KR102538325B1

KR102538325B1 - 원심 분리용 챔버 및 이를 이용한 원심 분리 방법

Info

Publication number: KR102538325B1
Application number: KR1020200115301A
Authority: KR
Inventors: 선우요섭; 홍민표
Original assignee: 주식회사 싸이토딕스
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2023-06-08
Also published as: KR20220033196A; US20220072563A1

Abstract

원심 분리용 챔버는, 제1 개구 및 제1 개구와 대향하는 제2 개구를 구비하는 본체, 제1 개구를 폐쇄하도록 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제1 주입구를 구비하는 제1 덮개, 제2 개구를 폐쇄하도록 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제2 주입구를 구비하는 제2 덮개 및 본체 내에서 제1 주입구와 제2 주입구 사이에 배치되고, 제1 주입구를 통해 주입된 물질과 제2 주입구를 통해 주입된 물질이 혼합되는 것을 방지하는 필터장치를 포함한다.

Description

원심 분리용 챔버 및 이를 이용한 원심 분리 방법{CHAMBER FOR CENTRIFUGAL SEPARATION AND METHOD OF CENTRIFUGAL SEPARATION USING THE SAME}

본 발명은 원심 분리용 챔버 및 이를 이용한 원심 분리 방법에 관한 것이다.

혈액에서 말초 혈액 단핵세포(PBMC) 또는 혈액 순환 종양세포(CTC)를 추출하기 위해 원심 분리기가 사용될 수 있다. 그러나 PBMC나 CTC는 혈액 내에 극소수 존재하고, 사람의 혈액을 채취한 이후 24시간 내에 분리하지 않으면 세포가 사멸할 우려가 있으므로, 신속하고 정확한 추출이 요구된다.

종래에는 코니칼 튜브와 같은 용기에 부유 밀도 구배 물질과 혈액을 주입하여 원심 분리한 후, 분리된 PBMC가 위치하는 부분까지 피펫 등의 추출수단을 삽입하여 추출하였다. 그러나 원심 분리 전에 주입한 혈액과 밀도 구배 물질이 혼합되어 PBMC나 CTC가 소실되기 쉬운 문제가 있었고, 사람의 수작업으로 PBMC가 위치하는 부분에 추출수단을 정확하게 삽입하는 것은 한계가 있었기 때문에, PBMC 또는 CTC의 정량적인 추출이 어려운 문제가 있었다.

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KR

10-0935826

B1

본 발명은 전술 한 문제들 중 적어도 어느 하나를 해결하기 위한 것으로, 추출 대상 물질을 용이하게 추출할 수 있는 원심 분리용 챔버 및 이를 이용한 원심 분리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 예에서, 원심 분리용 챔버는, 제1 개구 및 제1 개구와 대향하는 제2 개구를 구비하는 본체, 제1 개구를 폐쇄하도록 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제1 주입구를 구비하는 제1 덮개, 제2 개구를 폐쇄하도록 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제2 주입구를 구비하는 제2 덮개 및 본체 내에서 제1 주입구와 제2 주입구 사이에 배치되고, 제1 주입구를 통해 주입된 물질과 제2 주입구를 통해 주입된 물질이 혼합되는 것을 방지하는 필터장치를 포함한다.

다른 예에서, 필터장치는, 물질을 필터링하는 필터와, 필터가 장착되며 본체의 내면에 그 위치가 고정되는 제1 필터 지지부재를 구비할 수 있다.

또 다른 예에서, 본체는, 내면에서 내측으로 돌출된 턱부를 구비하고, 필터장치는, 제1 필터 지지부재로부터 제1 주입구에서 제2 주입구를 향하는 방향으로 연장된 제2 필터 지지부재를 더 구비하며, 제1 필터 지지부재는, 제2 덮개가 제2 개구에 결합되면 제2 필터 지지부재가 제2 덮개에 의해 지지되고, 또한 제1 필터 지지부재의 제1 덮개를 향하는 면이 턱부에 맞닿음으로써 그 위치가 고정될 수 있다.

또 다른 예에서, 제2 덮개는, 본체에 결합되었을 때 본체의 내측으로 돌출되고, 돌출부를 구비하고, 제1 개구에서 제2 개구를 향하는 방향에 평행한 방향을 축방향, 축방향에 수직한 방향을 반경방향이라고 정의할 때, 제2 주입구에 축방향을 따라 삽입되어 제2 주입구를 통해 주입된 물질이 제1 개구를 향하는 것을 방지하는 캡을 더 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 캡은, 축방향으로 연장되게 형성되고 제2 주입구에 삽입되는 기둥부와, 기둥부의 제1 개구측 단부로부터 반경방향으로 연장되게 형성된 베이스부 및 베이스부의 둘레에서 축방향으로 연장된 커버부를 구비하고,제2 주입구의 내주면과 기둥부의 외주면 사이의 유로를 통해 주입된 물질은 베이스부의 제2 개구측 면 및 커버부의 반경방향 내측의 면을 따라 본체의 내부로 주입될 수 있다.

또 다른 예에서, 돌출부는, 축방향에 평행한 방향을 따라 연장되어 기둥부를 수용하는 중공의 연장부를 구비하고, 기둥부의 외주면에는 축방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성된 함몰부를 구비할 수 있다.

또 다른 예에서, 본체는, 제1 개구가 형성된 제1 본체부와, 제2 개구가 형성된 제2 본체부와, 제1 본체부와 제2 본체부 사이에 마련된 연결부를 구비하고, 제1 개구에서 제2 개구를 향하는 방향에 평행한 방향을 축방향, 축방향에 수직한 방향을 반경방향이라고 정의할 때, 연결부의 반경방향에 따른 단면적은, 제1 본체부 및 제2 본체부의 반경방향에 따른 단면적보다 작을 수 있다.

또 다른 예에서, 제2 덮개는, 본체에 결합될 때 제2 개구를 덮는 제2 덮개부와, 제2 덮개부의 둘레에서 제1 개구측으로 연장되어 본체의 외면을 덮는 제2 측면부를 구비하고, 제2 측면부는, 본체의 외면과 대향하는 내면의 둘레를 따라 반복적으로 형성된 요철부를 포함하며, 본체는, 제2 덮개가 본체에 결합되었을 때 요철부에 대응되는 위치에 형성되고, 요철부에 맞물리도록 돌출된 돌기부를 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 제2 덮개는 돌기부보다 탄성이 큰 재료로 형성될 수 있다.

또 다른 예에서, 제1 개구 및 제1 개구와 대향하는 제2 개구를 구비하는 본체와, 제1 개구를 폐쇄하도록 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제1 주입구를 구비하는 제1 덮개와, 제2 개구를 폐쇄하도록 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제2 주입구를 구비하는 제2 덮개 및 본체 내에서 제1 주입구와 제2 주입구 사이에 배치되고, 제1 주입구를 통해 주입된 물질과 제2 주입구를 통해 주입된 물질이 혼합되는 것을 방지하는 필터장치를 포함하는 원심 분리용 챔버를 이용한 원심 분리 방법은, 원심 분리용 챔버를 준비하는 단계와, 제2 주입구를 통해 밀도 구배 물질을 주입하는 단계와, 제1 주입구를 통해 원심 분리 대상 물질을 주입하는 단계와, 원심 분리용 챔버를 회전시켜 원심 분리 대상 물질을 원심 분리하는 단계와, 제1 주입구를 통해, 원심 분리된 추출 대상 물질을 추출하는 단계를 포함한다.

또 다른 예에서, 본체는, 제1 개구가 형성된 제1 본체부와, 제2 개구가 형성된 제2 본체부와, 제1 본체부와 제2 본체부 사이에 마련된 연결부를 구비하고, 제1 개구에서 제2 개구를 향하는 방향에 평행한 방향을 축방향, 축방향에 수직한 방향을 반경방향이라고 정의할 때, 연결부의 반경방향에 따른 단면적은, 제1 본체부 및 제2 본체부의 반경방향에 따른 단면적보다 작고, 원심 분리 대상 물질을 주입하는 단계 후, 추출 대상 물질이 연결부에 위치되도록 제2 주입구를 통해 밀도 구배 물질을 다시 주입하는 단계를 더 포함하고, 추출 대상 물질을 추출하는 단계는, 제1 주입구를 통해 추출 수단을 연결부까지 삽입하여 추출 대상 물질을 추출하는 단계일 수 있다.

본 발명에 따른 원심 분리용 챔버에 따르면, 필터장치에 의해 원심 분리 전에 주입한 밀도 구배 물질과 원심 분리 대상 물질이 서로 혼합되는 것이 방지되어, 추출 대상 물질이 손실되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제2 주입구에 캡이 결합됨으로써, 제2 주입구를 통해 주입되는 물질이 제1 개구를 향하지 않도록 함으로써 분리된 성분들이 서로 혼합되는 것이 방지되고, 추출 대상 물질이 소실되는 것을 더욱 방지할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 나타내는 정단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 덮개 및 캡을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 덮개를 나타내는 부분 절단 사시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 덮개가 제2 본체부에 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 덮개를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 이용한 원심 분리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 본 발명은 특정 실시예에 대해 한정되지 아니며, 본 발명의 실시예들의 다양한 변경(Modification), 균등물(Equivalent) 및/또는 대체물(Alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(Configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(Suitable for)", "~하는 능력을 가지는(Having the capacity to)", "~하도록 설계된(Designed to)", "~하도록 변경된(Adapted to)", "~하도록 만들어진(Made to)", 또는 "~를 할 수 있는(Capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 "특별히 설계된(Specifically designed to)"것 만을 반드시 의미하지는 않는다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명에 대하여, 구체적으로 설명한다.

원심 분리용 챔버

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 나타내는 정단면도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 나타내는 분해 사시도이다. 이하에서는, 도 1 내지 3을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버에 대하여 설명한다.

본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버는, 본체(110), 제1 덮개(120), 제2 덮개(130) 및 필터장치(140)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 필터장치(140)는 주입된 물질이 혼합되는 것을 방지하는 층간 경계 역할을 할 뿐만 아니라, 주입 물질이 챔버 내부로 혼입될 때의 주입 압력을 분산시킴으로써, 주입 시의 각 층간 계면에서 일부분에 집중되는 압력으로 인하여 발생되는 혼입을 방지할 수도 있다. 즉, 본 발명자들은 필터를 챔버 내부에 배치함으로써, 각 물질층을 "분리"할 수 있는 것이 아니라, 압력의 분산에 따라 얻을 수 있는 층간 계면의 안정화 효과로부터 보다 순도 높은 물질 분리가 가능하다는 것을 확인하였다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본체(110)는 제1 본체부(111)와, 제2 본체부(119)와, 연결부(115)를 포함한다. 제1 본체부(111)에는 제1 개구(111a)가 형성되어 있고, 제2 본체부(119)에는 제1 개구(111a)와 대향하는 제2 개구(119a)가 형성되어 있다. 연결부(115)는 제1 본체부(111)와 제2 본체부(119) 사이에 마련되어 제1 본체부(111)와 제2 본체부(119)를 서로 연결한다.

제1 본체부(111), 제2 본체부(119) 및 연결부(115)는 모두 원통 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 본체부(111) 및 제2 본체부(119)에는 후술하는 튜브(150)를 본체(110)에 고정하기 위한 상부 고정부(112)와 하부 고정부(118)가 각각 구비될 수 있다. 또한, 제1 개구(111a)에서 제2 개구(119a)를 향하는 방향에 평행한 방향을 챔버 축방향이라고 정의하고, 챔버 축방향에 수직한 방향을 챔버 반경방향이라고 정의할 때, 연결부(115)의 반경방향에 따른 단면적은, 제1 본체부(111) 및 제2 본체부(119)의 반경방향에 따른 단면적보다 작게 형성된다.

제1 덮개(120)는 제1 개구(111a)를 폐쇄하도록 본체(110)의 제1 본체부(111)에 결합되고, 제2 덮개(130)는 제2 개구(119a)를 폐쇄하도록 본체(110)의 제2 본체부(119)에 결합된다. 제1 덮개(120)에는 제1 주입구(121a)가 형성되어 있고, 제2 덮개(130)에는 제2 주입구(131a)가 형성되어 있다. 제1 덮개(120) 및 제2 덮개(130)에 대해서는 아래에서 보다 구체적으로 설명한다.

필터장치(140)는 본체(110) 내에서 제1 주입구(121a)와 제2 주입구(131a) 사이에 배치된다. 필터장치(140)는 제1 주입구(121a)를 통해 주입된 물질과 제2 주입구(131a)를 통해 주입된 물질이 혼합되는 것을 방지한다. 필터장치(140)가 마련됨으로써, 원심 분리 전에 제1 주입구(121a) 및 제2 주입구(131a)를 통해 주입된 물질들이 서로 혼합되는 것이 방지되어 원심 분리 후에 추출하고자 하는 추출 대상 물질이 원활하게 분리되도록 할 수 있다.

필터장치(140)는 물질을 필터링하는 필터(145)와, 필터(145)가 장착되는 제1 필터 지지부재(141)를 포함한다. 제1 필터 지지부재(141)는 본체(110) 내부에서 제1 주입구(121a)와 제2 주입구(131a) 사이에 그 위치가 고정되고, 이에 따라 필터(145)가 제1 주입구(121a)를 통해 주입된 물질과 제2 주입구(131a)를 통해 주입된 물질이 서로 혼합되는 것을 방지하게 한다.

필터(145)는 예를 들어 나일론, 폴리에스터, 폴리프로필렌, PEEK 재질의 메쉬 필터(145)일 수 있다. 메쉬 구멍의 형상은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있고, 구멍의 크기는 5㎛ 내지 600㎛로 형성될 수 있으나 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 필터(145) 역시 반드시 메쉬 필터일 필요는 없고 멤브레인 등의 다른 필터가 이용될 수도 있다.

한편, 제1 필터 지지부재(141)의 챔버 축방향에 따른 위치가 고정되는 방식은 특별히 한정되지 않는다. 본 개시에 따른 실시예에서는, 필터장치(140)가 제1 필터 지지부재(141)를 지지하는 복수 개의 제2 필터 지지부재(147)를 포함함으로써, 제1 필터 지지부재(141)의 위치가 소정의 위치에 고정될 수 있다.

보다 구체적으로, 제2 필터 지지부재(147)는, 제1 필터 지지부재(141)로부터 제1 주입구(121a)에서 제2 주입구(131a)를 향하는 방향으로 연장되게 형성된다. 제2 필터 지지부재(147)는 기둥 형상으로 형성되고 복수 개가 마련될 수 있다. 또한, 본체(110)의 내면에는 내측으로 돌출된 턱부(119d)가 형성되어 있다.

이에 따라, 제2 덮개(130)가 제2 본체부(119)에 결합되면 제2 필터 지지부재(147)는 제2 덮개(130)에 의해 지지되면서 제1 개구(111a)측으로 가압되고, 제2 필터 지지부재(147)에 연결된 제1 필터 지지부재(141)는 제1 개구(111a)측으로 변위된다. 그러나 본체(110)의 내면에는 턱부(119d)가 형성되어 있으므로, 제1 필터 지지부재(141)의 제1 개구(111a)를 향하는 면이 턱부(119d)에 맞닿음으로써 제1 필터 지지부재(141)가 제1 개구(111a)측으로 변위되는 것이 저지된다. 따라서 제1 필터 지지부재(141)는 턱부(119d)와 제2 필터 지지부재(147) 사이에서 챔버 축방향에 따른 그 위치가 고정될 수 있다. 다시 말해서, 제2 필터 지지부재(147)는, 제2 덮개(130)가 본체(110)에 결합됐을 때 제1 필터 지지부재(141)는 턱부(119d)에 맞닿음과 동시에 제2 필터 지지부재(147)는 제2 덮개(130)에 지지되는 길이로 형성될 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 덮개 및 캡을 나타내는 사시도이다. 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 덮개를 나타내는 부분 절단 사시도이다. 이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여, 제1 덮개(120) 및 제2 덮개(130)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

먼저 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 덮개(120)는 본체(110)에 결합되었을 때 제1 개구(111a)를 폐쇄하는 제1 덮개부(121)와, 제1 덮개부(121)의 둘레에서 제1 본체부(111)의 외면을 감싸도록 연장된 제1 측면부(122)를 구비한다. 제1 덮개부(121)에는 본체(110)의 내부에 물질을 주입하기 위한 제1 주입구(121a)가 형성되어 있다. 또한, 제1 측면부(122)의 내측 및 제1 본체부(111)의 외주면에는 서로 맞물리는 나사부(122b, 111b)가 각각 형성되어 제1 덮개(120)와 제1 본체부(111)가 나사 결합에 의해 서로 결합될 수 있다.

한편, 제1 주입구(121a)를 통해서는 혈액과 같이 원심 분리 대상 물질이 주입되거나 원심 분리된 추출 대상 물질을 추출할 수 있다. 예를 들어, 시린지 또는 피펫이 제1 주입구(121a)를 통해 본체(110)의 내측에 삽입되어, 혈액을 주입하거나 분리된 말초 혈액 단핵세포를 추출할 수 있다.

다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 제2 덮개(130)는 본체(110)에 결합되었을 때 제2 개구(119a)를 폐쇄하는 제2 덮개부(131)와, 제2 덮개부(131)의 둘레에서 제2 본체부(119)의 외면을 감싸도록 연장된 제2 측면부(132)를 구비한다. 제2 측면부(132)의 내측 및 제2 본체부(119)의 외주면에는 서로 맞물리는 나사부(132b, 119b)가 형성되어 제2 덮개(130)와 제2 본체부(119)가 나사 결합에 의해 서로 결합될 수 있다. 또한, 제2 덮개부(131)와 제2 개구(119a) 사이에는 제2 덮개 패킹재(148)가 배치되어 제2 개구(119a)를 견고하게 밀폐시킬 수 있다.

한편, 제2 덮개부(131)에는 제2 덮개(130)가 본체(110)에 결합되었을 때 본체(110)의 내측으로 돌출되는 돌출부(135)가 형성되어 있다. 돌출부(135)는 그 말단부가 필터장치(140)의 필터(145)보다는 제2 개구(119a)측에 가깝게 위치하도록 연장될 수 있다. 그리고 돌출부(135)의 말단에는 제1 개구(111a)를 향해 연장된 중공의 연장부(136)가 형성되어 있고, 중공의 연장부(136) 내에 제2 주입구(131a)가 형성되어 있다. 한편, 제2 주입구(131a)에 튜브 연결구(165)가 튜브 패킹재(168)를 사이에 두고 끼워질 수 있고, 튜브(150)를 통해 주입된 물질이 튜브 연결구(165) 및 제2 주입구(131a)를 지나 본체(110)의 내측으로 주입된다.

이때 제2 주입구(131a)에 챔버 축방향을 따라 캡(170)이 삽입되어 제2 주입구(131a)를 통해 주입된 물질이 제1 개구(111a)를 향하는 것이 방지될 수 있다. 따라서 원심 분리 후에 복수의 성분들이 챔버 축방향을 따라 분리된 상태에서 제2 주입구(131a)를 통해 물질을 주입하더라도, 물질이 제1 개구(111a)를 향하지 않도록 주입되어 복수의 성분들이 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

보다 구체적으로, 캡(170)은 기둥부(171)와 베이스부(175)와 커버부(178)를 구비할 수 있다. 기둥부(171)는 챔버 축방향으로 연장되게 형성되어 제2 주입구(131a)에 삽입되는 부분을 말한다. 베이스부(175)는 기둥부(171)의 제1 개구(111a) 측 단부로부터 챔버 반경방향으로 연장되게 형성된 부분을 말하며, 커버부(178)는 베이스부(175)의 둘레에서 챔버 축방향으로 연장된 부분을 말한다. 이에 따라, 제2 주입구(131a)의 내주면과 기둥부(171)의 외주면 사이에 유로가 형성되고, 유로를 통해 주입된 물질은 베이스부(175)의 제2 개구(131a)측 면 및 커버부(178)의 반경방향 내측의 면을 따라 본체의 내부로 주입될 수 있다. 즉, 제2 주입구(131a)를 통해 주입된 물질이 제1 개구(111a)를 향하는 것이 방지될 수 있다.

이때, 기둥부(171)의 외주면에는 축방향을 따라 내측으로 함몰 형성된 복수 개의 함몰부(171a)가 마련되어, 보다 많은 양의 물질이 제2 주입구(131a)를 통해 주입될 수 있도록 유로를 확장시킬 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 덮개가 제2 본체부에 결합된 상태를 나타내는 사시도이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 덮개를 나타내는 평면도이다. 이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여, 제2 덮개(130)와 제2 본체부(119) 사이의 결합 및 분리 방식에 대하여 설명한다. 이하에서는 제2 덮개(130)를 기준으로 설명하지만, 제1 덮개(120)에도 실질적으로 동일한 구성이 적용될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 덮개(130)의 제2 측면부(132)의 내면에는 둘레 방향을 따라 요부와 철부가 연속적으로 나열된 요철부(132c)가 형성되어 있다. 그리고 제2 본체부(119)의 외면에는 요철부(132c)에 맞물리도록 돌출된 복수 개의 돌기부(119c)가 형성되어 있다. 여기에서는 2개의 돌기부(119c)가 M자 형상으로 돌출되어 있지만, 그 개수나 형상이 특별히 한정되는 것은 아니다.

돌기부(119c)는 제2 덮개(130)가 본체(110)에 결합되었을 때, 챔버 축방향에 있어서 요철부(132c)에 대응되는 위치에 형성된다. 따라서 제2 덮개(130)가 본체(110)에 결합되면, 돌기부(119c)가 둘레를 따라 반복 형성된 요철부(132c)에 맞물림으로써, 제2 덮개(130)가 분리되는 것, 즉 회전되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 돌기부(119c)는 상대적으로 탄성이 작은 단단한 재료로 형성되고, 제2 덮개(130)는 상대적으로 탄성이 높은 유연한 재료로 형성될 수 있다. 따라서 제2 덮개(130)를 본체(110)에 결합하거나 본체(110)에서 분리하기 위해 제2 덮개(130)에 힘을 가하는 경우, 돌기부(119c)와 요철부(132c)의 맞물림이 해제되도록 제2 덮개(130)가 변형(예를 들어, 원형에서 타원형으로 변형)되어 제2 덮개(130)의 결합 및 분리가 용이할 수 있다.

원심 분리 방법

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 이용한 원심 분리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a) 내지 (c)는 원심 분리하기 전까지의 과정을 나타내는 도면이고, 도 8의 (d) 내지 (f)는 원심 분리 후의 과정을 나타내는 도면이다. 이하에서는 혈액을 원심 분리하여 혈액 내의 말초 혈액 단핵세포(PBMC)를 추출하는 방법에 대하여 설명한다. 그러나 원심 분리 대상 물질 및 추출 대상 물질은 특별히 한정되는 것은 아니다.

먼저, 본 개시의 일 실시예에 따른 원심 분리용 챔버를 준비한다(도 8의 (a)). 원심 분리용 챔버는 본체(110), 제1 덮개(120), 제2 덮개(130) 및 필터장치(140)를 포함한다. 또한, 본체(110)에는 제2 덮개(130)의 제2 주입구(131a)에 삽입되는 튜브(150)가 장착되어 있다.

원심 분리용 챔버가 준비되면, 튜브(150)에 밀도 구배 물질(A)을 공급한다. 앞서 설명한 바와 같이, 튜브(150)에 공급된 밀도 구배 물질(A)은, 튜브 연결구(165) 및 제2 주입구(131a)를 지나 본체(110)의 내측에 주입된다(도 9의 (b)).

다음으로 제1 주입구(121a)를 통해 본체(110)의 내부에 혈액(B)을 주입한다(도 8의 (c)). 혈액(B)은 시린지나 피펫을 제1 주입구(121a)에 삽입하여 주입할 수 있다. 이때 본체(110)의 내부에는 필터장치(140)가 마련되어 있으므로, 혈액(B)과 밀도 구배 물질(A)이 서로 혼합되는 것이 방지될 수 있다.

이와 같은 상태에서, 원심 분리용 챔버를 원심 분리 장치에 장착시킨 후 원심 분리를 시행한다. 이에 따라, 플라즈마(B3), PBMC(B2), 밀도 구배 물질(A) 및 적혈구(B1)가 분리되어 제1 개구(111a)에서 제2 개구(119a)를 향하는 방향을 따라 순서대로 위치된다(도 8의 (d)).

이러한 상태에서, 본체(110)의 내부에 밀도 구배 물질(A)을 다시 주입한다(도 8의 (e)). 앞서 설명한 바와 같이, 본체(110)는 상대적으로 단면적이 작은 연결부(115)를 포함하는데, 추출 대상 물질인 PBMC(B2)의 추출이 용이하도록 PBMC(B2)를 연결부(115)의 위치까지 상승시키기 위해 밀도 구배 물질(A)을 공급하는 것이다. 이 때 제2 주입구(131a)에는 캡(170)이 결합되어 있으므로, 다시 공급하는 밀도 구배 물질(A)은 제1 개구(111a)를 향하지 않기 때문에, 밀도 구배 물질(A)을 다시 주입하더라도 플라즈마(B3), PBMC(B2), 밀도 구배 물질(A) 및 적혈구(B1)가 서로 혼합되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 필터장치(140) 역시 분리된 성분들이 다시 혼합되는 것을 방지할 수 있고, 상기 필터장치(140)가, 밀도 구배 물질(A)을 주입 할 때 발생하는 와류가 상부에 위치한 PBMC(B2)와 구배 물질(A)의 경계면으로 전파되는 것을 일부 차단하여 구배 물질(A)의 와류로 인하여 PBMC(B2)가 다른 성분과 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

PBMC(B2)가 연결부(115)의 위치에 위치하면, 제1 주입구(121a)를 통해 추출수단(200)을 연결부(115)의 위치까지 삽입시켜 PBMC(B2)를 추출한다(도 8의 (f)). 밀도 구배 물질(A)을 다시 주입하여 PBMC(B2)를 연결부(115)의 위치까지 상승시키는 과정에 의해, 추출수단(200)은 항상 연결부(115)의 위치에 삽입되도록 제어하면 되어 편리하고, 추출의 정확성도 향상시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 본체
111: 제1 본체부
112: 상부 고정부
115: 연결부
118: 하부 고정부
119: 제2 본체부
120: 제1 덮개
121: 제1 덮개부
122: 제1 측면부
130: 제2 덮개
131: 제2 덮개부
132: 제2 측면부
135: 돌출부
140: 필터장치
141: 제1 필터 지지부재
145: 필터
147: 제2 필터 지지부재
148: 제2 덮개 패킹재
150: 튜브
165: 튜브 연결구
168: 튜브 패킹재
170: 캡

Claims

제1 개구 및 상기 제1 개구와 대향하는 제2 개구를 구비하는 본체;
상기 제1 개구를 폐쇄하도록 상기 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제1 주입구를 구비하는 제1 덮개;
상기 제2 개구를 폐쇄하도록 상기 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제2 주입구를 구비하는 제2 덮개; 및
상기 본체 내에서 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구 사이에 배치되고, 상기 제1 주입구 또는 상기 제2 주입구를 통해 상기 본체로 물질이 주입될 때의 주입 압력을 분산시키는 필터장치를 포함하는, 원심 분리용 챔버.
제1항에 있어서,
상기 필터장치는, 물질을 필터링하는 필터와, 상기 필터가 장착되며 상기 본체의 내면에 그 위치가 고정되는 제1 필터 지지부재를 구비하는, 원심 분리용 챔버.
제2항에 있어서,
상기 본체는, 내면에서 내측으로 돌출된 턱부를 구비하고,
상기 필터장치는, 상기 제1 필터 지지부재로부터 상기 제1 주입구에서 상기 제2 주입구를 향하는 방향으로 연장된 제2 필터 지지부재를 더 구비하며,
상기 제1 필터 지지부재는, 상기 제2 덮개가 상기 제2 개구에 결합되면 상기 제2 필터 지지부재가 상기 제2 덮개에 의해 지지되고, 또한 상기 제1 필터 지지부재의 상기 제1 덮개를 향하는 면이 상기 턱부에 맞닿음으로써 그 위치가 고정되는, 원심 분리용 챔버.
제1항에 있어서,
상기 제2 덮개는, 상기 본체에 결합되었을 때 상기 본체의 내측으로 돌출되고, 제2 주입구가 형성된 돌출부를 구비하고,
상기 제1 개구에서 상기 제2 개구를 향하는 방향에 평행한 방향을 축방향, 상기 축방향에 수직한 방향을 반경방향이라고 정의할 때,
상기 제2 주입구에 상기 축방향을 따라 삽입되어 상기 제2 주입구를 통해 주입된 물질이 상기 제1 개구를 향하는 것을 방지하는 캡을 더 포함하는, 원심 분리용 챔버.
제4항에 있어서,
상기 캡은, 상기 축방향으로 연장되게 형성되고 상기 제2 주입구에 삽입되는 기둥부와, 상기 기둥부의 상기 제1 개구측 단부로부터 상기 반경방향으로 연장되게 형성된 베이스부 및 상기 베이스부의 둘레에서 상기 축방향으로 연장된 커버부를 구비하고,상기 제2 주입구의 내주면과 상기 기둥부의 외주면 사이의 유로를 통해 주입된 물질은 상기 베이스부의 상기 제2 개구측 면 및 상기 커버부의 상기 반경방향 내측의 면을 따라 상기 본체의 내부로 주입되는, 원심 분리용 챔버.
제5항에 있어서,
상기 돌출부는, 상기 축방향에 평행한 방향을 따라 연장되어 상기 기둥부를 수용하는 중공의 연장부를 구비하고,
상기 기둥부의 외주면에는 상기 축방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성된 함몰부를 구비하는, 원심 분리용 챔버.
제1항에 있어서,
상기 본체는, 상기 제1 개구가 형성된 제1 본체부와, 상기 제2 개구가 형성된 제2 본체부와, 상기 제1 본체부와 상기 제2 본체부 사이에 마련된 연결부를 구비하고,
상기 제1 개구에서 상기 제2 개구를 향하는 방향에 평행한 방향을 축방향, 상기 축방향에 수직한 방향을 반경방향이라고 정의할 때, 상기 연결부의 상기 반경방향에 따른 단면적은, 상기 제1 본체부 및 상기 제2 본체부의 상기 반경방향에 따른 단면적보다 작은, 원심 분리용 챔버.
제1항에 있어서,
상기 제2 덮개는, 상기 본체에 결합될 때 상기 제2 개구를 덮는 제2 덮개부와, 상기 제2 덮개부의 둘레에서 상기 제1 개구측으로 연장되어 상기 본체의 외면을 덮는 제2 측면부를 구비하고,
상기 제2 측면부는, 상기 본체의 외면과 대향하는 내면의 둘레를 따라 반복적으로 형성된 요철부를 포함하며,
상기 본체는, 상기 제2 덮개가 상기 본체에 결합되었을 때 상기 요철부에 대응되는 위치에 형성되고, 상기 요철부에 맞물리도록 돌출된 돌기부를 포함하는, 원심 분리용 챔버.
제1 개구 및 상기 제1 개구와 대향하는 제2 개구를 구비하는 본체와, 상기 제1 개구를 폐쇄하도록 상기 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제1 주입구를 구비하는 제1 덮개와, 상기 제2 개구를 폐쇄하도록 상기 본체에 결합되고, 물질을 주입하기 위한 제2 주입구를 구비하는 제2 덮개 및 상기 본체 내에서 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구 사이에 배치되고, 상기 제1 주입구 또는 상기 제2 주입구를 통해 상기 본체로 물질이 주입될 때의 주입 압력을 분산시키는 필터장치를 포함하는 원심 분리용 챔버를 이용한 원심 분리 방법에 있어서,
상기 원심 분리용 챔버를 준비하는 단계와;
상기 제2 주입구를 통해 밀도 구배 물질을 주입하는 단계와;
상기 제1 주입구를 통해 원심 분리 대상 물질을 주입하는 단계와;
상기 원심 분리용 챔버를 회전시켜 상기 원심 분리 대상 물질을 원심 분리하는 단계와;
상기 제1 주입구를 통해, 원심 분리된 추출 대상 물질을 추출하는 단계를 포함하는, 원심 분리 방법.
제9항에 있어서,
상기 본체는, 상기 제1 개구가 형성된 제1 본체부와, 상기 제2 개구가 형성된 제2 본체부와, 상기 제1 본체부와 상기 제2 본체부 사이에 마련된 연결부를 구비하고,
상기 제1 개구에서 상기 제2 개구를 향하는 방향에 평행한 방향을 축방향, 상기 축방향에 수직한 방향을 반경방향이라고 정의할 때, 상기 연결부의 상기 반경방향에 따른 단면적은, 상기 제1 본체부 및 상기 제2 본체부의 상기 반경방향에 따른 단면적보다 작고,
원심 분리 대상 물질을 주입하는 단계 후, 상기 추출 대상 물질이 상기 연결부에 위치되도록 상기 제2 주입구를 통해 밀도 구배 물질을 다시 주입하는 단계를 더 포함하고,
상기 추출 대상 물질을 추출하는 단계는, 상기 제1 주입구를 통해 추출 수단을 상기 연결부까지 삽입하여 상기 추출 대상 물질을 추출하는 단계인, 원심 분리 방법.