KR20230155183A - 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치 - Google Patents

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배미정
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Abstract

본 발명은 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치는 본체; 설정 규격을 가지는 홈 형상으로 상기 본체 상면에 형성되어 혈액을 이동시키기 위한 경로를 제공하는 채널; 일단이 상기 채널의 양 끝단에 각각 접해지는 한 쌍의 백금 선; 및 양 극이 상기 한 쌍의 백금 선의 타단에 각각 연결되어 전기적 힘을 제공하는 배터리를 포함하고, 상기 배터리가 제공하는 전기적 힘에 의해 상기 배터리의 (-)극에 연결된 백금 선이 접해지는 채널 측 내부로 떨어진 혈액이 (+)극에 연결된 백금선이 접해지는 채널 측으로 이동되어 상기 혈액 내 핵산이 분리되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치{A PORTABLE DEVICE FOR ISOLATIONG NUCLEIC ACIDS IN BLOOD}
본 발명은 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 전처리 과정 없이 혈액에서 핵산을 추출하고 분리할 수 있는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치에 관한 것이다.
혈액은 백혈구 및 적혈구와 같은 세포, 혈소판 및 엑소좀(exosome) 같은 세포에서 유래한 작은 입자(particle), 혈장 단백질과 지질, 핵산 조각이나 대사체 등을 포함하는 다양한 성분들로 구성되어 있다.
혈액의 개별 성분을 측정하면 건강상태 및 질병 유무를 진단할 수 있기 때문에 혈액은 진단을 위한 유용한 생체 시료로 활용되고 있다. 그 중에서도 혈액 샘플의 genomic DNA을 활용하면 인체 건강상태 및 질병의 유무를 진단할 수 있다. 그렇기 때문에 실험실에서 혈액의 핵산 추출은 분자 연구 응용 프로그램을 수행하는데 중요하다.
혈액에서의 핵산 추출은 상황에 맞는 방법을 선택하는 것이 필수적이다. 일반적으로 혈액에서 핵산 성분을 분리하기 위해서는 다양한 기기 및 시약이 많이 사용되고 있지만, 전 혈을 직접 사용하여 PCR을 행하기에는 어려움이 있기 때문에 혈액 성분들을 분리하는 실험실 수준의 처리 절차를 먼저 거쳐야한다. 즉, 혈액을 순수하게 분리하여 개별 성분을 측정하는 기술은 기기와 시약이 요구되는 복잡한 절차와 시간이 요구된다는 제한 점이 있다.
그러나 현장 진단을 위해 사용되는 경우는 신속함, 비용의 효율성, 기술 요구 사항 등과 같은 적절한 추출 방법을 선택하는 것이 필수적이다. 이전 연구에서도 DNA 추출 및 정제와 같은 실험 과정 없이 혈액을 직접 이용한 PCR 분석이 시도되어 왔다. 하지만, 이 실험법들은 혈액 화합물에 의해 유도되는 PCR 저해제에 의해 여전히 어려움을 가지고 있다.
따라서, 현장 진단을 위해 휴대가 가능하고 전 혈에서 핵산을 쉽고 간편하게 분리시키기 위한 장치의 개발이 필요하다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0026400호(2014.03.05. 공개)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 별도의 전처리 과정 없이 혈액에서 핵산을 추출하고 분리할 수 있는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치는, 본체; 설정 규격을 가지는 홈 형상으로 상기 본체 상면에 형성되어 혈액을 이동시키기 위한 경로를 제공하는 채널; 일단이 상기 채널의 양 끝단에 각각 접해지는 한 쌍의 백금 선; 및 양 극이 상기 한 쌍의 백금 선의 타단에 각각 연결되어 전기적 힘을 제공하는 배터리를 포함하고, 상기 배터리가 제공하는 전기적 힘에 의해 상기 배터리의 (-)극에 연결된 백금 선이 접해지는 채널 측 내부로 떨어진 혈액이 (+)극에 연결된 백금선이 접해지는 채널 측으로 이동되어 상기 혈액 내 핵산이 분리되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 채널은 상기 홈 내부로 채워지는 버퍼 용액에 접해지는 상기 한 쌍의 백금 선을 통해 상기 배터리 전압이 상기 홈 내부로 인가되도록 하여 전처리되지 않은 혈액 내 핵산을 이동시키고, 상기 핵산은 전기적 성질에 의해 (-)극에서 (+)극 쪽으로 이동하여 전압이 인가되면 혈액 내에서 분리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 채널은 상기 홈 내부로 버퍼 용액의 도입이 가능한 재질 및 형상으로 형성되고, 상기 버퍼 용액은 생리식염수일 수 있다.
또한, 상기 배터리를 통해 상기 채널 내부로 일정 전압을 인가하였을 때, 설정 시간 내 (+)극에 연결된 백금선이 접해지는 채널 측으로 이동된 물질을 핵산으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 한 쌍의 백금 선은 상기 버퍼 용액에 잠겨져 상기 채널에 접해지는 각각의 일단이 기 설정된 길이 및 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 채널은 다양한 형상으로 구현되되, 상기 본체 보다 가로, 세로 및 깊이가 작게 설정되어 구현되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체는 3D 프린터로 구현되며 전기가 흐르지 않는 불연성 재질을 가지는 전기 영동 장치인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 별도의 전처리 과정 없이 혈액 내 핵산 성분을 빠르게 분리하여 진단시 유용하게 사용할 수 있고, 사용이 간단하고 휴대 가능하여 현장성과 효용성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 전기영동 장치를 이용하여 전 혈에서 핵산을 분리시키는 과정이 어렵지 않고, 사용되는 버퍼들이 일반인들도 시중에서 쉽게 구할 수 있어 사용자 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 혈액에 별도의 시약 전처리 과정없이 사용이 간단하므로 전 혈을 직접 사용하였을 때 발생하는 PCR 저해제의 제거 및 핵산을 활용한 진단 결과에 미치는 영향을 최소화 시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 장치의 크기가 작고 가벼워 물류 이동이 용이할 뿐만 아니라 장치 손상에 의한 진단 결과에 영향을 미치지 않는 간단한 구조를 가지고 있고, 낮은 가격 높은 사용자 간편성 그리고 짧은 처리 시간 등의 장점을 가지고 있기 때문에 기업화 가능성이 높은 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 본체와 채널의 규격을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 본체의 실물 예시를 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치의 실물 예시를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치(100)는, 본체(10), 채널(11), 백금선(20) 및 배터리(30)를 포함한다.
먼저, 본체(10)는 혈액 내 핵산을 분리하기 위한 것으로 휴대 가능한 크기의 진단 키트 형상으로 구현될 수도 있다.
이때, 본체(10)는 3D 프린터로 구현되며 전기가 흐르지 않는 불연성 재질을 가지는 전기 영동 장치일 수도 있다.
그리고, 채널(11)은 설정 규격을 가지는 홈 형상으로 본체(10) 상면에 형성되어 혈액을 이동시키기 위한 경로를 제공한다.
이때, 채널(11)은 홈 내부로 채워지는 버퍼 용액(12)에 접해지는 한 쌍의 백금 선(20)을 통해 배터리(30) 전압이 홈 내부로 인가되도록 하여 전처리되지 않은 혈액 내 핵산을 이동시킨다.
따라서, 채널(11)은 홈 내부로 버퍼 용액(12)의 도입이 가능한 재질 및 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 버퍼 용액(12)은 생리식염수인 것이 가장 바람직하다.
또한, 채널(11)은 다양한 형상으로 구현되되, 본체(10) 보다 가로, 세로 및 깊이가 작게 설정되어 구현되는 것이 바람직하다.
도 3은 도 1에 도시된 본체와 채널의 규격을 도시한 도면이다.
도 3에서와 같이, 본체(10)의 가로가 30mm, 세로가 10mm, 높이(깊이)가 4mm 일 때, 채널(11)의 가로는 20mm, 세로는 2mm, 높이(깊이)는 2mm의 규격으로 구현되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
그리고, 백금 선(20)은 한 쌍으로 구비되어 일단(21)이 채널(11)의 양 끝단에 각각 접해지고, 타단이 배터리(30)의 양 극에 각각 연결된다.
이때, 배터리(30)에 연결되는 부분은 집게 케이블과 같이 일반 케이블일 수도 있으며, 채널(11)의 양 끝단에 각각 접해지는 일단(21) 부분의 재질만 백금 선일 수도 있다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 백금 선(20)은 채널(11)에 채워진 버퍼 용액(12) 속에 담궈지는 일단(21) 부분만 백금 선 재질로 되어 있고, 나머지 부분은 배터리(30) 전압을 채널(11) 내부로 인가시킬 수 있는 재질이면 어느 재질이 적용되어도 무방하다.
또한, 한 쌍의 백금 선(20)은 일단(21) 부분이 기 설정된 길이 및 두께를 가지는 것이 바람직하다.
이때, 버퍼 용액(12)에 잠겨지는 백금 선(20) 일단(21)의 규격은 길이 5 mm, 두께(지름) 0.3mm를 가지도록 제작되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
마지막으로 배터리(30)는 한 쌍의 백금 선(20)의 타단에 각각 연결되어 전기적 힘을 제공한다.
도 4는 도 1에 도시된 본체의 실물 예시를 나타낸 모식도이다.
도 4에서와 같이, 본체(10)는 3D 프린터(SMART3D Printer)를 사용하여 제작될 수 있으며, 휴대 가능한 크기로 제작되는 것이 가장 바람직하다. 이때, 채널(11) 안에는 버퍼 용액(12)이 가득 채워지며, 채널(11)의 양 끝단에는 한 쌍의 백금 선(20) 일단(21)이 버퍼 용액(12)에 접해져 버퍼 용액(12) 내부로 전압을 인가시킨다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치의 실물 예시를 나타낸 도면이다.
도 5에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치(100)는 전처리되지 않은 소량의 혈액 시료에서 핵산만을 분리하기 위한 휴대 가능 장치로, 배터리(30)가 제공하는 전기적 힘에 의해 배터리(30)의 (-)극에 연결된 백금 선(20)이 접해지는 채널(11) 측 내부로 떨어진 혈액이 (+)극에 연결된 백금선(20)이 접해지는 채널(11) 측으로 이동되어 혈액 내 핵산이 분리되도록 하는 것을 특징으로 한다.
자세히는, 배터리(30)를 통해 채널(11) 내부로 일정 전압을 인가하였을 때, 설정 시간 내 (+)극에 연결된 백금선(20)이 접해지는 채널(11) 측으로 이동된 물질을 핵산으로 판단한다.
그 이유는, 채혈한 혈액을 채널(11) 안에 채워진 버퍼 용액(12) 안에 넣으면 혈액의 성분이 깨지면서 버퍼 용액(12) 안에 전기를 흘렸을 때 전하를 띄고 있는 물질이 음극(-)에서 양극(+)으로 이동하는데, 혈액 안에 들어있는 여러가지 물질 중 가장 가벼운 핵산이 양극 쪽으로 가장 먼저 이동하게 되므로 가장 먼저 도착한, 즉, 가장 빠른 시간에 도착한 물질을 핵산으로 판단할 수 있다.
이때, 핵산은 전하를 띄고 있어 혈액을 떨어뜨리고 전압을 인가하면 전기적 성질에 의해 (-)극에서 (+)극 쪽으로 이동하여 혈액 내에서 분리되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치는, 별도의 전처리 과정 없이 혈액 내 핵산 성분을 빠르게 분리하여 진단시 유용하게 사용할 수 있고, 사용이 간단하고 휴대 가능하여 현장성과 효용성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 전기영동 장치를 이용하여 전 혈에서 핵산을 분리시키는 과정이 어렵지 않고, 사용되는 버퍼들이 일반인들도 시중에서 쉽게 구할 수 있어 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 혈액에 별도의 시약 전처리 과정없이 사용이 간단하므로 전 혈을 직접 사용하였을 때 발생하는 PCR 저해제의 제거 및 핵산을 활용한 진단 결과에 미치는 영향을 최소화 시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 장치의 크기가 작고 가벼워 물류 이동이 용이할 뿐만 아니라 장치 손상에 의한 진단 결과에 영향을 미치지 않는 간단한 구조를 가지고 있고, 낮은 가격 높은 사용자 간편성 그리고 짧은 처리 시간 등의 장점을 가지고 있기 때문에 기업화 가능성이 높은 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 휴대 가능 장치
10 : 본체 11 : 채널
12 : 버퍼 용액 20 : 백금선
30 : 배터리

Claims (7)

  1. 본체;
    설정 규격을 가지는 홈 형상으로 상기 본체 상면에 형성되어 혈액을 이동시키기 위한 경로를 제공하는 채널;
    일단이 상기 채널의 양 끝단에 각각 접해지는 한 쌍의 백금 선; 및
    양 극이 상기 한 쌍의 백금 선의 타단에 각각 연결되어 전기적 힘을 제공하는 배터리를 포함하고,
    상기 배터리가 제공하는 전기적 힘에 의해 상기 배터리의 (-)극에 연결된 백금 선이 접해지는 채널 측 내부로 떨어진 혈액이 (+)극에 연결된 백금선이 접해지는 채널 측으로 이동되어 상기 혈액 내 핵산이 분리되도록 하는 것을 특징으로 하는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널은,
    상기 홈 내부로 채워지는 버퍼 용액에 접해지는 상기 한 쌍의 백금 선을 통해 상기 배터리 전압이 상기 홈 내부로 인가되도록 하여 전처리되지 않은 혈액 내 핵산을 이동시키고,
    상기 핵산은 전기적 성질에 의해 (-)극에서 (+)극 쪽으로 이동하여 전압이 인가되면 혈액 내에서 분리되는 것을 특징으로 하는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 채널은,
    상기 홈 내부로 버퍼 용액의 도입이 가능한 재질 및 형상으로 형성되고,
    상기 버퍼 용액은 생리식염수인 것을 특징으로 하는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리를 통해 상기 채널 내부로 일정 전압을 인가하였을 때, 설정 시간 내 (+)극에 연결된 백금선이 접해지는 채널 측으로 이동된 물질을 핵산으로 판단하는 것을 특징으로 하는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 백금 선은,
    상기 버퍼 용액에 잠겨져 상기 채널에 접해지는 각각의 일단이 기 설정된 길이 및 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채널은,
    다양한 형상으로 구현되되, 상기 본체 보다 가로, 세로 및 깊이가 작게 설정되어 구현되는 것을 특징으로 하는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    3D 프린터로 구현되며 전기가 흐르지 않는 불연성 재질을 가지는 전기 영동 장치인 것을 특징으로 하는 혈액 내 핵산 분리를 위한 휴대 가능 장치.
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