KR20050014797A - Bio-Disc, Bio-Driver apparatus, and Assay method using the same - Google Patents

Bio-Disc, Bio-Driver apparatus, and Assay method using the same

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KR20050014797A
KR20050014797A KR1020047015027A KR20047015027A KR20050014797A KR 20050014797 A KR20050014797 A KR 20050014797A KR 1020047015027 A KR1020047015027 A KR 1020047015027A KR 20047015027 A KR20047015027 A KR 20047015027A KR 20050014797 A KR20050014797 A KR 20050014797A
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Abstract

PURPOSE: A bio disc, a bio driver apparatus and an analysis method are provided to read a bio disc as well as a conventional optical disc and to make a remote diagnosis easy to be performed by connecting to the internet. CONSTITUTION: The bio disc(100) comprises an upper base(1), a middle base(2) and a lower base(3). The three bases(1,2,3) all form channels, allowing a fluid to flow, and chambers, storing a buffer solution. Thin film type circular column magnets(70a,70b,70c) are independently open or closed by electric magnets. The bio disc includes a preparation chamber(130) for preparing for DNA samples or serum injected by a pipette(120). A PCR(Polymer Chain Reaction) chamber(131), an analysis site(132) and a trash chamber(133) connect to the preparation chamber(130) in the bio disc(100). Other chambers(140,141,142,143) for storing buffer solutions and various enzymes needed in a hybridization process, are formed.

Description

바이오 디스크 및 바이오 드라이버 장치 및 이들을 이용한 분석방법 {Bio-Disc, Bio-Driver apparatus, and Assay method using the same}Bio disk and bio driver device and analysis method using them {Bio-Disc, Bio-Driver apparatus, and Assay method using the same}

본 특허 출원은 선 출원된 국내 특허 출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956) 및 PCT출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중가닥 또는 단일가닥에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2002.01.27 PCT/KR02/00126) 와 국내 특허 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2001,05,31, 10-2001-0031284) 및 PCT 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2002,05,31, PCT/KR02/01035) 의 연속이다.The present patent application is a pre- filed domestic patent application "nucleic acid hybridization method and apparatus using a cleavage method that specifically reacts to a specific sequence of complementary double bonds of nucleic acid and oligonucleotide" (2001,01,27 10-2001- 0003956) and PCT application "nucleic acid hybridization method and apparatus using a cleavage technique that specifically reacts with complementary double or single strands of nucleic acid and oligonucleotide" (2002.01.27 PCT / KR02 / 00126) and domestic patent application " Thin Film Valve Apparatus and Control Method Using Micro Beads "(2001,05,31, 10-2001-0031284) and PCT Application" Film Valve Apparatus and Control Method Using Micro Beads "(2002,05,31, PCT / KR02 / 01035).

상기 선 출원된 발명은, 정량 및 정성 분석 장치에 이용을 할 수 있는 핵산의 상보적 이중가닥 혹은 단일가닥 혹은 특정서열의 이중 가닥에만 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성 분석 방법 및 장치를 제공할 뿐만 아니라, Lab On a Chip에 필수적인 유체의 흐름을 제어하기 위한 초소형 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.The above-listed invention provides a nucleic acid hybrid analysis method and apparatus using a cleavage technique that specifically reacts only with complementary double strands or single strands or double strands of a specific sequence that can be used in a quantitative and qualitative analysis apparatus. In addition to providing the present invention, an object of the present invention is to provide a microvalve for controlling the flow of a fluid essential for a lab on a chip.

또한 상기 선 출원발명은, 분석 장치상의 구속 신호요소 또는 이탈신호요소은 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 판독 되며, 판독된 정보가 컴퓨터 소프트웨어 형태로 디지탈 정보화되어 인터넷등 기존의 통신망에 의해 송수신 됨으로서, 의사 및 환자 모두에게 편리함을 줄수 있는 원격 진단 장치를 제공함을 목적으로 한다. 또한 상기 선 출원발명에서는 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기의 일실시예로서 이탈 신호 및 구속신호를 사용한 인터디지테이디드 어레이가 예시되었다.In addition, the pre-applicability of the present invention is that the restraint signal element or departure signal element on the analysis device is read by a detector combined with a transducer including an optical, electrochemical, capacitance, or impedance measuring device, and the read information is digitalized in computer software form. The purpose of the present invention is to provide a remote diagnosis apparatus that can be conveniently transmitted to both doctors and patients by being transmitted and received by existing communication networks such as the Internet. In addition, in the above-mentioned prior invention, an interdigitated array using an escape signal and a restraint signal is illustrated as an embodiment of a detector coupled with a transducer including an electrochemical, capacitance or impedance measuring device.

본 발명은 상기 선 출원 발명의 연속으로, 각종 진단 분석장치, 핵산 혼성 분석 장치 및 면역학적 검증 장치에 이용할 수 있는 광학 혹은 비광학 바이오 디스크 및 바이오드라이버의 장치 및 방법에 관계한다.The present invention relates to an apparatus or method for optical or non-optical bio discs and biodrivers that can be used in various diagnostic analysis apparatuses, nucleic acid hybrid analysis apparatuses, and immunological verification apparatuses.

최근까지 유체내 소량의 분석종 탐지를 위한 대부분의 임상 진단 분석 장치에는 다중 샘플 준비 및 자동화된 시약 첨가용 장치를 설계하고 병렬 또는 직렬로 수많은 테스트 샘플을 분석하기 위한 장치를 설계함으로써 효율성 및 경제성이 개선되었다. 종종 이러한 자동화된 시약 준비장치 및 자동화된 다중 분석기가 단일장치에 집적된다. 이러한 형태의 임상실험 분석기는 한시간이내에 소량의 샘플과 시약을 가지고 수백가지 분석을 자동 또는 반자동으로 정확히 수행할 수 있다.Until recently, most clinical diagnostic analytical devices for detecting small amounts of analytes in fluids have been designed for efficiency and economics by designing devices for multiple sample preparation and automated reagent addition and for analyzing large numbers of test samples in parallel or in series. Improvements were made. Often these automated reagent preparation devices and automated multiple analyzers are integrated into a single device. This type of clinical analyzer can accurately and automatically perform hundreds of assays with a small sample and reagents in less than an hour.

그러나, 이러한 분석기는 비싸며 중앙집중 실험실과 병원만이 이들을 구매할 수 있다. 이 경우 실험실과 병원으로의 샘플 운송을 필요로 하며 종종 시간이 긴급한 샘플을 신속하게 분석할 수 없는 문제가 있다.However, these analyzers are expensive and only centralized laboratories and hospitals can purchase them. This necessitates the transport of samples to laboratories and hospitals and often leads to the inability to quickly analyze urgent samples.

따라서, 이러한 문제를 극복키 위해 저렴하고 누구나 손쉽게 다룰 수 있는 임상분석 장치가 절실히 필요하다. 즉, 전용 탐지기 없이도 환자 곁에서나 환자의 집에서 사용하기 적합한 자동화된 임상 테스트 장치가 절실하다.Therefore, in order to overcome these problems, there is an urgent need for an inexpensive and easy-to-use clinical analysis device. In other words, there is an urgent need for automated clinical test devices suitable for use by the patient or at the patient's home without the need for a dedicated detector.

<Optical 디스크 와 Non-Optical 바이오 디스크><Optical Disc and Non-Optical Bio Disc>

12cm 폴리카보네이트 기판, 반사 금속층 및 보호 라커 코팅으로 부터 표준 컴팩트 디스크가 형성된다. CD와 CD-ROM의 포맷은 ISO 9660 공업표준에 의해 기술된다.A standard compact disc is formed from a 12 cm polycarbonate substrate, reflective metal layer and protective lacquer coating. The format of CDs and CD-ROMs is described by the ISO 9660 industry standard.

폴리카보네이트 기판은 광학품질의 투명한 폴리카보네이트이다. 표준 인쇄 또는 대량 복제된 CD에서 데이타층은 폴리카보네이트 기판의 일부이고 데이타는 사출성형공정동안 스탬퍼(stamper)에 의해 일련의 피트형태로 새겨진다. 이 사출성형 공정동안 용융된 폴리카보네이트가 몰드에 고압하에서 주입되고 이후에 냉각되어서 폴리카보네이트가 몰드 또는 "스탬퍼" 또는 "스탬프"의 거울상 형태를 가지며 디스크 기판상의 이진 데이타를 나타내는 피트가 생성되어서 마스터링(mastering) 공정동안 발생된 스탬퍼의 피트의 거울상으로서 폴리카보네이트 기판에 의해 유지된다. 스탬핑 마스터는 대체로 유리이다.The polycarbonate substrate is an optical quality transparent polycarbonate. In standard printed or mass replicated CDs, the data layer is part of a polycarbonate substrate and the data is engraved in a series of pits by a stamper during the injection molding process. During this injection molding process, molten polycarbonate is injected into the mold under high pressure and then cooled so that the polycarbonate has a mirror image of a mold or "stamp" or "stamp" and a pit representing binary data on the disk substrate is produced and mastered. It is held by the polycarbonate substrate as a mirror image of the pit of the stamper generated during the mastering process. The stamping master is usually glass.

통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)의 판독 센서는 물리적 피트(pit)에 의한 차등 반사율 또는 염료층의 굴절율 특성에 의해 피트의 유무를 판독하게 되며, 이는 당해 업자의 공지 기술이다.Conventional optical discs (e.g., music CDs, CD-Rs, game CDs, DVDs, etc.) read sensors detect the presence or absence of a pit by the differential reflectance of the physical pit or by the refractive index of the dye layer. It is the well-known technique of the said supplier.

상기 통상의 Optical 디스크에 있어서, CD상의 물리적 피트에 의한 판독방법은 CD의 오목부는 레이저 입사광선 파장의 1/8 내지깊이로서 상기 오목부는 반사된 비임내에서 상쇄적인 간섭을 일으켜 "제로"값의 비트에 대응하고, CD의 평평한 영역(볼록부)은 레이저 빔을 반사시켜 탐지기의 해당비트에 "1" 값을 제공한다.In the conventional optical disk, the read method by the physical pit on the CD is that the recess of the CD is from 1/8 to the wavelength of the laser incident light. As a depth, the recess causes a destructive interference in the reflected beam, corresponding to a bit of "zero" value, and the flat area of the CD (convex) reflects the laser beam to provide a value of "1" to the corresponding bit of the detector. do.

또한 상기 Optical 디스크에 있어서 굴절율 특성에 의한 판독 방법을 제공하기 위한 상기 염료층의 재료에 대한 특허가 미국특허 5,580,696 에 발표된다. 또한 상기 Optical 디스크는 회전축에 의해 디스크를 회전시켜 가면서 레이저 스캔(scan)에 의해 판독을 한다.In addition, a patent is disclosed in US Pat. No. 5,580,696 for the material of the dye layer for providing a reading method by refractive index characteristics in the optical disk. In addition, the optical disk is read by a laser scan while rotating the disk by the rotation axis.

그러나, 이러한 Optical 디스크는 통상의 광 픽업장치에 광 송신부 와 광 수신부 모두가 함께 모듈 형태로 되어 있어 추가분의 광 반사 경로 때문에, 광의 경로(optical traveling path)가 길어져 광 수신부의 감도가 떨어지는 단점이 있다. 또한, 통상의 optical 디스크는 광 주사(laser scanning)방식의 정보 판독을 위해 사전 위치(predetermined location)로의 광 픽업장치 이동과 및 디스크 회전이 필요하다는 단점이 있다. 또한, 이러한 Optical 디스크 및 광 주사방식을 이용한 바이오 분석 장치는 프로브(probe)의 굴곡 등으로 인해 통상의 광 픽업장치로는 판독하기 어려운 문제점이 있다.However, such an optical disk has a disadvantage in that the optical transmitting unit and the optical receiving unit are both modular together in a conventional optical pickup device, and thus, because of the additional optical reflecting path, the optical traveling path is long and the sensitivity of the optical receiving unit is inferior. . In addition, conventional optical disks have the disadvantage of requiring optical pickup device movement to a predetermined location and disk rotation for laser scanning information reading. In addition, the bioanalytical device using the optical disk and the optical scanning method has a problem that is difficult to read with a conventional optical pickup device due to the bending of the probe.

일반적으로 Compact Disc을 사용한 분석장치에 대한 공지된 기술로서Optical "Confocal compact scanning optical microscope based on compact disc technology" (199, Vol.30, No,10, Applied Optics), "Gradient-index pobjectives for CD applications" (April, 1987, Vol 26, Issue 7, Applied Optics) 그리고 "Miniature scanning optical microscope based on compact disc technology" (Proc. Soc. Photo-opt. instrument Eng. 110, page 1139-1169, 1989)가 논문에 발표되어 있다.Optical "Confocal compact scanning optical microscope based on compact disc technology" (199, Vol. 30, No, 10, Applied Optics), "Gradient-index pobjectives for CD applications" "(April, 1987, Vol 26, Issue 7, Applied Optics) and" Miniature scanning optical microscope based on compact disc technology "(Proc. Soc. Photo-opt.instrument Eng. 110, page 1139-1169, 1989) It is announced in.

또한 공지된 Compact Disc을 사용한 분석장치에 대한 특허기술로서 미국 특허 "Centrifugal Photometric Analyzer" (4,279,862, publication date Jul.21, 1981) 와 "Reaction Tube Assembly for Automatic Analyzer" (4,141,954, publication date FEB.27, 1979)가 특허 공개되어 있다.In addition, US patents "Centrifugal Photometric Analyzer" (4,279,862, publication date Jul.21, 1981) and "Reaction Tube Assembly for Automatic Analyzer" (4,141,954, publication date FEB.27, 1979).

또한 디스크상의 주입구에 주입된 샘플을 원심력을 이용하여, 디스크의 표면에 유체막을 형성시키기 위한 장치로서, 유럽 특허 " Disc for centrifuge" (GB1075800, publication date 1967.07.12) 와 디스크상의 주입구에 주입된 유체 샘플을 원심력을 이용하여 채널과 챔버로 이동시켜 가면서 샘플을 분리하는 장치로서 유럽특허" Separating Disks for centrifuge" (3,335,946, April 12,1965) 가 특허 공개 되어 있다.In addition, as a device for forming a fluid film on the surface of the disc using a centrifugal force, the sample injected into the inlet on the disc, the European patent "Disc for centrifuge" (GB1075800, publication date 1967.07.12) and the fluid injected into the inlet on the disc European Patent "Separating Disks for centrifuge" (3,335,946, April 12,1965) is disclosed as a device for separating a sample while moving the sample to a channel and a chamber using centrifugal force.

또한 disc상에서 원심력 과 광학적 측정에 의해 화학 분석하는 장치로서 미국 특허 " disc centrifuge photosedimentometer" (4,311,039, Jan. 19,1982)가 특허 공개되어 있다.Also disclosed is a US patent "disc centrifuge photosedimentometer" (4,311,039, Jan. 19,1982) as a device for chemical analysis by centrifugal force and optical measurement on disc.

그러나 이것들은 진단 및 분석을 완전 자동화 할 수 없는 단점이 있어 LabOn a Chip구성에는 부적합하다.However, these are not suitable for LabOn a Chip configuration because they have the disadvantage of not fully automating diagnosis and analysis.

이에 비해, 본 발명의 바이오 디스크의 판독은, 기존의 Optical 디스크의 물리적 피트 혹은 염료층의 굴절율 특성에 의한 판독 방식(차등반사식)과는 달리, 광의 투과 및 비투과(광투과식); 또는 커패시턴스 및 임피던스 측정; 또는 전기화학 탐지에 의한 판독 방식을 사용하며, 유체를 저장하기 위한 챔버(chamber) 혹은 유체가 이동하기위한 유로가 바이오 디스크상에 배치 설계되어 있다. 본 발명에서는 이러한 바이오 디스크를 기존의 광 주사(laser scanning)에 의한 "차등 반사식 Optical 디스크" 와 대비하여 non-optical 바이오 디스크라 부른다. Optical 디스크는 반사 금속층 및 염료층에 의해, 상기의 광의 투과 및 비투과에 의한 광학 탐지기술을 적용하는 것이 불가능하다.On the other hand, the reading of the bio-disc of the present invention is different from the reading method (differential reflection type) based on the refractive index characteristic of the physical layer of the conventional optical disc or the dye layer (light transmissive type); Or capacitance and impedance measurements; Alternatively, an electrochemical detection method is used, and a chamber for storing the fluid or a flow path for moving the fluid is arranged on the bio disc. In the present invention, such a bio-disc is referred to as a non-optical bio-disc in comparison with a "differential reflective optical disc" by conventional laser scanning. The optical disc is impossible to apply the optical detection technique by the transmission and non-transmission of the above light by the reflective metal layer and the dye layer.

본 발명의 명세서에서, 비광학(non-optical) 바이오 디스크란 레이저 빔의 비-주사(non-scanning) 방식에 의해 분석 사이트을 판독하거나, 분석 사이트를 판독함에 있어, 광의 투과식, 커패시턴스 및 임피던스 측정, 또는 전기화학 탐지에 의한 판독 방식을 사용하거나, 디스크가 회전 없이 분석 사이트를 판독하는 방식을 채용한 바이오 디스크를 의미한다.In the context of the present invention, non-optical biodisc is a light transmission, capacitance and impedance measurement in reading an analysis site or reading an analysis site by a non-scanning method of a laser beam. Or a bio-disc using an electrochemical detection method or a method in which the disc reads an analysis site without rotation.

본 발명의 명세서에서, 광학(optical) 바이오 디스크란 통상의 광픽업 장치를 이용하여 광 주사(laser scanning)의 차등반사식으로 판독되는 바이오 디스크를 의미한다.In the specification of the present invention, an optical bio disc means a bio disc which is read by differential reflection of laser scanning using a conventional optical pickup device.

상기 폴리카보네아트 기판은 바이오 디스크(Bio Disc)와 같은 유체내 소량의 물질을 진단 및 탐지하는 박막형태의 분석장치로 변형개조가 가능하며, 이 경우 사출 성형 공정동안 디스크 표면에 피트 및 염료층 대신, 유체가 흐를 수 있는 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber)가 형성될 수 있다. 이러한 박막내에 형성된 유로의 유체의 흐름 및 유량을 원활히 제어할 수 있는 초소형 밸브와 이들을 제어하기 위한 전자 제어가 필요하다.The polycarbonate art substrate can be modified and modified by a thin film type analyzer for diagnosing and detecting a small amount of a substance in a fluid such as a bio disc, in which case a pit and dye layer on the surface of the disc during the injection molding process. Instead, a chamber may be formed that can store channels and buffer solutions through which fluid can flow. There is a need for a microvalve capable of smoothly controlling the flow and flow rate of the fluid in the flow path formed in such a thin film and electronic control for controlling them.

또한 본 발명은 실리콘 웨이퍼 상에 반도체 공정에 의해 유체가 흐를 수 있는 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber)가 형성될 수 있으며, 이러한 실리콘 웨이퍼상에 형성된 유로의 유체의 흐름 및 유량을 원활히 제어하기 위한 전자회로가 실리콘 웨이퍼상에 고 집적화된 바이오 디스크도 제공한다.In addition, the present invention may be formed on the silicon wafer to form a channel (channel) for storing the fluid (flow channel) and the buffer (buffer solution) through the semiconductor process, the fluid of the flow path formed on the silicon wafer Electronic circuits for smoothly controlling the flow and flow rate of the wafers also provide highly integrated bio-discs on silicon wafers.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 원격진단과 샘플 진단, 핵산분석 및 면역학적 검증을 할 수 있는 광학 및 비광학 디스크를 이용한 바이오 디스크 및, 바이오 드라이버의 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for a bio-disc and an optical driver using optical and non-optical discs capable of remote diagnosis, sample diagnosis, nucleic acid analysis, and immunological verification. There is this.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바이오 디스크는 상기 바이오 드라이버내에 설치된 제어용 디스크에 의해 제어된다. 상기 제어용 디스크는 바이오 디스크의 제어를 위한 각종 제어 신호를 공급하기 위한 제어부를 구비하며, 일체형 바이오 디스크 및 통합 바이오 디스크를 제외하면 항시 바이오 드라이버 장치에 연결 부착되어 있다. 결과적으로 바이오 디스크만이 바이오 드라이브로의 자유로운 로딩(loading) 혹은 이탈(eject)이 가능하다.In order to achieve this object, the bio-disc of the present invention is controlled by a control disc installed in the bio-driver. The control disc includes a control unit for supplying various control signals for controlling the bio disc, and is always connected to the bio driver device except for the integrated bio disc and the integrated bio disc. As a result, only bio-discs can be freely loaded or ejected into bio-drives.

또한 상기 제어용 디스크는 현재 로딩(loading)된 디스크가 음악CD, CD-RW,게임 CD, DVD등 통상의 Optical Disc인지 바이오 디스크인지를 판단하여, 통상의Optical Disc인 경우는 Optical Disc을 위한 통상의 방식대로 동작을 하고, 바이오 디스크인 경우 바이오 디스크상의 Lab On a Chip을 위한 각종 제어신호를 바이오 디스크에 전달한다.In addition, the control disc determines whether the currently loaded disc is a normal optical disc or a bio disc such as a music CD, a CD-RW, a game CD, a DVD, and the like. It operates according to the method, and in the case of a bio disc, various control signals for Lab On a Chip on the bio disc are transmitted to the bio disc.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 바이오 디스크 및 제어용 디스크가 한장의 디스크로 합친 구성을 갖는 일체형 바이오 디스크 장치 및 방법을 제공하는 하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an integrated bio-disc device and method in which the bio-disc and the control disc are combined into a single disc.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 일체형 바이오 디스크 및 상기 통상의 Optical 디스크가 한장의 디스크로 합친 구성을 갖는 통합 바이오 디스크 장치 및 방법을 제공하는 하는 것을 목적으로 한다. 또한 상기 통합 바이오 디스크의 Optical Disc부분은 상기의 바이오 드라이버에 의해서 판독될 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 Optical disc을 위한 Optical 드라이버 또는 CD드라이버에 의해서도 판독 및 재생될 수 있어 호환성(Compatibility)을 갖는다.Another aspect of the present invention is to provide an integrated bio-disc device and method having a configuration in which the integrated bio-disc and the conventional optical disc are combined into a single disc. In addition, the optical disc portion of the integrated bio-disc may not only be read by the bio driver, but also may be read and reproduced by an optical driver or a CD driver for an existing optical disc, thereby having compatibility.

즉 상기 통합 바이오 디스크의 Optical disc면에 실린 음악은 바이오 드라이버을 통해 즐길 수도 있고, 통상의 Optical 드라이버 내지 CD 드라이버을 통해서도 즐길 수 있다.In other words, the music on the optical disc surface of the integrated bio-disc can be enjoyed through a bio driver, or can be enjoyed through a conventional optical driver or a CD driver.

본 발명의 또 다른 측면은 PCR용 바이오 디스크 와 전기 영동(electrophoresis)용 바이오 디스크을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another aspect of the present invention is to provide a bio-disc for PCR and a bio-disc for electrophoresis.

본 발명은 비광학 바이오 디스크, 광학 또는 비 광학 바이오 디스크를 포함하는 바이오 디스크 장치, 바이오 드라이버 장치, 및 이들을 이용한 분석방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 진단 분석장치 혹은, 핵산 혼성 분석장치 혹은 면역학적 검증 장치 등을 포함하는 Lab On a Chip이 설계 배치된 바이오 디스크, 및 상기 바이오 디스크를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 제어용 디스크를 구비한 바이오 드라이버 장치 및 이들을 이용한 분석 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-optical bio disc, a bio disc device including an optical or non-optical bio disc, a bio driver device, and an analysis method using the same. The present invention relates to a bio driver device including a bio disc on which a Lab On a Chip including a scientific verification device and the like is designed, and a control disc including a control unit for controlling the bio disc, and an analysis method using the same.

도 1a 및 도 1b는 바이오 디스크 속에 설치된 초소형 구슬을 이용한 밸브 장치를 보인 바이오 디스크 단면도이다.1A and 1B are cross-sectional views of a bio disc showing a valve device using micro beads installed in the bio disc.

도1c는 Lab On a Chip이 배치된 바이오 디스크 와 이를 제어하기 위한 제어용 디스크의 일 실시예이다.FIG. 1C is an embodiment of a bio disc on which Lab On a Chip is disposed and a control disc for controlling the same.

도 1d는 도체아암의 구조를 보인 일례의 단면도이다.1D is a cross-sectional view of an example showing the structure of a conductor arm.

도 1e는 연결 홈과 도체 아암의 위치 정렬을 자동으로 맞추어 지도록 한 일실시예이다.FIG. 1E illustrates an embodiment in which the alignment of the connecting groove and the conductor arm is automatically aligned.

도 1f는 제어용 디스크가 내장된 바이오 드라이버 장치의 일실시예이다.1F is an embodiment of a bio driver device in which a control disk is built.

도1g는 Lab On a Chip이 배치된 바이오 디스크 와 이를 제어하기 위한 제어용 디스크(200)의 또 다른 일 실시예이다.FIG. 1G is another embodiment of a bio disk on which a Lab On a Chip is disposed and a control disk 200 for controlling the bio disk.

도 1h 내지 도 1i는 도 1g의 브러쉬 와 회전전극간의 마찰접촉에 의해 상기 제어용 디스크에 전원을 공급하기 위한 보조 기판의 일 실시예이다.1H to 1I are one embodiment of an auxiliary substrate for supplying power to the control disk by frictional contact between the brush and the rotating electrode of FIG. 1G.

도 1j는 제어용 디스크가 내장된 바이오 드라이버 장치의 또 다른 일실시예이다.1J is yet another embodiment of a bio driver device having a built-in control disk.

도 2a 내지 도 2b는 일체형 바이오 디스크(700) 및 바이오 드라이버의 일실시예이다.2A-2B illustrate one embodiment of an integrated bio disc 700 and a bio driver.

도 2c는 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치에 의해 구현하는 실시예이다.FIG. 2C is an embodiment implemented by an electrochemical, capacitance and impedance measurement device using an interdigitated array electrode.

도 2d는 통합 바이오 디스크의 일 실시예 이다.2D is one embodiment of an integrated biodisc.

도 3a는 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 방법의 일 실시예이다.3A is an embodiment of a bio-disc detection method.

도 3b는 로딩(loading)된 디스크가 바이오 디스크임을 상기 중앙제어장치에 통보하는 또 다른 일 실시예이다.3B is yet another embodiment of notifying the central controller that the loaded disc is a bio disc.

도 4a 내지 도 6d는 광학적 측정 장치에 의해 구현하는 여러 실시예들이다.4A to 6D are various embodiments implemented by the optical measuring device.

도 7a 내지 도 7g는 전기화학 탐지 장치 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일 실시예이다.7A to 7G illustrate an embodiment of an electrochemical detection device or a capacitance and impedance measurement device.

도 8a 내지 8f는 본 발명의 바이오 디스크의 일 실시예이다.8A-8F illustrate one embodiment of a biodisc of the present invention.

도면 9a및 9b는 프렙공정, PCR공정과 전기영동을 함께할 수 있는 바이오 디스크의 또 다른 일 실시예이다.Figures 9a and 9b is another embodiment of a bio-disk that can be combined with the preparation process, PCR process and electrophoresis.

도 10a 내지 도 10b는 immuno assay(면역학적 검증장치) 와 핵산 프로브(probe) 반응 분석 을 동시에 분석 하기 위해, 바이오 디스크상에 동시 배치한 일례이다.10A to 10B illustrate an example of simultaneous placement on a bio-disc to simultaneously analyze an immunoassay (immunological verification device) and a nucleic acid probe reaction assay.

도 11a 및 도11b는 바이오 드라이버 장치의 외관에 대한 일 실시예이다.11A and 11B illustrate an embodiment of an appearance of a bio driver device.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in more detail.

본 발명의 바이오 디스크 상에 설치된 Lab On a Chip의 유체의 흐름 또는 유량을 제어하기 위한 밸브는 바이오 디스크의 상 또는/및 하측에 설치된 전자석에 의해 형성된 자력 힘으로 움직이는 초소형 구슬(micro bead)을 바이오 디스크 내부에 구비하여 유로를 개폐한다. 이는 선 출원된 국내 특허 "초소형구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어방법" (10-2001-0031284) 및 PCT 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2002,05,31, PCT/KR02/01035)에 잘 예시되어 있다.The valve for controlling the flow or flow of the fluid of the Lab On a Chip installed on the bio-disc of the present invention is a micro-bead that moves by a magnetic force formed by an electromagnet installed on the upper and / or lower side of the bio-disc. It is provided inside the disc to open and close the flow path. This is a pre-applied domestic patent "thin film valve device and control method using micro beads" (10-2001-0031284) and PCT application "thin film valve device and control method using micro beads" (2002,05,31, PCT / KR02 / 01035).

본 발명의 선호되는 실시예에서, 상기 초소형 구슬은 예를 들어 자석구(magnet ball), 강자성체 금속 입자, 상 자성체 입자, 반 자성체 입자, 스텐인레스 금속구 등과 같은 물질을 포함한다. 또한 상기 초소형 구슬은 고체 금속이거나 플라스틱, 유리 구슬등으로 형성될 수 있으며 그 위에 금속 코팅이 이루어진다. 또한 금속구는 합금일 수도 있다. 또한 상기 초소형 구슬은 전하를 띨 수 있으며, 이때 전자석 대신 바이오 디스크의 상하면에 배치되는 전극판을 사용한다. 전극판에 가해진 전압의 방향에 따라 전하를 띤 구슬이 유공을 열거나 닫는다.상기 초소형 구슬의 직경은 1um 내지 1mm 범위 내에 있고, 선호적으로 100um 내지 500㎛가 알맞다. 상기 구슬의 크기가 커지면 접촉면이 증가 하여 개폐에 대한 신뢰도가 증가하게 된다. 또한 본 발명에서는 상기 초소형 구슬은 구형일수도 있으나 박막형 원기둥 영구 자석 혹은 박막형 사각형 영구 자석이 선호된다.In a preferred embodiment of the present invention, the microbeads comprise materials such as, for example, magnet balls, ferromagnetic metal particles, phase magnetic particles, semi-magnetic particles, stainless steel balls, and the like. In addition, the micro beads may be formed of solid metal, plastic, glass beads, or the like, and have a metal coating thereon. The metal sphere may also be an alloy. In addition, the micro-bead can be charged, in this case using an electrode plate disposed on the upper and lower surfaces of the bio-disc instead of the electromagnet. Charged beads open or close the pores depending on the direction of the voltage applied to the electrode plate. The microbeads have a diameter in the range of 1 μm to 1 mm, preferably 100 μm to 500 μm. As the size of the beads increases, the contact surface increases, thereby increasing the reliability of opening and closing. In addition, in the present invention, the micro bead may be spherical but thin film cylindrical permanent magnet or thin film rectangular permanent magnet is preferred.

상기 전자석은 공심(air core) 혹은 비 자성체 코아(non-magnetic core)일 수 있다. 전자석을 위한 권선의 직경은 0.01mm∼0.1mm가 선호된다.The electromagnet may be an air core or a non-magnetic core. The diameter of the winding for the electromagnet is preferably 0.01 mm to 0.1 mm.

도 1a 및 도 1b는 바이오 디스크(100)속에 설치된 박막형 원기둥 영구 자석을 이용한 밸브 장치를 보인 바이오 디스크 단면의 일례이다.1A and 1B illustrate an example of a cross section of a bio disc showing a valve device using a thin film cylindrical permanent magnet installed in the bio disc 100.

상기 바이오 디스크(100)는 윗 기질(1)과 중간 기질(2) 과 아래 기질(3)로 구성되며, 이들 각각은 사출 성형 공정동안 기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber) 와 상기 유로를 연결시키는 유공을 복수개 형성한다. 이들은 서로 밀착 부착되어 하나의 바이오 디스크(100) 몸체를 이룬다.The bio disc 100 is composed of an upper substrate 1, an intermediate substrate 2, and a lower substrate 3, each of which includes a channel and a buffer through which fluid can flow to the substrate surface during the injection molding process. A plurality of holes for connecting the passage and a chamber for storing a buffer solution are formed. They are closely attached to each other to form a single bio-disc 100 body.

도 1a는 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a)에 의해 유공(10)이 막혀 유로(16a)가 차단된 경우를 나타내고, 도1b는 유공(10)이 열려 유로(16a)가 연결된 것을 나타낸다. 도 1a에서 와 같이 유공(10)을 닫아 유로를 차단시키려면 상측 전자석(4a)과 하측 전자석(5a)은 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a)을 아래쪽으로 끌어당기는 방향으로 전원을 인가한다. 즉 상측 전자석(4a)과 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a) 간에는 반발력이 발생토록 전원을 인가하고 하측 전자석(5a)과 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a) 간에는 인력이 발생토록 전원을 인가한다. 반대로 도 1b에서 와 같이 유공(10)을 열어 상기 유로를 연결시키려면 상측 전자석(4a)과 하측 전자석(5a)은 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a)을 윗쪽으로 끌어당기는 방향으로 전원을 인가한다. 즉 상측 전자석(4a)과 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a) 간에는 인력이 발생토록 전원을 인가하고 하측 전자석(5a)과 상기 박막형 원기둥 영구 자석(70a) 간에는 반발력이 발생토록 전원을 인가한다.FIG. 1A illustrates a case in which the oil hole 10 is blocked by the thin film cylindrical permanent magnet 70a and the oil passage 16a is blocked, and FIG. 1B shows that the oil hole 10 is opened to connect the oil passage 16a. In order to close the oil hole 10 to block the flow path as shown in FIG. 1A, the upper electromagnet 4a and the lower electromagnet 5a apply power in a direction in which the thin film cylindrical permanent magnet 70a is pulled downward. That is, a repulsive force is applied between the upper electromagnet 4a and the thin film cylindrical permanent magnet 70a, and a power is applied between the lower electromagnet 5a and the thin film cylindrical permanent magnet 70a so as to generate a attraction force. On the contrary, in order to connect the flow path by opening the hole 10 as shown in FIG. 1B, the upper electromagnet 4a and the lower electromagnet 5a apply power in a direction in which the thin film cylindrical permanent magnet 70a is pulled upward. That is, a power source is applied between the upper electromagnet 4a and the thin film cylindrical permanent magnet 70a to generate an attraction force, and a power source is applied between the lower electromagnet 5a and the thin film cylindrical permanent magnet 70a to generate a repulsive force.

본 발명의 상기 전자석(4a,5a)은 공심(air core)의 박막형 전자석 또는 bobbinless coil이 선호된다. 또한, 본 발명은 유체이동을 위해 디스크에 좁은 유로(channel)(16a)가 형성되어 있기 때문에, 유체가 압력을 받지 않고 원활히 유로를 흐를 수 있도록 배기구(12)가 윗기질(1)에 형성되어 있다.The electromagnets 4a and 5a of the present invention are preferably air core thin film electromagnets or bobbinless coils. In addition, in the present invention, since a narrow channel 16a is formed in the disk for fluid movement, an exhaust port 12 is formed in the upper substrate 1 so that the fluid can flow smoothly without pressure. have.

첨부 도면1c는 분석에 필요한 각종 버퍼 용액을 저장하고, 다양한 화학공정을 수행하기 위한 챔버 (chamber)와 처리된 유체 및 버퍼 용액들을 이동시키기 위한 유로, 이들 유로의 개폐를 제어하기 위한 상기 밸브장치들이 포함된 Lab On a Chip이 배치된 바이오 디스크(100) 와 이를 제어하기 위한 제어용 디스크(200)의 일 실시예이다.1c shows a chamber for storing various buffer solutions for analysis, a chamber for carrying out various chemical processes, a flow path for moving the treated fluid and buffer solutions, and the valve devices for controlling the opening and closing of these flow paths. An embodiment of the bio-disc 100 having an included Lab On a Chip and a control disc 200 for controlling the same.

본 발명의 바이오 디스크(100)는 플라스틱, PMMA, 유리, 운모, 실리카, 실리콘 웨이퍼의 재료 등의 다양한 재료로부터 선택될 수 있다. 그러나, 플라스틱이 경제적 이유, 가공의 용이성 때문에 선호된다. 사용가능한 플라스틱으로는 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 플리에틸렌, 플리메틸메타크릴레이트, 및 폴리카보네이트가 있다. 폴리프로필렌과 폴리카보네이트가 선호되며 폴리카보네이트가 가장 선호된다.The bio-disc 100 of the present invention may be selected from various materials such as plastic, PMMA, glass, mica, silica, silicon wafer materials, and the like. However, plastics are preferred for economic reasons and ease of processing. Plastics that can be used include polypropylene, polyacrylates, polyvinyl alcohols, polyethylene, polymethylmethacrylate, and polycarbonates. Polypropylene and polycarbonate are preferred and polycarbonate is most preferred.

상기 바이오 디스크(100)는 윗 기질(1)과 중간 기질(2) 과 아래 기질(3)로 구성되며, 이들 각각은 사출 성형 공정동안 기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 상기 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber) 와 상기 유로를 연결시키는 유공을 복수개 형성한다.The bio disc 100 comprises an upper substrate 1, an intermediate substrate 2, and a lower substrate 3, each of which is a channel and a buffer through which fluid can flow on the substrate surface during the injection molding process. A plurality of holes for connecting the passage and a chamber for storing a buffer solution are formed.

이들은 서로 밀착 부착되어 하나의 바이오 디스크(100) 몸체를 이루며, 이는They are closely attached to each other to form a body of one bio disc 100, which is

국내 특허 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2001,05,31, 10-2001-0031284) 및 PCT 출원 "초소형 구슬을 이용한 박막 밸브 장치 및 제어 방법" (2002,05,31, PCT/KR02/01035)에 잘 예시되어 있다.Domestic patent application "thin film valve device and control method using micro beads" (2001,05,31, 10-2001-0031284) and PCT application "thin film valve device and control method using micro beads" (2002,05,31, PCT / KR02 / 01035).

제어용 디스크(200)는 플라스틱, PMMA, 유리, 운모, 실리카, 실리콘, PCB(Print Circuit Board)의 재료 등의 다양한 재료로부터 선택될 수 있다. 그러나 본 발명에서는 PCB 재료와 실리콘 웨이퍼의 재료가 회로설계의 용이성때문에 선호된다.The control disk 200 may be selected from a variety of materials, such as plastic, PMMA, glass, mica, silica, silicon, the material of the printed circuit board (PCB). However, in the present invention, PCB materials and silicon wafer materials are preferred for ease of circuit design.

상기 바이오 디스크(100)는 윗기질(1)과 중간기질(2)과 아래기질(3)이 적층에 의해 형성된다. 박막형 원기둥자석(70a,70b,70c)은 각각 전자석(4a와5a, 4b와5b, 4c와 5c)에 의해 형성된 자력에 의해 독립적으로 개폐제어 된다. 120은 샘플을 주입하기 위한 피펫 또는 주사위를 나타내고, 121은 샘플주입구 이고 170은 디스크 중심 공극을 나타내고 171a은 제어용 디스크(200)와의 연결을 위한 인테페이스 부을 나타내며 바이오 디스크(100)에 제어신호를 공급키 위한 복수개의 제어신호 연결부(173)와 전원 공급을 위한 전원 연결부(33a)를 포함한다. 상기 연결부(173,33a)의 표면은 도전체로 코팅된 연결홈(33)으로 구성된다.The bio disc 100 is formed by laminating an upper substrate 1, an intermediate substrate 2, and a lower substrate 3. The thin-film cylindrical magnets 70a, 70b and 70c are independently opened and closed controlled by the magnetic force formed by the electromagnets 4a and 5a, 4b and 5b, 4c and 5c, respectively. 120 represents a pipette or dice for injecting a sample, 121 represents a sample inlet, 170 represents a disk center void, 171a represents an interface for connecting to the control disk 200, and a control signal is supplied to the bio disk 100. A plurality of control signal connection unit 173 for and a power connection 33a for power supply. Surfaces of the connecting portions 173 and 33a are formed of connecting grooves 33 coated with a conductor.

도면 부호130는 피 또는 세포로부터 DNA샘플 또는 RNA로부터 R-T(Reverse Transcription:역 전사)에 의한 DNA샘플 혹은 피로부터 혈청(serum)을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 131는 PCR(Polymer Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버이고, 132는 혼성화(hybridization)공정 또는 항원항체반응을 위한 챔버로 상기 PCR공정에 의해 증폭된 DNA을 분석 및 진단 하기 위한 켑쳐프로브(capture probe) 혹은 immuno assay가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 분석사이트(assay site)이고 133는 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)이다.Reference numeral 130 denotes a preparation chamber including a preparation process for preparing a DNA sample from blood or cells or a serum from blood by DNA (Reverse Transcription) from RNA. 131 is a PCR chamber for PCR (Polymer Chain Reaction) process, and 132 is a chamber for hybridization process or antigen antibody reaction, and a capture probe for analyzing and diagnosing DNA amplified by the PCR process. ) Or an immunoassay is an assay site attached to the substrate in the form of an array, and 133 is a Trash chamber for collecting debris generated by the cleaning process.

도면 부호 140는 상기 PCR공정에 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 포함하는 챔버이고, 141 ,142 및 143는 상기 혼성화공정에 필요한 각종 효소를 포함하는 챔버이다.Reference numeral 140 denotes a chamber including a buffer solution containing various enzymes including polymerase and primers necessary for the PCR process, and 141, 142 and 143 denote chambers containing various enzymes necessary for the hybridization process. .

상기 각각의 공정(프렙공정 , PCR공정 , 혼성화공정 및 항원항체 반응, 세정공정)의 시작시점과 종료 시점에서의 밸브의 개폐 제어는 상기 박막형 원기둥 자석의 상하측에 설치된 전자석들(4a와 5a, 4b와 5b, 4c와 5c)에 인가된 전원 제어에 의해 이루어지고, 유체이동은 디스크의 회전력에 의한 원심력에 의한다.The opening and closing control of the valve at the start point and the end point of each of the processes (prep process, PCR process, hybridization process and antigen antibody reaction, washing process) are performed on electromagnets 4a and 5a provided on the upper and lower sides of the thin film cylindrical magnet. 4b and 5b, and 4c and 5c), and fluid movement is caused by centrifugal force by the rotational force of the disk.

또한 상기 제어용 디스크(200)와 브러쉬(108,109)간 마찰접촉에 의해 제어용 디스크(200)상의 제어부(63) 및 무선 송신 혹은 송수신 혹은 수신 장치인 비접촉 인터페이스 (107)에 전원을 공급한다.In addition, power is supplied to the control unit 63 on the control disk 200 and the contactless interface 107 which is a wireless transmission, transmission or reception device by frictional contact between the control disk 200 and the brushes 108 and 109.

상기 브러쉬(108,109)가 마찰 접촉하기 위한 환형 전극판(223)이 상기 제어용 디스크(200)의 상판에 설치되어 있다. 또한 제어부(63)의 제어신호 및 전원은 제어용디스크(200)의 인터페이스부(171b)와 연결된 회로의 패턴에 의해 도체아암(13)과 연결된다.An annular electrode plate 223 for friction contact between the brushes 108 and 109 is provided on the upper plate of the control disk 200. In addition, the control signal and the power of the control unit 63 are connected to the conductor arm 13 by a pattern of a circuit connected to the interface unit 171b of the control disk 200.

상기 제어용 디스크(200)로부터의 바이오 디스크(100)로의 전원 공급 및 제어 신호 전달은 도전체로 표면 코팅되어 있는 제어 신호 연결부(173) 및 전원연결부(33a)와 밀착연결되는 복수개의 도체 아암(13)들에 의해 이루어 진다. 즉, 상기 신호전달은 도체아암(13)과 연결홈(33) 형태로 결합되어 이루어 지며 이들은 상기 바이오 디스크(100) 와 제어용 디스크(200)간의 케넥터 역할을 한다. 상기 도체 아암(13)은 디스크의 회전 시작시, 제어용 디스크(200)와 바이오 디스크(100)간의 압착밀착에 의해 상기 연결홈(33)에 맞물려 동시 회전하게 된다.Power supply and control signal transmission from the control disk 200 to the bio-disc 100 is a plurality of conductor arms 13 in close contact with the control signal connector 173 and the power connector 33a which are surface-coated with a conductor. Made by them. That is, the signal transmission is made in the form of a conductor arm 13 and the connecting groove 33, which serves as a connector between the bio-disc 100 and the control disk 200. When the conductor arm 13 starts to rotate the disk, the conductor arm 13 is engaged with the connecting groove 33 by compression bonding between the control disk 200 and the bio disk 100 to rotate simultaneously.

상기 브러쉬(108,109)에 의해 공급된 전원은 제어용디스크(200)상에 있는 전원 연결부(33b) 와 상기 도체아암(13) 및 바이오디스크(100)상의 전원 연결부(33a)을 통해 바이오 디스크(100)에 공급된다.The power supplied by the brushes 108 and 109 is connected to the bio-disc 100 through a power connection 33b on the control disk 200 and a power connection 33a on the conductor arm 13 and the bio-disc 100. Supplied to.

또한 상기 도체 아암(13)에 연결된 바이오 디스크(100)상의 연결홈들(33)은 다시 바이오 디스크상의 회로 패턴과 연결되어 상기 바이오 디스크(100)의 각 부문에 필요한 각종 제어 신호 및 전원을 공급 한다.In addition, the connecting grooves 33 on the bio-disc 100 connected to the conductor arm 13 are again connected to the circuit pattern on the bio-disc to supply various control signals and power necessary for each section of the bio-disc 100. .

도면 부호 188는 카드IC로 Lab On a Chip을 위한 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 및 분석사이트에 대한 위치 정보, 생물정보학(bioinformatics)정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보를 포함한다. 또한 바이오 드라이버의 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 또한 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할 수 있다. 또한 개인 암호화 정보가 저장될수 있어, 타인이 함부로 사용할수 없도록 할 수 있다.Reference numeral 188 is a card IC, which contains protocols for Lab On a Chip, analysis algorithms, standard control values for reading and position information on analytical site, bioinformatics information, and self diagonasis. do. It can also contain biometric driver device software and patient education information for clinical analysis and can be modified. It can also include web sites and links to connect with specialists and hospitals based on the results of the diagnosis. In addition, personal encryption information can be stored so that others can not be used without permission.

상기 카드 IC(188)는 스마트 IC카드형태의 RAM 혹은 ROM이 내장된 것을 선호된다. 상기 카드IC(188) 정보는 무선 송수신를 통해 중앙제어장치에 제공되어지며, 원격 진단 및 분석, 개인 암호화를 위해 활용되어진다.The card IC 188 is preferably embedded with a RAM or ROM in the form of a smart IC card. The card IC 188 information is provided to the central control unit through wireless transmission and reception, and is utilized for remote diagnosis and analysis and personal encryption.

도 1d는 상기 도체아암(13)의 구조를 보인 일례의 단면도 이다.1D is a sectional view of an example showing the structure of the conductor arm 13.

디스크의 회전시작 동안, 제어용 디스크(200)와 바이오 디스크(100)간의 압착 밀착시, 상기 도체 아암(13)의 한쪽 말단부는 상기 연결홈(33)에 원활이 삽입될 수 있도록 상기 제어용 디스크(200)의 인터페이스부(171b)에 고정연결되어 있고 도체 아암(13) 내부에는 용수철(13c)이 내장연결되어 있다. 도면부호 13a과 13b는 도체 아암을 구성하고, 13b의 끝부분이 상기 연결홈(33)에 삽입결합되고 13a의 끝부분이 상기 인터페이스부(171b)에 연결 고정된다. 용수철(13c)과 도체 아암의 13a및 13b는 13d에 의해 상호 연결되어 도체 아암(13)이 탄성을 갖도록 한다.During the start of the rotation of the disk, when the close contact between the control disk 200 and the bio disk 100, one end of the conductor arm 13 can be smoothly inserted into the connecting groove 33, the control disk 200 It is fixedly connected to the interface unit 171b of the () and the spring (13c) is built-in connection inside the conductor arm (13). Reference numerals 13a and 13b constitute a conductor arm, and an end portion of 13b is inserted into the connecting groove 33 and an end portion of 13a is fixed to the interface portion 171b. The spring 13c and the 13a and 13b of the conductor arm are interconnected by 13d to make the conductor arm 13 elastic.

도 1e는 상기 도체 아암(13)의 회전 밀착시 상기 연결부(173,33a)의 연결홈(33)과 도체 아암(13)의 위치를 자동으로 맞추어 지도록 한 일실시예로 상기 연결 홈(33) 들이 나선형 형태를 이룬다. 이 나선형 형태의 연결홈(33)에 일대일 대응한 위치에, 도체 아암(13)들이 상기 제어용 디스크(200)의 인터페이스부(171b)상에 고정 부착 연결되어 있어, 밀착 회전시 이들 연결홈(33)들과 전기적으로 연결된다.FIG. 1E illustrates an example in which the connecting groove 33 of the connecting parts 173 and 33a and the conductor arm 13 are automatically aligned when the conductor arm 13 is in close contact with the connecting arm 33. Form a spiral. The conductor arms 13 are fixedly connected to the interface portion 171b of the control disk 200 at a position corresponding to the helical connecting groove 33 in one-to-one correspondence, so that these connecting grooves 33 are in close rotation. Are electrically connected).

바이오 디스크(100)의 170은 디스크 중심 공극을 나타내고, 바이오 디스크(100)의 중심공극 주위에 제어신호를 공급키 위한 복수개의 제어신호 연결부(173)와 전원 공급을 위한 전원 연결부(33a)를 포함한다. 상기 연결부(173,33a)의 표면은 도전체로 코팅된 연결홈(33)을 갖고 있고 또한 연결홈(33)들은 상기 전원과 제어신호를 바이오 디스크(100)상의 각 부분에 연결공급키 위한 회로패턴(888)들을 갖는다.170 of the bio disc 100 represents a disc center void, and includes a plurality of control signal connection units 173 for supplying control signals around the center gap of the bio disc 100 and a power connection unit 33a for power supply. do. Surfaces of the connection portions 173 and 33a have connection grooves 33 coated with a conductor, and the connection grooves 33 provide circuit patterns for connecting and supplying the power and control signals to the respective parts on the bio-disc 100. Have (888).

도 1f는 상기 바이오 디스크(100)을 제어 구동키 위한 상기 제어용 디스크(200)가 내장된 바이오 드라이버 장치의 일실시예이다.FIG. 1F illustrates an embodiment of a bio driver device in which the control disk 200 for controlling the bio disk 100 is driven.

회전하고 있는 상기 제어용 디스크(200)상의 제어부(63)에 전원공급을 공급하기 위한 브러쉬(109,108); 이것에 전원을 공급하기 위한 전원장치(110); 300는 바이오 드라이버를 지지하고 있는 몸체이다. 바이오 드라이브 밑면에는 회로기판(140)이 상기 바이오 드라이브 몸체(300)에 이음 체결되어있고,회로기판(140)위에 바이오 드라이버를 제어하기 위한 중앙제어 장치(101) 및 저장장치 혹은 출력장치(111)가 상기 회로 기판(140)위에 배치 설계되여 있다. 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 디스크(100,200)의 회전 혹은 정지를 위해 모터(102)를 제어할뿐만 아니라, 광 픽업 장치(103)의 이동을 제어하고, 디스크 회전시작시 제어용 디스크(200)와 바이오 디스크(100)를 상기 도체 아암(13)을 이용하여 연결홈(33)에 밀착 회전토록 제어한다. 이때 아래쪽 회전자(105)는 바이오디스크(100)의 밑면에 밀착되어서 회전한다. 또한 윗쪽 회전자(104)는 제어용 디스크(200)와 고정연결되는 복수개의 연결자(143)를 갖는다. 윗쪽 회전자(104)는 상기 바이오 드라이버 몸체(300)에 걸쳐서 자유로운 공회전을 할수 있도록 외곽에 회전홈(111)을 갖는다.Brushes (109, 108) for supplying power supply to the control unit (63) on the rotating control disk (200); A power supply device 110 for supplying power thereto; The 300 is the body supporting the bio driver. A circuit board 140 is jointly fastened to the bio drive body 300 at the bottom of the bio drive, and the central control unit 101 and the storage or output device 111 for controlling the bio driver on the circuit board 140. Is designed to be placed on the circuit board 140. The central control unit 101 not only controls the motor 102 to rotate or stop the disks 100 and 200, but also controls the movement of the optical pickup device 103, and controls the disk 200 when the disk starts to rotate. And the bio-disc 100 to be in close contact rotation with the connecting groove 33 by using the conductor arm 13. At this time, the lower rotor 105 is in close contact with the bottom of the bio-disc 100 rotates. The upper rotor 104 also has a plurality of connectors 143 that are fixedly connected to the control disk 200. The upper rotor 104 has a rotating groove 111 on the outside to allow free idling over the bio driver body 300.

또한 상기 중앙제어장치(101)는 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)인지 바이오 디스크인지를 판단하여, 통상의 Optical 디스크인 경우는 디스크로 부터 읽은 내용을 상기 광 픽업장치(103)로부터 저장장치 혹은 출력장치(111)로 전송하거나, 쓸 내용을 광 픽업 장치(103)로 보내고, 재생/기록(Read/Write) 에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 각부에 제공하는 등의 Optical 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, 바이오 디스크인 경우 Lab On a Chip 제어를 위한 각종 제어 명령신호를 상기 제어용 디스크(200)에 위치한 비접촉 인터페이스(106,107) 혹은 카드IC(188)를 통해 제어부(63)에 보낸다.In addition, the central controller 101 determines whether the disc currently loaded in the bio driver is a conventional optical disc (eg, a music CD, CD-R, game CD, DVD, etc.) or a bio disc. In the case of an optical disc, the content read from the disc is transferred from the optical pickup device 103 to the storage device or output device 111, or the content to be written is sent to the optical pickup device 103, and read / write (Read / Write). A normal operation for an optical disk, such as providing various control signals required for each part, and in the case of a bio-disk, various control command signals for controlling a Lab On a Chip in the non-contact interface located in the control disk 200. (106, 107) or through the card IC (188) to the control unit (63).

상기 제어 명령을 전달 받은 제어용 디스크(200)의 제어부(63)는 상기 도체아암(13)을 통해 바이오 디스크(100)상의 Lab On a Chip을 제어 하기 위한 각종 제어 신호를 공급하거나 상기 카트IC(188)을 통해 바이오 디스크(100)상의 Lab On a Chip을 제어 하기 위한 각종 제어 신호를 공급한다.The control unit 63 of the control disk 200 receiving the control command supplies various control signals for controlling the Lab On a Chip on the bio-disc 100 through the conductor arm 13 or the cart IC 188. ) Supplies various control signals for controlling the Lab On a Chip on the bio-disc 100.

또한 상기 제어부(63)는 상기 도체 아암(13)을 통해 바이오 디스크(100)상의 광학, 비광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기에 의해 얻어진 상기 분석사이트(132)에 대한 판독 결과를 상기 비접촉 인터페이스(106,107)인 적외선 인터페이스 혹은 광 인터페이스(optical interface) 혹은 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치(101) 혹은 저장장치(111)로 보내거나, 카드 IC(188)에 의해 바이오 디스크(100)상의 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기에 의해 얻어진 상기 분석사이트(132)에 대한 판독 결과를 무선 송수신 수단에 의해 외부의 중앙 제어장치(101) 혹은 저장장치 혹은 출력장치(111)로 보낸다.In addition, the control unit 63 reads the analysis site 132 obtained by the converter arm 13 through the conductor arm 13 by a transducer including an optical, non-optical, electrochemical, capacitance or impedance device on the bio disc 100. To the external central control device 101 or the storage device 111 via an infrared interface or an optical interface or a wireless interface, which are the contactless interfaces 106 and 107, or the bio-disc 100 by the card IC 188. Reading result of the analysis site 132 obtained by a transducer including an optical, electrochemical, capacitance or impedance device on the Send to).

이때 상기 광투과식 측정 장치를 포함하는 변환기에 의한 분석사이트(132)의 판독은 상기의 광 픽업장치(103)와는 별도의 광학 분석 판독장치(99a,99b)에 의해 이루어 진다. 즉 통상의 광학 디스크(optical disc)상의 정보 판독은 광 픽업장치(103)에 의해 이루어 지며, non-optical 디스크인 바이오 디스크(bio-disc)의 분석사이트(132)의 정보 판독은 별도의 광학 분석 판독 장치(99a,99b)에 의해 이루어 진다. 106과 107은 각각 비 접촉 인터페이스를 위한 수신부 혹은 송신부 혹은 송수신부이다. 또한 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 비접촉 인터페이스를 통해 제어 명령을 제어부(63)에 전달할 수 있다.At this time, the reading of the analysis site 132 by the transducer including the optical transmission measuring device is made by the optical analysis reading device (99a, 99b) separate from the optical pickup device (103). That is, information reading on a conventional optical disc is performed by the optical pickup device 103, and information reading of the analysis site 132 of the bio-disc, which is a non-optical disk, is performed by a separate optical analysis. Made by the reading devices 99a and 99b. 106 and 107 are receivers or transmitters or transceivers for contactless interfaces, respectively. In addition, the central control apparatus 101 may transmit a control command to the controller 63 through the contactless interface.

상기 비 접촉 인터페이스(106,107)는 적외선 인터페이스인 경우 적외선 센서에 의해 이루어 지며, 광 인터페이스 인 경우는 포토(photo) 센서에 의해 이루어 진다. 또한 무선 인터페이스는 스트립라인 안테나와 이들 위한 변복조 장치에 의해 이루어 진다.The non-contact interfaces 106 and 107 are made by an infrared sensor in the case of an infrared interface, and are made by a photo sensor in the case of an optical interface. The air interface is also made by stripline antennas and their demodulation device.

도면 부호 188는 메모리을 내장한 카드 IC로 Lab On a Chip을 위한 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 및 분석 사이트(site)에 대한 위치 정보, 생물정보학(bioinformatics)정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보를 포함한다. 또한 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 또한 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할 수 있다. 또한 개인 암호화 정보가 저장될수 있어, 타인이 함부로 사용할 수 없도록 할 수 있다.Reference numeral 188 denotes a card IC with a built-in memory, which is a protocol for a lab on a chip, an analysis algorithm, standard control values for reading and position information on an analysis site, bioinformatics information, and self-diagnosis (self diagonasis). ), And the relevant information. It can also contain device driver software and patient education information for clinical analysis and can be modified. It can also include web sites and links to connect with specialists and hospitals based on the results of the diagnosis. In addition, personal encryption information may be stored so that others cannot use it without permission.

상기 카드 IC(188)는 스마트 IC카드 기능을 포함한 RAM 혹은 ROM이 선호된다. 상기 카드 IC(188) 정보는 무선 송수신를 통해 상기 중앙제어장치(101)에 제공되어 지며, 원격 진단 및 분석, 개인 암호화를 위해 활용되어진다.The card IC 188 is preferably RAM or ROM including a smart IC card function. The card IC 188 information is provided to the central control unit 101 through wireless transmission and reception, and is utilized for remote diagnosis and analysis and personal encryption.

상기 출력장치(111)은 USB(Universal Serial Bus) 혹은 IEEE1394가 선호된다.The output device 111 is preferably a USB (Universal Serial Bus) or IEEE1394.

첨부 도면1g는 분석에 필요한 각종 버퍼 용액을 저장하고, 다양한 화학공정을 수행하기 위한 챔버 (chamber)와 처리된 유체 및 버퍼 용액들을 이동시키기 위한 유로, 이들 유로의 개폐를 제어하기 위한 상기 원기둥 자석들이 포함된 Lab On a Chip이 배치된 바이오 디스크(100)와 이를 제어하기 위한 제어용 디스크(200)의또 다른 일 실시예이다.1g shows a chamber for storing various buffer solutions required for analysis, a chamber for performing various chemical processes, a flow path for moving the treated fluid and buffer solutions, and the cylindrical magnets for controlling the opening and closing of these flow paths. Another embodiment of the bio-disc 100 in which the included Lab On a Chip is disposed and the control disc 200 for controlling the bio-disc 100 are included.

상기 바이오 디스크(100)는 윗기질(1)과 중간기질(2)과 아래기질(3)이 적층에 의해 형성된다. 박막형 원기둥 자석(70a,70b,70c)은 제어용 디스크(200)상에 배치된 각각 전자석(4a, 4b, 4c)에 의해 형성된 자력에 의해 독립적으로 개폐제어 된다. 120은 샘플을 주입하기 위한 피펫 또는 주사위를 나타내고, 121은 샘플주입구 이고 170은 디스크 중심 공극을 나타내고 도면 부호130는 피 또는 세포로부터 DNA샘플 또는 RNA로부터 R-T(Reverse Transcription:역 전사)에 의한 DNA샘플 혹은 피로부터 혈청(serum)을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 131는 PCR(Polymer Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버이고, 132는 혼성화(hybridization)공정 또는 항원항체반응을 위한 챔버로 상기 PCR공정에 의해 증폭된 DNA을 분석 및 진단 하기 위한 켑쳐프로브(capture probe) 혹은 immuno assay가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 분석사이트(assay)이고 133는 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)이다.The bio disc 100 is formed by laminating an upper substrate 1, an intermediate substrate 2, and a lower substrate 3. Thin-film cylindrical magnets 70a, 70b, 70c are independently opened and closed controlled by magnetic forces formed by electromagnets 4a, 4b, 4c disposed on the control disk 200, respectively. 120 denotes a pipette or dice for injecting a sample, 121 denotes a sample inlet, 170 denotes a disk center pore, and 130 denotes a DNA sample from blood or cells, or DNA sample by RT (Reverse Transcription) from RNA. Or a preparation chamber including a preparation process for preparing serum from blood, 131 is a PCR chamber for a polymer chain reaction (PCR) process, and 132 is a hybridization process or an antigen. As a chamber for antibody reaction, a capture probe or immunoassay for analyzing and diagnosing DNA amplified by the PCR process is an assay site attached to a substrate in an array form, and 133 is a cleaning process. Trash chamber to collect the generated debris.

도면 부호 140는 상기 PCR공정에 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 포함하는 챔버이고, 141 ,142 및 143는 상기 혼성화공정에 필요한 각종 효소를 포함하는 챔버이다.Reference numeral 140 denotes a chamber including a buffer solution containing various enzymes including polymerase and primers necessary for the PCR process, and 141, 142 and 143 denote chambers containing various enzymes necessary for the hybridization process. .

상기 각각의 공정(프렙공정 , PCR공정 , 혼성화공정 및 항원항체 반응, 세정공정)의 시작시점과 종료 시점에서의 밸브의 개폐 제어는 상기 제어용 디스크(200)상에 설치된 전자석들(4a, 4b, 4c)에 인가된 전원 제어에 의해 이루어지고, 유체이동은 디스크의 회전력에 의한 원심력에 의한다.The opening and closing control of the valve at the start point and the end point of each process (prep process, PCR process, hybridization process and antigen antibody reaction, washing process) are performed on the electromagnets 4a, 4b, It is made by the power control applied to 4c), and the fluid movement is by centrifugal force by the rotational force of the disk.

도면부호 55는 모터(102)에 고정연결된 회전전극으로 표면이 도체물질로 코팅되어져 있다.Reference numeral 55 is a rotary electrode fixedly connected to the motor 102, the surface is coated with a conductive material.

도면 부호 110은 전원부로 직류 전압을 공급한다. 마이너스(-)단자는 모터(102)몸체에 연결되어 접지된다. 프러스(+)단자는 브러쉬(108,109)에 연결되어 상기 회전전극(55)에 프러스(+)전압을 공급한다.Reference numeral 110 denotes a DC voltage to the power supply unit. The negative (-) terminal is connected to the motor 102 body and grounded. A prus (+) terminal is connected to the brushes 108 and 109 to supply a prus (+) voltage to the rotating electrode 55.

상기 회전 전극(55) 와 브러쉬(108,109)간 마찰접촉에 의해, 제어용 디스크(200)상의 제어부(63) 및 무선 송신 혹은 송 수신 혹은 수신 장치(107)에 플러스(+) 전원을 공급하며, 마이너스(-) 전원은 접지된 모터(102)와 연결된 모터 축(57) 과 보조 기판(201)을 통해 제어용 디스크(200)에 공급된다.The frictional contact between the rotary electrode 55 and the brushes 108 and 109 supplies positive (+) power to the control unit 63 on the control disk 200 and the radio transmitting or receiving or receiving device 107, and negatively. The negative power is supplied to the control disk 200 through the motor shaft 57 and the auxiliary substrate 201 connected to the grounded motor 102.

도면 부호 240 과 241은 각각 상기 플러스(+) 전원 과 마이너스(-) 전원에 연결된 전원 단자이다.Reference numerals 240 and 241 denote power terminals connected to the positive (+) power and the negative (-) power, respectively.

도면 부호 181은 바이오 디스크(100) 혹은 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)을 올려놓기 위한 턴 테이블(turn table)로, 디스크의 중심공극(170)을 통해 턴 테이블에 로딩된다. 반면 제어용 디스크(200)는 턴 테이블(181)에 고정 결합된다. 턴 테이블에 고정 결합된 제어용 디스크(200)와 턴 테이블에 로딩된 바이오 디스크간에는 1mm 내외의 간격(182)이 있다.Reference numeral 181 denotes a turn table for placing the bio disc 100 or an ordinary optical disc (eg, a music CD, a CD-R, a game CD, a DVD, etc.). Is loaded into the turntable. On the other hand, the control disk 200 is fixedly coupled to the turn table 181. There is an interval 182 of about 1 mm between the control disk 200 fixedly coupled to the turn table and the bio disk loaded on the turn table.

도면 부호 188는 메모리 내장형 카드IC로 Lab On a Chip을 위한 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 및 분석사이트에 대한 위치 정보, 생물정보학(bioinformatics)정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보를 포함한다. 또한 바이오 드라이버의 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 또한 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할 수 있다. 또한 개인 암호화 정보가 저장될수 있어, 타인이 함부로 사용할수 없도록 할 수 있다.Reference numeral 188 denotes a memory-embedded card IC, which is a protocol for a lab on a chip, an analysis algorithm, standard control values for reading and position information on an analysis site, bioinformatics information, and self diagonasis. It includes. It can also contain biometric driver device software and patient education information for clinical analysis and can be modified. It can also include web sites and links to connect with specialists and hospitals based on the results of the diagnosis. In addition, personal encryption information can be stored so that others can not be used without permission.

상기 카드 IC(188)는 스마트 IC카드 형태가 선호된다. 상기 카드IC(188) 정보는 무선 송수신를 통해 중앙제어장치에 제공되어 지며, 원격 진단 및 분석, 개인 암호화를 위해 활용되어진다.The card IC 188 is preferably in the form of a smart IC card. The card IC 188 information is provided to the central control unit through wireless transmission and reception, and is utilized for remote diagnosis and analysis and personal encryption.

도면 부호 240a 및 241a는 각각 바이오 디스크(100)상에 있는 전원연결부로 도체로 표면 코팅되어 있으며, 상기 전원단자(240,241) 와 연결되어 바이오 디스크(100)상에 전원을 공급한다.Reference numerals 240a and 241a are surface-coated with a power connector on the bio-disc 100, respectively, and are connected to the power terminals 240 and 241 to supply power to the bio-disc 100.

도 1h 내지 도 1i는 도 1g의 브러쉬(108,109) 와 회전전극(55)간의 마찰접촉에 의해 상기 제어용 디스크(200)에 전원을 공급하기 위한 보조기판(201)의 일 실시예이다. 본 발명에서의 보조 기판은 양면 PCB가 선호된다.1H to 1I illustrate an embodiment of an auxiliary substrate 201 for supplying power to the control disk 200 by frictional contact between the brushes 108 and 109 and the rotating electrode 55 of FIG. 1G. The auxiliary substrate in the present invention is preferably a double-sided PCB.

도 1h는 보조 기판의 윗면을 나타내고 도 1i는 보조 기판의 아래면을 나타낸다. 91은 접지 패턴이고 92는 플러스(+) 전원 패턴이다.FIG. 1H shows the top side of the auxiliary substrate and FIG. 1I shows the bottom side of the auxiliary substrate. 91 is the ground pattern and 92 is the positive power pattern.

도 1h에서 모터(102)는 접지되어 있고, 모터에 연결되어 있는 모터축(57)도 결과적으로 접지된다. 모터축(57)을 보조 기판(201)의 구멍(203)에 삽입 체결하는 과정(조립 과정)에서 상기 접지 패턴(91)은 저절로 마이너스 전원이 된다.In FIG. 1H the motor 102 is grounded and the motor shaft 57 which is connected to the motor is also grounded as a result. In the process of inserting and fastening the motor shaft 57 into the hole 203 of the auxiliary substrate 201 (assembly process), the ground pattern 91 becomes a negative power supply by itself.

또한 상기 접지 패턴(91)은 쓰루 홀(through hole, via)에 의해 보조 기판(201)의 아랫면의 접지패턴(91)과 연결되어 있다.In addition, the ground pattern 91 is connected to the ground pattern 91 on the bottom surface of the auxiliary substrate 201 by a through hole (via).

도 1i는 플러스 전원을 보조 기판(201)에 공급키 위한 일실시예로 보조기판의 아랫면을 나타낸다. 상기 전원장치(110)에 의해 공급된 플러스(+)전원은 브러쉬(108,109)와의 마찰 접촉에 의해 상기 회전전극(55)에 플러스(+)전압을 공급하고, 다시 회전 전극(55)의 말단부는 상기 보조 기판(201)의 아랫면에 형성된 플러스 전원 패턴(92)과 전기적으로 연결되어 플러스(+) 전원을 공급한다.1I illustrates the bottom surface of the auxiliary substrate in one embodiment for supplying positive power to the auxiliary substrate 201. The positive power supplied by the power supply unit 110 supplies a positive voltage to the rotating electrode 55 by frictional contact with the brushes 108 and 109, and the end of the rotating electrode 55 It is electrically connected to the positive power pattern 92 formed on the lower surface of the auxiliary substrate 201 to supply positive power.

상기 보조 기판(201)상의 플러스 전원 패턴(92)의 플러스 전원 과 접지 패턴(91)의 마이너스 전원은 제어용 디스크(200)에 전기적으로 연결되어, 제어용 디스크(200)에 전원을 공급하게 된다.The positive power of the positive power pattern 92 on the auxiliary substrate 201 and the negative power of the ground pattern 91 are electrically connected to the control disk 200 to supply power to the control disk 200.

도 1j는 도 1g의 바이오 디스크(100)을 제어 구동키 위해, 도 1g의 제어용 디스크(200)가 턴 테이블(181)에 고정 결합되어 내장된 바이오 드라이버 장치의 일 실시예이다.FIG. 1J illustrates an embodiment of a bio driver device in which the control disc 200 of FIG. 1G is fixedly coupled to the turn table 181 to control the bio disc 100 of FIG. 1G.

상기 제어용 디스크(200)상의 플러스 전원 과 마이너스 전원은 도 1d에서 예시된 도체 아암(13)을 통해 바이오 디스크(100)에 연결 공급된다. 도체 아암(13)으로 구성된 플러스 전원 단자(240) 과 마이너스 단자(241)의 한쪽 말단부는 제어용 디스크(200)의 플러스 전원과 마이너스 전원에 연결 고정되며; 다른 말단부는 바이오 디스크(100) 로딩시, 바이오 디스크(100)상에 도전체로 표면 코팅되어 있는 전원 연결부(240a, 241a)와 각각 밀착 연결된다.The positive power and the negative power on the control disk 200 are connected to and supplied to the bio-disc 100 through the conductor arm 13 illustrated in FIG. 1D. One end of the positive power supply terminal 240 and the negative terminal 241 composed of the conductor arm 13 is fixedly connected to the positive power supply and the negative power supply of the control disk 200; When the other end portion is loaded with the bio-disc 100, the bio-disc 100 is closely connected to the power connectors 240a and 241a which are surface-coated with a conductor on the bio-disc 100.

회전하고 있는 제어용 디스크(200)상의 제어부(63)에 전원공급을 공급하기 위한 브러쉬(109,108); 이것에 전원을 공급하기 위한 전원장치(110); 300는 바이오 드라이버를 지지하고 있는 몸체이다. 바이오 드라이브 밑면에는 회로기판(140)이상기 바이오 드라이브 몸체(300)에 이음 체결되어있고, 회로 기판위에 바이오 드라이버를 제어하기 위한 중앙제어 장치(101 및; 저장장치 혹은 출력장치(111)가 상기 회로 기판(140)위에 배치 설계되여 있다. 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 디스크(100,200)의 회전 혹은 정지를 위해 모터(102)를 제어할뿐만 아니라, 광 픽업 장치(103)의 이동을 제어한다.Brushes 109 and 108 for supplying power to the control unit 63 on the rotating control disk 200; A power supply device 110 for supplying power thereto; The 300 is the body supporting the bio driver. A circuit board 140 is jointly fastened to the bio drive body 300 at the bottom of the bio drive, and a central control unit 101 for controlling the bio driver on the circuit board 101 and a storage device or an output device 111 are provided on the circuit board. The central control unit 101 controls not only the motor 102 for the rotation or stop of the disks 100 and 200, but also the movement of the optical pickup device 103.

또한 상기 중앙제어장치(101)는 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)인지 바이오 디스크(100)인지를 판단하여, 통상의 Optical 디스크인 경우는 디스크로 부터 읽은 내용을 상기 광 픽업장치(103)로부터 저장장치 혹은 출력장치(111)로 전송하거나, 쓸 내용을 광 픽업 장치(103)로 보내고, 재생/기록(Read/Write) 에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 각부에 제공하는 등의 Optical 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, 바이오 디스크인 경우 Lab On a Chip 제어를 위한 각종 제어 명령신호를 상기 제어용 디스크(200)에 위치한 비접촉 인터페이스(106,107) 혹은 카드IC(188)를 통해 보낸다.In addition, the central controller 101 determines whether the disc currently loaded in the bio driver is a conventional optical disc (eg, music CD, CD-R, game CD, DVD, etc.) or the bio disc 100. In the case of a normal optical disk, the contents read from the disk are transferred from the optical pickup device 103 to the storage device or output device 111, or the contents to be written are sent to the optical pickup device 103, and the playback / recording ( Normal operation for an optical disc, such as providing various control signals required for read / write to the respective parts, and in the case of a bio disc, various control command signals for controlling a Lab On a Chip to the control disc 200. It is sent through the contactless interface 106,107 or the card IC 188 located.

상기 제어 명령을 전달 받은 제어용 디스크(200)의 제어부(63)는 Lab On a Chip을 제어 하기 위한 각종 제어 신호를 공급하며,The control unit 63 of the control disk 200 received the control command supplies a variety of control signals for controlling the Lab On a Chip,

바이오 디스크의 밸브의 개폐를 제어하기 위해 제어용 디스크(200)상의 전자석(4a,4b,4c)의 전원을 제어하여 밸브의 개폐를 제어한다. 상기 제어용 디스크(200)상의 전자석(4a,4b,4c)은 바이오 디스크(100)과 매우 가까이 근접해 있어 바이오 디스크내에 내장된 박막형 원기둥 자석(70a,70b,70c)에 반발력과 인력을효과적을 발휘할 수 있다. 턴 테이블에 고정 결합된 제어용 디스크(200)와 턴 테이블에 로딩된 바이오 디스크간에는 1mm 내외의 높이 간격(182)이 있다In order to control the opening and closing of the valve of the bio-disc, the opening and closing of the valve is controlled by controlling the power of the electromagnets 4a, 4b, and 4c on the control disc 200. The electromagnets 4a, 4b and 4c on the control disk 200 are very close to the bio disc 100 so that the repulsive force and attractive force can be effectively exerted on the thin film cylindrical magnets 70a, 70b and 70c embedded in the bio disc. have. There is a height interval 182 of about 1 mm between the control disk 200 fixedly coupled to the turn table and the bio disk loaded on the turn table.

106과 107은 각각 비 접촉 인터페이스를 위한 수신부 혹은 송신부 혹은 송수신부이다.106 and 107 are receivers or transmitters or transceivers for contactless interfaces, respectively.

상기 바이오 디스크(100)상의 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기에 의해 얻어진 상기 분석사이트(132)에 대한 판독 결과를 상기 비접촉 인터페이스(1015,107)인 적외선 인터페이스 혹은 광 인터페이스(optical interface) 혹은 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어장치(101) 혹은 저장장치(111)로 보내거나, 바이오 디스크(100) 상에 내장된 카드IC(188)에 의해 바이오 디스크(100)상의 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기에 의해 얻어진 상기 분석사이트(132)에 대한 판독 결과를 무선 송수신 수단에 의해 외부의 중앙 제어 장치(101) 혹은 저장장치 혹은 출력장치(111)로 보낸다.The results of reading the analysis site 132 obtained by a transducer including an optical, electrochemical, capacitance or impedance device on the bio disc 100 may be read by an infrared interface or optical interface, which is the contactless interface 1015, 107. optical or electrochemical on the bio-disc 100 by a card IC 188 embedded in the bio-disc 100 or sent to an external central controller 101 or storage 111 via an interface or a wireless interface. The result of the reading of the analysis site 132 obtained by the converter including the capacitance or the impedance device is transmitted to the external central control device 101 or the storage device or the output device 111 by the wireless transmission / reception means.

도 2a 내지 도 2b는 상기 제어용 디스크(200) 와 바이오 디스크(100)가 합쳐져 한 개의 일체형 바이오 디스크(700)로 구성된 경우를 나타낸다. 700a는 일체형바이오 디스크의 바이오 디스크 부분을 나타내고 700b는 일체형바이오 디스크의 제어용 디스크 부분을 나타낸다.2A to 2B illustrate a case in which the control disk 200 and the bio disk 100 are combined to constitute one integrated bio disk 700. 700a represents a bio disc portion of the integrated bio disc and 700b represents a control disc portion of the integrated bio disc.

이 경우 상기 일체형 바이오 디스크(700)는 실리콘 웨이퍼 재료가 선호된다.In this case, the integrated bio disc 700 is preferably a silicon wafer material.

실리콘 웨이퍼 재료는 상기 제어부(63), 카드 IC(188), 비접촉 인터페이스(107), 상기 밸브 제어를 위한 전극판 혹은 전자석 및 각종 회로패턴을 포함한 전자회로를 실리콘 웨이퍼상에 monolithic 형태의 집적회로(IntegratedCircuit) 설계가 구성이 용이할 뿐만 아니라, 상기 챔버 및 채널 형성도 photolithography 및 에칭공정에 의해 용이하게 구현 가능하다.The silicon wafer material is a monolithic integrated circuit (IC) including the controller 63, the card IC 188, the non-contact interface 107, the electrode plate or electromagnet for controlling the valve, and various circuit patterns on the silicon wafer. Not only is the integrated circuit design easy to configure, but the chamber and channel formation can be easily implemented by photolithography and etching processes.

이들 반도체 공정에 의한 웨이퍼상의 집적 회로(integrated circuit) 설계 및 photolithography 및 제반 에칭 공정은 당해 업자의 공지 기술이다.Integrated circuit design, photolithography and general etching processes on wafers by these semiconductor processes are well known in the art.

상기 일체형 바이오 디스크(700)는 윗기질(1)과 중간기질(2)과 아래기질(3)으로 구성되며 이들 기질에는 상기 photolithography 및 제반 에칭공정에 의해 유체가 흐를 수 있는 상기 유로(channel) 및 버퍼(buffer) 용액을 저장할 수 있는 챔버(130,131,132,133,140,141,142,143)와 상기 유로를 연결시키는 유공이 형성된다. 전원공급을 공급하기 위한 브러쉬(109,108)와 상기 브러쉬(108,109)가 마찰 접촉하기 위한 환형 전극판(223)이 일체형 바이오 디스크의 제어용 디스크 부분(700b)에 설치되어 있다. 170은 디스크 중심 공극이다. 171a와 171b는 인터페이스 부로, 700b의 제어부(63)가 700a상의 밸브 및 전자 회로에 제어신호를 공급키 위한 복수개의 제어신호 연결부(173)와 전원 공급을 위한 전원 연결부(33a,33b)를 포함한다. 상기 실시예에서 연결부(173,33a,33b)의 상호 연결은 인터페이스부(171a,171b)에서의 via 혹은 through hole에 의해 상호 연결되었으나, 상기 인터페이스부(171a, 171b)부는 꼭 디스크 중심 공극 근처의 위치에 국한할 필요 없이 디스크상의 필요한 위치에서 via나 through hole에 의해 상호 연결될 수 있다. Via나 through hole설계는 당해 업자의 공지 기술이다.The integrated bio-disc 700 is composed of an upper substrate (1), an intermediate substrate (2) and a lower substrate (3), and the substrates have flow channels (fluids) through which the fluid can flow by photolithography and general etching processes, and A hole for connecting the passages with the chambers 130, 131, 132, 133, 140, 141, 142 and 143 capable of storing a buffer solution is formed. Brushes 109 and 108 for supplying power supply and annular electrode plates 223 for frictional contact of the brushes 108 and 109 are provided in the control disk portion 700b of the integrated bio-disc. 170 is the disc center void. 171a and 171b are interface units, and the control unit 63 of 700b includes a plurality of control signal connection units 173 for supplying control signals to valves and electronic circuits on 700a and power connection units 33a and 33b for power supply. . In the above embodiment, the interconnections of the connecting portions 173, 33a, 33b are interconnected by vias or through holes in the interface portions 171a, 171b, but the interface portions 171a, 171b must be located near the disc center void. It can be interconnected by vias or through holes at the required location on the disk, without having to be confined to the location. Via or through hole design is a well-known technique of those skilled in the art.

도면 부호 555는 선택사항으로 상기 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 탐지기에 의해 상기 분석사이트(132)의 판독을 위한 투명한물질(예: 유리)로 구성된 개구부이다.Reference numeral 555 is an opening made of a transparent material (eg, glass) for reading of the assay site 132 by an optional detector comprising the optical, electrochemical, capacitance or impedance device.

도 2b에는 상기 일체형 바이오 디스크(700)를 제어구동키 위한 바이오드라이버 장치의 일실시예가 나타나 있다. 상기 제어부(63)는 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기에 의해 얻어진 분석사이트(132)에 대한 판독 결과를 비접촉 인터페이스(106,107)인 적외선 인터페이스 혹은 광 인터페이스(optical interface) 혹은 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치(101) 혹은 저장장치(111)로 보내거나 카드 IC(188)에 의해 일체형 바이오 디스크(700)상의 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기에 의해 얻어진 상기 분석사이트(132)에 대한 판독 결과를 무선 송수신 수단에 의해 중앙 제어 장치(101) 혹은 저장장치 혹은 출력장치(111)로 보낸다.2B illustrates an embodiment of a bio driver device for controlling the integrated bio disc 700. The control unit 63 reads the results of the analysis of the analysis site 132 obtained by the transducer including the optical, electrochemical, capacitance, or impedance device using an infrared interface, an optical interface, or an wireless interface, which are the contactless interfaces 106 and 107. The analysis obtained by a transducer including an optical, electrochemical, capacitance or impedance device on an integrated bio-disc 700 via an external central control device 101 or storage 111 or by means of a card IC 188 The reading result for the site 132 is transmitted to the central control unit 101 or the storage device or the output device 111 by the wireless transmission / reception means.

106과 107은 각각 비 접촉 인터페이스를 위한 수신부 혹은 송신부 혹은 송수신부이다. 또한 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 비 접촉 인터페이스(106,107) 혹은 카드 IC(188)를 통해 상기 일체형 바이오 디스크(700)에 제어 명령을 상기 제어부(63)에 전달할 수 있다.106 and 107 are receivers or transmitters or transceivers for contactless interfaces, respectively. In addition, the central control apparatus 101 may transmit a control command to the integrated bio-disc 700 via the non-contact interface 106 or 107 or the card IC 188 to the controller 63.

상기 비 접촉 인터페이스(106,107)는 적외선 인터페이스인 경우 적외선 센서에 의해 이루어 지며, 광인터페이스 인 경우는 포토(photo) 센서에 의해 이루어 진다. 또한 무선 인터페이스는 스트립 라인 안테나와 변복조 장치에 의해 이루어 진다.The non-contact interfaces 106 and 107 are made by an infrared sensor in the case of an infrared interface, and are made by a photo sensor in the case of an optical interface. The air interface is also made by a stripline antenna and a demodulation device.

회전하고 있는 상기 일체형 바이오 디스크(700) 상의 제어부(63)에 전원공급을 공급하기 위한 브러쉬(109,108) 와 상기 브러쉬(109,108)에 전원을 공급하기 위한 전원장치(110). 300는 바이오 드라이버를 지지하고 있는 몸체이다. 바이오 드라이브 밑면에는 회로기판(140)이 상기 드라이브 몸체(300)에 이음체결되어있고, 회로 기판위에 바이오 드라이버를 제어하기 위한 중앙제어장치(101), 저장장치 및 출력장치(111)가 상기 회로 기판(140)위에 설계되여 있다. 상기 중앙제어 장치(101)는 상기 일체형 바이오 디스크(700) 회전 혹은 정지시 모터(102)를 회전 정지 시킬뿐만 아니라, 광 픽업 장치(103)의 이동을 제어하고, 상기 일체형 바이오 디스크(700) 회전시작시 위쪽 회전자(104)와 아래쪽 회전자(turn table)(105)가 상기 일체형 바이오디스크(700)의 중심공극(170) 부근에 밀착 회전토록 제어한다. 또한 상기 중앙제어장치(101)는 통상의 Optical 디스크(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등) 인지 일체형 바이오 디스크인지를 판단하여, 통상의 Optical 디스크인 경우는 디스크로 부터 읽은 내용을 광 픽업장치(103) 로부터 저장장치 혹은 출력장치(111)로 전송하거나, 쓸 내용을 광 픽업 장치(103)로 보내고, Read/Write에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 각부에 제공하는등의 Optical 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, 일체형 바이오 디스크인 경우 Lab On a Chip 제어을 위한 각종 제어 명령신호를 상기 일체형 바이오 디스크(700)에 위치한 비접촉 인터페이스(106,107) 혹은 카드IC(188)를 통해 보낸다. 이때 상기 광학 장치를 포함하는 변환기에 의한 분석사이트(132)의 판독은 상기의 광 픽업장치(103)와는 별도의 광학 분석 판독 장치(99a,99b)에 의해 이루어 진다. 즉 통상의 광학 디스크(optical disc)상의 정보 판독은 광 픽업장치(103)에 의해 이루어 지며, non-optical 디스크인 일체형 바이오 디스크(bio-disc)의 분석사이트의 정보 판독은 별도의 광학 분석 판독 장치(99a,99b)에 의해 이루어 진다.A brush (109,108) for supplying power to the control unit (63) on the unitary bio-disc (700) which is rotating and a power supply (110) for supplying power to the brush (109,108). The 300 is the body supporting the bio driver. A circuit board 140 is jointly fastened to the drive body 300 at the bottom of the bio drive, and a central controller 101, a storage device and an output device 111 for controlling the bio driver on the circuit board are provided on the circuit board. It is designed on 140. The central controller 101 not only rotates and stops the motor 102 when the integrated bio disc 700 rotates or stops, but also controls the movement of the optical pickup device 103, and rotates the integrated bio disc 700. At the start, the upper rotor 104 and the lower rotor (turn table) 105 are controlled to rotate in close proximity to the central void 170 of the integrated biodisc 700. In addition, the central controller 101 determines whether the optical disk is a normal optical disk (eg, music CD, CD-R, game CD, DVD, etc.) or an integrated bio-disc. The optical disk to the storage device or the output device 111 from the optical pickup device 103, or to send the contents to be written to the optical pickup device 103, and provide various control signals necessary for read / write to the respective parts. In the case of the integrated bio-disc, various control command signals for controlling the Lab On a Chip are transmitted through the contactless interface 106 or 107 or the card IC 188 located in the integrated bio-disc 700. At this time, the reading of the analysis site 132 by the transducer including the optical device is performed by the optical analysis reading devices 99a and 99b separate from the optical pickup device 103. That is, information reading on a conventional optical disc is performed by the optical pickup device 103, and information reading of the analysis site of the integrated bio-disc, which is a non-optical disk, is performed by a separate optical analysis reading device. (99a, 99b).

즉 통상의 광학 디스크(optical disc)상의 정보 판독은 광 픽업장치(103)에 의해 이루어 지며, non-optical 디스크인 일체형 바이오 디스크(700)의 분석사이트의 정보 판독은 별도의 전기 화학 탐지장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치에 의해 이루어 진다.That is, information reading on a conventional optical disc is performed by the optical pickup device 103, and information reading of the analysis site of the integrated bio-disc 700, which is a non-optical disk, is performed by a separate electrochemical detector, or Capacitance and impedance measurements are made by the device.

도면 부호 188는 카드IC로 Lab Oh a Chip을 위한 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 및 분석 사이트에 대한 위치 정보, 생물정보학(bioinformatics)정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보를 포함한다. 또한 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 또한 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할 수 있다. 또한 개원 암호화 정보가 저장될수 있어, 타인이 함부로 사용할 수 없도록 할 수 있다.Reference numeral 188 denotes a card IC, which includes protocols for the Lab Oh a Chip, analysis algorithms, standard control values for reading and position information on the analysis site, bioinformatics information, and self diagonasis. do. It can also contain device driver software and patient education information for clinical analysis and can be modified. It can also include web sites and links to connect with specialists and hospitals based on the results of the diagnosis. In addition, the opening encryption information can be stored, so that others can not be used without permission.

상기 카드IC(188)는 RAM 혹은 ROM이 내장된 것을 선호된다. 상기 카드IC(188) 정보는 무선송수신 수단을 통해 상기 중앙제어장치(101)에 제공되어지며, 원격 진단 및 분석, 개인 암호화를 위해 활용되어진다.The card IC 188 is preferably one having RAM or ROM. The card IC 188 information is provided to the central control unit 101 through a wireless transmission and reception means, and is utilized for remote diagnosis and analysis and personal encryption.

도 2c는 상기 일체형 바이오 디스크(700)에 설치된 상기 분석사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치에 의해 구현하는 실시예들을 나타낸다. 이는 국내 특허 출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956) 및 PCT 출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중가닥 또는 단일가닥에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2002.01.27 PCT/KR02/00126)에 잘 예시되어 있다.FIG. 2C illustrates an electrochemical, capacitance, and impedance measuring device using an interdigitated array to detect an analyte specific signal generated by the assay site 132 installed in the integrated bio-disc 700. Represents embodiments implemented by. This is a domestic patent application "nucleic acid hybridization method and apparatus using a cleavage technique that specifically reacts to a specific sequence of complementary double bonds of nucleic acid and oligonucleotide" (2001,01,27 10-2001-0003956) and PCT application " Nucleic acid hybridization methods and apparatus using cleavage techniques that specifically react to complementary double or single strands of nucleic acids and oligonucleotides "(2002.01.27 PCT / KR02 / 00126).

도면부호 371,372,373,374는 각각 상이한 분석종 특이적(analyte specificity)을 갖는 절단 가능한 신호요소 내지는 capture antibody를 갖는 복수개의 분석 사이트(assay site)들이다.Reference numerals 371, 372, 373 and 374 denote a plurality of assay sites each having a cleavable signal element or a capture antibody having different assay specificities.

도면 부호 271은 상기 각각의 분석 사이트에 어떤 대역폭을 갖는 교류신호를 인가하기 위한 주파수 발생장치들이다. 이들 발생된 교류 신호는 상기 인터디지테이티드 어레이의 입력 단자에 가하여, 주파수 응답 특성을 측정하므로서 상기 각 분석 사이트의 전기 화학, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정을 한다.Reference numeral 271 denotes frequency generators for applying an AC signal having a certain bandwidth to the respective analysis sites. These generated alternating current signals are applied to the input terminals of the interdigitated array to measure the frequency response characteristics, thereby performing electrochemical or capacitance and impedance measurements of the respective analysis sites.

이들 각 분석 사이트로부터 출력되는 주파수 특성은 멀티프렉서(68)의해 제어부(63)로 차례 차례 선택 입력되어 제어부(63)에 의해 상기 각 분석 사이트들에 대한 전기화학 혹은 커패시턴스 및 임피던스가 측정되어 진다. 상기 멀티프렉서(68)의 제어는 선택신호(64)라인에 의해 이루어 진다.The frequency characteristics output from each analysis site are sequentially input to the control unit 63 by the multiplexer 68, and the electrochemical or capacitance and impedance of each analysis site are measured by the control unit 63. . The control of the multiplexer 68 is controlled by the selection signal 64 line.

상기 도 2c의 전기 화학, 커패시턴스 및 임피던스 측정장치는 상기 제어부(63)와 함께 상기 일체형 바이오 디스크(700)에 집적화된다.The electrochemical, capacitance, and impedance measuring apparatus of FIG. 2C is integrated in the integrated bio-disc 700 together with the control unit 63.

도 1c 및 도 1g 예시된 바이오 디스크 장치에 상기 도2c의 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치가 적용된 경우는 상기 멀티프렉스(68)와 주파수 발생장치(271)을 바이오 디스크(100)상에 배치 설계되며 카드IC(188)와 함께 집적화될 수 있다.When the electrochemical detector, capacitance and impedance measuring device using the interdigitated array electrode of FIG. 2C is applied to the bio-disk device illustrated in FIGS. The device 271 is designed to be placed on the bio disc 100 and integrated with the card IC 188.

도 2d는 통상의 Optical 디스크(900) 와 상기 일체형 바이오 디스크(700)가 통합된 통한 바이오 디스크(1000)의 일실시예 이다. 상기 통합 바이오 디스크(1000)의 Optical 디스크(900) 부분에는 분석 알고리즘, 생물정보학(bioinformatics)정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보를 포함한다. 또한 원격지점에 진단정보를 저장할 수 있는 소프트웨어와 장치 드라이버에 관한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 소프트웨어는 임상분석을 위한 환자교육정보를 포함할 수 있으며 개조될 수 있다. 상기 소프트웨어는 진단결과에 따른 전문 의사 및 병원과 연결될수 있는 웹 사이트 와 각종 링크들을 포함할수 있다. 또한 상기 Optical 디스크(900)에는 음악CD,게임CD, CD-R, DVD등의 콘텐츠(contents)가 실릴 수 있다. 상기 Optical 디스크(900)는 상기 광 픽업장치(103) 장치에 의해 판독되며, 일체형 바이오 디스크(700) 부분의 분석사이트(132)의 판독은 상기의 광 픽업장치(103)와는 별도의 광학, 전기화학, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치를 포함하는 변환기와 결합된 분석 판독 장치에 의해 이루어진다. 즉 통상의 광학 디스크(optical disc)(900)상의 정보 판독은 광 픽업장치(103)에 의해 이루어 지며, non-optical 디스크인 일체형 바이오 디스크(bio-disc)(700)의 분석사이트의 정보 판독은 별도의 분석 판독 장치에 의해 이루어 진다. 또한 상기 통합 바이오 디스크(1000) 부분에 있어서 ,통상의 optical disc(900) 부분은 CD-RW 혹은 DVD-RW와 같은 recordable한 공 CD 혹은 공 DVD로서 제공될 수 있다.2D illustrates an embodiment of the bio-disc 1000 through which the conventional optical disc 900 and the integrated bio-disc 700 are integrated. The optical disc 900 portion of the integrated bio disc 1000 includes information related to an analysis algorithm, bioinformatics information, and self diagonasis. It may also include software for storing diagnostic information at remote locations and software for device drivers. The software may include patient education information for clinical analysis and may be adapted. The software may include a web site and various links that can be connected to a specialist doctor and a hospital according to the diagnosis result. In addition, the optical disk 900 may contain contents such as a music CD, a game CD, a CD-R, a DVD, and the like. The optical disk 900 is read by the optical pick-up apparatus 103, and the reading of the analysis site 132 of the integrated bio-disc 700 part is separate from the optical pick-up apparatus 103. It is made by an analytical reading device coupled with a transducer that includes a chemistry, capacitance and impedance measurement device. That is, information reading on a conventional optical disc 900 is performed by the optical pickup device 103, and information reading of the analysis site of the integrated bio-disc 700 which is a non-optical disk is performed. It is made by a separate analysis reading device. Also in the integrated bio disc 1000 portion, the normal optical disc 900 portion may be provided as a recordable blank CD or blank DVD, such as a CD-RW or DVD-RW.

또한 상기 통합 바이오 디스크(1000)에 있어서, Optical disc(900) 면의 판독과 일체형 바이오 디스크(700) 면의 판독은, 상기 광 픽업장치(103)와 상기 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 탐지기에 의한 분석 판독 장치를 시간적으로 같은 시점에, 혹은 다른 시점에 사용하여 이루어질 수 있는 것이 특징이다.Further, in the integrated bio disc 1000, the reading of the optical disc 900 surface and the reading of the integrated bio disk 700 surface are performed by using the optical pickup device 103 and the optical, electrochemical, capacitance or impedance device. Characterized in that it can be made by using the analysis reading device by the detector included at the same time point or at different time points.

도 3a는 상기 도 1f 및 도1j의 실시예서 현재 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등 의 Optical Disc인지, 아니면 non-optical 디스크인 바이오 디스크(100)인지를 상기 제어부(63)가 판단하기 위한 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 방법의 일 실시예이다.FIG. 3A illustrates the bio-disc 100 of the embodiment of FIGS. 1F and 1J, wherein the currently loaded disc is an optical disc such as a general music CD, a CD-R, a game CD, a DVD, or a non-optical disc. An embodiment of a bio-disc detection method for determining whether the control unit 63 recognizes the recognition.

상기 도체아암(13) 과 연결홈(33)을 사용하여 바이오디스크(100)상에 배치된 저항 R1과 R2에 의해 생성된 일정 전압 또는 분압 전압(Bio-disc detection signal이라 칭함)을 상기 제어용 디스크(200)의 제어부(63)가 측정함으로써 이루어진다. 통상의 Optical 디스크에는 상기 저항R1과 R2가 배치되어 있지 않으므로 상기의 일정 전압이 발생치 않는다. 이후 상기 제어부(63)는 비접촉 인터페이스(106,107) 혹은 카드 IC(188)를 통해 외부의 중앙 제어 장치(101)에 Bio-disc detection signal을 무선송신토록 함으로서, 현재 로딩된 디스크가 바이오 디스크임을 상기 중앙제어장치(101)에 통보해줄 수 있다.The control disk uses the conductor arm 13 and the connecting groove 33 to control a constant voltage or a divided voltage (referred to as a bio-disc detection signal) generated by the resistors R1 and R2 disposed on the biodisc 100. The control part 63 of 200 makes a measurement. Since the resistors R1 and R2 are not disposed in a normal optical disk, the above constant voltage does not occur. Thereafter, the control unit 63 transmits a bio-disc detection signal to the external central control apparatus 101 by wireless transmission through the contactless interface 106 or 107 or the card IC 188 so that the currently loaded disk is a bio disc. The control device 101 can be notified.

통상의 Optical Disc인 경우는 통상의 방식대로 동작하고, 바이오 디스크인 경우 상기 제어부(63)는 Lab On a Chip을 위한 각종 제어신호를 바이오 디스크(100)에 보낸다.In the case of a normal optical disc, the controller operates in a normal manner, and in the case of a bio disc, the controller 63 sends various control signals for a lab on a chip to the bio disc 100.

도 3b는 상기 바이오 디스크(100) 혹은 일체형 바이오 디스크(700) 및 통합바이오 디스크(1000)가, 비접촉 인터페이스(106,107) 혹은 카드 IC(188)를 사용하여, 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 바이오 디스크임을 상기 중앙 제어장치(101)에 통보하는 또 다른 일 실시예이다.3B illustrates a disk in which the bio-disc 100 or the integrated bio-disc 700 and the integrated bio-disc 1000 are currently loaded into the bio driver using the contactless interface 106 or 107 or the card IC 188. Is another embodiment in which the central controller 101 is informed that is a bio disc.

상기 바이오 디스크의 로딩(loading)시점에서 제어부(63)가 전원이 온(ON)되는 순간 바이오 디스크는 상기 비접촉 인터페이스(106,107) 혹은 카드 IC(188)를 통해 외부의 중앙 제어 장치(101)에 바이오 디스크가 새로이 로딩되었음을 알리는 신호를 무선송신토록 함으로서, 현재 로딩된 디스크가 바이오 디스크임을 상기 중앙제어장치(101)에 통보해줄 수 있다. 그러나 통상의 Optical 디스크는 상기의 제어부(63)를 구비하고 있지 않으므로 통보가 불가능하다.The moment the controller 63 is powered on at the time of loading of the bio-disc, the bio-disc is transferred to the external central controller 101 via the contactless interface 106 or 107 or the card IC 188. By wirelessly transmitting a signal indicating that the disk is newly loaded, the central controller 101 can be notified that the currently loaded disk is a bio-disc. However, since an ordinary optical disc does not have the control part 63 mentioned above, notification is impossible.

또 다른 실시예로서, 디스크 상의 특정 위치에 그루브 패턴(groove pattern) 혹은 데이터 패턴에 의해 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 바이오 디스크(100,700,1000)임을 상기 중앙제어 장치(101)에 통보할수 있다.In another embodiment, the central control apparatus 101 is notified that the disc currently loaded in the bio driver by the groove pattern or the data pattern at the specific position on the disc is the bio disc (100, 700, 1000). can do.

즉, 현재 로딩된 디스크의 특정 위치의 데이터 내지 그루브 패턴을 상기 광 픽업장치(103)가 판독함으로서, 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD,CD-R 게임 CD, DVD등 의 Optical Compact Disc인지 바이오 디스크(100,700,1000)인지를 판단할 수 있다.That is, the optical pickup device 103 reads data or groove patterns of specific positions of the currently loaded disc, so that the disc currently loaded in the bio driver can be used as a normal music CD, CD-R game CD, DVD, etc. It may be determined whether the optical compact disc or the bio disc (100, 700, 1000).

사용자는 샘플의 진단 혹은 분석을 위해 상기 바이오 디스크(100 혹은 700 혹은 1000)를 바이오 드라이버에 로딩(loading) 한다.The user loads the bio-disc 100 or 700 or 1000 into the bio driver for diagnosis or analysis of the sample.

도 4a 내지 도 6d는 상기 광학 분석판독 장치(99a,99b)에 있어서, 상기 바이오 디스크에 설치된 분석 사이트(132)에서 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 광학적 측정 장치에 의해 구현하는 여러 실시예들을 나타낸다.4A to 6D illustrate various embodiments of the optical analysis reading apparatuses 99a and 99b in which the detection of an analyte specific signal generated at the analysis site 132 installed in the bio-disc is performed by the optical measuring apparatus. Indicates.

도 4a는 상기 광학 장치를 포함하는 변환기에 의해 상기 분석 사이트(132)의 판독을 금속구의 광 투과방법에 의해 구현한 일실시예를 나타낸다. 이것은 통상의 Optical 디스크에 있어서, CD상의 물리적 피트에 의해 형성된 오목 및 볼록부의 차등적 반사 방법에 의한 판독방법과 구별된다(다르다).4A illustrates an embodiment in which the reading of the analysis site 132 is implemented by the light transmission method of a metal sphere by a transducer including the optical device. This is distinct from the reading method by the differential reflection method of the concave and convex portions formed by the physical pits on the CD in the ordinary optical disk (different).

도4a의 왼쪽 그림은 상기 바이오디스크(100)에 구속된 신호요소(557)가 기질표면상에 남아 있는 경우 이고, 오른쪽 그림은 구속신호요소(557)가 대부분 이탈제거되어 이탈신호 요소를 제공하는 경우를 나타낸다.4A shows a case in which the signal element 557 restrained by the bio-disc 100 remains on the substrate surface, and the right figure shows that the restraint signal element 557 is largely removed and provides an escape signal element. The case is shown.

상기 구속 신호 요소 및 이탈 신호요소는 선 출원된 국내 특허 출원 " 핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956) 및 PCT출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중가닥 또는 단일가닥에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2002.01.27 PCT/KR02/00126)에 잘 예시되어 있다.The restriction signal element and the release signal element is a pre- filed domestic patent application "nucleic acid hybridization method and apparatus using a cleavage technique that specifically reacts to a specific sequence of the complementary double bond of nucleic acid and oligonucleotide" (2001,01, 27 10-2001-0003956) and PCT application "nucleic acid hybridization method and apparatus using a cleavage technique that specifically reacts with complementary double or single strands of nucleic acid and oligonucleotide" (2002.01.27 PCT / KR02 / 00126) It is well illustrated in.

도 4a는 상기 광학 분석판독 장치(99a,99b)가 상기 구속신호 요소 및 이탈신호요소에 입사되는 레이저빔 장치(99a)와 차등적 투과신호를 탐지하는 광학탐지기(99b)에 의해 구성된 일 실시예 이다.4A shows an embodiment in which the optical analysis reading apparatuses 99a and 99b are constituted by a laser beam device 99a incident on the restraint signal element and a departure signal element and an optical detector 99b which detects differential transmission signals. to be.

도 4b는 상기 광학 장치를 포함하는 변환기에 의해 상기 분석 사이트의 판독방법을 금속구의 광 투과 방법에 구현한 또 다른 일실시예를 나타낸다.4B shows another embodiment in which the method of reading the analysis site is implemented in the light transmission method of the metal sphere by a transducer including the optical device.

도4b의 왼쪽 그림은 상기 바이오 디스크에 구속 신호요소(557)가 기질 표면상에 남아 있는 경우 이고, 오른쪽 그림은 구속신호요소(557)가 대부분 이탈제거되어 이탈 신호요소를 제공하는 경우를 나타낸다.The left figure of FIG. 4B is a case where the restraint signal element 557 remains on the substrate surface in the bio-disc, and the right figure shows a case where the restraint signal element 557 is mostly removed and provides an escape signal element.

도 4b는 상기 광학 분석판독 장치(99a,99b)가 상기 구속신호 요소 및 이탈신호요소에 입사되는 레이저빔 발생 장치(99a)와 차등적 투과신호를 탐지하는 광학탐지기(99b)에 의해 구현된 일실시예 이다. 도면 부호 555는 상기 광학탐지기(99b)의 판독을 위한 투명 개구부이다.4B illustrates the optical analysis reading apparatuses 99a and 99b implemented by the laser beam generator 99a incident on the restraint signal element and the departure signal element and the optical detector 99b for detecting differential transmission signals. Example. Reference numeral 555 denotes a transparent opening for reading the optical detector 99b.

도 5a는 상기 4b의 광 투과 방법에 있어서 상기 광학 탐지기(99b)을 윗기질(1)에 집적화 시킨 일실시예를 나타낸다. 이 경우 복수개의 분석 사이트에 대해서는 일대일 대응하여 상기 광학 탐지기(99b)가 어레이 형태로 배열된다. 이러한 배열 방식은 통상의 광 픽업장치(103)에 1개의 광 송신부 와 1개의 광 수신부 모두가 함께 모듈 형태로 되어 있는 것 과 구분된다. 이러한 모듈 형태는 추가분의 광 반사 경로 때문에, 광의 경로(optical traveling path)가 길어져 광 수신부의 감도가 떨어지는 단점이 있다.FIG. 5A shows an embodiment in which the optical detector 99b is integrated on the substrate 1 in the light transmitting method of 4B. In this case, the optical detectors 99b are arranged in an array in a one-to-one correspondence with respect to the plurality of analysis sites. This arrangement is distinguished from the fact that in the conventional optical pickup apparatus 103, all of one optical transmitter and one optical receiver are modular together. This type of module has the disadvantage that, due to the additional light reflection path, the optical traveling path is long and the sensitivity of the light receiver is lowered.

도 5b는 상기 광학 탐지기(99b)의 어레이(array)가 바이오 디스크의 원주방향으로 배열 내장된 바이오 디스크의 일 실시예를 나타낸다. 바이오 디스크의 회전에 따라, 바이오 디스크에 내장된 복수개의 분석 사이트마다 일대일 대응한 광학 탐지기(99b)에 의해 차례로 판독이 가능하다.FIG. 5B shows an embodiment of a bio-disc in which an array of the optical detectors 99b is arranged in the circumferential direction of the bio-disc. According to the rotation of the bio-disc, the optical detector 99b corresponding to the one-to-one correspondence for the plurality of analysis sites embedded in the bio-disc can be sequentially read.

도 6a는 상기 광 투과 방법에 있어서 상기 레이저빔 발생 장치(99a) 과 광학 탐지기(99b) 모두를 아래 기질(3)내에 집적화 시킨 일실시예를 나타내고, 도 6c는 상기 레이저빔 발생 장치(99a)가 아래 기질(3)내에 내장시키고, 광학 탐지기(99b)는 위 기질(1)내에 집적화 시킨 일실시예를 나타낸다. 이 경우 상기 복수개의 분석 사이트에 일대일 대응하여 상기 레이저 발생 장치(99a)와 광학 탐지기(99b)가 어레이 형태로 집적화 배열된다. 이 경우 광학 탐지기에 의한 감도는 더욱 좋아진다.FIG. 6A shows an embodiment in which both the laser beam generator 99a and the optical detector 99b are integrated in the lower substrate 3 in the light transmitting method, and FIG. 6C shows the laser beam generator 99a. Is embedded in the lower substrate 3 and the optical detector 99b is integrated in the upper substrate 1. In this case, the laser generating device 99a and the optical detector 99b are integrated and arranged in an array in one-to-one correspondence with the plurality of analysis sites. In this case, the sensitivity by the optical detector is further improved.

도 6a 및 6c의 왼쪽 그림은 상기 바이오 디스크에 구속 신호요소(557)가 기질 표면상에 남아 있는 경우 이고, 오른쪽 그림은 구속신호요소(557)기 대부분 이탈 제거되어 이탈 신호요소를 제공하는 경우를 나타낸다.6A and 6C show a case where the restraint signal element 557 remains on the substrate surface in the bio-disc, and the right figure shows a case where most of the restraint signal element 557 is removed to provide an escape signal element. Indicates.

도 6b는 상기 도 6a의 레이저 발생 장치(99a) 와 광학 탐지기(99b)의 어레이가 바이오 디스크의 원주방향으로 집적화되어 내장 배열된 일 실시예를 나타내고, 도 6d는 상기 도 6c의 레이저 발생 장치(99a) 와 광학 탐지기(99b)의 어레이가 바이오 디스크의 원주방향으로 집적화되어 내장 배열된 일 실시예를 나타낸다. 한 개의 분석사이트에 대해 한개의 레이저 발생장치와 한개의 광학탐지기가 조합되어 한 사이트(site)에 대한 광학 분석 판독장치를 구성할 수 있다.FIG. 6B illustrates an embodiment in which the array of the laser generator 99a and the optical detector 99b of FIG. 6A are integrated and arranged in the circumferential direction of the bio disc, and FIG. 6D is the laser generator of FIG. 99a) shows an embodiment in which the array of optical detectors 99b are integrated and arranged in the circumferential direction of the bio disc. One laser generator and one optical detector for one analysis site can be combined to form an optical analysis reading device for one site.

또한 상기 도 6b의 예시에서, 한 개의 분석사이트에 대해 복수개의 레이저 발생장치와 복수개의 광학탐지기가 집적화되어, 하나의 분석 사이트에 대한 광학 판독장치를 구성할 수 있다. 이 경우 보다 높은 감도를 가지고 분석 사이트들을 판독할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the example of FIG. 6B, a plurality of laser generators and a plurality of optical detectors for one analysis site may be integrated to configure an optical reading device for one analysis site. This has the advantage that the analysis sites can be read with higher sensitivity.

상기 도 6a 내지 도 6d의 광학 분석 판독 방법은 디스크의 회전 없이, 바이오 디스크내의 분석 사이트(132)의 판독을 직접 그리고 동시적으로 할 수 있는 광학 분석 판독 장치를 제공한다. 즉 비 주사(non-scanning)방식의 광투과식 측정방식의 일종으로서 비광학적 바이오 디스크의 분석 판독 방법을 제공한다. 따라서,개개의 분석 사이트로의 접근(access) 과정과 이를 위한 사전위치(predetermined location) 정보 및 디스크 회전이 요구되지 않는 장점이 있다.The optical analysis reading method of FIGS. 6A-6D provides an optical analysis reading apparatus capable of directly and simultaneously reading the analysis site 132 in the bio-disc without rotating the disk. That is, as a kind of non-scanning optical transmission method, it provides a method of analyzing and reading a non-optical bio disc. Therefore, there is an advantage that the process of access to the individual analysis sites, predetermined location information, and disk rotation are not required.

이는 통상의 optical 디스크가 정보의 판독을 위해 사전 위치(predetermined location)로의 광 픽업장치 이동과 및 디스크 회전이 필요한 광 주사(laser scanning)방식 과는 크게 다르다.This differs greatly from the optical scanning method in which a conventional optical disk moves to an optical pickup device to a predetermined location for reading information and a laser scanning method in which disk rotation is required.

도 7a 내지 도 7g는 상기 바이오 디스크(100,700,1000)에 설치된 상기 분석사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 기질(701)상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703) 과 상기 절단 가능한 신호요소의 말단부에 금속구(40) 혹은 HRP(HorseRadish Peroxidase)(41)가 부착된 프로브에 의해 구현된 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일실시예을 보인다. 또한 기존의 면역 크로마토그라피 기법(immuno chromatographic reaction)에 주로 쓰이는 항원-항체 반응을 이용한 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일실시예을 보인다.7A-7G illustrate an interdigitated array disposed on a substrate 701 for detection of an analyte specific signal generated by the assay site 132 installed in the bio discs 100, 700, 1000. One embodiment of an electrochemical detection device or a capacitance and impedance measurement device implemented by a probe having a metal sphere 40 or a horseradish peroxidase (HRP) 41 attached to the electrodes 702 and 703 and the distal end of the cleavable signal element. Shows an example. In addition, an embodiment of an electrochemical detection device using an antigen-antibody reaction, or a capacitance and impedance measurement device, which is mainly used for an existing immunochromatographic reaction, is shown.

도 7a는 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703)에 의해 구현된 전기화학 탐지기, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일실시예를 보인다.FIG. 7A shows one embodiment of an electrochemical detector or capacitance and impedance measurement device implemented by interdigitated array electrodes 702 and 703.

제어부(63)로부터 어떤 대역폭을 갖는 교류신호를 인터디지테이티드 어레이의 두 단자(704,705)에 가하여, 주파수 응답 특성을 측정하므로서 커패시턴스 및 임피던스 측정이 가능하다. 또한 H2O2용액하 HRP(HorseRadish Peroxidase)에 의한산화 환원반응(REDOX 반응)의해 유기된 전압 및 전류를 상기 제어부(63)가 측정 하므로서 전기화학 탐지가 가능하다. 상기 인터디지테이디드에 의한 측정장치는 선 출원된 국내 특허 출원 " 핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956) 및 PCT출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중가닥 또는 단일가닥에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2002.01.27 PCT/KR02/00126)에 잘 예시되어 있다.By applying an AC signal having a certain bandwidth from the control unit 63 to the two terminals 704 and 705 of the interdigitated array, it is possible to measure capacitance and impedance by measuring frequency response characteristics. In addition, the electrochemical detection is possible by measuring the voltage and current induced by the redox reaction (REDOX reaction) by HRP (HorseRadish Peroxidase) under H 2 O 2 solution. The interdigitated measuring apparatus is a pre- filed domestic patent application "nucleic acid hybridization method and apparatus using a cleavage method that specifically reacts to a specific sequence of complementary double bonds of nucleic acid and oligonucleotide" (2001,01 , 27 10-2001-0003956) and PCT application "nucleic acid hybridization method and apparatus using a cleavage technique that specifically reacts to the complementary double or single strand of nucleic acid and oligonucleotide" (2002.01.27 PCT / KR02 / 00126 Is well illustrated.

도 7b 내지 도 7c는 상기 바이오 디스크(100,700,1000)에 설치된 상기 분석사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 기질(701)상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703) 과 HRP(HorseRadish Peroxidase)(41)가 부착된 프로브에 의해 구현된 전기화학 탐지장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일실시예를 보인다. 산화 및 환원의 연쇄 반응에 의해 발생된 전자들에 의해 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array)의 전극(702,703)에 전류 및 전압이 유기된다.7B-7C show an interdigitated array disposed on a substrate 701 for detection of an analyte specific signal generated by the assay site 132 installed in the bio discs 100, 700, 1000. An embodiment of an electrochemical detector or a capacitance and impedance measuring device implemented by a probe having electrodes 702 and 703 and a horseradish peroxidase (HRP) 41 is shown. The electrons generated by the chain reaction of oxidation and reduction induce current and voltage at the electrodes 702 and 703 of the interdigitated array.

인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703)의 디지트(digit) 개수를 증가시킬수록 탐지기의 감도는 증가한다.As the number of digits of interdigitated array electrodes 702 and 703 increases, the sensitivity of the detector increases.

상기 분석 사이트(132)는 기질(701)의 표면이 아민처리된후, 바이오틴(50) 표지된 절단 가능한 신호요소가 기질 표면에 직접 닿지 않도록 하기 위해, 반응성 없는 분자(예: (CH2)n: alkane chain) 모노레이어(monolayer)을 표면에 형성한 후,상기 바이오틴(50) 표지된 절단 가능한 신호요소를 표면에 침착하여 준비된다.The assay site 132 is a non-reactive molecule (e.g., (CH 2 ) n to prevent the biotin 50 labeled cleavable signal element from directly contacting the substrate surface after the surface of the substrate 701 has been amined. After forming an alkane chain monolayer on the surface, the biotin 50 labeled cleavable signal element is prepared by depositing on the surface.

샘플주입후 혼성화 반응을 일으키지 않고 단일가닥을 유지하고 있는 절단 가능한 프로브들은 nuclease 효소와의 접촉에 의한 절단과정과 세정 과정후에 제거되므로, 혼성화를 이룬 이중가닥(43)만이 표면에 구속 신호요소로서 남아 있게 된다. 이후, 스트렙아비딘(51) 표지된 HRP도입으로 상기 바이오틴 표지된 구속 신호 요소와 스트렙아비딘-바이오틴 결합을 이룬다.Since the cleavable probes that maintain a single strand without causing hybridization after sample injection are removed after cleavage and washing by contact with nuclease enzyme, only the hybridized double strand 43 remains as a restriction signal element on the surface. Will be. Subsequently, streptavidin 51 labeled HRP is introduced to form a streptavidin-biotin bond with the biotin-labeled restriction signal element.

이후, H2O2용액하 HRP(HorseRadish Peroxidase)에 의한 산화환원반응(REDOX 반응)의해 인터디지테이티드 어레이에 유기된 전압 및 전류를 상기 제어부(63)가 측정하므로서 전기화학 탐지가 가능하고, 이것은 이탈 신호에 대한 차등적 전기화학 신호를 탐지 장치에 제공한다.Subsequently, the controller 63 measures the voltage and current induced in the interdigitated array by the redox reaction by HRP (HorseRadish Peroxidase) under H 2 O 2 solution, thereby enabling electrochemical detection. This provides a differential electrochemical signal for the departure signal to the detection device.

도7c의 왼쪽 그림은 상기 바이오디스크(100,700,1000)의 구속 신호요소가 기질(701)표면상에 남아 있어서 H2O2용액하에서 산화 환원 반응이 잘 일어나는 경우 이고, 오른쪽 그림은 상기 절단과정 및 세정과정 후에 구속신호요소가 대부분 이탈 제거된 경우로 산화 환원 반응이 일어나지 않는 경우를 나타낸다. 이들은 차등적 전기화학 신호를 탐지 장치에 제공한다7c shows the restraint signal element of the bio-disc 100, 700, and 1000 remaining on the surface of the substrate 701 so that the redox reaction occurs well under the H 2 O 2 solution. Most of the restraint signal elements are removed and removed after the cleaning process, and the redox reaction does not occur. They provide differential electrochemical signals to the detection device.

도 7d 및 도 7e는 상기 바이오 디스크(100,700,1000)에 설치된 상기 분석 사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 기질(701)상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703) 과; HRP(HorseRadish Peroxidase)(41)와 금속구(40)가 섞어 부착된 프로브에 의해 구현된 전기화학 탐지장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 또 다른 일실시예를 보인다. 상기 HRP(41)에 의한 산화 및 환원의 연쇄 반응에 의해 발생된 전자들이 상기 금속구(40)에 전달되어 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array)의 전극(702,703)에 전류 및 전압이 유기시킨다. 상기 HRP 표지된 프로브와 금속구 표지된 프로브간의 혼합비율에 의해 탐지기의 감도는 조절될수 있다. 상기 금속구는 상기 산화 및 환원의 연쇄반응에 의해 발생된 전자를 이동시키는 매개체 역할을 하여 탐지 장치의 감도를 증가 시킨다. 상기 바이오틴(50) 표지된 절단 가능한 신호요소에 의해 준비된 분석 사이트(132)있어서, 샘플주입후 혼성화 반응을 일으키지 않고 단일가닥을 유지하고 있는 절단 가능한 프로브들은 nuclease 효소와의 접촉에 의한 절단과정과 세정 과정후에 제거되므로, 혼성화를 이룬 이중가닥(43)만이 표면에 구속 신호요소로서 남아 있게 된다. 이후, 스트렙아비딘(51) 표지된 HRP 및 스트렙아비딘(51) 표지된 금속구의 도입으로 상기 바이오틴 표지된 구속 신호요소와 스트렙아비딘-바이오틴 결합을 이룬다.7D and 7E show an interdigitated array disposed on a substrate 701 for detection of an analyte specific signal generated by the assay site 132 installed in the bio discs 100, 700, 1000. ) Electrodes 702 and 703; Another embodiment of an electrochemical detector, or a capacitance and impedance measuring device, implemented by a probe attached to a mixture of a horseradish peroxidase (HRP) 41 and a metal sphere 40 is shown. Electrons generated by the chain reaction of oxidation and reduction by the HRP 41 are transferred to the metal sphere 40 to induce current and voltage to the electrodes 702 and 703 of the interdigitated array. The sensitivity of the detector can be controlled by the mixing ratio between the HRP labeled probe and the metal sphere labeled probe. The metal sphere acts as a medium for moving electrons generated by the chain reaction of oxidation and reduction, thereby increasing the sensitivity of the detection device. In the assay site 132 prepared by the biotin 50 labeled cleavable signal element, cleavable probes that maintain a single strand without causing hybridization reaction after sample injection are cleaved and cleaned by contact with a nuclease enzyme. Since it is removed after the process, only hybridized double strands 43 remain on the surface as restraint signal elements. Subsequently, the introduction of the streptavidin 51 labeled HRP and the strepavidin 51 labeled metal sphere forms the streptavidin-biotin bond with the biotin-labeled restriction signal element.

이후, H2O2용액하 HRP(HorseRadish Peroxidase)에 의한 산화환원반응(REDOX 반응)의해 유기된 전압 및 전류를 상기 제어부(63)가 측정하므로서 전기화학 탐지가 가능하고, 이것은 이탈 신호에 대한 차등적 전기화학 신호를 탐지 장치에 제공한다.Subsequently, the controller 63 measures the voltage and current induced by redox reaction by HRP (HorseRadish Peroxidase) under H 2 O 2 solution, thereby enabling electrochemical detection, which is a differential signal for the deviation signal. Provide an electrochemical signal to the detection device.

상기 도 7d는 상기 산화환원 반응에 대한 개념도로서, 상기 절단 가능한 신호요소의 말단부에는 바이오틴(50)이 표지되어 있고, 상기 HRP(41) 와 금속구(40)각각에는 스트렙아비딘(51)이 표지되어 있어 상기 구속 신호요소와 HRP(41)의 접촉, 혹은 상기 구속 신호요소와 금속구(40)와의 접촉에 의한 스트렙아비딘-바이오틴 결합이 발생한다.7D is a conceptual diagram of the redox reaction, wherein a biotin 50 is labeled at the distal end of the cleavable signal element, and strepavidine 51 is labeled at each of the HRP 41 and the metal sphere 40. Thus, streptavidin-biotin binding occurs due to the contact between the restraint signal element and the HRP 41 or the contact between the restraint signal element and the metal sphere 40.

도7e의 왼쪽 그림은 상기 바이오디스크(100,700,1000)에 HRP(41)와 금속구(40) 표지된 구속신호요소가 기질(701)표면상에 남아 있어서 H2O2용액하에서 산화 환원 반응이 잘 일어나는 경우 이고, 오른쪽 그림은 상기 절단 및 세정과정 후 구속신호요소가 내부분 이탈제거된 경우이어서 산화환원반응이 일어나지 않는 경우를 나타낸다. 이들은 차등적 전기화학 신호를 탐지장치에 제공한다The figure on the left of Figure 7e is that the bio-disc (100,700,1000) for HRP (41) and the metal fitting 40 covers the confined signal element substrate 701 remaining on the surface of the redox reaction in the H 2 O 2 solution in This is a case where it occurs well, and the figure on the right shows a case where the restraint signal element is removed from the internal dust after the cutting and cleaning process, and thus the redox reaction does not occur. They provide differential electrochemical signals to the detector.

도 7f는 상기 바이오 디스크(100,700,1000)에 설치된 상기 분석사이트(132)에 의해 발생된 분석종 특이적 신호의 탐지를 기질(701)상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극(702,703)과; conjugate antibody(471) 와 분석하고자 하는 샘플(antigen 혹은 analyte)(472)간의 결합에 의한 conjugate-항원의 결합체 와; 상기 분석사이트(132)내의 기질(701)상의 고정되어 있는 capture antibody(473)와; 상기 conjugate-항원 결합체와 상기 capture antibody와의 항원-항체 반응에 의해 구현된 전기화학 탐지 장치 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치의 일실시예를 보인다.FIG. 7F illustrates an interdigitated array electrode disposed on a substrate 701 for detection of an analyte specific signal generated by the assay site 132 installed in the bio discs 100, 700, and 1000. 702,703); a conjugate of conjugate-antigen by binding between a conjugate antibody (471) and a sample (antigen or analyte) 472 to be analyzed; A capture antibody 473 immobilized on a substrate 701 in the assay site 132; An embodiment of an electrochemical detection device or a capacitance and impedance measuring device implemented by an antigen-antibody reaction between the conjugate-antigen conjugate and the capture antibody is shown.

본 발명에서는 상기 conjugate antibody는 일반적으로 발색용 입자(474)로서 금 또는 라텍스(latex)가 선호된다.In the present invention, the conjugate antibody is generally preferred to gold or latex (latex) as the particles for color development (474).

Conjugate-항원의 결합체 형성후, 항원-항체 반응이 일어난 것은 구속 신호요소를 제공하며; Conjugate-항원의 결합체 형성후, 항원-항체 반응이 일어나지 않은 경우는 이탈 신호요소를 작용된다. 이들에 대해 주파수 응답특성을 측정하므로서 상기 각 분석 사이트에 대한 커패시턴스 및 임피던스 측정이 가능하다.After formation of the conjugate of the conjugate-antigen, an antigen-antibody reaction has taken place providing a restriction signal element; After conjugate-antigen conjugates, if no antigen-antibody reactions occur, the escape signal element is activated. By measuring the frequency response characteristics for these, it is possible to measure capacitance and impedance for each analysis site.

도7g의 왼쪽 그림은 세정과정후, 상기 바이오디스크(100,700,1000)에 항원-항체 반응에 의해 구속신호요소(gold 혹은 latex)가 기질(701)표면상에 남아있는 경우이고, 오른쪽 그림은 세정과정 후 대부분 이탈제거된 경우를 나타낸다. 이들은 차등적 커패시턴스 및 임피던스 신호를 탐지 장치에 제공한다7G shows a case in which the binding signal element (gold or latex) remains on the surface of the substrate 701 by the antigen-antibody reaction to the biodiscs 100, 700, and 1000 after the washing process. Most cases were removed after the procedure. They provide differential capacitance and impedance signals to the detection device.

도 8a 내지 8f는 본 발명의 바이오 디스크의 일실시예이다.8A to 8F illustrate one embodiment of the biodisc of the present invention.

도 8a 및 8c는 바이오 디스크(100,700,1000)상에 Lab On a Chip이 배치된 일실시예이다.8A and 8C illustrate an embodiment in which a lab on a chip is disposed on bio discs 100, 700, and 1000.

도면 부호 170은 디스크의 중심 공극이고, 171은 상기 제어용디스크(200)와의 인터페이스를 위한 연결부를 제공한다.Reference numeral 170 denotes a central void of the disk, and 171 provides a connection for interfacing with the control disk 200.

도면 부호130는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플 혹은 혈청(serum)을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 131 및 131a는 PCR(Polymer Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버로 PCR 공정에 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 저장하고 있는 챔버이고, 132는 혼성화(hybridization) 공정 또는 항원-항체반응을 위한 챔버로 증폭된 DNA을 분석 및 진단 하기 위한 바이오틴 표지된 켑쳐프로브(capture probe) 혹은 immuno assay가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 분석사이트(Assay)이고 133는 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버들(Trash chamber)이다.Reference numeral 130 is a preparation chamber including a preparation process for preparing a DNA sample or serum from blood or cells or RNA, and 131 and 131a are PCR for a polymer chain reaction (PCR) process. The chamber is a chamber that stores a buffer solution containing various enzymes including polymerase, primer, etc. necessary for the PCR process, and 132 is a DNA for amplification into a chamber for hybridization process or antigen-antibody reaction. A biotin-labeled capture probe or immunoassay for analysis and diagnosis is an assay site attached to a substrate in the form of an array, and 133 is a Trash chamber for collecting debris generated by the cleaning process. chamber).

상기 주요공정(프렙 공정, PCR공정, 혼성화 공정 혹은 항원-항체 반응, 세정공정)은 상기 바이오 디스크상에 나선형으로 연결되어 배치되어 있다. 이는 상기 각 공정에 필요한 유체들이 원심력에 의해 이동 연결을 용이케 한다. 또한 상기 주요 공정을 지원하기 위한 시약들을 가지고 있는 챔버들이 나선형으로 주변에 배치되어 있다.The main processes (prep process, PCR process, hybridization process or antigen-antibody reaction, washing process) are arranged in a spiral connection on the bio disc. This facilitates the movement of the fluids required for each of these processes by centrifugal force. In addition, chambers with reagents to support the main process are arranged in a circumferential manner.

도면 부호 129는 washing buffer가 들어 있는 챔버 이고, 129a는 증류수가 들어 있는 챔버이다. 144는 혼성화 버퍼(hybridization buffer)를 저장하기 위한 챔버 이고, 136은 DNA을 적당한 크기로 자르기 위한 fragmentation공정을 위한 DNAse가 들어 있는 챔버이다. 141, 142 및 143는 혼성화에 필요한 각종 효소를 포함하는 챔버들이다.Reference numeral 129 denotes a chamber containing a washing buffer, and 129a denotes a chamber containing distilled water. 144 is a chamber for storing a hybridization buffer, and 136 is a chamber containing a DNAse for a fragmentation process to cut DNA into an appropriate size. 141, 142 and 143 are chambers containing various enzymes required for hybridization.

141은 단일가닥을 절단하기 위한 nuclease 효소를 저장하기 위한 챔버이고, 142는 스트렙아비딘 표지된 금속 미소구를 저장하기 위한 챔버 이다. 143은 PBS(Phosphate Buffered Saline)용액을 저장하기 위한 챔버이다.141 is a chamber for storing nuclease enzymes for cleaving single strands, and 142 is a chamber for storing strepavidin labeled metal microspheres. 143 is a chamber for storing Phosphate Buffered Saline (PBS) solution.

도면 부호 150,151,152,153,154,155,156,157,158160,161,162는 밸브이다.Reference numerals 150,151,152,153,154,155,156,157,158160,161,162 are valves.

이들 바이오 디스크(100,700,1000)상의 유체 이동은 디스크 회전에 의한 원심력 와 밸브 개폐에 의한다.Fluid movement on these bio discs (100, 700, 1000) is due to the centrifugal force and valve opening and closing by the disk rotation.

도면 부호 177은 상기 바이오 디스크(100,700,1000)에 매몰 내장되어 있는 전자석으로 내장매몰 시키는 대신 상기 프렙챔버(130)의 위 혹은 아래에 두어 동작시켜도 된다.Reference numeral 177 may be operated by placing on or below the preparation chamber 130, instead of embedded with an electromagnet embedded in the bio-disc (100, 700, 1000).

상기 주요 공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 공정 및 항원-항체 반응, 세정공정)의 시작시점과 종료 시점에서의 밸브 개폐 제어는 상기 바이오 디스크내의 박막형 원기둥 자석의 상하측에 설치된 전자석들의 온(on)오프(off)을 제어하는 상기 제어부(63)에 의한다. 도면 번호 128는 증류수가 들어 있는 챔버이고, 135는 트레쉬 챔버이다.Valve opening and closing control at the start and end of the main process (prep process, PCR process, hybridization process and antigen-antibody reaction, washing process) is performed on the electromagnets installed on the upper and lower sides of the thin film cylindrical magnet in the bio-disc. By the control unit 63 for controlling the off. Reference numeral 128 denotes a chamber containing distilled water, and 135 denotes a trech chamber.

도 8a는 한 개의 PCR챔버를 가진 Lab On a Chip이 배치된 바이오 디스크의 일실시예이고, 도 8b는 상기 PCR챔버를 복수개로 구성한 경우에 대한 바이오 디스크의 일 실시예이다.FIG. 8A illustrates an embodiment of a bio disc in which a Lab On a Chip having one PCR chamber is disposed, and FIG. 8B illustrates an embodiment of a bio disc in which a plurality of PCR chambers are configured.

도 8b에서 상기 복수개의 PCR챔버(131a) 각각에는 서로 다른 종류의 프라이머가 들어가든지, 같은 종류의 프라이머가 들어 갈수 있다. 또는 상기 복수개의 PCR챔버 각각에는 복수개의 프라이머가 들어 갈수 있다.In FIG. 8B, each of the plurality of PCR chambers 131a may include primers of different kinds or primers of the same type. Alternatively, a plurality of primers may enter each of the plurality of PCR chambers.

상기 복수개의 PCR챔버들로부터 각각 증폭된 DNA는 챔버131b에서 합쳐진다.DNAs amplified from each of the plurality of PCR chambers are combined in chamber 131b.

도 8c는 바이오 디스크(100,700,1000)상에 항원-항체 반응에 의해 구현된 Lab On a Chip이 배치된 바이오 디스크의 일실시예이다.Figure 8c is an embodiment of a bio-disc disposed Lab On a Chip implemented by the antigen-antibody reaction on the bio-disc (100, 700, 1000).

도면 부호130는 주입구를 통해 주입된 피로부터 혈청(serum)을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 132는 항원-항체반응을 위한 챔버로 시료(antigen 혹은 analyte)을 분석 및 진단하기 위한 immuno assay가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 분석사이트(Assay site)이다. 분석사이트에는 상기의 capture antibody가 고정되어 있다. 133는 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버들(Trash chamber)이다.Reference numeral 130 is a preparation chamber including a preparation process for preparing serum from blood injected through the inlet, and 132 is a chamber for antigen-antibody reaction. ) Is an assay site attached to a substrate in an array form. The capture antibody is immobilized on the assay site. 133 is a Trash chamber for collecting the debris generated by the cleaning process.

상기 주요공정(프렙 공정, 항원-항체 반응, 세정공정)은 상기 바이오 디스크상에 나선형으로 연결되어 배치되어 있다. 이는 상기 각 공정에 필요한 유체들이 원심력에 의해 이동 연결을 용이케 한다. 또한 상기 주요 공정을 지원하기 위한 시약들을 가지고 있는 챔버들이 나선형으로 주변에 배치되어 있다.The main processes (prep process, antigen-antibody reaction, washing process) are arranged in a spiral connection on the bio-disc. This facilitates the movement of the fluids required for each of these processes by centrifugal force. In addition, chambers with reagents to support the main process are arranged in a circumferential manner.

도면 부호 129는 washing buffer가 들어 있는 챔버 이다.Reference numeral 129 denotes a chamber containing a washing buffer.

142a는 conjugate antibody를 저장하기 위한 conjugate 챔버 이다. 일반적으로 conjugate antibody는 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex)를 갖는다. 도면 부호 150,152,153,156는 밸브이다.142a is a conjugate chamber for storing conjugate antibodies. In general, conjugate antibodies have gold or latex as particles for color development. Reference numerals 150, 152, 153 and 156 denote valves.

이들 바이오 디스크(100,700,1000)상의 유체 이동은 디스크 회전에 의한 원심력 와 밸브 개폐에 의한다.Fluid movement on these bio discs (100, 700, 1000) is due to the centrifugal force and valve opening and closing by the disk rotation.

도면 부호 177a은 상기 바이오 디스크(100,700,1000)에 매몰 내장되어 있는 여과용 필터로 피로부터 혈청을 뽑아낸다.Reference numeral 177a extracts serum from blood with a filtration filter embedded in the bio discs 100, 700, and 1000.

도면 8d 및 도 8e는 상기 도8a, 도 8b 및 도 8c의 주요 공정에 따른 챔버에 대한 바이오 디스크의 단면도 이다.8D and 8E are cross-sectional views of the bio disc for the chamber according to the main process of FIGS. 8A, 8B and 8C.

상기의 주요 공정의 밸브를 위한 박막형 원기둥 자석(150,151,153,156)은 각각 전자석(4d와 5d, 4a와5a, 4b와5b, 4c와 5c)에 의해 형성된 자력에 의해 독립적으로 개폐제어 된다. 121은 샘플주입구 이다.The thin-walled cylindrical magnets 150, 151, 153 and 156 for the valves of the main process are independently opened and closed by magnetic forces formed by the electromagnets 4d and 5d, 4a and 5a, 4b and 5b, 4c and 5c, respectively. 121 is a sample inlet.

도면 부호130는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플 혹은 혈청(serum)을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이다. 이 프렙 챔버에는 DNA추출을 위해 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 강자성체비드(bead) 와 셀(cell)을 깨뜨리기 위한 Lysis 버퍼 용액이 들어 있다.Reference numeral 130 is a preparation chamber including a preparation process for preparing a DNA sample or serum from blood or cells or RNA. The prep chamber contains ferromagnetic beads that have affinity with DNA for DNA extraction and Lysis buffer solution to break cells.

131은 PCR(Polymer Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버로 PCR 공정에 필요한 폴리머라아제, dNTP를 비롯한 프라이머(Primer)등 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 저장하고 있는 챔버이고, 132는 혼성화(hybridization) 공정 또는 항원-항체반응을 위한 챔버로 상기 PCR공정에 의해 증폭된 DNA을 분석 및 진단 하기 위한 켑쳐프로브(capture probe) 혹은 immuno assay가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 분석사이트(Assay)이고 133는 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)이다. 피로부터 혈청(serum)을 준비하기 위해 프렙 챔버(130)에 여과용 필터(177a)가 사용된다.131 is a PCR chamber for a PCR (Polymer Chain Reaction) process, and a chamber for storing a buffer solution containing various enzymes such as polymerase, dNTP, primer, etc. necessary for the PCR process, and 132 is a hybridization ( As a chamber for a hybridization process or an antigen-antibody reaction, a capture probe or an immunoassay for analyzing and diagnosing DNA amplified by the PCR process is attached to a substrate in an array form. 133 is a Trash chamber for collecting the debris generated by the cleaning process. A filtration filter 177a is used in the preparation chamber 130 to prepare serum from the blood.

상기 도 8a 및 도 8b의 Lab On a Chip에 대한 주요 공정의 일 실시예는 다음과 같다.An embodiment of a main process for the Lab On a Chip of FIGS. 8A and 8B is as follows.

< 프렙 공정><Prep process>

상기 프렙 챔버(130)에는 샘플로부터 DNA을 추출하기 위한 챔버로 프렙 공정의 일실시예는 다음과 같다.An embodiment of the preparation process is a chamber for extracting DNA from a sample in the preparation chamber 130 as follows.

1) blood 10 ㎕(EDTA,ACD Tube) 혹은 5 ㎕(Heparin Tube)을 상기 프렙 챔버(130)에 설치된 샘플 주입구(121)를 통해 주입한다. 상기 프렙 챔버(130)에는 셀(cell)을 깨뜨려 DNA을 추출하기 위한 Lysis 버퍼용액과 추출된 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 강자성체 비트(bead)가 들어 있다1) 10 μl of blood (EDTA, ACD Tube) or 5 μl (Heparin Tube) is injected through the sample inlet 121 installed in the preparation chamber 130. The preparation chamber 130 contains a Lysis buffer solution for breaking DNA and extracting DNA, and a ferromagnetic bead having affinity with the extracted DNA.

2) 5분간 incubation한후, DNA는 cell로부터 추출되어 DNA와 친화력을 갖는 상기 강자성체 비드에 칩착된다.2) After incubation for 5 minutes, DNA is extracted from the cell and adhered to the ferromagnetic beads having affinity with DNA.

3) 상기 도 8a의 전자석(177)을 온(on)하여 상기 강자성체 비드을 정치시킨 후, 1~3 분간 대기3) After the electromagnet 177 of FIG. 8a is turned on to allow the ferromagnetic beads to stand, the air is waited for 1 to 3 minutes.

4) 서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 밸브 161 개방하여 셀(cell) 파괴시 생긴 찌거기(debris)를 .트레쉬 챔버(135)로 씻어 흘려 보낸다. 밸브161을 닫고 바이오 디스크 회전을 멈춘다.4) While slowly rotating the bio-disc, valve 161 is opened to wash debris from the cell destruction into the trash chamber 135. Close valve 161 and stop bio disc rotation.

5) 상기 전자석177을 오프(off) 시킨다.5) The electromagnet 177 is turned off.

6) 밸브 150을 개방하고 서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 .상기 챔버129의 washing buffer을 상기 프렙챔버(130)에 유입시킨다.6) While opening the valve 150 and slowly rotating the bio-disc. The washing buffer of the chamber 129 is introduced into the preparation chamber 130.

7) 상기 3)~6) 과정을 2회 반복한후, 마지막으로7) Repeat the above 3) ~ 6) two times, and finally

서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 밸브 161 개방하여 .트레쉬 챔버(135)로 씻어 흘려 보낸다. 밸브161을 닫고 바이오 디스크 회전을 멈춘다.While slowly rotating the bio-disc, the valve 161 is opened and flushed to the trash chamber 135. Close valve 161 and stop bio disc rotation.

8) 상기 전자석177을 오프(off) 시킨후, 디스크 천천히 회전시키면서 밸브151을 개방하여 챔버 129a의 증류수를 프렙챔버(130)으로 유입시킨다.8) After the electromagnet 177 is turned off, the valve 151 is opened while the disk is slowly rotated so that distilled water of the chamber 129a is introduced into the preparation chamber 130.

9) 프렙 챔버(130)내에 내장되어 있는 히터(960)를 이용하여 고온가열하여 상기 강자성체 비드(bead)에 붙어 있는 DNA을 이탈시키든지 resuspension buffer을 사용하여 resuspension시킨다.9) Either the DNA is attached to the ferromagnetic beads by using a heater 960 embedded in the prep chamber 130 to be detached or resuspensioned using a resuspension buffer.

< PCR 공정><PCR step>

상기 PCR 챔버(131혹은 131a)는 DNA을 증폭하기 위한 챔버로 일실시예는 다음과 같다.The PCR chamber 131 or 131a is a chamber for amplifying DNA.

1) 바이오 디스크를 서서히 회전시키면서, 밸브 152을 열어 상기 프렙 공정에 의해 프렙 챔버(130)내의 강 자성체 비드로부터 이탈된 DNA을 상기 PCR 챔버(131)로 이동시키다.1) While slowly rotating the bio-disc, valve 152 is opened to move DNA released from the ferromagnetic beads in the preparation chamber 130 to the PCR chamber 131 by the preparation process.

2) 상기 PCR 챔버로의 DNA 이동 완료후, 밸브 152을 닫은후, 바이오 디스크를 멈춘다.2) After completion of DNA transfer to the PCR chamber, the valve 152 is closed and the bio disc is stopped.

3) PCR 챔버(131)내에 내장되어 있는 히터961과 온도센서(520)을 이용하여 PCR cycle을 약 30회 반복하여 DNA을 증폭시킨다.3) Amplify DNA by repeating the PCR cycle about 30 times using the heater 961 and the temperature sensor 520 embedded in the PCR chamber 131.

4) 1∼2분간 Cooling한다.4) Cool for 1 ~ 2 minutes.

도 8b의 경우는, 이후 상기 복수개의 PCR챔버(131a)에서 증폭된 DNA을 디스크를 천천히 회전시키면서 밸브152a을 개방하여 챔버 131b로 이동시킨다.In the case of FIG. 8B, the DNA amplified in the plurality of PCR chambers 131a is then moved to the chamber 131b by opening the valve 152a while slowly rotating the disk.

< Fragmentation공정><Fragmentation Process>

Fragmentation공정은 선택사항으로 상기 PCR공정에서 증폭된 DNA을 혼성화에 적당한 크기로 자르기 위한 공정으로 일실시예는 다음과 같다.The fragmentation process is an optional step for cutting the DNA amplified in the PCR process to a size suitable for hybridization.

1) 바이오 디스크를 서서히 회전시키면서 밸브(158)을 개방하여 챔버 136에 들어 있는 DNAse을 PCR챔버(131,131b)로 유입시켜 DNA을 fragmentation한다.1) While slowly rotating the bio disc, the valve 158 is opened to introduce DNAse in the chamber 136 into the PCR chambers 131 and 131b to fragment the DNA.

2) 밸브158을 닫은후, 바이오 디스크를 멈춘다.2) Close the valve 158 and stop the bio disc.

3) 1∼2분간 인큐베이션한 후, 상기 히터 961을 고온으로 가열하여 DNAse의 기능을 정지 시킴으로서, fragmentation반응을 중지 시킨다. 또한 이때 고온으로 DNA는 변성(denature)되어 단일 가닥을 이룬다.3) After incubation for 1 to 2 minutes, the heater 961 is heated to a high temperature to stop the function of DNAse, thereby stopping the fragmentation reaction. In addition, at high temperature, DNA denatures to form a single strand.

상기 fragmentation에 의한 DNA길이 조절은 상기 단계 (3)의 인큐베이션 시간에 의해 조절된다. 도8b의 경우에서는 복수개의 PCR 챔버에 해당하는 복수개의챔버131b을 사용하여 복수개의 챔버 131b마다 독립된 히터(독립된 인큐베이션 시간)를 두어 fragmentation함으로서 서로 다른 길이를 갖는 DNA의 fragmentation이 가능하다.DNA length control by the fragmentation is controlled by the incubation time of step (3). In the case of Fig. 8B, fragmentation of DNA having different lengths is possible by fragmentation by using a plurality of chambers 131b corresponding to a plurality of PCR chambers, and placing a separate heater (independent incubation time) for each of the plurality of chambers 131b.

< 혼성화 공정><Hybridization process>

혼성화 공정은 상기의 적당한 크기로 fragmented된 단일가닥 혹은 PCR공정후 고열 처리에 의해 단일가닥을 이룬 DNA을, 상기 분석사이트(132)에 미리 준비된 바이오틴 표지된 캡쳐 프로브와 혼성화(hybridization) 반응을 일으키기 위한 공정으로 일실시예는 다음과 같다.In the hybridization process, a single-stranded fragmented DNA or a single-stranded DNA by high temperature treatment after a PCR process is used to generate a hybridization reaction with a biotin-labeled capture probe prepared in advance on the assay site 132. One embodiment of the process is as follows.

1) 바이오 디스크를 서서히 회전시키면서 밸브153을 개방하여 상기 단일 가닥의 DNA을 분석사이트(132)내로 이동시킨다.1) Open valve 153 while slowly rotating the bio disc to move the single stranded DNA into assay site 132.

2) DNA가 바이오 디스크의 분석사이트에 골고루 퍼진 후에는 밸브 153을 닫은 후, 디스크 회전을 멈추고, 바이오 디스크을 실온에서 3-5분간 정체상태로 배양을 한다. 또한 외부 전극 패턴 962와 전극판 963을 이용한 전계제어 또는 히터 962에 의한 열(heat)제어에 의해 하이브리드 반응을 조절한다. (하이브리드 반응).2) After the DNA is evenly spread on the bio disc analysis site, close the valve 153, stop the disc rotation, and incubate the bio disc for 3 to 5 minutes at room temperature. In addition, the hybrid reaction is controlled by electric field control using the external electrode pattern 962 and the electrode plate 963 or heat control by the heater 962. (Hybrid reaction).

상기 전극 패턴 962는 단독으로는 히터로서 작동하지만. 전극판 963과 조합하여서는 수직 방향의 전계를 발생시키기 위한 전극판 역할도 한다.The electrode pattern 962 alone acts as a heater. In combination with the electrode plate 963, it also serves as an electrode plate for generating an electric field in the vertical direction.

3) 바이오 디스크는 회전을 시키면서 밸브 157을 개방하여 하이브리드 용액(Hybridization buffer) 을 분석 사이트(132)로 주입하면서, 첨가세정하든가 겸하여 디스크의 상하로 분포배치된 외부의 전계를 가해 세정한다(제1세정 과정). 이후 밸브 157을 닫는다. 상기 세정 과정동안 밸브156을 개방한다. 세정이 끝난후다시 밸브 156을 닫는다.3) While the bio disc is rotating, the valve 157 is opened to inject the hybridization buffer into the analysis site 132, and is cleaned by addition or washing by applying an external electric field distributed up and down of the disc (first). Cleaning process). Then close valve 157. Valve 156 is opened during the cleaning process. After cleaning, close valve 156 again.

4) 이후, 디스크를 서서히 회전 시키면서 밸브 154을 개방하여 단일가닥을 절단하기 위한 nuclease 효소 용액을 분석사이트(132)에 도입하면서 디스크 회전에 의해 분산되도록 한다. 밸브 154을 닫은후, 디스크는 1-2분간 정체 상태로 배양을 한다(절단 과정).4) Thereafter, while slowly rotating the disk, valve 154 is opened to introduce the nuclease enzyme solution for cutting the single strand into the assay site 132 to be dispersed by rotating the disk. After closing valve 154, the disc is incubated for 1-2 minutes (cutting process).

5) 그다음 디스크를 서서히 회전시키면서 밸브 160을 개방하여 온도 80도 하 에서 PBS용액 첨가 세정하든가, 겸하여 디스크 회전 및 외부 전계에 의한 세정을 한후, 밸브 160을 닫는다.5) Then, while slowly rotating the disk, open the valve 160 to clean the PBS solution under the temperature of 80 ° C. Alternatively, close the valve 160 after the disk rotation and the cleaning by the external electric field.

6) 밸브155을 개방하여 표면에 스트렙아비딘 표지된 금속 미소구 현탁액(suspension)을 디스크에 도입시키면서 , 금속 입자가 골고루 분포되도록 부드럽게 회전을시킨다( "구속 프로브-라벨" 형성과정). 이때 상기 바이오틴 표지된 캡쳐 프로브 와 스트렙아비딘 표지된 금속 미소구(40)간에 바이오틴-스트렙아비딘이 결합구조가 만들어 진다. 이후 밸브 155을 닫는다.6) Open valve 155 to introduce a streptavidin-labeled metal microsphere suspension on the disk and gently rotate it to distribute the metal particles evenly (“binding probe-label” formation). At this time, a biotin-strepavidin binding structure is made between the biotin-labeled capture probe and the streptavidin-labeled metal microspheres 40. The valve 155 is then closed.

상기 온도 및 전계 발생은 외부 전극 패턴 962와 전극판 963을 이용한다. 전극 패턴 962는 단독으로는 히터로서 작동하지만 전극판 963과 조합하여서는 수직 방향의 전계를 발생시키기 위한 전극판 역할도 한다.The temperature and the electric field are generated using the external electrode pattern 962 and the electrode plate 963. The electrode pattern 962 alone acts as a heater but in combination with the electrode plate 963 also serves as an electrode plate for generating an electric field in the vertical direction.

7) 그 다음 디스크가 강하게 회전을 하는 동안에 밸브 162를 개방하여 챔버 128의 증류수을 첨가하여 세정하든지, 겸하여 전계를 가해 세정하든지 한다.(제 2 세정 과정).7) Then, while the disk is rotating strongly, valve 162 is opened to clean by adding distilled water from chamber 128, or by applying electric field (second cleaning process).

세정과정동안 밸브 156을 개방한다.Open valve 156 during the cleaning process.

< Detection 공정><Detection process>

이후 절단 가능한 신호요소가 침착된 미리 결정된 부위(site)를 검사하도록 프로그램된, 상기 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 바로 판독을 한다.The reading is then immediately made by a detector coupled with a transducer comprising the optical, electrochemical, capacitance or impedance device, programmed to inspect a predetermined site where the cleavable signal element is deposited.

이후, 상기 판독 결과에 따른 진단 결과 와 처방이 컴퓨터 모니터 상에 표시되고, 자동 혹은 수동으로 해당 전문의사 와 인터넷 망을 통해 원격 접속되고, 상기 진단 데이터 와 결과가 필요시 전문의사에게 원격 전송된다. 이후 환자는 전문의사의 처방을 기다린다.Thereafter, the diagnosis result and the prescription according to the reading result are displayed on the computer monitor, automatically or manually remotely connected through the corresponding doctor and the Internet network, and the diagnosis data and the result are remotely transmitted to the specialist when necessary. The patient then waits for a prescription from a specialist.

상기 절단 과정, 제1 세정 과정 및 제 2 세정 과정, 원격 진단 과정은 선출원 특허인 국내 특허 출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956) 및 PCT출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중가닥 또는 단일가닥에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2002.01.27 PCT/KR02/00126)에 잘 예시되어 있다.The cleavage process, the first washing process, the second washing process, and the remote diagnosis process are performed by nucleic acid hybridization analysis using a cleavage technique that specifically reacts to a specific sequence of complementary double bonds of the domestic patent application "nucleic acid and oligonucleotide". Methods and Apparatus "(2001,01,27 10-2001-0003956) and PCT Application" Methods and Apparatus for Nucleic Acid Hybridization Using Cleavage Techniques that Respond Specificly to Complementary Double or Single Strands of Nucleic Acids and Oligomers "( 2002.01.27 PCT / KR02 / 00126).

도8d는 상기 인터디지테이티드 어레이(701)를 이용한 전기 화학 탐지 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치가 분석 사이트(132)내에 내장된 일실시예이고, 도8e는 상기 광학 장치를 포함하는 변환기와 결합된 광학 분석 탐지 장치(99a,99b)가 상기 실리콘 웨이퍼상에 반도체 공정에 의해 집적(integration)화 된 일 실시예이다.FIG. 8D is an embodiment in which an electrochemical detection or capacitance and impedance measurement device using the interdigitated array 701 is embedded in the analysis site 132, and FIG. 8E is coupled with a transducer including the optical device. Optical analysis detection devices 99a and 99b are an embodiment in which the semiconductor process is integrated by a semiconductor process.

상기 도 8e의 광학분석 탐지 장치에는 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b의 광학적 탐지기가 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.The optical detectors of FIGS. 5A, 5B, 6A, and 6B may be variously modified and applied to the optical analysis detecting apparatus of FIG. 8E.

상기 도 8c의 Lab On a Chip에 대한 주요 공정의 일 실시예는 다음과 같다.An embodiment of a main process for the Lab On a Chip of FIG. 8C is as follows.

< 프렙 공정><Prep process>

상기 프렙 챔버(130)에는 피로부터 혈청을 추출하기 위한 챔버로 프렙 공정의 일실시예는 다음과 같다.An embodiment of the preparation process is a chamber for extracting serum from blood in the preparation chamber 130 as follows.

1) blood 10 ㎕(EDTA,ACD Tube)을 상기 프렙 챔버(130)에 설치된 샘플 주입구(121)를 통해 주입한다. 상기 프렙 챔버(130)의 출구 쪽에는 여과용 필터(177a)가 들어 있다1) 10 μl of blood (EDTA, ACD Tube) is injected through the sample inlet 121 installed in the preparation chamber 130. The outlet side of the prep chamber 130 contains a filtration filter 177a.

2) 밸브 152을 개방하고 서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 .상기 챔버130의 피를 여과용 필터(177a)을 통과하여 conjugate 챔버(142a)에 유입시킨다.2) While opening the valve 152 and slowly rotating the bio-disc. The blood of the chamber 130 passes through the filtration filter 177a and flows into the conjugate chamber 142a.

3) 마지막으로, 디스크 회전을 멈춘후 밸브 152닫는다.3) Finally, close the valve 152 after stopping the disk rotation.

< 항원-항체 반응><Antigen-antibody reaction>

도8c의 conjugate 챔버(142a)내에는 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex)가 표지된 conjugate antibody가 저장되어 있고 분석사이트(132)내에는 기질상에 capture antibody가 고정되어 있다.In the conjugate chamber 142a of FIG. 8C, a conjugated antibody labeled with gold or latex is stored as a particle for color development, and a capture antibody is immobilized on a substrate in the assay site 132.

이 공정은 상기 프렙 공정에서 추출된 혈청내의 항원이 conjugate 챔버(142a)내에서 conjugate antibody와 결합하여, "conjugat-항원의 결합체" 를 형성한 후, 분석 사이트(132)내에서 상기 conjugate-항원 결합체와 capture antibody간에 항원-항체 반응을 하는 공정으로 일실시예는 다음과 같다.In this step, the antigen in the serum extracted in the preparation process binds to the conjugate antibody in the conjugate chamber 142a to form a "conjugat-antigen conjugate", and then the conjugate-antigen conjugate in the assay site 132. Antibodies-antibody reaction between the capture antibody and one embodiment as follows.

1) 상기 conjugate 챔버(142a)로 유입된 항원과 conjugate antibody간에 "conjugate-항원의 결합체" 를 형성토록 1∼2분간 인큐베이션 한다.1) Incubate for 1-2 minutes to form a "conjugate-antigen conjugate" between the antigen introduced into the conjugate chamber 142a and the conjugate antibody.

2) 밸브 153을 개방하고 서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 .상기 챔버142a내의 "conjugate-항원의 결합체"를 상기 분석사아트(132)내로 이동시킨다.2) Open valve 153 and slowly rotate the bio disc to move the "conjugate-antigen combination" in chamber 142a into the assay art 132.

3) 디스크 회전을 멈춘후 밸브 153닫는다.3) Close the valve 153 after stopping disk rotation.

4) 바이오 디스크을 실온에서 3-5분간 정체상태로 배양을 하여 상기 "conjugate-항원의 결합체" 와 capture antibody간에 항원-항체 반응이 일어나도록 놔둔다.4) Incubate the biodisc for 3-5 minutes at room temperature and allow the antigen-antibody reaction to occur between the "conjugate-antigen conjugate" and the capture antibody.

5) 그 다음 디스크가 회전을 하는 동안에 밸브 150,153 과156를 개방하여 챔버 129의 washing 버퍼을 첨가하여 분석사이트(132)을 세정한다.5) Then, while the disk is rotating, valves 150, 153 and 156 are opened to clean the assay site 132 by adding the washing buffer in chamber 129.

< Detection 공정><Detection process>

이후 구속 혹은 이탈 신호요소가 침착된 미리 결정된 부위(site)를 검사하도록 프로그램된, 상기 광학, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 장치를 포함하는 변환기와 결합된 탐지기에 의해 분석 사이트(132)을 판독을 한다.The analysis site 132 is then read by a detector coupled with a transducer comprising the optical, electrochemical, capacitance or impedance device, which is then programmed to examine the predetermined site where the restraint or departure signal component is deposited. .

이후, 상기 판독 결과에 따른 진단 결과 와 처방이 컴퓨터 모니터 상에 표시되고, 자동 혹은 수동으로 해당 전문의사 와 인터넷 망을 통해 원격 접속되고, 상기 진단 데이터 와 결과가 필요시 전문의사에게 원격 전송된다. 이후 환자는 전문의사의 처방을 기다린다.Thereafter, the diagnosis result and the prescription according to the reading result are displayed on the computer monitor, automatically or manually remotely connected through the corresponding doctor and the Internet network, and the diagnosis data and the result are remotely transmitted to the specialist when necessary. The patient then waits for a prescription from a specialist.

도8f는 상기 프렙 공정, PCR공정 및 혼성화 공정에 필요한 히터와 전계 발생 장치에 대한 일실시예 이다. 도 8d및 8e의 도면부호 960,961 및 962는 전극 패턴으로 구성된 히터이다.Figure 8f is an embodiment of the heater and the electric field generating device required for the preparation process, PCR process and hybridization process. Reference numerals 960,961 and 962 of FIGS. 8D and 8E denote heaters formed of electrode patterns.

전극 패턴 962는 단독으로는 히터로서 작동하지만 전극판 963과 조합하여 수직 방향의 전계를 발생시키기 위한 전극판 역할도 한다.The electrode pattern 962 alone acts as a heater but also serves as an electrode plate for generating an electric field in the vertical direction in combination with the electrode plate 963.

상기 온도 제어 및 전계제어는 상기 제어부(63)에 의해 제어된다. 962는 히터를 위한 전극 패턴으로, 입력 단자(962a,962b)에 전압을 가하여 전극패턴(962)에 전류가 흐르도록 함으로서 상기 전극 패턴(962)이 저항선 혹은 열선으로 작용토록 한다.The temperature control and the electric field control are controlled by the controller 63. 962 is an electrode pattern for a heater, by applying a voltage to the input terminals 962a and 962b so that a current flows in the electrode pattern 962 so that the electrode pattern 962 acts as a resistance line or a heating line.

상기 제어부(63)는 상기 전극 패턴(962)의 입력 단자(962a,962b)에 전류를 공급하고 온도센서(520)에 의해 현재 전극패턴(962)에 의해 발생된 온도을 측정하여 전류량을 제어함으로써 온도조절을 한다. 또한 상기 전극 패턴(962)을 전극판(963) 과 조합하여 전계를 발생하기 위해서는 상기 전극패턴(962)의 두 입력단자(962a,962b)에 같은 전압을 인가하여 하나의 입력단자로서 취급하고, 전극판(963)을 다른 전압 인가 단자로 취급함으로서 이루어 질수 있다. 즉 전극패턴(962)와 전극판(963)간에 교류전압을 인가하여 교류 전계를 발생시킨다. DNA는 음전하(negative charge)을 띠고 있으므로, 상기 제어부(63)에 의한 전극판(963)과 전극패턴(962)사이에 인가된 교류 전압은 상기 전극 패턴(962)와 전극판 (963)간에 교류 전계를 발생시켜 DNA의 혼성화 강도 조절(stringency control)을 할 수 있을 뿐만 아니라, SNP(Single Nucleotide Polymorphism) 감지 능력을 향상시킨다.The controller 63 supplies a current to the input terminals 962a and 962b of the electrode pattern 962 and measures the temperature generated by the current electrode pattern 962 by the temperature sensor 520 to control the current amount. Make adjustments. In addition, in order to generate an electric field by combining the electrode pattern 962 with the electrode plate 963, the same voltage is applied to two input terminals 962a and 962b of the electrode pattern 962 and treated as one input terminal. This can be done by treating the electrode plate 963 as another voltage application terminal. In other words, an AC voltage is applied between the electrode pattern 962 and the electrode plate 963 to generate an AC electric field. Since DNA has a negative charge, an alternating voltage applied between the electrode plate 963 and the electrode pattern 962 by the controller 63 is alternating between the electrode pattern 962 and the electrode plate 963. By generating an electric field, not only DNA stringency control can be performed, but also SNP (Single Nucleotide Polymorphism) detection ability is improved.

SNP 감지에 대해서는 선 출원된 국내 특허 출원 " 핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중결합의 특정 서열에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2001,01,27 10-2001-0003956) 및 PCT출원 "핵산 및 올리거뉴클레오티드의 상보적 이중가닥 또는 단일가닥에 특이적으로 반응하는 절단 기법을 이용한 핵산 혼성분석 방법 및 장치" (2002.01.27 PCT/KR02/00126) 에 잘 예시되어 있다.Regarding SNP detection, a pre- filed domestic patent application "nucleic acid hybridization method and apparatus using cleavage techniques that specifically react to specific sequences of complementary double bonds of nucleic acids and oligonucleotides" (2001,01,27 10-2001- 0003956) and PCT Application "Nucleic Acid Hybridization Methods and Apparatus Using Cleavage Techniques That Respond Specificly to Complementary Double or Single Strands of Nucleic Acids and Oligonucleotides" (2002.01.27 PCT / KR02 / 00126) .

상기 실시 예 도 8d 및 8e의 온도센서(520)는 정밀한 온도 제어가 필요한 PCR 공정에만 사용하였으나, 온도 감지가 필요한 공정에 모두 사용할 수도 있다.8d and 8e, the temperature sensor 520 is used only for a PCR process requiring precise temperature control, but may be used for all processes requiring temperature sensing.

바이오 디스크가 바이오 드라이브에 로딩이 되면 자동으로 분석을 시작한다.When the bio disc is loaded into the bio drive, the analysis starts automatically.

그러나 샘플 주입구에 샘플이 주입 안된 채, 로딩된 경우는 다시 eject 및/또는 경고 메시지를 사용자에게 보낸다.However, when the sample is loaded without being injected into the sample inlet, eject and / or a warning message is sent back to the user.

상기 샘플 주입여부는 상기 프렙챔버(130)내에 임피던스 측정장치를 더 구비함으로서 확인 가능하다. 즉 샘플 주입이 된 경우와 안된 경우는 임피던스 특성이 서로 다르므로, 샘플 주입여부를 알 수 있다.The sample injection can be confirmed by further comprising an impedance measuring device in the preparation chamber 130. That is, when the sample is injected or not, the impedance characteristics are different, so whether the sample is injected can be known.

이것에 대한 일실시예는 상기 분석사이트(132)에 사용했던 인터디지테이티드 어레이에 의한 임피던스 측정 장치이다.One embodiment of this is the impedance measurement device by the interdigitated array used in the analysis site 132.

만약 바이오 디스크에 의한 샘플의 진단 혹은 분석 중, 사용자에 의한 바이오 드라이버로부터 바이오 디스크의 eject(un-loading) 혹은 stop요구시, 바이오 드라이버는 무시한 채 분석 및 진단을 계속 진행한다. 이때 경고 메시지(warning message)를 사용자에게 알려주든가 패스워드를 요구한다.If during the diagnosis or analysis of the sample by the bio-disc, when the bio-disc ejects (un-loading) or stops the bio-disc from the user, the bio-driver ignores the bio-driver and continues the analysis and diagnosis. At this time, a warning message is notified to the user or a password is required.

패스워드가 맞는 경우 사용자의 eject(un-loading) 혹은 stop요구를 받아 들인다.If the password is correct, accept the user's eject (un-loading) or stop request.

진단 및 분석 완료시에는 사용자의 eject 요구를 받아들여 바이오 드라이버로부터 바이오 디스크를 빼낼 수 있도록 한다.Upon completion of diagnostics and analysis, it accepts the user's eject request so that the bio-disk can be ejected from the bio driver.

또한 상기 카드 IC(188)의 메모리에는 몇 번 사용했던 디스크 인지에 대한 정보 및 유효기간 정보 및 진단하고자 하는 질병 종류가 저장되어 있다.In addition, the memory of the card IC 188 stores information on how many times the disk has been used, information on expiration date, and the type of disease to be diagnosed.

즉 1회용 바이오 디스크를 사용 중, 혹은 완료시 eject 했을 때, 상기 카드IC(188)의 메모리에 그것에 대한 이력(history)을 기록 하여, 추후 재 로딩(loading)하였을 때 진단 불가용 바이오 디스크임을 사용자에게 알려 준다.In other words, when the disposable bio-disc is ejected during use or completion, the history of the bio-disc is recorded in the memory of the card IC 188, and the bio-disc can not be diagnosed when it is reloaded later. Inform

또한 유효기간이 지난 바이오 디스크에 대해서도 진단 불가용 바이오 디스크임을 사용자에게 알려 준다.It also informs the user that the bio disc is not available for diagnosis even after the expiration date.

도면 9a및 9b는 프렙공정, PCR공정 및 전기영동을 함께할 수 있는 바이오 디스크의 또 다른 일 실시예이다.Figures 9a and 9b is another embodiment of a bio-disk that can be combined with the preparation process, PCR process and electrophoresis.

도 9a는 프렙공정과 PCR공정을 포함한 PCR용 바이오 디스크를 나타낸다.9A shows a bio disk for PCR including a preparation process and a PCR process.

도면 부호 170은 디스크의 중심 공극이고, 171은 상기 제어용디스크(200)와의 연결을 위한 인터페이스부를 제공한다.Reference numeral 170 denotes a central void of the disk, and 171 provides an interface for connecting to the control disk 200.

도면 부호130는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정을 포함하는 프렙챔버(Preparation chamber)이고, 131a는 PCR(Polymer Chain Reaction)공정 위한 PCR챔버로 PCR 공정에 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 저장하고 있는 챔버이고, 88a는 PCR product를 출력하는 출력 챔버(out chamber)이다.Reference numeral 130 is a preparation chamber including a preparation process for preparing a DNA sample from blood or cells or RNA, and 131a is a PCR chamber for a polymer chain reaction (PCR) process. It is a chamber that stores a buffer solution containing various enzymes, including enzymes and primers, and 88a is an out chamber which outputs a PCR product.

도면 부호 129는 washing buffer가 들어 있는 챔버 이고, 129a는 증류수가들어 있는 챔버이다. 144a는 Ladder Marker을 저장하기 위한 챔버 이고, 141a는 Positive 혹은 Negative Control이 들어 있는 챔버이다. 이들 각각에 대한 출력 챔버(88b,88c)가 있다.Reference numeral 129 denotes a chamber containing a washing buffer, and 129a denotes a chamber containing distilled water. 144a is a chamber for storing the ladder marker, and 141a is a chamber containing positive or negative control. There are output chambers 88b and 88c for each of these.

142a 및 143a는 stain을 비롯한 전기영동에 필요한 각종 용액를 포함하는 챔버들이다. 이들 각각에 대한 출력 챔버(88d,88e)가 있다.142a and 143a are chambers containing various solutions for electrophoresis, including staining. There are output chambers 88d and 88e for each of these.

도면 부호 150,151,152,153,154a,155a,156a,157a는 밸브이다.Reference numerals 150,151,152,153,154a, 155a, 156a, 157a denote valves.

상기 출력 챔버(88a)는 피켓 혹은 주사위에 의한 PCR product 채취하여 수동조작에 의한 전기영동(electrophoresis)이 가능토록 하는 출입구(outlet)가 있을 수 있다.The output chamber 88a may have an outlet for allowing electrophoresis by manual operation by collecting a PCR product by a picket or a die.

도 9b는 전기영동을 포함한 전기영동용 디스크의 일 실시예를 나타낸다.Figure 9b shows one embodiment of an electrophoretic disk including electrophoresis.

상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크는 상기 PCR용 바이오 디스크와 합쳐져 자동화된 전기영동이 가능한 바이오 디스크 장치를 제공한다.The electrophoresis disk is combined with the PCR biodisc to provide a biodisc device capable of automated electrophoresis.

상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크는 상기 PCR용 바이오 디스크의 밑면에 위치한다.The electrophoresis disk is located on the bottom of the PCR bio disk.

상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크에는 전압을 아가로스겔(agarosdegel) 및/또는 아크릴아마이드 겔(polyacrylamide gel)로 구성된 겔판(Gel plate)(555c)에 인가하기 위한 전극(555a,555b)이 구비되어 있다.The electrophoresis disk is provided with electrodes 555a and 555b for applying a voltage to a gel plate 555c composed of agarosdegel and / or polyacrylamide gel. have.

상기 PCR product, ladder marker, positive/negative 컨트롤 및 stain의 출력 챔버 (88a,88b,88c,88d,88e)들은 전기 영동(Electrophoresis) 디스크의 입력챔버(99a,99b,99c,99d,99e)들과 일대일 연결되어, 상기 밸브152a,157a,154a,155a,156a 개방시 상기 출력 챔버의 내용물들이 .전기영동용 디스크의 입력챔버로 유입되고 상기 전극.(555a,555b)에 전압이 인가되어 전기영동이 진행된다.The output chambers 88a, 88b, 88c, 88d and 88e of the PCR product, ladder marker, positive / negative controls and stains are connected to the input chambers 99a, 99b, 99c, 99d and 99e of the electrophoresis disk. When the valves 152a, 157a, 154a, 155a, and 156a are opened, the contents of the output chamber flow into the input chamber of the electrophoretic disk and a voltage is applied to the electrodes. Proceed.

일정시간이 지나 전기영동을 멈추기 위해 상기 인가된 전압이 제거된다.The applied voltage is removed to stop electrophoresis after a certain time.

상기 전압제어 및 밸브제어는 상기 제어부(63)에 의한다.The voltage control and valve control are by the control unit 63.

상기 제어용 디스크(200)는 상기 PCR용 디스크와 전기영동용 디스크간의 연결은 인터페이스부(171)에 의한다.The control disk 200 is connected to the PCR disk and the electrophoretic disk by the interface unit 171.

또한 상기 전기 영동용 디스크를 구비한 바이오 디스크 장치는 UV(Ultra Violet) 조사장치와 카메라를 더 구비하여 상기 겔 판(555c)에 생성된 밴드를 측정 저장, 전송하는 것이 가능하다.In addition, the bio-disc device having the electrophoretic disk may further include a UV (Ultra Violet) irradiation device and a camera to measure, store, and transmit the band generated in the gel plate 555c.

또한 본 발명의 도 10a 내지 도 10b의 분석 장치는 상기 immuno assay(면역학적 검증장치) 와 핵산 프로브(probe) 반응 분석 을 동시에 분석 하기 위해, 바이오 디스크상에 동시배치가 가능하다. 170은 디스크의 중심 공극이다In addition, the analysis apparatus of FIGS. 10A to 10B of the present invention may be co-located on a bio-disc to simultaneously analyze the immunoassay (immunological verification apparatus) and nucleic acid probe (analysis probe reaction) assay. 170 is the central void of the disc

도 10a는 각 방향(angular direction)으로 항원항체 반응을 위한 immuno 분석 섹터 와 핵산 프로브의 반응분석을 위한 분석 섹터가 분리된 것을 나타내고, 도 10b는 거리 방향(radial direction)으로 항원항체 반응을 위한 immuno 분석 섹터 와 핵산 프로브의 반응분석을 위한 분석 섹터가 분리된 것을 나타낸다.FIG. 10A shows that an immunoassay sector for antigen antibody reaction in an angular direction and an assay sector for response analysis of a nucleic acid probe are separated, and FIG. 10B shows an immuno antibody for antigen antibody response in a radial direction. Indicates that the analysis sector for the reaction analysis of the analysis sector and the nucleic acid probe is separated.

상기 immuno assay(면역학적 검증장치)와 핵산 프로브(probe) 반응 분석 을 동시에 분석 동시에 검사함으로서, 질병 분석의 신뢰도를 배가 시킬수 있을뿐만 아니라 적절한 조합에 의해 분석지역(site) 수를 줄일 수 있다.By simultaneously testing the immunoassay (immunological verification device) and nucleic acid probe (analysis of probe reaction) analysis simultaneously, the reliability of disease analysis can be doubled and the number of assay sites can be reduced by appropriate combination.

도 11a 및 11b는 바이오 드라이버 장치의 외관에 대한 일실시예로, 751은 상기 바이오 드라이버 장치의 케이스이고, 750은 상기 바이오 디스크(100,700,1000)를 로딩하기 위한 트레이(tray)이다. 또한 본 발명의 바이오 디스크 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼(745), 정지버튼(746)을 갖는다.11A and 11B illustrate an appearance of a bio driver device, in which 751 is a case of the bio driver device and 750 is a tray for loading the bio discs 100, 700, and 1000. In addition, the bio-disc driver device of the present invention has a play and seek button 745 and a stop button 746 for normal optical disc reproduction.

도11a는 발광다이오드를 사용하여 바이오드라이버 장치의 진행상태를 표시해주는 일 실시예를 나타낸다.11A illustrates an embodiment in which a progress state of a bio driver device is displayed using a light emitting diode.

현재 로딩된 된 디스크가 바이오 디스크임을 표시하는 발광 다이오드(741), 현재의 분석 경과를 표시해주는 경과표시 발광다이오드(742)를 구비한다. 도면부호 743은 통상의 Optical 디스크가 로딩되었음을 표시하기 위한 발광 다이오드 이다. 발광 다이오드는 일실시예로서 다른 표시 장치가 사용될 수 있다.A light emitting diode 741 is provided to indicate that the currently loaded disk is a bio disk, and a progress display light emitting diode 742 is displayed to display the progress of the current analysis. Reference numeral 743 denotes a light emitting diode for indicating that a conventional optical disk is loaded. As the light emitting diode, another display device may be used.

도11b는 액정표시 장치(760)를 사용하여 바이오드라이버 장치의 진행상태를 표시해주는 일 실시예를 나타낸다.FIG. 11B illustrates an embodiment in which the liquid crystal display device 760 displays the progress state of the bio driver device.

상기 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 공정 및 항원-항체 반응) 에 따른 진행률을 퍼센트(%) 혹은 막대 그라프(bar graph)형식으로 표시해 줄 수 있다.Progress according to the main process (prep process, PCR process, hybridization process and antigen-antibody reaction) can be displayed in the form of percentage (%) or bar graph (bar graph).

또는 컴퓨터 모니터를 사용하여 바이오 드라이버 장치의 진행상태를 표시해줄수 있다. 상기 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 공정 및 항원-항체 반응)에 따른 진행률을 퍼센트(%) 혹은 막대 그라프(bar graph), 파이 그라프(pie graph) 형식으로 표시해 줄 수 있다.Alternatively, you can use a computer monitor to display the progress of the bio driver device. Progress according to the main process (prep process, PCR process, hybridization process and antigen-antibody reaction) can be displayed in the form of percentage (%), bar graph (pie graph), pie graph (pie graph).

본 발명은 구체예와 실시예로 본 발명을 설명하고 있으나 이에 본 발명을 국한시키고자 함은 아니다. 또한, 여기에서 설명을 하는 것에 추가하여 다양한 변형 및 변화가 가능함을 당해 업자는 인지할 것이다. 이와 같은 변형 또한 첨부된 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the present invention has been described in terms of embodiments and examples, it is not intended to limit the invention thereto. In addition, those skilled in the art will recognize that various modifications and variations are possible in addition to those described herein. Such modifications also fall within the scope of the appended claims.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 유로(channel), 버퍼 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber), 상기 유로를 연결시키는 유공 및 바이오 물질이 어레이된 분석사이트(assay site)를 포함하는 고체기질과, 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브(valve)를 포함하며, 상기 분석사이트는 광투과식 측정장치 혹은 전기화학 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지장치(detector)에 의해 판독되는 것을 특징으로 하는 비광학(non-optical) 바이오 디스크를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention is a flow channel (channel) for the flow of fluid on the surface of the substrate (chamber) for storing the buffer solution, an analysis site in which the pores and biomaterials are connected to connect the flow path a solid substrate comprising an assay site and a valve for opening and closing the hole, the assay site comprising a transducer coupled detection comprising a light transmission measuring device or an electrochemical or capacitance and impedance measuring device. A non-optical bio disc is provided which is read by a detector.

본 발명의 명세서에서, 분석사이트는 바이오 물질이 어레이 되어 있다는 의미로 어레이 챔버, 또는 혼성화 혹은 항원-항체 반응이 일어난다는 의미로 혼성화 챔버 또는 항원-항체 반응 챔버와 혼용된다.In the context of the present invention, the assay site is used interchangeably with the hybridization chamber or the antigen-antibody reaction chamber, meaning that the hybrid material or the hybridization or antigen-antibody reaction occurs.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오물질은 DNA, RNA, PNA 또는 단백질(Protein)에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the biomaterial is at least one selected from DNA, RNA, PNA or protein.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 챔버는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 적어도 한 개 이상의 프렙 챔버(Preparation chamber) 및/또는; 상기 준비된 DNA 샘플을 PCR(Polymer Chain Reaction) 증폭하기 위한 적어도 한 개 이상의 PCR 챔버 및/또는; 상기 PCR공정에 의해 증폭된 DNA와 혼성화(hybridization)하기 위한 분석 및 진단용 프로브(probe)가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 적어도 한 개 이상의 혼성화 챔버(hybridization chamber) 및/또는; 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the chamber comprises at least one preparation chamber for preparing DNA samples from blood or cells or RNA and / or; At least one PCR chamber for PCR amplification of the prepared DNA sample and / or; At least one hybridization chamber to which analytical and diagnostic probes for hybridizing with DNA amplified by the PCR process are attached to the substrate in the form of an array; It is characterized by consisting of a Trash chamber (Trash chamber) for collecting the debris generated by the cleaning process.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 프렙 챔버에는 셀(cell)을 깨뜨려 DNA을 추출하기 위한 Lysis 버퍼용액과; 추출된 DNA와친화력(affinity)을 갖는 강자성체 비드(bead)가 들어 있는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the preparation chamber includes a Lysis buffer solution for extracting DNA by breaking a cell; It is characterized in that the ferromagnetic beads (afad) having affinity (affinity) with the extracted DNA is contained.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 PCR챔버는 복수개로 구성하여 상기 복수개의 PCR챔버 각각에 서로 다른 종류의 프라이머가 들어가든지; 혹은 같은 종류의 프라이머가 들어 가든지; 혹은 상기 복수개의 PCR챔버 각각에 복수개의 프라이머가 들어가는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the PCR chamber is composed of a plurality of primers, and different primers are put into each of the plurality of PCR chambers; Or primers of the same type; Alternatively, a plurality of primers may be inserted into each of the plurality of PCR chambers.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 챔버는 피 또는 세포로부터 혈청(serum)샘플 혹은 항원 내지 항체을 준비하기 위한 적어도 한개의 프렙챔버(Preparation chamber) 및/또는; 상기 준비된 항원 내지 항체와 항원-항체반응을 하기 위한 immuno 프로브(probe)가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 적어도 한 개 이상의 항원-항체 반응 챔버(Ag-Ab reaction chamber) 및/또는; 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the chamber comprises at least one preparation chamber for preparing serum samples or antigens to antibodies from blood or cells; At least one antigen-antibody reaction chamber (Ag-Ab reaction chamber) in which an immunoprobe for antigen-antibody reaction with the prepared antigen to antibody is attached to a substrate in an array form; It is characterized by consisting of a Trash chamber (Trash chamber) for collecting the debris generated by the cleaning process.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 챔버는 conjugate antibody를 저장하기 위한 conjugate 챔버 및 여과용 필터을 더 구비한 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 conjugate antibody는 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex)를 갖는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, the chamber is preferably characterized by further comprising a conjugate chamber and a filtration filter for storing the conjugate antibody. Herein, the conjugate antibody is characterized in that it has gold or latex (latex) as particles for color development.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 밸브는 유공에 위치한 초소형 구슬(micro bead) 및; 공심(air core) 혹은 비 자성체 코어(non-magnetic core)에 의한 전자석으로 구성된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 초소형 구슬은 박막형 원기둥 자석인 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the valve is a micro bead located in the hole; It is characterized by consisting of an electromagnet by an air core or a non-magnetic core. Here, the micro-bead is characterized in that the thin film cylindrical magnet.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 광투과식 측정장치는 분석사이트내 구속신호 요소 및 이탈신호요소에 레이저빔을 입사되는 레이저빔 장치와 이들 신호요소들간의 차등적 광 투과신호를 탐지하는 광학탐지기로 구성된 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the optical transmission measuring device detects a differential beam transmission signal between the laser beam device and the signal elements in which the laser beam is incident on the restraint signal element and the departure signal element in the analysis site. It is characterized by consisting of an optical detector.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 적어도 한 개이상의 광학 탐지기가 상기 복수개의 분석 사이트에 일대일 대응하여 바이오 디스크상에 원주 방향으로 어레이 형태로 집적화 배열되거나, 상기 적어도 한개 이상의 레이저 발생 장치와 한 개 이상의 광학 탐지기 모두가 상기 복수개의 분석 사이트에 일대일 대응하여 바이오 디스크상에 원주 방향으로 어레이 형태로 집적화 배열된 것을 특징으로 한다. 전자의 경우 광학 탐지기가 분석 사이트에 더욱더 근접해 있으므로 감도가 좋다. 후자의 경우 디스크 회전 없이, 비주사(non-scanning) 방식으로 상기 분석사이트를 판독하는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the at least one or more optical detectors are arranged in an array in the circumferential direction on the bio-disc in one-to-one correspondence with the plurality of analysis sites, or with the at least one or more laser generating devices. All of the one or more optical detectors are integrally arranged in an array form in the circumferential direction on the bio disc in a one-to-one correspondence with the plurality of analysis sites. In the former case, the sensitivity is good because the optical detector is closer to the analysis site. In the latter case, the assay site is read in a non-scanning manner without disc rotation.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치는 상기 분석 사이트의 기질상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극 과 구속 신호요소의 말단부에 HRP(HorseRadish Peroxidase) 및/또는 금속구가 부착된 프로브로 이루지는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the electrochemical detection device, or the capacitance and impedance measurement device, is disposed at the distal end of the interdigitated array electrode and the restraint signal element disposed on the substrate of the analysis site. It is characterized by consisting of a HRP (Horse Radish Peroxidase) and / or metal sphere attached probe.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치는 멀티프렉서(multiplexer)와 주파수 발생장치에 의해 구현되는것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, it is preferable that the electrochemical detector, capacitance and impedance measuring device using the interdigitated array electrode be implemented by a multiplexer and a frequency generator. It features.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 디스크는 바이오디스크의 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 혹은 분석사이트(site)에 대한 위치 정보, 생물정보학정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보 혹은 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보, 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 원격으로 연결될 수 있는 웹 사이트 와 각종 링크 혹은 개인 암호화 정보가 저장하기 위한 메모리 혹은 카드IC를 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the bio-disc is a protocol, an analysis algorithm, standard control values for reading or position information on an analysis site, bioinformatics information, self-diagnosis (self diagonasis). Additional information or device driver software, patient education information for clinical analysis, web sites that can be remotely connected to specialist doctors and hospitals based on diagnostic results, and memory or card ICs for storing various links or encrypted personal information. Characterized in that provided.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 본 발명에 따른 비 광학 또는 광학 바이오 디스크; 상기 바이오 디스크에 필요한 전원 혹은 제어 신호를 공급키 위한 제어부을 구비한 제어용 디스크; 및, 상기 바이오 디스크 와 제어용 디스크간을 연결키 위한 인터페이스부를 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치를 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a non-optical or optical bio-disc according to the present invention; A control disk having a control unit for supplying a power or control signal necessary for the bio-disc; And an interface unit for connecting the bio-disc and the control disc.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 인터페이스부는 제어신호를 공급키 위한 복수개의 제어신호 연결부 및/또는 전원공급을 위한 전원 연결부를 구비하여 바이오 디스크와 전기적으로 연결 되는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the interface unit includes a plurality of control signal connection units for supplying a control signal and / or a power connection unit for power supply, and is electrically connected to the bio-disc.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 인터페이스부는 나선형으로 배치된 바이오 디스크상의 도체로 코팅된 연결홈들과 제어용 디스크상의 도체아암들이 서로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the interface unit is formed by connecting conductor grooves on a control disc and conductor grooves coated with conductors on a spiral-shaped bio disc.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 제어용 디스크로의 전원 공급은 외부 전원장치와 연결된 브러쉬와 상기 제어용 디스크상의 환형 전극판간의 마찰 접촉에 의해 이루어 지는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, the power supply to the control disk is preferably made by frictional contact between a brush connected to an external power supply device and the annular electrode plate on the control disk.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 제어용 디스크는 PCB(Printed Circuit Board) 혹은 실리콘 웨이퍼상에 집적된 회로에 의해 구성된 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the control disc is composed of a printed circuit board (PCB) or a circuit integrated on a silicon wafer.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 유체 이동은 상기 제어용 디스크에 기계적으로 맞물려 연결되어 동시 회전하는 바이오 디스크에 유도된 원심력과 상기 밸브 개폐에 의한 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the fluid movement is caused by the centrifugal force induced by the bio-disc simultaneously rotating and mechanically connected to the control disc and the valve opening and closing.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 제어용 디스크는 상기 탐지장치에 의해 얻어진 상기 분석 사이트에 대한 판독 결과를 적외선, 광 혹은 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장장치 혹은 출력 장치로 보내기 위한 비접촉 인터페이스를 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, the control disc preferably transmits the reading of the analysis site obtained by the detection device to an external central control device or storage device or output device through an infrared, optical or wireless interface. It further comprises a contactless interface for.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 디스크와 제어용 디스크는 합쳐져 한 개의 일체형 바이오 디스크로 구성된 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the bio-disc and the control disc are combined to constitute one integrated bio-disc.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 일체형 바이오 디스크는 실리콘 웨이퍼 재료을 사용하여 상기 제어부, 카드IC, 비접촉 인터페이스, 상기 밸브 제어를 위한 전극판 혹은 전자석 및 각종 회로 패턴을 포함한 전자회로 및 상기 챔버 및 채널 을 실리콘 웨이퍼상에 photolithography 및 에칭공정에 의해 monolithic 형태의 집적 회로(Integrated Circuit) 로 설계한 것을 특징으로한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the integrated bio-disc comprises an electronic circuit including the control unit, a card IC, a non-contact interface, an electrode plate or an electromagnet for controlling the valve, and various circuit patterns using a silicon wafer material. The chambers and channels are designed as monolithic integrated circuits by photolithography and etching on silicon wafers.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 일체형 바이오 디스크는 통상의 Optical 디스크(CD-RW,DVD-RW,CD 또는 DVD)와 합쳐져 통합 바이오 디스크로 구성된 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the integrated bio-disc is composed of an integrated bio-disc combined with a conventional optical disc (CD-RW, DVD-RW, CD or DVD).

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 본 발명에 따른 비광학 또는 광학 바이오 디스크에 필요한 전원 혹은 제어 신호를 공급키 위한 제어부를 구비한 제어용 디스크; 상기 디스크를 회전시키기 위한 모터; 상기 제어용 디스크상의 제어부에 전원을 공급하기 위한 브러쉬; 상기 제어부의 제어신호 및/또는 전원신호를 상기 바이오 디스크에 공급키 위한 인터페이스부; 및 바이오 드라이버를 지지하고 있는 몸체를 포함하는 바이오 드라이버 장치를 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a control disk having a control unit for supplying a power or control signal required for the non-optical or optical bio-disc according to the present invention; A motor for rotating the disk; A brush for supplying power to the control unit on the control disk; An interface unit for supplying a control signal and / or a power signal of the controller to the bio disc; And a body supporting the bio driver.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 분석 사이트를 판독키 위한 광투과식 측정장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다.The bio driver device of the present invention is preferably characterized by further comprising a transducer coupled detection device comprising a light transmission measuring device for reading the analysis site.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 분석 사이트에 대한 판독 결과를 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장 혹은 출력장치로 보내거나 상기 중앙제어장치로부터의 명령을 받기 위한 비접촉 인터페이스 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the apparatus further comprises contactless interface means for sending a read result of the analysis site to an external central control device or storage or output device or to receive a command from the central control device. It is characterized by.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 중앙제어장치 및 저장 혹은 출력장치가 설계 되여 있는 회로기판이 상기 바이오 드라이브 몸체에 이음 체결되어있고, 상기 중앙제어 장치는 상기 바이오 디스크 및 제어용 디스크의회전 혹은 정지시 모터를 회전 정지시킬 뿐만 아니라, 디스크 회전시작시 제어용 디스크와 바이오 디스크를 상기 인터페이스부에 의해 기계적 혹은/및 전기적으로 연결하여 동시 회전토록 하는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, a circuit board on which a central control device and a storage or output device are designed is jointly fastened to the bio drive body, and the central control device rotates the bio disc and the control disc. Alternatively, in addition to stopping the motor when the motor is stopped, the control disk and the bio-disc are mechanically and / or electrically connected to each other by the interface unit when the disk starts to rotate.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 출력장치는 USB(Universal Serial Bus) 혹은 IEEE1394 의 통신 규격을 갖는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the output device has a communication standard of USB (Universal Serial Bus) or IEEE1394.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 본 발명에 따른 비광학 또는 광학 바이오 디스크; 상기 바이트 디스크 혹은 통상의 optical 디스크를 올려 놓기 위한 턴 테이블; 및, 상기 바이오 디스크에 전원 혹은 제어 신호를 공급키 위한 제어부을 구비한 제어용 디스크를 포함하며, 상기 제어용 디스크는 상기 턴 테이블에 고정결합되어 상기 턴테이블에 로딩된 바이오 디스크를 제어하는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치를 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a non-optical or optical bio-disc according to the present invention; A turn table for placing the bite disk or a conventional optical disk; And a control disc having a control unit for supplying a power or control signal to the bio disc, wherein the control disc is fixedly coupled to the turn table to control the bio disc loaded on the turn table. Provide the device.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 제어용 디스크는 상기 바이오 디스크에 내장된 박막형 자석을 제어하기 위한 전자석을 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the control disc further includes an electromagnet for controlling the thin-film magnet embedded in the bio-disc.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 턴 테이블에 고정 결합된 제어용 디스크와 턴 테이블에 로딩된 바이오 디스크간에는 0.1 - 5mm의 높이 간격이 있는 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는 약 1mm의 높이 간격을 갖는다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, there is a height interval of 0.1-5 mm between the control disk fixedly coupled to the turn table and the bio-disc loaded on the turn table, more preferably about 1 mm. It has a height gap.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 제어용 디스크는 회전전극과 브러쉬간의 마찰접촉에 의해 외부로부터 전원을 공급받아서, 상기 바이오 디스크에 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the control disc is supplied with power from the outside by frictional contact between the rotating electrode and the brush to supply power to the bio-disc.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 제어용 디스크는 PCB(Printed Circuit Board) 혹은 실리콘 웨이퍼상에 집적된 회로에 의해 구성된 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, preferably, the control disc is composed of a printed circuit board (PCB) or a circuit integrated on a silicon wafer.

본 발명의 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 제어용 디스크는 상기 탐지장치에 의해 얻어진 상기 분석 사이트에 대한 판독 결과를 적외선, 광 혹은 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장장치 혹은 출력 장치로 보내기 위한 비접촉 인터페이스를 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio-disc device of the present invention, the control disc preferably transmits the reading of the analysis site obtained by the detection device to an external central control device or storage device or output device through an infrared, optical or wireless interface. It further comprises a contactless interface for.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 본 발명에 따른 비광학 또는 광학 바이오 디스크 혹은 통상의 optical 디스크를 올려 놓기 위한 턴 테이블; 상기 턴테이블에 고정 결합되어, 상기 바이오 디스크에 필요한 전원를 공급하고, 상기 바이오 디스크에 내장된 밸브을 제어하기 위한 제어부 와 전자석을 구비한 제어용 디스크; 상기 디스크를 회전시키기 위한 모터; 상기 제어용 디스크상의 제어부에 전원공급을 공급하기 위한 전원공급수단; 및, 바이오 드라이버를 지지하고 있는 몸체를 포함하는 바이오 드라이버 장치를 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a non-optical or optical bio-disc according to the present invention or a turn table for mounting a conventional optical disk; A control disk fixedly coupled to the turntable, for supplying power to the bio disk, and having a control unit and an electromagnet for controlling a valve embedded in the bio disk; A motor for rotating the disk; Power supply means for supplying a power supply to a control unit on the control disk; And a body supporting the bio driver.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 전원 공급 수단은 회전 전극 와 브러쉬간 마찰접촉에 의해, 양(positive) 전원을 공급하며, 음(negative) 전원은 접지된 모터 혹은 접지된 모터 축과의 전기적 연결을 통해 제어용 디스크에 공급하는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the power supply means supplies positive power by frictional contact between the rotating electrode and the brush, and the negative power supply is a grounded motor or a grounded motor shaft. It is characterized in that the supply to the control disk through the electrical connection with.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 분석사이트를 판독키 위한 광투과식 측정장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다.The bio driver device of the present invention is preferably characterized by further comprising a transducer coupled detection device comprising a light transmission measuring device for reading the assay site.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 분석사이트에 대한 판독 결과를 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장 혹은 출력장치로 보내거나 상기 중앙제어장치로부터의 명령을 받기 위한 비접촉 인터페이스 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the apparatus further comprises contactless interface means for sending a read result of the analysis site to an external central control device or storage or output device or to receive a command from the central control device. It is characterized by.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 중앙제어 장치 및 저장수단 혹은 출력장치가 설계 되여 있는 회로기판이 상기 바이오 드라이브 몸체에 이음 체결되어있고, 상기 중앙제어 장치는 상기 바이오 디스크 및 제어용 디스크의 회전 혹은 정지시 모터를 회전 정지토록 하는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, a circuit board on which the central control device and the storage means or the output device are designed is jointly fastened to the bio driver body, and the central control device is a When the rotation or stop the motor is characterized in that to stop the rotation.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 통상의 Optical 디스크(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, 또는 DVD등)을 판독하기 위한 광 픽업 장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다.The bio driver device of the present invention is preferably characterized by further comprising an optical pickup device for reading an ordinary optical disk (e.g., music CD, CD-R, game CD, or DVD).

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 드라이버장치에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등의 Optical Disc인지, 아니면 바이오 디스크인지를 상기 제어부가 판단하기 위한 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the control unit determines whether the disc loaded in the bio driver device is an optical disc such as a general music CD, a CD-R, a game CD, a DVD, or a bio disc. It further comprises a bio-disc detection means for determining.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 수단은 바이오 디스크상에 배치된 분압 수단에 의해생성된 일정 전압을 상기 제어용 디스크의 제어부가 측정 하고, 이후 상기 제어부는 바이오 디스크 감지 신호(Bio-disc detection signal)을 비접촉 인터페이스를 통하여 중앙 제어 장치에 무선송신토록 함으로서, 현재 로딩된 디스크가 바이오 디스크임을 상기 중앙제어장치에 통보하는 것을 특징으로 한다.In the bio driver apparatus of the present invention, preferably, the bio-disc detection means measures the constant voltage generated by the voltage dividing means disposed on the bio disc by the control unit of the control disc. The controller transmits a bio-disc detection signal to the central control unit via a non-contact interface to wirelessly notify the central control unit that the currently loaded disk is a bio-disc.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 광 픽업장치가 바이오 디스크상의 특정 위치에 그루브 패턴(groove pattern) 혹을 데이터 패턴을 판독하여 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 바이오 디스크임을 중앙제어 장치가 인식하도록 하는 것을 특징으로 한다.In the bio driver apparatus of the present invention, preferably, the optical pickup apparatus reads a groove pattern or a data pattern at a specific position on the bio disc so that the disc currently loaded in the bio driver is a bio disc. Characterized in that the central control unit recognizes.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 중앙제어장치는 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)인지 바이오 디스크인지를 판단하여, 통상의 Optical 디스크인 경우는 디스크로 부터 읽은 내용을 상기 광 픽업장치로부터 저장장치 혹은 출력장치로 전송하거나, 쓸내용을 광 픽업 장치로 보내고, Read/Write 에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 각부에 제공하는 등의 Optical 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, 바이오 디스크인 경우 바이오 디스크 의 제어를 위한 각종 제어 명령신호를 비접촉 인터페이스를 통해 보내는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the central controller is a normal optical disc by judging whether it is a normal optical disc (eg, music CD, CD-R, game CD, DVD, etc.) or a bio disc. In this case, the optical disc may be transferred from the optical pickup device to the storage device or output device, or the content may be sent to the optical pickup device, and various control signals required for read / write may be provided to the respective parts. Normal operation for, and in the case of a bio-disc characterized in that it transmits various control command signals for the control of the bio-disc through a contactless interface.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 드라이버 장치는 바이오 디스크의 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 혹은 분석 사이트(site)에 대한 위치 정보, 생물정보학정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보 혹은 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한환자교육정보, 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 원격으로 연결될 수 있는 웹 사이트 와 각종 링크 혹은 개인 암호화 정보가 저장하기 위한 메모리 또는 저장수단 또는 카드 IC을 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the bio driver device is a bio disc protocol, an analysis algorithm, standard control values for reading or position information on an analysis site, bioinformatics information, self diagnosis (self). diagonasis) or device driver software and patient education information for clinical analysis, web sites that can be remotely connected to specialist doctors and hospitals according to the diagnosis results, and memory or storage means for storing various links or personal encryption information. Or further comprising a card IC.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 바이오 디스크의 로딩(1oading)시점에서 바이오 디스크상의 비접촉 인터페이스 혹은 카드 IC를 통해, 상기 중앙 제어 장치에 바이오 디스크가 새로이 로딩되었음을 무선 송신토록 함으로서, 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 바이오 디스크임을 중앙제어 장치가 인식하도록 하는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, it is preferable that the bio disc is newly loaded in the central controller by wirelessly transmitting the bio disc to the central controller through a contactless interface or a card IC on the bio disc at the time of loading the bio disc. The central controller may recognize that the disc loaded in the driver is a bio disc.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 유로(channel), 버퍼 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber), 상기 유로를 연결시키는 유공을 포함하는 고체기질과, 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브(valve)를 포함하며, 상기 챔버는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 적어도 한 개이상의 프렙챔버(Preparation chamber) 및; 준비한 DNA샘플을 PCR 증폭하는 데 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 저장하고 있는 적어도 한 개 이상의 PCR챔버; 및, 상기 PCR공정에 의해 얻어진 PCR product들을 모으기 위한 복수개의 출력 챔버(out chamber)들이 상기 고체 기질상에 연결 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 PCR 바이오 디스크 장치를 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a solid substrate including a channel through which a fluid can flow on a substrate surface, a chamber for storing a buffer solution, and a hole connecting the channel. A valve for opening and closing the pores, wherein the chamber comprises at least one preparation chamber for preparing DNA samples from blood or cells or RNA; At least one PCR chamber for storing a buffer solution containing various enzymes including polymerase, primer, and the like necessary for PCR amplifying the prepared DNA sample; And a plurality of out chambers connected to the solid substrate to collect PCR products obtained by the PCR process.

본 발명의 PCR 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 출력 챔버는 피펫 혹은 주사위에 의한 PCR product를 채취 가능토록 하는 출입구(outlet)를제공하는 것을 특징으로 한다.In the PCR bio disc apparatus of the present invention, preferably, the output chamber is provided with an outlet for collecting the PCR product by pipette or dice.

본 발명의 PCR 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 고체기질은 ladder marker을 저장하기 위한 래더(ladder) 챔버 및; positive control 및 negative control 샘플을 저장하기 위한 컨트롤(control) 챔버 및 스테인(stain) 챔버를 더 구비한 것을 특징으로 한다.In the PCR bio disc apparatus of the present invention, preferably, the solid substrate comprises: a ladder chamber for storing a ladder marker; and a control chamber and a stain chamber for storing positive control and negative control samples.

본 발명의 PCR 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 PCR 바이오 디스크는 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크와 합쳐져 일체화된 것을 특징으로 한다.In the PCR bio-disc device of the present invention, preferably, the PCR bio-disc is integrated with the disk for electrophoresis.

본 발명의 PCR 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크는 아가로스 겔(agarosdegel) 및/또는 아크릴아마이드 겔(polyacrylamide gel)로 구성된 겔 판(Gel plate)에 전압을 인가하기 위한 전극을 구비한 것을 특징으로 한다.In the PCR biodisk apparatus of the present invention, preferably, the electrophoresis disk is applied with a voltage to a gel plate composed of an agarosdegel and / or an acrylamide gel. It characterized by comprising an electrode for.

본 발명의 PCR 바이오 디스크 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 PCR 바이오 디스크장치는 UV(Ultra Violet) 조사장치와 카메라를 더 구비하여 밴드(band)를 측정, 저장 및 전승하는 것을 특징으로 한다.In the PCR biodisk apparatus of the present invention, preferably, the PCR biodisk apparatus further includes a UV (ultra violet) irradiation apparatus and a camera to measure, store, and transmit a band.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation) 공정단계; 준비된 DNA을 증폭하기 위한 PCR 공정단계; 상기 PCR공정에 의해 얻어진 PCR product들을 출력 챔버(out chamber)에 모으는 단계; 전기영동용 디스크로 상기 출력 챔버의 내용물을 이동시키는 단계; 전기영동용 전극에 전압을 가한 채 인큐베이션시키는단계(gel running 단계); 및 밴드(band)를 측정 혹은 저장 혹은 전송하는 단계를 포함하는, 제 53항에 따른 PCR 바이오 디스크 장치를 이용한 핵산 분석 방법을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention comprises a preparation process step for preparing a DNA sample from blood or cells or RNA; PCR process for amplifying the prepared DNA; Collecting the PCR products obtained by the PCR process in an out chamber; Moving the contents of the output chamber to an electrophoretic disk; Incubating while applying voltage to the electrophoretic electrode (gel running step); And it provides a nucleic acid analysis method using a PCR bio-disc device according to claim 53, comprising the step of measuring, storing or transmitting a band (band).

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation) 공정단계; 준비된 DNA샘플을 증폭하기 위한 PCR 공정단계; 상기 PCR공정에 의해 얻어진 DNA를 분석사이트에 어레이된 분석 및 진단용 프로브(probe)와 혼성화하기 위한 혼성화(hybridization) 공정단계; 및 분석사이트내 절단가능한 신호요소를 광투과식 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지기에 의해 판독하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 바이오 디스크를 이용한 핵산 분석 방법을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention comprises a preparation process step for preparing a DNA sample from blood or cells or RNA; PCR process for amplifying the prepared DNA sample; A hybridization process step of hybridizing the DNA obtained by the PCR process with an analytical and diagnostic probe arrayed at an assay site; And reading the cleavable signal element in the assay site by means of a transducer coupled detector comprising a light transmission measuring device, an electrochemical, capacitance or impedance measuring device. To provide.

본 발명의 핵산 분석 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 프렙공정은 blood을 상기 프렙 챔버에 설치된 샘플 주입구를 통해 주입하는 단계; cell로부터 추출된 DNA을 상기 강자성체 비드에 칩착시키기 위한 incubation단계; 상기 강자성체 비드을 정치 시킨 후, 서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 셀(cell) 파괴시 생긴 찌거기(debris)를 트레쉬 챔버로 씻어 흘려 보내는 단계; 및, 상기 강자성체 비드(bead)에 붙어 있는 DNA을 이탈 혹은 resuspension시켜주는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.In the nucleic acid analysis method of the present invention, preferably, the preparation process comprises the steps of injecting blood through a sample inlet installed in the preparation chamber; an incubation step for attaching the DNA extracted from the cell to the ferromagnetic beads; After the ferromagnetic beads are left standing, washing and flowing debris from the cell break down into the trech chamber while slowly rotating the bio disc; And, characterized in that it comprises the step of leaving or resuspension the DNA attached to the ferromagnetic beads (bead).

본 발명의 핵산 분석 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 PCR공정은 바이오 디스크를 서서히 회전시키면서, 상기 프렙 공정에 의해 얻어진 DNA을 상기 PCR 챔버로 이동시키는 단계; 및, 상기 PCR 챔버로의 DNA 이동 완료후, PCR 챔버내에 내장되어 있는 히터과 온도센서을 이용하여 PCR cycle을 수 회 반복하여 DNA을 증폭시키는 단계을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the nucleic acid analysis method of the present invention, preferably, the PCR process comprises the steps of moving the DNA obtained by the preparation process to the PCR chamber while slowly rotating the bio-disc; And amplifying the DNA by repeating the PCR cycle several times using a heater and a temperature sensor embedded in the PCR chamber after completion of DNA transfer to the PCR chamber.

본 발명의 핵산 분석 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 PCR공정후에, 바이오 디스크를 서서히 회전시키면서 DNAse을 PCR챔버로 유입시키는 단계; 고온으로 가열하여 DNAse의 기능을 정지(인큐베이션 정지) 및 단일가닥의 DNA을 만드는 단계(denaturing step)를 포함하는 fragmentation공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the nucleic acid analysis method of the present invention, preferably, after the PCR process, the step of introducing the DNAse into the PCR chamber while slowly rotating the bio-disc; It is characterized in that it further comprises a fragmentation process comprising heating to a high temperature to stop the function of DNAse (stop incubation) and to make a single strand of DNA (denaturing step).

본 발명의 핵산 분석 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 복수개의 PCR 챔버마다 일대일 대응한 독립된 히터(독립된 인큐베이션 시간)를 두어 fragmentation함으로서 서로 다른 길이를 갖는 DNA의 fragmentation이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.In the nucleic acid analysis method of the present invention, it is preferable that fragmentation of DNA having different lengths is possible by fragmentation by providing one-to-one independent heaters (independent incubation time) for each of the plurality of PCR chambers.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 상기 여과용 필터를 통해 피로부터 혈청 내지 항원을 분리하는 단계; 바이오 디스크를 회전시켜 상기 conjugate 챔버로 항원을 유입시킨후, 항원과 conjugate antibody간에 "conjugate-항원의 결합체" 를 형성토록 1∼2분간 인큐베이션 하는 단계와; 서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 상기 "conjugate-항원의 결합체" 를 상기 분석 사이트내로 이동시키는 단계와; 바이오 디스크을 정체상태로 배양을 하여 상기 "conjugate-항원의 결합체" 와 capture antibody(immuno probe)간에 항원-항체 반응이 일어나도록 배양하는 단계와; 디스크가 회전을 하는 동안에 washing 버퍼을 첨가하여 분석 사이트을 세정하는 단계를 포함하는, 제 6항에 따른 바이오 디스크를 이용한 면역 분석 방법을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the step of separating the serum to the antigen from the blood through the filter for filtration; Rotating the bio-disc to introduce the antigen into the conjugate chamber, and incubating for 1-2 minutes to form a "conjugate-antigen conjugate" between the antigen and the conjugate antibody; Moving the “conjugate-antigen conjugate” into the assay site while slowly rotating the bio disc; Culturing the bio disc in a stationary state and culturing the antigen-antibody reaction between the “conjugate-antigen conjugate” and the capture antibody (immuno probe); A method of immunoassay using a bio-disc according to claim 6, comprising the step of washing the assay site by adding a washing buffer while the disc is rotating.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 상기 분석 사이트는 면역 분석(immuno assay) 와 핵산 프로브(probe) 분석을 동시에 분석 하기 위해, 각 방향(angular direction) 또는 거리 방향(radial direction)으로 immuno assay 섹터 와 핵산 probe 분석 섹터가 분리된 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, the assay site is an immunoassay in an angular direction or a radial direction in order to simultaneously analyze an immunoassay and a nucleic acid probe assay. The sector and the nucleic acid probe analysis sector are separated.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 프렙 챔버에 샘플이 주입 안된 채, 바이오 디스크가 로딩된 경우는 eject 되거나 경고 메시지를 사용자에게 보내는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, when the bio disc is loaded while the sample is not injected into the preparation chamber, the bio driver is ejected or a warning message is sent to the user.

본 발명의 바이오 디스크에 있어서, 바람직하게는 샘플 주입여부 판별을 위해, 상기 프렙 챔버내에 임피던스 측정장치를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 임피던스 측정장치는 인터디지테이티드 어레이에 의한 것을 특징으로 한다.In the bio-disc of the present invention, preferably, an impedance measuring device is further provided in the preparation chamber to determine whether the sample is injected. Here, the impedance measuring device is characterized by an interdigitated array.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 샘플의 진단 혹은 분석 중, 사용자에 의한 바이오 드라이버로부터 바이오 디스크의 eject(un-loading) 혹은 stop요구시, 바이오 드라이버는 무시한 채 분석 및 진단을 계속 진행하고, 선택사항으로 경고 메시지(warning message)를 사용자에게 알려주든가 패스워드를 요구하여 패스워드가 맞는 경우에만 사용자의 eject(un-loading) 혹은 stop요구를 받아 들이는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably during the diagnosis or analysis of the sample, when ejecting (un-loading) or stopping the bio disk from the bio driver by the user, the bio driver is ignored and the analysis and diagnosis are continued. Optionally, a warning message (warning message) is notified to the user or a password is requested, and the user's eject (un-loading) or stop request is accepted only if the password is correct.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 바이오 디스크 장치가 몇 번 사용했던 디스크 인지에 대한 정보 및 유효기간 정보 및 진단하고자 하는 질병 종류가 저장되어 있는 메모리 수단를 더 구비하여, 바이오 디스크 로딩(loading) 때마다 사용자에게 진단 불가 여부 및 상기 정보 제공을 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, the bio disk device further includes a memory means for storing information on how many times the bio disk device has been used, expiration date information, and a type of disease to be diagnosed. Each time the user can be diagnosed or not, and the information can be provided.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼, 정지버튼 및; 현재 로딩된 된 디스크가 바이오 디스크임을 표시하는 발광 다이오드를 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio driver apparatus of the present invention, preferably, the bio driver apparatus comprises: a play and seek button, a stop button for normal optical disc playback; And a light emitting diode indicating that the currently loaded disk is a bio-disc.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 드라이버 장치는 액정표시 장치를 구비하여 바이오 드라이버 장치의 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 반응공정) 에 따른 진행률을 퍼센트(%) 혹은 막대 그라프(bar graph)형식으로 표시해 주는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the bio driver device includes a liquid crystal display device, and the progress rate according to the main process (prep process, PCR process, hybridization reaction process) of the bio driver device (bar) or bar is used. It is characterized by displaying in the form of bar graph.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 드라이버 장치는 모니터 표시 장치를 구비하여 바이오 드라이버 장치의 진행상태를 상기 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 반응공정) 에 따른 진행률을 퍼센트(%) 혹은 막대 그라프(bar graph), 파이 그라프(pie graph) 형식으로 표시해 주는 것을 특징으로 한다.In the bio driver device of the present invention, preferably, the bio driver device includes a monitor display device to determine a progress rate of the bio driver device according to the main process (prep process, PCR process, hybridization reaction process) as a percentage ( %) Or a bar graph or pie graph.

본 발명의 바이오 드라이버 장치에 있어서, 바람직하게는 상기 바이오 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼, 정지버튼 및; 현재 로딩된 된 디스크가 바이오 디스크임을 표시하는 표시장치를 구비한 것을 특징으로 한다.In the bio driver apparatus of the present invention, preferably, the bio driver apparatus comprises: a play and seek button, a stop button for normal optical disc playback; And a display device for indicating that the currently loaded disk is a bio disk.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 광학 혹은 비 광학 디스크를 이용한 바이오 디스크 및 바이오 드라이버의 장치 및 방법은 각종 진단 분석 장치, 핵산 혼성 분석 장치 및 면역학적 검증등을 포함하는 Lab On a Chip구성에 적합하다 특히 상기 바이오드라이버 장치 및 방법은 상기 바이오 디스크 판독 뿐만 아니라 통상적인 CD-ROM 및 DVD 판독기등 광학 디스크 장치와 호환성이 있어 통상의 음악CD, CD-R, 게임 CD, DVD등 과 같은 통상의 Optical Disc 의 .판독 및 재생 기능도 겸하고 있어 가격 경쟁 뿐만 아니라 사용상에 많은 편리성을 제공한다. 또한 상기 바이오 드라이버 장치는 컴퓨터에 연결되어 기존의 인터넷망을 이용하여 원격진단을 용이케 한다.As described above, the apparatus and method of the bio-disc and the bio driver using the optical or non-optical disc of the present invention is suitable for the configuration of a Lab On a Chip including various diagnostic analysis apparatuses, nucleic acid hybrid analysis apparatuses, and immunological verification. In particular, the biodriver device and method are compatible with optical disc devices such as the conventional CD-ROM and DVD reader as well as the bio-disc readout, so that the conventional optical CD such as music CD, CD-R, game CD, DVD, etc. It also functions as a read / play function of the Disc, which provides much convenience in use as well as price competition. In addition, the bio driver device is connected to a computer to facilitate remote diagnosis using the existing Internet network.

Claims (72)

기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 유로(channel), 버퍼 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber), 상기 유로를 연결시키는 유공 및 바이오 물질이 어레이된 분석사이트(assay site)를 포함하는 고체기질과, 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브(valve)를 포함하며, 상기 분석사이트는 광투과식 측정장치 혹은 전기화학 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지장치(detector)에 의해 판독되는 것을 특징으로 하는 비광학(non-optical) 바이오 디스크.A solid substrate including a channel through which a fluid can flow on a surface of a substrate, a chamber for storing a buffer solution, an assay site in which holes and biomaterials are connected to connect the channel, and A valve for opening and closing the hole, wherein the analysis site is read by a transducer coupled detector including a light transmission measuring device or an electrochemical or capacitance and impedance measuring device. Non-optical bio-disc. 제 1항에 있어서, 상기 바이오물질은 DNA, RNA, PNA 또는 단백질(Protein)에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.The bio-disc according to claim 1, wherein the biomaterial is at least one selected from DNA, RNA, PNA or protein. 제 1항에 있어서, 상기 챔버는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 적어도 한 개 이상의 프렙 챔버(Preparation chamber) 및/또는; 상기 준비된 DNA 샘플을 PCR(Polymer Chain Reaction) 증폭하기 위한 적어도 한 개 이상의 PCR 챔버 및/또는; 상기 PCR공정에 의해 증폭된 DNA와 혼성화(hybridization)하기 위한 분석 및 진단용 프로브(probe)가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 적어도 한 개 이상의 혼성화 챔버(hybridization chamber) 및/또는; 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 것을 특징으로하는 바이오 디스크.The method of claim 1, wherein the chamber comprises at least one preparation chamber for preparing DNA samples from blood or cells or RNA; At least one PCR chamber for PCR amplification of the prepared DNA sample and / or; At least one hybridization chamber to which analytical and diagnostic probes for hybridizing with DNA amplified by the PCR process are attached to the substrate in the form of an array; Bio disk, characterized in that consisting of a Trash chamber (Trash chamber) for collecting the debris generated by the cleaning process. 제 3항에 있어서, 상기 프렙 챔버에는 셀(cell)을 깨뜨려 DNA을 추출하기 위한 Lysis 버퍼용액과; 추출된 DNA와 친화력(affinity)을 갖는 강자성체 비드(bead)가 들어 있는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.4. The preparation chamber of claim 3, further comprising: a Lysis buffer solution for extracting DNA by breaking a cell; A bio-disc comprising ferromagnetic beads having affinity with the extracted DNA. 제 3항에 있어서, 상기 PCR챔버는 복수개로 구성하여 상기 복수개의 PCR챔버 각각에 서로 다른 종류의 프라이머가 들어가든지; 혹은 같은 종류의 프라이머가 들어 가든지; 혹은 상기 복수개의 PCR챔버 각각에 복수개의 프라이머가 들어가는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.The method of claim 3, wherein the PCR chamber is composed of a plurality of different types of primers into each of the plurality of PCR chambers; Or primers of the same type; Or a plurality of primers enter each of the plurality of PCR chambers. 제 1항에 있어서, 상기 챔버는 피 또는 세포로부터 혈청(serum)샘플 혹은 항원 내지 항체을 준비하기 위한 적어도 한 개의 프렙챔버(Preparation chamber) 및/또는; 상기 준비된 항원 내지 항체와 항원-항체반응을 하기 위한 immuno 프로브(probe)가 어레이 형태로 기질에 부착되어 있는 적어도 한 개 이상의 항원-항체 반응 챔버(Ag-Ab reaction chamber) 및/또는; 세정공정에 의해 생성된 찌거기들을 모으기 위한 트레쉬 챔버(Trash chamber)로 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.The method of claim 1, wherein the chamber comprises at least one preparation chamber for preparing serum samples or antigens or antibodies from blood or cells; At least one antigen-antibody reaction chamber (Ag-Ab reaction chamber) in which an immunoprobe for antigen-antibody reaction with the prepared antigen to antibody is attached to a substrate in an array form; Bio disk, characterized in that consisting of a Trash chamber (Trash chamber) for collecting the debris generated by the cleaning process. 제 6항에 있어서, 상기 챔버는 conjugate antibody를 저장하기 위한conjugate 챔버 및 여과용 필터을 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.The bio-disc according to claim 6, wherein the chamber further comprises a conjugate chamber for storing the conjugated antibody and a filter for filtration. 제 7항에 있어서, 상기 conjugate antibody는 발색용 입자로서 금 또는 라텍스(latex)를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.The bio-disc device according to claim 7, wherein the conjugate antibody has gold or latex as particles for color development. 제 1항에 있어서, 상기 밸브는 유공에 위치한 초소형 구슬(micro bead) 및; 공심(air core) 혹은 비 자성체 코어(non-magnetic core) 혹은 bobbinless coil에 의한 전자석으로 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.The valve of claim 1, wherein the valve comprises: a micro bead located in the hole; A bio-disc comprising an electromagnet by an air core, a non-magnetic core, or a bobbinless coil. 제 9항에 있어서, 상기 초소형 구슬은 박막형 원기둥 자석인 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.10. The bio-disc according to claim 9, wherein the micro bead is a thin film cylindrical magnet. 제 1항에 있어서, 상기 광투과식 측정장치는 분석사이트내 구속신호 요소 및 이탈신호요소에 레이저빔을 입사되는 레이저빔 장치와 이들 신호요소들간의 차등적 광 투과신호를 탐지하는 광학탐지기로 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.The apparatus of claim 1, wherein the optical transmission measuring device comprises a laser beam device that enters a laser beam into a restraint signal element and an escape signal element in an analysis site, and an optical detector for detecting a differential light transmission signal between the signal elements. Bio disk, characterized in that. 제 11항에 있어서, 상기 적어도 한 개 이상의 광학 탐지기가 상기 복수개의 분석 사이트에 일대일 대응하여 바이오 디스크상에 원주 방향으로 어레이 형태로 집적화 배열된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.12. The bio-disc according to claim 11, wherein the at least one or more optical detectors are arranged in an array in a circumferential direction on the bio-disc in a one-to-one correspondence with the plurality of analysis sites. 제 11항에 있어서, 상기 적어도 한개 이상의 레이저 발생 장치와 한 개 이상의 광학 탐지기 모두가 상기 복수개의 분석 사이트에 일대일 대응하여 바이오 디스크상에 원주 방향으로 어레이 형태로 집적화 배열된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.12. The bio-disc according to claim 11, wherein both the at least one or more laser generating devices and the one or more optical detectors are arranged in an array in a circumferential direction on the bio-disc in a one-to-one correspondence with the plurality of analysis sites. 제 1항에 있어서, 디스크 회전 없이, 비 주사(non-scanning)방식으로 상기 분석사이트를 판독하는 것을 특징으로 바이오 디스크.The bio-disc according to claim 1, wherein the assay site is read in a non-scanning manner without disc rotation. 제 1항에 있어서, 상기 전기화학 탐지 장치, 혹은 커패시턴스 및 임피던스 측정장치는 상기 분석 사이트의 기질상에 배치된 인터디지테이티드 어레이(interdigitated array) 전극 과 구속 신호요소의 말단부에 HRP(HorseRadish Peroxidase) 및/또는 금속구가 부착된 프로브로 이루지는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.The method of claim 1, wherein the electrochemical detection device, or the capacitance and impedance measuring device is a HR (HorseRadish Peroxidase) at the distal end of the interdigitated array electrode and the restraint signal element disposed on the substrate of the analysis site And / or a probe having a metal sphere attached thereto. 제 15항에 있어서, 상기 인터디지테이티드 어레이 전극(interdigitated array)을 사용한 전기 화학 탐지장치, 커패시턴스 및 임피던스 측정 장치는 멀티프렉서 또는/및 주파수 발생장치에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.16. The bio-disc according to claim 15, wherein the electrochemical detector, capacitance and impedance measuring device using the interdigitated array electrode is implemented by a multiplexer or / and a frequency generator. 제 1항에 있어서, 상기 바이오 디스크는 바이오디스크의 프로토콜, 분석 알고리즘, 판독을 위한 표준 제어값 혹은 분석 사이트(site)에 대한 위치 정보, 생물정보학정보, 자기 진단(self diagonasis)에 관련된 정보 혹은 장치 드라이버 소프트 웨어 및 임상분석을 위한 환자교육정보, 진단 결과에 따른 전문 의사 및 병원과 원격으로 연결될 수 있는 웹 사이트 와 각종 링크 혹은 개인 암호화 정보가 저장하기 위한 메모리 혹은 저장수단 또는 카드IC를 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.According to claim 1, wherein the bio-disc is information or apparatus related to the protocol, analysis algorithm, standard control value for reading or location information on the analysis site, bioinformatics information, self-diagnosis (self-diagonasis) It is equipped with driver software and patient education information for clinical analysis, a web site that can be remotely connected to specialist doctors and hospitals according to the diagnosis result, and memory or storage means or card IC for storing various links or personal encrypted information. Bio disk, characterized in that. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 따른 비 광학 또는 광학 바이오 디스크; 상기 바이오 디스크에 필요한 전원 혹은 제어 신호를 공급키 위한 제어부을 구비한 제어용 디스크; 및, 상기 바이오 디스크 와 제어용 디스크간을 연결키 위한 인터페이스부를 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.Non-optical or optical bio-disc according to any one of claims 1 to 17; A control disk having a control unit for supplying a power or control signal necessary for the bio-disc; And an interface unit for connecting the bio disc and the control disc. 제 18항에 있어서, 상기 인터페이스부는 제어신호를 공급키 위한 복수개의 제어신호 연결부 및/또는 전원 공급을 위한 전원 연결부를 구비하여 바이오 디스크와 전기적으로 연결 되는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.19. The bio-disc device of claim 18, wherein the interface unit is electrically connected to the bio-disc including a plurality of control signal connection units for supplying control signals and / or power connection units for power supply. 제 19항에 있어서, 상기 인터페이스부는 바이오 디스크상의 도체로 코팅된 연결홈들과 제어용 디스크상의 도체아암들이 서로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.20. The bio-disc device according to claim 19, wherein the interface unit is formed by connecting connection grooves coated with a conductor on the bio-disc and conductor arms on the control disc to each other. 제 18항에 있어서, 상기 제어용 디스크로의 전원 공급은 외부 전원장치와 연결된 브러쉬와 상기 제어용 디스크상의 환형 전극판간의 마찰접촉에 의해 이루어 지는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.19. The bio-disc device according to claim 18, wherein the power supply to the control disc is made by frictional contact between a brush connected to an external power supply and an annular electrode plate on the control disc. 제 18항에 있어서, 상기 제어용 디스크는 PCB(Printed Circuit Board) 혹은 실리콘 웨이퍼상에 집적된 회로에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.19. The bio-disc device according to claim 18, wherein the control disk is formed by a printed circuit board (PCB) or a circuit integrated on a silicon wafer. 제 18항에 있어서, 상기 유체 이동은 상기 제어용 디스크에 기계적으로 맞물려 연결되어 동시 회전하는 바이오 디스크에 유도된 원심력과 상기 밸브 개폐에 의한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.19. The bio-disc device according to claim 18, wherein the fluid movement is caused by the centrifugal force induced by the bio-disc simultaneously rotating and mechanically coupled to the control disc and opening and closing the valve. 제 18항에 있어서, 상기 제어용 디스크는 상기 탐지장치에 의해 얻어진 상기 분석 사이트에 대한 판독 결과를 적외선, 광 혹은 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장장치 혹은 출력 장치로 보내기 위한 비접촉 인터페이스를 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.19. The apparatus of claim 18, wherein the control disk further comprises a contactless interface for sending readings of the assay site obtained by the detection device to an external central control device, storage device or output device via an infrared, optical or wireless interface. The bio-disc device characterized in that. 제 18항에 있어서, 상기 바이오 디스크와 제어용 디스크는 합쳐져 한 개의 일체형 바이오 디스크로 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.19. The bio-disc device according to claim 18, wherein the bio-disc and the control disc are combined into one integrated bio-disc. 제 25항에 있어서, 상기 일체형 바이오 디스크는 실리콘 웨이퍼 재료을 사용하여 상기 제어부, 카드IC, 비접촉 인터페이스, 상기 밸브 제어를 위한 전극판 혹은 전자석 및 각종 회로 패턴을 포함한 전자회로 및 상기 챔버 및 채널을 실리콘 웨이퍼상에 photolithography 및 에칭공정에 의해 monolithic 형태의 집적 회로(Integrated Circuit) 로 설계한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.26. The silicon wafer of claim 25, wherein the integrated bio-disc comprises a silicon wafer material, a silicon wafer containing the control circuit, a card IC, a non-contact interface, an electrode plate or electromagnet for controlling the valve, and various circuit patterns. A bio-disc device, which is designed as a monolithic integrated circuit by photolithography and etching processes. 제 25항에 있어서, 상기 일체형 바이오 디스크는 통상의 Optical 디스크(CD-RW,DVD-RW,CD 또는 DVD)와 합쳐져 통합 바이오 디스크로 구성된 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.26. The bio-disc device according to claim 25, wherein the integrated bio-disc is composed of an integrated bio-disc combined with a conventional optical disc (CD-RW, DVD-RW, CD or DVD). 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 따른 비 광학 또는 광학 바이오 디스크에 필요한 전원 혹은 제어 신호를 공급키 위한 제어부를 구비한 제어용 디스크; 상기 디스크를 회전시키기 위한 모터; 상기 제어용 디스크상의 제어부에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 수단; 상기 제어부의 제어신호 및/또는 전원신호를 상기 바이오 디스크에 공급키 위한 인터페이스부; 및 바이오 드라이버를 지지하고 있는 몸체를 포함하는 바이오 드라이버 장치.18. A control disk comprising: a control unit for supplying power or control signals required for a non-optical or optical bio-disc according to any one of claims 1 to 17; A motor for rotating the disk; Power supply means for supplying power to a control unit on the control disk; An interface unit for supplying a control signal and / or a power signal of the controller to the bio disc; And a body supporting the bio driver. 제 28항에 있어서, 상기 분석 사이트를 판독키 위한 광 투과식 측정장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.29. The bio driver device of claim 28, further comprising a transducer coupled detector comprising a light transmissive measurement device for reading the assay site. 제 28항에 있어서, 상기 분석 사이트에 대한 판독 결과를 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장 혹은 출력장치로 보내거나 상기 중앙제어장치로부터의 명령을 받기 위한 비접촉 인터페이스 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.29. The bio driver according to claim 28, further comprising a non-contact interface means for sending a read result of the analysis site to an external central control device or storage or output device or to receive a command from the central control device. Device. 제 28항에 있어서, 중앙제어장치 및 저장 혹은 출력장치가 설계 되여 있는 회로기판이 상기 바이오 드라이브 몸체에 이음 체결되어있고, 상기 중앙제어장치는 상기 바이오 디스크 및 제어용 디스크의 회전 혹은 정지시 모터를 회전정지시킬 뿐만 아니라, 디스크 회전 시작시 제어용 디스크와 바이오 디스크를 상기 인터페이스부에 의해 기계적 혹은/및 전기적으로 연결하여 동시 회전토록 하는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.29. The circuit board according to claim 28, wherein a circuit board on which a central control device and a storage or output device are designed is jointly fastened to the bio drive body, and the central control device rotates a motor when the bio disc and the control disc are rotated or stopped. A bio driver apparatus for not only stopping, but also simultaneously rotating the control disk and the bio disk by mechanically and / or electrically connecting the control disk and the bio disk when the disk starts to rotate. 제 31항에 있어서, 상기 출력장치는 USB(Universal Serial Bus) 혹은 IEEE1394 의 통신 규격을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.32. The bio driver apparatus according to claim 31, wherein the output device has a communication standard of USB (Universal Serial Bus) or IEEE1394. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항 에 따른 비 광학 또는 광학 바이오 디스크; 상기 바이오 디스크 혹은 통상의 optical 디스크를 올려 놓기 위한 턴 테이블; 및, 상기 바이오 디스크에 전원 혹은 제어 신호를 공급키 위한 제어부을 구비한 제어용 디스크를 포함하며, 상기 제어용 디스크는 상기 턴 테이블에 고정결합되어 상기 턴테이블에 로딩된 바이오 디스크를 제어하는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.Non-optical or optical bio-disc according to any one of claims 1 to 17; A turn table for placing the bio-disc or ordinary optical disc; And a control disc having a control unit for supplying a power or control signal to the bio disc, wherein the control disc is fixedly coupled to the turn table to control the bio disc loaded on the turn table. Device. 제 33항에 있어서, 상기 제어용 디스크는 상기 바이오 디스크에 내장된 박막형 자석을 제어하기 위한 전자석을 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.34. The bio-disc device according to claim 33, wherein the control disc further comprises an electromagnet for controlling a thin film magnet embedded in the bio-disc. 제 33항에 있어서, 상기 턴 테이블에 고정 결합된 제어용 디스크와 턴 테이블에 로딩된 바이오 디스크간에는 0.1 - 5mm 의 높이 간격이 있는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.The bio-disc device of claim 33, wherein there is a height interval of 0.1-5 mm between the control disk fixedly coupled to the turn table and the bio-disc loaded on the turn table. 제 33항에 있어서 상기 제어용 디스크는 회전전극과 브러쉬간의 마찰접촉에 의해 외부로부터 전원을 공급 받아서, 상기 바이오 디스크에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.The bio-disc device according to claim 33, wherein the control disc receives power from the outside by frictional contact between the rotating electrode and the brush to supply power to the bio-disc. 제 33항에 있어서, 상기 제어용 디스크는 PCB(Printed Circuit Board) 혹은 실리콘 웨이퍼상에 집적된 회로에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.The bio-disc device according to claim 33, wherein the control disk is formed by a printed circuit board (PCB) or a circuit integrated on a silicon wafer. 제 33항에 있어서, 상기 제어용 디스크는 상기 탐지장치에 의해 얻어진 상기분석 사이트에 대한 판독 결과를 적외선, 광 혹은 무선 인터페이스을 통해 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장장치 혹은 출력 장치로 보내기 위한 비접촉 인터페이스를 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크 장치.34. The apparatus of claim 33, wherein the control disk further comprises a contactless interface for sending readings of the analysis site obtained by the detection device to an external central control device, storage device or output device via an infrared, optical or wireless interface. The bio-disc device characterized in that. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 따른 비 광학 또는 광학 바이오 디스크 혹은 통상의 optical 디스크를 올려 놓기 위한 턴 테이블; 상기 턴테이블에 고정 결합되어, 상기 바이오 디스크에 필요한 전원를 공급하고, 상기 바이오 디스크에 내장된 밸브을 제어하기 위한 제어부 와 전자석을 구비한 제어용 디스크; 상기 디스크를 회전시키기 위한 모터; 상기 제어용 디스크상의 제어부에 전원공급을 공급하기 위한 전원공급수단; 및, 바이오 드라이버를 지지하고 있는 몸체를 포함하는 바이오 드라이버 장치.A turntable for placing a non-optical or optical bio-disc according to any one of claims 1 to 17 or a conventional optical disc; A control disk fixedly coupled to the turntable, for supplying power to the bio disk, and having a control unit and an electromagnet for controlling a valve embedded in the bio disk; A motor for rotating the disk; Power supply means for supplying a power supply to a control unit on the control disk; And a body supporting the bio driver. 제 39항에 있어서, 상기 전원 공급 수단은 회전 전극 와 브러쉬간 마찰접촉에 의해, 플러스(+) 전원을 공급하며, 마이너스(-) 전원은 접지된 모터 혹은 접지된 모터 축과의 전기적 연결을 통해 제어용 디스크에 공급하는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The apparatus of claim 39, wherein the power supply means supplies positive power by frictional contact between the rotating electrode and the brush, and negative power supplies electrical power to a grounded motor or a grounded motor shaft. A bio driver apparatus, which is supplied to a control disk. 제 39항에 있어서, 상기 분석 사이트를 판독키 위한 광투과식 측정장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The bio driver device according to claim 39, further comprising a transducer coupled detection device comprising a light transmission measuring device for reading the analysis site. 제 39항에 있어서, 상기 분석 사이트에 대한 판독 결과를 외부의 중앙 제어 장치 혹은 저장 혹은 출력장치로 보내거나 상기 중앙제어장치로부터의 명령을 받기 위한 비접촉 인터페이스 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The bio driver according to claim 39, further comprising a non-contact interface means for sending a read result of the analysis site to an external central control device or storage or output device or to receive a command from the central control device. Device. 제 39항에 있어서, 중앙제어 장치 및 저장수단 혹은 출력장치가 설계되여 있는 회로기판이 상기 바이오 드라이브 몸체에 이음 체결되어있고, 상기 중앙제어 장치는 상기 바이오 디스크 및 제어용 디스크의 회전 혹은 정지시 모터를 회전 정지토록 하는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The circuit board according to claim 39, wherein a circuit board on which the central control device and the storage means or the output device are designed is jointly fastened to the bio drive body, wherein the central control device stops the motor when the bio disc and the control disc rotate or stop. A bio driver device for rotating stop. 제 28항 또는 제 39항에 있어서, 통상의 Optical 디스크(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, 또는 DVD등)을 판독하기 위한 광 픽업 장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The bio driver apparatus according to claim 28 or 39, further comprising an optical pickup device for reading a conventional optical disc (e.g., music CD, CD-R, game CD, or DVD). 제 44항에 있어서, 상기 바이오 드라이버장치에 로딩(loading)된 디스크가 통상의 음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등의 Optical Disc인지, 아니면 바이오 디스크인지를 상기 제어부가 판단하기 위한 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.The bio disc according to claim 44, wherein the controller determines whether the disc loaded in the bio driver device is an optical disc such as a general music CD, a CD-R, a game CD, a DVD, or a bio disc. And a bio-disc detection means. 제 45항에 있어서, 상기 바이오 디스크 감지(Bio-Disc Detection) 수단은 바이오 디스크상에 배치된 분압 수단에 의해 생성된 일정 전압을 상기 제어용 디스크의 제어부가 측정 하고, 이후 상기 제어부는 바이오 디스크 감지 신호(Bio-disc detection signal)을 비접촉 인터페이스를 통하여 중앙 제어 장치에 무선송신토록 함으로서, 현재 로딩된 디스크가 바이오 디스크임을 상기 중앙제어장치에 통보하는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.The bio-disc detection unit of claim 45, wherein the bio-disc detection unit measures the constant voltage generated by the voltage dividing unit disposed on the bio-disc by the control unit of the control disc. And (Bio-disc detection signal) to be wirelessly transmitted to the central control device via a non-contact interface, to notify the central control device that the currently loaded disk is a bio-disc. 제 45항에 있어서, 상기 광 픽업장치가 바이오 디스크상의 특정 위치에 그루브 패턴(groove pattern) 혹은 데이터 패턴을 판독하여 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 바이오 디스크임을 중앙제어 장치가 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.46. The apparatus of claim 45, wherein the optical pickup device reads a groove pattern or a data pattern at a specific position on the bio disc so that the central controller recognizes that the disc currently loaded in the bio driver is a bio disc. Bio driver device, characterized in that. 제 45항에 있어서, 상기 중앙제어장치는 통상의 Optical disc(예:음악 CD, CD-R, 게임 CD, DVD등)인지 바이오 디스크인지를 판단하여, 통상의 Optical 디스크인 경우는 디스크로 부터 읽은 내용을 상기 광 픽업장치로부터 저장장치 혹은 출력장치로 전송하거나, 쓸 내용을 광 픽업 장치로 보내고, Read/Write 에 필요한 각종 제어 신호들을 상기 각부에 제공하는 등의 Optical 디스크를 위한 통상의 동작을 하고, 바이오 디스크인 경우 바이오 디스크의 제어를 위한 각종 제어 명령신호를 비접촉 인터페이스를 통해 보내는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버장치.The apparatus of claim 45, wherein the central controller determines whether the optical disc is a normal optical disc (e.g., music CD, CD-R, game CD, DVD, etc.) or a bio disc. Normal operation for an optical disc such as transferring contents from the optical pickup device to a storage device or an output device, sending contents to be written to the optical pickup device, and providing various control signals necessary for read / write to the respective parts; And a bio-disc, wherein the bio driver apparatus transmits various control command signals for controlling the bio-disc through a non-contact interface. 제 45항에 있어서, 바이오 디스크의 로딩(loading)시점에서 바이오 디스크상의 비접촉 인터페이스 혹은 카드 IC를 통해, 상기 중앙 제어 장치에 바이오 디스크가 새로이 로딩되었음을 무선 송신토록 함으로서, 현재 바이오 드라이버에 로딩(loading)된 디스크가 바이오 디스크임을 중앙제어 장치가 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.46. The method of claim 45, wherein at the time of loading of the bio-disc via wireless contactless interface or card IC on the bio-disc, the wireless control unit transmits the newly loaded bio-disc to the central controller, thereby loading the current bio-driver. And causing the central controller to recognize that the disc is a bio disc. 기질 표면에 유체가 흐를 수 있는 유로(channel), 버퍼 용액을 저장할 수 있는 챔버(chamber), 상기 유로를 연결시키는 유공을 포함하는 고체기질과, 상기 유공을 개폐시키기 위한 밸브(valve)를 포함하며, 상기 챔버는 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 적어도 한 개이상의 프렙챔버(Preparation chamber) 및; 준비한 DNA 샘플을 PCR 증폭하는 데 필요한 폴리머라아제, 프라이머를 비롯한 각종 효소(enzyme)들을 포함하는 버퍼용액을 저장하고 있는 적어도 한 개 이상의 PCR챔버; 및, 상기 PCR공정에 의해 얻어진 PCR product들을 모으기 위한 복수개의 출력 챔버(out chamber)들이 상기 고체 기질상에 연결 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 PCR 바이오 디스크 장치A channel through which fluid flows on the surface of the substrate, a chamber for storing a buffer solution, a solid substrate including a hole connecting the channel, and a valve for opening and closing the hole; At least one preparation chamber for preparing DNA samples from blood or cells or RNA; At least one PCR chamber for storing a buffer solution containing various enzymes including polymerase and primers necessary for PCR amplifying the prepared DNA sample; And a plurality of out chambers connected to the solid substrate to collect PCR products obtained by the PCR process. 제 50항에 있어서, 상기 출력 챔버는 피펫 혹은 주사위에 의한 PCR product를 채취 가능토록 하는 출입구(outlet)를 제공하는 것을 특징으로 하는 PCR 바이오 디스크 장치51. The PCR bio disc apparatus according to claim 50, wherein the output chamber provides an outlet for collecting a PCR product by pipette or dice. 제 50항에 있어서, 상기 고체기질은 ladder marker을 저장하기 위한 래더(ladder) 챔버 및; positive control 및 negative control 샘플을 저장하기 위한 컨트롤(control) 챔버 및 스테인(stain) 챔버를 더 구비한 것을 특징으로 하는 PCR 바이오 디스크 장치.51. The apparatus of claim 50, wherein the solid substrate comprises: a ladder chamber for storing a ladder marker; PCR bio disc apparatus further comprising a control chamber and a stain chamber for storing positive control and negative control samples. 제 50항에 있어서, 상기 PCR 바이오 디스크는 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크와 합쳐져 일체화된 것을 특징으로 하는 PCR 바이오 디스크 장치.51. The PCR bio disc apparatus according to claim 50, wherein the PCR bio disc is integrated with the disc for electrophoresis. 제 50항에 있어서, 상기 전기 영동(Electrophoresis)용 디스크는 아가로스 겔(agarosdegel) 및/또는 아크릴아마이드 겔(polyacrylamide gel)로 구성된 겔 판(Gel plate)에 전압을 인가하기 위한 전극을 더 구비한 것을 특징으로 하는 PCR 바이오 디스크 장치.51. The disk of claim 50, wherein the disk for electrophoresis further comprises an electrode for applying a voltage to a gel plate consisting of agarosdegel and / or polyacrylamide gel. PCR bio-disc device, characterized in that. 제 50항에 있어서, 상기 PCR 바이오 디스크장치는 UV(Ultra Violet) 조사장치와 카메라를 더 구비하여 밴드(band)를 측정, 저장 및 전송하는 것을 특징으로 하는 PCR 바이오 디스크 장치.51. The PCR biodisk apparatus according to claim 50, wherein the PCR biodisk apparatus further comprises a UV (ultraviolet) irradiation apparatus and a camera to measure, store, and transmit a band. 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation) 공정단계; 준비된 DNA을 증폭하기 위한 PCR 공정단계;A preparation process step for preparing DNA samples from blood or cells or RNA; PCR process for amplifying the prepared DNA; 상기 PCR공정에 의해 얻어진 PCR product들을 출력 챔버(out chamber)에 모으는 단계; 전기영동용 디스크로 상기 출력 챔버의 내용물을 이동시키는 단계; 전기영동용 전극에 전압을 가한 채 인큐베이션시키는 단계(gel running단계); 및 밴드(band)를 측정 혹은 저장 혹은 전송하는 단계를 포함하는, 제 53항에 따른 PCR 바이오 디스크 장치를 이용한 핵산 분석 방법.Collecting the PCR products obtained by the PCR process in an out chamber; Moving the contents of the output chamber to an electrophoretic disk; Incubating while applying voltage to the electrophoretic electrode (gel running step); And measuring, storing, or transmitting a band, wherein the nucleic acid analysis method using the PCR bio-disc device according to claim 53. 피 또는 세포 또는 RNA로부터 DNA샘플을 준비하기 위한 프렙(Preparation)공정단계; 준비된 DNA 샘플을 증폭하기 위한 PCR 공정단계; 상기 PCR공정에 의해 얻어진 DNA를 분석사이트에 어레이된 분석 및 진단용 프로브(probe)와 혼성화하기 위한 혼성화(hybridization) 공정단계; 및 분석사이트내 절단가능한 신호요소를 광투과식 측정장치, 전기화학, 커패시턴스 혹은 임피던스 측정장치를 포함하는 변환기 결합된 탐지기에 의해 판독하는 단계를 포함하는, 제3항에 따른 바이오 디스크를 이용한 핵산 분석 방법.A preparation process step for preparing DNA samples from blood or cells or RNA; PCR process for amplifying the prepared DNA sample; A hybridization process step of hybridizing the DNA obtained by the PCR process with an analytical and diagnostic probe arrayed at an assay site; And reading the cleavable signal element in the assay site by means of a transducer coupled detector comprising a light transmission measuring device, an electrochemical, capacitance or impedance measuring device. Way. 제 56항 또는 제 57항에 있어서, 상기 프렙공정은 blood 을 상기 프렙 챔버에 설치된 샘플 주입구를 통해 주입하는 단계; cell로부터 추출된 DNA을 상기 강자성체 비드에 칩착시키기 위한 incubation단계; 상기 강자성체 비드을 정치 시킨 후, 서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 셀(cell) 파괴시 생긴 찌거기(debris)를 트레쉬 챔버로 씻어 흘려 보내는 단계; 및, 상기 강자성체 비드(bead)에 붙어 있는 DNA을 이탈 혹은 resuspension시켜주는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 핵산 분석 방법.The method of claim 56 or 57, wherein the preparation process comprises the steps of injecting blood through a sample inlet installed in the preparation chamber; an incubation step for attaching the DNA extracted from the cell to the ferromagnetic beads; After the ferromagnetic beads are left standing, washing and flowing debris from the cell break down into the trech chamber while slowly rotating the bio disc; And, nucleic acid analysis method comprising the step of leaving or resuspension the DNA attached to the ferromagnetic beads (bead). 제 56항 또는 제 57항에 있어서, 상기 PCR공정은 바이오 디스크를 서서히 회전시키면서, 상기 프렙 공정에 의해 얻어진 DNA을 상기 PCR 챔버로 이동시키는 단계; 및, 상기 PCR 챔버로의 DNA 이동 완료후, PCR 챔버내에 내장되어 있는 히터과 온도센서을 이용하여 PCR cycle을 수 회 반복하여 DNA을 증폭시키는 단계을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 분석 방법.58. The method of claim 56 or 57, wherein the PCR process comprises: moving the DNA obtained by the preparation process to the PCR chamber while slowly rotating the bio disc; And amplifying the DNA by repeating the PCR cycle several times using a heater and a temperature sensor embedded in the PCR chamber after completion of DNA transfer to the PCR chamber. 제 59항에 있어서, 상기 PCR공정후에, 바이오 디스크를 서서히 회전시키면서 DNAse을 PCR챔버로 유입시키는 단계; 고온으로 가열하여 DNAse의 기능을 정지(인큐베이션 정지) 및 단일가닥의 DNA을 만드는 단계(denaturing step)를 포함하는 fragmentation공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 분석 방법.60. The method of claim 59, further comprising: introducing DNAse into the PCR chamber while slowly rotating the bio-disc after the PCR process; A nucleic acid analysis method further comprising a fragmentation process comprising heating to a high temperature to stop the function of DNAse (stop incubation) and to make a single strand of DNA (denaturing step). 제 60항에 있어서, 상기 복수개의 PCR 챔버마다 일대일 대응한 독립된 히터(독립된 인큐베이션 시간)를 두어 fragmentation함으로서 서로 다른 길이를 갖는 DNA의 fragmentation이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 핵산 분석 방법.61. The nucleic acid analysis method according to claim 60, wherein fragmentation of DNA having different lengths is possible by fragmentation by providing an independent heater (independent incubation time) corresponding to each of the plurality of PCR chambers. 바이오 디스크를 서서히 회전시키면서, 상기 여과용 필터를 통해 피로부터 혈청 내지 항원을 분리하는 단계; 바이오 디스크를 회전시켜 상기 conjugate 챔버로 항원을 유입시킨후, 항원과 conjugate antibody간에 "conjugate-항원의 결합체" 를 형성토록 1∼2분간 인큐베이션 하는 단계와; 서서히 바이오 디스크를 회전시키면서 상기 "conjugate-항원의 결합체" 를 상기 분석 사이트내로 이동시키는 단계와; 바이오 디스크을 정체상태로 배양을 하여 상기 "conjugate-항원의 결합체" 와 capture antibody간에 항원-항체 반응이 일어나도록 배양하는 단계와; 디스크가 회전을 하는 동안에 washing 버퍼을 첨가하여 분석 사이트을 세정하는 단계를 포함하는, 제 6항에 따른 바이오 디스크를 이용한 면역 분석 방법.Separating serum and antigen from blood through the filtration filter while slowly rotating the bio-disc; Rotating the bio-disc to introduce the antigen into the conjugate chamber, and incubating for 1-2 minutes to form a "conjugate-antigen conjugate" between the antigen and the conjugate antibody; Moving the “conjugate-antigen conjugate” into the assay site while slowly rotating the bio disc; Culturing the bio disc in a stationary state and culturing the antigen-antibody reaction between the “conjugate-antigen conjugate” and the capture antibody; A method of immunoassay using a bio-disc according to claim 6, comprising the step of washing the assay site by adding a washing buffer while the disc is rotating. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석 사이트는 면역 분석(immuno assay) 와 핵산 프로브(probe) 분석을 동시에 분석 하기 위해, 각 방향(angular direction) 또는 거리 방향(radial direction)으로 immuno assay 섹터 와 핵산 probe 분석 섹터가 분리된 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.18. The method according to any one of claims 1 to 17, wherein the assay site is angular or radial in order to simultaneously analyze the immunoassay and nucleic acid probe assay. The bio-disc characterized by separating the immunoassay sector and the nucleic acid probe analysis sector. 제 28항 또는 제39항에 있어서, 프렙 챔버에 샘플이 주입 안된 채, 바이오 디스크가 로딩된 경우는 eject 되거나 경고 메시지를 사용자에게 보내는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The bio driver apparatus according to claim 28 or 39, wherein the bio disc is ejected or a warning message is sent to the user when the bio disc is loaded while the sample is not injected into the preparation chamber. 제 1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 주입여부 판별을 위해, 상기 프렙 챔버내에 임피던스 측정장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.The bio-disc according to any one of claims 1 to 17, further comprising an impedance measuring device in the preparation chamber to determine whether a sample is injected. 제 65항에 있어서, 상기 임피던스 측정장치는 인터디지테이티드 어레이에 의한 것을 특징으로 하는 바이오 디스크.66. The bio-disc according to claim 65, wherein the impedance measuring device is an interdigitated array. 제 28항 또는 제 39항에 있어서, 샘플의 진단 혹은 분석 중, 사용자에 의한 바이오 드라이버로부터 바이오 디스크의 eject(un-loading) 혹은 stop요구시, 바이오 드라이버는 무시한 채 분석 및 진단을 계속 진행하고, 선택사항으로 경고 메시지(warning message)를 사용자에게 알려주든가 패스워드를 요구하여 패스워드가 맞는 경우에만 사용자의 eject(un-loading) 혹은 stop요구를 받아 들이는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The method according to claim 28 or 39, wherein during the diagnosis or analysis of the sample, upon ejecting (un-loading) or stopping of the bio disc from the bio driver by the user, the bio driver is ignored and the analysis and diagnosis are continued. Optionally, a warning message (warning message) to inform the user or a bio-driver device characterized in that accepting the user's eject (un-loading) or stop request only if the password is correct. 제 28항 또는 제 39항에 있어서, 바이오 디스크 장치가 몇 번 사용했던 디스크 인지에 대한 정보 및 유효기간 정보 및 진단하고자 하는 질병 종류가 저장되어 있는 메모리 수단를 더 구비하여, 바이오 디스크 로딩(loading) 때마다 사용자에게 진단 불가 여부 및 상기 정보 제공을 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The biodisc according to claim 28 or 39, further comprising a memory means for storing information on how many times the biodisc device has been used, expiration date information, and a type of disease to be diagnosed. The bio driver apparatus, characterized in that for each user can be provided with the diagnosis and whether the information is provided. 제 28항 또는 제 39항에 있어서, 상기 바이오 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼, 정지버튼 및; 현재 로딩된 된 디스크가 바이오 디스크임을 표시하는 발광 다이오드(LED)를 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.The bio driver apparatus according to claim 28 or 39, wherein the bio driver apparatus comprises: a play and seek button, a stop button for normal optical disc playback; And a light emitting diode (LED) indicating that the currently loaded disk is a bio disk. 제 28항 또는 제 39항에 있어서, 상기 바이오 드라이버 장치는 액정표시 장치를 구비하여 바이오 드라이버 장치의 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 반응공정 혹은 항원-항체 반응) 에 따른 진행률을 퍼센트(%) 혹은 막대 그라프(bar graph)형식으로 표시해 주는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The bio driver device according to claim 28 or 39, wherein the bio driver device comprises a liquid crystal display device to determine a progress rate according to a main process (prep process, PCR process, hybridization process or antigen-antibody reaction) of the bio driver device. Or a bar graph format. 제 28항 또는 제 39항에 있어서, 상기 바이오 드라이버 장치는 모니터 표시 장치를 구비하여 바이오 드라이버 장치의 진행상태를 상기 주요공정(프렙 공정, PCR 공정, 혼성화 반응공정 혹은 항원-항체 반응) 에 따른 진행률을 퍼센트(%) 혹은 막대 그라프(bar graph), 파이 그라프(pie graph) 형식으로 표시해 주는 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.40. The bio driver apparatus according to claim 28 or 39, wherein the bio driver apparatus comprises a monitor display device to determine the progress of the bio driver apparatus according to the main process (prep process, PCR process, hybridization process or antigen-antibody reaction). The bio driver device, characterized by displaying in percentage (%), bar graph (pie graph), pie graph (pie graph) format. 제 28항 또는 제 39항에 있어서, 상기 바이오 드라이버 장치는 통상의 Optical 디스크 재생을 위한 재생 및 탐색버튼, 정지버튼 및; 현재 로딩된 된 디스크가 바이오 디스크임을 표시하는 표시장치를 구비한 것을 특징으로 하는 바이오 드라이버 장치.The bio driver apparatus according to claim 28 or 39, wherein the bio driver apparatus comprises: a play and seek button, a stop button for normal optical disc playback; And a display device for indicating that the currently loaded disk is a bio disk.
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