KR102036560B1 - A Rolling Circle Amplification Device for Point-of-care testing - Google Patents
A Rolling Circle Amplification Device for Point-of-care testing Download PDFInfo
- Publication number
- KR102036560B1 KR102036560B1 KR1020190000727A KR20190000727A KR102036560B1 KR 102036560 B1 KR102036560 B1 KR 102036560B1 KR 1020190000727 A KR1020190000727 A KR 1020190000727A KR 20190000727 A KR20190000727 A KR 20190000727A KR 102036560 B1 KR102036560 B1 KR 102036560B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- unit
- detection
- reaction
- solution
- injection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
- B01L2200/0663—Stretching or orienting elongated molecules or particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0684—Venting, avoiding backpressure, avoid gas bubbles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2531/00—Reactions of nucleic acids characterised by
- C12Q2531/10—Reactions of nucleic acids characterised by the purpose being amplify/increase the copy number of target nucleic acid
- C12Q2531/125—Rolling circle
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 현장에서 바로 검출 및 진단에 활용할 수 있고 특히, 3D 프린터를 통해 제작 가능한 간편한 구조를 채택하여 경제적으로 제작이 가능하며, 별도의 작동장비 없이 사용자가 수동으로 작동시키더라도 사용자의 가압에 의해서만 용액이 반응부에서 검출부로 이동되고 또한, 바닥면의 ITO 글래스를 이용해 온도를 제어하며 특히, ITO 글래스 상부면에 별도의 폴리머층을 형성하고 상기 폴리머층에 별도의 검출 대상 타겟 특이적 수용체를 부착시켜 검출의 신속,정확성을 높이며, 더 나아가 주입부, 반응부, 스위치부, 트랩부, 검출부 및 온도조절바닥부로 이루어지는 검출모듈이 복수개 병렬로 인접되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출이 가능한 멀티 검출 디바이스를 형성할 수 있는 디바이스에 관한 것이다. The present invention relates to a device for amplifying a rotary ring for on-site diagnosis, and more specifically, it can be used for detection and diagnosis in the field, and in particular, it can be manufactured economically by adopting a simple structure that can be manufactured through a 3D printer. Even if the user operates manually without a separate operating device, the solution is moved from the reaction part to the detection part only by the pressurization of the user, and the temperature is controlled using the ITO glass on the bottom surface, and in particular, a separate polymer layer on the upper surface of the ITO glass. And a separate detection target specific receptor on the polymer layer to increase the speed and accuracy of detection. Furthermore, a detection module comprising an injection part, a reaction part, a switch part, a trap part, a detection part and a temperature control bottom part is provided. Adjacent in parallel to form a multi-detection device capable of detecting a plurality of targets at once It relates to a device that can.
지금까지 유전자를 검출하는 기술로는 PCR 방법을 기반으로 한 시스템이 많이 이용되고 있다. 그러나, 일반적으로 PCR 기반 시스템은 변성, 결합, 신장으로 이루어지는 여러 단계의 반응이 필요하고 다양한 온도 조건 설정 및 유지가 필요하기 때문에 제한된 리소스를 가진 환경에서는 사용이 어려운 문제점이 있다. 즉, 값비싼 장비 및 비용이 필요하고 잘 교육된 인원에 의한 실험이 실시되어야 하기 때문에 PCR을 이용한 분석은 특히 현장진단에는 적용되기 어려운 단점이 있다. Until now, a system based on PCR has been widely used as a technology for detecting genes. However, in general, PCR-based systems are difficult to use in environments with limited resources because they require multiple stages of reaction including denaturation, binding, and extension, and setting and maintaining various temperature conditions. In other words, the analysis using PCR is difficult to apply, especially in the field diagnosis because it requires expensive equipment and cost and experiments by well-trained personnel.
이러한 PCR 시스템의 문제점을 개선시키고자 새로운 진단 플랫폼에 대한 연구개발이 이루어져 오고 있는데, 그 중 회전환 증폭(RCA:Rolling Circle Amplification)이 다양한 연구분야에서 이용되고 있다. 회전환 증폭은 단일가닥 환형 DNA(circular DNA)를 주형으로 하고, 여기에 상보적인 프라이머를 사용하여 등온에서 중합반응을 수행하여 주형 DNA가 연속적으로 합성되도록 하는 것이다. 등온, 상온 조건에서 프로브와 annealing 후 무한 회전 증폭을 하게 되며 일차 함수 스케일로 증폭하기 때문에, 번거로운 thermal cycling 및 값비싼 장비가 필요한 PCR의 단점을 극복할 수 있다는 장점이 있다. In order to improve the problems of the PCR system, research and development of a new diagnostic platform has been made, and among them, rolling circle amplification (RCA) has been used in various research fields. Rotating ring amplification is a single-stranded circular DNA (circular DNA) as a template, using a primer complementary to the isothermal polymerization to perform the synthesis of the template DNA continuously. After annealing with the probe in isothermal and room temperature conditions, infinite rotation amplification and amplification to the first function scale have the advantage of overcoming the disadvantages of PCR, which requires cumbersome thermal cycling and expensive equipment.
<특허문헌> 한국공개특허 제10-2018-0027255호 "회전환 증폭 기반 분자 진단 방법"<Patent Document> Korean Laid-open Patent No. 10-2018-0027255 "Switching Amplification-Based Molecular Diagnostic Method"
그러나, 이러한 회전환 증폭(RCA)를 이용한 검출을 위한 디바이스(키트 등)의 경우, 상기 특허문헌에 개시된 바와 같은 모세관 튜브 형태로 형성되는 키트 등에 한정되어 있고 특히, 현장진단에 즉시 적용 가능한 형태이거나 또는 제작이 용이한 3D프린터 기술을 이용해 제조하기 적합한 형태와는 거리가 멀기 때문에, 경제적으로 제작이 가능하고 현장진단에 최적화된 회전환 증폭(RCA) 반응용 칩(디바이스)에 대한 니즈는 증대되고 있다. However, in the case of a device (kit, etc.) for detection using such a ring amplification (RCA), it is limited to a kit formed in the form of a capillary tube as disclosed in the patent document, and in particular, a form that is immediately applicable to in situ diagnosis or Or because it is far from a shape suitable for manufacturing using easy-to-manufacturing 3D printer technology, the need for a rotating ring amplification (RCA) reaction chip (device) that can be manufactured economically and optimized for field diagnosis is increased. have.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,The present invention has been made to solve the above problems,
본 발명은 현장에서 바로 검출 및 진단에 활용할 수 있고 특히, 3D 프린터를 통해 제작 가능한 간편한 구조를 채택하여 경제적으로 제작이 가능한 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스를 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a rotary ring amplification device for on-site diagnosis that can be economically produced by adopting a simple structure that can be utilized for detection and diagnosis in the field, and can be manufactured through a 3D printer.
본 발명의 다른 목적은, 별도의 작동장비 없이 사용자가 수동으로 작동시키더라도 사용자의 가압에 의해서만 용액이 반응부에서 검출부로 이동되고 특히, 용액이 검출부에서 반응부로 역류되거나 주입부를 통해 유출되는 것을 방지할 수 있는 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to prevent the solution from flowing from the reaction unit to the detection unit only by the user's pressurization even if the user manually operates without a separate operating equipment, in particular, the solution flow back from the detection unit to the reaction unit or outflow through the injection unit It is to provide a rotary ring amplification device for on-site diagnosis.
본 발명의 또 다른 목적은, 바닥면의 ITO 글래스를 이용해 온도를 제어하며 특히, ITO 글래스 상부면에 별도의 폴리머층을 형성하고 상기 폴리머층에 별도의 검출 대상 타겟 특이적 수용체를 부착시켜 검출의 신속,정확성을 높이는 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to control the temperature by using the bottom surface of the ITO glass, in particular, by forming a separate polymer layer on the top surface of the ITO glass and attaching a separate target-specific receptor to the polymer layer to detect the temperature. It is to provide a rotary ring amplification device for on-site diagnosis that improves speed and accuracy.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 주입부, 반응부, 스위치부, 트랩부, 검출부 및 온도조절바닥부로 이루어지는 검출모듈이 복수개 병렬로 인접되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출이 가능한 멀티 검출 디바이스를 형성하고, 이때 복수개 검출모듈의 각 핸들부가 일체로 연결되고 복수개 검출모듈의 각 주입부가 모두 연결되어 시료주입 및 스위치부 이동을 간편하게 가능케 하며, 복수개 검출모듈의 각 폴리머층에는 각각의 검출 대상 타겟에 특이적 수용체가 각각 부착되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출을 신속,정확하게 수행할 수 있는 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스를 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a multi-detection device capable of detecting a plurality of targets at once by detecting a plurality of detection modules including the injection part, the reaction part, the switch part, the trap part, the detection part, and the temperature control bottom part in parallel. In this case, each handle portion of the plurality of detection modules are integrally connected, and each injection portion of the plurality of detection modules is connected to each other to facilitate the sample injection and the switch unit movement, and each polymer layer of the plurality of detection modules has a target for each detection target. It is to provide a device for amplifying a ring for on-site diagnosis that can be attached to each of the specific receptors, which can quickly and accurately detect a plurality of targets at once.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.The present invention is implemented by the embodiment having the following configuration to achieve the above object.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스는 주입부를 통해 주입된 시료가 수용되어 회전환 증폭 반응이 일어나는 반응부; 상기 반응부 내 용액을 검출부로 이동시키는 스위치부; 상기 반응부 내 용액이 상기 스위치부의 작동에 의해서만 검출부 방향으로 이동되도록 하는 트랩부; 상기 트랩부를 월류한 용액이 저장되어 검출기에 의한 확인이 가능토록 하는 검출부; 및 디바이스 하부에서 상기 반응부 내부가 회전환 증폭에 필요한 등온 조건으로 온도가 유지되도록 하는 온도조절바닥부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the device for rotating ring amplification for on-site diagnosis according to the present invention includes a reaction unit for receiving a sample injected through an injection unit to generate a rotating ring amplification reaction; A switch unit for moving the solution in the reaction unit to a detection unit; A trap unit allowing the solution in the reaction unit to move toward the detection unit only by the operation of the switch unit; A detector for storing the solution in excess of the trap to allow confirmation by a detector; And a temperature regulating bottom part allowing the inside of the reaction part to be maintained at an isothermal condition for rotating ring amplification under the device.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 스위치부는 상기 디바이스 일단에 노출되어 사용자가 수동으로 스위치부를 가압할 수 있게 하는 핸들부와, 상기 반응부 내에 위치하며 반응부의 단면 형상에 상응하는 형태로 반응부 내에 밀착되어 반응부 내 용액을 검출부 방향으로 이동시키는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the present invention, the switch unit is exposed to one end of the device to allow the user to manually press the switch unit, and located in the reaction unit corresponding to the cross-sectional shape of the reaction unit It is characterized in that it comprises a pressing unit which is in close contact with the reaction unit in the form to move the solution in the reaction unit in the direction of the detection unit.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 트랩부는 상기 반응부에서 이동해오는 용액의 경로를 수직방향으로 변환시키는 제1수직부와, 상기 제1수직부를 거친 용액의 경로를 하강시켜 상기 검출부로 이동시키는 제2수직부를 포함하며, 상기 제2수직부의 높이는 상기 제1수직부 높이보다 낮고 검출부의 용액이 반응부쪽으로 역류하지 않도록 형성되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the present invention, the trap unit by lowering the path of the solution passing through the first vertical portion and the first vertical portion to convert the path of the solution moving from the reaction unit in the vertical direction And a second vertical portion moving to the detection unit, wherein the height of the second vertical portion is lower than the height of the first vertical portion and is formed so that the solution of the detection unit does not flow back to the reaction unit.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 주입부는 상기 스위치부의 가압부가 검출부 반대방향으로 최대한 이동한 상태에서 가압부 전단으로 시료가 주입되도록 위치하고, 시료 주입 완료 후에는 가압부의 이동에 따라 반응부 내 용액이 주입부로 역류하지 않도록 역류방지캡을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the present invention, the injection portion is positioned so that the sample is injected into the front end of the pressing portion in a state in which the pressing portion of the switch portion moves in the opposite direction to the detection portion, and after the sample injection is completed, Accordingly, the solution in the reaction portion is characterized in that it comprises a backflow prevention cap so as not to flow back to the injection portion.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 온도조절바닥부는 도전성 물질인 ITO가 코팅된 ITO 글래스이며, 상기 온도조절바닥부 상부에 검출 대상 타겟 특이적 수용체가 부착되는 별도의 폴리머층을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the present invention, the temperature control bottom part is an ITO glass coated with ITO, which is a conductive material, and a separate polymer layer to which a target specific receptor to be detected is attached to the temperature control bottom part. Characterized in that it comprises a.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 있어서 상기 디바이스는 상기 주입부, 반응부, 스위치부, 트랩부, 검출부 및 온도조절바닥부로 이루어지는 검출모듈이 복수개 병렬로 인접되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출이 가능한 멀티 검출 디바이스로 형성되고, 상기 멀티 검출 디바이스는, 복수개 검출모듈의 각 핸들부가 일체로 연결되고, 복수개 검출모듈의 각 주입부가 모두 연결되어 시료주입 및 스위치부 이동을 간편하게 가능하고, 복수개 검출모듈의 각 폴리머층에는 각각의 검출 대상 타겟에 특이적 수용체가 각각 부착되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출을 신속,정확하게 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the present invention, the device includes a plurality of detection modules formed of the injection unit, the reaction unit, the switch unit, the trap unit, the detection unit, and the temperature control bottom unit in parallel with a plurality of targets at once. It is formed as a multi-detection device capable of detecting the, the multi-detection device, each handle portion of the plurality of detection modules are integrally connected, each injection portion of the plurality of detection modules are all connected to facilitate the sample injection and switch unit movement Each of the polymer layers of the plurality of detection modules has a specific receptor attached to each target to be detected, so that detection of the plurality of targets can be performed quickly and accurately at once.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship described above with the present embodiment.
본 발명은 현장에서 바로 검출 및 진단에 활용할 수 있고 특히, 3D 프린터를 통해 제작 가능한 간편한 구조를 채택하여 경제적으로 제작이 가능한 효과를 갖는다. The present invention has the effect that can be economically produced by adopting a simple structure that can be used for the detection and diagnosis in the field and can be manufactured through a 3D printer in particular.
본 발명은, 별도의 작동장비 없이 사용자가 수동으로 작동시키더라도 사용자의 가압에 의해서만 용액이 반응부에서 검출부로 이동되고 특히, 용액이 검출부에서 반응부로 역류되거나 주입부를 통해 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. The present invention, even if the user operates manually without a separate operating equipment, the solution is moved from the reaction unit to the detection unit only by the pressurization of the user, in particular, the solution can be prevented from flowing back from the detection unit to the reaction unit or outflow through the injection unit Has an effect.
본 발명은, 바닥면의 ITO 글래스를 이용해 온도를 제어하며 특히, ITO 글래스 상부면에 별도의 폴리머층을 형성하고 상기 폴리머층에 별도의 검출 대상 타겟 특이적 수용체를 부착시켜 검출의 신속,정확성을 높이는 효과를 갖는다. According to the present invention, the temperature is controlled using ITO glass on the bottom surface, and in particular, a separate polymer layer is formed on the upper surface of the ITO glass, and a separate target specific receptor is attached to the polymer layer, so that rapid and accurate detection can be achieved. Height has an effect.
본 발명은, 상기 주입부, 반응부, 스위치부, 트랩부, 검출부 및 온도조절바닥부로 이루어지는 검출모듈이 복수개 병렬로 인접되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출이 가능한 멀티 검출 디바이스를 형성하고, 이때 복수개 검출모듈의 각 핸들부가 일체로 연결되고 복수개 검출모듈의 각 주입부가 모두 연결되어 시료주입 및 스위치부 이동을 간편하게 가능케 하며, 복수개 검출모듈의 각 폴리머층에는 각각의 검출 대상 타겟에 특이적 수용체가 각각 부착되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출을 신속,정확하게 수행할 수 있는 효과를 갖는다. The present invention provides a multi-detection device capable of detecting a plurality of targets at a time by detecting a plurality of detection modules comprising the injection unit, the reaction unit, the switch unit, the trap unit, the detection unit, and the temperature control bottom unit in parallel. Each handle part of the plurality of detection modules is integrally connected, and each injection part of the plurality of detection modules is connected to facilitate the sample injection and the switch part movement, and each polymer layer of the plurality of detection modules has a specific receptor for each target to be detected. Each of them is attached to have an effect of quickly and accurately detecting multiple targets at once.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전환 증폭(RCA)용 디바이스의 단면도
도 2는 도 1의 디바이스 시제품 상태도
도 3은 도 1의 디바이스 작동 상태도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전환 증폭(RCA)용 디바이스의 단면도
도 5는 도 4에서 폴리머층을 상세 도시한 참고도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 검출 디바이스의 상태도1 is a cross-sectional view of a device for rotary ring amplification (RCA) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a device prototype state diagram of FIG.
3 is a device operating state diagram of FIG.
4 is a cross-sectional view of a device for rotary ring amplification (RCA) according to another embodiment of the present invention.
5 is a reference view showing the polymer layer in FIG. 4 in detail;
6 is a state diagram of a multi-detection device according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 현장진단을 위한 회전환 증폭(RCA)용 디바이스의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of a device for rotation ring amplification (RCA) for on-site diagnosis according to the present invention will be described in detail. It should be noted that the same elements in the figures are represented by the same numerals wherever possible. Unless otherwise defined, all terms in this specification are equivalent to the general meaning of the terms understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains and, if they conflict with the meanings of the terms used herein, Follow the definition used in the specification. Throughout the specification, when a part is said to "include" any component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise, also described in the specification The terms "... unit", "... module" and the like refer to a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 현장진단을 위한 회전환 증폭(RCA)용 디바이스는, 주입부(10)를 통해 주입된 시료가 수용되어 회전환 증폭(RCA) 반응이 일어나는 반응부(20); 상기 반응부(20) 내 용액을 검출부(50)로 이동시키는 스위치부(30); 상기 반응부(20) 내 용액이 상기 스위치부(30)의 작동에 의해서만 검출부(50) 방향으로 이동되도록 하는 트랩부(40); 상기 트랩부(40)를 월류한 용액이 저장되어 검출기()에 의한 확인이 가능토록 하는 검출부(50); 및 디바이스 하부에서 상기 반응부(20) 내부가 회전환 증폭(RCA)에 필요한 등온 조건으로 온도가 유지되도록 하는 온도조절바닥부(60);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 1 to 3, a device for a rotary ring amplification (RCA) for on-site diagnosis according to an embodiment of the present invention, the sample injected through the
상기 주입부(10)는 본 발명에 따른 회전환 증폭(RCA)용 디바이스 내로 검출 대상 타겟을 포함한 시료가 주입되는 구성으로, 바람직하게는 디바이스 작동 시 주입된 시료의 역류를 방지할 수 있게 디바이스의 상측에 형성되며, 현장에서 회전환 증폭(RCA)을 이용한 타겟 검출 등을 위해 시료를 상기 주입부(10)를 통해 주입하게 된다. The
상기 반응부(20)는 상기 주입부(10)를 통해 주입된 시료가 수용되어 회전환 증폭(RCA) 반응이 일어나게 되는 구성으로, 회전환 증폭(RCA) 반응에 필요한 온도제어는 후술할 바와 같이 바람직하게는 반응부(20) 바닥면에 위치하게 되는 하기 온도조절바닥부(60)에 의해 이루어지게 된다. The
상기 스위치부(30)는 상기 반응부(20) 내 용액을 검출부(50)로 이동시키는 구성으로, 본 발명에서는 별도의 추가적인 장비를 필요로 하지 않고 현장에서 사용자가 바로 수동으로 디바이스 내 용액을 이동시킬 수 있게 하는 것이 특징인바, 이를 위해 상기 스위치부(30)는 상기 디바이스 일단(바람직하게는 후술할 검출부(50)와는 반대 방향의 말단)에 노출되어 사용자가 수동으로 스위치부(30)를 가압(작동)할 수 있게 하는 핸들부(310)와, 상기 핸들부(310)와 일체로 연결되어 있으면서 상기 반응부(20) 내에 위치하고 반응부(20) 내부 단면 형상에 상응하는 형태로 반응부(20) 내부면에 밀착되어 이동하면서 반응부(20) 내 용액을 검출부(50) 방향으로 이동시키는 가압부(320)를 포함할 수 있다. The
상기 핸들부(310)는 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 핸들부(310)의 일단은 본 발명의 디바이스 일단에 노출되고 타단은 상기 가압부(320)와 일체로 연결되는 형태로 형성됨으로써, 별도의 추가적인 장비를 필요로 하지 않고 현장에서 사용자가 직접 수동으로 스위치부(30)를 움직여 상기 반응부(20) 내 용액을 검출을 위한 검출부(50)로 이동시킬 수 있게 된다. As shown in FIGS. 1 and 2, the
상기 가압부(320)는 상기 반응부(20) 내부면에 밀착되어 이동하면서 반응부(20) 내 용액을 온전히 검출부(50) 방향으로 이동시킬 수 있도록 그 단면이 반응부(20) 내부 단면 형상에 상응하는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. The
이때, 상기 주입부(10)는 도 3의 (1)에 도시된 바와 같이, 상기 스위치부(30)의 가압부(320)가 검출부(50) 반대방향으로 최대한 이동한 상태에서 가압부(320) 전단으로 시료가 주입되도록 주입부(10)가 위치하는것이 바람직하며, 도 3의 (2)에 도시된 바와 같이, 시료 주입 완료 후에는 상기 가압부(320)의 이동에 따라 반응부(20) 내 용액이 검출부(50) 방향으로 이동을 시작하는 과정에서 주입부(10)를 통해 용액이 역류하지 않도록 역류방지캡(110)을 포함할 수 있다. In this case, as shown in (1) of FIG. 3, the
상기 트랩부(40)는 상기 반응부(20) 내 용액이 상기 스위치부(30)의 작동에 의해서만 검출부(50) 방향으로 이동되도록 하는 구성으로, 이를 위해 상기 트랩부(40)는 도 1 등에 도시된 바와 같이, 상기 반응부(20)에서 이동해오는 용액의 경로를 수직방향으로 변환시키는 제1수직부(410)와, 상기 제1수직부(410)를 거친 용액의 경로를 하강시켜 상기 검출부(50)로 용액을 이동시키는 제2수직부(420)를 포함하는 형태로 형성될 수 있다. The
도 3의 (1)에 도시된 바와 같이, 상기 제1수직부(410)가 상기 반응부(20)에서 이동해오는 용액의 경로를 수직방향으로 변환시킴으로써, 상기 주입부(10)를 통해 주입된 시료는 사용자가 스위치부(30)를 작동시키지 않는 한 상기 제1수직부(410)를 넘을 수 없게 된다. 즉, 반응부(20)에서의 온도 또는 반응 등에 의해 의도치 않게 반응부(20)의 용액이 검출부(40)로 이동되는 것이 방지된다. 이를 위해 상기 제1수직부(410)는 바람직하게는 상기 반응부(20)의 높이보다 높은 높이를 갖도록 형성된다. As shown in (1) of FIG. 3, the first
상기 제2수직부(420)는 상기 제1수직부(410)를 넘은 용액이 검출부(50)의 하측으로 유입될 수 있도록 유로를 형성하게 되는데 이때, 바람직하게는 상기 제2수직부(420)의 높이가 상기 제1수직부(410) 높이보다 낮으면서 검출부(50)에 적정 용량의 용액이 채워졌을 때의 높이보다는 높게 형성됨으로써, 사용자가 스위치부(30)를 초기 상태로 원위치시키더라도 검출부(50)의 용액이 반응부(20)쪽으로 역류하지 않게 할 수 있다. The second
상기 검출부(50)는 상기 반응부(20)를 거쳐 트랩부(40)를 월류한 용액이 저장되어 검출기()에 의한 검출대상 타겟의 유무를 확인할 수 있게 하는 구성으로, 검출에 용이한 적정 용량의 용액이 수용될 수 있는 크기로 형성되게 된다. The
상기 온도조절바닥부(60)는 본 발명의 디바이스 하부에서 상기 반응부(20) 내부가 회전환 증폭(RCA)에 필요한 등온 조건으로 온도가 유지되도록 온도를 제어하는 구성으로, 일 예로 상기 온도조절바닥부(60)는 도전성 물질인 ITO가 코팅된 ITO 글래스로 형성될 수 있다. ITO 글래스란 전기가 통하는 물질인 ITO를 유리면에 박막 코팅한 유리를 지칭하며 특히, 후술할 폴리머층(610)을 상부면에 형성하기에 적합하다. 한편, 상기 온도조절바닥부(60)로는 ITO 글래스로만 한정하는 것은 아니며, 바닥면에 별도의 Hot Plate 등을 사용하는 것도 가능하다. The temperature control
도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 현장진단을 위한 회전환 증폭(RCA)용 디바이스의 작동 과정에 대해 설명하면, 먼저 도 3의 (1)에 도시된 바와 같이, 현장에서 사용자는 시료에 검출대상 타겟이 포함되어 있는지를 RCA반응을 이용해 확인해보기 위해 상기 주입부(10)를 통해 타겟, 환형 DNA(circular DNA) 등이 포함된 시료를 주입하게 되면 반응부(20) 내에 수용되어 등온 조건하에서 RCA반응이 진행되게 된다. 이때, 도 3의 (2)에 도시된 바와 같이, 사용자가 수동으로 상기 핸들부(310)를 이동시켜 상기 가압부(320)를 이용해 반응부(20) 내 용액을 가압하여 검출부(50) 방향으로 이동시키게 되면, 가압에 의해 상기 트랩부(40)의 제1수직부(410)를 넘게 되는 용액은 상기 제2수직부(420)를 통해 상기 검출부(50)로 완전히 이동되게 되고, 이때 사용자는 검출기(색차계 등)를 이용하여 검출대상 타겟의 유무를 검출할 수 있게 된다. Referring to Figure 3, when describing the operation of the device for rotation ring amplification (RCA) for on-site diagnostics in accordance with the present invention, first, as shown in (1) of Figure 3, the user in the field is detected on the sample Injecting a sample containing a target, circular DNA, etc. through the
한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 현장진단을 위한 회전환 증폭(RCA)용 디바이스는, 상기 온도조절바닥부(60) 상부에 검출 대상 타겟 특이적 수용체가 부착되는 별도의 폴리머층(610)을 추가로 포함할 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 4 and 5, a device for rotating ring amplification (RCA) for on-site diagnosis according to another embodiment of the present invention includes a target-specific receptor to be detected on the temperature control
상기 폴리머층(610)은 바람직하게는 PDMS라는 폴리머를 얇게 도포하여 이루어지게 되며, 이때 PDMS 폴리머에는 도 5에 도시된 예에서와 같이, 앱타머(Aptamer), M13 phage 등(이외에도 항체, 펩타이드, 효소 등 다양한 확장이 가능함)과 같은 검출 대상 타겟에 특이적 수용체를 부착할 수 있게 되는데 특히, 후술할 멀티 검출 디바이스에서 상기 폴리머층(610)에 각각의 다른 검출대상 타겟용 특이적 수용체를 부착할 수 있게 된다. The
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 현장진단을 위한 회전환 증폭(RCA)용 디바이스는, 상기 주입부(10), 반응부(20), 스위치부(30), 트랩부(40), 검출부(50) 및 온도조절바닥부(60)로 이루어지는 검출모듈(a)이 복수개 병렬로 인접되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출이 가능한 멀티 검출 디바이스로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 6, a device for rotating ring amplification (RCA) for on-site diagnosis according to another embodiment of the present invention includes the
이와 같이 상기 디바이스가 복수 타겟에 대한 검출이 가능한 멀티 검출 디바이스로 형성되는 경우에, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수개 검출모듈(a)의 각 핸들부(310)가 서로 연결되어 일체로 형성됨으로써 사용자는 한 번의 작동만으로 멀티 검출 디바이스의 각 검출모듈(a)의 핸들부(310)를 동시에 작동시킬 수 있게 되고, 또한 복수개 검출모듈(a)의 각 주입부(10) 역시 각 관로가 모두 연결되어 사용자는 한 번의 시료 주입만으로 각 검출모듈(a)의 주입부(10)를 통해 각각의 검출모듈(a)의 반응부(20) 내로 시료를 주입할 수 있게 된다. 특히, 각 주입부(10) 간 관로 연결은 한 번에 모든 주입부(10)를 연결시키지 않고, 도 6에 도시된 바와 같이 피라미드 계단식으로 2방향으로만 분기되도록 함으로써 누락되는 곳 없이 효율적으로 분기,주입되도록 하는 것이 바람직하다. When the device is formed as a multi-detection device capable of detecting a plurality of targets as described above, as shown in FIG. 6, the
이때, 복수개 검출모듈(a)의 각 검출모듈(a)별 각각의 폴리머층(610)에는 각각의 검출 대상 타겟에 특이적 수용체가 각각 부착됨으로써, 한 번에 복수 타겟(검출모듈(a)별 갯수에 대응)에 대한 검출을 신속,정확하게 수행할 수 있게 된다. In this case, specific receptors are attached to each detection target to each
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above, the Applicant has described various embodiments of the present invention, but these embodiments are merely one embodiment for implementing the technical idea of the present invention, and any changes or modifications may be made to the present invention as long as the technical idea of the present invention is implemented. It should be interpreted as falling within the scope of.
10: 주입부 110: 역류방지캡
20: 반응부 30: 스위치부
310: 핸들부 320: 가압부
40: 트랩부 410: 제1수직부
420: 제2수직부 50: 검출부
60: 온도조절바닥부 610: 폴리머층
a: 검출모듈10: injection unit 110: backflow prevention cap
20: reaction unit 30: switch unit
310: handle portion 320: pressing portion
40: trap part 410: first vertical part
420: second vertical portion 50: detection portion
60: temperature control bottom portion 610: polymer layer
a: detection module
Claims (6)
상기 스위치부는 상기 디바이스 일단에 노출되어 사용자가 수동으로 스위치부를 가압할 수 있게 하는 핸들부와, 상기 반응부 내에 위치하며 반응부의 단면 형상에 상응하는 형태로 반응부 내에 밀착되어 반응부 내 용액을 검출부 방향으로 이동시키는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스. The method of claim 1,
The switch unit may be exposed to one end of the device to allow a user to manually press the switch unit, and may be in close contact with the reaction unit in a form corresponding to the cross-sectional shape of the reaction unit and located in the reaction unit to detect a solution in the reaction unit. Rotary ring amplification device for on-site diagnosis, characterized in that it comprises a pressing unit for moving in the direction.
상기 트랩부는 상기 반응부에서 이동해오는 용액의 경로를 수직방향으로 변환시키는 제1수직부와, 상기 제1수직부를 거친 용액의 경로를 하강시켜 상기 검출부로 이동시키는 제2수직부를 포함하며, 상기 제2수직부의 높이는 상기 제1수직부 높이보다 낮고 검출부의 용액이 반응부쪽으로 역류하지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스. The method of claim 2,
The trap part includes a first vertical part for converting the path of the solution moving from the reaction part in the vertical direction, and a second vertical part for lowering the path of the solution having passed through the first vertical part and moving to the detection part. 2 The height of the vertical portion is lower than the height of the first vertical portion and the rotation ring amplification device for on-site diagnosis, characterized in that the solution of the detection unit is formed so as not to flow back toward the reaction unit.
상기 주입부는 상기 스위치부의 가압부가 검출부 반대방향으로 최대한 이동한 상태에서 가압부 전단으로 시료가 주입되도록 위치하고, 시료 주입 완료 후에는 가압부의 이동에 따라 반응부 내 용액이 주입부로 역류하지 않도록 역류방지캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스. The method of claim 3, wherein
The injection part is positioned so that the sample is injected into the front end of the pressing part in a state in which the pressing part of the switch part is moved in the opposite direction to the detection part. Rotating ring amplification device for on-site diagnosis, characterized in that it comprises a.
상기 온도조절바닥부는 도전성 물질인 ITO가 코팅된 ITO 글래스이며,
상기 온도조절바닥부 상부에 검출 대상 타겟 특이적 수용체가 부착되는 별도의 폴리머층을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스. The method of claim 3, wherein
The temperature control bottom portion is ITO glass coated with a conductive material ITO,
Rotating ring amplification device for on-site diagnosis, characterized in that it comprises a separate polymer layer to be attached to the target target target detection target on the temperature control bottom.
상기 주입부, 반응부, 스위치부, 트랩부, 검출부 및 온도조절바닥부로 이루어지는 검출모듈이 복수개 병렬로 인접되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출이 가능한 멀티 검출 디바이스로 형성되고,
상기 멀티 검출 디바이스는, 복수개 검출모듈의 각 핸들부가 일체로 연결되고, 복수개 검출모듈의 각 주입부가 모두 연결되어 시료주입 및 스위치부 이동을 간편하게 가능하고,
복수개 검출모듈의 각 폴리머층에는 각각의 검출 대상 타겟에 특이적 수용체가 각각 부착되어 한 번에 복수 타겟에 대한 검출을 신속,정확하게 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 현장진단을 위한 회전환 증폭용 디바이스. The method of claim 5, wherein the device,
The detection module consisting of the injection portion, the reaction portion, the switch portion, the trap portion, the detection portion, and the temperature control bottom portion is formed as a multi-detection device capable of detecting a plurality of targets at once by adjoining a plurality of parallel lines,
The multi-detection device, each handle portion of the plurality of detection modules are integrally connected, and each injection portion of the plurality of detection modules are all connected to facilitate the sample injection and switch unit movement,
A specific receptor is attached to each target to be detected on each polymer layer of the plurality of detection modules, so that the detection of the plurality of targets can be performed quickly and accurately at once. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190000727A KR102036560B1 (en) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | A Rolling Circle Amplification Device for Point-of-care testing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190000727A KR102036560B1 (en) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | A Rolling Circle Amplification Device for Point-of-care testing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102036560B1 true KR102036560B1 (en) | 2019-10-25 |
Family
ID=68421199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190000727A KR102036560B1 (en) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | A Rolling Circle Amplification Device for Point-of-care testing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102036560B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101439982B1 (en) * | 2013-07-29 | 2014-09-12 | 한국과학기술원 | Rolling type biochip and rolling circle amplication using the same |
-
2019
- 2019-01-03 KR KR1020190000727A patent/KR102036560B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101439982B1 (en) * | 2013-07-29 | 2014-09-12 | 한국과학기술원 | Rolling type biochip and rolling circle amplication using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10159972B2 (en) | Plurality of reaction chambers in a test cartridge | |
US20130161193A1 (en) | Microfluidic system with metered fluid loading system for microfluidic device | |
Schudel et al. | Microfluidic chip for combinatorial mixing and screening of assays | |
US9816131B2 (en) | Pressurizable cartridge for polymerase chain reactions | |
AU2017277331B2 (en) | Rapid thermal cycling for sample analyses and processing | |
AU2011235038B2 (en) | Biologic fluid analysis system with sample motion | |
Caputo et al. | Microfluidic chip with integrated a-Si: H photodiodes for chemiluminescence-based bioassays | |
US20190049367A1 (en) | Monolithic integration device and micro total analysis system | |
CN107619781A (en) | A kind of single reaction temperature control high flux micro-fluidic chip nucleic acid amplifier | |
US20210245162A1 (en) | Reaction processor | |
KR102036560B1 (en) | A Rolling Circle Amplification Device for Point-of-care testing | |
EP3463668B1 (en) | Rapid thermal cycling for sample analyses and processing | |
TWI826811B (en) | Analysis system | |
KR102036561B1 (en) | A Rolling Circle Amplification Device replaceable multipurpose-module | |
KR102036563B1 (en) | A Rolling Circle Amplification Device for multi-detection | |
US10975429B2 (en) | System and methods for selective effluent collection | |
CN117025375A (en) | Microfluidic chip, microfluidic chip assembly and digital nucleic acid detection sampling device | |
Lehmann et al. | 3.4. 4 Miniature Gas Analysis System for Volatile Organic Compounds |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GRNT | Written decision to grant |