KR20190054918A - Apparatus of preprocessing a sample for a maldi-tof ms analasis and its operating method - Google Patents

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KR20190054918A
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Abstract

According to one embodiment, a sample preprocessing device comprises: a plate holder for fixing a plate including one or more sample spots on one surface thereof; a dropper module for dropping an acid solution and a matrix solution into at least a part of the one or more sample spots; and a dryer module for drying the at least one or more sample spots.

Description

말디토프 질량 스펙트럼 분석을 위한 시료 전처리 장치 및 그 동작 방법{APPARATUS OF PREPROCESSING A SAMPLE FOR A MALDI-TOF MS ANALASIS AND ITS OPERATING METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sample preparation apparatus for mass spectrometry and a method for operating the sample preparation apparatus. 2. Description of the Related Art [0002]

시료의 분석을 위한 전처리 장치 및 방법에 연관되며, 보다 구체적으로는 미생물 시료에 대한 말디토프(MALDI-TOF) 질량 스펙트럼 분석을 위하여 미생물 시료에 전처리를 수행하는 장치 및 방법에 연관된다.The present invention relates to a pretreatment apparatus and method for analyzing a sample, and more particularly relates to an apparatus and a method for performing pretreatment on a microbial sample for a MALDI-TOF mass spectrum analysis on a microbial sample.

말디토프 질량 스펙트럼(Matrix assisted laser desorption/ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry, MALDI-TOF MS) 분석은 이온을 각각의 질량에 따라 분리하여 검출하는 방식으로, 간단한 원리를 이용하여 효과적으로 질량 분석을 수행하는 방법이다. 구체적으로, 이온이 전기장 속에서 가속되어 검출부까지 일정한 거리를 이동하는데 걸리는 시간을 이용하여 질량을 분석한다.Matrix assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) analysis is a method of separating ions according to their respective masses and performing mass analysis effectively using a simple principle . Specifically, the mass is analyzed using the time required for ions to accelerate in the electric field to travel a certain distance to the detection unit.

말디토프 질량 스펙트럼(MALDI-TOF MS) 분석은 기존의 미생물 동정 방법에 비하여 많은 이점을 가지지만, 미생물 시료의 전처리를 수동으로 처리하는 과정에서 인력 및 시간 등의 비용 소모가 발생할 수 있으며 건조 과정을 위하여 개별적인 소형 장비가 구비되어야 하는 불편이 있다.Although the MALDI-TOF MS analysis has many advantages over conventional microbiological identification methods, the manual process of microbial sample preparation can lead to costly labor and time, There is an inconvenience that individual small-sized equipment must be provided.

따라서, 이러한 미생물 시료의 전처리 절차 중 전부 또는 일부를 빠르고 안전하게 처리하여 분석 과정의 효율성과 안전성을 향상시킬 수 있는 자동화된 장치 및 방법의 구현이 요구된다.Accordingly, there is a need for an automated apparatus and method that can quickly and safely treat all or a part of the pretreatment procedures of the microorganism sample to improve the efficiency and safety of the analysis process.

한국 공개특허 10-2017-0046686호 (공개일자 2017년05월02일)는 말디토프 질량 분석계를 개시한다. 지연시간 변동을 가지는 MALDI-TOF 질량 분석계에 관한 발명이다.Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2017-0046686 (published on May 02, 2017) discloses a Malditt mass spectrometer. This invention relates to a MALDI-TOF mass spectrometer having a delay time variation.

일실시예에 따르면 말디토프(MALDI-TOF) 질량 스펙트럼 분석에 사용되는 시료를 전처리하는 장치에 있어서, 하나 이상의 시료 스팟을 포함하는 플레이트를 고정하는 플레이트 홀더; 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 적어도 일부에 산성 용액 및 매트릭스 용액을 떨어트리는 드로퍼 모듈; 및 상기 하나 이상의 시료 스팟을 건조시키는 드라이어 모듈을 포함하는 시료 전처리 장치가 개시된다.According to one embodiment, there is provided an apparatus for pretreating a sample used in a MALDI-TOF mass spectrum analysis, comprising: a plate holder for holding a plate including at least one sample spot; A dropper module for dropping the acid solution and the matrix solution into at least a portion of said at least one sample spot; And a dryer module for drying the at least one sample spot.

다른 일실시예에 따르면 상기 하나 이상의 시료 스팟을 건조시킬 때 발생하는 가스를 제거하는 가스 포집 모듈을 더 포함하는 시료 전처리 장치도 개시된다.According to another embodiment, a sample pretreatment apparatus is also disclosed, which further comprises a gas collection module for removing gas generated when the one or more sample spots are dried.

다른 일실시예에 따르면 상기 가스 포집 모듈은, 상기 드라이어 모듈로부터 발생하는 기체를 염기성 고체를 이용하여 중화하는 제1 포집 장치; 상기 제1 포집 장치에 의해 중화된 기체를 세척하는 제2 포집 장치; 및 상기 드라이어 모듈로부터 발생하는 상기 기체를 빨아들이는 공기펌프를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the gas collecting module includes a first collecting device for neutralizing gas generated from the dryer module using a basic solid; A second collecting device for washing the gas neutralized by the first collecting device; And an air pump for sucking the gas generated from the dryer module.

또한 상기 드라이어 모듈은, 상기 플레이트를 가열하는 가열기; 및 상기 플레이트 주변에 바람을 발생시키는 송풍기를 포함할 수 있다.The dryer module may further include: a heater for heating the plate; And a blower for generating wind around the plate.

또 다른 일실시예에 따르면 상기 가스 포집 모듈은 상기 송풍기의 바람이 불어오는 방향의 맞은편에 위치하고, 상기 가스를 염기성 물질을 이용하여 중화반응을 일으켜 제거하는 시료 전처리 장치도 가능하다.According to another embodiment of the present invention, the gas collecting module is located opposite to the blowing direction of the blower, and a sample pretreatment apparatus for neutralizing the gas by using a basic substance is also possible.

다른 일실시예에 따르면 상기 플레이트 홀더는 상기 드로퍼 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 특정 스팟에 상기 산성 용액 및 매트릭스 용액을 떨어트릴 수 있도록 상기 플레이트의 3차원 이동을 제어하는 3차원 구동축을 포함하는 장치도 제시된다.According to another embodiment, the plate holder includes a three-dimensional drive shaft for controlling the three-dimensional movement of the plate so that the dropper module can drop the acid solution and the matrix solution to a specific spot of the one or more sample spots. .

일실시예에 따르면 상기 플레이트 홀더는 서로 다른 형태를 갖는 플레이트를 수용할 수 있는 로봇암을 포함하는, 시료 전처리 장치가 제시된다.According to one embodiment, the plate holder includes a robot arm capable of receiving plates having different shapes.

일측에 따르면 상기 플레이트의 정렬 및 시료 스팟의 위치를 감지하는 센서를 더 포함하는 시료 전처리 장치가 개시된다. 이 때, 상기 센서는 접촉식 센서, 광학 센서 및 초음파 센서 중 어느 하나일 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a sample pretreatment apparatus further comprising a sensor for sensing the alignment of the plate and the position of the sample spot. At this time, the sensor may be any one of a contact type sensor, an optical sensor and an ultrasonic sensor.

다른 일측에 따르면 상기 산성 용액은 포름산 용액인 시료 전처리 장치가 개시된다.According to another aspect, a sample pretreatment apparatus is disclosed in which the acidic solution is a formic acid solution.

또 다른 일측에 따르면 상기 드로퍼 모듈은 상기 산성 용액 또는 상기 매트릭스 용액이 담긴 카트리지를 탈착하는 카트리지 결합부를 포함하는, 시료 전처리 장치도 가능하다.According to another aspect of the present invention, the dropper module includes a cartridge coupling portion for detachably attaching the cartridge containing the acid solution or the matrix solution.

일실시예에 따르면 말디토프(MALDI-TOF) 질량 스펙트럼 분석에 사용되는 시료를 전처리하는 장치의 동작 방법에 있어서, 플레이트 홀더가 하나 이상의 시료 스팟을 포함하는 플레이트를 고정하는 단계; 드로퍼 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 적어도 일부에 산성 용액을 떨어트리는 단계; 상기 드로퍼 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 적어도 일부에 매트릭스 용액을 떨어트리는 단계; 및 드라이어 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟을 건조시키는 단계를 포함하는 시료 전처리 장치의 동작 방법이 개시된다.According to one embodiment, there is provided a method of operating a device for pretreating a sample used in a MALDI-TOF mass spectrometry analysis, the method comprising: fixing a plate comprising at least one sample spot; Dropper module dropping an acidic solution on at least a portion of said at least one sample spot; The dropper module dropping the matrix solution into at least a portion of the one or more sample spots; And a dryer module drying the at least one sample spot.

다른 일실시예에 따르면 가스 포집 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟을 건조시킬 때 발생하는 가스를 제거하는 단계를 더 포함하는 시료 전처리 장치의 동작 방법도 개시된다.According to another embodiment, there is also provided a method of operating a sample pretreatment apparatus, further comprising the step of removing gas generated when the gas collection module dries the at least one sample spot.

또는 상기 드로퍼 모듈이 포함하는 카트리지 결합부에 상기 산성 용액 또는 상기 매트릭스 용액이 담긴 카트리지가 결합되는 단계를 더 포함하는 시료 전처리 장치의 동작 방법도 가능하다.Or a cartridge in which the acid solution or the matrix solution is contained is coupled to a cartridge coupling portion included in the dropper module.

일측에 따르면 상기 플레이트 홀더가 포함하는 3차원 구동축이, 상기 드로퍼 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 특정 스팟에 산성 용액 및 매트릭스 용액을 떨어트릴 수 있도록 상기 플레이트의 3차원 이동을 제어하는 단계를 더 포함하는 시료 전처리 장치의 동작 방법이 제시된다.According to one aspect, the three-dimensional drive shaft included in the plate holder further includes a step of controlling the three-dimensional movement of the plate so that the dropper module can drop the acid solution and the matrix solution to a specific spot among the one or more sample spots A method of operating the sample pretreatment apparatus is presented.

도 1은 일실시예에 따른 시료 전처리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a는 일실시예에 따른 시료 전처리 장치의 외형을 도시한다
도 2b는 일실시예에 따른 시료 전처리 장치의 내부 구조를 도시한다
도 2c는 일실시예에 따른 시료 전처리 장치에 기체 포집 모듈이 장착된 모습을 도시한다
도 3은 일실시예에 따른 서로 다른 형태의 플레이트를 도시한다.
도 4는 일실시예에 따른 서로 다른 형태의 플레이트가 장착 가능한 플레이트 홀더를 도시한다.
도 5는 일실시예에 따른 드로퍼 모듈을 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 드라이어 모듈을 도시한다.
도 7은 일실시예에 따른 가스 포집 모듈을 도시한다.1 is a block diagram showing a configuration of a sample pretreatment apparatus according to an embodiment.
2A shows an outline of a sample pretreatment apparatus according to one embodiment
2B shows the internal structure of the sample pretreatment apparatus according to one embodiment
FIG. 2C shows a gas collecting module mounted on a sample pretreatment apparatus according to an embodiment
Figure 3 illustrates plates of different types according to one embodiment.
Figure 4 shows a plate holder to which different types of plates can be mounted, according to one embodiment.
Figure 5 illustrates a dropper module according to one embodiment.
6 illustrates a dryer module according to one embodiment.
7 illustrates a gas collection module according to one embodiment.

이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 권리범위는 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the rights is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the following description are chosen to be generic and universal in the art to which they are related, but other terms may exist depending on the development and / or change in technology, customs, preferences of the technician, and the like. Accordingly, the terminology used in the following description should not be construed as limiting the technical thought, but should be understood in the exemplary language used to describe the embodiments.

또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.Also, in certain cases, there may be a term chosen arbitrarily by the applicant, in which case the meaning of the detailed description in the corresponding description section. Therefore, the term used in the following description should be understood based on the meaning of the term, not the name of a simple term, and the contents throughout the specification.

도 1은 일실시예에 따른 시료 전처리 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 일실시예에 따른 시료 전처리 장치(100)는 플레이트 홀더(110), 드로퍼 모듈(120), 드라이어 모듈(130) 및 가스 포집 모듈(140)을 포함할 수 있다.1 is a block diagram for explaining a sample pretreatment apparatus according to an embodiment. The sample preparation apparatus 100 according to an embodiment may include a plate holder 110, a dropper module 120, a dryer module 130, and a gas collection module 140.

일반적으로, 말디토프(MALDI-TOF) 질량 스펙트럼 분석을 위해서는 건조 방울법(Dry Droplet Method)에 따라 미생물 시료가 전처리된다. 예를 들어, 미생물 시료가 올려진 플레이트에 포름산(Formic acid)를 떨어트려 미생물의 세포가 파괴되도록 하여 단백질이 흘러나오도록 한 다음, 포름산을 가한 미생물 시료가 건조되면 그 위에 매트릭스(Matrix) 용액을 떨어트린 후 건조시켜 결정화시키는 과정을 거칠 수 있다.Generally, for the MALDI-TOF mass spectrum analysis, microbial samples are pretreated according to the Dry Droplet Method. For example, when formic acid is dropped on a plate on which a microorganism sample is placed, the microorganism cells are destroyed to allow the protein to flow out. When the microorganism sample with the formic acid is dried, a matrix solution And then dried and crystallized.

다만, 시료의 전처리 과정을 사용자가 피펫(Pipette)과 개별적인 건조 장비 등을 이용하여 인력으로 직접 처리하는 종래의 방식은 시간 측면에서도 소모적이고 사용자가 전처리 과정에서 발생하는 기화된 가스를 흡입할 우려도 존재한다. 제안되는 시료 전처리 장치(100)는 미생물 시료 전처리 과정의 전부 또는 일부를 자동화하여 개별적인 장비 또는 도구가 없이도 전처리 과정을 자동으로 안전하게 수행할 수 있도록 한다.However, the conventional method in which a user preprocesses a sample using a pipette and individual drying equipment is costly in terms of time, and there is a concern that the user may inhale the vaporized gas generated in the pre-treatment process exist. The proposed sample preprocessor 100 automates all or part of the microbiological sample preprocessing process so that the preprocessing process can be performed automatically and safely without the need for individual equipment or tools.

일실시예에서, 플레이트 홀더(110)는 미생물 시료가 올려진 플레이트를 지정된 위치에 고정시키거나 지정된 위치로 이동시키는 기능을 수행한다. 예를 들어, 플레이트 홀더(110)는 플레이트를 고정시키기 용이한 형태의 작업대(Worktable)를 포함할 수 있다. 플레이트 홀더(110)는 복수의 형태의 플레이트를 수용할 수 있도록 설계될 수 있다. 즉, 복수의 형태의 플레이트의 형태를 감지하고 로봇 암(Arm)이 상기 형태에 대응하여 플레이트를 고정하도록 함으로써 서로 다른 형태의 플레이트도 사용이 가능하다.In one embodiment, the plate holder 110 functions to secure the plate on which the microorganism sample is placed to a designated position or to move it to a designated position. For example, the plate holder 110 may include a worktable in a form in which the plate can be easily fixed. The plate holder 110 may be designed to accommodate a plurality of types of plates. That is, different types of plates can be used by sensing the shape of a plurality of plate types and fixing the plate in correspondence with the shape of the robot arm.

일실시예에 따르면 복수의 로봇 암(Arm)을 이용하여 서로 다른 형태의 플레이트를 동시에 고정하는 것도 가능하다.According to one embodiment, it is also possible to simultaneously fix different types of plates using a plurality of robot arms.

일실시예에서, 플레이트 홀더(110)는 고정된 플레이트를 원하는 3차원 위치로 이동시키기 위한 3차원 구동축을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 플레이트 홀더(110)는 플레이트의 정렬을 개선하기 위하여 센서를 구비할 수 있으며 정밀한 로봇 암(arm) 등을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the plate holder 110 may include a three-dimensional drive shaft for moving the fixed plate to a desired three-dimensional position. In one embodiment, the plate holder 110 may include a sensor to improve alignment of the plate, and may further include a precision robot arm or the like.

보다 상세하게는 시료 전처리 장치(100)가 상기 플레이트의 정렬을 감지하거나 시료 스팟의 위치를 감지하기 위한 센서를 더 포함할 수 있고, 상기 센서는 광학 센서 또는 초음파 센서로 구성될 수 있다.More specifically, the sample preprocessing apparatus 100 may further include a sensor for sensing the alignment of the plate or sensing the position of a sample spot, and the sensor may be an optical sensor or an ultrasonic sensor.

또는 다른 일실시예에 따르면 다양한 형태의 플레이트를 장착하기 위해 상기 플레이트 홀더(110)가 보조 홀더를 더 포함하는 구성도 가능하다. 상기 보조 홀더는 기본 형태와 다른 형태의 플레이트를 장착하기 위해, 로봇 암(arm)이 플레이트를 적절하게 고정시킬 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.According to another embodiment, the plate holder 110 may further include an auxiliary holder for mounting various types of plates. The auxiliary holder may serve to allow the robot arm to properly fix the plate, in order to mount a plate of a different type than the basic type.

일실시예에서, 드로퍼 모듈(120)은 미생물 시료가 올려진 플레이트의 특정 스팟 상에 산성 용액 또는 매트릭스 용액 등을 떨어트리는 기능을 수행한다. 예를 들어, 드로퍼 모듈(120)은 특정 용액을 지정된 위치에 떨어트릴 수 있는 노즐 또는 피펫이나 유사한 구성을 포함할 수 있다. 드로퍼 모듈(120)은 복수의 용액을 처리하기 위하여 복수의 노즐 또는 피펫을 포함할 수 있다. 상기 드로퍼 모듈(120)이 복수의 노즐 또는 복수의 피펫을 포함하는 경우에는 동시에 여러 시료 스팟에 용액을 떨어트릴 수도 있다.In one embodiment, the dropper module 120 performs the function of dropping an acidic solution or a matrix solution, etc. on a specific spot of the plate on which the microorganism sample is placed. For example, the dropper module 120 may include a nozzle or pipette or similar configuration that may drop a particular solution to a specified location. The dropper module 120 may include a plurality of nozzles or pipettes to process a plurality of solutions. When the dropper module 120 includes a plurality of nozzles or a plurality of pipettes, the solution may be dropped to various sample spots at the same time.

일실시예에서, 드로퍼 모듈(120)에서 사용되는 산성 용액 및/또는 매트릭스 용액은 탈착 가능한 카트리지 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 미생물 시료에 적합한 매트릭스 용액의 종류에 따라 상이한 카트리지를 장착하여 이용 가능하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the acidic solution and / or matrix solution used in the dropper module 120 may be provided in the form of a removable cartridge. For example, different cartridges may be installed and used depending on the type of the matrix solution suitable for the microbial sample.

보다 상세하게는 상기 산성 용액은 예시적으로 그러나 한정되지 않게 포름산 용액일 수 있다. 상기 포름산 용액은 시료 내 미생물의 세포를 파괴하여 세포 내 단백질 등이 흘러나올 수 있도록 한다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자 입장에서 상기 포름산 용액과 동일한 효과를 갖는 용액으로 대체하는 것도 당연히 가능하다.More specifically, the acidic solution is illustratively but not necessarily a formic acid solution. The formic acid solution destroys the cells of the microorganism in the sample and allows the intracellular proteins and the like to flow out. However, the present invention is not limited thereto, and it is of course possible to substitute a solution having the same effect as that of the formic acid solution.

다른 일실시예에 따르면 상기 드로퍼 모듈(120)에는 노즐을 막아 증발을 최소화 할 수 있는 증발 방지 파츠를 더 포함할 수 있다. 상기 증발 방지 파츠는 개방되는 노즐의 입구에 배치되어 드로핑(Dropping)이 종료되는 경우에 노즐의 입구를 막아 증발을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to another embodiment of the present invention, the dropper module 120 may further include an evaporation prevention part that can minimize evaporation by blocking a nozzle. The evaporation prevention part is disposed at an inlet of a nozzle to be opened, and when the dropping is completed, the evaporation prevention part has an effect of preventing evaporation by blocking an inlet of the nozzle.

일실시예에서, 드라이어 모듈(130)은 산성 용액 또는 매트릭스 용액을 떨어트린 미생물 시료를 건조시키는 기능을 수행한다.In one embodiment, the dryer module 130 performs the function of drying the microbial sample to which the acid solution or matrix solution has been dropped.

구체적으로, 드라이어 모듈(130)은 플레이트를 가열하기 위한 가열기와 상시 플레이트 주면에 바람을 발생시키는 송풍기를 포함할 수 있다. 상기 드라이어 모듈(130)은 가열기를 이용하여 플레이트 전체의 온도를 높여 용매의 빠른 증발을 유도할 수 있고, 송풍기를 이용하여 플레이트 주변 공기를 이동시킴으로써 용매의 빠른 증발을 유도할 수 있다.Specifically, the dryer module 130 may include a heater for heating the plate and a blower for generating wind on the surface of the always-on plate. The dryer module 130 can raise the temperature of the entire plate by using a heater to induce rapid evaporation of the solvent and move the air around the plate using a blower to induce rapid evaporation of the solvent.

다른 일실시예에 따르면 플레이트 자체를 가열하는 방법 이외에, 가열된 공기를 플레이트에 보내기 위한 송풍기 및 가열기를 포함하는 방법도 가능하다. 즉, 플레이트를 직접 가열하는 것이 아니라 용매의 증발을 돕도록 상기 플레이트로 열풍을 보내는 방법이다.According to another embodiment, in addition to the method of heating the plate itself, a method including a blower and a heater for sending the heated air to the plate is also possible. That is, it is not a method of directly heating the plate but a method of sending hot air to the plate to help evaporate the solvent.

일실시예에서, 상기 드라이어 모듈(130)과 가스 포집 모듈(140)은 공기 호스를 이용하여 연결될 수 있다. 구체적으로 상기 드라이어 모듈(130)과 상기 가스 포집 모듈(140)을 직접 연결하여 용액을 건조하면서 발생하는 가스들을 바로 제거할 수 있고, 시료 전처리 장치(100)의 다른 부분으로 확산되는 것을 최소화 할 수 있다.In one embodiment, the dryer module 130 and the gas collection module 140 may be connected using an air hose. Specifically, it is possible to directly remove the gases generated by drying the solution by directly connecting the dryer module 130 and the gas collecting module 140, and to minimize the diffusion of the gases to other parts of the sample pretreatment apparatus 100 have.

일실시예에서, 가스 포집 모듈(140)은 건조 시에 발생하는 가스를 제거하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 가스 포집 모듈(140)은 포름산을 떨어트린 후 기화된 가스를 송풍기를 이용하여 한쪽 방향으로 유도한 후 염기성 용액을 이용한 중화반응을 통해 산성 가스를 제거하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the gas collection module 140 may perform the function of removing gas generated during drying. For example, the gas collection module 140 may be configured to remove the acid gas by dropping formic acid, and then to induce the vaporized gas in one direction using a blower, and then to neutralize the neutralized reaction using a basic solution.

예시적으로 그러나 한정되지 않게 상기 드라이어 모듈(130)의 송풍기가 바람을 발생시키므로, 상기 드라이어 모듈(130)의 상기 송풍기에 의한 바람이 불어나가는 방향에 상기 가스 포집 모듈(140)을 위치시킬 수 있다.Illustratively, but not exclusively, the blower of the dryer module 130 generates wind, so that the gas collection module 140 can be positioned in the direction of the blow of the blower of the dryer module 130 .

다른 일실시예에 따르면 송풍기에 의하지 않고, 상기 가스 포집 모듈(140)이 별도의 공기펌프를 포함하여 상기 공기펌프를 이용해 가스를 빨아들일 수도 있다. 즉, 상기 드라이어 모듈(130)의 송풍기는 플레이트를 건조하는 역할만을 수행하고, 가스 포집을 위해서는 상기 가스 포집 모듈(140)의 공기펌프를 이용하는 방법도 가능하다.According to another embodiment, the gas collecting module 140 may include a separate air pump to draw in the gas using the air pump, regardless of the blower. That is, the blower of the dryer module 130 only plays a role of drying the plate and the air pump of the gas collection module 140 may be used to collect the gas.

또한 상기 가스 포집 모듈(140)은 염기성 용액을 이용하여 산성 가스와의 중화반응을 발생시킴으로써 가스를 포집할 수 있다. 보다 상세하게는 드로퍼 모듈(120)이 산성 용액을 떨어트리고, 드라이어 모듈을 이용하여 건조시키면 산성 가스가 발생하게 된다. 예시적으로 산성 용액으로 포름산을 이용하는 경우에는 포름산 가스가 발생하게 된다.Also, the gas collection module 140 can capture the gas by generating a neutralization reaction with an acid gas using a basic solution. More specifically, when the dropper module 120 drops the acidic solution and is dried using the dryer module, an acidic gas is generated. For example, when formic acid is used as the acidic solution, formic acid gas is generated.

상기 포름산 가스를 중화하기 위해 상기 가스 포집 모듈(140)은 탄산수소나트륨(NaHCO3) 용액 등을 이용해 중화반응을 일으키고 이를 포집할 수 있다.In order to neutralize the formic acid gas, the gas collecting module 140 may cause a neutralization reaction using a sodium bicarbonate (NaHCO 3) solution or the like and collect the neutralization reaction.

일실시예에서, 시료 전처리 장치(100)는 전처리 과정의 일부만을 지정하여 자동 처리할 수 있도록 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스를 통해 전체 전처리 과정 중 일부만을 수행하거나 특정 단계만을 수행하도록 지정하는 것도 가능하다. 일실시예에서, 사용자 인터페이스는 터치 스크린 등을 이용하여 구현될 수 있으며, 유선 또는 무선 통신을 이용하여 외부로부터 커맨드를 수신하도록 구성될 수도 있다.In one embodiment, the sample preprocessing apparatus 100 may include a user interface so that only a portion of the preprocessing process can be designated and automatically processed. For example, it is possible to specify only a part of the entire preprocessing process or only a specific step through the user interface. In one embodiment, the user interface may be implemented using a touch screen or the like, and may be configured to receive commands from the outside using wired or wireless communication.

이하에서는 각 구성을 세부적인 도면과 함께 설명한다.Hereinafter, each configuration will be described with reference to the detailed drawings.

도 2a는 일실시예에 따른 시료 전처리 장치의 외형을 도시한다. 일실시예에 따른 시료 전처리 장치(200)는 사용자의 입력을 받고 단계 등을 설정할 수 있는 인터렉션부(250)를 포함할 수 있다. 상기 시료 전처리 장치(200)의 전면에는 반투명 도어(260)가 있으며, 상기 도어를 열고 닫을 수 있다.FIG. 2A shows an outline of a sample pretreatment apparatus according to an embodiment. The sample preparation apparatus 200 according to one embodiment may include an interaction unit 250 that receives a user's input and can set a step or the like. A semi-transparent door 260 is provided on the front surface of the sample pretreatment apparatus 200, and the door can be opened and closed.

도 2b는 일실시예에 따른 시료 전처리 장치의 내부 구조를 도시한다. 상기 시료 전처리 장치(200)의 내부에는 플레이트 홀더(210) 및 드로퍼 모듈(220)이 배치된다.2B shows an internal structure of a sample pretreatment apparatus according to an embodiment. A plate holder 210 and a dropper module 220 are disposed in the sample pretreatment apparatus 200.

상기 플레이트 홀더(210)는 다양한 형태의 플레이트와 체결될 수 있다. 예시적으로 그러나 한정되지 않게, ASTA 사(社)에서 제작하는 플레이트와 체결되는 것은 물론 타사의 플레이트와도 체결될 수 있다. 경우에 따라서는 다른 형태의 플레이트 홀더와 체결하기 위해 보조 홀더를 더 포함하는 방법도 가능하다.The plate holder 210 may be fastened to various types of plates. Illustratively, but not exclusively, it can be fastened to plates manufactured by ASTA, as well as to plates of other manufacturers. In some cases, it is possible to further include an auxiliary holder for fastening with other types of plate holders.

상기 드로퍼 모듈(220)은 산성 용액 또는 매트릭스 용액을 떨어트릴 수 있으며, 상기 용액들은 용액 카트리지 형태로 제공되어 상기 드로퍼 모듈에 체결될 수 있다. 상기 드로퍼 모듈(220)은 서로 다른 용량의 용액 카트리지와 체결될 수 있다.The dropper module 220 may drop the acid solution or the matrix solution, and the solutions may be provided in the form of a solution cartridge and fastened to the dropper module. The dropper module 220 may be fastened to solution cartridges of different capacities.

도 2c는 일실시예에 따른 시료 전처리 장치에 기체 포집 모듈이 장착된 모습을 도시한다. 상기 시료 전처리 장치(200)는 별도의 기체 포집 모듈(240)을 더 포함할 수 있다. 상기 기체 포집 모듈(240)은 상기 시료 전처리 장치(200)의 일측에 부착되어 상기 시료 전처리 장치(200)에서 발생하는 기체를 포집할 수 있다.FIG. 2C shows a gas collecting module mounted on a sample pretreatment apparatus according to an embodiment. The sample pretreatment apparatus 200 may further include a separate gas collection module 240. The gas collecting module 240 may be attached to one side of the sample pretreatment apparatus 200 to collect gas generated in the sample pretreatment apparatus 200.

도 3은 일실시예에 따른 서로 다른 형태의 플레이트를 도시한다. 도 3a는 긴 직사각형 형태를 갖는 플레이트(300)이며, 상기 플레이트에는 다수의 시료가 배치될 수 있는 시료 스팟(310)이 존재한다.Figure 3 illustrates plates of different types according to one embodiment. 3A is a plate 300 having a long rectangular shape, and a sample spot 310 in which a plurality of samples can be disposed is present on the plate.

도 3b는 짧은 직사각형 형태를 갖는 플레이트(320)를 도시한다. 마찬가지로 다수의 시료가 배치될 수 있는 시료 스팟(330)이 존재한다. 상기 시료 스팟(310, 330)에 시료를 배치하고 용액을 드로핑 하여 말디토프 질량 스펙트럼 분석을 위한 전처리를 수행할 수 있다.3B shows a plate 320 having a short rectangular shape. Similarly, there is a sample spot 330 on which a plurality of samples can be placed. A sample may be placed in the sample spots 310 and 330 and the solution may be dropped to perform a pre-treatment for the Malditto mass spectrum analysis.

도 4는 일실시예에 따른 서로 다른 형태의 플레이트가 장착 가능한 플레이트 홀더를 도시한다. 일실시예에 따른 플레이트 홀더(400)는 서로 다른 형태의 플레이트가 장착 가능하도록 구성될 수 있다. 구체적으로 제1 플레이트가 장착될 수 있는 제1 영역(410)과 제2 플레이트가 장착될 수 있는 제2 영역(420)을 포함할 수 있다.Figure 4 shows a plate holder to which different types of plates can be mounted, according to one embodiment. The plate holder 400 according to one embodiment may be configured such that different types of plates can be mounted. And may include a first region 410 on which the first plate may be mounted and a second region 420 on which the second plate may be mounted.

다른 일실시예에 따르면 상기 제1 영역(410) 또는 상기 제2 영역(420)에 보조 홀더를 부가하여 또 다른 형태의 플레이트를 장착할 수도 있다.According to another embodiment, an additional holder may be added to the first area 410 or the second area 420 to mount another type of plate.

도 5a는 일실시예에 따른 드로퍼 모듈을 도시한다. 일실시예에 다른 드로퍼 모듈(500)은 주사기 형태의 용액 카트리지(510)의 피스톤부를 눌러 플레이트의 시료 스팟에 용액을 떨어트리도록 할 수 있다. 상기 용액 카트리지(510)는 용액을 다 사용하고 나면 교체할 수 있으며, 용액의 용량에 따라 카트리지의 크기가 달라질 수 있다.5A illustrates a dropper module according to one embodiment. In one embodiment, the other dropper module 500 may push the piston portion of the syringe-like solution cartridge 510 to drop the solution onto the sample spot of the plate. The solution cartridge 510 can be replaced after the solution is used up, and the size of the cartridge may vary depending on the capacity of the solution.

또한 상기 드로퍼 모듈(500)은 서로 다른 용량의 용액 카트리지(510)를 모두 장착할 수 있다. 예를 들어 상기 드로퍼 모듈은 2.5ml 포름산 카트리지와 5ml 포름산 카트리지를 장착할 수 있다.Further, the dropper module 500 can mount all of the solution cartridges 510 having different capacities. For example, the dropper module may be equipped with a 2.5 ml formic acid cartridge and a 5 ml formic acid cartridge.

도 5b에서는 드로퍼 모듈에 적은 용량의 용액 카트리지(511)가 장착된 모습을 도시하고, 도 5c에서는 상기 드로퍼 모듈에 많은 용량의 용액 카트리지(513)가 장착된 모습을 도시한다.5B shows a state in which a small capacity solution cartridge 511 is mounted on the dropper module, and FIG. 5C shows a state in which a large capacity solution cartridge 513 is mounted on the dropper module.

상기 용액 카트리지(511, 513)는 동일한 길이를 갖지만 굵기가 서로 다를 수 있다. 이는 예시적일 뿐 통상의 기술자 입장에서 용이하게 변경 가능한 다른 형태로 구성될 수도 있다.The solution cartridges 511 and 513 have the same length but may have different thicknesses. It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

도 6은 일실시예에 따른 드라이어 모듈을 도시한다. 일실시예에 다른 드라이어 모듈(600)은 송풍기(610)와 가열기(620)를 포함할 수 있다.6 illustrates a dryer module according to one embodiment. Other dryer modules 600 in one embodiment may include a blower 610 and a heater 620.

구체적으로 송풍기(610)는 플레이트로 바람을 불어넣어 용액을 빠르게 증발시키는 역할을 수행할 수 있다. 마찬가지로 가열기(620)도 상기 플레이트를 가열하여 플레이트에서 용액이 잘 증발될 수 있도록 한다. 즉, 상기 플레이트를 가열하고 플레이트 주위로 바람을 불어넣어 줌으로써 시료 스팟에 떨어트린 용액이 잘 마르도록 한다.Specifically, the blower 610 blows air into the plate to rapidly evaporate the solution. Similarly, the heater 620 also heats the plate so that the solution can evaporate well on the plate. That is, by heating the plate and blowing air around the plate, the solution dropped on the sample spot is dried well.

도 7은 일실시예에 따른 가스 포집 모듈을 도시한다. 일실시예에 따른 가스 포집 모듈(700)은 시료 전처리 장치에 장착될 수 있으며, 제1 포집 장치(710), 제2 포집 장치(720) 및 공기펌프(미도시)로 구성될 수 있다.7 illustrates a gas collection module according to one embodiment. The gas collecting module 700 according to one embodiment may be mounted on the sample pretreatment apparatus and may be configured with a first collecting device 710, a second collecting device 720, and an air pump (not shown).

시료 전처리 장치는 기체 포집 모듈이 없어도 작동이 가능하나 별도로 상기 가스 포집 모듈(700)을 설치하는 경우에, 시료 전처리 장치 내부의 기체를 빨아들여 포집할 수 있다.The sample pretreatment device can operate without the gas collection module, but when the gas collection module 700 is installed separately, the gas inside the sample preparation device can be sucked and collected.

기체 포집 모듈(700)은 포름산 혹은 기타 산성 기체들을 공기펌프를 이용하여 빨아들일 수 있고, 상기 제1 포집 장치(710)를 통과시켜 기체를 1차적으로 중화한다. 이어서 상기 공기펌프를 통해 상기 제1 포집 장치(710)에서 배출되는 기체는 제2 포집 장치(720) 내부의 용액을 통해 2차적으로 중화된다.The gas collecting module 700 can suck formic acid or other acid gases using an air pump and primarily pass the gas through the first collecting device 710. Subsequently, the gas discharged from the first collecting device 710 through the air pump is secondarily neutralized through the solution in the second collecting device 720.

제1 포집 장치(710)는 일종의 필터 형태로서 교체가 가능하며, 고형 수산화나트륨 등을 포함하여 중화에 이용될 수 있다. 한편 제2 포집 장치는 일종의 기체 세척을 위한 용액 병으로서, 용액은 일반적인 증류수나 수산화나트륨 수용액으로 사용할 수 있다.The first collecting device 710 can be replaced as a kind of filter type and can be used for neutralization including solid sodium hydroxide and the like. On the other hand, the second collecting device is a kind of a solution bottle for gas cleaning, and the solution can be used as ordinary distilled water or an aqueous solution of sodium hydroxide.

다른 일실시예에 따르면, 상기 기체 포집 모듈(700)은 염기성 액체 뿐만 아니라 염기성 고체 물질 등을 이용하는 방법도 가능하다. 예시적으로 그러나 한정되지 않게, 상기 제1 포집 장치(710) 또는 상기 제2 포집 장치(720)에 염기성 고체를 포함하여 중화반응을 일으켜, 드라이어 모듈에서 발생하는 가스를 포집하는 방법도 가능하다.According to another embodiment, the gas collecting module 700 may use a basic solid material as well as a basic liquid. By way of example, but not by way of limitation, a method of including a basic solid in the first collecting device 710 or the second collecting device 720 to cause a neutralization reaction and collecting the gas generated in the dryer module is also possible.

또한 본 모듈은 같은 호스 직경을 이용하는 다른 장치에도 적용할 수 있다.This module is also applicable to other devices that use the same hose diameter.

실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with reference to the drawings, various modifications and variations may be made by those skilled in the art. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (15)

말디토프(MALDI-TOF) 질량 스펙트럼 분석에 사용되는 시료를 전처리하는 장치에 있어서,
하나 이상의 시료 스팟을 포함하는 플레이트를 고정하는 플레이트 홀더;
상기 하나 이상의 시료 스팟 중 적어도 일부에 산성 용액 및 매트릭스 용액을 떨어트리는 드로퍼 모듈; 및
상기 하나 이상의 시료 스팟을 건조시키는 드라이어 모듈
을 포함하는 시료 전처리 장치.
An apparatus for pretreating a sample used in a MALDI-TOF mass spectrometry,
A plate holder for holding a plate including at least one sample spot;
A dropper module for dropping the acid solution and the matrix solution into at least a portion of said at least one sample spot; And
A dryer module for drying said at least one sample spot;
.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 시료 스팟을 건조시킬 때 발생하는 가스를 제거하는 가스 포집 모듈
을 더 포함하는 시료 전처리 장치.
The method according to claim 1,
A gas collection module for removing gas generated when the at least one sample spot is dried;
Further comprising a sample pretreatment device.
제2항에 있어서,
상기 가스 포집 모듈은,
상기 드라이어 모듈로부터 발생하는 기체를 염기성 고체를 이용하여 중화하는 제1 포집 장치;
상기 제1 포집 장치에 의해 중화된 기체를 세척하는 제2 포집 장치; 및
상기 드라이어 모듈로부터 발생하는 상기 기체를 빨아들이는 공기펌프
를 포함하는 시료 전처리 장치.
3. The method of claim 2,
The gas collection module includes:
A first collecting device for neutralizing the gas generated from the dryer module using a basic solid;
A second collecting device for washing the gas neutralized by the first collecting device; And
An air pump for sucking the gas generated from the dryer module
And a sample pretreatment device.
제2항에 있어서,
상기 드라이어 모듈은,
상기 플레이트를 가열하는 가열기; 및
상기 플레이트 주변에 바람을 발생시키는 송풍기
를 포함하는 시료 전처리 장치.
3. The method of claim 2,
The dryer module includes:
A heater for heating the plate; And
An air blower for generating wind around the plate
And a sample pretreatment device.
제4항에 있어서,
상기 가스 포집 모듈은 상기 송풍기의 바람이 불어오는 방향의 맞은편에 위치하고, 상기 가스를 염기성 물질을 이용하여 중화반응을 일으켜 제거하는 시료 전처리 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the gas collecting module is located on the opposite side of the blowing direction of the blower and neutralizes the gas by using a basic material to remove the sample.
제1항에 있어서,
상기 플레이트 홀더는 상기 드로퍼 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 특정 스팟에 상기 산성 용액 및 매트릭스 용액을 떨어트릴 수 있도록 상기 플레이트의 3차원 이동을 제어하는 3차원 구동축을 포함하는,
시료 전처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plate holder includes a three-dimensional drive shaft that controls the three-dimensional movement of the plate so that the dropper module can drop the acid solution and the matrix solution to a specific spot of the one or more sample spots.
Sample preprocessor.
제6항에 있어서,
상기 플레이트 홀더는 서로 다른 형태를 갖는 플레이트를 수용할 수 있는 로봇암을 포함하는, 시료 전처리 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the plate holder comprises a robot arm capable of receiving plates having different shapes.
제1항에 있어서,
상기 플레이트의 정렬 및 시료 스팟의 위치를 감지하는 센서
를 더 포함하는 시료 전처리 장치.
The method according to claim 1,
A sensor for detecting the alignment of the plate and the position of the sample spot
Further comprising a sample pretreatment device.
제8항에 있어서,
상기 센서는 접촉식 센서, 광학 센서 및 초음파 센서 중 어느 하나인, 시료 전처리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the sensor is any one of a contact type sensor, an optical sensor and an ultrasonic sensor.
제1항에 있어서,
상기 산성 용액은 포름산 용액인 시료 전처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the acidic solution is a formic acid solution.
제1항에 있어서,
상기 드로퍼 모듈은 상기 산성 용액 또는 상기 매트릭스 용액이 담긴 카트리지를 탈착하는 카트리지 결합부를 포함하는, 시료 전처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the dropper module includes a cartridge engaging portion for detaching the cartridge containing the acidic solution or the matrix solution.
말디토프(MALDI-TOF) 질량 스펙트럼 분석에 사용되는 시료를 전처리하는 장치의 동작 방법에 있어서,
플레이트 홀더가 하나 이상의 시료 스팟을 포함하는 플레이트를 고정하는 단계;
드로퍼 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 적어도 일부에 산성 용액을 떨어트리는 단계;
상기 드로퍼 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 적어도 일부에 매트릭스 용액을 떨어트리는 단계; 및
드라이어 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟을 건조시키는 단계
를 포함하는 시료 전처리 장치의 동작 방법.
A method of operating a device for pretreating a sample used in a MALDI-TOF mass spectrometry,
The plate holder fixing the plate including one or more sample spots;
Dropper module dropping an acidic solution on at least a portion of said at least one sample spot;
The dropper module dropping the matrix solution into at least a portion of the one or more sample spots; And
The dryer module drying the at least one sample spot
Wherein the sample pre-treatment apparatus comprises:
제12항에 있어서,
가스 포집 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟을 건조시킬 때 발생하는 가스를 제거하는 단계
를 더 포함하는 시료 전처리 장치의 동작 방법.
13. The method of claim 12,
Removing gas generated when the gas collection module dries the one or more sample spots
Further comprising the steps of:
제13항에 있어서,
상기 드로퍼 모듈이 포함하는 카트리지 결합부에 상기 산성 용액 또는 상기 매트릭스 용액이 담긴 카트리지가 결합되는 단계
를 더 포함하는 시료 전처리 장치의 동작 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the cartridge containing the acid solution or the matrix solution is coupled to the cartridge coupling portion included in the dropper module
Further comprising the steps of:
제12항에 있어서,
상기 플레이트 홀더가 포함하는 3차원 구동축이, 상기 드로퍼 모듈이 상기 하나 이상의 시료 스팟 중 특정 스팟에 산성 용액 및 매트릭스 용액을 떨어트릴 수 있도록 상기 플레이트의 3차원 이동을 제어하는 단계
를 더 포함하는 시료 전처리 장치의 동작 방법.
13. The method of claim 12,
Controlling the three-dimensional movement of the plate so that the dropper module can drop the acid solution and the matrix solution to a specific spot of the one or more sample spots,
Further comprising the steps of:
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한국 공개특허 10-2017-0046686호 (공개일자 2017년05월02일)는 말디토프 질량 분석계를 개시한다. 지연시간 변동을 가지는 MALDI-TOF 질량 분석계에 관한 발명이다.

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