KR100604321B1 - 중합효소 연쇄반응 장치 - Google Patents

중합효소 연쇄반응 장치 Download PDF

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KR100604321B1
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Abstract

본 발명에 따르면, 중합효소 연쇄반응 장치가 개시된다. 상기 중합효소 연쇄반응 장치는, 일 측에 장착되어 유전자 샘플에 대해 공기를 강제하는 송풍기, 및 타 측에 형성되어 유전자 샘플을 경유한 공기가 배출되는 토출구를 구비한 적어도 하나 이상의 PCR 유닛, 및 상기 PCR 유닛을 수용하는 것으로, 토출구 하류에 배기구가 형성된 케이스를 구비하고, 케이스 내부에는 송풍기와 접하는 유입공간, 및 상기 토출구 및 배기구와 접하는 배기공간이 형성되어 있고, 유입공간 및 배기공간은 서로에 대해 차단되어 있다. 개시된 중합효소 연쇄반응 장치에 의하면, 써모 사이클(thermo-cycle)에 반응하여 신속한 온도변화가 가능하고, 다수의 유전자 샘플에 걸쳐서 균일한 온도가 유지된다.

Description

중합효소 연쇄반응 장치{Apparatus for polymerase chain reaction}
도 1은 본 발명에 따른 중합효소 연쇄반응 장치에 대한 사시도,
도 2는 도 1의 PCR 유닛에 대한 사시도,
도 3은 도 1의 PCR 유닛에 대한 사시도로서, 개방된 상태로 도시한 도면,
도 4는 도 3의 유전자 칩에 대한 사시도,
도 5는 도 1의 중합효소 연쇄반응 장치에 대한 사시도로서, 그 일부를 생략하고 도시한 사시도,
도 6은 도 5의 검출기에 대한 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중합효소 연쇄반응 장치에 대한 사시도,
도 8은 도 1에 도시된 중합효소 연쇄반응 장치에 대한 상측 평면도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중합효소 연쇄반응 장치에 대한 상측 평면도,
도 10은 비교예의 중합효소 연쇄반응 장치에 대한 유동해석 결과를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치에 대한 유동해석 결과를 도시한 도면,
도 12는 도 10 및 도 11에 도시된 중합효소 연쇄반응 장치 모델에 있어서, 시간의 경과에 따른 상대 유입량의 프로파일을 도시한 도면.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
100 : 중합효소 연쇄반응 장치의 케이스 120 : 내측벽
120` : 내측 배기구 130 : 외측벽
130` : 외측 배기구 160 : 케이스의 배면
160` : 유입구 200 : PCR 유닛
210 : PCR 유닛의 상측부 220 : PCR 유닛의 하측부
230 : 힌지결합부 250 : 송풍기
260 : 거치대 270 : 유동채널
280 : 토출구 290 : 가이드부재
295 : 격벽 300 : 유전자 칩
320 : 실링부재 330 : 수용부재
350 : 가열 플레이트 500 : 검출기
510 : 제1 광학계 520 : 제2 광학계
530 : 제3 광학계 F : 배기공간
B : 유입공간 C : 유동통로
본 발명은 중합효소 연쇄반응 장치에 관한 것으로서, 신속한 온도변화가 가능하고, 다수의 유전자 샘플에 걸쳐서 균일한 온도가 유지되는 개선된 구조의 중합효소 연쇄반응 장치에 관한 것이다.
중합효소 연쇄반응(Polymerase Chain Reaction, PCR)은 특정의 유전자를 특이적으로 반복 합성하여 일정 공간 내에서 원하는 유전자를 증폭시키는 반응으로서, 아주 적은 양의 유전자를 이용하여 많은 양의 동일한 복제 유전자를 얻는 것이다. PCR은 목적이 되는 유전자와 중합효소, 단일염기, 중합시약 등의 PCR에 필요한 시약류를 혼합한 후, 반응에 필요한 온도로 가열 및 냉각을 반복함으로써, 유전자 합성이 이루어지도록 한다. 상기 PCR은 유전자 변성(denaturation), 프라이머 결합(primer binding), 및 유전자 중합(annealing)이라는 과정을 통해서 일련의 온도 변화를 반복하면서 이루어진다.
이러한 PCR에 있어서는, 설정온도에 맞추어 온도가 신속히 상승 및 하강하는 정확한 온도제어가 요구된다. 즉, 온도단계를 순간적으로 이동하는 것이 요구되는데, 이는 설정온도로 변화하는 과정에서 시간지연이 발생하면, 반응속도가 저하되어 전체 싸이클링 시간(cycling time)이 길어지는 것은 물론이고(대부분의 PCR 기술 응용분야에서는 최저의 시간동안에 일련의 온도 싸이클을 완료하는 것이 바람직하다.), 불필요한 반응이 진행되어 부산물이 생성되기 때문이다. 또한, 동시에 여러 샘플들의 복제가 이루어지는 경우에는 샘플들 전체에 걸쳐 균일한 온도가 유지되어야만 정확하고 균일한 반응결과를 얻을 수 있다.
이러한 주기적인 가열과 냉각을 위해, 중합효소 연쇄반응 장치(이하 'PCR 장 치')에는 다양한 기술들이 활용되고 있는데, 일반적으로, 가열은 전기적인 가열수단을 이용하여 이루어지고 있으며, 냉각은 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용하여 냉각하는 방법, 송풍기를 이용한 강제대류 냉각방법, 전형적인 냉장유닛(refrigeration unit)을 이용하는 방법 등의 다양한 방법이 채택되고 있다.
그 중에서, 송풍기에 의한 강제대류 냉각방식이 적용된 종래의 PCR 장치에 있어서는, 다른 방식으로 냉각되는 PCR 장치에 비해, 상대적으로 저렴하다는 장점이 있으나, 냉각속도(cooling rate)가 낮은 단점이 있다. 전술한 바와 같이, 냉각속도가 저하되면, 반응속도가 저하되어 전체 싸이클링 시간이 길어지게 되며, 설정온도에 도달하기 위한 중간온도 단계에서 불필요한 부산물이 생성되는 등의 문제가 발생된다.
한편, 종래 멀티 챔버 방식의 PCR 장치, 즉, 동시에 여러 유전자 샘플들의 복제가 진행되는 PCR 장치에 있어서는, 모든 챔버에 걸쳐서 균일한 온도가 유지되지 못하는 결과, 동일한 PCR 장치 내에서 서로 다른 반응결과가 얻어지는 문제점이 발생한다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 써모 사이클(thermo-cycle)에 반응하여 신속한 온도변화가 가능한 중합효소 연쇄반응 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 유전자 샘플에 걸쳐서 균일한 온도가 유지되는 중합효소 연쇄반응 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 중합효소 연쇄반응 장치는,
일 측에 장착되어 유전자 샘플에 대해 공기를 강제하는 송풍기, 및 타 측에 형성되어 유전자 샘플을 경유한 공기가 배출되는 토출구를 구비한 적어도 하나 이상의 PCR 유닛; 및
상기 PCR 유닛을 수용하는 것으로, 상기 토출구 하류에 배기구가 형성된 케이스;를 구비하고,
상기 케이스 내부에는 상기 송풍기와 접하는 유입공간, 및 상기 토출구 및 배기구와 접하는 배기공간이 형성되어 있고, 상기 유입공간 및 배기공간은 서로에 대해 차단되어 있다.
본 발명에 있어서, 상기 케이스에는 복수 개의 PCR 유닛들이 정렬되어 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 PCR 유닛은 인접한 PCR 유닛과 밀착되도록 배치되고, 상기 유입공간 및 배기공간은 밀착배치된 PCR 유닛들에 의해 차단된다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 PCR 유닛의 측면에는 인접한 PCR 유닛을 향해 돌출된 적어도 하나 이상의 격벽이 형성되어 있고, 상기 유입공간 및 배기공간은 상기 격벽에 의해 차단된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 케이스의 저면에는 상기 PCR 유닛 들 사이에 배치되어 상기 유입공간 및 배기공간을 차단하는 격벽들이 형성되어 있다.
본 발명에 있어서, 상기 토출구 측에서 상기 배기구 측으로 연장되어 유동통로를 형성하는 가이드부재가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 PCR 유닛 내부에는 상기 송풍기에 의해 강제된 공기를 상기 토출구로 안내하는 유동채널이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 바람직하게, 유전자 샘플이 수용된 유전자 칩의 하측에는 도전패턴의 발열부가 형성된 가열 플레이트가 밀착되어 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 중합효소 연쇄반응 장치는,
복수 개의 PCR 유닛들 및 상기 PCR 유닛들을 수용하고, PCR 유닛들과 전기적으로 연결된 PCR 본체를 구비하고,
상기 각 PCR 유닛은,
유전자 샘플이 수용된 유전자 칩;
상기 유전자 칩에 대해 공기를 강제하는 송풍기;
상기 유전자 칩에 밀착되어 유전자 칩을 가열하는 것으로, 저항성 소재의 도전패턴이 형성된 가열 플레이트;
상기 유전자 샘플의 증폭신호를 검출하기 위해, 적어도 하나의 광원 및 광전변환부를 포함하는 검출기; 및
상기 송풍기 및 가열 플레이트에 구동신호를 인가하고, 상기 검출기의 증폭신호를 중앙제어부로 전달하는 회로부;를 포함하며,
상기 PCR 본체는,
각 PCR 유닛의 회로부와 전기적으로 연결되어 회로부를 제어하는 중앙제어부;
상기 중앙제어부에서 발생된 영상신호를 받아 표시하고, 터치 스크린 방식으로 사용자의 커맨드가 입력되는 디스플레이 패널; 및
외부전원과 연결되어 상기 PCR 유닛들 및 중앙제어부에 구동전원을 공급하는 전원공급부;를 포함한다.
여기서, 바람직하게, 상기 유전자 칩은, 상하로 밀착되고, 판재 형상을 갖는 실링부재 및 수용부재를 포함하고, 상기 실링부재에는 유전자 샘플이 주입되는 유입구가 형성되며, 상기 수용부재에는 상기 유입구와 연통되어 유전자 샘플을 안내하는 유동레인, 및 상기 유동레인과 연통되어 유전자 샘플이 수용되는 수용홈이 소정의 식각패턴으로 형성되어 있다.
본 발명에 있어, 바람직하게, 상기 검출기는, 유전자 칩 상으로 조사광을 주사하기 위한 제1 광학계 및 유전자 칩에서 발하는 여기광을 검출하기 위한 제2 광학계를 포함하고,
상기 제1 광학계는,
조사광을 발하는 광원;
상기 광원에 이어 배치되어 조사광을 집광하는 제1 렌즈;
상기 제1 렌즈에 이어 배치되어 조사광의 단파장대 성분을 투과시키는 제1 필터부;
상기 제1 필터부에 이어 배치되어 조사광은 투과시키고, 유전자 칩에서 발하는 여기광은 상기 제2 광학계로 반사시키는 제1 미러; 및
상기 제1 미러와 유전자 칩 사이에 배치되고, 조사광의 스폿 사이즈를 조절하여 조사광을 유전자 칩 상의 소정영역에 집속시키는 대물렌즈;를 포함하며,
상기 제2 광학계는,
상기 제1 미러에 의해 반사된 여기광을 반사시켜, 여기광의 진행방향을 변경하는 제2 미러;
제2 미러에 의해 반사된 여기광의 장파장대 성분을 투과시키는 제2 필터부;
상기 제2 필터부에 이어 배치되고, 여기광을 소정의 스폿 사이즈로 제1 광전변환부에 집속시키는 제2 렌즈; 및
상기 제2 렌즈에 의해 집속된 여기광의 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 제1 광전변환부;를 포함한다.
여기서, 바람직하게, 상기 제2 광학계가 제1 파장대를 갖는 여기광을 검출하도록 상기 제2 미러는 상기 제1 파장대를 갖는 여기광은 반사하며, 제2 파장대를 갖는 여기광은 투과시킨다.
이 때, 상기 제2 파장대를 갖는 여기광을 검출하기 위한 제3 광학계가 더 구비되는 것이 바람직하고, 상기 제3 광학계는,
상기 제2 미러를 투과한 여기광의 장파장대 성분을 투과시키는 제3 필터부;
상기 제3 필터부에 이어 배치되고, 여기광을 소정의 스폿 사이즈로 제2 광전변환부에 집속시키는 제3 렌즈; 및
상기 제3 렌즈에 의해 집속된 여기광의 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 제2 광전변환부;를 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 의한 PCR 장치가 도시되어 있다. 도면에서 볼 수 있듯이, PCR 장치는 크게, PCR 본체(100), 상기 PCR 본체(100)에 수용되는 다수의 PCR 유닛(200)들, 상기 PCR 본체(100)의 전방에 설치되는 디스플레이 패널(110)을 포함한다. 상기 PCR 본체(100) 상부에는 상측커버(140)가 설치되어, 상측커버(140)를 열고, PCR 유닛(200)을 장착 또는 탈착할 수 있다. PCR 본체(100)의 측벽은 내측벽(120) 및 외측벽(130)의 2중 측벽구조를 구비하는데, 도면에서 볼 수 있듯이, 내측벽(120)에는 내측 배기구(120`)가 소정의 영역에 집중되어 형성되어 있고, 외측벽(130)에는 외측 배기구(130`)가 전면에 걸쳐 분산되어 균일하게 형성되어 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 디스플레이 패널(110)은 PCR의 증폭상태를 표시하고, 사용자의 선택을 위해 각종 메뉴화면이 표시된다. 사용자는 터치 스크린(touch-screen) 상에 표시되는 메뉴화면에서 커맨드를 직접 선택할 수 있다.
도 2에는 도 1의 PCR 유닛(200)이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, PCR 유닛(200)은 상측부(210), 하측부(220), 및 상기 상측부(210)와 하측부(220)를 결합하는 힌지결합부(230)를 구비한다. 상기 힌지결합부(230)는, 상측부(210)와 하측부 (220)를 개폐가능하게 결합하고, 상측부(210) 및 하측부(220)가 서로에 대해 선회함으로써, PCR 유닛(200)이 개방되거나 폐쇄된다.
상기 PCR 유닛(200)의 전방에는 토출구(280)가 형성되어 있는데, 이러한 토출구(280)는 후술하는 유동채널에 대응되도록 형성되어 유동채널을 빠져나온 고온의 공기가 PCR 유닛(200) 외부로 배기되도록 한다.
상기 PCR 유닛(200)의 후방에는 송풍기(250)가 설치되어 있다. 이러한 송풍기(250)는 저온의 외기를 강제로 유입하여 PCR 유닛(200) 내부로 공급함으로써, PCR 유닛(200) 내부의 공기유동을 강제한다. 송풍기(250)에 의해 PCR 유닛(200) 내부로 유입된 외기는 유전자 칩을 냉각시키고, PCR 유닛(200)의 전방에 형성되어 있는 토출구(280)를 통해 PCR 유닛(200)의 외부로 배출된다. 이러한 송풍기(250)의 ON/OFF는 중앙제어부 및 각 PCR 유닛(200)에 구비되는 회로부에 의해 제어된다.
한편, 도면에서 볼 수 있듯이, PCR 유닛(200)의 전방 측이 후방 측에 비해 상대적으로 넓게 형성된다. 보다 구체적으로, PCR 유닛(200) 하측부(220)에 있어, 전방부분(220a)의 폭(W1)이 후방부분(220b)의 폭(W2)에 비해 넓게 형성되고, 상측부(210)는 하측부(220)의 전방부분(220a)과 사실상 동일하게 넓은 폭(W1)으로 형성된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
도 3에는 PCR 유닛(200)이 상측부(210) 및 하측부(220)가 개방된 상태로 도시되어 있다. 도면에서 볼 수 있듯이, 하측부(220)의 상부에는 거치대(260)가 형성되어 있다. 상기 거치대(260)에는 가열 플레이트(350)와 유전자 칩(300)이 안착된다. 보다 구체적으로는, 가열 플레이트(350)가 먼저 거치대(260)에 파지되고, 그 상측으로 유전자 칩(300)이 파지된다.
도 3에서 볼 수 있듯이, 상기 가열 플레이트(350)는 기저기판(351), 상기 기저기판(351)의 하면에 도전패턴으로 형성된 발열부(352), 및 온도측정부(353)를 포함한다. 상기 기저기판(351)은 열전도도가 높으면서도, 그 하면에 형성된 도전패턴 간에 단락이 발생하지 않는 소재로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들어, 실리콘(silicon) 소재로 형성될 수 있다. 기저기판(351)을 열전도도가 높은 소재로 형성함으로써, 발열부(352) 및 송풍기(250)에 의한 유전자 칩(300)의 가열과 냉각이 신속히 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 냉각주기 동안에는 히트싱크로써, 유전자 칩(300)의 방열을 돕는다.
상기 발열부(352)는 사형 패턴으로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 백금이나 크롬 등의 저항성 소재로 형성될 수 있다. 상기 발열부(352)의 양단에는 접속단자가 형성되어 있는데, 가열 플레이트(350)가 파지되면, 이러한 접속단자는 거치대(260)의 접속부와 접하게 되며, 이들로부터 전류를 인가받게 된다. 발열부(352)의 가열속도는 인가되는 전류의 양에 의해 제어된다. 이러한 전류는 본체의 하측에 배치되어 있는 중앙제어부 및 중앙제어부에서 발생된 신호를 변환하여 발열부(352)에 인가하는 회로부에 의해 적당한 전류를 송출함으로써, 제어될 수 있다.
상기 온도측정부(353)는 동 패턴과 콘스탄탄 패턴으로 형성되는 열전대(thermocouple)로 형성될 수 있다. 상기 온도측정부(353)의 단부들에는 접속단자가 형성되어 측정된 결과를 회로부를 거쳐 중앙제어부로 보낸다.
도 4를 참조하면, 상기 유전자 칩(300)은 대략 장방형의 프레임(310)과, 프 레임(310)에 고정되어 있는 상측의 실링부재(320) 및 하측의 수용부재(330)를 포함한다. 상측의 실링부재(320)는 유전자 칩(300) 내부에 수용된 유전자 샘플 및 시료의 증발을 방지하고, 이 물질의 출입을 방지한다. 상기 실링부재(320)에는 유입구(320`)가 형성되어, 이를 통해 유전자 샘플, PCR에 필요한 폴리머라제(Polymerase) 등의 효소류 및 그밖에 필요한 시약류가 투입된다. 이러한 실링부재(320)는, 예를 들어, 유리소재로 형성될 수 있다.
상기 수용부재(330)에는 소정의 형상으로 식각된 수용홈(330b) 및 유동레인(330a)이 형성되어 있다. 유전자 칩(300) 내부로 투입된 유전자 및 시료는 유동레인(330a)의 안내를 받아 수용홈(330b)으로 이동한다. 유동레인(330a)은 협폭으로 형성되어, 모세관 현상에 의해 목적물이 수용홈(330b)으로 이동하도록 한다. 상기 수용부재(330)는 열전도도가 우수한, 예를 들어, 실리콘 소재로 형성될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 하측부(220) 상에는 상기 거치대(260)를 통과하여 후방에서 전방으로 연장된 유동채널(270)이 형성되어 있다. 후방의 송풍기(250)에 의해 강제로 PCR 유닛(200)의 내부로 유입된 공기는 유동채널(270)을 경유하면서 유전자 칩(300)을 냉각시키고, 전방의 토출구(280)를 통해 PCR 유닛(200)의 외부로 유동한다.
상기 상측부(210)의 저부, 보다 구체적으로는, 유전자 칩(300)의 프레임(310) 양측에 대응되는 부분에는 고정 핀(212)이 형성되어 유전자 칩(300)과 가열 플레이트(350)를 서로 밀착시키고, 이들을 거치대(260)에 대해 가압하여 고정한다. 또한, 상측부(210)의 저부에는 대물렌즈(515)가 형성되어 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
도 5에는 본 발명의 PCR 장치가 도시되어 있는데, 설명의 편의를 위해, 측벽의 도시는 생략되었다. 도면에서 볼 수 있듯이, PCR 본체(100) 내에는 복수 개의 PCR 유닛(200)들이 일 방향으로 정렬되어 배치되어 있다. 상기 PCR 본체(100) 저면에는 PCR 유닛(200)들에 대응하여 복수의 슬롯이 형성되고, PCR 유닛(200)들의 일 측, 예를 들어, PCR 유닛(200)들에 구비된 회로부(222)의 일 측이 이러한 슬롯에 삽입됨으로써, PCR 유닛(200)들이 PCR 본체(100) 내에 고정될 수 있다. 여기서, 각 PCR 유닛(200)은 인접한 PCR 유닛(200)과 밀착되도록 PCR 본체(100) 저부에 장착된다.
도 5에서 볼 수 있듯이, PCR 유닛(200)은, 유전자 칩(300)이 고정되는 거치부(221), 거치부(221) 상측의 검출기(500), 거치부(221) 후방의 송풍기(250)를 구비하고, 거치부(221) 하측에는 회로부(222)가 구비되어 있다. 상기 거치부(221)에는 전술한 유전자 칩(300) 및 가열 플레이트(350)가 파지된다.
도 6에는 도 5의 검출기에 대한 단면도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 검출기(500)는 유전자 칩(300) 상에 조사광을 주사하는 제1 광학계(510), 유전자 칩(300)에서 발하는 여기광 중에서 제1 파장대의 빛을 검출하는 제2 광학계(520), 및 여기광의 제2 파장대의 빛을 검출하는 제3 광학계(530)를 포함한다.
유전자 칩(300)에 수용되는 시료에는 유전자 샘플을 염색하는 다이(dye)가 포함되어 있는데, 입사된 조사광에 의해 유전자 샘플이 여기되어 발하는 형광을 검출함으로써, 유전자 샘플의 증폭상태를 확인할 수 있다. 상기 다이로는, 예를 들 어, SYBR 그린 Ⅰ, FAM(carboxyfluorescein), TAMRA(carboxytetramethylrhodamine) 등이 사용될 수 있다. 특히, 유전자 샘플의 서로 다른 형질을 검출하기 위해, 시료에 서로 다른 2종의 다이(dye)가 첨가될 수 있는데, 이 경우에는 도 6에 도시된 검출기(500)가 적용될 수 있다. 즉, 도시된 검출기(500)에 있어서는, 제1 파장대를 갖는 여기광 성분과 제2 파장대의 여기광 성분이 각각 제2 광학계(520) 및 제3 광학계(530)에 의해 검출될 수 있다.
후방에 배치된 제1 광학계(510)는 순차로 배치되어 있는 광원(511), 제1 렌즈(512), 제1 필터부(513), 제1 미러(514), 및 대물렌즈(515)를 포함한다.
상기 광원(511)으로는, 발광 다이오드(LED, Lighting Emission Diode)가 사용될 수 있다. 상기 광원(511)에서 발하는 조사광은 하측의 제1 렌즈(512)에 의해 대물렌즈(515) 전방에서 초점이 형성되도록 포커싱된다.
제1 렌즈(512)의 하측에는 제1 필터부(513)가 배치되어 있는데, 제1 필터부(513)는 유입된 조사광에서 단파장대의 빛은 통과시키고, 장파장대의 빛은 차단한다. 제1 필터부(513)는 도면에 도시된 바와 같이, 각각 통과대역(pass-band)의 상한 및 하한을 벗어난 빛을 차단하는 두 개의 차단필터(513a,513b)를 포함할 수 있다.
제1 필터부(513)를 통과한 조사광은 하측의 제1 미러(514)를 경유하는데, 상기 제1 미러(514)의 상측면(514a) 또는 하측면(514b)에는, 코팅층(미도시)이 형성되어 있다. 상기 코팅층은 광원(511)에 의해 유전자 칩(300)으로 조사되는 조사광은 투과시키고, 유전자 칩(300)에 의해 여기된 여기광은 반사시켜, 제2 미러(524) 로 입사되도록 한다.
한편, 상기 제2 광학계(520)는, 상측으로부터 순차로 배치된 제1 광전변환부(521), 제2 렌즈(522), 제2 필터부(523), 및 제2 미러(524)를 포함한다.
유전자 칩(300)에서 발하는 여기광은 제1 미러(514)에 반사되어, 제2 미러(524)로 입사된다. 상기 제2 미러(524)의 상측면(524a) 또는 하측면(524b)에는 코팅층(미도시)이 형성되어, 제1 파장대를 갖는 여기광 성분은, 제2 미러(524)에 의해 반사되고, 제2 파장대를 갖는 여기광 성분은 제2 미러(524)를 투과하여 제3 광학계(530)로 입사된다.
제2 미러(524)에 의해 반사된 제1 파장대의 여기광은, 제2 필터부(523)에 의해 필터링되는데, 보다 상세히, 여기광의 장파장 성분은 투과되고, 여기광의 단파장 성분은 차단된다. 상기 제2 필터부(523)는 각각 통과대역의 상한 및 하한을 벗어난 빛을 차단하는 두 개의 차단필터(523b,523c) 및 제1 파장대의 빛만을 제2 렌즈(522)로 유입시키는 대역필터(523a)를 포함할 수 있다.
제2 필터부(523)를 통과한 여기광은 제2 렌즈(522)에 의해 집광된 후, 제1 광전변환부(521)로 입사되고, 여기서, 여기광의 광신호는 소정의 전기적 신호로 변환된다.
상기 제3 광학계(530)는, 전방으로부터 순차로 배치된, 제2 광전변환부(531), 제3 렌즈(532), 제3 필터부(533)를 포함한다. 제2 미러(524)를 투과한 여기광의 제2 파장대 성분은, 제3 필터부(533)를 거치면서 필터링되는데, 제3 필터부(533)는 각각 통과대역의 상한 및 하한의 초과하는 파장대의 빛을 차단하는 두 개 의 차단필터(533b,533c) 및 제2 파장대 성분만을 제1 광전변환부(531)에 유입시키는 대역필터(533a)를 포함할 수 있다. 제3 필터부(533)를 통과한 여기광은 제3 렌즈(532)에 의해 제2 광전변환부(531)에 집속된다. 제2 광전변환부(531)에서는, 여기광의 광신호를 소정의 전기적 신호로 변환한다. 상기 제1 광전변환부(521) 및 제2 광전변환부(531)에서 전기적인 형태로 변환된 유전자 샘플의 증폭 데이터는 중앙제어부를 통해 디스플레이 패널 상에 표시될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 각 PCR 유닛(200)에는, 회로부(222)가 구비되는데, 상기 회로부는 회로기판으로 이루어질 수 있다. 상기 회로부(222)는 중앙제어부(150)와 함께, 가열 플레이트 및 송풍기(250)를 제어하여 온도의 승하강을 조절한다. 상기 회로부(222)는 PCR 본체(100) 저면에 형성된 슬롯에 장착된다.
도 5를 참조하면, PCR 유닛(200)의 하측에는 중앙제어부(150)가 장착된다. 상기 중앙제어부(150)는 사용자로부터 설정온도를 포함한 설정 데이터를 입력받고, 전방의 디스플레이 패널(110)을 통하여 유전자 샘플의 증폭 데이터를 표시하도록 영상신호를 발생하며, 사용자로부터 커맨드를 입력받아 처리한다. 또한, 각 PCR 유닛(200)에 구비되어 있는 회로부(222)와 함께, 온도측정부로부터 측정된 온도 및 설정온도를 비교하여 송풍기(250) 및 가열 플레이트를 제어하는 기능을 한다.
중앙제어부(150)와 함께, PCR 본체(100) 저부에 설치되어 있는 전원공급부(151)는 외부로부터 공급받은 전원을 중앙제어부(150), PCR 유닛(200) 및 디스플레이 패널(110)에 분배한다.
한편, PCR 본체(100) 내부에는 배기공간(F) 및 유입공간(B)이 형성되어 있 다. 상기 유입공간(B)은 PCR 유닛(200)들의 후방에 형성되어 있는데, 유입공간(B)은 PCR 유닛(200)들의 송풍기(250)와 접하는 공간을 의미한다. 송풍기(250)의 구동에 의해, 저온의 외부공기는 PCR 본체 배면(160)에 형성된 유입구(160`), 및 유입공간(B)을 경유하여 PCR 유닛(200)들의 내부로 강제유입된다.
상기 배기공간(F)은 PCR 유닛(200)들의 전방에 형성되어 있는데, 배기공간(F)은 PCR 유닛(200)의 토출구(280) 및 배기구와 접하는 공간을 의미한다. 본 실시예에 있어서, 상기 배기구는, 도 1에 도시된 내측 배기구(120`)를 의미한다. PCR 유닛(200)의 토출구(280)들을 통해 배기공간(F)으로 배출된 고온의 공기는 배기구를 통해 PCR 본체(100) 외부로 유동한다.
특히, 도 7에 도시된 실시예에 있어서는, 토출구(280) 측에서 배기구(도 1의 내측 배기구(120`)) 측으로 연장된 가이드부재(290)가 설치되어 배기공간(F)의 유동흐름을 한정한다. 상기 가이드부재(290)는, PCR 유닛(200) 외부로 토출된 공기의 유동통로(C)를 한정함으로써, 배기공간(F)으로 토출된 고온의 공기가 다시 유입공간(B)으로 이동하는 것을 방지하고, 배기구를 통해 신속히 PCR 본체(100) 외부로 배출되도록 한다. 도 1을 참조하면, 상기 가이드부재의 안내를 받은 고온의 공기는 내측벽(120)의 내측 배기구(120`) 및 외측벽(130)의 외측 배기구(130`)를 통해 PCR 본체(100) 외부로 배출되게 된다. 이 때, 내측벽(120)의 내측 배기구(120`)는 유동통로(C, 도 7 참조)의 출구단에 대응되도록 형성된다. 내측 배기구(120`)가 소정의 영역에 집중적으로 형성됨으로 인하여, 일단 배기된 공기가 다시 PCR 유닛(200) 내부로 유입되는 경우가 발생하지 않도록 한다. 내측벽(120)의 내측 배기구(120`)를 통과한 공기는 외측벽(130)의 외측 배기구(130`)를 통해 외부로 배출되는데, 외측 배기구(130`)는 외측벽(130) 전면에 균일하게 형성됨으로써, 배출이 용이하게 이루어지도록 하고, 사용자의 접촉에 대비한다.
도 2에서 살펴본 바와 같이, PCR 유닛(200) 전방 측의 폭이 후방 측의 폭에 비해 넓게 형성된다. 보다 상세히, PCR 유닛(200) 하측부(220)에 있어, 전방부분(220a)의 폭(W1)이 후방부분(220b)의 폭(W2)에 비해 넓게 형성되고, 상측부(210)는 하측부(220)의 전방부분(220a)과 사실상 동일하게 넓은 폭(W1)으로 형성된다. 도 8은 PCR 장치를 상측에서 도시한 평면도인데, 전술한 바와 같이, PCR 유닛(200) 하측부(220)의 전방부분(220a) 및 PCR 유닛(200)의 상측부(210)가 상대적으로 넓게 형성됨으로써, 인접한 PCR 유닛(200)들이 서로 밀착된다. 이와 같이 서로 밀착배치된 일련의 PCR 유닛(200)들에 의해 전방의 배기공간(F) 및 후방의 유입공간(B)은 서로에 대해 차단된다. 따라서, 일단 PCR 유닛(200) 토출구를 통해 배기공간(F)으로 토출된 고온의 공기가 후방, 즉, 유입공간(B)으로 이동하는 것이 방지된다. 고온의 공기가 유입공간(B)으로 이동하여 송풍기에 의해 다시 PCR 유닛(200) 내부로 유입되면, 유전자 칩의 냉각효율이 감소되고, 이러한 고온의 공기를 유입, 배출시키는데, 송풍기의 구동전력이 낭비되기 때문이다. PCR 유닛(200)의 후방 측, 보다 상세히, 하측부(220) 후방부분(220b)은 상대적으로 협소한 폭으로 형성되는데, 이는 송풍기에 의한 공기의 유입이 방해받지 않도록, 유입경로를 확보하기 위함이다.
도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCR 장치의 상측 평면도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 실시예에서도, PCR 본체(100) 내에는 복수 개의 PCR 유 닛(200)들이 일 방향으로 정렬되어 배치되고, PCR 유닛(200)들의 전방 및 후방에는 각각 배기공간(F) 및 유입공간(B)이 형성되어 있다. 여기서, 각 PCR 유닛(200)의 양 측면에는 격벽(295)이 형성되고, 각 PCR 유닛(200)의 격벽(295)이 인접한 PCR 유닛(200)의 격벽(295)과 서로 밀착됨으로써, 전방의 배기공간(F) 및 후방의 유입공간(B)이 서로 차단된다. 도 9에 도시된 PCR 장치에서는, 이러한 격벽(295)이 PCR 유닛(200)의 양 측면에 형성되어 있으나, 본 발명의 격벽은, 배기공간(F) 및 유입공간(B)을 차단할 수 있는 한, 이에 한정되지 않고, PCR 유닛(200)의 일 측면에만 형성될 수도 있다. 또한, 도면으로 도시되지는 않았으나, 이러한 격벽은 PCR 유닛에 형성되지 않고, PCR 본체, 예를 들어, PCR 본체 저면에 형성될 수도 있다. 이 경우에도, 격벽은 PCR 유닛들 사이에 형성되어, 전방의 배기공간 및 후방의 유입공간을 차단할 수 있다.
본 발명의 효과를 확인하기 위해, PCR 장치의 유동장에 대한 전산해석을 실시하였다. 도 10 및 도 11은 각각 비교예의 PCR 장치 및 본 발명의 PCR 장치에서의 유동장을 해석한 전산해석 결과인데, 해석의 편의를 위해 PCR 장치를 간략히 모델링하였고, 동일한 작용을 하는 부재에 대해서는 동일한 도면부호로 표시하였다.
도 10을 참조하면, PCR 본체(400) 내에는 다수의 PCR 유닛(470)들이 정렬되어 있다. 여기서, PCR 유닛(470)은 제1부재(471) 및 제2부재(472)와, 후방의 송풍기(450)로 간략히 모델링되는데, 제1부재(471) 및 제2부재(472)는 거치부의 유동채널(270, 도 3 참조)을 모델링한 것으로, 일 방향으로 후방에서 전방으로 연장되게 형성된다. 제1부재(471)의 절곡부(471a)는 PCR 유닛의 측면에 설치된 송풍기에 의해 측 방향으로 유입되는 유동을 형성하기 위한 것이다.
도 10에 도시된 비교예의 PCR 장치 모델에 있어서는, 전방영역(F`)으로 토출된 고온의 공기 중 일부는 통공(400`)을 통해 외부로 배출되는 반면, 나머지 공기는 후방영역(B`)으로 유동하여 그 PCR 유닛(470)이나 인접한 PCR 유닛(470) 내부로 유입된다. 즉, 전방영역(F`) 및 후방영역(B`)이 서로 연통됨으로써, 예를 들어, 하나의 PCR 유닛(470`)에서 배기된 고온의 공기가 다시 그 PCR 유닛(470`)(유동영역 a 참조)이나 인접한 PCR 유닛(470)(유동영역 b 참조)으로 유입되는 현상이 발생된다. 이는 일단 PCR 본체(400) 내부로 유입된 공기가 유전자 칩을 냉각하고 바로 배기되는 것이 아니라, PCR 유닛(470)을 유출입하면서 PCR 본체(400) 내를 순환하게 된다는 것을 의미하는 것이다.
도 12는 도 10 및 도 11에 도시된 비교예의 PCR 장치와 본 발명의 PCR 장치의 유동모델에 있어서, PCR 본체 내부로 유입되는 공기의 상대 유입량을 시간경과에 따라 계산한 결과이다. 여기서, 프로파일 P는 비교예의 PCR 장치 유동모델에서의 상대 유입량이고, 프로파일 N은 본 발명의 PCR 장치 유동모델에서의 상대 유입량이다. 상대 유입량(relative flow rate)은, 비교예의 PCR 장치 모델과 본 발명 PCR 장치 모델의 공기 유입량을 수치상으로 비교하여 표시한 것으로, 특정단위를 갖지 않는다.
비교예의 PCR 장치 모델에 있어서(P 프로파일), PCR 본체 내부로 유입되는 상대 유입량은 시간의 흐름에 따라 증가하다가, 약 0.8 초 후부터는 소정의 폭으로 감소와 증가를 하면서, 평균적으로 약 1.4 정도의 낮은 수준을 유지한다. 이는, 전방영역으로 토출된 고온의 내부공기 중 일부가 후방영역으로 이동하여 다시 유닛들의 내부로 유입됨으로써, 송풍기의 흡입력이 저온의 외부공기에 충분히 미치지 못한 결과이다. 즉, 송풍기의 동력이 고온의 내부공기를 PCR 유닛들로 유입시키는데 낭비되고, 충분한 외부공기를 PCR 본체 내로 유입시키지 못하기 때문이다.
도 11에 도시된 본 발명의 PCR 장치 모델에 있어서는, 배기공간(F``) 및 유입공간(B``)이 격벽모델(495)에 의해 차단되는데, 이러한 격벽모델(495)은 두 공간(F``,B``)을 차단할 수 있는 한, 도 9에 도시된 격벽(295)에 대한 모델링일 수도 있고, 또는 도 8에 도시된 바와 같이, PCR 유닛(200)의 전방 측 폭을 증가시킴으로써, 얻어질 수 있는 공간차단 효과를 간략히 모델링한 것일 수도 있다.
도 11에서 볼 수 있듯이, 각 PCR 유닛(470)에서 배기공간(F``)으로 토출된 고온의 공기는 격벽모델(495)에 의해 유입공간(B``)으로의 이동이 방지되고, 그 결과, 한 PCR 유닛(470)에서 배기된 고온의 공기가 그 PCR 유닛(470)이나 인접한 다른 PCR 유닛(470)으로 유입되지 않는다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 PCR 장치 모델에 있어서(N 프로파일), 시간이 증가함에 따라 PCR 본체 내부로 유입되는 상대 유입량은 신속히 증가하게 되어 약 0.4 초 후에는 정상상태에 접근하게 되고, 정상상태에서의 상대 유입량은 대략 2.5 정도로, 비교예로 도시된 PCR 장치 모델에서의 상대 유입량인 1.4 와 정량적으로 비교하면, 약 44% 정도 증가한 것이다. 이러한 결과는 유입공간(B``)과 배기공간(F``)이 서로 차단됨으로써, 송풍기에 의한 외부공기의 유입이 원활하게 이루어지 기 때문이다. 상대 유입량이 증가한다는 것은, 저온 외부공기의 유입량이 증가하여 유전자 칩이 신속히 냉각될 수 있음을 의미하며, 유전자 샘플의 냉각속도(cooling rate)가 증가한다는 것을 의미한다.
한편, 도 10에 도시된 비교예의 PCR 장치 모델을 참조하면, PCR 본체(400) 양측에 배치되어 있는 PCR 유닛(470)들은 중앙부에 배치되어 있는 PCR 유닛(470)들에 비해 상대적으로 많은 통공(400`)들과 인접하고 있다. 이에 따라, 양측의 PCR 유닛(470)들에서 전방영역(F`)으로 토출된 공기는 PCR 본체(400) 외부로 보다 용이하게 배출될 수 있다. 반면에, 중앙부에 배치되어 있는 PCR유닛(470)들에서 배출된 공기는 PCR 본체(400)의 외부로 배출되는 것 보다 다른 PCR 유닛(470)의 내부로 유입되는 것이 유동저항이 적게 작용하므로, PCR 본체(400) 외부로 배출되지 않고, 중앙부의 다른 PCR 유닛(470)들 내부로 유입된다. 이는, 비교예로 도시된 PCR 장치에 있어서는, 동일한 장치 내에 배치되어 있는 PCR 유닛(470)들 간에 온도편차가 발생함으로써, 결국, 불균일한 반응결과를 얻게 됨을 의미한다.
이에 반해, 도 11에 도시된 본 발명의 PCR 장치 모델을 참조하면, 배기공간(F``)과 유입공간(B``)이 서로 차단됨으로써, 배기공간(F``)에서의 배기상태가 냉각효율, 보다 구체적으로는, 외부공기의 유입상태에 영향을 주지 않게 되며, 이는, PCR 유닛(470)들간에 온도편차가 발생하지 않고, 균일한 반응결과를 얻을 수 있음을 의미한다.
본 명세서에 첨부된 도면들에서는, 유전자 샘플의 가열은 가열 플레이트에 의해 전기적인 방식으로 이루어지고, 그 냉각은 송풍기에 의한 강제대류 방식으로 이루어지는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이며, 예를 들어, 가열주기에는 온기가 송풍되고, 냉각주기에는 냉기 송풍되도록 함으로써, 유전자 샘플의 가열 및 냉각이 모두 강제대류 방식으로 이루어질 수도 있다. 온기에 의해 가열되는 경우에도 전술한 바와 같이, 유입공간 및 배기공간이 서로 차단되도록 함으로써, 가열효율을 향상시킬 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
이상과 같은 구조를 갖는 본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 써모 사이클(thermo-cycle)에 반응하여 신속한 온도변화가 가능하다. 본 발명에 따르면, 저온/고온의 공기가 유입되는 유입공간과, 유전자 샘플을 냉각/가열시키고 온도가 변화된 공기가 배출되는 배기공간이 서로 차단되도록 함으로써, 배기공간으로 배출된 공기가 다시 유입공간으로 이동하지 않고, 장치외부로 바로 배출되도록 한다. 이로써, 유전자 샘플의 냉각/가열속도를 상당히 향상시킬 수 있어, 정확한 중합효소 연쇄반응의 제어가 가능하게 된다. 또한, 써모 싸이클(thermo-cycle)의 주기를 단축시켜, 유전자의 증폭속도를 향상시킬 수 있고, 시간지연으로 인한 불필요한 부산물의 생성을 억제할 수 있다.
둘째, 본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치는 다수의 PCR 유닛들이 동시에 작동되는 멀티 챔버 방식으로 동시에 다량의 유전자복제가 가능하다.
셋째, 본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치는 전술한 바와 같은 멀티 챔버 방 식을 채용하면서도, 각 PCR 유닛 내에 각각 가열 및 냉각수단이 배치됨으로써, 유전자 샘플들 전체에 걸쳐 균일한 온도가 유지된다. 특히, 본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치에서는, 유입공간과 배기공간이 서로 차단됨으로써, PCR 유닛들간의 온도편차가 제거될 수 있어, 균일한 반응결과를 기대할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 각각, 유전자 샘플이 수용된 유전자 칩의 하측에 밀착되고 도전패턴의 발열부가 형성된 가열 플레이트, 일 측에 장착되어 유전자 샘플에 대해 공기를 강제하는 송풍기, 타 측에 형성되어 유전자 샘플을 경유한 공기가 배출되는 토출구, 및 유전자 샘플의 증폭신호를 검출하기 위해, 적어도 하나의 광원 및 광전변환부를 포함하는 검출기를 구비하는 복수 개의 PCR 유닛들; 및
    내부에 상기 PCR 유닛들이 정렬 배치되고, 상기 토출구 하류에 배기구가 형성되며, 상기 유전자 샘플의 증폭신호를 받아 표시하고, 터치 스크린 방식으로 사용자의 커맨드가 입력되는 디스플레이 패널을 구비하는 PCR 본체;를 구비하고,
    상기 PCR 본체 내부에는 상기 송풍기와 접하는 유입공간, 및 상기 토출구 및 배기구와 접하는 배기공간이 형성되어 있고, 상기 유입공간 및 배기공간은 서로에 대해 차단되어 있는 중합효소 연쇄반응 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PCR 유닛은 인접한 PCR 유닛과 밀착되도록 배치되고, 상기 유입공간 및 배기공간은 밀착배치된 PCR 유닛들에 의해 차단되는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 PCR 유닛의 측면에는 인접한 PCR 유닛을 향해 돌출된 적어도 하나 이상의 격벽이 형성되어 있고, 상기 유입공간 및 배기공간은 상기 격벽에 의해 차단되는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 PCR 본체의 저면에는 상기 PCR 유닛들 사이에 배치되어 상기 유입공간 및 배기공간을 차단하는 격벽들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 토출구 측에서 상기 배기구 측으로 연장되어 유동통로를 형성하는 가이드부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 PCR 유닛 내부에는 상기 송풍기에 의해 강제된 공기를 상기 토출구로 안내하는 유동채널이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유전자 칩은, 상하로 밀착되고, 판재 형상을 갖는 실링부재 및 수용부재를 포함하고, 상기 실링부재에는 유전자 샘플이 주입되는 유입구가 형성되며, 상기 수용부재에는 상기 유입구와 연통되어 유전자 샘플을 안내하는 유동레인, 및 상기 유동레인과 연통되어 유전자 샘플이 수용되는 수용홈이 소정의 식각패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 검출기는, 유전자 칩 상으로 조사광을 주사하기 위한 제1 광학계 및 유전자 칩에서 발하는 여기광을 검출하기 위한 제2 광학계를 포함하고,
    상기 제1 광학계는,
    조사광을 발하는 광원;
    상기 광원에 이어 배치되어 조사광을 집광하는 제1 렌즈;
    상기 제1 렌즈에 이어 배치되어 조사광의 단파장대 성분을 투과시키는 제1 필터부;
    상기 제1 필터부에 이어 배치되어 조사광은 투과시키고, 유전자 칩에서 발하는 여기광은 상기 제2 광학계로 반사시키는 제1 미러; 및
    상기 제1 미러와 유전자 칩 사이에 배치되고, 조사광의 스폿 사이즈를 조절하여 조사광을 유전자 칩 상의 소정영역에 집속시키는 대물렌즈;를 포함하며,
    상기 제2 광학계는,
    상기 제1 미러에 의해 반사된 여기광을 반사시켜, 여기광의 진행방향을 변경하는 제2 미러;
    제2 미러에 의해 반사된 여기광의 장파장대 성분을 투과시키는 제2 필터부;
    상기 제2 필터부에 이어 배치되고, 여기광을 소정의 스폿 사이즈로 제1 광전변환부에 집속시키는 제2 렌즈; 및
    상기 제2 렌즈에 의해 집속된 여기광의 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 제1 광전변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 광학계가 제1 파장대를 갖는 여기광을 검출하도록 상기 제2 미러는 상기 제1 파장대를 갖는 여기광은 반사하며, 제2 파장대를 갖는 여기광은 투과시키는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 파장대를 갖는 여기광을 검출하기 위한 제3 광학계가 더 구비되고,
    상기 제3 광학계는,
    상기 제2 미러를 투과한 여기광의 장파장대 성분을 투과시키는 제3 필터부;
    상기 제3 필터부에 이어 배치되고, 여기광을 소정의 스폿 사이즈로 제2 광전변환부에 집속시키는 제3 렌즈; 및
    상기 제3 렌즈에 의해 집속된 여기광의 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 제2 광전변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치.
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