KR20230058722A - Nucleic acid reaction chamber, nucleic acid reaction method using the same, and sample processing cartridge including the same - Google Patents
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- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
Abstract
본 발명은 핵산 반응 챔버에 관한 것으로서, 제 1 유로, 제 2 유로를 포함하는 유로 및 샘플영역을 포함한 몸체부를 포함하며, 상기 샘플영역은 상기 제 1 유로와 제 2 유로의 하부와 개별적으로 연결되며, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 외부와 연통된 핵산 반응 챔버를 제공한다. 본 발명에 의하면 샘플용액의 적은 용량 및 반응혼합물의 점성에도 불구하고 샘플용액 및 반응혼합물의 혼합을 균일하게 수행할 수 있고 검출결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a nucleic acid reaction chamber, comprising a flow path including a first flow path and a second flow path, and a body including a sample area, wherein the sample area is individually connected to lower portions of the first flow path and the second flow path, , The first flow passage and the second flow passage respectively provide a nucleic acid reaction chamber in communication with the outside. According to the present invention, despite the small volume of the sample solution and the viscosity of the reaction mixture, the sample solution and the reaction mixture can be uniformly mixed and the reliability of the detection result can be improved.
Description
본 발명은 핵산 반응 챔버, 이를 이용한 핵산 반응 방법 및 이를 포함하는 샘플 처리용 카트리지에 관한 것이다.The present invention relates to a nucleic acid reaction chamber, a nucleic acid reaction method using the same, and a sample processing cartridge including the same.
현대인의 건강에 대한 관심이 높아지고, 기대 수명이 연장되면서, 병원균의 정확한 분석 및 환자의 유전자 분석 등 핵산 기반의 체외 분자 진단에 대한 중요성이 높아지고 있으며, 그 수요가 증가하고 있는 실정이다.As interest in modern people's health increases and life expectancy increases, the importance of nucleic acid-based in vitro molecular diagnosis, such as accurate analysis of pathogens and gene analysis of patients, is increasing, and the demand is increasing.
핵산 기반의 분자진단은 검체 샘플로부터 핵산을 추출 한 후, 추출된 핵산 중 타겟 핵산의 존재 유부를 확인하는 방식으로 이루어진다. 샘플로부터 핵산을 추출하는 샘플 처리 공정은 샘플과 각종 시약의 순차적 혼합, 핵산을 제외한 잔여물을 제거하는 과정을 포함한다. 이와 같은 샘플 처리 공정은 소량의 용액을 정교하게 처리하여야 하므로 대부분 실험자에 의하여 수동으로 진행되거나, 정교한 컨트롤이 가능한 Liquid handling 장비에 의하여 이루어졌다. 기존의 Liquid handling 장비는 장치 자체의 비용이 높고, 전문 인력이 필요한 문제점이 있다. 또한 대량의 샘플을 동시에 처리하는 시스템이므로 시간당 샘플 발생수가 적은 경우 샘플 채취에서 검사 결과가 확정까지 오랜 시간이 소요되므로, 처리해야 할 샘플의 수가 적은 지역 병원, 의원 등에서 사용하기에는 부적절하다.Nucleic acid-based molecular diagnosis is performed by extracting nucleic acids from a specimen sample and then confirming the presence or absence of a target nucleic acid in the extracted nucleic acids. A sample treatment process of extracting nucleic acids from a sample includes sequentially mixing the sample and various reagents and removing residues other than nucleic acids. Since such a sample handling process requires precise handling of a small amount of solution, most of the samples were performed manually by the experimenter or by liquid handling equipment capable of precise control. Existing liquid handling equipment has problems in that the cost of the device itself is high and that specialized personnel are required. In addition, since it is a system that simultaneously processes a large amount of samples, it takes a long time from sample collection to test result confirmation when the number of samples generated per hour is small, so it is not suitable for use in local hospitals or clinics with a small number of samples to be processed.
핵산 검출용 POC시스템은 샘플로부터 추출 및 핵산 검출을 하나의 카트리지에서 one-step으로 처리한다. POC 시스템은 샘플의 채취 즉시 샘플 처리 프로세스를 진행할 수 있게 디자인되므로, 지역 의료 현장에서 강점을 가진다. 이러한 POC기반의 추출 공정 및 핵산 검출 공정은 복수의 샘플 처리 챔버 및 핵산 반응 챔버에 샘플이 차례로 이동하며 이루어진다. 챔버 간 샘플 또는 이의 처리물의 이동은 챔버 간 유로를 형성하고 밸브로 제어하는 방식 및 이액수단에 의하여 챔버 간 용액을 이동시키는 방식이 있다. 핵산 검출용 POC 시스템에 사용되는 카트리지는 핵산을 추출하는 샘플 처리 공정을 수행하기 위한 추출 챔버뿐만 아니라 추출된 핵산의 증폭 반응 및 타겟 핵산을 검출하는 광학 측정이 수행되는 핵산 반응 챔버를 포함한다.The POC system for nucleic acid detection handles extraction and nucleic acid detection from samples in one-step process with one cartridge. The POC system has advantages in local medical settings because it is designed to allow the sample handling process to proceed immediately upon collection of the sample. Such a POC-based extraction process and nucleic acid detection process are performed by sequentially moving samples through a plurality of sample processing chambers and nucleic acid reaction chambers. The movement of the sample or its processed material between the chambers includes a method of forming a flow path between the chambers and controlling it with a valve, and a method of moving the solution between the chambers by a lyotropic means. A cartridge used in a POC system for detecting nucleic acids includes an extraction chamber for performing a sample processing process for extracting nucleic acids as well as a nucleic acid reaction chamber for performing an amplification reaction of the extracted nucleic acids and optical measurement for detecting target nucleic acids.
중합효소 연쇄반응(Polymerase chain reaction: PCR)으로 공지된 핵산 증폭 반응은 이중가닥 DNA의 변성, DNA 주형에로의 올리고뉴클레오타이드 프라이머의 어닐링 및 DNA 중합효소에 의한 프라이머 연장의 반복된 사이클 과정을 포함한다(Mullis 등, 미국 특허 제4,683,195호, 제4,683,202호 및 제4,800,159호; Saiki et al., (1985) Science 230, 1350-1354).A nucleic acid amplification reaction known as the polymerase chain reaction (PCR) involves a repeated cycle of denaturation of double-stranded DNA, annealing of an oligonucleotide primer to a DNA template, and extension of the primer by DNA polymerase. (Mullis et al., US Pat. Nos. 4,683,195, 4,683,202 and 4,800,159; Saiki et al., (1985) Science 230, 1350-1354).
추출된 핵산이 포함된 샘플 용액은 증폭 반응의 수행을 위해 dNTP 등을 포함하는 반응혼합물과 혼합되며, 혼합된 용액은 소정의 시퀀스에 따라 온도가 변화되며 증폭 반응이 수행된다. DNA의 변성은 약 95℃에서 진행되고, 프라이머의 어닐링 및 연장은 95℃보다 낮은 온도인 55℃ 내지 75℃에서 진행된다. 이때 변성, 어닐링, 연장의 각 단계를 위한 온도 및 반응 시간은 각 샘플, 분석 대상 핵산 및 분석을 위하여 사용되는 프라이머, 프로브 등 올리고의 서열 등에 따라 각각 다르게 설정하여야 한다. 이러한 방식에서는 샘플용액 및 반응혼합물이 dNTP, 효소, 버퍼 등 여러가지 물질을 포함하여 점성이 있으며, 특히 소량의 용액으로 증폭 반응을 수행하는 POC 시스템의 특성상 샘플용액과 반응혼합물이 균일하게 혼합되기 어렵고, 샘플용액 및 반응혼합물이 균일하게 혼합되지 않으면 증폭반응에 의해 타겟 핵산을 검출하기 어려운 문제가 있다. 또한, 소량의 용액으로 증폭반응을 수행하므로 혼합용액의 증발이 조금이라도 발생하는 경우 검출 결과에 치명적인 오류를 야기하는 문제가 있다.The sample solution containing the extracted nucleic acid is mixed with a reaction mixture containing dNTPs to perform an amplification reaction, and the temperature of the mixed solution is changed according to a predetermined sequence to perform an amplification reaction. DNA denaturation is performed at about 95°C, and primer annealing and extension are performed at 55°C to 75°C, which is lower than 95°C. At this time, the temperature and reaction time for each step of denaturation, annealing, and extension should be set differently depending on the sequence of oligos such as primers and probes used for each sample, nucleic acid to be analyzed, and analysis. In this method, the sample solution and reaction mixture are viscous, including various substances such as dNTPs, enzymes, and buffers. If the sample solution and the reaction mixture are not uniformly mixed, it is difficult to detect the target nucleic acid by the amplification reaction. In addition, since the amplification reaction is performed with a small amount of solution, even a slight evaporation of the mixed solution causes a fatal error in the detection result.
따라서, 샘플용액과 반응혼합물을 균일하게 혼합할 수 있고 증폭반응 중 혼합용액의 증발을 방지할 수 있는 핵산 반응 챔버 및 핵산 반응 방법의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a nucleic acid reaction chamber and a nucleic acid reaction method capable of uniformly mixing the sample solution and the reaction mixture and preventing evaporation of the mixed solution during the amplification reaction.
전술한 배경에서, 본 발명자들은 추출된 핵산이 포함된 샘플 용액 및 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 반응혼합물을 균일하게 혼합할 수 있는 핵산 반응 챔버 및 핵산 반응 방법을 개발하고자 노력하였다. 또한 핵산 증폭 반응 중 혼합용액의 증발을 방지할 수 있는 핵산 반응 챔버 및 핵산 반응 방법을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 제 1 유로, 제 2 유로를 포함하는 유로 및 샘플영역을 포함한 몸체부를 포함하며, 상기 샘플영역은 상기 제 1 유로와 제 2 유로의 하부와 개별적으로 연결되며, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 외부와 연통된 핵산 반응 챔버, 이를 포함하는 샘플 분석용 카트리지 및 이를 이용하는 핵산 반응 방법을 개발하였다.Against the above background, the present inventors have tried to develop a nucleic acid reaction chamber and a nucleic acid reaction method capable of uniformly mixing a sample solution containing extracted nucleic acid and a reaction mixture for performing a nucleic acid amplification reaction. In addition, efforts have been made to develop a nucleic acid reaction chamber and a nucleic acid reaction method capable of preventing evaporation of a mixed solution during a nucleic acid amplification reaction. As a result, the present inventors include a body portion including a flow path including a first flow path and a second flow path and a sample area, wherein the sample area is individually connected to lower portions of the first flow path and the second flow path, and the first flow path A nucleic acid reaction chamber in communication with the outside of the passage and the second passage, respectively, a cartridge for sample analysis including the same, and a nucleic acid reaction method using the same have been developed.
따라서, 본 발명의 목적은 제 1 유로, 제 2 유로를 포함하는 유로 및 샘플영역을 포함한 몸체부를 포함하며, 상기 샘플영역은 상기 제 1 유로와 제 2 유로의 하부와 개별적으로 연결되며, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 외부와 연통된 핵산 반응 챔버를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention includes a body portion including a flow path including a first flow path and a second flow path and a sample area, wherein the sample area is individually connected to lower portions of the first flow path and the second flow path, The first flow path and the second flow path each provide a nucleic acid reaction chamber communicating with the outside.
또한, 본 발명의 목적은 상기 핵산 반응 챔버를 포함하는 샘플 분석용 카트리지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cartridge for sample analysis including the nucleic acid reaction chamber.
또한, 본 발명의 목적은 상기 핵산 반응 챔버를 이용하는 핵산 반응 방법을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a nucleic acid reaction method using the nucleic acid reaction chamber.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 구현예, 청구범위 및 도면에 의하여 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent with the following embodiments, claims and drawings.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 유로, 제 2 유로를 포함하는 유로 및 샘플영역을 포함한 몸체부를 포함하며, 상기 샘플영역은 상기 제 1 유로와 제 2 유로의 하부와 개별적으로 연결되며, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 외부와 연통된 핵산 반응 챔버를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a body portion including a flow path including a first flow path and a second flow path and a sample area, wherein the sample area is individually connected to lower portions of the first flow path and the second flow path. And, the first flow path and the second flow path each provide a nucleic acid reaction chamber in communication with the outside.
또한, 본 발명은 상기 핵산 반응 챔버를 포함하는 샘플 처리용 카트리지를 제공한다.In addition, the present invention provides a cartridge for sample processing including the nucleic acid reaction chamber.
또한, 본 발명은 상기 핵산 반응 챔버를 이용하는 핵산 반응 방법으로서, 상기 유로를 통해 샘플용액을 주입하는 주입단계, 상기 핵산 반응 챔버 내 존재하는 반응혼합물과 상기 샘플용액을 혼합하여 혼합용액을 형성하는 혼합단계, 상기 혼합용액의 상측에 수불혼화성 물질의 액상층을 형성하는 커버링단계, 상기 샘플영역의 온도를 조절하여 핵산 반응을 실시하는 핵산 반응 단계를 포함하는 핵산 반응 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a nucleic acid reaction method using the nucleic acid reaction chamber, including an injection step of injecting a sample solution through the flow path, mixing the reaction mixture present in the nucleic acid reaction chamber and the sample solution to form a mixed solution. It provides a nucleic acid reaction method comprising the steps of forming a liquid layer of a water-immiscible substance on the upper side of the mixed solution, and performing a nucleic acid reaction by adjusting the temperature of the sample area.
본 발명에 의하면 샘플용액의 적은 용량 및 반응혼합물의 점성에도 불구하고 샘플용액 및 반응혼합물의 혼합을 균일하게 수행할 수 있고 검출결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, despite the small volume of the sample solution and the viscosity of the reaction mixture, the sample solution and the reaction mixture can be uniformly mixed and the reliability of the detection result can be improved.
또한, 본 발명에 의하면 핵산 증폭 반응 중 고온에 의해 샘플용액 및 반응혼합물의 혼합용액에서 증발이 발생하는 것을 방지할 수 있어 검출결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent evaporation from occurring in the mixed solution of the sample solution and the reaction mixture due to high temperature during the nucleic acid amplification reaction, thereby improving the accuracy of the detection result.
또한, 본 발명에 의하면 핵산 증폭 반응 중 상기 혼합용액을 용이하게 가열하거나 냉각할 수 있으며, 광학 모듈의 형광을 이용한 타겟 핵산 검출을 원활하게 수행할 수 있다.In addition, according to the present invention, the mixed solution can be easily heated or cooled during the nucleic acid amplification reaction, and the target nucleic acid can be smoothly detected using the fluorescence of the optical module.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 핵산 반응 챔버의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 핵산 반응 챔버의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 핵산 반응 챔버의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 핵산 반응 단계에 따른 핵산 반응 챔버의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 핵산 반응 챔버의 일부에 대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 분석용 카트리지의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 핵산 반응 방법의 순서도이다.1 is a perspective view of a nucleic acid reaction chamber according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a nucleic acid reaction chamber according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a nucleic acid reaction chamber according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view of a nucleic acid reaction chamber according to a nucleic acid reaction step according to an embodiment of the present invention.
5 is a view of a portion of a nucleic acid reaction chamber according to an embodiment of the present invention.
6 is a side view of a cartridge for sample analysis according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a nucleic acid reaction method according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for explaining the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is directly connected or connectable to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 제 1 유로, 제 2 유로를 포함하는 유로 및 샘플영역을 포함한 몸체부를 포함하며, 상기 샘플영역은 상기 제 1 유로와 제 2 유로의 하부와 개별적으로 연결되며, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로는 각각 외부와 연통된 핵산 반응 챔버를 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention includes a body portion including a flow path including a first flow path and a second flow path and a sample area, wherein the sample area is individually connected to lower portions of the first flow path and the second flow path And, the first flow path and the second flow path each provide a nucleic acid reaction chamber in communication with the outside.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 핵산 반응 챔버의 정면도이다.1 is a front view of a nucleic acid reaction chamber according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 용어 샘플은 생물학적 샘플 (예를 들어, 세포, 조직 및 생물학적 소스에서 나온 유체) 및 비생물학적 샘플 (예를 들어, 음식, 물 및 토양)을 포함할 수 있다. 상기 생물학적 샘플은 바이러스, 세균, 조직, 세포, 혈액 (예를 들어 전혈, 혈장 및 혈청), 림프, 골수액, 타액, 객담(sputum), 스왑(swab), 흡인액(aspiration), 젖, 소변, 분변, 안구액, 정액, 뇌 추출물, 척수액, 관절액, 흉선액, 기관지 세척액, 복수 및 양막액일 수 있다. 또한, 샘플은 생물학적 공급원으로부터 단리된 자연 핵산 분자 및 합성 핵산 분자를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 의하면, 상기 샘플은 물, 탈 이온수, 식염수, pH 완충액, 산성 용액, 염기성 용액과 같은 추가 물질을 포함할 수 있다.The term sample herein may include biological samples (eg, cells, tissues, and fluids from biological sources) and non-biological samples (eg, food, water, and soil). The biological sample may be virus, bacteria, tissue, cell, blood (eg whole blood, plasma and serum), lymph, bone marrow fluid, saliva, sputum, swab, aspiration, milk, urine , feces, ocular fluid, semen, brain extract, spinal fluid, joint fluid, thymus fluid, bronchial lavage fluid, ascites fluid, and amniotic fluid. A sample may also include natural and synthetic nucleic acid molecules isolated from biological sources. According to one embodiment of the present invention, the sample may include an additional substance such as water, deionized water, saline solution, pH buffer, acidic solution, or basic solution.
샘플 처리(processing)란 일차적으로 상기 샘플로부터 분석대상 물질을 분리하여 검출 반응이 가능한 상태의 물질을 수득하는 일련의 과정을 의미한다. 상기 샘플 처리란 검출 반응이 가능한 상태의 물질로부터 타겟 분석물질을 검출하는 과정을 추가로 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 상기 분석대상 물질은 예를 들어 핵산일 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플 처리는 핵산 추출 과정일 수 있다.Sample processing refers to a series of processes in which a substance to be analyzed is obtained in a state in which a detection reaction is possible by primarily separating an analyte from the sample. The sample processing may be used in the sense of further including a process of detecting a target analyte from a material capable of a detection reaction. The analyte may be, for example, a nucleic acid. According to one embodiment of the present invention, the sample processing may be a nucleic acid extraction process.
핵산 반응은 샘플 내 특정 서열의 핵산의 존재여부 또는 그 양에 의존적으로 신호를 발생시키는 일련의 물리적, 화학적 반응을 의미한다. 상기 핵산 반응은 샘플 내 특정 서열의 핵산과 다른 핵산 또는 물질과의 결합, 상기 샘플 내 특정 서열의 핵산의 복제, 절단 또는 분해를 포함하는 반응일 수 있다. 상기 핵산 반응은 핵산 증폭 반응을 수반하는 반응일 수 있다. 상기 핵산 증폭 반응은 타겟 핵산의 증폭을 포함할 수 있다. 상기 핵산 증폭 반응은 타겟 핵산을 특이적으로 증폭하는 반응일 수 있다.A nucleic acid reaction refers to a series of physical and chemical reactions that generate signals depending on the presence or amount of nucleic acids of a specific sequence in a sample. The nucleic acid reaction may be a reaction including binding of a nucleic acid of a specific sequence in a sample with another nucleic acid or material, or replication, cleavage, or degradation of a nucleic acid of a specific sequence in the sample. The nucleic acid reaction may be a reaction involving a nucleic acid amplification reaction. The nucleic acid amplification reaction may include amplification of a target nucleic acid. The nucleic acid amplification reaction may be a reaction that specifically amplifies a target nucleic acid.
상기 핵산 반응은 샘플 내 타겟 핵산의 존재/부존재 또는 양에 의존적으로 신호를 발생시킬 수 있는 반응인 신호-발생 반응일 수 있다. 이러한 신호-발생 반응은 PCR, 실시간 PCR, 마이크로어레이와 같은 유전적 분석 과정일 수 있다.The nucleic acid reaction may be a signal-generating reaction, which is a reaction capable of generating a signal depending on the presence/absence or amount of a target nucleic acid in a sample. This signal-generating reaction may be a genetic analysis process such as PCR, real-time PCR, or microarray.
핵산 반응을 이용하여 타겟 핵산의 존재를 나타내는 광학적 신호를 발생시키는 다양한 방법이 알려져 있다. 대표적인 예는 다음을 포함한다:Various methods are known for generating an optical signal indicative of the presence of a target nucleic acid using a nucleic acid reaction. Representative examples include:
TaqManTM 프로브 방법(미국특허 제5,210,015호), 분자 비콘 방법(Tyagi 등, Nature Biotechnology v.14 MARCH 1996), 스콜피온(Scorpion) 방법(Whitcombe 등, Nature Biotechnology 17:804-807(1999)), 선라이즈(Sunrise 또는 Amplifluor) 방법 (Nazarenko 등, 2516-2521 Nucleic Acids Research, 25(12):2516-2521(1997), 및 미국특허 제6,117,635호), 럭스(Lux) 방법(미국특허 제7,537,886호), CPT(Duck P, 등. Biotechniques, 9:142-148(1990)), LNA 방법 (미국특허 제6,977,295호), 플렉서(Plexor) 방법(Sherrill CB, 등, Journal of the American Chemical Society, 126:4550-4556(2004)), HybeaconsTM (D. J. French, et al., Molecular and Cellular Probes (2001) 13, 363-374 및 미국특허 제7,348,141호), 이중표지된 자가-퀀칭된 프로브(Dual-labeled, self-quenched probe; 미국특허 제5,876,930호), 혼성화 프로브(Bernard PS, et al., Clin Chem 2000, 46, 147-148), PTOCE(PTO cleavage and extension) 방법(WO 2012/096523), PCE-SH(PTO Cleavage and Extension-Dependent Signaling Oligonucleotide Hybridization) 방법(WO2013/115442), PCE-NH(PTO Cleavage and Extension-Dependent Non-Hybridization) 방법(PCT/KR2013/012312) 및 CER 방법(WO 2011/037306).TaqMan ™ probe method (U.S. Patent No. 5,210,015), molecular beacon method (Tyagi et al., Nature Biotechnology v.14 MARCH 1996), Scorpion method (Whitcombe et al., Nature Biotechnology 17:804-807 (1999)), line Sunrise or Amplifluor method (Nazarenko et al., 2516-2521 Nucleic Acids Research, 25(12):2516-2521 (1997), and U.S. Patent No. 6,117,635), Lux method (U.S. Patent No. 7,537,886) , CPT (Duck P, et al. Biotechniques, 9:142-148 (1990)), LNA method (U.S. Patent No. 6,977,295), Plexor method (Sherrill CB, et al., Journal of the American Chemical Society, 126 :4550-4556 (2004)), Hybeacons TM (DJ French, et al., Molecular and Cellular Probes (2001) 13, 363-374 and US Pat. No. 7,348,141), a dual-labeled self-quenching probe (Dual- labeled, self-quenched probe; U.S. Patent No. 5,876,930), hybridization probe (Bernard PS, et al., Clin Chem 2000, 46, 147-148), PTO cleavage and extension (PTOCE) method (WO 2012/096523), PCE-SH (PTO Cleavage and Extension-Dependent Signaling Oligonucleotide Hybridization) method (WO2013/115442), PCE-NH (PTO Cleavage and Extension-Dependent Non-Hybridization) method (PCT/KR2013/012312) and CER method (WO 2011/ 037306).
타겟 핵산은 다양한 방법으로 증폭될 수 있다. 예를 들어, 타겟 핵산분자의 증폭을 위한 방법으로는 중합효소연쇄반응(the polymerase chain reaction (PCR)), 리가아제 연쇄반응(ligase chain reaction (LCR)) (미국특허 제4,683,195호 및 제4,683,202호; PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (Innis et al., eds, 1990)), 가닥 치환 증폭(strand displacement amplification (SDA)) (Walker, et al. Nucleic Acids Res. 20(7):1691-6 (1992); Walker PCR Methods Appl 3(1):1-6 (1993)), 전사 매개 증폭(transcription mediated amplification) (Phyffer, et al., J. Clin. Microbiol. 34:834-841 (1996); Vuorinen, et al., J. Clin. Microbiol. 33:1856-1859 (1995)), 염기순서 기반증폭(nucleic acid sequence-based amplification (NASBA)) (Compton, Nature 350(6313):91-2 (1991)), 롤링서클 증폭(rolling circle amplification, RCA) (Lisby, Mol. Biotechnol. 12(1):75-99 (1999); Hatch et al., Genet. Anal. 15(2):35-40 (1999)) 및 Q-beta 레플리카제(Q-Beta Replicase) (Lizardi et al., BiolTechnology 6:1197 (1988)) 등이 있다.A target nucleic acid can be amplified in a variety of ways. For example, methods for amplifying a target nucleic acid molecule include the polymerase chain reaction (PCR) and ligase chain reaction (LCR) (U.S. Patent Nos. 4,683,195 and 4,683,202). PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (Innis et al., eds, 1990)), strand displacement amplification (SDA) (Walker, et al. Nucleic Acids Res. 20(7):1691- 6 (1992); Walker PCR Methods Appl 3(1):1-6 (1993)), transcription mediated amplification (Phyffer, et al., J. Clin. Microbiol. 34:834-841 (1996) ) Vuorinen, et al., J. Clin. Microbiol. 2 (1991)), rolling circle amplification (RCA) (Lisby, Mol. Biotechnol. 12(1):75-99 (1999); Hatch et al., Genet. Anal. 15(2):35 -40 (1999)) and Q-Beta Replicase (Lizardi et al., BiolTechnology 6:1197 (1988)).
특히, 온도의 변화를 수반하면서 핵산 증폭 반응을 수행할 수 있으며, 예를 들어, 특정 염기 서열을 갖는 DNA(deoxyribonucleic acid)를 증폭하기 위해 핵산 증폭 장치는 변성 단계(denaturing step), 어닐링 단계(annealing step), 연장 (혹은 증폭) 단계(extension step)를 포함할 수 있다.In particular, a nucleic acid amplification reaction can be performed while accompanying a change in temperature. For example, in order to amplify DNA (deoxyribonucleic acid) having a specific nucleotide sequence, the nucleic acid amplification device includes a denaturing step and an annealing step. step), and an extension (or amplification) step.
도 1을 참고하여 살펴보면, 본 발명의 일 구현예에 따른 핵산 반응 챔버(100)는 몸체부(110)를 포함한다. 몸체부(110)는 유로 및 샘플영역(150)을 포함한다. 상기 유로는 제 1 유로(130), 제 2 유로(140)를 포함한다. 다시 말해, 상기 몸체부(110)는 제 1 유로(130), 제 2 유로(140) 및 샘플영역(150)을 포함하며, 상기 샘플영역(150)에서 샘플용액의 핵산 반응이 수행되게 된다.Referring to FIG. 1 , a nucleic
우선, 도 6을 참고하여 본 발명의 샘플 분석용 카트리지(600)의 일 구현예를 살펴본다. 핵산 반응 챔버(100)는 샘플 분석용 카트리지(600)의 일부를 구성할 수 있다. 핵산 반응 챔버(100)의 포트부(120)가 샘플 분석용 카트리지(600)에 결합될 수 있다. 샘플 분석용 카트리지(600)는 복수개의 챔버를 포함하고, 복수개의 챔버 중 일부가 핵산 반응 챔버(100)일 수 있다. 복수개의 챔버는 카트리지(600)의 길이방향으로 배치될 수 있다. 복수개의 챔버는 샘플로부터 검출 대상 물질을 추출하는 공정에 필요한 물질을 저장하고, 추출을 위한 물리적, 화학적 공정이 진행되는 공간이다. 상기 검출 대상 물질은 예를 들어 핵산일 수 있다.First, referring to FIG. 6, an embodiment of the
복수개의 챔버는 샘플챔버, 홀딩챔버 등을 포함할 수 있다. 샘플챔버는 채취된 샘플이 수용되는 챔버이고, 홀딩챔버는 자성입자, 파쇄용액, 세척용액, 용리용액 등 샘플 처리 반응에 필요한 물질을 각각 담아두기 위한 챔버이다.The plurality of chambers may include a sample chamber, a holding chamber, and the like. The sample chamber is a chamber for accommodating the collected sample, and the holding chamber is a chamber for storing materials necessary for the sample treatment reaction, such as magnetic particles, shattering solution, washing solution, and elution solution.
본 발명의 카트리지(600)에 포함되는 챔버의 개수는 샘플 처리 방식에 따라 상이하게 구성될 수 있다. 챔버의 개수는 특별히 제한되지 아니하나 예를 들어, 5개, 6개, 7개 또는 8개 이상일 수 있으며, 20개, 15개, 14개, 13개, 12개 이하일 수 있다. 또한, 본 발명의 카트리지(600)에 포함되는 핵산 반응 챔버(100)의 개수는 특별히 제한되지 아니하나 예를 들어, 1개 또는 2개 이상일 수 있으며, 5개, 10개 또는 20개 이하일 수 있다.The number of chambers included in the
본 발명의 카트리지(600)는 샘플 처리 장치(미도시)에 의해 작동되며 목적하는 반응이 진행될 수 있다. 카트리지(600)는 샘플 처리 장치에 수용되며 샘플 처리 장치에 포함된 이동 모듈, 열전달 모듈 등 여러 파트와 상호 작용될 수 있다.The
각 챔버 사이에서 용액은 샘플 처리 장치의 피펫 모듈 및 이동 모듈에 의해 이송될 수 있다. 카트리지(600)가 샘플 처리 장치에 수용된 후 피펫 모듈은 이동 모듈에 의해 복수개의 챔버 사이를 이동하며 용액을 이송시킬 수 있다.The solution may be transferred between the chambers by the pipette module and the transfer module of the sample processing device. After the
추출된 핵산을 포함하는 샘플용액은 피펫 모듈에 의해 핵산 반응 챔버(100)로 주입된다. 즉, 제 1 유로(130)의 제 1 개구(121) 및/또는 제 2 유로(140)의 제 2 개구(122)를 통해 샘플용액이 핵산 반응 챔버(100)의 내부로 주입될 수 있다.The sample solution containing the extracted nucleic acid is injected into the nucleic
다음으로, 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 핵산 반응 챔버(100)를, 그리고 도 7을 참고하여 본 발명의 핵산 반응 방법(700)을 살펴본다.Next, look at the nucleic
본 발명의 핵산 반응 방법(700)은 핵산 반응 챔버(100)를 이용하는 핵산 반응 방법으로서, 주입단계(S710), 혼합단계(S720), 커버링단계(S730) 및 핵산반응단계(S740)를 포함한다. The nucleic
주입단계(S710)는 제 1 유로(130) 및/또는 제 2 유로(140)를 통해 샘플용액을 주입하는 단계로서(도 4의 (A) 및 (B) 참조), 주입된 샘플용액은 샘플영역(150)에 위치하게 된다. 혼합단계(S720)는 핵산 반응을 위한 반응혼합물(R)과 샘플용액을 혼합하여 혼합용액을 형성하는 단계로서(도 4의 (B) 내지 (E) 참조), 반응혼합물은 핵산 반응 챔버(100) 내에 존재할 수 있다. 커버링(covering; masking, coating, anti-vaporizing)단계는 혼합용액의 상측에 수불혼화성(water-immiscible; hydrophobia, anti-vaporizing) 물질의 액상층을 형성하는 단계로서(도 4의 (E) 및 (F) 참조), 핵산반응 단계에서 혼합용액의 증발을 방지하기 위한 단계이다. 핵산반응단계(S740)는 샘플영역(150)의 온도를 조절하여 핵산 반응을 실시하는 단계이다. 예를 들어 샘플 처리 장치의 써멀모듈이 핵산 반응 챔버(100)를 가열하거나 냉각한다.The injection step (S710) is a step of injecting a sample solution through the
본 발명의 핵산 반응 챔버(100)의 일 구현예에 따르면, 몸체부(110)에는 제 1 유로(130), 제 2 유로(140), 샘플영역(150)뿐만 아니라 수용부(160), 구획부(112) 등이 더 구비될 수 있다.According to one embodiment of the nucleic
본 발명의 일 구현예에 따르면 몸체부(110)는 얇은 플레이트 형상으로 구성되고, 일면에 제 1 유로(130), 제 2 유로(140) 및 샘플영역(150) 등이 음각되어 형성된 것일 수 있다. 제 1 유로(130), 제 2 유로(140) 및 샘플영역(150) 등은 상기 일면에 부착되는 배리어층(310)에 의해 커버될 수 있다(도 3 참조).According to one embodiment of the present invention, the
제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)는 각각 제 1 개구(121)와 제 1 샘플영역(151)을 연결하고 제 2 개구(122)와 제 2 샘플영역(152)을 연결하는 유로이다. 몸체부(110)에는 유로와 연통되도록 형성된 최소 하나의 수용부(160)가 구비된다. 다시 말해, 상기 몸체부(110)에는 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140) 중 적어도 하나와 연통하도록 구성된 적어도 하나의 수용부(160)가 구비된다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 몸체부(110)에는 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)와 연통되는 최소 하나의 수용부(160)가 구비되며, 제 1 유로(130)에는 제 1 수용부(161)가 연통되고 제 2 유로(140)에는 제 2 수용부(162)가 연통된다. 제 1 유로(130)는 제 1 보조샘플영역(131)를 포함하고 제 2 유로(140)는 제 2 보조샘플영역(141)을 포함하는데, 제 1 보조샘플영역(131)은 제 1 샘플영역(151)의 상측에 위치되고 제 2 보조샘플영역(141)은 제 2 샘플영역(152)의 상측에 위치된다.The
샘플영역(150)은 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)의 하부와 개별적으로 연결된다. 즉, 제 1 유로(130)의 하부 및 제 2 유로(140)의 하부가 각각 샘플영역(150)과 연결되며, 제 1 유로(130)의 하부는 제 1 샘플영역(151)과 연결되고 제 2 유로(140)의 하부는 제 2 샘플영역(152)과 연결된다. 몸체부(110)는 제 1 유로(130)와 제 2 유로(140)의 사이에 제공되는 격벽(111)을 포함할 수 있으며, 제 1 유로(130)와 제 2 유로(140)는 격벽(111)에 의해 구획될 수 있다. 또한, 샘플용액이 주입될 수 있도록 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)는 각각 외부와 연통되며, 샘플용액은 주입단계(S710)에서 제 1 유로(130) 및/또는 제 2 유로(140)로 주입된다. 샘플용액은 샘플영역(150)에 위치하게 된다. 주입된 샘플용액이 샘플영역(150)에 위치할 수 있도록, 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)는 일단에서 타단을 향하는 방향으로 갈수록 상측으로 경사지게 또는 수직방향으로 형성될 수 있다.The
본 발명의 일 구현예에 의하면 핵산 반응 챔버(100)는, 몸체부(110)의 상측에 마련되며 제 1 유로(130)가 연통되는 제 1 개구(121) 및 제 2 유로(140)가 연통되는 제 2 개구(122)가 상면에 구비되는 포트부(120)를 더 포함할 수 있다. 몸체부(110)와 포트부(120)는 일체로 형성될 수 있다. 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)는 각각 포트부(120)의 상면에 구비되는 제 1 개구(121) 및 제 2 개구(122)를 통해 외부와 연통될 수 있다. 샘플용액의 주입은 샘플 처리 장치의 피펫모듈에 의해 수행될 수 있으며, 샘플용액을 수용하는 피펫모듈의 피펫팁이 제 1 개구(121) 및/또는 제 2 개구(122)로 삽입되며 샘플용액이 주입될 수 있다. 또한, 제 1 개구(121) 또는 제 2 개구(122)를 통해 공기를 주입하거나 흡입하며 샘플용액이 반응혼합물(R)과 혼합될 수 있으며, 공기를 주입하거나 흡입하기 위한 노즐이 제 1 개구(121) 또는 제 2 개구(122)에 삽입될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the nucleic
또한, 몸체부(110)의 내부에는 제 1 유로(130)의 상부를 제 1 개구(121)에 연결하는 제 1 통로(171) 및 제 2 유로(140)의 상부를 제 2 개구(122)에 연결하는 제 2 통로(172)가 형성될 수 있다. 제 1 유로(130), 제 2 유로(140) 및 샘플영역(150)은 전술한 바와 같이 몸체부(110)의 일면에서 음각될 수 있으며, 제 1 통로(171) 및 제 2 통로(172)은 몸체부(110) 및 포트부(120)의 내부에서 각각 몸체부(110)의 일면에 형성된 유로와 포트부(120)의 상면에 형성된 개구를 연결한다.In addition, inside the
또한, 포트부(120)는 제 1 개구 및/또는 제 2 개구의 둘레를 따라 함몰형성된 적어도 하나의 홈(123)을 포함할 수 있다. 즉, 포트부(120)의 상면에는 제 1 개구(121)의 둘레 및 제 2 개구(122)의 둘레에 각각 홈(123)이 형성되거나, 제 1 개구(121)의 둘레와 제 2 개구(122)의 개구 중 하나에 홈(123)이 형성될 수 있다. 핵산 반응 챔버(100)는 소정의 탄성을 가지는 재질(예를 들어, PC(Polycarbonate) 또는 PP(Polypropylene))로 형성될 수 있다. 피펫팁 또는 노즐이 포트부(120)의 개구로 삽입될 때 홈(123)에 의해 개구가 바깥방향으로 벌어지게 되고, 탄성력에 의해 피펫팁 또는 노즐이 개구에 밀착결합될 수 있다.In addition, the
샘플영역(150)에 위치한 샘플용액은 혼합단계(S720)를 거쳐 반응혼합물(R)과 혼합된다. 반응혼합물(R)은 핵산 반응에 필요한 물질의 혼합물을 의미한다. 상기 반응혼합물(R)은 dNTP, 프라이머, 프로브, 버퍼, 염 및 DNA 중합효소로 이루어진 군에서 적어도 1개 이상의 물질을 포함할 수 있다. 샘플용액과 반응혼합물(R)이 혼합된 혼합용액이 핵산반응단계(S740)에서 가열되거나 냉각되며 핵산 증폭 반응이 수행되게 된다. The sample solution located in the
본 발명의 일 구현예에 따르면, 반응혼합물(R)은 샘플영역(150)에 구비될 수 있다. 반응혼합물(R)은 샘플영역(150)에 고체상태로 구비될 수 있으며, 주입단계(S710)에서 주입되어 샘플영역(150)에 위치하는 샘플용액과 혼합된다. 상기 고체의 반응혼합물은 동결건조 또는 냉동 건조 되어 펠릿, 케익의 형태일 수 있다. 시약의 동결건조는 당 업계에 공지된 방법으로 수행될 수 있으며, 진공 환경에서 승화에 의한 탈수를 포함한다. 상기 고체의 반응혼합물은 동결건조를 위하여 당, 폴리알콜과 같은 동결건조 보호제(lyoprotectant)를 포함할 수 있다. 반응혼합물(R)을 제 1 유로(130)의 개구 및/또는 제 2 유로(140)의 개구를 통해 주입할 수도 있으나, 몸체부(110)의 내부에 미리 마련하는 것이 보다 간편하고 신속하게 핵산 반응을 수행할 수 있으며, 샘플용액과 혼합되는 반응혼합물의 양을 보다 정확하게 조절할 수 있다. 예를 들어 제 1 유로(130), 제 2 유로(140) 및 샘플영역(150)은 몸체부(110)의 일면에 음각되어 형성되고 상기 음각된 면에 부착되는 배리어층(310)에 의해 커버되는 경우, 상기 음각된 면을 통해 샘플영역(150)에 반응혼합물(R)을 구비하고 배리어층(310)을 부착함으로써 반응혼합물(R)을 몸체부(110)의 내부에 미리 마련할 수 있다. 반응혼합물(R)은 제 1 샘플영역(151)에 마련될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the reaction mixture R may be provided in the
샘플용액이 반응혼합물이 위치한 샘플영역(151)에 주입된 후, 상기 반응혼합물이 샘플용액에 균일하게 혼합하게 하기 위하여 샘플영역(151) 내의 샘플 용액을 섞어줄 필요가 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 샘플용액과 반응혼합물(R)의 혼합은 제 1 유로(130) 또는 제 2 유로(140)를 통해 공기를 주입하거나 공기를 흡입하며 수행될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 혼합단계(S720)는 제 1 유로(130) 또는 제 2 유로(140)를 통해 공기를 주입하는 주입단계 및 공기를 흡입하는 흡입단계를 포함한다. 혼합단계(S720)에서 주입단계 및 흡입단계는 번갈아가며 각각 최소 2회 이상씩 수행될 수 있다. 주입단계 및 흡입단계가 수행되며 유로 내부에서 발생하는 증압 및 감압에 의해 샘플영역(150)에 위치하는 샘플용액이 제 1 유로(130)에서 제 2 유로(140)를 향하는 방향 또는 제 2 유로(140)에서 제 1 유로(130)를 향하는 방향으로 이동되고, 그에 따라 샘플용액과 반응혼합물(R)이 혼합되게 된다.After the sample solution is injected into the
본 발명의 일 구현예에 따르면, 샘플용액과 반응혼합물(R)의 혼합이 균일하게 수행될 수 있도록, 핵산 반응 챔버(100)의 몸체부(110)는 샘플영역(150)을 길이방향으로 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)으로 구획하는 구획부(112)를 추가로 포함하며, 구획부(112)의 하단과 샘플영역(150)의 하면이 이격되며 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)이 서로 연결된다.According to one embodiment of the present invention, the
몸체부(110)가 구획부(112)를 포함함으로써, 샘플용액이 소량인 경우에도 샘플용액과 반응혼합물(R)을 균일하게 혼합할 수 있다. 반응혼합물(R)의 점성에도 불구하고 샘플용액과 반응혼합물(R)을 균일하게 혼합할 수 있다. 샘플용액과 반응혼합물(R)이 균일하게 혼합되지 않은 용액에 대해 핵산반응단계(S740)를 수행하게 되면, 일부 반응혼합물(R)의 함량이 상대적으로 높은 영역에서만 핵산 증폭 반응이 원활하게 이루어지고 나머지 반응혼합물(R)의 함량이 상대적으로 낮은 영역에서는 증폭 반응이 이루어지지 않거나 극히 적은 횟수의 증폭 반응만이 이루어지며, 증폭 반응을 수행하더라도 타겟 핵산이 증폭되지 않는 경우가 발생할 수 있고 이는 검출결과의 신뢰성 저하의 원인이 될 수 있다. 구획부(112)가 구비됨으로써 샘플용액 및 반응혼합물(R)이 불균일하게 혼합되는 것을 방지할 수 있다.Since the
구획부(112)가 샘플영역(150)을 길이방향으로 구획한다 함은 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)의 길이방향으로 샘플영역(150)이 구획되는 것을 말한다. 즉 구획부(112)에 의해 샘플영역(150)이 제 1 유로(130)와 연결되는 제 1 샘플영역(151) 및 제 2 유로(140)와 연결되는 제 2 샘플영역(152)으로 구획된다.The fact that the
제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)은 서로 연결되게 구비되며, 샘플용액이 제 1 유로(130)에서 제 2 유로(140)를 향하는 방향 또는 제 2 유로(140)에서 제 1 유로(130)를 향하는 방향으로 이동되며 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)의 사이를 왕복함에 따라 반응혼합물(R)과 혼합된다.The
구획부(112)는 수직방향으로 형성될 수 있으며, 격벽(111)의 하단에서 하측으로 형성될 수 있다. 즉, 격벽(111)은 제 1 유로(130)와 제 2 유로(140)를 구획하고, 구획부(112)는 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)을 구획한다. 구획부(112)의 상단이 격벽(111)과 연결되고 하단이 샘플영역(150)의 하면과 이격되게 구비되며 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)이 연결된다.The
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면 구획부(112)는 제 1 샘플영역(151)이 제 2 샘플영역(152)보다 크게 구획되도록 형성될 수 있다. 제 1 샘플영역(151)이 제 2 샘플영역(152)보다 크게 구획된다 함은 샘플영역(150)이 구획부(112)에 의해 정확히 절반으로 구획되는 것이 아니라 어느 하나가 다른 하나보다 크게 구획된다는 것을 의미한다. 제 1 샘플영역(151)이 제 2 샘플영역(152)보다 크다는 것은 그 부피가 크다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 제 1 샘플영역(151)은 제 2 샘플영역(152)보다 평균적으로 넓은 단면적을 가진다. 다시 말해, 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)의 부피비율은, 제 1 샘플영역(151)의 제 1 유로(130)와 연결된 부위 및 제 2 샘플영역(152)과 연결된 부위 사이의 경로와 제 2 샘플영역(152)의 제 2 유로(140)와 연결된 부위 및 제 1 샘플영역(151)과 연결된 부위 사이의 경로 사이의 길이비율 보다 클 수 있다.Also, according to one embodiment of the present invention, the
제 1 샘플영역(151)이 제 2 샘플영역(152)보다 크게 구획됨에 따라, 샘플용액이 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)의 사이를 왕복할 때 제 1 샘플영역(151)에서보다 제 2 샘플영역(152)에서 더 빠른 유속이 형성되게 되고, 이와 같은 유속의 차이에 의해 샘플용액과 반응혼합물(R)이 빠르고 균일하게 혼합되게 된다. 즉, 제 1 샘플영역(151)에서 제 2 샘플영역(152)으로 샘플용액이 이동할 때에는 제 1 샘플영역(151)에서 느린 유속이 형성되지만, 제 2 샘플영역(152)에서 제 1 샘플영역(151)으로 샘플용액이 이동할 때에는 제 2 샘플영역(152)에서 형성된 빠른 유속이 제 1 샘플영역(151)에 강한 유동을 발생시키며 샘플용액과 반응혼합물(R)이 빠르고 균일하게 혼합된다.As the
본 발명의 일 구현예에 따르면, 구획부(112)가 샘플영역(150)의 중심부를 벗어나게 위치할 수 있다. 구획부(112)가 샘플영역(150)의 중심부를 벗어나게 위치하며, 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152) 중 어느 하나가 다른 하나보다 크게 구획될 수 있다. 구획부(112)가 샘플영역(150)의 중심부에서 벗어나게 위치한다는 것은 샘플영역(150)의 제 1 유로(130)와 연결된 부위 및 제 2 유로(140)와 연결된 부위의 중앙을 기준으로 제 1 유로(130) 또는 제 2 유로(140)를 향하는 방향으로 치우치게 위치함을 의미한다. 구획부(112)가 샘플영역(150)의 내측면과 인접하게 위치되며 제 2 샘플영역(152)은 좁은 통로로 형성될 수 있다. 이에 따라 제 1 샘플영역(151)은 그 나머지 영역으로서 제 2 샘플영역(152)보다 넓은 통로로 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the
또한, 구획부(112)가 샘플영역(150)의 중심부에서 벗어나게 위치함에 따라 광학 모듈의 형광을 이용한 타켓 핵산 검출이 원활하게 수행될 수 있다. 예를 들어 샘플 처리 장치는 타겟 핵산을 검출하기 위해 광원 및 광검출기를 포함하는 광학 모듈을 구비하고 핵산반응단계(S740)까지 거친 용액에 여기광을 방출하고 핵산으로부터 방출되는 형광을 검출할 수 있다. 여기광 및 형광의 광경로를 방해하는 것을 방지하기 위해 구획부(112)가 샘플영역(150)의 중심부에서 벗어나게 위치하는 것이 바람직하다.In addition, since the
본 발명의 일 구현예에 의하면, 제 1 유로(130)는 제 1 샘플영역(151)의 상측에 구비되는 제 1 보조샘플영역(131)을 포함하고, 제 2 유로(140)는 제 2 샘플영역(152)의 상측에 구비되는 제 2 보조샘플영역(141)을 포함할 수 있다. 제 1 보조샘플영역(131)과 제 2 보조샘플영역(141)은, 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152)의 사이를 이동하는 샘플용액이 제 1 유로(130) 또는 제 2 유로(140)의 개구로 누설되는 것을 방지한다.According to one embodiment of the present invention, the
즉, 혼합단계(S720)에서 제 1 유로(130) 또는 제 2 유로(140)의 개구로 공기를 주입하거나 흡입하는 것에 의하여, 샘플용액이 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152) 사이를 이동한다. 제 2 샘플영역(152)에 있던 샘플용액이 제 1 샘플영역(151)으로 이동하는 경우, 제 1 샘플영역(151) 내 샘플용액의 양이 증가하여, 샘플용액의 일부가 제 1 유로(130)로 유입될 수 있다. 반대로, 제 1 샘플영역(151)에 있던 샘플용액이 제 2 샘플영역(152)으로 이동하는 경우, 제 2 샘플영역(152) 내 샘플용액의 양이 증가하여, 샘플용액의 일부가 제 2 유로(140)로 유입될 수 있다. 제 1 샘플영역(151)에서 제 1 유로(130)로 유입된 용액이 제 1 유로(130)의 개구로 누설되거나 제 2 샘플영역(152)에서 제 2 유로(140)로 유입된 용액이 제 2 유로(140)의 개구로 누설되는 경우 공기를 주입하는 노즐이 오염되거나 샘플용액이 유실되며 검출결과의 오류를 야기할 수 있다. 제 1 샘플영역(151)에서 제 1 유로(130)로 유입된 용액은 제 1 보조샘플영역(131)에 수용되고(도 4의 (C) 참조), 제 2 샘플영역(152)에서 제 2 유로(140)로 유입된 용액은 제 2 보조샘플영역(141)에 수용되며(도 4의 (D) 참조) 노즐의 오염 또는 샘플용액의 유실이 방지된다.That is, in the mixing step (S720), the sample solution is supplied to the
제 1 보조샘플영역(131) 및 제 2 보조샘플영역(141)은 각각 제 1 유로(130)의 제 1 샘플영역(151)과 연결된 부위와 제 1 개구(121)의 사이 및 제 2 유로(140)의 제 2 샘플영역(152)과 연결된 부위와 제 2 개구(122)의 사이에 구비된다. 제 1 보조샘플영역(131)은 제 1 샘플영역(151)과 인접하고 제 2 보조샘플영역(141)은 제 2 샘플영역(152)과 인접하게 위치할 수 있다. 제 1 보조샘플영역(131) 및 제 2 보조샘플영역(141)은 각각 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)의 일부로서, 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)의 나머지보다 넓은 단면적을 가지게 형성되며 샘플용액을 수용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 보조샘플영역(131)과 제 2 보조샘플영역(141)은 격벽(111)이 함몰되며 형성될 수 있다.The
본 발명의 일 구현예에 의하면, 제 2 보조샘플영역(141)은 제 2 샘플영역(152)보다 부피가 더 클 수 있다. 즉, 제 1 샘플영역(151)이 제 2 샘플영역(152)보다 크게 구획되므로 혼합단계(S720)에서 제 1 샘플영역(151)에서 제 2 샘플영역(152)으로 이동되는 용액의 부피는 제 2 샘플영역(152)의 부피보다 클 수 있고, 그에 따라 제 2 샘플영역(152)에서 제 2 유로(140)로 유입되는 용액의 부피는 제 2 샘플영역(152)의 부피보다 클 수 있다. 따라서, 제 2 유로(140)의 개구로 용액이 누설되는 것을 방지하기 위해 제 2 보조샘플영역(141)의 부피는 제 2 샘플영역(152)의 부피보다 큰 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the second
또한, 본 발명의 일 구현예에 의하면, 제 2 보조샘플영역(141)은 제 1 보조샘플영역(131)과 부피가 동일하거나 더 클 수 있다. 다시 말해, 제 1 보조샘플영역(131)은 제 2 보조샘플영역(141)과 부피가 동일하거나 더 작을 수 있다. 제 1 샘플영역(151)이 제 2 샘플영역(152)보다 더 크게 구획되므로, 제 1 샘플영역(151)에 수용된 샘플용액의 양이 제 2 샘플영역(152)에 수용된 샘플용액의 양보다 크다. 따라서, 혼합단계(S720)에서 용액이 제 1 샘플영역(151)과 제 2 샘플영역(152) 사이를 이동할 때, 제 2 샘플영역(152)에서 제 2 유로(140)로 유입되는 용액의 부피가 제 1 샘플영역(151)에서 제 1 유로(130)로 유입되는 용액의 부피보다 크고, 따라서 제 2 보조샘플영역(141)의 부피는 제 1 보조샘플영역(131)의 부피와 동일하거나 더 큰 것이 바람직하다.Also, according to one embodiment of the present invention, the volume of the second
혼합단계(S720)를 거쳐 샘플용액과 반응혼합물(R)을 혼합한 후에는, 커버링단계(S730)를 거쳐 혼합용액의 상측에 수불혼화성 물질(C)의 액상층을 형성한다(도 4의 (F) 참조). 커버링단계(S730)의 다음 단계인 핵산반응단계(S740)에서는 샘플영역의 온도를 조절하여 핵산 반응을 실시하는데, 핵산 반응 중 변성단계에서 혼합용액은 약 95℃ 보다 높은 온도까지 가열된다. 상기와 같은 고온에 의한 혼합용액의 증발은 검출결과의 치명적인 오류를 야기할 수 있으므로, 핵산반응단계(S740)의 전 단계인 커버링단계(S730)에서 혼합용액의 상측에 수불혼화성 물질(C)의 액상층을 형성함으로써 혼합용액의 증발을 방지한다. 이러한 수불혼화성 물질(C)은 110℃에서도 실질적으로 증발이 되지 않아야 하며, 혼합용액보다 비중이 낮아야 하며, 핵산반응에 영향을 주지 않아야 한다. 상기 수불혼화성 물질(C)은 예를 들어 파라핀, 왁스 또는 오일 일 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다.After mixing the sample solution and the reaction mixture (R) through the mixing step (S720), a liquid layer of the water-immiscible material (C) is formed on the upper side of the mixed solution through the covering step (S730) (FIG. 4 see (F)). In the nucleic acid reaction step (S740), which is the next step after the covering step (S730), the nucleic acid reaction is performed by adjusting the temperature of the sample area. During the nucleic acid reaction, the mixed solution is heated to a temperature higher than about 95 ° C. Since the evaporation of the mixed solution by the high temperature as described above can cause a fatal error in the detection result, in the covering step (S730), which is a step before the nucleic acid reaction step (S740), the water-immiscible substance (C) By forming a liquid layer of the evaporation of the mixed solution is prevented. This water-immiscible material (C) should not be substantially evaporated even at 110 ° C., should have a lower specific gravity than the mixed solution, and should not affect the nucleic acid reaction. The water-immiscible material (C) may be, for example, paraffin, wax or oil, but is not limited thereto.
수불혼화성 물질(C)을 샘플용액과 반응혼합물(R)의 혼합용액을 형성한 후 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)의 개구를 통해 몸체부(110)로 주입할 수도 있으나, 반응혼합물(R)과 마찬가지로 수불혼화성 물질(C)을 몸체부(110)의 내부에 미리 마련하는 것이 보다 간편하고 신속하게 핵산 반응을 수행할 수 있다.The water-immiscible material (C) may be injected into the
본 발명의 일 구현예에 의하면, 몸체부(110)에는 유로와 연통되도록 형성된 최소 하나의 수용부(160)가 구비된다. 수용부(160)에는 자세히 후술할 바와 같이 수불혼화성 물질(C)이 고체상태로 구비될 수 있다. 수용부(160)는 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)와 연통되게 형성된다. 수용부(160)는 하나 이상 구비되며, 수용부(160)가 하나 구비되는 경우 상기 하나의 수용부(160)는 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)와 모두 연통된다. 수용부(160)가 둘 이상 구비되는 경우 제 1 유로(130)와 연통되는 수용부 및 제 2 유로(140)와 연통되는 수용부가 각각 하나 이상씩 구비된다. 수용부(160)는 몸체부(110)의 내부에서 함몰되게 형성되며, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 격벽(111)에 구비되고 유로를 향하는 개구에 의해 유로와 연통된다.According to one embodiment of the present invention, the
후술할 바와 같이 수용부(160)에는 수불혼화성 물질(C)이 고체상태로 구비되고 고체상의 수불혼화성 물질(C)이 액화되며 샘플영역(150)으로 이동되는데, 액화된 수불혼화성 물질(C)이 수용부(160)에서 남김없이 모두 수용부(160)에서 샘플영역(150)으로 이동될 수 있도록 수용부(160)의 유로와 연통된 부위는 유로를 향하는 방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)가 수직방향으로 형성되는 경우, 수용부(160)가 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)와 연통되는 부위는 상측으로 돌출되는 부분 없이 하측으로 경사지게 형성될 수 있다. 도 5를 참고하여 살펴보면, 수용부(160)의 유로와 연통된 개구는 상하방향으로 마주보는 상면부와 하면부의 사이에 형성되며, 상기 하면부가 최소한 수평방향으로 평평하거나(도면부호 512 참조) 하측으로 경사지게(도면부호 514 참조) 형성될 수 있다.As will be described later, the water-immiscible material (C) is provided in a solid state in the
본 발명의 일 구현예에 의하면, 수용부(160)는 제 1 유로(130)와 연통된 제 1 수용부(161) 및 제 2 유로(140)와 연통된 제 2 수용부(162)를 포함할 수 있다. 제 1 수용부(161) 및 제 2 수용부(162)는 샘플영역(150)보다 상류에서 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)와 각각 연통될 수 있다. 여기서 상류라 함은 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)에서 샘플영역(150)을 향하는 방향을 기준으로 한 것이다. 다시 말해 도면에 도시된 바와 같이 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)가 수직방향으로 형성되는 경우 제 1 수용부(161) 및 제 2 수용부(162)는 샘플영역(150)보다 상측에서 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)와 각각 연통된다.According to one embodiment of the present invention, the
수용부(160)에는 수불혼화성 물질(C)이 구비된다. 즉, 수용부(160)가 제 1 유로(130) 등과 마찬가지로 몸체부(110)의 일면에서 음각되어 형성되고, 상기 음각된 면을 통하여 수용부(160)에 수불혼화성 물질(C)이 제공된다. 배리어층(310)을 부착함으로써 수불혼화성 물질(C)을 수용부(160)에 미리 위치시킬 수 있다. 수용부에 구비되는 수불혼화성 물질(C)은 제 1 샘플영역(151) 및 제 2 샘플영역(152)에서 혼합용액의 상측을 모두 커버하기에 충분한 양으로 준비될 수 있다.The water-immiscible material (C) is provided in the
수불혼화성 물질(C)을 수용부(160)에 미리 마련하는 경우, 수불혼화성 물질(C)은 수용부(160)에 고체상태로 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 액체상태의 수불혼화성 물질(C)은 핵산 반응 챔버(100)의 흔들림 등에 의해 수용부(160)에서 누설될 수 있다. 이러한 경우 유로의 개구로 유출되어, 혼합용액의 상측을 모두 커버하지 못해 증발이 발생하거나, 샘플영역(150)으로 유입되어 혼합단계(S720)에서 샘플용액과 반응혼합물(R)의 혼합을 방해할 수 있으므로, 수불혼화성 물질(C)을 수용부(160)에 고체상태로 구비하는 것이 바람직하다. 고형의 수불혼화성 물질(C)의 형태는 특별히 한정되지 아니하며, 예를 들어 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 다각형 또는 부정형일 수 있다.When the water-immiscible material (C) is previously provided in the
수용부(160)에 고체상태로 구비되는 수불혼화성 물질(C)은 커버링단계(S730)에서 가열되며 액체상태로 상변화된다. 혼합용액을 가열하거나 냉각하기 위한 써멀모듈이 고체상태의 수불혼화성 물질(C)을 가열하여 액화할 수 있다. 액화된 수불혼화성 물질(C)은 수용부(160)에서 이탈되어 샘플영역(150)으로 이동하고, 혼합용액의 상측에서 액상층을 형성한다. 제 1 수용부(161)에 수용된 수불혼화성 물질(C)은 제 1 샘플영역(151)에 위치한 혼합용액의 상측에 액상층을 형성하고, 제 2 수용부(162)에 수용된 수불혼화성 물질(C)은 제 2 샘플영역(152)에 위치한 혼합용액의 상측에 액상층을 형성한다. 수불혼화성 물질(C)은 그 액상층이 혼합용액의 상측에 위치할 수 있도록 낮은 비중을 가질 것이 요구된다(예를 들어, 파라핀의 비중은 0.9g/cm^3이다). 제 1 수용부(161) 및 제 2 수용부(162)는 샘플영역(150)보다 상류에서 제 1 유로(130) 및 제 2 유로(140)와 각각 연통되므로, 액화된 수불혼화성 물질(C)은 별도의 장치나 단계를 거치지 않더라도 자연스럽게 샘플영역(150)으로 이동되고 액상층을 형성한다.The water-immiscible material (C) provided in a solid state in the receiving
수불혼화성 물질(C)의 가열은 혼합용액의 가열과 별개로 수행될 수도 있으며, 변성단계를 수행하기 위해 샘플영역(150)을 가열하는 과정에서 자동적으로 수행될 수 있다. 즉, 변성단계는 약 95℃에서 수행되는데, 녹는 점이 95℃보다 낮은 수불혼화성 물질(C)을 사용하는 경우(예를 들어, 파라핀의 녹는 점은 47~64℃이다) 써멀모듈이 몸체부(110)를 가열하는 과정에서 고체상의 수불혼화성 물질(C)이 같이 가열되며 액화되고, 액화된 수불혼화성 물질(C)이 샘플영역(150)으로 이동되며 혼합용액이 95℃에 도달하기 전에 혼합용액의 상측에 액상층을 형성하고 증발을 방지할 수 있다.The heating of the water-immiscible material (C) may be performed separately from the heating of the mixed solution, or may be automatically performed in the process of heating the
다만, 고체 상태로 수용부(160)에 구비되는 수불혼화성 물질(C)이 제 1 유로(130) 또는 제 2 유로(140)로 이탈되지 않도록, 몸체부(110)에는 수용부(160)에 위치하는 물질의 이동을 제한하는 구조가 형성될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 액화된 수불혼화성 물질(C)이 수용부(160)에서 남김없이 모두 샘플영역(150)으로 이동되도록 수용부(160)와 유로가 연통되는 부위는 하측으로 경사지게 형성될 수 있다. 이 경우, 액화되기 전의 고체상 수불혼화성 물질(C)이 수용부(160)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 이동제한구조가 몸체부(110)에 구비될 필요가 있다. 샘플용액이 주입되기 전에 고체상 수불혼화성 물질(C)이 수용부(160)에서 이탈되는 경우, 고체상 수불혼화성 물질(C)이 유로를 막아 샘플용액이 샘플영역으로 주입되는 것을 방해할 수 있다.However, in order to prevent the water-immiscible material (C) provided in the
도 5를 참고하여 살펴보면, 수용부(160)의 유로와 연통된 개구는 상하방향으로 마주보는 상면부와 하면부의 사이에 형성되는데, 상기 상면부가 상기 하면부를 향하는 방향으로 돌출되며 걸림턱을 형성함으로써 몸체부(110)에 상기 이동제한구조를 형성할 수 있다(도면부호 511 참조). 또는, 상기 걸림턱이 상기 하면부를 향하는 방향으로 연장되며 좁은 개구를 형성할 수도 있다(도면부호 513 참조). 또는 상기 상면부와 하면부의 사이에 차단부가 구비되며 상기 이동제한구조를 형성할 수 있다(도면부호 515 참조).Referring to FIG. 5, the opening communicating with the passage of the
혼합용액의 상측에 수불혼화성 물질(C)의 액상층을 형성한 후에는, 샘플영역(150)의 온도를 조절하여 핵산 반응을 실시하는 핵산반응단계(S740)가 수행된다. 샘플영역(150)의 온도조절은 예를 들어 샘플 처리 장치의 써멀모듈에 의해 수행될 수 있다. 상기 써멀모듈은 열전도필름, 펠티어소자 등을 이용하여 샘플영역(150)을 가열하거나 방열판, 방열팬, 히트싱크 등을 이용하여 샘플영역(150)을 냉각할 수 있다.After forming the liquid layer of the water-immiscible substance (C) on the upper side of the mixed solution, a nucleic acid reaction step (S740) of performing a nucleic acid reaction by adjusting the temperature of the
전술한 바와 같이 유로 및 샘플영역(150)은 몸체부(110)의 일면에 음각되어 형성되고, 몸체부(110)의 상기 음각된 면에는 유로 및 샘플영역(150)을 커버하는 배리어층(310)이 부착될 수 있으며, 샘플영역(150)의 온도조절은 배리어층(310)을 통한 열교환에 의해 수행될 수 있다. 즉, 배리어층(310)은 열전도성 물질로 형성되고, 예를 들어 써멀모듈이 배리어층(310)에 접촉되며 샘플영역(150)을 가열하거나 냉각할 수 있다. 배리어층(310)은 예를 들어 알루미늄 박막일 수 있다. 배리어층(310)은 도 3의 (A)와 같이 몸체부(110)의 상기 음각된 면에만 부착될 수도 있으며 또는 도 3의 (B)와 같이 몸체부(110)의 상기 음각된 면 및 양측면에도 부착될 수 있다. 상기 양측면은 도 6에 도시된 바와 같이 다수개의 핵산 반응 챔버(100)가 샘플 분석용 카트리지(600)에서 길이방향으로 배치되는 경우 핵산 반응 챔버(100)의 서로 마주보는 면이다. 배리어층(310)이 상기 양측면에 부착됨으로써 핵산반응단계(S740)에서 써멀모듈이 샘플영역(150)의 온도를 조절할 때 몸체부(110)의 상기 음각된 면뿐만 아니라 상기 양측면에서도 열교환이 수행되어 보다 신속하게 열교환이 이루어질 수 있으며, 가열과정에서의 열손실을 방지할 수 있다.As described above, the channel and the
또한, 몸체부(110)는 투명 또는 반투명한 물질로 형성될 수 있는데, 이는 핵산반응단계(S740)를 거쳐 핵산을 증폭한 후 타겟 핵산의 검출을 보다 용이하게 하기 위함이다. 즉, 전술한 바와 같이 타겟 핵산의 검출은 예를 들어 샘플 처리 장치의 광학모듈에 의해 수행될 수 있는데 광학모듈이 방출하는 여기광 및 핵산으로부터 방출되는 방출광을 검출할 수 있도록, 몸체부(110)는 투명 또는 반투명한 물질, 예를 들어 PC(Polycarbonate) 또는 PP(Polyproplene)으로 형성될 수 있다. 광학모듈은 몸체부(110)의 상기 음각된 면의 반대측면을 통해 여기광을 방출하거나 방출광을 검출할 수 있는데, 따라서 배리어층은 상기 반대측면에는 부착되지 않는 것이 바람직하다.In addition, the
본원에서 설명된 예가 다른 개념, 아이디어 또는 시스템과 독립적으로, 본원에서 설명된 개별 엘리먼트 및 개념으로 확장되는 것뿐만 아니라 본원의 어딘 가에 인용된 엘리먼트의 조합을 포함하는 예가 고려된다. 예가 첨부된 도면을 참조하여 본원에서 상세하게 설명되었지만, 개념은 바로 그 예로 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 개념의 범위는 이하의 청구범위 및 그 등가물에 의해 정의되는 것으로 의도된다. 또한, 개별적으로 또는 예의 일부로서 설명된 특정 특징은, 다른 특징 및 예가 특정 특징에 대해 언급하지 않더라도 다른 개별적으로 설명된 특징 또는 다른 예의 일부와 조합될 수 있다는 것이 고려된다. 따라서 조합의 설명의 부재가 이러한 조합에 대한 권리를 배제해선 안 된다.Examples where examples described herein extend to individual elements and concepts described herein, independently of other concepts, ideas or systems, as well as examples including combinations of elements recited elsewhere herein are contemplated. Although examples have been described in detail herein with reference to the accompanying drawings, it will be understood that concepts are not limited to the examples themselves. Accordingly, the scope of the concept is intended to be defined by the following claims and equivalents thereof. It is also contemplated that certain features that are described individually or as part of an example may be combined with other individually described features or portions of other examples even if the other features and examples do not refer to the particular feature. Therefore, the absence of a description of the combination should not preclude the right to such combination.
본 출원은 2020년 9월 29일에 제출된 대한민국 특허출원 제10-2020-0127008호에 대하여 우선권을 주장하며, 상기 특허출원의 개시 사항은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.This application claims priority to Korean Patent Application No. 10-2020-0127008 filed on September 29, 2020, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
100: 핵산 반응 챔버
110: 몸체부
111: 격벽
112: 구획부
120: 포트부
121: 제 1 개구
122: 제 2 개구
123: 홈
130: 제 1 유로
131: 제 1 보조샘플영역
140: 제 2 유로
141: 제 2 보조샘플영역
150: 샘플영역
151: 제 1 샘플영역
152: 제 2 샘플영역
160: 수용부
161: 제 1 수용부
162: 제 2 수용부
171: 제 1 통로
172: 제 2 통로
310: 배리어층
600: 샘플 분석용 카트리지
700: 핵산 반응 방법
C: 수불혼화성 물질
R: 반응혼합물100: nucleic acid reaction chamber 110: body
111: bulkhead 112: compartment
120: port portion 121: first opening
122: second opening 123: groove
130: first flow path 131: first auxiliary sample area
140: second flow path 141: second auxiliary sample area
150: sample area 151: first sample area
152: second sample area 160: accommodating unit
161: first accommodating part 162: second accommodating part
171
310: barrier layer 600: cartridge for sample analysis
700: nucleic acid reaction method C: water immiscible substances
R: reaction mixture
Claims (25)
상기 몸체부에는 상기 유로와 연통되도록 구성된 최소 하나의 수용부가 구비되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 1,
The nucleic acid reaction chamber, characterized in that the body portion is provided with at least one receiving portion configured to communicate with the flow path.
상기 수용부는, 상기 제 1 유로와 연통된 제 1 수용부 및 상기 제 2 유로와 연통된 제 2 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 2,
The nucleic acid reaction chamber according to claim 1 , wherein the accommodating part includes a first accommodating part communicating with the first flow path and a second accommodating part communicating with the second flow path.
상기 제 1 수용부 및 제 2 수용부는 상기 샘플영역보다 상류에서 상기 제 1 유로 및 제 2 유로와 각각 연통되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 3,
The nucleic acid reaction chamber according to claim 1 , wherein the first accommodating part and the second accommodating part communicate with the first flow passage and the second flow passage, respectively, upstream from the sample area.
상기 수용부에는 수불혼화성 물질(water-immiscible material) 이 구비되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 2,
The nucleic acid reaction chamber, characterized in that the water-immiscible material is provided in the accommodating part.
상기 수불혼화성 물질은 상기 수용부에 고체 상태로 구비되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 5,
The nucleic acid reaction chamber, characterized in that the water-immiscible substance is provided in the receiving portion in a solid state.
상기 몸체부에는 상기 수용부에 위치하는 물질의 이동을 제한하는 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 2,
A nucleic acid reaction chamber, characterized in that a structure for limiting the movement of the material located in the accommodating part is formed in the body part.
상기 샘플영역에는 핵산 반응을 위한 반응혼합물이 구비되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 1,
The nucleic acid reaction chamber, characterized in that the reaction mixture for the nucleic acid reaction is provided in the sample area.
상기 샘플영역을 길이방향으로 제 1 샘플영역과 제 2 샘플영역으로 구획하는 구획부를 추가로 포함하며, 상기 구획부의 하단과 상기 샘플영역의 하면이 이격되며 상기 제 1 샘플영역과 제 2 샘플영역이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 1,
Further comprising a compartment dividing the sample area into a first sample area and a second sample area in the longitudinal direction, wherein a lower end of the compartment and a lower surface of the sample area are spaced apart from each other, and the first sample area and the second sample area are A nucleic acid reaction chamber, characterized in that connected to each other.
상기 구획부는 상기 제 1 샘플영역이 상기 제 2 샘플영역보다 크게 구획되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 9,
The nucleic acid reaction chamber according to claim 1 , wherein the compartment is configured such that the first sample area is larger than the second sample area.
상기 구획부는 상기 샘플영역의 중심부를 벗어나게 위치하는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 9,
The nucleic acid reaction chamber, characterized in that the compartment is located out of the center of the sample area.
상기 제 1 유로는 상기 제 1 샘플영역의 상측에 구비되는 제 1 보조샘플영역을 포함하고, 상기 제 2 유로는 상기 제 2 샘플영역의 상측에 구비되는 제 2 보조샘플영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 9,
The first flow path includes a first auxiliary sample area provided above the first sample area, and the second flow path includes a second auxiliary sample area provided above the second sample area. A nucleic acid reaction chamber.
상기 제 2 보조샘플영역은 상기 제 2 샘플영역보다 부피가 더 큰 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 12,
The nucleic acid reaction chamber of claim 1, wherein the second auxiliary sample area has a larger volume than the second sample area.
상기 제 2 보조샘플영역은 상기 제 1 보조샘플영역과 부피가 동일하거나 더 큰 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 12,
The nucleic acid reaction chamber according to claim 1 , wherein the second auxiliary sample area has a volume equal to or greater than that of the first auxiliary sample area.
상기 몸체부의 상측에 마련되며, 상기 제 1 유로가 연통되는 제 1 개구 및 상기 제 2 유로가 연통되는 제 2 개구가 상면에 구비되는 포트(port)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 1,
The nucleic acid reaction chamber of claim 1, further comprising a port portion provided on an upper side of the body portion and having a first opening communicating with the first flow path and a second opening communicating with the second flow path.
상기 몸체부의 내부에는, 상기 제 1 유로의 상부를 제 1 개구에 연결하는 제 1 통로 및 상기 제 2 유로의 상부를 제 2 개구에 연결하는 제 2 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 15,
A nucleic acid reaction chamber, characterized in that a first passage connecting the upper part of the first flow path to the first opening and a second passage connecting the upper part of the second flow path to the second opening are formed inside the body part.
상기 개구의 둘레를 따라 함몰형성된 적어도 하나의 홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 15,
The nucleic acid reaction chamber further comprises at least one recess formed along the circumference of the opening.
상기 유로 및 샘플영역은 상기 몸체부의 일면에 음각되어 형성되고, 상기 몸체부의 상기 음각된 면에는 상기 유로 및 샘플영역를 커버하는 배리어층이 부착되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 1,
The nucleic acid reaction chamber of claim 1 , wherein the passage and the sample region are formed by intaglios on one surface of the body, and a barrier layer covering the passage and the sample region is attached to the engraved surface of the body.
상기 배리어층은 열전도성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 18,
The nucleic acid reaction chamber, characterized in that the barrier layer is composed of a thermally conductive material.
상기 몸체부는 투명 또는 반투명한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 챔버.According to claim 1,
The nucleic acid reaction chamber, characterized in that the body portion is made of a transparent or translucent material.
상기 유로를 통해 샘플용액을 주입하는 주입단계;
상기 핵산 반응 챔버 내 존재하는 반응혼합물과 상기 샘플용액을 혼합하여 혼합용액을 형성하는 혼합단계;
상기 혼합용액의 상측에 수불혼화성 물질의 액상층을 형성하는 커버링단계; 및
상기 샘플영역의 온도를 조절하여 핵산 반응을 실시하는 핵산반응단계;
를 포함하는 핵산 반응 방법.It includes a body portion including a flow path including a first flow path and a second flow path and a sample area, wherein the sample area is individually connected to lower portions of the first flow path and the second flow path, the first flow path and the second flow path. Is a nucleic acid reaction method using a nucleic acid reaction chamber communicated with the outside, respectively,
an injection step of injecting a sample solution through the passage;
a mixing step of mixing the reaction mixture present in the nucleic acid reaction chamber and the sample solution to form a mixed solution;
A covering step of forming a liquid layer of a water-immiscible material on the upper side of the mixed solution; and
a nucleic acid reaction step of performing a nucleic acid reaction by controlling the temperature of the sample area;
Nucleic acid reaction method comprising a.
상기 커버링 단계는,
상기 몸체부의 내부에서 상기 유로와 연통되도록 구성된 최소 하나의 수용부에 고체 상태로 구비되는 수불혼화성 물질(water-immiscible material)을 가열하여 상기 액상층을 형성하는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 방법.23. The method of claim 22,
The covering step is
The nucleic acid reaction method characterized in that the liquid phase is formed by heating a water-immiscible material provided in a solid state in at least one receiving part configured to communicate with the flow path inside the body part.
상기 혼합단계는,
상기 제 1 유로 또는 상기 제 2 유로를 통해 공기를 주입하는 주입단계 및 상기 공기를 흡입하는 흡입단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 방법.23. The method of claim 22,
In the mixing step,
A nucleic acid reaction method comprising an injection step of injecting air through the first passage or the second passage and a suction step of sucking the air.
상기 혼합단계는,
상기 주입단계 및 흡입단계를 번갈아가며 각각 최소 2회 이상씩 수행하는 것을 특징으로 하는 핵산 반응 방법.
25. The method of claim 24,
In the mixing step,
The nucleic acid reaction method, characterized in that the injection step and the suction step are alternately performed at least twice or more each.
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