KR102107548B1 - 진단용 유체 처리 장치 - Google Patents

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KR102107548B1
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박창주
이상훈
오재훈
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주식회사 엘지화학
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Abstract

진단용 유체 처리 장치가 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시료가 구비된 반응 용기의 밸브들의 개폐는 복수의 기어들이 서로 맞물려 있는 기어단에 의해 제어된다.

Description

진단용 유체 처리 장치{Device for processing fluid of diagnosing}
본 발명은 진단용 유체 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대상 물질을 진단 또는 분석하기 위한 유체 처리 장치에 관한 것이다.
시료 내의 여러가지 생물학적 정보를 얻어내는 유전자 진단이 이루어지기 위해서는 핵산 증폭(polyermase chain reaction, 또는, 중합효소연쇄반응)을 위한 유전자 증폭 모듈이 필수적이다. 즉, 유전자 진단 시 유전자 증폭 모듈에서 채취된 시료 내의 특정 유전자를 증폭하여 시료의 유전자의 수량을 늘린 후 특정 유전자의 증폭 정도를 확인함으로써 원하는 생물학적 정보를 얻게 된다.
이러한 유전자 증폭은, 카트리지 내에 시료를 주입한 뒤, 일정한 시간 간격을 두고 시료의 온도를 주기적으로 상승 및 하강하면서 시료의 유전자를 증폭하게 된다.
그러나, 종래 기술에 따르면, 카트리지가 복수로 구비되는 경우에는, 복수의 카트리지에 대한 제어가 각각 개별적으로 이루어지므로, 유전자 증폭 과정의 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 예를 들어, 복수의 카트리지에 각각 시료를 주입하는 과정이 각 카트리지에 대해 개별적으로 이루어지게 되므로, 각각의 카트리지에 시료를 주입하는 데 걸리는 시간이 오래 걸리는 문제가 있었다.
또한, 종래 기술에 따르면, 유전자 증폭을 위한 모듈에서 하나의 카트리지에 하나의 구동 및 제어 시스템이 대응되어야 하므로, 유전자 증폭을 위해 필요한 장치가 많아지게 되어, 유전자 증폭을 위한 모듈의 부피가 커지고 모듈을 구비하기 위한 비용 역시 커지는 문제가 있었다.
또한, 종래 기술에 따르면, 유전자 증폭 과정에서 필요한 장치들 중 상당수가 카트리지 내에 구비되어 있어, 카트리지의 구성이 지나치게 복잡해지는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복수의 카트리지에 대한 제어가 일괄적으로 이루어지도록 함으로써, 종래 기술에 비해 유전자 증폭 과정의 효율을 증대하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 종래 기술에 비해 유전자 증폭을 위한 모듈의 부피를 감축하면서 유전자 증폭을 위한 모듈을 구비하기 위한 비용을 감축하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 유전자 증폭 과정에서 필요한 장치들을 카트리지의 외부에 구비되도록 함으로써, 종래 기술에 비해 카트리지의 구성을 간소화하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 시료가 구비된 복수의 반응 용기가 상부에 탑재되는 제1 열블록; 및 상기 제1 열블록의 상부에 탑재된 상기 복수의 반응 용기에 구비된 밸브의 개폐를 제어하는 개폐 제어부; 를 포함하고, 상기 개폐 제어부는, 복수의 기어들이 서로 맞물림으로써 복수의 기어들의 회전이 서로 연동되는 제1 기어단; 및 상기 제1 기어단 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 동력 제공 부재; 를 포함하고, 상기 제1 기어단은, 상기 제1 기어단 내 복수의 기어들의 회전에 따라 상기 복수의 반응 용기에 각각 구비된 제1 밸브의 개폐를 제어하는 진단용 유체 처리 장치가 제공된다.
상기 개폐 제어부는, 상기 제1 기어단과 이격되어 구비되고, 복수의 기어들이 서로 맞물림으로써 복수의 기어들의 회전이 서로 연동되는 제2 기어단; 을 더 포함하고, 상기 동력 제공 부재는 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하고, 상기 제2 기어단은, 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들의 회전에 따라 상기 복수의 반응 용기에 각각 구비된 제2 밸브의 개폐를 제어할 수 있다.
상기 제1 기어단 및 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들은 각각 일 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제1 기어단 내 복수의 기어들이 배열되는 방향과 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들이 배열되는 방향은 서로 평행할 수 있다.
상기 개폐 제어부는, 상기 동력 제공 부재와 결합되고 상기 제1 기어단 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 상기 동력 제공 부재로부터 상기 제1 기어단에 동력을 전달하는 제1 보조 기어; 및 상기 동력 제공 부재와 결합되고 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 상기 동력 제공 부재로부터 상기 제2 기어단에 동력을 전달하는 제2 보조 기어; 를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 기어단 및 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들은 각각, 상방으로 돌출되며 상기 반응 용기의 하부에 구비되는 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브와 결합되는 돌출부; 를 각각 포함할 수 있다.
상기 돌출부의 측면에는 돌기 영역(P)이 형성될 수 있다.
상기 돌기 영역(P)을 제외한 상기 돌출부는 원기둥 형상을 가지고, 상기 돌기 영역(P)은 2개가 형성되되 상기 원기둥을 사이에 두고 서로 마주보도록 형성될 수 있다.
상기 제1 열블록과 이격되어 구비되고, 시료가 구비된 상기 반응 용기가 상부에 탑재되는 제2 열블록; 을 더 포함할 수 있다.
상기 개폐 제어부는, 상기 제1 보조 기어 및 상기 제2 보조 기어와 맞물리도록 구비되는 제3 보조 기어; 를 더 포함하고, 상기 제3 보조 기어는 제1 보조 기어와 제2 보조 기어 사이에 구비될 수 있다.
상기 제1 열블록의 하부에 구비되고, 상기 제1 열블록과 열전도에 의한 열교환에 의해 상기 제1 열블록을 가열하는 가열부; 및 상기 가열부의 하부에 구비되고, 상기 가열부와 열전도에 의한 열교환에 의해 상기 제1 열블록을 냉각하는 냉각부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 열블록, 상기 제2 열블록 및 상기 개폐 제어부의 상부를 덮도록 구비되는 상부 덮개부; 를 더 포함하고, 상기 상부 덮개부는, 상기 제1 기어단의 상기 복수의 돌출부들 사이의 영역을 구획하고, 상기 제2 기어단의 상기 복수의 돌출부들 사이의 영역을 구획하는 복수의 칸막이; 를 포함할 수 있다.
상기 동력 전달 부재는, 상기 제1 기어단 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 제1 모터; 및 상기 제1 모터와 별개의 구성으로서, 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 제2 모터; 를 포함하고, 상기 제1 보조 기어는 상기 제1 모터와 결합되고 상기 제1 기어단 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 상기 제1 모터로부터 상기 제1 기어단에 동력을 전달하고, 상기 제2 보조 기어는 상기 제2 모터와 결합되고 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 상기 제2 모터로부터 상기 제2 기어단에 동력을 전달할 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 카트리지에 대한 제어가 일괄적으로 이루어지므로, 유전자 증폭 과정의 효율이 증가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 유전자 증폭을 위한 모듈의 부피를 감축하면서 유전자 증폭을 위한 모듈을 구비하기 위한 비용을 감축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 유전자 증폭 과정에서 필요한 장치들을 카트리지의 외부에 구비되도록 함으로써, 종래 기술에 비해 카트리지의 구성을 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진단용 유체 처리 장치의 구조를 전면에서 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 유체 처리 장치에서 상부 덮개부와 하부 덮개부를 제거하였을 때의 구조를 전면에서 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 유체 처리 장치에서 하부 덮개부를 제거하였을 때의 구조를 후면에서 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진단 유체 처리 장치에서 보조 기어들 간의 결합 구조를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 진단 유체 처리 장치의 제1 기어단 및 제2 기어단을 구성하는 기어의 구조의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 진단 유체 처리 장치의 제1 보조 기어 및 제2 보조 기어의 구조의 일 예를 도시한 사시도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 진단용 유체 처리 장치의 구조 및 작동 원리를 설명하도록 한다.
진단용 유체 처리 장치
도 1은 본 발명에 따른 진단용 유체 처리 장치의 구조를 전면에서 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 유체 처리 장치에서 상부 덮개부와 하부 덮개부를 제거하였을 때의 구조를 전면에서 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 진단 유체 처리 장치에서 하부 덮개부를 제거하였을 때의 구조를 후면에서 도시한 사시도이다.
한편, 본 발명에 따른 진단용 유체 처리 장치는 유전자 증폭을 위한 모듈의 일 구성일 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 진단용 유체 처리 장치(10, 이하,'유체 처리 장치'라 부르기로 한다)는 열블록(100)을 포함할 수 있다.
열블록(100)은 제1 열블록(110)과 제2 열블록(120)을 포함할 수 있다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이 제2 열블록(120)은 제1 열블록(110)과 이격되어 있을 수 있다. 제1 열블록(110)과 제2 열블록(120)의 상면에는 시료가 구비된 반응 용기(미도시)가 탑재될 수 있다.
제1 열블록(110) 및 제2 열블록(120)은 반응 용기 내 시료를 가열하는 구성일 수 있다. 특히, 제2 열블록(120)은 시료를 전처리하기 위해 시료를 가열하는 구성일 수 있고, 제1 열블록(110)은 전처리된 시료를 증폭하기 위해 시료를 가열하는 구성일 수 있다. 예를 들어, 제2 열블록(120)에 의해 반응 용기 내 시료가 용해(lysis)될 수 있다. 한편, 시료는 예를 들어, 세포일 수 있다.
한편, 제1 열블록(110)은 전처리된 시료를 주기적으로 가열 및 냉각함으로써 반응 용기 내 시료의 유전자가 증폭될 수 있다. 가열 및 냉각 과정에서 효율적인 열전달을 위해 제1 열블록(110)은 금, 은, 구리, 합금 등의 열전도성이 높은 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 제1 열블록(110)은 은과 금을 포함할 수 있다. 또는, 제1 열블록(110)의 몸체는 은으로 이루어지되, 제1 열블록(110)의 몸체의 상면에는 금이 코팅되어 있을 수 있다. 또한, 제1 열블록(110)의 내부에는 빈 공간이 형성될 수 있다.
계속해서, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 유체 처리 장치(10)는, 제1 열블록(110) 및 제2 열블록(120)의 하부에 구비되고 제1 열블록(110)과 열전도에 의한 열교환에 의해 제1 열블록(110)을 가열하는 가열부를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 가열부는 외부에 노출되지 않고 유체 처리 장치(10)의 내부에 탑재되는 구성일 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 유체 처리 장치(10)는 유체 처리 장치(10)의 상부 표면을 형성하는 상부 표면부(200)를 포함할 수 있고, 가열부(미도시)는 상부 표면부(200)의 하부에 구비될 수 있다. 한편, 상부 표면부(200)가 형성된 영역을 제외하고 제1 열블록(110)과 가열부는 직접 접촉할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유체 처리 장치(10)는 가열부의 하부에 구비되고, 가열부와 열전도에 의한 열교환에 의해 제1 열블록(110)을 냉각하는 냉각부(300)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유체 처리 장치(10)의 가열부는 제1 열블록(110)과 열전도에 의한 열교환을 할 수 있다. 이때, 가열부는 펠티어 효과(peltier effect)에 의한 국부적인 온도 상승으로 제1 열블록(110)을 가열하는 구성일 수 있다.
펠티어 효과는 물체의 양쪽에 전압을 걸면 전류가 흐름과 함께 열 에너지가 이동하게 됨으로써 양쪽에 온도 차이가 발생하는 현상을 의미한다. 본 발명에 따른 가열부는 이러한 펠티어 효과를 통해 제1 열블록(110)을 가열하는 구성일 수 있다.
한편, 냉각부(300)는 가열부와 접촉할 수 있다. 따라서, 냉각부(300)와 가열부 간의 열전도에 의한 열교환 및 가열부와 제1 열블록(110) 간의 열교환에 의해 냉각부(300)는 제1 열블록(110)을 냉각할 수 있다. 본 발명에 따른 냉각부(300)는 제1 열블록(110) 및 가열부에 비해 온도가 낮으면서 열용량이 현저하게 큰 방열체(heat sink)일 수 있다.
계속해서 도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 유체 처리 장치(10)는 제1 열블록(110) 및 제2 열블록(120)의 상부를 덮도록 구비되는 상부 덮개부(500)를 더 포함할 수 있다.
이때, 제1 열블록(110)과 제2 열블록(120)은 상부 덮개부(500)에 의해 복수의 영역으로 구획될 수 있다. 이를 위해, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부 덮개부(500)는 제1 열블록(110)이 연장되는 방향을 따라 제1 열블록(110)이 복수의 영역으로 구획되도록 하는 복수의 칸막이(510)를 포함할 수 있다. 복수의 칸막이(510)는 제1 열블록(110)이 연장되는 방향을 따라 일정한 간격으로 서로 이격되어 있을 수 있다.
복수의 칸막이(510)는 제2 열블록(120) 역시 복수의 영역으로 구획할 수 있다. 도 1 및 도 3에는 3개의 칸막이(510)에 의해 제1 열블록(110) 및 제2 열블록(120)이 4개의 구역으로 구획된 모습이 도시되어 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 칸막이(510)에 의해 구획된 제1 열블록(110)의 복수의 영역 및 제2 열블록(120)의 복수의 영역 상에, 시료가 구비된 반응 용기가 각각 탑재됨으로써, 제2 열블록(120)과 제1 열블록(110)에 의해 복수의 반응 용기 내의 시료가 각각 전처리 및 증폭될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 시료가 구비된 복수의 반응 용기는 복수의 칸막이(510)들 사이에 탑재될 수 있다. 도 1 및 도 3에 도시된 바에 따르면, 반응 용기는 총 4개가 탑재될 수 있다.
한편, 반응 용기에 시료가 구비되기 위해서 반응 용기 내에는 시료가 저장되는 공간이 형성될 수 있는데, 이러한 저장 공간에 시료 또는 공기 등의 물질의 유출입을 제어하기 위해 반응 용기에는 밸브가 구비될 수 있다. 보다 바람직하게 반응 용기에는 두 개의 밸브, 즉, 제1 밸브 및 제2 밸브가 구비될 수 있다. 제1 밸브 및 제2 밸브는 반응 용기의 하부에 구비될 수 있다. 제1 밸브와 제2 밸브는 반응 용기의 저장 공간과 연결될 수 있는데, 제1 밸브가 개방되는 경우 반응 용기에 시료가 유입될 수 있고, 제2 밸브가 개방되는 경우 반응 용기 내의 공기가 외부로 배출될 수 있다. 반대로, 제1 밸브가 폐쇄되는 경우 반응 용기 내에 시료가 유입되는 것이 중단될 수 있고, 제2 밸브가 폐쇄되는 경우 반응 용기 내의 공기가 외부로 배출되는 것이 중단될 수 있다. 즉, 제1 밸브와 제2 밸브의 개폐를 제어함으로써 반응 용기 내에 시료가 유입되는 것 및 반응 용기 내의 공기가 외부로 배출되는 것이 제어될 수 있다.
이를 토대로 살펴보면, 본 발명에 따른 유체 처리 장치(10)는 제1 열블록(110)의 상부에 탑재된 복수의 반응 용기에 구비된 제1 밸브와 제2 밸브의 개폐를 제어하는 개폐 제어부(400)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 개폐 제어부(400)는 복수의 기어들이 서로 맞물림으로써 복수의 기어들의 회전이 서로 연동되는 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420)을 포함할 수 있다. 도 2에는 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420)을 구성하는 기어들이 각각 4개가 구비된 경우가 도시되어 있다.
제1 기어단(410)을 구성하는 복수의 기어들은 각각 복수의 반응 용기의 제1 밸브와 결합할 수 있고, 제2 기어단(420)을 구성하는 복수의 기어들은 각각 복수의 반응 용기의 제2 밸브와 결합할 수 있다. 따라서, 제1 기어단(410)을 구성하는 복수의 기어들의 회전에 따라 복수의 반응 용기의 제1 밸브의 개폐가 일괄적으로 제어될 수 있고, 제2 기어단(420)을 구성하는 복수의 기어들의 회전에 따라 복수의 반응 용기의 제2 밸브의 개폐가 일괄적으로 제어될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 복수의 반응 용기의 밸브의 개폐에 대한 제어가 일괄적으로 이루어지므로, 종래에 비해 유전자 증폭 과정의 효율이 증대될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유체 처리 장치(10)의 개폐 제어부(400)는 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420) 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 동력 제공 부재(430)를 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420) 내 복수의 기어들은 각각 일 방향으로 배열될 수 있다. 보다 바람직하게, 제1 기어단(410) 내 복수의 기어들이 배열되는 방향과 제2 기어단(420) 내 복수의 기어들이 배열되는 방향은 서로 평행할 수 있다.
한편, 동력 제공 부재(430)는 모터를 포함할 수 있다. 즉, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 동력 제공 부재(430)는 제1 모터(432) 및 제2 모터(434)를 포함할 수 있다.
제1 모터(432)는 제1 기어단(410) 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 구성일 수 있고, 제2 모터(434)는 제2 기어단(420) 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 구성일 수 있다. 제1 모터(432)와 제2 모터(434)는 서로 별개의 구성일 수 있다.
한편, 개폐 제어부(400)는 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420)과 동력 제공 부재(430)를 연결하는 동력 전달 부재(440)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 동력 전달 부재(440)는, 동력 제공 부재(430) 중 제1 모터(432)에 결합되고 제1 기어단(410) 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 제1 모터(432)로부터 제1 기어단(410)에 동력을 전달하는 제1 보조 기어(442)를 포함할 수 있다. 또한, 동력 전달 부재(440)는, 동력 제공 부재(430) 중 제2 모터(434)에 결합되고 제2 기어단(420) 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 제2 모터(434)로부터 제2 기어단(420)에 동력을 전달하는 제2 보조 기어(444)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(10)는 제1 보조 기어(442) 및 제2 보조 기어(444)를 포함할 수 있는데, 이로 인해 제1 기어단(410)과 제2 기어단(420)이 동력 전달 부재(440)로부터 동력을 전달받을 수 있으므로, 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420) 내 복수의 기어들이 회전할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진단 유체 처리 장치에서 보조 기어들 간의 결합 구조를 도시한 평면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보조 기어는 제1 보조 기어(442), 제2 보조 기어(444) 뿐만 아니라 제3 보조 기어(446)도 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 동력 전달 부재(440)는 제1 보조 기어(442), 제2 보조 기어(444), 및 제1 보조 기어(442)와 맞물리면서 제2 보조 기어(444)와도 맞물리도록 구비되는 제3 보조 기어(446)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제3 보조 기어(446)에 의해 제1 보조 기어(442)의 움직임과 제2 보조 기어(444)의 움직임이 연동되므로, 제1 보조 기어(442)와 연결된 제1 기어단(410)의 움직임과 제2 보조 기어(444)와 연결된 제2 기어단(420)의 움직임 역시 연동될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 동력 제공 부재(예를 들어, 모터)가 제1 보조 기어(442) 및 제2 보조 기어(444) 중 어느 하나와만 연결되더라도, 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420)의 움직임을 제어할 수 있다. 한편, 제3 보조 기어(446)는 제1 보조 기어(442)와 제2 보조 기어(444) 사이에 구비될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 진단 유체 처리 장치의 제1 기어단 및 제2 기어단을 구성하는 기어의 구조의 일 예를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 진단 유체 처리 장치의 제1 보조 기어 및 제2 보조 기어의 구조의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 5를 참고하면, 제1 기어단(410)을 구성하는 기어(410a) 및 제2 기어단(420)을 구성하는 기어(420a)는 동일한 형상을 가질 수 있다. 또한, 기어(410a, 420a)의 몸체(410a', 420a')는 원판 형상을 가지되, 몸체(410a', 420a')의 둘레에는 톱니들이 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 기어단(410)의 복수의 기어들 간, 그리고 제2 기어단(420)의 복수의 기어들 간에는 몸체에 형성된 톱니들이 서로 맞물림으로써 기어들의 움직임이 서로 연동될 수 있다.
한편, 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420)을 구성하는 기어(410a, 420a)는, 몸체(410a', 420a')로부터 상방으로 돌출되는 돌출부(410b, 420b)를 더 포함할 수 있다. 돌출부(410b, 420b)는 반응 용기의 하부에 구비되는 제1 밸브 또는 제2 밸브와 결합되는 구성일 수 있다. 돌출부(410b, 420b)가 반응 용기의 하부에 구비되는 제1 밸브 및 제2 밸브와 결합됨으로써, 제1 기어단(410) 및 제2 기어단(420) 내 복수의 기어들의 회전에 따라 반응 용기의 제1 밸브 및 제2 밸브의 개폐가 제어될 수 있다.
계속해서 도 5를 참고하면, 돌출부(410b, 420b)의 측면에는 돌기 영역(P)이 형성될 수 있다. 돌기 영역(P)이 형성되는 경우 돌출부(410b, 420b)와 반응 용기의 제1 밸브 또는 제2 밸브 간의 결합이 보다 안정적으로 이루어지게 되므로, 돌출부(410b, 420b)의 회전과 제1 밸브 및 제2 밸브의 회전이 보다 안정적으로 동기화될 수 있다.
또한, 돌출부(410b, 420b)에서 돌기 영역(P)을 제외한 부분은 원기둥 형상을 가질 수 있다. 이때, 돌기 영역(P)은 2개가 형성되되, 상기 원기둥을 사이에 두고 서로 마주보도록 형성될 수 있다.
한편, 유체 처리 장치(10)에서 기어(410a, 420a)의 돌출부(410b, 420b)는 도 1에 도시된 바와 같이 외부로 노출되는 구성일 수 있다. 이를 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상부 덮개부(500)의 복수의 칸막이(510)는 제1 기어단(410) 내 복수의 기어의 돌출부(410b)들 사이의 영역을 구획하는 동시에, 제2 기어단(420) 내 복수의 기어의 돌출부(420b)들 사이의 영역을 구획할 수 있다. 반응 용기의 제1 밸브 및 제2 밸브는 외부로 노출된 제1 기어단(410)의 돌출부(410b)와 제2 기어단(420)의 돌출부(420b)와 각각 결합될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 유체 처리 장치(10)는 하부 덮개부(600)를 더 포함할 수 있다. 하부 덮개부(600)는 냉각부(300), 모터(432, 434) 등과 같이 유체 처리 장치(10)의 하부에 구비된 구성들을 덮는 구성일 수 있다.
이하, 전술한 내용 및 도면을 참고하여 본 발명에 따른 진단용 유체 처리 장치의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.
반응 용기가 제1 열블록(110) 및 제2 열블록(120)의 상부에 탑재되고, 제2 열블록(120)에 의해 반응 용기 내의 시료가 전처리된다. 이후, 반응 용기의 제1 밸브가 개방되어 전처리된 시료가 반응 용기 내에 형성된 별도의 저장 공간 내에 유입되고, 반응 용기의 제2 밸브가 개방되어 반응 용기 내 저장 공간 내의 공기가 외부로 배출된다. 전처리된 시료가 반응 용기 내 저장 공간 내에 유입되는 것이 종료되면 제1 밸브와 제2 밸브는 다시 폐쇄된다. 이때, 제1 밸브와 제2 밸브의 개폐는 제1 기어단(410) 내 복수의 기어와 제2 기어단(420) 내 복수의 기어에 의해 제어되고, 제1 기어단(410)과 제2 기어단(420)의 작동은 동력 제공 부재(430)에 의해 제어된다. 이후, 저장 공간 내에서 전처리된 시료는 제1 열블록(110), 가열부 및 냉각부(300)에 의해 반복적으로 가열 및 냉각되면서 증폭된다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
10 : 진단용 유체 처리 장치
100 : 열블록
110 : 제1 열블록
120 : 제2 열블록
200 : 상부 표면부
300 : 냉각부
400 : 개폐 제어부
410 : 제1 기어단
410a, 420a : 기어
410a', 420a' : 기어의 몸체
420 : 제2 기어단
410b, 420b : 돌출부
430 : 동력 제공 부재
432 : 제1 모터
434 : 제2 모터
440 : 동력 전달 부재
442 : 제1 보조 기어
444 : 제2 보조 기어
446 : 제3 보조 기어
500 : 상부 덮개부
510 : 칸막이
600 : 하부 덮개부

Claims (13)

  1. 시료가 구비된 복수의 반응 용기가 상부에 탑재되는 제1 열블록; 및
    상기 제1 열블록의 상부에 탑재된 상기 복수의 반응 용기에 구비된 밸브의 개폐를 제어하는 개폐 제어부; 를 포함하고,
    상기 개폐 제어부는,
    복수의 기어들이 서로 맞물림으로써 복수의 기어들의 회전이 서로 연동되는 제1 기어단; 및
    상기 제1 기어단 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 동력 제공 부재; 를 포함하고,
    상기 제1 기어단은,
    상기 제1 기어단 내 복수의 기어들의 회전에 따라 상기 복수의 반응 용기에 각각 구비된 제1 밸브의 개폐 여부를 일괄적으로 제어하는 진단용 유체 처리 장치.
  2. 청구항 1에서,
    상기 개폐 제어부는,
    상기 제1 기어단과 이격되어 구비되고, 복수의 기어들이 서로 맞물림으로써 복수의 기어들의 회전이 서로 연동되는 제2 기어단; 을 더 포함하고,
    상기 동력 제공 부재는 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하고,
    상기 제2 기어단은,
    상기 제2 기어단 내 복수의 기어들의 회전에 따라 상기 복수의 반응 용기에 각각 구비된 제2 밸브의 개폐를 제어하는 진단용 유체 처리 장치.
  3. 청구항 2에서,
    상기 제1 기어단 및 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들은 각각 일 방향으로 배열되는 진단용 유체 처리 장치.
  4. 청구항 3에서,
    상기 제1 기어단 내 복수의 기어들이 배열되는 방향과 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들이 배열되는 방향은 서로 평행한 진단용 유체 처리 장치.
  5. 청구항 2에서,
    상기 개폐 제어부는,
    상기 동력 제공 부재와 결합되고 상기 제1 기어단 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 상기 동력 제공 부재로부터 상기 제1 기어단에 동력을 전달하는 제1 보조 기어; 및
    상기 동력 제공 부재와 결합되고 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 상기 동력 제공 부재로부터 상기 제2 기어단에 동력을 전달하는 제2 보조 기어; 를 더 포함하는 진단용 유체 처리 장치.
  6. 청구항 2에서,
    상기 제1 기어단 및 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들은 각각,
    상방으로 돌출되며 상기 반응 용기의 하부에 구비되는 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브와 결합되는 돌출부; 를 각각 포함하는 진단용 유체 처리 장치.
  7. 청구항 6에서,
    상기 돌출부의 측면에는 돌기 영역(P)이 형성되는 진단용 유체 처리 장치.
  8. 청구항 7에서,
    상기 돌기 영역(P)을 제외한 상기 돌출부는 원기둥 형상을 가지고,
    상기 돌기 영역(P)은 2개가 형성되되 상기 원기둥을 사이에 두고 서로 마주보도록 형성되는 진단용 유체 처리 장치.
  9. 청구항 6에서,
    상기 제1 열블록과 이격되어 구비되고, 시료가 구비된 상기 반응 용기가 상부에 탑재되는 제2 열블록; 을 더 포함하는 진단용 유체 처리 장치.
  10. 청구항 5에서,
    상기 개폐 제어부는,
    상기 제1 보조 기어 및 상기 제2 보조 기어와 맞물리도록 구비되는 제3 보조 기어; 를 더 포함하고,
    상기 제3 보조 기어는 제1 보조 기어와 제2 보조 기어 사이에 구비되는 진단용 유체 처리 장치.
  11. 청구항 1에서,
    상기 제1 열블록의 하부에 구비되고, 상기 제1 열블록과 열전도에 의한 열교환에 의해 상기 제1 열블록을 가열하는 가열부; 및
    상기 가열부의 하부에 구비되고, 상기 가열부와 열전도에 의한 열교환에 의해 상기 제1 열블록을 냉각하는 냉각부; 를 더 포함하는 진단용 유체 처리 장치.
  12. 청구항 9에서,
    상기 제1 열블록, 상기 제2 열블록 및 상기 개폐 제어부의 상부를 덮도록 구비되는 상부 덮개부; 를 더 포함하고,
    상기 상부 덮개부는,
    상기 제1 기어단의 상기 복수의 돌출부들 사이의 영역을 구획하고, 상기 제2 기어단의 상기 복수의 돌출부들 사이의 영역을 구획하는 복수의 칸막이; 를 포함하는 진단용 유체 처리 장치.
  13. 청구항 5에서,
    상기 동력 제공 부재는,
    상기 제1 기어단 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 제1 모터; 및
    상기 제1 모터와 별개의 구성으로서, 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들이 회전하기 위한 동력을 제공하는 제2 모터; 를 포함하고,
    상기 제1 보조 기어는 상기 제1 모터와 결합되고 상기 제1 기어단 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 상기 제1 모터로부터 상기 제1 기어단에 동력을 전달하고,
    상기 제2 보조 기어는 상기 제2 모터와 결합되고 상기 제2 기어단 내 복수의 기어들 중 하나와 맞물리도록 구비됨으로써, 상기 제2 모터로부터 상기 제2 기어단에 동력을 전달하는 진단용 유체 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170051562A (ko) * 2015-10-29 2017-05-12 한국생산기술연구원 디앤에이 추출시스템용 밸브 구동기
KR20190007094A (ko) * 2016-06-30 2019-01-21 주식회사 씨젠 핵산 증폭 기기 및 형광 검출 장치

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