KR102124952B1 - 유전자 증폭 모듈 - Google Patents

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KR102124952B1
KR102124952B1 KR1020190098447A KR20190098447A KR102124952B1 KR 102124952 B1 KR102124952 B1 KR 102124952B1 KR 1020190098447 A KR1020190098447 A KR 1020190098447A KR 20190098447 A KR20190098447 A KR 20190098447A KR 102124952 B1 KR102124952 B1 KR 102124952B1
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박창주
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Abstract

유전자 증폭 모듈이 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유전자 증폭 모듈에 구비된 열블록의 몸체부의 상면에는 조사된 빛을 반사하는 금속 박막부; 를 포함하고, 상기 금속 박막부의 열전도율은 섭씨 25도에서 200W/m*K 이상일 수 있다.

Description

유전자 증폭 모듈{Module for polymerase chain reaction of sample}
본 발명은 종래에 비해 반응 용기 내의 시료를 빠르게 가열 및 냉각하면서, 반응 용기 내 시료의 증폭 상태를 효과적으로 파악할 수 있는 유전자 증폭 모듈에 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 진단시 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 반복적인 온도 조절을 통해서 이루어지게 되는데, 보다 상게하게는, 일정한 시간 간격을 두고 시료의 온도를 주기적으로 상승 및 하강하면서 시료의 유전자를 증폭하게 된다.
한편, 시료의 증폭이 이루어진 후에는 시료의 분석이 이루어지게 되는데, 시료의 분석을 위해 시료가 구비된 반응 용기에 빛을 조사하게 된다. 반응 용기에 조사된 빛을 흡수한 시료는 들뜬 상태에 도달하였다가 다시 바닥 상태에 도달하게 되는데, 이 과정에서 형광 신호를 방출하게 된다. 방출된 형광 신호는 외부에 구비된 별도의 검출기에서 검출되는데, 이를 통해 증폭된 시료의 분석을 할 수 있다.
그런데, 종래 기술에 따르면, 이러한 방식의 시료 분석을 위해 필터, 편광판 등 별도의 광학 소자가 요구되어 시료의 증폭 및 분석 장치의 소형화가 불가능하였으며, 시료에서 방출되는 형광 신호가 약한 경우에는 시료의 분석 자체가 어려워 고가의 검출기가 필요하다는 문제가 있었다.
특허문헌 1 : 한국등록특허공보 제10-1302353호(2013.09.16 공고) 특허문헌 2 : 한국공개특허공보 제10-2014-0068496호(2014.06.09 공개)
따라서, 본 발명에 해결하고자 하는 과제는, 별도의 광학 소자 및 고가의 검출기가 없이도 시료의 증폭 및 분석이 가능한 장치를 제공함으로써, 시료 증폭 및 분석 장치의 크기를 소형화하고, 제조 비용을 감축하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 상면에 시료가 구비된 반응 용기가 탑재될 수 있는 열블록; 상기 열블록의 하부에 구비되고, 상기 열블록과 열전도에 의한 열교환에 의해 상기 열블록을 가열하는 가열부; 및 상기 가열부의 하부에 구비되고, 상기 가열부와 열전도에 의한 열교환에 의해 상기 열블록을 냉각하는 냉각부; 를 포함하고, 상기 열블록은, 상기 열블록의 몸체를 형성하는 몸체부; 및 상기 몸체부의 상면에 형성되고 조사된 빛을 반사하는 금속 박막부; 를 포함하고, 상기 금속 박막부의 열전도율은 섭씨 25도에서 200W/m*K 이상인 유전자 증폭 모듈이 제공된다.
상기 금속 박막부는, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 몸체부는, 알루미늄(Al) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 몸체부의 열전도율에 대한 상기 금속 박막부의 열전도율은 0.5배 이상 2.0배 이하일 수 있다.
상기 금속 박막부에 빛을 조사하는 광원부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 반응 용기 내 시료로부터 방출되는 형광 신호를 검출하는 검출부; 를 더 포함할 수 있다..
상기 몸체부는 제1 방향(D1)으로 연장되는 바(bar) 형상을 가지고, 상기 제1 방향(D1)으로 연장되는 상기 몸체부의 일 끝부와 반대편 타 끝부에는 각각 냉각용 유체가 공급되는 공급홀이 형성되고, 상기 몸체부의 일 끝부와 타 끝부를 연결하는 상기 몸체부의 복수의 면들 중 하나 이상에는 상기 냉각용 유체가 배출되는 배출홀이 형성되고, 상기 공급홀과 상기 배출홀은 상기 몸체부의 내부 공간에 의해 서로 연통될 수 있다.
상기 열블록은, 상기 금속 박막부의 상부 표면에 형성되고 금속 박막부를 보호하는 보호층; 을 더 포함할 수 있다.
상기 보호층은 이산화규소(SiO2) 또는 질화규소(Si3N4)로 이루어질 수 있다.
상기 보호층의 두께는 20 nm 이하일 수 있다.
상기 열블록과 마주보도록 구비되고 상기 열블록의 몸체부의 상기 내부 공간에 상기 냉각용 유체를 공급하는 유체 공급부; 를 포함하고, 상기 유체 공급부는, 상기 몸체부의 상기 일 끝부와 마주보도록 구비되며 상기 몸체부의 상기 내부 공간에 상기 냉각용 유체를 공급하는 제1 유체 공급부; 및 상기 몸체부의 상기 타 끝부와 마주보도록 구비되며 상기 몸체부의 상기 내부 공간에 상기 냉각용 유체를 공급하는 제2 유체 공급부; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 별도의 광학 소자 및 고가의 검출기가 없이도 시료의 증폭 및 분석이 가능한 장치를 제공함으로써, 시료 증폭 및 분석 장치의 크기를 소형화하고, 제조 비용을 감축할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 예에 따른 열블록의 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 예에 따른 열블록의 구조를 도시한 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 예에 따른 열블록의 구조를 도시한 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 예에 따른 열블록의 구조를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈에서 형광 신호가 증폭되는 원리를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈에서 유체 공급부가 추가로 구비된 경우 냉각용 유체의 흐름을 도시한 평면도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈의 구조를 설명하도록 한다.
유전자 증폭 모듈
도 1은 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈을 도시한 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈(10)은 열블록(100)을 포함할 수 있다. 열블록(100)의 상면에는 시료가 구비된 반응 칩(20)이 탑재될 수 있다. 반응 칩(20) 내에 구비된 시료는 전 처리된 시료일 수 있고, 시료는, 예를 들어, 세포일 수 있다.
열블록(100)은 반응 칩(20) 내의 시료를 주기적으로 가열 및 냉각함으로써 반응 칩(20) 내 시료의 유전자를 증폭하는 구성일 수 있다.
또한, 유전자 증폭 모듈(10)은 열블록(100)의 하부에 구비되고, 열블록(100)과 열전도에 의한 열교환에 의해 열블록(100)을 가열하는 가열부(200), 및 가열부(200)의 하부에 구비되고, 가열부(200)와 열전도에 의한 열교환에 의해 열블록(100)을 냉각하는 냉각부(300)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 가열부(200)는 열블록(100)과 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 가열부(200)는 열블록(100)과 열전도에 의한 열교환을 할 수 있다. 본 발명에 따른 가열부(200)는 펠티어 효과(peltier effect)에 의한 국부적인 온도 상승으로 열블록(100)을 가열하는 구성일 수 있다.
펠티어 효과는 물체의 양쪽에 전압을 걸면 전류와 함께 열 에너지가 이동하게 됨으로써 양쪽에 온도 차이가 발생하는 현상을 의미한다. 즉, 본 발명에 따른 가열부(200)는 이러한 펠티어 효과를 통해 열블록(100)을 가열하는 구성일 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각부(300)는 가열부(200)와 접촉할 수 있다. 따라서, 냉각부(300)와 가열부(200) 간의 열전도에 의한 열교환 및 가열부(200)와 열블록(100) 간의 열교환에 의해 냉각부(300)가 열블록(100)을 냉각할 수 있다. 본 발명에 따른 냉각부(300)는 열블록(100)및 가열부(200)에 비해 온도가 낮으면서 열용량이 현저하게 큰 방열체(heat sink)일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈(10)은 반응 칩(20) 및 열블록(100)의 금속 박막부(120)를 향해 빛을 조사하는 광원부(400)를 더 포함할 수 있다. 하기에서 살펴볼 바와 같이, 광원부(400)에서 빛을 공급받은 반응 칩(20) 내의 시료는 들뜬 상태에 도달하였다가 다시 바닥 상태에 도달하면서 형광 신호를 방출할 수 있다.
또한, 유전자 증폭 모듈(10)은 상기 형광 신호를 검출하는 검출부(500)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 예에 따른 열블록의 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 예에 따른 열블록의 구조를 도시한 수직 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 열블록(100)은, 열블록의 몸체를 형성하는 몸체부(110) 및 몸체부(110)의 상면에 형성되는 금속 박막부(120)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 박막부(120)는 몸체부(110)에 비해 얇은 두께를 갖는 구성으로서, 광원부(400)에서 조사된 빛을 반사하는 구성일 수 있다.
열블록(100)의 몸체부(110)는 제1 방향(D1)으로 연장되는 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 도 2에는 열블록(100) 및 몸체부(110)가 사각 기둥의 바 형상을 갖는 경우가 도시되어 있지만, 이와 달리 열블록(100) 및 몸체부(110)는 원 기둥, 삼각 기둥 또는 원 기둥, 육각 기둥 또는 팔각 기둥의 바 형상을 가질 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제2 예에 따른 열블록의 구조를 도시한 수직 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 열블록(100)은 금속 박막부(120)의 상부 표면에 형성되는 보호층(130)을 더 포함할 수 있다. 보호층(130)은 금속 박막부(120)를 보호하기 위한 구성일 수 있다. 따라서, 열블록(100)이 보호층(130)을 포함하는 경우, 금속 박막부(120)의 손상이 방지될 수 있으므로, 시간이 지나더라도 금속 박막부(120)가 광원부에서 조사된 빛을 일정하게 반사할 수 있다. 보호층(130)은 금속 박막부(120)를 보호하는 역할 이외에는 금속 박막부(120)에 빛이 조사되는 것에 영향을 미치지 않아야 하므로, 본 발명에 따르면 보호층(130)은 빛 투과성을 갖는 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 예에 따른 열블록의 구조를 도시한 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 열블록(100)에서, 제1 방향(D1)으로 연장되는 몸체부(110)의 일 끝부와 반대편 타 끝부에는 각각 공급홀(112)이 형성될 수 있고, 몸체부(110)의 일 끝부와 타 끝부를 연결하는 몸체부(110)의 복수의 면들 중 하나 이상에는 배출홀(114)이 형성될 수 있다. 이때, 공급홀(112)와 배출홀(114)은 몸체부(110)의 내부에 형성된 내부 공간에 의해 서로 연통될 수 있다.
열블록(100)의 몸체부(110)에 형성된 공급홀(112)은 냉각용 유체가 몸체부(110)의 내부에 형성된 내부 공간에 공급되기 위한 구성일 수 있고, 배출홀(114)은 냉각용 유체가 몸체부(110)의 내부에 형성된 내부 공간으로부터 배출되기 위한 구성일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈에서 형광 신호가 증폭되는 원리를 도시한 도면이다. 도 6을 참고하여, 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈에서 형광 신호가 증폭되는 원리를 설명하면 다음과 같다.
광원부(400)에서 조사된 빛은 유전자 증폭 모듈(10)에 구비된 반사부(700)에 의해 반사된 후 시료가 구비된 반응 칩(20)에 공급된다. 반응 칩(20)에 공급된 빛은 광행로(R)만큼 이동하면서 시료에 에너지를 공급하게 되고, 에너지를 공급받은 시료 중 일부는 들뜬 상태에 도달하게 된다.
한편, 반응 칩(20) 내에서 광행로(R)만큼 이동한 빛은 열블록(100), 보다 상세하게는, 금속 박막부(120)에 도달하게 되는데, 본 발명에 따르면, 금속 박막부(120)에 의해 빛이 반사되어 다시 반응 칩(20)에 공급된다. 따라서, 금속 박막부(120)에서 반사된 후 반응 칩(20)에 재공급된 빛은 다시 광행로(R)만큼 이동하면서, 시료에 에너지를 재공급하게 되고, 에너지를 추가로 공급받은 시료 중 일부가 추가로 들뜬 상태에 도달할 수 있게 된다.
한편, 들뜬 상태에 도달한 시료는 다시 바닥 상태에 도달하면서 형광 신호를 방출하게 되고 검출부(500)에서 방출된 형광 신호를 검출하게 된다. 도 6에는 이해의 편의를 위해, 광원부(400)로부터 조사된 빛은 점선 화살표로 도시되어 있고, 시료로부터 방출된 형광 신호는 실선 화살표로 도시되어 있다.
본 발명에 따르면, 열블록(100)에 구비된 금속 박막부(120)에 의해 광원부(400)에서 조사된 빛이 총 두 차례에 걸쳐 반응 칩(20)에 공급될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 광원부(400)에서 조사된 빛이 반응 칩(20) 내에서 광행로(R)의 두 배, 즉, 2R만큼 이동하게 되므로, 시료로부터 방출되는 형광 신호 역시 2배만큼 증폭될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 별도의 광학 소자 및 고가의 검출기가 없이도 형광 신호를 보다 증폭할 수 있으므로, 유전자 증폭 모듈의 소형화 도모가 가능하고, 제조 비용 역시 감축할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 열블록(100)은 형광 신호를 증폭하는 역할 뿐만 아니라, 시료를 반복적으로 가열 및 냉각함으로써 시료의 양을 증폭하는 역할도 수행하는 구성일 수 있다. 한편, 시료를 효과적으로 증폭하기 위해서는 시료를 반복적으로 가열 및 냉각할 필요가 있다. 그런데, 시료의 가열 및 냉각은 반응 칩, 열블록, 가열부 및 냉각부 간의 열전도에 의한 열교환에 의해 이루어지므로, 시료의 증폭이 일어나기 위해서는 열블록(100)과 반응 칩(20) 간에 열전도에 의한 열교환이 활발하게 일어날 필요가 있다. 따라서, 열블록(100) 중 반응 칩(20)과 접촉하는 영역인 금속 박막부(120)는 열전도성이 뛰어난 재질로 이루어질 필요가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈에서 금속 박막부(120)는 섭씨 25도에서 200W/m*K 이상의 열전도율을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게, 금속 박막부(120)는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하거나 그러한 물질로 이루어질 수 있다.
금속 박막부가 빛에 대한 반사율이 뛰어나지만 열전도율이 떨어지는 재질로 이루어지는 경우에는, 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈에 적합하지 않을 수 있다. 형관 신호는 증폭될 수 있으나, 시료의 가열 및 냉각 과정이 신속하게 이루어지지 않기 때문에 시료의 증폭이 원활하게 이루어지지 않기 때문이다.
예를 들어, 금속 박막부가 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti)으로 이루어지는 경우에는, 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈에 적합하지 않을 수 있다. 섭씨 25도에서 크롬 및 티타늄은 각각 약 31W/m*K 및 22W/m*K의 열전도율을 가지는데, 이러한 열전도율은 시료의 가열 및 냉각 측면에서는 현저하게 떨어지는 열전도율이기 때문이다. 따라서, 금속 박막부가 크롬 또는 티타늄으로 이루어지는 경우에는, 시료의 증폭이 원활하게 이루어지지 않게 된다.
반면, 섭씨 25도에서 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu)는 각각 약 320W/m*K, 430W/m*K, 240W/m*K 및 400W/m*K의 열전도율을 가지므로, 이러한 물질들이 금속 박막부의 재료로 사용되는 경우, 시료의 가열 및 냉각이 신속하게 이루어지므로 시료의 증폭이 원활하게 일어나게 된다.
특히, 은(Ag)의 경우, 높은 열전도율을 가지면서도 높은 빛 반사율을 가지므로(예를 들어, 은은 500 nm의 파장을 갖는 빛에 대해 94.2%의 반사율을 가짐), 보다 바람직하게, 금속 박막부는 은(Ag)으로 이루어질 수 있다.
한편, 열블록(100)의 몸체부(110) 역시 열전도율이 뛰어난 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 몸체부(110)는 알루미늄(Al) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 몸체부(110)는 열블록(100)의 몸체를 이루는 구성이므로, 외부로부터 충격이 가해지더라도 일정한 형상을 유지할 필요가 있다. 그러한 측면에서, 알루미늄(Al)에 비해 외부의 충격에 의해 형상 변형이 쉽게 일어나는 금(Au) 및 구리(Cu)는 몸체부(110)를 구성하는 재질로서 적합하지 않을 수 있다. 특히, 금(Au)의 경우 다른 금속들에 비해 비용이 높으므로 열블록(100)의 크기의 대부분을 차지하는 몸체부(110)의 재질로서 금(Au)은 적합하지 않을 수 있다.
보다 바람직하게예를 들어, 열블록(100)의 몸체부(110)는 은(Ag)에 비해 가격이 저렴한 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다금(Au), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)에 비해 열전도율이 뛰어난 은(Ag)으로 이루어질 수 있다..
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 열블록(100)에서 몸체부(110)의 열전도율에 대한 금속 박막부(120)의 열전도율은 0.5배 이상 2.0배 이하일 수 있다.
또한, 다시 도 4를 참고하면, 열블록(100)에 보호층(130)이 형성되는 경우 두께는 10 nm 이상 20 nm 이하일 수 있다. 또한, 보호층(130)은 이산화규소(SiO2), 또는 질화규소(Si3N4) 또는 인듐틴옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO, In2O3)로 이루어질 수 있다.
이산화규소, 질화규소 및 인듐틴옥사이드는 각각 9,500 MPa, 1,580 MPa, 16 GPa의 표면 경도(surface hardness)를 가지므로, 다른 재질(ex. 알루미늄, 255 MPa)에 비해 현저하게 높은 표면 경도를 가진다. 따라서, 금속 박막부(120)를 보호하는 역할을 충실하게 수행할 수 있다. 그러나, 보호층(130)의 두께가 10 nm 미만으로 형성되는 경우, 보호층을 구성하는 재질이 입자 형태로 증착되어야 하므로 보호층의 표면이 고르지 않게 형성될 수 있다. 이는 보호층의 역할을 고려하였을 때 바람직하지 않을 수 있다.
또한, 이산화규소, 질화규소 및 인듐틴옥사이드는 비교적 낮은 열전도율을 가지므로, 금속 박막층을 보호하면서 시료의 가열 및 냉각 효율이 저하되지 않기 위해서는, 보호층(130)이 소정의 범위 내의 두께를 가질 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 보호층(130)의 두께는 10 nm 이상 20 nm 이하일 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 유전자 증폭 모듈에서 유체 공급부가 추가로 구비된 경우 냉각용 유체의 흐름을 도시한 평면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 유전자 증폭 모듈(10)은 열블록(100)과 마주보도록 구비되고 열블록(100)의 몸체부의 내부에 형성된 내부 공간에 냉각용 유체를 공급하는 유체 공급부(600)를 더 포함할 수 있다. 유체 공급부(600)를 통해 냉각용 유체를 열블록(100)에 공급하는 경우, 시료의 냉각이 보다 신속하게 이루어질 수 있게 되므로, 시료의 증폭 또한 신속하게 일어날 수 있다.
전술한 바와 같이 시료의 증폭은 반복적인 시료의 가열 및 냉각 과정에 의해 일어나게 되는데, 종래 기술에 따르면 시료의 가열에 걸리는 시간보다 시료의 냉각에 걸리는 시간이 더 많으므로, 시료의 증폭 속도를 향상시키기 위해서는 시료의 냉각에 걸리는 시간을 감축하는 것이 더욱 효과적일 수 있다.
유체 공급부(600)는 시료의 냉각 과정에 걸리는 시간을 감축하기 위한 구성으로서, 본 발명에 따르면, 유체 공급부(600)를 통해 냉각용 유체를 열블록(100)의 내부 공간에 공급함으로써, 시료의 냉각에 걸리는 시간을 현저하게 감축할 수 있다. 한편, 도 7에 도시된 바와 같이 유체 공급부(600)는 열블록(100)에 밀착 구비될 수 있다.
유체 공급부(600)는, 열블록(100)의 몸체부의 일 끝부와 마주보도록 구비되며 몸체부의 내부 공간에 냉각용 유체를 공급하는 제1 유체 공급부(610), 및 열블록(100)의 몸체부의 타 끝부와 마주보도록 구비되며 몸체부의 내부 공간에 냉각용 유체를 공급하는 제2 유체 공급부(620)를 포함할 수 있다. 제1 유체 공급부(610) 및 제2 유체 공급부(620)는 각각 열블록(100)의 몸체부(110, 도 2 참조)에 형성된 공급홀(112, 도 5 참조)에 밀착되도록 구비될 수 있다. 제1 유체 공급부(610) 및 제2 유체 공급부(620)에 의해 공급홀을 통해 몸체부의 내부 공간에 공급되는 냉각용 유체는 열블록(100)을 냉각한 후 배출홀(114, 도 5 참조)를 통해 외부에 배출될 수 있다. 냉각용 유체는 기체 및 액체를 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
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 : 유전자 증폭 모듈
20 : 반응 칩
100 : 열블록
110 : 몸체부
112 : 공급홀
114 : 배출홀
120 : 금속 박막부
130 : 보호층
200 : 가열부
300 : 냉각부
400 : 광원부
500 : 검출부
600 : 유체 공급부
610 : 제1 유체 공급부
620 : 제2 유체 공급부
700 : 반사부
D1 : 제1 방향
R : 광행로

Claims (11)

  1. 상면에 시료가 구비된 반응 용기가 탑재될 수 있는 열블록;
    상기 열블록의 하부에 구비되고, 상기 열블록과 열전도에 의한 열교환에 의해 상기 열블록을 가열하는 가열부; 및
    상기 가열부의 하부에 구비되고, 상기 가열부와 열전도에 의한 열교환에 의해 상기 열블록을 냉각하는 냉각부; 를 포함하고,
    상기 열블록은,
    상기 열블록의 몸체를 형성하는 몸체부; 및
    상기 몸체부의 상면에 형성되고 조사된 빛을 반사하는 금속 박막부; 를 포함하고,
    상기 금속 박막부의 열전도율은 섭씨 25도에서 200W/m*K 이상이고,
    상기 몸체부는 제1 방향(D1)으로 연장되는 바(bar) 형상을 가지고,
    상기 제1 방향(D1)으로 연장되는 상기 몸체부의 일 끝부와 반대편 타 끝부에는 각각 냉각용 유체가 공급되는 공급홀이 형성되고,
    상기 몸체부의 일 끝부와 타 끝부를 연결하는 상기 몸체부의 복수의 면들 중 하나 이상에는 상기 냉각용 유체가 배출되는 배출홀이 형성되고,
    상기 공급홀과 상기 배출홀은 상기 몸체부의 내부 공간에 의해 서로 연통되는 유전자 증폭 모듈.
  2. 청구항 1에서,
    상기 금속 박막부는,
    금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어진 유전자 증폭 모듈.
  3. 청구항 1에서,
    상기 몸체부는,
    알루미늄(Al) 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어진 유전자 증폭 모듈.
  4. 청구항 1에서,
    상기 몸체부의 열전도율에 대한 상기 금속 박막부의 열전도율은 0.5배 이상 2.0배 이하인 유전자 증폭 모듈.
  5. 청구항 1에서,
    상기 금속 박막부에 빛을 조사하는 광원부; 를 더 포함하는 유전자 증폭 모듈.
  6. 청구항 5에서,
    상기 반응 용기 내 시료로부터 방출되는 형광 신호를 검출하는 검출부; 를 더 포함하는 유전자 증폭 모듈.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에서,
    상기 열블록은,
    상기 금속 박막부의 상부 표면에 형성되고 금속 박막부를 보호하는 보호층; 을 더 포함하는 유전자 증폭 모듈.
  9. 청구항 8에서,
    상기 보호층은 이산화규소(SiO2) 또는 질화규소(Si3N4)로 이루어진 유전자 증폭 모듈.
  10. 청구항 8에서,
    상기 보호층의 두께는 20 nm 이하인 유전자 증폭 모듈.
  11. 청구항 1에서,
    상기 열블록과 마주보도록 구비되고 상기 열블록의 몸체부의 상기 내부 공간에 상기 냉각용 유체를 공급하는 유체 공급부; 를 포함하고,
    상기 유체 공급부는,
    상기 몸체부의 상기 일 끝부와 마주보도록 구비되며 상기 몸체부의 상기 내부 공간에 상기 냉각용 유체를 공급하는 제1 유체 공급부; 및
    상기 몸체부의 상기 타 끝부와 마주보도록 구비되며 상기 몸체부의 상기 내부 공간에 상기 냉각용 유체를 공급하는 제2 유체 공급부; 를 포함하는 유전자 증폭 모듈.
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KR20140068496A (ko) 2012-11-28 2014-06-09 대한민국(관리부서:국립수산과학원) 박막형 유전자 증폭 챔버 및 이를 이용한 유전자 증폭방법

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