KR102442502B1 - 시료 농축용 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시료 농축용 카트리지에 관한 것으로, 시료 내의 검체로부터 핵산을 추출하기 위한 전처리를 수행하는 시료 농축용 카트리지에 있어서, 상기 시료가 유입 및 배출되는 출입구와 상기 검체를 농축하는 농축부를 포함하는 농축 칼럼을 포함하고,상기 농축 칼럼은, 상기 출입구로 상기 시료가 유입되어 상기 농축부를 통과할 때 상기 검체를 농축하고, 상기 출입구로 상기 시료가 배출되기 위하여 상기 농축부를 통과할 때 상기 검체를 농축한다.

Description

시료 농축용 카트리지{CARTRIDGE FOR CONCENTRATING SAMPLE}
본 발명은 시료 농축용 카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시료 내의 검체로부터 핵산을 추출하기 위한 검체 농축 전처리를 수행하는 시료 농축용 카트리지에 관한 것이다.
현대에는 생명공학 기술의 발전에 따라 유전자 수준의 질병의 원인을 해석하는 것이 가능해졌다. 그에 따라 인간의 질병을 치유하거나 예방하기 위한 생체 시료의 조작 및 생화학적 분석에 대한 요구가 점차 증가하고 있다. 아울러, 질병의 진단 외에도 신약개발, 바이러스나 박테리아의 감염 여부의 사전 검사 및 법의학 등의 다양한 분야에서 생체 시료나 세포가 포함된 시료로부터 핵산을 추출, 분석하는 기술이 요구된다.
가장 대중적으로 사용되는 핵산 추출 방법은 시료의 감염균을 생화학적인 방법을 통해 파괴시킨 후 이를 농축, 정제함으로써 이루어진다. 하지만 대용량, 대면적의 시료의 경우 생화학적인 방법을 적용하는 경우 감염균 파괴를 위한 시약이 다량으로 요구되고 핵산 농축 및 정제 효율이 감소하는 문제점이 있다.
따라서 검체가 포집된 대용량의 시료로부터 핵산을 추출하는 경우 검체 세포를 파괴하고 효율적으로 이를 농축하는 전처리를 수행할 수 있는 카트리지의 개발이 요구된다.
본 발명은 대용량의 시료로부터 감염균 등의 검체의 핵산을 추출하기 위해 검체를 농축하는 전처리를, 시료를 수용한 챔버로 이동 가능하고 시료의 왕복 경로가 형성된 농축 칼럼으로 순차적으로 수행하는 시료 농축용 카트리지를 제공하려는 것이다.
본 발명에 따른 시료 농축용 카트리지는, 시료 내의 검체로부터 핵산을 추출하기 위한 전처리를 수행하는 시료 농축용 카트리지에 있어서, 상기 시료가 유입 및 배출되는 출입구와 상기 검체를 농축하는 농축부를 포함하는 농축 칼럼을 포함하고, 상기 농축 칼럼은, 상기 출입구로 상기 시료를 유입하고 내부에 수용된 상기 시료를 이송하여 상기 출입구로 배출하며, 상기 출입구로 상기 시료를 유입하고 배출하는 과정에서 상기 검체를 농축시킬 수 있다.
또한, 상기 농축 칼럼은, 상기 출입구로 상기 시료가 유입되어 상기 농축부를 통과할 때 상기 검체를 농축하고, 상기 출입구로 상기 시료가 배출되기 위하여 상기 농축부를 통과할 때 상기 검체를 농축할 수 있다.
또한, 상기 검체가 포집된 샘플로부터 상기 검체를 탈리시켜 상기 검체가 포함된 시료를 형성하는 제1 챔버, 상기 탈리된 검체를 포함하는 상기 시료를 상기 제1 챔버로부터 회수하고 보관하는 제2 챔버, 상기 검체를 상기 샘플로부터 탈리시키는데 이용되는 플런저를 보관하거나 상기 농축 칼럼에서 상기 검체가 농축된 후 상기 농축 칼럼에서 토출되는 상기 시료의 잔여물을 회수하는 제3 챔버 및 상기 농축 칼럼을 거치하는 제4 챔버를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 검체를 포함하는 상기 시료가 이동할 수 있는 통로가 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 농축 칼럼은, 상기 시료가 상기 출입구로 주입되고 상기 농축부에서 왕복하여 상기 출입구로 토출되도록, 상기 시료에 압력을 제공하는 수단과 연결되는 연결부 및 내부에 공간이 형성되고, 일단에 상기 연결부가 마련되며 다른 일단에 상기 출입구가 마련되는 몸체부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 농축 칼럼은, 상기 농축부와 상기 연결부 사이의 상기 몸체부의 내부 공간의 일부로서, 상기 시료를 수용하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 농축 칼럼은, 상기 출입구와 상기 농축부 사이에 상기 시료의 이물질을 걸러내는 필터부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시료에 압력을 제공하는 수단을 제어하여 상기 시료의 상기 농축 칼럼으로의 주입 속도가 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 시료 농축용 카트리지는, 대용량의 시료 내의 검체의 농축율이 매우 높고, 농축된 검체로부터의 핵산 추출 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 시료 농축용 카트리지는, 검체를 농축하는 농축 칼럼이 시료를 수용하는 챔버들 사이를 이동 가능하도록 형성되어 카트리지의 구조가 단순화되고 핵산 추출을 위한 검체를 포획하는 전처리 공정이 효율적으로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지를 구동하는 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지의 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지에 포함되는 농축 칼럼의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지에 포함되는 농축 칼럼의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 농축 칼럼에 시료가 주입되는 속도에 따른 검체의 농축율을 나타내는 도면이다.
도 5는 시료 양에 따라 본 발명에 따른 농축 칼럼을 사용하여 시료 내의 검체를 농축한 농축율을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 농축 칼럼을 사용하여 동일한 양의 시료를 농축하되 1회 주입량을 달리하였을 때 검체의 농축율을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지로 검체를 농축한 경우의 검체 농축율을 기존 방법으로 검체 농축을 수행한 경우와 대비한 결과를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 하이브리드 운동 기구의 구성과 작용을 설명한다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지를 구동하는 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지(1000)는, 액상의 시료를 수용할 수 있는 복수의 챔버들이 일 방향으로 구비되는 바디(100) 및 복수의 챔버들 사이를 이동 가능하게 구비되는 농축 칼럼(120)을 포함하며 검체 및 시약을 포함하는 시료에서 검체의 핵산을 추출하기 위한 검체를 농축하는 전처리를 수행한다.
바디(100)는 복수의 챔버를 포함한다. 도시된 실시 예에서, 바디는(100) 제1 챔버(112), 제2 챔버(111), 제3 챔버(113) 및 제4 챔버(114)를 가질 수 있으며, 복수의 챔버는 예를 들어 나란하게 일렬로 배열될 수 있다. 복수의 챔버들이 나란하게 일렬로 배열되는 경우, 농축 칼럼(120)은 복수의 챔버들 사이를 수평 이동할 때 직선 상에서 이동하게 되므로, 검체를 농축하는 동안 농축 칼럼(120)의 동선이 효율적으로 설계될 수 있다.
제1 챔버(112)는, 검체가 포집된 고체의 샘플로부터 검체를 탈리시켜 검체가 포함된 액상의 시료를 형성한다. 상기 샘플은, 검체가 포집된 천 부재이며, 예를 들어, 부직포일 수 있다. 상기 시료는 상기 전처리에 사용되는 시약 및 검체를 포함한다. 제1 챔버에서, 검체가 포집된 샘플과 시약을 뒤섞이게 하고 플런저(130)의 왕복 운동을 이용하여 이를 압착함으로써 검체를 포함하는 시료가 형성된다. 제1 챔버(112)는 일측에 모터를 구비하여 내부에 포함된 구성을 교반하도록 구성된다.
제2 챔버(111)는 제1 챔버(112)와 이웃하게 배치되며 제1 챔버(112)에서 형성된 액상의 시료를 회수하고 보관한다. 제2 챔버(111)에는 제1 챔버(112)와 연결되는 유체 통로가 구비되고 상기 통로를 통해 액상의 시료가 이동한다. 상기 통로는 제1 챔버(112)와 제2 챔버(111) 사이의 시료의 이동을 제어하기 위해 밸브에 의해 개폐될 수 있다.
제3 챔버(113)는 제1 챔버(111)에서 검체를 샘플로부터 탈리시키는데 이용되는 플런저(plunger)(130)를 보관하거나 농축 칼럼(120)에서 검체가 농축된 후 토출되는 시료의 잔여물을 회수 및 수집한다.
제4 챔버(114)는 농축 칼럼(120)을 거치하는데 이용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시료 농축용 카트리지(100)는 농축 칼럼(120)의 이동, 후술할 농축 칼럼(120)에서의 시료의 이동 및 플런저(130)의 작동을 수행하는 구동부(200)를 포함하는 시료 농축용 카트리지(1000)와 결합된다. 구동부(200)에는 농축 칼럼(120) 및 플런저(130)를 이동시키는 로봇 암이 구비된다. 상기 시료 농축용 카트리지(1000)는 검체가 포집된 부직포로부터 검체를 탈리하고, 검체가 포함된 액체의 시료를 회수하고, 시료에 포함된 검체를 농축하고, 농축된 검체의 핵산을 추출하는 과정이 수행된다. 이 때, 검체를 농축하는 과정은 후술하는 농축 칼럼(120)에 의해 이루어진다. 농축 칼럼(120)이 제2 챔버(111)로 이동하여 내부로 시료를 주입하고 주입된 시료가 농축 칼럼(120) 내부에서 왕복한다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지에 포함되는 농축 칼럼의 사시도 및 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 농축 칼럼(120)은 몸체부(124), 출입구(122), 농축부(123), 저장부(121) 및 연결부(125)를 포함한다. 농축 칼럼(120)은, 제1 챔버(112)에서 형성된 시료가 제2 챔버(111)로 회수되어 보관되면 제4 챔버(114)에서 제2 챔버(111)의 상측으로 이동하여 보관된 시료를 내부로 출입구를 통해 주입하고 농축부(123) 및 저장부(121)를 거쳐 다시 출입구(122)로 토출시킴으로써, 농축부(123)에 검체가 농축되도록 한다.
농축 칼럼(120)은, 시료에 포함된 검체를 내부에 농축하기 위하여, 먼저, 제2 챔버(111)로 이동하여, 시료를 1회 주입량만큼 주입 및 시료를 내부에 농축한 후 시료의 잔여물을 제3 챔버(113)로 토출하는 과정을 반복하여, 제2 챔버(111) 내에 보관된 시료 전부를 순차적으로 내부에 왕복시켜 검체를 내부의 농축부(123)에 농축한다.
몸체부(124)는 일단에서 타단으로 연장되는 내부 공간이 형성된 관으로 형성되며, 내부 공간은 주입된 시료가 왕복 이동하는 경로가 되며, 농축 칼럼(120)을 이루는 다른 구성들을 수용한다.
출입구(122)는 몸체부(124)의 일단에서 돌출되도록 몸체부(124)의 일단과 일체로 형성된다. 출입구(122)는 몸체부(124)보다 가는 모세관이며, 검체를 포함하는 시료가 주입되고 몸체부(124)의 내부를 왕복한 시료가 토출된다. 즉, 출입구(122)는 시료가 농축 칼럼 내부로 들어가는 입구와 검체가 농축된 후 시료의 잔여물이 농축 칼럼 내부에서 빠져 나오는 출구가 동일하다.
농축부(123)는 몸체부(124)의 내부 공간 중 하측 일부에 해당하는 영역, 즉, 출입구(122)에 가까운 몸체부의 내부 공간의 영역에 자리하며, 출입구(122)에서 주입된 시료가 상승하여 농축부(123)를 통과하고, 시료가 농축부(123)의 상측으로 이동한 후 하강하면서 농축부(123)를 다시 통과한다. 즉, 출입구(122)를 통해 주입된 시료는 농축부(123)를 왕복하여 두 번의 통과 기회를 가진다. 이로써, 검체가 농축부(123)와 접촉할 수 있는 기회를 늘이는 효과가 있다.
농축부(123)는 세포 파괴 입자를 포함한다. 세포 파괴 입자는 비자성체로서 글래스 비드가 사용될 수 있고, 입자 크기는 50 ㎛ 이상일 수 있다.
연결부(125)는 시료가 출입구(122)로 주입, 농축부(123)에서 왕복, 출입구(122)로 토출되도록 시료에 압력을 제공하는 수단과 연결되는 요소이며, 일단에 출입구(122)가 형성된 몸체부(124)의 타단에 개구의 형태로 형성된다. 시료에 압력을 제공하는 수단은 펌프일 수 있고 구체적으로 공기 펌프일 수 있고, 공기압의 작용으로 시료를 농축 칼럼(120) 내부에서 왕복 이동하도록 한다. 또한, 시료에 압력을 제공하는 수단을 제어하여 시료의 농축 칼럼(120)으로의 주입 속도를 조절한다. 예를 들어, 공기 펌프가 제공하는 공기압을 조절하여 시료의 주입 속도를 1 mL/min 내지 10 mL/min 로 조절한다.
저장부(121)는 농축부(123)와 연결부(125) 사이의 몸체부(124)의 내부 공간의 일부로서, 출입구(122)에서 주입되어 농축부(123)를 한번 통과한 시료가 일시적으로 수용되는 공간이다. 농축 칼럼(120) 내부에 형성된 저장부(121)의 크기에 따라 시료의 1 회 주입량을 늘일 수 있다.
농축 칼럼(120)은 출입구(122)와 농축부(123) 사이에 배치되는 필터부(126)를 더 포함하며, 필터부(126)는 주입되는 시료에 포함된 이물질이 농축부(123)로 들어오는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명에 따른 농축 칼럼에 시료가 주입되는 속도에 따른 검체의 농축율을 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명에 따른 시료 농축용 카트리지(1000)를 이용하여 시료에 포함된 검체를 농축하고, 검체의 핵산을 추출하고, 중합 효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction; PCR)로 회수된 핵산의 양을 비교하여 농축 칼럼(120)에 시료가 주입되는 속도에 따른 검체의 농축율을 계산한 결과를 나타낸다. 이 때, 검체는 E.coli를 사용하였으며 시료의 주입속도는 1 mL/min 내지 7 mL/min 로 설정하였다.
검체의 핵산 추출은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지(1000)로 검체가 농축된 농축 컬럼(120)에서 추가적인 이동 없이 핵산 추출을 진행하기 위하여, 농축 칼럼(120) 주위를 에워싸는 전자석을 활용해 비드 비팅 방법으로 핵산 추출을 진행하여 하였다. 즉, 한 쌍의 전자석을 농축 컬럼(120) 앞, 뒤로 배치하여 번갈아 on/off를 하여 농축 컬럼(120) 내부의 영구자석이 움직이며 비드 비팅이 수행되도록 하였다.
도 5는 시료 양에 따라 본 발명에 따른 농축 칼럼을 사용하여 시료 내의 검체를 농축한 농축율을 나타내는 도면이다.
도 5는 시료의 총량을 각각 10 mL, 20 mL로 달리하여 각각 7 mL/min의 주입 속도로 본 발명에 따른 시료 농축용 카트리지(1000)로 검체의 농축을 진행한 후 핵산을 추출하여 PCR로 회수된 핵산의 양을 비교한 결과로서 시료 양에 따른 농축율을 나타낸다. 이 경우도 검체는 E.coli를 사용하였다.
도 6은 본 발명에 따른 농축 칼럼을 사용하여 동일한 양의 시료를 농축하되 1회 주입량을 달리하였을 때 검체의 농축율을 나타내는 도면이다.
도 6은 10 mL의 시료를 7 mL/min의 주입 속도로 조건1(1 mL씩 10 회), 조건2(10 mL씩 1회)로 나누어 본 발명에 따른 시료 농축용 카트리지(1000)로 검체의 농축을 진행 한 후, 핵산을 추출하여 PCR로 회수된 핵산의 양을 비교해 농축율을 계산한 결과로서 1회 주입량에 따른 농축율을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료 농축용 카트리지로 검체를 농축한 경우의 검체의 농축율을 기존 방법으로 검체 농축을 수행한 경우와 대비한 결과를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 검체가 포집된 부직포를 시료 농축용 카트리지(1000)에 넣어 검체를 농축한 경우와 검체가 포집된 면봉을 이용하여 Qiazen DNA 미니 키트로 검체를 농축한 기존의 경우의 검체 농축율을 대비한 결과이다. 이 때, 세 종류의 감염균(Adenovirus, S.aureus, E.coli)용액 100 ul를 표면에 도포한 후 각각 부직포 및 면봉으로 감염균인 검체를 포집하였다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 시료 농축용 카트리지로 검체를 농축한 경우가 3 종류의 검체 모두에서 2배 이상의 농축율을 보이는 것을 확인할 수 있다.
100 : 바디 120 : 농축 칼럼
130 : 플런저 200 : 구동부
1000 : 시료 농축용 카트리지

Claims (8)

  1. 시료 내의 검체로부터 핵산을 추출하기 위한 전처리를 수행하는 시료 농축용 카트리지에 있어서,
    액상의 시료를 수용할 수 있는 복수의 챔버가 일 방향을 따라 일렬로 배열되는 바디;
    상기 복수의 챔버 사이를 이동 가능하게 설치되며, 상기 시료가 유입 및 배출되는 출입구와 상기 검체를 농축하는 농축부를 포함하는 농축 칼럼을 포함하여, 상기 출입구로 상기 시료를 유입하고 내부에 수용된 상기 시료를 이송하여 상기 출입구로 배출하는 과정에서 상기 검체를 농축시키는 농축 칼럼; 및
    상기 바디의 일 방향을 따라 상기 농축 칼럼을 이동시켜줌과 아울러, 상기 농축 칼럼에서의 시료 이동 및 플런저의 작동을 수행하는 구동부;를 포함하되,
    상기 바디는,
    상기 검체가 포집된 샘플로부터 상기 검체를 탈리시켜 상기 검체가 포함된 시료를 형성하는 제1 챔버와, 상기 탈리된 검체를 포함하는 상기 시료를 상기 제1 챔버로부터 회수하고 보관하는 제2 챔버와, 상기 검체를 상기 샘플로부터 탈리시키는데 이용되는 상기 플런저를 보관하거나 상기 농축 칼럼에서 상기 검체가 농축된 후 상기 농축 칼럼에서 토출되는 상기 시료의 잔여물을 회수하는 제3 챔버와, 상기 농축 칼럼을 거치하는 제4 챔버;를 포함하고,
    상기 농축부는,
    세포 파괴 입자를 포함하고, 상기 세포 파괴 입자는 비자성체로서 비드가 사용되는 것인, 시료 농축용 카트리지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 농축 칼럼은,
    상기 출입구로 상기 시료가 유입되어 상기 농축부를 통과할 때 상기 검체를 농축하고, 상기 출입구로 상기 시료가 배출되기 위하여 상기 농축부를 통과할 때 상기 검체를 농축하는, 시료 농축용 카트리지.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 검체를 포함하는 상기 시료가 이동할 수 있는 통로가 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 형성되는, 시료 농축용 카트리지.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 농축 칼럼은,
    상기 시료가 상기 출입구로 주입되고 상기 농축부에서 왕복하여 상기 출입구로 토출되도록, 상기 시료에 압력을 제공하는 수단과 연결되는 연결부; 및
    내부에 공간이 형성되고, 일단에 상기 연결부가 마련되며 다른 일단에 상기 출입구가 마련되는 몸체부를 포함하는, 시료 농축용 카트리지.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 농축 칼럼은,
    상기 농축부와 상기 연결부 사이의 상기 몸체부의 내부 공간의 일부로서, 상기 시료를 수용하는 저장부를 더 포함하는, 시료 농축용 카트리지.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 농축 칼럼은,
    상기 출입구와 상기 농축부 사이에 상기 시료의 이물질을 걸러내는 필터부를 더 포함하는, 시료 농축용 카트리지.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 시료에 압력을 제공하는 수단을 제어하여 상기 시료의 상기 농축 칼럼으로의 주입 속도가 조절되는, 시료 농축용 카트리지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102803147B (zh) * 2009-06-05 2015-11-25 尹特根埃克斯有限公司 通用样品准备系统以及在一体化分析系统中的用途
KR101208930B1 (ko) * 2009-10-16 2012-12-07 가천대학교 산학협력단 고감도 바이오 칩 및 이를 이용한 핵산 검출방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190010487A1 (en) * 2007-10-31 2019-01-10 Akonni Biosystems, Inc. Method and kit for purifying nucleic acids

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