KR102512066B1 - 핵산추출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 한 개 이상의 웰(W)을 구비하는 카트리지(20)가 안착되는 안착부(200); 한 개 이상의 마그네틱 로드(400); 마그네틱 로드(400)와 결합되는 마그네틱 로드 홀더(500); 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래에 배치되고, 한 개 이상의 캡(C)과 결합되는 캡 홀더(600); 마그네틱 로드 홀더(500)와 연결되고 마그네틱 로드 홀더(500)를 상하로 이동시켜서 마그네틱 로드(400)를 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)의 내부로 진입시키거나 캡(C)의 내부로부터 퇴피시키는 제1구동부(700); 캡 홀더(600)와 연결되고 캡 홀더(600)를 상하로 이동시켜서 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)을 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 웰(W)의 내부로부터 퇴피시키는 제2구동부(800); 마그네틱 로드 홀더(500)와 캡 홀더(600) 또는 안착부(200)를 상하방향과 교차하는 제1방향으로 이동시키는 제3구동부(900); 캡(C)이 웰(W)의 내부로부터 퇴피된 상태에서 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)와 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 사이의 공간으로 진입되거나 퇴피되는 커버(1000) 및 커버(1000)를 상기 공간으로 진입시키거나 퇴피시키는 제4구동부(1100)를 포함하는, 핵산추출장치를 제공한다.
이에, 웰에 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있으므로 핵산추출효율이 향상될 수 있다.

Description

핵산추출장치{NECLEIC ACID EXTRACTION DEVICE}
본 발명은 핵산추출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 웰에 이물이 유입되는 것을 방지하고 스트립이 안정적으로 고정되는 핵산추출장치에 관한 것이다.
마그네틱 비드(magnetic bead)를 이용하여 생물, 바이러스 등에서 채취된 시료로부터 핵산이나 생물학적 물질(단백질 등)을 추출하는 방법이 널리 사용되고 있다.
마그네틱 비드를 이용하여 핵산 또는 생물학적 물질을 추출하기 위해서는 라이시스(Lysis)&바인딩(Binding), 워싱(Washing), 일루션(Elutinon) 등 여러 단계를 수행해야 하므로 추출과정이 복잡하고 시간이 많이 소요된다. 이에, 상기 여러 단계를 자동으로 수행하는 추출장치가 개발되어 사용되고 있다. 이와 관련된 선행기술은 한국공개특허 제10-2020-0032639호가 있다.
그러나, 종래의 핵산추출장치는 마그네틱 비드를 다른 웰로 이동시킬 때에 이동 경로 상에 배치되는 웰에 이물이 유입되는 것을 방지하지 못한다. 이에, 추출된 핵산의 신뢰도가 낮아지고 핵산을 다시 추출해야 하므로 핵산추출효율이 낮아질 수 있다.
특히, 대용량의 핵산을 한꺼번에 추출하는 경우에는 핵산추출의 다음 단계를 수행하기 위해서 다량의 마그네틱 비드를 다른 카트리지 또는 다른 웰에 한꺼번에 옮겨야 한다. 마그네틱 비드를 옮기는 과정에서 다량의 마그네틱 비드 중 일부가 쉽게 떨어질 수 있고 다량의 마그네틱 비드 사이의 공간에 존재하는 세정액 등의 물질이 떨어질 수 있다. 이에, 종래의 핵산추출장치로 대용량의 핵산을 올바르게 추출하는 것은 불가능할 수 있다.
또한, 종래의 핵산추출장치는 마그넷 로드와 교반 로드 등이 승강하거나 수평으로 이동할 때에 발생하는 진동 등에 의해서 스트립이 홀더에서 쉽게 빠질 수 있다. 이에, 핵산추출장치가 손상될 수 있고 핵산추출효율이 낮아질 수 있다.
KR 10-2020-0032639
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 실시예들은 웰에 이물이 유입되는 것을 방지하는 핵산추출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 내구성, 안정성 및 핵산추출효율이 향상되는 핵산추출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 대용량의 핵산을 올바르게 효과적으로 추출할 수 있는 핵산추출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 제조 및 유지관리를 저비용으로 용이하게 할 수 있고 소형화, 경량화할 수 있는 핵산추출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 간단하고 안정적으로 제어되는 핵산추출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 스트립이 삽입홈에 완전히 삽입된 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 핵산추출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 제조할 수 있는 고정장치를 구비하는 핵산추출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 스트립이 캡 홀더에 안정적으로 고정되고 스트립이 캡 홀더에 불완전하게 삽입되는 것을 방지하는 핵산추출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 한 개 이상의 웰(W)을 구비하는 카트리지(20)가 안착되는 안착부(200); 한 개 이상의 마그네틱 로드(400); 상기 마그네틱 로드(400)와 결합되는 마그네틱 로드 홀더(500); 상기 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래에 배치되고, 한 개 이상의 캡(C)과 결합되는 캡 홀더(600); 상기 마그네틱 로드 홀더(500)와 연결되고 마그네틱 로드 홀더(500)를 상하로 이동시켜서 상기 마그네틱 로드(400)를 상기 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)의 내부로 진입시키거나 캡(C)의 내부로부터 퇴피시키는 제1구동부(700); 상기 캡 홀더(600)와 연결되고 캡 홀더(600)를 상하로 이동시켜서 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)을 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 웰(W)의 내부로부터 퇴피시키는 제2구동부(800); 상기 마그네틱 로드 홀더(500)와 캡 홀더(600) 또는 상기 안착부(200)를 상하방향과 교차하는 제1방향으로 이동시키는 제3구동부(900); 상기 캡(C)이 웰(W)의 내부로부터 퇴피된 상태에서 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)와 상기 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 사이의 공간으로 진입되거나 퇴피되는 커버(1000) 및 상기 커버(1000)를 상기 공간으로 진입시키거나 퇴피시키는 제4구동부(1100)를 포함하는, 핵산추출장치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 커버(1000)의 상면에는 상기 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)에서 떨어지는 물질을 담는 홈(1010)이 형성된다.
일 실시예에서, 상기 제4구동부(1100)는 상기 커버(1000)를 상기 공간으로 제1방향으로 진입시키거나 퇴피시킨다.
일 실시예에서, 상기 핵산추출장치는, 상기 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800), 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 설치되는 메인프레임(300)을 더 포함한다.
상기 제3구동부(900)는 상기 메인프레임(300)을 제1방향으로 이동시켜서 상기 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800), 커버(1000) 및 제4구동부(1100)를 제1방향으로 이동시킨다.
일 실시예에서, 상기 핵산추출장치는, 베이스(100)를 더 포함하고, 상기 베이스(100) 상에는 상기 안착부(200) 및 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높은 높이를 가지는 기초프레임(FF)이 설치된다.
상기 메인프레임(300)은 상기 기초프레임(FF) 상에 설치되고 이에 따라 메인프레임(300)의 높이가 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높다.
일 실시예에서, 상기 메인프레임(300)은 바닥프레임(310) 및 상기 바닥프레임(310)으로부터 상방으로 연장되는 상하연장프레임(320)을 포함하고, 상기 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700) 및 제2구동부(800)는 상기 상하연장프레임(320)에 결합된다.
상기 바닥프레임(310)의 일측에는 상기 커버(1000) 및 제4구동부(1100)와 결합되는 지지프레임(SF)이 결합되고, 상기 상하연장프레임(320) 및 지지프레임(SF)은 서로 이격된다.
또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 한 개 이상의 웰(W)을 구비하는 카트리지(20)가 안착되는 안착부(200); 한 개 이상의 마그네틱 로드(400); 상기 마그네틱 로드(400)와 결합되는 마그네틱 로드 홀더(500); 상기 마그네틱 로드(400)가 삽입되는 한 개 이상의 캡(C) 및 상기 캡(C)이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장되고 캡(C)을 연결하는 연결부(42)를 포함하는 스트립(40); 상기 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래에 배치되고, 상기 스트립(40)이 삽입되는 한 개 이상의 삽입홈(620)이 형성되는 캡 홀더(600); 및 상기 마그네틱 로드 홀더(500)를 상하로 이동시켜서 상기 마그네틱 로드(400)를 상기 캡 홀더(600)에 삽입된 스트립(40)의 캡(C) 내부로 진입시키거나 퇴피시키고, 상기 캡 홀더(600)를 상하로 이동시켜서 캡 홀더(600)에 삽입된 스트립(40)의 캡(C)을 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 퇴피시키고, 상기 마그네틱 로드 홀더(500) 및 캡 홀더(600)를 제1방향으로 이동시키거나 상기 안착부(200)을 제1방향으로 이동시키는 구동부(700, 800, 900)를 포함하는 핵산추출장치를 제공한다.
상기 삽입홈(620)이 형성된 상기 캡 홀더(600)의 단부에는 상기 삽입홈(620)을 닫아서 삽입홈(620)에 삽입된 상기 스트립(40)을 고정시키는 고정장치(L)가 설치된다.
일 실시예에서, 상기 고정장치(L)는 상기 캡 홀더(600)의 단부에 고정설치되는 회전지지부(L1) 및 상기 회전지지부(L1)에 회전가능하게 결합되는 회전부(L2)를 포함한다.
상기 회전부(L2)의 회전에 따라 상기 삽입홈(620)이 개폐된다.
일 실시예에서, 상기 회전부(L2)에는 자석(L3A)이 설치되고, 상기 회전부(L2)의 회전에 따라 상기 삽입홈(620)이 닫히면 상기 자석(L3A)이 상기 캡 홀더(600)의 단부에 부착된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 핵산추출장치(10)는 한 개 이상의 웰(W)을 구비하는 카트리지(20)가 안착되는 안착부(200); 한 개 이상의 마그네틱 로드(400); 마그네틱 로드(400)와 결합되는 마그네틱 로드 홀더(500); 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래에 배치되고, 한 개 이상의 캡(C)과 결합되는 캡 홀더(600); 마그네틱 로드 홀더(500)와 연결되고 마그네틱 로드 홀더(500)를 상하로 이동시켜서 마그네틱 로드(400)를 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)의 내부로 진입시키거나 캡(C)의 내부로부터 퇴피시키는 제1구동부(700); 캡 홀더(600)와 연결되고 캡 홀더(600)를 상하로 이동시켜서 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)을 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 웰(W)의 내부로부터 퇴피시키는 제2구동부(800); 마그네틱 로드 홀더(500)와 캡 홀더(600) 또는 안착부(200)를 상하방향과 교차하는 제1방향으로 이동시키는 제3구동부(900); 캡(C)이 웰(W)의 내부로부터 퇴피된 상태에서 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)와 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 사이의 공간으로 진입되거나 퇴피되는 커버(1000) 및 커버(1000)를 상기 공간으로 진입시키거나 퇴피시키는 제4구동부(1100)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 캡(C)에서 떨어지는 마그네틱 비드, 세정액(예컨대, 에탄올), 샘플 등의 물질이 웰(W)에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 캡(C)의 제1방향의 이동거리가 길거나 이동 중에 진동/충격이 발생하더라도 이동 경로의 하부에 위치한 웰(W)에 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
또한, 대용량의 핵산을 한꺼번에 추출하는 경우에는 핵산추출의 다음 단계를 수행하기 위해서 다량의 마그네틱 비드를 다른 카트리지(20) 또는 다른 웰(W)에 한꺼번에 옮겨야 한다. 이 때에, 마그네틱 로드(400)가 삽입된 캡(C)에 자력에 의해 부착된 다량의 마그네틱 비드 중 일부는 쉽게 떼어질 수 있고 다량의 마그네틱 비드 사이의 공간에 존재하는 세정액 등의 물질이 캡(C)에서 떨어질 수 있다. 이처럼, 다량의 마그네틱 비드를 캡(C)에 부착시켜서 한꺼번에 옮기더라도 커버(1000)가 웰(W)에 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 대용량의 핵산을 올바르게 효과적으로 추출할 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 커버(1000)의 상면에는 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)에서 떨어지는 물질을 담는 홈(1010)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 캡(C)에서 떨어지는 물질을 모을 수 있다. 이에, 캡(C)에서 떨어지는 물질을 모으기 위한 별도의 구성이 불필요하므로 제조 및 유지관리를 저비용으로 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제4구동부(1100)는 커버(1000)를 상기 공간으로 제1방향으로 진입시키거나 퇴피시킬 수 있다.
이에 따라, 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 메인프레임(300)에 가까이 배치되어 작동할 수 있으므로 진동이 감소할 수 있고 메인프레임(300) 등에 가해지는 압력이 감소할 수 있다. 이에, 핵산추출장치의 내구성, 안정성 및 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
또한, 핵산추출장치에 제1방향으로 커버(1000) 크기의 추가공간만 마련하면, 핵산추출장치에 커버(1000)가 포함될 수 있다. 예를 들면, 커버(1000)가 카트리지(20)와 캡(C) 사이의 공간으로 제1방향으로 진입 또는 퇴피되도록 설계하면 상기 추가공간만 확보되면 기존의 핵산추출장치에서 커버(1000)가 작동할 수 있다. 이에, 핵산추출장치를 소형화, 경량화할 수 있고 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 핵산추출장치는, 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800), 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 설치되는 메인프레임(300)을 더 포함하고, 제3구동부(900)는 메인프레임(300)을 제1방향으로 이동시켜서 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800), 커버(1000) 및 제4구동부(1100)를 제1방향으로 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 캡 홀더(600)의 제1방향의 위치가 변하면 커버(1000) 및 제4구동부(1100)의 제1방향의 위치도 동일하게 변할 수 있다. 이에, 캡 홀더(600)와 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 서로 독립적으로 제1방향으로 이동할 때보다 간단하고 안정적으로 제어될 수 있다.
또한, 캡 홀더(600)의 위치(높이)를 잘못 판단하는 등의 오작동으로 커버(1000)가 캡 홀더(600) 등과 부딪혀서 핵산추출장치가 손상되거나 커버(1000)가 잘못된 위치로 이동하여 웰(W)에 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 핵산추출장치는, 베이스(100)를 더 포함하고, 베이스(100) 상에는 안착부(200) 및 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높은 높이를 가지는 기초프레임(FF)이 설치될 수 있다. 메인프레임(300)은 기초프레임(FF) 상에 설치되고 이에 따라 메인프레임(300)의 높이가 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높을 수 있다.
이에 따라, 바닥프레임(310) 및 상하연장프레임(320)의 상하방향의 길이(높이)가 작아지더라도 마그네틱 홀더(500) 및 캡 홀더(600)가 카트리지(20)의 상부에서 상하로 이동할 수 있다. 따라서, 메인프레임(300)의 크기(상하방향의 길이, 높이) 및 무게를 줄일 수 있다. 이에, 에너지효율이 향상되고 메인프레임(300)의 이동제어가 용이해지고 메인프레임(300) 자체의 진동이 감소하고 메인프레임(300)의 내구성이 향상되며 메인프레임(300)과 결합되는 제3가이드부(GR3) 및 제3구동부(900)의 마모나 변형이 감소할 수 있다. 또한, 메인프레임(300)에, 커버(1000) 및 제4구동부(1100)와 결합되는 지지프레임(SF)이 결합되더라도, 제3가이드부(GR3) 및 제3구동부(900)에 가해지는 압력이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 메인프레임(300)의 높이가 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높으므로 메인프레임(300)에 결합되는 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)의 높이 이하의 낮은 높이에 배치될 수 있다. 이에, 커버(1000) 및 제4구동부(1100)의 하중에 의해서 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)이 하방으로 힘을 받을 수 있다. 따라서, 메인프레임(300)이 제1방향으로 이동하거나 메인프레임(300)에 설치된 홀더(500, 600)가 상하방향으로 이동할 때에 메인프레임(300)의 진동이 감소하여 안정성, 내구성 및 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 메인프레임(300)은 바닥프레임(310) 및 바닥프레임(310)으로부터 상방으로 연장되는 상하연장프레임(320)을 포함하고, 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700) 및 제2구동부(800)는 상하연장프레임(320)에 결합될 수 있다. 바닥프레임(310)의 일측에는 커버(1000) 및 제4구동부(1100)와 결합되는 지지프레임(SF)이 결합되고, 상하연장프레임(320) 및 지지프레임(SF)은 서로 이격될 수 있다.
이에 따라, 상하연장프레임(320) 및 지지프레임(SF) 사이에 전달되는 진동이 저감될 수 있다. 이에, 상하연장프레임(320)에 설치된 홀더(500, 600)와 제1/제2구동부(700, 800) 및 지지프레임(SF)에 설치된 커버(1000)와 제4구동부(1100)에 전달되는 진동이 감소하여 핵산추출장치의 안정성, 내구성 및 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 핵산추출장치는 한 개 이상의 웰(W)을 구비하는 카트리지(20)가 안착되는 안착부(200); 한 개 이상의 마그네틱 로드(400); 마그네틱 로드(400)와 결합되는 마그네틱 로드 홀더(500); 마그네틱 로드(400)가 삽입되는 한 개 이상의 캡(C) 및 캡(C)이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장되고 캡(C)을 연결하는 연결부(42)를 포함하는 스트립(40); 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래에 배치되고, 스트립(40)이 삽입되는 한 개 이상의 삽입홈(620)이 형성되는 캡 홀더(600); 및 마그네틱 로드 홀더(500)를 상하로 이동시켜서 마그네틱 로드(400)를 캡 홀더(600)에 삽입된 스트립(40)의 캡(C) 내부로 진입시키거나 퇴피시키고, 캡 홀더(600)를 상하로 이동시켜서 캡 홀더(600)에 삽입된 스트립(40)의 캡(C)을 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 퇴피시키고, 마그네틱 로드 홀더(500) 및 캡 홀더(600)를 제1방향으로 이동시키거나 안착부(200)을 제1방향으로 이동시키는 구동부(700, 800, 900)를 포함할 수 있다. 삽입홈(620)이 형성된 캡 홀더(600)의 단부에는 삽입홈(620)을 닫아서 삽입홈(620)에 삽입된 스트립(40)을 고정시키는 고정장치(L)가 설치될 수 있다.
이에 따라, 스트립(40)이 캡 홀더(600)에 안정적으로 고정될 수 있다. 구체적으로, 진동이 발생하더라도 스트립(40)이 삽입홈(620)에 완전히 삽입된 상태를 안정적으로 유지할 수 있으므로 핵산추출장치가 손상되는 것을 방지할 수 있고 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고정장치(L)는 캡 홀더(600)의 단부에 고정설치되는 회전지지부(L1) 및 회전지지부(L1)에 회전가능하게 결합되는 회전부(L2)를 포함하고, 회전부(L2)의 회전에 따라 상기 삽입홈(620)이 개폐될 수 있다.
이에 따라, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 고정장치(L)를 제조할 수 있고 용이하게 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 회전부(L2)에는 자석(L3A)이 설치되고, 회전부(L2)의 회전에 따라 삽입홈(620)이 닫히면 자석(L3A)이 캡 홀더(600)의 단부에 부착될 수 있다.
이에 따라, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 스트립(40)이 캡 홀더(600)에 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 제1자석(L3A)이 캡 홀더(600)의 단부에 부착되면, 진동 또는 소리가 발생할 수 있고 회전부(L2)가 캡 홀더(600)에 더 강하게 결속될 수 있다. 이러한 진동, 소리 또는 결속력 변화를 통해 스트립(40)이 삽입홈(620)에 완전히 삽입되었는지 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 이에, 스트립(40)이 캡 홀더(600)에 불완전하게 삽입되어 핵산추출장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산추출장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 1의 핵산추출장치에서 도어를 열고 안착부를 인출한 상태를 나타낸 상태도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산추출장치의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 4의 핵산추출장치에서 안착부를 인출한 상태를 나타낸 상태도이다.
도 7은 도 4의 핵산추출장치에서 안착부에 카트리지가 안착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 핵산추출장치에서 캡 홀더에 캡이 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수(6 X 4)의 웰을 구비하는 카트리지의 사시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 로드와 결합된 마그네틱 로드 홀더를 나타낸 사시도이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정장치가 구비된 캡 홀더의 사시도, 평면도 및 정면도로서 캡 홀더의 삽입홀이 열린 상태를 나타낸 도면이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정장치가 구비된 캡 홀더의 사시도, 평면도 및 정면도로서 캡 홀더의 삽입홀이 닫힌 상태를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 12의 분해사시도이다.
도 19는 고정장치의 회전부의 단면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립의 사시도이다.
도 21은 도 20의 스트립이 캡 홀더에 삽입된 상태에서 스트립의 캡이 카트리지의 웰에 삽입되고 마그네틱 로드 홀더에 결합된 마그네틱 로드가 캡에 삽입된 상태를 나타낸 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2구동부와 관련된 주요 구성을 나타낸 사시도이다.
도 24 및 도 25는 도 22 및 도 23의 분해사시도이다.
도 26 및 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1구동부와 관련된 주요 구성을 나타낸 사시도이다.
도 28 및 도 29는 도 26 및 도 27의 분해사시도이다.
도 30 및 도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3구동부와 관련된 주요 구성을 나타낸 사시도이다.
도 32 및 도 33은 도 30 및 도 31의 분해사시도이다.
도 34 및 도 35는은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인프레임, 지지프레임, 커버 및 제4구동부를 나타낸 사시도이다.
도 36 및 도 37은 도 34 및 도 35의 분해사시도이다.
도 38 내지 도 55는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산추출장치를 이용하여 마그네틱 비드를 옮기는 과정을 나타낸 사시도 및 정면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아gr니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하의 실시예들에서 개시되는 핵산추출장치에 대해 각 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산추출장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 1의 핵산추출장치에서 도어를 열고 안착부를 인출한 상태를 나타낸 상태도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산추출장치의 내부를 나타낸 사시도이다. 도 6은 도 4의 핵산추출장치에서 안착부를 인출한 상태를 나타낸 상태도이다. 도 7은 도 4의 핵산추출장치에서 안착부에 카트리지가 안착된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 8은 도 7의 핵산추출장치에서 캡 홀더에 캡이 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 핵산추출장치(10)는 베이스(100), 안착부(200), 기초프레임(FF), 메인프레임(300), 마그네틱 로드(400), 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800), 제3구동부(900), 커버(1000), 제4구동부(1100), 제어부(1200, 도 5), 하우징(1300), 도어(1400), 디스플레이부(1500) 및 입력부(1600)를 포함할 수 있다.
[베이스]
베이스(100)는 판 형상일 수 있고 바닥에 고정될 수 있다(도 4, 도 5).
전술한 모든 구성은 베이스(100) 상에 설치될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 베이스(100) 상에는 안착부(200) 및 기초프레임(FF)이 설치될 수 있다.
베이스(100)에는 한 개 이상의 제5가이드부(GR5)가 나란히 설치될 수 있다. 제5가이드부(GR5)는 가이드레일일 수 있다.
제5가이드부(GR5)는 제2방향(예컨대, 전후방향)으로 연장될 수 있다. 제5가이드부(GR5)는 안착부(200)가 제2방향으로 인출 및 인입되도록 가이드할 수 있다.
[안착부]
안착부(200)는 베이스(100) 상에 제2방향으로 인입 및 인출 가능하게 설치될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 안착부(200)는, 베이스(100) 상에 제2방향으로 연장 설치된 제5가이드부(GR5)와 슬라이딩이동 가능하게 결합될 수 있다(도 5, 도 6).
안착부(200)는 복수 개(200a, 200b)가 구비될 수 있다. 안착부(200a, 200b)는 수용홈(210)을 포함할 수 있다. 또한, 적어도 일부의 안착부(200a)는 히터(220)를 더 포함할 수 있다(도 6).
수용홈(210)은 각각의 안착부(200)에 복수 개(도면에서는 3개)가 형성될 수 있다. 수용홈(210)에는 카트리지(20)가 안착될 수 있다.
히터(220)는 수용홈(210)의 내측 바닥면에 구비될 수 있다(도 6). 히터(220)는 핵산추출 단계 중에서 가열이 필요한 단계가 수행되는 카트리지(20)가 안착되는 수용홈(210)의 바닥면에만 구비될 수 있다. 이에, 도 6과 같이 제1방향(예컨대, 좌우방향)의 양쪽에 배치되는 두 개의 안착부(200a, 200b) 중에서 어느 한쪽(예컨대, 우측)의 안착부(220a)의 수용홈(210)의 바닥면에만 히터(220)가 구비될 수 있다.
히터(220)는 히터(220)가 구비된 각각의 수용홈(210)마다 온도 센서(미도시됨)가 구비될 수 있고, 히터(220)가 구비된 각각의 수용홈(210)마다 개별적으로 온도가 제어될 수 있다.
한편, 핵산을 추출하기 위해서 예컨대, 제1라이시스 단계, 제2라이시스 단계, 제1세정 단계, 제2세정 단계, 제3세정 단계 및 일루션 단계의 6 개 단계가 수행될 수 있다. 후술하는 바와 같이 동일한 카트리지(20)에 구비된 모든 웰(W)에서는 동일한 핵산추출 단계가 수행될 수 있으므로 6 개 단계를 수행하기 위해서 6개의 카트리지(20)가 요구될 수 있다. 이에, 도면과 같이 안착부(220a, 220b)에는 총 6개의 수용홈(210)이 형성될 수 있다.
상기 6개의 단계 중에서 가열이 필요한 단계는 제1라이시스 단계, 제2라이시스 단계 및 일루션 단계일 수 있다. 가열이 필요한 3개 단계가 수행되는 3개의 카트리지(20)는 전술한 제1방향의 양쪽에 배치되는 두 개의 안착부(200a, 200b) 중에서 히터(22)가 구비된 오른쪽의 안착부(220a)에 모아서 안착시킬 수 있다. 이에, 가열 시 열을 전달받을 수 있으므로 에너지효율이 향상될 수 있다.
[카트리지]
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수(6 X 4)의 웰을 구비하는 카트리지의 사시도이다.
도 9를 더 참조하면, 카트리지(20)는 한 개 이상의 웰(W)을 구비할 수 있다. 웰(W)에는 상단이 개방된 중공이 형성될 수 있다. 중공에는 예를 들면, 시료(sample), 마그네틱 비드(magnetic bead), 라이시스 버퍼(lysis buffer), 세정 버퍼(wash buffer), 일루션 버퍼(elution buffer) 등이 수용될 수 있다.
각 웰(W)에서는 핵산추출 단계가 수행될 수 있다. 예를 들면, 동일한 카트리지(20)에 구비된 모든 웰(W)에서는 동일한 핵산추출 단계가 수행될 수 있다.
[기초프레임]
기초프레임(FF)은 베이스(100) 상에 고정되어 설치될 수 있다. 기초프레임(FF)은 예를 들면 평평한 상면을 구비하는 탁자 형상일 수 있다(도 4, 도 5).
기초프레임(FF)에는 한 개 이상의 제3가이드부(GR3)가 나란히 설치될 수 있다. 제3가이드부(GR3)는 가이드레일일 수 있다.
제3가이드부(GR3)는 제1방향으로 연장될 수 있다. 제3가이드부(GR3)는 메인프레임(300)이 제1방향으로 이동하도록 가이드할 수 있다.
기초프레임(FF)은 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높은 높이를 가질 수 있다(도 6). 이와 관련하여, 후술한다.
[메인프레임]
메인프레임(300)은 바닥프레임(310) 및 상하연장프레임(320)을 포함할 수 있다(도 4, 도 5).
바닥프레임(310)은 제3구동부(900)와 연결될 수 있고 제3가이드부(GR3)에 슬라이딩이동 가능하게 결합될 수 있다. 바닥프레임(310)은 제3구동부(900)에 의해 제1방향으로 이동할 수 있다. 이와 관련하여 후술한다.
바닥프레임(310)의 일측(예컨대, 정면 우측)에는 커버(1000) 및 제4구동부(1100)와 결합되는 지지프레임(SF)이 결합될 수 있다(도 4, 도 5).
상하연장프레임(320)은 바닥프레임(310)과 결합될 수 있고 상하로 연장될 수 있다. 상하연장프레임(320)에 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800)가 설치될 수 있다.
상하연장프레임(320)에는 한 개 이상의 제2가이드부(GR2)가 나란히 설치될 수 있다. 제2가이드부(GR2)는 상하방향으로 연장될 수 있다. 제2가이드부(GR2)는 가이드레일일 수 있다.
제2가이드부(GR2)는 캡 홀더(600) 및/또는 제1구동부(700)가 상하방향으로 이동하도록 가이드할 수 있다.
한편, 메인프레임(300)은 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높은 높이를 가지는 기초프레임(FF) 상에 설치될 수 있으므로, 메인프레임(300)의 높이가 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높을 수 있다.
이에 따라, 바닥프레임(310) 및 상하연장프레임(320)의 상하방향의 길이(높이)가 작아지더라도 마그네틱 홀더(500) 및 캡 홀더(600)가 카트리지(20)의 상부에서 상하로 이동할 수 있다. 따라서, 메인프레임(300)의 크기(상하방향의 길이, 높이) 및 무게를 줄일 수 있다. 이에, 에너지효율이 향상되고 메인프레임(300)의 이동제어가 용이해지고 메인프레임(300) 자체의 진동이 감소하고 메인프레임(300)의 내구성이 향상되며 메인프레임(300)과 결합되는 제3가이드부(GR3) 및 제3구동부(900)의 마모나 변형이 감소할 수 있다. 또한, 메인프레임(300)에, 커버(1000) 및 제4구동부(1100)와 결합되는 지지프레임(SF)이 결합되더라도, 제3가이드부(GR3) 및 제3구동부(900)에 가해지는 압력이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 메인프레임(300)의 높이가 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높으므로 메인프레임(300)에 결합되는 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)의 높이 이하의 낮은 높이에 배치될 수 있다. 이에, 커버(1000) 및 제4구동부(1100)의 하중에 의해서 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)이 하방으로 힘을 받을 수 있다. 따라서, 메인프레임(300)이 제1방향으로 이동하거나 메인프레임(300)에 설치된 홀더(500, 600)가 상하방향으로 이동할 때에 메인프레임(300)의 진동이 감소하여 안정성, 내구성 및 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
[마그네틱 로드, 마그네틱 로드 홀더]
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 로드와 결합된 마그네틱 로드 홀더를 나타낸 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 마그네틱 로드(400)는 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다.
마그네틱 로드(400)는 후술하는 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)의 내부로 진입되거나 캡(C)의 내부로부터 퇴피될 수 있다. 이 때에, 마그네틱 로드(400)가 캡(C)의 내부로 진입하기 위해 마그네틱 로드(400)는 캡 홀더(600)의 관통공(610)을 관통할 수 있다.
마그네틱 로드(400)가 캡(C)의 내부로 진입하면 웰(W)에 수용된 마그네틱 비드가 캡(C)에 달라붙을 수 있고, 마그네틱 로드(400)가 캡(C)의 내부로부터 퇴피하면 캡(C)에 달라붙은 마그네틱 비드가 캡(C)으로부터 분리될 수 있다. 이에, 마그네틱 로드(400)는 웰(W)에 수용된 마그네틱 비드를 다른 웰(W) 또는 다른 카트리지(20)로 옮기기 위해 사용될 수 있다. 본 발명에서는 마그네틱 로드(400)를 사용하여 마그네틱 비드를 다른 카트리지의 웰(W)로 옮기면서 핵산추출 단계가 순서대로 수행될 수 있다.
마그네틱 로드 홀더(500)는 한 개 이상의 마그네틱 로드(400)와 결합될 수 있다. 마그네틱 로드 홀더(500)는 캡 홀더(600)의 위에 배치될 수 있다(도 4, 도 5).
마그네틱 로드 홀더(500)는 제1구동부(700)에 의해 상하로 이동할 수 있다. 또한, 마그네틱 로드 홀더(500)는 제2구동부(800)에 의해서도 상하로 이동할 수 있다. 또한, 마그네틱 로드 홀더(500)는 제3구동부(900)에 의해 제1방향으로 이동할 수 있다. 구동부와 관련하여 후술한다.
[캡 홀더, 고정장치]
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정장치가 구비된 캡 홀더의 사시도, 평면도 및 정면도로서 캡 홀더의 삽입홀이 열린 상태를 나타낸 도면이다. 도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정장치가 구비된 캡 홀더의 사시도, 평면도 및 정면도로서 캡 홀더의 삽입홀이 닫힌 상태를 나타낸 도면이다. 도 18은 도 12의 분해사시도이다. 도 19는 고정장치의 회전부의 단면도이다.
도 12 내지 도 18을 더 참조하면, 캡 홀더(600)는 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래에 배치되고(도 4, 도 5), 한 개 이상의 캡(C)과 결합될 수 있다(도 8). 구체적으로 예를 들면, 캡 홀더(600)는 한 개 이상의 캡(C)을 구비하는 스트립(40)과 결합될 수 있다. 여기에서, 캡(C) 및 스트립(40)은 후술한다.
캡 홀더(600)는 제2구동부(800)에 의해 상하로 이동할 수 있다. 또한, 캡 홀더(600)는 제3구동부(900)에 의해 제1방향으로 이동할 수 있다. 구동부와 관련하여 후술한다.
캡 홀더(600)는 관통공(610) 및 삽입홈(620)을 포함할 수 있다(도 12 내지 도 18).
관통공(610)은 상하로 관통된 중공일 수 있고 한 개 이상 형성될 수 있다. 관통공(610)은 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)의 내부와 연통될 수 있다.
관통공(610)을 통해 마그네틱 로드(400)가 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)의 내부로 진입시키거나 퇴피할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 관통공(610)을 통해 마그네틱 로드(400)가 캡 홀더(600)에 삽입된 스트립(40)의 캡(C) 내부로 진입되거나 퇴피될 수 있다.
삽입홈(620)은 캡 홀더(600)의 제2방향의 일측면에서 캡 홀더(600)의 내측으로 형성될 수 있다. 삽입홈(620)은 예를 들면 제2방향으로 형성될 수 있고 제2방향의 일단(예컨대, 전단)이 개방된 중공일 수 있다. 삽입홈(620)은 관통공(610)과 연통될 수 있고 삽입홈(620)의 적어도 일부분은 관통공(610)과 중첩될 수 있다.
또한, 삽입홈(620)은 한 개 이상 형성될 수 있고 제1방향으로 나란하게 형성될 수 있다. 각각의 삽입홈(620)에는 스트립(40)이 삽입될 수 있다.
고정장치(L)는 삽입홈(620)이 형성된 캡 홀더(600)의 단부에 설치될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 고정장치(L)는 캡 홀더(600)의 제2방향의 일측 단부(예컨대, 전방 단부)에 설치될 수 있다. 예를 들면, 고정장치(L)는 캡 홀더(600)의 제2방향의 일측 단부(예컨대, 전방 단부)의 상면에 설치될 수 있다.
고정장치(L)는 삽입홈(620)을 닫아서 삽입홈(620)에 삽입된 스트립(40)을 고정시킬 수 있다(도 8, 도 15, 도 17). 예를 들면, 고정장치(L)는 삽입홈(620)을 닫아서 삽입홈(620)에 삽입된 스트립(40)의 제2방향의 일단과 제2방향으로 접하거나 인접하여 마주하고 이에 따라 스트립(40)을 고정시킬 수 있다(도 22, 도 24). 반면에, 고정장치(L)를 고정 해제하여 삽입홈(620)이 개방되면 삽입홈(620)에 삽입된 스트립(40)을 빼낼 수 있고 삽입홈(620)에 스트립(40)을 삽입할 수 있다.
이에 따라, 스트립(40)이 캡 홀더(600)에 안정적으로 고정될 수 있다. 핵산추출장치는 구동부(700, 800, 900, 1100)에 의해서 진동이 발생하므로 스트립(40)이 삽입홈(620)에 완전히 삽입된 상태를 유지하기 어렵다. 스트립(40)이 삽입홈(620)에 완전히 삽입된 상태를 벗어나면 핵산추출장치가 손상될 수 있고 핵산추출이 정상적으로 수행되지 않을 수 있다. 본 발명에서는 캡 홀더(600)의 단부에 고정장치(L)가 구비됨으로써, 진동이 발생하더라도 스트립(40)이 삽입홈(620)에 완전히 삽입된 상태를 안정적으로 유지할 수 있으므로 핵산추출장치가 손상되는 것을 방지할 수 있고 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 고정장치(L)는 캡 홀더(600)의 단부에 고정설치되는 회전지지부(L1) 및 회전지지부(L1)에 회전가능하게 결합되는 회전부(L2)를 포함할 수 있다. 회전부(L2)의 회전에 따라 삽입홈(620)이 개폐될 수 있다. 예를 들면, 회전지지부(L1)는 제1방향으로 연장되고 회전부(L2)를 관통하는 회전축(L1a) 및 회전축(L1a)의 양단을 캡 홀더(600)의 단부에 고정시키는 결합부(L1b, L1c)를 포함할 수 있다(도 18).
이에 따라, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 고정장치(L)를 제조할 수 있고 용이하게 사용할 수 있다.
도 19를 더 참조하면, 회전부(L2)에는 제1자석(L3A)이 설치될 수 있다(도 12, 도 14, 도 18, 도 19). 회전부(L2)의 회전에 따라 삽입홈(620)이 닫히면(도 15) 제1자석(L3A)이 캡 홀더(600)의 단부(예컨대, 캡 홀더의 전면)에 부착될 수 있다.
이에 따라, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 스트립(40)이 캡 홀더(600)에 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 제1자석(L3A)이 캡 홀더(600)의 단부에 부착되면, 진동 또는 소리가 발생할 수 있고 회전부(L2)가 캡 홀더(600)에 더 강하게 결속될 수 있다. 이러한 진동, 소리 또는 결속력 변화를 통해 스트립(40)이 삽입홈(620)에 완전히 삽입되었는지 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 이에, 스트립(40)이 캡 홀더(600)에 불완전하게 삽입되어 핵산추출장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 회전부(L2)에는 제2자석(L3B)이 설치될 수 있다(도 15, 도 16, 도 19). 회전부(L2)의 회전에 따라 삽입홈(620)이 열리면(도 12) 제2자석(L3B)이 캡 홀더(600)의 단부(예컨대, 캡 홀더의 전단 상면)에 부착될 수 있다.
이에 따라, 삽입홈(620)이 열린 상태가 안정적으로 유지되므로 스트립(40)을 삽입홈(620)에 삽입할 때에 진동이 발생하더라도 스트립(40)을 용이하게 삽입할 수 있다.
[스트립]
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립의 사시도이다. 도 21은 도 20의 스트립이 캡 홀더에 삽입된 상태에서 스트립의 캡이 카트리지의 웰에 삽입되고 마그네틱 로드 홀더에 결합된 마그네틱 로드가 캡에 삽입된 상태를 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 스트립(40)은 캡(C) 및 연결부(42)를 포함할 수 있다.
캡(C)은 한 개 이상(예컨대, 6 X 4 = 24개) 구비될 수 있다. 캡(C)은 상하로 연장될 수 있다. 캡(C)에는 상단이 개방된 중공이 형성될 수 있다.
캡(C)에는 마그네틱 로드(400)가 삽입될 수 있다. 캡(C)은 내부로 진입된 마그네틱 로드(400)의 자속을 통과시킬 수 있고 자화되지 않는 재질로 구성될 수 있다.
캡(C)은 수용홈(210)에 삽입된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입되거나 퇴피될 수 있다(도 21).
캡(C)은 반복적으로 웰(W)의 내부로 진입되고 퇴피될 수 있다. 이에, 캡(C)은 교반 로드일 수 있다.
한편, 도면과 달리 각각의 캡(C)은 스트립(40)을 매개로 하지 않고 캡 홀더(600)에 직접 결합될 수도 있다. 또한 이와 달리, 캡(C)은 캡 홀더(600)와 일체로 결합될 수도 있다.
연결부(42)는 캡(C)이 연장되는 방향(상하방향)과 교차하는 방향(예컨대, 제1방향 및 제2방향)으로 연장될 수 있다. 연결부(42)는 한 개 이상의 캡(C)을 연결할 수 있다.
연결부(42)는 스트립(40)의 상단부를 구성할 수 있다. 연결부(42)는 캡 홀더(600)의 삽입홈(620)에 삽입될 수 있다.
연결부(42)가 캡 홀더(600)의 삽입홈(620)에 완전히 삽입된 후에는 고정장치(L)의 회전부(L2)가 삽입홈(620)을 닫을 수 있고, 회전부(L2)의 제1자석(L3A)이 캡 홀더(600)의 단부에 부착될 수 있다.
이하, 제2구동부를 제1구동부보다 먼저 살펴보고 나머지 구성을 순서대로 살펴본다.
[제2구동부]
도 22 및 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2구동부와 관련된 주요 구성을 나타낸 사시도이다. 도 24 및 도 25는 도 22 및 도 23의 분해사시도이다.
도 22 내지 도 25를 참조하면, 제2구동부(800)는 메인프레임(300)에 설치될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제2구동부(800)는 상하연장프레임(320)에 설치될 수 있다.
제2구동부(800)는 캡 홀더(600) 및 제1구동부(700)와 연결될 수 있고 캡 홀더(600) 및 제1구동부(700)를 상하로 함께 이동시킬 수 있다.
제2구동부(800)가 캡 홀더(600)를 상하로 이동시킴으로써, 제2구동부(800)는 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)을 안착부(200)의 수용홈(210)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 웰(W)의 내부로부터 퇴피시킬 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 제2구동부(800)는 제2모터(810), 제2구동풀리(820a), 제2종동풀리(820b), 제2벨트(830), 제2볼스크류볼트(840), 제2볼스크류너트(850) 및 제2커플러(860a, 860b, 860c, 860d, 860e)를 포함할 수 있다.
제2모터(810)는 바닥프레임(310) 또는 상하연장프레임(320)에 설치될 수 있다. 제2모터(810)의 회전축은 제2구동풀리(820a)와 결합될 수 있다.
제2구동풀리(820a) 및 제2종동풀리(820b)는 상하연장프레임(320)에 설치될 수 있고, 제2벨트(830)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제2벨트(830)는 풀리(820a, 820b)와 마주하는 일면에 요철이 형성될 수 있다.
제2모터(810)에 의해 제2구동풀리(820a)가 회전하면 제2벨트(830)에 의해 제2종동풀리(820b)가 회전할 수 있다.
제2볼스크류볼트(840, 도 24)는 제2종동풀리(820b)와 결합되어 함께 회전할 수 있다.
제2볼스크류너트(850)는 제2볼스크류볼트(840)에 결합되어 지지될 수 있고, 제2커플러(860)와 결합될 수 있다.
제2종동풀리(820b)가 회전하여 제2볼스크류볼트(840)가 회전하면 제2볼스크류너트(850)가 승강할 수 있다.
제2커플러(860)는 제2볼스크류너트(850), 캡 홀더(600) 및 제1모터(710)와 결합될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 제2커플러(860)는 제2볼스크류너트(850)와 결합되는 제1결합부재(860a), 제1결합부재(860a) 및 캡 홀더(600)와 결합되는 제2결합부재(860b), 제2결합부재(860b)와 결합되는 제3결합부재(860c), 제3결합부재(860c)와 결합되는 제4결합부재(860d) 및, 제4결합부재(860d) 및 제1모터(710)와 결합되는 제5결합부재(860e)포함할 수 있다. 제4결합부재(860d)에는 후술하는 제1구동부(700)의 제1종동풀리(720b)가 결합될 수 있다.
이에, 제2커플러(860)는 캡 홀더(600) 및 제1모터(710)를 상하로 이동시킬 수 있다. 제1모터(710)가 상하로 이동하면 제1구동부(700) 전체가 상하로 이동할 수 있다. 이와 관련하여, 후술한다.
한편, 제2커플러(860)의 제1결합부재(860a)는 두 개의 제2가이드부(GR2)에 슬라이딩이동 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제1결합부재(860a)는 두 개의 제2가이드부(GR2a, GR2b)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되는 두 개의 제2가이드결합부(M2)와 결합될 수 있다.
이에 따라, 제2커플러(860)가 승강할 때에 소정의 간격을 두고 나란히 배치되는 두 개의 제2가이드부(GR2)에 의해 가이드되므로 캡 홀더(600) 및 제1구동부(710)가 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 안정적으로 승강할 수 있다. 특히, 캡 홀더(600)가 상하로 빠르고 안정적으로 진동할 수 있으므로 교반작업이 효과적이고 안정적으로 수행될 수 있다. 또한, 캡 홀더(600)의 크기 또는 폭이 크더라도 캡 홀더(600)가 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 안정적으로 승강할 수 있다.
한편, 메인프레임(300), 캡 홀더(600) 또는 제2구동부(800)에는 캡 홀더(600) 및 제2커플러(860)의 기준높이를 설정하기 위한 제2센서(S2)가 배치될 수 있다. 제2센서(S2)는 제어부(1200)와 연결될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 도 24와 같이, 제2돌출부(P2)가 제1결합부재(860a)에 형성될 수 있고 제2돌출부(P2)를 감지하는 제2센서(S2)가 상하연장프레임(320)의 소정의 높이(예컨대, 캡 홀더의 최고높이에 대응하는 높이)에 배치될 수 있다. 제2모터(810)에 의해 제1결합부재(860a)가 상하로 이동하여 제2돌출부(P2)가 상기 소정의 높이에 위치하게 되면 제2센서(S2)가 제2돌출부(P2)를 감지하여 제어부(1200)에 감지한 정보를 전달할 수 있고 제어부(1200)는 제2모터(810)를 제어하기 위한 기준위치(기준높이)를 설정할 수 있다.
[제1구동부]
도 26 및 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1구동부와 관련된 주요 구성을 나타낸 사시도이다. 도 28 및 도 29는 도 26 및 도 27의 분해사시도이다.
도 26 내지 도 29를 더 참조하면, 제1구동부(700)는 제2구동부(800)의 제2커플러(860)에 설치될 수 있다. 즉, 제1구동부(700)는 제2구동부(800)를 통해 상하연장프레임(320)에 상하이동 가능하게 설치될 수 있다.
제1구동부(700)는 마그네틱 로드 홀더(500)와 연결될 수 있고 마그네틱 로드 홀더(500)를 상하로 이동시킬 수 있다.
이에, 제1구동부(700)는 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합된 마그네틱 로드(400)를 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)의 내부로 진입시키거나 캡(C)의 내부로부터 퇴피시킬 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 제1구동부(700)는 제1모터(710), 제1구동풀리(720a), 제1종동풀리(720b), 제1벨트(730), 제1볼스크류볼트(740), 제1볼스크류너트(750) 및 제1커플러(760a, 760b)를 포함할 수 있다.
제1모터(710)는 제2구동부(800)의 제2커플러(860)의 제5결합부재(860d)에 설치될 수 있다. 이에, 제2구동부(800)에 의해 제1모터(710)의 높이가 바뀔 수 있다.
제1모터(710)의 회전축은 제1구동풀리(720a)와 결합될 수 있다.
제1구동풀리(720a) 및 제1종동풀리(720b)는 제2구동부(800)의 제2커플러(860)의 제4/제5결합부재(860d, 860e)에 설치될 수 있고, 제1벨트(730)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제1벨트(730)는 풀리(720a, 720b)와 마주하는 일면에 요철이 형성될 수 있다.
제1모터(710)에 의해 제1구동풀리(720a)가 회전하면 제1벨트(730)에 의해 제1종동풀리(720b)가 회전할 수 있다.
제1볼스크류볼트(740, 도 28)는 제1종동풀리(720b)와 결합되어 함께 회전할 수 있다.
제1볼스크류너트(750)는 제1볼스크류볼트(740)에 결합되어 지지될 수 있고, 제1커플러(760)와 결합될 수 있다.
제1종동풀리(720b)가 회전하여 제1볼스크류볼트(740)가 회전하면 제1볼스크류너트(750)가 승강할 수 있다.
제1커플러(760)는 제1볼스크류너트(750) 및 마그네틱 로드 홀더(500)와 결합될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 제1커플러(760)는 제1볼스크류너트(750)와 결합되는 제1결합부재(760a)와 제1결합부재(760a) 및 마그네틱 로드 홀더(500)와 결합되는 제2결합부재(760b)를 포함할 수 있다.
이에, 제1커플러(760)는 마그네틱 로드 홀더(500)를 상하로 이동시킬 수 있다.
한편, 제1볼스크류볼트(740), 제1볼스크류너트(740) 및 제1커플러(760)는 제1모터(710)에 직접 또는 간접적으로 결합되므로 제1모터(710)가 제2구동부(800)에 의해 상하로 이동하면 제1구동부(700) 전체가 상하로 이동할 수 있다.
또한, 제1모터(710)가 제2구동부(800)에 의해 상하로 이동하면 제1구동부(700)와 결합된 마그네틱 로드 홀더(500)도 상하로 이동할 수 있다. 따라서, 마그네틱 로드 홀더(500)의 높이는 제2구동부(800)에 의해 정해지는 제1높이(예컨대, 캡 홀더, 제2커플러 또는 제1모터의 높이)와 제1높이를 기준으로 제1구동부(700)에 의해 정해지는 제2높이(제1높이에 대한 상대높이)를 합산하여 산출될 수 있다.
제1커플러(760) 및 제2커플러(860)에는 제1가이드부(GR1) 및 제1가이드부(GR1)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되는 제1가이드결합부(M1)가 설치될 수 있다. 도면에서는 제1커플러(760)의 제2결합부재(760b)에 제1가이드부(GR1)가 설치되고 제2커플러(860)에 제1가이드결합부(M1)가 설치된다.
한편, 마그네틱 로드 홀더(500), 제1구동부(700) 또는 제2구동부(800)에는 마그네틱 로드 홀더(500)의 기준높이를 설정하기 위한 제1센서(S1)가 배치될 수 있다. 제1센서(S1)는 제어부(1200)와 연결될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 도 28 및 도 29와 같이, 제1돌출부(P1)가 제1커플러(760)의 제1결합부재(760a)에 형성될 수 있고 제1돌출부(P1)를 감지하는 제1센서(S1)가 제2커플러(860)의 제2결합부재(840b)의 소정의 높이(예컨대, 마그네틱 홀더의 최고높이에 대응하는 높이)에 배치될 수 있다. 제1모터(710)에 의해 제1커플러(760)의 제1결합부재(760a)가 상하로 이동하여 제1돌출부(P1)가 제2커플러(860)의 제2결합부재(860b)에 대해서 상기 소정의 높이에 위치하게 되면 제1센서(S1)가 제1돌출부(P1)를 감지하여 제어부(1200)에 감지한 정보를 전달할 수 있고 제어부(1200)는 제1모터(710)를 제어하기 위한 기준위치(기준높이)를 설정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2구동부(800)는 캡 홀더(600) 및 제1구동부(700)를 상하로 함께 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 제2구동부(800)가 캡 홀더(600)를 상하로 이동시킬 때에 제1구동부(700)와 결합된 마그네틱 로드 홀더(500)도 상하로 함께 이동할 수 있다. 따라서, 캡 홀더(600)의 높이가 변하면 마그네틱 로드 홀더(500)의 높이도 동일하게 변할 수 있다. 이에, 캡 홀더(600)와 마그네틱 로드 홀더(500)가 서로 독립적으로 상하 이동할 때보다 간단하고 안정적으로 제어될 수 있고, 홀더(500, 600)의 위치(높이)를 잘못 판단하는 등의 오작동으로 핵산추출장치가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 캡 홀더(600)는 마그네틱 로드 홀더(500)와 함께 상승하므로 캡 홀더(600)를 상승시킬 때에 캡 홀더(600) 또는 캡(C)이 마그네틱 로드 홀더(500) 또는 마그네틱 로드(400)와 부딪히지 않도록 제어할 필요가 없다. 또한, 캡 홀더(600)는 마그네틱 로드 홀더(500)와 함께 승강하므로 마그네틱 로드 홀더(500)는 캡 홀더(600)의 상하이동에 관계없이 항상 미리 정해진 거리(높이)만큼 캡 홀더(600)의 상부에 위치할 수 있다. 이에, 마그네틱 로드 홀더(500)가 상기 미리 정해진 거리(높이)만큼 안정적으로 하강할 수 있으므로 마그네틱 로드 홀더(500)를 하강시킬 때에 캡 홀더(600)의 위치(높이)를 고려할 필요가 없다.
반면에, 종래에는 캡 홀더(600) 또는 캡(C)과 마그네틱 로드 홀더(500) 또는 마그네틱 로드(400)가 부딪혀서 핵산추출장치가 손상되거나 오작동하는 것을 방지하기 위해, 홀더(500, 600)의 현재 위치(높이)를 판단/감지하고 이를 기초로 홀더(500, 600)를 이동시켰다. 이에, 핵산추출장치의 제어가 복잡해지고 예상치 못한 오류가 발생할 수 있으며 센서 등의 오작동으로 홀더(500, 600)의 현재 위치(높이)가 잘못 판단되면 핵산추출장치가 손상되는 문제가 있었다.
[제3구동부]
도 30 및 도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3구동부와 관련된 주요 구성을 나타낸 사시도이다. 도 32 및 도 33은 도 30 및 도 31의 분해사시도이다.
도 30 내지 도 33을 참조하면, 제3구동부(900)는 베이스(100) 상에 설치될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제3구동부(900)는 베이스(100) 상에 설치된 기초프레임(FF) 상에 설치될 수 있다.
제3구동부(900)는 메인프레임(300)을 제1방향으로 이동시킬 수 있다. 이에, 제3구동부(900)는 메인프레임(300)에 설치된 마그네틱 로드 홀더(500) 및 캡 홀더(600)를 제1방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 제3구동부(900)는 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 및 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합된 마그네틱 로드(400)를 제1방향의 다른 웰(W), 예컨대, 다른 카트리지(40)의 웰(W)의 상부에 위치시킬 수 있다.
다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제3구동부(900)는 도면과 달리 안착부(200)를 제1방향으로 이동시킬 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 제3구동부(900)는 제3모터(910), 제3구동풀리(920a), 제3종동풀리(920b), 제3벨트(930), 제3볼스크류볼트(940) 및 제3볼스크류너트(950)를 포함할 수 있다.
제3모터(910)는 기초프레임(FF) 상에 설치될 수 있다. 제3모터(910)의 회전축은 제3구동풀리(920a)와 결합될 수 있다.
제3구동풀리(920a) 및 제3종동풀리(920b)는 기초프레임(FF) 상에 설치될 수 있고, 제3벨트(930)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제3벨트(930)는 풀리(920a, 920b)와 마주하는 일면에 요철이 형성될 수 있다.
제3모터(910)에 의해 제3구동풀리(920a)가 회전하면 제3벨트(930)에 의해 제3종동풀리(920b)가 회전할 수 있다.
제3볼스크류볼트(940, 도 30 내지 도 33)는 제3종동풀리(820b)와 결합되어 함께 회전할 수 있다.
제3볼스크류너트(950)는 제3볼스크류볼트(940)에 결합될 수 있고, 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)과 결합될 수 있다.
제3종동풀리(920b)가 회전하여 제3볼스크류볼트(940)가 회전하면 제3볼스크류너트(950) 및 제3볼스크류너트(950)와 결합된 메인프레임(300)이 제1방향으로 이동할 수 있다.
다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 즉, 예를 들면 도면과 달리, 제3구동부(900)는 안착부(100)를 제1방향으로 이동시킬 수도 있다.
한편, 메인프레임(300)은 기초프레임(FF) 상에 설치된 한 개 이상의 제3가이드부(GR3)에 슬라이딩이동 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)은 두 개의 제3가이드부(GR3)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되는 두 개의 제3가이드결합부(M3)와 결합될 수 있다. 이에, 메인프레임(300)이 안정적으로 이동할 수 있다.
베이스(100), 기초프레임(FF), 메인프레임(300) 또는 제3구동부(900)에는 메인프레임(300)의 제1방향의 기준위치를 설정하기 위한 제3센서(S3)가 배치될 수 있다. 제3센서(S3)는 제어부(1200)와 연결될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 도 31 및 도 33과 같이, 제3돌출부(P3)가 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)에 형성될 수 있고 제3돌출부(P3)를 감지하는 제3센서(S3)가 기초프레임(FF)의 소정의 위치에 배치될 수 있다. 제3모터(910)에 의해 바닥프레임(310)이 제1방향으로 이동하여 제3돌출부(P3)가 상기 소정의 위치에 위치하게 되면 제3센서(S3)가 제3돌출부(P3)를 감지하여 제어부(1200)에 감지한 정보를 전달할 수 있고 제어부(1200)는 제3모터(910)를 제어하기 위한 기준위치를 설정할 수 있다.
[커버, 지지프레임, 제4구동부]
도 34 및 도 35는은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인프레임, 지지프레임, 커버 및 제4구동부를 나타낸 사시도이다. 도 36 및 도 37은 도 34 및 도 35의 분해사시도이다.
도 34 내지 도 37을 참조하면, 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)의 일측(예컨대, 전면 우측)에는 지지프레임(SF)이 결합될 수 있고, 지지프레임(SF)에는 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 설치될 수 있다. 이에, 지지프레임(SF)을 통해 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 메인프레임(300)에 설치될 수 있다.
이에, 제3구동부(900)가 메인프레임(300)을 제1방향으로 이동시키면 상하연장프레임(320)에 설치된 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800)와 지지프레임(SF)에 설치된 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 제1방향으로 함께 이동시킬 수 있다. 즉, 커버(1000) 및 제4구동부(1100)는 캡 홀더(600)를 따라 제1방향으로 이동가능하게 설치될 수 있다.
이에 따라, 캡 홀더(600)의 제1방향의 위치가 변하면 커버(1000) 및 제4구동부(1100)의 제1방향의 위치도 동일하게 변할 수 있다. 이에, 캡 홀더(600)와 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 서로 독립적으로 제1방향으로 이동할 때보다 간단하고 안정적으로 제어될 수 있다. 반면에, 캡 홀더(600)와 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 서로 독립적으로 제1방향으로 이동하면 커버(1000)를 이동시키기 전에 캡 홀더(600)의 현재 위치를 기초로 커버(1000)의 이동거리 등을 계산해야 한다.
또한, 캡 홀더(600)의 위치(높이)를 잘못 판단하는 등의 오작동으로 커버(1000)가 캡 홀더(600) 등과 부딪혀서 핵산추출장치가 손상되거나 커버(1000)가 잘못된 위치로 이동하여 웰(W)에 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 즉, 커버(1000) 및 제4구동부(1100)는 메인프레임(300)과 독립적으로 설치될 수 있고 커버(1000)는 캡 홀더(600) 등과 독립적으로 제1방향으로 이동할 수도 있다.
지지프레임(SF)은 상하연장프레임(320)과 서로 이격될 수 있다. 즉, 도면과 같이, 지지프레임(SF)과 상하연장프레임(320)은 서로 접하지 않고, 바닥프레임(310)을 통해서 연결될 수 있다.
이에 따라, 상하연장프레임(320) 및 지지프레임(SF) 사이에 전달되는 진동이 저감될 수 있다. 이에, 상하연장프레임(320)에 설치된 홀더(500, 600)와 제1/제2구동부(700, 800) 및 지지프레임(SF)에 설치된 커버(1000)와 제4구동부(1100)에 전달되는 진동이 감소하여 핵산추출장치의 안정성, 내구성 및 핵산추출효율이 향상될 수 있다. 한편, 지지프레임(SF)의 적어도 일부분은 제1방향으로 캡 홀더(600)보다 일측(예컨대, 우측)에 배치되되 제2방향으로 캡 홀더(600)와 중복되어 배치되고 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)보다 높이 배치될 수 있다(도 6, 도 34, 도 38 내지 도 55).
커버(1000)는 메인프레임(300)에 설치될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 커버(1000)는 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)의 일측에 결합되는 지지프레임(SF)에 설치될 수 있다. 커버(1000)는 판형상을 가질 수 있다.
커버(1000)는 제4구동부(1200)에 의해 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)와 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 사이의 공간으로 진입되거나 퇴피될 수 있다. 예를 들면, 커버(1000)는 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)보다 높이 배치될 수 있고, 커버(1000)의 제1방향의 일측부(예컨대, 우측부)가 후술하는 볼스크류너트(1150)와 결합될 수 있으며, 제1방향의 타측부(예컨대, 좌측부)가 상기 공간으로 제1방향으로 진입되거나 퇴피될 수 있다(도 6, 도 34, 도 38 내지 도 55).
구체적으로, 커버(1000)는, 핵산추출을 위한 복수 개의 단계 중에서 현재 단계의 다음 단계를 수행하기 위해서 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)이 웰(W)의 내부로부터 퇴피된 후에 다른 웰(W)의 상부로 이동할 때에, 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)와 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 사이의 공간으로 진입될 수 있다(도 46 내지 도 49).
또한, 커버(1000)는, 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)이 웰(W)의 내부로 진입해야 하는 경우에는 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)와 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 사이의 공간으로부터 퇴피될 수 있다(도 50 내지 도 55).
이에 따라, 캡(C)에서 떨어지는 마그네틱 비드, 세정액(예컨대, 에탄올), 샘플 등의 물질이 웰(W)에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 캡(C)의 제1방향의 이동거리가 길거나 이동 중에 진동/충격이 발생하더라도 이동 경로의 하부에 위치한 웰(W)에 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
또한, 대용량의 핵산을 한꺼번에 추출하는 경우에는 핵산추출의 다음 단계를 수행하기 위해서 다량의 마그네틱 비드를 다른 카트리지(20) 또는 다른 웰(W)에 한꺼번에 옮겨야 한다. 이 때에, 마그네틱 로드(400)가 삽입된 캡(C)에 자력에 의해 부착된 다량의 마그네틱 비드 중 일부는 쉽게 떼어질 수 있고 다량의 마그네틱 비드 사이의 공간에 존재하는 세정액 등의 물질이 캡(C)에서 떨어질 수 있다. 이처럼, 다량의 마그네틱 비드를 캡(C)에 부착시켜서 한꺼번에 옮기더라도 커버(1000)가 웰(W)에 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 대용량의 핵산을 올바르게 효과적으로 추출할 있다.
커버(1000)의 상면에는 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)에서 떨어지는 물질을 담는 홈(1010)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 간단한 구성으로 저비용으로 용이하게 캡(C)에서 떨어지는 물질을 모을 수 있다. 이에, 캡(C)에서 떨어지는 물질을 모으기 위한 별도의 구성이 불필요하므로 제조 및 유지관리를 저비용으로 용이하게 할 수 있다.
커버(1000)는 도면과 같이, 제4구동부(1100)에 의해서 카트리지(20)와 캡(C) 사이의 공간으로 제1방향으로 진입되거나 퇴피될 수 있다.
이에 따라, 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 메인프레임(300)에 가까이 배치되어 작동할 수 있으므로 진동이 감소할 수 있고 메인프레임(300) 등에 가해지는 압력이 감소할 수 있다. 이에, 핵산추출장치의 내구성, 안정성 및 핵산추출효율이 향상될 수 있다.
또한, 핵산추출장치에 제1방향으로 커버(1000) 크기의 추가공간만 마련하면, 핵산추출장치에 커버(1000)가 포함될 수 있다. 예를 들면, 커버(1000)가 카트리지(20)와 캡(C) 사이의 공간으로 제1방향으로 진입 또는 퇴피되도록 설계하면 상기 추가공간만 확보되면 기존의 핵산추출장치에서 커버(1000)가 작동할 수 있다. 이에, 핵산추출장치를 소형화, 경량화할 수 있고 비용을 절감할 수 있다.
제4구동부(1100)는 메인프레임(300)에 설치될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제4구동부(1100)는 메인프레임(300)의 바닥프레임(310)의 일측에 결합되는 지지프레임(SF)에 설치될 수 있다.
제4구동부(1100)는 커버(1000)를 제1방향으로 이동시킬 수 있다. 이에, 제4구동부(1100)는 커버(1000)를 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)와 상기 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 사이의 공간으로 진입시키거나 상기 공간으로부터 퇴피시킬 수 있다.
다만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도면과 달리 제4구동부(1100)는 커버(1000)를 제2방향으로 이동시킬 수도 있다.
구체적으로 예를 들면, 제4구동부(1100)는 제4모터(1110), 제4구동풀리(1120a), 제4종동풀리(1120b), 제4벨트(1130), 제4볼스크류볼트(1140), 제4볼스크류너트(1150) 및 제4커플러(1160)를 포함할 수 있다.
제4모터(1110)는 지지프레임(SF)에 설치될 수 있다. 제4모터(1110)의 회전축은 제4구동풀리(1120a)와 결합될 수 있다.
제4구동풀리(1120a) 및 제4종동풀리(1120b)는 지지프레임(SF)에 설치될 수 있고, 제4벨트(1130)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제4벨트(1130)는 풀리(1120a, 1120b)와 마주하는 일면에 요철이 형성될 수 있다.
제4모터(110)에 의해 제4구동풀리(1120a)가 회전하면 제4벨트(1130)에 의해 제4종동풀리(1120b)가 회전할 수 있다.
제4볼스크류볼트(1140)는 제4종동풀리(1120b)와 결합되어 함께 회전할 수 있다. 제4볼스크류볼트(1140)는 제1방향(예컨대, 좌우방향)으로 캡 홀더(600)보다 일측(예컨대, 우측)에 배치되되 상하방향 및 제1방향과 교차하는 제2방향(예컨대, 전후방향)으로 캡 홀더(600)와 중복되어 배치되고, 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)보다 높이 배치될 수 있다. 제4볼스크류볼트(1140)는 제1방향으로 연장될 수 있다(도 6, 도 34, 도 38 내지 도 55).
제4볼스크류너트(1150)는 제4볼스크류볼트(1140)에 결합되어 지지될 수 있고, 제4커플러(1160)와 결합될 수 있다. 제4볼스크류너트(1150)는 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)보다 높이 배치될 수 있다(도 6, 도 34, 도 38 내지 도 55).
제4커플러(1160)는 제4볼스크류너트(1150) 및 커버(1000)와 결합될 수 있다.
이에, 제4종동풀리(1120b)가 회전하여 제4볼스크류볼트(1140)가 회전하면 제4볼스크류너트(1150) 및 제4볼스크류너트(1150)와 결합된 커버(1000)가 제1방향으로 이동할 수 있다.
한편, 제4커플러(1160)는 지지프레임(SF) 상에 설치된 한 개 이상의 제4가이드부(GR4)에 슬라이딩이동 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제4커플러(1160)는 두 개의 제4가이드부(GR4)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되는 두 개의 제4가이드결합부(M4)와 결합될 수 있다. 제4가이드결합부(M4)는 제1방향으로 연장될 수 있다(도 34 내지 도 37. 이에, 커버(1000)가 안정적으로 이동할 수 있다.
지지프레임(SF), 커버(1000) 또는 제4구동부(1100)에는 커버(1000)의 제1방향의 기준위치를 설정하기 위한 제4센서(S4)가 배치될 수 있다. 제4센서(S4)는 제어부(1200)와 연결될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 도 36 및 도 37과 같이, 제4돌출부(P4)가 제4구동부(1100)의 제4커플러(1160)에 형성될 수 있고 제4돌출부(P4)를 감지하는 제4센서(S4)가 지지프레임(SF)의 소정의 위치에 배치될 수 있다. 제4모터(1110)에 의해 제4커플러(1160)가 제1방향으로 이동하여 제4돌출부(P4)가 상기 소정의 위치에 위치하게 되면 제4센서(S4)가 제4돌출부(P4)를 감지하여 제어부(1200)에 감지한 정보를 전달할 수 있고 제어부(1200)는 제4모터(1110)를 제어하기 위한 기준위치를 설정할 수 있다.
[제어부]
제어부(1200)는 제1/제2/제3/제4구동부(700, 800, 900, 1100)를 제어할 수 있고 안착부(200)의 히터(220)의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(800)는 순서가 정해진 복수 개의 단계(예컨대, 제1라이시스단계, 제2라이시스단계, 제1세정단계, 제2세정단계, 제3세정단계, 일루션단계) 별로 제1/제2/제3/제4구동부(700, 800, 900, 1100)의 제어정보 또는 히터(220)의 온도의 제어정보를 저장할 수 있다.
제어부(800)는 상기 제어정보를 기초로 제1/제2/제3/제4구동부(700, 800, 900, 1100)를 제어하거나 히터(220)의 온도를 제어할 수 있다.
[하우징]
하우징(1300)은 핵산추출장치의 외관을 이룰 수 있고, 제1/제2/제3/제4구동부(700, 800, 900, 1100) 등을 내부에 수용할 수 있으며 제1/제2/제3/제4구동부(700, 800, 900, 1100) 등을 보호할 수 있다.
[도어]
도어(1400)는 하우징(1300)에 형성될 수 있고 개폐할 수 있다. 도어(1400)를 개방하면 안착부(200)을 인출하여 카트리지(20)를 삽입할 수 있다.
[디스플레이부]
디스플레이부(1500)는 상기 복수 개의 단계 중에서 현재 수행되는 단계를 표시할 수 있다.
[입력부]
입력부(1600)는 디스플레이부(1500)와 함께 구비되는 터치스크린장치일 수 있다.
입력부(1600)는 사용자로부터 제1/제2/제3/제4구동부(700, 800, 900, 1100)의 제어정보 또는 히터(220)의 온도의 제어정보 등을 입력받을 수 있다.
[구체적인 실시예]
도 38 내지 도 55는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산추출장치를 이용하여 마그네틱 비드를 옮기는 과정을 나타낸 사시도 및 정면도이다.
도 38 및 도 39를 참조하면, 초기에는 캡 홀더(600) 및 마그네틱 로드 홀더(500)가 모두 상승한 상태로서, 캡(C)이 카트리지(20)의 웰(W) 내부로 진입하지 않고 마그네틱 로드(400)가 캡(C) 내부로 진입하지 않을 수 있다. 또한, 커버(1000)가 카트리지(20) 및 캡(C) 사이의 공간으로 진입하지 않을 수 있다.
도 40 및 도 41을 참조하면, 복수의 핵산추출 단계 중에서 어느 하나의 단계를 수행하기 위해 캡 홀더(600)가 하강하여 캡(C)이 카트리지(20)의 웰(W) 내부로 진입할 수 있다. 이 때에, 캡 홀더(600)가 하강하므로 전술한 바와 같이 마그네틱 로드 홀더(500)도 함께 하강할 수 있다.
도 42 및 도 43을 참조하면, 마그네틱 로드 홀더(500)가 하강하여 마그네틱 로드(400)가 캡(C) 내부로 진입할 수 있다. 이에, 마그네틱 로드(400)의 자력에 의해 웰(W)에 수용된 마그네틱 비드가 캡(C) 표면에 부착시키기 위함이다.
도 44 및 도 45를 참조하면, 캡 홀더(600)가 상승하여 캡(C)이 카트리지(20)의 웰(W) 내부로부터 퇴피될 수 있다. 캡 홀더(600)가 상승하므로 마그네틱 로드 홀더(500)도 함께 상승할 수 있다. 다만, 마그네틱 로드(400)는 캡(C) 내부로 진입한 상태를 유지할 수 있다. 이에, 마그네틱 비드가 캡(C) 표면에 부착된 상태가 유지될 수 있다.
도 46 내지 도 49를 참조하면, 커버(1000)가 카트리지(20) 및 캡(C) 사이의 공간으로 진입할 수 있고(도 46, 도 47), 커버(1000)가 상기 공간에 진입한 상태에서 캡 홀더(600) 등이 제1방향으로 이동할 수 있다(도 48, 도 49). 이에, 캡(C)을 제1방향으로 이동시킬 때에 캡(C) 표면에서 떨어진 이물이 이동 경로의 아래에 위치하는 카트리지(20)의 웰(W)에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 50 및 도 51을 참조하면, 커버(1000)가 카트리지(20) 및 캡(C) 사이의 공간으로부터 퇴피될 수 있다.
도 52 및 도 53을 참조하면, 캡 홀더(600)가 하강하여 캡(C)이 새로운 카트리지(20)의 웰(W) 내부로 진입할 수 있다. 이 때에, 캡 홀더(600)가 하강하므로 마그네틱 로드 홀더(500)도 함께 하강할 수 있다.
도 54 및 도 55를 참조하면, 마그네틱 로드 홀더(500)가 상승하여 마그네틱 로드(400)가 캡(C) 내부로부터 퇴피될 수 있다. 이에, 자력에 의해 캡(C) 표면에 부착됐던 마그네틱 비드가 캡(C) 표면에서 떨어져서 새로운 카트리지(20)의 웰(W)에서 자유롭게 반응할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 핵산추출장치
20: 카트리지 40: 스트립
100: 베이스 FF: 기초프레임
200: 안착부 210: 수용홈
220: 히터
300: 메인프레임 310: 바닥프레임
320: 상하연장프레임
400: 마그네틱 로드 500: 마그네틱 로드 홀더
600: 캡 홀더 610: 관통공
620: 삽입홈 L: 고정장치
700: 제1구동부 710: 제1모터
720: 제1풀리 730: 제1벨트
740: 제1볼스크류볼트 750: 제1볼스크류너트
760: 제1커플러
800: 제2구동부 810: 제2모터
820: 제2풀리 830: 제2벨트
840: 제2볼스크류볼트 850: 제2볼스크류너트
860: 제2커플러
900: 제3구동부 910: 제3모터
920: 제3풀리 930: 제3벨트
940: 제3볼스크류볼트 950: 제3볼스크류너트
1000: 커버
1100: 제4구동부 1110: 제4모터
1120: 제4풀리 1130: 제4벨트
1140: 제4볼스크류볼트 1150: 제4볼스크류너트
1160: 제4커플러
1200: 제어부
1300: 하우징 1400: 도어
1500: 디스플레이부 1600: 입력부

Claims (9)

  1. 한 개 이상의 웰(W)을 구비하는 카트리지(20)가 안착되는 안착부(200);
    한 개 이상의 마그네틱 로드(400);
    상기 마그네틱 로드(400)와 결합되고, 상기 안착부(200) 상에서 상하로 이동 가능하게 설치되는 마그네틱 로드 홀더(500);
    한 개 이상의 캡(C)과 결합되고, 상기 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래에 배치되며, 상기 안착부(200) 상에서 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 캡(C)을 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 웰(W)의 내부로부터 퇴피시키는 캡 홀더(600);
    상기 마그네틱 로드 홀더(500)와 캡 홀더(600) 또는 상기 안착부(200)를 상하방향과 교차하는 제1방향으로 이동시키는 제3구동부(900);
    상기 캡(C)이 웰(W)의 내부로부터 퇴피된 상태에서 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)와 상기 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C) 사이의 공간으로 진입되거나 퇴피되는 커버(1000); 및
    상기 커버(1000)를 상기 공간으로 진입시키거나 퇴피시키는 제4구동부(1100)를 포함하고,
    상기 커버(1000) 및 제4구동부(1100)는 상기 캡 홀더(600)를 따라 제1방향으로 이동가능하게 설치되고,
    상기 제4구동부(1100)는,
    제1방향으로 상기 캡 홀더(600)보다 일측에 배치되되 상하방향 및 제1방향과 교차하는 제2방향으로 캡 홀더(600)와 중복되어 배치되고, 상기 안착부(200)에 안착된 상기 카트리지(20)보다 높이 배치되며, 제1방향으로 연장되는 제4볼스크류볼트(1140);
    상기 제4볼스크류볼트(1140)를 회전시키는 제4모터(1110); 및
    상기 제4볼스크류볼트(1140)에 결합되고, 상기 안착부(200)에 안착된 상기 카트리지(20)보다 높이 배치되며, 상기 제4볼스크류볼트(1140)의 회전에 따라 제1방향으로 이동하는 제4볼스크류너트(1150)를 포함하고,
    상기 커버(1000)는 상기 안착부(200)에 안착된 상기 카트리지(20)보다 높이 배치되고, 제1방향의 일측부가 상기 제4볼스크류너트(1150)와 결합되며, 제1방향의 타측부가 상기 공간으로 제1방향으로 진입되거나 퇴피되는,
    핵산추출장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버(1000)의 상면에는 상기 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)에서 떨어지는 물질을 담는 홈(1010)이 형성되는, 핵산추출장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    적어도 일부분이 제1방향으로 상기 캡 홀더(600)보다 일측에 배치되되 제2방향으로 캡 홀더(600)와 중복되어 배치되며 상기 안착부(200)에 안착된 상기 카트리지(20)보다 높이 배치되고, 제1방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 설치되는 지지프레임(SF); 및
    상기 지지프레임(SF)에 설치되고 제1방향으로 연장되는 제4가이드부(GR4)를 더 포함하고,
    상기 커버(1000)는 상기 제4가이드부(GR4)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되는, 핵산추출장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 핵산추출장치는,
    상기 마그네틱 로드 홀더(500)와 연결되고 마그네틱 로드 홀더(500)를 상하로 이동시켜서 상기 마그네틱 로드(400)를 상기 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)의 내부로 진입시키거나 캡(C)의 내부로부터 퇴피시키는 제1구동부(700);
    상기 캡 홀더(600)와 연결되고 캡 홀더(600)를 상하로 이동시켜서 캡 홀더(600)에 결합된 캡(C)을 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 웰(W)의 내부로부터 퇴피시키는 제2구동부(800); 및
    상기 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800), 커버(1000) 및 제4구동부(1100)가 설치되는 메인프레임(300)을 더 포함하고,
    상기 제3구동부(900)는 상기 메인프레임(300)을 제1방향으로 이동시켜서 상기 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700), 제2구동부(800), 커버(1000) 및 제4구동부(1100)를 제1방향으로 이동시키는, 핵산추출장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 핵산추출장치는,
    베이스(100)를 더 포함하고,
    상기 베이스(100) 상에는 상기 안착부(200) 및 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높은 높이를 가지는 기초프레임(FF)이 설치되고,
    상기 메인프레임(300)은 상기 기초프레임(FF) 상에 설치되고 이에 따라 메인프레임(300)의 높이가 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 높이보다 높은, 핵산추출장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 메인프레임(300)은 바닥프레임(310) 및 상기 바닥프레임(310)으로부터 상방으로 연장되는 상하연장프레임(320)을 포함하고,
    상기 마그네틱 로드 홀더(500), 캡 홀더(600), 제1구동부(700) 및 제2구동부(800)는 상기 상하연장프레임(320)에 결합되고,
    상기 바닥프레임(310)의 일측에는 상기 커버(1000) 및 제4구동부(1100)와 결합되는 지지프레임(SF)이 결합되고,
    상기 상하연장프레임(320) 및 지지프레임(SF)은 서로 이격되는, 핵산추출장치.
  7. 한 개 이상의 웰(W)을 구비하는 카트리지(20)가 안착되는 안착부(200);
    한 개 이상의 마그네틱 로드(400);
    상기 마그네틱 로드(400)와 결합되고, 상기 안착부(200) 상에서 상하로 이동 가능하게 설치되는 마그네틱 로드 홀더(500);
    상기 마그네틱 로드(400)가 삽입되는 한 개 이상의 캡(C) 및, 상기 캡(C)이 연장되는 상하방향과 교차하는 제1방향 및, 상하방향 및 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되고 캡(C)을 연결하는 연결부(42)를 포함하는 스트립(40); 및
    상기 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래에 배치되고, 상기 스트립(40)이 삽입되는 한 개 이상의 삽입홈(620)이 제2방향의 일측면에서 내측으로 형성되고, 상기 안착부(200) 상에서 상하로 이동 가능하게 설치되어 상기 캡(C)을 상기 안착부(200)에 안착된 카트리지(20)의 웰(W)의 내부로 진입시키거나 웰(W)의 내부로부터 퇴피시키는 캡 홀더(600)를 포함하고,
    상기 캡 홀더(600)의 제2방향의 일측 단부에는 상기 삽입홈(620)을 닫아서 삽입홈(620)에 삽입된 상기 스트립(40)의 제2방향의 일단과 제2방향으로 접하거나 인접하여 마주하고 이에 따라 스트립(40)을 고정시키는 고정장치(L)가 설치되는,
    핵산추출장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 고정장치(L)는 상기 캡 홀더(600)의 단부에 고정설치되는 회전지지부(L1) 및 상기 회전지지부(L1)에 회전가능하게 결합되는 회전부(L2)를 포함하고,
    상기 회전부(L2)의 회전에 따라 상기 삽입홈(620)이 개폐되는, 핵산추출장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 회전부(L2)에는 자석(L3A)이 설치되고,
    상기 회전부(L2)의 회전에 따라 상기 삽입홈(620)이 닫히면 상기 자석(L3A)이 상기 캡 홀더(600)의 단부에 부착되는, 핵산추출장치.

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