KR100855996B1 - PCR disc apparatus, PCR disc driver apparatus, and analysis method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PCR 디스크 장치, PCR 디스크 드라이버 장치 및 그를 이용한 분석 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게, 본 발명은 각종 진단 분석장치, 핵산 혼성 분석 장치 또는 면역학적 검증 장치에 필요한 DNA 또는 RNA를 증폭하기 위한 PCR 공정이 일괄 배치된 PCR 디스크, 상기 PCR 디스크를 제어하기 위한 제어부를 구비하여 상기 PCR 디스크를 구동 제어하는 PCR 디스크 드라이버의 장치, 및 그들을 이용한 분석 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 PCR 디스크 장치는 유체가 흐를 수 있는 유로, 버퍼 용액을 저장할 수 있는 챔버 및 상기 유로를 연결시키는 유공을 포함하는 고체 기질; 및 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브를 포함하는 PCR 디스크; 상기 PCR 디스크에 필요한 전원 또는 제어 신호를 공급하기 위한 제어부를 포함하는 제어용 디스크; 및 상기 PCR 디스크와 제어용 디스크를 연결하기 위한 인터페이스부를 포함한다.The present invention relates to a PCR disk device, a PCR disk driver device, and an analysis method using the same. More particularly, the present invention relates to amplification of DNA or RNA necessary for various diagnostic analysis devices, nucleic acid hybrid analysis devices, or immunological verification devices. The present invention relates to a PCR disk in which a PCR process is batch-arranged, a controller for controlling the PCR disk, and a device for a PCR disk driver for driving and controlling the PCR disk, and an analysis method using them. PCR disk apparatus according to the present invention comprises a solid substrate comprising a flow path for the fluid flow, a chamber for storing the buffer solution and a hole connecting the flow path; And PCR disk including a valve for opening and closing the hole; A control disc including a control unit for supplying a power or control signal necessary for the PCR disc; And an interface unit for connecting the PCR disk and the control disk.

전자석, 메모리, 브러쉬, 배기구Electromagnet, Memory, Brush, Air Vent

Description

PCR 디스크 장치, PCR 디스크 드라이버 장치 및 그를 이용한 분석 방법{PCR disc apparatus, PCR disc driver apparatus, and analysis method using the same}PCR disc apparatus, PCR disc driver apparatus and analysis method using the same {PCR disc apparatus, PCR disc driver apparatus, and analysis method using the same}

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도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 디스크(100) 내에 설치된 원기둥 초소형 입자를 이용한 밸브 장치를 도시하는 단면도이다.
도 1c는 PCR 공정이 일괄 배치된 PCR 디스크와 이를 제어하기 위한 제어용 디스크(200)의 일 실시예를 도시한다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도체아암의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1e는 제어용 디스크(200)가 내장된 PCR 디스크 드라이버 장치의 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 2a는 일체형 PCR 디스크(700)의 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 2b는 일체형 PCR 디스크(700)를 위한 PCR 디스크 드라이버의 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3a는 프렙공정과 PCR공정을 포함한 PCR 디스크의 일 실시예를 나타낸다.
도 3b는 전기영동을 포함한 전기영동용 디스크의 일 실시예를 나타낸다.
도 3c는 도 3a의 주요 공정에 따른 챔버에 대한 PCR 디스크의 단면도를 나타낸다.
도 3d는 프렙 공정 및 PCR 공정에 필요한 히터와 자계 발생 장치의 일 실시예를 나타낸다.
도 3e는 저(low) 전류를 이용한 강한 전자석을 구현하기 위한 일 실시예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 PCR 디스크 드라이버 장치의 외관에 대한 실시예이다.
도 4c는 현재 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD, CD-R, 게임 CD 또는 DVD 등의 광학 디스크인지 아니면 PCR 디스크인지를 판단하기 위한 PCR 디스크 감지(PCR-Disc Detection) 방법의 일 실시예를 나타낸 것이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1A and 1B are sectional views showing a valve device using cylindrical micro particles installed in a PCR disc 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1C illustrates an embodiment of a PCR disk in which a PCR process is batch arranged and a control disk 200 for controlling the PCR disk.
1D is a cross-sectional view showing the structure of a conductor arm according to an embodiment of the present invention.
1E is a cross-sectional view showing an embodiment of a PCR disc driver device in which a control disc 200 is incorporated.
2A is a cross-sectional view illustrating one embodiment of an integrated PCR disk 700.
2B is a cross-sectional view illustrating one embodiment of a PCR disk driver for the integrated PCR disk 700.
Figure 3a shows an embodiment of a PCR disk including the preparation process and the PCR process.
Figure 3b shows an embodiment of an electrophoretic disk including electrophoresis.
3C shows a cross-sectional view of a PCR disc for a chamber according to the main process of FIG. 3A.
Figure 3d shows an embodiment of a heater and a magnetic field generating device required for the preparation process and the PCR process.
3E illustrates an embodiment for implementing a strong electromagnet using low current.
4A and 4B show an embodiment of the appearance of the PCR disc driver device, respectively.
FIG. 4C illustrates an embodiment of a PCR disc detection method for determining whether a currently loaded disc is an optical disc or a PCR disc such as a general music CD, CD-R, game CD, or DVD. An example is shown.
<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100 : PCR 디스크 108,109 : 브러쉬100: PCR disk 108109: brush

63 : 제어부 70a: 밸브63 control part 70a valve

200 : 제어용디스크 4a : 전자석200: control disk 4a: electromagnet

188: 메모리188: memory

본 발명은 PCR 디스크 장치, PCR 디스크 드라이버 장치 및 그를 이용한 분석 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게, 본 발명은 각종 진단 분석장치, 핵산 혼성 분석 장치 또는 면역학적 검증 장치에 필요한 DNA 또는 RNA를 증폭하기 위한 PCR 공정이 일괄 배치된 PCR 디스크, 상기 PCR 디스크를 제어하기 위한 제어부를 구비하여 상기 PCR 디스크를 구동 제어하는 PCR 디스크 드라이버의 장치, 및 그들을 이용한 분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a PCR disk device, a PCR disk driver device, and an analysis method using the same. More particularly, the present invention relates to amplification of DNA or RNA necessary for various diagnostic analysis devices, nucleic acid hybrid analysis devices, or immunological verification devices. The present invention relates to a PCR disk in which a PCR process is batch-arranged, a controller for controlling the PCR disk, and a device for a PCR disk driver for driving and controlling the PCR disk, and an analysis method using them.

최근까지 유체내 소량의 분석종 탐지를 위한 대부분의 임상 진단 분석 장치에는 다중 샘플 준비 및 자동화된 시약 첨가용 장치를 설계하고 병렬 또는 직렬로 수많은 테스트 샘플을 분석하기 위한 장치를 설계함으로써 효율성 및 경제성이 개선되었다. 종종 이러한 자동화된 시약 준비장치 및 자동화된 다중 분석기가 단일 장치에 집적된다. 이러한 형태의 임상실험 분석기는 한 시간 이내에 소량의 샘플과 시약을 가지고 수 백가지 분석을 자동 또는 반자동으로 정확히 수행할 수 있다. Until recently, most clinical diagnostic analytical devices for detecting small amounts of analytes in fluids have been designed for efficiency and economics by designing devices for multiple sample preparation and automated reagent addition and for analyzing large numbers of test samples in parallel or in series. Improvements were made. Often these automated reagent preparation devices and automated multiple analyzers are integrated into a single device. This type of clinical analyzer can accurately and automatically perform hundreds of analyzes with a small sample and reagents within an hour.

그러나, 이러한 분석기는 비싸며 중앙집중 실험실과 병원만이 이들을 구매할 수 있다.However, these analyzers are expensive and only centralized laboratories and hospitals can purchase them.

따라서, 이러한 문제를 극복키 위해 저렴하고 누구나 손쉽게 다룰 수 있는 자동화된 소형 PCR 장치가 절실히 필요하다.Therefore, in order to overcome such a problem, there is an urgent need for a small, automated PCR device that can be easily handled by anyone.

〈디스크 〉<Disk>

12cm 폴리카보네이트 기판, 반사 금속층 및 보호 라커 코팅으로 부터 표준 컴팩트 디스크가 형성된다. CD와 CD-ROM의 포맷은 ISO 9660 공업표준에 의해 기술된다.A standard compact disc is formed from a 12 cm polycarbonate substrate, reflective metal layer and protective lacquer coating. The format of CDs and CD-ROMs is described by the ISO 9660 industry standard.

폴리카보네이트 기판은 광학품질의 투명한 폴리카보네이트이다. 표준 인쇄 또는 대량 복제된 CD에서 데이타층은 폴리카보네이트 기판의 일부이고 데이타는 사출성형공정동안 스탬퍼(stamper)에 의해 일련의 피트형태로 새겨진다. 이 사출성형 공정동안 용융된 폴리카보네이트가 몰드에 고압하에서 주입되고 이후에 냉각되어서 폴리카보네이트가 몰드 또는 "스탬퍼" 또는 "스탬프"의 거울상 형태를 가지며 디스크 기판상의 이진 데이타를 나타내는 피트가 생성되어서 마스터링(mastering) 공정동안 발생된 스탬퍼의 피트의 거울상으로서 폴리카보네이트 기판에 의해 유지된다. 스탬핑 마스터는 대체로 유리이다.The polycarbonate substrate is an optical quality transparent polycarbonate. In standard printed or mass replicated CDs, the data layer is part of a polycarbonate substrate and the data is engraved in a series of pits by a stamper during the injection molding process. During this injection molding process, molten polycarbonate is injected into the mold under high pressure and then cooled so that the polycarbonate has a mirror image of a mold or "stamp" or "stamp" and a pit representing binary data on the disk substrate is produced and mastered. It is held by the polycarbonate substrate as a mirror image of the pit of the stamper generated during the mastering process. The stamping master is usually glass.

상기 폴리카보네아트 기판은 PCR 디스크(PCR Disc)와 같은 유체내 소량의 물질을 진단 및 탐지하는 박막형태의 분석장치로 변형개조가 가능하며, 이 경우 사출 성형 공정동안 디스크 표면에 피트 대신, 유체가 흐를 수 있는 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber)가 형성될 수 있다. 이러한 박막내에 형성된 유로의 유체의 흐름 및 유량을 원활히 제어할 수 있는 초소형 밸브와 이들을 제어하기 위한 전자 제어가 필요하다.The polycarbonate art substrate may be modified and modified by a thin film type analyzer for diagnosing and detecting a small amount of a substance in a fluid such as a PCR disc. A chamber may be formed for storing channels and buffer solutions through which flow can flow. There is a need for a microvalve capable of smoothly controlling the flow and flow rate of the fluid in the flow path formed in such a thin film and electronic control for controlling them.

또한 본 발명은 실리콘 웨이퍼에 반도체 공정에 의해 유체가 흐를 수 있는 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber)가 형성될 수 있으며. 이러한 박막내에 형성된 유로의 유체의 흐름 및 유량을 원활히 제어하기 위한 전자회로가 실리콘 웨이퍼상에 집적화된 PCR 디스크도 제공한다.In addition, in the present invention, a chamber may be formed in a silicon wafer to store a channel and a buffer solution through which a fluid may flow by a semiconductor process. Also provided is a PCR disk in which electronic circuits for smoothly controlling the flow and flow of fluid in a flow path formed in such a thin film are integrated on a silicon wafer.

일반적으로 공지된 기술로서 Optical Compact Disc을 사용한 분석장치로서 "Confocal compact scanning optical microscope based on compact disctechnology"(1991, Vol.30, No,10, Applied Optics), "Gradient-index pobjectives for CD applications"(April, 1987, Vol26, Issue 7, Applied Optics)가 논문에 발표되어 있다.As a generally known technique, an analysis apparatus using an optical compact disc is known as "confocal compact scanning optical microscope based on compact disc technology" (1991, Vol. 30, No, 10, Applied Optics), "Gradient-index pobjectives for CD applications" ( April, 1987, Vol26, Issue 7, Applied Optics).

또한 디스크상의 주입구에 주입된 샘플을 원심력을 이용하여, 디스크의 표면에 유체막을 형성시키기 위한 장치로서, 유럽 특허 "Disc for centrifuge"(GB1075800, publication date 1967.07.12) 와 디스크상의 주입구에 주입된 유체 샘플을 원심력을 이용하여 채널과 챔버로 이동시켜 가면서 샘플을 분리하는 장치로서 유럽특허 "Separating Disks for centrifuge"(3,335,946, April 12,1965)가 특허 공개되어 있다.In addition, as a device for forming a fluid film on the surface of the disk using a centrifugal force, the sample injected into the inlet on the disc, the European patent "Disc for centrifuge" (GB1075800, publication date 1967.07.12) and the fluid injected into the inlet on the disc European Patent "Separating Disks for centrifuge" (3,335,946, April 12,1965) is disclosed as a device for separating a sample while moving the sample to a channel and a chamber using centrifugal force.

또한 디스크 상에서 원심력과 광학적 측정에 의해 화학 분석하는 장치로서 미국 특허 "disc centrifuge photosedimentometer"(4,311,039, Jan. 19,1982)가 특허 공개되어 있다.Also disclosed is a US patent "disc centrifuge photosedimentometer" (4,311,039, Jan. 19,1982) as an apparatus for chemical analysis by centrifugal force and optical measurement on a disc.

그러나 이것은 PCR에 필요한 공정을 완전 자동화할 수 없는 단점이 있어 자동화된 PCR 공정 구성에는 부적합하다.However, this has the disadvantage of not being able to fully automate the process required for PCR, which is not suitable for automated PCR process construction.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 각종 진단 분석 장치, 핵산 혼성 분석 장치 및 면역학적 검증 장치 등에서 필수적인 DNA 또는 RNA을 증폭하기 위하여 피와 같은 시료로부터 DNA 또는 RNA를 증폭할 수 있는 PCR 전체 공정을 자동으로 수행할 수 있는 PCR 디스크 장치를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide DNA from a sample such as blood to amplify DNA or RNA, which is essential in various diagnostic analysis devices, nucleic acid hybrid analysis devices and immunological verification devices, etc. Another object of the present invention is to provide a PCR disk device capable of automatically performing an entire PCR process for amplifying RNA.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 PCR 디스크 및 그의 모든 공정을 제어할 수 있는 제어용 디스크가 한 장의 디스크로 통합된 구성을 갖는 일체형 PCR 디스크 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an integrated PCR disk apparatus having a configuration in which the PCR disk of the present invention and a control disk capable of controlling all of the processes thereof are integrated into one disk.

본 발명의 또 다른 목적은 PCR 공정뿐만 아니라 전기영동 공정까지 수행할 수 있는 PCR 디스크 장치를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a PCR disk device capable of performing not only a PCR process but also an electrophoretic process.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 PCR 디스크를 제어하기 위한 제어부를 구비하여 상기 PCR 디스크를 구동 제어하는 PCR 디스크 드라이버의 장치를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a device for a PCR disk driver, which includes a control unit for controlling the PCR disk of the present invention and controls the driving of the PCR disk.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 PCR 디스크 장치 또는 PCR 디스크 드라이버 장치를 이용한 분석 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an analysis method using the PCR disk device or PCR disk driver device of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 PCR 디스크 상에 설치된 PCR 공정에 필요한 유체의 흐름 또는 유량을 제어하기 위한 밸브는 PCR 디스크의 상하측에 설치된 전자석에 의해 형성된 자력 힘으로 움직이는 초소형 구슬(micro bead)을 PCR 디스크 내부에 구비하여 유로를 개폐한다. The valve for controlling the flow or flow of the fluid required for the PCR process installed on the PCR disk of the present invention is provided with a micro bead (Mini bead) moving inside the PCR disk by the magnetic force formed by the electromagnets installed on the upper and lower sides of the PCR disk To open and close the flow path.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 초소형 구슬은 예를 들어 자석구(magnet ball), 강자성체 금속 입자, 상 자성체 입자, 반 자성체 입자, 금속구 등과 같은 물질을 포함한다. 또한 상기 초소형 구슬은 고체 금속이거나 플라스틱, 유리 구슬등으로 형성될 수 있으며 그 위에 금속 코팅이 이루어질 수 있다. 또한 금속구는 합금일 수도 있다. 또한 상기 초소형 구슬은 전하를 띨 수 있으며, 이때 전자석 대신 PCR 디스크의 상하면에 배치되는 전극판을 사용한다. 전극판에 가해진 전압의 방향에 따라 전하를 띤 구슬이 유공을 열거나 닫는다.상기 초소형 구슬의 직경은 1um 내지 1mm 범위 내에 있고, 바람직하게 100um 내지 500㎛가 알맞다. 상기 구슬의 크기가 커지면 접촉면이 증가하여 개폐에 대한 신뢰도가 증가하게 된다. 상기 전자석은 공심(air core) 또는 비 자성체 코아(non-magnetic core)일 수 있다. 권선의 직경은 0.01mm~0.1mm가 바람직하다. 보다 바람직하게 초소형 구슬은 0.1mm∼0.5mm 두께의 원기둥 형태의 초소형 자석입자일 수 있다. 이 원기둥 자석입자의 직경은 0.1mm~5mm가 바람직하다.In a preferred embodiment of the present invention, the microbeads include materials such as, for example, magnet balls, ferromagnetic metal particles, phase magnetic particles, semimagnetic particles, metal balls, and the like. In addition, the micro beads may be formed of solid metal, plastic, glass beads, or the like, and a metal coating may be formed thereon. The metal sphere may also be an alloy. In addition, the micro-bead can be charged, in this case using an electrode plate disposed on the upper and lower surfaces of the PCR disk instead of the electromagnet. Charged beads open or close the pores according to the direction of the voltage applied to the electrode plate. The microbeads have a diameter in the range of 1 μm to 1 mm, preferably 100 μm to 500 μm. As the size of the beads increases, the contact surface increases, thereby increasing the reliability of opening and closing. The electromagnet may be an air core or a non-magnetic core. The diameter of the winding is preferably 0.01mm ~ 0.1mm. More preferably, the micro beads may be ultra-small magnet particles having a cylindrical shape of 0.1 mm to 0.5 mm thickness. The diameter of the cylindrical magnet particles is preferably 0.1 mm to 5 mm.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 디스크(100) 내에 설치된 원기둥 초소형 입자를 이용한 밸브 장치를 도시하는 단면도이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a valve device using cylindrical micro particles installed in a PCR disc 100 according to an embodiment of the present invention.

PCR 디스크(100)는 상부 기질(1)과 중간 기질(2) 과 하부 기질(3)로 구성된다.The PCR disc 100 is composed of an upper substrate 1, an intermediate substrate 2, and a lower substrate 3.

도 1a는 원기둥 자석입자(70)에 의해 유공(10b)이 막혀 유로(22a,22c)가 차단된 경우를 나타내고, 도 1b는 유공(10b)이 열려 유로(22a,22c)가 연결된 것을 나타낸다. 도 1a에서와 같이 유공(10b)을 닫아 유로를 차단시키려면 상측 전자석(4a)에 전원을 차단하고 마주보는 하측 전자석(5a)에는 전원을 인가한다. 도 1b에서와 같이 유공(10b)을 열어 상기 유로를 연결시키려면 상측 전자석(4a)에는 전원을 인가하고 마주보는 하측 전자석(5a)에는 전원을 차단시킨다. 또는 상기 원기둥 자석입자(70)에 대해 반발력 또는 흡입력을 유발하도록 상기 전자석(4a,5a)의 권선외 전류 방향을 제어하여 밸브를 개폐 제어할 수 있다.FIG. 1A illustrates a case in which the oil holes 10b are blocked by the cylindrical magnet particles 70 and the flow paths 22a and 22c are blocked, and FIG. 1B shows that the oil holes 10b are opened to connect the flow paths 22a and 22c. As shown in FIG. 1A, to close the oil hole 10b to block the flow path, the power is cut off to the upper electromagnet 4a and the power is applied to the lower electromagnet 5a facing the oil hole 10b. To connect the flow path by opening the hole 10b as shown in FIG. 1B, power is applied to the upper electromagnet 4a and the power is cut off to the lower electromagnet 5a. Alternatively, opening and closing of the valve may be controlled by controlling an out-of-winding current direction of the electromagnets 4a and 5a so as to cause a repulsive force or suction force with respect to the cylindrical magnet particles 70.

본 발명의 상기 전자석(4a,5a)으로 공심(air core)의 전자석이 바람직하며, 상기초소형 구슬은 자석구(magnet ball) 또는 원기둥모양의 초소형 자석입자가 바람직하다.The electromagnet of the present invention (4a, 5a) is preferably an electromagnet of the air core (air core), the micro-bead is preferably a magnet ball (magnet ball) or cylindrical micro-shaped magnet particles.

또한, 본 발명은 유체이동을 위해 디스크에 좁은 유로(channel)(22a,22c)가 형성되어 있기 때문에, 유체가 압력을 받지 않고 원활히 유로를 흐를 수 있도록 배기구(12)가 상부기질(1)에 형성되어 있다.In addition, in the present invention, since the narrow channels 22a and 22c are formed in the disk for fluid movement, the exhaust port 12 is connected to the upper substrate 1 so that the fluid flows smoothly without pressure. Formed.

또한, 도 1b에서와 같이 유로 연결시, 상기 초소형 원기둥 자석입자(70)가 상부기질(1)에 밀착되도록 구속홈(101)이 나 있다. 이 구속홈(101)은 디스크의 흔들림에 의해 상기 자석입자(70)가 떨어져 나가 상기 열린 유공(10b)을 막는 것을 방지키 위함이다.In addition, when the flow path is connected as shown in Figure 1b, there is a restriction groove 101 so that the ultra-small cylindrical magnet particles 70 are in close contact with the upper substrate (1). The restraint groove 101 is to prevent the magnet particles 70 from falling out by the disk shaking to block the open hole 10b.

도 1c는 PCR 공정이 일괄 배치된 PCR 디스크와 이를 제어하기 위한 제어용 디스크(200)의 일 실시예를 도시한다.FIG. 1C illustrates an embodiment of a PCR disk in which a PCR process is batch arranged and a control disk 200 for controlling the PCR disk.

보다 상세하게, 도 1c는 분석에 필요한 각종 버퍼 용액을 저장하고, 다양한 화학 공정을 수행하기 위한 챔버(chamber)와 처리된 유체 및 버퍼 용액들을 이동시키기 위한 유로, 이들 유로의 개폐를 제어하기 위한 상기 밸브장치들이 포함된 PCR 공정이 일괄 배치된 PCR 리스크(100)와 이를 제어하기 위한 제어용 디스크(200)의 일 실시예이다.More specifically, FIG. 1C is a flow chart for storing various buffer solutions required for analysis, a chamber for performing various chemical processes, a flow path for moving the treated fluid and buffer solutions, and controlling the opening and closing of these flow paths. One embodiment of a PCR risk 100 in which a PCR process including valve devices is disposed and a control disc 200 for controlling the PCR risk 100 are provided.

본 발명의 PCR 디스크(100)는 플라스틱, PMMA, 유리, 운모, 실리카, 실리콘 웨이퍼의 재료 등의 다양한 재료로부터 선택될 수 있다. 그러나, 플라스틱이 경제적 이유, 가공의 용이성 때문에 바람직하다. 사용가능한 플라스틱으로는 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 폴리카보네이트가 있다. 폴리프로필렌과 폴리카보네이트가 바람직하며 폴리카보네이트가 가장 바람직하다.The PCR disc 100 of the present invention can be selected from a variety of materials, such as plastic, PMMA, glass, mica, silica, silicon wafer materials, and the like. However, plastics are preferred for economic reasons and for ease of processing. Plastics that can be used include polypropylene, polyacrylates, polyvinyl alcohols, polyethylene, polymethylmethacrylates, and polycarbonates. Polypropylene and polycarbonate are preferred, with polycarbonate being most preferred.

상기 PCR 디스크(100)는 상부 기질(1)과 중간 기질(2)과 하부 기질(3)로 구성되며, 이들 각각은 사출 성형 공정동안 기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 상기 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber)와 상기 유로를 연결시키는 유공을 복수개 형성한다.The PCR disc 100 consists of an upper substrate 1, an intermediate substrate 2 and a lower substrate 3, each of which is a channel and a buffer through which fluid can flow on the substrate surface during the injection molding process. A plurality of holes for connecting the passage and a chamber for storing a buffer solution are formed.

이들은 서로 밀착 부착되어 하나의 PCR 디스크(100) 몸체를 이룬다.These are closely attached to each other to form a single PCR disk 100 body.

제어용 디스크(200)는 플라스틱, PMMA, 유리, 운모, 실리카, 실리콘, PCB(Print Circuit Board)의 재료 등의 다양한 재료로부터 선택될 수 있다.The control disk 200 may be selected from a variety of materials, such as plastic, PMMA, glass, mica, silica, silicon, the material of the printed circuit board (PCB).

그러나 본 발명에서는 PCB 재료와 실리콘 웨이퍼의 재료가 회로설계의 용이성 때문에 바람직하다.However, in the present invention, the material of the PCB material and the silicon wafer is preferable because of the ease of circuit design.

상기 PCR 디스크(100)는 상부기질(1)과 중간기질(2)과 하부기질(3)이 적층에 의해 형성된다. 초소형 원기둥 자석입자(70a,70b)은 각각 전자석(4a와5a, 4b와5b)에 의해 형성된 자력에 의해 독립적으로 개폐제어 된다. 120은 샘플을 주입하기 위한 피펫 또는 주사기를 나타내고, 121은 샘플주입구이고 170은 디스크 공극을 나타내고 171b은 제어용 디스크(200)와 상기 171a와의 연결을 위한 인테페이스부을 나타내며 PCR 디스크(100)에 제어신호를 공급하기 위한 복수개의 제어신호 연결부(173b) 및 전원 공급을 위한 전원 연결부(31b)를 포함한다. 상기 연결부(173b,31b)의 표면은 도체 표면 또는 도전체로 코팅된 연결홈(33)으로 구성된다.The PCR disc 100 is formed by laminating an upper substrate 1, an intermediate substrate 2, and a lower substrate 3. The ultra-small cylindrical magnet particles 70a and 70b are independently opened and closed by magnetic force formed by the electromagnets 4a and 5a and 4b and 5b, respectively. Reference numeral 120 denotes a pipette or syringe for injecting a sample, 121 denotes a sample inlet, 170 denotes a disk gap, 171b denotes an interface for connecting the control disc 200 and 171a, and a control signal to the PCR disc 100. A plurality of control signal connection unit 173b for supplying and a power supply connection 31b for supplying power. The surfaces of the connecting portions 173b and 31b are composed of connecting grooves 33 coated with a conductor surface or a conductor.

도면 부호 131는 피 또는 세포로부터 DNA샘플 또는 RNA로부터 R-T(Reverse Transcription:역전사)에 의한 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 132는 PCR(Polymerase Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버이다.Reference numeral 131 is a preparation chamber including a preparation process for preparing DNA samples from blood or cells by RT (Reverse Transcription) from RNA, and 132 is a PCR (Polymerase Chain). PCR chamber for reaction process.

도면 부호 130,140은 상시 프렙공정에 필요한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 포함하는 챔버이다.Reference numerals 130 and 140 denote chambers containing buffer solutions containing various enzymes necessary for the constant preparation process.

도면 부호 141 및 142는 상기 PCR 공정에 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 포함하는 챔버이다.Reference numerals 141 and 142 denote chambers containing buffer solutions containing various enzymes including polymerases and primers required for the PCR process.

상기 각각의 공정(프렙공정, PCR공정)의 시작시점과 종료 시점에서의 밸브의 개폐 제어는 상기 초소형 원기둥 자석입자의 상하측에 설치된 전자석들(4a와 5a, 4b와 5b)에 인가된 전원의 온(on)오프(off) 또는 전류 방향 제어에 의해 이루어지고, 유체이동은 디스크의 회전력에 의한 원심력에 의한다.The opening and closing control of the valve at the start and end of each process (prep process, PCR process) is performed by the power applied to the electromagnets 4a and 5a, 4b and 5b provided on the upper and lower sides of the ultra-small cylindrical magnet particles. It is made by on-off or current direction control, and the fluid movement is by centrifugal force by the rotational force of the disk.

또한 상기 제어용 디스크(200) 와 브러쉬(108,109)간 마찰접촉 혹은 무선 송신(비접촉 인터페이스)에 의해 제어용 디스크(200)상의 제어부(63) 및 송수신 장치(107)에 전원을 공급한다.In addition, power is supplied to the control unit 63 and the transmission / reception apparatus 107 on the control disk 200 by frictional contact or wireless transmission (non-contact interface) between the control disk 200 and the brushes 108 and 109.

상기 브러쉬(108,109)가 마찰 접촉하기 위한 환형 전극판(223)은 상기 제어용 디스크(200))의 상판 또는 상하판에 설치될 수 있다. 또한 제어부(63)의 제어신호 및 전원은 제어용디스크(200)의 171a 영역에 있는 상기 연결부(173a,31a)와의 회로의 패턴에 의해 도체아암(13)과 연결된다.An annular electrode plate 223 for friction contact between the brushes 108 and 109 may be installed on the upper or lower plate of the control disk 200. In addition, the control signal and the power of the controller 63 are connected to the conductor arm 13 by a pattern of a circuit with the connection parts 173a and 31a in the region 171a of the control disc 200.

상기 제어용 디스크(200)로부터의 PCR 디스크(100)로의 전원 공급 및 제어신호 전달은 상기 PCR 디스크(100) 상의 인터페이스 영역(171b)의 연결부(173b,31b)에 연결되는 복수개의 도체 아암(13)들에 의해 이루어진다. 이들은 도체아암(13)과 연결홈(33) 형태로 결합되어 이루어지며, 상기 PCR 디스크(100)와 제어용 디스크(200) 간의 케넥터 역할을 한다. 상기 도체 아암(13)은 디스크의 회전 또는 동작 시작시, 제어용 디스크(200)와 PCR 디스크(100) 간의 압착밀착에 의해 상기 연결홈(33)에 맞물려 동시 회전하게 되다.Power supply and control signal transmission from the control disk 200 to the PCR disk 100 are connected to a plurality of conductor arms 13 connected to the connection portions 173b and 31b of the interface region 171b on the PCR disk 100. Made by them. These are made in the form of a conductive arm 13 and the connecting groove 33, and serves as a connector between the PCR disk 100 and the control disk 200. The conductor arm 13 is rotated at the same time by engaging the connecting groove 33 by the pressing contact between the control disk 200 and the PCR disk 100 at the start of the rotation or operation of the disk.

상기 브러쉬(108,109)에 의해 공급된 전원은 제어용디스크(200) 상에 있는 전원 연결부(31a)와 상기 도체아암(13) 및 PCR 디스크(100)상의 전원 연결부(31b)을 통해 공급된다. 173a을 통해 공급되는 제어 신호는 복수개의 연결홈(173b)에 의해 연결된다.The power supplied by the brushes 108 and 109 is supplied through a power connection 31a on the control disk 200 and a power connection 31b on the conductor arm 13 and the PCR disk 100. The control signal supplied through 173a is connected by a plurality of connection grooves 173b.

또한 상기 도체 아암(13)에 연결된 PCR 디스크(100)상의 연결홈들(33)은 다시 회로 패턴과 연결되어 상기 PCR 디스크(100)의 각 부문에 필요한 각종 제어 신호 및 전원을 공급 한다.In addition, the connecting grooves 33 on the PCR disk 100 connected to the conductor arm 13 are connected to the circuit pattern again to supply various control signals and power necessary for each section of the PCR disk 100.

도면 부호 188는 메모리로 PCR 공정을 위한 프로토롤, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값, 생물정보학(bioinformatics)정보에 관련된 정보를 포함한다. 또한 PCR 디스크 드라이버의 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 또한 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할 수 있다. 또한 개인 암호화 정보가 저장될수 있어, 타인이 함부로 사용할수 없도록 할 수 있다.Reference numeral 188 denotes a memory containing information related to a protocol for an PCR process, an analysis algorithm, a standard control value for reading, and bioinformatics information. It can also include device driver software for PCR disk drivers and patient education information for clinical analysis and can be modified. It can also include web sites and links to connect with specialists and hospitals based on the results of the diagnosis. In addition, personal encryption information can be stored so that others can not be used without permission.

상기 메모리(188)는 RAM 또는 ROM이 바람직하다. 상기 메모리(188) 정보는 상기 도체 아암(13) 과 비접촉 인터페이스(107)를 통해 PCR 디스크 드라이버내의 중앙제어장치에 제공되어 지며, 개인 암호화를 위해 활용되어진다.The memory 188 is preferably RAM or ROM. The memory 188 information is provided to the central control unit in the PCR disc driver via the conductor arm 13 and the contactless interface 107 and is utilized for personal encryption.

도 1d는 상기 도체아암(13)의 구조를 보인 일례의 단면도 이다.1D is a sectional view of an example showing the structure of the conductor arm 13.

디스크의 회전 동안, 제어용 디스크(200)와 PCR 디스크(100)간의 압착 밀착시, 상기 도체 아암(13)이 상기 연결홈(33)에 원활이 삽입결합될 수 있도록 상기 제어용 디스크(200)의 인터페이스부(171a)에 고정 연결되어 있는 도체아암(13)의 한쪽 말단부에 용수철(13c)이 연결되어 있다. 도면부호 13a 과 13b는 도체 아암을 구성하고, 13b의 끝부분이 상기 연결홈(33)에 삽입결합된다. 스프링(13c)와 도체 아암(13a,13b)는 13d에 의해 상호 연결되어 도체 아암이 탄성을 갖도록 한다.During the rotation of the disk, the interface of the control disk 200 so that the conductor arm 13 can be smoothly inserted into the connecting groove 33 during the compression close contact between the control disk 200 and the PCR disk 100. A spring 13c is connected to one end of the conductor arm 13 which is fixedly connected to the portion 171a. Reference numerals 13a and 13b constitute a conductor arm, and the ends of 13b are inserted into the connecting groove 33. The spring 13c and the conductor arms 13a and 13b are interconnected by 13d so that the conductor arms are elastic.

도 1e는 상기 PCR 디스크(100)을 제어 구동키 위한 상기 제어용 디스크(200)가 내장된 PCR 디스크 드라이버 장치의 일 실시예이다.FIG. 1E illustrates an embodiment of a PCR disc driver device in which the control disc 200 is mounted to control drive the PCR disc 100.

회전하고 있는 상기 제어용 디스크(200)상의 제어부(63)에 전원공급을 공급하기 위한 브러쉬(109,108); 이것에 전원을 공급하기 위한 전원장치(110); 300는 PCR 디스크 드라이버를 지지하고 있는 몸체이다. PCR 디스크 드라이브 밑면에는 회로기판(145)이 상기 PCR 디스크 드라이브 몸체(300)에 이음 체결되어있고, 회로 기판위에 PCR 디스크 드라이버를 제어하기 위한 중앙제어 장치(101) 및 저장장치(111)가 상기 회로 기판(145)위에 설계되여 있다. 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 디스크(100,200)의 회전 또는 정지시 모터(102)를 회전 정지 시킨다.Brushes (109, 108) for supplying power supply to the control unit (63) on the rotating control disk (200); A power supply device 110 for supplying power thereto; 300 is the body supporting the PCR disk driver. A circuit board 145 is jointly fastened to the PCR disk drive body 300 on the bottom of the PCR disk drive, and a central control unit 101 and a storage device 111 for controlling the PCR disk driver on the circuit board are provided in the circuit. It is designed on the substrate 145. The central control unit 101 rotates and stops the motor 102 when the disks 100 and 200 rotate or stop.

또한 상기 중앙제어장치(101)는 PCR 공정 제어에 필요한 각종 제어 명령신호를 상기 제어용 디스크(200)에 위치한 비접촉 인터페이스(106,107)를 통해 보낸다.In addition, the central control unit 101 transmits various control command signals necessary for controlling the PCR process through the non-contact interfaces 106 and 107 located in the control disk 200.

상기 제어 명령을 전달 받은 제어용 디스크(200)는 상기 도체아암(13)을 통해 PCR 디스크(100)를 제어 하기 위한 각종 제어 신호를 공급한다.The control disk 200 receiving the control command supplies various control signals for controlling the PCR disk 100 through the conductor arm 13.

또한 상기 제어부(63)는 PCR 디스크의 공정 진행상황 및 분석결과를 상기 비접촉 인터페이스(106,107)인 적외선 인터페이스 또는 광 인터페이스(optical interface) 또는 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치(101) 또는 저장장치(111)로 보낸다.In addition, the control unit 63 displays the process progress and analysis results of the PCR disc through the infrared interface, optical interface, or wireless interface, which are the non-contact interfaces 106 and 107. Send to).

106과 107은 각각 비접촉 인터페이스를 위한 수신부 또는 송신부 또는 송수신부이다. 또한 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 비 접촉 인터페이스를 통해 상기 제어용 디스크(200)에 제어 명령을 상기 제어부(63)에 전달할 수 있다.106 and 107 are receivers or transmitters or transceivers for the contactless interface, respectively. In addition, the central control apparatus 101 may transmit a control command to the control unit 63 through the non-contact interface to the control disk 200.

상기 접촉 인터페이스(106,107)는 적외선 인터페이스인 경우 적외선 센서에 의해 이루어지며, 광 인터페이스 인 경우는 포토(photo) 센서에 의해 이루어 진다. 또한 무선 인터페이스는 스트립라인 안테나와 이들 위한 변복조 장치에 의해 이루어진다.The contact interfaces 106 and 107 are made by an infrared sensor in the case of an infrared interface, and are made by a photo sensor in the case of an optical interface. The air interface is also made by a stripline antenna and a demodulation device therefor.

도면 부호 188는 메모리로 PCR 공정을 위한 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값, 생물정보학(bioinformatics)정보에 관련된 정보를 포함한다. 또한 장치 드라이버 소프트 제어 및 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 또한 진단 결과 및 진단결과에 따른 전문 의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할 수 있다. 또한 개인 암호화 정보가 저장될수 있어, 타인이 함부로 사용할 수 없도록 할 수 있다.Reference numeral 188 denotes a memory containing information related to a protocol for an PCR process, an analysis algorithm, a standard control value for reading, and bioinformatics information. It can also contain patient training information for device driver soft control and clinical analysis and can be modified. In addition, it may include a web site and a variety of links that can be linked to the diagnosis results and doctors and hospitals according to the results. In addition, personal encryption information may be stored so that others cannot use it without permission.

상기 메모리(188)는 RAM 또는 ROM이 바람직하다. 상기 메모리(188) 정보는 상기 도체 아암(13) 과 비접촉 인터페이스를 통해 상기 중앙제어장치(101)에 제공되어 지며, 개인 암호화를 위해 활용되어진다.The memory 188 is preferably RAM or ROM. The memory 188 information is provided to the central control unit 101 via a contactless interface with the conductor arm 13 and utilized for personal encryption.

체결부 105a 및 105b에 의해 상기 제어용 디스크(200) 와 PCR 디스크(100)가 PCR 디스크 드라이버에 안착된다.The control disk 200 and the PCR disk 100 are seated in the PCR disk driver by the fastening portions 105a and 105b.

103은 PCR공정의 최종 결과를 측정하기 위한 측정장치이다.103 is a measuring device for measuring the final result of the PCR process.

도 2a 내지 도 2b는 상기 제어용 디스크(200) 와 PCR 디스크(100)가 합쳐져 한 개의 일체형 PCR 디스크(700)로 구성된 경우를 나타낸다.2A to 2B show a case where the control disk 200 and the PCR disk 100 are combined to constitute one integrated PCR disk 700.

이 경우 상기 일체형 PCR 디스크(700)는 실리콘 웨이퍼 재료가 바람직하다.In this case, the integrated PCR disk 700 is preferably a silicon wafer material.

실리콘 웨이퍼 재료는 상기 제어부(63), 메모리(188), 비접촉 인터페이스(107), 상기 밸브 제어를 위한 전극판 또는 전자석 및 각종 회로 패턴을 포함한 전자회로를 실리콘 웨이퍼상에 monolithic 형태의 집적 회로(Integrated Circuit) 설계가 구성이 용이할 뿐만 아니라, 상기 챔버 및 채널 형성도 photolithography 및 에칭공정에 의해 용이하게 구현 가능하다.The silicon wafer material is a monolithic integrated circuit integrated with an electronic circuit including the controller 63, the memory 188, the non-contact interface 107, the electrode plate or electromagnet for controlling the valve, and various circuit patterns. Circuit) design is easy to configure, and the chamber and channel formation can be easily implemented by photolithography and etching processes.

이들 반도체 공정에 의한 웨이퍼상의 집적 회로(integrated circuit) 설계 및 photolithography 및 제반 에칭 공정은 당해 업자의 공지 기술이다.Integrated circuit design, photolithography and general etching processes on wafers by these semiconductor processes are well known in the art.

상기 일체형 PCR 디스크(700)는 상부기질(4)과 중간기질(5)과 하부기질(6)의 형성 및; 상기 photolithography 및 제반 에칭공정에 의해 유체가 흐를 수 있는 상기 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(130,131,132,140,141,142)와 상기 유로를 연결시키는 유공이 형성된다. 전원공급을 공급하기 위한 브러쉬(109,108)와 상기 브러쉬(108,109)가 마찰 접촉하기 위한 환형 전극판(223)이 일체형 PCR 디스크 밑면(700a)에 설치되어 있다. 170은 디스크 공극이다. 171a은 인터페이스 부로, 700a의 제어부(63)가 700b 상의 밸브 및 전자 회로에 제어신호를 공급하기 위한 복수개의 제어신호 연결부(173a)와 전원 공급을 위한 전원 연결부(31a)를 포함한다. 상기 실시예에서 연결부(173a,173b 및 31a,31b)의 연결은 인터페이스부(171a)에서의 via 또는 through hole에 의해 연결되었으나, 상기 인터페이스부(171a)에 국한할 필요 없이 디스크상의 필요한 위치에서 via나 through hole에 의해 연결될 수 있다. Via나 through hole설계는 당해 업자의 공지기술이다.The integrated PCR disk 700 is formed of the upper substrate (4), the intermediate substrate (5) and the lower substrate (6); The photolithography and various etching processes form a hole connecting the channel with the chambers 130, 131, 132, 140, 141 and 142 capable of storing the channel and the buffer solution through which the fluid can flow. Brushes 109 and 108 for supplying power supply and annular electrode plates 223 for frictional contact of the brushes 108 and 109 are provided on the bottom surface of the integrated PCR disc 700a. 170 is a disk void. 171a is an interface unit, and the control unit 63 of 700a includes a plurality of control signal connection units 173a for supplying control signals to valves and electronic circuits on 700b and a power connection unit 31a for power supply. In the above embodiment, the connection of the connection portions 173a, 173b and 31a, 31b is connected by vias or through holes in the interface portion 171a, but is not required to be limited to the interface portion 171a and vias at necessary positions on the disk. I can be connected by a through hole. Via or through hole design is well known to those skilled in the art.

또한 상기 메모리(188)는 UV(Ultra Violet) erasable ROM을 사용한 경우에 자외선(UV)에 의해 ROM의 내용을 지울수 있는 개구부를 가질 수 있다.In addition, the memory 188 may have an opening for erasing the contents of the ROM by ultraviolet (UV) when the ultraviolet (Ultra Violet) erasable ROM is used.

도 2b에는 상기 일체형 PCR 디스크(700)를 제어구동키 위한 PCR 디스크드라이버 장치의 일 실시예가 나타나 있다. 상기 제어부(63)는 공정진행상황을 비접촉 인터페이스(106,107)인 적외선 인터페이스 또는 광 인터페이스(optical interface) 또는 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치(101) 또는 저장장치(111)로 보내진다. 106과 107은 각각 비 접촉 인터페이스를 위한 수신부 또는 송신부 또는 송수신부이다. 또한 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 비 접촉 인터페이스를 통해 상기 일체형 PCR 디스크(700)에 제어 명령을 상기 제어부(63)에 전달할 수 있다.2B illustrates an embodiment of a PCR disc driver device for controlling the integrated PCR disc 700. The control unit 63 sends the process progress to the external central control unit 101 or the storage unit 111 through an infrared interface, an optical interface, or a wireless interface, which are non-contact interfaces 106 and 107. 106 and 107 are receivers or transmitters or transceivers for the contactless interface, respectively. In addition, the central control apparatus 101 may transmit a control command to the controller 63 to the integrated PCR disk 700 through the non-contact interface.

상기 비 접촉 인터페이스(106,107)는 적외선 인터페이스인 경우 적외선 센서에 의해 이루어 지며, 광인터페이스 인 경우는 포토(photo) 센서에 의해 이루어 진다. 또한 무선 인터페이스는 스트립 라인 안테나와 변복조 장치에 의해 이루어 진다.The non-contact interfaces 106 and 107 are made by an infrared sensor in the case of an infrared interface, and are made by a photo sensor in the case of an optical interface. The air interface is also made by a stripline antenna and a demodulation device.

회전하고 있는 상기 일체형 PCR 디스크(700) 상의 제어부(63)에 전원공급을 공급하기 위한 브러쉬(109,108) 와 상기 브러쉬(109,108)에 전원을 공급하기 위한 전원장치(110). 300는 PCR 디스크 드라이버를 지지하고 있는 몸체이다. PCR 디스크 드라이브 밑면에는 회로기판(145)이 상기 드라이브 몸체(300)에 이음 체결되어있고, 회로 기판위에 PCR 디스크 드라이버를 제어하기 위한 중앙제어 장치(101) 및 저장장치(111)가 상기 회로 기판(145)위에 설계되여 있다. 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 일체형 PCR 디스크(700) 회전 또는 정지시 모터(102)를 회전 정지 시킬뿐만 아니라, PCR 결과를 측정키 위한 측정장치(103)을 제어한다.A brush (109,108) for supplying power to the control unit (63) on the integrated PCR disk (700) which is rotating and a power supply (110) for supplying power to the brush (109,108). 300 is the body supporting the PCR disk driver. A circuit board 145 is jointly fastened to the drive body 300 at the bottom of the PCR disk drive, and a central control unit 101 and a storage device 111 for controlling the PCR disk driver are mounted on the circuit board. 145). The central control unit 101 not only stops the motor 102 when the integrated PCR disk 700 rotates or stops, but also controls the measuring device 103 for measuring the PCR result.

또한 상기 중앙제어장치(101)는 PCR 공정 제어에 필요한 각종 제어 명령신호를 상기 일체형 PCR 디스크(700)에 위치한 비접촉 인터페이스(106,107)를 통해 보낸다.In addition, the central control unit 101 transmits various control command signals necessary for controlling the PCR process through the contactless interfaces 106 and 107 located in the integrated PCR disk 700.

도면 부호 188는 메모리로 PCR 공정을 위한 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값, 생물정보학(bioinformatics)정보에 관련된 정보를 포함한다. 또한 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 또한 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할 수 있다. 또한 개인 암호화 정보가 저장될수 있어, 타인이 함부로 사용할 수 없도록 할 수 있다.Reference numeral 188 denotes a memory containing information related to a protocol for an PCR process, an analysis algorithm, a standard control value for reading, and bioinformatics information. It can also contain device driver software and patient education information for clinical analysis and can be modified. It can also include web sites and links to connect with specialists and hospitals based on the results of the diagnosis. In addition, personal encryption information may be stored so that others cannot use it without permission.

상기 메모리(188)는 RAM 또는 ROM이 바람직하다. 상기 메모리(188) 정보는 상기 비접촉 인터페이스(106,107)를 통해 상기 중앙제어장치(101)에 제공되어 지며, 개인 암호화를 위해 활용되어진다.The memory 188 is preferably RAM or ROM. The memory 188 information is provided to the central control unit 101 via the contactless interfaces 106 and 107 and is utilized for personal encryption.

체결부 105a 및 105b에 의해 상기 일체형 PCR 디스크(700)가 PCR 디스크 드라이버에 안착된다.The integrated PCR disk 700 is seated in the PCR disk driver by the fastening portions 105a and 105b.

도 3a는 프렙공정과 PCR공정을 포함한 PCR 디스크의 일 실시예를 나타낸다.Figure 3a shows an embodiment of a PCR disk including the preparation process and the PCR process.

도면 부호 170은 디스크의 공극이고, 171b은 상기 제어용디스크(200)와의 연결을 위한 인터페이스부를 제공한다.Reference numeral 170 denotes a void of the disk, and 171b provides an interface for connecting to the control disk 200.

도면 부호131는 혈액, 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 132는 PCR(Polymer Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버로 PCR 공정에 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 저장하고 있는 챔버이고, 88a는 PCR product를 출력 챔버(out chamber)이다.Reference numeral 131 denotes a preparation chamber including a preparation process for preparing DNA samples from blood, cells, or RNA, and 132 is a PCR chamber for a polymer chain reaction (PCR) process. A chamber containing a buffer solution containing various enzymes including enzymes, primers, and the like, and 88a is an out chamber of a PCR product.

도 3a는 상기 PCR챔버를 복수개로 구성한 경우에 대한 일 실시예이다.Figure 3a is an embodiment for the case of configuring a plurality of the PCR chamber.

상기 복수개의 PCR챔버(131a) 각각에는 서로 다른 종류의 프라이머가 들어가든지, 같은 종류의 프라이머가 들어 갈수 있다. 또는 상기 복수개의 PCR챔버 각각에는 복수개의 프라이머가 들어갈 수 있다.Each of the plurality of PCR chambers 131a may contain different primers or the same primers. Alternatively, a plurality of primers may enter each of the plurality of PCR chambers.

상기 복수개의 PCR챔버들로부터 각각 증폭된 DNA는 챔버88a에서 합쳐진다.DNAs amplified from each of the plurality of PCR chambers are combined in chamber 88a.

도면 부호 130는 washing buffer가 들어 있는 챔버 이고, 140는 증류수가 들어있는 챔버이다. 144a는 Ladder Marker을 저장하기 위한 챔버 이고, 141a는 Positive 또는 Negative Control이 들어 있는 챔버이다. 이들 각각에 대한 출력 챔버(88b,88c)가 있다.Reference numeral 130 is a chamber containing a washing buffer, 140 is a chamber containing distilled water. 144a is a chamber for storing the ladder marker, and 141a is a chamber containing positive or negative control. There are output chambers 88b and 88c for each of these.

142a 및 143a는 stain등, 전기영동에 필요한 각종 용액를 포함하는 챔버들이다. 이들 각각에 대한 출력 챔버(88d,88e)가 있다.142a and 143a are chambers containing various solutions required for electrophoresis, such as staining. There are output chambers 88d and 88e for each of these.

도면 부호 150,151,152,153,154a,155a,156a,157a는 밸브이다.Reference numerals 150,151,152,153,154a, 155a, 156a, 157a denote valves.

상기 프렙 챔버(131)에는 전자석(177) 와 히터가 내장되어 있다.The prep chamber 131 includes an electromagnet 177 and a heater.

상기 출력 챔버(88a)에는 피펫 또는 주사기에 의한 PCR Product 채취하여 수동조작에 의한 기존의 전기영동(electrophoresis)이 가능토록 하는 출입구(outlet)가 있을 수 있다.The output chamber 88a may have an outlet for allowing conventional electrophoresis by manual operation by collecting a PCR product by a pipette or a syringe.

상기 전기영동은 당해 업자의 공지 기술이다.The electrophoresis is a known technique of the person in charge.

도 3b는 전기영동을 포함한 전기영동용 디스크의 일 실시예를 나타낸다.Figure 3b shows an embodiment of an electrophoretic disk including electrophoresis.

상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크는 상기 PCR 디스크와 합쳐져 자동화된 전기영동이 가능한 PCR 디스크 장치를 제공한다.The electrophoresis disk is combined with the PCR disk to provide a PCR disk device capable of automated electrophoresis.

상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크는 상기 PCR 디스크의 밑면에 위치한다.The electrophoresis disk is located on the bottom of the PCR disk.

상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크에는 전압을 아가로스 겔(agarosdegel) 및/또는 아크릴아마이드 겔(polyacrylamide gel)로 구성된 겔 판(Gel plate)(555c)에 인가하기 위한 전극(555a,555b)이 구비되어 있다..The electrophoresis disk is provided with electrodes 555a and 555b for applying a voltage to a gel plate 555c consisting of agarosdegel and / or polyacrylamide gel. It is ..

상기 PCR product, ladder marker, positive/negative 컨트롤 및 stain의 출력챔버(88a,88b,88c,88d,88e)들은 전기 영동(Electrophoresis) 디스크의 입력챔버(99a,99b,99c,99d,99e)들과 일대일 연결되어, 상기 밸브 (152a,157a,154a,155a,156a) 개방시 상기 출력 챔버의 내용물들이 전기영동용 디스크의 입력챔버로 유입되고 상기 전극.(555a,555b)에 전압이 인가되어 전기영동이 진행된다.The output chambers 88a, 88b, 88c, 88d, and 88e of the PCR product, ladder marker, positive / negative controls and stains are combined with the input chambers 99a, 99b, 99c, 99d, and 99e of the electrophoresis discs. In a one-to-one connection, when the valves 152a, 157a, 154a, 155a, 156a are opened, the contents of the output chamber flow into the input chamber of the electrophoretic disk and a voltage is applied to the electrodes. This is going on.

일정시간이 지나 전기영동을 멈추기 위해 상기 인가된 전압이 제거된다.The applied voltage is removed to stop electrophoresis after a certain time.

상기 전압제어 및 밸브제어는 상기 제어부(63)에 의한다.The voltage control and valve control are by the control unit 63.

상기 제어용 디스크(200)는 상기 PCR 디스크와 전기영동용 디스크간의 연결은 인터페이스부(171b,171c)에 의한다.The control disk 200 is connected between the PCR disk and the electrophoretic disk by the interface unit (171b, 171c).

또한 상기 전기 영동용 디스크를 구비한 PCR 디스크 드라이버 장치는 UV(Ultra Violet) 장치와 카메라을 포함하는 광학 측정장치(103)를 구비하여 상기 겔 판(555c)에 생성된 밴드를 측정 저장, 전송하는 것이 가능할뿐만 아니라 컴퓨터 모니터에 표시(display)해주는 것이 가능하다.In addition, the PCR disk driver device having the electrophoretic disk includes an optical measuring device 103 including a UV (ultra violet) device and a camera to measure, store, and transmit the band generated on the gel plate 555c. In addition to being possible, it is possible to display on a computer monitor.

도면 3c는 상기 도3a의 주요 공정에 따른 챔버에 대한 PCR 디스크의 단면도이다.FIG. 3C is a cross-sectional view of the PCR disc for the chamber according to the main process of FIG. 3A.

상기의 주요 공정의 밸브를 위한 초소형 원기둥 자석입자(150,151,153,156)은 각각 전자석(4a와5a, 4b와5b, 4c와 5c)에 의해 형성된 자력에 의해 독립적으로 개폐제어 된다. 121은 샘플주입구이다.The ultra-small cylindrical magnet particles 150, 151, 153 and 156 for the valve of the main process are independently opened and closed controlled by the magnetic force formed by the electromagnets 4a and 5a, 4b and 5b, 4c and 5c, respectively. 121 is a sample inlet.

도면 부호131는 혈액, 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이다. 이 프렙챔버에는 DNA추출을 위해 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 강자성체 비드(bead) 와 셀(cell)을 깨뜨리기 위한 Lysis 버퍼 용액이 들어 있다.Reference numeral 131 denotes a preparation chamber including a preparation process for preparing DNA samples from blood, cells, or RNA. The prep chamber contains ferromagnetic beads and cells with a Lysis buffer solution that breaks cells with affinity for DNA for DNA extraction.

132는 PCR(Polymer Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버로 PCR 공정에 필요한 폴리머라아제, dNTP를 비롯한 프라이머(Primer)등 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 저장하고 있는 챔버이고, 88a는 PCR Product를 저장하기 챔버이다.132 is a PCR chamber for PCR (Polymer Chain Reaction) process, a chamber that stores a buffer solution containing various enzymes such as polymerase, dNTP, primer, etc. necessary for PCR process, and 88a is a PCR product. To store it.

도 3a내지 3c를 참조하여, 상기 PCR 디스크에 대한 주요 공정의 일 실시예는 다음과 같다.3A-3C, one embodiment of the main process for the PCR disc is as follows.

<프렙 공정〉<Prep process>

상기 프렙 챔버(131)에는 샘플로부터 DNA을 추출하기 위한 챔버로 프렙 공정의 일 실시예는 다음과 같다.The preparation chamber 131 is a chamber for extracting DNA from a sample, and an embodiment of the preparation process is as follows.

1) blood 10 ㎕(EDTA,ACD Tube) 또는 5 ㎕(Heparin Tube)을 상기 프렙 챔버(131)에 설치된 샘플 주입구(121)를 통해 주입한다. 상기 프렙 챔버(131)에는 셀(cell)을 깨뜨려 DNA을 추출하기 위한 Lysis 버퍼용액과 추출된 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 강자성체 비드(bead)가 들어 있다.1) 10 μl of blood (EDTA, ACD Tube) or 5 μl (Heparin Tube) is injected through the sample inlet 121 installed in the preparation chamber 131. The prep chamber 131 contains a Lysis buffer solution for breaking DNA and extracting DNA, and a ferromagnetic bead having affinity with the extracted DNA.

2) 5분간 incubation한후, DNA는 cell로부터 추출되어 DNA와 친화력을 갖는 상기 강자성체 비드에 칩착된다.2) After incubation for 5 minutes, DNA is extracted from the cell and adhered to the ferromagnetic beads having affinity with DNA.

3) 상기 도 3a 및 3b의 전자석(177)을 온(on)하여 상기 강자성체 비드을 정치 시킨 후, 1∼3 분간 대기한다. 3) The electromagnet 177 of FIGS. 3A and 3B is turned on to allow the ferromagnetic beads to stand and then wait for 1 to 3 minutes.

4) 서서히 PCR 디스크를 회전시키면서 밸브 161 개방하여 셀(cell) 파괴시 생긴 찌거기(debris)를 트레쉬 챔버(135)로 씻어 흘려 보낸다. 밸브161을 닫고 PCR 디스크 회전을 멈춘다.4) While slowly rotating the PCR disc, the valve 161 is opened to wash debris from the cell destruction into the trech chamber 135. Close valve 161 and stop PCR disc rotation.

5) 상기 전자석177을 오프(off) 시킨다.5) The electromagnet 177 is turned off.

6) 밸브 150을 개방하고 서서히 PCR 디스크를 회전시키면서 .상기 챔버130의 washing buffer을 상기 프렙챔버(131)에 유입시킨다.6) While opening the valve 150 and slowly rotating the PCR disk, the washing buffer of the chamber 130 flows into the preparation chamber 131.

7) 상기 3)∼6) 과정을 2회 반복한후, 마지막으로 서서히 PCR 디스크를 회전시키면서 밸브 161 개방하여 트레쉬 챔버(135)로 씻어 흘려 보낸다. 밸브161을 닫고 PCR 디스크 회전을 멈춘다.7) After repeating the process 3) to 6) twice, finally, while slowly rotating the PCR disc, the valve 161 is opened and washed with the trech chamber 135. Close valve 161 and stop PCR disc rotation.

8) 상기 전자석177을 오프(off) 시킨후, PCR 디스크 천천히 회전시키면서 밸브 151을 개방하여 챔버 140의 증류수를 프렙챔버(131)으로 유입시킨다.8) After the electromagnet 177 is turned off, the valve 151 is opened while slowly rotating the PCR disc to introduce distilled water from the chamber 140 into the preparation chamber 131.

9) 프렙 챔버(131)내에 내장되어 있는 히터(960)를 이용하여 고온 가열하여 상기 강자성체 비드(bead)에 붙어 있는 DNA을 이탈시키든지 resuspension buffer을 사용하여 resuspension시킨다.9) The DNA attached to the ferromagnetic beads may be separated by reheating using a heater 960 embedded in the preparation chamber 131 or resuspension using a resuspension buffer.

〈PCR 공정〉<PCR process>

상기 PCR 챔버(132)는 DNA을 증폭하기 위한 챔버로 일 실시예는 다음과 같다.The PCR chamber 132 is a chamber for amplifying DNA.

1) PCR 디스크를 서서히 회전시키면서, 밸브 152을 열어 상기 프렙공정에 의해 프렙 챔버(131)내의 강 자성체 비드로부터 이탈된 DNA을 상기 PCR 챔버(132)로 이동시키다.1) While slowly rotating the PCR disc, the valve 152 is opened to move DNA separated from the ferromagnetic beads in the preparation chamber 131 to the PCR chamber 132 by the preparation process.

2) 상기 PCR 챔버로의 DNA 이동 완료후, 밸브 152을 닫은후, PCR 디스크를 멈춘다.2) After completion of DNA transfer to the PCR chamber, the valve 152 is closed and the PCR disc is stopped.

3) PCR 챔버(132)내에 내장되어 있는 히터961과 온도센서(520)을 이용하여 PCR cycle을 약 30회 반복하여 DNA을 증폭시킨다.3) Amplify DNA by repeating the PCR cycle about 30 times using the heater 961 and the temperature sensor 520 embedded in the PCR chamber 132.

4) 회전시켜 1∼2분간 Cooling한다.4) Cool it by rotating it for 1-2 minutes.

이후 상기 복수개의 PCR챔버(132)에서 증폭된 DNA을 디스크를 천천히 회전시키면서 밸브153을 개방하여 챔버 88a로 이동시킨다.Thereafter, the DNA amplified in the plurality of PCR chambers 132 is slowly moved to the chamber 88a by opening the valve 153 while slowly rotating the disk.

도3d는 상기 프렙 공정, PCR공정에 필요한 히터와 자계 발생 장치에 대한 일 실시예 이다. 도면부호 960,961는 전극 패턴 또는 코일 권선으로 구성된 히터이다. 선호되는 코일권선은 공심 코아의 원형 권선이다.Figure 3d is an embodiment of a heater and a magnetic field generating device required for the preparation process, PCR process. Reference numerals 960,961 denote heaters composed of electrode patterns or coil windings. Preferred coil windings are circular windings of air cores.

전극 패턴 960은 단독으로는 히터로서 작동하지만 자계를 발생시키는 상기의 전자석(177) 구실도 한다.The electrode pattern 960 alone acts as a heater but also serves as the electromagnet 177 above to generate a magnetic field.

상기 온도 제어 및 자계제어는 상기 제어부(63)에 의해 제어된다. 입력 단자(961a,961b)에 큰 전압을 가하여 전극패턴(960,961)에 큰 전류가 흐르도록 함으로서 상기 전극 패턴(962)이 저항선 또는 열선으로 작용토록 한다.The temperature control and the magnetic field control are controlled by the controller 63. A large voltage is applied to the input terminals 961a and 961b so that a large current flows in the electrode patterns 960 and 961 so that the electrode pattern 962 acts as a resistance line or a heating line.

상기 제어부(63)는 상기 전극 패턴(960,961)의 입력 단자(961a,961b)에 전압를 공급하고 온도센서(520)에 의해 현재 전극패턴(960,961)에 의해 발생된 온도을 측정하여 전류량을 제어함으로써 온도조절을 한다. 또한 상기 전극 패턴(960)은 저(low) 전류를 흘리므로서 전자석 역할을 한다.The controller 63 adjusts the temperature by supplying a voltage to the input terminals 961a and 961b of the electrode patterns 960 and 961 and measuring the temperature generated by the current electrode patterns 960 and 961 by the temperature sensor 520 to control the amount of current. Do it. In addition, the electrode pattern 960 serves as an electromagnet by flowing a low current.

도 3e는 상기 전극 패턴(960)에 저(low) 전류를 사용함에도 불구하고, 강한 전자석을 구현키 위한 일 실시예를 나타낸다. 이는 상기 프렙공정(3)에서 강자성체 비드를 정치 시키는데 강력한 자력이 요구되기 때문에 중요하다.3E illustrates an embodiment for implementing a strong electromagnet despite the use of a low current in the electrode pattern 960. This is important because strong magnetic force is required to fix the ferromagnetic beads in the preparation process (3).

도면 부호 970은 강자성체로 이루어진 자석으로, 상기 전극패턴(960)에 의한 약한 자력에 의해서도 상기 프렙 챔버(131)에 강력히 달라 붙어, 프렙 챔버에 강한 자력을 발생시킨다. 또한 상기 전극패턴(960)을 오프시키거나 일시적 반발력에 해당하는 자력을 발생시킨후 오프하면, 상기 자석(970)은 프렙챔버로부터 이탈된다. 따라서 프렙 챔버에는 어떤 자력도 존재치 않는다.Reference numeral 970 denotes a magnet made of a ferromagnetic material, and strongly adheres to the preparation chamber 131 even by a weak magnetic force by the electrode pattern 960, thereby generating a strong magnetic force in the preparation chamber. In addition, when the electrode pattern 960 is turned off or after generating a magnetic force corresponding to a temporary repulsive force, the magnet 970 is separated from the preparation chamber. Therefore, no magnetic force is present in the preparation chamber.

상기 실시 예에서의 온도센서(520)는 정밀한 온도 제어가 필요한 PCR 공정에만 사용하였으나, 온도 감지가 필요한 공정에 모두 사용할 수도 있다.The temperature sensor 520 in the above embodiment was used only for a PCR process requiring precise temperature control, but may be used for all processes requiring temperature sensing.

PCR 디스크가 PCR 디스크 드라이브에 로딩이 되면 자동으로 분석을 시작한다.The analysis starts automatically when the PCR disc is loaded into the PCR disc drive.

그러나 샘플 주입구에 샘플이 주입 안된 채, 로딩된 경우는 다시 eject 및/또는 경고 메시지를 사용자에게 보낸다.However, when the sample is loaded without being injected into the sample inlet, eject and / or a warning message is sent back to the user.

상기 샘플 주입여부는 상기 프렙챔버(131)내에 임피던스 측정장치를 더 구비함으로 서 가능하다. 즉 샘플 주입이 된 경우와 안된 경우는 임피던스 특성이 서로 다르므로, 샘플 주입여부를 알 수 있다.The sample injection is possible by further comprising an impedance measuring device in the preparation chamber (131). That is, when the sample is injected or not, the impedance characteristics are different, so whether the sample is injected can be known.

도 3e는 이것에 대한 일 실시예로 인터디지테이티드 어레이에 의한 임피던스변화에 의해 샘플 주입여부를 판단한다.3E illustrates a sample injection based on an impedance change by an interdigitated array.

인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703)에 의해 구현된 임피던스 측정장치의 일 실시예를 보인다. 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703)의 디지트(digit) 개수를 증가시킬수록 탐지기의 감도는 증가한다.One embodiment of an impedance measuring device implemented by interdigitated array electrodes 702 and 703 is shown. As the number of digits of interdigitated array electrodes 702 and 703 increases, the sensitivity of the detector increases.

전자제어장치(63)으로부터 어떤 대역폭을 갖는 교류신호를 인터디지테이티드 어레이의 두 단자(704,705)에 가하여, 주파수 응답 특성을 측정하므로서 임피던스 측정이 가능하다. 또는 단순히 저항을 측정해도 가능하다.An AC signal having a certain bandwidth from the electronic controller 63 is applied to the two terminals 704 and 705 of the interdigitated array, thereby measuring the frequency response characteristic, thereby making it possible to measure impedance. Or simply measure the resistance.

만약 PCR 디스크에 의한 샘플의 진단 또는 분석 중, 사용자에 의한 PCR 디스크 드라이버로부터 PCR 디스크의 eject(un-loading) 또는 stop요구시, PCR 디스크 드라이버는 무시한 채 분석 및 진단을 계속 진행한다. 이때 경고 메시지(warning message)를 사용자에게 알려주든가 패스워드를 요구한다.If during the diagnosis or analysis of the sample by the PCR disc, when the user requests eject (un-loading) or stop of the PCR disc from the PCR disc driver, the PCR disc driver ignores the PCR disc driver and continues the analysis and diagnosis. At this time, a warning message is notified to the user or a password is required.

패스워드가 맞는 경우 사용자의 eject(un-loading) 또는 stop요구를 받아 들인다.If the password is correct, the user accepts the eject (un-loading) or stop request.

진단 및 분석 완료시에는 사용자의 eject 요구를 받아들여 PCR 디스크 드라이버로부터 PCR 디스크를 빼낼 수 있도록 한다.Upon completion of diagnostics and analysis, it accepts the user's eject request, allowing the PCR disk to be ejected from the PCR disk driver.

또한 상기 메모리(188)에는 몇 번 사용했던 디스크 인지에 대한 정보 및 유효기간 정보 및 진단하고자 하는 질병 종류가 저장되어 있다.In addition, the memory 188 stores information on how many times the disk has been used, information on expiration date, and the type of disease to be diagnosed.

즉 1회용 PCR 디스크를 사용 중, 또는 완료시 eject 했을 때, 상기 메모리(188)에 그것에 대한 이력(history)을 기록 하여, 추후 재 로딩(loading)하였을 때 사용 가능성 여부를 사용자에게 알려 준다.That is, when the disposable PCR disc is used or ejected upon completion, a history of it is recorded in the memory 188, and the user is informed of the possibility of use when reloading later.

또한 유효기간이 지난 PCR 디스크에 대해서도 증폭 불가용 PCR 디스크임을 사용자에게 알려 준다.It also informs the user that the PCR discs that have expired cannot be amplified.

도 4a 및 4b는 PCR 디스크 드라이버 장치의 외관에 대한 일 실시예로, 751은 상기 PCR 디스크 드라이버 장치의 케이스이고, 750은 상기 PCR 디스크(100,700)를 로딩하기 위한 트레이(tray)이다. 또한 본 발명의 PCR 디스크드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼(745), 정지버튼(746)을 갖는다.4A and 4B illustrate an appearance of a PCR disc driver device, where 751 is a case of the PCR disc driver device and 750 is a tray for loading the PCR discs 100 and 700. Further, the PCR disc driver device of the present invention has a play and seek button 745 and a stop button 746 for reproducing a conventional optical disc.

도4a는 발광다이오드를 사용하여 PCR 디스크 드라이버 장치의 진행상태를 표시해주는 일 실시예를 나타낸다. PCR 디스크 감지 수단을 통해 PCR 디스크인지 판별하여, 현재 로딩된 된 디스크가 PCR 디스크임을 표시하는 PCR 디스크 발광 다이오드(741), 현재의 분석 경과를 표시해주는 경과표시 발광 다이오드(742)를 구비한다. 도면부호 751은 통상의 Optical 디스크가 로딩되었음을 표시하기 위한 발광 다이오드이다.4A illustrates an embodiment in which a progress state of a PCR disc driver device is displayed using a light emitting diode. The PCR disk detecting means includes a PCR disk light emitting diode 741 which determines whether the PCR disk is currently loaded, and indicates that the currently loaded disk is a PCR disk, and a progress display light emitting diode 742 which displays the current analysis progress. Reference numeral 751 denotes a light emitting diode for indicating that a conventional optical disk has been loaded.

따라서 본 발명의 PCR 디스크 드라이버장치는 상기 PCR 디스크 구동뿐만아니라 통상적인 CD-ROM 및 DVD 판독기등 광학 디스크 장치와 호환성이 있어 통상의 음악CD, CD-R, 게임 CD, DVD등 과 같은 통상의 Optical Disc의 판독 및 재생 기능도 겸하고 있어 가격 경쟁 뿐만 아니라 사용상에 많은 편리성을 제공한다. 또한 상기 PCR,디스크 드라이버 장치는 컴퓨터에 연결되어 기존의 인터넷 망을 이용하여 원격진단을 용이케 한다.Therefore, the PCR disc driver device of the present invention is compatible with optical disc devices such as CD-ROM and DVD readers as well as driving the above-described PCR discs. It also has the ability to read and play discs, providing not only price competition but also convenience in use. In addition, the PCR, disk driver device is connected to a computer to facilitate remote diagnosis using the existing Internet network.

도4b는 액정표시 장치를 사용하여 PCR 디스크 드라이버 장치의 진행상태를 표시해주는 일 실시예를 나타낸다.Figure 4b shows an embodiment of displaying the progress of the PCR disk driver apparatus using the liquid crystal display device.

상기 주요공정(프렙 공정, PCR 공정) 에 따른 진행률을 퍼센트(%) 또는 막대 그라프(bar graph)형식으로 표시해 줄 수 있다.Progress according to the main process (prep process, PCR process) can be displayed in percent (%) or bar graph (bar graph) format.

또는 컴퓨터 모니터를 사용하여 PCR 디스크 드라이버 장치의 진행상태를 표시해줄수 있다. 상기 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 전기영동 과정) 에 따른 진행률을 퍼센트(%) 또는 막대 그라프(bar graph), 파이 그라프(pie graph) 형식으로 표시해 줄 수 있다. 또한 측정 장치(103)에 의한 PCR측정결과결과를 모니터에 표시해 줄 수 있다.Alternatively, you can use a computer monitor to display the progress of the PCR disk driver device. Progress according to the main process (prep process, PCR process, electrophoresis process) can be displayed in the form of percent (%), bar graph (pie graph), pie graph (pie graph). In addition, the result of PCR measurement by the measuring device 103 can be displayed on the monitor.

도 4c는 현재 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등 의 Optical Disc인지, 아니면 PCR 디스크인지를 상기 제어부(63)가 판단하기 위한 PCR 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 방법의 일 실시예이다.FIG. 4C shows a PCR disc for detecting whether the currently loaded disc is an optical disc such as a music CD, a CD-R, a game CD, a DVD, or a PCR disc. Disc Detection) is an embodiment of the method.

상기 도체아암(13) 과 연결홈(33)을 사용하여 PCR 디스크상에 배치된 저항 R1과 R2에 의해 생성된 일정 전압 또는 분압 전압(Bio-disc detection signal이라 칭함)을 상기 제어용 디스크(200)의 제어부(63)가 측정함으로써 이루어진다. 통상의 Optical 디스크에는 상기 저항R1과 R2가 배치되어 있지 않으므로 상기의 일정 전압이 발생치 않는다. 이후 상기 제어부(63)는 비접촉 인터페이스(106,107)를 통해 외부의 중앙 제어 장치(101)에 PCR-disc detection signal을 무선송신토록 함으로서, 현재 로딩된 디스크가 PCR 디스크임을 상기 중앙제어장치(101)에 통보해줄 수 있다.The control disk 200 uses the conductor arm 13 and the connecting groove 33 to determine a constant voltage or a divided voltage (referred to as a bio-disc detection signal) generated by resistors R1 and R2 disposed on a PCR disk. This is done by the control unit 63 of. Since the resistors R1 and R2 are not disposed in a normal optical disk, the above constant voltage does not occur. Thereafter, the control unit 63 transmits the PCR-disc detection signal to the external central control unit 101 by wireless transmission through the non-contact interfaces 106 and 107 so that the currently loaded disc is the PCR disc. I can inform you.

통상의 Optical Disc인 경우는 통상의 방식대로 동작하고, PCR 디스크인 경우 상기 제어부(63)은 PCR공정을 위한 각종 제어신호를 PCR 디스크(100)에 보낸다.In the case of a normal optical disc, the controller operates in a normal manner, and in the case of a PCR disc, the controller 63 sends various control signals for the PCR process to the PCR disc 100.

본 발명은 구체예와 실시예로 본 발명을 설명하고 있으나 이에 본 발명을 국한시키고자 함은 아니다. 또한, 여기에서 설명을 하는 것에 추가하여 다양한 변형 및 변화가 가능함을 당해 업자는 인지할 것이다. 이와 같은 변형 또한 첨부된 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the present invention has been described in terms of embodiments and examples, it is not intended to limit the invention thereto. In addition, those skilled in the art will recognize that various modifications and variations are possible in addition to those described herein. Such modifications also fall within the scope of the appended claims.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 디스크를 이용한 PCR 디스크 및 PCR 디스크 드라이버의 장치 및 방법에 관한 것으로, 각종 진단 분석장치 또는, 핵산 혼성 분석 장치 또는 면역학적 검증 장치등에 필요한 DNA 및 RNA을 증폭하기 위한 PCR공정이 일괄 배치된 PCR 디스크 및; 상기 PCR를 제어하기 위한 제어부를 구비하여 상기 PCR 디스크를 구동 제어하는 PCR 디스크 드라이버의 장치 및 방법을 제공한다.As described above, the present invention relates to an apparatus and method for a PCR disk and a PCR disk driver using a disk. A PCR disk in which the process is batch placed; Provided is an apparatus and method of a PCR disk driver having a control unit for controlling the PCR to drive control the PCR disk.

특히 상기 PCR 디스크 드라이버 장치 및 방법은 상기 PCR 디스크 구동 뿐만 아니라 통상적인 CD-ROM 및 DVD 판독기등 광학 디스크 장치와 호환성이 있어 통상의 음악CD, CD-R, 게임 CD, DVD등 과 같은 통상의 Optical Disc의 판독 및 재생 기능도 겸하고 있어 가격 경쟁 뿐만 아니라 사용상에 많은 편리성을 제공한다. 또한 상기 PCR 디스크 드라이버 장치는 컴퓨터에 연결되어 기존의 인터넷 망을 이용하여 원격진단을 용이케 한다.In particular, the PCR disc driver device and method are compatible with optical disc devices such as CD-ROM and DVD readers as well as driving the PCR disc, so that the conventional optical CD, CD-R, game CD, DVD, etc. It also has the ability to read and play discs, providing not only price competition but also convenience in use. In addition, the PCR disk driver device is connected to a computer to facilitate remote diagnosis using an existing Internet network.

또한 본 발명은 상기 PCR 디스크 및 제어용 디스크가 한 장의 디스크로 합친 구성을 갖는 일체형 PCR 디스크 장치 및 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides an integrated PCR disk apparatus and method having a configuration in which the PCR disk and the control disk are combined into a single disk.

또한 본 발명은 상기 PCR 디스크와 전기 영동(electrophoresis)용 디스크가 결합된 디스크도 제공한다.The present invention also provides a disk in which the PCR disk and the disk for electrophoresis are combined.

Claims (46)

시료로부터 DNA 샘플을 준비하기 위한 프렙 공정을 수행하는 프렙 챔버, 상기 DNA 샘플에 대해 PCR(Polymerase Chain Reaction) 공정을 수행하는 하나 이상의 PCR 챔버, 상기 프렙 챔버 또는 PCR 챔버로부터 찌거기를 모으기 위한 트레쉬 챔버, 상기 프렙 챔버 또는 PCR 챔버에 제공될 수 있는 버퍼 용액을 저장할 수 있는 버퍼 챔버, 상기 챔버들 사이에 형성되어 유체가 흐를 수 있는 유로, 및 상기 유로 내에 형성되는 유공을 포함하는 회전 가능한 고체 기질; 및A prep chamber for performing a preparation process for preparing a DNA sample from a sample, one or more PCR chambers for performing a polymerase chain reaction (PCR) process on the DNA sample, a trech chamber for collecting debris from the prep chamber or a PCR chamber A rotatable solid substrate comprising a buffer chamber for storing a buffer solution which may be provided to the preparation chamber or the PCR chamber, a flow path formed between the chambers, and a flow path formed between the chambers and a hole formed in the flow path; And 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브를 포함하는 PCR 디스크 장치.PCR disk device including a valve for opening and closing the hole. 시료로부터 DNA 샘플을 준비하기 위한 프렙 공정을 수행하는 프렙 챔버, 상기 DNA 샘플에 대해 PCR(Polymerase Chain Reaction) 공정을 수행하는 하나 이상의 PCR 챔버, 상기 프렙 챔버 또는 PCR 챔버로부터 찌거기를 모으기 위한 트레쉬 챔버, 상기 프렙 챔버 또는 PCR 챔버에 제공될 수 있는 버퍼 용액을 저장할 수 있는 버퍼 챔버, 상기 챔버들 사이에 형성되어 유체가 흐를 수 있는 유로, 및 상기 유로 내에 형성되는 유공을 포함하는 회전 가능한 고체 기질; 및 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브를 포함하는 PCR 디스크;A prep chamber for performing a preparation process for preparing a DNA sample from a sample, one or more PCR chambers for performing a polymerase chain reaction (PCR) process on the DNA sample, a trech chamber for collecting debris from the prep chamber or a PCR chamber A rotatable solid substrate comprising a buffer chamber for storing a buffer solution which may be provided to the preparation chamber or the PCR chamber, a flow path formed between the chambers, and a flow path formed between the chambers and a hole formed in the flow path; And PCR disk including a valve for opening and closing the hole; 상기 PCR 디스크에 필요한 전원 또는 제어 신호를 공급하기 위한 제어부를 포함하는 제어용 디스크; 및 A control disc including a control unit for supplying a power or control signal necessary for the PCR disc; And 상기 PCR 디스크와 제어용 디스크를 연결하기 위한 인터페이스부를 포함하는 PCR 디스크 장치. PCR disk apparatus including an interface unit for connecting the PCR disk and the control disk. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 고체 기질은 플라스틱 및 실리콘 웨이퍼 중 선택된 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치. Wherein said solid substrate is selected from a material selected from plastic and silicon wafers. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 밸브는 원기둥 자석 입자; 및 상기 원기둥 자석입자에 대해 반발력 혹은 흡입력을 유발하는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치. The valve is cylindrical magnet particles; And an electromagnet which induces a repulsive force or a suction force on the cylindrical magnet particles. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 인터페이스부는 PCR 디스크에 제어신호를 공급하기 위한 복수개의 제어신호 연결부; 및 PCR 디스크에 전원 공급을 위한 전원 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The interface unit includes a plurality of control signal connection units for supplying a control signal to the PCR disk; And a power connection part for supplying power to the PCR disc. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제어용 디스크는 외부의 전원장치로 부터 브러쉬 혹은 비접촉 인터페이스에 의해 전원을 공급받기 위한 전원 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The control disk further comprises a power supply connecting portion for receiving power from the external power supply by a brush or a non-contact interface. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제어용 디스크는 PCB(Printed Circuit Board) 또는 실리콘 웨이퍼상에 집적된 회로에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The control disk is a PCR disk device, characterized in that configured by a circuit integrated on a PCB (Printed Circuit Board) or a silicon wafer. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 유체 이동은 PCR 디스크 장치에 유도된 원심력과 상기 밸브 개폐에 의한 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.Fluid flow is a PCR disk device characterized in that the centrifugal force induced in the PCR disk device and the valve opening and closing. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 PCR 디스크 장치는 적외선 인터페이스, 광 인터페이스(optical interface) 및 무선 인터페이스 중 하나로 이루어지는 비접촉 인터페이스를 더 포함하고, The PCR disk device further includes a contactless interface consisting of one of an infrared interface, an optical interface, and a wireless interface, 상기 PCR 디스크 장치의 공정진행상황 및 분석 결과를 상기 비접촉 인터페이스를 통해 외부의 중앙 제어 장치 또는 저장장치로 보내는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.PCR disc device, characterized in that for transmitting the process progress and analysis results of the PCR disc device to the external central control device or storage device through the contactless interface. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 PCR 디스크는 PCR 디스크의 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값, 생물정보학정보, 장치 드라이버 소프트웨어, 임상분석을 위한 환자교육정보, 진단 결과 및 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 원격으로 연결될 수 있는 웹 사이트 또는 각종 링크, 또는 개인 암호화 정보를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The PCR disc can be remotely connected to a specialist doctor and hospital according to the protocol, analysis algorithms, standard control values for reading, bioinformatics information, device driver software, patient education information for clinical analysis, diagnosis results and diagnosis results. PCR disk device, characterized in that it further comprises a memory for storing a web site or various links, or personal encrypted information. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 제어용 디스크 및 PCR 디스크는 합쳐져 한 개의 일체형 PCR 디스크로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The PCR disc device, characterized in that the control disc and the PCR disc are combined into one integrated PCR disc. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 일체형 PCR 디스크는 실리콘 웨이퍼 재료로 이루어지며, 제어부, 메모리, 비접촉 인터페이스, 상기 밸브 제어를 위한 전극판 또는 전자석, 회로 패턴을 포함한 전자회로, 챔버 및 채널이 실리콘 웨이퍼 상에 집적된 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The integrated PCR disk is made of a silicon wafer material, characterized in that the control unit, the memory, the non-contact interface, the electrode plate or electromagnet for controlling the valve, the electronic circuit including the circuit pattern, the chamber and the channel are integrated on the silicon wafer. PCR disk unit. 시료로부터 DNA 샘플을 준비하기 위한 프렙 공정을 수행하는 프렙 챔버, 상기 DNA 샘플에 대해 PCR(Polymerase Chain Reaction) 공정을 수행하는 하나 이상의 PCR 챔버, 상기 PCR 챔버에 제공될 수 있는 버퍼 용액을 저장할 수 있는 버퍼 챔버, 상기 챔버들 사이에 형성되어 유체가 흐를 수 있는 유로, 상기 유로 내에 형성되는 유공 및 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브를 포함하는 회전 가능한 PCR 디스크;A prep chamber for performing a preparation process for preparing a DNA sample from a sample, one or more PCR chambers for performing a polymerase chain reaction (PCR) process on the DNA sample, and a buffer solution that can be provided to the PCR chamber. A rotatable PCR disc including a buffer chamber, a flow path formed between the chambers through which fluid can flow, a hole formed in the flow path, and a valve for opening and closing the hole; 상기 PCR 디스크의 로딩(loading)을 허여하는 트레이(tray);A tray allowing loading of the PCR disc; 상기 PCR 디스크에 필요한 제어 신호를 공급하기 위한 제어부; A control unit for supplying a control signal necessary for the PCR disk; 상기 PCR 디스크를 회전시키기 위한 모터;A motor for rotating the PCR disc; 중앙제어 장치 및 저장장치가 구비되는 회로기판; 및A circuit board having a central control device and a storage device; And PCR 디스크 드라이버를 지지하고 있는 몸체를 포함하고, A body supporting the PCR disc driver, 상기 회로기판이 상기 PCR 디스크 드라이버 몸체에 이음 체결되어있고, 상기 중앙제어 장치는 상기 PCR 디스크의 회전 또는 정지를 위하여 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.And the circuit board is connected to the PCR disc driver body, and the central control unit controls the motor to rotate or stop the PCR disc. 제 13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 PCR 디스크는 PCR 공정진행상황 및 분석 결과를 상기의 중앙 제어 장치 또는 저장장치로 보내거나 상기 중앙제어장치로부터의 명령을 받기 위한 비접촉 인터페이스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.The PCR disc driver apparatus further comprises a non-contact interface means for sending the PCR process progress and analysis results to the central control unit or storage device or to receive a command from the central control unit. 제 13항에 있어서, The method of claim 13, 통상의 광학 디스크를 판독하기 위한 광 픽업 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.A PCR disc driver device further comprising an optical pickup device for reading a normal optical disc. 제 14항에 있어서, The method of claim 14, 상기 PCR 디스크 드라이버장치의 트레이에 로딩 된 디스크가 통상의 광학 디스크인지 PCR 디스크인지를 판단하기 위한 PCR 디스크 감지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.And a PCR disc detecting means for determining whether the disc loaded in the tray of the PCR disc driver device is a normal optical disc or a PCR disc. 제 16항에 있어서, The method of claim 16, 상기 PCR 디스크 감지 수단은 상기 비접촉 인터페이스를 통해 상기 중앙 제어 장치에 PCR 디스크 감지 신호를 무선송신토록 함으로써, 현재 로딩된 디스크가 PCR 디스크임을 상기 중앙제어장치에 통보하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.And the PCR disc detection means notifies the central controller that the currently loaded disc is a PCR disc by wirelessly transmitting a PCR disc detection signal to the central control unit through the contactless interface. 제 17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 중앙제어장치는 통상의 광학 디스크인지 PCR 디스크인지를 판단하고, The central controller determines whether a normal optical disk or a PCR disk, 통상의 광학 디스크인 경우는 디스크로부터 읽은 내용을 광 픽업장치로부터 저장장치로 전송하거나 쓸 내용을 광 픽업 장치로 보내고, 읽기/쓰기(Read/Write)에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 광 픽업 장치에 제공하는 과정을 포함하는 광학 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, In the case of a conventional optical disk, the contents read from the disk are transferred from the optical pickup device to the storage device, or the contents are written to the optical pickup device, and various control signals necessary for read / write are provided to the optical pickup device. Performing a normal operation for the optical disc, including the process of PCR 디스크인 경우 PCR 디스크의 제어를 위한 각종 제어 명령신호를 상기 비접촉 인터페이스를 통해 보내는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버장치.In the case of a PCR disk, the PCR disk driver device characterized in that for transmitting a control command signal for controlling the PCR disk through the contactless interface. 제 13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 PCR 디스크 드라이버 장치는 PCR 디스크의 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값, 생물정보학정보, 장치 드라이버 소프트웨어, 임상분석을 위한 환자교육정보, 진단 결과 및 진단결과에 따른 전문 의사 및 병원과 원격으로 연결될 수 있는 웹 사이트와 각종 링크, 또는 개인 암호화 정보를 저장하기 위한 메모리 또는 저장수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.The PCR disk driver device includes a protocol, analysis algorithms, standard control values for reading, bioinformatics information, device driver software, patient education information for clinical analysis, diagnosis results, and a remote doctor and a hospital. PCR disk driver device characterized in that it further comprises a memory or storage means for storing a web site and various links, or personal encryption information that can be connected to. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 프렙 챔버는 세포를 깨뜨려 DNA를 추출하기 위한 라이시스(lysis) 버퍼 용액, 및 추출된 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 강자성체 비드(bead)를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The prep chamber includes a lysis buffer solution for breaking up cells and extracting DNA, and a ferromagnetic bead having an affinity with the extracted DNA. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 PCR 챔버를 복수개로 구성되고, 상기 복수개의 PCR 챔버 각각은 서로 동일 또는 상이한 종류의 프라이머를 포함하거나 복수 종류의 프라이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.And a plurality of PCR chambers, wherein each of the plurality of PCR chambers includes primers of the same or different types or comprise a plurality of primers. 유체가 흐를 수 있는 유로, 버퍼 용액을 저장하거나 다양한 화학공정을 수행하기 위한 챔버 및 상기 유로를 연결시키는 유공을 포함하는 회전 가능한 고체 기질; 및A rotatable solid substrate comprising a flow path through which a fluid can flow, a chamber for storing a buffer solution or performing various chemical processes, and a hole connecting the flow path; And 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브를 포함하고, It includes a valve for opening and closing the hole, 상기 챔버는 시료로부터 DNA 샘플을 준비하기 위한 프렙 공정을 수행하는 하나 이상의 프렙 챔버; PCR 공정을 수행하거나 PCR 공정에 필요한 폴리머라아제 및 프라이머를 포함하는 효소 및 버퍼용액을 저장하고 있는 하나 이상의 PCR 챔버; 및 상기 PCR 공정에 의해 얻어진 PCR 산물을 모으기 위한 복수개의 출력 챔버(out chamber)를 포함하고 상기 챔버들은 상기 고체 기질 상에 연결 배치되어 일련의 PCR 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The chamber includes one or more preparation chambers for performing a preparation process for preparing a DNA sample from the sample; One or more PCR chambers for carrying out a PCR process or storing enzymes and buffer solutions including polymerases and primers required for the PCR process; And a plurality of out chambers for collecting the PCR products obtained by the PCR process, wherein the chambers are connected to the solid substrate to perform a series of PCR processes. 제 22항에 있어서, The method of claim 22, 상기 출력 챔버는 피펫 또는 주사기에 의한 PCR 산물 채취를 가능토록 하는 출입구(outlet)를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.And the output chamber includes an outlet for enabling the collection of PCR products by pipettes or syringes. 제 22항에 있어서, The method of claim 22, 상기 고체 기질은 래더 마커(ladder marker)를 저장하기 위한 래더 챔버; 양성 컨트롤(positive control) 및 음성 컨트롤(negative control) 샘플을 저장하기 위한 컨트롤 챔버; 및 스테인(stain) 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The solid substrate may comprise a ladder chamber for storing a ladder marker; A control chamber for storing positive control and negative control samples; And a stain chamber. 제 22항에 있어서, The method of claim 22, 상기 PCR 디스크는 전기영동(Electrophoresis)용 디스크와 합쳐져 일체화된 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The PCR disk is a PCR disk device, characterized in that integrated with the disk for electrophoresis (Electrophoresis). 제 25항에 있어서, The method of claim 25, 상기 출력 챔버들은 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크의 입력 챔버와 일대일 대응하여 연결되는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.And the output chambers are connected in a one-to-one correspondence with an input chamber of an electrophoresis disk. 제 26항에 있어서, The method of claim 26, 상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크는 아가로스 겔(agarosde gel) 또는 폴리아크릴아마이드 겔(polyacrylamide gel)로 구성된 겔 플레이트(gel plate)에 전압을 인가하기 위한 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The electrophoresis disk is a PCR disk device comprising an electrode for applying a voltage to a gel plate (gel plate) consisting of agarosde gel (agarosde gel) or polyacrylamide gel (polyacrylamide gel) . 제 27항에 있어서, The method of claim 27, 상기 PCR 디스크 장치는 UV(Ultra Violet) 장치와 카메라를 포함하는 광학 측정장치를 더 구비하여 상기 겔 플레이트에 형성된 밴드(band)를 측정, 저장, 디스플레이 및 전송하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The PCR disk device further comprises an optical measuring device including a UV (Ultra Violet) device and a camera to measure, store, display and transmit the band (band) formed on the gel plate. 제 28항의 PCR 디스크 장치를 이용한 시료 분석 방법으로서, A sample analysis method using the PCR disk device of claim 28, 시료로부터 DNA 샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation) 단계;A preparation step for preparing a DNA sample from the sample; DNA를 증폭하기 위한 PCR 단계;A PCR step for amplifying DNA; 상기 PCR 단계에 의해 얻어진 PCR 산물을 출력 챔버(out chamber)에 모으는 단계;Collecting the PCR product obtained by the PCR step in an out chamber; 상기 래더 마커 및 양성 컨트롤 또는 음성 컨트롤을 해당 출력 챔버로 이송시키는 단계;Transferring the ladder marker and positive control or negative control to a corresponding output chamber; 상기 전기영동용 디스크의 입력챔버로 상기 출력 챔버의 내용물을 이동시키는 단계;Moving contents of the output chamber to an input chamber of the electrophoretic disk; 전기영동을 위하여 상기 전극에 전압을 가한 채 인큐베이션 시키는 단계; 및Incubating with applying voltage to the electrode for electrophoresis; And 상기 UV 장치와 카메라에 의해 겔 플레이트에 형성된 밴드를 측정, 저장, 디스플레이 또는 전송하는 단계를 포함하는 시료 분석 방법.Measuring, storing, displaying, or transmitting a band formed on the gel plate by the UV device and the camera. 제 20항의 PCR 디스크 장치를 이용한 혈액 분석 방법으로서, A blood analysis method using the PCR disk device of claim 20, 혈액을 상기 프렙 챔버에 설치된 샘플 주입구를 통해 주입하는 단계; Injecting blood through a sample inlet installed in the prep chamber; 혈액으로부터 추출된 DNA를 상기 강자성체 비드에 침착시키기 위한 인큐베이션 단계;An incubation step for depositing DNA extracted from blood onto the ferromagnetic beads; 강자성체 비드를 정치시킨 후 밸브를 개방하고 서서히 PCR 디스크 장치를 회전시키면서 세포 파괴시 생긴 찌거기를 트레시 챔버로 씻어 흘려 보내는 단계;Allowing the ferromagnetic beads to settle and then opening the valve and slowly rotating the PCR disc apparatus to flush out the debris from the cell destruction into the trash chamber; 세척 버퍼(washing buffer)를 상기 프렙 챔버에 유입시킨 후 상기 강자성체 비드을 정치시킨 후 PCR 디스크 장치를 천천히 회전시키면서 밸브를 개방하여 세포 파괴시 생긴 찌거기를 트레쉬 챔버로 반복하여 씻어 흘려 보내는 단계; 및 Injecting a washing buffer into the preparation chamber, allowing the ferromagnetic beads to settle, and then slowly rotating the PCR disc device while slowly opening the valve to wash away the debris generated during cell destruction into the trech chamber; And 증류수 또는 재현탁 버퍼를 프렙 챔버에 유입시키고 히터 수단에 의해 상기 프렙 챔버를 고온 가열하여 상기 강자성체 비드에 붙어 있는 DNA를 이탈 또는 재현탁 시키는 단계를 포함하는 혈액 분석 방법. Introducing distilled water or resuspension buffer into the preparation chamber and heating or heating the preparation chamber by a heater means to separate or resuspend DNA attached to the ferromagnetic beads. 제 20항의 PCR 디스크 장치를 이용한 DNA 분석 방법으로서, A DNA analysis method using the PCR disk device of claim 20, 프렙 공정에 의해 얻어진 DNA를 PCR 챔버로 이동시키는 단계; 및Moving the DNA obtained by the preparation process into a PCR chamber; And PCR 챔버를 가열하기 위한 히터 수단과 온도센서 및 디스크 회전에 의한 쿨링(cooling)를 이용하여 PCR 사이클을 반복하여 DNA를 증폭시키는 단계를 포함하는 DNA 분석 방법.And amplifying the DNA by repeating the PCR cycle by using a heater means for heating the PCR chamber and cooling by the rotation of the temperature sensor and the disk. 제 31항에 있어서, The method of claim 31, wherein 프렙 챔버에 샘플이 주입이 안 된 상태에서 PCR 공정을 시작하려는 경우는 이젝트(eject) 되거나 경고 메시지를 사용자에게 통보하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.If the sample is not injected into the preparation chamber to start the PCR process, the method further comprises the step of ejecting (eject) or notifying the user of the warning message. 제1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 프렙 챔버 내에 샘플 주입 여부를 확인하기 위한 임피던스 측정 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.PCR disk device further comprises an impedance measuring device for checking whether the sample is injected into the preparation chamber. 제 33항에 있어서, The method of claim 33, 상기 임피던스 측정장치는 인터디지테이티드 어레이로 이루어진 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.The impedance measuring device is a PCR disk device, characterized in that consisting of an interdigitated array. 제 13항에 있어서, The method of claim 13, PCR 공정 진행중 사용자에 의해 PCR 디스크의 이젝트 또는 정지 신호가 수신되는 경우 상기 사용자의 신호를 무시하고 PCR 공정 진행을 계속 진행하든지 경고 메시지를 사용자에게 알려주는 경고 메시지 전송부, 또는 사용자에게 패스워드를 요구하여 패스워드가 맞는 경우 사용자의 이젝트 또는 정지 신호를 받아 들여 해당 과정을 수행하는 패스워드 요구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.If the user receives an eject or stop signal from the PCR disk during the PCR process, the user can ignore the user's signal and proceed with the PCR process. And a password request unit for receiving a user's eject or stop signal and performing a corresponding process if the password is correct. 제 13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 PCR 디스크가 몇 번 사용했던 디스크인지에 대한 정보 및 유효기간 정보에 의해 PCR 디스크 로딩(loading) 때마다 사용 가능성 여부를 판단할 수 있는 사용 가능성 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.PCR disc driver device further comprises a usability determination unit that can determine whether the availability of the PCR disk each time the loading of the PCR disk by the information and the expiration date information on how many times the disk used the PCR disk; . 제 13항에 있어서, The method of claim 13, 통상의 광학 디스크 재생을 위한 재생버튼, 탐색버튼, 정지버튼 및 로딩된 디스크가 PCR 디스크임을 표시하는 발광 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.And a light emitting diode for indicating that the loaded disk is a PCR disk. 제 13항에 있어서, The method of claim 13, PCR 디스크 드라이버 장치의 프렙 공정, PCR 공정 및 전기 영동 공정에 따른 진행률을 퍼센트 또는 막대 그래프로 또는 파이 그래프로 표시해 주는 액정표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 드라이버 장치.And a liquid crystal display for displaying the progress of the PCR disk driver apparatus according to the preparation process, the PCR process, and the electrophoresis process in a percent or bar graph or a pie graph. 제 30항에 있어서,The method of claim 30, 상기 히터 수단은 프렙 챔버 내에 내장되어 있는 전극 패턴 또는 공심의 코일 권선으로 구성된 히터인 것을 특징으로 하는 분석 방법.And said heater means is a heater composed of an electrode pattern or an air core coil winding embedded in a preparation chamber. 제 31항에 있어서, The method of claim 31, wherein PCR 분석결과를 기존의 인터넷 망을 이용하여 전송하는 원격진단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.And a remote diagnosis step of transmitting the PCR analysis result using the existing internet network. 제 31항에 있어서, The method of claim 31, wherein 유효기간이 지난 PCR 디스크 장치에 대해서 사용 불가임을 사용자에게 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.And notifying the user that the PCR disk device that has passed the expiration date is unusable. 제 31항에 있어서, The method of claim 31, wherein 상기 히터수단과 온도센서는 PCR 챔버 내에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 분석 방법.The heater means and the temperature sensor is an analysis method, characterized in that embedded in the PCR chamber. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 PCR 디스크가 몇 번 사용했던 디스크인지에 대한 정보, 유효기간 정보 및 진단하고자 하는 질병 정보가 저장되어 있는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디스크 장치.And a memory storing information on how many times the PCR disk has been used, expiration date information, and disease information to be diagnosed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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