KR20230047781A - Intergrated real-time pcr chip - Google Patents
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Abstract
Description
본원은 일체형 실시간 PCR 칩에 관한 것이다.The present application relates to an all-in-one real-time PCR chip.
중합효소 연쇄반응(PCR)은 적은 양의 DNA로 질병을 검사하기 때문에 생물학적 연구에 중요한 기술이다. 세균, 곰팡이, 범죄 수사, 바이러스에 의한 감염병진단 등 광범위한 분야에서 활용되고 있다. DNA 검출 과정은, DNA 추출, DNA 증폭, 전기 영동 및 겔 이미지 분석의 4단계가 필요한데, 일반적으로 PCR은 DNA를 증폭하고 여러 과정을 거쳐 결과를 분석한다.Polymerase chain reaction (PCR) is an important technique for biological research because it tests for diseases with small amounts of DNA. It is used in a wide range of fields such as bacterial, fungal, criminal investigation, and diagnosis of infectious diseases caused by viruses. The DNA detection process requires four steps: DNA extraction, DNA amplification, electrophoresis, and gel image analysis. In general, PCR amplifies DNA and analyzes the results through several processes.
이 과정은 시간이 많이 걸리고 샘플은 여러 수동적인 DNA 검출 단계를 거쳐 오염될 가능성이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 실시간(Real time) PCR이 개발되었다. 이러한 실시간 PCR은 핵산 증폭 산물의 양을 실시간으로 검출할 수 있으며 기존 방법보다 짧은 시간에 결과를 분석할 수 있으며, 반응을 감시하기 위해 여는 등의 수동 단계가 없기 때문에 오염 가능성도 최소화할 수 있으며 시약을 검출 장치로 옮기기 위한 튜브가 필요하다. 따라서 실시간(Real time) PCR에 대한 많은 연구가 이루어지고 있으며 다양한 기기들이 판매되고 있다.This process is time consuming and samples are potentially contaminated through several passive DNA detection steps. Real time PCR has been developed to overcome these disadvantages. Real-time PCR can detect the amount of nucleic acid amplification products in real time, analyze results in a shorter time than conventional methods, and minimize the possibility of contamination because there are no manual steps such as opening to monitor the reaction. A tube is required to transfer the to the detection device. Therefore, many studies on real-time PCR are being conducted and various devices are being sold.
LOC(Lab-on-a-Chip)는 생화학 공정을 저렴하고 간단하게 만들기 위해 개발되고 있다. LOC는 소량의 샘플을 처리할 수 있는 기술로 알려져 있다. 따라서 생산 원가를 낮추고 소량의 시료 처리가 가능해야 한다. 이러한 요구로 인해 미세 유체 채널의 개발이 더욱 활발해졌다. 이에 다양한 재료를 이용한 채널의 개발이 이루어지고, 쉽게 구할 수 있고 유연한 재료와 제작이 용이한 테이프를 이용한 실험이 증가하고 있다. 테이프는 이미 다양한 색상과 두께로 출시되어 있어 PDMS 또는 PMMA보다 제작이 용이하다.Lab-on-a-Chip (LOC) is being developed to make biochemical processes cheaper and simpler. LOC is known as a technique capable of processing small amounts of samples. Therefore, it should be possible to lower the production cost and process a small amount of samples. Due to these demands, the development of microfluidic channels has become more active. Accordingly, channels using various materials have been developed, and experiments using readily available and flexible materials and easy-to-manufacture tapes are increasing. The tape is already available in a variety of colors and thicknesses, making it easier to fabricate than PDMS or PMMA.
PCR 칩에 대한 다양한 형광 검출을 위한 방법은 일반적으로 포토다이오드와 렌즈를 사용하는 방법과 CCD나 CMOS 센서를 포함하는 카메라를 사용하는 방법이 있다. 실시간 PCR 시스템은 DNA를 합성하기 위한 시료를 담는 챔버를 가지며, PCR 증폭 시 약 95도의 높은 온도에서 실험이 진행된다. 이에 따라 시료에는 공기 방울이 생성되어 형광 밝기 분석 시 정확한 측정이 어려울 수 있다.Methods for detecting various fluorescence of the PCR chip generally include a method using a photodiode and a lens and a method using a camera including a CCD or CMOS sensor. The real-time PCR system has a chamber containing a sample for synthesizing DNA, and experiments are conducted at a high temperature of about 95 degrees during PCR amplification. Accordingly, air bubbles are generated in the sample, and it may be difficult to accurately measure fluorescence brightness.
실시간 PCR 실험은 형광의 밝기의 값으로 분석 및 성능을 평가하기 때문에, 형광 밝기 분석 시 채널 안에 공기 방울이 생성된다면 정확한 측정이 어려울 수 있다. 형광 밝기를 측정하는 순간 채널 속에 공기 방울이 생성되어 있다면 공기 방울과 그 주변이 어두워진다. 또한 프로토콜 순서대로 정확한 온도로 증폭이 되어야 하는 시약이 공기 방울로 인해 가열 패턴의 위치를 벗어난다면 증폭 효율이 크게 떨어지는 문제점이 발생한다.Since real-time PCR experiments evaluate analysis and performance by fluorescence brightness values, accurate measurement may be difficult if air bubbles are generated in the channel during fluorescence brightness analysis. If an air bubble is created in the channel at the moment the fluorescence brightness is measured, the air bubble and its surroundings become dark. In addition, if the reagents to be amplified at the correct temperature according to the protocol order are out of the heating pattern due to air bubbles, the amplification efficiency greatly decreases.
또한, 종래의 테이프를 사용하여 제작하는 실시간 PCR 칩은 앞서 말한대로 쉽게 구할 수 있고 제작이 용이한 장점이 존재하였다. 하지만 여러 테이프들을 겹겹이 쌓아 제작하는 방식으로 제작 시 여러가지 단점이 생길 수 있다. 각각 다른 모양의 테이프들을 가공하여야 하며 원재료의 품절이나 공급 중단이 생기는 경우 차질이 생긴다. 가장 치명적인 단점으로는 95도의 높은 온도로 PCR 증폭 시 겹겹이 붙어있는 테이프들이 변형되는 현상이 발생하고, 서로 붙어있는 테이프들의 접착이 떨어지면서 그로 인해 테이프를 가공하여 만든 챔버 안에 시료가 새어 나오게 되어 정상적인 실험이 불가능하게 되는 문제점이 발생하였다.In addition, the real-time PCR chip manufactured using a conventional tape has the advantage of being easily obtainable and easy to manufacture, as described above. However, various disadvantages may occur during production in the method of manufacturing by stacking several tapes. Tapes of different shapes must be processed, and disruptions occur when raw materials are out of stock or supply is interrupted. The most fatal disadvantage is that during PCR amplification at a high temperature of 95 degrees, the tapes attached to each other are deformed, and the adhesiveness of the tapes attached to each other deteriorates, causing the sample to leak into the chamber made by processing the tapes, resulting in normal experiments. A problem occurred that made this impossible.
또한, PCR 증폭 시 시료의 이탈이나 일정한 온도 유지를 위해 시료를 주입하고 빼는 각각의 구멍들을 막아줘야 한다. 이를 위해 여러 방법들을 사용하여 진행하고 있다. 일반적으로는 시료를 담기 위해 튜브 형태를 사용하며, 일체형으로 덮개가 달려있으나, Chip(칩) 형태를 사용하는 경우는 아직 많지 않아 이를 위해 많은 연구가 필요하다.In addition, each hole through which the sample is injected and withdrawn must be blocked in order to maintain a constant temperature or escape of the sample during PCR amplification. To this end, several methods are being used. In general, a tube type is used to contain the sample, and an integral cover is attached, but there are not many cases in which a chip type is used, so much research is needed for this.
본원의 배경이 되는 기술은 한국특허공개공보 제10-2015-0094842호에 개시되어 있다.The background technology of the present application is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2015-0094842.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, PCR 실험시 챔버를 포함하는 하우징을 사용하여 시료가 새어 나오는 현상을 방지하며, 테이프의 사용을 최소화하고, 간단한 결합 구조를 통해 일체형으로 구비되는 일체형 실시간 PCR 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to prevent the leakage of the sample by using a housing including a chamber during PCR experiments, to minimize the use of tape, and to be integrally provided through a simple coupling structure An object of the present invention is to provide an all-in-one real-time PCR chip.
또한, PCR 칩 하우징에 시료 주입구와 배출구를 만든 후 일체형 덮개를 포함하고, 챔버와 채널의 모양을 변경하여 높은 온도에서 발생하는 공기방울을 에어 포켓에 모아 증폭 효율을 크게 높여 안정적인 실험 결과를 제공하는 일체형 실시간 PCR 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, after the sample inlet and outlet are made in the PCR chip housing, an integral cover is included, and the shape of the chamber and channel is changed to collect air bubbles generated at high temperatures in air pockets, greatly increasing amplification efficiency and providing stable experimental results. An object of the present invention is to provide an all-in-one real-time PCR chip.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the embodiments of the present application is not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일체형 실시간 PCR칩은, 시료를 수용하도록 구비되는 제1 기판; 상기 시료를 가열하는 제2 기판; 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 제3 기판을 포함하되, 상기 제1 기판은, 상기 시료를 수용하는 챔버 및 상기 시료가 상기 챔버에 유입 가능하도록 구비되는 채널부를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, an integrated real-time PCR chip includes a first substrate provided to accommodate a sample; a second substrate for heating the sample; and a third substrate disposed between the first substrate and the second substrate, wherein the first substrate may include a chamber accommodating the sample and a channel portion provided to allow the sample to flow into the chamber. there is.
또한, 상기 챔버는, 하측 방향으로 향할수록 폭이 커지는 형상으로 형성되는 에어포켓 및 상기 에어포켓의 타단으로부터 타측을 향해 연장되되 상기 에어포켓의 단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성되는 증폭부를 포함하고, 상기 채널부는, 상측으로부터 시료가 유입되도록 상하 방향으로 연장되는 제1 채널 및 상기 제1 채널의 하부로부터 상측으로 절곡되어 상기 증폭부의 하부로 연장되는 제2 채널을 포함할 수 있다.In addition, the chamber includes an air pocket formed in a shape in which the width increases toward the lower direction and an amplification unit extending from the other end of the air pocket toward the other side but having a cross-sectional area larger than that of the air pocket, The channel unit may include a first channel extending upward and downward to introduce a sample from an upper side, and a second channel bent upward from a lower side of the first channel and extending to a lower side of the amplifying unit.
또한, 상기 채널부는, 상기 시료를 주입하기 위한 인렛 및 상기 시료를 배출하기 위한 아울렛을 포함하고, 상기 일체형 실시간 PCR 칩은, 상기 인렛 및 상기 아웃렛을 막아주도록 구비되는 일체형 덮개를 더 포함할 수 있다.In addition, the channel unit may include an inlet for injecting the sample and an outlet for discharging the sample, and the integrated real-time PCR chip may further include an integrated cover provided to block the inlet and the outlet. .
또한, 상기 시료는 상기 인렛 및 상기 제1 채널을 통해 유입되고, PCR이 완료된 이후 상기 에어포켓의 상부로 배출될 수 있다.In addition, the sample may be introduced through the inlet and the first channel, and may be discharged through the top of the air pocket after PCR is completed.
또한, 상기 일체형 실시간 PCR 칩은, 수직 상태에서 PCR이 수행될 수 있다.In addition, the integrated real-time PCR chip may perform PCR in a vertical state.
또한, 제2 기판은, 상기 시료를 가열하는 히터; 및 상기 시료의 온도를 측정하기 위한 온도측정부를 포함할 수 있다.In addition, the second substrate may include a heater for heating the sample; And it may include a temperature measuring unit for measuring the temperature of the sample.
또한, 제3 기판은, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되어 제1 기판 및 제2 기판이 서로 부착되도록 접착 부재로 구비될 수 있다.In addition, the third substrate may be provided as an adhesive member interposed between the first substrate and the second substrate so that the first substrate and the second substrate are attached to each other.
또한, 상기 일체형 실시간 PCR 칩은 상기 제1 기판 내지 상기 제3 기판을 수용하는 제4 기판을 더 포함하고, 상기 제4 기판은 하우징으로 구비될 수 있다.In addition, the integrated real-time PCR chip may further include a fourth substrate accommodating the first to third substrates, and the fourth substrate may be provided as a housing.
또한, 상기 제1 기판 및 상기 제4 기판은 서로 결합이 가능하도록 구비되며, 상기 일체형 실시간 PCR 칩이 일체형으로 구비될 수 있다.In addition, the first substrate and the fourth substrate may be coupled to each other, and the integrated real-time PCR chip may be integrally provided.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as intended to limit the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩이 서로 결합이 가능하도록 구비되는 제1 기판 및 제4 기판을 포함함으로써, 시료가 고온으로 인해 터지거나 새어 나가는 현상을 방지하여 더욱 안전하고 정확한 실험이 가능할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, the integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application includes a first substrate and a fourth substrate provided to be coupled to each other, so that the sample bursts or leaks due to high temperature By preventing this, safer and more accurate experiments may be possible.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 제1 기판이 시료를 수용하는 챔버 및 채널부를 포함함으로써, PCR 증폭 실험 시 일일이 테이프를 미세 유체 채널의 모양으로 펀칭하거나 잘라내는 제작 단계를 제거하여 보다 간단하고 저렴하게 제작할 수 있다.In addition, according to the above-described problem solving means of the present application, the first substrate includes a chamber and a channel portion for accommodating the sample, thereby eliminating the manufacturing step of punching or cutting the tape in the shape of a microfluidic channel during the PCR amplification experiment. It can be made simply and inexpensively.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 제1 기판의 챔버가 하측 방향으로 향할수록 폭이 커지는 형상으로 형성되는 에어포켓을 포함함으로써, PCR 중 발생되는 공기 방울을 별도의 공간에 수집하여 시료를 효율적으로 수용할 수 있으며, 시료의 분석 시 공기 방울에 의해 채널 내부 밝기가 저감되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the above-mentioned problem solving means of the present application, by including an air pocket formed in a shape in which the width increases as the chamber of the first substrate goes downward, air bubbles generated during PCR are collected in a separate space and sample can be efficiently accommodated, and it is possible to prevent reduction of internal brightness of the channel due to air bubbles during sample analysis.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 제1 기판에 인렛 및 아웃렛을 막아주도록 구비되는 일체형 덮개를 포함함으로써, PCR 증폭 실험 시 실험자의 편의성을 높이고 안정적으로 온도를 유지하여 핵산의 증폭을 검출할 수 있다.In addition, according to the above-mentioned problem solving means of the present application, by including an integral cover provided to block the inlet and outlet on the first substrate, the experimenter's convenience is increased during the PCR amplification experiment and the temperature is stably maintained to detect nucleic acid amplification. can do.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the effects described above, and other effects may exist.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 개략적인 구성도(사시도)이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 제1 기판의 개략적인 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 제1 기판의 챔버 및 채널부를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 7은본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 구현예를 예시적으로 설명하기 위한 분해 구성도이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 구현예를 예시적으로 설명하기 위한 조립 완성도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩을 이용한 PCR 증폭 실험 결과를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩을 이용한 PCR 증폭 전과 후의 형광 밝기 변화 사진을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic exploded perspective view of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application.
2 is a schematic configuration diagram (perspective view) of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application.
3 is a schematic diagram of a first substrate of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a schematic diagram for explaining a chamber and a channel portion of a first substrate of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a schematic diagram for explaining an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application.
6 is a schematic configuration diagram for explaining an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application.
7 is an exploded configuration diagram for illustratively explaining an implementation example of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application.
8 is an assembly completion diagram for illustratively explaining an embodiment of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present disclosure.
9 is a diagram schematically showing the results of PCR amplification experiments using an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application.
10 is a diagram schematically showing photographs of changes in fluorescence brightness before and after PCR amplification using an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice with reference to the accompanying drawings. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly describe the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element in between. do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is referred to as being “on,” “above,” “on top of,” “below,” “below,” or “below” another member, this means that a member is located in relation to another member. This includes not only the case of contact but also the case of another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본원은 중합 효소 연쇄 반응 칩(Polymerase Chain Reaction Chip, 이하 'PCR 칩'이라 함)에 있어서, 기존에 PCR 증폭 시 고온으로 인해 생기는 공기 방울을 제거하기 위한 에어포켓이 마련된 채널의 기능적 변경에 관한 것이다. 실험 시 시료가 유동적으로 흐르지 않고, 일단에 에어포켓이 마련된 채널에 시료가 담겨 있는 상태로 증폭이 진행된다. 채널 안에 공기방울을 시료가 담긴 에어포켓 내의 상단 부분으로 따로 모아 정확한 형광 측정이 가능하다.The present application relates to a functional change of a channel provided with an air pocket for removing air bubbles generated due to high temperature during PCR amplification in a Polymerase Chain Reaction Chip (hereinafter referred to as 'PCR chip'). . During the experiment, the sample does not flow fluidly, and amplification proceeds while the sample is contained in a channel with an air pocket at one end. Accurate fluorescence measurement is possible by separately collecting the air bubbles in the channel to the upper part of the air pocket containing the sample.
이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩(이하 '본 PCR 칩'이라 함)에 대해 설명한다.Hereinafter, an integrated real-time PCR chip (hereinafter referred to as 'this PCR chip') according to an embodiment of the present application will be described.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 개략적인 분해 사시도이며, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 개략적인 구성도(사시도)이고, 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 제1 기판의 개략적인 도면이다. 또한, 도 4는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 제1 기판의 챔버 및 채널부를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.1 is a schematic exploded perspective view of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application, FIG. 2 is a schematic configuration diagram (perspective view) of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application, and FIG. It is a schematic diagram of a first substrate of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment. 4 is a schematic diagram for explaining a chamber and a channel portion of a first substrate of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present disclosure.
예를 들어, 본원의 일 실시예에 따르면, 본 PCR 칩(1)은 인쇄 회로 기판 (PCB), 플라스틱 덮개, 플라스틱 하우징, 하우징과 PCB를 연결하는 투명한 양면 테이프로 구성된 4 층 구조로 되어있다. PCB(Printed Circuit Board)는 PCR 칩의 기본 재료이다. PCB(Printed Circuit Board)는 가열할 수 있는 히터 패턴을 포함할 수 있으며 아래쪽에 서미스터를 부착할 수 있다. PCB 및 플라스틱 덮개를 사용하여 본 PCR 칩(1)을 제작한 후 PCR 검사 및 겔 전기 영동 검사를 수행할 수 있다.For example, according to one embodiment of the present application, the
LED는 형광 양의 측정을 위한 조명으로 사용될 수 있다. 광택이 있는 녹색 PCB를 사용할 때 PCB는 빛을 반사하고 형광 밝기를 측정하고 분석하는 과정에서 잡음으로 작용하므로 전체 신호 대 잡음 비율이 감소한다. 따라서 이전의 광택이 있는 녹색 PCB를 무광 검정색 PCB로 교체하고 채널 부분 아래의 가열 패턴 부분에 하얀 실크 범례를 인쇄하여 PCR 과정을 수행하면서 실시간으로 변화 한 형광의 밝기를 쉽게 구별할 수 있다.LEDs can be used as illumination for measuring the amount of fluorescence. When using a glossy green PCB, the overall signal-to-noise ratio is reduced because the PCB reflects light and acts as noise in the process of measuring and analyzing fluorescence brightness. Therefore, by replacing the previous glossy green PCB with a matte black PCB and printing a white silk legend on the heating pattern part under the channel part, the brightness of the fluorescence changed in real time during the PCR process can be easily distinguished.
또한, 본원의 PCR은 본 PCR칩(1)을 수직으로 세워 수행될 수 있다. PCR칩(1)을 수직으로 세워 PCR을 수행하고, 공기 방울들을 모으는 공간(에어포켓(11a))을 따로 구비함으로써, 가열된 뜨거운 공기들이 위쪽으로 모여서 형광 밝기를 보다 효율적으로 측정할 수 있다.In addition, the PCR of the present application may be performed by standing the
또한, 본 PCR 칩(1)은 일체형으로 구비되어, 시료가 고온으로 인해 터지거나 새어 나가는 현상을 방지함으로써 더욱 안전하고 정확한 실험이 가능할 수 있다.In addition, the
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 PCR 칩(1)은 제1 기판(10), 제2 기판(20) 및 제3 기판(30)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 기판(10)은 시료를 수용하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 시료는 DNA를 합성하는 액체 시료일 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3 , the
예를 들어, 제1 기판(10, 하우징)은 플라스틱 재질로 이루어져 있으며 빛 반사를 차단하기 위해 검은색 무광으로 코팅 처리될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제1 기판(10)은 후술하는 챔버(11)가 구비된 부분에 대해서 광 투과 및 검출을 위해 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 투명한 재질은 광이 투과되는 어떠한 재질이든 무관하며, 유리 또는 합성 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 합성 수지는 투명 실리콘, 투명 오레탄, 투명 PVC, 투명 폴리프로필렌, 투명 폴리카보네이트 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.For example, the first substrate 10 (housing) is made of a plastic material and may be coated with a matte black coating to block light reflection. Also, for example, the
또한, 제1 기판(10)은 커버필름으로 마련될 수 있다. 커버 필름은 폴리카보네이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(10)은 500μm 두께의 폴리카보네이트 필름일 수 있다. 제1기판(10)은 500μm 두께의 폴리카보네이트 필름으로 구비함으로써, PCR시 고온의 조건에서 커버 필름이 팽창되는 것을 방지할 수 있다. 제1기판(10)이 폴리카보네이트로 마련됨으로써, 필름 표면에 손상이 가해지는 것을 최소화하여 필름의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 제1기판(10)을 폴리카보네이트 필름으로 구비함으로써, 형광 검추 시 조금 더 밝기의 변화를 뚜렷하게 관찰할 수 있다.In addition, the
또한, 제1 기판(10)은 DNA를 합성하는 시료를 수용하여 PCR을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(10)은 미세 유체 채널일 수 있다. 일예로, 제1 기판(10)은, 플라스틱 재질, 커버 필름, 투명한 재질, 실리콘 재질, 드라이 필름 레지스트(Dry FilmResist, DFR) 중 적어도 하나를 포함하도록 적층되어 형성될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. DFR은 열전도도가 실리콘에 비해 매우 낮으므로, 제1 기판(10)에 수용되는 시료의 보온에 우수한 성능을 나타낼 수 있다. 다른 일예로, 실리콘 재질에 대해서는 마스크 패턴을 이용한 식각 공정을 이용하여 제2 기판(20) 내부에 시료를 수용하는 공간을 형성할 수 있다. DFR에 대해서는 노광 공정과 현상 공정을 이용하여 시료를 수용하는 공간을 형성할 수 있다. 제1 기판(10)은 시료주입구(인렛(13a))로부터 유입된 시료를 수용하여 중합효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction, 이하, PCR이라함)을 수행할 수 있다.In addition, the
한편, PCR을 수행할 때 약 95도의 고온 구간에서 발생된 공기 방울이 채널중간에 위치하게 되면서 이미지의 형광 분석 시 공기 방울 부분의 그림자가 전반적인 밝기를 저하시킬 수 있다는 문제점이 존재한다. 또한, 공기 방울이 채널 내부에 수용되어 있는 시료를 밖으로 밀어냄으로써 다량의 시료가 손실될 수 있다는 문제점이 존재한다.On the other hand, when PCR is performed, air bubbles generated in a high-temperature section of about 95 degrees are located in the middle of the channel, and thus there is a problem that the shadow of the air bubble portion may decrease overall brightness during fluorescence analysis of the image. In addition, there is a problem that a large amount of the sample may be lost as air bubbles push the sample accommodated inside the channel to the outside.
이에 본원에서는, 제1 기판(10)은 시료를 주입하는 공간, 시료가 수용되는 공간, 고온의 공기 방울이 수집되는 공간을 포함할 수 있다. 달리 말해, 제1 기판(10)은 본 PCR 칩(1)을 수직으로 세워 PCR을 수행하였을 때 상부에 고온의 공기 방울이 수집될 수 있는 에어포켓(11a)을 구비할 수 있다. 형광 밝기를 측정하는데 고온으로 인한 공기 방울이 발생하는 것을 해결하기 위해 제1 기판(10)은 기존의 채널에 고깔 모양의 공간을 제작하여 변경된 U자형 미세 유체 채널을 포함할 수 있다. 또한, 제1 기판(10)은 에폭시 성분일 수 있다.Accordingly, in the present application, the
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 기판(10)은 챔버(11) 및 채널부(12)를 포함할 수 있다. 제1 기판(10)의 챔버(11)는 시료를 수용할 수 있으며, 챔버(11)는 에어포켓(11a) 및 증폭부(11b)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 , 3 and 4 , the
에어포켓(11a)은 하측 방향으로 향할수록 폭이 커지는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 에어포켓(11a)은 고깔의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 에어포켓(11a)의 폭은 채널부(12)의 폭보다 클 수 있다. 에어포켓(11a)의 부피가 커 PCR시 발생하는 다량의 공기를 충분히 수집할 수 있다. 에어포켓(11a)의 상부는 하부에 비해 상대적으로 좁은 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 에어포켓(11a)은 본 PCR 칩(1)을 수직으로 세워 PCR을 수행하였을 때 제1 기판(10, 채널)의 상부에 고온의 공기 방울이 수집될 수 있도록 마련된 영역일 수 있다. 제1 기판(10) 내부에 에어포켓(11a)을 구비함으로써, PCR 중 발생되는 공기 방울을 별도의 공간에 수집하고, 공기 방울에 의해 제1 기판(10, 채널) 내 시료가 손실되는 것을 원천적으로 방지함으로써 시료를 효율적으로 수용할 수 있다. 또한, 에어포켓(11a)을 구비함으로써 PCR 시스템으로 형광 검출 테스트를 진행할 경우, 핵산 증폭의 성공과 형광 밝기의 변화가 안정적인 것을 확인할 수 있으며, 실험 시간을 단축하고, 적은 소음으로 PCR을 수행할 수 있다.The air pocket (11a) may be formed in a shape in which the width increases toward the lower direction. For example, the
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 증폭부(11b)는 에어포켓(11a)의 타단으로부터 타측을 향해 연장되되 에어포켓(11a)의 단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 증폭부(11b)는 채널부(12)로부터 공급되는 시약을 구비하는 영역을 의미할 수 있다. 또한, 증폭부(11b)는 PCR을 수행하는 과정에서 형광 밝기를 비교하기 위해 촬영되는 영역일 수 있다. 예시적으로, 도 3을 참조하면, 증폭부(11b)는 시약이 담겨 있는 공간을 의미할 수 있다. 증폭부(11b)는 조사된 광으로부터 반사된 광을 전압으로 산출하여 증폭부(11b)내 시료의 형광 밝기를 검출하여 DNA 증폭을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 3 and 4 , the amplifying
채널부(12)는 시료가 챔버(11)에 유입 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 채널부(12)는 증폭부(11b)에 시약(시료)를 채우기 위한 통로일 수 있다. 채널부(12)는 상측으로부터 시료가 유입되도록 상하 방향으로 연장되는 제1 채널(12a)을 포함할 수 있다. 또한, 채널부(12)는 제1 채널(12a)의 하부로부터 상측으로 절곡되어 증폭부(11b)의 하부로 연장되는 제2 채널(12b)을 포함할 수 있다. 채널부(12)는 시료를 주입하기 위한 인렛(13a) 및 시료를 배출하기 위한 아울렛(13b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시료는 인렛(13a)으로부터 유입(주입)되며 제1 채널(12a)의 상단부가 인렛(13a)으로부터 주입되는 시료를 제공받을 수 있으며, 제2 채널(12b)은 제1 채널(12a)을 따라 이동되는 시료를 증폭부(11b)의 내부로 이동시킬 수 있는 통로 역할을 할 수 있다. 또한, PCR이 완료된 이후 에어포켓(11a)의 상부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 에어포켓(11a)의 상부에는 아웃렛(13b)이 형성될 수 있다. 대부분의 PCR 실험에서 채널부(12)에는 공기 방울이 생기지 않으며, 생긴다 해도 증폭 시 사라지거나 챔버로 이동한다.The
예시적으로, 도 4를 참조하면, 제1 채널(12a)을 통해 시료가 공급되어 모세관 현상에 의해 제1 채널(12a) 및 제2 채널(12b)의 곡면을 따라 증폭부(11b)의 내부에 시료가 채워지며, PCR 수행 시 발생하는 공기는 즉시 에어포켓(11a)으로 배출되어, 증폭부(11b)에 공기 방울의 그림자가 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.Illustratively, referring to FIG. 4 , a sample is supplied through the
또한, 제1 기판(10)에 에어포켓(11a)을 포함함으로써, PCR 중 발생되는 공기 방울을 별도의 공간에 수집하고, 고이 방울에 의해 증폭부(11b) 내 시료가 손실되는 것을 원천적으로 방지함으로써 시료를 효율적으로 수용할 수 있다.In addition, by including
도 1을 참조하면, 본 PCR 칩(1)은 인렛(13a) 및 아웃렛(13b)을 막아주도록 구비되는 일체형 덮개(50)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일체형 덮개(50)는 액체 시료를 주입하고 회수하기 위한 채널부(12)의 인렛(13a)과 아웃렛(13b) 구멍을 막기 위해 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩을 설명하기 위한 개략적인 도면이며, 도 6은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.5 is a schematic diagram for explaining an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application, and FIG. 6 is a schematic configuration diagram for explaining an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application.
한편, 본 PCR 칩(1)의 제2 기판(20)은 시료를 가열할 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(20)은 PCB 기판으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(20)은 무광의 검정 PCB 기판으로 마련될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 기판(20)은 0.2T - 200μm 두께로 형성될 수 있다. 제2 기판(20)을 무광의 검정 PCB로 마련함으로써, PCB에 의한 반사율을 최소화하고 반사된 빛이 노이즈로 작용하는 것을 방지하여 전체 신호 대비 잡음이 발생되는 비율을 감소시킬 수 있다. Meanwhile, the
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 기판(20)은 시료를 가열하는 히터(21) 및 시료의 온도를 측정하기 위한 온도측정부를 포함할 수 있다. 히터(21)는 시료를 가열할 수 있다. 히터(21)는 증폭부(11b)에 구비된 시료를 가열하여 PCR 반응이 수행되도록 할 수 있다. 예를 들어, 히터(21)는 서머플레이트일 수 있다. 서머플레이트는 백금(Pt), 은(Ag) 등으로 구성하거나 전도성 물질, 예를 들어, 백금(Pt), 은(Ag), 티타늄(Titanium, Ti) 등을 스퍼터링(Sputtering)에 의하여 코팅하여 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 , the
또한, 온도측정부는 서모커플일 수 있다. 온도측정부는 제1 채널(10)의 증폭부(11b) 내부의 시약 온도를 측정을 위해 가는 서머 커플 선으로 구비될 수 있다. 온도측정부는 시료와 칩의 온도를 측정하고, 측정한 시료 내부 온도와 칩의 온도를 비교하여 시료의 내부 온도를 칩의 목표 온도에 도달시키기 위해 온도를 보정시킬 수 있다. 일예로, 온도측정부에서 측정된 온도에 기반하여, 히터(21)의 구동을 제어할 수 있다.Also, the temperature measuring unit may be a thermocouple. The temperature measurement unit may be provided as a thin thermal couple line to measure the temperature of the reagent inside the
또한, 제2 기판(20)은 히터패턴을 포함할 수 있다. 히터패턴은 가열을 위해 구비된 영역일 수 있다. 히터패턴은 제1 기판(10)에 포함된 증폭부(11b)의 영역에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 예시적으로, 제1 기판(10)의 하단 부에 가열 패턴 부분에 주석 범례를 인쇄한 히터패턴을 구비함으로써, PCR 과정을 수행하면서 실시간으로 변화한 형광의 밝기를 쉽게 구별할 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니며, 히터패턴은 하얀 실크 범례를 인쇄하여 구비될 수 있다.Also, the
또한, 예를 들어, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 기판(20)은 히터(21) 및 온도측정부의 제어를 위한 제어부와의 연결이 가능하도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 제어부는 증폭부(11b) 내부의 시료를 가열하기 위하여 히터(21)를 조절하거나 온도측정부를 통해 측정된 온도를 판단할 수 있다.Also, for example, referring to FIGS. 5 and 6 , the
도 7은본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 구현예를 예시적으로 설명하기 위한 분해 구성도이며, 도 8은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩의 구현예를 예시적으로 설명하기 위한 조립 완성도이다.7 is an exploded configuration diagram for exemplarily explaining an implementation example of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application, and FIG. 8 is an example of an implementation example of an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application. It is an assembly completeness for explanation.
도 1 및 도 7을 참조하면, 제3 기판(30)은 제1 기판(10) 및 제2 기판(20) 사이에 배치될 수 있다. 제3 기판(30)은 제1 기판(10) 및 제2 기판(20) 사이에 개재되어 제1 기판(10) 및 제2 기판(20)이 서로 부착되도록 접착 부재로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제3 기판(30)은 바이오 실험 전용 테이프를 포함하는 접착 부재로 구비될 수 있으며, 더욱 자세하게 투명 양면 테이프로 구비될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 7 , a
또한, 도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 PCR 칩(1)은 제4 기판(40)을 포함할 수 있다. 제4 기판(40)은 제1 기판(10) 내지 제3 기판(30)을 수용할 수 있으며, 하우징으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제4 기판(40)은 플라스틱 재질로 이루어져 있으며 빛 반사를 차단하기 위해 검은색 무광으로 코팅 처리될 수 있다. Also, referring to FIGS. 1 , 7 and 8 , the
도 1, 도 2 및 도 8을 참조하면, 제1 기판(10) 및 제4 기판(40)은 서로 결합이 가능하도록 구비될 수 있으며, 이에 따라, 본 PCR 칩(1)은 일체형으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(10) 및 제4 기판(40)은 후크 방식을 사용하여 결착(결합)될 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2 and 8, the
본 PCR 칩(1)은, 기존에 테이프를 사용하여 증폭부 및 채널부를 제작하여 접착하던 방식 대신, 플라스틱 소재의 제1 기판(10, 하우징)에 증폭부(11b)와 채널부(12)를 포함시켜 PCR 증폭 실험 시 일일이 테이프를 미세 유체 채널의 모양으로 펀칭하거나 잘라내는 제작 단계를 제거하여 보다 간단하고 저렴하게 제작할 수 있다.In this PCR chip (1), the amplification part (11b) and the channel part (12) are attached to the first substrate (10, housing) made of plastic instead of the existing method of manufacturing and attaching the amplification part and the channel part using tape. By including it, it can be manufactured more simply and inexpensively by eliminating the manufacturing step of punching or cutting the tape into the shape of a microfluidic channel during PCR amplification experiments.
또한, 본 PCR 칩(1)은 기존에 다수의 테이프를 사용하여 접착하는 방식을 벗어나 증폭부(11b)와 채널부(12)를 포함하는 플라스틱 소재의 제1 기판(10)과 제4 기판(40)에 후크 방식을 사용하여 결착하기 때문에 액체 시료가 고온으로 인해 터지거나 새어 나가는 현상을 방지할 수 있다.In addition, this
또한, 본 PCR 칩(1)은 제1 기판(10)에 인렛(13a) 및 아웃렛(13b) 부분을 덮는 일체형 덮개(50)를 포함하여 PCR 증폭 실험 시 실험자의 편의성을 높이고 안정적으로 온도를 유지하여 핵산의 증폭을 검출할 수 있다.In addition, the
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩을 이용한 PCR 증폭 실험 결과를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 10은 본원의 일 실시예에 따른 일체형 실시간 PCR 칩을 이용한 PCR 증폭 전과 후의 형광 밝기 변화 사진을 개략적으로 나타낸 도면이다.9 is a diagram schematically illustrating PCR amplification test results using an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application, and FIG. 10 is a fluorescence brightness change before and after PCR amplification using an integrated real-time PCR chip according to an embodiment of the present application. It is a schematic representation of the picture.
예시적으로, PCR 증폭 실험 결과는 실험 데이터(형광 사진)을 IMAGE J라는 프로그램을 사용하여 밝기를 수치화하여 엑셀 프로그램을 통해 그래프로 변환할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 본 PCR 칩(1)을 이용한 PCR 증폭 실험 결과는 모든 실험에서 안정적인 결과를 나타낼 수 있다.Illustratively, the results of PCR amplification experiments can be converted into graphs through an Excel program by quantifying the brightness of experimental data (fluorescent photographs) using a program called IMAGE J. For example, referring to FIG. 9 , the results of PCR amplification experiments using the
또한, 도 10을 참고하면, 본 PCR 칩(1)을 이용한 PCR 증폭 실험 진행 시 공기 방울이 미세 유체 채널 안에 거의 없는 것을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIG. 10, it can be confirmed that there are almost no air bubbles in the microfluidic channel during the PCR amplification experiment using the present PCR chip (1).
본원의 다른 일 실시예에 따르면, 본 PCR 칩(1)은 PCR 칩 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. PCR 칩 제어 시스템은 기본적으로 생화학적인 기능과 사용자 인터페이스기능의 두 가지 범주의 기능을 담당한다. 생화학적 기능은 PCR 프로토콜을 구동하고 PCR 프로토콜에서 설정된 온도에 따라서 칩의 온도를 제어할 수 있다. 또한, 본 PCR 칩(1)은 PCR 프로토콜에 의해 제어될 수 있다. PCR 프로토콜은 지정된 온도에서 지정된 시간 동안 작동하도록 미리 설정될 수 있다. 본 PCR 칩(1)의 가열 및 냉각은 서미스터(thermistor)를 이용하여 온도 감지를 수행하고, 히터 및 팬에 의해 가열 및 냉각되도록 설계될 수 있다. PCR 프로토콜은 시스템에서 일정시간 동안, 특정 온도를 유지하도록 지시하는 일련의 동작으로 본 PCR 칩(1)을 제어할 수 있다. 실시간 PCR 시스템에서 히터나 팬을 구동한 후에 설정된 온도에 따라 칩을 가열하거나 냉각하는 동작을 수행하고, 이후에 처리해야 할 프로세스를 결정할 수 있다. 또한, PCR 칩 제어 시스템은 온도 제어를 위한 프로세스를 처리하는 생화학적 기능 외에 파일 관리 및 편집 등의 기능을 포함한 사용자를 위한 사용자 인터페이스 기능(User Interface function)을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present application, the
본 PCR칩(1)의 온도는 약 10℃/s의 속도로 증가 또는 감소할 수 있다. PCR 프로토콜을 수행하기 위한 온도 제어 설정은 ±0.5℃의 오차 범위 내에 설정될 수 있다. 또한, PCR 프로토콜은 온도 오차를 제어하기 위해 처리 시간을 미리 설정된 시간(예를 들어, 50ms) 보다 짧게 처리를 수행할 수 있다. 실시간으로 작업을 처리하고, 기한에 맞춰야 하는 기능적인 구분의 표준 기준으로 보았을 때, PCR 프로토콜(미도시)에서 72 ℃에서 95℃로 가열하는 2번째 프로토콜 단계를 반복하여 진행하므로 기준에 위배되지 않고 호스트 PC에서 PCR 프로토콜 프로세스를 수행할 수 있다.The temperature of the
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present application.
1: 일체형 실시간 PCR 칩
10: 제1 기판
11: 챔버
11a: 에어포켓
11b: 증폭부
12: 채널부
12a: 제1 채널
12b: 제2 채널
13a: 인렛
13b: 아웃렛
20: 제2 기판
21: 히터
30: 제3 기판
40: 제4 기판
50: 일체형 덮개1: All-in-one real-time PCR chip
10: first substrate
11: chamber
11a: air pocket
11b: amplification unit
12: channel unit
12a: first channel
12b: second channel
13a: inlet
13b: Outlet
20: second substrate
21: heater
30: third substrate
40: fourth substrate
50: integral cover
Claims (9)
시료를 수용하도록 구비되는 제1 기판;
상기 시료를 가열하는 제2 기판;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 제3 기판을 포함하되,
상기 제1 기판은,
상기 시료를 수용하는 챔버 및 상기 시료가 상기 챔버에 유입 가능하도록 구비되는 채널부를 포함하는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩.In the PCR chip,
a first substrate provided to accommodate a sample;
a second substrate for heating the sample;
A third substrate disposed between the first substrate and the second substrate,
The first substrate,
The integrated real-time PCR chip comprising a chamber for accommodating the sample and a channel unit provided so that the sample can flow into the chamber.
상기 챔버는, 하측 방향으로 향할수록 폭이 커지는 형상으로 형성되는 에어포켓 및 상기 에어포켓의 타단으로부터 타측을 향해 연장되되 상기 에어포켓의 단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성되는 증폭부를 포함하고,
상기 채널부는, 상측으로부터 시료가 유입되도록 상하 방향으로 연장되는 제1 채널 및 상기 제1 채널의 하부로부터 상측으로 절곡되어 상기 증폭부의 하부로 연장되는 제2 채널을 포함하는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩According to claim 1,
The chamber includes an air pocket formed in a shape in which the width increases toward the lower direction and an amplification part extending from the other end of the air pocket toward the other side and having a cross-sectional area larger than that of the air pocket,
The channel unit includes a first channel extending upward and downward to allow the sample to flow in from the upper side, and a second channel bent upward from the lower side of the first channel and extending to the lower portion of the amplification unit.
상기 채널부는,
상기 시료를 주입하기 위한 인렛 및 상기 시료를 배출하기 위한 아울렛을 포함하고,
상기 일체형 실시간 PCR 칩은,
상기 인렛 및 상기 아웃렛을 막아주도록 구비되는 일체형 덮개를 더 포함하는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩.According to claim 2,
The channel part,
Including an inlet for injecting the sample and an outlet for discharging the sample,
The integrated real-time PCR chip,
The integral real-time PCR chip further comprising an integral cover provided to block the inlet and the outlet.
상기 시료는 상기 인렛 및 상기 제1 채널을 통해 유입되고, PCR이 완료된 이후 상기 에어포켓의 상부로 배출되는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩According to claim 3,
The sample is introduced through the inlet and the first channel and discharged through the upper part of the air pocket after PCR is completed, an integrated real-time PCR chip.
상기 일체형 실시간 PCR 칩은, 수직 상태에서 PCR이 수행되는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩.According to claim 1,
The integral real-time PCR chip is an integral real-time PCR chip in which PCR is performed in a vertical state.
제2 기판은,
상기 시료를 가열하는 히터; 및
상기 시료의 온도를 측정하기 위한 온도측정부를 포함하는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩According to claim 1,
The second substrate,
a heater for heating the sample; and
All-in-one real-time PCR chip comprising a temperature measuring unit for measuring the temperature of the sample
제3 기판은,
제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되어 제1 기판 및 제2 기판이 서로 부착되도록 접착 부재로 구비되는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩.According to claim 1,
The third substrate,
An integrated real-time PCR chip interposed between the first substrate and the second substrate and provided as an adhesive member so that the first substrate and the second substrate are attached to each other.
상기 일체형 실시간 PCR 칩은 상기 제1 기판 내지 상기 제3 기판을 수용하는 제4 기판을 더 포함하고,
상기 제4 기판은 하우징으로 구비되는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩.According to claim 1,
The integrated real-time PCR chip further includes a fourth substrate accommodating the first to third substrates,
The fourth substrate is provided as a housing, integrated real-time PCR chip.
상기 제1 기판 및 상기 제4 기판은 서로 결합이 가능하도록 구비되며,
상기 일체형 실시간 PCR 칩이 일체형으로 구비되는 것인, 일체형 실시간 PCR 칩.According to claim 8,
The first substrate and the fourth substrate are provided to be coupled to each other,
The integral real-time PCR chip, wherein the integral real-time PCR chip is provided integrally.
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