KR102355377B1 - Pcr 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템에 관한 것으로 시료 용기와 결합하여 시료 용기를 회전시키는 로터의 내면에 히터가 결합하여 시료 용기에 수용된 시료를 빠르게 가열할 수 있는 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 링 형태의 히팅부에 열전도율이 높은 금속 재질의 로터가 끼움 결합하고, 로터에 시료 용기가 끼움 결합하여 히팅부→로터→시료 용기 순으로 열전도 방식을 통해 열이 전달되어 시료 용기의 수용된 시약을 빠르게 가열시킬 수 있는 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하며, 시료 용기의 내측에 형성된 면을 통해 시료가 가열되는 열을 전달받고, 시료 용기의 외측에 형성된 면을 통해 시료가 냉각되는 열을 전달받기 때문에 가열 및 냉각의 열전달 경로가 따로 형성되어 서로 간섭하지 않아 온도 제어를 용이하게 할 수 있는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템 {Heat and cooling system for sample containers for using PCR}

본 발명은 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시료 용기와 결합하여 시료 용기를 회전시키는 로터 내부에 장착된 히터를 통해 시료 용기의 회전을 유지하면서 시료 용기에 수용된 시료를 빠르고 균일하게 가열시킬 수 있는 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 유전자 진단은 체액, 혈액 또는 체세포 등의 시료에서 추출된 DNA를 검사를 실시한다. 이때, 대부분 추출된 DNA는 양이 적고 순도가 낮은 상태이다. 이때, 검사의 정확도를 높이기 위해 시료로부터 추출된 DNA의 양을 증폭시키거나, 추출된 DNA의 염기 서열 중 특정 부분을 증폭시켜야 할 필요가 있다.

DNA를 증폭시키는 대표적인 방법으로 PCR(Polymearase Chain Reaction; 중합효소 연쇄반응)이 이용되고 있다. PCR은 핵산을 포함하는 샘플 용액을 반복적으로 가열 및 냉각하여 핵산의 특정 염기 서열을 갖는 부분을 연쇄적으로 복제하여 해당 염기 서열을 갖는 핵산을 증폭하는 기술로써, 생명과학 및 의료 분야 등에서 널리 사용되고 있다. 시료 용기는 일반적으로 원통형 시료 용기에 시료가 수용되며, 챔버 내부에는 원통형 시료 용기가 결합할 수 있도록 홀이 형성되어 있다. 홀에는 히팅 수단이 설치되어 각각의 시료 용기와 접촉하여 시료 용기에 수용된 시료를 가열한다.

그러나, 시료 용기가 접시 형태로 형성되는 경우에는 시료 용기의 외측에 히팅 수단이 설치된다. 시료 용기에 수용된 시료는 복사열에 의해 가열되며 공랭식 쿨링으로 시료를 냉각하는 방법으로 시료의 가열과 냉각을 반복한다.

상기한 방법은 방법은 회전하는 접시 형태의 시료 용기의 내부 온도를 정확히 측정하기에 어려움이 있다. 온도센서가 시료 용기 외부의 온도만을 측정하여 용기 내부 온도를 추정해야 하기 때문에, 정확한 온도를 측정할 수 없으며, 정밀한 온도 제어 및 반복적으로 온도가 가변되어야 하는 PCR의 정확도를 떨어트린다. 또한, 복사열을 이용하여 열을 전달하기 때문에 시료의 온도 조절이 용이하지 않으며, 가열 및 냉각에 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 링 형태의 히팅부에 열전도율이 높은 금속 재질의 로터가 끼움 결합하고, 로터에 시료 용기가 끼움 결합하여 히팅부→로터→시료 용기 순으로 열전도 방식을 통해 열이 전달되어 시료 용기의 수용된 시약을 빠르게 가열시킬 수 있는 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템을 제공함에 있다.

또한, 시료 용기의 내측에 형성된 면을 통해 시료가 가열되는 열을 전달받고, 시료 용기의 외측에 형성된 면을 통해 시료가 냉각되는 열을 전달받기 때문에 가열 및 냉각의 열전달 경로가 따로 형성되어 서로 간섭하지 않아 온도 제어를 용이하게 할 수 있는 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템은, 내부 공간이 형성된 챔버에 수용되며, 상기 챔버에 설치된 모터에 끼움 결합하여 회전 가능하도록 설치되는 로터; 상기 로터 내부에 설치되며, 발열하는 히팅부; 및 상기 로터의 외주면에 끼움 결합하며, 내부에 PCR을 위한 시료가 주입되는 시료 용기;를 포함하며, 상기 히팅부가 발열하는 열은 상기 로터, 상기 시료 용기 순으로 전달되어 상기 시료 용기 내부에 주입된 시료를 가열하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터는, 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템은, 상기 챔버의 하부에 형성되어 외부 공기가 상기 챔버 내부로 유입되도록 하는 외기 흡입부; 및 상기 챔버의 상부에 형성되어 상기 챔버 내부 공기를 외부로 배기시키는 블로워;를 더 포함하며,상기 외기 흡입부에서 흡입된 공기가 상기 블로워로 이동하며 상기 시료 용기와 접촉하여 상기 시료 용기를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 용기는, 링 형태로 형성되며, 시료를 주입하기 위한 적어도 하나 이상의 시료 주입구가 형성되어 있으며, 상기 시료 주입구는 탈착 가능한 캡에 의해 개폐되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료 용기는, 내부 공간의 내벽 중 외측에 위치하는 내벽에 시료가 분주되도록 하는 reaction film이 부착되며, 상기 로터에 끼움 결합한 상기 시료 용기가 회전하며 시료가 상기 reaction film에 분주되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료는, PCR 반응을 위한 시약인 제1시료와 미네랄 오일인 제2시료가 혼합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료는, 상기 시료 용기의 회전에 의해 상기 제1시료와 상기 제2시료로 원심 분리되며, 상기 제2시료가 상기 제1시료에 열을 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히팅부는, 외면 또는 내면에 적어도 하나 이상 부착되어 상기 히팅부의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 챔버는, 내부에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 시료 용기의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템은, 상기 히팅부에 설치된 온도 센서가 측정한 온도 값과 상기 챔버에 설치된 온도 센서가 측정한 온도 값의 차로부터 상기 시료 용기 내부 공간의 온도를 도출하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템은 링 형태의 히팅부에 열전도율이 높은 금속 재질의 로터가 끼움 결합하고, 로터에 시료 용기가 끼움 결합하여 히팅부→로터→시료 용기 순으로 열전도 방식을 통해 열이 전달되어 시료 용기의 수용된 시약을 빠르게 가열시킬 수 있다.

또한, 시료 용기의 내측에 형성된 면을 통해 시료가 가열되는 열을 전달받고, 시료 용기의 외측에 형성된 면을 통해 시료가 냉각되는 열을 전달받기 때문에 가열 및 냉각의 열전달 경로가 따로 형성되어 서로 간섭하지 않아 온도 제어를 용이하게 할 수 있다.

도 1은 종래 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 평면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 정단면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 확대 정단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 확대 정단면도
도 7은 본 발명의 일 실시예의 변형 예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 확대 정단면도
도 8은 본 발명의 일 실시예의 또 다른 변형 예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 분해 사시도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 동작 순서도

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템 개략도를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 챔버 내부에 접시 형태의 시료 용기(D)가 수용되며, 시료 용기(D)와 소정 간격을 두고 히팅부(H)가 설치되어 있다. 히팅부(D)는 복사열 전달 방식으로 시료 용기(H)에 수용된 시료를 가열한다. 이 방법은 시료를 가열하는 데 걸리는 시간(ramp rate)이 오래 걸리며, 시료 용기(D)의 외부 온도만을 측정할 수 있기　때문에 시료의 온도를 정확하게 측정하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 복사열 전달 방식으로는 0.1℃ 단위의 온도 조절이 어렵다는 문제점이 있다. 따라서, 가열과 냉각을 반복해야 하는 PCR 반응 실험을 진행하기에 복사열 전달 방식을 이용한 히팅 방식은 바람직하지 않다.

시료 용기(D)를 냉각시키기 위해서는 챔버에 형성된 외기 흡입부와 챔버의 상면에 형성된 블로워에 의해 공랭식으로 냉각시킨다. 이때, 히팅부가 열을 전달하는 경로와 외기가 냉각시키는 경로가 겹치기 때문에 서로 간섭되어 냉각 효율 또한 떨어트리는 문제점이 있다.

본 발명은 도 1을 참조하여 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템을 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 분해 사시도를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 중앙에 회전축(210)이 형성된 원형의 로터(200), 로터(200)의 내부에 설치되되, 로터와 소정 간격(약 3mm~5mm)을 두고 설치되는 히팅부(300) 및 시료를 수용할 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 내면에 PCR 반응용 reaction spot(이하 well)이 부착된 접시 형태의 시료 용기(100)가 로터(200)의 외주면에 대응되도록 형성되어 로터(200)의 외부에 끼움 결합한다. 즉, 바깥에서부터 시료 용기(100), 로터(200), 히팅부(300) 순으로 결합하여 챔버(C) 내부에 수용되며, 로터(200)의 회전축(210)이 챔버(C) 내부에 구비된 모터(M)에 결합하여 시료 용기(100)를 회전시킨다.

본 발명의 시료 용기(100)는 일측에 시료를 시료 용기(100) 내부에 주입할 수 있도록 주입공이 형성되어 있으며 타측에는 시료 용기(100) 내부 공기가 외부로 배출되는 배출공이 형성되어 있다. 시료가 주입된 후 별도의 캡이 주입공 및 배출공에 삽입되어 시료 용기(100)는 밀폐된다. 시료 용기(100)는 투명한 재질로 형성되며, PCR 사이클링 단계마다 한 번씩 시료 용기(100)를 형광 스캔하여 PCR 반응 여부를 취득한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 평면도를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 외측에서부터 시료 용기(100), 로터(200), 히팅부(300) 순으로 배치된다. 이때, 로터(200)는 열전도성이 높은 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다. 히팅부(300)가 작동하면 히팅부(300)가 발열하는 열에 의해 로터(200)가 가열되고, 열전도성이 높은 금속 재질의 로터(200)는 시료 용기(100)에 열을 빠르게 전달할 수 있어 시료 용기(100)에 수용된 시료를 빠르게 가열할 수 있다. 또한, 로터(200)와 시료 용기(100)는 서로 끼움 결합하고 있기 때문에 시료 용기(100)의 특정 부분이 아닌 시료 용기(100)의 내벽 전체를 가열하기 때문에 열을 골고루 공급할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 정단면도를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 챔버(C)의 내부 공간에는 모터(M)가 설치되어 있으며, 상부에는 블로워(400)가 설치되어 있다. 챔버(C)의 상부는 시료 용기(100)를 넣고 뺄 수 있도록 열고 닫을 수 있는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 모터(M)의 상면에는 결합 돌기가 형성되어 있으며, 이는 로터(200)의 회전축(210)의 하면에 형성된 결합홈과 대응되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 모터(M)의 결합홈에 로터(200)의 회전축(210)이 결합하며, 로터(200)의 내측에는 히팅부(300)가 설치되어 있다.

챔버(C)의 상부를 열어 시료가 수용된 시료 용기(100)를 로터(200)의 외주면에 대해 끼움 결합한 후 챔버(C)를 닫은 후, 모터(M)를 동작시켜 로터(200)가 회전하도록 하고, 로터(200)의 회전에 의해 시료 용기(100)도 회전하여 시료가 시료 용기(100)의 내면에 부착된 reaction film에 분주될 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 PCR은 반복적으로 가열 및 냉각해야 하기 때문에 로터(200) 내측면에 끼움 결합한 히팅부(300)가 동작하여 히팅부(300)→로터(200)→시료 용기(100)→시료 순으로 열을 전달하여 시료를 가열한다. 반대로, 냉각시킬 경우에는 히팅부(300)의 동작이 멈추고 챔버(C)의 상부에 설치된 블로워(400)가 동작하며, 챔버(C)의 하부에 형성된 외기 흡입부(500)로부터 외기가 챔버(C) 내부로 주입된다. 챔버(C) 내부로 주입된 공기는 블로워(400)를 통해 외부로 다시 배기되고, 하부에서 상부로 이동하며 시료 용기(100)와 접촉하여 시료 용기(100)를 냉각시키고, 시료 용기(100)에 수용된 시료 또한 냉각된다.

도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 열 이동 경로를 보다 자세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 확대 정단면도를 도시하고 있다. 도 5는 시료를 가열할 때를 도시한 것으로 히팅부(300)가 동작하면 로터(200)가 히팅부(300)로부터 열을 전달받으며, 로터(200)는 시료 용기(100)에 히팅부(300)로부터 전달받은 열을 전달한다. 상술한 바와 같이 로터(200)는 열전도성이 높은 금속 재질로 형성되어 시료 용기(100)에 빠르게 열을 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다. 히팅부(300)→로터(200)→시료 용기(100) 순으로 전도 방식에 의해 열이 공급되기 때문에 종래 외부에 설치된 히팅부에 의해 복사 방식으로 시료 용기(100)를 가열하는 방식보다 빠르게 가열할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 확대 정단면도를 도시하고 있다. 도 6은 시료를 냉각할 때를 도시한 것으로 챔버(C)의 상부에 설치된 블로워(400)가 동작하고 챔버(C)의 하부에 설치된 외기 흡입부(500)로부터 외기가 공급된다. 챔버(C)의 하부로 유입된 공기는 블로워(400)를 통해 외부로 배기되기 위해 챔버(C)의 상부로 이동하고, 이동하며 시료 용기(100)의 외면과 접촉하여 시료 용기(100)를 냉각시킨다. 또한, 히팅부(300)의 전원을 차단하더라도 히팅부(300)가 즉시 냉각되지 않고 잔열이 남아 있기 때문에 외부 공기가 로터(200) 내측으로도 일부 이동하여 히팅부(300)도 냉각시켜 시료 용기(100)를 더 빠르게 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템은 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 시료 용기(100)를 히팅시킬　때 열이 이동하는 경로와 시료 용기(100)를 냉각시킬 때 열이 이동하는 경로가 겹치지 않도록 형성된다. 히팅부(300)는 로터(200)의 내측에 끼움 결합하여 형성되기 때문에 히팅부(300)가 동작하더라도 로터(200) 및 로터(200)의 내부에 형성된 공간에 위치하는 공기만 가열되며, 챔버(C) 내부 공간의 공기는 가열되지 않는다. 이로 인해, 시료 용기(100)를 냉각시킬 때 챔버(C) 내부 공간의 공기는 히팅부(300)에 의해 가열된 상태가 아니므로 외기 흡입부(500)를 통해 유입된 외기가 챔버 내 공기 온도에 의해 가열되지 않고 흡기된 온도를 거의 유지한 상태로 시료 용기(100)와 접촉하여 시료 용기(100)를 빠르게 냉각시킬 수 있으며, 냉각 효율도 높일 수 있다는 효과가 있다. 다시 말해, 시료 용기(100)의 히팅과 냉각을 위한 열전달 경로가 따로 형성되기 때문에 불필요한 열 손실을 줄일 수 있으며 시료 용기(100)를 가열하는 시간 및 시료 용기(100)를 냉각하는 시간을 동시에 줄일 수 있기 때문에 작업 효율을 높일 수 있다는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예의 변형 예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 확대 정단면도를 도시하고 있다. 시료 용기(100)에 수용되는 시료는 PCR 반응을 위해 reaction film에 분주되어야 하는 제1시료(S) 및 제2시료(O)가 혼합되어 시료 용기(100)에 주입될 수 있다. 시료(제1시료(S)+제2시료(O))가 주입된 시료 용기(100)를 로터(200)에 끼움 결합하여 회전시키면 시료 용기(100)가 원심 분리를 통해 제1시료(S) 및 제2시료(O)로 분리된다. 이때, 제2시료(O)는 제1시료(S)보다 비중이 낮아야 하므로 물보다 비중이 낮고, 제1시료(S)와 반응하지 않는 미네랄 오일이 주로 사용된다.

원심 분리를 통해 분리된 제1시료(S)와 제2시료(O)는 비중 차에 의해 제1시료(S)는 시료 용기(100)의 외측 내벽(101)과 접촉하고, 제2시료(O)는 내측 내벽(102)과 접촉한다. 이때, reaction film은 제1시료(S)가 분주되도록 시료 용기(100)의 외측 내벽(101)에 부착되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 시료가 제1시료(S)와 제2시료(O)가 혼합되어 형성될 경우, 제1시료(S)를 가열할 때는 히팅부(300)→로터(200)→시료 용기(100)→제2시료(O) 순으로 열이 전달되어 제2시료(O)가 제1시료(S)에 열을 전달하게 된다. 따라서, 가열된 제2시료(O)는 회전하는 시료 용기(100) 내부에서 회전하며 제1시료(S)와 접촉하게 되고, 제1시료(S)는 제2시료(O)와 접촉하여 가열되기 때문에 제1시료(S)가 균일하게 가열될 수 있다.

또한, 제2시료(O)가 제1시료(S)보다 히팅부(300)와 더 가까이 위치하기 때문에 제2시료(O)의 온도가 제1시료(S)의 온도보다 높다. 따라서, 제2시료(O)가 제1시료(S)의 기화 현상을 줄일 수 있는 핫탑 역할 또한 할 수 있다.

반면, 제1시료(S)를 냉각할 경우에는 외기가 시료 용기(100)의 외면과 접촉하기 때문에 시료 용기(100)의 외측 내벽(101)과 접촉하고 있는 제1시료(S)를 빠르게 냉각시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예의 또 다른 변형 예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 분해 사시도를 도시하고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 히팅부(300)에는 적어도 하나 이상의 온도 센서(600)가 부착될 수 있으며, 챔버(C)의 내부에도 적어도 하나 이상의 온도 센서(600)가 설치되어 있다.

이때, 히팅부(300)에 설치된 온도 센서(600)는 히팅부(300)의 온도를 측정하고, 챔버(C) 내부에 설치된 온도 센서(600)는 적외선 온도 센서로 시료 용기(100)의 표면 온도를 측정한다.

히팅부(300)에 설치된 온도 센서(600)와 챔버(C) 내부에 설치된 온도 센서(600)의 값을 각각 측정하고, 각 온도 센서가 측정한 값의 차이를 통해 간접적으로 시료 용기(100) 내부 온도를 측정할 수 있어 시료 용기(100) 내부 시료의 온도를 제어할 수 있다는 효과가 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템의 동작 순서도를 도시하고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 먼저 시료 용기(100)를 챔버(C) 내부에 설치된 로터(200)에 끼움 결합한 후 모터(M)를 작동시켜 회전시키는 시작 단계를 진행한다. 이후, 히팅부(300)를 동작시켜 시료 용기(100)를 가열하는 히팅 단계(S100)를 진행한다. 상술한 바와 같이 히팅부(300)의 열은 히팅부(300)→로터(200)→시료 용기(100) 순으로 전달된다. 히팅 단계(S100)를 진행한 후, 온도 센서(600)가 시료 용기(100)의 내부 온도를 산출하는 제 1 온도 측정 단계(S200)를 진행한다. 이때, 히팅부(300)에 설치된 온도 센서(600)가 측정한 값을

, 챔버(C) 내부에 설치된 온도 센서(600)가 측정한 값을

라고 한다.

값과

값을 비교했을 때,

값이 더 높게 나타난다. 이때,

값이 미리 설정된 온도(

) 이상이고,

-

값이 사용자가 임의로 설정한 값 n 이하인지 판단하는 제1판단단계(S210)를 진행한다. 제1판단단계(S210)의 조건을 만족하지 않을 경우에는 다시 히팅 단계(S100)를 진행하고, 만족할 경우에는 냉각 단계 진행 여부를 판단하는 제2판단단계(S220)를 진행한다. 냉각 단계 진행 여부는 작업 환경에 따라 가열 및 냉각 횟수를 카운팅하여 미리 설정된 횟수만큼 진행하는 방법이 있고, 미리 정해진 작업 시간을 측정하여 진행 여부를 판단하는 방법이 있다. 따라서, 냉각 단계 진행 여부를 판단하는 제2판단단계(S220)는 작업자가 작업 환경을 고려하여 다양한 조건을 설정할 수 있다. 제2판단단계(S220)의 조건을 만족할 경우에는 냉각 단계(S300)를 진행하고, 만족하지 않을 경우에는 동작을 종료한다.

냉각 단계(S300)에서는 히팅부(300)가 동작을 멈추고 외기 흡입부(500)로부터 외기가 흡입되고, 블로워(400)가 동작한다. 냉각 단계(S300)를 진행한 후, 온도 센서(110)가 시료 용기(100)의 내부 온도를 산출하는 제 2 온도 측정 단계(S400)를 진행한다. 챔버(C) 내부에 설치된 온도 센서(600)로부터 측정된 값

가 미리 설정된 온도인 m보다 낮은지 판단하는 제3판단단계(S410)를 진행한다. 제3판단단계(S410)의 조건을 만족하지 않을 경우에는 다시 냉각 단계(S300)를 진행하고, 만족할 경우에는 히팅 단계 진행 여부를 판단하는 제4판단단계(S420)를 진행한다. 제4판단단계(S420)는 상술한 제2판단단계(S220)와 마찬가지로 작업 환경에 따라 가열 및 냉각 횟수를 카운팅하여 미리 설정된 횟수만큼 진행하는 방법이 있고, 미리 정해진 작업 시간을 측정하여 진행 여부를 판단하는 방법이 있다. 따라서, 히팅 단계 진행 여부를 판단하는 제4판단단계(S420)는 작업자가 작업 환경을 고려하여 다양한 조건을 설정할 수 있다. 제4판단단계(S420)의 조건을 만족할 경우에는 히팅 단계(S100)를 진행하고, 만족하지 않을 경우에는 동작을 종료한다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

C 챔버
M 모터
S 제1시료
O 제2시료
100 시료 용기
101 외측 내벽
102 내측 내벽
200 로터
210 회전축
300 히팅부
400 블로워
500 외기 흡입부
600 온도 센서

Claims (10)

1. 내부 공간이 형성된 챔버에 수용되며, 상기 챔버에 설치된 모터에 끼움 결합하여 회전 가능하도록 설치되는 금속 재질 링 형태의 로터;
   상기 로터의 내측 벽면과 접촉하도록 설치되며, 발열 가능한 히팅부;
   상기 로터의 외주면에 끼움 결합하며, 내부에 PCR을 위한 시료가 주입되는 링 형태의 시료 용기;
   상기 챔버의 하부에 형성되어 외부 공기가 상기 챔버 내부로 유입되도록 하는 외기 흡입부; 및
   상기 챔버의 상부에 형성되어 상기 챔버 내부 공기를 외부로 배기시키는 블로워;
   를 포함하며,
   상기 히팅부가 발열하는 열은 상기 로터, 상기 시료 용기 순으로 전달되어 상기 시료 용기 내부에 주입된 시료를 가열시키고, 상기 외기 흡입부에서 흡입된 공기가 상기 블로워로 이동하며 상기 시료 용기와 접촉하여 상기 시료 용기를 냉각시켜 상기 시료의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 시료 용기는,
   시료를 주입하기 위한 적어도 하나 이상의 시료 주입구가 형성되어 있으며, 상기 시료 주입구는 탈착 가능한 캡에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 시료 용기는,
   내부 공간의 내벽 중 외측에 위치하는 내벽에 시료가 분주되도록 하는 reaction film이 부착되며,
   상기 로터에 끼움 결합한 상기 시료 용기가 회전하며 시료가 상기 reaction film에 분주되는 것을 특징으로 하는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 시료는,
   PCR 반응을 위한 시약인 제1시료와 미네랄 오일인 제2시료가 혼합된 것을 특징으로 하는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 시료는,
   상기 시료 용기의 회전에 의해 상기 제1시료와 상기 제2시료로 원심 분리되며, 상기 제2시료가 상기 제1시료에 열을 전달하는 것을 특징으로 하는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 히팅부는,
   외면 또는 내면에 적어도 하나 이상 부착되어 상기 히팅부의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 챔버는,
   내부에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 시료 용기의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템은,
    상기 히팅부에 설치된 온도 센서가 측정한 온도 값과 상기 챔버에 설치된 온도 센서가 측정한 온도 값의 차로부터 상기 시료 용기 내부 공간의 온도를 도출하는 것을 특징으로 하는 PCR 용 시료 용기의 히팅 및 쿨링 시스템.

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