KR102654880B1 - Pcr 검사용 칩 및 이를 포함하는 pcr 검사용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PCR 검사용 칩 및 이를 포함하는 PCR 장치에 관한 것이다. 상기 PCR 검사용 칩은, 상기 막가습기용 유량조절장치는, 광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부; 상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 반응챔버; 및 상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며, 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

PCR 검사용 칩 및 이를 포함하는 PCR 검사용 장치{Chip for PCR test and Apparatus for PCR test with the same}

본 발명은 PCR 검사용 칩 및 이를 포함하는 PCR 검사용 장치에 관한 것으로, 시료와 반응하는 반응시약이 반응챔버 내에 수용되어 고정됨으로써 테스트 결과 확인시, 민감도를 향상시킬 수 있도록 한 PCR 검사용 칩 및 이를 포함하는 PCR 검사용 장치에 관한 것이다.

중합효소 연쇄 반응(PCR: Polymersase Chain Reaction, 이하 PCR 이라 함)은, 검출을 원하는 특정 표적 유전물질을 증폭하는 방법으로서, 소량의 유전물질로부터 염기 순서가 동일한 유전물질을 많은 양으로 증폭하는 기술이다. PCR은, 인간의 DNA를 증폭하여 여러 종류의 유전질환을 진단하는 데 사용하거나, 세균이나 바이러스, 진균의 DNA에 적용하여 감염성 질환의 진단 등에 사용되고 있다.

일반적으로, PCR은 다음의 3단계가 반복적으로 수행된다. 상기 3단계는, 1) 이중 가닥의 DNA를 포함하는 샘플 용액을 특정 온도, 예를 들어 약 95℃로 가열하여 이중 가닥의 DNA를 단일 가닥의 DNA로 분리하는 변성 단계(denaturing step), 2) 상기 변성 단계 이후 샘플 용액에 증폭하고자 하는 특정 염기 서열과 상보적인 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide) 프라이머를 제공하고, 분리된 단일 가닥의 DNA와 함께 특정 온도, 예를 들어 55℃로 냉각하여 단일 가닥의 DNA의 특정 염기 서열에 프라이머를 결합시켜 부분적인 DNA-프라이머 복합체를 형성하는 어닐링 단계(annealing step), 및 3) 상기 어닐링 단계 이후 샘플 용액을 DNA 중합효소의 활성온도, 예를 들어 72℃로 유지하여 DNA 중합효소(polymerase)에 의해 부분적인 DNA-프라이머 복합체의 프라이머를 기초로 이중 가닥의 DNA를 형성하는 연장(또는 증폭) 단계(extension step)를 포함한다. 상기 3단계를 수차례 반복함으로써 특정 염기 서열을 갖는 타겟 핵산을 기하급수적으로 증폭할 수 있다.

이러한 PCR을 수행하기 위해서는 시약과 시료는 물론 샘플 용액을 수용할 수 있는 챔버가 구비된 PCR 칩과, 상기 PCR 칩을 가열 및 냉각하여 증폭 반응을 유도하고 그 결과를 측정하는 PCR 장치가 필요하다. PCR 장치는 타깃 핵산의 증폭을 구현하기 위한 구체적인 수단으로, 현재 다양한 장치가 개발되었다.

종래의 PCR은 반응이 끝나고서 별도의 전기영동을 이용하여 증폭된 타깃 핵산의 정성적인 분석만 가능했으나 최근에는 광학적 검출시스템을 이용해서 증폭된 유전물질의 농도에 비례하는 형광의 세기를 검출하여 타깃 핵산의 정량분석이 가능한 리얼타임(Real Time) PCR 장치(즉, rPCR 장치)도 개발되었다. 또한, 실험실에서 사용하는 대형 PCR 장치를 소형화하여 시료가 채취되는 현장에서 PCR을 할 수 있는 휴대용 실시간 PCR 장치도 개발되었다. 휴대용 PCR 장치는, PCR 칩(또는 바이오 칩, 마이크로 칩)을 사용하고, 크고 복잡한 광 검출시스템 대신에 카메라나 디지털 카메라를 사용하는 특징이 있다.

본 발명은 시약과 시료가 반응할 때 발산되는 형광의 세기를 검출할 때, 민감도를 향상시키고, 여러 개의 표적 유전자를 동시에 검출할 수 있도록 한 PCR 검사용 칩과 관련된다.

본 발명은 시료와 반응하는 반응시약이 반응챔버 내에 수용되어 고정됨으로써 테스트 결과 확인시, 민감도를 향상시킬 수 있도록 한 PCR 검사용 칩 및 이를 포함하는 PCR 검사용 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따른 PCR 검사용 칩은, 광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부; 상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 반응챔버; 및 상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며, 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반응챔버는 상기 바디부에 복수개 마련된 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응챔버는 상기 바디부에 복수개 마련되고, 상기 반응챔버는 상호 간은 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 연결유로에 의해 연결된 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응챔버는, 상기 반응챔버가 제1 방향으로 서로 이격되어 배치되는 제1 열부와, 상기 제1 열부와 이격되어 상기 제1 방향과 평행하며 상기 제1 열부의 챔버부 사이에 배치되는 제2 열부를 이루도록 배치되고, 상기 제1 열부를 이루는 반응챔버와 상기 제2 열부를 이루는 반응챔버는 서로 지그재그로 방식으로 배열된 것이 바람직하다.

또한, 상기 투입구에 인접한 순서대로 상기 반응챔버를 제N 챔버(N은 자연수)라 할 때, 제N 챔버와 제N+1 챔버를 연결하는 상기 연결유로는, 일단부가 제N 챔버와 연결되는 제1 유로; 타단부가 제N+1 챔버와 연결되는 제2 유로; 상기 제1,2 유로를 연결하며, 시료의 흐름 방향이 변경되는 밴딩부를 갖는 방향전환유로;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밴딩부는 적어도 2개 마련된 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응챔버는 상기 바디부에 복수개 마련되고, 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 상기 반응챔버를 서로 연결하는 연결유로를 포함하고, 상기 바디부의 하면에는, 상기 하면으로부터 상면을 향하여 홈 형태로 마련되는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버를 폐쇄하는 커버부가 결합되고, 상기 커버부는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버의 저면을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 커버부는, 상기 바디부의 하측에 배치되어 PCR 수행을 위한 가열장치의 열을 전달할 수 있도록, 필림 형태로 마련되어 상기 바디부의 하면에 부착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바디부의 하면으로부터 함몰된 상기 연결유로의 깊이와, 상기 제1 챔버부의 깊이는 동일한 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 챔버부는, 시료가 유입되는 방향으로 형성되는 제1 경사유로와, 상기 시료가 상기 제2 챔버부로부터 배출되는 방향으로 형성되는 제2 경사유로를 포함하며, 상기 제1 경사유로는, 상기 제2 챔버부와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부의 내주면까지 상기 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 상기 바디부의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 형성되고, 상기 제2 경사유로는, 상기 제2 챔버부와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부의 내주면까지 상기 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 상기 바디부의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 상기 제1 경사유로에 대향하여 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 경사유로와 상기 제2 경사유로는 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 폭이 넓어지면서 라운드진 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응챔버로 시료가 유입되는 유입구 측에서, 상기 연결유로는 상기 반응챔버로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제1 확장부를 포함하고, 상기 반응챔버로부터 상기 시료가 배출되는 배출구 측에서, 상기 연결유로는 상기 반응챔버로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제2 확장부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응시약은 서로 다른 목표 유전자를 검출하도록 적어도 2 종류 이상이 마련되고, 상기 복수의 반응챔버에는 서로 다른 반응시약이 수용되어 하나의 시료에 대하여 다중 진단이 가능하도록 한 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 PCR 검사용 장치는, 본체부; 광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부, 상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 복수의 반응챔버와 상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로와, 및 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 상기 복수의 반응챔버를 서로 연결하는 연결유로를 포함하며, 상기 본체부에 장착되는 PCR 검사용 칩; 상기 본체부에 마련되어, 상기 PCR 검사용 칩을 가열하는 가열장치; 상기 본체부에 마련되어, 상기 PCR 검사용 칩에 광을 조사하는 광원; 형광염료를 포함하는 상기 반응시약이 시료와 반응할 때, 상기 형광염료에서 발광하는 형광을 촬영하는 카메라; 및 상기 카메라의 이미지를 분석하는 분석하는 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 반응챔버는, 상기 반응챔버가 제1 방향으로 서로 이격되어 배치되는 제1 열부와, 상기 제1 열부와 이격되어 상기 제1 방향과 평행하며 상기 제1 열부의 챔버부 사이에 배치되는 제2 열부를 이루도록 배치되고, 상기 제1 열부를 이루는 반응챔버와 상기 제2 열부를 이루는 반응챔버는 서로 지그재그로 방식으로 배열된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 투입구에 인접한 순서대로 상기 반응챔버를 제N 챔버(N은 자연수)라 할 때, 제N 챔버와 제N+1 챔버를 연결하는 상기 연결유로는, 일단부가 제N 챔버와 연결되는 제1 유로; 타단부가 제N+1 챔버와 연결되는 제2 유로; 상기 제1,2 유로를 연결하며, 시료의 흐름 방향이 변경되는 밴딩부를 갖는 방향전환유로;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 바디부의 하면에는, 상기 하면으로부터 상면을 향하여 홈 형태로 마련되는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버를 폐쇄하는 커버부가 결합되고, 상기 커버부는, 상기 가열장치의 열을 전달할 수 있도록 필림 형태로 마련되어 상기 바디부의 하면에 부착되며, 상기 커버부는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버의 저면을 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2 챔버부는, 시료가 유입되는 방향으로 형성되는 제1 경사유로와, 상기 시료가 상기 제2 챔버부로부터 배출되는 방향으로 형성되는 제2 경사유로를 포함하며, 상기 제1 경사유로는, 상기 제2 챔버부와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부의 내주면까지 상기 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 상기 바디부의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 형성되고, 상기 제2 경사유로는, 상기 제2 챔버부와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부의 내주면까지 상기 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 상기 바디부의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 상기 제1 경사유로에 대향하여 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 반응챔버로 시료가 유입되는 유입구 측에서, 상기 연결유로는 상기 반응챔버로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제1 확장부를 포함하고, 상기 반응챔버로부터 상기 시료가 배출되는 배출구 측에서, 상기 연결유로는 상기 반응챔버로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제2 확장부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명 실시예에 따른 PCR 검사용 칩 및 이를 포함하는 PCR 검사용 장치는, 시료와 반응하는 반응시약이 반응챔버 내에 수용되어 고정됨으로써 테스트 결과 확인시, 민감도가 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명 실시예에 따르면, 복수의 반응챔버를 구비하고 여러 종류의 반응시약을 충진하여 한 번의 시료 주입으로 복수의 목표유전자를 검출할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 반응챔버를 2단으로 형성하고 더 깊은 챔버부에 반응시약을 고정하여 반응시약이 포집되어 고정되는 효과를 제공함으로써, 시료와 반응시약의 반응시 형광의 세기가 집중되어 시인성을 향상시켜서 검출의 민감도 내지 정확성을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 반응챔버를 연결하는 연결유로에는 밴딩부를 구비하여 시료와 반응시약이 반응할 때, 어느 하나의 반응챔버에서의 반응시약이 인접한 반응챔버로 이동하는 것을 효과적으로 방지하여 테스트 결과의 정확성을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 시료의 주입시 반응챔버에서 발생되는 버블(bubble)은, 상기 반응챔버의 유선형 형상을 따라 밀려서 제거될 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 시료가 반응챔버로 유입되는 유입구 측과 상기 반응챔버로부터 빠져나가는 배출구 측은 연결유로의 폭보다 넓게 형성되어, 시료가 복수의 반응챔버로 용이하게 분주(확산)될 수 있는 효과를 제공한다.

도1은 본 발명 실시예에 따른 PCR 검사용 칩의 사시도,
도2는 도1의 저면사시도,
도3은 도1의 저면도
도4는 도3의 확대도,
도5는 도1의 단면도,
도6은 챔버부에서 시료와 시약이 반응하여 민감도가 향상된 모습을 보인 도면,
도7은 PCR 검사용 칩이 포함된 PCR 장치의 블럭도이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 본 발명의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

본 발명의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 발명의 다양한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시예가 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 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 PCR 장치에 사용되는 칩에 관한 것으로, 상기 칩에는 반응시약이 수용되고 상기 칩에 시료를 주입한 후, 상기 칩을 PCR 장치를 사용하여 목표하는 유전자를 검출하는데 활용한다.

먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어 'PCR(polymerase chain reaction) 또는 중합효소 연쇄반응'은 열 안정성 DNA 중합효소를 이용하여 특정 표적 핵산 분자를 증폭하는 반응을 의미한다. PCR에는 DNA 중합효소 외에 표적 핵산 특이적으로 혼성화할 수 있는 올리고뉴클레오티드인 프라이머(포워드 프라이머, 리버스 프라이머), 디옥시뉴클레오티드트리포스페이트 혼합물(dNTP mixture), Mg2+ 등의 2가 이온을 포함하는 반응 혼합물이 사용될 수 있다.

'프라이머(primer)'는 PCR 반응의 개시를 위해 사용되는 것으로, 주형 DNA에 상보적으로 혼성화는 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드를 의미한다. PCR반응을 위한 프라이머는 증폭되는 핵산분자의 유전자 코드 진행방향과 동일한 센스 가닥으로부터 선택되는 포워드 프라이머(또는 센스 프라이머) 및 상기 센스 가닥에 상보적인 안티센스 가닥으로부터 선택되는 리버스 프라이머(또는 안티센스 프라이머)의 쌍이 사용될 수 있다.

'시료'는 증폭하고자 하는 대상이 되는 유전물질 또는 이러한 유전물질이 포함된 생물학적 용액을 말한다. 그리고 '반응시약'은 상기 타깃이 되는 유전물질을 검출하기 위한 것으로 프라이머 등을 포함할 수 있다. 프라이머는 목표 유전자의 특정 부위 양끝에 결합할 수 있는 15~30bp 길이의 프라이머 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 또한, DNA 중합효소는 90℃ 이상의 고온에서도 활성을 잃지 않는 효소를 사용한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 PCR 검사용 칩(100)은, 바디부(10), 반응챔버(20), 및 유입유로(30)를 포함한다.

상기 바디부(10)는 광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구(11)가 형성된다. 상기 바디부(10)는 광학적 검출 장치에 의해 형광 물질을 검출할 수 있도록 광 투광성 재질로 이루어진다. 본 실시예에 따르면, 상기 바디부(10)는 투명한 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 상기 바디부(10)는 직사각형 형상으로 이루어질 수 있으며, 직사각형의 마주하는 장변에는 사용자가 파지하기 용이하도록 돌출벽(12)이 형성된다. 상기 돌출벽(12)의 내측에는 상하 방향으로 연장되는 보강돌기(13)가 형성된다. 상기 보강돌기(13)는 상기 바디부(10)의 사출 형성시 사출물이 휘어지는 것을 방지하고, 상기 바디부(10)의 강성을 향상시킨다. 한편, 사용자가 상기 바디부(10)를 파지하기 위해서, 상기 돌출벽(12)을 대체하여 상기 바디부(10)의 장변의 외주면에 홈을 형성할 수도 있다.

상기 반응챔버(20)는 시료와 반응시약이 반응하는 공간을 제공하며, 본 실시예에 따르면, 제1 챔버부(21) 및 제2 챔버부(22)를 포함한다.

상기 제1 챔버부(21)는, 상기 바디부(10)의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성된다. 상기 제1 챔버부(21)는 0.3mm 내지 0.5mm 깊이로 상기 바디부(10)의 하면으로부터 함몰되어 형성된다. 본 실시예에 따르면, 상기 제1 챔버부(21)는 0.4mm 깊이로 형성된다. 상기 제1 챔버부(21)의 깊이가 0.3mm 미만인 경우, 투입되는 시료가 이동할 때 이동속도가 줄어드는 단점이 있고, 0.5mm를 초과하는 경우 반응시약에 열전달효율이 떨어지는 단점이 있다. 상기 제1 챔버부(21)는 소정의 제1 영역에 해당하는 면적만큼 함몰된다. 전체적으로 상기 제1 챔버부(21)의 제1 영역은 원형으로 형성되고, 시료가 유입되는 입구와 시료로 빠져나가는 출구가 형성된다.

상기 제2 챔버부(22)는, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰된다. 즉, 상기 제2 챔버부(22)는 상기 제1 챔버부(21)의 내측에 단차를 두고 함몰됨으로써, 상기 반응챔버(20)는 2단 구조로 형성된다. 상기 제2 챔버부(22)에는 반응시약이 수용된다. 상기 제2 챔버부(22)는 상기 바디부(10)의 하면으로부터 0.8mm 내지 1.1mm 깊이로 함몰되어 형성된다. 상기 제2 챔버부(22)는, 고정되는 시약에 포함되는 형광 물질의 성능(발광)을 효과적으로 확보하기 위해서 5㎕ 이상의 부피를 확보하는 것이 바람직하다. 상기 제2 챔버부(22)의 깊이가 0.8mm 이상으로 형성되어 형광 물질의 확인을 용이하게 한다. 상기 제2 챔버부(22)의 깊이가 1.1mm 이상의 깊이로 형성되는 경우 바디부(10)의 두께를 더 보강해야 하고, 반응 시약에 열 전달 효율을 떨어뜨리는 단점이 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 제2 챔버부(22)의 깊이는 1.0mm로 형성된다..

본 실시예에 따르면, 시료와 반응하는 상기 반응시약에는 프라이머(Primer) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 반응시약에는 형광염료가 함께 포함될 수 있다. 물론 PCR 방식에 따라서, 상기 형광염료는 시료와 함께 칩으로 주입될 수 있다. 상기 형광염료는 DNA 연장(또는 증폭) 단계(extntion step)에서 특정 파장대의 빛을 방출한다. 상기 반응시약은 서로 다른 목표 유전자를 검출하도록 적어도 2 종류 이상 마련되고, 상기 복수의 반응챔버에는 서로 다른 반응시약이 수용될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따르면, 상기 반응챔버(20)는 복수개 마련되며, 상기 반응챔버(20)에 서로 다른 반응시약을 고정하여 한 번의 시료 주입으로 서로 다른 목표 유전자를 검출하여 다중 진단이 가능하도록 한다. 예컨대, 복수의 제2 챔버부(22) 중 일부에는 특정한 목표 유전자를 검출하는 반응시약을 수용하여 고정시킬 수 있다. 그리고, 다른 제2 챔버부(22)에는 또 다른 목표 유전자 검출하는 반응시약을 수용하여 고정시킬 수 있다. 이때, 상기 각 반응시약은 형광염료가 포함된 상태로 고정될 수 있다. 물론, 상기 형광염료는 시료와 함께 칩 내부로 주입될 수도 있다. 서로 다른 반응시약에 함께 고정되거나, 시료와 함께 주입되는 형광염료는 동일한 염료일 수 있으며, 각각의 제2 챔버부(22)에서 목표 유전자와 반응하여 증폭이 수행될 때 빛을 발하는 것을 감지하여 해당 제2 챔버부(22)에서의 반응 여부를 식별할 수 있다. 즉, 단일 파장을 조사하여 한 번에 다중 진단이 가능하도록 한다.

상기 반응시약은 상기 제2 챔버부(22)에 고정되고, 상기 반응시약이 고정된 칩은 PCR 검사가 필요한 장소로 이송하여 필요에 따라 사용될 수 있다. 상기 반응시약은 자연건조, 진공건조, 또는 냉동건조 등의 방법에 의해 제2 챔버부(22)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 제2 챔버부(22)에 고정된 상기 반응시약의 표면에는 방수성과 접착성을 가지는 코팅제를 이용하여 코팅될 수 있다. 상기 코팅제는 시약의 성질이나 PCR 결과에 영향을 미치지 않는 생체고분자물질을 이용하여 시약(primer, probe, premix)와 고정될 수 있다. 상기 코팅제는 실온에서는 굳어 있는 상태를 유지하고, 일정 온도 이상에 녹는 성질을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 코팅제는 45℃ 이상에서 녹을 수 있다. PCR 수행 과정에서 시료가 주입된 칩이 가열될 때 상기 코팅제가 녹으면서 시료와 반응시약이 반응할 수 있다. 상기 코팅제는 왁스, 아가로스, 파리핀, 콜라겐, 키토산, 젤라틴 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.

물론, 상기 코팅제는 상기 반응시약에 함께 혼합된 상태로 상기 제2 챔버부(22)에 수용되어 고정될 수 있다. 이러한 경우라 하더라고, 상기 제2 챔버부(22)에 수용된 반응시약은 실온에서 고체 상태를 유지하고 PCR 수행 과정에서 시료가 주입된 칩이 가열될 때 상기 코팅제가 녹으면서 시료와 반응시약이 반응할 수 있다.

상기 제2 챔버부(22)에는 시료가 유입되는 방향에 형성되는 제1 경사유로(221)와, 상기 시료가 상기 제2 챔버부(22)로부터 배출되는 방향에 형성되는 제2 경사유로(222)가 구비된다. 상기 제1 경사유로(221)는 상기 제2 챔버부(22)와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부(22)의 내주면까지 연결되는 유로로서, 상기 상기 제2 챔버부(22)의 내주면에 근접할수록 상기 바디부(10)의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 형성된다. 상기 제2 경사유로(222)는 상기 제1 경사유로(221)와 동일한 형상으로 형성된다. 즉, 상기 제2 경사유로(222)는 상기 제2 챔버부(22)와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부(22)의 내주면까지 연결되며 상기 제1 경사유로(221)와 대칭되는 위치에 형성되는 유로로서, 상기 상기 제2 챔버부(22)의 내주면에 근접할수록 상기 바디부(10)의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 형성된다.

또한, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 경사유로(221)는 제2 챔버부(22)의 내주면에 근접할수록 폭이 넓어지면서 라운드지게 형성된다. 즉, 상기 제1 경사유로(221)의 좌우측면은 상기 제2 챔버부(22)와 연결되는 부근에서 시료가 유입방향을 방향을 따라 폭이 넓어지면서 라운드지게 형성된다. 또한, 상기 제2 경사유로(222)는, 상기 제1 경사유로(221)와 마찬가지로, 제2 챔버부(22)의 내주면에 근접할수록 폭이 넓어지면서 라운드지게 형성된다. 상기 제2 경사유로(222)는 상기 제1 경사유로(221)와 대향하여 배치되고 좌우측면의 폭이 제2 챔버부(22)의 내주면에 근접할수록 폭이 넓어지면서 라운드지게 형성된다.

상기 유입유로(30)는, 상기 투입구(11)와 상기 반응챔버(20)를 연결하며, 상기 시료를 상기 반응챔버(20)로 안내하는 하기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 투입구(11)는 상기 바디부(10)의 상면으로부터 상방으로 돌출되어 마련된다. 도1을 참고하면, 상기 바디부(10)의 상면에는 상방으로 돌출되는 2개의 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 상하 방향으로 상기 바디부(10)를 관통하여 형성된다. 상기 2개의 돌출부 중 어느 하나는 시료를 투입하기 위한 투입구(11)로 사용될 수 있다. 상기 나머지 하나의 돌출부는 시료를 상기 투입구(11)로 주입할 때, 유로를 외기와 연통시켜서 상기 시료가 상기 바디부(10)에 형성된 유로를 따라 흐를 수 있도록 한다.

본 실시예에 따르면, 상기 반응챔버(20)는 상기 바디부(10)에 복수개가 마련되고, 상기 반응챔버(20)의 상호 간은 시료가 일방향으로 흐르도록 연결유로(40)에 의해 연결된다.

본 실시예에 따르면, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 상기 반응챔버(20)는 제1 열부와 제2 열부를 포함한다. 상기 제1 열부는 상기 반응챔버(20)가 제1 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1 열부에 배치되는 반응챔버(20)는 일방향으로 연장되는 가상의 직선위에 배치된다. 상기 제2 열부는 상기 제1 열부와 이격되어 상기 제1 방향과 평행하며 상기 제1 열부의 반응챔버(20) 사이에 배치된다. 상기 제2 열부에 배치되는 반응챔버(20)는, 제1 열부와 마찬가지로, 일방향으로 연장되는 가상의 직선 위에 배치되며, 상기 제1 열부와 제2 열부가 배치되는 가상의 직선은 서로 평행하다. 이와 같은 구조에 의해, 상기 제1 열부를 이루는 반응챔버(20)와 상기 제2 열부를 이루는 반응챔버(20)는 서로 지그재그 방식으로 배열된다. 본 실시예에 따르면, 제1 열부에 배치되는 반응챔버(20)는 7개로 이루어지고, 제2 열부에 배치되는 반응챔버(20)는 6개로 이루어져 총 13개의 반응챔버(20)가 형성된다. 상기한 바와 같이, 각 반응챔버(20)에는 동일하거나 서로 상이한 반응시약이 투입될 수 있다. 본 실시예에 따르면 13개 이하의 반응시약을 반응챔버(20)에 고정시킬 수 있고, 고정되는 반응시약의 수만큼 목표 유전자를 구별하여 다중 진단을 수행할 수 있다. 다만, 상기 반응챔버(20)의 개수는 상기한 예로 한정되는 것은 아니며, 다양한 개수 및 간격으로 제작될 수 있다.

상기 연결유로(40)는, 상기 복수의 반응챔버(20)를 서로 연결하기 위해서 마련된다.

상기 투입구(11)에 인접한 순서대로 상기 반응챔버(20)를 제N 챔버(N은 자연수)라 할 때, 상기 연결유로(40)는 제N 챔버와 제N+1 챔버를 연결한다. 여기서, "투입구(11)에 인접한 순서로대로"라 함은, 시료가 상기 투입구(11)를 통해 주입된 후, 상기 유입유로(30)를 거쳐 최초로 도달하는 반응챔버(20)로부터 상기 연결유로(40)를 통해 순차적으로 반응챔버(20)를 경유할 때, 상기 시료가 지나는 순서를 의미한다. 본 실시예에 따르면, 상기 연결유로(40)는 제1 유로(41), 제2 유로(42), 및 방향전환유로(43)를 포함한다.

상기 제1 유로(41)는, 그 일단부가 제N 챔버와 연결되고 타단부는 제N+1 챔버를 향하여 연장된다. 제2 유로(42)는, 타단부가 제N+1 챔버에 연결되고, 일단부는 제N 챔버를 향하여 연장된다. 상기 방향전환유로(43)는 상기 제1,2 유로를 연결한다. 상기 방향전환유로(43)의 일단부는 상기 제1 유로(41)의 타단부와 연결되고, 타단부는 상기 제2 유로(42)의 일단부와 연결된다. 본 실시예에 따르면, 상기 방향전환유로(43)는 시료의 흐름 방향을 변경하는 밴딩부(431)를 포함한다. 본 실시예에 따르면, 상기 밴딩부(431)는 적어도 2개가 마련된다.

도4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 상기 밴딩부(431)는 제1 밴딩부(4311)와 제2 밴딩부(4312)를 포함한다. 상기 제1 밴딩부(4311)는 시료의 흐름 방향을 대략 90°정도 전환시키고, 제2 밴딩부(4312)는 시료의 흐름 방향을 180°전환시킨다. 본 실시예에 따르면, 제N 챔버로부터 흘러나온 시료는 제1 밴딩부(4311)를 통해 대략 90°방향이 틀어지고, 이어서 제2 밴딩부(4312)를 연속적으로 3회 거친 후, 다시 제1 밴딩부(4311)를 통해 대략 90°만큼 방향 전환되어서 제N+1 챔버로 유입된다. 본 실시예에 따르면, 상기 밴딩부(431)는 제1 밴딩부(4311)가 2개, 제2 밴딩부(4312)가 3개로 형성되어 있으나, 상기 제1 밴딩부(4311) 및 제2 밴딩부(4312)의 개수는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 형성될 수 있다.

상기 밴딩부(431)는, 바디부(10)에 마련되는 반응챔버(20)에 시료가 모두 주입된 후 시약과 반응할 때, 인접하여 배치되는 반응챔버(20) 상호 간에 시료가 이동하지 않도록 하여, 각 반응챔버(20)의 반응결과가 다른 반응챔버(20)의 반응결과과 섞이지 않고 신뢰성 있는게 확보될 수 있도록 한다.

본 실시예에 따르면, 상기 연결유로(40)는 제1 확장부(23)와 제2 확장부(24)를 포함한다.

상기 제1 확장부(23)는, 상기 반응챔버(20)로 시료가 유입되는 유입구 측에서 상기 반응챔버(20)로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 구간이다. 상기 제1 확장부(23)는 유선형으로 형성되어서, 시료가 반응챔버(20)로 흘러 들어갈때 폭이 넓어지는 구간에 의해 감속되면서 반응챔버(20)의 내부 공간을 채우게 된다.

상기 제2 확장부(24)는, 상기 반응챔버(20)로부터 시료가 배출되는 배출구 측에서 상기 반응챔버(20)로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 구간이다. 상기 제2 확장부(24)는, 상기 제1 확장부(23)와 대칭으로 마주하여 형성되고, 시료가 반응챔버(20)로부터 흘러 나올 때 상기 반응챔버(20)로부터 멀어지면서 폭이 좁아지게 되어 시료의 흐름 속도가 빨라지면서 인접한 다른 반응챔버(20)로 시료가 용이하게 이동할 수 있도록 한다.

본 실시예에 따르면, 상기 바디부(10)의 하면으로부터 함몰된 상기 연결유로(40)의 깊이는 상기 제1 챔버부(21)의 깊이와 동일하게 형성된다. 도4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 챔버부(21)의 내부에 마련되는 제2 챔버부(22)는 상기 연결유로(40)의 깊이보다 더 깊이 형성되고, 상기 제1 챔버부(21)와 상기 제2 챔버부(22)의 단차 부분이 상기 연결유로(40)와 그 깊이가 동일하게 형성된다.

본 실시예에 따르면, 상기 바디부(10)에 하면에는 커버부(50)가 결합된다.

상기 커버부(50)는 상기 바디부(10)의 하면으로부터 상면을 향하여 홈 형태로 마련되는 상기 유입유로(30), 연결유로(40), 및 반응챔버(20)를 폐쇄하기 위해서 마련된다. 상기 커버부(50)는 상기 반응챔버(20)에 시료가 수용되어 고정된 상태에서, 상기 바디부(10)의 저면에 부착된다. 상기 커버부(50)는 상기 유입유로(30), 상기 연결유로(40), 및 상기 반응챔버(20)의 저면을 형성하게 된다. 즉, 상기 투입구(11)를 통해 주입된 시료는 상기 유입유로(30) 및 연결유로(40)를 통해 반응챔버(20)로 전달되는데, 이때, 상기 유입유로(30), 연결유로(40), 반응챔버(20)의 하면은 상기 커버부(50)에 의해 형성된다.

본 실시예에 따르면, 상기 커버부(50)는, 상기 바디부(10)의 하측에 배치되어 PCR을 수행하기 위한 가열장치(120)로부터 열을 전달받을 수 있도록 필름 형태로 마련되어 바디부(10)의 하면에 부착된다. 상기 커버부(50)는 얇은 박막 필름으로 이루어져 상기 가열장치(120)의 열을 쉽게 전달받을 수 있으며, 열전달 효율이 우수한 금속으로 이루어지거나 나노 탄소를 포함하는 고분자물질로 이루어질 수 있다. 시료는 상기 유입유로(30), 연결유로(40), 및 반응챔버(20)를 별다른 동력을 이용하지 않고 자동으로 이동한다.

이하, 상기 구성에 따른 PCR 검사용 칩(100)의 작용 내지 효과를 상세히 설명한다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명 실시예에 따른 바디부(10)의 하면에는 홈 형태로 유입유로(30), 반응유로, 및 반응챔버(20)가 형성된다. 우선 상기 반응챔버(20)의 제2 챔버부(22)에는 반응시약이 고정된다. 상기 반응시약은 서로 다른 목표 유전자를 검출하기 위한 시약이 서로 다른 반응챔버(20) 내에 고정될 수 있다. 상기 바디부(10)의 하면은 필름 형태의 커버부(50)에 의해 밀봉된다. 상기 커버부(50)는 유입유로(30), 연결유로(40), 및 반응챔버(20)를 폐쇄한다. 본 실시예에 따르면, 상기 유입유로(30), 연결유로(40), 및 반응챔버(20)의 가장자리에는 상기 필름 형태의 커버부(50)가 부착될 수 있도록 접착영역이 마련된다. 상기 접착영역은 상기 유입유로(30) 및 연결유로(40)의 폭보다 넓게 형성되어 시료 주입시 시료가 누출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 접착영역은 상기 유입유로(30), 연결유로(40), 및 반응챔버(20)의 가장자리를 따라 0.8mm 내지 1.0mm의 폭으로 형성될 수 있다. 상기 접착영역의 폭이 0.8mm 미만인 경우 커버부(50)의 접착력이 떨어지고, 1.0mm 초과하는 경우 반응챔버(20)의 공간 배치를 제약하게 된다.

상기 반응시약은 코팅제와 함께 반응챔버(20)에 고정될 수 있다. 반응시약이 고정된 칩은 별도로 보관될 수 있으며, 본 발명 실시에에 따른 상기 칩은 PCR 수행 장소로 운반되어 현장에서 투입구(11)를 통해 시료를 주입하고 PCR 장치를 통해 검사가 수행될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 PCR 검사용 칩(100)은, 반응시약을 미리 고정하여 PCR 검사를 신속하게 수행 하고, 복수의 반응시약을 미리 고정시켜 다중 검사가 가능하도록 한다.

시료는 투입구(11)를 통해 주입된다. 상기 바디부(10)의 상면에는 2개의 돌출부가 형성되고, 그 중 어느 하나를 투입구(11)로 사용할 수 있다. 선택된 하나의 투입구(11)로 시료를 주입하면, 유입유로(30) 및 연결유로(40)를 거쳐 상기 바디부(10)에 마련되는 반응챔버(20)에 시료가 채워진다. 나머지 다른 하나의 투입구(11)는 외기와 연통하여 상기 시료가 스스로 좁은 유로를 따라 이동할 수 있도록 한다.

상기 시료는 유입유로(30)를 따라 첫번째 반응챔버(20)로 유입되고, 후속하여 순차적으로 배치되는 반응챔버(20)로 유입된다. 상기 제N 챔버에서 제1 유로(41)를 따라 시료가 흘러 나간다. 상기 제N 챔버를 빠져나갈 때, 상기 시료는 제2 확장부(24)를 거치면서 이동 속도가 빨라져 제N+1 챔버로 용이하게 이동한다. 상기 시료는 방향전환유로(43)의 밴딩부(431)를 거치면서 유로가 변경되면서 전진한다. 상기 밴딩부(431)는, 상기 제N 챔버와 제N+1 챔버 사이에 마련되어, 상기 시료가 반응시약과 반응하면 서로 인접하는 챔버로 이동하지 못하도록 압력 경계를 형성한다. 상기 방향전환유로(43)를 거친 시료는 제2 유로(42)를 통해 제N+1 챔버로 유입된다. 본 실시예에 따르면, 상기 시료는 제1 챔버부(21)터 제13 챔버까지 상기와 같은 경로로 유동한다.

또한, 시료가 상기 제N 챔버로 유입될 때, 시료는 유입구로 들어오면서 제1 경사유로(221)를 따라서도 유동한다. 상기 제1 경사유로(221)는 상기 제2 챔버부(22)로 갈수록 그 깊이가 깊어지고 측면부 사이의 폭이 넓어지면서 라운지지게 형성되므로, 시료가 제2 챔버부(22)에 고정된 반응시약과 효과적으로 접촉할 수 있도록 한다.

또한, 본 실시예에 따른 반응챔버(20)는 제1,2 챔버부에 의해 2단으로 형성되고, 상기 제2 챔버부(22)에 반응시약이 고정되므로, 상기 반응시약이 시료와 접촉하여 팽창하는 과정에서 기포(Bubble)가 발생되어 제2 챔버부(22)에 포집된다. 상기 제1 경사유로(221)를 따라 상기 제2 챔버부(22)로 진입하는 시료는, 상기 기포를 제2 경사유로(222) 측으로 밀어내어 제거할 수 있다. 상기 제2 챔버부(22)는 내주면이 원형이므로, 상기 시료는 유선형의 내주면을 따라 이동하여 기포가 효과적으로 제거된다. 상기 기포가 제거됨으로써, 시료와 반응시약의 반응 결과를 정밀하게 획득할 수 있다. 또한, 상기 제1,2 경사유로(221,222)는 반응시약의 분주시 상기 반응챔버(20)의 내부에서 발생되는 버블 등의 PCR 저해 요소를 제거하기 위해 마련된다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 상기 반응시약은 제2 챔버부(22)에 고정되므로, 한정된 공간에서 형광 물질을 밀집시켜서 PCR 장치를 통해 이미지의 획득 및 분석시 반응 결과에 대한 민감도를 향상시켜서 진단 정확성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 반응시약이 제2 챔버부(22)에 웰(well)에 고정된 상태로 시료와 반응하므로, 반응챔버(20) 상호간의 반응시료의 이동을 억제하여 시료와 반응한 반응시료가 서로 섞이지 않음으로써, 반응 결과의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 PCR 검사용 칩(100)이 포함된 PCR 장치가 제공된다.

본 실시예에 따른 PCR 장치는, 상술한 PCR 검사용 칩(100)이 장착되어 PCR을 수행하기 위한 장비로서, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 PCR 검사용 칩(100)이 장착되는 본체부(110), 상기 본체부(110) 내부에 마련되어 상기 칩(100)에 열을 제공하는 가열수단, 상기 칩(100)에 광을 조사하는 광원(130), 반응시약과 시료가 반응할 때의 형광을 촬영하여 이미지를 확득하는 카메라(140), 및 상기 카메라(140)의 이미지를 분석하는 분석하는 분석부(150)를 포함한다.

상기 본체부(110)에는 상기 칩(100)이 장착되는 장착부를 포함한다. 상기 본체부(110)에는 PCR을 수행하기 위한 조작패널이 구비될 수 있고, 상기 조작패널에는 복수의 입력버튼이 마련되어, PCR 검사의 시작, 종료, 가열장치(120)의 동작 등의 기능을 수행할 수 있다. 상기 장착부는 상기 본체부(110)로부터 돌출되어 상기 칩(100)이 삽입될 수 있는 위치로 이동하고, 상기 칩(100)이 장착부에 안착된 후 다시 본체부(110)의 내부로 이동될 수 있다. 물론, 상기 장착부는 형태는 상술한 바로 한정되는 것은 아니다.

상기 가열수단은 상기 칩(100)을 가열하기 위해서 마련된다. 상기 가열수단은 칩(100)의 하측에 구비되어 반응시약 및 시료를 가열하여 PCR 수행을 위한 온도로 승온시키고, 이때 상기 가열수단의 열은 상기 필름 형태의 커버부(50)를 통해 상기 반응시약 및 시료로 전달되어 빠른 가열이 가능하다.

상기 광원(130)은, 상기 칩(100)에 광을 조사하기 위해서 마련된다. 상기 광원(130)은 상기 본체부(110)에 설치되는 LED에 의해 제공될 수 있다. 상기 LED는 복수개 마련될 수 있으며, 상기 LED에 의해 제공되는 광은 파장이 동일한 단일 파장 또는 서로 다른 파장의 광이 제공될 수 있다.

상기 카메라(140)는 상기 광원(130)에서 조사되는 광과 반응하여 형광염료에서 발광하는 형광을 촬영하기 위해서 구비된다. 상기 카메라(140)는 상기 칩(100)의 상부에 배치되어, 복수의 반응챔버(20)를 한 번에 촬영한다. 상기 카메라(140)는 상기 칩(100)의 상부에서 형광이미지를 일정한 간격으로 촬영할 수 있다.

상기 분석부(150)는 상기 카메라(140)에 의해 획득된 이미지를 분석한다. 상기 분석부(150)는 상기 이미지의 색상을 소정의 기준데이터와 비교하여 분석한다. 상기 소정의 기준데이터는 발광하는 형광의 색의 종류(RGB 비율)와 강도에 따라 다양한 목표 유전자 또는 질병을 미리 매칭해둔 데이터이며, 상기 분석부(150)는 상기 카메라(140)로부터 획득된 이미지를 RGB 분석프로그램을 이용하여 해당 이미지의 RGB 비율을 산출하여 상기 소정의 데이터와 비교할 수 있다. 상기 분석부(150)에 의한 결과값은 디스플레이부(160)에 표시되어 사용자에게 제공될 수 있다.

이와 같은 과정에 의해, 본 발명은 한 번의 시료 주입으로 여러 종류의 목표 유전자를 검출하여 다중 검사가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 PCR 검사용 칩이 포함된 PCR 장치는, 상술한 PCR 검사용 칩(100)을 그대로 채용하고 있으므로, PCR 검사용 칩(100)이 제공하는 작용 내지 효과를 그대로 제공할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.

10... 바디부 11... 투입구
12... 돌출벽 13... 보강돌기
20... 반응챔버 21... 제1 챔버부
22... 제2 챔버부 23... 제1 확장부
24... 제2 확장부 221... 제1 경사유로
222... 제2 경사유로 30... 유입유로
40... 연결유로 41... 제1 유로
42... 제2 유로 43... 방향전환유로
431... 밴딩부 4311... 제1 밴딩부
4312... 제2 밴딩부 50... 커버부
100... PCR 검사용 칩 110... 본체부
120... 가열장치 130... 광원
140... 카메라 150... 분석부
160... 디스플레이부

Claims (19)

1. 광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부;
   상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 반응챔버; 및
   상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며, 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로;를 포함하며,
   상기 반응챔버는,
   상기 반응챔버가 제1 방향으로 서로 이격되어 배치되는 제1 열부와, 상기 제1 열부와 이격되어 상기 제1 방향과 평행하며 상기 제1 열부의 챔버부 사이에 배치되는 제2 열부를 이루도록 배치되고, 상기 제1 열부를 이루는 반응챔버와 상기 제2 열부를 이루는 반응챔버는 서로 지그재그로 방식으로 배열된 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
2. 제1항에 있어서,
   상기 반응챔버는 상기 바디부에 복수개 마련된 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
3. 제1항에 있어서,
   상기 반응챔버는 상기 바디부에 복수개 마련되고,
   상기 반응챔버는 상호 간은 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 연결유로에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,
   상기 투입구에 인접한 순서대로 상기 반응챔버를 제N 챔버(N은 자연수)라 할 때, 제N 챔버와 제N+1 챔버를 연결하는 상기 연결유로는,
   일단부가 제N 챔버와 연결되는 제1 유로;
   타단부가 제N+1 챔버와 연결되는 제2 유로;
   상기 제1,2 유로를 연결하며, 시료의 흐름 방향이 변경되는 밴딩부를 갖는 방향전환유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
6. 제5항에 있어서,
   상기 밴딩부는 적어도 2개 마련된 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
7. 제1항에 있어서,
   상기 반응챔버는 상기 바디부에 복수개 마련되고, 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 상기 반응챔버를 서로 연결하는 연결유로를 포함하고,
   상기 바디부의 하면에는, 상기 하면으로부터 상면을 향하여 홈 형태로 마련되는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버를 폐쇄하는 커버부가 결합되고,
   상기 커버부는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버의 저면을 형성하는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
8. 제7항에 있어서,
   상기 커버부는, 상기 바디부의 하측에 배치되어 PCR 수행을 위한 가열장치의 열을 전달할 수 있도록, 필림 형태로 마련되어 상기 바디부의 하면에 부착되는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
9. 광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부;
   상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 반응챔버; 및
   상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며, 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로;를 포함하며,
   상기 반응챔버는 상기 바디부에 복수개 마련되고, 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 상기 반응챔버를 서로 연결하는 연결유로를 포함하고,
   상기 바디부의 하면에는, 상기 하면으로부터 상면을 향하여 홈 형태로 마련되는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버를 폐쇄하는 커버부가 결합되고,
   상기 커버부는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버의 저면을 형성하며,
   상기 바디부의 하면으로부터 함몰된 상기 연결유로의 깊이와, 상기 제1 챔버부의 깊이는 동일한 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
10. 광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부;
    상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 반응챔버; 및
    상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며, 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로;를 포함하며,
    상기 제2 챔버부는, 시료가 유입되는 방향으로 형성되는 제1 경사유로와, 상기 시료가 상기 제2 챔버부로부터 배출되는 방향으로 형성되는 제2 경사유로를 포함하며,
    상기 제1 경사유로는, 상기 제2 챔버부와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부의 내주면까지 상기 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 상기 바디부의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 형성되고,
    상기 제2 경사유로는, 상기 제2 챔버부와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부의 내주면까지 상기 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 상기 바디부의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 상기 제1 경사유로에 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 경사유로와 상기 제2 경사유로는 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할 수록 폭이 넓어지면서 라운드진 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
12. 광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부;
    상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 반응챔버; 및
    상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며, 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로;를 포함하며,
    상기 반응챔버는 상기 바디부에 복수개 마련되고,
    상기 반응챔버는 상호 간은 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 연결유로에 의해 연결되며,
    상기 반응챔버로 시료가 유입되는 유입구 측에서, 상기 연결유로는 상기 반응챔버로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제1 확장부를 포함하고,
    상기 반응챔버로부터 상기 시료가 배출되는 배출구 측에서, 상기 연결유로는 상기 반응챔버로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제2 확장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
13. 제2항에 있어서,
    상기 반응시약은 서로 다른 목표 유전자를 검출하도록 적어도 2 종류 이상 마련되고, 상기 복수의 반응챔버에는 서로 다른 반응시약이 수용되어 하나의 시료에 대하여 다중 진단이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 칩.
14. 본체부;
    광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부, 상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 복수의 반응챔버; 상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로; 및 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 상기 복수의 반응챔버를 서로 연결하는 연결유로;를 포함하며, 상기 본체부에 장착되는 PCR 검사용 칩;
    상기 본체부에 마련되어, 상기 PCR 검사용 칩을 가열하는 가열장치;
    상기 본체부에 마련되어, 상기 PCR 검사용 칩에 광을 조사하는 광원;
    형광염료를 포함하는 상기 반응시약이 시료와 반응할 때, 상기 형광염료에서 발광하는 형광을 촬영하는 카메라; 및
    상기 카메라의 이미지를 분석하는 분석하는 분석부;를 포함하며,
    상기 반응챔버는,
    상기 반응챔버가 제1 방향으로 서로 이격되어 배치되는 제1 열부와, 상기 제1 열부와 이격되어 상기 제1 방향과 평행하며 상기 제1 열부의 챔버부 사이에 배치되는 제2 열부를 이루도록 배치되고, 상기 제1 열부를 이루는 반응챔버와 상기 제2 열부를 이루는 반응챔버는 서로 지그재그로 방식으로 배열된 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 장치.
15. 삭제
16. 제14항에 있어서,
    상기 투입구에 인접한 순서대로 상기 반응챔버를 제N 챔버(N은 자연수)라 할 때, 제N 챔버와 제N+1 챔버를 연결하는 상기 연결유로는,
    일단부가 제N 챔버와 연결되는 제1 유로;
    타단부가 제N+1 챔버와 연결되는 제2 유로;
    상기 제1,2 유로를 연결하며, 시료의 흐름 방향이 변경되는 밴딩부를 갖는 방향전환유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 장치.
17. 제14항에 있어서,
    상기 바디부의 하면에는, 상기 하면으로부터 상면을 향하여 홈 형태로 마련되는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버를 폐쇄하는 커버부가 결합되고,
    상기 커버부는, 상기 가열장치의 열을 전달할 수 있도록 필림 형태로 마련되어 상기 바디부의 하면에 부착되며,
    상기 커버부는 상기 유입유로, 상기 연결유로, 및 상기 반응챔버의 저면을 형성하는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 장치.
18. 본체부;
    광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부, 상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 복수의 반응챔버; 상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로; 및 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 상기 복수의 반응챔버를 서로 연결하는 연결유로;를 포함하며, 상기 본체부에 장착되는 PCR 검사용 칩;
    상기 본체부에 마련되어, 상기 PCR 검사용 칩을 가열하는 가열장치;
    상기 본체부에 마련되어, 상기 PCR 검사용 칩에 광을 조사하는 광원;
    형광염료를 포함하는 상기 반응시약이 시료와 반응할 때, 상기 형광염료에서 발광하는 형광을 촬영하는 카메라; 및
    상기 카메라의 이미지를 분석하는 분석하는 분석부;를 포함하며,
    상기 제2 챔버부는, 시료가 유입되는 방향으로 형성되는 제1 경사유로와, 상기 시료가 상기 제2 챔버부로부터 배출되는 방향으로 형성되는 제2 경사유로를 포함하며,
    상기 제1 경사유로는, 상기 제2 챔버부와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부의 내주면까지 상기 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 상기 바디부의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 형성되고,
    상기 제2 경사유로는, 상기 제2 챔버부와 소정 간격 이격된 지점으로부터 상기 제2 챔버부의 내주면까지 상기 상기 제2 챔버부의 내주면에 근접할수록 상기 바디부의 하면으로부터의 깊이가 점진적으로 깊어지도록 상기 제1 경사유로에 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 장치.
19. 본체부;
    광 투광성 재질로 이루어지며 시료를 투입하는 투입구가 형성된 바디부, 상기 바디부의 하면으로부터 상면을 향하여 함몰되어 형성되고, 하면으로부터 제1 영역에서 함몰되는 제1 챔버부와, 상기 제1 영역의 내측에서 상기 제1 영역과 단차를 두고 상기 상면을 향하여 더 함몰되고 반응시약이 수용되는 제2 챔버부를 갖는 복수의 반응챔버; 상기 투입구와 상기 반응챔버를 연결하며 상기 시료를 상기 반응챔버로 안내하는 유입유로; 및 상기 시료가 일방향으로 흐르도록 상기 복수의 반응챔버를 서로 연결하는 연결유로;를 포함하며, 상기 본체부에 장착되는 PCR 검사용 칩;
    상기 본체부에 마련되어, 상기 PCR 검사용 칩을 가열하는 가열장치;
    상기 본체부에 마련되어, 상기 PCR 검사용 칩에 광을 조사하는 광원;
    형광염료를 포함하는 상기 반응시약이 시료와 반응할 때, 상기 형광염료에서 발광하는 형광을 촬영하는 카메라; 및
    상기 카메라의 이미지를 분석하는 분석하는 분석부;를 포함하며,
    상기 반응챔버로 시료가 유입되는 유입구 측에서, 상기 연결유로는 상기 반응챔버로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제1 확장부를 포함하고,
    상기 반응챔버로부터 상기 시료가 배출되는 배출구 측에서, 상기 연결유로는 상기 반응챔버로 접근할수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제2 확장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 검사용 장치.
    

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