KR20180022167A - 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법 - Google Patents

병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180022167A
KR20180022167A KR1020160107131A KR20160107131A KR20180022167A KR 20180022167 A KR20180022167 A KR 20180022167A KR 1020160107131 A KR1020160107131 A KR 1020160107131A KR 20160107131 A KR20160107131 A KR 20160107131A KR 20180022167 A KR20180022167 A KR 20180022167A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lamp
mixture
buffer solution
cocktail
passage
Prior art date
Application number
KR1020160107131A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101905114B1 (ko
Inventor
서태석
오승준
김도현
Original Assignee
한국과학기술원
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 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020160107131A priority Critical patent/KR101905114B1/ko
Publication of KR20180022167A publication Critical patent/KR20180022167A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101905114B1 publication Critical patent/KR101905114B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING 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
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING 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
    • C12Q2531/00—Reactions of nucleic acids characterised by
    • C12Q2531/10—Reactions of nucleic acids characterised by the purpose being amplify/increase the copy number of target nucleic acid
    • C12Q2531/119—Strand displacement amplification [SDA]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

본 발명에 의하면, 회전중심으로부터 이격되어 위치하는 단위 공정부를 포함하며, 상기 단위 공정부는 병원균의 DNA/RNA를 분리하는 전처리부와, 상기 전처리부에 의해 전처리된 시료와 EBT 함유 LAMP 칵테일이 혼합된 LAMP 혼합물이 저장되는 수집 챔버와, 상기 수집 챔버로부터 공급되는 상기 LAMP 혼합물을 분배하여 시료에 대한 병원균 비색 검출이 수행되는 LAMP 혼합물 분배부를 구비하며, 상기 LAMP 혼합물 분배부는, 상기 수집 챔버와 연결되고 원주방향을 따라서 연장되는 연장부; 상기 연장부의 반경방향 바깥에 원주방향을 따라 일렬로 배치되고 상기 연장부와 각각 연결되는 다수의 LAMP 혼합물 수용부; 상기 다수의 LAMP 혼합물 수용부와 일대일로 대응하여 각각 연결되고 상기 LAMP 혼합물 수용부보다 반경방향 바깥에 위치하는 LAMP 반응 챔버; 상기 다수의 LAMP 반응 챔버 중 적어도 하나에 수용된 LAMP 프라이머를 구비하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법이 제공된다.

Description

병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법 {MICROFLUIDIC DEVICE FOR COLORIMETRIC PATHOGEN DETECTION AND COLORIMETRIC PATHOGEN DETECTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 병원균 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 병원균을 신속하게 검출할 수 있도록 하는 병원균 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법에 관한 것이다.
병원균을 검출하는 종래의 기술의 한 예로서 등록특허 제10-1264170호에는 내벽의 일부 또는 전체에 수용체가 고정되어 있고, 고정된 수용체와 결합한 병원균 시류와 기질을 반응시켜 반응 부산물을 생성시키는 반응부; 상기 반응부에 생성된 상기 반응 부산물에 일정한 입사각으로 빛을 입사시키는 광원부; 및 상기 반응 부산물에 입시시킨 상기 빛의 광 반사율을 검출하여 그 검출한 상기 광 반사율에 따라 상기 병원균을 검출하는 검출기가 개시되어 있다. 하지만, 이러한 종래의 검출기는 한 번에 많은 샘플을 분석할 수 없으며, 다양한 병원균에 대한 검출도 불가능하다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1264170 "병원균을 검출하기 위한 장치 및 그 방법" (2013.05.14.) 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2011-0043034 "미세유동장치 및 이를 이용한 시료검사장치" (2011.04.27.) 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2012-0023411 "미세유동장치 및 이를 이용한 시료검사장치" (2012.03.13.) 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2012-0093636 "미세유동장치" (2012. 08.23.)
본 발명의 목적은 다양한 병원균을 신속하게 검출할 수 있도록 하는 병원균 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
회전중심으로부터 이격되어 위치하는 단위 공정부를 포함하며, 상기 단위 공정부는 병원균의 DNA/RNA를 분리하는 전처리부와, 상기 전처리부에 의해 전처리된 시료와 EBT 함유 LAMP 칵테일이 혼합된 LAMP 혼합물이 저장되는 수집 챔버와, 상기 수집 챔버로부터 공급되는 상기 LAMP 혼합물을 분배하여 시료에 대한 병원균 비색 검출이 수행되는 LAMP 혼합물 분배부를 구비하며, 상기 LAMP 혼합물 분배부는, 상기 수집 챔버와 연결되고 원주방향을 따라서 연장되는 연장부; 상기 연장부의 반경방향 바깥에 원주방향을 따라 일렬로 배치되고 상기 연장부와 각각 연결되는 다수의 LAMP 혼합물 수용부; 상기 다수의 LAMP 혼합물 수용부와 일대일로 대응하여 각각 연결되고 상기 LAMP 혼합물 수용부보다 반경방향 바깥에 위치하는 LAMP 반응 챔버; 상기 다수의 LAMP 반응 챔버 중 적어도 하나에 수용된 LAMP 프라이머를 구비하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재된 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, LAMP 혼합물 분배부에 의해 분배된 LAMP 혼합물이 다양한 LAMP 프라이머가 수용된 LAMP 반응 챔버에서 LAMP 및 비색 검출이 수행되므로 다양한 병원균을 신속하게 검출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병원균 검출용 미세유체 디바이스를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 하나의 단위 공정부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 병원균 검출용 미세유체 디바이스를 이용한 병원균 비색 검출 방법을 도시한 순서도이다.
도 4 내지 도 15는 도 3에 도시된 병원균 비색 검출 방법의 각 단계가 단위 공정부에서 수행되는 상태를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 병원균 검출용 미세유체 디바이스(microfluidic device)(이하, '미세유체 디바이스'로 약칭함)가 사시도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유체 디바이스(100)는 대체로 디스크 형상으로서, 그 중심에는 회전중심(O)이 마련된다. 미세유체 디바이스(100)는 회전중심(O)으로부터 반경방향으로 이격되어서 위치하고 원주방향을 따라 차례대로 배치되는 다수의 단위 공정부(101)를 구비한다. 본 실시예에서는 단위 공정부(101)의 수가 3개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 미세유체 디바이스(100)가 2개 이하의 단위 공정부(101)를 구비하거나 4개 이상의 단위 공정부(101)를 구비하는 경우도 포함하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 또한, 본 실시예에서는 미세유체 디바이스(100)가 디스크 형상인 것으로 설명하지만, 본 발명은 미세유체 디바이스(100)를 디스크 형상으로 제한하지 않는다. 상세히 도시되지는 않았으나, 본 실시예에서 미세 유체 디바이스(100)는 단위 공정부(101)를 구성하는 패턴이 일면에 형성된 패턴 형성층과, 패턴 형성층에서 패턴이 형성된 일면에 부착되는 폐쇄 필름과, 폐쇄 필름의 반대편에서 패턴 형성층에 부착되어서 패턴 형성층에 마련된 여러 주입구를 막는 밀봉 필름을 구비한다. 본 실시예에서, 패턴 형성층은 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 재질이며, 패턴 형성층에 형성된 패턴은 CNC 밀링 머신을 이용하여 홈 형태로 가공된다. 본 실시예에서, 폐쇄층은 PSA 호일(Pressure Sensitive Adhesisve foil)이 사용된다.
도 2에는 도 1에 도시된 단위 공정부(101)가 회전중심(O)과 함께 평면도로서 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 단위 공정부(101)는 표적물질 포획부(105)와, 시료 저장부(110)와, 세척버퍼액 저장부(115)와, 세척버퍼액 도입 통로(120)와, 용리버퍼액 저장부(125)와, 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)와, LAMP(loop-mediated isothermal amplification) 칵테일(cocktail) 저장부(138)와, LAMP 칵테일 도입 통로(140)와, 배출 통로(150)와, 폐기액 챔버(155)와, 수집 챔버(160)와, LAMP 혼합물 분배부(170)와, LAMP 혼합물 흐름 제어 통로(190)과, 잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버(197)를 포함한다. 표적물질 포획부(105)와, 세척버퍼액 저장부(115)와, 세척버퍼액 도입 통로(120)와, 용리버퍼액 저장부(125)와, 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)는 시료에서 병원균의 DNA/RNA를 분리하는 전처리부를 구성한다.
표적물질 포획부(105)는 지그재그 형상의 포획 통로(106)와, 포획 통로(106)의 내부에 채워진 실리카 비드와 같은 포획 수단(109)을 구비한다. 표적물질 포획부(105)에서는 포획 통로(106)로 유입된 시료에서 DNA나 RNA와 같은 표적물질을 포함하는 물질이 포획 수단(109)에 의해 포획된다. 포획 통로(106)의 양단에는 입구(107)와 출구(108)가 위치한다. 입구(107)는 회전중심(O)을 기준으로 반경방향 안쪽에 위치하고 출구(108)는 반경방향 바깥쪽에 위치한다. 포획 수단(109)에는 시료에서 표적물질을 포함하는 물질이 흡착된다. 본 실시예에서 포획 수단(109)는 실리카 비드인 것으로 설명한다. 상세히 도시되지는 않았으나, 포획 통로(106)의 하류 끝단에는 위어(weir) 구조가 형성되어서 포획 수단(109)는 포획 통로(106) 내부에 수용된 상태로 유지된다.
시료 저장부(110)는 챔버 형태로서, 포획 통로(105)의 입구(107)보다 반경방향 안쪽에 위치하며, 포획 통로(105)의 입구(107)와 이어진다. 시료 저장부(110)에는 시료가 저장된다. 시료 저장부(110)의 반경방향 안 끝단에는 연장 통로(111)가 연결된다. 연장 통로(111)는 대체로 반경방향을 따라서 연장되고, 그 반경방향 바깥 끝단이 시료 저장부(110)와 연결된다. 연장 통로(111)에서 시료 저장부(110)와 인접한 위치에는 모세관 밸브로 구성된 밸브부(112)가 마련된다.
세척버퍼액 저장부(115)는 챔버 형태로서, 시료 저장부(110)보다 회전중심(O)에 더 가깝게 위치한다. 세척버퍼액 저장부(115)는 원주방향을 따라서 연장 통로(111)를 사이에 두고 용리버퍼액 저장부(125)의 건너편에 위치한다. 세척버퍼액 저장부(115)에는 세척버퍼액(washing solution)이 저장된다. 세척버퍼액은 포획 수단(109)에 포획된 물질에서 표적물질을 제외한 나머지 성분을 포획 수단(109)으로부터 세척하여 제거한다. 미세유체 디바이스(100)에는 세척버퍼액 저장부(115)로 세척버퍼액을 주입하기 위한 세척버퍼액 주입 홀이 형성되며, 세척버퍼액 주입 홀은 앞서 설명된 밀봉 필름에 의해 밀봉된다. 세척버퍼액 저장부(115)의 주변에는 세척버퍼액 저장부(115)를 빙둘러서 감싸는 밸브부(116)가 마련된다. 밸브부(116)는 높이차를 이용하는 수동형 밸브로서, 세척버퍼액 저장부(115)에 저정된 세척버퍼액이 쉽게 넘어가지 못하도록 한다. 미세유체 디바이스(100)이 회전중심(O)을 중심으로 회전할 때 발생하는 원심력에 의해 세척버퍼액 저장부(115)에 저장된 세척버퍼액이 밸브부(116)를 넘은 후 세척버퍼액 도입 통로(120)로 유입된다.
세척버퍼액 도입 통로(120)는 대체로 직선으로 연장되어서 세척버퍼액 저장부(115)의 반경방향 바깥쪽 끝단과 연장 통로(111)를 연결한다. 세척버퍼액 도입 통로(120)에서 세척버퍼액 저장부(115)와 연결되는 부분이 연장 통로(111)와 연결되는 부분보다 반경방향 안쪽에 위치한다. 또한, 세척버퍼액 도입 통로(120)에서 연장 통로(111)와 연결되는 부분은 밸브부(112)보다 반경방향 안쪽에 위치한다.
용리버퍼액 저장부(125)는 챔버 형태로서, 시료 저장부(110)보다 회전중심(O)에 더 가깝게 위치한다. 또한, 용리버퍼액 저장부(125)는 연장 통로(111)를 사이에 두고 원주방향을 따라서 세척버퍼액 저장부(115)의 건너편에 위치한다. 용리버퍼액 저장부(125)에는 용리버퍼액(Elution Solution)이 저장된다. 용리버퍼액은 포획 수단(109)에 흡착된 표적물질을 포획 수단(109)으로부터 분리시킨다. 미세유체 디바이스(100)에는 용리버퍼액 저장부(125)에 용리버퍼액을 주입하기 위한 용리버퍼액 주입 홀이 형성되며, 용리버퍼액 주입 홀은 앞서 설명된 밀봉 필름에 의해 밀봉된다. 용리버퍼액 저장부(125)의 주변에는 용리버퍼액 저장부(125)를 빙둘러서 감싸는 밸브부(126)가 마련된다. 밸브부(126)는 높이차를 이용하는 수동형 밸브로서, 용리버퍼액 저장부(126)에 저정된 용리버퍼액이 쉽게 넘어가지 못하도록 한다. 미세유체 디바이스(100)가 회전중심(O)을 중심으로 회전할 때 발생하는 원심력에 의해 용리버퍼액 저장부(125)에 저장된 용리버퍼액이 밸브부(126)를 넘은 후 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)로 유입된다.
용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)는 용리버퍼액 저장부(125)에 저장된 용리버퍼액을 적절한 시기에 포획 통로(106)로 유입시킨다. 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)는 용리버퍼액 저장부(125)로부터 연장되어서 연장 통로(111)와 연결된다. 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)는 용리버퍼액 저장부(125)로부터 대체로 반경방향 안쪽으로 연장된 후 부드러운 곡선을 이루며 방향이 반경방향 바깥쪽으로 전환되어서 연장된다. 그에 따라, 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)는 용리버퍼액의 흐름 방향을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부(132)을 구비한다. 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)가 연장 통로(111)와 연결되는 부분은 세척버퍼액 도입 통로(120)가 연장 통로(111)와 연결되는 부분보다 반경방향 안쪽에 위치한다.
LAMP 칵테일 저장부(138)는 반경방향에 대해서는 세척버퍼액 저장부(115) 및 용리버퍼액 저장부(125)보다 반경방향 바깥쪽에 위치하며, 원주방향에 대해서는 세척버퍼액 저장부(115)보다 용리버퍼액 저장부(125)쪽에 위치한다. LAMP 칵테일 저장부(138)에는 금속지시약인 EBT(Eriochrome Black T)를 함유하는 LAMP 칵테일이 수용된다. LAMP 칵테일은 등온 증폭 공정에서 유전자 증폭에 필요한 물질들을 포함한다. 미세유체 디바이스(100)에는 LAMP 칵테일 저장부(138)에 LAMP 칵테일을 주입하기 위한 LAMP 칵테일 주입 홀이 형성되며, LAMP 칵테일 주입 홀은 앞서 설명된 밀봉 필름에 의해 밀봉된다. LAMP 칵테일 저장부(138)의 주변에는 LAMP 칵테일 저장부(138)를 빙둘러서 감싸는 밸브부(139)가 마련된다. 밸브부(139)는 높이차를 이용하는 수동형 밸브로서, LAMP 칵테일 저장부(138)에 저정된 LAMP 칵테일이 쉽게 넘어가지 못하도록 한다. 미세유체 디바이스(100)가 회전중심(O)을 중심으로 회전할 때 발생하는 원심력에 의해 LAMP 칵테일 저장부(138)에 저장된 반응액이 밸브부(139)를 넘은 후 LAMP 칵테일 도입 통로(140)로 유입된다.
LAMP 칵테일 도입 통로(140)는 서로 이어진 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로(141)와 연결 통로(145)를 구비한다. LAMP 칵테일 도입 통로(140)를 통해 LAMP 칵테일 저장부(138)에 저장된 EBT 함유 LAMP 칵테일이 배출 통로(150)로 유입된다.
LAMP 칵테일 흐름 제어 통로(141)는 LAMP 칵테일 저장부(138)로부터 연장되어서 연결 통로(145)와 연결된다. LAMP 칵테일 흐름 제어 통로(141)는 LAMP 칵테일 저장부(138)로부터 대체로 반경방향 안쪽으로 연장된 후 부드러운 곡선을 이루며 방향이 반경방향 바깥쪽으로 전환되어서 연장된다. 그에 따라, LAMP 칵테일 흐름 제어 통로(141)는 LAMP 칵테일의 흐름을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부(142)를 구비한다.
연결 통로(145)는 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로(141)의 하류측 끝단으로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되어서 배출 통로(150)와 연결된다.
배출 통로(150)는 표적 물질 포획부(105)와 연결 통로(145)보다 반경방향 바깥쪽에 위치하며, 회전중심(O)에 대해 대체로 원주방향을 따라 연장된다. 배출 통로(150)의 반경방향 안쪽에 포획 통로(105)와 연결되는 부분(P1)과 연결 통로(145)와 연결되는 부분(P2)이 각각 원주방향을 따라 이격되어서 위치한다.
폐기액 챔버(155)는 배출 통로(150)의 반경방향 바깥쪽에 위치한다. 폐기액 챔버(155)는 배출 통로(150)로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장된 연결 통로(156)의 끝단에 연결된다. 연결 통로(156)와 배출 통로(150)가 연결되는 부분(P3)은 배출 통로(150)에서 포획 통로(105)와 연결되는 부분(P1)과 서로 대향하도록 위치한다. 연결 통로(156) 상에는 높이 차에 의해 형성된 다수 개(본 실시예에서는 3개)의 모세관 밸브(157)가 마련된다. 이 모세관 밸브(157)에 의하여 폐기액 챔버(155)에 저장된 용액이 외부로 나가는 것이 방지된다. 폐기액 챔버(155)에는 표적물질을 제외한 나머지 불필요한 성분이 저장된다.
수집 챔버(160)는 배출 통로(150)의 반경방향 바깥쪽에 위치한다. 수집 챔버(160)와 배출 통로(150)가 연결되는 부분(P4)은 배출 통로(150)에서 연결 통로(145)와 연결되는 부분(P2)과 대향하도록 위치한다. 수집 챔버(160)에는 표적 물질과 EBT 함유 LAMP 칵테일이 함께 유입되어서, 표적 물질과 EBT 함유 LAMP 칵테일이 혼합된 LAMP 혼합물이 저장된다. 수집 챔버(160)에 저장된 LAMP 혼합물은 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로(190)를 통해 LAMP 혼합물 분배부(170)로 공급된다.
LAMP 혼합물 분배부(170)는 수집 챔버(160)를 사이에 두고 원주방향을 따라 폐기액 챔버(155)의 건너편에 위치한다. LAMP 혼합물 분배부(170)는 원주방향을 따라서 길게 연장되는 연장부(171)와, 연장부(171)와 연결되는 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173)와, 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173) 각각에 일대일로 대응하는 다수의 LAMP 반응 챔버(180)와, LAMP 반응 챔버(180)에 수용되는 LAMP 프라이머(primer)(185)와, 대응하는 LAMP 혼합물 수용부(173)와 LAMP 반응 챔버(180)를 연결하는 연결 통로(186)를 구비한다.
연장부(171)는 원주방향을 따라서 길게 연장되는 형태로서, 수집 챔버(160)를 사이에 두고 원주방향을 따라 폐기액 챔버(155)의 건너편에 위치한다. 연장부(171)의 원주방향 수집 챔버(160) 쪽 끝단이 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로(190)와 연결된다.
다수의 LAMP 혼합물 수용부(173)는 원주방향을 따라서 다수 개가 일렬로 배열되며, 연장부(171)보다 반경방향 바깥에 위치한다. 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173)는 연장부(171)의 반경방향 바깥측과 연결된다. 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173) 각각에 LAMP 혼합물이 분배되어서 수용된다. 본 실시예에서는 LAMP 혼합물 수용부(173)가 5개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
다수의 LAMP 반응 챔버(180)는 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173) 각각에 일대일로 대응하여 구비되며, 대응하는 LAMP 혼합물 수용부(173)보다 반경방향 바깥에 위치한다. 다수의 LAMP 반응 챔버(180) 각각은 연결 통로(186)를 통해 대응하는 LAMP 반응 챔버(180)와 연결된다. LAMP 반응 챔버(180) 내부에는 타겟 검출을 위한 다양한 LAMP 프라이머(185)가 각각 수용되며, LAMP 반응 챔버(180)에서 등온 증폭 공정 및 병원균에 대한 비색 검출이 수행된다.
LAMP 프라이머(185)는 병원균 타겟 검출을 위한 것으로서, 초기에 액상으로 LAMP 반응 챔버(180)에 공급되며 이후 건조된다. 본 실시예에서는 5개의 LAMP 반응 챔버(180) 중 4개의 LAMP 반응 챔버(180)에 서로 다른 형태의 LAMP 프라이머(185)가 수용되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 조합으로 LAMP 프라이머(185)가 사용될 수 있다.
연결 통로(186)는 대응하는 LAMP 혼합물 수용부(173)와 LAMP 반응 챔버(180)를 연결한다. 연결 통로(186)는 LAMP 혼합물 수용부(173)와 LAMP 반응 챔버(180)보다 얕은 채널로 형성되어서, 강한 원심력이 가해졌을 때, LAMP 혼합물 수용부(173)에 수용된 LAMP 혼합물이 LAMP 반응 챔버(180)로 넘어가 유입된다.
LAMP 혼합물 흐름 제어 통로(190)는 수집 챔버(160)로부터 연장되어서 연장부(171)와 연결된다. LAMP 혼합물 흐름 제어 통로(190)는 수집 챔버(160)로부터 대체로 반경방향 안쪽으로 연장된 후 부드러운 곡선을 이루며 방향이 반경방향 바깥쪽으로 전환되어서 연장된다. 그에 따라, LAMP 혼합물 흐름 제어 통로(190)는 LAMP 혼합물의 흐름을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부(191)를 구비한다.
잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버(197)는 연장부(171)의 원주방향 수집 챔버(160)와 먼쪽의 끝단에 위치한다. 잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버(197)는 연장부(171)보다 반경방향 바깥쪽에 위치하며, 연결 통로(198)를 통해 연장부(171)와 연결된다. 연장부(171)와 연결 통로(198)가 연결되는 지점은 다수의 LAMP 혼합물 수용부(180)보다 수집 챔버(160)와 먼 쪽에 위치한다. 연결 통로(198) 상에는 높이 차에 의해 형성된 다수 개(본 실시예에서는 2개)의 모세관 밸브(199)가 마련된다. 이 모세관 밸브(199)에 의하여 잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버(197)에 저장된 용액이 외부로 나가는 것이 방지된다. 잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버(197)에는 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173)에 수용되지 않고 남은 LAMP 혼합물이 저장된다.
도 3에는 도 1과 도 2를 통해 설명된 미세유체 디바이스를 이용한 병원균 비색 검출 방법의 일 실시예가 순서도로서 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 병원균 비색 검출 방법은, 미세유체 디바이스 준비 단계(S10)와, 표적물질 포획 단계(S20)와, 세척버퍼액 로딩 단계(S30)와, 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 도입 단계(S40)와, 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 로딩 단계(S50)와, LAMP 혼합물 형성 단계(S60)와, LAMP 혼합물 도입 단계(S70)와, LAMP 혼합물 분배 단계(S80)와, LAMP 혼합물 반응 챔버 공급 단계(S90)와, LAMP 및 비색 검출 단계(S100)를 포함한다.
미세유체 디바이스 준비 단계(S10)에서는 도 1에 도시된 바와 같은 미세유체 디바이스(100)에 시료, 세척버퍼액, 용리버퍼액, LAMP 칵테일 및 LAMP 프라이머가 주입되고, LAMP 프라이머는 건조되어서 병원균 비색 검출을 위한 미세유체 디바이스가 준비된다. 도 4에는 미세유체 디바이스 준비 단계(S10)에 의해 준비된 미세유체 디바이스의 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 시료 저장부(110)에는 시료가 수용되어 있고, 세척버퍼액 저장부(115)에는 세척버퍼액(W)이 저장되어 있으며, 용리버퍼액 저장부(125)에는 용리버퍼액(E)이 저장되어 있고, LAMP 칵테일 저장부(138)에는 LAMP 칵테일(C)이 저장되어 있으며, 5개의 LAMP 반응 챔버(185) 중 4개의 LAMP 반응 챔버(185)에는 각기 다른 형태의 LAMP 프라이머(LP1, LP2, LP3, LP4)가 건조 상태로 저장되어 있다. 미세유체 디바이스 준비 단계(S10)가 완료된 후에는 표적물질 포획 단계(S20)가 수행된다.
표적물질 포획 단계(S20)는 미세유체 디바이스 준비 단계(S10)를 통해 준비된 미세유체 디바이스(100)가 회전중심(O)을 중심으로 제1 회전속도(예를 들면, 5000 RPM)로 제1 회전방향(A)으로 회전함으로써 이루어진다. 여기서 제1 회전방향(A)은 폐기액 챔버(155)가 수집 챔버(170) 쪽을 향해 이동하도록 회전하는 방향이다. 도 5에는 표적물질 포획 단계(S20)에서 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 원심력에 의하여 시료(도 4의 S)가 표적물질 포획부(105)를 지나면서 포획 수단(109)에 표적물질을 포함하는 물질이 흡착되고, 흡착되지 않은 나머지 불필요한 성분(S1)은 배출 통로(150)를 거쳐서 폐기액 챔버(155)로 유입된다. 나머지 불필요한 성분(S1)은 배출 통로(150)를 지나가는 과정에서 그 회전방향(A)에 의하여 수집 챔버(170) 쪽으로 흐르지 않고 모두 폐기액 챔버(155)로 유입된다. 표적물질 포획 단계(S20)에서 세척버퍼액(W)은 세척액 도입 통로(120)를 통과하여 시료(S)의 뒤를 이어서 표적물질 포획부(105)로 유입된다. 표적물질 포획 단계(S20)에서 용리버퍼액(E)은 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130) 상에서 전환 곡선부(132)의 전 위치까지 이동한 상태를 유지하게 된다. 표적물질 포획 단계(S20)에서 LAMP 칵테일(C)은 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로(141) 상에서 전환 곡선부(142)의 전 위치까지 이동한 상태를 유지하게 된다. 표적물질 포획 단계(S20)가 수행된 후에는 세척버퍼액 로딩 단계(S30)가 수행된다.
세척버퍼액 로딩 단계(S30)는 미세유체 디바이스(100)가 회전중심(O)을 중심으로 제2 회전속도(예를 들면, 제1 회전속도와 동일한 5000 RPM)로 제1 회전방향(A)으로 회전함으로써 이루어진다. 본 실시예에서는 표적물질 포획 단계(S20)와 세척버퍼액 로딩 단계(S30)가 연속적으로 50초 동안 제1 회전속도로 회전함으로써 수행되는 것으로 설명한다. 세척버퍼액 로딩 단계(S30)에서 세척버퍼액(W)은 원심력에 의하여 도 6에 도시된 바와 같이 표적물질 포획부(105)를 지난 후 배출 통로(150)를 가로질러서 폐기액 챔버(155)로 유입된다. 세척버퍼액(W)이 배출 통로(150)를 지나가는 과정에서 그 회전방향(A)에 의하여 세척버퍼액(W)은 수집 챔버(160) 쪽으로 흐르지 않고 모두 폐기액 챔버(155)로 유입된다. 세퍽버퍼액(W)은 표적물질 포획부(105)를 지나면서, 표적물질 포획부(105)에 포획된 물질 중 표적물질을 제외한 나머지 불필요한 성분을 세척하여 제거한다. 세척버퍼액 로딩 단계(S30) 후에는 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 도입 단계(S40)가 수행된다.
용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 도입 단계(S40)는 미세유체 디바이스(100)의 회전속도가 0까지 급속하게 감속됨으로써 이루어진다. 본 실시예에서는 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 도입 단계(S40)에서 회전속도 0이 10초 동안 유지되는 것으로 설명한다. 도 7에는 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 도입 단계(S40)에서 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 도입 단계(S40)에서 용리버퍼액(E)은 용리버퍼액 흐름 제어 통로(130)의 전환 곡선부(132)를 지나고, LAMP 칵테일(C)은 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로(141)의 전환 곡선부(142)를 지난 상태가 된다. 용리버퍼액(E)의 전환 곡선부(132) 통과 및 LAMP 칵테일(C)의 전환 곡선부(142) 통과는 갑작스런 감속에 따른 원심력 감소에 기인한다. 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 도입 단계(S40) 후에는 용리버퍼액 로딩 단계(S50)가 수행된다.
용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 로딩 단계(S50)는 미세유체 디바이스(100)가 회전중심(O)을 중심으로 제3 회전속도(예를 들면, 5000 RPM)로 제1 회전방향(A)의 반대방향인 제2 회전방향(B)으로 회전함으로써 이루어진다. 도 8에는 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 로딩 단계(S50)에서 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 용리버퍼액(E)은 표적물질 포획부(105)를 통과하면서, 표적물질 포획부(105)에 포획된 표적물질을 포획 수단(109)으로부터 분리시킨다. 또한, LAMP 칵테일(C)은 LAMP 칵테일 도입 통로(140)를 지나 배출 통로(150)로 유입되며, 이때, 제2 회전방향(B)으로 회전함에 따라 배출 통로(150) 내에서 LAMP 칵테일(C)은 폐기액 챔버(155) 쪽으로는 흐르지 않는다. 용리버퍼액 로딩 단계(S50) 후에는 LAMP 혼합물 형성 단계(S60)가 수행된다.
LAMP 혼합물 형성 단계(S60)는 미세유체 디바이스(100)가 회전중심(O)을 중심으로 제4 회전속도(예를 들면, 제3 회전속도와 동일한 5000 RPM)로 제2 회전 방향(B)으로 회전함으로써 이루어진다. 본 실시예에서는 용리버퍼액 로딩 단계(S50)와 LAMP 혼합물 형성 단계(S60)가 연속적으로 10초 동안 수행되는 것으로 설명한다. 도 9와 도 10에는 LAMP 혼합물 형성 단계(S60)에서 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다. 먼저, 도 9를 참조하면, 용리버퍼액(E)은 원심력에 의하여 표적물질 포획부(105)를 지난 후, 표적물질과 함께 배출 통로(150)로 유입된다. 용리버퍼액(E)과 표적물질은 전처리된 시료를 의미한다. 제2 회전방향(B)으로 회전하므로, 배출 통로(150)로 유입된 표적물질을 포함하는 용리버퍼액(E)은 폐기액 챔버(155) 쪽으로는 흐르지 않고 수집 챔버(160) 쪽으로 흐르게 된다. 이때, LAMP 칵테일(C)은 수집 챔버(160)로 유입된다. 이후, 수집 챔버(160)에 표적물질을 포함하는 용리버퍼액(E)과 LAMP 칵테일(C)이 수집 챔버(160)로 모두 유입되어서 도 10에 도시된 바와 같이 수집 챔버(160) 내에 LAMP 혼합물(M)이 채워진다. 이때, LAMP 혼합물(M)은 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로(190) 상에서 전환 곡선부(191)의 전 위치까지 이동한 상태를 유지하게 된다. LAMP 혼합물 형성 단계(S60) 후에는 LAMP 혼합물 도입 단계(S70)가 수행된다.
LAMP 혼합물 도입 단계(S70)는 미세유체 디바이스(100)의 회전속도가 0까지 급속하게 감속됨으로써 이루어진다. 도 11에는 LAMP 혼합물 도입 단계(S70)에서 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다. 도 11을 참조하면, LAMP 혼합물(M)은 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로(190)의 전환 곡선부(191)를 지나게 된다. LAMP 혼합물(M)의 전환 곡선부(191) 통과는 갑작스런 감속에 따른 원심력 감소에 기인한다. LAMP 혼합물 도입 단계(S70) 후에는 LAMP 혼합물 분배 단계(S80)가 수행된다. 도시되지는 않았으나, LAMP 혼합물 분배 단계(S80)가 수행되기 전 미세유체 디바이스(100)를 일정시간(본 실시예에서는 10초) 회전방향을 전환시켜 회전시켜서(본 실시예에서는 1000RPM ~ -1000RPM) LAMP 혼합물을 믹싱하는 단계가 수행될 수 있다.
LAMP 혼합물 분배 단계(S80)는 미세유체 디바이스(100)가 회전중심(O)을 중심으로 제5 회전속도(예를 들면, 1000RPM)로 제2 회전방향(B)으로 일정시간(예를 들면, 20초) 회전함으로써 이루어진다. 도 12와 도 13에는 LAMP 혼합물 분배 단계(S80)에서 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다. 먼저, 도 12를 참조하면, LAMP 혼합물(M)은 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173)를 차례대로 채우게 되며, 도 13에 도시된 바와 같이, 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173) 모두를 채우게 된다. 다수의 LAMP 혼합물 수용부(173) 모두를 채우고 남은 LAMP 혼합물은 잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버(197)에 저장된다. LAMP 혼합물 분배 단계(S80) 후에는 LAMP 혼합물 반응 챔버 공급 단계(S90)가 수행된다.
LAMP 혼합물 반응 챔버 공급 단계(S90)는 미세유체 디바이스(100)가 회전중심(O)을 중심으로 제5 회전속도보다 높은 제6 회전속도(예를 들면, 5000RPM)로 일정시간(예들 들면, 10초) 회전함으로써 이루어진다. 도 14에는 LAMP 혼합물 반응 챔버 공급 단계(S90)에서 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다. 도 14를 참조하면, LAMP 혼합물 수용부(173)에 수용되어 있던 LAMP 혼합물(M)이 연결 통로(186)에 의해 연결된 대응하는 LAMP 반응 챔버(180)로 이동해있다. 제6 회전속도는 LAMP 혼합물 수용부(173)에 저장된 LAMP 혼합물이 얕은 연결 통로(186)를 넘어 이동할 수 있을 정도이면 된다. LAMP 혼합물 반응 챔버 공급 단계(S90) 후에는 LAMP 및 비색 검출 단계(S100)가 수행된다.
LAMP 및 비색 검출 단계(S100)에서는 미세유체 디바이스(100)가 정지된 상태에서 다수의 LAMP 반응 챔버(180)에 저장된 LAMP 혼합물(M) 각각에 대한 LAMP 및 비색 검출이 수행된다. LAMP 및 비색 검출은 LAMP 반응 챔버(180)에 저장된 다양한 LAMP 프라이머 및 EBT 함유 LAMP 칵테일에 의해 이루어지며, 다양한 병원균에 대한 검출이 가능하게 된다. 도 15에는 LAMP 및 비색 검출 단계(S100)에서의 단위 공정부(101)의 상태가 도시되어 있다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 미세유체 디바이스 101 : 단위 공정부
105 : 표적물질 포획부 110 : 시료 저장부
115 : 세척버퍼액 저장부 120 : 세척버퍼액 도입 통로
125 : 용리버퍼액 저장부 130 : 용리버퍼액 흐름 제어 통로
132 : 전환 곡선부 138 : LAMP 칵테일 저장부
140 : LAMP 칵테일 도입 통로 141 : LAMP 칵테일 흐름 제어 통로
142 : 전환 곡선부 150 : 배출 통로
155 : 폐기액 챔버 160 : 수집 챔버
170 : LAMP 혼합물 분배부 171 : 연장부
173 : LAMP 혼합물 수용부 180 : LAMP 반응 챔버
185 : LAMP 프라이머 186 : 연결 통로
190 : LAMP 혼합물 흐름 제어 통로 191 : 전환 곡선부
197 : 잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버

Claims (14)

  1. 회전중심으로부터 이격되어 위치하는 단위 공정부를 포함하며,
    상기 단위 공정부는 병원균의 DNA/RNA를 분리하는 전처리부와, 상기 전처리부에 의해 전처리된 시료와 지시약 함유 LAMP 칵테일이 혼합된 LAMP 혼합물이 저장되는 수집 챔버와, 상기 수집 챔버로부터 공급되는 상기 LAMP 혼합물을 분배하여 시료에 대한 병원균 비색 검출이 수행되는 LAMP 혼합물 분배부를 구비하며,
    상기 LAMP 혼합물 분배부는,
    상기 수집 챔버와 연결되는 연장부;
    상기 연장부의 바깥에 일렬로 배치되고 상기 연장부와 각각 연결되는 다수의 LAMP 혼합물 수용부;
    상기 다수의 LAMP 혼합물 수용부와 일대일로 대응하여 각각 연결되고 상기 LAMP 혼합물 수용부보다 바깥에 위치하는 LAMP 반응 챔버;
    상기 다수의 LAMP 반응 챔버 중 적어도 하나에 수용된 LAMP 프라이머를 구비하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전처리부는 시료에서 DNA나 RNA와 같은 표적 물질을 포함하는 물질을 포획하는 포획 수단을 구비하는 표적물질 포획부와, 상기 포획 수단으로부터 표적 물질을 제외한 나머지 성분을 세척하여 제거하는 세척버퍼액이 저장되는 세척버퍼액 저장부와, 상기 포획 수단에 흡착된 표적물질을 상기 포획수단으로부터 분리시키는 용리버퍼액이 저장되는 용리버퍼액 저장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 LAMP 프라이머는 상기 다수의 LAMP 반응 챔버 중 적어도 두 LAMP 반응 챔버에 서로 다른 종류가 수용되는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 LAMP 혼합물 분배부는 상기 LAMP 혼합물 수용부로터 반경방향 바깥쪽으로 연장되어서 대응하는 상기 LAMP 반응 챔버와 연결되는 연결 통로를 더 구비하며,
    상기 연결 통로는 대응하는 상기 LAMP 혼합물 분배부보다 얕게 형성되는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수집 챔버와 상기 연장부는 원주방향을 따라서 이격되어서 위치하며,
    상기 단위 공정부는 상기 수집 챔버와 상기 연장부를 연결하는 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로를 더 구비하며,
    상기 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로는 상기 수집 챔버로부터 배출되는 LAMP 혼합물의 흐름을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부를 구비하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수집 챔버와 상기 연장부는 원주방향을 따라서 이격되어서 위치하며,
    상기 단위 공정부는 상기 연장부보다 반경방향 바깥쪽에 위치하는 잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버와, 상기 연장부로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되어서 상기 잉여 LAMP 혼합물 수용 챔버와 연결되는 연결 통로를 더 구비하며,
    상기 연장부와 상기 연결 통로가 연결되는 지점은 상기 다수의 LAMP 혼합물 수용부보다 상기 수집 챔버로부터 먼 쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 연결 통로에는 높이 차에 의해 형성된 적어도 하나의 모세관 밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 공정부는 원주방향을 따라서 다수 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 공정부는
    입구와 출구를 갖는 포획 통로와 상기 포획 통로에 채워진 포획 수단을 구비하는 표적물질 포획부;
    상기 표적물질 포획부보다 반경방향 안쪽에 위치하며 상기 포획 통로의 입구와 연결되고 내부에 시료가 저장되는 공간을 제공하는 시료 저장부;
    상기 표적물질 포획부보다 반경방향 안쪽에 위치하며 상기 포획 통로의 입구와 연결되고 내부에 세척버퍼액이 저장되는 공간을 제공하는 세척버퍼액 저장부;
    상기 표적물질 포획부보다 반경방향 안쪽에 위치하고 상기 포획 통로의 입구와 연결되고 내부에 용리버퍼액이 저장되는 공간을 제공하는 용리버퍼액 저장부;
    EBT 함유 LAMP 칵테일이 저장되는 공간을 제공하는 LAMP 칵테일 저장부;
    상기 표적물질 포획부 및 상기 LAMP 칵테일 저장부보다 반경방향 바깥쪽에 위치하고, 원주방향을 따라 연장되며 양단부 각각에 상기 포획 통로의 출구 및 상기 LAMP 칵테일 저장부와 연결되는 배출 통로;
    상기 배출 통로보다 반경방향 바깥쪽에 위치하고 상기 배출 통로와 연결되는 폐기액 챔버를 더 구비하며,
    상기 수집 챔버는 상기 배출 통로보다 반경방향 바깥쪽에 위치하고 상기 배출 통로와 연결되며,
    상기 배출 통로에서 상기 LAMP 칵테일 저장부가 연결되는 부분과 상기 수집 챔버가 연결되는 부분이 서로 대향하며,
    상기 배출 통로에서 상기 포획 통로의 출구가 연결되는 부분과 상기 폐기액 챔버가 연결되는 부분이 서로 대향하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 단위 공정부는 상기 용리버퍼액 저장부에 저장된 용리버퍼액을 상기 표적물질 포획부로 유입시키는 용리버퍼액 흐름 제어 통로를 더 구비하며,
    상기 용리버퍼액 흐름 제어 통로는 상기 용리버퍼액 저장부로부터 배출되는 용리버퍼액의 흐름을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부를 구비하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 단위 공정부는 상기 LAMP 칵테일 저장부로부터 연장되는 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로를 더 구비하며,
    상기 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로는 상기 LAMP 칵테일 저장부로부터 배출되는 LAMP 칵테일의 흐름을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부를 구비하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스.
  12. 회전중심으로부터 이격되어 위치하는 단위 공정부를 포함하며, 상기 단위 공정부는, 시료로부터 DNA/RNA가 포획되는 표적물질 포획부와, 세척버퍼액이 저장된 세척버퍼액 저장부와, 용리버퍼액이 저장된 용리버퍼액 저장부와, 지시약 함유 LAMP 칵테일이 저장된 LAMP 칵테일 저장부와, 상기 표적물질 포획부를 통과한 시료와 상기 지시약 함유 LAMP 칵테일이 혼합된 LAMP 혼합물이 저장되는 수집 챔버와, 상기 수집 챔버로부터 공급되는 상기 LAMP 혼합물을 분배하여 시료에 대한 병원균 비색 검출이 수행되는 LAMP 혼합물 분배부를 구비하며, 상기 LAMP 혼합물 분배부는, 상기 수집 챔버와 연결되는 연장부; 상기 연장부의 바깥에 일렬로 배치되고 상기 연장부와 각각 연결되는 다수의 LAMP 혼합물 수용부; 상기 다수의 LAMP 혼합물 수용부와 일대일로 대응하여 각각 연결되고 상기 LAMP 혼합물 수용부보다 바깥에 위치하는 LAMP 반응 챔버; 상기 다수의 LAMP 반응 챔버 중 적어도 하나에 수용된 LAMP 프라이머를 구비하는 미세유체 디바이스를 이용하여 병원균을 비색 검출하는 방법으로서,
    상기 미세유체 디바이스를 회전시켜서 상기 시료를 상기 표적물질 포획부로 유입시키는 표적물질 포획 단계;
    상기 표적물질 포획 단계 수행 후에 상기 미세유체 디바이스를 회전시켜서 상기 세척버퍼액을 상기 표적물질 포획부로 유입시키는 세척버퍼액 로딩 단계;
    상기 세척버퍼액 로딩 단계 후에 상기 미세유체 디바이스를 회전시켜서 상기 용리버퍼액이 상기 표적물질 포획부를 통과하는 용리버퍼액 로딩 단계;
    상기 용리버퍼액 로딩 단계 후에 상기 미세유체 디바이스를 회전시켜서 상기 용리버퍼액과 상기 지시약 함유 LAMP 칵테일을 상기 수집 챔버로 유입시켜서 상기 수집 챔버 내에서 LAMP 혼합물을 형성시키는 LAMP 혼합물 형성 단계;
    상기 LAMP 혼합물 형성 단계 후에 상기 미세유체 디바이스를 회전시켜서 상기 LAMP 혼합물이 상기 다수의 LAMP 혼합물 수용부를 채우는 LAMP 혼합물 분배 단계;
    상기 LAMP 혼합물 분배 단계 후에 상기 미세유체 디바이스를 회전시켜서 상기 LAMP 혼합물 수용부에 수용된 LAMP 혼합물을 대응하는 LAMP 반응 챔버로 유입시키는 LAMP 혼합물 반응 챔버 공급 단계; 및
    상기 LAMP 혼합물 반응 챔버 공급 단계 후에 상기 LAMP 반응 챔버에 저장된 LAMP 혼합물 각각에 대한 LAMP 및 비색 검출을 수행하는 LAMP 및 비색 검출 단계를 포함하는 병원균 비색 검출 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 단위 공정부는 상기 용리버퍼액 저장부에 저장된 용리버퍼액을 상기 표적물질 포획부로 유입시키는 용리버퍼액 흐름 제어 통로와, 상기 LAMP 칵테일 저장부로부터 배출되는 LAMP 칵테일의 흐름을 제어하는 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로와, 상기 수집 챔버에 저장된 LAMP 혼합물을 상기 LAMP 혼합물 분배부로 유입시키는 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로를 더 구비하며, 상기 용리버퍼액 흐름 제어 통로는 상기 용리버퍼액 저장부로부터 배출되는 용리버퍼액의 흐름을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부를 구비하며, 상기 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로는 상기 LAMP 칵테일 저장부로부터 배출되는 LAMP 칵테일의 흐름을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부를 구비하며, 상기 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로는 상기 수집 챔버로부터 배출되는 LAMP 혼합물의 흐름을 반경방향 안쪽에서 바깥쪽으로 전환시키는 전환 곡선부를 구비하며,
    상기 세척 버퍼액 로딩 단계 후에 상기 미세 유체 디바이스의 회전속도를 0까지 감속하여 상기 용리버퍼액과 상기 지시약 함유 LAMP 칵테일이 상기 용리버퍼액 흐름 제어 통로의 전환 곡선부와 상기 LAMP 칵테일 흐름 제어 통로의 전환 곡선부를 각각 통과하도록 하는 용리버퍼액 및 LAMP 칵테일 도입 단계; 및
    상기 LAMP 혼합물 형성 단계 후에 상기 미세유체 디바이스의 회전속도를 0까지 감속하여 상기 LAMP 혼합물이 상기 LAMP 혼합물 흐름 제어 통로의 전환 곡선부를 통과하도록 하는 LAMP 혼합물 도입 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 LAMP 혼합 분배 단계가 수행되기 전 상기 미세유체 디바이스를 양방향으로 교대로 회전시켜서 상기 LAMP 혼합물을 믹싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병원균 비색 검출 방법.
KR1020160107131A 2016-08-23 2016-08-23 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법 KR101905114B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160107131A KR101905114B1 (ko) 2016-08-23 2016-08-23 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160107131A KR101905114B1 (ko) 2016-08-23 2016-08-23 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180022167A true KR20180022167A (ko) 2018-03-06
KR101905114B1 KR101905114B1 (ko) 2018-10-05

Family

ID=61727186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160107131A KR101905114B1 (ko) 2016-08-23 2016-08-23 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101905114B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110343601A (zh) * 2019-06-11 2019-10-18 宁波博奥生物工程有限公司 一种高通量微流控快速核酸提取及检测装置
WO2020111462A1 (ko) * 2018-11-29 2020-06-04 경희대학교 산학협력단 회전식 유전자 진단용 통합 마이크로 디바이스
KR20200125559A (ko) 2018-11-29 2020-11-04 경희대학교 산학협력단 유전자 진단용 칩에 장착되는 카트리지
CN113009136A (zh) * 2020-08-21 2021-06-22 东莞东阳光医疗智能器件研发有限公司 小型多指标检测样本分析装置
WO2021220257A1 (ko) * 2020-04-29 2021-11-04 경희대학교 산학협력단 적어도 하나의 미세유동구조물을 포함하는 미세 유동 장치 및 이에 공급된 시료의 분석 방법
CN114632558A (zh) * 2021-12-17 2022-06-17 上海交通大学医学院附属仁济医院 一种微流控芯片及其制备方法与应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107119140A (zh) * 2017-06-16 2017-09-01 北京百康芯生物科技有限公司 呼吸道微流控芯片快速检测技术及试剂盒

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020111462A1 (ko) * 2018-11-29 2020-06-04 경희대학교 산학협력단 회전식 유전자 진단용 통합 마이크로 디바이스
KR20200064466A (ko) 2018-11-29 2020-06-08 경희대학교 산학협력단 회전식 유전자 진단용 통합 마이크로 디바이스
KR20200125559A (ko) 2018-11-29 2020-11-04 경희대학교 산학협력단 유전자 진단용 칩에 장착되는 카트리지
CN110343601A (zh) * 2019-06-11 2019-10-18 宁波博奥生物工程有限公司 一种高通量微流控快速核酸提取及检测装置
WO2021220257A1 (ko) * 2020-04-29 2021-11-04 경희대학교 산학협력단 적어도 하나의 미세유동구조물을 포함하는 미세 유동 장치 및 이에 공급된 시료의 분석 방법
CN113009136A (zh) * 2020-08-21 2021-06-22 东莞东阳光医疗智能器件研发有限公司 小型多指标检测样本分析装置
CN113009136B (zh) * 2020-08-21 2024-04-05 东莞东阳光医疗智能器件研发有限公司 小型多指标检测样本分析装置
CN114632558A (zh) * 2021-12-17 2022-06-17 上海交通大学医学院附属仁济医院 一种微流控芯片及其制备方法与应用
CN114632558B (zh) * 2021-12-17 2023-08-18 上海交通大学医学院附属仁济医院 一种微流控芯片及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
KR101905114B1 (ko) 2018-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101905114B1 (ko) 병원균 비색 검출용 미세유체 디바이스 및 이를 이용한 병원균 비색 검출 방법
US20120096932A1 (en) Automated Sample Injection Apparatus, Multiport Valve, and Methods of Making and Using the Same
KR102076809B1 (ko) 시료 분석용 칩, 이를 포함하는 시료 분석용 디바이스, 그리고 시료 분석용 칩에 장착되는 카트리지
US20070224591A1 (en) Rotation-based microsampler, system and method of using the same
EP3315198B1 (en) Liquid-sealed cartridge and liquid transfering method
RU2017105820A (ru) Аналитическая обрабатывающая система в месте наблюдения
US9604211B2 (en) Micro-chip for diagnosis and integrated rotary diagnosis method using the same
JP4988354B2 (ja) マイクロ流体装置における試料混合
KR20080051774A (ko) 원심력과 펌프를 이용해 유체의 이동을 제어하는 미세유동장치 및 이를 포함하는 미세유동 시스템
CN106461623A (zh) 连续色谱系统中的方法和阀
JP4368383B2 (ja) 固液分離構造体
CN110777049A (zh) 微流控芯片、核酸检测仪及核酸检测方法
KR102236906B1 (ko) 회전식 유전자 진단용 통합 마이크로 디바이스
CN109917123B (zh) 一种基于delfia的农残检测装置及检测方法
EP3320335B1 (en) Microfluidic device
US11992834B2 (en) Sample analysis chip, sample analysis device containing same, and cartridge mounted on sample analysis chip
KR101651337B1 (ko) 진단용 마이크로 칩 및 이를 이용한 통합형 회전식 병원균 확인 방법
KR102577461B1 (ko) 시료 분석용 칩, 그리고 시료 분석용 칩을 이용한 시료 분석 방법
KR102344815B1 (ko) 유전자 진단용 칩에 장착되는 카트리지
KR101738764B1 (ko) 고속 발색 기반 병원균 검출용 마이크로 디바이스
JP2005502033A (ja) 液体検定に用いる装置
KR20150031912A (ko) 집적형 회전 ｐｃｒ 방법 및 이를 위한 집적형 회전 ｐｃｒ용 마이크로칩
JP4571938B2 (ja) 並列プロセスを実行する装置および方法
JP4189301B2 (ja) 遠心分離機の遠沈管及び遠心分離方法
US20230400452A1 (en) Sample Analysis Chip and Sample Analysis Method Using Sample Analysis Chip

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