KR102317030B1 - Nucleic acid extraction device and nucleic acid extraction method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법에 관한 것으로, 자성나노입자와 병원체를 포함한 시료가 저장되고, 병원체를 시료에서 분리하여 농축시키는 농축부와, 농축부가 회전 가능하도록 장착되고 농축부에서 배출되는 시료를 처리하는 수거부와, 수거부와 연결되고 하나 이상의 버퍼를 저장할 수 있는 저장부와, 저장부에 연결되고 농축부에서 공급되는 농축된 병원체를 전달받아 핵산으로 정제하여 정제된 핵산을 배출하는 정제부를 포함하여, 진단검사에 소요되는 비용과 시간을 절약할 수 있다.The present invention relates to a nucleic acid extraction apparatus and a nucleic acid extraction method, in which a sample including magnetic nanoparticles and pathogens is stored, and a concentration unit for separating and concentrating pathogens from the sample, and the concentration unit is rotatably mounted and discharged from the concentration unit A collection unit for processing a sample, a storage unit connected to the collection unit and capable of storing one or more buffers; Including the refining unit, the cost and time required for the diagnostic test can be saved.

Description

핵산 추출장치 및 핵산 추출방법{NUCLEIC ACID EXTRACTION DEVICE AND NUCLEIC ACID EXTRACTION METHOD}Nucleic acid extraction apparatus and nucleic acid extraction method

본 발명은 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법에 관한 것으로서, 시료에 존재하는 병원체들을 동시에 다중으로 농축하여 진단저해인자를 제거하고, 농축된 병원체로부터 핵산 정제 및 추출이 가능한 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nucleic acid extracting apparatus and a nucleic acid extraction method, and to a nucleic acid extracting apparatus and a nucleic acid extraction method capable of simultaneously concentrating multiple pathogens present in a sample to remove diagnostic inhibitors, and purifying and extracting nucleic acids from the concentrated pathogen. it's about

일반적으로, 병원에서는 낮은 농도의 병원체 검출을 위해 채취된 환자의 시료를 최소 12시간 이상 배양한다. 그 후 배양된 시료는 원심분리기를 통해 병원체를 분리한 후 진단검사에 이용된다. 그러나 이러한 방법은 시간이 오래 걸리고 분자진단 저해요소의 완벽한 제거가 불가능하므로 분자진단 기반의 검출 민감도에 악영향을 미친다. 또한 채취한 시료(2-5 mL) 대비 실제 분자진단에 사용되는 양은 약 2μL 수준으로 모든 병원체들을 진단검사에 이용하기 어렵기 때문에 병원체의 농축기술이 필수적이다.In general, hospitals incubate a sample of a patient collected for at least 12 hours to detect a low-concentration pathogen. After that, the cultured sample is used for diagnostic testing after the pathogen is separated through a centrifuge. However, this method takes a long time and it is impossible to completely remove the inhibitors of molecular diagnostics, so it adversely affects the detection sensitivity based on molecular diagnostics. In addition, the amount used for molecular diagnosis is about 2 μL compared to the collected sample (2-5 mL).

또한 병원체를 농축하는 장치와 농축된 병원체에서 핵산을 정제하는 장치 및 핵산을 추출하는 장치가 별도로 설치되므로 설치비용이 증가하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다. In addition, there is a problem in that the installation cost increases because the device for concentrating the pathogen, the device for purifying the nucleic acid from the concentrated pathogen, and the device for extracting the nucleic acid are separately installed. Therefore, there is a need to improve it.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0101606호(2013.09.16 공개, 발명의 명칭: 초고속 핵산 추출 장치, 및 이를 이용하는 핵산 추출 방법)에 게시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 2013-0101606 (published on September 16, 2013, title of the invention: ultrafast nucleic acid extraction apparatus, and nucleic acid extraction method using the same).

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 시료에 존재하는 병원체들을 동시에 다중으로 농축하여 진단저해인자를 제거하고, 농축된 병원체로부터 핵산 정제 및 추출이 가능한 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to improve the above problems, and a nucleic acid extraction apparatus and nucleic acid extraction method capable of simultaneously concentrating multiple pathogens present in a sample to remove diagnostic inhibitors, and purifying and extracting nucleic acids from the concentrated pathogens. Its purpose is to provide

본 발명에 따른 핵산 추출장치는: 자성나노입자와 병원체를 포함한 시료가 저장되고, 병원체를 시료에서 분리하여 농축시키는 농축부; 상기 농축부가 회전 가능하도록 장착되고, 상기 농축부에서 배출되는 시료를 처리하는 수거부; 상기 수거부와 연결되고, 하나 이상의 버퍼를 저장할 수 있는 저장부; 및 상기 저장부에 연결되고, 상기 농축부에서 공급되는 농축된 병원체를 전달받아 핵산으로 정제하여 정제된 핵산을 배출하는 정제부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A nucleic acid extraction apparatus according to the present invention includes: a concentration unit for storing a sample including magnetic nanoparticles and a pathogen, and separating and concentrating the pathogen from the sample; a collecting unit which is rotatably mounted to the concentrator and processes the sample discharged from the concentrator; a storage unit connected to the collection unit and capable of storing one or more buffers; and a purification unit connected to the storage unit, receiving the concentrated pathogen supplied from the concentrating unit, purifying it into nucleic acid, and discharging the purified nucleic acid.

상기 농축부는 자성나노입자와 병원체를 포함하는 시료가 저장되는 농축통부; 상기 농축통부의 하방으로 연장되고, 상기 수거부에 삽입되며, 상기 수거부에서 회전 가능한 농축삽입부; 및 상기 농축삽입부에 형성되고, 자성나노입자와 병원체를 포함하는 시료를 배출하는 농축출구부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The concentrating unit includes a concentrating tube in which a sample containing magnetic nanoparticles and pathogens is stored; a concentration insert extending downward of the enrichment tube, inserted into the collecting unit, and rotatable in the collecting unit; and an enrichment outlet formed in the enrichment insertion unit and discharging a sample containing magnetic nanoparticles and pathogens.

상기 농축부는 상기 농축통부에 탈부착 가능하고, 자기력을 제공하는 농축자력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The concentrating unit is detachable from the concentrating tube portion, and the concentrating magnetic unit providing a magnetic force; characterized in that it further comprises.

상기 수거부는 상기 농축부가 회전 가능하도록 안착되는 수거안착부; 상기 수거안착부에 형성되고, 상기 농축부에서 배출되는 시료를 안내하는 수거안내부; 및 상기 수거안착부의 하방에 배치되고, 상기 농축부에서 배출되는 시료를 저장하는 수거저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The collecting unit includes: a collecting receiving unit on which the concentrating unit is rotatably seated; a collection guide unit formed in the collection receiving unit and guiding the sample discharged from the enrichment unit; and a collection storage unit disposed below the collection receiving unit and storing the sample discharged from the concentrating unit.

상기 수거부는 상기 수거안착부에 형성되고, 상기 농축부에서 배출되는 농축된 병원체를 상기 정제부로 안내하는 수거유로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The collection part is formed in the collection seat part, and a collection passage part for guiding the concentrated pathogen discharged from the concentration part to the purification part; characterized in that it further comprises.

상기 저장부는 상기 수거부에 연결되고, 하나 이상의 버퍼를 저장하기 위한 저장공간이 형성되는 저장통부; 상기 저장공간에 저장된 버퍼를 상기 정제부로 안내하는 저장유로부; 및 상기 저장유로부를 개폐하는 저장밸브부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The storage unit is connected to the collection unit, and a storage space for storing one or more buffers is formed; a storage passage for guiding the buffer stored in the storage space to the purification unit; and a storage valve unit for opening and closing the storage passage unit.

상기 저장밸브부는 로터리밸브 방식이 적용 가능한 것을 특징으로 한다.The storage valve unit is characterized in that the rotary valve method is applicable.

상기 정제부는 상기 저장부의 하부에 연결되고, 상기 농축부에서 농축된 병원체가 유입되고, 상기 저장부에서 버퍼가 유입되어 핵산을 정제하는 정제통부; 및 상기 정제통부의 하부에 형성되고, 상기 정제통부에서 정제된 핵산을 배출하는 정제배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The purification unit is connected to the lower portion of the storage unit, the pathogen concentrated in the concentration unit is introduced, and a buffer is introduced into the storage unit to purify the nucleic acid; and a tablet discharging unit formed under the tablet cylinder and discharging the purified nucleic acid from the tablet cylinder.

상기 정제부는 상기 정제통부에 탈부착 가능하고, 자기력을 제공하는 정제자력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The tablet unit may further include a tablet magnetic force unit that is detachable from the tablet cylinder and provides a magnetic force.

본 발명에 따른 핵산 추출방법은: 병원체를 포함한 시료에 자성나노입자를 혼합하는 시료준비단계; 병원체와 자성나노입자를 포함한 시료를 농축부로 공급하는 시료공급단계; 상기 농축부에 의해 병원체와 자성나노입자가 시료에서 분리되어 농축되는 농축단계; 상기 농축부에서 농축된 병원체를 정제부로 이송시키는 이송단계; 저장부에 저장된 버퍼를 상기 정제부에 선별 투입하는 투입단계; 상기 정제부로 이송된 병원체에서 핵산을 추출하는 추출단계; 및 추출된 핵산을 정제하는 정제단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A nucleic acid extraction method according to the present invention comprises: a sample preparation step of mixing magnetic nanoparticles with a sample containing a pathogen; A sample supply step of supplying a sample including pathogens and magnetic nanoparticles to the concentration unit; a concentration step in which pathogens and magnetic nanoparticles are separated from the sample and concentrated by the concentration unit; a transfer step of transferring the pathogen concentrated in the concentrating unit to the refining unit; an input step of selectively injecting the buffer stored in the storage into the refining unit; an extraction step of extracting nucleic acids from the pathogen transferred to the purification unit; and a purification step of purifying the extracted nucleic acid.

상기 자성나노입자는 병원균 표면의 특정 레이어와 결합하는 프로브들을 코팅하여, 시료 내에서 그람양성균 및 그람음성균이 동시에 농축 가능한 것을 특징으로 한다.The magnetic nanoparticles are characterized in that by coating probes that bind to a specific layer on the surface of the pathogen, Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria can be simultaneously concentrated in the sample.

상기 농축단계는 상기 농축부에 제공되는 자기력에 의해 자성나노입자가 시료에서 분리되어 농축되는 것을 특징으로 한다.The concentration step is characterized in that the magnetic nanoparticles are separated from the sample by the magnetic force provided to the concentration part and concentrated.

상기 이송단계는 상기 농축부에 제공되는 자기력을 제거하고, 상기 정제부에 자기력을 제공한 후, 농축된 병원체를 상기 정제부로 이송하는 것을 특징으로 한다.The transferring step is characterized in that after removing the magnetic force provided to the concentrating unit and providing the magnetic force to the refining unit, the concentrated pathogen is transferred to the refining unit.

본 발명에 따른 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법은 대용량 시료 내에 존재하는 낮은 농도의 병원체를 자성을 이용하여 시료에서 신속하게 분리한 후 농축하여 정제부에서 핵산을 정제하여 분리할 수 있으므로 진단검사에 소요되는 비용과 시간을 절약할 수 있다.The nucleic acid extraction apparatus and nucleic acid extraction method according to the present invention are required for diagnostic testing because a low-concentration pathogen present in a large-capacity sample can be rapidly separated from the sample using magnetism, and then concentrated to purify and isolate the nucleic acid in the purification unit. can save cost and time.

본 발명에 따른 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법은 병원균 표면의 특정 레이어와 결합하는 프로브들을 코팅시킨 자성나노입자를 사용하므로, 시료내에서 병원균들의 다중 농축이 가능하다.Since the nucleic acid extraction apparatus and the nucleic acid extraction method according to the present invention use magnetic nanoparticles coated with probes that bind to a specific layer on the surface of the pathogen, multiple concentration of pathogens in the sample is possible.

본 발명에 따른 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법은 핵산 추출장치에 일체로 구비되는 저장부에 필요한 버퍼들이 모두 저장 가능하므로, 작업성이 개선될 수 있다.In the nucleic acid extraction apparatus and the nucleic acid extraction method according to the present invention, all buffers necessary for the storage unit integrally provided in the nucleic acid extraction apparatus can be stored, so that workability can be improved.

본 발명에 따른 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법은 분자진단으로 검출되지 않는 레인지(range)에 있는 시료내 병원체들을 검출 가능한 레인지(range)로 만들 수 있다.The nucleic acid extraction apparatus and nucleic acid extraction method according to the present invention can make pathogens in a sample in a range not detected by molecular diagnosis into a detectable range.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농축부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수거부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저장부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정제부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
1 is a diagram schematically showing a nucleic acid extracting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a concentrator according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing a collection unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a storage unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a tablet unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart schematically illustrating a nucleic acid extraction method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of a nucleic acid extraction apparatus and a nucleic acid extraction method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출장치(1)는 농축부(10)와, 수거부(20)와, 저장부(30)와, 정제부(40)를 포함한다.1 is a diagram schematically showing a nucleic acid extracting apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the nucleic acid extraction apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a concentrating unit 10 , a collecting unit 20 , a storage unit 30 , and a purification unit 40 . .

농축부(10)에는 자성나노입자와 병원체를 포함한 시료가 저장되고, 병원체를 시료에서 분리하여 농축시킨다. 농축부(10)가 회전 가능하도록 장착되는 수거부(20)는 농축부(10)에서 배출되는 시료를 처리한다. 저장부(30)는 수거부(20)와 연결되고, 하나 이상의 버퍼를 저장한다. 정제부(40)는 저장부(30)에 연결되고, 농축부(10)에서 공급되는 농축된 병원체를 전달받아 핵산으로 정제하여 정제된 핵산을 배출한다.A sample including magnetic nanoparticles and a pathogen is stored in the concentration unit 10, and the pathogen is separated from the sample and concentrated. The collecting unit 20 on which the concentrating unit 10 is rotatably mounted processes the sample discharged from the concentrating unit 10 . The storage unit 30 is connected to the collection unit 20 and stores one or more buffers. The purification unit 40 is connected to the storage unit 30, receives the concentrated pathogen supplied from the concentration unit 10, purifies it into nucleic acid, and discharges the purified nucleic acid.

상기한 구성을 갖는 핵산 추출장치(1)는 시료(2-10 mL) 내에 존재하는 낮은 농도의 병원체를 동시에 다중으로 농축하여 진단저해인자를 제거하고, 농축된 병원체들로부터 핵산을 정제하고 추출할 수 있다. 이러한 핵산 추출장치(1)는 상기한 구성요소들이 합쳐진 일체형 카트리지를 제공하므로, 모든 병원체들을 분자진단검사에 이용함으로써, 검출민감도를 개선하고, 신속한 진단검사가 가능할 수 있다.The nucleic acid extracting apparatus 1 having the above configuration simultaneously multi-concentrates low-concentration pathogens present in the sample (2-10 mL) to remove diagnostic inhibitors, and purifies and extracts nucleic acids from the concentrated pathogens. can Since the nucleic acid extraction device 1 provides an integrated cartridge in which the above components are combined, all pathogens are used for molecular diagnostic testing, thereby improving detection sensitivity and enabling rapid diagnostic testing.

한편, 핵산 추출장치(1)에서 수거부(20)와, 저장부(30)와, 정제부(40)는 일체로 이루어지며, 수거부(20)에 농축부(10)가 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 이러한 핵산 추출장치(1)는 3D 프린터기 또는 사출 성형에 의해 생산되며, 세균인 병원체가 농축부(10)에서 농축되면, 농축된 병원체가 정제부(40)로 이송되며, 워싱(Washing) 과정을 포함한 핵산 정제 및 추출과정으로 진행된다. On the other hand, in the nucleic acid extraction apparatus 1, the collecting unit 20, the storage unit 30, and the purification unit 40 are integrally formed, and the concentrator 10 is rotatably mounted to the collecting unit 20. can be The nucleic acid extracting device 1 is produced by a 3D printer or injection molding, and when the bacterial pathogen is concentrated in the concentration unit 10, the concentrated pathogen is transferred to the purification unit 40, and a washing process is performed. Including nucleic acid purification and extraction process.

이때, 핵산은 핵 속의 산성 물질이라는 뜻으로 DNA와 RNA를 핵산이라고 한다. 핵산은 수많은 뉴클레오타이드(nucleotide)가 연결되어 구성되며, 이러한 뉴클레오타이드는 핵산을 이루는 기본 단위로 인산, 당, 염기의 세 부분으로 이루어진다.In this case, nucleic acid means an acidic substance in the nucleus, and DNA and RNA are called nucleic acids. Nucleic acids are composed of numerous nucleotides linked together, and these nucleotides are the basic units of nucleic acids and consist of three parts: phosphate, sugar, and base.

그리고, DNA는 A,G,C,T 네가지의 뉴클레오티드로 구성된 폴리머(polymer) 복합체로, 음전하를 띠고 있는 생체 고분자 물질로 생명체의 유전정보를 담고 있는 유전물이다. 따라서 유전자의 구성, 내용, 성질 등을 분석하기 위해서는 1차적으로 고순도의 DNA가 먼저 분리되어야 한다. 세균인 병원체가 용해되면서 핵산이 나오며, 핵산의 표면은 음전하를 띠고 있다And, DNA is a polymer complex composed of four nucleotides A, G, C, and T. It is a negatively charged biopolymer material that contains the genetic information of living things. Therefore, in order to analyze the composition, content, and properties of genes, high-purity DNA must first be isolated. Nucleic acids are released as pathogens, which are bacteria, are dissolved, and the surface of the nucleic acids is negatively charged.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농축부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 농축부(10)는 농축통부(11)와, 농축삽입부(13)와, 농축출구부(14)를 포함한다.2 is a view schematically showing a concentrator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , the concentrating unit 10 according to an embodiment of the present invention includes a concentrating tube 11 , a concentrating inserting unit 13 , and a concentrating outlet 14 .

농축통부(11)는 자성나노입자와 병원체를 포함하는 시료가 저장된다. 일예로, 농축통부(11)는 원통 형상을 하고 상측이 개구된 형상을 할 수 있다. 농축통부(11)에 투입되는 시료는 특정항원이 아닌 병원균 표면의 특정 레이어(layer)와 결합하는 반코마이신(vancomycin), 폴리믹신(polymyxin)과 같은 프로브(probe)들을 코팅시킨 자성나노입자를 활용한다. 이로 인해 시료 내에서 그람양성균 및 그람음성균들이 동시에 농축될 수 있다.The concentrating tube 11 stores a sample containing magnetic nanoparticles and pathogens. As an example, the enrichment cylinder part 11 may have a cylindrical shape and an upper open shape. The sample input to the concentrating tube 11 uses magnetic nanoparticles coated with probes such as vancomycin and polymyxin that bind to a specific layer on the surface of a pathogen rather than a specific antigen. . Due to this, Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria can be simultaneously concentrated in the sample.

한편, 농축덮개부(12)는 농축통부(11)의 개구된 영역을 개폐할 수 있다. 이로 인해, 농축덮개부(12)를 통해 개방된 영역으로 자성나노입자와 병원체를 포함하는 시료를 투입할 수 있다.On the other hand, the enrichment cover portion 12 may open and close the opened region of the enrichment tube portion (11). For this reason, the sample containing the magnetic nanoparticles and the pathogen may be introduced into the area opened through the concentration cover part 12 .

농축삽입부(13)는 농축통부(11)의 하방으로 연장되고, 수거부(20)에 삽입되며, 수거부(20)에서 회전 가능하다. 일예로, 농축삽입부(13)는 농축통부(11) 보다 직경이 작아 농축통부(11)의 저면부가 수거부(20)에 안착될 수 있다.The enrichment insertion unit 13 extends downward of the enrichment tube 11 , is inserted into the collecting unit 20 , and is rotatable in the collecting unit 20 . For example, the enrichment insert 13 may have a smaller diameter than the enrichment tube 11 so that the bottom surface of the enrichment tube 11 may be seated on the collecting unit 20 .

농축출구부(14)는 농축삽입부(13)에 형성되고, 자성나노입자와 병원체를 포함하는 시료를 배출한다. 일예로, 농축출구부(14)는 농축삽입부(13)의 하부에 형성되는 홀 또는 배관이 될 수 있다.The enrichment outlet 14 is formed in the enrichment insertion unit 13, and discharges a sample containing magnetic nanoparticles and pathogens. For example, the enrichment outlet 14 may be a hole or a pipe formed in the lower portion of the enrichment inserting unit 13 .

본 발명의 일 실시예에 따른 농축부(10)는 농축통부(11)에 탈부착 가능하고, 자기력을 제공하는 농축자력부(15)를 더 포함할 수 있다. 일예로, 농축자력부(15)는 영구자석 또는 전자석이 적용될 수 있으며, 농축통부(11)의 외주면에 장착될 수 있다. 이러한 농축자력부(15)에 의해 자성나노입자와 연결된 병원체는 농축통부(11)의 내측에 고정되어 농축될 수 있다.The concentrating unit 10 according to an embodiment of the present invention may further include a concentrating magnetic force unit 15 that is detachable from the concentrating tube unit 11 and provides a magnetic force. As an example, the concentrating magnetic force unit 15 may be a permanent magnet or an electromagnet, and may be mounted on the outer circumferential surface of the concentrating tube unit 11 . The pathogen connected to the magnetic nanoparticles by the concentrating magnetic unit 15 may be fixed to the inside of the concentrating tube 11 and concentrated.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수거부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수거부(20)는 수거안착부(21)와, 수거안내부(22)와, 수거저장부(23)를 포함한다.3 is a diagram schematically showing a collection unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , the collection unit 20 according to an embodiment of the present invention includes a collection seating unit 21 , a collection guide unit 22 , and a collection storage unit 23 .

수거안착부(21)는 농축부(10)가 회전 가능하도록 안착된다. 일예로, 수거안착부(21)는 중앙부에 농축삽입부(13)가 삽입되어 회전 가능하도록 수거홈부(211)가 형성될 수 있다. 이로 인해 수거안착부(21)의 가장자리에는 농축통부(11)의 가장자리가 안착될 수 있다.The collection seating part 21 is seated so that the enrichment part 10 is rotatable. As an example, the collection receiving part 21 may have a collecting groove 211 formed therein so that the concentration inserting part 13 is inserted in the central portion to be rotatable. Due to this, the edge of the concentrating tube 11 may be seated on the edge of the collection seating part 21 .

수거안내부(22)는 수거안착부(21)에 형성되고, 농축부(10)에서 배출되는 시료를 안내한다. 일예로, 수거안내부(22)는 수거안착부(21)에 형성되는 홀 또는 배관이 될 수 있으며, 농축삽입부(13)의 회전으로 수거안내부(22)와 농축출구부(14)가 연통되면 농축통부(11) 및 농축삽입부(13)에 저장된 자성나노입자와 연결된 병원체를 제외한 시료가 배출될 수 있다.The collection guide 22 is formed on the collection seat 21 , and guides the sample discharged from the concentrator 10 . As an example, the collection guide 22 may be a hole or a pipe formed in the collection seat 21 , and the collection guide 22 and the concentration outlet 14 are connected by the rotation of the concentration inserting part 13 . When communicating, the sample excluding the pathogen connected to the magnetic nanoparticles stored in the enrichment tube 11 and the enrichment insertion unit 13 may be discharged.

수거저장부(23)는 수거안착부(21)의 하방에 배치되고, 농축부(10)에서 배출되는 시료를 저장한다. 일예로, 수거저장부(23)는 수거안착부(21)의 하부와 탈부착 가능하고, 수거저장부(23)에 시료가 저장되면 수거안착부(21)에서 수거저장부(23)를 분리하여 시료를 폐기한 후 비워진 수거저장부(23)를 수거안착부(21)에 재장착할 수 있다.The collection storage unit 23 is disposed below the collection seating unit 21 , and stores the sample discharged from the concentration unit 10 . For example, the collection storage unit 23 is detachable from the lower portion of the collection mounting unit 21 , and when a sample is stored in the collection storage unit 23 , the collection storage unit 23 is separated from the collection mounting unit 21 to After discarding the sample, the emptied collection storage unit 23 may be remounted to the collection mounting unit 21 .

본 발명의 일 실시예에 따른 수거부(20)는 수거유로부(24)를 더 포함할 수 있다. 수거유로부(24)는 수거안착부(21)에 형성되고, 농축부(10)에서 배출되는 농축된 병원체를 정제부(40)로 안내한다. 일예로, 농축삽입부(13)의 회전으로 수거유로부(24)와 농축출구부(14)가 연통되면, 농축통부(11) 및 농축삽입부(13)에 저장된 농축된 병원체를 안내할 수 있다. 수거유로부(24)는 저장부(30)를 통과하여 정제부(40)와 연통될 수 있다.The collection unit 20 according to an embodiment of the present invention may further include a collection passage unit 24 . The collection passage part 24 is formed in the collection seating part 21 , and guides the concentrated pathogen discharged from the concentration part 10 to the purification part 40 . As an example, when the collection flow path part 24 and the concentration outlet part 14 communicate with the rotation of the concentration insertion part 13, the concentrated pathogens stored in the concentration tube part 11 and the concentration insert part 13 can be guided. have. The collection passage part 24 may pass through the storage part 30 and communicate with the purification part 40 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저장부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저장부(30)는 저장통부(31)와, 저장유로부(32)와, 저장밸브부(33)를 포함한다.4 is a diagram schematically illustrating a storage unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , the storage unit 30 according to an embodiment of the present invention includes a storage cylinder unit 31 , a storage flow path unit 32 , and a storage valve unit 33 .

저장통부(31)는 수거부(20)에 연결되고 하나 이상의 버퍼를 저장하기 위한 저장공간(313)이 형성된다. 일예로, 저장통부(31)는 원통 형상을 하는 저장축부(311)와, 저장축부(311)의 외주면으로 연장되고 상하로 두께를 갖는 원판 형상의 저장판부(312)를 포함할 수 있다. 그리고, 저장판부(312)의 원주 방향으로 복수개의 저장공간(313)이 형성되어 다양한 종류의 버퍼가 저장될 수 있다.The storage container 31 is connected to the collection unit 20 and a storage space 313 for storing one or more buffers is formed. For example, the storage barrel 31 may include a storage shaft portion 311 having a cylindrical shape, and a storage plate portion 312 in a disk shape extending to the outer circumferential surface of the storage shaft portion 311 and having a vertical thickness. In addition, a plurality of storage spaces 313 are formed in the circumferential direction of the storage plate unit 312 to store various types of buffers.

저장유로부(32)는 저장공간(313)에 저장된 버퍼를 정제부(40)로 안내한다. 일예로, 저장유로부(32)는 각각의 저장공간(313)에 상단부가 연통되고, 저장축부(311)에 하단부가 연통될 수 있다.The storage flow path unit 32 guides the buffer stored in the storage space 313 to the purification unit 40 . For example, the storage passage 32 may have an upper end in communication with each storage space 313 , and a lower end communicating with the storage shaft 311 .

저장밸브부(33)는 저장유로부(32)를 개폐하여, 저장공간(313)에 저장된 버퍼를 선별 배출시킨다. 이러한 저장밸브부(33)는 로터리밸브 방식이 적용 가능하다. 일예로, 저장밸브부(33)는 저장축부(311)를 관통하는 밸브축부(331)와, 밸브축부(331)의 상부에서 측방향으로 돌출되어 조작 가능한 밸브조작부(332)와, 밸브축부(331)에 형성되고 저장유로부(32)와 선택적으로 연통되는 밸브유로부(333)를 포함할 수 있다. 이로 인해, 밸브조작부(332)의 수동 또는 자동 조작으로 밸브축부(331)가 회전되면 밸브유로부(333)가 복수개의 저장유로부(32) 중 어느 하나와 선택적으로 연통되어 버퍼를 정제부(40)로 안내할 수 있다.The storage valve part 33 opens and closes the storage passage part 32 to selectively discharge the buffer stored in the storage space 313 . This storage valve part 33 is applicable to the rotary valve method. As an example, the storage valve part 33 includes a valve shaft part 331 passing through the storage shaft part 311, a valve operation part 332 protruding laterally from the upper part of the valve shaft part 331 and operable, and a valve shaft part ( It may include a valve flow path part 333 formed in 331 and selectively communicating with the storage flow path part 32 . For this reason, when the valve shaft part 331 is rotated by manual or automatic operation of the valve operation part 332, the valve flow path part 333 is selectively communicated with any one of the plurality of storage flow path parts 32 to convert the buffer into the purification unit ( 40) can be guided.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정제부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정제부(40)는 정제통부(41)와 정제배출부(42)를 포함한다.5 is a view schematically showing a tablet unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , the tablet unit 40 according to an embodiment of the present invention includes a tablet cylinder unit 41 and a tablet discharge unit 42 .

정제통부(41)는 저장부(30)의 하부에 연결되고, 농축부(10)에서 농축된 병원체가 유입되며, 저장부(30)에서 버퍼가 유입되어 핵산을 정제한다. 일예로, 정제통부(41)는 저장축부(311)의 하단부에 연결되고, 수거유로부(24)와 연통되며, 하부로 갈수록 내경이 줄어드는 형상을 할 수 있다.The purification barrel 41 is connected to the lower portion of the storage unit 30 , the pathogen concentrated in the concentration unit 10 is introduced, and a buffer is introduced in the storage unit 30 to purify the nucleic acid. For example, the tablet cylinder part 41 may be connected to the lower end of the storage shaft part 311 , communicate with the collection passage part 24 , and have a shape in which the inner diameter decreases toward the bottom.

정제배출부(42)는 정제통부(41)의 하부에 형성되고, 정제통부(41)에서 정제된 핵산을 배출한다. 일예로, 정제배출부(42)는 정제통부(41)의 하부와 연결되는 배출배관부(421)와, 배출배관부(421)를 개폐하는 배출밸브부(422)를 포함할 수 있다.The tablet discharge unit 42 is formed at the lower portion of the tablet cylinder unit 41 , and discharges the purified nucleic acid from the tablet cylinder unit 41 . For example, the tablet discharge unit 42 may include a discharge pipe unit 421 connected to the lower portion of the tablet cylinder unit 41 and a discharge valve unit 422 for opening and closing the discharge pipe unit 421 .

본 발명의 일 실시예에 따른 정제부(40)는 정제자력부(43)를 더 포함할 수 있다. 정제자력부(43)는 정제통부(41)에 탈부착 가능하고, 자기력을 제공한다. 일예로, 정제자력부(43)는 영구자석 또는 전자석이 적용될 수 있으며, 정제통부(41)의 외주면에 장착될 수 있다. The refining unit 40 according to an embodiment of the present invention may further include a refining magnetic force unit 43 . The tablet magnetic force part 43 is detachable from the tablet cylinder part 41 and provides a magnetic force. For example, the tablet magnetic force unit 43 may be a permanent magnet or an electromagnet, and may be mounted on the outer peripheral surface of the tablet cylinder unit 41 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출방법을 설명하면 다음과 같다.6 is a flowchart schematically illustrating a nucleic acid extraction method according to an embodiment of the present invention. A nucleic acid extraction method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 as follows.

먼저, 병원체를 포함한 시료에 자성나노입자를 혼합하는 시료준비단계를 갖는다(S10). 이러한 자성나노입자는 특정항원이 아닌 병원균 표면의 특정 레이어(layer)와 결합하는 반코마이신(vancomycin), 폴리믹신(polymyxin)과 같은 프로브(probe)들을 코팅한다. 자성나노입자는 시료 내에서 그람양성균 및 그람음성균들을 동시에 농축할 수 있다.First, it has a sample preparation step of mixing the magnetic nanoparticles to the sample containing the pathogen (S10). These magnetic nanoparticles are coated with probes such as vancomycin and polymyxin that bind to a specific layer on the surface of a pathogen rather than a specific antigen. The magnetic nanoparticles can simultaneously concentrate Gram-positive bacteria and Gram-negative bacteria in the sample.

시료준비가 완료되면, 병원체와 자성나노입자를 포함한 시료를 농축부(10)로 공급하는 시료공급단계를 갖는다(S20). 일예로, 농축덮개부(12)가 농축통부(11)를 개방하면 병원체와 자성나노입자를 포함한 시료를 농축통부(11)에 공급한다. 그 외, 농축통부(11)에 연결된 공급유로를 통해 시료를 공급할 수 있다.When the sample preparation is completed, a sample supply step of supplying a sample including pathogens and magnetic nanoparticles to the concentrator 10 is performed (S20). For example, when the enrichment cover 12 opens the enrichment tube 11 , a sample including pathogens and magnetic nanoparticles is supplied to the enrichment tube 11 . In addition, the sample may be supplied through a supply passage connected to the concentrating tube 11 .

농축부(10)에 시료가 공급되면, 농축부(10)는 병원체와 자성나노입자를 시료에서 분리시켜 농축시키는 농축단계를 갖는다(S30). 즉, 농축부(10)에 제공되는 자기력에 의해 자성나노입자 및 자성나노입자와 연결된 병원체가 시료에서 분리되어 농축된다. 이러한 농축단계에서 병원체와 분리된 시료는 수거부(20)에서 수거된 후 폐기될 수 있다.When the sample is supplied to the concentration unit 10, the concentration unit 10 has a concentration step of separating the pathogen and the magnetic nanoparticles from the sample and concentrating (S30). That is, the magnetic nanoparticles and pathogens connected to the magnetic nanoparticles are separated from the sample and concentrated by the magnetic force provided to the concentrator 10 . In this concentration step, the sample separated from the pathogen may be collected by the collecting unit 20 and then discarded.

농축단계를 통해 병원체가 농축되면, 농축부(10)에 농축된 병원체를 정제부(40)로 이송시키는 이송단계를 갖는다(S40). 이송단계에서는 농축부(10)에 제공되는 자기력을 차단하고 정제부(40)에 자기력을 제공한 후, 농축된 병원체를 정제부(40)로 이송시킨다.When the pathogen is concentrated through the concentration step, there is a transfer step of transferring the pathogen concentrated in the concentration unit 10 to the purification unit 40 (S40). In the transfer step, the magnetic force provided to the concentrating unit 10 is blocked and the magnetic force is provided to the refining unit 40 , and then the concentrated pathogen is transferred to the refining unit 40 .

즉, 농축부(10)에 제공되는 자기력이 차단되면, 농축부(10)에 농축된 자성나노입자와 병원체는 이동이 가능한 상태가 된다. 그리고 1mL의 인산완충식염수(phosphate buffered saline;PBS)를 이용하여 농축된 병원체와 자성나노입자를 정제부(40) 방향으로 이동시킨다. 이때, 농축삽입부(13)를 회전시켜 농축출구부(14)와 수거유로부(24)가 연통된다, That is, when the magnetic force provided to the enrichment unit 10 is blocked, the magnetic nanoparticles and pathogens concentrated in the enrichment unit 10 are in a state in which movement is possible. Then, using 1 mL of phosphate buffered saline (PBS), the concentrated pathogens and magnetic nanoparticles are moved in the direction of the purification unit 40 . At this time, by rotating the enrichment insertion part 13, the enrichment outlet part 14 and the collection passage part 24 communicate,

PBS는 phosphate buffer로 생물학 관련 실험에서 가장 많이 쓰이는 buffer이며 완충용액으로 사용된다. 완충용액은 외부로부터 어느 정도의 산 또는 염기를 가해도 그것들의 영향을 받지 않고, 수소이온농도를 일정하게 유지하려고 하는 용액이다.PBS is a phosphate buffer and is the most used buffer in biological experiments and is used as a buffer solution. A buffer solution is a solution that tries to maintain a constant hydrogen ion concentration without being affected by any acid or base added from the outside.

또한 이송단계는, 농축부(10)에서 자기력의 공급을 차단한 후 워싱액을 공급하여 정제부(40)로 농축된 병원체를 이송시키는 기술사상 안에서 인산완충식염수 외에 다른 용액을 사용할 수도 있다.In addition, in the transfer step, a solution other than phosphate buffered saline may be used within the technical concept of supplying a washing solution after blocking the supply of magnetic force in the concentrating unit 10 to transfer the concentrated pathogen to the refining unit 40 .

정제부(40)에 농축된 병원체가 이송되면, 저장부(30)에 저장된 버퍼를 정제부(40)에 선별 투입하는 투입단계를 갖는다(S50).When the concentrated pathogen is transferred to the purification unit 40, an input step of selectively inputting the buffer stored in the storage unit 30 to the purification unit 40 is performed (S50).

즉, 저장통부(31)에 형성되는 복수개의 저장공간(313)에는 다양한 종류의 버퍼가 각각 저장되고, 저장밸브부(33)의 조작에 의해 버퍼가 선별적으로 정제부(40)에 투입될 수 있다.That is, various types of buffers are respectively stored in the plurality of storage spaces 313 formed in the storage barrel 31 , and the buffers are selectively introduced into the purification unit 40 by the operation of the storage valve unit 33 . can

일예로, 복수개의 저장공간(313) 중에는 100μL의 Lysis buffer와 100μL의 Binding buffer가 저장될 수 있다.For example, 100 μL of Lysis buffer and 100 μL of Binding buffer may be stored in the plurality of storage spaces 313 .

Lysis buffer는 세포 화합물을 분석하는 분자 생물학 실험에 사용하기 위해 개방형 세포를 파괴할 때 사용되는 완충액이다. 대부분의 용해 완충액은 용해물의 산도 및 삼투압을 조절하기 위해 염을 함유한다. 때로는 세제(예: Triton X-100 또는 SDS)를 첨가하여 막 구조를 해체 할 수도 있으며, 이러한 용해 완충액은 동물과 식물의 조직 세포 모두에서 사용할 수 있다. Lysis buffer는 자성나노입자에 결합된 병원체를 용해하여 핵산을 분리하기 위해 사용된다.Lysis buffer is a buffer used to disrupt open cells for use in molecular biology experiments that analyze cellular compounds. Most lysis buffers contain salts to control the acidity and osmotic pressure of the lysate. Sometimes detergents (eg Triton X-100 or SDS) can be added to dissolve the membrane structure, and these lysis buffers can be used in both animal and plant tissue cells. Lysis buffer is used to separate nucleic acids by dissolving pathogens bound to magnetic nanoparticles.

Binding buffer는 이후 정제통부(41)에 공급될 자성실리카입자와 핵산이 결합할 수 있도록 하는 버퍼기능을 한다.The binding buffer functions as a buffer to allow the magnetic silica particles to be supplied to the purification barrel 41 and nucleic acids to bind thereafter.

그 외, 저장공간(313)에는 10μL의 Proteinase K와 5μL의 RNase A에 저장될 수 있다. In addition, 10 μL of Proteinase K and 5 μL of RNase A may be stored in the storage space 313 .

Proteinase K는 핵산의 정제 효율을 높이기 위한 시약으로 단백질 분해효소이다. Proteinase K는 DNA에 붙어있는 histone 단백질을 제거하는 역할을 한다. DNA에는 히스톤 단백질이 붙어 있어서 안정성을 유지한다. 그래서 Proteinase K를 넣어주면 DNA를 뽑을때 Purity가 떨어지는 것이다.Proteinase K is a proteolytic enzyme as a reagent for increasing the purification efficiency of nucleic acids. Proteinase K removes histone proteins from DNA. Histone proteins are attached to DNA to maintain stability. So, if Proteinase K is added, the purity will decrease when DNA is extracted.

RNase(리보 핵산 분해 효소)는 RNA를 자르는데 사용되는 효소이다. DNA정제에 RNase가 쓰이는 이유는 보통 DNA를 뽑으면 RNA도 같은 원리로 뽑혀져 나오며, 필요한 것은 DNA이므로 필요없는 RNA를 잘라서 없애기 위해서 RNase를 공급하므로 순수한 DNA를 얻을 수 있다.RNase (ribonuclease) is an enzyme used to cut RNA. The reason that RNase is used for DNA purification is that when DNA is usually extracted, RNA is also extracted in the same way, and what is needed is DNA.

정제부(40)에 버퍼가 투입되면, 정제부(40)로 이송된 병원체에서 핵산을 추출하는 추출단계를 갖는다(S60).When the buffer is added to the purification unit 40, an extraction step of extracting nucleic acids from the pathogen transferred to the purification unit 40 is performed (S60).

즉, 상온에서 2분간 온도를 일정하게 유지하며 incubation을 한 후 25μL의 자성실리카입자와 200μL의 아이소프로판올(isopropanol)을 정제부(40)에 투입한 후 5분 간 vortex를 진행한다. That is, after incubation while maintaining a constant temperature for 2 minutes at room temperature, 25 μL of magnetic silica particles and 200 μL of isopropanol are added to the purification unit 40, and vortex is performed for 5 minutes.

이 과정으로 농축된 병원체를 용해시켜 핵산이 추출되며 추출된 핵산은 양이온가교(cation bridge)로 인해 자성실리카입자와 정전기적 결합 형태로 결합한다. 양이온가교는 양이온을 띠며, 자성실리카입자와 핵산은 음이온을 띠므로 양이온가교의 양측에 자성실리카 입자와 핵산이 결합된다.Nucleic acid is extracted by dissolving the concentrated pathogen in this process, and the extracted nucleic acid is electrostatically bonded to magnetic silica particles due to cation bridge. Since cationic crosslinking has a cation, magnetic silica particles and nucleic acids have anions, magnetic silica particles and nucleic acids are bonded to both sides of cationic crosslinking.

아이소프로판올은 프로판올의 이성질체인 지방족 포화알코올이다. vortex를 하는 이유는 DNA 정제를 위해 공급된 물질과 효과가 잘 섞기 위해서 시행한다.Isopropanol is an aliphatic saturated alcohol that is an isomer of propanol. The reason for vortexing is to mix well with the substance supplied for DNA purification.

아이소프로판올과 에탄올(ethanol)은 동일한 알콜류로서, 염(salt)으로 인해서 중화된 DNA의 침전효율을 증가시키기 위해 사용된다.Isopropanol and ethanol are the same alcohols and are used to increase the precipitation efficiency of DNA neutralized by salt.

그리고 정제부(40)에 대한 자기력 제공을 중단하고, 5분간 vortex를 진행한 후, 불순물을 배출하기 위해 정제통부(41)의 하부로 자기력을 제공한다.And after stopping providing the magnetic force to the refining unit 40, and vortexing for 5 minutes, a magnetic force is provided to the lower portion of the refining cylinder 41 to discharge impurities.

핵산 추출이 완료되면, 추출된 핵산을 정제하는 정제단계를 갖는다(S70). 즉, 저장부(30)를 통해 350μL의 워싱 버퍼를 주입하는 과정을 3번 반복하며 정제통부(41)에 있는 불순물은 정제배출부(42)를 통해 모두 배출된다. 그리고 정제통부(41)에 있는 내부유체를 제거하는 동작을 3번 반복한다.When the nucleic acid extraction is completed, a purification step of purifying the extracted nucleic acid is performed (S70). That is, the process of injecting 350 μL of washing buffer through the storage unit 30 is repeated three times, and all impurities in the tablet cylinder unit 41 are discharged through the tablet discharge unit 42 . And the operation of removing the internal fluid in the tablet cylinder 41 is repeated three times.

그리고 저장부(30)를 통해 정제통부(41)로 100μL의 용출 완충액(elution buffer)을 공급하며, 정제통부(41)에 제공되는 자기력을 차단한다. 이후에는 히터로 65℃의 온도로 5분간 정제통부(41)를 가열한 후, 핵산을 자성실리카입자로부터 분리시킨다. 분리한 액상 시료를 얻게 되면 정제배출부(42)를 통해 외부로 배출시킨다.Then, 100 μL of elution buffer is supplied to the tablet tub 41 through the storage 30 , and the magnetic force provided to the tablet tub 41 is blocked. Thereafter, after heating the purification cylinder 41 at a temperature of 65° C. with a heater for 5 minutes, the nucleic acids are separated from the magnetic silica particles. When the separated liquid sample is obtained, it is discharged to the outside through the purification discharge unit 42 .

본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출장치 및 핵산 추출방법은 대용량 시료 내에 존재하는 낮은 농도의 병원체를 자성을 이용하여 시료에서 신속하게 분리한 후 농축하여 정제부(40)에서 핵산을 정제하여 분리할 수 있으므로 진단검사에 소요되는 비용과 시간을 절약할 수 있다.The nucleic acid extraction apparatus and nucleic acid extraction method according to an embodiment of the present invention isolate a low-concentration pathogen present in a large-capacity sample from the sample using magnetism, and then concentrate it to purify and separate the nucleic acid in the purification unit 40 . Therefore, the cost and time required for the diagnostic test can be saved.

또한 본 발명은 병원균 표면의 특정 레이어와 결합하는 프로브들을 코팅시킨 자성나노입자를 사용하므로, 시료내에서 병원균들의 다중 농축이 가능하다.In addition, since the present invention uses magnetic nanoparticles coated with probes that bind to a specific layer on the pathogen surface, multiple concentration of pathogens in the sample is possible.

또한, 본 발명은 핵산 추출장치(1)에 일체로 구비되는 저장부(30)에 필요한 버퍼들이 모두 저장 가능하므로 작업성이 개선될 수 있다.In addition, in the present invention, since all buffers necessary for the storage unit 30 integrally provided in the nucleic acid extraction apparatus 1 can be stored, workability can be improved.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those of ordinary skill in the art. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

10 : 농축부 11 : 농축통부
12 : 농축덮개부 13 : 농축삽입부
14 : 농축출구부 15 : 농축자력부
20 : 수거부 21 : 수거안착부
22 : 수거안내부 23 : 수거저장부
24 : 수거유로부 30 : 저장부
31 : 저장통부 32 : 저장유로부
33 : 저장밸브부 40 : 정제부
41 : 정제통부 42 : 정제배출부
43 : 정제자력부
10: enrichment unit 11: enrichment tube unit
12: enrichment cover part 13: enrichment insertion part
14: concentrating outlet 15: concentrating magnetic unit
20: collection unit 21: collection mounting unit
22: collection guide 23: collection storage unit
24: collection passage 30: storage
31: storage tube portion 32: storage passage portion
33: storage valve unit 40: refining unit
41: tablet cylinder part 42: tablet discharge part
43: refining magnetic force unit

Claims (13)

자성나노입자와 병원체를 포함한 시료가 저장되고, 병원체를 시료에서 분리하여 농축시키는 농축부;
상기 농축부가 회전 가능하도록 장착되고, 상기 농축부에서 배출되는 시료를 처리하는 수거부;
상기 수거부와 연결되고, 하나 이상의 버퍼를 저장할 수 있는 저장부; 및
상기 저장부에 연결되고, 상기 농축부에서 공급되는 농축된 병원체를 전달받아 핵산으로 정제하여 정제된 핵산을 배출하는 정제부;를 포함하고,
상기 수거부와 상기 저장부와 상기 정제부는 일체로 형성되며,
상기 농축부는
자성나노입자와 병원체를 포함하는 시료가 저장되는 농축통부;
상기 농축통부의 하방으로 연장되고, 상기 수거부에 삽입되며, 상기 수거부에서 회전 가능한 농축삽입부; 및
상기 농축삽입부에 형성되고, 자성나노입자와 병원체를 포함하는 시료를 배출하는 농축출구부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 추출장치.
a concentration unit storing a sample including magnetic nanoparticles and pathogens, and separating and concentrating the pathogen from the sample;
a collecting unit which is rotatably mounted to the concentrator and processes the sample discharged from the concentrator;
a storage unit connected to the collection unit and capable of storing one or more buffers; and
a purification unit connected to the storage unit, receiving the concentrated pathogen supplied from the concentrating unit, purifying it into nucleic acid, and discharging the purified nucleic acid;
The collecting unit, the storage unit, and the refining unit are integrally formed,
the concentrator
a concentrating tube in which a sample containing magnetic nanoparticles and pathogens is stored;
a concentration insert extending downward of the enrichment tube, inserted into the collecting unit, and rotatable in the collecting unit; and
A nucleic acid extracting apparatus comprising a; is formed in the concentration insert, the concentration outlet for discharging the sample containing the magnetic nanoparticles and pathogens.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 농축부는
상기 농축통부에 탈부착 가능하고, 자기력을 제공하는 농축자력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 추출장치.
The method of claim 1, wherein the concentrating unit
A nucleic acid extracting device comprising a; detachable and detachable concentrator to the concentrating tube and providing a magnetic force.
제 1항에 있어서, 상기 수거부는
상기 농축부가 회전 가능하도록 안착되는 수거안착부;
상기 수거안착부에 형성되고, 상기 농축부에서 배출되는 시료를 안내하는 수거안내부; 및
상기 수거안착부의 하방에 배치되고, 상기 농축부에서 배출되는 시료를 저장하는 수거저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 추출장치.
According to claim 1, wherein the collection unit
a collection seating part on which the concentrating part is rotatably seated;
a collection guide unit formed in the collection receiving unit and guiding the sample discharged from the enrichment unit; and
A nucleic acid extracting apparatus comprising a; a collection storage unit disposed below the collection receiving part and storing the sample discharged from the concentration part.
제 4항에 있어서, 상기 수거부는
상기 수거안착부에 형성되고, 상기 농축부에서 배출되는 농축된 병원체를 상기 정제부로 안내하는 수거유로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 추출장치.
5. The method of claim 4, wherein the collection unit
The nucleic acid extracting apparatus further comprising a; a collection passage formed in the collection receiving part and guiding the concentrated pathogen discharged from the concentration part to the purification part.
제 1항에 있어서, 상기 저장부는
상기 수거부에 연결되고, 하나 이상의 버퍼를 저장하기 위한 저장공간이 형성되는 저장통부;
상기 저장공간에 저장된 버퍼를 상기 정제부로 안내하는 저장유로부; 및
상기 저장유로부를 개폐하는 저장밸브부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 추출장치.
The method of claim 1, wherein the storage unit
a storage container connected to the collection unit and having a storage space for storing one or more buffers;
a storage passage for guiding the buffer stored in the storage space to the purification unit; and
A nucleic acid extraction device comprising a; a storage valve for opening and closing the storage passage.
제 6항에 있어서,
상기 저장밸브부는 로터리밸브 방식이 적용 가능한 것을 특징으로 하는 핵산 추출장치.
7. The method of claim 6,
The storage valve unit is a nucleic acid extraction device, characterized in that the rotary valve method is applicable.
제 1항에 있어서, 상기 정제부는
상기 저장부의 하부에 연결되고, 상기 농축부에서 농축된 병원체가 유입되고, 상기 저장부에서 버퍼가 유입되어 핵산을 정제하는 정제통부; 및
상기 정제통부의 하부에 형성되고, 상기 정제통부에서 정제된 핵산을 배출하는 정제배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 추출장치.
According to claim 1, wherein the purification unit
a purification barrel connected to the lower part of the storage unit, into which pathogens concentrated in the concentration unit are introduced, and a buffer is introduced from the storage unit to purify the nucleic acid; and
A nucleic acid extracting apparatus comprising a; a purification discharge unit formed at the lower portion of the purification barrel and discharging the purified nucleic acid from the purification barrel.
제 8항에 있어서, 상기 정제부는
상기 정제통부에 탈부착 가능하고, 자기력을 제공하는 정제자력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 추출장치.
The method of claim 8, wherein the purification unit
The nucleic acid extracting apparatus further comprising a; a purification magnetic force unit detachable from the tablet barrel and providing a magnetic force.
병원체를 포함한 시료에 자성나노입자를 혼합하는 시료준비단계;
병원체와 자성나노입자를 포함한 시료를 농축부로 공급하는 시료공급단계;
상기 농축부에 의해 병원체와 자성나노입자가 시료에서 분리되어 농축되는 농축단계;
상기 농축부에서 농축된 병원체를 정제부로 이송시키는 이송단계;
저장부에 저장된 버퍼를 상기 정제부에 선별 투입하는 투입단계;
상기 정제부로 이송된 병원체에서 핵산을 추출하는 추출단계; 및
추출된 핵산을 정제하는 정제단계;를 포함하고,
상기 농축부에서 배출되는 시료를 처리하는 수거부와, 상기 저장부와, 상기 정제부는 일체로 형성되며, 상기 수거부에 상기 농축부가 회전 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 핵산 추출방법.
A sample preparation step of mixing magnetic nanoparticles with a sample containing a pathogen;
A sample supply step of supplying a sample including pathogens and magnetic nanoparticles to the concentration unit;
a concentration step in which pathogens and magnetic nanoparticles are separated from the sample by the concentration unit and concentrated;
a transfer step of transferring the pathogen concentrated in the concentrating unit to the refining unit;
an input step of selectively injecting the buffer stored in the storage into the refining unit;
an extraction step of extracting nucleic acids from the pathogen transferred to the purification unit; and
Including; a purification step of purifying the extracted nucleic acid;
A nucleic acid extraction method, characterized in that the collecting unit for processing the sample discharged from the concentrating unit, the storage unit, and the purification unit are integrally formed, and the concentrator is rotatably mounted to the collecting unit.
제 10항에 있어서,
상기 자성나노입자는 병원균 표면의 특정 레이어와 결합하는 프로브들을 코팅하여, 시료 내에서 그람양성균 및 그람음성균이 동시에 농축 가능한 것을 특징으로 하는 핵산 추출방법.
11. The method of claim 10,
The magnetic nanoparticles are coated with probes that bind to a specific layer on the surface of the pathogen, so that Gram-positive and Gram-negative bacteria can be simultaneously concentrated in the sample.
제 10항에 있어서, 상기 농축단계는
상기 농축부에 제공되는 자기력에 의해 자성나노입자가 시료에서 분리되어 농축되는 것을 특징으로 하는 핵산 추출방법.
11. The method of claim 10, wherein the concentration step
A nucleic acid extraction method, characterized in that magnetic nanoparticles are separated from the sample and concentrated by the magnetic force provided to the enrichment unit.
제 10항에 있어서, 상기 이송단계는
상기 농축부에 제공되는 자기력을 제거하고, 상기 정제부에 자기력을 제공한 후, 농축된 병원체를 상기 정제부로 이송하는 것을 특징으로 하는 핵산 추출방법.
11. The method of claim 10, wherein the transferring step
A nucleic acid extraction method, characterized in that after removing the magnetic force provided to the enrichment unit and providing the magnetic force to the purification unit, the concentrated pathogen is transferred to the purification unit.
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