KR20240030632A - Pcr을 위한 열 발생 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

PCR(Polymerase Chain Reaction)을 위한 열 발생 장치가 개시된다. 본 발명의 열 발생 장치는 PCR에 필요한 열을 발생시키기 위한 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 소자, FTO 소자의 상부에 놓여지며, PCR 반응액을 담기 위한 일정 높이의 내부 챔버를 형성하는 원위치 PCR(in situ PCR) 용 가드 및, PCR 반응액이 담긴 내부 챔버가 폐쇄되도록 가드보다 넓은 면적으로 구성되어 가드의 상부에 놓여지는 실링(sealing) 필름을 포함한다.

Description

PCR을 위한 열 발생 장치 및 그 방법 { HEAT GENERATING DEVICE FOR PCR AND METHOD THEREOF }

본 발명은 PCR을 위한 열 발생 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 FTO 소자를 이용하여 원하는 온도의 열을 발생 가능한 열 발생 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

유전자 검사는 일반적으로 유전체(genome) 내의 변화를 검출하기 위해 DNA와 RNA 또는 유전자 산물인 단백질을 분석하는 것이다. 그 중 DNA는 모든 유전 정보의 집약체이자 운반체이며, 이러한 중요한 정보를 가진 DNA를 분석하고 진단할 수 있는 분자 생물학 기법에는 Sequencing, DNA chip, southern blot, Northern blot, dot blot 및 PCR 등이 있다.

이러한 유전자 분석기법 중 가장 보편적으로 사용되는 것은 1985년 Cetus Corporation(Chiron)의 Mullis에 의해 개발된 PCR(Polymerase chain reaction; 중합효소연쇄반응)로 DNA의 원하는 부분을 복제 및 증폭시킬 수 있는 기술이다.

PCR은 중합효소를 기반으로 하여 표적 DNA의 염기 서열 중 특정 구간을 반복적으로 증폭하여 수백만 가닥의 동일한 유전 물질을 생성하는 반응으로 서로 다른 온도 구간을 반복하여 순환함으로써 진행된다.

도 1을 참조하면, PCR은 일반적으로 3가지의 단계로 이루어지는데, 두 가닥의 DNA를 분리하는 열 변성 과정(denaturation), 시발체(primer)를 염기 서열의 말단에 결합시키는 결합 과정(annealing), DNA 중합효소(DNA polymerase)를 이용하여 DNA를 합성하는 신장 과정(elongation)으로 이루어진다. 다소 차이는 있으나 열 변성 과정은 94~96℃, 결합 과정은 50~68℃ 이하, 신장 과정은 72℃에서 수행됨이 바람직하며, 각각 서로 다른 온도가 요구되기 때문에 온도 싸이클을 반복적으로 수행하여 반응을 시키게 되며, 이러한 과정을 순환 반복함으로써 특정 DNA 서열을 기하 급수적으로 증폭시킬 수 있다.

현재 개발되었거나 연구 진행 중인 대부분의 PCR 칩은 백금(Pt)이나 구리(Cu) 같은 열전달체를 채널 내부에 심어야하기 때문에 제작이 간편해질 수 없고, 이로 인한 미세제작 공정의 고비용 문제가 발생하기 때문에, PCR 칩에서 열전달체를 분리하여 개별의 소형 열전달 디바이스를 제작하여야 하는데, 이러한 시스템 개발에 적합한 것이 펠티어(Peltier) 소자이다.

펠티어 소자는 두 개의 서로 다른 금속도선 양 끝을 연결하여 폐회로를 구성하고, 양 단에 두 접점 사이에 전위차를 입력하여 발생되는 온도차를 이용하여 기전력을 얻어내는 제베크 효과와 기전력을 이용하여 냉각과 가열을 하는 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용한다.

펠티어 소자는 같은 소자를 이용하여 가열과 냉각의 두 가지 기능을 제공하여 온도 제어가 용이하고 적절한 제어 시스템을 갖추면 정밀한 온도 제어가 가능하다는 장점이 있으나 가격이 비싸고 에너지 효율이 낮아 많은 전력을 소비한다는 단점이 있었다.

그러나, 전통적인 온도 변화 증폭 방법보다 진일보한 등온에서 증폭할 수 있는 LAMP(Loop-mediated isothermal amplification, 고리 매개 등온증폭) 증폭 방법이 개발되었다. LAMP 증폭 방법은 기존 PCR에서 증폭반응이 변성(denaturation), 어닐링(annealing) 및 신장(extension)의 3단계로 이루어지던 것과 다르게, 온도변화 없이 일정한 온도에서 어닐링 및 신장이 가능하기 때문에 반응 시간이 1시간 이내로 짧고, 온도 변화에 따른 DNA 손실 및 손상이 없으며, 일정온도만 유지하면 되기 때문에 고가의 장비 필요없이 간단한 항온기만으로 실험이 가능하여 현장 활용성이 높다. 또한 증폭하고자 하는 유전자 서열의 6개 부위를 인지하는 특이적인 4개의 프라이머를 사용하기 때문에 표적 유전자에 대한 특이성이 매우 높다.

따라서, 기존 펠티어 소자를 대체하여 원하는 온도의 열을 발생할 수 있는 소자를 이용함으로써 펠티어 소자의 단점을 극복할 수 있는 방안이 요구된다.

한편, 한국등록특허 제10-2178672호에는 '분자비콘을 포함하는 등온비색 검출용 조성물 및 이의 용도'가 개시되어 있으나, 본 발명과 같이 기존 펠티어 소자를 대체하여 등온 증폭 반응을 수행하는 내용은 기재된 바 없다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존 PCR 장치에 사용되는 펠티어 소자를 대체하여 낮은 비용으로 정확하고 편리하게 PCR을 수행할 수 있는 열 발생 장치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCR(Polymerase Chain Reaction)을 위한 열 발생 장치는 PCR의 등온 증폭(isothermal amplification) 반응에 필요한 열을 발생시키기 위한 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 소자, 상기 FTO 소자의 상부에 놓여지며, 주형 DNA가 포함된 PCR 반응액을 담기 위한 일정 높이의 내부 챔버를 형성하는 원위치 PCR(in situ PCR) 용 가드 및, 상기 PCR 반응액이 담긴 내부 챔버가 폐쇄되도록 상기 가드보다 넓은 면적으로 구성되어 상기 가드의 상부에 놓여지는 실링(sealing) 필름을 포함한다.

이때, 상기 FTO 소자는 상기 열을 발생시키기 위하여 상기 FTO 소자의 하부에 부착되는 한 쌍의 전극을 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 전극은 각각 직사각형의 형태를 가지고, 상기 FTO 소자의 하부 일 변과 상기 일 변과 마주보는 다른 변에 장변이 평행한 방향으로 서로 간격을 두고 11자의 형태를 이루도록 각각 마련될 수 있다.

또한, 상기 FTO 소자는 두께가 1mm 이내로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCR(Polymerase Chain Reaction)을 위한 열 발생 방법은 PCR의 등온 증폭(isothermal amplification) 반응에 필요한 열을 발생시키기 위한 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 소자의 상부에 주형 DNA가 포함된 PCR 반응액을 담기 위한 일정 높이의 내부 챔버를 형성하는 원위치 PCR(in situ PCR) 용 가드를 배치시키는 단계, 상기 가드의 내부 챔버에 상기 PCR 반응액을 주입하는 단계, 상기 PCR 반응액이 담긴 내부 챔버가 폐쇄되도록 상기 가드보다 넓은 면적으로 구성된 실링(sealing) 필름을 상기 가드의 상부에 배치시키는 단계, 각각 직사각형의 형태를 가지고, 장변이 평행한 방향으로 서로 간격을 두고 11자의 형태를 이루도록 각각 마련된 한 쌍의 전극을 상기 FTO 소자의 하부 일 변과 상기 일 변과 마주보는 다른 변에 각각 위치하도록 부착하는 단계 및, 상기 한 쌍의 전극에 기 설정된 전압을 인가하는 단계를 포함한다.

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 펠티어 소자의 단점을 보완하고 낮은 비용으로 정확하고 편리하게 PCR을 수행할 수 있게 된다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCR의 기본적인 과정을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펠티어 소자를 사용하는 PCR 열 발생 장치(thermocycler)를 나타낸 도면,
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열 발생 장치의 구조를 나타낸 도면,
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FTO 소자를 열 발생 매개체로 사용 시 발생되는 문제 및 그 문제를 해결하기 위한 전극의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극에 인가되는 전압에 따른 FTO 소자의 온도 변화를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FTO 기반의 등온 PCR 결과를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCR을 위한 열 발생 방법을 간략히 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어일 수 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.

또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명하도록 한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성 요소를 모두 도시하고 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.

또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 '제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성 요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며, 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안될 것이다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성 요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한 해석되어서는 안된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다름을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '구성하다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펠티어 소자를 사용하는 PCR 열 발생 장치(thermocycler)를 나타낸 도면이다.

기존의 PCR 열 발생 장치는 도 2에 도시된 구조로 구현되며, 두 금속(TE)의 접합점에서 한 쪽은 열이 발생하고, 다른 쪽은 열을 빼앗기는 현상을 이용하여 냉각과 가열이 가능하다. PCR 테스트 튜브가 삽입되는 샘플 블록(sample block)의 온도를 낮추는 냉각 상태에서 펠티어의 윗면은 흡열면이 되고, 밑면은 발열면이 된다.

흡열면의 온도를 낮은 온도로 낮추기 위해서는 발열면의 열을 방열해 주어야 하며, 발열면의 열이 충분히 방열되지 않을 경우 발열면의 열이 흡열면으로 전도되게 된다. 이를 해결하기 위해 PC에 사용되는 방열판을 사용하여 펠티어의 열을 방출시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 2에 도시된 PCR 열 발생 장치를 대체하여, 펠티어 소자나 구리코일, 은박 코일 대신 FTO 소자를 열 발생 매개체로 사용한 열 발생 장치를 구성할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 열 발생 장치(100)는 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 소자(110), 원위치 PCR(in situ PCR)용 가드(120) 및 실링(sealing) 필름(130)을 포함할 수 있다. 도 3의 (a)는 열 발생 장치(100)의 평면도를, (b)는 정면도를 도시한 것이다. 도 3의 (a)에서는 실링 필름(130)의 도시를 생략하였다.

FTO 소자(110)는 투명 도전성 산화막의 일종인 불소(F)로 도핑된 산화주석(F-doped SnO2: FTO)을 글래스 기판에 증착하여 구성한 것으로, FTO는 고온에 대한 안정성이 높고 불소를 포함하여 저저항 및 고투과율을 가지는 것을 특징으로 한다.

FTO 소자(110)는 7Ω 내지 13 Ω의 표면 저항을 가지므로, 전극을 통해 전압이 인가됨으로써 PCR의 등온 증폭(isothermal amplification) 반응에 필요한 열을 발생시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, FTO 소자(110)의 두께는 1mm로 구성될 수 있다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, FTO 소자(110)의 상부에 놓여지는 원위치 PCR용 가드(120)는 주형 DNA가 포함된 PCR 반응액(1)을 담기 위한 일정 높이의 내부 챔버를 형성하는 구조물이다. 쉽게 말해, 원위치 PCR용 가드(120)는 내부가 뚫린 얇은 도넛 형태의 구조물로서, 사각형의 형상을 이루며, 두께는 1mm로 구성될 수 있다.

원위치 PCR용 가드(120)의 내부 챔버에 주입되는 PCR 반응액(1)은 FTO 소자(110)의 상부와 원위치 PCR용 가드(120)의 내부 챔버 벽면에 맞닿으며, 예를 들어 100ul의 용량이 주입될 수 있다.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 실링 필름(130)은 PCR 반응액(1)이 담긴 내부 챔버가 폐쇄되도록 가드(120)보다 넓은 면적으로 구성되어 가드(120)의 상부에 놓여질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 열 발생 장치(100)의 실제 이미지는 도 4와 같다.

도 5 및 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FTO 소자를 열 발생 매개체로 사용 시 발생되는 문제 및 그 문제를 해결하기 위한 전극의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5의 실험 결과와 같이, FTO 소자(110)의 양 단에 각각 양(+)전극과 음(-)전극을 인가하기 위한 단자를 접촉시키거나 물리는 경우, 전극의 접촉단 주변의 일정 범위에 높은 열이 발생되며, FTO 소자(110)의 다른 먼 표면까지 열이 잘 전달되지 않아 열이 균일하지 않게 발생되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, FTO 소자(110)의 표면에 열을 균일하게 발생시키기 위해, 긴 형태의 전극 표면을 FTO 소자(110)에 부착하여 표면이 균일하게 발열될 수 있도록 할 수 있다.

구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, FTO 소자(110)는 한 쌍의 전극(200-1, 200-2)을 포함할 수 있으며, 이 한 쌍의 전극(200-1, 200-2)는 각각 직사각형의 형태를 가지고, FTO 소자(110)의 하부 일 변과, 일 변과 마주보는 다른 변에 장변이 평행한 방향으로 서로 간격을 두고 11자의 형태를 이루도록 각각 마련될 수 있다.

도 6의 (b)는 FTO 소자(110)의 전 표면에 열이 균일하게 전달되는 실험 결과를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극에 인가되는 전압에 따른 FTO 소자의 온도 변화를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전극(200-1, 200-2)에 15V의 전압을 인가하는 경우, 초기에 70℃부근까지 급격하게 온도가 상승하였다가 점점 하강하여 60℃ 부근에서 등온을 유지하는 포화 곡선(saturation curve) 그래프(71)의 형태를 이루며, 9.98V의 전압을 인가하는 경우에는 온도가 60℃ 부근까지 완만하게 상승하여 등온을 유지하는 포화 곡선 그래프(72)의 형태를 이루게 된다.

즉, FTO 소자(110)의 표면 저항에 따라 일정 범위의 전압을 인가하면, PCR의 등온 증폭 반응에 필요한 열(60℃)이 FTO 소자(110)의 표면에 균일하게 발생될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FTO 기반의 등온 PCR 결과를 나타낸 도면이다.

도 8은 LAMP 증폭 기술을 이용하여 FTO 소자(110)의 퍼포먼스를 측정한 PCR 결과를 전기영동을 통해 확인한 것으로, 기존의 펠티어 소자를 사용한 LAMP 결과와 유사한 밴드 양상을 나타낸다.

본 실험에서는 비브리오균(vibrio)의 DNA를 증폭한 결과를 특이적 반응(P)으로, 대장균(E.coli)의 DNA를 증폭한 결과를 비특이적 반응(N)으로 하여 DNA 사이즈 마커(M)와 함께 나타내었다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCR을 위한 열 발생 방법을 간략히 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, PCR의 등온 증폭 반응에 필요한 열을 발생시키기 위한 FTO 소자의 상부에 주형 DNA가 포함된 PCR 반응액을 담기 위한 일정 높이의 내부 챔버를 형성하는 원위치 PCR용 가드를 배치시킨다(S910).

이후, 가드의 내부 챔버에 PCR 반응액을 주입한다(S920).

이후, PCR 반응액이 담긴 내부 챔버가 폐쇄되도록 가드보다 넓은 면적으로 구성된 실링 필름을 가드의 상부에 배치시킨다(S930).

이후, 각각 직사각형의 형태를 가지고, 장변이 평행한 방향으로 서로 간격을 두고 11자의 형태를 이루도록 각각 마련된 한 쌍의 전극을 FTO 소자의 하부 일 변과, 일 변과 마주보는 다른 변에 각각 위치하도록 부착한다(S940).

이후, 한 쌍의 전극에 기 설정된 전압을 인가하여 주형 DNA를 증폭시킨다(S950).

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 펠티어 소자의 단점을 보완하고 낮은 비용으로 정확하고 편리하게 PCR을 수행할 수 있게 된다.

한편, 상술한 다양한 실시 예에 따른PCR을 위한 열 발생 방법은 프로그램으로 구현되어 다양한 기록 매체에 저장될 수 있다. 즉, 각종 프로세서에 의해 처리되어 상술한 열 발생 방법을 실행할 수 있는 컴퓨터 프로그램이 기록 매체에 저장된 상태로 사용될 수도 있다.

일 예로, ⅰ) PCR의 등온 증폭 반응에 필요한 열을 발생시키기 위한 FTO 소자의 상부에 주형 DNA가 포함된 PCR 반응액을 담기 위한 일정 높이의 내부 챔버를 형성하는 원위치 PCR 용 가드를 배치시키는 단계, ⅱ) 가드의 내부 챔버에 PCR 반응액을 주입하는 단계, ⅲ) PCR 반응액이 담긴 내부 챔버가 폐쇄되도록 가드보다 넓은 면적으로 구성된 실링 필름을 가드의 상부에 배치시키는 단계, ⅳ) 각각 직사각형의 형태를 가지고, 장변이 평행한 방향으로 서로 간격을 두고 11자의 형태를 이루도록 각각 마련된 한 쌍의 전극을 FTO 소자의 하부 일 변과 마주보는 다른 변에 각각 위치하도록 부착하는 단계 및, ⅴ) 한 쌍의 전극에 기 설정된 전압을 인가하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 열 발생 장치 110: FTO 소자
120: PCR용 가드 130: 실링 필름
200-1, 200-2: 한 쌍의 전극

Claims (5)

1. PCR(Polymerase Chain Reaction)을 위한 열 발생 장치에 있어서,
   PCR의 등온 증폭(isothermal amplification) 반응에 필요한 열을 발생시키기 위한 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 소자;
   상기 FTO 소자의 상부에 놓여지며, 주형 DNA가 포함된 PCR 반응액을 담기 위한 일정 높이의 내부 챔버를 형성하는 원위치 PCR(in situ PCR) 용 가드; 및
   상기 PCR 반응액이 담긴 내부 챔버가 폐쇄되도록 상기 가드보다 넓은 면적으로 구성되어 상기 가드의 상부에 놓여지는 실링(sealing) 필름;을 포함하는 열 발생 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 FTO 소자는,
   상기 열을 발생시키기 위하여 상기 FTO 소자의 하부에 부착되는 한 쌍의 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 발생 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 전극은,
   각각 직사각형의 형태를 가지고, 상기 FTO 소자의 하부 일 변과 상기 일 변과 마주보는 다른 변에 장변이 평행한 방향으로 서로 간격을 두고 11자의 형태를 이루도록 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 열 발생 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 FTO 소자는,
   두께가 1mm 이내로 구성되는 것을 특징으로 하는 열 발생 장치.
5. PCR(Polymerase Chain Reaction)을 위한 열 발생 방법에 있어서,
   PCR의 등온 증폭(isothermal amplification) 반응에 필요한 열을 발생시키기 위한 FTO(Fluorine doped Tin Oxide) 소자의 상부에 주형 DNA가 포함된 PCR 반응액을 담기 위한 일정 높이의 내부 챔버를 형성하는 원위치 PCR(in situ PCR) 용 가드를 배치시키는 단계;
   상기 가드의 내부 챔버에 상기 PCR 반응액을 주입하는 단계;
   상기 PCR 반응액이 담긴 내부 챔버가 폐쇄되도록 상기 가드보다 넓은 면적으로 구성된 실링(sealing) 필름을 상기 가드의 상부에 배치시키는 단계;
   각각 직사각형의 형태를 가지고, 장변이 평행한 방향으로 서로 간격을 두고 11자의 형태를 이루도록 각각 마련된 한 쌍의 전극을 상기 FTO 소자의 하부 일 변과 상기 일 변과 마주보는 다른 변에 각각 위치하도록 부착하는 단계; 및
   상기 한 쌍의 전극에 기 설정된 전압을 인가하는 단계;를 포함하는 열 발생 방법.