KR20170133267A - PCR Module - Google Patents

PCR Module Download PDF

Info

Publication number
KR20170133267A
KR20170133267A KR1020170063196A KR20170063196A KR20170133267A KR 20170133267 A KR20170133267 A KR 20170133267A KR 1020170063196 A KR1020170063196 A KR 1020170063196A KR 20170063196 A KR20170063196 A KR 20170063196A KR 20170133267 A KR20170133267 A KR 20170133267A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sample
base substrate
reaction space
potential
module
Prior art date
Application number
KR1020170063196A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101904506B1 (en
Inventor
최경학
Original Assignee
(주)옵토레인
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)옵토레인 filed Critical (주)옵토레인
Publication of KR20170133267A publication Critical patent/KR20170133267A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101904506B1 publication Critical patent/KR101904506B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/686Polymerase chain reaction [PCR]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627Sensor or part of a sensor is integrated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/12Specific details about materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/16Surface properties and coatings
    • B01L2300/161Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
    • B01L2300/165Specific details about hydrophobic, oleophobic surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/16Surface properties and coatings
    • B01L2300/168Specific optical properties, e.g. reflective coatings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B01L2400/0427Electrowetting

Abstract

The purpose of the present invention is to provide a polymerase chain reaction (PCR) module which easily processes a sample and improves accuracy of the inspection by using an electro-wetting on dielectrics (EWOD) technology. The PCR module is coupled to be detached to a reader system. The PCR module comprises a base substrate, an optical sensor assembly, a partition, a cover, sample transporting devices, a hydrophobic film, and a control circuit. The optical sensor assembly includes a plurality of optical sensors which are disposed in the base substrate, are arranged in an array shape, and sense an emission light generated from a sample to produce a light sensing signal. The partition is protruded from the base substrate to define a reaction space for accommodating the sample. The sample transporting devices are disposed on the optical sensor assembly. The hydrophobic film covers the sample transporting devices and defines a bottom surface of the reaction space. The control circuit is electrically connected to the optical sensor assembly and sample transporting devices, transmits the light sensing signal to the reader system, and receives an electric potential control signal from the reader system to apply different electric potentials to the sample transporting devices.

Description

피씨알모듈 {PCR Module}PCR Module < RTI ID = 0.0 > {PCR Module}

본 발명은 피씨알모듈에 관한 것으로, EWOD(Electro Wetting On Dielectrics)기술을 이용하여 시료를 용이하게 처리하고 검사의 정밀도가 향상되는 피씨알모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a PC Al module, and more particularly, to a PC Al module in which a sample is easily processed using EWOD (Electro Wetting On Dielectrics) technology and the accuracy of inspection is improved.

유전자 증폭기술은 분자진단에 있어서 필수적인 과정으로서 시료 내 미량의 DNA 또는 RNA의 특정 염기서열을 반복적으로 복제하여 증폭하는 기술이다. 그 중 중합효소 연쇄반응 (Polymerase chain reaction, PCR, 피씨알)은 대표적인 유전자 증폭 기술로서 DNA 변성단계(denaturation), Primer 결합단계(annealing), DNA 복제단계(extension)의 3단계로 구성되어 있으며 각 단계는 시료의 온도에 의존되어 있으므로 시료의 온도를 반복적으로 변하게 함으로서 DNA를 증폭 할 수 있다. Gene amplification technology is an indispensable process in molecular diagnosis, and it is a technique to repeatedly replicate and amplify a specific base sequence of DNA or RNA in a sample. Among them, Polymerase chain reaction (PCR, PCR) is a typical gene amplification technique consisting of DNA denaturation, primer annealing and DNA replication. Since the step depends on the temperature of the sample, DNA can be amplified by changing the temperature of the sample repeatedly.

실시간 피씨알(Real-time PCR)은 증폭과정에 있는 시료를 실시간으로 증폭 상태를 모니터링 할 수 있는 방법으로서 DNA가 복제량에 따라 변하는 형광의 강도를 측정하여 DNA 의 정량분석을 가능하게 한다. 현재 사용되는 실시간 피씨알 기기는 통상적으로 열전소자와 시료가 담겨있는 튜브에 열을 전달하는 열전달 블록과 튜브 내부의 시료에 여기광을 조사하는 광원부, 그리고 시료에서 발생되는 형광을 수광하기 위한 수광부로 구성되어 있다. Real-time PCR (Real-time PCR) is a method to monitor the amplification state of amplified samples in real time. It enables the quantitative analysis of DNA by measuring the intensity of fluorescence whose DNA changes depending on the amount of replication. Currently used real-time PC Al devices usually include a heat transfer block that transfers heat to a tube containing a thermoelectric element and a sample, a light source that emits excitation light to a sample inside the tube, and a light receiving unit that receives fluorescence emitted from the sample Consists of.

피씨알 분석에는 시료를 목표온도로 급격히 증가시키거나 감소시키는 기술이 필요하다. 그러나 액체 형태의 시료는 비열이 높기 때문에 온도변화에 많은 시간이 소요되며 측정정확도가 감소한다.The PCA analysis requires a technique to rapidly increase or decrease the sample to the target temperature. However, since liquid samples have high specific heat, it takes much time to change the temperature and measurement accuracy is reduced.

더욱이 수광부에서 감지가 가능할 정도로 충분한 양의 시료가 필요하기 때문에, 시료의 온도변화가 용이하지 않다.Furthermore, since a sufficient amount of sample is required to be detectable in the light-receiving portion, the temperature of the sample is not easily changed.

또한 수작업에 의해 피씨알모듈에 시료를 투입하는 과정에서 시료가 정해진 위치를 벗어나서 시약이 오염되어 피씨알모듈을 다시 셋팅하거나 폐기하는 문제점이 발생한다.In addition, in the process of injecting the sample into the PC Al module by manual operation, the sample is out of the predetermined position and the reagent is contaminated, causing the problem that the PC AL module is reset or discarded.

대한민국특허출원 제10-2016-0020053 (2016. 2. 19.)Korean Patent Application No. 10-2016-0020053 (February 19, 2016)

본 발명의 목적은 EWOD(Electro Wetting On Dielectrics)기술을 이용하여 시료를 용이하게 처리하고 검사의 정밀도가 향상되는 피씨알모듈을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a PC Al module which can easily process a sample using EWOD (Electro Wetting On Dielectrics) technology and improve the accuracy of inspection.

본 발명의 일 실시예에 따른 피씨알모듈(PCR Module)은 리더시스템(Reader System)과 탈착가능하도록 결합된다. 피씨알모듈은 베이스기판, 광학센서어셈블리, 격벽, 커버, 시료운반소자들, 소수성막, 및 제어회로를 포함한다. 상기 베이스기판은 절연물질을 포함한다. 상기 광학센서어셈블리는 상기 베이스 기판 내에 배치되며 어레이 형상으로 배열되어 시료에서 발생되는 방출광을 감지하여 광감지신호를 생성하는 복수개의 광센서들을 포함한다. 상기 격벽은 상기 베이스기판 상에 돌출되어 상기 시료를 수납하는 반응공간을 정의한다. 상기 커버는 상기 격벽이 형성된 상기 베이스기판과 결합하여 상기 시료의 습도를 일정하게 유지한다. 상기 시료운반소자들은 상기 광학센서어셈블리 상에 배치된다. 상기 소수성막은 상기 시료운반소자를 커버하고 상기 반응공간의 바닥면을 정의한다. 상기 제어회로는 상기 광학센서어셈블리 및 상기 시료운반소자들에 전기적으로 연결되며, 상기 광감지신호를 상기 리더시스템으로 전송하며, 상기 리더시스템으로부터 전위제어신호를 인가받아 상기 시료운반소자들에 서로 다른 전위 포텐셜을 인가한다.A PCR module according to an embodiment of the present invention is detachably coupled to a reader system. The PC Al module includes a base substrate, an optical sensor assembly, a barrier, a cover, sample carrying elements, a hydrophobic film, and a control circuit. The base substrate includes an insulating material. The optical sensor assembly includes a plurality of optical sensors disposed in the base substrate and arrayed to generate light sensing signals by sensing emission light emitted from the sample. The partition wall protrudes on the base substrate to define a reaction space for accommodating the sample. The cover is combined with the base substrate on which the partition is formed to maintain a constant humidity of the sample. The sample transport elements are disposed on the optical sensor assembly. The hydrophobic membrane covers the sample carrying element and defines a bottom surface of the reaction space. Wherein the control circuit is electrically connected to the optical sensor assembly and the sample transporting elements and transmits the optical sensing signal to the reader system and receives a potential control signal from the reader system, The potential potential is applied.

일 실시예에서, 상기 시료는 상기 소수성막 상에 배치되는 액적형태를 포함하며, 상기 시료운반소자들에 인가되는 전위 포텐셜에 따라 상기 액적형태의 높이와 평면상에서의 면적이 달라질 수 있다.In one embodiment, the sample includes a droplet shape disposed on the hydrophobic film, and the height of the droplet shape and the area on a plane may be changed according to a potential potential applied to the sample transporting elements.

일 실시예에서, 상기 피씨알모듈이 관측모드일 경우, 상기 시료의 하부에 배치되는 시료운반소자에는 접지전위가 인가될 수 있다.In one embodiment, when the PC Al module is in the observation mode, a ground potential may be applied to the sample transport element disposed under the sample.

일 실시예에서, 상기 피씨알모듈이 가열모드일 경우, 상기 시료의 하부에 배치되는 복수개의 시료운반소자들에 양의 전위 또는 음의 전위가 인가될 수 있다.In one embodiment, when the PC Al module is in a heating mode, positive or negative potentials may be applied to a plurality of sample transport elements disposed below the sample.

일 실시예에서, 피씨알모듈은 도전성 물질을 포함하고 길게 연장되어 전류의 흐름에 따라 열을 발생시키는 온도조절라인들을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the PC Al module may further include temperature control lines that include a conductive material and extend long to generate heat as the current flows.

본 발명의 일 실시예에 따른 피씨알모듈(PCR Module)은 리더시스템(Reader System)과 탈착가능하도록 결합된다. 피씨알모듈은 베이스기판, 광학센서어셈블리, 격벽, 커버, 복수개의 시료운반소자들, 소수성막, 친수성코팅, 및 제어회로를 포함한다. 상기 베이스기판은 절연물질을 포함한다. 상기 광학센서어셈블리는 상기 베이스 기판 내에 배치되며 어레이 형상으로 배열되어 시료에서 발생되는 방출광을 감지하여 광감지신호를 생성하는 복수개의 광센서들을 포함한다. 상기 격벽은 상기 베이스기판 상에 돌출된다. 상기 시료운반소자들은 상기 격벽 내에 배치된다. 상기 커버는 상기 격벽이 형성된 상기 베이스기판과 결합하여 상기 시료의 습도를 일정하게 유지한다. 상기 소수성막은 상기 시료운반소자를 커버하고 상기 격벽의 상면에 형성된다. 상기 친수성코팅은 인접하는 격벽들 사이의 형성되는 반응공간의 내면 상에 형성된다. 상기 제어회로는 상기 광학센서어셈블리 및 상기 시료운반소자들에 전기적으로 연결되며, 상기 광감지신호를 상기 리더시스템으로 전송하며, 상기 리더시스템으로부터 전위제어신호를 인가받아 상기 시료운반소자들에 서로 다른 전위 포텐셜을 인가한다.A PCR module according to an embodiment of the present invention is detachably coupled to a reader system. The PC Al module includes a base substrate, an optical sensor assembly, a barrier, a cover, a plurality of sample delivery devices, a hydrophobic film, a hydrophilic coating, and a control circuit. The base substrate includes an insulating material. The optical sensor assembly includes a plurality of optical sensors disposed in the base substrate and arrayed to generate light sensing signals by sensing emission light emitted from the sample. The partition wall protrudes onto the base substrate. The sample transporting elements are disposed in the partition wall. The cover is combined with the base substrate on which the partition is formed to maintain a constant humidity of the sample. The hydrophobic membrane covers the sample transporting element and is formed on the upper surface of the partition wall. The hydrophilic coating is formed on the inner surface of the reaction space formed between adjacent partition walls. Wherein the control circuit is electrically connected to the optical sensor assembly and the sample transporting elements and transmits the optical sensing signal to the reader system and receives a potential control signal from the reader system, The potential potential is applied.

일 실시예에서, 상기 시료는 액적형상을 포함하며, 상기 시료운반소자들 상에 인가되는 상기 전위포텐셜의 변화에 따라 상기 격벽의 상면을 따라 이동하여 상기 반응공간 내로 삽입된다.In one embodiment, the sample includes a droplet shape and is moved into the reaction space along the top surface of the partition in accordance with the change of the potential potential applied on the sample carrying elements.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 본 발명은 EWOD기술을 이용하여 기판의 전위를 조절하여 액적 형태의 시료의 크기와 면적을 용이하게 변경시킬 수 있다.According to the present invention, the size and area of the droplet-shaped sample can be easily changed by adjusting the potential of the substrate using the EWOD technique.

또한, 베이스기판 상에 시료운반소자들 및 소수성막을 배치하고, 시료운반소자들을 개별적으로 구동하여 시료를 반응공간 내의 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.In addition, the sample transport elements and the hydrophobic membrane can be disposed on the base substrate, and the sample transport elements can be individually driven to move the sample to a desired position in the reaction space.

또한, 격벽 상에 시료운반소자들 및 소수성막을 배치하고 반응공간 내에 친수성코팅을 하여, 시료를 반응공간에 용이하게 삽입할 수 있다.In addition, the sample transporting elements and the hydrophobic membrane may be disposed on the partition wall and hydrophilic coated in the reaction space, so that the sample can be easily inserted into the reaction space.

또한, 시료소스로부터 순차적으로 복수개의 시료들을 분리하여 복수개의 반응공간들에 투입할 수 있다. 따라서 수작업으로 시료를 투입하는 경우에 비해 정확도가 향상되고, 극미량의 시료라 할지라도 손쉽게 투입이 가능하다.In addition, a plurality of samples may be sequentially separated from a sample source and put into a plurality of reaction spaces. Therefore, the accuracy is improved compared with the case of manually injecting the sample, and even a very small amount of sample can be injected easily.

또한, 시료운반소자들의 전위를 조절하여 시료의 접촉면적을 줄이고 두께를 증가시키는 경우, 수직방향으로 측정되는 광의 감도가 증가하여 정확도가 향상된다.In addition, when the contact area of the sample is reduced and the thickness is increased by adjusting the potentials of the sample transporting devices, the sensitivity of the light measured in the vertical direction increases, thereby improving the accuracy.

또한, 시료운반소자들의 전위를 조절하여 시료의 접촉면적을 늘리고 두께를 감소시키는 경우, 시료의 온도가 용이하게 조절될 수 있다.Further, when the potential of the sample transporting elements is adjusted to increase the contact area of the sample and reduce the thickness, the temperature of the sample can be easily controlled.

따라서, 자동화된 공정을 이용하여 시료를 반응공간 내에 투입하여 투입과정에서 시약이 오염되는 것이 방지된다.Therefore, the sample is injected into the reaction space using an automated process, thereby preventing the reagent from being contaminated during the injection process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리더시스템에 장착된 피씨알모듈을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 피씨알모듈을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피씨알모듈을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 피씨알모듈을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4의 I-I'라인의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 시료소스로부터 시료를 분리하는 방법을 나타내는 평면도들이다.
도 8 내지 도 12는 도 3에 도시된 피씨알모듈의 반응공간에 시료를 투입하는 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피씨알모듈의 반응공간에 시료를 투입하는 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 15는 도 14에 도시된 시료가 응집된 상태인 것을 나타내는 단면도이다.
도 16은 도 14에 도시된 시료가 펼쳐진 상태인 것을 나타내는 단면도이다.
1 is a block diagram illustrating a PC Al module installed in a reader system according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view showing the PC Al module shown in FIG.
3 is a cross-sectional view illustrating a PC Al module according to another embodiment of the present invention.
4 is a plan view showing the PC Al module shown in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line I-I 'of FIG.
Figs. 6 and 7 are plan views showing a method of separating a sample from the sample source shown in Fig.
FIGS. 8 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of injecting a sample into the reaction space of the PC Al module shown in FIG.
13 and 14 are cross-sectional views illustrating a method of injecting a sample into a reaction space of a PC Al module according to another embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view showing that the sample shown in Fig. 14 is in a coagulated state.
16 is a cross-sectional view showing that the sample shown in Fig. 14 is unfolded.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Similar reference numerals have been used for the components in describing each drawing.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(說示)된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having", etc., are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리더시스템에 장착된 피씨알모듈을 나타내는 블럭도이다.1 is a block diagram illustrating a PC Al module installed in a reader system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 피씨알모듈(PCR Module; 200)은 리더시스템(Reader System; 100)에 탈착가능하도록 결합된다. 피씨알모듈(200)은 리더시스템(100)에 의해 구동된다. 도 1에는 하나의 피씨알모듈(200)이 리더시스템(100)에 결합되는 것이 도시되어 있으나, 당해기술분야에서 통상의 지식과 기술을 가진 사람이라면 하나의 리더시스템(100)에 복수개의 피씨알모듈(200)이 동시에 결합되도록 변형될 수 있음을 이해할 것이다.Referring to FIG. 1, a PCR module 200 is detachably coupled to a reader system 100. The PC Al module 200 is driven by the reader system 100. Although FIG. 1 illustrates one PC Al module 200 coupled to the reader system 100, a person having ordinary skill in the art will recognize that a single reader system 100 may include a plurality of PC's It will be appreciated that module 200 can be modified to be coupled at the same time.

리더시스템(100)은 중앙정보처리부(110), 메모리(120), 인터페이스(130), 및 냉각부재(150)를 포함한다.The reader system 100 includes a central information processing unit 110, a memory 120, an interface 130, and a cooling member 150.

중앙정보처리부(110)는 메모리(120)에 저장된 구동데이터를 독출하여 냉각부재(150) 및 피씨알모듈(200)을 구동하고, 피씨알모듈(200)로부터 광센싱정보, 온도정보 등을 인가받아 실시간으로 메모리(120)에 저장한다.The central information processing unit 110 reads the driving data stored in the memory 120 to drive the cooling member 150 and the PC Al module 200 and applies optical sensing information and temperature information from the PC Al module 200 And stores it in the memory 120 in real time.

중앙정보처리부(110)는 피씨알모듈(200)로부터 인가받은 광센싱정보, 온도정보 등을 이용하여 유전자 증폭량을 실시간으로 계산하여 유전자증폭량 정보를 생성한다. 중앙정보처리부(110)는 유전자증폭량 정보를 실시간으로 메모리(120)에 저장하고 인터페이스(130)로 전송한다.The central information processing unit 110 generates the gene amplification amount information by calculating the amplification amount of the gene in real time using the optical sensing information and the temperature information received from the PC Al module 200 in real time. The central information processing unit 110 stores the gene amplification amount information in the memory 120 in real time and transmits the information to the interface 130.

본 실시예에서, 리더시스템(100)은 광원구동부(220), 광원(230), 및 여기광원필터(233)를 더 포함한다.In this embodiment, the reader system 100 further includes a light source driver 220, a light source 230, and an excitation light source filter 233.

광원구동부(220)는 중앙정보처리부(110)의 제어에 의해 광원(230)을 구동하여 피씨알모듈(200)로 여기광을 인가한다.The light source driving unit 220 drives the light source 230 under the control of the central information processing unit 110 to apply the excitation light to the PC Al module 200.

여기광원필터(233)는 광원(230)과 반응공간(240) 사이에 배치되어, 광원(230)에서 발생된 광의 파장이 균일해지도록 필터링한다.The excitation light source filter 233 is disposed between the light source 230 and the reaction space 240 so as to filter the light generated from the light source 230 to have a uniform wavelength.

다른 실시예에서, 광원(230)이 리더시스템(100)에 포함되는 것이 아니라, 피씨알모듈(200)에 포함될 수도 있다.In another embodiment, the light source 230 may not be included in the reader system 100, but may be included in the PC Al module 200 as well.

도 2는 도 1에 도시된 피씨알모듈을 나타내는 단면도이다.2 is a sectional view showing the PC Al module shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 피씨알모듈(200)은 베이스기판(301), 광학센서 어셈블리(300), 격벽(320), 커버(325), 시료(420), 제어인터페이스(430), 시료운반소자(440), 및 소수성막(445)을 포함한다.1 and 2, the PC Al module 200 includes a base substrate 301, an optical sensor assembly 300, a partition 320, a cover 325, a sample 420, a control interface 430, A sample transport element 440, and a hydrophobic film 445.

베이스기판(301)은 실리콘, 사파이어, 실리콘카바이트, 게르마늄, 유리, 합성수지 등 다양한 물질을 포함한다.The base substrate 301 includes various materials such as silicon, sapphire, silicon carbide, germanium, glass, and synthetic resin.

광학센서 어셈블리(300)는 복수개의 광센서들(310), 이미션필터(313), 온도센서(360), 및 온도제어부(370)를 포함한다.The optical sensor assembly 300 includes a plurality of optical sensors 310, an emission filter 313, a temperature sensor 360, and a temperature controller 370.

복수개의 광센서들(310)은 베이스기판(301) 내에 어레이 형상으로 배열된다. 본 실시예에서, 광센서들(310)은 반도체공정을 통하여 실리콘기판 상에 형성되는 복수개의 포토다이오드들, 복수개의 박막트랜지스터들, 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘기판에 불순물의 종류를 변경하면서 도핑하여 P형반도체층, N형반도체층 등을 형성하여 포토다이오드들을 형성할 수 있다.The plurality of optical sensors 310 are arrayed in the base substrate 301. In this embodiment, optical sensors 310 may include a plurality of photodiodes, a plurality of thin film transistors, etc. formed on a silicon substrate through a semiconductor process. For example, photodiodes can be formed by forming a P-type semiconductor layer, an N-type semiconductor layer, or the like by doping while changing the kind of impurity to a silicon substrate.

이미션필터(313)는 광센서들(310)의 상부에 배치되어 반응공간(240) 내에서 생성된 형광·인광 등의 방출광(Emission Light)만을 통과시키고 광원(230)에서 생성된 여기광을 차단한다. 예를 들어, 이미션필터(313)는 포토레지스트와 안료가 혼합되어 경화 또는 미경화된 필터를 포함할 수 있다.The emission filter 313 is disposed at an upper portion of the optical sensors 310 to pass only the emission light such as fluorescence and phosphorescence generated in the reaction space 240, . For example, the emissive filter 313 may comprise a cured or uncured filter with a mixture of photoresist and pigment.

온도센서(360)는 베이스기판(301) 내에 또는 베이스기판(301) 상에서 반응공간(240)에 인접하게 배치되어, 반응공간(240) 내의 온도를 측정한다. 온도센서(360)에 의해 측정된 온도감지신호는 제어인터페이스(430)를 통하여 리더시스템(100)으로 인가된다.The temperature sensor 360 is disposed adjacent to the reaction space 240 in the base substrate 301 or on the base substrate 301 to measure the temperature in the reaction space 240. The temperature sensing signal measured by the temperature sensor 360 is applied to the reader system 100 via the control interface 430.

온도제어부(370)는 베이스기판(301) 상에 배치되어 반응공간(240) 내의 온도를 조절한다. 본 실시예에서, 온도제어부(370)는 제어인터페이스(430)로부터 온도제어신호를 인가받아 반응공간(240)의 온도를 일정하게 유지시키거나 가열시킨다. 예를 들어, 온도제어부(370)는 도전패턴, 열전소자, 등을 포함할 수 있다.A temperature controller 370 is disposed on the base substrate 301 to adjust the temperature in the reaction space 240. In this embodiment, the temperature controller 370 receives the temperature control signal from the control interface 430 and maintains or heats the temperature of the reaction space 240 constant. For example, the temperature control unit 370 may include a conductive pattern, a thermoelectric element, and the like.

격벽(320)은 베이스기판(301) 상에 돌출되어 반응공간(240)을 정의한다. 격벽(320)은 플라스틱, PDMS, 실리콘, 금속 등 다양한 재질로 형성될 수 있다.The barrier ribs 320 protrude from the base substrate 301 to define a reaction space 240. The barrier ribs 320 may be formed of various materials such as plastic, PDMS, silicon, and metal.

커버(325)는 격벽(320)이 설치된 베이스기판(301)과 결합하여 반응공간(240)을 외부와 격리시키고 반응공간(240) 내의 습도를 유지시킨다. 본 실시예에서, 시료(420)가 증발되지 않도록 시료(420) 표면에 오일(도시되지 않음)을 덮으며, 커버(325)는 오일(도시되지 않음)이 반응공간(240) 내에 수용되도록한다. 따라서, 시료(420)가 건조되는 것을 방지하고 시료(420)의 전기적 특성이 변화되는 것을 방지된다.The cover 325 is coupled with the base substrate 301 on which the partition 320 is installed to isolate the reaction space 240 from the outside and maintain the humidity in the reaction space 240. In this embodiment, oil (not shown) is covered on the surface of the sample 420 so that the sample 420 is not evaporated, and the cover 325 allows oil (not shown) to be accommodated in the reaction space 240 . Therefore, the sample 420 is prevented from drying and the electrical characteristics of the sample 420 are prevented from being changed.

반응공간(240) 내에 시약(도시되지 않음)이 배치되어 시료(420)와 반응하여 형광·인광 등을 생성할 수 있다. 본 실시예에서, 시료(420)와 반응하는 시약(도시되지 않음)은 프라이머(Primer), 프로브(Probe) 등을 포함할 수 있다. 시료(420) 내에 포함된 유전물질은 프라이머에 의해 유전자증폭이 개시될 수 있다. 증폭된 유전물질에 여기광이 인가되면, 프로브에 의해 형광·인광 등이 방사된다.A reagent (not shown) may be disposed in the reaction space 240 to react with the sample 420 to generate fluorescence or phosphorescence. In this embodiment, the reagent (not shown) that reacts with the sample 420 may include a primer, a probe, and the like. The genetic material contained in the sample 420 can be subjected to gene amplification by the primer. When excitation light is applied to the amplified dielectric material, fluorescence or phosphorescence is emitted by the probe.

제어인터페이스(430)는 온도센서(360), 온도제어부(370), 및 복수개의 시료운반소자들(440)과 연결된다.The control interface 430 is connected to a temperature sensor 360, a temperature controller 370, and a plurality of sample transport elements 440.

제어인터페이스(430)는 온도센서(360)로부터 온도감지신호를 인가받아 리더시스템(100)의 중앙정보처리부(110)로 전달한다.The control interface 430 receives the temperature sensing signal from the temperature sensor 360 and transmits the temperature sensing signal to the central information processing unit 110 of the reader system 100.

제어인터페이스(430)는 리더시스템(100)의 중앙정보처리부(110)로부터 온도감지신호 및 피씨알사이클에 대응되는 온도제어신호를 인가받아 온도제어부(370)를 제어한다.The control interface 430 receives the temperature sensing signal and the temperature control signal corresponding to the PCA cycle from the central information processing unit 110 of the reader system 100 and controls the temperature controller 370.

제어인터페이스(430)는 시료운반소자들(440)을 개별적으로 제어하여 시료운반소자들(440)에 선택적으로 접지전위, 양의 전위, 또는 음의 전위를 인가한다. 접지전위, 양의 전위 또는 음의 전위가 인가되지 않는 시료운반소자들(440)의 경우, 플로팅(floating) 상태일 수 있다.The control interface 430 selectively controls the sample transport elements 440 to selectively apply a ground potential, a positive potential, or a negative potential to the sample transport elements 440. In the case of sample transport elements 440 to which no ground potential, positive potential or negative potential is applied, it may be in a floating state.

시료운반소자들(440)은 베이스기판(301) 상에 배치되고, 제어인터페이스(430)로부터 접지전위, 양의 전위, 또는 음의 전위를 인가받아 시료(420)를 운반하거나 시료(420)의 형태를 제어한다. 본 실시예에서, 시료운반소자들(440)은 베이스기판(301)의 상면에 평행하게 배열된 평판형상의 전극패드들을 포함한다.The sample transporting elements 440 are disposed on the base substrate 301 and are connected to the control terminal 430 by transporting the sample 420 by receiving a ground potential, a positive potential, or a negative potential from the control interface 430, Control the shape. In this embodiment, the sample transporting elements 440 include flat plate-shaped electrode pads arranged in parallel on the upper surface of the base substrate 301.

시료운반소자(440)에 접지전압(GND)이 인가되면, 시료운반소자(440) 상에 배치된 시료(420a)는 응집된 상태를 유지한다. 구체적으로, 시료(420a)는 전기적으로 접지되어 전하를 띄지 않는데 하부의 시료운반소자(440)에 접지전압(GND)이 인가되면, 소수성막(445)에 의해 둥그런 형태의 액적형태를 갖는다. 시료(420a)가 둥그런 형태의 액적형태를 갖는 경우, 세로방향의 높이가 높아진다. 시료운반소자(440)의 전위가 접지전압(GND)이면 시료(420a)와 소수성막(445) 사이의 접촉면적이 줄어드는 반면에 세로방향의 두께는 증가한다. 시료(420a)의 세로방향의 두께가 증가하면 수직방향으로 측정되는 방사광의 강도가 증가하여, 수직방향으로 측정되는 광의 감도 및 정확도가 향상된다.When the ground voltage GND is applied to the sample transporting element 440, the sample 420a disposed on the sample transporting element 440 maintains the aggregated state. Specifically, when the ground voltage GND is applied to the lower sample transporting element 440, the sample 420a is electrically grounded and has no electric charge, and has a droplet shape of a round shape by the hydrophobic film 445. [ When the sample 420a has a droplet shape of a round shape, the height in the longitudinal direction is increased. When the potential of the sample transport element 440 is the ground voltage (GND), the contact area between the sample 420a and the hydrophobic film 445 decreases, while the thickness in the longitudinal direction increases. As the thickness of the sample 420a in the longitudinal direction increases, the intensity of the radiation measured in the vertical direction increases, and the sensitivity and accuracy of the light measured in the vertical direction is improved.

반면에, 시료운반소자(440)에 양의 전위(+) 또는 음의 전위(-)가 인가되면, 시료운반소자(440) 상에 배치된 시료(420b)는 펼쳐진 상태를 유지한다. 시료운반소자(440)의 전위가 양의 전위(+) 또는 음의 전위(-)이면 시료(420b)와 소수성막(445) 사이의 접촉면적이 증가하는 반면에 세로방향의 두께는 감소한다. 시료(420b)와 소수성막(445) 사이의 접촉면적이 증가하면, 온도제어부(370)에서 발생된 열이 넓은 면적을 통하여 시료(420b)에 전달되기 때문에, 시료(420b)의 온도를 용이하게 조절할 수 있다.On the other hand, when positive potential (+) or negative potential (-) is applied to the sample transporting element 440, the sample 420b disposed on the sample transporting element 440 remains unfolded. The contact area between the sample 420b and the hydrophobic film 445 increases while the thickness in the vertical direction decreases when the potential of the sample transport element 440 is positive (+) or negative (-). When the contact area between the sample 420b and the hydrophobic film 445 is increased, the heat generated in the temperature controller 370 is transmitted to the sample 420b through a large area, so that the temperature of the sample 420b can be easily Can be adjusted.

시료운반소자들(440)의 구체적인 구동방법은 도 4 내지 도 9를 참조하여 후술한다.A specific driving method of the sample transporting elements 440 will be described later with reference to Figs.

소수성막(445)은 베이스기판(301) 상에 배치되고 시료운반소자들(440)의 상면을 커버한다. 시료(420)가 시료운반소자들(440) 상에 배치되면 소수성막(445)의 소수성 특성에 의해 시료(420)의 형태를 보다 용이하게 변경할 수 있다.The hydrophobic film 445 is disposed on the base substrate 301 and covers the upper surface of the sample transporting elements 440. When the sample 420 is placed on the sample transporting elements 440, the shape of the sample 420 can be more easily changed by the hydrophobic property of the hydrophobic film 445.

상기와 같은 본 실시예에 따르면, 베이스기판(301) 상에 시료운반소자들(440) 및 소수성막(445)을 배치하고, 시료운반소자들(440)을 개별적으로 구동하여 시료(420)를 반응공간(240) 내의 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.According to the present embodiment as described above, the sample transporting elements 440 and the hydrophobic film 445 are disposed on the base substrate 301 and the sample transporting elements 440 are individually driven to transport the sample 420 To a desired position in the reaction space 240.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피씨알모듈을 나타내는 단면도이다. 본 실시예에서, 복수개의 반응공간 및 친수성코팅을 제외한 나머지 구성요소들은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 동일하므로, 동일한 구성요소들에 대한 중복되는 설명은 생략한다.3 is a cross-sectional view illustrating a PC Al module according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the remaining components except for the plurality of reaction spaces and the hydrophilic coating are the same as the embodiment shown in Figs. 1 and 2, so that redundant description of the same components is omitted.

도 3을 참조하면, 피씨알모듈은 베이스기판(301), 광학센서 어셈블리(300), 격벽(321), 커버(326), 시료(420), 제어인터페이스(431), 시료운반소자(441), 소수성막(446), 및 친수성코팅(449)을 포함한다.3, the PC Al module includes a base substrate 301, an optical sensor assembly 300, a partition wall 321, a cover 326, a sample 420, a control interface 431, a sample transport element 441, A hydrophobic film 446, and a hydrophilic coating 449.

격벽(321)은 베이스기판(301) 상에 돌출되어 구획되는 복수개의 반응공간들(241)을 정의한다.The partition wall 321 defines a plurality of reaction spaces 241 protruding on the base substrate 301.

커버(326)는 격벽(321)이 설치된 베이스기판(301)과 결합하여 반응공간들(241)을 외부와 격리시키고 반응공간들(241) 내의 습도를 유지시킨다. 본 실시예에서, 시료(420)가 증발되지 않도록 시료(420) 표면에 오일(도시되지 않음)을 덮으며, 커버(326)는 오일(도시되지 않음)이 반응공간(241) 내에 수용되도록한다. 따라서, 시료(420)가 건조되는 것을 방지하고 시료(420)의 전기적 특성이 변화되는 것을 방지된다.The cover 326 couples with the base substrate 301 provided with the partition 321 to isolate the reaction spaces 241 from the outside and maintain the humidity in the reaction spaces 241. In this embodiment, oil (not shown) is covered on the surface of the sample 420 so that the sample 420 is not evaporated, and the cover 326 allows oil (not shown) to be accommodated in the reaction space 241 . Therefore, the sample 420 is prevented from drying and the electrical characteristics of the sample 420 are prevented from being changed.

반응공간들(241) 내에 시약(도시되지 않음)이 배치되어 시료(420)와 반응하여 형광·인광 등을 생성할 수 있다. 본 실시예에서, 각 반응공간들(241) 내에 서로 다른 시약(도시되지 않음)이 배치될 수도 있다.A reagent (not shown) may be disposed in the reaction spaces 241 to react with the sample 420 to generate fluorescence, phosphorescence, and the like. In this embodiment, different reagents (not shown) may be disposed in each of the reaction spaces 241.

제어인터페이스(431)는 온도센서(360), 온도제어부(370), 및 복수개의 시료운반소자들(441)과 연결된다.The control interface 431 is connected to a temperature sensor 360, a temperature controller 370, and a plurality of sample transport elements 441.

제어인터페이스(431)는 시료운반소자들(441)을 개별적으로 제어하여 시료운반소자들(441)에 선택적으로 접지전위, 양의 전위, 또는 음의 전위를 인가한다.The control interface 431 selectively controls the sample transporting elements 441 to selectively apply a ground potential, a positive potential, or a negative potential to the sample transporting elements 441.

시료운반소자들(441)은 격벽(321) 상에 배치되고, 제어인터페이스(431)로부터 접지전위, 양의 전위, 또는 음의 전위를 인가받아 시료(420)를 운반하거나 시료(420)의 형태를 제어한다. 본 실시예에서, 시료운반소자들(441)은 격벽(321)의 상면에 평행하게 배열된 평판형상의 전극패드들을 포함하며, 반응공간(241) 내에는 별도의 시료운반소자들이 존재하지 않는다.The sample transporting elements 441 are disposed on the partition wall 321 and are adapted to transport the sample 420 by receiving the ground potential, the positive potential, or the negative potential from the control interface 431, . In this embodiment, the sample transporting elements 441 include flat electrode pads arranged in parallel on the upper surface of the partition wall 321, and there are no separate sample transport elements in the reaction space 241.

시료운반소자(441)에 접지전압(GND)이 인가되면, 시료운반소자(441) 상에 배치된 시료(도 2의 420a)는 응집된 상태를 유지한다.When the ground voltage GND is applied to the sample transporting element 441, the sample (420a in Fig. 2) disposed on the sample transporting element 441 remains in a coagulated state.

반면에, 시료운반소자(441)에 양의 전위(+) 또는 음의 전위(-)가 인가되면, 시료운반소자(441) 상에 배치된 시료(도 2의 420b)는 펼쳐진 상태를 유지한다.On the other hand, when positive potential (+) or negative potential (-) is applied to the sample transporting element 441, the sample (420b in Fig. 2) disposed on the sample transporting element 441 remains unfolded .

소수성막(446)은 격벽(321)의 상면 상에 배치되고 시료운반소자들(441)의 상면을 커버한다. 시료(도 2의 420)가 시료운반소자들(441) 상에 배치되면 소수성막(446)의 소수성 특성에 의해 시료(도 2의 420)가 소수성막(446) 상에서 보다 용이하게 이동할 수 있으며 형태를 보다 용이하게 변경할 수 있다.The hydrophobic film 446 is disposed on the upper surface of the partition wall 321 and covers the upper surface of the sample transporting elements 441. When the sample (420 in FIG. 2) is placed on the sample transporting elements 441, the hydrophobic property of the hydrophobic film 446 allows the sample (420 in FIG. 2) to move more easily on the hydrophobic film 446, Can be changed more easily.

친수성코팅(449)은 반응공간(241)의 내면 상에 배치되어 시료(도 2의 420)가 용이하게 수납되도록 한다. 시료(도 2의 420)가 소수성막(446) 상에서 이동하다가 반응공간(241)에 인접하게 배치되면, 친수성코팅(449)에 의해 반응공간(241)쪽으로 기울어지게 된다. 반응공간(241)쪽으로 기울어진 시료(도 2의 420)는 자체적인 중량에 의해 아래쪽으로 흐르게 되며 친수성코팅(449)에 의해 반응공간(241)내에 삽입된다.The hydrophilic coating 449 is disposed on the inner surface of the reaction space 241 so that the sample (420 in FIG. 2) is easily accommodated. When the sample (420 in FIG. 2) moves on the hydrophobic film 446 and is disposed adjacent to the reaction space 241, the sample is inclined toward the reaction space 241 by the hydrophilic coating 449. The sample (420 in FIG. 2) inclined toward the reaction space 241 flows downward by its own weight and is inserted into the reaction space 241 by the hydrophilic coating 449.

상기와 같은 본 실시예에 따르면, 격벽(321) 상에 시료운반소자들(440) 및 소수성막(445)을 배치하고 반응공간(241) 내에 친수성코팅(449)을 하여, 시료(도 2의 420)를 반응공간(241)에 용이하게 삽입할 수 있다.According to the present embodiment as described above, the sample transporting elements 440 and the hydrophobic film 445 are disposed on the partition wall 321 and the hydrophilic coating 449 is placed in the reaction space 241, 420 can be easily inserted into the reaction space 241.

도 4는 도 3에 도시된 피씨알모듈을 나타내는 평면도이며, 도 5는 도 4의 I-I'라인의 단면도이다.FIG. 4 is a plan view showing the PC Al module shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line I-I 'of FIG.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 친수성코팅(446)이 배치된 베이스기판(301) 상의 일측에 시료소스(421)를 배치한다. 시료소스(421)는 복수회 실험이 가능한 용량으로 시료(420)를 합산하여 액적형태로 배치한 것이다.3 to 5, a sample source 421 is disposed on one side of a base substrate 301 on which a hydrophilic coating 446 is disposed. The sample source 421 is a sample in which the samples 420 are added in the form of droplets in a capacity capable of performing a plurality of experiments.

시료소스(421)의 하부에 배치된 시료운반소자들(441)에는 양의 전위(+) 또는 음의 전위(-)가 인가되고 시료소스(421)에 인접하여 배치된 시료운반소자들(441)ㅇ에는 접지전위(GND)가 인가되어, 시료소스(421)가 하나의 액적형태로 존재하도록 한다.(+) Or negative potential (-) is applied to the sample transporting elements 441 disposed at the lower portion of the sample source 421 and the sample transporting elements 441 ), A ground potential (GND) is applied so that the sample source 421 exists in a single droplet form.

시료소스(421)의 일부로부터 시료(420b)를 분리하여 복수개의 반응공간들(241)에 순차적으로 이송한다. 다른 실시예에서, 친수성코팅이 배치된 베이스기판의 일측에 서로 다른 종류의 시료소스들이 배치되고 상기 시료소스들로부터 서로 다른 종류의 시료들이 반응공간들(241)내로 이송될 수 있다.The sample 420b is separated from a part of the sample source 421 and sequentially transferred to the plurality of reaction spaces 241. [ In another embodiment, different types of sample sources may be disposed on one side of the base substrate on which the hydrophilic coating is disposed, and different types of samples may be transferred into the reaction spaces 241 from the sample sources.

시료소스(421)의 일부로부터 시료(420b)를 분리하기 위하여, 시료소스(421)에 인접하게 배치된 시료운반소자들(441)의 일부에 양의 전위(+) 또는 음의 전위(-)를 인가하여 시료소스(421)의 일부를 인출한다. 시료소스(421)의 일부가 인출되면 본래의 시료소스(421)와 인출된 시료(420b)의 사이에 배치된 시료운반소자(441)에 접지전압(GND)을 인가한다. 본래의 시료소스(421)와 인출된 시료(420b)의 사이에 접지전압(GND)이 인가되면, 인출된 시료(420b)가 본래의 시료소스(421)로부터 분리된다.A negative potential (+) or a negative potential (-) is applied to a part of the sample transporting elements 441 arranged adjacent to the sample source 421, in order to separate the sample 420b from a part of the sample source 421. [ And a part of the sample source 421 is drawn out. When a part of the sample source 421 is drawn out, the ground voltage GND is applied to the sample transporting element 441 disposed between the original sample source 421 and the drawn sample 420b. The extracted sample 420b is separated from the original sample source 421 when the ground voltage GND is applied between the original sample source 421 and the drawn sample 420b.

도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 시료소스로부터 시료를 분리하는 방법을 나타내는 평면도들이다.Figs. 6 and 7 are plan views showing a method of separating a sample from the sample source shown in Fig.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 시료소스(421)에 인접하게 배치된 시료운반소자들(441)의 일부에 양의 전위(+)가 인가되면, 시료소스(421)의 일부가 양의 전위(+)가 인가된 시료운반소자들(441) 쪽으로 돌출된다.3 to 6, when a positive potential (+) is applied to a part of the sample transporting elements 441 disposed adjacent to the sample source 421, a part of the sample source 421 becomes a positive potential (+) Protrudes toward the applied sample transporting elements 441.

도 3 내지 도 5, 및 도 7을 참조하면, 본래의 시료소스(421)와 돌출된 시료소스의 사이에 접지전압을 인가한다. 본래의 시료소스(421)와 돌출된 시료소스의 사이에 접지전압을 인가하면, 시료(420b)가 시료소스(421)로부터 분리된다.Referring to FIGS. 3 to 5 and 7, a ground voltage is applied between the original sample source 421 and the protruding sample source. When the ground voltage is applied between the original sample source 421 and the projected sample source, the sample 420b is separated from the sample source 421. [

도 8 내지 도 12는 도 3에 도시된 피씨알모듈의 반응공간에 시료를 투입하는 방법을 나타내는 단면도들이다.FIGS. 8 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of injecting a sample into the reaction space of the PC Al module shown in FIG.

도 3, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 시료(420b)에 인접하는 시료운반소자(441)의 전위가 순차적으로 변화하면, 시료소스(421)로 분리된 시료(420b)가 인접하는 시료운반소자(441)를 따라서 이동한다. 예를 들어, 인접하는 시료운반소자(441)에 순차적으로 양의 전위(+)가 인가되고 기존의 시료운반소자(441)에 순차적으로 접지전압(GND)이 인가되면, 시료(420b)가 전위의 이동에 따라 순차적으로 이동한다.3, 7, and 8, when the potential of the sample transporting element 441 adjacent to the sample 420b sequentially changes, the sample 420b separated by the sample source 421 flows into the adjacent sample And moves along the carrier element 441. For example, when positive potential (+) is sequentially applied to the adjacent sample transport elements 441 and the ground voltage (GND) is sequentially applied to the existing sample transport element 441, As shown in FIG.

도 3 및 도 9를 참조하면, 시료운반소자(441)는 시료(420b)를 반응공간(241)에 인접한 위치까지 이동시킨다. 반응공간(241)에 인접하는 두 개의 시료운반소자들(441)에 양의 전위(+)가 인가되면, 시료(420b)는 펼쳐진 상태가 된다.Referring to FIGS. 3 and 9, the sample carrier element 441 moves the sample 420b to a position adjacent to the reaction space 241. When the positive potential (+) is applied to the two sample transporting elements 441 adjacent to the reaction space 241, the sample 420b is in an unfolded state.

도 3 및 도 10을 참조하면, 반응공간(241)에 가장 가까이 있는 하나의 시료운반소자(441")에만 양의 전위(+)가 인가되고 인접하는 시료운반소자(441')에는 접지전위(GND)가 인가되면, 시료(420a)는 응집된 상태가 된다.3 and 10, a positive potential (+) is applied to only one sample transport element 441 " closest to the reaction space 241 and a ground potential (" + ") is applied to the adjacent sample transport element 441 ' GND) is applied, the sample 420a is in a coagulated state.

시료(420a)가 응집된 상태가 되면 시료(420a)의 한쪽이 반응공간(241) 내의 친수성코팅(449)와 접촉하게 된다.When the sample 420a is in a coagulated state, one side of the sample 420a comes into contact with the hydrophilic coating 449 in the reaction space 241.

도 3 및 도 11을 참조하면, 시료(420a)의 한쪽이 반응공간(241) 내의 친수성코팅(449)와 접촉하게 되면, 시료(420a)의 나머지 부분도 친수성코팅(449) 쪽으로 이동하게 된다.3 and 11, when one side of the sample 420a comes into contact with the hydrophilic coating 449 in the reaction space 241, the remaining portion of the sample 420a is also moved toward the hydrophilic coating 449.

이후 계속하여 시료(420a)의 자중(自重) 및 친수성코팅(449)의 인력에 의해 시료(420a)의 나머지 부분도 반응공간(241) 쪽으로 이동하게 된다.Subsequently, the remaining portion of the sample 420a is moved toward the reaction space 241 by the self weight of the sample 420a and the attractive force of the hydrophilic coating 449.

이때, 반응공간(241)에 가장 인접하게 배치된 시료운반소자(441")에 접지전압(GND)을 인가하면, 시료(420a)가 반응공간(241) 쪽으로 이동하는 것이 보다 용이해진다.At this time, when the ground voltage GND is applied to the sample transporting element 441 'disposed closest to the reaction space 241, it is easier for the sample 420a to move toward the reaction space 241.

도 3 및 도 11을 참조하면, 시료(420)가 반응공간(241) 내에 완전히 투입되어 시약(423)과 접촉하게 된다.3 and 11, the sample 420 is fully introduced into the reaction space 241 and brought into contact with the reagent 423.

본 실시예에서, 시료소스(421)는 복수개의 시료(420b)로 분리될 수 있을 만큼의 양의 시료물질을 포함하고 있으며, 시료운반소자들(441)을 순차적으로 구동하여 복수개의 시료들(420b)을 순차적으로 분리하여 서로 다른 반응공간들(241)로 이동시킨다. 예를 들어, 복수개의 반응공간들(241)에는 2종류 이상의 시약들(도시되지 않음)이 배치될 수 있다.In the present embodiment, the sample source 421 includes a sample material that can be separated into a plurality of samples 420b, and sequentially drives the sample carrier devices 441 to collect a plurality of samples 420b are sequentially separated and transferred to different reaction spaces 241. [ For example, two or more kinds of reagents (not shown) may be disposed in the plurality of reaction spaces 241.

상기와 같은 본 실시예에 따르면, 시료소스(421)로부터 순차적으로 복수개의 시료들(240)을 분리하여 복수개의 반응공간들(241)에 투입할 수 있다. 따라서 수작업으로 시료를 투입하는 경우에 비해 정확도가 향상되고, 극미량의 시료라 할지라도 손쉽게 투입이 가능하다.According to the present embodiment as described above, a plurality of samples 240 can be sequentially separated from the sample source 421 and put into a plurality of reaction spaces 241. Therefore, the accuracy is improved compared with the case of manually injecting the sample, and even a very small amount of sample can be injected easily.

도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피씨알모듈의 반응공간에 시료를 투입하는 방법을 나타내는 단면도들이다. 본 실시예에서, 반응공간에 인접하게 배치된 시료운반소자들의 구동방법을 제외한 나머지 구성요소들은 도 3 내지 도 12에 도시된 실시예와 동일하므로, 동일한 구성요소들에 대한 중복되는 설명은 생략한다.13 and 14 are cross-sectional views illustrating a method of injecting a sample into a reaction space of a PC Al module according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the remaining components except for the method of driving the sample transporting elements disposed adjacent to the reaction space are the same as the embodiment shown in Figs. 3 to 12, so that redundant description of the same components is omitted .

도 13을 참조하면, 반응공간(241)에 가장 가까이 있는 하나의 시료운반소자(441a)에 양의 전위(+)가 인가되고 인접하는 시료운반소자(441')에는 접지전위(GND)가 인가되면, 시료(420a)는 응집된 상태가 된다.13, a positive potential (+) is applied to one sample transport element 441a closest to the reaction space 241 and a ground potential GND is applied to the adjacent sample transport element 441 ' The sample 420a is in a coagulated state.

본 실시예에서, 반응공간(241)에 가까이 있는 하나의 시료운반소자(441a) 뿐만 아니라 반응공간(241)을 중심으로 서로 마주보는 다른 하나의 시료운반소자(441b)에도 양의 전위(+)가 인가된다. 양의 전위(+)는 시료(420a)를 끌어당기는 역할을 하므로, 서로 마주보는 두 개의 시료운반소자들(441a, 441b)에 양의 전위(+)가 인가되면 시료(420a)가 보다 용이하게 반응공간(421) 내로 투입될 수 있다. 다른 실시예에서, 서로 마주보는 두 개의 시료운반소자들(441a, 441b) 뿐만 아니라 반응공간(241)에 접하여 둘러싸고 있는 모든 시료운반소자들에 양의 전위(+)가 인가될 수도 있다.In this embodiment, not only one sample transporting element 441a close to the reaction space 241 but also the other sample transporting element 441b facing each other with the reaction space 241 as a center is moved to the positive potential + Is applied. Since the positive potential (+) serves to attract the sample 420a, when the positive potential (+) is applied to the two sample transporting elements 441a and 441b facing each other, the sample 420a is more easily Can be introduced into the reaction space 421. In another embodiment, a positive potential (+) may be applied to all of the sample transport elements adjacent to the reaction space 241 as well as the two sample transport elements 441a and 441b facing each other.

도 14를 참조하면, 이후 반응공간(241)에 가장 인접하게 배치된 하나의 시료운반소자(441a)에 접지전압(GND)을 인가하고, 반응공간(241)을 중심으로 서로 마주보는 다른 하나의 시료운반소자(441b)에는 양의 전위(+)를 인가하면, 시료(420a)가 반응공간(241)내로 보다 용이하게 투입된다. 다른 실시예에서, 반응공간(241)에 접하여 둘러싸고 있는 모든 시료운반소자들 중에서 하나의 시료운반소자(441a)에만 접지전압(GND)이 인가되고 나머지 시료운반소자들에는 양의 전위(+)가 인가될 수도 있다.14, a ground voltage GND is applied to one sample transporting element 441a disposed closest to the reaction space 241, and the other one of the sample transporting elements 441a, When the positive potential (+) is applied to the sample transporting element 441b, the sample 420a is more easily injected into the reaction space 241. [ In another embodiment, the ground voltage GND is applied to only one of the sample transporting elements 441a among all the sample transporting elements surrounding the reaction space 241, and the positive transport (+) is applied to the remaining sample transporting elements .

도 15는 도 14에 도시된 시료가 응집된 상태인 것을 나타내는 단면도이다.15 is a cross-sectional view showing that the sample shown in Fig. 14 is in a coagulated state.

도 15를 참조하면, 반응공간(241) 내에 시료(420a)가 투입된 후에 반응공간(241)을 둘러싸고 있는 모든 시료운반소자들에 접지전압(GND)을 인가한다. 반응공간(241)을 둘러싸고 있는 모든 시료운반소자들에 접지전압(GND)이 인가되면, 시료(420a)가 응집된 상태가 된다. 시료(420a)가 응집된 상태가 되면 시료의 두께가 증가하여 수직방향으로 측정되는 광의 감도가 증가하여 정확도가 향상된다.Referring to FIG. 15, a ground voltage GND is applied to all sample transporting elements surrounding the reaction space 241 after the sample 420a is introduced into the reaction space 241. When the ground voltage GND is applied to all of the sample transporting elements surrounding the reaction space 241, the sample 420a is in a coagulated state. When the sample 420a is in a cohered state, the thickness of the sample increases and the sensitivity of the light measured in the vertical direction increases, thereby improving the accuracy.

다른 실시예에서, 반응공간(241)을 둘러싸고 있는 일부의 시료운반소자들에만 접지전압(GND)을 인가하고 나머지 시료운반소자들은 플로팅 상태일 수도 있다.In another embodiment, the ground voltage (GND) may be applied to only some of the sample transport elements surrounding the reaction space 241 and the remaining sample transport elements may be in a floating state.

상기와 같은 본 실시예에 따르면, 기판의 전위를 조절하여 시료의 접촉면적을 줄이고 두께를 증가시키는 경우, 수직방향으로 측정되는 광의 감도가 증가하여 정확도가 향상된다.According to this embodiment, when the potential of the substrate is adjusted to reduce the contact area of the sample and increase the thickness, the sensitivity of the light measured in the vertical direction increases, thereby improving the accuracy.

도 16은 도 14에 도시된 시료가 펼쳐진 상태인 것을 나타내는 단면도이다.16 is a cross-sectional view showing that the sample shown in Fig. 14 is unfolded.

도 16을 참조하면, 반응공간(241) 내에 시료(420a)가 투입된 후에 반응공간(241)을 둘러싸고 있는 모든 시료운반소자들에 양의 전위(+)(또는 음의 전위(-))를 인가한다. 반응공간(241)을 둘러싸고 있는 모든 시료운반소자들에 양의 전위(+)가 인가되면, 시료(420b)가 펼쳐진 상태가 된다. 시료(420b)가 펼쳐진 상태가 되면 시료(420b)와 격벽(321) 사이의 접촉면적이 증가한다. 시료(420b)와 격벽(321) 사이의 접촉면적이 증가하면, 온도제어부(370)에서 발생된 열이 시료(420b)에 보다 용이하게 전달된다.16, a positive potential (+) (or a negative potential (-)) is applied to all the sample transporting elements surrounding the reaction space 241 after the sample 420a is injected into the reaction space 241 do. When positive potential (+) is applied to all the sample transporting elements surrounding the reaction space 241, the sample 420b is in an unfolded state. When the sample 420b is unfolded, the contact area between the sample 420b and the partition wall 321 increases. When the contact area between the sample 420b and the partition 321 increases, the heat generated by the temperature controller 370 is more easily transmitted to the sample 420b.

다른 실시예에서, 반응공간(241)을 둘러싸고 있는 일부의 시료운반소자들에만 양의 전압(+)을 인가하고 나머지 시료운반소자들은 플로팅 상태일 수도 있다.In another embodiment, a positive voltage (+) may be applied only to some of the sample transport elements surrounding the reaction space 241 and the remaining sample transport elements may be in a floating state.

상기와 같은 본 실시예에 따르면, 기판의 전위를 조절하여 시료의 접촉면적을 늘리고 두께를 감소시키는 경우, 시료의 온도가 용이하게 조절될 수 있다.According to this embodiment, when the potential of the substrate is adjusted to increase the contact area of the sample and reduce the thickness, the temperature of the sample can be easily adjusted.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 본 발명은 EWOD기술을 이용하여 기판의 전위를 조절하여 액적 형태의 시료의 크기와 면적을 용이하게 변경시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the size and area of the droplet-shaped sample can be easily changed by adjusting the potential of the substrate using the EWOD technique.

또한, 베이스기판 상에 시료운반소자들 및 소수성막을 배치하고, 시료운반소자들을 개별적으로 구동하여 시료를 반응공간 내의 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.In addition, the sample transport elements and the hydrophobic membrane can be disposed on the base substrate, and the sample transport elements can be individually driven to move the sample to a desired position in the reaction space.

또한, 격벽 상에 시료운반소자들 및 소수성막을 배치하고 반응공간 내에 친수성코팅을 하여, 시료를 반응공간에 용이하게 삽입할 수 있다.In addition, the sample transporting elements and the hydrophobic membrane may be disposed on the partition wall and hydrophilic coated in the reaction space, so that the sample can be easily inserted into the reaction space.

또한, 시료소스로부터 순차적으로 복수개의 시료들을 분리하여 복수개의 반응공간들에 투입할 수 있다. 따라서 수작업으로 시료를 투입하는 경우에 비해 정확도가 향상되고, 극미량의 시료라 할지라도 손쉽게 투입이 가능하다.In addition, a plurality of samples may be sequentially separated from a sample source and put into a plurality of reaction spaces. Therefore, the accuracy is improved compared with the case of manually injecting the sample, and even a very small amount of sample can be injected easily.

또한, 시료운반소자들의 전위를 조절하여 시료의 접촉면적을 줄이고 두께를 증가시키는 경우, 수직방향으로 측정되는 광의 감도가 증가하여 정확도가 향상된다.In addition, when the contact area of the sample is reduced and the thickness is increased by adjusting the potentials of the sample transporting devices, the sensitivity of the light measured in the vertical direction increases, thereby improving the accuracy.

또한, 시료운반소자들의 전위를 조절하여 시료의 접촉면적을 늘리고 두께를 감소시키는 경우, 시료의 온도가 용이하게 조절될 수 있다.Further, when the potential of the sample transporting elements is adjusted to increase the contact area of the sample and reduce the thickness, the temperature of the sample can be easily controlled.

따라서, 자동화된 공정을 이용하여 시료를 반응공간 내에 투입하여 투입과정에서 시약이 오염되는 것이 방지된다.Therefore, the sample is injected into the reaction space using an automated process, thereby preventing the reagent from being contaminated during the injection process.

본 발명은 유전물질을 증폭하여 검사하는 장치에 사용될 수 있는 산업상 이용가능성을 갖는다.The present invention has industrial applicability that can be used in devices for amplifying and inspecting dielectric materials.

100 : 리더시스템 110 : 중앙정보처리부
120 : 메모리 130 : 인터페이스
150 : 냉각부재 200 : 피씨알모듈
220 : 광원구동부 230 : 광원
233 : 여기광원필터 240 : 반응공간
301 : 베이스기판 310 : 광학센서 어레이
313 : 이미션필터 320 : 격벽
325 : 커버 360 : 온도센서
370 : 온도제어부 420 : 시료
420a : 응집된 시료 420b : 펼쳐진 시료
421 : 시료소스 423 : 시약
430 : 제어인터페이스 440 : 시료운반소자
445 : 소수성막 449 : 친수성코팅
100: Reader system 110: Central information processor
120: memory 130: interface
150: cooling member 200: PC al module
220: light source driver 230: light source
233: excitation light source filter 240: reaction space
301: base substrate 310: optical sensor array
313: Emissive filter 320:
325: cover 360: temperature sensor
370: temperature control unit 420: sample
420a: coagulated sample 420b: spread sample
421: sample source 423: reagent
430: control interface 440: sample carrier element
445: hydrophobic film 449: hydrophilic coating

Claims (7)

리더시스템(Reader System)과 탈착가능하도록 결합되는 피씨알모듈(PCR Module)에 있어서,
절연물질을 포함하는 베이스기판;
상기 베이스 기판 내에 배치되며 어레이 형상으로 배열되어 시료에서 발생되는 방출광을 감지하여 광감지신호를 생성하는 복수개의 광센서들을 포함하는 광학센서어셈블리;
상기 베이스기판 상에 돌출되어 상기 시료를 수납하는 반응공간을 정의하는 격벽;
상기 격벽이 형성된 상기 베이스기판과 결합하여 상기 시료의 습도를 일정하게 유지시키는 커버;
상기 광학센서어셈블리 상에 배치되는 복수개의 시료운반소자들;
상기 시료운반소자를 커버하고 상기 반응공간의 바닥면을 정의하는 소수성막; 및
상기 광학센서어셈블리 및 상기 시료운반소자들에 전기적으로 연결되며, 상기 광감지신호를 상기 리더시스템으로 전송하며, 상기 리더시스템으로부터 전위제어신호를 인가받아 상기 시료운반소자들에 서로 다른 전위 포텐셜을 인가하는 제어회로를 포함하는 피씨알모듈.
1. A PCR module detachably coupled to a reader system,
A base substrate comprising an insulating material;
An optical sensor assembly arranged in the base substrate and arranged in an array to detect emitted light generated from the sample to generate a light sensing signal;
A barrier rib protruding from the base substrate to define a reaction space for accommodating the sample;
A cover coupled to the base substrate on which the barrier rib is formed to maintain a constant humidity of the sample;
A plurality of sample delivery elements disposed on the optical sensor assembly;
A hydrophobic film covering the sample transporting element and defining a bottom surface of the reaction space; And
The optical sensor assembly and the sample transporting elements, the optical sensing signal is transmitted to the reader system, and a potential control signal is applied from the reader system to apply different potentials to the sample transporting elements And a control circuit for controlling the control circuit.
제1항에 있어서, 상기 시료는 상기 소수성막 상에 배치되는 액적형태를 포함하며, 상기 시료운반소자들에 인가되는 전위 포텐셜에 따라 상기 액적형태의 높이와 평면상에서의 면적이 달라지는 것을 특징으로 하는 피씨알모듈.The apparatus according to claim 1, wherein the sample includes a droplet shape disposed on the hydrophobic film, and the height of the droplet shape and the area on a plane differ according to a potential potential applied to the sample transporting elements PC Al module. 제2항에 있어서, 상기 피씨알모듈이 관측모드일 경우, 상기 시료의 하부에 배치되는 시료운반소자에는 접지전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 피씨알모듈.3. The PC Al module according to claim 2, wherein when the PC Al module is in the observation mode, a ground potential is applied to a sample transport element disposed under the sample. 제2항에 있어서, 상기 피씨알모듈이 가열모드일 경우, 상기 시료의 하부에 배치되는 복수개의 시료운반소자들에 양의 전위 또는 음의 전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 피씨알모듈.The PC Al module according to claim 2, wherein when the PC Al module is in a heating mode, a positive potential or a negative potential is applied to a plurality of sample transport elements disposed under the sample. 제1항에 있어서, 도전성 물질을 포함하고 길게 연장되어 전류의 흐름에 따라 열을 발생시키는 온도조절라인들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨알모듈.The PC Al module according to claim 1, further comprising temperature control lines including a conductive material and extending long to generate heat in accordance with a current flow. 리더시스템(Reader System)과 탈착가능하도록 결합되는 피씨알모듈(PCR Module)에 있어서,
절연물질을 포함하는 베이스기판;
상기 베이스 기판 내에 배치되며 어레이 형상으로 배열되어 시료에서 발생되는 방출광을 감지하여 광감지신호를 생성하는 복수개의 광센서들을 포함하는 광학센서어셈블리;
상기 베이스기판 상에 돌출되어 반응공간을 형성하는 격벽;
상기 격벽이 형성된 상기 베이스기판과 결합하여 상기 시료의 습도를 일정하게 유지시키는 커버;
상기 격벽 내에 배치되는 복수개의 시료운반소자들;
상기 시료운반소자를 커버하고 상기 격벽의 상면에 형성되는 소수성막;
인접하는 격벽들 사이의 형성되는 반응공간의 내면 상에 형성되는 친수성코팅; 및
상기 광학센서어셈블리 및 상기 시료운반소자들에 전기적으로 연결되며, 상기 광감지신호를 상기 리더시스템으로 전송하며, 상기 리더시스템으로부터 전위제어신호를 인가받아 상기 시료운반소자들에 서로 다른 전위 포텐셜을 인가하는 제어회로를 포함하는 피씨알모듈.
1. A PCR module detachably coupled to a reader system,
A base substrate comprising an insulating material;
An optical sensor assembly arranged in the base substrate and arranged in an array to detect emitted light generated from the sample to generate a light sensing signal;
A partition wall protruding from the base substrate to form a reaction space;
A cover coupled to the base substrate on which the barrier rib is formed to maintain a constant humidity of the sample;
A plurality of sample carrying elements disposed in the partition wall;
A hydrophobic film covering the sample transporting device and formed on the upper surface of the barrier rib;
A hydrophilic coating formed on an inner surface of a reaction space formed between adjacent partition walls; And
The optical sensor assembly and the sample transporting elements, the optical sensing signal is transmitted to the reader system, and a potential control signal is applied from the reader system to apply different potentials to the sample transporting elements And a control circuit for controlling the control circuit.
제6항에 있어서, 상기 시료는 액적형상을 포함하며, 상기 시료운반소자들 상에 인가되는 상기 전위포텐셜의 변화에 따라 상기 격벽의 상면을 따라 이동하여 상기 반응공간 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 피씨알모듈.7. The method of claim 6, wherein the sample includes a droplet shape and is inserted into the reaction space by moving along the upper surface of the partition wall in accordance with the change of the potential potential applied on the sample carrying elements. Al module.
KR1020170063196A 2016-05-25 2017-05-22 PCR Module KR101904506B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160064269 2016-05-25
KR20160064269 2016-05-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170133267A true KR20170133267A (en) 2017-12-05
KR101904506B1 KR101904506B1 (en) 2018-10-05

Family

ID=60412473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170063196A KR101904506B1 (en) 2016-05-25 2017-05-22 PCR Module

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101904506B1 (en)
WO (1) WO2017204512A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200139332A (en) * 2019-06-04 2020-12-14 (주)옵토레인 Well array for pcr

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3074267B1 (en) * 2017-11-28 2020-09-25 Osmose AIR RENEWAL DEVICE IN A CONFINED ENCLOSURE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050056870A (en) * 2003-12-10 2005-06-16 삼성전자주식회사 Module for polymerase chain reaction and multiple polymerase chain reaction system
KR20050106408A (en) * 2003-01-31 2005-11-09 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘 피 Microfluidic device with thin-film electronic devices
KR20100114557A (en) * 2009-04-16 2010-10-26 한국전자통신연구원 Apparatus for polymerase chain reaction
KR20140114206A (en) * 2013-03-18 2014-09-26 나노바이오시스 주식회사 Heating block for polymerase chain reaction comprising repetitively disposed patterned heater and device for polymerase chain reaction comprising the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7507575B2 (en) * 2005-04-01 2009-03-24 3M Innovative Properties Company Multiplex fluorescence detection device having removable optical modules
KR100952102B1 (en) * 2007-08-29 2010-04-13 한양대학교 산학협력단 Chip for micro polymerase chain reaction and manufacture method thereof
KR101368463B1 (en) * 2010-04-23 2014-03-03 나노바이오시스 주식회사 Device for amplify nucleic acid comprising two heating block

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050106408A (en) * 2003-01-31 2005-11-09 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘 피 Microfluidic device with thin-film electronic devices
KR20050056870A (en) * 2003-12-10 2005-06-16 삼성전자주식회사 Module for polymerase chain reaction and multiple polymerase chain reaction system
KR20100114557A (en) * 2009-04-16 2010-10-26 한국전자통신연구원 Apparatus for polymerase chain reaction
KR20140114206A (en) * 2013-03-18 2014-09-26 나노바이오시스 주식회사 Heating block for polymerase chain reaction comprising repetitively disposed patterned heater and device for polymerase chain reaction comprising the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
An integrated CMOS quantitative-polymerasechain-reaction lab-on-chip for point-of-care diagnostics(Haig Norian, Lab on a Chip, Jan. 2012) *
학회지(2014) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200139332A (en) * 2019-06-04 2020-12-14 (주)옵토레인 Well array for pcr

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017204512A1 (en) 2017-11-30
KR101904506B1 (en) 2018-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1850124B1 (en) Field effect transistor for detecting ionic material and method of detecting ionic material using the same
US10596572B2 (en) Feedback system for parallel droplet control in a digital microfluidic device
Schumacher et al. Highly-integrated lab-on-chip system for point-of-care multiparameter analysis
EP1984731B1 (en) Apparatus for regulating the temperature of a biological and/or chemical sample and method of using the same
JP5730998B2 (en) Electrical fluid interface
US20190032114A1 (en) Point-of-care nucleic acid amplification and detection
US20140166484A1 (en) Systems and Methods for an Integrated Bio-Entity Manipulation and Processing Semiconductor Device
US20060183261A1 (en) Method of forming a biological sensor
JP2004101253A (en) Organism and chemical sample testing device
US11660602B2 (en) Temperature control on digital microfluidics device
KR101904506B1 (en) PCR Module
JP2009531704A (en) Integrated device comprising an array of photodetectors and an array of sample sites
US20180104695A1 (en) Fluid extraction from a microfluidic device
CN112881494A (en) Field effect transistor type biosensing device for multi-index detection
US20080315861A1 (en) Biomolecule detector based on field effect transistor arrays containing reference electrodes and detection method for biomolecules using the same
US20220234046A1 (en) Magnetic particle extraction in an ewod instrument
CN105510283B (en) High throughput fluorescence imaging system and apparatus with sample heating capability and related methods
US10870114B2 (en) EWOD cartridge position sensing when docked in EWOD instrument
KR101972579B1 (en) Pcr module and inspection method using the same
Samiei et al. Biosensing on Digital Microfluidics: From Sample Preparation to Detection
US11980885B2 (en) Temperature control on digital microfluidics device
US20210170396A1 (en) Fluid testing
US20220404345A1 (en) Sensing chip with fluidic device
US11517904B2 (en) Digital microfluidics for polymerase chain reaction
TW202300907A (en) Sensing chip with fluid device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right