KR20190011368A - 전자동 유전자 증폭기 - Google Patents

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KR20190011368A
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Abstract

본 발명은 전자동 유전자 증폭기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자동으로 검출대상균의 유전자를 신속하게 증폭할 수 있도록 하기 위한 전자동 유전자 증폭기에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 복수의 필름이 적층된 증폭필름부; 상기 증폭필름부에 마련되며, 유전자와 PCR버퍼를 혼합하여 형성된 혼합PCR용액이 수용되는 증폭주챔버부; 상기 증폭필름부에 마련된되, 상기 증폭주챔버부의 상류측에 마련되는 제1 증폭밸브부; 및 상기 증폭필름부에 마련된되, 상기 증폭주챔버부의 하류측에 마련되는 제2 증폭밸브부를 포함하며, 상기 혼합PCR용액은 상기 증폭주챔버부에서 중합효소 연쇄반응에 의해 유전자의 수가 증가하여 증폭용액을 형성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기를 제공한다.

Description

전자동 유전자 증폭기{AUTOMATIC GENE PCR DEVICE}
본 발명은 전자동 유전자 증폭기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자동으로 검출대상균의 유전자를 신속하게 증폭할 수 있도록 하기 위한 전자동 유전자 증폭기에 관한 것이다.
최근, 대상체의 유전자나 단백질 및 세포 등 나노 단위의 생체분자 거동을 직접적으로 확인하고 조작할 수 있는 나노-바이오 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 나노-바이오 기술은 질병을 진단하거나, 대상체의 종류 등을 판단할 수 있게 함으로써, 최근 적용되는 산업분야가 확대되고 있는 추세이다.
특히, 최근에는 랩온어칩(Lap on a chip)의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 랩온어칩이란 바이오 칩의 일종으로, 작은 크기의 칩 하나로 실험실에서 할 수 있는 연구를 수행할 수 있도록 만든 장치이다. 구체적으로, 랩온어칩은 플라스틱, 유리, 실리콘 등의 소재를 사용해 나노미터(㎚) 이하의 미세 채널을 만들고, 이를 통해 극미량의 샘플이나 시료만으로 기존의 실험실에서 할 수 있는 실험이나 연구 과정을 신속하게 대체할 수 있도록 만든 칩이다. 이러한 실용성으로 인해 랩온어칩은 지속적으로 개발되고 사용되고 있는 추세이다.
그러나, 일반적으로 랩온어칩의 경우, 균을 탈리한 다음, 균을 농축하고, 균으로부터 유전자를 추출한 다음 랩온어칩에 추출한 유전자를 주입하여 실험을 수행한다. 이때, 종래에는 탈리된 균을 농축하고, 유전자를 추출하는 과정을 각각 별도로 수행한 다음, 개별적으로 랩온어칩에 유전자를 주입하여야 하는 번거로움이 있었다.
즉, 종래에는 유전자 판별장치를 휴대하기 어렵고, 유전자를 판별하기 위해 준비에 필요한 작업이 길어 신속한 실험이 불가능하기 때문에 실용성이 떨어졌다.
그리고, 일반적인 랩온어칩은, 유전자를 증폭하기 위해 PCR버퍼와 유전자를 혼합한다. 그러나, 랩온어칩은 얇은 필름을 적층하여 마련되기 때문에, 얇은 필름 사이에 주입된 PCR버퍼와 유전자가 신속하게 혼합이 이루어지기 어려운 문제가 있다.
또한, 종래에는 랩온어칩에 PCR버퍼와 유전자를 혼합한 혼합PCR용액을 주입할 때, 사람이 일일이 기설정된 양을 측정하여 주입하였다. 따라서, 종래에는 랩온어칩에 혼합PCR용액을 주입하는데 많은 시간이 소요되었으며, 항상 정확하게 일정한 양을 주입하기 어려워 실험의 신뢰성이 낮아지는 문제가 있었다.
그리고 특히, 종래의 유전자 칩은 대형이기 때문에 휴대가 불편하며, 전자동으로 이루어져 있지 않아, 유전자를 판별하는데 많은 시간이 소요되기 때문에 실용적이지 못한 문제가 있었다.
한국등록특허공보 제10-1421098호 (2014.07.14)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전자동으로 검출대상균의 유전자를 신속하게 증폭할 수 있도록 하기 위한 전자동 유전자 증폭기를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 복수의 필름이 적층된 증폭필름부; 상기 증폭필름부에 마련되며, 유전자와 PCR버퍼를 혼합하여 형성된 혼합PCR용액이 수용되는 증폭주챔버부; 상기 증폭필름부에 마련된되, 상기 증폭주챔버부의 상류측에 마련되는 제1 증폭밸브부; 및 상기 증폭필름부에 마련된되, 상기 증폭주챔버부의 하류측에 마련되는 제2 증폭밸브부를 포함하며, 상기 혼합PCR용액은 상기 증폭주챔버부에서 중합효소 연쇄반응에 의해 유전자의 수가 증가하여 증폭용액을 형성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 증폭필름부는, 상기 증폭주챔버부가 마련되며, 상기 증폭주챔버부의 상류측과 하류측에 각각 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부가 형성되는 밸브필름; 상기 밸브필름의 상부에 적층되며, 상기 밸브필름과 대응되는 위치에 상기 증폭주챔버부가 형성된 증폭주챔버필름을 포함하며, 상기 증폭주챔버필름은 상기 밸브필름의 상부를 모두 덮도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 증폭주챔버필름은, 상기 증폭주챔버부가 형성된 증폭주챔버본체필름; 및 상기 증폭주챔버본체필름의 양측에 마련되어 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부를 덮도록 마련된 한 쌍의 날개필름을 포함하며, 상기 날개필름은 상기 증폭주챔버본체필름에 비해 단차가 높게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 증폭필름부는, 상기 증폭주챔버본체필름의 상부를 덮도록 마련되며, 상기 증폭주챔버부가 형성된 증폭유로필름을 더 포함하며, 상기 증폭유로필름은 상기 증폭주챔버본체필름과 상기 날개필름의 단차만큼 두께가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 증폭필름부는, 상기 증폭주챔버필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 증폭주챔버부가 형성된 유로더미필름; 상기 유로더미필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 증폭주챔버부, 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부가 형성된 하나 이상의 1차 더미필름을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 증폭필름부는, 상기 1차 더미필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부가 형성된 밸브더미필름; 상기 밸브더미필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 증폭주챔버부, 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부가 형성된 하나 이상의 2차 더미필름을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 증폭주챔버부의 하류에 마련되며, 유전자가 증폭된 증폭용액을 이송하도록 공기를 흡입 및 주입할 수 있도록 마련된 증폭펌프부; 상기 증폭펌프부와 상기 증폭주챔버부의 사이에 마련되어, 상기 증폭용액이 수용되는 증폭보조챔버부; 및 상기 증폭보조챔버부 및 혼합기 사이에 마련되는 증폭혼합밸브부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 증폭펌프부는, 상기 증폭혼합밸브부가 폐쇄된 상태에서 공기를 흡입하여 상기 증폭주챔버부에 수용된 증폭용액을 상기 증폭보조챔버부로 이송하고, 상기 증폭혼합밸브부가 개방된 상태에서 공기를 주입하여 상기 증폭보조챔버부에 수용된 증폭용액을 상기 혼합기로 이송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전자동 유전자 증폭기를 적용한 유전자 판별장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전자동 유전자 증폭기를 적용한 식중독 판별기를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전자동 유전자 증폭기를 적용한 어종 판별기를 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 자력을 이용하여 검출대상균을 용이하게 농축할 수 있으며, 농축부와 추출부를 이용하여 검출대상균을 2단계에 걸쳐 농축하기 때문에 유전자 판별시 이물질이 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 정확한 검사 결과를 얻을 수 있다.
또한, 검출대상균을 농축하고 유전자를 추출하는 과정이 모두 자동화되어 수행되므로 신속하고 간편하게 유전자를 판별하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 정량챔버부, 정량스토퍼부, 잔량배출부는 별도의 제어 없이도 각각의 정량챔버에 기설정된 혼합PCR용액이 채워지도록 할 수 있다. 즉, 본 발명은 증폭기에 주입되는 혼합PCR용액이 자동으로 항상 일정하도록 제어할 수 있어 실험의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 신속하게 혼합PCR용액을 주입할 수 있어 경제적이다.
또한, 본 발명의 정량에어필터부는 증폭기를 향해 이송되는 혼합PCR용액에 포함된 기포를 제거함으로써, 혼합PCR용액을 증폭할 때, 혼합PCR용액에 포함된 공기로 인해 실험 결과에 오류가 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 정량에어필터부는 정량펌프부가 계속 공기를 주입할 경우에도, 증폭기에 수용된 혼합PCR용액을 가압하지 않도록 할 수 있다. 즉, 정량에어필터부는 정량펌프부가 혼합PCR용액을 이송시키기 위해 공기를 주입하는 시간을 정밀하게 제어하지 않아도 되도록 할 수 있어 편리하다.
또한, 본 발명의 정량지지홀은 정량펌프부에 공기가 주입될 때, 복수의 층으로 적층된 필름기판이 벌어져 누수가 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 증폭기의 증폭필름부는, 각 필름이 하부에 적층된 필름의 상면을 모두 덮도록 적층되기 때문에 누수가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명은 유전자와 대응되는 프로브를 미리 판별기에 고정할 필요가 없기 때문에 유전자 판별을 준비하는 시간이 단축되며, 신속하게 유전자를 판별하는 것이 가능하다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 구성예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 결합사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 믹서기의 믹서주챔버부의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 믹서기의 와류유도유닛을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 믹서기의 믹서주챔버부의 내부 유체 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 증폭기의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 판별기의 상면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 1차 혼합용액을 생성하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 1차 혼합용액을 농축부에 주입하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 이물질용액을 배출시켜 검출대상균을 농축하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 2차 혼합용액을 추출부로 이송하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 검출대상균을 재농축하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 유전자를 추출하는 단계의 순서도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 유전자를 추출하는 단계의 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 유전자를 추출하는 단계의 믹서기를 향해 이송하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 혼합PCR용액을 형성하는 단계의 순서도이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 정량 주입하는 단계의 순서도이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 혼합물질을 형성하는 단계의 순서도이다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 유전자를 판별하는 단계의 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 구성예시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 결합사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 분해사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 전자동 유전자 판별 통합칩(1000)은 농축추출기(100), 믹서기(200), 정량주입기(300), 증폭기(400), 혼합기(500), 판별기(600), 본체칩(700) 및 프레임기(800)를 포함한다.
먼저, 농축추출기(100)는 탈리용액과 자성입자가 혼합된 혼합용액으로부터 이물질용액을 배출시켜 검출대상균을 농축하고, 농축된 검출대상균 내의 유전자를 추출하도록 마련될 수 있으며, 혼합부(110), 버퍼부(120), 농축펌프부(130), 농축부(140), 이물질 배출부(150), 추출챔버부(160), 추출공기주입부(170), 추출부(180), 믹서이송밸브부(190)를 포함할 수 있다.
상기 혼합부(110)는 상기 농축부(140)의 상류에 마련되어 탈리용액 및 자성입자를 혼합할 수 있도록 마련되며, 혼합용기유닛(111), 혼합가열유닛(112), 혼합모터유닛(113) 및 혼합밸브유닛(114)을 포함한다.
상기 혼합용기유닛(111)은 상기 탈리용액 및 상기 자성입자가 주입되며, 소정의 시간 동안 상기 탈리용액 및 상기 자성입자를 담지 하도록 마련될 수 있다. 여기서, 상기 탈리용액은 식품이나 어류 등에서 탈리한 용액을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 자성입자는 상기 탈리용액에 포함된 검출대상균과 결합되며, 자성을 갖는 입자를 지칭할 수 있다.
상기 혼합가열유닛(112)은 상기 혼합용기유닛(111)에 연결되어 마련되며, 상기 혼합용기유닛(111)을 기설정된 온도로 가열할 수 있다. 이때, 상기 혼합가열유닛(112)은 상기 혼합용기유닛(111)을 32도 내지 42도로 가열하여 상기 탈리용액과 상기 자성입자가 활발하게 혼합될 수 있도록 할 수 있다.
상기 혼합모터유닛(113)은 상기 혼합용기유닛(111)과 연결되어 상기 혼합용기유닛(111)에 진동을 가할 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합모터유닛(113)은 혼합용기유닛(111)에 20분 내지 120분 동안 진동을 가하여 상기 혼합용기유닛(111)의 내부에 수용된 상기 탈리용액 및 상기 자성입자를 혼합시킬 수 있다.
이처럼, 상기 혼합용기유닛(111)은 상기 혼합가열유닛(112)에 의해 가열된 상태에서 상기 혼합모터유닛(113)에 의해 진동이 발생하여 상기 탈리용액 및 상기 자성입자를 혼합하기 때문에, 상기 탈리용액 및 상기 자성입자의 혼합 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기 탈리용액 및 상기 자성입자가 혼합될 때, 상기 탈리용액 내에 포함된 검출대상균은 상기 자성입자와 결합될 수 있다.
상기 혼합밸브유닛(114)은 상기 혼합용기유닛(111)과 상기 농축부(140) 사이에 마련되며, 혼합이 완료된 1차 혼합용액을 상기 농축부(140)에 선택적으로 제공할 수 있도록 마련된다. 구체적으로, 상기 혼합밸브유닛(114)은 상기 혼합용기유닛(111) 내에서 상기 탈리용액 및 상기 자성입자가 혼합되는 동안 폐쇄되며, 상기 탈리용액 및 상기 자성입자의 혼합이 완료된 경우 개방되어 상기 1차 혼합용액을 상기 농축부(140)로 제공할 수 있다.
상기 버퍼부(120)는 상기 농축부(140)의 상류에 마련될 수 있으며, 상기 버퍼부(120)는, 상기 농축부(140)에 세척용액 및 이송용액을 주입할 수 있도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 버퍼부(120)는 상기 농축부(140)에 세척용액을 주입하여, 상기 1차 혼합용액에 포함된 이물질용액이 상기 이물질 배출부(150)를 통해 배출되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 버퍼부(120)는 상기 농축부(140)에 이송용액을 주입하여 상기 농축부(140)에 수용된 2차 혼합용액을 상기 추출부(180)로 이송시킬 수 있다. 여기서, 상기 2차 혼합용액은 상기 1차 혼합용액에서 상기 이물질용액이 배출되어 농축이 이루어진 용액을 지칭한다.
상기 농축펌프부(130)는 상기 혼합부(110) 및 상기 버퍼부(120)의 하류에 마련되고, 상기 농축부(140)의 상류에 마련될 수 있다. 상기 농축펌프부(130)는 상기 1차 혼합용액, 상기 세척용액 및 상기 이송용액을 상기 농축부(140)로 주입시킬 수 있다.
상기 농축부(140)는 상기 탈리용액과 상기 자성입자가 혼합된 상기 1차 혼합용액으로부터 상기 이물질용액을 배출시켜 상기 검출대상균을 농축하며, 자력을 선택적으로 발생시켜 상기 자성입자와 결합된 상기 검출대상균을 농축할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다. 그리고, 상기 농축부(140)는 농축용기유닛(141), 농축자석유닛(142), 농축모터유닛(143), 진동모터유닛(144) 및 농축밸브유닛(145)을 포함한다.
상기 농축용기유닛(141)은 상기 1차 혼합용액이 수용 및 통과될 수 있도록 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 농축용기유닛(141)은 튜브(tube) 형태로 마련될 수 있으며, 일측으로 주입된 액체가 타측으로 배출되도록 마련될 수 있다. 단, 상기 농축용기유닛(141)의 형태를 일실시예에 한정하는 것은 아니다.
상기 농축자석유닛(142)은 상기 농축용기유닛(141)에 인접하게 마련되며, 상기 농축용기유닛(141)에 선택적으로 자력을 발생시킬 수 있다. 일 예로, 상기 농축자석유닛(142)은 상기 농축용기유닛(141)의 하부에 마련되어 상기 농축용기유닛(141) 자력을 가하거나 제거하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 농축자석유닛(142)은 상기 농축모터유닛(143)과 연결되어 상기 농축용기유닛(141)과의 거리가 조절되도록 마련될 수 있다. 즉, 상기 농축자석유닛(142)은 상기 농축모터유닛(143)에 의해 상기 농축용기유닛(141)에 인접하게 이동되어 상기 농축용기유닛(141)에 자력을 가할 수 있다. 그리고 반대로, 상기 농축자석유닛(142)은 상기 농축모터유닛(143)에 의해 상기 농축용기유닛(141)으로부터 이격되어 상기 농축용기유닛(141)에 가해지는 자력을 제거할 수도 있다.
그리고, 보다 상세하게 설명하면, 상기 농축자석유닛(142)은 상기 농축용기유닛(141)의 길이 방향으로 복수의 자석이 마련된 형태일 수 있다. 이때, 상기 자석은 인접한 자석의 극성이 서로 다르게 마련될 수 있다. 즉, 상기 농축자석유닛(142)은 상기 농축용기유닛(141)과 대향되는 자석의 극성이 N극과 S극이 상호 교차되어 반복되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 농축자석유닛(142)은 전자석으로 마련되어 상기 농축용기유닛(141)에 선택적으로 자력을 발생시킬 수도 있다. 이처럼, 상기 농축자석유닛(142)이 전자석으로 마련된 경우, 상기 농축자석유닛(142)에 전류를 흘려주면, 상기 농축용기유닛(141)에 자력이 발생할 수 있다. 이와 반대로, 상기 농축자석유닛(142)에 전류가 흐르지 못하게 하면, 상기 농축용기유닛(141)에 가해지는 자력을 제거할 수 있다. 그리고, 상기 농축자석유닛(142)이 전자석으로 마련된 경우, 상기 농축모터유닛(143)은 구비되지 않을 수 있다.
상기와 같이 전자석으로 마련된 상기 농축자석유닛(142)의 경우, 상기 농축자석유닛(142)에 흐르는 전류를 제어하는 것으로 상기 농축용기유닛(141)에 발생시키는 자력을 제어할 수 있기 때문에 보다 신속하고 간편한 자력 제어가 가능하다.
전술한 바와 같이 마련된 상기 농축자석유닛(142)은 상기 농축용기유닛(141)에 가해지는 자력을 제어함으로써, 상기 1차 혼합용액에 포함된 상기 검출대상균의 유동을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 농축자석유닛(142)이 상기 농축용기유닛(141)에 자력을 발생시키면, 상기 검출대상균과 결합된 상기 자성입자가 자력에 의해 상기 농축자석유닛(142)측으로 이동되어 상기 농축용기유닛(141)의 내벽에 고정될 수 있다.
상기 진동모터유닛(144)은 상기 농축용기유닛(141)에 연결되어 마련되며, 상기 2차 혼합용액이 상기 추출부(180)로 이송될 때, 상기 농축용기유닛(141)에 진동을 발생시켜 상기 농축용기유닛(141)에 부착된 상기 검출대상균을 떼어내는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 2차 혼합용액은 상기 농축용기유닛(141)에 자력을 제거한 상태일 때에도, 상기 농축용기유닛(141) 내부의 상기 농축자석유닛(142)측에 부착된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 상기 진동모터유닛(144)은 상기 농축용기유닛(141) 내의 상기 2차 혼합용액을 상기 추출부(180)로 이송시킬 때, 상기 농축용기유닛(141)의 내벽에 부착된 상기 2차 혼합용액에 진동을 가해 상기 내벽으로부터 분리시킬 수 있다. 이처럼 마련된 상기 진동모터유닛(144)은 상기 2차 혼합용액의 이송 효율을 높일 수 있다.
상기 이물질 배출부(150)는 상기 농축부(140) 및 상기 추출부(180)의 하류에 마련될 수 있으며, 상기 이물질 배출부(150)는, 상기 농축부(140) 및 상기 추출부(180)를 통과한 상기 이물질용액이 배출되도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 이물질 배출부(150)는 이물질 배출구유닛(151), 제1 배출밸브유닛(152) 및 제2 배출밸브유닛(152)을 포함한다.
상기 이물질 배출구유닛(151)은 상기 농축부(140) 및 상기 추출부(180)의 하류측에 위치하여 상기 이물질용액이 배출될 수 있도록 마련된다.
상기 제1 배출밸브유닛(152)은 상기 농축부(140)와 상기 배출구유닛(151)의 사이에 마련되어, 상기 농축부(140)를 통과한 이물질용액이 상기 배출구유닛(151)으로 이송될 때, 개방될 수 있다. 그리고, 상기 제1 배출밸브유닛(152)은 상기 농축부(140)에서 상기 추출부(180)로 상기 2차 혼합용액이 이송될 때에는 폐쇄되도록 마련될 수 있다.
상기 제2 배출밸브유닛(152)은 상기 추출부(180)와 상기 배출구유닛(151)의 사이에 마련되어, 상기 추출부(180)를 통과한 이물질용액이 상기 배출구유닛(151)으로 이송될 때, 개방될 수 있다. 그리고, 상기 제2 배출밸브유닛(152)은 상기 추출부(180)에서 믹서기(200)로 추출된 유전자가 이송될 때에는 폐쇄되도록 마련될 수 있다.
상기 추출챔버부(160)는 상기 검출대상균 내의 유전자를 추출하는 추출용액을 상기 추출부(180)에 주입할 수 있으며, 추출챔버유닛(161), 추출챔버펌프유닛(162) 및 추출챔버밸브유닛(163) 및 추출챔버압력조절유닛(164)을 포함한다.
상기 추출챔버유닛(161)은 상기 추출용액을 수용하도록 마련될 수 있으며, 상기 추출부(180)의 상류측에 마련될 수 있다.
상기 추출챔버펌프유닛(162)은 추출챔버유닛(161)과 연결되어 추출챔버유닛(161)에 수용된 상기 추출용액을 상기 추출부(180)로 공급하기 위해 공기를 주입할 수 있다.
상기 추출챔버밸브유닛(163)은 상기 추출챔버유닛(161)과 상기 추출부(180)의 사이에 마련되며, 상기 추출챔버유닛(161)에 수용된 상기 추출용액의 공급여부를 제어하도록 마련될 수 있다.
상기 추출챔버압력조절유닛(164)은 상기 추출챔버펌프유닛(162)과 연결되며, 상기 추출챔버압력조절유닛(164)은, 상기 추출챔버유닛(161)에 공기를 주입하기 위한 공기주입튜브(미도시)가 연결될 때, 상기 추출챔버펌프유닛(162)과 상기 공기주입튜브 사이의 공기를 외부로 배출한 이후에 밀폐되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이처럼 마련된 상기 추출챔버압력조절유닛(164)은 상기 추출챔버펌프유닛(162)에 상기 공기주입튜브가 연결될 때, 상기 추출챔버펌프유닛(162)과 상기 공기주입튜브 사이의 공기가 상기 추출챔버펌프유닛(162)을 통해 상기 추출챔버유닛(161)에 유입되는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 항상 정해진 양만큼의 공기만 상기 추출챔버유닛(161)에 주입되도록 할 수 있다.
또한, 상기 추출챔버압력조절유닛(164)은, 상기 추출챔버펌프유닛(162)이 상기 추출챔버유닛(161)에 수용된 추출용액을 모두 배출하였을 때, 개방되어 내부 압력을 조절할 수도 있다. 이처럼 마련된 상기 추출챔버압력조절유닛(164)은 내부 압력이 조절된 상태에서 상기 공기주입튜브가 상기 추출챔버펌프유닛(162)으로부터 분리될 수 있도록 함으로써, 안전성을 향상시킬 수 있다.
상기 추출공기주입부(170)는 상기 추출부(180)의 상류측에 마련되며, 추출공기주입유닛(171) 및 추출공기주입밸브(172)를 포함할 수 있다.
상기 추출공기주입유닛(171)은 상기 추출부(180)에서 추출된 상기 유전자를 상기 추출부(180)의 하류에 마련된 상기 믹서기(200)를 향해 배출하도록 상기 추출부(180)에 공기를 주입할 수 있다. 이때, 상기 추출공기주입유닛(171)은 상기 추출부(180)에 자력이 가해진 상태에서 상기 추출부(180)에 공기를 주입할 수 있다. 이처럼, 상기 추출부(180)에 자력이 가해진 상태에서는 상기 검출대상균과 자성입자가 상기 추출부(180)에 부착되어 고정된 상태이다. 따라서, 상기 추출부(180)에 자력이 가해진 상태에서는 상기 검출대상균으로부터 추출된 유전자만 상기 믹서기(200)로 이송되도록 할 수 있다.
또한, 상기 추출공기주입유닛(171)이 상기 추출부(180)에 공기를 주입하여 상기 추출부(180) 내 유전자를 이송시킬 때, 상기 추출챔버부(160)도 상기 추출부(180)에 상기 추출용액을 더 주입하여 상기 유전자를 더욱 원활하게 이송시킬 수도 있다.
상기 추출부(180)는 상기 농축부(140)에 의해 상기 검출대상균이 농축된 상태인 상기 2차 혼합용액으로부터 이물질용액을 배출시켜 상기 검출대상균을 재농축할 수 있으며, 상기 검출대상균으로부터 검출 대상인 유전자를 추출할 수 있다. 특히, 상기 추출부(180)는 자력을 선택적으로 발생시켜 자성입자와 결합된 검출대상균을 상기 추출부(180) 내에 고정시킴으로써, 상기 검출대상균을 재농축하고 검출 대상인 유전자가 추출되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 추출부(180)는 추출용기유닛(181), 추출자석유닛(182), 추출모터유닛(183), 추출온도제어유닛(184) 및 추출냉각유닛(185)을 포함할 수 있다.
상기 추출용기유닛(181)은 상기 자성입자와 결합된 검출대상균이 수용되며, 상기 2차 혼합용액이 통과하도록 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 추출용기유닛(181)은 튜브 형태로 마련될 수 있으나, 상기 추출용기유닛(181)의 형태를 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출용기유닛(181)에 인접하게 마련되며, 상기 추출용기유닛(181)에 선택적으로 자력을 발생시킬 수 있다. 일 예로, 상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출용기유닛(181)의 하부에 마련되어 상기 추출용기유닛(181) 자력을 가하거나 제거하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출모터유닛(183)과 연결되어 상기 추출용기유닛(181)과의 거리가 조절되도록 마련될 수 있다. 즉, 상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출모터유닛(183)에 의해 상기 추출용기유닛(181)에 인접하게 이동되어 상기 추출용기유닛(181)에 자력을 가할 수 있다. 그리고 반대로, 상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출모터유닛(183)에 의해 상기 추출용기유닛(181)으로부터 이격되어 상기 추출용기유닛(181)에 가해지는 자력을 제거할 수도 있다.
그리고, 보다 상세하게 설명하면, 상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출용기유닛(181)의 길이 방향으로 복수의 자석이 마련된 형태일 수 있다. 이때, 상기 자석은 인접한 자석의 극성이 서로 다르게 마련될 수 있다. 즉, 상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출용기유닛(181)과 대향되는 자석의 극성이 N극과 S극이 상호 교차되어 반복되도록 마련될 수 있다. N극과 S극의 교차 지점에는 자속이 강하게 형성된다. 따라서, 상기 추출자석유닛(182)은 상기 N극과 S극이 교차되는 지점에 자성입자를 집중적으로 부착시켜 포획하기 때문에 자성입자와 결합된 검출대상균이 유실되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 추출자석유닛(182)은 전자석으로 마련되어 상기 추출용기유닛(181)에 선택적으로 자력을 발생시킬 수도 있다. 이처럼, 상기 추출자석유닛(182)이 전자석으로 마련된 경우, 상기 추출자석유닛(182)에 전류를 흘려주면, 상기 추출용기유닛(181)에 자력이 발생하게 될 수 있다. 이와 반대로, 상기 추출자석유닛(182)에 전류가 흐르지 못하게 하면, 상기 추출용기유닛(181)에 가해지는 자력을 제거할 수 있다. 그리고, 상기 추출자석유닛(182)이 전자석으로 마련된 경우, 상기 추출모터유닛(183)은 구비되지 않을 수 있다.
상기와 같이 전자석으로 마련된 상기 추출자석유닛(182)의 경우, 상기 추출자석유닛(182)에 흐르는 전류를 제어하는 것으로 상기 추출용기유닛(181)에 발생시키는 자력을 제어할 수 있기 때문에 보다 신속하고 간편한 자력 제어가 가능하다.
전술한 바와 같이 마련된 상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출용기유닛(181)에 가해지는 자력을 제어함으로써, 상기 2차 혼합용액에 포함된 상기 검출대상균의 유동을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 추출자석유닛(182)이 상기 추출용기유닛(181)에 자력을 발생시키면, 상기 검출대상균과 결합된 상기 자성입자가 자력에 의해 상기 추출자석유닛(182)측으로 이동되어 상기 추출용기유닛(181)의 내벽에 고정될 수 있다.
상기 추출온도제어유닛(184)은 상기 추출용기유닛(181)과 연결되어 상기 추출용액이 주입된 상기 추출용기유닛(181)을 기설정된 온도로 가열 및 냉각하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 추출온도제어유닛(184)은 상기 2차 혼합용액의 온도가 균일하도록 상기 추출용기유닛(181)에 작용하는 자력을 제거한 상태에서 상기 추출용기유닛(181)을 가열 및 냉각시킬 수 있다.
상기 추출용기유닛(181)을 90도 내지 100도로 5분 내지 20분 동안 가열시킬 수 있다. 상기 추출용기유닛(181)의 온도가 90도 미만일 경우, 상기 추출용액이 활발하게 활동하지 못할 수 있으며, 상기 추출용기유닛(181)의 온도가 100도를 초과할 경우, 유전자가 파괴되거나, 추출용액의 기능이 상실될 수 있다. 따라서, 상기 추출용기유닛(181)은 90도 내지 100도로 5분 내지 20분 동안 가열될 수 있다.
이처럼, 적정범위에서 가열된 상기 추출용기유닛(181)에 수용된 상기 추출용액은 상기 검출대상균의 세포를 활발하게 파쇄하여 신속하게 유전자를 추출할 수 있다.
그리고, 상기 추출온도제어유닛(184)은, 가열된 상기 추출용기유닛(181)를 상온으로 냉각시킬 수 있다. 이때, 상기 추출온도제어유닛(184)은 상기 추출용기유닛(181)의 온도를 20도 내지 30도로 냉각시킬 수 있다.
상기 추출냉각유닛(185)은 상기 추출온도제어유닛(184)과 연결되어 상기 추출온도제어유닛(184)을 냉각시키도록 마련될 수 있다. 상기 추출냉각유닛(185)은 상기 추출온도제어유닛(184)이 과열로 인한 고장을 방지하기 위해 상기 추출온도제어유닛(184)이 상기 추출용기유닛(181)을 가열할 때, 동시에 작동되도록 마련될 수 있으며, 상기 추출온도제어유닛(184)이 기설정된 온도를 초과할 경우에 작동이 되도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 추출냉각유닛(184)은 상기 추출온도제어유닛(184)이 상기 추출용기유닛(181)을 상온으로 냉각시킬 때에도, 작동하여 더욱 신속하게 냉각이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 상기 추출부(180)는 제1 추출용기밸브(186) 및 제2 추출용기밸브(187)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 추출용기밸브(186) 및 제2 추출용기밸브(187)는 상기 추출용기유닛(181)의 양측에 인접하게 각각 마련될 수 있다. 그리고, 상기 제1 추출용기밸브(186) 및 제2 추출용기밸브(187)는 상기 추출온도제어유닛(184)에 의해 상기 추출용기유닛(181)이 가열될 때, 상기 추출용기유닛(181) 내부의 압력을 조절하고, 수용된 용액이 유출되는 것을 방지하도록 제어될 수 있다.
상기 믹서이송밸브부(190)는 상기 추출부(180)의 하류에 마련되며, 추출된 상기 유전자가 상기 믹서기(200)로 이송될 때, 개방될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 믹서기의 믹서주챔버부의 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 믹서기의 와류유도유닛을 나타낸 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 믹서기의 믹서주챔버부의 내부 유체 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 것처럼, 믹서기(200)는 상기 농축추출기(100)의 하류에 마련되며, 상기 유전자와 PCR버퍼를 혼합하여 혼합PCR용액을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 믹서기(200)는 믹서주챔버부(210), 믹서보조챔버부(220), 믹서이송챔버부(230), 믹서펌프부(240), 믹서압력조절부(250), 믹서지지홀(260) 및 믹서밸브부(270)를 포함하며, 유전자와 PCR버퍼(중합효소 연쇄반응 버퍼)는 상기 믹서보조챔버부(220)와 상기 믹서주챔버부(210)를 왕복하면서 혼합되도록 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 믹서주챔버부(210)는 믹서주챔버본체(211), 믹서주챔버연장체(212), 믹서주입홀(213), 믹서에어필터(214) 및 와류유도유닛(215)를 포함하며, 검출대상균으로부터 추출된 상기 유전자와 상기 PCR버퍼가 수용되어 혼합될 수 있도록 마련된다.
상기 믹서주챔버본체(211)는 내부에 상기 유전자 및 상기 PCR버퍼가 수용될 수 있도록 마련된다. 구체적으로, 상기 믹서주챔버본체(211)는 복수의 필름이 적층되어 형성된 본체칩(700)에 마련될 수 있으며, 내부에 상기 유전자 및 상기 PCR버퍼가 수용될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
상기 믹서주챔버연장체(212)는 상기 믹서주챔버본체(211)의 일측에 연장되어 마련되며, 상기 믹서주챔버본체(211)에 비해 상대적으로 높은 단차가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 믹서주챔버연장체(212)는 상기 믹서주챔버본체(211)에 유입된 상기 유전자 및 상기 PCR버퍼가 상기 믹서보조챔버부(220)가 흡입할 경우에만 상기 믹서보조챔버부(220)로 이송될 수 있도록 단차가 형성될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 믹서주챔버연장체(212)는 상기 믹서보조챔버부(220)가 흡입력을 가하지 않는 경우, 상기 유전자와 상기 PCR버퍼가 상기 믹서보조챔버부(220)로 이동되지 않도록 할 수 있다.
상기 믹서주입홀(213)은 상기 믹서주챔버본체(211)의 바닥면에 형성되어 추출된 상기 유전자가 주입될 수 있다. 그리고, 도 7의 (a)에 도시된 것처럼, 상기 PCR버퍼는 상기 믹서주챔버본체(211)에 상기 유전자가 유입되기 전에, 상기 믹서주챔버연장체(212)로부터 주입되어 상기 믹서주입홀(213)의 앞단까지 채워지는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 믹서주챔버본체(211)에 마련되는 상기 믹서주입홀(213)은 상기 믹서주챔버본체(211)에 미리 채워진 PCR버퍼가 상기 믹서주입홀(213)로 유입되어 역류하지 않도록 할 수 있는 위치에 마련될 수 있다.
상기 믹서에어필터(214)는 상기 믹서주챔버본체(211)의 상측에 마련되되, 상기 믹서주입홀(213)의 상부에 마련될 수 있다. 그리고, 상기 믹서에어필터(214)는, 상기 믹서주입홀(213)을 통해 상기 유전자와 함께 주입되는 기포를 외부로 배출시키면서 상기 유전자와 상기 PCR버퍼를 혼합시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 믹서주입홀(213)을 통해 유입되는 유전자는 기포를 포함하고 있다. 상기 믹서에어필터(214)는 상기 유전자와 함께 유입된 기포를 외부로 배출할 수 있다. 그리고 이때, 기포가 터지면서 상기 유전자와 상기 PCR버퍼를 혼합시킬 수 있다. 즉, 상기 믹서에어필터(214)는 혼합 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 믹서에어필터(214)는 상기 유전자 및 상기PCR버퍼가 왕복 이동하면서 발생하는 기포를 외부로 배출하면서 상술한 바와 같은 방법으로 혼합 효율을 향상시킬 수도 있다.
상기 와류유도유닛(215)은 상기 믹서주챔버본체(211)에 하나 이상으로 마련될 수 있으며, 상기 와류유도유닛(215)은 상기 유전자 및 상기 PCR버퍼가 이동할 때 충돌하면서 와류가 발생하도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 와류유도유닛(215)은 도 6에 도시된 것처럼, 상기 와류유도유닛(215)은, 상기 믹서주챔버본체(211)의 양측면으로부터 내측을 향해 연장되어 마련될 수 있으며, 상호 이격되어 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다. 그리고, 상기 와류유도유닛(215)은 상기 믹서주챔버본체(211)의 일측에 마련된 것과 타측에 마련된 것이 상호 엇갈려서 위치하도록 마련될 수 있다.
일 예로, 도 6의 (a)에 도시된 것처럼, 상기 와류유도유닛(215)은 믹서주챔버본체(211)의 양측면으로부터 내측을 향해 수직으로 연장되도록 마련될 수 있고, 도 6의 (b), (c)에 도시된 것처럼 믹서주챔버본체(211)의 양측면으로부터 내측을 향해 대각선으로 연장되어 형성될 수도 있다.
또한, 도 6의 (d)에 도시된 것처럼, 상기 와류유도유닛(215)은 믹서주챔버본체(211)의 양측면으로부터 내측을 향해 곡선 형태로 연장되어 마련될 수도 있다.
그러나, 상기 와류유도유닛(215)은 도시된 형태로 한정되지 않으며, 상기 유전자 및 상기 PCR버퍼가 이동할 때, 충돌하면서 와류가 활발하게 발생할 수 있는 형태 및 위치라면 모두 일실시예에 포함될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 와류유도유닛(215)은 상기 유전자 및 상기 PCR버퍼의 혼합효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 마련된, 상기 믹서주챔버본체(211)는 얇은 필름이 적층되어 형성된 본체칩(700)에 마련되기 때문에 단순히 상기 유전자와 상기 PCR버퍼를 같은 공간에 두는 것으로 혼합이 신속하게 이루어지지 않는다. 그러나, 본 발명에 따른 상기 믹서주챔버부(210)는 상기 유전자와 상기 PCR버퍼를 신속하게 혼합시킬 수 있도록 구성되어 있어, 혼합PCR용액을 신속하게 형성할 수 있다.
믹서보조챔버부(220)는 상기 믹서주챔버부(210)와 연결되어 상기 믹서주챔버부(210)에 수용된 상기 유전자와 상기 PCR버퍼를 수용할 수 있도록 마련된다.
상기 믹서이송챔버부(230)는 상기 믹서보조챔버부(220)와 연결되며, 상기 믹서이송챔버부(230)는 상기 유전자와 상기 PCR버퍼가 혼합된 혼합PCR용액을 수용하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 믹서이송챔버부(230)는 수용된 상기 혼합PCR용액을 정량주입기(300)를 향해 배출할 수 있도록 상기 정량주입기(300)와 연결될 수 있다.
상기 믹서펌프부(240)는 상기 믹서이송챔버부(230)와 연결되며, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 유전자와 상기 PCR버퍼가 상기 믹서보조챔버부(220)와 상기 믹서주챔버부(210)를 왕복하며 혼합되도록 공기를 흡입 및 배출할 수 있다. 구체적으로, 도 7의 (b)에 도시된 것처럼, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 믹서주챔버부(210)에 수용된 혼합PCR용액을 흡입하여 상기 믹서보조챔버부(220)로 이동시키고, 도 7의 (c)에 도시된 것처럼, 다시 상기 믹서보조챔버부(220)에 수용된 상기 혼합PCR용액에 공기를 주입하여 상기 믹서주챔버부(210)로 이송시킬 수 있다. 이처럼, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 유전자와 상기 PCR버퍼가 상기 믹서보조챔버부(220)와 상기 믹서주챔버부(210)를 왕복하며 혼합되도록 할 수 있다.
또한, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 믹서보조챔버부(220)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 흡입하여 상기 믹서이송챔버부(230)에 수용시킬 수도 있다. 그리고, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 믹서이송챔버부(230)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 상기 정량주입기(300)를 향해 배출시키도록 공기를 주입할 수 있도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 믹서주챔버부(210)에 상기 PCR버퍼를 주입할 수 있다. 구체적으로, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 믹서주챔버부(210)에 상기 유전자가 주입되기 전에 미리 기설정된 양만큼의 PCR버퍼를 주입할 수 있다.
상기 믹서압력조절부(250)는 상기 믹서펌프부(240)와 연결되며, 상기 믹서압력조절부(250)는, 상기 믹서펌프부(240)에 공기를 주입하기 위한 공기주입튜브(미도시)가 연결될 때, 상기 믹서펌프부(240)와 상기 공기주입튜브 사이의 공기를 외부로 배출한 이후에 밀폐되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이처럼 마련된 상기 믹서압력조절부(250)는 상기 믹서펌프부(240)에 상기 공기주입튜브가 연결될 때, 상기 믹서펌프부(240)와 상기 공기주입튜브 사이의 공기가 상기 믹서펌프부(240)로 유입되는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 항상 정해진 양만큼의 공기만 주입하도록 할 수 있다.
또한, 상기 믹서압력조절부(250)는, 상기 믹서펌프부(240)가 상기 정량주입기(300)에 혼합PCR용액을 모두 배출하였을 때, 개방되어 내부 압력을 조절할 수도 있다. 이처럼 마련된 상기 믹서압력조절부(250)는 내부 압력이 조절된 상태에서 상기 공기주입튜브가 상기 믹서펌프부(240)로부터 분리될 수 있도록 함으로써, 안전성을 향상시킬 수 있다.
상기 믹서지지홀(260)은 상기 믹서펌프부(240) 및 상기 믹서압력조절부(250)와 인접한 위치에 형성될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 믹서지지홀(260)은 믹서펌프부(240)와 믹서압력조절부(250)에 공기가 유동될 때, 복수의 필름이 적층된 본체칩(700)이 벌어져 변형되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 상기 믹서지지홀(260)은 본체칩(700)의 변형을 방지하여 누수가 발생하는 문제도 방지할 수 있다.
상기 믹서밸브부(270)는 상기 믹서보조챔버부(220) 및 상기 믹서이송챔버부(230) 사이에 마련되며, 제1 믹서밸브(271) 및 제2 믹서밸브(272)를 포함한다.
상기 제1 믹서밸브(271)는 상기 믹서보조챔버부(220) 및 상기 믹서이송챔버부(230) 사이의 유동을 제어할 수 있다.
상기 제2 믹서밸브(272)는 상기 믹서이송챔버부(230) 및 상기 정량주입기(300) 사이의 유동을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기와 같이 마련된 상기 제1 믹서밸브(271)는 상기 믹서펌프부(240)가 상기 믹서보조챔버부(220)에 수용된 혼합PCR용액을 흡입하여 상기 믹서이송챔버부(230)로 이송할 때, 개방된 상태일 수 있다. 그리고 이때, 상기 제2 믹서밸브(272)는 폐쇄된다.
그리고, 상기 제2 믹서밸브(272)는 상기 믹서펌프부(240)가 상기 믹서이송챔버부(230)에 수용된 혼합PCR용액을 상기 정량주입기(300)로 이송할 때, 개방될 수 있다. 그리고 이때, 상기 제1 믹서밸브(271)는 폐쇄된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 상기 정량주입기(300)는 상기 믹서기(200)와 상기 증폭기(400) 사이에 마련되며, 정량의 상기 혼합PCR용액을 상기 증폭기(400)에 주입할 수 있다. 그리고, 상기 정량주입기(300)는 정량챔버부(310), 정량스토퍼부(320), 잔량배출부(330), 정량펌프부(340), 정량지지홀(350), 정량밸브부(360) 및 정량에어필터부(370)를 포함한다.
상기 정량챔버부(310)는 유전자와 PCR버퍼가 혼합되어 형성된 혼합PCR용액을 수용하는 복수의 정량챔버를 갖는다. 구체적으로, 상기 정량챔버부(310)는 제1 정량챔버(311), 제2 정량챔버(312), 제3 정량챔버(313), 제4 정량챔버(314) 및 제5 정량챔버(315)를 포함한다. 그리고, 상기 제1 정량챔버(311) 내지 제5 정량챔버(315)는 기설정된 양의 혼합PCR용액을 수용할 수 있는 크기로 마련될 수 있다.
또한, 상기 제1 정량챔버(311)는 상기 혼합PCR용액이 유입되는 상류측에 마련되며, 하류로 갈수록 상기 재2 정량챔버(312), 상기 제3 정량챔버(313), 상기 제4 정량챔버(314) 및 상기 제5 정량챔버(315)가 순차적으로 배치될 수 있다. 상기 정량챔버부(310)의 개수는 일실시예에 한정되지 않으며, 복수로 마련될 수 있다.
상기 정량스토퍼부(320)는 인접한 한 쌍의 정량챔버 사이에 각각 마련되며, 상기 정량챔버에 비해 상대적으로 높은 단차가 형성된 복수의 정량스토퍼를 갖는다. 구체적으로, 상기 제1 정량챔버(311) 및 상기 제2 정량챔버(312) 사이에는 제1 정량스토퍼(321)가 마련되고, 상기 제2 정량챔버(312) 및 상기 제3 정량챔버(313) 사이에는 제2 정량스토퍼(322)가 마련된다. 그리고, 상기 제3 정량챔버(313) 및 상기 제4 정량챔버(314) 사이에는 제3 정량스토퍼(323)가 마련되며, 상기 제4 정량챔버(314) 및 상기 제5 정량챔버(315) 사이에는 제4 정량스토퍼(324)가 마련된다.
상기와 같이 마련된 상기 정량스토퍼부(320)는, 상류에 위치한 정량챔버에 상기 혼합PCR용액이 모두 채워진 상태에서 상기 혼합PCR용액이 통과할 수 있도록 단차가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다. 그리고, 상기 정량스토퍼부(320)의 제1 정량스토퍼(321) 내지 상기 제4 정량스토퍼(324)는 모두 동일한 높이의 단차가 형성되도록 마련될 수 있으며, 상기 혼합PCR용액의 경로상에 돌출부 형태로 마련될 수 있다.
일 예로, 유입된 상기 혼합PCR용액은 먼저 상기 제1 정량스토퍼(321)로 향한다. 그러나, 상기 제1 정량스토퍼(321)는 단차가 높게 형성되어 있기 때문에 상기 혼합PCR용액은 상기 제1 정량스토퍼(321)를 넘어서 통과하지 못하고, 상기 제1 정량챔버(311)로 자연스럽게 이송되어 상기 제1 정량챔버(311)에 채워진다. 그리고, 상기 제1 정량챔버(311)가 상기 혼합PCR용액으로 가득 채워지면 상기 혼합PCR용액의 수위가 상기 제1 정량스토퍼(321)의 단차 높이만큼 상승하게 되어 상기 제1 정량스토퍼(321)를 넘어서 통과하게 된다. 상기 제1 정량스토퍼(321)를 통과한 상기 혼합PCR용액은 상기 제2 정량스토퍼(322)로 향한다. 그러나, 상기 제2 정량스토퍼(322)역시 단차가 높게 형성되어 있기 때문에 상기 혼합PCR용액은 상기 제2 정량스토퍼(322)를 넘지 못하고 상기 제2 정량챔버(312)를 향해 이동하여 상기 제2 정량챔버(312)를 가득 채운다. 그리고, 상기 제2 정량챔버(312)가 상기 혼합PCR용액으로 가득 채워지면 상기 혼합PCR용액의 수위가 상기 제2 정량스토퍼(322)의 단차 높이만큼 상승하게 되어 상기 제2 정량스토퍼(322)를 넘어서 통과하게 된다. 이와 같은 방식으로 상기 제3 정량챔버(313) 및 상기 제4 정량챔버(314)에 혼합PCR용액이 가득 채워질 수 있다.
상기 잔량배출부(330)는 상기 정량챔버부(310)를 모두 채우고 남은 상기 혼합PCR용액을 배출하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 정량스토퍼부(320)는, 상기 정량챔버부(310) 및 상기 잔량배출부(330)의 사이에 마련되는 배출스토퍼(325)를 더 포함한다. 구체적으로, 상기 배출스토퍼(325)는, 상기 제5 정량챔버(315) 및 상기 잔량배출부(330) 사이에 마련되며, 상기 정량스토퍼(321, 322, 323, 324)에 비해 상대적으로 높은 단차가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 배출스토퍼(325)는 전술한 바와 동일한 방법으로 상기 정량챔버부(310)에 상기 혼합PCR용액이 모두 채워진 상태에서 상기 혼합PCR용액이 통과하여 상기 잔량배출부(330)로 배출될 수 있도록 단차가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
전술한 바와 같이 마련된 상기 정량챔버부(310), 정량스토퍼부(320), 잔량배출부(330)는 별도의 제어 없이도 각각의 상기 정량챔버에 기설정된 혼합PCR용액이 채워지도록 할 수 있다. 즉, 본 발명은 증폭기(400)에 주입되는 혼합PCR용액이 항상 일정하도록 할 수 있어 실험의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 신속하게 혼합PCR용액을 주입할 수 있어 경제적이다.
상기 정량펌프부(340)는 상기 정량챔버부(310)의 상류측에 마련되며, 상기 정량챔버부(310)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 증폭기(400)로 이송시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 정량펌프부(340)는 상기 정량챔버부(310) 및 상기 정량스토퍼부(320) 사이에 마련되며, 상기 정량챔버부(310)에 상기 혼합PCR용액이 모두 채워졌을 때, 공기를 주입하여 상기 정량챔버부(310)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 상기 증폭기(400)로 이송시킬 수 있다.
상기 정량지지홀(350)은 상기 정량펌프부(340)와 인접한 위치에는 형성될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 정량지지홀(350)은 상기 정량펌프부(340)로 공기가 주입될 때, 복수의 필름이 적층된 본체칩(700)이 벌어져 변형되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 상기 정량지지홀(350)은 본체칩(700)의 변형을 방지하여 누수가 발생하는 문제도 방지할 수 있다.
상기 정량밸브부(360)는 상기 정량펌프부(340)의 상류측에 마련된다. 구체적으로, 상기 정량밸브부(360)는 상기 정량펌프부(340)와 상기 정량스토퍼부(320) 사이에 마련될 수 있으며, 상기 정량밸브부(360)는 상기 정량펌프부(340)가 상기 정량챔버부(310)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 상기 증폭기(400)로 이송시킬 때, 폐쇄된 상태일 수 있다.
상기 정량에어필터부(370)는 상기 정량챔버부(310)의 하류측에 마련되며, 상기 정량에어필터부(370)는 상기 증폭기(400)를 향해 이송되는 상기 혼합PCR용액에 포함된 기포를 제거할 수 있다. 구체적으로, 상기 증폭기(400)가 상기 혼합PCR용액에 수용된 유전자를 증폭시킬 때, 기포가 포함되어 있을 경우, 실험 결과에 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 정량에어필터부(370)는 상기 증폭기(400)를 향해 이송되는 상기 혼합PCR용액에 포함된 기포를 제거하여 상술한 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 정량에어필터부(370)는 상기 혼합PCR용액이 모두 통과한 경우, 상기 정량펌프부(340)로부터 주입되는 공기를 모두 배출시켜 상기 혼합PCR용액의 이송을 정지시키도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 정량펌프부(340)가 공기를 주입하여 상기 정량챔버부(310)에 수용된 혼합PCR용액을 상기 증폭기(400)로 모두 이송한 경우, 상기 정량펌프부(340)에 의해 주입되는 공기가 상기 정량에어필터부(370)를 통해 모두 배출될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 정량에어필터부(370)는 상기 정량펌프부(340)가 계속 공기를 주입할 경우에도, 상기 증폭기(400)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 가압하지 않도록 할 수 있다. 따라서, 상기 정량에어필터부(370)는 상기 정량펌프부(340)가 상기 혼합PCR용액을 이송시키기 위해 공기를 주입하는 시간을 정밀하게 제어하지 않아도 되도록 할 수 있어 편리하다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 증폭기의 분해사시도이다.
도 1 내지 도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 증폭기(400)는 상기 믹서기(200)의 하류에 마련되며, 상기 혼합PCR용액에 대한 중합효소 연쇄반응(PCR)을 수행하여 증폭용액을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 증폭기(400)는 증폭필름부(410), 증폭주챔버부(420), 제1 증폭밸브부(430), 제2 증폭밸브부(440), 증폭펌프부(450), 증폭보조챔버부(460), 증폭혼합밸브부(470), 증폭지지홀(480)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 증폭주챔버부(420)는 상기 증폭필름부(410)에 마련되며, 유전자와 PCR버퍼를 혼합하여 형성된 혼합PCR용액이 수용되도록 마련될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 증폭주챔버부(420)는 상기 혼합PCR용액이 통과하는 유로를 형성하며, 가열 및 냉각이 연속적으로 이루어져 중합효소 연쇄반응이 발생하도록 마련될 수 있다.
상기 제1 증폭밸브부(430)는 상기 증폭필름부(410)에 마련되되, 상기 증폭주챔버부(420)의 상류측에 마련될 수 있다.
상기 제2 증폭밸브부(440)는 상기 증폭필름부(410)에 마련되되, 상기 증폭주챔버부(420)의 하류측에 마련될 수 있다.
상기와 같이 마련된 상기 제1 증폭밸브부(430) 및 상기 제2 증폭밸브부(440)는 상기 혼합PCR버퍼가 중합효소 연쇄반응이 이루어지는 동안 상기 증폭주챔버부(420) 내에 수용되어 있도록 할 수 있다.
상기 증폭필름부(410)는 복수의 필름이 적층되며, 밸브필름(411)은 증폭주챔버필름(412), 증폭유로필름(413), 유로더미필름(414), 1차더미필름, 밸브더미필름(417), 2차 더미필름을 포함할 수 있다.
상기 밸브필름(411)은, 상기 본체칩(700)에 형성되는 증폭주챔버부(420)와 대응되는 위치에 상기 증폭주챔버부(420)가 마련되며, 상기 증폭주챔버부(420)의 상류측과 하류측에는 각각 상기 제1 증폭밸브부(430) 및 상기 제2 증폭밸브부(440)가 형성될 수 있다.
상기 증폭주챔버필름(412)은 상기 밸브필름(411)의 상부에 적층되며, 상기 밸브필름(411)과 대응되는 위치에 상기 증폭주챔버부(420)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 증폭주챔버필름(412)은 상기 밸브필름의 상부를 모두 덮도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 증폭주챔버필름(412)은 증폭주챔버본체필름(412a) 및 날개필름(412b)을 포함한다. 상기 증폭주챔버필름(412)에는 상기 밸브필름(411)에 형성된 상기 증폭주챔버부(420)와 대응되는 위치 및 형상으로 증폭주챔버부(420)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 날개필름(412b)은 상기 증폭주챔버본체필름(412a)의 양측에 마련되어 상기 제1 증폭밸브부(430) 및 상기 제2 증폭밸브부(440)의 상부를 덮도록 마련될 수 있다. 이때, 상기 날개필름(412b)은 상기 증폭주챔버본체필름(412a)에 비해 단차가 높게 형성될 수 있다.
상기 증폭유로필름(413)은 상기 증폭주챔버본체필름(412a)의 상부를 덮도록 마련되며, 상기 증폭주챔버본체필름(412a)과 대응되는 위치에 상기 증폭주챔버부(420)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 증폭유로필름(413)은 상기 증폭주챔버본체필름(412a)과 상기 날개필름(412b)의 단차만큼 두께가 형성될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 증폭유로필름(413)은 상기 증폭주챔버본체필름(412a)의 상부에 적층되었을 때, 상기 증폭유로필름(413)과 상기 날개필름(412b) 사이에 단차가 없도록 할 수 있다.
상기 유로더미필름(414)은 상기 증폭주챔버필름(421)의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 유로더미필름(414)에는 하부에 적층된 필름들과 대응되는 위치에 상기 증폭주챔버부(420)가 형성될 수 있다.
상기 1차 더미필름은 상기 유로더미필름(414)의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 하부에 적층된 필름들과 대응되는 위치에 상기 증폭주챔버부(420), 상기 제1 증폭밸브부(430) 및 상기 제2 증폭밸브부(440)가 형성될 수 있다.
또한, 일실시예에서는 상기 1차 더미필름이 제1 1차더미필름(415) 및 제2 1차더미필름(415)으로 이루어져 있으나, 상기 1차 더미필름은 하나 이상으로 마련될 수 있다.
상기 밸브더미필름(417)은 상기 1차 더미필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 제1 증폭밸브부(430) 및 상기 제2 증폭밸브부(440)가 형성될 수 있다.
상기 2차 더미필름은 상기 밸브더미필름(417)의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 하부에 적층된 필름들과 대응되는 위치에 상기 증폭주챔버부(420), 상기 제1 증폭밸브부(430) 및 상기 제2 증폭밸브부(440)가 형성될 수 있다.
또한, 일실시예서는 상기 2차 더미필름이 제1 2차더미필름(418) 및 제2 2차더미필름(419)으로 이루어져 있으나, 상기 2차 더미필름은 하나 이상으로 마련될 수 있다.
상기와 같이 마련된 상기 1차 더미필름 및 상기 2차 더미필름은 상기 증폭주챔버부(420)의 내부에 수용된 혼합PCR용액이 온도가 증가할 때, 부풀어오를 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 즉, 상기 더미필름들은 상기 증폭주챔버부(420)의 팽창 가능 공간을 제공하여 손상 및 시료 누출 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 마련된 상기 증폭필름부(410)는, 상기 밸브필름(411)의 상부에 적층되는 필름들이 상기 밸브필름(411)의 상부를 모두 덮도록 마련되어 있어 액체가 유출되지 않으며, 결합력이 향상될 수 있다.
상기 증폭펌프부(450)는 상기 증폭주챔버부(420)의 하류에 마련되며, 유전자가 증폭된 증폭용액을 이송하도록 공기를 흡입 및 주입할 수 있도록 마련된다.
상기 증폭보조챔버부(460)는 상기 증폭펌프(450)부와 상기 증폭주챔버부(420)의 사이에 마련되어, 상기 증폭용액이 수용될 수 있다.
상기 증폭혼합밸브부(470)는 상기 증폭보조챔버부(460) 및 상기 혼합기(500) 사이에 마련될 수 있다.
상기 증폭지지홀(480)은 상기 증폭펌프부(450)와 인접한 위치에 마련되어 상기 증폭펌프부(450)에 공기를 주입 및 배출할 할 때, 상기 본체칩(700)의 틈이 벌어져 액체가 누출되는 문제를 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 증폭펌프부(450)는 상기 증폭혼합밸브부(470)가 폐쇄된 상태에서 공기를 흡입하여 상기 증폭주챔버부(420)에 수용된 증폭용액을 상기 증폭보조챔버부(460)로 이송하고, 상기 증폭혼합밸브부(470)가 개방된 상태에서 공기를 주입하여 상기 증폭보조챔버부(460)에 수용된 증폭용액을 상기 혼합기(500)로 이송할 수 있다.
상기 혼합기(500)는 상기 증폭기(400)의 하류에 마련되며, 상기 증폭기(400)에 의해 증폭된 상기 중폭용액에 신호물질을 혼합하여 혼합물질을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 혼합기(500)는 혼합주챔버부(510) 및 혼합보조챔버부(520)를 포함할 수 있다.
상기 혼합주챔버부(510)는 혼합주챔버본체(511), 혼합주챔버연장체(512), 혼합주입홀(513), 혼합에어필터(514) 및 와류유도유닛(515)을 포함한다.
상기 혼합주챔버본체(511)는 내부에 상기 증폭용액 및 상기 신호물질이 수용될 수 있도록 마련된다. 구체적으로, 상기 혼합주챔버본체(511)는 복수의 필름이 적층되어 형성된 본체칩(700)에 마련될 수 있으며, 내부에 상기 증폭용액 및 상기 신호물질이 수용될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
상기 혼합주챔버연장체(512)는 상기 혼합주챔버본체(511)의 일측에 연장되어 마련되며, 상기 혼합주챔버본체(511)에 비해 상대적으로 높은 단차가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합주챔버연장체(512)는 상기 혼합주챔버본체(511)에 유입된 상기 증폭용액 및 상기 신호물질이 상기 혼합보조챔버부(520)가 흡입할 경우에만 상기 혼합보조챔버부(520)로 이송될 수 있도록 단차가 형성될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 혼합주챔버연장체(512)는 상기 혼합보조챔버부(520)가 흡입력을 가하지 않는 경우, 상기 증폭용액과 상기 신호물질이 상기 혼합보조챔버부(520)로 이동되지 않도록 할 수 있다.
상기 혼합주입홀(513)은 상기 혼합주챔버본체(511)의 바닥면에 형성되어 상기 증폭용액이 주입될 수 있다. 그리고, 도 5의 (a)에 도시된 것처럼, 상기 신호물질은 상기 혼합주챔버본체(511)에 상기 증폭용액이 유입되기 전에, 상기 혼합주챔버연장체(512)로부터 주입되어 상기 혼합주입홀(513)의 앞단까지 채워지는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 혼합주챔버본체(511)에 마련되는 상기 혼합주입홀(513)은 상기 혼합주챔버본체(511)에 미리 채워진 신호물질이 상기 혼합주입홀(513)로 유입되어 역류하지 않도록 할 수 있는 위치에 마련될 수 있다.
상기 혼합에어필터(514)는 상기 혼합주챔버본체(511)의 상측에 마련되되, 상기 혼합주입홀(513)의 상부에 마련될 수 있다. 그리고, 상기 혼합에어필터(514)는, 상기 혼합주입홀(513)을 통해 상기 증폭용액과 함께 주입되는 기포를 외부로 배출시키면서 상기 증폭용액과 상기 신호물질을 혼합시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합주입홀(513)을 통해 유입되는 증폭용액은 기포를 포함하고 있다. 상기 혼합에어필터(514)는 상기 유전자와 함께 유입된 기포를 외부로 배출할 수 있다. 그리고 이때, 기포가 터지면서 상기 증폭용액과 상기 신호물질을 혼합시킬 수 있다. 즉, 상기 혼합에어필터(514)는 혼합 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 혼합에어필터(514)는 상기 증폭용액 및 상기 신호물질이 왕복 이동하면서 발생하는 기포를 외부로 배출하여 상술한 바와 같은 방법으로 혼합 효율을 향상시킬 수도 있다.
상기 와류유도유닛(515)은 상기 믹서기(200)의 상기 와류유도유닛(215)과 실질적으로 동일함으로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
상기 증폭펌프부(450)는 상기 혼합보조챔버부(520)와 연결되며, 상기 증폭펌프부(450)는 상기 증폭용액과 상기 신호물질이 상기 혼합주챔버본체(510)와 상기 혼합보조챔버부(520)를 왕복하며 혼합되도록 공기를 흡입 및 배출할 수 있다.
구체적으로, 상기 증폭펌프부(450)는 상기 혼합주챔버부(510)에 공기를 주입하여 상기 증폭용액 및 신호물질을 상기 혼합보조챔버부(520)로 이동시키고, 다시 공기를 흡입하여 상기 혼합보조챔버부(520)에 수용된 상기 증폭용액 및 신호물질을 상기 혼합주챔버부(510)로 이송시킬 수 있다. 이처럼, 상기 증폭펌프부(450)는 상기 증폭용액과 상기 신호물질이 상기 혼합보조챔버부(520)와 상기 혼합주챔버부(510)를 왕복하면서 혼합되어 혼합물질이 형성되도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 판별기의 분해사시도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 유전자 판별 통합칩의 판별기의 상면도이다.
도 9 및 도 9에 도시된 것처럼, 상기 판별기(600)는 상기 혼합기(500)의 하류에 마련되며, 상기 혼합물질에 포함된 유전자를 판별할 수 있다. 그리고, 상기 판별기(600)는 상기 혼합물질의 전류량을 측정하여 상기 유전자를 판별할 수 있으며, 전극유닛(610), 판별기판유닛(620), 판별필름유닛(630), 판별배출부(640), 판별펌프부(650), 판별압력조절유닛(660) 및 판별지지홀(670)을 포함할 수 있다.
상기 전극유닛(610)은 백금, 금, 카본, 구리, 니켈, 은 등의 소재로 마련될 수 있으며, 상기 혼합물질의 전류량을 측정할 수 있고, 작업전극(611), 상대전극(612), 기준전극(613)을 포함한다.
상기 작업전극(611)은 상기 혼합물질의 전류량을 측정할 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합물질은 상기 증폭용액과 상기 신호물질이 혼합된 것으로서, 상기 증폭용액에 포함된 유전자는 상기 신호물질과 결합된다. 그리고, 상기 유전자의 개수가 상기 신호물질보다 적으면, 상기 신호물질은 상기 유전자와 결합되지 못한 상태로 상기 혼합물질에 잔류하게 된다. 상기 작업전극(611)은 이처럼 결합이 이루어지지 않은 상기 신호물질의 전기적 신호를 측정할 수 있다. 따라서, 작업전극(611)이 측정하는 전류량은 결합이 이루어지지 않은 상기 신호물질의 양에 따라 변화될 수 있다.
상기 상대전극(612)은 상기 혼합물질에 포함된 상기 신호물질의 산화환원반응을 통해 도출되는 전자를 상기 작업전극(611)과 교환할 수 있다. 구체적으로, 상기 상대전극(612)은 상기 혼합물질의 상기 유전자와 결합되지 않은 상기 신호물질의 산화환원반응을 통해 도출되는 전자를 상기 작업전극(611)과 교환할 수 있다. 그리고, 상기 작업전극(611)은 상기 상대전극(612)과 교환이 이루어지는 상기 전자량을 측정함으로써, 상기 혼합물질의 전류량을 정확하게 측정할 수 있다
상기 기준전극(613)은 상기 작업전극(611)에 인가되어야 할 전압의 기준이 될 수 있다. 구체적으로, 상기 기준전극(613)은 각각의 상기 혼합물질에 대한 기준전압을 갖고, 상기 작업전극(611)은 상기 기준전극(613)의 기준전압에 따라 전압이 인가되도록 마련됨으로써, 상기 작업전극(611)이 상기 혼합물질에 대해 상대적으로 항상 일정한 전압을 유지하도록 할 수 있다.
상기 작업전극(611)에 인가되는 인가전압은, 상기 혼합물질에 포함된 각각의 신호물질에 따라 산화환원반응을 일으키기 위한 고유한 전압 값인 것을 특징으로 할 수 있다. 그리고 특히, 상기 인가전압은 상기 혼합물질에 포함된 신호물질이 산화환원반응이 일어날 수 있는 전압 값을 갖도록 상기 기준전극(613)을 고려하여 조절될 수 있다.
또한, 표시전압은 기준전압과 인가전압을 합한 값인 것을 특징으로 할 수 있다. 일 예로, 상기 기준전극(613)의 기준전압이 0.2V이고, 상기 작업전극(611)에 인가되어야 하는 인가전압이 0.5V일 경우, 상기 작업전극(611)의 표시전압은 기준전압 0.2V와 인가전압 0.5V를 합한 값인 0.7V일 수 있다.
한편, 상기 전극유닛(610)의 상기 전극들(511, 512, 513)은 상기 혼합물질과 접촉되는 반응부(614), 및 상기 반응부(614)로부터 연장되어 형성되며 접지되는 접지부(615)로 구분되어 마련될 수 있다.
상기 반응부(614)는 상기 작업전극(611), 상기 상대전극(612) 및 상기 기준전극(613)이 상기 혼합물질과 접촉되는 부분을 지칭할 수 있다. 상기 혼합물질은 상기 반응부(614)를 통과하면서 상기 전극유닛(610)과 전기 화학적 반응이 이루어질 수 있다.
상기 접지부(615)는 상기 전극유닛(610)에 포함된 상기 전극들(611, 612, 613)이 접지되는 부분을 지칭할 수 있으며, 상기 반응부(614)로부터 연장되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 접지부(615)는 상기 혼합물질과 접촉되지 않도록 상기 판별필름유닛(630)에 의해 상기 반응부(614)와 구분되도록 마련될 수 있다.
상기 판별기판유닛(620)은 상부에 복수의 상기 전극유닛(610)이 부착될 수 있다. 구체적으로, 상기 판별기판유닛(620)의 소재는 유리로 마련될 수 있으며, 상기 판별기판유닛(620)의 상부에는 길이 방향으로 복수의 상기 전극유닛(610)이 부착될 수 있다. 이때, 상기 판별기판유닛(620)의 소재는 유리로 한정되는 것은 아니다.
상기 판별필름유닛(630)은 상기 판별기판유닛(620)의 상부에 부착되며, 상기 혼합물질이 통과하는 반응챔버가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 판별필름유닛(630)은 상기 판별기판유닛(620)의 길이 방향으로 복수 개로 마련된 상기 전극유닛(610)과 대응되는 위치에 각각의 상기 반응챔버가 형성되도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 반응챔버는 상기 믹서기(200)를 통과한 혼합물질이 일측으로 유입되어 상기 전극유닛(610)과 반응한 뒤 타측으로 배출될 수 있는 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 상기 판별필름유닛(630)의 폭은 상기 전극유닛(610)의 상기 반응부(614)와 상기 접지부(615)가 구분되어 있어, 상기 접지부(615)와 상기 혼합물질이 접촉되지 않도록 마련될 수 있다.
상기 판별배출부(640)는 상기 판별필름유닛(630)의 하류에 마련되며, 상기 판별필름유닛(630)을 통과하여 유전자 판별이 완료된 혼합물질을 수용하여 외부로 배출하도록 마련될 수 있다.
상기 판별펌프부(650)는 상기 혼합보조챔버부(520)에 수용된 상기 혼합물질이 상기 판별필름유닛(630)을 통과하여 상기 판별배출부(640)로 이동하도록 공기를 흡입할 수 있다.
상기 판별압력조절유닛(660)은 상기 판별펌프부(650)와 연결되며, 상기 판별압력조절유닛(660)은, 공기를 흡입하기 위한 공기흡입튜브(미도시)가 상기 판별펌프부(650)에 연결될 때, 상기 판별펌프부(650)과 상기 공기흡입튜브 사이의 공기를 외부로 배출한 이후에 밀폐되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이처럼 마련된 상기 판별압력조절유닛(660)은 상기 판별펌프부(650)에 상기 공기흡입튜브가 연결될 때, 상기 판별펌프부(650)와 상기 공기흡입튜브 사이의 공기가 상기 판별펌프부(650)를 통해 상기 내부로 유입되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 판별압력조절유닛(660)은, 상기 판별펌프부(650)가 상기 혼합물질을 모두 이동시켜 배출하였을 때, 개방되어 내부 압력을 조절할 수도 있다. 이처럼 마련된 상기 판별압력조절유닛(660)은 내부 압력이 조절된 상태에서 상기 공기흡입튜브가 상기 판별펌프부(650)로부터 분리될 수 있도록 함으로써, 안전성을 향상시킬 수 있다.
상기 판별지지홀(670)은 상기 판별펌프부(650)와 인접한 위치에 형성될 수 있으며, 상기 판별지지홀(670)은 상기 판별펌프부(650)가 공기를 흡입할 때, 상기 본체칩(700)에 변형이 생기는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 상기 본체칩(700)의 변형으로 혼합물질이 유출되는 문제를 방지할 수 있다.
상기 본체칩(700)은 상기 프레임기(800)의 내부에 마련되어 몸체를 형성하며, 주입된 시료가 이동 가능하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 본체칩(700)은 본체상부필름(710), 본체필름(720), 본체하부필름(730)으로 이루어질 수 있으며, 복수의 필름이 적층되어 유로를 형성할 수 있다.
상기 프레임기(800)는 상기 전자동 유전자 판별 통합칩(1000)의 외형을 형성하도록 상부프레임(810) 및 하부프레임(820)을 포함한다. 구체적으로, 상기 상부프레임(810)과 상기 하부프레임(820)은 상호 결합되어 상기 전자동 유전자 판별 통합칩(1000)외형을 형성한다. 그리고, 상기 프레임기(800)는 플라스틱 재질로 마련될 수 있으나, 상기 프레임기(800)의 소재가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 본체칩(700)에는 복수의 정렬홀이 형성될 수 있으며, 및 상기 프레임기(800)에 마련된 기둥모양의 정렬기둥이 상기 정렬홀에 삽입될 수 있다. 상기 정렬기둥은 상기 전자동 유전자 판별 통합칩(1000)에 형성된 정렬홀들의 내측에 삽입되어 각 구성을 기설정된 위치에 고정시킬 수 있다.
이처럼 마련된 상기 전자동 유전자 판별 통합칩(1000)은 소형으로 이루어져 휴대가 편리하다. 그리고, 상기 전자동 유전자 판별 통합칩(1000)은 신속하게 유전자를 판별할 수 있기 때문에 현장에서 바로 사용이 가능하다는 점에서 실용적이다. 또한, 상기 전자동 유전자 판별 통합칩(1000)은 유전자와 대응되는 프로브를 미리 상기 판별기(600)에 고정할 필요가 없기 때문에 유전자 판별을 준비하는 시간이 단축되며, 신속하게 유전자를 판별하는 것이 가능하다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 순서도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 순서도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 유전자 판별방법은 먼저, 검출대상균을 농축하는 단계(S100)를 수행할 수 있다. 그리고, 검출대상균을 농축하는 단계(S100)는, 탈리용액 및 자성입자를 혼합하여 1차 혼합용액을 생성하는 단계(S110), 생성된 상기 1차 혼합용액을 농축부에 주입하는 단계(S120), 주입된 상기 1차 혼합용액에서 이물질용액을 배출시켜 검출대상균을 농축하는 단계(S130), 상기 검출대상균이 농축된 상태인 2차 혼합용액을 추출부로 이송하는 단계(S140) 및 이송된 상기 2차 혼합용액에서 이물질용액을 배출시켜 상기 검출대상균을 재농축하는 단계(S150)를 포함한다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 1차 혼합용액을 생성하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 12를 더 참조하면, 상기 탈리용액 및 자성입자를 혼합하여 1차 혼합용액을 생성하는 단계(S110)는, 먼저, 탈리용액 및 자성입자를 혼합용기유닛에 주입하는 단계(S111)를 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 혼합용기유닛을 기설정된 온도로 가열하는 단계(S112)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 혼합용기유닛(111)은 상기 혼합가열유닛(112)에 의해 상기 탈리용액과 상기 자성입자가 활발하게 혼합되도록 할 수 있는 온도로 가열될 수 있다. 이를 위해 상기 혼합용기유닛(111)은 32도 내지 42도로 가열될 수 있다.
다음으로, 상기 혼합용기유닛에 진동을 가하여 상기 탈리용액 및 상기 자성입자를 혼합함으로써, 1차 혼합용액을 생성하는 단계(S113)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 혼합용기유닛(111)은 상기 혼합모터유닛(113)에 의해 20분 내지 120분 동안 진동이 가해짐으로써, 상기 탈리용액 및 상기 자성입자가 혼합되도록 할 수 있다. 이처럼 혼합되어 생성되는 상기 1차 혼합용액에는 상기 검출대상균과 상기 자성입자가 결합된 상태일 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 1차 혼합용액을 농축부에 주입하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 13을 더 참조하면, 생성된 상기 1차 혼합용액을 농축부에 주입하는 단계(S120)는, 먼저, 농축자석유닛을 이용하여 농축용기유닛에 자력을 발생시키는 단계(S121)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 농축자석유닛을 이용하여 농축용기유닛에 자력을 발생시키는 단계(S121)에서, 상기 농축자석유닛(142)은, 상기 농축모터유닛(143)에 의해 상기 농축용기유닛(141)과 인접하게 이동하여 상기 농축용기유닛(141)에 자력을 발생시킬 수 있다.
또는, 상기 농축자석유닛(142)이 전자석으로 마련된 경우, 농축자석유닛을 이용하여 농축용기유닛에 자력을 발생시키는 단계(S121)에서, 상기 농축자석유닛(142)에 전류를 흘려 상기 농축용기유닛(141)에 자력을 발생시킬 수도 있다.
다음으로, 농축펌프부를 이용하여 상기 1차 혼합용액을 상기 농축용기유닛에 주입하는 단계(S122)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 1차 혼합용액에 포함된 상기 검출대상균은 상기 자성입자와 결합된 상태에서, 상기 농축용기유닛(141)의 내측벽에 자력에 의해 부착될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 이물질용액을 배출시켜 검출대상균을 농축하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 14를 더 참조하면, 주입된 상기 1차 혼합용액에서 이물질용액을 배출시켜 검출대상균을 농축하는 단계(S130)는, 먼저, 상기 농축부에 세척용액을 주입하는 단계(S131)를 수행할 수 있다. 이 단계에 앞서, 상기 제1 배출밸브유닛(152)은 개방되며, 상기 버퍼부(120)는 상기 농축용기유닛(141)에 세척용액을 주입할 수 있다.
다음으로, 상기 세척용액과 함께 상기 이물질용액을 이물질 배출부로 배출시켜 상기 검출대상균을 농축하는 단계(S132)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 세척용액은 상기 농축용기유닛(141) 내에 수용된 1차 혼합용액 중 이물질용액을 상기 이물질 배출구유닛(151)으로 이송시켜 배출할 수 있다. 이때, 상기 농축용기유닛(141)의 내측벽에 부착된 상기 검출대상균 및 자성입자는 상기 세척용액과 함께 상기 이물질 배출구유닛(151)으로 이송되지 않고 상기 농축자석유닛(142)의 자력에 의해 고정된 상태를 유지함으로써, 농축될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 2차 혼합용액을 추출부로 이송하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 15를 더 참조하면, 상기 검출대상균이 농축된 상태인 2차 혼합용액을 추출부로 이송하는 단계(S140)는 먼저, 농축용기유닛에 발생한 자력을 제거하고, 추출자석유닛을 이용하여 추출용기유닛에 자력을 발생시키는 단계(S141)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 추출자석유닛(182)은, 상기 추출모터유닛(183)에 의해 상기 추출용기유닛(181)과 인접하게 이동하여 상기 추출용기유닛(181)에 자력을 발생시킬 수 있다.
또는, 상기 추출자석유닛(182)이 전자석으로 마련된 경우, 농축용기유닛에 발생한 자력을 제거하고, 추출자석유닛을 이용하여 추출용기유닛에 자력을 발생시키는 단계(S141)에서, 상기 추출자석유닛(182)에 전류를 흘려 상기 추출용기유닛(181)에 자력을 발생시킬 수도 있다.
그리고 반대로, 상기 농축부(140)는 상기 농축자석유닛(142)을 상기 농축용기유닛(141)으로부터 이격시키거나, 상기 농축자석유닛(142)에 전류가 흐르지 못하게 함으로써, 상기 농축용기유닛(141)에 가해지는 자력을 제거시킬 수 있다.
다음으로, 농축용기유닛에 진동을 발생시키는 단계(S142)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 농축부(140)에 마련된 상기 진동모터유닛(144)은, 상기 농축용기유닛(141)에 진동을 발생시켜 상기 농축용기유닛(141)에 부착된 상기 검출대상균을 떼어낼 수 있다. 즉, 상기 농축부(140)의 내측벽에 부착된 상기 검출대상균이 상기 추출부(180)로 더 신속하게 이송될 수 있도록 할 수 있다.
다음으로, 상기 농축부에 이송용액을 주입하여 상기 2차 혼합용액을 상기 추출용기유닛으로 이송시키는 단계(S143)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 농축밸브유닛(145)이 개방된 상태에서, 상기 버퍼부(120)는 상기 농축부(140)에 이송용액을 주입함으로써, 상기 2차 혼합용액을 상기 추출용기유닛(181)으로 이송시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 검출대상균을 농축하는 단계의 검출대상균을 재농축하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 16을 더 참조하면, 이송된 상기 2차 혼합용액에서 이물질용액을 배출시켜 상기 검출대상균을 재농축하는 단계(S150)는, 먼저, 상기 자성입자와 결합된 상기 검출대상균이 상기 추출용기유닛에 부착되는 단계(S151)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 이 단계에서는, 농축용기유닛에 발생한 자력을 제거하고, 추출자석유닛을 이용하여 추출용기유닛에 자력을 발생시키는 단계(S141)에서 상기 추출용기유닛(181)에 가해진 자력에 의해 상기 추출용기유닛(181)을 통과하는 상기 2차 혼합용액에 포함된 검출대상균이 상기 추출용기유닛(181)에 부착될 수 있다.
다음으로, 상기 이송용액과 함께 이송된 상기 이물질용액을 이물질 배출부로 배출시켜 상기 검출대상균을 재농축하는 단계(S152)를 수행할 수 있다. 먼저 이 단계에 앞서, 상기 제2 배출밸브유닛(153)은 개방된 상태로 전환된다. 그리고, 이 단계에서, 상기 자성입자와 결합된 상기 검출대상균을 제외한 나머지 이물질용액은 상기 이송용액과 함께 상기 이물질 배출부(150)로 이송되어 배출될 수 있다. 이처럼, 이물질용액이 상기 배출부(150)를 통해 모두 배출되면, 자력에 의해 상기 추출용기유닛(181)의 내측벽에 부착된 검출대상균만 남겨짐으로써, 재농축이 이루어질 수 있다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 유전자를 추출하는 단계의 순서도이다.
도 10 및 도 17에 도시된 것처럼, 검출대상균을 농축하는 단계(S100) 이후에는, 농축된 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계(S200)를 수행할 수 있다.
농축된 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계(S200)는, 자성입자와 결합된 검출대상균이 수용된 추출부에 추출용액을 주입하는 단계(S210), 상기 추출부를 기설정된 온도로 가열하여 상기 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계(S220), 상기 추출부를 상온으로 냉각하는 단계(S230)를 포함하며, 추출된 상기 유전자를 믹서기를 향해 이송하는 단계(S240)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 자성입자와 결합된 검출대상균이 수용된 추출부에 추출용액을 주입하는 단계(S210)에서, 상기 추출챔버부(160)는 자성입자와 결합된 검출대상균이 수용된 상기 추출부(180)에 추출용액을 주입할 수 있다. 여기서, 상기 추출용액은 상기 검출대상균을 파쇄하여 상기 검출대상균 내의 유전자를 추출할 수 있는 용액일 수 있다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 유전자를 추출하는 단계의 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 18을 더 참조하면, 상기 추출부를 기설정된 온도로 가열하여 상기 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계(S220)는, 먼저, 추출자석유닛을 이용하여 상기 추출부에 가해지는 자력을 제거하는 단계(S221)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 추출자석유닛을 이용하여 상기 추출부에 가해지는 자력을 제거하는 단계(S221)에서, 상기 추출자석유닛(182)은 상기 추출용기유닛(181)로부터 이격되어 상기 추출부(180)에 가해지는 자력을 제거할 수 있다.
또는, 상기 추출자석유닛(182)이 전자석으로 마련된 경우에는, 추출자석유닛을 이용하여 상기 추출부에 가해지는 자력을 제거하는 단계(S221)에서, 상기 추출자석유닛(182)에 흐르는 전류를 제어하여 상기 추출부에 가해지는 자력을 제거할 수도 있다.
다음으로, 상기 추출부를 기설정된 온도로 가열하여 상기 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계(S222)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 추출부(180)는 90도 내지 100도로 5분 내지 20분 동안 가열될 수 있다. 상기 추출용기유닛(181)의 온도가 90도 미만일 경우, 상기 추출용액이 활발하게 활동하지 못할 수 있으며, 상기 추출용기유닛(181)의 온도가 100도를 초과할 경우, 유전자가 파괴되거나, 추출용액의 기능이 상실될 수 있다. 따라서, 상기 추출용기유닛(181)은 90도 내지 100도로 5분 내지 20분 동안 가열될 수 있다.
이처럼, 적정범위에서 가열된 상기 추출용기유닛(181)에 수용된 상기 추출용액은 상기 검출대상균의 세포를 활발하게 파쇄하여 신속하게 유전자가 추출되도록 할 수 있다.
상기 추출부를 기설정된 온도로 가열하여 상기 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계(S220) 이후에는, 상기 추출부를 상온으로 냉각하는 단계(S230)가 수행될 수 있다. 이 단계에서, 상기 추출용기유닛(181)은 상기 추출온도제어유닛(184) 및 추출냉각유닛(185)에 의해 20도 내지 30도로 신속하게 냉각될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 유전자를 추출하는 단계의 믹서기를 향해 이송하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 19를 더 참조하면, 추출된 상기 유전자를 믹서기를 향해 이송하는 단계(S240)는 먼저, 상기 추출부에 자력을 가하는 단계(S241)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 추출용기유닛(181)에 수용된 검출대상균은 자성입자와 결합된 상태이기 때문에 자력에 의해 상기 추출용기유닛(181)의 내측벽에 고정된 상태가 된다. 그러나, 상기 검출대상균으로부터 추출된 유전자는 상기 자성입자와 결합되지 않기 때문에 상기 추출용기유닛(181)의 내측벽에 고정되지 않은 상태이다.
다음으로, 상기 추출부에서 추출된 유전자를 믹서기를 향해 이송시키는 단계(S242)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 추출공기주입부(170)는 상기 추출공기주입밸브(172)를 개방하여 상기 추출부(180)에 공기를 주입할 수 있다. 그리고 이때, 상기 제2 배출밸브유닛(153)은 폐쇄되고, 상기 믹서이송밸브부(190)는 개방된 상태일 수 있다. 이러한 상태에서 상기 추출부(180)에 주입된 공기는 상기 유전자를 상기 믹서기(200)로 이송시킬 수 있다. 이때, 상기 추출용기유닛(181)에 부착된 상기 검출대상균과 상기 자성입자는 상기 믹서기(200)로 이송되지 않으므로 자연스럽게 유전자와 분리되어 배출될 수 있다.
또한, 상기 추출부에서 추출된 유전자를 믹서기를 향해 이송시키는 단계(S242)에서는, 상기 추출챔버부(160)가 상기 추출부(180)에 추출용액을 더 주입하여 상기 유전자를 더 원활하게 이송시키도록 할 수도 있다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 혼합PCR용액을 형성하는 단계의 순서도이다.
도 10 및 도 20을 참조하면, 농축된 검출대상균으로부터 유전자를 추출하는 단계(S200) 이후에는, 추출된 유전자와 PCR버퍼를 혼합하여 혼합PCR용액을 형성하는 단계(S300)를 수행할 수 있다. 추출된 유전자와 PCR버퍼를 혼합하여 혼합PCR용액을 형성하는 단계(S300)는 먼저, 믹서주챔버부에 PCR버퍼를 주입하는 단계(S310)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 PCR버퍼는 상기 믹서주챔버본체(211)에 상기 유전자가 유입되기 전에, 상기 믹서펌프부(240)에 의해 상기 믹서주챔버연장체(212)로부터 주입되어 상기 믹서주입홀(213)의 앞단까지 채워지는 것을 특징으로 할 수 있다.
다음으로, PCR버퍼가 주입된 믹서주챔버부에 유전자를 주입하는 단계(S320)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 믹서주입홀(213)을 통해 주입되는 상기 유전자는 상기 믹서주입홀(213)의 상부에 형성된 상기 믹서에어필터(214)에 의해 기포가 배출되면서 상기 PCR버퍼와 혼합될 수 있다.
다음으로, 주입된 유전자와 PCR버퍼가 믹서주챔버부와 믹서보조챔버부를 왕복하며 혼합되도록 공기를 주입 및 흡입하는 단계(S330)를 수행할 수 있다. 구체적으로, 도 5의 (b)에 도시된 것처럼, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 믹서주챔버부(210)에 수용된 혼합PCR용액을 흡입하여 상기 믹서보조챔버부(220)로 이동시키고, 도 5의 (c)에 도시된 것처럼, 다시 상기 믹서보조챔버부(220)에 수용된 상기 혼합PCR용액에 공기를 주입하여 상기 믹서주챔버부(210)로 이송시킬 수 있다. 이처럼, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 유전자와 상기 PCR버퍼가 상기 믹서보조챔버부(220)와 상기 믹서주챔버부(210)를 복수 회 왕복하며 혼합되도록 할 수 있다.
또한, 상기 유전자와 상기 PCR버퍼는 상기 믹서보조챔버부(220)와 상기 믹서주챔버부(210)를 왕복하며 혼합될 때, 상기 와류유도유닛(215)에 충돌하여 와류를 발생시킬 수 있다. 이처럼 발생한 와류는 상기 유전자와 상기 PCR버퍼의 혼합효율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 유전자와 PCR버퍼가 혼합된 혼합PCR용액을 흡입하여 믹서이송챔버부로 이송하는 단계(S340)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 믹서이송챔버부(230)는 상기 믹서펌프부(240)의 흡입력에 의해 상기 믹서보조챔버부(220)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 이송받아 수용할 수 있다.
다음으로, 믹서이송챔버부에 공기를 주입하여 혼합PCR용액을 정량주입기로 이송하는 단계(S350)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 믹서펌프부(240)는 상기 믹서이송챔버부(230)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 상기 정량주입기(300)를 향해 배출시키도록 공기를 주입할 수 있다.
이처럼 마련된 유전자 판별방법은 유전자와 PCR버퍼의 혼합효율을 향상시켜 실험 결과의 신뢰성을 향상시키고, 신속하게 실험이 이루어지도록 할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 정량 주입하는 단계의 순서도이다.
도 10 및 도 21을 참조하면, 추출된 유전자와 PCR버퍼를 혼합하여 혼합PCR용액을 형성하는 단계(S300) 이후에는, 형성된 혼합PCR용액을 증폭기에 정량 주입하는 단계(S400)를 수행할 수 있다.
형성된 혼합PCR용액을 증폭기에 정량 주입하는 단계(S400)는, 먼저, 상류에 위치한 정량챔버부터 순차적으로 상기 혼합PCR용액을 채우는 단계(S410)를 수행할 수 있다. 이 단계는, 상류에 위치한 정량챔버에 상기 혼합PCR용액이 모두 채워진 후에 상기 혼합PCR용액이 통과할 수 있도록 단차가 형성된 상기 정량스토퍼에 의해 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 예로, 유입된 상기 혼합PCR용액은 먼저 상기 제1 정량스토퍼(321)로 향한다. 그러나, 상기 제1 정량스토퍼(321)는 단차가 높게 형성되어 있기 때문에 상기 혼합PCR용액은 상기 제1 정량스토퍼(321)를 넘어서 통과하지 못하고, 상기 제1 정량챔버(311)로 자연스럽게 이송되어 상기 제1 정량챔버(311)에 채워진다. 그리고, 상기 제1 정량챔버(311)가 상기 혼합PCR용액으로 가득 채워지면 상기 혼합PCR용액의 수위가 상기 제1 정량스토퍼(321)의 단차 높이만큼 상승하게 되어 상기 제1 정량스토퍼(321)를 넘어서 통과하게 된다. 상기 제1 정량스토퍼(321)를 통과한 상기 혼합PCR용액은 상기 제2 정량스토퍼(322)로 향한다. 그러나, 상기 제2 정량스토퍼(322)역시 단차가 높게 형성되어 있기 때문에 상기 혼합PCR용액은 상기 제2 정량스토퍼(322)를 넘지 못하고 상기 제2 정량챔버(312)를 향해 이동하여 상기 제2 정량챔버(312)를 가득 채운다. 그리고, 상기 제2 정량챔버(312)가 상기 혼합PCR용액으로 가득 채워지면 상기 혼합PCR용액의 수위가 상기 제2 정량스토퍼(322)의 단차 높이만큼 상승하게 되어 상기 제2 정량스토퍼(322)를 넘어서 통과하게 된다. 이와 같은 방식으로 상기 제3 정량챔버(313) 및 상기 제4 정량챔버(314)에 혼합PCR용액이 가득 채워질 수 있다.
다음으로, 정량챔버부를 모두 채우고 남은 혼합PCR용액을 잔량배출부로 배출하는 단계(S420)를 수행할 수 있다. 이 단계에서는, 상기 정량챔버부(310)에 상기 혼합PCR용액이 모두 채워진 상태에서 여분의 상기 혼합PCR용액이 통과하여 상기 잔량배출부(330)로 배출될 수 있도록 단차가 형성된 상기 배출스토퍼(325)에 의해 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
다음으로, 정량밸브부를 폐쇄하는 단계(S430)를 수행할 수 있다.
다음으로, 정량펌프부에 공기를 주입하여 정량챔버부에 수용된 혼합PCR용액을 증폭기로 주입하는 단계(S440)를 수행할 수 있다. 이 단계에서, 상기 정량펌프부(340)는 상기 정량챔버부(310)에 상기 혼합PCR용액이 모두 채워졌을 때, 공기를 주입하여 상기 정량챔버부(310)에 수용된 상기 혼합PCR용액을 상기 증폭기(400)로 이송시킬 수 있다. 그리고 이때, 상기 정량에어필터부(370)는 상기 증폭기(400)를 향해 이송되는 상기 혼합PCR용액에 포함된 기포를 제거할 수 있으며, 상기 혼합PCR용액이 모두 통과한 경우, 상기 정량펌프부(340)로부터 주입되는 공기를 모두 배출시켜 상기 혼합PCR용액의 이송을 정지시키도록 마련될 수 있다.
전술한 바와 같이 마련된 유전자 판별방법은 항상 기설정된 양만큼만 동일하게 상기 증폭기(400)에 주입되도록 할 수 있어 실험 결과의 신뢰성을 높이고, 별도의 제어 없이도 자동으로 정량을 주입할 수 있도록 마련되어 편리하고 신속한 실험이 가능하게 할 수 있다.
다시, 도 10을 참조하면, 형성된 혼합PCR용액을 증폭기에 정량 주입하는 단계(S400) 이후에는, 정량 주입된 혼합PCR용액에 대한 중합효소 연쇄반응(PCR)을 통해 유전자를 증폭하여 증폭용액을 형성하는 단계(S500)를 수행할 수 있다.
정량 주입된 혼합PCR용액에 대한 중합효소 연쇄반응(PCR)을 통해 유전자를 증폭하여 증폭용액을 형성하는 단계(S500)에서, 정량주입된 상기 혼합PCR용액은 상기 증폭기(400)를 통과하면서 상기 유전자의 수가 증폭될 수 있다. 여기서, 상기 유전자는 중합효소 연쇄반응(PCR)에 의해 증폭될 수 있다. 일반적으로, 검출대상균으로부터 추출되는 유전자의 수는 극소량이기 때문에, 추출한 상기 유전자만으로는 정확한 판별 작업을 수행하는 것이 어렵다. 그러나, 이처럼 상기 유전자를 증폭하여 상기 유전자의 수를 증가시키면 유전자 판별을 정확하게 수행할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 혼합물질을 형성하는 단계의 순서도이다.
도 10 및 도 22를 참조하면, 정량 주입된 혼합PCR용액에 대한 중합효소 연쇄반응(PCR)을 통해 유전자를 증폭하여 증폭용액을 형성하는 단계(S500) 이후에는, 증폭용액과 신호물질을 혼합하여 혼합물질을 형성하는 단계(S600)를 수행할 수 있다.
증폭용액과 신호물질을 혼합하여 혼합물질을 형성하는 단계(S600)는, 신호물질이 주입된 혼합주챔버부에 증폭용액을 주입하는 단계(S611) 및 주입된 증폭용액과 신호물질이 혼합주챔버부와 혼합보조챔버부를 왕복하며 혼합되도록 공기를 주입 및 흡입하는 단계(S612)를 포함한다.
신호물질이 주입된 혼합주챔버부에 증폭용액을 주입하는 단계(S611)에서, 이 단계에서, 상기 신호물질은 상기 혼합주챔버본체(511)에 상기 증폭용액이 유입되기 전에, 상기 혼합주챔버연장체(512)로부터 주입되어 상기 혼합주입홀(513)의 앞단까지 채워질 수 있다.
주입된 증폭용액과 신호물질이 혼합주챔버부와 혼합보조챔버부를 왕복하며 혼합되도록 공기를 주입 및 흡입하는 단계(S612)에 앞서, 상기 혼합주입홀(513)을 통해 주입되는 상기 증폭용액은 상기 혼합주입홀(513)의 상부에 형성된 상기 혼합에어필터(514)에 의해 기포가 배출되면서 상기 신호물질과 혼합될 수 있다.
또한, 주입된 증폭용액과 신호물질이 혼합주챔버부와 혼합보조챔버부를 왕복하며 혼합되도록 공기를 주입 및 흡입하는 단계(S612)에서, 상기 증폭펌프부(450)는 상기 혼합주챔버부(510)에 공기를 주입하여 신호물질과 증폭용액을 상기 혼합보조챔버부(520)로 이동시킬 수 있다. 그리고, 상기 증폭펌프부(450)는 공기를 흡입하여 다시 상기 혼합보조챔버부(520)에 수용된 상기 신호물질과 증폭용액을 상기 혼합주챔버부(510)로 이송시킬 수 있다. 이처럼, 상기 증폭펌프부(450)는 상기 증폭용액과 상기 신호물질이 상기 혼합보조챔버부(520)와 상기 혼합주챔버부(510)를 복수 회 왕복하며 혼합되도록 할 수 있다.
또한, 상기 증폭용액과 상기 신호물질은 상기 혼합보조챔버부(520)와 상기 혼합주챔버부(510)를 왕복하며 혼합될 때, 상기 와류유도유닛(515)에 충돌하여 와류를 발생시킬 수 있다. 이처럼 발생한 와류는 상기 증폭용액과 상기 신호물질의 혼합효율을 향상시킬 수 있다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 판별방법의 유전자를 판별하는 단계의 순서도이다.
도 10 및 도 23을 참조하면, 증폭용액과 신호물질을 혼합하여 혼합물질을 형성하는 단계(S600) 이후에는, 형성된 혼합물질의 전류량을 측정하여 유전자를 판별하는 단계(S700)를 수행할 수 있다.
형성된 혼합물질의 전류량을 측정하여 유전자를 판별하는 단계(S700)는 작업전극에 인가전압을 인가하는 단계(S710), 상대전극이 혼합물질에 포함된 신호물질의 산화환원반응을 통해 도출되는 전자를 작업전극과 교환하는 단계(S720), 작업전극이 상대전극과 교환하는 전자량을 통해 전류량을 연속적으로 측정하는 단계(S730) 및 측정된 전류량을 분석하여 유전자를 판별하는 단계(S740)를 포함한다.
먼저, 상기 작업전극에 인가전압을 인가하는 단계(S710)는, 상기 작업전극(611)에 인가전압을 인가하는 단계이다. 여기서, 상기 인가전압은, 상기 혼합물질에 포함된 각각의 신호물질에 따라 산화환원반응을 일으키기 위한 고유한 전압 값을 의미한다. 즉, 상기 기준전극(613)의 기준전압을 고려하여 상기 작업전극(611)에 인가전압이 인가됨으로써, 상기 혼합물질에 포함된 신호물질에 산화환원반응이 일어나도록 할 수 있다.
상기 상대전극이 혼합물질에 포함된 신호물질의 산화환원반응을 통해 도출되는 전자를 작업전극과 교환하는 단계(S720)에서, 상기 상대전극(612)은 상기 혼합물질에 포함된 상기 신호물질의 산화환원반응을 통해 도출되는 전자를 상기 작업전극(611)과 교환할 수 있다. 이때, 상기 상대전극이 혼합물질에 포함된 신호물질의 산화환원반응을 통해 도출되는 전자를 작업전극과 교환하는 단계(S720)에서, 산화환원반응을 일으키는 상기 신호물질은 유전자의 결합되지 못한 신호물질을 지칭한다. 구체적으로, 유전자의 양에 따라 상기 신호물질의 결합 양이 결정되며, 상기 유전자와 결합되지 못한 상기 신호물질은 산화환원반응을 통해 전자가 도출되어 상기 작업전극(611)에 전기적 신호를 제공하게 된다.
그리고, 상기 작업전극이 상대전극과 교환하는 전자량을 통해 전류량을 연속적으로 측정하는 단계(S730)에서, 상기 작업전극(611)은 상기 상대전극(612)과 교환하는 전자량을 통해 전류량을 연속적으로 측정할 수 있다. 즉, 상기 작업전극이 상대전극과 교환하는 전자량을 통해 전류량을 연속적으로 측정하는 단계(S730)에서는 상기 유전자와 결합되지 못한 상기 신호물질의 양에 따라 전류량이 변화되는 것을 연속적으로 측정할 수 있다.
측정된 전류량을 분석하여 유전자를 판별하는 단계(S740)는 상기 전류량이 기설정된 기준치보다 높을 경우, 상기 유전자가 기준량보다 적은 것으로 판단하고, 상기 전류량이 기설정된 기준치보다 낮을 경우, 상기 유전자가 기준량보다 많은 것으로 판단할 수 있다.
일 예로, 유전자 판별칩을 이용한 유전자 판별 방법을 적용한 식중독균 판별기의 경우, 상기 전류량이 기설정된 기준치보다 높을 경우, 식중독을 유발하는 유전자가 적은 것으로 판단하고, 식품이 안전하다고 판단할 수 있다. 반대로, 상기 전류량이 기설정된 기준치보다 낮을 경우, 식중독을 유발하는 유전자가 많은 것으로 판단하고, 해당 식품을 섭취할 경우 식중독에 걸릴 위험이 있다고 판단할 수 있다.
또한, 유전자 판별방법은 식중독균 판별기에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 유전자 판별방법은 어종 판별기에도 적용 가능하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 농축추출기 110: 혼합부
111: 혼합용기유닛 112: 혼합가열유닛
113: 혼합모터유닛 114: 혼합밸브유닛
120: 버퍼부 121: 버퍼용기유닛
122: 버퍼밸브유닛 130: 농축펌프부
140: 농축부 141: 농축용기유닛
142: 농축자석유닛 143: 농축모터유닛
144: 진동모터유닛 145: 농축밸브유닛
150: 이물질 배출부 151: 이물질 배출구유닛
152: 제1 배출밸브유닛 153: 제2 배출밸브유닛
160: 추출챔버부 161: 추출챔버유닛
162: 추출챔버펌프유닛 163: 추출챔버밸브유닛
164: 추출압력조절유닛 170: 추출공기주입부
171: 추출공기주입유닛 172: 추출공기주입밸브
180: 추출부 181: 추출용기유닛
182: 추출자석유닛 183: 추출모터유닛
184: 추출온도제어유닛 185: 추출냉각유닛
186: 제1 추출용기밸브 187: 제2 추출용기밸브
190: 믹서이송밸브부 200: 믹서기
210: 믹서주챔버부 211: 믹서주챔버본체
212: 믹서주챔버연장체 213: 믹서주입홀
214: 믹서에어필터 215: 와류유도유닛
220: 믹서보조챔버부 230: 믹서이송챔버부
240: 믹서펌프부 250: 믹서압력조절부
260: 믹서지지홀 270: 믹서밸브부
271: 제1 믹서밸브 272: 제2 믹서밸브
300: 정량주입기 310: 정량챔버부
311: 제1 정량챔버 312: 제2 정량챔버
313: 제3 정량챔버 314: 제4 정량챔버
315: 제5 정량챔버 320: 정량스토퍼부
321: 제1 정량스토퍼 322: 제2 정량스토퍼
323: 제3 정량스토퍼 324: 제4 정량스토퍼
325: 배출스토퍼 330: 잔량배출부
340: 정량펌프부 350: 정량지지홀
360: 정량밸브부 361: 제1 정량밸브
362: 제2 정량밸브 363: 제3 정량밸브
364: 제4 정량밸브 365: 제5 정량밸브
370: 정량에어필터부 371: 제1 정량에어필터
372: 제2 정량에어필터 373: 제3 정량에어필터
374: 제4 정량에어필터 375: 제5 정량에어필터
400: 증폭기 410: 증폭필름부
411: 밸브필름 412: 증폭주챔버필름
412a: 증폭주챔버본체필름 412b: 날개필름
413: 증폭유로필름 414: 유로더미필름
415: 제1 1차 더미필름 416: 제2 1차 더미필름
417: 밸브더미필름 418: 제1 2차 더미필름
419: 제2 2차 더미필름 420: 증폭주챔버부
430: 제1 증폭밸브부 440: 제2 증폭밸브부
450: 증폭펌프부 460: 증폭보조챔버부
470: 증폭혼합밸브부 480: 증폭지지홀
500: 혼합기 510: 혼합주챔버부
511: 혼합주챔버본체 512: 혼합주챔버연장체
513: 혼합주입홀 514: 혼합에어필터
515: 와류유도유닛 520: 혼합보조챔버부
600: 판별기 610: 전극유닛
611: 작업전극 612: 상대전극
613: 기준전극 614: 반응부
615: 접지부 620: 판별기판유닛
630: 판별필름유닛 640: 판별배출부
650: 판별펌프부 660: 판별압력조절유닛
670: 판별지지홀 700: 본체칩
710: 본체상부필름 720: 본체필름
730: 본체하부필름 800: 프레임기
810: 상부프레임 820: 하부프레임
1000: 전자동 유전자 판별 통합칩

Claims (11)

  1. 복수의 필름이 적층된 증폭필름부;
    상기 증폭필름부에 마련되며, 유전자와 PCR버퍼를 혼합하여 형성된 혼합PCR용액이 수용되는 증폭주챔버부;
    상기 증폭필름부에 마련된되, 상기 증폭주챔버부의 상류측에 마련되는 제1 증폭밸브부; 및
    상기 증폭필름부에 마련된되, 상기 증폭주챔버부의 하류측에 마련되는 제2 증폭밸브부를 포함하며,
    상기 혼합PCR용액은 상기 증폭주챔버부에서 중합효소 연쇄반응에 의해 유전자의 수가 증가하여 증폭용액을 형성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭필름부는,
    상기 증폭주챔버부가 마련되며, 상기 증폭주챔버부의 상류측과 하류측에 각각 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부가 형성되는 밸브필름;
    상기 밸브필름의 상부에 적층되며, 상기 밸브필름과 대응되는 위치에 상기 증폭주챔버부가 형성된 증폭주챔버필름을 포함하며,
    상기 증폭주챔버필름은 상기 밸브필름의 상부를 모두 덮도록 마련된 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 증폭주챔버필름은,
    상기 증폭주챔버부가 형성된 증폭주챔버본체필름; 및
    상기 증폭주챔버본체필름의 양측에 마련되어 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부를 덮도록 마련된 한 쌍의 날개필름을 포함하며,
    상기 날개필름은 상기 증폭주챔버본체필름에 비해 단차가 높게 형성된 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 증폭필름부는,
    상기 증폭주챔버본체필름의 상부를 덮도록 마련되며, 상기 증폭주챔버부가 형성된 증폭유로필름을 더 포함하며,
    상기 증폭유로필름은 상기 증폭주챔버본체필름과 상기 날개필름의 단차만큼 두께가 형성된 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 증폭필름부는,
    상기 증폭주챔버필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 증폭주챔버부가 형성된 유로더미필름;
    상기 유로더미필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 증폭주챔버부, 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부가 형성된 하나 이상의 1차 더미필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 증폭필름부는,
    상기 1차 더미필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부가 형성된 밸브더미필름;
    상기 밸브더미필름의 상부를 모두 덮도록 적층되며, 상기 증폭주챔버부, 상기 제1 증폭밸브부 및 상기 제2 증폭밸브부가 형성된 하나 이상의 2차 더미필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭주챔버부의 하류에 마련되며, 유전자가 증폭된 증폭용액을 이송하도록 공기를 흡입 및 주입할 수 있도록 마련된 증폭펌프부;
    상기 증폭펌프부와 상기 증폭주챔버부의 사이에 마련되어, 상기 증폭용액이 수용되는 증폭보조챔버부; 및
    상기 증폭보조챔버부 및 혼합기 사이에 마련되는 증폭혼합밸브부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 증폭펌프부는,
    상기 증폭혼합밸브부가 폐쇄된 상태에서 공기를 흡입하여 상기 증폭주챔버부에 수용된 증폭용액을 상기 증폭보조챔버부로 이송하고, 상기 증폭혼합밸브부가 개방된 상태에서 공기를 주입하여 상기 증폭보조챔버부에 수용된 증폭용액을 상기 혼합기로 이송하는 것을 특징으로 하는 전자동 유전자 증폭기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 전자동 유전자 증폭기를 적용한 유전자 판별장치.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 전자동 유전자 증폭기를 적용한 식중독 판별기.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 전자동 유전자 증폭기를 적용한 어종 판별기.
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