KR20000018854A

KR20000018854A - Electrophoretic device capable of analyzing and refining nucleic acid

Info

Publication number: KR20000018854A
Application number: KR1019980036650A
Authority: KR
Inventors: 김윤철
Original assignee: 김윤철
Priority date: 1998-09-05
Filing date: 1998-09-05
Publication date: 2000-04-06

Abstract

PURPOSE: An electrophoretic device is provided to refine fragments of nucleic acid while viewing the nucleic acid by mounting an ultra violet projector below an electrophoretic device. CONSTITUTION: An electrophoretic device comprises: a buffer solution chamber(1) having platinum lines arranged; an electric power supply device(2) mounted on a side of the chamber(1); and an ultra violet projector(3) mounted in the butter solution chamber(1), to thereby use appropriate voltage for experiment through a minute control of the voltage, process the separation of the nucleic acid simply and cleanly by reducing the size of the ultra violet projector(3) and then disposing the ultra violet projector(3).

Description

Electrophoresis apparatus for analyzing and purifying nucleic acid

본 발명은 핵산을 빠르고 간편하게 분석할 수 있고 정제할 수 있는 전기영동장치(도 1)에 대한 것이다. 전기영동이라고 하는 기술은 매우 다양한 용도로 사용되며, 그 방법의 주된 기능은 각각의 물질이 지니는 고유한 전하의 차이와 형태에 의해 서로 다른 물질로부터 분리해 내는 것이며, 전기영동 매트릭스(Matrix, 아가로스(Agarose), 아크릴아마이드(Acrylamide) 등과 같이 전기영동에 사용되는 매우 미세한 망을 지니는 재질의 물질로서 처음엔 무형의 액체이지만 특이한 방법을 통하여 고정화 할 수 있는 물질)내에서 이렇게 분리된 Band(전기영동을 한 후 분리된 물질을 염색 시켜서, 보이는 물질의 띠를 Band라고 부른다.)를 관찰함으로써 그 물질을 분석하는 것이다. 전기영동 매트릭스는 일정크기의 미세한 구멍이 뚫려있는 스티로폼과도 같은 구조를 내부적으로 지니며, 이 망을 통과하여 내려가는 속도의 차이가 전기영동 분리의 원리이다. 따라서 크기가 크고 길이가 긴 물질일수록 더 느리게 내려가게 되며, 작고 짧은 것일수록 빠르게 이동하게된다. 이때 물질을 이동시키는 힘은 각 물질이 지니는 전하가 반대편의 전하쪽으로 끌리는 힘이다. 이러한 전기영동의 방법으로는 매우 여러 가지 물질을 분리하고, 분석할 수 있는데, 대표적인 것이 단백질 전기영동이다. 단백질 역시 자체적인 전하와 형태를 지니므로 아크릴아마이드 라는 특수한 재질의 매트릭스 내부에서 이동하는 속도에 의해 섞여있는 단백질 용액으로부터 특정한 하나의 단백질을 분리해 내거나 분석할 경우에 사용한다. 또, 전기영동은 핵산의 분리에도 사용이 가능한데, 핵산의 분리는 매우 기본적인 실험 방법이므로 미생물학, 유전학, 바이러스학, 분자생물학, 의학 등에 매우 자주 사용되는 분석 방법이며, 분리 방법이다. 이때, 매트릭스는 아크릴아마이드나, 아가로스(한천겔 이라고도 한다. 우뭇가사리로부터 분리한 탄수화물 성분으로 이루어져 있는 흰색의 가루로 판매되며, 수용액에 넣어 열을 가하면 녹아서 투명한 용액이 되며 다시 식히면 굳어서 묵과도 같은 겔이 되는데, 수용액 내의 이 물질의 농도를 조절하면, 이 물질 내부의 미세한 그물과도 같은 망의 밀도 혹은 크기를 조절할 수 있다.)를 사용하는데, 아크릴아마이드는 용액상의 아크릴아마이드를 굳히는데 불편하고 매우 좁은 범위의 핵산만을 그 크기에 따라 분리, 분석해낼수 있어서 자주 사용되지 않으며, 보통의 실험실에서는 핵산의 전기영동 매트릭스로 아가로스를 보편적으로 사용한다. 또, 보통의 경우 아크릴아마이드 매트릭스의 전기영동은 주로 수직형 전기영동(Vertical Electrophoresis)에 사용되고, 아가로스를 매트릭스로 사용하는 전기영동은 대부분 수평형 전기영동(Horizontal Electrophoresis)으로 사용된다. 따라서 아가로스겔을 이용한 수평형 전기영동은 의학이나 생물학 관련 실험에 매우 널리 사용되고 있다. 특히 생명공학분야에서 매우 빈번하게 사용되고 있는 수평형 전기영동장치(1)는 대부분 핵산의 분석에 사용되며, 이는 핵산을 각각의 단편 크기별로 분류하여 보여줄 수 있는 장치이다. 이 수평형 전기영동장치는 양극과 음극 사이에 아가로스겔(11)을 위치시키고 이 아가로스겔(11) 내부에서 핵산이 음극에서 양극 방향으로 이동하는 속도의 차이로 섞여있는 크기가 다른 여러 단편을 1차원적으로 분리시키는 장치이다. 좀 더 자세히 설명하면, 가정용 110볼트나 220볼트의 교류를 이용하여 여러 가변적인 전압의 직류를 만들어내는 특수한 장치인 전력공급장치(Power Supply)로부터 전기영동 장치의 양극과 음극선에 연결하고, 그 연결된 부분으로부터 백금선을 연결하여 전기영동장치의 양쪽에 배치시킨다. 여기에 전류가 통할 수 있는 완충용액을 채운 후 완충용액(10)내에 아가로스겔(11)을 위치시키고 아가로스겔(11)의 충진홈(16)에 시료를 충진한 후 전류를 흐르게 하면 아가로스겔(11) 사이로 핵산이 이동하게 되는데, 이는 핵산이 자체적으로 음 전하를 지니기 때문이다. 이동하면서 핵산은 아가로스의 매우 미세한 그물과도 같은 망을 통하여 이동하게 되며, 따라서 크기가 큰 핵산 단편은 느리게 이동하게되고 크기가 작은 핵산은 빠르게 이동하게된다. 이러한 특성을 이용한 핵산의 분리 방법이 아가로스를 이용한 수평형 전기영동이다. 이상과 같이 전기영동을 하기 위해서는 기본적으로 전기영동장치(1), 전력공급장치, 그리고 자외선 투사기가 필요한데, 이들 중 전력공급장치와 자외선 투사기는 매우 부피가 크고 고가의 장비이다. 또, 현재 전기영동 장치와 소형의 전력공급장치가 일체형으로 되어있는 장치도 시판되고 있으나 이는 전압이 몇 가지 크기의 볼트로 고정되어 있고 현재의 전압이 표시되지도 않기 때문에 정밀한 전압을 요구하거나, 100볼트 이상의 전압이 필요하게 될 때, 또는 실험에 따른 가장 최적의 전압에서 전기영동해야 할 때 최상의 결과를 얻을 수가 없다.The present invention is directed to an electrophoresis apparatus (FIG. 1) capable of fast and simple analysis and purification of nucleic acids. The technique of electrophoresis is used for a wide variety of applications, the main function of which is to separate from different materials by the inherent charge difference and form of each material. (Agarose) A material with a very fine mesh used for electrophoresis such as acrylamide, which is initially an intangible liquid but can be immobilized by a specific method. After that, dye the separated material and analyze the material by observing the band of visible material. The electrophoretic matrix has a styrofoam-like structure internally with a certain size of small holes, and the difference in speed going down through this network is the principle of electrophoretic separation. Therefore, larger and longer materials move slower, and smaller and shorter ones move faster. The force to move the material is the force that the charge of each material is attracted to the opposite charge. Such electrophoresis can be used to isolate and analyze a wide variety of materials, a typical example being protein electrophoresis. Proteins also have their own charge and shape, which is used to separate or analyze a particular protein from a mixture of proteins by the speed of movement within a matrix of a special material called acrylamide. In addition, electrophoresis can be used for nucleic acid separation. Since nucleic acid separation is a very basic experimental method, it is an analytical method that is frequently used in microbiology, genetics, virology, molecular biology, medicine, and the like. At this time, the matrix is sold as acrylamide or agarose (also called agar gel), a white powder composed of carbohydrates separated from woodworms, and when heated in an aqueous solution, it melts and becomes a transparent solution. By adjusting the concentration of this substance in aqueous solution, it is possible to adjust the density or size of the fine mesh inside the substance.) Acrylamide is uncomfortable and very difficult to harden acrylamide in solution. Only a narrow range of nucleic acids can be isolated and analyzed according to their size, so they are rarely used. In general laboratories, agarose is commonly used as an electrophoretic matrix of nucleic acids. In general, electrophoresis of acrylamide matrix is mainly used for vertical electrophoresis, and electrophoresis using agarose as a matrix is mostly used as horizontal electrophoresis. Therefore, horizontal electrophoresis using agarose gel is widely used in medicine and biology related experiments. In particular, the horizontal electrophoresis apparatus (1), which is very frequently used in the field of biotechnology, is mostly used for the analysis of nucleic acids, and it is a device that can classify and display nucleic acids by fragment size. This horizontal electrophoresis device has agarose gel (11) located between the anode and the cathode, and inside the agarose gel (11), several fragments of different sizes mixed with the difference in the speed at which the nucleic acid moves from the cathode to the anode direction. It is a device that separates the More specifically, it connects to the positive and negative poles of the electrophoretic device from a power supply, a special device that uses a 110 volt or 220 volt alternating current for the production of direct currents of variable voltages. The platinum wire is connected from the part and placed on both sides of the electrophoresis device. After filling the buffer solution through which current can flow, the agarose gel 11 is placed in the buffer solution 10, and the sample is filled in the filling groove 16 of the agarose gel 11, and then the current flows. Nucleic acid is moved between the rosgel 11, because the nucleic acid itself has a negative charge. As it moves, the nucleic acid migrates through the very fine mesh of agarose, so that large nucleic acid fragments move slowly and small nucleic acids move quickly. A nucleic acid separation method using this property is horizontal electrophoresis using agarose. In order to perform electrophoresis as described above, electrophoretic apparatus 1, a power supply device, and an ultraviolet ray projector are basically required. Among them, the power supply device and the ultraviolet ray projector are very bulky and expensive equipment. In addition, a device in which an electrophoretic device and a small power supply unit are integrated is commercially available. However, since the voltage is fixed in several volts and the current voltage is not displayed, a precise voltage is required. When voltages above volts are needed, or when electrophoresis is required at the most optimal voltage from the experiment, the best results are not obtained.

전기영동을 한 후, 핵산을 육안으로는 관찰하기 위해서는 에티디움 브로마이드(Ethidium Bromide 아래부터 EtBr)를 넣어 주고 이 겔을 310∼320nm파장의 자외선을 투사하는 기존의 부피가 큰 자외선투사기 위에 위치시켜야만 하는데, 그 원리를 설명하면, 핵산은 육안으로는 보이지 않는 물질이기 때문에 아가로스겔(11) 내에서 분리되어 있는 핵산(17)을 염색시켜야 한다. 이때 사용하는 염색 물질인 EtBr은 핵산을 염색하여 핵산을 보이게 할 수 있는데, 아가로스에는 염색이 되지 않는다. 이러한 EtBr 역시 육안으로는 관찰이 되지 않는데, 그 이유는 EtBr은 자외선을 쪼여 주어야 만이 자체적으로 빛을 발하기 때문이다. 따라서, 자외선을 투사시켜 EtBr이 빛을 발하도록 함으로써 핵산 단편의 관찰이 가능하게 된다. 이러한 원리와 방법에 의해서만이 핵산을 관찰할 수 있기 때문에 아가로스겔(11)을 매번 관찰시점마다 전기영동장치(1)의 외부로 빼내어 자외선 투사기 위로 이동해야한다. 따라서, 이는 매우 번거로운 작업이 되며, 더군다나, 전기영동장치 내부에서 핵산의 이동상태를 관찰할 수 없기 때문에 매번 적절한 전기영동양상을 얻기 위해서는 더욱 빈번한 아가로스겔(11)의 이동이 필요로 된다. 이러한 과정상에서 매우 강한 암 유발인자인 EtBr이 실험실 환경을 오염시킬 수 있으며, 이는 실험자에게 매우 위험한 인자로 작용할 수 있다. 각각의 전기영동실험에 있어서 평균적으로 2내지 4번의 아가로스 겔의 이동이 불가피 하며, 매번 보호장갑을 착용하고 아가로스겔을 만져야하므로 완충요액에 소량 함유되어 있는 EtBr이 실험실에 오염이 될 수 있는 가능성이 매우 크다.After electrophoresis, in order to visually observe the nucleic acid, ethidium bromide (EtBr from below) must be added and the gel must be placed on the existing bulky UV projector which emits UV light of 310-320nm wavelength. When explaining the principle, since the nucleic acid is a substance which is not visible to the naked eye, the nucleic acid 17 separated in the agarose gel 11 must be stained. At this time, EtBr, which is a dyeing material used, can stain nucleic acids to show nucleic acids, but not to agarose. EtBr is also not observed with the naked eye, because EtBr only emits its own light when irradiated with ultraviolet light. Accordingly, the nucleic acid fragments can be observed by projecting ultraviolet rays to cause EtBr to emit light. Since the nucleic acid can be observed only by this principle and method, the agarose gel 11 should be taken out of the electrophoretic apparatus 1 at each observation point and moved above the ultraviolet projector. Therefore, this becomes a very cumbersome task, and furthermore, because it is not possible to observe the state of movement of the nucleic acid inside the electrophoretic device, the more frequent movement of the agarose gel 11 is required to obtain an appropriate electrophoretic pattern each time. In this process, EtBr, a very potent cancer trigger, can contaminate the laboratory environment, which can be a very dangerous factor for the experimenter. In each electrophoresis experiment, an average of 2 to 4 agarose gels are inevitable, and each time you wear protective gloves and touch the agarose gel, EtBr contained in a small amount of buffer solution can contaminate the laboratory. The possibilities are very large.

또, 적절히 아가로스겔(11) 내에서 분리된 핵산(17)을 정제하기 위해서는 특수하게 제작된 시약을 사용하여야만 이 핵산을 정제할 수 있다. 이러한 정제시약을 거의 전량 외국에서 수입되어 사용되고있으며 그 가격도 매우 고가로 책정되어 경제적이지 못하며, 외화의 낭비로 이어지고 있다. 이러한 정제시약은 각기 장단점을 지니고있어서 어떤 시약의 경우 간편하기는 하지만 핵산에 구조적인 변형을 줄 수 있고 또 다른 시약의 경우 핵산의 구조에는 안정적이나, 그 가격이 비싸고 사용방법이 번거로운 경우도 있다. 또, 전기장의 힘에 의해 아가로스겔(11)로부터 핵산을 용출해 내는 방법이 있는데 이 방법은 매우 순수하게 핵산을 정제할 수는 있지만 특수한 장치가 필요하며, 매우 번거로운 단점이 있다. 핵산의 정제가 생명공학의 가장 기본이 되는 실험이라고 할 때 많은 시간과 비용이 이러한 기본적인 부분에 소요되고있는 상태라 고할 수 있다.In addition, in order to purify the nucleic acid 17 properly separated in the agarose gel 11, the nucleic acid can be purified only by using a specially prepared reagent. Almost all of these refining reagents are imported and used in foreign countries, and their prices are very expensive, which is not economical, leading to waste of foreign currency. Each of these purification reagents has advantages and disadvantages, so that some reagents may be simple, but may give structural modifications to nucleic acids. Other reagents may be stable in nucleic acid structure, but may be expensive and cumbersome to use. In addition, there is a method of eluting nucleic acid from the agarose gel 11 by the force of the electric field, but this method can purify the nucleic acid very purely, but requires a special device, has a very troublesome disadvantage. When purification of nucleic acid is the most basic experiment of biotechnology, it can be said that a lot of time and money are spent on this basic part.

본 발명은 상기 기술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 기존의 자외선 램프 자체의 크기를 줄여서 특수하게 제작함으로써 자외선 투사기를 소형으로 제작하여 그 자외선 투사기(3)를 전기영동장치(1)의 하부에 부착하여 빈번하게 이루어져야하는 아가로스겔(11)의 이동 횟수를 줄임으로써 EtBr의 오염을 막아 실험자를 보호하고, 실험자에게 편리함을 제공하고자 한다. 또, 매우 고가이며, 부피가 큰 기존의 전력공급 장치의 사용을 피하면서도 최상의 결과를 얻을 수 있게 하기 위해 전기영동장치에 자체의 소형 전력공급장치(2)(도 1,3)를 부착하고자 하며, 이 전력공급장치는 1볼트 단위로 140볼트까지의 전압이 회전식 버튼(4)으로 조절되며, 현재의 전압이 화면(8)에 표시 되게 하고자 한다. 이러한 전력공급장치는 대형이며, 고가의 전력공급장치에만 채택되어 오던 사양을 지니고 있으며, 이러한 기술의 달성을 통하여 실험의 정확성과 편의성을 실험자에게 제공하고자 한다. 마지막으로 매우 복잡하거나 부가적인 장비나 시약이 필요하고 또, 매우 번거로운 단계를 통하여 진행되어야 하는 핵산의 분리 정제의 실험을 매우 효과적이고 간편하게 수행될 수 있도록 함으로써 한번의 유전공학 실험에서 필요로 하는 수십번의 핵산 분리 단계를 매우 경제적이고 효율적으로 수행되게 하고자 한다.The present invention is to solve the above-described problems, by reducing the size of the existing ultraviolet lamp itself to produce a specially designed ultraviolet projector by reducing the ultraviolet projector 3 to the lower portion of the electrophoretic device (1) By reducing the number of movement of the agarose gel (11) that must be made frequently by attaching to prevent the contamination of the EtBr to protect the experimenter, to provide a convenience to the experimenter. It is also intended to attach its own small power supply 2 (FIGS. 1, 3) to the electrophoretic device in order to obtain the best results while avoiding the use of a very expensive and bulky conventional power supply. In this power supply, the voltage up to 140 volts in 1 volt unit is controlled by the rotary button (4), and the current voltage is displayed on the screen (8). These power supplies are large, have specifications that have been adopted only for expensive power supplies, and through the achievement of this technology, to provide the experimenter with the accuracy and convenience of the experiment. Finally, it is possible to carry out experiments for the isolation and purification of nucleic acids that require very complex or additional equipment or reagents and must be carried out through very cumbersome steps. The nucleic acid separation step is intended to be carried out very economically and efficiently.

도 1은 본 발명에 의한 전기영동장치의 기본 구조와 구성을 나타내는 그림이다.1 is a diagram showing the basic structure and configuration of the electrophoretic apparatus according to the present invention.

도 2은 본 발명에 의한 전기영동 장치에 부착할 자외선 투사기를 나타내는 그림이다.2 is a diagram showing an ultraviolet projector to be attached to the electrophoretic device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 전기영동 장치에 의해 핵산을 분리하는 방법에 대한 그림이다.Figure 3 is an illustration of a method for separating nucleic acids by the electrophoretic apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 전기영동장치에 사용되는 전력공급장치를 나타내는 그림이다.4 is a view showing a power supply device used in the electrophoretic device according to the present invention.

도 5은 본 발명의 전기영동 장치에 의한 핵산의 분리와 다른 방법에 의한 핵산의 분리를 비교한 그림이다.5 is a diagram comparing the separation of nucleic acids by the other method and the separation of nucleic acids by the electrophoretic device of the present invention.

본 발명은 상기 기술한 전기영동상의 여러 가지 문제점을 극복하고자 하였다. EtBr이 포함된 아가로스겔을 자외선 투사기로 이동시키는 것을 배제하기 위하여 본 발명에서는 310∼320nm파장의 자외선을 투사하는 소형의 자외선 투사기(3)를 전기영동 장치(1)의 하부에 부착 시켰으며(도 1), 이 자외선 투사기(도 2)의 윗 부분에는 자외선 파장 중 310∼320nm의 파장만을 특이적으로 통과시키는 특수한 자외선 필터(12)를 위치 시켰다. 그리고 전기영동장치의 하부에 정확히 일치되도록 불투명한 합성수지로 공간(13)을 만들고 그 윗 부분에 자외선 필터(12)를 부착 시켜 자외선 투사기를 구성하였으며, 그 공간(13)의 내부에는 기존의 자외선램프(14)의 크기로는 매우 부피가 큰 형태의 자외선 투사기만을 제작할 수밖에 없기 때문에 자외선 램프(14)를 특수하게 매우 소형으로 제작하여 설치함으로써 자외선 빛의 원천으로 사용하였다. 이렇게 형성된 자외선 투사기(3)는 전기영동 장치(1)의 아가로스 겔(11)이 놓이는 바로 아랫부분에 위치하게 하였고, 아가로스 겔의 밑면부가 자외선 필터(12)와 맞닿게 하였으며(도 1), 전기영동 장치에 단락장치(7)를 부착하여 전기영동을 하면서 전기영동의 양상을 관찰할 수 있게 하였다. 이렇게 함으로써 매우 위험한 EtBr의 오염을 막아 실험자의 건강을 보호할 수 있고 번거로움을 크게 줄일 수 있다. 또, 자외선이 투과할 수 있는 재질의 아가로스겔 트래이(9)(Tray 아가로스 겔(11)은 매우 약하여 이동시에 깨어질 수가 있는데, 이를 막기 위해서 고안된 아가로스 겔(11)의 밑면과 옆면을 지지할 수 있는 지지대를 말함.)를 사용함으로써, 기존의 자외선 투사기 위에서 관찰하는 양상과 완전히 동일한 수준의 자외선 관찰을 제공할 수 있다. 또, 팁(15)(Tip, 소량의 시료를 취하기 위해서 사용하는 일회용 초자로서 시료를 빨아들이거나 내 뿜을 때 사용되는 역삼각형 모양을 지니는 초자)을 사용하여 아가로스 시료충진홈(16)에 시료를 충진한 후(도 3-가)전기장을 걸어주면, 핵산단편(17)이 분리되는데(도 3-나), 이중 특정한 핵산의 단편(17)을 정하고 그 단편의 바로 아래에 일정크기의 홈(18)을 내고(도 3-다) 계속 전기영동을 하면 디옥시리보핵산은 아래쪽의 홈(18)으로 전기장의 힘을 받아 용출되며, 이때, 핵산이 용출되는 과정을 자외선 투사기(3)(도 2)를 켜서 계속 관찰하면서 분리가 가능하며, 용출되는 과정 중이나, 완전히 용출된 후에 팁(15)을 사용하여 완충용액으로 용출되어 나온 핵산을 분리해낼 수 있다(도 3-라). 따라서, 본 발명의 전기영동 장치를 사용하면, 전기영동을 수행하는 동시에 핵산을 눈으로 직접 관찰하면서 쉽게 정제할 수 가있으며, 기존의 다른 정제시약을 사용하는 것 보다 간편하고 경제적으로 높은 수율의 핵산을 정제해 낼 수 있다. 본 발명에 의한 장치를 사용하여 핵산을 정제할 경우에 구조적인 변형이 거의 일어나지 않으며, 수율 역시 매우 높게 정제할 수 있다(도 3). 전기장에 의한 핵산이나, 단백질의 정제장치가 시판되고 있으나, 이들은 단순히 정제용 장치인데 비해 본 발명의 장치는 전기영동의 기능과 분석, 정제의 기능을 동시에 지니는 장치이다. 따라서 본 발명의 장치를 사용함으로 인해 매우 효율적으로 핵산을 분리할 수 있고 다른 시약을 정제에 사용하지 않음으로써 경제적인 실험을 수행할 수 있게 한다. 또, 이렇게 핵산을 전기영동장치 하에서 시료충진홈(12)의 숫자만큼을 동시에 여러 시료의 정제가 가능하므로 더욱더 효율적이라 할 수 있다.The present invention has been made to overcome various problems in the electrophoresis described above. In order to exclude the movement of the agarose gel containing EtBr to the UV projector, in the present invention, a small UV projector 3 for projecting ultraviolet rays having a wavelength of 310 to 320 nm is attached to the lower portion of the electrophoretic apparatus 1 ( 1), a special ultraviolet filter 12 that specifically passes only a wavelength of 310 to 320 nm among ultraviolet wavelengths is placed on the upper part of the ultraviolet projector (FIG. 2). In addition, the space 13 was made of an opaque synthetic resin so as to exactly match the lower part of the electrophoretic device, and the ultraviolet filter 12 was attached to the upper portion thereof to construct an ultraviolet projector. As the size of (14), only a very bulky UV projector can be manufactured, and thus, the UV lamp 14 is specially manufactured and installed as a source of ultraviolet light. The UV projector 3 thus formed was positioned directly under the agarose gel 11 of the electrophoretic apparatus 1, and the bottom of the agarose gel was brought into contact with the ultraviolet filter 12 (FIG. 1). In addition, a short circuit device (7) was attached to the electrophoresis device to observe the behavior of the electrophoresis while performing electrophoresis. This protects the experimenter's health by preventing the contamination of very dangerous EtBr and greatly reduces the hassle. In addition, the agarose gel tray 9 (Tray agarose gel 11) made of a material that can transmit ultraviolet rays is very weak and can be broken during movement. The bottom and side surfaces of the agarose gel 11 designed to prevent this are By using a support that can support it, it is possible to provide the same level of UV observation as that seen on a conventional UV projector. In addition, the sample is inserted into the agarose sample filling groove 16 using the tip 15 (Tip, a disposable glass used to take a small amount of sample, and having an inverted triangle shape used to suck or exhale a sample). After filling (FIG. 3-A) and applying an electric field, the nucleic acid fragment 17 is separated (FIG. 3-B), and the fragment 17 of the specific nucleic acid is determined and a groove of a certain size immediately below the fragment. If the electrophoresis is carried out after (18) and the electrophoresis is continued, the deoxyribonucleic acid is eluted under the force of the electric field into the groove 18 at the bottom, and at this time, the nucleic acid is eluted. It can be separated while continuing to observe the), and the nucleic acid eluted in the buffer solution can be separated using the tip (15) during the elution process, or after fully eluted (Fig. 3-D). Therefore, by using the electrophoretic apparatus of the present invention, it is possible to easily purify while observing the nucleic acid directly with the eyes while performing electrophoresis, it is simpler and economically higher yield than using other conventional purification reagents Can be purified. When the nucleic acid is purified using the apparatus according to the present invention, structural modification hardly occurs, and the yield can be also very high (FIG. 3). Purifiers for nucleic acids and proteins by electric fields are commercially available, but they are simply purifiers, whereas the apparatus of the present invention is a device having the functions of electrophoresis, analysis and purification. The use of the device of the present invention thus makes it possible to isolate nucleic acids very efficiently and to perform economic experiments by not using other reagents for purification. In addition, since the nucleic acid can be purified by several samples at the same time as the number of the sample filling groove 12 under the electrophoresis device can be said to be even more efficient.

구체적으로, 본 발명에 의해 고안된 전력공급장치(2)(도 4)는 여러 가지 기능을 가지고 있다. 표시 화면(8)을 지녀서 매우 정밀하게 전압을 조절할 수 있게하며, 전기영동장치와 일체형으로 되어있는 기존의 전력공급장치와는 다르게 회전식 버튼(4)을 부착하여 전압을 200볼트까지 1볼트 단위로 올려서 전기영동을 할 수 있어서 전압을 매우 폭 넓게 사용할 수 있다. 또, 이 표시화면(8)에는 현재의 전압이 표시되며, 전기영동이 진행되는지에 대한 단락표시(On-Off)가 나타나고, 20볼트부터 140볼트까지 1볼트 단위로 전압이 표시되고, 전류의 방향이 표시된다. 이러한 기능에 의해서 전기영동의 적절한 속도를 조절할 수 있게 된다. 전류의 흐르는 방향을 서로 전환할 수 있도록 전류변환 스위치(6)를 부착하여 실험자의 편의에 따라 두 방향으로 전기영동을 할 수 있게 하였으며, 전기영동 자체의 단락을 조절하기 위한 스위치(5) 역시 부착하여 사용되지 않을 경우 장치를 꺼 놓아 전력의 낭비를 막을 수 있게 하였다. 전기영동을 하면서 핵산을 관찰할 수 있게 하기 위한 자외선 투사기의 단락스위치(7) 역시 전력 공급장치의 상부에 부착하였다. 특히 전기영동을 하는 경우, 많은 실험자는 적절한 전기영동 시간을 경험적으로 알 수 있는데, 이러한 경우에 미리 전기영동 시간을 정해놓고 전기영동을 할 수 있도록 타이머(Timer)를 부착하여 일정 시간이 지나면 부저가 울려서 전기영동이 끝났음을 알리도록 하였다. 이러한 기능 때문에 빈번하게 전기영동 시간을 놓쳐서 적절한 핵산 분리 양상을 놓치게 되는 경우를 배제할 수 있도록 하였다.Specifically, the power supply device 2 (FIG. 4) devised by the present invention has various functions. It has a display screen (8), which enables very precise voltage adjustment. Unlike the existing power supply, which is integrated with the electrophoretic device, the rotary button (4) is attached so that the voltage can be adjusted up to 200 volts. Electrophoresis can be done by raising the voltage so that the voltage can be used very widely. In addition, the display screen 8 displays the current voltage, shows a short-circuit indication (On-Off) of whether electrophoresis is performed, displays the voltage in units of 1 volt from 20 volts to 140 volts, The direction is displayed. By this function it is possible to adjust the proper speed of electrophoresis. A current conversion switch 6 is attached to switch the direction of current flow so that electrophoresis can be performed in two directions at the convenience of the experimenter, and a switch 5 for controlling the short circuit of the electrophoresis itself is also attached. When not in use, the device is switched off to avoid wasting power. A short switch 7 of the ultraviolet projector for attaching the nucleic acid to the electrophoresis was also attached to the top of the power supply. Especially in the case of electrophoresis, many experimenters can know the proper electrophoresis time empirically.In this case, the buzzer will be fixed after a certain time by attaching a timer to set electrophoresis time and electrophoresis. It sounded to announce the completion of electrophoresis. Because of this function, the electrophoresis time is frequently missed, so that the case of missing the appropriate nucleic acid separation pattern can be excluded.

[실시예]EXAMPLE

실시예1Example 1

본 발명에 의한 장치를 사용하여, 전기영동을 하면서 동시에 핵산을 정제할 경우 다른 시약을 사용하여 정제하는 것보다 더 효율적으로 순수하게 핵산을 정제할 수 있음을 보여주는 실시예이다. 각기 동일한 핵산을 3개의 시료충진홈(16)(Sample Loading Well)에 충진하여 전기영동을 한다. 그후 각기 단편을 서로 다른 방법으로 정제하였다. A의 경우 본 발명에 의한 방법(도 3)으로 정제하였으며, B의 경우 실리카겔(Silica gel)을 사용하는 시약으로 정제하였고, C의 경우 칼럼(column)에 의한 정제시약으로 정제하였다. 결과를 보면,(도 5) 본 발명의 장치에 의한 정제방법에 의해 정제한 A의 경우 원래 상태의 핵산과 거의 동일한 양과 순도를 보여주며, 구조적인 변형이 없음을 알 수 있다. 그리고 B의 실리카겔(Silica gel)에 의한 정제방법으로 정제한 경우 원래의 단편양상보다 강도가 약해졌으며, 동시에 단편 바로 아래 부분에서부터 아래쪽으로 구조적 변형이 일어난 핵산을 관찰할 수 있는데, 이를 핵산이 스미어(smear)되었다고 표현한다.C의 칼럼(column)에 의한 정제시약으로 정제한 경우, 스미어(smear)가 일어나지 않았기 때문에 구조적인 변형은 없다고 할 수 있지만, 핵산 단편의 강도가 약해짐으로 보아 정제 효율이 떨어짐을 알 수 있다.Using the device according to the present invention, it is an example showing that the nucleic acid can be purified more efficiently than other reagents when purified by the electrophoresis while simultaneously purifying the nucleic acid. Each of the same nucleic acids is filled in three sample loading wells 16 and subjected to electrophoresis. Each fragment was then purified in different ways. In the case of A was purified by the method according to the invention (Fig. 3), in the case of B was purified by a reagent using a silica gel (Silica gel), in the case of C was purified by a purification reagent by a column (column). As a result, (FIG. 5) A purified by the purification method of the device of the present invention shows almost the same amount and purity as the nucleic acid in the original state, it can be seen that there is no structural modification. In the case of purification by silica gel purification method of B, the strength was weaker than that of the original fragment, and at the same time, it was possible to observe the nucleic acid in which the structural modification occurred from just below the fragment to the nucleic acid. In the case of purification with a column C purification reagent, since no smear has occurred, there is no structural modification, but since the strength of the nucleic acid fragment is weakened, the purification efficiency is high. It can be seen that the fall.

따라서, 본 발명에 의한 장치를 이용하며, 본 발명의 방법으로 정제할 경우 매우 높은 효율로 핵산을 정제할 수 있음을 알 수 있다.. 또, 정제에 소요되는 시간 역시 본 발명에 의한 경우 전기영동 후 5분인데 비해, B와 C의 경우 15분이 소요되어 본 발명에 의한 경우가 더욱 빠르고 간편하다는 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the apparatus according to the present invention can be used to purify nucleic acids with a very high efficiency when purified by the method of the present invention. In addition, the time required for purification is also electrophoresis according to the present invention. After 5 minutes, it takes 15 minutes for B and C can be seen that the case according to the present invention is faster and easier.

본 발명에 의해 전기영동과 관련하여 매우 효율적인 실험의 수행이 가능하다. 그리고 EtBr에 의한 오염을 최대한 줄일 수 있기 때문에 실험자를 위험으로부터 보호할 수 있다. 또, 빈번한 아가로스겔의 이동을 막을 수 있어서 실험에 있어 편의성을 제공할 수 있다. 기존의 여러 장비를 구비 해야하는 전기영동은 매우 설비비가 많이 소요되어 왔으나, 본 발명에 의한 장치에 의해 매우 적은 비용만으로도 전기영동의 수행이 가능하게 되었다. 기존의 전기영동장치와 전력공급장치가 일체형으로 되어있는 장치의 경우 고정된 전압만을 이용하거나, 매우 좁은 폭의 전압만을 이용할 수 밖에 없기 때문에 실험의 특수성에 따른 전압의 조절이 불가능했다. 본 발명의 장치는 이러한 전압의 미세한 조절을 할 수 있게 함으로써 실험에 적절한 전압을 사용할 수 있게 한다. 또, 자외선 투사기를 소형으로 축소하여 배치시킴으로써, 하루에도 수십번씩 수행되어야 하는 핵산의 분리를 매우 간편하고 깨끗하게 진행할 수 있어서 매우 경제적이며, 시간의 소요 역시 3분의 1가량으로 줄일 수가 있어서 많은 시료의 분리 역시 가능하게 할 것으로 예상된다. 마지막으로 적절한 전기영동의 시간에 전기영동을 끝내고 핵산 분리 양상을 관찰하여야만 분석을 정확하게 할 수 있는데, 많은 경우 이러한 적절한 시간을 놓쳐서 분석을 다시 반복하거나, 분석 자체를 부정확하게 밖에 할 수 없는 경우가 있다. 이러한 단점을 극복하고자 타이머기능을 전력공급장치에 추가하여 적절한 시간을 정하여 주고 그 시간만큼 전기영동이 이루어진 후에는 부저가 울리면서 전기영동이 끝나게 되기 때pJM22The present invention enables the conduct of very efficient experiments with respect to electrophoresis. And since the contamination by EtBr can be reduced as much as possible, the experimenter can be protected from danger. In addition, it is possible to prevent the movement of the frequent agarose gel can provide convenience in the experiment. Electrophoresis to be equipped with a number of existing equipment has been very expensive, but the electrophoresis can be performed at a very low cost by the device according to the present invention. In the case of a device in which an existing electrophoretic device and a power supply unit are integrated, it is impossible to adjust the voltage according to the specificity of the experiment because only a fixed voltage or a very narrow voltage can be used. The device of the present invention allows fine adjustment of such voltages, allowing the use of suitable voltages for the experiment. In addition, by miniaturizing and disposing the UV projector, it is very economical because the separation of nucleic acid, which should be performed several times a day, is very simple and clean, and it is very economical. It is expected to enable separation as well. Lastly, the electrophoresis must be completed at the appropriate time of electrophoresis and the nucleic acid separation pattern observed to ensure accurate analysis. In many cases, such an appropriate time can be missed and the analysis can be repeated again or the analysis itself can be inaccurate. . To overcome this drawback, add a timer function to the power supply to set an appropriate time, and after the electrophoresis is performed for that time, the buzzer rings and the electrophoresis ends.

문에 시료와 시간의 낭비를 막을 수 있으며, 매번 정확한 분석을 가능하게 한다.This can prevent the waste of sample and time on the door, enabling accurate analysis every time.

위에서 설명하였듯이 본 발명의 전기영동장치는 시간의 낭비를 막을 수 있어 매우 효율적이고 또, 여러 가지 장비를 따로 구입할 필요가 없기 때문에 경제적이라 할 수 있다. 따라서 생명공학 연구에 매우 큰 도움을 줄 수 있는 장치라 생각된다.As described above, the electrophoretic apparatus of the present invention is very efficient because it can prevent waste of time and economical because it does not need to purchase various equipment separately. Therefore, it is considered to be a device that can be very helpful for biotechnology research.

Claims

Electrophoretic apparatus comprising a buffer solution chamber (Chamber), the power supply device is installed on the side of the chamber, the ultraviolet ray projector installed inside the buffer solution chamber is arranged.

The apparatus of claim 1, wherein the ultraviolet projector uses ultraviolet light with a wavelength ranging from 310 nm to 320 nm and whose size is less than 12 cm in total length.

The apparatus of claim 1, wherein the power supply device adjusts the voltage in units of 1 volt from 20 volts to 140 volts, and has a display screen.

The apparatus of claim 3, wherein the display screen displays the current voltage, and shows a short-circuit indication (On-Off) of whether electrophoresis is performed. The voltage is displayed in units of 1 volt from 20 volts to 140 volts. A device having the function of a timer, the direction of the current being displayed and including a switch for shorting the ultraviolet projector.