KR20240011563A - Automatic nucleic acid extraction system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 핵산 자동추출 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 복수의 웰(well)을 구비한 핵산 자동추출 시스템으로서, 상기 복수의 웰 각각에 샘플을 투입하는 복수의 피펫이 구비된 피펫부; 상기 샘플이 포함된 복수의 웰 각각에 자성 비드(magnetic bead)가 포함된 용해 버퍼를 투입하는 용해 버퍼 투입부; 상기 샘플이 포함된 복수의 웰 각각에 인입 및 인출 가능하도록 구비되고, 인입되는 방향으로 일 단부에 커버부가 포함된 자성부; 시스템 내부의 멸균 상태를 유지하도록 UV를 조사하는 UV 조사부; 유전자 데이터를 저장하는 저장부; 및 저장된 유전자 데이터로부터 투입된 샘플에 대한 설정 조건을 적용하여 시스템을 구동하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 전자동으로 핵산을 추출할 수 있고, 일정한 순도의 핵산을 추출할 수 있으며, 사용자가 의도한 정량의 핵산을 추출할 수 있고, 대용량의 핵산을 신속하게 추출할 수 있으며, 초고속으로 핵산을 추출할 수 있고, 한 번에 다양한 샘플로부터 신속하게 핵산을 동시 추출할 수 있으며, 다양한 샘플별로 우수한 수득율과 높은 순도의 핵산을 추출할 수 있고, 시약의 샘플별 설정시간과 다양한 스텝 공정을 통해서 가장 이상적인 설정을 확보한 자료들을 구동 소프트웨어에 저장하여, 최적의 조건으로 신속하고 정확하게 대량의 핵산을 자동으로 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention relates to an automatic nucleic acid extraction system. The present invention provides an automatic nucleic acid extraction system having a plurality of wells, comprising: a pipette unit provided with a plurality of pipettes for injecting samples into each of the plurality of wells; a lysis buffer input unit for injecting a lysis buffer containing magnetic beads into each of a plurality of wells containing the sample; a magnetic portion provided to be able to be inserted into and withdrawn from each of the plurality of wells containing the sample, and including a cover portion at one end in the direction in which the sample is inserted; UV irradiation unit that irradiates UV to maintain sterilization inside the system; A storage unit that stores genetic data; and a control unit that operates the system by applying set conditions to the input sample from the stored genetic data. As a result, nucleic acids can be extracted fully automatically, nucleic acids of certain purity can be extracted, nucleic acids of the desired quantity can be extracted, large quantities of nucleic acids can be extracted quickly, and nucleic acids can be extracted at ultra-high speed. It is possible to extract nucleic acids quickly and simultaneously from various samples at once, and it is possible to extract nucleic acids with excellent yield and high purity for various samples, and it is possible to extract the most effective reagent samples through setting time for each sample and various step processes. By storing data with ideal settings in driving software, a device and method can be provided that can automatically extract large quantities of nucleic acids quickly and accurately under optimal conditions.
Description
본 발명은 핵산 자동추출 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 다양한 샘플로부터 한 번에 고순도로 핵산을 전자동으로 추출할 수 있는 핵산 자동추출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic nucleic acid extraction system, and more specifically, to an automatic nucleic acid extraction system capable of fully automatically extracting nucleic acids with high purity from a plurality of various samples at once.
DNA/RNA를 이용한 생명공학 분야의 연구는 DNA/RNA의 염기서열 분석 뿐만 아니라, 검체의 측정, 질병의 유무, 성질 분석 등을 위하여 1900년대 초반부터 꾸준히 개발되어 왔으며, 최근들어 바이러스 및 박테리아의 측정 및 검출하는 방법까지 개발되었다.Research in the field of biotechnology using DNA/RNA has been continuously developed since the early 1900s for not only base sequence analysis of DNA/RNA, but also measurement of samples, presence or absence of disease, and analysis of properties, and recently, measurement of viruses and bacteria. and detection methods have also been developed.
유전자 진단 검사 및 면역 조직 진단 검사를 포함하는 분자 진단 검사는 핵산 (DNA, RNA) 및 단백질 등 생체지표물질(biomarker)을 기반으로 유전자와 대사 기능, 의약품 대사, 질병 유발 관계를 평가하는 검사로서, 현재는 극미량의 감염체에서 유래하는 유전 정보 물질인 핵산을 분석하고 검출하여 감염여부를 진단할 수 있는 핵산 진단학 (nucleic acid diagnostics)과 같은 의미로 사용되고 있다.Molecular diagnostic tests, including genetic diagnostic tests and immunohistochemical diagnostic tests, are tests that evaluate the relationship between genes and metabolic functions, drug metabolism, and disease-causing factors based on biomarkers such as nucleic acids (DNA, RNA) and proteins. Currently, it is used interchangeably with nucleic acid diagnostics, which can diagnose infection by analyzing and detecting nucleic acids, which are genetic information materials derived from trace amounts of infectious agents.
핵산 진단학은 보통 중합효소연쇄반응(PCR)을 기반으로 하여, 핵산의 검출, 증폭, 분석을 통하여 ⅰ)바이러스 정량 및 유전자 분석, ⅱ)성병 및 감염 검사, ⅲ)질병 진단, 모니터링 및 예후, ⅳ)약물유전학 및 약물 유전체학에 이용되는 유전자 검사 등을 실시하고 있다.Nucleic acid diagnostics is usually based on polymerase chain reaction (PCR), and involves the detection, amplification, and analysis of nucleic acids, i) virus quantification and genetic analysis, ii) testing for sexually transmitted diseases and infections, iii) disease diagnosis, monitoring, and prognosis, iv) ) We are conducting genetic tests used in pharmacogenetics and pharmacogenomics.
DNA/RNA를 이용하는 기술의 핵심은 핵산 추출 공정으로서, 검체 또는 시료로부터 핵산을 추출, 정제하는 것으로, 이를 위한 노력과 연구가 1900년대 초반부터 계속되어 왔다. 검체로부터 추출된 핵산은 후속 공정의 진행을 방해하는 다량의 염(salt)들과 단백질 등의 불순물이 제거되고, 소량의 버퍼에 농축되어 보다 정확하고 효과적인 분석 실험이 가능해졌다. 이렇게 정제된 핵산은 1983년대에 개발된 유전자 증폭 기술인 PCR 법이 소개되면서, 높은 민감도(sensitivity)와 특이성(specificity)로 인해 신속하고 효과적으로 분석이 가능해짐으로써, 핵산 기반 분석기술이 매우 탄력적으로 급부상하였다.The core of technology using DNA/RNA is the nucleic acid extraction process, which extracts and purifies nucleic acids from specimens or samples, and efforts and research for this have continued since the early 1900s. Nucleic acids extracted from samples are free of impurities such as large amounts of salts and proteins that interfere with the subsequent process, and are concentrated in a small amount of buffer, enabling more accurate and effective analysis experiments. With the introduction of the PCR method, a gene amplification technology developed in the 1983s, purified nucleic acids became possible to analyze quickly and effectively due to their high sensitivity and specificity, leading to the rapid emergence of nucleic acid-based analysis technologies. .
핵산 추출 방법으로는 페놀-클로로포름 침전법, Boom technology (solid based nucleic acid purification), SPRI (Solid Phase Reversible Immobilization), CST (Charge Switch Technology) 등 많은 기술들이 개발되었으며, 그 중 대표적인 핵산 추출 방법으로는 카오트로픽염(chaotropic salt)를 이용하여 실리카 표면에 핵산을 고정하는 Boom technology가 주로 사용되고 있으며, 대표적으로 Qiagen, MN 사에서 판매되는 DNA/RNA isolaiton kit의 주요 기술로 사용되고 있다. 카오트로픽염은 대표적인 물분자 네트워크 파괴제 (water molec㎕es network broker)로서 고체기판 표면과 DNA의 직접적인 흡착을 유도하여 핵산의 회수율을 높이는 동시에 불순물인 셀데브리스(cell debris)인 셀멤브레인(cell membrane)과 기타 단백질을 녹여내어 순도 높은 핵산을 얻을 수 있다.Nucleic acid extraction methods include phenol-chloroform precipitation, Boom technology (solid based nucleic acid purification), SPRI (Solid Phase Reversible Immobilization), and CST (Charge Switch Technology). Among these, representative nucleic acid extraction methods include Boom technology, which fixes nucleic acids on the surface of silica using chaotropic salts, is mainly used, and is typically used as the main technology in the DNA/RNA isolaiton kit sold by Qiagen and MN. Chaotropic salts are representative water molecules network brokers that induce direct adsorption of DNA to the surface of a solid substrate, thereby increasing the recovery rate of nucleic acids and removing cell debris, which is an impurity. Membrane) and other proteins can be dissolved to obtain highly pure nucleic acids.
그러나 카오트로픽염은 독성이 매우 강해 DNA/RNA 추출 용액에 잔류해 있을 경우 DNA polymerase의 분해(degradation)을 유발하여 강력한 PCR 저해제로 작용한다. 따라서 카오트로픽염을 사용할 경우 세척공정이 반드시 요구되기 때문에 2번 또는 3번의 세척공정을 필수로 한다. 이러한 방식은 주로 컬럼이나 자성입자를 사용하여 정제되며, 오픈된 플라스틱제 기구(plastic ware)에서의 핵산의 정제나 많은 표면적, DNA 회수율 저하 등의 이유로 컬럼이나 자성입자로부터 DNA/RNA 를 수용액 상에 녹여내는 용출 또는 용리 (elution) 과정이 반드시 필요로 하게 된다.However, chaotropic salts are very toxic, so if they remain in the DNA/RNA extraction solution, they cause degradation of DNA polymerase and act as a strong PCR inhibitor. Therefore, when using chaotropic salts, a washing process is required, so two or three washing processes are essential. This method is mainly purified using columns or magnetic particles. For reasons such as purification of nucleic acids in open plastic ware, large surface area, and low DNA recovery rate, DNA/RNA is purified from a column or magnetic particles into an aqueous solution. An elution or elution process is absolutely necessary.
용리된 DNA/RNA를 포함하는 샘플의 부피는 100~200 ㎕의 양이며, 그 중 PCR 분석을 위하여 2~10 ㎕ 정도의 적은 양만 소비되고 있기 때문에 민감도가 저하되는데, DNA/RNA의 양이 미량일수록 PCR의 효율이 감소하게 된다. 또한 용리(elution) 과정에서 흡착된 DNA/RNA의 탈착 효율에 기인한 전체 DNA/RNA의 회수율 저하 때문에 DNA/RNA의 일부 손실을 감수할 수 밖에 없다.The volume of the sample containing eluted DNA/RNA is 100 to 200 ㎕, of which only a small amount of about 2 to 10 ㎕ is consumed for PCR analysis, which reduces sensitivity. The amount of DNA/RNA is only a trace amount. As the temperature increases, the efficiency of PCR decreases. Additionally, due to a decrease in the recovery rate of total DNA/RNA due to the desorption efficiency of the adsorbed DNA/RNA during the elution process, some loss of DNA/RNA cannot be tolerated.
또한, 추출된 핵산을 이용하여 PCR과 같은 핵산 증폭 공정을 수행할 경우, 특히 복수의 샘플을 사용할 때, 샘플의 잦은 이동으로 인해 교차오염 (cross-contamination)의 의한 위양성 결과를 빈번히 초래한다.In addition, when performing a nucleic acid amplification process such as PCR using extracted nucleic acids, false positive results frequently occur due to cross-contamination due to frequent movement of samples, especially when using multiple samples.
또한, 컬럼(column) 방식의 전통적인 핵산추출법은 시간이 많이 들고 핵산의 추출순도 및 추출정량에 한계가 있다. 그리고 추출을 위한 인력 및 추출하기 위한 많은 보조시약이 들어가기 때문에 시간과 비용이 많이 소요되는 문제가 있다.In addition, the traditional column-based nucleic acid extraction method takes a lot of time and has limitations in the extraction purity and extraction quantification of nucleic acids. In addition, there is a problem that it takes a lot of time and money because extraction requires manpower and many auxiliary reagents.
따라서 본 발명은 높은 순도와 추출정량을 확보할 수 있는 핵산 자동추출 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide an automatic nucleic acid extraction system that can ensure high purity and quantification of extraction.
본 발명의 일 실시예는 복수의 웰(well)을 구비한 핵산 자동추출 시스템을 제공한다.One embodiment of the present invention provides an automatic nucleic acid extraction system having a plurality of wells.
일 실시예에서, 상기 시스템은 상기 복수의 웰 각각에 샘플을 투입하는 복수의 피펫이 구비된 피펫부; 상기 샘플이 포함된 복수의 웰 각각에 자성 비드(magnetic bead)가 포함된 용해 버퍼를 투입하는 용해 버퍼 투입부; 상기 샘플이 포함된 복수의 웰 각각에 인입 및 인출 가능하도록 구비되고, 인입되는 방향으로 일 단부에 커버부가 포함된 자성부; 시스템 내부의 멸균 상태를 유지하도록 UV를 조사하는 UV 조사부; 유전자 데이터를 저장하는 저장부; 및 저장된 유전자 데이터로부터 투입된 샘플에 대한 설정 조건을 적용하여 시스템을 구동하는 제어부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the system includes a pipette unit provided with a plurality of pipettes for injecting samples into each of the plurality of wells; a lysis buffer input unit for injecting a lysis buffer containing magnetic beads into each of a plurality of wells containing the sample; a magnetic portion provided to be able to be inserted into and withdrawn from each of the plurality of wells containing the sample, and including a cover portion at one end in the direction in which the sample is inserted; UV irradiation unit that irradiates UV to maintain sterilization inside the system; A storage unit that stores genetic data; and a control unit that operates the system by applying set conditions to the input sample from the stored genetic data.
일 실시예에서, 상기 피펫부는 샘플이 1종 이상인 경우 각각의 샘플의 밀도에 따라 복수의 피펫 각각의 압력을 개별적으로 조절할 수 있다.In one embodiment, when there is more than one type of sample, the pipette unit may individually adjust the pressure of each of the plurality of pipettes according to the density of each sample.
일 실시예에서, 샘플 내의 자성 비드가 가라 앉는 것을 방지하기 위해 자성 비드 교반부를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, a magnetic bead stirring unit may be additionally included to prevent the magnetic beads in the sample from sinking.
일 실시예에서, 상기 자성부는 커버부를 포함한 채 각각의 웰에 인입된 후 전기적 양성에 의해 샘플 내부의 비드 복합체를 자성부에 부착시킨 채 인출되고, 새로운 웰에 인입된 후 커버부를 제외하고 자성부만 인출되어, 비드 복합체를 분리할 수 있다.In one embodiment, the magnetic portion is inserted into each well including the cover portion and then pulled out with the bead complex inside the sample attached to the magnetic portion by electrical positivity, and after being introduced into a new well, the magnetic portion excluding the cover portion is pulled out. Only the bead complex can be separated.
일 실시예에서, 상기 시스템은 상기 복수의 웰 각각을 저온으로 유지시키도록 구비된 PCR 시약 차단부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the system may include a PCR reagent blocking unit provided to maintain each of the plurality of wells at a low temperature.
일 실시예에서, 상기 PCR 시약 차단부는 냉각부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the PCR reagent blocking unit may include a cooling unit.
일 실시예에서, 상기 설정 조건은 세척 시간, 용해 온도, 용해 시간, 자성 강도, 자성 시간, 인서트 깊이 및 UV 조사 시간으로부터 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, the set condition may include at least one selected from the group consisting of cleaning time, dissolution temperature, dissolution time, magnetic strength, magnetic time, insert depth, and UV irradiation time.
본 발명에 따른 핵산 자동추출 시스템에 의하면, 전자동으로 핵산을 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the automatic nucleic acid extraction system according to the present invention, a device and method for fully automatically extracting nucleic acids can be provided.
본 발명에 따른 핵산 자동추출 시스템에 의하면, 일정한 순도의 핵산을 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the automatic nucleic acid extraction system according to the present invention, a device and method for extracting nucleic acids of certain purity can be provided.
본 발명에 따른 핵산 자동추출 시스템에 의하면, 사용자가 의도한 정량의 핵산을 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the automatic nucleic acid extraction system according to the present invention, it is possible to provide a device and method that can extract a quantitative amount of nucleic acid intended by the user.
본 발명에 따른 핵산 자동추출 시스템에 의하면, 대용량의 핵산을 신속하게 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the automatic nucleic acid extraction system according to the present invention, a device and method that can quickly extract a large amount of nucleic acids can be provided.
본 발명에 따른 핵산 자동추출 시스템에 의하면, 초고속으로 핵산을 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the automatic nucleic acid extraction system according to the present invention, a device and method for extracting nucleic acids at ultra-high speed can be provided.
본 발명에 따른 핵산 자동추출 시스템에 의하면, 한 번에 다양한 샘플로부터 신속하게 핵산을 동시 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the automatic nucleic acid extraction system according to the present invention, it is possible to provide a device and method that can quickly and simultaneously extract nucleic acids from various samples at once.
본 발명에 따른 핵산 자동추출 시스템에 의하면, 다양한 샘플별로 우수한 수득율과 높은 순도의 핵산을 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다. According to the automatic nucleic acid extraction system according to the present invention, it is possible to provide a device and method that can extract nucleic acids with excellent yield and high purity for various samples.
본 발명에 따른 핵산 자동추출 시스템에 의하면, 시약의 샘플별 설정시간과 다양한 스텝 공정을 통해서 가장 이상적인 설정을 확보한 자료들을 구동 소프트웨어에 저장하여, 최적의 조건으로 신속하고 정확하게 대량의 핵산을 자동으로 추출할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the automatic nucleic acid extraction system according to the present invention, the data that has secured the most ideal settings through the setting time for each reagent sample and various step processes are stored in the driving software, and a large amount of nucleic acids are automatically extracted quickly and accurately under optimal conditions. A device and method for extraction can be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템에서 자성 비드와 자성부를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템에서 자성 비드와 자성부를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템에 대한 개략도이다.
도 5 및 도 6은 종래의 컬럼 방식의 핵산추출 방법을 이용하여 핵산을 추출한 실험 데이터에 대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 핵산추출 방법을 이용하여 핵산을 추출한 실험 데이터에 대한 도면이다.Figure 1 is a block diagram showing an automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining a method of using magnetic beads and a magnetic part in an automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining a method of using magnetic beads and a magnetic part in an automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of an automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention.
Figures 5 and 6 are diagrams of experimental data obtained by extracting nucleic acids using a conventional column-based nucleic acid extraction method.
Figure 7 is a diagram of experimental data obtained by extracting nucleic acids using the nucleic acid extraction method of the present invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as “include” or “have” are intended to designate the presence of features, components, etc. described in the specification, but one or more other features or components may not be present or may be added. That doesn't mean there isn't one.
또한, 여기서 사용된 "제1", "제2" 등의 용어는, 단순히, 후술되는 부분들을 서로 구분하기 위한 목적으로 사용된 것일 뿐, 후술하는 부분을 한정하는 것은 아니다.In addition, terms such as “first” and “second” used herein are simply used for the purpose of distinguishing the parts described later, and do not limit the parts described later.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present invention, should not be interpreted in an idealized or excessively formal sense. No.
전술한 자성 관련 기술은 분리 과정 중에 생물분자 또는 세포와의 비-접촉이라는 이점이 있다. 자성 나노/마이크로입자의 크기는 성공적인 자성 분리기술의 중요한 인자이고, 생체 표적물(대상물)과의 정확하고 선택적인 상호작용을 위하여 자성 나노/마이크로입자의 크기는 대부분 10 um보다 작다. 또한, 소수성(hydrophobic) 또는 자성 인력으로 발생되는 응집(aggregation)을 방지하고, 항체, 앱타머(aptamer) 및 DNA와 같은 특정 리간드(ligand)를 연구 대상인 생물학적 구조물에 용이하게 고정하기 위하여, 자성 입자의 표면은 생체적합성 무기 또는 유기 물질로 수식되어야 한다. 자성 마이크로입자는 용이하게 대량화되고, 시간-효율적이고, 비용-효과적이며, 외부 자기장 구배를 이용하여 생물학적 물질을 간단히 분리할 수 있다는 장점이 있다. 자성 마이크로구형체는 단백질 정제, 표적화된 약물 전달, 세포 분리, 의학적 진단, 면역분석(immunoassay), DNA 염기서열 분석 및 세포 분석에 대한 고형 지지체로서 생물의학 분야에서 획기적으로 활용되고 있다.The above-mentioned magnetic technology has the advantage of non-contact with biomolecules or cells during the separation process. The size of magnetic nano/microparticles is an important factor in successful magnetic separation technology, and for accurate and selective interaction with biological targets, the size of magnetic nano/microparticles is mostly smaller than 10 um. In addition, magnetic particles are used to prevent aggregation caused by hydrophobic or magnetic attraction and to easily fix specific ligands such as antibodies, aptamers, and DNA to biological structures being studied. The surface must be modified with biocompatible inorganic or organic materials. Magnetic microparticles have the advantage of being easily mass-produced, time-efficient, cost-effective, and capable of simply separating biological materials using an external magnetic field gradient. Magnetic microspheres have been dramatically utilized in the biomedical field as solid supports for protein purification, targeted drug delivery, cell separation, medical diagnosis, immunoassay, DNA sequencing, and cell analysis.
구체적으로, 핵산을 추출하기 위해서는 다양한 샘플군 (예, Plasmid, Animal Tissue, Plant Tissue, Virus, Fungi, Microbacterium, FFPE 등등)에서 일정한 순도와 추출정량으로 핵산을 추출하는 것이 요구된다. 다만, 상기 샘플군들 중 플라스미드, 동물 조직 또는 식물 조직 등에서는 높은 수득율을 확보하면서 핵산을 추출하였지만, 다른 샘플군에서는 요구되는 순도와 수득율을 확보할 수 없었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 세척(washing) 과정과 용리(elution) 과정의 조정을 통해서 공급되는 시약의 샘플별 설정시간과 다양한 Step과정을 최적의 이상적인 설정을 확보한 자료들을 구동 소프트웨어에 저장하고, 이러한 시스템을 활용하여 다양한 샘플별로 높은 수득율 및 순도의 핵산을 추출할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다. 다만, 자성입자를 사용한 PCR 방법은 많은 문헌에서 찾아볼 수 있으며, 본 발명에서 구체적으로 기술되지 않은 사항들은 전술한 문헌에서 기술된 것들을 사용할 수 있다.Specifically, in order to extract nucleic acids, it is required to extract nucleic acids with a certain purity and extraction quantity from various sample groups (e.g., Plasmid, Animal Tissue, Plant Tissue, Virus, Fungi, Microbacterium, FFPE, etc.). However, although nucleic acids were extracted with high yield from plasmids, animal tissues, or plant tissues among the above sample groups, the required purity and yield could not be secured from other sample groups. In order to solve this problem, the setting time for each sample of the supplied reagent and the optimal and ideal settings for various step processes are saved in the driving software through adjustment of the washing process and elution process, and these data are stored in the driving software. We aim to provide a system and method that can extract nucleic acids with high yield and purity for various samples by utilizing the system. However, PCR methods using magnetic particles can be found in many literature, and for matters not specifically described in the present invention, those described in the above-mentioned literature can be used.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템을 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 발명의 일 실시예인 핵산 자동추출 시스템의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, an automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the attached drawings are illustrative, and the scope of the automatic nucleic acid extraction system, which is an embodiment of the present invention, is not limited by the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템을 도시한 블록도이다. Figure 1 is a block diagram showing an automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 웰(well)(11)을 구비한 핵산 자동추출 시스템(1)은 복수의 웰(11) 각각에 샘플을 투입하는 복수의 피펫이 구비된 피펫부(12)와, 샘플이 포함된 복수의 웰(11) 각각에 자성 비드(magnetic bead)가 포함된 용해 버퍼를 투입하는 용해 버퍼 투입부(13)와, 샘플이 포함된 복수의 웰 각각에 인입 및 인출 가능하도록 구비되고, 인입되는 방향으로 일 단부에 커버부가 포함된 자성부(14)와, 시스템 내부의 멸균 상태를 유지하도록 UV를 조사하는 UV 조사부(15)와, 유전자 데이터를 저장하는 저장부(16) 및 저장된 유전자 데이터로부터 투입된 샘플에 대한 설정 조건을 적용하여 시스템을 구동하는 제어부(17)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the nucleic acid
이하, 각각의 구성요소를 중심으로 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail focusing on each component.
본 발명의 핵산 자동추출 시스템은 복수의 샘플에 대하여 동시에 전자동으로 고순도의 핵산 추출을 위해, Washing 과정과 Elution 과정의 조정을 통해서 한국형 핵산추출기와 공급되는 시약의 샘플별 설정시간과 다양한 Step과정을 통해서 가장 이상적인 설정을 확보한 자료들을 구동 소프트웨어에 저장하여 다양한 샘플별 수득율 및 순도 높은 핵산을 추출할 수 있다. 제공되는 핵산의 양에 따라서 시간별로 Magnetic Bead의 사용양과 마찰력에 따른 세포분쇄과정 그리고 Washing 과정과 Elution 과정별로 최상의 조건을 찾아서 조건별 설정프로그램을 자동으로 저장하여 필요에 따른 샘플별 분석법을 다양하게 확보하여 최상의 수득율과 순도를 일정한 수준 이상으로 끌어 올리도록 프로그래밍화할 수 있다. Magnetic Bead를 이용하여 전자기작용으로 세포를 파쇄하여 DNA/RNA 핵산을 확보하고 다양한 Buffer를 통해서 Washing, Elution 과정으로 최종 순도 높은 핵산을 정량으로 추출할 수 있다.The automatic nucleic acid extraction system of the present invention fully automatically extracts high-purity nucleic acids from multiple samples at the same time by adjusting the washing process and elution process, setting time for each sample of the Korean nucleic acid extractor and supplied reagents, and various step processes. By saving the data with the most ideal settings in the operating software, nucleic acids with high yield and purity can be extracted for each sample. Depending on the amount of nucleic acid provided, the best conditions are found for the cell grinding process, washing process, and elution process according to the amount of magnetic beads used and friction force by time, and the setting program for each condition is automatically saved to secure a variety of analysis methods for each sample as needed. It can be programmed to raise the highest yield and purity above a certain level. Using magnetic beads, cells are disrupted by electromagnetic action to secure DNA/RNA nucleic acids, and through washing and elution processes using various buffers, the final high-purity nucleic acids can be extracted in a quantitative manner.
핵산 자동추출 시스템은 복수의 샘플을 처리할 수 있도록 복수의 웰을 구비한다. 여기서, 웰의 크기는 특별히 제한하지 않으며, 웰의 개수 역시 특별히 제한하지 않으며, 48개 또는 96개일 수 있다.The nucleic acid automatic extraction system is equipped with multiple wells to process multiple samples. Here, the size of the wells is not particularly limited, and the number of wells is also not particularly limited, and may be 48 or 96 wells.
복수의 웰에 복수의 샘플을 투입하기 위하여 복수의 피펫이 구비된다. 일 예시에서, 피펫부(12)는 샘플이 1종 이상인 경우 각각의 샘플의 밀도에 따라 복수의 피펫 각각의 압력을 개별적으로 조절할 수 있다.A plurality of pipettes are provided to inject a plurality of samples into a plurality of wells. In one example, when there is more than one type of sample, the
특히, 1+2 피펫을 이용하여 다양한 샘플을 처리할 수 있다. 예를 들어, 1000ul 용량의 pipettor 1개와 200ul 용량의 pipettor 2개가 장착이 되어 있어서 1ul 내지 1000ul 까지 범위의 다양한 샘플에 대한 다양한 용량의 흡입 및 분주가 가능하다.In particular, various samples can be processed using 1+2 pipettes. For example, one pipettor with a capacity of 1000ul and two pipettors with a capacity of 200ul are installed, enabling suction and dispensing of various volumes for various samples ranging from 1ul to 1000ul.
또한 피펫의 압력 검출 기술을 사용하여 웰 내의 샘플 등의 수위를 확인할 수 있어서, 샘플의 양을 의도대로 자유롭게 조절할 수 있다. Pipettor는 최소 1ul 용량에서 1000ul 용량까지 사용이 가능하기 때문에 1ul에서 1000ul까지 레벨수준의 미세 압력조절이 필요하다. 이는 가스양의 미세변화로 피스톤을 조절하여 분사압력을 미세단위로 조절하여 용액을 흡입 및 분사할 수 있다. Additionally, the pressure detection technology of the pipette can be used to check the level of the sample in the well, allowing the amount of sample to be freely adjusted as intended. Since the pipettor can be used from a minimum capacity of 1ul to 1000ul, fine pressure control at the level from 1ul to 1000ul is required. This allows the solution to be inhaled and sprayed by adjusting the injection pressure in minute units by adjusting the piston with minute changes in the amount of gas.
또한, 다른 용액을 설정하여 피펫을 조절할 수 있다. 용액들의 특성마다 density(점성밀도)가 차이가 나기 때문에 density level에 따른 용액 때문에 pipetting의 압력을 조절 시킬 수 있다. 이를 통해 정확한 흡입 및 분주가 되기 때문에 본 장비는 용액별 설정이 가능하다.Additionally, you can adjust the pipette by setting different solutions. Since the density (viscous density) is different depending on the characteristics of the solutions, the pipetting pressure can be adjusted according to the density level of the solution. This allows accurate suction and dispensing, so this equipment can be set for each solution.
샘플이 포함된 복수의 웰(11) 각각에 자성 비드(magnetic bead)가 포함된 용해 버퍼를 투입하는 용해 버퍼 투입부(13)를 포함한다. It includes a lysis
자동으로 핵산 (DNA/RNA)을 추출하려면 비드라는 미세한 철가루가 필요하다. 여러가지 핵산을 추출하기 위한 샘플들은 비드의 미세철가루가 들어있는 Lysis 버퍼와 반응하여 샘플조직과 마찰을 통해서 세포조직 내의 membrane을 부수고 핵 안에 있는 DNA 혹은 RNA 와 결합한다. DNA/RNA 의 경우는 마이너스 전극을 띄기 때문에 철가루와 반응하여 결합할 수 있는 것이다.To automatically extract nucleic acids (DNA/RNA), fine iron powder called beads is required. Samples for extracting various nucleic acids react with the lysis buffer containing fine iron powder in the beads, break the membrane in the cell tissue through friction with the sample tissue, and bind to DNA or RNA in the nucleus. In the case of DNA/RNA, since it has a negative electrode, it can react and bind with iron powder.
또한, 샘플 내의 자성 비드가 가라 앉는 것을 방직하기 위해 자성 비드 교반부를 추가로 포함할 수 있다. Vortex 효과를 제공하여 자성 비드가 가라 앉는 것을 방지하여, 자성 비드가 샘플 내의 DNA 또는 RNA 등과 원활하게 혼합되도록 교반할 수 있다.Additionally, a magnetic bead agitator may be additionally included to prevent the magnetic beads in the sample from sinking. The Vortex effect prevents the magnetic beads from sinking, allowing the magnetic beads to be stirred to smoothly mix with the DNA or RNA in the sample.
또한, 샘플이 포함된 복수의 웰 각각에 인입 및 인출 가능하도록 구비되고, 인입되는 방향으로 일 단부에 커버부가 포함된 자성부(14)를 포함한다.In addition, it is provided to be able to be inserted into and withdrawn from each of the plurality of wells containing the sample, and includes a
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템에서 자성 비드와 자성부(14)를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. Figures 2 and 3 are diagrams for explaining a method of using magnetic beads and the
자성부(14)는 커버부를 포함한 채 각각의 웰에 인입된 후 전기적 양성에 의해 샘플 내부의 비드 복합체를 자성부에 부착시킨 채 인출되고, 새로운 웰에 인입된 후 커버부를 제외하고 자성부만 인출되어, 비드 복합체를 분리할 수 있다.The
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, magnetic 또는 magnetic rod로 표현한 자성부가 복수의 웰 각각에 인입 및 인출 가능하도록 배치되고, tip으로 표현한 커버부가 일단에 포함된다. As shown in Figures 2 and 3, a magnetic part expressed as a magnet or magnetic rod is arranged to be able to be inserted and withdrawn from each of the plurality of wells, and a cover part expressed as a tip is included at one end.
DNA/RNA/Bead 복합체는 자성부 봉을 전기적으로 양성을 주어서 전자기석 원리를 통하여 자성부 봉에 따라 올라 오게 하여 분리할 수 있다. DNA/RNA/Bead 복합체가 용액에 섞여 있으면 전기적으로 양성을 띄고 있는 자성부 봉이 내려와서 전자석 원리로 결합시킨다. 이때 자성부 봉 겉면에는 플라스틱 커버(Comb)를 씌워서 다음 단계에서 커버를 내리면 자성부 봉은 올라가고 플라스틱 커버에 붙은 DNA/RNA/Bead만 남게 된다. 그 후에 세척 과정을 통해서 다시 전자기석을 통해서 바드를 제거하면 순도가 높은 DNA 혹은 RNA를 수득할 수 있다.DNA/RNA/Bead complex can be separated by making the magnetic rod electrically positive and causing it to rise along the magnetic rod through the principle of electromagnetism. When the DNA/RNA/Bead complex is mixed in the solution, the electrically positive magnetic rod comes down and combines using the principle of electromagnetism. At this time, a plastic cover (comb) is placed on the outside of the magnetic rod, and when the cover is lowered in the next step, the magnetic rod rises and only the DNA/RNA/Bead attached to the plastic cover remains. Afterwards, if the bard is removed using an electromagnet through a washing process, high purity DNA or RNA can be obtained.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템은 시스템 내부의 멸균 상태를 유지하도록 UV를 조사하는 UV 조사부(15)를 포함한다.In addition, the nucleic acid automatic extraction system according to an embodiment of the present invention includes a
시스템 내부 안쪽에 UV Light가 탑재가 되어서 별도의 설치조건 없이 필요시 멸균 상태를 유지하게 된다. 여기서 특별히 구동 조건을 제한하지 않으며, 용액이 떨어지는 것을 방지하기 위해 차단판이 포함될 수 있다. 이러한 차단판으로서, 플라스틱 plate를 넣고 뺄 때 외부 오염물질이 들어 올 경우를 대비해서 UV Light를 키고 끄면서 시스템을 구동할 수 있다. UV Light is mounted inside the system, so sterilization is maintained when necessary without any additional installation conditions. Here, the operating conditions are not particularly limited, and a blocking plate may be included to prevent the solution from falling. With this blocking plate, the system can be operated by turning the UV light on and off in case external contaminants enter when inserting or removing the plastic plate.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템은 유전자 데이터를 저장하는 저장부(16) 및 저장된 유전자 데이터로부터 투입된 샘플에 대한 설정 조건을 적용하여 시스템을 구동하는 제어부(17)를 포함할 수 있다.In addition, the automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention may include a
설정 조건은 세척 시간, 용해 온도, 용해 시간, 자성 강도, 자성 시간, 인서트 깊이 및 UV 조사 시간으로부터 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The setting condition may include at least one selected from the group consisting of cleaning time, dissolution temperature, dissolution time, magnetic strength, magnetic time, insert depth, and UV irradiation time.
본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템은 제공되는 핵산의 양에 따라서 시간별로 Magnetic Bead의 사용양과 마찰력에 따른 세포분쇄과정 그리고 washing 과정과 Elution 과정별로 최상의 조건을 찾아서 조건별 설정프로그램 자동저장하여 필요에 따른 샘플별 분석법을 다양하게 확보하여 최상의 수득율과 순도를 일정한 수준 이상으로 끌어 올리도록 프로그래밍화할 수 있다.The automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention finds the best conditions for the cell crushing process, washing process, and elution process according to the amount of magnetic beads used and friction force by time according to the amount of nucleic acid provided, and automatically saves the setting program for each condition. By securing a variety of analysis methods for each sample as needed, it can be programmed to raise the highest yield and purity to a certain level.
그리고 오픈 소프트웨어 구동 방법을 이용하여, 다양한 브랜드의 추출 시약의 조건에 맞게 설정하여 사용이 가능하고, 비드의 접착 방법 및 조건을 자유롭게 변경하여 잔여 비드를 효율적으로 제거할 수 있다.And by using an open software operation method, it can be used by setting the conditions of various brands of extraction reagents, and the bead adhesion method and conditions can be freely changed to efficiently remove remaining beads.
본 발명의 일실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템은 Plasmid, Gel/PCR, gDNA, RNA를 추출할 수 있는 prep kit를 구비하며, 각각의 prep kit에는 설정의 방법이 포함되어 있어서, 설정 조건과 추출 절차에 대한 자세한 설명이 포함되어 있다. 또한, 프로그램은 customized 방식으로 되어 있어서, 자성 비드를 사용하는 다양한 시약의 조건을 설정하여 원하는 핵산의 추출이 가능하다.The automatic nucleic acid extraction system according to one embodiment of the present invention is equipped with a prep kit that can extract Plasmid, Gel/PCR, gDNA, and RNA, and each prep kit includes a setting method, setting conditions and extraction. A detailed description of the procedure is included. Additionally, the program is customized, allowing extraction of desired nucleic acids by setting conditions for various reagents using magnetic beads.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템은 인터페이스를 그래픽으로 확인하여 프로그램을 설정 및 조작할 수 있으며, 프로그램 설정을 사용자의 의도대로 자유롭게 변경하여 사용이 가능하며, 사용자의 선택에 따라서, 용액 핸들링, 추출, PCR/qPCR 설정을 할 수 있다.In addition, the automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention can set and operate the program by checking the interface graphically, and the program settings can be freely changed and used according to the user's selection. You can set up solution handling, extraction, and PCR/qPCR.
또한, 추출과정의 조건은 다양한 샘플에서 안정적인 수율과 순도가 나오는 것이 중요하다. 예를 들어, 한국형 핵산추출기의 경우는 국내의 서식하는 다양한 동물, 식물 및 한국인의 유전자 정보를 데이터화하여, Genomic DNA Sequencing 매칭 Software를 개발하여 샘플별로 구동 조건을 미세하게 조절하여 가장 수율이 높고 순도가 좋게 나오는 최상의 설정조건(예를 들어, Washig 시간, Elution 온도,시간, Magnetic 강도,시간, Insert 깊이, Emit 시간 등)을 프로그램에 다양하게 샘플별로 저장을 하고, 사용자는 샘플별로 저장되어 있는 최적의 구동 조건을 바로바로 꺼내어 놓고 편집없이 바로 사용할 수 있다.In addition, it is important that the conditions of the extraction process ensure stable yield and purity from various samples. For example, in the case of the Korean-type nucleic acid extractor, the genetic information of various animals, plants, and Koreans living in the country is converted into data, and Genomic DNA Sequencing matching software is developed to finely adjust the operating conditions for each sample to achieve the highest yield and purity. The best setting conditions (for example, Washing time, Elution temperature, time, Magnetic strength, time, Insert depth, Emit time, etc.) that produce good results are saved for each sample in the program, and the user can select the optimal settings saved for each sample. You can immediately take out the driving conditions and use them without editing.
본 발명의 일실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템은 모든 과정이 전자동으로 이루어지고 자체 설정만으로 완벽하게 외부 오염원으로부터 차단이 되기 때문에, 구동 중 사용자가 플레이트 등을 직접 옮기거나 용액보충을 해줘야 하는 등의 기존 마그네틱 비드 방식제품과 차별되며, 추출시간적인 면이나 순도면에서 종래의 마그네틱 비드 방식과 비교하여 우수함을 확인할 수 있다.Since the automatic nucleic acid extraction system according to one embodiment of the present invention is fully automatic in all processes and is completely blocked from external contaminants with only its own settings, there is no need for the user to directly move the plate or replenish the solution during operation. It is differentiated from existing magnetic bead method products, and can be confirmed to be superior compared to the conventional magnetic bead method in terms of extraction time and purity.
상기 시스템은 복수의 웰 각각을 저온으로 유지시키도록 구비된 PCR 시약 차단부를 포함할 수 있다. 일 예시에서, PCR 시약 차단부는 냉각부를 포함할 수 있다.The system may include a PCR reagent blocking unit provided to maintain each of the plurality of wells at a low temperature. In one example, the PCR reagent blocking unit may include a cooling unit.
PCR 의 과정은 아래와 같이 3가지 단계로 구성된다. 1) Denatration (변성 : dsDNA가 한가닥으로 플리는 과정, 보통 96℃, 2) Annealing (프라이머 결합 : ssDNA된 가닥에 primer가 붙는 과정, 온도 조건 60℃ 내외) 및 3) Elongation (DNA 신장 : ssDNA가 primer를 기점으로 dsDNA로 복제되는 과정, 보통 72℃).The PCR process consists of three steps as follows. 1) Denatration (denaturation: a process in which dsDNA is twisted into a single strand, usually 96℃, 2) Annealing (primer binding: a process in which a primer is attached to the ssDNA strand, temperature conditions around 60℃) and 3) Elongation (DNA elongation: ssDNA is The process of replicating dsDNA starting from a primer, usually 72°C.
두 개의 가닥이었던 DNA가 하나로 풀어지고 여기에 각종 효소나 primer, dNTP를 넣어주면 복제가 되어 다시 두개의 가닥 DNA로 증폭되어서 이 과정을 반복하면 dsDNA가 무한으로 증폭되도록 만들 수 있다.The two-stranded DNA is unwound into one, and when various enzymes, primers, or dNTPs are added to it, it is copied and amplified into two-stranded DNA again. By repeating this process, dsDNA can be amplified indefinitely.
PCR 시약 차단부(PCR reagent block)는 PCR 진행을 시작할 때 여러가지 효소들을 한 군데 용기에 담아서 미리 반응하지 못하도록 (온도가 올라가면 서로 반응하기 때문에) 차가운 용기 보관함(Pre-cooling)에 담아 놓는 곳과 저온으로 유지시키는 역할을 한다. 특히, 이를 위해 제품은 저온으로 유지시키는 pre-cooling 기능의 냉각부를 포함할 수 있다.The PCR reagent block is a place where various enzymes are placed in one container when starting the PCR process and placed in a cold container storage box (pre-cooling) to prevent them from reacting beforehand (because they react with each other when the temperature rises). It plays a role in maintaining the In particular, for this purpose, the product may include a cooling unit with a pre-cooling function to maintain the product at a low temperature.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 자동추출 시스템에 대한 개략도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 하나의 예시로서 핵산 자동추출 시스템을 구현할 수 있다. 본 발명의 핵산 자동추출 시스템은 이에 한정되는 것은 아니다. Figure 4 is a schematic diagram of an automatic nucleic acid extraction system according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 4, as an example, an automatic nucleic acid extraction system can be implemented. The automatic nucleic acid extraction system of the present invention is not limited to this.
이하, 실험예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through experimental examples.
종래의 방법인 컬럼 타입 방식으로 소의 조직 및 털로부터 핵산을 추출하였고, 그 결과를 도 5 및 도 6에 나타내었다.Nucleic acids were extracted from bovine tissue and hair using a conventional column-type method, and the results are shown in Figures 5 and 6.
또한, 본 발명의 일 실시예인 핵산 자동 추출장치를 이용하여, 전술한 실험과 동일한 샘플인 소의 조직과 털로부터 핵산을 추출하였고, 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7은 본 발명의 핵산추출 방법을 이용하여 핵산을 추출한 실험 데이터에 대한 도면이다.In addition, using the automatic nucleic acid extraction device, which is an example of the present invention, nucleic acids were extracted from the tissue and hair of cattle, which were the same samples as in the above-described experiment, and the results are shown in FIG. 7. Figure 7 is a diagram of experimental data obtained by extracting nucleic acids using the nucleic acid extraction method of the present invention.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 직접 핵산을 추출하는 방식인 Column Type 으로 Cow Tissue / Cow hair의 핵산을 추출하였던 실험 데이터를 참조하면, 핵산을 추출한 총 시간은 3시간이며 순도는 1.85 내지 2.07이었다.Referring to the experimental data for extracting nucleic acids from Cow Tissue / Cow hair using the Column Type, which is a method of directly extracting nucleic acids, as shown in Figures 5 and 6, the total time for extracting nucleic acids was 3 hours and the purity was 1.85 to 2.07. It was.
도 7에 도시한 바와 같이, 핵산을 추출한 총 시간은 30분이며 데이터 결과에서도 순도 2.02이었다. 즉, 순도는 비슷하더라도, 그러한 결과를 얻는데 걸린 시간이 30분으로 총 추출시간이 크게 단축되었음을 확인할 수 있다.As shown in Figure 7, the total time for extracting nucleic acids was 30 minutes, and the data results showed a purity of 2.02. In other words, even though the purity is similar, it can be seen that the total extraction time was significantly shortened to 30 minutes to obtain such results.
이를 통하여, 본 발명의 핵산 자동추출 시스템은 고순도로 핵산을 신속하게 추출할 수 있음을 확인할 수 있다.Through this, it can be confirmed that the automatic nucleic acid extraction system of the present invention can quickly extract nucleic acids with high purity.
본 발명에 의하면 컬럼 방식이 아닌 자성 비드(Magnetic Bead) 방식을 사용하여 자동으로 순도가 높은 정량의 핵산을 빠르고 안전하게 추출할 수 있다. 또한, 한국형 유전자 정보 Genomic DNA Sequencing 도입과 NGS(New Generation System) Library Preparation Workstation을 통해서 추출된 핵산의 획기적인 프로그램 매칭으로 다양한 분야에서 진단분석이 가능하여 분자진단시장 및 유전체 연구에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다.According to the present invention, a quantitative amount of highly pure nucleic acid can be extracted quickly and safely using a magnetic bead method rather than a column method. In addition, the introduction of Korean-style genetic information Genomic DNA Sequencing and the innovative program matching of nucleic acids extracted through the NGS (New Generation System) Library Preparation Workstation will enable diagnostic analysis in various fields, which will be of great help to the molecular diagnostic market and genome research. will be.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.The present invention discussed above has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and modifications of the embodiments are possible therefrom. However, such modifications should be considered within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached claims.
Claims (7)
상기 복수의 웰 각각에 샘플을 투입하는 복수의 피펫이 구비된 피펫부;
상기 샘플이 포함된 복수의 웰 각각에 자성 비드(magnetic bead)가 포함된 용해 버퍼를 투입하는 용해 버퍼 투입부;
상기 샘플이 포함된 복수의 웰 각각에 인입 및 인출 가능하도록 구비되고, 인입되는 방향으로 일 단부에 커버부가 포함된 자성부;
시스템 내부의 멸균 상태를 유지하도록 UV를 조사하는 UV 조사부;
유전자 데이터를 저장하는 저장부; 및
저장된 유전자 데이터로부터 투입된 샘플에 대한 설정 조건을 적용하여 시스템을 구동하는 제어부를 포함하는 핵산 자동추출 시스템.
An automatic nucleic acid extraction system equipped with a plurality of wells,
a pipette unit provided with a plurality of pipettes for injecting samples into each of the plurality of wells;
a lysis buffer input unit for injecting a lysis buffer containing magnetic beads into each of a plurality of wells containing the sample;
a magnetic portion provided to be able to be inserted into and withdrawn from each of the plurality of wells containing the sample, and including a cover portion at one end in the direction in which the sample is inserted;
UV irradiation unit that irradiates UV to maintain sterilization inside the system;
A storage unit that stores genetic data; and
An automatic nucleic acid extraction system including a control unit that operates the system by applying set conditions to samples input from stored genetic data.
상기 피펫부는 샘플이 1종 이상인 경우 각각의 샘플의 밀도에 따라 복수의 피펫 각각의 압력을 개별적으로 조절할 수 있는 핵산 자동추출 시스템.
According to paragraph 1,
The pipette unit is a nucleic acid automatic extraction system that can individually adjust the pressure of each of the plurality of pipettes according to the density of each sample when there is more than one type of sample.
샘플 내의 자성 비드가 가라 앉는 것을 방지하기 위해 자성 비드 교반부를 추가로 포함하는 핵산 자동추출 시스템.
According to paragraph 1,
An automatic nucleic acid extraction system that additionally includes a magnetic bead agitator to prevent the magnetic beads in the sample from sinking.
상기 자성부는 커버부를 포함한 채 각각의 웰에 인입된 후 전기적 양성에 의해 샘플 내부의 비드 복합체를 자성부에 부착시킨 채 인출되고,
새로운 웰에 인입된 후 커버부를 제외하고 자성부만 인출되어, 비드 복합체를 분리하는 핵산 자동추출 시스템.
According to paragraph 1,
The magnetic portion, including the cover portion, is inserted into each well and then pulled out with the bead complex inside the sample attached to the magnetic portion by electrical positivity,
An automatic nucleic acid extraction system that separates the bead complex by extracting only the magnetic part, excluding the cover part, after it is inserted into a new well.
상기 시스템은 상기 복수의 웰 각각을 저온으로 유지시키도록 구비된 PCR 시약 차단부를 포함하는 핵산 자동추출 시스템.
According to paragraph 1,
The system is a nucleic acid automatic extraction system including a PCR reagent blocking unit provided to maintain each of the plurality of wells at a low temperature.
상기 PCR 시약 차단부는 냉각부를 포함하는 핵산 자동추출 시스템.
According to clause 5,
The PCR reagent blocking unit is a nucleic acid automatic extraction system including a cooling unit.
상기 설정 조건은 세척 시간, 용해 온도, 용해 시간, 자성 강도, 자성 시간, 인서트 깊이 및 UV 조사 시간으로부터 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 핵산 자동추출 시스템.According to paragraph 1,
The set conditions include at least one selected from the group consisting of washing time, dissolution temperature, dissolution time, magnetic strength, magnetic time, insert depth, and UV irradiation time.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| KR20070099767A (en) | 2006-04-05 | 2007-10-10 | 한남대학교 산학협력단 | Nanoparticles with lipid core and polymer shell structures for protein drug delivery prepared by nanoencapsulation |
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2022
- 2022-07-19 KR KR1020220089166A patent/KR20240011563A/en unknown
Patent Citations (1)
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