KR20100119231A - 추출 장치, 핵산 추출 장치 및 핵산 추출 방법 - Google Patents

추출 장치, 핵산 추출 장치 및 핵산 추출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 추출 장치, 핵산 추출 장치 및 핵산 추출 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 장치는 물질을 용이하게 추출할 수 있도록 압축된 기체를 공급하는 가압부재와, 추출 대상 물질이 저장된 시료 챔버와, 상기 시료 챔버와 연통된 전달 챔버와, 상기 시료 챔버에 연결 설치되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치, 및 상기 전달 챔버와 연결 설치되며, 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치는 핵산을 용이하게 추출할 수 있도록 압축 기체를 공급하는 가압부재와 시료에서 핵산을 분리하는 핵산 필터가 설치된 핵산 필터 챔버와, 시료가 저장되며 상기 핵산 필터 챔버와 연통된 시료 챔버를 포함하는 추출 모듈, 및 상기 시료 챔버에 연결 설치되어 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치를 포함한다.
Figure P1020090038236
핵산, 가압부재, 핵산 추출 모듈, DNA

Description

추출 장치, 핵산 추출 장치 및 핵산 추출 방법{EXTRACTION APPARATUS, NUCLEIC ACID EXTRACTION APPARATUS AND NUCLEIC ACID EXTRACTION METHOD USING THEREOF}
본 발명은 추출 장치, 핵산 추출 장치 및 핵산 추출 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 모듈화된 추출 모듈이 적용된 추출 장치, 핵산 추출 장치 및 핵산 추출 방법에 관한 것이다.
최근 인간 유전체 연구 결과를 바탕으로 유전자 수준에서 질병의 원인을 해석함에 따라, 인간의 질병을 치유하거나 예방하고자 하는 목적으로 생체 시료의 조작 및 생화학적 분석에 대한 요구가 점차 증가하고 있다. 또한 질병의 진단 외에도 신약개발, 바이러스나 박테리아 감염 여부의 사전 검사 및 법의학 등의 다양한 분야에서 생체 시료나 세포가 포함된 시료로부터 핵산을 추출, 분석하는 기술이 요구된다.
핵산 추출 시 낮은 순도의 핵산은 써던 블롯팅(southern blotting)과 같은 교잡(hybridization) 반응, 효소 반응과 같은 화학반응을 억제하거나 방해시키며, 핵산 오염 물질은 실험하고자 하는 핵산을 분해하고, 핵산 정량 시 오류를 범하게 한다. 이런 오염 물질로는 지방과 같은 저분자 물질, 효소 저해제뿐만 아니라 단백질과 같은 효소, 다당체 및 폴리뉴클레오티드 등이 있다.
분자 생물학 방법의 응용에 적합한 높은 순도의 핵산을 얻기 위해서 상기 문제를 해결하기 위한 많은 방법들이 개발되었다.
시료가 병원성 세포로 이루어진 경우에는 핵산으로 인한 추출 장치의 오염이 심각하며, 한번 사용한 핵산 추출 장치는 모두 폐기해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 관을 통해서 시료를 이동시키고, 시료와 직접 접촉하지 않는 비접촉식 펌프를 이용하여 시료를 이동시키는 기술이 제안되었으나, 이 경우에도 사용된 관 및 용기 전체를 폐기하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 오염을 방지하면서 보다 안정적이고 용이하게 핵산 및 물질을 추출할 수 있는 추출 장치, 핵산 추출 장치 및 핵산 추출 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 추출 장치는 압축된 기체를 공급하는 가압부재와, 추출 대상 물질이 저장된 시료 챔버와, 상기 시료 챔버와 연통된 전달 챔버와, 상기 시료 챔버에 연결 설치되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치, 및 상기 전달 챔버와 연결 설치되며, 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치를 포함한다.
상기 시료 챔버의 하면은 지면에 대하여 경사지게 형성되며, 상기 시료 챔버와 상기 전달 챔버를 연결하는 통로는 상기 경사진 면의 하단부에서 상기 시료 챔버와 연통될 수 있으며, 상기 전달 챔버와 연통된 보조 챔버를 포함하고, 상기 보조 챔버는 통로를 통해서 상기 전달 챔버와 연결되며, 상기 보조 챔버에는 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치가 설치될 수 있다.
상기 시료 챔버와 상기 전달 챔버 사이에 설치되어 상기 시료 챔버 및 상기 전달 챔버와 연통된 보조 챔버를 포함하고, 상기 보조 챔버에는 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치가 설치될 수 있으며, 상기 보조 챔버와 연통된 중간반응 챔버를 포함하고, 상기 중간반응 챔버는 통로를 통해서 상기 보조 챔버와 연 결되며, 상기 중간반응 챔버에는 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치가 설치될 수 있다.
상기 시료 챔버와 상기 전달 챔버 사이에 설치되어 상기 시료 챔버 및 상기 전달 챔버와 연통된 보조 챔버를 포함하고, 상기 보조 챔버에는 상기 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치는 압축 기체를 공급하는 가압부재와 시료에서 핵산을 분리하는 핵산 필터가 설치된 핵산 필터 챔버와, 시료가 저장되며 상기 핵산 필터 챔버와 연통된 시료 챔버를 포함하는 추출 모듈, 및 상기 시료 챔버에 연결 설치되어 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치를 포함한다.
상기 추출 모듈은 상기 시료에서 단백질을 분리하는 단백질 분리제가 저장되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치와 연결 설치된 단백질 분리 챔버를 더 포함하고, 상기 단백질 분리 챔버는 상기 시료 챔버 및 상기 핵산 필터 챔버 사이에 설치되어 상기 시료 챔버 및 상기 핵산 필터 챔버와 연통될 수 있으며, 상기 이퀼러브레이션 버퍼(equilibration buffer)가 저장되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치와 연결 설치된 이퀼러브레이션 챔버를 더 포함하고, 상기 이퀼러브레이션 챔버는 상기 단백질 분리 챔버 또는 상기 핵산 필터 챔버와 연통될 수 있다.
상기 핵산 필터에서 핵산을 용출하는 일루션 버퍼(elution buffer)가 저장되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치와 연결 설치된 일루션 챔버를 더 포함하고, 상기 일루션 챔버는 상기 핵산 필터 챔버와 연통될 수 있으며, 상기 핵산 필터 챔버와 연통되어 상기 핵산 필터 챔버에서 용출된 핵산을 저장하는 추출 챔버를 더 포함하고, 상기 추출 챔버에는 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치가 연결 설치될 수 있다.
상기 핵산 필터 챔버 또는 상기 추출 챔버와 연통되어 핵산 추출과정에서 발생한 부산물을 저장하는 웨이스트 챔버(waste chamber)를 더 포함하고, 상기 웨이스트 챔버에는 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치가 설치될 수 있으며, 상기 핵산 챔버와 연통되어 상기 핵산 필터 챔버에 있는 불순물을 제거하는 워싱 버퍼(washing buffer)가 저장되며 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치와 연결 설치된 세척 챔버를 더 포함하고, 상기 세척 챔버는 상기 핵산 필터 챔버와 연통될 수 있다.
상기 챔버들은 하면이 경사지게 형성될 수 있으며, 상기 챔버들은 통로를 통해서 연통되며, 상기 통로는 물질을 배출하는 챔버의 하단부와 물질을 유입하는 챔버의 상부에 연결될 수 있다. 또한, 상기 챔버들은 통로를 통해서 연통되며, 상기 추출 모듈은 접합된 두 개의 판재를 포함하고, 상기 통로는 상기 판재들 사이에 형성된 홈으로 이루어질 수 있다.
상기 추출 모듈은 접합된 두 개의 판재를 포함하고, 상기 챔버들은 상기 판재들 사이에 형성된 홈으로 이루어질 수 있으며, 상기 가압 스위치와 상기 가압부재 사이에 설치되어 공기를 분배하는 매니폴드, 및 상기 매니폴드와 상기 추출 모듈을 밀착시키는 클램프를 더 포함할 수 있다.
상기 추출 모듈은 상기 시료에서 단백질을 분리하는 단백질 분리제가 저장되고 상기 시료 챔버 및 상기 핵산 필터 챔버와 연통된 단백질 분리 챔버와, 상기 이퀼러브레이션 버퍼가 저장되며, 상기 단백질 분리 챔버와 연통된 이퀼러브레이션 챔버와, 상기 핵산 필터에서 핵산을 용출하는 일루션 버퍼가 저장되며, 핵산 필터 챔버와 연통된 일루션 챔버와, 상기 핵산 필터 챔버와 연통되어 상기 핵산 필터 챔버에서 용출된 핵산을 저장하는 추출 챔버, 및 상기 추출 챔버와 연통되어 핵산 추출과정에서 발생한 부산물을 저장하는 웨이스트 챔버를 더 포함하고, 상기 단백질 분리 챔버, 상기 이퀼러브레이션 챔버, 상기 일루션 챔버에는 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치가 연결 설치되고, 상기 추출 챔버, 상기 웨이스트 챔버에는 대기와의 연결을 제어하는 대기 스위치가 연결 설치될 수 있다.
본 실시예에 따른 핵산 추출 방법은 복수 개의 챔버를 갖는 추출 모듈을 이용한 핵산 추출 방법에 있어서, 상기 추출 모듈은 단백질 분리제가 저장된 단백질 분리 챔버, 시료가 저장된 시료 챔버, 핵산 필터가 저장된 핵산 필터 챔버, 일루션 버퍼가 저장된 일루션 챔버, 공간을 갖는 추출 챔버와 웨이스트 챔버를 포함하고, 상기 시료 챔버를 가압부재의 연통시키고 상기 웨이스트 챔버를 대기압과 연결시켜서 상기 시료를 상기 단백질 분리 챔버를 거쳐서 상기 핵산 필터 챔버로 이동시키는 핵산 포획 단계, 및 상기 일루션 챔버를 가압부재와 연통시키고 상기 추출 챔버를 대기압과 연결시켜서 상기 핵산을 추출 챔버로 이동시키는 핵산 추출 단계를 포함한다.
상기 추출 모듈은 상기 단백질 분리 챔버와 연통되고, 이퀼러브레이션 버퍼 가 저장된 이퀼러브레이션 챔버를 더 포함하고, 상기 이퀼러브레이션 챔버를 상기 가압부재와 연결하고, 상기 웨이스트 챔버를 대기와 연결하여 상기 핵산 필터를 활성화시키는 활성화 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 추출 모듈은 상기 핵산 필터 챔버와 연통되고, 워싱 버퍼가 저장된 세척 챔버를 더 포함하고, 상기 세척 챔버를 상기 가압부재와 연통시키고, 상기 웨이스트 챔버를 대기와 연결하여 상기 핵산 필터 챔버 내의 불순물을 제거하는 세척 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 공압을 이용하여 시료 및 반응물질을 이동시킴으로써 시료에 불순물이 첨가되는 것을 방지할 수 있으며, 장치의 오염을 최소화할 수 있다.
또한, 패키지화 된 핵산 추출 모듈을 이용하므로 핵산 추출 모듈의 교체만으로 신속하게 다른 종류의 시료에서 핵산을 추출 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 기재에서 핵산이라 함은 DNA, RNA 등 모든 종류의 핵산을 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치는 복수 개의 챔버들과 챔버들을 연결하는 통로를 갖는 추출 모듈(120), 추출 모듈(120)로 압축 공기를 공급하는 가압부재(150), 가압부재(150)와 챔버와의 연통을 제어하는 가압 스위치(152), 챔버와 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치(154)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 일 방향에서 본 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 다른 방향에서 본 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 정면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 핵산 추출 장치에 대해서 보다 자세히 설명하면, 추출 모듈(120)은 바닥을 이루는 베이스판(131)에 고정 설치되며, 추출 모듈(120)의 일면에는 판 형상의 매니폴드 블럭(140)이 접하여 설치된다. 추출 모듈(120)을 향하는 면과 반대 방향을 향하는 매니폴드 블럭(140)에는 가압 스위치(152)와 대기 스위치(154)가 설치되는 바, 매니폴드 블럭(140)은 가압 스위치(152) 및 대기 스위치(154)를 추출 모듈(120)과 연결하는 역할을 한다.
가압 스위치(152)는 압축 공기를 공급하는 가압부재(150)와 연결되는 바, 가압부재(150)는 공압 펌프, 팬 등으로 이루어질 수 있다. 대기 스위치는 추출 챔버(127) 및 웨이스트 챔버(128)가 개방된 대기와의 연결을 제어한다.
한편, 매니폴드 블럭(140)에는 추출 모듈(120)을 매니폴드 블럭(140)에 밀착 시키는 회전식 클램프(132)가 설치되는 바, 회전식 클램프(132)는 추출 모듈을 매니폴드 블럭(140)에 용이하게 착탈시킬 수 있다. 즉, 매니폴드 블럭(140)도 판형상으로 이루어지고, 추출 모듈(120)도 판형 형상으로 이루어지므로 판이 맞닿도록 설치된 상태에서 회전식 클램프(132)로 조임으로써 추출 모듈(120)이 매니폴드 블럭(140)에 안정적으로 결합된다.
추출 모듈(120)은 두 개의 판재가 접합된 형상으로 이루어지며, 내부에는 홈으로 이루어진 복수 개의 챔버와 챔버들을 연통시키는 통로가 형성된다.
추출 모듈(120)은 시료(123b)에서 핵산을 분리하는 핵산 필터(126b)가 설치된 핵산 필터 챔버(126)와 시료가 저장된 시료 챔버(124), 시료(123b)에서 단백질을 분리하는 단백질 분리제(125b)가 저장된 단백질 분리 챔버(125), 이퀼러브레이션 버퍼(123b)가 저장된 이퀼러브레이션 챔버(123), 핵산 필터(126b)에서 핵산을 용출하는 일루션 버퍼(elution buffer)(121b)가 저장된 일루션 챔버(121), 핵산 필터 챔버(126)에 있는 불순물을 제거하는 워싱 버퍼(122b)이 저장된 세척 챔버(122), 핵산 필터 챔버(126)에서 용출된 핵산을 저장하는 추출 챔버(127), 및 핵산 추출 과정에서 발생한 불순물을 저장하는 웨이스트 챔버(128)를 포함한다.
핵산 필터 챔버(126)에는 핵산을 시료에서 핵산을 분리하는 핵산 필터(126b)가 설치되며, 핵산 필터(126b)는 실리카 매트릭스 또는 졸-겔 매트릭스 구조로 이루어진다. 핵산 필터(126b)는 일반적으로 핵산을 필터링하는 다양한 종료의 필터가 적용될 수 있다. 핵산 필터 챔버(126)는 통로(126a)를 매개로 추출 챔버(127)와 연통되며, 통로(126a)는 핵산 필터 챔버(126)의 하단과 추출 챔버(127)의 상부 에 각각 연결된다.
시료 챔버(124)에는 분리 대상 시료(124b)가 저장되며, 통로(124a)를 매개로 단백질 분리 챔버(125)와 연통된다. 통로(124a)는 시료 챔버(124)의 하단과 단백질 분리 챔버(125)의 상부에 연결된다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 시료 챔버(124) 내에 저장된 시료가 단백질이 분리된 시료일 경우에는 핵산 필터 챔버(126)와 시료 챔버(124)가 직접 연결될 수도 있다.
단백질 분리 챔버(125)에는 단백질을 분리하는 단백질 분리제(125b)가 저장되며, 단백질 분리제(125b)는 C18 Silica 지지체로 이루어지나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 종류의 단백질 분리제(125b)가 적용될 수 있다.
단백질 분리 챔버(125)는 통로(125a)를 매개로 핵산 필터 챔버(126)와 연결되며, 통로(125a)는 단백질 분리 챔버(125)의 하단과 핵산 필터 챔버(126)의 상부에 각각 연결된다.
이퀼러브레이션 챔버(123)에는 이퀼러브레이션 버퍼(equilibration buffer)(123b)가 저장되는 바, 이퀼러브레이션 버퍼(123b)는 중간 정도의 염도를 갖는 버퍼로서 핵산 필터(126b)에 핵산이 쉽게 결합할 수 있도록 평형 조건을 만들어 준다.
이퀼러브레이션 챔버(123)는 통로(123a)를 매개로 단백질 분리 챔버(125)와 연결되며, 통로(123a)는 이퀼러브레이션 챔버(123)의 하단과 단백질 분리 챔버(125)의 상부에 각각 연결된다.
본 실시예에서는 이퀼러브레이션 챔버(123)가 단백질 분리 챔버(125)와 연결 된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 이퀼러브레이션 챔버(123)는 통로를 통해서 핵산 필터 챔버(126)에 직접 연결될 수도 있다.
세척 챔버(122)에는 워싱 버퍼(122b)이 저장되는 바, 워싱 버퍼(122b)은 핵산 필터(126b)에 있는 단백질 또는 생체 물질 등의 불순물을 제거하는 역할을 한다. 본 기재에서 불순물이라 함은 핵산을 제외한 모든 물질을 말한다. 세척 챔버(122)는 통로(122a)를 매개로 핵산 필터 챔버(126)와 연통되며, 통로(122a)는 세척 챔버(122)의 하단과 핵산 필터 챔버(126)의 상부에 각각 연결된다.
일루션 챔버(121)에는 일루션 버퍼(121b)가 저장되는 바, 일루션 버퍼(121b)는 핵산 필터(126b)에 부착된 핵산을 용출하는 역할을 한다. 일루션 챔버(121)는 통로(121a)를 매개로 핵산 필터 챔버(126)와 연통되며, 통로(121a)는 일루션 챔버(121)의 하단과 핵산 필터 챔버(126)의 상부에 각각 연결된다.
추출 챔버(127) 및 웨이스트 챔버(128)는 최초 빈 공간으로 존재하며, 추출 과정에서 추출 챔버(127)로는 핵산이 저장되고, 웨이스트 챔버(128)로는 반응 과정에 형성된 불순물이 저장된다. 본 실시예에서는 웨이스트 챔버(128)와 추출 챔버(127)를 추출 모듈(120) 내에 구비하는 바, 이에 따라 추출 모듈(120) 외부를 오염시키지 않고 핵산과 반응 불순물을 효율적으로 분리할 수 있다.
상기한 챔버들의 바닥은 경사를 갖도록 형성되며, 챔버 및 통로는 추출 모듈을 구성하는 판재 사이에 형성된 홈으로 이루어진다.
본 실시예에서는 챔버의 바닥이 한 방향으로 경사진 구조로 이루어지나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 챔버의 바닥이 중앙부분을 향하여 경사진 구조 로 이루어질 수도 있다. 이와 같이 챔버의 바닥이 경사지게 형성되고, 경사진 부분의 최하단에 통로를 연결하면 챔버 내부의 물질을 보다 효율적으로 이동시킬 수 있다.
본 실시예와 같이 핵산을 분리하기 위한 챔버 및 통로를 모듈화하면 사용된 모듈을 교체하는 것으로 간단하게 오염된 부분을 제거할 수 있으며, 스위치의 조작으로 압축 공기를 공급하는 것만으로 반응 물질들을 이동시켜서 용이하게 핵산을 추출할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 이용한 핵산 추출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 핵산 추출 방법은 이퀼러브레이션 챔버(123)를 가압부재(150)와 연통시키고, 웨이스트 챔버(128)를 대기와 연통하여 핵산 필터를 활성화시키는 활성화 단계와, 시료 챔버(124)를 가압부재(150)와 연통시키고 웨이스트 챔버(128)를 대기와 연통시켜서 시료를 단백질 분리 챔버(125)를 거쳐서 핵산 필터 챔버(126)로 이동시키는 핵산 포획 단계와, 세척 챔버(122)를 가압부재(150)와 연통시키고, 웨이스트 챔버(128)를 대기와 연통시켜서 핵산 필터 챔버(126) 내의 불순물을 제거하는 세척 단계, 및 일루션 챔버(121)를 가압부재(150)와 연통시키고 추출 챔버(127)를 대기와 연통시켜서 핵산을 추출 챔버(127)로 이동시키는 핵산 추출 단계를 포함한다.
활성화 단계는 도 5a에 도시된 바와 같이, 이퀼러브레이션 챔버(123)를 가압부재(150)와 연통시키고, 웨이스트 챔버(128)를 대기와 연통시켜서 이퀼러브레이션 버퍼(123b)를 단백질 분리 챔버(125), 핵산 필터 챔버(126), 및 추출 챔버(127)를 거쳐서 웨이스트 챔버(128)로 이동시킨다.
이 과정에서 이퀼러브레이션 버퍼(123b)는 중간 정도의 염도를 띄는 버퍼로서 핵산 필터(126b)에 핵산이 쉽게 결합할 수 있도록 평형 조건을 만들어 준다. 본 실시예에서는 이퀼러브레이션 버퍼(123b)를 이동시키는 단계를 포함하고 있으나, 최초 핵산 필터(126b)가 평형 조건에 있을 때에는 이 단계를 생략할 수 있다.
핵산 포획 단계는 도 5b에 도시한 바와 같이 시료 챔버(124)를 가압부재(150)와 연통시키고, 웨이스트 챔버(128)를 개방하여 시료(124b)를 단백질 분리 챔버(125), 핵산 필터 챔버(126), 및 추출 챔버(127)를 거쳐서 웨이스트 챔버(128)로 이동시킨다.
시료(124b)가 압축 공기에서 의해서 이동하는 과정에서 시료에 포함된 단백질은 단백질 분리 챔버(125)에서 여과되며, 핵산은 핵산 필터(126b)에 부착되고, 나머지 불순물은 웨이스트 챔버(128)로 이동한다.
세척 단계는 도 5c에 도시한 바와 같이 세척 챔버(122)를 가압부재(150)와 연통시키고, 웨이스트 챔버(128)를 대기와 연통시켜서 워싱 버퍼(122b)를 핵산 필터 챔버(126), 및 추출 챔버(127)를 거쳐서 웨이스트 챔버(128)로 이동시킨다.
워싱 버퍼(122b)는 압축 공기에 의하여 이동하는 과정에서 핵산 필터(126b)에 부착된 불순물 및 추출 챔버(127)에 있는 불순물을 웨이스트 챔버(128)로 이동시킨다.
핵산 추출 단계는 도 5d에 도시한 바와 같이 일루션 챔버(121)를 가압부 재(150)와 연통시키고 추출 챔버(127)를 대기와 연통시켜서 일루션 버퍼(121b)를 핵산 필터 챔버(126)를 거쳐서 추출 챔버(127)로 이동시킨다. 이 과정에서 핵산 필터 챔버(126)에 부착된 핵산은 일루션 버퍼(121b)와 함께 추출 챔버(127)로 이동한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 핵산 추출 방법에 의하면, 챔버와 가압부재(150)의 연결을 제어하는 것만으로 추출 모듈(120) 내에서 시료에 포함된 핵산을 용이하게 추출할 수 있다.
추출 챔버(127)에 저장한 핵산은 증폭 장치, 분석 장치 등을 이용하여 원하는 목적에 이용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 추출 장치(200)는 압축된 기체를 공급하는 가압부재(260)와 추출 대상 물질이 저장된 시료 챔버(210)와, 시료 챔버(210)에 연통된 전달 챔버(230), 시료 챔버에 연결 설치되며, 가압부재(260)와의 연통을 제어하는 가압 스위치(240)와, 전달 챔버(230)와 연결 설치되며, 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치(250), 및 시료 챔버(210)와 전달 챔버(230)를 연결하는 통로(211)를 포함한다.
시료 챔버(210)의 하면은 지면에 대하여 경사지게 형성되며, 통로(211)는 일측 단부가 경사진 면의 하단부에서 시료 챔버(210)와 연통되고, 타측 단부가 전달 챔버(230)의 상부에 연통된다. 시료 챔버(210)와 전달 챔버(230), 및 통로(211)는 추출 모듈을 구성하며, 추출 모듈은 판 형상 부재로 이루어지고, 시료 챔버(210)와 전달 챔버(230), 및 통로(211)는 판 형상 부재의 내부의 공간으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 구성된 추출 장치(200)는 가압 스위치(240)를 조절하여 시료 챔버(210)와 가압부재(260)를 연통시키고, 대기 스위치(250)를 조절하여 전달 챔버(230)를 대기와 연통시키면, 시료 챔버(210)에 있는 물질을 전달 챔버(230)로 쉽게 이동시킬 수 있다.
특히, 추출 대상 물질이 생체 시료이고, 전달 챔버(230)에 핵산 필터가 설치되고, 전달 챔버(230)에 배출 통로가 형성되면, 생체 시료에 포함된 핵산만을 용이하게 전달 챔버(230)에서 추출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 추출 장치(200')는 상기한 제2 실시예에 따른 추출 장치에 보조 챔버(220)가 추가되며, 보조 챔버(220)를 제외한 구성은 상기한 제1 실시예에 따른 추출 장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 보조 챔버(220)는 통로(221)를 통해서 전달 챔버(230)와 연통되며, 보조 챔버(220)에는 가압 부재(260)와의 연통을 제어하는 가압 스위치(240)가 연결 설치된다.
보조 챔버(220)에는 반응 물질이 저장될 수 있는 바, 이에 따라 가압 스위치(240)와 대기 스위치(250)를 조절하여 시료와 반응 물질은 동시에 또는 순차적으 로 전달 챔버(230)로 이동시킬 수 있다.
예를 들어 시료 챔버(210)에 생체 시료가 저장되고, 보조 챔버(220)에 이퀼러브레이션 버퍼가 저장되며 전달 챔버(230)에 핵산 필터가 설치되고, 전달 챔버(230)에 배출 통로가 형성된 경우, 이퀼러브레이션 버퍼를 먼저 전달 챔버(230)로 이동시키고, 생체 시료를 다음으로 전달 챔버(230)로 이동시키면 생체 시료에 포함된 핵산만을 용이하게 전달 챔버(230)에서 추출할 수 있다.
또한, 보조 챔버(220)에 일루션 버퍼가 저장된 경우에는 시료를 먼저 전달 챔버(230)로 이동시키고, 일루션 버퍼를 다음으로 전달 챔버(230)로 이동시키면, 배출 통로를 통해서 배출된 일루션 버퍼를 포획하여 추출된 핵산을 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다. 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 추출 장치(300)는 압축된 기체를 공급하는 가압부재(260)와 추출 대상 물질이 저장된 시료 챔버(310)와, 시료 챔버(310)에 연통된 보조 챔버(320), 및 보조 챔버(320)와 연통된 전달 챔버(330)와, 시료 챔버(310) 및 보조 챔버(320)에 연결 설치되며, 가압부재(260)와의 연통을 제어하는 가압 스위치(240)와, 전달 챔버(330)와 연결 설치되며, 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치(250), 및 시료 챔버(310)와 보조 챔버(320)를 연결하는 통로(311), 보조 챔버(320)와 전달 챔버(330)를 연결하는 통로(321)를 포함한다.
통로(311)는 시료 챔버(310)의 하단과 보조 챔버(320)의 상부에 연결되고, 통로(321)는 보조 챔버(320)의 하단과 전달 챔버(330)의 상부에 연결된다. 이에 따라 시료 챔버(310)는 통로들(311, 321)과 보조 챔버(320)를 통해서 전달 챔 버(330)와 연통된다.
이와 같이 구성된 추출 장치(300)는 가압 스위치(260)를 조절하여 시료 챔버(310)와 가압부재(260)를 연통시키고, 대기 스위치(250)를 조절하여 전달 챔버(330)를 대기와 연통시키면, 시료 챔버(310)에 있는 추출 대상 물질을 보조 챔버(320)를 거쳐서 전달 챔버(330)로 쉽게 이동시킬 수 있다.
특히, 추출 대상 물질이 생체 시료이고, 보조 챔버(320)에 단백질 분리제가 설치고, 전달 챔버(330)에는 핵산 필터가 설치되며, 전달 챔버(330)에 배출 통로가 형성되면, 생체 시료에 포함된 단백질은 보조 챔버(320)에서 추출되고 핵산은 전달 챔버(330)에서 추출될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다. 도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 추출 장치(400)는 압축된 기체를 공급하는 가압부재(260)와 추출 대상 물질이 저장된 시료 챔버(410)와, 시료 챔버(410)에 연통된 보조 챔버(430), 및 보조 챔버(430)에 연통된 중간반응 챔버(420), 및 보조 챔버(430)와 연통된 전달 챔버(440)와, 시료 챔버(410), 보조 챔버(430), 중간반응 챔버(420)에 연결 설치되며, 가압부재(260)와의 연통을 제어하는 가압 스위치(240)와, 전달 챔버(440)와 연결 설치되며, 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치(250), 및 시료 챔버(410)와 보조 챔버(430)를 연결하는 통로(411), 중간반응 챔버(420)와 보조 챔버(430)를 연결하는 통로(421), 보조 챔버(430)와 전달 챔버(440)를 연결하는 통로(431)를 포함한다.
통로(411)는 시료 챔버(410)의 하단과 보조 챔버(430)의 상부에 연결되고, 통로(421)는 중간반응 챔버(420)의 하단과 보조 챔버(430)의 상부에 연결되고, 통로(431)는 보조 챔버(430)의 하단과 전달 챔버(440)의 상부에 연결된다. 이에 따라 시료 챔버(410)는 통로들(411, 431)과 보조 챔버(430)를 통해서 전달 챔버(440)와 연통된다.
이와 같이 구성된 추출 장치(400)는 가압 스위치(240)와 대기 스위치(250)를 조절하여 시료 챔버(410) 및 중간반응 챔버(420)에 있는 물질을 보조 챔버(430)를 거쳐서 전달 챔버(440)로 쉽게 이동시킬 수 있다.
특히, 추출 대상 물질이 생체 시료이고, 중간반응 챔버(420)에 일루션 버퍼가 저장되고, 보조 챔버(430)에 핵산 필터가 설치되면, 먼저 시료 챔버(410)에 있는 생체 시료를 보조 챔버(430)로 이동시켜서 핵산 필터에 핵산을 부착하고, 일루션 버퍼를 보조 챔버(430)로 이동시켜서 핵산 필터에 부착된 핵산을 전달 챔버(440)로 이동시킬 수 있다. 이에 따라 핵산을 전달 챔버(440)에서 추출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다. 도 10을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 추출 장치(500)는 압축된 기체를 공급하는 가압부재(260)와 추출 대상 물질이 저장된 시료 챔버(510)와, 시료 챔버(510)에 연통된 보조 챔버(520), 및 보조 챔버(520)에 연통된 전달 챔버(530)와, 시료 챔버(510)에 연결 설치되며, 가압부재(260)와의 연통을 제어하는 가압 스위치(240)와, 보조 챔버(520), 및 전달 챔버(530)와 연결 설치되며, 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치(250), 및 시료 챔버(510)와 보조 챔버(520)를 연결하는 통로(511), 보조 챔버(520)와 전달 챔버(530)를 연결하는 통로(521)를 포함한다.
통로(511)는 시료 챔버(510)의 하단과 보조 챔버(520)의 상부에 연결되고, 통로(521)는 보조 챔버(520)의 하단과 전달 챔버(530)의 상부에 연결된다. 이에 따라 시료 챔버(510)는 통로들(511, 521)과 보조 챔버(520)를 통해서 전달 챔버(530)와 연통된다.
이와 같이 구성된 추출 장치(500)는 가압 스위치(240)와 대기 스위치(250)를 조절하여 시료 챔버(510)에 있는 물질을 보조 챔버(520)를 거쳐서 전달 챔버(530)로 쉽게 이동시킬 수 있다.
특히, 추출 대상 물질이 생체 시료이고, 보조 챔버(520)에 핵산 필터가 설치되면, 먼저 시료 챔버(510)에 있는 생체 시료를 보조 챔버(520)로 이동시켜서 핵산 필터에 핵산을 부착하여 추출하고, 불순물은 전달 챔버(530)로 이동시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 일 방향에서 본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 다른 방향에서 본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 정면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 이용한 핵산 추출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 추출 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
120: 추출 모듈 150: 가압부재
121: 일루션 챔버 122: 세척 챔버
124: 시료 챔버 123: 이퀼러브레이션 챔버
124: 시료 챔버 123: 이퀼러브레이션 챔버
125: 단백질 분리 챔버 126: 핵산 필터 챔버
126b: 핵산 필터 127: 추출 챔버
128: 웨이스트 챔버 131: 베이스판
132: 클램프 140: 매니폴드 블럭
150: 가압부재 152: 가압 스위치

Claims (22)

  1. 압축 기체를 공급하는 가압부재;
    추출 대상 물질이 저장된 시료 챔버;
    상기 시료 챔버와 연통된 전달 챔버;
    상기 시료 챔버에 연결 설치되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치; 및
    상기 전달 챔버와 연결 설치되며, 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치;
    를 포함하는 추출 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시료 챔버의 하면은 지면에 대하여 경사지게 형성되며, 상기 시료 챔버와 상기 전달 챔버를 연결하는 통로는 상기 경사진 면의 하단부에서 상기 시료 챔버와 연통된 추출 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전달 챔버와 연통된 보조 챔버를 포함하고, 상기 보조 챔버는 통로를 통해서 상기 전달 챔버와 연결되며, 상기 보조 챔버에는 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치가 설치된 추출 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 시료 챔버와 상기 전달 챔버 사이에 설치되어 상기 시료 챔버 및 상기 전달 챔버와 연통된 보조 챔버를 포함하고,
    상기 보조 챔버에는 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치가 설치된 추출 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보조 챔버와 연통된 중간반응 챔버를 포함하고, 상기 중간반응 챔버는 통로를 통해서 상기 보조 챔버와 연결되며, 상기 중간반응 챔버에는 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치가 설치된 추출 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 시료 챔버와 상기 전달 챔버 사이에 설치되어 상기 시료 챔버 및 상기 전달 챔버와 연통된 보조 챔버를 포함하고,
    상기 보조 챔버에는 상기 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치가 설치된 추출 장치.
  7. 압축 기체를 공급하는 가압부재; 및
    시료에서 핵산을 분리하는 핵산 필터가 설치된 핵산 필터 챔버와, 시료가 저장되며 상기 핵산 필터 챔버와 연통된 시료 챔버를 포함하는 추출 모듈; 및
    상기 시료 챔버에 연결 설치되어 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치;
    를 포함하는 핵산 추출 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 추출 모듈은 상기 시료에서 단백질을 분리하는 단백질 분리제가 저장되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치와 연결 설치된 단백질 분리 챔버를 더 포함하고, 상기 단백질 분리 챔버는 상기 시료 챔버 및 상기 핵산 필터 챔버 사이에 설치되어 상기 시료 챔버 및 상기 핵산 필터 챔버와 연통된 핵산 추출 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 이퀼러브레이션 버퍼(equilibration buffer)가 저장되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치와 연결 설치된 이퀼러브레이션 챔버를 더 포함하고, 상기 이퀼러브레이션 챔버는 상기 단백질 분리 챔버 또는 상기 핵산 필터 챔버와 연통된 핵산 추출 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 핵산 필터에서 핵산을 용출하는 일루션 버퍼(elution buffer)가 저장되며, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치와 연결 설치된 일루션 챔버를 더 포함하고, 상기 일루션 챔버는 상기 핵산 필터 챔버와 연통된 핵산 추출 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 핵산 필터 챔버와 연통되어 상기 핵산 필터 챔버에서 용출된 핵산을 저장하는 추출 챔버를 더 포함하고, 상기 추출 챔버에는 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치가 연결 설치된 핵산 추출 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 핵산 필터 챔버 또는 상기 추출 챔버와 연통되어 핵산 추출과정에서 발생한 부산물을 저장하는 웨이스트 챔버(waste chamber)를 더 포함하고, 상기 웨이스트 챔버에는 대기와의 연통을 제어하는 대기 스위치가 설치된 핵산 추출 장치.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 핵산 필터 챔버와 연통되어 상기 핵산 필터 챔버에 있는 불순물을 제거하는 워싱 버퍼(washing buffer)가 저장된 세척 챔버를 더 포함하고, 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치와 연결 설치된 핵산 추출 장치.
  14. 제 7항 내지 상기 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버들은 하면이 경사지게 형성된 핵산 추출 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 챔버들은 통로를 통해서 연통되며, 상기 통로는 물질을 배출하는 챔버의 하단과 물질을 유입하는 챔버의 상부에 연결된 핵산 추출 장치.
  16. 제7 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버들은 통로를 통해서 연통되며, 상기 추출 모듈은 접합된 두 개의 판재를 포함하고, 상기 통로는 상기 판재들 사이에 형성된 홈으로 이루어진 핵산 추출 장치.
  17. 제7 항에 있어서,
    상기 추출 모듈은 접합된 두 개의 판재를 포함하고, 상기 챔버들은 상기 판재들 사이에 형성된 홈으로 이루어진 핵산 추출 장치.
  18. 제7 항에 있어서,
    상기 가압 스위치와 상기 가압부재 사이에 설치되어 공기를 분배하는 매니폴드, 및 상기 매니폴드와 상기 추출 모듈을 밀착시키는 클램프를 더 포함하는 핵산 추출 장치.
  19. 제7 항에 있어서,
    상기 추출 모듈은 상기 시료에서 단백질을 분리하는 단백질 분리제가 저장되 고 상기 시료 챔버 및 상기 핵산 필터 챔버와 연통된 단백질 분리 챔버;
    상기 이퀼러브레이션 버퍼가 저장되며, 상기 단백질 분리 챔버와 연통된 이퀼러브레이션 챔버;
    상기 핵산 필터에서 핵산을 용출하는 일루션 버퍼가 저장되며, 핵산 필터 챔버와 연통된 일루션 챔버;
    상기 핵산 필터 챔버와 연통되어 상기 핵산 필터 챔버에서 용출된 핵산을 저장하는 추출 챔버;
    상기 추출 챔버와 연통되어 핵산 추출과정에서 발생한 부산물을 저장하는 웨이스트 챔버; 및
    상기 핵산 챔버와 연통되어 상기 핵산 필터 챔버에 있는 불순물을 제거하는 워싱 버퍼(washing buffer)가 저장된 세척 챔버;
    를 더 포함하고,
    상기 단백질 분리 챔버, 상기 이퀼러브레이션 챔버, 상기 일루션 챔버, 상기 세척 챔버에는 상기 가압부재와의 연통을 제어하는 가압 스위치가 연결 설치되고, 상기 추출 챔버, 상기 웨이스트 챔버에는 대기와의 연결을 제어하는 대기 스위치가 연결 설치된 핵산 추출 장치.
  20. 복수 개의 챔버를 갖는 추출 모듈을 이용한 핵산 추출 방법에 있어서,
    상기 추출 모듈은 단백질 분리제가 저장된 단백질 분리 챔버, 시료가 저장된 시료 챔버, 핵산 필터가 저장된 핵산 필터 챔버, 일루션 버퍼가 저장된 일루션 챔 버, 공간을 갖는 추출 챔버와 웨이스트 챔버를 포함하고,
    상기 시료 챔버를 가압부재의 연통시키고 상기 웨이스트 챔버를 대기압과 연결시켜서 상기 시료를 상기 단백질 분리 챔버를 거쳐서 상기 핵산 필터 챔버로 이동시키는 핵산 포획 단계; 및
    상기 일루션 챔버를 가압부재와 연통시키고 상기 추출 챔버를 대기압과 연결시켜서 상기 핵산을 추출 챔버로 이동시키는 핵산 추출 단계;
    를 포함하는 핵산 추출 방법.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 추출 모듈은 상기 단백질 분리 챔버와 연통되고, 이퀼러브레이션 버퍼가 저장된 이퀼러브레이션 챔버를 더 포함하고,
    상기 이퀼러브레이션 챔버를 상기 가압부재와 연결하고, 상기 웨이스트 챔버를 대기와 연결하여 상기 핵산 필터를 활성화시키는 활성화 단계를 더 포함하는 핵산 추출 방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 추출 모듈은 상기 핵산 필터 챔버와 연통되고, 워싱 버퍼가 저장된 세척 챔버를 더 포함하고,
    상기 세척 챔버를 상기 가압부재와 연통시키고, 상기 웨이스트 챔버를 대기와 연결하여 상기 핵산 필터 챔버 내의 불순물을 제거하는 세척 단계를 더 포함하 는 핵산 추출 방법.
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