustrating a reader system for a PCR module according to another embodiment of the present invention. The reader system for the PCR module of Figure 7 is substantially the same as that shown in Figures 1 to 6 except for a light source and a light source actuating part, and therefore any repetitive explanation will be omitted. regarding the previous elements.

Haciendo referencia a la figura 7, el sistema lector 100 para el módulo de PCR está combinado de manera extraíble con el módulo de PCR 200 y hace funcionar el módulo de PCR 200.Referring to Figure 7, the reader system 100 for the PCR module is removably combined with the PCR module 200 and operates the PCR module 200.

El sistema lector 100 incluye una unidad de procesamiento central (CPU) 110, una memoria 120, una interfaz 130 y una segunda parte de control de temperatura 159.The reader system 100 includes a central processing unit (CPU) 110, a memory 120, an interface 130 and a second temperature control part 159.

El módulo de PCR 200 incluye una interfaz de control 210, una fuente de luz 230, un filtro de fuente de luz 233, un contenedor de reacción 240, un fotosensor 250, un sensor de temperatura 260 y una primera parte de control de temperatura 270. El módulo de PCR 200 puede ser un módulo sustituible que tiene una muestra predeterminada, y puede desecharse después de haberse usado una vez.The PCR module 200 includes a control interface 210, a light source 230, a light source filter 233, a reaction container 240, a photosensor 250, a temperature sensor 260 and a first temperature control part 270 The PCR module 200 can be a replaceable module that has a predetermined sample, and can be discarded after being used once.

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra un método de inspección según una realización de la presente invención. La figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra el método de inspección mostrado en la figura 8. Un sistema lector y un módulo de PCR de la figura 8 son sustancialmente los mismos que los mostrados en las figuras 1 a 7, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a los elementos anteriores.Figure 8 is a block diagram illustrating an inspection method according to an embodiment of the present invention. Figure 9 is a flow chart illustrating the inspection method shown in Figure 8. A reader system and a PCR module of Figure 8 are substantially the same as those shown in Figures 1 to 7, and therefore, any repetitive explanation regarding the previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a las figuras 2, 8 y 9, primero la información de muestra se introduce a través de un terminal de usuario 1200 (etapa S110). La información de muestra introducida mediante un terminal de usuario 1200 se transmite a un servidor de procesamiento central 1000 a través de una red de comunicación tal como internet y/o similares. Por ejemplo, el terminal de usuario 1200 incluye terminales de diversas formas tales como un teléfono inteligente, un ordenador personal, etc., que son capaces de comunicación por cable/inalámbrica.Referring to Figures 2, 8 and 9, first the sample information is entered through a user terminal 1200 (step S110). The sample information entered via a user terminal 1200 is transmitted to a central processing server 1000 through a communication network such as the internet and / or Similar. For example, user terminal 1200 includes terminals in various ways such as a smartphone, a personal computer, etc., which are capable of wired / wireless communication.

A continuación, el servidor de procesamiento central 1000 hace coincidir la información de muestra introducida del terminal de usuario 1200 con la información de reactivo almacenada anteriormente (etapa S120).Next, the central processing server 1000 matches the sample information entered from the user terminal 1200 with the reagent information stored previously (step S120).

A continuación, se comprueba la existencia del reactivo que coincide con la información de muestra introducida entre la información de reactivo almacenada anteriormente (etapa S130).Next, the existence of the reagent that matches the sample information entered between the reagent information stored previously is checked (step S130).

Cuando existe el reactivo que coincide con la información de muestra introducida entre la información de reactivo almacenada anteriormente, la información de compra del reactivo correspondiente al terminal de desarrollador de reactivo 1100 (etapa S140).When the reagent exists that matches the sample information entered between the reagent information stored above, the reagent purchase information corresponding to the reagent developer terminal 1100 (step S140).

Cuando no existe el reactivo que coincide con la información de muestra introducida entre la información de reactivo almacenada anteriormente, la información de selección de un desarrollador se transmite a una pluralidad de terminales de desarrollador de reactivo 1100, y un desarrollador del reactivo correspondiente se selecciona a través de información que responde al terminal de desarrollador de reactivo 1100 (etapa S150). A continuación, se desarrolla el reactivo (etapa S160).When the reagent that matches the sample information entered between the reagent information stored above does not exist, the selection information of a developer is transmitted to a plurality of reagent developer terminals 1100, and a corresponding reagent developer is selected to through information that responds to reagent developer terminal 1100 (step S150). Next, the reagent is developed (step S160).

A continuación, la muestra se inspecciona usando el sistema lector 100 y el módulo de PCR 200 mostrados en las figuras 1 a 7 (etapa S170). En la realización de la presente invención, el módulo de PCR 200 se proporciona en un estado que incluye el reactivo suministrado por el desarrollador de reactivo. La muestra proporcionada por el usuario se inyecta en el módulo de PCR 200 que incluye el reactivo, y después, el módulo de PCR 200 se monta en el sistema lector 100 y se analiza. En la realización de la presente invención, el sistema lector 100 puede ser de pequeño tamaño, de modo que el sistema lector 100 puede formarse de manera solidaria con el terminal de usuario 1200.Next, the sample is inspected using the reader system 100 and the PCR module 200 shown in Figures 1 to 7 (step S170). In the embodiment of the present invention, the PCR module 200 is provided in a state that includes the reagent supplied by the reagent developer. The sample provided by the user is injected into the PCR module 200 that includes the reagent, and then, the PCR module 200 is mounted in the reader system 100 and analyzed. In the embodiment of the present invention, the reader system 100 can be small in size, so that the reader system 100 can be formed in solidarity with the user terminal 1200.

A continuación, el resultado de la inspección se transmite al servidor de procesamiento central 1000 y/o el terminal de usuario 1200 (etapa S180).Then, the result of the inspection is transmitted to the central processing server 1000 and / or the user terminal 1200 (step S180).

La figura 10 es una vista en perspectiva que ilustra un módulo de PCR según una realización de la presente invención. La figura 11 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea I-I' de la figura 10. El módulo de PCR de la figura 10 es sustancialmente el mismo que el mostrado en las figuras 1 a 9, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a los elementos anteriores. Por conveniencia de explicación, en la figura 10, se omiten una pared de división y una cubierta.Figure 10 is a perspective view illustrating a PCR module according to an embodiment of the present invention. Figure 11 is a cross-sectional view taken along a line II 'of Figure 10. The PCR module of Figure 10 is substantially the same as that shown in Figures 1 to 9, and therefore omit any repetitive explanation regarding the previous elements. For the sake of explanation, in Figure 10, a partition wall and a cover are omitted.

Haciendo referencia a las figuras 10 y 11, el módulo de PCR incluye un conjunto de fotosensor 300, una almohadilla orgánica tridimensional (3D), una pared de división 320 y una cubierta 350. En la realización de la presente invención, la almohadilla orgánica 3D es una almohadilla que puede amplificar tridimensionalmente una muestra que incluye material orgánico, y puede incluir una almohadilla de hidrogel 400, una almohadilla de spin on glass (SOG), etc.Referring to Figures 10 and 11, the PCR module includes a photosensor assembly 300, a three-dimensional organic pad (3D), a partition wall 320 and a cover 350. In the embodiment of the present invention, the 3D organic pad it is a pad that can amplify three-dimensionally a sample that includes organic material, and can include a hydrogel pad 400, a spin on glass pad (SOG), etc.

El conjunto de fotosensor 300 incluye una matriz de fotosensor 310, un filtro fluorescente 313, una primera parte de control de temperatura 370 y un sensor de temperatura 360. La matriz de fotosensor 310 incluye una pluralidad de fotosensores dispuestos en forma de matriz. Por ejemplo, la matriz de fotosensor 310 puede incluir una pluralidad de fotodiodos, una pluralidad de transistores de películas finas, etc.The photosensor assembly 300 includes a photosensor matrix 310, a fluorescent filter 313, a first temperature control part 370 and a temperature sensor 360. The photosensor matrix 310 includes a plurality of photosensors arranged in the form of a matrix. For example, the photosensor matrix 310 may include a plurality of photodiodes, a plurality of thin film transistors, etc.

El filtro fluorescente 313 está dispuesto en la matriz de fotosensor 310 para filtrar ruido de una luz externa, luz generada a partir de una fuente de luz, etc., y transmitir sólo luz fluorescente generada a partir de la muestra.The fluorescent filter 313 is arranged in the photosensor matrix 310 to filter noise from an external light, light generated from a light source, etc., and transmit only fluorescent light generated from the sample.

La almohadilla de hidrogel 400 está dispuesta en el conjunto de fotosensor 300 e incluye hidrogel. Cuando el hidrogel se mezcla con agua, el hidrogel no se derrite o disuelve sino que se reticula para formar cadenas de alto polímero o cadenas de polímero, manteniendo así una estructura tridimensional. El hidrogel es material hidrofílico e incluye cadenas de polímero que forman una pluralidad de reticulaciones. Por ejemplo, el hidrogel puede incluir diversos tipos de hidrogeles tales como hidrogel de poli(diacrilato de etileno) (PEGDa ), hidrogel de PMA, hidrogel de poli(acrilamida de dimetilamino) (PDGPA), polietiloxazolina, hidrogel de silicio, etc. En la realización de la presente invención, la almohadilla de hidrogel 400 puede incluir hidrogel de PEGDA.The hydrogel pad 400 is arranged in the photosensor assembly 300 and includes hydrogel. When the hydrogel is mixed with water, the hydrogel does not melt or dissolve but instead reticulates to form high polymer chains or polymer chains, thus maintaining a three-dimensional structure. The hydrogel is hydrophilic material and includes polymer chains that form a plurality of crosslinks. For example, the hydrogel may include various types of hydrogels such as poly (ethylene diacrylate) hydrogel (PEGDa), PMA hydrogel, poly (dimethylamino acrylamide) hydrogel (PDGPA), polyethyloxazoline, silicon hydrogel, etc. In the embodiment of the present invention, hydrogel pad 400 may include PEGDA hydrogel.

En otra realización de la presente invención, la almohadilla orgánica 3D puede incluir una almohadilla (no mostrada) formada usando spin on glass (SOG) en lugar de la almohadilla de hidrogel 400.In another embodiment of the present invention, the 3D organic pad may include a pad (not shown) formed using spin on glass (SOG) instead of the hydrogel pad 400.

La almohadilla de hidrogel 400 puede tener diversas formas tales como forma de disco cilíndrico, forma de disco cuadrangular, forma de disco hexagonal, forma de hexaedro, forma de cuenco, forma de pilar que tiene un rebaje en un centro de la misma, forma de lente cóncava, forma de lente convexa, forma de abolladura, etc.The hydrogel pad 400 may have various shapes such as cylindrical disk shape, quadrangular disk shape, hexagonal disk shape, hexahedron shape, bowl shape, pillar shape having a recess in a center thereof, shape of concave lens, convex lens shape, dent shape, etc.

En la realización de la presente invención, la almohadilla de hidrogel 400 puede formarse mediante la formación de patrones usando una fotomáscara y luz ultravioleta. En otra realización de la presente invención, una almohadilla de hidrogel preliminar (no mostrada) puede formarse mediante un fotoprocedimiento en el exterior, y después, la almohadilla de hidrogel preliminar se introduce en el conjunto de fotosensor 300, de modo que la almohadilla de hidrogel 400 puede combinarse. Por ejemplo, la almohadilla de hidrogel preliminar (no mostrada) puede hacer fluir un fluido en un espacio en el conjunto de fotosensor 300, de modo que puede dejar caerse secuencialmente la almohadilla de hidrogel 400. En otra realización de la presente invención, pueden usarse diversos métodos tales como impresión, combinación extraíble, etc.In the embodiment of the present invention, the hydrogel pad 400 can be formed by pattern formation using a photo mask and ultraviolet light. In another embodiment of the present invention, a preliminary hydrogel pad (not shown) can be formed by an external photo process, and then, the Preliminary hydrogel pad is inserted into the photosensor assembly 300, so that the hydrogel pad 400 can be combined. For example, the preliminary hydrogel pad (not shown) can flow a fluid into a space in the photosensor assembly 300, so that the hydrogel pad 400 can be sequentially dropped. In another embodiment of the present invention, they can be used various methods such as printing, removable combination, etc.

La almohadilla de hidrogel 400 incluye un cebador y una sonda de ADN. El cebador es un ADN pequeño unido a una zona adyacente a la secuencia de nucleótidos de genes que va a amplificarse, y es un ADN de partida cuando la polimerasa amplifica el ADN. La sonda de ADN es una parte del ADN de longitud corta, y se combina con un ADN predeterminado para inspeccionar el ADN predeterminado. En otra realización de la presente invención, un chip de ADN puede usarse en lugar de la almohadilla de hidrogel 400.Hydrogel pad 400 includes a primer and a DNA probe. The primer is a small DNA attached to an area adjacent to the nucleotide sequence of genes to be amplified, and is a starting DNA when the polymerase amplifies the DNA. The DNA probe is a part of the short length DNA, and is combined with a predetermined DNA to inspect the predetermined DNA. In another embodiment of the present invention, a DNA chip may be used in place of the hydrogel pad 400.

En la realización de la presente invención, el módulo de PCR puede incluir una pluralidad de almohadillas de hidrogel 400 y pueden disponerse cebadores diferentes en las almohadillas de hidrogel 400. Por tanto, pueden inspeccionarse múltiples genotipos. En la realización de la presente invención, se disponen los mismos cebadores a lo largo de la misma columna, y cuando se cambia la columna, se dispone un cebador diferente. Por tanto, se compara una pluralidad de datos inspeccionados en la misma columna para garantizar la credibilidad del resultado de inspección.In the embodiment of the present invention, the PCR module can include a plurality of hydrogel pads 400 and different primers can be arranged in the hydrogel pads 400. Thus, multiple genotypes can be inspected. In the embodiment of the present invention, the same primers are arranged along the same column, and when the column is changed, a different primer is arranged. Therefore, a plurality of inspected data is compared in the same column to ensure the credibility of the inspection result.

Además, en una inspección múltiple convencional, las longitudes de onda de luces fluorescentes son diferentes, y por tanto, una estructura de un elemento óptico puede ser compleja. Sin embargo, en la realización de la presente invención, se disponen cebadores diferentes en almohadillas de hidrogel 400 diferentes, de modo que pueden realizarse inspecciones múltiples aunque se use un único material fluorescente, simplificando así una estructura del conjunto de fotosensor 300.In addition, in a conventional multiple inspection, the wavelengths of fluorescent lights are different, and therefore, a structure of an optical element can be complex. However, in the embodiment of the present invention, different primers are arranged in different hydrogel pads 400, so that multiple inspections can be performed even if a single fluorescent material is used, thus simplifying a structure of the photosensor assembly 300.

Además, un tipo de matriz convencional incluye material genético dispuesto sólo en una superficie de la misma, de modo que la velocidad de amplificación de genes es muy lenta. Sin embargo, la almohadilla de hidrogel 400 tiene la estructura tridimensional de las cadenas de polímero, y la amplificación de genes se realiza también en la almohadilla de hidrogel 400, de modo que la velocidad de amplificación de genes es muy rápida. Por tanto, una matriz puede estar formada por las almohadillas de hidrogel 400, de modo que la amplificación de genes puede realizarse en tiempo real en diversas posiciones. Además, la luz fluorescente se genera sólo a partir de la almohadilla de hidrogel 400, de modo que se aumenta la cantidad de luz para aumentar la intensidad de una señal, llevando a cabo, por tanto, una prueba más sensible.In addition, a conventional matrix type includes genetic material disposed only on a surface thereof, so that the rate of gene amplification is very slow. However, the hydrogel pad 400 has the three-dimensional structure of the polymer chains, and gene amplification is also performed on the hydrogel pad 400, so that the rate of gene amplification is very fast. Thus, a matrix can be formed by hydrogel pads 400, so that gene amplification can be performed in real time in various positions. In addition, the fluorescent light is generated only from the hydrogel pad 400, so that the amount of light is increased to increase the intensity of a signal, thus carrying out a more sensitive test.

La pared de división 320 se extiende desde los lados del conjunto de fotosensor 300 para formar el contenedor de reacción 340. La pared de división 320 puede incluir diversos materiales tales como plástico, PDMS, silicio, metal, etc.The partition wall 320 extends from the sides of the photosensor assembly 300 to form the reaction container 340. The partition wall 320 may include various materials such as plastic, PDMS, silicon, metal, etc.

La cubierta 350 cubre una porción superior de la cubierta 320. Una entrada 352 y una salida 354 están formadas en la cubierta 350. La muestra (no mostrada) se introduce en el contenedor de reacción 340 a través de la entrada 352, y la muestra (no mostrada) puede descargarse al exterior a través de la salida 354 después de que la reacción haya finalizado.The cover 350 covers an upper portion of the cover 320. An inlet 352 and an outlet 354 are formed in the cover 350. The sample (not shown) is introduced into the reaction container 340 through the inlet 352, and the sample (not shown) can be discharged outside through outlet 354 after the reaction has ended.

Las figuras 12 a 15 son vistas en corte transversal que ilustran un método de fabricación del módulo de PCR mostrado en la figura 10.Figures 12 to 15 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the PCR module shown in Figure 10.

Haciendo referencia a la figura 12, primero se forma el conjunto de fotosensor 300. En la realización de la presente invención, la matriz de fotosensor 310, el sensor de temperatura 360 y la primera parte de control de temperatura 370 se forman en un sustrato base, y el filtro fluorescente 313 se forma sobre el mismo. Por ejemplo, la matriz de fotosensor 310, el sensor de temperatura 360 y la primera parte de control de temperatura 370 pueden formarse mediante un procedimiento de semiconductor.Referring to Fig. 12, first the photosensor assembly 300 is formed. In the embodiment of the present invention, the photosensor matrix 310, the temperature sensor 360 and the first temperature control part 370 are formed in a base substrate , and the fluorescent filter 313 is formed thereon. For example, the photosensor matrix 310, the temperature sensor 360 and the first temperature control part 370 can be formed by a semiconductor procedure.

Haciendo referencia a la figura 13, el hidrogel 400a y 400b se reviste entonces sobre el conjunto de fotosensor 300. Una porción 400a del hidrogel 400a y 400b revestido se expone a través de una máscara 407.Referring to Figure 13, the hydrogel 400a and 400b is then coated on the photosensor assembly 300. A portion 400a of the coated hydrogel 400a and 400b is exposed through a mask 407.

Haciendo referencia a la figura 14, el hidrogel 400a y 400b revestido se desarrolla entonces para formar la almohadilla de hidrogel 400.Referring to Figure 14, the coated hydrogel 400a and 400b is then developed to form the hydrogel pad 400.

Haciendo referencia a la figura 15, la pared de división 320 y la cubierta 350 se forman entonces sobre el conjunto de fotosensor 300 sobre el que se forma la almohadilla de hidrogel 400.Referring to FIG. 15, partition wall 320 and cover 350 are then formed on the photosensor assembly 300 on which the hydrogel pad 400 is formed.

La figura 16 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según otra realización de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 16 es sustancialmente el mismo que el mostrado en las figuras 10 y 11 excepto por un banco, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a los elementos anteriores. Haciendo referencia a la figura 16, el módulo de PCR incluye un conjunto de fotosensor 300, una almohadilla de hidrogel 401, una pared de división 320, un banco 325 y una cubierta 350. Figure 16 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to another embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 16 is substantially the same as that shown in Figures 10 and 11 except for a bank, and therefore, any repetitive explanation regarding the above elements will be omitted. Referring to Figure 16, the PCR module includes a photosensor assembly 300, a hydrogel pad 401, a partition wall 320, a bench 325 and a cover 350.

El banco 325 está dispuesto en el conjunto de fotosensor 300 y forma una pluralidad de espacios separados en forma de matriz. El banco 325 puede incluir diversos materiales tales como material aislante inorgánico, resina fotosensible, plástico, silicio, metal, etc.The bank 325 is arranged in the photosensor assembly 300 and forms a plurality of separate spaces in the form of a matrix. Bank 325 may include various materials such as inorganic insulating material, photosensitive resin, plastic, silicon, metal, etc.

La almohadilla de hidrogel 401 está dispuesta en los espacios separados por los bancos 325 adyacentes entre sí en el conjunto de fotosensor 300. La almohadilla de hidrogel 401 puede incluir hidrogel.Hydrogel pad 401 is arranged in spaces separated by banks 325 adjacent to each other in photosensor assembly 300. Hydrogel pad 401 may include hydrogel.

La pared de división 320 se extiende desde los lados del conjunto de fotosensor 300 en el que se forma el banco 325 para formar el contenedor de reacción 340. La pared de división 320 puede incluir diversos materiales tales como silicio, plástico, goma, polímero, metal, cerámica, PDMS, material basado en carbono, etc.The partition wall 320 extends from the sides of the photosensor assembly 300 in which the bank 325 is formed to form the reaction container 340. The partition wall 320 can include various materials such as silicon, plastic, rubber, polymer, metal, ceramics, PDMS, carbon based material, etc.

Las figuras 17 a 22 son vistas en corte transversal que ilustran un método de fabricación del módulo de PCR mostrado en la figura 16.Figures 17 to 22 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the PCR module shown in Figure 16.

Haciendo referencia a la figura 17, primero se forma el conjunto de fotosensor 300.Referring to Figure 17, first the photosensor assembly 300 is formed.

Haciendo referencia a la figura 18, el banco 325 se forma entonces en el conjunto de fotosensor 300. En la realización de la presente invención, el banco 325 puede formarse por diversos métodos tales como procedimiento de fotolitografía, procedimiento de impresión, procedimiento de nanomecanizado, etc.Referring to Figure 18, the bank 325 is then formed in the photosensor assembly 300. In the embodiment of the present invention, the bank 325 can be formed by various methods such as photolithography process, printing procedure, nanomechanizing procedure, etc.

Haciendo referencia a la figura 19, se dejan caer las gotas de hidrogel 401a en los espacios formados por los bancos 325 adyacentes entre sí. En la realización de la presente invención, la gota de hidrogel 401' que se ha dejado caer puede no solidificarse y puede tener fluidez.Referring to Figure 19, drops of hydrogel 401a are dropped into the spaces formed by banks 325 adjacent to each other. In the embodiment of the present invention, the drop of hydrogel 401 'that has been dropped may not solidify and may have fluidity.

Haciendo referencia a las figuras 20 y 21, se irradia luz ultravioleta (UV) 490 en la gota de hidrogel 401' que se ha dejado caer para formar la almohadilla de hidrogel 401.Referring to Figures 20 and 21, ultraviolet (UV) light 490 is irradiated in the hydrogel drop 401 'that has been dropped to form the hydrogel pad 401.

Haciendo referencia a la figura 22, la pared de división 320 y la cubierta 350 están formadas sobre el conjunto de fotosensor 300 en el que se forma la almohadilla de hidrogel 401.Referring to Figure 22, the partition wall 320 and the cover 350 are formed on the photosensor assembly 300 in which the hydrogel pad 401 is formed.

La figura 23 es una vista en sección transversal que ilustra un método de inspección que usa un módulo de PCR según aún otra realización de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 23 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 16 excepto por una parte de inyección de muestra, una pared de división, un banco y una cubierta, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a los elementos anteriores.Figure 23 is a cross-sectional view illustrating an inspection method using a PCR module according to yet another embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 23 is substantially the same as that shown in Figure 16 except for a sample injection part, a partition wall, a bench and a cover, and therefore, any repetitive explanation regarding the previous elements

En la realización de la presente invención, una altura del banco 321 sobresale más que la de la almohadilla de hidrogel 400, de modo que la almohadilla de hidrogel 400 se recibe en un espacio separado por los bancos 321 adyacentes entre sí.In the embodiment of the present invention, a height of the bench 321 exceeds that of the hydrogel pad 400, so that the hydrogel pad 400 is received in a space separated by the banks 321 adjacent to each other.

La pared de división 322 sobresale desde los lados del conjunto de fotosensor 300, y tiene un lado abierto para conectarse a la parte de inyección de muestra 326.The partition wall 322 protrudes from the sides of the photosensor assembly 300, and has an open side to connect to the sample injection part 326.

La cubierta 352 está conectada a una superficie superior de la pared de división 322. En la realización de la presente invención, la altura de la pared de división 322 sobresale más que la del banco 321 para formar una trayectoria a través de la cual las muestras 52a, 52b, 52c y 52d y un agente de tamponamiento 54 entre una superficie inferior de la pared de división 322 y la superficie superior del banco 321.The cover 352 is connected to an upper surface of the partition wall 322. In the embodiment of the present invention, the height of the partition wall 322 exceeds that of the bank 321 to form a path through which the samples 52a, 52b, 52c and 52d and a buffering agent 54 between a lower surface of the partition wall 322 and the upper surface of the bank 321.

El agente de tamponamiento 54 incluye fluido que tiene baja reactividad con las muestras 52a, 52b, 52c y 52d. Por ejemplo, el agente de tamponamiento 54 puede incluir aceite, gel, agua pura, etc. El agente de tamponamiento 54 separa las muestras 52a, 52b, 52c y 52d, de modo que las muestras 52a, 52b, 52c y 52d adyacentes entre sí no se pueden mezclar.Buffering agent 54 includes fluid that has low reactivity with samples 52a, 52b, 52c and 52d. For example, buffering agent 54 may include oil, gel, pure water, etc. Buffering agent 54 separates samples 52a, 52b, 52c and 52d, so that samples 52a, 52b, 52c and 52d adjacent to each other cannot be mixed.

Un método de inyección de las muestras 52a, 52b, 52c y 52d en el módulo de PCR usando la parte de inyección de muestra 326 es tal como sigue.A method of injecting samples 52a, 52b, 52c and 52d into the PCR module using sample injection part 326 is as follows.

En primer lugar, las muestras 52a, 52b, 52c y 52d y el agente de tamponamiento 54 se disponen alternadamente en la parte de inyección de muestra 326.First, the samples 52a, 52b, 52c and 52d and the buffering agent 54 are alternately arranged in the sample injection part 326.

A continuación, cuando se aplica una presión a un lado de la parte de inyección de muestra 326, una primera muestra 52a dispuesta en la parte de inyección de muestra 326 se transporta en una dirección hacia la pared de división 322.Then, when a pressure is applied to one side of the sample injection part 326, a first sample 52a disposed in the sample injection part 326 is transported in a direction towards the partition wall 322.

A continuación, cuando se aplica de manera continua la presión a un lado de la parte de inyección de muestra 326, la primera muestra 52a en la parte de inyección de muestra 326 pasa a través de la pared de división 322. La primera muestra 52a que ha pasado a través de la pared de división 322 fluye hacia abajo por propio peso, y se deja caer en un espacio formado entre el banco 321 y la pared de división 322, cubriendo de ese modo la almohadilla de hidrogel 400.Then, when the pressure is continuously applied to one side of the sample injection part 326, the first sample 52a in the sample injection part 326 passes through the partition wall 322. The first sample 52a which has passed through the partition wall 322 flows downward by its own weight, and is dropped into a space formed between the bench 321 and the partition wall 322, thereby covering the hydrogel pad 400.

A continuación, cuando se aplica de manera continua la presión a un lado de la parte de inyección de muestra 326, el agente de tamponamiento dispuesto entre la primera y segunda muestra 52a y 52b llena el espacio entre el banco 321 y la pared de división 322.Then, when the pressure is continuously applied to one side of the sample injection part 326, the buffering agent disposed between the first and second sample 52a and 52b fills the space between the bank 321 and the partition wall 322.

A continuación, cuando de aplica de manera continua la presión a un lado de la parte de inyección de muestra 326, una segunda muestra 52b pasa secuencialmente a través de la pared de división 322, del espacio entre la pared de división 322 y el banco 321, y de un banco 321 adyacente a la pared de división 322.Then, when the pressure is applied continuously to one side of the sample injection part 326, a second sample 52b passes sequentially through the partition wall 322, the space between the partition wall 322 and the bank 321 , and of a bank 321 adjacent to partition wall 322.

A continuación, cuando se aplica de manera continua la presión a un lado de la parte de inyección de muestra 326, la segunda muestra 52b se deja caer en un espacio entre bancos 321 adyacentes, cubriendo de ese modo un segundo hidrogel 400.Then, when the pressure is continuously applied to one side of the sample injection part 326, the second sample 52b is dropped into a space between adjacent banks 321, thereby covering a second hydrogel 400.

En el mismo método, cuando se aplica de manera continua la presión a un lado de la parte de inyección de muestra 326, la segunda muestra 52b, el agente de tamponamiento 54, una tercera muestra 52c, un agente de tamponamiento 54 y una cuarta muestra 52d llenan secuencialmente los espacios formados por los bancos 321 adyacentes.In the same method, when the pressure is continuously applied to one side of the sample injection part 326, the second sample 52b, the buffering agent 54, a third sample 52c, a buffering agent 54 and a fourth sample 52d sequentially fill the spaces formed by adjacent banks 321.

Según la realización de la presente invención, las muestras 52a, 52b, 52c y 52d y el agente de tamponamiento 54 se disponen alternadamente en la parte de inyección de muestra 326, de modo que las muestras 52a, 52b, 52c y 52d pueden inyectarse secuencialmente en la pluralidad de almohadillas de hidrogel 400 por la sencilla operación de aplicar la presión a un lado de la parte de inyección de muestra 326.According to the embodiment of the present invention, samples 52a, 52b, 52c and 52d and buffering agent 54 are alternately arranged in sample injection part 326, so that samples 52a, 52b, 52c and 52d can be injected sequentially in the plurality of hydrogel pads 400 by the simple operation of applying the pressure to one side of the sample injection part 326.

La figura 24 es una vista de corte transversal ampliada que ilustra una almohadilla de hidrogel usada en un método de inspección que usa un módulo de PCR según una realización de la presente invención.Figure 24 is an enlarged cross-sectional view illustrating a hydrogel pad used in an inspection method using a PCR module according to an embodiment of the present invention.

Haciendo referencia a las figuras 10 y 24, el material genético 421 que va a inspeccionarse se deja caer en una almohadilla de hidrogel 400. El material genético 421 que se ha dejado caer se distribuye tridimensionalmente de manera uniforme en la almohadilla de hidrogel 400.Referring to Figures 10 and 24, the genetic material 421 to be inspected is dropped into a hydrogel pad 400. The genetic material 421 that has been dropped is distributed three-dimensionally evenly on the hydrogel pad 400.

La amplificación de genes 420 comienza en el material genético 421 con un cebador en cada almohadilla de hidrogel 400.Gene amplification 420 begins in genetic material 421 with a primer on each hydrogel pad 400.

En la realización de la presente invención, las cadenas de polímero 410 de la almohadilla de hidrogel 400 penetran de manera uniforme el material genético 421. La amplificación de genes 420 de los genes del material genético 421 penetrado en la almohadilla de hidrogel 400 comienza con el cebador. En la realización de la presente invención, una parte de control de temperatura ajusta la temperatura de la almohadilla de hidrogel 400 para la amplificación de genes 420.In the embodiment of the present invention, the polymer chains 410 of the hydrogel pad 400 uniformly penetrate the genetic material 421. Gene amplification 420 of the genes of the genetic material 421 penetrated into the hydrogel pad 400 begins with the primer. In the embodiment of the present invention, a temperature control part adjusts the temperature of the hydrogel pad 400 for gene amplification 420.

Cuando la luz generada a partir de una fuente de luz se irradia en un material fluorescente unido al gen amplificado, se emite un material fluorescente de una longitud de onda predeterminada desde el material fluorescente.When the light generated from a light source is irradiated in a fluorescent material attached to the amplified gene, a fluorescent material of a predetermined wavelength is emitted from the fluorescent material.

La matriz de fotosensor detecta luz fluorescente emitida desde el material fluorescente para inspeccionar la existencia de los genes.The photosensor matrix detects fluorescent light emitted from the fluorescent material to inspect the existence of genes.

La figura 25 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 25 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 23 excepto por hilos 311 y 317, uniones 311a y 371a, una fuente de luz 331, un patrón de bloqueo de luz 332, una parte de inyección de muestra 353 y un elemento de interfaz 390, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a los elementos anteriores.Figure 25 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 25 is substantially the same as that shown in Figure 23 except for wires 311 and 317, junctions 311a and 371a, a light source 331, a light blocking pattern 332, an injection part of it shows 353 and an interface element 390, and therefore, any repetitive explanation regarding the previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 25, el módulo de PCR incluye un conjunto de fotosensor 301, paredes de división 321 y 322, hilos 311 y 371, uniones 311a y 371a, un filtro óptico 315, una fuente de luz 331, un patrón de bloqueo de luz 332, una parte de inyección de muestra 353, una cubierta 350, una primera parte de control de temperatura 370 y un elemento de interfaz 390.Referring to Figure 25, the PCR module includes a set of photosensor 301, partition walls 321 and 322, wires 311 and 371, junctions 311a and 371a, an optical filter 315, a light source 331, a blocking pattern of light 332, a sample injection part 353, a cover 350, a first temperature control part 370 and an interface element 390.

El conjunto de fotosensor 301 incluye un fotosensor, un sensor de temperatura, un circuito de accionamiento, etc. En la realización de la presente invención, el conjunto de fotosensor 301 puede incluir una primera parte de control de temperatura.The photosensor assembly 301 includes a photosensor, a temperature sensor, a drive circuit, etc. In the embodiment of the present invention, the photosensor assembly 301 may include a first temperature control part.

Las paredes de división 321 y 322 sobresalen del conjunto de fotosensor 301 en una dirección vertical para formar un espacio de reacción 241. En la realización de la presente invención, las paredes de división 321 y 322 pueden incluir una pared de división 322 dispuesta en los lados del conjunto de fotosensor 301 y una pared de división 321 dispuesta en una porción central del conjunto de fotosensor 301. Por ejemplo, una altura de la pared de división 322 dispuesta en los lados del conjunto de fotosensor 301 puede ser mayor que la de la pared de división 321 dispuesta en la porción central del conjunto de fotosensor 301. Cuando la altura de la pared de división 322 dispuesta en los lados del conjunto de fotosensor 301 es mayor que la de la pared de división 321 dispuesta en la porción central del conjunto de fotosensor 301, una pluralidad de muestras puede inyectarse secuencialmente tal como se muestra en la figura 23.The partition walls 321 and 322 protrude from the photosensor assembly 301 in a vertical direction to form a reaction space 241. In the embodiment of the present invention, the partition walls 321 and 322 may include a partition wall 322 arranged in the sides of the photosensor assembly 301 and a partition wall 321 arranged in a central portion of the photosensor assembly 301. For example, a height of the partition wall 322 disposed on the sides of the photosensor assembly 301 may be greater than that of the partition wall 321 arranged in the central portion of the photosensor assembly 301. When the height of the partition wall 322 disposed on the sides of the photosensor assembly 301 is greater than that of the partition wall 321 arranged in the central portion of the assembly of photosensor 301, a plurality of samples can be injected sequentially as shown in Figure 23.

El filtro óptico 315 está dispuesto entre las paredes de división 321 y 322 y el conjunto de fotosensor 301 para eliminar el ruido y transmitir sólo luz fluorescente (o luz fosforescente) generada a partir de la muestra.The optical filter 315 is disposed between the partition walls 321 and 322 and the photosensor assembly 301 for eliminate noise and transmit only fluorescent light (or phosphorescent light) generated from the sample.

La fuente de luz 321 irradia la luz en la muestra dispuesta en el espacio de reacción 241. El material dispuesto en la muestra genera la luz fluorescente o la luz fosforescente usando la luz generada de la fuente de luz 321. La luz fluorescente o la luz fosforescente pasa a través del filtro óptico 315 que va a aplicarse al conjunto de fotosensor 301.The light source 321 radiates the light in the sample disposed in the reaction space 241. The material disposed in the sample generates the fluorescent light or the phosphorescent light using the light generated from the light source 321. The fluorescent light or the light phosphorescent passes through the optical filter 315 to be applied to the photosensor assembly 301.

En la realización de la presente invención, la fuente de luz 321 está dispuesta por debajo de la pared de división 321. Por ejemplo, el patrón de bloqueo de luz 332 está dispuesto por debajo de la fuente de luz 321, para evitar la aplicación directa de la luz generada de la fuente de luz 321 al filtro óptico 315.In the embodiment of the present invention, the light source 321 is disposed below the partition wall 321. For example, the light blocking pattern 332 is arranged below the light source 321, to avoid direct application of the light generated from the light source 321 to the optical filter 315.

Un lado del espacio de reacción 241 está abierto, de modo que la muestra se inyecta a través de la parte de inyección de muestra 353.One side of the reaction space 241 is open, so that the sample is injected through the sample injection part 353.

En la realización de la presente invención, la primera parte de control de temperatura 370 está formada por debajo del conjunto de fotosensor 301. En otra realización de la presente invención, la primera parte de control de temperatura 370 puede disponerse de manera diversa en una porción superior del conjunto de fotosensor 301, una porción superior de la cubierta 350, una superficie lateral de las paredes de división 321 y 322, etc.In the embodiment of the present invention, the first temperature control part 370 is formed below the photosensor assembly 301. In another embodiment of the present invention, the first temperature control part 370 can be arranged variously in one portion. upper of the photosensor assembly 301, an upper portion of the cover 350, a side surface of the partition walls 321 and 322, etc.

El elemento de interfaz 390 está dispuesto por debajo del conjunto de fotosensor 301 para controlar el conjunto de fotosensor 301, la fuente de luz 321, la primera parte de control de temperatura 370.The interface element 390 is arranged below the photosensor assembly 301 to control the photosensor assembly 301, the light source 321, the first temperature control part 370.

Los hilos 311 y 371 conectan eléctricamente el elemento de interfaz 380 al conjunto de fotosensor 301, la primera parte de control de temperatura 370, etc. Las uniones 311a y 371a están dispuestas en las porciones extremas de los hilos 311 y 371 para unir los hilos 311 y 371 al elemento de interfaz 380, al conjunto de fotosensor 301, etc. Por ejemplo, las uniones 311 y 371a pueden incluir soldaduras.The wires 311 and 371 electrically connect the interface element 380 to the photosensor assembly 301, the first temperature control part 370, etc. The unions 311a and 371a are arranged in the end portions of the wires 311 and 371 to join the wires 311 and 371 to the interface element 380, to the photosensor assembly 301, etc. For example, unions 311 and 371a may include welds.

La cubierta 350 define una porción superior del espacio de reacción 241, y puede incluir plástico, polidimetilsiloxano (PDMS), vidrio, silicio, material basado en carbono, diamante, metal, fibra de alto polímero, etc.The cover 350 defines an upper portion of the reaction space 241, and may include plastic, polydimethylsiloxane (PDMS), glass, silicon, carbon-based material, diamond, metal, high polymer fiber, etc.

La figura 26 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 26 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 25 excepto por un electrodo de vía a través de silicio (TSV) 312 y partes de conexión 312a y 372a, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a los elementos anteriores.Figure 26 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 26 is substantially the same as that shown in Figure 25 except for a silicon track electrode (TSV) 312 and connecting parts 312a and 372a, and therefore, any repetitive explanation will be omitted regarding the previous elements.

Haciendo referencia a la figura 26, el módulo de PCR incluye un conjunto de fotosensor 301, paredes de división 321 y 322, un electrodo de TSV 312, partes de conexión 312a y 372a, un filtro óptico 315, una fuente de luz 331, un patrón de bloqueo de luz 332, una parte de inyección de muestra 353, una cubierta 350, una primera parte de control de temperatura 370 y un elemento de interfaz 390.Referring to Figure 26, the PCR module includes a photosensor assembly 301, partition walls 321 and 322, a TSV electrode 312, connection parts 312a and 372a, an optical filter 315, a light source 331, a light blocking pattern 332, a sample injection part 353, a cover 350, a first temperature control part 370 and an interface element 390.

El electrodo de TSV 312 pasa a través del conjunto de fotosensor 301 para conectarse eléctricamente a un electrodo dispuesto en el conjunto de fotosensor 301.The TSV electrode 312 passes through the photosensor assembly 301 to electrically connect to an electrode disposed in the photosensor assembly 301.

El conjunto de fotosensor 301 está conectado eléctricamente al elemento de interfaz 390 usando el electrodo de TSV 312 y las partes de conexión 312a y 372a. Por ejemplo, el electrodo dispuesto en el conjunto de fotosensor 301 puede conectarse eléctricamente al elemento de interfaz 390 a través del electrodo de TSV 312 y la parte de conexión 312a. La primera parte de control de temperatura 370 puede conectarse eléctricamente al elemento de interfaz 390 a través de la parte de conexión 372a.The photosensor assembly 301 is electrically connected to the interface element 390 using the TSV electrode 312 and the connection parts 312a and 372a. For example, the electrode disposed in the photosensor assembly 301 can be electrically connected to the interface element 390 through the TSV electrode 312 and the connection part 312a. The first temperature control part 370 can be electrically connected to the interface element 390 through the connection part 372a.

En la realización de la presente invención, un método para combinar el elemento de interfaz 390 con el conjunto de fotosensor 301 es tal como sigue.In the embodiment of the present invention, a method of combining the interface element 390 with the photosensor assembly 301 is as follows.

En primer lugar, se prepara el conjunto de fotosensor 301 que incluye el electrodo dentro del mismo.First, the photosensor assembly 301 which includes the electrode within it is prepared.

A continuación, se forma un orificio de paso a partir de una porción inferior del conjunto de fotosensor 301 para exponer una porción del electrodo dispuesto dentro del conjunto de fotosensor 301.Next, a through hole is formed from a lower portion of the photosensor assembly 301 to expose a portion of the electrode disposed within the photosensor assembly 301.

A continuación, el material conductor se llena en el orificio de paso para formar el electrodo de TSV 312.Next, the conductive material is filled in the through hole to form the TSV 312 electrode.

A continuación, las partes de conexión 312a y 372a se forman por debajo del conjunto de fotosensor 301. Por ejemplo, las partes de conexión 312a y 372a pueden incluir una película conductora anisótropa, bolas y almohadillas, etc.Next, the connecting parts 312a and 372a are formed below the photosensor assembly 301. For example, the connecting parts 312a and 372a can include an anisotropic conductive film, balls and pads, etc.

A continuación, se combina el elemento de interfaz 390 a partir de la porción inferior del conjunto de fotosensor 301. Según la realización de la presente invención, pueden omitirse hilos o soldaduras adicionales configurados para combinar el conjunto de fotosensor 301 con el elemento de interfaz 390 para reducir los defectos y mejorar la resistencia contra un impacto externo. Next, the interface element 390 is combined from the lower portion of the photosensor assembly 301. According to the embodiment of the present invention, additional threads or welds configured to combine the photosensor assembly 301 with the interface element 390 may be omitted. to reduce defects and improve resistance against external impact.

La figura 27 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 27 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 25 excepto por una fuente de luz 331s y un patrón de bloqueo de luz, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a los elementos anteriores.Figure 27 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 27 is substantially the same as that shown in Figure 25 except for a light source 331s and a light blocking pattern, and therefore, any repetitive explanation regarding the above elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 27, las fuentes de luz 331s están dispuestas en los centros de las paredes de división 321 y 322 para proporcionar luz en el espacio de reacción 241. En la realización de la presente invención, puede omitirse el patrón de bloqueo de luz 332 (mostrado en la figura 25).Referring to Figure 27, the light sources 331s are arranged in the centers of the partition walls 321 and 322 to provide light in the reaction space 241. In the embodiment of the present invention, the blocking pattern of light 332 (shown in figure 25).

La figura 28 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 28 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 25 excepto por una fuente de luz 331t y un patrón de bloqueo de luz, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 28 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 28 is substantially the same as that shown in Figure 25 except for a light source 331t and a light blocking pattern, and therefore, any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 28, la fuente de luz 331t está dispuesta en una cubierta 350 para suministrar luz a un espacio de reacción 241. En la realización de la presente invención, puede omitirse el patrón de bloqueo de luz 332 (mostrado en la figura 25).Referring to Figure 28, the light source 331t is arranged in a cover 350 for supplying light to a reaction space 241. In the embodiment of the present invention, the light blocking pattern 332 (shown in Figure) can be omitted. 25).

La figura 29 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 29 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 25 excepto por una fuente de luz 331u, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 29 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 29 is substantially the same as that shown in Figure 25 except for a light source 331u, and therefore, any repetitive explanation with respect to previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 29, la fuente de luz 331u está dispuesta en un conjunto de fotosensor 301 para suministrar luz a un espacio de reacción 241. Por ejemplo, la fuente de luz 331u puede disponerse en una superficie superior de un filtro óptico 315.Referring to FIG. 29, the light source 331u is arranged in a photosensor assembly 301 to deliver light to a reaction space 241. For example, the light source 331u can be arranged on an upper surface of an optical filter 315.

El patrón de bloqueo de luz 32u está dispuesto por debajo de la fuente de luz 331u. Por ejemplo, el patrón de bloqueo de luz 332u puede disponerse entre una superficie inferior de la fuente de luz 331u y una superficie superior del filtro óptico 315.The light blocking pattern 32u is arranged below the light source 331u. For example, the light blocking pattern 332u may be disposed between a lower surface of the light source 331u and an upper surface of the optical filter 315.

La figura 30 es una vista en planta que ilustra un elemento termostático según una realización de la presente invención. La figura 31 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea T-T' de la figura 30. El módulo de PCR de las figuras 30 y 31 es sustancialmente el mismo que el mostrado en las figuras 1 a 29, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 30 is a plan view illustrating a thermostatic element according to an embodiment of the present invention. Figure 31 is a cross-sectional view taken along a line TT 'of Figure 30. The PCR module of Figures 30 and 31 is substantially the same as that shown in Figures 1 to 29, and therefore , any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a las figuras 30 y 31, el sistema lector incluye una pluralidad de elementos termostáticos 510, 520, 530 y 540 y una pluralidad de elementos aislantes de calor 505.Referring to Figures 30 and 31, the reader system includes a plurality of thermostatic elements 510, 520, 530 and 540 and a plurality of heat insulating elements 505.

Los elementos termostáticos 510, 520, 530 y 540 están alineados en línea recta y mantienen temperaturas que corresponden a etapas del ciclo de PCR. Por ejemplo, los elementos termostáticos 510, 520, 530 y 540 pueden alinearse de diversas formas tales como en forma de línea recta, en forma de retícula, en forma curvada, en forma circular, etc.The thermostatic elements 510, 520, 530 and 540 are aligned in a straight line and maintain temperatures corresponding to stages of the PCR cycle. For example, the thermostatic elements 510, 520, 530 and 540 can be aligned in various ways such as a straight line, a grid, a curved, a circular, etc.

En la realización de la presente invención, un primer elemento termostático 510 corresponde a una etapa de desnaturalización dentro del ciclo de PCR y mantiene una temperatura de desde aproximadamente 92°C hasta aproximadamente 95°C. Un segundo elemento termostático 520 corresponde a una etapa de extensión dentro del ciclo de PCR y mantiene una temperatura de desde aproximadamente 72°C hasta aproximadamente 75°C. Un tercer elemento termostático 530 corresponde a una etapa de hibridación dentro del ciclo de PCR y mantiene una temperatura de desde aproximadamente 52°C hasta aproximadamente 55°C. Un cuarto elemento termostático 540 corresponde a una etapa de enfriamiento e inspección dentro del ciclo de PCR y mantiene una temperatura de desde aproximadamente 10°C hasta aproximadamente 15°C.In the embodiment of the present invention, a first thermostatic element 510 corresponds to a denaturation step within the PCR cycle and maintains a temperature of from about 92 ° C to about 95 ° C. A second thermostatic element 520 corresponds to an extension stage within the PCR cycle and maintains a temperature of from about 72 ° C to about 75 ° C. A third thermostatic element 530 corresponds to a hybridization stage within the PCR cycle and maintains a temperature of from about 52 ° C to about 55 ° C. A fourth thermostatic element 540 corresponds to a cooling and inspection stage within the PCR cycle and maintains a temperature of from about 10 ° C to about 15 ° C.

Los elementos aislantes 505 están dispuestos entre los elementos termostáticos 510, 520, 530 y 540 adyacentes para evitar el intercambio de calor entre los elementos termostáticos 510, 520, 530 y 540 adyacentes.The insulating elements 505 are arranged between the adjacent thermostatic elements 510, 520, 530 and 540 to avoid heat exchange between the adjacent thermostatic elements 510, 520, 530 and 540.

En la realización de la presente invención, cada uno de los elementos termostáticos 510 incluye una pluralidad de partes termostáticas 512 y 514. Por ejemplo, el primer elemento termostático 510 incluye una primera parte termostática 512 dispuesta por debajo del módulo de PCR 200 y una segunda parte termostática 514 dispuesta en el módulo de PCR 200.In the embodiment of the present invention, each of the thermostatic elements 510 includes a plurality of thermostatic parts 512 and 514. For example, the first thermostatic element 510 includes a first thermostatic part 512 disposed below the PCR module 200 and a second thermostatic part 514 arranged in the PCR module 200.

El módulo de PCR 200 está rodeado por una primera parte conductora de calor 502 y una segunda parte conductora de calor 504 para intercambiar calor con cada uno de los elementos termostáticos 510, 520, 530 y 540. Por ejemplo, una porción inferior del módulo de PCR 200 puede estar rodeada por la primera parte conductora de calor 502, y una porción superior del módulo de PCR 200 puede estar rodeada por la segunda parte conductora de calor 504. El módulo de PCR 200 rodeado por la primera y segunda parte conductora de calor 502 y 504 se transporta entre los elementos termostáticos 510, 520, 530 y 540 correspondientes a las etapas del ciclo de PCR, realizando de este modo el ciclo de PCR.The PCR module 200 is surrounded by a first heat conducting part 502 and a second heat conducting part 504 for exchanging heat with each of the thermostatic elements 510, 520, 530 and 540. For example, a lower portion of the module PCR 200 may be surrounded by the first heat conducting part 502, and an upper portion of the PCR module 200 may be surrounded by the second heat conducting part 504. The PCR module 200 surrounded by the first and second heat conducting part 502 and 504 are transported between the thermostatic elements 510, 520, 530 and 540 corresponding to the stages of the PCR cycle, performing this PCR cycle mode.

Por ejemplo, una placa de circuito flexible 395 está dispuesta en un espacio entre la primera parte conductora de calor 502 y la segunda parte conductora de calor 504, de modo que puede transmitirse una señal de accionamiento, una señal de fotodetección, una señal de temperatura, etc., del módulo de PCR 200 a través de la placa de circuito flexible 395.For example, a flexible circuit board 395 is arranged in a space between the first heat conducting part 502 and the second heat conducting part 504, so that an actuating signal, a photodetection signal, a temperature signal can be transmitted , etc., of the PCR module 200 through the flexible circuit board 395.

En la realización de la presente invención, se usan los elementos termostáticos 510, 520, 530 y 540 configurados para mantener temperaturas diferentes, pero lo anterior es un ejemplo y pueden usarse diversos métodos. En otra realización de la presente invención, en lugar de los elementos termostáticos, un método de enfriamiento de aire usando un ventilador, un compresor de aire, etc., un método de enfriamiento o calentamiento por fluido tal como agua, aceita, etc., un método de enfriamiento por rociado de líquido volátil tal como agua, alcohol, etc., o un método que usa un elemento termoeléctrico tal como Peltier, etc.In the embodiment of the present invention, thermostatic elements 510, 520, 530 and 540 configured to maintain different temperatures are used, but the above is an example and various methods can be used. In another embodiment of the present invention, instead of the thermostatic elements, a method of air cooling using a fan, an air compressor, etc., a method of cooling or heating by fluid such as water, oil, etc., a method of volatile liquid spray cooling such as water, alcohol, etc., or a method using a thermoelectric element such as Peltier, etc.

La figura 32 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 32 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 25 excepto por un primer conductor de calor 502a, un segundo conductor de calor 504a y un conductor de calor interno 503a, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 32 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 32 is substantially the same as that shown in Figure 25 except for a first heat conductor 502a, a second heat conductor 504a and an internal heat conductor 503a, and therefore, any explanation will be omitted. repetitive with respect to previous elements.

Haciendo referencia a la figura 32, el módulo de PCR incluye además el primer conductor de calor 502a, el segundo conductor de calor 504a y el conductor de calor interno 503a. El primer conductor de calor 502a, el segundo conductor de calor 504a y el conductor de calor interno 503a pueden suministrar calor al módulo de PCR o disipar calor hacia el exterior, controlando de ese modo la temperatura del módulo de PCR.Referring to Figure 32, the PCR module further includes the first heat conductor 502a, the second heat conductor 504a and the internal heat conductor 503a. The first heat conductor 502a, the second heat conductor 504a and the internal heat conductor 503a can supply heat to the PCR module or dissipate heat to the outside, thereby controlling the temperature of the PCR module.

En la realización de la presente invención, el primer conductor de calor 502a está dispuesto en una cubierta 350 para controlar una temperatura superior del módulo de PCR. El segundo conductor de calor 504a está dispuesto por debajo de un conjunto de fotosensor 301 para controlar una temperatura inferior del módulo de PCR. El conductor de calor interno 503a está dispuesto en una superficie externa de una pared de división 322 para controlar una temperatura de una porción central del módulo de PCR.In the embodiment of the present invention, the first heat conductor 502a is arranged in a cover 350 to control a higher temperature of the PCR module. The second heat conductor 504a is arranged below a photosensor assembly 301 to control a lower temperature of the PCR module. The internal heat conductor 503a is disposed on an external surface of a partition wall 322 to control a temperature of a central portion of the PCR module.

En otra realización de la presente invención, el módulo de PCR puede incluir sólo uno o dos de entre el primer conductor de calor 502a, el segundo conductor de calor 504a y el conductor de calor interno 503a.In another embodiment of the present invention, the PCR module may include only one or two of the first heat conductor 502a, the second heat conductor 504a and the internal heat conductor 503a.

La figura 33 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 33 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 32 excepto por un conductor de calor interno 503b, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 33 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 33 is substantially the same as that shown in Figure 32 except for an internal heat conductor 503b, and therefore, any repetitive explanation with respect to previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 33, una porción del conductor de calor interno 503b está dispuesta en el espacio de reacción 241, y una porción restante del conductor de calor interno 503b sobresale hacia el exterior del espacio de reacción 241. Por ejemplo, una porción del conductor de calor interno 503b está dispuesta en una superficie interna de una pared de división 322, y una porción restante del conductor de calor interno 503b pasa a través de la pared de división 322 y sobresale hacia el exterior del espacio de reacción 241.Referring to Figure 33, a portion of the internal heat conductor 503b is disposed in the reaction space 241, and a remaining portion of the internal heat conductor 503b protrudes outward from the reaction space 241. For example, a portion of the Internal heat conductor 503b is disposed on an internal surface of a partition wall 322, and a remaining portion of the internal heat conductor 503b passes through the partition wall 322 and protrudes outward from the reaction space 241.

El conductor de calor interno 503b puede incluir metal, diamante, óxido de metal, etc. Por ejemplo, el conductor de calor interno 503b puede incluir revestimiento de metal, óxido de metal transparente tal como óxido de indio y estaño (ITO), etc.The internal heat conductor 503b may include metal, diamond, metal oxide, etc. For example, the internal heat conductor 503b may include metal coating, transparent metal oxide such as indium tin oxide (ITO), etc.

En otra realización de la presente invención, el conductor de calor interno 503b puede disponerse en la pared de división 321 dispuesta en el espacio de reacción 241.In another embodiment of the present invention, the internal heat conductor 503b can be disposed in the partition wall 321 arranged in the reaction space 241.

La figura 34 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 34 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 32 excepto por un fluido conductor de calor 506, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 34 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 34 is substantially the same as that shown in Figure 32 except for a heat conducting fluid 506, and therefore, any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 34, el fluido conductor de calor 506 está dispuesto en una superficie externa de la pared de división 322. El fluido conductor de calor 506 enfría o calienta el exterior de la pared de división 322 para controlar la temperatura de un espacio de reacción 241. Por ejemplo, el fluido conductor de calor 506 puede hacerse circular mediante una bomba (no mostrada).Referring to Figure 34, the heat conducting fluid 506 is disposed on an external surface of the partition wall 322. The heat conducting fluid 506 cools or heats the exterior of the partition wall 322 to control the temperature of a space reaction 241. For example, the heat conducting fluid 506 can be circulated by a pump (not shown).

La figura 35 es una vista en sección transversal que ilustra un módulo de PCR según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 35 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 32 excepto por un conductor de calor interno 503b y una parte de calentamiento 375, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 35 is a cross-sectional view illustrating a PCR module according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 35 is substantially the same as that shown in Figure 32 except for an internal heat conductor 503b and a heating part 375, and therefore, any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 35, el conductor de calor interno 503b está dispuesto en una porción central del módulo de PCR y sobresale hacia el exterior de un espacio de reacción 241. Un primer conductor de calor 502a, un segundo conductor de calor 504a y el conductor de calor interno 503b disipan calor del módulo de PCR hacia el exterior, disminuyendo de ese modo la temperatura del espacio de reacción 241.Referring to Figure 35, the internal heat conductor 503b is disposed in a central portion of the PCR module and protrudes outward from a reaction space 241. A first heat conductor 502a, a Second heat conductor 504a and internal heat conductor 503b dissipate heat from the PCR module to the outside, thereby decreasing the temperature of the reaction space 241.

La parte de calentamiento 375 está dispuesta en el espacio de reacción 241 para aumentar la temperatura del espacio de reacción 241. En otra realización de la presente invención, la parte de calentamiento 375 puede disponerse en una superficie superior de una cubierta 350, una superficie inferior de un conjunto de fotosensor 301, etc.The heating part 375 is arranged in the reaction space 241 to increase the temperature of the reaction space 241. In another embodiment of the present invention, the heating part 375 can be arranged on an upper surface of a cover 350, a lower surface of a set of photosensor 301, etc.

Según la realización de la presente invención, el módulo de PCR incluye los conductores de calor 502a, 503b y 504a y la parte de calentamiento 375 para controlar fácilmente la temperatura del espacio de reacción 241.According to the embodiment of the present invention, the PCR module includes heat conductors 502a, 503b and 504a and heating part 375 to easily control the temperature of reaction space 241.

La figura 36 es una vista en planta que ilustra un fotosensor según una realización de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 36 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 25 excepto por un fotosensor, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 36 is a plan view illustrating a photosensor according to an embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 36 is substantially the same as that shown in Figure 25 except for a photosensor, and therefore, any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 36, el fotosensor incluye una unidad de fotosensor 307 y un electrodo de salida 307a. En la realización de la presente invención, el electrodo de salida 307a corresponde a la unidad de fotosensor 307, de modo que una señal de fotodetección generada de la unidad de fotosensor 307 se emite a través del electrodo de salida 307a.Referring to Figure 36, the photosensor includes a photosensor unit 307 and an output electrode 307a. In the embodiment of the present invention, the output electrode 307a corresponds to the photosensor unit 307, so that a photodetection signal generated from the photosensor unit 307 is emitted through the output electrode 307a.

La figura 37 es una vista en planta que ilustra un fotosensor según otra realización de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 37 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 36 excepto por un fotosensor, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 37 is a plan view illustrating a photosensor according to another embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 37 is substantially the same as that shown in Figure 36 except for a photosensor, and therefore, any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 37, el fotosensor incluye dos unidades de fotosensor 307 y un electrodo de salida 307a. En la realización de la presente invención, el electrodo de salida 307a corresponde a las dos unidades de fotosensor 307, de modo que las señales de fotodetección generadas de las dos unidades de fotosensor 307 se suman y emiten a través del electrodo de salida 307a.Referring to Figure 37, the photosensor includes two photosensor units 307 and an output electrode 307a. In the embodiment of the present invention, the output electrode 307a corresponds to the two photosensor units 307, so that the photodetection signals generated from the two photosensor units 307 are added and emitted through the output electrode 307a.

Por tanto, la sensibilidad de detección con respecto a la misma cantidad de luz irradiada en el fotosensor mostrado en la figura 36 se aumenta dos veces.Therefore, the detection sensitivity with respect to the same amount of light radiated in the photosensor shown in Figure 36 is increased twice.

La figura 38 es una vista en planta que ilustra un fotosensor según aún otra realización de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 38 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 36 excepto por un fotosensor, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 38 is a plan view illustrating a photosensor according to yet another embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 38 is substantially the same as that shown in Figure 36 except for a photosensor, and therefore, any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 38, el fotosensor incluye cuatro unidades de fotosensor 307 y un electrodo de salida 307a. En la realización de la presente invención, el electrodo de salida 307a corresponde a las cuatro unidades de fotosensor 307, de modo que las señales de fotodetección generadas de las cuatro unidades de fotosensor 307 se suman y emiten a través del electrodo de salida 307a.Referring to Figure 38, the photosensor includes four photosensor units 307 and an output electrode 307a. In the embodiment of the present invention, the output electrode 307a corresponds to the four photosensor units 307, so that the photodetection signals generated from the four photosensor units 307 are added and emitted through the output electrode 307a.

Por tanto, la sensibilidad de detección con respecto a la misma cantidad de luz irradiada en el fotosensor mostrado en la figura 36 se aumenta cuatro veces.Therefore, the detection sensitivity with respect to the same amount of light radiated in the photosensor shown in Figure 36 is increased fourfold.

La figura 39 es una vista en planta que ilustra un fotosensor según aún otra realización adicional de la presente invención. El módulo de PCR de la figura 39 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 36 excepto por un fotosensor, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 39 is a plan view illustrating a photosensor according to yet another additional embodiment of the present invention. The PCR module of Figure 39 is substantially the same as that shown in Figure 36 except for a photosensor, and therefore, any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a la figura 39, el fotosensor incluye ocho unidades de fotosensor 307, dos electrodos de salida 307a y 307b y una línea de conexión 307c. En la realización de la presente invención, una señal de salida global corresponde a las ocho unidades de fotosensor 307 a través de una línea de conexión 307c y los dos electrodos de salida 307a y 307b, de modo que las señales de fotodetección generadas de las ocho unidades de fotosensor 307 se suman y emiten como una señal de salida.Referring to Figure 39, the photosensor includes eight photosensor units 307, two output electrodes 307a and 307b and a connection line 307c. In the embodiment of the present invention, a global output signal corresponds to the eight photosensor units 307 through a connection line 307c and the two output electrodes 307a and 307b, so that the photodetection signals generated from the eight 307 photosensor units are added and emitted as an output signal.

Por tanto, la sensibilidad de detección con respecto a la misma cantidad de luz irradiada en el fotosensor mostrado en la figura 36 se aumenta ocho veces.Therefore, the detection sensitivity with respect to the same amount of light radiated in the photosensor shown in Figure 36 is increased eightfold.

La figura 40 es una vista en planta que ilustra una matriz de fotosensor fabricada combinando las figuras 36 a 39. La figura 41 es un gráfico que ilustra señales de salida de la matriz de fotosensor mostrada en la figura 40.Figure 40 is a plan view illustrating a photosensor array manufactured by combining Figures 36 to 39. Figure 41 is a graph illustrating output signals from the photosensor array shown in Figure 40.

Haciendo referencia a las figuras 40 y 41, la matriz de fotosensor incluye dos primeros fotosensores 307_1, un segundo fotosensor 307_2, un tercer fotosensor 307_4 y un cuarto fotosensor 307_8.Referring to Figures 40 and 41, the photosensor matrix includes two first photosensors 307_1, a second photosensor 307_2, a third photosensor 307_4 and a fourth photosensor 307_8.

En la realización de la presente invención, los primeros fotosensores 307_1, el segundo fotosensor 307_2, el tercer fotosensor 307_3 y el cuarto fotosensor 307_4 son sustancialmente los mismos que los mostrados en las figuras 36 a 39, respectivamente.In the embodiment of the present invention, the first photosensors 307_1, the second photosensor 307_2, the third photosensor 307_3 and the fourth photosensor 307_4 are substantially the same as those shown in Figures 36 to 39, respectively.

Aunque se irradia la misma luz, las señales emitidas de los primeros al cuarto fotosensor 307_1, 307_2, 307_4 y 307_8 son señales de salida diferentes que tienen cantidades diferentes. A medida que aumenta el número de unidades de fotosensor incluidas en un fotosensor 307_1, 307_2, 307_4 o 307_8, aumenta la sensibilidad del fotosensor 307_1, 307_2, 307_4 o 307_8.Although the same light is radiated, the signals emitted from the first to the fourth photosensor 307_1, 307_2, 307_4 and 307_8 are different output signals that have different amounts. As the number of photosensor units included in a photosensor 307_1, 307_2, 307_4 or 307_8, increases the sensitivity of the photosensor 307_1, 307_2, 307_4 or 307_8.

Sin embargo, cuando la sensibilidad del fotosensor aumenta demasiado, la capacidad de detección del fotosensor puede saturarse fácilmente.However, when the sensitivity of the photosensor increases too much, the detection capacity of the photosensor can be easily saturated.

Como se describe en la realización de la presente invención, la matriz de fotosensor incluye la pluralidad de fotosensores 307_1, 307_2, 307_4 y 307_8 que tienen diferentes números de unidades de fotosensor, de modo que la capacidad de detección se optimiza basándose en la intensidad de la luz incidente. Además, la precisión de la matriz de fotosensor se mejora mediante las señales de salida emitidas de la pluralidad de fotosensores 307_1, 307_2, 307_4 y 307_8.As described in the embodiment of the present invention, the photosensor matrix includes the plurality of photosensors 307_1, 307_2, 307_4 and 307_8 that have different numbers of photosensor units, so that the detection capacity is optimized based on the intensity of The incident light. In addition, the accuracy of the photosensor matrix is improved by the output signals emitted from the plurality of photosensors 307_1, 307_2, 307_4 and 307_8.

La figura 42 es una vista en sección transversal que ilustra un conjunto de fotosensor según una realización de la presente invención. El conjunto de fotosensor de la figura 42 es sustancialmente el mismo que el mostrado en las figuras 10 a 40 excepto por un circuito de accionamiento de fuente de luz, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 42 is a cross-sectional view illustrating a photosensor assembly according to an embodiment of the present invention. The photosensor assembly of Figure 42 is substantially the same as that shown in Figures 10 to 40 except for a light source drive circuit, and therefore, any repetitive explanation regarding previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a las figuras 10 y 42, el conjunto de fotosensor incluye una matriz de fotosensor 310, un filtro fluorescente 313, una primera parte de control de temperatura 370, un sensor de temperatura 360 y un circuito de accionamiento de fuente de luz 335.Referring to Figures 10 and 42, the photosensor assembly includes a photosensor array 310, a fluorescent filter 313, a first temperature control part 370, a temperature sensor 360 and a light source drive circuit 335.

El circuito de accionamiento de fuente de luz 335 aplica una energía de accionamiento a una fuente de luz 331 (mostrada en la figura 35) basándose en el control de un sistema lector 100 o un elemento de interfaz 390 (mostrado en la figura 25).The light source drive circuit 335 applies a drive power to a light source 331 (shown in Figure 35) based on the control of a reader system 100 or an interface element 390 (shown in Figure 25).

La figura 43 es una vista en sección transversal que ilustra un conjunto de fotosensor según otra realización de la presente invención. El conjunto de fotosensor de la figura 43 es sustancialmente el mismo que el mostrado en la figura 42 excepto por una parte de circuito de accionamiento, y por tanto, se omitirá cualquier explicación repetitiva respecto a elementos anteriores.Figure 43 is a cross-sectional view illustrating a photosensor assembly according to another embodiment of the present invention. The photosensor assembly of Figure 43 is substantially the same as that shown in Figure 42 except for a drive circuit part, and therefore, any repetitive explanation with respect to previous elements will be omitted.

Haciendo referencia a las figuras 10 y 43, el conjunto de fotosensor incluye una matriz de fotosensor 310, un filtro fluorescente 313, una primera parte de control de temperatura 370, un sensor de temperatura 360 y una parte de circuito de accionamiento 337.Referring to Figures 10 and 43, the photosensor assembly includes a photosensor array 310, a fluorescent filter 313, a first temperature control part 370, a temperature sensor 360 and an actuation circuit part 337.

La parte de circuito de accionamiento 337 aplica una energía de accionamiento a una fuente de luz 331 (mostrada en la figura 35) o controla una señal introducida en/emitida del conjunto de fotosensor basándose en el control de un sistema lector 100 o un elemento de interfaz 390 (mostrado en la figura 25).The drive circuit part 337 applies a drive energy to a light source 331 (shown in Figure 35) or controls a signal input into / emitted from the photosensor assembly based on the control of a reader system 100 or an element of interface 390 (shown in Figure 25).

Según la presente invención, la parte óptica está incorporada en el módulo de PCR, y el módulo de PCR está fabricado en forma de módulo extraíble. Por tanto, se reduce en gran medida el tamaño del sistema lector. Además, se reduce en gran medida el tamaño del módulo de PCR y el sistema lector, y se reduce el coste de fabricación. Además, aunque se mueva el sistema lector, no se requiere reorganización, calibración, etc. Por tanto, se mejora en gran medida la movilidad, de modo que es posible la inspección de cabecera. En particular, en un caso de emergencia tal como una epidemia, identificación en desastres, etc., el sistema de PCR puede introducirse rápidamente, de modo que puede reducirse el daño.According to the present invention, the optical part is incorporated in the PCR module, and the PCR module is manufactured in the form of a removable module. Therefore, the size of the reader system is greatly reduced. In addition, the size of the PCR module and the reader system is greatly reduced, and the manufacturing cost is reduced. In addition, even if the reader system moves, no reorganization, calibration, etc. is required. Therefore, mobility is greatly improved, so that header inspection is possible. In particular, in an emergency case such as an epidemic, identification in disasters, etc., the PCR system can be introduced quickly, so that damage can be reduced.

Además, el reactivo puede estar incorporado en el módulo de PCR, de modo que puede omitirse el procedimiento adicional para ajustar el reactivo. Por tanto, se reduce en gran medida la contaminación, y puede omitirse un procedimiento adicional para preparar la inspección.In addition, the reagent may be incorporated into the PCR module, so that the additional procedure for adjusting the reagent can be omitted. Therefore, contamination is greatly reduced, and an additional procedure for preparing the inspection can be omitted.

Además, en un método de matriz convencional, debido a que el material genético se dispone sólo en una superficie de una almohadilla, la velocidad de amplificación de genes es muy lenta. Sin embargo, la almohadilla de hidrogel tiene la estructura 3D de las cadenas de polímero, de modo que la amplificación de genes se realiza en la almohadilla de hidrogel así como en la superficie de la almohadilla de hidrogel. Por tanto, la velocidad de amplificación de genes es muy rápida. Por tanto, la matriz puede estar formada por las almohadillas de hidrogel, de modo que la amplificación de genes puede realizarse en tiempo real en diversas posiciones. Además, la luz fluorescente se genera sólo de la almohadilla de hidrogel, de modo que se aumenta la cantidad de luz para aumentar la intensidad de la señal, llevando a cabo, por tanto, una prueba más sensible.In addition, in a conventional matrix method, because the genetic material is disposed only on a surface of a pad, the rate of gene amplification is very slow. However, the hydrogel pad has the 3D structure of the polymer chains, so that gene amplification is performed on the hydrogel pad as well as on the surface of the hydrogel pad. Therefore, the rate of gene amplification is very fast. Therefore, the matrix can be formed by hydrogel pads, so that gene amplification can be performed in real time in various positions. In addition, the fluorescent light is generated only from the hydrogel pad, so that the amount of light is increased to increase the intensity of the signal, thus carrying out a more sensitive test.

La presente invención tiene una aplicabilidad industrial tal como investigación de amplificación e inspección de material genético, evitando desastres, fines médicos, ganado, cuidado médico veterinario, etc. Las anteriores son realizaciones ilustrativas a modo de ejemplo y no ha de interpretarse como limitativas de las mismas. Aunque se han descrito algunas realizaciones a modo de ejemplo, los expertos en la técnica apreciarán fácilmente que muchas modificaciones son posibles en las realizaciones a modo de ejemplo sin apartarse materialmente de las enseñanzas novedosas y ventajas del presente concepto inventivo. Por consiguiente, se pretende que todas las modificaciones se incluyan dentro del alcance del presente concepto inventivo tal como se define en las reivindicaciones. Por tanto, se ha de entender que las anteriores son diversas realizaciones ilustrativas a modo de ejemplo y no ha de interpretarse como limitadas a las realizaciones específicas a modo de ejemplo dadas a conocer, y que se pretende que las modificaciones a las realizaciones a modo de ejemplo dadas a conocer, así como otras realizaciones a modo de ejemplo, se incluyan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. The present invention has an industrial applicability such as amplification research and inspection of genetic material, avoiding disasters, medical purposes, livestock, veterinary medical care, etc. The above are illustrative embodiments by way of example and should not be construed as limiting them. Although some exemplary embodiments have been described, those skilled in the art will readily appreciate that many modifications are possible in exemplary embodiments without materially departing from the novel teachings and advantages of the present inventive concept. Accordingly, it is intended that all modifications be included within the scope of the present inventive concept as defined in the claims. Therefore, it should be understood that the foregoing are various illustrative embodiments by way of example and should not be construed as limited to the specific exemplary embodiments disclosed, and that the modifications to the embodiments by way of Examples disclosed, as well as other exemplary embodiments, are included within the scope of the appended claims.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Polymerase chain reaction (PCR) module removable from a reader system (100) that includes a central processing unit (CPU) (110), a memory (120) and an interface (130), the CPU being configured ( 110) to receive a photodetection signal to calculate the amount of gene amplification in real time and to generate a temperature control signal based on a temperature signal and temperature control information, the memory being connected (120) to the CPU (110) and configured to store the amount of gene amplification and temperature control information, the interface (130) being connected to the CPU (110) and configured to transmit the amount of gene amplification received from the CPU (110) in real time to the outside or to apply an external input signal to the CPU (110), comprising the PCR module (200):

a photosensor set (300) that includes:

a plurality of photosensors arranged in matrix form and configured to detect emission light generated from a sample and to generate the photodetection signal; Y

a temperature sensor (360) configured to detect the temperature and to emit the temperature signal;

a partition wall (320) projecting from the photosensor assembly (300) and configured to define a reaction space in which the sample is received; Y

a control interface (210) electrically connected to the photosensor assembly (300) and configured to transmit the photodetection signal and the temperature signal to the reader system (100),

characterized in that each of the plurality of photosensors has a different detection capability even if the same emission light is irradiated, and

because each of the plurality of photosensors has an output signal that has a different intensity.

2. PCR module according to claim 1, further comprising:

a light source (321) configured to supply light to the reaction space;

an optical filter (315) disposed in the photosensor assembly (300) and configured to transmit the emission light; Y

a cover (350) defining an upper portion of the reaction space and including opaque material.

3. The PCR module according to claim 1, wherein the reader system (100) further comprises a light source (230) configured to deliver light to the reaction space, and the PCR module (200) further comprises a cover ( 350) configured to define an upper portion of the reaction space and that includes transparent material.

4. The PCR module according to claim 1, wherein the reader system (100) further comprises a temperature control module configured to receive the temperature control signal and to adjust the temperature of the reaction space.

5. The PCR module according to claim 1, further comprising a temperature control part configured to receive the temperature control signal and to adjust the temperature of the reaction space, and in which the control interface is configured to receive the temperature control signal and to apply the received temperature control signal to the temperature control part.

6. The PCR module according to claim 5, wherein the reader system (100) further comprises:

a heat conductor (154) surrounding the PCR module (200); Y

a thermostatic element (510, 520, 530 and 540) configured to maintain a constant temperature and to exchange heat with the heat conductor (154).

7. The PCR module according to claim 5, the PCR module (200) further comprising a heat conductor (502a) configured to receive the temperature control signal and to transmit heat in the reaction space to the outside.

8. The PCR module according to claim 5, wherein the PCR module (200) further comprises a heating part configured to receive the temperature control signal and to increase the temperature of the reaction space.

9. The PCR module according to claim 1, wherein a photosensor output electrode is connected to a plurality of photosensor units.

10. The PCR module of claim 9, wherein the photosensor assembly (300) further comprises a photosensor array that includes a plurality of photosensors (307_1, 307_2, 307_4 and 307_8) having different numbers of photosensor units.

11. The PCR module according to claim 1, wherein the reader system (100) is removably combined with a plurality of PCR modules (200).

12. The PCR module according to claim 1, further comprising a three-dimensional organic pad (3D) disposed in the photosensor assembly (300), including the 3D organic pad:

a hydrophilic material that does not melt or dissolve but is crosslinked by high polymer chains or polymer chains to form a 3D structure when mixed with water; Y

a primer that is a small DNA attached to an area adjacent to the nucleotide sequence of genes to be amplified, and that is a starting DNA when the polymerase amplifies DNA.

13. The PCR module according to claim 12, wherein the 3D organic pad comprises a hydrogel pad or a spin on glass pad (SOG).

14. The PCR module according to claim 1, wherein the photosensor assembly (300) is electrically connected to the control interface through wire bonding.

15. The PCR module according to claim 1, wherein the photosensor assembly (300) is electrically connected to the control interface via a silicon pathway (TSV).

16. PCR system comprising:

a reader system (100) that includes:

a central processing unit (CPU) (110) configured to receive a photodetection signal to calculate the amount of gene amplification in real time and to generate a temperature control signal based on a temperature signal and control information Of temperature; a memory (120) that is connected to the CPU (110) and configured to store the amount of gene amplification and temperature control information; Y

an interface (130) that is connected to the CPU (110) and configured to transmit the amount of gene amplification received from the CPU (110) in real time to the outside or to apply an external input signal to the CPU (110 ); Y

a PCR module (200) combined removably with the reader system (100) and that includes:

a photosensor assembly (300) that includes a plurality of photosensors arranged in matrix form and configured to detect emission light generated from a sample and to generate the photodetection signal, and a temperature sensor (360) configured to detect the temperature and to emit the temperature signal;

a control interface electrically connected to the photosensor assembly (300) and configured to transmit the photodetection signal and the temperature signal to the reader system (100),

17. The PCR system of claim 16, wherein the reader system (100) further comprises a second temperature control module that lowers the temperature of the PCR module (200) using the temperature control signal, and the module PCR (200) further comprises a first temperature control part that increases the temperature of the PCR module (200) using the temperature control signal.

18. Inspection method using a PCR system, including the PCR system:

a reader system (100) that includes:

a photosensor assembly (300) that includes a plurality of photosensors arranged in matrix form and configured to detect emission light generated from a sample to generate the photodetection signal, and a temperature sensor (360) configured to detect the temperature and to emit the temperature signal;

a control interface electrically connected to the photosensor assembly (300) and configured to transmit the photodetection signal and the temperature signal to the reader system (100), the inspection method using the PCR system comprising:

entering sample information from a user terminal (1200) to a central processing server (1000);

match the sample information with reagent information through the central processing server (1000);

manufacture a PCR module (200) that includes a reagent that has matched the reagent information; and inject the sample into the PCR module (200) to mount the PCR module (200) into the reader system (100) to inspect the sample,

Method according to claim 18, wherein matching the sample information and reagent information comprises seeking reagent information stored previously to determine the existence of the reagent that has matched the sample information.

Method according to claim 18, further comprising:

when the reagent that has matched the sample information does not exist among the reagent information stored previously, the reagent information is transmitted to terminals of a plurality of reagent developers; Y

Select a reagent developer through information provided in response from the reagent developer terminal to develop the reagent.