KR20160148201A - 자동 정량 분주기 및 상기 분주기를 포함하는 연속식 유전자 추출-증폭 장비와 연속식 유전자 추출-증폭 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 자동 정량 분주기는, 막대자석이 결합 가능한 접속단이 일측 단부에 형성된 체적가변부와, 체적가변부의 체적 변화량에 대응하여 일정량의 액체를 흡입 또는 배출할 수 있도록 체적가변부의 타측 단부에 연결된 피펫부와, 피펫부의 외주면에 형성된 걸림턱을 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 연속식 유전자 추출-증폭 장비는, 자동화된 일련의 과정을 통해 유전자 추출을 실행할 수 있는 시료 키트가 재치되는 시료 키트 안착부와, 유전자 증폭을 실행하는 PCR증폭기와, 시료 키트 안착부와 PCR증폭기 사이에 배치되는 폐기부와, 주어진 처리 레시피에 따라 시료 키트 안착부로부터 PCR증폭기 쪽으로 막대자석을 이송하는 막대자석 이동레일을 포함하여 구성되는데, 그 중 시료 키트는, 오염방지 팁 저장부와, 다수의 마그네틱 비드가 저장된 마그네틱 비드 저장부와, 액상의 검체를 주입할 수 있는 샘플 검체 저장부와, 워싱 버퍼 저장부와, 일루션 버퍼 저장부, 및 본 발명에 따른 자동 정량 분주기가 내장된 자동 정량 분주기 저장부가 간격을 두고 배치된 구성으로 이루어져 있으며, 폐기부는, 막대자석의 진입과 막대자석의 단부에 끼워진 오염방지 팁의 분리제거를 가능하게 하는 노치가 일측에 형성된 구성으로 이루어져 있다.
또한, 본 발명에 따른 연속식 유전자 추출-증폭 장비는, 자동화된 일련의 과정을 통해 유전자 추출을 실행할 수 있는 시료 키트가 재치되는 시료 키트 안착부와, 유전자 증폭을 실행하는 PCR증폭기와, 시료 키트 안착부와 PCR증폭기 사이에 배치되는 폐기부와, 주어진 처리 레시피에 따라 시료 키트 안착부로부터 PCR증폭기 쪽으로 막대자석을 이송하는 막대자석 이동레일을 포함하여 구성되는데, 그 중 시료 키트는, 오염방지 팁 저장부와, 다수의 마그네틱 비드가 저장된 마그네틱 비드 저장부와, 액상의 검체를 주입할 수 있는 샘플 검체 저장부와, 워싱 버퍼 저장부와, 일루션 버퍼 저장부, 및 본 발명에 따른 자동 정량 분주기가 내장된 자동 정량 분주기 저장부가 간격을 두고 배치된 구성으로 이루어져 있으며, 폐기부는, 막대자석의 진입과 막대자석의 단부에 끼워진 오염방지 팁의 분리제거를 가능하게 하는 노치가 일측에 형성된 구성으로 이루어져 있다.
Description
본 발명은 유전자의 추출과 증폭이 연속으로 이루어질 수 있는 원-스텝 자동 검사(또는 진단) 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유전자 추출 단계에서 추출된 유전자 물질을 일정량 흡입한 다음, 후속 공정인 유전자 증폭 단계로 이송하여, 유전자 물질을 분주 용기 내에 일정량 주입(분주)할 수 있도록 구성된 자동 정량 분주기와, 이 자동 정량 분주기를 포함하여 구성된 연속식 유전자 추출-증폭 장비 및 상기 장비를 사용하여 유전자를 추출-증폭하는 방법에 관한 것이다.
분자생물학·유전자공학 등이 발전하면서 동물이나 인간을 대상으로 한 유전자 검사가 도입·응용되고 있다.
유전자 검사의 대상 물질로서는, DNA나 단백질을 코딩하는 메신저 RNA 및 이들과 관련이 있는 단백질과 특정 대사물 등을 들 수 있다.
또한, 유전자 검사를 행하는 목적으로는, 유전 질환이 나타날 위험성의 예측과 보인자의 동정 등이 포함된다.
유전자 검사는 유전자 추출과 유전자 증폭을 필수로 하며, 그 중, 유전자 추출은 검체 채취 단계로부터 시작된다.
예로서, 검체 채취 단계에서는, 닭의 피부에 면봉을 비벼, 박테리아와 같은 오염물의 유전자 성분이 포함되어 있는 검체를 면봉에 묻게 한 후, 이 면봉을 특정 용액이 담겨 있는 시험관에 집어넣는다. 이렇게 하면, 면봉에 묻어 있는 검체와 더불어 여러 가지 이물질이 특정 용액에 분산되고, 이 과정에서, 세포 핵을 감싸고 있는 단백질이나 인지질이 특정 용액에 의해 파괴되어, 핵 속에 들어 있는 유전자가 특정 용액에 풀어지게 된다.
이어서, 시험관 속의 특정 용액에 분산되어 있는 유전자를, 마그네틱 비드를 사용하여 포집하는 포집 단계가 실시된다.
포집 단계에서 사용하는 마그네틱 비드는, 이 기술분야에서는 공지된 것으로서, 볼 형상의 자성체(예를 들면, 철 금속)와, 자성체를 둘러싸는 플라스틱이나 유리 재질의 피복층과, 이 피복층을 감싼 실리카 코팅층으로 구성되어 있는데, 이 실리카 코팅층은, 유전자를 끌어당겨 흡착하는 성질을 지니고 있다.
따라서, 다수의 마그네틱 비드를 시험관 내에 투입하면, 특정 용액에 분산되어 있던 유전자가 마그네틱 비드의 표면(즉, 실리카 코팅층)에 달라붙게 된다.
이 상태에서, 막대자석(보다 구체적으로는, 전자석)을 시험관 내에 집어넣으면, 마그네틱 비드 속의 자성체가 막대자석의 자력에 이끌려, 마그네틱 비드가 막대자석 주위로 모여들어 달라붙게 된다.
이어서, 마그네틱 비드에 흡착된 유전자 이외의 불순물(이물질)을 제거하는 세척 단계가 실시된다.
세척 단계는 통상적으로 2회 실시되지만, 실시 횟수에 어떤 제한이 있는 것은 아니다. 또한, 세척 단계는 워싱 버퍼(세척액 또는 세정액)가 담겨 있는 용기(예를 들면, 시험관)에서 행해진다.
보다 구체적으로, 제1세척 단계에서는, 다수의 마그네틱 비드가 달라붙어 있는 막대자석을 이전의 포집 단계에서 세척 단계로 이송한 다음, 이 막대자석을 워싱 버퍼가 담겨 있는 시험관 내에 집어넣고, 전류를 차단하여 전자석의 자력을 제거한다.
이리하면, 막대자석에 달라붙어 있던 다수의 마그네틱 비드가 막대자석으로부터 떨어져 나와 시험관 내의 워싱 버퍼에 분산되게 된다.
이후, 자력이 제거된 막대자석에 전류를 흘려 막대자석을 다시 자화시킴으로써 유전자(유전물질)가 흡착되어 있는 다수의 마그네틱 비드가 다시 막대자석에 달라붙게 한다.
이어서, 다수의 마그네틱 비드가 달라붙어 있는 이 막대자석을 제2세척 단계로 이송하여, 제1세척 단계에서 설명한 바와 동일하게, 막대자석의 자력을 제거하고, 일정 시간 경과 후에 막대자석의 자력을 다시 회복시킴으로써 2회째 세척을 행한다.
다음으로, 유전자 용출 단계가 실시된다.
이 유전자 용출 단계는, 유전자가 마그네틱 비드에 달라붙지 않게 하는 일루션 버퍼(용리액)를 사용하여 수행된다.
보다 구체적으로, 이전의 세척 단계에서 유전자 용출 단계로 이송되어 온 막대자석을, 일루션 버퍼가 담겨 있는 시험관에 집어넣고 전류를 차단함으로써, 막대자석에 달라붙어 있던 마그네틱 비드를 일루션 버퍼에 분산시킨다.
이 상태에서 일정 시간이 경과한 후, 막대자석에 전류를 다시 흘려 자화시키면, 유전자가 떨어져 나간 마그네틱 비드만 막대자석에 달라붙게 된다.
이 외의 유전자 추출 방법이 기재된 선행기술문헌으로서, 예를 들면, 특허문헌 2(한 단계에 의한 유전자 추출 방법)와 특허문헌 4(자동정제장치, 멀티 웰 플레이트 키트 및 생물학적 시료로부터 핵산을 추출하는 방법) 등이 공지되어 있다.
이상의 각 단계를 거쳐 유전자만 들어 있게 된 용리액은 피펫 등의 분주기를 사용하여 정량을 취한 후, 온도조절이 가능한 PCR(Polymerase Chain Reaction) 증폭기에 주입함으로써, 유전자 증식(증폭)이 이루어진다.
다양한 유전자 증폭 방법이 특허문헌 1(유전자 증폭 장치 및 이의 제조 방법)과 특허문헌 3(비접촉 가열식 유전자 증폭시스템) 등으로 공지되어 있다.
그런데 현존하는 유전자 검사 장비는 유전자(핵산) 추출장치와 유전자 증폭장치가 별개로 구성되어 있어, 유전자 추출에서 유전자 증폭까지의 과정을 자동화하지 못하고 있는 실정이다.
그 이유는, 유전자 추출장치에 의해 추출된 유전자를 함유하고 있는 용리액(일루션 버퍼)을, 유전자 증폭장치에 자동으로 공급할 수 있는 정량 분주기가 없기 때문이다.
본 발명은 이러한 종래 구성의 유전자 검사 장비가 갖고 있는 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 유전자가 함유된 일정량의 일루션 버퍼를, 유전자 추출장치로부터 유전자 증폭장치로 이식할 수 있는 자동 정량 분주기를 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이러한 자동 정량 분주기를 포함하여 구성되는 연속식 유전자 추출-증폭 장비를 제공하는 데에 다른 목적이 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 연속식 유전자 추출-증폭 장비는, 유전자 포집에 사용되는 마그네틱 비드를 끌어 모으는 구성요소로서 영구자석을 채용함에 따라, 전자석을 채용한 경우와 비교하여, 장비가 소형화되어 휴대가 가능한 장비를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 유전자의 추출과 증폭이 일련의 과정을 통해 연속적으로 시행될 수 있는 방법을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성상 특징은 다음과 같다.
[1] 외부 작동기가 결합 가능한 접속단이 일측 단부에 형성된 체적가변부와, 외부 작동기가 체적가변부의 접속단에 결합된 상태에서 구동될 때 발생하는 체적가변부의 체적 변화량에 대응하여 일정량의 액체를 흡입 또는 배출할 수 있도록 체적가변부의 타측 단부에 연결된 피펫부와, 피펫부의 외주면에 형성된 걸림턱을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 정량 분주기.
[2] 자동화된 일련의 과정을 통해 유전자 추출을 실행할 수 있는 시료 키트가 재치되는 시료 키트 안착부와, 유전자 증폭을 실행하는 PCR증폭기와, 시료 키트 안착부와 PCR증폭기 사이에 배치되는 폐기부와, 주어진 처리 레시피에 따라 시료 키트 안착부로부터 PCR증폭기 쪽으로 막대자석을 이송하는 막대자석 이동레일을 포함하여 구성되는 연속식 유전자 추출-증폭 장비로서, 그 중 시료 키트는, 막대자석의 단부에 끼우기 위한 오염방지 팁이 저장된 오염방지 팁 저장부와; 막대자석에 달라붙을 수 있는 자성체 및 유전자가 흡착될 수 있는 실리카 코팅층을 가진 다수의 마그네틱 비드가 저장된 마그네틱 비드 저장부와; 유전자 및 불가피한 불순물이 섞여 있는 액상의 검체를 주입할 수 있는 샘플 검체 저장부와; 유전자 농도는 상대적으로 높이면서 불순물 농도는 상대적으로 낮추는 워싱 버퍼 저장부와; 유전자만 함유되도록 하는 일루션 버퍼가 저장된 일루션 버퍼 저장부; 및 상기 [1]에서의 자동 정량 분주기가 내장된 자동 정량 분주기 저장부가 서로 간격을 두고 배치된 구성으로 이루어지며, 또한, 폐기부는, 막대자석의 진입과 막대자석의 단부에 끼워진 오염방지 팁의 분리제거(벗김)를 가능하게 하는 노치가 일측에 형성된 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속식 유전자 추출-증폭 장비.
[3] 상기 [2]에 있어서, 둘 이상의 워싱 버퍼 저장부가 서로 간격을 두고 인접하여 배치된 것을 특징으로 하는 연속식 유전자 추출-증폭 장비.
[4] 상기 [2] 또는 [3]에 기재된 연속식 유전자 추출-증폭 장비를 사용하여 유전자 추출에서부터 유전자 증폭까지의 모든 과정을 자동화한 것을 특징으로 하는 연속식 유전자 추출-증폭 방법.
본 발명에 따르면, 간단한 구성의 자동 정량 분주기를 사용함으로써, 유전자의 추출과 증폭이 일련의 연속된 과정을 통해 자동으로 행해질 수 있다.
본 발명은 기존의 전자석을 사용시의 코일등의 구성품에 의해 부피가 커져서 휴대가 어려운 점을 극복하고자, 영구자석을 사용하여 그 크기를 휴대가 가능한 정도로 작게하여서 현장에서 휴대하면서 추출과 증폭의 일련의 과정을 효율적으로 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 정량 분주기의 개략적인 구성과 사용 상태를 시간 순으로 도시한 것으로서, (a)는 자동 정량 분주기가 시험관에 삽입된 상태에서 외부 작동기에 의한 압축이 행해지지 않은 기준상태를 나타내고, (b)는 (a)의 상태에서 외부 작동기에 의한 압축이 행해진 압축상태를 나타내며, (c)는 (b)의 상태에서 외부 작동기가 그 전과 반대방향으로 움직여 시험관 속의 액체가 자동 정량 분주기의 피펫부 내에 일정량 흡입된 정량 흡입상태를 나타내고, (d)는 일정량의 액체를 흡입한 자동 정량 분주기가 시험관으로부터 분리되어 후속단계 또는 후속공정으로 이송 가능하게 된 이탈상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 정량 분주기를 포함하여 구성된 연속식 유전자 추출-증폭 장비의 개략적인 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에 있어서의 시료 키트의 일 예를 나타낸 평면도.
도 4는 도 2에 도시된 연속식 유전자 추출-증폭 장비를 사용하여 연속적으로 유전자를 추출-증폭하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2에 도시된 연속식 유전자 추출-증폭 장비를 사용하여 연속적으로 유전자를 추출-증폭하는 일련의 과정을 설명하기 위한 또 다른 도면으로서, 도 4의 ③∼⑥단계에 대응되는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 정량 분주기를 포함하여 구성된 연속식 유전자 추출-증폭 장비의 개략적인 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에 있어서의 시료 키트의 일 예를 나타낸 평면도.
도 4는 도 2에 도시된 연속식 유전자 추출-증폭 장비를 사용하여 연속적으로 유전자를 추출-증폭하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2에 도시된 연속식 유전자 추출-증폭 장비를 사용하여 연속적으로 유전자를 추출-증폭하는 일련의 과정을 설명하기 위한 또 다른 도면으로서, 도 4의 ③∼⑥단계에 대응되는 도면.
본 발명을 충분히 이해시키기 위해, 본 발명의 바람직한 실시형태가 첨부 도면에 의거하여, 이하에서 구체적으로 설명된다.
여기서, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시형태로 국한되어 해석되어서는 안 된다. 다시 말해, 아래에서 설명되는 실시형태는 이 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자가 본 발명을 더욱 완전하게 이해할 수 있게 하는 용도로만 제공되는 것이다.
또한, 각 도면에 있어서, 주요 구성요소의 형상 등은 실시형태에 관한 설명이 더 잘 이해되도록 하기 위해, 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 기술 요지를 불필요하게 흩트릴 수 있다고 판단되는 공지의 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략된다.
[자동 정량 분주기의 구성]
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 정량 분주기(100)의 개략적인 구성과 사용 상태를 시간 순으로 도시한 것으로, (a)는 자동 정량 분주기(100)가 시험관(300)에 삽입된 상태에서 외부 작동기에 의한 압축이 행해지지 않은 기준상태를 나타내고, (b)는 (a)의 상태에서 외부 작동기에 의한 압축이 행해진 압축상태를 나타낸다. 또한, (c)는 (b)의 상태에서 외부 작동기가 이전과 반대방향으로 작동하여 시험관(300) 속의 액체(400)가 자동 정량 분주기(100)의 피펫부(120) 내에 일정량 흡입된 정량 흡입상태를 나타내고, (d)는 일정량의 액체(400)를 흡입한 자동 정량 분주기(100)가 시험관(300)으로부터 분리되어 후속단계 또는 후속공정으로 이송 가능하게 된 이탈상태를 나타낸다.
도 1에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 정량 분주기(100)는, 외부 작동기가 결합 가능한 접속단(111)이 일측 단부에 형성된 체적가변부(110)와, 외부 작동기가 체적가변부(110)의 접속단(111)에 결합된 상태에서 구동될 때 발생하는 체적가변부(110)의 체적 변화량에 대응하여 일정량의 액체를 흡입 또는 배출할 수 있도록 체적가변부(110)의 타측 단부에 연결된 피펫부(120)와, 피펫부(120)의 외주면에 형성된 걸림턱(130)을 포함하여 구성되어 있다.
체적가변부(110)는 벨로우즈 형태로서, 외부 작동기가 피펫부(120) 쪽으로 움직일 때에는 체적(내부용적)이 감소하고, 피펫부(120)로부터 멀어지는 쪽으로 움직일 때에는 체적이 증가하여, 피펫부(120) 내에 일정량의 액체가 흡입되거나, 또는, 피펫부(120)로부터 일정량의 액체가 배출되도록 되어 있다.
피펫부(120)의 외주면에 형성된 걸림턱(130)은 환상(環狀)의 링인 것이 바람직하지만, 링의 일부분이 절개된 형태여도 무방하다.
이 자동 정량 분주기(100)는, 예를 들면, 플라스틱 사출 성형에 의해 일체로 제작될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 정량 분주기(100)는, 유전자를 함유하고 있는 일정량의 일루션 버퍼를, 유전자 추출장치로부터 유전자 증폭장치로 자동으로 이송하기 위해 개발된 것이지만, 유전자 이외의 다른 물질, 예를 들면 액상의 화학 물질을 정량 이송하는 데에 사용해도 무방하다.
다시 말해, 본 발명에 따른 자동 정량 분주기(100)는 액상 물질의 정량 이송이 요구되는 곳이라면, 어디라도 사용 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 자동 정량 분주기(100)는 범용성이 있기 때문에, 사용범위에 제한이 없다는 점을 강조하기 위해, 체적가변부(110)의 체적 변화를 야기하는 구동 요소에 대해 외부 작동기라는 포괄적인 명칭을 부여하였는데, 유전자 검사 장비 분야로만 국한할 경우, 이 외부 작동기는 막대자석(200)에 대응된다.
상기 막대자석(200)은, 바람직하게는 영구자석으로 구성된다.
[연속식 유전자 추출-증폭 장비의 구성]
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 연속식 유전자 추출-증폭 장비의 개략 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2에 있어서의 시료 키트의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 연속식 유전자 추출-증폭 장비는, 자동화된 일련의 과정을 통해 유전자 추출을 실행할 수 있는 시료 키트(A1)가 재치되는 시료 키트 안착부(A)와, 유전자 증폭을 실행하는 PCR증폭기(D)와, 시료 키트 안착부(A)와 PCR증폭기(D) 사이에 배치되는 폐기부(C), 및 주어진 처리 레시피(작동방식)에 따라 시료 키트 안착부(A)로부터 PCR증폭기(D) 쪽으로 막대자석(200)을 이송하는 막대자석 이동레일(B)을 포함하여 이루어진 형태로 구성되어 있다.
보다 구체적으로, 상기 막대자석 이동레일(B)은, 시료 키트 안착부(A)와 PCR증폭기(D) 사이의 상방에 걸쳐 설치되어 있다.
또한, 상기 막대자석(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 막대자석 이동레일(B)을 따라 수평방향으로 이동 가능할 뿐 아니라, 시료 키트 안착부(A)와 폐기부(C)와 PCR증폭기(D)를 향해 수직방향으로 승강 가능하게 구성되어 있다.
상기 시료 키트(A1)는, 도 3에 예시된 바와 같이, 7열×10행의 구조로 이루어져 있는데, 이 행 수는 달라질 수 있다.
시료 키트(A1)는 하나의 행에 총 7개의 저장부가 서로 간격을 두고 형성되어 있는데, 구체적으로는, 막대자석(200)의 단부에 끼우기 위한 오염방지 팁(500)이 저장된 오염방지 팁 저장부(a1)와, 막대자석(200)에 달라붙을 수 있는 자성체 및 유전자가 흡착될 수 있는 실리카 코팅층을 가진 다수의 마그네틱 비드가 저장된 마그네틱 비드 저장부(a2)와, 유전자 및 불가피한 불순물이 섞여 있는 액상의 검체를 주입할 수 있는 샘플 검체 저장부(a3)와, 유전자 농도는 상대적으로 높이면서 불순물 농도는 상대적으로 낮추는 2개의 워싱 버퍼 저장부(a4, a5)와, 유전자만 함유되도록 하는 일루션 버퍼가 저장된 일루션 버퍼 저장부(a6), 및 상술한 자동 정량 분주기(100)가 내장된 자동 정량 분주기 저장부(a7)로 이루어져 있다.
또한, 폐기부(C)는, 도 4에 예시된 바와 같이, 막대자석(200)의 진입 및 막대자석(200)의 단부에 끼워진 오염방지 팁(500)의 분리제거를 가능하게 하는 노치가 일측에 형성된 구성으로 이루어져 있다.
또한, PCR증폭기(D)는, 증폭부(D1)와, 증폭부(D1)의 하부에 고정설치된 하부히터(D2)와, 증폭부(D1)의 상부에 설치되어 증폭부(D1)에 대해 이동 가능한 상부히터(D3), 및 이 상부히터(D3)가 이송 가능하게 설치된 상부히터 이동레일(D4)로 이루어져 있다. 이 구성은 당해 기술분야에서 공지된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
[연속으로 유전자를 추출-증폭하는 방법]
도 4는 본 발명에 따른 연속식 유전자 추출-증폭 장비를 사용하여 연속적으로 유전자를 추출-증폭하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 4의 ③∼⑥단계에 대응되는 도면이다.
먼저, 도 3에 예시된 시료 키트(A1)를 시료 키트 안착부(A)에 배치한다.
이 상태에서, 시료 키트(A1)의 오염방지 팁 저장부(a1)의 바로 위쪽까지, 막대자석(200)을 이동시킨다.
이어서, 막대자석(200)을 하강시켜, 오염방지 팁 저장부(a1)에 들어 있는 고무 재질의 오염방지 팁(500)을 막대자석(200)의 단부에 끼운다(①단계).
막대자석(200)의 단부에 오염방지 팁(500)이 씌워지면, 막대자석(200)을 그대로 상승시킨 후, 마그네틱 비드 저장부(a2)의 바로 위쪽으로 막대자석(200)을 이동시킨다.
마그네틱 비드 저장부(a2) 내에 들어있는 마그네틱 비드(600)는, 도 5에 도시된 것처럼, 볼 형상의 자성체(610)와, 자성체(610)를 둘러싸는 플라스틱이나 유리 재질의 피복층(620)과, 피복층(620)을 감싸고 있는 실리카 코팅층(630)으로 구성되어 있기 때문에, 마그네틱 비드 저장부(a2) 안으로 막대자석(200)의 단부를 진입시키면, 마그네틱 비드 저장부(a2) 내에 들어 있던 다수의 마그네틱 비드(600)가 막대자석(200)에 달라붙게 된다(②단계).
한편, 샘플 검체 저장부(a3)에는, 세포 핵을 감싸고 있는 단백질이나 인지질이 특정 용액에 의해 파괴되어 세포 핵 속의 유전자가 풀려져 있는 액체(즉, 샘플 검체)가 미리 일정량 주입되어 있다.
이 상태에서, 마그네틱 비드(600)가 달라붙어 있는 막대자석(200)을 샘플 검체 저장부(a3) 안으로 진입시키면, 유전자와 함께 불순물이 마그네틱 비드(600)의 실리카 코팅층(630)에 흡착된다(③단계).
이어서, 막대자석(200)을 상승시킨 후, 워싱 버퍼 저장부(a4)의 바로 위쪽까지 막대자석(200)을 이동시킨다.
막대자석(200)이 워싱 버퍼 저장부(a4)의 바로 위에 위치되면 막대자석(200)을 하강시켜, 마그네틱 비드(600)가 붙어 있는 막대자석(200)의 단부를 워싱 버퍼에 잠기게 한 상태에서 진동(흔들기 또는 휘젓기)을 가해, 유전자와 더불어 마그네틱 비드(600)에 달라붙어 있던 불순물이 어느 정도 떨어져 나가게 한다(④단계).
그 뒤를 이어, 마그네틱 비드(600)가 달라붙어 있는 막대자석(200)을 상승시킨 후, 두 번째 워싱 버퍼 저장부(a5) 쪽으로 이동시켜, 상기 ④단계에서와 동일한 과정을 반복한다(⑤단계).
이어서, 마그네틱 비드(600)가 달라붙어 있는 막대자석(200)을 일루션 버퍼 저장부(a6)의 바로 위쪽으로 이동시킨 후, 일루션 버퍼 저장부(a6) 내로 진입하도록 하강시켜, 마그네틱 비드(600)가 붙어 있는 막대자석(200) 부분이 일루션 버퍼에 잠기게 한 상태에서 진동을 가해, 마그네틱 비드(600)의 표면으로부터 유전자가 떨어져 나가게 하는 한편, 마그네틱 비드(600) 자체는 막대자석(200)에 그대로 달라붙어 있게 한다(⑥단계).
그 다음에, 막대자석(200)을 폐기부(C)가 있는 곳까지 이동시킨 후, 막대자석을 승강시키거나 또는 폐기부(C)를 승강시켜, 막대자석(200)의 단부에 끼워진 오염방지 팁(500)을 벗겨낸다.
이 상태에서, 시료 키트(A1)의 자동 정량 분주기 저장부(a7) 바로 위쪽으로 막대자석(200)을 이동시킨 후 하강시켜, 막대자석(200)의 단부를 자동 정량 분주기(100)의 접속단(111)에 결합시킨다(⑧단계).
그 뒤, 자동 정량 분주기(100)가 결합된 막대자석(200)을, 일루션 버퍼 저장부(a6)의 위쪽으로 이동시킨 후 하강시킴으로써, 상기 ⑥단계를 통해 유전자가 분산되어 있는 일루션 버퍼의 일정량을 자동 정량 분주기(100)의 피펫부(120)로 빨아들인다.
이후, 자동 정량 분주기(100)가 결합된 막대자석(200)을, PCR증폭기(D) 쪽으로 이동시키는 한편, PCR증폭기(D)의 상부히터(D3)를 어느 한쪽으로 이동시켜 증폭부(D1)가 개방되도록 한 상태에서, 증폭부(D1) 안으로 피펫부(120)를 끼워넣고, 일정량의 유전자가 함유된 일루션 버퍼가 피펫부(120)에서 배출되도록 막대자석(200)으로 체적가변부(110)를 압압한다.
이로써, 유전자 추출에서부터 유전자 증폭까지의 모든 과정이 자동으로 처리된다.
100…자동 정량 분주기
110…체적가변부
111…접속단
120…피펫부
130…걸림턱
200…막대자석(영구자석)
300…시험관
400…액체
500…오염방지 팁
600…마그네틱 비드
610…자성체
620…피복층
630…실리카 코팅층
A…시료 키트 안착부
A1…시료 키트
a1…오염방지 팁 저장부
a2…마그네틱 비드 저장부
a3…샘플 검체 저장부
a4…워싱 버퍼 저장부
a5…워싱 버퍼 저장부
a6…일루션 버퍼 저장부
a7…자동 정량 분주기 저장부
B…막대자석 이동레일
C…폐기부
D…PCR증폭기
D1…증폭부
D2…하부히터
D3…상부히터
D4…상부히터 이동레일
110…체적가변부
111…접속단
120…피펫부
130…걸림턱
200…막대자석(영구자석)
300…시험관
400…액체
500…오염방지 팁
600…마그네틱 비드
610…자성체
620…피복층
630…실리카 코팅층
A…시료 키트 안착부
A1…시료 키트
a1…오염방지 팁 저장부
a2…마그네틱 비드 저장부
a3…샘플 검체 저장부
a4…워싱 버퍼 저장부
a5…워싱 버퍼 저장부
a6…일루션 버퍼 저장부
a7…자동 정량 분주기 저장부
B…막대자석 이동레일
C…폐기부
D…PCR증폭기
D1…증폭부
D2…하부히터
D3…상부히터
D4…상부히터 이동레일
Claims (4)
- 외부 작동기가 결합 가능한 접속단이 일측 단부에 형성된 체적가변부와,
외부 작동기가 체적가변부의 접속단에 결합된 상태에서 구동될 때 발생하는 체적가변부의 체적 변화량에 대응하여 일정량의 액체를 흡입 또는 배출할 수 있도록 체적가변부의 타측 단부에 연결된 피펫부와;
피펫부의 외주면에 형성된 걸림턱을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 정량 분주기. - 자동화된 일련의 과정을 통해 유전자 추출을 실행할 수 있는 시료 키트가 재치되는 시료 키트 안착부와, 유전자 증폭을 실행하는 PCR증폭기와, 시료 키트 안착부와 PCR증폭기 사이에 배치되는 폐기부와, 주어진 처리 레시피에 따라 시료 키트 안착부로부터 PCR증폭기 쪽으로 막대자석을 이송하는 막대자석 이동레일을 포함하여 구성되는 연속식 유전자 추출-증폭 장비로서,
상기 시료 키트는,
막대자석의 단부에 끼우기 위한 오염방지 팁이 저장된 오염방지 팁 저장부와;
막대자석에 달라붙을 수 있는 자성체 및 유전자가 흡착될 수 있는 실리카 코팅층을 가진 다수의 마그네틱 비드가 저장된 마그네틱 비드 저장부와;
유전자 및 불가피한 불순물이 섞여 있는 액상의 검체를 주입할 수 있는 샘플 검체 저장부와;
유전자 농도는 상대적으로 높이면서 불순물 농도는 상대적으로 낮추는 워싱 버퍼 저장부와;
유전자만 함유되도록 하는 일루션 버퍼가 저장된 일루션 버퍼 저장부; 및
제1항의 자동 정량 분주기가 내장된 자동 정량 분주기 저장부가 서로 간격을 두고 배치된 구성으로 이루어지며,
상기 폐기부는,
막대자석의 진입 및 막대자석의 단부에 끼워진 오염방지 팁의 분리제거(벗김)를 가능하게 하는 노치가 일측에 형성된 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속식 유전자 추출-증폭 장비. - 청구항 2에 있어서,
상기 워싱 버퍼 저장부가 서로 간격을 두고 인접하여 둘 이상 배치된 것을 특징으로 하는 연속식 유전자 추출-증폭 장비. - 청구항 2 또는 3에 기재된 연속식 유전자 추출-증폭 장비를 사용하여, 유전자 추출에서부터 유전자 증폭까지의 모든 과정을 자동화한 것을 특징으로 하는 연속식 유전자 추출-증폭 방법.
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