KR20130111153A

KR20130111153A - 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법

Info

Publication number: KR20130111153A
Application number: KR1020120079785A
Authority: KR
Inventors: 장기영
Original assignee: (주)어핀텍
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-10-10
Also published as: KR101495631B1

Abstract

본 발명은 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 원심분리 키트는, 원심분리하기 위한 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액을 수용하는 혼합용액 수용부와, 상기 혼합용액으로부터 원심분리된 원심분리액이 배출되는 배출부와, 상기 혼합용액 수용부의 하단에 마련되어 상기 혼합용액를 여과하는 필터부로 형성된 스핀 컬럼과; 상기 스핀 컬럼으로부터 원심분리된 원심분리액을 수용하는 원심분리액 수용부가 형성된 집적 용기와; 상기 집적 용기의 원심분리액 수용부에 마련되어, 상기 배출부로부터 배출되는 상기 원심분리액을 분리 수용하도록 상기 원심분리액 수용부를 부분적으로 분리하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 원심분리 작업 중 시료의 오염과 소실을 방지하며, 또한 시료의 분리 작업이 간편하고, 작업성을 향상시킬 수 있으며 원심분리 작업의 자동화를 용이하게 할 수 있다.

Description

원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법{KIT OF CENTRIFUGE SEPARATION AND METHOD FOR CENTRIFUGING USING THE SAME}

본 발명은, 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료를 버퍼와 혼합하여 원심분리를 통해 상이한 두 종류의 원하는 물질을 간편하게 채집할 수 있는 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법에 관한 것이다.

통상, 원심분리 키트는 튜브 형상의 스핀 컬럼(spin column)과, 스핀 컬럼의 하부에 삽입되어 있는 필터와, 스핀 컬럼이 삽입 장착되는 튜브 형상의 집적 용기(collection container)를 포함한다.

이러한 원심분리 키트는 스핀 컬럼과 집적 용기가 결합된 상태에서 원심분리하기 위한 시료와 버퍼(buffer)가 함유된 혼합용액이 스핀 컬럼에 주입하고, 스핀 컬럼과 집적 용기가 결합된 원심분리 키트를 원심분리기에 적재하여, 원심분리기의 원심력에 의해 스핀 컬럼에 수용된 혼합용액 내의 원하는 물질이 필터에 남고 나머지 물질 및 버퍼들은 스핀 컬럼 밖으로 유출되어 집적 용기에 모이게 된다. 이러한 원리를 이용하여 여러 종류의 스핀 컬럼들이 공지되어 있고(U.S. Pat. No. 4,270,921(1981), U.S. Pat. No. 4,787,971(1988), U.S. Pat. No. 6,103,195(2000), U.S. Pat. No. 4,871,675(1989), U.S. Pat. No. 8,062,533(2011)), 상업화 되었다.

그런데, 종래의 원심분리 키트는, 1차원심분리하여 스핀 컬럼의 필터에 남아있는 잔류 시료를 얻기 위해서는, 잔류 시료가 수용된 스핀 컬럼에 기존의 집적 용기를 제거하고 새로운 집적 용기를 결합한 후 새로운 상이한 버퍼를 주입하고 나서 원심분리기에 적재하여 원심분리기의 원심력에 의해 스핀 컬럼의 잔류 시료와 새로운 상이한 버퍼를 새로운 집적 용기로 모이게 한다.

이와 같이, 스핀 컬럼에 남아있는 잔류 시료를 얻기 위해 기존의 집적 용기와 새로운 집적용기의 교환 작업으로 인해 잔류 시료의 오염 또는 소실이 발생할 염려가 있고, 또한 작업시간이 길어져 작업성이 저감되며 상기 과정의 자동화를 어렵게 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 원심분리 작업 중 시료의 오염과 소실을 방지하며, 또한 시료의 분리 작업이 간편하고, 작업성을 향상시키고 자동화를 용이하게 하는 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 원심분리하기 위한 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액을 수용하는 혼합용액 수용부와, 상기 혼합용액으로부터 원심분리된 원심분리액이 배출되는 배출부와, 상기 혼합용액 수용부의 하단에 마련되어 상기 혼합용액를 여과하는 필터부로 형성된 스핀 컬럼과; 상기 스핀 컬럼으로부터 원심분리된 원심분리액을 수용하는 원심분리액 수용부가 형성된 집적 용기와; 상기 집적 용기의 원심분리액 수용부에 마련되어, 상기 배출부로부터 배출되는 상기 원심분리액을 분리 수용하도록 상기 원심분리액 수용부를 부분적으로 분리하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 제공한다.

여기서, 상기 필터부는 분리막 (membrane) 또는 여과제 (media filter)로 이루어질 수 있다.

상기 격벽은 상기 집적 용기의 내부 바닥면으로부터 수직하게 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 집적 용기를 수용하는 보조 집적 용기를 더 포함하고, 상기 격벽에 의해 분리된 상기 원심분리액 수용부 중 어느 하나의 수용부에 수용된 원심분리액이 상기 보조 집적 용기로 유동하도록 상기 집적 용기의 일측 내부 바닥면에는 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 원심분리하기 위한 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액을 상기 스핀 컬럼에 주입하는 단계와; 상기 격벽의 판면이 원심분리기의 회전축선과 동일 평면을 이루도록 상기 집적 용기를 원심분리기에 적재하는 단계와; 상기 원심분리기를 일방향으로 회전시켜 상기 원심분리기의 회전반대방향에 위치한 원심분리액 수용부로 상기 스핀 컬럼으로부터 원심분리된 제1원심분리액을 채집하는 단계와; 상기 원심분리기의 회전을 정지하는 단계와; 상기 1차원심분리하여 잔류한 잔류 시료를 수용하는 스핀 컬럼에 상기 버퍼와 상이한 새로운 버퍼를 주입하는 단계와; 상기 원심분리기를 타방향으로 회전시켜 상기 원심분리기의 회전반대방향에 위치한 원심분리액 수용부로 상기 스핀 컬럼으로부터 원심분리된 제2원심분리액을 채집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법에 의해서도 달성된다.

본 발명에 따르면, 원심분리 작업 중 시료의 오염과 소실을 방지하며, 또한 시료의 분리 작업이 간편하고, 작업성을 향상시킬 수 있으며 원심분리 작업의 자동화를 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리 키트의 분해 사시도,
도 2는 도 1의 결합 상태도,
도 3은 도 1의 원심분리 키트가 일방향으로 회전하는 원심분리기에 장착되어 원심분리되는 모습의 모식도,
도 4는 도 3의 요부 확대도,
도 5는 도 1의 원심분리 키트가 타방향으로 회전하는 원심분리기에 장착되어 원심분리되는 모습의 모식도,
도 6은 도 5의 요부 확대도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리 키트의 분해 사시도,
도 8은 도 7의 원심분리 키트가 일방향으로 회전하는 원심분리기에 장착되어 원심분리되는 모습의 모식도,
도 9는 도 7의 원심분리 키트가 타방향으로 회전하는 원심분리기에 장착되어 원심분리되는 모습의 모식도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리 키트가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리 키트(10)는 스핀 컬럼(11, spin column)과, 집적 용기(31, collection container)와, 격벽(41)을 포함한다.

스핀 컬럼(11)은 일정 길이를 가지며, 양측이 개구된 속이 빈 원형의 튜브 형상을 가진다.

스핀 컬럼(11)의 내측에는 원심분리하기 위한 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼(buffer)가 함유된 혼합용액(3,3', 도 3 및 도 5 참조)을 수용하는 혼합용액 수용부(13)가 형성되어 있다.

스핀 컬럼(11)의 일측 개구는 혼합용액 수용부(13)로 혼합용액(3,3')이 주입되는 주입부(15)를 형성한다. 주입부(15)에는 캡(17)이 장착되며, 캡(17)은 연결끈(19)에 의해 스핀 컬럼(11)에 연결되어 있다. 여기서, 캡(17)은 선택적으로 개재될 수 있다.

스핀 컬럼(11)의 타측 개구는 혼합용액(3,3')으로부터 원심분리되는 원심분리액(5a,5b)이 배출되는 배출부(21)를 형성한다. 배출부(21)는 혼합용액 수용부(13)와 단차를 형성하며, 주입부(15)보다 상대적으로 작은 직경을 가진다.

스핀컬림(11)의 수용부(13) 하단에는 필터부(45)가 삽입된다. 필터부(45)는 배출부(21)를 통해 배출되는 혼합용액(3,3')을 선택적으로 여과하는, 즉 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액(3,3')으로부터 원하는 물질을 걸러 내거나, 또는 통과시키는 역할을 한다. 상기 필터부(45)는 분리막(Membrane) 또는 여과제(Media filter)로 이루어질 수 있다. 일반적인 분리막의 구성물질은 실리카(Silica), 셀루로스(Cellulose), 나이론(Nylon), 그리고 PTFE(Polytetrafluorethylene) 등이며, 여과제의 구성 물질은 덱스트린(Dextrans), 폴리아키릴아미드(Polyacryamides), 그리고 이온 익스체인지 레진(ion-exchange resin) 등이다.

또한, 스핀 컬럼(11)은 외주를 따라 걸림턱(25)이 돌출 형성되어 있다. 걸림턱(25)은 스핀 컬럼(11)이 집적 용기(31)에 결합시 스핀 컬럼(11)의 배출부(21)가 격벽(41)과 간섭하지 않도록 후술할 집적 용기(31)의 삽입부(35)에 걸림 유지된다.

한편, 집적 용기(31)는 일정 길이를 가지며, 일측이 개구된 속이 빈 원형의 튜브 형상을 가진다.

집적 용기(31)의 내측에는 스핀 컬럼(11)으로부터 원심분리되는 원심분리액(5a,5b)을 수용하는 원심분리액 수용부(33)가 형성되어 있으며, 원심분리액 수용부(33)에는 스핀 컬럼(11)이 부분적으로 삽입 장착된다. 원심분리액 수용부(33)의 하부 영역은 격벽(41)에 의해 제1원심분리액 수용부(33a)와 제2원심분리액 수용부(33b)로 구분된다. 이하에서는 설명의 편리상 도 1에 도시된 바와 같이 집적 용기(31)의 격벽(41)의 좌측에 위치하는 원심분리액 수용부를 제1원심분리액 수용부(33a)라 하고, 우측에 위치하는 원심분리액 수용부를 제2원심분리액 수용부(33b)라고 한다.

집적 용기(31)의 일측 개구는 스핀 컬럼(11)이 삽입되는 삽입부(35)를 형성하며, 삽입부(35)는 원심분리액 수용부(33)와 연통한다.

집적 용기(31)의 외주에는 집적 용기(31)에 수용되는 원심분리액(5a,5b)의 양을 육안으로 용이하게 확인할 수 있도록 복수의 눈금(37)이 형성되어 있다.

격벽(41)은 판 형상을 가지며, 집적 용기(31)의 원심분리액 수용부(33)의 하부 영역에 마련된다. 격벽(41)은 배출부(21)로부터 배출되는 원심분리액을 분리 수용하도록 원심분리액 수용부(33)의 하부 영역을 제1원심분리액 수용부(33a)와 제2원심분리액 수용부(33b)로 분리한다. 격벽(41)은 집적 용기(31)에 삽입 장착된 스핀 컬럼(11)의 배출부(21)와 간섭이 발생하지 않도록 일정 높이를 가지며, 집적 용기(31)의 내부 바닥면으로부터 삽입부(35)에 대해 수직하게 기립 설치된다.

이하에서는, 본 발명의 제1실시예에 따른 원심분리 키트(10)를 이용하여 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액(3,3')을 원심분리하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 원심분리하기 위한 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액(3)을 스핀 컬럼(11)에 주입하고, 스핀 컬럼(11)을 집적 용기(31)에 삽입 장착한다. 여기서, 순서를 바꾸어서 스핀 컬럼(11)을 집적 용기(31)에 삽입 장착한 후, 원심분리하기 위한 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액(3)을 스핀 컬럼(11)에 주입할 수도 있다.

다음, 격벽(41)의 판면이 원심분리기(1)의 회전축선과 동일 평면을 이루도록 집적 용기(31)를 원심분리기(1)에 적재한다. 도 3 내지 도 5에는 일 예로서, 본 발명에 따른 3개의 원심분리 키트(10)가 원심분리기(1)에 적재된 상태가 도시되어 있다.

이어서, 원심분리기(1)를 일방향으로 회전시켜, 설명의 편리상 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 회전시킨다.

이 때, 스핀 컬럼(11)에 수용된 혼합용액(3)은 원심력에 의해 필터부(45)를 통과하여 여과되면서 원심분리된 후, 원심분리된 제1원심분리액(5a)은 스핀 컬럼(11)의 배출부(21)를 통해 집적 용기(31)를 향해 배출된다. 동시에, 스핀 컬럼(11)의 배출부(21)를 통해 배출되는 제1원심분리액(5a)은 관성력에 의해 원심분리기(1)의 회전반대방향으로 유동하면서, 즉 원심분리기(1)의 시계방향으로 유동하면서 원심분리기(1)의 회전반대방향에 위치한 제1원심분리액 수용부(33a)로 채집된다.

다음, 제1원심분리액 수용부(33a)에 제1원심분리액의 채집이 완료되면, 원심분리기(1)의 회전을 정지한다.

그리고, 1차원심분리하여 잔류한 잔류 시료를 수용하는 스핀 컬럼(11)에 1차원심분리시 사용한 버퍼와 상이한 새로운 버퍼를 주입하여 새로운 혼합용액(3')을 만든다.

이어서, 원심분리기(1)를 타방향으로 회전시켜, 설명의 편리상 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전시킨다.

이 때, 스핀 컬럼(11)에 수용된 잔류 시료와 새로운 버퍼의 혼합용액(3')은 원심력에 의해 필터부(45)를 통과하여 여과되면서 원심분리된 후, 원심분리된 제2원심분리액(5b)은 스핀 컬럼(11)의 배출부(21)를 통해 집적 용기(31)를 향해 배출된다. 동시에, 스핀 컬럼(11)의 배출부(21)를 통해 배출되는 제2원심분리액(5b)은 관성력에 의해 원심분리기(1)의 회전반대방향으로 유동하면서, 즉 원심분리기(1)의 반시계방향으로 유동하면서 원심분리기(1)의 회전반대방향에 위치한 제2원심분리액 수용부(33b)로 채집된다.

이로써, 본 발명에 따른 원심분리 키트(10)를 이용하여, 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료로부터 상이한 두 종류의 원하는 물질을 간편하게 얻을 수 있게 된다.

한편, 도 7에는 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리 키트가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7의 원심분리 키트가 일방향으로 회전하는 원심분리기에 장착되어 원심분리되는 모습의 모식도가 도시되어 있고, 도 9에는 도 7의 원심분리 키트가 타방향으로 회전하는 원심분리기에 장착되어 원심분리되는 모습의 모식도가 도시되어 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리 키트(10' )는 전술한 제1실시예와는 달리, 집적 용기(31' )를 수용하는 보조 집적 용기(51)를 더 포함한다.

보조 집적 용기(51)는 일정 길이를 가지며, 일측이 개구된 속이 빈 원형의 튜브 형상을 가진다.

보조 집적 용기(51)의 내측에는 집적 용기(31' )의 일측 수용부, 즉 제2수용부(33b)로 원심분리된 원심분리액(5b)을 수용하는 보조 원심분리액 수용부(53)가 형성되어 있으며, 보조 원심분리액 수용부(53)에는 집적 용기(31' )가 부분적으로 삽입 장착된다.

보조 집적 용기(51)의 일측 개구는 집적 용기(31' )가 삽입되는 집적 용기 삽입부(55)를 형성하며, 집적 용기 삽입부(55)는 보조 원심분리액 수용부(53)와 연통한다.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 원심 분리 키트(10' )는 제2수용부(33b)를 형성하는 집적 용기(31' )의 내부 바닥면에 개구(33c)가 형성되어 있으며, 이에 제2수용부(33b)로 원심분리된 원심분리액(5b)은 도 9에 도시된 바와 같이 개구(33c)를 통해 보조 집적 용기(51)의 보조 원심분리액 수용부(53)로 유동하게 된다.

한편, 제1수용부(33a)로 원심분리된 원심분리액(5a)은 도 8에 도시된 바와 같이 제1수용부(33a)에 채집된다.

이로써, 본 발명의 제2실시예에 따른 원심분리 키트(10 ')는, 개구(33c)가 형성된 집적 용기(31' )의 일측 수용부(33b)에 채집된 원심분리액(5b)의 많은 버퍼를 보조 집적 용기(51)에 간편하게 채집할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 원심분리 키트를 원심분리기에 장착하여 키트 내에 수용된 시료와 혼합되는 버퍼를 변경하고, 원심분리기의 회전방향을 변경함으로써, 간편하게 두 종류의 원하는 물질을 얻을 수 있게 된다. 또한, 원심분리 작업 중 추가적인 원하는 물질을 얻기 위해 스핀 컬럼과 집적 용기를 분리할 필요가 없어, 시료의 오염과 소실을 방지하며, 아울러 시료의 분리 작업이 간편하고, 작업성을 향상시킬 수 있으며 자동화가 용이하게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 도시되어 있지 않지만 본 발명에 따른 복수, 예로서 96 또는 384의 원심분리 키트를 격자 형상으로 배열하여 사용할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 원심분리기 3,3' : 혼합용액
5a : 제1원심분리액 5b : 제2원심분리액
10,10' : 키트 11 : 스핀 컬럼
13 : 혼합용액 수용부 15 : 주입부
17 : 캡 19 : 연결끈
21 : 배출부 25 : 걸림턱
31,31 ' : 집적 용기 33,33a,33b : 원심분리액 수용부
35 : 삽입부 37 : 눈금
41 : 격벽 45 : 필터부
51 : 보조 집적 용기

Claims

원심분리하기 위한 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액을 수용하는 혼합용액 수용부와, 상기 혼합용액으로부터 원심분리된 원심분리액이 배출되는 배출부와, 상기 혼합용액 수용부의 하단에 마련되어 상기 혼합용액를 여과하는 필터부로 형성된 스핀 컬럼과;
상기 스핀 컬럼으로부터 원심분리된 원심분리액을 수용하는 원심분리액 수용부가 형성된 집적 용기와;
상기 집적 용기의 원심분리액 수용부에 마련되어, 상기 배출부로부터 배출되는 상기 원심분리액을 분리 수용하도록 상기 원심분리액 수용부를 부분적으로 분리하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
제1항에 있어서,
상기 필터부는 분리막 (membrane) 또는 여과제 (media filter)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
제1항에 있어서,
상기 격벽은 상기 집적 용기의 내부 바닥면으로부터 수직하게 마련되는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
제1항에 있어서,
상기 집적 용기를 수용하는 보조 집적 용기를 더 포함하고,
상기 격벽에 의해 분리된 상기 원심분리액 수용부 중 어느 하나의 수용부에 수용된 원심분리액이 상기 보조 집적 용기로 유동하도록 상기 집적 용기의 일측 내부 바닥면에는 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법에 있어서,
원심분리하기 위한 핵산 등의 생물학적 또는 화학적 물질을 갖는 시료와 버퍼가 함유된 혼합용액을 상기 스핀 컬럼에 주입하는 단계와;
상기 격벽의 판면이 원심분리기의 회전축선과 동일 평면을 이루도록 상기 집적 용기를 원심분리기에 적재하는 단계와;
상기 원심분리기를 일방향으로 회전시켜 상기 원심분리기의 회전반대방향에 위치한 원심분리액 수용부로 상기 스핀 컬럼으로부터 원심분리된 제1원심분리액을 채집하는 단계와;
상기 원심분리기의 회전을 정지하는 단계와;
상기 1차원심분리하여 잔류한 잔류 시료를 수용하는 스핀 컬럼에 상기 버퍼와 상이한 새로운 버퍼를 주입하는 단계와;
상기 원심분리기를 타방향으로 회전시켜 상기 원심분리기의 회전반대방향에 위치한 원심분리액 수용부로 상기 스핀 컬럼으로부터 원심분리된 제2원심분리액을 채집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.