KR101544076B1

KR101544076B1 - 원심분리기

Info

Publication number: KR101544076B1
Application number: KR1020140116781A
Authority: KR
Inventors: 장기영
Original assignee: (주)어핀텍
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2015-08-13

Abstract

본 발명은 원심분리 키트에 관한 것으로서, 원심분리하기 위한 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액을 수용하는 챔버와, 상기 챔버로 상기 시료와 버퍼가 주입되는 주입부와, 원심분리시 발생하는 원심력에 의해 상기 챔버 내의 상기 혼합용액이 유출되는 유출부를 갖는 전처리 컨테이너와; 상기 유출부를 통해 유출되는 상기 혼합용액이 유입되는 유입부와, 상기 유입부로부터 유입된 상기 혼합용액을 수용하는 혼합용액 수용부와, 상기 혼합용액으로부터 원심분리된 원심분리액이 배출되는 배출부와, 상기 유입부와 상기 배출부 사이에 마련되어 원심분리되는 상기 혼합용액을 여과하는 필터부를 갖는 스핀 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 원심분리하기 위한 시료와 버퍼의 주입이 용이하고, 작업성을 향상시키며, 자동화를 용이하게 할 수 있다.

Description

원심분리기{CENTRIFUGAL SEPARATOR}

본 발명은, 원심분리기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 생물학적 또는 화학적 물질의 시료 및 버퍼를 오염없이 튜브에 간편하게 주입할 수 있는 원심분리기에 관한 것이다.

통상, 원심분리용 튜브는 스핀 컬럼(spin column)과 집적 용기(collection tube)가 결합된 상태에서 원심분리하기 위한 생물학적 또는 화학적 물질의 시료 및 버퍼(buffer)가 함유된 혼합용액이 스핀 컬럼에 주입되고, 스핀 컬럼과 집적 용기가 결합된 원심분리용 튜브를 원심분리기 안의 로터(rotor) 안에 적재하여, 원심분리기의 원심력에 의해 스핀 컬럼에 수용된 혼합용액 내의 원하는 물질이 스핀 컬럼 하부의 필터에 남고, 나머지 물질 및 버퍼들은 스핀 컬럼 밖으로 유출되어 집적 용기에 모이게 된다.

그러나, 시료로부터 정화된 원하는 물질을 얻기 위해서는 상기와 같은 원심분리 과정이 한 번에 이루어지는 것이 아니라, 스핀 컬럼에 새로운 집적용기들을 교체 결합하면서 여러 버퍼들의 워싱(washing) 단계를 거쳐야 한다.

예컨대, 스핀 컬럼과 집적 용기를 결합한 상태에서, 원심분리하기 위한 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액을 스핀 컬럼에 주입한 후, 원심분리기의 로터에 적재하여 원심력에 의해 1차 원심분리하여, 스핀 컬럼의 필터에서 여과되지 않고 배출되는 통과액(filtrate)을 집적 용기에 채집한다.

그리고, 통과액이 채집된 집적 용기가 결합된 스핀 컬럼을 로터로부터 꺼내고, 통과액이 채집된 집적 용기를 스핀 컬럼으로부터 분리하여 폐기하거나 통과액을 버린 후, 다시 스핀 컬럼에 새로운 집적용기를 결합하고 스핀 컬럼에 워싱 버퍼(washing buffer)를 새로이 주입하고 나서, 원심분리기의 로터에 다시 적재하여 2차 원심분리하여, 스핀 컬럼의 필터에서 여과되지 않고 배출되는 통과액을 집적 용기에 계속하여 채집한다.

이러한 스핀 컬럼과 집적 용기의 결합 및 분리, 스핀 컬럼과 집적 용기를 원심분리기의 로터에 적재 및 인출작업 등의 워싱 버퍼 과정을 여러 번 반복하여 스핀 컬럼의 필터에 정화된 원하는 물질이 남게 되면, 스핀 컬럼과 새로운 집적 용기를 다시 결합하여 스핀 컬럼에 일루션 버퍼(elusion buffer)를 주입한 후, 원심분리기의 로터에 다시 적재하여 원심분리하여, 스핀 컬럼의 필터에 남아있는 정화된 원하는 물질을 집적 용기에 채집할 수 있게 된다.

이와 같이, 종래에는 생물학적 또는 화학적 물질의 시료를 버퍼와 혼합하여 원심분리를 통해 원하는 최종 물질을 추출하거나 채집하기 위해, 원심분리기에 적재된 튜브가 외부에 노출된 상태에서 생물학적 또는 화학적 물질의 시료 및 버퍼를 로봇암 등을 이용하여 튜브에 주입하거나, 또는 사용자가 직접 튜브에 주입하므로, 튜브에 주입된 시료 및 버퍼가 오염되기 쉽고, 시료 및 버퍼의 주입 작업이 번거로우며, 주입시간 또한 오래 걸려 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

미국특허등록 US4,270,921 (등록일: 1981.06.02.) 미국특허등록 US4,787,971 (등록일: 1988.11.29.) 미국특허등록 US6,103,195 (등록일: 2000.08.15.) 미국특허등록 US8,062,533 (등록일: 2011.11.22.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 로터에 적재된 튜브에 원심분리하기 위한 시료 및 버퍼의 주입 작업이 간편하고, 작업성을 향상시키며, 자동화를 용이하게 하는 원심분리기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 로터에 적재된 튜브를 가열하여 원심분리작업 효율을 향상시킬 수 있는 원심분리기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 원심분리하기 위한 생물학적 또는 화학적 물질의 시료 및 버퍼를 수용하는 복수의 튜브가 원주방향을 따라 적재되는 로터가 회전가능하게 마련되며, 상기 복수의 튜브가 인출입되는 인출입구가 형성된 하우징 본체와; 상기 인출입구를 개폐하는 도어와; 상기 로터에 적재된 상기 튜브의 회전 궤적의 연직 상방에 마련되어, 상기 복수의 튜브 중 적어도 어느 하나의 튜브에 상기 시료 및 버퍼를 공급하는 하나 이상의 노즐과; 상기 노즐과 배관에 의해 연결되어, 상기 도어가 상기 인출입구를 폐쇄한 상태에서 상기 노즐로 상기 시료 및 버퍼를 공급하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리기를 제공한다.

여기서, 상기 노즐은 상기 도어에 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터에 적재된 상기 복수의 튜브 중 적어도 어느 하나의 튜브가 상기 노즐의 노즐공의 연직 하방에 배치되도록 상기 튜브의 위치를 조절하는 튜브 위치 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 튜브 위치 조절부는, 일 실시예로서, 상기 튜브의 위치를 감지하는 위치감지센서와; 상기 로터를 회전시키는 로터 구동모터에 연결되어, 상기 위치감지센서의 감지된 신호에 의거하여 상기 로터의 회전을 제어하여, 상기 튜브의 위치를 조절하는 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 튜브 위치 조절부는, 다른 실시예로서, 상기 튜브의 위치를 감지하는 위치감지센서와; 상기 로터를 회전시키는 로터 구동모터에 결합되는 제1스프로켓과; 상기 제1스프로켓에 접촉 및 이격하는 제2스프로켓과; 상기 제2스프로켓을 회전시키는 보조 구동모터와; 상기 보조 구동모터를 지지하는 브래킷과; 상기 브래킷에 연결되어, 상기 제2스프로켓이 상기 제1스프로켓과 접촉 및 이격하도록 상기 브래킷을 왕복이동시키는 왕복이동부를 포함하며, 상기 위치 감지센서의 감지된 신호에 의거하여, 상기 왕복이동부에 의해 상기 제1스프로켓과 상기 제2스프로켓을 접촉시키고 상기 보조 구동모터를 회전시켜 상기 로터의 회전을 제어하여, 상기 튜브의 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 로터에 적재된 상기 튜브를 가열하는 가열부를 더 포함할 수 있다.

상기 가열부와 상기 브래킷을 연결하는 연결 로드를 더 포함하며, 상기 왕복이동부의 왕복이동에 의해 상기 가열부는 상기 튜브에 접촉 및 이격하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2스프로켓과 상기 제1스프로켓이 이격하며 상기 가열부와 상기 튜브가 이격하는 제1위치와, 상기 튜브의 위치 조절이 가능하도록 상기 제2스프로켓과 상기 제1스프로켓이 접촉하며 상기 가열부와 상기 튜브가 이격하는 제2위치와, 상기 튜브를 가열하도록 상기 제2스프로켓과 상기 제1스프로켓이 이격하며 상기 가열부와 상기 튜브가 접촉하는 제3위치에 위치하도록, 상기 왕복이동부는 상기 브래킷을 왕복이동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 왕복이동부는, 일 실시예로서, 상기 브래킷에 나사결합되어, 나사 회전에 의해 상기 브래킷을 직선 왕복운동시키는 나사축과; 상기 나사축을 회전시키는 나사축 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 왕복이동부는, 다른 실시예로서, 상기 브래킷에 편지지되는 실린더 로드와; 유체의 작용에 의해 상기 실린더 로드를 길이 신장 및 축소시켜, 상기 브래킷을 직선 왕복운동시키는 실린더 본체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 도어를 폐쇄한 상태에서 원심분리하기 위한 시료 및 버퍼를 펌프를 구동히여 노즐을 통해 하우징 본체의 로터에 적재된 튜브에 공급함으로써, 원심분리하기 위한 시료 및 버퍼의 주입 작업이 간편하고, 작업성을 향상시키며, 자동화를 용이하게 한다.

또한, 로터에 적재된 튜브를 가열하는 가열부를 마련함으로써, 원심분리작업 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기의 도어가 개방된 상태에서 원심분리하는 상태를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기에서 로터에 적재된 제1튜브에 시료 및 버퍼를 공급하는 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기에서 로터에 적재된 제2튜브에 시료 및 버퍼를 공급하는 상태를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기의 분해사시도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기의 도어가 개방된 상태에서 원심분리하는 상태를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기에서 브래킷이 제1위치에 위치한 상태를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기에서 브래킷이 제2위치에 위치한 상태에서 로터에 적재된 제1튜브에 시료 및 버퍼를 공급하는 상태를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기에서 브래킷이 제2위치에 위치한 상태에서 로터에 적재된 제2튜브에 시료 및 버퍼를 공급하는 상태를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기에서 브래킷이 제3위치에 위치한 상태에서 로터에 적재된 튜브를 가열부로 가열하는 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기(10a)는 로터(13)를 수납하며 인출입구(21)가 형성된 하우징 본체(11)와, 인출입구(21)를 개폐하는 도어(25)와, 로터(13)에 적재된 튜브(1a,1b)에 시료 및 버퍼를 공급하는 하나 이상의 노즐(31)과, 노즐(31)로 시료 및 버퍼를 공급하는 펌프(41)를 포함한다.

하우징 본체(11)는 상방이 개구된 통 형상을 가지며, 하우징 본체(11)의 내부에는 로터(13)가 회전가능하게 수납되며, 하우징 본체(11)의 개구 영역은 로터(13)에 적재되는 튜브(1a,1b)가 인출입되는 인출입구(21)를 형성한다.

한편, 로터(13)에는 원심분리하기 위한 생물학적 또는 화학적 물질의 시료 및 버퍼를 수용하는 복수의 튜브(1a,1b)가 적재된다. 로터(13)는 원반형상을 가지며, 로터 구동모터(17)에 의해 회전한다. 로터(13)의 외주에는 원주방향을 따라 복수의 튜브(1a,1b)가 적재되는 복수의 튜브 장착부(15)가 마련되어 있다. 복수의 튜브(1a,1b)는 로터(13)의 정지시 로터(13)의 판면에 대해 연직가능하게 위치되고, 로터(13)의 회전시 원심력에 의해 로터(13)의 반경 외측방향으로 위치하도록 로터(13)에 스윙가능하게 결합된다.

또한, 로터(13)에 적재되는 튜브(1a,1b)에 대해 간략히 설명하면, 튜브(1a,1b)는 스핀 컬럼(3, 도 4참조, spin column)과 집적 용기(7, 도 4참조, collection tube)의 조립체로 이루어지며, 원심분리하기 위한 생물학적 또는 화학적 물질의 시료 및 버퍼가 스핀 컬럼(3)에 주입되고, 원심분리기(10a)의 원심력에 의해 스핀 컬럼(3)에 수용된 시료 및 버퍼의 혼합용액 내의 원하는 물질이 스핀 컬럼(3) 하부의 필터(5, 도 4참조)에 남고, 나머지 물질 및 버퍼들은 스핀 컬럼(3) 밖으로 유출되어 집적 용기(7)에 모이게 된다. 여기서, 튜브(1a,1b)는 스핀 컬럼(3)과 집적 용기(7)가 결합된 조립체로 한정되지 않고, 하나의 스핀 컬럼(3) 또는 하나의 집적 용기(7)로 이루어질 수도 있다.

도어(25)는 하우징 본체(11)에 힌지(27)에 의해 회동가능하게 결합되어, 하우징 본체(11)의 상방 개구 예컨대, 인출입구(21)를 개폐한다.

노즐(31)은 로터(13)에 적재된 튜브(1a,1b)의 회전 궤적의 연직 상방에 마련되어, 복수의 튜브(1a,1b) 중 적어도 어느 하나의 튜브에 시료 및 버퍼를 공급한다. 노즐(31)은 하우징 본체(11)를 향하는 도어(25)의 내측면에 마련되며, 시료 및 버퍼를 분사하는 노즐공(33)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 하나의 노즐(31)이 개시되어 있지만 이에 한정되지 않으며, 복수의 노즐(31)이 튜브(1a,1b)의 회전 궤적의 연직 상방에 로터(13)의 튜브 장착부(15)의 간격에 대응하여 마련될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 노즐(31)이 도어(25)에 마련되는 것으로 설명하고 있지만 이에 한정되지 않으며, 하우징 본체(11)와 도어(25) 사이의 공간에 배관(미도시)에 의해 마련될 수도 있다.

펌프(41)는 하우징 본체(11)의 일측에 시료 및 버퍼가 저장된 저장조(43)에 마련되어, 저장조(43)의 시료 및 버퍼를 노즐(31)로 공급한다. 펌프(41)는 노즐(31)과 배관(45)에 의해 연결되어 있으며, 도어(25)가 인출입구(21)를 폐쇄한 상태에서 노즐(31)로 시료 및 버퍼를 공급한다. 여기서, 펌프(41)의 수량은 노즐(31)의 수량에 대응하여 각각 마련되거나, 하나의 펌프(41)를 이용하여 동시에 복수의 노즐(31)에 시료 및 버퍼를 동시에 공급할 수도 있다. 상기 펌프(41)는 연동 펌프(peristaltic pump), 다이아프램 펌프(diaphragm pump), 실린지 펌프(syringe pump) 등 액체의 정량 토출이 가능한 펌프 중에서 선택될 수 있다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기(10a)는 로터(13)에 적재된 복수의 튜브(1a,1b) 중 적어도 어느 하나의 튜브가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 배치되도록 튜브(1a,1b)의 위치를 조절하는 튜브 위치 조절부를 더 포함한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기(10a)의 튜브 위치 조절부로서 위치감지센서(53)와 엔코더(55)를 포함한다.

위치감지센서(53)는 도어(25)의 내측면에 노즐(31)과 인접하게 마련되어, 시료 및 버퍼를 주입하고자 하는 튜브(1a,1b)가 노즐(31)의 연직 하방에 위치하는지 튜브(1a,1b)의 위치를 감지한다.

엔코더(55)는 로터(13)를 회전시키는 로터 구동모터(17)에 연결되어, 위치감지센서(53)의 감지된 신호에 의거하여 로터(13)의 회전을 제어하여, 원하는 튜브(1a,1b)가 노즐(31)의 연직 하방에 위치하도록 튜브(1a,1b)의 위치를 조절한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리기(10a)의 작동에 대해 설명한다.

먼저, 도어(25)가 인출입구(21)를 개방한 상태에서 로터(13)의 튜브 장착부(15)에 한 쌍의 튜브 예컨대, 제1튜브(1a) 및 제2튜브(1b)를 상호 마주보도록 적재한 후, 인출입구(21)를 폐쇄하도록 도어(25)를 닫는다.

다음, 사용자가 제1튜브(1a)에 시료 및 버퍼를 주입하기 위해 도시하지 않은 조작 스위치를 조작하면, 엔코더(55)는 조작 스위치의 조작신호 및 위치감지센서(53)의 감지된 신호에 의거하여, 로터(13)에 적재된 제1튜브(1a)가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 위치하도록 로터 구동모터(17)를 구동하여 로터(13)를 회전시킨다.

이어서, 원하는 제1튜브(1a)가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 위치하면 엔코더(55)의 구동이 정지되고, 도 4에 도시된 바와 같이 펌프(41)가 구동되어 저장조(43)에 저장된 시료 및 버퍼를 노즐(31)을 통해 제1튜브(1a)에 공급한다.

그리고, 사용자가 제2튜브(1b)에 시료 및 버퍼를 주입하기 위해 조작 스위치를 조작하면, 엔코더(55)는 조작 스위치의 조작신호 및 위치감지센서(53)의 감지된 신호에 의거하여, 로터(13)에 적재된 제2튜브(1b)가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 위치하도록 로터 구동모터(17)를 구동하여 로터(13)를 회전시킨다.

이어서, 제2튜브(1b)가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 위치하면 엔코더(55)의 구동이 정지되고, 도 5에 도시된 바와 같이 펌프(41)가 구동되어 저장조(43)에 저장된 시료 및 버퍼를 노즐(31)을 통해 원하는 제2튜브(1b)에 공급한다.

이와 같이, 제1튜브(1a)와 제2튜브(1b)에 원심분리하고자 하는 시료 및 버퍼가 공급되면, 도어(25)가 하우징 본체(11)를 폐쇄한 상태에서, 사용자는 로터 구동모터(17)가 구동하도록 조작 스위치를 조작하여 로터(13)를 회전시킨다.

로터(13)가 회전함에 따라, 로터(13)의 제1튜브(1a) 및 제2튜브(1b)에 수용된 시료 및 버퍼는 원심분리되어, 원하는 원심분리액을 얻을 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리기(1a)는 도어(25)를 폐쇄한 상태에서 원심분리하기 위한 시료 및 버퍼를 펌프(41)를 구동히여 노즐(31)을 통해 하우징 본체(11)의 로터(13)에 적재된 튜브(1a,1b)에 공급함으로써, 원심분리하기 위한 시료 및 버퍼의 주입 작업이 간편하고, 작업성을 향상시키며, 자동화가 용이해진다.

도 6 내지 도 11에는 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기가 도시되어 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기(10b)는 전술한 제1실시예와 상이한 튜브 위치 조절부의 구성을 가진다.

본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기(10b)의 튜브 위치 조절부는 위치감지센서(53)와, 제1스프로켓(61)과, 제2스프로켓(63)과, 보조 구동모터(65)와, 브래킷(69)과, 왕복이동부(71)를 포함한다.

제1스프로켓(61)은 원반형상을 가지며, 로터 구동모터(17)의 축(19)에 결합된다.

제2스프로켓(63)은 원반형상을 가지며, 보조 구동모터(65)의 축(67)에 결합된다. 여기서, 제1스프로켓(61)과 제2스프로켓(63)은 상호 접촉시 마찰력을 증대시키기 위해, 각각의 가장자리에 원주방향을 따라, 실리콘 또는 고무 재질로 코팅되어 있는 것이 바람직하다.

보조 구동모터(65)는 제2스프로켓(63)을 회전시킨다.

브래킷(69)은 보조 구동모터(65)를 지지한다.

왕복이동부(71)는 브래킷(69)에 연결되어, 제2스프로켓(63)이 제1스프로켓(61)과 접촉 및 이격하도록 브래킷(69)을 왕복이동시킨다. 왕복이동부(71)는 나사축(73)과 나사축 구동모터(75)를 포함한다.

나사축(73)은 브래킷(69)에 나사결합되어, 나사 회전에 의해 브래킷(69)을 직선 왕복운동시킨다.

나사축 구동모터(75)는 하우징 본체(11)에 지지되며, 나사축(73)과 연결되어 나사축(73)을 정역회전시킨다.

이로써, 나사축(73)이 일방향으로 회전하도록 나사축 구동모터(75)를 회전시켜 브래킷(69)을 하우징 본체(11)로부터 이격시키고, 나사축(73)이 타방향으로 회전하도록 나사축 구동모터(75)를 회전시켜 브래킷(69)을 하우징 본체(11)를 향해 접근시킴에 따라, 브래킷(69)을 왕복이동시킬 수 있게 되고 제1스프로켓(61)과 제2스프로켓(63)은 접촉 및 이격하게 된다. 또한 상기 설명한 제1실시예의 위치조절부와 제2실시예의 위치조절부를 동시에 사용하여 좀 더 정확하고 정밀한 위치 조절를 얻을 수 있다.

여기서, 도시되어 있지 않지만, 왕복이동부의 다른 실시예로서, 브래킷에 편지지되는 실린더 로드와, 유체의 작용에 의해 실린더 로드를 길이 신장 및 축소시켜 브래킷을 직선 왕복운동시키는 실린더 본체를 포함할 수 있다. 이에 의해, 실린더 본체에 유체를 제공하여 실린더 로드를 신장시켜 브래킷을 하우징 본체로부터 이격시키고, 실린더 본체에 제공된 유체를 회수하여 실린더 로드를 축소시켜 브래킷을 하우징 본체를 향해 접근시킴에 따라, 브래킷을 왕복이동시킬 수 있게 되고 제1스프로켓과 제2스프로켓은 접촉 및 이격할 수도 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기(10b)는 로터(13)에 적재된 튜브(1a,1b)를 가열하는 가열부(81)를 더 포함한다. 가열부(81)는 튜브(1a,1b)에 주입된 시료 중에 함유된 세포벽을 파괴하는 역할을 하며, 이로써 원심분리작업 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

가열부(81)는 히팅 코일이 내장된 원반형상을 가지며, 가열부(81)의 일측 판면에는 로터(13)의 튜브 장착부(15)에 대응하는 위치에 튜브(1a,1b)의 저면이 삽입되어 가열되는 복수의 튜브 삽입공(83)이 함몰 형성되어 있다.

또한, 가열부(81)는 연결 로드(85)에 의해 브래킷(69)과 간격을 유지하며 연결되어 있다.

이에 의해, 가열부(81)는 왕복이동부(71)의 왕복이동에 의해 튜브(1a,1b)에 접촉 및 이격하여, 튜브(1a,1b)를 가열 및 가열해제한다.

따라서, 왕복이동부(71)는 전술한 바와 같이 나사축(73)의 회전에 따라 브래킷(69)을 왕복이동시킨다.

좀 더 구체적으로 설명하면 왕복이동부(71)는, 제2스프로켓(63)과 제1스프로켓(61)이 이격하며 가열부(81)와 튜브(1a,1b)가 이격하는 제1위치와, 튜브(1a,1b)의 위치 조절이 가능하도록 제2스프로켓(63)과 제1스프로켓(61)이 접촉하며 가열부(81)와 튜브(1a,1b)가 이격하는 제2위치와, 튜브(1a,1b)를 가열하도록 제2스프로켓(63)과 제1스프로켓(61)이 이격하며 가열부(81)와 튜브(1a,1b)가 접촉하는 제3위치에 위치하도록 브래킷(69)을 왕복이동시킨다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리기(10b)의 작동에 대해 설명한다.

먼저, 도 8에 도시된 바와 같이 제2스프로켓(63)과 제1스프로켓(61)이 이격하며 가열부(81)와 튜브(1a,1b)가 이격하는 제1위치에 브래킷(69)이 위치한 상태에서, 도어(25)가 인출입구(21)를 개방하여 로터(13)의 튜브 장착부(15)에 한 쌍의 튜브 예컨대 제1튜브(1a) 및 제2튜브(1b)를 상호 마주보도록 적재한 후, 인출입구(21)를 폐쇄하도록 도어(25)를 닫는다.

다음, 사용자가 제1튜브(1a)에 시료 및 버퍼를 주입하기 위해 도시하지 않은 조작 스위치를 조작하면, 나사축 구동모터(75)는 조작 스위치의 조작신호 및 위치감지센서(53)의 감지된 신호에 의거하여, 브래킷(69)이 도 9에 도시된 바와 같이 제2위치에 위치하도록 나사축(73)을 일방향으로 회전시킨 후, 로터(13)에 적재된 제1튜브(1a)가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 위치하도록 보조 구동모터(65)를 회전시켜 제2스프로켓(63)과 제1스프로켓(61)의 마찰에 의해 로터(13)를 회전시킨다.

이어서, 원하는 제1튜브(1a)가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 위치하면 보조 구동모터(65)의 구동이 정지되고, 도 9에 도시된 바와 같이 펌프(41)가 구동되어 저장조(43)에 저장된 시료 및 버퍼를 노즐(31)을 통해 제1튜브(1a)에 공급한다.

그리고, 사용자가 제2튜브(1b)에 시료 및 버퍼를 주입하기 위해 조작 스위치를 조작하면, 나사축 구동모터(75)는 조작 스위치의 조작신호 및 위치감지센서(53)의 감지된 신호에 의거하여, 보조 구동모터(65)를 회전하여 제2스프로켓(63)과 제1스프로켓(61)의 마찰에 의해 로터(13)를 회전시키고, 이에 의해 로터(13)에 적재된 제2튜브(1b)가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 위치하도록 로터(13)의 회전궤적을 따라 이동한다.

이어서, 원하는 제2튜브(1b)가 노즐(31)의 노즐공(33)의 연직 하방에 위치하면 보조 구동모터(65)의 구동이 정지되고, 도 10에 도시된 바와 같이 펌프(41)가 구동되어 저장조(43)에 저장된 시료 및 버퍼를 노즐(31)을 통해 제2튜브(1b)에 공급한다.

이와 같이, 제1튜브(1a)와 제2튜브(1b)에 원심분리하고자 하는 시료 및 버퍼의 공급이 완료되면, 도어(25)가 도 7에 도시된 바와 같이 하우징 본체(11)를 개방한 상태, 또는 도어(25)가 하우징 본체(11)를 폐쇄한 상태에서, 사용자는 조작 스위치의 조작에 의해 브래킷(69)이 제1위치에 위치하도록 나사축 구동모터(75)를 구동하여 나사축(73)을 타방향으로 회전시킨 후, 로터 구동모터(17)를 구동하여 로터(13)를 회전시킨다.

한편, 브래킷(69)이 제1위치 또는 제2위치에 위치한 상태에서 제1튜브(1a)와 제2튜브(1b)에 주입된 시료 중에 함유된 세포벽 등을 파괴하기 위해 튜브(1a,1b)의 가열이 요구되는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이 브래킷(69)이 제3위치에 위치하도록 나사축 구동모터(75)를 구동하여 나사축(73)을 타방향으로 회전시킨다.

그리고, 브래킷(69)이 제3위치에 위치함에 따라 가열부(81)는 튜브(1a,1b)의 저부에 밀착되고, 조작 스위치의 조작에 의해 가열부(81)는 튜브(1a,1b)를 가열하여 제1튜브(1a)와 제2튜브(1b)에 주입된 시료 중에 함유된 세포벽 등을 파괴함으로써, 원심분리효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원심분리기(1b)는 도어(25)를 폐쇄한 상태에서 원심분리하기 위한 시료 및 버퍼를 펌프(41)를 구동히여 노즐(31)을 통해 하우징 본체(11)의 로터(13)에 적재된 튜브(1a,1b)에 공급함으로써, 원심분리하기 위한 시료 및 버퍼의 주입 작업이 간편하고, 작업성을 향상시키며, 자동화가 용이해진다.

또한, 로터(13)에 적재된 튜브(1a,1b)를 가열하는 가열부(81)를 마련함으로써, 원심분리작업 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1a,1b : 튜브 3 : 스핀 컬럼
5 : 필터 7 : 집적 용기
10a,10b : 원심분리기 11 : 하우징 본체
13 : 로터 15 : 튜브 장착부
17 : 로터 구동모터 19 :축
21 : 인출입구 25 : 도어
27 : 힌지 31 : 노즐
33 : 노즐공 41 : 펌프
43 : 저장조 45 : 배관
53 : 위치감지센서 55 : 엔코더
61 : 제1스프로켓 63 : 제2스프로켓
65 : 보조 구동모터 67 : 축
69 : 브래킷 71 : 왕복이동부
73 : 나사축 75 : 나사축 구동모터
81 : 가열부 83 : 튜브 삽입공
85 : 연결 로드

Claims

원심분리하기 위한 생물학적 또는 화학적 물질의 시료 및 버퍼를 수용하는 복수의 튜브가 원주방향을 따라 적재되는 로터가 회전가능하게 마련되며, 상기 복수의 튜브가 인출입되는 인출입구가 형성된 하우징 본체와;
상기 인출입구를 개폐하는 도어와;
상기 로터에 적재된 상기 튜브의 회전 궤적의 연직 상방에 마련되어, 상기 복수의 튜브 중 적어도 어느 하나의 튜브에 상기 시료 및 버퍼를 공급하는 하나 이상의 노즐과;
상기 노즐과 배관에 의해 연결되어, 상기 도어가 상기 인출입구를 폐쇄한 상태에서 상기 노즐로 상기 시료 및 버퍼를 공급하는 펌프와;
상기 튜브의 위치를 감지하는 위치감지센서와;
상기 로터를 회전시키는 로터 구동모터에 연결되어, 상기 위치감지센서의 감지된 신호에 의거하여 상기 로터의 회전을 제어하여, 상기 로터에 적재된 상기 복수의 튜브 중 적어도 어느 하나의 튜브가 상기 노즐의 노즐공의 연직 하방에 배치되도록 상기 튜브의 위치를 조절하는 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
제1항에 있어서,
상기 노즐은 상기 도어에 마련되는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
삭제
삭제
원심분리하기 위한 생물학적 또는 화학적 물질의 시료 및 버퍼를 수용하는 복수의 튜브가 원주방향을 따라 적재되는 로터가 회전가능하게 마련되며, 상기 복수의 튜브가 인출입되는 인출입구가 형성된 하우징 본체와;
상기 인출입구를 개폐하는 도어와;
상기 로터에 적재된 상기 튜브의 회전 궤적의 연직 상방에 마련되어, 상기 복수의 튜브 중 적어도 어느 하나의 튜브에 상기 시료 및 버퍼를 공급하는 하나 이상의 노즐과;
상기 노즐과 배관에 의해 연결되어, 상기 도어가 상기 인출입구를 폐쇄한 상태에서 상기 노즐로 상기 시료 및 버퍼를 공급하는 펌프와;
상기 튜브의 위치를 감지하는 위치감지센서와;
상기 로터를 회전시키는 로터 구동모터에 결합되는 제1스프로켓과;
상기 제1스프로켓에 접촉 및 이격하는 제2스프로켓과;
상기 제2스프로켓을 회전시키는 보조 구동모터와;
상기 보조 구동모터를 지지하는 브래킷과;
상기 브래킷에 연결되어, 상기 제2스프로켓이 상기 제1스프로켓과 접촉 및 이격하도록 상기 브래킷을 왕복이동시키는 왕복이동부를 포함하며,
상기 위치 감지센서의 감지된 신호에 의거하여, 상기 왕복이동부에 의해 상기 제1스프로켓과 상기 제2스프로켓을 접촉시키고 상기 보조 구동모터를 회전시켜 상기 로터의 회전을 제어하여, 상기 로터에 적재된 상기 복수의 튜브 중 적어도 어느 하나의 튜브가 상기 노즐의 노즐공의 연직 하방에 배치되도록 상기 튜브의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
제5항에 있어서,
상기 로터에 적재된 상기 튜브를 가열하는 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
제6항 있어서,
상기 가열부와 상기 브래킷을 연결하는 연결 로드를 더 포함하며,
상기 왕복이동부의 왕복이동에 의해 상기 가열부는 상기 튜브에 접촉 및 이격하는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
제7항 있어서,
상기 제2스프로켓과 상기 제1스프로켓이 이격하며 상기 가열부와 상기 튜브가 이격하는 제1위치와, 상기 튜브의 위치 조절이 가능하도록 상기 제2스프로켓과 상기 제1스프로켓이 접촉하며 상기 가열부와 상기 튜브가 이격하는 제2위치와, 상기 튜브를 가열하도록 상기 제2스프로켓과 상기 제1스프로켓이 이격하며 상기 가열부와 상기 튜브가 접촉하는 제3위치에 위치하도록, 상기 왕복이동부는 상기 브래킷을 왕복이동시키는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
제5항 또는 제7항에 있어서,
상기 왕복이동부는,
상기 브래킷에 나사결합되어, 나사 회전에 의해 상기 브래킷을 직선 왕복운동시키는 나사축과;
상기 나사축을 회전시키는 나사축 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리기.
제5항 또는 제7항에 있어서,
상기 왕복이동부는,
상기 브래킷에 편지지되는 실린더 로드와;
유체의 작용에 의해 상기 실린더 로드를 길이 신장 및 축소시켜, 상기 브래킷을 직선 왕복운동시키는 실린더 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리기.