KR101942255B1 - An apparatus and a method for genotyping - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 예는 자동으로 다수의 용액을 순차적으로 랩온어칩에 공급하고, 랩온어칩을 통과하면서 PCR 및 혼성화가 수행된 용액에 대해 전기화학 판독을 수행하여 결과를 전송하는 장치 및 이를 이용하여 유전자 판별하는 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 유전자 판별 장치는, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성하고, 복수 종류의 용액이 유입과 혼합 및 배출되는 랩온어칩; 랩온어칩을 상부면에 고정시키는 트레이, 및 랩온어칩에 유입된 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하는 유전자판독부를 구비하는 동작기구모듈; 트레이의 하부면 방향에 위치하고, 복수 개의 주사부를 구비하며, 복수 개의 주사부 각각을 작동시켜 랩온어칩에 용액을 공급하는 용액공급모듈; 판독대상이 되는 판독용액을 생성하고, 판독용액을 동작기구모듈에 전달하여 판독용액이 랩온어칩에 제공되도록 하는 혼성화모듈; 및 판독용액이 랩온어칩에 공급되고, 복수 개의 주사부 각각에 저장된 용액이 랩온어칩에 공급되어, 판독용액 내 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하도록, 동작기구모듈와 용액공급모듈 및 혼성화모듈에 대해 제어를 수행하는 제어부,를 포함한다. An embodiment of the present invention is an apparatus for automatically feeding a plurality of solutions to a lab-on-a-chip sequentially, performing an electrochemical reading on a solution in which PCR and hybridization have been performed while passing through a lab-on-a- To provide a method for identifying a gene using the gene. A gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a lab-on-a-chip in which a plurality of plate materials having different shapes are laminated and a plurality of kinds of solutions are introduced, mixed, and discharged; A tray for fixing the lab-on-a-chip to the upper surface, and a gene reading module for performing electrochemical reading of the gene introduced into the lab-on-a-chip. A solution supply module located in a direction of a lower surface of the tray and having a plurality of scans, and operating each of the plurality of scans to supply a solution to the lab-on-a-chip; A hybridization module for generating a readout solution to be read and delivering the readout solution to an operation mechanism module so that a readout solution is provided to the lab-on-a-chip; And a solution is supplied to the lab-on-a-chip, and a solution stored in each of the plurality of scans is supplied to the lab-on-a-chip to perform an electrochemical reading on the gene in the reading solution. And a control unit for performing control on the control unit.
Description
본 발명은 유전자 판별 장치 및 이를 이용한 유전자 판별 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동으로 다수의 용액을 순차적으로 랩온어칩에 공급하고, 랩온어칩을 통과하면서 PCR 및 혼성화가 수행된 용액에 대해 전기화학 판독을 수행하여 결과를 전송하는 장치 및 이를 이용하여 유전자 판별하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a gene discrimination apparatus and a gene discrimination method using the same, and more particularly, to a method and apparatus for automatically supplying a plurality of solutions to a lab-on-a-chip, The present invention relates to a device for performing electrochemical reading and transmitting results, and a method for identifying genes using the same.
랩온어칩(Lap on a chip)은, 바이오 칩의 일종으로, 작은 크기의 칩 하나로 실험실에서 할 수 있는 연구를 수행할 수 있도록 만든 장치이다. 플라스틱, 유리, 실리콘 등의 소재를 사용해 나노미터(㎚) 이하의 미세 채널을 만들고, 이를 통해 극미량의 샘플이나 시료만으로 기존의 실험실에서 할 수 있는 실험이나 연구 과정을 신속하게 대체할 수 있도록 만든 칩이다. Lap-on-a-chip (Lap-on-a-chip) is a type of biochip that allows researchers to conduct research in a laboratory with a small chip. A chip made of plastic, glass, or silicon to make microchannels of nanometer (nm) or less, which enables rapid substitution of experiments or research processes that can be done in existing laboratories with only very small samples or samples. to be.
바이오물질이나 시료의 전처리, 반응, 분리, 검출 등의 과정을 하나의 칩(chip) 위에서 연속적으로 수행 가능하기 때문에 속도, 가격, 효율성 등의 측면에서 매우 뛰어나다. 랩온어칩 기술은 제약산업의 신약탐색 분야, 의료 진단장비, 건강 검진기기, 화학이나 생물공정 모니터링, 휴대 가능한 환경오염물질 분석기기, 화생방용 무인 화학/생물작용제 탐지/식별 장치 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다.Since the process such as pretreatment, reaction, separation, and detection of biomaterials or samples can be performed continuously on a single chip, it is excellent in terms of speed, price, and efficiency. The lab-on-a-chip technology is used in a variety of fields such as drug discovery in the pharmaceutical industry, medical diagnostic equipment, health screening equipment, chemical or biological process monitoring, portable environmental pollutant analysis equipment and unmanned chemical / biological agent detection / Can be applied.
그리고, 최근에는, 이러한 랩온어칩을 이용하여 수산어종 등에 대한 유전자를 분석하고, 생물의 원산지 판별을 하여 정보를 제공하는 경우가 증가하고 있으며, 이에 따라, 저렴한 비용으로 랩온어칩에 대한 판독을 수행하고, 유전자 판독의 효율성을 위해 이동이 편리하도록 소형화된 유전자 판별 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. In recent years, there has been an increase in the use of such lab-on-a-chip to analyze genes for marine fish species and to provide information by identifying the origin of a living organism. Accordingly, , And the demand for a miniaturized gene discrimination device for the convenience of movement for the efficiency of gene reading is increasing.
대한민국 등록특허 제10-1302353호(발명의 명칭: 유전자 정량 검출 실시간 PCR 및 유전자 분석 DNA 마이크로어레이를 복합적으로 수행할 수 있는 분자진단 자동분석기기)에서는, 기기용 프레임; 상기 기기용 프레임에 설치되어 위치 고정되며, DNA 칩이 장착될 수 있는 중합효소 연쇄 반응(PCR)용 블록; 상기 중합효소 연쇄 반응용 블록 내에 배치되는 상기 DNA 칩 내에서 유전자 증폭되는 샘플시료로부터 발생하는 형광신호를 실시간으로 검출하는 실시간 PCR 정량 검출수단; 및 상기 중합효소 연쇄 반응용 블록 내에 배치되는 상기 DNA 칩 내에서 유전자 증폭된 샘플시료가 DNA 칩의 표면에 부착된 표적 유전자와 혼성화 반응하여 발생하는 형광신호를 탐지하여 분석하는 DNA 마이크로어레이 분석수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 정량 검출 및 DNA (microarray) 분석을 복합적으로 수행할 수 있는 분자진단 자동분석기기가 개시되어 있다. Korean Patent No. 10-1302353 entitled "Genetic Quantitative Detection Real-Time PCR and Gene Analysis", the molecular diagnostic automatic analyzer capable of performing a complex DNA microarray) comprises a device frame; A block for a polymerase chain reaction (PCR) in which the DNA chip is mounted, the block being installed on the frame for the device; Real-time PCR quantitative detection means for detecting in real time a fluorescence signal generated from a sample sample amplified in the DNA chip disposed in the PCR chain; And DNA microarray analysis means for detecting and analyzing a fluorescence signal generated by hybridizing a sample sample gene-amplified in the DNA chip disposed in the PCR chain with a target gene attached to the surface of the DNA chip (PCR) and DNA (microarray) analysis.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 랩온어칩에 대한 용액 공급 및 해당 용액에 대한 유전자 판독을 자동으로 수행하는 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a device for automatically supplying a solution to a lab-on-a-chip and reading a gene for the solution.
그리고, 본 발명의 목적은, 랩온어칩에 용액을 공급하는 구성, 해당 용액에 대해 유전자 판독을 수행하는 구성, 및 유전자 판독 결과를 표시하는 구성 각각을 하나의 장치에 포함되게 하여 유전자 판별 장치를 소형화하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a gene discrimination apparatus which comprises a unit for supplying a solution to a lab-on-a-chip, a structure for performing gene reading for the solution, It is to be miniaturized.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성하고, 복수 종류의 용액이 유입과 혼합 및 배출되는 랩온어칩; 상기 랩온어칩을 상부면에 고정시키는 트레이, 및 상기 랩온어칩에 유입된 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하는 유전자판독부를 구비하는 동작기구모듈; 상기 트레이의 하부면 방향에 위치하고, 복수 개의 주사부를 구비하며, 상기 복수 개의 주사부 각각을 작동시켜 상기 랩온어칩에 용액을 공급하는 용액공급모듈; 판독대상이 되는 판독용액을 생성하고, 상기 판독용액을 상기 동작기구모듈에 전달하여 상기 판독용액이 상기 랩온어칩에 제공되도록 하는 혼성화모듈; 및 상기 판독용액이 상기 랩온어칩에 공급되고, 상기 복수 개의 주사부 각각에 저장된 용액이 상기 랩온어칩에 공급되어, 상기 판독용액 내 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하도록, 상기 동작기구모듈와 상기 용액공급모듈 및 상기 혼성화모듈에 대해 제어를 수행하는 제어부,를 포함한다. To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a wrap-on-a-chip in which a plurality of plate members having different shapes are laminated and a plurality of kinds of solutions are introduced, mixed, and discharged; An operation mechanism module including a tray for fixing the lab-on-a-chip to an upper surface thereof, and a gene reading unit for performing electrochemical reading of genes introduced into the lab-on-a-chip; A solution supply module located in a direction of a lower surface of the tray and having a plurality of scans, and supplying solution to the lab-on-a-chip by operating each of the plurality of scans; A hybridization module that generates a reading solution to be read and transfers the reading solution to the operation mechanism module so that the reading solution is provided to the lab-on-a-chip; And the read solution is supplied to the lab-on-a-chip, and a solution stored in each of the plurality of scans is supplied to the lab-on-a-chip to perform electrochemical readout of the genes in the read solution, A solution supply module, and a control unit for performing control on the hybridization module.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 동작기구모듈은, 상기 트레이를 커버하는 커버부, 상기 커버부와 결합하고 상기 랩온어칩에 열에너지를 제공하는 열제공부, 상기 커버부와 결합하고 팬을 회전시켜 상기 랩온어칩을 냉각시키는 냉각부, 상기 랩온어칩에 유입된 상기 판독용액의 흐름을 제어하도록 상기 랩온어칩에 구비된 밸브부를 가압 또는 가압 해제하는 밸브가압부, 및 상기 혼성화모듈로부터 전달 받은 상기 판독용액을 상기 랩온어칩에 공급하는 판독용액공급구,를 더 구비할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the operation mechanism module may include a cover part covering the tray, a heating part coupled to the cover part and providing heat energy to the wrap-on-the-hand chip, On chip for controlling the flow of the read-out solution introduced into the lab-on-a-chip, and a control unit for controlling the operation of the lab- And a readout solution supply port for supplying the readout solution to the lab-on-a-chip.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 밸브가압부는, 상기 밸브부의 일 부위에 대한 가압 또는 가압 해제를 수행하는 제1가압봉, 상기 밸브부의 다른 부위에 대한 가압 또는 가압 해제를 수행하는 제2가압봉, 및 상기 제1가압봉 또는 상기 제2가압봉을 선택적으로 작동시키는 가압작동부,를 구비할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the valve pressurizing portion may include a first pressurizing rod that pressurizes or releases a portion of the valve portion, a second pressurizing portion that pressurizes or releases the other portion of the valve portion, And a pressurizing operation portion for selectively operating the first pressurizing bar or the second pressurizing bar.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 유전자판독부는, 상기 랩온어칩 내부를 유동하는 용액에 통전하도록 상기 랩온어칩에 구비된 전극부에 접촉하는 검지전극부, 상기 검지전극부에 의해 감지된 전류의 변화 값을 측정하고 변화신호를 상기 제어부에 전달하는 변화측정부,를 구비할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the gene reading unit includes a detecting electrode unit contacting the electrode unit provided in the lab-on-a-chip to energize the solution flowing in the lab-on-a-chip, a current sensed by the sensing electrode unit And a change measuring unit for measuring a change value of the change signal and transmitting the change signal to the control unit.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 용액공급모듈은, 상기 랩온어칩에 워셔액을 공급하는 제1주사부, 상기 랩온어칩에 버퍼액을 공급하는 제2주사부, 상기 랩온어칩으로부터 배출되는 배출액을 유동시켜 저장하는 배출액저장부, 상기 제1주사부, 상기 제2주사부 및 상기 배출액저장부의 위치를 조정하는 위치조정부, 및 상기 제1주사부의 밀대 또는 상기 제2주사부의 밀대를 선택적으로 가압하여 이동시키는 밀대이동부,를 구비할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the solution supply module may include: a first scanning unit for supplying a washer fluid to the lab-on-a-chip; a second scanning unit for supplying a buffer solution to the lab-on-a-chip; A position adjusting section for adjusting a position of the first scanning section, the second scanning section and the discharge liquid storage section, and a position adjusting section for adjusting the position of the pushing part of the first scanning section, And a pushing moving part for selectively pushing and moving the pushing part.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 위치조정부는, 상기 제1주사부, 상기 제2주사부 및 상기 배출액저장부와 결합하여 지지하는 지지대, 상기 지지대와 결합하고, 상기 지지대가 상하이동하도록 가이드하는 지지대가이드부, 및 상기 지지대와 결합하고, 상기 지지대가 상하이동하도록 동력을 제공하는 지지대구동부,를 구비할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the position adjustment unit may include a support for supporting and supporting the first scan unit, the second scan unit, and the discharge liquid storage unit, and a guide for guiding the support unit to move up and down, And a support pedestal driving part coupled to the support pedestal and providing power to move the support pedestal up and down.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 밀대이동부는, 상기 제1주사부의 밀대를 가압하여 이동시키는 제1밀대가압부, 상기 제2주사부의 밀대를 가압하여 이동시키는 제2밀대가압부, 상기 제1밀대가압부의 몸체를 관통하면서 나사 결합하고, 회전하여 상기 제1밀대가압부를 이동시키는 제1이송스크류, 상기 제2밀대가압부의 몸체를 관통하면서 나사 결합하고, 회전하여 상기 제2밀대가압부를 이동시키는 제2이송스크류, 및 상기 제1이송스크류와 상기 제2이송스크류를 회전시키는 스크류모터부,를 구비할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the pushing unit may include a first pushing portion for pushing and moving the pushing portion of the first scanning portion, a second pushing portion for pressing and moving the pushing portion of the second scanning portion, A first conveying screw which passes through the body of the pusher pushing portion and rotates to move the first pusher portion while being threaded through the body of the second pusher portion and rotates to move the second pusher portion A second conveyance screw, and a screw motor unit for rotating the first conveyance screw and the second conveyance screw.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 혼성화모듈은, 유전자가 포함된 최초용액이 한 종류 이상 공급되고, 상기 최초용액의 산성도 또는 염도를 조절하는 조절용액이 공급되어, 혼성화가 수행되며 상기 판독용액이 생성되는 혼성화저장부, 상기 혼성화저장부와 연결된 가압실린더를 구비하고 가압실린더와 결합한 가압피스톤의 이동으로 상기 가압실린더 내부의 상기 판독용액을 가압하는 가압실린더부, 상기 가압피스톤과 결합하여 상기 가압피스톤을 이동시키는 피스톤이동부, 및 상기 피스톤이동부와 연결되어 상기 피스톤이동부가 직선 왕복 운동하도록 하는 직선이동모터,를 구비할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the hybridization module is provided with at least one kind of first solution containing a gene, and a control solution for controlling the acidity or salinity of the first solution is supplied to perform hybridization, A pressure cylinder connected to the hybridization storage unit for pressurizing the reading solution inside the pressure cylinder by movement of a pressure piston combined with the pressure cylinder, a pressure cylinder connected to the pressure piston, And a linear motion motor that is connected to the piston moving part and causes the piston moving part to reciprocate linearly.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상부면에 상기 동작기구모듈이 설치되는 틀부상판, 상부면에 상기 용액공급모듈과 상기 혼성화모듈 및 상기 제어부가 설치되는 틀부하판, 및 상기 상판의 하부면과 상기 하판의 상부면에 결합하는 틀부기둥을 구비하는 틀부를 더 포함할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, the fluid supply module, the hybridization module, and the frame load plate on which the control unit is installed, and the lower surface of the upper plate, And a frame part having a frame column that engages with an upper surface of the lower plate.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성하고, 복수 종류의 용액이 유입과 혼합 및 배출되는 랩온어칩; 상기 랩온어칩을 상부면에 고정시키는 트레이, 및 상기 랩온어칩에 유입된 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하는 유전자판독부를 구비하는 동작기구모듈; 상기 트레이의 하부면 방향에 위치하고, 복수 개의 주사부를 구비하며, 상기 복수 개의 주사부 각각을 작동시켜 상기 랩온어칩에 용액을 공급하는 용액공급모듈; 판독대상이 되는 판독용액을 생성하고, 상기 판독용액을 상기 동작기구모듈에 전달하여 상기 판독용액이 상기 랩온어칩에 제공되도록 하는 혼성화모듈; 상기 판독용액이 상기 랩온어칩에 공급되고, 상기 복수 개의 주사부 각각에 저장된 용액이 상기 랩온어칩에 공급되어, 상기 판독용액 내 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하도록, 상기 동작기구모듈와 상기 용액공급모듈 및 상기 혼성화모듈에 대해 제어를 수행하는 제어부, 및 상기 유전자판독부에서 수행한 전기화학 판독 결과를 화면에 표시하는 디스플레이부,를 포함한다.To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a wrap-on-a-chip in which a plurality of plate members having different shapes are laminated and a plurality of kinds of solutions are introduced, mixed, and discharged; An operation mechanism module including a tray for fixing the lab-on-a-chip to an upper surface thereof, and a gene reading unit for performing electrochemical reading of genes introduced into the lab-on-a-chip; A solution supply module located in a direction of a lower surface of the tray and having a plurality of scans, and supplying solution to the lab-on-a-chip by operating each of the plurality of scans; A hybridization module that generates a reading solution to be read and transfers the reading solution to the operation mechanism module so that the reading solution is provided to the lab-on-a-chip; The read solution is supplied to the lab-on-a-chip and a solution stored in each of the plurality of scans is supplied to the lab-on-a-chip to perform an electrochemical readout of the genes in the read solution, A controller for controlling the supply module and the hybridization module, and a display unit for displaying an electrochemical readout result of the gene reading unit on a screen.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 유전자판독부에서 수행한 전기화학 판독 결과를 저장하는 메모리부, 및 상기 유전자판독부에서 수행한 전기화학 판독 결과를 외부 전자기기로 전달하는 무선통신부,를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the apparatus further includes a memory unit for storing an electrochemical reading result performed by the gene reading unit, and a wireless communication unit for transmitting an electrochemical reading result performed by the gene reading unit to an external electronic device can do.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 외부 전자기기는 스마트폰, 테블릿PC, 컴퓨터 및 영상기기 중 어느 하나 이상의 전자기기일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the external electronic device may be any one or more of a smart phone, a tablet PC, a computer, and a video device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, i) 상기 트레이에 상기 랩온어칩을 고정시키는 단계; ii) 상기 동작기구모듈의 커버부를 상기 트레이에 밀착시켜 판독용액공급구가 상기 랩온어칩의 제1유입부에 연결되는 단계; iii) 상기 복수 개의 주사부가 이동하여, 제1주사부가 상기 랩온어칩의 제2유입부에 연결되고, 제2주사부가 상기 랩온어칩의 제3유입부에 연결되며, 배출액저장부가 상기 랩온어칩의 배출부에 연결되는 단계; iv) 상기 혼성화모듈로부터 배출된 상기 판독용액이 상기 판독용액공급구를 거쳐 상기 제1유입부로 유동하는 단계; v) 상기 판독용액이 상기 랩온어칩 내부에서 유동 정지하고 상기 동작기구모듈에 구비된 열제공부로부터 열에너지를 제공받아 중합효소 연쇄반응 (PCR)이 수행되는 단계; vi) 상기 v) 단계가 수행된 상기 판독용액이 상기 유전자판독부와 연결되는 상기 랩온어칩의 전극부를 통과하여 전기화학 판독이 수행되는 단계; 및 vii) 상기 유전자판독부에서 수행한 전기화학 판독 결과가 표시되는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: i) fixing the lab-on-a-chip to the tray; ii) bringing the cover portion of the operating mechanism module into close contact with the tray so that a readout solution supply port is connected to the first inlet of the lab-on-a-chip; on-the-fly chip, iii) the plurality of syringes move to connect the first scan portion to the second inlet of the lab-on-a-chip, the second scan portion to the third inlet of the lab- On-chip chip; iv) flowing the readout solution discharged from the hybridization module through the readout solution supply port to the first inlet portion; v) the reading solution is stopped from flowing inside the lab-on-a-chip, receiving thermal energy from the heat treatment provided in the operation mechanism module, and performing PCR; vi) performing the electrochemical reading through the electrode portion of the lab-on-a-chip connected to the gene reading portion, wherein the reading solution in which the step v) is performed is performed; And vii) displaying an electrochemical readout performed by the gene reading unit.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 vi) 단계에서, 상기 판독용액은 상기 제1주사부에서 공급되는 워셔액 및 상기 제2주사부에서 공급된느 버퍼액과 순차적으로 혼합되면서 유동하여 상기 전극부로 유동할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the step vi), the reading solution flows sequentially while mixing with the washer fluid supplied from the first scanning part and the buffer fluid supplied from the second scanning part, and flows to the electrode part can do.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 랩온어칩에 대한 복수의 용액 공급을 자동으로 수행하고, 판독의 대상이 되는 용액에 대한 유전자 판독을 자동으로 수행하여, 유전자 판독의 정밀성을 향상시키고 판독 시간을 감소시킬 수 있다는 것이다. The effect of the present invention with such a structure as described above is that the plural solutions are automatically supplied to the lab-on-a-chip, the gene reading for the solution to be read is automatically performed, The read time can be reduced.
그리고, 본 발명의 효과는, 랩온어칩을 이용한 유전자 판독에 필요한 각각의 구성을 하나의 장치에 포함되게 하여, 유전자 판별 장치를 소형화함으로써, 유전자 판별 장치의 이동성을 향상시키고 유전자 판별 장치의 활용폭을 증대시킬 수 있다는 것이다. Further, the effect of the present invention can be attained by making each of the apparatuses necessary for gene reading using the lab-on-a-chip included in one apparatus to miniaturize the gene discrimination apparatus, thereby improving the mobility of the gene discrimination apparatus, It is possible to increase it.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치의 외부에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치의 사용 예에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 각 구성이 표현된 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 각 구성이 다른 각도에서 표현된 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 내부에 대한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 내부에 대한 후면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 내부에 대한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 랩온어칩의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 랩온어칩의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 랩온어칩의 분해사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널판의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상판의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하판의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 믹서판 및 믹서커버에 대한 평면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밸브판 및 밸브커버에 대한 평면도이다.
도16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 판독유로판 및 판독판에 대한 평면도이다.
도17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터가 밀착된 랩온어칩에 대한 단면도이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 믹서의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 밸브부의 단면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작기구모듈의 사시도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작기구모듈의 평면도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작기구모듈에 대한 이미지이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버부가 열린 상태의 동작기구모듈에 대한 사시도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자판독부에 대한 이미지이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1가압봉 및 제2가압봉에 대한 정면도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주사부와 위치조정부에 대한 사시도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀대조정부에 대한 사시도이다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주사부에 대한 실시 이미지이다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼성화모듈에 대한 사시도이다.1 is a perspective view of an outside of a gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an example of use of a gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing each configuration of a gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of each configuration of a gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
5 is a front view of the inside of the gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a rear view of the inside of the gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a side view of the inside of the gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a lab-on-a-chip according to an embodiment of the present invention.
9 is a plan view of a lab-on-a-chip according to an embodiment of the present invention.
10 is an exploded perspective view of a lab-on-a-chip according to an embodiment of the present invention.
11 is a plan view of a channel plate according to an embodiment of the present invention.
12 is a plan view of a top plate according to an embodiment of the present invention.
13 is a plan view of a bottom plate according to an embodiment of the present invention.
14 is a plan view of a mixer plate and a mixer cover according to an embodiment of the present invention.
15 is a plan view of a valve plate and a valve cover according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a plan view of a reading passage plate and a reading plate according to an embodiment of the present invention. FIG.
17 is a cross-sectional view of a lab-on-a-chip in which a filter is closely contacted according to an embodiment of the present invention.
18 is a cross-sectional view of a mixer according to an embodiment of the present invention.
19 is a sectional view of a valve unit according to an embodiment of the present invention.
20 is a perspective view of an operating mechanism module according to an embodiment of the present invention.
21 is a plan view of an operating mechanism module according to an embodiment of the present invention.
22 is an image of an operating mechanism module according to an embodiment of the present invention.
23 is a perspective view of an operation mechanism module in a state that a cover is opened according to an embodiment of the present invention.
24 is an image of a gene reading unit according to an embodiment of the present invention.
25 is a front view of a first pressure bar and a second pressure bar according to an embodiment of the present invention.
26 is a perspective view of a scanning unit and a position adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
27 is a perspective view of a plunger according to an embodiment of the present invention.
28 is an image of a scan unit according to an embodiment of the present invention.
29 is a perspective view of a hybridization module according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치의 외부에 대한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치의 사용 예에 대한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 각 구성이 표현된 사시도이다. 2 is a perspective view of an example of the use of a gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing the arrangement of a gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing each configuration of a gene discrimination apparatus according to an embodiment. FIG.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 각 구성이 다른 각도에서 표현된 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 내부에 대한 정면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 내부에 대한 후면도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자 판별 장치 내부에 대한 측면도이다.FIG. 4 is a perspective view of a gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a front view of the interior of the gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a rear view of the inside of the gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a side view of the interior of the gene discrimination apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유전자 판별 장치는, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성하고, 복수 종류의 용액이 유입과 혼합 및 배출되는 랩온어칩(1000); 랩온어칩(1000)을 상부면에 고정시키는 트레이(2200), 및 랩온어칩(1000)에 유입된 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하는 유전자판독부(2100)를 구비하는 동작기구모듈(2000); 트레이(2200)의 하부면 방향에 위치하고, 복수 개의 주사부를 구비하며, 복수 개의 주사부 각각을 작동시켜 랩온어칩(1000)에 용액을 공급하는 용액공급모듈(3000); 판독대상이 되는 판독용액을 생성하고, 판독용액을 동작기구모듈(2000)에 전달하여 판독용액이 랩온어칩(1000)에 제공되도록 하는 혼성화모듈(4000); 및 판독용액이 랩온어칩(1000)에 공급되고, 복수 개의 주사부 각각에 저장된 용액이 랩온어칩(1000)에 공급되어, 판독용액 내 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하도록, 동작기구모듈(2000)와 용액공급모듈(3000) 및 혼성화모듈(4000)에 대해 제어를 수행하는 제어부(6000),를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 7, the gene discrimination apparatus of the present invention comprises: a lab-on-a-chip 1000 formed by stacking a plurality of plate materials having different shapes, and in which a plurality of kinds of solutions are introduced, mixed and discharged; An operation mechanism module 2000 including a tray 2200 for fixing the lab-on-a-chip 1000 to the upper surface thereof, and a gene reading unit 2100 for performing electrochemical reading on the gene introduced into the lab- ); A solution supply module 3000 located in the lower surface direction of the tray 2200 and having a plurality of scan portions and operating each of the plurality of scan portions to supply the solution to the lab-on-a-chip 1000; A hybridization module 4000 that generates a read solution to be read and transfers the read solution to the operation mechanism module 2000 so that a read solution is provided to the lab-on-a-chip 1000; And a read-out solution is supplied to the lab-on-a-chip 1000, and a solution stored in each of the plurality of scan portions is supplied to the lab-on-a-chip 1000 to perform an electrochemical reading on the gene in the read- And a control unit 6000 for performing control on the solution supply module 3000 and the hybridization module 4000.
도 2의 (a)는 커버부(2300)와 커버부(2300)에 결합한 커버부케이스(5220)가 열린 상태를 나타낸 것이고, 도 2의 (b)는 랩온어칩(1000)을 보관하는 보관부에 복수 개의 랩온어칩(1000)이 보관되어 있는 상태를 나타낸 것이다. 2 (a) shows a state in which the
도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유전자 판별 장치는 내부에 각각의 구성요소가 설치되고, 이를 보호하기 위해 외부에 케이스(5200)가 구비될 수 있다. 그리고, 케이스(5200) 상부면의 일부위는 개방되어 커버부(2300)를 열면 트레이(2200)가 노출되도록 구성되며, 트레이(2200)에 랩온어칩(1000)을 위치시킬 수 있다. 그리고, 커버부(2300)를 닫고 스위치를 누르면 자동으로 유전자 판독이 수행될 수 있다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the gene discrimination apparatus of the present invention has respective components installed therein, and a
케이스(5200) 상부면에는 보관부(5230)가 마련되어 보관부(5230)에 복수 개의 랩온어칩(1000)을 보관하다가, 필요한 경우 즉석에서 랩온어칩(1000)을 이용할 수 있다. On the upper surface of the
도 3 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 케이스(5200)의 상부면에 인접하여 동작기구모듈(2000)이 설치되고, 동작기구모듈(2000)의 하단에 용액을 공급할 수 있도록 용액공급모듈(3000)이 설치되며, 용액공급모듈(3000)과 이격되어 혼성화모듈(4000)이 설치되고, 용액공급모듈(3000)과 혼성화모듈(4000) 사이에 제어부(6000)가 설치될 수 있다. 3 to 7, an
본 발명의 목적 중 하나는 유전자 판독을 수행할 수 있는 각각의 구성을 소형 크기의 공간에 전부 설치하여 이동성과 편리성을 향상시키는 것이므로, 상기와 같은 설치 구성으로 이를 구현할 수 있다. One of the objects of the present invention is to provide mobility and convenience by installing all the structures capable of performing gene reading in a small-sized space, so that it can be realized with the above-described installation structure.
랩온어칩(1000)은 본 발명의 유전자 판별 장치에 연결되어 유전자 판독을 수행하도록 구성되는 것으로, 이하, 본 발명의 랩온어칩(1000)에 대해 설명하기로 한다. The lab-on-
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 랩온어칩(1000)의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 랩온어칩(1000)의 평면도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 랩온어칩(1000)의 분해사시도이다. FIG. 8 is a perspective view of a lab-on-a-chip 1000 according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is a plan view of a lab-on-a-chip 1000 according to an embodiment of the present invention, On-a-chip 1000 according to an example.
(도 8 내지 도 10에서 랩온어칩(1000)은 트레이(2200)에 고정되는 경우에 대해 뒤집어진 형상이다.)(The lab-on-a-chip 1000 in FIGS. 8-10 is inverted in shape for being fixed to the
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 채널판의 평면도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상판의 평면도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하판의 평면도이다.FIG. 11 is a plan view of a channel plate according to an embodiment of the present invention, FIG. 12 is a plan view of an upper plate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a plan view of a lower plate according to an embodiment of the present invention.
도 8 및 도 9는, 각 구성요소가 결합된 상태에 대한 도면이다. Figs. 8 and 9 are diagrams showing a state in which the respective components are coupled. Fig.
도 8 및 도 9에서 각 구성요소가 실선으로 표시된 것은, 각 판재가 투명 또는 반투명 재질로서, 각 구성요소가 투영되어 시각적으로 확인되기 때문일 수 있다.In Figs. 8 and 9, each component is indicated by a solid line, because each plate is a transparent or translucent material, and each component is projected and visually confirmed.
(본 발명에서의 채널은, 채널판(1110)의 타공으로 형성되며 상부와 하부가 개방된 상태의 유로를 의미하고, 본 발명에서의 유로는, 채널판(1110), 상판(1120) 및 하판(1130)의 밀착으로 형성되는 액체의 유동 경로를 의미한다.)(The channel in the present invention means a channel formed by perforation of the
도 8 내지 도 13에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유전자 판독용 랩온어칩(1000)은, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성된 랩온어칩(1000)(Lap on a chip)으로써, 채널이 형성되어 유로를 제공하는 채널부(1100); 채널부(1100)를 유동하는 액체에 밸브유로를 제공하고, 밸브유로를 폐쇄 또는 개방하는 밸브부(1400); 채널부(1100)에 구비되고, 유로의 유동방향에 수직한 방향으로 액체를 유동시키는 믹서(1300); 채널부(1100)와 결합하고, 유로와 접촉하는 필터(1200); 및 채널부(1100)를 유동하는 액체에 판독유로(1511)를 제공하고, 판독유로(1511)를 통과하는 유전자를 판독하는 판독부(1500);를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in FIGS. 8 to 13, the lab-on-
여기서, 믹서(1300)는, 유로에서 유동 중인 액체를 와류(turbulenece) 운동시키기 위해 와류공간(1140)이 하나 이상 구비되고, 와류공간(1140)은 와류 생성을 위한 소정의 형상을 구비하며, 필터(1200)는 유로에서 유동 중인 액체의 기포를 제거할 수 있다.Here, the
채널부(1100)는, 채널이 타공된 판재인 채널판(1110), 채널판(1110)의 상부면에 밀착되고, 상판믹서홀(hole)부와 상판채널(1127)이 타공된 판재인 상판(1120), 및 채널판(1110)의 하부면에 밀착되는 판재인 하판(1130),을 포함할 수 있다.The channel portion 1100 is in close contact with the upper surface of the
상판(1120)의 상판채널(1127) 상에 필터(1200)가 부착될 수 있다.A
필터(1200)는, 하나 이상이 채널부(1100)에 구비될 수 있다.At least one of the
도 8에서는 미도시되어 있으나, 상판채널(1241)과 필터(1100) 사이에는 필터(1100)의 부착을 위한 접착부(1110)가 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 후단에 상세히 설명하기로 한다. A
필터(1200)는 소수성(hydrophobic) 소재일 수 있다.The
유로를 따라 유동하는 판독용액은 단백질 입자를 포함할 수 있고, 이러한 판독용액은 물에 하나 이상의 친수성 액체가 혼합된 액체일 수 있다. 따라서, 필터(1200)는 물과 친수성 액체를 통과시키지 않으면서 기체를 통과시키는 기능을 구비할 수 있다. 이에 따라, 필터(1200)는 소수성 성질의 소재를 이용하여 기체만 분리하여 제거하는 기능을 수행할 수 있다. The reading solution flowing along the flow path may comprise protein particles, and the reading solution may be a liquid in which one or more hydrophilic liquids are mixed with water. Accordingly, the
필터(1200)는, 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluore ethylene, PTFE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Polyethylene Terephtalate, PET), 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride) 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 소재일 수 있다.The
본 발명의 실시 예에서는, 채널부(1100)가 상기와 같이 채널판(1110), 상판(1120) 및 하판(1130)의 밀착으로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 소정의 형상으로 파여진 홈부를 구비한 판재를 채널판(1110)과 하판(1130)이 밀착된 형상과 동일하게 이용할 수도 있다. 이러한 경우에도, 홈부가 형성된 면에 상판(1120)을 밀착하며, 실험 액체가 유동하는 유로를 형성할 수 있다.The channel part 1100 is formed by the
채널부(1100)는, 상판(1120) 상부면에 밀착되고, 믹서판홀(hole)부가 타공된 판재인 믹서판(1310),을 더 포함하며, 와류공간(1140)은 채널판믹서홀(1111), 상판믹서홀(1121)와 믹서판홀(1311)가 결합하여 형성될 수 있다.The channel portion 1100 further includes a
(도 12에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는, 상판(1120)에 상판믹서홀(1121)이 2열로 복수 개 형성될 수 있다.)(As shown in FIG. 12, in an embodiment of the present invention, a plurality of upper
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 믹서판(1310) 및 믹서커버(1320)에 대한 평면도이다. 도 14의 (a)는 믹서판(1310)에 대한 도면이고, 도7의 (b)는 믹서커버(1320)에 대한 도면이다.14 is a plan view of a
믹서(1300)는, 채널부(1100)에 하나 이상 구비될 수 있다.One or
믹서(1300)는, 믹서판(1310)의 상부면에 밀착하는 믹서커버(1320)를 더 포함할 수 있다.The
믹서(1300)에서는, 특정 물질을 포함한 액체와 워시액이 혼합될 수 있다.In the
상기의 특정 물질은 DNA와 같은 생체 물질일 수 있으며, 워시액은 분리된 DNA가 재결합되지 않도록 방지하는 역할을 할 수 있다.The specific substance may be a biomaterial such as DNA, and the wash liquid may prevent the separated DNA from recombining.
믹서(1300)는 와류공간(1140)이 하나 이상 구비되고, 와류공간(1140)은 와류 생성을 위한 소정의 형상을 구비할 수 있다.The
액체는, 채널판믹서홀의 일측(1111-a)으로부터 하나의 상판믹서홀(1121-a)을 통과하여 하나의 상판믹서홀(1121-a)과 연결된 믹서판홀(1311)로 유동한 후, 믹서판홀(1311)로부터 다른 상판믹서홀(1121-b)을 통과하여 채널판믹서홀의 타측(1111-b)으로 유동할 수 있다. The liquid flows from one side 1111-a of the channel plate mixer hole to one mixer hole 1121-a through one upper mixer hole 1121-a to a
이에 대해서는, 후단부의 믹싱(mixing) 방법에서 상세히 설명하도록 한다.This will be described in detail in the rear end mixing method.
도 15은 본 발명의 실시 예에 따른 밸브판(1410) 및 밸브커버(1420)에 대한 평면도이다. 도 15의 (a)는 밸브판(1410)에 대한 도면이고, 도 15의 (b)는 밸브커버(1420)에 대한 도면이다.15 is a plan view of a
채널부(1100)는 상판홀(1122)을 구비하고, 밸브부(1400)는, 소정의 형상으로 타공된 밸브판홀(1411)을 구비한 판재로서 밸브판홀(1411)이 상판홀(1122) 상에 위치하도록 상판(1120)의 상부면에 하부면이 밀착되는 밸브판(1410), 및 밸브판(1410)의 상부면에 밀착되는 판재인 밸브커버(1420)를 포함할 수 있다.The channel portion 1100 includes a
여기서, 채널부(1100)는 상판(1120), 채널판(1110) 및 하판(1130)으로 구성되고, 상판홀(1122)을 상판(1120)에 구비될 수 있다. The channel unit 1100 includes the
이 때, 밸브커버(1420)에 대한 가압 또는 가압 해제를 통해 밸브유로를 폐쇄 또는 개방할 수 있다. At this time, the valve passage can be closed or opened by pressing or releasing the pressure against the
밸브커버(1420)는, 부피 또는 면적 변화에 대해 신축성이 우수하도록 실리콘 재질로 형성될 수 있다.The
채널부(1100)는 상판홀(1122)을 복수 개 구비할 수 있다. 여기서, 상기와 같은 채널부(1100)의 구성에 의해, 상판홀(1122)을 상판(1120)에 복수 개 구비될 수 있다.The channel part 1100 may have a plurality of upper plate holes 1122. Here, a plurality of upper plate holes 1122 may be provided in the
상판(1120)은 상판홀(1122)을 복수 개 구비하고, 유로를 통해 유동하는 유체는, 유로의 소정의 구간에서, 제1상판홀(1122a)을 통해 유로의 일측으로부터 밸브판홀(1411)로 유입되고, 제2상판홀(1122b)을 통해 밸브판홀(1411)부터 유로의 타측으로 배출될 수 있다.The
도 10에서 보는 바와 같이, 유로는 소정의 구간에서 단절될 수 있고, 이러한 단절된 유로 구간을 중심으로 나뉘어진 양측의 유로 각각에 제1상판홀(1122a) 및 제2상판홀(1122b)이 연결될 수 있다. 밸브유입유로(1113)로 유입된 후 유로의 일측을 유동하는 액체는 이러한 단절 구간까지 유동하다가 제1상판홀(1122a)을 통해 밸브판홀(1411)로 유입될 수 있다. 그리고, 밸브판홀(1411)로 유입된 액체는 밸브유입유로(1113)에 공급되는 압력에 의해 다시 밸브판홀(1411)로부터 유로의 타측으로 배출되어, 유로를 통한 유동을 계속 수행할 수 있다. 이 때, 밸브판홀(1411)에 밀착되는 밸브커버(1420)를 소정의 기구로 가압하면, 유로단절구간(1115)을 기준으로 해서, 유로의 일측으로부터 유로의 타측으로 유동하는 액체의 경로를 폐쇄시킬 수 있다.As shown in FIG. 10, the flow path may be disconnected in a predetermined section, and the first upper plate hole 1122a and the second upper plate hole 1122b may be connected to the respective flow paths on both sides of the divided flow path section. have. The liquid that flows into the valve
밸브판홀(1411)은, 제1상판홀(1122a) 상에 위치하는 부위의 면적과 제2상판홀(1122b) 상에 위치하는 부위의 면적이 다를 수 있다. The area of the
상기와 같이, 유로의 일측으로부터 유로의 타측으로 유동하는 액체의 경로를 폐쇄시키는 경우, 밸브판홀(1411)에 밀착되는 밸브커버(1420)의 가압 부위가 특정될 수 있다. 밸브판홀(1411)은 제1상판홀(1122a) 상에 위치하는 부위의 면적이 제2상판홀(1122b) 상에 위치하는 부위의 면적보다 작을 수 있다. As described above, when the path of the liquid flowing from the one side of the flow path to the other side of the flow path is closed, the pressing region of the
그리고, 밸브판홀(1411)에 밀착되는 밸브커버(1420)의 가압 부위는, 제1상판홀(1122a) 상에 위치하는 부위가 될 수 있다.The pressing portion of the
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 판독유로판(1510) 및 판독판(1520)에 대한 평면도이다. 도 16의 (a)는 판독유로판(1510)에 대한 도면이고, 도 16의 (b)는 판독판(1520)에 대한 도면이다.16 is a plan view of the reading
판독부(1500)는, 타공되어 판독유로(1511)를 구성하는 판독유로판(1510), 및 판독유로판(1510)의 상부면에 밀착하며 전극부가 형성되어 유전자 판독을 수행하는 판독판(1520),을 포함할 수 있다. 전극부는, 카운터전극(1521), 레퍼런스전극(1522) 및 워킹전극(1523)을 구비할 수 있다. The
카운터전극(1521)은, 도 16의 (b)에서 보는 바와 같이, 판독판(1520)의 우측에 복수 개 나열되며, 외부 장치와 연결되어 전기 신호를 획득하는 기능을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 16B, a plurality of
레퍼런스전극(1522)은, 도 16의 (b)에서 보는 바와 같이, 워킹전극(1523) 각각에 대해 연결되며, 워킹전극(1523)에 전류를 공급하는 기능을 수행할 수 있다.The
워킹전극(1523)은, 도 16의 (b)에서 보는 바와 같이, 판독판(1520)의 좌측에 복수 개 나열되며, 각각이 레퍼런스전극(1522)와 연결되며, 각각의 워킹전극(1523)에 각기 다른 프로브(probe) DNA가 심어질 수 있다.16 (b), a plurality of working
믹서(1300)에서 충분히 믹싱이 되고 혼성화유로(1112)를 통과한 액체는, 판독유로(1511)와 연결되는 채널부(1100)의 유로 일측으로부터 판독유로(1511)로 유입되어, 판독판(1520)의 전극부에 의해 유전자 판독이 수행될 수 있다. 그리고, 판독유로(1511)를 통과한 액체는, 판독유로(1511)로부터 판독유로(1511)와 연결되는 채널부(1100)의 유로 타측으로 유동할 수 있다. The liquid sufficiently mixed in the
그 후, 액체는 배출부(1126)로 배출될 수 있다. The liquid may then be discharged to the
도 16에서 보는 바와 같이, 전극부는, 복수 개의 전극이 배열된 부분과 소정의 형상을 갖는 단일의 전극으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 16, the electrode portion may be formed of a portion where a plurality of electrodes are arranged and a single electrode having a predetermined shape.
여기서, 단일의 전극은, 판독유로(1511)를 통과하는 액체와 접촉할 수 있도록 돌출 부위를 구비할 수 있고, 이러한 돌출 부위를 통해 판독유로(1511)를 통과하는 액체에 통전을 수행할 수 있다.Here, the single electrode may have a protruding portion so as to be in contact with the liquid passing through the
그리고, 배열된 복수 개의 전극은, 각각의 말단이 판독유로(1511)를 통과하는 액체와 접촉할 수 있도록 판독판(1520)에 구비될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 전극도 판독유로(1511)를 통과하는 액체에 통전을 수행할 수 있다.The plurality of electrodes arranged may be provided in the
배열된 복수 개의 전극에는 양극(+)이 접촉되고, 단일의 전극에는 음극(-)이 접촉될 수 있다. 그리고, 이와 반대로, 배열된 복수 개의 전극에는 음극(-)이 접촉되고, 단일의 전극에는 양극(+)이 접촉될 수 있다.The positive electrode (+) may be in contact with a plurality of arranged electrodes, and the negative electrode (-) may be in contact with a single electrode. On the contrary, the negative electrode (-) is brought into contact with a plurality of arranged electrodes, and the positive electrode (+) is brought into contact with a single electrode.
판독유로(1511)를 통과하면서 전극부와 접촉한 액체에서는, 전기화학적 검출신호를 이용한 유전자 판독이 수행될 수 있다.In the liquid that has passed through the
이 때, 전기화학적 검출은, 표지방식 또는 비표지방식 모두 사용 가능할 수 있다. 이에 대해서는 하단에서 상세히 설명하기로 한다.At this time, the electrochemical detection can be used in both a labeling method and a non-labeling method. This will be described later in detail.
본 발명의 유전자 판독용 랩온어칩(1000)은, 액체가 유입되는 유입부 또는 액체가 배출되는 배출부(1126)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. The lab-on-
도3에서 보는 바와 같이, 제1유입부(1123), 제2유입부(1124), 제3유입부(1125) 및 배출부(1126)가 본 발명의 유전자 판독용 랩온어칩(1000)에 구비될 수 있다.3, the
그리고, 제2유입부(1124), 제3유입부(1125) 또는 배출부(1126)에는, 액체의 유입 또는 배출이 주사 장치에 의해 가능하도록 캡(1150)이 결합할 수 있다. The
이 때, 캡(1150)은 고무 또는 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 주사 바늘의 통과 시 액체의 누설이 되지 않는 소재는 모두 가능할 수 있다. At this time, the
제1유입부(1123)로는 판독대상의 유전자가 포함된 판독용액이 유입될 수 있고, 제2유입부(1124)로는 워셔액이 유입될 수 있다. 그리고, 제3유입부(1125)로는 버퍼액이 유입될 수 있다.The reading solution containing the gene to be read may be introduced into the
워셔액은, 중합효소 연쇄반응(PCR, Polymerase chain reaction)에 의해 유전자 량이 증가한 판독용액과 합류하게 되고, 이에 따라, 농도가 증가한 판독용액에 대해 농도 저하 효과를 부여할 수 있다.The washer fluid joins with the readout solution in which the gene amount has been increased by the polymerase chain reaction (PCR), and consequently, the concentration lowering effect can be given to the readout solution having the increased concentration.
버퍼액은, 판독용액에 대해 전기화학적 검출신호를 이용한 유전자 판독이 가능하도록 하는 기능을 수행하고, 판독용액과 혼합되어 판독부(1500)로 유동할 수 있다. The buffer solution functions to enable gene reading using an electrochemical detection signal for the reading solution, and can flow to the
판독이 완료된 판독용액은, 배출부(1126)를 통해 외부로 배출될 수 있다. The read-out read-out solution can be discharged to the outside through the
채널판(1110), 상판(1120), 하판(1130), 믹서판(1310) 또는 믹서커버(1320)는 필름 형태일 수 있다.The
그리고, 밸브판(1410), 판독유로판(1510) 또는 판독판(1520)은 필름 형태일 수 있다.Then, the
본 발명은, 필름 형태의 판재를 적층시켜 채널을 형성하므로, 채널 크기를 축소시키는데 용이하고 채널의 형태를 다양하게 할 수 있다.Since the channel is formed by laminating the plate materials in the form of a film, it is easy to reduce the channel size and the shape of the channel can be varied.
채널판(1110), 상판(1120), 하판(1130), 믹서판(1310), 믹서커버(1320), 밸브판(1410), 판독유로판(1510) 또는 판독판(1520)은 합성수지로 형성될 수 있다. The
채널판(1110), 상판(1120), 하판(1130), 믹서판(1310), 믹서커버(1320), 밸브판(1410), 판독유로판(1510) 또는 판독판(1520)을 형성하는 합성수지로는, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Polyethylene Terephtalate, PET), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), ABS수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), SAN(AS)수지 (Styrene Acrylonitrile Copolymer, SAN), 에틸렌초산비닐(Ethylene Vinyl Acetate, EVA), 폴리아미드(나일론)수지 (Polyamide, PA)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 합성수지 소재일 수 있다.The synthetic resin forming the
채널판(1110), 상판(1120), 하판(1130), 믹서판(1310), 믹서커버(1320), 밸브판(1410), 판독유로판(1510) 또는 판독판(1520)은 금속으로 형성될 수 있다.The
채널판(1110), 상판(1120), 하판(1130), 믹서판(1310), 믹서커버(1320), 밸브판(1410), 판독유로판(1510) 또는 판독판(1520)은 유리로 형성될 수 있다.The
본 발명의 실시 예에서는, 채널판(1110), 상판(1120), 하판(1130), 믹서판(1310), 믹서커버(1320), 밸브판(1410), 판독유로판(1510) 또는 판독판(1520)이 상기에 나열된 소재로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In the embodiment of the present invention, the
이하, 혼성화유로(1112)를 구비하는 유전자 판독용 랩온어칩(1000)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the lab-on-
혼성화유로(1112)를 구비하는 유전자 판독용 랩온어칩(1000)은, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성된 랩온어칩(1000)(Lap on a chip)으로써, 채널이 형성되어 유로를 제공하는 채널부(1100); 채널부(1100)를 유동하는 액체에 밸브유로를 제공하고, 밸브유로를 폐쇄 또는 개방하는 밸브부(1400); 채널부(1100)에 구비되고, 유로의 유동방향에 수직한 방향으로 액체를 유동시키는 믹서(1300); 채널부(1100)와 결합하고, 유로와 접촉하는 필터(1200); 필터(1200)와 접촉하고, 혼성화가 수행되는, 유로 중 소정의 구간으로서의 혼성화유로(1112); 및 채널부(1100)를 유동하는 액체에 판독유로(1511)를 제공하고, 판독유로(1511)를 통과하는 유전자를 판독하는 판독부(1500);를 포함하여 이루어질 수 있다. A lab-on-a-chip 1000 having a
여기서, 믹서(1300)는, 유로에서 유동 중인 액체를 와류(turbulenece) 운동시키기 위해 와류공간(1140)이 하나 이상 구비되고, 와류공간(1140)은 와류 생성을 위한 소정의 형상을 구비하며, 필터(1200)는 유로에서 유동 중인 액체의 기포를 제거할 수 있다.Here, the
혼성화유로는 지그재그 형상을 구비할 수 있다.The hybridization flow path may have a zigzag shape.
혼성화유로는, 도 8 내지 도 12에서 보는 바와 같이, 채널판혼성채널(1112)과 상판채널(1127)의 결합에 의해 형성되는 유로일 수 있다.The hybridization channel may be a channel formed by coupling the channel
혼성화(hybridization)란, 근원이 서로 다른 두 개의 이중 가닥 DNA를 열처리하여 단일 가닥으로 만든 다음 이중가닥의 교잡된 DNA로 만드는 과정을 의미할 수 있다.Hybridization can be defined as the process of heat-treating two double-stranded DNAs of different origins into a single strand and then making the double-stranded DNA hybridized.
혼성화를 용이하게 수행하기 위해, 혼성화유로(1112)는, 지그재그 형상을 구비하고, 또한 다른 유로 부위 보다 더 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 이는, 유동하는 액체의 속도를 줄여 혼성화가 일어나는데 용이하게 할 수 있다. 유동하는 액체의 속도를 줄이면, 단일 가닥의 DNA 간 접촉할 확률이 증가할 수 있기 때문이다. In order to facilitate hybridization, the
필터(1200)는, 전체 유로 중 어느 부위에든 접촉 가능하게 위치할 수 있으나, 기포 제거율을 증대시키기 위해서는 유속이 느려지는 혼성화유로(1112)와 접촉하도록 위치하는 것이 바람직할 수 있다.The
본 발명의 실시 예에서는, 필터(1100)가 혼성화유로의 일부분인 상판채널(1241)을 유동하는 액체와 접촉할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the filter 1100 may be in contact with the liquid flowing through the top plate channel 1241, which is part of the hybridization flow path.
이하, 챔버(1116)를 구비하는 유전자 판독용 랩온어칩(1000)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the lab-on-
챔버(1116)를 구비하는 유전자 판독용 랩온어칩(1000)은, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성된 랩온어칩(1000)(Lap on a chip)으로써, 채널이 형성되어 유로를 제공하는 채널부(1100); 채널부(1100)를 유동하는 액체에 밸브유로를 제공하고, 밸브유로를 폐쇄 또는 개방하는 밸브부(1400); 유로 중 소정의 구간으로서, 유체를 일시적으로 저장하는 챔버(1116); 채널부(1100)에 구비되고, 유로의 유동방향에 수직한 방향으로 액체를 유동시키는 믹서(1300); 채널부(1100)와 결합하고, 유로와 접촉하는 필터(1200); 및 채널부(1100)를 유동하는 액체에 판독유로(1511)를 제공하고, 판독유로(1511)를 통과하는 유전자를 판독하는 판독부(1500);를 포함하여 이루어질 수 있다. A lab-on-a-chip 1000 having a
여기서, 믹서(1300)는, 유로에서 유동 중인 액체를 와류(turbulenece) 운동시키기 위해 와류공간(1140)이 하나 이상 구비되고, 와류공간(1140)은 와류 생성을 위한 소정의 형상을 구비할 수 있다. 그리고, 필터(1200)는 유로에서 유동 중인 액체의 기포를 제거할 수 있고, 챔버(1116)에서 중합효소 연쇄반응(PCR, Polymerase chain reaction)이 수행될 수 있다.Here, the
챔버(1116)는, 유로 중 지그재그 형상의 구간일 수 있다.The
챔버(1116)는 유체를 일시적으로 저장하는 기능을 수행하므로, 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시 예에서는, 챔버(1116)가 유로 중 소정의 구간으로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 유로의 일측 및 유로의 타측과 연결되며 채널부(1100)의 내부에 형성되는 소정의 공간일 수 있다.The
본 발명의 유전자 판독용 랩온어칩(1000)은, 밸브부(1400)와 챔버(1116)를 둘러싸는 형상으로 채널부(1100)에 타공되어 형성되며, 챔버(1116)에 공급되는 열이 채널부(1100)의 나머지 부위에 전달되는 것을 차단하는 열전달방지타공부(1117)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. The lab-on-
열전달방지타공부(1117)에 의해 챔버(1116)와 밸브부(1400)의 일부위에만 열이 공급되고 채널부(1100)의 다른 부위가 열의 영향을 받지 않아, 챔버(1116)에서는 중합효소 연쇄반응(PCR, Polymerase chain reaction)을 수행할 수 있고, 챔버(1116)를 제외한 채널부(1100)의 다른 부위를 유동하는 액체는 과도한 열에 의한 변질이 방지되면서 유동을 할 수 있다. Heat is supplied only to the
또한, 열전달방지타공부(1117)에 의해 챔버(1116)에 공급되는 열이 주위로 분산되지 않아, 중합효소 연쇄반응의 속도 및 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, the heat supplied to the
이하, 열판부를 구비하는 유전자 판독용 랩온어칩(1000)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a lab-on-
열판부를 구비하는 유전자 판독용 랩온어칩(1000)은, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성된 랩온어칩(1000)(Lap on a chip)으로써, 채널이 형성되어 유로를 제공하는 채널부(1100); 채널부(1100)를 유동하는 액체에 밸브유로를 제공하고, 밸브유로를 폐쇄 또는 개방하는 밸브부(1400); 채널부(1100)에 구비되고, 유로의 유동방향에 수직한 방향으로 액체를 유동시키는 믹서(1300); 채널부(1100)와 결합하고, 유로와 접촉하는 필터(1200); 채널부(1100)를 유동하는 액체에 판독유로(1511)를 제공하고, 판독유로(1511)를 통과하는 유전자를 판독하는 판독부(1500); 및 채널부(1100) 상부면의 일부위 또는 채널부(1100) 하부면의 일부위를 가열 또는 냉각시키는 열판부;를 포함하여 이루어질 수 있다.A lab-on-a-chip 1000 having a heat plate portion is a lab-on-a-chip 1000 (Lap on a chip) formed by laminating a plurality of plates having different shapes, (1100); A
여기서, 믹서(1300)는, 유로에서 유동 중인 액체를 와류(turbulenece) 운동시키기 위해 와류공간(1140)이 하나 이상 구비되고, 와류공간(1140)은 와류 생성을 위한 소정의 형상을 구비할 수 있다. 그리고, 필터(1200)는 유로에서 유동 중인 액체의 기포를 제거할 수 있다.Here, the
열판부는 상판(1120)에 접촉되는 경우, 밸브커버(1420)가 밀착되는 위치를 제외한 상판(1120)의 나머지 부분에 접촉할 수 있다.The heat plate portion can contact the remaining portion of the
도 10, 도 12 및 도 15에서 보는 바와 같이, 밸브판(1410)은 제1밸브판홀(1411-a) 및 제2밸브판홀(1411-b)을 구비하고, 상판(1120)은 제1상판홀(1122a), 제2상판홀(1122b), 제3상판홀(1122c) 및 제4상판홀(1122d)을 구비할 수 있다.10, 12 and 15, the
제1밸브판홀(1411-a), 제1상판홀(1122a) 및 제2상판홀(1122b)을 이용하여 밸브유입유로(1113)에서 유입된 액체가 챔버(1116) 방향으로 유동하는 것을 제어할 수 있다. 그리고, 제2밸브판홀(1411-b), 제3상판홀(1122c) 및 제4상판홀(1122d)을 이용하여 챔버(1116) 측에서 밸브배출유로(1114) 방향으로 유동하는 액체의 경로를 제어할 수 있다.The first valve plate hole 1411-a, the first upper plate hole 1122a and the second upper plate hole 1122b are used to control the flow of the liquid flowing in the valve
제1밸브판홀(1411-a)과 제2밸브판홀(1411-b) 상에 위치하는 밸브커버(1420)를 가압하는 경우, 챔버(1116)에 일시적으로 DNA를 포함한 액체가 저장될 수 있다.When the
챔버(1116)에 일시적으로 DNA를 포함한 액체가 저장될 때, 열판부의 접촉에 의한 가열과 열판부의 접촉 해제에 의한 냉각에 의해 중합효소 연쇄반응(PCR, Polymerase chain reaction)이 수행될 수 있다.When the liquid containing DNA is temporarily stored in the
밸브판(1410)은, 제1밸브판홀(1411-a) 및 제2밸브판홀(1411-b)을 구비하고, 제1밸브판홀(1411-a)을 유동하는 유체와 제2밸브판홀(1411-b)을 유동하는 유체의 유동 방향이 다를 수 있다.The
열판부는, 금속 박판으로 형성될 수 있다. The heat plate portion may be formed of a thin metal plate.
이 때, 열판부는, 금속 박판 자체에 전류를 통전하여 열을 발생시킬 수 있다. 또는, 금속 박판의 일부위에 열선을 구비하도록 하여 열을 발생시킬 수도 있다.At this time, the heat plate portion can generate heat by energizing the metal thin plate itself. Alternatively, a heat ray may be provided on a part of the thin metal plate to generate heat.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 필터(1200)가 밀착된 랩온어칩(1000)에 대한 단면도이다.17 is a sectional view of a lab-on-a-chip 1000 to which a
도 17에서 보는 바와 같이, 상판(1120), 채널판(1110) 및 하판(1250)이 적층되고, 상판(1120)의 상판채널(1241) 상에 필터(1200)가 접촉될 수 있다. 이에 따라, 필터(1200)는 혼성화유로 일부의 상부에 밀착되고, 유로를 통해 유동하는 액체와 직접적으로 접촉하여, 액체에 존재하는 기포를 제거하는 기능을 수행할 수 있다.17, the
이때, 필터(1200)와 상판채널(1127)이 형성된 상판(1120) 일부위 사이에는, 접착을 위한 접착부가 형성될 수 있다. 그리고, 액체와 필터(1200)의 접촉을 위해 상판채널(1120)의 형성과 동일한 타공부가 형성될 수 있다. 또한, 접착부는, 양면테이프로 형성될 수 있다At this time, a bonding portion for bonding may be formed between a portion of the
이하, 믹서(1300)에서의 믹싱(mixing) 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a mixing method in the
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 믹서(1300)의 단면도이다.18 is a cross-sectional view of a
(도18의 화살표는 액체의 유동 경로를 의미한다.)(The arrow in Fig. 18 indicates the flow path of the liquid).
도 18에서 보는 바와 같이, 채널판(1110)을 통해 유동하는 액체는, 채널판(1110)의 유로 일측인 채널판믹서홀의 일측(1111-a)으로부터 하나의 상판믹서홀(1121-a)을 통해 하나의 상판믹서홀(1121-a)과 연결된 믹서판홀(1311)로 유동한 후, 해당 믹서판홀(1311)로부터 다른 상판믹서홀(1121-b)을 통해 채널판(1220)의 유로 타측인 채널판믹서홀의 타측(1111-b)으로 유동할 수 있다. 이 때, 상판믹서홀(1122)은 십자형, 일자형 등 소정의 형상으로 타공될 수 있고, 이러한 상판믹서홀(1122)을 통과하면서 유동하는 액체는 와류(turbulenece) 운동을 할 수 있다. 18, the liquid flowing through the
여기서, 도 18에서 보는 바와 같이, 하나의 상판믹서홀(1121), 이러한 상판믹서홀(1121)에 대응하는 믹서판홀(1311) 및 하나의 상판믹서홀(1121)에 대응하는 채널판믹서홀(1111)이 결합하여 와류공간(1230)이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 와류공간(1140)은 하나 이상이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 18, one upper
액체가 유동하는 경우, 액체가 혼성화유로(1112)보다 믹서(1300)를 먼저 통과하도록 믹서(1300)가 위치할 수 있다. 믹서(1300)에서는 혼합을 위한 와류 운동이 복수 회 수행되고, 이에 따라 기포 발생이 증가할 수 있다. 생성된 기포를 효율적으로 제거하여 실험 또는 검사하기 위해서 액체가 혼성화유로(1112)보다 믹서(1300)를 먼저 통과하도록 믹서(1300)가 위치할 수 있다. When the liquid flows, the
도 11에서의 채널판믹서홀(1111)를 참조하여 보는 바와 같이, 와류공간(1140)은 2열로 배열될 수 있고, 도 11 우측의 와류공간(1140)은 일측열에 위치하는 것으로서 타측열의 와류공간(1140)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 화살표가 상향으로 표시되어 타측열의 와류공간(1140)으로 유동하는 액체를 표시할 수 있다.11, the
본 발명의 실시 예에서는, 상판믹서홀(1121)가 십자형, 일자형 등으로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.In the embodiment of the present invention, it is explained that the upper
이하, 본 발명의 랩온어칩(1000)용 밸브의 작동 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation method of the valve for the lab-on-a-chip 1000 according to the present invention will be described.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 밸브부(1400)의 단면도이다.19 is a sectional view of a
도 19의 (a)는 밸브커버(1420)를 가압하지 않은 상태에 대한 도면이고, 도6의 (b)는 밸브커버(1420)를 가압한 상태에 대한 도면이다. (화살표는 액체의 유동 여부 상태를 나타내고 있다.)Fig. 19 (a) is a view showing a state in which the
먼저, 판독용액이 유입될 수 있다. First, a readout solution can be introduced.
도 19의 (a)에서 보는 바와 같이, 유입된 판독용액은 유로단절구간(1115)에 이르러 제1상판홀(1122-a)을 통과하여 제1밸브판홀(1411-a)로 유동할 수 있다. 그리고, 판독용액은, 밸브유입유로(1113)에 제공되는 압력에 의해, 제1밸브판홀(1411-a)로부터 제2상판홀(1122-b)을 통과하여 다시 유로로 유동할 수 있다.As shown in FIG. 19 (a), the introduced read solution may flow to the first valve plate hole 1411-a through the first top plate hole 1122-a by reaching the flow
이 때, 도 19의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1밸브판홀(1411-a)과 제2상판홀(1122-b) 상에 위치한 밸브커버(1420) 부위를 제1가압봉(2610) 또는 제2가압봉(2620)으로 가압하면, 밸브유입유로(1113)로 유입된 판독용액은 유로단절구간(1115)에서 정지하게 될 수 있다.19B, the portion of the
그리고, 제1밸브판홀(1411-a) 과 제2상판홀(1122-b) 상에 위치한 밸브커버(1420) 부위에 대한 가압을 해제하면, 유입된 판독용액은 유로단절구간(1115) 이 후의 유로로 유동이 가능할 수 있다.When the pressurization of the
본 발명의 실시예에서는, 밸브커버(1420)에 대한 가압 부위가 제1밸브판홀(1411-a) 과 제2상판홀(1122-b) 상에 위치한 밸브커버(1420) 부위라고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1밸브판홀(1411-a) 과 제1상판홀(1122-a) 상에 위치한 밸브커버(1420) 부위에 가압을 수행할 수도 있다.Although the pressing portion of the
제2밸브판홀(1411-b), 제3상판홀(1122-c) 및 제4상판홀(1122-d)에서도 동일한 원리로 유로가 제어될 수 있다. The flow path can be controlled on the same principle in the second valve plate hole 1411-b, the third upper plate hole 1122-c, and the fourth upper plate hole 1122-d.
이하, 본 발명의 랩온어칩(1000)을 이용한 유전자 판독 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a gene reading method using the lab-on-
유전자 판독의 목적이 되는 타겟 DNA를 포함하며 중합효소 연쇄반응 과정과 다른 액체와의 혼합 과정을 수행한 판독 목적 액체는, 판독부(1500)를 통과하며 유전자 판독될 수 있다.The target liquid containing the target DNA for the purpose of gene reading, which has undergone the polymerase chain reaction process and the mixing process with another liquid, can be read through the
이를 위해, 먼저, 워킹전극(1523)에 프로브 DNA를 미리 심어놓을 수 있다. To do this, the probe DNA may be preliminarily planted on the working
유동 중인 판독 목적 액체는, 판독유로(1511)를 지나면서 판독판(1520)의 카운터전극(1521) 및 워킹전극(1523)에 접촉할 수 있다. The reading target liquid in flow can contact the
이때, 어느 하나의 워킹전극(1523)에 있으며 타겟 DNA와 결합 가능한 프로브 DNA와 판독 목적 액체의 타겟 DNA가 결합할 수 있다. 이와 같은 결합에 의해, 판독판(1520)의 각 전극에 대한 전류 값은 변화하게 되고, 이러한 변화 정도를 나타내는 신호레벨에 따라, 판독 목적 액체의 타겟 DNA 종류를 판독할 수 있다.At this time, the probe DNA which is present on any one of the working
이하, 본 발명의 유전자 판별 장치의 각 구성요소에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, each component of the gene discrimination apparatus of the present invention will be described.
도 3 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유전자 판별 장치는, 상부면에 동작기구모듈(2000)이 설치되는 틀부상판(5110), 상부면에 용액공급모듈(3000)과 혼성화모듈(4000) 및 제어부(6000)가 설치되는 틀부하판(5120), 및 틀부상판(5110)의 하부면과 틀부하판(5120)의 상부면에 결합하는 틀부기둥(5130)을 구비하는 틀부(5100)를 더 포함할 수 있다.3 to 7, the gene discrimination apparatus of the present invention includes a
그리고, 골격이 되는 틀부(5100)를 케이스(5200)가 결합하여 본 발명의 유전자 판별 장치가 형성될 수 있다. In addition, the
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작기구모듈(2000)의 사시도이고, 도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작기구모듈(2000)의 평면도이며, 도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작기구모듈(2000)에 대한 이미지이다. 그리고, 도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버부(2300)가 열린 상태의 동작기구모듈(2000)에 대한 사시도이다.FIG. 20 is a perspective view of an
도 20 내지 도 23에서 보는 바와 같이, 동작기구모듈(2000)은, 트레이(2200)를 커버하는 커버부(2300), 커버부(2300)와 결합하고 랩온어칩(1000)에 열에너지를 제공하는 열제공부(2400), 커버부(2300)와 결합하고 팬을 회전시켜 랩온어칩(1000)을 냉각시키는 냉각부(2500), 랩온어칩(1000)에 유입된 판독용액의 흐름을 제어하도록 랩온어칩(1000)에 구비된 밸브부(1400)를 가압 또는 가압 해제하는 밸브가압부(2600), 및 혼성화모듈(4000)로부터 전달 받은 판독용액을 랩온어칩(1000)에 공급하는 판독용액공급구(2800),를 더 구비할 수 있다. 20-23, the
(상기된 랩온어칩(1000)의 설명에서, 열판부는, 열제공부(2400) 또는 냉각부(2500)를 포함할 수 있다.)(In the above description of the lab-on-
커버부(2300)는 틀부상판(5110) 또는 케이스(5200) 상부면과 힌지 결합이 되고, 이에 따라, 힌지를 중심으로 회전하여 트레이(2200)에 대해 열고 닫을 수 있다. 커버부(2300)를 닫으면, 챔버(1116)가 형성된 랩온어칩(1000)의 외면에 열제공부(2400)가 접촉하고, 밸브가압부(2600)는 밸브부(1400) 상에 위치하며, 판독용액공급구(2800)는 제1유입부와 연결되어 랩온어칩(1000)에 판독용액을 공급할 준비를 할 수 있다. 그리고, 냉각부(2500)는 열제공부(2400)의 상단에 결합하여, 열제공부(2400)가 열에너지를 제공하지 않는 경우 팬으로 공냉을 수행할 수 있다. The
여기서, 열제공부(2400)는 펠티어소자 또는 열선으로 형성될 수 있다. Here, the
밸브가압부(2600)는, 밸브부(1400)의 일 부위에 대한 가압 또는 가압 해제를 수행하는 제1가압봉(2610), 밸브부(1400)의 다른 부위에 대한 가압 또는 가압 해제를 수행하는 제2가압봉(2620), 및 제1가압봉(2610) 또는 제2가압봉(2620)을 선택적으로 작동시키는 가압작동부,를 구비할 수 있다. The
가압작동부는 제1가압봉(2610)을 직선 운동시키는 제1가압액추에이터 및 제2가압봉(2620)을 직선 운동시키는 제2가압액추에이터를 구비할 수 있다. 그리고, 제1가압봉(2610)은 제1밸브판홀 상에 위치하고, 제2가압봉(2620)은 제2밸브판홀 상에 위치할 수 있다. The pressure actuating portion may include a first pressure actuator for linearly moving the
먼저 판독용액이 랩온어칩(1000)의 챔버(1116) 내로 유입되는 경우, 제1가압봉(2610)은 제1밸브판홀에 대한 가압 해제 상태를 유지하고, 제2가압봉(2620)은 제2밸브판홀에 대해 가압을 수행할 수 있다. 그리고, 챔버(1116) 내에 판독용액이 저장되면 제1가압봉(2610)이 제1밸브판홀에 대해 가압을 수행하고, 챔버(1116) 내 판독용액에 대한 중합효소 연쇄반응 (PCR)이 수행될 수 있다. First, when the read-out solution flows into the
그 후, 중합효소 연쇄반응 후, 제2가압봉(2620)이 제2밸브판홀에 대해 가압 해제되고 유전자 증폭된 상태의 판독용액이 유로를 따라 워셔액 및 버퍼액과 혼합되며 판독부(1500)로 유동할 수 있다. Thereafter, after the polymerase chain reaction, the
중합효소 연쇄반응 수행 중에 열제공부(2400)는 챔버(1116) 내로 열에너지를 제공할 수 있다. 그리고, 열제공부(2400)에는 온도센서가 구비될 수 있다. 온도센서는 챔버(1116)의 온도를 실시간으로 센싱하여 제어부(6000)로 전달하며, 제어부(6000)는 센싱된 챔버(1116)의 온도를 이용하여 열제공부(2400)에 대한 온도 제어를 수행할 수 있다. During the polymerase chain reaction, the thermal treatment (2400) can provide thermal energy into the chamber (1116). The
상기의 설명에서는 열제공부(2400)가 커버부(2300)와 결합하고 랩온어칩(1000)에 접촉하여 열에너지를 제공한다고 하였으나, 도 5에서 보는 바와 같이, 열제공부(2400)는 틀부상판(5110)에 결합하여 챔버(1116)에 대해 열에너지를 제공할 수 있다. 그리고, 틀부상판(5110)과 결합한 열제공부(2400)에 냉각부(2500)가 결합할 수 있다. In the above description, the
제1가압봉(2610)과 제2가압봉(2620) 각각에는 볼베어링(2630)이 구비되어, 가압 시 볼베어링(2630)이 완충 작용을 수행할 수 있다. Each of the first
유전자판독부(2100)는, 랩온어칩(1000) 내부를 유동하는 용액에 통전하도록 랩온어칩(1000)에 구비된 전극부에 접촉하는 검지전극부(2110), 검지전극부(2110)에 의해 감지된 전류의 변화 값을 측정하고 변화신호를 제어부(6000)에 전달하는 변화측정부(2120),를 구비할 수 있다. The
유전자판독부(2100)에 의해 유전자에 대한 전기화학 판독이 수행되는 원리는, 상기된 랩온어칩(1000)에 대한 설명 중 전기화학 판독에 대한 사항과 동일할 수 있다. The principle in which the electrochemical reading of the gene is performed by the
커버부(2300)가 닫히면 검지전극부(2110)는 랩온어칩(1000)에 구비된 카운터전극(1521)과 레퍼런스전극(1522)에 접촉하고, 각각의 전극에 대해 통전 시 검지전극부(2110)는 전류의 변화를 변화측정부(2120)에 전달할 수 있다. 그 후, 변화측정부(2120)는 전류의 변화를 신호화한 변화신호를 제어부(6000)로 전달하고, 제어부(6000)는 변화신호를 분석하여 판독용액 속 유전자의 종류를 판별할 수 있다. 이 때, 제어부(6000)에는 유전자 판별의 기준이 되는 기준 유전자 정보가 입력되어, 판독용액의 유전자와 기준 유전자 정보를 비교하여 매칭 여부로 판독용액의 유전자 정보를 판별할 수 있다. When the
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유전자판독부(2100)에 대한 이미지이고, 도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1가압봉(2610) 및 제2가압봉(2620)에 대한 정면도이며, 도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주사부와 위치조정부(3200)에 대한 사시도이다.FIG. 24 is an image of the
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀대조정부에 대한 사시도이고, 도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주사부에 대한 실시 이미지이다.FIG. 27 is a perspective view of a plunger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 28 is an image of a scan unit according to an embodiment of the present invention.
도 24 내지 도 28에서 보는 바와 같이, 용액공급모듈(3000)은, 랩온어칩(1000)에 워셔액을 공급하는 제1주사부(3110), 랩온어칩(1000)에 버퍼액을 공급하는 제2주사부(3120), 랩온어칩(1000)으로부터 배출되는 배출액을 유동시켜 저장하는 배출액저장부(3130), 제1주사부(3110), 제2주사부(3120) 및 배출액저장부(3130)의 위치를 조정하는 위치조정부(3200), 및 제1주사부(3110)의 밀대 또는 제2주사부(3120)의 밀대를 선택적으로 가압하여 이동시키는 밀대이동부(3300),를 구비할 수 있다. 24 to 28, the
위치조정부(3200)에 의해 각각의 주사부가 랩온어칩(1000)에 근접할 수 있고, 제1주사부(3110)의 바늘은 제2유입부의 캡을 통과하여 유로에 워셔액을 공급하고, 제2주사부(3120)의 바늘은 제3유입부의 캡을 통과하여 유로에 버퍼액을 공급하며, 배출액저장부(3130)의 바늘은 배출부의 캡을 통과하여 판독부를 통과한 판독용액이 통과하여 저장되도록 할 수 있다. The
제어부(6000)의 제어에 의해, 밀대이동부(3300)는 제1주사부(3110)의 밀대와 제2주사부(3120)의 밀대를 순차적으로 가압하고, 이에 따라, 제1주사부(3110)로부터 랩온어칩(1000) 유로로 워셔액이 공급된 후, 제2주사부(3120)로부터 랩온어칩(1000) 유로로 버퍼액이 공급될 수 있다. The pushing
위치조정부(3200)는, 제1주사부(3110), 제2주사부(3120) 및 배출액저장부(3130)와 결합하여 지지하는 지지대(3210), 지지대(3210)와 결합하고, 지지대(3210)가 상하이동하도록 가이드하는 지지대가이드부(3220), 및 지지대(3210)와 결합하고, 지지대(3210)가 상하이동하도록 동력을 제공하는 지지대구동부(3230),를 구비할 수 있다. The
지지대구동부(3230)는, 지지대(3210)와 결합하고 일부위에 나사산이 형성되어 있는 제1랙기어(3231), 제1랙기어(3231)와 이격되어 지지대가이드부(3220)에 고정되게 설치되며 제1랙기어(3231)의 나사산과 마주보도록 나사산이 형성되는 제2랙기어(3232) 및, 제1랙기어(3231)와 제2랙기어(3232)에 치합하여 회전하고 회전 시 제1랙기어(3231)와 지지대(3210)를 직선 왕복 운동시키는 위치조정모터부(3233)를 구비할 수 있다.The supporting
위치조정부(3200)는 제1위치센서를 구비하고, 지지대(3210)의 위치를 센싱하여 제어부(6000)로 전달할 수 있다. 제어부(6000)는, 커버부(2300)가 닫히고 스위치가 온(on) 상태로 된 후, 위치조정부(3200)를 작동시켜 각각의 주사부가 직선 운동을 수행하여 랩온어칩(1000)에 연결되도록 제어할 수 있다.The
위치조정부(3200)는 틀부하판(5120)에 고정되어 설치될 수 있으며, 이 때, 지지대가이드부(3220)와 틀부하판(5120) 사이에 받침부(3240)가 결합하여 지지대가이드부(3220)가 지지될 수 있다. The
밀대이동부(3300)는, 제1주사부(3110)의 밀대를 가압하여 이동시키는 제1밀대가압부(3310), 제2주사부(3120)의 밀대를 가압하여 이동시키는 제2밀대가압부(3320), 제1밀대가압부의 몸체(3311)를 관통하면서 나사 결합하고, 회전하여 제1밀대가압부(3310)를 이동시키는 제1이송스크류(3330), 제2밀대가압부의 몸체(3321)를 관통하면서 나사 결합하고, 회전하여 제2밀대가압부(3320)를 이동시키는 제2이송스크류(3340), 및 제1이송스크류(3330)와 제2이송스크류(3340)를 회전시키는 스크류모터부(3400),를 구비할 수 있다. The
제1이송스크류(3330)와 제2이송스크류(3340)는 외주면에 수나사산이 형성되고, 제1밀대가압부의 몸체(3311) 관통부와 제2밀대가압부의 몸체(3321) 관통부에는 암나사산이 형성되어, 제1이송스크류(3330)의 수나사산과 제1밀대가압부의 몸체(3311) 관통부의 암나사산이 치합하고, 제2이송스크류(3340)의 수나사산과 제2밀대가압부의 몸체(3321) 관통부의 암나사산이 치합할 수 있다. The first conveying
그리고, 제1이송스크류(3330)의 회전에 의해 제1밀대가압부(3310)가 직선 왕복 운동을 수행하고, 제2이송스크류(3340)의 회전에 의해 제2밀대가압부(3320)가 직선 왕복 운동을 수행할 수 있다. 이 때, 스크류모터부(3400)는 제1이송스크류(3330)를 회전시키는 제1스크류모터 및 제2이송스크류(3340)를 회전시키는 제2스크류모터를 구비하고, 제어부(6000)는 각각의 스크류모터를 제어하여 제1밀대가압부(3310) 또는 제2밀대가압부(3320) 중 하나를 선택적으로 운동시킬 수 있다. The first
밀대이동부(3300)에는 제2위치센서가 구비될 수 있다. 제2위치센서는 제1밀대가압부(3310) 또는 제2밀대가압부(3320)의 위치를 센싱하고, 각각의 밀대가압부의 위치를 제어부(6000)로 전달할 수 있다. And a second position sensor may be provided on the
여기서, 제1밀대가압부(3310)의 위치 변화로 제1주사부(3110)에 의한 워셔액 공급량을 판단할 수 있고, 제2밀대가압부(3320)의 위치 변화로 제2주사부(3120)에 의한 버퍼액 공급량을 판단할 수 있으므로, 제어부(6000)에 의한 밀대이동부(3300)의 작동으로 워셔액 공급량 및 버퍼액 공급량을 제어할 수 있다. The amount of the washer fluid supplied by the
혼성화모듈(4000)은, 유전자가 포함된 최초용액이 한 종류 이상 공급되고, 최초용액의 산성도 또는 염도를 조절하는 조절용액이 공급되어, 혼성화가 수행되며 판독용액이 생성되는 혼성화저장부(4100), 혼성화저장부(4100)와 연결된 가압실린더(4210)를 구비하고 가압실린더(4210)와 결합한 가압피스톤(4220)의 이동으로 내부의 최초용액을 가압하는 가압실린더부(4200), 가압피스톤(4220)과 결합하여 가압피스톤(4220)을 이동시키는 피스톤이동부(4300), 및 피스톤이동부(4300)와 연결되어 피스톤이동부(4300)가 직선 왕복 운동하도록 하는 직선이동모터(4400),를 구비할 수 있다. The
직선이동모터(4400)은 연결바(4500)에 의해 피스톤이동부(4300)와 연결될 수 있으며, 직선이동모터(4400)가 피스톤이동부(4300)를 직선 왕복 운동시키면, 이에 따라 피스톤이동부(4300)에 결합한 가압피스톤(4220)이 직선 왕복 운동할 수 있다.The
혼성화저장부(4100)로부터 배출된 판독용액은 신축성 있는 관을 통해 판독용액공급구(2800)로 유동할 수 있다. The readout solution discharged from the
최초용액에는 복수 종류의 유전자 혼합되어 있을 수 있고, 본 발명의 유전자 판별 장치는 복수 종류의 유전자에 대한 판독을 수행할 수 있다. A plurality of types of genes may be mixed in the initial solution, and the gene discrimination apparatus of the present invention can perform reading of a plurality of kinds of genes.
유전자 판독의 정확성을 향상시키기 위해 최초용액의 산성도 또는 염도를 조절할 수 있으며, 혼성화저정부에 저장된 최초용액에 산성도 또는 염도를 조절하는 조절용액을 추가로 공급할 수 있다. 최초용액과 조절용액이 혼합하여 판독용액이 형성될 수 있다. The acidity or salinity of the initial solution can be adjusted to improve the accuracy of the gene reading, and the initial solution stored in the hybridization depressant can be additionally supplied with a control solution to adjust the acidity or salinity. A readout solution may be formed by mixing the initial solution with the control solution.
혼성화모듈(4000)은, 피스톤이동부(4300)의 위치 변화를 센싱하는 제3위치센서 및 혼성화저장부(4100) 내부의 압력 변화를 센싱하는 압력센서를 구비할 수 있다. 그리고, 제3위치센서와 압력센서는 센싱한 정보를 제어부(6000)로 전달할 수 있다.The
피스톤이동부(4300)의 위치 변화로 판독용액의 공급량을 연산할 수 있고, 혼성화저장부(4100) 내부의 압력에 의해 랩온어칩(1000)의 제1유입부로 유입되는 판독용액의 압력을 연산할 수 있어, 제어부(6000)는 판독용액의 공급량과 압력을 제어할 수 있다.The pressure of the reading solution flowing into the first inlet of the lab-on-
본 발명의 유전자 판별 장치는, 각각 다른 형상인 복수 개의 판재를 적층시켜 형성하고, 복수 종류의 용액이 유입과 혼합 및 배출되는 랩온어칩(1000); 랩온어칩(1000)을 상부면에 고정시키는 트레이(2200), 및 랩온어칩(1000)에 유입된 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하는 유전자판독부(2100)를 구비하는 동작기구모듈(2000); 트레이(2200)의 하부면 방향에 위치하고, 복수 개의 주사부를 구비하며, 복수 개의 주사부 각각을 작동시켜 랩온어칩(1000)에 용액을 공급하는 용액공급모듈(3000); 판독대상이 되는 판독용액을 생성하고, 판독용액을 동작기구모듈(2000)에 전달하여 판독용액이 랩온어칩(1000)에 제공되도록 하는 혼성화모듈(4000); 판독용액이 랩온어칩(1000)에 공급되고, 복수 개의 주사부 각각에 저장된 용액이 랩온어칩(1000)에 공급되어, 판독용액 내 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하도록, 동작기구모듈(2000)와 용액공급모듈(3000) 및 혼성화모듈(4000)에 대해 제어를 수행하는 제어부(6000), 및 유전자판독부(2100)에서 수행한 전기화학 판독 결과를 화면에 표시하는 디스플레이부(5210),를 포함할 수 있다. The gene discrimination apparatus of the present invention comprises: a lab-on-a-chip 1000 formed by laminating a plurality of plate materials having different shapes, wherein a plurality of kinds of solutions are introduced, mixed, and discharged; An
본 발명의 유전자 판별 장치는, 유전자판독부(2100)에서 수행한 전기화학 판독 결과를 저장하는 메모리부, 및 유전자판독부(2100)에서 수행한 전기화학 판독 결과를 외부 전자기기로 전달하는 무선통신부,를 더 포함할 수 있다. The gene discrimination apparatus of the present invention includes a memory unit for storing the electrochemical readout result performed by the
외부 전자기기는 스마트폰, 테블릿PC, 컴퓨터 및 영상기기 중 어느 하나 이상의 전자기기일 수 있다. The external electronic device may be any one or more of a smart phone, a tablet PC, a computer, and a video device.
유전자에 대한 전기화학 판독 결과는 디스플레이부(5210)에 수치 또는 그래프로 표현될 수 있으며, 제어부(6000)에 저장된 기존 유전자 정보와 판독용액의 유전자 정보의 매칭 정보가 표현될 수 있다. The electrochemical readout result for the gene can be expressed in numerical or graphical form on the
상기와 같은 디스플레이부(5210)에 표현되는 정보는 메모리부에 전부 저장되어, 본 발명의 유전자 판별 장치에 USB장치를 삽입하는 경우, 메모리부에 저장된 정보를 USB장치로 전달할 수 있다.When the USB device is inserted into the gene discrimination apparatus of the present invention, the information stored in the memory unit can be transmitted to the USB device.
또한, 메모리부에 저장된 정보는 데이터화되어 있으며, 데이터화된 유전자 판독 정보는 무선통신부를 통해 무선으로 상기와 같은 전자기기에 전달될 수 있다. 그리고, 상기와 같은 무선 정보 전달은 실시간으로 수행될 수 있다. In addition, the information stored in the memory unit is data-converted, and the genetically-read information of the data can be wirelessly transmitted to the electronic device through the wireless communication unit. The above-mentioned wireless information transmission can be performed in real time.
이하, 본 발명의 유전자 판별 장치를 이용한 유전자 판별 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a gene discrimination method using the gene discrimination apparatus of the present invention will be described.
첫째 단계에서, 트레이(2200)에 랩온어칩(1000)을 고정시킬 수 있다. In a first step, the lab-on-a-chip 1000 may be secured to the
이 때, 제2유입부, 제3유입부 및 배출부가 트레이(2200)를 향하도록 랩온어칩(1000)을 위치시킬 수 있다. On this occasion, the lab-on-a-chip 1000 can be positioned so that the second inlet, the third inlet, and the outlet are facing the
둘째 단계에서, 동작기구모듈(2000)의 커버부(2300)를 트레이(2200)에 밀착시켜 판독용액공급구(2800)가 랩온어칩(1000)의 제1유입부에 연결될 수 있다. In the second step, the
셋째 단계에서, 복수 개의 주사부가 이동하여, 제1주사부(3110)가 랩온어칩(1000)의 제2유입부에 연결되고, 제2주사부(3120)가 랩온어칩(1000)의 제3유입부에 연결되며, 배출액저장부(3130)가 랩온어칩(1000)의 배출부에 연결될 수 있다. On the other hand, in the third step, the plurality of scanning units move so that the
넷째 단계에서, 혼성화모듈(4000)로부터 배출된 판독용액이 판독용액공급구(2800)를 거쳐 제1유입부로 유동할 수 있다. In the fourth stage, the readout solution discharged from the
다섯째 단계에서, 판독용액이 랩온어칩(1000) 내부에서 유동 정지하고 동작기구모듈(2000)에 구비된 열제공부(2400)로부터 열에너지를 제공받아 중합효소 연쇄반응 (PCR)이 수행될 수 있다. 중합효소 연쇄반응 종료 후 냉각부(2500)가 랩온어칩(1000)에 대한 냉각을 수행할 수 있다. In the fifth step, the PCR solution can be performed by stopping the flow of the reading solution inside the lab-on-
여섯째 단계에서, 다섯째 단계가 수행된 판독용액이 유전자판독부(2100)와 연결되는 랩온어칩(1000)의 전극부를 통과하여 전기화학 판독이 수행될 수 있다. In the sixth step, the read-out solution in which the fifth step has been performed may pass through the electrode portion of the lab-on-a-chip 1000 connected to the
여기서, 판독용액은 제1주사부(3110)에서 공급되는 워셔액 및 제2주사부(3120)에서 공급된느 버퍼액과 순차적으로 혼합되면서 유동하여 전극부로 유동할 수 있다. Here, the read solution may flow sequentially while being mixed with the washer liquid supplied from the
일곱째 단계에서, 유전자판독부(2100)에서 수행한 전기화학 판독 결과가 표시될 수 있다. In the seventh step, the electrochemical readout performed by the
본 발명의 유전자 판별 장치를 이용하여 어종이 판별된 어류를 상기 어류와 매칭된 저장소로 이동시키는 것을 특징으로 하는 어종 분류 이송 시스템이 제공될 수 있다. The fish species classification and transfer system may be provided, wherein the fish identified by the fish species is moved to a storage matched with the fish using the gene discrimination apparatus of the present invention.
판별 대상이 되는 어류인 판단대상 어류가 컨베이어 밸트에 의해 본 발명의 유전자 판별 장치가 설치된 판별섹션으로 이동할 수 있다. 그리고, 본 발명의 유전자 판별 장치를 이용하여 판단대상 어류의 어종을 판별하고, 판단대상 어류에 바코드를 부착할 수 있다. 바코드가 부착된 판단대상 어류는 다시 컨베이어 밸트에 의해 분류섹션으로 이동하고, 분류섹션에서 판단대상 어류와 매칭되는 저장소로 이동하여 저장될 수 있다. The fish to be judged, which is the fish to be discriminated, can move to the discriminating section provided with the gene discriminating apparatus of the present invention by the conveyor belt. Then, the fish species of the fish to be judged can be discriminated by using the gene discrimination apparatus of the present invention, and the bar code can be attached to the fish to be judged. The fish to be judged to which the bar code is attached moves again to the classification section by the conveyor belt, and can be moved to and stored in a storage matching the fish to be judged in the classification section.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
1000 : 랩온어칩
1100 : 채널부 1110 : 채널판
1111 : 채널판믹서홀 1112 : 채널판혼성채널
1113 : 밸브유입유로 1114 : 밸브배출유로
1115 : 유로단절구간 1116 : 챔버
1117 : 열전달방지타공부 1120 : 상판
1121 : 상판믹서홀 1122 : 상판홀
1122-a : 제1상판홀 1122-b : 제2상판홀
1122-c : 제3상판홀 1122-d : 제4상판홀
1123 : 제1유입부 1124 : 제2유입부
1125 : 제3유입부 1126 : 배출부
1127 : 상판채널 1130 : 하판
1140 : 와류공간 1150 : 캡
1200 : 필터 1300 : 믹서
1310 : 믹서판 1311 : 믹서판홀
1320 : 믹서커버 1400 : 밸브부
1410 : 밸브판 1411 : 밸브판홀
1411-a : 제1밸브판홀 1411-b : 제2밸브판홀
1420 : 밸브커버 1500 : 판독부
1510 : 판독유로판 1511 : 판독유로
1520 : 판독판 1521 : 카운터전극
1522 : 레퍼런스전극 1523 : 워킹전극
2000 : 동작기구모듈
2100 : 유전자판독부 2110 : 검지전극부
2120 : 변화측정부 2200 : 트레이
2300 : 커버부 2400 : 열제공부
2500 : 냉각부 2600 : 밸브가압부
2610 : 제1가압봉 2620 : 제2가압봉
2630 : 볼베어링 2800 : 판독용액공급구
3000 : 용액공급모듈
3110 : 제1주사부 3120 : 제2주사부
3130 : 배출액저장부 3200 : 위치조정부
3210 : 지지대 3220 : 지지대가이드부
3230 : 지지대구동부 3231 : 제1랙기어
3232 : 제2랙기어 3233 : 위치조정모터부
3240 : 받침부 3300 : 밀대이동부
3310 : 제1밀대가압부 3311 : 제1밀대가압부의 몸체
3320 : 제2밀대가압부 3321 : 제2밀대가압부의 몸체
3330 : 제1이송스크류 3340 : 제2이송스크류
3400 : 스크류모터부
4000 : 혼성화모듈
4100 : 혼성화저장부 4200 : 가압실린더부
4210 : 가압실린더 4220 : 가압피스톤
4300 : 피스톤이동부 4400 : 직선이동모터
4500 : 연결바
5100 : 틀부 5110 : 틀부상판
5120 : 틀부하판 5130 : 틀부기둥
5200 : 케이스 5210 : 디스플레이부
5220 : 커버부케이스 5230 : 보관부
6000 : 제어부 1000: lab-on-a-chip
1100: channel portion 1110: channel plate
1111: Channel plate mixer hole 1112: Channel plate mixed channel
1113: valve inlet flow path 1114: valve discharge flow path
1115: Interruption interval 1116: Chamber
1117: Heat transfer prevention tread 1120: Top plate
1121: top plate mixer hole 1122: top plate hole
1122-a: first upper plate hole 1122-b: second upper plate hole
1122-c: third upper plate hole 1122-d: fourth upper plate hole
1123: first inlet portion 1124: second inlet portion
1125: third inlet portion 1126: outlet portion
1127: upper plate channel 1130: lower plate
1140: vortex space 1150: cap
1200: filter 1300: mixer
1310: Mixer plate 1311: Mixer plate hole
1320: Mixer cover 1400:
1410: valve plate 1411: valve plate hole
1411-a: first valve plate hole 1411-b: second valve plate hole
1420: valve cover 1500:
1510: Reading channel plate 1511:
1520: reading plate 1521: counter electrode
1522: reference electrode 1523: working electrode
2000: motion mechanism module
2100: gene reading unit 2110: detecting electrode unit
2120: Change measuring part 2200: Tray
2300: cover part 2400:
2500: Cooling section 2600:
2610: first pressure bar 2620: second pressure bar
2630: ball bearing 2800: reading solution supply port
3000: solution supply module
3110: first scanning section 3120: second scanning section
3130: discharge liquid storage part 3200: position adjustment part
3210: Support base 3220: Support base guide part
3230: Supporting rod guide 3231: First rack gear
3232: second rack gear 3233: positioning motor section
3240: Support part 3300:
3310: first pushing portion 3311: first pushing portion body
3320: second pushing portion 3321: second pushing portion body
3330: first feed screw 3340: second feed screw
3400: screw motor section
4000: Hybridization module
4100: hybridization storage section 4200: pressure cylinder section
4210: pressure cylinder 4220: pressure piston
4300: Piston moving part 4400: Linear moving motor
4500: Connection bar
5100: frame part 5110: frame floating board
5120: frame load plate 5130: frame column
5200: Case 5210:
5220: cover part case 5230: storage part
6000:
Claims (15)
상기 랩온어칩을 상부면에 고정시키는 트레이, 및 상기 랩온어칩에 유입된 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하는 유전자판독부를 구비하는 동작기구모듈;
상기 트레이의 하부면 방향에 위치하고, 복수 개의 주사부를 구비하며, 상기 복수 개의 주사부 각각을 작동시켜 상기 랩온어칩에 용액을 공급하는 용액공급모듈;
판독대상이 되는 판독용액을 생성하고, 상기 판독용액을 상기 동작기구모듈에 전달하여 상기 판독용액이 상기 랩온어칩에 제공되도록 하는 혼성화모듈; 및
상기 판독용액이 상기 랩온어칩에 공급되고, 상기 복수 개의 주사부 각각에 저장된 용액이 상기 랩온어칩에 공급되어, 상기 판독용액 내 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하도록, 상기 동작기구모듈와 상기 용액공급모듈 및 상기 혼성화모듈에 대해 제어를 수행하는 제어부,를 포함하고,
상기 용액공급모듈은, 상기 랩온어칩에 워셔액을 공급하는 제1주사부, 상기 랩온어칩에 버퍼액을 공급하는 제2주사부, 상기 랩온어칩으로부터 배출되는 배출액을 유동시켜 저장하는 배출액저장부, 상기 제1주사부, 상기 제2주사부 및 상기 배출액저장부의 위치를 조정하는 위치조정부, 및 상기 제1주사부의 밀대 또는 상기 제2주사부의 밀대를 선택적으로 가압하여 이동시키는 밀대이동부,를 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
A lab-on-a-chip in which a plurality of plate materials having different shapes are laminated and a plurality of kinds of solutions are introduced, mixed, and discharged;
An operation mechanism module including a tray for fixing the lab-on-a-chip to an upper surface thereof, and a gene reading unit for performing electrochemical reading of genes introduced into the lab-on-a-chip;
A solution supply module located in a direction of a lower surface of the tray and having a plurality of scans, and supplying solution to the lab-on-a-chip by operating each of the plurality of scans;
A hybridization module that generates a reading solution to be read and transfers the reading solution to the operation mechanism module so that the reading solution is provided to the lab-on-a-chip; And
The read solution is supplied to the lab-on-a-chip and a solution stored in each of the plurality of scans is supplied to the lab-on-a-chip to perform an electrochemical readout of the genes in the read solution, And a control unit for performing control on the supply module and the hybridization module,
The liquid supply module includes a first scanning part for supplying a washer liquid to the lab-on-a-chip, a second scanning part for supplying a buffer solution to the lab-on-a-chip, a discharge A position adjusting section for adjusting a position of the liquid storage section, the first scanning section, the second scanning section, and the discharge liquid storage section, and a pushing rod for selectively pushing and pushing the plunger of the first scanning section or the plunger of the second scanning section And a gene coding region.
상기 동작기구모듈은,
상기 트레이를 커버하는 커버부,
상기 커버부와 결합하고 상기 랩온어칩에 열에너지를 제공하는 열제공부,
상기 커버부와 결합하고 팬을 회전시켜 상기 랩온어칩을 냉각시키는 냉각부,
상기 랩온어칩에 유입된 상기 판독용액의 흐름을 제어하도록 상기 랩온어칩에 구비된 밸브부를 가압 또는 가압 해제하는 밸브가압부, 및
상기 혼성화모듈로부터 전달 받은 상기 판독용액을 상기 랩온어칩에 공급하는 판독용액공급구,를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method according to claim 1,
The operation mechanism module includes:
A cover portion covering the tray,
A heating unit coupled to the cover unit and providing thermal energy to the lab-on-a-chip,
A cooling unit coupled to the cover unit and rotating the fan to cool the lab-on-a-chip,
A valve portion for pressing or releasing the valve portion provided in the lab-on-a-chip to control the flow of the read-out solution introduced into the lab-
And a read-out solution supply port for supplying the read-out solution transferred from the hybridization module to the lab-on-a-chip.
상기 밸브가압부는,
상기 밸브부의 일 부위에 대한 가압 또는 가압 해제를 수행하는 제1가압봉,
상기 밸브부의 다른 부위에 대한 가압 또는 가압 해제를 수행하는 제2가압봉, 및
상기 제1가압봉 또는 상기 제2가압봉을 선택적으로 작동시키는 가압작동부,를 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method of claim 2,
The valve-
A first pressurizing rod that pressurizes or pressurizes a portion of the valve unit,
A second pressure bar for performing pressurization or pressurization to other portions of the valve portion, and
And a pressure operating part for selectively operating the first pressure bar or the second pressure bar.
상기 유전자판독부는,
상기 랩온어칩 내부를 유동하는 용액에 통전하도록 상기 랩온어칩에 구비된 전극부에 접촉하는 검지전극부,
상기 검지전극부에 의해 감지된 전류의 변화 값을 측정하고 변화신호를 상기 제어부에 전달하는 변화측정부,를 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method according to claim 1,
The gene reading unit includes:
On chip, a detecting electrode portion contacting the electrode portion provided on the lab-on-a-chip to energize the solution flowing in the lab-
And a change measuring unit for measuring a change value of the current detected by the detection electrode unit and transmitting a change signal to the control unit.
상기 위치조정부는,
상기 제1주사부, 상기 제2주사부 및 상기 배출액저장부와 결합하여 지지하는 지지대,
상기 지지대와 결합하고, 상기 지지대가 상하이동하도록 가이드하는 지지대가이드부, 및
상기 지지대와 결합하고, 상기 지지대가 상하이동하도록 동력을 제공하는 지지대구동부,를 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method according to claim 1,
The position adjustment unit,
A support for supporting the first scan unit, the second scan unit, and the discharge liquid storage unit,
A support base guide portion coupled to the support base and guiding the support base to move up and down,
And a support pedestal driving unit coupled to the support pedestal and providing power to move the support pedestal up and down.
상기 밀대이동부는,
상기 제1주사부의 밀대를 가압하여 이동시키는 제1밀대가압부,
상기 제2주사부의 밀대를 가압하여 이동시키는 제2밀대가압부,
상기 제1밀대가압부의 몸체를 관통하면서 나사 결합하고, 회전하여 상기 제1밀대가압부를 이동시키는 제1이송스크류,
상기 제2밀대가압부의 몸체를 관통하면서 나사 결합하고, 회전하여 상기 제2밀대가압부를 이동시키는 제2이송스크류, 및
상기 제1이송스크류와 상기 제2이송스크류를 회전시키는 스크류모터부,를 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pusher-
A first pressing portion for pressing and moving the platen of the first scanning portion,
A second pressing portion for pressing and moving the platen of the second scanning portion,
A first conveying screw that passes through the body of the first pusher portion while being screwed and rotates to move the first pusher portion,
A second conveying screw which is screwed while passing through the body of the second presser portion and rotates to move the second presser portion,
And a screw motor unit for rotating the first conveying screw and the second conveying screw.
상기 혼성화모듈은,
유전자가 포함된 최초용액이 한 종류 이상 공급되고, 상기 최초용액의 산성도 또는 염도를 조절하는 조절용액이 공급되어, 혼성화가 수행되며 상기 판독용액이 생성되는 혼성화저장부,
상기 혼성화저장부와 연결된 가압실린더를 구비하고 가압실린더와 결합한 가압피스톤의 이동으로 상기 가압실린더 내부의 상기 판독용액을 가압하는 가압실린더부,
상기 가압피스톤과 결합하여 상기 가압피스톤을 이동시키는 피스톤이동부, 및
상기 피스톤이동부와 연결되어 상기 피스톤이동부가 직선 왕복 운동하도록 하는 직선이동모터,를 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method according to claim 1,
The hybridization module includes:
A hybridization storage unit in which one or more kinds of initial solutions containing genes are supplied and a control solution for controlling the acidity or salinity of the initial solution is supplied so that hybridization is performed,
A pressurizing cylinder portion having a pressurizing cylinder connected to the hybridization storing portion and pressurizing the readout solution in the pressurizing cylinder by movement of a pressurizing piston coupled with the pressurizing cylinder,
A piston moving in association with the pressure piston to move the pressure piston, and
And a linear motion motor connected to the piston to allow the piston to linearly reciprocate.
상부면에 상기 동작기구모듈이 설치되는 틀부상판, 상부면에 상기 용액공급모듈과 상기 혼성화모듈 및 상기 제어부가 설치되는 틀부하판, 및 상기 틀부상판의 하부면과 상기 틀부하판의 상부면에 결합하는 틀부기둥을 구비하는 틀부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method according to claim 1,
A bottom plate on which the operation mechanism module is installed on the upper surface, a frame load plate on which the solution supply module, the hybridization module, and the control unit are installed on the upper surface, And a frame part having a frame column which is coupled to the surface of the frame.
상기 랩온어칩을 상부면에 고정시키는 트레이, 및 상기 랩온어칩에 유입된 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하는 유전자판독부를 구비하는 동작기구모듈;
상기 트레이의 하부면 방향에 위치하고, 복수 개의 주사부를 구비하며, 상기 복수 개의 주사부 각각을 작동시켜 상기 랩온어칩에 용액을 공급하는 용액공급모듈;
판독대상이 되는 판독용액을 생성하고, 상기 판독용액을 상기 동작기구모듈에 전달하여 상기 판독용액이 상기 랩온어칩에 제공되도록 하는 혼성화모듈;
상기 판독용액이 상기 랩온어칩에 공급되고, 상기 복수 개의 주사부 각각에 저장된 용액이 상기 랩온어칩에 공급되어, 상기 판독용액 내 유전자에 대한 전기화학 판독을 수행하도록, 상기 동작기구모듈와 상기 용액공급모듈 및 상기 혼성화모듈에 대해 제어를 수행하는 제어부, 및
상기 유전자판독부에서 수행한 전기화학 판독 결과를 화면에 표시하는 디스플레이부,를 포함하고,
상기 용액공급모듈은, 상기 랩온어칩에 워셔액을 공급하는 제1주사부, 상기 랩온어칩에 버퍼액을 공급하는 제2주사부, 상기 랩온어칩으로부터 배출되는 배출액을 유동시켜 저장하는 배출액저장부, 상기 제1주사부, 상기 제2주사부 및 상기 배출액저장부의 위치를 조정하는 위치조정부, 및 상기 제1주사부의 밀대 또는 상기 제2주사부의 밀대를 선택적으로 가압하여 이동시키는 밀대이동부,를 구비하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
A lab-on-a-chip in which a plurality of plate materials having different shapes are laminated and a plurality of kinds of solutions are introduced, mixed, and discharged;
An operation mechanism module including a tray for fixing the lab-on-a-chip to an upper surface thereof, and a gene reading unit for performing electrochemical reading of genes introduced into the lab-on-a-chip;
A solution supply module located in a direction of a lower surface of the tray and having a plurality of scans, and supplying solution to the lab-on-a-chip by operating each of the plurality of scans;
A hybridization module that generates a reading solution to be read and transfers the reading solution to the operation mechanism module so that the reading solution is provided to the lab-on-a-chip;
The read solution is supplied to the lab-on-a-chip and a solution stored in each of the plurality of scans is supplied to the lab-on-a-chip to perform an electrochemical readout of the genes in the read solution, A control module for performing control on the supply module and the hybridization module, and
And a display unit for displaying the result of electrochemical reading performed by the gene reading unit on a screen,
The liquid supply module includes a first scanning part for supplying a washer liquid to the lab-on-a-chip, a second scanning part for supplying a buffer solution to the lab-on-a-chip, a discharge A position adjusting section for adjusting a position of the liquid storage section, the first scanning section, the second scanning section, and the discharge liquid storage section, and a pushing rod for selectively pushing and pushing the plunger of the first scanning section or the plunger of the second scanning section And a gene coding region.
상기 유전자판독부에서 수행한 전기화학 판독 결과를 저장하는 메모리부, 및
상기 유전자판독부에서 수행한 전기화학 판독 결과를 외부 전자기기로 전달하는 무선통신부,를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method of claim 10,
A memory unit for storing electrochemical readout results obtained by the gene reading unit, and
And a wireless communication unit for transmitting an electrochemical reading result of the gene reading unit to an external electronic device.
상기 외부 전자기기는 스마트폰, 테블릿PC, 컴퓨터 및 영상기기 중 어느 하나 이상의 전자기기인 것을 특징으로 하는 유전자 판별 장치.
The method of claim 11,
Wherein the external electronic device is at least one of a smart phone, a tablet PC, a computer, and a video device.
i) 상기 트레이에 상기 랩온어칩을 고정시키는 단계;
ii) 상기 동작기구모듈의 커버부를 상기 트레이에 밀착시켜 판독용액공급구가 상기 랩온어칩의 제1유입부에 연결되는 단계;
iii) 상기 복수 개의 주사부가 이동하여, 제1주사부가 상기 랩온어칩의 제2유입부에 연결되고, 제2주사부가 상기 랩온어칩의 제3유입부에 연결되며, 배출액저장부가 상기 랩온어칩의 배출부에 연결되는 단계;
iv) 상기 혼성화모듈로부터 배출된 상기 판독용액이 상기 판독용액공급구를 거쳐 상기 제1유입부로 유동하는 단계;
v) 상기 판독용액이 상기 랩온어칩 내부에서 유동 정지하고 상기 동작기구모듈에 구비된 열제공부로부터 열에너지를 제공받아 중합효소 연쇄반응 (PCR)이 수행되는 단계;
vi) 상기 v) 단계가 수행된 상기 판독용액이 상기 유전자판독부와 연결되는 상기 랩온어칩의 전극부를 통과하여 전기화학 판독이 수행되는 단계; 및
vii) 상기 유전자판독부에서 수행한 전기화학 판독 결과가 표시되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 방법.
A gene discrimination method using the gene discrimination apparatus according to claim 1,
i) securing the lab-on-a-chip to the tray;
ii) bringing the cover portion of the operating mechanism module into close contact with the tray so that a readout solution supply port is connected to the first inlet of the lab-on-a-chip;
on-the-fly chip, iii) the plurality of syringes move to connect the first scan portion to the second inlet of the lab-on-a-chip, the second scan portion to the third inlet of the lab- On-chip chip;
iv) flowing the readout solution discharged from the hybridization module through the readout solution supply port to the first inlet portion;
v) the reading solution is stopped from flowing inside the lab-on-a-chip, receiving thermal energy from the heat treatment provided in the operation mechanism module, and performing PCR;
vi) performing the electrochemical reading through the electrode portion of the lab-on-a-chip connected to the gene reading portion, wherein the reading solution in which the step v) is performed is performed; And
vii) displaying the result of electrochemical reading performed by the gene reading unit.
상기 vi) 단계에서, 상기 판독용액은 상기 제1주사부에서 공급되는 워셔액 및 상기 제2주사부에서 공급된느 버퍼액과 순차적으로 혼합되면서 유동하여 상기 전극부로 유동하는 것을 특징으로 하는 유전자 판별 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein in the step vi), the reading solution flows sequentially while mixing with the washer fluid supplied from the first scanning part and the buffer solution supplied from the second scanning part, and flows into the electrode part .
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