KR200495330Y1 - 등온 pcr 장치용 히팅블록 및 이를 포함하는 휴대용 검사기 - Google Patents

등온 pcr 장치용 히팅블록 및 이를 포함하는 휴대용 검사기 Download PDF

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KR200495330Y1
KR200495330Y1 KR2020210002387U KR20210002387U KR200495330Y1 KR 200495330 Y1 KR200495330 Y1 KR 200495330Y1 KR 2020210002387 U KR2020210002387 U KR 2020210002387U KR 20210002387 U KR20210002387 U KR 20210002387U KR 200495330 Y1 KR200495330 Y1 KR 200495330Y1
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이성운
남호철
윤태호
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(주)레보스케치
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Abstract

본 고안은 등온 PCR 장치용 히팅블록 및 이를 포함하는 휴대용 검사기에 관한 것으로, 종래의 PCR 검사장비는 크기가 크고 무거우며, 현장 배치가 어려운 단점이 있어, 본 고안은 크기를 작게 형성하여 휴대가 가능하며, 휴대용 검사기에 삽입되는 히팅블록의 일단에 검사기와 연결되는 연결단자가 형성되고 검사기의 측면으로 삽입되며, 손잡이가 외측으로 나와 있어 사용의 편의성이 증대되는 등온 PCR 장치용 히팅블록 및 이를 포함하는 휴대용 검사기를 제안한다.

Description

등온 PCR 장치용 히팅블록 및 이를 포함하는 휴대용 검사기 {Heating blocks for isothermal PCR devices and portable inspectors including them}
본 고안은 등온 PCR 장치용 히팅블록 및 이를 포함하는 휴대용 검사기에 관한 것으로, 더 자세하게는 PCR 검사에 사용되며, 일정온도를 유지하는 히팅블록 및 히팅블록과 결합되는 휴대용 검사기에 관한 것이다.
PCR(polymerase chain reaction, 중합효소 연쇄 반응)은 DNA의 원하는 부분을 복제 증폭시키는 분자생물학적인 기술로 사람의 게놈과 같은 매우 복잡하여 양이 지극히 미량은 DNA 용액에서 연구자가 원하는 특정 DNA 단편만을 선택적으로 증폭시킬 수 있는 기술이다.
증폭에 필요한 시간은 2시간 정도로 짧으며, 실험과정이 단순하고, 전자동 기계로 증폭할 수 있기 때문에 여러 가지 기술로 파생된다. 분자생물학, 의료, 범죄 수사, 생물의 분류 등 DNA를 취급하는 작업 전반에서 지극히 중요한 역할을 담당하고 있다.
최근 코로나19로 인해 PCR검사가 상당히 이루어지는 상황이며, 다양한 PCR 검사 장비가 개발되고 있다. 한편, 기존의 검사장비는 크기가 매우 크고 무거우며 이동이 어려워 현장에서 검사실행이 어려운 문제점이 있다.
이에 휴대용 PCR 검사기가 개발되나, 일반적으로 위에서 아래로 시약을 결합하여 덮개를 개폐해야 함으로 덮개에 형성된 힌지에 의해 불필요한 무게가 증가되는 문제가 발생된다.
또한, 시약의 위에서 조사되는 발원장치가 덮개에 배치되는 경우가 있어, 작업의 편의성이 떨어진다.
따라서 본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안에 의하여 등온으로 유전자의 증폭과 축척을 실시간으로 확인 할 수 있는 휴대가 가능한 등온 PCR 검사기를 제안한다.
또한, 현장에서 간편하게 시험, 분석 과정을 확인할 수 있는 휴대가 가능한 등온 PCR 검사기를 제안한다.
또한, 시료가 검사기의 측면으로 삽입되도록 형성되며, 편의를 위한 손잡이가 외측으로 배치되는 휴대가 가능한 등온 PCR 검사기를 제안한다.
본 고안은 휴대용 검사기에 사용되는 히팅블록에 있어서, 블록의 일단에 형성된 손잡이, 상기 손잡이의 반대편인 상기 블록의 타단에 형성되고, 휴대용 검사기와 연결되는 연결단자, 및 상기 손잡이에서 연결단자까지 상기 블록의 상면에 일렬로 형성된 다수의 삽입홈을 포함한다.
또한, 상기 블록은 상면에 상기 삽입홈이 형성되는 내측블록, 상기 내측블록의 하면과 양측면을 감싸도록 형성된 외측블록, 및 상기 내측블록과 상기 외측블록 사이에 배치되는 발열필름을 포함한다.
또한, 히팅블록을 포함하는 휴대용 검사기에 있어서, 상단에 LED 표시등을 배치되는 상단커버, 상기 상단커버와 결합되며, 시료를 스캔하는 스캔스테이지, 및 상기 스캔스테이지와 결합되며, 상기 히팅블록이 삽입되는 하단커버를 포함한다.
또한, 상기 하단커버는 상기 히팅블록이 측면으로 삽입되는 삽입부를 포함한다.
또한, 상기 히팅블록이 상기 검사기에 삽입되되, 상기 손잡이는 외면에 굴곡진 굴곡부가 형성되고, 상기 삽입부보다 크게 형성되어, 검사기의 외측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하단커버는 외측에 전원이 공급되는 전원연결구, 전원이 on/off 되는 전원스위치, 데이터를 송수신 되도록 외부 전자장치와 연결되는 USB포트, 및 내측에 상기 연결단자가 삽입 연결되는 단자연결부를 포함한다.
또한, 상기 하단커버는 상기 삽입부와 상기 단자연결부 사이에 길이방향으로 형성된 가이드를 포함한다.
또한, 상기 스캔스테이지는 하면에 형성되고 결합된 상기 히팅블록의 삽입홈에 대응되는 위치에 형성된 관통홀, 상기 관통홀의 위치를 회피하여 배치되며, 길이방향으로 형성된 레일, 상기 레일의 일단에 배치된 모터, 및 상기 모터에 의해 상기 레일을 따라 이동되되, 상기 관통홀의 상단을 따라 이동되는 스캔헤드를 포함한다.
또한, 상기 휴대용 검사기는 상기 연결단자와 상기 단자연결부가 연결됨과 동시에 검사가 실행되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의하여 크기가 작고 공간 활용을 효율적으로 사용할 수 있으며, 실시간으로 DNA 또는 RNA의 증폭 및 분석되는 과정을 빠르게 확인할 수 있다.
또한, 현장에서 간편하게 시험, 분석 과정을 진행하여 효율성을 향상된다.
또한, 히팅블록의 일단에 검사기와 연결되는 연결단자가 형성되고 검사기의 측면으로 삽입되며, 손잡이가 외측으로 나와 있어 사용의 편의성이 증대된다.
도 1은 본 고안의 히팅블록 사시도
도 2는 본 고안의 히팅블록 측면도
도 3은 본 고안의 히팅블록 평면도
도 4는 본 고안의 히팅블록 평면 확대도
도 5는 본 고안의 휴대용 검사기 사시도
도 6은 본 고안의 휴대용 검사기 분해 사시도
도 7은 본 고안의 스캔스테이지 사시도
도 8은 본 고안의 하단커버 사시도
도 9는 본 고안의 휴대용 검사기 실시방법 예시도
종래의 PCR 검사장비는 크기가 크고 무거우며, 현장 배치가 어려운 단점이 있으며, 이를 극복하기 위한 휴대용 PCR 검사장비가 개발되나, 시료를 위에서 아래로 삽입하는 방식을 고수하고 있어, 광원장비가 시료의 상단에 배치되는 휴대용 PCR 장비에 이용의 편의성이 떨어지는 문제가 발생된다.
이에 본 고안은 크기를 작게 형성하여 휴대가 가능하여, 측면으로 삽입되도록 형성하여 이용의 편의성을 증대하였다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 대한 등온 PCR 장치용 히팅블록 및 이를 포함하는 휴대용 검사기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
[1] 히팅블록의 구성 및 동작원리
도 1 내지 4는 본 고안의 히팅블록 일실시예이다. 도 1은 본 고안의 히팅블록 사시도이다. 도 1을 참고하면, 휴대용 검사기(1000)에 사용되는 히팅블록(100)에 있어서, 블록(110)의 일단에 형성된 손잡이(120), 손잡이(120)의 반대편인 상기 블록(110)의 타단에 형성되고, 휴대용 검사기(1000)와 연결되는 연결단자(130), 및 손잡이(120)에서 연결단자(130)까지 블록(110)의 상면에 일렬로 형성된 다수의 삽입홈(111)을 포함한다.
블록(110)은 직육면체로 형성되어 있으며, PCR검사를 진행하기 위해 균일한 온도를 발산하는 히팅필름이 내부에 배치된다.
삽입홈(111)은 블록(110)의 상면에 형성되어 있으며, PCR검사에 활용되는 시약튜브가 위에서 아래로 삽입되도록 형성된다.
손잡이(120)는 블록(110)의 단면보다 크게 형성되고 블록(110)의 일단에 배치되며, 외면에 굴곡진 굴곡부가 형성되어 마찰력을 증대시켜 작업자가 용이하게 잡을 수 있다.
연결단자(130)는 손잡이(120)의 반대편인 블록(110)의 타단에 형성된다. 너비가 블록(110)의 너비보다 작거나 동일하도록 형성된다. 히팅블록(100)이 검사기의 측면으로 삽입되어 검사기 내의 연결부와 연결된다.
결합부재(115)는 상하 및 좌우에 배치되어 복수로 형성된 블록(110)을 결합한다.
도 2는 본 고안의 히팅블록 측면도이며, 도 3은 본 고안의 히팅블록 평면도이다. 도 2를 참고하면, 블록(110)의 일단에 손잡이(120)가 배치되고, 타단에 연결단자(130)가 배치된다.
이때, 결합부재(115)에 의해 복수로 형성된 블록(110)이 결합되되, 튜브가 삽입되는 삽입홈을 회피하도록 배치된다.
도 3을 참고하면, 블록(110)의 상면에 형성된 복수개의 삽입홈(111)은 블록(110)의 길이방향임과 동시에 일렬로 형성되고, 일정 개수가 단위를 이루어 형성된다. 또한 블록(110)의 상면에는 하나 이상의 결합부재(115)에 배치된다.
도 4는 본 고안의 히팅블록 평면 확대도이다. 도 4를 참고하면, 블록(110)은 상면에 삽입홈(111)이 형성되는 내측블록(112), 내측블록(112)의 하면과 양측면을 감싸도록 형성된 외측블록(113), 및 상기 내측블록(112)과 상기 외측블록(113) 사이에 배치되는 히팅필름(114)을 포함한다.
히팅필름(114)은 히팅블록(110)이 균일한 온도를 발산하도록 설계되는 것으로 충분하다. 일예로 내측블록(112)의 하면과 양측면에 배치될 수 있으며, 내측블록(112)의 하면에만 배치될 수 있다. 또한 형상을 필름에 한정되지 않으며, 와이어로 형성되어 블록(110)내에 포함될 수 있다. 히팅필름(114)은 일단에 배치된 연결단자와 연결되어 신호에 의해 일정한 온도를 발산한다.
[2] 히팅블록을 포함하는 휴대용 검사기의 구성 및 동작원리
검사기는 질병 진단을 위해 임상 검체 중 세포 또는 감염체의 핵산(DNA 또는 RNA)을 증폭하고 형광 검출기를 통해 실시간 증폭 확인 및 검체 중의 핵산을 정량 가능한 장치이다. 본 고안은 검사기의 크기를 작게 형성하여 휴대가 가능하며, 히팅블록이 측면으로 삽입되도록 형성된 휴대용 검사기를 도 5 내지 도 9를 참고하여 설명하도록 한다. 도 5는 본 고안의 휴대용 검사기 사시도이다. 도 5를 참고하면, 휴대용 검사기(1000)는 상단커버(200)와 하단커버(400)로 결합되어 형성된다.
상단커버(200)는 상면에 LED 표시등(210)이 배치되며, 실시간 유전자 증폭장치의 동작 상태를 표시한다. 파란색은 전원 On 및 대기상태이며, 초록색은 실시간 유전자증폭상태, 빨강색은 에러가 발생된 상태를 나타낸다.
하단커버(400)는 히팅블록이 측면으로 삽입되는 삽입구가 형성된다. 이때, 휴대용 검사기(1000)에 히팅블록이 삽입되되, 손잡이(120)가 휴대용 검사기(1000)의 외측에 배치되도록 손잡이(120)의 단면이 삽입구보다 크게 형성된다. 이로 인해 작업자가 용이하게 히팅블록을 검사기로부터 탈착할 수 있다.
도 6은 본 고안의 휴대용 검사기 분해 사시도이다. 도 6을 참고하면, 히팅블록(100)을 포함하는 휴대용 검사기(1000)에 있어서, 상단에 LED 표시등(210)을 배치되는 상단커버(200), 상단커버(200)와 결합되며, 시료를 스캔하는 스캔 스테이지(300), 및 스캔 스테이지(300)와 결합되며, 히팅블록(100)이 삽입되는 하단커버(400)가 적층되어 형성된다.
스캔 스테이지(300)는 시료를 스캔하며, 일렬로 형성된 삽입홈에 대응되도록 길이방향으로 이동되는 광학장비를 포함하고 있다.
하단커버(400)는 히팅블록(100)이 삽입되며, 전원을 공급받는 전원연결구 및 연결단자와 연결되는 연결구를 포함하고 있다.
도 7은 본 고안의 스캔 스테이지 사시도이다. 도 7을 참고하면, 스캔 스테이지(300)는 하면에 형성되고 결합된 히팅블록의 삽입홈에 대응되는 위치에 형성된 관통홀(340), 관통홀(340)의 위치를 회피하여 배치되며, 길이방향으로 형성된 레일(330), 레일(330)의 일단에 배치된 모터(310), 및 모터(310)에 의해 레일(330)을 따라 이동되되, 관통홀(340)의 상단을 따라 이동되는 스캔헤드(320)를 포함한다.
관통홀(340)은 히팅블록에 형성된 삽입홈과 수와 간격이 대응되며, 호환되는 다른 형태의 히팅블록이 삽입 시, 삽입홈에 호환되는 관통홀(340)이 형성되거나, 다수의 관통홀(340)이 연결되어 하나의 관통홀(340) 형상으로 형성될 수 있다.
스캔 스테이지(300) 내부에 배치되는 광학장치는 빛을 조사하여 스캔하는 스캔헤드(320)와 스캔헤드(320)를 이송시키는 모터(310), 스캔헤드(320)를 길이방향으로 가이드 하는 다수의 레일(330)이 배치된다. 스캔헤드(320)는 하면에 형성된 관통홀(340)의 상면을 지나도록 배치된다.
레일(330)은 검사기의 길이방향으로 배치되되 스캔헤드(320)를 관통하도록 배치된다. 너비방향으로 외측에 배치된 레일(330)은 원기둥 형상으로 스캔헤드(320)를 관통하여 균형을 잡아주며, 내측에 배치된 레일(330)은 유연성을 가진 벨트 형상으로 형성된다. 일단에 배치된 모터(310)에 의해 스캔헤드(320)가 길이방향으로 이송된다.
도 8은 본 고안의 하단커버 사시도이다. 도 8을 참고하면, 하단커버(400)는 히팅블록(100)이 측면으로 삽입되는 삽입부(410)를 포함하고 있으며, 외측에는 전원이 공급되는 전원연결구(440), 전원이 on/off 되는 전원스위치(430), 데이터를 송수신 되도록 외부 전자장치와 연결되는 USB포트(450), 및 내측에는 연결단자(130)가 삽입 연결되는 단자연결부(420)를 포함한다.
삽입부(410)는 히팅블록(100)이 연결단자(130)가 형성된 방향으로 삽입되되, 연결단자(130) 반대 측에 형성된 손잡이(120)는 삽입부(410)보다 단면이 크게 형성되어 하단커버(400) 외측에 배치된다.
단자연결부(420)는 연결단자(130)가 삽입되는 구조로 형성되며, 검사기와 히팅블록(100)의 연결을 통해 검사가 실시된다. 삽입부(410)와 단자연결부(420) 사이는 히팅블록(100)의 너비에 대응되도록 형성되어 삽입되는 통로가 형성된다. 통로는 히팅블록(100)과의 접촉을 최소화하기 위해 다각형 기둥이 양측에 배치되어 모서리가 접촉하도록 배치될 수 있다.
또한, 통로는 연결단자(130)가 단자연결부(420)에 원활히 삽입되도록 길이방향으로 가이드가 형성될 수 있으며, 하단커버(400)는 히팅블록(100)의 발열로 인한 열기가 순환되도록 환기구가 형성될 수 있다.
하단커버(400)는 상측으로 돌출 형성된 돌출부가 형성되며, 돌출부는 상단에 적층되는 스캔 스테이지를 관통하여 결합을 견고히 한다.
도 9는 본 고안의 휴대용 검사기 실시방법 예시도이다. 검사기의 외측에 배치된 전원연결구에 전원을 연결한 후 전원스위치를 켠다. PC 또는 태블릿을 USB포트를 통해 연결한다. 유전자 증폭을 시작하려면 도 9(a)와 같이 히팅블록을 화살표방향으로 당겨서 열고 블록 위에 PCR mixt가 들어간 튜브(140)를 올려놓는다. 이후 도 9(b)와 같이 히팅블록을 화살표방향으로 밀어서 닫아준다.
검사기는 유전자 증폭 관련 주변 장치를 제어하며, 증폭된 데이터를 USB를 통해 PC로 전송이 가능한 베이스 보드와 PCR 튜브 스캔을 위해 광학 모듈의 위치를 제어하는 스텝모터 드라이버, 광학 모듈의 LED를 제어하는 LED 드라이버 보드, 및 형광 신호 처리 기능을 포함하는 포트 다이오드 증폭 보드를 포함한다.
또한, 연결된 PC 또는 태블릿에 의해 수동으로 실시될 수 있으며, 연결단자와 단자연결부가 연결됨과 동시에 검사가 실행되도록 프로그램 될 수 있다.
검사기는 견고하고 평평한 책상 위에 설치되는 것이 바람직하며, 바닥에 두는 것은 부적절하다. 또한 PCR 튜브(140)를 블록에 올려놓을 때, 정 위치에 올려놓는 것이 바람직하다. 또한 장비 작동 중에는 히팅블록이 70℃까지 상승하므로 물리적 위험에 조심해야 한다.
본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 휴대용 검사기
100 : 히팅블록
110 : 블록
111 : 삽입홈 112 : 내측블록 113 : 외측블록
114 : 히팅필름 115 : 결합부재
120 : 손잡이 130 : 연결단자 140 : 튜브
200 : 상단 커버 210 : LED 표시등
300 : 스캔 스테이지
310 : 모터 320 : 스캔헤드 330 : 레일
340 : 관통홀
400 : 하단커버
410 : 삽입부 420 : 단자연결부 430 : 전원스위치
440 : 전원연결구 450 : USB포트

Claims (9)

  1. 휴대용 검사기에 사용되는 히팅블록에 있어서,
    상기 히팅블록은,
    검사를 진행하기 위해 온도를 발산하는 히팅필름이 내부에 배치되고, 시약튜브가 위에서 아래로 삽입되도록 상면에 일렬로 형성된 다수의 삽입홈을 포함하는 블록;
    상기 블록의 일단에 형성된 손잡이; 및
    상기 손잡이의 반대편인 상기 블록의 타단에 형성되고, 휴대용 검사기와 연결되는 연결단자;를 포함하여 형성되되,
    상기 히팅블록은 상기 휴대용 검사기의 측면에 형성된 삽입부를 통해 상기 휴대용 검사기의 측면으로 삽입되도록 형성되며,
    상기 히팅블록의 연결단자가 상기 휴대용 검사기에 형성된 단자연결부와 연결되면 검사가 실행되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 히팅블록.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 블록은
    상면에 상기 삽입홈이 형성되는 내측블록; 및
    상기 내측블록의 하면과 양측면을 감싸도록 형성된 외측블록;을 포함하고,
    상기 히팅필름은 상기 내측블록과 상기 외측블록 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 히팅블록.
  3. 제 1항 또는 제 2항의 히팅블록을 포함하는 휴대용 검사기에 있어서,
    상단에 LED 표시등이 배치되는 상단커버;
    상기 상단커버와 결합되며, 시료를 스캔하는 스캔스테이지; 및
    상기 스캔스테이지와 결합되며, 상기 히팅블록이 삽입되는 하단커버;
    를 포함하고,
    상기 하단커버의 내측에는 상기 히팅블록의 연결단자가 삽입 연결되는 단자연결부가 형성되고,
    상기 하단커버의 측면에는 상기 히팅블록이 삽입되는 삽입부가 형성되며,
    상기 히팅블록의 손잡이는 상기 삽입부보다 크게 형성되어 휴대용 검사기와 결합시 휴대용 검사기의 외측에 배치되어,
    상기 히팅블록을 상기 휴대용 검사기의 하단커버 측면에 형성된 삽입부에 삽입하면, 히팅블록의 연결단자가 상기 단자연결부와 연결되어 검사가 실행되고, 상기 휴대용 검사기의 외측에 배치된 히팅블록의 손잡이를 외측으로 당기면 히팅블록의 연결단자와 휴대용 검사기의 단자연결부의 연결이 해제되는 것을 특징으로 하는, 휴대용 검사기.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 하단커버는
    외측에 전원이 공급되는 전원연결구,
    전원이 on/off 되는 전원스위치, 및
    데이터를 송수신 되도록 외부 전자장치와 연결되는 USB포트를 포함하는 휴대용 검사기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 3항에 있어서, 상기 하단커버는
    상기 삽입부와 상기 단자연결부 사이에 길이방향으로 형성된 가이드를 포함하는 휴대용 검사기.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 스캔스테이지는
    하면에 형성되고 결합된 상기 히팅블록의 삽입홈에 대응되는 위치에 형성된 관통홀,
    상기 관통홀의 위치를 회피하여 배치되며, 길이방향으로 형성된 레일,
    상기 레일의 일단에 배치된 모터, 및
    상기 모터에 의해 상기 레일을 따라 이동되되, 상기 관통홀의 상단을 따라 이동되는 스캔헤드,
    를 포함하는 휴대용 검사기.
  9. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110091879A1 (en) * 2008-02-15 2011-04-21 Aj Innuscreen Gmbh Mobile device for isolation of nucleic acids
KR20170074662A (ko) * 2015-12-22 2017-06-30 조원창 유전자 진단 장치
KR102001172B1 (ko) * 2018-11-26 2019-07-18 바이오뱅크 주식회사 휴대용 ｄｎａ분석장치

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