KR20150012778A

KR20150012778A - Automatic separation enrichment processing unit using magnetic nano particles

Info

Publication number: KR20150012778A
Application number: KR1020130088771A
Authority: KR
Inventors: 곽병규; 정창민; 정상희; 임명운
Original assignee: (주)비전과학서울
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-02-04

Abstract

An automatic separation enrichment processing unit using magnetic nanoparticles of the present invention includes: a main body; a mixing unit which is installed in the main body, has a plurality of test tubes, and mixes magnetic nanoparticles and samples; and a magnetic plate drive unit gathering the magnetic nanoparticles of the test tubes. Accordingly, the present invention automatically processes a step of mixing the magnetic nanoparticles and the samples by the mixing unit, a step of separating the magnetic nanoparticles using a permanent magnet, and a step of washing the samples by a cleaning unit.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an automatic separation enrichment processing unit using magnetic nano particles,

본 발명은 자성나노입자를 이용한 자동 분리 농축 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시료 속의 특정 화학물 및 미생물등 을 농축 또는 분리하는 일련의 과정을 자동화하는 자성나노입자를 이용한 자동 분리 농축 처리장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for automatically separating and concentrating magnetic nanoparticles, and more particularly, to an apparatus for automatically separating and concentrating magnetic nanoparticles using magnetic nanoparticles, .

일반적으로, 자성나노입자는 진단, 약물 또는 유전자 전달, 암세포 특이적 살상, 세포 융합 등 생체용으로 이용되고 있다.Generally, magnetic nanoparticles are used for biomedical applications such as diagnosis, drug or gene transfer, cancer cell specific killing, and cell fusion.

이에 따라 최근에는 자성나노입자를 이미징, 약물 전달 시스템, 바이오 물질 분리, 바이오 센서 등에 응용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Recently, researches for application of magnetic nanoparticles to imaging, drug delivery systems, biomaterial separation, and biosensors have been actively conducted.

특히, 자성나노입자를 이용한 미생물 및 화학물의 농축에 관한 연구가 이루어지고 있다.In particular, studies on the concentration of microorganisms and chemicals using magnetic nanoparticles have been conducted.

이러한 자성나노입자를 이용한 미생물 및 화학물의 농축과정은, 특정 화학물이나 미생물 등에 반응하는 항체나 단백질 등이 코팅된 자성나노입자를 시험관 등의 용기에 시료와 혼합하고, 자석을 이용하여 자성나노입자를 한곳에 모은 후 자성나노입자에 결합된 특정 화학물 및 미생물을 검출하거나, 시료로부터 제거하는 용도로 사용되고 있다.The concentration process of microorganisms and chemicals using these magnetic nanoparticles is performed by mixing magnetic nanoparticles coated with an antibody or protein that reacts with a specific chemical or microorganism with a sample in a container such as a test tube, Are collected in one place and then used to detect or remove specific chemicals and microorganisms bound to the magnetic nanoparticles from the sample.

더욱이, 자성나노입자를 생명공학관련 연구 및 분석에 활용할 수 있는 장비는 최근 활발하게 발전하는 분야로 이를 응용하여 DNA나 RNA같은 유전자의 순수 분리 및 정제를 수행하여 유전자의 클로닝이나 질병질환의 진단분야에서의 효율성을 높이거나, 다양한 단백질 및 특정세포의 순수분리 및 농축을 위해 사용되어 지고 있다.In addition, equipment that can utilize magnetic nanoparticles for biotechnology-related research and analysis is a field that has been actively developed. It is applied to pure separation and purification of genes such as DNA and RNA to detect cloning of genes or diagnosis of diseases , Or for pure separation and enrichment of various proteins and specific cells.

현재 특정세포의 순수분리 및 농축을 위해 사용되는 장비는 시험관 거치대에 자석을 붙이는 간단한 기구부터, 자석봉을 이용하거나, 전자석을 이용하는 자동 장비 등이 사용되고 있으며 어느 제품이던지 자성나노입자를 분리하는데 자력을 이용한다는 공통점이 있다.Currently, the equipment used for pure separation and enrichment of specific cells is a simple device that attaches a magnet to a test tube holder, a magnet rod, or an automatic device that uses an electromagnet. In any product, magnetic force is used to separate magnetic nanoparticles There is a common point.

이 중, 시험관 거치대에 자석을 붙이는 수동 방법은, 자성나노입자와 시료를 담은 시험관을 혼합기로 혼합하여 고루 섞이게 하고, 자석을 시험관에 밀착시켜 자성나노입자를 자석 쪽으로 모이게 한 후 파이펫을 이용하여 시료를 분석하는 용도로 사용되어지나, 다수의 시료를 처리하기에는 매우 번거로운 작업이 될 뿐만 아니라 작업에 소요되는 시간으로 인하여 다수의 시료분석에는 제약이 있고, 실험 오차가 발생 할 우려가 있으며 정량적으로 분석하기에는 한계가 있는 문제점이 있었다.In the manual method of attaching the magnet to the test tube holder, the magnetic nanoparticles and the test tube containing the sample are mixed with each other and mixed thoroughly, and the magnet is closely attached to the test tube to collect the magnetic nanoparticles toward the magnet, However, it is very troublesome to process a large number of samples. In addition, there are restrictions on the analysis of a large number of samples due to the time required for the operation, and there is a fear that an experimental error may occur. There has been a problem in that there is a limit to do.

반면, 자석봉이나 전자석을 이용하는 자동화 장비들은 재현성의 구현에는 문제가 없으나, 한번에 처리하는 시료의 수가 한 두개로 적으며, 처리되는 시료의 양도 5ml 이하의 소량을 분석하는 장비이며, 특별히 디자인된 전용 용기 및 소모품을 사용하게 되어 있어 처리비용이 고가이고 특정 영역에서만 사용되도록 디자인 되어 있는 문제점이 있었다.On the other hand, automation equipment using magnet bar or electromagnet has no problems in the implementation of reproducibility, but the number of samples to be treated at one time is few, and the amount of sample to be processed is analyzing small amount of less than 5ml. Containers and consumables are used, so that the processing cost is high and it is designed to be used only in a specific area.

따라서, 자성나노입자를 이용한 분리 농축과정을 자성나노입자와 시료를 혼합하는 과정, 자석을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 과정, 시료를 세척하는 과정 등 세 개의 과정을 자동으로 처리하도록 개선된 형태의 자성나노입자를 이용한 자동 분리농축 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
Therefore, the separation and concentration process using the magnetic nanoparticles is an improved form that automatically processes three processes such as a process of mixing the magnetic nanoparticles and the sample, a process of separating the magnetic nanoparticles using the magnet, and a process of washing the sample It is required to develop an automatic separation and concentration apparatus using magnetic nanoparticles.

한국공개특허 제2012-0124902호(2012.11.14. 공개)Korea Open Patent No. 2012-0124902 (2012.11.14. Disclosed)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 자성나노입자를 이용한 분리 농축과정을 자성나노입자와 시료를 혼합하는 과정, 자석을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 과정, 시료를 세척하는 과정 등 세 개의 과정을 자동으로 처리하는 자성나노입자를 이용한 자동 분리농축 장치를 제공하는데 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of separating and concentrating magnetic nanoparticles, And a process of washing the sample. The present invention also provides an automatic separation and concentration apparatus using magnetic nanoparticles.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자성나노입자를 이용한 자동 분리농축 장치는, 본체; 상기 본체에 설치되며 다수의 시험관이 배열되어 자성나노입자와 시료를 혼합하는 혼합부; 및 상기 시험관의 자성나노입자를 모으는 자력판 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an automatic separation and concentration apparatus using magnetic nanoparticles, comprising: a main body; A mixing unit installed in the main body and arranged with a plurality of test tubes to mix the magnetic nanoparticles and the sample; And a magnetic plate driving part for collecting the magnetic nanoparticles of the test tube.

또한, 상기 혼합부는, 몸체와, 상기 몸체에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터에 결합되는 구동풀리와, 상기 구동풀리와 고무벨트에 의해 연결되며 상기 몸체에 설치되는 종동풀리와, 상기 고무벨트에 의해 회전하며 시험관이 삽입되도록 상기 몸체에 설치되는는 시험관 회전대 및 상기 시험관 회전대와 몸체 사이에 설치되는 베어링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The mixing unit may include a body, a driving motor installed on the body, a driving pulley coupled to the driving motor, a driven pulley connected to the driving pulley and the rubber belt and provided on the body, A test tube rotating base which is installed on the body so as to be inserted into the test tube rotating body and a bearing installed between the test tube rotating body and the body.

또한, 상기 자력판 구동부는, 상기 본체에 힌지결합되어 회전하는 자력판 및 상기 자력판에 부착되는 영구자석으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The magnetic plate driving unit may include a magnetic plate hinged to the main body and rotating, and a permanent magnet attached to the magnetic plate.

또한, 상기 시험관의 시료를 흡입하거나 시험관에 세척액을 주입 및 흡입하는 세척부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The apparatus further comprises a cleaning unit for sucking the sample of the test tube or injecting and sucking the test solution into the test tube.

또한, 상기 세척부는, 상기 시험관의 내부의 시료 또는 세척액을 흡입하는 흡입노즐과, 상기 흡입노즐과 흡입튜브에 의해 연결되는 흡입펌프와, 상기 시험관의 내부로 세척액을 주입하는 주입노즐 및 상기 주입노즐과 주입튜브에 의해 연결되는 주입펌프로 구성되는 것을 특징으로 한다.The cleaning unit may include a suction nozzle for sucking a sample or a cleaning liquid in the test tube, a suction pump connected to the suction nozzle by a suction tube, an injection nozzle for injecting the cleaning liquid into the test tube, And an injection pump connected by an injection tube.

또한, 상기 흡입펌프와 주입펌프에는 페수통과 세척액통이 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the suction pump and the injection pump are connected to a perforated washing fluid reservoir, respectively.

또한, 상기 주입튜브에는 센서가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The injection tube may further include a sensor.

또한, 상기 세척부를 시험관을 향해 상하로 이동시키는 승강부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized by further comprising a lifting portion for moving the cleaning portion upward and downward toward the test tube.

또한, 상기 승강부는, 구동력을 발생시키는 승강모터 및 상기 승강모터의 구동축에 설치된 상하이동풀리 및 상기 상하이동풀리와 세척부를 연결하는 이동벨트로 구성되는 것을 특징으로 한다.The elevating unit may include a vertical motor for generating a driving force, a vertical moving pulley installed on a driving shaft of the elevating motor, and a moving belt for connecting the vertical moving pulley and the cleaning unit.

또한, 상기 자동 분리농축 장치의 동작을 통합적으로 제어하는 마이크로프로세서가 내장된 제어판넬이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
The control system may further include a control panel having a microprocessor integratedly controlling the operation of the automatic separation and concentration apparatus.

본 발명에 따른 자성나노입자를 이용한 자동 분리농축 장치에 따르면, 혼합부에 의해 자성나노입자와 시료를 혼합하는 과정, 영구자석을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 과정, 세척부에 의해 시료를 세척하는 과정을 자동으로 처리하는 효과가 있다.According to the automatic separation and concentration apparatus using the magnetic nanoparticles according to the present invention, the magnetic nanoparticles and the sample are mixed by the mixing unit, the magnetic nanoparticles are separated using the permanent magnet, and the sample is washed It is effective to process the process automatically.

이에 따라, 자성나노입자를 활용하는 공정을 단시간에 용이하게 할 수 있고, 다량의 시료를 한번에 처리할 수 있어 많은 시료를 처리하기에 유리하며, 대용량을 처리할 수 있어 유전자 연구에서부터 식품 등의 진단까지 다방면에 활용이 가능한 장점이 있다.As a result, it is possible to easily process the magnetic nanoparticles in a short time, to process a large amount of samples at once, to process a large number of samples, and to process a large amount of the sample. There are advantages that it can be used in various fields.

즉, 자성나노입자와 시료를 시험관에 투입한 후 적절한 속도와 회전방법으로 고르게 섞이게 하고, 자력판을 접근시켜 한곳으로 모이게 한 후, 시료를 배출시키고 다시 채우는 세척작업을 수행 한 후, 최종적으로 자성나노입자와 결합된 시료 속의 특정 화학물 및 미생물등 을 농축 또는 분리하는 일련의 과정을 자동화하게 된다.
That is, after the magnetic nanoparticles and the sample are put into a test tube, they are uniformly mixed with the appropriate speed and rotation method, and the magnetic plate is brought close to one place. Then, the sample is discharged and refilled, A series of processes for concentrating or separating specific chemicals and microorganisms in the sample bound to the nanoparticles are automated.

도 1은 본 발명에 따른 자동 분리농축 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 혼합부를 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1의 자력판 구동부를 도시한 측면도이다.
도 4는 도 1의 승강부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1의 세척부를 도시한 개략도이다.1 is a perspective view showing an automatic separation and concentration apparatus according to the present invention.
Fig. 2 is a front view showing the mixing section of Fig. 1; Fig.
3 is a side view showing the magnetic plate driving unit of FIG.
4 is a perspective view showing the elevating portion of FIG.
Fig. 5 is a schematic view showing the cleaning unit of Fig. 1;

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 자동 분리농축 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 혼합부를 도시한 정면도이며, 도 3은 도 1의 자력판 구동부를 도시한 측면도이고, 도 4는 도 1의 승강부를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 1의 세척부를 도시한 개략도이다.FIG. 1 is a perspective view showing an automatic separation and concentration apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a front view showing a mixing unit of FIG. 1, FIG. 3 is a side view showing a magnetic plate driving unit of FIG. 1, FIG. 5 is a schematic view showing the cleaning unit of FIG. 1. FIG.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자성나노입자를 이용한 자동분리 농축처리 장치는, 본체(500)와, 상기 본체(500)에 설치되며 다수의 시험관(900)이 배열되어 자성나노입자(910)와 시료를 혼합하는 혼합부(100) 및 상기 시험관(900)의 자성나노입자(910)를 시험관(900)의 벽면으로 모으는 자력판 구동부(410)로 구성된다.1 to 5, an automatic separation and concentration apparatus using magnetic nanoparticles according to the present invention includes a main body 500, a plurality of test tubes 900 arranged in the main body 500, A mixing unit 100 for mixing the magnetic nanoparticles 910 with the sample and a magnetic plate driving unit 410 for collecting the magnetic nanoparticles 910 of the test tube 900 on the wall surface of the test tube 900.

먼저, 상기 본체(500)는 본 발명의 자동 분리 농축 처리장치의 외형을 형성하며, 전술한 구성 및 후술한 구성이 설치되는 베이스의 역할을 담당하게 된다.First, the main body 500 forms the outer shape of the automatic separation and concentration apparatus of the present invention, and serves as a base on which the above-described structure and the following structure are installed.

또한, 상기 본체(500)에는 후술될 흡입튜브(240) 및 주입튜브(150)가 통과하는 튜브통(530)과 상기 본체(500) 내부의 열기 및 공기를 배출하는 다수의 방출구(520)가 형성된다.The body 500 includes a tube 530 through which the suction tube 240 and the injection tube 150 pass and a plurality of outlets 520 for discharging air and air inside the body 500, .

그리고, 상기 본체(500)의 전면에는 본 발명의 자동 분리 농축 처리장치의 동작을 제어하는 마이크로프로세서가 내장된 제어판넬(510)이 더 구비된다.The main body 500 further includes a control panel 510 having a microprocessor for controlling the operation of the automatic separation and concentration apparatus of the present invention.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 혼합부(100)는 몸체(120)와, 상기 몸체(120)에 설치되는 구동모터(170)와, 상기 구동모터(170)에 결합되는 구동풀리(150)와, 상기 구동풀리(150)와 고무벨트(160)에 의해 연결되며 상기 몸체(120)에 설치되는 종동풀리(140)와, 상기 고무벨트(160)에 의해 회전하며 시험관(900)이 삽입되도록 상기 몸체(120)에 설치되는 시험관 회전대(110) 및 상기 시험관 회전대(110)와 몸체(120) 사이에 설치되는 베어링(130)으로 구성된다.2, the mixing unit 100 includes a body 120, a driving motor 170 mounted on the body 120, a driving pulley (not shown) coupled to the driving motor 170, A driven pulley 140 connected to the driving pulley 150 by a rubber belt 160 and installed on the body 120 and a driven pulley 140 rotated by the rubber belt 160, And a bearing 130 installed between the test tube rotating table 110 and the body 120. The test tube rotating table 110 is installed on the body 120 so that the test tube rotating base 110 and the body 120 can be inserted.

특히, 상기 몸체(120)는 알루미늄으로 형성되며, 상기 시험관 회전대(110)는 원통형으로 가공되며, 그 내경이 기울기를 가지게 가공하여 시험관(900)을 끼워 고정할 때에 시험관 상단 부분이 자연스럽게 걸려서 고정된다.Particularly, the body 120 is formed of aluminum, and the test tube swivel base 110 is formed into a cylindrical shape. When the test tube 900 is clamped by being machined to have a tapered inner diameter, an upper end portion of the test tube is naturally caught and fixed .

더욱이, 상기 시험관 회전대(110)는 사용되는 시험관(900)의 용량에 따라 크기가 다르게 가공되어 교체하여 사용할 수 있게 된다.Further, the test tube rotating table 110 may be fabricated in a different size according to the capacity of the test tube 900 to be used and replaced.

또한, 상기 몸체(120)와 시험관 회전대(110)는 전술한 바와 같이 베어링(130)이 개재되어 원활한 회전이 이루어지게 된다.In addition, the body 120 and the test tube rotating table 110 are smoothly rotated by the bearing 130 interposed therebetween as described above.

이에 따라, 상기 구동모터(170)의 회전에 의해 시험관 회전대(110)와 시험관(900)은 회전하여 시험관(900) 내부의 자성나노입자(910)와 시료가 고르게 섞이게 된다.Accordingly, the test tube rotating table 110 and the test tube 900 are rotated by the rotation of the driving motor 170 to uniformly mix the magnetic nanoparticles 910 and the sample in the test tube 900.

여기서, 상기 구동모터(170)는 제어판넬(510)에 의해 회전 속도, 회전시간, 회전방법 등 세 가지 조건을 임의로 설정 할 수 있어, 자성나노입자와 시료가 고르게 섞이는 최적의 조건을 선택하여 사용하게 된다.Here, the driving motor 170 can arbitrarily set three conditions such as a rotation speed, a rotation time, and a rotation method by the control panel 510, so that the optimal conditions for mixing the magnetic nanoparticles and the sample are selected and used .

이때, 회전속도는 50 ~ 500RPM의 범위로 설정할 수 있어 설정된 속도로 회전하게 되며. 회전시간은 0 ~ 59분 59초의 범위로 설정할 수 있어 설정된 시간만큼 회전하게 된다. At this time, the rotation speed can be set in the range of 50 ~ 500 RPM, and it will rotate at the set speed. The rotation time can be set in the range of 0 to 59 minutes and 59 seconds, and it is rotated by the set time.

더욱이, 상기 구동모터(170)의 회전방법은 세 가지 조건으로 설정할 수 있는데, 하나는 연속회전으로 한 방향으로 계속 회전하는 조건이다.Further, the driving method of the driving motor 170 can be set in three conditions, one of which is a condition of continuous rotation in one direction.

다른 하나는 스텝회전으로 한 방향으로 일정시간 회전하고, 일정시간 회전을 중지하고, 이렇게 회전과 정지를 반복적으로 구동하는 조건으로, 이때, 정지시간을 0 ~ 5초의 범위를 0.5초단위로 설정할 수 있게 된다.The other is to rotate the rotation in one direction for a certain period of time by stopping the rotation for a certain period of time and to rotate and stop the rotation repeatedly. In this case, the stop time can be set in the range of 0 to 5 seconds in 0.5 second .

또 다른 하나는 왕복 회전으로 한 방향으로 회전하고, 일정시간 회전을 중지하고, 반대방향으로 회전하고, 일정시간을 중지하고, 이렇게 회전과 정지를 반복적으로 구동 하면서 구동방향을 반대로 바꿔가며 회전하는 조건으로, 이때 정지시간을 0 ~ 5초의 범위를 0.5초단위로 설정할 수 있게 된다.And the other is the one that rotates in one direction by reciprocating rotation, stops rotating for a predetermined period of time, rotates in the opposite direction, stops for a predetermined period of time, reverses the driving direction while repeatedly driving and stopping, . In this case, the stop time can be set in the range of 0 to 5 seconds in 0.5 second units.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 자력판 구동부(410)는 상기 본체(500)에 힌지결합되어 회전하는 자력판(430) 및 상기 자력판(430)에 부착되는 영구자석(420)으로 구성된다.3, the magnetic plate driving unit 410 includes a magnetic plate 430 hinged to the main body 500 to rotate and a permanent magnet 420 attached to the magnetic plate 430 .

이때, 상기 자력판(430)은 모터, 솔레노이드 등의 다양한 형태의 액츄에이터의 회전력을 전달받아 회전이 이루어지게 된다.At this time, the magnetic plate 430 is rotated by receiving rotational force of various types of actuators such as a motor, a solenoid, and the like.

그리고, 상기 자력판(430)은 시험관 회전대(110)와 동일한 간격 및 수량으로 배열된다.The magnetic force plates 430 are arranged at the same interval and in the same number as the test tube rotating table 110.

이에 따라, 영구자석(420)을 구비한 자력판(430)은 액츄에이터를 이용하여 90도로 움직이도록 구성되어 필요시에 시험관(900)에 자력을 가하거나, 자력을 제거할 수 있게 된다.Accordingly, the magnetic plate 430 having the permanent magnet 420 is configured to move by 90 degrees using the actuator, so that the magnetic force can be applied to the test tube 900 or the magnetic force when necessary.

한편, 상기 자력판(430)에 의해 시험관(900)에 자력을 가하는 시간은 제어판넬(510)을 통해 이루어지며, 시험관(900)에 자력을 가하는 시간을 0 ~ 5분의 범위를 10초단위로 설정 할 수 있어, 시험관(900) 속에서 섞인 자성나노입자(910)와 시료를 분리하기 위한 최적의 시간을 선택 할 수 있게 된다.The time for applying the magnetic force to the test tube 900 by the magnetic plate 430 is performed through the control panel 510 and the time for applying the magnetic force to the test tube 900 is set in a range of 0 to 5 minutes in 10 seconds So that the optimum time for separating the magnetic nanoparticles 910 mixed in the test tube 900 with the sample can be selected.

또한, 상기 시험관(900)의 시료를 흡입하거나 시험관(900)에 세척액을 주입 및 흡입하는 세척부(200)가 더 구비된다.Further, a washing unit 200 for sucking the sample of the test tube 900 or injecting and sucking the washing solution into the test tube 900 is further provided.

구체적으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 세척부(200)는 상기 시험관(900)의 내부의 시료 또는 세척액을 흡입하는 흡입노즐(220)과, 상기 흡입노즐(220)과 흡입튜브(240)에 의해 연결되는 흡입펌프(260)와, 상기 시험관(900)의 내부로 세척액을 주입하는 주입노즐(210) 및 상기 주입노즐(210)과 주입튜브(250)에 의해 연결되는 주입펌프(270)로 구성된다.5, the washing unit 200 includes a suction nozzle 220 for sucking a sample or a washing liquid in the test tube 900, a suction nozzle 220 for sucking the sample or the washing liquid in the suction tube 240 An injection nozzle 210 for injecting a washing liquid into the test tube 900 and an injection pump 270 connected by the injection nozzle 210 and the injection tube 250. [ ).

그리고, 상기 흡입펌프(260)와 주입펌프(270)에는 페수통(930)과 세척액통(920)이 각각 연결된다.A water bottle 930 and a washing solution bottle 920 are connected to the suction pump 260 and the injection pump 270, respectively.

한편, 상기 주입튜브(250)에는 센서(280)가 더 구비된다.The injection tube 250 is further provided with a sensor 280.

이에 따라, 상기 세척부(200)에 의해 시험관(900) 속의 시료를 흡입하여 배출하고 세척액을 주입 또는 흡입하여 시험관(900)의 세척기능을 수행하게 된다.Accordingly, the cleaning unit 200 sucks and discharges the sample in the test tube 900, and performs the cleaning function of the test tube 900 by injecting or sucking the cleaning solution.

구체적으로, 흡입노즐(220)은 흡입펌프(260)에 의해 시험관(900)의 시료를 폐수통(930)으로 배출하게 된다. 여기서 제어판넬(500)을 통해 흡입펌프(260)의 작동시간을 10 ~ 120초의 범위로 설정 할 수 있어 사용되는 시험관(900)의 크기, 또는 시료의 양에 따라 작동시간을 설정할 수 있게 된다.Specifically, the suction nozzle 220 discharges the sample of the test tube 900 to the waste water bottle 930 by the suction pump 260. Here, the operation time of the suction pump 260 can be set in the range of 10 to 120 seconds through the control panel 500, so that the operation time can be set according to the size of the test tube 900 or the amount of the sample.

그리고, 시료의 배출이 완료되면, 주입펌프(270)를 통해 세척액통(920)의 세척액을 주입노즐(210)을 통해 시험관(900)에 주입하게 된다.When the sample is completely discharged, the cleaning solution in the cleaning solution bottle 920 is injected into the test tube 900 through the injection nozzle 210 through the injection pump 270.

여기서 제어판넬(500)을 통해 주입되는 세척액의 양을 센서(280)를 통하여 0 ~ 100ml의 범위로 설정 할 수 있어 원하는 양의 세척액을 주입 할 수 있게 된다.Here, the amount of the washing liquid injected through the control panel 500 can be set in the range of 0 to 100 ml through the sensor 280, so that a desired amount of the washing liquid can be injected.

한편, 시험관(900)에 주입된 세척액은 흡입노즐(220)로 흡입 배출하게 된다.Meanwhile, the cleaning liquid injected into the test tube 900 is sucked and discharged through the suction nozzle 220.

또한, 상기 흡입노즐(220)은 세척부(200)에 고정되는 흡입노즐 결합부(230)에 연결되며 실험시 마다 교체가 가능하여 반복 실험에 따른 흡입노즐(220)의 오염을 방지하게 된다.The suction nozzle 220 is connected to a suction nozzle coupling part 230 fixed to the cleaning part 200 and can be replaced at every experiment to prevent contamination of the suction nozzle 220 according to repeated experiments.

그리고, 상기 세척부(200)를 시험관(900)을 향해 상하로 이동시키는 승강부(300)가 더 구비된다.Further, the elevating unit 300 for moving the washing unit 200 up and down toward the test tube 900 is further provided.

구체적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 승강부(300)는 구동력을 발생시키는 승강모터(330) 및 상기 승강모터(330)의 구동축에 설치된 상하이동풀리(310) 및 상기 상하이동풀리(310)와 세척부(200)를 연결하는 이동벨트(320)로 구성된다.4, the lifting unit 300 includes a lifting motor 330 for generating driving force, a vertical moving pulley 310 installed on a drive shaft of the lifting motor 330, And a moving belt 320 connecting the cleaning unit 200 and the cleaning unit 200.

이에 따라, 상기 승강모터(330)가 시계반대 방향으로 구동하여 상하이동풀리(310)에 세척부(200)와 연결된 이동벨트(320)가 감기면서 세척부(200)는 상승하게 되고, 상기 승강모터(330)가 시계방향으로 구동하여 상하이동풀리(310)에 감겨있던 이동벨트(320)가 풀리면서 세척부(200)의 자체 무게로 하강하게 된다.The lifting motor 330 is driven in the counterclockwise direction and the moving belt 320 connected to the washing unit 200 is wound on the vertical moving pulley 310 so that the washing unit 200 is lifted, The motor 330 is driven in the clockwise direction and the moving belt 320 wound on the up-and-down moving pulley 310 is loosened and descended by the weight of the washing unit 200 itself.

본 발명에 따르면, 혼합부(100)에 의해 자성나노입자(910)와 시료를 혼합하는 과정, 영구자석(420)을 이용하여 자성나노입자(910)를 분리하는 과정, 세척부(200)에 의해 시험관(900)의 시료를 배출하고 세척하는 과정을 자동으로 처리하는 효과가 있다.According to the present invention, the magnetic nanoparticles 910 are mixed with the sample by the mixing unit 100, the magnetic nanoparticles 910 are separated using the permanent magnet 420, The process of discharging and washing the sample of the test tube 900 is automatically performed.

이에 따라, 자성나노입자(910)를 활용하는 공정을 단시간에 용이하게 할 수 있고, 다량의 시료를 한번에 처리할 수 있어 많은 시료를 처리하기에 유리하며, 대용량을 처리할 수 있어 유전자 연구에서부터 식품 등의 진단까지 다방면에 활용이 가능한 장점이 있다.Accordingly, it is possible to facilitate the process of utilizing the magnetic nanoparticles 910 in a short time, to treat a large amount of samples at once, to process a large number of samples, There is an advantage that it can be used in various fields.

즉, 자성나노입자(910)와 시료를 시험관(900)에 투입한 후 적절한 속도와 회전방법으로 고르게 섞이게 하고, 자력판(430)을 접근시켜 한곳으로 모이게 한 후, 시료를 배출시키고 다시 채우는 세척작업을 수행 한 후, 최종적으로 자성나노입자와 결합된 시료 속의 특정 화학물 및 미생물 등을 농축 또는 분리하는 일련의 과정을 자동화하게 된다.
That is, after the magnetic nanoparticles 910 and the sample are put into the test tube 900, the magnetic nanoparticles 910 are uniformly mixed with the appropriate speed and rotation method, and the magnetic plate 430 is approached and collected into one place. Then, After the work is done, a series of processes are finally automated to concentrate or separate specific chemicals and microorganisms in the sample bound to the magnetic nanoparticles.

이하, 본 발명에 따른 자성나노입자를 이용한 자동 분리 농축 처리장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the automatic separation and concentration apparatus using the magnetic nanoparticles according to the present invention will be described.

먼저, 제어판넬(510)을 조작하여, 사용조건을 설정한다. First, the control panel 510 is operated to set the use conditions.

여기서 일반적으로 사용되어지는 기본조건은 사전에 설정되어 메모리 등에 저장되어 있다.The basic conditions that are generally used here are preset and stored in a memory or the like.

예를 들면, 50ml 용량의 시험관(900)을 사용하는 것을 가정하여, 자력판 구동부(410)의 자력을 가하는 시간은 1분으로, 시험관(900)의 시료를 배출하기 위한 흡입펌프(260)가 작동하는 시간은 15초로, 세척액을 주입하기 위한 주입펌프(270)의 주입 양은 35ml로 설정되어 있어 매번 작동할 때마다 조건을 입력하지 않아도 되며, 필요시에 이 조건들을 임으로 변경할 수 있음은 물론이다.For example, assuming that a test tube 900 of 50 ml capacity is used, the time for applying the magnetic force of the magnetic plate drive unit 410 is 1 minute, and the suction pump 260 for discharging the sample of the test tube 900 The operation time is 15 seconds, and the injection amount of the injection pump 270 for injecting the cleaning liquid is set to 35 ml, so that the condition is not required to be inputted every time the operation is performed, and it is possible to change these conditions as needed .

따라서 일반적인 사용에서는 회전 속도, 회전 시간, 회전조건, 세척 횟수만 을 순서대로 설정한다. Therefore, in general use, only rotation speed, rotation time, rotation condition, and number of cleaning are set in order.

이후, 검출하고자 하는 미생물 또는 화학물과 반응하는 자성나노입자(910)와 시료를 시험관(900)에 넣고, 시험관(900)을 시험관 회전대(110)에 끼운다.Thereafter, the magnetic nanoparticles 910 and the sample, which react with the microorganism or the chemical to be detected, are put into the test tube 900, and the test tube 900 is inserted into the test tube rotating table 110.

다음, 상기 제어판넬(510)의 시작버튼을 누르면, 구동모터(170)가 작동하여,설정된 속도, 설정된 조건으로, 설정된 시간 만큼 시험관(900)이 회전하게 되고, 시험관(900) 속의 자성나노입자(910)와 시료가 고르게 섞이며, 이때 시료에 자성나노입자(910)와 반응하는 미생물 또는 화학물 등이 존재 한다면, 자성나노입자(910)와 결합하게 된다.Next, when the start button of the control panel 510 is pressed, the driving motor 170 is operated to rotate the test tube 900 by the set time and the set condition, and the magnetic nanoparticles in the test tube 900 If the sample is mixed with the magnetic nanoparticles 910 and the microbes or chemicals reacting with the magnetic nanoparticles 910 are present in the sample, the magnetic nanoparticles 910 are combined with the magnetic nanoparticles 910.

설정된 회전시간이 경과 되면, 자력판 구동부(410)가 구동하여, 자력판(430)이 몸체부(500)의 내부에서 시험관(900)과 밀착하게 되어, 직접 자력의 영향을 주게 된다.When the set rotation time has elapsed, the magnetic plate driving part 410 is driven to bring the magnetic plate 430 into close contact with the test tube 900 inside the body part 500, thereby directly affecting the magnetic force.

이 상태로 설정된 시간만큼 유지하면, 시험관(900) 속의 부유하던 자성나노입자(910)가 자력의 영향을 받는 시험관(900)의 벽면으로 이동하여 붙게 된다.The magnetic nanoparticles 910 floating in the test tube 900 move to the wall surface of the test tube 900 affected by the magnetic force and adhered thereto.

그리고, 설정된 자력판(430)의 유지시간이 경과하면, 승강부(300)가 구동하여 세척부(200)가 시험관 향해 이동하고, 흡입펌프(260)가 구동하여 시험관(900) 속의 시료만을 흡입하여 폐수통(930)으로 배출하게 된다. 이때 자성나노입자(910)는 자력판(430)에 의해 시험관(900)의 벽 쪽에 붙어있기 때문에 배출되지 않는다.When the holding time of the set magnetic plate 430 has elapsed, the lifting unit 300 is driven to move the washing unit 200 toward the test tube, and the suction pump 260 is driven to suck only the sample in the test tube 900 And discharged to the wastewater container 930. At this time, the magnetic nanoparticles 910 are not discharged because they are attached to the wall of the test tube 900 by the magnetic plate 430.

다음, 시험관(900) 속의 시료의 배출이 완료되면, 세척수 주입펌프(270)가 구동하여 세척액 주입노즐(210)을 통하여 설정된 양만큼 시험관(900)으로 주입한다.Next, when discharging the sample in the test tube 900 is completed, the washing water injection pump 270 is driven and injected into the test tube 900 by a predetermined amount through the washing liquid injecting nozzle 210.

이후, 세척액이 시험관(900)에 채워지면 세척부 승강모터(330)가 구동하여 세척부(200)가 상승하게 되고, 상승이 완료되면 1회의 싸이클이 종료된 것이다.Thereafter, when the cleaning liquid is filled in the test tube 900, the cleaning part lifting motor 330 is driven to raise the cleaning part 200, and once the lifting is completed, one cycle is completed.

만일 세척횟수를 1회로 설정하였다면 여기서 기기는 작동이 종료되고 알람이 울려 작동이 완료됐음을 표시하게 된다. 그러나 세척횟수를 2회 이상으로 설정하였을 때는 상기한 일련의 과정을 설정한 횟수 만큼 반복하게 된다.If you set the number of cleaning times to 1, the unit will stop operating and an alarm will sound to indicate the operation is complete. However, when the number of cleaning times is set to two times or more, the above-described series of processes is repeated a set number of times.

본 발명 자성나노입자 자동 분리 농축 처리장치의 또 하나의 작용은, 주요기능인 혼합부의 기능, 자력판 기능, 세척기능 등을 각 필요한 기능만 독립적으로도 사용이 가능하여 필요 시 원하는 기능만을 사용할 수도 있다.Another function of the apparatus for automatically separating and processing magnetic nanoparticles according to the present invention is that it is possible to use only the necessary functions independently of the functions of the mixing part, the magnetic plate function, and the cleaning function, which are the main functions, .

이렇게 본 발명의 자성나노입자 자동분리 농축처리장치는 자성나노입자와 시료를 혼합하는 과정에서 다양하고 독특한 조건으로 혼합할 수 있는 수단을 제공하며, 이어서 이를 세척하는 과정, 이어서 자성나노입자만을 분리하는 일련의 과정을 자동으로 처리하여 주는 기능을 제공하여, 자성나노입자를 활용하는 보다 향상된 기능을 갖도록 한다. The apparatus for automatically separating and processing magnetic nanoparticles according to the present invention provides a means for mixing the magnetic nanoparticles with the sample in various and unique conditions in the process of mixing the magnetic nanoparticles, followed by washing the magnetic nanoparticles and then separating only the magnetic nanoparticles By providing a function that automatically processes a series of processes, it will have more advanced functions that utilize magnetic nanoparticles.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but should be construed according to the claims. It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100 : 혼합부
110 : 시험관 회전대
120 : 몸체
130 : 베어링
140 : 종동풀리
150 : 구동풀리
160 : 고무벨트
170 : 구동모터
200 : 세척부
210 : 주입노즐
220 : 흡입노즐
230 : 흡입노즐 결합부
240 : 흡입튜브
250 : 주입튜브
260 : 흡입펌프
270 : 주입펌프
280 : 센서
300 : 승강부
310 : 상하이동풀리
320 : 이동벨트
330 : 승강동모터
410 : 자력판 구동부
420 : 자석
430 : 자력판
500 : 본체
510 : 제어판넬
520 : 통풍구
530 : 튜브공
900 : 시험관
910 : 자성나노입자
920 : 세척수액통
930 : 폐수통100: Mixed portion
110: test tube swivel
120: Body
130: Bearings
140: Follow pulley
150: Driving pulley
160: Rubber belt
170: drive motor
200:
210: injection nozzle
220: suction nozzle
230: suction nozzle coupling portion
240: Suction tube
250: injection tube
260: Suction pump
270: Infusion pump
280: sensor
300:
310: Up and down moving pulley
320: moving belt
330:
410: magnetic plate driving part
420: magnet
430: magnetic plate
500:
510: Control panel
520: Vents
530: tube ball
900: Examiner
910: Magnetic nanoparticles
920: Washing solution bottle
930: Waste water bottle

Claims

main body;
A mixing unit installed in the main body and arranged with a plurality of test tubes to mix the magnetic nanoparticles and the sample; And
And a magnetic plate driving part for collecting the magnetic nanoparticles of the test tube.

The method according to claim 1,
The mixing unit
The body,
A drive motor installed on the body,
A drive pulley coupled to the drive motor,
A driven pulley connected to the drive pulley by a rubber belt and installed on the body,
A test tube rotating table which is installed on the body so as to be rotated by the rubber belt and inserts the test tube,
And a bearing installed between the test tube rotating body and the body.

The method according to claim 1,
The magnetic plate drive unit includes:
And a permanent magnet attached to the magnetic force plate, wherein the magnetic force plate is hinged to the main body and rotating, and the permanent magnet is attached to the magnetic force plate.

The method according to claim 1,
Further comprising a cleaning unit for sucking the sample of the test tube or injecting and sucking the wash liquid into the test tube.

5. The method of claim 4,
The cleaning unit includes:
A suction nozzle for sucking a sample or a washing liquid inside the test tube,
A suction pump connected by the suction nozzle and the suction tube,
An injection nozzle for injecting the cleaning liquid into the test tube;
And an injection pump connected by the injection nozzle and the injection tube.

6. The method of claim 5,
Wherein the suction pump and the injection pump are respectively connected to a waste water passing washing solution bottle.

6. The method of claim 5,
Wherein the injection tube further comprises a sensor. &Lt; RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >

5. The method of claim 4,
Further comprising a lifting portion for moving the cleaning portion upward and downward toward the test tube.

9. The method of claim 8,
The elevating unit includes:
An elevating motor for generating a driving force, a vertical moving pulley installed at a driving shaft of the elevating motor, and a moving belt for connecting the vertical moving pulley and the cleaning unit.

The method according to claim 1,
Further comprising a control panel having a built-in microprocessor for integrally controlling the operation of the automatic separation and concentration apparatus.