KR102160442B1 - 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템 - Google Patents

반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생화학적 반응 또는 생물 반응이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템에 관한 것으로서, 생물학적 반응이 이루어지는 반응웰을 수용할 수 있는 반응웰 수용부가 형성되고, 적어도 분주팁을 수용하는 분주팁 수용부, 샘플을 수용하는 샘플 수용부, 시약을 수용하는 시약 수용부, 상기 샘플과 상기 시약이 혼합된 혼합액을 수용하는 혼합액 수용부, 희석액을 수용하는 희석액 수용부, 세정액을 수용하는 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성되는 카트리지 몸체부; 및 상기 카트리지 몸체부에 형성되고, 상기 반응웰에서 반응을 마친 폐기물을 임시 보관할 수 있는 임시 보관부;를 포함할 수 있다.

Description

반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템{Reaction well cartridge apparatus and reaction well cartridge system}
본 발명은 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 생화학적 반응 또는 생물 반응이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템에 관한 것이다.
최근 수년 동안, 다양한 화학발광(chemiluminescence: CL) 방법이 개발되어 왔는데, 그 예로는 항원-항체 반응을 이용하는 효소면역분석법(enzyme immunoassay: ELIA), 화학발광성 화합물이 면역분석을 위한 추적자(tracer)로서 표지(labeling)에 이용되는 화학발광 면역분석법(chemiluminescence immunoassay: CLIA) 및 검출시 스템에서 화학발광성 화합물을 이용하여 효소의 활성을 고감도로 검출하는 화학발 광 효소 면역분석법(chemiluminescent enzyme immunoassay: CLEIA) 등이 있다.
이러한 면역분석법에서 항원 및 항체 등의 선택적인 반응(biospecific binding)을 통 해 분석물의 존재 및 농도를 확인하게 된다. 이 과정에서 선택적인 반응을 하지 않는 물질은 신호 측정 이전에 세정을 통해서 제거한다.
이러한 세정을 통해서 배경 신호(background signal)를 낮춤으로써 신호의 민감도(sensitivity)를 높일 수 있게 된다.
모세관력을 이용한 모세관 흐름(capillary-driven flow)은 외부의 펌프 없이도 표면 장력(surface tension)에 의해 유체가 자동적으로 흘러가는 현상을 이용한 것이다. 이러한 모세관 흐름을 이용하여 임신 진단 시약 등 간단한 일회용 면역분석 제품들 이 많이 개발되었다. 이러한 제품들의 대부분은 다공성 물질을 이용하여 모세관 흐름을 유도하고 두 번 이상의 세정을 수행할 수가 없다.
또한 미국등록특허 제6,271,040호는 다공성 물질을 이용하지 않고 미세유로 (microchannel)에서 모세관 흐름을 일으키고 있다. 그러나 상기 제품 및 특허에서는 모세관력을 이용하고 있지만 시료용액 하나만으로 미세유체의 세정을 일으키고 있기 때문에 시료에 의한 배경신호를 제거하기 어렵다는 큰 단점이 있다.
이상에서 보듯이 아직까지 효과적인 세정에 대한 기술 개발이 미비한 상황 이고 많은 개선의 여지가 남아 있다. 따라서 반용 웰 내에서 유체제어를 이용한 세 정 방법이 간단하고 카트리지의 제조가 용이하면서, 반복 세정을 빠르고 간편하게 가능케 하는 기술의 개발이 절실히 요구된다.
한편, 검사를 모두 마친 샘플 시료, 시약, 세정액 등의 혼합물은 별도의 폐기물 운반 라인을 통해 배출되고, 복수개의 반응웰로부터 배출된 폐기물들은 폐기물 저장 탱크로 모아서 대용량으로 저장하다가 폐기물 저장 탱크가 가득 차면 폐기 처리 했었다.
그러나, 폐기물 저장 탱크에 수용된 대용량의 폐기물들은 외관상으로도 혐오감을 줄 뿐만이 아니라, 복수개의 반응웰에서 반응을 마친 폐기물들은 특성상, 각종 바이러스나 세균 등에 의해 이미 오염되었거나 쉽게 오염될 수 있는 것으로서, 시간이 지남에 따라서 세균 증식이나 부패가 급격하게 진행되어 폐기물 수거 튜브나 폐기물 저장 탱크는 물론이고, 대기 중의 공기나 환경을 광범위하게 오염시킬 수 있는 문제점들이 있었다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 반응웰(Well) 내에 생화학 반응을 위한 유체 제어가 간단하고 소자의 제조가 용이하면서 능동 펌프(Active Pump)에 의해 유체의 흐름, 정지, 세정이 제어되고, 세정의 회수를 자유롭게 조절할 수 있으며, 폐기물을 일회용도로 사용후 폐기될 카트리지 내부에 임시 보관하여 미관이 우수하고, 세균의 증식이나 부패나 폐기물의 외부 누출을 방지할 수 있어서 매우 위생적이며, 이를 통해서 바이오 검사의 안전도를 높이고, 환경 오염을 사전에 방지할 수 있게 하는 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템을 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반응웰 카트리지 장치는, 생물학적 반응이 이루어지는 반응웰을 수용할 수 있는 반응웰 수용부가 형성되고, 적어도 분주팁을 수용하는 분주팁 수용부, 샘플을 수용하는 샘플 수용부, 시약을 수용하는 시약 수용부, 상기 샘플과 상기 시약이 혼합된 혼합액을 수용하는 혼합액 수용부, 희석액을 수용하는 희석액 수용부, 세정액을 수용하는 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성되는 카트리지 몸체부; 및 상기 카트리지 몸체부에 형성되고, 상기 반응웰에서 반응을 마친 폐기물을 임시 보관할 수 있는 임시 보관부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 임시 보관부는, 내부에 수용 공간이 형성되는 폐기물 보관 케이스부; 및 상기 수용 공간에 수용되고, 상기 폐기물이 외부로 누출되지 않도록 상기 폐기물을 흡수할 수 있는 폐기물 흡수체;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 폐기물 흡수체는, 팽창하면서 상기 폐기물을 흡수할 수 있는 압축식 건조 스펀지 부재일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 폐기물 흡수체는, 상기 폐기물의 외부 누출과 상기 폐기물로 인한 환경 오염을 방지할 수 있도록 수분과 혼합되면 응고되는 응고제를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 폐기물 흡수체는, 적어도 소독제, 살균제, 탈취제, 방부제, 표백제, 방향제, 응고제 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 폐기물 보관 케이스부는, 상기 카트리지 몸체부의 바닥면과 착탈 가능하게 결합될 수 있도록 형성되는 중간 케이스; 및 상기 폐기물 흡수체가 수용될 수 있도록 상방이 개방되는 형상으로 형성되어 상기 중간 케이스와 착탈 가능하게 결합되는 하부 케이스;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 폐기물 보관 케이스부는 측면에 상기 폐기물이 통과하는 폐기물 통로가 형성되고, 상기 폐기물 통로에는 유입된 상기 폐기물이 역류하는 것을 방지할 수 있도록 역류 방지 밸브 장치가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 임시 보관부는, 적어도 상기 샘플 수용부, 상기 시약 수용부, 상기 혼합액 수용부, 상기 희석액 수용부, 상기 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하는 부분의 하방에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 임시 보관부는, 상기 반응웰과 간접적 또는 직접적으로 연결될 수 있도록 상기 반응웰 수용부의 하방에 형성될 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반응웰 카트리지 시스템은, 생물학적 반응이 이루어지는 반응웰을 수용할 수 있는 반응웰 수용부가 형성되고, 적어도 분주팁을 수용하는 분주팁 수용부, 샘플을 수용하는 샘플 수용부, 시약을 수용하는 시약 수용부, 상기 샘플과 상기 시약이 혼합된 혼합액을 수용하는 혼합액 수용부, 희석액을 수용하는 희석액 수용부, 세정액을 수용하는 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성되는 카트리지 몸체부; 및 상기 카트리지 몸체부에 형성되고, 상기 반응웰에서 반응을 마친 폐기물을 임시 보관할 수 있는 임시 보관부;를 포함하는 반응웰 카트리지 장치;를 포함하는 반응웰 카트리지 장치; 및 상기 반응웰로부터 상기 임시 보관부로 상기 폐기물을 이송하는 폐기물 이송 장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 폐기물 이송 장치는, 상기 반응웰로부터 상기 임시 보관부로 연결되는 제 1 이송 라인; 상기 제 1 이송 라인에 설치되는 제 1 밸브; 및 상기 제 1 이송 라인에 설치되는 제 1 펌프;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 임시 보관부는, 적어도 상기 샘플 수용부, 상기 시약 수용부, 상기 혼합액 수용부, 상기 희석액 수용부, 상기 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하는 부분의 하방에 형성되고, 상기 폐기물 이송 장치는, 상기 반응웰로부터 상기 임시 보관부로 절곡되게 연결되는 제 2-1 이송 라인; 상기 임시 보관부에서 외부 배기부로 연결되는 제 2-2 이송 라인; 상기 제 2-2 이송 라인에 설치되는 제 2 밸브; 및 상기 제 2-2 이송 라인에 설치되는 제 2 펌프;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 임시 보관부는, 상기 반응웰과 간접적 또는 직접적으로 연결될 수 있도록 상기 반응웰 수용부의 하방에 형성되고, 상기 폐기물 이송 장치는, 상기 반응웰로부터 상기 임시 보관부로 직선으로 연결되는 제 3-1 이송 라인; 상기 임시 보관부에서 외부 배기부로 연결되는 제 3-2 이송 라인; 상기 제 3-2 이송 라인에 설치되는 제 3 밸브; 및 상기 제 3-2 이송 라인에 설치되는 제 3 펌프;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 반응웰(Well) 내에 생화학 반응을 위한 유체 제어가 간단하고 소자의 제조가 용이하면서 능동 펌프(Active Pump)에 의해 유체의 흐름, 정지, 세정이 제어되고, 세정의 회수를 자유롭게 조절할 수 있으며, 폐기물을 일회용도로 사용후 폐기될 카트리지 내부에 임시 보관하여 미관이 우수하고, 세균의 증식이나 부패나 폐기물의 외부 누출을 방지할 수 있어서 매우 위생적이며, 이를 통해서 바이오 검사의 안전도를 높이고, 환경 오염을 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템을 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 반응웰 카트리지 장치를 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 1의 반응웰 카트리지 장치의 부품 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템을 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치 및 반응웰 카트리지 시스템을 나타내는 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치(100)를 나타내는 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 반응웰 카트리지 장치(100) 및 반응웰 카트리지 시스템(1000)을 나타내는 정면도이고, 도 3은 도 1의 반응웰 카트리지 장치(100) 및 반응웰 카트리지 시스템(1000)을 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 1의 반응웰 카트리지 장치(100)를 나타내는 측면도이고, 도 5는 도 1의 반응웰 카트리지 장치(100)의 부품 분해 사시도이다.
먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치(100)는, 크게 카트리지 몸체부(10) 및 임시 보관부(20)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지 몸체부(10)는, 생물학적 반응이 이루어지는 반응웰(1)을 수용할 수 있는 반응웰 수용부(11)가 형성되고, 적어도 분주팁(2)을 수용하는 분주팁 수용부(12), 샘플을 수용하는 샘플 수용부(13), 시약을 수용하는 시약 수용부(14), 상기 샘플과 상기 시약이 혼합된 혼합액을 수용하는 혼합액 수용부(15), 희석액을 수용하는 희석액 수용부(16), 세정액을 수용하는 세정액 수용부(17) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 수지 재질로 형성되는 멀티 용기형 부분일 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 임시 보관부(20)는, 상기 카트리지 몸체부(10)에 조립형 또는 일체형으로 형성되는 것으로서, 상기 반응웰(1)에서 반응을 마친 폐기물을 임시 보관할 수 있는 별도 용기형 부분일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 임시 보관부(20)는, 내부에 수용 공간이 형성되는 폐기물 보관 케이스부(21) 및 상기 수용 공간에 수용되고, 상기 폐기물이 외부로 누출되지 않도록 상기 폐기물을 흡수할 수 있는 폐기물 흡수체(22)를 포함할 수 있다.
여기서, 예컨대, 상기 폐기물 흡수체(22)는, 모세관 현상을 이용하여 팽창하면서 상기 폐기물을 흡수할 수 있는 압축식 건조 스펀지 부재일 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고, 상기 폐기물을 흡수할 수 있는 모든 형태의 다공성 물질이 적용될 수 있다. 따라서, 상기 폐기물 흡수체(22)는, 한번 흡수된 상기 폐기물이 외부로 누출되지 않고 내부에서 안전하게 보관될 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 폐기물 흡수체(22)는, 상기 폐기물의 외부 누출과 상기 폐기물로 인한 환경 오염을 방지할 수 있도록 수분과 혼합되면 젤이나 갤 등으로 응고되는 응고제를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 폐기물 흡수체(22)에 흡수된 상기 폐기물은 고형화되어 외부 이탈을 방지할 수 있고, 수분을 줄여서 세균 번식이나 부패를 방지할 수 있다.
이외에도, 상기 폐기물 흡수체(22)는, 적어도 소독제, 살균제, 탈취제, 방부제, 표백제, 방향제, 응고제 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 폐기물 흡수체(22)에 흡수된 상기 폐기물은 상술된 각종 약제에 의해서 세균 번식이나 부패를 방지하는 것은 물론이고, 각종 냄새나 변색이나 오염을 방지할 수 있다.
또한, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 폐기물 보관 케이스부(21)는, 상기 카트리지 몸체부(10)의 바닥면과 착탈 가능하게 결합될 수 있도록 형성되는 중간 케이스(21-1) 및 상기 폐기물 흡수체가 수용될 수 있도록 상방이 개방되는 형상으로 형성되어 상기 중간 케이스(21-1)와 착탈 가능하게 결합되는 하부 케이스(21-2)를 포함할 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 카트리지 몸체부(10)에 상기 폐기물 보관 케이스부(21)를 손쉽게 조립하여 사용하다가 상기 카트리지 몸체부(10)로부터 상기 폐기물 보관 케이스부(21)를 쉽게 분리하여 상기 폐기물 보관 케이스부(21)만을 폐기하는 것도 가능하다.
또한, 예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 폐기물 보관 케이스부(21)는 측면에 상기 폐기물이 통과하는 폐기물 통로(P)가 형성되고, 상기 폐기물 통로(P)에는 유입된 상기 폐기물이 역류하는 것을 방지할 수 있도록 역류 방지 밸브 장치(23)가 설치될 수 있다.
따라서, 예컨대, 판막 등이 설치된 상기 역류 방지 밸브 장치(23)를 이용하여 상기 폐기물이 외부로 누출되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 임시 보관부(20)는, 적어도 상기 샘플 수용부(13), 상기 시약 수용부(14), 상기 혼합액 수용부(15), 상기 희석액 수용부(16), 상기 세정액 수용부(17) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하는 부분의 하방에 형성될 수 있다.
따라서, 상기 임시 보관부(20)는 상기 반응웰(1)로부터 분리되어 상기 반응웰(1)의 반응 과정에서 상기 폐기물이 상기 반응웰(1)에 악영향을 주는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
그러므로, 상기 폐기물을 일회용도로 사용후 폐기될 상기 반응웰 카트리지 장치 내부에 임시 보관하여 미관이 우수하고, 세균의 증식이나 부패나 폐기물의 외부 누출을 방지할 수 있어서 매우 위생적이며, 이를 통해서 바이오 검사의 안전도를 높이고, 환경 오염을 사전에 방지할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 시스템(1000)은 상술된 상기 반응웰 카트리지 장치(100) 및 상기 반응웰(1)로부터 상기 임시 보관부(20)로 상기 폐기물을 이송하는 폐기물 이송 장치(110)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 폐기물 이송 장치(110)는, 상기 반응웰(1)로부터 상기 임시 보관부(20)로 연결되는 제 1 이송 라인(L1)와, 상기 제 1 이송 라인(L1)에 설치되는 제 1 밸브(V1) 및 상기 제 1 이송 라인(L1)에 설치되는 제 1 펌프(P1)를 포함할 수 있다.
이러한, 상기 제 1 밸브(V1)는 솔레노이드 밸브 등 전자식 밸브나 기계식 밸드 등 다양한 밸브 장치가 적용될 수 있고, 상기 제 1 펌프(P1)는 다이아프램 방식이나 디퓨전 방식 등 다양한 비접촉식 또는 접촉식 펌프가 모두 적용될 수 있다.
따라서, 예컨대, 상기 반응웰(1)에서 반응을 마친 후, 상기 제 1 펌프(P1)를 작동시키거나, 또는 상기 제 1 밸브(V1)를 오픈하면, 상기 폐기물은 상기 제 1 이송 라인(L1)을 따라 상기 반응웰(1)로부터 상기 임시 보관부(20)로 이송되어 상기 임시 보관부(20)에 임시 보관되었다가 상기 카트리지 몸체부(10)와 함께 개별적으로 폐기될 수 있다.
여기서, 상기 반응웰(1)에서 이루어지는 반응 과정을 예를 들면, 상기 반응웰(1) 내에서 흡착 또는 생체특이적인 결합 등이 일어날 수 있는 결합유도물질을 IL-6 특이 항체로 선정하여 표면에 고정한 것으로서, 예컨대, 0.1M MES(pH6.1)로 희석한 글루타알데히드(glutaraldehyde) 1% 농도, 30uL 시료용액을 이용하여 표면에 30분 동안 고정화 반응을 시킬 수 있다.
이어서, 그 다음 0.1M MES(pH6.1)로 구성된 세정용액 30uL를 이용하여 10분 동안 1회 세정할 수 있다. IL-6 특이 항체 10ug/mL, 30uL를 넣어주고 30분 동안 글루타알레히드와 IL-6 항체 사이의 반응을 유도할 수 있다.
이어서, 2% BSA, 0.05% TritonX100-0.1M Tris(pH7.6) 시료 용액을 넣고 10분 동안 2회 반응시키고, 반응 웰(100) 내 표면에서 결합 하지 않은 글루타알데히드의 작용기(functional group)를 제거할 수 있다.
이어서, IL-6 항원을 분석하고자 하는 농도 별로 30uL씩 넣어주고 항체와의 결합이 30분 동안 일어나게 한다. 0.05% TritonX100- Tris(pH7.6)로 구성된 세정용액 30uL를 넣어주고 10분 동안 1회 세정할 수 있다.
이어서, 항체-바이오틴(biotin) 중 합체 2ug/mL, 30uL를 추가하고 30분 동안 생체특이적 결합을 유도한다. 다시 0.05% TritonX100- Tris(pH7.6)로 구성된 세정용액 30uL를 넣어주고 10분 동안 1회 세정할 수 있다.
이어서, 그 다음 스트렙타비딘-효소(streptavidin-HRP) 중합체 30uL를 추가하고 30분 동안 항체-바이오틴 중합체와 스트렙타비딘-효 소 중합체 사이에 생체특이적인 결합이 일어나게 할 수 있다.
이어서, 0.05% TritonX100-Tris(pH7.6)로 구성된 세 정용액 30uL를 넣어주고 10분 간격으로 3회 세정하여, 결합하지 않은 스트렙타비딘-효소를 씻어 낼 수 있다.
마지막으로 효소(enzyme)와 반응하는 기질(substrate) 30uL를 넣고 15분 반응을 시키고 IL-6 항원의 양을 정량할 수 있다. 이때, 효소와 반응하는 기질의 종류에 따라 흡광, 형광, 화학발광과 같은 분석법이 결정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 상기 반응웰(1) 내부의 세정이 적어도 1회 이상 반복적으로 면역 분석 과정에서 발생하는 배경 신호를 낮춤으로써 신호의 민감도를 높일 수 있고 분석장치를 단순화시킬 수 있으며, 생물 반응에서 필수적으로 발생하는 반응 후 잔여물질(항원, 항체, 프로브 등)의 세정이 필요한 마이크로칩 기반의 분석 소자에 응용될 수 있고, 예컨대, 샌드위치 형태의 면역분석법(immunoassay)과 핵산 검출법(nucleotide detection) 등에서 유용하게 활용 될 수 있으며, 능동 펌프에 의해 빠르고 간단한 세정이 가능하고, 세정 과정 동안에 세정용액을 제거하기 위한 추가적인 흡입 과정 없이 생화학적 분석을 가능하게 할 수 있다.
또한, 이러한 과정에서 발생되는 상기 폐기물들은 상기 임시 보관부(20)에 임시 보관되었다가 상기 카트리지 몸체부(10)와 함께 개별적으로 폐기될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치(200) 및 반응웰 카트리지 시스템(2000)을 나타내는 정면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치(200) 및 반응웰 카트리지 시스템(2000)의 임시 보관부(20)는, 적어도 상기 샘플 수용부(13), 상기 시약 수용부(14), 상기 혼합액 수용부(15), 상기 희석액 수용부(16), 상기 세정액 수용부(17) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하는 부분의 하방에 형성되는 것으로서, 상기 폐기물 이송 장치(120)는, 상기 반응웰(1)로부터 상기 임시 보관부(20)로 절곡되게 연결되는 제 2-1 이송 라인(L2-1)과, 상기 임시 보관부(20)에서 외부 배기부로 연결되는 제 2-2 이송 라인(L2-2)과, 상기 제 2-2 이송 라인(L2-2)에 설치되는 제 2 밸브(V2) 및 상기 제 2-2 이송 라인(L2-2)에 설치되는 제 2 펌프(P2)를 포함할 수 있다.
이러한, 상기 제 2 밸브(V2)는 솔레노이드 밸브 등 전자식 밸브나 기계식 밸드 등 다양한 밸브 장치가 적용될 수 있고, 상기 제 2 펌프(P2)는 다이아프램 방식이나 디퓨전 방식 등 다양한 비접촉식 또는 접촉식 펌프가 모두 적용될 수 있다.
따라서, 예컨대, 상기 반응웰(1)에서 반응을 마친 후, 상기 제 2 펌프(P2)를 작동시키거나, 또는 상기 제 2 밸브(V2)를 오픈하면, 상기 폐기물은 제 2-1 이송 라인(L2-1)을 따라 상기 반응웰(1)로부터 상기 임시 보관부(20)로 이송되어 상기 임시 보관부(20)에 내부에 보관될 수 있고, 상기 제 2-2 이송 라인(L2-2)을 통해 공기만 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 상기 폐기물은 상기 임시 보관부(20)에 임시 보관되었다가 상기 카트리지 몸체부(10)와 함께 개별적으로 폐기될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치(300) 및 반응웰 카트리지 시스템(3000)을 나타내는 정면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 반응웰 카트리지 장치(300) 및 반응웰 카트리지 시스템(3000)의 임시 보관부(20)는, 상기 반응웰(1)과 간접적 또는 직접적으로 연결될 수 있도록 상기 반응웰 수용부(11)의 하방에 형성되는 것으로서, 상기 폐기물 이송 장치(130)는, 상기 반응웰(1)로부터 상기 임시 보관부(20)로 직선으로 연결되는 제 3-1 이송 라인(L3-1)과, 상기 임시 보관부(20)에서 외부 배기부로 연결되는 제 3-2 이송 라인(L3-2)과, 상기 제 3-2 이송 라인(L3-2)에 설치되는 제 3 밸브(V3) 및 상기 제 3-2 이송 라인(L3-2)에 설치되는 제 3 펌프(P3)를 포함할 수 있다.
이러한, 상기 제 3 밸브(V3)는 솔레노이드 밸브 등 전자식 밸브나 기계식 밸드 등 다양한 밸브 장치가 적용될 수 있고, 상기 제 3 펌프(P3)는 다이아프램 방식이나 디퓨전 방식 등 다양한 비접촉식 또는 접촉식 펌프가 모두 적용될 수 있다.
따라서, 예컨대, 상기 반응웰(1)에서 반응을 마친 후, 상기 제 3 펌프(P3)를 작동시키거나, 또는 상기 제 3 밸브(V3)를 오픈하면, 상기 폐기물은 제 3-1 이송 라인(L3-1)을 따라 상기 반응웰(1)로부터 상기 임시 보관부(20)로 이송되어 상기 임시 보관부(20)에 내부에 보관될 수 있고, 상기 제 3-2 이송 라인(L3-2)을 통해 공기만 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 상기 폐기물은 상기 임시 보관부(20)에 임시 보관되었다가 상기 카트리지 몸체부(10)와 함께 개별적으로 폐기될 수 있다.
그러므로, 상기 반응웰(1) 내에 생화학 반응을 위한 유체 제어가 간단하고 소자의 제조가 용이하면서 능동 펌프(Active Pump)에 의해 유체의 흐름, 정지, 세정이 제어되고, 세정의 회수를 자유롭게 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 반응웰
2: 분주팁
10: 카트리지 몸체부
11: 반응웰 수용부
12: 분주팁 수용부
13: 샘플 수용부
14: 시약 수용부
15: 혼합액 수용부
16: 희석액 수용부
17: 세정액 수용부
20: 임시 보관부
21: 폐기물 보관 케이스부
22: 폐기물 흡수체
21-1: 중간 케이스
21-2: 하부 케이스
P: 폐기물 통로
23: 역류 방지 밸브 장치
100, 200, 300: 반응웰 카트리지 장치
110, 120, 130: 폐기물 이송 장치
L1: 제 1 이송 라인
V1: 제 1 밸브
P1: 제 1 펌프
L2-1: 제 2-1 이송 라인
L2-2: 제 2-2 이송 라인
V2: 제 2 밸브
P2: 제 2 펌프
L3-1: 제 3-1 이송 라인
L3-2: 제 3-2 이송 라인
V3: 제 3 밸브
P3: 제 3 펌프
1000, 2000, 3000: 반응웰 카트리지 시스템

Claims (13)

  1. 생물학적 반응이 이루어지는 반응웰을 수용할 수 있는 반응웰 수용부가 형성되고, 적어도 분주팁을 수용하는 분주팁 수용부, 샘플을 수용하는 샘플 수용부, 시약을 수용하는 시약 수용부, 상기 샘플과 상기 시약이 혼합된 혼합액을 수용하는 혼합액 수용부, 희석액을 수용하는 희석액 수용부, 세정액을 수용하는 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성되는 카트리지 몸체부; 및
    상기 카트리지 몸체부에 형성되고, 상기 반응웰에서 반응을 마친 폐기물을 임시 보관할 수 있는 임시 보관부;
    를 포함하고,
    상기 임시 보관부는, 적어도 상기 샘플 수용부, 상기 시약 수용부, 상기 혼합액 수용부, 상기 희석액 수용부, 상기 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하는 부분의 하방에 형성되는, 반응웰 카트리지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임시 보관부는,
    내부에 수용 공간이 형성되는 폐기물 보관 케이스부; 및
    상기 수용 공간에 수용되고, 상기 폐기물이 외부로 누출되지 않도록 상기 폐기물을 흡수할 수 있는 폐기물 흡수체;
    를 포함하는, 반응웰 카트리지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐기물 흡수체는, 팽창하면서 상기 폐기물을 흡수할 수 있는 압축식 건조 스펀지 부재인, 반응웰 카트리지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐기물 흡수체는, 상기 폐기물의 외부 누출과 상기 폐기물로 인한 환경 오염을 방지할 수 있도록 수분과 혼합되면 응고되는 응고제를 포함하는, 반응웰 카트리지 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐기물 흡수체는, 적어도 소독제, 살균제, 탈취제, 방부제, 표백제, 방향제, 응고제 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하는, 반응웰 카트리지 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐기물 보관 케이스부는,
    상기 카트리지 몸체부의 바닥면과 착탈 가능하게 결합될 수 있도록 형성되는 중간 케이스; 및
    상기 폐기물 흡수체가 수용될 수 있도록 상방이 개방되는 형상으로 형성되어 상기 중간 케이스와 착탈 가능하게 결합되는 하부 케이스;
    를 포함하는, 반응웰 카트리지 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 폐기물 보관 케이스부는 측면에 상기 폐기물이 통과하는 폐기물 통로가 형성되고, 상기 폐기물 통로에는 유입된 상기 폐기물이 역류하는 것을 방지할 수 있도록 역류 방지 밸브 장치가 설치되는, 반응웰 카트리지 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 임시 보관부는, 상기 반응웰과 간접적 또는 직접적으로 연결될 수 있도록 상기 반응웰 수용부의 하방에 형성되는, 반응웰 카트리지 장치.
  10. 생물학적 반응이 이루어지는 반응웰을 수용할 수 있는 반응웰 수용부가 형성되고, 적어도 분주팁을 수용하는 분주팁 수용부, 샘플을 수용하는 샘플 수용부, 시약을 수용하는 시약 수용부, 상기 샘플과 상기 시약이 혼합된 혼합액을 수용하는 혼합액 수용부, 희석액을 수용하는 희석액 수용부, 세정액을 수용하는 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성되는 카트리지 몸체부; 및 상기 카트리지 몸체부에 형성되고, 상기 반응웰에서 반응을 마친 폐기물을 임시 보관할 수 있는 임시 보관부;를 포함하는 반응웰 카트리지 장치;를 포함하는 반응웰 카트리지 장치; 및
    상기 반응웰로부터 상기 임시 보관부로 상기 폐기물을 이송하는 폐기물 이송 장치;
    를 포함하는, 반응웰 카트리지 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 폐기물 이송 장치는,
    상기 반응웰로부터 상기 임시 보관부로 연결되는 제 1 이송 라인;
    상기 제 1 이송 라인에 설치되는 제 1 밸브; 및
    상기 제 1 이송 라인에 설치되는 제 1 펌프;
    를 포함하는, 반응웰 카트리지 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 임시 보관부는, 적어도 상기 샘플 수용부, 상기 시약 수용부, 상기 혼합액 수용부, 상기 희석액 수용부, 상기 세정액 수용부 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 포함하는 부분의 하방에 형성되고,
    상기 폐기물 이송 장치는,
    상기 반응웰로부터 상기 임시 보관부로 절곡되게 연결되는 제 2-1 이송 라인;
    상기 임시 보관부에서 외부 배기부로 연결되는 제 2-2 이송 라인;
    상기 제 2-2 이송 라인에 설치되는 제 2 밸브; 및
    상기 제 2-2 이송 라인에 설치되는 제 2 펌프;
    를 포함하는, 반응웰 카트리지 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 임시 보관부는, 상기 반응웰과 간접적 또는 직접적으로 연결될 수 있도록 상기 반응웰 수용부의 하방에 형성되고,
    상기 폐기물 이송 장치는,
    상기 반응웰로부터 상기 임시 보관부로 직선으로 연결되는 제 3-1 이송 라인;
    상기 임시 보관부에서 외부 배기부로 연결되는 제 3-2 이송 라인;
    상기 제 3-2 이송 라인에 설치되는 제 3 밸브; 및
    상기 제 3-2 이송 라인에 설치되는 제 3 펌프;
    를 포함하는, 반응웰 카트리지 시스템.
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