KR102434822B1 - 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 pcr 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 PCR 튜브의 온도를 고속 및 저전력으로 열순환이 되도록 제어가 가능한 가열 블럭 구조를 포함하며, 형광 측정 모듈이 함께 탑재되어 PCR 튜브 내 시료의 PCR 반응 과정을 신속하게 분석할 수 있는 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치는, 가열 블럭 상의 오목부에 수용되며 시료를 수용하는 PCR 튜브; 상기 가열 블럭의 하부 또는 측부에 위치하는 히터; 및 상기 히터와 이격 또는 접촉되는 냉각 블럭;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치{PCR DEVICE CAPABLE OF HIGH SPEED THERMO-CYCLING FOR MOLECULAR DIAGONOSIS}

본 발명은 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저전력으로 고속의 열순환이 가능한 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에 관한 것이다.

생명 과학, 유전 공학 및 의학 분야 등의 연구개발 및 진단 목적으로 DNA 증폭 기술이 광범위하게 활용되고 있다.

그 중 중합 효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction: PCR)을 이용한 DNA 증폭 기술이 널리 활용되고 있다.

구체적으로, 중합 효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction, PCR)은 살아있는 생물체를 이용하지 않으면서 DNA를 효소적으로 복제하기 위한 분자 생물학 기술이다.

이러한 PCR은 의학과 생물학 연구소에서, 다양한 과제, 예를 들면, 유전 질환(hereditary disease)의 검출, 유전자 지문(genetic fingerprint)의 확인, 감염 질환(infectious disease)의 진단, 유전자의 클로닝(cloning), 친자 확인 검사(paternity testing), 유전자형(genotyping) 확인, 유전자 염기 서열(gene sequencing) 검사, 및 DNA 컴퓨팅(computing) 등에 일상적으로 이용되고 있다.

최근에는 좀 더 빠른 PCR 반응 진단을 위해 저전력으로 고속의 열순환(thermo cycling)이 가능한 PCR 장비가 요구되고 있다.

고속 PCR 반응을 위한 열순환은 시료를 가열하는 가열 블럭의 열용량(thermal mass)이 작을수록 온도 가변을 빠르게 하는데 유리하다.

통상, 고속 PCR 반응을 위한 열순환은 마이크로 유체칩 형태로 열용량이 작은 유체칩 소자를 이용하거나 또는 소자 바닥 기판면에 직접 혹은 유체칩 기판과 접촉하는 열용량이 작은 히팅 모듈에 줄히팅 방식의 히터를 채용하여 PCR 반응에 필요한 열순환을 하는 것이 일반적이었다.

그러나 이러한 방법은 별도의 유체칩을 제작하여야 하며, 기존의 마이크로 PCR 튜브를 이용하는 방법과 호환되기 어렵고, 유체칩에 분석 시약을 주입하는 과정과 절차가 PCR 튜브를 사용하는 전통적인 방법에 비해 매우 불편하며, 주입하게 되는 시료의 부피가 수 ㎕ 이하로 너무 작은 양을 쓰게 되어 시료 부피 편차에 의한 실험 오차가 발생할 수 있다.

통상적으로 열순환기(thermo cycler)는 빠른 온도 변화 제어를 위해 일반적으로 펠티어(peltier) 소자를 이용하며, 냉각 성능을 높이기 위해 열방출이 잘되는 구조가 필수적이어서 용량이 큰 히트 싱크(heat sink) 구조를 채용하지만, 이는 장비의 크기가 커지고, 소비 전력이 많이 요구되는 문제점이 있다.

도 1은 종래 PCR 장비의 일반적인 히팅 모듈을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 PCR 장비의 일반적인 히팅 모듈은 방열판(4)과, 방열판(4) 상의 히터 또는 펠티어 소자(3)와, 상부에 오목부를 포함하는 가열 블럭(2)과, 이 오목부(2)에 삽입되는 PCR 튜브(1)를 포함하고 있다.

이때, 종래 PCR 장비의 일반적인 히팅 모듈은 가열 블럭(2)과 방열판(4)이 일체로 고정되어 있어서, 열용량이 매우 크기 때문에 신속한 열순환을 하기 어렵고, 많은 소비 전력이 필요로 하는 문제점이 있다.

도 2는 종래 PCR 튜브 방식의 구조 및 PCR 칩 기판 사용시의 가열 블럭을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, PCR 반응을 위해 히팅 냉각 온도 제어를 위한 가열 블럭(2)의 예가 나타나 있다.

종래 방식과 같이 PCR 튜브(1)를 사용할 경우, 가열 블럭(2)의 크기가 커서 열순환 속도가 느리고 소모 전력이 많이 필요하다.

최근, 이를 개선하기 위해 PCR 튜브(1) 대신 PCR 칩(5) 기판을 사용하고, 가열 블럭(2)의 크기를 작게 하여 열순환을 감소시키는 시도들이 진행되고 있으나, PCR 칩(5)의 경우 샘플의 로딩이 PCR 튜브(1)에 비해 불편하며 사용 편의성이 나쁜 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2020-0139320호 (2020.12.14. 공개)

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 PCR 튜브의 온도를 고속 및 저전력으로 열순환이 되도록 제어가 가능한 가열 블럭 구조를 포함하며, 형광 측정 모듈이 함께 탑재되어 PCR 튜브 내 시료의 PCR 반응 과정을 신속하게 분석할 수 있는 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 실시간 PCR 증폭 반응을 모니터링할 수 있는 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치는, 가열 블럭 상의 오목부에 수용되며 시료를 수용하는 PCR 튜브; 상기 가열 블럭의 하부 또는 측부에 위치하는 히터; 및 상기 히터와 이격 또는 접촉되는 냉각 블럭;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치는, 상기 가열 블럭과, 상기 히터와, 상기 냉각 블럭을 밀착시키는 가열 블럭 커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 냉각 블럭은, 일측이 회전 가능하게 지지되고 상기 가열 블럭의 하부에 위치하는 히터와 접촉하는 냉각 방열판을 갖는 회전축; 및 상기 회전축의 타측을 승강시키는 냉각 블럭 제어축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 냉각 블럭 제어축은, 상기 가열 블럭 커버를 관통하여 일측이 상기 냉각 블럭과 연결되고 타측이 압정 형상의 누름부와 연결되며, 상기 누름부와 상기 가열 블럭 커버 사이에는 탄성 부재가 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 가열 블럭이 가열시, 상기 누름부를 눌러 상기 냉각 블럭을 하강시킴으로써, 상기 히터로부터 상기 냉각 블럭의 냉각 방열판을 이격시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 가열 블럭이 냉각시, 상기 탄성 부재의 복원력에 의해 상기 냉각 블럭이 상승됨으로써, 상기 히터와 상기 냉각 블럭의 냉각 방열판을 접촉시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 냉각 블럭은, 상기 가열 블럭의 하부에 위치하는 히터와 접촉하는 냉각 방열판을 갖는 슬라이딩축; 및 상기 슬라이딩축이 슬라이딩 가능하게 이동하도록 가이드하는 슬라이딩 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 가열 블럭이 가열시, 상기 슬라이딩축이 이동하여 상기 히터와, 상기 냉각 방열판이 이격되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 가열 블럭이 냉각시, 상기 슬라이딩축이 이동하여 상기 히터와, 상기 냉각 방열판이 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 냉각 블럭은, 상기 PCR 튜브의 측부에 위치하며, 히터가 삽입된 가열 블럭과 접촉하는 냉각 방열판을 갖는 이동축; 및 상기 이동축의 양측에는 상기 가열 블럭 방향으로 각각 돌출된 볼록부;를 포함하며, 상기 돌출부는 탄성 부재 내에 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 가열 블럭이 가열시, 모터의 구동에 의해 상기 냉각 블럭이 상기 가열 블럭의 반대 방향으로 이동하여 상기 가열 블럭과 상기 냉각 방열판이 이격되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 가열 블럭이 냉각시, 상기 탄성 부재의 복원력에 의해 상기 냉각 블럭이 상기 가열 블럭 방향으로 이동하여 상기 가열 블럭과 상기 냉각 방열판이 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에서, 상기 PCR 튜브를 향해 광을 제공하는 발광 모듈 및 상기 가열 블럭과 이격되게 배치되고 상기 PCR 튜브 내 시료의 증폭 반응으로 인한 형광을 형광 측정 홀을 통해 감지하는 광학 모듈를 갖는 형광 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.

본 발명에 의하면, PCR 튜브의 온도를 고속 및 저전력으로 열순환이 되도록 제어가 가능한 가열 블럭 구조를 포함하며, 형광 측정 모듈이 함께 탑재되어 PCR 튜브 내 시료의 PCR 반응 과정을 신속하게 분석할 수 있는 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에 의해, 고속 열순환이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에 의해, 저전력 구동이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치는 장치의 부피(크기)를 작게 할 수 있어서 현장 진단(POCT) 장치로 적용하기에 적합한 효과가 있다.

도 1은 종래 PCR 장비의 일반적인 히팅 모듈을 나타내는 도면.
도 2는 종래 PCR 튜브 방식의 구조 및 PCR 칩 기판 사용시의 가열 블럭을 나타내는 도면.
도 3은 PCR 반응의 열순환을 나타내는 그래프.
도 4는 고속 열순환을 위한 접촉 냉각 방법 및 가열 블럭의 온도 프로파일을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 가열시를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 냉각시를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 냉각시를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 가열시를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 냉각 및 가열시를 나타내는 도면.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 고속 PCR 반응을 위해 열순환에서 온도 가변에 소요되는 시간을 줄여서 고속 PCR 열순환이 가능한 장비를 제공하는 것이다.

도 3은 PCR 반응의 열순환을 나타내는 그래프이고, 도 4는 고속 열순환을 위한 접촉 냉각 방법 및 가열 블럭의 온도 프로파일을 나타내는 그래프이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 PCR 사이클은 고온(denaturation, 대략 95도), 저온(primer anneal, 대략 55도), 중온(DNA synthesis, 대략 72도), 고온(대략 95도)을 지속적으로 반복하게 되는데 온도 가변에 소요되는 시간을 가능하면 단축하는 것이 PCR 증폭 반응 소요 시간을 줄일 수 있어서 바람직하다.

도 4는 본 발명의 동작 원리를 설명하는 그림이다.

PCR 튜브를 감싸는 가열 블럭과 냉각 블럭으로 구성된다.

냉각 블럭은 가열 블럭에 비해 큰 열용량을 가지도록 하여 두 블럭의 물리적 접촉을 통해 열전도에 의한 원리로 가열 블럭의 온도가 PCR 열순환의 저온 목표 온도 구간에 도달하도록 한다.

일 실시예로 냉각 블럭의 온도는 상온이고, 고온 블럭은 95도인 경우 두 블럭의 물리적 컨텍 접촉으로 고온 블럭의 온도를 신속하게 목표 온도인 55도 수준으로 낮출 수 있다.

이는 높은 온도로 달궈진 숟가락을 차가운 물그릇에 접촉시켜 순간적으로 온도를 낮추는 상황과 유사하다.

PCR 사이클의 온도 제어를 위해 예상되는 가열 블럭과 냉각 블럭의 온도 프로파일은 도 4에 표기한 것과 같다.

히터가 구비된 가열 블럭은 고온 반응 종료 후 냉각 블럭과의 접촉으로 열전도에 의해 신속하게 온도를 낮춘다.

목표 온도 도달 전후 두 블럭은 물리적으로 이격시키며, 히터의 동작 제어에 의해 가열 블럭의 온도 프로파일은 저온 구간의 온도를 유지하다가 고온 히팅 사이클 프로파일을 따라가도록 한다.

반면 냉각 블럭은 가열 블럭으로부터 받은 열량으로 온도가 상승하며, 이격 후에는 다시 공기에 의해 식게되어 온도가 점점 낮아지는 온도 프로파일 변화 특성을 보인다.

열순환 주기를 일정하게 유지하려면 컨텍 접촉시 냉각 프로파일의 온도가 일정하도록 유지하는 것이 히터의 제어가 간단해질 수 있으므로 공랭을 위한 팬의 동작과 히터를 냉각 블럭에도 구비하여 온도를 일정하게 제어하는 것도 가능하다.

이상의 설명에서와 같이 가열 블럭의 온도 변화 주기를 만드는데 소요되는 전력은 가열 블럭의 열용량이 작은 특성을 이용하여 히팅/냉각 속도를 빠르게 할 수 있고, 냉각시키기 위해 별도의 전력 소모가 없으므로 저전력 구동이 가능하며, 냉각 블럭 또한 온도를 상온 근처의 온도로 유지하므로 마찬가지로 가열을 위한 전력 소모가 적다.

또한, 기존의 펠티어 소자의 구동에 비해 소비 전력을 현저하게 낮출 수 있으며, 냉각을 위해 공랭을 위해 필요했던 구조물의 크기를 현저하게 작게할 수 있고, 공랭 효율을 달성하기 위한 복잡한 방열판 구조나 고속 팬 동작이 불필요하여 소음을 줄일수 있다.

따라서, 본 발명의 PCR 장치는 POCT를 위한 진단 기기 구현에 적합하다.

이와 같이 고온 히팅 구간의 온도 변화는 히터의 용량을 크게하고 가열 블럭의 열용량을 작게하는 원리로 쉽게 구현할 수 있으나 PCR 튜브를 가열하기 위한 최소한의 열용량이 필요하고 단열 성능이 좋아질수록 냉각이 늦으므로 빠른 냉각이 어렵게 된다.

빠른 냉각은 열전도 원리를 사용하는 것이 유리하므로 큰 열용량을 물리적으로 접촉시키는 방식을 사용한다.

물론 공랭을 위한 팬의 동작을 전도냉각과 동시에 적용하는 것도 가능하다.

냉각시 냉각 블럭을 기계적 구동에 의해 가열 블럭과 밀착되도록 하고 목표 온도 부근으로 온도가 떨어지면 다시 가열 블럭과 분리되도록 구동하여 신속하게 목표 온도로 냉각 제어가 가능하게 된다.

냉각 블럭은 PCR 사이클의 저온 온도보다 낮게 유지하고 큰 열용량을 갖도록 하는 것이 바람직하며 사이클이 반복될수록 냉각 블럭의 온도가 가변될 수 있으므로 냉각 블럭의 온도도 일정하게 유지할 수 있도록 히터와 방열판, 팬 등을 구비할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 가열시를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 냉각시를 나타내는 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)는 PCR 튜브(10)와, 가열 블럭(110)과, 히터(120)와, 냉각 블럭(140)을 포함한다.

여기서, 히팅 블럭은 가열 블럭(110)과, 히터(120)를 포함하고, 냉각 블럭(140)은 회전축(141)과, 냉각 블럭 제어축(143)과, 냉각 방열판(142)을 포함한다.

PCR 튜브(10)는 가열 블럭(110) 상의 오목부에 수용되며 시료를 수용한다.

히터(120)는 가열 블럭(110)의 하부 또는 측부에 위치한다.

본 실시예에서는 히터(120)가 가열 블럭(110)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.

냉각 블럭(140)의 냉각 방열판(142)은 히터(120)와 이격 또는 접촉된다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)는 가열 블럭 커버(130)를 더 포함하며, 이러한 가열 블럭 커버(130)는 가열 블럭(110)과, 히터(120)와, 냉각 블럭(140), 특히 냉각 블럭(140)의 냉각 방열판(142)을 밀착시킨다.

가열 블럭 커버(130) 구조는 구성 요소들 간의 조립 편의성을 제공하고, PCR 튜브(10) 고정을 위한 여분의 지지 공간을 제공하고, 가열 블럭(110)이 히터(120)와, 냉각 블럭(140), 특히 냉각 블럭(140)의 냉각 방열판(142)과 접촉이 잘되도록 고정해 주는 역할을 하며, 열전도도가 낮은 ABS 등의 플라스틱 소재를 사용하여 가열 블럭(110)의 온도가 히터(120) 접촉면 이외에 단열되도록 하는 역할을 수행한다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)의 냉각 블럭(140)은 회전축(141)과, 냉각 블럭 제어축(143)을 포함한다.

회전축(141)은 일측이 회전 가능하게 지지되고 가열 블럭(110)의 하부에 위치하는 히터(120)와 접촉하는 냉각 방열판(142)을 가진다.

냉각 블럭 제어축(143)은 회전축(141)의 타측을 승강시킨다.

이 냉각 블럭 제어축(143)은 가열 블럭 커버(130)를 관통하여 일측이 냉각 블럭(140)의 회전축(141)과 연결되고 타측이 압정 형상의 누름부(145)와 연결되도록 형성된다.

이러한 누름부(145)와, 가열 블럭 커버(130) 사이에는 탄성 부재(144)가 개재되어 있다.

냉각 블럭 제어축(143)이 누름부(145)와 연결되는 영역을 탄성 부재(144)가 감싸고 있다.

이와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)는 가열 블럭(110)이 가열(도 5의 100A 참조)시, 냉각 블럭 제어축(143)의 타측과 연결된 누름부(145)를 모터 등의 기계적 구동을 통해 눌러 냉각 블럭 제어축(143)의 일측과 연결된 냉각 블럭(140)을 하강시킴으로써, 히터(120)로부터 냉각 블럭(140)의 냉각 방열판(142)을 이격시킨다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)는 가열 블럭(110)을 냉각(도 6의 100B 참조)시키기 위해, 냉각 블럭 제어축(143)의 타측과 연결된 누름부(145)로부터 누르는 힘을 제거하면, 탄성 부재(144)의 복원력에 의해 냉각 블럭 제어축(143)의 일측과 연결된 냉각 블럭(140)이 상승됨으로써, 히터(120)와 냉각 블럭(140)의 냉각 방열판(142)을 접촉시키게 된다.

즉, 도 5 및 도 6은 냉각 블럭(140), 특히 냉각 블럭(140)의 냉각 방열판(142)과 히터(120)의 접촉을 위한 기계적 구동 방식의 실시예를 보여준다.

냉각 블럭(140)의 회전축(141)은 일측을 회전축으로 두고 타측을 Z축(높이측)을 따라 온(on)/오프(off) 구동을 통해 한 축으로된 구동 기기로 구현이 가능하다.

탄성 부재(144)의 복원력을 이용하여 히터(120)와, 냉각 방열판(142)과의 접촉 또는 이격 상황을 간단하게 제작할 수 있다.

이는 모터의 구동과 탄성 부재를 이용한 복원 방식으로 접촉을 통한 전도 냉각 상황을 만들 수 있다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 냉각시를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치가 가열시를 나타내는 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)는 PCR 튜브(10)와, 가열 블럭(210)과, 히터(220)와, 냉각 블럭(230)을 포함한다.

여기서, 히팅 블럭은 가열 블럭(210)과, 히터(220)를 포함하고, 냉각 블럭(230)은 슬라이딩축(231)과, 냉각 방열판(232)을 포함한다.

PCR 튜브(10)는 가열 블럭(210) 상의 오목부에 수용되며 시료를 수용한다.

히터(220)는 가열 블럭(210)의 하부 또는 측부에 위치한다.

본 실시예에서는 히터(220)가 가열 블럭(210)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.

여기서, 냉각 블럭(230)의 냉각 방열판(232)는 히터(220)와 이격 또는 접촉된다.

냉각 블럭(230)은 슬라이딩축(231)과, 냉각 방열판(232)을 포함하며, 이러한 냉각 블럭(230)은 슬라이딩 가이드(233)에 의해 좌우로 가이드된다.

슬라이딩축(231)은 가열 블럭(210)의 하부에 위치하는 히터(220)와 접촉하는 냉각 방열판(232)을 가진다.

슬라이딩 가이드(233)는 슬라이딩축(231)이 좌우로 슬라이딩 가능하게 이동하도록 가이드한다.

이와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)에서, 가열 블럭(210)이 냉각(도 7의 200A 참조)시에는 슬라이딩축(231)이 좌측으로 가이드, 즉 이동하여 히터(220)와, 슬라이딩축(231)의 냉각 방열판(232)이 접촉된다.

이와 같이 슬라이딩축(231)의 냉각 방열판(232)과 히터(220)가 접촉되면, 가열 블럭(210)이 냉각된다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)에서, 가열 블럭(210)이 가열(도 8의 200B 참조)시에는 슬라이딩축(231)이 우측으로 가이드, 즉 이동하여 히터(220)와, 슬라이딩축(231)의 냉각 방열판(232)이 이격된다.

이와 같이 슬라이딩축(231)의 냉각 방열판(232)과 히터(220)가 이격되면, 가열 블럭(210)이 가열된다.

상술한 바와 같이 가열 블럭(210)의 가열 또는 냉각시, 냉각 블럭(230)의 구동은 냉각 블럭(140)의 냉각 방열판(232)의 평행 운동에 의해 이루어진다.

이때, 구조물의 이동 시간이 너무 긴 구동 방식은 냉각에 소요되는 시간보다 더 길지않도록 단순하면서 작은 이동만으로 이격과 접촉이 이루어지는 구동부 구조가 바람직하다.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치의 가열부가 냉각 및 가열시를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)는 PCR 튜브(10)와, 가열 블럭(310)과, 가열 블럭(310) 내에 삽입된 히터(320)와, 냉각 블럭(340)을 포함한다.

PCR 튜브(10)는 가열 블럭(310) 상의 오목부에 수용되며 시료를 수용한다.

히터(320)는 가열 블럭(310)의 하부 또는 측부에 위치한다.

본 실시예에서는 히터(320)가 PCR 튜브(10)의 측부에 위치하는 가열 블럭(310) 내에 삽입되는 것이 바람직하다.

냉각 블럭(340)의 냉각 방열판(341)은 히터(320)가 삽입된 가열 블럭(310)과 이격 또는 접촉된다.

이러한 냉각 블럭(140)은 이동축(342)과, 이동축(342)의 양측에 위치하는 볼록부(343)를 포함한다.

이동축(342)은 히터(320)가 삽입된 가열 블럭(310)의 측부와 접촉하는 냉각 방열판(341)을 가진다.

이동축(342)의 양측에는 가열 블럭(310) 방향으로 각각 돌출된 볼록부(343)를 포함한다.

이와 같은 돌출부(343)는 탄성 부재(344) 내에 삽입되어 있다.

즉, 돌출부(343)를 탄성 부재(344)가 감싸고 있다.

이와 같은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)의 동작 관계를 살펴보면, 히터(320)가 가열시 탄성 부재(344)의 복원력에 의해 냉각 블럭(340)이 가열 블럭(310)의 반대 방향으로 이동하여 히터(320)가 삽입된 가열 블럭(320)과 냉각 블럭(140)의 냉각 방열판(341)이 이격된다.

이때, 가열 블럭(320)과, 냉각 블럭(140)의 이격 거리는 5㎜ 정도의 갭(gap)이 형성되는 것이 바람직하다.

이에 의해, 가열 블럭(320)이 가열된다.

또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치(1000)에서, 히터(320)가 냉각시 모터(도시 생략)의 구동에 의해 냉각 블럭(340)이 가열 블럭(310) 방향으로 이동하여 가열 블럭(310)과 냉각 블럭(340)의 냉각 방열판(341)이 접촉된다.

이때, 가열 블럭(320)과, 냉각 블럭(140)은 모터의 구동에 의해 밀착 접촉된다.

이에 의해, 가열 블럭(320)이 냉각된다.

환언하면, 본 발명은 분자 진단 분야에서 보편적으로 사용되는 PCR 튜브(10)를 그대로 사용하면서도 가열 블럭(110, 210, 310)의 크기(thermal mass), 즉 열용량을 작게 하여 빠른 속도로 가열이 가능하게 한다.

PCR 튜브(10)를 둘러싼 단열 구조의 가열 블럭(110, 210, 310)을 신속하게 고온으로 히팅하기 위해 줄열(joule heating)을 위한 히터(120, 220, 320)가 구비된다.

가열 블럭(110, 210, 310)에는 적어도 하나 이상의 온도 센서(도시 생략)가 탑재되어 있어서 PCR 튜브(10) 내 시료에 가해지는 온도를 정확하게 제어한다.

가열 블럭(110, 210, 310)은 열용량이 작을수록 열순환 속도를 높이는데 유리하며, 열전도율이 높은 금속 소재가 바람직하다.

또한 복수개(8개 또는 16개 등)의 PCR 튜브(10)의 온도 분포가 균일하도록 가열 블럭(110, 210, 310) 내에서의 온도 편차가 크지 않도록 하는 것이 바람직하다.

가열 블럭(110, 210, 310)은 높은 열전도율을 갖도록 금속 소재가 바람직하며, 금속 소재는 전류가 잘 흐르므로, 줄열을 위한 히터(120, 220, 320)와는 전기적으로 절연되도록 한다.

히터(120, 220, 320)로는 가공과 형태를 자유롭게 정할 수 있는 세라믹 히터나 박막형 히터 등을 가열 블럭(110, 210, 310) 한쪽면에 부착하거나 홈을 만들어 내삽하여 제작할 수 있다.

또한, 절연되어 있는 필름형 히터로 카본 페이스트나 Pt 박막, CNT 페이스트 등으로 제작된 히터(120, 220, 320)를 가열 블럭(110, 210, 310) 내에 부착 혹은 삽입되도록 제작하는 것도 가능하다.

가열 블럭(110, 210, 310)의 열용량 크기를 고려하여 저전력으로 고온 히팅이 가능한 줄히팅 방식의 히터가 바람직하며, 펠티어(peltier) 히터도 사용 가능하다.

가열 블럭(110, 210, 310)은 열용량이 작도록 단열된 구조로 만들게 되므로 히터(120, 220, 320)의 구동에 의해 상온에서부터 빠르게 고온 도달이 가능하다.

그러나 냉각은 공기를 통한 냉각에 의존해야하므로 빠른 냉각이 어렵다.

따라서, 본 발명에서는 큰 열용량을 가진 금속 구조물을 가열 블럭(110, 210, 310)과 별개로 냉각 블럭(140, 230, 340)으로 사용한다.

큰 열용량의 냉각 블럭(140, 230, 340)을 가열 블럭(110, 210, 310)과 물리적으로 직접 접촉시켜 열전도를 이용하여 가열 블럭(110, 210, 310)의 온도가 신속하게 PCR 사이클에서 요구하는 낮은 온도 구간(primer annealing)의 온도에 도달할 수 있도록 한다.

냉각 블럭(140, 230, 340)은 가열 블럭(110, 210, 310)이 고온 히팅 동작시에는 물리적으로 이격되어 있다가 냉각 사이클에서는 기계적 구동으로 가열 블럭(110, 210, 310)에 직접 접촉하도록 하여 가열 블럭(110, 210, 310)의 온도를 신속하게 떨어뜨리고 목표 온도 도달시 다시 떨어뜨림으로써 가열 블럭(110, 210, 310)을 단열시켜 신속하게 열순환 구동이 가능하도록 한다.

한편, PCR 튜브(10) 내에 담긴 시료의 형광 변화를 측정하는 형광 측정 모듈(도시 생략)이 가열 블럭(110, 210, 310)과 결합되어 있다.

즉, 시료가 담긴 PCR 튜브(10)의 바닥 홀에서 광원(도시 생략)이 입사되고 PCR 튜브(10) 하단부의 측벽면에서 형광 측정 모듈이 형광을 측정하거나 그 반대도 가능하며, PCR 튜브(10) 하단부의 측벽면에서 광원이 입사되고 형광 모듈이 형광을 측정하는 동축 광학계 구성도 가능하다.

예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이 가열 블록(110, 210, 310)의 한쪽면은 형광을 측정하기 위한 광경로를 얻기 위해 홀(330)이 형성되어 있으며, 광원 모듈은 PCR 튜브(10)의 하부 바닥면의 구멍을 통해 여기광이 PCR 튜브(10)로 입사된다.

PCR 튜브(10) 시료의 형광은 PCR 튜브(10) 하단 측벽면의 홀(330)을 통해 형광 측정 모듈이 측정할 수 있다.

한편, 하나의 형광 측정 모듈로 8개 혹은 16개의 PCR 튜브(10)의 형광을 측정할 수 있도록 형광 측정 모듈은 설치되어 있는 형광 측정 모듈 가이드를 따라서 1번 튜브에서부터 16번째 튜브에 이르기까지 이동하면서 실시간으로 PCR 튜브(10) 하단 측벽면의 홀(330)을 통해 형광을 측정할 수 있고, 16개 튜브 위치에서 판독한 형광 신호의 크기 변화를 사이클(cycle) 단위로 분석하여 PCR 반응 결과를 모니터링할 수 있다.

즉, 형광 측정 모듈의 이송 동작은 등속 상태로 움직이는 것이 바람직하며, 속도와 이동 거리를 감안하여 광 검출기의 출력 신호를 분석하여 각각의 PCR 튜브(10) 위치에서의 형광을 계산 혹은 역산할 수 있으며, 반응 시간별로 형광 신호의 크기 변화를 분석하여 실시간 PCR 유전자 증폭 반응을 모니터링할 수 있다.

환언하면, 이러한 광학 측정 모듈은 PCR 튜브(10)에서 발생되는 형광을 감지하는 포토 다이오드(Photo Diode)와, 광 수신 방향으로 포토 다이오드의 전단에 배치되는 필터와, 필터의 전단에 배치되는 렌즈를 포함한다.

포토 다이오드는 증폭 반응의 결과로 발생된 PCR 튜브(10)의 형광을 감지한다.

PCR 튜브(10)의 등온 가열 결과로 형광의 변화가 발생되면, 포토 다이오드는 이를 감지할 수 있다.

일 구체예로, 형광 측정 모듈은 LED/PD로 구성될 수 있다.

광원의 파장은 등온 증폭 반응의 형광 물질의 특성에 따라 적합하게 구성된다.

예를 들면 사이버그린을 형광 물질로 사용할 경우 LED 파장은 490㎚이고 필터는 광원쪽과 PD쪽에 각각 490㎚와 520㎚를 통과시키는 밴드 패스(band pass) 필터를 사용하게 된다.

형광 측정 홀(330)은 가열 블럭(330)의 측면에 형성되어 있으며, 이 형광 측정홀(330)을 통해 PCR 튜브(10)에서 발생되는 형광을 측정할 수 있다.

한편, 가열 블럭(110, 210, 310)의 하면에는 발광 모듈을 포함하고 있다.

PCR 튜브(10) 내 시약은 타겟 유전자가 존재할 경우 온 증폭 반응이 진행되면서 형광 신호의 변화가 일어나는데, 이를 실시간으로 측정하려면 형광을 측정하는 형광 측정 모듈이 필요하다.

하나 이상의 PCR 튜브(10)를 동시에 투입할 수 있는 가열 블럭(110, 210, 310)에 대하여 1개의 형광 측정 모듈만으로 각각의 PCR 튜브(10) 내 형광 변화를 측정할 수 있다.

발광 모듈은 가열 블럭 하면과 이격되게 배치되어 PCR 튜브(10)의 하면을 향해 광을 제공한다.

발광 모듈은 광을 제공하는 광원, 광 투과 방향으로 광원의 후단에 배치되는 광원 필터 및 광원 필터의 후단에 배치되는 렌즈를 포함한다.

광원은 PCR 튜브(10) 내 시료의 증폭 반응을 위한 광을 제공한다.

일 예로, 이러한 광원은 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.

광학 측정 모듈은 가열 블럭(110, 210, 310)과 이격되게 배치되고, PCR 튜브(10)의 측면을 향해 배치되어 PCR 튜브(10) 내 시료의 증폭 반응으로 인한 형광을 감지한다.

광원이 직접 PD로 들어가지않도록 발광 모듈과 형광 측정 모듈은 광학계는 PCR 튜브(10)를 사이에 두고 측면(형광 측정 모듈)과 하단(발광 모듈)에 구비되어 등온 증폭 반응의 결과물인 형광만을 포집하여 PD로 보내서 형광 측정 효율을 향상시킨다.

렌즈는 모두 굴절률 분포형 렌즈로서, 일 예로 로드(rod) 렌즈일 수 있다.

형광의 포집 효율을 증가시키기 위해 로드 렌즈를 광가이드로 활용하여 하단의 홀에 추가로 구비할 수 있으며 그 하부에 형광용 BP 필터와 PD가 구비될 수 있다.

이러한 발광 모듈의 광원 필터와 광학 측정 모듈의 형광 필터가 시료를 기준으로 90도로 배치될 수도 있다.

가열 블럭(110, 210, 310)은 하면에 발광 모듈로부터 광원이 입사되는 광원 입사홀이 형성될 수 있고, 측면에 PCR 튜브(10) 내 시료의 증폭 반응으로 인한 형광을 광학 측정 모듈로 방사하는 형광 측정 홀(330)이 형성되어 있다.

즉, 형광 변화를 측정하기 위해 가열 블럭(110, 210, 310)에 광원 입사홀과 형광 측정 홀(330)이 구비되어 있고, 광원축과 형광 방사축이 90도로 되어 있어 광원이 직접 측정부에 입사되지 않도록 광경로가 구비될 수 있다.

이로 인해, 발광 모듈과 광학 측정 모듈 간에 광이 상호 간섭되지 않고 광원이 직접 측정부에 입사되지 않도록 함으로써 보다 정확한 결과값을 획득할 수 있다.

본 발명에 의하면, PCR 튜브의 온도를 고속 및 저전력으로 열순환이 되도록 제어가 가능한 가열 블럭 구조를 포함하며, 형광 측정 모듈이 함께 탑재되어 PCR 튜브 내 시료의 PCR 반응 과정을 신속하게 분석할 수 있는 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에 의해, 고속 열순환이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치에 의해, 저전력 구동이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치는 장치의 부피(크기)를 작게 할 수 있어서 현장 진단(POCT) 장치로 적용하기에 적합한 효과가 있다.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.

10 : PCR 튜브
110 : 가열 블럭
120 : 히터
130 : 가열 블럭 커버
140 : 냉각 블럭
141 : 회전축
142 : 냉각 방열판
143 : 냉각 블럭 제어축
144 : 탄성 부재
145 : 누름부
210 : 가열 블럭
220 : 히터
230 : 냉각 블럭
231 : 슬라이딩 축
232 : 냉각 방열판
233 : 슬라이딩 가이드
310 : 가열 블럭
320 : 히터
330 : 형광 측정 홀
340 : 냉각 블럭
341 : 냉각 방열판
342 : 이동축
343 : 볼록부
344 : 탄성 부재

Claims (13)

1. 가열 블럭 상의 오목부에 수용되며 시료를 수용하는 PCR 튜브;
   상기 가열 블럭의 하부 또는 측부에 위치하는 히터; 및
   상기 히터와 이격 또는 접촉되는 냉각 블럭;을 포함하고,
   상기 가열 블럭이 냉각시 상기 냉각 블럭은 히터 방향으로 이동하여 히터와 접촉되고, 가열시 냉각 블럭은 히터의 반대 방향으로 이동하여 히터와 이격되는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가열 블럭과, 상기 히터와, 상기 냉각 블럭을 밀착시키는 가열 블럭 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 냉각 블럭은,
   일측이 회전 가능하게 지지되고 상기 가열 블럭의 하부에 위치하는 히터와 접촉하는 냉각 방열판을 갖는 회전축; 및
   상기 회전축의 타측을 승강시키는 냉각 블럭 제어축;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 냉각 블럭 제어축은,
   상기 가열 블럭 커버를 관통하여 일측이 상기 냉각 블럭과 연결되고 타측이 압정 형상의 누름부와 연결되며,
   상기 누름부와 상기 가열 블럭 커버 사이에는 탄성 부재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 가열 블럭이 가열시, 상기 누름부를 눌러 상기 냉각 블럭을 하강시킴으로써, 상기 히터로부터 상기 냉각 블럭의 냉각 방열판을 이격시키는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 가열 블럭이 냉각시, 상기 탄성 부재의 복원력에 의해 상기 냉각 블럭이 상승됨으로써, 상기 히터와 상기 냉각 블럭의 냉각 방열판을 접촉시키는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각 블럭은,
   상기 가열 블럭의 하부에 위치하는 히터와 접촉하는 냉각 방열판을 갖는 슬라이딩축; 및
   상기 슬라이딩축이 슬라이딩 가능하게 이동하도록 가이드하는 슬라이딩 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가열 블럭이 가열시, 상기 슬라이딩축이 이동하여 상기 히터와, 상기 냉각 방열판이 이격되는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 가열 블럭이 냉각시, 상기 슬라이딩축이 이동하여 상기 히터와, 상기 냉각 방열판이 접촉되는 것을 특징으로 하는,
   분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 블럭은,
    상기 PCR 튜브의 측부에 위치하며, 히터가 삽입된 가열 블럭과 접촉하는 냉각 방열판을 갖는 이동축; 및
    상기 이동축의 양측에는 상기 가열 블럭 방향으로 각각 돌출된 볼록부;를 포함하며,
    상기 볼록부는 탄성 부재 내에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는,
    분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가열 블럭이 가열시, 모터의 구동에 의해 상기 냉각 블럭이 상기 가열 블럭의 반대 방향으로 이동하여 상기 가열 블럭과 상기 냉각 방열판이 이격되는 것을 특징으로 하는,
    분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
    
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 가열 블럭이 냉각시, 상기 탄성 부재의 복원력에 의해 상기 냉각 블럭이 상기 가열 블럭 방향으로 이동하여 상기 가열 블럭과 상기 냉각 방열판이 접촉되는 것을 특징으로 하는,
    분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCR 튜브를 향해 광을 제공하는 발광 모듈 및 상기 가열 블럭과 이격되게 배치되고 상기 PCR 튜브 내 시료의 증폭 반응으로 인한 형광을 형광 측정 홀을 통해 감지하는 광학 모듈를 갖는 형광 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    분자 진단용 고속 열순환이 가능한 PCR 장치.
    
    
    

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