KR102478830B1 - Pcr apparatus comprising compartmentalization chambers having different temperature range each other - Google Patents

Pcr apparatus comprising compartmentalization chambers having different temperature range each other Download PDF

Info

Publication number
KR102478830B1
KR102478830B1 KR1020200086850A KR20200086850A KR102478830B1 KR 102478830 B1 KR102478830 B1 KR 102478830B1 KR 1020200086850 A KR1020200086850 A KR 1020200086850A KR 20200086850 A KR20200086850 A KR 20200086850A KR 102478830 B1 KR102478830 B1 KR 102478830B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chambers
chamber
sample cartridge
pcr
temperature range
Prior art date
Application number
KR1020200086850A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220008578A (en
Inventor
주동성
김호연
이윤복
Original Assignee
주식회사 미루시스템즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 미루시스템즈 filed Critical 주식회사 미루시스템즈
Priority to KR1020200086850A priority Critical patent/KR102478830B1/en
Publication of KR20220008578A publication Critical patent/KR20220008578A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102478830B1 publication Critical patent/KR102478830B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/04—Exchange or ejection of cartridges, containers or reservoirs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0663—Stretching or orienting elongated molecules or particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0609—Holders integrated in container to position an object
    • B01L2300/0618—Holders integrated in container to position an object for removable separation walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1883—Means for temperature control using thermal insulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2561/00—Nucleic acid detection characterised by assay method
    • C12Q2561/113—Real time assay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2563/00—Nucleic acid detection characterized by the use of physical, structural and functional properties
    • C12Q2563/107—Nucleic acid detection characterized by the use of physical, structural and functional properties fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/062—LED's

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 서로 다른 온도 구간을 갖는 복수의 챔버들을 포함하고, 상기 챔버들은 각각 복수의 웰을 포함하는 시료 카트리지가 이동할 수 있는 이송영역을 포함하며, 상기 챔버들 중 가장 낮은 온도 구간의 챔버 하부에는 형광센서가 이동하여 상기 시료 카트리지를 스캐닝할 수 있는 형광센서 이송영역을 포함하는 PCR 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention includes a plurality of chambers having different temperature ranges, each of the chambers includes a transfer area in which a sample cartridge including a plurality of wells can move, and a lower part of the chamber having the lowest temperature range among the chambers An object of the present invention is to provide a PCR device including a fluorescence sensor transfer area in which a fluorescence sensor can move and scan the sample cartridge.

Description

서로 다른 온도범위로 구획화된 복수의 챔버를 포함하는 PCR 장치{PCR APPARATUS COMPRISING COMPARTMENTALIZATION CHAMBERS HAVING DIFFERENT TEMPERATURE RANGE EACH OTHER}PCR device including a plurality of chambers partitioned into different temperature ranges

본 기술은 바이오 장비 분야의 기술로서, 구체적으로는 열사이클링 공정의 효율성을 극대화 시킬 수 있는 PCR 장치에 관한 기술이다. This technology is a technology in the field of bio equipment, and specifically, it is a technology related to a PCR device that can maximize the efficiency of a thermal cycling process.

중합효소 반응(polymerase chain reaction, PCR) 기술은 지속적으로 발전을 거듭하고 있으며, 단일한 PCR 장비에 의하여 열사이클링 공정 및 형광 검출 등 일련의 공정을 간편하게 처리할 수 있는 장비 등, PCR의 요소 기술들의 집약화가 가속화되고 있다. 나아가, 대량의 시료에 대한 연속 공정 및 자동화 공정이 가능한 다양한 바이오 진단 기술들이 개발되고 있다. Polymerase chain reaction (PCR) technology is constantly evolving, and the elemental technologies of PCR, such as equipment that can easily handle a series of processes such as thermal cycling and fluorescence detection, by a single PCR equipment Intensification is accelerating. Furthermore, various biodiagnostic technologies capable of continuous and automated processes for a large amount of samples are being developed.

최근에는 실시간 PCR, 디지털 PCR(d-PCR)을 뛰어 어넘는 차세대 PCR 방식인 dd-PCR(digital droplet PCR) 이 차세대 PCR 기술로 대두되고 있다. dd-PCR은 20㎕의 PCR 반응을 2만개의 미세방울(droplet)로 쪼개어 증폭시키는 시스템이다. Recently, dd-PCR (digital droplet PCR), a next-generation PCR method that surpasses real-time PCR and digital PCR (d-PCR), is emerging as a next-generation PCR technology. dd-PCR is a system that amplifies a 20 μl PCR reaction by splitting it into 20,000 droplets.

이렇듯 첨단화되는 PCR의 발전 방향에 비추어 형광검출 및 열사이클링의 단순화, 그리고 대량 처리 및 연속공정에 대한 기술적 니즈가 증폭되고 있는 현실이다.
(선행기술문헌: 국내공개특허 10-2020-0014640호In light of the development direction of PCR, which is becoming more advanced, the technical needs for fluorescence detection, simplification of thermal cycling, and large-scale processing and continuous processes are amplifying.
(Prior art literature: Korean Patent Publication No. 10-2020-0014640

본 발명은 바이오 시료를 탑재한 시료 카트리지의 이송 만으로 열사이클링이 효율적으로 이루어질 수 있는 PCR 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a PCR device capable of efficiently performing thermal cycling only by transferring a sample cartridge loaded with a bio sample.

본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치는 서로 다른 온도 구간을 갖는 복수의 챔버들을 포함하고, 상기 챔버들은 각각 복수의 웰을 포함하는 시료 카트리지가 이동할 수 있는 이송영역을 포함하며, 상기 챔버들 중 가장 낮은 온도 구간의 챔버 하부에는 형광센서가 이동하여 상기 시료 카트리지를 스캐닝할 수 있는 형광센서 이송영역을 포함한다. ,A PCR device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of chambers having different temperature ranges, each of the chambers includes a transfer area in which a sample cartridge including a plurality of wells can move, and among the chambers A fluorescent sensor transfer area in which the fluorescent sensor moves and scans the sample cartridge is included at the lower part of the chamber in the lowest temperature section. ,

상기 PCR 장치는 60 내지 80℃의 온도 범위를 갖는 제1 챔버; 및 90 내지 100℃의 온도 범위를 갖는 제2 챔버로 이루어질 수 있다. The PCR device includes a first chamber having a temperature range of 60 to 80 ° C; And it may be made of a second chamber having a temperature range of 90 to 100 ℃.

상기 형광센서는 상기 제1 챔버 하부에 배치되어 상기 제1 챔버 내의 시료 카트리지를 스캐닝할 수 있다. The fluorescence sensor may be disposed below the first chamber to scan the sample cartridge in the first chamber.

상기 복수의 챔버 사이에는 시료 카트리지의 챔버 간 이동을 위한 개폐 수단이 배치되고, 상기 개폐 수단은 단열재로 이루어질 수 있다. An opening/closing means for moving the sample cartridge between the chambers is disposed between the plurality of chambers, and the opening/closing means may be made of an insulating material.

본 발명의 PCR 장치에 따르면 사이클링 온도에 따른 구획화된 공간 전환 기술을 제공함으로써, 시료의 이송만으로 PCR의 핵심 공정인 사이클링이 간단하게 이루어질 수 있어, 향후 PCR 장치가 집약화 되는 추세에 있어 매우 유용한 기술로 판단된다. According to the PCR device of the present invention, by providing a compartmentalized space conversion technology according to the cycling temperature, cycling, which is a key process of PCR, can be easily performed only by transferring the sample, which is a very useful technology in the trend of future PCR device integration. judged

또한, 복수의 웰을 포함하는 시료 카트리지의 이송을 통하여, 대량의 시료에 대한 연속 PCR 공정이 이루어질 수 있고, 따라서 향후 대량 검진 시스템의 자동화 구축에 있어 핵심적인 기술요소로 작용할 수 있을 것이라 기대하고 있다. In addition, through the transfer of a sample cartridge including a plurality of wells, a continuous PCR process for a large amount of samples can be performed, and thus it is expected that it can act as a key technical element in the automated construction of a mass examination system in the future. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치의 형광 센서를 설명하기 위하여 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 형광 센서가 도입된 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치를 설명하기 위하여 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCR 장치를 설명하기 위하여 개념적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view conceptually shown to explain a fluorescence sensor of a PCR device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view conceptually shown to explain a PCR device according to an embodiment of the present invention in which the fluorescence sensor of FIG. 1 is introduced.
3 is a cross-sectional view conceptually shown to explain a PCR device according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치용 형광 센서 및 이를 포함하는 PCR 장치의 기술 사상을 설명하도록 한다. 그러나 하기 설명들은 본 발명의 기술사상을 구체화하여 설명하기 위한 예시적인 설명들이며, 본 발명은 아래 설명들로부터 유추될 수 있는 다양한 변형실시예들을 포함할 수 있음은 자명하다. 아울러, 본 발명의 기술사상은 오직 후술하는 청구범위에 의하여 해석되고 제한될 수 있을 뿐, 하기 설명들에 의하여 본 발명의 기술사상이 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a fluorescent sensor for a PCR device according to an embodiment of the present invention and a technical idea of a PCR device including the same will be described. However, the following descriptions are exemplary descriptions for specifying and explaining the technical idea of the present invention, and it is obvious that the present invention may include various modified embodiments that can be inferred from the descriptions below. In addition, the technical spirit of the present invention can only be interpreted and limited by the claims described below, and the technical spirit of the present invention is not limited by the following descriptions.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치의 형광 센서를 설명하기 위하여 개념적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view conceptually shown to explain a fluorescence sensor of a PCR device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, PCR 장치용 형광 센서(100)는 하우징(110), 지지체(120), 광원 마운트 부재(130), 광원(50), 광필터(60), 집광렌즈(70), 광센싱 부재(80), 및 발광렌즈(140)를 포함한다. 상기 형광센서(100)의 상부는 투명기판(1350)으로 커버되는 형태를 가지나, 후술하겠으나 실질적으로는 상기 형광센서(100)는 상기 투명기판(1350)을 이동하면서 상기 투명기판(1350) 상부에 배치되는 시료 카트리지의 시료들로부터 여기되는 형광을 검출한다. Referring to FIG. 1, the fluorescence sensor 100 for a PCR device includes a housing 110, a support 120, a light source mount member 130, a light source 50, an optical filter 60, a condensing lens 70, and a light source. A sensing member 80 and a light emitting lens 140 are included. The upper part of the fluorescent sensor 100 has a form covered with a transparent substrate 1350, but as will be described later, in practice, the fluorescent sensor 100 is moved on the transparent substrate 1350 while moving the transparent substrate 1350. Fluorescence excited from the samples in the sample cartridge is detected.

상기 하우징(110)의 하부는 상기 광센싱 부재(80)를 마운트하기 위한 광다이오드 마운트 기판(112)으로 이루어진다. 상기 하우징(110)은 상부는 개방된 형태를 가지며 각종 구성 요소들을 보호하고 외부로 광원의 누출을 방지하기 위한 구조체이다. The lower part of the housing 110 is formed of a photodiode mount substrate 112 for mounting the light sensing member 80 thereon. The housing 110 has an open top and is a structure for protecting various components and preventing leakage of light sources to the outside.

상기 지지체(120)는 전술한, 각종 광원(50), 광필터(60), 집광렌즈(70) 등을 탑재하기 위한 구조체이다. 상기 지지체(120)는 상기 하우징(110) 외벽으로부터 경사지도록 연장되고 상기 하우징(110) 내벽의 양쪽에 대칭으로 배치되어 있는 경사체(124)를 포함한다. 경사체(124)는 상기 투명기판(1350)에 광원(50)이 수직 입사되지 않고 양 쪽의 광원(50)이 모두 집광 될 수 있는 방향으로 방사될 수 있도록 경사진 구조를 갖는다.The support body 120 is a structure for mounting various light sources 50, optical filters 60, condensing lenses 70, etc. described above. The support body 120 includes inclined bodies 124 that extend to be inclined from the outer wall of the housing 110 and are symmetrically disposed on both sides of the inner wall of the housing 110 . The inclined body 124 has an inclined structure so that the light source 50 is not vertically incident on the transparent substrate 1350 and radiates in a direction in which both light sources 50 can converge.

상기 경사체(124) 상에는 광원(50)을 탑재하기 위한 광원 마운트 부재(130)를 포함한다. 상기 광원 마운트 부재(130)에는 서로 다른 복수의 파장을 갖는 발광체(51, 52, 53, 54)들을 포함한다. 본 실시예에서 상기 발광체(51~54)로서는 LED 칩을 포함한다. 예를 들어, 한 쪽의 광원 마운트 부재(130)에는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 LED 칩(51, 52)들이 탑재되어 있으며, 다른 한 쪽의 광원 마운트 부재(130)에도 서로 다른 파장을 갖는 복수의 LED 칩들(53, 54)이 탑재되어 있다. 본 실시예에서는, 각각의 광원 마운트 부재(130)에 2종의 LED 칩들(51~54)을 포함하여 총 4종의 LED 칩들(51~54)들이 탑재되어 있다. 그러나 하기 LED 칩들(51~54)의 종류 및 개수는 PCR 검출 대상 시료의 종류나 특성에 따라 변경될 수 있다. A light source mount member 130 for mounting the light source 50 is included on the inclined body 124 . The light source mount member 130 includes light emitting elements 51, 52, 53, and 54 having a plurality of different wavelengths. In this embodiment, the light emitting elements 51 to 54 include LED chips. For example, a plurality of LED chips 51 and 52 having different wavelengths are mounted on one light source mount member 130, and a plurality of LED chips 51 and 52 having different wavelengths are also mounted on the other light source mount member 130. of the LED chips 53 and 54 are mounted. In this embodiment, a total of four types of LED chips 51 to 54 including two types of LED chips 51 to 54 are mounted on each light source mount member 130 . However, the type and number of the following LED chips 51 to 54 may be changed according to the type or characteristics of a sample to be detected by PCR.

각각의 LED 칩들(51~54)은 투명기판(1350) 방향으로 경사지도록 발광 되며, 발광 효율을 극대화 하기 위하여, 상기 발광 경로 상에 렌즈를 포함하는 발광 렌즈(140)가 배치된다. Each of the LED chips 51 to 54 emits light inclined toward the transparent substrate 1350, and a light emitting lens 140 including a lens is disposed on the light emitting path to maximize light emitting efficiency.

상기 지지체(120)의 중앙 영역에는 복수의 관통공(122)들이 형성되어 있다. 상기 관통공(122)은 위에서 보았을 때 복수의 라인형상의 스트립(122) 형상을 갖는다. A plurality of through holes 122 are formed in the central region of the support 120 . The through hole 122 has a plurality of line-shaped strips 122 when viewed from above.

첨부된 도면에서, 형광 센서(100)의 단면을 표시하였으나, 실질적으로 본 형광센서는 지면 아래 방향을 따라 복수의 광원 어레이를 갖는 일종의 면광원으로서 기능하며, 나아가 광필터(60) 및 집광렌즈(70) 등도 스트립 형상을 갖는다. 마찬가지로 광센서(80)도 복수의 칩들이 일렬로 배열된 스트립 형상을 갖는다. In the accompanying drawings, a cross section of the fluorescence sensor 100 is shown, but the fluorescence sensor actually functions as a kind of surface light source having a plurality of light source arrays along the downward direction of the ground, further comprising an optical filter 60 and a condensing lens ( 70) The back also has a strip shape. Similarly, the optical sensor 80 also has a strip shape in which a plurality of chips are arranged in a line.

상기 관통공(122)에는 상기 LED 칩의 종류에 대응하여 4개의 관통공(122)들이 형성되어 있으며, 각각의 관통공(122) 내부의 적어도 일 영역에는 로드 형상의 집광 렌즈(70)가 배치되어 있다. 또한, 관통공(122)의 최상부에는, 각가 서로 다른 4종의 여기된 형광을 흡수하기 위한 4종의 광필터(61, 62, 63, 64)들이 배치되어 있다. 아울러, 관통공(122)의 하부 광다이오드 마운트 기판(112) 상에는 4종의 여기광을 검출하기 위한 광센서(81, 82, 83, 84)들이 배치되어 있다. Four through holes 122 are formed in the through hole 122 corresponding to the type of the LED chip, and a rod-shaped condensing lens 70 is disposed in at least one area inside each through hole 122. has been In addition, at the top of the through hole 122, four types of optical filters 61, 62, 63, and 64 for absorbing four different types of excited fluorescence are disposed. In addition, optical sensors 81, 82, 83, and 84 for detecting four types of excitation light are disposed on the photodiode mount substrate 112 below the through hole 122.

이와 같이, LED 칩(51~54)의 파장 종류, 광필터(61~64)의 종류 및 광센서(81~84)의 종류는 서류 인과 관계를 갖도록 연동하는 구성 요소들이다. As such, the wavelength type of the LED chips 51 to 54, the types of the optical filters 61 to 64, and the types of the optical sensors 81 to 84 are components that are interlocked to have a document causal relationship.

상기 형광센서(100)는 이처럼 복수의 형광물질로 표지된 복수 종의 시료에 대한 여기 형광을 동시에 검출할 수 있도록 구성되어 있다. The fluorescence sensor 100 is configured to simultaneously detect excitation fluorescence of a plurality of samples labeled with a plurality of fluorescent materials.

도 2는 도 1의 형광 센서가 도입된 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치를 설명하기 위하여 개념적으로 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view conceptually shown to explain a PCR device according to an embodiment of the present invention in which the fluorescence sensor of FIG. 1 is introduced.

도 2를 참조하면, PCR 장치(1000)는 시료 이송영역(A) 및 형광센서 스캔영역(B)로 구획되어 있는 하우징 유닛(1200)을 포함한다. 상기 하우징 유닛(1200)은 전술한 투명기판(1350)에 의하여 공간적으로 구획된다. 상기 투명기판(1350)으로는 스캐닝 효율을 위하여 투명성이 우수한 유리기판이 사용될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the PCR device 1000 includes a housing unit 1200 partitioned into a sample transport area (A) and a fluorescence sensor scan area (B). The housing unit 1200 is spatially partitioned by the aforementioned transparent substrate 1350 . A glass substrate having excellent transparency may be used as the transparent substrate 1350 for scanning efficiency.

또한 상기 PCR 장치(1000)은 복수의 시료가 배치된 복수의 웰(520)을 포함하는 시료 카트리지(500)의 왕복 이송(지면에 수직한 방향)을 위한 카트리지 이송 유닛(1300) 및 상기 이송 유닛(1300)의 이송로를 제공하기 위한 이송 레일(1310)을 포함한다. 상기 이송 유닛(1300)은 시료 카트리지(500)의 보호 기능도 아울러 수행한다. In addition, the PCR device 1000 includes a cartridge transfer unit 1300 for reciprocating transfer (direction perpendicular to the ground) of the sample cartridge 500 including a plurality of wells 520 in which a plurality of samples are disposed, and the transfer unit A transfer rail 1310 for providing a transfer path of 1300 is included. The transfer unit 1300 also serves to protect the sample cartridge 500 .

한편, 상기 하우징 유닛(1200)의 양 단에는 스캐닝을 완료한 형광센서(100)의 수용을 위한 형광 센서수용부(1400)를 포함한다. On the other hand, both ends of the housing unit 1200 include fluorescence sensor accommodating parts 1400 for accommodating the fluorescence sensor 100 that has completed scanning.

형광센서(100)은 형광센서 이송영역(B)를 왕복 이동하면서 광원을 방사하고 이에 따라 여기된 형광을 실시간으로 검출할 수 있다. 앞서도 설명한 바와 같이, 상기 형광센서(100)은 실질적으로 지면 방향에 수직한 방향으로 긴 막대 형상을 갖도록 설계되며, 이에 대응한 형광센서 수용부(1400)도 이에 대응한 구조로 설계된다. 형광센서(100)의 왕복을 통한 스캐닝이 이루어지는 동안에도, 시료 카트리지(500) 역시 연속적인 이송이 이루어질 수 있다. The fluorescence sensor 100 radiates a light source while moving back and forth in the fluorescence sensor transfer area B, and can detect the fluorescence excited thereby in real time. As described above, the fluorescent sensor 100 is designed to have a long bar shape in a direction substantially perpendicular to the direction of the ground, and the fluorescent sensor accommodating part 1400 corresponding to this is also designed to have a corresponding structure. Even while scanning is performed by reciprocating the fluorescence sensor 100, the sample cartridge 500 may also be continuously transferred.

한편, 상기 형광센서(100)는 형광센서 이송영역(B)을 1회 왕복하여 스캐닝함으로써 상기 시료 카트리지(500) 내의 모든 시료에 대하여 발생한 형광을 동시에 검출할 수 있다. Meanwhile, the fluorescence sensor 100 can simultaneously detect fluorescence generated from all samples in the sample cartridge 500 by reciprocating and scanning the fluorescence sensor transfer area B once.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCR 장치를 설명하기 위하여 개념적으로 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view conceptually shown to explain a PCR device according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 PCR 장치(2000)는 인접하고 연속적으로 형성된 복수의 챔버 유닛(2100)들을 포함한다. 상기 챔버 유닛(2100, 2200)은 전술한 도 2의 PCR 장치에 준하는 스케일의 장치들이다. 상기 PCR 장치(2000)은 제1 온도 구간의 열처리를 수행하는 제1 챔버(2100) 및 제2 온도 구간의 열처리를 수행하는 제2 챔버(2200)를 포함한다. The PCR apparatus 2000 according to this embodiment includes a plurality of chamber units 2100 formed adjacently and continuously. The chamber units 2100 and 2200 are devices of a scale corresponding to the aforementioned PCR device of FIG. 2 . The PCR device 2000 includes a first chamber 2100 performing heat treatment in a first temperature range and a second chamber 2200 performing heat treatment in a second temperature range.

상기 제1 온도 범위는 90 내지 100℃의 고온 구간이며, 상기 제 2 온도 범위는 60 내지 80℃의 상대적 저온 구간이다. 상기 시료 카트리지(500)는 별도의 카트리지 지지체(300)에 의하여 지지되면서, 이송 레일(1310)을 따라 저온 구간의 제2 챔버(2200) 및 고온 구간의 제1 챔버(2100)을 왕복하면서 열사이클링이 이루어진다. 상기 시료 카트리지는 수십회 왕복 운동 하면서, 실시간으로 형광센서(100)의 스캐닝에 의하여 여기 형광을 검출하고 검출 결과를 실시간 모니터링 할 수 있다. 형광센서(100)는 저온 구간인 제2 챔버(2200)에만 설치되어 형광을 검출한다. The first temperature range is a high-temperature range of 90 to 100 °C, and the second temperature range is a relatively low-temperature range of 60 to 80 °C. The sample cartridge 500 is thermally cycled while being supported by a separate cartridge supporter 300 and reciprocating the second chamber 2200 in the low temperature section and the first chamber 2100 in the high temperature section along the transfer rail 1310. this is done While the sample cartridge reciprocates dozens of times, excitation fluorescence can be detected by scanning the fluorescence sensor 100 in real time and the detection result can be monitored in real time. The fluorescence sensor 100 is installed only in the second chamber 2200, which is a low temperature section, to detect fluorescence.

시료 카트리지의 입구 영역에 및 상기 각 챔버(2100, 2200)의 경계에는 각각 제1 단열 개폐 수단(2310) 및 제2 단열 개폐 수단(2320)이 설치되어 있다. 상기 단열 개폐 수단(2310, 2320)은 시료 카트리지(500)의 챔버 이동을 위하여 개패되는 수단이며, 시료 카트리지(500)가 열처리되는 동안에는 각 챔버(2100, 2200) 간 또는 외부와의 열평형을 막기 위하여 단열 효과를 발휘할 수 있는 재질로 이루어진다. A first adiabatic opening/closing unit 2310 and a second adiabatic opening/closing unit 2320 are installed at the entrance area of the sample cartridge and at the boundary between the chambers 2100 and 2200, respectively. The adiabatic opening/closing means 2310 and 2320 are means for opening and closing the sample cartridge 500 to move the chamber, and prevent thermal equilibrium between the chambers 2100 and 2200 or with the outside while the sample cartridge 500 is subjected to heat treatment. It is made of a material capable of exerting an insulating effect for this purpose.

형광센서(100)의 이송 영역에는 형광센서를 보호하고 광 누출을 방지하기 위하여 형광센서(100) 하우징(2250)이 별도로 마련될 수 있다. A housing 2250 of the fluorescent sensor 100 may be separately provided in the transfer area of the fluorescent sensor 100 to protect the fluorescent sensor and prevent light leakage.

이상을 종합할 때, 본 발명에 따른 PCR 장치는 복수종의 대량 시료에 대한 다양한 형광을 동시에 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 온도에 따라 구획된 별도의 챔버를 시료가 이송할 수 있도록 하여 열사이클링의 단순화를 도모할 수 있다. Taking the above into consideration, the PCR device according to the present invention can not only simultaneously detect various fluorescence of a plurality of large-volume samples, but also allow samples to be transported in separate chambers partitioned according to temperature, thereby reducing the need for thermal cycling. simplification can be made.

Claims (4)

서로 다른 온도 구간을 갖는 복수의 챔버들을 포함하고,
상기 챔버들은 각각 복수의 웰을 포함하는 시료 카트리지가 이동할 수 있는 이송영역을 포함하며,
상기 챔버들 중 가장 낮은 온도 구간의 챔버 하부에는 형광센서가 이동하여 상기 시료 카트리지를 스캐닝할 수 있는 형광센서 이송영역을 포함하고,
상기 형광센서는 상부가 개방된 형태를 가지며 각종 구성 요소들을 보호하고 외부로 광원의 누출을 방지하는 하우징, 상기 하우징 내부에서 외벽으로부터 경사지도록 연장되고 상기 하우징 내벽의 양쪽에 대칭으로 배치되어 있는 경사체를 가지는 지지체, 상기 경사체상에 구비되어 서로 다른 복수의 파장을 갖는 발광체를 가지는 마운트부재 및 상기 마운트부재의 상부에 배치되는 광원을 포함하며,
상기 지지체의 중앙 영역에는 복수의 관통공들이 형성되어 각각의 최상부에는 서로 다른 종류의 광필터들이 배치되고, 하부에 서로 다른 종류의 광을 검출하기 위한 광센서들이 배치되는 PCR 장치.
Including a plurality of chambers having different temperature ranges,
Each of the chambers includes a transfer area in which a sample cartridge including a plurality of wells can move,
A fluorescence sensor transfer area in which a fluorescence sensor is moved to scan the sample cartridge is included in a lower portion of the chamber having the lowest temperature among the chambers;
The fluorescent sensor has a housing having an open top, protecting various components and preventing light source from leaking to the outside, and an inclined body extending from an outer wall inside the housing and symmetrically disposed on both sides of the inner wall of the housing. A support having a, a mount member provided on the inclined body and having light emitting bodies having a plurality of different wavelengths, and a light source disposed above the mount member,
A plurality of through-holes are formed in the central region of the support, different types of optical filters are disposed at the top of each, and optical sensors for detecting different types of light are disposed at the lower portion.
 제1항에 있어서,
60 내지 80℃의 온도 범위를 갖는 제1 챔버; 및
90 내지 100℃의 온도 범위를 갖는 제2 챔버로 이루어진 것을 특징으로 하는 PCR 장치.
According to claim 1,
A first chamber having a temperature range of 60 to 80 ℃; and
PCR device, characterized in that consisting of a second chamber having a temperature range of 90 to 100 ℃.
 제2항에 있어서,
상기 형광센서는 상기 제1 챔버 하부에 배치되어 상기 제1 챔버 내의 시료 카트리지를 스캐닝 하는 것을 특징으로 하는 PCR 장치.
According to claim 2,
The PCR device, characterized in that the fluorescence sensor is disposed below the first chamber to scan the sample cartridge in the first chamber.
 제1항에 있어서,
상기 복수의 챔버 사이에는 시료 카트리지의 챔버 간 이동을 위한 개폐 수단을 포함하고, 상기 개폐 수단은 단열재로 이루어진 것을 특징으로 하는 PCR 장치.





According to claim 1,
An opening/closing means for moving the sample cartridge between the chambers is included between the plurality of chambers, and the opening/closing means is made of an insulating material.
KR1020200086850A 2020-07-14 2020-07-14 Pcr apparatus comprising compartmentalization chambers having different temperature range each other KR102478830B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200086850A KR102478830B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Pcr apparatus comprising compartmentalization chambers having different temperature range each other

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200086850A KR102478830B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Pcr apparatus comprising compartmentalization chambers having different temperature range each other

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220008578A KR20220008578A (en) 2022-01-21
KR102478830B1 true KR102478830B1 (en) 2022-12-20

Family

ID=80050280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200086850A KR102478830B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Pcr apparatus comprising compartmentalization chambers having different temperature range each other

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102478830B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524808A (en) 2010-04-23 2013-06-20 ナノバイオシス・インコーポレイテッド PCR device including two thermal blocks

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10076757B2 (en) * 2011-05-24 2018-09-18 Molecular Biology Systems B.V. System for and method of changing temperatures of substances
KR101696259B1 (en) * 2014-07-23 2017-01-13 나노바이오시스 주식회사 Multiplex pcr chip and multiplex pcr device comprising the same
KR102246609B1 (en) * 2018-08-01 2021-04-30 주식회사 미코바이오메드 Device for amplifying nucleic acid comprisng a plurality of heating blocks
KR102219457B1 (en) * 2018-08-01 2021-02-24 주식회사 미코바이오메드 Device for amplifying nucleic acid comprisng a plurality of heating blocks

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524808A (en) 2010-04-23 2013-06-20 ナノバイオシス・インコーポレイテッド PCR device including two thermal blocks

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220008578A (en) 2022-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2315005B1 (en) Fluorometry device and method for detection in biological samples
JP6050529B2 (en) Optical scanning system comprising a thermally compensated light emitting diode
US20190224684A1 (en) Apparatus and method for segmented thermal cycler
US10029227B2 (en) Optical system for chemical and/or biochemical reactions
US20100140460A1 (en) Device for the exalted detection of the emission of a target particle
US20120087832A1 (en) Apparatus and Method for Differentiating Multiple Fluorescence Signals by Excitation Wavelength
JP6286183B2 (en) Analysis equipment
US9651492B2 (en) Optical detector
KR950006454A (en) Apparatus for simultaneous monitoring of multiple amplification reactions and method of analyzing the same
US20070114444A1 (en) System and method for a fluorescence excitation and detection having distinct optical paths
WO2007138302A1 (en) Performance issues in use of vessels for biological applications
CN110967324A (en) Optical detection device of multi-channel real-time fluorescence detector
KR20190007094A (en) Nucleic acid amplification apparatus and fluorescence detection apparatus
KR102222726B1 (en) Method and device for amplifying and detecting gene using graphene heater
US20120313008A1 (en) Fluorescent detector
KR102478830B1 (en) Pcr apparatus comprising compartmentalization chambers having different temperature range each other
EP1721146B1 (en) Apparatus and method for fluorescent detection in biological samples
US20070194247A1 (en) Compact optical module for fluorescence excitation and detection
US10591415B2 (en) Biochip including side emitting-type light-emitting device and fabrication method thereof
US20090212235A1 (en) Scanning fluorescent reader with diffuser system
KR20190084048A (en) Microfluidic device and sample analysis method
TWI728885B (en) Light guide module and biological detection equipment using the light guide module
WO2010010361A1 (en) Improvements in reactor apparatus
KR102554536B1 (en) Pcr cartridge
Abid et al. Filterless fluorescent DNA sensing in capillary tube PCR

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant