KR102513521B1 - 현장형 자동 진단 시스템을 위한 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린지(sylinge) 및 팁을 구비하는 분주 카트리지로서, 상기 팁의 내부에는 상기 실린지가 승강될 수 있는 공간이 형성되고, 상기 실린지를 수용하는 공간으로부터 연장된 소직경의 관이 상기 팁의 내부에 형성되고, 상기 팁은 다면체의 입체로서 구성된 상단부 부분과, 상기 상단부 부분으로부터 직경이 감소하면서 연장된 부분을 구비하고, 진단 장치에서 사용될 수 있다.

Description

현장형 자동 진단 시스템을 위한 카트리지{Cartridge for on-site POC GENE Analysis System}

본 발명은 인체, 식품등의 시료로부터 유전자를 추출후 증폭(PCR, polymerase chain reaction) 및 검사를 현장에서 가능한 자동화된 진단 검사시스템에 관한것으로, 특히 시료로부터 유전자를 추출, PCR분주, 유전자증폭검사 과정을 자동화하여 검사현장에서 손쉽게 유전자를 검사하는 신속 검사 시스템에 관한 것으로서 통합 자동 진단 장치에서는 채집된 시료의 농축, 추출, 시료의 분주 및 유전자 증폭의 과정을 손쉽게 자동화 할 수 있도록 한 현장형 자동 진단 시스템에 관한 것이다.

코로나-19 또는 인플루엔자 바이러스를 진단하기 위해서는 호흡기 바이러스가 많이 있을 것으로 알려진 비강등에서 면봉을 이용하여 샘플을 채취하고, 면봉을 Collection 키트로 운반한 후, 채취된 샘플에 Lysis버퍼와 같은 추출키트를 넣어서 유전자를 유전자 추출하는 과정이 이루어진다. 이후에,, 추출된 유전자에 진단시약을 첨가하여 유전자를 증폭, 검사하는 과정이 진행된다.

바이러스검사를 위해 필요한 과정은 바이러스의 RNA(또는 DNA)를 추출하고 이를 증폭, 확인하는 하는 3가지 주요 과정이 필요하다. 이러한 과정을 수행하기 위해서는 전문적인 지식이 있는 전문가가 필요하여, 현장검사를 위해서는 비전문가도 손쉽게 사용할 수 있는 시스템 구성이 필요하다. 바이러스의 검사를 위한 진단과정의 신속 및 현장화를 위한 선결과제로는 유전자 추출과정의 단순화, 시료나 진단시약의 분주의 용이성, 유전자 증폭과정과 통합된 일원화 장비의 개발이 필요하다. 추출과정이나 증폭분석과정의 소형 및 현장화가 이루어지고 있으나 여전히 실험실 수준에서 검사가 주류를 이루고 있으며, 현장 검사를 위해서는 진단과정의 첫 단계인 시료로부터 RNA 등 핵산의 추출과정의 단순화와 추출된 유전자를 증폭 검사공정인 PCR기기로 분주과정의 자동화가 필요하다.

현장 진단이 가능하기 위한 기술로 대표적인 기술은 미세유체 기술기반의 카트리지나 칩을 이용하여 시료의 추출부터 시약의 분주 및 PCR과정이 카트리지내에서 진행되는 All in one 제품이 일부 있으나 동시에 측정할 수 있는 샘플수가 몇 개 되지 않고, 미세유체기반 카트리지를 재현성있게 양산화 개발은 개발기간과 개발비가 많이 소요되고, 현재 개발된 제품들도 카트리지 비용이 비싸서 특수상황이나 응급용외에는 현장에서 대중저으로 사용되는 제품은 없는 상황이다.

현재의 진단장비는 각 공정별로 분리되어 검사가 진행되므로 진단이 나오기까지 시간이 오래 걸리고 오염방지를 위해 특수 검사시설이 필요하다. 즉, 코로나19 검사를 위해서는 검체 채취후 자체시설·인력을 갖춘 국가기관, 대형병원이나 수탁검사기관에 보내므로 검사 결과를 다음날 판정하는 시스템임. 위드 코로나 시기에는 선별검사소, 개인병원, 응급실, 공항, 대기업등 현장에서도 진단 검사가 가능한 현장형 신속진단 시스템의 수요가 증가하고 있으며, 현장형 장비개발을 위해 많은 개발업체들이 개발을 진행중임. 이러한 현장형 진단 시스템은 핵산추출 - 시약분주 - PCR 검사장비를 한꺼번에 한 시스템에서 진행되는 올인원(all-in-one)타입의 장비가 해결책이 될 수 있다.

검체를 대형 수탁기관이나 국가검사기관에 보내지 않고, 선별검사소나 개인병원이나 보건소와 같은곳에서 손쉽고, 1시간이내에 판별하는 현장형 신속 진단 장비는 위드 코로나 시대에서 바이러스 검사의 일상화가 예상됨에 따라 향후 각국 정부에 적극적으로 추진하려는 방역시스템의 한 부분으로 자리잡을 것으로 판단된다.

감염성 바이러스 감염여부를 검사하기 위해 최전선에서 환자를 진료하게 되는 중소형 병원이나 보건소등은 고가의 장비와 공정별로 분리된 검사 과정으로 프로세스등으로 진단 검사 시스템을 도입하지 못하고 있다.

유전자 추출과 같은 전처리, PCR시약 분부 및 증폭검사의 전과정을 자동화하여 현장진단용으로 사용할 수 있는 대표적인 기술로는 카트리지 구조에 유체이송을 통해 유전자 추출과 증폭과정이 자동으로 진행되는 방법이 사용되고 있으나 개발기간과 개발비용이 많이 들고, 동시 측정 샘플수가 1-2개 수준으로 많이 하기 어렵고, 장비 가격이 고가이다.

미국 Cepheid의 Genexpert가 카트리지 방식의 자동장비이며, 미국의 III사 Filmarray, Luminex의 GenturaDx도 유사한 제품들이 있으나 장비 가격이 매우 비싸며, 동시 검사 샘플수도 비싸며, 테스트 비용도 비싸서 응급 검사용으로 국내에서 일부 활용되고 있으나 대중적인 판매는 어려운 장비이다.

신속 분자진단 장비와 별도로 자동화 장비로 미국에 베크만사의 전통적안 자동 PCR 시약 분주 장비가 있는데 고가이고 대형 자동화 장비로 장비 사이즈가 커서 현장용과가 너무 큰 장비들이다.

높은 백신 접중률에 의해 치명율은 줄어들어 위드 코로나 정책을 추진하고 있으나 변종바이러스등으로 신규 확진자는 증가하고 있어, 진단건수는 증가하고 있는 추세이나 현재의 진단시스템은 시료에서 유전자를 추출하는 시점부터 각 공정별로 분리되어 검사가 진행되므로 진단이 나오기까지 시간이 오래 걸리고 오염방지를 위해 특수 검사시설이 필요하다.

코로나19와 같은 바이러스 검사를 위해서는 검체 채취후 자체시설·인력을 갖춘 국가기관, 대형병원이나 수탁검사기관에 보내므로 검사 결과를 다음날 판정하는 시스템이 대부분의 현실이다.

위드 코로나 시기에도 선별검사소, 개인병원, 응급실, 공항, 대기업등 현장에서도 진단 검사가 가능한 현장형 신속 진단 시스템의 수요가 증가하고 있다. 이러한 현장형 진단 시스템은 핵산추출 - 시약분주 - PCR 검사장비를 한꺼번에 한 시스템에서 진행되는 올인원(all-in-one)타입의 장비가 해결책이 될 수 있다

본 발명의 목적은 상기와 같은 현장진단형 진단시스템이 가능하기 위해서는 각 공정을 간단히 손쉽게 하거나 각 공정간을 연결해주는 자동화 과정이 필요하다. 채취된 시료로부터 유전자 추출장비, 유전자 증폭검사 하는 RT-PCR장비는 개발이 되어 있으나 이를 통합적으로 자동으로 진행하기 위해서는 추출된 유전자나 진단시약을 흡입,이동, 분주하기 위한 뤼퀴드(Liquid)핸들링 기술이 개발이 필수적이다.

위와 같이 진단의 전 과정을 자동화한 시스템은 많지 않고, 이것도 헌혈 혈액에 대한 간염검사등 대량의 자동검사 검사장비가 일부 개발되어 국가별로 소량 설치 되어 있으나 현장에서 약간의 교육을 받은 인력이 손쉽게 이용할 수 있는 현장형 자동 진단 장비(시스템)는 극소수의 제품만 존재하고 있는 상황이다.

본 발명에서는 마그네틱 비드등 여러방법을 통해 시료로부터 유전자를 추출하고, 여기서 추출된 유전자와 진단시약을 분주한후 열을 이용한 유전자를 증폭검사하는 일련의 과정이 순차적으로 진행하여, 전문시설이 없는곳에서도 유전자 검사가 가능한 현장형 자동 진단 진단 시스템에 대한 것이다.

바이러스 감염여부를 검사하기 위해선 유전자 추출용 장비와 유전자를 증폭하는 RT-PCR 과 같은 검사장비가 있고, 시료로부터 추출된 유전자와 유전자를 증폭하기 위한 프라이머(Primer)를 포함한 진단시약이 필요하다. 자동화를 위해서는 추출된 유전자와 미리 제조된 진단시약이나 혼합액을 유전자를 증폭하기 위한 실시간 유전자 증폭분석장비 (RT-PCR)에 흡입,이송,분주하는 뤼퀴드 핸들링 기술이 자동화를 위한 필수적인 기술이다.

본 발명에서는 자동 진단 시스템를 구현하기 위한 뤼퀴드 핸들링 기술을 포함한 자동 진단 시스템을 제공한다.

아울러 뤼퀴드 핸들링 기술을 위한 피펫형 분주 카트리지에 관한것이다. 기존의 뤼퀴드 핸들링 기술은 모터, 주사기형 실린지나, 펌프를 이용하여 실린지 끝단에 피펫팁을 자동으로 장착하면서 추출된 유전자와 같은 액체를 흡입하여, 유전자를 증폭하기 위한 PCR 장비내의 PCR튜브나 웰플레이트(Well plate)에 분주하고, 분주가 끝나면 시료나 시약이 묻어 있는 피펫팁을 교체하는 기능이 있는 경우가 대부분이다.

이러한 뤼퀴드 핸들링 방식의 경우 유전자 증폭장치에 시약이나 시료를 분주후 튜브나 웰플레이트의 뚜껑을 닫거나 기밀을 유지하기 위해 실링(SEALING) 테이핑을 해주어야한다. 그렇지 않으면 PCR시 열에 의한 히팅 사이클과정에서 시료나시약의 증발로 인해 유전자 증폭 결과를 얻을 수 없다. 본 발명에서는 현장형 자동 진단 시스템의 구성과 함께 리퀴드 핸들링과 PCR 튜브의 뚜껑 역할을 겸할 수 있는 매개모듈로서 피펫형 분주 카트리지를 개발하고자 하는 것에 있다.

유전자를 증폭하기 위해서는 추출된 유전자를 진단시약과 혼합하여 온도를 올리고 내리는 과정에 유전자가 증폭되는데, 이러한 온도상승 하강을 위한 온도 사이클 방식으로 고체형태의 펠티어 소자를 이용하기도 하고, 펠티어 소자 대신 열선과 AIR 팬(fan)을 이용하여 하기도 한다. 펠티어 소자를 이용하여 히팅하는 경우는 그림과 같이 PCR 튜브이 하단만을 히팅하기 때문에 PCR 튜브의 온도차에 의한 증발을 방지하기 위해서 PCR 튜브의 상단을 히팅하는 히트커버(Heated cover)가 필요하나 열선을 이용한 Hot air를 이용한 RT-PCR은 그림의 알루미늄 블록을 사용하지 않고, 에어에 의해 직접 열이 PCR 튜브에 도달하므로 히트커버가 필요하지 않아, 현장형 자동 진단 시스템을 구성하는데 장점이 있다.

본 발명에 따르면,

실린지(sylinge) 및 팁을 구비하는 분주 카트리지로서,

상기 팁의 내부에는 상기 실린지가 승강될 수 있는 공간이 형성되고,

상기 실린지를 수용하는 공간으로부터 연장된 소직경의 관이 상기 팁의 내부에 형성되고,

상기 팁은 상단부 부분으로부터 직경이 감소하면서 연장된 부분을 구비하고, 진단 장치에서 사용될 수 있는, 분주 카트리지가 제공된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 실린지의 일측은 팁의 구멍 부분과 밀착될 수 있는 구조로 되어 있으며, 실린지의 다른 일측은 피스톤과 연결될 수 있도록 구성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 팁의 상단부는 다면체 또는 원형으로 형성되고, 단차를 구비하도록 형성되어 단차의 아래면에 의해 튜브에 고정되는 것이 용이하게 이루어진다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 피스톤은 모터 구동력을 통해 실린지와 접촉하고, 모터 구동력에 의하여 액체의 흡입, 분주량의 조절이 가능하고, 실린지를 자동으로 착탈시킬 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 실린지는 수동(手動)으로 움직일 수 있고, 실린지의 외표면에 복수의 이동 가이드 홈이 형성되어 있어서, 실린지를 상기 팁에 대하여 단계적으로 움직이면서 흡입량 및 분주량을 조절될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 다수 종류의 샘플이 특정 위치의 상이한 튜브들에 있을 경우에, 튜브별로 정해진 샘플을 특정위치로 이동하면서,

팁을 특정위치의 튜브에 정치하고 실린지를 움직여 1차로 샘플을 흡입하고,

상기 팁을 다른 튜브에 정치한후, 실린지를 움직여 2차로 다른 샘플을 흡입하고,

필요한 경우 다른 튜브의 샘플을 더 흡입할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면,

상이한 샘플 시약을 흡입 및 분주할 수 있는 피펫형 분주 카트리지;

시약이나 또는 샘플이 포함된 하나 이상의 시약 튜브; 및,

상기 피펫형 분주 카트리지와 하나 이상의 튜브가 정치할 수 있는 스테이지;를 포함하는, 전처리용 스테이지 기구가 제공된다.

또한 본 발명의 일 특징에 따르면, ,

상기 하나 이상의 시약 튜브에는 유전자를 증폭하는 PCR 용 시약이 포함된다.

본 발명에 따르면,

검사 샘플과 시약을 포함하는 튜브를 구비한 스테이지를 제공하는 단계;

피펫형 분주 카트리지를 상기 스테이지의 튜브에 정치하고, 실린지를 단계별로 움직여서 검사 샘플 또는 시약을 흡입하는 단계;

흡입된 검사 샘플과 시약이 들어있는 상기 분주 카트리지를 PCR 시약이 들어 있는 PCR 튜브에 정치하여 검사샘플과 시약을 PCR 튜브에 분주하는 단계;

PCR 튜브내 시약과 분주된 샘플과 시약을 혼합하는 단계; 및,

PCR 튜브를 유전자 증폭검사장치(PCR장치)에 투입하는 단계;를 포함하는, 유전자를 증폭하기 위한 전처리 방법이 제공된다.

본 발명의 실시에 따른 현장형 자동 진단 시스템은 시료로부터 유전자 추출, PCR 분주, RT-PCR을 이용한 유전자 증폭, 분석을 순차적으로 진행하여 하나의 시스템으로 구현이 되어, 전문 랩(Lab)이 아닌 현장에서 비전문가라도 바이러스를 검사가 가능하게 된다. 시료투입부터 결과 분석까지 하나의 시스템으로 이루어짐으로서,

첫째, 유전자 추출로부터 검사까지 코로나19바이러스 검사나 식품유해물질, 기타 감염성질환검사를 신속하게 할 수 있는 장점이 있고,

둘째, 복잡한 검사 공정을 자동화하여 비전문가도 손쉽게 검사가 가능한 장점이 있으며,

셋째, 실험실외부에서 검사 결과를 확인할 수 있어, 현장검사가 가능한 장점이 있고,

넷째, 피펫형 분주 카트리지를 발명하여 PCR분주기술을 발명하여 자동진단시스템의 구성을 간단하게 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 진단의 과정을 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피펫형 분주 카트리지 구성도이다.
도 3은 유전자 추출공정에서 추출한 유전자를 피펫형 분주 카트리지를 이용 흡입 단계도이다.
도 4는 유전자 증폭공정상에서 추출된 유전자나 시약을 피펫형 분주 카트리지를 이용하여 분주하고 피스톤만 제거후에 PCR 수행 단계도이다.
도 5는 현장형 자동 진단 시스템 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 방식의 진단 장치에서 사용될 수 있는 피펫형의 분주 카트리지의 개략적인 사시도이다.
도 7 은 도 6에 도시된 피펫형의 분주 카트리지의 작용을 나타내는 설명도이다.
도 8 은 액체의 분주에 사용되는 피펫형의 분주 카트리지의 상태를 각각의 단계별로 도시한 것이다.
도 9 내지 도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 피펫형 분주 카트리지와 전처리용 스케이지를 이용하여 수작업으로 유전자를 증폭 및 검사하는 구성예를 도시한 것이다.

도 1 은 진단의 과정을 나타내는 개략적인 도면이다.

도면을 참조하면, 진단 과정은 우선 피검자의 비강 안에서 시료 샘플을 채취하는 과정으로부터 시작되며, 상기 시료 샘플은 유전자 자동 추출 장치에 투입되어 유전자가 추출된다. 다음에 추출된 유전자는 진단 키트에 주입되고, 유전자 진단 장치에서 진단 과정이 수행된다. 도 1 에 도시된 진단의 과정은 당해 기술 분야에서 통상적으로 이루어진다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 방식의 진단 장치에서 사용될 수 있는 피펫형의 분주 카트리지의 개략적인 사시도이다. 도 2의 좌측 도면에서, 피펫형 분주 카트리지는 서로 결합된 실린지(sylinge) 및 팁을 구비하며, 팁의 내부에는 실린지 일부가 수용된다. 팁의 내부에는 상기 실린지가 수용되어 승강될 수 있는 공간이 형성되고, 또한 상기 실린지로부터 연장된 소직경의 관이 승강할 수 있는 공간은 상기 팁의 내부에 형성되어 있다. 팁은 도 2 의 중간에 도시된 바와 같이 육면체의 입체로서 구성된 상단부 부분과, 상기 상단부 부분으로부터 직경이 감소하게 연장된 도관을 구비하고, 상기 육면체형 입체 안에 실린지가 수용된다. 상기 실린지의 일측은 팁의 구멍 부분과 밀착될 수 있는 구조로 되어 있으며, 실린지의 다른 일측은 자동으로 움직이는 피스톤과 연결될 수 있도록 되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 진단 장치에서 사용될 수 있는 분주 카트리지와 다른 구성 요소들의 결합 상태를 개략적으로 도시한 것으로서, 특히 도 2 에 도시된 피펫형의 분주 카트리지가 튜브 및 피스톤에 결합된 상태를 도시한다.

보다 상세하게는, 도 3 의 좌측에 도시된 도면에서, 피펫형 분주 카트리지의 하부에 추출용 튜브 또는 시약 튜브가 결합된 상태를 도시하며, 피스톤은 실린지에 결합되어 있지 않다. 도 3 의 중간에 도시된 도면에서, 피스톤은 실린지에 결합되어 상측으로 연장된다. 도 3 의 우측에 도시된 도면에서,실린지에 결합된 피스톤을 상승시키면 튜브 안에 있는 유전자 또는 시약이 팁 안으로 이송된다.

도 4 는 분주 카트리지가 PCR (polymerase chanin reaction) 튜브에 결합된 것을 나타내는 도면이다.

도 4 의 좌측 도면을 참조하면, 피펫형 분주 카트리지의 팁이 PCR 튜브에 삽입됨으로써 결합이 이루어지는 것이 도시되어 있다. 이때, 피펫형 분주 카트리지의 실린지는 하강된 상태가 아니다. 다음에, 도 4 의 중간에 도시된 도면에서, 피스톤을 하강시키면, 분주 카트리지(1)의 실린지가 하강하면서 상기 분주 카트리지(1)에 포함되었던 유전자 또는 시약을 PCR 튜브에 분주한다. 피스톤이 하강함에 따라서 분주 카트리지 내의 실린지를 하강시켜서 그 안의 시약등을 PCR 튜브에 주입한다. 즉, 피스톤을 하강시켜서 분주하여 카트리지 내의 실신더를 하강하여 시약등을 주입한다

이후에 도 4 의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 분주 카트리지(1)에서 피스톤만을 분리하여 PCR 을 수행한다. 즉, 피스톤이 제거되면 유전자 증폭 장치의 커버를 닫고, PCR 을 수행한다. 이와는 별도로, PCR 튜브를 덮는다든가 또는 기밀 유지 필림등을 부착할 필요가 없다.

도 5는 현장형 자동 진단 시스템 구성도이다.

도면을 참조하면, 자동 진단 시스템은 추출 로봇 모듈(31), 추출 모듈(32), 샘플 추출 카트리지(33), 및 이동 카트리지 적치대(34)를 구비하며, 상기 샘플 추출 카트리지(33)에는 추출 모듈(32)들이 수용되고, 상기 이송 카트리지 적치대(34)에는 피펫형 분주 카트리지(1)가 수용된다. 리퀴드 핸들러(liquid handler, 37)는 추출 모듈(32) 또는 피스톤(38)을 회전 테이블상에 이송시킬수 있다. 회전 테이블의 주변에는 PCR 튜브(40)들이 배치되며, 상기 PCR 튜브(40)내에 담긴 시약 또는 시료들은 형광 광학계(42)에 의해 검출될 수 있다.

도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수동 방식의 진단 장치에서 사용될 수 있는 피펫형의 분주 카트리지의 개략적인 사시도이다.

도면을 참조하면, 수동 방식의 피펫형의 분주 카트리지는 실린지(61)와 팁(67)을 구비한다. 실린지(61) 및 팁(67)은 도면에 도시된 바와 같이 전체적으로 원통형으로서, 팁(67)의 일부는 원통형 실린지(61)에 삽입되어 있다. 팁(67)의 일측 표면에는 돌출형 부재(65)가 구비되어 있으며, 상기 돌출형 부재(65)는 원통형 팁(67)의 표면으로부터 실린지(61)의 이동 가이드 홈를 관통하여 외부로 돌출되어 있다. 팁(67)에 대응하여, 상기 실린지(61)에 형성된 이동 가이드 홈은 도면에 도시된 예에서와 같이 실린지(61)에서 하방으로 연장되어 형성되고, 상기 이동 가이드 홈의 상단에서 시약 흡입 위치들에 대응하여 상단과 중간 및 하단에 홈들이 이동 가이드 홈으로 부터 수평으로 분기되어 형성됨으로써 역전된 E 자의 형상을 갖게 된다. 상기 팁(67)에 형성된 돌출형 부재(65)가 상기 상단과 중간 및 하단의 홈들에 위치할 때, 실린지(61)가 정지상태로 유지되고, 실린지(61)를 회전시켜 돌출형 부재(65)가 이동 가이드 홈에 위치되게 한 상태에서 시약 흡입을 위해 실린지(61)를 하방으로 이동시킬 수 있게 된다. 따라서 실린지(61)와 팁(67)의 상대적인 회전 및 이동은 역전된 E 자의 형상 및 돌출형 부재(65)에 의해 제한된다.

도 7 은 도 6에 도시된 피펫형의 분주 카트리지의 작용을 나타내는 설명도이다.

도면을 참조하면, 준비 상태에서 팁(67)은 그의 돌출형 부재(65)가 이동 가이드 홈의 상단 홈에 위치하여 실린지(61)가 고정된 상태를 유지하는 반면에, 실린지(61)를 시계 방향으로 돌려서 돌출형 부재(65)가 상단 홈에서 수직의 이동 가이드 홈으로 위치되게 하여 고정 상태를 해제시키고, 실린지(61)를 상방향으로 이동시킨다 (단계 1, 2, 3 에 대응). 이와 같이 실린지(61)의 상방 이동에 따라 첫번째 시약이 흡입된다. 그런 다음에 실린지(61)를 시계 반대 방향으로 돌려서 팁(67)에 형성된 돌출형 부재(65)를 실린지(61)의 이동 가이드 홈의 중간의 홈과 일치되게 맞춘다 (단계 4). 즉, 팁(67)의 돌출형 부재(65)가, 역전된 E 자의 이동 가이드 홈에서 중간의 홈에 삽입되게 한다. 상기 단계 1 내지 4 는 첫번째 시약이 흡입되는 상태를 나타낸다.

다음에, 두번째 시약을 흡입하기 위해서 실린지(61)를 시계 방향으로 회전시켜서, 팁(67)의 돌출형 부재(65)가 중간의 홈에서 빠져나와 수직의 이동 가이드 홈에 위치되게 한 상태에서 실린지(61)를 상방향으로 상승시킨다(단계 5,6). 이로써, 두번째 시약이 흡입된다. 그런 다음, 실린지(61)에 형성된 하단의 홈에 돌출형 부재(65)가 삽입되도록 실린지(61)를 시계 반대 방향으로 회전시킨다(단계 7). 이와 같은 상태에서 두번째 시약의 흡입이 완료되고 실린지가 정지 상태로 된다.

이후에, 실린지에 담긴 시약을 완전하게 분주하기 위하여 단계 8,9 가 수행된다. 즉, 실린지를 시계 방향으로 회전시킴으로써(단계 8), 팁(67)의 돌출형 부재(65)를 수직의 이동 가이드 홈에 위치하게 하여 실린지의 정지 상태를 해제시키고, 다음에 실린지(61)를 하강시킴으로써 시약들을 분주한다.

도 8은 액체의 분주에 사용되는 피펫형의 분주 카트리지의 상태를 각각의 단계별로 도시한 것이다. 각각의 분주 카트리지는 좌측의 한쌍, 중간의 한쌍 및 우측의 한쌍으로 구분되어 있다.

좌측의 한쌍을 참조하면, 시약을 분배하기 위해 실린지(61)가 하강한 상태를 도시한다. 중간의 한쌍을 참조하면, 시약을 흡입하기 위해서 실린지가 소정된 거리 만큼 상승된 상태를 도시한다. 우측의 한쌍을 참조하면, 다른 시약을 흡입하기 위하여 실린지가 2 차적으로 소정의 거리 만큼 상승된 상태를 도시한다.

도 9 내지 도 10 을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라서 피펫형 분주 카트리지와 전처리용 스케이지를 이용하여 수작업으로 유전자를 증폭 및 검사하는 장치의 구성예를 도시한 것이다.

도 9 를 참조하면, 전처리용 스테이지(77)상에 피펫형 분주 카트리지(70)가 삽입되는 구멍, 제 1 시약 튜브(71), 제 2 시약 튜브(73)가 구비되고, 또한 PCR 튜브(75)가 구비된다. 상기 시약 튜브들에는 추출된 샘플 유전자가 들어있고, PCR튜브에는 유전자를 증폭하기 위한 PCR 용 시약이 들어있을 수 있으며, 예를 들어 Master mix 등이 들어있을 수 있다.

도 10 을 참조하면, 도 9 에 도시된 전처리용 스테이지(77)의 구멍에 피펫형 분주 카트리지(70)가 삽입된 테스트 준비 단계가 도시되어 있다. 다음에 분주 카트리지(70)는 제 1 시약 튜브(71)로 이동하고, 피펫형 분주 카트리지(70)의 실린더를 회전시킨 후에 상승시켜서 제 1 시약을 흡입할 수 있게 한다 (단계 3).

다음에 피펫형 분주 카트리지(70)는 제 2 시약 튜브(73)의 위치로 이전된다 (단계 4). 다음에 실린지를 회전시킨 후에 상승시킴으로써, 제 2 시약 튜브(73)에 있는 시약을 흡입한다 (단계 5). 이후에 추가적인 시약 튜브가 더 이상 없으므로, 분주 카트리지(70)는 단계 6 에서와 같이 PCR (polymerase chain reaction) 튜브상으로 이전된다. 다음에 단계 7 에서는 실린지가 하강됨으로써, 흡입된 제 1 시약 및 제 2 시약이 PCR 튜브(75)로 분주된다.

이후에, 단계 8 에서, PCR 튜브(75)만을 PCR (polymerase chain reaction) 장치에 튜입하여 유전자를 증폭함으로써 검사가 이루어질 수 있다. 이러한 경우에 PCR 튜브의 끝단에는 덮개를 씌우거나 비닐등으로 밀봉을 하는 것이 바람직스럽다. 대안으로서, PCR 튜브와 피펫형 분주 카트리지를 함께 PCR 장치로 투입하여 유전자를 증폭 및 검사한다.

Claims (9)

1. 원통형의 실린지(sylinge,61) 및 팁(67)을 구비하고, 팁의 일부는 실린지에 삽입되고 상기 팁의 내부에는 상기 실린지가 승강될 수 있는 공간이 형성되어 있고, 상기 실린지를 수용하는 공간으로부터 연장된 소직경의 관이 상기 팁의 내부에 형성되고, 상기 팁은 상단부 부분으로부터 직경이 감소하면서 연장된 부분을 구비하고, 상기 실린지는 수동(手動)으로 진단 장치에서 사용하기 위한 분주 카트리지에 있어서,
   상기 실린지(61)를 상기 팁(67)에 대하여 단계적으로 이동하면서 흡입량 및 분주량을 조절할 수 있도록, 상기 실린지(61)의 외표면에 수직의 이동 가이드 홈이 형성되고, 상기 이동 가이드 홈의 상단과 중간 및 하단에 수평방향으로 홈들이 역전된 E 자 형태로 형성되어 있고,
   상기 팁(67)에는 돌출형 부재(65)가 형성되어 있으며,
   상기 팁(67)의 돌출형 부재(65)가 이동 가이드 홈의 상단과 중간 및 하단 홈들에 위치할 때 실린지(61)는 정지상태로 유지되며,
   상기 실린지(61)를 회전시켜 돌출형 부재(65)가 실린지(61)의 상단과 중간 홈들에서 이동 가이드 홈로 이동하여 위치할 때 실린지(61)가 상방으로 이동하여 시약을 흡입하도록 되고,
   시약이 흡입된 상태에서, 실린지(61)를 회전시켜 팁(67)의 돌출형 부재(65)가 실린지(61)의 이동 가이드 홈의 하단의 홈에서 이동 가이드 홈에 위치할 때, 실린지(61)를 하방으로 이동시켜 실린지에 흡입된 시약을 분주하도록 된 것을 특징으로 하는 분주 카트리지.
   
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7. 상단부 부분으로부터 직경이 감소하면서 연장된 부분이 형성된 팁(67)의 일부가 원통형 실린지(sylinge, 61)에 삽입되어 내부 공간에서 실린지가 승강하도록 되고, 상기 실린지를 수용하는 공간으로부터 연장된 소직경의 관이 상기 팁의 내부에 형성되고, 상기 실린지는 수동(手動)으로 진단 장치에서 사용될 수 있도록 된 분주 카트리지로서, 상기 실린지(61)를 상기 팁(67)에 대하여 단계적으로 이동하면서 흡입량 및 분주량을 조절할 수 있도록, 상기 실린지(61)의 외표면에 수직의 이동 가이드 홈이 형성되고, 상기 이동 가이드 홈의 상단과 하단 및 중간에 수평방향으로 홈들이 형성되어 있고,
   상기 팁(67)에는 돌출형 부재(65)가 형성되어 있으며,
   상기 팁(67)의 돌출형 부재(65)가 상기 이동 가이드 홈의 상단과 중간 및 하단의 홈에 위치할 때 실린지(61)는 정지상태로 유지되며, 상기 실린지(61)를 회전시켜 돌출형 부재(65)가 실린지(61)의 수직의 이동 가이드 홈의 상단과 중간 홈들에서 이동 가이드 홈으로 이동하여 위치할 때 실린지(61)가 상방으로 이동하여 시약을 흡입하도록 되고,
   시약이 흡입된 상태에서, 실린지(61)를 회전시켜 팁(67)의 돌출형 부재(65)가 실린지(61)의 이동 가이드 홈의 하단의 홈에서 이동 가이드 홈에 위치할 때, 실린지(61)를 하방으로 이동시켜 실린지에 흡입된 시약을 분주하도록 되어 적어도 하나의 시약을 흡입 및 분주할 수 있는 피펫형의 분주 카트리지;
   하나에는 유전자를 증폭하는 PCR 용 시약이 포함된 시약이나 샘플이 포함된 적어도 두개의 시약 튜브; 및,
   상기 분주 카트리지와 적어도 두개의 튜브가 정치할 수 있는 스테이지;를 포함하는, 전처리용 스테이지 기구.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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