KR101993173B1 - 샘플 용액 혼합 장치 및 이를 이용한 샘플 용액 혼합 방법 - Google Patents

샘플 용액 혼합 장치 및 이를 이용한 샘플 용액 혼합 방법 Download PDF

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Abstract

샘플 용액 혼합 장치는 그 내부에 샘플 혼합 용기를 수용하는 수용부, 수용부에 인접하게 제공되어, 샘플 혼합 용기의 제1 측벽에 압력을 제공하는 제1 압력부, 수용부에 인접하게 제공되어, 샘플 혼합 용기의 제2 측벽에 압력을 제공하는 제2 압력부, 및 제1 및 제2 압력부들의 각각에 의해 제공되는 압력을 제어하여, 샘플 혼합 용기의 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절하는 제어부를 포함하되, 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절함에 따라, 샘플 혼합 용기 내의 샘플 용액이 혼합된다.

Description

샘플 용액 혼합 장치 및 이를 이용한 샘플 용액 혼합 방법{APPARATUS FOR MIXING SAMPLE SOLUTION AND METHOD OF MIXING SAMPLE SOLUTION USING THE SAME}
본 발명은 샘플 용액 혼합 장치 및 이를 이용한 샘플 용액 혼합 방법에 관한 것으로, 구체적으로 혼합 효율이 개선된 샘플 혼합 방법에 관한 것이다.
샘플 내부에 분석 대상 물질이 존재하는지 확인하는 방법 중 샘플 용액을 이용하는 것이 있다. 샘플 용액은 샘플을 버퍼액, 시약 등과 혼합하여 제조할 수 있다. 일반적으로, 샘플, 버퍼액, 시약 등이 서로 잘 섞이도록 하기 위하여 샘플 용액이 담긴 용기를 흔들거나 회전시킨다. 용기를 흔들거나 회전시키는 장치는 크기가 크고, 전력을 많이 소모한다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 크기가 작고, 적은 전력을 소모하는 샘플 용액 혼합 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 샘플 용액을 효율적으로 혼합하는 방법을 제공하는 것에 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 개시에 한정되지 않는다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 장치는 그 내부에 샘플 혼합 용기를 수용하는 수용부; 상기 수용부에 인접하게 제공되어, 상기 샘플 혼합 용기의 제1 측벽에 압력을 제공하는 제1 압력부; 상기 수용부에 인접하게 제공되어, 상기 샘플 혼합 용기의 제2 측벽에 압력을 제공하는 제2 압력부; 및 상기 제1 및 제2 압력부들의 각각에 의해 제공되는 압력을 제어하여, 상기 샘플 혼합 용기의 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절함에 따라, 상기 샘플 혼합 용기 내의 샘플 용액이 혼합될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 압력부는 제1 전자석을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 압력부는 제2 전자석, 영구자석, 또는 자성 구조체를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 압력부들의 각각은 영구자석을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 압력부 및 상기 제2 압력부는 제1 액추에이터(actuator) 및 제2 액추에이터를 포함하되, 상기 제1 및 제2 액추에이터들의 각각은 바디부 및 상기 바디 내부에 삽입되되 상기 바디 외부로 돌출될 수 있는 로드부를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법은 샘플 혼합 용기를 준비하는 것; 상기 샘플 혼합 용기 내에 샘플 용액을 제공하는 것; 및 상기 샘플 혼합 용기의 제1 측벽 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절하여, 상기 샘플 용액을 혼합하는 것 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 상기 이격거리를 조절하는 것은: 상기 제1 측벽의 외측면 및 제2 측벽의 외측면 상에 각각 제1 압력부 및 제2 압력부를 제공하는 것; 및 상기 제1 및 제2 압력부들로 상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하여, 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 상기 이격거리를 좁히는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 제1 전자석 및 제2 전자석을 포함하고, 상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은, 상기 제1 전자석의 제1 자극(magnetic pole)과 상기 제2 전자석의 제2 자극이 서로 마주보도록 상기 제1 및 제2 전자석들의 각각의 자기적 극성을 제어하는 것을 포함하되, 상기 제1 자극과 상기 제2 자극은 서로 반대될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 제3 전자석 및 제1 영구자석을 포함하고, 상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은, 상기 제3 전자석의 제1 자극과 상기 제1 영구자석의 제2 자극이 서로 마주보도록 상기 전자석의 자기적 극성을 제어하는 것을 포함하되, 상기 제1 자극과 상기 제2 자극은 서로 반대될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 전자석 및 자성구조체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은 상기 전자석이 자성을 갖도록 상기 전자석에 전류를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 제2 영구자석 및 제3 영구자석을 포함하고, 상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은 상기 제2 영구자석의 제1 자극과 상기 제3 영구자석의 제2 자극이 서로 마주보도록 상기 제2 및 제3 영구자석들의 방향을 정렬하는 것을 포함하되, 상기 제1 자극 및 상기 제2 자극은 서로 반대될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터를 포함하고, 상기 제1 및 제2 액추에이터들의 각각은 바디부 및 상기 바디부 내부에 삽입되되 상기 바디부 외부로 돌출될 수 있는 로드부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은, 상기 제1 및 제2 액추에이터들의 각각의 상기 로드부를 상기 바디 외부로 돌출시키는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절하는 것은: 상기 제1 및 제2 압력부들이 각각 상기 제1 및 제2 측벽들에 가하는 압력을 제거하여, 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 상기 이격거리를 늘리는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 샘플 용액은 샘플, 희석액, 및 시약을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 샘플 혼합 용기의 상부 내측면 상에 시약을 제공하는 것; 및 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 상기 이격 거리를 조절하여, 상기 시약과 상기 샘플 용액을 접촉시키는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 샘플 혼합 용기의 측벽들 사이의 거리를 조절하여, 샘플 혼합 용기 내의 액체를 혼합할 수 있다. 샘플 혼합 용기의 측벽들 사이의 거리는 압력부들을 통해 조절될 수 있다. 압력부들은 작은 크기를 갖고 적은 전력을 소모하므로, 샘플 혼합 효율이 높은 샘플 용액 혼합 장치 및 샘플 용액 혼합 방법이 제공될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 개시에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 용기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다.
본 발명의 기술적 사상의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명 기술적 사상은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 기술적 사상의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 기술적 사상의 이상적인 예시도인 사시도 및 단면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 다양한 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 장치의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 용기의 사시도이다. 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 샘플 혼합 용기(20)를 수용하는 수용부(100), 상기 수용부(100)에 인접하게 배치되는 제1 압력부(210) 및 제2 압력부(220), 및 제어부(300)를 포함하는 샘플 용액 혼합 장치(10)가 제공될 수 있다.
샘플 혼합 용기(20)는 그 내부에 샘플 용액(300)을 수용할 수 있다. 예를 들어, 샘플 혼합 용기(20)는 콘(cone) 형태를 가질 수 있다. 샘플 혼합 용기(20)는 복원성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플 혼합 용기(20)는 플라스틱을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 샘플 용액(300)은 샘플(310), 희석액(diluent)(320) 및 시약(reagent)(330)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플(310)은 사람의 체액(예를 들어, 혈액, 땀 또는 침)일 수 있다. 샘플(310)은 분석 대상 물질(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분석 대상 물질은 항원이고, 시약(330)은 항체일 수 있다.
수용부(100)는 샘플 혼합 용기(20)의 위치를 고정할 수 있다. 후술되는 샘플 용액 혼합 공정 중, 제1 및 제2 압력부들(210, 220)이 샘플 혼합 용기(20)에 압력을 가할 경우, 수용부(100)는 샘플 혼합 용기(20)의 위치를 고정하여, 샘플 혼합 용기(20)가 고정된 위치에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
제1 및 제2 압력부들(210, 220)은 샘플 혼합 용기(20)에 압력을 제공하여, 샘플 혼합 용기(20)의 형태를 변형시킬 수 있다. 예를 들어, 샘플 혼합 용기(20)는 일 단면의 관점에서, 서로 마주하는 제1 측벽(21) 및 제2 측벽(22)을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 압력부들(210, 220)은 각각 상기 제1 측벽(21) 및 제2 측벽(22)에 압력을 가할 수 있다. 제1 및 제2 압력부들(200)은 각각 상기 제1 및 제2 측벽들(21, 22)의 외측면에 압력을 가할 수 있다. 상기 제1 및 제2 측벽들(21, 22)은 상기 압력을 통해 서로 가까워질 수 있다. 상기 압력들이 상기 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 제공될 경우, 제1 및 제2 측벽들(21, 22) 사이의 이격거리(WS)가 작아질 수 있다. 이하에서, 상기 이격거리(WS)는 제1 측벽(21)의 상부 및 제2 측벽(22)의 상부 사이의 거리일 수 있다. 상기 압력이 제거될 경우, 샘플 혼합 용기(20)는 샘플 혼합 용기(20)의 복원력을 통해 초기 형태로 돌아갈 수 있다. 예를 들어, 상기 압력이 제거될 경우, 상기 제1 및 제2 측벽들(21, 22) 사이의 이격거리(WS)는 커질 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제1 압력부(210)는 전자석이고, 제2 압력부(220)는 전자석, 영구자석 또는 자성 구조체를 포함할 수 있다. 자성 구조체는 그 내부를 통과하는 자기장을 통해 자성을 갖는 자성 물질(예를 들어, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 등)을 포함하는 구조체일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제1 및 제2 압력부들(210, 220)의 각각은 영구자석을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제1 및 제2 압력부들(210, 220)은 각각 제1 액추에이터(actuator) 및 제2 액추에이터를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 액추에이터들의 각각은 바디부 및 상기 바디부 내부에 제공되되, 상기 바디부 외부로 돌출될 수 있는 로드부를 포함할 수 있다.
제어부(300)는 제1 및 제2 압력부들(210, 220)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 및/또는 제2 압력부들(210, 220)이 전자석을 포함할 경우, 제어부(300)는 상기 전자석에 흐르는 전류를 조절하여, 전자석의 극성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 및/또는 제2 압력부들(210, 220)의 각각이 영구자석을 포함하는 경우, 제어부(300)는 상기 영구자석들을 회전시켜, 상기 영구자석들 각각의 N극과 S극의 방향을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 압력부들(210, 220)이 각각 제1 및 제2 액추에이터들을 포함할 경우, 제어부(300)는 상기 제1 및 제2 액추에이터들의 로드들의 움직임을 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 샘플 혼합 용기(20)가 준비될 수 있다.(S10) 예를 들어, 샘플 혼합 용기(20)는 도 1을 참조하여 설명된 수용부(도 1의 100) 내에 제공될 수 있다. 샘플 혼합 용기(20)는 도 1을 참조하여 설명된 샘플 혼합 용기(20)와 실질적으로 동일할 수 있다.
샘플 혼합 용기(20) 내부에 샘플 용액(300)이 제공될 수 있다.(S20) 샘플 용액(300)은 샘플(310), 희석액(diluent)(320) 및 시약(reagent)(330)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플(310)은 사람의 체액(예를 들어, 혈액, 땀 또는 침)일 수 있다. 샘플(310)은 분석 대상 물질(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분석 대상 물질은 항원이고, 시약(330)은 항체일 수 있다.
샘플 혼합 용기(20)의 형태를 제어하여, 샘플 용액을 혼합할 수 있다.(S30) 샘플 혼합 용기(20)의 형태를 제어하는 것은 샘플 혼합 용기(20)의 제1 측벽(21) 및 제2 측벽(22) 사이의 이격거리(WS)를 조절하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 측벽들(21, 22) 사이의 이격거리(WS)를 조절하는 것은 제1 및 제2 측벽들(21, 22) 상에 각각 제1 전자석(410) 및 제2 전자석(420)을 제공하는 것 및 상기 제1 및 제2 전자석들(410, 420)을 이용하여 상기 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전자석들(410, 420)은 도 1을 참조하여 설명된 제1 및 제2 압력부들(210, 220)에 각각 포함될 수 있다.
제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 자성 유무 및 자기적 극성은 제어부(300)를 통해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)가 제1 및 제2 전자석들(410, 420)에 전류를 제공할 경우, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)이 자성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)가 제1 및 제2 전자석들(410, 420)에 흐르는 전류의 변화량을 조절할 경우, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 자기적 극성이 제어될 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 자기적 극성들이 제어되어, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 동일한 극들(예를 들어, N극들)이 서로 마주볼 수 있다. 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 동일한 극들이 서로 마주볼 경우, 제1 및 제2 전자석들(410, 420) 사이에 자기적 척력이 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전자석들(410, 420)은 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공하지 않을 수 있다. 이에 따라, 샘플 혼합 용기(20)의 형태는 변하지 않을 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)이 자성을 갖지 않을 경우, 제1 및 제2 전자석들(410, 420) 사이에 자기적 척력이 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전자석들(410, 420)은 상기 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공하지 않을 수 있다. 이에 따라, 샘플 혼합 용기(20)의 형태는 변하지 않을 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 자기적 극성들이 제어되어, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 서로 다른 극들이 서로 마주볼 수 있다. 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 서로 다른 극들이 서로 마주볼 경우, 제1 및 제2 전자석들(410, 420) 사이에 자기적 인력이 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 극들은 제1 전자석(410)의 N극과 제2 전자석(420)의 S극이 서로 마주보도록 제어될 수 있다. 제1 및 제2 전자석들(410, 420)은 상기 자기적 인력을 통해 서로 가까워질 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)은 각각 상기 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 측벽들(21, 22) 사이의 이격거리(WS)는 작아질 수 있다.
이후, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 자기적 극성들이 제어되어, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 서로 동일한 극들이 서로 마주볼 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)은 다시 서로 멀어질 수 있다. 샘플 혼합 용기(20)는 탄성을 가지므로, 제1 및 제2 측벽들(21, 22) 사이의 이격거리(WS)가 다시 커질 수 있다. 이에 따라, 예시적인 실시예들에서, 샘플 혼합 용기(20)는 도 5에 도시된 것과 같이 초기 형태로 되돌아갈 수 있다.
상기 샘플 혼합 용기(20)의 변형 공정은 반복적으로 수행될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 전자석들(410, 420)의 자기적 극성들을 제어하여, 제1 및 제2 측벽들(21, 22) 사이의 이격거리(WS)를 반복적으로 좁히거나 늘릴 수 있다. 샘플 용액(300)은 샘플 혼합 용기(20)의 변형 공정을 통해 샘플 혼합 용기(20) 내에서 유동될 수 있다. 예를 들어, 샘플 용액(300) 중 샘플 혼합 용기(20)의 하부에 제공된 일부가 상부로 상승할 수 있다. 반대로, 샘플 용액(300) 중 샘플 혼합 용기(20)의 상부에 제공된 다른 일부가 하부로 하강할 수 있다. 이에 따라, 샘플 용액(300) 내의 샘플(310), 희석액(320), 및 시약(330)은 혼합될 수 있다.
일반적으로, 전자석은 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시키는 장치보다 작은 크기를 가질 수 있다. 또한, 전자석들을 이용하여 샘플 용액 혼합 공정을 수행할 경우, 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시킬 때보다 소비 전력이 적을 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 샘플 용액 혼합 방법은 공정 시 요구되는 공간이 작고 및 요구되는 전력이 적을 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하여 설명되는 샘플 용액 혼합 방법은 제1 및 제2 압력부들(도 1의 210, 220)이 각각 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)을 포함하는 것을 제외하면, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 샘플 용액 혼합 방법과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)의 극성들이 같은 극들끼리 서로 마주보도록 제어될 경우, 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520) 사이에 자기적 척력이 제공될 수 있다. 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)은 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공하지 않을 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)의 극성들이 서로 다른 극들끼리 서로 마주보도록 제어될 경우, 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520) 사이에 자기적 인력이 제공될 수 있다. 이에 따라, 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)은 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)의 극성들을 제어하는 것은 제3 전자석(510)의 극성을 고정시킨 상태에서 제1 영구자석(520)을 회전시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 전자석(510)의 극성은 N극이 제1 영구자석(520)을 향하도록 고정되고, 제1 영구자석(520)의 방향은 N극 또는 S극이 제3 전자석(510)을 향하도록 제어될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)의 극성들을 제어하는 것은 제1 영구자석(520)의 방향을 고정시킨 상태에서 제3 전자석(510)의 극성을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 영구자석(520)의 방향은 제1 영구자석(520)의 N극이 제3 전자석(510)을 향하도록 고정되고, 제3 전자석(510)의 N극 또는 S극이 제1 영구자석(520)을 향하도록 제어될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 제1 및 제2 측벽들(21, 22)이 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)으로부터 제공받는 압력을 통해 제1 및 제2 측벽들(21, 22)이 서로 가까워지거나 멀어질 수 있다. 즉, 샘플 혼합 용기(20)는 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520)으로부터 제공받는 압력을 통해 변형될 수 있다. 이에 따라, 샘플 용액(300)은 샘플 혼합 용기(20) 내에서 유동되어, 샘플 용액(300) 내의 샘플(310), 희석액(320), 및 시약(330)이 혼합될 수 있다.
일반적으로, 전자석 및 영구자석은 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시키는 장치보다 작은 크기를 가질 수 있다. 또한, 전자석 및 영구자석을 이용하여 샘플 용액 혼합 공정을 수행할 경우, 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시킬 때보다 소비 전력이 적을 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 샘플 용액 혼합 방법은 공정 시 요구되는 공간이 작고 및 요구되는 전력이 적을 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 -Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다. 도 9 및 도 10을 참조하여 설명되는 샘플 용액 혼합 방법은 제1 및 제2 압력부들(도 1의 210, 220)이 각각 제4 전자석(610) 및 자성구조체(620)를 포함하는 것을 제외하면, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 샘플 용액 혼합 방법과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 4, 도 9 및 도 10을 참조하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 제4 전자석(610)이 자성을 갖지 않도록 제어될 경우, 자성구조체(620)와 제4 전자석(610) 사이에 아무런 힘이 발생되지 않을 수 있다. 따라서, 제4 전자석(610) 및 자성구조체(620)은 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공하지 않을 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제4 전자석(610)이 자성을 갖도록 제어될 경우, 제4 전자석(610)과 자성구조체(620) 사이에 자기적 인력이 제공될 수 있다. 이에 따라, 제4 전자석(610) 및 자성구조체(620)는 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 제1 및 제2 측벽들(21, 22)이 제4 전자석(610) 및 자성구조체(620)로부터 제공받는 압력을 통해 제1 및 제2 측벽들(21, 22)이 서로 가까워지거나 멀어질 수 있다. 즉, 샘플 혼합 용기(20)는 제4 전자석(610) 및 자성구조체(620)로으부터 제공받는 압력을 통해 변형될 수 있다. 이에 따라, 샘플 용액(300)은 샘플 혼합 용기(20) 내에서 유동되어, 샘플 용액(300) 내의 샘플(310), 희석액(320), 및 시약(330)이 혼합될 수 있다.
일반적으로, 전자석 및 자성구조체는 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시키는 장치보다 작은 크기를 가질 수 있다. 또한, 전자석 및 자성구조체를 이용하여 샘플 용액 혼합 공정을 수행할 경우, 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시킬 때보다 소비 전력이 적을 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 샘플 용액 혼합 방법은 공정 시 요구되는 공간이 작고 및 요구되는 전력이 적을 수 있다.
도 11 및 도 12은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 -Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다. 도 11 및 도 12를 참조하여 설명되는 샘플 용액 혼합 방법은 제1 및 제2 압력부들(도 1의 210, 220)이 각각 제2 영구자석(710) 및 제3 영구자석(720)을 포함하는 것을 제외하면, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 샘플 용액 혼합 방법과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 4, 도 11 및 도 12를 참조하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 및 제3 영구자석들(710, 720)의 방향들이 같은 극들(예를 들어, N극들)끼리 서로 마주보도록 제어될 경우, 제3 전자석(510) 및 제1 영구자석(520) 사이에 자기적 척력이 제공될 수 있다. 이에 따라, 제2 및 제3 영구자석들(710, 720)은 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공하지 않을 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제2 및 제3 영구자석들(710, 720)의 방향들이 서로 다른 극들끼리 서로 마주보도록 제어될 경우, 제2 및 제3 영구자석들(710, 720) 사이에 자기적 인력이 제공될 수 있다. 이에 따라, 제2 및 제3 영구자석들(710, 720)은 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 제2 및 제3 영구자석들(710, 720)의 각각의 방향을 제어하는 것은 제2 영구자석(710)의 방향을 고정시킨 상태에서 제3 영구자석(720)을 회전시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 영구자석(710)의 방향은 N극이 제3 영구자석(720)을 향하도록 고정되고, 제3 영구자석(720)의 방향은 N극 또는 S극이 제2 영구자석(710)을 향하도록 제어될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 제1 및 제2 측벽들(21, 22)은 제2 및 제3 영구자석들(710, 720)로부터 제공받는 압력을 통해 서로 가까워지거나 멀어질 수 있다. 즉, 샘플 혼합 용기(20)는 제2 및 제3 영구자석들(710, 720)로부터 제공받는 압력을 통해 변형될 수 있다. 이에 따라, 샘플 용액(300)은 샘플 혼합 용기(20) 내에서 유동되어, 샘플 용액(300) 내의 샘플(310), 희석액(320), 및 시약(330)이 혼합될 수 있다.
일반적으로, 영구자석은 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시키는 장치보다 작은 크기를 가질 수 있다. 또한, 영구자석들을 이용하여 샘플 용액 혼합 공정을 수행할 경우, 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시킬 때보다 소비 전력이 적을 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 샘플 용액 혼합 방법은 공정 시 요구되는 공간이 작고 및 요구되는 전력이 적을 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 -Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다. 도 13 및 도 14를 참조하여 설명되는 샘플 용액 혼합 방법은 제1 및 제2 압력부들(도 1의 210, 220)이 각각 제1 액추에이터(810) 및 제2 액추에이터(820)를 포함하는 것을 제외하면, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 샘플 용액 혼합 방법과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 4, 도 13 및 도 14를 참조하면, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 액추에이터들(810, 820)의 각각은 바디부(BP) 및 바디부(BP) 내부에 삽입된 로드부(RP)를 포함할 수 있다. 바디부들(BP)은 고정될 수 있고, 로드부들(RP)은 이동될 수 있다. 예를 들어, 로드부들(RP) 각각은 바디부들(BP)의 내부로부터 외부를 향하는 방향으로 이동하여, 바디부들(BP)로부터 돌출될 수 있다. 이 경우, 상기 로드부들(RP)은 각각 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 로드부들(RP) 각각은 바디부들(BP)의 외부로부터 내부를 향하는 방향으로 이동하여, 바디부들(BP) 내에 삽입될 수 있다. 이 경우, 상기 로드부들(RP)은 각각 제1 및 제2 측벽들(21, 22)에 압력을 제공하지 않을 수 있다. 로드부들(RP)의 움직임은 제어부(300)에 의해 제어될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 제1 및 제2 측벽들(21, 22)은 제1 및 제2 액추에이터(810, 820)의 로드부들(RP)로부터 제공받는 압력을 통해 서로 가까워지거나 멀어질 수 있다. 즉, 샘플 혼합 용기(20)는 제1 및 제2 액추에이터(810, 820)의 로드부들(RP)로부터 제공받는 압력을 통해 변형될 수 있다. 이에 따라, 샘플 용액(300)은 샘플 혼합 용기(20) 내에서 유동되어, 샘플 용액(300) 내의 샘플(310), 희석액(320), 및 시약(330)이 혼합될 수 있다.
일반적으로, 액추에이터는 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시키는 장치보다 작은 크기를 가질 수 있다. 또한, 액추에이터들을 이용하여 샘플 용액 혼합 공정을 수행할 경우, 샘플 혼합 용기를 흔들거나 회전시킬 때보다 소비 전력이 적을 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 샘플 용액 혼합 방법은 공정 시 요구되는 공간이 작고 및 요구되는 전력이 적을 수 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 샘플 용액 혼합 방법을 설명하기 위한 도 2의 -Ⅰ'선에 대응하는 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 5 내지 도 14를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 15를 참조하면, 도 5, 7, 9, 11, 및 13을 참조하여 설명된 것과 같이, 샘플 혼합 용기(20)는 제1 및 제2 압력부들(미도시)을 통해 압력을 제공받지 않을 수 있다. 즉, 샘플 혼합 용기(20)는 변형되지 않은 상태를 가질 수 있다. 샘플 혼합 용기(20) 내부에 예비 샘플 용액(302)이 제공될 수 있다. 예비 샘플 용액(302)은 샘플(310) 및 희석액(320)을 포함할 수 있다. 고체 시약(332)이 샘플 혼합 용기(20)의 내측면 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 고체 시약(332)은 샘플 혼합 용기(20)의 내측면 상에 부착될 수 있다. 예비 샘플 용액(302)의 수위는 고체 시약(332)보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 예비 샘플 용액(302)과 고체 시약(332)은 서로 접촉되지 않을 수 있다.
도 16을 참조하면, 도 6, 8, 10, 12, 및 14에 도시된 것과 같이 샘플 혼합 용기(20)는 제1 및 제2 압력부들(미도시)을 통해 압력을 제공받을 수 있다. 제1 및 제2 측벽들(21, 22) 사이의 이격거리(WS)가 작아질 수 있다. 이에 따라, 예비 샘플 용액(도 15의 302)의 수위는 높아질 수 있다. 고체 시약(도 15의 332)은 예비 샘플 용액(302)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 고체 시약(도 15의 332)은 예비 샘플 용액(302)에 용해되어, 샘플 용액(300)이 형성될 수 있다. 샘플 용액(300)은 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 샘플 용액(300)과 실질적으로 동일할 수 있다.
이 후, 도 4 내지 도 14를 참조하여 설명된 것과 같이, 샘플 혼합 용기(20)가 반복 변형되어, 샘플 용액(300)이 혼합될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.

Claims (15)

  1. 그 내부에 콘 형태의 샘플 혼합 용기를 수용하는 수용부;
    상기 수용부에 인접하게 제공되어, 상기 샘플 혼합 용기의 제1 측벽에 압력을 제공하는 제1 압력부;
    상기 수용부에 인접하게 제공되어, 상기 샘플 혼합 용기의 제2 측벽에 압력을 제공하는 제2 압력부; 및
    상기 제1 및 제2 압력부들의 각각에 의해 제공되는 압력을 제어하여, 상기 샘플 혼합 용기의 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절하는 제어부를 포함하되,
    상기 샘플 혼합 용기는 복원성을 갖는 물질을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 압력부들 중 적어도 하나가 이동하여 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절함에 따라, 상기 샘플 혼합 용기 내의 샘플 용액이 혼합되는 샘플 용액 혼합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 압력부는 제1 전자석을 포함하는 샘플 용액 혼합 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 압력부는 제2 전자석, 영구자석, 또는 자성 구조체를 포함하는 샘플 용액 혼합 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 압력부들의 각각은 영구자석을 포함하는 샘플 용액 혼합 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 압력부 및 상기 제2 압력부는 제1 액추에이터(actuator) 및 제2 액추에이터를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 액추에이터들의 각각은 바디부 및 상기 바디 내부에 삽입되되 상기 바디 외부로 돌출될 수 있는 로드부를 포함하는 샘플 용액 혼합 장치.
  6. 콘 형태의 샘플 혼합 용기를 준비하는 것;
    상기 샘플 혼합 용기 내에 샘플 용액을 제공하는 것; 및
    상기 샘플 혼합 용기의 제1 측벽 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절하여, 상기 샘플 용액을 혼합하는 것을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절하는 것은:
    상기 제1 측벽의 외측면 및 상기 제2 측벽의 외측면 상에 각각 제1 압력부 및 제2 압력부를 제공하는 것; 및
    상기 제1 및 제2 압력부들 중 적어도 하나를 이동시키면서 상기 제1 및 제2 압력부들로 상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하여, 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 좁히는 것을 포함하고,
    상기 샘플 혼합 용기는 복원성을 갖는 물질을 포함하는 샘플 용액 혼합 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 제1 전자석 및 제2 전자석을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은, 상기 제1 전자석의 제1 자극(magnetic pole)과 상기 제2 전자석의 제2 자극이 서로 마주보도록 상기 제1 및 제2 전자석들의 각각의 자기적 극성을 제어하는 것을 포함하되,
    상기 제1 자극과 상기 제2 자극은 서로 반대되는 샘플 용액 혼합 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 제3 전자석 및 제1 영구자석을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은, 상기 제3 전자석의 제1 자극과 상기 제1 영구자석의 제2 자극이 서로 마주보도록 상기 전자석의 자기적 극성을 제어하는 것을 포함하되,
    상기 제1 자극과 상기 제2 자극은 서로 반대되는 샘플 용액 혼합 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 전자석 및 자성구조체를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은 상기 전자석이 자성을 갖도록 상기 전자석에 전류를 제공하는 것을 포함하는 샘플 용액 혼합 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 제2 영구자석 및 제3 영구자석을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은 상기 제2 영구자석의 제1 자극과 상기 제3 영구자석의 제2 자극이 서로 마주보도록 상기 제2 및 제3 영구자석들의 방향을 정렬하는 것을 포함하되,
    상기 제1 자극 및 상기 제2 자극은 서로 반대되는 샘플 용액 혼합 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 압력부들은 각각 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 액추에이터들의 각각은 바디부 및 상기 바디부 내부에 삽입되되 상기 바디부 외부로 돌출될 수 있는 로드부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 측벽들에 압력을 가하는 것은, 상기 제1 및 제2 액추에이터들의 각각의 상기 로드부를 상기 바디 외부로 돌출시키는 것을 포함하는 샘플 용액 혼합 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 이격거리를 조절하는 것은:
    상기 제1 및 제2 압력부들이 각각 상기 제1 및 제2 측벽들에 가하는 압력을 제거하여, 상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 상기 이격거리를 늘리는 것을 더 포함하는 샘플 용액 혼합 방법.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 샘플 용액은 샘플, 희석액, 및 시약을 포함하는 샘플 용액 혼합 방법.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 샘플 혼합 용기의 상부 내측면 상에 고체 시약을 제공하는 것; 및
    상기 제1 및 제2 측벽들 사이의 상기 이격 거리를 조절하여, 상기 시약과 상기 샘플 용액을 접촉시키는 것을 더 포함하는 샘플 용액 혼합 방법.
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