KR100408167B1 - 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 시료가 건조되는 것을 방지하여 실험 결과의 신뢰성을 확보할 수 있고, 실험의 효율성을 높이기 위하여 한번에 다수개의 유리 슬라이드를 하이브리다이제이션할 수 있는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버를 제공하는데 있다.

이에 본 발명은 슬라이딩 워싱랙은 평행하게 복수의 고정대가 설치되고, 이 고정대의 양단에 복수의 지지대가 설치되며, 고정대의 마주보는 내측면에는 슬라이드가 삽입되는 슬롯이 형성된다. 또한 본체의 일측에는 슬라이딩 워싱랙이 삽입되는 공간이 개구되며, 이 본체의 개구된 일측에 뚜껑이 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버{Hybridization Chamber for DNA Microarray System}

본 발명은 디엔에이 마이크로 어레이 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 하이브리다이제이션에 사용되는 챔버에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로 어레이 시스템(Micro array system)은 수많은 유전자들을 PCR방법(Polymerase Chain Reaction)으로 증폭시킨 후 이들을 로봇 어레이(array)를 이용하여 유리 슬라이드 위에 집적하는 것으로, 이 집적된 유리 슬라이드를 DNA 칩이라고도 한다.

이러한 마이크로 어레이 시스템은 인간 게놈 프로젝트(Human Genome Project)가 시행되고 인간의 유전자 염기서열이 밝혀지기 시작하면서 널리 사용되고 있다.

나아가 인간뿐만 아니라 다양한 생물체들에 대한 유전자의 마이크로 어레이 실험이 행해지고 있다.

마이크로 어레이 시스템을 이용한 실험은 유리 슬라이드 위에 유전자(DNA 또는 Oligo)를 집적시키고 Cy3-dTP 또는 Cy5-dTTP로 표지(標識)한 cDNA 프로브(Probe)를 하이브리다이제이션(Hybridization)하여 반응정도를 스캐너로 확인하는 방법이다.

하이브리다이제이션 과정을 좀 더 상세히 설명하면, 유전자가 집적되어 있는 유리 슬라이드 위에 프로브를 20 내지 40㎕ 떨어뜨린 후 커버슬라이드로 덮는다.

그리고 유리 슬라이드를 하이브라다이제이션 챔버에 내장시킨 후 챔버를 65℃로 맞춘 워터배스에서 8시간 반응시킨다. 이 때 DNA가 어닐링 되면서 상보적인핵산끼리 달라붙게 된다.

다음으로 챔버의 내부에서 유리 슬라이드를 빼내어 슬라이딩 워싱랙으로 옮기고 세척하면 상보적인 핵산끼리 달라붙지 못한 DNA는 유리 슬라이드로부터 탈락된다.

이와 같은 하이브리다이제이션 과정은 마이크로 어레이 실험 중에서도 매우 중요한 과정으로 실험 중 시료가 건조되면 안되기 때문에 챔버 내부의 건조가 방지되고 방수가 가능한 하이브리다이제이션 챔버가 요구된다.

종래의 하이브리다이제이션 챔버는 내부에 1 내지 2개 정도의 유리 슬라이드를 수용하는 구조로 되어 있다.

이러한 하이브리다이제이션 챔버는 하이브리다이제이션을 한 후 유리 슬라이드를 빼내고 이 빼낸 유리 슬라이드를 슬라이딩 워싱랙에 삽입하는 과정을 수 차례 반복 실시해야 한다.

따라서 슬라이딩 위싱랙에 유리 슬라이드를 삽입하는 동안 유리 슬라이드의 시료가 건조되어 세척과정에서 상보적인 핵산끼리 달라붙지 못한 DNA가 제거되지 못하므로 실험 데이터상에 백그라운드가 심하게 발생된다.

따라서 실험 결과의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 시료가 건조되는 것을 방지하여 실험 결과의 신뢰성을 확보할 수 있는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 실험의 효율성을 높이기 위하여 한번에 다수개의 유리 슬라이드를 하이브리다이제이션 할 수 있는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A를 절개한 단면도이다.

도 3은 도 1의 B-B를 절개한 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 슬라이딩 워싱랙 12 : 본체

14 : 뚜껑 16 : 고정대

18 : 지지대 20 : 슬롯

22 : 손잡이 24 : 스테이바

26 : 위치결정홈 30 : 플랜지

32 : 오링 35 : 건조방지제

36, 39 : 요홈 38 : 위치결정턱

42 : 볼트 S : 슬라이드

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 슬라이딩 워싱랙은 평행하게 복수의 고정대가 설치되고, 이 고정대의 양단에 복수의 지지대가 설치되며, 고정대의 마주보는 내측면에는 슬라이드가 삽입되는 슬롯이 형성된다. 또한 본체의 일측에는 슬라이딩 워싱랙이 삽입되는 공간이 개구되며, 이 본체의 개구된 일측에 뚜껑이 결합되는 것을 특징으로 한다.

여기서 슬라이딩 워싱랙이 본체에 삽입시 지지대 중 상측의 지지대에 손잡이가 상방으로 돌출 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 스테이바는 손잡이에서 연장되고, 복수의 지지대를 가로질러 나사결합되어 슬라이드의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

또한 뚜껑과 본체는 볼트로 상호 결합되는 것이 바람직하다.

그리고 슬라이딩 워싱랙과 본체 중 어느 하나의 일측면에 위치고정턱이 형성되고 나머지 하나의 일측면에 위치고정턱과 대응하도록 위치결정홈이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 챔버를 밀봉하기 위하여 본체 또는 뚜껑의 대응면에 오링이 설치되는 것이 바람직하다.

더불어 본체의 내측 바닥과 위치고정턱의 상부에 건조방지제를 삽입할 수 있는 요홈이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본체와 뚜껑의 분리를 용이하게 하기 위하여 뚜껑의 일측으로 파지부가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 본체 또는 뚜껑이 경질 아노다이징 또는 불소수지 코팅되거나 재질이 알루미늄재질 인 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 대한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버를 나타내는 사시도 이고, 도 2는 도 1의 A-A를 절개한 단면도이다.

본 발명에 따른 디엔에이 마이크로어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버는 슬라이드(S)가 삽입되는 슬라이딩 워싱랙(10)과, 슬라이딩 워싱랙(10)이 삽입되어 하이브리다이제이션이 진행되는 본체(12)와, 본체(12)에 결합되는 뚜껑(14)으로 이루어진다.

슬라이딩 워싱랙(10)은 평행하게 설치된 복수의 고정대(16)와, 이 고정대(16)의 양단에 볼팅된 지지대(18)로 이루어진다.

고정대(16)는 마주보는 내측면에 슬라이드(S)가 삽입되기 위한 슬롯(20)이 형성된다. 이 슬롯(20)은 슬라이드(S) 삽입되었을 때 프로브가 흘러내리지 않도록 고정대(16)의 상단에 수직으로 설치된다.

지지대(18)는 상단에 돌출부가 상방으로 형성되고, 이 돌출부에는 슬라이딩 워싱랙(10)을 본체(12)에 삽입할 때 상측의 지지대(18)에 손잡이(22)가 상방으로 돌출 설치되어 슬라이딩 워싱랙(10)을 용이하게 취급할 수 있다.

또한 손잡이(22)에는 스테이바(24)가 연장되고, 이 스테이바(24)는 복수의 지지대(18)를 가로질러 지지대(18)에 나사 결합되므로 슬라이드(S)의 상부에 위치하게 된다. 따라서 스테이바(24)는 슬라이드(S)가 슬라이딩 워싱랙(10)에서 이탈되는 것을 방지하게 된다.

한편 지지대(18)와 고정대(20)가 볼팅되므로 위치결정홈(26)이 형성된다.

이와 같이 구성된 슬라이딩 워싱랙(10)은 본체(12)에 삽입된다. 이를 위하여 본체(12)의 내부에는 슬라이딩 워싱랙(10)이 삽입되는 공간이 형성되어 있고, 이 슬라이딩 워싱랙(10)을 삽입하기 위한 개구부가 일측으로 형성되어 있다.

또한 이러한 개구부의 일측에는 나사구멍(28)이 형성된 플랜지(30)가 돌출 형성된다.

이 플랜지(30)에는 본체(12)와 뚜껑(14) 사이를 밀봉하기 위한 오링(32)이 설치되며, 좀 더 바람직하게는 플랜지(30)에 오링홈(34)을 형성하여 오링(32)을 고정시킨다.

또한 본체(12)의 내측 바닥에는 도 2에 도시된 바와 같이 건조방지제(35)가 삽입되는 요홈(36)이 형성된다.

그리고 본체(12)의 일측에는 슬라이딩 워싱랙(10)의 위치결정홈(26)에 대응되는 위치고정턱(38)이 돌출 설치되어 슬라이딩 워싱랙(10)이 흔들리는 것을 방지한다.

이 위치결정턱(38)의 상부에는 건조방지제(35)가 삽입되는 요홈(39)이 형성되고, 좀더 바람직하게는 도 2에 도시한 바와 같이 위치결정턱(38)을 단차지게 형성하여 건조방지제(35)가 본체(12) 내부의 공간으로 작용하도록 한다.

또한 본체(12)의 개구된 일측면에 결합되는 뚜껑(14)은 사각형의 판재로서, 네 모서리의 인접한 위치에는 본체(12) 플랜지(30)의 나사구멍(28)에 대응하는 나사홀(40)이 형성된다. 또한 이 나사홀(40)에 볼트(42)가 치합되어 뚜껑(14)과 본체(12)를 견고하게 결합시킨다.

이 때 뚜껑(14)과 본체(12) 사이에 삽입된 오링(32)은 압착되어 뚜껑(14)과 본체(12) 사이를 더욱 밀봉시킨다.

상술한 바와 같은 하이브리다이제이션 챔버의 몸체(12)와 뚜껑(14)의 재질은 열전도율이 일정하고, 빛을 차단할 수 있으며, 제조시 성형성이 우수한 알루미늄인 것이 바람직하다.

또한 상술한 바와 같은 하이브리다이제이션 챔버의 몸체(12)와 뚜껑(14)을 경질 아노다이징(Anodizing) 코팅하거나 테프론 등과 같은 불소수지로 코팅하여 부식을 방지하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하아브리다이제이션 챔버의 사용방식을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 슬라이드(S)의 표면에 DNA 시료를 집적시키고, 슬라이드(S) 위에 프로브를 떨어뜨린 후, 커버 슬라이드를 덮는다.

이어서, 슬라이드(S)를 슬라이딩 워싱랙(10)의 슬롯(20)에 삽입한다. 이렇게 반복적으로 슬라이드(S)를 슬롯(20)에 삽입하면 다수개의 슬라이드(S)가 삽입된다.

이와 같이 다수개의 슬라이드(S)가 삽입된 슬라이딩 워싱랙(10)에손잡이(22)와 스테이바(24)를 삽입하여 슬라이드(S)가 이탈되지 않도록 한다.

다음으로 본체(12) 바닥의 요홈(36)과 위치고정턱(38)의 상부에 형성된 요홈(39)에 건조방지제(35)를 삽입하고 슬라이딩 워싱랙(10)을 본체(12)에 옆으로 삽입한다.

다음으로 뚜껑(14)을 본체(12)의 플랜지(30) 위에 올려놓고 볼트(42)를 조여 뚜껑(14)을 본체(12)에 결합시킨다. 이렇게 일체로 된 하이브리다이제이션 챔버를 워터배스에 삽입하여 어닐링 하게 된다.

어닐링을 마치면 워터배스에서 하이브리다이제이션 챔버를 꺼내고 죄였던 볼트(42)를 푼 후 슬라이딩 워싱랙(10)을 꺼낸다. 슬라이딩 워싱랙(10)을 꺼낸 후 세척챔버에 담가 세척한다.

본 발명에서는 이와 같이 슬라이드(S)를 일시에 세척할 수 있으므로 슬라이드(S) 위에 집적된 시료가 건조되는 것이 방지된다.

상술한 세척과정에서 슬라이드(S) 위에 집적된 DNA 시료 중 프로브의 DNA와 이중나선을 형성하지 못한 DNA는 모두 씻겨 나간다.

따라서 프로브의 DNA와 이중나선을 형성한 DNA단편을 스캐닝하여 유전자에 대한 정보를 얻게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버는 하이브리다이제이션 작업 이전에 유리 슬라이드가 이미 슬라이딩 워싱랙에 삽입되어 있다.

따라서 하이브리다이제이션을 한 후에 세척을 위하여 별도로 유리 슬라이드를 슬라이딩 워싱랙에 옮기는 과정이 필요 없게 되므로 시료가 건조되는 것이 방지되어 신뢰성 있는 실험결과를 얻을 수 있다.

그리고 다수개의 유리 슬라이드를 단번에 하이브리다이제이션하게 되므로 1 내지 2개의 슬라이드를 다수번 하이브리다이제이션 할 때보다 단위시간당 하이브리다이제이션 할 수 있는 슬라이드의 수가 증가하여 효율성이 향상된다.

또한 하이브리다이제이션 후 시료를 세척하기까지의 대기시간이 짧아지므로 시료가 건조되는 것을 방지하기 위해 필요이상 주입되는 프로브를 절약할 수 있다.

더불어 실험데이터의 백그라운드가 제거되므로 유전자 정보을 얻기 위해 스캐닝 작업을 할 때 방사성 동위원소의 투입강도를 줄일 수 있다.

또한 하이브리다이제이션을 위해 워터배스에 챔버를 담글 때 챔버의 비중이 크므로 챔버가 워터배스의 수면위로 부상하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (10)

1. 평행하게 배치된 복수의 고정대의 양단에 복수의 지지대가 설치되고, 상기 복수의 고정대의 마주보는 내측면에 슬라이드가 삽입되는 슬롯이 다수개 형성되는 슬라이딩 워싱랙;

   상기 슬라이딩 워싱랙이 삽입되는 공간이 형성되고 일측으로 개구된 본체;

   상기 본체의 개구된 일측에 결합되는 뚜껑을 포함하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬라이딩 워싱랙이 상기 본체에 삽입시 상기 지지대 중 상측의 지지대에 상방으로 돌출 설치되는 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 손잡이에서 연장되고, 상기 복수의 지지대를 가로질러 나사결합되어 상기 슬라이드의 상부에 위치하는 스테이바를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 뚜껑과 본체를 상호 결합시키는 볼트를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 슬라이딩 워싱랙과 본체 중 어느 하나의 일측면에 형성된 위치고정턱, 나머지 하나의 일측면에 상기 위치고정턱과 대응하도록 형성된 위치결정홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.
6. 제 5 항에 있어서,

   챔버를 밀봉하기 위하여 상기 본체 또는 상기 뚜껑의 대응면에 설치되는 오링을 포함하는 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 본체의 내측 바닥과 상기 위치고정턱의 상부에 건조방지제를 삽입할 수 있는 요홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 본체와 뚜껑의 분리를 용이하게 하기 위하여 상기 뚜껑의 일측으로 파지부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버,
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 본체 또는 뚜껑이 경질 아노다이징 코팅 또는 불소수지 코팅되는 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 본체 또는 뚜껑의 재질이 알루미늄인 것을 특징으로 하는 디엔에이 마이크로 어레이 시스템용 하이브리다이제이션 챔버.