KR20220051876A - 카트리지형 디지털 ｐｃｒ 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카트리지형 디지털 PCR 장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, PCR 처리를 수행하는 장치가 모듈화된 카트리지로서 구현되고, PCR 분석을 수행하는 장치가 복수 개의 카트리지가 장착되며 광학계가 이동하면서 각각의 카트리지를 관측할 수 있도록 형성된 스캐너로서 구현되어, 기존에 비해 훨씬 많은 양의 PCR 실험을 신속하게 수행할 수 있도록 해 주는, 카트리지형 디지털 PCR 장치를 제공함에 있다.

Description

카트리지형 디지털 ＰＣＲ 장치 {Cartridge-type digital PCR apparatus}
본 발명은 카트리지형 디지털 PCR 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PCR(polymerase chain reaction, 중합효소연쇄반응)을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 카트리지형으로 형성되는 디지털 PCR 장치에 관한 것이다.
PCR(polymerase chain reaction, 중합효소연쇄반응)이란 검출하고자 하는 특정 표적 유전물질을 증폭하는 방법으로서, 핵산을 포함하는 샘플 용액을 반복적으로 가열 및 냉각하여 핵산의 특정 염기서열을 갖는 부위를 연쇄적으로 복제하여 그 특정 염기서열 부위를 갖는 핵산을 기하급수적으로 증폭하는 기술이다. PCR은 변성(denaturation), 결합(annealing), 신장(extension) 등의 일련의 온도효소반응 단계들로 진행될 수 있다. 간략히 설명하자면, 먼저 변성 단계에서는 두 가닥의 DNA가 가열되어 분리되며, 각각의 DNA는 주형(template)으로서의 역할을 하게 된다. 결합 단계에서는 주형 DNA에 프라이머(primer)들이 결합을 하게 되는데, 이 때 온도를 적절하게 맞추어 주어야 반응의 정확성을 향상할 수 있다. 신장 단계에서는 열에 강한 DNA 중합효소가 주형 DNA에서 새로운 DNA를 만들게 된다. 이러한 중합효소 연쇄 반응 1회를 시행하면 유전 물질은 2배로 증폭되며, 따라서 중합효소 연쇄 반응을 n회를 반복하면 이론상으로 2의 n승배의 유전자가 증폭될 수 있어, 반응의 반복에 의한 기하급수적인 증폭이 가능하다.
PCR은 현재 유전물질을 조작하여 실험하는 거의 모든 과정에 사용하고 있는 기술인 바, PCR 기술의 발전도 빠르게 이루어지고 있다. 1세대 PCR은 아가로스 젤(agarose gel)을 이용한 전기영동을 통해 유전자의 정성분석이 가능했으나, DNA 양의 정량적인 분석은 불가능하였다. 2세대 PCR인 실시간(real-time) PCR 기술은 상대정량분석을 기반으로 Ct(cycle threshold) 값을 통해 유전자 발현의 정성분석 및 상대정량분석이 가능하였으나, 절대정량분석을 위해서는 표준곡선이 필수이며 PCR 효율에 따라 결과 값에 편차가 생길 수 있다는 단점이 있다. 이러한 정량분석의 한계를 극복하기 위한 방법으로 현재 디지털 PCR 개념이 적용되기 시작하였으며, 이를 3세대 PCR로 구분한다.
디지털 PCR은 DNA 또는 cDNA 시료를 여러 개별적 병렬 PCR 반응으로 분할하여 작용하는 방식으로 수행되며, 참조물질이나 표준물질에 의존할 필요가 없고, 증폭효율이 기존에 비해 훨씬 크기 때문에 정밀도가 향상되는 등 다양한 장점을 가지고 있다. 다만 디지털 PCR은 시험을 진행하기 위하여 여러 가지의 장비를 사용해야 하거나, 고비용의 미세분획구 칩(microwell chip) 등을 제작해야 하는 등, 준비과정이나 절차, 방법 등이 상당히 복잡하고 장비를 갖추거나 운용하기 위한 비용이 상당히 높아, 실무 현장으로의 도입이 신속하게 진행되지 못하고 있다.
이러한 문제를 해소하기 위하여, 한국등록특허 제2016131호("원심력을 이용한 디지털 PCR 장치 및 방법", 2019.08.23., 이하 '선행문헌')에서는, 시료의 장착과 PCR 처리 및 분석과정을 하나의 장비에서 저비용으로 간편하게 진행할 수 있도록 하는 기술이 개시된 바 있다. 도 1은 선행문헌에 의한 원심력을 이용한 디지털 PCR 장치의 사시도이다. 선행문헌의 기술을 이용하면, 하나의 장비만으로 디지털 PCR의 전과정을 수행할 수 있으므로 시료를 장비별로 이동시키는 번거로움을 없애고, 원심력을 이용하여 자동 분획을 실시하기 때문에 시료준비과정 역시 간소화될 수 있는 큰 장점이 있다. 뿐만 아니라 시스템의 간소화로 인하여 기기 자체의 비용이 비약적으로 저렴해지며, 운용 면에 있어서도 대량생산이 가능한 중합체(polymer) 각인공정을 사용함으로써 고가의 소모성 부품에 대한 가격 부담을 크게 낮출 수 있다. 뿐만 아니라 요구되는 민감도나 정확도에 따라 미세분획구의 수를 회전원통의 크기 및 미세분획구의 크기 조절에 의해 자유롭게 조절할 수 있기 때문에, 고속시스템에서부터 고정밀시스템으로까지의 자유로운 활용이 가능하다.
다만 최근 전염병 등의 유행으로 인하여 실무 현장에서 수행해야 하는 PCR 실험량이 절대적으로 크게 증가되고 있어, 보다 많은 양의 PCR 실험을 더욱 신속하게 수행할 수 있도록 해 주는 기술에 대한 요구가 당업자 사이에서 꾸준히 제기되고 있는 실정이다.
1. 한국등록특허 제2016131호("원심력을 이용한 디지털 PCR 장치 및 방법", 2019.08.23.)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 PCR 처리를 수행하는 장치가 모듈화된 카트리지로서 구현되고, PCR 분석을 수행하는 장치가 복수 개의 카트리지가 장착되며 광학계가 이동하면서 각각의 카트리지를 관측할 수 있도록 형성된 스캐너로서 구현되어, 기존에 비해 훨씬 많은 양의 PCR 실험을 신속하게 수행할 수 있도록 해 주는, 카트리지형 디지털 PCR 장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카트리지형 디지털 PCR 장치(1000)는, 미세분획구(microwell)가 형성된 마이크로웰필름(155)이 장착된 시료접시(150)가 내부에 구비되며, 상기 시료접시(150)를 회전시키면서 시료를 투입하여 원심력에 의해 상기 미세분획구에 분획된 시료에 온도를 제어하여 PCR 과정을 진행하는 카트리지(100); 복수 개의 상기 카트리지(100)가 장착되며, 각각의 상기 카트리지(100) 위치로 이동하면서 PCR 과정에서 상기 미세분획구에 증폭된 시료의 형광(florescence)신호를 읽어내는 측정부(250)를 포함하는 스캐너(200); 를 포함할 수 있다.
이 때 상기 카트리지형 디지털 PCR 장치(1000)는, 시험물질 및 기름성분의 혼합물로 형성되어 상기 미세분획구에 분획된 시료가, 원심력에 의해 상대적으로 고비중인 시험물질이 외곽 쪽으로 이동하고 상대적으로 저비중인 기름성분이 중심 쪽으로 이동하여 상기 미세분획구가 자연히 밀봉되도록 형성될 수 있다.
또한 상기 시료접시(150)는, 상부가 개방된 원통형으로 형성되며 옆면에 상기 마이크로웰필름(155)이 장착되는 몸통부(151), 상기 몸통부(151)의 상부에 덮이도록 형성되며 중심부에 시료가 투입되는 홀(152a)이 형성되는 뚜껑부(152), 상기 몸통부(151)의 내부에 구비되는 원기둥형으로 형성되며, 상면 중심부에 원형홈 형태로 형성되어 투입된 시료가 배치되는 중심홈(153a) 및 상면의 상기 중심홈(153a) 이외의 영역에 직선홈 형태로 형성되어 상기 중심홈(153a)에 배치된 시료가 원심력에 의해 균등하게 퍼지도록 방사상 등간격으로 형성되는 복수 개의 골(153b)을 포함하는 분배부(153)를 포함할 수 있다.
이 때 상기 시료접시(150)는, 상기 마이크로웰필름(155)이 상기 몸통부(151)의 옆면 내부 벽에 장착될 수 있다.
또한 상기 시료접시(150)는, 상기 몸통부(151) 및 상기 마이크로웰필름(155)이 투명 플라스틱 또는 중합체로 이루어질 수 있다.
또한 상기 카트리지(100)는, 하부가 개방된 함체 형태로 형성되어 내부 공간에 상기 시료접시(150)가 수용 배치되며, 상기 시료접시(150)를 둘러싸는 형태로 형성 배치되는 히터(111), 상기 시료접시(150) 주변으로 공기를 유통시키는 적어도 하나의 쿨링팬(112), 상기 시료접시(150) 내의 시료의 온도를 감지하는 온도센서(113)를 포함하는 상부몸체(110), 상측에 상기 상부몸체(110)가 탈착가능하게 결합되며, 상기 시료접시(150) 하면에 탈착가능하게 결합되는 회전판(121), 상기 회전판(121)을 회전시키는 회전모터(122), 상기 회전모터(122)의 회전속도를 제어하는 엔코더(123)를 포함하는 하부몸체(120)를 포함할 수 있다.
이 때 상기 상부몸체(110)는, 상기 상부몸체(110)의 일측면 일부가 개방되며, 상기 상부몸체(110)의 개방된 일부 위치에 상응하는 상기 히터(111) 상의 위치에 측정용개방구(111a)가 형성되어, 상기 측정부(250)가 상기 측정용개방구(111a)를 통해 상기 시료접시(150) 내의 시료의 형광신호를 읽어내도록 형성될 수 있다.
또한 상기 상부몸체(110)는, 상기 온도센서(113)가 배치된 위치에 상응하는 상기 히터(111) 상의 위치에 감지용개방구(111b)가 형성되어, 상기 온도센서(113)가 상기 감지용개방구(111b)를 통해 상기 시료접시(150) 내의 시료의 온도를 감지하도록 형성될 수 있다.
또한 상기 상부몸체(110)는, 상기 상부몸체(110)의 일측면 상에 한 쌍의 상기 쿨링팬(112)이 이격 배치되되, 하나의 상기 쿨링팬(112)은 공기를 흡입하고 다른 하나의 상기 쿨링팬(112)은 공기를 배출하여, 상기 시료접시(150) 주변으로 공기를 유통시키도록 형성될 수 있다.
또한 상기 상부몸체(110)는, 상기 상부몸체(110) 내부에 상기 시료접시(150) 일부를 둘러싸는 곡면 형태로 형성되어 한 쌍의 상기 쿨링팬(112)에 의하여 발생되는 공기 흐름을 안내하는 유동안내벽(114)을 포함할 수 있다.
또한 상기 상부몸체(110)는, 외측에 파지가능한 손잡이(118)가 형성될 수 있다.
또한 상기 하부몸체(120)는, 외부로부터 상기 카트리지(100)의 구동전력 및 제어신호를 수신받거나, 외부로 상기 카트리지(100)에서 측정된 신호들을 송신하는 외부커넥터(124)를 포함할 수 있다.
또한 상기 카트리지(100)는, 상기 상부몸체(110) 하면에 상부커넥터(115)가 형성되고, 상기 하부몸체(120) 상면의 상기 상부커넥터(115)에 상응하는 위치에 접촉식으로 전기적 연결이 이루어지며 상기 외부커넥터(124)와 전기적으로 연결되는 하부커넥터(125)가 형성되어, 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 상부커넥터(115) 및 상기 하부커넥터(125)가 접촉됨으로써 상기 카트리지(100) 전체에 상기 외부커넥터(124)를 통한 전력 및 신호의 송수신이 이루어지도록 형성될 수 있다.
또한 상기 카트리지(100)는, 상기 상부몸체(110) 상면에 상부안내구(116)가 형성되고, 상기 하부몸체(120) 상면의 상기 상부안내구(116)에 상응하는 위치에 상측으로 돌출형성되는 하부안내부(126)가 형성되어, 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 하부안내부(126)가 상기 상부안내구(116)에 삽입됨으로써 결합 정위치를 안내하도록 형성될 수 있다.
또한 상기 카트리지(100)는, 상기 상부몸체(110) 하면 가장자리에 상부고정부(117)가 형성되고, 상기 하부몸체(120) 상면 가장자리의 상기 상부고정부(117)에 상응하는 위치에 상기 상부고정부(117)와 탈착가능하게 결합되는 하부고정부(127)가 형성되어, 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 상부고정부(117) 및 상기 하부고정부(127)가 결합됨으로써 결합력을 확보하도록 형성될 수 있다.
또한 상기 카트리지(100)는, 상기 상부고정부(117) 및 상기 하부고정부(127)가 자성체로 형성되어 자력에 의하여 탈착가능하게 형성될 수 있다.
또한 상기 스캐너(200)는, 프레임(211), 상기 프레임(211) 상에 배열되어 배치되는 복수 개의 홀더(212), 각각의 상기 홀더(212)에 구비되어 상기 카트리지(100)와 전기적으로 연결되어 전력 및 신호를 송수신하는 홀더커넥터(213)를 포함하는 거치부(210), 상기 프레임(211)을 따라 상기 측정부(250)를 각각의 상기 카트리지(100) 위치로 이동시키는 이동부(220)를 포함할 수 있다.
또한 상기 스캐너(200)는, 복수 개의 상기 홀더(212)가 수직방향 및 수평방향으로 행과 열을 이루어 배열되도록 형성될 수 있다.
또한 상기 이동부(220)는,수직레일(221), 상기 수직레일(221)을 따라 수직방 향으로 상기 측정부(250)를 이동시키는 수직구동부(222), 수평레일(223), 상기 수평레일(223)을 따라 수평방향으로 상기 수직레일(221) 및 상기 수직구동부(222)의 결합체를 이동시키는 수평구동부(224)를 포함할 수 있다.
또한 상기 측정부(250)는, 발광부 및 수광부를 포함하는 광학계를 이용하여 상기 미세분획구에 증폭된 시료의 형광신호를 읽어내도록 형성되되, 상기 광학계가 적어도 하나 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, PCR 처리를 수행하는 장치가 모듈화된 카트리지로서 구현되고, PCR 분석을 수행하는 장치가 복수 개의 카트리지가 장착되며 광학계가 이동하면서 각각의 카트리지를 관측할 수 있도록 형성된 스캐너로서 구현되어, 기존에 비해 훨씬 많은 양의 PCR 실험을 신속하게 수행할 수 있도록 해 주는 큰 효과가 있다.
기본적으로 본 발명에 의하면, 하나의 장비에서 디지털 PCR의 전과정이 수행되도록 함으로써 기존에 여러 장비로 시료를 이동하면서 디지털 PCR 실험을 수행하였던 문제를 해소하고, 원심력을 이용하여 자동 분획을 실시함으로써 기존의 번거로운 시료준비과정을 배제할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 의하면, 시스템의 간소화로 인하여 기기 자체의 비용이 비약적으로 저렴해지며, 운용 면에 있어서도 대량생산이 가능한 중합체(polymer) 각인공정을 사용함으로써 고가의 소모성 부품에 대한 가격 부담을 크게 낮출 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라 요구되는 민감도나 정확도에 따라 미세분획구의 수를 회전원통의 크기 및 미세분획구의 크기 조절에 의해 자유롭게 조절할 수 있기 때문에, 고속시스템에서부터 고정밀시스템으로까지의 자유로운 활용이 가능하다는 효과가 있다.
나아가 본 발명에 의하면, 복수 개의 카트리지 및 스캐너 구조를 이용하여 복수 개의 디지털 PCR 실험을 독립적으로 진행하면서 각각을 분석할 수 있게 함으로써, 기존에 비해 실험 효율을 비약적으로 증가시킬 수 있는 큰 효과가 있다. 또한 본 발명에 의하면, 스캐너 구조가 자유로운 확장이 가능하게 형성됨에 따라 실험량을 원하는 만큼 얼마든지 증대시킬 수 있는 효과 또한 있다.
도 1은 종래의 원심력을 이용한 디지털 PCR 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 카트리지형 디지털 PCR 장치의 전방사시도.
도 3은 본 발명의 카트리지형 디지털 PCR 장치의 후방사시도.
도 4는 본 발명의 카트리지의 전방분해사시도.
도 5는 본 발명의 카트리지의 후방분해사시도.
도 6은 본 발명의 시료접시의 분해사시도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 카트리지형 디지털 PCR 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
[1] 본 발명의 카트리지형 디지털 PCR 장치의 전체적인 구성
도 2 및 도 3은 본 발명의 카트리지형 디지털 PCR 장치의 전방 및 후방에서 본 사시도를 각각 도시한다. 또한 도 4 및 도 5는 본 발명의 카트리지의 전방 및 후방에서 본 사시도를 각각 도시한다. 더불어 도 6은 본 발명의 시료접시의 분해사시도를 도시한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 카트리지형 디지털 PCR 장치(1000)는 카트리지(100) 및 스캐너(200)를 포함한다. 상기 카트리지(100)는 PCR 처리를 수행하는 장치이며, 상기 스캐너(200)는 복수 개의 상기 카트리지(100)가 장착되어 관측됨으로써 PCR 분석을 수행하는 장치이다. 즉 본 발명에서는, PCR 처리와 PCR 분석이 상기 카트리지(100) 및 상기 스캐너(200)로 각각 분리되어 수행된다. 먼저 상기 카트리지(100) 및 상기 스캐너(200)에 대하여 전반적으로 설명한다.
상기 카트리지(100)는, 미세분획구(microwell)가 형성된 마이크로웰필름(155)이 장착된 시료접시(150)가 내부에 구비된다. 상기 카트리지(100)에서는 상기 시료접시(150)를 회전시키면서 시료를 투입하여 원심력에 의해 상기 미세분획구에 분획된 시료에 온도를 제어하여 PCR 과정을 진행한다. 상기 시료접시(150)에 시료가 투입되어 회전함에 따라, 원심력에 의해 시료가 상기 마이크로웰필름(155)의 미세분획구로 분획(partitioning)된다. 시료는 시험물질 및 기름성분의 혼합물로 형성되는데, 이러한 분획 과정에서 원심력에 의해 상대적으로 고비중인 시험물질이 외곽 쪽으로 이동하고 상대적으로 저비중인 기름성분이 중심 쪽으로 이동하여, 상기 미세분획구가 자연히 밀봉(seal)되게 된다.
상기 스캐너(200)는, 도시된 바와 같이 복수 개의 상기 카트리지(100)가 장착된다. 상기 스캐너(200)에는 이동가능한 측정부(250)가 구비되어 있어, 상기 측정부(250)가 각각의 상기 카트리지(100) 위치로 이동하면서 PCR 과정에서 상기 미세분획구에 증폭된 시료의 형광(florescence)신호를 읽어내게 된다.
본 발명에서는, 상술한 바와 같이 PCR 처리를 전담하는 상기 카트리지(100)와 PCR 분석을 담당하는 상기 스캐너(200)를 분리하고, 독립적인 복수 개의 상기 카트리지(100)를 상기 스캐너(200) 상에 장착할 수 있도록 이루어진다. 즉 복수 개의 상기 카트리지(100) 각각에서 서로 독립적인 복수 개의 PCR 처리가 이루어질 수 있게 되어, 종래에 비해 동일 시간 동안 훨씬 많은 양과 다양한 종류의 PCR 실험을 수행해 낼 수 있다.
이하에서 상기 시료접시(150), 상기 카트리지(100) 및 상기 스캐너(200)의 구체적인 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.
[2] 시료접시의 구체적인 구성
상기 시료접시(150)는, 앞서 설명한 바와 같이 상기 카트리지(100) 내에 장착되어 시료를 투입받는 부품이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 시료접시(150)는 몸통부(151), 뚜껑부(152) 및 상기 몸통부(151) 내에 구비되어 시료의 분획을 수행하는 분배부(153)를 포함한다.
상기 몸통부(151)는 상부가 개방된 원통형으로 형성되며 옆면에 상기 마이크로웰필름(155)이 장착된다. 상기 마이크로웰필름(155)은 도시된 바와 같이 상기 몸통부(151)의 옆면 내부 벽에 장착될 수 있다. 상기 몸통부(151) 및 상기 마이크로웰필름(155)은 그 내부에 들어있는 시료로 외부로부터 광이 조사되고 또한 시료로부터 발현된 형광이 외부로 전달될 수 있도록, 투명 플라스틱 또는 중합체로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기에서 상기 마이크로웰필름(155)은 각인 공정을 이용하여 다양한 크기의 미세분획구를 형성할 수 있는 유연한 필름이다.
상기 뚜껑부(152)는 상기 몸통부(151)의 상부에 덮이도록 형성되며, 도시된 바와 같이 중심부에 홀(152a)이 형성된다. 따라서 상기 홀(152a)을 통해 상기 몸통부(151) 내로 시료가 투입될 수 있게 된다.
상기 분배부(153)는 상기 몸통부(151)의 내부에 구비되는 원기둥형으로 형성되며, 중심홈(153a) 및 골(153b)을 포함한다. 상기 중심홈(153a)은 상기 분배부(153)의 상면 중심부에 원형홈 형태로 형성되는데, 앞서 상기 뚜껑부(152)의 중심부에 상기 홀(152a)이 형성된다고 하였으므로, 결과적으로 상기 홀(152a)의 위치 및 상기 중심홈(153a)의 위치는 서로 상응하게 된다. 즉 상기 홀(152a)을 통해 투입된 시료는 그대로 상기 중심홈(153a)에 배치될 수 있게 된다. 상기 분배부(153) 상면의 상기 중심홈(153a) 이외의 영역에는 직선홈 형태로 형성되는 복수 개의 골(153b)이 형성되는데, 복수 개의 상기 골(153b)은 상기 중심홈(153a)에 배치된 시료가 원심력에 의해 균등하게 퍼지도록 도시된 바와 같이 방사상 등간격으로 형성된다.
상기 시료접시(150)가 이와 같은 구조로 형성됨에 따라, 상기 시료접시(150)가 회전하면 상기 중심홈(153a)에 있던 시료가 원심력에 의해 상기 몸통부(151) 옆면 쪽으로 밀려가되, 복수 개의 상기 골(153b)에 의해 방사상으로 균등하게 분배되어 밀려가게 된다. 상기 몸통부(151) 옆면 내부 벽에 상기 마이크로웰필름(155)이 장착되어 있으므로, 이렇게 밀려간 시료는 결국 상기 마이크로웰필름(155)에 형성되어 있는 미세분획구들로 균등하게 잘 분획되어 들어가게 된다. 이렇게 분획된 시료는 제한된 미세분획구 안에서 유전자 증폭을 하게 된다.
특히 이 때, 앞서 설명한 바와 같이 시료는 시험물질(고비중) 및 기름성분(저비중)의 혼합물로 형성되어 있는 바, 시험물질은 원심력의 영향을 더 받아서 외곽 쪽으로 이동함에 따라 미세분획구의 깊은 위치에 배치되며, 기름물질은 원심력의 영향을 덜 받아서 중심 쪽으로 이동함에 따라 미세분획구의 얕은 위치에 배치되게 된다. PCR 처리 결과의 측정은, 상기 몸통부(151)의 외측으로부터 조사된 광이 시료에 도달하고 이에 따라 시료로부터 발현된 형광이 외부로 전달됨으로써 이루어진다. 따라서 본 발명에서와 같이 시험물질이 상기 몸통부(151)의 가장 외곽 쪽에 배치되게 되면, PCR 처리 결과의 측정이 매우 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
[3] 카트리지의 구체적인 구성
상술한 바와 같이 상기 시료접시(150)가 회전하면서 원심력에 의해 시료가 분획되고, 이 상태에서 시료에 적절한 온도제어를 해 줌으로써 PCR 처리가 수행되게 된다. 따라서 상기 카트리지(100)는 상기 시료접시(150)를 회전시키면서 또한 온도제어를 수행하기 위한 여러 장치들이 구비된다. 또한 상기 카트리지(100)에 상기 시료접시(150)를 원활하게 탈착할 수 있게 하는 구조, 상기 카트리지(100) 내의 장치들을 원활하게 구동할 수 있게 하는 구조, 상기 카트리지(100)의 구조적 안정성을 강화해 주는 구조 등 다양한 부가 구조들이 구비된다. 각각의 구성에 대하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
상기 카트리지(100)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기본적으로 상부몸체(110) 및 하부몸체(120)로 나뉘는 형태로 형성된다. 보다 상세히는, 상기 상부몸체(110)는 하부가 개방된 함체 형태로 형성되어 내부 공간에 상기 시료접시(150)가 수용 배치될 수 있게 형성되며, 상기 하부몸체(120)는 상측에 상기 상부몸체(110)가 탈착가능하게 결합된다. 이처럼 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120)가 탈착가능하게 형성됨으로써 상기 시료접시(150)를 상기 카트리지(100) 내에 매우 원활하고 용이하게 넣거나 뺄 수 있다.
이처럼 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120)가 탈착가능하게 결합되는 구조를 가짐에 따라, 상기 카트리지(100)는 결합구조의 기능향상을 위해 다음과 같은 부가구조들을 가질 수 있다.
먼저 상기 카트리지(100)는, 상기 상부몸체(110) 상면에 상부안내구(116)가 형성되고, 상기 하부몸체(120) 상면의 상기 상부안내구(116)에 상응하는 위치에 상측으로 돌출형성되는 하부안내부(126)가 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 하부안내부(126)가 상기 상부안내구(116)에 삽입됨으로써 결합 정위치를 안내할 수 있게 된다.
또한 상기 카트리지(100)는, 상기 상부몸체(110) 하면 가장자리에 상부고정부(117)가 형성되고, 상기 하부몸체(120) 상면 가장자리의 상기 상부고정부(117)에 상응하는 위치에 상기 상부고정부(117)와 탈착가능하게 결합되는 하부고정부(127)가 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 상부고정부(117) 및 상기 하부고정부(127)가 결합됨으로써 결합력을 확보할 수 있다. 이 때 상기 상부고정부(117) 및 상기 하부고정부(127)가 자성체로 형성되어 자력에 의하여 탈착가능하게 형성될 수 있다. 물론 이는 하나의 예시일 뿐으로 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 상기 상부고정부(117) 및 상기 하부고정부(127)의 결합구조는 적절한 결합력 및 원활한 탈착가능 조건만 만족된다면 얼마든지 다양하게 변경 실시될 수 있다.
또한 상기 상부몸체(110)에는 온도제어를 위한 장치들인 히터(111), 쿨링팬(112), 온도센서(113) 등이 구비되며, 상기 하부몸체(120)에는 상기 시료접시(150)를 회전시키기 위한 장치들인 회전판(121), 회전모터(122), 엔코더(123) 등이 구비된다.
먼저 상기 상부몸체(110)에 구비되는, 온도제어를 위한 장치들 즉 히터(111), 쿨링팬(112), 온도센서(113)에 대하여 설명한다.
상기 히터(111)는 상기 시료접시(150)를 둘러싸는 형태로 형성 배치되어, 상기 시료접시(150) 주변의 온도를 높이는 역할을 한다. 앞서 설명한 바와 같이 PCR 과정은 기본적으로 변성, 결합, 신장 세 단계가 반복적으로 이루어지며, 변성 단계에서 특히 온도를 상당히 올려주어야 하는데, 여기에 상기 히터(111)가 주로 사용되게 된다. 한편 상기 히터(111)를 투명재질로 만들기에는 지나치게 고비용이 될 수 있으므로 상기 히터(111)는 일반적으로 불투명재질로 이루어지는데, 상기 히터(111)가 상기 시료접시(150)를 가리고 있으면 상기 시료접시(150) 내의 시료에 광을 조사하거나 형광을 관측하기가 어렵다. 이러한 광신호들의 원활한 송수신을 위하여, 상기 상부몸체(110)는 상기 상부몸체(110)의 일측면 일부가 개방되며, 상기 히터(111)에는 상기 상부몸체(110)의 개방된 일부 위치에 상응하는 상기 히터(111) 상의 위치에 측정용개방구(111a)가 형성된다. 이에 따라 상기 측정부(250)가 상기 측정용개방구(111a)를 통해 상기 시료접시(150) 내의 시료의 형광신호를 원활하게 읽어낼 수 있게 된다.
상기 쿨링팬(112)은 상기 시료접시(150) 주변으로 공기를 유통시키는 역할을 한다. 앞서 설명한 PCR 과정의 세 단계 즉 변성, 결합, 신장 중에서 특히 결합 단계에서는 적절한 온도를 맞춰주어야 하며, 따라서 변성 단계를 거치면서 올라갔던 온도를 적절히 내려주어야 하는데, 여기에 상기 쿨링팬(112)이 주로 사용되게 된다. 이 때 원활한 공기 유통을 위해서는, 상기 상부몸체(110)의 일측면 상에 한 쌍의 상기 쿨링팬(112)이 이격 배치되되, 하나의 상기 쿨링팬(112)은 공기를 흡입하고 다른 하나의 상기 쿨링팬(112)은 공기를 배출하도록 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 이 때 공기 흐름이 보다 원활하고 자연스럽게 이루어지도록 하여 보다 온도제어를 잘 할 수 있게 하기 위해, 상기 상부몸체(110) 내부에 상기 시료접시(150) 일부를 둘러싸는 곡면 형태로 형성되어 한 쌍의 상기 쿨링팬(112)에 의하여 발생되는 공기 흐름을 안내하는 유동안내벽(114)이 구비되어 있는 것이 바람직하다.
상기 온도센서(113)는 상기 시료접시(150) 내의 시료의 온도를 감지하는 역할을 한다. 앞서 설명한 바와 같이 PCR 과정 중 결합 단계에서는 시료에 따라 미리 결정된 적절한 온도를 계속 유지해 주어야 하는데, 온도가 너무 낮으면 상기 히터(111)를 작동시켜 가열해주고, 온도가 너무 높으면 상기 쿨링팬(112)을 작동시켜 냉각해주는 과정이 반복적으로 이루어져야 한다. 이 때 상기 히터(111) 및 상기 쿨링팬(112)의 작동여부 및 작동정도를 결정하기 위해서는 상기 시료접시(150) 내의 시료의 온도를 실시간 감지하고 있어야 함이 당연하다. 상기 온도센서(113)는 일반적으로 온도 감지에 널리 사용되는 적외선(IR)센서로 구현될 수 있는데, 적외선 역시 광신호로서 상기 히터(111)에 가로막혀 있으면 감지하기 어렵다. 따라서 상기 히터(111)에는, 앞서 설명한 상기 측정용개방구(111a)와 유사하게, 상기 온도센서(113)가 배치된 위치에 상응하는 상기 히터(111) 상의 위치에 감지용개방구(111b)가 형성된다. 이에 따라 상기 온도센서(113)가 상기 감지용개방구(111b)를 통해 상기 시료접시(150) 내의 시료의 온도를 원활하게 감지할 수 있게 된다.
부가적으로, 사용자가 상기 카트리지(100)를 상기 스캐너(200)에 탈착할 때 용이하게 잡을 수 있도록, 상기 상부몸체(110) 외측에 파지가능한 손잡이(118)가 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 하부몸체(120)에 구비되는, 상기 시료접시(150)를 회전시키기 위한 장치들 즉 회전판(121), 회전모터(122), 엔코더(123)에 대하여 설명한다.
상기 회전판(121)은 상기 시료접시(150) 하면에 탈착가능하게 결합되는 부품이다. 상기 시료접시(150)는 물론 PCR 과정 중에는 안정적으로 상기 회전판(121)에 결합되어 있어야 하나, 시료를 투입하거나 PCR 과정이 끝난 시료를 세척해내야 하는 등의 작업을 위해 상기 회전판(121)과 용이하게 분리될 수도 있어야 한다. 따라서 상기 회전판(121)은, 상기 회전모터(122)의 회전축에는 안정적으로 고정 결합되어 있되, 상기 시료접시(150)와는 안정적인 회전력 전달이 이루어질 만큼의 적절히 견고한 결합이 가능하면서도 원활한 분리 또한 가능하게 형성되어야 한다. 이러한 조건을 모두 달성하기 위해, 상기 회전판(121) 상면에 형성된 접시고정부(121a) 및 상기 시료접시(150) 하면에 형성된 회전고정부(151a)가 자성체로 되어있어, 자력에 의해 부착되도록 형성될 수 있다. 물론 이는 하나의 예시일 뿐으로 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 상기 접시고정부(121a) 및 상기 회전고정부(151a)의 결합구조는 적절한 결합력 및 원활한 탈착가능 조건만 만족된다면 얼마든지 다양하게 변경 실시될 수 있다.
상기 회전모터(122)는 상기 회전판(121)을 회전시키는 역할을 한다. 상기 회전판(121)에는 상기 시료접시(150)가 결합되므로, 결과적으로 상기 회전모터(122)가 상기 시료접시(150)를 회전시켜 원심력을 인가해주는 역할을 하게 된다.
상기 엔코더(123)는 상기 회전모터(122)의 회전속도를 제어하는 역할을 한다.
한편 상기 카트리지(110)에는, 상기 히터(111), 상기 쿨링팬(112), 상기 회전모터(122), 상기 엔코더(123)와 같이 전력을 인가받아 구동되는 장치들이 구비된다. 또한 이들은 전력 뿐만 아니라 제어를 위한 신호도 수신받아야 한다. 더불어 상기 온도센서(113), 상기 엔코더(123) 등에서 측정된 측정신호가 외부로 전달되어 제어신호 산출을 위해 사용될 수 있어야 한다. 이를 위하여, 상기 카트리지(100)에는 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 간 및 상기 카트리지(100) 및 외부 간 전기적 연결을 위한 구조들이 구비된다.
구체적으로 설명하자면, 먼저 상기 하부몸체(120)는, 외부로부터 상기 카트리지(100)의 구동전력 및 제어신호를 수신받거나, 외부로 상기 카트리지(100)에서 측정된 신호들을 송신하는 외부커넥터(124)를 포함한다. 또한 이 때 상기 카트리지(100)는, 상기 상부몸체(110) 하면에 상부커넥터(115)가 형성되고, 상기 하부몸체(120) 상면의 상기 상부커넥터(115)에 상응하는 위치에 접촉식으로 전기적 연결이 이루어지며 상기 외부커넥터(124)와 전기적으로 연결되는 하부커넥터(125)가 형성된다. 이에 따라 상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 상부커넥터(115) 및 상기 하부커넥터(125)가 접촉됨으로써 상기 카트리지(100) 전체에 상기 외부커넥터(124)를 통한 전력 및 신호의 송수신이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
[4] 스캐너의 구체적인 구성
상술한 바와 같이 PCR 처리 과정 자체는 상기 카트리지(100)에서 완전히 이루어지게 되며, 이렇게 PCR 처리가 이루어진 시료에 대한 관측 및 분석이 상기 스캐너(200)에서 이루어진다. 앞서 간략히 설명한 바와 같이, 상기 스캐너(200)는 이동가능하게 형성되는 상기 측정부(250)를 포함하며, 상기 측정부(250)가 각각의 상기 카트리지(100) 위치로 이동하면서 광신호를 송수신함으로써 PCR 처리 결과를 취득하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 스캐너(200)는 상기 측정부(250)와 함께 거치부(210) 및 이동부(220)를 포함한다.
상기 측정부(250)는 발광부 및 수광부를 포함하는 광학계를 이용하여 상기 미세분획구에 증폭된 시료의 형광신호를 읽어내도록 형성된다. 상기 발광부는 광원, 콜리메이터, 밴드패스필터, 반사거울, 다이크로닉미러, 포커싱렌즈로 구성될 수 있고, 상기 수광부는 포토다이오드, 집광렌즈, 밴드패스필터, 다이크로닉미러, 포커싱렌즈로 구성될 수 있다. 물론 이처럼 시료에 광을 조사하고 시료로부터 발현된 형광신호를 전달받는 광학계 구성은 이 출원 이전에 이미 다양하게 공지되어 시행되는 통상의 기술이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편 상기 측정부(250)에는 물론 상기 광학계가 하나만 구비되도록 할 수도 있겠으나, 보다 정확한 측정을 위해서는 보다 많은 데이터를 취득하는 것이 유리한 바, 상기 광학계가 복수 개 구비되도록 하여도 좋다.
상기 거치부(210)는, 기본적인 골조가 되는 프레임(211) 및 상기 프레임(211) 상에 배열되어 배치되는 복수 개의 홀더(212)를 포함한다. 이 때 각각의 상기 홀더(212)에 구비되어 상기 카트리지(100)와 전기적으로 연결되어 전력 및 신호를 송수신하는 홀더커넥터(213)가 구비된다. 상기 홀더커넥터(213)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 카트리지(110)에 형성된 외부커넥터(124)와 전기적으로 연결되어 상기 카트리지(110)와 전력 및 신호를 송수신할 수 있다. 또한 상기 이동부(220)는, 상기 프레임(211)을 따라 상기 측정부(250)를 각각의 상기 카트리지(100) 위치로 이동시키는 역할을 한다.
이 때, 상기 스캐너(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 복수 개의 상기 홀더(212)가 수직방향 및 수평방향으로 행과 열을 이루어 배열되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조를 가짐으로써, 상기 스캐너(200)는 동일 면적 내에 최대한 많은 배열을 위치할 수 있다. 뿐만 아니라 직교좌표계 형태로 이루어짐으로써 상기 측정부(250) 이동 시 좌표계산이나 이동제어를 하기에도 매우 용이하다. 더불어 이와 같이 함으로써, 상기 프레임(211) 전체의 구조를 크게 바꿀 필요 없이 단지 상기 프레임(211)의 길이만 조절함으로써 상기 홀더(212) 배열이 이루는 행렬을 매우 용이하게 확장할 수 있다.
이와 같은 구조로 형성될 경우, 상기 이동부(220)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 수직레일(221), 상기 수직레일(221)을 따라 수직방향으로 상기 측정부(250)를 이동시키는 수직구동부(222), 수평레일(223), 상기 수평레일(223)을 따라 수평방향으로 상기 수직레일(221) 및 상기 수직구동부(222)의 결합체를 이동시키는 수평구동부(224)를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 측정부(250)가 수직방향 및 수평방향으로 매우 원활하게 이동가능하며, 수직방향 및 수평방향으로 배열된 각각의 상기 카트리지(100) 위치에 원활히 도달하여 측정신호를 취득할 수 있다.
물론 이는 하나의 예시일 뿐으로, 필요에 따라 상기 프레임(211)이 원통형으로 형성되고 복수 개의 상기 카트리지(100)가 수직방향 및 원주방향으로 배열되도록 형성되게 한다든가 하는 식으로 변경 실시될 수도 있다. 물론 이러한 경우 상기 이동부(220) 역시 이러한 구조에 맞게 적절히 변경 실시될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 카트리지형 디지털 PCR 장치
100 : 카트리지
110 : 상부몸체 111 : 히터
111a : 측정용개방구 111b : 감지용개방구
112 : 쿨링팬 113 : 온도센서
114 : 유동안내벽 115 : 상부커넥터
116 : 상부안내구 117 : 상부고정부
118 : 손잡이
120 : 하부몸체
121 : 회전판 121a : 접시고정부
122 : 회전모터 123 : 엔코더
124 : 외부커넥터 125 : 하부커넥터
126 : 하부안내부 127 : 하부고정부
150 : 시료접시
151 : 몸통부 151a : 회전고정부
152 : 뚜껑부 152a : 홀
153 : 분배부 153a : 중심홈
153b : 골 155 : 마이크로웰필름
200 : 스캐너
210 : 거치부 211 : 프레임
212 : 홀더 213 : 홀더커넥터
220 : 이동부
221 : 수직레일 222 : 수직구동부
223 : 수평레일 224 : 수평구동부
250 : 측정부

Claims (20)

  1. 미세분획구(microwell)가 형성된 마이크로웰필름(155)이 장착된 시료접시(150)가 내부에 구비되며, 상기 시료접시(150)를 회전시키면서 시료를 투입하여 원심력에 의해 상기 미세분획구에 분획된 시료에 온도를 제어하여 PCR 과정을 진행하는 카트리지(100);
    복수 개의 상기 카트리지(100)가 장착되며, 각각의 상기 카트리지(100) 위치로 이동하면서 PCR 과정에서 상기 미세분획구에 증폭된 시료의 형광(florescence)신호를 읽어내는 측정부(250)를 포함하는 스캐너(200);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 카트리지형 디지털 PCR 장치(1000)는,
    시험물질 및 기름성분의 혼합물로 형성되어 상기 미세분획구에 분획된 시료가, 원심력에 의해 상대적으로 고비중인 시험물질이 외곽 쪽으로 이동하고 상대적으로 저비중인 기름성분이 중심 쪽으로 이동하여 상기 미세분획구가 자연히 밀봉되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 시료접시(150)는,
    상부가 개방된 원통형으로 형성되며 옆면에 상기 마이크로웰필름(155)이 장착되는 몸통부(151),
    상기 몸통부(151)의 상부에 덮이도록 형성되며 중심부에 시료가 투입되는 홀(152a)이 형성되는 뚜껑부(152),
    상기 몸통부(151)의 내부에 구비되는 원기둥형으로 형성되며, 상면 중심부에 원형홈 형태로 형성되어 투입된 시료가 배치되는 중심홈(153a) 및 상면의 상기 중심홈(153a) 이외의 영역에 직선홈 형태로 형성되어 상기 중심홈(153a)에 배치된 시료가 원심력에 의해 균등하게 퍼지도록 방사상 등간격으로 형성되는 복수 개의 골(153b)을 포함하는 분배부(153)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 시료접시(150)는,
    상기 마이크로웰필름(155)이 상기 몸통부(151)의 옆면 내부 벽에 장착되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 시료접시(150)는,
    상기 몸통부(151) 및 상기 마이크로웰필름(155)이 투명 플라스틱 또는 중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 카트리지(100)는,
    하부가 개방된 함체 형태로 형성되어 내부 공간에 상기 시료접시(150)가 수용 배치되며, 상기 시료접시(150)를 둘러싸는 형태로 형성 배치되는 히터(111), 상기 시료접시(150) 주변으로 공기를 유통시키는 적어도 하나의 쿨링팬(112), 상기 시료접시(150) 내의 시료의 온도를 감지하는 온도센서(113)를 포함하는 상부몸체(110),
    상측에 상기 상부몸체(110)가 탈착가능하게 결합되며, 상기 시료접시(150) 하면에 탈착가능하게 결합되는 회전판(121), 상기 회전판(121)을 회전시키는 회전모터(122), 상기 회전모터(122)의 회전속도를 제어하는 엔코더(123)를 포함하는 하부몸체(120)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 상부몸체(110)는,
    상기 상부몸체(110)의 일측면 일부가 개방되며, 상기 상부몸체(110)의 개방된 일부 위치에 상응하는 상기 히터(111) 상의 위치에 측정용개방구(111a)가 형성되어,
    상기 측정부(250)가 상기 측정용개방구(111a)를 통해 상기 시료접시(150) 내의 시료의 형광신호를 읽어내도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 상부몸체(110)는,
    상기 온도센서(113)가 배치된 위치에 상응하는 상기 히터(111) 상의 위치에 감지용개방구(111b)가 형성되어,
    상기 온도센서(113)가 상기 감지용개방구(111b)를 통해 상기 시료접시(150) 내의 시료의 온도를 감지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 상부몸체(110)는,
    상기 상부몸체(110)의 일측면 상에 한 쌍의 상기 쿨링팬(112)이 이격 배치되되, 하나의 상기 쿨링팬(112)은 공기를 흡입하고 다른 하나의 상기 쿨링팬(112)은 공기를 배출하여,
    상기 시료접시(150) 주변으로 공기를 유통시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 상부몸체(110)는,
    상기 상부몸체(110) 내부에 상기 시료접시(150) 일부를 둘러싸는 곡면 형태로 형성되어 한 쌍의 상기 쿨링팬(112)에 의하여 발생되는 공기 흐름을 안내하는 유동안내판(114)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 상부몸체(110)는,
    외측에 파지가능한 손잡이(118)가 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  12. 제 6항에 있어서, 상기 하부몸체(120)는,
    외부로부터 상기 카트리지(100)의 구동전력 및 제어신호를 수신받거나, 외부로 상기 카트리지(100)에서 측정된 신호들을 송신하는 외부커넥터(124)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 카트리지(100)는,
    상기 상부몸체(110) 하면에 상부커넥터(115)가 형성되고,
    상기 하부몸체(120) 상면의 상기 상부커넥터(115)에 상응하는 위치에 접촉식으로 전기적 연결이 이루어지며 상기 외부커넥터(124)와 전기적으로 연결되는 하부커넥터(125)가 형성되어,
    상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 상부커넥터(115) 및 상기 하부커넥터(125)가 접촉됨으로써 상기 카트리지(100) 전체에 상기 외부커넥터(124)를 통한 전력 및 신호의 송수신이 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  14. 제 6항에 있어서, 상기 카트리지(100)는,
    상기 상부몸체(110) 상면에 상부안내구(116)가 형성되고,
    상기 하부몸체(120) 상면의 상기 상부안내구(116)에 상응하는 위치에 상측으로 돌출형성되는 하부안내부(126)가 형성되어,
    상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 하부안내부(126)가 상기 상부안내구(116)에 삽입됨으로써 결합 정위치를 안내하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  15. 제 6항에 있어서, 상기 카트리지(100)는,
    상기 상부몸체(110) 하면 가장자리에 상부고정부(117)가 형성되고,
    상기 하부몸체(120) 상면 가장자리의 상기 상부고정부(117)에 상응하는 위치에 상기 상부고정부(117)와 탈착가능하게 결합되는 하부고정부(127)가 형성되어,
    상기 상부몸체(110) 및 상기 하부몸체(120) 결합 시 상기 상부고정부(117) 및 상기 하부고정부(127)가 결합됨으로써 결합력을 확보하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 카트리지(100)는,
    상기 상부고정부(117) 및 상기 하부고정부(127)가 자성체로 형성되어 자력에 의하여 탈착가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 스캐너(200)는,
    프레임(211), 상기 프레임(211) 상에 배열되어 배치되는 복수 개의 홀더(212), 각각의 상기 홀더(212)에 구비되어 상기 카트리지(100)와 전기적으로 연결되어 전력 및 신호를 송수신하는 홀더커넥터(213)를 포함하는 거치부(210),
    상기 프레임(211)을 따라 상기 측정부(250)를 각각의 상기 카트리지(100) 위치로 이동시키는 이동부(220)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 스캐너(200)는,
    복수 개의 상기 홀더(212)가 수직방향 및 수평방향으로 행과 열을 이루어 배열되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 이동부(220)는,
    수직레일(221), 상기 수직레일(221)을 따라 수직방향으로 상기 측정부(250)를 이동시키는 수직구동부(222), 수평레일(223), 상기 수평레일(223)을 따라 수평방향으로 상기 수직레일(221) 및 상기 수직구동부(222)의 결합체를 이동시키는 수평구동부(224)를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 측정부(250)는,
    발광부 및 수광부를 포함하는 광학계를 이용하여 상기 미세분획구에 증폭된 시료의 형광신호를 읽어내도록 형성되되,
    상기 광학계가 적어도 하나 구비되는 것을 특징으로 하는 카트리지형 디지털 PCR 장치.
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