KR100492285B1 - 중합효소 연쇄반응 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중합효소 연쇄반응 기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중합효소 연쇄반응(PCR)을 위하여 온도, 시간, 반복 횟수등의 반응 조건이 입력되는 제어부와, 상기 제어부의 작동신호에 의하여 서로 다른 설정온도를 제공하는 적어도 2개 이상의 발열플레이트로 이루어진 발열부와, 상기 발열부와 접하게 되어 설정된 온도값을 제공받으며 상측에는 중합효소 연쇄반응 물질이 장착되는 샘플플레이트와, 상기 샘플플레이트를 이동시켜 서로 다른 온도를 갖는 상기 발열부와 접하게 하는 이송부로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 중합효소 연쇄반응을 위하여 제공되는 온도의 정확성과 균일성을 유지할 수 있으며, 종래 보다 많은 수의 중합효소 연쇄반응 샘플을 실험가능하게 된다.

Description

중합효소 연쇄반응 기계{Polymerase chain reaction thermocycler}

본 발명은 중합효소 연쇄반응에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중합효소 연쇄반응에 있어서 보다 정확한 반응을 보이도록 정확하고 균일한 온도를 제공하는 중합효소 연쇄반응 기계에 관한 것이다.

일반적으로, 중합효소 연쇄반응(Polymerase chain reaction, PCR)은 특정 디엔에이(DNA)의 부위를 특이적으로 반복 합성하여 시험관내에서 원하는 디엔에이 분자를 증폭시키는 방법이다.

이로 인하여 아주 적은 양의 디엔에이를 사용하여 많은 양의 디엔에이의 합성이 가능하게 되며, 연구하고 싶은 유전자는 무엇이든 대량 생산이 가능하게 된다.

이와 같은 중합효소 연쇄반응은 비교적 간단한 실험법과 높은 효율성으로 인하여 여러 의학적 진단과 환경의 생태계 검사에 이르기까지 새로운 실험 방법에 응용되고 있으며, 그 응용범위는 끊없이 넓혀지고 있다.

상기 중합효소 연쇄반응에 사용되는 재료들은 템플레이트 디엔에이(Template DNA), 태그 디엔에이 중합효소(Taq DNA polymerase), 디엔티피(dNTP), 2개의 올리고뉴클레오티드 프라이머(Oligonucleotide primer), 완충용액과 증류수가 쓰이게 된다.

상기 열거된 재료들은 분자생물 분야에서는 공지되어 널리 쓰이고 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 하며, 상기 재료들을 소정의 비율로 섞어서 종래 중합효소 연쇄반응 기계에서 원하는 온도와 시간 및 반복 회수 등 반응 조건을 입력시키면, 설정된 대로 자동 수행되면서 중합효소 연쇄반응이 일어나게 된다.

상기 중합효소 연쇄반응 기계에서는 세 단계의 중합효소 반응이 일어나며, 첫번째는 디엔에이의 변성(Denaturation), 두번째는 프라이머(Primer)의 결합(Annealing), 세번째는 디엔에이의 합성(Polymerization)이 계속 반복하여 진행되면서 원하는 디엔에이의 부분을 증폭시키게 된다.

첫번째 과정인 디엔에이의 변성에서는 90-95도로 가열하여 더블 스탠드 디엔에이(double strand DNA)를 싱글 스탠드 디엔에이(single stand DNA)로 분리시키게 된다.

두번째 과정인 프라이머의 결합과정은 40-60도로 진행되며, 염기간에 G와 C는 세군데에서 수소결합이 일어나고, A와 T는 두군데에서 결합이 일어나므로 G+C 비율에 따라서 결합온도에 변화를 주어야 한다.

세번째 과정인 디엔에이의 합성 과정은 70-75도에서 시행되며, 원하는 중합효소 연쇄반응 산물의 크기가 크거나 반응요소의 농도가 낮을 때에는 시간을 연장시키는 것이 좋다.

상기 과정을 진행하기 위한 중합효소 연쇄반응 기계는 실험자가 원하는 온도 및 시간, 그 외의 변화를 설정 입력하면, 이에 따라서 작동하게 된다.

상기 중합효소 연쇄반응 기계의 1회전(cycle)은 디엔에이의 변성온도, 프라이머의 결합온도, 디엔에이의 합성온도로 구성되며 일반적으로 30회전 하게된다.

이와 같은 종래 중합효소 연쇄반응 기계는 4단계의 온도를 단계별로 제공하게 되며, 이를 간략히 설명하면, 1단계는 10분동안 99도의 온도로 진행되며, 2단계는 1분동안 92도의 온도로 진행되고, 3단계는 1분동안 50도의 온도로 진행되며, 4단계는 1분동안 72도의 온도로 진행하게 된다.

그리고, 다시 2단계로 돌아가서 4단계까지 반복하게 되며, 보통 30회 정도 반복한 후에 마지막 단계로 10분동안 72도의 온도로 진행된다.

상기에서 기술된 중합효소 연쇄반응 기계의 구성을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 중합효소 연쇄반응을 이루기 위한 재료가 들어간 튜브(1)는 상측에 소정 갯수의 장착홈(3)이 형성된 샘플플레이트(Sample plate)(5)에 장착되며, 상기 샘플플레이트(5)와 접하여 하측에는 열원플레이트(7)가 설치된다.

상기 열원플레이트(7)는 제어부(9)와 연결되어 있으며, 상기 제어부(9)의 신호에 의하여 각 단계별로 다른 온도와 작동 시간을 제공하게 된다.

상기와 같은 종래 중합효소 연쇄반응 기계는 상기 열원플레이트(7)에 열선이 들어가게 되며, 작동시 상기 샘플플레이트(5)를 단순 가열하게 된다.

상기 열원플레이트(7)는 중합효소의 각 단계에 알맞는 온도를 정해진 시간동안 제공해야 되지만, 상기 열원플레이트(7)가 한개로 이루어지기에, 각 단계로 넘어가는 경우, 다음 단계에 해당되는 온도를 제공하는 것에는 비교적 상당 시간이 요구된다.

상기 온도 변화 속도의 평균은, 난방시에는 초당 1도의 온도변화가 발생되며, 냉각시에는 초당 0.5도의 온도변화 시간이 요구된다.

이로 인하여 중합효소 연쇄반응 가운데, 해리과정에서 혼성과정으로 넘어갈 경우, 92도의 온도를 제공하게 되던 상기 열원플레이트(7)는 50도로 냉각되어, 상기 샘플플레이트(5)에 낮은 온도를 제공하게 된다.

이 경우, 온도 변화시간이 많이 걸리게 되어, 상기 중합효소 연쇄반응시 오류가 발생하게 될 가능성이 높아지게 된다.

그리고, 종래에는 상기 열원플레이트(7)에 의한 단순 가열에 의하여 상기 샘플플레이트(5)를 가열하게 되며, 상기 샘플플레이트(5)도 장착홈(3)이 형성된 것을 제외하고 별다른 구성이 없는 것으로 인하여, 상기 튜브(1) 안에 담겨진 용액에 제공되는 온도가 불균일 하게 된다.

즉, 단일 샘플플레이트(5)에 장착된 튜브(1)에 들어간 용액도 서로 다른 온도로 가열되는 것에 의하여 정밀한 측정값을 얻기가 어렵게 된다.

이로 인하여, 상기 샘플플레이트(5)에는 제한된 갯수의 튜브(1)만이 장착되는 것에 의하여 중합효소 연쇄반응 작업시 작업속도가 늦어지게 된다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 중합효소 연쇄반응시 빠른 온도변화와 정확성을 제공하는 것에 의하여 오류값 없이 이상적인 결과값을 산출할 수 있도록 하는 중합효소 연쇄반응 기계를 제공하는 것이다.

그리고, 샘플플레이트의 고른 열분포로 인하여 많은 수의 튜브를 장착해서 샘플을 실험할수 있도록 하여, 전체적인 실험시간이 단축되도록 하는 중합효소 연쇄반응 기계를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 중합효소 연쇄반응(PCR)을 위하여 온도, 시간, 반복 횟수등의 반응 조건이 입력되는 제어부와, 상기 제어부의 작동신호에 의하여 서로 다른 설정온도를 제공하는 적어도 2개 이상의 발열플레이트로 이루어진 발열부와, 상기 발열부와 접하게 되어 설정된 온도값을 제공받으며 상측에는 중합효소 연쇄반응 물질이 장착되는 샘플플레이트와, 상기 샘플플레이트를 이동시켜 서로 다른 온도를 갖는 상기 발열부와 접하게 하는 이송부로 구성된다.

바람직하게, 상기 발열부는, 상기 중합효소 연쇄반응의 재료인 템플레이트 디엔에이(Template DNA)의 완전한 해리를 위한 온도를 제공하는 제1발열플레이트와, 상기 제1발열플레이트와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 해리과정을 위한 온도를 제공하는 제2발열플레이트와, 상기 제2발열플레이트와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 혼성과정을 위한 온도를 제공하는 제3발열플레이트와, 상기 제3발열플레이트와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 중합반응을 위한 온도를 제공하는 제4발열플레이트로 구성된다.

그리고, 상기 발열부에는, 상기 제2발열플레이트와 비교적 저온인 상기 제3발열플레이트 사이에 상기 제3발열플레이트 보다 낮은 온도를 제공하는 저온플레이트가 추가로 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 기계.

그리고, 상기 발열부에 사용되는 발열플레이트와 저온플레이트에는 작동유체의 비등 또는 증발과 압축이 연속적으로 발생하여 열을 수송하는 상변화 열전달 장치인 판형히트파이프를 사용하게 된다.

그리고, 상기 샘플플레이트는, 상기 중합효소 연쇄반응 물질을 담은 튜브가 장착되기 위하여 상측에 형성된 장착홈과, 상기 장착홈에 접하여 설치되며 상기 발열부와 접하여 열을 전달받아서 작동유체의 증발과 압축에 의하여 상기 장착홈에 장착된 튜브에 열을 전달하는 열전달플레이트로 구성된다.

그리고, 상기 이송부는, 상기 샘플플레이트를 상기 발열부의 측면 방향으로 이송시키는 수평이동부와, 상기 수평이동부와 수직을 이루며 상하 방향으로 상기 샘플플레이트를 이송시키는 수직이동부로 구성된다.

그리고, 상기 수직이동부는, 상기 제어부의 신호에 의하여 자력을 발생하는 전자석부재와, 상기 전자석부재의 자력에 의하여 상향으로 이동되며 하단은 상기 샘플플레이트에 고정된 막대자석부재와, 상기 막대자석부재 상측에 설치되어서 상기 전자석부재의 자력보다는 약한 탄성력으로 상기 막대자석부재를 하측으로 가압하는 탄성부재로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 중합효소 연쇄반응을 위하여 제공되는 온도의 정확성과 균일성을 유지할 수 있으며, 종래 보다 많은 수의 중합효소 연쇄반응 샘플을 실험가능하게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(10)와 연결된 발열부(20)는 서로 다른 온도를 제공하는 4개의 발열플레이트와 온도의 급속한 하강을 위한 저온플레이트(25)로 구성된다.

상기 발열부(20)를 구성하는 4개의 발열플레이트는 각각 제1발열플레이트(22), 제2발열플레이트(24), 제3발열플레이트(26), 제4발열플레이트(28)로 구성되며, 상기 제1발열플레이트(22)는 상기 중합효소 연쇄반응의 재료인 템플레이트 디엔에이(Template DNA)의 완전한 해리를 위한 온도인 99도를 제공한다.

그리고, 상기 제2발열플레이트(24)는 상기 제1발열플레이트(22)와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 해리과정을 위한 온도인 92도를 제공한다.

그리고, 상기 제3발열플레이트(26)는 상기 제2발열플레이트(24)와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 혼성과정을 위한 온도인 50도를 제공한다.

그리고, 상기 제4발열플레이트(28)는 상기 제3발열플레이트(26)와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 중합반응을 위한 온도인 72도를 제공한다.

상기 제2발열플레이트(24)와 제3발열플레이트(26) 사이에는 10도의 온도를 갖는 저온플레이트(25)가 장착되어, 비교적 고온인 상기 제2발열플레이트(24)에서 저온인 제3발열플레이트(26)로 이동되는 과정에서 온도변화되는 시간을 단축시켜 주게 된다.

상기 발열부(20)의 온도를 상기 본 발명의 구성에서 기술된 대로 한정하는 것은 아니며, 종래 기술에서 서술된 바와 같이, 중합효소 연쇄반응에 필요한 각 단계의 온도범위 안에서 변화가 가능하다.

그리고, 상기 저온플레이트(25)의 온도 역시 10도에 한정하는 것이 아니라, 상기 제3발열플레이트(26) 보다 낮은 온도를 제공하는 기술적 사상 안에서 다른 온도도 상기 저온플레이트(25)의 온도로 적용 가능함은 물론이다.

한편, 본 발명 실시예에 대한 적용을 중합효소 연쇄반응이 아닌 다른 실험에 적용할 경우, 상기 온도와 플레이트 수의 변화는 그 실험에 맞도록 변화가 가능할 것이다.

상기 발열부(20)를 이동하면서 정해진 시간동안 온도를 제공받는 샘플플레이트(30)는 장착홈(32)에 중합효소 연쇄반응액이 충진된 튜브(34)를 삽입 장착한 상태로 이송부(40)에 의하여 상기 발열부(20)의 각 플레이트를 이동하게 된다.

상기 이송부는 수평이동부(42)와 수직이동부(44)로 구성되며, 상기 샘플플레이트(30)를 상기 발열부(20)의 각 플레이트 상측에 접하여 올려지도록 이동시키는 기술사상 안에서 여러 다른 기기의 적용이 가능할 것이다.

상기 수평이동부(42)는 전동벨트등의 이동수단에 의하여 이동 가능하며, 상기 수직이동부(44)는 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(50) 내측에 전자석부재(52)가 설치되며, 상기 전자석부재(52)의 사이에는 막대자석부재(54)가 삽입 장착된다.

그리고, 상기 전자석부재(52) 상측에는 탄성부재(56)인 스프링이 장착되어, 상기 전자석부재(52)에 전기가 통하지 않을 경우에는 상기 막대자석부재(52)를 하향으로 밀어주게 된다.

상기와 같은 작동구조를 갖는 본 발명 실시예에 의한 중합효소 연쇄반응 기계에 있어서, 상기 발열부(20)와 샘플플레이트(30)에는 판형히트플레이트를 적용하게 된다.

상기 판형히트플레이트는 공지된 기술로, 반도체의 가공용 웨이퍼에 열원을 고르게 전달되기 위한 장치 가운데 하나이다.

이를 이용하여, 본 발명 실시예에 의한 발열부(20)와 샘플플레이트(30)를 구성하게 된다.

우선, 발열부(20)에 판형히트플레이트를 적용하는 것을 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(60)에 하향으로 돌출 형성된 돌기(62)가 구비되며, 상기 본체(60) 하측에는 균일한 가열을 위하여 메쉬판(64)이 장착되어, 상기 돌기(62)와 메쉬판(64)에 의하여 냉매수용홈(66)이 형성된다.

상기 냉매수용홈(66)에는 일정량의 냉매(68)가 들어가게 되며, 히팅라인(70)이 삽입 장착된 히터판(72)이 하측에 결합되는 것에 의하여 상기 냉매(68)에 설정된 온도를 제공하게 된다.

그리고, 상기 샘플플레이트(30)에 판형히트플레이트를 적용하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상측에는 튜브(34)를 장착하기 위한 장착홈(32)이 형성되며, 하측에는 상기 발열부(20)와 동일한 구조로 판형히트플레이트가 구성된다.

그러나, 본 발명 실시예에 의한 상기 샘플플레이트(30) 하측에는 히터판이 결합되어 있지 않게되며, 균일한 열전달을 위하여 메쉬판(80)만이 하측면부를 구성하게 된다.

상기 구성을 갖는 본 발명 실시예에 의한 작용을 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(10)에는 중합효소 연쇄반응의 각 과정에 해당되는 온도가 입력되어 있어서, 상기 설정된 온도값으로 발열부(20)의 각 플레이트의 온도를 제어하게 된다.

상기 발열부(20)가 서로 다른 온도를 갖게 된 상태에서 제어부(10)의 신호에 의하여 상기 이송부(40)를 구성하는 수평이동부(42)와 수직이동부(44)가 동작되어 상기 샘플플레이트(30)를 상기 제1발열플레이트(30)부터 시작하여 각 단계별로 설정된 시간동안 가열되도록 한 후에, 순차적으로 우측(도2기준)으로 이동하게 된다.

이 경우, 상기 샘플플레이트(30)가 발열부(20)의 각 플레이트에 머무르는 시간은 중합효소 연쇄반응의 각 단계별로 요구되는 시간이며, 이는 공지된 기술로서 각 실험에 맞게 변화가 가능함은 물론이다.

본 발명 실시예에서는 상기 제1발열플레이트(22)의 온도를 99도로, 제2발열플레이트(24)의 온도는 92도, 저온플레이트(25)의 온도는 10도, 제3발열플레이트(26)의 온도는 50도, 제4발열플레이트(28)의 온도는 28도로 설정하나 이는 본발명의 일실시예에 의한 값일 뿐이다.

상기 수직이동부(44)의 동작은 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 제어부(10)의 신호에 의하여 전자석부재(52)에 전기적 신호가 인가되면, 상기 막대자석부재(54)가 상측으로 이동하게 되면서 상기 샘플플레이트(30)를 상측으로 이동시킨다.

그리고, 상기 전자석부재(52)에 전기적 신호가 인가되지 않으면, 상기 탄성부재(56)의 탄성력에 의하여 상기 막대자석부재(54)가 하측으로 이동되면서 상기 샘플플레이트(30)도 하측으로 이동되어, 상기 발열부(20)의 플레이트에 안착된다.

상기와 같은 동작상태에 의하여 상기 튜브(34) 안에 있는 중합효소 연쇄반응액은 반응하게 된다.

한편, 상기 저온플레이트(25)의 사용에 의하여 상기 제2발열플레이트(24)에서 92도로 가열된 샘플플레이트(30)가 상기 제3플레이트(26)에서 50도의 온도를 이루는 과정이 종래보다 월등히 빨리 도달하게 된다.

한편, 본 발명 실시예에서 사용되는 발열플레이트의 동작은 도 4를 참조하여 설명하면, 히터판(72)에 장착된 히팅라인(70)에 의하여 가열되면, 상측에 있는 메쉬판(64)에 의하여 냉매(68)를 고르게 가열하게 된다.

이로 인하여, 상기 냉매수용홈(66)에 있는 냉매(68)는 증기로 상변화되어, 상기 냉매수용홈(66)의 상부측으로 이동하게 된다.

그리고, 이동된 증기는 응축하여 열을 내놓기 때문에 각 국부공간을 개별적으로 가열하고, 또한 상기 증기가 내부수용홈(66)의 전체공간의 일정한 포화압력 아래에서 작동하여 동일한 온도를 유지하기 때문에, 본체(60)의 상면 전체의 온도를 균일하게 분사시키게 된다.

상기 과정에서 각 냉매수용홈(66)은 독립된 상변화 열전달 공간을 이루게되며, 응축 액막 두께에 의해 온도가 불균일하게 나타나는 현상이 방지된다.

상기와 같은 작동원리는 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플플레이트(30)에도 적용되며, 히터판(72)과 히팅라인(70)이 생략된것을 제외하고는 상기 발열부(20)에 사용되는 발열플레이트와 동일한 동작을 하게 된다.

상기 샘플플레이트(30)와 발열부(20)에 판형히트플레이트를 사용하는 것은, 보다 균일하고 정확한 온도제공에 있으며, 이와 같은 기술 사상안에서 다른 열전달매체도 본 발명 실시예에 의한 샘플플레이트(30)와 발열부(20)에 적용 가능할 것이다.

그리고, 본 발명 실시예에 의한 샘플플레이트(30)에는 샘플이 들어있는 튜브(34)가 장착되는데, 본 발명 실시예에 의한 판형히트플레이트를 사용하게 되면, 상기 튜브(34)에 열전달이 더욱 신속하고 균일하게 이루어지는 것에 의하여 튜브의 갯수가 틀린 샘플플레이트(30)를 다양하게 교체 장착하여 실험을 할 수 있게 된다.

그리고, 냉매(68)의 상변화를 이용하여 균일한 온도분포를 갖도록 하며 설정된 온도를 상기 튜브(34)에 담긴 중합효소 연쇄반응액에 정확히 제공할 수 있는 기술사상 안에서 다른 열전달장치도 적용할 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 상기 발열부(20)와 샘플플레이트(30)의 구성에 의해서 중합효소 연쇄반응시 빠른 온도변화와 정확성을 제공하게 되어, 중합효소 연쇄반응의 전체 시간을 단축하게 되며, 프라이머(primer)의 비특이적인 반응을 줄일 수 있게 된다.

그리고, 본 발명 실시예에 의한 발열부(20)와 샘플플레이트(30) 에서는 작동유체의 증발과 응축을 반복함으로써 생기는 잠열에 의하여 열전달을 이루기 때문에 대량의 열을 온도변화가 거의 없이 전달할 수 있게 되어, 종래보다 많은 수의 튜브(34)를 장착하게 되어 샘플실험 시간이 보다 단축되게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 중합효소 연쇄반응 기계에 의하면, 서로 다른 온도를 갖는 발열플레이트와 빠른 온도 하강을 위한 저온플레이트를 발열부에 사용하는 것에 의하여 샘플플레이트는 종래보다 빠른 온도변화를 갖게 되어 중합효소 연쇄반응의 실험시간이 단축되는 효과를 제공한다.

그리고, 발열부와 샘플플레이트에 냉매의 증발잠열을 이용하는 것에 의하여 정확한 온도값을 제공하는 것에 의하여 중합효소 연쇄반응 실험시 보다 정확한 실험값을 얻는 효과를 제공한다.

그리고, 상기 샘플플레이트에 담긴 샘플에 원하는 온도를 제공하는데 소요되는 시간이 종래보다 월등하게 짧아지는 것에 의하여 정확한 실험값과 함께 실험시간이 단축되는 효과를 제공한다.

그리고, 샘플플레이트에는 냉매의 증발잠열에 의하여 고른 열분포를 이루게 되어 많은 수의 튜브를 장착해서 샘플을 실험할수 있게 되는 것에 의하여 작업공정이 단축되는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 종래 중합효소 연쇄반응 기계를 보이는 구성도.

도 2는 본 발명 실시예에 의한 중합효소 연쇄반응 기계를 보이는 구성도.

도 3은 본 발명 실시예에서 수직이동부의 구조를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명 실시예에 의한 발열부의 구조를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명 실시예에 의한 샘플플레이트의 구조를 도시한 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 제어부 20 : 발열부

22 : 제1발열플레이트 24 : 제2발열플레이트

25 : 저온플레이트 26 : 제3발열플레이트

28 : 제4발열플레이트 30 : 샘플플레이트

32 : 장착홀 34 : 튜브

40 : 이송부 42 : 수평이동부

44 : 수직이동부 50 : 케이스

52 : 전자석부재 54 : 막대자석부재

56 : 탄성부재 60 : 본체

62 ; 돌기 64,80 : 메쉬판

66 : 냉매수용홈 68 : 냉매

70 : 히팅라인 72 : 히터판

Claims (7)

1. 중합효소 연쇄반응(PCR)을 위하여 온도, 시간, 반복 횟수등의 반응 조건이 입력되는 제어부와,

   상기 제어부의 작동신호에 의하여 서로 다른 설정온도를 제공하는 발열플레이트로 이루어진 발열부와,

   상기 발열부와 접하게 되어 설정된 온도값을 제공받으며 상측에는 중합효소 연쇄반응 물질이 장착되는 샘플플레이트와,

   상기 샘플플레이트를 이동시켜 서로 다른 온도를 갖는 상기 발열부와 접하게 하는 이송부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 기계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발열부는,

   상기 중합효소 연쇄반응의 재료인 템플레이트 디엔에이(Template DNA)의 완전한 해리를 위한 온도를 제공하는 제1발열플레이트와,

   상기 제1발열플레이트와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 해리과정을 위한 온도를 제공하는 제2발열플레이트와,

   상기 제2발열플레이트와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 혼성과정을 위한 온도를 제공하는 제3발열플레이트와,

   상기 제3발열플레이트와 연이어 설치되어 상기 중합효소 연쇄반응에서 중합반응을 위한 온도를 제공하는 제4발열플레이트로 구성됨을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 기계.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 발열부에는,

   상기 제2발열플레이트와 비교적 저온인 상기 제3발열플레이트 사이에 상기 제3발열플레이트 보다 낮은 온도를 제공하는 저온플레이트가 추가로 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 기계.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 발열부에 사용되는 발열플레이트와 저온플레이트에는 작동유체의 비등 또는 증발과 압축이 연속적으로 발생하여 열을 수송하는 상변화 열전달 장치인 판형히트파이프를 사용하게 됨을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 기계.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 샘플플레이트는,

   상기 중합효소 연쇄반응 물질을 담은 튜브가 장착되기 위하여 상측에 형성된 장착홈과,

   상기 장착홈에 접하여 설치되며 상기 발열부와 접하여 열을 전달받아서 작동유체의 증발과 압축에 의하여 상기 장착홈에 장착된 튜브에 열을 전달하는 열전달플레이트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 기계.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 이송부는,

   상기 샘플플레이트를 상기 발열부의 측면 방향으로 이송시키는 수평이동부와,

   상기 수평이동부와 수직을 이루며 상하 방향으로 상기 샘플플레이트를 이송시키는 수직이동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 기계.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 수직이동부는,

   상기 제어부의 신호에 의하여 자력을 발생하는 전자석부재와,

   상기 전자석부재의 자력에 의하여 상향으로 이동되며 하단은 상기 샘플플레이트에 고정된 막대자석부재와,

   상기 막대자석부재 상측에 설치되어서 상기 전자석부재의 자력보다는 약한 탄성력으로 상기 막대자석부재를 하측으로 가압하는 탄성부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 기계.