KR102597405B1 - A Device of Extracting Nucleic Acids for Point-Of-Care Testing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 현장진단형 핵산추출장치에 관한 것으로, 구체적으로는 별도의 각종 장비나 도구, 전력원 등을 필요로 하기 않고 현장에서 검사요원이 간편하고 신속하게 장치를 활용할 수 있기 때문에 실제 현장에서의 신속 진단에 적합하며 특히, 간편한 일회용 형태로 사용이 가능하도록 간단한 구조로 경제성 있는 현장진단형 핵산추출장치에 관한 것이다. The present invention relates to an on-site diagnostic nucleic acid extraction device. Specifically, it does not require various separate equipment, tools, power sources, etc., and allows testers to use the device simply and quickly in the field, so it can be used in the actual field. It is suitable for rapid diagnosis, and in particular, it relates to an economical on-site diagnostic nucleic acid extraction device with a simple structure that allows it to be used in a convenient disposable form.
Description
본 발명은 현장진단형 핵산추출장치에 관한 것으로, 구체적으로는 별도의 각종 장비나 도구, 전력원 등을 필요로 하기 않고 현장에서 검사요원이 간편하고 신속하게 장치를 활용할 수 있기 때문에 실제 현장에서의 신속 진단에 적합하며 특히, 간편한 일회용 형태로 사용이 가능하도록 간단한 구조로 경제성 있는 현장진단형 핵산추출장치에 관한 것이다. The present invention relates to an on-site diagnostic nucleic acid extraction device. Specifically, it does not require various separate equipment, tools, power sources, etc., and allows testers to use the device simply and quickly in the field, so it can be used in the actual field. It is suitable for rapid diagnosis, and in particular, it relates to an economical on-site diagnostic nucleic acid extraction device with a simple structure that allows it to be used in a convenient disposable form.
핵산의 해석 기술은 생물학 분야(생물종의 동정이나 기원의 연구 등), 의료 분야(병의 진단 등) 및 일상생활에 가까운 분야(식량의 안전성의 확인 등)에서 널리 이용되고 있다. 의료 분야에 있어서의 병의 진단, 특히, 감염증의 조기 진단에 있어서, 핵산의 해석 기술 중 PCR법이나 등온 핵산 증폭법 등을 사용하여 표적 핵산을 증폭하여 해석하는 기술은 종래의 감염증 진단 기술인 배양 검사나 면역 검사(항원 또는 항체 등을 사용한 검사) 등과 비교하여 정확도가 높기 때문에 갈수록 그 활용도가 높아지고 있다. 특히, 이러한 분자진단기술을 사용하면, 인간에 감염증을 야기하는 원인이 되는 대부분의 세균, 진균, 원충 및 바이러스 등의 원인 미생물을 검출 또는 동정하는 것이 가능하다. 그러므로, 분자진단(유전자 검사)은 감염증의 조기 진단에 유용한 검사 방법이라고 여겨지고 있어, 최근의 감염병 확산과 함께 그 기술의 사용이 점차 확대되고 있다. Nucleic acid analysis technology is widely used in the fields of biology (identification of biological species, research on origins, etc.), medical field (diagnosis of diseases, etc.), and fields close to daily life (confirmation of food safety, etc.). In the diagnosis of diseases in the medical field, especially in the early diagnosis of infectious diseases, among nucleic acid analysis technologies, the technology of amplifying and interpreting target nucleic acids using PCR or isothermal nucleic acid amplification methods is a culture test, which is a conventional infectious disease diagnosis technology. Because it has higher accuracy compared to immune tests (tests using antigens or antibodies), its utilization is increasing. In particular, using such molecular diagnostic technology, it is possible to detect or identify causative microorganisms such as most bacteria, fungi, protozoa, and viruses that cause infectious diseases in humans. Therefore, molecular diagnosis (genetic testing) is considered a useful testing method for early diagnosis of infectious diseases, and the use of this technology is gradually expanding along with the recent spread of infectious diseases.
그러나, 종래의 분자진단 특히, PCR 기술은 실험실단에서 일정 수준의 장비가 갖추어져야 가능했기 때문에, 특히 신속진단이 필요한 감염병 등에 대응하는데 한계가 있었으며, 이러한 문제를 해결하기 위해 현장에서의 신속진단이 가능한 현장진단형(POCT, Point-Of-Care-Testing) 분자진단 기기에 대한 연구개발이 최근 많이 진행되고 있다. However, conventional molecular diagnosis, especially PCR technology, was only possible when the laboratory had a certain level of equipment, so it had limitations in responding to infectious diseases that required rapid diagnosis. To solve this problem, rapid diagnosis in the field was required. Recently, much research and development has been conducted on possible point-of-care-testing (POCT) molecular diagnostic devices.
현장에서의 분자진단이 가능케 되기 위해서는, 분자진단의 전단계라고 볼 수도 있는 핵산추출 역시 현장에서 진행되어야 하고, 이를 위한 기술에 대한 니즈도 증대되고 있다. In order to enable on-site molecular diagnosis, nucleic acid extraction, which can be seen as a preparatory step to molecular diagnosis, must also be performed on-site, and the need for technology for this is increasing.
그러나, 종래의 핵산추출 기술을 보면, 침전법, 액상추출법, 전기영동, 크로마토그래피 등이 전통적으로 많이 사용되어 왔으며 이러한 조작을 좀 더 간단히 하기위해 고상추출법이 개발되어 왔는데, 고상추출법이란, 먼저 타겟물질이 선택적으로 부착되는 용액에 생물학적 시료를 녹인 후 타겟물질을 고체상에 부착시키고 고체를 용액에서 분리시키고 고체상에 남아 있는 잔여 액체를 세척하여 다른 불순물을 제거한 후 원하는 타겟물질이 떨어지는 용액으로 다시 떼어내는 원리인데, 이러한 방식을 적용하기 위해서 미세입자를 사용하거나 또는 필터형태의 막을 사용하면 미세한 공극 사이로 용액이 아주 천천히 흐르게 되므로, 이를 빠르게 행하기 위해 별도의 원심분리기를 이용하거나 가압이나 진공을 걸어 압력차를 주는 방식을 사용하여야 하기 때문에 원심분리기나 펌프 등 전기적 장치나 각종 도구 및 그에 따른 전력원 등이 필요하여 간편한 현장에서의 신속진단과는 멀어지는 결과를 초래하게 된다. 즉, 장치가 복잡해져 다루기 어렵고 고가 장비가 될수록 간편한 현장진단용 기기의 특성과는 괴리가 생기게 되기 때문이다. However, looking at conventional nucleic acid extraction techniques, precipitation methods, liquid extraction methods, electrophoresis, and chromatography have traditionally been used, and solid-phase extraction methods have been developed to simplify these operations. The solid-phase extraction method first refers to the target After dissolving the biological sample in a solution to which the material selectively attaches, the target material is attached to the solid phase, the solid is separated from the solution, the remaining liquid remaining on the solid phase is washed to remove other impurities, and then the desired target material is dropped back into the solution. The principle is that, in order to apply this method, if fine particles or a filter-type membrane are used, the solution flows very slowly between fine pores, so in order to do this quickly, a separate centrifuge is used or pressurization or vacuum is applied to create a pressure difference. Since the method must be used, electrical devices such as centrifuges and pumps, various tools, and corresponding power sources are required, which results in a distance from simple on-site rapid diagnosis. In other words, as the device becomes more complex, difficult to handle, and expensive, there is a discrepancy from the characteristics of a simple on-site diagnostic device.
[선행특허 문헌] [Prior patent literature]
한국등록특허 제10-1794736호(2017.11.01.등록) "다이렉트 용리 반응에 의한 핵산 추출 및 증폭 방법"Korean Patent No. 10-1794736 (registered on November 1, 2017) “Nucleic acid extraction and amplification method by direct elution reaction”
상기 선행특허 문헌에 개시되어 있는 핵산추출방법의 경우, 자성비드를 이용하여 핵산추출을 원스텝(One-Step)으로 할 수 있는 방법을 제안하고 있기는 하나, 이러한 선행특허 문헌에 개시된 방법 역시, 자성비드를 이용한 핵산추출을 위해서는 자성비드를 이동시키기 위한 별도의 장비가 필요함은 마찬가지이기 때문에, 간편한 현장진단용 핵산추출을 위한 장치와는 여전히 거리가 있다. In the case of the nucleic acid extraction method disclosed in the above prior patent document, a method of performing nucleic acid extraction in one step using magnetic beads is proposed, but the method disclosed in this prior patent document also uses magnetic beads. Since nucleic acid extraction using beads requires separate equipment to move the magnetic beads, it is still far from being a device for simple nucleic acid extraction for on-site diagnosis.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, The present invention was devised to solve the above problems,
본 발명의 목적은, 별도의 각종 장비나 도구, 전력원 등을 필요로 하기 않고 현장에서 검사요원이 간편하고 신속하게 장치를 활용할 수 있기 때문에 실제 현장에서의 신속 진단에 적합한 현장진단형 핵산추출장치를 제공하는 것이다. The purpose of the present invention is an on-site diagnostic nucleic acid extraction device that is suitable for rapid diagnosis in the actual field because testers can easily and quickly utilize the device in the field without requiring various separate equipment, tools, power sources, etc. is to provide.
본 발명의 다른 목적은, 기계적 장치가 아닌 현장에서의 검사요원이 직접 간단한 작동운용을 통해 핵산을 추출할 수 있고, 이 과정에서 숙련자가 아니더라도 신속,정확하게 핵산을 추출할 수 있도록 하는 현장진단형 핵산추출장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an on-site diagnostic nucleic acid that allows nucleic acids to be extracted through simple operation directly by testing personnel in the field rather than using a mechanical device, and in this process, nucleic acids can be extracted quickly and accurately even if the person is not skilled. The purpose is to provide an extraction device.
본 발명의 또 다른 목적은, 간편한 일회용 형태로 사용이 가능하도록 간단한 구조로 경제성 있는 현장진단형 핵산추출장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an economical on-site diagnostic nucleic acid extraction device with a simple structure so that it can be used in a convenient disposable form.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다. In order to achieve the above-described object, the present invention is implemented by an embodiment having the following configuration.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 현장진단형 핵산추출장치는 주입부에 투입되는 분석대상 샘플과 접촉하며, 샘플을 분쇄하는 분쇄시약을 포함하는 결합패드; 상기 결합패드와 일단에서 접촉되며, 결합패드에 고착되는 핵산을 제외한 수분이나 분쇄시약을 제거하기 위해 흡수하는 흡수패드; 상기 결합패드에 고착된 핵산을 추출하기 위해 외력을 가하는 가압부; 및 상기 가압부를 통한 결합패드의 가압시 결합패드에 고착된 핵산의 용출을 위한 용출시약을 포함하는 용출패드;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to one embodiment of the present invention, the point-of-care nucleic acid extraction device according to the present invention includes a binding pad that is in contact with the analysis target sample introduced into the injection unit and includes a grinding reagent for grinding the sample; An absorbent pad that is in contact with the bonding pad at one end and absorbs moisture or grinding reagents other than nucleic acids fixed to the bonding pad to remove them; a pressurizing unit that applies external force to extract the nucleic acid fixed to the binding pad; and an elution pad containing an elution reagent for eluting the nucleic acid fixed to the binding pad when the binding pad is pressed through the pressing unit.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 핵산추출장치에 있어서, 상기 흡수패드는 상기 결합패드에 분석대상 샘플이 주입되는 반대측 하단에서 상기 결합패드와 접촉함으로써, 분석대상 샘플은 상기 결합패드 상측으로 주입된 이후 상기 흡수패드의 흡수력을 따라 결합패드의 한쪽에서 다른쪽으로 이동하게 되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the nucleic acid extraction device according to the present invention, the absorption pad contacts the binding pad at the lower end opposite to where the sample to be analyzed is injected into the binding pad, so that the sample to be analyzed is transferred to the binding pad. After being injected upward, it is characterized in that it moves from one side of the bonding pad to the other side according to the absorbent power of the absorbent pad.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 핵산추출장치에 있어서, 상기 결합패드는 분석대상 샘플의 핵산과 결합이 용이한 실리카 멤브레인에 동결건조된 분쇄시약을 포함하는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the nucleic acid extraction device according to the present invention, the binding pad is formed in a form containing a grinding reagent lyophilized on a silica membrane that is easy to bind to the nucleic acid of the sample to be analyzed. It is characterized by
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 핵산추출장치에 있어서, 상기 가압부는 상기 결합패드의 상측에서 상기 결합패드를 가압하며, 상기 용출패드는 상기 결합패드의 하측에 이격된 상태에서 상기 가압부가 상기 결합패드를 가압하는 경우에 상기 결합패드와 접촉하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the nucleic acid extraction device according to the present invention, the pressing unit presses the binding pad from the upper side of the binding pad, and the elution pad is spaced apart from the lower side of the binding pad. The pressing portion is characterized in that it contacts the coupling pad when pressing the coupling pad.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 핵산추출장치에 있어서, 상기 가압부는 상기 결합패드와 흡수패드가 접촉하는 결합패드 일단의 주변에서 상기 결합패드를 가압한 이후, 상기 결합패드의 주입부 방향으로 이동하면서 결합패드를 가압하게 되고, 상기 용출패드는 상기 결합패드와 흡수패드가 접촉하는 결합패드 일단의 주변에서부터 적어도 상기 결합패드의 주입부 주변까지 결합패드의 길이 방향으로, 상기 가압부가 결합패드를 가압하면서 이동하는 동안 지속적으로 상기 결합패드와 접촉되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the nucleic acid extraction device according to the present invention, the pressing unit presses the binding pad around one end of the binding pad where the binding pad and the absorbent pad are in contact, and then presses the binding pad. The bonding pad is pressed while moving in the direction of the injection portion, and the elution pad is pressed in the longitudinal direction of the bonding pad from the periphery of one end of the bonding pad where the bonding pad and the absorption pad are in contact to at least the periphery of the injection portion of the bonding pad. It is characterized in that the additional coupling pad is continuously contacted while moving while pressing the coupling pad.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention can achieve the following effects by combining the above-mentioned embodiment with the configuration, combination, and use relationship described below.
본 발명은, 별도의 각종 장비나 도구, 전력원 등을 필요로 하기 않고 현장에서 검사요원이 간편하고 신속하게 장치를 활용할 수 있기 때문에 실제 현장에서의 신속 진단에 적합한 효과를 갖는다. The present invention has an effect suitable for rapid diagnosis in the actual field because inspectors can easily and quickly use the device in the field without requiring various types of separate equipment, tools, power sources, etc.
본 발명은, 기계적 장치가 아닌 현장에서의 검사요원이 직접 간단한 작동운용을 통해 핵산을 추출할 수 있고, 이 과정에서 숙련자가 아니더라도 신속,정확하게 핵산을 추출할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. The present invention has the effect of allowing nucleic acids to be extracted through simple operation directly by inspection personnel in the field rather than using a mechanical device, and in this process, nucleic acids can be extracted quickly and accurately even if the person is not skilled.
본 발명은, 간편한 일회용 형태로 사용이 가능하도록 간단한 구조로 경제성 있는 현장진단형 핵산추출장치를 제공하는 효과를 갖는다. The present invention has the effect of providing an economical on-site diagnostic nucleic acid extraction device with a simple structure so that it can be used in a convenient disposable form.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현장진단형 핵산추출장치의 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산추출장치를 이용한 핵산추출과정을 도시한 단계블럭도
도 3은 도 1의 장치를 이용한 핵산추출과정의 순서도1 is a cross-sectional view of a point-of-care nucleic acid extraction device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a step block diagram showing a nucleic acid extraction process using a nucleic acid extraction device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart of the nucleic acid extraction process using the device of Figure 1
이하에서는 본 발명에 따른 현장진단형 핵산추출장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 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. Hereinafter, preferred embodiments of the point-of-care nucleic acid extraction device according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. It should be noted that like elements in the drawings are represented by like symbols wherever possible. Unless otherwise specified, all terms in this specification have the same general meaning as understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains, and if there is a conflict with the meaning of the terms used in this specification, this specification Follow the definitions used in the specification. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
도 .1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 현장진단형 핵산추출장치는, 주입부(110)에 투입되는 분석대상 샘플과 접촉하며, 샘플을 분쇄하는 분쇄시약을 포함하는 결합패드(10); 상기 결합패드(10)와 일단에서 접촉되며, 결합패드(10)에 고착되는 핵산을 제외한 수분이나 분쇄시약을 제거하기 위해 흡수하는 흡수패드(20); 상기 결합패드(10)에 고착된 핵산을 추출하기 위해 외력을 가하는 가압부(30); 및 상기 가압부(30)를 통한 결합패드(10)의 가압시 결합패드(10)에 고착된 핵산의 용출을 위한 용출시약을 포함하는 용출패드(40);를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 현장진단형 핵산추출장치는 별도의 각종 장비나 도구, 전력원 등을 필요로 하기 않고 현장에서 검사요원이 직접 간단한 작동운용을 통해 간편하고 신속하게 장치를 활용할 수 있기 때문에 숙련자가 아니더라도 실제 현장에서 신속,정확하게 핵산을 추출할 수 있는 현장진단형 핵산추출장치를 제공하고자 하는 것인바, 상기와 같은 구조를 적용하고 있다. 이하에서 각 구조(구성)을 상세히 설명하도록 한다. 1 to 3, the point-of-care nucleic acid extraction device according to an embodiment of the present invention is in contact with the analysis target sample introduced into the
상기 결합패드(10)는 주입부(110)에 투입되는 분석대상 샘플과 접촉하며, 샘플을 분쇄하는 분쇄시약을 포함하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 핵산을 추출하고자 하는 분석대상 샘플(통상적으로 혈액이나 세포일 수 있으나, 이에 한정되지는 않음)을 본 발명의 장치의 주입부(110)를 통해 주입하게 되면, 가장 먼저 주입된 샘플은 상기 결합패드(10)와 접촉하게 된다. 상기 결합패드(10)는 바람직하게는 패드 자체가 핵산과 결합하는 성질이 있는 실리카 멤브레인으로 형성되고, 결합패드(10) 내에는 샘플 내의 세포로부터 추출하고자 하는 핵산(DNA 등)을 방출시키기 위한 분쇄시약(라이시스 버퍼, Lysis Buffer)가 포함될 수 있다. 즉, 결합패드(10) 자체가 핵산과 결합이 용이한 실리카 멤브레인으로 형성됨으로서 분쇄시약(라이시스 버퍼)에 의해 세포로부터 방출된 핵산이 상기 결합패드(10)의 실리카와 결합하여 그대로 결합패드(10) 상에 고착되게 되고, 결합패드(10) 상에 고착된 핵산 이외 나머지 성분들만이 후술할 흡수패드(20)를 통해 흡수되게 되면, 종국에는 결합패드(10) 상에는 추출하고자 하는 핵산만이 남게 된다. 상기 결합패드(10)에 포함되는 분쇄시약(라이시스 버퍼)의 경우, 실리카 멤브레인에 동결건조된 분쇄시약이 포함되는 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 결합패드(10)의 실리카 멤브레인 상에 동결건조된 분말 형태로 포함되는 분쇄시약은 주입된 샘플 혈액과 만나게 되면 혈액 속 수분 등에 의해 분쇄시약과 샘플 간 반응이 일어나면서 샘플 속 세포 등에 포함된 핵산을 방출시키게 된다. The
상기 흡수패드(20)는 상기 결합패드(10)와 일단에서 접촉되며, 결합패드(10)에 고착되는 핵산을 제외한 수분이나 분쇄시약을 제거하기 위해 흡수하는 구성으로, 보다 구체적으로는 도 1 등에 도시된 바와 같이, 상기 흡수패드(20)는 상기 결합패드(10)에 분석대상 샘플이 주입되는 주입부(110)와 반대되는 반대측 방향의 결합패드(10) 하단에서 상기 결합패드(10)와 접촉하는 구조로 형성됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 분석대상 샘플은 상기 결합패드(10) 상측의 주입부(110)를 통해 주입된 이후 상기 결합패드(10) 및/또는 흡수패드(20)의 흡수력을 따라 결합패드(10)의 한쪽에서 다른쪽으로 이동하게 되는 것이다. 상기 결합패드(10) 및 흡수패드(20)는 액체 흡수성이 있는 다공성 멤브레인(일 예로, 섬유성 종이, 셀룰로오스 물질로 된 미세기공 멤브레인, 유리섬유 멤브레인 등)으로 형성되는 것이 바람직한데, 이때 상기 결합패드(10)와 흡수패드(20)의 흡수력은 각각 다른데, 바람직하게는 상기 흡수패드(20)의 흡수력이 보다 강하도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 결합패드(10)에 주입된 샘플은 상기 결합패드(10)를 거쳐 흡수패드(20)까지 이동하게 되며, 이 과정에서 결합패드(10) 상의 실리카에 고착되는 핵산을 제외한 나머지 분쇄시약의 염, 수분, 단백질 등은 상기 흡수패드(20)를 통해 흡수되게 된다. The
상기 가압부(30)는 상기 결합패드(10)에 고착된 핵산을 추출하기 위해 외력을 가하는 구성으로, 앞서 본 발명의 가장 큰 특징이 기존의 핵산추출장치에서 원심분리기와 같은 별도의 장비나 도구, 전력원 등을 필요로 하지 않고, 장치 자체의 간단한 구조를 통해 현장에서 검사요원이 간편하고 용이하게 핵산을 추출할 수 있게 하는 것인바, 이를 위해 상기 가압부(30)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 결합패드(10) 상측에 위치하고 있다가, 분석대상 샘플이 결합패드(10) 상에 주입되어 '라이시스-핵산의 결합패드(10) 내 고착-핵산 이외 나머지 성분의 흡수패드(20) 내 흡수'과정이 진행된 이후, 검사요원의 작동에 의해 상기 가압부(30)가 하향 이동하면서 상기 결합패드(10)와 흡수패드(20)가 접촉하는 결합패드(10) 일단의 주변에서 상기 결합패드(10)를 가압하여 결합패드(10)가 그 하측에 위치하고 있는 후술할 용출패드(40)와 접촉하게 되고, 이후 상기 가압부(30)를 상기 결합패드(10)의 주입부(110) 방향으로 이동시키면서 연속적으로 결합패드(10)를 가압하면서 결합패드(10)에 고착(결합)되어 있던 핵산을 용출시켜 한 쪽으로 모을 수 있도록 한다. 이를 위해, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 가압부(30)는 핵산추출장치의 양 측면에 가압부(30)의 양 단이 노출되는 형태로 검사요원이 가압부(30)의 노출된 양 단을 눌러 가압하면서 이동시키는 구조가 적용될 수 있고, 이때 또한 가압부(30)의 정확한 위치에서의 하향 이동과 슬라이딩 이동을 가이드할 수 있도록 상기 가압부(30)의 이동을 가이드하는 슬롯 등이 핵산추출장치의 양 측면에 형성될 수 있다. The
상기 용출패드(40)는 상기 가압부(30)를 통한 결합패드(10)의 가압시 결합패드(10)에 고착된 핵산의 용출(Elution)을 위한 용출시약(일루션 버퍼, Elution Buffer)을 포함하는 구성으로, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 용출패드(40)는 일단 상기 결합패드(10)의 하측에 이격된 상태로 위치하다가, 상기 가압부(30)가 상기 결합패드(10)를 가압하는 경우에 상기 결합패드(10)가 하향 이동하면서 상기 용출패드(40)와 접촉하게 되는 구조 즉, 결합패드(10)에 고착(결합)된 핵산을 용출하기 위한 과정에서만 상기 용출패드(40)가 결합패드(10)와 접촉되는 구조로 형성될 수 있다. 상기 용출패드(40)가 결합패드(10)와 접촉하게 되면, 상기 용출패드(40)에 포함되어 있던 용출시약(일루션 버퍼)이 결합패드(10) 쪽으로 이동하면서 결합패드(10)의 실리카 멤브레인상에 고착(결합)되어 있던 핵산을 용출하여 상기 가압부(30)가 이동하는 방향을 따라 한 쪽에 모아져 핵산을 추출할 수 있게 된다. The
상기 가압부(30)와 용출패드(40)의 위치는 상기 결합패드(10) 전반에 걸쳐 고착(결합)되어 있는 핵산 모두를 한 쪽으로 모아서 추출할 수 있도록, 상기 결합패드(10)와 흡수패드(20)가 접촉하는 결합패드(10) 일단의 주변에서 적어도 상기 결합패드(10)의 반대쪽 말단 주변까지 형성(즉, 상기 결합패드(10)와 흡수패드(20)가 접촉하는 결합패드(10) 일단의 주변에서부터 적어도 상기 결합패드(10)의 주입부(110) 주변까지 결합패드(10)의 길이 방향으로 대응되게 형성) 및 이동할 수 있도록 위치하는 것이 바람직하다. The positions of the
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 핵산추출장치를 이용한 핵산추출과정에 대해 설명하도록 한다. Below, with reference to Figures 2 and 3, the nucleic acid extraction process using the nucleic acid extraction device of the present invention will be described.
먼저, 현장에서 분석대상 샘플에서 핵산을 추출하고자 하는 경우, 본 발명의 핵산추출장치의 상기 주입부(110)에 분석대상 샘플(혈액 등)을 주입하는 샘플로딩단계(S1)가 진행되게 된다. First, when it is desired to extract nucleic acid from a sample to be analyzed in the field, a sample loading step (S1) is performed in which the sample to be analyzed (blood, etc.) is injected into the
상기 샘플로딩단계(S1)를 통해 주입된 샘플은 상기 결합패드(10)와 먼저 접촉하게 되는데, 이때 결합패드(10)에 포함되어 있던 분쇄시약(라이시스 버퍼)에 의해 샘플의 세포로부터 방출된 핵산은 상기 결합패드(10)의 실리카와 결합하여 그대로 결합패드(10) 상에 고착되게 되고, 결합패드(10) 상에 고착된 핵산 이외 나머지 성분들은 결합패드(10)를 따라 이동하면서 최종적으로 후술할 바와 같이, 흡수패드(20)를 통해 흡수되게 되면, 종국에는 결합패드(10) 상에는 추출하고자 하는 핵산만이 남게 되는 샘플이동및핵산고착단계(S2)가 진행되게 된다. The sample injected through the sample loading step (S1) first comes into contact with the
상기 샘플이동및핵산고착단계(S2)를 통해 주입된 샘플이 결합패드(10)를 따라 이동하면서 샘플 중 핵산만이 결합패드(10)의 실리카와 결합하여 고착(결합)되게 되면, 핵산 이외 나머지 성분들은 상기 결합패드(10)의 길이 방향을 따라 이동하다가 종국적으로는 상기 흡수패드(20)를 통해 흡수되게 되는 흡수단계(S3)까지 진행이 이루어지게 된다. As the sample injected through the sample movement and nucleic acid fixation step (S2) moves along the
상기 흡수단계(S3)까지 이루어지게 되면, 상기 결합패드(10) 상에는 실리카에 고착(결합)된 핵산만이 남게 되는데, 이를 용출,수집하기 위해 상기 가압부(30)가 결합패드(10)를 향해 하향 이동하면서 결합패드(10)를 가압하여, 결합패드(10)가 그 하부에 위치하는 용출패드(40)와 접촉할 수 있게 하는 가압및용출단계(S4)가 진행되게 된다. 가압및용출단계(S4)에서 상기 가압부(30)는 상기 결합패드(10)와 흡수패드(20)가 접촉하는 결합패드(10) 일단의 주변에서 상기 결합패드(10)를 가압하여 결합패드(10)가 그 하측에 위치하고 있는 용출패드(40)와 접촉하게 되고, 이후 상기 가압부(30)를 상기 결합패드(10)의 주입부(110) 방향으로 이동시키면서 연속적으로 결합패드(10)를 가압하여 용출패드(40)와 연속적으로 접촉시키면서 결합패드(10)에 고착(결합)되어 있던 핵산을 용출시켜 한 쪽으로 모을 수 있도록 하게 된다. When the absorption step (S3) is reached, only the nucleic acid fixed (bound) to the silica remains on the
상기 가압및용출단계(S4)가 완료되고 나면, 상기 결합패드(10)의 한 쪽으로 용출된 핵산이 모이게 되는데, 이렇게 모인 핵산을 별도의 토출부(미도시) 등을 통해 수집하는 핵산추출단계(S5)를 통해, 최종적으로 타겟하는 핵산만을 추출할 수 있게 된다. After the pressurization and elution step (S4) is completed, the eluted nucleic acids are collected on one side of the
이와 같은 본 발명의 핵산추출장치를 이용한 핵산추출과정을 통해, 본 발명은 별도의 각종 장비나 도구, 전력원 등을 필요로 하기 않고 현장에서 검사요원이 간편하고 신속하게 장치를 활용할 수 있기 때문에 실제 현장에서의 신속 진단에 적합하며 특히, 간편한 일회용 형태로 사용이 가능하도록 간단한 구조로 경제성 있는 현장진단형 핵산추출장치를 제공할 수 있게 된다. Through the nucleic acid extraction process using the nucleic acid extraction device of the present invention, the present invention allows testing personnel to easily and quickly utilize the device in the field without requiring various separate equipment, tools, power sources, etc. It is suitable for rapid diagnosis in the field, and in particular, it is possible to provide an economical field diagnostic nucleic acid extraction device with a simple structure so that it can be used in a convenient disposable form.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다. In the above, the applicant has described various embodiments of the present invention, but such embodiments are only embodiments that embody the technical idea of the present invention, and any changes or modifications are not permitted in the present invention as long as they embody the technical idea of the present invention. It should be interpreted as falling within the scope of.
10: 결합패드 110: 주입부
20: 흡수패드 30: 가압부
40: 용출패드10: Coupling pad 110: Injection part
20: Absorbent pad 30: Pressure part
40: Dissolution pad
Claims (5)
주입부의 반대측에서 결합패드와 접촉하며, 결합패드에 고착되는 핵산을 제외한 수분이나 분쇄시약을 제거하기 위해 흡수하는 흡수패드;
상기 결합패드에 고착된 핵산을 추출하기 위해 외력을 가하는 가압부; 및
상기 가압부를 통한 결합패드의 가압시 결합패드에 고착된 핵산의 용출을 위한 용출시약을 포함하는 용출패드;를 포함하고,
상기 가압부는,
상기 결합패드의 상측에서 상기 결합패드를 가압하며, 상기 결합패드와 흡수패드가 접촉하는 결합패드 일단의 주변에서 상기 결합패드를 가압한 이후, 상기 결합패드의 주입부 방향으로 이동하면서 결합패드를 가압하게 되고,
상기 용출패드는,
상기 결합패드의 하측에 이격된 상태에서 상기 가압부가 상기 결합패드를 가압하는 경우에 상기 결합패드와 접촉하며, 상기 결합패드와 흡수패드가 접촉하는 결합패드 일단에서부터 주입부까지 결합패드의 길이 방향으로 상기 가압부가 결합패드를 가압하면서 이동하는 동안 지속적으로 상기 결합패드와 접촉되는 것을 특징으로 하는 현장진단형 핵산추출장치.A binding pad that is in contact with the sample to be analyzed being introduced into the injection unit and includes a grinding reagent to grind the sample;
An absorbent pad that contacts the bonding pad on the opposite side of the injection section and absorbs moisture or grinding reagents other than nucleic acids adhered to the bonding pad to remove them;
a pressurizing unit that applies external force to extract the nucleic acid fixed to the binding pad; and
It includes an elution pad containing an elution reagent for elution of nucleic acids fixed to the binding pad when the binding pad is pressed through the pressing unit,
The pressurizing part is,
Pressing the bonding pad from the upper side of the bonding pad, pressing the bonding pad around one end of the bonding pad where the bonding pad and the absorbent pad are in contact, and then pressing the bonding pad while moving in the direction of the injection portion of the bonding pad. And do it,
The dissolution pad is,
When the pressing portion presses the bonding pad while spaced below the bonding pad, it contacts the bonding pad, and extends from one end of the bonding pad where the bonding pad and the absorption pad are in contact to the injection portion in the longitudinal direction of the bonding pad. A point-of-care nucleic acid extraction device, characterized in that the pressing portion continuously contacts the bonding pad while moving while pressing the bonding pad.
상기 흡수패드는 상기 결합패드에 분석대상 샘플이 주입되는 반대측 하단에서 상기 결합패드와 접촉함으로써, 분석대상 샘플은 상기 결합패드 상측으로 주입된 이후 상기 흡수패드의 흡수력을 따라 결합패드의 한쪽에서 다른쪽으로 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 현장진단형 핵산추출장치. According to claim 1,
The absorbent pad is in contact with the bonding pad at the bottom opposite to where the sample to be analyzed is injected into the bonding pad, so that the sample to be analyzed is injected into the upper side of the bonding pad and then flows from one side of the bonding pad to the other along the absorbent power of the absorbent pad. A point-of-care diagnostic nucleic acid extraction device characterized in that it moves.
상기 결합패드는 분석대상 샘플의 핵산과 결합이 용이한 실리카 멤브레인에 동결건조된 분쇄시약을 포함하는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 현장진단형 핵산추출장치. According to claim 1,
The binding pad is a point-of-care nucleic acid extraction device characterized in that it is formed in a form that contains a grinding reagent freeze-dried on a silica membrane that is easy to bind to the nucleic acid of the sample to be analyzed.
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2020
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