KR20230110310A - 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치는 용액을 이송하는 이액수단과 연통되는 에어 통로부; 상기 에어 통로부를 통해 상호 병렬 연결된 서로 다른 펌핑 용량의 제 1 펌프 및 제 2 펌프; 및 각 펌프는 챔버, 상기 챔버 내에서 직선 왕복 운동하는 에어 가압부; 및 상기 에어 가압부에 연결되어 상기 에어 가압부가 상기 챔버 내에서 왕복 운동하도록 하는 구동부; 를 포함하고, 상기 구동부를 제어하여 상기 각 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키는 제어부; 를 포함함으로써 서로 다른 펌핑 용량의 펌프를 이용하여 이액 수단의 압력을 조절하는 POC 시스템에서 펌프 상호간 간섭없이 펌프별 펌핑 용량에 따라 정확하고 정밀한 압력을 안정적으로 제공할 수 있다.

Description

샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치 및 제어 방법

본 개시는 스크류(screw) 회전 방식으로 펌프를 구동하여 용액을 이송하는 샘플 처리 장치에 관한 것이다.

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.

핵산 기반의 분자진단은 검체 샘플로부터 핵산을 추출한 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.

핵산 검출용 POC시스템은 샘플로부터 추출 및 핵산 검출을 하나의 카트리지에서 one-step으로 처리한다. POC 시스템은 샘플의 채취 즉시 샘플 처리 프로세스를 진행할 수 있게 디자인 되므로, 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. 챔버간 샘플 또는 이의 처리물의 이동은 챔버간 유로를 형성하고 밸브로 제어하는 방식 및 이액수단에 의하여 챔버 간 용액을 이동시키는 방식이 있다.

이러한 방식에서 이액 수단에 의하여 챔버 간 용액을 이동시키는 방식은 샘플 처리용 챔버로 카트리지를 구성하고, 챔버 간 액체 이동은 이액 수단을 통해 수행하고, 상기 이액 수단을 상하, 좌우로 이동시키는 이동 모듈에 의해 챔버 내 액체를 흡입하거나 챔버 내 액체를 주입하여 각 챔버 간 액체를 이송하는 방식이다.

이때 각 챔버 간 용액을 이송하는 이액 수단은 용액을 흡입·배출할 수 있도록 압력을 제공하는 압력 발생 모듈과 연결되고, 상기 압력 발생 모듈의 압력 조절을 통해 각 챔버 별 정확하고 정밀한 액체 처리가 가능하다. 압력 발생 모듈은 주로 피스톤 방식의 펌프가 사용되는데 실린더 내에서 피스톤의 펌핑 동작 예컨대, 실린더 내에서 피스톤을 후방으로 빼는 동작에 의해 음압을 발생시켜 챔버 내 액체를 흡입하거나, 상기 피스톤을 실린더 내에서 밀어내는 동작에 의해 양압을 발생시켜 챔버 내로 액체를 배출하게 된다.

이와 같이 피스톤 방식의 펌프는 이송되는 액체에 감압 및/또는 가압 펌프로 작용한다.

POC 시스템에서는 챔버 별로 추출단계, 혼합단계, 세척단계, 커버링단계 및 핵산반응단계 등 여러 단계를 거쳐 샘플을 처리하는데 단계별 요구되는 액체 처리 용량이 수행하는 단계별 특성에 따라 상이하다. 예를 들어, 특정 단계에서는 미세 용량을 취급하거나, 각종 시약을 취급하는 추출, 혼합 및 세척과 같은 단계에서는 상대적으로 대용량을 취급하므로 피스톤 방식의 펌프에서는 각 챔버에서 단계별 액체가 취급되는 용량에 따라 이액 수단에 가압 및/또는 감압되는 압력의 크기를 정확히 구분하여 제공할 필요가 있다.

이를 위해 종래 방식의 장치에서는 대용량 및 소용량 전용으로 각각 구분된 이중(dual) 펌프를 운영하고 있다.

그런데 스크류 회전을 통해 모터의 구동력을 전달받아 펌핑 동작을 수행하는 피스톤 방식의 펌프는 이중 펌프 운영 시 어느 하나의 펌프에서 펌핑 동작 발생 시 다른 하나의 펌프에 영향을 미칠 수 있다.

통상 스크류 회전 방식은 리드 나사의 리드를 따라 너트가 회전하는데 너트가 이동하는 방향으로 리드에 너트가 밀착되어 나아가고, 상기 이동하는 방향 뒤는 너트와 리드 간 일정거리가 이격되는 형태이다. 이를 유격(backlash)이라 하는데 이러한 유격 현상으로 인해 두 개 이상의 펌프가 병렬로 연결된 구조에서는 일측의 펌프 구동이 정지 상태의 타측 펌프에 움직임을 발생시킬 수 있다.

이러한 움직임은 제어 대상이 아닌 펌프에서 유격 현상으로 인해 양압 및/또는 음압이 생성을 유발한다. 특히, 정밀급의 양압 및/또는 음압을 생성시켜야 하는 소용량 전용 펌프 구동 시 타측 펌프의 일시적인 움직임으로 인하여 생성되는 양압 및/또는 음압 때문에 압력의 크기가 초과되는 문제가 있었다.

따라서, 이중 펌프를 운용하는 POC 시스템에서 일측 펌프의 구동 시 정지 상태의 타측 펌프의 움직임을 방지하여 펌프 용량에 따라 정확하고 정밀한 압력을 실현할 수 있는 펌프 제어 방식의 개발이 필요하다.

전술한 배경에서, 본 발명자들은 서로 다른 펌핑 용량을 갖고, 스크류 회전 방식으로 구동되는 펌프를 이용하여 이액 수단의 압력을 조절하는 POC 시스템에서 어느 하나의 펌프 구동 시 유격 현상으로 인한 다른 펌프의 움직임을 방지하는 기술을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 구동 제어 대상이 아닌 펌프의 스크류와 너트 간 일정 유격 유지 상태를 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 제어함으로써 양압 및/또는 음압을 생성시키는 펌프에 미치는 압력 간섭이 감소될 수 있음을 규명하였다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은 복수의 펌프를 운용하는 POC 시스템에서 일측 펌프의 구동 시 정지 상태의 타측 펌프의 움직임을 방지하여 펌프 용량에 따라 정확하고 정밀한 압력을 실현할 수 있는 펌프 운용 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 구동하고자 하는 펌프에서의 원치 않는 압력 상승 또는 감소를 보정하도록 정지된 펌프의 펌핑 수단을 이동시킴으로써 구동 펌프에서의 압력 상승 또는 감소를 보정할 수 있는 펌프 운용 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 용액을 이송하는 이액수단과 연통되는 에어 통로부; 상기 에어 통로부를 통해 상호 병렬 연결된 서로 다른 펌핑 용량의 제 1 펌프 및 제 2 펌프; 및 각 펌프는 챔버; 상기 챔버 내에서 직선 왕복 운동하는 에어 가압부; 및 상기 에어 가압부에 연결되어 상기 에어 가압부가 상기 챔버 내에서 왕복 운동하도록 하는 구동부; 를 포함하고, 상기 구동부를 제어하여 상기 각 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키는 제어부; 를 포함한다.

일 예에서, 상기 구동부는, 입력 전압에 의해 일정 각도씩 회전하는 모터; 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 스크류; 및 상기 스크류와 일정 유격을 유지하면서 상기 스크류의 리드를 따라 회전하는 너트;를 포함하되, 및 상기 모터는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 양압 및/또는 음압이 생성되는 펌프에서 정규 회전하고, 상기 너트는 상기 에어 가압부와 결합되고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 에어 가압부가 상기 챔버 내에서 왕복운동하도록 지지하는 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 정규 회전은 모터가 기설정된 회전속도 및 회전수에 따라 회전하여 상기 스크류 상의 너트가 상기 일정 유격을 유지하면서 정방향 또는 역방향으로 회전 이동하는 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 제어부는, 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프의 유격에 의한 움직임을 방지하기 위해 최소 유격 또는 제로(zero) 유격을 갖도록 상기 다른 하나의 펌프에 연결된 상기 구동부를 작동하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프의 상기 일정 유격을 감소시키는 보조 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 구동부는 상기 스크류와 너트 간 유격이 감소되게 상기 모터를 회전하는 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 회전은, 상기 양압 및 음압을 생성시키는 펌프에 연결된 구동부의 모터 회전 방향과 반대 방향으로 회전하되, 상기 스크류 상의 너트가 일정 유격 상태로부터 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 전진(forware) 또는 후퇴(backware) 이동되는 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 제 1 펌프의 챔버 지름은 상기 제 2 펌프의 챔버 지름보다 크고, 상기 제 1 펌프의 챔버 지름은 15 mm 내지 25 mm 범위이고, 상기 제 2 펌프의 챔버 지름은 2 mm 내지 5 mm 범위인 것은 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 제 1 펌프에서 생성된 양압 및 음압은 상기 제 2 펌프에서 생성된 양압 및 음압 보다 크고, 상기 제 1 펌프 대 상기 제 2 펌프의 압력의 비율은 10 : 1 내지 20 : 1 인 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 제 1 펌프에서 에어 가압부의 스트로크(stroke) 길이는 상기 제 2 펌프에서 에어 가압부의 스트로크 길이보다 길고, 상기 제 1 펌프의 에어 가압부의 스트로크 길이는 2 mm 내지 5 mm 범위이고, 상기 제 2 펌프의 에어 가압부의 스크로크 길이는 0.5 mm 내지 3 mm 이내인 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 에어 통로부에 배치되어 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프로부터 각각 생성된 상기 양압 및 음압을 감지하는 압력 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 용액을 이송하는 이액수단과 연통되는 에어 통로부, 상기 에어 통로부를 통해 상호 병렬 연결된 서로 다른 펌핑 용량의 제 1 펌프 및 제 2 펌프 및 각 펌프는 챔버, 상기 챔버 내에서 직선 왕복 운동하는 에어 가압부 및 상기 에어 가압부에 연결되어 상기 에어 가압부가 상기 챔버 내에서 왕복 운동하도록 하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부를 제어하여 상기 각 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키는 제어부를 포함하는 샘플 처리 시스템을 위한 용액 디스펜서 제공 방법에 있어서, 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프에 연결된 구동부의 모터를 정규 회전과 반대 방향으로 회전하도록 제어하는 단계; 및 상기 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 펌프에 연결된 구동부에서 모터를 정규 회전하도록 제어하는 단계;를 포함한다.

일 예에서, 상기 정규 회전은 모터가 기설정된 회전속도 및 회전수에 따라 회전하여 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 스크류 상의 너트가 일정 유격을 유지하면서 정방향 또는 역방향으로 회전 이동하는 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 제어부는, 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프의 유격에 의한 움직임을 방지하기 위해 최소 유격 또는 제로(zero) 유격을 갖도록 상기 다른 하나의 펌프에 연결된 상기 구동부를 작동하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 한다.

일 예에서, 상기 회전은, 상기 양압 및 음압을 생성시키는 펌프에 연결된 구동부의 모터 회전 방향과 반대 방향으로 회전하되, 상기 스크류 상의 너트가 일정 유격 상태로부터 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 전진(forware) 또는 후퇴(backware)하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 서로 다른 펌핑 용량을 갖고, 스크류 회전 방식으로 구동되는 펌프를 이용하여 이액 수단의 디스펜싱을 제어하는 POC 시스템에서 펌프 상호 간 간섭없이 펌프별 펌핑 용량에 따라 정확하고 정밀한 압력을 안정적으로 제공함으로써 정확한 디스펜싱이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현에 따른 용액 디스펜서 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현에 따른 샘플 처리 시스템에서 이액 수단을 포함하는 샘플 처리용 카트리지의 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구현에 따른 용액 디스펜서 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현에 따른 용액 디스펜서에 있어서 펌프 구동의 예시도이다.

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.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 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.

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.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 용액이 수용되며 상측으로 개구되는 수용공간이 내부에 형성되고, 하측에는 노즐부가 구비되는 용기, 상기 수용공간의 개구에 결합되며, 상기 수용공간과 연통되는 에어홀 및 상기 용액이 상기 에어홀로 유입되는 것을 방지하기 위한 실드부가 구비되는 마개를 포함하는 이액수단을 제공한다.

상기 이액수단의 수용공간은 3000 마이크로리터 이하, 2000 마이크로리터 이하, 1500 마이크로리터 이하, 1000 마이크로리터 이하, 800 마이크로리터 이하, 700 마이크로리터 이하, 500 마이크로리터 이하, 400 마이크로리터 이하, 300 마이크로리터 이하, 200 마이크로리터 이하 또는 100 마이크로리터 이하의 용액을 수용할 수 있는 부피를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 상기 이액수단을 포함하는 샘플 처리용 카트리지를 제공한다.

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.

샘플 처리(sample 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.

본 발명에 따른 샘플 처리 시스템은 특히 샘플로부터 추출 및 핵산 검출을 하나의 카트리지에서 one-step으로 처리하는 POC(point of care) 시스템이다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 처리 장치에서 양압 및/또는 음압을 생성시키는 용액 디스펜서 장치(100)의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치 (100)은 에어 통로부(112), 제 1 펌프(101), 제 2 펌프(102) 및 각 펌프(101, 102)는 챔버(116, 118), 에어 가압부(120, 122) 및 구동부(150, 152)를 포함하고, 제어부(160)를 포함한다.

에어 통로부(112)는 샘플 처리용 카트리지에서 에어 및 용액을 이송하는 이액 수단(12)과 연통된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이액 수단(12)은 용액이 출입하는 홀과 상기 에어가 출입하는 홀이 형성된 구조체로서, 에어 및 용액이 출입하고, 수용공간(16)이 형성되는 용기(17) 및 용기(17)에 결합되는 마개(18)를 포함한다. 수용공간(16)은 빈 공간으로 형성되어 용액이 출입할 수 있게 구비되며, 본 발명에 따른 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102)는 마개(18)에 형성된 에어 홀(11)을 통해 공기를 주입하거나 흡입하며 이액 수단(12) 내부의 압력을 조절하고, 그에 따라 상기 이액 수단(12)에서는 노즐부(19)를 통해 용액이 수용공간으로 출입할 수 있다.

이러한 이액 수단(12)는 액체 이송용 팁, 피펫팁, 이액모듈, 이액 장치 또는 이액 용기 및 이와 동등한 수단으로 명명될 수 있다.

샘플 처리용 카트리지(10)는 이액 수단(12)을 포함한다. 또한, 샘플 처리용 카트리지(10)는 바디(14)에 복수 개의 챔버를 포함한다. 샘플 처리용 카트리지(10) 내 챔버의 배치는 길이 방향으로 직선 배치, 원형 배치, 격자형, 방사형 또는 무정형 배치일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 복수 개의 챔버는 샘플 처리용 카트리지(10)의 길이 방향으로 직선 배치될 수 있다. 샘플 처리용 카트리지(10)의 길이 방향은 샘플 처리용 카트리지(10)가 샘플 처리 장치에 삽입되는 방향일 수 있다. 챔버는 샘플로부터 검출 대상 물질을 추출하는 공정에 필요한 물질이 저장되고, 추출을 위한 물리적, 화학적 공정이 진행되는 공간이다. 상기 검출 대상 물질은 예를 들어 핵산일 수 있다.

본 발명에 따른 샘플 처리용 카트리지(10)에 포함되는 챔버의 개수는 샘플 처리 방식에 따라 상이하게 구성될 수 있다. 챔버의 개수는 특별히 제한되지 않으나 예를 들어, 5개, 6개, 7개 또는 8개 이상일 수 있으며, 20개, 15개, 14개, 13개, 12개 이하일 수 있다.

샘플 처리용 카트리지(10)는 덮개(13)를 포함하고, 상기 덮개(13)를 통해 이액 수단(12)이 상기 챔버들 간을 이동할 수 있는 공간을 제공하며, 바디(14)에 형성되는 복수의 추출 챔버의 용액이 유출되는 것을 막는다.

본 발명에 따른 샘플 처리용 카트리지(10)는 샘플 처리 시스템에 의해 작동되며 목적하는 반응이 진행될 수 있다. 샘플 처리용 카트리지(10)는 샘플 처리 시스템에 수용되며 샘플 처리 시스템에 포함된 이동 모듈, 열전달 모듈 등 여러 파트와 상호작용될 수 있다.

샘플 처리용 카트리지(10)의 챔버 각각은 하부로 테이퍼 진 실린더 형상 또는 다각형 기둥 형상을 포함하나 이에 제한되지 않고 다른 형상일 수 있다. 샘플 처리용 카트리지(10)의 각 챔버는 3000 마이크로리터 이하, 2000 마이크로리터 이하, 1000 마이크로리터 이하, 800 마이크로리터 이하, 700 마이크로리터 이하, 500 마이크로리터 이하, 400 마이크로리터 이하, 300 마이크로리터 이하, 200 마이크로리터 이하 또는 100 마이크로리터 이하의 용액을 수용할 수 있도록 형성될 수 있다. 샘플 처리용 카트리지(10)의 챔버는 PC(폴리카보네이트), ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체), 나일론 또는 이들 중 둘 이상의 합성 재질로 제조될 수 있다.

샘플 처리용 카트리지(10)에서 복수 개의 챔버는 샘플챔버, 홀딩챔버, 핵산 반응 챔버 등을 포함할 수 있다. 샘플 챔버는 샘플을 수용하는 챔버이다. 홀딩챔버는 자성입자, 파쇄용액, 세척용액, 용리용액 등 샘플 처리 반응에 필요한 물질을 각각 담아두기 위한 챔버이다. 상기 핵산 반응 챔버는 추출된 핵산을 수용하여 반응시키는 챔버를 말한다. 또한, 카트리지(600)는 폐용액을 수거하기 위한 덤프를 더 포함할 수 있다.

샘플 처리용 카트리지(10)의 각 챔버 사이에서 용액은 본 발명에 따른 용액 디스펜서 장치(100)에 의해 이액 수단(12)을 통해 이송될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 샘플 처리용 카트리지(10)가 샘플 처리 시스템에 수용된 후 본 발명에 따른 용액 디스펜서 장치(100)은 에어 통로부(112)부의 에어 개구부(110)에 결합되는 에어 튜브(미도시)를 통해 상기 샘플 처리용 카트리지(10)의 개구부(13)와 연통될 수 있다. 에어 튜브는 이액 수단(12)의 에어홀(11)을 지지하는 결합부(미도시)에 결합되어 에어홀(11)을 통해 용액 디스펜서 장치(100)으로부터의 공기를 주입하거나 흡입한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 용액 디스펜서 장치(100)은 상기 에어 튜브를 통해 이액 수단(12)의 수용 공간(16)으로 공기를 주입하거나 흡입할 수 있다.

본 발명에 따른 에어 통로부(112)에서는 서로 다른 펌핑 용량의 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102)가 상호 병렬 연결된다.

본 발명에 따른 용액 디스펜서 장치(100)은 용량이 서로 다른 두 개의 펌프(101, 102)를 통해 샘플 처리 단계별 각 챔버에서 용액이 취급되는 용량에 따라 미세 용량 및 상기 미세 용량보다 상대적으로 큰 용량인 대용량 전용으로 상기 펌프(101, 102)들을 구분하여 운용한다. 여기서, 대용량 전용 펌프는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 펌프(101)이고, 미세 용량을 취급하는 소용량 전용 펌프는 제 2 펌프(102)이다.

본 발명의 실시 예에서는 두 개의 펌프를 예를 들어 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되지 않으며, 서로 다른 펌핑 용량을 갖는 예컨대, 대용량, 중용량, 소용량으로 구분된 세 개의 펌프 또는 상기 각 용량이 더 미세하게 구분된 세 개 이상의 펌프일 수 있다.

각 펌프(101, 102)는 챔버(116, 118), 상기 챔버(116, 118) 내에서 직선 왕복 운동하는 에어 가압부(120, 122), 상기 에어 가압부(120, 122)에 연결되어 상기 에어 가압부(120, 122)가 상기 챔버(116, 118) 내에서 왕복 운동하도록 하는 구동부(150, 152)를 포함한다.

본 발명에서 펌프는 공압 작동식 펌프 또는 유압 작동식 펌프, 유압 펌프 또는 다른 펌프를 비롯한 다양한 다른 펌프일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 용액 디스펜서 장치(100)에서 각 펌프(101, 102)별 챔버(116, 118)은 진공 상태를 만들어 공기를 주입하도록 하는 실린더이다.

상기 챔버(116, 118)은 에어 가압부(120, 122)를 내부에 수용한다. 에어 가압부(120, 122)는 비어 있는 실린더 안에서 압력 생성을 위해 왕복 운동하는 피스톤이다.

이러한 구성의 펌프(101, 102)는 그 밖에 에어 가압부(120, 122)가 챔버(116, 118) 내에서 체결력을 유지하기 위한 오링(Oring, 117, 119)을 더 포함할 수 있다.

구동부(150, 152)는 상기 에어 가압부(120, 122)에 연결되어 상기 에어 가압부(120, 122)가 상기 챔버(116, 118) 내에서 왕복 운동하도록 한다.

제어부(160)는 구동부(150, 152)를 제어하여 상기 각 펌프(101, 102)에 의해 양압 및 음압을 생성시킨다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치(100)의 분해도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 구동부(150, 152)는 모터(130, 132), 스크류(123, 125), 너트(124, 126), 샤프트(128a ~ 128d), 리니어 부쉬(127a ~ 127d) 및 연결 부재(129)를 포함한다.

모터(130, 132)는 DC 모터, AC 모터 또는 스텝 모터와 같이 직선 또는 회전 운동을 하는 당해 기술 분야에서 알려진 임의의 적합한 모터일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 모터(130, 132)는 펄스 형태의 입력 전압에 의해 일정 각도씩 회전하는 전동기(electric motor)로서, 입력되는 일련의 펄스열에 의해 연속적인 회전을 한다. 이러한 모터(162)는 고정자(stator), 고정자에 의해 상대적으로 회전하는 회전자(rotor) 및 회전자와 일체로 결합된 샤프트(shaft)를 포함할 수 있다.

모터(130, 132)는 회전하면 회전각속도를 감지하는 감지 수단으로서 모터 회전각 센서(미도시)를 구비할 수 있다. 회전각속도를 감지하면 제어부(160)로 전달한다. 모터 회전각 센서는 일반적으로 잘 알려진 모터 위치 센서로 구현될 수 있으며, 모터(130, 132) 내에 내장되어 구현될 수도 있고, 모터(130, 132)와 별개로 구현될 수도 있다.

본 발명에 따른 구동부(150, 152)는 펄스값을 모터(130, 132)의 고정자에 인가하여 회전자를 회전시킴으로써 모터(130, 132)를 구동할 수 있다.

모터(130, 132)는 제어부(160)의 제어에 따라 양압 및/또는 음압이 생성되는 펌프에서 정규 회전한다.

정규 회전은 모터가 기설정된 회전속도 및 회전 수에 따라 회전하여 스크류(123, 125)상의 너트가 일정 유격을 유지하면서 정방향 또는 역방향으로 회전 이동하는 것이다.

스크류(123, 125)는 모터(130, 132)의 동력에 의해 회전한다. 바람직하게는 스크류(123, 125)는 리드 스크류, 볼 스크류를 포함할 수 있다.

본 발명에서는 리드 스크류를 예를 들어 설명하지만 이외에도 다양한 종류의 스크류를 선별적으로 채택할 수 있으며 본 발명에서 스크류의 종류를 한정하는 것은 아니다.

이러한 스크류(123, 125)에는 너트(124, 126)가 리드(lead)를 따라 관통되어 형성되어 있다.

너트(124, 126)는 스크류(123, 125)의 회전에 의해 전·후 또는 좌·우 이동할 수 있다. 상기 너트(124, 126)에는 스크류(123, 125)가 관통 설치되는 관통홀(미도시)이 형성되어 이를 통해 스크류(123, 125)에 너트(124, 126)가 결합된다.

본 발명에 따른 너트(124, 126)는 스크류(123, 125)에서 매끄럽게 회전하기 위해서 상기 스크류(124, 126)와 적절한 간격의 일정 유격을 유지하면서 상기 스크류(123, 125)의 리드를 따라 회전한다. 일정 유격(백래시, backlash) 이라 함은 너트가 나아가는 방향 뒤에 생기는 스크류와의 간극이다. 이 경우 스크류의 피크와 너트의 피크가 맞물리지 않는다. 즉, 너트가 정방향으로 전진할 경우 스크류의 정방향을 향하는 리드에 너트가 밀착되어 회전한다. 이때, 너트의 피크는 스크류의 피크 앞쪽에 위치하므로 상기 너트의 피크와 상기 스크류의 피크 간의 간격이 생기는데 이를 통상 유격이라 하며, 이를 통해 너트는 스크류에서 자유롭게 회전 가능하다. 너트가 역방향으로 후진할 경우도 전진할 때와 마찬가지로 스크류의 역방향을 향하는 리드에 너트가 밀착되어 회전한다.

보조 부재(미도시)는 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102) 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프의 유격을 감소시킨다.

보조 부재는 너트가 나아가는 방향 뒤에 생기는 스크류와의 간극을 제거하기 위한 것으로, 이러한 보조 부재는 정규회전 시에는 너트와 일체로 움직일 수 있으나, 정규 회전이 아닌 회전으로 너트가 스크류 상에서 푸쉬(push)되거나, 풀(pull)되는 경우 충격을 흡수하면서 유격을 감소시킨다. 보조 부재는 너트의 정방향 및/또는 역방향에 위치할 수 있다. 보조 부재는 당해 기술 분야에서 알려진 링(ring), 탄성부재, 바(bar), 회전자(rotor), 철심, 샤프트 등을 포함할 수 있으며, 너트와 같이 스크류 상에서 관통 형성되거나, 너트에 연결되어 형성되거나 혹은 스크류 상에 형성되어 스크류 상에서 너트의 이탈을 방지하고, 너트가 정규적으로 회전하는 경우 너트와 함께 스크류의 리드를 따라 회전하고, 너트가 비정규적으로 푸쉬 되거나, 풀되는 경우에 너트의 변위 발생에 대한 충격을 흡수 가능한 당해 기술 분야에서 알려진 임의의 적합한 보조적인 구성일 수 있다. 보조 부재의 소재는 소정의 탄성을 가지는 재질(예를 들어, PC(Polycarbonate) 또는 PP(Polypropylene))로 형성될 수 있다. 이러한 탄성력에 의해 너트의 비정규적인 회전은 흡수하되, 모터의 기설정된 속도 및 회전수에 의한 정규 회전처럼 힘과 방향을 가지는 회전에는 너트와 함께 회전할 수 있다.

이 밖에 본 발명에 따른 구동부는 LM(linear motion) 샤프트(128a ~ 128d)는 너트(124, 126)의 직선 이동 경로를 제공한다.

리니어 부쉬(127a ~ 127d)는 LM(linear motion) 샤프트(128a ~ 128d) 상에 각각 축 결합하고, 연결 부재(129)의 개구와 결착하여 너트(124, 126)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 스크류(123, 125) 상에서 헛돌지 않고, 상기 LM 샤프트(128a ~ 128d)에서 진동 없이 안정적으로 직선 이동할 수 있도록 한다.

연결 부재(129)는 너트(124, 126)와 리니어 부쉬(127a ~ 127d)를 연결하는 브라켓(bracket)이다. 상기 연결 부재(129)는 너트(124, 126)가 LM 샤프트(128a ~ 128d)를 따라 이동할 수 있도록 리니어 부쉬(127a ~ 127d)에 연결시킨다. 즉, 연결 부재(129)는 너트(124, 126)를 마운팅(mounting)하고, 상기 너트(124, 126)에 리니어 부쉬(127a ~ 127d)를 연결시킴으로써 구동부(150, 152)에서 구동에 필요한 각 구성들을 상호 연결시켜 상기 너트(124, 126)가 진동 없이 스크류(123, 125)상을 회전 가능하게 지지하는 구조물이다. 이러한 연결 부재(129)는 도면에 도시된 형상으로 제한되지는 않는다.

제어부(160)는 구동부(150, 152)를 제어하여 각 펌프(101, 102)에 의해 양압 및 음압을 생성시킨다. 제어부(160)는 용액 디스펜서 장치(100)이 동작하는데 필요한 전원을 공급하는 전원 공급 수단이고, 용액 디스펜서 장치(100)을 실질적으로 제어하는 제어 수단이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(160)는 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102)의 각 챔버(116, 118) 내에서 에어 가압부(120, 122)를 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 이동하도록 제어하여 에어 호스를 통해 연결된 이액 수단(12)에 양압 및/또는 음압이 공급되도록 구동부(150, 152)를 제어한다.

제 1 방향은 정방향으로 양압이 생성되는 이동 방향으로 에어 가압부(120, 122)가 구동부(150, 152)의 구동에 의해 챔버(116, 118) 내에서 푸쉬(push)되어 상기 챔버(116, 118) 내부 용적이 작아지는 방향이다.

제 2 방향은 역방향으로 음압이 생성되는 이동 방향으로 에어 가압부(120, 122)가 구동부(150, 152)의 구동에 의해 챔버(116, 118) 내에서 풀(pull)되어 상기 챔버(116, 118) 내부 용적이 커지는 방향이다.

즉, 피스톤 방식의 제 1 및 제 2 펌프(101, 102)에서는 피스톤(에어 가압부)을 후방으로 빼는 동작으로 실린더(챔버) 내의 공기를 대기로 배출시켜 상기 실린더에 음압을 발생시키고, 피스톤을 상방으로 미는 동작으로 실린더 내의 공기를 발생시켜 상기 실린더에 양압을 발생시킨다.

양압은 이액 수단(12)에 용액을 배출할 수 있도록 하고, 음압은 이액 수단(12)에 용액을 흡입할 수 있도록 한다.

따라서, 양압은 이액 수단(12)이 샘플 처리용 카트리지(10)의 챔버에 용액을 주입(배출)할 수 있도록 압력이 가해지는 상태이고, 음압은 이액 수단(12)이 샘플 처리용 카트리지(10)의 챔버 내의 용액을 흡입할 수 있도록 압력을 감소시키는 상태이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(160)는 에어 가압부(120, 122)의 상기 제 1 방향 이동을 위해 구동부(150, 152)의 모터(130, 132)에 정회전 제어 신호를 출력하고, 에어 가압부(120, 122)의 상기 제 2 방향 이동을 위해 상기 구동부(150, 152)의 모터(130, 132)에 역회전 제어 신호를 출력한다.

모터(130, 132)의 정회전은 상기 제 1 방향으로의 미리 설정된 모터의 회전수로 이액 수단(12)을 가압하고, 역회전은 상기 제 2 방향으로의 미리 설정된 모터의 회전수로 상기 이액 수단(12)을 감압하는 것이다.

이는 모터(130, 132)가 사전에 결정된 속도로 정방향(제 1 방향)으로 작동하여 챔버(116, 118)로부터 공기를 밀어내거나 또는 모터(130, 132)가 사전에 결정된 속도로 역방향(제 2 방향)으로 작동하여 챔버(116, 118)로부터 공기를 빼는 동작이다.

본 발명은 제 1 펌프(101) 또는 제 2 펌프(102) 중 어느 하나의 펌프를 구동할 때 정지 상태의 다른 하나의 펌프의 움직임을 방지하여 이액수단(12)에 원치 않는 압력 상승 또는 감소를 보정하고자 하는 것이다.

본 발명에서와 같이 모터(130, 132)를 구동하여 스크류(123, 125)의 축을 회전시키는 방식으로 챔버(116, 118)에서 펌핑 동작을 수행하는 경우 스크류(123, 125)를 따라 이동하는 너트(124, 126)와 상기 스크류(123, 125) 간 적절한 백래시(backlash, 유격)가 필요하다. 백래시가 너무 적으면 스크류 및 너트간 마찰이 커져서 원활한 회전이 어렵고, 백래시가 너무 커도 스크류 및 너트간 맞물림이 나빠져 회전이 어려울 뿐만 아니라 파손의 위험도 있다.

이러한 이유로 모터 구동의 스크류 회전 방식은 적절한 백래시가 필요하다.

그런데, 본 발명에서와 같이 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102)를 이중으로 운용하면서 특히, 스크류 회전 방식으로 펌프의 펌핑 동작을 제어하는 경우 상술한 백래시 즉, 유격 현상으로 인해 양압 또는 음압 생성을 위해 어느 하나의 펌프에 대한 구동 제어 시 다른 하나의 펌프 즉, 구동 제어 대상이 아닌 정지 상태이어야 하는 펌프에 대한 움직임이 발생한다.

본 발명은 이중으로 운영되는 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102)가 에어 통로부(112)를 통해 병렬된 연결된 구조이기 때문에 어느 하나의 펌프에서 양압 및/또는 음압을 발생시키기 위한 챔버 내 공간의 압력을 상승 또는 하강시키기 위한 펌핑 동작 예컨대, 에어 가압부(120, 122)가 챔버 내로 푸쉬(push)되거나 챔버로부터 풀(pull)되는 피스톤의 펌핑은 병렬 연결된 다른 펌프에 일부 압력 발생을 유발할 수 있다. 이럴 경우 정지 상태의 펌프는 상술한 유격 현상 즉, 일정 유격을 유지하는 상태에서 인접 펌프에서 생성된 양압 또는 음압의 일부 압력 자극으로 변위가 발생하여 원치 않는 움직임이 발생한다. 이러한 움직임은 펌프의 펌핑 동작으로 이어지고 펌핑 동작은 양압 또는 음압을 발생시키므로 구동시키는 펌프에서의 원하는 압력보다 더 크거나 작은 압력의 상승 또는 감소를 초래한다.

더 자세하게는, 어느 하나의 펌프에서 양압을 발생시키는 경우 챔버 내 공간의 압력을 상승시키기 위한 에어 가압부를 푸쉬하는 펌핑으로 인해 에어 통로부를 통해 병렬로 연결된 다른 하나의 펌프에 압력 자극을 유발하여 상기 다른 하나의 펌프의 구동부에서 일정 유격을 유지하고 있는 스크류와 너트가 상기 유격으로 인해 유격의 간극만큼의 움직임이 발생하고, 발생된 움직임은 너트와 연결된 에어 가압부를 이동시켜 압력이 발생한다. 상기 유격의 간극만큼의 움직임이 역방향인 경우 음압이 발생하고, 정방향인 경우 양압이 발생하여 양압 또는 음압을 직접 생성시키는 상기 어느 하나의 펌프의 양압 또는 음압을 상승시키거나 감소시킨다.

특히, 본 발명에서와 같이 서로 다른 용량의 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102)가 이중으로 운영되는 스크류 회전 방식의 구조에서는 미세 용량의 펌프 구동 제어 시 상대적으로 더 큰 대용량 펌프에 미치는 압력 자극으로 인해 정밀한 용량을 요하는 용액 처리 단계에서 정밀급의 제어에 대한 저항이 크다.

이를 위해 본 발명에 따른 제어부(160)는 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102) 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프의 유격에 의한 움직임을 방지하기 위해 최소 유격 또는 제로(zero) 유격을 갖도록 상기 다른 하나의 펌프에 연결된 구동부를 작동하도록 프로그래밍된다.

본 발명에 따른 제어부(160)의 동작을 도 4를 참조하여 자세히 살펴보도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 구현에 따른 용액 디스펜서에 있어서 펌프 구동의 예시도이다. 도 4에서는 제 2 펌프(102)에서 양압을 발생하고자 하는 경우의 펌프 구동 예이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 제어부(160)는 제 2 펌프(102)에서 양압 발생을 위해 상기 제 2 펌프(102)의 에어 가압부(122)가 챔버(118)내로 푸쉬되도록 모터(132)를 구동하는데, 이때 모터의 동력에 의해 회전하는 스크류(125)와 상기 스크류(125)의 리드를 따라 회전하는 너트(126)는 도시된 제 2 펌프(102)의 우측에 표시된 바와 같이 정방향(정회전)으로 스크류와 너트가 결착되되, 역방향으로는 일정 유격을 유지한 상태이다.

반면, 제어 대상이 아닌 제 1 펌프(101)은 제 2 펌프(102) 구동으로 인해 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 모터(130) 구동이 제어되는데 제 1 펌프(101)의 우측에 도시된 바와 같이 너트(124)를 역방향으로 반회전 후퇴시킴으로써 스크류 회전 방식의 펌프에서 제 2 펌프(102) 구동이 유격 현상으로 인한 제 1 펌프(101)의 압력을 유발시키지 않도록 제어하고 있다.

제어 대상이 아닌 제 1 펌프(101)는 대기 상태에서는 스크류(123)와 너트(124)가 완전히 떨어져 있거나, 또는 스크류(123)의 정방향으로 너트(124)가 밀착된 채로 역방향으로 일정 유격을 유지하거나, 또는 스크류(123)의 역방향으로 너트(124)가 밀착된 채로 정방향으로 일정 유격을 유지한 상태일 수 있다.

압력은 에어 가압부가 이동하면서 발생하는데, 에어 가압부는 너트와 연결되고, 너트는 스크류 상에서 이동하는데 상술한 스크류(123)와 너트(124)간 어느 하나의 일정 유격 유지 상태에서 제 1 펌프의 모터(130)가 제 2 펌프(102)에 연결된 구동부(152)의 모터(132) 회전 방향과 반대 방향으로 회전 즉, 역방향으로 회전하되 1회전 미만 예컨대, 반회전하여 너트(124)가 스크류(123) 상에서 후진함으로써 스크류 회전 방식의 펌프에서 제 2 펌프(102) 구동이 유격 현상으로 인한 제 1 펌프(101)의 압력을 유발시키지 않도록 제어하고 있다. 이때, 반회전은 바람직하게는 반회전 이하 이나, 이에 한정되지는 않는다. 1 회전 이하, 1.5 회전 이하, 2 회전 이하, 2.5 회전 이하, 3 회전 이하일 수 있으며, 최소 유격 또는 제로 유격과 같이 유격을 감소시키는 회전이면 된다.

이와 같이 반회전은 유격을 감소시키기 위한 회전으로 회전수는 상술한 바와 같고, 회전속도 또한 정규회전의 기설정된 속도 이하일 수 있다.

도 4에서는 제 2 펌프(102)에서 양압 생성 시 각 펌프(101, 102)의 구동 방식을 도시하였다. 이에 미도시 하였지만, 상기 제 2 펌프(102)에서 음압을 생성하는 경우 도 4에 도시된 바와 다르게 제 2 펌프(102)는 챔버(118)의 용적이 커지도록 에어 가압부(122)가 챔버(118) 내에서 풀되는 방향으로 이동하고, 제 1 펌프(101)는 상기 제 2 펌프(102)의 구동부(152)의 모터(132) 회전 방향과 반대 방향으로 회전하되, 정방향으로 반회전 전진시킴으로써 스크류 회전 방식의 펌프에서 제 2 펌프(102) 구동이 유격 현상으로 인한 제 1 펌프(101)의 압력을 유발시키지 않도록 제어하고 있다.

또한, 명세서 전반에 걸쳐 제 2 펌프(102)에 의해 양압 또는 음압이 생성되는 경우 제 1 펌프(101)의 유격을 감소시키는 것을 예시로 하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 제 1 펌프(101)에서 양압 또는 음압을 생성하는 경우에도 제 2 펌프(102)에서 유격이 감소되도록 제어할 수 있다. 나아가, 본 발명은 이중 펌프(101, 102)에만 국한되지 않고, 이중 펌프(101, 102)뿐만 아니라, 삼중, 사중, 오중 펌프 또는 그 이상의 복수의 펌프에서도 동일하게 일측의 펌프 제어 시 타측의 펌프에서의 유격이 감소되도록 구동 제어가 가능하다.

이러한 본 발명에 따른 용액 디스펜서 장치(100)에서 이중 펌프 운용에 따른 제어부(160)의 동작에 대하여 더 자세히 살펴보도록 한다.

본 발명에서 구동부(150, 152)의 모터(130, 132) 각각은 제어부(130, 132)의 제어에 따라 양압 및/또는 음압이 생성되는 펌프에서 정규 회전하는데 정지 상태의 펌프에 대한 변위 발생을 방지하기 위해 본 발명의 따른 제어부(130, 132)에서는 구동 제어 대상이 아니므로 정지 상태이어야 하는 펌프를 유격이 감소되게 회전시킴으로써 유격 현상으로 인한 압력 자극(상승 또는 감소)을 저지할 수 있다.

여기서, 정규 회전은 모터가 기설정된 회전속도 및 회전수에 따라 회전하여 상기 스크류 상의 너트가 상기 일정 유격을 유지하면서 정방향의 정회전 또는 역방향의 역회전으로 회전 이동 하는 것이다.

정규 회전은 정회전과 역회전을 포함하고, 상술한 바와 같이 정회전은 양압이 생성되는 이동 방향으로 에어 가압부(120, 122)가 구동부(150, 152)의 구동에 의해 챔버(116, 118) 내에서 푸쉬되어 상기 챔버(116, 118) 내부 용적이 작아지게 이동하는 회전 방향이고, 역회전은 음압이 생성되는 이동 방향으로 에어 가압부(120, 122)가 구동부(150, 152)의 구동에 의해 챔버(116, 118) 내에서 풀되어 상기 챔버(116, 118) 내부 용적이 커지게 이동하는 회전 방향이다.

반회전은 유격을 감소시키는 회전으로 모터가 정규회전 이하, 즉 기설정된 회전 속도 및 회전수 이하로 회전하여 상기 스크류 상의 너트가 상기 일정 유격 유지 상태로부터 최소 유격 또는 제로(zero) 유격을 갖도록 전진(forward) 또는 후퇴(backware) 이동하는 것이다.

여기서, 반회전은 반-정회전과 반-역회전을 포함하고, 반-정회전은 상기 기설정된 회전속도 및 회전수로 정회전하는 모터(130, 132)를 기설정된 회전속도 및 회전수 이하로 제어하여 정방향으로 전진시키고, 반-역회전은 기설정된 회전속도 및 회전수로 역회전하는 모터(130, 132)를 기설정된 회전속도 및 회전수 이하고 제어하여 역방향으로 후퇴시킨다. 이와 같이, 반-정회전 및 반-역회전 모두 모터(130, 132)를 회전이 아닌 바람직하게는 반회전 이하로 구동시키는 것으로, 실질적으로 유격이 감소된다.

통상 모터의 회전은 리드 스크류에서 너트가 하나의 리드를 한 바퀴 완전하게 회전할 때를 1 회전으로 보는데 상기 반회전이라 함은 반바퀴 회전을 의미하는 것으로, 이럴 경우 스크류와 일정 유격을 유지하면서 상기 스크류의 리드를 따라 회전하는 너트는 반회전 시, 일정 유격 이하의 최소 유격 또는 제로 유격 상태가 된다. 이러한 최소 유격 또는 제로 유격 상태는 구동되는 펌프의 펌핑으로 인한 정지된 펌프에 압력 유발을 억제시켜 구동 제어 대상이 아닌 펌프에서 유격 현상으로 인한 움직임을 방지할 수 있다. 구동 대상이 아닌 펌프는 정지 상태에서는 구동 대기 상태이므로 스크류와 너트 간 항상 일정 유격을 유지하고 있는 상태인데 인접 펌프에서의 구동은 양압 또는 음압이 생성되고, 생성된 양압 또는 음압은 펌프(101, 102)들이 병렬로 연결된 구조로 인해 양압 또는 음압 생성 시 그 압력의 일부가 구동 대기 상태에서 일정 유격을 유지하고 있는 펌프에 압력 자극을 유발시켜 움직임을 발생시킬 수 있기 때문이다. 구동 대기 상태의 펌프가 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 반회전 구동하도록 제어할 경우 최소 유격 또는 제로 유격으로 인해 스크류의 리드와 너트가 거의 밀착 상태가 되므로 인접 펌프에서 생성된 압력이 영향을 미치더라도 움직임이 억제될 수 있다.

스크류의 리드를 따라 너트가 한 바퀴 완전하게 회전할 때를 1 회전으로 보는 경우, 언급한 정규 회전에서 기설정된 회전수는 최소 1 회전 이상이며, 바람직하게는 제 1 펌프(101)는 1 mm/s ~ 5mm/s 범위에서의 회전이고, 제 2 펌프(102)는 0.5 mm/s ~ 3 mm/s 범위에서의 회전이나, 이에 제한되지 않으며 원하는 양압 및 음압이 생성될 수 있을 만큼의 회전이면 된다.

반회전은 상기 1 회전 미만의 회전이지만, 이에 제한되지 않으며 일정 유격을 유지하는 상태로부터 스크류와 너트 간 거리가 좁혀지도록 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 하는 회전이면 충분하다.

이와 같이, 본 발명의 제어부(160)는 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102) 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프에서 평소 유격 유지 상태에 의한 움직임을 방지하기 위해 최소 유격 또는 제로(zero) 유격을 갖도록 상기 다른 하나의 펌프에 연결된 구동부를 작동하도록 프로그래밍된 신호를 전송한다.

이때, 제어부(160)는 어느 하나의 펌프에서 양압 또는 음압을 생성하고자 하는 경우 그 이웃하는 펌프에서 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 해당 구동부를 통해 우선 제어할 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며 어느 하나의 펌프에서 양압 또는 음압 생성에 따른 구동 제어와 함께 동시에 이웃 펌프가 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 제어할 수 있다.

이 밖에 본 발명에 따른 용액 디스펜서 장치(100)은 에어 통로부(112) 내의 압력을 읽어 들이는 압력 센서와 같은 추가적인 압력 센서부(114)를 더 포함할 수 있다.

압력 센서부(114)는 에어 통로부(112) 내 배치되어 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102)로부터 각각 생성된 양압 및 음압을 감지한다. 압력 센서부(114)의 동작은 양압 및 음압을 생성시키기 위한 각 펌프(101, 102)의 구동의 기반이 된다. 원하는 양압 및 음압이 감지된 경우 감지된 결과를 제어부(160)로 송신하면 해당 펌프의 구동이 정지될 수 있고, 상기 감지된 결과를 일정 주기별로 제어부(160)로 송신하면 원하는 양압 및 음압에 도달하기 까지 해당 펌프의 구동을 유지할 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 용액 디스펜서 장치(100)를 포함하는 샘플 처리 시스템은 핵산을 추출 한 후, 추출된 핵산 중 타겟 핵산의 존재 유부를 확인하는 방식으로 이루어 지는 것으로, 특히 샘플로부터 추출 및 핵산 검출을 하나의 카트리지에서 one-step으로 처리하는 POC(point of care) 시스템이다. POC 시스템은 대량의 샘플을 동시에 처리하여 샘플 채취에서 검사 결과의 확정까지 오랜 시간이 소요되는 Liquid handling 장비와 다르게 대량의 샘플을 동시에 처리하기 위한 추가적인 소모품을 장착할 필요가 없고, 샘플의 채취 즉시 샘플 처리 프로세스를 진행할 수 있게 디자인되므로 소형화가 가능하다.

이하에서는 본 발명의 샘플 처리 시스템에서 특히, POC 시스템에서 채택할 수 있는 구성 중 본 발명에 따른 펌프 운용에 대응하는 구성들의 구체적인 물리적인 파라미터 값을 살펴보고자 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 용액 디스펜서 장치(100)에서 제 1 펌프(101)의 챔버 지름은 20±5 mm 범위이다. 바람직하게는 제 1 펌프(101)의 챔버 지름은 20 mm 이지만, 본 발명이 이에 제한되지는 않는다. 제 1 펌프(101)는 10 mm 이상, 20 mm 이하, 30 mm 이하의 지름을 갖도록 형성될 수 있다.

제 2 펌프(102)의 챔버 지름은 5±2 mm 범위이다. 바람직하게는 제 2 펌프(102)의 챔버 지름은 5 mm 이지만, 본 발명이 이에 제한되지는 않는다. 제 2 펌프(102)는 2 mm 이하, 3 mm 이하, 4 mm 이하, 5 mm 이하, 6 mm 이하, 7 mm 이하, 8mm 이하의 지금을 갖도록 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 용액 디스펜서 장치(100)는 서로 다른 펌핑 용량으로 구분하여 두 개의 펌프(101, 102)를 운용하고 있으므로 대용량을 취급하는 제 1 펌프(101)의 챔버 지름은 미세 용량을 취급하는 제 2 펌프(102)의 챔버 지름보다 크다.

상술한 범위를 갖는 각 펌프(101, 102)의 지름에 따른 상기 각 펌프(101, 102)의 부피는 바람직하게는 지름의 3배 내지 5배 이상이다. 예를 들어, 제 1 펌프(101)의 지름 대비 제 2 펌프(102)의 지름 비율이 4 : 1 인 경우, 이에 따른 부피의 비율은 16 : 1 일 수 있다.

이럴 경우, 본 발명에 따른 각 펌프(101, 102)별 챔버의 지름 차이로 인해 제 1 펌프(101)에서 생성된 양압 및 음압은 제 2 펌프(102)에서 생성된 양압 및 음압 보다 크다. 예컨대, 제 1 펌프(101) 대 제 2 펌프(102)의 압력의 비율은 10 : 1, 11 : 1, 12 : 1, 13 : 1, 14 : 1, 15 : 1, 16, : 1, 17 : 1, 18 : 1, 19 : 1, 20 : 1 범위를 갖는다.

또한, 제 1 펌프(101)에서의 레졸루션(resolution)은 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.7, 3.8 μl 범위이고, 바람직하게는 3.14 μl이지만 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 제 2 펌프(102)에서의 레졸루션은 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6 μl 범위이고, 바람직하게는 0.2 μl 이지만 본 발명이 이에 한정되지 않는다.

상술한 지름, 부피 및 레졸루션 관련 파라미터에 따라 본 발명에 따른 제 1 펌프(101)는 620 μl ~ 630 μl/sec 범위의 볼륨을 갖을 수 있다. 제 2 펌프(102)는 35 μl ~ 43 μl의 볼륨을 갖을 수 있다.

한편, 구동부(150, 152)에 연결되어 챔버(116, 118) 내에서 직선 왕복 운동하는 에어 가압부(120, 122)는 스크류(123, 25)의 리드를 따라 회전하는 너트(124, 126)에 결합되어 상기 너트(124, 126)를 따라 이동하는데 이때 상기 에어 가압부(120, 122)의 스트로크(stroke)는 각 펌프(101, 102)의 지름에 비례한다.

즉, 제 1 펌프(101)에서 에어 가압부(120)의 스트로크 길이는 제 2 펌프(102)에서 에어 가압부(122)의 스트로크 길이보다 길다. 예컨대, 제 1 펌프(101)의 에어 가압부(120)의 스트로크 길이는 바람직하게는 5 mm 이지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 2 mm, 2.5 mm, 3 mm, 3.5 mm, 4 mm, 4.5 mm, 5 mm, 5.5 mm, 6 mm, 6.5 mm, 7 mm를 이동할 수 있다.

제 2 펌프(102)의 에어 가압부(122)의 스트로크 길이는 바람직하게는 1 mm 이지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 제 2 펌프(102)의 에어 가압부(122)의 스트로크 길이는 0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 0.9 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm, 3 mm 범위이다.

여기서, 각 펌프(101, 102)에서 에어 가압부(120, 122) 각 스트로크 길이는 전체 스트로크 길이와는 무관하다. 상기 스트로크 길이는 이동 거리 즉, 양압 또는 음압을 생성시키기 위해서 에어 가압부(120, 122)가 정방향 또는 역방향으로 이동한 거리이다.

이하에서는 본 발명에 따른 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 방법의 각 단계(미도시)를 설명한다. 본 발명에 따른 용액 디스펜서 방법은, 용액 디스펜서 장치(100)를 통해 구현된다.

본 발명의 용액 디스펜서 방법을 지원하는 용액 디스펜서 장치(100)는 에어 및 용액이 출입하고, 샘플 처리용 카트리지에서 상기 에어 및 용액을 이송하는 이액 수단과 연통되는 에어 통로부(112)와, 상기 에어 통로부(112)를 통해 상호 병렬 연결된 서로 다른 펌핑 용량의 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102) 및 각 펌프(101, 102)는 챔버(116, 118), 상기 챔버(116, 118) 내에서 직선 왕복 운동하는 에어 가압부(120, 122); 및 상기 에어 가압부(120, 122)에 연결되어 상기 에어 가압부(120, 122)가 상기 챔버(116, 118) 내에서 왕복 운동하도록 하는 구동부(150, 152)를 포함하고, 상기 구동부(150, 152)를 제어하여 상기 각 펌프(101, 102)에 의해 양압 및 음압을 생성시키는 제어부(160)를 포함한다.

본 발명에 따른 제어부(160)는 용액 디스펜서 장치(100)를 실질적으로 제어하는 제어 수단으로써 상기 각 구성의 전반적인 동작을 제어하여 서로 다른 펌핑 용량의 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102)에 의해 각각 원하는 양압 및 음압을 생성시키기 위한 다음의 동작을 통해 용액 디스펜서 방법을 수행한다.

제 1 단계에서 용액 디스펜서 장치(100)의 제어부(160)는 복수의 펌프 중에서 상기 샘플 처리 시스템에서 요구되는 압력에 따른 기설정된 펌프를 선택하고, 다른 하나의 펌프에 연결된 구동부(150)의 모터(130)를 정규 회전과 반대 방향으로 회전하도록 제어한다.

기설정된 펌프는 제 1 펌프(101) 및 제 2 펌프(102) 중 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 펌프이다.

따라서, 제어부(160)는 샘플 처리 시스템에서 샘플 처리용 카트리지(10)에 포함된 이액 수단(12)이 취급해야 할 용액에 따른 압력의 크기에 따라 제 1 펌프(101) 또는 제 2 펌프(102)를 선택한다. 예를 들어, 샘플 처리용 카트리지(10)의 챔버에 미세 용량을 흡입 또는 주입하는 경우 제 2 펌프(102)를 선택하고, 추출, 혼합 및 세척과 같은 단계에서 각종 시약을 취급할 때는 제 1 펌프(101)를 선택하고,

제어부(160)는 선택된 펌프가 제 2 펌프(102)인 경우 제 1 펌프(101)에 연결된 구동부(150)의 모터(130)에 유격을 감소시키는 회전 제어 신호를 출력한다. 즉, 제 1 펌프(101)에 연결된 구동부(150)의 모터(130)를 정규 회전과 반대 방향으로 회전하도록 제어한다.

정규 회전은 모터가 기설정된 회전 속도 및 회전수에 따라 회전하여 모터의 동력에 의해 회전하는 스크류 상의 너트가 일정 유격을 유지하면서 정방향 또는 역방향으로 회전 이동하는 것을 의미한다.

제 1 단계에서 출력된 회전 제어 신호에 따라 제 1 펌프(101)의 구동부를 제어하여 유격을 감소시킨다.

이를 위해 본 발명에 따른 구동부의 모터는 정규 회전과 반회전을 수행한다. 정규 회전은 모터가 기설정된 회전속도 및 회전수에 따라 회전하여 스크류 상의 너트가 상기 일정 유격을 유지하면서 정방향 또는 역방향으로 회전 이동 하는 것이다.

반회전은 모터가 상기 기설정된 회전 속도 및 회전수 이하로 회전하여 상기 스크류 상의 너트가 상기 일정 유격 유지 상태로부터 최소 유격 또는 제로(zero) 유격을 갖도록 전진(forward) 또는 후퇴(backware) 이동하는 것이다.

예컨대, 제 2 펌프(102)에 연결된 구동부(152)의 모터(132) 회전 방향과 반대 방향으로 제 1 펌프(101)의 구동부(150) 모터(130)가 회전하되, 스크류(123)와 너트124)가 일정 유격 상태로부터 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 전진(forware) 또는 후퇴(backware) 이동이다.

여기서, 반회전은 반-정회전과 반-역회전을 포함하고, 반-정회전은 상기 기설정된 회전속도 및 회전수로 정회전하는 모터를 기설정된 회전속도 및 회전수 이하로 제어하여 정방향으로 전진시키고, 반-역회전은 기설정된 회전속도 및 회전수로 역회전하는 모터를 기설정된 회전속도 및 회전수 이하고 제어하여 역방향으로 후퇴시킨다. 이와 같이, 반-정회전 및 반-역회전 모두 모터를 회전이 아닌 바람직하게는 반회전 이하로 구동시키는 것으로, 실질적으로 유격이 감소된다.

다음으로, 제 2 단계에서 제 2 펌프(102)에 연결된 구동부에 정규 회전 제어 신호를 출력하여 상기 제 2 펌프(102)의 구동부(152)를 구동하여 양압 또는 음압을 생성시킨다.

정규 회전은 정회전과 역회전을 포함하고, 정회전은 양압이 생성되는 이동 방향으로 에어 가압부(120, 122)가 구동부(150, 152)의 구동에 의해 챔버(116, 118) 내에서 푸쉬되어 상기 챔버(116, 118) 내부 용적이 작아지게 이동하는 회전 방향이고, 역회전은 음압이 생성되는 이동 방향으로 에어 가압부(120, 122)가 구동부(150, 152)의 구동에 의해 챔버(116, 118) 내에서 풀되어 상기 챔버(116, 118) 내부 용적이 커지게 이동하는 회전 방향이다.

이어서, 본 개시의 제어부(160)는 압력 센서부(114)를 통해 어느 하나의 펌프로부터 생성된 양압 또는 음압을 감지한다.

압력 센서부(114)는 에어 통로부(112) 내 배치되어 제 1 펌프(101) 또는 제 2 펌프(102)로부터 각각 생성된 양압 또는 음압을 감지한다. 압력 센서부(114)의 동작은 양압 및 음압을 생성시키기 위한 각 펌프(101, 102)의 구동의 기반이 된다. 원하는 양압 및 음압이 감지된 경우 감지된 결과를 제어부(160)로 송신하면 해당 펌프의 구동이 정지될 수 있고, 상기 감지된 결과를 일정 주기별로 제어부(160)로 송신하면 원하는 양압 및 음압에 도달하기까지 해당 펌프의 구동을 유지할 수 있기 때문이다.

이후, 제어부(160)는 압력 센서부의 감지 결과에 따라 양압 또는 음압 생성을 위한 해당 펌프의 구동 여부를 결정한다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (15)

1. (a)용액을 이송하는 이액수단과 연통되는 에어 통로부;
   (b)상기 에어 통로부를 통해 상호 병렬 연결된 서로 다른 펌핑 용량의 제 1 펌프 및 제 2 펌프; 및
   각 펌프는
   (b-1)챔버;
   (b-2)상기 챔버 내에서 직선 왕복 운동하는 에어 가압부; 및
   (b-3)상기 에어 가압부에 연결되어 상기 에어 가압부가 상기 챔버 내에서 왕복 운동하도록 하는 구동부; 를 포함하고,
   (c)상기 구동부를 제어하여 상기 각 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키는 제어부; 를 포함하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부는,
   입력 전압에 의해 일정 각도씩 회전하는 모터;
   상기 모터의 동력에 의해 회전하는 스크류; 및
   상기 스크류와 일정 유격을 유지하면서 상기 스크류의 리드를 따라 회전하는 너트;를 포함하되,
   상기 모터는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 양압 및/또는 음압이 생성되는 펌프에서 정규 회전하고,
   상기 너트는 상기 에어 가압부와 결합되고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 에어 가압부가 상기 챔버 내에서 왕복운동하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 정규 회전은 모터가 기설정된 회전속도 및 회전수에 따라 회전하여 상기 스크류 상의 너트가 상기 일정 유격을 유지하면서 정방향 또는 역방향으로 회전 이동 하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프의 유격에 의한 움직임을 방지하기 위해 최소 유격 또는 제로(zero) 유격을 갖도록 상기 다른 하나의 펌프에 연결된 상기 구동부를 작동하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프의 상기 일정 유격을 감소시키는 보조 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 구동부는 상기 스크류와 너트 간 유격이 감소되게 상기 모터를 회전하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 회전은,
   상기 양압 및 음압을 생성시키는 펌프에 연결된 구동부의 모터 회전 방향과 반대 방향으로 회전하되,
   상기 스크류 상의 너트가 일정 유격 상태로부터 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 전진(forware) 또는 후퇴(backware)하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 펌프의 챔버 지름은 상기 제 2 펌프의 챔버 지름보다 크고,
   상기 제 1 펌프의 챔버 지름은 15 mm 내지 25 mm 범위이고,
   상기 제 2 펌프의 챔버 지름은 2 mm 내지 5 mm 범위인 것은 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 펌프에서 생성된 양압 및 음압은 상기 제 2 펌프에서 생성된 양압 및 음압 보다 크고,
   상기 제 1 펌프 대 상기 제 2 펌프의 압력의 비율은 10 : 1 내지 20 : 1 인 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 펌프에서 에어 가압부의 스트로크(stroke) 길이는 상기 제 2 펌프에서 에어 가압부의 스트로크 길이보다 길고,
    상기 제 1 펌프의 에어 가압부의 스트로크 길이는 2 mm 내지 5 mm 범위이고,
    상기 제 2 펌프의 에어 가압부의 스크로크 길이는 0.5 mm 내지 3 mm 이내인 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 통로부에 배치되어 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프로부터 각각 생성된 상기 양압 및 음압을 감지하는 압력 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 장치.
    
12. 용액을 이송하는 이액수단과 연통되는 에어 통로부, 상기 에어 통로부를 통해 상호 병렬 연결된 서로 다른 펌핑 용량의 제 1 펌프 및 제 2 펌프를 포함하며, 각 펌프는 챔버, 상기 챔버 내에서 직선 왕복 운동하는 에어 가압부 및 상기 에어 가압부에 연결되어 상기 에어 가압부가 상기 챔버 내에서 왕복 운동하도록 하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부를 제어하여 상기 각 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키는 제어부를 포함하는 샘플 처리 시스템을 위한 용액 디스펜서 제공 방법에 있어서,
    상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프에 연결된 구동부의 모터를 정규 회전과 반대 방향으로 회전하도록 제어하는 단계; 및
    상기 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 펌프에 연결된 구동부에서 모터를 정규 회전하도록 제어하는 단계;를 포함하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 제어 방법.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정규 회전은 모터가 기설정된 회전속도 및 회전수에 따라 회전하여 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 스크류 상의 너트가 일정 유격을 유지하면서 정방향 또는 역방향으로 회전 이동하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 제어 방법.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프 중 어느 하나의 펌프에 의해 양압 및 음압을 생성시키고자 하는 경우 다른 하나의 펌프의 유격에 의한 움직임을 방지하기 위해 최소 유격 또는 제로(zero) 유격을 갖도록 상기 다른 하나의 펌프에 연결된 상기 구동부를 작동하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 제어 방법.
    
15. 제 12 항에 있어서, 상기 회전은,
    상기 양압 및 음압을 생성시키는 펌프에 연결된 구동부의 모터 회전 방향과 반대 방향으로 회전하되,
    상기 스크류 상의 너트가 일정 유격 상태로부터 최소 유격 또는 제로 유격을 갖도록 전진(forware) 또는 후퇴(backware)하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리 시스템에서 용액 디스펜서 제어 방법.
    

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