KR20220091836A - Pcr 장치의 리드 히터 어셈블리 - Google Patents

Abstract

PCR 장치의 리드 히터 어셈블리가 개시된다. 본 발명의 일 구체예에 따른 리드 히터 어셈블리는 유전자칩이 거치되는 베이스의 상부에 힌지 결합되어 유전자칩 상부를 개폐하는 커버와, 커버를 내측에 수용하는 형태로 커버에 결합되어 커버에 대해 슬라이딩 이동되는 커버 프레임과, 커버의 하부면에 마련되고 커버를 닫았을 때 유전자칩에 접촉되어 열을 발생시키는 히터부를 포함하고, 커버 프레임의 하부 양측에는 길이 방향으로 스토퍼핀이 마련되고 베이스에는 스토퍼핀을 수용하는 핀 수용부가 마련되어, 커버 및 커버 프레임을 내린 후에 커버 프레임을 커버와 가까워지는 방향으로 슬라이딩 이동시켰을 때 스토퍼핀이 핀 수용부에 수용됨으로써 락킹이 이루어질 수 있다.

Description

PCR 장치의 리드 히터 어셈블리{LID HEATER ASSEMBLY OF PCR APPARATUS}

본 발명은 유전자 증폭을 수행하는 PCR 장치의 리드 히터 어셈블리에 관한 것이다.

PCR(중합효소연쇄반응)은 유전물질을 조작하여 실험하는 과정에 사용하는 대표적인 유전자 증폭 방법으로, 열을 이용하여 두 가닥의 DNA를 분리하는 열변성 과정과, 온도를 낮추어 프라이머를 증폭을 원하는 서열 말단에 결합시키고 다시 열을 올려 DNA를 합성하는 중합 반응으로 이루어진다. 이 때 사용되는 장치가 PCR 장치이며, PCR 장치는 열블록의 온도를 제어하여 PCR에 필요한 온도를 조절한다. PCR 장치의 본체에는 PCR 처리를 위한 시료가 수납되고 펠티에 소자 등을 통해 열을 흡수하여 내부의 온도를 낮추는 열블록부가 구비되고, 열블록부의 상부에는 개폐 가능한 커버가 마련된다. 이 때, 커버의 하부면에는 리드 히터(LID HEATER)가 구비된다. 리드 히터는 열을 발생시키는 부품으로 커버를 폐쇄하였을 때 열블록부와 접촉하여 발생한 열을 열블록부로 전달하는 기능을 한다. 그 외에도 PCR 장치에는 온도 제어를 위한 제어부, 사용자 조작을 위한 조작부 등이 마련되며, 이는 당업계에 널리 알려져 있는 바 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

한편 기존의 튜브 기반의 유전자 증폭 시스템은 유전자를 유전자 증폭 튜브에 담고, 증폭 후 유전자 추출, 유전자 증폭 튜브 용기 관리 등 번잡한 과정들을 수반한다. 이러한 불편함을 해소하기 위해 연구개발 되고 있는 것이 플레이트 형태의 유전자칩이다. 플레이트 형태의 유전자칩은 바이오 샘플이 이송되는 미세채널과 반응챔버 등이 형성되어 있으며, 바이오 샘플이 유전자칩 내부에서 미세채널을 따라 이송되고 반응챔버에서 반응하여 PCR 증폭이 일어난다. 이와 같은 형태의 유전자칩은 기존 튜브 기반의 유전자 증폭 시스템에 비하면 그 절차가 간소하고 휴대성이 높다는 점에서 장점이 있다. 본 발명은 이와 같은 유전자칩을 PCR 증폭시키기 위한 PCR 장치에서의 신규한 리드 히터 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명은 PCR 장치의 리드 히터 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유전자칩이 거치되는 베이스의 상부에 힌지 결합되어 유전자칩 상부를 개폐하는 커버와, 커버를 내측에 수용하는 형태로 커버에 결합되어 커버에 대해 슬라이딩 이동되는 커버 프레임과, 커버의 하부면에 마련되고 커버를 닫았을 때 유전자칩에 접촉되어 열을 발생시키는 히터부를 포함하고, 커버 프레임의 하부 양측에는 길이 방향으로 스토퍼핀이 마련되고 베이스에는 스토퍼핀을 수용하는 핀 수용부가 마련되어, 커버 및 커버 프레임을 내린 후에 커버 프레임을 커버와 가까워지는 방향으로 슬라이딩 이동시켰을 때 스토퍼핀이 핀 수용부에 수용됨으로써 락킹이 이루어지는 리드 히터 어셈블리가 제공될 수 있다.

또한, 히터부의 양측에는 하방으로 돌출된 형태를 갖는 한 쌍의 사이드 블록이 마련되고 베이스에는 사이드 블록을 각각 수용하는 사이드 블록 수용부가 형성되어 커버를 닫았을 때 상기 사이드 블록이 사이드 블록 수용부에 수용될 수 있다.

또한, 커버 프레임의 단부에는 사용자가 손으로 파지할 수 있는 파지부가 형성될 수 있다.

본 발명의 구체예들에 따른 리드 히터 어셈블리는 커버 프레임이 커버에 대해 슬라이딩 이동하도록 형성되고, 슬라이딩 이동을 통해 커버를 베이스 상부에 락킹시킬 수 있도록 구성됨으로써 간단한 방식으로 커버 개폐가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 리드 히터 어셈블리(mock-up)의 이미지이다.
도 2는 도 1의 리드 히터 어셈블리의 하부를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 리드 히터 어셈블리에서 히터부를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 각 부재의 두께나 크기 등은 설명의 편의 등을 위해 과장, 생략, 개략적으로 도시될 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 위치관계나 방향은 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 첨부된 도면을 기준으로 한다.

본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 공간에 대한 설명이나 위치관계에 대한 설명은 본 발명을 이루는 구성요소들 간의 상대적인 위치를 의미한다. 또한 특별히 언급하지 않는 한, 하나의 구성요소와 다른 구성 요소 사이의 공간에는 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서 하나의 구성요소의 "상부에" 또는 "위에" 다른 구성요소가 위치함을 언급하는 경우, 하나의 구성요소의 바로 위에 다른 구성요소가 위치하는 경우뿐만 아니라, 하나의 구성요소와 다른 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 위치하는 경우까지를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 리드 히터 어셈블리(mock-up)의 이미지이고, 도 2는 도 1의 리드 히터 어셈블리의 하부를 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 리드 히터 어셈블리에서 히터부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, PCR 장치(미도시)의 상부에는 베이스(20)가 마련되고, 베이스(20)에는 유전자칩(10)이 거치된다. 여기에서 유전자칩(10)은 필름형의 유전자칩 또는 필름형과 튜브형이 혼합되어 있는 하이브리드형 유전자칩 등이 있으며, 예를 들면 한국등록특허 10-1423582, 한국등록특허 10-2019103 등에 개시된 유전자칩이 있다. 유전자칩(10)의 하부에는 제어부(미도시)의 제어에 기반하여 내부에 구비된 펠티어 소자 등을 통해 열을 흡수하여 내부 온도를 낮추는 열블록부가 마련된다. 본 발명의 일 구체예에 따른 리드 히터 어셈블리(100)는 유전자칩(10)의 상부를 개폐하도록 베이스(20)에 결합한다.

리드 히터 어셈블리(100)는 커버(110), 커버 프레임(120), 히터부(130)를 포함한다. 커버(110)는 높이를 가지며 하방이 개방된 직육면체 형태로 형성될 수 있으며 알루미늄 등의 재질로 형성될 수 있다. 커버(110)의 하단 중앙에는 힌지 부재(140)가 마련됨으로써 커버(110)와 베이스(20)가 힌지 결합할 수 있다.

커버 프레임(120)은 커버(110)를 내측에 수용하는 형태로 커버에 결합된다. 커버 프레임(120)은 플라스틱 소재를 사출 성형함으로써 도 1,2에서와 같은 형태로 형성될 수 있다. 커버 프레임(120)의 상단에는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 파지부(121)가 마련될 수 있다. 커버 프레임(120)은 전체적으로, ∩ 형태로 형성되고 커버(110)는 커버 프레임(120)의 내측에 수용되는 형태로 결합한다. 이 때 커버 프레임(120)은 커버(110)에 대해 슬라이딩 이동되도록 결합한다. 여기에서 커버 프레임(120)이 슬라이딩 이동한다는 것은 도 2에서 Y 방향으로 슬라이딩 이동한다는 의미다. 커버 프레임(120)의 하부 양측에는 길이 방향(도 2의 Y 방향)으로 장홈(미표기)이 형성되고 장홈에는 슬라이딩 핀(1)이 폭 방향(도 2의 X 방향)으로 배치된다. 슬라이딩 핀(1)의 내측 단부는 커버(110)의 측부에 결합한다. 또한 장홈에는 슬릿이 형성되어 있고 슬라이딩 핀(1)은 슬릿 내측에 수용되어 슬릿에 의해 가이드될 수 있다. 도 2에서는 총 3쌍의 슬라이딩 핀(1)이 도시되어 있으나, 슬라이딩 핀(1)의 개수는 이보다 많거나 적을 수 있다. 슬라이딩 핀(1)이 슬릿에 의해 가이드되고, 이에 따라 커버 프레임(120)이 커버(110)에 대해 슬라이딩 이동할 수 있다. 한편 장홈에는 스토퍼핀(2)이 길이 방향(도 2의 Y 방향)으로 배치될 수 있다. 또한 도 1에서 확인되듯이 베이스(20)에서 유전자칩(10) 양측에는 스토퍼핀(2)을 수용하는 핀 수용부(22)가 마련된다. 핀 수용부(22)는 커버(110) 및 커버프레임(120)을 베이스(20)쪽으로 내려 유전자칩(10) 상부를 폐쇄하였을 대, 스토퍼핀(2)을 수용함으로써 커버(110) 및 커버프레임(120)을 안정적으로 락킹시킨다.

히터부(130)는 커버(110)의 하부면에 마련되고, 커버(110)를 닫았을 때 유전자칩에 접촉되어 열을 발생시킨다. 히터부(130)는 도 3에서와 같이 발열체(도 3의 상부 그림)를 마련하고, 발열체의 상하부에 방열부(미표기)가 결합되는 형태로 이루어질 수 있다. 이 때, 발열체 하부의 방열부 양측에는 하방으로 돌출된 형태를 갖는 사이드 블록(131)이 형성될 수 있다. 또한 도 1에서 확인되듯이 베이스(20)에서 유전자칩(10) 양측에는 사이드 블록(131)을 수용하는 사이드 블록 수용부(21)가 형성된다. 사이드 블록 수용부(21)는 커버(110) 및 커버프레임(120)을 베이스(20)쪽으로 내려 유전자칩(10) 상부를 폐쇄하였을 때, 사이드 블록(131)을 수용함으로써 커버(110) 및 커버프레임(120)이 양측 방향으로 움직이는 것을 제한한다. 이를 위해 사이드 블록 수용부(21)는 사이드 블록(131)의 폭과 상응하는 폭을 갖도록 형성되고, 사이드 블록(131)이 길이 방향으로 이동할 수 있도록 하기 위해 사이드 블록(131)의 길이보다 길게 형성된다.

이하, 리드 히터 어셈블리(100)의 동작에 대해 설명한다.

(1) 유전자칩(10)을 베이스(20)에 거치시킨 후, 사용자는 파지부(121)를 손으로 잡고 커버프레임(120)을 위쪽으로 잡아당겨 커버(110)와 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동시킨다. 이 때, 슬라이딩 핀(1)은 상대적으로 아래쪽으로 이동한다.

(2) 사용자가 커버(110) 및 커버프레임(120)을 베이스(20)쪽으로 잡아 내리면, 유전자칩(10)의 상부는 폐쇄되며 이 때 히터부(130)의 사이드 블록(131)은 베이스(20)에 형성된 사이드 블록 수용부(21)에 수용된다. 이에 따라 커버(110) 및 커버프레임(120)의 양측 방향으로의 이동이 제한된다. 이어서 사용자가 커버 프레임(120)을 다시 커버(110)와 가까워지는 방향으로 슬라이딩 이동시킨다. 이 때, 슬라이딩 핀(1)은 다시 원위치로 이동하고, 스토퍼핀(2)은 커버프레임(120)의 이동 방향과 동일한 방향으로 전진한다. 이에 따라 스토퍼핀(2)은 베이스(20)에 형성된 핀 수용부(22)에 수용됨으로써 커버(110) 및 커버프레임(120)이 안정적으로 락킹될 수 있다.

(3) 유전자 증폭이 끝난 후에는, 사용자가 다시 커버 프레임(120)을 커버(110)와 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동시킨다. 이 때, 스토퍼핀(2)은 핀 수용부(22)로부터 이탈하게 되므로 커버(110) 및 커버프레임(120)의 락킹이 해제된다. 따라서 사용자는 파지부(121)를 손으로 잡고 커버(110) 및 커버프레임(120)을 들어올려 유전자칩(10)의 상부를 개방할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 구체예들에 따른 리드 히터 어셈블리는 커버 프레임이 커버에 대해 슬라이딩 이동하도록 형성되고, 슬라이딩 이동을 통해 커버를 베이스 상부에 락킹시킬 수 있도록 구성됨으로써 간단한 방식으로 커버 개폐가 가능하다.

이상, 본 발명의 구현예들에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.

100: 리드 히터 어셈블리
110: 커버
120: 커버프레임
130: 히터부
1: 슬라이딩 핀
2: 스토퍼 핀
20: 베이스
21: 사이드블록 수용부
22: 핀 수용부

Claims (3)

1. 유전자칩이 거치되는 베이스의 상부에 힌지 결합되어 유전자칩 상부를 개폐하는 커버와, 커버를 내측에 수용하는 형태로 커버에 결합되어 커버에 대해 슬라이딩 이동되는 커버 프레임과, 커버의 하부면에 마련되고 커버를 닫았을 때 유전자칩에 접촉되어 열을 발생시키는 히터부를 포함하고,
   커버 프레임의 하부 양측에는 길이 방향으로 스토퍼핀이 마련되고 베이스에는 스토퍼핀을 수용하는 핀 수용부가 마련되어, 커버 및 커버 프레임을 내린 후에 커버 프레임을 커버와 가까워지는 방향으로 슬라이딩 이동시켰을 때 스토퍼핀이 핀 수용부에 수용됨으로써 락킹이 이루어지는 리드 히터 어셈블리.
2. 청구항 1에 있어서,
   히터부의 양측에는 하방으로 돌출된 형태를 갖는 한 쌍의 사이드 블록이 마련되고 베이스에는 사이드 블록을 각각 수용하는 수용부가 형성되어 커버를 닫았을 때 상기 사이드 블록이 수용부에 수용되는 리드 히터 어셈블리.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   커버 프레임의 단부에는 사용자가 손으로 파지할 수 있는 파지부가 형성되는 리드 히터 어셈블리.

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