KR20210155460A - Rt-pcr 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RT-PCR 디바이스 및 이를 사용한 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 튜브 홀더를 회전축에 의하여 회전시킴으로써, 진단 효율성을 높이고, 샘플 측정에 따른 오염을 줄이고, 진단의 편의성을 증대한 RT-PCR 디바이스 및 이를 사용한 방법에 관한 것이다.

Description

RT-PCR 디바이스{RT-PCR DEVICE}

본 발명은 RT-PCR(real time - PCR) 디바이스 및 이를 사용한 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 튜브 홀더를 회전축에 의하여 회전시킴으로써, 진단 효율성을 높이고, 샘플 측정에 따른 오염을 줄이고, 진단의 편의성을 증대한 RT-PCR 디바이스 및 이를 사용한 방법에 관한 것이다.

중합효소 연쇄 반응 (Polymerase Chain Reaction,　PCR) 은　DNA의 원하는 부분을 복제·증폭시키는　분자 생물학적인 기술이다. 이 기술은 샘플 내에서 원하는 특정 DNA 단편 만을 선택적으로 증폭시킬 수 있다. 또한, 증폭에 필요한 시간이 짧으며, 정확도가 높고 작은 양의 DNA도 측정해낼 수 있기 때문에, 분자생물학, 의료, 범죄 수사, 생물의 분류 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 담당하고 있다.

한편, 분석 기술의 난이도가 높고 정확도를 요구하기 때문에 일반적으로 전문 진단 업체나 기관에서만 진단분석이 이루지고 있으며, 1차 병원이나 현장에서 바로 적용한 간편한 장치가 매우 부족한 실정이다.

종래에 사용하는 Real time PCR (Real-time polymerase chain reaction) 장비는 샘플에서 DNA 혹은 RNA를 분리해낸 후, 프라이머(Primer), 프르브(Probe), 마스터 믹스(Master Mi)x 등의 다양한 시약을 PCR 튜브에 주입하고, 시약과 DNA(RNA) 샘플이 주입된 마이크로 튜브를 광원과 히트 블럭(Heat Block)이 조정되는 장치에 삽입하여 PCR의 기본적인 원리인 열 사이클(heat Cycle)을 통해 PCR 테스트를 진행한다.

그러나, 종래의 기술은 각종 샘플 (혈액, 대변, 세포조직 등의 각종 인체유래물을 포함한 분석 대상)을 별도의 DNA(RNA)추출(Extraction) 공정을 진행하여 정제된 DNA를 따로 모아야 한다. 이때 모여진 DNA(RNA)를 테스트 전문가가 PCR반응을 위한 타겟 프라이머 및 푸르브(Target Primer & Probe) 및 매스터 믹스(Master Mix) 등을 혼합하여 로딩한(Loading) PCR 튜브에서 혼합하여 히트 블럭(Heat Block) 장치에 로딩하게 된다.

히트 블럭(Heat Block)은 최소 2 내지 3단계의 온도 변화를 주어서 변성(denaturation) 과정, 결합(Annealing) 과정, 신장(Elongation) 과정을 거치게 되는데, 이러한 과정을 거치면서 테스트 DNA는 두배로 증폭되고, 형광량 역시 매번의 사이클마다 2배씩 증가하게 된다.

한편, 종래의 기술은 하기와 같은 문제점이 있다.

1. 추출(Extraction) 공정이 수작업에 의존하여 일관성이 떨어지며, 추출(Extraction) 공정을 수작업으로 할 경우 검출하고자 하는 DNA 가 병원성일 경우 오염의 위험이 크다.

2. PCR 공정을 위한 히트 블럭(Heal Block)을 포함한 장치가 전문 진단기관의 성격에 맞추어 한번에 최소 48개 이상의 샘플을 동시에 처리하도록 제작되어 있어, 작은 수량의 샘플 만을 테스트하는 경우 장비의 사용 효율이 낮아진다.

3. 한번의 테스트에 샘플의 개수가 많고, 예를 들어 48개 이상의 샘플을 동시에 처리하여야 하므로 측정 장비의 정밀도나 광학계의 난이도가 매우 커서 장비가 복잡하며 매우 고가로 설계되어야 한다.

4. 샘플 수량이 적을 경우에도 전체 장비를 운영해야 하므로 개당 테스트 비용이 올라가 결과적으로 공정 원가가 상승된다.

5. 공정 원가를 낮추기 위해서는 샘플을 일정 수량 모아서 테스트해야 하므로 개별 샘플의 테스트 택트 타임(tact time)은 증가된다.

6. 전문 진단기관에서만 PCR 진단 테스트를 할 수 있으므로 테스트를 받는 사용자와 진단기관의 거리가 멀 경우에는 진단에 시간이 소요되며, 신속한 진단을 받기가 어려워 진다.

한국특허공개공보 10-2012-0031188

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 튜브 홀더를 회전축에 의하여 회전시킴으로써, 진단 효율성을 높이고, 샘플 측정에 따른 오염을 줄이고, 진단의 편의성을 증대한 RT-PCR 디바이스 및 이를 사용한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시형태는, 추출 튜브 모듈, PCR 모듈, 샘플 로딩 모듈, 마그네틱 모듈를 포함하는 RT-PCR 디바이스이며, 상기 추출 튜브 모듈은 회전축, 상기 회전축에 의하여 회전가능하게 체결된 추출 튜브 홀더, 상기 추출 튜브 홀더에 구비된 복수의 추출 튜브 홀, 상기 복수의 추출 튜브 홀 각각에 삽입된 복수의 추출 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스를 제공한다.

또한, 상기 회전축의 중심에서 상기 튜브 홀더에 구비된 각각의 추출 튜브 홀까지의 거리는 모두 동일하다.

상기 추출 튜브 홀더에 구비된 복수의 추출 튜브 홀은 추출 튜브 홀더에 구비된 추출 튜브 고정부에 의하여 이루어지며, 추출 튜브 고정부는 추출 튜브 홀더에 분리 가능하게 설치된다.

본 발명의 일 실시형태는, 마그네틱 모듈을 더욱 포함하며, 상기 마그네틱 모듈은 마그네틱 폴 및 상기 마그네틱 폴을 이동하기 위한 마그네틱 폴 이동부를 포함하고, 또한, 지면과 수직한 방향을 z-축, 지면과 수평한 방향을 x-축 또는 y-축으로 정의할 때, 상기 마그네틱 폴을 이동하기 위한 마그네틱 폴 이동부는 x-축 및 y-축은 고정되고 z-축 방향으로 이동가능하게 된다.

상기 샘플 로딩 모듈에서 추출 튜브 모듈로 샘플을 이동하기 위하여 샘플 픽업 시린지를 사용하며, 상기 샘플 픽업 시린지는 샘플을 흡입하기 위한 제1 밸브 및 흡입된 샘플을 배출하기 위한 제2 밸브를 구비하는 것을 구비한다.

본 발명의 일 실시형태는, 추출 튜브 모듈, PCR 모듈, 샘플 로딩 모듈, 마그네틱 모듈를 포함하는 RT-PCR 디바이스이며, 상기 PCR 모듈은 추출된 DNA를 이동하기 위한 복수개의 PCR 튜브; 상기 복수개의 PCR 튜브가 모터에 의하여 연결된 회전축에 의하여 회전가능하도록 구비된 PCR 튜브 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스를 제공한다.

PCR 튜브의 샘플이 주입될 복수개의 PCR 튜브의 입구마다 콘 타입(corn type)의 튜브가 정렬되고, 상기 콘 타입(corn type)의 튜브의 끝단은 파라핀으로 막혀 있다.

추출 튜브 모듈에서 PCR 모듈로 샘플을 이동하기 위하여 샘플 픽업 시린지를 사용하며, 상기 샘플 픽업 시린지는 샘플을 흡입하기 위한 제1 밸브 및 흡입된 샘플을 배출하기 위한 제2 밸브를 구비하는 것을 구비할 수 있다.

상기 PCR 모듈은 광학 측정 모듈을 더욱 포함하며, 상기 광학 측정 모듈은 PCR 튜브 홀더의 상부에 구비된 광원; 상기 광원과 PCR 튜브 홀더 사이에 구비된 하프 미러(half mirror); 상기 PCR 튜브 홀더의 하부에 구비된 제1 포토 센서; 상기 하프 미러(half mirror)의 측면에 구비된 제2 포토 센서;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 마그네틱 모듈을 z-축 방향으로 이동하게 설계함으로써, 장치의 간편성과 함께 튜브 홀더를 회전축에 의하여 회전시킬 때 튜브 내에 자력을 적절하게 가할 수 있어 장비의 단순화 및 편의성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 RT-PCR 디바이스의 개략도를 나타낸다.
도 2 (a)는 본 발명의 추출 튜브 모듈(100)의 측면도를 나타내며, 도 2 (b)는 본 발명의 추출 튜브 모듈(100)의 상면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 튜브가 삽입된 추출 튜브 모듈(100)의 측면도를 나타내며, 도 3 (b)는 본 발명의 튜브가 삽입된 추출 튜브 모듈(100)의 상면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 마그네틱 모듈(400)의 개략도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태의 샘플 튜브에서 추출 튜브로 샘플을 이동시키는 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태의 샘플 픽업 시린지(35)를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태인 추출된 DNA를 PCR 모듈(200) 내의 튜브로 이동하는 개략도를 나타낸다.
도 8 (a)는 본 발명의 PCR 모듈(200)의 측면도를 나타내고, 도 8 (b)는 본 발명의 PCR 모듈(200)의 상면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 광학 측정 모듈을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10 내지 13은 본 발명의 PCR 모듈의 동작을 나타내는 개략도이다.

이하, 예시적인 실시예에 따른 RT-PCR 디바이스 및 이를 사용한 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하의 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 RT-PCR 디바이스의 개략도를 나타낸다. 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 RT-PCR 디바이스는 추출 튜브 모듈(100), PCR 모듈(200), 샘플 로딩 모듈(300), 마그네틱 모듈(400)를 포함할 수 있다.

이하에서 추출 튜브 모듈(100), PCR 모듈(200), 샘플 로딩 모듈(300), 마그네틱 모듈(400)에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2 (a)는 본 발명의 추출 튜브 모듈(100)의 측면도를 나타내며, 도 2 (b)는 본 발명의 추출 튜브 모듈(100)의 상면도를 나타낸다.

도 2 (a)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 추출 튜브 모듈(100)은 회전축(13); 상기 회전축(13)에 의하여 회전가능하게 체결된 추출 튜브 홀더(10); 상기 추출 튜브 홀더(10)에 상기 추출 튜브가 삽입 가능하도록 구비된 복수의 추출 튜브 홀(11);을 포함한다.

상기 회전축(13)은 모터(미도시)에 의하여 연결되어 회전축(13)을 전기적으로 회전하여 상기 추출 튜브 홀더(10)가 회전할 수 있다. 상기 추출 튜브 홀(11)은 상기 추출 튜브 홀더(10)에 구비된 홈(16)에 고정된 추출 튜브 고정부(12) 상에 형성될 수 있고, 예를 들어 추출 튜브 고정부(12)의 상부 면에 추출 튜브 홀(11)은 형성되어 추출 튜브를 삽입하게 형성될 수 있다. 여기서, 추출 튜브 고정부(12)는 추출 튜브 홀더(10)에 구비된 홈(16)에 분리 가능하게 설치되어 추출 튜브의 다양한 크기나 형태에 대응가능하도록 교체하여 사용할 수 있다.

한편, 도 2 (b)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 추출 튜브 모듈(100)은 로터리 타입의 홀더를 사용하여 추출 튜브 홀(11)을 형성할 수 있다. 여기서, 추출 튜브 홀더(10)의 회전축(13)의 중심(14)에서 복수의 추출 튜브 홀(11) 중심과의 거리의 평균을 R이라고 하고, 동일한 크기를 갖는 추출 튜브 홀의 직경을 r이라고 하면, 추출 튜브 홀더(10)의 회전축(13)의 중심(14)에서 추출 튜브 홀(11) 중심과의 각각의 거리는 R-r/2 거리 보다는 크고, R+r/2 거리 보다는 작은 것을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 추출 튜브 홀더(10)의 회전축(13)의 중심(14)에서 추출 튜브 홀(11) 중심과의 각각의 거리는 R-r/4 거리 보다는 크고, R+r/4 거리 보다는 작은 것을 사용할 수 있다.

이와 같이 설계하여 후술하는 마그네틱 폴은 z-축 방향으로 이동하여 회전하는 추출 튜브내에 삽입가능하게 될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 로터리 타입의 홀더의 회전축(13)의 중심(14)에서 복수의 추출 튜브 홀(11) 중심과의 거리(R1, R3, R4, R4, R5, R6)은 동일하게 형성될 수 있다. 도 2에서는 로터리 타입의 홀더를 사용된 추출 튜브 홀(11)의 갯수는 6개를 예시하였으나, 로터리 타입의 홀더를 사용된 추출 튜브 홀(11)의 갯수는 4개, 5개 또는 7개 내지 10개를 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 튜브가 삽입된 추출 튜브 모듈(100)의 측면도를 나타내며, 도 3 (b)는 본 발명의 튜브가 삽입된 추출 튜브 모듈(100)의 상면도를 나타낸다.

도 3 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 추출 튜브 모듈(100)은 회전축(13); 상기 회전축(13)에 의하여 회전가능하게 체결된 추출 튜브 홀더(10); 상기 추출 튜브 홀더(10)에 상기 추출 튜브가 삽인가능하도록 구비된 복수의 추출 튜브 홀(11); 상기 복수의 추출 튜브 홀(11) 각각에 삽입된 복수의 추출 튜브(15);를 포함한다.

상기 회전축(13)은 모터에 의하여 연결되어 회전축(13)을 전기적으로 회전하여 상기 추출 튜브 홀더(10)가 회전할 수 있고, 상기 추출 튜브 홀더(10)에 구비된 홈에 고정된 추출 튜브 고정부 상에 형성될 수 있고, 상기 추출 튜브 고정부의 상부 면에 추출 튜브 홀(11)에 추출 튜브를 삽입되고, 이에 따라 회전축(13)의 회전에 의하여 추출 튜브를 회전할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 마그네틱 모듈(400)의 개략도를 나타낸다.

도 4 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 마그네틱 모듈(400)은 마그네틱 폴(21) 및 상기 마그네틱 폴(21)을 이동하기 위한 마그네틱 폴 이동부(20)를 포함한다. 지면과 수직한 방향을 z-축으로 정의할 때, 상기 마그네틱 폴(21)을 이동하기 위한 마그네틱 폴 이동부(20)는 z-축 방향으로 이동하며, 상기 z-축 방향으로 이동하는 마그네틱 폴 이동부(20)에 의하여 상기 마그네틱 폴(21)이 튜브 내에 삽입 가능하다.

여기서, 마그네틱 폴(21)은 강자성을 띤 막대이며, x-축 또는 y-축은 고정되고 z-축 방향으로 이동가능하게 설치되어 있다. 또한, 마그네틱 폴(21)은 마그네틱 폴 커버가 감싸도록 구비되어 자성물질을 흡착하고 자성 물질을 분리할 수 있다.

특히, 추출 튜브 홀더(10)가 회전축(13)에 따라 입력된 데이터에 따라 회전할 수 있고, 상기 추출 튜브 홀더(10)에 삽인된 추출 튜브는 마그네틱 폴(21)의 하부에 위치하게 할 수 있어, x-축 또는 y-축으로 마그네틱 폴(21)을 이동시킬 필요없이 z-축 방향으로 이동하는 마그네틱 폴(21)을 이동하여 작업을 할 수 있다. 따라서, 장비가 단순화됨에 따라 공정 효율 및 제작 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명의 원형의 추출 튜브 모듈(100)에는 6개의 추출 튜브 홀(11) 내에 6개의 추출 튜브를 포함하고 있으며, 각 추출 튜브에는 아래와 같은 기능을 담당하고 있다. 즉, 마그네틱 비드를 제어하기 위해서 마그네틱 폴(21)을 사용할 수 있다. 여기서, 마그네틱 폴(21)은 전자기장이 선택적으로 인가되도록 하고, 필요시 원형의 추출 튜브 모듈(100)은 회전하여 마그네틱 폴(21)에 대응되게 한다. 이와 같은 DNA 추출 프록토콜을 사용하여 이동 동작을 최소화 하고 안정화 하는 목적을 가진다

다음으로 샘플 튜브에서 추출 튜브로 샘플을 이동시키는 방법에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시형태의 샘플 튜브에서 추출 튜브로 샘플을 이동시키는 방법을 나타낸다.

도 5에 나타난 바와 같이, 샘플 튜브(32)는 샘플 튜브 커버(31), 샘플 튜브 홀더(33), 튜브 크래들(37)을 포함한다. 샘플 픽업 시린지(35)를 이용하여 샘플 튜브로부터 추출 튜브 홀더(10)에 삽인된 추출 튜브로 샘플을 이동시킬 수 있다. 이때, 샘플 튜브(32)가 고정된 상태로 샘플을 추출 튜브로 이동시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시형태의 샘플 픽업 시린지(35)를 나타낸다. 즉, 샘플 로딩 모듈의 샘플 튜브에서 추출 튜브 모듈의 추출 튜브로 샘플을 이동하기 위하여 샘플 픽업 시린지(35)를 사용하며, 상기 샘플 픽업 시린지(35)는 상기 샘플 픽업 시린지가 상기 샘플 로딩 모듈에 고정된 상태에서 샘플을 흡입하기 위한 제1 밸브(36) 및 상기 샘플 픽업 시린지가 상기 샘플 로딩 모듈에 고정된 상태에서 흡입된 샘플을 배출하기 위한 제2 밸브(37)를 구비할 수 있다. 이와 같이 설계하여 샘플 로딩 모듈에서 샘플 픽업 시린지를 움직이지 않고도 샘플을 이동할 수 있다.

샘플 픽업 시린지(35)는 제1 밸브(36) 및 제2 밸브(37)를 구비할 수 있고, 상기 제1 밸브(36)가 오픈되고, 제2 밸브(37)가 클로즈되어, 제1 밸브(36) 및 샘플 픽업 시린지(35)에 연결된 호수를 통하여 제1 밸브(36)로부터 샘플을 샘플 픽업 시린지(35)에 주입하고, 다음으로 제1 밸브(36)가 클로즈되고 제2 밸브(37)가 오픈되어, 제2 밸브(37) 및 추출 튜브에 연결된 호수를 통하여 샘플 픽업 시린지(35)로부터 추출 튜브 홀더(10)에 삽인된 추출 튜브로 샘플을 이동시킬 수 있다.

또한, 도 5 및 도 6에 나타난 샘플 튜브에서 추출 튜브로 샘플을 이동시키는 방법과 다른 방법으로서, 샘플 튜브 커버(31)를 통하여 샘플을 샘플 픽업 시린지(35)에 넣고, 다음으로 샘플 픽업 시린지(35)로부터 추출 튜브 홀더(10)에 삽인된 추출 튜브로 샘플을 이동시킬 수 있다.

본 발명의 샘플 튜브로부터 추출 튜브 홀더(10)에 삽인된 추출 튜브로 샘플을 이동시키는 방법은 적정한 양의 샘플을 이동시키기 위한 수단이면 상술한 방법에 한정되지 않는다.

본 발명의 추출 튜브 홀더(10)에 삽인된 추출 튜브는 라이시스 버퍼용 튜브, 마그네틱 비드용 튜브, 세정용 튜브, 용리(elution) 튜브를 포함할 수 있다.

여기서, 라이시스 버퍼용 (Lysis Buffer) 튜브는 세포벽을 녹이는 물질을 포함하는 용액으로 처리될 수 있고, 마그네틱 비드용 (Magnetic Bead) 튜브는 자성을 띄는 고밀도의 입자로 화학적으로 세포벽이 깨어지지 않는 두터운 세포벽을 깨는 역할을 하는 자성물질을 사용한다. 세정용 (Wash Buffer) 튜브는 라이시스 버퍼용 (Lysis Buffer) 튜브 및 마그네틱 비드용 (Magnetic Bead) 튜브를 거친 후, 세포내부의 DNA 사슬을 마그네틱 비드에 뭍인 채로 증류수로 세정하여 단백질 등의 이물질을 제거할 수 있다. 용리(elution) 튜브는 자성을 제거하여 DNA가 Bead 에서 분리되어 용액에 자유입자로 분리되게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 추출 튜브 모듈(100) 공정 후에 PCR 모듈 공정을 행할 필요가 있다. 여기서, 마이크로 시린지를 사용하여 추출 공정의 최종 단계인 용리(elution) 튜브에서 추출된 DNA를 흡입한 후 PCR 모듈(200)의 지정된 튜브로 이동하여 직접 주입하는 방법을 사용할 수 있다.

한편, 직접적으로 주입하는 방법외에도 마이크로 샘플 픽업 시린지를 사용할 수 있다. 즉, 마이크로 샘플 픽업 시린지는 마이크로 제1 밸브 및 마이크로 제2 밸브를 구비할 수 있고, 상기 마이크로 제1 밸브가 오픈되고, 마이크로 제2 밸브가 클로즈되어 마이크로 제1 밸브로부터 샘플을 마이크로 샘플 픽업 시린지에 주입하고, 다음으로 마이크로 제1 밸브가 클로즈되고 마이크로 제2 밸브가 오픈되어 마이크로 샘플 픽업 시린지로부터 PCR 모듈(200)의 지정된 튜브로 이동할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시형태인 추출된 DNA를 PCR 모듈(200) 내의 튜브로 이동하는 방법을 나타낸다. 즉, 추출된 DNA를 4 내지 6개의 튜브를 수용가능한 PCR 모듈(200)로 이동하는 방법을 나타낸다. 여기서, 용리 튜브에 최종적으로 남은 DNA 샘플을 PCR 튜브로 옮겨 담는 작업을 행할 수 있다. 예를 들어, 모세관에 튜브를 연결하고 압력을 해제한 상태로 다발 묶음 상태로 DNA 추출액이 긴 용리 튜브에 일정한 깊이만큼 담그면 모세관 현상으로 인하여 약 5 내지 10ul의 DNA 샘플이 각 모세관에 채집될 수 있다. 우산 살처럼 생긴 기구를 사용하여 모세관 다발을 원형 튜브에 옮길 수 있는 것이다.

본 발명은 추출 튜브 모듈, PCR 모듈, 샘플 로딩 모듈, 마그네틱 모듈를 포함하는 RT-PCR 디바이스일 수 있다. 상기 PCR 모듈은 추출된 DNA를 이동하기 위한 복수개의 PCR 튜브(41); 상기 복수개의 PCR 튜브(41)가 모터에 의하여 연결된 회전축에 의하여 회전가능하도록 구비된 PCR 튜브 홀더(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스일 수 있다.

상기 PCR 모듈은 추출된 DNA를 이동하기 위한 복수개의 PCR 튜브(41); 상기 복수개의 PCR 튜브(41)가 모터에 의하여 연결된 회전축(42)에 의하여 회전가능하도록 구비된 PCR 튜브 홀더(40);를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 회전축(42)은 모터(미도시)에 의하여 연결되어 회전축(42)을 전기적으로 회전하여 상기 PCR 튜브 홀더(40)가 회전할 수 있다. PCR 튜브 홀더(40) 내의 PCR 튜브 홀은 상기 PCR 튜브 홀더(40)에 구비된 홈에 고정된 PCR 튜브 고정부(43) 상에 형성될 수 있고, 예를 들어 PCR 튜브 고정부(43)의 상부 면에 PCR 튜브 홀은 형성되어 PCR 튜브를 삽입하게 형성될 수 있다. 여기서, PCR 튜브 고정부(43)는 PCR 튜브 홀더(40)에 구비된 홈에 분리 가능하게 설치되어 PCR 튜브의 다양한 크기나 형태에 대응가능하도록 교체하여 사용할 수 있다.

도 8 (a)는 본 발명의 PCR 모듈(200)의 측면도를 나타내고, 도 8 (b)는 본 발명의 PCR 모듈(200)의 상면도를 나타낸다.

추출 튜브 모듈에서 PCR 모듈로 샘플을 이동하기 위하여 샘플 픽업 시린지를 사용하며, 상기 샘플 픽업 시린지는 샘플을 흡입하기 위한 제1 밸브 및 흡입된 샘플을 배출하기 위한 제2 밸브를 구비할 수 있다. 즉, 샘플 픽업 시린지는 제1 밸브 및 제2 밸브를 구비할 수 있고, 상기 제1 밸브가 오픈되고, 제2 밸브가 클로즈되어 제1 밸브로부터 샘플을 샘플 픽업 시린지에 주입하고, 다음으로 제1 밸브가 클로즈되고 제2 밸브가 오픈되어 샘플 픽업 시린지로부터 PCR 튜브 홀더에 삽인된 PCR 튜브로 추출된 DNA 샘플을 이동시킬 수 있다.

도 10 내지 13은 본 발명의 PCR 모듈의 동작을 나타내는 개략도이다.

도 10에 나타난 바와 같이, 본 발명의 PCR 모듈의 동작은 8개의 연결된 PCR 튜브의 샘플이 주입될 6개의 PCR 튜브의 입구마다 콘 타입(corn type)의 튜브를 정렬(alignment) 한다. 상기 콘 타입(corn type)의 튜브의 끝단은 파라핀으로 막혀있다. 그리고, PCR 튜브의 끝단 부분을 용액 스톱 필터(Liquid Stop Filter)를 장착하여 PCR 튜브의 모든 영역이 샘플 용액으로 채워지도록 공기(Air)는 배출되고 용액이 채워지도록 할 수 있다.

도 11에 나타난 바와 같이, 본 발명의 PCR 모듈의 동작은 각 Tip에 샘플 용액이 채워지면 역류를 방지하기위해 모든 PCR튜브를 분리하는 융착 공정 및 절단 공정을 행할 수 있다. 여기서 융착 공정을 열융착 공정을 바람직하게 사용할 수 있다. 따라서, 주입부 및 배출구가 분리되기 전 융착되어 PCR 튜브의 샘플의 유출을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 11 및 도 12에 나타난 바와 같이, 본 발명의 PCR 모듈의 동작은 PCR 튜브 별로 분리된 상태에서 PCR 튜브의 하부로 압력을 가하면 Tip 출구의 파라핀 Tip이 분리되면서 샘플이 각 PCR 튜브로 주입될 수 있다. 그리고, 각 Tip 과 푸시 핀(Push pin)의 크기가 일정하므로 각 PCR 튜브에 주입되는 샘플 양은 거의 동일한 양이 주입될 수 있다.

여기서, PCR 모듈(200)은 PCR 튜브의 갯수가 8개인 경우의 PCR 모듈의 동작을 설명하였으나, 본 발명의 PCR 모듈의 동작하기 위해서는 PCR 튜브의 갯수가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 9는 본 발명의 광학 측정 모듈을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명의 광학 측정 모듈은 PCR 모듈(200)의 상부에 구비된 광원(50); 상기 광원(50)과 PCR 모듈(200) 사이에 구비된 하프 미러(half mirror)(51); 상기 PCR 모듈(200)의 하부에 구비된 제1 포토 센서(52); 상기 하프 미러(half mirror)(51)의 측면에 구비된 제2 포토 센서(53);를 포함할 수 있다.

광학 측정 모듈의 작동 원리에 대하여 설명하면, 광원(50)으로부터 조사된 빛은 하프 미러(half mirror)(51)를 통하여 PCR 모듈(200)의 PCR 튜브의 샘플을 통과하여 제1 포토 센서(52)에서 감지되고, 또한 PCR 튜브의 샘플에서 반사된 빛을 하프 미러(half mirror)(51)의 측면에 구비된 제2 포토 센서(53)에서 감지되게 할 수 있다.

즉, 본 발명과 같이, 상기 PCR 모듈(200)의 하부에 구비된 제1 포토 센서(52) 및 상기 하프 미러(half mirror)(51)의 측면에 구비된 제2 포토 센서(53)를 사용함으로써, 멀티 채널(multi channel)을 운영할 수 있고, 측정된 데이터의 정밀도를 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100 : 추출 튜브 모듈
200 : PCR 모듈
300 : 샘플 로딩 모듈
400 : 마그네틱 모듈

Claims (8)

1. 추출 튜브 모듈, PCR 모듈, 샘플 로딩 모듈, 마그네틱 모듈를 포함하는 RT-PCR 디바이스이며,
   상기 추출 튜브 모듈은 회전축, 상기 회전축에 의하여 회전가능하게 체결된 추출 튜브 홀더, 상기 추출 튜브 홀더에 구비된 복수의 추출 튜브 홀, 상기 복수의 추출 튜브 홀 각각에 삽입된 복수의 추출 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 추출 튜브 홀더의 회전축의 중심에서 복수의 추출 튜브 홀 중심과의 거리의 평균을 R이라고 하고, 동일한 크기를 갖는 추출 튜브 홀의 직경을 r이라고 하면, 추출 튜브 홀더의 회전축의 중심에서 각각의 추출 튜브 홀 중심과의 거리는 R-r/2 거리 보다는 크고, R+r/2 거리 보다는 작은 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 추출 튜브 홀은 추출 튜브 홀더에 구비된 추출 튜브 고정부에 형성되며, 상기 추출 튜브 고정부는 추출 튜브 홀더에 분리 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스.
4. 청구항 1에 있어서,
   마그네틱 모듈을 더욱 포함하며, 상기 마그네틱 모듈은 마그네틱 폴 및 상기 마그네틱 폴을 이동하기 위한 마그네틱 폴 이동부를 포함하고,
   또한, 지면과 수직한 방향을 z-축, 지면과 수평한 방향을 x-축 또는 y-축으로 정의할 때, 상기 마그네틱 폴을 이동하기 위한 마그네틱 폴 이동부는 x-축 및 y-축은 고정되고 z-축 방향으로 이동가능하게 되는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 샘플 로딩 모듈의 샘플 튜브에서 추출 튜브 모듈의 추출 튜브로 샘플을 이동하기 위하여 샘플 픽업 시린지를 사용하며, 상기 샘플 픽업 시린지가 상기 샘플 로딩 모듈에 고정된 상태에서 샘플을 흡입하기 위한 제1 밸브 및 상기 샘플 픽업 시린지가 상기 샘플 로딩 모듈에 고정된 상태에서 흡입된 샘플을 배출하기 위한 제2 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스.
6. 추출 튜브 모듈, PCR 모듈, 샘플 로딩 모듈, 마그네틱 모듈를 포함하는 RT-PCR 디바이스이며,
   상기 PCR 모듈은 추출된 DNA를 이동하기 위한 복수개의 PCR 튜브; 상기 복수개의 PCR 튜브가 모터에 의하여 연결된 회전축에 의하여 회전가능하도록 구비된 PCR 튜브 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스.
7. 청구항 6에 있어서,
   추출된 DNA 샘플이 주입될 복수개의 PCR 튜브의 입구마다 콘 타입(corn type)의 튜브가 정렬되고, 상기 콘 타입(corn type)의 튜브의 끝단은 파라핀으로 막혀 있는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스.
8. 청구항 6에 있어서,
   추출 튜브 모듈에서 PCR 모듈로 샘플을 이동하기 위하여 샘플 픽업 시린지를 사용하며, 상기 샘플 픽업 시린지는 샘플을 흡입하기 위한 제1 밸브 및 흡입된 샘플을 배출하기 위한 제2 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 RT-PCR 디바이스.

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