KR100738100B1 - 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치 및 방법 - Google Patents

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이헌주
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 상부가 개방되어 있고 하부에 일차 홀이 구비되어 있는 일차 튜브; 및 상기 일차 튜브의 하부의 외벽에 형성되어 있는 돌출부;를 포함하는 일차 시린지; 상부가 개방되어 있고 하부에 이차 홀이 구비되어 있으며 상기 일차 튜브의 외경 보다 큰 내경을 갖는 이차 튜브; 상기 이차 튜브의 내벽을 따라 이동 가능하고 삼차 홀이 구비되어 있는 이차 피스톤; 및 상기 일차 튜브의 일차 홀 및 상기 이차 피스톤의 삼차 홀을 유체 연결하고 상기 이차 피스톤을 상기 일차 튜브에 고정시키는 연통 채널;을 포함하는 이차 시린지; 및 상기 이차 튜브의 상부에 탈착 가능하고, 상기 일차 튜브와 대응하는 형상을 갖는 개구부 및 상기 돌출부의 형상과 대응하는 형상을 갖는 홈을 구비하여 상기 돌출부와 상기 홈의 정합시 상기 일차 튜브를 통과 시킬 수 있는 조인트부;를 포함하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치 및 상기 장치를 이용한 액체 시편의 예비 처리 및 주입 방법을 제공한다.
액체 시편, 예비 처리, 주입, 시린지, 랩온어칩, 미세유동장치

Description

액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치 및 방법{Device and method for pre-treatment and injection of liquid specimen}
도 1은 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 일 구체예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 다른 구체예를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 사진이다.
도 4a는 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 일 구체예의 이차 튜브의 상단, 홈을 구비하는 조인트부, 및 돌출부를 구비하는 일차 튜브를 도시하는 부분도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 일 구체예의 연결 채널 및 이차 피스톤을 도시하는 부분도이다.
도 5a는 벤트 홀 및 가스 투과성 막을 포함하지 않는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 작동 상태를 도시하는 사진이고, 도 5b는 벤트 홀 및 가스 투과성 막을 포함하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 작동 상태를 도시하는 사진이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 2에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치를 이 용한 액체 시편의 예비 처리 및 주입 방법의 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7a는 사람으로부터 수집한 타액을 나타내는 사진이고, 도 7b는 사람으로부터 수집한 타액에 버퍼를 혼합한 용액을 나타내는 사진이다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 구체예에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치를 이용하여 타액을 예비 처리 및 주입하는 과정을 나타내는 사진이다.
본 발명은 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치, 및 그를 이용하여 액체 시편을 예비 처리 및 주입하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 병원균 검출 또는 분자 진단법 등과 같은 생물학적 분석 과정은 시료로부터 표적 세포 분리, 세포 농축, 생분자 분리, 생분자 증폭, 혼성화 반응, 및 검출 등으로 이루어진다.
상기와 같은 일련의 생물학적 분석 과정이 마이크로 칩 상에서 신속하고 자동적으로 수행될 수 있는 랩온어칩(Lab-on-a-chip: LOC)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기 랩온어칩은 생물학적 분석 과정을 수행하기 위해 미세유동장치를 포함한다.
상기 미세유동장치는 입구, 출구 및 반응 챔버 등이 마이크로채널을 통하여 유체적으로 연결되어 있는 장치를 말한다. 이러한 미세유동장치에는 상기 마이크로채널이 형성되어 있는 외에 일반적으로 유체의 이송을 위한 마이크로펌프, 유체 의 혼합을 위한 마이크로믹서 및 이송되는 유체를 여과하기 위한 마이크로필터 등이 구비되어 있다.
일반적으로 상기 랩온어칩에 포함되는 미세유동채널의 챔버는 세포 계수(counting) 챔버, 세포 선별(sorting) 챔버, DNA 추출 챔버, PCR 증폭 챔버 및 검출 챔버 중 하나 이상으로 구성된다.
상기 랩온어칩을 이용하여 일련의 생물학적 분석 과정을 수행하기 위하여, 생물학적 시료를 수집하는 단계, 상기 시료를 예비 처리하는 단계, 및 상기 시료를 상기 랩온어칩에 주입하는 단계를 필요로 한다.
상기 단계를 수행하기 위한 종래 장치로서, 예컨대, 미국 특허 제 6,921,395호는 액체 시편을 수집, 이송, 및 분배할 수 있는 용기 어셈블리를 개시하고 있다.
또한, 미국 특허 제 6,409,971호는 액체 소변 시편을 수집하고 밸브를 통해 비워있지 않은(non-evacuated) 튜브에 액체 소변 시편을 이송하도록 설계된 개방형 회수 시스템인 소변 회수 장치를 개시하고 있다.
하지만, 종래 장치들은 생물학적 시료의 수집 과정, 상기 시료의 예비 처리 과정, 및 상기 시료의 주입 과정 모두를 수행할 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 상기 모든 과정을 수행하기 위한 일체형 장치는 보고되지 않았다. 따라서, 시료의 수집 및 예비 처리 후 상기 시료를 랩온어칩과 같은 분석 장치에 주입하기 위해서는 별도의 주입 도구 또는 장치가 필요하다.
또한, 종래 장치들을 이용하는 경우 타액 및 소변과 같은 생물학적 시료 내의 기포 및 찌꺼기를 완전하게 제거하지 못하는 문제점이 있다. 상기 기포 및 찌 꺼기가 완전히 제거되지 않은 시료가 랩온어칩과 같은 분석 장치에 주입되는 경우 마이크로 채널에서 막힘 현상(clogging)이 발생하여 분석 과정에 오차를 야기할 수 있다.
본 발명은 상기의 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시료의 수집 과정, 상기 시료의 예비 처리 과정, 및 상기 시료의 주입 과정 모두를 일체형으로 수행할 수 있고, 시료 내의 기포 및 찌꺼기를 완전히 제거하여 마이크로 채널 내의 막힘 현상을 방지할 수 있는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 시료의 수집 과정, 상기 시료의 예비 처리 과정, 및 상기 시료의 주입 과정 모두를 일체형으로 수행할 수 있고, 시료 내의 기포 및 찌꺼기를 완전히 제거하여 마이크로 채널 내의 막힘 현상을 방지할 수 있는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
상부가 개방되어 있고 하부에 일차 홀이 구비되어 있는 일차 튜브; 및 상기 일차 튜브의 하부의 외벽에 형성되어 있는 돌출부;를 포함하는 일차 시린지;
상부가 개방되어 있고 하부에 이차 홀이 구비되어 있으며 상기 일차 튜브의 외경 보다 큰 내경을 갖는 이차 튜브; 상기 이차 튜브의 내벽을 따라 이동 가능하고 삼차 홀이 구비되어 있는 이차 피스톤; 및 상기 일차 튜브의 일차 홀 및 상기 이차 피스톤의 삼차 홀을 유체 연결하고 상기 이차 피스톤을 상기 일차 튜브에 고정시키는 연통 채널;을 포함하는 이차 시린지; 및
상기 이차 튜브의 상부에 탈착 가능하고, 상기 일차 튜브와 대응하는 형상을 갖는 개구부 및 상기 돌출부의 형상과 대응하는 형상을 갖는 홈을 구비하여 상기 돌출부와 상기 홈의 정합시 상기 일차 튜브를 통과 시킬 수 있는 조인트부;를 포함하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 일차 시린지는 상기 일차 튜브의 내벽을 따라 이동 가능한 일차 피스톤; 및 상기 일차 튜브의 상부 방향으로 상기 일차 피스톤에 결합되어 있는 일차 피스톤 로드를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 이차 시린지는 상기 이차 튜브의 이차 홀에 연결되어 있는 주입구를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 이차 시린지는 상기 주입구에 탈착 가능한 캡을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 이차 피스톤은 가스를 배출하기 위한 벤트 홀을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 이차 시린지는 상기 이차 피스톤의 하면에 결합되고 가스를 투과 시키지만 액체를 투과 시키지 않는 가스 투과성 막을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 이차 튜브는 그의 내부의 하부에 액체를 투과 시키지만 가스를 투과 시키지 않는 필터 막을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 이차 튜브는 상기 필터 막을 지지하고 그물 모양을 갖는 필터 막 지지체를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여,
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 이차 튜브 내에 액체 시편을 제공하는 단계;
상기 일차 튜브 내에 처리 용액을 제공하는 단계;
일차 시린지의 돌출부와 조인트부의 홈을 비정합으로 유지시킨 상태에서 상기 일차 피스톤을 하부로 이동시켜 연통 채널을 통해 상기 일차 튜브 내의 용액을 이차 튜브 내로 유입 시키는 단계; 및
일차 시린지의 돌출부와 조인트부의 홈을 정합으로 유지시킨 상태에서 상기 일차 튜브를 하부로 이동시켜 이차 튜브의 주입구를 통해 상기 혼합 용액을 외부 장치에 주입하는 단계;를 포함하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 처리 용액 제공 단계 후에 상기 액체 시편 및 처리 용액을 혼합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 혼합 용액 주입의 이전 단계는 캡이 상기 주입구에 결합된 상태에서 수행되고, 상기 혼합 용액 주입 단계는 상기 캡이 상기 주입구로부터 분리된 상태에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 액체 시편은 타액, 소변, 혈액, 혈청 및 세포 배양액으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 외부 장치는 일련의 생물학적 분석 과정을 수행하는 미세유동장치일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 외부 장치는 세포 용해 장치일 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 측면은 시료의 수집 과정, 상기 시료의 예비 처리 과정, 및 상기 시료의 주입 과정 모두를 일체형으로 수행할 수 있고, 시료 내의 기포 및 찌꺼기를 완전히 제거하여 마이크로 채널 내의 막힘 현상을 방지할 수 있는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 일 구체예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치는 일차 시린지, 이차 시린지, 및 조인트부를 포함한다.
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 일차 시린지는 상부가 개방되어 있고 하부에 일차 홀(11)이 구비되어 있는 일차 튜브(10); 및 상기 일차 튜브(10)의 하부의 외벽에 형성되어 있는 돌출부(14);를 포함한다.
추가적으로, 상기 일차 시린지는 상기 일차 튜브(10)의 내벽을 따라 이동 가능한 일차 피스톤(12); 및 상기 일차 튜브(10)의 상부 방향으로 상기 일차 피스톤(12)에 결합되어 있는 일차 피스톤 로드(13)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 이차 시린지는 상부 가 개방되어 있고 하부에 이차 홀(미도시)이 구비되어 있으며 상기 일차 튜브(10)의 외경 보다 큰 내경을 갖는 이차 튜브(16); 상기 이차 튜브(16)의 내벽을 따라 이동 가능하고 삼차 홀(18)이 구비되어 있는 이차 피스톤(17); 및 상기 일차 튜브(10)의 일차 홀(11) 및 상기 이차 피스톤(17)의 삼차 홀(18)을 유체 연결하고 상기 이차 피스톤(17)을 상기 일차 튜브(10)에 고정시키는 연통 채널(19);을 포함한다.
추가적으로 상기 이차 시린지는 상기 이차 튜브(16)의 이차 홀(미도시)에 연결되어 있는 주입구(20)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 이차 시린지는 상기 주입구(20)에 탈착 가능한 캡(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 이차 튜브는 그의 내부의 하부에 액체를 투과 시키지만 가스를 투과 시키지 않는 필터 막(25)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 필터 막(25)은 세포를 투과 시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이차 튜브는 상기 필터 막(25)을 지지하고 그물 모양을 갖는 필터 막 지지체(24)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치는 상기 필터 막을 사용함으로써 랩온어칩과 같은 생물학적 분석 장치의 마이크로 채널에서 막힘 현상을 일으킬 수 있는 기포 및 찌꺼기 등을 제거하여 분석 과정에서 발생 가능한 오차를 없앨 수 있다.
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 조인트부(21)는 상기 이차 튜브(16)의 상부에 탈착 가능하고, 상기 일차 튜브(10)와 대응하는 형상을 갖 는 개구부(22) 및 상기 돌출부(14)의 형상과 대응하는 형상을 갖는 홈(23a, 23b)을 구비하여 상기 돌출부(14)와 상기 홈(23a, 23b)의 정합시 상기 일차 튜브(12)를 통과 시킬 수 있다. 도 1에 있어서, 상기 돌출부(14)는 2개 중 하나만 도시 되어 있다.
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치는 돌출부 및 그와 정합 가능한 홈을 사용함으로써 일차 시린지를 통해 처리 용액을 주입하는 경우 상기 일차 시린지가 고정되어 이차 시린지 내에 존재하는 액체 시편이 밀려 나지 않는 장점을 갖는다.
상기 필터 막을 사용함으로써 랩온어칩과 같은 생물학적 분석 장치의 마이크로 채널에서 막힘 현상을 일으킬 수 있는 기포 및 찌꺼기 등을 제거하여 분석 과정에서 발생 가능한 오차를 없앨 수 있다.
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치에 의하면, 시료의 수집 과정, 상기 시료의 예비 처리 과정, 및 상기 시료의 주입 과정 모두를 일체형으로 신속하고 용이하게 수행할 수 있고, 시린지 형태이기 때문에 별도의 구동 장치가 필요하지 않고 종래의 시린지를 이용할 수 있으며 취급이 용이하다. 또한, 시료 내의 기포 및 찌꺼기를 완전히 제거하여 마이크로 채널 내의 막힘 현상을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 다른 구체예를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 이 차 시린지 내의 이차 피스톤(17)은 가스를 배출하기 위한 벤트 홀(26a, 26b)을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 이차 시린지는 상기 이차 피스톤(17)의 하면에 결합되고 가스를 투과 시키지만 액체를 투과 시키지 않는 가스 투과성 막(27)을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치는 상기 벤트 홀 및 가스 투과성 막을 사용함으로써 액체 시편 및 처리 용액의 혼합 용액을 주입시 발생할 수 있는 이차 튜브 내부 압력 상승을 사전에 차단할 수 있는 장점을 갖는다.
도 2에는 이차 튜브(16)의 하부에 구비되어 있는 이차 홀(15)이 도시 되어 있고, 일차 튜브(10)의 하부의 외벽에 형성되어 있는 2개의 돌출부(14a, 14b)가 도시 되어 있다. 또한, 이차 튜브(16)의 상부의 외벽에는 조인트부(21)와 클립 형식으로 탈착 가능한 조인트 결합부(28)가 도시 되어 있다.
도 3은 도 2에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 사진이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 일부로서 하부에 주입구(20)를 구비하는 이차 튜브(16)가 도시 되어 있다(도 3의 상단 도면 참조).
또한, 일차 튜브(10); 상기 일차 튜브(10)의 내벽을 따라 이동 가능한 일차 피스톤(12); 및 상기 일차 튜브(10)의 상부 방향으로 상기 일차 피스톤(12)에 결합되어 있는 일차 피스톤 로드(13)가 도시 되어 있다.
또한, 상기 이차 튜브(16)의 내벽을 따라 이동 가능한 이차 피스톤(17); 및 상기 이차 피스톤(17)을 상기 일차 튜브(10)에 고정시키는 연통 채널이 도시 되어 있다.
또한, 액체를 투과 시키지만 가스를 투과 시키지 않는 필터 막(미도시)을 지지하고 그물 모양을 갖는 필터 막 지지체(24)가 도시 되어 있다.
또한, 상기 이차 튜브(16)의 상부에 탈착 가능한 조인트부(21)가 도시 되어 있다.
도 4a는 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 일 구체예의 이차 튜브의 상단, 홈을 구비하는 조인트부, 및 돌출부를 구비하는 일차 튜브를 도시하는 부분도이다.
도 4a를 참조하면, 일차 튜브(10)의 하부 및 그의 하부의 외벽에 형성되어 있는 돌출부(14a, 14b)가 도시 되어 있다.
또한, 상기 일차 튜브(10)와 대응하는 형상을 갖는 개구부 및 상기 돌출부(14a, 14b)의 형상과 대응하는 형상을 갖는 홈(23a, 23b)을 구비하여 상기 돌출부(14a, 14b)와 상기 홈(23a, 23b)의 정합시 상기 일차 튜브(10)를 통과 시킬 수 있는 조인트부(21)가 도시 되어 있다. 도 4a에서는 상기 돌출부(14a, 14b)와 상기 홈(23a, 23b)이 비정합 상태인 직각을 이루고 있다.
또한, 상기 조인트부(21)와 탈착 가능한 이차 튜브의 상부, 즉 조인트 연결부(28)가 도시 되어 있다. 상기 조인트부(21)와 조인트 연결부(28)의 결합 방법은 특별히 한정되지 않고, 당업자에 의해 용이하게 선택될 수 있다. 예컨대, 상기 결합은 클립 방식 또는 나사 방식에 의해 이루어질 수 있다.
도 4b는 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 일 구체예의 연결 채널 및 이차 피스톤을 도시하는 부분도이다.
도 4b를 참조하면, 이차 피스톤(17)은 삼차 홀(19)을 구비하고, 상기 삼차 홀(19)은 연통 채널(19)에 의해 일차 튜브의 일차 홀(미도시)과 유체 연결된다. 또한, 상기 연통 채널(19)은 상기 이차 피스톤(17)을 일차 튜브에 고정시키는 역할도 수행한다. 상기 이차 피스톤(17)에는 가스를 배출하기 위한 벤트 홀(26a, 26b)이 구비되어 있다.
본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치는 상기 벤트 홀 및 가스 투과성 막을 사용함으로써 액체 시편 및 처리 용액의 혼합 용액을 주입시 발생할 수 있는 이차 튜브 내부 압력 상승을 사전에 차단할 수 있다.
상기 가스 투과성 막은 가스를 투과 시키지만 액체를 투과 시킬 수 있는 막은 모두 가능하다. 예컨대, 상기 가스 투과성 막으로서 셀룰로오스 에스테르 막(Millipore 사)을 이용할 수 있다.
도 5a는 벤트 홀 및 가스 투과성 막을 포함하지 않는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 작동 상태를 도시하는 사진이고, 도 5b는 벤트 홀 및 가스 투과성 막을 포함하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 작동 상태를 도시하는 사진이다.
본 발명의 다른 측면은 시료의 수집 과정, 상기 시료의 예비 처리 과정, 및 상기 시료의 주입 과정 모두를 일체형으로 수행할 수 있고, 시료 내의 기포 및 찌꺼기를 완전히 제거하여 마이크로 채널 내의 막힘 현상을 방지할 수 있는 액체 시 편의 예비 처리 및 주입 방법에 관한 것이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 2에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치를 이용한 액체 시편의 예비 처리 및 주입 방법의 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 방법은 본 발명에 따른 장치의 이차 튜브 내에 액체 시편을 제공한다.
상기 액체 시편은 타액, 소변, 혈액, 혈청 및 세포 배양액으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
예컨대, 본 단계는 이차 튜브로부터 조인트부 및 이차 피스톤을 분리한 후에, 상기 이차 튜브 내에 상기 액체 시편을 제공함으로써 수행될 수 있다. 본 단계는 캡이 상기 주입구에 결합된 상태에서 수행될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 방법은 상기 일차 튜브 내에 처리 용액을 제공한다.
예컨대, 본 단계는 다시 이차 튜브에 이차 피스톤 및 조인트부를 결합하고 일차 피스톤을 일차 튜브로부터 분리한 다음, 일차 튜브에 처리 용액을 제공함으로써 수행될 수 있다. 본 단계는 캡이 상기 주입구에 결합된 상태에서 수행될 수 있다. 또한, 본 단계는 일차 시린지의 돌출부와 조인트부의 홈을 비정합으로 유지시킨 상태에서 수행될 수 있다.
도 6a는 상기 액체 시편 제공 단계 및 처리 용액 제공 단계를 거친 후 장치의 상태를 나타내는 도면이다. 도 6a에 있어서, 이차 튜브 내의 액체 시편 및 일차 튜브 내의 처리 용액의 도시는 생략하였다.
다음으로, 본 발명에 따른 방법은 일차 시린지의 돌출부와 조인트부의 홈을 비정합으로 유지시킨 상태에서 상기 일차 피스톤을 하부로 이동시켜 연통 채널을 통해 상기 일차 튜브 내의 용액을 이차 튜브 내로 유입 시킨다. 본 단계는 캡이 상기 주입구에 결합된 상태에서 수행될 수 있다.
도 6b는 상기 처리 용액 유입 단계를 거친 후 장치의 상태를 나타내는 도면이다. 도 6b에 있어서, 이차 튜브 내의 액체 시편 및 처리 용액의 혼합물의 도시는 생략하였다.
다음으로, 본 발명에 따른 방법은 상기 액체 시편 및 처리 용액을 혼합할 수 있다(선택적인 단계). 본 단계는 캡이 상기 주입구에 결합된 상태에서 수행될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 방법은 일차 시린지의 돌출부와 조인트부의 홈을 정합으로 유지시킨 상태에서 상기 일차 튜브를 하부로 이동시켜 이차 튜브의 주입구를 통해 상기 혼합 용액을 외부 장치에 주입한다. 상기 일차 튜브를 하부로 이동시키면, 연통 채널을 통해 그에 고정되어 있는 이차 펌프도 하부로 이동하게 되고, 그에 의해 상기 혼합 용액이 외부로 유출 된다. 본 단계는 캡이 상기 주입구로부터 분리된 상태에서 수행될 수 있다.
도 6c는 돌출부와 홈을 정합으로 전환하는 과정을 나타내고, 도 6d는 일차 튜브를 하부로 이동시켜 혼합 용액을 외부로 유출하는 과정을 나타낸다. 도 6a 및 도 6d에 있어서, 이차 튜브 내의 및 외부로 배출되는 액체 시편 및 처리 용액의 혼합물의 도시는 생략하였다.
상기 외부 장치는 일련의 생물학적 분석 과정을 수행하는 미세유동장치, 예컨대, 랩온어칩일 수 있다. 또한, 상기 외부 장치는 예컨대, 세포 용해 장치일 수 있다.
도 7a는 사람으로부터 수집한 타액을 나타내는 사진이고, 도 7b는 사람으로부터 수집한 타액에 버퍼를 혼합한 용액을 나타내는 사진이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 타액과 같은 액체 시편 및 그에 버퍼와 같은 처리 용액을 혼합한 용액의 경우 기포 및 음식물 찌꺼기(도 7b의 원 내)가 다량 함유하고 있음을 알 수 있다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 구체예에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치를 이용하여 타액을 예비 처리 및 주입하는 과정을 나타내는 사진이다.
도 8a 내지 도 8b를 참조하면, 먼저 이차 튜브에 타액을 주입하고(도 8a 참조), 상기 이차 튜브에 이차 펌프 및 조인트부를 결합하고 상기 일차 튜브에 처리 용액을 주입한 후에(미도시), 일차 펌프를 하부로 이동시켜 일차 튜브 내의 처리 용액을 연통 채널을 통해 이차 튜브 내로 유입 시킨다(도 8b 참조). 다음으로, 일차 시린지의 돌출부와 조인트부의 홈을 정합으로 전환시킨 후에(도 8c 참조), 일차 튜브를 하부로 이동시켜 이차 튜브의 주입구를 통해 상기 혼합 용액을 외부로 유출 시킨다(도 8d 및 도 8e 참조).
도 8e에 도시 되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 장치를 이용한 액체 시편 예비 처리 및 주입 방법에 따르면 주입되는 액체 시편에 기포 및 찌꺼기가 전혀 존재하지 않음을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 시료의 수집 과정, 상기 시료의 예비 처리 과정, 및 상기 시료의 주입 과정 모두를 일체형으로 신속하고 용이하게 수행할 수 있고, 시린지 형태이기 때문에 별도의 구동 장치가 필요하지 않고 종래의 시린지를 이용할 수 있으며 취급이 용이하다. 또한, 시료 내의 기포 및 찌꺼기를 완전히 제거하여 마이크로 채널 내의 막힘 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치는 상기 벤트 홀 및 가스 투과성 막을 사용함으로써 액체 시편 및 처리 용액의 혼합 용액을 주입시 발생할 수 있는 이차 튜브 내부 압력 상승을 사전에 차단할 수 있는 장점을 갖는다.

Claims (14)

  1. 상부가 개방되어 있고 하부에 일차 홀이 구비되어 있는 일차 튜브; 및 상기 일차 튜브의 하부의 외벽에 형성되어 있는 돌출부;를 포함하는 일차 시린지;
    상부가 개방되어 있고 하부에 이차 홀이 구비되어 있으며 상기 일차 튜브의 외경 보다 큰 내경을 갖는 이차 튜브; 상기 이차 튜브의 내벽을 따라 이동 가능하고 삼차 홀이 구비되어 있는 이차 피스톤; 및 상기 일차 튜브의 일차 홀 및 상기 이차 피스톤의 삼차 홀을 유체 연결하고 상기 이차 피스톤을 상기 일차 튜브에 고정시키는 연통 채널;을 포함하는 이차 시린지; 및
    상기 이차 튜브의 상부에 탈착 가능하고, 상기 일차 튜브와 대응하는 형상을 갖는 개구부 및 상기 돌출부의 형상과 대응하는 형상을 갖는 홈을 구비하여 상기 돌출부와 상기 홈의 정합시 상기 일차 튜브를 통과 시킬 수 있는 조인트부;를 포함하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 일차 시린지는 상기 일차 튜브의 내벽을 따라 이동 가능한 일차 피스톤; 및 상기 일차 튜브의 상부 방향으로 상기 일차 피스톤에 결합되어 있는 일차 피스톤 로드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이차 시린지는 상기 이차 튜브의 이차 홀에 연결되어 있는 주입구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이차 시린지는 상기 주입구에 탈착 가능한 캡을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이차 피스톤은 가스를 배출하기 위한 벤트 홀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이차 시린지는 상기 이차 피스톤의 하면에 결합되고 가스를 투과 시키지만 액체를 투과 시키지 않는 가스 투과성 막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이차 튜브는 그의 내부의 하부에 액체를 투과 시키지만 가스를 투과 시키지 않는 필터 막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 이차 튜브는 상기 필터 막을 지지하고 그물 모양을 갖는 필터 막 지지체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치의 이차 튜브 내에 액체 시편을 제공하는 단계;
    상기 일차 튜브 내에 처리 용액을 제공하는 단계;
    일차 시린지의 돌출부와 조인트부의 홈을 비정합으로 유지시킨 상태에서 상기 일차 피스톤을 하부로 이동시켜 연통 채널을 통해 상기 일차 튜브 내의 용액을 이차 튜브 내로 유입 시키는 단계; 및
    일차 시린지의 돌출부와 조인트부의 홈을 정합으로 유지시킨 상태에서 상기 일차 튜브를 하부로 이동시켜 이차 튜브의 주입구를 통해 상기 혼합 용액을 외부 장치에 주입하는 단계;를 포함하는 액체 시편의 예비 처리 및 주입 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 처리 용액 제공 단계 후에 상기 액체 시편 및 처리 용액을 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 혼합 용액 주입의 이전 단계는 캡이 상기 주입구에 결합된 상태에서 수행되고, 상기 혼합 용액 주입 단계는 상기 캡이 상기 주입구로부터 분리된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 액체 시편은 타액, 소변, 혈액, 혈청 및 세포 배양액으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 외부 장치는 생물학적 분석 과정을 수행하는 미세유동장치인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 외부 장치는 세포 용해 장치인 것을 특징으로 하는 방법.
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