KR102225639B1 - 핵산 농축 및 추출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 웰에 담긴 시료의 상부와 하부에 각각 접하도록 음전극과 양전극이 구비되고, 양전극에 핵산이 모이도록 한 후 자성체물질만을 자력 흡착 제거할 수 있으며, 양전극에 모인 핵산을 피펫팅하여 추출하므로, 자성체물질에 섞여 버려지는 핵산의 양을 최소화할 수 있고, 음전극이 띠 형상으로 형성되고 양전극의 상면이 하방으로 만곡하게 오목한 형상을 띠므로, 전기력선을 길이 방향 중심부를 향하여 밀집시킬 수 있어 핵산의 농축이 신속하게 이루어지며, 음전극 또는 양전극을 단순 결합하거나, 음전극 또는 양전극에 인서트 사출하는 간단한 방식으로 제조가 가능하므로, 제작 단가를 낮출 수 있는 핵산 농축 및 추출 장치에 관한 것으로서, 웰에 담긴 시료 내의 핵산을 농축 및 추출하게 한 장치에 있어서, 상기 웰의 하단에 구비되는 양전극; 상기 양전극의 상부에 상기 양전극과 이격되도록 구비되는 음전극;을 포함하며, 상기 양전극 및 상기 음전극은 상기 시료에 접한다.

Description

핵산 농축 및 추출 장치{Nucleic acid concentration and extraction device}

본 발명은, 핵산 농축 및 추출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 웰에 담긴 시료의 상부와 하부에 각각 접하도록 음전극과 양전극이 구비되고, 양전극에 핵산이 모이도록 한 후 자성체물질만을 자력 흡착 제거할 수 있으며, 양전극에 모인 핵산을 피펫팅하여 추출하므로, 자성체물질에 섞여 버려지는 핵산의 양을 최소화할 수 있고, 음전극이 띠 형상으로 형성되고 양전극의 상면이 하방으로 만곡하게 오목한 형상을 띠므로, 전기력선을 길이 방향 중심부를 향하여 밀집시킬 수 있어 핵산의 농축이 신속하게 이루어지며, 음전극 또는 양전극을 단순 결합하거나, 음전극 또는 양전극에 인서트 사출하는 간단한 방식으로 제조가 가능하므로, 제작 단가를 낮출 수 있는 핵산 농축 및 추출 장치에 관한 것이다.

인체의 조직, 혈액 등 다양한 생물학적 시료로부터 핵산이나 생물학적 물질을 추출 또는 정제하기 위한 장치는 의학, 생명공학 등 다양한 분야에서 널리 이용되고 있으며, 최근 PCR(polymerase chain reaction)을 통해 증폭시켜 유전자의 돌연변이를 검출하는 분자진단방법이 보편화됨에 따라 핵산 또는 다양한 생물학적 물질을 효율적이고 고순도로 분리 또는 정제하기 장치들이 속속 개발되고 있다. 또한, 이러한 장치는 인간뿐만 아니라 동물, 식물, 곤충, 해초류, 미생물, 세균, 진균, 바이러스 등에서 채취한 시료에 대해서도 적용할 수 있다.

핵산 또는 다양한 생물학적 물질들을 추출 또는 정제하기 위해서는 라이시스(Lysis), 바인딩(Binding), 워싱(Washing), 일루팅(Eluting) 등 여러 단계를 거치게 되는 데, 이를 위한 장치를 수동으로 조작하게 제작하면, 사용할 시에 감염의 우려가 있을 뿐만 아니라 분리 또는 정제된 핵산에서 다양한 생물학적 물질들의 양과 품질이 일정하지 않음으로 인해 신뢰성이 저하되는 문제를 야기하여서, 자동화한 장치로도 개발되었다. 이러한 장치들 중에 자동화 장치에 적용하는 데 유리한 방법으로서, 핵산 또는 다양한 생물학적 물질들을 흡착하는 특성을 갖도록 처리된 자성체 물질, 즉, 실리카 자성비드(Magnetic Bead) 등을 사용하는 방법이 분자진단분야에 널리 보급되고 있는 실정이다. 최근 혈액을 이용한 액체생검(Liquid Biopsy)이 분자진단에 있어서 유용성이 확인되고 있는 바 2ml ~ 5ml까지의 대용량 샘플에 대한 핵산추출의 필요성이 증가하고 있어서 이에 대한 대응이 절실해지고 있는 상황이다.

자성체 물질을 사용하는 핵산추출시스템들은 하단에 자석을 설치한 자석취부봉과, 자석취부봉을 상단을 제외하고 덮는 취부봉커버와, 생물학적 시료로부터 핵산 또는 다양한 생물학적 물질들을 추출하는 데 필요한 시약들이 담겨진 구획된 용기들을 갖는 웰, 상기 웰들이 장착되는 웰 데크(Deck), 상기 구성품들을 핵산추출 프로토콜에 따라 구동시키기 위한 구동장치 및 제어장치들로 구성된다. 복수의 생물학적 시료로부터 핵산 또는 다양한 생물학 물질을 동시 추출 또는 정제하기 위해서는 추출 또는 정제에 필요한 복수의 웰들을 장착하고 복수의 취부봉커버 및 자석취부봉들을 사용하기도 한다.

이와 같이 구성된 핵산추출시스템의 경우 핵산추출단계별로 해당시약이 구획되어 담긴 웰의 해당용기에 순서대로 자석취부봉과 취부봉커버를 상하운동시켜 자성체물질을 흡착 또는 분산시키면서 핵산추출을 진행하게 된다. 즉, 자성체물질을 흡착할 때는 취부봉커버에 자석취부봉이 수용된 상태로 상하운동시켜 흡착하고 자성체물질을 시약에 분산시킬 때는 자석취부봉이 이탈된 상태에서 취부봉커버만 상하운동시켜 분산시키게 된다. 이때 취부봉커버는 자석취부봉의 자석에 시약이 직접적으로 닿지 않도록 하되 자력이 미치도록 비금속재질로 만들어져 있으며 자석의 극에 해당하는 부분의 취부봉커버 외면에 자성체물질이 모아져서 흡착되고 자석취부봉이 이탈되었을 때는 자력이 사라져 모아져 흡착되었던 자성체물질은 취부봉커버의 상하운동으로 시약으로 분산된다. 이와 같이 자성체물질의 흡착과 분산을 반복하면서 단계별로 자성체물질을 옮겨가며 핵산추출이 이루어지는 것이 일반적인 방법이다. 여기서 자성체물질에는 라이시스(Lysis)되어 시약속에 떠도는 핵산 또는 다양한 생물학적 물질들이 바인딩(Binding)될 수 있도록 실리카 등으로 표면 개질되어 있음은 당연하다.

그러나, 이러한 자성을 이용한 자성체물질의 분리 방식은 마지막 일루션(용리, Elution)단계에서는 자성체물질에 시약이 묻어 나가게 되고, 시약과 함께 핵산이 같이 버려지게 되어 핵산의 추출 수율이 하락하는 문제가 있었다.

따라서, 핵산이 버려지는 비율을 최소화하여 핵산의 추출 수율을 상승시킬 수 있는 장치의 개발이 필요로 하게 되었다.

KR10-1755563(등록번호) 2017.07.03.

본 발명은, 본 발명은, 웰에 담긴 시료의 상부와 하부에 각각 접하도록 음전극과 양전극이 구비되고, 양전극에 핵산이 모이도록 한 후 자성체물질만을 자력 흡착하여 제거하고, 양전극에 모인 핵산을 피펫팅하여 추출하므로, 자성체물질에 섞여 버려지는 핵산의 양을 최소화할 수 있어 핵산 추출 수율이 상승되는 핵산 농축 및 추출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 음전극이 띠 형상으로 형성되고, 양전극의 상면이 하방으로 만곡하게 오목한 형상을 띠므로, 전기력선을 길이 방향 중심부를 향하여 밀집시킬 수 있어 핵산의 농축이 신속하게 이루어지는 핵산 농축 및 추출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 기 제작된 모듈 몸체와 음전극 또는 양전극을 단순 결합하거나, 또는, 기 제작된 음전극 또는 양전극에 모듈 몸체를 인서트 사출하는 간단한 방식으로 제조가 가능하므로, 제작 단가를 낮출 수 있는 핵산 농축 및 추출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 웰에 담긴 시료 내의 핵산을 농축 및 추출하게 한 장치에 있어서, 상기 웰의 하단에 구비되는 양전극; 상기 양전극의 상부에 상기 양전극과 이격되도록 구비되는 음전극;을 포함하며, 상기 양전극 및 상기 음전극은 상기 시료에 접한다.

또한, 본 발명의 상기 음전극은 상기 웰의 내주를 따라 띠 형상으로 형성된다.

또한, 본 발명의 상기 양전극은 하방으로 만곡되게 오목한 형태이다.

또한, 본 발명은, 상기 웰에 삽입되는 농축 모듈을 포함하고, 상기 농축 모듈은, 용기 형상의 모듈 몸체; 상기 모듈 몸체의 상단으로부터 상기 농축 모듈에 결합되는 상기 음전극; 상기 모듈 몸체의 하단에 결합되는 상기 양전극;을 포함한다.

또한, 본 발명의 상기 모듈 몸체는 내주연 설정 높이에 외측 방향으로 확장된 단턱이 형성되고, 상기 음전극은 원통형 또는 다각통형으로 형성되어서, 상기 음전극이 상기 모듈 몸체의 상방으로부터 상기 모듈 몸체의 내측으로 결합될 때 상기 모듈 몸체의 단턱과 상기 음전극의 하단이 접한다.

또한, 본 발명의 상기 양전극은 상기 모듈 몸체의 내부와 접하는 상면이 하방으로 만곡되게 오목한 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 음전극은 원통형 또는 다각통형으로 형성되고, 상기 양전극은 상면이 하방으로 만곡되게 오목한 형상으로 형성되며, 상기 모듈 몸체는 내주연 일부가 상기 음전극 또는 상기 양전극의 외주에 접하되 상기 음전극 또는 상기 양전극의 외주에 접하지 않은 내주연의 내측에 중공부가 형성되도록 인서트 사출하여 형성된다.

본 발명은, 웰에 담긴 시료의 상부와 하부에 각각 접하도록 음전극과 양전극이 구비되고, 양전극에 핵산이 모이도록 한 후 자성체물질만을 자력 흡착하여 제거하고, 양전극에 모인 핵산을 피펫팅하여 추출하므로, 자성체물질에 섞여 버려지는 핵산의 양을 최소화할 수 있어 핵산 추출 수율이 상승되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 음전극이 띠 형상으로 형성되고, 양전극의 상면이 하방으로 만곡하게 오목한 형상을 띠므로, 전기력선을 길이 방향 중심부를 향하여 밀집시킬 수 있어 핵산의 농축이 신속하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 기 제작된 모듈 몸체와 음전극 또는 양전극을 단순 결합하거나, 또는, 기 제작된 음전극 또는 양전극에 모듈 몸체를 인서트 사출하는 간단한 방식으로 제조가 가능하므로, 제작 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 핵산 농축 및 추출 장치의 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 핵산 농축 및 추출 장치의 멀티웰, 자석취부봉, 취부봉커버의 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 핵산 농축 및 추출 장치의 멀티웰의 평면도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 핵산 농축 및 추출 장치의 멀티웰의 측단면도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 핵산 농축 및 추출 장치의 농축 모듈의 측단면도.

이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은, 웰에 담긴 시료 내의 핵산을 농축 및 추출하게 한 장치에 있어서, 웰의 하단에 구비되는 양전극(52)과, 양전극(52)의 상부에 양전극(52)과 이격되도록 구비되는 음전극(51)을 포함하여 구성된다. 이때, 본 발명에 의해 농축 및 추출되는 대상은 핵산에 한정되지 아니하고, 다양한 생물학적 물질이 포함될 수 있다.

이에, 본 발명의 설명에 앞서 핵산 또는 생물학적 물질의 정제 구성을 살펴보면, 우선, 복수의 용기 형상의 웰을 길이(L) 방향으로 나열하여 웰 군을 형성하고, 형성된 웰 군을 폭(W) 방향으로 복수 열 나열하여 멀티웰(30)을 구성한다. 이때, 멀티웰(30)은 비자성체로 형성되며, 자석에 의해 자화되지 않도록 구성된다.

멀티웰(30)은 웰을 횡방향 및 길이방향으로 복수 개 펼쳐놓은 형상을 갖는다. 여기서, 각각의 웰은 하단이 막히고 상단이 개구된 내부공간이 마련되되, 취부봉커버(20)를 수직으로 세워 삽입할 수 있게 한 것이다.

복수의 웰은 핵산 또는 생물학적 물질을 추출 또는 정제하는 각 단계를 수행하기 위한 개수 또는 예비적으로 그 이상의 개수를 길이(L) 방향을 따라 복수개 구비하여야 한다.

효율 향상을 위하여 또는 멀티 피펫팅(multi pipetting)을 위해서 길이방향으로 나열된 복수의 웰을 폭(W) 방향으로 복수 열로 구비하되, 폭방향의 열 개수는 취부봉커버(20)의 개수(혹은 자석취부봉의 개수)로 한다. 이에, 폭방향의 복수 웰에는 폭방향으로 나열된 복수의 취부봉커버(20)를 일대일로 삽입하거나 빼내게 할 수 있다.

그리고, 하단에 자석을 구비한 복수의 자석취부봉(10), 자석취부봉(10)을 수직으로 세워 내부 공간에 삽입할 수 있게 형성된 취부봉커버(20)가 웰에 삽입 가능한 형태로 구비된다. 취부봉커버(20) 역시 멀티웰(30)과 마찬가지로 비자성체로 형성되어 자석에 의해 자화되지 않도록 구성된다. 통상 자석취부봉(10)과 취부봉커버(20)는 동일한 행에 위치된 각 웰에 동시에 삽입 가능하도록 복수로 구비되며, 동일한 행에 위치된 각 웰의 수와 대응되도록 구비된다.

이와 같이 구성되는 핵산 또는 생물학적 물질의 정제 과정을 살펴보면, 먼저, 길이(L) 방향으로 나열된 복수 웰의 순서에 따라 자성체물질 수용 웰(34), 생물학적 시료를 분주하고 자성체 물질(자성비드, 자성입자)을 생물학적 시료에 투입하기 위한 반응 웰(33), 세정액을 분주한 세정 웰(35), 용리액을 분주한 용리 웰(37)을 순차적으로 준비한다.

그리고, 취부봉커버(20)를 자성체물질 수용 웰(34)에 삽입 후 상하 구동시켜 분산시킨 후 자석취부봉(10)을 취부봉커버(20)에 삽입하여 자성체물질이 취부봉커버(20)의 외면에 흡착되도록 한 후 서서히 상승시킨다. 이 상태에서 웰 데크(43)를 수평방향으로 움직여 반응 웰(33)에 자석취부봉(10)이 삽입된 상태의 취부봉커버(20)를 투입한다.

다음으로, 반응 웰(33)에 분주한 생물학적 시료에 취부봉커버(20)의 하부를 담근 후 취부봉커버(20)를 상하 진동시켜 자성체 물질을 생물학적 시료에 잘 섞이게 교반한다. 이에, 생물학적 시료의 핵산 또는 다양한 생물학적 물질이 자성체 물질의 표면에 흡착된다.

다음으로, 자석취부봉(10)을 취부봉커버(20)에 삽입하여 자성체물질이 자석취부봉(10)의 하단에 장착한 자석의 자기력에 이끌려 취부봉커버(20)의 표면에 포집되게 한다.

다음으로, 자석취부봉(10)이 삽입된 상태의 취부봉커버(20)를 서서히 들어올린 후 세정 웰(35)의 세정액에 담금으로써, 핵산 또는 생물학적 물질이 표면에 흡착된 자성체물질을 취부봉커버(20)의 하단에 포집한 상태로 다음 순번의 세정 웰(35)로 이동시킬 수 있다.

세정 웰(35)에서는 자석취부봉(10)을 취부봉커버(20)로부터 빼낸 후 취부봉커버(20)로 교반하고, 이후, 자석취부봉(10)을 취부봉커버(20)에 재 삽입하여 자성체 물질을 다시 포집한다. 이때, 세정 웰(35)은 필요에 따라 제 2 제성 웰(36) 등으로 하나 또는 두개 더 추가될 수 있으며, 취부봉커버(20)의 설치를 위한 웰이 추가될 수도 있다.

그리고, 자석취부봉(10)이 삽입된 상태로 취부봉커버(20)를 다음 순번의 용리 웰(37)에 분주한 용리액에 담근다.

한편, 이를 위하여 핵산추출장치(40)는, 베이스(44) 상에 핵산 추출 단계별로 구획된 웰에 해당 시약들이 일렬로 담겨진 멀티웰(30)이 장착되는 웰 데크(Deck)(43)를 전후 수평방향으로 구동 가능하게 하는 수평구동장치(42)가 설치되어 있으며, 웰 내에서 교반 및 흡착, 세정, 용리를 단계적으로 수행하게 하는 자석취부봉(10) 및 취부봉커버(20)를 상하 수직방향으로 구동 가능하게 하는 수직구동장치(41)가 설치되어 있다.

다른 실시예로, 자석취부봉(10) 및 취부봉커버(20)를 상하 수직운동시키는 구동장치가 장착된 지지대를 전후 수평운동으로 구동하도록 하고 웰 데크(43)를 고정하도록 변형하여 웰 내에서 교반 및 흡착, 세정, 용리가 단계적으로 수행될 수 있도록 할 수 있으며, 이는 취부봉커버(20)와 자석취부봉(10)을 각 웰의 행마다 순차적으로 삽탈하면서 반복적으로 구동하여 자성체물질의 흡착과 분산을 일으켜 핵산 등을 추출하는 과정을 볼 때 앞에서의 실시예와 동일한 기술적 사상을 갖는 것으로, 이 분야 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 구현할 수 있으므로 도면 등은 생략하였으며 이후 설명에서는 앞 실시예에 따라 설명하기로 한다.

한편, 상술한 수직구동장치(41)와 수평구동장치(42)들은 통상적으로 사용되는 제어용 모터를 이용하여 타이밍벨트나 볼스크류를 이용하여 용이하게 구현할 수 있으며, 직선운동을 위해 LM 가이드나 볼부쉬를 이용하여 가이드되도록 구성하는 것이 보편적이다.

이와 같은 본 발명의 사용 방법의 예는 본 발명의 이해를 위해서 자성체 물질을 포집하여 이동시키는 과정을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 핵산 또는 생물학적 물질을 정제한 후 마지막 단계인 용리(Eluting) 단계에서는 취부봉커버(20)와 자석취부봉(10)을 이용하여 자성체물질을 포집하여 분리하는 경우, 자성체물질이 일루션(Elution) 시약과 함께 흡착되기 때문에 시약 속에 핵산들이 포함되어 자성체물질과 함께 버려지게 되므로, 핵산 추출 수율이 감소하게 되는 문제가 있다. 이는 대용량 샘플을 처리하기 위해 다량의 자성체물질을 사용하게 되는 경우 더 큰 수율 감소가 나타나게 된다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 용리 단계에서 곧바로 자성체물질을 포집하여 버리는 방식이 아닌, 자성체물질과 핵산을 용리 웰(37) 내에서 분리한 후 자성체물질을 자력으로 흡착 제거하고, 분리 농축된 핵산을 피펫팅함으로써 핵산 추출 수율을 상승시키는 방식이 제안된다.

이를 위하여, 본 발명은 용리 웰(37)의 하단에 구비되는 양전극(52)과, 양전극(52)의 상부에 양전극(52)과 이격되도록 구비되는 음전극(51)을 포함하여 구성된다.

양전극(52)은 용리 웰(37)의 하단에 구비되고, 음전극(51)은 양전극(52)의 상부 방향에 양전극(52)과 이격되어 구비되며, 양전극(52) 및 음전극(51)은 시료와 접촉된다. 이 상태에서 취부봉커버(20)에서 자석취부봉(10)을 탈거한 후 취부봉커버(20)를 용리 웰(37) 내에서 승강시켜 시료 내에서 자성체물질이 분산되도록 한다. 이때, 양전극(52)과 음전극(51)에 전원을 인가하게 되면 음(-)전하를 띠는 핵산이 양전극(52) 방향으로 모이게 된다. 그리고 이러한 과정을 설정 시간 진행하여 양전극(52) 방향에 핵산이 충분히 농축되면 자석취부봉(10)을 하강시켜 취부봉커버(20)의 내측으로 삽입한다. 그리고, 취부봉커버(20)의 외측에 자성체물질이 자력에 의해 흡착되면 자석취부봉(10)이 삽입된 상태의 취부봉커버(20)를 천천히 상승시켜 자성체물질을 용리 웰(37)로부터 제거한다. 이후, 이렇게 핵산이 양전극(52) 방향으로 농축된 용리 웰(37)의 내부에 피펫을 삽입하여 핵산 또는 생물학적 물질을 흡입하여 추출하게 된다.

이때, 양전극(52)와 음전극(51), 그리고 용리 웰(37)의 내주연에 의해 둘러싸인 내부 공간에는 대칭인 형상의 전기장이 형성되어야 핵산이 양전극(52) 방향으로 신속하고 정확하게 이동된다. 따라서, 본 발명에서는 음전극(51)을 용리 웰(37)의 내주연 형상과 동일한 형상을 갖도록 띠 형상으로 형성한다. 이때, 음전극(51)의 상하 폭은 전 구간에 걸쳐 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 양전극(52)은 하방으로 만곡하게 오목한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 도체의 표면에 전극이 연결되는 경우 도체의 법선 방향으로 전기력선이 형성되는데, 이러한 전기력선의 밀집 구간을 형성하여 핵산에 보다 강한 인력을 형성할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 이렇게 농축된 핵산이 양전극(52)의 오목한 바닥면에 모일 수 있으므로 피펫팅에 유리한 장점을 갖게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 용리 웰(37)의 내주연에 금속박 형태로서 음전극(51)과 양전극(52)을 형성할수도 있으나, 별도의 농축 모듈(50)을 제작하여 용리 웰(37)의 내부에 삽입하는 형태로도 구성될 수 있다.

이러한 농축 모듈(50)은, 용기 형상의 모듈 몸체(53)와, 모듈 몸체(53)의 상단으로부터 농축 모듈(50)에 결합되는 음전극(51)과, 모듈 몸체(53)의 하단에 결합되는 양전극(52)을 포함하여 구성된다.

이를 위하여 모듈 몸체(53)는 내주연 설정 높이에서 외측 방향으로 확장된 단턱이 형성된다. 즉, 단면의 형상이 계단형으로 형성되어 상부측 내주연이 하부측 내주연보다 넓은 형태를 띠며, 이러한 단턱에는 상방으로부터 억지끼움 형태로 삽입되는 음전극(51)의 하단이 접하게 된다. 이때, 모듈 몸체(53)의 단턱면과 음전극(51)의 하단면 사이에는 밀폐를 위한 별도의 실링이 더 구비될 수 있다. 한편, 모듈 몸체(53)와 음전극(51)은 나사결합 형태로 결합될수도 있으며, 공지의 관체 결합 방법이 활용될 수 있다.

모듈 몸체(53)는 한편, 단턱의 하부 방향으로는 상광 하협의 형태를 갖도록 점차 좁아지는 형태를 가질 수 있다. 이는 핵산이 양전극(52) 방향으로 농출될 때 핵산이 보다 좁은 지역에 모일 수 있도록 함으로써 피펫팅을 신속히 진행할 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 모듈 몸체(53)는 원통형으로 형성되는 것이 바람직하나, 사각, 육각, 팔각 등 다각형의 통 형태 역시 가능하며, 길이 방향 중심선을 기준으로 대칭되는 형상을 갖는다면 그 형상을 한정하지 않는다. 그러나, 모듈 몸체(53)의 단턱 상방 내주연 형상이 원형이 아닌 경우에는 음전극(51)과의 결합시에 억지끼움 방식으로 한정되는 것이 바람직하다.

음전극(51)은 시료와 접촉하여 시료 내에 전기가 흐를 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 모듈 몸체(53)의 단턱 상부 내주연 형상과 동일한 외주연을 갖도록 형성된다.

음전극(51)은 외주연의 형상이 원형인 경우 모듈 몸체(53)와 억지끼움 결합, 나사 결합 또는 공지의 관체 결합 방식이 활용될 수 있으며, 만일 음전극(51)의 외주연 형상이 다각형인 경우에는 모듈 몸체(53)와 억지끼움 형태로 결합되는 것이 바람직하다.

이러한 음전극(51)은 상단 부근의 내주연이 외측으로 일정 부분 확장된 형태로 형성될 수 있으며, 이는 피펫팅 작업시 피펫 관이 용이하게 진입될 수 있도록 하는 역할을 한다.

음전극(51)이 모듈 몸체(53)에 완전히 결합되었을 때 음전극(51)의 하단은 모듈 몸체(53)의 단턱 상면과 접하게 되며, 그 접점에 밀봉을 위한 실링 부재가 구비될 수 있다.

또한, 음전극(51)의 내주연 하단 부근은 모듈 몸체(53)의 단턱 하방 내주연과 그 형상이 일치되는 것이 바람직한데, 이는 피펫 관의 삽입시에 피펫 관이 음전극(51)과 모듈 몸체(53)의 결합부에 걸려 파손되는 것을 방지하고, 농축 모듈(50)의 세척시에 이물질 등이 결합부에 축적되는 것을 방지하기 위함이다.

양전극(52)은 모듈 몸체(53)의 하단에 결합된다. 이러한 양전극(52)은 전기력선의 방향을 길이 방향 중심선을 향하도록 집중시키고, 또한, 핵산이 중앙부에 모여 피펫팅이 수월하도록 상면이 하방으로 만곡된 형상으로 형성된다. 따라서, 핵산이 보다 신속하게 양전극(52)의 상면 중앙 부근으로 농축될 수 있게 된다.

양전극(52)은 별도로 제작되어 모듈 몸체(53)의 하단에 억지 끼움, 또는 나사 결합 등으로 결합될 수 있으며, 양전극(52)이 완전히 결합되었을 때 양전극(52)의 상면 테두리 부근과 접하도록 모듈 몸체(53)의 내주연 하단 부근에도 음전극(51)과의 결합때와 마찬가지로 외측으로 확장된 단턱이 형성될 수 있다.

그러나, 양전극(52)은 피펫 관의 삽입시에 피펫관이 가능한한 양전극(52)의 상면에 가까운 것이 핵산의 추출에 유리한데, 이 때문에 피펫 관과 접촉이 일어날 수 있다. 이러한 피펫 관과 양전극(52) 상면의 접촉은 양전극(52)에 하방 압력을 가할 수 있으며, 비교적 넓은 범위에서 모듈 몸체(53)와 마찰에 의해 고정되는 음전극(51)과 달리, 양전극(52)은 모듈 몸체(53)의 하단에 일부만이 접하게 되므로, 양전극(52)에 가해지는 하방 압력은 양전극(52)의 탈락을 유발하게 된다.

따라서, 본 발명은 양전극(52)의 외주연 중단 부근에 홈 또는 돌기를 형성하고, 이러한 홈 또는 돌기가 모듈 몸체(53)의 내주연과 완전히 맞물려 고정되도록 구성된다.

이때, 양전극(52)의 외주연에 홈 또는 돌기를 형성하게 되면 양전극(52)과 모듈 몸체(53)를 억지끼움 결합 또는 나사 결합할 수 없게 되기 때문에 별도의 제작 방법이 요구된다.

본 발명의 다른 실시예에서는 상술한 결합 문제를 해결하기 위하여 인서트 사출 방식이 활용된다.

양전극(52)과 음전극(51)은 전도체인 금속 또는 금속이 도금된 형태로 제작되며, 이렇게 제작된 양전극(52)과 음전극(51)을 세팅한 후 모듈 몸체(53)를 그 외측에 사출 성형한다.

이러한 인서트 사출 방식에 따르면 양전극(52) 또는 음전극(51)의 외주연에 탈락 방지를 위한 홈 또는 돌기를 형성하더라도 모듈 몸체(53)와 완전한 결합을 이룰 수 있으며, 이때, 음전극(51)은 억지 끼움 또는 나사 결합 등의 통상의 결합 방식을, 양전극(52)은 인서트 사출 방식을 사용하는 복합 결합 방식이 활용될 수도 있다.

이러한 인서트 사출시에 음전극(51) 또는 양전극(52)의 외주에 접하지 않은 모듈 몸체(53)의 내주연의 내측에는 중공부가 형성되도록 하여 농축 모듈(50)이 용기 형상을 갖도록 구성된다.

이러한 음전극(51)과 양전극(52)의 일측에는 각각 직류전원장치의 음극과 양극을 연결할 수 있도록 접속 단자가 구비될 수 있다.

직류전원장치는 1V 내지 50V의 직류 전원을 형성하여 음전극(51)과 양전극(52)에 음극과 양극이 각각 결합되며, 시료의 양, 시료 내 핵산의 양 등에 따라 적절한 전압값이 세팅될 수 있다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 웰에 담긴 시료의 상부와 하부에 각각 접하도록 음전극(51)과 양전극(52)이 구비되고, 양전극(52)에 핵산이 모이도록 한 후 자성체물질만을 자력 흡착하여 제거하고, 양전극(52)에 모인 핵산을 피펫팅하여 추출하므로, 자성체물질에 섞여 버려지는 핵산의 양을 최소화할 수 있어 핵산 추출 수율이 상승되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 음전극(51)이 띠 형상으로 형성되고, 양전극(52)의 상면이 하방으로 만곡하게 오목한 형상을 띠므로, 전기력선을 길이 방향 중심부를 향하여 밀집시킬 수 있어 핵산의 농축이 신속하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 기 제작된 모듈 몸체(53)와 음전극(51) 또는 양전극(52)을 단순 결합하거나, 또는, 기 제작된 음전극(51) 또는 양전극(52)에 모듈 몸체(53)를 인서트 사출하는 간단한 방식으로 제조가 가능하므로, 제작 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

10 : 자석취부봉 20 : 취부봉커버
30 : 멀티웰 33 : 반응 웰
34 : 자성체물질 용기 35 : 세정 웰
36 : 제 2 세정 웰 37 : 용리 웰
40 : 핵산 추출 장치 41 : 수직구동장치
42 : 수평구동장치 43 : 멀티웰 데크(Deck)
44 : 베이스
50 : 농축 모듈 51 : 음전극
52 : 양전극 53 : 모듈 몸체

Claims (7)

1. 웰에 담긴 시료 내의 핵산을 농축 및 추출하게 한 장치에 있어서,
   상기 웰의 하단에 구비되는 양전극;
   상기 양전극의 상부에 상기 양전극과 이격되도록 구비되는 음전극;
   을 포함하며,
   상기 양전극 및 상기 음전극은 상기 시료에 접하되,
   상기 웰에 삽입되는 농축 모듈을 포함하고,
   상기 농축 모듈은,
   용기 형상의 모듈 몸체;
   상기 모듈 몸체의 상단으로부터 상기 농축 모듈에 결합되는 상기 음전극;
   상기 모듈 몸체의 하단에 결합되는 상기 양전극;
   을 포함하는 핵산 농축 및 추출 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 음전극은 상기 웰의 내주를 따라 띠 형상으로 형성되는 핵산 농축 및 추출 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 양전극은 하방으로 만곡되게 오목한 형태인 핵산 농축 및 추출 장치.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 모듈 몸체는 내주연 설정 높이에 외측 방향으로 확장된 단턱이 형성되고, 상기 음전극은 원통형 또는 다각통형으로 형성되어서, 상기 음전극이 상기 모듈 몸체의 상방으로부터 상기 모듈 몸체의 내측으로 결합될 때 상기 모듈 몸체의 단턱과 상기 음전극의 하단이 접하는 핵산 농축 및 추출 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 양전극은 상기 모듈 몸체의 내부와 접하는 상면이 하방으로 만곡되게 오목한 형상인 핵산 농축 및 추출 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 음전극은 원통형 또는 다각통형으로 형성되고, 상기 양전극은 상면이 하방으로 만곡되게 오목한 형상으로 형성되며,
   상기 모듈 몸체는 내주연 일부가 상기 음전극 또는 상기 양전극의 외주에 접하되 상기 음전극 또는 상기 양전극의 외주에 접하지 않은 내주연의 내측에 중공부가 형성되도록 인서트 사출하여 형성되는 핵산 농축 및 추출 장치.
   

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