KR20230068624A - Apparatus for polymerase chain reaction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 중합효소 연쇄반응 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시료를 원심 분리하는 작업과, 원심 분리 추출된 유전물질을 중합효소 연쇄반응으로 복제하는 작업을 하나의 장치로 수행할 수 있는 중합효소 연쇄반응 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a polymerase chain reaction device, and more particularly, to a polymerase capable of centrifuging a sample and replicating a genetic material extracted by centrifugation through a polymerase chain reaction in one device. It is about a chain reaction device.
중합효소 연쇄반응(PCR: polymerase chain reaction)은 살아있는 생물체를 이용하지 않으면서 핵산(nucleic acid)를 효소적으로 복제하기 위한 분자 생물학 기술로서, 의학과 생물학 분야에서 유전 질환(hereditary disease)의 검출, 유전자 지문(genetic fingerprint)의 확인, 감염 질환(infectious disease)의 진단, 유전자의 클로닝(cloning), 친자 확인 검사(paternity testing), 또는 DNA 컴퓨팅(computing) 등에 이용되고 있다.Polymerase chain reaction (PCR) is a molecular biology technique for enzymatic replication of nucleic acids without using living organisms. It is used for identification of fingerprints, diagnosis of infectious diseases, gene cloning, paternity testing, or DNA computing.
중합효소 연쇄반응은 원심 분리를 통해 시료에서 핵산을 분리하고, 분리된 핵산에 중합효소를 첨가하고, 특정한 온도와 시간에 맞춘 가열과 냉각을 반복하여 핵산을 폭발적으로 증폭하는 단계를 포함한다. 따라서, 중합효소 연쇄반응을 수행하기 위해서는, 시료를 원심 분리하는 원심 분리기와, 원심 분리를 통해 분리된 유전물질을 중합효소와 함께 가열 및 냉각하여 유전물질을 복제하는 유전물질 복제기를 필요로 한다. 연구소나 종합 병원과 같은 상시 설치 기관에서는 상기 원심 분리기와 유전물질 복제기를 별도로 구비하여 중합효소 연쇄반응을 진행할 수 있다. 그러나, 감염 질환의 간이 검사소와 같은 임시 조직 또는 기관에서는 예산과 공간의 제약, 및 신속한 대응의 필요성 등의 이유로 상기 원심 분리기와 유전물질 복제기를 별도로 마련하기 어려워서 시급한 감염 질환 검사의 수요를 충족할 수 없다. The polymerase chain reaction includes separating nucleic acids from a sample through centrifugation, adding a polymerase to the separated nucleic acids, and explosively amplifying nucleic acids by repeatedly heating and cooling at a specific temperature and time. Therefore, in order to carry out the polymerase chain reaction, a centrifugal separator for centrifuging a sample and a genetic material duplicator for duplicating the genetic material by heating and cooling the separated genetic material together with the polymerase are required. In a permanently installed institution such as a research institute or a general hospital, the polymerase chain reaction may be performed by separately providing the centrifugal separator and the genetic material replicator. However, it is difficult for temporary organizations or institutions such as simple infectious disease testing centers to separately prepare the centrifugal separator and genetic material replicator for reasons such as budget and space constraints and the need for rapid response, so that the urgent demand for infectious disease testing cannot be met. does not exist.
본 발명은, 시료를 원심 분리하는 작업과, 원심 분리 추출된 유전물질을 복제하는 작업을 하나의 장치로 수행할 수 있는 중합효소 연쇄반응 장치를 제공한다. The present invention provides a polymerase chain reaction device capable of centrifuging a sample and replicating a genetic material extracted by centrifugation in one device.
본 발명은, 상측이 개방된 케이스(case), 상기 케이스의 개방된 상측을 개방 가능하게 폐쇄하는 뚜껑, 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 배치되며, 시료가 담긴 적어도 하나의 튜브(tube)가 탑재되는 로터(rotor), 상기 로터를 회전시키는 동력을 제공하는 로터 구동 모터(motor), 상기 로터에 탑재된 적어도 하나의 튜브를 가열하기 위해 상기 로터에 면접촉되는 히터(heater), 상기 히터에 의해 가열된 적어도 하나의 튜브를 냉각하기 위한 냉각 유닛(unit), 및 상기 냉각 유닛에 의해 생성된 냉기(冷氣)를 상기 적어도 하나의 튜브로 유도하고, 상기 히터에 의해 생성된 열기(熱氣)를 상기 케이스의 외부로 유도하는 송풍기를 구비하고, 상기 히터와 냉각 유닛은 상기 적어도 하나의 튜브에 담긴 시료에 포함된 특정 유전 물질을 증폭시키기 위해 미리 설정된 주기에 따라 상기 적어도 하나의 튜브를 가열 및 냉각하고, 상기 로터는 상기 적어도 하나의 튜브에 담긴 시료가 원심 분리되도록 고속 회전하거나, 상기 미리 설정된 주기에 따라 가열 및 냉각되는 적어도 하나의 튜브를 상기 고속보다 느린 저속으로 회전시키는 중합효소 연쇄반응 장치를 제공한다. In the present invention, a case with an open upper side, a lid that opens and closes the open upper side of the case, and at least one tube rotatably disposed inside the case and containing a sample are mounted. a rotor, a rotor driving motor for providing power to rotate the rotor, a heater in surface contact with the rotor to heat at least one tube mounted on the rotor, and the heater A cooling unit for cooling at least one heated tube, and guides cool air generated by the cooling unit to the at least one tube, and heat generated by the heater to the A blower leading to the outside of the case is provided, and the heater and cooling unit heats and cools the at least one tube according to a predetermined cycle to amplify a specific dielectric material contained in a sample contained in the at least one tube, , The rotor provides a polymerase chain reaction device that rotates at a high speed so that the sample contained in the at least one tube is centrifuged, or rotates at least one tube heated and cooled according to the preset cycle at a lower speed than the high speed. do.
본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치는, 상기 적어도 하나의 튜브가 하나씩 끼워져 고정되는 것으로, 상기 로터의 외주부에 착탈 가능하게 탑재되는 적어도 하나의 튜브 홀더(holder)를 더 구비할 수 있다. The polymerase chain reaction apparatus of the present invention, in which the at least one tube is inserted and fixed one by one, may further include at least one tube holder detachably mounted on the outer circumference of the rotor.
상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 각각 상기 로터에 대해 틸팅(tilting)될 수 있다. Each of the at least one tube holder may be tilted with respect to the rotor.
상기 케이스는 자신의 내부를 두 개의 내부 공간으로 분리하는 내부 격벽을 구비하고, 상기 내부 격벽에는 상기 두 개의 내부 공간 사이에서 공기의 유동이 가능하도록 개방된 격벽 통공이 형성되고, 상기 냉각 유닛은 상기 두 개의 내부 공간 중 하나의 내부 공간에 배치되고, 상기 냉각 유닛과 송풍기가 작동하면 상기 냉각 유닛에 의해 생성된 냉기가 상기 격벽 통공을 통해 상기 두 개의 내부 공간 중 하나의 내부 공간에서 다른 하나의 내부 공간으로 이동하여 상기 적어도 하나의 튜브가 냉각될 수 있다. The case has an inner partition wall separating the inside of the case into two inner spaces, and a partition wall opening is formed in the inner partition wall to allow air to flow between the two inner spaces. It is disposed in one of the two inner spaces, and when the cooling unit and the blower operate, cool air generated by the cooling unit moves from one of the two inner spaces to the other through the partition wall opening. By moving into space, the at least one tube may be cooled.
상기 로터는 상하 방향의 축선을 중심으로 회전 가능하게 배치되고, 상기 히터는 상기 로터와 함께 회전하도록 상기 로터에 고정되고, 상기 송풍기는 상기 로터의 아래에 배치되어, 상기 송풍기가 작동하면 상기 케이스 내부에서 상기 축선을 따라 위에서 아래로 유동하고 상기 케이스의 외부로 배출되는 공기 흐름이 형성될 수 있다. The rotor is rotatably disposed about an axis in a vertical direction, the heater is fixed to the rotor to rotate together with the rotor, and the blower is disposed under the rotor so that the blower operates inside the case. An air flow flowing from top to bottom along the axis and discharged to the outside of the case may be formed.
본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치는 시료를 원심 분리하는 작업과, 원심 분리 추출된 유전물질을 복제하는 작업을 하나의 장치로 수행할 수 있다. 따라서, 원심 분리기와 유전물질 복제기를 별도로 마련하지 않아도 되므로 중합효소 연쇄반응을 수행하기 위한 초기 셋업(set-up) 비용이 절감된다. 또한, 본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치를 적용하면 감염 질환의 간이 검사소와 같은 임시 조직 또는 기관을 신속하게 설치하여 시급한 감염 질환 검사의 수요에 대응할 수 있다. The polymerase chain reaction device of the present invention can perform centrifugation of a sample and replication of the centrifugally extracted genetic material with one device. Accordingly, since it is not necessary to separately prepare a centrifugal separator and a genetic material replicator, the initial set-up cost for performing the polymerase chain reaction is reduced. In addition, when the polymerase chain reaction device of the present invention is applied, a temporary organization or institution such as a simple infectious disease testing center can be quickly installed to respond to the urgent need for infectious disease testing.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중합효소 연쇄반응 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 중합효소 연쇄반응 장치의 내부 구성의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에서 냉각 유닛을 제외한 부분만을 도시한 정면도이다. 1 is a perspective view of a polymerase chain reaction device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the internal configuration of the polymerase chain reaction device of Figure 1;
FIG. 3 is a front view illustrating only a portion of FIG. 2 except for a cooling unit;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 중합효소 연쇄반응 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a polymerase chain reaction apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Terminologies used in this specification are terms used to appropriately express preferred embodiments of the present invention, which may vary according to the intention of a user or operator or conventions in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중합효소 연쇄반응 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 중합효소 연쇄반응 장치의 내부 구성의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에서 냉각 유닛을 제외한 부분만을 도시한 정면도이다. 도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중합효소 연쇄반응 장치(10)는, 케이스(case)(11), 제1 및 제2 뚜껑(22, 23), 냉각 유닛(25), 로터(rotor)(31), 히터(heater)(45), 로터 구동 모터(51), 및 송풍기(61)를 구비한다. 1 is a perspective view of a polymerase chain reaction device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the internal configuration of the polymerase chain reaction device of FIG. 1, and FIG. 3 is only a part except for the cooling unit in FIG. It is a front view shown. 1 to 3 together, the polymerase
상기 케이스(11)는 바닥판(12), 상기 바닥판(12)의 외주 모서리를 에워싸며 상기 바닥판(12)의 외주 모서리에서 상향 연장된 측벽(14), 및 상기 바닥판(12)과 측벽(14)에 의해 한정된 케이스(11)의 내부를 두 개의 내부 공간(20, 21)으로 분리하는 내부 격벽(17)을 구비한다. 상기 두 개의 내부 공간(20, 21) 중 하나는 시료가 수용된 튜브(2)를 이용한 원심분리 작업 또는 유전물질 복제 작업이 진행되는 PCR 공간(20)이며, 다른 하나는 냉각 유닛(25)이 내부에 설치되는 냉각 유닛 공간(21)이다. The
내부 격벽(17)의 상단부에는 PCR 공간(20)과 냉각 유닛 공간(21) 사이에서 공기의 유동이 가능하도록 개방된 격벽 통공(18)이 형성된다. 측벽(14)의 하단부에는 공기 배출 통공(15)과 방열 통공(16)이 형성된다. 상기 공기 배출 통공(15)은 PCR 공간(20) 내의 열기 또는 냉기를 케이스(11) 외부로 배출하기 위한 통공이고, 상기 방열 통공(16)은 냉각 유닛(25)의 응축기(28)에서 발생한 열기를 케이스(11)의 외부로 방출하기 위한 통공이다. 제1 뚜껑(22)은 상기 PCR 공간(20)의 개방된 상측을 개방 가능하게 폐쇄하고, 제2 뚜껑(23)은 상기 냉각 유닛 공간(21)의 개방된 상측을 개방 가능하게 폐쇄한다. An open
냉각 유닛 공간(21)의 내부에 설치된 냉각 유닛(25)은 압축기(27), 응축기(28), 팽창 밸브(29), 및 증발기(26)를 구비한다. 상기 압축기(27)는 저온저압 기체 상태의 냉매를 고온고압의 기체로 압축한다. 응축기(28)에서는 상기 압축기(27)를 통과한 고온고압 기체 상태의 냉매가 주변 공기로 열을 방출하면서 고온고압의 액체 상태가 된다. 팽창 밸브(29)에서는 상기 응축기(28)를 통과한 고온고압 액체 상태의 냉매가 급격히 부피 팽창하며 저온저압 액체 상태의 냉매가 된다. 증발기(26)에서는 상기 팽창 밸브(29)를 통과한 저온저압 액체 상태의 냉매가 주변 공기의 열을 흡수하여 저온저압 기체 상태가 되며, 상기 주변 공기가 냉기가 된다. 상기 증발기(26)를 통과한 저온저압 기체 상태의 냉매는 다시 상기 압축기(27)로 유입된다. The
냉각 유닛 공간(21) 내부에서 상기 응축기(28)와 증발기(26)는 최대한 이격되게 배치된다. 바람직하게는, 상기 응축기(28)는 상기 방열 통공(16)에 근접하여 배치되고, 상기 증발기(26)는 상기 격벽 통공(18)에 근접하여 배치된다. Inside the
PCR 공간(20) 내부에 로터(rotor)(31), 로터 구동 모터(51), 히터(45), 중간 분리 부재(55), 및 송풍기(61)가 상하 방향의 축선(AX)을 따라 배치된다. 로터(31)는 케이스(11)의 내부, 구체적으로는 PCR 공간(20)에 상기 축선(AX)을 중심으로 회전 가능하게 배치된 휠(wheel) 형상의 부재이다. 로터(31)에는 시료가 담긴 복수의 튜브(tube)(2)가 탑재된다. 로터(31)는 상기 축선(AX) 상에 배치된 원통형의 중앙 기둥(32)과, 상기 중앙 기둥(32)을 에워싸는 상부 링(ring)(35), 하부 링(39), 및 중간 링(38)과, 상기 중앙 기둥(32)과 상부 링(35)을 연결하는 복수의 스포크(spoke)(34)를 구비한다. 상기 상부 링(35)과 하부 링(39)은 상하로 이격되고, 상기 중간 링(38)은 상부 링(35)과 하부 링(39)의 내주 모서리를 연결한다. Inside the
상부 링(35)의 외주부에는 복수의 튜브 홀더(holder)(42)가 착탈 가능하게 탑재되는 튜브 홀더 탑재부(36)가 마련된다. 상기 튜브 홀더 탑재부(36)는 상부 링(35)의 외주 모서리에서 내측으로 파인 덴트(dent)일 수 있다. 튜브 홀더(42)는 육면체 형상의 부재로서, 튜브(2)가 관통하여 끼워지도록 상하 방향으로 끼움 통공(43)이 형성되어 있다. 시료가 담긴 튜브(2)가 상기 끼움 통공(43)에 끼워져 고정될 수 있다. 상기 튜브 홀더 탑재부(36)에 탑재된 튜브 홀더(42)는 로터(31)에 대해 틸팅(tilting)될 수 있다. 이에 따라, 튜브 홀더(42) 및 상기 튜브 홀더(42)에 끼워진 튜브(2)는 축선(AX)에 대한 기울어짐 각도를 조정할 수 있다. A tube
로터 구동 모터(51)는 상기 로터(31)의 아래에 배치되는 모터 보디(body)(52)와, 상기 모터 보디(52)에서 축선(AX)을 따라 상향 돌출되어 상기 로터(31)의 중앙 기둥(32)에 결합되는 모터 샤프트(53)를 구비한다. 상기 로터 구동 모터(51)는 상기 로터(31)를 축선(AX)을 중심으로 회전시키는 동력을 제공한다. The
히터(45)는 로터(31)에 탑재된 복수의 튜브(2)를 가열하기 위해 로터(31)에 면접촉되는 링(ring) 형상의 부재로서, 상기 로터(31)에 볼트(bolt)와 같은 체결구에 의해 고정 결합된다. 구체적으로, 상기 히터(45)는 로터(31)의 중간 링(38)의 내주면에 면접촉되는 중간 링(48)과, 상기 로터(31)의 상부 링(35)의 내주부 하측면에 면접촉되도록 상기 중간 링(48)의 상단 모서리에서 축선(AX) 측으로 돌출된 상부 링(47)과, 상기 로터의 하부 링(39)의 하측면에 면접촉되도록 상기 중간 링(48)의 하단 모서리에서 방사 방향으로 돌출된 하부 링(49)을 구비한다. 상기 히터(45)의 상부 링(47), 중간 링(48), 및 하부 링(49)에는 예컨대, 전열선과 같은 가열체가 내재된다. 상기 냉각 유닛(21)은 로터(31)에 탑재되고 히터(45)의 발열에 의해 가열된 튜브(2)를 냉각한다. The
송풍기(61)는 상기 냉각 유닛(21)에 의해 생성된 냉기(冷氣)를 로터(31)에 탑재된 복수의 튜브(2)로 유도하고, 상기 히터(45)에 의해 생성된 열기(熱氣)를 케이스(11)의 외부로 유도한다. 송풍기(61)는 로터(31), 히터(45), 및 로터 구동 모터(51)의 아래에 배치된다. 상기 송풍기(61)는 축선(AX)을 중심으로 회전하여 공기를 가압하는 복수의 팬 블레이드(fan blade)를 구비한 팬(fan)일 수 있다. The
상기 송풍기(61)가 작동하면 PCR 공간(20)에서 축선(AX)을 따라 위에서 아래로 유동하고 상기 공기 배출 통공(15)을 통해 케이스(11)의 외부로 배출되는 공기 흐름이 형성된다. 로터(31)에 탑재된 복수의 튜브(2)를 가열하기 위하여 히터(45)가 작동할 때에는 송풍기(61)가 작동하지 않을 수 있다. 히터(45)의 열기가 송풍기(61)에 의해 유도된 공기 흐름에 의해 분산될 수 있기 때문이다. When the
히터(45)에 의해 가열된 복수의 튜브(2)를 냉각하기 위해서는 냉각 유닛(25)과 송풍기(61)가 함께 작동할 수 있다. 상기 냉각 유닛(25)과 송풍기(61)가 함께 작동하면, 상기 냉각 유닛(25)에 의해 생성된 냉기, 구체적으로는 상기 증발기(26)와의 열교환으로 냉각된 공기가 상기 격벽 통공(18)을 통해 냉각 유닛 공간(21)에서 PCR 공간(20)으로 이동하고, 상기 로터(31)를 통과하며 복수의 튜브(2)를 냉각시키고, 하강하여 상기 공기 배출 통공(15)을 통해 케이스(11) 외부로 방출된다. 따라서, 복수의 튜브(2)를 신속하게 설정된 온도로 냉각할 수 있다. In order to cool the plurality of
중간 분리 부재(55)는 PCR 공간(20)을 송풍기(61)가 배치된 하부 공간과 그 위의 상부 공간으로 분리한다. 중간 분리 부재(55)는 휠(wheel) 형상의 부재로서 중앙 기둥(56), 상기 중앙 기둥(56)의 바깥에 배치된 외측 링(59), 및 상기 중앙 기둥(56)과 외측 링(59)을 연결하는 복수의 스포크(spoke)(58)를 구비한다. 상기 바닥판(12)은 상측면에 축선(AX)을 따라 상향 돌출된 지지 돌기(65)를 구비한다. 상기 지지 돌기(65)는 송풍기(61) 및 중간 분리 부재(55)의 중앙 기둥(56)을 관통하여 로터 구동 모터(51)의 모터 보디(52)를 지지할 수 있다. The
다만, 본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치는 중간 분리 부재(55)는 반드시 구비하여야 하는 것은 아니며, 송풍기(61)의 중앙에 로터 구동 모터(51)가 고정 지지되도록 구성될 수도 있다. 도시되진 않았으나, 본 발명의 중합효소 연쇄반응 장치는 로터(31)에 탑재된 튜브(2) 주변 또는 튜브(2) 자체의 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도에 따라 히터(45), 냉각 유닛(25), 로터 구동 모터(51), 및 송풍기(61)의 동작을 제어하는 콘트롤러(controller)를 더 구비할 수 있다. However, the polymerase chain reaction device of the present invention does not necessarily have to include the
상기 로터(31)는 복수의 튜브(2)에 담긴 시료가 원심 분리되도록 고속 회전한다. 상기 히터(45)와 냉각 유닛(25)은 로터(31)에 탑재된 복수의 튜브(2)에 담긴 시료에 포함된 특정 유전 물질을 증폭시키기 위해 미리 설정된 주기에 따라 상기 복수의 튜브(2)를 가열 및 냉각한다. 또한, 상기 로터(31)는 상기 미리 설정된 주기에 따라 가열 및 냉각되는 복수의 튜브(2)를 상기 고속보다 느린 저속으로 회전시킨다. The
상기 중합효소 연쇄반응 장치(10)를 이용한 유전물질 복제 과정의 일 예는 아래와 같다. 복제하고자 하는 특정 유전 물질을 포함하는 시료와, 프라이머(primer)와, 유전물질 중합효소(polymerase)를 튜브(2)에 주입하고, 튜브(2)의 캡(cap)(3)을 닫고, 상기 캡(3)이 씌워진 튜브(2)를 튜브 홀더(42)에 끼우고, 상기 튜브 홀더(42)를 로터(31)의 튜브 홀더 탑재부(36)에 탑재한다. 그리고, 로터(31)를 고속 회전시켜 튜브(2)에 수용된 시료를 원심 분리하여 복제하고자 하는 특정 유전 물질을 포함한 액층을 형성한다. 그리고, 미리 설정된 주기에 따라 튜브(2)를 90℃ 보다 높은 온도, 예컨대, 94℃로 가열하였다가, 50℃ 정도의 온도, 예컨대, 55℃로 냉각하였다가, 70℃ 정도의 온도, 예컨대, 72℃로 다시 가열하는 과정을 반복하여 상기 특정 유전 물질을 대량 복제한다. 상기 튜브(2)를 미리 설정한 주기에 따라 가열 냉각할 때 상기 로터(31)를 저속으로 회전시켜 중합효소 연쇄반응을 촉진할 수 있다. 이처럼 대량 복제된 유전 물질은 예컨대, 실시간 PCR(real time PCR)을 통해 확인할 수 있다. An example of a genetic material replication process using the polymerase
한편, 상기 튜브(2)에 특정 유전 물질이 포함된 시료만을 주입하고, 로터(31)를 원심 분리 회전시켜 상기 특정 유전 물질을 포함한 액층을 형성하고, 상기 원심 분리된 시료에서 상기 액층만을 남기고, 상기 액층만 남겨진 튜브(2)에 프라이머와 유전물질 중합효소를 주입하고, 상기 튜브 캡(3)으로 튜브(2)를 폐쇄하고, 상기 튜브(2)를 로터(31)에 다시 탑재한다. 그리고, 상기 로터(31)를 저속으로 회전시키면서 상기 튜브(2)를 미리 설정한 주기에 따라 가열 냉각하여 상기 특정 유전 물질을 대량 복제할 수도 있다. Meanwhile, only a sample containing a specific dielectric material is injected into the
이상에서 설명한 중합효소 연쇄반응 장치(10)는 시료를 원심 분리하는 작업과, 원심 분리 추출된 유전물질을 복제하는 작업을 하나의 장치로 수행할 수 있다. 따라서, 원심 분리기와 유전물질 복제기를 별도로 마련하지 않아도 되므로 중합효소 연쇄반응을 수행하기 위한 초기 셋업(set-up) 비용이 절감된다. 또한, 상기 중합효소 연쇄반응 장치(10)를 적용하면 감염 질환의 간이 검사소와 같은 임시 조직 또는 기관을 신속하게 설치하여 시급한 감염 질환 검사의 수요에 대응할 수 있다. The polymerase
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
2: 튜브
10: 중합효소 연쇄반응 장치
11: 케이스
25: 냉각 유닛
31: 로터
45: 히터
51: 로터 구동 모터
61: 송풍기2: tube 10: polymerase chain reaction device
11
31: rotor 45: heater
51: rotor drive motor 61: blower
Claims (5)
상기 히터와 냉각 유닛은 상기 적어도 하나의 튜브에 담긴 시료에 포함된 특정 유전 물질을 증폭시키기 위해 미리 설정된 주기에 따라 상기 적어도 하나의 튜브를 가열 및 냉각하고,
상기 로터는 상기 적어도 하나의 튜브에 담긴 시료가 원심 분리되도록 고속 회전하거나, 상기 미리 설정된 주기에 따라 가열 및 냉각되는 적어도 하나의 튜브를 상기 고속보다 느린 저속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치. a case with an open top; a lid that closes the open upper side of the case to be openable; a rotor rotatably disposed inside the case and on which at least one tube containing a sample is mounted; a rotor drive motor providing power to rotate the rotor; a heater in surface contact with the rotor to heat at least one tube mounted on the rotor; a cooling unit for cooling at least one tube heated by the heater; and a blower for guiding cool air generated by the cooling unit to the at least one tube and guiding hot air generated by the heater to the outside of the case,
The heater and cooling unit heats and cools the at least one tube according to a predetermined cycle to amplify a specific genetic material included in the sample contained in the at least one tube,
The rotor rotates at a high speed so that the sample contained in the at least one tube is centrifuged, or rotates at least one tube heated and cooled according to the preset cycle at a lower speed than the high speed. Polymerase chain reaction Device.
상기 적어도 하나의 튜브가 하나씩 끼워져 고정되는 것으로, 상기 로터의 외주부에 착탈 가능하게 탑재되는 적어도 하나의 튜브 홀더(holder);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치. According to claim 1,
The polymerase chain reaction device further comprising: at least one tube holder in which the at least one tube is inserted and fixed one by one and is detachably mounted on the outer circumference of the rotor.
상기 적어도 하나의 튜브 홀더는 각각 상기 로터에 대해 틸팅(tilting) 가능한 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치. According to claim 2,
Polymerase chain reaction device, characterized in that the at least one tube holder is tiltable with respect to the rotor, respectively.
상기 케이스는 자신의 내부를 두 개의 내부 공간으로 분리하는 내부 격벽을 구비하고,
상기 내부 격벽에는 상기 두 개의 내부 공간 사이에서 공기의 유동이 가능하도록 개방된 격벽 통공이 형성되고,
상기 냉각 유닛은 상기 두 개의 내부 공간 중 하나의 내부 공간에 배치되고,
상기 냉각 유닛과 송풍기가 작동하면 상기 냉각 유닛에 의해 생성된 냉기가 상기 격벽 통공을 통해 상기 두 개의 내부 공간 중 하나의 내부 공간에서 다른 하나의 내부 공간으로 이동하여 상기 적어도 하나의 튜브가 냉각되는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치. According to claim 1,
The case has an inner partition wall separating the inside of the case into two inner spaces,
A partition wall opening is formed in the inner partition wall to allow air to flow between the two inner spaces,
The cooling unit is disposed in one of the two internal spaces,
When the cooling unit and the blower operate, the cool air generated by the cooling unit moves from one of the two inner spaces to the other one of the two inner spaces through the partition wall opening, thereby cooling the at least one tube. Polymerase chain reaction device characterized by.
상기 로터는 상하 방향의 축선을 중심으로 회전 가능하게 배치되고,
상기 히터는 상기 로터와 함께 회전하도록 상기 로터에 고정되고,
상기 송풍기는 상기 로터의 아래에 배치되어, 상기 송풍기가 작동하면 상기 케이스 내부에서 상기 축선을 따라 위에서 아래로 유동하고 상기 케이스의 외부로 배출되는 공기 흐름이 형성되는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응 장치. According to claim 4,
The rotor is rotatably disposed about an axis in the vertical direction,
The heater is fixed to the rotor to rotate together with the rotor,
The blower is disposed below the rotor, and when the blower operates, the polymerase chain reaction device flows from top to bottom along the axis inside the case and an air flow discharged to the outside of the case is formed. .
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101433208B1 (en) | 2006-12-13 | 2014-08-22 | 루미넥스 코포레이션 | Systems and methods for multiplex analysis of pcr in real time |
-
2021
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Patent Citations (1)
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