KR102281116B1 - 일체형 카트리지 - Google Patents

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Abstract

일체형 카트리지가 개시된다.

Description

일체형 카트리지{integrated cartridge}
본 발명은 일체형 카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대상 물질을 진단 또는 분석하기 위한 일체형 카트리지에 관한 것이다.
분자 진단이란, 대상 물질의 유전자(DNA 또는 RNA)를 직접 분석하여 질병의 감염 여부, 염기서열 변이 또는 돌연변이를 밝혀내어, 질병의 조기 진단과 효율적인 치료를 가능하게 하는 진단 방법이다. 특히, 최근에는 질병의 감염 확인, 유전자 검사, 약물 유전학 검사 등 다양한 의학 분야에서 분자 진단법이 사용되고 있다.
분자 진단법에는 다양한 검출 방법이 개발되어왔는데, 특히, 실시간 중합 효소 연쇄반응(realtime polymerase chain reaction)은 그 방법의 신속성, 편리함 및 검출의 민감성 등의 측면에서 최근에 보편적으로 널리 활용되는 추세이다. 실시간 중합 효소 연쇄반응은 일반적으로 검출 대상 물질 유전자와 특이적 상보 결합을 이루는 프로브(probe)를 사용하는데, 이러한 프로브에는 형광 물질(fluorescence molecule)이 결합되어 있다. 실시간 중합 효소 연쇄반응에서는 분석기기를 이용하여 이러한 형광 물질의 파장을 분석함으로써 대상 유전자에 대한 정성적/정량적인 분석이 이루어진다.
한편, 분자 진단법은 실시간 중합 효소 연쇄반응 등을 통해 대상 물질을 전처리한 후 전처리된 물질을 분석하게 되는데, 종래 기술에 따르면 분자 진단 과정에서 요구되는 다양한 과정을 수행하는 각각의 구성들로 인해 분자 진단용 장비의 크기가 크고 구조 역시 복잡한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래에 비해 간소화 및 소형화된 구조를 갖는 분자 진단용 유체 이송 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면 일체형 카트리지가 제공된다.
본 발명에 따르면, 종래에 비해 간소화 및 소형화된 구조를 갖는 분자 진단용 유체 이송 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형 카트리지를 나타낸 투명 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일체형 카트리지를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 공급 유닛을 위에서 바라본 모습을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 공급 유닛을 아래에서 바라본 모습을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 저장 유닛 중 칩의 구조를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 공기 배출 유닛을 위에서 바라본 모습을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 공기 배출 유닛을 아래에서 바라본 모습을 도시한 사시도이다.
도 8는 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 저장 유닛 중 칩 홀더의 구조를 도시한 사시도이다.
도 9는 공급 유닛, 저장 유닛 및 공기 배출 유닛이 제거된 일체형 카트리지의 하부 구조를 도시한 사시도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 구조를 설명하도록 한다.
일체형 카트리지
도 1은 본 발명에 따른 일체형 카트리지를 나타낸 투명 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 일체형 카트리지를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 카트리지(10)는 시료를 전(前) 처리하는 전처리부(100)를 포함할 수 있다. 전처리부(100)에서 전처리되는 시료는 핵산(nucleic acid)을 포함하는 유전 물질을 포함할 수 있다. 전처리부(100)에서는 시료로부터 핵산을 용출하기 전에 필요한 전 처리 과정을 수행할 수 있다. 도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 일체형 카트리지(10)의 길이 방향을 따라 형성된 7개의 내부 공간 중 좌측으로부터 첫번째부터 네번째까지의 내부 공간이 전처리부(100)로 도시되어 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 일체형 카트리지(10)의 몸체(10a)의 하부 영역 중 전처리부(100) 중 좌측으로부터 첫번째에 위치한 내부 공간의 좌우측 끝부에 대응되는 영역에 상방으로 만입된 형상의 홈(10b)이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면 전처리부(100) 중 좌측으로부터 첫번째에 위치한 내부 공간에서 시료의 용해(lysis)가 이루어질 수 있다. 이러한 용해 과정에서 시료에 대한 가열 과정이 일어날 수 있는데, 이로 인해 일체형 카트리지(10)의 몸체(10a) 전체에 열전달이 일어날 수 있다. 그러나, 이러한 열전달로 인해 전처리부(100)의 다른 구성까지 함께 가열되는 경우 전처리부(100)의 다른 구성에 존재하는 휘발성이 강한 용액들(예를 들어, 용해된 시료의 세척을 위한 에탄올)의 증발이 일어날 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 홈(10b)은 이러한 문제를 해소하기 위한 구성일 수 있다. 즉, 홈(10b)이 형성됨으로써, 홈(10b)에는 단열성이 뛰어난 공기가 존재할 수 있게 되고, 이로 인해 시료의 용해를 위한 가열 과정에서 발생하는, 일체형 카트리지(10)의 다른 영역으로의 열전달을 차단할 수 있다.
한편, 전처리부(100) 중 좌측으로부터 두번째에 위치한 내부 공간에는, 시료의 전처리 과정에서 시료를 이동시키기 위한 팁(tip, T)이 구비될 수 있다. 또한, 전처리부(100) 중 좌측으로부터 두번째에 위치한 내부 공간에는 단열성이 뛰어난 공기가 존재할 수 있으므로, 상기 홈(10b)의 경우와 유사하게 시료의 용해를 위한 가열 과정에서 발생하는, 일체형 카트리지(10)의 다른 영역으로의 열전달을 차단할 수 있다.
또한, 전처리부(100) 중 좌측으로부터 세번째 및 네번째에 위치한 내부 공간에서는 용해(lysis)된 시료가 세척될 수 있고, 이로써 시료의 전처리가 완료될 수 있다. 전처리된 시료는 용출부(200)에 공급될 수 있다.
또한, 일체형 카트리지(10)는 전처리부(100)에서 전 처리된 시료로부터 유효 성분을 용출(elution)하는 용출부(200)를 포함할 수 있다. 전 처리된 시료가 핵산을 포함하는 경우, 용출부(200)에서는 시료로부터 핵산을 용출할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유효 성분은 핵산일 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 유효 성분은 핵산에 제한되지 않는다. 한편, 용출부(200)에서 유효 성분이 배출될 때에는 유효 성분뿐만 아니라 물 등의 액체도 함께 배출될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 용출부(200)에서 배출되는 물질을 '유효 성분을 포함한 유체'로 정의하도록 한다.
한편, 일체형 카트리지(10)는 용출부(200)에서 용출된, 유효 성분을 포함한 유체를 수용하는 수용부(300)를 더 포함할 수 있다. 하기에서 살펴볼 바와 같이, 수용부(300)에서는 유효 성분을 포함한 유체가 저장될 수 있고, 수용부(300)에 저장된 유효 성분은 수용부(300) 내에서 증폭됨으로써 유효 성분의 수량이 증대될 수 있다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이 수용부(300)는 용출부(200)의 하부에 구비될 수 있다. 이 경우, 용출부(200)에서 배출된 유효 성분을 포함한 유체는 중력 또는 하기에서 살펴볼 바와 같이 모세관 힘(capillary force)에 의해 수직 낙하하여 수용부(300)에 자연스럽게 공급될 수 있다.
계속해서 도 1 및 도 2를 참고하면, 수용부(300)는 용출부(200)에서 배출된, 유효 성분을 포함한 유체를 저장 유닛(320)으로 공급하는 공급 유닛(310)을 포함할 수 있다. 특히, 공급 유닛(310)은 용출부(200)의 하부에 구비될 수 있다. 따라서, 용출부(200)에서 배출된 유효 성분을 포함한 유체는 중력 또는 하기에서 살펴볼 바와 같이 모세관 힘(capillary force)에 의해 수직 낙하하여 공급 유닛(310)에 공급될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 수용부(300)는 공급 유닛(310)으로부터 공급받은 유효 성분을 포함한 유체를 저장 및 증폭하는 저장 유닛(320)을 포함할 수 있고, 저장 유닛(320) 내부에 있는 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 유닛(330)을 더 포함할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 카트리지(10)는 몸체(10a) 중 저장 유닛(320)이 탑재되는 위치와 대응되는 위치에 몸체(10a)의 하방으로 만입되도록 형성되는 확인부(400)를 더 포함할 수 있다.
확인부(400)는 저장 유닛(320)에서 일어나는 유효 성분의 증폭 과정을 확인하기 위한 구성일 수 있다. 확인부(400)를 통한 유효 성분의 증폭 과정의 확인은 사람의 육안 또는 별도의 광학 장치를 통해 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 카트리지(10)는 공기가 배출되는 경로가 형성되는 벤트부(500)를 더 포함할 수 있다. 저장 유닛(320) 내부에 있던 공기는 공기 배출 유닛(330)을 거친 후 벤트부(500)를 통해 최종적으로 외부로 배출될 수 있다.
이하, 공급 유닛(310), 저장 유닛(320) 및 공기 배출 유닛(330)의 구조에 대해서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 공급 유닛을 위에서 바라본 모습을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 공급 유닛을 아래에서 바라본 모습을 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공급 유닛(310)은 공급 유닛(310)의 주요 몸체를 형성하는 몸체부(310a)를 포함할 수 있다. 그리고, 공급 유닛(310)의 몸체부(310a)에는 홀(312)이 형성될 수 있다. 공급 유닛(310)의 몸체부(310a)에 형성되는 홀(312)은 용출부(200)에서 배출된 유효 성분을 포함한 유체가 이동하는 경로를 제공할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 공급 유닛(310)에 형성된 홀(312)은 공급 유닛(310)의 몸체부(310a)의 상면에서부터 하면에까지 형성됨으로써, 공급 유닛(310)의 몸체부(310a)의 두께 방향을 전체적으로 관통하도록 형성될 수 있다.
계속해서 도 3 및 도 4를 참고하면, 공급 유닛(310)은 몸체부(310a)로부터 하방으로 연장되는 돌출부(310b)를 더 포함할 수 있다. 하기에서 살펴볼 바와 같이 돌출부(310b)는 저장 유닛의 칩(320a, 도 5 참조)에 형성되는 결합공(324, 도 5 참조)와 결합되는 구성일 수 있다.
한편, 공급 유닛(310)의 몸체부(310a)는 원판 형상을 가질 수 있다. 이때, 몸체부(310a)의 상면 또는 하면에는 홀(312)의 둘레를 감싸는 밀봉부(310c)가 구비될 수 있다. 도 3 및 도 4에는 몸체부(310a)의 하면 중 홀(312)의 둘레 영역 전체에 걸쳐 밀봉부(310c)가 형성된 모습이 도시되어 있다. 그러나, 이와 달리 밀봉부(310c)는 몸체부(310a)의 상면 및 하면 모두에 형성될 수도 있다.
밀봉부(310c)는 용출부(200)에서 배출된, 유효 성분을 포함한 유체가 공급 유닛(310)을 지나 하방으로 이동할 때 유효 성분을 포함한 유체가 외부로 누출되지 않도록 공급 유닛(310)의 홀(312)의 주변을 밀봉하는 구성일 수 있다. 밀봉부(310c)는 고무 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 공급 유닛(310)의 몸체부(310a)에 형성된 홀(312)은 몸체부(310a)의 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4에는 홀(312)이 원판 형상의 몸체부(310a)의 원주 둘레를 따라 하나가 형성되되, 홀(312)의 내측 둘레 및 외측 둘레가 바깥으로 휘어진 형상을 갖는 모습이 도시되어 있다.
도 5는 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 저장 유닛 중 칩의 구조를 도시한 사시도이다.
본 발명에 따르면, 저장 유닛(320)은 칩(320a)을 포함할 수 있다. 이때, 칩(320a)은 유효 성분의 증폭을 위한 구성일 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 칩(320a)의 내부에서 유효 성분의 증폭이 일어날 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 저장 유닛의 칩(320a)에는 관(pipe, 322)이 형성될 수 있다. 관(322)의 공급 유닛(310, 도 2 참조) 방향의 일 끝부에는 공급 유닛에 형성된 홀(312, 도 3 및 도 4 참조)와 마주보는 입력홀(322a)이 형성될 수 있다. 유효 성분을 포함하는 유체는 용출부(200, 도 2 참조)로부터 공급 유닛의 홀, 그리고, 관(322)의 입력홀(322a)을 통해 관(322) 내부에 공급될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 공급 유닛(310, 도 2 참조)에 형성된 홀(312, 도 3 및 도 4 참조)과 관(322)의 입력홀(322a)이 서로 만나면, 관(322) 내부로 유효 성분을 포함한 유체가 공급될 수 있다.
계속해서 도 5를 참고하면, 관(322)은 복수로 구비될 수 있다. 도 5에는 칩(320a)에 관(322)이 4개 형성된 모습이 도시되어 있다. 그러나, 칩(320a)에 형성되는 관(322)의 개수는 도면에 의해 제한되지 않는다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 칩(320a)에 형성된 관(322)의 중앙 영역(C)의 폭과 높이는 관(322)의 양 끝 부 영역의 폭과 높이보다 클 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 관(322)의 중앙 영역(C)에서 관(322)의 입력홀(322a)과 인접한 영역에는 만입된 형상의 가이드 채널(322c)이 추가로 형성될 수 있다. 이는, 관(322)의 중앙 영역(C)에서 관(322)의 입력홀(322a)과 인접한 영역의 하면에 홈(groove)이 형성된 것으로 이해될 수 있다. 이 경우, 가이드 채널(322c)에 의해 더욱 확대된 관(322)의 중앙 영역(C) 내부의 공간에 의해 모세관 힘이 더욱 커지게 되므로 입력홀(322a)을 통해 관(322)에 유입된, 유효 성분을 포함한 유체가 관(322)의 중앙 영역(C)으로 보다 원활하게 이동할 수 있다. 예를 들어, 가이드 채널(322c)는 도 5에 도시된 바와 같이 관(322)의 중앙 영역(C)으로부터 하방 및 측방으로 만입된 형상을 가질 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 칩(320a)은 단열부(326)를 더 포함할 수 있다. 단열부(326)는 칩(320a)의 외부와 칩(320a)에 형성된 관(322) 사이의 열전달을 최소화하기 위한 구성일 수 있다. 도 5에는 단열부(326)가 칩(320a)에 형성된 복수의 관(322)의 중앙 영역(C)의 상부 영역과 하부 영역에 각각 형성된 모습이 도시되어 있다. 단열부(326)는 빈 공간을 가질 수 있다. 이 경우, 단열부(326)에 형성된 빈 공간에 공기가 채워질 수 있다. 따라서, 단열성이 뛰어난 공기에 의해 칩(320a)의 외부와 칩(320a)에 형성된 관(322) 사이의 열전달이 최소화될 수 있다.
유효 성분의 증폭 과정에서 유효 성분은 수 차례에 걸쳐 가열 및 냉각되는데, 이러한 가열 및 냉각 과정에서 유효 성분이 외기와 활발하게 열교환을 하는 경우에는, 유효 성분의 온도가 증폭 과정에서 요구되는 가열 온도 및 냉각 온도에 제대로 도달하지 못하게 되므로, 유효 성분의 증폭 효율이 떨어질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 저장 유닛의 칩(320a)에 단열부(326)가 형성됨으로써, 유효 성분의 증폭 과정에서 유효 성분의 온도가 외기에 의해 받는 영향을 최소화할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 저장 유닛의 칩(320a)에서 입력홀(322a)들과 인접한 영역 및 출력홀(322b)들과 인접한 영역에는 관통된 형상의 결합공(324)이 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 공기 배출 유닛을 위에서 바라본 모습을 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 공기 배출 유닛을 아래에서 바라본 모습을 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 공기 배출 유닛(330)은 공기 배출 유닛(330)의 주요 몸체를 형성하는 몸체부(330a)를 포함할 수 있다. 그리고, 공기 배출 유닛(330)의 몸체부(330a)에는 홀(332)이 형성될 수 있다. 공기 배출 유닛(330)의 몸체부(330a)에 형성된 홀(332)은 저장 유닛의 칩(320a, 도 5 참조)의 관(322, 도 5 참조) 내부에 존재하는 공기가 외부로 배출되는 경로를 제공할 수 있다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 공기 배출 유닛(330)에 형성된 홀(332)은 공기 배출 유닛(330)의 몸체부(330a)의 상면에서부터 하면에까지 형성됨으로써, 공기 배출 유닛(330)의 몸체부(330a)의 두께 방향을 전체적으로 관통하도록 형성될 수 있다.
계속해서 도 6 및 도 7를 참고하면, 공기 배출 유닛(330)은 몸체부(330a)로부터 하방으로 연장되는 돌출부(330b)를 더 포함할 수 있다. 하기에서 살펴볼 바와 같이 돌출부(330b)는 칩(320a, 도 5 참조)에 형성되는 결합공(324, 도 5 참조)와 결합되는 구성일 수 있다.
한편, 공기 배출 유닛(330)의 몸체부(330a)는 원판 형상을 가질 수 있다. 이때, 몸체부(330a)의 상면 또는 하면에는 홀(332)을 감싸는 밀봉부(330c)가 구비될 수 있다. 도 6 및 도 7에는 몸체부(330a)의 하면 중 홀(332)의 둘레 영역 전체에 걸쳐 밀봉부(330c)가 형성된 모습이 도시되어 있다. 그러나, 이와 달리 밀봉부(330c)는 몸체부(330a)의 상면 및 하면 모두에 형성될 수도 있다.
밀봉부(330c)는 저장 유닛의 칩으로부터 배출된 공기 등의 유체가 정해진 경로(즉, 벤트부(500, 도 1 참조))가 아닌 경로를 통해 외부로 누출되지 않도록 공기 배출 유닛(330)의 홀(332)의 주변을 밀봉하는 구성일 수 있다. 밀봉부(330c)는 고무 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 공기 배출 유닛(330)의 몸체부(330a)에 형성된 홀(332)은 몸체부(330a)의 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다. 도 6 및 도 7에는 공기 배출 유닛(330)의 홀(332)이 원판 형상의 몸체부(330a)의 원주 둘레를 따라 하나가 형성되되, 홀(332)의 내측 둘레 및 외측 둘레가 바깥으로 휘어진 형상을 갖는 모습이 도시되어 있다.
한편, 다시 도 5를 참고하면, 저장 유닛의 칩(320a)에 형성된 관(322)의 공기 배출 유닛(330, 도 2 참조) 방향의 타 끝부에는 공기 배출 유닛에 형성된 홀(332, 도 6 및 도 7 참조)과 마주보는 출력홀(322b)이 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 공기 배출 유닛(330)에 형성된 홀(332)과 칩(320a)에 형성된 관(322)의 출력홀(322b)이 서로 만나는 경우, 공기 배출 유닛(330)을 통해 관(322)에 존재하는 공기가 외부로 배출될 수 있다. 특히, 관(322)의 입력홀(322a)이 공급 유닛(310)의 홀(312)과 만나는 동시에 관(322)의 출력홀(322b)이 공기 배출 유닛(330)의 홀(332)과 만나는 경우, 입력홀(322a)을 통해 유효 성분을 포함한 유체는 관(322)의 내부에 공급되면서, 그와 함께 출력홀(322b)을 통해 관(322) 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 칩(320a)의 관(322)의 직경은 2mm 이하, 또는 1mm 이하로 매우 작을 수 있는데, 이 경우, 관(322)에 유효 성분을 포함한 유체가 원활하게 공급되기 위해서는 유효 성분을 포함한 유체가 가지고 있는 역학적 에너지만으로는 충분하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 칩(320a)에 형성된 관(322) 내에서 유효 성분을 포함한 유체는 모세관 힘(capillary force)에 의해 이송될 수 있다. '관 내에서 유효 성분을 포함한 유체는 모세관 힘에 의해 이송'된다는 것은, 관(322) 내에서 유효 성분을 포함한 유체를 이송시키는 주된 힘이 모세관 힘인 것을 의미하는 것으로 해석되어야 하며, 관(322) 내에서 유효 성분을 포함한 유체를 이송시키는 힘이 모세관 힘만 있는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 한편, 관(322)의 중앙 영역(C)에 유효 성분을 포함한 유체가 모세관 힘에 의해 더욱 원활하게 유입될 수 있도록 가이드 채널(322c)이 추가로 형성될 수 있음은 전술한 바 있다.
한편, 관(322) 내에서 유효 성분을 포함한 유체가 모세관 힘에 의해 이송될 수 있도록, 저장 유닛의 칩(320a)에 형성된 관(322)의 내벽에는 모세관 힘을 생성하기 위한 친수성 재질을 포함하는 코팅층이 형성될 수 있다. 따라서, 유효 성분을 포함한 유체는 관(322)의 내벽에 형성된 친수성 재질을 포함한 코팅층에 의해 생성되는 모세관 힘을 통해 관(322) 내부에 공급될 수 있다.
칩(320a)에 형성되는 관(322)의 경우와 유사하게, 공급 유닛(310)의 홀(312) 내에서도 모세관 힘에 의해 유효 성분을 포함한 유체가 이송될 수 있다. 이를 위해, 공급 유닛(310)의 홀(312)의 내벽에는 모세관 힘을 생성하기 위한 친수성 재질을 포함하는 코팅층이 형성될 수 있다.
반면, 공기 배출 유닛(330)의 홀(332)의 내벽에는 친수성 재질을 포함하는 코팅층이 형성되지 않을 수 있다.
유효 성분을 포함한 유체가 칩(320a)의 관(322) 내에 이송된 후에는, 유효 성분을 포함한 유체가 관(322)으로부터 배출되지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 유효 성분을 포함한 유체가 관(322)으로부터 배출되면, 이후의 증폭 과정에서 유효 성분의 증폭 과정의 효율이 떨어질 수 있기 때문이다. 즉, 유효 성분을 포함한 유체가 관(322)으로부터 배출되면, 관(322) 내부에 수용된 유효 성분의 양이 그만큼 적어지게 되므로 이후 증폭 과정에서 유효 성분이 충분한 양만큼 복제되지 못할 수 있다. 따라서, 입력홀(322a)을 통해 유효성분을 포함한 유체가 관(322)에 공급된 이상, 유효 성분을 포함한 유체가 출력홀(322b)을 통해 배출되는 것을 방지할 필요가 있다.
이를 위해, 공기 배출 유닛(330)의 홀(332)의 내벽에는 모세관 힘의 생성을 억제하기 위한 소수성 재질을 포함하는 코팅층이 형성될 수 있다. 이로써, 칩(320a)의 관(322)에 공급된 유효성분을 포함한 유체가 출력홀(322b)을 통해 배출되는 것을 방지하여, 유효 성분의 증폭 과정이 효율이 향상될 수 있다.
한편, 공급 유닛(310)은 회전 가능한 구성일 수 있다. 보다 상세하게, 공급 유닛(310)의 회전에 의해, 공급 유닛(310)에 형성된 홀(312)은 저장 유닛의 칩(320a)에 형성된 복수의 관(322)의 입력홀(322a)들과 동시에 모두 마주볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 공급 유닛(310)에 유입된 유효 성분을 포함한 유체는 공급 유닛(310)에 형성된 홀(312), 및 복수의 관(322)에 각각 형성된 입력홀(322a)을 통해 관(322) 내부에 동시에 공급될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 유효 성분을 칩에 형성된 관의 내부에 공급하는 데 걸리는 시간이 감축되므로, 유효 성분을 증폭하는 데 걸리는 시간 역시 현저하게 감축될 수 있다.
공급 유닛(310)의 경우와 유사하게, 공기 배출 유닛(330) 역시 회전 가능한 구성일 수 있다. 보다 상세하게, 공기 배출 유닛(330)의 회전에 의해, 공기 배출 유닛(330)에 형성된 홀(332)은 저장 유닛의 칩(320a)에 형성된 복수의 관(322)의 출력홀(322b)들과 동시에 모두 마주볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 칩(320a)에 형성된 관(322) 내부에 유효 성분을 포함한 유체가 유입되는 경우, 기존에 관(322) 내부에 존재하던 공기를 포함한 유체가 출력홀(322b), 및 공기 배출 유닛(330)에 형성된 홀(312)을 통해 외부에 동시에 배출될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 기존에 관 내부에 존재하던 유체를 외부로 배출하는 데 걸리는 시간이 감축되므로, 유효 성분을 증폭하는 데 걸리는 시간 역시 현저하게 감축될 수 있다.
도 8는 본 발명에 따른 일체형 카트리지의 저장 유닛 중 칩 홀더의 구조를 도시한 사시도이고, 도 9는 공급 유닛, 저장 유닛 및 공기 배출 유닛이 제거된 일체형 카트리지의 하부 구조를 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 일체형 카트리지에서 저장 유닛(320)은, 유효 성분의 증폭이 일어나는 칩(320a, 도 5 참조) 및 그러한 칩(320a)을 수용하는 칩 홀더(320b)를 포함할 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 칩 홀더(320b)에는 수용 공간(S)이 형성될 수 있다.
칩 홀더(320b)에 형성된 수용 공간(S)은 칩(320a)이 탑재되기 위한 공간일 수 있다. 도 1, 도 2, 도 5, 도 8 및 도 9를 참고하면, 칩(320a)이 칩 홀더(320b)의 수용 공간(S)에 탑재된 후, 칩(320a)과 칩 홀더(320b)를 포함하는 저장 유닛(320)은, 칩(320a)에 형성된 결합공(324)을 통해 공급 유닛(310)의 돌출부(310b) 및 공기 배출 유닛(330)의 돌출부(330b)와 결합된 상태로 용출부(200)의 하부에 체결될 수 있다. 이때, 칩(320a)과 칩 홀더(320b)를 포함하는 저장 유닛(320)은 도 1의 우측 하단의 화살표 방향을 따라 일체형 카트리지(10)의 측면 하부에서 일체형 카트리지의 몸체와 슬라이딩 결합이 될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 일체형 카트리지(10)에서 저장 유닛(320)을 제외한 일체형 카트리지의 몸체(10a)의 하면 중 공급 유닛(310)과 공기 배출 유닛(330)과 마주보는 영역에는 공급 유닛(310)의 몸체부(310a, 도 3 및 도 4 참조)와 공기 배출 유닛(330)의 몸체부(330a, 도 6 및 도 7)와 대응되는 형상을 갖는 두 개의 만입부(D)가 형성될 수 있다. 대응되는 형상을 갖는 경우 결합에 더욱 유리할 수 있다.
이때, 각 만입부(D)에는 관통홀(H)이 형성될 수 있다. 이 중, 공급 유닛(310)과 마주보는 영역에 형성되는 만입부(D)에 형성되는 관통홀(H)은, 용출부(200, 도 1 참조)에서 배출된 유효 성분을 포함한 유체가 공급 유닛(310)에 유입될 수 있도록 경로를 제공하는 구성일 수 있다. 또한, 공기 배출 유닛(330)과 마주보는 영역에 형성되는 만입부(D)에 형성되는 관통홀(H)은, 칩(320a)의 관(322)에서 배출된 공기를 포함하는 유체가 공기 배출 유닛(330, 도 2 참조)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 경로를 제공하는 구성일 수 있다.
한편, 각 만입부(D)에는 관통홀(H)을 감싸는 밀봉부(330c')가 구비될 수 있다. 도 9에는 만입부(D)의 하면 중 관통홀(H)의 둘레 영역 전체에 걸쳐 밀봉부(330c')가 형성된 모습이 도시되어 있다.
만입부(D)에 구비된 밀봉부(330c')는 용출부(200)에서 배출된, 유효 성분을 포함한 유체가 공급 유닛(310)을 지나 하방으로 이동할 때 유효 성분을 포함한 유체가 외부로 누출되지 않도록 관통홀(H)의 주변을 밀봉하는 구성일 수 있고, 공기 배출 유닛(330)의 저장 유닛의 칩(320a)으로부터 배출된 공기 등의 유체가 정해진 경로(즉, 벤트부(500, 도 1 참조))가 아닌 경로를 통해 외부로 누출되지 않도록 관통홀(H)의 주변을 밀봉하는 구성일 수 있다. 밀봉부(330c')는 고무 재질로 이루어질 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 : 일체형 카트리지
10a : 일체형 카트리지의 몸체
10b : 일체형 카트리지의 홈
100 : 전처리부
200 : 용출부
300 : 수용부
310 : 공급 유닛
310a : 몸체부
310b : 돌출부
310c : 밀봉부
312 : 공급 유닛의 홀
320 : 저장 유닛
320a : 칩
320b : 칩 홀더
322 : 관
322a : 입력홀
322b : 출력홀
322c : 가이드 채널
324 : 결합공
330 : 공기 배출 유닛
330a : 몸체부
330b : 돌출부
330c, 330c' : 밀봉부
326 : 단열부
332 : 공기 배출 유닛의 홀
400 : 확인부
500 : 벤트부
D : 만입부
H : 만입부의 관통홀
S : 칩 수용 공간

Claims (14)

  1. 시료를 전처리하는 전처리부;
    상기 전처리부에서 전처리된 상기 시료로부터 유효성분을 용출(elution)하는 용출부; 및
    상기 유효성분을 수용하는 수용부를 포함하고,
    상기 수용부는,
    상기 용출부에서 배출되는 상기 유효성분을 공급하는 공급 유닛;
    상기 공급 유닛으로부터 공급받은 상기 유효성분을 저장 및 증폭하며 관(pipe)이 형성되는 저장 유닛; 및
    상기 저장 유닛의 상기 관에 있는 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 유닛; 을 포함하고,
    상기 공급 유닛은,
    상기 공급 유닛의 몸체를 형성하는 몸체부; 를 포함하고,
    상기 공급 유닛의 몸체를 형성하는 상기 몸체부에는, 상기 몸체부의 상면부터 하면까지 홀이 형성되고,
    상기 몸체부의 상기 상면 또는 상기 하면에는 상기 홀의 둘레를 감싸는 밀봉부가 구비되는 일체형 카트리지.
  2. 시료를 전처리하는 전처리부;
    상기 전처리부에서 전처리된 상기 시료로부터 유효성분을 용출(elution)하는 용출부; 및
    상기 유효성분을 수용하는 수용부를 포함하고,
    상기 수용부는,
    상기 용출부에서 배출되는 상기 유효성분을 공급하는 공급 유닛;
    상기 공급 유닛으로부터 공급받은 상기 유효성분을 저장 및 증폭하며 관(pipe)이 형성되는 저장 유닛; 및
    상기 저장 유닛의 상기 관에 있는 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 유닛; 을 포함하고,
    상기 공기 배출 유닛은,
    상기 공기 배출 유닛의 몸체를 형성하는 몸체부; 를 포함하고,
    상기 공기 배출 유닛의 몸체를 형성하는 상기 몸체부에는, 상기 몸체부의 상면부터 하면까지 홀이 형성되고,
    상기 몸체부의 상기 상면 또는 상기 하면에는 상기 홀의 둘레를 감싸는 밀봉부가 구비되는 일체형 카트리지.
  3. 청구항 1에서,
    상기 홀은 상기 공급 유닛의 상기 몸체부의 하면에 구비되는 일체형 카트리지.
  4. 청구항 2에서,
    상기 홀은 상기 공기 배출 유닛의 상기 몸체부의 하면에 구비되는 일체형 카트리지.
  5. 청구항 1에서,
    상기 공급 유닛의 상기 몸체부에 형성된 상기 홀은 상기 몸체부의 둘레 방향을 따라 형성되는 일체형 카트리지.
  6. 청구항 2에서,
    상기 공기 배출 유닛의 상기 몸체부에 형성된 상기 홀은 상기 몸체부의 둘레 방향을 따라 형성되는 일체형 카트리지.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 저장 유닛은 상기 관이 형성되는 칩을 포함하고,
    상기 관의 상기 공급 유닛 방향의 일 끝부에는 상기 공급 유닛에 형성된 상기 홀과 마주보는 입력홀이 형성되고,
    상기 관의 중앙 영역(C)에서 상기 관의 상기 입력홀과 인접한 영역에는 만입된 형상을 갖는 가이드 채널이 형성되는 일체형 카트리지.
  8. 청구항 7에서,
    상기 칩은,
    상기 칩의 외부와 상기 칩에 형성된 상기 관 사이의 열전달을 감축하기 위한 단열부; 를 포함하는 일체형 카트리지.
  9. 청구항 8에서,
    상기 단열부는 빈 공간을 갖는 일체형 카트리지.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 저장 유닛은,
    상기 관이 형성되는 칩; 및
    상기 칩을 수용하기 위한 수용 공간(S)이 형성되는 칩 홀더; 를 포함하고,
    상기 저장 유닛은 상기 일체형 카트리지의 측면 하부에서 상기 일체형 카트리지의 몸체와 슬라이딩 결합되는 일체형 카트리지.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 일체형 카트리지의 몸체의 하부 영역 중 상기 전처리부의 좌측으로부터 첫번째에 위치한 내부 공간의 좌우측 끝부에 상방으로 만입된 형상의 홈이 형성되는 일체형 카트리지.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에서,
    상기 저장 유닛의 상기 관의 내벽에는 모세관 힘(capillary force)을 생성하기 위한 친수성 재질을 포함하는 코팅층이 형성되는 일체형 카트리지.
  13. 청구항 1에서,
    상기 공급 유닛의 상기 홀의 내벽에는 모세관 힘(capillary force)을 생성하기 위한 친수성 재질을 포함하는 코팅층이 형성되는 일체형 카트리지.
  14. 청구항 2에서,
    상기 공기 배출 유닛의 상기 홀의 내벽에는 모세관 힘(capillary force)의 생성을 억제하기 위한 소수성 재질을 포함하는 코팅층이 형성되는 일체형 카트리지.
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