KR102351631B1 - 액체샘플 처리장치 - Google Patents

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스테판 짐머만
안드레 그로스
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사이테나 바이오프로세스 솔루션즈 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 액체샘플을 처리하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치가 액체샘플을 수용하기 위한 하나 이상의 수용부를 갖는 캐리어, 하나 이상의 처리단계를 수행하기 위한 처리유닛과, 처리유닛에 의하여 수행되는 처리단계를 제어 또는 조절하기 위한 전기제어조절유닛을 포함하는 작동장치를 포함하고, 작동장치, 특히 전기제어조절유닛이 처리유닛에 착설된다. 장치는 처리유닛이 캐리어 상에 착설됨을 특징으로 한다.

Description

액체샘플 처리장치
본 발명은 액체샘플을 수용하기 위한 하나 이상의 수용부를 갖는 캐리어, 하나 이상의 처리단계를 수행하기 위한 처리유닛과, 처리유닛에 의하여 수행되는 처리단계를 제어 또는 조절하기 위한 전기제어조절유닛을 포함하는 작동장치를 포함하는 액체샘플 처리장치에 관한 것으로, 작동장치, 특히 제어조절유닛이 처리유닛에 착설되는 액체샘플 처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 액체샘플 처리방법에 관한 것이다.
마이크로타이터 플레이트(microtiter plates) 또는 유사한 테스트 캐리어(test carrier)가 예를 들어 세포배양물, 생물학적 조직, DNA 샘플, 유효성분시약 등과 같은 액체샘플을 수용하는 다수의 수용부를 포함하는 것이 종래기술로부터 알려져있다. 각 액체샘플은 예를 들어 DNA의 증폭 또는 정제, 세포배양, 세포배양 독성연구의 수행, 세포배양 단백질 발현분석, 단백질-단백질 상호작용 검출, 면역분석의 수행 등과 같은 일반적으로 수동 또는 자동적으로 처리된다.
특정용도에 필요한 테스트 캐리어에 담긴 액체샘플에 대해 다양한 작업을 수행하기 위하여, 많은 실험실 장치가 사용되고 있다. 실험실 장치는 액체샘플에 대하여 단일 또는 다중 처리단계를 수행할 수 있다. 실험실은 일반적으로 완전한 처리순서를 실현하기 위하여 표준화된 마이크로타이터 플레이트에 저장된 액체샘플을 일측 처리단으로부터 다음 처리단으로 이송하도록 설계된 인프라 시설이 있다.
마이크로타이터 플레이트 또는 유사한 캐리어가 처리될 수 있는 다양한 실험실 장치와 방법이 알려져 있다. 대부분의 실험실 장치는 통상 이들이 하나 이상의 마이크로타이터 플레이트를 처리하도록 설계되어 있다. 또한, 많은 실험실 장치는 완전한 분석을 수행하거나 완전한 프로세스의 적어도 일부를 완전히 자동으로 수행할 수 있도록 하는 다수의 기능을 갖는다. 프로세스가 실험실 장치에서 완전히 수행될 수 없는 경우, 다양한 실험실 장치는 자동화 솔루션에 의하여 마이크로타이터 플레이트가 일측 처리단에서 다음 처리단으로 이송되는 시스템으로 조합된다.
그러나, 이러한 개념은 때때로 매우 크고 값비싼 시스템을 사용하여야 하는바, 이러한 시스템의 역량은 일부의 경우에 최소한으로 이용될 수 밖에 없다. 특히, 예를 들어 x-y-z 포지셔닝 시스템 또는 자동 피펫팅 스테이션과 같은 많은 자동화 구성요소는 이들이 처리단으로부터 처리단까지 마이크로타이터 플레이트을 위한 이송시스템, 피펫팅 로봇의 액슬 시스템, 마이크로타이터 판독기의 포지셔닝 시스템 등과 같은 다양한 실험실 장치의 구성요소이기 때문에 종종 여러 시스템에 존재한다. 실제로 이러한 리던던시(redundancy)는 필요치 않다.
다른 한편으로, 일부의 경우에 있어서, 시스템은 일부 처리단이 병목현상을 보일 수 있으므로 필요한 처리량을 처리하지 못할 수 있다. 시스템의 스케일링은 낮은 모듈화와 선형 처리에 의하여 용이하게 수행될 수 없으므로 이들 병목현상을 용이하게 제거할 수 없다. 더욱이, 통상적인 자동화로는 사용되는 액체의 양을 최소화하는 것이 거의 불가능하여 프로세스를 보다 자원절약적이고 효율적이며 신속하게 수행할 수 없다.
사용된 시스템에 대한 대안을 찾기 위하여, 폐쇄형 미세유체 시스템에서 극미량의 액체를 처리하는 방법이 시도 중이다. 이들 시스템은 랩온어칩(lab-on-a-chip) 또는 마이크로 통합분석 시스템(micro-total-analysis system)으로 알려져 있다. 이들 시스템은 매우 빠르고 효율적이지만 완전한 자동화 및 기존 실험실 장비와의 인터페이스 측면에서 여전히 큰 약점을 갖는다. 랩온어칩 시스템은 이의 쇄형 테스트 캐리어와 고정되고 사전에 결정된 처리구조로 인하여 상류측 및 하류측의 다른 프로세스와 유연하게 결합할 수 없는 경우가 많다. 더욱이, 랩온어칩 시스템에 있어서는 종종 테스트 캐리어와 액체의 양만이 비교적 작은 반면에 이들 테스트 캐리어를 처리하는 처리분석장치는 그렇지않은 경우가 많다.
따라서, 공지된 시스템에서, 한편으로, 마이크로타이터 플레이트 및 유사한 캐리어의 사용에 있어서 높은 유연성을 갖는 고도의 표준화 및 자동화가 존재한다. 그러나, 이들 시스템은 크고 비싸고 종종 최적으로 사용되지 않는 실험실 인프라와 제한된 소형화 또는 비용 절감 가능성이라는 단점이 있다. 다른 한편으로, 고도로 소형화되고 통합된 미세유체 랩온어칩 시스템의 단점은 실행가능한 프로세스 측면에서 이들의 낮은 유연성, 복잡한 미세유체구조를 포함하는 테스트 캐리어의 복잡성과, 통상적인 형태의 상류측 또는 하류측 프로세스 체인으로 통합의 곤란성에 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 처리에 요구된 기술적 장비를 줄이고, 소형이고 간단한 구조를 가지며, 유연하게 사용될 수 있고, 기존의 실험실 환경에 용이하게 통합할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적은 처리유닛이 캐리어에 착설됨을 특징으로 하는 상기 언급된 형태의 장치에 의하여 성취된다.
본 발명의 다른 목적은 처리가 보다 간단하고 신속하게 수행될 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적은 본 발명에 따른 장치에 의하여 사용되는 액체샘플을 처리하기 위한 방법에 의하여 성취된다. 더욱이, 이러한 목적은 상기 언급된 형태의 방법에 의하여 성취되는바, 본 발명의 방법은 캐리어의 하나 이상의 수용부가 하나 이상의 액체샘플로 충전되고, 처리유닛이 캐리어에 착설되며, 전기제어조절유닛을 포함하는 작동장치가 처리유닛에 착설되고, 전기제어조절유닛이 처리유닛에 의하여 수행되는 처리단계를 제어하거나 조절함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치는 장치의 구성요소가 적층구조로 되어 있어 액체샘플이 처리될 수 있는 작고 간단하게 구성된 장치가 제공될 수 있다는 이점을 갖는다. 이러한 장치는 프로세스 흐름을 단순화하고 가속할 수 있는 장치, 특히 캐리어에서 직접적으로 각 처리단계를 수행하는데 유리하게 사용될 수 있다. 따라서, 작동장치와 처리장치는 캐리어에 수용된 다수의 액체샘플의 소형화 자동동시처리가 이루어질 수 있도록 한다. 특히, 다수의 캐리어가 다른 장치와 병행하여 처리될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 캐리어가 더 이상 처리단에 개입될 필요가 없어 종래의 실시형태와는 다르게 프로세스 흐름 및/또는 처리단에 더 이상 다른 병목현상이 나타나지 않는다.
다른 장점은 작동장치와 처리유닛이 개별적으로 또는 캐리어와 함께 수동 또는 자동으로 취급될 수 있다는 것이다. 특히, 작동장치와 처리유닛을 수동으로 캐리어 상에 배치함으로써 장치를 수동으로 조립하는 것이 가능하지만, 액체샘플의 후속 처리과정이 자동적으로 이루어진다. 액체샘플의 처리가 자동으로 수행되므로 예를 들어 처리장치를 처리하기 위하여 별도의 실험실 장비를 구입할 필요가 없다. 처리유닛과 캐리어는 특히 작동장치, 처리유닛 및 캐리어가 예를 들어 마이크로타이터 플레이트의 외부칫수에 해당하는 표준화된 칫수를 가질 때에, 기존의 실험실 장비를 사용하는 종래의 자동화 기술에 의해 자동으로 처리될 수 있다. 자동화 기술을 사용할 수 없는 경우, 상기 언급된 구성요소들이 실험실 직원에 의하여 취급될 수 있다.
사용된 캐리어가 종래기술로부터 알려져 있고 예를 들어 마이크로타이터 플레이트와 같이 표준화되었으므로, 통상적인 프로세스 흐름에 통합하는 것이 가능하다. 더욱이, 상기 언급된 캐리어가 사용되므로, 종래의 실험실 장비와의 호환성이 유지된다. 예를 들어 마이크로타이터 플레이트와 같이 캐리어를 위하여 확립된 물류시스템과 소형화가 불가능한 복잡한 분석장치가 계속 사용될 수 있다.
장치의 다른 특별한 장점은 처리장치, 처리유닛 및 캐리어를 포함하는 장치가 처리를 수행할 수 있는 작은 실험실 장치에 해당한다는 점이다. 따라서, 하나 이상의 처리단계를 수행할 수 있는 처리단을 제공할 필요가 없다. 각 캐리어를 위한 장치에 의하여, 상기 장치를 위하여 요구된 처리단 및 처리단들이 개별적으로 제공될 수 있다. 이는 장치에서 시간차없이 그리고 대기시간없이 또한 장치에서 캐리어의 개별처리가 가능하여 캐리어의 보관이 필요없이 각 개별적인 캐리어의 처리를 수행할 수 있도록 한다.
처리 또는 개별처리단계의 소형화는 처리유닛이 하나 이상의 처리단계를 수행하도록 구성되었기 때문에 발생한다. 이는 액체샘플의 처리가 대형 처리단으로부터 장치의 처리유닛으로 이동됨을 의미한다. 이와 같이 함으로써, 처리단계는 보다 효율적이고 보다 경제적으로 수행될 수 있다. 특히, 실험실 프로세스의 병렬성과 확장성은 특정기능을 가진 개별 처리유닛 및 작동장치에서 개별 프로세스단계를 모듈화함으로써 크게 개선된다. 이와 같이 하여, 복잡한 작업에 대한 보다 효율적인 자동화 플랜이 가능하다.
샘플의 처리는 기술적인 처리와 종종 생화학분석에서 요구되는 샘플의 생물학적 및/또는 화학적 및/또는 물리적 특성의 검출 모두에 관한 것으로 이해된다. 따라서, 처리단계는 유체의 공급 또는 제거, 유체의 혼합 및/또는 극미립자의 이동이 고려된다. 더욱이, 처리단계는 특히 광학이미지의 생성에 의한 광학적 특성의 판단, 유체의 가열 또는 냉각의 결정, 및/또는 유체의 pH 및/또는 산소함량 및/또는 유체의 형광강도와 같은 유체의 물리적 특성의 측정을 포함한다. 물론, 추가 처리단계가 고려될 수 있다. 처리유닛이 상기 언급된 처리단계 중 하나 이상을 수행할 수 있다.
액체샘플의 처리는 생물학적 및/또는 화학적 제조 및/또는 반응 및/또는 분석의 목적으로 수행될 수 있다. 액체샘플은 액상의 생물학적 또는 화학적 샘플일 수 있다. 특히, 액체샘플은 액체에 부유하는 세포를 포함할 수 있다. 캐리어의 수용부는 마이크로바이오 리액터일 수 있다. 마이크로바이오 리액터에서, 특정 화학적 및/또는 생물학적 반응은 샘플을 처리하기 위하여 정의된 조건하에서 이루어질 수 있으며, 여기서 반응은 특히 유체를 첨가 및/또는 제거함으로써 제어 또는 조절될 수 있다. 특히, 세포는 예를 들어 마이크로바이오 리액터에서 배양될 수 있다.
유체는 가스 또는 액체, 특히 액체샘플 일 수 있으며, 이동가능하므로 펌프, 밸브, 유체라인 등을 통하여 공급되고 이송될 수 있다. 두 구성요소 사이의 유체적인 연결은 한 구성요소의 유체가 다른 구성요소 측으로 유동할 수 있을 때 존재한다. 액체샘플의 혼합은 액체샘플의 구성요소가 상대측에 대하여 이동되어 새로운 정렬 패턴이 만들어지는 프로세스인 것으로 이해된다.
특정 실시형태에서, 장치는 액체샘플의 처리가 장치내에서 자율적으로 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 장치에는 처리매체가 장치내로 도입되는 포트를 가지지 않는다. 이는 장치가 배치된 것에 상관없이 장치가 액체샘플을 자동으로 처리할 수 있음을 의미한다. 이는 액체샘플을 처리하기 위한 장치가 임의의 위치에 배치될 수 있고, 따라서 액체샘플을 처리하기 위한 장치가 처리단으로 도입될 필요가 없기 때문에 처리단에서 병목현상이 발생하지 않는다는 상당한 이점을 제공한다.
장치는 캐리어에 해제가능하게 연결되고 캐리어를 폐쇄하는 하우징을 포함할 수 있다. 특히, 작동장치가 하우징과 캐리어 사이에 배치될 수 있다. 하우징은 특히 직접적으로 작동장치에 배치될 수 있다. 하우징은 작동장치, 처리유닛 및 캐리어가 외부영향으로부터 보호될 수 있도록 하는 이점을 갖는다.
하우징 및/또는 작동장치 및/또는 처리유닛은 이들이 캐리어와 같은 동일한, 특히 기계적인 취급장치에 의해 취급될 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 취급장치는 상기 언급된 구성요소를 취급하는데 사용되는 로봇일 수 있다. 하우징, 작동장치 및 처리유닛이 캐리어와 동일한 외형치수를 가지므로 캐리어를 위해 설계된 기존의 자동화 및 물류인프라를 계속 사용할 수 있다. 이는 장치가 종래의 자동화 및 물류인프라가 더 이상 사용될 수 없는 알려진 구성과 실질적으로 구별된다.
작동장치는 처리유닛에 분리가능하게 재연결될 수 있다. 또한, 처리유닛은 캐리어에 분리가능하게 연결될 수 있고/있거나 캐리어 상에 직접 배치될 수 있다. 또한, 하우징은 작동장치에 분리가능하게 또는 견고하게 연결될 수 있다. 각 구성요소는 수동 또는 자동으로 연결될 수 있다. 캐리어로부터 하우징, 처리유닛 및 작동장치를 간단히 제거할 수 있기 때문에, 나머지 실험실 장비 인프라와 캐리어의 호환성 및 기존의 고정형이고 복잡한 처리 및 분석유닛을 사용할 가능성이 유지된다.
특정 실시형태에서, 하우징은 특히 작동장치에 통합된 전기제어조절유닛에 데이터를 입력하기 위한 입력장치, 특히 터치 디스플레이를 가질 수 있다. 이와 같이 하여, 사용자는 특히 간단한 방식으로 전기제어조절유닛을 프로그래밍하고/하거나 프로세스작동을 시작하고/하거나 프로세스 파라메터를 입력할 수 있다.
하우징은 박스형으로 구성될 수 있고, 작동장치, 특히 전기제어조절유닛 및/또는 처리유닛 및/또는 캐리어, 특히 캐리어의 일부가 하우징의 캐비티에 배치된다. 캐리어 저면은 장치의 일측면을 폐쇄할 수 있다. 이는 장치의 외부윤곽이 하우징 및/또는 캐리어 저면에 의하여 제한될 수 있음을 의미한다.
작동장치는 전기제어조절유닛에 전기에너지를 공급하는 특히 재충전가능한 전기저장유닛을 포함할 수 있다. 물론, 전기저장유닛은 또한 장치의 다른 구성요소에 전기에너지를 공급할 수 있다. 전기저장유닛은 따라서 전기제어조절유닛 및/또는 다른 구성요소에 전기에너지를 공급할 수 있다. 더욱이, 작동장치는 특히 데이터의 무선 전송 및/또는 수신을 위한 통신수단을 포함할 수 있다. 특히, 통신수단은 WLAN, 블루투스 등을 통한 통신을 실현할 수 있다. 따라서, 장치는 이로부터 획득된 데이터를 전송하고 프로세스 명령을 수신하기 위하여 실험실 환경과 자율적으로 통신할 수 있다. 따라서, 작동장치 및 처리유닛에 의한 프로세스(부분 프로세스)는 용이하게 병렬화되고, 스케일링되며, 종래의 프로세스 흐름에 완전히 통합될 수 있다. 더욱이, 통신수단을 이용하여, 작동장치는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 다른 작동장치와 통신할 수 있다.
더욱이, 작동장치는 전기제어조절유닛에 의하여 제어될 수 있는 하나 이상의 펌프를 포함할 수 있다. 펌프는 특히 미세유체구조를 갖는 처리유닛을 위한 구동부로서 작동하여 처리단계가 수행될 수 있다는 이점을 갖는다. 작동장치에서 처리유닛을 구동하기 위한 펌프 및/또는 다른 구동부의 제공은 처리유닛 및 작동장치가 캐리어 자체보다 실질적으로 크지 않고 자율적이고 효율적으로 작업을 수행하는 소형의 독립적인 실험실 장치를 형성한다는 이점을 갖는다.
더욱이, 작동장치는 처리매체를 저장하기 위한 하나 이상의 탱크를 포함할 수 있다. 처리매체는 고체, 액체 또는 가스일 수 있다. 탱크는 펌프 및/또는 처리유닛에 유체적으로 연결될 수 있다. 특히, 펌프는 탱크에 위치한 처리매체를 처리유닛내로 운반할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 탱크는 밸브에 의하여 처리유닛에 유체적으로 연결될 수 있다. 이는 처리매체가 탱크에 고압으로 저장된 가스일 때 특히 유용하다. 전기제어조절유닛은 밸브, 특히 밸브 위치를 제어할 수 있다.
더욱이, 작동장치는 전기제어조절유닛에 전기적으로 연결되고/되거나 처리유닛에 유체적으로 연결된 측정유닛, 특히 압력센서를 가질 수 있다. 전기제어조절유닛은 측정유닛으로부터 전송된 데이터를 이용하여 펌프를 제어하거나 조절할 수 있다.
작동장치는 전기제어조절유닛 및/또는 전기저장유닛 및/또는 통신수단 및/또는 펌프 및/또는 탱크 및/또는 측정유닛이 배치된 플레이트를 포함할 수 있다. 플레이트에 구성요소를 배치함으로써 소형의 작동장치를 얻을 수 있다. 플레이트는 처리유닛을 덮도록 구성 될 수 있다.
처리유닛에 작동장치를 취부하는 것, 특히 간접 또는 직접적으로 취부하는 것은 작동자장치와 처리유닛 사이의 자동적 및/또는 직접적으로 실현될 수 있는 연결, 특히 유체적 또는 전기적 연결이 이루어지도록 한다. 이와 같이 함으로써, 작동장치와 처리유닛 사이의 연결은 실험실 직원 또는 취급장치에 의한 개입없이 간단히 이루어질 수 있다.
특히, 더욱이, 장치는 작동장치가 처리유닛 상에 배치될 때 또는 작동장치가 처리유닛으로부터 제거될 때 처리유닛 내의 처리매체 및/또는 처리유닛 내의 액체샘플의 일부가 작동장치와 접촉되지 않게 구성될 수 있다. 처리유닛은 액체불투과성인 필터를 포함하여 처리매체 및/또는 액체샘플에 의한 작동장치의 오염이 간단히 방지될 수 있다.
작동장치는 처리유닛에 튜브리스 또는 와이어리스 방식으로 연결될 수 있다. 따라서, 작동장치와 처리유닛 사이의 컴팩트한 연결이 이루어질 수 있다. 작동장치는 특정처리단계 또는 다수의 특정처리단계를 수행할 수 있는 처리유닛에만 연결되도록 구성될 수 있다.
중간요소가 작동장치와 처리유닛 사이에 배치될 수 있다. 특히, 작동장치 및 처리유닛은 각각 중간요소에 직접 연결될 수 있다. 중간요소는 작동장치 및 처리유닛에, 특히 기계적으로 연결된 별도의 구성요소로서 설계될 수 있다. 이 실시형태에서, 중간요소는 하나 이상의 인터페이스를 가지며, 이를 통하여 처리유닛에 대한 작동장치의 유체적인 연결이 이루어질 수 있다.
또한, 작동장치와 처리유닛 사이의 필수적인 연결은 중간요소에 의하여 실현될 수 있다. 이 실시형태에서, 중간요소는 접착제일 수 있다. 이러한 중간요소에 의하여 작동장치와 처리유닛의 변부가 서로 접착될 수 있다. 이 실시형태에서도, 작동장치와 처리유닛 사이에 유체적 연결이 존재할 수 있다.
특정 실시형태에서, 처리유닛은 추가 처리매체를 저장하기 위한 하나 이상의 추가 탱크를 가질 수 있다. 추가 탱크의 제공은 처리매체를 함유하고 장치의 외부에 배치된 저장소에 대한 연결이 필요하지 않다는 이점을 갖는다. 추가의 처리매체는 고체, 액체 또는 가스 일 수 있다. 결과적으로, 액체샘플의 자동처리가 장치내에서 이루어질 수 있다.
처리유닛은 일회용 구성요소로서 구성될 수 있다. 더욱이, 처리유닛은 캐리어에 착설될 때, 수용부 또는 수용부들을 밀봉할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 처리유닛은 씨일을 포함할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 예를 들어, 수용부내에서 액체샘플을 혼합할 때, 액체샘플이 수용부 밖으로 유출 및/또는 액체샘플의 증발을 방지할 수 있다.
장치는 또한 추가 처리유닛을 포함할 수 있다. 추가 처리유닛은 하나 이상의 추가 처리단계를 수행하기 위하여 사용된다. 특히, 추가 처리유닛은 상기 언급된 처리단계 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 더욱이, 장치는 추가의 작동장치를 포함할 수 있으며, 추가의 처리유닛 및 작동장치는 캐리어의 처리유닛 측으로부터 멀어지는 위치에 배치 될 수 있다.
특히, 추가 처리유닛은 캐리어와 추가 작동장치 사이에 배치될 수 있다. 캐리어는 추가 처리유닛에 특히 직접적으로 배치될 수 있다. 추가 처리유닛은 추가 작동장치 상에 특히 직접적으로 배치될 수 있다. 추가 처리유닛은 액체 샘플의 특성을 검출하기 위한 하나 이상의 추가의 광학검출장치를 가질 수 있다. 광학검출장치는 카메라와 같은 광학 이미징장치를 포함할 수 있다. 광학 이미징장치에 의하여, 액체샘플 및/또는 센서의 이미지가 생성될 수 있다. 이를 위하여, 수용부, 특히 수용부의 저면은 투명하다.
다수의 수용부를 갖는 캐리어에 있어서, 추가의 광학검출수단은 다수의 광학 이미징장치를 포함할 수 있다. 광학 이미징장치의 수는 수용부의 수와 같게 함으로써 이미지가 각 액체샘플에 대하여 생성될 수 있다.
추가 처리유닛 및 작동장치는 추가 하우징의 추가 캐비티에 배치될 수 있으며, 추가 하우징은 캐리어에 분리가능하게 재연결될 수 있다. 추가 작동장치는 특히 추가 하우징에 직접 배치된다. 추가 하우징은 추가 처리유닛 및 추가 작동장치를 외부영향으로부터 보호한다.
추가의 작동장치 및 작동장치는 데이터 기술에 의하여 통신할 수 있다. 이는 추가의 광학검출장치에 의하여 검출된 액체샘플의 특성이 액체샘플의 처리를 제어하기 위하여 사용되는 경우에 특히 유리하다. 따라서, 추가 처리유닛의 제공은 이러한 장치에 의하여 수용부의 액체샘플을 자동적으로 모니터링이 가능하다는 이점을 갖는다. 이러한 모니터링으로, 액체샘플의 특성은 광학적으로 검출될 수 있고, 전기제어조절유닛은 검출된 특성의 함수로서 처리유닛에 의하여 수행되는 처리단계를 조절할 수 있다.
캐리어는 다수의 수용부를 포함할 수 있다. 특히, 캐리어는 마이크로타이터 플레이트일 수 있다. 마이크로타이터 플레이트는 6 또는 24 또는 96 또는 384 또는 1536 또는 3456 또는 6144개의 수용부를 갖는 플레이트일 수 있다. 마이크로타이터 플레이트는 직사각형 플레이트일 수 있고/있거나 플라스틱으로 구성될 수 있다. 서로 분리된 수용부는 행과 열로 배열될 수 있다. 여러 액체샘플이 각 수용부에 수용될 수 있다.
캐리어는 부착 장치를 제거할 때 수용부가 서로 유체적으로 연결되지 않도록 구성된다. 특히, 둘 이상의 수용부가 서로 유체적으로 연결되도록 하는 유체라인이 캐리어의 벽에는 존재하지 않는다.
특히 제1 변형실시형태에 따른 처리유닛은 하나 이상의 유체라인을 포함할 수 있다. 더욱이, 처리유닛은 유체라인이 연장되는 부착부를 포함할 수 있다. 유체라인은 유체샘플 측으로 돌출되도록 구성되어 있다. 유체라인은 견고하게 구성될 수 있다. 특히, 유체라인은 캐뉼러일 수 있다.
부착부는 하나 이상의 유체채널을 포함할 수 있다. 처리유닛의 하나 이상의 유체라인은 유체채널에 유체적으로 연결될 수 있다. 더욱이, 처리유닛은 다른 유체라인을 포함할 수 있다. 부착부는 다른 유체채널을 포함할 수 있다. 다른 유체라인은 다른 유체채널에 유체적으로 연결될 수 있다. 유체채널과 다른 유체채널은 서로 유체적으로 연결될 수 없다. 이는 유체채널과 다른 유체채널이 부착부의 다른 레벨에서 연장되어 있다는 점에서 실현될 수 있다. 또한 유체채널은 부착부내에서 교차할 수 있다.
유체채널은 펌프에 유체적으로 연결될 수 있다. 더욱이, 유체채널은 탱크 및/또는 추가 탱크에 유체적으로 연결될 수 있다. 다른 유체채널은 다른 펌프에 유체적으로 연결될 수 있다. 더욱이, 다른 유체채널은 탱크 및/또는 추가 탱크에 유체적으로 연결될 수 있다.
처리유닛은 하나 이상의 추가 밸브를 포함할 수 있다. 추가 밸브에 의하여, 처리매체 및/또는 추가 처리매체 및/또는 액체샘플의 흐름은 처리유닛에서 제어될 수 있으며, 추가 밸브는 전기제어조절유닛에 연결된다. 특히, 하나의 추가 밸브가 각 유체라인에 할당될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 처리유닛 내의 유체흐름은 특히 전기제어조절유닛에 의하여 특히 간단한 방식으로 제어될 수 있다. 이와 같이 하여, 처리매체가 낭비되지 않기 때문에 비용을 절감할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 장치는 액체샘플의 처리를 자율적으로 수행할 수 있다. 이는 장치가 제1 변형실시형태에 따른 처리유닛을 포함하는 경우 특히 간단한 방식으로 가능하다. 이와 같은 경우, 튜브를 통하여 연결되는 외부연결형 유체 저장소, 또는 외부 펌프, 밸브 및 처리를 위한 외부 제어장치를 제공할 필요가 없다.
제1 변형실시형태에 따른 상기 언급된 처리유닛에 의하여, 장치의 다수의 처리단계 및/또는 작동모드가 실현될 수 있다. 처리유닛이 수용부, 특히 액체샘플 측으로 동출된 상기 언급된 미세유체구조 및/또는 하나 이상의 유체라인을 가지므로 이후 상세히 설명되는 작동보드가 가능하다.
제1 작동모드에서, 처리유닛은 캐리어의 수용부에 수용된 액체샘플의 혼합 또는 액체샘플의 일부의 흡입 또는 유체, 특히 액체샘플의 앞서 흡입된 부분 또는 가스의 투입을 선택적으로 수행할 수 있다. 이와 같이 하여, 다수의 처리단계가 처리유닛에 의하여 수행될 수 있다.
액체샘플의 혼합은 교대로 또는 연속하여 다수회에 걸쳐, 수용부내의 액체샘플이 처리유닛의 유체라인 측으로 흡입되고, 유체라인에 흡입된 액체샘플의 일부가 액체샘플에 직접 투입되어 수행된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 액체샘플의 혼합은 유체라인의 유출구에서 가스기포가 생성되고 교대로 또는 연속하여 다수회에 걸쳐 가스기포의 직경을 증감시킴으로써 수행될 수 있다.
장치의 제1 작동모드는 생명공학 생산분야에서 특히 유리하다. 생명공학 및 제약생산에서 단백질, 항체 등과 같은 활성성분의 생산은 점차 세포기반으로 운영된다. 이를 위하여, 크고 유전적으로 동일한 세포집단이 유전자적으로 개질된 개별 세포로부터 클로닝으로 배양된다. 이들은 스테인레스 스틸 탱크에서 요구된 활성성분을 성장 및 생산한다. 이는 매우 복잡한 프로세스 체인은 단일 세포로 시작한다. 유전자 변형 후, 각 세포는 마이크로타이터 플레이트와 같은 캐리어의 수용부내에서 증식된다.
분리하기 전에, 세포는 소위 진탕배양에서 수백만 개의 유사한 세포와 함께 생존하게 된다. 즉, 세포는 일정하게 진탕이 유지되는 동안에 유체매질에서 현탁된 상태로 저장된다. 따라서 세포는 진탕에 익숙해진다. 캐리어의 수용부에서 분리되는 경우, 용적이 작은 수용부를 갖는 종래기술로부터 알려진 마이크로타이터 플레이트는 진동할 수 없으므로 세포는 유체상태로 정지상태가 된다. 작은 수용부는 너무 높은 모세관 압력을 가지고 너무 강하게 진동하여 액체샘플이 덮개 위로 넘칠 수 있는 위험이 있다. 이러한 이유로, 이러한 마이크로타이터 플레이트는 가만히 눕힌 상태로 저장하는 것이 통상적이다. 이는 자연환경이 변화하기 때문에 세포에 스트레스를 가함을 의미한다.
본 발명에 따른 장치는 액체샘플의 흡입 및 투입과 혼합의 프로세스에 의한 진탕운동을 모사할 수 있으므로 캐리어가 이동될 필요가 없게 된다. 이와 같이 함으로써, 세포에 대한 두가지 스트레스 요인 중의 하나가 최소화되거나 더 이상 존재하지 않는다. 따라서, 세포에서 콜로니가 성장할 기회가 크게 증가한다.
제2 작동모드에서, 처리유닛에 의하여 둘 이상의 처리매체를 갖는 하나 이상의 혼합물이 생성될 수 있다. 처리유닛에 의하여, 특히 혼합물을 처리하기 위하여, 사전에 결정된 양의 처리매체가 수용부에 공급된 다음, 처리유닛에 의하여 동일한 수용부에 사전에 결정된 양의 다른 처리매체가 공급될 수 있다. 이어서, 처리유닛에 의하여, 처리매체 및 다른 처리매체가 다른 수용부에 공급될 수 있고, 다른 수용부에서 생성된 다른 혼합물은 수용부에 위치하는 혼합물과는 다른 양의 처리매체 및/또는 다른 양의 다른 처리매체를 함유한다.
따라서, 상기 언급된 제2 작동모드에 의하여, 예를 들어 단백질 합성 또는 활성성분 스크리닝에 사용되는 일련의 희석계열이 생성될 수 있다. 규정된 용적의 유체를 각 수용부에 이송하기 위하여, 상이한 농도의 혼합물이 수용부에서 생성될 수 있다. 처리유닛 및/또는 작동장치에 선저장된 유체의 수에 따라서, 복잡하기는 하여도 매우 짧은 시간내에 다단계 희석과정이 수행될 수 있다.
제2 작동모드는 장치가 액체샘플의 특성을 검출하기 위한 추가의 광학 검출장치를 갖는 상기 언급된 추가 처리유닛을 가질 때 특히 매우 유리하다. 추가의 광학 검출장치에 의하여, 수용부에서 혼합비율이 모니터될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 수용부 당 정확한 혼합비율의 자동측정이 가능하다. 따라서, 추가 처리유닛에 의하여, 각 수용부에서 요구된 혼합비율을 얻기 위해 처리유닛에 의하여 정확한 양의 처리매체가 각 수용부에 각각의 용기에 공급되는 것이 보장될 수 있다.
처리유닛의 제3 작동모드에서, 처리유닛은 특히 일정한 유량에서 액체샘플을 일측 수용부로부터 타측 수용부로 이송하는데 이용될 수 있다. 액체샘플의 이송은 캐리어의 각 수용부를 통한 순환에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 액체샘플의 이송은 액체샘플이 시작 수용부로부터 사전에 결정된 수용부, 특히 종료 수용부에 투입된 후에 종료될 수 있다. 제3 작동모드는 캐리어를 여러 매체로 혼합할 수 있도록 한다.
제4 작동모드에서, 처리유닛은 오염을 방지하기 위하여 사용될 수 있다. 이를 위하여, 액체샘플, 특히 세포 배양물에 예를 들어 박테리아, 포자 또는 세균과 같은 이물질이 침투되어 있는지 여부는 추가 처리유닛에 의해 모니터링될 수 있다. 추가 처리유닛에 의하여 이물질에 의한 액체샘플의 침입이 검출되면, 처리유닛은 처리매체, 특히 항생제와 같은 해독제를 감염된 액체샘플이 수용되어 있는 수용부에 주입하는데 사용될 수 있다.
사전에 결정된 시간간격, 예를 들어 매 6초의 시간간격을 두고, 추가 광학 검출장치는 액체샘플의 이미지를 생성할 수 있다. 더욱이, 추가 광학 검출장치는 생성된 이미지에 기반한 오염도를 측정할 수 있다. 어떠한 수용부에서 정확한 오염이 측정된 경우, 처리유닛은 해독제, 특히 항생제를 오염된 수용부에만 독점적으로 공급한다. 이 장치는 오염된 수용부를 등록하고 이후 이를 보고하여 이러한 수용부가 추후의 제약공정에서 제외될 수 있도록 한다. 따라서, 캐리어의 모든 수용부가 손실되지 않고 단 하나의 수용부만이 손실된다.
더욱이, 제1 변형실시형태에 따른 처리유닛은 많은 다른 용도에 이용될 수 있다. 특히, 처리유닛은 유체 또는 다수의 유체가 수용부 또는 다수의 수용부에 공급되어야 하는 용도에 사용될 수 있다. 이들 용도는 분석, 스크리닝, 단백질 정제, 세포배양 또는 보다 일반적으로 유체의 혼합을 포함한다.
제1 변형실시형태에 따른 처리유닛을 포함하는 본 발명에 따른 장치는 다양한 매체로 이들의 모든 작동을 자율적으로 수행할 수 있다. 적용된 단계의 확인과 추적가능성을 보장하기 위하여, 장치는 추가 처리유닛을 포함한다. 이는 예를 들어 투과, 화학발광 또는 형광과 같은 광학 측정을 통하여 장치 내의 액체샘플 및/또는 센서의 상태를 판독할 수 있도록 한다.
통상적인 공정과 달리, 이들 모든 단계는 제어된 조건하에서 캐리어의 폐쇄된 수용부에서 본 발명의 장치에 의하여 수행될 수 있다. 종래 기술로부터 알려진 것과 비교하여, 본 발명에 따른 장치의 공정안정성이 매우 높고, 공정이 균등하게 이루어질 수 있으며, 상이한 시스템 사이의 이송과, 예를 들어, 증발을 유발하고 오염의 원인이 되게 하는 덮개 또는 다른 폐쇄요소를 제거하는 것에 의한 수용부의 개방과 같이 종래에 요구되었던 불리한 단계를 제거할 수 있다.
후자는 특히 소량의 유체가 수 마이크로 리터로부터 수 나노 리터에 이르는 범위인 경우에 증가하는 심각한 문제이다. 추가된 처리매체가 이들의 혼합비율과 정확히 일치하는 경우 민감한 반응혼합물은 재현가능한 기능을 갖는다. 부피가 작을수록 증발의 영향이 커진다. 고가의 처리매체가 DNA 및 RNA 시퀀싱과 같이 점점 더 많은 응용분야에서 점점 더 큰 역할을 하기 때문에 이러한 추세는 분명 작은 부피로 향한다.
미세유체 구조를 갖는 제1 변형실시형태에 따른 처리유닛은 이러한 처리유닛이 작은 무용부피(dead volume)를 가지므로 대형 피펫팅 로봇에 비하여 처리매체의 손실을 최소화 한다는 이점을 갖는다. 완전히 밀봉된 처리유닛은 공정전체에 걸쳐 캐리어에서 증발을 효과적으로 방지할 수 있도록 한다.
대안적인 처리유닛에서, 특히 제2 변형실시형태에 따라서, 처리유닛은 액체샘플을 가열하기 위한 가열요소 및/또는 액체샘플을 냉각하기 위한 냉각요소를 포함할 수 있다. 처리유닛은 가열매체 또는 냉각매체가 흐를 수 있는 추가 유체채널을 포함할 수 있다. 가열매체 또는 냉각매체는 처리유닛 내에서 유동할 수 있고/있거나 액체샘플에 유체적으로 연결되지 않을 수 있다. 처리유닛은 가열요소 및/또는 냉각요소 및/또는 가열매체 및/또는 냉각매체의 온도를 측정하는 온도센서를 포함할 수 있다. 전기제어조절유닛은 온도센서에 의하여 측정된 값에 의하여 액체샘플의 가열 또는 냉각을 조절할 수 있다.
캐리어의 수용부는 수용요소의 수용부재에 배치될 수 있다. 특히 유리한 실시형태에서, 수용요소는 냉각요소로서 기능할 수 있다. 액체샘플을 냉각시키기 위하여, 수용요소는 수용부의 샘플보다 온도가 더 낮아야 한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 수용요소는 가열된 액체샘플이 냉각되는 것을 방지하기 위한 단열체로서 작용할 수 있다.
제2 변형실시형태에 따른 처리유닛은 특정물질(분석)의 검출을 위한 조사에 관련될 수 있다. 많은 분석에서 샘플의 온도는 화학반응에 중요하다. 가능한 일정한 온도를 요구하는 등온분석에 부가하여, 주기적인 온도변화가 필요한 다양한 분석이 있다.
여기에서, 가장 유명한 예는 아마도 DNA의 증폭을 위한 소위 "중합효소 연쇄반응(PCR; polymerase chain reaction)"일 것이다. 일반적으로, 이러한 PCR 분석을 수행하기 위하여 테스트 캐리어가 실험실 장치에 도입되어 전체 테스트 캐리어가 이에 수용된 액체와 함께 사전에 결정된 프로토콜에 따라 가능한 신속하게 각 요구된 온도에 놓이게 된다. 제2 변형실시형태에 따른 처리장치에 의하여, 이러한 기능은 더 빠르고 더 정확하고 에너지 절약적으로 수행될 수 있다. 처리유닛은 샘플 측으로 연장되어 액체내에서 직접적으로 요구된 온도에 놓이도록 하는 가열 및/또는 냉각요소를 갖는 돌출 스트러트(strut)를 포함할 수 있다. 가열 및/또는 냉각요소에 온도센서가 제공되어 액체온도의 정확한 제어가 이루어질 수 있도록 한다.
추가 광학 검출장치를 갖는 추가 처리유닛을 포함하는 장치가 특히 유리하다. 캐리어 하측에 부착된 추가 광학 검출장치에 의하여 반응중 수용부내의 형광강도가 관찰될 수 있다. 이는 소위 실시간 PCR 분석이 간단히 수행될 수 있도록 한다.
특히 제3 변형실시형태에 따른 대안적인 처리유닛은 액체샘플을 분석하기 위한 분석을 포함할 수 있다. 분석유닛은 액체샘플의 특성을 검출하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 특히, 분석유닛은 바이오센서 및/또는 온도센서 및/또는 산소센서를 포함할 수 있다. 처리유닛 측으로 흡입된 액체샘플의 일부는 각각의 센서 측으로 보내진다. 각 센서는 예를 들어 처리유닛 내에 배치된 광학 검출장치에 의하여 검출될 수 있는 형광신호에 의하여 판독될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 센서는 추가 처리유닛의 추가 광학 검출장치에 의하여 검출될 수 있다.
더욱이, 분석유닛은 액체샘플을 수용하기 위한 폐기챔버를 포함하는바, 이러한 폐기챔버는 센서 또는 특히 모든 센서에 유체적으로 연결된다. 액체샘플의 흡입된 부분은 분석후에 폐기챔버로 보내질 수 있다. 이는 액체샘플의 흡입된 부분이 수용부로 다시 투입되지 않음을 의미한다.
더욱이, 처리유닛은 예를 들어 제1 변형실시형태에 따른 처리유닛과 같이 미세유체구조를 포함할 수 있다. 미세유체구조에 따라서, 분석이 조치가 필요하다는 것을 나타내는 경우 캐리어의 각 수용부에 처리매체를 공급할 수 있다.
제3 변형실시형태에 따른 처리유닛은 세포분야에 특히 유리하게 사용될 수 있다. 예를 들어, MSC 또는 iPS와 같은 줄기세포와 같은 매우 민감한 세포가 현대의학에서 치료용으로 사용된다. 세포는 온도강하, pH 변동, 이산화탄소 수준의 변화 및/또는 UV 광과 같은 외부영향의 변화로 인한 스트레스에 극심한 반응을 보인다. 이러한 스트레스에 따라서, 이들 세포가 배양물에서 성장하기 어렵거나 또는 iPS의 다능성(多能性)과 같은 치료에 필요한 특성을 매우 빠르게 상실한다는 것을 의미한다. 이들 특성이 소실되었을 때, 이들은 회복될 수 없다. 세포집단은 더 이상 치료에 사용할 수 없다.
제3 변형실시형태에 따른 처리유닛을 갖는 본 발명에 따른 장치는 이러한 세포에 대한 배양조건을 독립적으로 완전히 모니터링하고 실시간으로 조절할 수 있다. 종래 인간이나 로봇은 조건을 측정하고 이들을 조절하였다. 이를 위하여, 세포가 수용된 플레이트를 동일한 조건으로부터 분리되고 덮개가 개방되며 측정 또는 조정이 수행된다. 이 과정만으로는 세포에 너무 많은 스트레스를 줄 수 있다. 이러한 이유에서, 종래에는 이러한 세포를 매우 복잡한 방법으로 배양할 수 있었다. 이는 치료에 많은 비용이 들도록 한다.
이 문제는 제3 변형실시형태에 따른 처리유닛을 포함하는 장치로 해결될 수 있다. 세포는 스트레스가 없고 지속적으로 제어되는 조건에서 성장할 수 있다. 센서는 예를 들어 추가 처리유닛, 특히 추가 광학 검출장치에 의하여 검출되는 형광 신호에 의하여 판독될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 분석은 장치 내에서 전적으로 수행될 수 있으며, 장치를 개방하거나 샘플을 외부 분석기로 이송할 필요가 없다.
특정 실시형태에서, 액체샘플을 처리하기 전에, 전기제어조절유닛이 프로그래밍되거나 또는 처리 프로그램이 선택되어 시작될 수 있다. 이와 같이 하여, 전기 제어조절유닛은 사전에 결정된 제어시컨스에 따라 처리단계를 제어하도록 프로그래밍될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 처리 프로그램은 처리단계가 제어되는 제어시퀀스를 포함할 수 있다.
액체샘플의 처리가 완료된 후, 처리유닛은 다른 처리단계를 수행하기 위하여 다른 처리유닛으로 대체될 수 있다. 이는 모든 필요한 처리 단계가 단일 처리유닛에 의하여 수행될 수 있는 것이 아니라면 특히 유리하다. 처리유닛은 다른 구성요소들에 분리가능하게 연결되기 때문에, 처리유닛의 교체는 간단한 방식으로 수행될 수 있다.
특히, 다른 처리유닛은 처리유닛과 동일한 작동장치에 연결될 수 있다. 이는 동일한 작동장치가 다른 처리유닛의 다른 처리단계를 제어할 수 있음을 의미한다.
더욱이, 액체샘플의 처리가 완료된 후, 하우징과 작동장치 및 처리유닛이 캐리어로부터 분리될 수 있다. 캐리어는 처리단으로 이송될 수 있으며, 액체샘플은 처리단에서 처리될 수 있다. 예를 들어, 장치로 실현될 수 없는 복잡한 처리단계가 사용될 필요가 있다. 복잡한 처리단계는 기존의 실험실 장비에서 기존 방식으로 계속 수행될 수 있다.
캐리어로부터 분리된 작동장치는 작동장치의 전기저장유닛이 전기에너지로 충전되는 충전단으로 이송될 수 있다. 더욱이, 캐리어로부터 분리된 작동장치는 충전단으로 이송될 수 있고, 여기서 처리매체는 작동장치의 탱크로 공급된다. 처리유닛은 처리유닛이 세척되는 세척단으로 이송될 수 있다. 따라서, 작동장치 및/또는 처리유닛은 여러번 사용될 수 있는바, 이는 비용 관점에서 유리하다.
특정 실시형태에서, 장치의 조립 또는 분해는 수동 또는 자동으로 수행될 수 있다. 특히, 장치의 조립 또는 분해는 각각 단일 취급장치에 의하여 수행될 수 있다. 이는 기존의 실험실 장치가 사용될 수 있어, 새로운 실험실 장치에 대한 추가투자가 필요하지 않도록 하는 이점이 있다.
장치의 조립에 있어서, 처리장치는 예를 들어 로봇과 같은 처리장치에 의하여 다수의 상이하게 실행되는 처리유닛으로부터 선택되어 처리유닛이 캐리어 상에 배치된 조립단으로 이송될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 제1 내지 제3 변형실시형태에 따른 처리유닛이 이용가능하다. 더욱이, 취급장치는 추가 처리유닛을 조립단으로 이송할 수 있다. 캐리어가 추가 처리유닛 상에 배치되기 때문에, 이는 바람직하게는 조립단에서 캐리어를 배열하기 전에 수행될 수 있다.
이후에, 처리유닛에 속하는 작동장치는 다양한 상이한 작동장치로부터 선택되어 처리유닛 상에 배치되는 조립단으로 이송될 수 있다. 따라서, 장치의 모듈화된 구조 때문에, 액체샘플의 처리에 필요한 구성요소가 필요에 따라 선택되고 연결될 수 있다.
특히, 취급장치의 제어유닛은 응용에 따라 어떤 처리유닛 및 작동장치가 선택되어 조립되는지를 결정할 수 있다. 하나의 예는 다른 장치에 의하여 다른 배양조건을 실현하는 것이다. 또 다른 장치는 세포를 용해한 후 게놈을 증폭시킬 수 있다. 다른 장치는 세포 콜로니에서 매체의 변화를 수행할 수 있다. 다른 장치는 캐리어내의 세포집단의 산소함량, pH 및 집단밀도를 결정할 수 있다. 다른 장치는 단백질접힘 또는 합성을 위한 희석계열을 편집하여 추가 처리유닛의 추가 광학 검출장치로 결과를 직접 판독할 수 있다.
조립단에서 장치의 조립 후, 조립된 장치는 창고단으로 이송될 수 있다. 처리가 완료될 때까지 장치는 창고단에 남아 있을 수 있다. 더욱이, 장치, 특히 전기저장유닛은 창고단에서 전기에너지가 공급될 수 있다. 물론, 만약 장치에 전기에너지가 공급되지 않은 경우에도 전기저장유닛에 기반한 액체샘플의 처리가 가능하다.
특정 실시형태에서, 처리유닛 및 작동장치를 각 단으로 이송하는 것은 취급 장치의 동일한 이송장치에 의하여 수행될 수 있다. 이는 장치를 조립하고 장치, 특히 작동장치, 처리유닛 및 캐리어를 이송하기 위한 단일 이송장치 만이 필요하다는 것을 의미한다. 이송장치는 외부제어장치에 의하여 제어될 수 있다.
본 발명은 첨부도면에 의거하여 상세히 설명된다. 도면에서, 동일하거나 동등한 구성요소에는 일반적으로 동일한 도면번호로 표시하였다.
이와 같은 본 발명은 처리에 요구된 기술적 장비를 줄이고, 소형이고 간단한 구조를 가지며, 유연하게 사용될 수 있고, 기존의 실험실 환경에 용이하게 통합할 수 있는 장치를 제공한다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 본 발명의 장치를 보인 사시도.
도 2는 작동장치의 사시도.
도 3은 도 2에서 보인 작동장치의 평면도.
도 4는 제1 실시형태에 따른 처리유닛과 캐리어를 보인 단면도.
도 5는 제2 실시형태에 따른 처리유닛과 캐리어를 보인 사시도.
도 6은 도 5에서 보인 처리유닛의 단면도.
도 7은 작동장치와 제3 실시형태에 따른 처리유닛의 분해사시도.
도 8은 도 7에서 보인 작동장치와 처리유닛의 일부를 보인 확대도.
도 9는 제4 실시형태에 따른 처리유닛과 캐리어를 보인 단면도.
도 10은 분석유닛의 평면도.
도 11은 제5 실시형태에 따른 처리유닛을 보인 평면도.
도 12는 제6 실시형태에 따른 처리유닛을 보인 단면도.
도 13은 제7 실시형태에 따른 처리유닛을 보인 단면도.
도 14는 제8 실시형태에 따른 처리유닛과 캐리어 및 수용부재를 보인 단면도.
도 15는 본 발명에 따른 장치의 취급장치를 보인 설명도.
액체샘플을 처리하기 위한 도 1에서 보인 장치는 다수의 수용부(well)(2)를 갖는 캐리어(1)를 포함한다. 액체샘플은 각 수용부(2)에 수용되어 있다. 더욱이, 장치는 하나 이상의 처리단계를 수행하기 위한 처리유닛(3)과 작동장치(4)를 포함한다. 작동장치(4)는 처리유닛(3)에 의하여 처리단계를 제어 또는 조절하는데 사용되는 도 2에서 보인 전기제어조절유닛(5)을 포함한다.예를 들어, 전기제어조절유닛(5)은 마이크로콘트롤러, 프로세서 등일 수 있다. 작동장치(4)는 처리유닛(3)에 착설된다. 더욱이, 장치는 하우징(6)과 중간요소(7)를 포함한다.
처리유닛(3)은 캐리어(1)상에 착설되고 착설된 상태에서 이 캐리어, 특히 수용부를 밀봉한다. 처리유닛(3)은 캐리어(1)에 분리가능하게 재연결된다. 작동장치(4)는 중간요소(7)에 의하여 처리유닛(3)에 유체적으로 연결된다. 이를 위하여, 중간요소(7)는 통공(8) 형태인 다수의 인터페이스를 포함한다. 중간요소(7)의 통공(8)의 수는 처리유닛(3)의 개방부(9)의 수와 같다.
하우징(6)은 작동장치(4), 중간요소(7), 처리유닛(3) 및 캐리어(1)상에 착설되고, 캐리어(1)에 분리가능하게 재연결된다. 장치가 조립상태에 있을 때, 처리유닛(3), 중간요소(7), 작동장치(4) 및 캐리어(1)의 일부가 하우징(6)의 캐비티 내에 배치된다. 하우징(6)은 전기제어저절유닛(5)의 프로그래밍 및/또는 프로그래밍의 선택이 수행될 수 있는 터치 디스플레이(10)를 포함한다.
더욱이, 장치는 추가 처리유닛(11)과 도 1에서는 도시하지 않은 추가 작동장치를 포함한다. 추가 처리유닛(11)과 추가 작동장치는 추가 하우징(12)의 추가 캐비티내에 배치된다. 추가 처리유닛(11)은 다수의 광학 이미징장치(13)를 갖는 광학 검출장치를 포함한다. 광학 검출장치에 의하여 액체샘플의 특성이 측정된다.
액체샘플의 특성을 측정하기 위하여, 액체샘플의 이미지가 광학 이미징장치(13)에 의하여 생성된다. 광학 이미징장치(13)는 각 수용부(2)에 할당되어 캐리어내의 모든 액체샘플의 특성이 광학 검출장치에 의하여 측정될 수 있다. 도시하지 않은 추가 작동장치는 데이터 기술에 의하여 작동장치(4), 특히 전기제어조절유닛(5)과 통신할 수 있다.
추가 처리유닛(11)은 처리유닛(3)으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 캐리어(1)의 단부에 배치된다. 캐리어는 추가 처리유닛(11)에 착설된다. 아울러, 추가 처리유닛(11)은 캐리어(1)에 분리가능하게 재연결된다. 추가작동장치는 추가 처리유닛(11)에 분리가능하게 재연결된다. 더욱이, 추가 하우징(12)은 캐리어(1)에 분리가능하게 재연결된다.
도 2는 작동장치(4)의 사시도를 보이고 있으며, 도 3은 작동장치(4)의 평면도를 보이고 있다. 작동장치(4)는 전기제어조절유닛(5)에 부가하여 이러한 전기제어조절유닛(5)에 전기에너지를 공급하는 재충전형 배터리와 같은 전기저장유닛(14)을 포함한다. 더욱이, 작동장치(4)는 처리유닛(3)에 유체적으로 연결된 마이크로펌프(15)를 포함한다. 예를 들어 이산화탄소가 충전된 가스탱크(16)가 밸브(17)를 통하여 마이크로펌프(15) 및/또는 도 1에서 보인 처리유닛(3)에 유체적으로 연결된다. 더욱이, 작동장치(4)는 압력센서(18)와 도시하지 않은 통신수단을 포함한다. 작동장치(4)의 각 구성요소는 플레이트(25) 상에 배치되어 작동장치(4)가 하나의 모듈로 구성된다.
도 4는 도 1에서 보인 처리유닛(3)과 같은 원리에 따라 작동하는 제2 실시형태에 따른 처리유닛을 보이고 있다. 이와 같이 처리유닛(3)은 수용부(2)의 액체샘플(20) 측으로 연장되는 유체라인(19)을 포함한다. 수용부(2)는 처리유닛(3)의 덮개(24)에 의하여 덮인다. 유체라인(19)은 덮개(24)의 통공을 통하여 수용부(2)측으로 침투한다.
또한 처리유닛(3)은 부착부(21)를 포함하며 이를 통하여 유체라인(19)이 액체샘플(20)의 방향으로 연장된다. 부착부(21)는 유체라인(19)에 유체적으로 연결된 유체채널(22)을 포함한다. 더욱이, 유체채널(22)은 마이크로펌프(15)에 유체적으로 연결된 유출구(23)에 유체적으로 연결된다. 필터(52)가 액체샘플(20)로부터 멀어지는 방향으로 유체라인(19)의 단부에 배치될 수 있다. 필터(52)는 액체-불투과성이고 가스-투과형이다.
처리유닛(3)에 의하여, 수용부(2)내에 수용된 액체샘플(20)의 일부가 유체라인(19)으로 흡입되고 수용부(2)에 투입된다. 이와 같이 함으로써, 수용부(2)내에서 액체샘플(20)의 혼합이 이루어진다. 따라서, 흡입 및 투입과정에 의하여 수용부(2)와 유체라인(19) 내의 액체샘플의 레벨이 양방향 화살표로 보인 바와 같이 변화한다. 더욱이, 유체라인(19)에 의하여 유체, 특히 가스 또는 액체가 액체샘플(20) 측으로 주입되거나 유체라인(19) 및 유출구(23)를 통하여 수용부(2)로부터 배출될 수 있다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 처리유닛(3)을 보인 것으로, 이는 캐리어(1)에 착설된다. 도 4에서 보인 실시형태와는 다르게, 처리유닛(3)은 부착부(21)로부터 캐리어(1) 측으로 연장된 다수의 유체라인(19)을 포함한다. 각 유체라인(19)은 캐리어(1)의 수용부(2) 측으로 침투하고 각 유체샘플 측으로 연장된다. 각 유체라인에 의하여, 동일한 작동모드, 특히, 액체샘플의 흡입, 액체샘플의 투입 또는 액체샘플의 혼합이 도 4, 도 5 및 도 6에서 보인 유체라인(19)에서 실현된다. 각 유체라인(19)은 필터(52)를 포함한다.
도 6에서 보인 각 유체라인(19)은 유체채널(22)에 유체적으로 연결된다. 도 6에서는 보이지 않고 도 6에서 보인 유체라인(19)의 레벨에 평행한 다른 레벨에 배치되는 도 5에서 보인 유체라인(19)은 또한 유체채널(22)에 유체적으로 연결될 수 있다. 물론, 이들 실시형태는 모든 유체라인(19)이 유체채널(22)에 유체적으로 연결되지는 않으나 도시하지 않은 다른 유체채널에 유체적으로 연결될 수 있음을 예상할 수 있다. 다른 유체채널은 유체채널(7)에 유체적으로 연결되지 않는다. 이러한 경우에 있어서, 부착부(21)는 도시하지 않은 다른 펌프 및/또는 다른 탱크에 유체적으로 연결되는 도시하지 않은 다른 개방부를 포함한다.
각 유체라인(19)은 부착부(21)로부터 직접 연장되고 이에 분리가능하게 재연결된다. 유체라인(19)은 이들 각각이 수용부(2)의 액체샘플(20) 측으로 침지될 수 있도록 구성된다. 도 6에서 액체샘플(20)은 도시하지 않았다.
도 7은 제3 실시형태에 따른 작동장치와 처리유닛의 분해사시도를 보인 것이다. 중간요소(7)가 인터페이스를 갖는 플레이트로서 구성되지는 않았으나, 처리유닛(3)에 의하여 작동장치(4)에 접착제로 일체가 되게 접착되는 점에서 도 1에서 보인 실시형태와 상이하다.
도 8은 도 7에서 "A"로 보인 부분의 확대도이다. 도 8에서 보인 바와 같이, 통로(26)가 부착부(21)에서 유체채널(22)에 유체적으로 연결된 작동장치의 플레이트(25)에 존재함을 알 수 있다. 더욱이, 도 8에서 보인 바와 같이, 다른 씨일(53)이 존재하며, 이에 의하여 통로(26)를 통하여 유동하는 유체가 중간요소(7)와 접촉하는 것이 방지된다.
도 1, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에서 보인 처리유닛(3)에 의하여, 동일한 작동모드가 실현될 수 있다. 이러한 처리유닛에 의하여, 액체샘플(20)의 혼합이 이루어질 수 있다. 더욱이, 처리유닛은 유체, 특히 가스 또는 액체가 캐리어(1)의 수용부로 공급될 수 있도록 한다. 더욱이, 처리유닛(3)에 의하여, 수용부내의 액체샘플의 일부가 유체라인(19) 측으로 흡입될 수 있다. 다시 유체의 흡입된 부분이 수용부(2)에 투입되거나 또는 수용부(2)로부터 다른 수용부로 이송될 수 있다.
도 9는 제4 실시형태에 따른 처리유닛(3)을 보이고 있다. 처리유닛(3)에 의하여, 수용부(2)내의 액체샘플(20)이 분석될 수 있다. 처리유닛(3)은 액체샘플(20)이 분석되는 분석유닛(27)을 포함한다. 분석유닛(27)은 바이오센서(28), 온도센서(29) 및 산소센서(30)를 포함한다. 더욱이, 분석유닛(27)은 폐기챔버(31)를 포함한다.
액체샘플(20)을 분석하기 위하여, 액체샘플(20)의 일부가 유체라인(19)에 의하여처리유닛(3)의 내부공간(32)으로 흡입된다. 내부공간(32)으로 유동하는 액체샘플(20)의 일부는 압력 및/또는 모세관력에 의하여 바이오센서(28), 온도센서(29) 및 산소센서(30) 측으로 이송된다. 이후에, 액체샘플의 흡입된 부분은 폐기챔버(31)로 보내진다. 액체샘플(20)의 이러한 부분은 내부공간(32)에서 부압을 발생함으로써 내부공간(32) 측으로 유동할 수 있도록 한다. 이는 추가 개방부(40)에 의하여 내부공간(32)에 유체적으로 연결된 마이크로펌프(15)에 의하여 수행될 수 있다. 분석유닛(27)의 각 구성요소는 서로 유체적으로 연결되어 있다.
도 10은 도 9에서 보인 분석유닛(27)과 동일한 원리에 따라 작동하는 분석유닛(27)의 평면도를 보인 것이다. 이는 분석유닛의 각 구성요소의 배열에 있어서 도 9에서 보인 실시형태와 상이하다. 도 11은 도 10에서 보인 다수의 분석유닛(27)을 포함하는 처리유닛(3)의 평면도를 보인 것이다. 도 11은 분석유닛(27)을 덮는 덮개가 없는 처리유닛(3)을 보인 것이다. 작동중에 처리유닛(3)은 덮개가 분석유닛(27)을 덮는다. 분석유닛(27)은 열과 행으로 배열된다. 처리유닛(3)은 다수의 수용부(2)를 포함하는 캐리어(1) 상에 착설된다. 따라서, 처리유닛(3)은 수용부(2)내에 수용되어 있는 모든 액체샘플의 분석을 수행할 수 있다.
도 12는 제6 실시형태에 따른 처리유닛을 보인 것이다. 이 처리유닛은 도 12에서는 보이지 않은 액체샘플을 가열 또는 냉각시키는데 사용된다. 처리유닛(3)은 커버요소(50)를 포함하며 이로부터 동일한 방향으로 두개의 스트러트(33)가 연장되어 있다. 더욱이, 처리유닛(3)은 가열매체 또는 냉각매체가 유동하는 추가 유체채널(34)을 포함한다. 이 유체채널(34)은 커버요소(50)와 두 스트러트(33)의 각각을 통하여 연장되어 있다. 더욱이, 처리유닛(3)은 두 스트러트(33) 각각에 추가 온도센서(35)를 포함한다.
도 13은 역시 도 13에서는 도시하지 않은 액체샘플을 가열 또는 냉각하기 위하여 사용되는 제7 실시형태에 따른 처리유닛을 보인 것이다. 이 처리유닛(3)은 추가 유체채널(34)을 갖는 것 이외에 두 스트러트(33) 각각에 가열 및/또는 냉각요소(36)를 갖는다는 점에서 도 12에서 보인 처리유닛(3)과 상이하다.
도 14는 액체샘플(20)을 냉각 또는 가열하기 위하여 사용되는 것으로 캐리어(1)에 착설되는 처리유닛(3)을 보이고 있다. 스트러트(33)가 캐리어의 수용부(2)내에 침투한다. 이러한 스트러트(33)의 수는 캐리어(1)의 수용부(2)의 수와 동일하다. 수용부(2)내에 수용된 액체샘플(20)은 스트러트(33)에 의하여 냉각되거나 가열된다. 스트러트(33)는 도 12 또는 도 13에서 보인 바와 같이 구성될 수 있다. 액체샘플(20)은 씨일(51)을 갖는 커버요소(50)에 의하여 밀봉된다.
캐리어(1)는 수용요소(37)상에 착설된다. 특히 캐리어(1)의 수용부(2)가 수용요소(37)에 부분적으로 배치된다. 수용요소(37)는 액체샘플(20)보다 온도가 낮으면 냉각기능을 가질 것이며 또한 주위의 온도에 대하여 액체샘플을 단열시키는데 사용될 수 있다.
도 15는 특히 자동으로 작동하는 장치를 위한 취급장치를 보인 것이다. 이 취급장치는 본질적으로 장치의 조립, 분해 또는 이송을 위하여 사용된다. 이는 그립퍼(gripper)(39)와 플랫폼(41)을 갖는 이송장치(38)를 포함하며, 플랫폼은 다수의 단(station)을 포함한다. 취급장치는 도시하지 않은 제어장치에 의하여 제어된다.
플랫폼(41)은 장치의 조립이 수행되는 조립단(42)을 포함한다. 더욱이, 플랫폼은 장치의 여러 구성요소가 저장되는 다수의 저장단을 포함한다. 플랫폼은 처리유닛이 저장되는 제1 저장단(43)과 추가 처리유닛이 저장되는 제2 저장단(44)을 포함한다. 물론, 플랫폼은 상기 언급된 여러 변형실시형태에 따른 처리유닛을 위한 추가 저장단을 포함할 수도 있다.
더욱이, 플랫폼은 제3 저장단(45)과 제4 저장단(46)을 포함한다. 제3저장단(45)에는 한 변형실시형태에 따른 처리유닛이 저장되고, 제4저장단(46)에는 다른 변형실시형태에 따른 처리유닛이 저장된다.
더욱이, 플랫폼(41)은 완성조립된 장치가 배치되는 다수의 창고단(47)을 포함한다. 장치에는 창고단(47)에서 전기에너지가 공급될 수 있다. 더욱이, 플랫폼은 작동장치의 탱크 및/또는 처리유닛의 추가 탱크에 처리매체가 충전될 수 있는 로딩단을 포함한다. 더욱이, 플랫폼(41)은 이미 사용된 처리유닛을 세척할 수 있는 세척단(49)을 포함한다.
제어장치(도시하지 않았음)는 액체샘플과 요구된 프로세스에 따라 처리유닛과 작동장치가 조립단(42)으로 이송되어 여기에서 조립되는가 하는 것에 대하여 자율적으로 결정한다. 장치의 조립후에, 이는 창고단(47)으로 보내지고, 여기에서 액체샘플이 처리된다.
처리가 완료된 후에, 장치의 각 구성요소는 캐리어로부터 옮겨진다. 이와 같이 함으로써, 작동장치가 로딩단(48)으로 이송되고, 여기에서 작동장치에 처리매체가 공급된다. 처리유닛은 세척을 위하여 세척단(49)으로 이송될 수 있다. 이후에, 처리유닛 및/또는 작동장치는 이들의 각 저장단(43-46)으로 이송되어 여기에서 배치될 수 있다.
1: 캐리어, 2: 수용부, 3: 처리유닛, 4: 작동장치, 5: 전기제어조절유닛, 6: 하우징, 7: 중간요소, 8: 통공, 9: 개방부, 10: 터치 디스플레이, 11: 추가 처리유닛, 12: 추가 하우징, 13; 광학 이미징장치, 14: 전기저장유닛, 15: 마이크로펌프, 16: 가스탱크, 17: 밸브, 18: 압력센서, 19: 유체라인, 20: 액체샘플, 21: 부착부, 22: 유체채널, 23: 유출구, 24: 덮개, 25: 플레이트, 26: 통로, 27: 분석유닛, 28: 바이오센서, 29: 온도센서, 30: 산소센서, 31: 폐기챔버, 32: 내부공간, 33: 스트러트, 34: 추가 유체채널, 35; 추가 온도센서, 36: 가열 및/또는 냉각요소, 38: 이송장치, 39: 그립퍼, 40: 추가 개방부, 41: 플랫폼, 42: 조립단, 43: 제1 저장단, 44: 제2 저장단, 45: 제3 저장단, 46: 제4 저장단, 47: 창고단, 48: 로딩단, 49: 세척단, 50: 커버요소, 51: 씨일, 52: 필터, 53: 다른 씨일.

Claims (56)

  1. 액체샘플을 처리하기 위하여, 상기 액체샘플을 수용하기 위한 하나 이상의 수용부(2)를 갖는 캐리어(1)와, 하나 이상의 처리단계를 수행하기 위한 처리유닛(3)과, 상기 처리유닛(3) 상에 착설되고 상기 처리유닛(3)에 의하여 수행되는 처리단계를 제어 또는 조절하기 위한 전기제어조절유닛(5)을 갖는 작동장치(4)를 포함하는 액체샘플 처리장치에 있어서,
    상기 작동장치(4)는 캐리어(1) 상에 착설되고,
    상기 캐리어(1)의 하부에 배치되고 하나 이상의 다른 처리단계를 수행하기 위한 추가 처리유닛(11)을 더 포함하고,
    상기 처리유닛(3)은 상기 다른 처리단계를 수행하기 위하여 상기 추가 처리유닛(11)으로 교체될 수 있도록 구성되고, 상기 작동장치(4)는 상기 추가 처리유닛(11)에 의해 수행되는 상기 다른 처리단계를 제어 또는 조절하는 것을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 (a)~(h) 중의 하나 이상을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
    (a) 상기 액체샘플 처리장치는 하우징(6)을 더 포함하고 하우징(6)은 상기 캐리어(1)에 분리가능하게 재연결되고 상기 캐리어(1)를 폐쇄하는 것;
    (b) 상기 액체샘플 처리장치는 하우징(6)을 더 포함하고 상기 작동장치(4)가 하우징(6)과 상기 캐리어(1) 간에 배치된 것;
    (c) 상기 액체샘플 처리장치는 하우징(6)을 더 포함하고 하우징(6)은 상기 작동장치(4) 상에 착설된 것;
    (d) 상기 액체샘플 처리장치는 액체샘플의 처리가 상기 액체샘플 처리장치 내에서 자율적으로 이루어지도록 구성되는 것;
    (e) 상기 액체샘플 처리장치는 하우징(6)을 더 포함하고, 상기 하우징(6), 작동장치(6), 처리유닛(3) 및 추가 처리유닛(11) 중의 하나 이상이 상기 캐리어(1)와 동일한 취급장치에 의하여 취급될 수 있도록 구성되는 것;
    (f) 상기 작동장치(4)는 상기 처리유닛(3)에 분리가능하게 재연결되는 것;
    (g) 상기 처리유닛(3)은 상기 캐리어(1)에 분리가능하게 재연결되는 것; 및
    (h) 상기 액체샘플 처리장치는 하우징(6)을 더 포함하고 하우징(6)은 상기 작동장치(4)에 분리가능하게 재연결되는 것.
  3. 제1항에 있어서,
    하기 (i)~(p) 중의 하나 이상을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
    (i) 상기 액체샘플 처리장치는 하우징(6)을 더 포함하고, 상기 하우징(6)은 상기 작동장치(4)의 상기 전기제어조절유닛(5)에 데이터를 입력하기 위한 입력장치를 포함하는 것;
    (j) 상기 액체샘플 처리장치는 박스 형태로 구성된 하우징(6)을 더 포함하고, 상기 작동장치(4)는 상기 하우징(6)의 캐비티 내에 배치되는 것;
    (k) 상기 작동장치(4)는 상기 전기제어조절유닛(5)에 전기에너지를 공급하는 전기저장유닛(14)을 포함하는 것;
    (l) 상기 작동장치(4)는 데이터를 송수신하기 위한 통신수단을 포함하는 것;
    (m) 상기 작동장치(4)는 상기 전기제어조절유닛(5)에 의하여 제어되는 하나 이상의 펌프를 포함하는 것;
    (n) 상기 작동장치(4)는 펌프 및 처리유닛(3) 중의 하나 이상에 유체적으로 연결가능한 처리매체의 저장을 위한 하나 이상의 탱크를 포함하는 것;
    (o) 상기 작동장치(4)는 상기 전기제어조절유닛(5)과의 전기적 연결 및 상기 처리유닛(3)과의 유체적 연결 중의 하나 이상으로 연결된 측정유닛을 포함하는 것; 및
    (p) 상기 작동장치(4)는 플레이트(25)를 포함하고, 상기 플레이트(25) 상에 상기 전기제어조절유닛(5), 전기저장유닛(14), 통신수단, 펌프, 탱크 및 측정유닛 중의 하나 이상이 배치되는 것.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하기 (i)~(n) 중의 하나 이상을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
    (i) 상기 처리유닛(3) 상에 상기 작동장치(4)를 취부하거나 또는 상기 처리유닛(3)으로부터 상기 작동장치(4)를 분리하는 경우, 상기 처리유닛(3) 내에 배치된 처리매체 및 액체샘플의 일부 중의 하나 이상이 상기 작동장치(4)에 접촉하지 않는 것;
    (j) 상기 작동장치(4)가 상기 처리유닛(3)에 무관으로 또는 무선으로 연결된 것;
    (k) 상기 액체샘플 처리장치는 상기 작동장치(4)와 상기 처리유닛(3) 간에 배치된 중간요소(7)를 더 포함하는 것;
    (l) 상기 액체샘플 처리장치는 상기 작동장치(4)에 의하여 상기 처리유닛(3)에 연결된 중간요소(7)를 더 포함하는 것;
    (m) 상기 액체샘플 처리장치는 상기 작동장치(4)와 상기 처리유닛(3) 간에 배치된 중간요소(7)를 더 포함하고, 상기 작동장치(4)가 상기 중간요소(7)에 의하여 상기 처리유닛(3)에 일체로 연결된 것; 및
    (n) 상기 처리유닛(3)은 추가의 처리매체를 저장하기 위한 하나 이상의 추가 탱크를 포함하는 것.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리유닛(3)은 부착부(21)와 상기 부착부(21)로부터 연장되고 상기 액체샘플 내로 돌출된 하나 이상의 유체라인(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유체라인(19)이 상기 부착부(21) 내에 배치된 하나 이상의 유체채널(22)에 유체적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    하기 (i)~(j) 중의 하나 이상을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
    (i) 상기 작동장치(4)는 펌프를 포함하고, 상기 하나 이상의 유체채널(22)은 상기 펌프에 유체적으로 연결되는 것; 및
    (j) 상기 작동장치(4)는 처리매체의 저장을 위한 탱크를 포함하고 상기 처리유닛(3)은 추가의 처리매체의 저장을 위한 추가 탱크를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 유체채널(22)은 상기 탱크 및 추가 탱크 중의 하나 이상에 유체적으로 연결되는 것.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하기 (i)~(p) 중의 하나 이상을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
    (i) 상기 처리유닛(3)이 상기 전기제어조절유닛(5)에 연결된 하나 이상의 추가 밸브를 포함하는 것;
    (j) 상기 처리유닛(3)이 가열요소 및 냉각요소(36) 중의 하나 이상을 포함하는 것;
    (k) 상기 처리유닛(3)이 가열매체 또는 냉각매체가 유동하는 추가 유체채널(34)을 포함하는 것;
    (l) 상기 캐리어(1)의 수용부(2)가 수용요소(37)의 수용체 내에 배치되는 것;
    (m) 상기 처리유닛(3)이 상기 액체샘플의 분석을 위한 하나 이상의 분석유닛(27)을 포함하는 것;
    (n) 상기 처리유닛(3)이 상기 액체샘플의 분석을 위한 하나 이상의 분석유닛(27)을 포함하고, 상기 분석유닛(27)은 하나 이상의 센서와, 상기 분석유닛(27) 내로 흡입된 상기 액체샘플의 일부를 수용하는 폐기챔버(31)를 포함하고, 상기 폐기챔버는 센서의 하류측에 유체적으로 연결되는 것;
    (o) 상기 처리유닛(3)이 상기 액체샘플의 특성을 측정하기 위한 하나 이상의 광학 검출장치 및 센서 중의 하나 이상을 포함하는 것; 및
    (p) 상기 처리유닛(3)이 일회용 구성요소로 구성되는 것.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    하기 (i) 및 (j) 중의 하나 이상을 특징으로 하는 액체샘플 처리장치.
    (i) 상기 추가 처리유닛(11)이 액체샘플의 특성을 검출하기 위한 하나 이상의 추가 광학 검출장치 및 센서 중의 하나 이상을 포함하는 것; 및
    (j) 상기 액체샘플 처리장치는 상기 캐리어(1)에 분리가능하게 재연결가능한 추가 하우징을 더 포함하고, 상기 추가 처리유닛(11)이 상기 추가 하우징의 추가 캐비티 내에 배치되는 것
  11. 제1항 또는 제2항에 의한 액체샘플 처리장치를 사용하는 액체샘플의 처리방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캐리어(1)의 하나 이상의 수용부(2)가 하나 이상의 액체샘플로 충전되는 단계;
    상기 처리유닛(3)이 상기 캐리어(1) 상에 착설되는 단계;
    상기 작동장치(4)가 상기 처리유닛(3) 상에 착설되고, 상기 작동장치(4)는 전기제어조절유닛(5)을 포함하는 단계; 및
    상기 처리유닛(3)에 의하여 수행되는 처리단계가 상기 전기제어조절유닛(5)에 의하여 조절되는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
  13. 제11항에 있어서,
    하기 (i)~(l) 중의 하나 이상의 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
    (i) 상기 캐리어(1)와 작동장치(4) 및 처리유닛(3)을 폐쇄하는 하우징이 상기 캐리어(1) 상에 분리가능하게 재연결되는 단계;
    (j) 상기 액체샘플을 처리하기 전에, 상기 전기제어조절유닛(5)이 프로그램되는 단계 및 상기 전기제어조절유닛(5)이 하나의 처리프로그램을 선택하여 개시하는 단계중의 하나 이상이 수행되는 단계;
    (k) 상기 처리단계의 제어가 사전에 결정된 제어시퀀스에 따라 수행되는 단계; 및
    (l) 상기 액체샘플의 처리가 종료된 후, 상기 처리유닛(3)이 상기 다른 처리단계를 수행하기 위한 상기 추가 처리유닛(11)으로 교체되거나 또는 상기 처리유닛(3)으로서 상기 추가 처리유닛(11)이 동일한 상기 작동장치(4)에 연결되거나, 또는 상기 액체샘플의 처리가 종료된 후, 상기 하우징(6)과 작동장치(4) 및 처리유닛(3)이 상기 캐리어(1)로부터 분리되고 상기 캐리어(1)가 처리단으로 이송되고 상기 액체샘플이 상기 처리단에서 처리되는 단계.
  14. 제11항에 있어서,
    하기 (i)~(l) 중의 하나 이상이 수행되는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
    (i) 상기 작동장치(4)가 충전단으로 이송되고, 상기 충전단에서 처리매체가 상기 작동장치(4)의 탱크에 공급되는 공정;
    (j) 상기 처리유닛(3)이 세척단(49)으로 이송되고, 상기 세척단(49)에서 상기 처리유닛(3)이 세척되는 공정;
    (k) 상기 액체샘플 처리장치의 조립과 분해가 수동 또는 자동으로 수행되는 공정; 및
    (l) 상기 액체샘플 처리장치의 조립과 분해 각각이 단일 취급장치에 의하여 수행되는 공정.
  15. 제11항에 있어서,
    (i) 상기 액체샘플 처리장치의 조립 시, 상기 처리유닛(3)이 상이하게 구성된 다수의 처리유닛으로부터 선택되어 조립단으로 이송되고 상기 처리유닛은 상기 캐리어상에 착설되며, 그 다음 상기 처리유닛(3)에 속하는 작동장치(4)가 상이하게 구성된 다수의 작동장치로부터 선택되어 상기 조립단으로 이송되고 상기 처리유닛(3) 상에 착설되는 단계, 또는
    (j) 상기 (i) 단계에 더하여 상기 조립단에서 상기 액체샘플 처리장치의 조립후, 조립된 상기 액체샘플 처리장치가 창고단(47)으로 이송되는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
  16. 제11항에 있어서,
    하기 (i)~(k) 중의 하나 이상이 수행되는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
    (i) 선택적으로 상기 처리유닛(3)에 의하여 상기 캐리어(1)의 일측 수용부(2)에 위치된 상기 액체샘플의 혼합 또는 상기 액체샘플의 일부의 흡입 또는 상기 액체샘플 내로의 유체의 투입이 수행되는 단계;
    (j) 상기 처리유닛(3)에 의하여 둘 이상의 처리매체를 포함하는 하나 이상의 혼합물이 생성되고, 상기 처리유닛(3)에 의하여 사전에 결정된 양으로 처리매체가 상기 일측 수용부(2)에 공급되고 연속하여 상기 처리유닛(3)에 의하여 사전에 결정된 양으로 다른 처리매체가 동일한 상기 일측 수용부(2)에 공급되고, 처리매체 및 다른 처리매체가 타측 수용부에 공급되고 상기 타측 수용부에서 생성된 다른 혼합물이 상기 수용부(2)에 수용된 혼합물과는 다른 양의 처리매체 및 다른 처리매체 중의 하나 이상을 함유하는 단계; 및
    (k) 상기 처리유닛(3)에 의하여 액체샘플이 일측 수용부(2)에서 타측 수용부로 이송되는 단계.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 액체샘플의 혼합은 하기 (l)~(m) 중의 하나 이상이 수행됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
    (l) 연속하여 수회에 걸쳐 수행되거나 또는 교번하여 수행되거나 또는 교번하여 수회에 걸쳐 수행되는 방식으로 상기 수용부(2) 내에 위치된 액체샘플의 일부가 상기 처리유닛(3)의 유체라인 내로 흡입되고, 그 다음 상기 유체라인(19) 내로 흡입된 유체샘플의 일부가 직접 상기 액체샘플 내로 투입되는 단계; 및
    (m) 상기 유체라인(19)의 유출구에서 가스기포가 발생되는 단계.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 액체샘플의 이송은, 다수의 상기 수용부(2)를 통하여 상기 액체샘플을 순환시킴으로써 수행되거나 또는 상기 액체샘플이 사전에 결정된 상기 수용부(2)에 투입된 후에 종료되는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 수용부(2)가 모니터링되고, 모니터링 시 상기 액체샘플의 특성이 광학적으로 검출되고 상기 전기제어조절유닛(5)이 검출된 특성에 따라 상기 처리유닛(3)에 의하여 수행되는 처리단계를 조절하는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 모니터링은 상기 액체샘플이 이물질로 오염되었는지의 여부를 결정하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 처리유닛(3)에 의하여 상기 액체샘플이 가열되거나 냉각되는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
  22. 제11항에 있어서,
    상기 처리유닛(3)이 상기 액체샘플을 분석하는 것을 특징으로 하는 액체샘플의 처리방법.
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