KR101361950B1

KR101361950B1 - 유체 처리방법 및 유체 처리장치

Info

Publication number: KR101361950B1
Application number: KR1020087009913A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 슈미데; 안드레아스 섀퍼; 토마스 보이트; 마르쿠스 즈빈덴
Original assignee: 키아겐 게엠베하
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2014-02-21
Also published as: EP1943023A1; EP2338605B1; US9849453B2; US8771614B2; ES2649942T3; US20100009832A1; DE502006006767D1; US20140349410A1; CN101312788B; PT2338605T; AU2006298738B2; ES2650589T3; DK2343132T3; DK2338605T3; CN101379403A; EP2338605A1; AU2006298738A1; EP1767274B1; EP1767275B1; ES2552096T3

Abstract

본 발명은 개선된 유체 처리방법 및 원심분리기에 사용하기 위한 유체 처리장치(1)에 관한 것으로, 유체 처리장치는 (a) 제1 단면(A1)을 갖는 제1 튜브(18)의 형상과 형상 일치하고 상기 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 제1 홀더(14)와, (b) 상기 제1 단면(A1)과 다른 제2 단면(A2)을 갖는 제2 튜브(26)의 형상과 형상 일치하고 상기 제2 튜브(26)를 보유하기 위한 제2 홀더(22)를 포함한다. 본 발명에 따른 유체 처리장치와 방법에 의해, 소정 유체 처리 순서를 위한 원심분리 처리 단계들을 단순화하고 이들 처리 단계를 자동화하는 것이 가능하다.

유체 처리장치, 유체 처리방법, 원심분리기, 홀더, 선회 방지수단

Description

유체 처리방법 및 유체 처리장치{METHOD FOR PROCESSING A FLUID AND FLUID PROCESSING DEVICE}

본 발명은 유체 처리장치 및 유체 처리방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 핵산, 단백질, 펩티드, 폴리펩티드, 뉴클레오티드 및 리피드를 포함하지만 이들에 제한되지 않은 생체분자를 제조하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다.

화학, 생물학, 약학 또는 환경보호 등과 같은 많은 기술분야에서는 유체를 분석하거나 처리하거나 서로 반응시켜야 한다. 이를 위해 유체는 여과, 냉각, 가열, 분해, 세척, 피펫 계량 또는 그 밖의 과정에 의한 처리를 받는다. 때때로 유체를 제조하기 위해, 긴 일련의 유체 처리단계를 거칠 필요도 있다. 또한, 많은 경우에 있어 대규모의 서로 다른 유체 세트들이 동일 순서에 따라 처리되어야 하거나 여러 묶음의 동일한 유체들이 병렬적으로 처리되어야 한다. 이는 시간 소모적이고 산출량을 제한하며 처리 동안 오차가 발생하는 경향이 있다.

유체 처리는 예컨대 핵산이나 단백질과 같은 생체분자를 추출하고 그리고/또는 정제하는 분야에서 사용된다. 예컨대 널리 알려진 생체분자 정제 방법은 생물학적 샘플의 내용물에 대한 접근로 생성["lysis(용해)"] 단계, 생물학적 샘플의 내용물 성분과 고체 지지물 또는 운반 물질의 선택적 결합["binding(결합)"] 단계, 고체 지지물 또는 운반 물질로부터 부적합 성분 제거["washing(세척)"] 단계 및 대상 성분의 용리["elution(용리)] 단계에 기초한다.

생체분자 정제 과정에 있어 선택적 흡수 및 제거를 허용하기 위해서 예컨대 실리카-겔로 제조된 필터요소가 개발되었는데, 이는 한편으로 유체가 필터요소를 통과할 수 있도록 다공성이거나 매트릭스이고 다른 한편으로 생체분자가 특정 또는 불특정 과정에서 결합되는 표면을 갖는다. 그 밖의 정제 과정에서, 생체분자는 단지 크기 배제 원리에 의해 필터요소에 포획된다. 어느 경우든, 예컨대 유체를 함유한 핵산과 같은 생체분자가 필터요소를 통과하면, 일부 내용물 또는 전체 내용물은 필터요소에 잔류하는 반면 나머지는 필터요소를 통과한다.

또한, 필터요소로부터 생체분자를 회수하기 위해서, 예를 들어 뉴클레아제를 함유하지 않은 물과 같은 용리액이 생체분자를 분리하기 위해 필터요소 상으로 분산된다. 이로써, 대상 생체분자는 필터요소에서 용리되어 수집 튜브에 수집된다. 이런 필터요소는 종종 유입구와 유출구를 갖는 단일 튜브들에 설치되거나 멀티웰(multiwell) 판재에 설치되는 막피로 적용되며, 원심분리기("스핀 포맷") 또는 진공 기반 장치를 이용하여 처리된다. 막피를 갖고 원심분리기에서 회전될 수 있는, 유입구와 유출구를 구비한 단일 튜브들은 컬럼, 스핀 컬럼 또는 단일 스핀 컬럼이라고도 한다.

일반적으로, 진공에 기초한 방법에 비해 원심분리기에 기초한 처리가 갖는 장점은 고순도, 고농도 및 낮은 수준의 상호 오염이라는 장점을 갖는다. 일반적으로, 막피로부터의 최대 회수율과 최소 오염이 있기 때문에, 품질과 농도와 관련하 여 생체분자 정제를 위한 최선의 결과는 높은 중력가속도(> 10,000×g)와 조합된 단일 스핀 컬럼을 이용하여 달성될 수 있다. 단점은 스핀 컬럼의 노동 집약적인 수작업으로 인해 서로 다른 샘플들을 동시에 처리해야 할 경우 오차 발생율과 처리 시간이 증가된다는 것이다. 보다 높은 산출량과 더불어 보다 높은 정도의 표준화 및 자동화는 다중벽 판상 형식을 이용하여 달성될 수 있지만 대부분 품질 및/또는 수량 손실을 가져온다.

퀴아젠(QIAGEN)사는, 예컨대 WO 03/040364 또는 미국 특허 제6,277,648호에 설명된 바와 같이, 서로 다른 필터 물질과 장치를 이용함으로써 모두 포괄적인 결합-세척-용리 원리에 기초한 다양한 생물학적 샘플로부터 서로 다른 생체분자에 대한 광범위한 정제 프로토콜을 제공한다. 상업상 이용 가능한 제품으로 예컨대 "퀴아젠 퀴아프렙 스핀 미니프렙 키트(QIAGEN QIAprep Spin Miniprep Kit)"는 통상의 정제 순서를 개시하며 원심분리기에 사용하기 위한 표준 퀴아프렙 스핀 컬럼 및 2 ㎖ 수집 튜브와 여러개의 시약과 버퍼를 제공한다.

원심분리 단계를 포함하는 자동 유체처리에 관련된 여러 공보들이 있다. 미국 특허 제4,344,768호는 원심분리형 분석기의 회전 전달 원판으로 정교하고 정밀한 복수 정량의 샘플(예컨대 혈청)과 시약을 자동 전달하기 위한 피펫 장치를 설명한다. EP 0 122 772는 DNA 샘플과 같은 ㎕ 단위의 액체 분석을 자동화에 적합한 화학 조작기를 설명한다. 미국 특허 제6,060,022호는 자동 원심분리 장치를 포함하는 자동 샘플 처리 시스템을 설명한다. GB 535,188호는 원심분리기의 소정 회전속도에서 복수의 작업 버켓각을 얻기 위한 장치를 설명한다. 미국 특허 5,166,889 호는 복수의 샘플 튜브가 지지 휘일에 용이 접근하도록 배치된 혈액용으로 적합한 샘플 채취 시스템을 설명한다. EP 569 115 A3는 DNA 제공을 위한 원심분리 기반 장치를 설명하고 미국 특허 제539 339호는 원심분리기를 이용한 일체형 생체분자 제조 장치를 설명한다.

원심분리를 이용한 여러가지 샘플 제조 장치가 판매되고 있다. "젠트라 오토퓨어(GENTRA Autopure) LS"[젠트라사(GENTRA)]와 "오토젠플렉스(AutoGenflex) 3000"[오토젠(AutoGen)사]는 여과 요소를 이용하지 않고 석출 후 예컨대 DNA의 분리를 위한 일체형 원심분리기를 구비한 자동화 시스템이다. "DNA-스피너(DNA-Spinner)"[퍼킨엘머(PerkinElmer)사], "제네시스(Genesis) FE 500"[테칸(Tecan)사] 및 마이크로랩 스타플러스(Microlab STARplus)[해밀턴(Hamilton)사]는 액체 조작 기구가 다중벽 판재에 사용하기 위한 자동 원심분리기와 결합된 보다 개방된 시스템의 예들이다.

한편, 예컨대 "바이오로봇(BioRobot) 3000/8000"(퀴아젠사)은 진공 여과를 이용하는 96-웰 형태의 예컨대 핵산과 같은 샘플을 조제하기 위해 사용될 수 있지만 "후지 퀵 젠(Fuji QuickGene) 800"은 단일 컬럼에 저압 여과 원리를 적용한다.

그러나 원심분리를 적용하는 유체로부터 생체분자를 자동 조제하기 위한 기존 대부분의 통합 시스템은 단지 특정 처리 과정의 조제를 위해 설계된 것이다. 자동화 원심분리기를 포함하는 다른 기구 구조는 다중벽 여과판을 이용한 고산출 조제에 적합하다. 기존 자동 시스템의 단점은 수동 조정을 하지 않고는 스핀 컬럼에 기초한 고품질 조제 처리 과정을 수행할 수 없다는 점이다.

상술한 문제들 중 어느 하나 또는 여러 문제를 해결하고 공지된 처리방법을 개선하기 위해, 본 발명은 독립항 제1항, 제8항, 제14항, 제21항, 제27항 및 제35항에 따른 유체 처리장치와, 독립항 제74항에 따른 회전자와, 독립항 제77항 및 제79항에 따른 유체 처리방법을 제공한다.

본 발명의 다른 특징, 개선예 및 변경예는 종속항들과 도면과 발명의 상세한 설명에 개시한다.

청구항 제1항, 제8항, 제14항, 제21항, 제27항 및 제35항에 따른 유체 처리장치와 청구항 제77항 및 제79항의 방법을 이용함으로써, 하나의 그리고 동일한 유체 처리장치 내에서 하나 이상의 튜브(예컨대, 스핀 컬럼, 수집튜브 등)를 수반하는 넓은 범위의 서로 다른 조제 과정을 수행하는 것이 가능하다. 특히, 바람직하게는 수작업을 전혀 하지 않고도 저산출 내지 중간 산출에 필요한 적절히 설정된 과정과 증명된 스핀 컬럼 기반 화학반응을 이용하여 유체로부터 다양한 생체분자의 조제를 완전히 자동화하고 표준화하는 것이 가능하다. 예컨대 유체 처리장치는 여과 요소를 이용한 생체분자의 자동 조제를 위해 사용될 수 있다. 또한, 유체 처리장치는 단일 유체 처리장치에서 생체분자 추출 및 정제 과정을 위해 결합-세척-용리 단계 또는 용해-결합-세척-용리 단계의 자동화 처리를 위해 사용될 수 있다. 이는 처리된 샘플과 유체 처리장치의 일대일 대응을 가능하게 한다. 따라서, 샘플간 상호 오염과 오배치가 최소화될 수 있다.

또한, 자동화 공정은 일회용 장치로 사용되는 유체 처리장치를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 제1 홀더 및 제2 홀더를 구비한 유체 처리장치에 의하면, 튜브(예컨대, 스핀 컬럼, 수집튜브 등)들이 유체 처리장치 상의 각각의 위치로 특유하게 배치됨으로써 상호 오염 및 튜브의 오인 확률이 최소화될 수 있다. 이와 동시에, 본 발명의 유체 처리장치는 아주 다양한 조제 과정을 위한 플랫폼을 제공한다. 이는 또한 멀티웰 형태와 유사한 고도의 표준화를 달성하기 위해 복수의 개별 튜브 또는 스핀 컬럼을 병렬적으로 자동 조작하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 저산출 내지 중간 산출에 필요한 적절히 설정된 과정과 증명된 스핀 컬럼 기반 화학반응을 이용하여 유체로부터 다양한 생체분자의 조제를 완전히 자동화하고 표준화하기 위한 장치와 방법을 제공하는 것이 가능하다.

본 발명의 제1 태양에 따르는 유체 처리장치는 제1 단면을 갖는 제1 튜브를 보유하기 위한 제1 홀더와 다른 제2 단면을 갖는 제2 튜브를 보유하기 위한 제2 홀더를 갖는다. 본 장치는 동시에 서로 다른 유체 처리 단계들을 수행하기 위해 동시에 서로 다른 종류의 튜브를 원심분리에 적용함으로써 산출량을 증가시키도록 도울 수 있다. 예컨대 제1 튜브가 원심분리 동안 유체를 여과하기 위한 필터 튜브이고 제2 튜브가 원심분리 동안 유체를 보유하기 위한 수집 튜브인 경우, 서로 다른 유체의 여과와 펠렛화가 단지 한 번의 원심분리 단계에서 수행될 수 있다.

또한, 제1 튜브가 제2 튜브에 삽입될 수 있도록 제1 및 제2 튜브가 서로에 대해 기하학적으로 구성된다면, 유체 처리장치는 제1 홀더로부터 제2 홀더로 제1 튜브를 직접 전달함으로써 원심분리기 내의 두 개의 서로 다른 처리 단계가 연속 처리될 수 있도록 제조될 수 있다. 이는 원심분리기 내에서 각각의 처리 단계를 수행하기 전에 튜브가 원심분리기 외부에서 마련되어 원심분리기 내로 복귀되는 경우에 비해 시간을 절감하고 오차 경향을 감소시키고 상호 오염의 위험을 제거한다. 예컨대 제1 홀더에 유체 여과에 사용되는 제1 튜브를 제공하고 제2 홀더에 유체 수집에 사용되는 제2 튜브를 제공함으로써 유체 여과에서 유체 수집으로의 변화는 단지 제1 홀더에서 제2 홀더에 의해 보유된 제2 튜브로 제1 튜브를 전달함으로서 수행될 수 있다.

특히, 생체분자를 결합하기 위한 필터요소를 갖는 제1 튜브의 경우, 제1 홀더는 결합 단계와 한 번 이상 여러 번의 세척 단계를 수행하기 위해 제1 튜브를 보유하도록 사용될 수 있고, 제1 홀더로부터 제2 튜브를 보유한 제2 홀더로 제1 튜브를 전달함으로써 제2 홀더는 제1 튜브에서 용리된 정제된 생체분자를 수집하기 위해 제2 튜브를 보유하도록 사용될 수 있다. 이로써, 본 발명에 따르는 유체 처리장치를 이용함으로써, 수집 튜브 내로 제1 튜브를 삽입하기 위해 원심분리기 내외로 제1 튜브를 이동시키지 않고도 결합, 복수의 세척 및 용리 단계가 원심분리기 내에서 연속으로 수행될 수 있다. 따라서, 원심분리기 내외로의 전달 단계 동안 필터 튜브의 출구에서 액적 번짐으로 인한 상호 오염의 위험이 제거될 수 있다.

바람직하게는, 유체 처리장치는 유체를 보유하기 위한 제1 용기 부피를 갖는 제1 용기를 포함하되, 바람직하게는 제1 홀더는 제1 튜브를 통해 유동하는 유체가 제1 용기 내로 유동하도록 제1 용기에 대해 배열된다. 제1 용기를 구비함으로써, 예컨대 원심분리기 내의 인접 튜브의 샘플들과의 상호 오염을 줄이기 위해 제1 튜브를 통과했을 수 있는 유체를 수집하는 것이 가능하다. 특히, 충분히 큰 제1 용기 부피를 가짐으로써, 결합 단계와 세척 단계에서 나오는 대량의 폐유체가 제1 용기에 폐기될 수 있다. 이는 시간 소모적인 추가의 폐기물 제거 단계를 생략하고 원심분리기를 분리 및 재설치하기 위한 분리 및 재설치 단계의 수를 줄여준다. 또한, 비록 대형의 제1 용기 부피가 일반적으로 요구되지만, 전체적인 유체 처리장치의 치수가 소형 원심분리에서도 이용 가능하도록 충분히 작게 제1 용기가 제1 홀더에 대해 배열되는 것이 일반적으로 바람직하다. 또한, 제1 홀더에 의해 보유되는 제1 튜브가 공정의 어떤 단계에서도 제1 용기의 유체와 접촉하지 않도록 제1 홀더가 제1 용기에 대해 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 태양에 따르면, 유체 처리장치의 원심분리 동안 제2 튜브에 대해 제1 튜브를 단단히 보유하기 위해 제1 홀더는 제1 튜브와 형상 일치하고 제2 홀더는 제2 튜브와 형상 일치한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 제1 용기는 제2 위치에서 제2 홀더에 의해 보유되는 제1 튜브를 통해 유동하는 유체가 유입되는 제2 용기 부피와 다른 제1 용기 부피를 갖는다. 이로써, 용리 동안 정제된 생체분자를 수집하기 위한 작은 제2 용기 부피만을 이용하면서도 결합 및 세척 단계 동안 제1 튜브를 통해 유동하는 큰 부피의 유체를 수집하기 위한 대형 제1 용기 부피를 제공하는 것이 가능하다. 소정의 처리 순서에 대한 실질적인 요구에 맞게 조절된 용기 부피를 가짐으로써, 원심분리에 필요한 설비가 과도하게 커지는 것이 방지될 수 있고 이는 다시 보다 작고 저렴한 원심분리기의 사용을 용이하게 만든다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 제1 튜브의 제1 단면적보다 적어도 10% 큰 용기 단면적을 갖는 용기 부피를 갖는 제1 용기가 마련된다. 바람직하게는, 용기 단면은 제1 홀더에 의해 보유될 때 제1 튜브의 제1 단면에 평행한 평면에서 취한 것이다. 제1 단면보다 큰 용기 단면을 제공함으로써 결합 및 세척 단계에서 나온 유체를 수집하기 위한 용기 부피는 확장될 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 제1 용기 부피를 한정하는 내면을 갖되 내면은 제2 홀더에 인접한 제1 용기가 제공된다. 제1 용기의 내면이 제2 홀더까지 연장하는 것이 결합 및 세척 단계에서 나온 유체를 수집하기 위한 제1 용기 부피를 최대화하도록 돕는다. 제1 용기의 내면을 제2 홀더에 접하게 함으로써 예컨대 원심력에 대한 유체 처리장치의 안정성이 추가로 마련될 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 제1 튜브를 보유함으로써 제1 스토퍼 면을 한정하기 위한 제1 스토퍼를 갖는 홀더를 제공하고 제2 튜브를 보유함으로써 제2 스토퍼 면을 한정하기 위한 제2 스토퍼를 갖는 제2 홀더를 제공하되 제2 스토퍼면은 제1 스토퍼면과 다르다. 이로써, 각각의 튜브축 상으로의 방향을 따라 측정할 때 제2 튜브의 높이와 다른 높이에 제1 튜브를 보유하는 것이 가능하다. 제1 튜브와 제2 튜브를 서로 다른 높이로 보유하는 것은 홀더들이 서로 가깝게 위치될 경우 튜브에 대한 용이 접근성을 보장한다. 이는 두 곳의 보유위치를 서로 구분할 기회를 제공한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 원심분리 동안 제1 홀더에 대해 한정된 위치에 제1 튜브의 제1 캡을 보유하기 위한 적어도 하나의 제1 캡 고정수단을 제공한다. 바람직하게는, 제1 캡 고정수단은 제1 캡이 원심분리 동안 개방된 제1 튜브의 유입구에서 벗어난 위치에 보유되어 피펫 수단에 대해 접근 가능하도록 배열된다. 이로써, 제1 튜브는 원심분리 동안 제1 튜브의 제1 캡이 느슨히 매달리는 것으로 인해 야기되는 손상을 걱정하지 않고도 유입구가 개방된 상태로 원심분리 작용을 받을 수 있다. 원심분리 동안 제1 튜브의 개방된 유입구는 원심분리 후 유체 등, 예컨대 세척 유체가 유입구에서 캡을 제거하지 않고도 튜브 내로 분배될 수 있다는 장점을 제공한다.

본 발명의 다른 태양은 원심분리기 내의 제1 보유위치로부터 원심분리기 내의 제2 보유위치로 제1 튜브를 자동으로 직접 전달하는 단계를 포함하는 방법이다. 직접 전달은 생체분자를 정제하기 위해 필요한 단계들을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 직접 전달은 또한 원심분리기 외부에서의 수동 튜브 전달 동안 샘플의 뒤섞임이나 오할당에 기인하는 오차를 제거한다.

본 발명의 다른 태양은 적어도 하나의 유체처리장치 중 하나의 상기 홀더로부터 상기 적어도 하나의 유체 처리장치 중 하나의 제2 홀더로 제1 튜브를 전달하는 단계를 포함하는 방법이다. 이로써, 생체분자의 결합, 세척 및 용리가 원심분리를 적재하거나 분리하지 않고도 수행될 수 있다.

다음 도면은 단지 예시적인 목적을 위해 제시되는 본 발명에 따른 여러 실시예들을 개시한다. 특히, 도면에 개시된 사항은 본 발명의 보호범위를 한정하지 않는다.

도1A 및 도1B는 유입구와 유출구를 갖는 제1 튜브를 도시한다.

도1C 내지 도1E는 제1 튜브를 수용하기 위한 크기로 된 유입구를 갖는 제2 튜브를 도시한다.

도2A 내지 도2E는 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브와 제2 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제1 유체 처리장치를 도시한다.

도3A 내지 도3E는 제1 용기를 갖되, 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브 및 제2 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제2 유체 처리장치를 도시한다.

도4A 내지 도4E는 서로 다른 크기의 제1 용기와 제2 용기를 갖되, 제1 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제3 유체 처리장치를 도시한다.

도5A 내지 도5E는 제1 축에 수직인 방향으로 제2 홀더를 넘어 연장되는 제1 용기를 갖되, 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브 및 제2 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제4 유체 처리장치를 도시한다.

도6A 내지 도6E는 제1 용기를 갖되, 서로 다른 적어도 두 개의 단면을 갖는 제1 튜브, 제2 튜브 및 제3 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제5 유체 처리장치를 도시한다.

도7A 및 도7B는 제1 용기를 갖되, 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브, 제2 튜브, 제3 튜브 및 제4 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제6 유체 처리장치를 도시한다.

도8A 및 도8B는 제1 용기를 갖되, 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브, 제2 튜브, 제3 튜브, 제4 튜브 및 제5 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제7 유체 처리장치를 도시한다.

도9A 및 도9B는 제1 용기와 연결수단을 갖되, 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브와 제2 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제8 유체 처리장치를 도시한다.

도10A 및 도10B는 제1 축에 수직인 방향으로 제2 홀더를 넘어 연장되는 제1 용기를 갖고 연결 수단을 추가로 갖되, 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브 및 제2 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제9 유체 처리장치를 도시한다.

도11A 및 도11B는 제1 용기를 갖고 연결 수단을 추가로 갖되, 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브, 제2 튜브 및 제3 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제10 유체 처리장치를 도시한다.

도12는 제1 용기와 제1 용기를 착탈 가능하게 보유하기 위한 보유 구조체를 포함하는 연결수단을 갖되, 서로 다른 단면을 갖는 제1 튜브, 제2 튜브 및 제3 튜브를 보유하기 위한 본 발명에 따른 제11 유체 처리장치를 도시한다.

도13은 제1 및 제2 캡을 보유하기 위한 제1 및 제2 캡 고정수단을 포함하는 제11 유체 처리장치와 유사한 본 발명에 따른 제12 유체 처리장치를 도시한다.

도14A 및 도14B는 두 개의 제1 캡 고정수단과 하나의 제2 캡 고정수단을 포함하는 제12 유체 처리장치와 같은 본 발명에 따른 제13 유체 처리장치를 도시한다.

도15는 서로 다른 스토퍼 영역을 한정하는 제1 스토퍼 및 제2 스토퍼를 갖는 본 발명에 따른 제14 유체 처리장치를 도시한다.

도16은 서로 다른 스토퍼 영역을 한정하는 제1 스토퍼 및 제2 스토퍼뿐 아니라 제1 용기를 갖는 본 발명에 따른 제15 유체 처리장치를 도시한다.

도17A는 본 발명에 다른 제12 유체 처리장치에 연결된 본 발명에 따른 회전자의 평면도이다.

도17B는 선회축 수용부와 상호 작용하는 연결수단을 도시한 본 발명에 따른 회전자의 제1 단면도이다.

도17C는 제1 및 제2 선회 방지수단을 도시한 본 발명에 따른 회전자의 제2 단면도이다.

도18A 내지 도18C는 제1, 제2 및 제3 선회 방지수단을 갖는 본 발명에 따른 유체 처리장치의 사시도이다.

도19A는 원심분리기 내부에서 수행되는 접선 방향의 직접 제1 튜브 전달을 도시한 개략도이다.

도19B는 원심분리기 내부에서 수행되는 반경방향의 직접 제2 튜브 전달을 도시한 개략도이다.

도20A는 본 발명에 따른 유체 처리장치 내부에서 제1 홀더로부터 제2 홀더로 수행되는 반경방향의 제1 튜브 전달을 도시한 개략도이다.

도20B는 본 발명에 따른 유체 처리장치 내부에서 제1 홀더로부터 제2 홀더로 수행되는 접선 방향의 제1 튜브 전달을 도시한 개략도이다.

도20C는 본 발명에 따른 제1 유체 처리장치의 제1 홀더에서 제2 유체 처리장치의 제2 홀더로 수행되는 제1 튜브 전달을 도시한 개략도이다.

도20D는 본 발명에 따른 유체 처리장치의 제1 홀더로부터 원심분리기에서 이격된 위치에서 다시 유체 처리장치의 제2 홀더로 수행되는 제1 튜브 전달을 도시한 개략도이다.

본 발명의 일 태양은 원심분리기를 이용한 유체 처리방법을 개선하는 것이다. 이를 위해 본 발명은 원심분리기에 사용하기 위한 유체 처리장치를 제공한다. 유체는 해당 액체가 고점성인지 저점성인지 여부 또는 액체 내에서 이동하는 입자나 고체 요소를 함유하는지에 무관한 임의의 액체일 수 있다. 본 발명에 따른 유체 처리장치는 유체 여과, 특이 물질에의 특이 요소 흡수, 특이 물질로부터의 특이 요소 제거, 유체로부터의 성분 분리, 조작된 유체 수집 또는 폐유체 폐기와 같은 공정에 의해 유체를 조작하거나 처리하기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 유체 처리장치는 핵산, 단백질, 펩티드, 폴리펩티드, 뉴클레오티드 및 리피드와 같은 생체분자를 정제하기 위해 사용된다.

원심분리기에 사용될 수 있도록 하기 위해, 보다 바람직하게는 유체 처리장치는 원심분리의 회전자에 연결 가능하다. 원심분리기가 회전자를 회전시킴으로써 원심력이 유체 처리장치에 적용될 수 있다. 바람직하게는, 회전자에 대한 연결은 유체 처리장치의 일부이거나 별개인 연결수단에 의해 구현된다. 연결수단이 유체 처리장치의 일부가 아니라면, 연결수단은 유체 처리장치를 착탈 가능하게 보유하기 위한 보유구조체를 갖는다. 이 경우 그리고 유체 처리장치가 제1 용기를 포함하면, 제1 용기와 일체로 연결된 요소들은 이하 제1 용기 포함 구조체로 지칭되는 유닛을 형성한다.

유체 처리장치를 착탈식으로 보유하기 위한 보유구조체는 기술분야에 공지된 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예컨대 보유구조체는 원심분리 동안에도 유체 처리장치를 단단히 수용하고 운반할 수 있도록 유체 처리장치의 외형과 형상 일치할 수 있다. 보유구조체가 유체 처리장치를 보유하는 그 밖의 방법은 클램핑, 로킹 등일 수 있다.

연결수단이 유체 처리장치의 일부인지 여부와 상관없이, 연결수단은 회전자와 유체 처리장치의 착탈식 연결을 용이하게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 원심분리 단계를 수행하기 위해 회전자에 유체 처리장치를 연결하고, 그후 원심분리기 외부에서 유체에 대한 다른 단계를 수행하기 위해 원심분리기에서 유체 처리장치를 제거하는 것이 가능하다. 특히, 유체 처리장치가 회전자에 착탈식으로 연결 가능하도록 함으로써, 유체 처리장치는 일회용으로 사용될 수 있다. 일회용 유체 처리장치를 이용하는 것은 재사용으로 인한 샘플 오염을 줄이고 공정 안전도와 조작자 개인의 안전도를 증가시키는데 일조한다. 또한, 후속 처리 순서에 필요한 유체 처리장치의 적재가 현행 처리 순서 동안 원심분리기 외부에서 수행될 수 있기 때문에 시간을 절약할 수 있다.

또한 바람직하게는, 유체 처리장치는 복수의 유체 처리장치가 동시에 회전자에 연결될 수 있도록 회전자에 비해 소형이다. 이로써, 복수의 유체 샘플이 한 번의 원심분리 단계에서 동시에 원심분리 처리를 받게 됨으로써 산출량을 증가시킨다. 또한, 유체 처리장치들이 일회용, 즉 일회 사용 물품으로 사용되는 경우, 유체 처리장치를 소형으로 유지하기 위한 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 유체 처리장치는 제1 튜브를 보유하기 위한 제 1 홀더와 제2 튜브를 보유하기 위한 제2 홀더를 포함한다. 바람직하게는, 제1 홀더는 바람직하게는 정지해 있을 때와 원심분리 동안 제2 홀더에 대해 제1 보유위치에 제1 튜브를 보유할 수 있다. 마찬가지로, 바람직하게는 제2 홀더는 정지해 있을 때와 원심분리 동안 제1 홀더에 대해 제2 보유위치에 제2 튜브를 보유할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 제1 홀더와 제2 홀더는 서로 단단히 연결된다. 또한 바람직하게는, 제1 홀더와 제2 홀더 중 적어도 하나는 원심분리 동안의 변형을 보다 잘 견디도록 단일편으로 제조된다. 또한 바람직하게는, 제1 및 제2 홀더는 이들 홀더가 각각 제1 및 제2 튜브를 보유하는 경우 두 개의 튜브가 평행하게 정렬되도록 서로 배열된다. 이로써, 각각의 튜브 내로 유체를 분배하거나 각각의 제1 및 제2 홀더 내로 제1 및 제2 튜브를 배치하는 것이 보다 용이하다.

일반적으로 바람직하게는, 제1 홀더 및 제2 홀더 중 적어도 하나는 기계적 수단에 의해 각각의 제1 또는 제2 튜브를 보유한다. 바람직하게는, 제1 홀더 및 제2 홀더 중 적어도 하나는 각각의 제1 또는 제2 튜브를 보유하기 위해 각각의 제1 튜브 또는 제2 튜브와 형상 일치한다. 예컨대, 제1 튜브가 원통 형상과 동축 칼라형 테두리(제1 칼라)를 갖는다면, 바람직하게는 제1 홀더는 제1 튜브의 외면과 형상 일치하는 제1 원통형 내면을 갖는다. 이로써, 제1 튜브는 제1 홀더 내로 활주될 수 있으며, 이 경우 제1 튜브의 보유위치는 활주 방향과 직교하는 면 내에서 한정된다. 또한 바람직하게는, 제1 홀더 및 제2 홀더는 유체 처리장치가 조작될 수 있는 모든 선회각(α_s)에서 원심분리 동안 한정된 위치에서 튜브를 보유할 수 있도 록 충분히 단단하다.

또한 바람직하게는, 제1 홀더는 예컨대 제1 튜브의 제1 칼라와 스토퍼의 결합에 의해 제1 튜브가 제1 홀더 내로 활주하는 것을 정지시키는 제1 스토퍼를 제공한다. 이로써, 제1 튜브의 제1 보유위치는 활주 방향으로 한정된다. 또한, 제1 스토퍼가 단지 일 방향으로의 활주를 정지시킨 상태에서, 제1 튜브는 제1 홀더와 착탈식으로 연결된다. 즉 제1 튜브는 필요에 따라 언제든지 다시 제1 홀더 밖으로 용이하게 활주될 수 있다. 제1 홀더의 스토퍼와 원통형 내면을 가짐으로써, 원심력이 활주 방향으로 향하는 성분을 갖는다고 가정할 때 제1 튜브의 제1 보유위치는 원심분리 동안에도 유지될 수 있다.

마찬가지로, 제2 튜브가 원통 형상을 갖고 동축 칼라형 테두리를 갖는다면, 바람직하게는 제2 홀더는 제2 튜브의 외면과 형상 일치하는 원통형 내면을 갖는다. 이로써, 제2 튜브는 제2 홀더 내로 활주될 수 있으며, 이 경우 제2 튜브의 보유위치는 활주 방향과 직교하는 면 내에서 한정된다.

또한 바람직하게는, 제2 홀더는 제2 튜브의 동축 칼라형 테두리(제2 칼라)와 스토퍼의 결합에 의해 제2 튜브가 활주하는 것을 정지시키는 제2 스토퍼를 제공한다. 이로써, 제2 튜브의 제2 보유위치는 활주 방향 내에서 한정된다. 또한, 제2 스토퍼가 단지 일 방향으로의 활주를 정지시킨 상태에서, 제2 튜브는 제2 홀더와 착탈식으로 연결된다. 즉 제2 튜브는 필요에 따라 언제든지 다시 제2 홀더 밖으로 용이하게 활주될 수 있다. 제2 홀더의 스토퍼와 원통형 내면을 가짐으로써, 원심력 및/또는 중력이 활주 방향으로 향하는 성분을 갖는 한 제2 튜브의 제2 보유위치 는 유지될 수 있다.

"제1 튜브" 및 "제2 튜브"라는 단어의 사용은 광범위한 의미로서 이해되어야 한다. 튜브는 유체가 유입구를 통해 배분될 수 있는 임의의 용기일 수 있다. 바람직하게는, 제1 튜브와 제2 튜브는 각각의 제1 또는 제2 축에 대해 회전 대칭이다. 예컨대 튜브는 일 단부에 유입구를 갖는 원통 형상이거나, 일 단부에 유입구를 갖는 타원 형상이거나, 이들의 조합일 수 있다. 또한, 원통 형상 또는 타원 형상은 원형, 포물선형, 정사각형, 직사각형 또는 이들의 조합인 각각의 제1 또는 제2 축에 수직한 단면을 가질 수 있다. 바람직하게는, 제1 튜브의 제1 단면은 제1 튜브가 제1 홀더에 의해 보유되는 제1 튜브의 위치에서 한정된다. 마찬가지로, 바람직하게는 제2 튜브의 제2 단면은 제2 튜브가 제2 홀더에 의해 보유되는 제2 튜브의 위치에서 한정된다.

바람직하게는, 제1 튜브의 제1 단면과 제2 튜브의 제2 단면은 제1 튜브가 제2 튜브의 유입구를 거쳐 제2 튜브 내로 활주될 수 있도록 서로에 대해 구성된다. 또한 바람직하게는, 제1 튜브의 외면은 제2 튜브의 내면과 형상 일치한다. 이로써, 제2 튜브는 원심분리 동안 제1 튜브를 보유하기 위한 홀더로 사용될 수 있다. 또한, 제2 홀더가 제2 튜브를 보유하고 제2 튜브가 제1 튜브를 보유하는 상태에서, 유체 처리장치의 제2 홀더는 원심분리 동안 제1 튜브를 보유하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 제1 홀더의 제1 원통형 내면의 단면은 제2 홀더의 제2 원통형 내면의 단면보다 60% 이하, 바람직하게는 50% 이하, 보다 바람직하게는 40% 이하만큼 작다. 한편, 이 경우 바람직하게는 제1 홀더의 제1 원통형 내면의 단면은 제2 원 통형 내면의 단면보다 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 보다 바람직하게는 30% 이상 더 작다. 바람직하게는, 제1 튜브의 단면은 10 ㎟보다 크고, 바람직하게는 40 ㎟보다 크고, 가능하게는 80㎟ 보다 큰 면적을 갖는다. 한편, 제1 튜브의 단면은 1000 ㎟ 보다 작고, 바람직하게는 100 ㎟ 보다 작고, 가능하게는 60 ㎟보다 작은 면적을 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제1 튜브는 유입구와 유출구를 갖는다. 이들 튜브는 컬럼 또는 스핀 컬럼으로도 알려져 있다. 또한 바람직하게는, 제1 튜브는 유출구로부터 유입구를 분리하는 필터요소를 갖는다. 바람직하게는, 필터요소는 핵산과 같은 생체분자를 선택적으로 결합하기 위한 막피로서도 작용한다. 이로써, 제1 튜브는 제1 튜브의 유입구 안으로 생체분자 함유 유체를 분배하여 이를 통과시킴으로써 생체분자가 필터요소에 선택적으로 결합하게 되는 결합 단계에 사용될 수 있다.

한편, 바람직하게는, 제2 튜브는 유체(수집 유체)를 수집하기 위해 사용된다. 이 경우, 바람직하게는, 제2 튜브는 유입구를 갖지만 유출구를 갖지 않는다. 이 경우, 제2 튜브는 제1 튜브의 필터요소로부터 용리된 정제된 생체분자를 포함하는 용리 유체를 수집함으로써 용리 단계를 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 유체 처리장치는 유체를 보유하기 위한 제1 용기 부피를 갖는 제1 용기를 포함한다. 바람직하게는, 제1 용기는 제1 홀더에 단단히 연결된다. 바람직하게는, 제1 용기는 제1 홀더에 의해 보유되는 제1 튜브를 통해 유동하는 유체가 제1 용기로 유동하도록 제1 홀더에 대해 배열된다. 바람직 하게는, 유체는 중력이나 원심력에 의해 배수되기 때문에 유체는 제1 튜브를 통해 유동한다. 이로써, 제1 튜브를 통과한 유체(예컨대 세척 단계 동안의 폐유체)를 제1 용기에 수집함으로써 원심분리 동안 인접한 튜브와의 상호 오염이 제거될 수 있다. 또한, 충분히 큰 제1 용기 부피를 가짐으로써, 결합 및 세척이 수집된 유체를 처분하기 위해 원심분리를 중단시키기 않고도 수행될 수 있다. 이는 원심분리기의 시간 소모적인 분리 및 적재 단계를 줄이도록 돕고 세척 단계의 수를 증가시키거나 용해물 부피를 증가시킬 수 있도록 한다. 바람직하게는 제1 용기 부피는 1 ㎖보다 크고, 바람직하게는 10 ㎖보다 크고, 가능하게는 50 ㎖보다 크다. 한편, 바람직하게는, 제1 용기 부피는 100 ㎖보다 작고, 바람직하게는 50 ㎖보다 작고, 가능하게는 10 ㎖보다 작다. 바람직하게는, 용기 부피는 제1 용기가 원심분리 동안 보유할 수 있는 유체의 양에 의해 한정된다. 한편, 공정에 실질적으로 사용되는 제1 용기의 부피, 즉 제1 용기의 순부피는 제1 용기 부피보다 바람직하게는 제1 용기 부피의 적어도 25%, 바람직하게는 적어도 50%, 보다 바람직하게는 적어도 75%만큼 적다. 이는 원심분리 동안 제1 용기에 보유되는 유체에 의한 튜브의 오염과 유체의 누출을 방지하기 위해 제1 및/또는 제2 튜브의 유출구가 공정 동안 제1 용기에 보유되는 유체(예컨대 폐유체)와 접촉하는 것을 방지하기 위한 것이다.

바람직하게는, 제1 용기 부피는 제1 용기로 흘러들어간 유체의 폐기로 인한 중단 없이도 결합 및 세척 단계를 허용하기 위해 제2 튜브의 부피보다 크다. 이를 위해, 바람직하게는 제1 용기는 제1 용기의 내면이 제2 홀더와 접하도록 구성된다. 이로써, 제1 용기 부피는 유체 처리장치의 주어진 크기에서 최대화될 수 있다. 또 한, 제1 용기 부피를 최대화하기 위해, 제1 용기의 부피에 대한 유체 처리장치의 중량의 비율은 10 g/㎤보다 작고, 바람직하게는 5 g/㎤보다 작고, 보다 바람직하게는 1 g/㎤보다 작다. 바람직한 실시예에서, 유체 처리장치는 7.23 g의 무게를 가지며 약 11 ㎤의 용기 부피를 갖는데, 이로써 0.66 g/㎤의 비율이 발생한다.

아래의 도면은 본 발명의 여러 태양을 설명하기 위해 본 발명에 따른 실시예들 중 일부를 개략적으로 도시한다. 그러나 도면과 상세한 설명의 세부 사항과 특징은 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 예컨대, 이들 실시예는 명료한 설명을 위해 특별한 집합의 튜브와 연계하여 설명되지만, 본 발명은 이들 특별한 집합의 튜브의 사용으로 제한되지 않는다. 또한, 비록 도면에서 유체 처리장치의 요소들(예컨대 제1 홀더, 제2 홀더, 제1 용기, 제2 용기 등)은 굵은 실선에 의해 연결되지만, 이는 단지 단단한 연결을 개략적으로 나타내는 것으로 이해되어야 할 것이다. 그러나, 응용예와 그 밖의 상황에 따라 당업자라면 이들 도면에서 유체 처리장치의 요소들이 원심분리에 사용하기 위해 연결될 수 있는 많은 다양한 구조와 형상이 있음을 이해할 것이다.

도1A 내지 도1E는 생체분자를 정제하기 위해 사용될 수 있는 본 발명에 따른 튜브 세트의 제1 예를 도시한다. 튜브 세트는 도1A 및 도1B에 도시된 바와 같은 제1 튜브(18)와 도1C 및 도1D에 도시된 바와 같은 제2 튜브(26)로 구성된다. 제1 튜브(18)는 제1 축(11)에 대해 회전 대칭이고 제1 축(11)과 직교하는 방향으로 원형의 제1 단면(A1)을 갖는다(도1B 참조). 제1 튜브(18)는 제1 유입구(54)와, 제1 유출구(52)와, 제1 유입구(54)로 배분된 유체가 제1 유출구(52)에 도달하기 위해 통과하는 통로인 필터요소(19)와, 칼라형 테두리(제1 칼라)(56)와, 선택적으로 칼라(56)에 유연하게 연결되는 제1 캡(40)을 추가로 갖는다. 제1 캡(40)은 튜브 내용물의 오염을 방지하기 위해 유입구(54)를 막는데 사용될 수 있다. 도1A 내지 도1E의 튜브 세트의 경우, 필터요소(19)는 생체분자 함유 유체가 유입구(54) 내로 분배될 때 예컨대 핵산과 같은 생체분자를 필터에 결합시키기 위한 매트릭스재이다.

도1C 및 도1D에 도시된 제2 튜브(26)는 제2 축(27)과 회전 대칭이다. 제2 튜브(26)는 제2 축(27)과 직교하는 원형의 제2 단면(A2)(도1D 참조)과 제2 유입구(58)를 갖고 유출구를 갖지 않는다(밀폐형 튜브). 또한, 제2 튜브(26)는 칼라형 테두리(제2 칼라)(59)와, 선택적으로 제2 칼라(59)에 유연하게 연결되는 제2 캡(41)을 갖는다. 제2 캡(41)은 유입구를 폐쇄하여 튜브 내용물의 오염을 방지하기 위해 사용된다. 제2 튜브(26)의 제2 단면(A2)은 제1 튜브(18)의 제1 칼라(56)가 제2 튜브(26)의 제2 칼라(59)를 가격할 때까지 제1 튜브(18)가 제2 튜브(26) 내로 활주될 수 있도록 하는 크기로 되어 있다(도1E 참조). 이로써, 제2 튜브(26)는 원심분리 동안 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 홀더로서 뿐만 아니라 제1 튜브(18)의 유입구(54)로 배분된 유체를 수용하기 위한 용기 또는 연결 튜브로서 사용될 수 있다.

도1A 내지 도1E에 도시된 바와 같은 튜브는 응용예에 따라 서로 다른 크기 및 필터재로 상업상 이용 가능하다. 예컨대, 출원인의 퀴아프렙 스핀 미니프렙 키트(상표명)(QIAprep Spin Miniprep Kit™)는 단면적(A1)이 8.8 ㎜이고 길이가 30 ㎜인 스핀 컬럼(제1 튜브)과 단면적(A2)이 10.5 ㎜이고 수집 부피가 약 2 ㎖인 수 집 튜브(제2 튜브)를 제공한다.

도2A 내지 도2E는 본 발명에 따른 제1 유체 처리장치를 도시한다. 도2A는 도1A 및 도1C에 도시된 바와 같은 형태의 제1 튜브(18) 및 제2 튜브(26)를 보유하는 유체 처리장치(1)의 축 C1-C1'을 따라 취한 측단면도이다. 도2B는 도2A의 측면도와 직교하는 방향으로 축 C1-C1'을 따라 취한 대응하는 단면도이다. 유체 처리장치(1)는 제1 보유위치(16)에 위치된 제1 홀더(14)와 제2 보유위치(24)에 위치된 제2 홀더(22)를 포함하며, 이들 홀더는 서로 단단히 연결된다. 또한, 상술한 바와 같이, 유체 처리장치(1)는 아래에서 보다 상세히 설명하는 방식으로 연결수단(미도시)에 의해 원심분리기의 회전자에 연결될 수 있다.

도2A 및 도2B에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 홀더(14)는 제2 홀더(22)에 대해 한정된 제1 보유위치(16)에 제1 튜브(18)를 보유하기 위해 제1 튜브(18)의 일부의 형상과 형상 일치하는 내면을 갖는 원통형 링요소를 포함한다. 제1 홀더(14)의 링요소는 도2A 내지 도2E에서 제1 홀더의 링요소의 상부 테두리에 대응하는 제1 스토퍼(60)를 추가로 제공한다. 이로써, 제1 튜브(18)는 제1 튜브(18)의 제1 칼라(56)가 링요소를 가격할 때까지 링요소 내로 활주될 수 있다. 이로써, 제1 튜브(18)는 중력이나 원심력이 활주방향의 성분, 즉 도2A에서 하향하는 성분을 갖는 한 제1 홀더(14)에 의해 보유된다. 또한, 제1 튜브(18)는 링요소 밖으로 제1 튜브(18)를 활주시킴으로써 제1 홀더(14)로부터 손쉽게 제거될 수 있다. 물론, 원통형 링요소는 유체 처리장치가 조작될 수 있는 모든 선회각(α_s)에서 원심분리 동안 한정된 위치에 튜브를 보유할 수 있는 형상과 충분한 강성을 갖는다.

마찬가지로, 제2 홀더(22)는 제1 홀더(14)에 대해 한정된 제2 보유위치(24)에 제2 튜브(26)를 보유하기 위해 제2 튜브(26)의 일부의 형상과 형상 일치하는 내면을 갖는 원통형 링요소이다. 제2 홀더(22)의 링요소는 도2A 내지 도2E에서 제2 홀더의 링요소의 상부 테두리에 대응하는 제2 스토퍼(62)를 추가로 제공한다. 이로써, 제2 튜브(26)는 제2 튜브(26)의 제2 칼라(59)가 링요소를 가격할 때까지 링요소 내로 활주될 수 있다. 이로써, 제2 튜브(26)는 중력이나 원심력이 활주방향의 성분을 갖는 한 제2 홀더(22)에 의해 보유된다. 또한, 제2 튜브(26)는 링요소 밖으로 제2 튜브(26)를 활주시킴으로써 제2 홀더(22)로부터 손쉽게 제거될 수 있다.

또한, 제1 홀더(14)와 제2 홀더(22)는 원심 작용을 받는 동안 충분한 강성을 제공하도록 서로 단단히 연결된다. 또한, 제1 홀더(14)와 제2 홀더(22)는 두 개의 튜브(18, 26)를 평행하게 보유하도록 서로에 대해 배향된다. 제1 튜브와 제2 튜브의 서로에 대한 평행한 배향은 각 튜브 내로의 유체 배분과 제1 튜브로부터 제2 튜브로의 자동 전달을 단순화시킨다.

도2C는 제1 및 제2 튜브를 제거한 상태에서 도시한 도2A의 유체 처리장치(1)의 측면도이다. 본 출원의 다른 유체 처리장치에 대한 것과 같이, 도2C의 유체 처리장치(1)는 중합성 소재로 압축 성형되는 것이 적합하며, 바람직하게는 강성을 향상시키고 중량과 비용을 줄이기 위해 단일편으로 제조된다.

도2D 및 도2E는 제1 보유위치(16)로부터 제2 보유위치(24)로 수행되는 제1 튜브(18)의 직접 전달(30)(제1 튜브 전달)을 도시한다. 직접 전달(30)과 제2 튜브(26)가 제2 보유위치(24)에서 적소에 위치됨으로 인해, (a) 제2 튜브 내로 제1 튜브(18)를 배치하기 위해 원심분리기 밖으로 제1 튜브(18)를 취출하는 단계와, (b) 제1 튜브(18)와 함께 제2 튜브(26)를 다시 원심분리기로 배치하는 단계를 거치지 않고도 제1 보유위치(16)에 위치된 제1 튜브(18)를 이용하여 결합 및 세척 단계가 수행된 다음 제2 보유위치(24)에서 용리 단계가 수행될 수 있다. 그보다, 도2A 내지 도2E의 유체 처리장치에 있어, 세 번의 제1 튜브 이동 과정인 (a) 제1 홀더(14) 밖으로 제1 튜브(18)를 활주시키는 과정, 즉 제1 튜브(18)의 축방향(z 방향) 이동 과정과, (b) 제1 보유위치(16)로부터 제2 보유위치(24)로 제1 튜브(18)를 이동시키는 과정, 즉 축방향의 측면(x 방향)으로의 이동 과정과, (c) 제2 튜브(26) 내로 제1 튜브(18)를 활주시키는 과정, 즉 제1 튜브(18)의 축방향(음의 z 방향) 이동 과정을 적용함으로써, 용리 단계가 결합 및 세척 단계에 뒤이어 이루어질 수 있다. 따라서, 제1 튜브(18)의 직접 전달은 하나는 z 방향 이동이고 다른 것은 음의 z 방향 이동인 단지 두 번의 측방향 이동을 포함한다. 제1 튜브(18)가 제2 튜브(26) 내로 삽입되어 적소에 위치되는 방식은 도1A 내지 도1E에서 이미 설명했다.

또한, 용리는 제1 튜브(18)가 제2 튜브(26)에 배치된 상태에서, 제1 튜브(18)의 유입구 내로 용리 유체를 배분하여 추가의 원심분리 단계를 수행함으로써 수행될 수 있다. 원심분리기가 제1 튜브의 유출구(52) 쪽으로 축방향의 원심력을 적용하는 상태에서, 용리 유체는 필터요소(19)를 통해 압착되고 필터요소(19)로부터 예컨대 핵산과 같은 결합 생체분자를 분리하고 제1 튜브(18)를 벗어나서 제2 튜 브(26)에 의해 수용되며, 이 경우 제2 튜브(26)는 제2 용기(64) 또는 수집 튜브로 작용한다. 이로써, 정제된 생체분자는 추가 처리를 위해 제2 튜브(26)[즉, 제2 용기(64)]에 수집된다. 제2 튜브(26)는 유체 처리장치(1)로부터 제거될 수 있고 제2 튜브(26)는 바람직하게는 표준 튜브이기 때문에, 용리액의 추가 처리에 사용될 수 있는 여타 연구실 설비와 제2 튜브의 호환성으로 인해 용리액의 추가 처리가 더 간단하다.

도3A 내지 도3E는 본 발명에 따른 제2 유체 처리장치를 개략적으로 도시한다. 도3A는 도1A 및 도1C에 도시된 바와 같은 형태의 제1 튜브(18)와 제2 튜브(26)를 보유하는 유체 처리장치(1)의 축 C1-C1'을 따라 취한 측단면도이다. 도3B는 도3A의 측면도와 직교하는 방향으로 축 C1-C1'을 따라 취한 대응하는 단면도이다. 도3A 내지 도3E의 유체 처리장치(1)는 도3A 내지 도3E의 유체 처리장치(1)가 제1 홀더(14) 및 제2 홀더(22)와 단단히 연결된 제1 용기(10)를 갖는다는 점을 제외하고 도2A 내지 도2E에 도시된 것과 동일하다. 제1 용기(10)는 제1 홀더(14)에 의해 보유된 제1 튜브(18)를 통해 유동하는 유체가 제1 용기(10) 내로 유동하도록 제1 홀더(14)에 대해 위치된다. 이로써, 결합 및 세척 단계를 위해 제1 보유위치(16)에 위치된 제1 튜브(18) 내로 분배되어 필터요소(19)를 통과한 유체(예컨대 용해물 또는 세척 버퍼)는 폐기물로서 제1 용기(10)의 제1 용기 부피(12)에 수집될 수 있다. 따라서, 제1 용기(10)는 폐기물 용기로 간주될 수도 있다. 제1 용기(10)를 충분히 크게 설계함으로써, 결합과 세척은 폐기물을 처분하기 위해 이들 공정을 중단하지 않고도 수행될 수 있다. 폐기물 처분은 원심분리기의 시간소모적 인 해제 및 재설치를 의미한다. 또한, 충분히 큰 폐기물 용기(10)는 시간 소모적인 폐기물 처분 단계를 진행하지 않고도 추가적인 세척 단계 등을 수행할 수 있도록 한다.

제1 용기(10)는 바람직하게는 높은 원심력을 견디기에 충분히 단단한 제1 용기 포함 구조체(103)를 형성하도록 제1 홀더(14) 및 제2 홀더(22)와 단단히 연결된다. 필수 사항은 아니지만, 제1 용기(10), 제1 홀더(14) 및 제2 홀더(22)는 안전성 및 제조상의 이유로 인해 단일편으로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 용기(10)는 제1 홀더(14)에 의해 제공되는 개구를 제외하고 기밀 밀폐된 용기일 수 있다. 이는 특히 안정적인 구조를 제공하고 주변 환경을 누출된 폐유체로부터 보호하게 될 것이다. 그러나, 밝힌 바와 같이, 대부분의 공정이 기밀 밀폐 용기를 가져야 할 필요가 있는 것은 아니다. 또한, 제1 용기가 상부 영역에서 개방되어 있다면, 유체 처리장치를 단일편으로 제조하는 것이 보다 저렴하다. 나아가, 제어 목적상 폐유체에 대한 접근로를 갖는 것이 필요할 수 있다.

도3D 및 도3E는 도2D 및 도2E와 마찬가지로 제1 보유위치(16)로부터 제2 보유위치(24)로 수행되는 제1 튜브(18)의 제1 튜브 직접 전달(30)을 도시한다. 다시, 도3A 내지 도3E의 유체 처리장치에 있어, 세 번의 제1 튜브 이동 과정인 (a) 제1 홀더(14) 밖으로 제1 튜브(18)를 활주시키는 과정과, (b) 제1 보유위치(16)로부터 제2 보유위치(24)로 제1 튜브(18)를 이동시키는 과정과, (c) 제2 튜브(26) 내로 제1 튜브(18)를 활주시키는 과정을 이용하여 직접 전달(30)을 적용함으로써, 결합 및 세척 단계 다음에 용리 단계가 이루어질 수 있다. 그러나, 도2A 내지 도2E 에서와 달리, 여기에는 필터요소(19)를 통해 제1 튜브(18)에서 나온 여과 유체(용해물 또는 세척 유체), 즉 폐유체를 수용할 수 있는 제1 용기(10)가 있다. 이로써, 폐유체는 다른 튜브나 유체를 오염시키지 않도록 처분될 수 있다. 또한, 처분 작업은 원심분리기 내외로 제1 튜브를 해제하거나 재설치하지 않고도 수행된다.

도4A 내지 도4E는 본 발명에 따른 제3 유체 처리장치를 개략적으로 도시한다. 도4A는 도1A 및 도1C에 도시된 바와 같은 형태의 제1 튜브(18)와 제2 튜브(26)를 보유하는 유체 처리장치(1)의 축 C1-C1'을 따라 취한 측단면도이다. 도4B는 도4A의 측면도와 직교하는 방향으로 축 C1-C1'을 따라 취한 대응 단면도이다. 도4A 내지 도4E의 유체 처리장치(1)는 제1 용기(10)가 제1 홀더(14)에 의해 보유될 때 제1 튜브(18)의 제1 축(11)과 직교하는 방향으로 제2 홀더(22)와 겹치도록 연장된다는 점을 제외하고 도3A 내지 도3E에 도시된 것과 동일하다. 이로써, 제1 용기(10)의 내면(10a)은 제2 홀더(22)와 인접한다. 이런 구조는 용기의 중량을 증가시키기 않고도 더 많은 폐기물을 허용하도록 제1 용기 부피(12)를 크게 증가시키는데 도움이 된다. 제1 용기의 높이가 증가하면 더 큰 원심분리기의 이용이 필요할 것이다. 또한, 도시된 바와 같이 제1 용기(10)가 제2 홀더(22)까지 연장됨으로써, 제2 홀더(22)는 제1 홀더(14)에 보다 단단히 연결되어 원심분리 동안 유체 처리장치(1)의 변형을 최소화한다.

도4A 내지 도4E의 유체 처리장치(1)는 제2 홀더(22)가 제2 단면(A2)을 갖는 제2 튜브(26)를 보유하지 않고 제1 단면(A1)을 갖는 제1 튜브(18)와 형상 일치한다는 점에서 도2A 내지 도2E 및 도3A 내지 도3E의 실시예들과 상이하다. 이로써, 제 1 홀더(14)의 원통형 내면과 제2 홀더(22)의 내면은 동일한 축 단면을 갖는다. 또한, 이전 구조와 달리, 제2 홀더(22)는 제1 용기(10) 내로 연장되어 제2 용기 부피(65)를 갖는 제2 용기(64)를 형성한다. 이로써, 정제된 생체분자가 제2 용기(64) 내로 용리될 수 있기 때문에, 결합, 세척 및 용리 단계를 수행하기 위해 제2 튜브(26)를 필요로 하지 않게 된다. 그러나, 이 경우 제2 용기(64)는 제1 홀더(22) 및 제1 용기(10)에 단단히 연결되기 때문에, 유체 처리장치(1)는 정제된 생체분자의 추가 처리를 위해 원심분리기에서 제거되어야 한다. 또한, 본 실시예는 정제된 생체분자의 저장이 요구되는 경우에는 적절하지 않다.

도4C는 제1 튜브가 제거된 도4A의 유체 처리장치(1)의 측면도이다. 다시, 바람직하게는, 도4C에 도시된 바와 같은 유체 처리장치(1)는 장치의 강성을 향상시키고 비용을 저감하기 위해 단일편[제1 용기 포함 구조체(103)]으로 제조된다. 또한, 도4D 및 도4E는 도3D 및 도3E와 같이 제1 보유위치(16)로부터 제2 보유위치(24)로 수행되는 제1 튜브(18)의 직접 전달(30)(제1 튜브 전달)을 도시한다.

도5A 내지 도5E는 본 발명에 따른 제4 유체 처리장치를 개략적으로 도시한다. 도5A는 도1A 및 도1C에 도시된 바와 같은 형태의 제1 튜브(18)와 제2 튜브(26)를 보유하는 유체 처리장치(1)의 축 C1-C1'을 따라 취한 측단면도이다. 도5B는 도5A의 측면도와 직교하는 방향으로 축 C1-C1'을 따라 취한 대응하는 단면도이다. 도5A 내지 도5E의 유체 처리장치(1)는 제2 홀더(22)가 제2 용기를 형성하도록 연장되지 않는다는 차이 외에는 도4A 내지 도4E에 도시된 것과 동일하다. 대신, 용리를 위한 제2 용기(64)를 제공하기 위해, 제2 튜브(26)가 제2 홀더(22)로 삽입되어야 한다. 따라서, 결합 및 세척 단계로부터 용리 단계로 진행하기 위해서, 제1 튜브(18)는 제1 홀더(14)로부터 제2 홀더(22)로 전달되어야 하고, 도1E에 도시된 바와 같이 제2 튜브(26) 내로 활주되어야 한다. 이 경우, 제2 튜브(26)는 제1 튜브(18)를 보유함과 동시에 제1 튜브(18)를 통해 유동하는 용리액을 보유하기 위한 제2 용기로도 작용한다. 또한, 제2 튜브(26)는 유체 처리장치(1)에서 분리될 수 있기 때문에, 용리된 생체분자를 갖는 용리 유체는 유체 처리장치(1)를 원심분리기에서 제거하지 않고도 추가 처리나 저장을 위해 유체 처리장치(1)에서 제거될 수 있다.

도5C는 제1 튜브(18)와 제2 튜브(26)가 제거된, 도5A의 유체 처리장치(1)의 측면도이다. 다시, 바람직하게는, 도5C에 도시된 바와 같은 유체 처리장치(1)는 장치의 강성을 향상시키고 비용을 저감하기 위해 단일편[제1 용기 포함 구조체(103)]으로 제조된다. 또한, 도5D 및 도5E는 도4D 및 도4E와 같이 제1 보유위치(16)로부터 제2 보유위치(24)로 수행되는 제1 튜브(18)의 직접 전달(30)(제1 튜브 전달)을 도시한다.

도6A 내지 도6E는 본 발명에 따른 제5 유체 처리장치를 개략적으로 도시한다. 도6A는 제1 보유위치(16)에 위치한 제1 튜브(18) 및 제2 보유위치(24)에 위치한 제2 튜브(26)를 보유하는 유체 처리장치(1)의 축 C1-C1'을 따라 취한 측단면도이다. 도6B는 도6A의 측면도와 직교하는 방향으로 축 C1-C1'을 따라 취한 대응 단면도이다. 도6A 내지 도6E의 유체 처리장치(1)는 제3 축(34), 제3 단면(A3) 및 튜브 테두리에 형성된 제3 칼라(33)를 갖는 제3 튜브(32)를 보유하기 위해 제3 홀 더(66)가 추가되었다는 점을 제외하고 도5A 내지 도5E에 도시된 것과 동일하다.

도6A에서 제3 튜브(32)는 제3 유입구, 제3 유출구 및 필터요소를 갖는 추가의 스핀 컬럼이다. 많은 응용예에서, 제3 튜브(32)의 구조는 제1 튜브(18)와 동등하며, 이로써 제3 단면(A3)은 제1 단면(A1)과 같다. 그러나, 응용예에 따라 제1 튜브(18)와 제3 튜브(32)는 그 필터요소 유형에 따라 서로 다를 수 있다. 제1 단면(A1)과 제3 단면(A3)이 같다면, 제1 홀더(14)의 내면은 제3 홀더(66)의 내면과 같을 수 있으며, 이로써 처리에서 요구되는 경우, 제1 튜브(18)는 제3 홀더(66)에 의해서도 보유될 수 있고 제3 튜브(32)는 제1 홀더(14)에 의해서도 보유될 수 있다.

또한, 제3 홀더(66)는 제3 용기 부피(70)를 갖는 제3 용기(68)를 제공하도록 연장된다. 또한, 응용예에 따라 제3 홀더는 제1 단면(A1)을 갖는 제1 튜브(18)를 보유하거나 제2 단면(A2)을 갖는 제2 튜브(26)를 보유하도록 제조될 수 있다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 제3 홀더(66)는 제3 튜브(32)와 형상 일치하는 원통형 내면을 갖는다. 이로써, 원통형 내면 안으로 제3 튜브(32)를 활주시킴으로써 제3 튜브(32)의 위치는 활주 방향과 직교하는 면 내에서 한정된다. 또한, 제3 홀더(32)의 원통형 내면의 상부 테두리는 제3 칼라(33)가 스토퍼(67)를 가격하는 순간 제3 홀더(66) 내로 향하는 제3 튜브(32)의 활주를 중지시키는 제3 스토퍼(67)로 기능하도록 되어 있다. 이 위치에서, 제3 튜브(32)의 위치는 중력이나 원심력이 제3 스토퍼(67) 상으로 제3 칼라(33)를 압박하는 성분을 갖는 한 활주 방향으로도 한정된다. 다시, 바람직하게는, 제3 홀더(66)는 제3 튜브(32)가 제1 홀더(14)에 의해 보유될 때 제1 튜브(18)와 평행하도록 제3 튜브(32)를 보유하도록 배열된다.

제3 홀더(66)는 유체 처리장치(1) 내로 추가 정제 단계를 수행하기 위해 유용하다. 예컨대, 일부 응용예들은 서로 다른 기능성을 갖는 추가 필터요소를 필요로 한다. 제3 홀더(66)는 제1 튜브(18)의 필터요소와 특이성 또는 기능성에 있어 상이한 필터요소를 갖는 제3 튜브(32)를 보유하기 위해 사용될 수 있다. 제3 튜브(32)는 제3 보유위치(28)에서 제3 홀더(66)에 의해 보유될 때 원하는 생체분자를 함유한 유체가 제3 튜브(32)를 통해 제3 용기(70) 내로 유동하도록 배열된다. 원하는 생체분자를 함유한 유체로 접근로를 얻기 전에 제3 튜브(32)는 제3 홀더(66)로부터 제거되어야 한다.

또한, 제3 홀더(66)는 결합, 세척 및 용리 단계를 수행하기 전에 초기 생물학적 샘플의 용해 후 용해물 세척을 위한 다른 필터요소 없이 사용될 수 있다. 생물학적 샘플의 용해는 예컨대 핵산과 같은 생체분자를 함유한 세포의 세포벽을 파열시키기 위해 예컨대 샘플 유체에 용해 버퍼를 배분함으로써 별도로 수행될 수 있다. 예컨대 중성화 버퍼와 같은 추가 버퍼를 첨가한 후, 용해물은 제3 용기(68)의 제3 용기 부피(70)로 전달된다. 제3 용기(68) 내의 세포 잔해물을 펠릿화하기 위해, 원심력이 유체 처리장치(1)로 인가되고 생체분자를 함유한 상청액, 즉 맑은 핵산 함유 유체가 결합 단계를 개시하기 위해 제3 용기(68)에서 제1 튜브(18)로 피펫 계량된다.

상술한 방법은 제3 튜브(32)가 용기로서 형성되어 제3 보유위치(28)에 위치되는 경우 제3 튜브(32)를 이용하여 수행될 수도 있다. 이 경우, 초기 생화학적 샘플은 용해 후 제3 튜브(32) 내로 배분된다.

또한, 도6A 및 도6B에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 용기(10)는 제2 홀더(22)와 제3 홀더(66)를 덮는 방식으로 제1 홀더(14)에 의해 보유되는 제1 튜브(18)의 제1 축(11)과 직교하는 방향으로 연장된다. 다시, 이런 구조는 폐기물 부피를 최대화하기 위해 주어진 용기 높이에서 제1 용기 부피(12)를 최대화하기 위한 것이다.

도6C는 제1 튜브(18), 제2 튜브(26) 및 제3 튜브(32)가 제거된, 도6A의 유체 처리장치(1)의 측면도이다. 다시, 바람직하게, 도6C에 도시된 바와 같은 유체 처리장치(1)는 장치의 강성을 향상시키고 비용을 저감하기 위해 단일편[제1 용기 포함 구조체(103)]으로 제조된다. 또한, 도6D 및 도6E는 도5D 및 도5E와 같이 용리 단계를 위해 제1 보유위치(16)로부터 제2 보유위치(24)로 수행되는 제1 튜브(18)의 직접 전달(30)(제1 튜브 전달)을 도시한다.

도7A 및 도7B는 본 발명에 따른 제6 유체 처리장치(1)의 두 개의 수직 단면도이다. 도7A 및 도7B의 유체 처리장치(1)는 추가의 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 제4 홀더(80)를 수용한다는 점을 제외하고 도6A 내지 도6F의 유체 처리장치와 동일하다. 추가의 제1 튜브(18)는 추가의 제1 튜브(18) 홀더를 통해 유동하는 유체가 제1 용기(10) 내로 유동하도록 홀더(80)에 의해 보유된다. 제1 홀더(14)가 제1 튜브(18)를 보유하고 제4 홀더(80)가 추가의 제1 튜브(18)를 보유함으로써 두 개의 서로 다른 생체분자를 동시에 결합하고 세척하는 것이 가능하다.

도8A 및 도8B는 본 발명에 따른 제7 유체 처리장치(1)의 두 개의 수직 단면 도이다. 도8A 및 도8B의 유체 처리장치(1)는 추가의 제2 튜브(26)를 보유하기 위한 제5 홀더(90)를 포함한다는 점을 제외하고 도7A 내지 도7E의 유체 처리장치와 동일하다. 본 실시예는 본 발명이 적어도 다섯 개의 홀더, 예컨대 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 두 개의 홀더와, 제2 튜브(26)를 보유하기 위한 두 개의 홀더와, 제3 튜브(32)를 보유하기 위한 하나의 튜브를 포함하는 것을 허용함을 보여주기 위한 것이다. 처리 순서와 사용될 원심분리기의 크기에 따라, 복수의 홀더가 처리 순서의 단순화를 위해 요구되는 경우, 본 발명은 서로 다른 크기의 필요한 복수의 홀더를 제공할 수 있도록 한다. 또한, 설명된 도면에서 다양한 홀더들은 축 C1-C1'을 따라 일렬로 정렬되어 있으나, 예컨대 2열 내에 또는 임의의 배열로 구성된 2차원 내에 분포된 홀더들을 배열하는 것도 가능하다.

이제까지 설명된 유체 처리장치들은 연결수단을 포함하지 않는다. 그러나, 상술한 바와 같이, 유체 처리장치(1)를 보유하기 위한 보유 구조체를 갖는 연결수단에 의해 당업자가 알고 있는 바와 같이 이들 유체 처리장치를 회전자에 연결하는 것이 가능하다.

도9A 및 도9B는 본 발명에 따른 제8 유체 처리장치(1)의 두 개의 수직 단면도이다. 제8 유체 처리장치(1)는 본 실시예가 원심분리기의 회전자에 유체 처리장치(1)를 연결하기 위한 연결수단(104)을 포함한다는 점을 제외하고 도3A 및 도3B의 실시예와 동일하다. 본 실시예의 경우, 연결수단(104)은 제1 용기(10)의 대향하는 두 측면과 일체로 연결된 두 개의 선회축 요소(105)로 구성된다. 두 개의 선회축 요소(105)는 제1 용기 부피(12)를 통해 연장되는 선회축(106)을 한정하는 제1 용 기(10)에 대해 외향하는 두 개의 절두체와 같은 형상이다. 이하 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 원심분리기의 회전자에 유체 처리장치(1)를 착탈식으로 연결하기 위해, 두 개의 절두체 형상 선회축 요소(105)는 회전자의 대향하는 두 아암의 일부인 예컨대 선회축 수용부(128)와 같은 각각의 수납 회전자 연결수단(134)에 현수된다.

유체 처리장치(1)의 선회축 요소(105)와 예컨대 선회축 수용부(128)인 회전자의 수납 회전자 연결수단(134)은 유체 처리장치(1)가 원심분리기 내의 회전자의 회전에 대해 접선 방향으로 연장된 선회축(106)을 중심으로 회전할 수 있도록 서로에 대해 위치되고 구성된다. 이로써, 도9A 및 도9B의 하나 이상의 유체 처리장치(1)는 원심력에 따라 선회축(106)을 중심으로 외향하여 자유롭게 선회하는 방식으로 원심분리 작용을 받을 수 있다. 이로써, 원심력이 중력에 비해 아주 높을 경우, 유체 처리장치들은 튜브들이 거의 수평 배향을 갖도록 외향하여 멀리 선회할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 튜브 내의 유체는 튜브의 바닥 쪽으로 또는 튜브의 필터요소를 거쳐 거의 축방향으로 원심력을 받으며 압착된다. 일반적으로, 바람직하게는 예컨대 두 개의 절두체 또는 원통체인 선회축 요소(105)는 제1 용기(10), 제1 홀더(14) 및 제2 홀더(22)와 일체로 연결된다. 이런 경우, 유체 처리장치(1)를 자기 지지형이라 한다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 유체 처리장치(1)는 자기 지지형이 아니다. 이 경우, 바람직하게는, 연결수단(104)은 예컨대 도12에 도시된 바와 같이 원심분리 동안 유체 처리장치(1)를 보유하기에 적합한 보유 구조체(102)를 갖는다.

원통형 또는 절두형 선회축 요소(105)의 사용은 원심분리기의 회전자에 대해 선회 유체 처리장치(1)를 설치하는 많은 방안 중 단지 하나일 뿐임을 언급하고자 한다. 예컨대, 제1 용기(10)에 대해 외향하는 선회축 요소(105) 대신, 유체 처리장치(1)가 원심력을 받아 외향 선회할 수 있도록 예컨대 선회축 수용부(128)인 회전자의 수납 회전자 연결수단(134)과 결합하는 형상을 갖고 제1 용기(10)의 각 측면에 형성된 두 개의 리세스가 사용될 수 있다. 또한, 제1 용기(10)에 대해 제1 용기 부피(12)의 외측에서 진행하는 선회축(106)을 한정하는 방식으로 선회축 요소(105)를 배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 연결수단(104)은 절두형 선회축 요소를 사용하는 대신 회전자와 선회 연결을 이루기 위한 스프링에 의해 편의되는 힌지-조인트를 이용할 수 있다.

도10A 및 도10B는 본 발명에 따른 제9 유체 처리장치(1)의 두 개의 수직 단면도이다. 도10A 및 도10B의 유체 처리장치(1)는 도9A 및 도9B에서와 같이 유체 처리장치(1)가 원심분리기의 회전자와 유체 처리장치(1)를 연결하기 위한 일체 연결된 두 개의 절두체(105) 때문에 자기 지지된다는 점을 제외하고 도4A 내지 도4E의 실시예와 동일하다.

도11A 및 도11B는 본 발명에 따른 제10 유체 처리장치(1)의 두 개의 수직 단면도이다. 도11A 및 도11B의 유체 처리장치(1)는 도10A 및 도10B에서와 같이 유체 처리장치(1)가 원심분리기의 회전자와 유체 처리장치(1)를 연결하기 위한 일체 연결된 두 개의 절두체(105) 때문에 자기 지지된다는 점을 제외하고 도6A 내지 도6E의 실시예와 유사하다.

도12는 연결수단(104)이 선회축 요소(105)와 더불어 제1 홀더(14), 제2 홀더(22) 및 제3 홀더(66)를 구비한 제1 용기(10)를 보유하기 위한 보유 구조체(102)를 포함한다는 점을 제외하고 도11A 및 도11B에 따른 실시예와 동일한 본 발명에 따른 제11 유체 처리장치를 도시한다. 이 경우, 연결수단(104)과 제1 용기(10) 포함 구조체는 서로 착탈식으로 연결 가능하도록 서로에 대해 구성된 별도의 유닛으로 간주될 수 있다. 또한, 도12에서, 보유 구조체(102)의 내면은 제1 용기(10)의 외면(10b)과 형상 일치됨으로써 보유 구조체(102) 및 제1 용기 포함 구조체(103)가 원심분리 동안 뿐 아니라 정지 중에도 서로에 대해 한정된 위치에 있도록 보장한다. 한편, 간편한 조작을 위해, 바람직하게는, 보유 구조체(102)는 제1 용기 포함 구조체(103)가 보유 구조체(102)로부터 제1 용기 포함 구조체(103)를 간단히 취출함으로써 보유 구조체(102)로부터 제거될 수 있도록 충분히 큰 개구를 갖는다. 예컨대, 도12에서, 보유 구조체(102)는 컵의 내면이 제1 용기(10)의 외형과 형상 일치하는 컵 형상이다. 이로써, 제1 용기(10), 제1 홀더(14), 제2 홀더(22) 및 제3 홀더(66)로 구성된 제1 용기 포함 구조체(103)는 제1 용기 포함 구조체와 컵형 보유 구조체를 서로에 대해 취출함으로서 컵형 보유 구조체(102)로부터 분리될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 제1 용기 포함 구조체(103)와 보유 구조체(102)는 제1 용기 포함 구조체(103)가 서로에 대해 한 방향으로만 보유 구조체(102) 내로 삽입될 수 있는 형상으로 이루어진다. 이는 예컨대 사용자가 우연히 서로 다른 방향으로 보유 구조체에 용기 포함 구조체를 삽입함으로써 제1 및 제2 튜브를 혼동하는 것을 방지하기 위한 것이다.

또다른 바람직한 실시예에서, 제1 용기 포함 구조체(103)와 보유 구조체(102)는 서로 다른 배향으로, 바람직하게는 두 배향 간에 180도의 각을 두고 보유 구조체(102) 내로 제1 용기 포함 구조체(103)를 삽입하는 것이 가능하도록 형성된다. 두 배향은 대향하는 두 배향으로 연결수단(104)이 원심분리기의 회전자와 연결될 수 있도록 사용될 수 있다. 이는 다시 회전자 내의 유체 처리장치가 선택된 배향에 따라 서로 다른 두 개의 소정 선회각(α_s)(도18C 참조)으로 원심 분리 작용을 받을 수 있도록 한다. 소정 선회각(α_s)은 유체 처리장치들이 정지 중의 배향에 대해 회전자 아암(126) 내에서 선회하는 최대각을 지시한다.

보유 구조체(102)와 선회축 요소(105)를 포함하는 연결수단(104)은 단일편으로 제조되는 것이 바람직함을 지적하고자 한다. 또한, 제1 용기 포함 구조체(103)에 적용되는 원심력을 견디도록, 바람직하게는 보유 구조체(102)는 경량이지만 강도가 높은, 예컨대 알루미늄과 같은 재료로 제조된다. 또한, 제1 용기 포함 구조체(103)가 보유 구조체(102)로부터 제거 가능하다면, 선회축 요소(105)와 예컨대 선회축 수용부(128)인 수납 회전자 연결수단(134)은 영구 연결을 위해 제공되도록 구성되는 것이 선택 사항일 수 있다.

도13은 유체 처리장치(1)가 원심분리 동안 제1 튜브(18)의 제1 캡(40)을 보유하기 위한 제1 캡 고정수단(44)과 원심분리 동안 제2 튜브(26)의 제2 캡(41)을 보유하기 위한 제2 캡 고정수단(46)을 포함한다는 것을 제외하고 도12에 따른 실시 예와 동일한 본 발명에 따른 제12 유체 처리장치를 도시한다. 제1 캡 고정수단(44)과 제2 캡 고정수단(46)으로 인해, 유입구를 개방한 상태에서 튜브를 원심분리하는 것이 가능하다. 즉, 캡이 벗겨진 상태로 연결되어 있는 튜브를 원심분리하는 것이 가능하다. 유입구가 개방된 튜브를 원심분리하는 것은 제1 홀더로부터 제2 튜브(26) 상으로 제1 튜브(18)를 자동 전달할 때 제2 튜브(26)로부터 제1 캡(41)을 제거하기 위한 어떤 단계도 요구되지 않기 때문에 유익하다. 또한, 개방된 제1 튜브를 이용함으로써, 제1 튜브(18)로부터 유체를 회수하거나 제1 튜브에 유체를 분배하기 위해 제1 튜브(18)로부터 제1 캡(40)을 제거할 필요가 없다. 이는 자동화를 크게 단순화시킨다.

도13에서, 제1 캡 고정수단(44)은 제1 튜브(18)가 제1 홀더(14) 내로 활주됨과 동시에 제1 캡(40)이 활주될 수 있는 캡 봉입구조체(50)를 제공함으로써 구현된다. 제1 캡(40)이 캡 봉입구조체(50)로 활주된 상태에서, 제1 캡(40)은 더 이상 원심분리 동안 자유롭게 이동하지 않는다. 이는 튜브에 유연하게 연결된 자유이동 캡이 원심분리 동안 야기할 수 있는 어떠한 손상도 방지하기 위한 것이다. 바람직하게는, 캡 봉입구조체(50)는 제1 홀더(14)와 일체로 연결된다. 물론, 당업자라면 보유될 튜브의 형태에 따라 캡 봉입구조체(50)에 대해 어떤 형상과 크기를 선택할 것인지 알 것이다.

마찬가지로, 도13의 제2 캡 고정수단(46)은 제2 튜브(26)가 제2 홀더(22) 내로 활주됨과 동시에 제2 캡(41)이 활주될 수 있는 캡 봉입구조체(50)를 제공함으로써 구현된다. 제1 튜브(18)에서와 같이, 제2 튜브(26)가 캡 봉입구조체(50) 내로 활주된 상태에서, 제2 캡(41)은 더 이상 원심분리 동안 자유롭게 이동하여 손상을 일으키는 일이 없다. 또한, 제1 튜브(18)에서와 같이, 제2 캡 고정수단(46)의 캡 봉입구조체(50)는 바람직하게는 제2 홀더(14)와 일체로 형성된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 캡 고정수단은 제1 용기(10)의 내면 또는 외면(10a, 10b)에 장착된다.

도14A 및 도14B는 여러 방식에 있어 도13에 따른 실시예와 유사한 본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예의 두 개의 수직 단면도이다. 그러나, 도13과 달리, 도14A 및 도14B의 실시예는 도13에서 설명된 것과 같은 종류인 두 개의 제1 캡 고정수단(44a, 44b)을 포함한다. 이로써, 제1 튜브(18)가 제2 보유위치(24)뿐 아니라 제1 보유위치(16)에 위치되는 경우 제1 튜브(18)의 제1 캡(40)이 제1 캡 고정수단(44)에 의해 보유되도록 하는 것이 가능하다. 이로써, 원심분리 동안 제1 캡을 자유롭게 이동시킴으로써 야기되는 어떠한 손상도 걱정하지 않고 결합 및 세척 단계를 위한 제1 홀더(14)로부터 용리 단계를 위한 제2 홀더(22)로 제1 캡(40)을 구비한 제1 튜브(18)를 전달하는 것이 가능하다. 이때, 공간상의 이유로 인해 제1 홀더(14)에 인접한 첫 번째 제1 캡 고정수단(44a)의 배향은 제2 홀더(22)에 인접한 두 번째 제1 캡 고정수단(44b)에 대해 대략 145도만큼 회전된다. 이는 제1 홀더(14)로부터 제2 홀더(22)로 제1 튜브(18)를 전달하기 위해, 두 번째 제1 캡 고정수단(44b)이 제1 캡(40)을 보유하도록 대략 145도만큼 제1 튜브(18)를 회전시키는 것이 필요함을 의미한다. 도13에 도시된 바와 같이, 다른 회전각도 물론 가능하다.

또한, 도14A 및 도14B의 실시예는 세 개의 홀더, 즉 제1 홀더(14), 제2 홀 더(22) 및 제3 홀더(66)가 제1 용기(10)의 바닥으로부터 각각의 튜브들을 보유하기 위한 각각의 제1, 제2 및 제3 스토퍼(60, 62, 67)에 의해 한정되는 스토퍼 면까지 연장되는 원통 형상을 갖는다는 점에서 도13의 실시예와 다르다. 또한, 본 실시예에서, 원통형 제2 홀더(22)의 외벽과 원통형 제3 홀더의 외벽은 제1 용기(10)의 내벽(10a)과 직접 접촉하는 상태이다. 이런 배열은 원심력의 큰 성분이 튜브의 축방향으로 작용하는 경우 원심력으로 인한 변형에 대해 양호한 강도를 제공한다. 원심분리 동안 유체 처리장치(1)의 강성도를 향상시키기 위해서는 일반적으로 하나보다 많은 또는 모든 원통형 홀더들이 제1 용기(10)의 내벽(10a)과 바닥 모두와 직접 접촉 상태에 있도록 제1 용기(10) 내에 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 제1 홀더(14)의 실린더 자켓의 내측 부피와 제1 용기 부피(12) 간의 유체 연결을 제공하기 위해 제1 홀더(14)의 실린더 자켓에는 실린더의 축에 평행하게 연장되는 실린더 자켓 슬릿(14a)이 마련된다. 이는 제1 보유위치(16)에 있는 제1 튜브(18)의 유출구(52)에서 나온 유체가 실린더의 외측에서 제1 용기 부피(12) 내로 유동하도록 보장한다. 예컨대, 결합 및 세척 단계가 제1 보유위치(16)에 있는 제1 튜브(18)에서 수행되는 경우, 폐기물 유체는 자유롭게 제1 홀더(14)의 실린더를 떠나 실린더 자켓 슬릿(14a)을 통해 제1 용기 부피(12) 내로 유동한다.

도15는 제1 홀더(14)의 제1 스토퍼(60)가 제2 홀더(22)의 제2 스토퍼(62)에 의해 한정된 제2 스토퍼 면(63)과 상이한 제1 스토퍼 면(61)을 한정하는 본 발명에 따른 다른 유체 처리장치(1)를 도시한다. 이로써, 각각의 제1 또는 제2 튜브 축(11, 27) 상으로의 방향을 따라 측정할 때 제2 튜브(26)의 높이와 상이한 높이에 서 제1 튜브(18)를 보유하는 것이 가능하다. 제1 및 제2 튜브(18, 26)를 서로 다른 높이에 보유하는 것은 제1 홀더(14)와 제2 홀더(22)가 서로 아주 인접해서 위치되는 경우 홀더로부터 튜브를 분리하거나 홀더 내로 튜브를 배치하기 위해 튜브에 보다 쉽게 접근하는 선택권을 제공한다. 일반적으로, 바람직하게는 두 스토퍼 면(61, 63)은 평행하며, 이 경우 자동화된 방식에서 제1 홀더(14)로부터 제2 홀더(22)로 제1 튜브(18)를 전달하는 것이 보다 용이하기 때문이다.

도16은 본 발명에 따른 유체 처리장치(1)의 다른 변경예를 도시한다. 도15와 마찬가지로, 유체 처리장치(1)는 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 제1 홀더(14)와 제2 튜브(26)를 보유하기 위한 제2 홀더(22)와, 서로 다른 제1 스토퍼 면(61)과 제2 스토퍼 면(63)을 한정하는 각각의 제1 및 제2 스토퍼(60, 62)를 갖는다. 그러나, 도15와 달리, 유체 처리장치(1)는 제1 용기(10)를 포함하며, 제1 홀더(14)는 제1 튜브(18)를 통과한 유체가 제1 용기(10) 내로 유동하도록 제1 용기(10)에 대해 배열된다. 또한, 제1 홀더(14)는 제1 용기(10)의 벽에 장착되는 반면 제2 홀더(22)는 제1 용기(10)의 바닥에 장착된다. 이로써, 제1 용기(10)의 내면(10a)은 제1 홀더(14)와 제2 홀더(22)에 인접한다. 비록 도16에는 명시적으로 도시되어 있지 않지만, 일반적으로 바람직하게는 홀더들은 용기의 측벽과 바닥에 단단히 접촉한다.

도17A는 원심분리기(미도시)의 일부인 본 발명에 따른 회전자를 도시한다. 바람직한 실시예로서, 이 회전자는 청구항 제1항 내지 제73항 중 어느 한 항에 따른 것일 뿐 아니라 위에서 설명한 내용에 따른 적어도 하나의 유체 처리장치(1)를 회전시키기 위한 회전자(110)이다. (도17B에 도시된 바와 같이) 회전자(110)는 상기 회전자(110)에 상기 유체 처리장치(1)를 연결하기 위한 회전자 연결수단(134)을 포함한다. 또한, 이 회전자(110)는 원심분리 동안 상기 선회축(106)을 중심으로 한 상기 유체 처리장치(1)의 회전을 소정의 선회각(α_s)으로 제한하기 위한 회전자 선회 방지수단(132)을 포함하되, 선회각(α_s)은 예컨대 후술하는 바와 같이 바람직하게는 90도 및/또는 45이다. 도17A는 제1 튜브(18)는 제1 홀더(14)에 의해 보유되고 제2 튜브(26)는 제2 홀더(22)에 의해 보유되고 제3 튜브(32)는 제3 홀더(66)에 의해 보유되는, 예컨대 도14A 및 도14B에 도시된 바와 같은 유형의 12개의 동일한 유체 처리장치(1)를 지지하는 회전자(110)를 도시한다. 우선, 제2 및 제3 튜브(18, 26, 32)는 제1 용기 부피(12)를 갖는 제1 용기(10)에 단단히 연결된다. 도17A는 선회축 요소(105)와 그 대응부 선회축 수용부(128)를 거쳐 제1 용기 포함 구조체(103)를 두 개의 회전자 아암(126)과 연결하기 위해 각각의 유체 처리장치(1)를 위한 연결수단(104)을 도시한다. 선회축 수용부(128)와 선회축 요소(105)는, 원심력 하에서 유체 처리장치(1)가 외향 방향, 즉 회전축(120) 주위를 회전하는 회전자의 회전에 대해 접선 방향으로 선회축(106) 주위를 선회하도록 서로에 대해 구성된다. 또한, 제1 용기 포함 구조체(103)는 연결수단(104)의 보유구조체(102)와 관련하여 일상적으로 취출되거나 삽입될 수 있기 때문에, 연결수단(104)은 회전자(110)에 영구적으로 연결되거나 연결되지 않을 수 있다.

응용예에 따라 회전자(110)는 원심분리기의 모터에 의해 최대 10,000×g, 바 람직하게는 최대 20,000×g, 보다 바람직하게는 최대 50,000×g 또는 그 이상의 원심력을 유체 처리장치에 적용하는 속도로 구동될 수 있는 회전축(120)을 갖는다. 또한, 본 발명은 회전자에 동시에 연결될 수 있는 유체 처리장치의 수에 의존하지 않는다. 즉, 그 수는 원심분리기의 응용예와 크기에 따라 한 개, 네 개, 여덟 개, 열두 개, 스물네 개 또는 그 이상일 수 있다.

도17B 및 도17C는 각각 축 A-A'와 축 B-B'을 따라 취한 도17A의 회전자(110)의 개략 단면도이다. 도17B는 제1 튜브(18), 제2 튜브(26) 및 제3 튜브(32)를 보유하는 유체 처리장치(1)(첫번째 굵은 점선)를 보유하는 회전자 아암(126)을 따라 취한 단면도이다. 정지 상태에서 제1 튜브(18), 제2 튜브(26) 및 제3 튜브(32)는 중력 방향으로 배향된다. 또한, 회전자 아암(126)은 유체 처리장치(1)의 선회축 요소(105)를 보유하기 위한 베어링으로 작용하는 선회축 수용부(128)를 형성하도록 반경방향으로 연장된다. 이로써, 회전축(120)을 중심으로 회전자(110)를 회전시킴으로써, 유체 처리장치(1)는 원심력으로 인해 선회축(106)을 중심으로 외향 회전하게 된다(도14B 참조). 이로써, 원심력은 튜브 내의 유체에 완전히 또는 상당 부분만큼 튜브의 축방향으로 향하는 압력을 작용할 수 있다. 도17B는 또한 선회하는 유체 처리장치(1a)가 빠른 회전속도로 유체 처리장치(1)에 대응함을 보여준다(가는 점선). 이 경우, 선회하는 유체 처리장치(1a)는 정지하고 있는 유체 처리장치의 배향에 대해 사실상 90도만큼 선회축 요소(105)를 중심으로 외향 회전된다. 유체 처리장치(1, 1a)는 도17B의 단면에 놓이지 않기 때문에 점선으로 도시된다.

도17C는 유체 처리장치(1)를 절단하는 축 A-A'(도17A 참조)에 대해 약간 이 동된 축 B-B'을 따라 취한 회전자(110)의 단면도이다. 도17C는 예컨대 제1 홀더(14)로부터 제1 튜브(18)를 제거하는 동안 선회축(106)을 중심으로 한 유체 처리장치(1)의 회전, 즉 선회를 방지하기 위한 제1 선회 방지수단(108)을 도시한다. 도17C의 경우, 제1 선회 방지수단(108)은 회전자의 일부이고 회전축(120)에 대해 동축 정렬된 단단한 선회 방지 대응부(111)와 제1 용기(10)의 선회 방지부(10c)의 결합 또는 접촉을 통해 작용한다. 선회 방지부(10c)와 선회 방지 대응부(111) 간의 결합은 제1 홀더(14)로부터 제1 튜브(18)를 취출하는 동안 제1 튜브(18)와 제1 홀더(14) 사이에서 생성되는 제1 마찰력(113)으로 인해 유체 처리장치(1)가 안쪽으로 멀리 선회하는 것을 방지한다.

또한 도17C는 예컨대 제2 홀더(22) 내로 제1 튜브(18)를 삽입함으로써 야기되는 제2 마찰력(114)으로 인해 선회축(106)을 중심으로 한 유체 처리장치(1)의 회전을 방지하기 위한 제2 선회 방지수단(109)을 도시한다. 그러나, 제2 홀더(22)는 선회축 요소(105)의 다른 측부에 위치되고 제2 마찰력(114)은 제1 마찰력(113)과 반대 방향이기 때문에, 제2 선회 방지수단(109)도 유체 처리장치(1)가 안으로 멀리 선회하는 것을 방지해야 한다. 따라서 이 경우 제2 선회 방지수단(109)과 제1 선회 방지수단(108)은 동일하다. 하나의 홀더에서 다른 홀더로 튜브를 전달하는 동안 유체 처리장치(1)의 바람직하지 않은 선회를 방지하는 것은 전달 공정의 자동화를 이룬다는 점에 있어 본 발명의 중요한 태양이다.

일반적으로, 당업자라면 선회 방지수단은 선회 방지부와 선회 방지 대응부 간의 적절한 결합을 이용한 다양한 관련 방식으로 얻어질 수 있음을 이해할 것이 다. 또한 도17C는 제1 용기(10)에 일체 연결된 선회 방지부(10c)를 도시하지만, 제1 용기(10)를 보유하기 위한 보유구조체(102)가 있다면 선회 방지부(10c)가 보유구조체(102)의 일부인 것이 유익할 수 있다.

도18A 내지 도18C는 원심분리 동안 선회축(106)을 중심으로 한 유체 처리장치(1)의 회전을 정지 상태와 원심분리 동안 제1 튜브에 의해 주어지는 방향들 사이의 소정 선회각(α_s)(도18C 참조)으로 제한하기 위한 제3 선회 방지수단(112)을 도시한다. 선회축(106)은 각각 두 개의 선회축 요소(105)에 의해 한정된다. 선회각(α_s)을 제한하는 것은 유체에 대한 여과 효과가 유체가 필터요소로 진입하는 각도에 의존할 수 있음이 밝혀졌기 때문에 본 발명의 중요한 태양이다. 따라서, 선회각(α_s)을 제어하는 것이 요구된다.

도18A 내지 도18C의 경우, 선회각 제한은 연결수단(104)의 보유구조체(102)의 외면에 평행하게 진행되고 그 외면으로부터 돌출한 제1 모서리부(116)에 의해 구현된다(도18A 참조). 제1 모서리부(116)의 형상과 배향은 원심분리 동안 유체 처리장치(1)가 소정 선회각(α_s)으로 외향 선회하자마자 서로 결합하거나 서로 접촉하기 위해(도18C 참조) 회전자 아암(126)의 단부면에 평행하게 진행되고 그 단부면으로부터 돌출한 제2 모서리부(118)(도18B)에 적합하게 구성된다.

소정 선회각(α_s)은 예컨대 제1 모서리부(116)가 유체 처리장치(1)의 표면 상에서 서로 달리 배향되는 서로 다른 유체 처리장치 사이에서 선택함으로써 조절 가능하다. 제1 모서리부(116)들이 서로 다른 배향을 갖는 상태에서, 유체 처리장치들은 다른 선회각(α_s)으로 회전자(110)의 제2 모서리부(118)와 결합하게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 단지 한 종류의 유체 처리장치(1) 또는 한 종류의 연결수단(104)을 이용하여 두 개의 서로 다른 소정 선회각을 제공하는 것도 가능하다. 이런 개념의 다른 예는 각각의 유체 처리장치 위치에 대해 여러 개의 선회축 수용부(128)를 갖되, 각각의 선회축 수용부(128)는 서로 다른 형상의 선회 방지수단을 가짐으로써 상이한 소정의 선회각을 제공하는 회전자(110)일 수 있다.

또한, 도18A 내지 도18C은 그 형상과 배향이 원심분리기의 회전자(110)가 정지 상태가 되자마자 서로 결합하거나 서로 접촉하기 위해 회전자 아암(126)(도18B 참조)의 일 측면으로부터 돌출한 제4 모서리부(119)에 적합하게 구성된 제1 용기(10)[또는 보유구조체(102)]의 외면(도18A 참조)으로부터 돌출한 제3 모서리부(117)를 개시한다. 이로써, 유체 처리장치(1)의 내향 선회가 차단된다. 따라서 제3 모서리부(117)와 제4 모서리부(119)는 도17C에서 설명된 제1 및 제2 선회 방지수단(108, 109)의 다른 실시예를 나타낸다.

도19A 및 도19B는 제1 튜브(미도시)가 원심분리기(미도시) 내의 제1 보유위치(16)로부터 원심분리기 내의 제2 보유위치(24)로 자동으로 직접 전달되는 [직접 제1 튜브 전달(30)] 본 발명에 따른 두 방법을 개략적으로 도시한다. 도19A에서 직접 제1 튜브 전달(30)은 원심분리기 내의 회전자의 회전에 대해 접선 방향으로 수행되지만, 도19B에서 직접 제1 튜브 전달(30)은 원심분리기 내의 회전자의 회전 에 대해 반경방향으로 수행된다. 바람직하게는, 직접 제1 튜브 전달(30)은 회전자(110)에 연결된 제1 홀더(14)로부터 회전자(110)에 연결된 제2 홀더(22)로의 전달이다. 바람직하게는, 이런 전달은 제1 홀더(14)로부터 제2 홀더(22)로의 경로 상에서 제1 튜브가 회전자(110)에서 분리된 제3 튜브, 예컨대 튜브들을 보유하기 위한 보유 랙의 홀더로 전달되지 않고도 수행된다. 자동화된 직접 제1 튜브 전달(30)로 인해, 제1 튜브를 원심분리기에서 빼내어 다시 전달하지 않고도 서로 다른 유체처리 단계들이 순서대로 직접 수행될 수 있기 때문에 유체처리 속도를 증가시키는 것이 가능하다. 예컨대 제1 튜브가 제1 홀더(14)에 의해 보유된 상태에서, 폐유체를 제1 용기로 처분하면서 생체분자를 함유한 유체를 이용하여 결합 또는 세척 단계를 수행하는 것이 가능하다. 그후, 직접 전달(30) 후, 제1 튜브가 제2 홀더(22)에 의해 보유된 상태에서, 용리 유체가 다른 용도를 위한 제2 용기 또는 제2 튜브에 수집되는 용리 단계를 수행하는 것이 가능하다.

도20A 내지 도20D는 제1 튜브(미도시)가 본 발명에 따른 유체 처리장치(1)의 제1 홀더(14)로부터 동일한 유체 처리장치(1)[또는 제2 유체 처리장치(1)]의 제2 홀더(22)로 자동으로 전달되는 본 발명에 따른 다른 방법들을 개략적으로 도시한다. 도20A 내지 도20D에는 회전자를 구동하는 원심분리기(미도시)에 연결된 회전자(110)에 연결된 본 발명에 따른 여덟 개의 유체 처리장치(1)들이 도시되어 있다. 도20A는 유체 처리장치(1)의 제1 홀더(14)로부터 동일한 유체 처리장치(1)의 제2 홀더(22)로의 직접 전달을 도시한다. 또한, 직접 전달은 회전자(110)의 회전에 대한 반경방향으로의 전달이다. 도20B는 유체 처리장치(1) 내의 각각의 제1 및 제2 홀더들이 회전자(110)의 회전에 대해 접선 방향으로 분리된다는 점을 제외하고 도20A에서와 같은 직접 전달을 도시한다. 도20C는 전달이 유체 처리장치(1)의 제1 홀더로부터 동일한 회전자(110)에 연결된 제2 유체 처리장치(1)의 제2 홀더로 수행된다는 점을 제외하고 도20A에서와 같은 직접 전달을 도시한다. 도20D는 다시 유체 처리장치(1)의 제1 홀더(14)로부터 원심분리기 외부의 위치, 예컨대 보유 랙으로 그리고 그곳에서 다시 동일한 또는 다른 유체 처리장치(1)의 제2 홀더(22)로 수행되는 제1 튜브의 전달을 도시한다. 그러나, 전달은 제1, 제2 또는 제3 홀더 위치로부터 원심분리기 외부 위치의 예컨대 폐기물 위치로의 전달일 수도 있으며, 이 경우 원심분리기 내의 제2 홀더로의 재전달은 없다. "원심분리기 외부"라 함은 "원심분리기 내부"라는 표현의 반대를 지칭한다. 이는 예컨대 유체 처리장치가 회전자에서 분리된 위치 또는 원심분리기의 보호 차폐부 등의 외부와 관련될 수 있다.

자동 전달을 수행하기 위해서, 제1 튜브와 결합하고 분리될 수 있으며 원심분리기 내부의 제1 보유위치에서 제2 보유위치로 제1 튜브를 전달하도록 자유롭게 입체적으로 이동될 수 있는 그리퍼만이 요구된다. 이런 그리퍼의 설계는 당업자가 일상적으로 수행하는 범위에 속하기 때문에 그리퍼의 용도와 형상에 대하여는 달리 설명하지 않는다.

다음은 핵산 정제를 위해 제1 홀더로부터 제2 홀더로의 제1 튜브 자동 전달을 이용한 유체 처리방법의 일 예이다. 본 방법은 제1 홀더(14), 제2 홀더(22), 제3 홀더(66), 제1 용기(10) 및 제3 용기(68)을 각각 갖는 복수의 유체 처리장 치(1)를 사용하는 것을 포함한다. 유체 처리장치들은 원심 응력을 견디도록 단단하고 가볍게 중합성 재료로부터 단일편으로 압축 성형된다. 제1 홀더(14)는 예컨대 실리카-겔 막피와 같은 필터요소(19)를 갖는 퀴아프렙 스핀 칼럼인 제1 튜브(18)를 보유하도록 형상 일치되고, 제2 홀더(22)는 예컨대 수집 튜브(2 ㎖)와 같은 제2 튜브(26)를 보유하도록 형상 일치되고, 제3 홀더(66)는 비어있고 제3 용기(68)로서 사용된다. 이들 튜브는 출원인에게서 상업상 구입 가능하다. 제1 홀더(14)에 의해 보유되는 위치에서 60.8 ㎟(8.8 ㎜ 직경)인 스핀 컬럼[제1 튜브(18)]의 외측 단면은 수집 튜브[제2 튜브(26)]의 내측 단면과 형상 일치한다. 이로써 수집 튜브가 원심분리 동안 스핀 컬럼을 보유할 수 있고 스핀 컬럼을 통해 유동하는 유체가 수집 튜브의 제2 용기 부피(65) 내로 유동하는 방식으로 수집 컬럼 내로 스핀 컬럼을 삽입하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1 용기 부피(12)의 크기, 즉 제1 튜브(18)의 출구(52)와 접촉하거나 유체 처리장치의 테두리를 넘어 누출되지 않고도 원심분리 동안 보유할 수 있는 유체 부피는 대략 4 ㎖이고, 이중에 통상적으로 2 ㎖가 사용된다.

제1 단계에서, 스핀 컬럼[제1 튜브(18)]들은 각 유체 처리장치(1)의 각각의 제1 홀더(14) 내로 삽입되고 수집 튜브[제2 튜브(26)]는 각 유체 처리장치(1)의 각각의 제2 홀더(22)로 삽입된다. 제2 단계에서, 유체 처리장치(1)들은 각각의 연결수단(104) 내에 유체 처리장치(1)들을 삽입함으로써 원심분리기의 회전자(110)에 연결된다. 연결수단은 원심분리 동안 유체 처리장치(1)를 보유하도록 구성된다. 동시에, 연결수단(104)은 원심분리 동안 각각의 유체 처리장치(1)가 외향 선회할 수 있게 하는 회전자(110)와의 선회 연결을 제공한다.

제3 단계에서, 다양한 생물학적 샘플들, 예컨대 재현탁된 박테리아 세포들이 원심분리기 내부의 복수의 유체 처리장치의 각각의 제3 용기(68) 내로 분배되기에 앞서 용해되어 중성화된다. 뒤이어, 복수의 유체 처리장치(1)는 다양한 생물학적 샘플들의 세포 잔해물이 펠릿화될 때까지 대략 12000×g에 가까운 원심력으로 원심 작용을 받게 된다. 그후, 용해물(제1 유체)의 상청액 부분이 각각의 제3 용기(68)로부터 회수되어 각각의 유체 처리장치(1)의 각각의 스핀 컬럼[제1 튜브(18)] 내로 분배된다.

뒤이어, 결합 단계를 수행하기 위해, 상청액 부분을 함유한 스핀 컬럼[제1 튜브(18)]은 투명한 용해물이 각각의 실리카-겔 막피를 거의 완전히 통과할 때까지 약 12000×g의 가속도로 원심 작용을 받게 된다. 실리카-겔 막피[필터요소(19)]를 통과한 유체는 각각의 제1 용기(10)에 수집된다. 이때, 핵산에 대한 실리카-겔 물질의 결합 특성으로 인해, 각각의 실리카-겔 막피에는 핵산만이 남는다.

결합 단계 후, 한 번 이상의 세척 단계가 필터요소(19)에 결합된 핵산을 추가로 정제하기 위해 수행된다. 이는 각각의 스핀 컬럼 내로 예컨대 세척 버퍼 PB, PE(퀴아젠에서 구입가능)와 같은 제1 시약을 분배한 후 제1 시약 및 제거된 핵산 오염물이 필터요소(19)를 통해 각각의 제1 용기(10) 내로 진입할 때까지 스핀 컬럼에 원심 작용(약 1분 동안 12000×g)을 함으로써 수행된다. 이 단계는 동일한 또는 다른 시약을 이용하여 여러 번 반복될 수 있다.

결합 및 세척 후, 각각의 스핀 컬럼[제1 튜브(18)]은 그리퍼에 의해 각각의 제1 홀더(14)로부터 자동 회수되고 이미 제2 홀더(22)에 위치되어 보유되는 각각의 수집 튜브[제2 튜브(26)]로 전달되어 배치된다. 다음 단계로서, 예컨대 물 또는 용리 버퍼 EB(퀴아젠으로부터 구입가능)와 같은 용리액(제2 유체)이 각각의 스핀 컬럼[제1 튜브(18)] 내로 분배된다. 이 단계에 뒤이어 용리 유체가 실리카-겔 막피[필터요소(19)]를 통해 각각의 수집 튜브[제2 튜브(26)] 내로 진입할 때까지 추가의 원심 분리가 1분 동안 12000×g으로 수행된다. 원심분리 동안, 용리 유체는 각각의 정제된 핵산과 함께 각각의 유체 처리장치(1)의 제2 튜브(26)에 수집되어 다른 용도를 위해 준비된다. 상술한 공정의 세부 사항은 프로토콜: 퀴아프렙 스핀 미니프렙 키트 및 미세 원심분리기를 이용한 플라즈미드 DNA 정제[퀴아젠 퀴아프렙(등록상표)(QIAGEN QIAprep^®) 미니프렙 핸드북, 제2판, 2005년 6월]에도 개시되어 있다.

명칭

1: 유체 처리장치

1a: 선회 유체 처리장치

10: 제1 용기

10a: 용기의 내면

10b: 용기의 외면

10c: 선회 방지부

11: 제1 축

12: 제1 용기 부피

14: 제1 홀더

14a: 실린더 자켓 슬릿

16: 제1 (보유)위치

18: 제1 튜브

19: 필터요소

22: 제2 홀더

24: 제2 (보유)위치

26: 제2 튜브

27: 제2 축

28: 제3 (보유)위치

30: 제1 튜브 전달

32: 제3 튜브

33: 제3 칼라

34: 제3 축

40: 제1 캡

41: 제2 캡

44: 제1 캡 고정수단

44a: 첫 번째 제1 캡 고정수단

44b: 두 번째 제1 캡 고정수단

46: 적어도 하나의 제2 캡 고정수단

50: 캡 봉입구조체

52: 제1 튜브의 유출구

54: 제1 유입구

56: 제1 칼라

58: 제2 유입구

59: 제2 칼라

60: 제1 스토퍼

61: 제1 스토퍼 면

62: 제2 스토퍼

63: 제2 스토퍼 면

64: 제2 용기

65: 제2 용기 부피

66: 적어도 하나의 제3 홀더

67: 제3 스토퍼

68: 제3 용기

70: 제3 용기 부피

80: 적어도 하나의 제4 홀더

82: 제4 (보유)위치

90: 적어도 하나의 제5 홀더

92: 제5 보유위치

102: 보유 구조체

103: 제1 용기 포함구조체

104: 연결수단

105: 선회축 요소

106: 선회축

108: 제1 선회 방지수단

109: 제2 선회 방지수단

110: 회전자

111: 선회 방지 대응부

112: 제3 선회 방지수단

113: 제1 마찰력

114: 제2 마찰력

116: 제1 모서리부

117: 제3 모서리부

118: 제2 모서리부

119: 제4 모서리부

120: 회전축

126: 회전자 아암

128: 선회축 수용부

130: 회전자 차폐부

132: 회전자 선회 방지수단

134: 회전자 연결수단

A1: 제1 단면

A2: 제2 단면

A3: 제3 단면

AC: 용기 단면

α_s: 소정의 선회각

A,A': 회전자를 관통하는 제1 단면축

B,B': 회전자를 관통하는 제2 단면축

C,C': 유체 처리장치를 관통하는 단면축

Claims

원심분리기에 사용하기 위한 유체 처리장치(1)에 있어서,

a) 제1 단면(A1)을 갖는 제1 튜브(18)를 보유하기 위해 상기 제1 튜브(18)와 형상 일치하는 제1 홀더(14)와,

b) 상기 제1 단면(A1)과 상이한 제2 단면(A2)을 갖는 제2 튜브(26)를 보유하기 위해 상기 제2 튜브(26)와 형상 일치하는 제2 홀더(22)와,

c) 유체를 보유하기 위한 제1 용기 부피(12)를 갖고, 제1 홀더(14) 및 제2 홀더(22)와 견고하게 연결되는 제1 용기(10)를 포함하며,

상기 제1 홀더(14)는, 상기 제1 튜브(18)를 통해 유동하는 유체가 상기 제1 용기(10) 내로 유동하여 상기 제1 용기 부피(12) 내에 수집되도록 상기 제1 용기(10)에 대해 배열되는

유체 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 단면(A1)은 상기 제2 단면(A2)보다 작은

유체 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 홀더(14)와 상기 제2 홀더(22) 중 적어도 하나는 단일편으로 제조되는

유체 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제2 홀더(22)에 의해 보유되는 상기 제2 튜브(26)는 제2 용기(64)인

유체 처리장치.
제4항에 있어서,

상기 제2 용기(64)는 상기 제1 튜브(18)를 통해 유동하는 유체가 상기 제2 용기(64) 내로 유동하도록 상기 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 형상으로 되어 있는

유체 처리장치.
원심분리기에 사용하기 위한 유체 처리장치(1)에 있어서,

a) 제1 용기 부피(12)를 갖는 제1 용기(10)와,

b) 제1 위치(16)에 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 제1 홀더(14)로서, 상기 제1 튜브(18)를 통해 유동하는 유체가 상기 제1 용기(10) 내로 유동하도록 배열되는 제1 홀더(14)와,

c) 제2 위치(24)에 상기 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 제2 홀더(22)로서, 상기 제1 튜브(18)를 통해 유동하는 유체가 제2 용기 부피(65)를 갖는 제2 용기(64) 내로 유동하도록 배열되는 제2 홀더(22)를 포함하며,

상기 제2 용기 부피(65)는 상기 제1 용기 부피(12)와 상이한

유체 처리장치.
원심분리기에 사용하기 위한 유체 처리장치(1)에 있어서,

a) 제1 용기 부피(12)를 갖는 제1 용기(10)와,

b) 제1 튜브(18)를 통해 유동하는 유체가 상기 제1 용기(10) 내로 유동하도록 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 제1 홀더(14)로서, 상기 제1 튜브(18)는 제1 축(11) 및 상기 제1 축(11)에 직각으로 연장되는 제1 단면(A1)을 갖고, 상기 제1 단면(A1)은 상기 제1 튜브(18)가 상기 제1 홀더(14)에 의해 보유될 때 상기 제1 튜브(18)의 상기 제1 축(11)에 직각으로 연장되는 상기 제1 용기 부피(12)의 적어도 하나의 용기 단면(AC)보다 적어도 10% 작은, 제1 홀더(14)와,

c) 제2 튜브(26)를 보유하기 위한 제2 홀더(22)를 포함하는

유체 처리장치.
원심분리기에 사용하기 위한 유체 처리장치(1)에 있어서,

a) 유체를 보유하기 위한 제1 용기 부피(12)를 갖는 제1 용기(10)와,

b) 제1 튜브(18)를 보유하기 위해, 제1 스토퍼 면(61)을 한정하는 제1 스토퍼(60)를 갖는 제1 홀더(14)로서, 상기 제1 튜브(18)를 통해 유동하는 유체가 상기 제1 용기(10) 내로 유동하도록 배열되는 제1 홀더(14)와,

c) 제2 튜브(26)를 보유하기 위해, 상기 제1 스토퍼 면(61)과 상이한 제2 스토퍼 면(63)을 한정하는 제2 스토퍼(62)를 갖는 제2 홀더(22)를 포함하는

유체 처리장치.
원심분리기에 사용하기 위한 유체 처리장치(1)에 있어서,

a) 제1 용기 부피(12)를 한정하기 위한 내면(10a)을 갖는 제1 용기(10)와,

b) 제1 튜브를 통해 유동하는 유체가 상기 제1 용기 부피(12) 내로 유동하도록 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 제1 홀더(14)와,

c) 제2 튜브(26)를 보유하기 위한 제2 홀더(22)를 포함하며,

상기 제1 용기(10)의 상기 내면(10a)은 상기 제2 홀더(22)와 인접해 있는

유체 처리장치.
제1항, 제6항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 용기(10)는 상기 제2 홀더(22)와 인접한 내면(10a)을 갖는

유체 처리장치.
제4항에 있어서,

제3 단면(A3)을 갖는 제3 튜브(32)를 보유하기 위한 적어도 하나의 제3 홀더(66)를 포함하는

유체 처리장치.
제11항에 있어서,

유체를 보유하기 위한 제3 용기 부피(70)를 갖는 제3 용기(68)를 포함하고, 상기 제3 홀더(66)는 상기 제3 튜브(32)를 통해 유동하는 유체가 상기 제3 용기(68) 내로 유동하도록 배열되는

유체 처리장치.
제11항에 있어서,

상기 제1 튜브(18)를 보유하기 위한 적어도 하나의 제4 홀더(80)와, 상기 제2 튜브(26)를 보유하기 위한 적어도 하나의 제5 홀더(90)를 포함하고,

상기 제1 홀더(14), 상기 적어도 하나의 제3 홀더(66) 및 상기 적어도 하나의 제4 홀더(80) 중 적어도 하나는 상기 제1 튜브(18)를 보유하기 위해 상기 제1 튜브(18)의 외면에 형상 일치된 제1 원통형 내면을 갖도록 형성되거나, 또는 상기 제2 홀더(22) 및 상기 적어도 하나의 제5 홀더(90) 중 적어도 하나는 상기 제2 튜브(26)를 보유하기 위해 상기 제2 튜브(26)의 외면에 형상 일치된 제2 원통형 내면을 갖도록 형성되는

유체 처리장치.
제12항에 있어서,

원심분리 동안 상기 적어도 하나의 제1 튜브(18)의 제1 캡(40)을 보유하기 위한 적어도 하나의 제1 캡 고정수단(44, 44a, 44b)을 포함하고,

원심분리 동안 상기 제2 튜브(26)의 제2 캡(41)을 보유하기 위한 적어도 하나의 제2 캡 고정수단(46)을 포함하고,

상기 제1 캡 고정수단(44) 및 상기 제2 캡 고정수단(46) 중 적어도 하나는 원심분리 동안 각각의 제1 캡(40) 또는 제2 캡(41)을 부분적으로 봉입하기 위한 캡 봉입구조체(50)를 포함하며,

상기 적어도 하나의 제1 캡 고정수단(44) 및 상기 적어도 하나의 제2 캡 고정수단(46) 중 적어도 하나는 각각의 제1 홀더(14) 또는 제2 홀더(22)와 일체인

유체 처리장치.
제14항에 있어서,

상기 원심분리기의 회전자(110)와 상기 유체 처리장치(1)를 착탈식으로 연결하기 위한 연결수단(104)을 포함하고,

상기 연결수단(104)은 선회축(106)을 한정하도록 배열되고, 상기 유체 처리장치(1)는 상기 회전자(110)에 연결될 때 선회축(106)에 대해 선회하는

유체 처리장치.
제15항에 있어서,

제4 홀더(80) 및 제5 홀더(90)와, 제3 캡 고정수단과, 제1 방지수단(108) 및 제2 방지수단(109)을 더 포함하고,

제1 홀더(14), 상기 제2 홀더(22), 상기 제3 홀더(66), 적어도 하나의 상기 제4 홀더(80), 적어도 하나의 상기 제5 홀더(90), 상기 제1 용기(10), 상기 제2 용기(64), 상기 제3 용기(68), 상기 연결수단(104), 상기 적어도 하나의 제1 캡 고정수단(44; 44a, 44b), 상기 적어도 하나의 제2 캡 고정수단(46), 적어도 하나의 상기 제3 캡 고정수단, 상기 제1 방지수단(108) 및 상기 제2 방지수단(109) 중 적어도 두 개는 동일한 재료로 제조되는

유체 처리장치.
제1항, 제6항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유체 처리장치(1)는 단일편으로 제조되는

유체 처리장치.
a) 적어도 하나의 유체 처리장치에 원심력을 인가하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 유체 처리장치 각각은 튜브를 보유하기 위해 제1 보유위치(16)에 제1 홀더(14)를 갖고 제2 보유위치(24)에 제2 홀더(22)를 가지며, 제1 튜브가 제1 홀더에 의해 보유되며, 제1 용기(10)가 유체를 보유하기 위한 제1 용기 부피(12)를 갖고, 제1 홀더(14) 및 제2 홀더(22)와 견고하게 연결되며, 유체가 상기 제1 튜브(18)를 통해 유동하여 상기 제1 용기 부피(12) 내에 수집되는, 적어도 하나의 유체 처리장치에 원심력을 인가하는 단계와,

b) 상기 적어도 하나의 유체 처리장치(1) 중 하나의 상기 제1 홀더(14)로부터 상기 적어도 하나의 유체 처리장치(1) 중 하나의 상기 제2 홀더(22)로 제1 튜브(18)를 자동으로 전달(30)하는 단계를 포함하는

유체 처리방법.
제18항에 있어서,

상기 자동 전달은 상기 적어도 하나의 유체 처리장치(1) 중 하나의 상기 제1 홀더(14)로부터 동일한 유체 처리장치(1)의 상기 제2 홀더(22)로 수행되고,

상기 제1 튜브 자동 전달(30)은 상기 제1 홀더(14)로부터 상기 제2 홀더(22)로의 직접 전달인

유체 처리방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

원심분리 동안 상기 제1 튜브(18)로부터 제1 용기(10) 내로 제1 유체를 이동시키는 단계를 포함하는

유체 처리방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제