KR102368219B1 - 소나무 재선충dna 기반 진단검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 소나무의 나무조각이나 솔잎에서 채취한 검체를 장시간 이송하지 않고도 검체 채취 현장에서 DNA를 증폭 및 분석할 수 있도록 하므로써 소나무 재선충을 현장에서 신속하게 검출할 수 있도록 하고, 검체가 수용된 시료용기가 미리 설정된 온도로 가온(加溫)됨과 동시에 무빙플레이트에 의하여 반복적으로 요동(搖動)되고, 초음파진동자에 의하여 진동되도록 하므로써 DNA증폭효소반응을 더욱 활성화시켜 재선충 검출에 필요한 DNA의 양을 크게 늘릴 수 있도록 하는 한편, 무빙플레이트에 탑재되는 히팅블럭상에 다수개의 시료용기가 행렬(行列)방향으로 끼워져 장착되도록 하므로써 제한된 조건에서 가능한 많은 시료를 분석할 수 있도록 한 새로운 소나무 재선충 DNA기반 진단검사장치가 개시된다.
본 발명은 상자형태로 이루어지며, 상부면 일측에 요홈형태의 안착부가 형성되고, 상부면의 다른쪽 중심부에 가이드공이 형성된 받침대와; 상기 받침대상의 안착부에 탑재되며, 일측면으로부터 길이방향 내측으로는 개구부를 갖는 수납공간이 형성된 증폭기와; 상기 증폭기상의 개구부를 통하여 수납공간의 내부에 수납된 상태에서 외력의 작용에 의하여 반복적으로 왕복 직선이동되며, 길이방향 내측 끝부분과 외측 끝부분에 장착홈이 형성되는 한편, 외측 끝부분의 중심으로부터 바깥쪽으로는 상기 받침대의 상부면 타측에 형성된 가이드공을 통하여 받침대의 내측으로 끼워지며, 면상에는 걸림공이 마련된 걸림편이 하향 절곡되게 형성된 무빙플레이트와; 상기 무빙플레이트의 상부면에 얹혀진 상태에서 내측단과 외측단의 하단이 무빙플레이트상의 장착홈에 끼워져 장착되며, 상부면에는 검체가 수용된 시료용기가 끼워지는 다수개의 용기끼움홈이 행열방향으로 형성되는 한편, 상기 용기끼움홈의 하부 외측면에는 전류의 인가에 따라 발열되면서 시료용기에 설정된 온도의 열을 가하는 열전도판이 설치된 히팅블럭과; 상기 받침대상의 가이드공의 하부 내측에 설치된 상태에서 전류의 인가에 따라 정역방향으로 구동되며, 축상에는 상기 무빙플레이트의 외측단 중심으로부터 하양 절곡된 걸림편상의 걸림공에 끼워져 걸리는 이송레버가 고정되게 설치되어 무빙플레이트가 반복적으로 왕복 직선이동되도록 하는 스텝핑모터와; 상기 받침대의 내부에 설치된 상태에서 스텝핑모터 및 열전도판의 구동을 제어하는 회로기판과; 상기 증폭기의 개구부 윗쪽에서 상하방향으로 개폐되게 설치되어 시료용기에 수용된 검체로부터 DNA를 증폭할 때 히팅블럭에 가해지는 열기가 외부로 누출되지 않도록 하는 열차단커버를 포함하여 구성된다.

Description

소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치{Diagnosis test device based on Bursaphelenchus xylophilus DNA}
본 발명은 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소나무의 나무조각이나 솔잎에서 채취한 검체를 장시간 이송하지 않고도 검체 채취 현장에서 DNA를 증폭 및 분석할 수 있도록 하므로써 소나무 재선충을 현장에서 신속하게 검출할 수 있도록 하고, 검체가 수용된 시료용기가 미리 설정된 온도로 가온(加溫)됨과 동시에 무빙플레이트에 의하여 반복적으로 요동(搖動)되고, 초음파진동자에 의하여 진동되도록 하므로써 DNA증폭효소반응을 더욱 활성화시켜 재선충 검출에 필요한 DNA의 양을 크게 늘릴 수 있도록 하는 한편, 무빙플레이트에 탑재되는 히팅블럭상에 다수개의 시료용기가 행렬(行列)방향으로 끼워져 장착되도록 하므로써 제한된 조건에서 가능한 많은 시료를 분석할 수 있도록 한 새로운 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치에 관한 것이다.
소나무 재선충(Bursaphelenchus xylophilus)은 북미나 일본에서 전달되어 국내의 삼림에 가장 심각한 손상을 유발하는 소나무 재선충병(pine wilt disease) 병원균으로서, 특히 소나무 재선충에 대한 내성이 부족한 국내의 소나무에 심각한 손상을 유발시키는 침습성(invasive) 종이다.
이러한 소나무 재선충병을 진단하기 위해서는 필수적으로 죽은 소나무로부터 얻은 나무 조각이나 솔잎으로부터 소나무 재선충을 검출하는 것이 필요하다.
소나무 재선충을 검출하기 위하여, 베르만(Baermann)방법[Masahara Mamiya, Kazuyoshi Futai, Hajime Kosaka, Natsumi Kanzaki(2004), Wood Nematodes(Nematode Experiment Methods, edited by the Japanese Nematological Society, Japanese NematologicalSociety, Ibaraki) 134-153.]을 사용하여 나무 조각으로부터 소나무 재선충을 분리하고 형태 관측을 실시하는 것이 일반적이다.
상기의 소나무 재선충 검출을 위한 베르만방법에서는 소나무의 나무조각이나 솔잎으로부터 채취한 검체를 조직 종이에 감싸고 물로 채워진 깔때기에 담그게 되는데, 선충이 검체 내에 존재할 경우에 깔때기 하단에 가라앉게 되며, 이후, 가라앉은 선충의 형태를 현미경으로 확인하여 소나무 재선충인지 결정하게 된다.
하지만, 상기 베르만방법에 따른 소나무 재선충의 검출과정에서는 소나무의 나무조각으로부터 선충을 분리하는데 매우 오랜 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 선충의 형태에 대한 지식이 있는 전문가가 필요한 것은 물론, 선충의 검출을 위해 현미경과 같은 고가의 장비가 필요함에 따라 현장에서의 적용이 매우 제한된다는 문제가 있다.
이와 같은 이유에 의하여 현재까지 소나무 재선충의 검출은 선충을 구별할 수 있는 전문가와 장비를 구비한 전문 기관에서만 실시되고 있을 뿐이며, 전문가가 아니라도 손쉽게 소나무 재선충을 검출하기 위한 방법은 현재까지 존재하지 않는 실정이다.
이와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0003397호(명칭: 나무 조각으로부터의 소나무 재선충의 DNA 추출 방법, 소나무 재선충의 LAMP 프라이머 세트 및 나무 조각으로부터의 소나무 재선충 검출 방법)가 제안되었다.
상기 공개특허공보 제10-2011-0003397호는 '케라틴을 분해하는 효소를 함유하는 용액에 소나무 재선충이 포함된 나무 조각을 담가 상기 소나무 재선충의 DNA를 추출한 후 유전자 증폭을 사용하여 소나무 재선충을 검출하는 방법'을 기술적 구성의 요지로 하는 것이다.
상기한 공개특허공보 제10-2011-0003397호를 적용하면, 나무 조각에 소나무 재선충이 존재하는 경우에 소나무 재선충 DNA가 나무 조각으로부터 추출되기 때문에 소나무 재선충을 따로 분리하지 않고도 DNA를 사용한 소나무 재선충의 검출을 실현할 수 있으며, LAMP 방법에 의해 소나무 재선충 rDNA의 특정 부위를 증폭함으로써 검출할 수 있게 되어 소나무 재선충의 유전자 증폭 및 검출을 비교적 정확하고 용이하면서도 저렴한 비용으로 실시할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 이 같이 소나무 재선충을 검출하기 위하여 DNA 증폭하고 분석하는 장치는 특정 기관이나 시설에 설치되어 있기 때문에 서로 다른 장소에서 채취한 검체를 DNA분석장치가 설치된 장소까지 장시간 이송한 후 DNA를 증폭 및 분석할 수 밖에 없어 검체가 이송도중에 오염될 우려가 높은 것은 물론, 검체 채취 현장에서 곧바로 소나무 재선충의 DNA를 분석 및 검출할 수 없기 때문에 사용이 매우 제한적이라는 문제가 있다.
또, 종래의 DNA 분석장치는 시료용기가 요동 없이 고정된 상태로 유지되기 때문에 DNA증폭효소반응이 더디게 진행되는 것은 물론 DNA 양이 적어 진단이 어렵다는 문제가 있으며, 시료용기가 제한적이기 때문에 동시에 많은 시료를 분석할 수 없다는 문제가 있다.
1. 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0003397호.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 소나무 조각이나 솔잎에서 채취한 검체를 장시간 이송하지 않고도 검체 채취현장에서 DNA를 증폭 및 분석할 수 있도록 하므로써 소나무 재선충을 현장에서 신속하게 검출할 수 있도록 한 새로운 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 검체가 수용된 시료용기가 미리 설정된 온도로 가온(加溫)됨과 동시에 무빙플레이트에 의하여 반복적으로 요동(搖動)되고, 초음파진동자에 의하여 진동되도록 하므로써 DNA증폭효소반응을 더욱 활성화시켜 재선충 검출에 필요한 DNA의 양을 크게 늘릴 수 있도록 한 새로운 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 무빙플레이트에 탑재되는 히팅블럭상에 다수개의 시료용기가 행렬방향으로 끼워져 장착되도록 하므로써 제한된 조건에서 가능한 많은 시료를 분석할 수 있도록 한 새로운 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상자형태로 이루어지며, 상부면 일측에 요홈형태의 안착부가 형성되고, 상부면의 다른쪽 중심부에 가이드공이 형성된 받침대와; 상기 받침대상의 안착부에 탑재되며, 일측면으로부터 길이방향 내측으로는 개구부를 갖는 수납공간이 형성된 증폭기와; 상기 증폭기상의 개구부를 통하여 수납공간의 내부에 수납된 상태에서 외력의 작용에 의하여 반복적으로 왕복 직선이동되며, 길이방향 내측 끝부분과 외측 끝부분에 장착홈이 형성되는 한편, 외측 끝부분의 중심으로부터 바깥쪽으로는 상기 받침대의 상부면 타측에 형성된 가이드공을 통하여 받침대의 내측으로 끼워지며, 면상에는 걸림공이 마련된 걸림편이 하향 절곡되게 형성된 무빙플레이트와; 상기 무빙플레이트의 상부면에 얹혀진 상태에서 내측단과 외측단의 하단이 무빙플레이트상의 장착홈에 끼워져 장착되며, 상부면에는 검체가 수용된 시료용기가 끼워지는 다수개의 용기끼움홈이 행열방향으로 형성되는 한편, 상기 용기끼움홈의 하부 외측면에는 전류의 인가에 따라 발열되면서 시료용기에 설정된 온도의 열을 가하는 열전도판이 설치된 히팅블럭과; 상기 받침대상의 가이드공의 하부 내측에 설치된 상태에서 전류의 인가에 따라 정역방향으로 구동되며, 축상에는 상기 무빙플레이트의 외측단 중심으로부터 하양 절곡된 걸림편상의 걸림공에 끼워져 걸리는 이송레버가 고정되게 설치되어 무빙플레이트가 반복적으로 왕복 직선이동되도록 하는 스텝핑모터와; 상기 받침대의 내부에 설치된 상태에서 스텝핑모터 및 열전도판의 구동을 제어하는 회로기판과; 상기 증폭기의 개구부 윗쪽에서 상하방향으로 개폐되게 설치되어 시료용기에 수용된 검체로부터 DNA를 증폭할 때 히팅블럭에 가해지는 열기가 외부로 누출되지 않도록 하는 열차단커버를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 상기 무빙플레이트상에는 시료용기가 끼워진 히팅블럭에 진동을 가하는 초음파진동자가 설치된 특징을 갖는다.
본 발명에 따르면, 소나무 조각이나 솔잎에서 채취한 검체를 장시간 이송하지 않고도 검체 채취현장에서 DNA를 증폭 및 분석할 수 있기 때문에 소나무 재선충을 현장에서 신속하게 검출할 수 있으며, 검체가 수용된 시료용기가 미리 설정된 온도로 가온(加溫)됨과 동시에 무빙플레이트에 의하여 반복적으로 요동(搖動)되고, 초음파진동자에 의하여 진동되기 때문에 DNA증폭효소반응이 더욱 활성화되면서 재선충 검출에 필요한 DNA의 양을 크게 늘릴 수 있다는 효과가 있다.
또, 본 발명에 따르면 무빙플레이트에 탑재되는 히팅블럭상에 다수개의 시료용기가 행렬방향으로 끼워져 장착되기 때문에 제한된 조건에서 가능한 많은 시료를 분석할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치를 나타내는 구성 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치를 나타내는 평면도 및 본 발명에 적용된 히팅블럭의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치에서 시료용기가 장착된 히팅블럭을 증폭기의 수납공간 내부로 수납하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치에서 시료용기가 장착된 히팅블럭을 증폭기의 수납공간 내부로 수납 완료된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치에서 시료용기가 장착된 히팅블럭을 증폭기의 수납공간 내부로 수납된 상태에서 스텝핑모터의 구동에 따라 좌우로 반복하여 왕복운동하는 동작을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 소나무 재선충DNA 기반 진단검사장치(10)에서는 상자형태로 이루어지는 받침대(20)가 마련되는데, 상기 받침대(20)의 상부면 일측에는 요홈형태의 안착부(21)가 형성되고, 상기 받침대(20)의 상부면의 다른쪽 중심부에는 가이드공(22)이 형성되도록 구성된다.
본 발명에서 상기 받침대상(20)의 안착부에는 별도의 증폭기(30)가 탑재되는데, 상기 증폭기(30)의 일측면으로부터 길이방향 내측으로는 개구부(31)를 갖는 수납공간(32)이 형성된다.
상기 증폭기(30)상의 개구부(31)를 통하여 수납공간(32)의 내부에는 외력의 작용에 의하여 반복적으로 왕복 직선이동되는 무빙플레이트(Moving plate:40)가 수납되는데, 상기 무빙플레이트(40)의 길이방향 내측 끝부분과 외측 끝부분에는 장착홈(41)이 형성되도록 구성된다.
또, 상기 무빙플레이트(40)의 외측 끝부분의 중심으로부터 바깥쪽으로는 상기 받침대(20)의 상부면 타측에 형성된 가이드공(22)을 통하여 받침대(20)의 내측으로 끼워지는 걸림편(42)이 하향 절곡되게 형성되고, 상기 걸림편(42)의 면상에는 걸림공(43)이 형성되도록 구성된다.
본 발명에서 상기 무빙플레이트(40)의 상부면에는 별도의 히팅블럭(Heating block:50)이 얹혀지도록 구성되는데, 상기 히팅블럭(50)의 내측단과 외측단의 하단은 무빙플레이트(40)상의 장착홈(41)에 탈착가능하게 끼워져 장착된다.
또 상기 히팅블럭(50)의 상부면에는 검체가 수용된 시료용기(51)가 끼워지는 다수개의 용기끼움홈(52)이 행열방향으로 형성되는 한편, 상기 용기끼움홈(52)의 하부 외측면에는 전류의 인가에 따라 발열되면서 시료용기(51)에 설정된 온도의 열을 가하는 열전도판(53)이 설치되도록 구성된다.
본 발명에서 상기 받침대(20)상의 가이드공(22)의 하부 내측에는 전류의 인가에 따라 정역방향으로 구동되는 스텝핑모터(60)가 설치되는데, 상기 스텝핑모터(60)의 축상에는 상기 무빙플레이트(40)의 외측단 중심으로부터 하양 절곡된 걸림편(42)상의 걸림공(43)에 끼워져 걸리는 이송레버(61)가 고정되게 설치된다.
이에 따라 상기 스텝핑모터(60)가 정역구동되면 상기 이송레버(61)에 끼워져 걸린 걸림편(42)이 받침대(20)상의 가이드공(22)의 범위내에서 좌우방향으로 반복하여 왕복 직선이동됨에 따라 무빙플레이트(40)가 반복적으로 요동되고, 그 결과 무빙플레이트(40)상에 탑재된 히팅블럭(50) 또한 반복적으로 요동되는 것이다.
또, 상기 받침대(20)의 내부에는 상기 히팅블럭(50)상의 열전도판(53)과 스텝핑모터(60)의 구동을 제어하는 회로기판(62)이 설치되고, 상기 증폭기(30)의 개구부(31) 윗쪽에는 시료용기(51)에 수용된 검체로부터 DNA를 증폭할 때 열전도판(53)으로부터 히팅블럭(50)에 가해지는 열기가 외부로 누출되지 않도록 하는 열차단커버(63)가 설치되도록 구성된다.
한편, 본 발명에서 상기 무빙플레이트(40)상에는 시료용기(51)가 끼워진 히팅블럭(50)에 진동을 가하는 초음파진동자(70)가 설치되도록 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 소나무 조각이나 솔잎에서 채취한 검체를 별도의 분석장치가 설치된 장소까지 장시간 이송하지 않고도 검체 채취현장에서 DNA를 증폭 및 분석할 수 있기 때문에 검체가 오염되지 않은 상태에서 소나무 재선충을 현장에서 신속하게 검출할 수 있게 된다.
또, 검체가 수용된 시료용기(51)가 열전도판(53)에 의하여 미리 설정된 온도로 가온(加溫)됨과 동시에 무빙플레이트(40)에 의하여 반복적으로 요동(搖動)되고, 초음파진동자(70)에 의하여 진동되기 때문에 DNA증폭효소반응이 더욱 활성화되면서 재선충 검출에 필요한 DNA의 양을 크게 늘릴 수 있게 되는 것이다.
또, 본 발명에서는 무빙플레이트(40)에 탑재되는 히팅블럭(50)상에 다수개의 시료용기(51)가 행렬방향으로 끼워져 장착되기 때문에 제한된 조건에서 가능한 많은 시료를 분석할 수 있게 된다.
10 : 소나무 재선충DNA 기반 진단검사키트
20 : 받침대 21 : 안착부
22 : 가이드공 30 : 증폭기
31 : 개구부 32 : 수납공간
40 : 무빙플레이트 41 : 장착홈
42 : 걸림편 43 : 걸림공
50 : 히팅블럭 51 : 시료용기
52 : 용기끼움홈 53 : 열전도판
60 : 스텝핑모터 61 : 이송레버
62 : 회로기판 63 : 열차단커버
70 : 초음파진동자.

Claims (2)

  1. 상자형태로 이루어지며, 상부면 일측에 요홈형태의 안착부(21)가 형성되고, 상부면의 다른쪽 중심부에 가이드공(22)이 형성된 받침대(20)와;
    상기 받침대(20)상의 안착부(21)에 탑재되며, 일측면으로부터 길이방향 내측으로는 개구부(31)를 갖는 수납공간(32)이 형성된 증폭기(30)와;
    상기 증폭기(30)상의 개구부(31)를 통하여 수납공간(32)의 내부에 수납된 상태에서 외력의 작용에 의하여 반복적으로 왕복 직선이동되며, 길이방향 내측 끝부분과 외측 끝부분에 장착홈(41)이 형성되는 한편, 외측 끝부분의 중심으로부터 바깥쪽으로는 상기 받침대(20)의 상부면 타측에 형성된 가이드공(22)을 통하여 받침대(20)의 내측으로 끼워지며, 면상에는 걸림공(43)이 마련된 걸림편(42)이 하향 절곡되게 형성된 무빙플레이트(40)와;
    상기 무빙플레이트(40)의 상부면에 얹혀진 상태에서 내측단과 외측단의 하단이 무빙플레이트(40)상의 장착홈(41)에 끼워져 장착되며, 상부면에는 검체가 수용된 시료용기(51)가 끼워지는 다수개의 용기끼움홈(52)이 행열방향으로 형성되는 한편, 상기 용기끼움홈(52)의 하부 외측면에는 전류의 인가에 따라 발열되면서 시료용기(51)에 설정된 온도의 열을 가하는 열전도판(53)이 설치된 히팅블럭(50)과;
    상기 받침대(20)상의 가이드공(22)의 하부 내측에 설치된 상태에서 전류의 인가에 따라 정역방향으로 구동되며, 축상에는 상기 무빙플레이트(40)의 외측단 중심으로부터 하양 절곡된 걸림편(42)상의 걸림공(43)에 끼워져 걸리는 이송레버(61)가 고정되게 설치되어 무빙플레이트(40)가 반복적으로 왕복 직선이동되도록 하는 스텝핑모터(60)와;
    상기 받침대(20)의 내부에 설치된 상태에서 스텝핑모터(60) 및 열전도판(53)의 구동을 제어하는 회로기판(62)과;
    상기 증폭기(30)의 개구부(31) 윗쪽에서 상하방향으로 개폐되게 설치되어 시료용기(51)에 수용된 검체로부터 DNA를 증폭할 때 히팅블럭(50)에 가해지는 열기가 외부로 누출되지 않도록 하는 열차단커버(63)를 포함하는 소나무 재선충 DNA 기반 진단검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무빙플레이트(40)상에는 시료용기(51)가 끼워진 히팅블럭(50)에 진동을 가하는 초음파진동자(70)가 설치된 것을 특징으로 하는 소나무 재선충 DNA 기반 진단검사장치.
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