KR20130092185A - 생체시료의 자동 분석 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생체시료 자동 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 생체시료를 단백질가수분해 효소 및 세포용해액에 용해시켜 핵산을 용액에 녹인 후 자성입자에 부착시켜 세척한 후 최종적으로 유기용매로 세척하고 자성입자를 진공펌프로 건조한 다음 자성입자에 부착된 타겟핵산을 수용액에 용출한 후, 핵산증폭시약을 포함하고 있는 용기에 가해주고 혼합한 후 온도를 조절하여 증폭하면서 동시에 여기광을 반응기에 조사하여 형광을 측정함으로서 실시간으로 증폭을 검출하고, 증폭 후에 자외선램프로 증폭산물을 불활화시킨 후 전기영동을 통해 영상을 획득하고 분자량을 분석하는 전 과정을 하나의 장치를 이용할 수 있으며 생체시료와 관련 키트들을 장착한 후 전자동으로 수행하여 정확도와 재현성 높은 있는 정성, 정량검사를 수행할 수 있고, 특히 자외선램프가 이동가능하게 구비되어 증폭산물을 집중적으로 조사하여 유전자증폭산물을 불활화시킬 수 있고, 위양성을 근본적으로 막을 수 있는 생체시료 자동 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

생체시료의 자동 분석 장치 및 방법{Automatic analysis apparatus and method of biological samples}
본 발명은 생체시료의 자동 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 생체시료로부터 타겟핵산을 정제하고, PCR, RT-PCR, nested PCR과 상기과정을 정량적으로 수행하는 실시간정량PCR, 등온 유전자증폭 등을 수행하고 이후 전기영동분석하는 전과정을 하나의 장비 내에서 수행하는 장비에 관한 것이다. 또한 유전자증폭 산물에 의한 위양성을 근본적으로 막을 수 있도록 자외선램프가 이동부에 의해 이동가능하게 구비되어 유전자증폭 반응물을 집중적으로 조사할 수 있어 PCR, 역전사PCR, Nested PCR과 이를 포함하는 실시간정량PCR과 등온증폭법, PCR-전기영동분석을 전자동으로 각각 또는 연속적으로 수행하면서 분석정확도와 효율성을 높일 수 있는 생체시료의 자동 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.
유전자증폭검사법은 특정 배열의 유전자를 증폭하여 유전자유무를 판별하는 체외진단검사(in vitro diagnostic testing: IVD testing)기술로서, 인간을 비롯한 각종 동물, 식물 등의 병원성 미생물 검사, 유전자형 검사뿐만 아니라 식품검사, GMO 검사 다양한 분야에 사용된다. 다양한 생체 시료로부터 정확한 유전자증폭검사를 시행하기 위해서는, 먼저 유전자증폭반응을 저해하는 생체시료에 포함되어 있는 다양한 반응저해물질을 생체시료로부터 제거하고, 고순도의 타겟핵산을 획득하는 핵산추출과정이 필요하다. 여기서 타겟핵산은 검출하려는 목적에 따라 DNA 또는 RNA 그리고 이들의 혼합물이 될 수 있다. 이렇게 추출된 타겟핵산은 유전자증폭용액과 혼합하여 유전자증폭 반응을 수행한 후 전기영동을 통해 유전자증폭산물 DNA의 길이에 해당하는 DNA를 확인함으로 유전자증폭검사가 완성된다.
유전자증폭검사는 DNA를 증폭하는 방법으로는 PCR 방법이 가장 많이 사용되고 있다. 극미량의 DNA를 검출하기 위해서는 증폭된 DNA의 프라이머 염기서열의 내부에 상보적인 프라이머를 이용하여 PCR 반응을 한번 더 수행하는 Nested PCR 법이 많이 사용되고 있다. RNA바이러스나 특정 유전자의 mRNA 발현량을 검사하기 위해서는 역전사 PCR 즉 RT/PCR(Reverse Transcription PCR)이 사용되고 있다. 이것은 이외에도 온도순환반응을 수행하지 않고 일정온도에서 DNA 또는 RNA을 증폭하는 여러 가지 방법들이 개발되어 있다.
한편, 이러한 PCR 검사법은 DNA 증폭이 어느 정도 이루어지면 디옥시뉴클레오티드 트리포스페이트가 고갈되어 더 이상 증폭이 되지 않는 한계점에 도달하므로 정량적인 분석을 하는데 한계가 있다. 예를 들면 초기 주형핵산의 농도가 높은 것은 20cycle 이내의 짧은 반응에도 포화가 되고 이것보다 1000개 농도가 낮은 것은 30cycle 을 돌려야 포화가 되지만 30 cycle 을 돌렸을 경우 모두 포화되어 같은 양으로 검출이 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 매 cycle 후 핵산의 농도를 측정하여 일정한 핵산농도가 도달하는 cycle 을 측정하여 초기 핵산의 농도를 정확하게 정량적으로 측정할 수 있는 실시간 정량PCR 기술이 개발되었다. 이 기술은 바이러스나 병원균을 농도를 정량적으로 측정할 수 있어 분자진단에 있어서 아주 유용한 기술로 발전하였다. 실시간정량PCR 기술은 DNA의 양과 비례해서 늘어나는 형광을 이용한 방법들이 주종을 이루고 있다. 이러한 형광법은 증폭되는 DNA서열특이적인 방법과 비특이적인 방법으로 나누어진다. 증폭된 DNA 서열 비특이적인 방법은 증폭되는 모든 DNA에 결합하여 형광을 증가시키는 인터캘레이팅 염료를 사용하는 방법인데 이 방법을 사용하면 증폭되는 모든 DNA의 양에 비례하여 형광량이 증가하므로 프라이머 다이머와 같은 비특이 증폭물이 생기거나 2개 이상의 특정 타겟을 증폭하고자 하려는 경우 타겟핵산의 초기양을 정확히 아는 것이 불가능한 문제점이 있다. 반면에 증폭되는 DNA 서열에 특이적인 형광프로브를 사용하는 방법들은 한 튜브 내에서 다수의 타겟핵산을 증폭하면서 동시에 다중으로 정량검출하는 것이 가능하다. 이 방법은 각각 다른 형광을 내는 여러 종의 프로브를 프라이머 쌍을 이용하여 동시에 타겟들을 증폭하면서 각각의 증폭산물 DNA에 선택적으로 혼성화되어 형광을 내므로 각각의 형광을 검출하여 정량측정하는 멀티플렉스 실시간 정량PCR 방법이 개발되어 있다. 그러나 이러한 방법도 타겟핵산수가 늘어남에 따라 타겟핵산당 프라이머 쌍과 프로브 즉 3배수 종류의 올리고가 들어가야 하므로 4개 이상의 타겟을 대상으로 멀티프렉스 정량 PCR을 하려고 할 경우 성능이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 반면에 일반 멀티플렉스 PCR에서는 10종의 멀티플렉스 PCR도 잘 수행되게 최적화할 수 있어 여러 개의 타겟핵산을 검출하기 위해서는 멀티플렉스 PCR이 유리한 점이 있다. 그러나 이러한 PCR방법은 정량적이 못하기 때문에 다중타겟을 정량적으로 검사하는 검사법이 요구되고 있다. 실시간 정량PCR 법의 또 다른 한계점은 증폭되는 DNA의 길이를 확인할 수 있는 방법이 없으므로 DNA결손이나 DNA 삽입여부를 분석하거나 VNTR과 같이 반복염기의 수를 검출하는 데는 사용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 실시간 정량PCR을 수행한 후에 이어서 일반 PCR로 증폭된 산물의 길이를 확인할 수 있는 전자동 기기를 제공하고자 하는 것이다. 이로서 많은 타겟을 동시에 증폭할 수 있으면서 동시에 각각의 타겟을 정량분석을 할 수 있고, 또한 DNA결손이나 DNA 삽입여부를 분석하거나 VNTR과 같이 반복염기의 수를 검출하면서 동시에 해당 타겟의 초기DNA양을 정량적으로 검사할 수 있는 장비를 제공하는 것이다.
한편, 유전자증폭검사는 높은 민감도와 특이도로 검출을 할 수 있기 때문에 각종 미생물, 유전자검사에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 높은 민감도로 인하여 유전자증폭산물이 포함된 극미량의 에어로졸이 오염되어도 위양성 결과를 내는 유전자증폭산물 오염(amplicon contamination) 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 자외선을 이용하거나 효소반응을 이용하여 증폭산물을 불활화시키는 방법들이 개발되어 있다. 자외선을 이용하는 방법은 8-MOP(8-methoxypsoralene)을 PCR 반응액에 미리 섞어주고 증폭반응 후 자외선을 조사하여 DNA와 광화학반응을 시킴으로서 이후 PCR 반응물에 오염이 되더라도 PCR반응에서 증폭되지 않는 DNA로 변환시키는 방법이다. 효소를 이용한 방법은 디옥시우라실트리포스페이트(dUTP)와 UDG(Uracil Deoxy-Glycosidase)효소를 사용하는 방법으로서 dUTP를 PCR 반응용액에 첨가해주어 PCR 반응산물이 디옥시우라실 염기를 포함하게 만들어 준다. 이후 PCR 반응물에 UDG 효소를 첨가하여 PCR 증폭반응을 들어가기 전에 UDG 효소반응을 통해 오염된 PCR 반응산물을 분해하여 제거하는 방법이다. 그러나 이러한 방법들은 PCR반응산물로 PCR을 연이어 수행해야 하는 nested PCR 같은 경우에 사용이 불가능하다. 그래서 일반적으로 유전자증폭 검사를 수행하는 기관에서는 핵산추출정제와 유전자증폭반응시료준비, 전기영동분석을 위한 각각의 분리된 실험실을 마련하여 여기에서 각각의 작업들이 수행하고 있어 유전자증폭 실험실을 준비하고 운영하는데 많은 비용이 필요하다. 그럼에도 불구하고 작업자에 의한 오염으로 발생되는 위양성결과와 핵산추출 및 유전자증폭반응액 조제 실수로 인해 발생되는 위음성결과를 낼 수 있는 위험성을 항상 가지고 있어, 이를 방지하기 위한 검사조작방법이 까다로워서 대형병원과 임상검사 전문기관을 중심으로 검사가 이루어지고 있다.
그러므로 유전자증폭검사에서 이러한 위음성과 위양성의 가능성을 제거하고 검사의 정확도와 재현성 그리고 효율성을 높일 수 있는 경제적인 전자동 유전자증폭기기에 수요가 점점 증가하고 있다.
이러한 수요를 충족시키기 위해 본 발명에 대해 설명하기 전에, 유전자증폭검사를 수행하는 각각의 단계들에 대한 기존의 기술들에 대해 설명한다.
생체시료로부터 핵산을 추출하는 방법으로,
자성입자들을 이용하는 방법이 일반적으로 널리 사용되고 있는데, 이 방법은 표면적이 넓은 미세한 자성입자들을 이용하여 용액의 서스펜션 상태에서 빠르게 타겟핵산들을 부착시키고 자기장을 가해 타겟핵산이 부착된 자성입자들을 응집시킨 다음, 여액을 제거하고 자성입자를 세척한 후 순수한 핵산을 용출하여 정제하는 방법으로서 이와 관련한 자동화 장비들이 다양하게 개발되고 있다.
최근 피펫을 이용하여 자동화한 방법이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
랩시스템사에서는 미국특허 5,647,994에서와 같이 일회용 피펫 형태를 이용한 자성입자를 분리하는 여러 가지 방법에 대해 기술을 하고 있다. 이 방법은 미국특허 5,702,950이나 미국특허 6,187,270과 같이 피펫에 자성입자를 응집시키는 방법에 관한 앞선 선행기술이다. 구성요소는 하나의 관형으로서 직렬로 제트채널에 연결되어 있고 제트채널은 관의 끝의 흐름 출입구로 정의되며 분리챔버보다 작은 직경을 가지는 것; 자성요소로서 첫 번째 위치는 분리벽의 바깥쪽에 인접한 곳이고 두 번째 위치는 분리챔버 범위 안에 있는 것으로 첫 번째 위치에 있을 때는 자기장의 영향으로 자성입자들을 수집할 수 있는 위치이고 두 번째 위치에 있을 경우는 자성입자들을 더 이상 붙잡아 둘 수 없는 것으로 정렬이 된 것; 관형은 실린더 모양의 분리챔버와 직렬로 연결된 2번째 부분인데 분리챔버는 제트채널과 떨어져 있고 실린저 채널은 이동가능한 피스톤이 장착되어 분리챔버로 액체를 빨아올리고 밀어낼 수 있는 구조로 된 것으로 구성되어 있다.
이외에도 피펫을 사용하며, 자성을 이용하여 정제하는 장치가 다수 제안된 바 있다.
그러나, 이러한 구조들은 모두 일회용 피펫을 이용하여 용액과 분리를 하고 다른 용액에 현탁시킬 수 있는 방법을 제시하고 있지만 가장 큰 한계점은 자성입자들에 의해 피펫 하단부의 막힘 현상이 발생하여 핵산추출에 실패하는 경우가 종종 생긴다는 점이다.
또한 생화학적 혼합액에서 타겟핵산을 분리하는 일련의 과정이 피펫 내에서 이루어지므로, 용액의 서스펜션이 균일하게 되기 어렵다는 점과 정제의 마지막 단계인 세척이 완료된 후에도 세척용액이 완벽히 제거되지 않아 용리시 잔량의 세척용액이 포함되므로 이후 유전자증폭 등의 과정에 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.
추출된 타겟핵산으로부터 유전자증폭반응을 수행하는 단계에서는,
타겟핵산을 증폭하기 위해 PCR, Nested PCR, RT/PCR, 등온핵산증폭법 등 여러 가지 방법들이 개발되어 있다. 일반적으로 추출된 타겟핵산을 유전자증폭 반응용액과 섞어주어 유전자증폭 반응물을 준비하는 준비단계와 반응을 진행시키는 반응단계가 필요하다. 준비단계에서는 프라이머와 핵산중합효소와 중합단량체인 뉴클레오티드트리포스페이트 (dNTP 또는 NTP)와 버퍼를 포함하고 있는 유전자증폭 반응액과 추출된 타겟핵산을 일정량 섞어주어 반응을 준비할 수 있다. 유전자증폭 반응단계에서는 등온증폭일 경우 일정한 온도유지만 하면 되지만, PCR을 이용할 경우 온도순환반응을 위한 가열, 냉각단계가 필요하다. 유전자증폭반응을 시키기 위해서는 온도를 올려주어야 하므로 증발을 막기 위해 일반적으로 밀봉을 해준다. 그러나 유전자증폭 반응용기를 밀봉하게 되면 유전자증폭 반응이후 유전자증폭반응물을 전기영동분석을 수행하기 위해 밀봉된 것을 개봉하여 유전자증폭산물을 전기영동겔(362)로 옮겨주어야 하는데, 이러한 것을 자동으로 수행하기 위한 복잡한 장치가 필요하고 유전자증폭산물의 오염문제가 발생하는 문제점이 있다. 특히, nested PCR 같은 경우 증폭산물 오염을 막기 위한 증폭산물 불활화 방법을 사용할 수 없기 때문에 검사를 수행하기 위한 공간분리에 의존하고 있다.
유전자증폭반응산물을 전기영동으로 분석하는 과정에 있어서,
일반적으로 아가로스 전기영동법을 사용하고 있다. 이 방법은 전통적인 방법으로 가격이 저렴하고 간단하게 분석할 수 있는 장점이 있으나 분석시간이 비교적 오래 걸리고 숙련된 인력의 수작업이 많이 필요하다는 문제점이 있다. 최근 이러한 문제점을 해결하고자, 빠른 시간에 자동으로 전기영동을 수행할 수 있는 모세관 전기영동을 이용한 방법들이 개발되어 있으나 장치와 소모품가격이 고가이어서 제한적으로 사용되고 있다. 모든 전기영동단계에서는 항상 유전자증폭산물을 가지고 분석을 하기 때문에 이들로부터 발생하는 미세한 에어로졸이 다시 유전자증폭 반응용액에 섞여 들어가 위양성을 발생시키는 문제점을 가지고 있어 이러한 것을 방지할 수 있는 방법이 필요하다.
실시간 정량PCR을 위해서는 여러 가지 장비가 개발되어 있다. 그러나 이러한 장비들은 대부분 복잡하고 고가이다. 또한 일반 PCR 반응과 같이 이어서 자동으로 수행할 수 장치가 개발되어 있지 않아 이러한 작업을 연속적으로 수행할 수 있는 간단하고 편리한 새로운 개념의 장비와 방법이 요구되고 있다.
이상의 핵산추출, 실시간정량PCR/PCR 및 전기영동 전과정을 수행함에 있어서 외부 내부의 오염요소에 의해 오염되지 않고 고도의 신뢰성을 가지면서 실시간정량PCR과 일반PCR을 연속적으로 수행하면서 그러므로, 분석에 필요한 전 과정을 자동화하여 편이성, 재현성, 효율성을 높이면서도 검사의 정확도가 뛰어난 생체시료의 전자동 분석 장치 및 방법이 요구되고 있다.
1. 미국특허 5,647,994 (1995.01.05) 2. 미국특허 2009/0087884 (2009.04.02)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 생체시료로부터 타겟핵산을 정제하고, 증폭 및 분석하는 복잡한 과정을 하나의 장치를 이용하여 전자동으로 수행할 수 있어 PCR, Nested PCR, RT/PCR, 그리고 상기과정을 정량적으로 수행하는 실시간정량PCR, 등온핵산증폭법 등을 전자동으로 수행함으로서 편리하고 재현성이 뛰어나며 경제적인 유전자검사시스템을 제공하는 것이다. 또한, 반복적인 검사에서 발생되는 고질적인 위양성 문제를 해결하고 검체시료의 오염을 방지하여 정확도가 뛰어난 생체시료 자동 분석 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는, 일정 영역을 개폐 가능한 개방부(110)가 형성된 케이스(100); 복수개의 웰(211)이 제1열 내지 제N열을 형성하되, 상기 제1열 내지 제N열 중 특정한 열에 각각 생체시료, 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약이 내장된 멀티웰플레이트 키트(210)를 포함하여 상기 생체시료로부터 타겟핵산을 정제하는 정제부(200); 상기 정제부(200)에 의해 정제된 타겟핵산을 증폭하는 핵산증폭부(400); 전기영동몸체(310)를 포함하여 상기 핵산증폭부(400)를 통해 증폭산물을 검사하는 전기영동부(300); 복수개가 열을 이루며, 생체시료, 상기 정제부(200)에서 이용되는 시료 또는 시약, 정제된 타겟핵산, 증폭된 DNA를 이동하는 피펫(500); 상기 피펫(500)을 상기 케이스(100)의 길이방향 및 높이방향으로 이동하고, 상기 피펫(500)의 작동을 조절하는 이동부(600); 및 상기 정제부(200), 핵산증폭부(400), 전기영동부(300), 및 이동부(600)를 제어하는 제어부(미도시); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 멀티웰플레이트 키트(210), 전기영동몸체(310)가 탈착가능하게 구비되며, 상기 케이스(100) 하면에 고정된 가이드부(130)에 의해 안내되어 상기 개방부(110)를 통해 상기 케이스(100)의 길이방향으로 이동가능한 베이스 플레이트(700); 가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 이동부(600)에 고정되는 제1멸균수단(800)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1멸균수단(800)은 자외선램프이고, 반사수단(810)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정제부(200)는 자석(221)을 포함하여 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열에 자기장을 인가하는 자기장 인가부(201); 및 상기 자기장 인가부(201)에 인접하게 형성되어 동일한 특정 열을 가열하는 히팅부(202); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 정제부(200)는 타겟핵산을 추출하기 위한 생체시료를 넣어주는 생체시료튜브(281)를 포함하는 생체시료튜브랙(280)을 더 포함하며, 상기 생체시료튜브랙(280)이 상기 베이스 플레이트(700)에 탈착가능하게 구비되는 것을 한다.
아울러, 상기 자기장 인가부(201)는 자석(221)이 장착되는 자석장착부(220); 상기 케이스(100)의 하면에 장착되어 상기 자석장착부(220)를 상승 및 하강시키는 승강부(270);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 제1열 내지 제N열에 내장된 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약은 효소, 세포용해용액, 핵산결합용액, 자성입자 수분산액, 및 세척용액 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 자석장착부(220)는 상기 자석(221)이 장착된 면에 상기 멀티웰플레이트 키트(210) 특정열의 하부가 인입되도록 인입홈(222)이 형성되고, 상기 베이스 플레이트(700)는 상기 자석장착부(220)의 상승 시 특정열의 하부가 상기 인입홈(222)에 안착되도록 일정영역이 중공되는 제1노출공(701)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 자석장착부(220)는 금속재질로 형성되고, 상기 히팅부(202)는 상기 자석장착부(220)에 접촉 형성되는 발열필름인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스 플레이트(700)는 상기 멀티웰플레이트 키트(210) 하측에서 복수개의 웰(211) 사이에 위치되도록 돌출형성되는 돌출고정부(730) 및 상기 돌출고정부(730)에 구비되어 웰(211)과 밀착되는 탄성수단(731)이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 베이스 플레이트(700)는 사용 후 폐기되는 용액이 저장되는 폐액통(740)이 탈착가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 이동부(600)가 상기 피펫(500)을 장착 및 탈착가능한 피펫블록(630)을 포함하며, 상기 베이스 플레이트(700)에 상기 피펫(500)을 보관 가능한 피펫랙(510)이 탈착가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 이동부(600)의 피펫블록(630)은 하측에 상기 피펫(500)이 장착되는 피펫고정돌출부(644-1)가 형성되고 높이방향으로 이동가능한 피펫블록고정판(644)을 포함하는 피펫장착부를 통해 상기 피펫(500)이 상기 피펫고정돌출부(644-1)에 장착가능한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 이동부(600)의 피펫블록(630)은 상측에 피스톤(631) 및 상기 피스톤(631)이 고정되며 높이방향으로 이동가능한 피스톤고정판(634)을 포함하는 피펫조절부를 통해 상기 피펫(500)의 흡입 및 토출이 조절되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 이동부(600)의 피펫블록(630)은 상기 피펫고정돌출부(644-1)에 대응되는 영역이 중공되며 상기 피펫(500)이 장착되었을 때, 피펫블록고정판(644) 하면과 피펫(500) 상면 사이에 맞닿게 위치되는 피펫압출판(638-1), 상기 피펫블록(630)의 상측에 위치되는 피펫압출고정판(639), 및 상기 피펫블록(630)의 높이보다 긴 길이를 가지며 상기 피펫압출판(638-1)과 상기 피펫압출핀고정판(639)를 연결하는 피펫압출핀(638)을 포함하고, 상기 피펫조절부의 작동에 의해 상기 피펫압출고정판(639)이 하측방향으로 이동되면, 상기 피펫압출고정판(639), 피펫압출핀(638-1) 및 피펫압출판(638-1)이 하측으로 이동되어 상기 피펫(500)이 상기 피펫고정돌출부(644-1)로부터 탈착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정제부(200)는 상기 이동부(600)에 탈/부착 가능한 진공모듈(291)과, 상기 케이스(100) 내부 하면에 장착되어 상기 진공모듈(291)을 일정위치에 보관하는 진공모듈랙(293)과, 상기 진공모듈(291)과 호스로 연결되는 진공펌프(295)를 포함하는 건조부(290)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 건조부(290)는 상기 진공모듈랙(293)의 상면에 볼록부(294)가 돌출형성되며, 상기 진공모듈(291)의 하면에 상기 볼록부(294)에 대응되는 오목부(292)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 건조부(290)는 상기 진공모듈랙(293)에 상기 진공모듈(291)의 일측을 지지하는 지지부(293-1)가 구비되며, 상기 지지부(293-1)와 진공모듈(291)은 서로 맞닿는 면에 자석이 내장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기영동부(300)는 상기 베이스 플레이트(700)에 설치된 전기영동몸체고정판(750)에 안착되며, 각각 양극과 음극을 형성하는 전극선(311a)이 각각 연결된 구멍형전기접속단자(311)들이 형성된 전기영동몸체(310); 전원을 연결하기 위해 전기영동몸체(310)의 구멍형전기접속단자(311)에 삽입되는 돌출형전기접속단자(341); 상기 케이스(100) 하부 내면에 고정되어 상기 전기영동몸체(310)에 전원을 공급하는 전원공급부(320); 상기 전기영동몸체(310)에 여기광을 조사하는 여기광조사부(330); 및 전기영동 상태를 촬영하는 촬영부(350);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 전기영동부(300)는 상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100)에 삽입됨에 따라 상기 전원연결단자(340)의 하면과 상기 전원공급부(320)의 상면이 서로 접촉 연결되는 제1접촉부(342) 및 제2접촉부(322)가 경사지게 형성되며, 상기 전원공급부(320)의 제2접촉부(322) 하측에 탄성수단(321)에 의해 밀착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 여기광조사부(330)는 상기 전기영동몸체(310) 측으로 여기광 파장대의 빛을 조사하는 LED가 상기 케이스(100) 내부 하면에 등간격으로 배열되어 구비되며, 상기 베이스 플레이트(700)의 상기 전기영동몸체(310)가 안착되는 전기영동몸체고정판(750)이 여기광을 산란하는 소재로 형성되고, 상기 전기영동몸체(310)의 바닥판은 핵산형광 발광대의 빛을 흡수하며 여기광대의 빛은 통과하는 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 촬영부(350)는 이미지센서, 렌즈, 단파장필터를 포함하여 형성되고, 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 전기영동부(300)는 마커(marker)와 형광염색물질이 내장된 마커튜브(920)와, 상기 마커튜브(920)가 장착된 마커튜브랙(910)을 포함하는 상기 마커저장부(900)가 더 구비되며, 상기 마커튜브랙(910)은 상기 베이스 플레이트(700)에 탈착가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기영동몸체(310)는 겔트레이(360, 360-1)가 구비되며, 상기 겔트레이(360, 360-1)는 바닥에 전기영동 로딩웰(363) 및 전기영동 이동로와 겹쳐지지 않는 위치에 복수개의 전기영동겔고정부(361)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 핵산증폭부(400)는 하나 이상의 열을 형성하는 증폭튜브(411); 하부와 밀착되는 오목한 형태의 안착홈(421)들이 형성되고 온도센서가 삽입된 금속으로 이루어진 증폭블록(410-1); 제1고정자석(422)이 구비된 단열재질로 된 증폭블록커버(410); 펠티어소자(423); 펠티어소자(423)에서 발생되는 열을 외부로 전달하는 열전달부(420); 및 상기 증폭튜브(411)의 상부면보다 작은 구멍들이 형성되며, 상기 증폭튜브(411)의 상측 일정 영역을 감싸도록 형성되고, 상기 제1고정자석(422)과 대응되는 제2고정자석(431)이 삽입되어 상기 증폭튜브(411)를 고정하되, 상기 증폭블록커버(410)가 형성된 면과 일정거리 이격되는 높이를 갖는 증폭튜브고정부(430); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스 플레이트(700)는 상기 증폭블록(410-1) 및 증폭튜브고정부(430)가 상기 증폭튜브고정부(430)에 대응되도록 중공된 제2노출공(702)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 핵산증폭부(400)가 상기 개방부(110)에 인접하게 위치되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 핵산증폭부(400)는 상기 증폭튜브(411) 측으로 형광여기광을 조사하는 빛조사부(440); 및 상기 증폭튜브(411) 상부에 밀착될수 있도록 상하방향으로 이동 가능하게 구비되어 증폭튜브(411)내의 형광량을 실시간으로 측정가능한 형광디텍터(450)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스 플레이트(700)는 상기 개방부(110)에 인접한 일측 상면에 손잡이(710)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 케이스(100)는 외측 하면에 공기가 유동되는 유로를 형성하는 공기유동부(142)와, 상기 공기유동부(142)로 공기를 송풍하는 송풍기(141)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 베이스 플레이트(700)의 타측 단부에 제1위치고정부(720); 및 상기 제1위치고정부(720)에 대응되는 위치의 상기 케이스(100)에 고정되는 상기 제2위치고정부(120); 가 더 형성되어, 상기 제1위치고정부(720) 및 제2위치고정부(120)는 제3고정자석(721)의 자성에 의해 서로 고정되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 생체시료 자동 분석 방법은 상술한 바와 같은 특징을 갖는 생체시료 자동 분석 장치(1000)를 이용한 분석 방법에 있어서, 생체시료로부터 타겟핵산을 획득하는 정제 단계(S10); 상기 정제 단계(S10)를 완료한 타겟핵산을 증폭하는 증폭 단계(S20); 및 전기영동 단계(S30); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생체시료 자동 분석 방법은 상기 정제 단계(S20) 이전에 상기 케이스(100)의 외부로 베이스 플레이트(700)를 인출하고, 상기 베이스 플레이트(700)에 전기영동몸체(310), 피펫랙(510), 멀티웰플레이트 키트(210), 생체시료튜브랙(280), 폐액통(740), 마커튜브랙(910) 및 마커튜브(920)를 장착하는 제1장착 단계; 상기 제1위치고정부(720)와, 제2위치고정부(120)가 서로 맞닿아 고정되도록 상기 베이스 플레이트(700)를 인입하는 인입 단계; 및 베이스 플레이트(700)의 제2노출공(702)을 통해 노출된 증폭블록(410-1)에 증폭튜브(411)를 안착하고, 상기 증폭블록커버(410)의 제1고정자석(423)과, 증폭튜브고정부(430)의 제2고정자석(431)에 의해 증폭튜브(411)를 고정하는 제2장착 단계; 를 포함하는 준비 단계(S40)가 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정제 단계(S10)는 이동부(600)가 이동되어 피펫블록(630)에 피펫(500)을 장착하는 피펫 장착 단계; 및 상기 이동부(600)가 이동되어 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 제1열 내지 제N열에 각각 내장된 생체시료, 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약을 이동/혼합하여 자성입자를 제외한 혼합물인 타겟핵산 함유용액 획득하는 타겟핵산 함유용액 획득 단계; 를 포함하되, 필요에 따라 자기장 인가부(201)에 의해 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열에 자기장을 인가하는 자기장 인가 단계 및 히팅부(202)에 의해 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열을 가열하는 가열 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 타겟핵산 함유용액 획득 단계는 상기 정제부(200)에서 생체시료를 용해하여 핵산을 용출하는 시료 용해 단계; 타겟핵산에 자성입자를 붙이고 여액을 제거하는 타겟핵산 부착 단계; 상기 타겟핵산이 부착된 자성입자를 세척하여 불순물을 제거하는 자성입자세척 단계; 상기 이동부몸체(610)에 장착된 피펫(500)이 탈착되고, 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 진공모듈(291)이 고정되며, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열의 세척용매를 흡입하여 자성입자를 건조하는 자성입자 건조 단계; 및 건조된 자성입자에 용출버퍼를 가하여 타겟핵산을 획득하는 획득 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭 단계(S20)는 상기 정제 단계(S10)를 통해 획득된 타겟핵산 함유용액을 증폭튜브(411)에 이동하여 혼합하는 혼합 단계; 및 열전달부(420)에 의해 온도를 조절하여 증폭하는 온도 조절 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 전기영동 단계(S30)는 증폭산물과 마커용액을 혼합 마커 혼합 단계; 전원공급부(320), 전원연결단자(340)에 의해 전기영동몸체(310)에 전원을 공급하여 증폭산물을 분리하는 전기영동 수행 단계; 및 상기 여기광조사부(330)에 의해 빛을 조사하며, 촬영부(350)를 이용하여 증폭산물의 전기영동 패턴을 측정하고 분자량을 분석하는 분석 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 생체시료의 자동 분석 방법은 상기 증폭 단계(S20)와 전기영동 단계(S30) 사이에 제1멸균수단(800)을 가동하여 증폭된 핵산을 불활화하는 불활화 단계(S50)가 더 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭 단계(S20)는 빛조사부(440)에서 일정한 여기광을 조사하면서 일정시간 동안 또는 매 사이클마다 발생되는 형광량을 형광디텍터(450)로 측정하여 임계형광값이 검출되는 시점을 검출하여 초기의 핵산농도를 계산하는 실시간 정량증폭분석이 가능한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 생체시료의 자동 분석 방법은 상기 증폭 단계(S20)에서 얻어진 정량증폭 분석값을 상기 전기영동 단계(S30)를 통해 얻어진 분자량 및 증폭산물의 개수를 포함하는 결과를 통해 보정 및 분석 가능한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 정량면역PCR을 이용한 항원농도획득방법은 상술한 바와 같은 특징을 가지는 생체시료 자동 분석 장치(1000)를 이용한 정량면역PCR을 수행함으로써 생체시료에 함유된 항원의 농도를 정량검사가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 생체시료로부터 타겟핵산을 정제하고 증폭 및 분석하는 장비로서, PCR, Nested PCR, RT/PCR, 그리고 상기의 반응을 포함하는 실시간정량PCR, 등온핵산증폭법 등 다양한 유전자증폭분석을 하나의 장비에서 전자동으로 효율적으로 수행할 수 있으며, 오염을 방지할 수 있는 시스템이 구비되어 있어 분석 정확도를 높일 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 실시간정량PCR을 통해 핵산을 정량분석하고 이어서 전기영동을 수행하여 증폭된 DNA의 길이를 분석할 수 있어 VNTR, 유전자 삽입, 결손, 돌연변이 등을 정량적으로 분석할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점은 여러 진단 분야에 응용될 수 있다. 하나의 예로 각종 바이러스 질병을 치료하기 위해서는 바이러스의 혈중 농도를 정량PCR로 검사하고 또한 바이러스의 변종을 유전자염기서열 결정검사를 통해서 수행하는 데 비용과 시간이 많이 들어간다. 본 발명의 장비를 이용하면 각각의 변종에 선택적이면서 서로 다른 길이의 PCR 반응물이 나오게 설계된 프라이머쌍들이 들어가 있는 멀티플렉스 PCR 튜브로 실시간정량PCR을 수행하여 바이러스를 정량할 수 있는 형광값을 측정한 후, 반응물을 전기영동하여 증폭된 DNA길이를 측정하여 바이러스의 정량검사와 변종검사를 한 번에 수행할 수 있다. 이러한 모든 조작이 전자동으로 수행되므로 바이러스 정량 및 변종 검사를 한 개의 임상시료를 사용하여 간편하고 빠르게 검사할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 자외선램프가 이동부에 이동가능하게 구비되어 유전자증폭 직후에 유전자증폭산물을 불활화시킬 수 있어 유전자증폭산물 오염에 의한 위양성결과를 방지할 수 있다. 생체시료에 포함되어 있는 병원균들의 장비 오염을 막기 위해 전체 멸균을 위한 멸균수단이 더 구비될 수 있고, 케이스 내부에서 모든 과정이 수행됨에 따라 외부로부터 오염원이 차단되어 분석의 신뢰성을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 생물학적 물질 자동 분석 장치 및 방법은 상기 베이스 플레이트에 상기 멀티웰플레이트 키트, 폐액통, 전기영동몸체, 생체시료튜브랙, 피펫랙, 및 마커튜브랙이 탈착가능하게 형성됨으로써, 각각의 모듈의 장착이 용이하며, 각 구성을 장착하여 삽입하는 간단한 방법으로 분석을 준비할 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 상기 자석장착부가 금속재질로 형성되고, 히팅부가 상기 자석장착부를 가열하는 수단일 경우에, 상기 특정 열에 자기장 인가 및 가열을 동시에 행할 수 있어 정제 효율을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 건조부가 구비됨으로써, 정제된 타겟핵산 용액에 세척용매가 잔존함에 따라 증폭 과정에 악영향을 미치는 것을 미연에 방지하기 위해 빠른 시간에 잔존용매를 제거할 수 있으며, 특히, 상기 건조부의 진공모듈을 탈착 및 이동을 위하여 상기 이동부몸체을 이용함에 따라 전체 장치의 구성을 간소화하고, 작동을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 온도조절수단의 상면에 증폭튜브가 안착되는 안착홈이 형성되고, 상기 고정부가 상기 증폭튜브의 상부에 지지되어 상기 증폭튜브를 감싸도록 형성됨에 따라 상기 증폭튜브를 안정적으로 고정하며, 온도 변화를 방지하여 증폭 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 상기 촬영부가 상기 이동부에 고정됨으로써 촬영거리를 짧게 하여, 고감도로 정밀한 전기영동영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 제1위치고정부 및 제2위치고정부가 형성됨에 따라 간단하게 베이스 플레이트를 고정할 수 있으며, 상기 베이스 플레이트가 상기 베이스 플레이트의 삽입 시, 상기 전원연결단자의 제1경사부와, 상기 전원공급부의 제2경사부가 서로 맞닿아 안내되면서, 상기 탄성수단이 압축되고, 상기 베이스 플레이트의 최종 삽입 위치에서 상기 전원연결단자의 제1접촉부와 상기 전원공급부의 제2접촉부가 서로 접촉될 수 있어 전지영동부의 작동이 용이한 장점이 있다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 및 방법은 케이스 하면을 방열판으로 사용하고 공기유동부 및 송풍기가 형성됨으로써, 케이스 하면을 적절하게 냉각하여 펠티어 냉각소자를 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치를 나타낸 사시도, 저면 사시도.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 사시도.(도 3은 케이스의 외부커버 삭제된 형태, 도 4는 외부커버 및 골격 일부 삭제된 형태)
도 5는 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 이동부몸체 및 이동부를 나타낸 도면.
도 6 내지 도 8은 각각 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 피펫 장착, 흡입 및 토출 조절, 탈착 작동을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 베이스 플레이트 이격 상태를 나타낸 도면.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 베이스 플레이트 상측 결합 사시도 및 분해사시도.
도 12는 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 베이스 플레이트와 멀티웰플레이트 키트 고정 상태를 나타낸 분해사시도.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 자기장 인가부 및 히팅부를 나타낸 사시도 및 저면 사시도.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 건조부를 나타낸 도면.
도 17은 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 건조부 이용을 설명한 도면.
도 18 및 도 19는 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 실시간핵산증폭을 위한 핵산증폭부를 나타낸 사시도 및 단면도.
도 20 및 도 21은 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 핵산증폭부를 나타낸 다른 도면.
도 22 및 도 23은 각각 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 전기영동부를 나타낸 도면.
도 24는 본 발명에 따른 생체시료 자동 분석 장치의 전기영동부 전기접속형태를 나타낸 도면.
도 25 및 도 26은 본 발명에 따른 생체시료의 자동 분석 방법을 나타낸 개략도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000) 및 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 케이스(100); 상기 생체시료로부터 타겟핵산을 정제하는 정제부(200); 상기 정제부(200)에 의해 정제된 타겟핵산을 증폭하는 핵산증폭부(400); 전기영동몸체(310)를 포함하여 상기 핵산증폭부(400)를 통해 증폭산물을 검사하는 전기영동부(300); 생체시료, 상기 정제부(200)에서 이용되는 시료 또는 시약, 정제된 타겟핵산, 증폭된 타겟핵산을 이동하는 피펫(500); 상기 피펫(500)의 작동을 조절하며, 상기 피펫(500)을 상기 케이스(100)의 길이방향 및 높이방향으로 이동하는 이동부(600); 제1멸균수단(800) 및 제어부(미도시)를 포함하여 형성된다.
상기 케이스(100)는 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)를 구성하는 기본 몸체로서, 골격과 외부 커버를 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명의 첨부된 도면 일부에서, 케이스(100) 내부에 구비되는 구성을 보다 용이하게 설명하기 위하여 케이스(100)의 일부가 삭제된 상태로 나타내었다.
상기 케이스(100)는 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100)의 길이방향으로 이동되는 인출 및 인입이 가능하도록 일정 영역을 개폐 가능한 개방부(110)가 형성된다.
상기 베이스 플레이트(700)는 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)에 부가가능한 구성으로서, 아래에서 다시 설명한다.
도 1에서 상기 개방부(110)가 상기 케이스(100)의 좌측면의 일정 영역을 개폐하도록 형성된 예를 도시하였으며, 이 때, 상기 개방부(110)는 개방되었을 때, 상기 베이스 플레이트(700)의 인출이 가능한 크기로 형성되어야 한다.
상기 케이스(100)는 외측 하면이 장착되는 지면으로부터 일정거리 이격되게 위치되며, 외측 하면에 공기가 유동되는 유로를 형성하는 공기유동부(142)와 상기 공기유동부(142)로 공기를 송풍하는 송풍기(141)가 더 구비될 수 있다.
상기 공기유동부(142)는 상기 케이스(100)의 길이방향으로 길게 형성된 방열핀이 조밀하게 복수개 구비되어 복수개의 공기유로를 형성하도록 할 수 있다.
상기 송풍기(141)는 상기 공기유동부(142)로 공기를 송풍하는 구성이다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 공기유동부(142) 및 송풍기(141)가 형성됨으로써, 케이스(100) 하면을 효율적으로 냉각할 수 있으며, 냉각 효율을 높이기 위하여 상기 케이스(100) 하면은 열전도도가 높은 재질(예를 들어 알루미늄 소재)로 구성될 수 있다.
상기 정제부(200)는 생체시료로부터 타겟핵산을 정제하는 구성요소이다.
상기 정제부(200)는 멀티웰플레이트 키트(210)와 자기장 인가부(201), 히팅부(202)가 포함된다. 상기 멀티웰플레이트 키트(210)는 복수개의 웰(211)이 제1열 내지 제N열을 형성하되, 상기 제1열 내지 제N열 중 특정한 열에 각각 생체시료, 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약이 내장된다. 더욱 상세하게, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)는 가로방향으로 복수개 구비된 웰(211)들이 복수개의 열을 형성하는데, 상기 제1열 내지 제N열 각각에 생체시료, 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약이 내장된다. 더욱 상세하게, 상기 정제에 필요한 시료 또는 시약은 효소, 세포용해용액, 핵산결합용액, 자성입자 수분산액, 및 세척용액을 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 일부 열은 비어있는 상태일 수도 있다.
상기 멀티웰플레이트 키트(210)는 생체시료와, 정제에 필요한 시약 또는 시료가 내장된 상태로, 상기 베이스 플레이트(700)에 탈착가능하게 구비됨으로써, 사용자는 정제를 위하여 멀티웰플레이트 키트(210)를 장착하는 것 외에 별도의 공정이 필요치 않아 사용이 매우 편리한 장점이 있다.
상기 자기장 인가부(201)는 자석(221)을 포함하여 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열에 자기장을 인가하여 타겟핵산이 부착된 자성입자를 용액에서 분리하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 정제부(200)는 히팅부(202)를 포함하여 각종 반응을 가속화하여 정제 효율을 더욱 높일 수 있도록 할 수 있다. 상기 히팅부(202)는 상기 자기장 인가부(201)에 인접하게 형성되어 동일한 특정 열을 가열하는 구성이다. 상기 동일한 특정 열이란, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)에 형성되는 제1열 내지 제N열 중 선택되는 열을 의미하는 것으로서, 상기 자기장 인가부(201) 및 히팅부(202)는 특정 열에 각각 자기장을 가하거나 또는 자기장과 가열을 동시에 인가할 수 있다. 이 때, 상기 자기장을 인가하는 방식은 자석(221)이 장착되는 자석장착부(220)를 상승 및 하강시키는 승강부(270)를 통해서 이루어지며, 자기장 인가 효율과 가열시 열전달을 높이기 위하여 상기 자석장착부(220)에 특정 열의 하부가 안착되는 인입홈(222)이 형성될 수 있다.
상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열이 위치되는 부분의 베이스 플레이트(700)는 상기 특정 열이 상기 자기장 인가부(201)의 인입홈(222)에 직접 안착될 수 있도록 일정 영역이 중공되는 제1노출공(701)이 형성되어야 한다.
상기 히팅부(202)는 특정 열을 가열하는 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 자석장착부(220)가 금속재질로 형성되고, 상기 자석장착부(220)를 가열하는 수단일 수 있으며, 이는 발열필름이 이용될 수 있다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 자석장착부(220)가 금속재질로 형성되고, 히팅부(202)가 상기 자석장착부(220)를 가열하는 수단일 경우에, 상기 특정 열에 자기장 인가 및 가열을 동시에 행할 수 있어 정제 효율을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
상기 승강부(270)는 상기 케이스(100) 하면 내부에 장착되어 상기 자석장착부(220)를 상승 및 하강시키는 구성으로서, 다양하게 형성될 수 있으며, 도 13 및 도 14에 나타난 일 실시예를 설명한다.
상기 승강부(270)는 승강모터(271); 일측 단부에 상기 승강모터(271)에 연결되어 회전하는 제1승강축(272); 상기 제1승강축(272)의 타측 단부에 일체로 연결되는 승강캠(273), 상기 승강캠(273)의 회전 시, 원운동하며 높이방향(상ㆍ하방향)으로 이동가능하도록 일측 단부가 상기 승강캠(273)에 연결되는 제2승강축(274)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 자기장 인가부(201)는 상기 자석장착부(220)를 지지하는 자석장착부 지지대(230)를 포함하며, 상기 자석장착부 지지대(230)의 하면에는 가이드봉(240)이 연결될 수 있다.
상기 가이드봉(240)은 높이방향으로 슬라이딩 가능하도록 안내공이 형성되는 가이드블록(250)의 안내공에 삽입된다.
이 때, 상기 자석장착부(220)와 지지대 사이에 압축스프링(260)이 구비되어 상기 자석장착부(220)가 상기 멀티웰플레이트 키트(210)에 안정적으로 안착될 수 있도록 할 수 있다.
상기 승강부(270)의 형태는 일 실시예로서, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 이에 한정되지 않는다.
상기 정제부(200)는 상기 이동부(600)에 의해 이동/작동되는 상기 이동부몸체(610)에 피펫(500)을 장착하고, 상기 피펫(500)의 흡입 및 토출에 의해, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)에 내장된 생체시료, 정제에 필요한 시료 또는 시약이 이송되어 혼합되며, 위 과정 중에 상기 자기장 인가부(201)에 의해 자기장이 인가되고, 상기 히팅부(202)에 의해 가열됨으로써 정제가 이루어진다.
(상기 이동부(600)의 상세 구성 예는 아래에서 다시 설명한다.)
상기 승강부(270)의 작동은 센싱부(275-1)와 센싱타겟부(275-2)를 포함하는 높이감지센서(275)와 연동될 수 있다.
아울러, 상기 정제부(200)는 타겟핵산을 추출하기 위한 생체시료를 넣어주는 생체시료튜브(281)를 포함하는 생체시료튜브랙(280)을 더 포함할 수 있으며, 상기 생체시료튜브랙(280)은 이송이 용이하도록 상기 베이스 플레이트(700)에 탈착가능하게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 정제부(200)에서, 멀티웰플레이트 키트(210)에 자기장을 인가하고 열을 가하는 공정을 수행하기 위하여 상기 자기장 인가부(201) 및 히팅부(202)가 승강부(270)를 통해 높이방향으로 이동하면서 복수개의 웰(211)에 인접하게 위치될 수 있는데, 이 때, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)가 베이스 플레이트(700)에 안정적으로 고정되도록 하기 위하여, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)가 안착되는 베이스 플레이트(700)에, 복수개의 웰(211) 사이에 위치되도록 돌출형성되는 돌출고정부(730) 및 상기 돌출고정부(730)에 구비되어 웰(211)과 밀착되는 탄성수단(731)이 더 형성될 수 있다.
상기 탄성수단(731)은 상기 돌출고정부(730)에 고정된 구성으로서, 고무링과 같이 마찰력을 제공할 수 있는 재질이 이용되어 상기 멀티웰플레이트 키트(210)를 안정적으로 고정한다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 베이스 플레이트(700)가 특정 위치에 고정되면, 상기 멀티웰플레이트 키트(210) 역시 정확한 위치에 고정되어 이동부(600)의 제어가 용이하며, 이에 따라 정제 작업을 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 피펫(500)을 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 피펫(500)은 하나의 분석이 완료되면 교체되거나, 세척 후 재사용되는데 이를 용이하게 하기 위하여 피펫(500)들을 보관 가능한 피펫랙(510)이 구비될 수 있다.
이 때, 상기 베이스 플레이트(700)의 인출 시, 상기 피펫(500)이 구비된 피펫랙(510)을 베이스 플레이트(700)에 장착하여 케이스(100) 내부로 삽입하고, 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 피펫(520)이 탈부착 가능하도록 상기 피펫(500)을 고정하여 이동/작동하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 피펫(500)을 고정하는 피펫렉(510)은 상기 베이스 플레이트(700)에 탈부착 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 정제부(200)는 세척효율을 높이기 위하여 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열을 공기를 배기하는 건조부(290)가 더 형성될 수 있는데, (도 15 내지 도 17 참조) 상기 피펫랙(510)은 상기 이동부(600)가 건조부(290)의 작동과 관련된 작업을 수행할 때 상기 피펫(500)들을 보관한다.
상기 건조부(290)는 진공모듈(291)과, 상기 케이스(100) 내부 하면에 장착되어 상기 진공모듈(291)을 일정위치에 보관하는 진공모듈랙(293)과, 상기 진공모듈(291)과 호스로 연결되는 진공펌프(295)를 포함하여 형성된다. 상기 진공모듈랙(293)은 진공모듈(291)이 이용되지 않을 때, 상기 진공모듈(291)을 일정위치에 보관하는 구성으로서, 상기 진공모듈랙(293)의 상면에는 볼록부(294)가 돌출형성되며, 상기 진공모듈(291)의 하면에 상기 볼록부(294)에 대응되는 오목부(292)가 형성되어 상기 진공모듈(291)이 상기 진공모듈랙(293)에 정확한 위치에 보관되는 것이 용이하도록 할 수 있다. 이 때, 상기 볼록부(294)는 상기 진공모듈(291)이 용이하게 안착될 수 있도록 하측 방향으로 직경이 넓어지도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
부가적으로, 상기 건조부(290)는 상기 진공모듈(291)의 움직임 방지 효과를 더욱 극대화하기 위하여 상기 진공모듈랙(293)에 상기 진공모듈(291)의 일측을 지지하는 지지부(293-1)가 구비되며, 상기 지지부(293-1)와 진공모듈(291)은 서로 맞닿는 면에 자석(296)이 내장될 수 있다.
도 16에서, (a)는 진공모듈(291)의 하측 부분을, (b)는 진공모듈랙(293) 부분을 나타내었다.
상기 진공모듈(291)은 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)와 탈/부착되도록 상부에 구멍이 형성되어 있어 진공건조가 필요한 경우 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)가 진공모듈랙(293)에 정확한 위치에 이동하여 진공모듈(291)을 부착하고 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열로 이동되고, 상기 진공펌프(295)의 작동에 의해 상기 특정 열에 공기를 배기시킨다.
상기 진공펌프(295)가 작동되면 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열 내부에 잔존하는 세척용매가 빠르게 제거되며, 건조가 완료되면, 상기 진공모듈(291)은 다시 상기 진공모듈랙(293) 위치로 이동하여 상기 이동부몸체(610)와 탈착되고, 상기 진공모듈랙(293)에 보관된다.
또한, 다음 작동을 위하여 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)는 피펫랙(510) 위치로 이동한 후 상기 피펫블록(630)에 고정된 피펫(520)들이 다시 고정된다.
다시 말해, 상기 건조부(290)는 진공모듈(291)을 고정하고, 이를 이동하기 위한 별도의 구성을 이용하는 것이 아니라 상기 피펫(500)을 작동하는 이동부(600)의 구성을 이용하는 것으로서, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 전체 장치의 구성을 간소화하고, 작동을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 건조부(290)가 구비됨으로써 정제된 타겟핵산 내부에 세척용매를 건조시키는 시간을 대폭적으로 줄여서 증폭 과정에 악영향을 미치는 세척용매를 빠르게 제거할 수 있는 장점이 있다.
상기 핵산증폭부(400)는 상기 정제부(200)에 의해 정제된 타겟핵산을 증폭하는 구성으로서, 상기 정제부(200)에 의해 정제된 타켓물질을 증폭하는 구성이다. (도 20 및 도 21 참조) 상기 핵산증폭부(400)는 증폭튜브(411), 증폭블록커버(410), 열전달부(420), 및 증폭튜브고정부(430)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 증폭튜브(411)는 핵산증폭을 위한 시약들이 내장되는 공간으로서, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 단일 열을 형성하는 가로방향으로 위치된 웰(211)과 각각 같은 위치에 대응되도록 위치한다. 또한, 도면에서 상기 증폭튜브(411)는 2열로 형성된 예를 나타내었으나, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000) 및 방법은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 하나 이상 다양하게 형성될 수 있다.
상기 증폭튜브(411)가 2열로 형성될 경우에, PCR 과 등온증폭의 경우 1열의 튜브를 사용한다. 증폭된 후, 하나의 열에 내장된 증폭산물이 상기 전기영동부(300)로 이동되고, 나머지 열에 내장된 증폭산물은 다시 전기영동부(300)로 이동되어 재검사되거나, 다른 검사에 이용되거나, 따로 보관될 수 있다.
또한, RT/PCR과 nested PCR 방법으로, 유전자증폭을 하는 경우에는 서로 다른 물질이 내장된 2열의 증폭튜브(411)를 사용하고 각각의 반응단계에 맞는 온도 로 각 열이 조절될 수 있다.
더욱 상세하게, 상기 RT/PCR 방법으로 유전자증폭을 하는 경우, 증폭튜브(411)의 1열에 역전사반응액이 들어 있어 타겟핵산 함유용액과 혼합하여 역전사반응을 수행하고, 증폭튜브(411)의 2열에 PCR 반응용액이 들어 있어 역전사반응의 반응물을 혼합하여 PCR 반응을 수행할 수 있다.
상기 nested PCR의 경우, 증폭튜브(411)의 1열에 1차 PCR반응액이 들어 있어 타겟핵산 함유용액과 혼합하여 1차 PCR반응을 수행하고, 증폭튜브(411)의 2열에 2차 PCR 반응용액이 들어 있어 1차 PCR반응의 반응물을 혼합하여 nested PCR 반응을 수행할 수 있다.
상기 증폭튜브(411) 내부에는 각각의 증폭과정을 수행하기 위해 필요한 물질이 내장된 상태로, 사용자는 상기 증폭튜브(411)를 상기 베이스 플레이트(700)의 제2노출공(702)을 관통하여 상기 증폭블록커버(410)의 안착홈(421)에 안착하고, 상기 증폭튜브고정부(430)로 고정하는 간단한 공정을 통해 증폭 과정을 준비할 수 있다. 상기 열전달부(420)는 상기 증폭튜브(411)를 가열, 냉각하는 구성으로서, 상기 증폭튜브(411)가 안착되는 안착홈(421)이 형성된 증폭블록커버(410)의 하부에 형성된다.
상기 열전달부(420)는 다양한 형태가 이용될 수 있으며, 온도 제어가 용이하도록 펠티어소자(423)와 온도센서가 사용된다. 상기 핵산증폭부(400)는 상기 증폭튜브(411)를 고정하기 위하여 상기 증폭블록커버(410)에 제1고정자석(422)이 삽착되고, 상기 제1고정자석(422)에 대응되는 제2고정자석(431)이 삽착된 증폭튜브고정부(430)가 구비된다. 상기 증폭튜브고정부(430)는 상기 증폭튜브(411)의 상부에 지지되어 상기 증폭튜브(411)를 감싸도록 형성됨에 따라 상기 증폭튜브(411)를 안정적으로 안착홈(421)에 밀착시켜 온도전달을 용이하게 해주고, 온도 변화를 방지하여 증폭 효율을 좋게 해준다. 이 때, 상기 증폭튜브고정부(430)의 하면은 증폭튜브(411)가 잘 밀착될 수 있도록 상기 증폭블록커버(410)의 안착홈(421)이 형성된 면과 일정거리 이격되는 공간(S)을 형성하는 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 베이스 플레이트(700)는 상기 증폭블록커버(410)의 상면에 상기 증폭튜브(411) 및 증폭튜브고정부(430)가 위치될 수 있도록 중공된 제2노출공(702)이 형성된다. 다시 말해, 상기 제2노출공(702)은 상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100) 내부로 삽입 완료되었을 때, 상기 열전달부(420)가 위치되는 영역에 형성되는 구성으로서, 상기 증폭튜브고정부(430)보다 큰 크기로 형성된다. 상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100)의 길이방향으로 이동되므로, 상기 증폭튜브(411) 및 증폭튜브고정부(430)는 상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100) 내부로 삽입 완료 된 후, 상기 베이스 플레이트(700)의 제2노출공(702)을 통해 상기 열전달부(420)에 고정된다.
또한, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 상기 핵산증폭부(400)에 상기 증폭튜브(411) 측으로 여기광을 조사하는 빛조사부(440); 및 상기 이동부(600)에 고정되어 상기 증폭튜브(411) 내부를 실시간으로 측정가능한 형광디텍터(450)를 더 포함할 수 있다.
상기 빛조사부(440) 및 형광디텍터(450)는 real-time PCR 가능하도록 하는 구성으로서, 상기 빛조사부(440)는 LED가 이용될 수 있다.
상기 형광디텍터(450)는 상기 이동부(600)에 고정되어 이동가능하게 구성되며, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 개별적으로 높이 조절가능하게 형성될 수 있다.
상기 형광디텍터(450)는 촬영을 통해 형광량을 측정가능한 수단으로서, 포토다이오드, 렌즈, 및 필터를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 형광디텍터(450)가 형성되는 경우에, 상기 제1멸균수단(800)은 상기 이동부(600) 영역 중 상기 형광디텍터(450)의 전측에 위치될 수 있다.
상기 전기영동부(300)는 상기 핵산증폭부(400)를 통해 증폭산물을 검사하는 부분으로서, DNA의 길이와 양을 검사한다.
더욱 상세하게, 상기 전기영동부(300)는 전기영동몸체(310), 전원공급부(320), 여기광조사부(330), 및 촬영부(350)를 포함하여 형성되며, 상기 베이스 플레이트(700)에 전원연결단자(340)가 형성된다. 먼저, 상기 전기영동몸체(310)는 전기영동에 필요한 물질(예, Agarose gel)이 내장되어 전원공급에 의해 전기영동공정이 수행되는 부분으로서, 증폭된 DNA를 길이에 따라 분리한다. 상기 전원공급부(320)는 상기 케이스 바닥면(140)에 구비되어 상기 전기영동몸체(310)에 직류전원을 공급하는 구성이다. 상기 전원연결단자(340)는 상기 베이스 플레이트(700)에 고정되어 형성되는 구성으로서, 상기 전원공급부(320)와 접촉되어 상기 전기영동몸체(310)에 전원을 연결한다. 상기 전원연결단자(340)와 전기영동몸체(310)의 고정과 동시에 전원을 공급할 수 있도록 상기 전원연결단자(340)에 상기 전기영동몸체(310) 측으로 돌출되는 돌출부(341)가 형성되고, 상기 전기영동몸체(310)에 상기 돌출부(341)가 삽입되는 구멍형전기접속단자(311)가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 여기광조사부(330)는 상기 전기영동몸체(310)가 안착되는 위치의 케이스(100) 내부 하면에 구비되어 상기 전기영동몸체(310) 측으로 여기광을 조사하는 구성으로서, 이 때, 상기 전기영동몸체(310) 및 베이스 플레이트(700)의 상기 전기영동몸체(310)가 안착되는 일정 공간이 상기 여기광조사부(330)에 의해 조사되는 여기광이 투과되는 재질로 형성된다. 한편, 상기 여기광조사부(330)는 상기 전기영동몸체(310) 전체에 균일한 빛을 조사하는 것이 바람직하므로, 복수개의 LED로 형성되는 경우에, 상기 베이스 플레이트(700)의 상기 전기영동몸체(310)가 안착되는 일정 공간인 전기영동몸체고정판(750)은 여기광을 산란하는 소재, 예를 들어 우윳빛 아크릴과 같은 광분산소재층이 존재하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 여기광조사부(330)는 여기광 파장대의 빛을 많이 발광하는 LED가 사용되고, 전기영동몸체(310)의 바닥판은 베이스 플레이트(700)를 통과하면서 분산된 여기광 중 포함되어 있는 핵산형광 발광대역의 빛을 모두 흡수하고 여기광대는 최대한 통과시키는 재질로 제작되어 형광검출시 백그라운드 광을 최소화함으로서 핵산검출 민감도가 최대가 되도록 한다. 하나의 예로서, DNA 형광염색염료로 Sybr Green 을 사용하였을 때 빛을 통과하는 파란색 소재층을 사용한다.
상기 촬영부(350)는 상기 전기영동 상태를 촬영하는 구성으로서, CCD 또는 CMOS 센서위에 전기영동겔(362)에 영상을 얻을 수 있는 렌즈 그리고 렌즈로 들어가는 여기광을 차단하고 DNA에서 발생되는 형광파장대 이상의 빛을 통과시키는 단파장 cut-off 필터로서 구성된다. 상기 촬영부(350)는 전기영동의 진행상황과 최종결과를 촬영하여 전송할 수 있다.(도 5 참조) 상기 촬영부(350)는 상기 케이스(100)의 상면에 형성될 수도 있으나, 보다 바람직하게는 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 형성되어 보다 인접한 위치에서 상기 전기영동부(300)의 상태를 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 촬영부(350)가 상기 전기영동몸체(310)에 인접하게 위치되는 것이 필요할 경우, 상기 피펫(500)은 상기 피펫랙(510)에 보관된다. 상기 촬영부(350)가 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 고정됨으로써 촬영거리를 짧게 하여, 고감도로 촬영이 가능한 장점이 있다.
또한, 상기 전원공급부(320)와 전원연결단자(340)는 상기 베이스 플레이트(700)의 삽입에 의해 안정적으로 연결되도록 상기 전원공급부(320)의 하측에 탄성수단(321)이 개재되며, 상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100)에 삽입됨에 따라 상기 전원연결단자(340)의 하면과 상기 전원공급부(320)의 하면에 서로 접촉 연결되는 제1접촉부(342) 및 제2접촉부(322)가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전원연결단자(340)의 제1접촉부(342)와 상기 전원공급부(320)의 제2접촉부(322)가 완벽하게 접촉되도록 상기 전원연결단자(340)의 제1접촉부(342)는 상기 베이스 플레이트(700)의 삽입방향으로 모서리 부분이 상기 제1접촉부(342) 중심방향으로 경사진 제1경사부(343)가 형성되고, 상기 전원공급부(320)의 제2접촉부(322)는 상기 케이스(100) 길이방향으로 상기 베이스 플레이트(700)의 삽입 반대방향으로 모서리 부분이 상기 제2접촉부(322) 중심방향으로 경사진 제2경사부(323)가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 베이스 플레이트(700)의 삽입 시, 상기 전원연결단자(340)의 제1경사부(343)와, 상기 전원공급부(320)의 제2경사부(323)가 서로 맞닿아 안내되면서, 상기 탄성수단(321)이 압축되고, 상기 베이스 플레이트(700)의 최종 삽입 위치에서 상기 전원연결단자(340)의 제1접촉부(342)와 상기 전원공급부(320)의 제2접촉부(322)가 서로 강하게 접촉될 수 있어 전기전달이 용이한 장점이 있다.
또, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 도 22에 도시한 바와 같이 상기 전기영동몸체(310)의 전체 영역에서 전기영동이 수행될 수 있는 겔트레이(360)를 사용할 수도 있고, 도 23에 도시한 바와 같이, 상기 전기영동몸체(310)에 2개의 전기영동겔(362)이 들어가는 겔트레이(360-1)를 사용하여 1/2개의 시료만 전기영동을 사용할 수도 있다.
도 23에 도시한 바와 같은 경우 1/2개의 생체시료와 피펫(500)을 장착하고 정제부분과 증폭부분도 1/2개의 시료만 사용하고 나머지는 추후에 사용할 수 있다. 아울러, 상기 전기영동몸체(310)는 내부는 전기영동에 필요한 용액이 넘치지 않도록 둘레부 상측에 턱이 형성될 수 있다.
도 22 및 도 23에서, 상기 겔트레이(360, 360-1) 하면 내부에 전기영동겔(362)을 고정하기 위한 전기영동겔고정부(361)가 돌출 형성된 예를 나타내었다.
상기 전기영동겔(362)은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 제조할 수 있는 것으로서 1~5%의 아가로스를 포함한 용액을 끓여서 용액이 굳기 전에 피펫(500)열과 같은 위치에 로딩웰(363)이 형성될 있는 콤을 장착하고 겔트레이(360, 360-1)의 양면을 막은 상태에서 겔트레이(360, 360-1)를 수평면에 위치시킨 다음, 액체상태의 겔용액을 붓고 냉각시켜 겔을 형성시킨다. 이때 상기 전기영동겔고정부(361)에 대응되는 겔의 중공부가 형성되어 겔이 전ㆍ후측 방향으로 움직이는 것을 막아주어 로딩웰(363)에 피펫(500)으로 증폭산물을 로딩할 시에 정확하게 위치를 유지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 다양한 형태의 전기영동겔(362)을 이용가능하며, 이에 따라 전기영동몸체(310)의 형태 역시 도면에 도시한 예 외에도 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 전기영동부(300)에 마커와 형광염색물질이 내장된 마커저장부(900)가 더 형성될 수 있다.
상기 마커저장부(900)는 마커(marker)와 형광염색물질이 내장된 마커튜브(920)와, 상기 마커튜브(920)가 장착된 마커튜브랙(910)을 포함하는 구성으로서, 상기 마커튜브랙(910)은 상기 베이스 플레이트(700)에 탈착가능하게 구비되어 마커의 내장이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 피펫(500)은 복수개가 장착되어 열을 이루며, 상기 정제부(200), 핵산증폭부(400) 및 전기영동부(300) 전체 영역에서 생체시료, 상기 정제부(200)에서 이용되는 시료 또는 시약, 정제된 타겟핵산, 증폭된 DNA을 이동시키는 구성이다. 다시 말해, 상기 피펫(500)은 상기 생체시료, 상기 정제부(200)에서 이용되는 시료 또는 시약, 정제된 타겟핵산, 증폭된 DNA를 흡입하여 토출하는 구성으로서, 상기 정제부(200)의 멀티웰플레이트 키트(210)의 제1열 내지 제N열을 이동하면서 정제를 수행하고, 정제된 타겟핵산을 상기 핵산증폭부(400)로 이송, 증폭된 DNA를 마커튜브, 전기영동부(300) 등으로 이송을 수행한다.
상기 피펫(500)은 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000) 전체에서, 다양한 물질들을 이송하는 구성이며, 복수개가 열을 이루되, 하나의 열을 형성하는 가로방향으로 구비되는 피펫(500)의 개수는 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 가로방향으로 위치되는 웰(211)의 개수와 동일하게 사용된다.
아울러, 상기 증폭튜브(411) 역시, 상기 피펫(500)의 단일 열을 형성하는 피펫(500) 및 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 웰(211) 개수 일치하도록 사용되는 것이 바람직하다. 도면에서, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 가로방향 웰(211)이 12개 형성되고 8열을 형성하며, 상기 피펫(500)이 단일 열을 형성하는 예를 나타내었으나, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 이에 한정되지 않는다. 더욱 상세하게, 1 회 검사처리수를 늘리기 위해서는 복수의 열을 사용할 수 있고 12개의 이상의 웰을 사용할 수도 있다.
상기 이동부(600)는 피펫블록(630)을 통해 피펫(500)의 장착, 흡입 및 토출, 탈착가능하며, 이동가능한 구성으로서, 아래에서, 위 작동을 구현하기 위한 상세한 구성에 대하여 설명한다.
상기 이동부(600)는 다양한 형태를 이용하여 구성될 수 있으며, 아래에서는 도 3 내지 도 8에 도시한 형태를 설명하나, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 이에 한정되지 않는다.
먼저, 상기 이동부(600)는 상기 케이스(100)의 길이방향으로 이동되는데, 그 예로서, 상기 케이스(100) 내부에 길이방향으로 지지봉(150)이 설치되고, 상기 이동부몸체(610)에 상기 슬라이더(621)가 형성되어 상기 지지봉(150)에 안내되어 길이방향으로 이동될 수 있다. 이 때, 상기 이동부(600)는 X축이동모터(622)와, 상기 X축이동모터(622)에 연결되어 상기 이동부(600)를 이동시키는 X축이동벨트(623)가 형성될 수 있다.
다음으로, 피펫(500)의 장착을 위한 구성을 도 6에 나타내었으며, 이를 참조로, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 피펫블록고정판(644)를 포함하는 피펫장착부를 포함하여 피펫(500)을 피펫블록(630)에 장착할 수 있다.
도 6은 피펫블록고정판(644)의 작동에 의해 피펫(500)이 피펫고정돌출부(644-1)에 고정된 상태를 나타낸 도면으로서, 피펫고정돌출부(644-1)가 피펫(500)에 가려져 보이지 않는다. (피펫고정돌출부(644-1)의 구성은 도 8에 나타나 있음)
피펫장착부는 피펫(500)이 장착되는 피펫고정돌출부(644-1), 상기 피펫고정돌출부(644-1)가 형성된 피펫블록고정판(644) 및 상기 피펫블록고정판(644)를 높이방향으로 이동가능하도록 하는 구성을 포함한다.
상기 피펫블록고정판(644)를 높이방향으로 이동가능하도록 하는 구성으로서, 도 6에서는 Z축스크류(641), Z축스크류너트(645), Z축안내봉(646), Z축안내봉슬라이드(647), 이동부몸체(610)에 고정되는 Z축모터(642), 및 Z축스크류(641)를 회전시키기 위해 Z축모터(642)의 회전운동을 Z축스크류(641)에 전달하는 Z축이동벨트(643)를 포함하여 형성되는 예를 나타내었다.
이 때, 상기 Z축모터(642)이 작동되면, 상기 피펫블록고정판(644)은 이동부몸체(610)에 고정된 Z축스크류(641)의 회전에 의해 Z축안내봉(646)을 따라 이동된다.
즉, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 Z축모터(642)가 회전됨에 따라 피펫블록고정판(644)을 상하방향으로 이동시키며, 피펫블록고정판(644)의 하측방향으로 이동에 의해 피펫고정돌출부(644-1)이 피펫(500)의 상측으로 삽입되며, 이를 통해 상기 피펫(500)이 장착될 수 있다.
한편, 피펫(500) 장착 시에는 항상 피스톤(631)의 위치가 충분히 위로 위치하게 한 후 Z축스크류(641)를 돌려서 피펫블록고정판(644)을 피펫(500) 쪽으로 내려가게 해서 피펫(500)을 삽입할 수 있다.
또한, 상기 이동부(600)의 상하로 이동하는 피펫블록고정판(644)에 상기 피펫(500)의 작동과 관련된 장치들이 설치되어 피펫(500)이 안정적으로 작동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 피펫블록(630)은 상기 피펫블록고정판(644)이 상하운동 기준점인 이동부몸체(610)에 장착되어 상기 피펫(500)의 흡입 및 토출 작동을 조절하며, 상기 피펫(500)을 상기 케이스(100)의 길이방향(X축) 및 높이방향(Z축)으로 이동할 수 있으며, 피펫(500)의 흡입 및 토출 조절을 위한 구성을 도 7을 참조로 설명한다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 피펫블록(630)의 상측에 피스톤(631) 및 상기 피스톤(631)이 고정되며 높이방향으로 이동가능한 피스톤고정판(634)을 포함하는 피펫조절부를 통해 상기 피펫(500)의 흡입 및 토출이 조절될 수 있다.
이 때, 상기 피펫(500)의 흡입, 토출 작동을 조절가능하게 하는 구성으로 피펫(500)과 기밀을 유지하도록 상기 피펫블록(630)은 피펫조절부를 포함하며, 이 때, 상기 피펫조절부는 피스톤(631), 피스톤고정판(634) 및 상기 피스톤고정판(634)을 높이방향으로 이동하기 위한 수단(피스톤(631)을 압축가능한 수단)을 포함한다.
상기 피스톤고정판(634)를 높이방향으로 이동하기 위한 수단은 상기 피스톤(631)을 상하운동시키는 피스톤모터(632)와 피스톤벨트(633)에 의해 회전되는 피스톤이동스크류(635), 피스톤고정판(634)에 고정되어 피스톤이동스크류(635)의 회전에 의해 피스톤고정판(634)을 상하로 이동시키는 피스톤이동스크류너트(636), 상기 피스톤(631)의 상부에서 상기 피스톤(631) 및 피스톤이동스크류너트(636)를 고정하는 피스톤고정판(634)을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 피스톤모터(632)는 상기 피스톤고정판(634)에 설치된 피스톤안내봉(637)에 지지된 최상단의 판에 구비될 수 있다.
상기 피스톤이동스크류너트(636)의 상하이동과 피스톤(631)의 이동을 동조하기 위해, 피스톤고정판(634)이 피스톤(631)들의 상부에 설치되어 피스톤(631)들과 피스톤이동스크류너트(636)가 고정되어 있다.
작동을 설명하면, 상기 피스톤이동스크류(635)가 회전됨에 따라 상하방향이동을 안내하는 피스톤안내봉(637)을 따라 피스톤고정판(634)을 상하방향으로 이동함으로서 피스톤(631)들이 피펫블록(630)내에서 기밀을 유지하며 상하운동을 하여 피펫(500)의 흡입, 토출작동을 수행한다.
피펫(500)의 탈착을 구현하기 위한 일 예를 도 8에 나타내었으며, 도 8에 도시한 예는 피펫압출판(638-1), 피펫압출고정판(639) 및 피펫압출핀(638)을 이용한다.
더욱 상세하게, 상기 피펫압출판(638-1)은 상기 피펫고정돌출부(644-1)에 대응되는 영역이 중공되며 상기 피펫(500)이 상기 피펫고정돌출부(644-1)에 장착되었을 때, 피펫블록고정판(644) 하면과 피펫(500) 상면 사이에 맞닿게 위치된다.
상기 피펫압출고정판(639)는 상기 피펫블록(630)의 상측에 위치되는 판형태이며, 상기 피펫압출핀(638)은 상기 피펫블록(630)의 높이보다 긴 길이를 가지며 상기 피펫압출판(638-1)과 상기 피펫압출핀고정판(639)를 연결한다.
즉, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 피펫조절부의 작동에 의해 상기 피펫압출고정판(639)이 하측방향으로 이동되면, 상기 피펫압출고정판(639), 피펫압출핀(638-1) 및 피펫압출판(638-1)이 하측으로 이동되어 상기 피펫(500)을 밀어냄으로써, 상기 피펫(500)이 상기 피펫고정돌출부(644-1)로부터 탈착되는 것을 특징으로 한다.
다시 말해, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 피펫(500)이 장착되면 피펫(500)에 의해 피펫압출판(638-1)과 피펫압출핀(638)이 밀려 도 6에 도시한 것과 같이 피펫압출핀고정판(639)이 피펫블록(630)의 상부로 밀려서 피펫블록(630)의 상부와 일정한 간격을 두고 위치하게 된다. 피펫(500)을 탈착하기 위해서는 피스톤이동스크류(635)를 돌려서 피스톤고정판(634)을 하부로 피펫블록(630) 상부와 접촉하게 이동시키면 피펫압출고정판(639), 피펫압출핀(638), 및 피펫압출판(638-1)을 밀어서 도 8에 도시한 바와 같이, 피펫(500)들이 탈착되게 된다.
상기 제1멸균수단(800)은 상기 이동부(600)에 고정되는 구성으로서, 자외선램프를 이용할 수 있다.
상기 제1멸균수단(800)은 위치 제어가 용이하여 멸균대상 부위에 근접할 수 있게 위치되기 위해, 상기 이동부(600)를 형성하는 전체 구성 중에서도 특히, 형광검출부(450)에 고정되는 것이 바람직하다. 도 5에서, 상기 제1멸균수단(800)은 상기 형광검출부(450) 측면에 고정되며, 하측방향으로 자외선 또는 오존을 조사하도록 형성된 예를 나타내었다. 또, 상기 제1멸균수단(800) 멸균 효과를 특정 위치에 집중적으로 발휘할 수 있도록 반사수단(810)이 더 구비될 수 있다. 상기 제1멸균수단(800)은 유전자증폭산물의 불활화를 위해 사용되고 유전자증폭반응물의 불활화를 위해 상기 이동부(600)의 작동에 의해 유전자증폭 반응용기에 근접하여 이용할 수 있어 유전자증폭산물의 불활화를 극대화할 수 있다.
본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 제1멸균수단(800)과 더불어 케이스(100) 내부에는 자외선램프 및 오존발생기 중 하나로 이루어지는 제2제2멸균수단(820)이 더 구비될 수 있다. 또, 상기 제1멸균수단(800)은 상기 이동부(600)가 이동되어 상기 정제부(200), 핵산증폭부(400), 전기영동부(300)의 각 구성을 멸균할 수 있고 제2제2멸균수단(820)을 이용하여 전체를 멸균할 수도 있다.
아울러, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 베이스 플레이트(700)가 더 구비될 수 있다.
상기 베이스 플레이트(700)는 상기 멀티웰플레이트 키트(210), 전기영동몸체(310)가 탈착가능하게 구비되며, 상기 케이스(100) 하면에 고정된 가이드부(130)에 의해 안내되어 상기 개방부(110)를 통해 상기 케이스(100)의 길이방향으로 이동가능한 구성이다. 아울러, 상기 베이스 플레이트(700)는 위에서 설명한 바와 같이, 상기 생체시료튜브랙(280), 피펫랙(510), 및 마커튜브랙(910)은 장착 및 탈착가능하게 구비될 수 있다. 상기 멀티웰플레이트 키트(210)는 생체시료와 함께 정제에 필요한 시료 또는 시약이 내장되어 있으며, 상기 전기영동몸체(310)는 전기영동에 필요한 물질이 내장되어 있고, 상기 마커튜브(920)는 상기 전기영동에 필요한 마커와 DNA 형광염색물질이 내장되어 있다. 사용자는 상기 베이스 플레이트(700)에 각 구성요소인 멀티웰플레이트 키트(210), 전기영동몸체(310), 생체시료튜브랙(280), 피펫랙(510), 및 마커튜브랙(910)이 장착 및 탈착이 가능하게 형성됨으로써, 각 구성을 장착하여 삽입하는 간단한 방법으로 분석을 준비할 수 있는 장점이 있다. 한편, 상기 증폭튜브(411) 및 증폭튜브고정부(430)는 상기 베이스 플레이트(700)의 제2노출공(702)을 통해 열전달부(420)에 직접 고정되는 구성으로서, 상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100) 내부에 삽입된 후, 고정된다.
상기 베이스 플레이트(700)의 길이방향 이동을 위하여 상기 케이스(100)의 내부 하면에는 가이드부(130)가 형성되며, 상기 개방부(110)에 인접한 일측 상면에 손잡이(710)가 형성되어 사용자가 용이하게 상기 베이스 플레이트(700)를 인출하여 필요한 구성들을 장착하고 삽입하도록 할 수 있다.
아울러, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100) 내부에 삽입되어 고정되는 위치를 정확하게 하기 위하여 상기 베이스 플레이트(700)의 타측 단부(상기 개방부(110)와 인접한 측의 반대측)에 제1위치고정부(720)가 형성되고, 상기 케이스(100)의 상기 제1위치고정부(720)에 대응되는 위치에 고정되는 제2위치고정부(120)가 형성되되, 상기 제1위치고정부(720) 및 제2위치고정부(120)는 자성에 의해 서로 고정되도록 할 수 있다. 도 4에서, 상기 제1위치고정부(720)에 제3고정자석(721)이 형성되고, 상기 제3고정자석(721)이 상기 제2위치고정부(120)에 고정되도록 하는 형태를 나타내었다. 이 외에도 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 제3고정자석(721)이 상기 제2위치고정부(120)에 위치되거나, 상기 제1위치고정부(720) 및 제2위치고정부(120)에 서로 결합되는 제3고정자석(721)이 각각 위치될 수도 있으며, 아울러, 상기 제2위치고정부(120)는 상기 제1위치고정부(720)의 형태에 대응되는 홈을 갖는 형태를 가질 수도 있다. 이를 통해, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)는 상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100)에 삽입되는 위치를 결정할 수 있으며, 분석 공정 중에 정확한 위치를 그대로 유지할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 상기 베이스 플레이트(700)는 사용된 페액들이 저장되는 폐액통(740)이 탈착가능하게 구비될 수 있다.
상기 패액들은 생체시료를 정제하는 과정 등에서 버려지는 페액으로, 상기 폐액통(740)이 베이스 플레이트(700)에 탈착가능하게 구비되어 사용이 용이하도록 한다.
상기 제어부는 상기 정제부(200), 핵산증폭부(400), 전기영동부(300), 및 이동부(600)를 제어하는 구성으로서, 이를 포함하여 나머지 제어가 필요한 모든 구성들을 제어한다.
한편, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치방법은 상술한 바와 같은 생체시료 자동 분석 장치(1000)를 이용한다.
이를 통해, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치 방법은 하나의 장치(본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000))를 이용하여, 정제, 증폭 및 정량분석 전기영동을 통한 증폭산물들 크기를 정성분석하는데 필요한 전과정이 수행됨으로써, 복수개의 장치를 이용함에 따른 불편함을 없앨 수 있으며, 전체 분석 효율과 정확도를 높일 수 있는 장점이 있다.
도 24를 참조로, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000)의 분석 방법을 상술하면, 생체시료로부터 타겟핵산을 획득하는 정제 단계(S10); 상기 정제 단계(S10)를 완료한 타겟핵산을 증폭하는 증폭 단계(S20); 및 전기영동 단계(S30); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정제 단계(S10)는 이동부(600)가 이동되어 고정 몸체의 피펫블록(630)에 피펫(500)을 삽입하는 피펫 장착 단계; 및 상기 이동부(600)가 이동되어 상기 생체시료튜브에 포함된 생체시료로부터 멀티웰플레이트 키트(210)의 제1열 내지 제N열에 각각 내장된 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약을 이동/혼합하여 타겟핵산 함유 용액을 획득하는 타겟핵산 함유용액 획득 단계;를 포함하여 수행된다.
상기 타겟핵산 함유용액 획득 단계는 타겟핵산을 포함하고 있는 생체시료를 융해시켜 타겟핵산을 용출하는 시료 용해 단계; 생체시료의 균질화된 용액에 포함되어 있는 타겟핵산을 자성입자에 부착시키고 기타 생체물질 용액을 제거하는 타겟핵산 부착단계; 타겟핵산이 부착된 자성입자의 기타 불순물을 제거해주는 자성입자 세척단계; 자성입자에 함유된 세척용 용매를 제거하는 자성입자 건조 단계; 자성입자에 부착된 타겟핵산을 떼어내기 위해 용출용액을 가해주는 획득 단계; 를 포함한다.
이 때, 상기 정제 단계(S10)에서, 필요에 따라 자기장 인가부(201)에 의해 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열에 자기장을 인가하는 자기장 인가 단계; 히팅부(202)에 의해 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열을 가열하는 가열 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자성입자 건조 단계는 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 삽입된 피펫(520)들을 탈착하고, 상기 피펫(500)을 이동시켜 진공모듈(291)을 삽입한 후, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 자성입자를 포함하고 있는 웰의 내부에 접촉되지 않게 이동시킨 후 진공펌프(295)로 공기를 흡입하여 배출하는 것이다. 동시에 웰들을 히팅부(202)에 의해 가열하여 줌으로서 세척용매의 건조시간을 단축할 수도 있다.
또한, 상기 증폭 단계(S20)는 상기 정제 단계(S10)를 통해 획득된 타겟핵산 함유용액을 증폭튜브(411)에 이동하여 혼합하는 혼합 단계; 및 열전달부(420)에 의해 온도를 조절하여 증폭하는 온도 조절 단계; 를 포함할 수 있다.
더욱 상세하게 증폭 단계(S20)를 설명하면, 상기 혼합 단계는 이동부(600)가 이동되어 이동부몸체(610)에 고정된 피펫(500)을 고정하여 상기 정제 단계(S10)를 통해 획득된 타겟핵산 함유용액을 증폭부의 증폭튜브(411)에 이송시키고, 반응액과 혼합시키는 단계이다.
상기 온도 조절 단계는 열전달부(420)에 의해 온도를 조절하여 증폭하는 단계이다.
이 때, 상기 증폭 단계(S20)가 수행되는 핵산증폭부(400)는 2열까지의 증폭튜브(411)를 장착할 수 있어, 1열의 증폭튜브(411)를 사용하거나, 2열의 증폭튜브(411)를 사용하여 추후 다른 분석용 사용할 수도 있다.
또한, RT/PCR과 nested PCR을 사용하여 유전자증폭을 하는 경우에는 서로 다른 물질이 내장된 2열의 증폭튜브(411)를 사용하고 각각의 반응단계에 맞는 온도 로 각 열이 조절될 수 있다.
더욱 상세하게, 상기 RT/PCR의 경우, 증폭튜브(411)의 1열에 역전사반응액이 들어 있어 타겟핵산 함유용액과 혼합하여 역전사반응을 수행하고, 증폭튜브(411)의 2열에 PCR 반응용액이 들어 있어 역전사반응의 반응물을 혼합하여 PCR 반응을 수행할 수 있다.
상기 nested PCR의 경우, 증폭튜브(411)의 1열에 1차 PCR반응액이 들어 있어 타겟핵산 함유용액과 혼합하여 1차 PCR반응을 수행하고, 증폭튜브(411)의 2열에 2차 PCR 반응용액이 들어 있어 1차 PCR반응의 반응물을 혼합하여 nested PCR 반응을 수행할 수 있다.
이 때, 상기 혼합 단계와 온도 조절 단계 사이에 반응액의 증발을 막기 위한 실링 단계가 더 수행될 수 있다.
상기 실링 단계는 상기 증폭튜브(411)의 상부가 개방되어 있어 반응 중에 발생하는 증발을 막기 위한 것으로서, 증발방지물질을 반응액 상층부에 형성하여 수행될 수 있다.
상기 증발방지물질은 100℃에서도 증발이 안되고 상기 유전자증폭반응에 영향을 주지 않아야 하며, 또한 반응액보다 비중이 가벼운 물질이어야 한다. 상기 증발방지 물질의 예시로서 미네랄 오일을 사용할 수 있고, 또한 60~70℃ 정도에서 녹는 파라핀을 사용할 수도 있다.
만약, 증발방지물질로 이용될 수 있는 파라핀이 반응액과 같이 증폭튜브에 포함되어 있는 경우에 상기 실링 단계는 생략될 수 있다.
상기 전기영동 단계(S30)는 마커 혼합 단계; 전기영동 수행 단계; 및 분석 단계; 를 포함하여 수행된다.
상기 마커 혼합 단계는 이동부(600)를 통해 최종적으로 증폭된 증폭산물이 담겨 있는 증폭튜브(411)로 이동, 증폭산물을 일정량 흡입한 후, 마커와 형광염색물질을 포함하고 있는 용액이 담긴 마커튜브(910)로 이동하여, 증폭산물과 마커용액을 혼합하여 수행될 수 있다.
상기 전기영동 수행 단계는 마커가 혼합된 증폭산물을 전기영동몸체(310)의 아가로스겔 로딩웰(363)로 이동하여 아가로스겔 로딩웰에 상기 증폭산물 혼합물을 로딩한 후, 상기 전원공급부(320), 전원연결단자(340)에 의해 전기영동몸체(310)에 전원을 공급하여 전기영동을 수행하는 단계이다.
상기 분석 단계(S30)는 상기 여기광조사부(330)에 의해 빛을 조사하며, 촬영부(350)를 이용하여 이를 확인하는 단계이다.
이 때, 도 25에 도시한 바와 같이, 상기 정제 단계(S10) 이전에 준비 단계(S40)가 수행될 수 있다. 상기 준비 단계(S40)는 상기 케이스(100)의 외부로 베이스 플레이트(700)를 인출하고, 상기 베이스 플레이트(700)에 전기영동몸체(310), 피펫랙(510), 멀티웰플레이트 키트(210), 생체시료튜브랙(280), 폐액통(740), 마커튜브랙(910) 및 마커튜브(920)를 장착하는 제1장착 단계; 상기 제1위치고정부(720)와, 제2위치고정부(120)가 서로 맞닿아 고정되도록 상기 베이스 플레이트(700)를 인입하는 인입 단계; 및 베이스 플레이트(700)의 제2노출공(702)을 통해 노출된 열전달부(420)의 안착홈(410-1)에 증폭튜브(411)를 안착하고, 증폭튜브고정부(430)에 의해 증폭튜브(411)를 고정하는 제2장착 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증폭 단계(S20)와 전기영동 단계(S30) 사이에 불활화 단계(S40)가 더 수행될 수 있다.
상기 불활화 단계(S40)는 유전자 증폭 단계(S20)가 끝나고 전기영동 단계(S30)를 수행하기 위한 마커 혼합 단계 이전에 증폭된 핵산을 불활화 시키기 위한 것으로, 이동부(600)를 이동하여 제1멸균수단(800)이 부착된 형광디텍터(450)부를 증폭튜브(411) 상부로 이동시키고, 상기 제1멸균수단(800)을 작동하여 자외선을 조사함으로써 핵산증폭산물을 광화학반응으로 불활화시키는 단계이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 생체시료 자동 분석 장치(1000) 및 방법은 생체시료로부터 타겟핵산을 정제하고, 증폭 및 분석하는 전 과정을 하나의 장치를 이용할 수 있으며, 분석 신뢰성 및 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 생체시료 자동 분석 장치(100)를 이용하여 정량면역PCR을 이용한 항원농도획득방법을 수행가능하며, 이를 통해, 정량면역PCR을 수행함으로써 생체시료에 함유된 항원의 농도를 정량검사가능하다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 생체시료 자동 분석 장치
100 : 케이스
110 : 개방부 120 : 제2위치고정부
130 : 가이드부
141 :　송풍기 142 : 공기유동부
150 : 지지봉
200 : 정제부 201 : 자기장 인가부
202 : 히팅부
210 :　멀티웰플레이트 키트 211 : 웰
220 : 자석장착부 221 : 자석
222 : 인입홈
230 : 자석장착부 지지대
240 : 가이드봉 250 : 가이드 블록
260 : 인장 스프링
270 : 승강부 271 : 승강모터
272 : 제1승강축 273 : 승강캠
274 : 제2승강축
275 : 높이감지센서 275-1 : 센싱부
275-2 : 센싱타겟부
280 : 생체시료튜브랙 281 : 생체시료튜브
290 : 건조부 291 : 진공모듈
292 : 오목부 293 : 진공모듈랙
293-1 : 지지부
294 : 볼록부 295 : 진공펌프
300 : 전기영동부
310 : 전기영동몸체 311 : 구멍형전기접속단자
320 : 전원공급부 321 : 탄성수단
322 : 제2접촉부 323 : 제2경사부
330 : 여기광조사부
340 : 전원연결단자 341 : 돌출부
342 : 제1접촉부 343 : 제1경사부
350 : 촬영부
360, 360-1: 겔트레이 361 : 전기영동겔고정부
362 : 전기영동겔 363 ; 로딩웰
400 : 핵산증폭부 410 : 증폭블록커버
410-1 : 안착홈
411 : 증폭튜브
420 : 열전달부 421 : 안착홈
422 : 제1고정자석 423 : 펠티어소자
430 : 증폭튜브고정부 431 : 제2고정자석
440 : 빛조사부
450 : 형광디텍터
500 : 피펫 510 : 피펫랙
600 : 이동부 610 : 이동부몸체
621 : 슬라이더 622 : X축이동모터
623 : X축이동벨트
630 : 피펫블록
631 : 피스톤 632 : 피스톤모터
633 : 피스톤벨트 634 : 피스톤고정판
635 : 피스톤이동스크류
636 : 피스톤이동스크류너트
637 : 피스톤안내봉 638 :피펫압출핀
638-1: 피펫압출판 639 : 피펫압출핀고정판
641 : Z축스크류 642 : Z축이동모터
643 : Z축이동벨트 644 : 피펫블록고정판
644-1 : 피펫고정돌출부 645 : Z축스크류너트
646 : Z축안내봉 637 : Z축안내봉슬라이드
700 : 베이스 플레이트 701 : 제1노출공
702 : 제2노출공
710 :　손잡이
720 : 제1위치고정부 721 : 제3고정자석
730 : 돌출고정부 731 : 탄성수단
740 : 폐액통
750 : 전기영동몸체고정판
800 : 제1멸균수단 810 : 반사수단
820 : 제2멸균수단
900 : 마커저장부 910: 마커튜브랙
920 : 마커튜브

Claims (42)

  1. 일정 영역을 개폐 가능한 개방부(110)가 형성된 케이스(100);
    복수개의 웰(211)이 제1열 내지 제N열을 형성하되, 상기 제1열 내지 제N열 중 특정한 열에 각각 생체시료, 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약이 내장된 멀티웰플레이트 키트(210)를 포함하여 상기 생체시료로부터 타겟핵산을 정제하는 정제부(200);
    상기 정제부(200)에 의해 정제된 타겟핵산을 증폭하는 핵산증폭부(400);
    전기영동몸체(310)를 포함하여 상기 핵산증폭부(400)를 통해 증폭산물을 검사하는 전기영동부(300);
    복수개가 열을 이루며, 생체시료, 상기 정제부(200)에서 이용되는 시료 또는 시약, 정제된 타겟핵산, 증폭된 DNA를 이동하는 피펫(500);
    상기 피펫(500)을 상기 케이스(100)의 길이방향 및 높이방향으로 이동하고, 상기 피펫(500)의 작동을 조절하는 이동부(600); 및
    상기 정제부(200), 핵산증폭부(400), 전기영동부(300), 및 이동부(600)를 제어하는 제어부(미도시); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생체시료 자동 분석 장치(1000)는
    상기 멀티웰플레이트 키트(210), 전기영동몸체(310)가 탈착가능하게 구비되며, 상기 케이스(100) 하면에 고정된 가이드부(130)에 의해 안내되어 상기 개방부(110)를 통해 상기 케이스(100)의 길이방향으로 이동가능한 베이스 플레이트(700); 가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생체시료 자동 분석 장치(1000)는
    상기 이동부(600)에 고정되는 제1멸균수단(800)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1멸균수단(800)은 자외선램프이고, 반사수단(810)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 정제부(200)는
    자석(221)을 포함하여 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열에 자기장을 인가하는 자기장 인가부(201); 및
    상기 자기장 인가부(201)에 인접하게 형성되어 동일한 특정 열을 가열하는 히팅부(202); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정제부(200)는 타겟핵산을 추출하기 위한 생체시료를 넣어주는 생체시료튜브(281)를 포함하는 생체시료튜브랙(280)을 더 포함하며,
    상기 생체시료튜브랙(280)이 상기 베이스 플레이트(700)에 탈착가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 자기장 인가부(201)는 자석(221)이 장착되는 자석장착부(220);
    상기 케이스(100)의 하면에 장착되어 상기 자석장착부(220)를 상승 및 하강시키는 승강부(270);를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 제1열 내지 제N열에 내장된 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약은 효소, 세포용해용액, 핵산결합용액, 자성입자 수분산액, 및 세척용액 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 자석장착부(220)는 상기 자석(221)이 장착된 면에 상기 멀티웰플레이트 키트(210) 특정열의 하부가 인입되도록 인입홈(222)이 형성되고,
    상기 베이스 플레이트(700)는 상기 자석장착부(220)의 상승 시 특정열의 하부가 상기 인입홈(222)에 안착되도록 일정영역이 중공되는 제1노출공(701)이 형성되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자석장착부(220)는 금속재질로 형성되고, 상기 히팅부(202)는 상기 자석장착부(220)에 접촉 형성되는 발열필름인 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(700)는
    상기 멀티웰플레이트 키트(210) 하측에서 복수개의 웰(211) 사이에 위치되도록 돌출형성되는 돌출고정부(730) 및 상기 돌출고정부(730)에 구비되어 웰(211)과 밀착되는 탄성수단(731)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(700)는 사용 후 페기되는 용액이 저장되는 폐액통(740)이 탈착가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 생체시료 자동 분석 장치(1000)는
    상기 이동부(600)가 상기 피펫(500)을 장착 및 탈착가능한 피펫블록(630)을 포함하며,
    상기 베이스 플레이트(700)에 상기 피펫(500)을 보관 가능한 피펫랙(510)이 탈착가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 생물학적 시료의 자동 분석 장비.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이동부(600)의 피펫블록(630)은
    하측에 상기 피펫(500)이 장착되는 피펫고정돌출부(644-1)가 형성되고 높이방향으로 이동가능한 피펫블록고정판(644)을 포함하는 피펫장착부를 통해 상기 피펫(500)이 상기 피펫고정돌출부(644-1)에 장착가능한 것을 특징으로 하는 생물학적 시료의 자동 분석 장비.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이동부(600)의 피펫블록(630)은
    상측에 피스톤(631) 및 상기 피스톤(631)이 고정되며 높이방향으로 이동가능한 피스톤고정판(634)을 포함하는 피펫조절부를 통해 상기 피펫(500)의 흡입 및 토출이 조절되는 것을 특징으로 하는 생물학적 시료의 자동 분석 장비.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이동부(600)의 피펫블록(630)은
    상기 피펫고정돌출부(644-1)에 대응되는 영역이 중공되며 상기 피펫(500)이 장착되었을 때, 피펫블록고정판(644) 하면과 피펫(500) 상면 사이에 맞닿게 위치되는 피펫압출판(638-1),
    상기 피펫블록(630)의 상측에 위치되는 피펫압출고정판(639), 및
    상기 피펫블록(630)의 높이보다 긴 길이를 가지며 상기 피펫압출판(638-1)과 상기 피펫압출핀고정판(639)를 연결하는 피펫압출핀(638)을 포함하고,
    상기 피펫조절부의 작동에 의해 상기 피펫압출고정판(639)이 하측방향으로 이동되면, 상기 피펫압출고정판(639), 피펫압출핀(638-1) 및 피펫압출판(638-1)이 하측으로 이동되어 상기 피펫(500)이 상기 피펫고정돌출부(644-1)로부터 탈착되는 것을 특징으로 하는 생물학적 시료의 자동 분석 장비.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 정제부(200)는
    상기 이동부(600)에 탈/부착 가능한 진공모듈(291)과, 상기 케이스(100) 내부 하면에 장착되어 상기 진공모듈(291)을 일정위치에 보관하는 진공모듈랙(293)과, 상기 진공모듈(291)과 호스로 연결되는 진공펌프(295)를 포함하는 건조부(290)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 건조부(290)는 상기 진공모듈랙(293)의 상면에 볼록부(294)가 돌출형성되며, 상기 진공모듈(291)의 하면에 상기 볼록부(294)에 대응되는 오목부(292)가 형성되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 건조부(290)는
    상기 진공모듈랙(293)에 상기 진공모듈(291)의 일측을 지지하는 지지부(293-1)가 구비되며,
    상기 지지부(293-1)와 진공모듈(291)은 서로 맞닿는 면에 자석이 내장되는 것을 특징으로 하는 생체 시료 자동 분석 장치.
  20. 제2항에 있어서,
    상기 전기영동부(300)는
    상기 베이스 플레이트(700)에 설치된 전기영동몸체고정판(750)에 안착되며, 각각 양극과 음극을 형성하는 전극선(311a)이 각각 연결된 구멍형전기접속단자(311)들이 형성된 전기영동몸체(310); 전원을 연결하기 위해 전기영동몸체(310)의 구멍형전기접속단자(311)에 삽입되는 돌출형전기접속단자(341); 상기 케이스(100) 하부 내면에 고정되어 상기 전기영동몸체(310)에 전원을 공급하는 전원공급부(320); 상기 전기영동몸체(310)에 여기광을 조사하는 여기광조사부(330); 및 전기영동 상태를 촬영하는 촬영부(350);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 전기영동부(300)는
    상기 베이스 플레이트(700)가 상기 케이스(100)에 삽입됨에 따라 상기 전원연결단자(340)의 하면과 상기 전원공급부(320)의 상면이 서로 접촉 연결되는 제1접촉부(342) 및 제2접촉부(322)가 경사지게 형성되며,
    상기 전원공급부(320)의 제2접촉부(322) 하측에 탄성수단(321)에 의해 밀착되는 것을 특징으로 하는 생물학적 시료의 자동 분석 장비.
  22. 제10항에 있어서,
    상기 여기광조사부(330)는 상기 전기영동몸체(310) 측으로 여기광 파장대의 빛을 조사하는 LED가 상기 케이스(100) 내부 하면에 등간격으로 배열되어 구비되며,
    상기 베이스 플레이트(700)의 상기 전기영동몸체(310)가 안착되는 전기영동몸체고정판(750)이 여기광을 산란하는 소재로 형성되고,
    상기 전기영동몸체(310)의 바닥판은 핵산형광 발광대의 빛을 흡수하며 여기광대의 빛은 통과하는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 촬영부(350)는 이미지센서, 렌즈, 단파장필터를 포함하여 형성되고,
    상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 고정되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 전기영동부(300)는
    마커(marker)와 형광염색물질이 내장된 마커튜브(920)와, 상기 마커튜브(920)가 장착된 마커튜브랙(910)을 포함하는 상기 마커저장부(900)가 더 구비되며,
    상기 마커튜브랙(910)은 상기 베이스 플레이트(700)에 탈착가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 전기영동몸체(310)는 겔트레이(360, 360-1)가 구비되며,
    상기 겔트레이(360, 360-1)는 바닥에 전기영동 로딩웰(363) 및 전기영동 이동로와 겹쳐지지 않는 위치에 복수개의 전기영동겔고정부(361)가 형성된 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  26. 제2항에 있어서,
    상기 핵산증폭부(400)는
    하나 이상의 열을 형성하는 증폭튜브(411);
    하부와 밀착되는 오목한 형태의 안착홈(421)들이 형성되고 온도센서가 삽입된 금속으로 이루어진 증폭블록(410-1);
    제1고정자석(422)이 구비된 단열재질로 된 증폭블록커버(410);
    펠티어소자(423);
    펠티어소자(423)에서 발생되는 열을 외부로 전달하는 열전달부(420); 및
    상기 증폭튜브(411)의 상부면보다 작은 구멍들이 형성되며, 상기 증폭튜브(411)의 상측 일정 영역을 감싸도록 형성되고, 상기 제1고정자석(422)과 대응되는 제2고정자석(431)이 삽입되어 상기 증폭튜브(411)를 고정하되, 상기 증폭블록커버(410)가 형성된 면과 일정거리 이격되는 높이를 갖는 증폭튜브고정부(430); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(700)는 상기 증폭블록(410-1) 및 증폭튜브고정부(430)가 상기 증폭튜브고정부(430)에 대응되도록 중공된 제2노출공(702)이 형성되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 핵산증폭부(400)가 상기 개방부(110)에 인접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 핵산증폭부(400)는
    상기 증폭튜브(411) 측으로 형광여기광을 조사하는 빛조사부(440); 및
    상기 증폭튜브(411) 상부에 밀착될수 있도록 상하방향으로 이동 가능하게 구비되어 증폭튜브(411)내의 형광량을 실시간으로 측정가능한 형광디텍터(450)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  30. 제2항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(700)는 상기 개방부(110)에 인접한 일측 상면에 손잡이(710)가 형성되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 케이스(100)는 외측 하면에 공기가 유동되는 유로를 형성하는 공기유동부(142)와, 상기 공기유동부(142)로 공기를 송풍하는 송풍기(141)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  32. 제2항에 있어서,
    상기 생체시료 자동 분석 장치(1000)는
    상기 베이스 플레이트(700)의 타측 단부에 제1위치고정부(720); 및
    상기 제1위치고정부(720)에 대응되는 위치의 상기 케이스(100)에 고정되는 상기 제2위치고정부(120); 가 더 형성되어,
    상기 제1위치고정부(720) 및 제2위치고정부(120)는 제3고정자석(721)의 자성에 의해 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 장치.
  33. 제1항 내지 제32항 중 선택되는 어느 한 항의 생체시료 자동 분석 장치(1000)를 이용한 분석 방법에 있어서,
    생체시료로부터 타겟핵산을 획득하는 정제 단계(S10);
    상기 정제 단계(S10)를 완료한 타겟핵산을 증폭하는 증폭 단계(S20); 및
    전기영동 단계(S30); 를 포함하는 생체시료 자동 분석 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 생체시료 자동 분석 방법은
    상기 정제 단계(S20) 이전에
    상기 케이스(100)의 외부로 베이스 플레이트(700)를 인출하고, 상기 베이스 플레이트(700)에 전기영동몸체(310), 피펫랙(510), 멀티웰플레이트 키트(210), 생체시료튜브랙(280), 폐액통(740), 마커튜브랙(910) 및 마커튜브(920)를 장착하는 제1장착 단계;
    상기 제1위치고정부(720)와, 제2위치고정부(120)가 서로 맞닿아 고정되도록 상기 베이스 플레이트(700)를 인입하는 인입 단계; 및
    베이스 플레이트(700)의 제2노출공(702)을 통해 노출된 증폭블록(410-1)에 증폭튜브(411)를 안착하고, 상기 증폭블록커버(410)의 제1고정자석(423)과, 증폭튜브고정부(430)의 제2고정자석(431)에 의해 증폭튜브(411)를 고정하는 제2장착 단계; 를 포함하는 준비 단계(S40)가 수행되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 정제 단계(S10)는
    이동부(600)가 이동되어 피펫블록(630)에 피펫(500)을 장착하는 피펫 장착 단계; 및
    상기 이동부(600)가 이동되어 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 제1열 내지 제N열에 각각 내장된 생체시료, 정제에 필요한 하나 이상의 시료 또는 시약을 이동/혼합하여 자성입자를 제외한 혼합물인 타겟핵산 함유용액 획득하는 타겟핵산 함유용액 획득 단계; 를 포함하되,
    필요에 따라 자기장 인가부(201)에 의해 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열에 자기장을 인가하는 자기장 인가 단계 및 히팅부(202)에 의해 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열을 가열하는 가열 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 타겟핵산 함유용액 획득 단계는
    상기 정제부(200)에서 생체시료를 용해하여 핵산을 용출하는 시료 용해 단계;
    타겟핵산에 자성입자를 붙이고 여액을 제거하는 타겟핵산 부착 단계;
    상기 타겟핵산이 부착된 자성입자를 세척하여 불순물을 제거하는 자성입자세척 단계;
    상기 이동부몸체(610)에 장착된 피펫(500)이 탈착되고, 상기 이동부(600)의 이동부몸체(610)에 진공모듈(291)이 고정되며, 상기 멀티웰플레이트 키트(210)의 특정 열의 세척용매를 흡입하여 자성입자를 건조하는 자성입자 건조 단계; 및
    건조된 자성입자에 용출버퍼를 가하여 타겟핵산을 획득하는 획득 단계;를 포함하는 생체시료 자동 분석 방법.
  37. 제33항에 있어서,
    상기 증폭 단계(S20)는
    상기 정제 단계(S10)를 통해 획득된 타겟핵산 함유용액을 증폭튜브(411)에 이동하여 혼합하는 혼합 단계; 및
    열전달부(420)에 의해 온도를 조절하여 증폭하는 온도 조절 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 방법.
  38. 제33항에 있어서,
    상기 전기영동 단계(S30)는 증폭산물과 마커용액을 혼합 마커 혼합 단계;
    전원공급부(320), 전원연결단자(340)에 의해 전기영동몸체(310)에 전원을 공급하여 증폭산물을 분리하는 전기영동 수행 단계; 및
    상기 여기광조사부(330)에 의해 빛을 조사하며, 촬영부(350)를 이용하여 증폭산물의 전기영동 패턴을 측정하고 분자량을 분석하는 분석 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 방법.
  39. 제33항에 있어서,
    상기 생체시료의 자동 분석 방법은
    상기 증폭 단계(S20)와 전기영동 단계(S30) 사이에 제1멸균수단(800)을 가동하여 증폭된 핵산을 불활화하는 불활화 단계(S50)가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 방법.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 증폭 단계(S20)는
    빛조사부(440)에서 일정한 여기광을 조사하면서 일정시간 동안 또는 매 사이클마다 발생되는 형광량을 형광디텍터(450)로 측정하여 임계형광값이 검출되는 시점을 검출하여 초기의 핵산농도를 계산하는 실시간 정량증폭분석이 가능한 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 생체시료의 자동 분석 방법은
    상기 증폭 단계(S20)에서 얻어진 정량증폭 분석값을 상기 전기영동 단계(S30)를 통해 얻어진 분자량 및 증폭산물의 개수를 포함하는 결과를 통해 보정 및 분석 가능한 것을 특징으로 하는 생체시료 자동 분석 방법.
  42. 제1항 내지 제32항 중 선택되는 어느 한 항의 생체시료 자동 분석 장치(1000)를 이용한 정량면역PCR을 수행함으로써 생체시료에 함유된 항원의 농도를 정량검사하는 정량면역PCR을 이용한 항원농도획득방법.
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