KR20200032639A - Automated nucleic acid extraction system - Google Patents
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Abstract
Description
본원에서 개시되는 실시 예들은 자동으로 핵산을 추출하는 기술에 관한 것이다.The embodiments disclosed herein relate to techniques for automatically extracting nucleic acids.
혈액, 조직 등의 다양한 생물학적 시료로부터 핵산을 추출하는 기술은 생물학, 생화학, 의학 등과 같은 다양한 분야에서 중요한 출발점이 된다. 특히, 핵산 추출 기술은 DNA를 증폭하기 위한 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction)(PCR)과 연계되어 널리 사용되고 있다.The technology of extracting nucleic acids from various biological samples such as blood and tissue is an important starting point in various fields such as biology, biochemistry, and medicine. In particular, nucleic acid extraction technology is widely used in connection with polymerase chain reaction (PCR) to amplify DNA.
종래 핵산을 추출하는 기술들은 페놀과 클로로포름과 같은 인체에 유해한 유기용매를 사용하여 작업자에게 좋지 못한 영향을 줄 수 있었다. 이러한 유기용매의 사용을 피하기 위해, 핵산과 결합하는 성질을 갖는 물질, 예를 들어 실리카(silica), 유리섬유, 마그네틱 비드(magnetic bid) 등을 사용하여 핵산을 추출하는 기술이 개발되었다. 이러한 물질은 인체에 유해하지 않을 뿐만 아니라, 추출과정에서 핵산이 물리적 또는 생화학적으로 분해되는 것을 최소화하는 장점을 갖는다. 최근에는 자성을 이용하여 핵산을 수집하고, 웰 플레이트(well plate)에 진동을 가해 세포를 융해(lysis) 또는 파쇄시키는 일련의 과정을 자동적으로 수행하는 핵산 추출 장치가 개발되었다. 핵산 추출 장치는 위 과정을 반복적으로 수행함으로써 순도 높은 핵산을 추출할 수 있다.Conventional techniques for extracting nucleic acids can adversely affect workers by using organic solvents harmful to the human body, such as phenol and chloroform. In order to avoid using such an organic solvent, a technique for extracting nucleic acids using a material having a property of binding to a nucleic acid, for example, silica, glass fiber, magnetic bid, etc., has been developed. These materials are not only harmful to the human body, but also have the advantage of minimizing the physical or biochemical degradation of nucleic acids in the extraction process. Recently, a nucleic acid extraction device has been developed that collects nucleic acids using magnetism and automatically performs a series of processes of lysis or crushing of cells by applying vibration to a well plate. The nucleic acid extraction apparatus can extract high-purity nucleic acids by repeatedly performing the above process.
핵산 추출 장치는 마그네틱 비드에 결합된 핵산 등의 생물학적 물질을 지정된 웰(well)로 이동시키기 위한 이동 수단, 및 상기 지정된 웰에 진동을 가하기 위해 필요한 진동 수단을 포함할 수 있다. 상기 이동 수단은 마그네틱 비드를 캐치(catch)하기 위한 마그네틱 로드(magnetic rod)를 수직 및 수평 방향으로 움직일 수 있는 여러 구동 수단이 필요하다. 이에 따라, 핵산 추출 장치는 부피가 클 뿐만 아니라, 지정된 웰로 이동하는 과정에서 피펫(pipet) 등에 묻은 용액으로 인해 교차 오염이 발생할 수 있다. 또한, 마그네틱 로드를 보호하기 위한 캡(cap)이나 웰 플레이트는 사용 완료 표시를 별도로 하지 않는 경우, 사용되었는지 여부를 확인하기 어려워 오염된 캡이나 플레이트를 다시 사용하게 될 수 있다. 특히, 핵산 추출 과정을 수행하기 전 사용자가 별도로 캡을 설치해야 하는 경우, 추출 과정이 끝난 후 설치된 캡을 제거하지 않아 다음 추출 과정에서 오염된 캡이 사용될 수 있다. The nucleic acid extraction device may include moving means for moving a biological material such as nucleic acid bound to a magnetic bead to a designated well, and vibration means necessary to apply vibration to the designated well. The moving means requires several driving means capable of moving the magnetic rod for catching the magnetic beads in the vertical and horizontal directions. Accordingly, the nucleic acid extracting device is not only bulky, but cross-contamination may occur due to a solution on a pipet or the like in the process of moving to a designated well. In addition, if the cap or well plate for protecting the magnetic rod is not separately marked for use, it may be difficult to determine whether it has been used, and the contaminated cap or plate may be reused. In particular, if the user needs to separately install the cap before performing the nucleic acid extraction process, the installed cap is not removed after the extraction process is over, and the contaminated cap may be used in the next extraction process.
본 발명의 다양한 실시 예는 스트립 캡 및 웰 플레이트를 포함하는 카트리지를 삽입하면 복수의 시료 각각의 핵산을 자동으로 추출하는 핵산 추출 시스템을 제공한다.Various embodiments of the present invention provides a nucleic acid extraction system that automatically extracts nucleic acids of each of a plurality of samples when a cartridge including a strip cap and a well plate is inserted.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 핵산 추출/정제 시스템은, 수평 플레이트; 상기 수평 플레이트에 결합된 수직 지지대; 상기 수직 지지대에 결합된 제1 수직 플레이트; 및 상기 제1 수직 플레이트에 수평 방향으로 이동 가능하도록 설치된 제2 수직 플레이트;를 포함하는 프레임; 상기 제1 수직 플레이트에 설치되고, 상기 제2 수직 플레이트를 상기 제1 수직 플레이트를 따라 수평 방향으로 이동시키는 제1 구동부; 마그네틱 비드를 캐치(catch)하기 위한 상기 지정된 개수의 마그네틱 로드; 상기 지정된 개수의 마그네틱 로드 각각이 일렬로 배열되어 결합된 마그네틱 로드 홀더; 상기 제2 수직 플레이트에 설치되고, 상기 마그네틱 로드 홀더를 상기 제2 수직 플레이트를 따라 수직 방향으로 이동시키는 제2 구동부; 상기 지정된 개수의 마그네틱 로드 각각을 커버(cover)하기 위한 복수의 캡(cap)을 포함하는 스트립 캡(strip cap), 및 복수의 단계를 포함하는 핵산 추출 방법에 따라 상기 지정된 개수의 시료로부터 핵산을 각각 추출하기 위해 지정된 행렬(matrix)로 배열된 복수의 웰(well)이 형성된 웰 플레이트(well plate)을 포함하고, 상기 스트립 캡은 상기 복수의 웰 중 제1 행의 웰에 삽입된 카트리지(cartridge); 상기 스트립 캡을 홀드(hold)하기 위한 스트립 캡 홀더; 상기 제2 수직 플레이트에 설치되고, 상기 스트립 캡 홀더를 상기 제2 수직 플레이트를 따라 수직 방향으로 이동시키는 제3 구동부; 상기 카트리지를 장착하기 위한 베이 슬롯(bay slot); 및 상기 수평 플레이트에 설치되고, 상기 베이 슬롯을 상기 수평 플레이트를 따라 수평 방향으로 이동시켜 상기 베이 슬롯을 상기 시스템 내부 및 외부로 이동시키는 제4 구동부;를 포함하고, 상기 스트립 캡은 상단부에 상기 스트립 캡 홀더와 결합하기 위해 수직으로 형성된 복수의 후크(hook)를 포함하고, 상기 마그네틱 로드를 관통시키기 위한 적어도 하나의 제1 관통홀, 및 상기 복수의 후크가 결합하기 위한 복수의 제2 관통홀을 포함하고, 상기 마그네틱 로드는 상기 제1 관통홀을 통해 상기 스트립 캡의 복수의 캡으로 삽입되고, 상기 마그네틱 로드 홀더는 상기 스트립 캡 홀더의 제2 관통홀에 결합된 후크를 분리시키기 위해 수직으로 형성된 복수의 범프(bump)를 포함하고, 상기 핵산 추출 방법의 첫번째 단계에서, 상기 제1 구동부는 상기 제1 행의 웰에 삽입된 스트립 캡의 수평 위치로 상기 마그네틱 로드 홀더 및 상기 스트립 캡 홀더를 이동시키고, 상기 제3 구동부는 상기 스트립 캡 홀더를 하강시켜 상기 스트립 캡과 상기 스트립 캡 홀더를 결합시키고, 상기 핵산 추출 방법의 마지막 단계에서, 상기 제1 구동부는 상기 웰 플레이트의 제2 행의 웰의 수평 위치로 마그네틱 로드 홀더 및 스트립 캡 홀더를 이동시키고, 상기 제2 구동부 및 상기 제3 구동부는 상기 마그네틱 로드 홀더 및 상기 스트립 캡 홀더를 하강시켜 상기 제2 행의 웰에 상기 스트립 캡이 커버된 마그네틱 로드를 삽입시키고, 상기 제2 구동부는 상기 마그네틱 로드 홀더를 더 하강시켜 상기 스트립 캡 홀더로부터 상기 스트립 캡을 분리할 수 있다.Nucleic acid extraction / purification system according to an embodiment disclosed in the present document, a horizontal plate; A vertical support coupled to the horizontal plate; A first vertical plate coupled to the vertical support; And a second vertical plate installed to be movable in the horizontal direction on the first vertical plate. A first driving unit installed on the first vertical plate and moving the second vertical plate in a horizontal direction along the first vertical plate; The specified number of magnetic rods for catching magnetic beads; A magnetic rod holder in which each of the specified number of magnetic rods are arranged in a row and combined; A second driving unit installed on the second vertical plate and moving the magnetic rod holder in a vertical direction along the second vertical plate; A nucleic acid is extracted from the specified number of samples according to a nucleic acid extraction method comprising a strip cap including a plurality of caps for covering each of the specified number of magnetic rods, and a plurality of steps. A well plate including a plurality of wells arranged in a matrix designated for extraction, and the strip cap is inserted into a well of a first row of the plurality of wells (cartridge) ); A strip cap holder for holding the strip cap; A third driving unit installed on the second vertical plate and moving the strip cap holder in the vertical direction along the second vertical plate; A bay slot for mounting the cartridge; And a fourth driving unit installed on the horizontal plate and moving the bay slot in the horizontal direction along the horizontal plate to move the bay slot into and out of the system. It includes a plurality of hooks (hook) formed vertically to engage the cap holder, at least one first through-hole for penetrating the magnetic rod, and the plurality of second through-holes for engaging the plurality of hooks Included, the magnetic rod is inserted into the plurality of caps of the strip cap through the first through hole, the magnetic rod holder is formed vertically to separate the hook coupled to the second through hole of the strip cap holder It includes a plurality of bumps, and in the first step of the nucleic acid extraction method, the first driver is a well of the first row. The magnetic rod holder and the strip cap holder are moved to a horizontal position of the strip cap inserted in the third drive unit, and the third driving unit lowers the strip cap holder to combine the strip cap and the strip cap holder, and the nucleic acid extraction method In the last step, the first drive part moves the magnetic rod holder and the strip cap holder to the horizontal position of the well in the second row of the well plate, and the second drive part and the third drive part are the magnetic rod holder and the The strip cap holder is lowered to insert the magnetic rod covered with the strip cap into the well of the second row, and the second driving unit further descends the magnetic rod holder to separate the strip cap from the strip cap holder. have.
본 문서에 따라 개시되는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 상기 스트립 캡의 상단에는 일방향으로 연장된 플레이트가 형성되고, 상기 플레이트에는 상기 지정된 개수의 캡의 개구부가 형성되고, 상기 복수의 후크는 상기 플레이트에 형성될 수 있다.A plate extending in one direction is formed on the top of the strip cap of the nucleic acid extraction system according to an embodiment disclosed in accordance with this document, and the plate is provided with an opening of the specified number of caps, and the plurality of hooks are It can be formed on a plate.
본 문서에 따라 개시되는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 상기 적어도 하나의 제1 관통홀은 상기 지정된 개수의 마그네틱 로드에 대응되도록 형성되고, 상기 복수의 제2 관통홀은 상기 복수의 후크에 대응되도록 형성되고, 상기 복수의 범프는 상기 복수의 제2 관통홀에 대응되도록 형성될 수 있다.The at least one first through hole of the nucleic acid extraction system according to an embodiment disclosed in accordance with this document is formed to correspond to the specified number of magnetic rods, and the plurality of second through holes corresponds to the plurality of hooks The plurality of bumps may be formed to correspond to the plurality of second through holes.
본 문서에 따라 개시되는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 상기 제1 구동부는 상기 제1 수직 플레이트에 설치된 제1 모터, 상기 제1 모터에 의해 회전하는 제1 타이밍 벨트, 상기 제1 타이밍 벨트를 통해 상기 제1 모터로부터 전달되는 동력에 의해 움직이는 제1 이동 블록, 및 상기 제1 수직 플레이트를 따라 수평 방향으로 움직이는 상기 제1 이동 블록의 움직임을 가이드(guide)하기 위한 제1 레일을 포함하고, 상기 제1 이동 블록은 상기 제2 수직 플레이트와 결합되고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 수직 플레이트에 설치된 제2 모터, 상기 제3 모터에 의해 회전하는 제2 타이밍 벨트, 상기 제2 타이밍 벨트를 통해 상기 제2 모터로부터 전달되는 동력에 의해 움직이는 제2 이동 블록, 및 상기 제2 이동 블록의 움직임을 가이드하는 제2 레일을 포함하고, 상기 제2 이동 블록은 상기 마그네틱 로드 홀더와 결합되고, 상기 제3 구동부는 상기 제2 수직 플레이트에 설치된 제3 모터, 상기 제2 모터에 의해 회전하는 스크류 축, 상기 스크류 축 지지하기 위한 스크류 축 지지대, 상기 스크류 축을 통해 상기 제3 모터로부터 전달되는 동력에 의해 움직이는 상기 제3 이동 블록, 및 상기 제2 수직 플레이트를 따라 수직 방향으로 움직이는 상기 제3 이동 블록의 움직임을 가이드하기 위한 제3 레일을 포함하고, 상기 제3 이동 블록은 상기 스트립 캡 홀더와 결합되고, 상기 제4 구동부는 상기 수평 플레이트에 설치된 제4 모터, 상기 제4 모터에 의해 회전하는 제3 타이밍 벨트, 상기 제3 타이밍 벨트를 통해 상기 제4 모터로부터 전달되는 동력에 의해 움직이는 제4 이동 블록, 및 상기 제4 이동 블록의 움직임을 가이드하는 제4 레일을 포함하고, 상기 제4 이동 블록은 상기 베이 슬롯과 결합될 수 있다.The first driving unit of the nucleic acid extraction system according to an embodiment disclosed in accordance with the present document includes a first motor installed on the first vertical plate, a first timing belt rotated by the first motor, and the first timing belt. And a first rail for guiding movement of the first moving block moving in a horizontal direction along the first vertical plate, and a first moving block moved by power transmitted from the first motor through the first motor, The first moving block is coupled to the second vertical plate, and the second driving unit includes a second motor installed on the second vertical plate, a second timing belt rotated by the third motor, and the second timing belt. A second moving block moved by the power transmitted from the second motor through, and a second rail for guiding the movement of the second moving block, the 2 moving block is coupled to the magnetic rod holder, the third driving unit is a third motor installed on the second vertical plate, a screw shaft rotating by the second motor, a screw shaft support for supporting the screw shaft, the A third rail for guiding movement of the third moving block moved by power transmitted from the third motor through a screw shaft, and the third moving block moving in a vertical direction along the second vertical plate, The third moving block is coupled to the strip cap holder, and the fourth driving part is a fourth motor installed on the horizontal plate, a third timing belt rotated by the fourth motor, and the third through the third timing belt. 4 A fourth moving block moved by power transmitted from a motor, and a fourth rail guiding the movement of the fourth moving block And wherein the fourth movable block may be combined with the bay slot.
본 문서에 따라 개시되는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 상기 스트립 캡 홀더에 상기 스트립 캡이 결합되었는지 여부를 확인하기 위한 센서를 더 포함하고, 상기 스트립 캡 센서는 상기 핵산 추출 방법을 수행 중 적어도 한번 상기 결합 여부를 확인할 수 있다.Further comprising a sensor for confirming whether the strip cap is coupled to the strip cap holder of the nucleic acid extraction system according to an embodiment disclosed in accordance with this document, the strip cap sensor at least during performing the nucleic acid extraction method Once, the binding can be confirmed.
본 문서에 따라 개시되는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 상기 센서는 상기 스트립 홀더가 지정된 위치로 이동하였을 때 상기 스트립 캡의 상단부에서 연장된 감지부를 감지하여 상기 결합 여부를 확인할 수 있다.The sensor of the nucleic acid extraction system according to an embodiment disclosed in accordance with this document may detect whether the binding is detected by detecting a sensor extending from the upper end of the strip cap when the strip holder is moved to a designated position.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 자동화된 핵산 추출/정제 시스템은 스트립 캡 홀더에 결합된 스트립 캡을 분리시키기 위한 별도의 구동 수단 없이, 상기 스트립 캡에 형성된 후크(hook), 및 마그네틱 로드 홀더에 형성된 범프를 이용하여 핵산 추출 과정에 따라 스트립 캡을 스트립 캡 홀더에서 자동적으로 분리시킬 수 있다. 그리고 자동화된 핵산 추출 시스템은 스트립 캡을 별도로 설치하기 위해 시스템 전면을 개방하지 않고, 스트립 캡 및 웰 플레이트가 포함된 카트리지가 출입 가능한 최소한의 도어만 개방함으로써, 외부로부터의 오염 물질 유입을 최소화할 수 있다. 또한, 자동화된 핵산 추출 시스템은 핵산 추출 이후에 분리된 스트립 캡이 웰 플레이트에 삽입된 위치를 이용하여 카트리지의 사용 여부를 사용자가 알기 쉽게 표시할 수 있다.According to embodiments disclosed herein, an automated nucleic acid extraction / purification system includes a hook formed on the strip cap, and a magnetic rod holder without separate driving means for separating the strip cap coupled to the strip cap holder. The strip cap can be automatically separated from the strip cap holder according to the nucleic acid extraction process using the bump formed in the. And the automated nucleic acid extraction system does not open the front of the system to install the strip cap separately, and minimizes the inflow of contaminants from the outside by opening only the door with minimal access to the cartridge containing the strip cap and well plate. have. In addition, the automated nucleic acid extraction system can easily indicate whether the cartridge is used or not by using the location where the strip cap separated after nucleic acid extraction is inserted into the well plate.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.In addition, various effects that can be directly or indirectly identified through this document may be provided.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 다양한 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 제1 구동부를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 제2 구동부를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 제3 구동부를 나타낸 도면이다.
도 6의 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 제4 구동부를 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템에서 사용되는 카트리지를 나타낸 도면이다.
도 8a는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템이 핵산을 추출하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8b는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템이 스트립 캡 홀더에 스트립 캡을 결합시키는 것을 나타낸 도면이다.
도 8c는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템이 스트립 캡 홀더에 결합된 스트립 캡을 분리하는 것을 나타낸 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.1 is a view showing a nucleic acid extraction system according to various embodiments.
2A and 2B are diagrams illustrating an internal configuration of a nucleic acid extraction system according to various embodiments of the present disclosure.
3A and 3B are diagrams illustrating a first driving unit of a nucleic acid extraction system according to an embodiment.
4 is a view showing a second driving unit of the nucleic acid extraction system according to an embodiment.
5 is a view showing a third driving unit of the nucleic acid extraction system according to an embodiment.
6 is a view showing a fourth driving unit of the nucleic acid extraction system according to the embodiment.
7A and 7B are diagrams illustrating cartridges used in a nucleic acid extraction system according to an embodiment.
8A is a flowchart illustrating a method of extracting a nucleic acid by a nucleic acid extraction system according to an embodiment.
8B is a view showing that a nucleic acid extraction system according to an embodiment binds a strip cap to a strip cap holder.
8C is a view showing a nucleic acid extraction system according to an embodiment separating a strip cap coupled to a strip cap holder.
In connection with the description of the drawings, the same or similar reference numerals may be used for the same or similar components.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood that the present invention includes various modifications, equivalents, and / or alternatives.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 핵산 추출/정제 시스템을 나타낸 도면이다. 본원에서 추출은 세포 또는 기타 원하지 않는 용액 중에 포함된 핵산을 인비트로 검사 등을 위해 세포로부터 또는 용액으로부터 분리 및 정제하는 것을 포함한다. 1 is a view showing a nucleic acid extraction / purification system according to various embodiments. Extraction herein includes separation and purification of nucleic acids contained in cells or other unwanted solutions from cells or from solutions for in vitro testing and the like.
도 1을 참조하면, 핵산 추출 시스템(10)은 혈액, 조직 등의 생물학적 시료로부터 핵산(예: DNA 또는 RNA)을 자동적으로 추출(또는, 분리, 정제)할 수 있다. DNA는 플라스미드, 유전체 (genome) 및 그 단편을 포함한다. Referring to FIG. 1, the nucleic
일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템(10)은 지정된 핵산 추출 방법에 따라 시료로부터 핵산을 자동적으로 분리할 수 있다. 상기 지정된 핵산 추출 방법은, 예를 들어, 복수의 단계(예: 세포 융해 단계, 1차 세척 단계, 2차 세척 단계, 건조 단계 및 핵산 회수 단계(총 5 단계))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템(10)은 복수의 시료로부터 핵산을 각각 분리할 수 있다. 예를 들어, 핵산 추출 시스템(10)은 지정된 핵산 추출 방법을 한번 실행하여 복수의 시료로부터 핵산을 각각 분리할 수 있다. 상기 복수의 시료는, 예를 들어, 웰 플레이트(well plate)에 분리되어 담길 수 있다.According to an embodiment, the nucleic
일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템(10)은 시스템을 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 전원 버튼(11)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템(10)은 시스템과 관련된 정보를 표시하기 위한 디스플레이(13)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이(13)는 핵산 추출 과정에 대한 정보를 출력할 수 있다. 또한, 디스플레이(13)는 사용자의 터치 입력을 수신하기 위한 터치 패널을 포함하고, 시스템을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다.According to an embodiment, the nucleic
일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템(10)은 내부 구성을 보호하기 위한 케이스(100)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 케이스(100)는 핵산 추출 시스템(10)의 외관을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 케이스(100)는 전면 커버(110), 상면 커버(120), 측면 커버(130), 후면 커버(140) 및 하면 커버(150)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the nucleic
일 실시 예에 따르면, 전면 커버(110)는 핵산 추출 시스템의 전면을 커버할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전면 커버(110)는 전면 도어(111), 슬롯 도어(113), 제어 패널 커버(115) 및 디스플레이 커버(117)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 전면 도어(111)는 핵산 추출 시스템(10)의 전면을 개방하기 위한 도어(door)일 수 있다. 사용자는 개방된 전면을 통해 핵산 추출 시스템(10)의 내부 구성을 정비할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전면 도어(111)는 지정된 축(1-1’)을 중심으로 회전하여 개방될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 슬롯 도어(113)는 전면 도어(111)와 동일한 축(1-1’)을 중심으로 회전하여 개방될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 슬롯 도어(113)는 카트리지(cartridge)를 삽입하기 위해 개방되는 도어일 수 있다. 사용자는 개방된 슬롯 도어(113)를 통해 시스템 외부로 노출된 베이 슬롯(bay slot)에 카트리지를 장착하여 카트리지를 시스템 내부로 삽입할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 패널 커버(115)는 핵산 추출 시스템을 제어하기 위한 패널을 보호하는 커버(cover)일 수 있다. 제어 패널에 연결된 전원 버튼(11)은 제어 패널 커버(115)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 커버(117)는 디스플레이(13)의 외곽을 보호하고 이미지가 표시되는 부분을 외부로 노출시킬 수 있다. 다시 말해, 디스플레이 커버(117)는 디스플레이(13)의 프레임(frame)을 형성할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상면 커버(120), 측면 커버(130), 후면 커버(140) 및 밑면 커버(150)는 핵산 추출 시스템(10)의 상면, 측면, 후면 및 하면을 각각 커버할 수 있다. 사용자는 상면 커버(120), 측면 커버(130), 후면 커버(140) 및 밑면 커버(150)를 핵산 추출 시스템(10)으로부터 분리시켜 커버된 면을 개방시킬 수 있다.According to one embodiment, the
도 2a 및 도 2b는 다양한 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 내부 구성을 나타낸 도면이다.2A and 2B are diagrams illustrating an internal configuration of a nucleic acid extraction system according to various embodiments of the present disclosure.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 핵산 추출 시스템(10)은 핵산을 추출하는 동작을 수행하기 위한 구성을 그 내부에 포함할 수 있다.2A and 2B, the nucleic
일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템(10)은 그 내부에 프레임(200), 구동부(300), 마그네틱 로드(400), 마그네틱 로드 홀더(500), 카트리지(600), 스트립 캡 홀더(700), 베이 슬롯(800) 및 센서(900)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the nucleic
일 실시 예에 따르면, 프레임(200)은 핵산 추출 시스템(10)의 내부 구성을 고정시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프레임(200)은 수평 플레이트(210), 수직 지지대(220), 수직 플레이트(230)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 수평 플레이트(210)는 핵산 추출 시스템(10)의 바닥을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 수평 플레이트(210)에는 핵산 추출 시스템(10)의 밑면을 형성하는 밑면 커버(150)가 결합될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 수직 지지대(220)는 수평 플레이트(210)에 고정되고, 지정된 높이로 내부 구성을 고정시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 수직 지지대(220)는 제1 수직 지지대(221) 및 제2 수직 지지대(223)를 포함할 수 있다. 제1 수직 지지대(221) 및 제2 수직 지지대(223)는, 예를 들어, 지정된 거리로 이격된 상태로 서로 평행하게 수평 플레이트(210)에 고정될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 수직 플레이트(230)는 수직 지지대(220)에 지정된 높이로 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 수직 플레이트(230)는 제1 수직 플레이트(231) 및 제2 수직 플레이트(233)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 수직 플레이트(231)는 수직 지지대(220)에 고정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 수직 플레이트(233)는 제1 수직 플레이트(231)에 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 제2 수직 플레이트(233)는 구동부(300)(예: 제1 구동부(310))를 통해 제1 수직 플레이트에 이동 가능하도록 설치될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 구동부(300)는 핵산 추출 시스템(10)의 내부 구성을 지정된 위치로 이동시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 구동부(300)는 제1 구동부(310), 제2 구동부(320), 제3 구동부(330) 및 제4 구동부(340)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the driving
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부(310)는 제1 수직 플레이트(231)와 제2 수직 플레이트(233)의 사이에 설치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 구동부(310)는 제2 수직 플레이트(233)를 제1 수직 플레이트(231)를 따라 수평 방향(또는, X축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부(310)는 타이밍 벨트(timing belt)를 이용하여 제2 수직 플레이트(233)를 이동시킬 수 있다. 제1 구동부(310)가 제2 수직 플레이트(233)를 이동시키는 방법에 대해서는 도 3a 및 도 3b에서 자세히 설명된다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제2 구동부(320)는 제2 수직 플레이트(233)에 설치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부(320)는 마그네틱 로드 홀더(500)를 제2 수직 플레이트(233)를 따라 수직 방향(또는, Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 구동부(320)는 회전하는 스크류 축을 이용하여 마그네틱 로드 홀더(500)를 이동시킬 수 있다. 제2 구동부(320)가 마그네틱 로드 홀더(500)를 이동시키는 방법에 대해서는 도 4에서 자세히 설명된다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제3 구동부(330)는 제2 수직 플레이트(233)에 설치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 구동부(330)는 스트립 캡 홀더(700)를 제2 수직 플레이트(233)를 따라 수직 방향(또는, Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제3 구동부(330)는 타이밍 벨트를 이용하여 스트립 캡 홀더(700)를 이동시킬 수 있다. 제3 구동부(330)가 스트립 캡 홀더(700)를 이동시키는 방법에 대해서는 도 5에서 자세히 설명된다. According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제4 구동부(340)는 수평 플레이트(210)에 설치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제4 구동부(340)는 베이 슬롯(800)을 수평 플레이트(210)를 따라 수평 방향(또는, Y축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제4 구동부(340)는 타이밍 벨트를 이용하여 베이 슬롯(800)을 이동시킬 수 있다. 제4 구동부(340)가 베이 슬롯(800)을 이동시키는 방법에 대해서는 도 6에서 자세히 설명된다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드(400)는 핵산을 추출하는데 이용되는 마그네틱 비드(magnetic bid)를 캐치(catch)할 수 있다. 예를 들어, 마그네틱 로드(400)는 캡(cap)으로 커버된 상태에서 마그네틱 비드를 캐치할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드(400)는 지정된 개수의 로드(rod)를 포함할 수 있다. 상기 지정된 개수는, 예를 들어, 한번의 실행으로 분리하고자 하는 시료의 개수에 따라 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드(400)는 수직으로 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다. 다시 말해, 마그네틱 로드(400)는 Z축과 평행하게 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다. 또한, 지정된 개수의 마그네틱 로드(400) 각각은 일렬로 나열되어 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 지정된 개수의 마그네틱 로드(400)는 Y축 방향으로 일렬로 나열되어 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드 홀더(500)는 마그네틱 로드(400)를 홀드(hold)할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드 홀더(500)는 제3 구동부(330)에 연결되어 수직 방향(또는, Z축 방향)으로 움직일 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 카트리지(600)는 스트립 캡(strip cap) 및 웰 플레이트(well plate)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 스트립 캡은 지정된 개수의 마그네틱 로드(400)를 커버하기 위한 지정된 개수의 캡(cap)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 스트립 캡에는 상기 지정된 개수의 캡이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 웰 플레이트는 지정된 행렬(matrix)로 배열된 복수의 웰(well)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 웰 플레이트에는 상기 복수의 웰이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 스트립 캡은 상기 웰 플레이트의 복수의 웰 중 지정된 웰에 삽입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 지정된 개수의 시료는 상기 지정된 웰과 상이한 웰에 담길 수 있다. 카트리지(600)에 대해서는 도 7a 및 도 7b에서 자세하게 설명된다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더(700)는 카트리지(600)의 스트립 캡을 홀드(hold)할 수 있다. 예를 들어, 스트립 캡 홀더(700)는 지정된 위치로 이동하여 스트립 캡을 홀드할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더(700)는 마그네틱 로드 홀더(500)의 아래 위치하고, 마그네틱 로드 홀더(500)와 수평 위치가 동일할 수 있다. 이에 따라, 스트립 캡 홀더(700)는 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합된 마그네틱 로드(400)를 관통시키기 위한 제1 관통홀을 포함할 수 있다. 마그네틱 로드(400)는 제1 관통홀을 통과하여 스트립 캡과 함께 웰 플레이트에 삽입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더(700)는 스트립 캡을 홀딩하기 위한 제2 관통홀을 포함할 수 있다. 스트립 캡에 형성된 후크(hook)는 상기 제2 관통홀에 결합될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 베이 슬롯(800)은 카트리지(600)를 할 수 있다. 다시 말해, 베이 슬롯(800)에 카트리지(600)를 장착할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 베이 슬롯(800)은 제4 구동부(340)에 연결되어 수평 방향으로 움직일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 센서(900)는 스트립 캡 홀더(700)에 스트립 캡이 장착되어 있는지 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서(900)는 지정된 위치로 이동한 스트립 캡 홀더(700)에 장착된 스트립 캡을 감지할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서(900)는 광 센서, 압력 센서, 자기 센서 등, 결합된 스트립 캡의 존부를 감지할 수 있는 센서를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템(10)은 구동부(300)를 제어하기 위한 제어 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제어 회로는 구동부(300)를 제어하여 핵산을 추출하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 회로는 복수의 단계를 포함하는 핵산 추출 방법에 따라 구동부(300)를 제어하여 카트리지(600)에 담긴 지정된 개수의 시료로부터 핵산을 추출하는 동작을 수행할 수 있다. 핵산을 추출하는 동작에 대해서는 도 8a에서 자세하게 설명된다.According to an embodiment, the nucleic
도 3a 및 도 3b는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 제1 구동부를 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating a first driving unit of a nucleic acid extraction system according to an embodiment.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 구동부(310)는 제1 수직 플레이트(231)와 제2 수직 플레이트(233) 사이에 설치되어, 제2 수직 플레이트(233)를 제1 수직 플레이트(231)를 따라 수평 방향(또는, X축 방향)으로 움직일 수 있다.3A and 3B, the
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부(310)는 제1 모터(311), 제1 타이밍 벨트(313), 제1 이동 블록(315) 및 제1 레일(317)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제1 모터(311)는 제1 수직 플레이트(231)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 모터(311)는 회전축이 제1 수직 플레이트(231)를 관통하여 제1 수직 플레이트(231)의 전면(231a)으로 노출되도록 제1 수직 플레이트(231)의 후면(231b)에 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 모터(311)는 제2 수직 플레이트(233)의 움직임을 위한 동력을 제공할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제1 타이밍 벨트(313)는 제1 모터(311)에 의해 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 타이밍 벨트(313)는 제1 모터(311)에 회전축과 지정된 위치 각각에 결합된 벨트 풀리(belt pulley)에 연결되어 회전할 수 있다. 상기 지정된 위치는 상기 회전축으로부터 수평 방향으로 지정된 거리만큼 떨어진 위치일 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제1 이동 블록(315)은 제1 타이밍 벨트(313)를 통해 제1 모터(311)로부터 전달되는 동력에 의해 움직일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 이동 블록(315)은 제2 수직 플레이트(233)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 이동 블록(315)은 제2 수직 플레이트(233)의 후면(233b)에 결합될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제1 레일(317)은 제1 이동 블록(315)의 움직임을 가이드(guide)할 수 있다. 예를 들어, 제1 레일(317)은 제1 이동 블록(315)의 수평 방향의 직선 움직임을 가이드할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 레일(317)은 제1 수직 플레이트(231)의 전면(231a)에 결합될 수 있다. According to one embodiment, the
이에 따라, 제1 구동부(310)는 제2 수직 플레이트(233)에 설치된 마그네틱 비드 홀더(예: 도 2a의 마그네틱 로드 홀더(500)) 및 스트립 캡 홀더(예: 스트립 캡 홀더(700))를 함께 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.Accordingly, the
도 4는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 제2 구동부를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a second driving unit of the nucleic acid extraction system according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 제2 구동부(320)는 제2 수직 플레이트(233)에 설치되어 마그네틱 로드 홀더(500)를 제2 수직 플레이트(233)를 따라 수직 방향(또는, Y축 방향)으로 움직일 수 있다.Referring to FIG. 4, the
일 실시 예에 따르면, 제2 구동부(320)는 제2 모터(321), 제2 타이밍 벨트(323), 제2 이동 블록(325) 및 제2 레일(327)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제2 모터(321)는 제2 수직 플레이트(233)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제2 모터(321)는 회전축이 제2 수직 플레이트(233)를 관통하여 제2 수직 플레이트(233)의 전면(233a)으로 노출되도록 제2 수직 플레이트(233)의 후면(233b)에 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 모터(321)는 마그네틱 로드 홀더(500)의 움직임을 위한 동력을 제공할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제2 타이밍 벨트(323)는 제2 모터(321)에 의해 회전할 수 있다. 예를 들어, 제2 타이밍 벨트(323)는 제2 모터(321)에 회전축과 지정된 위치 각각에 결합된 벨트 풀리에 연결되어 회전할 수 있다. 상기 지정된 위치는 상기 회전축으로부터 수직 방향으로 지정된 거리만큼 떨어진 위치일 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제2 이동 블록(325)은 제2 타이밍 벨트(323)를 통해 제2 모터(321)로부터 전달되는 동력에 의해 움직일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 이동 블록(325)은 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 지정된 개수의 마그네틱 로드(400) 각각은 마그네틱 로드 홀더(500)에 수직으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 지정된 개수의 마그네틱 로드(400) 각각은 -Z 방향을 향하도록 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 지정된 개수의 마그네틱 로드(400)는 일렬로 배열되어 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 마그네틱 로드(400)는 Y축과 평행하게 배열되어 마그네틱 로드 홀더(500)에 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 지정된 개수의 마그네틱 로드(400)는 마그네틱 로드 홀더(500)의 하면에 결합될 수 있다.According to an embodiment, each of the specified number of
일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드 홀더(500)는 스트립 캡 홀더(예: 도 2의 스트립 캡 홀더(700))에 결합된 후크를 분리시키기 위해 수직으로 형성된 복수의 범프(bump)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 범프는, 예를 들어, 마그네틱 로드 홀더(500)의 하면에 형성될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드 홀더(500)는 T자 형상의 블록일 수 있다. 예를 들어, 마그네틱 로드 홀더(500)는 Y축과 평행한 방향으로 연장된 홀딩부, 및 X축과 평행한 방향으로 연장된 연결부를 포함할 수 있다. 상기 홀딩부에는, 예를 들어, 지정된 개수의 마그네틱 로드(400)가 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 연결부는 상기 홀딩부로부터 연장되어 제3 이동 블록(337)에 연결될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제2 레일(327)은 제2 이동 블록(325)의 움직임을 가이드할 수 있다. 예를 들어, 제2 레일(327)은 제2 이동 블록(325)의 수직 방향의 직선 움직임을 가이드할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 레일(327)은 제2 수직 플레이트(233)의 전면(233a)에 결합될 수 있다.According to an embodiment, the second rail 327 may guide the movement of the second moving
이에 따라, 제2 구동부(320)는 마그네틱 로드 홀더(500)를 수직 방향으로 움직임으로써, 스트립 캡 홀더(700)와 함께 마그네틱 로드(400)를 웰 플레이트의 복수의 웰 중 지정된 웰로 마그네틱 로드(400)를 삽입할 수 있다.Accordingly, the
도 5는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 제3 구동부를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a third driving unit of the nucleic acid extraction system according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 제3 구동부(330)는 제2 수직 플레이트(233)에 설치되어 스트립 캡 홀더(700)를 제2 수직 플레이트(233)를 따라 수직 방향(또는, Y축 방향)으로 움직일 수 있다.Referring to FIG. 5, the
일 실시 예에 따르면, 제3 구동부(330)는 제3 모터(331), 스크류 축(333), 스크류 축 지지대(335), 제3 이동 블록(337), 제3 레일(339)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제3 모터(331)는 제2 수직 플레이트(233)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제3 모터(331)는 회전축이 아래 방향(또는, -Z 방향)을 향하도록 제2 수직 플레이트(233)의 전면(233a)에 설치될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 스크류 축(333)은 제3 모터(331)에 의해 회전할 수 있다. 예를 들어, 스크류 축(333)은 제2 모터(321)에 회전축에 연결되어 회전할 수 있다. 이에 따라, 스크류 축(333)은 상기 회전축과 동일하게 아래로 향하도록 설치될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 스크류 축 지지대(335)는 제2 수직 플레이트(233)에 설치되어 스크류 축(333)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 스크류 축 지지대(335)는 스크류 축(333)을 지지하기 위해 제3 모터(331)의 아래 설치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스크류 축 지지대(335)는 회전하는 스크류 축(333)을 지지하기 위해 베어링(bearing)을 포함할 수 있다. 스크류 축(333)은 베어링을 포함한 스크류 축 지지대(335)를 관통할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제3 이동 블록(337)은 스크류 축(333)을 통해 제3 모터(331)로부터 전달되는 동력에 의해 움직일 수 있다. 예를 들어, 제3 이동 블록(337)은 관통된 스크류 축(333)의 회전에 의해 움직일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 이동 블록(337)은 스크류 축(333)의 회전에 의해 움직이는 너트 블록(nut block)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 이동 블록(337)은 스트립 캡 홀더(700)와 결합될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더(700)는 지정된 개수의 마그네틱 로드(예: 도 4의 지정된 개수의 마그네틱 로드(400))를 관통시키기 위한 적어도 하나의 제1 관통홀(700a), 및 스트립 캡에 형성된 후크가 결합하기 위한 복수의 제2 관통홀(700b)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 제1 관통홀(700a)은 지정된 개수의 마그네틱 로드에 대응되도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 지정된 개수의 마그네틱 로드는 스트립 캡 홀더(700)의 제1 관통홀(700a)을 통해 스트립 캡에 형성된 복수의 캡으로 삽입될 수 있다. According to one embodiment, the at least one first through
일 실시 예에 따르면, 복수의 제2 관통홀(700b)은 스트립 캡에 형성된 복수의 후크에 대응되도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 복수의 후크는 제1 관통홀(700a)에 결합될 수 있다. 상기 제2 관통홀(700b)를 통해 스트립 캡의 후크와 결합하는 방법은 도 8b에서 자세하게 설명된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 마그네틱 로드 홀더의 복수의 범프는 제2 관통홀(700b)에 대응되도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 범프는 제2 관통홀(700b)로 삽입되어 상기 결합된 후크를 분리시킬 수 있다. 상기 제2 관통홀(700b)에 결합된 후크를 분리하는 방법은 도 8c에서 자세하게 설명된다.According to one embodiment, the plurality of second through
일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더(700)는 T자 형상의 블록(block)일 수 있다. 예를 들어, 스트립 캡 홀더(700)는 Y축과 평행한 방향으로 연장된 홀딩부, 및 X축과 평행한 방향으로 연장된 연결부를 포함할 수 있다. 상기 홀딩부는, 예를 들어, 스트립 캡과 결합되는 부분일 수 있다. 상기 홀딩부에는 제1 관통홀(700a) 및 제2 관통홀(700b)이 형성될 수 있다. 상기 연결부는 상기 홀딩부로부터 연장되어 제2 이동 블록(325)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더(700)는 마그네틱 로드 홀더(500)와 유사할 수 있다. 예를 들어, 스트립 캡 홀더(700)의 홀딩부는 마그네틱 로드 홀더(500)의 홀딩부와 유사할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제3 레일(339)은 제3 이동 블록(3357의 움직임을 가이드할 수 있다. 예를 들어, 제3 레일(339)은 제3 이동 블록(337)의 수직 방향의 직선 움직임을 가이드할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 레일(339)은 제2 수직 플레이트(233)의 전면(233a)에 결합될 수 있다.According to an embodiment, the
이에 따라, 제3 구동부(330)는 스트립 캡 홀더(700)를 수직으로 움직임으로써, 스트립 캡 홀더(700)에 스트립 캡을 결합하고, 상기 결합된 스트립 캡을 웰 플레이트의 복수의 웰 중 지정된 웰로 스트립 캡 홀더(700)를 삽입할 수 있다.Accordingly, the
도 6의 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템의 제4 구동부를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a fourth driving unit of the nucleic acid extraction system according to the embodiment.
도 6을 참조하면, 제4 구동부(340)는 수평 플레이트(210)에 설치되어 베이 슬롯(800)을 수평 플레이트(210)에 따라 수평 방향(또는, Y축 방향)으로 움직일 수 있다.Referring to FIG. 6, the
일 실시 예에 따르면, 제4 구동부(340)는 제4 모터(341), 제3 타이밍 벨트(343), 제4 이동 블록(345) 및 제4 레일(347)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제4 모터(341)는 수평 플레이트(210)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제4 모터(341)는 회전축이 왼쪽 방향(또는, -X 방향)으로 향하도록 수평 플레이트(210)에 설치될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제3 타이밍 벨트(343)는 제4 모터(341)에 의해 회전할 수 있다. 예를 들어, 제3 타이밍 벨트(343)는 제4 모터(341)에 회전축과 지정된 위치 각각에 결합된 벨트 풀리에 연결되어 회전할 수 있다. 상기 지정된 위치는 상기 회전축으로부터 수평 방향으로 지정된 거리만큼 떨어진 위치일 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제4 이동 블록(345)은 제3 타이밍 벨트(343)를 통해 제4 모터(341)로부터 전달되는 동력에 의해 움직일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제4 이동 블록(345)은 베이 슬롯(800)에 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카트리지(600)는 베이 슬롯(800)에 장착될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제4 레일(347)은 제4 이동 블록(345)의 움직임을 가이드할 수 있다. 예를 들어, 제4 레일(347)은 제4 이동 블록(345)의 수평 방향의 직선 움직임을 가이드할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제4 레일(347)은 수평 플레이트(210)의 상면(210a)에 결합될 수 있다.According to an embodiment, the
이에 따라, 제4 구동부(340)는 베이 슬롯(800)을 수평 방향으로 움직임으로써, 슬롯 도어(113)를 개방하고, 베이 슬롯(800)을 핵산 추출 시스템(예: 도 1의 핵산 추출 시스템(10))의 외부로 노출시킬 수 있다. 또한, 제4 구동부(340)는 카트리지(600)가 장착된 베이 슬롯(800)을 핵산 추출 시스템의 내부로 유입시킬 수 있다. Accordingly, the
도 7a 및 도 7b는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템에서 사용되는 카트리지를 나타낸 도면이다.7A and 7B are diagrams illustrating cartridges used in a nucleic acid extraction system according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 카트리지(600)는 스트립 캡(610) 및 웰 플레이트(620)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
일 실시 예에 따르면, 스트립 캡(610)은 지정된 개수의 마그네틱 로드(예: 도 4의 지정된 개수의 마그네틱 로드(400)) 각각을 커버하기 위한 복수의 캡(611)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡(610)의 상단에는 일방향으로 연장된 플레이트(613)가 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 플레이트(613)에는 복수의 캡(611)의 개구부(611a)가 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더(예: 도 5의 스트립 캡 홀더(700))에 결합하기 위한 후크(615)가 플레이트(613)에 수직으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 후크(615)는 플레이트(613)의 양측에 수직으로 형성될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더에 스트립 캡이 결합되었는지 여부를 감지하기 위한 센서(예: 도 2a의 센서(900))는 스트립 캡(610)의 상단부에서 연장된 감지부(617)를 감지하여 상기 결합 여부를 확인할 수 있다. 감지부(617)는, 예를 들어, 스트립 캡(610)의 플레이트(613)로부터 연장되어 형성될 수 있다.According to one embodiment, a sensor for detecting whether a strip cap is coupled to a strip cap holder (eg, the
일 실시 예에 따르면, 웰 플레이트(620)는 지정된 행렬(matrix)로 배열된 복수의 웰을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 지정된 행렬에 포함된 복수의 행(620a)은 복수의 단계를 포함하는 핵산 추출 방법에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 행(620a)은 별도의 웰이 필요하지 않은 단계(예: 건조 단계 및 스트립 캡 분리 단계)를 제외한 나머지 단계에 대응되도록 결정될 수 있다. 상기 복수의 단계는 도 8a에서 자세하게 설명된다. 복수의 행(620a)은, 예를 들어, 제1 행 내지 제6 행(621 내지 626)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 지정된 행렬에 포함된 복수의 열(620b)은 한번의 실행으로 핵산을 추출 가능한 시료의 개수에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드(예: 도 4의 마그네틱 로드(400))의 개수는 상기 분리 가능한 시료의 개수에 대응될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 시료는 웰 플레이트(620)의 하나의 행의 복수의 웰 각각에 담길 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 시료는 제2 행(622)의 웰 각각에 담길 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 핵산을 추출하기 위한 마그네틱 비드는 웰 플레이트(620)의 다른 하나의 행의 복수의 웰에 담길 수 있다. 예를 들어, 상기 마그네틱 비드는 제6 행(626)의 웰에 담길 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 추출된 핵산을 세척하기 위한 세척액은 또 다른 행의 복수의 웰에 담길 수 있다. 예를 들어, 상기 세척액은 제3 행(623) 및 제4 행(624)의 웰에 담길 수 있다.According to one embodiment, the plurality of samples may be contained in each of a plurality of wells in one row of the
일 실시 예에 따르면, 스트립 캡(610)은 상기 복수의 웰 중 지정된 웰에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 스트립 캡(610)의 복수의 웰 중 제1 행(621)의 웰에 삽입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡 홀더는 스트립 캡(610)이 삽입된 위치로 이동하여 웰 플레이트(620)의 지정된 웰에 삽입된 스트립 캡(610)과 결합할 수 있다. 상기 스트립 캡(610)이 결합되는 방법은 도 8b에서 설명된다. 일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드 홀더(예: 도 4의 마그네틱 로드 홀더(500)) 및 스트립 캡 홀더는 시료로부터 핵산 추출이 끝난 이후에 웰 플레이트(620)의 상기 지정된 웰과 상이한 웰에 스트립 캡(610)을 분리할 수 있다. 다시 말해, 스트립 캡(610)은 시료로부터 핵산 추출이 끝난 이후 상기 상이한 웰에 삽입될 수 있다. 상기 스트립 캡(610)을 분리하는 방법은 도 8c에서 설명된다. According to an embodiment, the
도 8a는 일 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템이 핵산을 추출하는 방법을 나타낸 순서도이다.8A is a flowchart illustrating a method of extracting a nucleic acid by a nucleic acid extraction system according to an embodiment.
일 실시 예에 따르면, S1 단계에서, 핵산 추출 시스템(예: 도 1의 핵산 추출 시스템(10))은 스트립 캡 홀더(예: 도 5의 스트립 캡 홀더(700))에 스트립 캡(예: 도 7a 및 도 7b의 스트립 캡(610))을 결합시킬 수 있다.According to one embodiment, in step S1, the nucleic acid extraction system (eg, the nucleic
일 실시 예에 따르면, 제4 구동부(예: 도 6의 제4 구동부(340))는 베이 슬롯(예: 도 2의 베이 슬롯(800))에 장착된 카트리지(예: 도 7a 및 도 7b의 카트리지(600))를 장치 내부의 지정된 위치로 유입시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템은 스트립 캡을 설치하기 위해 시스템 전면을 개방하지 않고, 카트리지가 출입 가능한 최소한의 도어(예: 도 1의 슬릿 도어(113))만 개방함으로써, 외부로부터의 오염 물질 유입을 최소화할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 시료, 세척액 및 마그네틱 비드는 웰 플레이트(예: 도 7a 및 도 7b의 웰 플레이트(620))에 담길 수 있다.According to one embodiment, the fourth driving unit (eg, the
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부(예: 도 3a 및 도 3b의 제1 구동부(310)) 및 제3 구동부(예: 도 5의 제3 구동부(330))는 스트립 캡 홀더를 이동시켜 스트립 캡을 결합시킬 수 있다. 상기 동작은 도 8b에서 자세히 설명된다.According to an embodiment, the first driving unit (eg, the
일 실시 예에 따르면, S2 단계에서, 핵산 추출 시스템은 마그네틱 비드를 수집할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 구동부는 스트립 캡에 의해 커버된 마그네틱 로드(예: 도 4의 마그네틱 로드(400))를 제6 행(예: 도 7a 및 도 7b의 제6 행(626))의 수평 위치로 이동 시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부(예: 도 4의 제2 구동부(320)) 및 제3 구동부(예: 도 5의 제3 구동부(330))는 스트립 캡에 의해 커버된 마그네틱 로드를 하강시킬 수 있다. 상기 하강된 마그네틱 로드는 제6 행의 웰로 삽입되어 마그네틱 비드를 캐치할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 상승시킬 수 있다.According to one embodiment, in step S2, the nucleic acid extraction system may collect magnetic beads. According to an embodiment, the first driving unit may include a sixth row (eg,
일 실시 예에 따르면, S3 단계에서, 핵산 추출 시스템은 시료에 포함된 세포를 융해시켜 핵산을 분리시킬 수 있다.According to one embodiment, in step S3, the nucleic acid extraction system may separate nucleic acids by fusion of cells contained in the sample.
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부는 마그네틱 비드를 캐치한 마그네틱 로드를 제2 행(예: 도 7a 및 도 7b의 제2 행(622))의 수평 위치로 이동시킬 수 있다. 상기 마그네틱 로드는 스트립 캡으로 커버된 상태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 제2 행의 웰로 하강시킬 수 있다.According to one embodiment, the first driving unit may move the magnetic rod catching the magnetic beads to the horizontal position of the second row (eg, the
일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 마그네틱 로드만을 상승시켜 마그네틱 비드를 제2 행의 웰에 투입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 구동부는 스트립 캡을 진동시켜 세포를 융해시킬 수 있다. 상기 융해된 세포로부터 배출된 핵산은 상기 투입된 마그네틱 비드에 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 마그네틱 로드를 하강시킬 수 있다. 상기 하강한 마그네틱 로드는 스트립 캡에 삽입되어 핵산이 결합된 마그네틱 비드를 캐치할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 상승시킬 수 있다. 상기 상승된 마그네틱 로드와 스트립 캡은 제2 행의 웰로부터 추출될 수 있다.According to an embodiment, the second driving unit may increase the magnetic rod only to insert the magnetic beads into the wells of the second row. According to one embodiment, the third driving unit may vibrate the strip cap to melt the cells. Nucleic acid released from the lysed cells can be bound to the injected magnetic beads. According to one embodiment, the second driving unit may lower the magnetic rod. The descending magnetic rod may be inserted into a strip cap to catch the magnetic beads bound with nucleic acids. According to an embodiment, the second driving part and the third driving part may raise the magnetic rod and the strip cap together. The elevated magnetic rod and strip cap can be extracted from the second row of wells.
일 실시 예에 따르면, S4 단계에서, 핵산 추출 시스템은 핵산이 결합된 마그네틱 비드를 세척액에 세척(또는, 1차 세척)할 수 있다. 상기 핵산이 결합된 마그네틱 비드에는 융해된 세포에서 배출되거나 기타 불순물이 존재할 수 있다.According to one embodiment, in step S4, the nucleic acid extraction system may wash (or, first wash) the magnetic beads bound with the nucleic acid in the washing solution. The nucleic acid-coupled magnetic beads may be released from molten cells or other impurities may be present.
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부는 핵산이 결합된 마그네틱 비드를 캐치한 마그네틱 로드를 제3 행(예: 도 7a 및 도 7b의 제3 행(623))의 수평 위치로 이동시킬 수 있다. 상기 마그네틱 비드는 스트립 캡으로 커버된 상태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 제3 행의 웰로 하강시킬 수 있다.According to one embodiment, the first driving unit may move the magnetic rod catching the magnetic beads to which the nucleic acid is bound to the horizontal position of the third row (eg, the
일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 마그네틱 로드만을 상승시켜 마그네틱 비드를 제3 행의 웰에 투입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 구동부는 스트립 캡을 진동시켜 불순물이 존재하는 마그네틱 비드를 세척할 수 있다. 상기 마그네틱 비드는 핵산이 결합된 상태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 마그네틱 로드를 하강시킬 수 있다. 상기 하강한 마그네틱 로드는 스트립 캡에 삽입되어 1차적으로 세척된 마그네틱 비드를 캐치할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 상승시킬 수 있다. 상기 상승된 마그네틱 로드와 스트립 캡은 제3 행의 웰로부터 추출될 수 있다.According to an embodiment, the second driving unit may increase the magnetic rod only to insert the magnetic beads into the wells of the third row. According to one embodiment, the third driving unit may vibrate the strip cap to clean the magnetic beads in which impurities are present. The magnetic beads may be in a state in which nucleic acids are bound. According to one embodiment, the second driving unit may lower the magnetic rod. The descending magnetic rod can be inserted into a strip cap to catch the primary washed magnetic beads. According to an embodiment, the second driving part and the third driving part may raise the magnetic rod and the strip cap together. The elevated magnetic rod and strip cap can be extracted from the third row of wells.
일 실시 예에 따르면, S5 단계에서, 핵산 추출 시스템은 핵산이 결합된 마그네틱 비드를 세척액에 다시 한번 세척(또는, 2차 세척)할 수 있다. 상기 1차적으로 세척된 마그네틱 비드에는 불순물이 여전히 존재할 수 있다.According to one embodiment, in step S5, the nucleic acid extraction system may wash (or second wash) the nucleic acid-coupled magnetic beads once again with the washing solution. Impurities may still be present in the first washed magnetic beads.
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부는 세척된 마그네틱 비드를 캐치한 마그네틱 로드를 제4 행(예: 도 7a 및 도 7b의 제4 행(624))의 수평 위치로 이동시킬 수 있다. 상기 마그네틱 비드는 스트립 캡으로 커버된 상태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 제4 행의 웰로 하강시킬 수 있다.According to one embodiment, the first driving unit may move the magnetic rod catching the washed magnetic beads to the horizontal position of the fourth row (eg, the
일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 마그네틱 로드만을 상승시켜 마그네틱 비드를 제4 행의 웰에 투입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 구동부는 스트립 캡을 진동시켜 불순물이 남아있는 마그네틱 비드를 세척할 수 있다. 상기 마그네틱 비드는 핵산이 결합된 상태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 마그네틱 로드를 하강시킬 수 있다. 상기 하강한 마그네틱 로드는 스트립 캡에 삽입되어 2차적으로 세척된 마그네틱 비드를 캐치할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 상승시킬 수 있다. 상기 상승된 마그네틱 로드와 스트립 캡은 제4 행의 웰로부터 추출될 수 있다.According to an embodiment, the second driving unit may increase the magnetic rod only to insert the magnetic beads into the wells of the fourth row. According to one embodiment, the third driving unit may vibrate the strip cap to clean the magnetic beads with impurities. The magnetic beads may be in a state in which nucleic acids are bound. According to one embodiment, the second driving unit may lower the magnetic rod. The descending magnetic rod can be inserted into a strip cap to catch the secondary washed magnetic beads. According to an embodiment, the second driving part and the third driving part may raise the magnetic rod and the strip cap together. The elevated magnetic rod and strip cap can be extracted from the fourth row of wells.
일 실시 예에 따르면, S6 단계에서, 핵산 추출 시스템은 세척액의 알코올 성분이 존재하는 마그네틱 로드를 건조시킬 수 있다. 상기 스트립 캡 및 마그네틱 로드는, 예를 들어, S5 단계의 상승한 위치에서 건조될 수 있다.According to one embodiment, in step S6, the nucleic acid extraction system may dry the magnetic rod in which the alcohol component of the washing liquid is present. The strip cap and magnetic rod may be dried, for example, at an elevated position in step S5.
일 실시 예에 따르면, S7 단계에서, 핵산 추출 시스템은 추출된 핵산을 회수할 수 있다.According to one embodiment, in step S7, the nucleic acid extraction system may recover the extracted nucleic acid.
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부는 건조된 마그네틱 비드를 캐치한 마그네틱 로드를 제5 행(예: 도 7a 및 도 7b의 제5 행(625))의 수평 위치로 이동시킬 수 있다. 상기 마그네틱 로드는 스트립 캡으로 커버된 상태일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 제5 행의 웰로 하강시킬 수 있다.According to one embodiment, the first driving unit may move the magnetic rod catching the dried magnetic beads to the horizontal position of the fifth row (eg, the
일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 마그네틱 로드만을 상승시켜 마그네틱 비드를 제5 행의 웰에 투입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 구동부는 스트립 캡을 진동시켜 마그네틱 비드로부터 핵산을 분리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 마그네틱 로드를 하강시킬 수 있다. 상기 하강한 마그네틱 로드는 스트립 캡에 삽입되어 핵산이 분리된 마그네틱 비드를 캐치할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드와 스트립 캡을 함께 상승시킬 수 있다. 상기 상승된 마그네틱 로드와 스트립 캡은 제5 행의 웰로부터 추출될 수 있다.According to one embodiment, the second driving unit may increase the magnetic rod only to insert the magnetic beads into the wells of the fifth row. According to one embodiment, the third driving unit may separate the nucleic acid from the magnetic beads by vibrating the strip cap. According to one embodiment, the second driving unit may lower the magnetic rod. The descending magnetic rod may be inserted into a strip cap to catch magnetic beads from which nucleic acids have been separated. According to an embodiment, the second driving part and the third driving part may raise the magnetic rod and the strip cap together. The elevated magnetic rod and strip cap can be extracted from the fifth row of wells.
일 실시 예에 따르면, S8 단계에서, 핵산 추출 시스템은 스트립 캡 홀더로부터 스트립 캡을 분리할 수 있다. 상기 동작은 도 8c에서 자세히 설명된다.According to one embodiment, in step S8, the nucleic acid extraction system may separate the strip cap from the strip cap holder. This operation is described in detail in FIG. 8C.
일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템의 센서(예: 도 2a의 센서(900))는 핵산을 분리하기 위한 복수의 단계(S1 내지 S8 단계) 중 적어도 하나의 단계에서 스트립 캡 홀더에 스트립 캡이 결합되었는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서는 복수의 단계 각각에서 스트립 캡의 결합 여부를 감지할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 핵산 추출 시스템은 스트립 캡이 결합되지 않은 경우 핵산 추출 시스템의 전면에 설치된 디스플레이(예: 도 1의 디스플레이)를 통해 에러(error) 메시지를 출력할 수 있다.According to one embodiment, the sensor of the nucleic acid extraction system (eg,
도 8b는 일 실시 예에 따른 핵산 분리 시스템이 스트립 캡 홀더에 스트립 캡을 결합시키는 것을 나타낸 도면이다.8B is a view showing that a nucleic acid separation system according to an embodiment binds a strip cap to a strip cap holder.
도 8b를 참조하면, 핵산 추출 시스템은 첫번째 단계(또는, S1 단계)에서 스트립 캡 홀더(700)에 스트립 캡(610)을 결합시킬 수 있다.Referring to FIG. 8B, the nucleic acid extraction system may bind the
일 실시 예에 따르면, 웰 플레이트(620)에는 시료(20), 세척액(30) 및 마그네틱 비드(40)가 담겨있을 수 있다. 예를 들어, 웰 플레이트(620)의 제2 행(622)의 웰에는 시료(20)가 담겨있을 수 있다. 시료(20)는 세포(21)를 포함할 수 있다. 웰 플레이트(620)의 제3 행(623) 및 제4 행(624)의 웰에는 세척액(30)이 담겨있을 수 있다. 웰 플레이트(620)의 제6 행(626)의 웰에는 마그네틱 비드(40)가 담겨있을 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부는 제1 행(621)의 웰에 삽입된 스트립 캡(610)의 수평 위치로 마그네틱 로드 홀더(500) 및 스트립 캡 홀더(700)를 이동시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 구동부는 스트립 캡 홀더(700)를 하강시켜 스트립 캡(610)의 플레이트(613)에 안착시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡(610)의 플레이트(613)의 양측에 형성된 복수의 후크(615)는 스트립 캡 홀더(700)의 제2 관통홀(700b)에 삽입될 수 있다. 상기 제2 관통홀(700b)에 결합된 복수의 후크(615)는, 예를 들어, 스트립 캡 홀더(700)를 홀드할 수 있다. 상기 스트립 캡 홀더(700)를 홀드하는 힘은 제2 관통홀(700b)에 삽입된 복수의 후크(615)의 탄성력일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡(610)은 제2 관통홀(700b)에 삽입된 후크(615)에 의해 스트립 캡 홀더(700)에 하부에 결합될 수 있다.According to one embodiment, the first driving unit may move the
일 실시 예에 따르면, 제3 구동부는 스트립 캡(610)이 결합된 스트립 캡 홀더(700)를 상승시켜 스트립 캡(610)을 제1 행(621)의 웰로부터 추출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드(400)는 상기 상승된 스트립 캡(610)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 마그네틱 로드(400)는 스트립 캡 홀더(700)의 제1 관통홀(예: 도 5의 제1 관통홀(700a))을 통해 스트립 캡 홀더(700)의 하부에 결합된 스트립 캡(610)에 삽입될 수 있다.According to an embodiment, the third driving unit may extract the
도 8c는 일 실시 예에 따른 핵산 분리 시스템이 스트립 캡 홀더에 결합된 스트립 캡을 분리하는 것을 나타낸 도면이다.8C is a view showing a nucleic acid separation system according to an embodiment separating a strip cap coupled to a strip cap holder.
도 8c를 참조하면, 핵산 추출 시스템은 마지막 단계(또는, S8 단계)에서 스트립 캡 홀더(700)에서 스트립 캡(610)을 분리시킬 수 있다.Referring to FIG. 8C, the nucleic acid extraction system may separate the
일 실시 예에 따르면, 웰 플레이트(620)에는 핵산 추출에 따른 불순물(21a) 및 핵산(21b)이 담겨있을 수 있다. 예를 들어, 웰 플레이트(620)의 제3 행(623) 및 제4 행(624)의 웰에는 S4 단계 및 S5 단계에서 세척된 불순물(21a)가 담겨있을 수 있다. 웰 플레이트(620)의 제5 행(625)의 웰에는 S7 단계에서 분리된 핵산(21b)이 담겨있을 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 제1 구동부는 웰 플레이트(620)의 제2 행(622)의 웰의 수평 위치로 마그네틱 로드 홀더(500) 및 스트립 캡 홀더(700)를 이동시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스트립 캡(610)으로 커버된 마그네틱 로드(400)는 마그네틱 비드(40)를 캐치한 상태일 수 있다.According to an embodiment, the first driving unit may move the
일 실시 예에 따르면, 제2 구동부 및 제3 구동부는 마그네틱 로드 홀더(500)와 스트립 캡 홀더(700) 함께 하강시켜 제2 행(622)의 웰에 스트립 캡(610)이 커버된 마그네틱 로드(400)를 삽입시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 구동부는 제2 행(622)의 웰에 스트립 캡(610)이 커버된 마그네틱 로드(400)가 삽입된 상태에서, 마그네틱 로드 홀더(500)를 더 하강시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 마그네틱 로드 홀더(500)에 형성된 복수의 범프(500a)는 스트립 캡 홀더(700)의 제2 관통홀(700b)에 삽입될 수 있다. 상기 삽입된 복수의 범프(500a)는 복수의 후크(615)를 제2 관통홀(700b)의 외부로 푸쉬(push)하여 제2 관통홀(700b)에 결합된 복수의 후크(615)를 분리시킬 수 있다. 이에 따라, 핵산 추출 시스템은 스트립 캡 홀더(700)에 결합된 스트립 캡(610)을 분리시키기 위한 별도의 구동 수단 없이, 스트립 캡(610)에 형성된 후크(615) 및 마그네틱 로드 홀더(500)에 형성된 범프(500a)를 이용하여 스트립 캡(610)을 스트립 캡 홀더(700)로부터 자동적으로 분리시킬 수 있다.According to an embodiment, the second driving unit and the third driving unit are lowered together with the
일 실시 예에 따르면, 상기 스트립 캡 홀더(700)로부터 분리된 스트립 캡(610)은 도 8a의 S1 내지 S8 단계의 동작 수행 전 삽입되었던 행의 웰과 상이한 행의 웰에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 분리된 스트립 캡(610)은 처음 삽입된 제1 행(621)의 웰과 상이한 제2 행(622)의 웰에 위치할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 상기 분리된 스트립 캡(500)의 위치를 통해 카트리지의 사용 여부를 쉽게 확인할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 스트립 캡(610)이 제2 행(622)에 위치하는 카트리지(예: 도 7a 및 도 7b의 카트리지(600))는 핵산 추출 시스템의 외부로 추출할 수 있다. 사용자는 외부로 추출된 카트리지를 회수할 수 있다.According to one embodiment, the cartridge in which the
도 1 내지 도 8c에서 설명한 다양한 실시 예에 따른 핵산 추출 시스템(10)은 스트립 캡 홀더(700)에 결합된 스트립 캡(610)을 분리시키기 위한 별도의 구동 수단 없이, 상기 스트립 캡에 형성된 후크(615), 및 마그네틱 로드 홀더(500)에 형성된 범프(500a)를 이용하여 핵산 추출 과정에 따라 스트립 캡(610)을 스트립 캡 홀더(700)에서 자동적으로 분리시킬 수 있다. 그리고 핵산 추출 시스템(10)은 스트립 캡(610)을 별도로 설치하기 위해 시스템 전면을 개방하지 않고, 스트립 캡(610) 및 웰 플레이트(620)가 포함된 카트리지(600)가 출입 가능한 최소한의 도어만 개방함으로써, 외부로부터의 오염 물질 유입을 최소화할 수 있다. 또한, 핵산 추출 시스템(10)은 핵산 추출 이후에 분리된 스트립 캡(610)이 웰 플레이트(620)에 삽입된 위치를 이용하여 카트리지(600)의 사용 여부를 사용자가 알기 쉽게 표시할 수 있다.The nucleic
10: 핵산 추출 시스템
11: 전원 버튼
13: 디스플레이
100: 케이스
110: 전면 커버
120: 상면 커버
130: 측면 커버
140: 후면 커버
150: 하면 커버
200: 프레임
210: 수평 플레이트
220: 수직 지지대
230: 수직 플레이트
221: 제1 수직 지지대
223: 제2 수직 지지대
231: 제1 수직 플레이트
233: 제2 수직 플레이트
300: 구동부
310: 제1 구동부
320: 제2 구동부
330: 제3 구동부
340: 제4 구동부
311: 제1 모터
313: 제1 타이밍 벨트
315: 제2 이동 블록
317: 제1 레일
321: 제2 모터
323: 제2 타이밍 벨트
325: 제2 이동 블록
327: 제2 레일
331: 제3 모터
333: 스크류 축
335: 스크류 축 지지대
337: 제3 이동블록
339: 제3 레일
341: 제4 모터
343: 제3 타이밍 벨트
345: 제4 이동 블록
347: 제4 레일
400: 마그네틱 로드
500: 마그네틱 로드 홀더
600: 카트리지
610: 스트립 캡
620: 웰 플레이트
611: 복수의 캡
613: 플레이트
615: 범프
617: 감지부
621 내지 626: 제1 행 내지 제6행
700: 스트립 캡 홀더
800: 베이 슬롯
900: 센서10: nucleic acid extraction system
11: Power button 13: Display
100: case
110: front cover 120: top cover 130: side cover
140: back cover 150: bottom cover
200: frame
210: horizontal plate 220: vertical support 230: vertical plate
221: first vertical support 223: second vertical support
231: first vertical plate 233: second vertical plate
300: driving unit
310: first driving unit 320: second driving unit 330: third driving unit
340: fourth drive
311: first motor 313: first timing belt
315: second moving block 317: first rail
321: second motor 323: second timing belt
325: second moving block 327: second rail
331: third motor 333: screw shaft 335: screw shaft support
337: third moving block 339: third rail
341: fourth motor 343: third timing belt
345: 4th moving block 347: 4th rail
400: magnetic road
500: magnetic rod holder
600: cartridge
610: strip cap 620: well plate
611: multiple caps 613: plate 615: bump
617: detection unit
621 to 626:
700: strip cap holder
800: bay slot
900: sensor
Claims (6)
수평 플레이트; 상기 수평 플레이트에 결합된 수직 지지대; 상기 수직 지지대에 결합된 제1 수직 플레이트; 및 상기 제1 수직 플레이트에 수평 방향으로 이동 가능하도록 설치된 제2 수직 플레이트;를 포함하는 프레임;
상기 제1 수직 플레이트에 설치되고, 상기 제2 수직 플레이트를 상기 제1 수직 플레이트를 따라 수평 방향으로 이동시키는 제1 구동부;
마그네틱 비드를 캐치(catch)하기 위한 상기 지정된 개수의 마그네틱 로드;
상기 지정된 개수의 마그네틱 로드 각각이 일렬로 배열되어 결합된 마그네틱 로드 홀더;
상기 제2 수직 플레이트에 설치되고, 상기 마그네틱 로드 홀더를 상기 제2 수직 플레이트를 따라 수직 방향으로 이동시키는 제2 구동부;
상기 지정된 개수의 마그네틱 로드 각각을 커버(cover)하기 위한 복수의 캡(cap)을 포함하는 스트립 캡(strip cap), 및 복수의 단계를 포함하는 핵산 추출 방법에 따라 상기 지정된 개수의 시료로부터 핵산을 각각 추출하기 위해 지정된 행렬(matrix)로 배열된 복수의 웰(well)이 형성된 웰 플레이트(well plate)을 포함하고, 상기 스트립 캡은 상기 복수의 웰 중 제1 행의 웰에 삽입된 카트리지(cartridge);
상기 스트립 캡을 홀드(hold)하기 위한 스트립 캡 홀더;
상기 제2 수직 플레이트에 설치되고, 상기 스트립 캡 홀더를 상기 제2 수직 플레이트를 따라 수직 방향으로 이동시키는 제3 구동부;
상기 카트리지를 장착하기 위한 베이 슬롯(bay slot); 및
상기 수평 플레이트에 설치되고, 상기 베이 슬롯을 상기 수평 플레이트를 따라 수평 방향으로 이동시켜 상기 베이 슬롯을 상기 시스템 내부 및 외부로 이동시키는 제4 구동부;를 포함하고,
상기 스트립 캡은 상단부에 상기 스트립 캡 홀더와 결합하기 위해 수직으로 형성된 복수의 후크(hook)를 포함하고,
상기 마그네틱 로드를 관통시키기 위한 적어도 하나의 제1 관통홀, 및 상기 복수의 후크가 결합하기 위한 복수의 제2 관통홀을 포함하고,
상기 마그네틱 로드는 상기 제1 관통홀을 통해 상기 스트립 캡의 복수의 캡으로 삽입되고,
상기 마그네틱 로드 홀더는 상기 스트립 캡 홀더의 제2 관통홀에 결합된 후크를 분리시키기 위해 수직으로 형성된 복수의 범프(bump)를 포함하고,
상기 핵산 추출 방법의 첫번째 단계에서,
상기 제1 구동부는 상기 제1 행의 웰에 삽입된 스트립 캡의 수평 위치로 상기 마그네틱 로드 홀더 및 상기 스트립 캡 홀더를 이동시키고,
상기 제3 구동부는 상기 스트립 캡 홀더를 하강시켜 상기 스트립 캡과 상기 스트립 캡 홀더를 결합시키고,
상기 핵산 추출 방법의 마지막 단계에서,
상기 제1 구동부는 상기 웰 플레이트의 제2 행의 웰의 수평 위치로 마그네틱 로드 홀더 및 스트립 캡 홀더를 이동시키고,
상기 제2 구동부 및 상기 제3 구동부는 상기 마그네틱 로드 홀더 및 상기 스트립 캡 홀더를 하강시켜 상기 제2 행의 웰에 상기 스트립 캡이 커버된 마그네틱 로드를 삽입시키고,
상기 제2 구동부는 상기 마그네틱 로드 홀더를 더 하강시켜 상기 스트립 캡 홀더로부터 상기 스트립 캡을 분리하는, 시스템.
In the system for extracting a nucleic acid from a specified number of samples,
Horizontal plate; A vertical support coupled to the horizontal plate; A first vertical plate coupled to the vertical support; And a second vertical plate installed to be movable in the horizontal direction on the first vertical plate.
A first driving unit installed on the first vertical plate and moving the second vertical plate in a horizontal direction along the first vertical plate;
The specified number of magnetic rods for catching magnetic beads;
A magnetic rod holder in which each of the specified number of magnetic rods are arranged in a row and combined;
A second driving unit installed on the second vertical plate and moving the magnetic rod holder in a vertical direction along the second vertical plate;
A nucleic acid is extracted from the specified number of samples according to a nucleic acid extraction method comprising a strip cap including a plurality of caps for covering each of the specified number of magnetic rods, and a plurality of steps. A well plate including a plurality of wells arranged in a matrix designated for extraction, and the strip cap is inserted into a well of a first row of the plurality of wells (cartridge) );
A strip cap holder for holding the strip cap;
A third driving unit installed on the second vertical plate and moving the strip cap holder in the vertical direction along the second vertical plate;
A bay slot for mounting the cartridge; And
Included in the horizontal plate, the fourth drive unit for moving the bay slot in the horizontal direction along the horizontal plate to move the bay slot to the inside and outside the system;
The strip cap includes a plurality of hooks vertically formed to engage the strip cap holder at the upper end,
And at least one first through hole for penetrating the magnetic rod, and a plurality of second through holes for coupling the plurality of hooks,
The magnetic rod is inserted into the plurality of caps of the strip cap through the first through hole,
The magnetic rod holder includes a plurality of bumps vertically formed to separate the hook coupled to the second through hole of the strip cap holder,
In the first step of the nucleic acid extraction method,
The first driving unit moves the magnetic rod holder and the strip cap holder to a horizontal position of the strip cap inserted in the well of the first row,
The third driving unit lowers the strip cap holder to engage the strip cap and the strip cap holder,
In the final step of the nucleic acid extraction method,
The first driving unit moves the magnetic rod holder and the strip cap holder to the horizontal position of the well of the second row of the well plate,
The second driving part and the third driving part lower the magnetic rod holder and the strip cap holder to insert the magnetic rod covered with the strip cap into the well of the second row,
And the second drive further lowers the magnetic rod holder to separate the strip cap from the strip cap holder.
상기 스트립 캡의 상단에는 일방향으로 연장된 플레이트가 형성되고,
상기 플레이트에는 상기 지정된 개수의 캡의 개구부가 형성되고,
상기 복수의 후크는 상기 플레이트에 형성되는, 시스템.
The method according to claim 1,
A plate extending in one direction is formed at the top of the strip cap,
The plate has an opening of the specified number of caps,
And the plurality of hooks are formed on the plate.
상기 적어도 하나의 제1 관통홀은 상기 지정된 개수의 마그네틱 로드에 대응되도록 형성되고,
상기 복수의 제2 관통홀은 상기 복수의 후크에 대응되도록 형성되고,
상기 복수의 범프는 상기 복수의 제2 관통홀에 대응되도록 형성되는, 시스템.
The method according to claim 1,
The at least one first through hole is formed to correspond to the specified number of magnetic rods,
The plurality of second through holes are formed to correspond to the plurality of hooks,
The plurality of bumps are formed to correspond to the plurality of second through holes, the system.
상기 제1 구동부는 상기 제1 수직 플레이트에 설치된 제1 모터, 상기 제1 모터에 의해 회전하는 제1 타이밍 벨트, 상기 제1 타이밍 벨트를 통해 상기 제1 모터로부터 전달되는 동력에 의해 움직이는 제1 이동 블록, 및 상기 제1 수직 플레이트를 따라 수평 방향으로 움직이는 상기 제1 이동 블록의 움직임을 가이드(guide)하기 위한 제1 레일을 포함하고, 상기 제1 이동 블록은 상기 제2 수직 플레이트와 결합되고,
상기 제2 구동부는 상기 제2 수직 플레이트에 설치된 제2 모터, 상기 제3 모터에 의해 회전하는 제2 타이밍 벨트, 상기 제2 타이밍 벨트를 통해 상기 제2 모터로부터 전달되는 동력에 의해 움직이는 제2 이동 블록, 및 상기 제2 이동 블록의 움직임을 가이드하는 제2 레일을 포함하고, 상기 제2 이동 블록은 상기 마그네틱 로드 홀더와 결합되고,
상기 제3 구동부는 상기 제2 수직 플레이트에 설치된 제3 모터, 상기 제2 모터에 의해 회전하는 스크류 축, 상기 스크류 축 지지하기 위한 스크류 축 지지대, 상기 스크류 축을 통해 상기 제3 모터로부터 전달되는 동력에 의해 움직이는 상기 제3 이동 블록, 및 상기 제2 수직 플레이트를 따라 수직 방향으로 움직이는 상기 제3 이동 블록의 움직임을 가이드하기 위한 제3 레일을 포함하고, 상기 제3 이동 블록은 상기 스트립 캡 홀더와 결합되고,
상기 제4 구동부는 상기 수평 플레이트에 설치된 제4 모터, 상기 제4 모터에 의해 회전하는 제3 타이밍 벨트, 상기 제3 타이밍 벨트를 통해 상기 제4 모터로부터 전달되는 동력에 의해 움직이는 제4 이동 블록, 및 상기 제4 이동 블록의 움직임을 가이드하는 제4 레일을 포함하고, 상기 제4 이동 블록은 상기 베이 슬롯과 결합되는, 시스템.
The method according to claim 1,
The first driving unit is a first motor installed on the first vertical plate, a first timing belt rotated by the first motor, and a first movement moved by power transmitted from the first motor through the first timing belt. A block, and a first rail for guiding movement of the first moving block moving in a horizontal direction along the first vertical plate, the first moving block coupled with the second vertical plate,
The second driving unit is a second motor installed on the second vertical plate, a second timing belt rotated by the third motor, and a second movement moved by power transmitted from the second motor through the second timing belt. A block, and a second rail for guiding the movement of the second moving block, the second moving block is coupled to the magnetic rod holder,
The third driving unit is a third motor installed on the second vertical plate, a screw shaft rotated by the second motor, a screw shaft support for supporting the screw shaft, and power transmitted from the third motor through the screw shaft. And a third rail for guiding movement of the third moving block moved vertically along the second vertical plate, and the third moving block coupled with the strip cap holder Become,
The fourth driving unit is a fourth motor installed on the horizontal plate, a third timing belt rotated by the fourth motor, and a fourth moving block moved by power transmitted from the fourth motor through the third timing belt, And a fourth rail that guides movement of the fourth moving block, wherein the fourth moving block is engaged with the bay slot.
상기 스트립 캡 홀더에 상기 스트립 캡이 결합되었는지 여부를 확인하기 위한 센서를 더 포함하고,
상기 스트립 캡 센서는 상기 핵산 추출 방법을 수행 중 적어도 한번 상기 결합 여부를 확인하는, 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a sensor for checking whether the strip cap is coupled to the strip cap holder,
The strip cap sensor checks whether the binding occurs at least once during the nucleic acid extraction method.
상기 센서는 상기 스트립 홀더가 지정된 위치로 이동하였을 때 상기 스트립 캡의 상단부에서 연장된 감지부를 감지하여 상기 결합 여부를 확인하는, 시스템.The method according to claim 5,
The sensor, when the strip holder is moved to a specified position, detects the detection portion extending from the upper end of the strip cap, to check whether the coupling.
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