KR20140029142A

KR20140029142A - 회전형 pcr 장치 및 pcr 칩

Info

Publication number: KR20140029142A
Application number: KR1020130061468A
Authority: KR
Inventors: 김성재; 이종철; 김원정; 황병갑; 정재안
Original assignee: 주식회사 메디센서
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-03-10
Also published as: KR101513273B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치는 기구부와 상기 기구부 상에 배치된 측정부를 포함하는 적어도 하나 이상의 모듈, 및 상기 기구부의 중심을 관통하는 지지기둥을 포함하되, 상기 기구부는 다른 온도 영역들을 갖는 히팅 블록들을 포함하는 온도영역 형성수단 및 상기 온도영역 형성수단과 서로 맞닿아 상부 또는 하부에 배치되고 상기 히팅 블록들 중에 하나의 히팅 블록 상에 위치하는 칩 삽입구들을 갖는 회전부를 포함한다.

Description

회전형 PCR 장치 및 PCR 칩{A rotary type PCR machine and a PCR chip}

본 발명은 PCR 장치 및 PCR 칩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 온도영역을 갖는 회전형 PCR 장치 및 삽입식 스트립형 PCR 칩에 관한 것이다.

일반적으로, DNA 증폭기술은 생명과학, 유전공학 및 의학 분야 등의 연구개발 및 진단 목적으로 광범위하게 활용되고 있으며, 특히 중합효소 연쇄반응(Polymerase Chain Reaction; PCR)에 의한 DNA 증폭기술이 널리 활용되고 있다. 중합효소 연쇄반응은 핵산을 포함하는 샘플용액을 반복적으로 가열 및 냉각하여 핵산의 특정 염기 서열을 갖는 부위를 연쇄적으로 복제하여 핵산을 기하급수적으로 증폭하는 기술이다.

PCR 장치를 이용한 DNA 합성 시 가장 중요한 요소는 첫째로, DNA 시료를 수용한 PCR 장치의 주위를 특정 온도로 균일하게 유지시키는 것이며, 둘째로, 그 특정 온도를 유지하는 시간이다. 결과적으로 DNA 합성 시 필요한 온도범위가 정확히 맞지 않을 경우 DNA는 합성되지 않는다. 기존에 나와 있는 PCR 장치의 경우 한 구역에서 특정 온도까지 온도상승 또는 온도하강을 하여 소정시간 특정온도를 유지시켜주는 방식을 채택하고 있다. 따라서, 1회 싸이클(cycle)을 수행할 경우 DNA 합성에 필요한 온도에 도달하기 위한 온도상승 및 온도하강에 90초 정도의 많은 시간이 소요된다.

한편, 종래에 DNA 증폭에 대한 증폭 정도를 판별함에 있어서 일반적인 PCR 장치의 경우, 모든 증폭 프로세스(process)가 종료된 후 전기 영동법을 이용해 DNA 시료의 증폭 정도를 확인한다. 따라서, 증폭 과정 중에 DNA 시료의 증폭 정도를 실시간으로 확인할 수 없었다.

유전자를 증폭하는 기술은 플라스틱 튜브를 이용하는 것으로부터 마이크로 채널을 가진 칩의 형태로 발전되었다. 단시간에 여러 종류의 유전자를 한 번에 판별하려는 이유에서, 마이크로 칩 상에서의 유전자 증폭은 반도체 제조공정을 이용한 실리콘 또는 유리기판으로 하여 구성하였다. 최근에는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리탄산에스테르(polycarbonate, PC), 아크릴 수지(Poly methyl methacrylate, PMMA)와 같은 소재를 재료로 한 칩에서 많이 시도되고 있다. 또한, 유체 기술과 MEMS(Microelectromechanical System)를 이용한 미세가공기술을 기존의 분석기술에 접목시키는 추세이다. 이때 적은 양의 액체 시료를 단위 칩에서 다룰 수 있도록 시료분석에 필요한 모든 구성요소를 소형화(miniaturization) 및 집적화(integration)하여 온 칩(on-chip)화 시켜 랩온어칩(lab-on-achip)을 구현한다.

이러한 방법은 플리스틱 튜브를 이용하는 방법에 비하여, 사용되는 시료의 양과 총 증폭시간을 상당히 단축시켰지만, 기존의 마이크로 칩은 PCR 공정을 수행하기 위해서 인렛(inlet), 챔버(chamber), 아울렛(outlet), 히터(heater), 온도센서(thermal sensor) 등의 기능성 유닛(unit)이 집적화된 반도체 제조공정을 이용함으로써 복잡한 제조 공정이 요구되며, 칩 가공단가에 대한 경제성이 떨어지는 등의 일회용 칩으로 사용하기에 적합하지 않는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 PCR 공정시간을 줄이며 다수의 시료에 대하여 측정이 가능한 회전형 PCR 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 제조공정이 간소화된 PCR 칩을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 지지기둥은 상기 칩 삽입구들에 제공되는 하나 이상의 PCR 칩이 상기 히팅 블록들을 지나가도록 상기 회전부를 회전시키는 PCR 장치.

상기 칩 삽입구들에 PCR 칩들을 삽입할 수 있다.

상기 측정부는 상기 PCR 칩에 제공된 표적물질에 빛을 조사하는 단파장 균일 조사기 및 상기 표적물질에서 방출된 특정파장의 빛을 감지하는 검출센서를 포함할 수 있다.

상기 온도영역 형성수단은 상기 히팅 블록들 사이에 개재된 절연블록을 더 포함할 수 있다.

상기 절연블록은 절연물질 또는 상기 히팅 블록들이 이격되어 형성된 빈공간으로 이루어질 수 있다.

상기 회전부는 상기 지지기둥을 중심으로 양옆에 형성되고 상기 회전부의 표면으로부터 돌출된 한쌍 이상의 프로펠러들을 더 포함할 수 있다.

상기 프로펠러들은 볼록한 곡선의 날개부를 가질 수 있다.

상기 회전부는 상기 프로펠러들과 인접하며 상기 회전부를 관통하는 홀들을 더 포함할 수 있다.

상기 회전부는 회전하면서 공기가 상기 홀들로 유입되고, 상기 회전부와 상기 온도영역 형성수단 사이에 압력차이가 발생하여 부력이 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩은 지지필름, 상기 지지필름 상에 접착된 시료반응 필름, 상기 시료반응 필름 상에 접착된 시료주입 필름, 및 상기 시료주입 필름 상에 접착된 도포필름을 포함하되, 상기 시료반응 필름은, 상기 시료반응 필름의 단축으로 서로 이격되어 배치된 투입구 및 배기구, 상기 시료반응 필름의 장축으로 각각의 상기 투입구 및 상기 배기구를 연장하는 시료이동 통로들, 상기 시료이동 통로들과 연결되고 상기 투입구 및 상기 배기구와 마주보도록 배치되는 시료반응 영역부를 포함한다.

상기 시료주입 필름은 상기 투입구 및 상기 배기구와 동일한 위치에 형성된 홀들을 포함할 수 있다.

상기 도포필름은 상기 홀들을 덮는 것을 포함할 수 있다.상기 필름들은 광 투과성 및 열전도성이 좋은 고분자 물질을 포함할 수 있다.

상기 필름들은 PET 필름(Polyethylene Terephthalate film) 또는 PC 필름(Polycarbonate film)을 포함할 수 있다.

각각의 상기 시료이동 통로들은 열에 의해 변형이 가능한 열가소성 물질이 배치되는 유지층 도포 영역부를 포함할 수 있다.

상기 고분자 물질은 파라핀 또는 왁스를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치는 복수 개의 PCR 칩 삽입구들을 포함하는 회전부가 다른 온도 영역들을 가지는 온도영역 형성수단 상에 회전할 수 있다. 상기 PCR 칩 삽입구들에 복수 개의 PCR 칩들을 삽입할 수 있기 때문에 한번의 PCR 공정으로 상기 PCR 칩들에 포함되어 있는 표적물질들을 동시에 증폭시킬 수 있다. 아울러, 상기 PCR 장치는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 상기 모듈은 온도영역 형성수단, 회전부 및 측정부를 포함할 수 있다. 상기 PCR 장치는 측정하고자 하는 샘플의 수에 따라 복수 개의 모듈을 추가적으로 장착시킬 수 있다. 따라서, 하나의 PCR 장치에 다수의 샘플들이 측정 가능할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩은 높은 투과성과 열전도도가 높은 복수 개의 플라스틱 필름들을 접착시켜 형성할 수 있다. 따라서, 제조공정이 간소화된 상기 PCR 칩을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 모듈이 장착된 PCR 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 모듈이 장착된 PCR 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 모듈이 장착된 PCR 장치를 나타낸 것으로 도 2의 A-A' 방향으로 잘라낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도영역 형성수단을 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 모듈들이 장착된 PCR 장치를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩을 분해한 사시도들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 모듈이 장착된 PCR 장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 모듈이 장착된 PCR 장치를 나타낸 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 모듈이 장착된 PCR 장치를 나타낸 것으로 도 2의 A-A' 방향으로 잘라낸 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도영역 형성수단을 나타낸 평면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부를 나타낸 개략도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, PCR 장치(1000)는 기구부(100), 측정부(300) 및 상기 기구부(100)의 중심을 관통하는 지지기둥(305)을 포함한다. 상기 기구부(100)는 온도영역 형성수단(110) 및 회전부(115)을 포함할 수 있다. 상기 회전부(115)는 상기 온도영역 형성수단(110)의 상부 또는 하부 상에 배치될 수 있다. 상기 온도영역 형성수단(110)과 상기 회전부(115)는 서로 맞닿을 수 있다. 상기 측정부(300)는 상기 회전부(115) 상에 배치될 수 있다. 상기 기구부(100), 및 상기 측정부(300)는 상기 PCR 장치(1000)의 모듈(10)일 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 온도영역 형성수단(110)은 히팅 블록들(110a, 110b, 110c) 및 상기 히팅 블록들(110a, 110b, 110c) 사이에 배치된 단열 블록들(110d)로 이루어질 수 있다. 상기 온도영역 형성수단(110)은 적어도 세 개의 온도영역을 가질 수 있도록 3개의 단위 히팅 블록들(110a, 110b, 110c)을 가질 수 있다. 왜냐하면, PCR 공정의 1 싸이클(cycle)은 일반적으로 세 개의 온도 단계를 거치기 때문이다. 상기 히팅 블록들(110a, 100b, 100c) 각각은 소정 수준의 온도가 유지되는 영역들일 수 있으며, 독립적으로 온도제어가 될 수 있다. 온도가 유지되는 영역은 상기 히팅 블록들(110a, 110b, 110c)의 전체 또는 일부분일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 히팅블록(110a)에는 변성(denaturation)단계가 일어나는 온도, 제 2 히팅블록(110b)에는 결합(annealing)단계가 일어나는 온도, 및 제 3 히팅블록(110c)에는 신장(elongation)단계가 일어나는 온도를 유지할 수 있다. 상기 변성단계는 증폭하고자 하는 DNA를 열 변성시키는 단계로, 상기 DNA을 두 가닥으로 분리할 수 있다. 상기 DNA은 주형(Template)으로서 기능을 할 수 있다. 상기 결합단계는 온도를 낮추어 프라이머(primer)들이 상기 DNA 가닥과 수소결합할 수 있다. 마지막으로, 상기 신장단계는 열에 강한 DNA 중합 효소가 디옥시뉴클레오디드 삼인산을 사용하여 표적 DNA의 복사본을 합성할 수 있다. 상기 단열 블록들(110d)은 상기 히팅 블록들(110a, 110b, 110c) 간의 열전도를 막기 위해 절연물질을 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 단열 블록들(110d)은 상기 히팅 블록들(110a, 110b, 110c)이 이격 되어 형성된 빈 공간일 수 있다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 회전부(115)는 상기 지지기둥(305)을 이용하여 회전할 수 있다. 상기 지지기둥(305)은 상기 회전부(115)에 맞닿는 영역에 베어링 구조(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 베어링 구조에 의해 상기 지지기둥(305)에 상기 회전부(115)가 회전할 수 있다. 상기 회전부(115)는 상기 회전부(115)와 연장되어, 상기 회전부(115)의 표면으로부터 돌출된 4개의 프로펠러들(225)을 포함할 수 있다. 상기 4개의 프로펠러들(225)은 서로 일정간격 이격되어 배치될 수 있다. 상세하게, 2개의 상기 프로펠러들(225)은 하나의 쌍을 이루어 상기 지지기둥(305)을 중심으로 서로 대응되게 형성될 수 있다. 상기 프로펠러들(225)은 볼록한 곡선의 날개부를 가질 수 있다. 상기 회전부(115)는 상기 프로펠러들(225)과 인접하며 상기 프로펠러들의 모양과 동일한 홀들(227)을 포함할 수 있다. 상기 지지기둥(305)의 중심으로 서로 대응되는 두 개의 상기 홀들(227) 중에서 하나의 홀은 공기가 유입되는 영역이며, 다른 하나의 홀은 저항을 발생시키는 영역일 수 있다. 상기 프로펠러들(225)을 사용하여 상기 회전부(115)을 회전할 때 상기 홀들(227)에 공기가 유입 및/또는 방출됨으로써 상기 온도영역 형성수단(110)과 상기 회전부(115) 사이에 압력차이가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전부(115)에 부력이 발생하여 서로 맞닿아 있는 상기 온도영역 형성수단(110)과 상기 회전부(115) 사이가 이격될 수 있다.

상기 회전부(115)는 적어도 하나 이상의 칩들이 삽입되는 칩 삽입구들(220)을 가질 수 있다. 상기 칩 삽입구들(220)은 하나의 히팅 블록 상에 배치하도록 형성될 수 있다. 상기 칩 삽입구들(220)에 PCR 칩을 삽입하면 상기 PCR 칩의 표면은 하나의 히팅블록의 표면과 접촉되어 상기 PCR 칩에 상기 히팅블록에 인가된 온도를 가할 수 있다. 예를 들어, 상기 칩 삽입구들(220)이 상기 제 1 히팅블록(110a) 상에 배치될 경우, 상기 칩 삽입구들(220)에 배치된 상기 PCR 칩들은 상기 제 1 히팅블록(110a)에서 발생되는 온도가 가해질 수 있다. 이에 따라, 상기 회전부(115)가 회전하면서 상기 PCR 칩은 온도가 다르게 형성된 상기 히팅 블록들(110a, 110b, 110c)의 표면에 접촉되어 상기 히팅 블록들(110a, 110b, 110c)에 인가된 온도를 거치면서 PCR 공정이 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 상기 칩 삽입구들(220)에 삽입된 복수 개의 상기 PCR 칩들은 동시에 PCR공정을 거치에 된다. 따라서, 상기 PCR 칩들에 포함된 표적물질을 동시에 증폭시킬 수 있다.

상기 측정부(300)는 상기 제 3 히팅블록(110c) 상에 배치될 수 있다. 이와 달리, 상기 측정부(300)는 상기 제 3 히팅블록(110c)의 하부 및 측면에 배치될 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 측정부(300)는 다파장 균일 조사기(300a) 및 검출센서(300b)를 포함할 수 있다. 상기 측정부(300)를 통하여 PCR 칩(400)의 형광신호를 측정할 수 있다. 상세하게, 상기 단파장 균일 조사기(300a)는 PCR 칩에 제공된 표적물질에 빛을 조사하고, 상기 검출센서(300b)는 상기 표적물질에서 방출된 특정파장의 빛을 감지하여 형광물질의 실시간 측정을 할 수 있다. 상기 측정부(300)는 동시에 PCR 공정을 거친 복수 개의 PCR 칩들(400)에 포함된 시료를 실시간으로 측정할 수 있다. 상기 단파장 균일 조사기(300a)에 사용되는 광원은 텅스텐 할로겐 램프, 제논방전 램프등의 백색 광원 또는 LED 및 레이저 등의 단색 광원 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 측정부(300)의 측정방법은 카메라에 의한 사진 분석방법 또는 디텍터에 의한 정략적 분석방법이 있으나, 이에 제한되지 않는다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 모듈들이 장착된 PCR 장치를 나타낸 사시도이다.

도 6을 참조하면, PCR 장치(2000)는 복수 개의 상기 모듈들(10)을 포함할 수 있다. 상기 모듈들(10)은 샘플의 수에 따라 추가적으로 상기 지지기둥(305)에 설치되어 사용할 수 있다. 상세하게, 상기 기구부들(100)은 상기 지지기둥(305)에 일정간격 이격되어 배치될 수 있다. 각각의 상기 기구부들(100) 상에 측정부(300)가 배치될 수 있다. 상기 모듈들(10)은 독립적으로 구동될 수 있다. 즉, 상기 기구부들(100)에 포함된 상기 회전부들(115)의 각각은 서로 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 상기 PCR 장치는 상기 모듈들(10)의 장착 개수의 조절이 가능하며, 경제적인 방식으로 고수율의 PCR 공정의 구현이 가능하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩을 나타낸 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩을 분해한 사시도들이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, PCR 칩(400)은 4개의 필름들을 포함할 수 있다. 상세하게, 상기 PCR 칩(400)은 차례로 적층된 지지필름(410), 시료반응 필름(420), 시료주입 필름(430), 및 도포필름(440)을 포함할 수 있다. 상기 필름들(410, 420, 430, 440)은 높은 광투과성과 열전도성이 높은 물질을 포함할 수 있다. 상기 필름들(410, 420, 430, 440)은 예를 들어, Polyethylene Terephalate(PET) 또는 Polycarbonate(PC)을 포함할 수 있다.

상기 지지필름(410) 상에 상기 시료반응 필름(420)이 접착될 수 있다. 상기 지지필름(410)은 평평한 평면을 가질 수 있다. 상기 시료반응 필름(420)은 시료 투입구(400a), 시료이동 통로(400b), 시료반응 영역부(400d), 및 배기구(400e)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 시료반응 필름(420)은 상기 시료 투입구(400a), 상기 시료이동 통로(400b), 상기 시료반응 영역부(400d) 및 상기 배기구(400e)의 모양으로 관통된 관통홀(423)을 가질 수 있다. 따라서, 상기 시료반응 필름(420)이 상기 지지필름(410) 상에 접착될 때, 상기 관통홀(423)이 지지필름(410)의 표면에 덮혀 상기 시료 투입구(400a), 시료이동 통로(400b), 상기 시료반응 영역부(400d) 및 상기 배기구(400e)를 형성할 수 있다.

상기 시료 투입구(400a) 및 상기 배기구(400e)는 상기 시료반응 필름(420)의 일측 가장자리에 상기 PCR 칩의 단축으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 시료이동 통로들(400b)은 각각의 상기 시료 투입구(400a) 및 상기 배기구(400e)로부터 장축으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 시료반응 영역부(400d)는 상기 시료반응 필름(420)의 타측 가장자리에 배치되고, 상기 시료이동 통로들(400b)과 연결되도록 형성될 수 있다.

복제 및 증폭하고자 하는 DNA의 표적물질을 포함하는 시료는 상기 시료 투입구(400a)에 제공되고, 상기 시료이동 통로(400b)를 통하여 상기 시료반응 영역부(400d)로 이동하게 된다. 상기 배기구(400e)는 공기가 배출되는 영역일 수 있다. 상기 시료반응 영역부(400d)로 이동된 상기 시료는 상이한 온도가 구배된 상기 히팅 블록들(110a, 110b, 110c; 도 5 참조)을 통하여 실시간 중합효소 연쇄반응(Polymerase Chain Reaction)을 진행할 수 있다.

상기 시료이동 통로들(400b)은 유지층 도포 영역부(400c)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유지층 도포 영역부(400c)는 상기 시료이동 통로들(400b) 내에 상기 시료 투입구(400a)와 상기 시료반응 영역부(400d) 중간 및 상기 배기구(400e)와 상기 시료반응 영역부(400d) 중간에 형성될 수 있다. 상기 유지층 도포 영역부(400c)에는 열에 의해 변형이 가능한 열가소성 물질이 제공될 수 있다. 상기 고분자 물질은 예를 들어, 파라핀 또는 왁스일 수 있다. 상기 고분자 물질은 상기 PCR 칩(400)의 밸브 역할을 수행할 수 있다. 상세하게, 상기 고분자 물질에 열이 가해지지 않을 경우, 상기 시료 투입구(400a)로 주입된 상기 시료는 상기 시료이동 통로(400b)를 통해 상기 시료반응 영역부(400d)로 이동될 수 있다. 반면에, 상기 고분자 물질에 열이 가해질 경우, 상기 고분자 물질이 팽창되어 상기 시료이동 통로(400b)를 차단시킨다. 즉, 상기 고분자 물질은 상기 시료반응 영역부(400d)에서 상기 시료 투입구(400a)로 또는 상기 시료반응 영역부(400d)에서 상기 배기구(400e)로 상기 시료의 이동을 차단시킨다. 따라서, 상기 PCR 공정 동안 상기 시료가 상기 시료 투입구(400a) 및 상기 배기구(400e)로 역유입의 문제를 방지할 수 있다.

상기 시료반응 필름(420) 상에 상기 시료주입 필름(430)이 접착될 수 있다. 상기 시료주입 필름(430)은 상기 시료이동 통로(400b), 상기 유지층 도포 영역부(400c), 및 상기 시료반응 영역부(400d)을 덮을 수 있다. 반면에, 상기 시료주입 필름(430)은 상기 시료 주입구(400a)와 상기 배기구(400e)을 노출시키는 홀들(433)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 홀들(433) 중의 하나를 통하여 상기 시료가 상기 시료 주입구(400a)로 주입될 수 있으며, 상기 홀들(433) 중의 다른 하나를 통하여 상기 배기부(400e)로 배출되는 공기를 방출시킬 수 있다.

상기 시료주입 필름(430) 상에 상기 도포필름(440)이 접착될 수 있다. 상기 도포필름(400)은 상기 시료 투입구(400a) 및 상기 배기구(400e)를 덮을 수 있다. 상기 필름들(410, 420, 430, 440)을 접합시키기 위해 양면에 접착성 물질이 도포된 필름을 사용하거나, 상기 필름들 사이에 양면 테이프를 사용할 수 있다.

상기 PCR 칩(400)은 높은 투과성과 열전도도가 높은 복수 개의 플라스틱 필름들을 접착시켜 형성함으로써 기존의 PCR 칩(400)을 제조하는데 사용된 미세 유체 기술이나 식각과 같은 추가공정 없이 PCR 칩(400)의 제조공정을 간소화할 수 있다. 또한, 상기 PCR 칩(400)의 제조공정이 간소화되어 일회용으로 사용되는 상기 PCR 칩의 경제적인 이점이 제공될 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 기구부
110: 온도영역 형성수단
110a, 110b, 110c: 히팅 블록들
110d: 단열 블록들
115: 회전부
220: 칩 삽입구들
225: 프로펠러들
227: 홀들
300: 측정부
305: 지지기둥
400: PCR 칩
401: 지지필름
420: 시료반응 필름
430: 시료주입 필름
440: 도포필름

Claims

기구부와 상기 기구부 상에 배치된 측정부를 포함하는 적어도 하나 이상의 모듈; 및
상기 기구부의 중심을 관통하는 지지기둥을 포함하되,
상기 기구부는 다른 온도 영역들을 갖는 히팅 블록들을 포함하는 온도영역 형성수단 및 상기 온도영역 형성수단과 서로 맞닿아 상부 또는 하부에 배치되고 상기 히팅 블록들 중에 하나의 히팅 블록 상에 위치하는 칩 삽입구들을 갖는 회전부를 포함하는 PCR 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지기둥은 상기 칩 삽입구들에 제공되는 하나 이상의 PCR 칩이 상기 히팅 블록들을 지나가도록 상기 회전부를 회전시키는 PCR 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 칩 삽입구들에 PCR 칩들을 삽입하는 PCR 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 측정부는 상기 PCR 칩에 제공된 표적물질에 빛을 조사하는 단파장 균일 조사기 및 상기 표적물질에서 방출된 특정파장의 빛을 감지하는 검출센서를 포함하는 PCR 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 온도영역 형성수단은 상기 히팅 블록들 사이에 개재된 절연블록을 더 포함하는 PCR 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 절연블록은 절연물질 또는 상기 히팅 블록들이 이격되어 형성된 빈공간으로 이루어진 PCR 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회전부는 상기 지지기둥을 중심으로 양옆에 형성되고 상기 회전부의 표면으로부터 돌출된 한쌍 이상의 프로펠러들을 더 포함하는 PCR 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 프로펠러들은 볼록한 곡선의 날개부를 갖는 PCR 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 회전부는 상기 프로펠러들과 인접하며 상기 회전부를 관통하는 홀들을 더 포함하는 PCR 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 회전부는 회전하면서 공기가 상기 홀들로 유입되고, 상기 회전부와 상기 온도영역 형성수단 사이에 압력차이가 발생하여 부력이 발생되는 PCR 장치.
지지필름;
상기 지지필름 상에 접착된 시료반응 필름;
상기 시료반응 필름 상에 접착된 시료주입 필름; 및
상기 시료주입 필름 상에 접착된 도포필름을 포함하되,
상기 시료반응 필름은,
상기 시료반응 필름의 단축으로 서로 이격되어 배치된 투입구 및 배기구;
상기 시료반응 필름의 장축으로 각각의 상기 투입구 및 상기 배기구를 연장하는 시료이동 통로들;
상기 시료이동 통로들과 연결되고 상기 투입구 및 상기 배기구와 마주보도록 배치되는 시료반응 영역부를 포함하는 PCR 칩.
제 11 항에 있어서,
상기 시료주입 필름은 상기 투입구 및 상기 배기구와 동일한 위치에 형성된 홀들을 포함하는 PCR 칩.
제 12 항에 있어서,
상기 도포필름은 상기 홀들을 덮는 것을 포함하는 PCR 칩.
제 11 항에 있어서,
상기 필름들은 광 투과성 및 열전도성이 좋은 고분자 물질을 포함하는 PCR 칩.
제 14 항에 있어서,
상기 필름들은 PET 필름(Polyethylene Terephalate film) 또는 PC 필름(Polycarbonate film)을 포함하는 PCR 칩.
제 11 항에 있어서,
각각의 상기 시료이동 통로들은 열에 의해 변형이 가능한 열가소성 물질이 배치되는 유지층 도포 영역부를 포함하는 PCR 칩.
제 16 항에 있어서,
상기 고분자 물질은 파라핀 또는 왁스를 포함하는 PCR 칩.