KR102655027B1 - 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템 - Google Patents
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Abstract
핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈은 내부에 핵산 부착 부재가 배치되고 상기 핵산 부착 부재의 일측에 연결되는 제1 유로와 상기 핵산 부착 부재의 타측에 연결되는 제2 유로가 내부에 형성되는 추출 베이스; 상기 추출 베이스의 일측으로부터 돌출되되 상기 제1 유로와 연결되는 중공형의 주입 니들; 상기 추출 베이스의 타측으로부터 돌출되되 상기 제2 유로와 연결되는 중공형의 배출 니들; 내부에 밀폐된 시료 공간이 형성되고 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 시료 용기; 및 내부에 상기 시료 공간의 압력보다 낮은 압력으로 형성되는 밀폐된 폐시료 공간이 형성되고 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 폐시료 용기; 를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시료를 이동시키기 위한 별도의 구성 없이도 시료로부터 핵산을 추출할 수 있는 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템에 관한 것이다.
생명과학, 유전공학 및 의학 분야 등의 연구개발 및 진단 목적으로 핵산(DNA, RNA) 증폭기술이 광범위하게 활용되고 있다. 특히, 여러 가지 핵산 증폭기술 중에서도 중합 효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction; PCR)을 이용한 핵산 증폭기술이 널리 활용되고 있다. 중합 효소 연쇄 반응은 유전체에 있는 특정 염기 서열을 필요한 만큼 증폭시키기 위하여 사용될 수 있다.
이와 같은 중합 효소 연쇄 반응은 임의의 핵산을 증폭 후 감지 대상인 타겟 핵산인지를 판별하는 핵산 검사 시스템에서도 사용된다. 일반적으로 핵산 검사 시스템은 중합 효소 연쇄 반응을 통하여 핵산을 증폭시키고 광선을 조사하여 발생하는 형광 신호를 통해 특정 핵산인지 여부를 판별한다.
이 때, 중합 효소 연쇄 반응을 위하여는 핵산이 포함된 시료로부터 핵산을 추출하는 전처리 과정이 필수적으로 수반되어야 한다. 이와 같은 과정은 타겟 핵산이 포함된 시료의 전처리부터 중합 효소 연쇄 반응 시약과의 혼합까지 수차례의 파이페팅과 원심분리등 복잡한 과정을 거치게 된다. 이와 같은 과정에서는 이를 수행할 수 있는 전문인력이 필요하고, 시료로부터 핵산을 추출하는 전처리 과정에서 고가의 장비와 공간 등이 필요하므로, 핵산 검사가 현장에서 실시간으로 손쉽게 적용되기 어렵다는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 핵산 추출과 핵산 감지를 자동화할 수 있는 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 핵산 추출 및 핵산 감지를 위한 시스템의 크기를 줄이고 작동을 단순화하여 현장에서 실시간으로 사용할 수 있는 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 핵산 추출 모듈은, 내부에 핵산 부착 부재가 배치되고 상기 핵산 부착 부재의 일측에 연결되는 제1 유로와 상기 핵산 부착 부재의 타측에 연결되는 제2 유로가 내부에 형성되는 추출 베이스; 상기 추출 베이스의 일측으로부터 돌출되되 상기 제1 유로와 연결되는 중공형의 주입 니들; 상기 추출 베이스의 타측으로부터 돌출되되 상기 제2 유로와 연결되는 중공형의 배출 니들; 내부에 밀폐된 시료 공간이 형성되고 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 시료 용기; 및 내부에 상기 시료 공간의 압력보다 낮은 압력으로 형성되는 밀폐된 폐시료 공간이 형성되고 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 폐시료 용기; 를 포함하고, 상기 주입 니들 및 상기 배출 니들이 각각 상기 시료 용기의 셉텀 및 상기 폐시료 용기의 상기 셉텀을 관통 시 상기 시료 공간과 상기 폐시료 공간의 압력 차이에 의하여 상기 시료 공간에 저장된 시료가 상기 제1 유로를 통하여 상기 핵산 부착 부재로 이동되고 상기 시료에 포함된 핵산이 상기 핵산 부착 부재에 흡착된 뒤 상기 제2 유로를 통하여 상기 폐시료 공간으로 이동될 수 있다.
이 때, 상기 배출 니들은 상기 주입 니들과 평행하게 형성될 수 있다.
이 때, 상기 핵산 부착 부재는 판상의 형상으로 형성되고, 상기 제1 유로의 일단은 상기 주입 니들에 연결되고 상기 제1 유로의 타단은 상기 핵산 부착 부재의 상부면에 연결되며, 기 제2 유로의 일단은 상기 배출 니들에 연결되고 상기 제2 유로의 타단은 상기 핵산 부착 부재의 하부면에 연결될 수 있다.
이 때, 상기 시료 용기의 상기 셉텀은 내부에 반응 물질이 저장될 수 있도록 셉텀 공간이 형성되고, 상기 셉텀 공간에 저장된 상기 반응 물질은 상기 주입 니들이 상기 제1 유로와 상기 시료 공간이 유체 소통 가능하도록 상기 셉텀을 관통 시 상기 시료 공간으로 이동할 수 있다.
이 때, 상기 셉텀 공간은 상기 시료 용기의 상기 시료 공간 측으로 개방되고, 상기 시료 용기는 상기 셉텀 공간의 개방된 측에 배치됨으로써 상기 시료 공간을 밀폐하는 보호막을 더 구비할 수 있다.
이 때, 상기 셉텀 공간은 상기 주입 니들이 관통하는 방향으로 복수의 공간을 가지도록 형성되는, 핵산 추출 모듈.
이 때, 상기 주입 니들 및 상기 배출 니들은 상측으로 평행하게 돌출되고, 상기 시료 용기는 상기 셉텀이 하측에 배치된 상태에서 하측으로 이동하여 상기 주입 니들에 결합되고, 상기 폐시료 용기는 상기 셉텀이 하측에 배치된 상태에서 상기 시료 용기와 동시에 하측으로 이동하여 상기 배출 니들에 결합될 수 있다.
이 때, 내부에 밀폐된 세척액 공간이 형성되고 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 세척액 용기; 및 내부에 상기 세척액 공간의 압력보다 낮은 압력으로 형성되는 밀폐된 폐세척액 공간이 형성되고 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 폐세척액 용기; 를 더 포함하고, 상기 주입 니들 및 상기 배출 니들이 각각 상기 세척액 용기의 셉텀 및 상기 폐세척액 용기의 셉텀을 관통 시 상기 세척액 공간과 상기 폐세척액 공간의 압력 차이에 의하여 상기 세척액 공간에 저장된 세척액이 상기 제1 유로를 통하여 상기 핵산 부착 부재로 이동되고 상기 핵산 부착 부재의 이물질이 세척된 뒤 상기 제2 유로를 통하여 상기 폐세척액 공간으로 이동될 수 있다.
이 때, 상기 세척액 용기 및 상기 폐세척액 용기는 복수 개로 구비될 수 있다.
이 때, 건조 기체를 제공하는 펌프; 내부에 형성되는 제1 건조 공간, 일단부에 구비되되 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀 및 일측에 형성되되 상기 제1 건조 공간으로 상기 건조 기체를 주입 가능하도록 상기 펌프와 결합되는 제1 관통홀을 구비하는 제1 건조 용기; 및 내부에 형성되는 제2 건조 공간, 일단부에 구비되되 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀 및 상기 제2 건조 공간이 외부와 유체 소통 가능하도록 일측에 형성되는 제2 관통홀을 구비하는 제2 건조 용기; 를 더 포함하고, 상기 주입 니들 및 상기 배출 니들이 상기 제1 건조 용기의 셉텀 및 상기 제2 건조 용기의 셉텀을 각각 관통 시 상기 펌프에 의하여 상기 건조 기체가 상기 제1 유로, 상기 핵산 부착 부재 및 상기 제2 유로를 거치며 상기 세척액을 제거할 수 있다.
이 때, 내부에 밀폐된 용출액 공간이 형성되고 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 용출액 용기; 및 내부에 상기 용출액 공간의 압력보다 낮은 압력으로 형성되는 밀폐된 보관 공간이 형성되고 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 보관 용기; 를 포함하고, 상기 주입 니들 및 상기 배출 니들이 각각 상기 용출액 용기의 셉텀 및 상기 보관 용기의 셉텀을 관통 시 상기 용출액 공간과 상기 보관 공간의 압력 차이에 의하여 상기 용출액 공간에 저장된 용출액이 상기 제1 유로를 통하여 이동하여 상기 핵산 부착 부재에 부착된 핵산을 용해한 뒤 상기 제2 유로를 통하여 상기 보관 공간으로 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈을 구비하는 핵산 검사 시스템은, 전술한 바에 따른 핵산 추출 모듈; 핵산 증폭 칩이 설치되고 상기 추출 베이스의 일측에 배치되는 검사 베이스; 상기 핵산 증폭 칩의 일측으로부터 돌출되되 상기 핵산 증폭 침과 연결되는 중공형의 검사 니들; 회전축을 중심으로 회전 가능하고 상기 회전축을 연장한 방향으로 상하 이동 가능하되 상기 회전축을 중심으로 원주를 따라 형성되는 복수의 수용부가 하부면에 형성되는 카트리지; 상기 카트리지의 회전축에 결합하는 회전축 부재; 상기 추출 베이스의 상측과 상기 검사 베이스의 상측을 왕복 운동 가능하고, 상기 회전축 부재에 결합되어 상기 카트리지의 회전 운동과 병진 운동을 위한 구동력을 상기 카트리지로 전달하는 제1 구동부; 및 상기 핵산 증폭 칩에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 핵산 증폭 칩에서 반사된 형광 신호를 감지하는 광 감지부를 구비하는 핵산 검사 모듈; 을 포함하고, 상기 시료 용기와 상기 폐시료 용기, 상기 세척액 용기와 상기 폐세척액 용기, 상기 제1 건조 용기와 상기 제2 건조 용기 및 상기 용출액 용기와 보관 용기는 각각 상기 회전축을 중앙에 두고 대향하여 배치될 수 있도록 상기 복수의 수용부에 수용될 수 있다.
이 때, 상기 시료 용기를 히팅할 수 있는 제1 히터; 를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 검사 베이스의 하측에 배치되어 상기 핵산 증폭 칩의 온도를 제어할 수 있는 제2 히터; 를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 카트리지는 상기 추출 베이스의 상측에 위치된 상태에서 상기 시료 용기와 상기 폐시료 용기, 상기 세척액 용기와 상기 폐세척액 용기, 상기 제1 건조 용기와 상기 제2 건조 용기 및 상기 용출액 용기와 보관 용기가 각각 상기 주입 니들 및 상기 배출 니들에 순서대로 결합될 수 있도록 상하 운동과 회전축을 중심으로 회전 운동을 반복 수행할 수 있다.
이 때, 상기 카트리지는 상기 검사 베이스의 상측에 위치된 상태로 상기 보관 용기가 상기 검사 니들에 결합될 수 있도록 하강할 수 있고, 상기 핵산 증폭 칩의 내부는 상기 보관 용기의 상기 보관 공간의 압력보다 작은 압력으로 유지되고, 상기 검사 니들이 상기 보관 용기의 셉텀을 관통 시 상기 핵산 증폭 침의 내부의 압력과 상기 보관 용기의 압력 차이에 의하여 상기 보관 공간에 저장된 용출액이 상기 핵산 증폭 칩의 내부로 이동될 수 있다.
이 때, 상기 제1 구동부의 일측에 배치되어 회전 구동력을 제공하는 제2 구동부; 상기 펌프에 연결되되 상기 제2 구동부에 결합되어 피벗 회전하는 건조 암; 을 더 포함하고, 상기 건조 암은 상기 제1 건조 용기와 상기 제2 건조 용기가 각각 상기 주입 니들과 상기 배출 니들에 결합된 상태에서 상기 제1 건조 용기 측으로 피벗 회전하여 상기 제1 건조 용기의 상기 관통홀과 상기 펌프를 연결시켜 상기 제1 건조 용기로 상기 건조 기체를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템은, 핵산 추출과 핵산 감지를 자동화하여 작업자의 숙련도와 상관없이 손쉽게 핵산을 추출하고 타겟 핵산을 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템은, 용기의 압력 차이를 이용하여 시료를 이동시킴으로써 핵산 추출 및 핵산 감지를 위한 시스템의 크기를 줄이고 작동을 단순화하여 현장에서 실시간으로 사용할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 추출 베이스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 카트리지 및 시료 용기의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 시료 용기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 시료 용기에 삽입 니들이 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 추출 베이스와 카트리지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 펌프와 제1 건조 용기가 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 제1 구동부가 핵산 검사 모듈로 이동한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 보관 용기와 검사 니들이 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 추출 베이스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 카트리지 및 시료 용기의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 시료 용기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 시료 용기에 삽입 니들이 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 추출 베이스와 카트리지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 펌프와 제1 건조 용기가 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 제1 구동부가 핵산 검사 모듈로 이동한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 보관 용기와 검사 니들이 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서는 도 1에서, X축은 우측 방향, Y축은 전방 방향, Z축은 상측 방향으로 규정하여 설명한다. 이 때, 우측 방향, 전방 방향 및 상측 방향은 설명의 편의를 위하여 상대적인 방향을 규정한 것이며, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈을 구비하는 핵산 검사 시스템이 놓인 방향이나 바라보는 위치에 따라서 다른 방향일 수 있다.
도면에서 구성의 특징을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 크기를 과장되게 나타내었으며, 도면에서 나타낸 구성의 두께나 크기가 반드시 실제와 같도록 나타내는 것은 아니다.
'제 1', '제 2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제 1 구성요소'는 '제 2 구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제 2 구성요소'도 '제 1 구성요소'로 명명될 수 있다.
본 발명은 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시료를 이동시키기 위한 별도의 구성 없이도 시료로부터 핵산을 추출할 수 있는 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 핵산 추출과 핵산 감지를 자동화하여 작업자의 숙련도와 상관없이 손쉽게 핵산을 추출할 수 있으면서도, 용기의 압력 차이를 이용하여 시료를 이동시킴으로써 핵산 추출 및 핵산 감지를 위한 시스템의 크기를 줄이고 작동을 단순화하여 현장에서 실시간으로 사용할 수 있는 핵산 추출 모듈 및 이를 구비하는 핵산 검사 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 추출 베이스의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 카트리지 및 시료 용기의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 시료 용기의 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 시료 용기에 삽입 니들이 결합된 상태를 도시한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 추출 베이스와 카트리지의 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 펌프와 제1 건조 용기가 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)은, 추출 베이스(240), 주입 니들(241), 배출 니들(242), 시료 용기(100a) 및 폐시료 용기(100b)를 포함한다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 추출 베이스(240)는 상부면에 평탄한 판상으로 형성된다. 추출 베이스(240)의 상부면에는 양 단부에 서로 대향하도록 주입 니들(241)과 배출 니들(242)이 배치된다.
이 때, 주입 니들(241)과 배출 니들(242)은 서로 소정의 간격을 갖고 이격되어 배치되며, 서로 평행하게 돌출될 수 있다.
주입 니들(241)과 배출 니들(242)은 돌출된 길이 방향으로 내부에 유체가 이동할 수 있는 유로가 형성된다. 즉, 중공형으로 형성된다. 주입 니들(241)과 배출 니들(242)은 상단부에 후술하는 셉텀을 관통하기 용이하도록 뾰족하게 형성될 수 있다.
주입 니들(241)과 배출 니들(242)은 추출 베이스(240)의 내부에 형성되는 유로에 의하여 연결된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 주입 니들(241)의 추출 베이스(240) 측 단부는 추출 베이스(240)의 내부에 형성되는 제1 유로(243)에 연결된다. 또한 배출 니들(242)의 추출 베이스(240) 측 단부는 추출 베이스(240)의 내부에 형성되는 제2 유로(244)에 연결된다.
제1 유로(243)와 제2 유로(244)는 서로 연결되며, 이에 따라 주입 니들(241)로 유입되는 유체는 추출 베이스(240)의 내부를 거쳐 배출 니들(242)을 통하여 배출되게 된다.
이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 유로(243)와 제2 유로(244) 사이에는 핵산 부착 부재(245)가 배치된다. 핵산 부착 부재(245)는 제1 유로(243)를 통하여 유입되는 시료 중 핵산과 그 외의 이물질을 분리하는 역할을 한다. 이에 따라 핵산은 핵산 부착 부재(245)에 부착되고 나머지 이물질은 제2 유로(244)를 통하여 배출되게 된다. 핵산 부착 부재(245)는 핵산을 다른 물질들로부터 분리할 수 있으면 실시예에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면 실리카 멤브레인일 수 있다.
핵산 부착 부재(245)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원판 형으로 형성되어 추출 베이스(240)의 내부에 배치될 수 있다. 이 때, 제1 유로(243)를 통하여 유입되는 시료가 핵산 부착 부재(245)를 접촉하는 면적을 넓게 하기 위하여 판 상의 핵산 부착 부재(245)는 추출 베이스(240)의 상부면과 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 시료가 추출 베이스(240)를 원활하게 통과할 수 있도록 제1 유로(243)의 핵산 부착 부재(245) 측 단부는 핵산 부착 부재(245)의 상부면 중앙에 연결되고, 제2 유로(244)의 핵산 부착 부재(245) 측 단부는 핵산 부착 부재(245)의 하부면 중앙에 연결될 수 있다. 이를 통하여 시료는 자중 방향으로 이동하면서 중력에 의하여 보다 원활하게 핵산 부착 부재(245)를 관통할 수 있게 된다.
이 때, 핵산 부착 부재(245)에 시료를 제공하기 위하여 주입 니들(241)에는 시료 용기(100a)가 결합된다. 시료 용기(100a)는 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 시료 공간(122a)이 형성되도록 길이 연장되어 형성된다.
시료 공간(122a)은 시료 용기(100a)의 외부로부터 밀폐된다. 이 때, 시료 용기(100a)의 단부에는 시료 용기(100a)가 주입 니들(241)과 결합됨에 따라 시료 공간(122a)이 제1 유로(243)와 연결될 수 있도록 셉텀(130)이 배치된다.
셉텀(130)은 뾰족한 주입 니들(241)이 셉텀(130)을 관통함으로써 주입 니들(241)에 결합될 수 있으며, 주입 니들(241)과 분리되는 경우 다시 시료 공간(122a)을 외부로부터 밀폐할 수 있는 재질로 형성된다. 예를 들면, 고무, 실리콘 등으로 형성될 수 있으나 이에 제한이 있는 것은 아니다.
셉텀(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 일단부가 개방된 시료 용기(100a)의 일단부에 결합되는 캡(110)의 중앙부에 배치될 수 있다. 이 때, 셉텀(130)은 주입 니들(241)이 삽입되는 방향이 시료 용기(100a)의 연장 방향과 일치되도록 형성된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)의 셉텀(130)에는 셉텀 공간(132)이 형성될 수 있다.
셉텀 공간(132)은 셉텀(130)의 내부에 형성될 수 있으며, 셉텀 공간(132)에는 시료(13)와 반응할 수 있는 반응 물질, 예를 들면 핵산 추출을 위하여 시료에 혼합하는 분해 효소일 수 있다. 반응 물질은 셉텀 공간(132)에 저장될 수 있으면 액체일 수도 있고 고체일 수 있다.
셉텀 공간(132)이 형성됨에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 삽입 니들(2) 예를 들면 주사기 바늘을 이용하여 시료(13)인 혈액을 셉텀(130)을 통하여 시료 공간(122a)으로 주입하는 경우, 삽입 니들(2)이 셉텀(130)을 관통하는 과정에서 셉텀 공간(132)에 구비되는 반응 물질이 시료 공간(122a)으로 삽입될 수 있다. 이를 통하여, 별도의 혼합 작업 없이도 미리 준비된 셉텀(130)을 이용하여 현장에서 손쉽게 시료(13)에 반응 물질을 혼합하여 핵산을 추출할 수 있게 된다.
특히, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 셉텀 공간(132)은 복수의 공간으로 구획될 수 있다. 예를 들면, 두 개의 공간, 즉 도 4에 도시된 바와 같이 제1 셉텀 공간(132a)과 제2 셉텀 공간(132b)으로 구획될 수 있다. 다만, 공간의 개수에 제한이 있는 것은 아니다.
이 때, 제1 셉텀 공간(132a)과 제2 셉텀 공간(132b)은 주입 니들(241)이 삽입되는 방향으로 배치된다. 각 공간에는 시료(13)와 혼합 전 따로 저장해야 되는 반응 물질이 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 셉텀 공간(132a)에 저장되는 반응 물질을 제1 반응 물질(11), 제2 셉텀 공간(132b)에 저장되는 반응 물질을 제2 반응 물질(12)이라고 규정하여 설명한다.
이와 같이 배치됨에 따라, 주사기 바늘을 이용하여 시료(13)인 혈액을 셉텀(130)을 통하여 시료 공간(122a)으로 주입하는 경우, 삽입 니들(2)이 셉텀(130)을 관통하는 과정에서 제1 셉텀 공간(132a)에 구비되는 제1 반응 물질(11)과 제2 셉텀 공간(132b)에 구비되는 제2 반응 물질(12)이 시료 공간(122a)으로 함께 삽입될 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)의 시료 용기(100a)에는 보호막(140)이 더 포함될 수 있다.
보호막(140)은 셉텀 공간(132)이 셉텀(130)의 일측에 함몰 형성되는 경우 셉텀 공간(132)과 시료 공간(122a)을 구획하기 위하여 셉텀(130)과 개방된 시료 용기(100a)의 일단부 사이에 배치된다.
보호막(140)을 구비함으로써 셉텀 공간(132) 제조가 셉텀 공간(132)을 내부에 형성하는 것보다 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 주입 니들(241)이 셉텀(130)을 관통하는 과정에서 보호막(140)이 파손되면 셉텀 공간(132)의 반응 물질이 확실하게 시료 공간(122a)으로 이동될 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 시료 용기(100a)가 주입 니들(241)에 결합되는 것과 대응되도록 배출 니들(242)에는 폐시료 용기(100b)가 결합된다. 이 때, 폐시료 용기(100b)의 형상과 폐시료 용기(100b)가 배출 니들(242)에 결합하기 위한 셉텀(130)에 관한 구성은 시료 용기(100a)의 구성과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
폐시료 용기(100b)의 내부에는 시료 용기(100a)의 시료 공간(122a)과 대응되는 폐시료 공간(122b)이 형성된다. 이 때, 폐시료 공간(122b)은 시료 공간(122a)의 내부 압력보다 낮은 압력을 가지도록 형성된다. 예를 들면, 초기 상태에서 시료 공간(122a)이 양압을 가지고 폐시료 공간(122b)이 음압을 가지도록 형성될 수 있으나, 시료 공간(122a) 내부의 압력이 폐시료 공간(122b) 내부의 압력이 낮게 형성되는 압력 수치에 제한이 있는 것은 아니다.
폐시료 공간(122b)은 배출 니들(242)에 결합됨에 따라 제2 유로(244)와 유체 소통 가능하도록 연결된다. 이 때, 폐시료 용기(100b)는 시료 용기(100a)와 동시에 각각 배출 니들(242)과 주입 니들(241)에 결합된다. 이를 위하여, 후술하는 카트리지(230)에 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b)가 결합되어 동시 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에
시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b)가 각각 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 삽입되어 고정되면, 시료 공간(122a)과 폐시료 공간(122b)이 제1 유로(243) 및 제2 유로(244)에 의하여 유체 소통 가능하게 연결된다. 이 때, 시료 공간(122a)과 폐시료 공간(122b) 사이에는 압력의 차이가 존재하므로, 시료 공간(122a)에 저장된 시료가 압력 차이에 의하여 제1 유로(243)를 따라 이동하게 된다.
이동된 시료는 도 6에 도시된 바와 같이, 핵산 부착 부재(245)를 거치면서 핵산이 분리되며, 분리된 핵산은 핵산 부착 부재(245)에 부착되어 남고, 그 외의 이물질은 제2 유로(244)를 통하여 폐시료 공간(122b)으로 이동하게 된다.
이 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 주입 니들(241)과 배출 니들(242)이 상측을 향하도록 배치되고 셉텀(130)이 하측을 향하도록 배치된 상태에서 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b)가 주입 니들(241)과 배출 니들(242)과 결합된다.
이에 따라, 시료 공간(122a)의 하측, 즉 주입 니들(241)이 삽입되는 셉텀(130) 측에 시료가 배치되고 상측에 공기가 배치됨으로써 시료가 먼저 제1 유로(243)를 따라 이동할 수 있게 되어 핵산을 추출하는 효율을 높일 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)은, 세척액 용기(100c) 및 폐세척액 용기(100d)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 세척액 용기(100c) 및 폐세척액 용기(100d)의 형상과 각각 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합하기 위한 셉텀(130)에 관한 구성은 시료 용기(100a)의 구성과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
세척액 공간(122c)의 내부에는 세척액이 저장될 수 있는 세척액 공간(122c)이 형성되고 폐세척액 용기(100d)의 내부에는 폐세척액 공간(122d)이 형성된다. 이 때, 세척액은 핵산 부착 부재(245)에 부착된 핵산을 제외한 이물질을 폐세척액 공간(122d)으로 이동시키는 역할을 한다. 세척액(14)은 예를 들면, 에탄올일 수 있으나, 이에 제한이 있는 것은 아니다.
세척액 용기(100c)와 페세척액 용기(100c)는 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b)에서와 같이 각각 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합되며, 세척액 공간(122c)과 폐세척액 공간(122d)의 압력 차이를 이용하여 세척액 공간(122c)의 세척액(14)이 제1 유로(243)를 따라 이동하고 핵산 부착 부재(245)를 세척한 후 제2 유로(244)를 따라 폐세척액 공간(122d)으로 이동하게 된다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)의 세척액 용기(100c) 및 폐세척액 용기(100d)는 복수 개로 구비될 수 있다. 이에 따라, 상술한 세척 과정을 복수 번 반복하여 핵산 부착 부재(245)에 잔여 이물질이 남아 핵산 감지 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)은, 펌프(440), 제1 건조 용기(100g) 및 제2 건조 용기(100e)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 제1 건조 용기(100g) 및 제2 건조 용기(100e)의 형상과 각각 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합하기 위한 셉텀(130)에 관한 구성은 시료 용기(100a)의 구성과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
펌프(440)는 건조 기체를 제공한다. 펌프(440)가 건조 기체를 제공할 수 있으면 펌프(440)의 종류에는 제한이 없다.
펌프(440)에서 제공되는 건조 기체(16)는 제1 건조 용기(100g)로 이동한다. 제1 건조 용기(100g)는 도 7에 도시된 바와 같이, 내부에 제1 건조 공간(122g)이 형성되고 셉텀(130)이 배치되는 측의 반대 측 단부에는 펌프(440)와 연결될 수 있는 제1 관통홀(102)이 형성된다. 펌프(440)는 후술하는 건조 암(460)과 호스(442)에 의하여 제1 관통홀(102)에 연결되며 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 건조 용기(100g) 및 제2 건조 용기(100e)가 각각 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합된 상태에서 펌프(440)를 작동하게 되면 펌프(440)에 의하여 건조 기체(16)가 제1 유로, 핵산 부착 부재(245) 및 제2 유로(244)를 거치며 상기 세척액을 제거한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제2 건조 용기(100e)의 셉텀(130)이 배치되는 측의 반대 측 단부에는 제2 관통홀(104)이 형성된다. 건조 기체(16)는 제2 건조 용기(100e)의 내부에 형성된 제2 건조 공간(122e)을 경유하여 제2 관통홀(104)을 통해 외부로 배출되게 된다. 이에 따라, 핵산 부착 부재(245)는 건조되며 핵산 부착 부재(245)에는 증폭의 대상이 되는 핵산이 남게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)은, 용출액 용기(100h) 및 보관 용기(100i)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 용출액 용기(100h) 및 보관 용기(100i)의 형상과 각각 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합하기 위한 셉텀(130)에 관한 구성은 시료 용기(100a)의 구성과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
용출액 용기(100h)의 내부에는 용출액이 저장될 수 있는 용출액 공간(122h)이 형성된다. 용출액 공간(122h)에 저장된 용출액은 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b)에서와 같이 각각 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합되며, 용출액 공간(122h)과 보관 공간(122i)의 압력 차이를 이용하여 용출액 공간(122h)의 용출액(17)이 제1 유로(243)를 따라 이동하고 핵산 부착 부재(245)에 부착된 핵산을 용해한 후 핵산과 함께 제2 유로(244)를 따라 보관 공간(122i)으로 이동하게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 제1 구동부가 핵산 검사 모듈로 이동한 상태를 나타내는 단면도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 검사 시스템의 보관 용기와 검사 니들이 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
보관 공간(122i)으로 이동된 핵산은 후술하는 핵산 검사 시스템에 의하여 증폭되고 식별된다. 도 1 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)을 구비하는 핵산 검사 시스템(10)은 검사 베이스(410), 검사 니들(411), 카트리지(230), 회전축 부재(220), 제1 구동부(210) 및 핵산 검사 모듈(400)을 포함한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 검사 베이스(410)는 상부면이 평탄한 판상으로 형성된다. 검사 베이스(410)는 추출 베이스(240)의 일측에 배치된다.
핵산 증폭 칩(412)은 핵산이 유입되는 경우 중합 효소 연쇄 반응을 통하여 핵산을 증폭시킨다. 이 때, 핵산 증폭 칩(412)은 공지된 부품이 사용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
검사 베이스(410)의 상부면에는 추출 베이스(240) 측에 검사 니들(411)이 형성된다. 검사 니들(411)은 주입 니들(241) 및 배출 니들(242)과 서로 평행하게 돌출될 수 있다. 검사 니들(411), 주입 니들(241) 및 배출 니들(242)이 평행하게 배치됨으로써, 후술하는 카트리지(230)를 이용하여 검사 니들(411)과 주입 니들(241) 및 배출 니들(242)에 상술한 용기들을 자동으로 결합할 수 있게 된다. 이에 대하여는 카트리지(230)와 함께 설명한다.
검사 니들(411)은 돌출된 길이 방향으로 내부에 유체가 이동할 수 있는 유로가 형성된다. 즉, 중공형으로 형성된다. 검사 니들(411)도 주입 니들(241) 및 배출 니들(242)과 마찬가지로 상단부에 셉텀(130)을 관통하기 용이하도록 뾰족하게 형성될 수 있다.
검사 니들(411)은 검사 베이스(410)에 설치되는 핵산 증폭 칩(412)에 연결된다. 이 때, 핵산 증폭 칩(412)의 내부의 압력은 보관 용기(100i)의 보관 공간(122i)의 압력보다 작게 형성된다. 예를 들면, 핵산 증폭 칩(412)의 내부의 압력은 음압을 가지거나, 보관 공간(122i)이 양압을 가지도록 형성될 수 있으나, 핵산 증폭 칩(412) 내부의 압력이 보관 공간(122i)의 압력보다 낮게 형성되는 압력 수치에 제한이 있는 것은 아니다.
이에 따라, 검사 니들(411)이 보관 용기(100i)의 셉텀을 관통 시 핵산 증폭 칩(412) 내부의 압력과 보관 공간(122i)의 압력 차이에 의하여 보관 공간(122i)에 저장된 용출액(17)이 핵산 증폭 칩(412)의 내부로 이동된다.
핵산 증폭 칩(412)의 내부로 이동된 핵산은 중합 효소 연쇄 반응을 통하여 감지가 가능하도록 증폭된다. 이 때, 핵산 증폭 과정에서는 효소의 반응을 위하여 온도의 제어가 필요하다.
이를 위하여 도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)을 구비하는 핵산 검사 시스템(10)은 제2 히터(300)를 더 포함할 수 있다.
제2 히터(300)는 핵산 증폭 칩(412)의 온도를 조절하기 위하여 검사 베이스(410)의 하측에 배치된다. 제2 히터(300)는 핵산 증폭 칩(412)의 온도를 조절할 수 있으면 공지된 장치가 사용될 수 있으며 작동 방식에 제한이 있는 것은 아니다.
보관 용기(100i)로부터 핵산 증폭 칩(412)으로 이동되어 증폭된 핵산의 종류를 판별하기 위하여 핵산 검사 모듈(400)은 광 조사부(420)와 광 감지부(430)를 구비한다. 광 조사부(420)를 통하여 핵산 증폭 칩에 빛을 조사하게 되면 타겟 핵산이 존재하는 경우 핵산 증폭 칩(412)에서 반사된 특정한 형광 신호를 광 감지부(430)가 감지하게 된다.
이에 따라, 광 감지부(430)를 통하여 수집된 형관 신호를 이용하여 감지되고 있는 핵산의 종류를 판별해 낼 수 있게 된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)을 구비하는 핵산 검사 시스템(10)은 카트리지(230)를 포함한다. 카트리지(230)는 상술한 핵산 추출과 핵산 감지를 자동으로 수행할 수 있도록 각 용기들을 수용하고 수용된 용기들을 운반한다.
이를 보다 상세히 설명하면, 카트리지(230)는 도 3에 도시된 바와 같이 통형, 예를 들면으로 회전이 용이한 원통형으로 형성된다. 카트리지(230)의 중심에는 카트리지(230)의 회전을 지지하고 카트리지(230)에 회전력을 제공하는 회전축 부재(220)가 결합된다. 이에 따라 카트리지(230)는 회전축 부재(220)의 길이 연장 방향을 축으로 회전하게 된다.
카트리지(230)의 하부면에는 카트리지(230)의 회전축을 중심으로 원주를 따라 형성되는 복수의 수용부(234)가 형성된다. 이 때, 각 수용부에는 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b), 세척액 용기(100c)와 폐세척액 용기(100d), 제1 건조 용기(100g)와 제2 건조 용기(100e) 및 용출액 용기(100h)와 보관 용기(100i)가 수용될 수 있다.
이 때, 수용부(234)에는 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b), 세척액 용기(100c)와 폐세척액 용기(100d), 제1 건조 용기(100g)와 제2 건조 용기(100e) 및 용출액 용기(100h)와 보관 용기(100i)가 각각 회전축을 중앙에 두로 서로 대향하여 배치된다. 이를 통해 카트리지(230)에 결합된 상태로 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b), 세척액 용기(100c)와 폐세척액 용기(100d), 제1 건조 용기(100g)와 제2 건조 용기(100e) 및 용출액 용기(100h)와 보관 용기(100i)가 순차로 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합할 수 있게 된다.
수용부(234)의 형상에는 제한이 없으며, 함몰된 홈의 형상이거나 관통된 홀의 형상일 수 있다. 수용부(234)에 각 용기가 수용된 상태에서 용기들은 이탈이 되지 않도록 고정될 수 있다.
수용부(234)에 각 용기들이 수용된 상태로 카트리지(230)가 제공될 수 있으며, 작업자는 카트리지(230)만을 회전축 부재(220)에 결합함으로써 핵산을 추출하고 감지하는 작업을 할 수 있게 된다.
도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 카트리지(230)의 회전축 부재(220)에는 제1 구동부(210)가 결합된다. 제1 구동부(210)는 회전축 부재(220)를 통하여 카트리지(230)의 회전 운동과 병진 운동에 대한 구동력을 제공한다. 또한, 제1 구동부(210)는 제1 구동부(210) 스스로가 추출 베이스(240)의 상측과 검사 베이스(410)의 상측을 지면에 수직하게 배치되는 프레임(500)에 의하여 지지 되는 레일(600)을 따라 왕복 운동할 수 있다. 다만, 제1 구동부(210)가 추출 베이스(240)와 검사 베이스(410)를 왕복할 수 있으면 프레임(500)과 레일(600)의 형상에는 제한은 없다.
제1 구동부(210)와 이에 의한 카트리지(230)의 운동에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 제1 구동부(210)는 추출 베이스(240)의 상측에 머물면서 카트리지(230)의 상하 운동과 회전 운동을 제어하게 된다. 이 때, 제1 구동부(210)는 카트리지(230)에 수용된 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b), 세척액 용기(100c)와 폐세척액 용기(100d), 제1 건조 용기(100g)와 제2 건조 용기(100e) 및 용출액 용기(100h)와 보관 용기(100i)가 각각 주입 니들(241) 및 배출 니들(242)에 순서대로 결합될 수 있도록 카트리지(230)를 제어한다.
상술한 과정을 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b)로부터 세척액 용기(100c)와 폐세척액 용기(100d) 넘어가는 과정을 통하여 구체적으로 설명하면, 카트리지(230)를 하강시켜 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b)가 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합하여 시료 공간(122a)의 시료가 폐시료 공간(122b)으로 이동하면, 카트리지(230)를 다시 상승시키고, 세척액 용기(100c)와 폐세척액 용기(100d)가 주입 니들(241)과 배출 니들(242)의 상측에 배치될 수 있도록 카트리지(230)를 소정의 각도로 회전시킨 후 다시 하강시켜 세척액 용기(100c)와 폐세척액 용기(100d)가 주입 니들(241)과 배출 니들(242)에 결합될 수 있도록 한다.
위와 같은 과정을 보관 용기(100i)에 핵산이 용해된 용출액이 저장될 까지 시료 용기(100a)와 폐시료 용기(100b), 세척액 용기(100c)와 폐세척액 용기(100d), 제1 건조 용기(100g)와 제2 건조 용기(100e) 및 용출액 용기(100h)와 보관 용기(100i) 순으로 진행한다.
보관 용기(100i)에 핵산이 용해된 용출액이 저장되면, 제1 구동부(210)는 레일(600)을 따라 검사 베이스(410)의 상측으로 이동한다. 이 때, 도 8에 도시된 바와 같이 검사 베이스(410)의 추출 베이스(240) 측 단부에 겹칠 정도, 즉 보관 용기(100i)가 검사 베이스(410)의 검사 니들(411) 상측에 배치될 수 있도록 이동한다.
이 상태로 제1 구동부(210)는 카트리지(230)를 하강시켜 보관 용기(100i)와 검사 니들(411)이 결합할 수 있도록 하며, 보관 용기(100i)의 용출액이 핵산 증폭 칩(412)으로 이동하게 된다. 용출액과 함께 핵산 증폭 칩(412)으로 이동한 핵산은 핵산 증폭 칩(412) 내부에서 증폭되며, 핵산 검사 모듈(400)에 의하여 핵산이 타겟 핵산에 해당하는 지를 식별하게 된다.
한편, 도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)을 구비하는 핵산 추출 시스템은 제2 구동부(450) 및 건조 암(460)을 더 포함할 수 있다.
제2 구동부(450)는 제1 구동부(210)의 일측에 배치되어 회전 구동력을 제공한다, 이 때, 제2 구동부(450)는 제1 구동부(210)와 일체로 형성될 수도 있으며 이에 제한이 있는 것은 아니다.
제2 구동부(450)에는 피벗 회전하는 건조 암(460)이 결합된다. 건조 암(460)은 제1 건조 용기(100g)가 주입 니들(241)에 결합되면 주입 니들(241)의 상단부에 형성된 관통홀(102)에 결합하도록 피벗 회전을 하게 된다.
이 때, 건조 암(460)은 펌프(440)와 연결되며, 펌프(440)의 건조 기체(16)를 관통홀(102)을 통하여 제1 건조 용기(100g)로 주입할 수 있게 된다. 펌프(440)와 건조 암(460)은 호스(442)에 의하여 연결될 수 있으나 펌프(440)의 건조 기체(16)를 건조 암(460)을 통하여 제공할 수 있는 이에 제한이 있는 것은 아니다. 이 때, 주입된 건조 기체(16)는 전술한 바와 같이 제2 건조 용기(100e)의 제2 관통홀(104)을 통하여 외부로 배출된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 모듈(1)을 구비하는 핵산 검사 시스템(10)은 제1 히터(300)를 더 포함할 수 있다.
제1 히터(300)는 핵산 추출을 위하여 시료(13)를 시료 용기(100a)의 시료 공간(122a)에 주입 후 셉텀 공간(132)에 저장된 반응 물질과 시료(13)가 반응할 수 있도록 가열하는 역할을 한다. 제1 히터(300)는 핵산 검사 시스템(10)의 일측에 시료 용기(100a)가 수용된 상태로 가열시킬 수 있도록 형성될 수 있으나, 시료 용기(100a)를 특정 온도로 가열할 수 있도록 제어 가능하면 실시예에 제한이 있는 것은 아니다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
2 삽입 니들 411 검사 니들
10 핵산 검사 시스템 412 핵산 증폭 칩
11 제1 반응 물질 420 광 조사부
12 제2 반응 물질 430 광 감지부
13 시료 440 펌프
14 세척액 442 호스
16 건조 기체 450 제2 구동부
100 제1 용기 460 건조 암
102 관통홀 500 프레임
110 캡 600 레일
120 용기 몸체 130 셉텀
100a 시료 용기 132 셉텀 공간
100b 폐시료 용기 100c 세척액 용기
140 보호막 100d 폐세척액 용기
200 핵산 추출 모듈 100e 제2 건조 용기
210 제1 구동부 100g 제1 건조 용기
220 회전축 부재 100h 용출액 용기
230 카트리지 100i 보관 용기
122a 시료 공간 234 수용부
122b 폐시료 공간 240 추출 베이스
122c 세척액 공간 241 주입 니들
122d 폐세척액 공간 242 배출 니들
122e 제2 건조 공간 243 제1 유로
122g 제1 건조 공간 244 제2 유로
122h 용출액 공간 245 핵산 부착 부재
122i 보관 공간 300 히터
132a 제1 셉텀 공간 400 핵산 검사 모듈
132b 제2 셉텀 공간 410 검사 베이스
17 용출액
10 핵산 검사 시스템 412 핵산 증폭 칩
11 제1 반응 물질 420 광 조사부
12 제2 반응 물질 430 광 감지부
13 시료 440 펌프
14 세척액 442 호스
16 건조 기체 450 제2 구동부
100 제1 용기 460 건조 암
102 관통홀 500 프레임
110 캡 600 레일
120 용기 몸체 130 셉텀
100a 시료 용기 132 셉텀 공간
100b 폐시료 용기 100c 세척액 용기
140 보호막 100d 폐세척액 용기
200 핵산 추출 모듈 100e 제2 건조 용기
210 제1 구동부 100g 제1 건조 용기
220 회전축 부재 100h 용출액 용기
230 카트리지 100i 보관 용기
122a 시료 공간 234 수용부
122b 폐시료 공간 240 추출 베이스
122c 세척액 공간 241 주입 니들
122d 폐세척액 공간 242 배출 니들
122e 제2 건조 공간 243 제1 유로
122g 제1 건조 공간 244 제2 유로
122h 용출액 공간 245 핵산 부착 부재
122i 보관 공간 300 히터
132a 제1 셉텀 공간 400 핵산 검사 모듈
132b 제2 셉텀 공간 410 검사 베이스
17 용출액
Claims (17)
- 내부에 핵산 부착 부재가 배치되고 상기 핵산 부착 부재의 상단부에 일단이 연결되는 제1 유로와 상기 핵산 부착 부재의 하단부에 일단이 연결되는 제2 유로가 내부에 형성되는 추출 베이스;
상기 추출 베이스의 일측으로부터 돌출되되 상기 제1 유로의 타단과 연결되는 중공형의 주입 니들;
상기 추출 베이스의 타측으로부터 돌출되되 상기 제2 유로의 타단과 연결되는 중공형의 배출 니들;
내부에 밀폐된 시료 공간이 형성되고 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 시료 용기; 및
내부에 상기 시료 공간의 압력보다 낮은 압력으로 형성되는 밀폐된 폐시료 공간이 형성되고 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 폐시료 용기; 를 포함하고,
상기 주입 니들 및 상기 배출 니들이 각각 상기 시료 용기의 셉텀 및 상기 폐시료 용기의 상기 셉텀을 관통 시 상기 시료 공간과 상기 폐시료 공간의 압력 차이에 의하여 상기 시료 공간에 저장된 시료가 상기 제1 유로를 통하여 상기 핵산 부착 부재로 이동되고 상기 시료에 포함된 핵산이 상기 핵산 부착 부재에 흡착된 뒤 상기 제2 유로를 통하여 상기 폐시료 공간으로 이동되는, 핵산 추출 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 배출 니들은 상기 주입 니들과 평행하게 형성되는, 핵산 추출 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 핵산 부착 부재는 판상의 형상으로 형성되고,
상기 제1 유로의 타단은 상기 주입 니들에 연결되고 상기 제1 유로의 일단은 상기 핵산 부착 부재의 상부면에 연결되며,
상기 제2 유로의 타단은 상기 배출 니들에 연결되고 상기 제2 유로의 일단은 상기 핵산 부착 부재의 하부면에 연결되는, 핵산 추출 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 시료 용기의 상기 셉텀은 내부에 반응 물질이 저장될 수 있도록 셉텀 공간이 형성되고,
상기 셉텀 공간에 저장된 상기 반응 물질은 상기 주입 니들이 상기 제1 유로와 상기 시료 공간이 유체 소통 가능하도록 상기 셉텀을 관통 시 상기 시료 공간으로 이동하는, 핵산 추출 모듈. - 제4 항에 있어서,
상기 셉텀 공간은 상기 시료 용기의 상기 시료 공간 측으로 개방되고,
상기 시료 용기는 상기 셉텀 공간의 개방된 측에 배치됨으로써 상기 시료 공간을 밀폐하는 보호막을 더 구비하는, 핵산 추출 모듈. - 제4 항에 있어서,
상기 셉텀 공간은 상기 주입 니들이 관통하는 방향으로 복수의 공간을 가지도록 형성되는, 핵산 추출 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 주입 니들 및 상기 배출 니들은 상측으로 평행하게 돌출되고,
상기 시료 용기는 상기 셉텀이 하측에 배치된 상태에서 하측으로 이동하여 상기 주입 니들에 결합되고,
상기 폐시료 용기는 상기 셉텀이 하측에 배치된 상태에서 상기 시료 용기와 동시에 하측으로 이동하여 상기 배출 니들에 결합되는, 핵산 추출 모듈. - 제1 항에 있어서,
내부에 밀폐된 세척액 공간이 형성되고 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 세척액 용기; 및
내부에 상기 세척액 공간의 압력보다 낮은 압력으로 형성되는 밀폐된 폐세척액 공간이 형성되고 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 폐세척액 용기; 를 더 포함하고,
상기 주입 니들 및 상기 배출 니들이 각각 상기 세척액 용기의 셉텀 및 상기 폐세척액 용기의 셉텀을 관통 시 상기 세척액 공간과 상기 폐세척액 공간의 압력 차이에 의하여 상기 세척액 공간에 저장된 세척액이 상기 제1 유로를 통하여 상기 핵산 부착 부재로 이동되고 상기 핵산 부착 부재의 이물질이 세척된 뒤 상기 제2 유로를 통하여 상기 폐세척액 공간으로 이동되는, 핵산 추출 모듈. - 제8 항에 있어서,
상기 세척액 용기 및 상기 폐세척액 용기는 복수 개로 구비되는, 핵산 추출 모듈. - 제8 항에 있어서,
건조 기체를 제공하는 펌프;
내부에 형성되는 제1 건조 공간, 일단부에 구비되되 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀 및 일측에 형성되되 상기 제1 건조 공간으로 상기 건조 기체를 주입 가능하도록 상기 펌프와 결합되는 제1 관통홀을 구비하는 제1 건조 용기; 및
내부에 형성되는 제2 건조 공간, 일단부에 구비되되 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀 및 상기 제2 건조 공간이 외부와 유체 소통 가능하도록 일측에 형성되는 제2 관통홀을 구비하는 제2 건조 용기; 를 더 포함하고,
상기 주입 니들 및 상기 배출 니들이 상기 제1 건조 용기의 셉텀 및 상기 제2 건조 용기의 셉텀을 각각 관통 시 상기 펌프에 의하여 상기 건조 기체가 상기 제1 유로, 상기 핵산 부착 부재 및 상기 제2 유로를 거치며 상기 세척액을 제거하는, 핵산 추출 모듈. - 제10 항에 있어서,
내부에 밀폐된 용출액 공간이 형성되고 상기 제1 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 주입 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 용출액 용기; 및
내부에 상기 용출액 공간의 압력보다 낮은 압력으로 형성되는 밀폐된 보관 공간이 형성되고 상기 제2 유로와 유체 소통 가능하도록 상기 배출 니들이 관통될 수 있는 셉텀이 일단부에 구비되는 보관 용기; 를 포함하고,
상기 주입 니들 및 상기 배출 니들이 각각 상기 용출액 용기의 셉텀 및 상기 보관 용기의 셉텀을 관통 시 상기 용출액 공간과 상기 보관 공간의 압력 차이에 의하여 상기 용출액 공간에 저장된 용출액이 상기 제1 유로를 통하여 이동하여 상기 핵산 부착 부재에 부착된 핵산을 용해한 뒤 상기 제2 유로를 통하여 상기 보관 공간으로 이동하는, 핵산 추출 모듈.
- 제11 항에 따른 핵산 추출 모듈;
핵산 증폭 칩이 설치되고 상기 추출 베이스의 일측에 배치되는 검사 베이스;
상기 핵산 증폭 칩의 일측으로부터 돌출되되 상기 핵산 증폭 칩과 연결되는 중공형의 검사 니들;
회전축을 중심으로 회전 가능하고 상기 회전축을 연장한 방향으로 상하 이동 가능하되 상기 회전축을 중심으로 원주를 따라 형성되는 복수의 수용부가 하부면에 형성되는 카트리지;
상기 카트리지의 회전축에 결합하는 회전축 부재;
상기 추출 베이스의 상측과 상기 검사 베이스의 상측을 왕복 운동 가능하고, 상기 회전축 부재에 결합되어 상기 카트리지의 회전 운동과 병진 운동을 위한 구동력을 상기 카트리지로 전달하는 제1 구동부; 및
상기 핵산 증폭 칩에 광을 조사하는 광 조사부 및 상기 핵산 증폭 칩에서 반사된 형광 신호를 감지하는 광 감지부를 구비하는 핵산 검사 모듈; 을 포함하고,
상기 시료 용기와 상기 폐시료 용기, 상기 세척액 용기와 상기 폐세척액 용기, 상기 제1 건조 용기와 상기 제2 건조 용기 및 상기 용출액 용기와 보관 용기는 각각 상기 회전축을 중앙에 두고 대향하여 배치될 수 있도록 상기 복수의 수용부에 수용되는, 핵산 검사 시스템. - 제12 항에 있어서,
상기 시료 용기를 히팅할 수 있는 제1 히터; 를 더 포함하는, 핵산 검사 시스템. - 제12 항에 있어서,
상기 검사 베이스의 하측에 배치되어 상기 핵산 증폭 칩의 온도를 제어할 수 있는 제2 히터; 를 더 포함하는, 핵산 검사 시스템. - 제12 항에 있어서,
상기 카트리지는
상기 추출 베이스의 상측에 위치된 상태에서 상기 시료 용기와 상기 폐시료 용기, 상기 세척액 용기와 상기 폐세척액 용기, 상기 제1 건조 용기와 상기 제2 건조 용기 및 상기 용출액 용기와 보관 용기가 각각 상기 주입 니들 및 상기 배출 니들에 순서대로 결합될 수 있도록 상하 운동과 회전축을 중심으로 회전 운동을 반복 수행하는, 핵산 검사 시스템. - 제12 항에 있어서,
상기 카트리지는 상기 검사 베이스의 상측에 위치된 상태로 상기 보관 용기가 상기 검사 니들에 결합될 수 있도록 하강할 수 있고,
상기 핵산 증폭 칩의 내부는 상기 보관 용기의 상기 보관 공간의 압력보다 작은 압력으로 유지되고,
상기 검사 니들이 상기 보관 용기의 셉텀을 관통 시 상기 핵산 증폭 칩의 내부의 압력과 상기 보관 용기의 압력 차이에 의하여 상기 보관 공간에 저장된 용출액이 상기 핵산 증폭 칩의 내부로 이동되는, 핵산 검사 시스템. - 제12 항에 있어서,
상기 제1 구동부의 일측에 배치되어 회전 구동력을 제공하는 제2 구동부;
상기 펌프에 연결되되 상기 제2 구동부에 결합되어 피벗 회전하는 건조 암; 을 더 포함하고,
상기 건조 암은 상기 제1 건조 용기와 상기 제2 건조 용기가 각각 상기 주입 니들과 상기 배출 니들에 결합된 상태에서 상기 제1 건조 용기 측으로 피벗 회전하여 상기 제1 건조 용기의 상기 제1 관통홀과 상기 펌프를 연결시켜 상기 제1 건조 용기로 상기 건조 기체를 공급하는, 핵산 검사 시스템.
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