KR101951233B1 - 물질 혼합 장치 - Google Patents

Abstract

물질 혼합 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 물질 혼합 장치는 제 1 시료가 수용되고 일측이 개방된 제 1 웰을 복수개 포함하는 제 1 멀티 웰 플레이트; 일측이 개방되되 타측에 비투과성 분리막이 형성되고, 내부에 제 2 시료가 수용되는 제 2 웰을 복수개 포함하며, 상기 제 1 멀티 웰 플레이트의 상부측에 배치되는 제 2 멀티 웰 플레이트; 상기 제 2 웰에 대하여 소정의 각도로 회전하되 상하 방향으로 이동하는 회전축부재 및 상기 회전축부재의 일단부에 형성되되, 상기 분리막을 파열시키는 파열부재를 포함하는 파열부; 및 상기 회전축부재의 회전 및 상하 방향 이동을 가이딩하기 위한 가이드부재 및 가이드 하우징을 구비하는 가이드부;를 포함하고, 상기 가이드부재는 상기 회전축부재 및 상기 가이드 하우징 중 어느 하나에 형성되고, 상기 가이드부재에 대응되되, 상기 가이드부재가 이동 가능하게 결합되는 가이드홈이 상기 회전축부재 및 상기 가이드 하우징 중 다른 하나에 형성될 수 있다.

Description

물질 혼합 장치 {substance mixing device}

본 발명은 이종의 물질을 혼합하는 장치에 관한 것이다.

현재 대학, 기업, 연구기관 등에서 멀티 웰 플레이트 기반의 마이크로 플레이트 리더를 이용한 화합물 시험이 광범위 하게 활용되고 있다.

멀티 웰 플레이트는 다웰 플레이트 또는 다웰 블록 등으로 불리는데, 독립한 단위 웰이 복수개로 구성된 멀티 웰 플레이트는 규격화된 형식에 따라 구성되어 상업적으로 입수 가능하다. 예를 들어 96 웰 플레이트 또는 12X8 어레이가 가장 널리 쓰인다.

마이크로 플레이트 리더는 규격화된 마이크로 플레이트 리더에 물질을 주입하고 그 물질의 흡광 형광 발광 편광 등 광화학적 분석을 하는데 이용되는 장치이다.

현재 멀티 웰 플레이트에 물질을 주입하기 위해서는 주입기를 이용하거나 시험자가 수동으로 피펫을 이용하여 주입하는 방법이 있다. 따라서, 극히 제한된 수의 물질만을 원하는 시간에 주입할 수 있는 문제가 있고, 수만 종류에 이르는 화합물을 시험 및 검색해야하는 신약개발 또는 약물 스크리닝에 적합하지 않다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 웰을 가지는 장치 또는 멀티 웰 플레이트를 이용하여 화학적 생물학적 생화학적 시험을 진행하는 시험자가 수만에서 수십만 종류에 이르는 화합물을 신속하게 주입할 수 있음으로써 그 혼합 또는 화합 반응을 신속히 측정하는데 유용한 물질혼합장치가 제공된다.

또한, 이종의 시료가 혼합된 혼합물에 회전력 등의 외력을 가하여 혼합 반응을 촉진하는 물질혼합장치가 제공된다,

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로 플레이트 리더기와 호환 가능하도록, 멀티 웰 플레이트 기반의 물질혼합장치가 제공된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 시료가 수용되고 일측이 개방된 제 1 웰을 복수개 포함하는 제 1 멀티 웰 플레이트; 일측이 개방되되 타측에 비투과성 분리막이 형성되고, 내부에 제 2 시료가 수용되는 제 2 웰을 복수개 포함하며, 상기 제 1 멀티 웰 플레이트의 상부측에 배치되는 제 2 멀티 웰 플레이트; 상기 제 2 웰에 대하여 소정의 각도로 회전하되 상하 방향으로 이동하는 회전축부재 및 상기 회전축부재의 일단부에 형성되되, 상기 분리막을 파열시키는 파열부재를 포함하는 파열부; 및 상기 회전축부재의 회전 및 상하 방향 이동을 가이딩하기 위한 가이드부재 및 가이드 하우징을 구비하는 가이드부;를 포함하고, 상기 가이드부재는 상기 회전축부재 및 상기 가이드 하우징 중 어느 하나에 형성되고, 상기 가이드부재에 대응되되, 상기 가이드부재가 이동 가능하게 결합되는 가이드홈이 상기 회전축부재 및 상기 가이드 하우징 중 다른 하나에 형성되는 물질혼합장치가 제공된다.

이 때, 상기 파열부는 상기 제 1 시료와 상기 제 2 시료의 혼합을 촉진시키기 위해 상기 회전축부재에 형성된 혼합부재를 더 포함하고, 상기 혼합부재는 상기 파열부재로부터 이격 배치될 수 있다.

이 때, 상기 가이드부재는 상기 회전축부재의 외측으로 돌출 형성되고, 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 가이드홈을 따라 이동하는 가이드 돌기를 구비할 수 있다.

이 때, 상기 가이드 하우징은 상기 제 2 웰과 연통되도록 상기 제 2 멀티 웰 플레이트의 상부측에 배치될 수 있다.

이 때, 상기 가이드홈의 양 단부는 서로 소정의 각도만큼 이격되고, 상기 회전축부재가 상기 소정의 각도만큼 회전되면서 상하 방향으로 이동될 수 있다.

이 때, 상기 가이드홈은 상기 가이드 하우징의 길이 방향에 대해 비스듬히 형성될 수 있다.

이 때, 상기 파열부는 상기 가이드 하우징 내부에 배치되는 탄성부재를 더 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 회전축부재가 상하 방향으로 반복 이동되도록, 상기 회전축부재에 탄성력을 제공할 수 있다.

이 때, 상기 가이드 하우징과 상기 제 2 멀티 웰 플레이트 사이에 배치되는 지지 플레이트를 더 포함하고, 상기 지지 플레이트에는 상기 회전축부재가 삽입되어 지지되는 지지홀이 형성될 수 있다.

이 때, 상기 탄성부재는 상기 가이드부재와 상기 지지 플레이트 사이에 배치되고, 상기 회전축부재 및 상기 가이드부재가 하측으로 이동될 때 상기 지지 플레이트에 의해 지지될 수 있다.

이 때, 상기 제 2 멀티 웰 플레이트는 상기 제 2 웰 각각이 상기 제 1 웰 각각에 적어도 일부가 삽입되도록 상기 제 1 멀티 웰 플레이트의 상부에 배치될 수 있다.

이 때, 상기 제 1 멀티 웰 플레이트는 복수개의 상기 제 1 웰을 상호 연결하는 제 1 연결부재를 포함하고, 상기 제 2 멀티 웰 플레이트는 복수개의 상기 제 2 웰을 상호 연결하는 제 2 연결부재를 포함하고, 상기 제 1 연결부재의 상측에서 상기 제 2 연결부재가 지지됨으로써, 상기 제 2 멀티 웰 플레이트가 상기 제 1 멀티 웰 플레이트 상에 지지될 수 있다.

이 때, 상기 복수의 제 1 웰은 동일 평면 상에서 횡방향 및 종방향으로 나란하게 구비되고, 상기 복수의 제 2 웰은 동일 평면 상에서 횡방향 및 종방향으로 나란하게 구비될 수 있다.

이 때, 상기 파열부는 상기 제 2 웰의 개수와 대응되도록 복수개로 이루어지고, 상기 파열부 각각은 상기 제 2 멀티 웰 플레이트의 상부측에 횡방향 및 종방향으로 나란하게 배치될 수 있다.

이 때, 상기 파열부의 상기 회전축부재를 하부측으로 가압하는 구동부를 더 포함하고, 상기 구동부는 상기 파열부재가 횡방향으로 나란하게 일렬로 배열된 수에 대응되도록 복수개로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 제 1 멀티 웰 플레이트, 상기 제 2 멀티 웰 플레이트 및 상기 파열부를 종방향으로 이동시키는 이동부 및 상기 이동부를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제 2 멀티 웰 플레이트의 어느 하나의 열(column)을 이루는 복수의 상기 제 2 웰의 상기 분리막이 모두 파열되는 경우, 상기 이동부가 상기 제 1 멀티 웰 플레이트, 상기 제 2 멀티 웰 플레이트 및 파열부를 이웃하는 열(column)로 이동시킬 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 상용화된 마이크로 플레이트 리더기에 호환되는 물질 혼합 장치가 제공된다. 이를 통하여, 상 하로 배열된 제 1 및 제 2 멀티 웰 플레이트에 시험자가 시험하고자 하는 제 1 및 제 2 시료를 주입한 후, 파열부재를 작동시켜, 신속하게 원하는 화합물을 각각의 웰에 독립적으로 주입하여 그 반응을 측정할 수 있다.

따라서 수십만 종류의 시료를 이용하는 신약 개발을 위한 약물 스크리닝 등에서 유용하게 활용 가능하다. 또한, 새로운 고속 스크리닝 방법으로도 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 파열부, 가이드부, 제 1 웰 및 제 2 웰의 결합도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 제 1 웰 및 제 2 웰의 결합도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 가이드부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 작동을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 작동을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질혼합장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질혼합장치의 작동을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 결합 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 파열부, 가이드부, 제 1 웰 및 제 2 웰의 결합도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 제 1 웰 및 제 2 웰의 결합도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 가이드부의 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 작동을 도시한 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치의 작동을 도시한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치(1)는 제 1 멀티 웰 플레이트(100), 제 2 멀티 웰 플레이트(200), 파열부(30), 가이드부(40), 구동부(50), 이동부(60) 및 제어부를 포함할 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 제 1 멀티 웰 플레이트(100)는 복수개의 제 1 웰(10)이 동일 평면 상에 횡방향 및 종방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 제 1 웰(10)에는 제 1 시료(14)가 수용되는 것으로, 도 3을 기준으로 제 2 웰(20)의 하부측에 배치될 수 있다.

이 때, 제 2 멀티 웰 플레이트(200)는 제 1 멀티 웰 플레이트(100)와 마찬가지로 제 2 웰(20)이 동일 평면 상에 횡방향 및 종방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 제 2 웰(20)에는 제 2 시료(24)가 수용되는 것으로, 제 1 멀티 웰 플레이트(100)의 상부측에 배치될 수 있다.

여기서 제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)의 종류는 제한되지 않으며, 각각 복수 종류의 시료일 수 있다. 특히, 신약개발을 위한 스크리닝을 수행하는 경우에는 제 1 시료(14)는 활성을 확인하고자 하는 세포물질일 수 있으며, 제 2 시료(24)는 이러한 세포물질 활성제의 후보물질일 수 있다.

제 1 멀티 웰 플레이트(100)는 복수의 제 1 웰(10) 각각을 상호간에 연결하는 제 1 연결부재(12)를 포함할 수 있으며, 제 2 멀티 웰 플레이트(200)는 복수의 제 2 웰(20) 각각을 상호간에 연결하는 제 2 연결부재(22)를 포함할 수 있다.

또한, 제 1 연결부재 및 제 2 연결부재는 일종의 플랜지로서 기능할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 멀티 웰 플레이트(100)의 제 1 연결부재(12) 상측에 제 2 멀티 웰 플레이트(200)의 제 2 연결부재(22)가 지지될 수 있다.

즉, 제 1 멀티 웰 플레이트(100)와 제 2 멀티 웰 플레이트(200)는 각각의 제 1 웰(10)에 각각의 제 2 웰(20)이 삽입되도록 배치될 수 있으며, 이 때, 제 2 연결부재(22)가 제 1 연결부재(12)에 의해 지지될 수 있다.

또한, 제 1 웰(10)의 직경은 특별히 제한되지 않으며, 제 2 웰(20)의 직경은 제 1 웰(10)에 삽입될 수 있도록 제 1 웰(10)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.

또한, 제 2 웰(20)의 높이는 제 1 웰(10)의 높이보다 작게 형성될 수 있다. 이는 제 1 웰(10)에 수용된 제 1 시료(14)에 제 2 웰(20)이 잠기지 않는 것이 바람직하기 때문이다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 2 멀티 웰 플레이트(200)의 복수개의 제 2 웰(20)은 양측이 개방되도록 상부측과 하부측 각각에 개구가 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 상부측으로는 후술하는 파열부(30)가 삽입되어 배치될 수 있으며, 상부측 개구를 통해 파열부재(36) 및 회전축부재(32)가 제 2 웰(20)의 내부에 위치될 수 있다. 또한, 상부측 개구를 통해 제 2 시료(24)가 주입될 수 있다.

이 때, 제 2 웰(20)의 하부측 개구에는 비투과성의 분리막(28)이 형성될 수 있다. 비투과성의 분리막이므로 물리적 파열이 발생하기 전까지는 제 2 웰(20)에 수용된 제 2 시료(24)는 하부측으로 유출되지 않는다. 따라서, 제 1 시료(14)가 수용된 제 1 웰(10)의 상부측에는 분리막(28)에 의해 격리 수용되도록 제 2 시료(24)가 제 2 웰(20)에 수용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 파열부(30)는 제 2 웰(20)에 형성된 비투과성의 분리막(28)을 파열하는 파열부재(36), 파열부재(36)의 일측으로 제 2 웰(20)의 외부로 연장되고, 제 1 웰(10) 및 제 2 웰(20)의 내부에서 상하 방향으로 이동하는 회전축부재(32), 회전축부재(32) 상에 형성된 혼합부재(34) 및 탄성부재(38)를 포함할 수 있다.

파열부재(36)는 도 2에 도시된 바와 같이, 회전축부재(32)의 일단에 형성되고, 제 2 웰(20)의 상부측 개구를 통해 제 2 웰(20)로 이동될 수 있다.

파열부재(36)는 회전축부재(32)가 제 2 웰(20)의 내부에서 하부측으로 이동하면, 제 2 웰(20)의 하부측 개구에 형성된 비투과성 분리막(28) 측으로 이동하여 분리막(28)을 파열시킬 수 있다.

이 때, 파열부재(36)는 제 2 웰(20)에 형성된 분리막(28)을 파열시키기 위하여 적절한 재질로 구성될 수 있는데, 일반적으로 철재로 구성됨이 일반적이나, 제 2 시료(24) 등에 지속적으로 노출되는 점을 고려하면, 녹이 슬지 않도록 스테인리스 스틸 등으로 이루어 질 수도 있다. 다만, 파열부재(36)는 제 2 웰(20) 내부에 배치되되, 제 2 시료(24)에 잠기지 않도록 제 2 시료(24)로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다.

회전축부재(32)는 파열부재(36)의 일측으로부터 상부측으로 연장 형성될 수 있다. 회전축부재(32)는 제 2 웰(20)의 외부로 연장될 수 있으며, 제 2 웰(20)의 외측에 위치된 구동부(50)에 의해 가압력이 가해져 의해 파열부재(36)와 함께 제 2 웰(20)의 분리막(28) 측으로 이동될 수 있다.

이 때, 회전축부재(32)의 일단부는 파열부재(36)와 착탈 가능하도록 나사 결합에 의하여 결합될 수 있는데, 이와 같이 회전축부재(32)가 파열부재(36)와 나사 결합될 경우 교체가 용이할 수 있다. 이와 달리 회전축부재(32)가 파열부재(36)와 일체로 형성되는 것도 가능하다.

본 발명의 일 실시예에서, 파열부(30)는 혼합부재(34)를 더 포함할 수 있다. 혼합된 제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)의 반응을 촉진하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 혼합부재(34)를 이용하여 물리적 외력을 인가할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 혼합부재(34)는 회전축부재(32)에 형성되되, 파열부재(36)로부터 소정 간격 이격된 위치에 형성될 수 있다.

이 때, 혼합부재(34)와 파열부재(36)간의 소정 간격은 혼합부재(34)가 제 1 웰(10)에 수용된 혼합물에 충분히 잠길 수 있는 간격일 수 있다.

이로써, 회전축부재(32)의 단부측에 형성된 파열부재(36)가 하부측으로 이동하여 제 2 웰(20)의 분리막(28)을 파열하는 경우,

제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)는 제 1 웰(10)에서 혼합되고, 혼합부재(34)는 제 1 웰에 수용된 혼합물에 잠길 수 있다. 이 후 회전축부재(32)가 탄성부재(38)의 탄성력에 의해 상부측으로 복귀되는 과정에서 혼합물의 혼합을 촉진할 수 있다. 즉, 혼합부재(34)는 제 1 웰(10)에 수용된 혼합물을 상하 방향으로 반복적으로 휘저어 반응을 촉진할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 혼합부재(34)는 회전축부재(32)의 반경 외측 방향으로 형성된 원판형으로 이루어질 수 있는데, 혼합부재(34)의 직경이 너무 작은 경우에는 혼합물의 혼합을 충분히 촉진시킬 수 없고, 직경이 너무 큰 경우에는 제 2 웰(20) 내부를 원활히 이동할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 혼합부재(34)는 제 1 웰(10) 및 제 2 웰(20) 내부에서 원활히 이동 가능한 크기로 형성될 수 있으며, 이와 동시에 혼합물의 혼합을 촉진하도록 적당한 크기로 이루어질 수 있다.

또한, 혼합부재(34)는 회전축부재(32)의 축 방향으로 탄성력을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 파열부(30)는 회전축부재(32)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(38)를 더 포함할 수 있다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성부재(38)는 스프링으로 이루어질 수 있으며, 일단이 가이드부재(44)에 지지되고 타단이 지지플레이트(48)에 지지될 수 있다.

이를 통해, 하부측으로 이동하여 분리막(28)을 파열시키고 제 1 시료에 잠긴 파열부재(36) 및 회전축부재(32)가 다시 상부측으로 복귀될 수 있고, 구동부(50)는 복귀된 회전축부재(32)를 다시 가압하여 반복적으로 상하 이동이 가능하다. 이로써, 파열부재(36)는 제 1 웰(10) 및 제 2 웰(20)을 통해 반복적으로 이동하며 제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)의 혼합을 촉진할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치(1)는 파열부재(36)의 회전을 가이딩하는 가이드부(40)를 포함할 수 있다.

이 때, 가이드부(40)는 내부가 원통형으로 이루어지는 가이드 하우징(42) 및 회전축부재(32)에 형성되는 가이드부재(44)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 가이드 하우징(42)은 외부는 육면체로 이루어지되, 내부가 원통형의 홀이 형성될 수 있다. 가이드 하우징(42)은 도 2에 도시된 바와 같이 일측과 타측이 개방되도록 형성될 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 도 4를 기준으로 상부측 개구(45)를 통해 파열부재(36) 및 회전축부재(32)가 삽입될 수 있다. 또한, 하부측 개구(47)는 제 2 웰(20)과 연통되도록 정렬되어, 가이드 하우징(42)을 통해 삽입된 파열부재(36) 및 회전축부재(32)가 하측으로 이동하여 제 2 웰(20)을 거쳐 제 1 웰(10)의 내부로 삽입될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 회전축부재(32)의 타단부에 가이드부재(44)가 형성될 수 있다. 가이드부재(44)는 회전축부재(32)의 반경 외측 방향으로 연장 형성되는 원판형으로 이루어질 수 있다.

이 때, 가이드부재(44)의 외측으로는 적어도 하나 이상의 가이드돌기(46)가 형성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 가이드돌기(46)는 두 개 형성되며 각 돌기는 180도 이격되도록 배치될 수 있다.

이는 가이드홈(43)을 따라 이동하는 가이드돌기(46)가 안정적으로 지지되기 위함이다.

다시 도 4를 참조하면, 가이드 하우징(42)의 내측면에는 가이드홈(43)이 형성될 수 있다. 가이드홈(43)은 가이드돌기(46)가 삽입되어 가이드 하우징(42)의 상부측 개구(45)로부터 하부측 개구(47)까지 이동하는 경로가 형성된 것이다.

이 때, 가이드홈(43)의 상부측 단부(43a)는 가이드 하우징(42)의 상부측 개구(45)에 형성될 수 있다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이, 파열부재(36) 및 회전축부재(32)가 가이드 하우징(42)에 삽입될 때, 가이드부재(44)의 가이드돌기(46)가 가이드홈(43)의 상부측 개구(45)를 통해 삽입될 수 있기 때문이다.

반면, 가이드홈(43)의 하부측 단부(43b)는 가이드 하우징(42)의 하부측 개구(47)까지 연장되지 않을 수 있다. 이는 압축되는 탄성부재(38)에 의해 가이드부재(44)가 가이드 하우징(42)의 하부측 개구(47)까지 이동될 수 없기 때문이다.

이 때, 가이드홈(43)은 가이드 하우징(42)의 길이 방향에 대해 비스듬히 형성될 수 있다. 비스듬히 형성되는 것은 회전축부재(32)가 하부측으로 이동될 때, 가이드홈(43)에 의해 소정 각도 회전되도록 하기 위함이다.

또한, 가이드홈(43)의 상부측 단부(43a)로부터 하부측 단부(43b)는 소정 각도 이격될 수 있다. 여기서 소정의 각도는 회전축부재(32)가 회전되는 각도일 수 있으며 바람직하게는 90도 내지 180도 사이에서 이루어질 수 있다.

만약 회전축부재(32)가 회전되는 각도가 큰 경우라면, 후술하는 바와 같이, 제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)의 혼합을 더욱 촉진할 수 있다. 하지만, 가이드 하우징(42)의 길이 방향 길이를 고려할 때, 회전축부재(32)의 회전 각도를 크게 결정하는 경우, 회전축부재(32)의 하부측 이동에 의해 회전이 원활히 이루어지지 않을 수 있다.

즉, 회전축부재(32)의 회전 각도는 가이드홈(43)의 상부측 단부(43a)와 하부측 단부간(43b)의 수직 거리와 상부측 단부(43a)와 하부측 단부(43b)간의 이격 각도를 고려하여 결정될 수 있다. 만약, 가이드홈(43)의 상부측 단부(43a)와 하부측 단부(43b)간의 수직 거리가 증가하는 경우라면, 상부측 단부(43a)와 하부측 단부(43b)의 이격 각도 역시 증가할 수 있다. 이와 같이, 회전축부재(32)의 회전 가능 각도는 하부측 가압력이 인가될 때, 가이드홈(43)을 따라 회전될 수 있는 정도에서 결정될 수 있다. 이로써, 회전축부재(32)의 회전 가능 각도를 증가시켜 더 신속한 혼합이 가능하다.

다만, 가이드홈(43)의 양 단부간 수직 거리는 가이드 하우징(42)의 높이와 연관되므로 가이드 하우징(42) 물리적 한계를 고려하여 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치(1)는 지지플레이트(48)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 지지플레이트(48)는 가이드 하우징(42)의 하부측에 배치되며, 제 2 멀티 웰 플레이트(200)의 상부측에 배치될 수 있다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(48) 상에는 가이드 하우징(42)과 제 2 웰(20)이 연통되도록 지지홀(49)이 형성될 수 있다.

여기서 지지홀(49)은 회전축부재(32)의 상하 방향 이동과 회전이 지지되도록, 회전축부재(32)의 직경과 대응되는 직경으로 형성될 수 있다.

이 때, 전술한 바와 같이, 탄성부재(38)가 압축될 때, 탄성부재는 상부측이 가이드부재(44)에 지지되고, 하부측이 지지플레이트(48)에 의해 지지될 수 있다.

이상으로 제 1 및 제 2 멀티 웰 플레이트(100, 200), 파열부(30) 및 가이드부(40)를 설명하였다. 이하, 도 5 및 도 6의 단면도를 참조하여 상기 구성들의 구조를 종합적으로 설명한다. 도 5는 도 1에 도시된 복수의 제 1 웰(10), 제 2 웰(20), 가이드부(40) 및 파열부(30) 중 서로 대응되는 어느 하나를 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 제 1 웰(10)에는 제 1 시료(14)가 수용되고, 제 2 웰(20)은 제 1 시료(14)에 잠기지 않는 정도로 제 1 웰(10)에 일부가 삽입될 수 있다. 이 때, 제 1 웰(10)의 외주부에 형성되고, 제 1 웰(10) 상호간을 연결하는 제 1 연결부재(12)에 의해 제 2 웰(20)의 외주부에 형성되는 제 2 연결부재(22)가 지지될 수 있다.

이 때, 제 2 웰(20)의 하부측 개구에는 비투과성의 분리막(28)이 형성되어, 제 2 시료(24)가 제 1 시료(14)와 격리되어, 제 2 웰(20)에 수용될 수 있다.

제 2 웰(20)의 제 2 연결부재(22) 상부측에는 지지플레이트(48)가 배치될 수 있다. 지지플레이트(48)에는 회전축부재(32)의 이동 및 회전을 지지하는 지지홀(49)이 형성될 수 있다.

지지플레이트(48) 상부측에 가이드 하우징(42)이 배치될 수 있으며, 가이드 하우징(42)으로부터 지지홀(49)을 통해 제 2 웰(20)까지 연통되도록 배치될 수 있다. 가이드 하우징(42) 내측면에는 가이드홈(43)이 형성되며, 가이드홈(43)에는 가이드부재(44)의 가이드돌기(46)가 이동 가능하도록 결합될 수 있다.

이 때, 가이드부재(44)와 지지플레이트(48) 상에는 회전축부재(32)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(38)가 배치되고, 압축된 탄성부재(38)는 가이드부재(44)를 상부측으로 가압하여, 회전축부재(32)를 원위치로 위치시킬 수 있다.

회전축부재(32)는 일단부에 파열부재(36)가 형성되고 타단부가 가이드 하우징(42)의 외측으로 연장될 수 있다. 이 때, 일단부의 파열부재(36)로부터 이격된 위치에 혼합부재(34)가 형성될 수 있고, 파열부재(36) 및 혼합부재(34)는 지지플레이트(48)의 하부측에 위치하여 제 2 웰(20) 내부에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치(1)는 구동부(50)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 구동부(50)는 상하 방향으로 구동되는 선형 구동기로 이루어질 수 있다. 다만 이것으로 제한되는 것은 아니며, 회전 구동기에 회전 운동을 상하 왕복 운동으로 변환하는 구동기 어셈블리가 결합된 구조로 이루질 수 있다. 모터 등의 전기식 구동기로 제한되지 않으며, 유압 실린더로 이루어질 수 있다.

도 1을 참조하면, 구동부(50)는 종방향 및 횡방향으로 나란하게 배열된 제 1 멀티 웰 플레이트(100), 제 2 멀티 웰 플레이트(200) 및 파열부(30)의 일측에 배치될 수 있다. 이 때, 구동부(50)는 제 1 및 제 2 멀티 웰 플레이트(100, 200)의 횡방향으로 일렬로 배치된 수에 대응되도록 복수개로 이루어질 수 있다.

여기서 횡방향이란 도 1에 도시된 x축 방향을 의미하며, 종방향은 y축 방향을 의미한다. 또한, C1은 횡방향으로 일렬로 나란히 배열된 제 1 열을 의미한다.

이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 구동부(50)의 출력단에는 충격편(52)이 더 형성될 수 있다. 충격편(52)은 회전축부재(32)의 단부에 충격을 가하여 회전축부재(32)를 하부로 이동시킬 수 있다.

이 때, 충격편(52)에 의해 회전축부재(32)가 하부측으로 이동되면, 지지플레이트(48)에 의해 지지되는 탄성부재(38)가 회전축부재(32)를 다시 상부측으로 이동시킬 수 있다.

이 때, 원위치로 복귀된 회전축부재(32)를 하부측으로 다시 가압하는 방식으로 반복적으로 구동이 이루어질 수 있다.

이로써, 회전축부재(32)의 일단부에 결합된 파열부재(36)는 제 1 웰(10)의 혼합물에 추가적인 외력을 제공할 수 있고 이를 통해, 제 1 시료(14)와 제 2 시료(24)의 혼합이 더 신속하게 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치(1)는 이동부(60)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 이동부(60)는 제 1 멀티 웰 플레이트(100), 제 2 멀티 웰 플레이트(200), 파열부(30) 및 가이드부(40)를 일체로 이동시킬 수 있다.

도 1을 참조하면, 제 1 및 제 2 멀티 웰 플레이트(100, 200)의 일측에 구동부(50)가 배치될 수 있으며, 이동부(60)는 제 1 및 제 2 멀티 웰 플레이트(100, 200)를 구동부(50)측으로 이동시킬 수 있다.

도 1에서 제 1 열(C1)에는 8개의 웰과 8개의 파열부(30)가 형성되고, 파열부(30) 상부측에 구동부(50)의 충격편(52)이 배치될 수 있다. 이 때, 구동부(50)의 충격편(52)이 회전축부재(32)를 가압하여, 제 2 웰(20)의 분리막(28)을 파열시켜 제 1 열(C1)의 제 1 시료(14)와 제 2 시료(24)를 혼합시킬 수 있다.

이 때, 제 1 열(C1)의 모든 분리막(28)이 파열된 경우, 이동부(60)는 제 2 열(C2)이 구동부(50)의 충격편(52) 하부측으로 배치되도록, 멀티 웰 플레이트 및 파열부(30)를 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치(1)는 제어부를 더 포함할 수 있다.

제어부는 제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)가 혼합되어 반응이 일어났는지 여부를 감지할 수 있는 센서를 더 구비할 수 있다. 이로써, 제 1 열(C1)의 반응이 완료된 경우 제어부는 제 2 열(C2)의 파열부(30)가 충격편(52) 하부측에 배치되도록 이동부(60)가 멀티 웰 플레이트를 이동시키도록 제어할 수 있다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 물질혼합장치(1)의 작동을 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 회전축부재(32)에 형성되는 가이드부재(44)는 가이드 하우징(42) 내측면의 가이드홈(43)에 결합될 수 있다. 이 때, 탄성부재(38)는 압축되지 않은 상태로, 가이드부재(44)와 지지플레이트(48) 사이에 배치될 수 있으며, 제 2 웰(20)의 제 2 시료(24)는 분리막(28)에 의해 제 1 시료(14)와 격리 수용될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 구동부(50)의 충격편(52)이 회전축부재(32)를 하부측으로 가압시킬 수 있다. 회전축부재(32)에 형성된 가이드부재(44)의 가이드돌기(46)는 가이드홈(43)을 따라 하부측으로 이동될 수 있다. 이 때, 가이드홈(43)은 가이드 하우징(42)의 길이 방향에 대해 비스듬히 형성되므로 가이드부재(44)는 소정의 각도만큼 회전되면서 하강될 수 있다.

이로써, 회전축부재(32) 및 파열부재(36) 역시 소정의 각도만큼 회전되면서 하강될 수 있으며, 파열부재(36)가 제 1 웰(10) 측으로 하강되면서 파열부재(36)의 단부는 제 2 웰(20)의 분리막(28)을 파열시킬 수 있다. 이후 제 1 웰(10)에는 제 1 시료(14)와 제 2 시료(24)가 혼합되며, 이후 회전축부재(32) 및 파열부재(36)는 제 1 웰(10)의 내부에서 더 회전될 수 있다.

제 1 웰(10) 내부에서 회전하는 파열부재(36)에 의해 제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)의 혼합 및 반응이 더욱 촉진될 수 있다. 또한, 혼합부재(34)는 회전축부재(32)의 하강에 따라 제 1 웰(10) 내부의 혼합물을 가압하여 제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)의 혼합이 더욱 촉진될 수 있다.

이후, 회전축부재(32)의 하강에 따라 가이드부재(44)와 지지플레이트(48) 사이에 배치되는 압축된 탄성부재(38)가 가이드부재(44)를 상부측으로 이동시킬 수 있다. 이로써, 파열부재(36)는 회전축부재(32)가 다시 상부측으로 이동되면서, 회전축부재(32)가 하부측으로 이동될 때 회전된 각도만큼 반대 방향으로 회전될 수 있다. 회전축부재(32) 및 파열부재(36)가 회전하며 상승함에 따라, 제 1 시료(14) 및 제 2 시료(24)의 혼합을 촉진할 수 있다.

이후, 구동부(50)가 원위치로 복귀한 회전축부재(32)를 다시 가압하게 되면, 파열부재(36) 및 혼합부재(34)는 제 2 웰(20)의 파열된 분리막(28)을 지나 제 1 웰(10)에 수용된 혼합물에 회전 및 가압력을 제공하여 혼합물의 혼합 및 반응을 촉진할 수 있다.

도 7을 참조하면, 제 1 멀티 웰 플레이트(100)의 횡방향으로 나란히 배치된 제 1 웰(10)이 표시되는데 C1을 제 1 열, C2를 제 2 열이라고 지칭한다. 또한 여기서 열(column)이란, 제 1 멀티 웰 플레이트(100)의 횡방향으로 나란한 제 1 웰(10) 뿐만 아니라, 상기 제 1 웰(10)에 대응되는 제 2 웰(20)과 제 2 웰(20)의 상부측에 각각 배치되는 파열부(30) 및 가이드부(40)를 함께 지칭하는 것이다.

도 7의 제 1 열(C1)은 제 1 멀티 웰 플레이트(100)의 종방향 첫번째 열과 이에 대응되는 제 2 멀티 웰 플레이트(200)의 첫번째 열 그리고 제 2 멀티 웰 플레이트(200)의 첫번째 열의 상부측에 배치되는 파열부(30) 및 가이드부(40)를 포함하는 것이다.

이 때, 제 1 멀티 웰 플레이트(200) 및 제 2 멀티 웰 플레이트(200)의 제 1 열(C1)을 이루는 제 2 웰(20)의 모든 분리막(28)이 파열된 경우, 제어부는 이동부(60)를 제어하여, 제 2 열(C2)이 구동부(50)의 충격편(52) 하부측으로 배치되도록 멀티 웰 플레이트를 이동시킬 수 있다.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질혼합장치를 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질혼합장치의 단면도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물질혼합장치의 작동을 도시한 단면도이다.

다른 실시예에 따른 물질혼합장치는 제 1 멀티 웰 플레이트(100), 제 2 멀티 웰 플레이트(200), 파열부(30), 지지부(70), 구동부(50), 이동부(60) 및 제어부를 포함할 수 있다. 이 때, 제 1 멀티 웰 플레이트, 제 2 멀티 웰 플레이트, 구동부, 이동부 및 제어부는 앞서 설명한 바와 같으므로 설명을 생략한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 물질혼합장치는 파열부재(36)가 회전함이 없이 수직으로 이동하여 제 2 웰(20)의 분리막(28)을 파열시키는 것으로, 일단에 파열부재(36)가 결합되는 지지봉부재(72)와 지지봉부재(72)의 상하 방향 이동을 가이딩하는 지지부(70) 및 지지봉부재에 탄성력을 제공하는 탄성부재(74)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 지지부(70)는 제 1 지지판(73a) 및 제 2 지지판(73b)을 포함할 수 있으며 제 1 및 제 2 웰(10, 20)의 상부측에 위치할 수 있다. 이 때, 제 1 지지판(73a)은 제 1 및 제 2 웰의 상부측에 위치하며, 제 2 지지판(73)은 제 1 지지판(73b)의 상부에 위치한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지판(73a, 73b)은 두 개의 판이 평행하게 배치되되 제 1 및 제 2 지지판(723a, 73b)에는 지지봉 부재(72)가 수직으로 삽입되어 이동 가능하도록 관통홀(71)이 형성될 수 있다. 두 개의 판에는 각각 상하 방향으로 나란하게 두 개의 관통홀(71)이 형성되고 이에 삽입되는 지지봉 부재(72)는 측면 방향으로 흔들림 없이, 안정적으로 상 하 방향 이동이 가능하다.

두 개의 지지판(73a, 73b)은 이격되어 배치될 수 있다. 두 개의 지지판 사이의 이격된 공간에는 지지봉 부재(72)에 탄성력을 제공하는 탄성 부재(74)가 추가 될 수 있다.

탄성 부재(74)는 지지봉 부재(72)가 제 2 웰(20)의 분리막을 파열할 때 압축되고 파열 후 평형위치로 복귀할 때 충분한 탄성력을 제공할 수 있다. 일반적으로 인장스프링이 포함될 수 있으며 인장스프링의 일단은 지지봉 부재(72)의 외부측 연장단에 결합되고 타단은 제 1 및 제 2 지지판(73a, 73b) 중 하부에 위치한 제 1 지지판(73a)에 결합 될 수 있다.

지지봉 부재(72)의 상부에는 사용자가 손으로 가압하여 작동시킬 수 있으며, 이를 위해 지지봉 부재(72)의 상부에는 누름부(75)가 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 구동부(50)는 지지봉 부재(72)의 누름부(75)를 가압할 수 있다. 일 실시예에서와 마찬가지로, 구동부(50)의 가압에 따라 지지봉 부재(72)와 단부에 형성된 파열부재(36)가 하부측으로 이동하고, 제 2 웰(20)의 분리막(28)을 파열시킬 수 있다.

분리막(28)이 파열되면, 제 1 웰(10)에 제 2 시료가 주입되어 제 1 시료와 혼합될 수 있다. 이 때, 지지봉 부재(72)에 형성된 탄성부재(74)가 압축되고, 탄성력을 제공하여 다시 지지봉 부재(72)를 상부측으로 밀어 올릴 수 있다. 구동부(50)는 원위치로 복귀된 지지봉 부재(72)의 누름부(75)를 추가적으로 더 가압하여 제 1 웰(10)의 혼합물의 혼합을 반복 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 물질혼합장치(1)는 신속하게 다양한 시료를 혼합하여 그 반응을 측정할 수 있다.

이는 수십만 종류의 시료를 이용하는 신약 개발을 위한 약물 스크리닝 등에서 유용하게 활용할 수 있는 새로운 높은 처리량의 고속 스크리닝 장치로 이용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당해 기술분야의 평균적인 기술자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

1: 물질혼합장치 100: 제 1 멀티 웰 플레이트
200: 제 2 멀티 웰 플레이트 30: 파열부
40: 가이드부 50: 구동부

Claims (15)

1. 제 1 시료가 수용되고 일측이 개방된 제 1 웰을 복수개 포함하는 제 1 멀티 웰 플레이트;
   일측이 개방되되 타측에 비투과성 분리막이 형성되고, 내부에 제 2 시료가 수용되는 제 2 웰을 복수개 포함하며, 상기 제 1 멀티 웰 플레이트의 상부측에 배치되는 제 2 멀티 웰 플레이트;
   상기 제 2 웰에 대하여 소정의 각도로 회전하되 상하 방향으로 이동하는 회전축부재 및 상기 회전축부재의 일단부에 형성되되, 상기 분리막을 파열시키는 파열부재를 포함하는 파열부; 및
   상기 회전축부재에 배치되며 상기 회전축부재의 외측 방향으로 돌출된 가이드돌기가 형성되는 가이드부재; 및
   상기 가이드부재에 대응되는 원통형의 홀이 형성되며, 상기 홀에는 상기 가이드돌기가 상, 하 이동시 가이드되는 가이드홈이 형성되는 가이드 하우징을 포함하고,
   상기 가이드홈의 양 단부는 서로 소정의 각도만큼 이격되어 상기 회전축부재가 상기 소정의 각도만큼 회전되면서 상하 방향으로 이동되며,
   상기 파열부는 상기 제 1 시료와 상기 제 2 시료의 혼합을 촉진시키기 위해 상기 회전축부재에 형성된 혼합부재를 더 포함하고,
   상기 혼합부재는 상기 파열부재로부터 이격 배치되는 물질혼합장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가이드 하우징은 상기 제 2 웰과 연통되도록 상기 제 2 멀티 웰 플레이트의 상부측에 배치되는 물질혼합장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 가이드홈은 상기 가이드 하우징의 길이 방향에 대해 비스듬히 형성되는 물질혼합장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 파열부는 상기 가이드 하우징 내부에 배치되는 탄성부재를 더 포함하고,
   상기 탄성부재는 상기 회전축부재가 상하 방향으로 반복 이동되도록, 상기 회전축부재에 탄성력을 제공하는 물질혼합장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가이드 하우징과 상기 제 2 멀티 웰 플레이트 사이에 배치되는 지지 플레이트를 더 포함하고,
   상기 지지 플레이트에는 상기 회전축부재가 삽입되어 지지되는 지지홀이 형성되는 물질혼합장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 탄성부재는 상기 가이드부재와 상기 지지 플레이트 사이에 배치되고, 상기 회전축부재 및 상기 가이드부재가 하측으로 이동될 때 상기 지지 플레이트에 의해 지지되는 물질혼합장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 멀티 웰 플레이트는 상기 제 2 웰 각각이 상기 제 1 웰 각각에 적어도 일부가 삽입되도록 상기 제 1 멀티 웰 플레이트의 상부에 배치되는 물질혼합장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 멀티 웰 플레이트는 복수개의 상기 제 1 웰을 상호 연결하는 제 1 연결부재를 포함하고,
    상기 제 2 멀티 웰 플레이트는 복수개의 상기 제 2 웰을 상호 연결하는 제 2 연결부재를 포함하고,
    상기 제 1 연결부재의 상측에서 상기 제 2 연결부재가 지지됨으로써, 상기 제 2 멀티 웰 플레이트가 상기 제 1 멀티 웰 플레이트 상에 지지되는 물질혼합장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 웰은 동일 평면 상에서 횡방향 및 종방향으로 나란하게 구비되고,
    상기 복수의 제 2 웰은 동일 평면 상에서 횡방향 및 종방향으로 나란하게 구비되는 물질혼합장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 파열부는 상기 제 2 웰의 개수와 대응되도록 복수개로 이루어지고,
    상기 파열부 각각은 상기 제 2 멀티 웰 플레이트의 상부측에 횡방향 및 종방향으로 나란하게 배치되는 물질혼합장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 파열부의 상기 회전축부재를 하부측으로 가압하는 구동부를 더 포함하고,
    상기 구동부는 상기 파열부재가 횡방향으로 나란하게 일렬로 배열된 수에 대응되도록 복수개로 이루어지는 물질혼합장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 멀티 웰 플레이트, 상기 제 2 멀티 웰 플레이트 및 상기 파열부를 종방향으로 이동시키는 이동부 및 상기 이동부를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제 2 멀티 웰 플레이트의 어느 하나의 열(column)을 이루는 복수의 상기 제 2 웰의 상기 분리막이 모두 파열되는 경우, 상기 이동부가 상기 제 1 멀티 웰 플레이트, 상기 제 2 멀티 웰 플레이트 및 파열부를 이웃하는 열(column)로 이동시키는 물질혼합장치.

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