KR102656267B1 - 올인원 현장진단용 분자진단키트 및 이를 이용한 분자진단방법 - Google Patents
올인원 현장진단용 분자진단키트 및 이를 이용한 분자진단방법 Download PDFInfo
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Abstract
올인원 현장진단용 분자진단키트 및 이를 이용한 분자진단방법을 개시한다. 상기 올인원 현장진단용 분자진단키트는 검체 전처리부(100), 핵산 흡착부(200) 및 핵산 증폭부(300)를 포함하는 제1 부품(10A); 및 검출부(400)를 포함하는 제2 부품(10B);을 포함하고, 상기 검체 전처리부(100)는 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 이송시키기 위한 이송부재(110)를 포함하고, 검체를 전처리하기 위한 것이고, 상기 핵산 흡착부(200)는 상기 검체 전처리부(100) 상에 위치하고, 하기 핵산 증폭부(300) 상으로 슬라이딩 이동 가능한 것이고, 상기 핵산 증폭부(300)는 상기 검체 전처리부(100)와 연결되고, 상기 핵산 흡착부(200)로부터 상기 핵산이 용출되고, 용출된 상기 핵산을 증폭하기 위한 것이고, 상기 검출부(400)는 상기 핵산 증폭부(300)로부터 증폭된 상기 핵산을 이송하고, 상기 핵산을 검출하기 위한 것이다. 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트 및 이를 이용한 분자진단방법은 원심분리기 또는 피펫 등의 전문적인 기계를 사용하지 않아 일반인도 사용 가능하며, 오염이 적고, 비용이 저렴한 효과가 있다.
Description
본 발명은 분자진단키트 및 이를 이용한 분자진단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 올인원 현장진단용 분자진단키트 및 이를 이용한 분자진단방법에 관한 것이다.
매년 미국에서 10억 건이 넘는 감염이 있으며, 그 중 다수는 부정확하거나 지연된 진단 결과로 잘못 치료된다. 많은 POC(Point of Care) 테스트의 감도(30-70%)는 좋지 않으며, 핵산의 특정 검출 또는 병원성 표적과 관련된 분자 테스트와 같은 훨씬 더 민감한 테스트는 실험실에서만 이용할 수 있다.
그러나 실험실 기반 분자 진단 테스트를 수행하는 디바이스 및 방법은 숙련된 직원, 규제된 인프라 및 고가의 기구를 필요로 한다. 실험실 장비는 일반적으로 한 번에 많은 샘플을 처리하므로 중앙 실험실 테스트는 종종 일괄적으로 수행된다. 테스트 샘플을 처리하기 위한 방법은 전형적으로 하나의 대규모 실행에서 일정 기간(예를 들어, 하루) 동안 수집된 모든 샘플을 처리하는 것을 포함하여, 샘플이 수집된 후 수 시간 내지 수일의 턴어라운드(turn-around) 시간을 초래한다.
더욱이, 상기 방법은 시약을 첨가하고, 처리를 감독하며, 샘플을 단계적으로 이동시키는 숙련된 기술자의 안내에 따라 특정 동작을 수행하도록 디자인된다. 따라서, 실험실 테스트 및 방법은 정확하지만 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 원심분리기 또는 피펫 등의 전문적인 기계를 사용하지 않아 일반인도 사용 가능하며, 오염이 적고, 비용이 저렴한 올인원 현장진단용 분자진단키트 및 이를 이용한 분자진단방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 검체 전처리부(100), 핵산 흡착부(200) 및 핵산 증폭부(300)를 포함하는 제1 부품(10A); 및 검출부(400)를 포함하는 제2 부품(10B);을 포함하고, 상기 검체 전처리부(100)는 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 이송시키기 위한 이송부재(110)를 포함하고, 검체를 전처리하기 위한 것이고, 상기 핵산 흡착부(200)는 상기 검체 전처리부(100) 상에 위치하고, 하기 핵산 증폭부(300) 상으로 슬라이딩 이동 가능한 것이고, 상기 핵산 증폭부(300)는 상기 검체 전처리부(100)와 연결되고, 상기 핵산 흡착부(200)로부터 상기 핵산이 용출되고, 용출된 상기 핵산을 증폭하기 위한 것이고, 상기 검출부(400)는 상기 핵산 증폭부(300)로부터 증폭된 상기 핵산을 이송하고, 상기 핵산을 검출하기 위한 것인, 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)가 제공된다.
또한 상기 검체 전처리부(100)가 상기 이송부재(110)와 인접하여 위치하는 라이시스 버퍼 챔버(120)를 추가로 포함하고, 상기 라이시스 버퍼 챔버(120)가 상기 검체를 분해하여 핵산을 용해하는 라이시스 버퍼(Lysis buffer)를 포함할 수 있다.
또한 상기 라이시스 버퍼 챔버(120)의 상단과 하단이 검체채취 도구의 주입에 의해 파괴될 수 있다.
또한 상기 핵산 흡착부(200)가 상기 이송부재(110)로부터 이송된 상기 라이시스 버퍼에 존재하는 핵산과 결합하는 핵산 흡착패드(210)를 포함할 수 있다.
또한 상기 핵산 흡착패드(210)가 실리카 멤브레인일 수 있다.
또한 상기 이송부재(110)가 샘플패드(111) 및 이동패드(112)를 포함할 수 있다.
또한 상기 검체 전처리부(100)가 흡수부재(130)를 추가로 포함하고, 상기 흡수부재(130)가 상기 핵산 흡착부(200)로부터 상기 라이시스 버퍼를 흡수할 수 있다.
또한 상기 핵산 증폭부(300)가 증폭시약을 포함하는 반응부재(310)를 포함할 수 있다.
또한 상기 반응부재(310)가 단수 또는 복수일 수 있다.
또한 상기 반응부재(310)가 복수인 경우에 복수의 반응부재(310)가 각각 서로 다른 종류의 프라이머를 포함할 수 있다.
또한 상기 검출부(400)가 상기 핵산을 검출하기 위한 단수 또는 복수의 검출부재(410)를 포함할 수 있다.
또한 상기 분자진단키트가 코로나(corona) 바이러스, 독감(influenza) 바이러스, 후천성 면역 결핍(HIV) 바이러스, 천연두(variola) 바이러스, 구제역 바이러스, 에볼라 바이러스, 뎅기 바이러스, 지카(Zika) 바이러스, HPV 바이러스, 세균에 의한 폐렴, 결핵 및 임질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 진단하기 위한 것일 수 있다.
또한 상기 분자진단키트가 상기 핵산 증폭부(300)의 온도를 조절하는 핫팩(hot pack)을 추가로 포함할 수 있다.
또한 상기 분자진단키트가 단수 또는 복수개의 니들리스 커넥터 하부(500A)를 포함하는 제3 부품(10C); 및 단수 또는 복수개의 니들리스 커넥터 상부(500B)를 포함하는 제4 부품(10D);을 추가로 포함하고, 상기 니들리스 커넥터 하부(500A)와 상기 니들리스 커넥터 상부(500B)가 결합하여 형성된 니들리스 커넥터(needleless connector)(500)를 통해 상기 핵산 흡착부(200)로부터 상기 핵산을 용출하기 위한 일루션 버퍼 또는 상기 핵산 증폭부(300)로부터 증폭된 상기 핵산을 상기 검출부(400)로 이송하기 위한 러닝 버퍼를 상기 핵산 흡착부(200)에 주입할 수 있다.
또한, 상기 분자진단키트가 검체를 채취할 수 있는 검체채취 도구(10F)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 올인원 현장진단용 분자진단키트를 이용한 분자진단방법이고, (a) 핵산을 포함하는 검체를 채취한 검체채취 도구로 라이시스 버퍼 챔버(120)의 상단을 물리적으로 파괴하여 상기 검체를 라이시스 버퍼에 침지시켜 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 생성하는 단계; (b) 상기 검체채취 도구로 상기 라이시스 버퍼 챔버(120)의 하단을 물리적으로 파괴하여 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 검체 전처리부(100)의 이송부재(110)로 이동시키고, 상기 이송부재(110)를 따라 이송된 상기 핵산이 핵산 흡착부(200)에 결합하는 단계; (c) 상기 핵산이 결합된 상기 핵산 흡착부(200)를 슬라이딩 이동시켜 핵산 증폭부(300) 상에 위치시키는 단계; (d) 일루션 버퍼(Elution buffer)를 상기 핵산 흡착부(200)로 주입하여 상기 핵산을 상기 핵산 흡착부(200)로부터 용출하고, 용출된 상기 핵산이 상기 핵산 증폭부(300)로 이송되는 단계; (e) 상기 핵산 증폭부(300)에 위치한 핵산을 증폭하는 단계; 및 (f) 상기 핵산 증폭부(300)에 러닝 버퍼(Running buffer)를 주입하여 상기 증폭된 핵산을 검출부(400)로 이송하여 상기 핵산을 검출하는 단계;를 포함하는 분자진단방법이 제공된다.
또한 상기 단계(d)의 일루션 버퍼 및 상기 단계(f)의 러닝 버퍼로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 니들리스 커넥터(needleless connector, 500)를 사용하여 주입되고, 상기 니들리스 커넥터는 상기 분자진단키트의 제3 부품(10C)과 제4 부품(10D)을 조립하여 형성될 수 있다.
또한 상기 단계(e)의 증폭시 상기 핵산 증폭부(300)의 온도가 핫팩(hot pack)에 의해서 조절될 수 있다.
또한 상기 핵산 흡착부(200)가 핵산 흡착패드(210)를 포함하고, 상기 핵산 흡착패드(210)가 실리카 멤브레인일 수 있다.
또한 상기 분자진단방법이 코로나(corona) 바이러스, 독감(influenza) 바이러스, 후천성 면역 결핍(HIV) 바이러스, 천연두(variola) 바이러스, 구제역 바이러스, 에볼라 바이러스, 뎅기 바이러스, 지카(Zika) 바이러스, HPV 바이러스, 세균에 의한 폐렴, 결핵 및 임질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 진단하기 위한 것일 수 있다.
본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트 및 이를 이용한 분자진단방법은 원심분리기 또는 피펫 등의 전문적인 기계를 사용하지 않아 일반인도 사용 가능하며, 오염이 적고, 비용이 저렴한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 실제 이미지이다.
도 3은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10) 조립체의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 이송부재(110), 흡수부재(130) 및 핵산 흡착부(200)의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10) 조립체의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 검체채취 도구(10F)가 삽입된 제1 부품(10A)의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 제2 부품(10B) 및 상기 제2 부품(10B) 검출부(400)의 검출부재(410) 구조를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트를 이용한 분자진단방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트를 이용한 분자진단방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 10은 실시예 1에 따라 제조된 올인원 현장진단용 분자진단키트를 사용하고 실시예 3에 따른 분자진단을 수행하여 SARS-COV-2 바이러스를 검출한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 실제 이미지이다.
도 3은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10) 조립체의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 이송부재(110), 흡수부재(130) 및 핵산 흡착부(200)의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10) 조립체의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 검체채취 도구(10F)가 삽입된 제1 부품(10A)의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 제2 부품(10B) 및 상기 제2 부품(10B) 검출부(400)의 검출부재(410) 구조를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트를 이용한 분자진단방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트를 이용한 분자진단방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
도 10은 실시예 1에 따라 제조된 올인원 현장진단용 분자진단키트를 사용하고 실시예 3에 따른 분자진단을 수행하여 SARS-COV-2 바이러스를 검출한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소가 “다른 구성요소 상에,” "다른 구성요소 상에 형성되어," "다른 구성요소 상에 위치하여," 또는 " 다른 구성요소 상에 적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어, 위치하여 있거나 또는 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.
도 1은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 실제 이미지이다.
도 3은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10) 조립체의 구조를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 이송부재(110), 흡수부재(130) 및 핵산 흡착부(200)의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10) 조립체의 구조를 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 검체채취 도구(10F)가 삽입된 제1 부품(10A)의 구조를 나타낸 개략도이고, 도 7은 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)의 제2 부품(10B) 및 상기 제2 부품(10B) 검출부(400)의 검출부재(410) 구조를 나타낸 개략도이다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)에 대해 설명하도록 한다.
본 발명은 검체 전처리부(100), 핵산 흡착부(200) 및 핵산 증폭부(300)를 포함하는 제1 부품(10A); 및 검출부(400)를 포함하는 제2 부품(10B);을 포함하는 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)를 제공한다.
검체 전처리부(100)
상기 검체 전처리부(100)는 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 이송시키기 위한 이송부재(110)를 포함하고, 검체를 전처리할 수 있다.
상기 검체 전처리부(100)는 상기 이송부재(110)와 인접하여 위치하는 라이시스 버퍼 챔버(120)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 라이시스 버퍼 챔버(120)는 상기 검체를 분해하여 핵산을 용해하는 라이시스 버퍼(Lysis buffer)를 포함할 수 있다.
상기 라이시스 버퍼 챔버(120)의 상단과 하단은 검체채취 도구의 주입에 의해 파괴될 수 있다.
상기 이송부재(110)는 샘플패드(111) 및 이동패드(112)를 포함할 수 있다.
상기 검체 전처리부(100)는 흡수부재(130)를 추가로 포함하고, 상기 흡수부재(130)는 상기 핵산 흡착부(200)로부터 상기 라이시스 버퍼를 흡수할 수 있다.
핵산 흡착부(200)
상기 핵산 흡착부(200)는 상기 검체 전처리부(100) 상에 위치하고, 하기 핵산 증폭부(300) 상으로 슬라이딩 이동 가능한 것일 수 있다.
상기 핵산 흡착부(200)는 상기 이송부재(110)로부터 이송된 상기 라이시스 버퍼에 존재하는 핵산과 결합하는 핵산 흡착패드(210)를 포함할 수 있다.
상기 핵산 흡착패드(210)는 실리카 멤브레인일 수 있다.
핵산 증폭부(300)
상기 핵산 증폭부(300)는 상기 검체 전처리부(100)와 연결되고, 상기 핵산 흡착부(200)로부터 상기 핵산이 용출되고, 용출된 상기 핵산을 증폭하기 위한 것일 수 있다.
상기 핵산 증폭부(300)는 증폭시약을 포함하는 반응부재(310)를 포함할 수 있다.
상기 반응부재(310)는 단수 또는 복수일 수 있다.
상기 반응부재(310)가 복수인 경우에 복수의 반응부재(310)는 각각 서로 다른 종류의 프라이머를 포함할 수 있다.
검출부(400)
상기 검출부(400)는 상기 핵산 증폭부(300)로부터 증폭된 상기 핵산을 이송하고, 상기 핵산을 검출하기 위한 검출부(400);를 포함할 수 있다.
상기 검출부(400)는 상기 핵산을 검출하기 위한 단수 또는 복수의 검출부재(410)를 포함할 수 있다.
니들리스 커넥터(500)
본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)는 단수 또는 복수개의 니들리스 커넥터 하부(500A)를 포함하는 제3 부품(10C); 및 단수 또는 복수개의 니들리스 커넥터 상부(500B)를 포함하는 제4 부품(10D);을 추가로 포함할 수 있다.
상기 니들리스 커넥터 하부(500A)와 상기 니들리스 커넥터 상부(500B)가 결합하여 형성된 니들리스 커넥터(needleless connector)(500)를 통해 상기 핵산 흡착부(200)로부터 상기 핵산을 용출하기 위한 일루션 버퍼 또는 상기 핵산 증폭부(300)로부터 증폭된 상기 핵산을 상기 검출부(400)로 이송하기 위한 러닝 버퍼를 상기 핵산 흡착부(200)에 주입할 수 있다.
상기 분자진단키트는 코로나(corona) 바이러스, 독감(influenza) 바이러스, 후천성 면역 결핍(HIV) 바이러스, 천연두(variola) 바이러스, 구제역 바이러스, 에볼라 바이러스, 뎅기 바이러스, 지카(Zika) 바이러스, HPV 바이러스, 세균에 의한 폐렴, 결핵 및 임질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 진단하기 위한 것일 수 있다.
상기 분자진단키트는 상기 핵산 증폭부(300)의 온도를 조절하는 핫팩(hot pack)(10E)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 분자진단키트는 검체를 채취할 수 있는 검체채취 도구(10F)를 추가로 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트를 이용한 분자진단방법을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
이하, 도 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트를 이용한 분자진단방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 핵산을 포함하는 검체를 채취한 검체채취 도구로 라이시스 버퍼 챔버(120)의 상단을 물리적으로 파괴하여 상기 검체를 라이시스 버퍼에 침지시켜 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 생성한다(단계 a).
다음으로, 상기 검체채취 도구로 상기 라이시스 버퍼 챔버(120)의 하단을 물리적으로 파괴하여 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 검체 전처리부(100)의 이송부재(110)로 이동시키고, 상기 이송부재(110)를 따라 이송된 상기 핵산이 핵산 흡착부(200)에 결합한다(단계 b).
상기 핵산 흡착부(200)는 핵산 흡착패드(210)를 포함하고, 상기 핵산 흡착패드(210)는 실리카 멤브레인일 수 있다.
다음으로, 상기 핵산이 결합된 상기 핵산 흡착부(200)를 슬라이딩 이동시켜 핵산 증폭부(300) 상에 위치시킨다(단계 c).
다음으로, 일루션 버퍼(Elution buffer)를 상기 핵산 흡착부(200)로 주입하여 상기 핵산을 상기 핵산 흡착부(200)로부터 용출하고, 용출된 상기 핵산이 상기 핵산 증폭부(300)로 이송된다(단계 d).
다음으로, 상기 핵산 증폭부(300)에 위치한 핵산을 증폭한다(단계 e).
상기 단계(e)의 증폭시 상기 핵산 증폭부(300)의 온도는 핫팩(hot pack)에 의해서 조절될 수 있다.
마지막으로, 상기 핵산 증폭부(300)에 러닝 버퍼(Running buffer)를 주입하여 상기 증폭된 핵산을 검출부(400)로 이송하여 상기 핵산을 검출한다(단계 f).
상기 단계(d)의 일루션 버퍼 및 상기 단계(f)의 러닝 버퍼로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상은 니들리스 커넥터(needleless connector, 500)를 사용하여 주입되고, 상기 니들리스 커넥터는 상기 분자진단키트의 제3 부품(10C)과 제4 부품(10D)을 조립하여 형성될 수 있다.
상기 분자진단방법은 코로나(corona) 바이러스, 독감(influenza) 바이러스, 후천성 면역 결핍(HIV) 바이러스, 천연두(variola) 바이러스, 구제역 바이러스, 에볼라 바이러스, 뎅기 바이러스, 지카(Zika) 바이러스, HPV 바이러스, 세균에 의한 폐렴, 결핵 및 임질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 진단하기 위한 것일 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 올인원 현장진단용 분자진단키트
도 1 및 도 2를 참조하면, 검체 전처리부(100), 핵산 흡착부(200) 및 핵산 증폭부(300)를 포함하는 제1 부품(10A); 검출부(400)를 포함하는 제2 부품(10B); 2개의 니들리스 커넥터 하부(500A)를 포함하는 제3 부품(10C); 2개의 니들리스 커넥터 상부(500B)를 포함하는 제4 부품(10D); 핫팩(10E); 및 검체채취 도구(10F)를 포함하는 올인원 현장진단용 분자진단키트(10)를 제조하였다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 검체 전처리부(100)는 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 이송시키기 위한 이송부재(110)를 포함하고, 검체를 전처리하기 위한 것이고, 상기 핵산 흡착부(200)는 상기 검체 전처리부(100) 상에 위치하고, 하기 핵산 증폭부(300) 상으로 슬라이딩 이동 가능한 것이고, 상기 핵산 증폭부(300)는 상기 검체 전처리부(100)와 연결되고, 상기 핵산 흡착부(200)로부터 상기 핵산이 용출되고, 용출된 상기 핵산을 증폭하기 위한 것이다.
이때, 상기 검체 전처리부(100)는 상기 이송부재(110)와 인접하여 위치하는 라이시스 버퍼 챔버(120) 및 흡수부재(130)를 포함하였다.
도 7을 참조하면, 상기 검출부(400)는 상기 핵산 증폭부(300)로부터 증폭된 상기 핵산을 이송하고, 상기 핵산을 검출하기 위한 것이다.
실시예 2: 올인원 현장진단용 분자진단키트 조립체 형성 후 분자진단
도 8을 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 올인원 현장진단용 분자진단키트를 사용하여 분자진단을 수행하였다. 분자진단방법은 아래와 같다.
먼저, 올인원 현장진단용 분자진단키트에서 제1 부품(10A)과 제2 부품(10B)을 결합하여 도 3과 같은 조립체를 제조하였다. 이때, 제3 부품(10C)과 제4 부품(10D)을 결합하여 니들리스 커넥터(500)를 제조하였다.
다음으로, 핵산을 포함하는 검체를 채취한 검체채취 도구로 라이시스 버퍼 챔버(120)의 상단을 물리적으로 파괴하여 상기 검체를 라이시스 버퍼에 침지시켜 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 생성하였다.
다음으로, 상기 검체채취 도구로 상기 라이시스 버퍼 챔버(120)의 하단을 물리적으로 파괴하여 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 검체 전처리부(100)의 이송부재(110)로 이동시키고, 상기 이송부재(110)를 따라 이송된 상기 핵산이 핵산 흡착부(200)에 결합하였다.
다음으로, 상기 핵산이 결합된 상기 핵산 흡착부(200)를 슬라이딩 이동시켜 핵산 증폭부(300) 상에 위치시켰다.
다음으로, 일루션 버퍼(Elution buffer)를 상기 핵산 흡착부(200)로 주입하여 상기 핵산을 상기 핵산 흡착부(200)로부터 용출하고, 용출된 상기 핵산이 상기 핵산 증폭부(300)로 이송되었다. 이때 상기 일루션 버퍼는 니들리스 커넥터(500)를 사용하여 주입되었다.
다음으로, 상기 핵산 증폭부(300)에 위치한 핵산을 증폭하였다.
마지막으로, 상기 핵산 증폭부(300)에 러닝 버퍼(Running buffer)를 니들리스 커넥터(500)를 사용해 주입하여 상기 증폭된 핵산을 검출부(400)로 이송하여 상기 핵산을 검출하여 분자진단을 수행하였다.
실시예 3: 분자진단 중 올인원 현장진단용 분자진단키트 조립체 형성
도 9를 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 올인원 현장진단용 분자진단키트를 사용하여 분자진단을 수행하였다. 분자진단방법은 아래와 같다.
먼저, 핵산을 포함하는 검체를 채취한 검체채취 도구(10F)로 제1 부품(10A)의 라이시스 버퍼 챔버(120)의 상단을 물리적으로 파괴한 후, 상기 검체를 라이시스 버퍼에 침지시켜 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 생성하였다.
다음으로, 상기 검체채취 도구로 상기 라이시스 버퍼 챔버(120)의 하단을 물리적으로 파괴하여 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 검체 전처리부(100)의 이송부재(110)로 이동시키고, 상기 이송부재(110)를 따라 이송된 상기 핵산이 핵산 흡착부(200)에 결합하였다. 상기 핵산이 핵산 흡착부(200)에 결합하는 단계는 제1 부품(10A)을 세워서 10분 동안 둔 동안 진행된 것이다.
다음으로, 제3 부품(10C)과 제4 부품(10D)을 결합하여 니들리스 커넥터(500)를 제조하였다.
다음으로, 상기 핵산이 결합된 상기 핵산 흡착부(200)를 슬라이딩 이동시켜 핵산 증폭부(300) 상에 위치시켰다.
다음으로, 일루션 버퍼(Elution buffer)를 상기 니들리스 커넥터(500)를 사용해 핵산 흡착부(200)로 주입하여 상기 핵산을 상기 핵산 흡착부(200)로부터 용출하고, 용출된 상기 핵산이 상기 핵산 증폭부(300)로 이송되었다.
다음으로, 제1 부품(10A)의 상기 핵산 증폭부(300)에 핫팩(10E)을 감싼 후 40분간 둬 상기 핵산 증폭부(300)에 위치한 핵산을 증폭하였다.
다음으로, 상기 핫팩을 제거한 후, 상기 제1 부품(10A)과 제2 부품(10B)를 결합하여 도 5와 같은 조립체를 제조하였다.
마지막으로, 상기 핵산 증폭부(300)에 러닝 버퍼(Running buffer)를 상기 니들리스 커넥터(500)를 사용해 주입하여 상기 증폭된 핵산을 검출부(400)로 이송하여 상기 핵산을 검출하여 분자진단을 수행하였다.
[시험예]
시험예 1: 분자진단키트 성능 평가
실시예 1에 따라 제조된 올인원 현장진단용 분자진단키트를 사용하여 실시예 3에 따른 분자진단을 수행하였다.
상세하게는, 본 발명의 올인원 현장진단용 분자진단키트의 성능을 평가하기 위해서 BEI RESOURCE로부터 SARS-CoV-2 heat inactivated virus를 분양받아 표준물질로 사용하였다. 1000, 0 copies/swab 두 개 농도의 검체를 Natural Nasal Swab Matrix (NNSM)으로 희석하여 만든 후 스왑에 점적하였다. 이후, 각 농도의 바이러스는 올인원 현장진단용 분자진단키트 사용절차에 따라 시험을 진행하여 결과를 육안으로 판독하였다.
상기 핵산 증폭부(300)에 러닝 버퍼(Running buffer)를 상기 니들리스 커넥터(500)를 사용해 주입하여 상기 증폭된 핵산을 검출부(400)로 이송 후 5분 뒤에 결과를 판독하였다.
결과의 판독은 검출부(400)의 발색선을 육안으로 관찰하여 수행되며, 검사선(T)과 대조선(C) 두 줄이 발색되면 양성으로 판정하고, 대조선(C) 한 줄이 발색되면 음성으로 판정하였다.
도 10은 실시예 1에 따라 제조된 올인원 현장진단용 분자진단키트를 사용하고 실시예 3에 따른 분자진단을 수행하여 SARS-COV-2 바이러스를 검출한 결과를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 올인원 현장진단용 분자진단키트는 SARS-COV-2 바이러스를 1000 copies 수준까지 검출 가능한 것을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 올인원 현장진단용 분자진단키트
10A: 제1 부품
10B: 제2 부품
10C: 제3 부품
10D: 제4 부품
10E: 핫팩
10F: 검체채취 도구
100: 검체 전처리부
110: 이송부재
111: 샘플패드
112: 이동패드
120: 라이시스 버퍼 챔버
130: 흡수부재
200: 핵산 흡착부
210: 핵산 흡착패드
300: 핵산 증폭부
310: 반응부재
400: 핵산 검출부
410: 검출부재
411: 복합체 패드(conjugate pad)
412: 테스트 라인(test line)
413: 콘트롤 라인(control line)
500: 니들리스 커넥터
500A: 니들리스 커넥터 하부
500B: 니들리스 커넥터 상부
10A: 제1 부품
10B: 제2 부품
10C: 제3 부품
10D: 제4 부품
10E: 핫팩
10F: 검체채취 도구
100: 검체 전처리부
110: 이송부재
111: 샘플패드
112: 이동패드
120: 라이시스 버퍼 챔버
130: 흡수부재
200: 핵산 흡착부
210: 핵산 흡착패드
300: 핵산 증폭부
310: 반응부재
400: 핵산 검출부
410: 검출부재
411: 복합체 패드(conjugate pad)
412: 테스트 라인(test line)
413: 콘트롤 라인(control line)
500: 니들리스 커넥터
500A: 니들리스 커넥터 하부
500B: 니들리스 커넥터 상부
Claims (19)
- 검체 전처리부, 핵산 흡착부 및 핵산 증폭부를 포함하는 제1 부품; 및
검출부를 포함하는 제2 부품;을 포함하고,
상기 검체 전처리부는 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 이송시키기 위한 이송부재를 포함하고, 검체를 전처리하기 위한 것이고,
상기 핵산 흡착부는 상기 검체 전처리부 상에 위치하고, 하기 핵산 증폭부 상으로 슬라이딩 이동 가능한 것이고,
상기 핵산 증폭부는 상기 검체 전처리부와 연결되고, 상기 핵산 흡착부로부터 상기 핵산이 용출되고, 용출된 상기 핵산을 증폭하기 위한 것이고,
상기 검출부는 상기 핵산 증폭부로부터 증폭된 상기 핵산을 이송하고, 상기 핵산을 검출하기 위한 것인, 올인원 현장진단용 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 검체 전처리부가 상기 이송부재와 인접하여 위치하는 라이시스 버퍼 챔버를 추가로 포함하고,
상기 라이시스 버퍼 챔버가 상기 검체를 분해하여 핵산을 용해하는 라이시스 버퍼(Lysis buffer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제2항에 있어서,
상기 라이시스 버퍼 챔버의 상단과 하단이 검체채취 도구의 주입에 의해 파괴되는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 핵산 흡착부가 상기 이송부재로부터 이송된 상기 라이시스 버퍼에 존재하는 핵산과 결합하는 핵산 흡착패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제4항에 있어서,
상기 핵산 흡착패드가 실리카 멤브레인인 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 이송부재가 샘플패드 및 이동패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 검체 전처리부가 흡수부재를 추가로 포함하고, 상기 흡수부재가 상기 핵산 흡착부로부터 상기 라이시스 버퍼를 흡수하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 핵산 증폭부가 증폭시약을 포함하는 반응부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제8항에 있어서,
상기 반응부재가 단수 또는 복수인 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제9항에 있어서,
상기 반응부재가 복수인 경우에 복수의 반응부재가 각각 서로 다른 종류의 프라이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 검출부가 상기 핵산을 검출하기 위한 단수 또는 복수의 검출부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 분자진단키트가 코로나(corona) 바이러스, 독감(influenza) 바이러스, 후천성 면역 결핍(HIV) 바이러스, 천연두(variola) 바이러스, 구제역 바이러스, 에볼라 바이러스, 뎅기 바이러스, 지카(Zika) 바이러스, HPV 바이러스, 세균에 의한 폐렴, 결핵 및 임질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 진단하기 위한 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 분자진단키트가 상기 핵산 증폭부의 온도를 조절하는 핫팩(hot pack)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 분자진단키트가 단수 또는 복수개의 니들리스 커넥터 하부를 포함하는 제3 부품; 및 단수 또는 복수개의 니들리스 커넥터 상부를 포함하는 제4 부품;을 추가로 포함하고,
상기 니들리스 커넥터 하부와 상기 니들리스 커넥터 상부가 결합하여 형성된 니들리스 커넥터(needleless connector)를 통해 상기 핵산 흡착부로부터 상기 핵산을 용출하기 위한 일루션 버퍼 또는 상기 핵산 증폭부로부터 증폭된 상기 핵산을 상기 검출부로 이송하기 위한 러닝 버퍼를 상기 핵산 흡착부에 주입하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 있어서,
상기 분자진단키트가 검체를 채취할 수 있는 검체채취 도구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분자진단키트. - 제1항에 따른 올인원 현장진단용 분자진단키트를 이용한 분자진단방법이고,
(a) 핵산을 포함하는 검체를 채취한 검체채취 도구로 라이시스 버퍼 챔버의 상단을 물리적으로 파괴하여 상기 검체를 라이시스 버퍼에 침지시켜 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 생성하는 단계;
(b) 상기 검체채취 도구로 상기 라이시스 버퍼 챔버의 하단을 물리적으로 파괴하여 상기 핵산이 용해된 라이시스 버퍼를 검체 전처리부의 이송부재로 이동시키고, 상기 이송부재를 따라 이송된 상기 핵산이 핵산 흡착부에 결합하는 단계;
(c) 상기 핵산이 결합된 상기 핵산 흡착부를 슬라이딩 이동시켜 핵산 증폭부 상에 위치시키는 단계;
(d) 일루션 버퍼(Elution buffer)를 상기 핵산 흡착부로 주입하여 상기 핵산을 상기 핵산 흡착부로부터 용출하고, 용출된 상기 핵산이 상기 핵산 증폭부로 이송되는 단계;
(e) 상기 핵산 증폭부에 위치한 핵산을 증폭하는 단계; 및
(f) 상기 핵산 증폭부에 러닝 버퍼(Running buffer)를 주입하여 상기 증폭된 핵산을 검출부로 이송하여 상기 핵산을 검출하는 단계;를
포함하는 분자진단방법. - 제16항에 있어서,
상기 단계(d)의 일루션 버퍼 및 상기 단계(f)의 러닝 버퍼로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 니들리스 커넥터(needleless connector)를 사용하여 주입되고,
상기 니들리스 커넥터는 상기 분자진단키트의 제3 부품과 제4 부품을 조립하여 형성된 것을 특징으로 하는 분자진단방법. - 제16항에 있어서,
상기 단계(e)의 증폭시 상기 핵산 증폭부의 온도가 핫팩(hot pack)에 의해서 조절되는 것을 특징으로 하는 분자진단방법. - 제16항에 있어서,
상기 분자진단방법이 코로나(corona) 바이러스, 독감(influenza) 바이러스, 후천성 면역 결핍(HIV) 바이러스, 천연두(variola) 바이러스, 구제역 바이러스, 에볼라 바이러스, 뎅기 바이러스, 지카(Zika) 바이러스, HPV 바이러스, 세균에 의한 폐렴, 결핵 및 임질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 진단하기 위한 것을 특징으로 하는 분자진단방법.
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|---|---|---|---|---|
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