KR101080607B1 - 생물학적 시료 추출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생물학적 시료 추출장치에 관한 것으로서, 내부에 필터가 설치된 칼럼과, 칼럼이 삽입되어 결합되는 튜브와, 칼럼 및 튜브가 설치되는 진공매니폴드를 포함하는 생물학적 시료 추출장치에 있어서, 상기 진공매니폴드는, 그 내부에 진공압이 작용하도록 된 흡입구를 갖는 본체와; 상기 본체의 상부에 개폐가능하게 설치되고 그 상부면에는 칼럼이 설치되는 다수의 장착구가 천공되어 있는 커버와; 상기 본체 내부에 출입가능하게 설치되고 그 상면에는 커버의 장착구와 이격되도록 튜브가 삽입되는 다수의 삽입부가 형성되어 있는 튜브랙;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 시료를 간편하면서도 편리하게 추출할 수 있게 된다.
생물, 시료, 추출, 분자, 칼럼, 튜브, 세척액, 용출액, 진공매니폴드

Description

생물학적 시료 추출장치{An extraction apparatus for Biological Samples}
본 발명은 생물학적 시료 추출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 DNA, RNA 및 단백질과 같은 생화학적 분자들을 세척, 분리 및 정제하여 추출하기 위해 사용되는 생물학적 시료 추출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 생물학 실험실에서는 원통형인 액체 반투과성 막 칼럼들이 보통 DNA, RNA 및 단백질과 같은 생화학적 분자들을 세척, 분리 및 정제하기 위해 사용된다.
이러한 종래의 칼럼(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 튜브(20)와 같이 세트화를 이룬다.
상기 칼럼(10)은, 원통의 관 형상으로 형성된 몸통(11)과, 몸통(11)의 하단부에 몸통(11)보다 작은 직경으로 돌출 형성된 배출구(12)와, 몸통(11)의 상단부에 구비되어 몸통(11)을 개폐시키는 리드(13)를 포함한다. 또한, 상기 칼럼(10)의 몸 통(11) 내측 하단부에는 생화학적 분자들을 걸러내기 위한 다수의 필터막으로 이루어진 필터(14)가 설치된다.
그리고, 상기 튜브(20)는 칼럼(10)보다 큰 직경을 갖는 원통의 관 형상으로서, 상기 칼럼(10)의 배출구(12)와 몸통(11)의 일측이 삽입되고, 이와 같은 상태에서 원심력에 의해서 칼럼(10) 내부에서 분리된 생화학적 분자들이 튜브(20)로 배출된다.
즉, 칼럼(10)을 튜브(20)에 삽입한 후, 칼럼(10)의 몸통(11) 내부에 DNA, RNA 및 단백질과 같은 생화학적 분자들을 공급하고, 제거하고자 하는 생화학적 분자를 분리시켜 빼낼 수 있는 세척액(즉 용출액이 될 수도 있다)을 넣는다. 이후, 칼럼(10)이 삽입된 튜브(20)를 원심분리기(미도시)에 설치하여 고속으로 회전되는 높은 원심력에 의해 추출하고자 하는 생화학적 분자로부터 이물질(제거하고자 하는 생화학적 분자)과 세척액이 분리되어 필터(14)를 통해 튜브(20) 내부로 회수되고, 이와 같이 튜브(20)에 회수된 이물질과 세척액은 튜브(20)를 칼럼(10)으로부터 분리시켜 버린 후 튜브(20)를 다시 칼럼(10)에 결합시킨다. 그리고, 이와 같은 세척 및 분리작업을 반복 수행하여 추출하고자 하는 생화학적 분자만 필터(14)에 걸러내게 된다. 이후, 칼럼(10)의 내부에 용출액을 투입한 후 원심분리기에 의해서 생화학적 분자와 용출액 모두를 튜브(20) 내로 추출시켜 시료로서 사용하게 된다.
그런데, 이와 같은 종래의 시료 추출방법은, 칼럼(10)의 연속적인 세척 동안 작업자가 상기 과정을 수회 반복함으로써 발생되는 원심분리기 운용시간에 따른 작업시간이 길게 소요되므로 작업상의 번거로움과 시료의 신속한 처리의 어려움이 불 가피하였다.
이러한 단점을 극복하기 위해, 진공압을 이용하여 원하는 생화학적 분자들을 편리하면서도 연속해서 얻을 수 있도록 한 진공매니폴드(30)가 개발되었다.
도 2는 종래의 진공매니폴드를 도시한 것으로서, 밀폐된 통상의 박스형상으로서, 그 상면에는 전술한 칼럼(10)의 배출구(12)가 삽입되어 장착되는 장착구(31)가 천공되고, 일측에는 진공매니폴드(30)의 내부 압력을 흡입하여 칼럼(10)에 진공압이 작용하도록 한 흡입구(32)가 설치되며, 타측에는 진공매니폴드(30)의 내부로 배출되어 집수된 세척액을 배출시키기 위한 배수구(33)가 설치되고, 상기 배수구(33)에는 배수구(33)를 개폐시킬 수 있는 별도의 밸브(미도시)나 마개(미도시) 등이 설치됨이 바람직하다.
한편, 이러한 진공매니폴드(30)는 그 상면의 장착구(31)에 칼럼(10)의 배출구(12)를 삽입하여 설치한 후, 흡입구(32)를 통해 진공매니폴드(30) 내부의 압력을 모두 흡입해 낸다. 그러면, 진공매니폴드(30)의 내부가 진공되면서 진공압이 장착구(31)와 배출구(12)를 통해 칼럼(10)에 작용하여 칼럼(10) 내부의 세척액이 이물질(제거하고자 하는 생화학적 분자)과 같이 진공매니폴드(30)의 내부로 배출된다. 그리고, 이와 같이 배출된 세척액과 이물질은 배수구(33)를 통해 외부로 배출된다.
하지만, 이 경우에도 칼럼(10)에 대한 연속 세척은 가능하나 최종 시료를 회수 할 방법이 없으므로 최종단계에서는 다시 원심분리기를 이용하여 시료로 사용할 생화학적 분자를 추출해야 하므로 전술한 바와 같은 작업상의 불편함과 번거로움이 그대로 존재하는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 칼럼의 배출구 하부에 튜브가 위치될 수 있도록 튜브가 수용되는 튜브랙을 진공매니폴드 내부에 구성함으로써 진공매니폴드에서 시료의 세척, 분리 및 정제 뿐만 아니라 진공압으로 시료를 튜브 내부로 추출해 냄으로써 시료 추출작업이 간편하면서도 편리하게 이루어지도록 한 생물학적 시료 추출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적은, 내부에 필터가 설치된 칼럼과, 칼럼이 삽입되어 결합되는 튜브와, 칼럼 및 튜브가 설치되는 진공매니폴드를 포함하는 생물학적 시료 추출장치에 있어서, 상기 진공매니폴드는, 그 내부에 진공압이 작용하도록 된 흡입구를 갖는 본체와; 상기 본체의 상부에 개폐가능하게 설치되고 그 상부면에는 칼럼이 설치되는 다수의 장착구가 천공되어 있는 커버와; 상기 본체 내부에 출입가능하게 설치되고 그 상면에는 커버의 장착구와 이격되도록 튜브가 삽입되는 다수의 삽입부가 형성되어 있는 튜브랙;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 생물학적 시료 추출장치에 의해 달성된다.
그리고, 상기 본체의 내부에는 칼럼에서 배출된 세척액을 집수하기 위한 웨이스트컵이 출입가능하게 설치되고, 상기 커버에는 커버를 보강하는 한편 장착구 를 격리시키는 격판이 돌출 형성된다.
또한, 상기 커버의 장착구에는 사용하지 않는 장착구를 폐쇄시켜 진공매니폴드의 기밀을 유지하는 플러그가 착탈가능하게 설치되되, 상기 플러그는 커버의 종방향 장착구 또는 횡방향 장착구를 동시에 폐쇄시키도록 구성됨이 바람직하다.
본 발명의 생물학적 시료 추출장치에 따르면, 진공매니폴드의 커버에 칼럼을 장착한 상태에서 칼럼 내부의 시료를 세척, 분리 및 정제하고, 진공매니폴드 내부에 튜브가 각각 삽입되는 튜브랙을 설치한 상태에서 진공매니폴드에 진공압을 작용시킴으로써 최종 단계에서의 원심분리기 사용 없이 칼럼 내부의 시료로 사용할 생화학적 분자가 튜브 내부로 추출됨으로써 시료 추출작업이 간편하면서도 편리하게 이루어지는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
여기서, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
첨부도면 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 생물학적 시료의 추출장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 생물학적 시료의 추출장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 칼럼(10) 과 튜브(20) 및 진공매니폴드(100)를 포함한다.
여기서, 상기 칼럼(10)과 튜브(20)는 종래기술과 대동소이하므로 이의 설명은 종래기술의 설명으로 갈음하고, 본 발명에서는 진공매니폴드(100)에 대해서 집중적으로 설명한다.
상기 진공매니폴드(100)는, 본체(110)와, 본체(110)에 개폐가능하게 설치된 커버(140)로 대별되어 구성되고, 재질은 내부식성 및 내열성이 좋은 강화 아크릴 재질로 구성됨이 바람직하다.
상기 본체(110)는 그 상부가 개구된 박스형상으로서, 그 내측면과 바닥면에는 후술될 웨이스트컵(120) 또는 튜브랙(130)을 본체(110)의 내측면과 이격되게 지지하여 본체(110) 내부에 진공압이 원활하게 작용할 수 있도록 한 다수의 리브(110a)가 돌출 형성된다.
상기 본체(110)의 일측면에는 흡입구(111)가 돌출 형성되고, 이 흡입구(111)를 통해 본체(110) 내부의 압력을 흡입해 냄으로써 본체(110) 내부에는 진공압이 작용하게 된다.
그리고, 상기 본체(110)의 개구부 외측면에는 대략 "ㄴ"자 형상으로 돌출된 돌출부(112)가 형성되고, 상기 돌출부(112)와 본체(110) 사이에는 고무재질의 패킹(113)이 설치되어, 후술될 커버(140)와의 접촉력을 향상시켜 줌으로써 진공매니폴드(100)의 기밀 및 수밀을 견고히 유지한다.
또한, 상기 커버(140)는 본체(110)의 개구부 상에 착탈가능하게 결합되면서 본체(110)를 개폐시키되, 상기 커버(140)의 외주연에는 본체(110)의 돌출부(112)에 대응하여 외향 돌출된 덮개부(143)가 형성되어, 상기 패킹(113)을 가압하면서 돌출부(112) 상에 안착됨으로써 기밀 및 수밀유지를 견고히 하게 된다.
상기 커버(140)의 상부면에는 다수의 장착구(141) 즉 대략 48개(12(가로)×4(세로))의 장착구(141)가 종.횡방향으로 정렬되어 천공되고, 상기 커버(140)의 하부면에는 다수의 장착구(141)를 격리시키는 한편 진공압의 작용 시 커버(140)의 변형을 방지하기 위해 커버(140)를 보강하는 격판(142)이 종.횡방향으로 돌출 형성된다. 아울러, 상기 격판(142)은 칼럼(10)에서 시료의 추출 시 시료의 튐을 최대한 방지하여 시료의 오염을 방지하게 된다.
그리고, 상기 본체(110)의 내부에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 칼럼(10) 내부의 시료를 세척한 후 칼럼(10)에서 배출되는 세척액을 집수하는 웨이스트컵(120)과, 칼럼(10)에서 배출되는 시료와 용출액을 받는 튜브(20)가 설치되는 튜브랙(130)이 출입가능하게 설치된다.
상기 웨이스트컵(120)은 시료의 세척(분리 및 정제과정을 포함한다)과정에서 설치되는 것으로, 그 상부가 개구된 박스형상으로 형성된다. 상기 웨이스트컵(120)의 개구부는 커버(140)의 장착구(141)를 모두 포함할 수 있는 넓이로 형성된다. 따라서, 상기 커버(140)의 장착구(141)에 장착된 칼럼(10)에서 배출되는 세척액을 그 내부로 모두 집수할 수 있게 된다.
상기 튜브랙(130)은 시료의 세척을 마친 후 최종과정인 추출과정에서 설치되는 것으로, 전술한 웨이스트컵(120)과 같은 크기의 직육면체 형상으로 형성되되, 그 상면에는 튜브(20)를 수용하기 위한 다수의 삽입부(131)가 이격되게 형성된다. 이와 같이 형성된 삽입부(131)는 커버(140)의 장착구(141)와 동일선상의 위치로 형성된다. 한편, 상기와 같이 형성된 튜브랙(130)의 삽입부(131)에 튜브(20)를 삽입하면, 튜브(20)의 개구단부와 커버(140)의 장착구(141) 사이에 이격된 공간이 형성되어 진공매니폴드(100)의 진공압이 커버(140)의 장착구(141)를 통해 칼럼(10)에 작용할 수 있게 된다.
여기서, 튜브(20)를 구비하지 않은 튜브랙(130)을 시료의 세척과정에서 본체(110) 내부에 설치하여 웨이스트컵(120) 대신에 세척액을 집수할 수도 있으나, 바람직하게는 시료의 처리과정에 따라 웨이스트컵(120)과 튜브랙(130)을 별도로 설치하는 것이 작업을 더 편리하면서도 신속하게 할 수 있어 바람직하다.
그리고, 상기 커버(140)의 장착구(141)에는 사용하지 않는 장착구(141)를 폐쇄시켜 진공매니폴드(100)의 기밀을 유지하기 위한 플러그(150)가 착탈가능하게 설치되고, 상기 플러그(150)의 하단부에는 커버(140)의 장착구(141)에 기밀유지되도록 삽입되어 결합되는 결합부(151)가 장착구(141)에 대응한 직경으로 돌출 형성된다.
한편, 이와 같은 플러그(150)는 커버(140)의 각 장착구(141)에 대응하여 독립된 형태로 형성할 수도 있지만, 보다 바람직하게는 커버(140)의 종방향 장착 구(141) 또는 횡방향 장착구(141)를 동시에 폐쇄시킬 수 있도록 모듈화되어 형성됨으로써 작업성을 좋게 한다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 진공매니폴드에 의한 시료 추출과정을 설명한다.
채취한 DNA, RNA 및 단백질과 같은 생화학적 분자들이 담아진 칼럼(10)의 배출구(12)를 진공매니폴드(100)의 커버(140)에 형성된 각 장착구(141)에 삽입하여 설치한다.
물론, 이때 진공매니폴드(100)의 본체(110) 내부에는 도 4에서와 같이 웨이스트컵(120)이 내장된 상태이고, 커버(140)의 장착구(141)에 칼럼(10)을 설치한 후에는 본체(110)의 흡입구(111)를 통해 본체(110) 내부의 압력을 모두 흡입해 낸다.
그러면, 진공매니폴드(100)의 내부가 진공상태가 되면서 이의 진공압이 커버(140)의 장착구(141)를 통해 칼럼(10) 내부에 작용하여 칼럼(10) 내부의 세척액을 필터(14)를 통해 본체(110) 내부의 웨이스트컵(120)으로 배출시켜 낸다.
이때, 칼럼(10)의 리드(13)는 개방된 상태이고, 세척액을 칼럼(10)에 재차 공급하여 위와 같은 과정을 반복함으로써 시료를 세척 및 정제시킨다.
이후, 커버(140)를 열고 본체(110) 내부에서 웨이스트컵(120)을 외부로 인출시켜 내어 집수된 세척액을 버리고, 본체(110) 내부에는 도 5에서와 같이 각각의 삽입부(131)에 튜브(20)가 수용되어 있는 튜브랙(130)을 삽입하여 설치한다. 그러면, 튜브랙(130) 상의 튜브(20)가 커버(140)의 장착구(141) 하부에 동일선상으로 위치되어 이격된다.
이와 같은 상태에서 칼럼(10) 내부에 용출액을 공급하고, 전술한 바와 같이 진공매니폴드(100)에 재차 진공압을 작용시키면, 커버(140)의 장착구(141)와 튜브(20) 사이의 공간을 통해 진공압이 칼럼(10) 내부에 작용하게 됨으로써 칼럼(10) 내부의 시료가 필터(14)를 통해 튜브(20) 내측으로 추출되고, 시료가 추출된 튜브(20)를 튜브랙(130)에서 꺼내 시료로서 사용한다.
한편, 상기와 같이 진공압이 커버(140)의 하부면에 지속적으로 작용하여도 다수의 격판(142)에 의해서 커버(140)가 보강되어 커버(140)의 변형이 방지될 뿐만 아니라 시료의 추출 시에도 시료의 튐을 방지하여 시료의 오염을 최대한 방지할 수 있다.
그리고, 사용하지 않는 커버(140)의 장착구(141)에는 도 4 및 도 5에서와 같이, 모듈화된 플러그(150)의 결합부(151)를 결합시켜 진공매니폴드(100)의 기밀 및 수밀을 유지한다.
도 1은 일반적인 생물학적 시료 추출을 위한 칼럼과 튜브를 도시한 분리사시도이다.
도 2는 일반적인 칼럼이 장착된 종래의 진공매니폴드를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진공매니폴드를 도시한 분리사시도이다.
도 4는 본 발명의 진공매니폴드에 장착된 칼럼에서 세척액을 추출해 내는 진공매니폴드의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 진공매니폴드에 장착된 칼럼에서 최종 시료를 추출해 내는 진공매니폴드의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 칼럼 11 : 몸통
12 : 배출구 13 : 리드
14 : 필터 20 : 튜브
30 : 진공매니폴드 31 : 장착구
32 : 흡입구 33 : 배수구
100 : 진공매니폴드 110 : 본체
110a : 리브 111 : 흡입구
112 : 돌출부 113 : 패킹
120 : 웨이스트컵(waste cup) 130 : 튜브랙
131 : 삽입부 140 : 커버
141 : 장착구 142 : 격판
143 : 덮개부 150 : 플러그
151 : 결합부

Claims (4)

  1. 내부에 필터가 설치된 칼럼 및 진공매니폴드를 포함하는 생물학적 시료 추출장치에 있어서,
    상기 진공매니폴드는 본체 및 상기 본체 상부에 개폐가능하게 설치되고 그 상부면에는 칼럼이 설치되는 다수의 장착구가 천공되어 있는 커버를 포함하며, 상기 본체 내부에는 인가된 제1 진공압에 의해 칼럼에서 배출되는 세척액 집수용 웨이스트컵 및 순차적으로 인가된 제2 진공압에 의해 칼럼에서 배출되는 시료 회수용 다수 튜브가 삽입되는 튜브랙이 장착되는 것을 특징으로 하는 생물학적 시료 추출장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버에는 커버를 보강하는 한편 장착구를 격리시켜 시료 간의 오염을 막아주는 격판이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 생물학적 시료 추출장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버의 장착구에는 사용하지 않는 장착구를 폐쇄시켜 진공매니폴드의 기밀을 유지하는 플러그가 착탈가능하게 설치되되, 상기 플러그는 커버의 종방향 장착구 또는 횡방향 장착구를 동시에 폐쇄시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 생물학적 시료 추출장치.
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