KR20220043968A - 유전자 진단용 파쇄장치 및 이를 이용한 유전자 진단용 시료처리장치와 시료처리방법 - Google Patents

유전자 진단용 파쇄장치 및 이를 이용한 유전자 진단용 시료처리장치와 시료처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유전자 진단용 파쇄장치 및 이를 이용한 유전자 진단용 시료처리장치와 시료처리방법에 관한 발명으로서, 본 발명은 검체수용액이 수용되는 하나 이상의 챔버(100)와; 상기 챔버(100)가 삽입되도록 상기 챔버(100)의 인입방향으로 하나 이상의 삽입홀(210)이 형성된 진동부(200)를 포함하며; 상기 챔버(100)는, 검체수용액을 수용하는 수용부(110)와, 상기 진동부(200)로부터 발생한 진동을 상기 수용부(110)에 전달하는 진동전달부(120)를 포함하고, 상기 수용부(110)는, 상기 수용부(110)의 측면에 복수 개의 관통홀(111)이 형성되며, 상기 진동전달부(120)는, 상기 수용부(110)의 내주면을 둘러싸도록 설치되는 본체부(121)와, 상기 관통홀(111)을 관통하되, 상기 본체부(121)의 외주면을 따라 수평방향으로 돌출형성된 복수개의 돌출부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 파쇄장치를 개시한다.

Description

유전자 진단용 파쇄장치 및 이를 이용한 유전자 진단용 시료처리장치와 시료처리방법 {Shredding device genetic diagnosis and sample processing device for genetic diagnosis and sample processing method using the same}
본 발명은 유전자 진단용 파쇄장치 및 이를 이용한 유전자 진단용 시료처리장치와 시료처리방법에 관한 발명이다.
일반적으로, 특정 세포, 바이러스 등의 유전적 진단은 임상생물학분야에서 중요한 역할을 수행하며, 상기 유전적 진단을 위해서는 세포를 분해하여 DNA 또는 RNA를 추출 및 증폭하는 것이 요구된다.
즉, 유전적 진단을 위해서는 세포 파쇄, 유전자 분리, 유전자 추출 및 특정 유전자 증폭 등의 전처리단계가 각 단계에 사용되는 시료처리장치에 의하여 순차적으로 수행이 되어야 하며, 검사자는 상기 단계를 모두 거친 시료를 이용하여 유전적 진단을 내리게 된다.
한편, 이러한 유전적 진단을 검역현장 또는 오염현장에서 수행하게 된다면, 특정 세포, 바이러스 등의 원인규명에 신속하게 대응할 수 있으나, 종래 시료처리장치는 유전적 진단을 위한 전처리 단계에 이용되는 장치를 각 단계별로 구비해야하며, 이에 공간을 많이 차지하게 되고, 휴대성이 좋지 못한 문제가 있었다.
또한, 휴대용 시료처리장치를 이용하더라도, 유전자 진단용 파쇄장치를 따로 구비해야 하므로 전체적인 진단과정에 시간이 많이 소요되며, 현재 사용되고 있는 유전자 진단용 파쇄장치는 파쇄 효율이 좋지 못하여 진단결과에 영향을 미치는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 신속하고 간편하게 시료처리가 가능하며, 검체구조체의 파쇄효율을 향상시킨 유전자 진단용 파쇄장치 및 이를 이용한 유전자 진단용 시료처리장치와 시료처리방법을 제공한다.
본 발명은, 검체구조체가 포함된 검체수용액이 수용되는 하나 이상의 챔버(100)와; 상기 챔버(100)가 삽입되도록 상기 챔버(100)의 인입 방향으로 하나 이상의 삽입홀(210)이 형성된 진동부(200)를 포함하며; 상기 챔버(100)는, 검체수용액을 수용하는 수용부(110)와, 상기 진동부(200)로부터 발생한 진동을 상기 수용부(110)에 전달하는 진동전달부(120)를 포함하고, 상기 수용부(110)는, 상기 수용부(110)의 측면에 복수 개의 관통홀(111)이 형성되며, 상기 진동전달부(120)는, 상기 수용부(110)의 내주면을 둘러싸도록 설치되는 본체부(121)와, 상기 관통홀(111)을 관통하되, 상기 본체부(121)의 외주면을 따라 수평방향으로 돌출형성된 복수개의 돌출부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 파쇄장치를 개시한다.
상기 수용부(110)의 재질은, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 진동전달부(120)의 재질은 금속으로 선택되며, 상기 수용부(110) 및 상기 진동전달부(120)는, 사출성형공정으로 제조되어 상기 수용부(110)와 상기 진동전달부(120)가 사출성형단계에서부터 접착되어 있을 수 있다.
상기 진동부(200)는 초음파 진동을 발생시키는 초음파 진동자일 수 있다.
본 발명에 따른 유전자 진단용 파쇄장치는, 상기 검체구조체의 파쇄효율을 향상시키기 위하여, 상기 수용부(110) 내부에 유리, 실리카(silica) 또는 세라믹재질의 마이크로 비드(11)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유전자 진단용 파쇄장치는, 상기 검체구조체의 파쇄효율을 향상시키기 위하여, 상기 수용부(110)의 내부에 세포벽분해효소 또는 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 유전자 진단용 시료처리장치(1)에 있어서, 상기와 같은 유전자 진단용 파쇄장치를 이용하여 검체수용액에 포함된 검체 구조체를 파쇄하는 파쇄부(1000)와; 상기 파쇄된 검체 구조체의 핵산을 포함하는 물질이 복수의 자성 비드(12)에 흡착되는 흡착부(2000)와; 세척액에 의하여 상기 복수의 자성 비드(12)에 핵산만이 흡착되도록 세척되는 세척부(3000)와; 용해액에 의하여 상기 복수의 자성 비드(12)에 흡착된 핵산이 용해되며, 상기 핵산이 용해된 용해액을 가열하여 특정 유전자를 증폭시키는 증폭부(4000)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 시료처리장치(1)를 개시한다.
상기 자성비드(12)의 재질은, 실리카(silica)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유전자 진단용 시료처리장치(1)는, 상기 유전자 진단용 시료처리장치(1)의 상부를 커버하는 커버부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유전자 진단용 시료처리장치(1)는, 흡광도를 측정하는 흡광측정장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기와 같은 유전자 진단용 시료처리장치를 이용하여 시료처리를 수행하는 유전자 진단용 시료처리방법을 개시한다.
본 발명은, 세포, 세균, 바이러스 진단에 필요한 다양한 유전자 진단용 시료처리장치를 일체화함으로써, 장치설치가 간단하고 공간을 많이 차지하지 않아 휴대성을 향상시켜 현장에서 간편하게 사용 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 유전자 진단용 시료처리장치를 현장에서 사용 가능하게 함으로써 병원균 및 감염미생물에 대해 신속하게 대응할 수 있도록 한 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 챔버와 진동자만 구비하여 진동을 이용한 파쇄부의 초소형화가 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 파쇄부의 초소형화가 가능하므로 소형 전자동 유전자진단기나 검체 세포 파쇄공정장치에 사용 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명은 챔버에 본체부와 돌출부가 형성된 진동전달부를 구비함으로써 진동자로부터 발생 된 진동을 균일하고 효율적으로 흡수할 수 있도록 한 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 챔버의 수용부에 마이크로 비드를 포함함으로써 검체구조체의 파쇄효율을 더욱 높여 검체구조체 파쇄에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 세포벽 분해효소와 계면활성제를 챔버에 첨가함으로써 검체구조체의 파쇄효과를 높여 검체구조체 파쇄에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 유전자 진단용 시료처리장치의 상부를 커버하는 커버부재 또는 개폐부를 구비함으로써, 비산 분말이 발생하지 않도록 하는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 유전자 진단용 시료처리장치의 개념도이다.
도 2a는, 본 발명에 따른 파쇄부의 정면도이다.
도 2b는, 본 발명에 따른 파쇄부의 도 2a의 A-A방향에서의 단면도이다.
도 2c는, 본 발명에 따른 파쇄부의 개념도이다.
이하 본 발명에 따른 시료처리장치 및 이를 이용한 시료처리방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 핵심은, 현장에서 유전자진단이 가능하도록 현장에서 신속하고 간편하게 시료를 처리할 수 있는 유전자 진단용 시료처리장치를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명은, 도 1에 도시된 바와 같이, 검체수용액에 포함된 검체 구조체가 파쇄되는 파쇄부(1000)와; 상기 파쇄된 검체 구조체의 핵산을 포함하는 물질이 복수의 자성 비드(12)에 흡착되는 흡착부(2000)와; 세척액에 의하여 상기 복수의 자성 비드(12)에 핵산만이 흡착되도록 세척되는 세척부(3000)와; 용해액에 의하여 상기 복수의 자성 비드(12)에 흡착된 핵산이 용해되며, 상기 핵산이 용해된 용해액을 가열하여 특정 유전자를 증폭시키는 증폭부(4000)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 시료 처리장치(1)를 개시한다.
상기 시료처리장치(1)는, 실험실 외부, 예를 들어 병원, 검역 및 방역현장에서 사용될 수 있으며, 유전자 진단을 위해 시료에 처리되어야 하는 파쇄, 흡착, 세척 및 증폭의 4단계에 사용되는 장치를 일체화한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 시료처리장치(1)는, 파쇄, 흡착, 세척 및 증폭의 4단계에 사용되는 장치중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 각 장치는 일체로 형성될 수도 있고, 분리되도록 탈착 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 시료처리장치(1)는 상기 파쇄부(1000), 흡착부(2000), 세척부(3000) 및 증폭부(4000) 중 적어도 어느 하나에 이용될 수 있도록 하나 이상의 챔버부재를 추가로 구성할 수 있다.
여기서 챔버부재는 시료처리과정을 작업자가 확인할 수 있도록 투명재질로 이루어짐이 바람직하다.
예를 들어, 상기 시료처리장치(1)는, 상기 파쇄부(1000), 흡착부(2000), 세척부(3000) 및 증폭부(4000)를 지지하는 본체를 가질 수 있으며, 상기 본체는 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
여기서, 상기 본체는 박스형, 로드형, 파이프형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 상기 파쇄부(1000), 흡착부(2000), 세척부(3000) 및 증폭부(4000)가 사용에 편리하게 배치될 수 있는 경우, 어떠한 형상이라도 가질 수 있다.
또한, 상기 본체의 상단부에 개폐 가능하게 형성된 커버를 포함함으로써, 보다 안정적인 실험환경이 조성될 수 있도록 할 수 있으며, 커버는 상기 본체에 대응되도록 형성된다면 어떠한 형상이던지 가능하다.
상기 시료처리장치(1)는, 유전자 진단시 시료처리에 필요한 장치를 일체화하여 휴대성을 갖추고 신속하고 간편하게 유전자 진단을 위한 시료처리를 수행할 수 있도록 한 이점이 있다.
한편, 유전자 진단을 위한 시료처리에 있어서, 가장 먼저 수행되어야 하는 것은 검사구조체를 파쇄하는 것이며, 이를 위하여 본 발명은 파쇄부(1000)를 구성하였다.
상기 파쇄부(1000)는, 검체수용액에 포함된 검체 구조체가 파쇄되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
여기서 검체수용액은, 검체(Clinical specimen)의 숙주에서 유래한 성분이나 조직, 세포, 감염체, 바이러스, 세균, 진균, 감염 미생물 세포, 혈액 또는 그 성분이 함유되었을 것으로 의심되는 검체 등 다양한 검체를 포함하는 수용액으로서, 검사에 필요한 검사체라면 어떠한 검사체라도 포함될 수 있다.
또한, 상기 파쇄부(1000)는, 복수 개의 마이크로 비드(11)를 포함함으로써 검체구조체의 파쇄효과를 보다 향상시킬 수 있다.
즉, 검체수용액에 상기 복수 개의 마이크로 비드(11)를 혼합함으로써, 후술하는 진동자(130)에 의하여 상기 마이크로 비드(11)가 진동에너지를 흡수하여 고속으로 진동하면서 검체수용액 내 구조체 및 세포벽을 물리적으로 파쇄하는데 도움을 줄 수 있다.
여기서 상기 마이크로 비드(11)는 무기물(mineral), 세라믹(ceramic), 유리(glass), 금속(metal) 또는 이들의 조합 등 다양한 재질을 가질 수 있으며, 보다 구체적으로, 지르코늄, 지르콘, 지르코니아, 석영, 산화알루미늄, 탄화규소, 세라믹, 이산화규소 유리, 스테인리스 강, 크롬 강 또는 이들의 조합할 수 있다.
다만, 본 발명에서 상기 마이크로 비드(11)는, 실리카(silica) 또는 세라믹(ceramic) 재질을 가짐이 바람직하다.
한편, 상기 마이크로 비드(11)의 크기, 형상, 갯수는 특별히 제한되지 않으며, 검체구조체를 파쇄하는 비드비팅을 수행하는데 효율을 향상시키기 위하여 사용자에 의하여 적절히 선택될 수 있다.
또한, 상기 파쇄부(1000)는, 세포벽 분해효소와 계면활성제를 튜브에 첨가함으로써 검체구조체의 파쇄효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 계면활성제는 다양한 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 중 어느 하나 일수 있으며, SDS(sodium dodecylsulfate), CATB(Cetyl trimethylammonium bromide), DTAB(dodesyltrimethylammonium bromide) 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 파쇄부(1000)는, 다양한 유전자 진단용 파쇄장치를 이용하여 구성될 수 있다.
종래에는 회전구조체(미도시)를 포함하여 회전구조체(미도시)를 고속으로 회전시키거나, 진동자(미도시)를 검체 수용액에 넣어 수용액을 진동시켜 구조체를 파쇄하는 물리적 유전자 진단용 파쇄장치 또는 라이소자임(lysozyme)등의 효소 또는 SDS와 같은 계면활성제를 이용하거나 열을 가하여 세포를 용해시키는 화학적 유전자 진단용 파쇄장치로 구성되었다.
다만, 상기와 같이 파쇄부(1000)를 구성하는 경우, 물리적 유전자 진단용 파쇄장치는 복잡한 초음파 장치나 초고속 액체 회전 장치의 부착이 필요하여 구조가 복잡해지며, 파쇄과정에서 비산물이 발생하여 환기장치가 별도로 필요하여 장치설치가 복잡하고 공간을 많이 차지하게 되는 단점이 있고, 화학적 유전자 진단용 파쇄장치는 세포용해에 긴 시간이 소요되며, 고온에 의한 열변성 및 파괴등이 초래될 수 있으며, 전기에너지를 많이 소모하여 배터리구동이 어려워지는 등의 문제가 있었다.
즉 상기와 같은 단점으로 인하여 파쇄부(1000)를 구비한 휴대용 유전자시료처리장치를 구현하는데 어려움이 있었다.
이에 본 발명은 검역현장에서 간편하게 사용할 수 있으며, 파쇄효율을 향상시켜 검체구조체를 신속하게 파쇄할 수 있으며, 배터리 구동되어 휴대 가능한 유전자 진단용 파쇄장치를 개시함으로써 파쇄부(1000)를 구비한 유전자시료처리장치를 제공한다.
본 발명에 따른 유전자 진단용 파쇄장치는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 검체수용액이 수용되는 하나 이상의 챔버(100)와; 상기 챔버(100)가 삽입되도록 상기 챔버(100)의 인입방향으로 하나 이상의 삽입홀(210)이 형성된 진동부(200)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 유전자 진단용 파쇄장치는 위와 같이 상기 챔버(100) 및 진동부(200)로 간단하게 구성됨으로써, 별도의 초음파장치나 회전장치, 환기장치 등이 필요하지 않아 초소형화하여 소형 전자동 유전자진단기나 검체 세포파쇄공정장치에 사용 가능할 수 있다.
또한, 상기 유전자 진단용 파쇄장치는 일반적인 세포유전자 진단용 파쇄장치보다 적은 양의 전력을 사용함으로써 배터리구동이 가능하여 휴대용 진단기에도 사용 가능하게 할 수 있는 이점이 있다.
여기서 상기 챔버(100)는, 검체수용액을 수용하는 수용부(110)와, 상기 진동부(200)로부터 발생한 진동을 상기 수용부(110)에 전달하는 진동전달부(120)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수용부(110)는, 검체수용액이 수용되는 구성으로서, 다양한 구성을 가질 수 있다.
상기 수용부(110)는, 튜브형, 플라스크형 등 검체구조체가 수용될 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이나 가능하다.
또한, 상기 수용부(110)는, 제조의 편의성을 위하여 단일관 구조를 가질 수 있으며 실험의 안정성을 향상시키기 위하여 내관 및 외관으로 구성된 이중관 구조를 가질 수 있다.
상기 수용부(110)는 유리 또는 플라스틱 수지, 금속 등 다양한 재질을 가질 수 있으며, 상기 수용부(110)가 플라스틱 수지재질을 가지는 경우, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등과 같은 재질을 가질 수 있다.
한편, 상기 수용부(110)는, 상기 수용부(110)의 측면을 관통하되, 상기 수용부(110)의 외주면 또는 내주면을 따라 형성된 복수개의 관통홀(111)을 포함할 수 있다.
상기 관통홀(111)은 후술하는 진동전달부(120)의 돌출부(122)가 삽입되는 구성으로서, 다양한 크기, 형상 및 개수를 가질 수 있다.
다만, 상기 관통홀(111)은 상기 수용부(110)에 수용되는 검체수용액의 누출을 막기 위하여 상기 돌출부(122)의 크기, 형상 및 개수에 대응되는 크기, 형상 및 개수를 가짐이 바람직하다.
한편, 상기 진동전달부(120)는, 상기 수용부(110)의 내주면을 둘러싸도록 설치되는 본체부(121)와, 상기 관통홀(111)을 관통하되, 상기 본체부(121)의 외주면을 따라 수평방향으로 돌출형성된 복수개의 돌출부(122)를 포함하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 진동전달부(120)는, 후술하는 진동부(200)로부터 발생한 진동을 증폭하여 상기 수용부(110)에 전달할 수 있으며, 상기 수용부(110)의 내주면을 둘러싸도록 형성됨으로써 검체수용액에 진동을 보다 더 균일하게 전달할 수 있게 한다.
또한, 상기 진동전달부(120)는, 스테인리스 등 금속 또는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌등의 다양한 재질을 가질 수 있으나, 상기 진동부(200)로부터 전달받은 진동을 증폭시키기 위하여 금속 재질로 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 수용부(110)와 일체형성 또는 분리형성 등 다양하게 형성될 수 있다.
특히, 상기 진동전달부(120)가 금속재질을 가지고, 상기 수용부(110)가 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등 합성수지 재질을 가지는 경우, 인서트 사출공정으로 상기 수용부(110)와 상기 진동전달부(120)가 사출성형단계에서부터 영구히 접착되어 일체로 형성될 수 있다.
상기 본체부(121)는, 상기 수용부(110)의 내부에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 본체부(121)는, 상기 수용부(110)의 내주면에 대응하여 상기 수용부(110)의 내주면에 의하여 둘러싸이는 형상이라면 링 형상, 고리 형상, 디스크 형상 등 어떠한 형상이나 가질 수 있으며, 도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같이 원통형의 상기 수용부(110)에 내주면에 둘러싸이는 링 형상을 가질 수 있다.
상기 본체부(121)가 상기 수용부(110)에 내주면에 대응하여 형성됨으로써 상기 수용부(110)의 내부에 투입되는 검체수용액에 균일하게 진동에너지를 전달할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 본체부(121)는 다양한 두께를 가질 수 있으며 예를 들어, 금속강판으로 형성되어 0.5 ~ 1.0mm의 두께를 가질 수도 있다.
더욱이, 상기 본체부(121)는, 금속, 실리콘, 세라믹, 플라스틱 수지 등 어떠한 재질이나 가질 수 있으며, 진동효과를 향상시키기 위하여 스테인리스 등 금속재질을 가질 수 있다.
여기서, 상기 본체부(121)는, 검체수용액과의 반응이 일어나지 않도록 하기 위하여, 검체수용액의 특성에 따라 검체수용액과 반응이 일어나지 않도록 하는 재질이 코팅될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 본체부(121)는 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 수용부(110)의 내주면을 따라 설치될 수 있으나, 상기 본체부(121)의 용도 및 필요에 따라 상기 수용부(110)의 외부에 설치되거나 상기 수용부(110)의 벽면을 이루도록 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 돌출부(122)는, 상기 본체부(121)로부터 수평방향으로 돌출형성되며 상기 관통홀(111)을 관통하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 돌출부(122)는 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부로부터 하나 이상으로 형성되어, 후술하는 진동부(200)와 직접 접촉될 수 있게 하며, 상기 수용부(110)가 상기 진동부(200)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있도록 할 수 있다.
즉, 상기 돌출부(122)는, 상기 진동부(200)와 직접 접촉하여 진동에너지를 효율적으로 전달받는 동시에, 상기 본체부(121)와 일체로 형성되어 있어, 상기 본체부(121)에 진동을 신속하고 균일하게 전달할 수 있다.
또한, 상기 돌출부(122)는, 상기 본체부(121)의 둘레방향을 따라 균등한 간격으로 복수개 형성됨으로써 수용부(110)에 진동이 더욱 균일하게 전달될 수 있도록 할 수 있으며, 상기 수용부(110)를 진동부(200)에 더욱 안정적으로 지지 될 수 있도록 할 수 있다.
상기 돌출부(122)는, 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있으며, 플랫형, 로드형, 파이프형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 돌출부(122)는 다양한 두께를 가질 수 있으며 예를 들어, 0.5 ~ 1.0mm의 두께를 가질 수도 있다.
상기 돌출부(122)는, 금속, 실리콘, 세라믹, 플라스틱 수지 등 어떠한 재질이나 가질 수 있으나, 진동효과를 향상시키기 위하여 스테인리스 등 금속재질을 가지는 것이 바람직하며, 금속박판코팅 될 수 있다.
또한, 상기 돌출부(122)는, 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 진동을 균일하게 전달하기 위하여 복수개 형성됨이 바람직하다.
이때, 복수개 형성된 돌출부(122)가 서로 연결될 수 있으며, 돌출부(122)가 모두 연결되어 상기 본체부(122)를 둘러싼 플랜지형상을 가질 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 진동부(200)는, 상기 챔버(100)가 삽입되도록 상기 챔버(100)의 인입방향으로 하나 이상의 삽입홀(210)이 형성된 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 진동부(200)는, 별도로 구비된 초음파 진동자 구동 회로(미도시)에 의해 교류전기를 부여받아 진동할 수 있다.
이때, 상기 진동부(200)는, 30-50kHz로 진동하는 교류전기를 부여받아 초음파 진동함이 바람직하다.
또한, 상기 진동부(200)는 다양한 형상을 가질 수 있으나, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 링형 또는 고리형으로 형성되어 상기 수용부(110)가 상기 진동부(200)에 내경에 끼워질 수 있도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 진동부(200)는 상기 챔버(100)에 어디에나 위치될 수 있다.
예를 들어, 상기 진동부(200)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 진동전달부(120)의 하부에 위치되어 상기 돌출부(122)를 지지할 수 있으나, 상기 진동전달부(120)의 상부에 위치되어 상기 돌출부(122)에 의하여 지지될 수 있음은 물론이다.
상기 진동부(200)는, 금속, 세라믹 등 다양한 재질을 가질 수 있으며, 수용부(110) 또는 진동전달부(120)와의 안정적인 결합을 위하여 마찰이 큰 실리콘 캡(미도시)에 의하여 감싸질 수 있다.
또한, 삽입홀(210)은 상기 진동부(200)의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 상기 진동부(200)의 중앙부 또는 가장자리에 형성될 수도 있으며, 중앙부 및 가장자리에 하나 이상으로 형성되어 복수 개의 챔버(100)가 삽입될 수도 있다.
한편, 상기와 같은 유전자 진단용 파쇄장치를 이용한 파쇄부(1000)에 의하여 검체 구조체가 파쇄되어 핵산(DNA,RNA)이 자유롭게 존재하게 된 검체수용액은, 피펫이나 마이크로 플루이딕(microfluidic)채널을 이용하여 흡착부(2000)로 이송된다.
상기 흡착부(2000)는, 상기 복수의 자성 비드(12)에 상기 검체수용액 내 물질이 흡착되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 흡착부(2000)는, 복수의 자성비드(12) 및 검체구조체가 파쇄된 검체수용액(10)이 담겨지는 하나 이상의 흡착 챔버를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 흡착부(2000)는 검체구조체의 파쇄에 의하여 핵산(DNA,RNA)이 자유롭게 존재하게 된 검체수용액(10)과 복수의 자성 비드(12)가 혼합되면서 상기 복수의 자성비드(12)에 상기 핵산(DNA,RNA)을 포함하는 물질들을 흡착시킬 수 있다.
여기서 물질은, 핵산뿐만 아니라 단백질, 지방 등을 포함할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 자성비드(12)는 실리카로 코팅될 수 있으며, 상기 검체수용액(10)과 자성비드(12)가 혼합되면서 핵산을 포함하는 물질이 상기 실리카 층에 흡착될 수 있다.
한편, 상기 핵산(DNA,RNA)을 포함하는 물질이 흡착된 복수의 자성비드(12)는 자석으로 회수되어 세척부(3000)로 옮겨질 수 있다.
상기 세척부(3000)는, 세척액이 핵산을 포함하는 물질이 흡착된 상기 복수의 자성 비드(12)를 세척하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 세척부(3000)는, 복수의 자성 비드(12) 및 용액이 담겨지는 세척챔버를 포함할 수 있다.
상기 세척액은 에탄올일 수 있으며, 단백질 또는 지방 등 핵산을 제외한 물질을 복수의 자성비드(12)에서 제거하기 위해 상기 세척액으로 복수의 자성비드(12)가 세척된다.
즉, 복수의 자성비드(12)와 정전기적으로 강하게 흡착된 핵산만이 자성비드에 남아있게 된다.
한편, 상기 핵산이 흡착된 복수의 자성비드(12)는 자석으로 회수되어 증폭부(4000)로 옮겨질 수 있다.
한편, 상기 증폭부(4000)는, 상기 복수의 자성 비드(12)에 흡착된 핵산이 용해되는 용해액을 포함하며, 상기 용해액 내 특정 유전자가 증폭되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 증폭부(4000)는, 상술한바와 같이 하나 이상의 챔버를 포함하여 용해액 및 복수의 자성비드(12)가 수용되도록 할 수 있다.
여기서 챔버는 가열시 파손되는 것을 방지하기 위하여 내열성있는 재질로 이루어짐이 바람직하다.
여기서, 용해액은, 상기 복수의 자성비드(12)에 흡착된 핵산이 액체에 용해되도록 하는 구성으로서, 유전자 등온증폭시약을 미리 포함할 수 있다.
이때, 상기 핵산을 액체에 용해시킨 복수의 자성비드(12)는 자석에 의해 회수됨이 바람직하다.
한편, 상기 증폭부(4000)는 핵산이 용해된 용해액에 특정 온도까지 열을 공급함으로써, 용해액 내의 특정 유전자를 증폭시킬 수 있도록 열발생장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 증폭부(4000)는, 상기 증폭부(4000)에 개폐 가능하게 설치되어 유전자증폭과정 시 증폭챔버의 상단부를 폐쇄함으로써 실험의 정확성을 높이고 비산 분말이 발생하지 않도록 하는 개폐부를 포함할 수 있다.
한편, 특정유전자가 증폭된 핵산용해액은 다양한 방법에 의해 유전자 진단에 활용될 수 있다.
예를 들어, 겔화법, 비탁법, 비색법 등 다양한 방법으로 결과가 판독될 수 있으며, 이 중 비색법으로 결과판독을 하는 경우 시료처리장치에 흡광검출장치(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 상술한 시료처리장치를 이용하여 유전자진단을 위한 시료처리를 수행함으로써 현장에서 신속하고 간편하게 시료를 처리할 수 있음은 물론이다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 시료처리장치 1000 : 파쇄부
2000 : 흡착부 3000 : 세척부
4000 : 증폭부

Claims (11)

  1. 검체구조체가 포함된 검체수용액이 수용되는 하나 이상의 챔버(100)와;
    상기 챔버(100)가 삽입되도록 상기 챔버(100)의 인입방향으로 하나 이상의 삽입홀(210)이 형성된 진동부(200)를 포함하며;
    상기 챔버(100)는,
    검체수용액을 수용하는 수용부(110)와,
    상기 진동부(200)로부터 발생한 진동을 상기 수용부(110)에 전달하는 진동전달부(120)를 포함하고,
    상기 수용부(110)는,
    상기 수용부(110)의 측면에 복수 개의 관통홀(111)이 형성되며,
    상기 진동전달부(120)는,
    상기 수용부(110)의 내주면을 둘러싸도록 설치되는 본체부(121)와,
    상기 관통홀(111)을 관통하되, 상기 본체부(121)의 외주면을 따라 수평방향으로 돌출형성된 복수개의 돌출부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 파쇄장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용부(110)의 재질은, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 파쇄장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 진동전달부(120)의 재질은 금속으로 선택되며,
    상기 수용부(110) 및 상기 진동전달부(120)는, 사출성형공정으로 제조되어 상기 수용부(110)와 상기 진동전달부(120)가 사출성형단계에서부터 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 파쇄장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 진동부(200)는 초음파 진동을 발생시키는 초음파 진동자인 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 파쇄장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 검체구조체의 파쇄효율을 향상시키기 위하여, 상기 수용부(110) 내부에 유리, 실리카(silica) 또는 세라믹 재질을 포함하는 마이크로 비드(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 파쇄장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 검체구조체의 파쇄효율을 향상시키기 위하여, 상기 수용부(110)의 내부에 세포벽분해효소 또는 계면활성제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 파쇄장치.
  7. 유전자 진단용 시료처리장치(1)에 있어서,
    청구항 1 내지 6 중 어느 하나의 유전자 진단용 파쇄장치를 이용하여 검체수용액에 포함된 검체 구조체를 파쇄하는 파쇄부(1000)와;
    파쇄된 상기 검체 구조체의 핵산을 포함하는 물질이 복수의 자성 비드(12)에 흡착되는 흡착부(2000)와;
    세척액에 의하여 상기 복수의 자성 비드(12)에 핵산만이 흡착되도록 세척되는 세척부(3000)와;
    용해액에 의하여 상기 복수의 자성 비드(12)에 흡착된 핵산이 용해되며, 상기 핵산이 용해된 용해액을 가열하여 특정 유전자를 증폭시키는 증폭부(4000)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 시료처리장치(1).
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 자성비드(12)의 재질은, 실리카(silica)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 시료처리장치(1).
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 유전자 진단용 시료처리장치(1)의 상부를 커버하는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자진단용 시료처리장치(1).
  10. 청구항 7에 있어서,
    흡광도를 측정하는 흡광측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단용 시료처리장치(1).
  11. 청구항 7의 유전자 진단용 시료처리장치를 이용하여 시료처리를 수행하는 유전자 진단용 시료처리방법.
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