KR102086637B1 - 초음파 트랜스듀서와 자성 비드를 이용한 유전체 추출 장치 및 방법 - Google Patents

초음파 트랜스듀서와 자성 비드를 이용한 유전체 추출 장치 및 방법 Download PDF

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최낙원
이병철
이형빈
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한국과학기술연구원
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Abstract

유전체 추출 방법을 제공한다. 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 방법은 (a) 복수의 자성 비드(Magnetic Bead)(b)가 포함된 용액이 채널(110)로 투입되는 단계, (b) 자성체(200)가 상기 채널(110)에 대한 제1 위치로 이동하여 상기 복수의 자성 비드(b)가 응집되고, 상기 복수의 자성 비드(b)를 제외한 용액이 상기 채널(110) 외부로 배출되는 단계, (c) 상기 채널(110)에 용해 버퍼(Lysis Buffer) 및 분석 대상 샘플을 포함하는 용액이 투입되는 단계 및 (d) 상기 자성체(200)가 상기 채널(110)에 대한 제2 위치로 이동하고, 상기 채널(110)에 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 인가되어, 상기 복수의 자성 비드(b)가 상기 분석 대상 샘플에 포함된 물질과 충돌하여 상기 물질이 용해(Lysis)되고, 상기 물질에 수용된 분석 대상 유전체가 용출되어 상기 복수의 자성 비드(b)에 상기 분석 대상 유전체가 흡착되는 단계를 포함하며, 상기 제1 위치에서 상기 자성체(200)와 상기 채널(110) 간의 거리는 상기 제2 위치에서보다 가까운 것일 수 있다.

Description

초음파 트랜스듀서와 자성 비드를 이용한 유전체 추출 장치 및 방법{Apparatus and Method for Extracting Genome Using Ultrasound Transducer and Magnetic Bead}
본 출원은 초음파 트랜스듀서와 자성 비드를 이용한 유전체 추출 장치 및 방법에 관한 것이다.
개개인의 유전자 분석(Genetic Analysis)을 통한 질병 진단은 최근 활발하게 개발되고 있으며, 특히 최근에는 개개인의 유전학적 차이를 고려하여 약물의 처방 용량을 달리해야 한다는 대사유전체 기반의 개인 맞춤 의료에 대한 관심이 높아지고 있다.
이러한 유전자 분석은 개개인으로부터 타액, 혈액 등의 샘플을 채취한 후, 이로부터 DNA, RNA 등의 유전체(Genome)를 추출하여 추출된 유전체를 분석하는 방법으로 이루어진다.
유전자 분석을 위해 채취한 샘플 내에는 분석 대상 유전체 외에도 유전체 증폭을 방해하는 여러 요소들이 존재하기 때문에, 성공적인 분석을 위해 샘플에서 순수한 분석 대상 유전체(DNA, RNA)를 추출하는 과정, 즉 샘플 전처리 과정이 필수적이다.
샘플로부터 분석 대상 유전체를 추출하는 방법으로서, 전기 천공법(Electroporation)이 이용되어 왔다. 전기 천공법은 화학약품을 이용한 세포의 용해가 아닌 전기적 용해로 DNA, RNA 등의 분석 대상 유전체를 추출할 수 있다는 장점을 가지나, 세포 용해액에서만 분석 대상 유전체를 추출할 수 있고, 혈액으로부터는 분석 대상 유전체를 추출할 수 없다는 단점을 갖는다.
혈액으로부터 분석 대상 유전체를 추출하기 위해 현재 시판되는 키트들은 분석 대상 유전체의 추출 시간이 오래 소요되며, 자성 비드가 뭉치는 현상으로 인해 추출 효율이 감소하여 유전자 분석에 필요한 양의 유전체를 얻기 위해 많은 양의 혈액을 요구하기 때문에 혈액 채취 동안 환자가 불편함을 느낀다는 단점을 갖게 된다. 또한, 일부 키트에서는 칩 형태가 아닌 튜브 형태에서 추출이 진행되기 때문에 현장진단이 불가하다는 치명적인 단점을 갖게 된다.
따라서, 소량의 혈액으로도 유전자 분석에 충분한 양의 분석 대상 유전체를 추출할 수 있는 추출 장치 및 방법에 대한 수요가 높아지고 있는 실정이다.
미국공개특허공보 2009-0052272호 (2009.02.26) 한국공개특허공보 10-2017-0038974호 (2017.04.10)
본 출원은 높은 추출 효율을 가져, 소량의 분석 대상 샘플로도 유전자 분석에 충분한 양의 유전체를 획득 가능한 유전체 추출 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 출원의 일 실시예는, (a) 복수의 자성 비드(Magnetic Bead)(b)가 포함된 용액이 채널(110)로 투입되는 단계, (b) 자성체(200)가 상기 채널(110)에 대한 제1 위치로 이동하여 상기 복수의 자성 비드(b)가 응집되고, 상기 복수의 자성 비드(b)를 제외한 용액이 상기 채널(110) 외부로 배출되는 단계, (c) 상기 채널(110)에 용해 버퍼(Lysis Buffer) 및 분석 대상 샘플을 포함하는 용액이 투입되는 단계 및 (d) 상기 자성체(200)가 상기 채널(110)에 대한 제2 위치로 이동하고, 상기 채널(110)에 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 인가되어, 상기 복수의 자성 비드(b)가 상기 분석 대상 샘플에 포함된 물질과 충돌하여 상기 물질이 용해(Lysis)되고, 상기 물질에 수용된 분석 대상 유전체가 용출되어 상기 복수의 자성 비드(b)에 상기 분석 대상 유전체가 흡착되는 단계를 포함하며, 상기 제1 위치에서 상기 자성체(200)와 상기 채널(110) 간의 거리는 상기 제2 위치에서보다 가까운 것인, 유전체 추출 방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계 이후, (e) 상기 자성체(200)가 상기 제1 위치로 이동하여 상기 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)가 응집되고, 상기 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)를 제외한 용액이 상기 채널(110) 외부로 배출되며, 상기 채널(110)에 세척 버퍼(Washing Buffer)가 투입되는 단계 및 (f) 상기 자성체(200)가 상기 제2 위치로 이동하고, 상기 채널(110)에 상기 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 인가되는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (f) 단계 이후, (g) 상기 자성체(200)가 상기 제1 위치로 이동하여 상기 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)가 응집되고, 상기 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)를 제외한 용액이 상기 채널(110) 외부로 배출되며, 상기 채널(110)에 상기 분석 대상 유전체를 상기 복수의 자성 비드(b)로부터 분리하는 용리액(Elution solution)이 투입되는 단계 및 (h) 상기 자성체(200)가 상기 제2 위치로 이동하고, 상기 채널(110)에 상기 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 인가되는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 에너지의 상기 기 결정된 패턴은, 기 결정된 제1 시간 동안 기 결정된 전압을 가지고, 제1 주파수로부터 제2 주파수까지 그 주파수가 선형적으로 증가하는 제1 패턴, 상기 제1 패턴 이후, 상기 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 상기 제2 주파수로부터 상기 제1 주파수까지 그 주파수가 선형적으로 감소하는 제2 패턴, 상기 제2 패턴 이후, 기 결정된 제2 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 초음파 에너지가 인가되지 않는 제3 패턴, 상기 제3 패턴 이후, 상기 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 상기 제1 주파수로부터 상기 제2 주파수까지 그 주파수가 선형적으로 증가하는 제4 패턴 및 상기 제4 패턴 이후, 상기 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 상기 제2 주파수로부터 상기 제1 주파수까지 그 주파수가 선형적으로 감소하는 제5 패턴을 포함하며, 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수보다 높고, 상기 제1 시간은 상기 제2 시간보다 짧을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기 결정된 패턴이 상기 제1 패턴, 상기 제2 패턴, 상기 제4 패턴 및 상기 제5 패턴일 때, 상기 자성체(200)는 상기 제2 위치에 위치하고, 상기 기 결정된 패턴이 상기 제3 패턴일 때, 상기 자성체(200)는 상기 제1 위치에 위치할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (d), (h) 및 (f) 단계에서 상기 기 결정된 패턴의 초음파 에너지는 기 결정된 횟수 이상 상기 채널(110)에 인가될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (h) 단계 이후, (i) 상기 자성체(200)가 상기 제1 위치로 이동하여 상기 복수의 자성 비드(b)가 응집되는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 분석 대상 샘플은 혈액일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 자성 비드(b)와 충돌하는 물질은 백혈구이고, 상기 분석 대상 유전체는 DNA 또는 RNA일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 주파수는 0.95MHz 내지 1.05MHz이고, 상기 제2 주파수는 1.14MHz 내지 1.26MHz이며, 상기 기 결정된 전압은 270mV 내지 330mV일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기 결정된 제1 시간은 9초 내지 11초이고, 상기 기 결정된 제2 시간은 36초 내지 44초일 수 있다.
또한 본 출원은 상기한 방법을 수행하기 위한 장치로서, 입구(111)와 출구(115)를 가지며, 각각의 입구(111) 및 출구(115) 사이에 상기 분석 대상 유전체의 추출이 이루어지는 상기 채널(110)이 형성된 칩(100), 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서의 움직임에 의해 상기 채널(110)에 수용된 상기 복수의 자성 비드(b)를 응집시키는 상기 자성체(200) 및 상기 칩(100)에 상기 기 결정된 패턴의 초음파 에너지를 인가하는 초음파 트랜스듀서(300)를 포함하는, 유전체 추출 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 출구(115)에 연결되어 상기 채널(110)에 수용된 유체를 배출하는 튜브(400)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 자성체(200)에 전기적으로 연결되어 상기 자성체(200)의 움직임을 제어하는 구동 장치(500), 상기 초음파 트랜스듀서(300)에 의해 인가되는 초음파 에너지의 기 결정된 패턴의 전기 신호를 발생시키는 함수 발생기(Function Generator)(600) 및 상기 함수 발생기(600)에 의해 발생된 전기 신호를 증폭하는 증폭기(700)를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 출원은 다음과 같은 효과가 있다.
분석 대상 유전체가 높은 추출 효율로 추출되기 때문에, 소량의 혈액 샘플로도 유전자 분석에 충분한 양의 DNA가 추출될 수 있어, 많은 양의 혈액을 요구하는 종래의 장치와 비교하였을 때, 혈액 샘플 채취 시 환자가 겪는 고통이 최소화된다. 특히, 손가락 등을 니들로 찌르고 나서 획득되는 혈액의 양만으로도 유전자 분석이 가능하도록 높은 효율로 DNA를 추출하는 것이 가능하기 대문에, 종래 니들을 이용하여 정맥에서 혈액 샘플을 추출하는 것에 비해 매우 간단하고 비용도 절감된다.
높은 추출 효율뿐만 아니라, 종래의 DNA 추출 장치에 비해 비교적 단시간 내에 DNA가 추출될 수 있어 현장진단에 적합하다. 또한, 전문 인력이나 전문 장비 없이도 간단한 장치와 방법으로 혈액으로부터 DNA를 추출할 수 있어, 현장진단에 적합하다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2(a) 내지 2(d)는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도로서, 도 1의 유전체 추출 장치를 이용하여 분석 대상 유전체를 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 초음파 트랜스듀서(300)에 의해 칩(100)에 전달되는 초음파 에너지의 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치와 방법을 이용하여 우수성을 검증하기 위한 검증 실험 1에 따른 실험 결과이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치와 방법을 이용하여 우수성을 검증하기 위한 검증 실험 2에 따른 실험 결과이다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치와 방법을 이용하여, 칩(100)에 인가되는 초음파 에너지의 주파수 대역의 우수성을 검증하기 위한 검증 실험 3에 따른 실험 결과이다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치와 방법을 이용하여, 칩(100)에 인가되는 초음파 에너지의 기 결정된 패턴의 우수성을 검증하기 위한 검증 실험 4에 따른 실험 결과이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원을 상세히 설명한다.
1. 유전체 추출 장치
도 1을 참조하여, 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치를 보다 상세히 설명한다. 도 1은 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 유전체 추출 장치는 칩(100), 자성체(200), 초음파 트랜스듀서(300), 튜브(400), 구동 장치(500), 함수 발생기(600), 증폭기(700) 및 제어 장치(800)를 포함한다.
칩(100)에는 입구(in-let)(111)와 출구(out-let)(115)를 갖는 채널(110)이 하나 이상 형성된다. 채널(110)은 입구(111), 통과 채널(112), 반응 채널(113), 배출 채널(114) 및 출구(115)를 포함한다.
보다 구체적으로, 채널(110)은, 도 1에 도시된 것처럼 소정의 직경을 갖는 원형의 입구(111), 입구(111)의 직경보다 작은 너비를 가지며 입구(111)에 투입된 유체가 통과하는 통과 채널(112), 통과 채널(112)의 너비보다 큰 너비를 가져 투입된 분석 대상 샘플의 유전체 추출이 이루어지는 반응 채널(113), 반응 채널(113) 내의 유체가 외부로 배출되기 위해 통과하는 배출 채널(114) 및 튜브(400)와 연결되어 외부로 유체가 배출되는 원형의 출구(115)를 포함한다. 여기서, 입구(111)와 출구(115)의 형상은 동일할 수 있으며, 통과 채널(112)과 배출 채널(114)의 형상이 서로 동일할 수 있다.
이러한 채널(110)은 마이크로 플루이딕 채널(micro fluidic channel)인 것이 바람직하고, 채널(110)이 수용 가능한 유체의 양은 90μl 내지 110μl, 보다 구체적으로는 100μl일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
채널(110)에는 자성 비드(b)를 포함하는 용액이 입구(111)를 통해 투입되고, 후술되는 자성체(200)를 이용하여 자성 비드(b)를 응집시킨 상태에서, 자성 비드(b)를 제외한 용액을 출구(115)와 튜브(400)를 통해 외부로 배출시킨 후, 분석 대상 샘플을 포함하는 용액이 입구(111)를 통해 투입될 수 있다. 자성 비드(b)의 표면은 양전하(+)를 띄어 음전하(-)를 띄는 분석 대상 유전체인 DNA 또는 RNA가 자성 비드(b)에 흡착될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
자성체(200)는 자성을 지닌 물체로서, 영구자석 또는 전자석 등이 여기에 해당할 수 있다. 자성체(200)는 구동 장치(500)와 전기적으로 연결되어, 구동 장치(500)에 의해 전후로 이동하게 된다. 이 때, 자성체(200)와 칩(100) 사이의 거리가 가장 가까운 위치를 제1 위치(즉, 자성체(200)가 칩(100) 바로 상측에 배치된 위치)로 정의하고, 제1 위치에 비해 자성체(200)와 칩(100) 사이의 거리가 먼 위치를 제2 위치(즉, 칩(100)의 채널(110)에 자성체(200)의 자기력이 거의 작용하지 않도록 하는 위치)로 정의한다.
제1 위치에서는 자성체(200)에 의한 자기력이 채널(110)에 강하게 작용하여 채널(110) 내에 수용된 자성 비드(b)가 응집되며(도 2(a) 참조), 제2 위치에서는 자성체(200)에 의한 자기력이 채널(110)에 거의 작용하지 않아 채널(110) 내에 수용된 자성 비드(b)가 분산된다(도 2(b) 참조).
초음파 트랜스듀서(300)는 칩(100)의 하부에 위치하여 칩(100)에 기 결정된 패턴의 초음파 에너지를 인가하는 부분이다. 먼저, 함수 발생기(600)는 기 결정된 패턴의 전기 신호를 발생시키고, 증폭기(700)가 함수 발생기(600)에 의해 발생된 전기 신호를 증폭하며, 이렇게 증폭된 전기 신호가 초음파 트랜스듀서(300)에 의해 물리적인 초음파 에너지로 변환된다. 초음파 트랜스듀서(300)에 의해 변환된 초음파 에너지는 칩(100)에 인가되며, 채널(110) 내에 수용된 자성 비드(b)의 진동을 유발하게 된다. 자성 비드(b)는 채널(110) 내에서 진동하면서 분석 대상 샘플에 포함된 물질과 충돌하고, 물질이 용해(Lysis)됨에 따라 물질 내부에 수용되어 있던 분석 대상 유전체가 자성 비드(b)에 흡착된다.
여기서, 함수 발생기(600)는 기 결정된 패턴의 전기 신호를 발생시키는데, 일정한 크기의 전기 신호가 아닌 기 결정된 패턴으로 전기 신호를 발생시킴에 따라, 분석 대상 유전체의 추출 효율이 크게 향상된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
튜브(400)는 채널(110)의 출구(115)에 연결되어, 채널(110)에 수용된 유체를 배출하는 역할을 한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 튜브(400)의 타단은 폐기액 챔버에 연결되어, 튜브(400)를 통해 배출되는 용액은 폐기액 챔버로 유입될 수 있다.
구동 장치(500)는 자성체(200)와 연결되어, 자성체(200)의 움직임을 제어하는 부분이다. 구체적으로, 자성체(200)를 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 움직이도록 하는 부분이며, 자성체(200)의 움직임을 제어할 수 있는 형태이면 어떤 것이든 제한되지 않는다.
제어 장치(800)는 구동 장치(500) 및 함수 발생기(600)에 전기적으로 연결되어, 이들의 작동을 제어하는 부분이다. 후술할 바와 같이, 구동 장치(500) 및 함수 발생기(600)는 시간에 따라 그 작동이 계속 변하게 되는데, 제어 장치(800)는 미리 결정된 순서대로 구동 장치(500)와 함수 발생기(600)가 작동하도록 이들을 제어하게 된다.
2. 유전체 추출 방법
다음, 도 2(a) 내지 도 2(d), 도 3 및 도 4를 참조하여 본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 방법을 보다 상세히 설명한다.
먼저, 채널(110)의 입구(111)를 통해 복수의 자성 비드(b)를 포함하는 용액이 채널(110)의 용량만큼 투입되는 단계가 수행된다(S100). 하지만, 채널(110) 용량보다 작거나 큰 용량의 용액이 채널(110)에 투입될 수 있음은 물론이다.
다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜, 채널(110)에 수용된 복수의 자성 비드(b)가 응집되는 단계가 수행된다(S110).
다음, 자성체(200)는 제1 위치에서 유지된 채로, 채널(110)에 수용되어 있는 용액이 출구(115)와 튜브(400)를 거쳐 외부로 배출되는 단계가 수행된다(S120). 이 단계는 피펫(pipette)을 입구(111)에 위치시키고, 피펫의 손잡이를 가압하여 내부의 공기가 채널(110)로 유입되는 것에 의해, 용액이 출구(115)를 통해 밀려나가는 방법(이를, 에어 워싱(Air Washing)이라 정의한다.)이 적용될 수 있으며, 자성 비드(b)는 자성체(200)의 자기력에 영향을 받는 상태이므로 외부로 배출되지 않고 응집된 상태로 유지된다.
다음, 자성체(200)는 제1 위치에서 유지된 채로 용해 버퍼(Lysis Buffer), 분석 대상 샘플(예를 들어, 혈액) 및 단백질 분해 효소(예를 들어, Proteinase K) 용액 및 아이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol, IPA)을 혼합한 용액이 입구(111)를 통해 채널(110)의 용량만큼 투입되는 단계가 수행된다(S200). 분석 대상 샘플이 혈액인 경우, 이 단계가 수행되면 도 2(a)와 같은 상태가 될 것이다.
다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제2 위치로 이동시켜, 복수의 비드(b)가 분산되고, 함수 발생기(600)가 기 결정된 패턴의 전기 신호를 발생시키고, 발생된 전기 신호가 증폭기(700)를 통해 초음파 트랜스듀서(300)에 의해 초음파 에너지로 변환되어, 이 초음파 에너지가 칩(100)에 전달되어 비드(b)가 진동하는 단계가 수행된다(도 2(b) 및 S210). 분석 대상 샘플에 포함된 물질(예를 들어, 백혈구)은 용해 버퍼에 의해 용해되기도 하지만, 비드(b)의 진동에 의한 물리적 충격에 의해서도 용해되어 그 내부에 수용되어 있던 분석 대상 유전체가 용출된다(S220).
여기서, 복수의 자성 비드(b)는 초기에 응집되어 있다가 분산 및 진동하는 형태이어서, 초기에 분산되어 있다가 진동하는 경우에 비해 물질에 가해지는 충격량이 커져 보다 효과적인 용해가 가능하다.
다음, 용출된 분석 대상 유전체가 자성 비드(b)에 흡착되는 단계가 수행된다(S230). 자성 비드(b)의 표면은 실리카(silica) 등으로 코팅되어 양전하(+)를 띄는 반면, 분석 대상 유전체인 DNA, RNA 등은 음전하(-)를 띄고 있기 때문에, 인력에 의해 서로 흡착될 수 있다. 하지만, 자성 비드(b)가 분석 대상 유전체인 DNA, RNA와 특이적으로 결합하여 이를 포획할 수 있는 방식이면 어떤 것이든 적용될 수 있을 것이라 할 것이다.
여기서, 자성 비드(b)는 초음파 트랜스듀서(300)에 의해 인가되는 초음파 에너지로 인해 계속 진동하기 때문에, 자성 비드(b)와 분석 대상 유전체와의 충돌 횟수가 증가하여, 효율적으로 분석 대상 유전체의 흡착이 이루어질 수 있다.
다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜, 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)를 응집시키는 단계가 수행된다(도 2(d) 및 S240).
다음, 자성체(200)는 제1 위치에서 유지된 채로, 채널(110)에 수용되어 있는 용액이 출구(115)와 튜브(400)를 거쳐 외부로 배출되는 단계가 수행된다(S250). 이는 전술한 에어 워싱 방법에 의해 이루어질 수 있으며, 분석 대상 유전체가 흡착된 자성 비드(b)는 자성체(200)의 자기력에 영향을 받는 상태이므로 외부로 배출되지 않고 응집된 상태로 유지된다.
다음, 입구(111)를 통해 채널(110)의 용량보다 많은 용량의 세척 버퍼(Washing Buffer)가 채널(110)로 투입되는 단계가 수행된다(S300). 하지만, 채널(110) 용량과 같거나 큰 용량의 세척 버퍼가 채널(110)에 투입될 수 있음은 물론이다.
다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제2 위치로 이동시키고, 상기 S500 단계에서 인가되는 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 채널(110)에 인가되고, 분석 대상 유전체를 제외한 물질을 자성 비드(b)로부터 세척하여 제거하는 단계가 수행된다(S310).
다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜, 복수의 자성 비드(b)를 응집시키는 단계가 수행된다. 다음, 자성체(200)는 제1 위치에서 유지된 채로, 채널(110)에 수용되어 있는 세척 버퍼가 출구(115)와 튜브(400)를 거쳐 외부로 배출되는 단계가 수행된다(S320). 이는 전술한 에어 워싱 방법에 의해 이루어질 수 있으며, 분석 대상 유전체가 흡착된 자성 비드(b)는 자성체(200)의 자기력에 영향을 받는 상태이므로 외부로 배출되지 않고 응집된 상태로 유지된다.
다음, 입구(111)를 통해 세척 버퍼가 채널(110)에 투입되고, 자성체(200)가 제2 위치로 이동되며, 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 채널(110)에 인가되고, 자성체(200)가 제1 위치로 이동되고, 채널(110)에 수용되어 있는 세척 버퍼가 외부로 배출되는 단계가 다시 한번 수행된다(S310 및 S320 반복). 이로 인하여, 채널(110) 내에는 분석 대상 유전체가 흡착된 자성 비드(b)만이 남게 되고, 보다 순도 높은 분석 대상 유전체를 획득할 수 있게 된다.
다음, 흡착된 분석 대상 유전체를 자성 비드(b)로부터 분리하는 용리액(Elution Solution)이 입구(111)를 통해 채널(110)의 용량만큼 투입되는 단계가 수행된다(S400).
다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제2 위치로 이동시키고, 함수 발생기(600)가 기 결정된 패턴의 전기 신호를 발생시키고, 발생된 전기 신호가 증폭기(700)를 통해 초음파 트랜스듀서(300)에 의해 초음파 에너지로 변환되어, 이 초음파 에너지가 칩(100)에 인가되어 분석 대상 유전체와 자성 비드(b)의 분리가 촉진되는 단계가 수행된다(S410). 용리액을 투입하는 것만으로도, 자성 비드(b)에 흡착된 분석 대상 유전체의 분리가 일어날 수 있지만, 초음파 에너지가 인가되어 이 과정이 더욱 효과적으로 일어날 수 있는 것이다. 이 과정은 자성 비드(b) 응집, 자성 비드(b) 분산 후 초음파 에너지 인가, 자성 비드(b) 응집의 단계가 반복되어 분석 대상 유전체가 자성 비드(b)로부터 충분히 분리될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 튜브(400)를 칩(100)으로부터 분리하고, 출구(115)를 통해 채널(110)의 유전자 분석에 필요한 양만큼의 분석 대상 유전체가 포함된 용액을 뽑아내는 단계가 수행된다(S500).
본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 방법은 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 칩(100)에 인가된다.
여기서, 기 결정된 패턴은 도 3에 도시된 패턴일 수 있는데 이에 대해 구체적으로 설명한다.
기 결정된 패턴은, 기 결정된 제1 시간 동안 기 결정된 전압을 가지고, 제1 주파수(f1)로부터 제2 주파수(f2)까지 그 주파수가 선형적으로 증가하는 제1 패턴, 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 제2 주파수(f2)로부터 제1 주파수(f1)까지 그 주파수가 선형적으로 감소하는 제2 패턴, 기 결정된 제2 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 초음파 에너지가 인가되지 않는 제3 패턴, 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 제1 주파수(f1)로부터 제2 주파수(f2)까지 그 주파수가 선형적으로 증가하는 제4 패턴, 및 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 제2 주파수(f2)로부터 제1 주파수(f1)까지 그 주파수가 선형적으로 감소하는 제5 패턴을 포함한다.
여기서, 제1 주파수(f1)는 0.95MHz 내지 1.05MHz일 수 있고, 보다 구체적으로는 1MHz일 수 있다. 또한, 제2 주파수(f2)는 1.14MHz 내지 1.26MHz일 수 있고, 보다 구체적으로는 1.2MHz일 수 있다.
그리고, 기 결정된 전압은 270mV 내지 330mV일 수 있고, 보다 구체적으로는 300mV일수 있다.
그리고, 기 결정된 제1 시간은 9초 내지 11초일 수 있고, 보다 구체적으로는 10초일 수 있으며, 기 결정된 제2 시간은 36초 내지 44초일 수 있고, 보다 구체적으로는 40초일 수 있다.
여기서, 칩(100)에 인가되는 초음파 에너지가 제3 패턴일 때, 구동 장치(500)는 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜, 자성 비드(b)를 응집시키고, 나머지 제1, 2, 4 및 5 패턴일 때, 구동 장치(500)는 자성체(200)를 제2 위치로 이동시켜 용해의 효율을 향상시키는 것이 바람직하다. 즉, 칩(100)에 초음파 에너지가 인가되지 않고 있는 시기에는 자성체(200)를 이용하여 자성 비드(b)를 응집시킴으로써, 자성 비드(b)의 진동 시작 시점에서 자성 비드(b)가 응집된 상태에 있게 함으로써 분석 대상 샘플에 포함된 물질에 가해지는 충격량이 커져 보다 효과적인 용해가 가능하다.
그리고, 전술한 기 결정된 패턴은 기 결정된 횟수 이상 반복되어 수행됨으로써, 분석 대상 샘플에 포함된 물질의 용해가 완전히 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 기 결정된 횟수는 제한되지 않으나 일 예로 3회일 수 있다.
3. 검증 실험 1
본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치의 우수성을 검증하고자 검증 실험을 실시하였다(도 5).
먼저, 채널(110)의 출구(115)를 튜브(400)와 연결하고, 튜브(400)의 타단에는 폐기액 챔버를 연결하여 튜브(400)를 통해 배출되는 용액이 폐기액 챔버에 투입되도록 하였다.
다음, 입구(111)를 통해 채널(110) 내에 4.6μm 직경의 복수의 자성 비드(b)를 포함하는 용액을 100μl만큼 투입하였다. 다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜 자성 비드(b)를 응집시킨 채로, 피펫을 이용하여 채널(110) 내에 수용된 용액을 에어 워싱하였으며, 이에 따라 채널(110) 내에는 자성체(200)에 의해 응집된 복수의 자성 비드(b)만이 남게 되었다.
다음, 자성체(200)가 제1 위치인 상태에서, 입구(111)를 통해 용해 버퍼:혈액:PK 용액(Proteinase K Solution)=7:7:1 비율의 용액과 40% 아이소프로필 알코올(IPA)을 혼합하여 100μl만큼의 용액을 채널(110)로 투입하였다.
다음, 함수 발생기(600)가 도 3에 도시된 패턴에 따른 전기 신호를 발생시키고, 증폭기(700)를 거쳐 초음파 트랜스듀서(300)가 이를 초음파 에너지로 변환하여 자성 비드(b)를 진동시켰으며, 이에 따라 채널(110) 내의 백혈구가 용해되었으며, 백혈구 내의 DNA가 자성 비드(b)에 흡착되었다. 이 패턴은 3회 반복되었다.
다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜 DNA가 흡착된 자성 비드(b)를 응집시킨 상태에서, 채널(110) 내에 수용된 용액을 에어 워싱하였으며, 이에 따라 채널(110) 내에는 DNA가 흡착된 복수의 자성 비드(b)만이 남게 되었다.
다음, 자성체(200)가 제1 위치인 상태에서, 입구(111)를 통해 세척 버퍼 105μl를 투입하여 자성 비드(b)에 흡착되지 않은 물질들을 튜브(400)를 통해 폐기액 챔버로 배출시켰다.
다음, 함수 발생기(600)가 도 3에 도시된 패턴에 따른 전기 신호를 발생시켰으며, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜 DNA가 흡착된 자성 비드(b)를 응집시킨 상태에서, 채널(110) 내에 수용된 용액을 에어 워싱하였다.
다음, 자성체(200)가 제1 위치인 상태에서, 입구(111)를 통해 세척 버퍼 105μl를 투입하여 자성 비드(b)에 흡착되지 않은 물질들을 튜브(400)를 통해 폐기액 챔버로 배출시켰다.
다음, 함수 발생기(600)가 도 3에 도시된 패턴에 따른 전기 신호를 발생시켰으며, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜 DNA가 흡착된 자성 비드(b)를 응집시킨 상태에서, 채널(110) 내에 수용된 용액을 에어 워싱하였다.
다음, 자성체(200)가 제1 위치인 상태에서, 입구(111)를 통해 용리액 100μl를 투입하였고, 함수 발생기(600)가 도 3에 도시된 패턴에 따른 전기 신호를 발생시켜 DNA를 자성 비드(b)로부터 분리시켰다. 이 패턴은 3회 반복되었다.
다음, 칩(100)으로부터 튜브(400)를 분리하고, 출구(115)를 통해 DNA가 추출된 용리액을 뽑아 1.5ml 튜브로 이를 옮겼다.
본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치를, 현재 DNA 추출 키트로서 시판되고 있는 DNA DIRECTTM Blood Kit(대조군 1)와, 자성 비드와 자성체만을 이용하여 DNA를 추출하는 ChipGenie® edition P(대조군 2)를 대조군으로 하여 DNA 추출 효율을 비교하였다.
대조군 1에서는 100μl의 혈액을 사용하였으며, 대조군 2와 본 출원에 따른 유전체 추출 장치에서는 46.67μl의 혈액을 사용하였다. 그 결과, 대조군 1과 2에서는 5% 남짓한 효율로 DNA를 추출한 것에 비해, 본 출원에 따른 유전체 추출 장치에서는 약 11%의 효율로 DNA를 추출할 수 있어, 비교적 적은 양의 혈액으로도 유전자 분석에 충분한 양의 DNA를 추출할 수 있다는 우수성을 검증하였다(도 5(c) 참조).
또한, 본 출원에 따른 유전체 추출 장치에서 채널(110)에 투입되는 혈액의 양을 조절해가며 DNA 추출 효율을 비교한 결과, 5μl의 혈액을 투입하였을 때 가장 높은 추출 효율(약 25%)을 달성할 수 있었고, 혈액의 양이 증가될수록 추출 효율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다(도 5(d) 참조).
검증 실험 1을 통해, 본 출원에 따른 유전체 추출 장치는 종래에 시판되는 DNA 추출 장치에 비해 높은 효율로 DNA를 추출할 수 있다는 점을 입증하였으며, 약 5μl의 혈액을 추출 장치에 투입하는 것이 가장 높은 효율이 달성됨을 확인하였는 바, 환자로부터 많은 양의 혈액을 뽑기 위해 환자의 불편함을 유발하였던 종래의 DNA 추출 장치의 단점을 해결하였음을 입증하였다.
4. 검증 실험 2
본 출원의 실시예에 따른 유전체 추출 장치의 우수성을 검증하고자 검증 실험을 실시하였다.
본 출원에 따른 유전체 추출 장치를, 검증 실험 1에서 사용된 DNA DIRECTTM Blood Kit(대조군 1)와, 자성 비드와 자성체만을 이용하여 DNA를 추출하는 ChipGenie® edition P(대조군 2)를 대조군으로 하여 DNA 추출 효율을 비교하였다(도 6).
대조군 1에서는 100μl의 혈액을 사용하였으며, 대조군 2에서는 5μl의 혈액을, 본 출원에 따른 유전체 추출 장치에서 5μl, 10μl, 20μl, 40μl의 혈액을 사용하여 실험을 진행하였다. Quick은 본 출원에 따른 유전체 추출 방법에서 워싱 단계 등을 최소화하여 DNA 추출 시간을 최소화한 방법을 이용한 것에 해당한다.
실험 결과 도 6과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
혈액으로부터 추출된 DNA는 중합효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction, PCR)을 통해 증폭되는데, 증폭 과정에서 형광 물질이 증폭된 DNA에 포함되도록 하여 증폭된 DNA가 소정의 형광 강도를 나타내는데까지 필요한 PCR의 사이클 횟수를 Ct라고 한다. 추출된 DNA가 많을수록 적은 횟수의 사이클로도 상기 소정의 형광 강도를 나타낼 수 있기 때문에, Ct값이 적을수록 추출 효율이 크다는 것을 의미한다.
실험 결과, 대조군 1의 경우 Ct 값은 26 정도로 나타났으나, 이는 투입된 혈액의 양이 100μl이라는 점을 고려하면 높은 추출 효율이 달성되지 못함을 확인할 수 있었으며, 본 출원에 따른 유전체 추출 장치는 대조군 2와 비교하였을 때, 추출 효율에서 유의미한 차이를 나타내었다. 또한, 혈액의 양을 늘릴수록 Ct 값이 감소하는 결과를 확인하였으나, 투입된 혈액의 양을 고려하였을 때 5μl의 혈액을 투입하였을 때 높은 추출 효율이 달성됨을 확인할 수 있었다(도 6(a) 및 6(b).
DNA 추출이 완료된 채널(110)에서 100μl의 용리액을 추출하여, 그 안에 포함된 DNA의 양을 비교한 결과, 워싱 단계 등을 최소화한 Quick 방법을 적용하였을 때도 대조군 2와 비교하였을 때 약 5배, 본 출원에 따른 유전체 추출 방법을 적용하였을 때 약 9배의 DNA가 추출됨을 확인할 수 있었다(도 6(c)).
5. 검증 실험 3
초음파 트랜스듀서(300)에 의해 칩(100)에 전달되는 초음파 에너지의 최적 주파수 대역을 찾고자 검증 실험을 실시하였다(도 7).
먼저, 채널(110)의 출구(115)를 튜브(400)와 연결하고, 튜브(400)의 타단에는 폐기액 챔버를 연결하여 튜브(400)를 통해 배출되는 용액이 폐기액 챔버에 투입되도록 하였다.
다음, 입구(111)를 통해 채널(110) 내에 4.6μm 직경의 복수의 자성 비드(b)를 포함하는 용액을 100μl만큼 투입하였다. 다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜 자성 비드(b)를 응집시킨 채로, 피펫을 이용하여 채널(110) 내에 수용된 용액을 에어 워싱하였으며, 이에 따라 채널(110) 내에는 자성체(200)에 의해 응집된 복수의 자성 비드(b)만이 남게 되었다.
다음, 입구(111)를 통해 용해 버퍼:혈액:PK 용액(Proteinase K Solution):40% IPA=40μl:40μl:8μl:20μl의 용액을 투입하였으며,
함수 발생기(600)를 조작하여 (a) 0.6MHz 내지 0.8MHz, (b) 0.8MHz 내지 1.0MHz (c) 1.0MHz 내지 1.2MHz (d) 1.2MHz 내지 1.4MHz의 초음파 에너지가 칩(100)에 전달되도록 하여, 20초 후 자성 비드(b)의 분산 정도를 관찰하였다.
실험 결과, (c) 1.0MHz 내지 1.2MHz 대역의 초음파 에너지가 칩(100)에 인가되었을 때, 자성 비드(b)의 분산 정도가 가장 큼을 확인하였다(도 7(c)).
자성 비드(b)의 분산 정도가 크다는 것은, 그만큼 많은 양의 DNA와 흡착된다는 것을 의미하기에, DNA 수득률이 증가하는 것을 의미하는 것이다. 따라서, 본 출원에 따른 유전체 추출 장치는 1.0MHz 내지 1.2MHz 대역의 초음파 에너지가 칩(100)에 인가되었을 때, 가장 높은 DNA 수득률을 달성할 수 있음을 확인하였다.
6. 검증 실험 4
초음파 트랜스듀서(300)에 의해 칩(100)에 전달되는 초음파 에너지의 최적 패턴을 찾고자 검증 실험을 실시하였다(도 8).
먼저, 채널(110)의 출구(115)를 튜브(400)와 연결하고, 튜브(400)의 타단에는 폐기액 챔버를 연결하여 튜브(400)를 통해 배출되는 용액이 폐기액 챔버에 투입되도록 하였다.
다음, 입구(111)를 통해 채널(110) 내에 4.6μm 직경의 복수의 자성 비드(b)를 포함하는 용액을 100μl만큼 투입하였다. 다음, 구동 장치(500)가 자성체(200)를 제1 위치로 이동시켜 자성 비드(b)를 응집시킨 채로, 피펫을 이용하여 채널(110) 내에 수용된 용액을 에어 워싱하였으며, 이에 따라 채널(110) 내에는 자성체(200)에 의해 응집된 복수의 자성 비드(b)만이 남게 되었다.
다음, 입구(111)를 통해 용해 버퍼:혈액:PK 용액(Proteinase K Solution):40% IPA=40μl:40μl:8μl:20μl의 용액을 투입하였으며,
함수 발생기(600)를 조작하여 (a) 1.0MHz로부터 1.2MHz까지 0.02MHz/sec의 기울기를 가지며, 10초 동안 주파수가 증가하고, 1.2MHz로부터 1.0MHz까지 -0.02MHz/sec의 기울기를 가지며, 10초 동안 주파수가 감소하는 패턴(Slope) (b) 1.0MHz로부터 1.2MHz까지 0.2MHz/sec의 기울기를 가지며, 주파수가 증가하는 패턴이 20초동안 반복되는 패턴(Pulse) (c) 1.0MHz로부터 1.2MHz까지 2.0MHz/sec의 기울기를 가지며, 주파수가 증가하는 패턴이 20초동안 반복되는 패턴(Vibration)의 초음파 에너지가 칩(100)에 전달되도록 하여, DNA 수득률을 비교하였다.
실험 결과, (a) Slope 패턴에서 약 4μg/ml의 DNA를 수득할 수 있었으며, 이는 다른 패턴을 이용한 결과인 약 1.7μg/ml(Pulse), 약 1.0μg/ml(Vibration) 보다 높은 수득률을 달성할 수 있음을 입증하였다(도 8(a)).
이상, 본 명세서에는 본 출원을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 출원의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 출원의 보호범위는 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 칩
110: 채널
111: 입구
112: 통과 채널
113: 반응 채널
114: 배출 채널
115: 출구
200: 자성체
300: 초음파 트랜스듀서
400: 튜브
500: 구동 장치
600: 함수 발생기
700: 증폭기
800: 제어 장치

Claims (14)

  1. (a) 복수의 자성 비드(Magnetic Bead)(b)가 포함된 용액이 채널(110)로 투입되는 단계;
    (b) 자성체(200)가 상기 채널(110)에 대한 제1 위치로 이동하여 상기 복수의 자성 비드(b)가 응집되고, 상기 복수의 자성 비드(b)를 제외한 용액이 상기 채널(110) 외부로 배출되는 단계;
    (c) 상기 채널(110)에 용해 버퍼(Lysis Buffer) 및 분석 대상 샘플을 포함하는 용액이 투입되는 단계; 및
    (d) 상기 자성체(200)가 상기 채널(110)에 대한 제2 위치로 이동하고, 상기 채널(110)에 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 인가되어, 상기 복수의 자성 비드(b)가 상기 분석 대상 샘플에 포함된 물질과 충돌하여 상기 물질이 용해(Lysis)되고, 상기 물질에 수용된 분석 대상 유전체가 용출되어 상기 복수의 자성 비드(b)에 상기 분석 대상 유전체가 흡착되는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 위치에서 상기 자성체(200)와 상기 채널(110) 간의 거리는 상기 제2 위치에서보다 가까운 것이고,
    상기 초음파 에너지의 상기 기 결정된 패턴은,
    기 결정된 제1 시간 동안 기 결정된 전압을 가지고, 제1 주파수로부터 제2 주파수까지 그 주파수가 선형적으로 증가하는 제1 패턴;
    상기 제1 패턴 이후, 상기 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 상기 제2 주파수로부터 상기 제1 주파수까지 그 주파수가 선형적으로 감소하는 제2 패턴;
    상기 제2 패턴 이후, 기 결정된 제2 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 초음파 에너지가 인가되지 않는 제3 패턴;
    상기 제3 패턴 이후, 상기 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 상기 제1 주파수로부터 상기 제2 주파수까지 그 주파수가 선형적으로 증가하는 제4 패턴; 및
    상기 제4 패턴 이후, 상기 제1 시간 동안 상기 기 결정된 전압을 가지고, 상기 제2 주파수로부터 상기 제1 주파수까지 그 주파수가 선형적으로 감소하는 제5 패턴;을 포함하며,
    상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수보다 높고,
    상기 제1 시간은 상기 제2 시간보다 짧고,
    상기 기 결정된 패턴이 상기 제1 패턴, 상기 제2 패턴, 상기 제4 패턴 및 상기 제5 패턴일 때, 상기 자성체(200)는 상기 제2 위치에 위치하고,
    상기 기 결정된 패턴이 상기 제3 패턴일 때, 상기 자성체(200)는 상기 제1 위치에 위치하는,
    유전체 추출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계 이후,
    (e) 상기 자성체(200)가 상기 제1 위치로 이동하여 상기 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)가 응집되고, 상기 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)를 제외한 용액이 상기 채널(110) 외부로 배출되며, 상기 채널(110)에 세척 버퍼(Washing Buffer)가 투입되는 단계; 및
    (f) 상기 자성체(200)가 상기 제2 위치로 이동하고, 상기 채널(110)에 상기 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 인가되는 단계;를 더 포함하는,
    유전체 추출 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이후,
    (g) 상기 자성체(200)가 상기 제1 위치로 이동하여 상기 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)가 응집되고, 상기 분석 대상 유전체가 흡착된 복수의 자성 비드(b)를 제외한 용액이 상기 채널(110) 외부로 배출되며, 상기 채널(110)에 상기 분석 대상 유전체를 상기 복수의 자성 비드(b)로부터 분리하는 용리액(Elution solution)이 투입되는 단계; 및
    (h) 상기 자성체(200)가 상기 제2 위치로 이동하고, 상기 채널(110)에 상기 기 결정된 패턴의 초음파 에너지가 인가되는 단계;를 더 포함하는,
    유전체 추출 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제3항에 있어서,
    상기 (d), (h) 및 (f) 단계에서 상기 기 결정된 패턴의 초음파 에너지는 기 결정된 횟수 이상 상기 채널(110)에 인가되는,
    유전체 추출 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 (h) 단계 이후,
    (i) 상기 자성체(200)가 상기 제1 위치로 이동하여 상기 복수의 자성 비드(b)가 응집되는 단계;를 더 포함하는,
    유전체 추출 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분석 대상 샘플은 혈액인,
    유전체 추출 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 자성 비드(b)와 충돌하는 물질은 백혈구이고,
    상기 분석 대상 유전체는 DNA 또는 RNA인,
    유전체 추출 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 0.95MHz 내지 1.05MHz이고,
    상기 제2 주파수는 1.14MHz 내지 1.26MHz이며,
    상기 기 결정된 전압은 270mV 내지 330mV인,
    유전체 추출 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기 결정된 제1 시간은 9초 내지 11초이고,
    상기 기 결정된 제2 시간은 36초 내지 44초인,
    유전체 추출 방법.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치로서,
    입구(111)와 출구(115)를 가지며, 각각의 입구(111) 및 출구(115) 사이에 상기 분석 대상 유전체의 추출이 이루어지는 상기 채널(110)이 형성된 칩(100);
    상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서의 움직임에 의해 상기 채널(110)에 수용된 상기 복수의 자성 비드(b)를 응집시키는 상기 자성체(200); 및
    상기 칩(100)에 상기 기 결정된 패턴의 초음파 에너지를 인가하는 초음파 트랜스듀서(300);를 포함하는,
    유전체 추출 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 출구(115)에 연결되어 상기 채널(110)에 수용된 유체를 배출하는 튜브(400);를 더 포함하는,
    유전체 추출 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 자성체(200)에 전기적으로 연결되어 상기 자성체(200)의 움직임을 제어하는 구동 장치(500);
    상기 초음파 트랜스듀서(300)에 의해 인가되는 초음파 에너지의 기 결정된 패턴의 전기 신호를 발생시키는 함수 발생기(Function Generator)(600); 및
    상기 함수 발생기(600)에 의해 발생된 전기 신호를 증폭하는 증폭기(700);를 더 포함하는,
    유전체 추출 장치.
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