KR102111679B1 - Apparatus and method for nucleic acid analysis - Google Patents

Apparatus and method for nucleic acid analysis Download PDF

Info

Publication number
KR102111679B1
KR102111679B1 KR1020180045088A KR20180045088A KR102111679B1 KR 102111679 B1 KR102111679 B1 KR 102111679B1 KR 1020180045088 A KR1020180045088 A KR 1020180045088A KR 20180045088 A KR20180045088 A KR 20180045088A KR 102111679 B1 KR102111679 B1 KR 102111679B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
nucleic acid
light source
rotating
nucleic acids
Prior art date
Application number
KR1020180045088A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190121590A (en
Inventor
성창규
문기욱
채인순
Original Assignee
주식회사 창 헬스케어
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 창 헬스케어 filed Critical 주식회사 창 헬스케어
Priority to KR1020180045088A priority Critical patent/KR102111679B1/en
Publication of KR20190121590A publication Critical patent/KR20190121590A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102111679B1 publication Critical patent/KR102111679B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/025—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having a carousel or turntable for reaction cells or cuvettes
    • 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]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • 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
    • C12Q2563/00—Nucleic acid detection characterized by the use of physical, structural and functional properties
    • C12Q2563/107—Nucleic acid detection characterized by the use of physical, structural and functional properties fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00356—Holding samples at elevated temperature (incubation)
    • G01N2035/00366—Several different temperatures used
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0401—Sample carriers, cuvettes or reaction vessels
    • G01N2035/0429—Sample carriers adapted for special purposes
    • G01N2035/0432—Sample carriers adapted for special purposes integrated with measuring devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0439—Rotary sample carriers, i.e. carousels
    • G01N2035/0444—Rotary sample carriers, i.e. carousels for cuvettes or reaction vessels

Abstract

핵산 분석 장치는 본체부, 본체부에 원형으로 배열되고 핵산을 포함하는 샘플을 수용하는 튜브부, 본체부를 일방향으로 회전시키는 회전부, 튜브부의 하부에 위치하고 샘플에 포함된 핵산을 증폭시키는 히터부, 튜브부에 광원을 조사하는 광원부 그리고 광원부와 전기적으로 연결되고 핵산의 형광신호의 개수를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.Nucleic acid analysis apparatus is a body portion, a tube portion arranged in a circular shape in the body portion to accommodate a sample containing a nucleic acid, a rotating portion for rotating the body portion in one direction, a heater portion, a tube located below the tube portion to amplify the nucleic acid contained in the sample It may include a light source unit for irradiating a light source to the unit and a detector that is electrically connected to the light source unit and detects the number of fluorescent signals of nucleic acids.

Description

핵산 분석 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR NUCLEIC ACID ANALYSIS}Nucleic acid analysis apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR NUCLEIC ACID ANALYSIS}

핵산 분석 장치 및 방법이 제공된다.Nucleic acid analysis devices and methods are provided.

일반적으로 인간 유전체 연구 결과를 통한 질병의 원인 분석, 바이러스나 박테리아 감염 여부의 사전 검사 등의 다양한 분야에서 세포가 포함된 시료로부터 핵산을 추출하고 분석하는 기술이 필요하다.In general, it is necessary to extract and analyze nucleic acids from samples containing cells in various fields, such as analyzing the cause of diseases through human genome research results, and preliminarily examining whether viruses or bacteria are infected.

종래의 핵산을 분석하는 장치는 추출된 핵산을 별도의 튜브에 담아 중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction, PCR)기기에 작업자가 직접 옮겨 서로 다른 반응기에서 실험을 순차적으로 진행하고 분석해야 하므로, 처리 효율이 감소되고, 사용자의 불편이 발생될 수 있다. 또한 검체 내에 존재하는 형광물질의 발광(emission) 정도에 의해서만 데이터가 검출될 수 있으므로, 핵산의 발현 양상 및 유전자 수에 대한 데이터의 정확성이 낮을 수 있다.Conventional nucleic acid analysis devices require that the extracted nucleic acid is contained in a separate tube and directly transferred to a polymerase chain reaction (PCR) device to perform experiments in different reactors sequentially and to analyze them. This is reduced, and user inconvenience may occur. In addition, since the data can be detected only by the emission level of the fluorescent substance present in the sample, the accuracy of the data on the expression pattern and the number of genes of the nucleic acid may be low.

본 발명의 한 실시예는 실시간으로 핵산의 발현 양상을 분석하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to analyze the expression pattern of nucleic acids in real time.

본 발명의 한 실시예는 핵산의 형광신호의 개수를 검출하여 데이터의 정확도를 높이기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to increase the accuracy of data by detecting the number of fluorescent signals of nucleic acids.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above problems, embodiments according to the present invention can be used to achieve other problems not specifically mentioned.

본 발명의 한 실시예에 따른 핵산 분석 장치는 본체부, 본체부에 원형으로 배열되고 핵산을 포함하는 샘플을 수용하는 튜브부, 본체부를 일방향으로 회전시키는 회전부, 튜브부의 하부에 위치하고 샘플에 포함된 핵산을 증폭시키는 히터부, 튜브부에 광원을 조사하는 광원부 그리고 광원부와 전기적으로 연결되고 핵산의 형광신호의 개수를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.The nucleic acid analysis apparatus according to an embodiment of the present invention includes a body part, a tube part arranged in a circular shape in the body part and receiving a sample containing nucleic acid, a rotating part rotating the body part in one direction, and located in the lower part of the tube part and included in the sample It may include a heater unit for amplifying the nucleic acid, a light source unit irradiating a light source to the tube unit, and a detection unit electrically connected to the light source unit and detecting the number of fluorescent signals of the nucleic acid.

본체부가 삽입되는 베이스를 더 포함할 수 있다. 베이스는 베이스의 일측에 형성되는 검출홀을 포함하고, 광원은 검출홀을 통과하여 튜브부를 조사할 수 있다. 검출홀은 튜브부를 향한 방향으로 경사질 수 있다. 회전부는 베이스의 일측과 연결되는 모터, 모터와 연결된 제1 회전체, 본체부의 상부에 위치하는 제2 회전체, 제1 회전체와 제2 회전체를 연결하는 체인을 포함할 수 있다.The body portion may further include a base to be inserted. The base includes a detection hole formed on one side of the base, and the light source can pass through the detection hole to irradiate the tube. The detection hole may be inclined toward the tube portion. The rotating part may include a motor connected to one side of the base, a first rotating body connected to the motor, a second rotating body positioned on an upper portion of the main body, and a chain connecting the first rotating body and the second rotating body.

본 발명의 한 실시예에 따른 핵산 분석 방법은 핵산을 포함하는 샘플을 수용하는 제1 튜브 및 제2 튜브의 하부에 위치하는 히터부의 온도 제어에 의해 제1 튜브와 제2 튜브에 수용된 샘플의 핵산이 증폭되는 단계, 제1 튜브에 광원을 조사하는 단계, 제1 튜브에 수용된 핵산의 형광신호의 개수를 검출하는 단계, 제1 튜브 및 제2 튜브가 원형으로 배열된 본체부를 일방향으로 회전시키는 단계, 제2 튜브에 광원을 조사하는 단계 그리고 제2 튜브에 수용된 핵산의 형광신호의 개수를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.Nucleic acid analysis method according to an embodiment of the present invention is a nucleic acid of a sample accommodated in the first tube and the second tube by the temperature control of the heater portion located below the first tube and the second tube containing the sample containing the nucleic acid This amplifying step, irradiating a light source to the first tube, detecting the number of fluorescent signals of nucleic acids accommodated in the first tube, and rotating the main body in which the first tube and the second tube are arranged in one direction , Irradiating a light source to the second tube, and detecting the number of fluorescent signals of the nucleic acid accommodated in the second tube.

본 발명의 한 실시예는 실시간으로 핵산의 형광신호의 개수를 검출할 수 있으며, 핵산의 발현 양상 및 핵산 수의 대한 데이터의 정확도를 높일 수 있다.One embodiment of the present invention can detect the number of fluorescent signals of nucleic acids in real time, and can increase the accuracy of data on the expression pattern of nucleic acids and the number of nucleic acids.

도 1 및 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 핵산 분석 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 타일 핵산 분석 장치를 나타내는 단면도이다.1 and 2 is a perspective view showing a nucleic acid analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a tile nucleic acid analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are used for the same or similar elements throughout the specification. In the case of well-known technology, detailed description thereof will be omitted.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly express the various layers and regions. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “above” another portion, this includes not only the case “directly above” another portion, but also another portion in between. On the other hand, when one part is "just above" another part, it means that there is no other part in the middle. Conversely, when a portion of a layer, film, region, plate, or the like is said to be “under” another portion, this includes not only the case “underneath” another portion, but also another portion in the middle. On the other hand, when one part is "just below" another part, it means that there is no other part in the middle.

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 의미한다. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 핵산 분석 장치에 대하여 설명한다. Then, a nucleic acid analysis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1과 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 핵산 분석 장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 핵산 분석 장치의 단면도이다.1 and 2 are perspective views of a nucleic acid analysis device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a nucleic acid analysis device according to an embodiment of the present invention.

도 1내지 도 2를 참고하면, 핵산 분석 장치(1)는 본체부(10), 베이스(11), 검출홀(12), 튜브부(20), 회전부(30), 광원부(40)를 포함할 수 있다. 본체부(10)는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 본체부(10)는 관통홀(13)을 포함할 수 있다.1 to 2, the nucleic acid analysis device 1 includes a body portion 10, a base 11, a detection hole 12, a tube portion 20, a rotating portion 30, a light source portion 40 can do. The body portion 10 may have a cylindrical shape. The body portion 10 may include a through hole 13.

관통홀(13)은 본체부(10)의 내부에서 z축 방향으로 관통하는 원통형 형상을 가질 수 있다. 관통홀(13)은 복수개로 상호 이격되어 위치할 수 있다. 관통홀(13)은 본체부(10)의 원둘레를 따라 위치할 수 있다. 관통홀(13)은 튜브부(20)를 수용할 수 있다.The through hole 13 may have a cylindrical shape penetrating in the z-axis direction from the inside of the body portion 10. A plurality of through holes 13 may be spaced apart from each other. The through-hole 13 may be located along the circumference of the body portion 10. The through-hole 13 may accommodate the tube portion 20.

베이스(11)에는 본체부(10)가 삽입될 수 있다. 베이스(11)의 일측에는 검출홀(12)이 형성될 수 있다. 검출홀(12)은 튜브부(20)가 뻗은 z축 방향과 교차하는 방향인 x축 방향으로 베이스(11)를 관통하며 형성될 수 있다.The body portion 10 may be inserted into the base 11. A detection hole 12 may be formed at one side of the base 11. The detection hole 12 may be formed by penetrating the base 11 in the x-axis direction, which is a direction crossing the z-axis direction in which the tube portion 20 extends.

튜브부(20)는 샘플을 수용할 수 있다. 샘플은 폴리뉴클레오디드(polynucleotide)로 구성된 유전 물질일 수 있다. 튜브부(20)는 핵산 등을 포함하는 샘플을 수용할 수 있다. 샘플은 디옥시리보핵산(deoxyribonucleic acid, DNA) 또는 리보핵산(ribonucleic acid, RNA)을 포함할 수 있다. 튜브부(20)는 내부에 수용된 핵산의 형광신호 검출이 가능하도록 일부 또는 전체가 투명한 소재로 제조될 수 있다.The tube portion 20 can accommodate a sample. The sample may be a genetic material composed of polynucleotides. The tube portion 20 can accommodate a sample containing nucleic acid or the like. The sample may include deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA). The tube portion 20 may be made of a part or all of a transparent material to detect fluorescent signals of nucleic acids accommodated therein.

튜브부(20)는 복수개로 각각에 서로 다른 샘플을 수용할 수 있다. 튜브부(20)는 복수개의 관통홀(13)에 각각 삽입될 수 있다. 튜브부(20)는 상호 이격되어 원둘레를 따라 위치하는 관통홀(13)에 각각 이격 될 수 있으므로 서로 다른 샘플 간의 오염이나 간섭을 미연에 방지할 수 있다.A plurality of tube parts 20 may accommodate different samples in each. The tube portion 20 may be inserted into a plurality of through holes 13, respectively. Since the tube parts 20 are spaced apart from each other and can be spaced apart from the through holes 13 positioned along the circumference, contamination or interference between different samples can be prevented.

압력바(23)는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 등으로 제조될 수 있다. 압력바(23)는 승하강 될 수 있다. 압력바(23)는 복수개로 튜브부(20)의 각각에 삽입될 수 있다. 압력바(23)는 튜브부(20)의 내부에 압력을 인가할 수 있다. 압력바(23)는 튜브부(20)에 수용된 샘플에 압력을 인가할 수 있다.The pressure bar 23 may be made of polypropylene (PP) or the like. The pressure bar 23 may be raised and lowered. The pressure bar 23 may be inserted into each of the tube portion 20 in plural. The pressure bar 23 may apply pressure to the inside of the tube portion 20. The pressure bar 23 may apply pressure to the sample accommodated in the tube portion 20.

압력바(23)가 하강하고 튜브부(20)에 삽입되면 튜브부(20)의 내부에 있던 공기가 압축되어 샘플을 가압할 수 있다. 또한 압력바(23)가 샘플에 맞닿을 경우, 샘플에 직접적인 압력을 인가할 수 있다. 압력바(23)는 샘플로부터 추출된 핵산을 필터를 통하여 PCR 튜브로 전달할 수 있으므로, 핵산 추출 및 유전자 증폭이 하나의 기기에서 수행될 수 있다.When the pressure bar 23 descends and is inserted into the tube portion 20, the air inside the tube portion 20 is compressed to pressurize the sample. In addition, when the pressure bar 23 is in contact with the sample, direct pressure can be applied to the sample. Since the pressure bar 23 can transfer the nucleic acid extracted from the sample to the PCR tube through a filter, nucleic acid extraction and gene amplification can be performed in one device.

히터부(60)는 튜브부(20)의 하부에 위치할 수 있다. 히터부(60)는 튜브부(20)를 가열 시킬 수 있다. 히터부(60)는 튜브부(20)에 수용된 핵산의 온도를 제어하여 핵산을 증폭시킬 수 있다. 히터부(60)는 펠티어(Peltier)소자(미도시)를 포함할 수 있다.The heater unit 60 may be located under the tube unit 20. The heater unit 60 may heat the tube unit 20. The heater unit 60 may amplify the nucleic acid by controlling the temperature of the nucleic acid accommodated in the tube unit 20. The heater unit 60 may include a Peltier element (not shown).

회전부(30)는 본체부(10)의 상부와 연결될 수 있다. 회전부(30)는 본체부(10)를 회전시킬 수 있다. 회전부(30)는 본체부(10)와 연결된 튜브부(20)를 회전시킬 수 있다. 회전부(30)는 모터(31), 제1 회전체(32), 체인(33) 그리고 제2 회전체(34)를 포함할 수 있다.The rotating part 30 may be connected to the upper part of the body part 10. The rotating part 30 can rotate the main body part 10. The rotating part 30 may rotate the tube part 20 connected to the body part 10. The rotating part 30 may include a motor 31, a first rotating body 32, a chain 33, and a second rotating body 34.

제1 회전체(32)는 모터(31)의 회전축에 삽입될 수 있다. 제2 회전체(34)는 본체부(10)의 상부에 위치할 수 있다. 제1 회전체(32)와 제2 회전체(34)는 체인(33)을 통해 상호 연결될 수 있다. 제1 회전체(32)와 제2 회전체(34)는 외면이 톱니 형상 등으로 형성될 수 있다. 체인(33)은 타이밍체인일 수 있다. 이 경우, 제1 회전체(32)와 제2 회전체(34)의 톱니 형상은 타이밍체인에 맞물리면서 모터(31)의 회전에 따라 정방향과 역방향으로 회전할 수 있다.The first rotating body 32 may be inserted into the rotating shaft of the motor 31. The second rotating body 34 may be located above the main body 10. The first rotating body 32 and the second rotating body 34 may be interconnected through the chain 33. The outer surfaces of the first rotating body 32 and the second rotating body 34 may be formed in a tooth shape or the like. The chain 33 may be a timing chain. In this case, the tooth shape of the first rotating body 32 and the second rotating body 34 can be rotated in the forward and reverse directions according to the rotation of the motor 31 while engaging the timing chain.

광원부(40)는 튜브부(20)에 광원(L)을 조사할 수 있다. 광원(L)은 레이저일 수 있다. 광원부(40)는 검출홀(12)과 대향하며 위치할 수 있다. 광원(L)은 검출홀(12)을 통과하여 튜브부(20)에 조사될 수 있다. 광원(L)은 튜브부(20)의 증폭된 핵산을 조사하여 핵산의 형광신호를 발현시킬 수 있다.The light source unit 40 may irradiate the light source L to the tube unit 20. The light source L may be a laser. The light source unit 40 may be positioned to face the detection hole 12. The light source L may pass through the detection hole 12 and be irradiated to the tube part 20. The light source L may express the fluorescent signal of the nucleic acid by irradiating the amplified nucleic acid of the tube portion 20.

광원부(40)는 형광물질 발현되는 핵산의 형광신호를 필터링 하기 위한 필터를 포함할 수 있다. 광원부(40)는 형광신호를 검출하여 영상처리를 위한 디지털 신호를 변환하는 기능을 포함할 수 있다.The light source unit 40 may include a filter for filtering a fluorescent signal of a nucleic acid expressed with a fluorescent material. The light source unit 40 may include a function of detecting a fluorescent signal and converting a digital signal for image processing.

검출부(50)는 광원부(40)와 전기적으로 연결될 수 있다. 검출부(50)는 광원(L)을 통해 튜브부(20)의 핵산의 형광신호를 실시간으로 검출할 수 있다. 검출부(50)는 증폭된 핵산의 형광신호를 각각 점으로 인식하여 핵산의 형광신호의 개수를 카운팅 할 수 있다. 형광신호의 개수를 검출할 경우, 핵산의 발현 양상 및 유전자 수에 대한 데이터의 정확성이 높아질 수 있다.The detection unit 50 may be electrically connected to the light source unit 40. The detection unit 50 may detect the fluorescent signal of the nucleic acid of the tube unit 20 in real time through the light source L. The detection unit 50 may recognize the fluorescent signal of the amplified nucleic acid as a dot, and count the number of fluorescent signals of the nucleic acid. When the number of fluorescent signals is detected, the accuracy of data on the expression pattern of the nucleic acid and the number of genes may be increased.

반면에, 종래에는 핵산이 수용된 용기를 촬영하여 형광물질의 발광 면적으로만 데이터를 검출하였으므로, 정확한 핵산의 개수를 파악하지 못하고 핵산의 증폭의 데이터 값의 정확성이 낮을 수 있었다.On the other hand, in the prior art, since the data was detected only in the light emitting area of the fluorescent material by photographing the container containing the nucleic acid, the exact number of nucleic acids could not be determined and the accuracy of the data value of amplification of the nucleic acid could be low.

도 3을 참고하면, 튜브부(20)는 본체부(10)에 원형으로 배열될 수 있다. 튜브부(20)는 핵산을 포함하는 샘플을 수용할 수 있다. 압력바(23)는 튜브부(20)에 수용된 샘플에 압력을 가하여 핵산(U)을 추출할 수 있다.Referring to FIG. 3, the tube portion 20 may be arranged in a circular shape in the body portion 10. The tube portion 20 may accommodate a sample containing nucleic acid. The pressure bar 23 may extract nucleic acid (U) by applying pressure to a sample accommodated in the tube portion 20.

튜브부(20)는 제1 튜브(21), 제2 튜브(22), 제3 튜브(23), 제4 튜브(24), 제5 튜브(25), 제6 튜브(26), 제7 튜브(27) 제8 튜브(28) 그리고 제9 튜브(29)를 포함할 수 있다. 제1 튜브(21), 제2 튜브(22), 제3 튜브(23), 제4 튜브(24), 제5 튜브(25), 제6 튜브(26), 제7 튜브(27), 제8 튜브(28) 그리고 제9 튜브(29)는 본체부(10)에 원형으로 배열될 수 있다.The tube portion 20 includes a first tube 21, a second tube 22, a third tube 23, a fourth tube 24, a fifth tube 25, a sixth tube 26, a seventh The tube 27 may include an eighth tube 28 and a ninth tube 29. First tube 21, second tube 22, third tube 23, fourth tube 24, fifth tube 25, sixth tube 26, seventh tube 27, agent The eight tube 28 and the ninth tube 29 may be arranged in a circular shape in the body portion 10.

광원(L)은 검출홀(12)을 통과하여 튜브부(20)에 조사될 수 있다. 검출홀(12)은 튜브부(20)와 대향하며 위치할 수 있다. 검출홀(12)은 튜브부(20)를 향한 방향으로 경사진 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 검출홀(12)은 광원(L)이 튜브부(20)에 맞추어 조사될 수 있도록 광원(L)을 모아주는 역할을 수행할 수 있다.The light source L may pass through the detection hole 12 and be irradiated to the tube part 20. The detection hole 12 may be positioned to face the tube portion 20. The detection hole 12 may have a shape inclined in the direction toward the tube portion 20. In this case, the detection hole 12 may serve to collect the light source L so that the light source L can be irradiated to the tube portion 20.

핵산 분석 장치(1)는 압력바(23)의 가압력을 통해 튜브부(20)의 핵산을 자동으로 추출하고, 히터부(60)를 통해 핵산을 증폭할 수 있다. 또한 튜브부(20)를 회전시키고 광원부(40) 및 검출부(50)를 통해 복수개의 튜브들에서 증폭된 핵산의 발현 양상 및 유전자 수에 대한 데이터를 실시간으로 검출하여 핵산을 분석할 수 있다.The nucleic acid analysis apparatus 1 can automatically extract the nucleic acid of the tube part 20 through the pressing force of the pressure bar 23 and amplify the nucleic acid through the heater part 60. In addition, the nucleic acid can be analyzed by rotating the tube portion 20 and detecting data on the expression pattern and gene number of the nucleic acid amplified in a plurality of tubes through the light source portion 40 and the detection portion 50 in real time.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 핵산 분석 방법에 대하여 설명한다.Then, a nucleic acid analysis method according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 튜브부(20) 내부에 수용된 핵산(U)은 히터부(60)의 온도 제어에 의해 증폭될 수 있다. 그리고 광원부(40)는 검출홀(12)을 통해서 제1 튜브(21)에 광원(L)을 조사할 수 있다. 이 경우, 검출홀(12)은 제1 튜브(21)와 대향하며 위치할 수 있다.First, the nucleic acid U accommodated inside the tube part 20 may be amplified by controlling the temperature of the heater part 60. In addition, the light source unit 40 may irradiate the light source L to the first tube 21 through the detection hole 12. In this case, the detection hole 12 may be positioned facing the first tube 21.

제1 튜브(21)에 수용된 핵산(U)은 광원(L)을 통해 형광신호를 발현할 수 있다. 검출부(50)는 제1 튜브(21)에 수용된 핵산(U)의 형광신호의 개수를 실시간으로 카운팅 할 수 있다.The nucleic acid U accommodated in the first tube 21 can express a fluorescence signal through a light source L. The detector 50 may count in real time the number of fluorescent signals of the nucleic acid U accommodated in the first tube 21.

제1 튜브(21)의 핵산(U) 개수의 카운팅이 완료되면, 모터(31)의 회전에 따라 튜브부(20)가 일방향으로 회전하고 제2 튜브(22)가 검출홀(12)과 대향하며 위치할 수 있다.When the counting of the number of nucleic acids U of the first tube 21 is completed, the tube part 20 rotates in one direction according to the rotation of the motor 31, and the second tube 22 faces the detection hole 12 And can be located.

광원부(40)는 검출홀(12)을 통해서 제2 튜브(22)에 광원(L)을 조사할 수 있다. 제2 튜브(22)에 수용된 핵산(U)은 광원(L)을 통해 형광신호를 발현하고, 검출부(50)는 제2 튜브(22)에 수용된 핵산(U)의 형광신호의 개수를 실시간으로 카운팅 할 수 있다.The light source unit 40 may irradiate the light source L to the second tube 22 through the detection hole 12. The nucleic acid U accommodated in the second tube 22 expresses a fluorescence signal through a light source L, and the detection unit 50 monitors in real time the number of fluorescent signals of the nucleic acid U received in the second tube 22. You can count.

제2 튜브(22)의 핵산(U) 개수의 카운팅이 완료되면, 모터(31)가 회전하여 제3 튜브(23)가 검출홀(12)과 대향하며 위치할 수 있다. 검출부(50)는 전술한 과정을 반복하면서 제3 튜브(23) 내지 제9 튜브(29) 각각에 수용된 핵산(U) 개수를 실시간으로 카운팅하여 핵산(U)의 정량 분석을 수행할 수 있다. 검출부(50)는 핵산(U)의 형광신호의 개수를 각각 점으로 인식하여 검출할 수 있으므로, 핵산의 개수에 대한 데이터의 정확성이 높아질 수 있다.When the counting of the number of nucleic acids U of the second tube 22 is completed, the motor 31 rotates so that the third tube 23 can be positioned facing the detection hole 12. The detector 50 may perform the quantitative analysis of the nucleic acid U by counting in real time the number of nucleic acids U accommodated in each of the third tube 23 to the ninth tube 29 while repeating the above-described process. Since the detection unit 50 can recognize and detect the number of fluorescent signals of the nucleic acid U as dots, the accuracy of the data on the number of nucleic acids can be increased.

회전부(30)는 첫번째 바퀴를 회전한 뒤 이어서 두번째 바퀴를 회전할 수 있다. 이 경우, 검출부(50)는 첫번째 바퀴에서 검출된 튜브부(20)의 핵산(U) 개수와 두번째 바퀴에서 검출된 튜브부(20)의 핵산(U) 개수를 비교하여 핵산의 발현 양상, 핵산의 증폭 등의 정성 분석을 실시간으로 수행할 수 있다.The rotating unit 30 may rotate the first wheel and then the second wheel. In this case, the detection unit 50 compares the number of nucleic acids (U) in the tube portion 20 detected in the first wheel with the number of nucleic acids (U) in the tube portion 20 detected in the second wheel, and the expression pattern of the nucleic acid, nucleic acid Qualitative analysis such as amplification can be performed in real time.

또한, 사용자는 검출부(50)에서 검출된 핵산(U) 개수 데이터를 통해서 핵산(U)의 증폭을 위한 온도 제어를 수행하여 핵산(U)의 증폭 효율 및 증폭 속도 등을 조절할 수 있다.In addition, the user can control the amplification efficiency and the amplification speed of the nucleic acid U by performing temperature control for amplification of the nucleic acid U through the number data of the nucleic acids U detected by the detection unit 50.

핵산 분석 장치(1)는 핵산 추출, 핵산 증폭 및 핵산 검출과 같은 일련의 공정을 연속적으로 자동으로 수행할 수 있고, 다양한 분자진단 영역에서 정량 및 정성 분석을 동시에 수행할 수 있다.The nucleic acid analysis apparatus 1 can continuously and automatically perform a series of processes such as nucleic acid extraction, nucleic acid amplification, and nucleic acid detection, and simultaneously perform quantitative and qualitative analysis in various molecular diagnostic regions.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

1: 핵산 분석 장치 10: 본체부
11: 베이스 12: 검출홀
13: 관통홀 20: 튜브부
21: 제1 튜브 22: 제2 튜브
23: 압력바 30: 회전부
31: 모터 32: 제1 회전체
33: 체인 34: 제2 회전체
40: 광원부 50: 검출부
60: 히터부1: nucleic acid analysis device 10: main body
11: Base 12: Detection hole
13: through hole 20: tube portion
21: first tube 22: second tube
23: pressure bar 30: rotating part
31: motor 32: first rotating body
33: chain 34: second rotating body
40: light source unit 50: detection unit
60: heater section

Claims (6)

본체부,
상기 본체부에 원형으로 배열되고 핵산을 포함하는 샘플을 수용하는 튜브부,
상기 본체부를 일방향으로 회전시키는 회전부,
상기 튜브부의 하부에 위치하고 상기 샘플에 포함된 핵산을 증폭시키는 히터부,
상기 튜브부에 광원을 조사하는 광원부, 그리고
상기 광원부와 전기적으로 연결되고 상기 핵산의 형광신호의 개수를 검출하는 검출부
를 포함하고,
상기 회전부는 첫번째 바퀴를 회전한 뒤 이어서 두번째 바퀴를 회전하고, 상기 검출부는 첫번째 바퀴에서 검출된 상기 튜브부의 핵산 개수와 두번째 바퀴에서 검출된 상기 튜브부의 핵산 개수를 비교하여 핵산의 발현 양상 또는 핵산의 증폭을 분석하는 핵산 분석 장치.Body,
A tube portion which is arranged in a circular shape in the body portion and accommodates a sample containing nucleic acid,
A rotating unit for rotating the main body in one direction,
Located in the lower portion of the tube portion a heater portion for amplifying the nucleic acid contained in the sample,
Light source unit for irradiating a light source to the tube portion, and
A detection unit electrically connected to the light source unit and detecting the number of fluorescent signals of the nucleic acid
Including,
The rotating part rotates the first wheel and then rotates the second wheel, and the detecting part compares the number of nucleic acids in the tube part detected in the first wheel with the number of nucleic acids in the tube part detected in the second wheel and expresses the nucleic acid expression pattern or nucleic acid. Nucleic acid analysis device for analyzing amplification. 제1항에서,
상기 본체부가 삽입되는 베이스를 더 포함하는 핵산 분석 장치.In claim 1,
A nucleic acid analysis device further comprising a base into which the body portion is inserted. 제2항에서,
상기 베이스는 상기 베이스의 일측에 형성되는 검출홀을 포함하고, 상기 광원은 상기 검출홀을 통과하여 상기 튜브부를 조사하는 핵산 분석 장치.In claim 2,
The base includes a detection hole formed on one side of the base, and the light source passes through the detection hole to irradiate the tube portion. 제3항에서,
상기 검출홀은 상기 튜브부를 향한 방향으로 경사진 핵산 분석 장치.In claim 3,
The detection hole is a nucleic acid analysis device inclined in the direction toward the tube portion. 제4항에서,
상기 회전부는 상기 베이스의 일측과 연결되는 모터, 상기 모터와 연결된 제1 회전체, 상기 본체부의 상부에 위치하는 제2 회전체, 상기 제1 회전체와 상기 제2 회전체를 연결하는 체인을 포함하는 핵산 분석 장치.In claim 4,
The rotating part includes a motor connected to one side of the base, a first rotating body connected to the motor, a second rotating body positioned above the main body, and a chain connecting the first rotating body and the second rotating body Nucleic acid analysis device. 핵산을 포함하는 샘플을 수용하는 제1 튜브 및 제2 튜브의 하부에 위치하는 히터부의 온도 제어에 의해 상기 제1 튜브와 상기 제2 튜브에 수용된 샘플의 핵산이 증폭되는 단계,
상기 제1 튜브에 광원을 조사하는 단계,
상기 제1 튜브에 수용된 핵산의 형광신호의 개수를 검출부에 의해 검출하는 단계,
상기 제1 튜브 및 상기 제2 튜브가 원형으로 배열된 본체부를 회전부에 의해 일방향으로 회전시키는 단계,
상기 제2 튜브에 광원을 조사하는 단계 그리고
상기 제2 튜브에 수용된 핵산의 형광신호의 개수를 상기 검출부에 의해 검출하는 단계
를 포함하고,
상기 회전부는 첫번째 바퀴를 회전한 뒤 이어서 두번째 바퀴를 회전하고, 상기 검출부는 첫번째 바퀴에서 검출된 상기 제1 튜브 및 상기 제2 튜브의 핵산 개수와 두번째 바퀴에서 검출된 상기 제1 튜브 및 상기 제2 튜브의 핵산 개수를 비교하여 핵산의 발현 양상 또는 핵산의 증폭을 분석하는 핵산 분석 방법.Amplifying the nucleic acid of the sample accommodated in the first tube and the second tube by controlling the temperature of the heater portion positioned below the first tube and the second tube containing the sample containing the nucleic acid,
Irradiating a light source to the first tube,
Detecting by the detection unit the number of fluorescent signals of the nucleic acids accommodated in the first tube,
Rotating the body portion in which the first tube and the second tube are arranged in a circle by a rotating part in one direction,
Irradiating a light source to the second tube, and
Detecting the number of fluorescence signals of nucleic acids accommodated in the second tube by the detection unit
Including,
The rotating part rotates the first wheel and then rotates the second wheel, and the detecting part detects the number of nucleic acids in the first tube and the second tube detected in the first wheel and the first tube and the second detected in the second wheel. A nucleic acid analysis method for analyzing the expression pattern of nucleic acids or amplification of nucleic acids by comparing the number of nucleic acids in a tube.
KR1020180045088A 2018-04-18 2018-04-18 Apparatus and method for nucleic acid analysis KR102111679B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180045088A KR102111679B1 (en) 2018-04-18 2018-04-18 Apparatus and method for nucleic acid analysis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180045088A KR102111679B1 (en) 2018-04-18 2018-04-18 Apparatus and method for nucleic acid analysis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190121590A KR20190121590A (en) 2019-10-28
KR102111679B1 true KR102111679B1 (en) 2020-05-15

Family

ID=68421912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180045088A KR102111679B1 (en) 2018-04-18 2018-04-18 Apparatus and method for nucleic acid analysis

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102111679B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004113043A (en) 2002-09-25 2004-04-15 Fuji Photo Film Co Ltd Nucleic acid-separating and purifying device
JP2005110668A (en) 2003-09-19 2005-04-28 Fuji Photo Film Co Ltd Extraction device
WO2010127114A2 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Oregon Health & Science University Automated detection and counting of biomolecules using nanoparticle probes
JP5249988B2 (en) * 2010-05-07 2013-07-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ Nucleic acid amplification apparatus and nucleic acid test apparatus using the same
JP2015006203A (en) 2009-04-15 2015-01-15 ビオカルティ ソシエテ アノニムＢｉｏｃａｒｔｉｓ ＳＡ Light detection system for monitoring pcr reaction in real time

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102041217B1 (en) * 2012-05-30 2019-11-07 주식회사 미코바이오메드 Multi-channel device for downwardly injecting liquid sample, device for extracting nucleic acid comprising the same, and method for extracting nucleic acid using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004113043A (en) 2002-09-25 2004-04-15 Fuji Photo Film Co Ltd Nucleic acid-separating and purifying device
JP2005110668A (en) 2003-09-19 2005-04-28 Fuji Photo Film Co Ltd Extraction device
JP2015006203A (en) 2009-04-15 2015-01-15 ビオカルティ ソシエテ アノニムＢｉｏｃａｒｔｉｓ ＳＡ Light detection system for monitoring pcr reaction in real time
WO2010127114A2 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Oregon Health & Science University Automated detection and counting of biomolecules using nanoparticle probes
JP5249988B2 (en) * 2010-05-07 2013-07-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ Nucleic acid amplification apparatus and nucleic acid test apparatus using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190121590A (en) 2019-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7276716B2 (en) Diagnostic test system and method
US11110461B2 (en) Integrated nucleic acid analysis
US10563253B2 (en) Cartridge interface module
JP5149184B2 (en) Method and molecular diagnostic apparatus for genomic DNA detection, analysis and species identification
EP2813579B1 (en) Apparatus and method for automatically analyzing biological samples
JP5049274B2 (en) Cartridge for automated medical diagnosis
KR102502083B1 (en) Portable nucleic acid analysis system and high-performance microfluidic electroactive polymer actuators
US9255348B2 (en) Systems and methods for biodosimetry with biochip using gene expression signatures
CN101415813A (en) Microfluidic devices
JP5219415B2 (en) Fluorescence detection apparatus, biochemical reaction analyzer, and fluorescence detection method
US20220258168A1 (en) Diagnostic cartridge for microfluidics and on-site molecular diagnosis system including same
JP2007315772A (en) Fluorescence detector and biochemical reaction analyzer
KR102111679B1 (en) Apparatus and method for nucleic acid analysis
CN106636466A (en) Precise quantification method of HBV (hepatitis B virus) cccDNA (covalent closed circular DNA)
US11608521B2 (en) Method of detecting genetic material in a biological sample and a device for its implementation
CN111471588A (en) Real-time fluorescence quantitative PCR instrument module
EP4154981A1 (en) Multichannel isothermal amplification system and operation method
WO2000077253A1 (en) Apparatus and method for gene examination
KR102654880B1 (en) Chip for PCR test and Apparatus for PCR test with the same
KR20220037759A (en) Amplification/detection kit, photothermal PCR amplification method and microorganism detection method using the same
KR20230135970A (en) A PCR chip with the fluorescent focusing lens and Method and Apparatus for PCR Processing using the PCR chip
CN117701740A (en) Portable intelligent detection micro-platform and method for accurately and rapidly quantifying target concentration through fluorescence

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant