KR20240044103A - 추출액 유입구에 인접한 분기 공간을 갖는 유전체 증폭 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추출액이 유입되는 유입구에 인접한 분기 공간을 갖는 유전체 증폭 모듈에 관한 것으로, 유입구와 인접한 부분에 추출액 이동 통로보다 폭이 넓고 깊이가 깊은 분기 공간이 형성되어, 분기 공간에 추출액이 채워지고 난 후 동시에 각 추출액 이동 통로를 따라 추출액이 주입되는 것이 가능한 유전체 증폭 모듈을 제공한다.

Description

추출액 유입구에 인접한 분기 공간을 갖는 유전체 증폭 모듈{Genome Amplification Module having a branch space adjacent to the extract inlet}

본 발명은 추출액이 유입되는 유입구에 인접한 분기 공간을 갖는 유전체 증폭 모듈에 관한 것이다.

현대에는 생명공학 기술의 발전에 따라 유전자 수준에서 질병의 원인을 해석하는 것이 가능해졌다. 그에 따라 인간의 질병을 치유하거나 예방하기 위한 생체 시료의 조작 및 생화학적 분석에 대한 요구가 점차 증가하고 있다.

아울러, 질병의 진단 외에도 신약개발, 바이러스나 박테리아 감염 여부의 사전 검사 및 법의학 등의 다양한 분야에서 생체 시료나 세포가 포함된 시료로부터 핵산을 추출, 분석하는 기술이 요구된다.

한편, 본 출원인에 의해 개발된 장치로서, 한국등록특허문헌 제2362853호는 투입된 샘플을 전처리하여 유전체가 포함된 추출액을 준비하는 추출 장치를 개시한다. 추출 장치를 통해 생성된 추출액은, 추출 장치에 연결되어 있는 증폭 모듈로 이동하며, 증폭 모듈의 수용부에 투입된 추출액은 핵산 증폭 반응을 통해 증폭된다. 수용부에는 타겟 서열에 특이적으로 결합하며, 형광 물질을 포함하는 프로브가 저장되어 있어서, 추출액의 유전체에 타겟 서열이 포함되어 있는 경우 핵산 증폭 반응을 통해 형광을 관찰할 수 있다. 그리고, 형광 관찰 유무에 따라 해당 샘플이 채취된 개체의 질병/바이러스 감염 여부를 확인할 수 있다.

한편, 복수의 수용부를 갖는 증폭 모듈의 경우, 각 수용부에 서로 다른 타겟을 검출하기 위한 프라이머/프로브 등이 저장되어 있을 수 있다. 수용부에 투입된 추출액이 주입/증폭 과정에서 서로 혼합된다면 부정확한 검출 결과를 얻게 된다. 또한, 각 수용부에 동일한 양의 추출액이 주입되어야 비교적 균일한 결과를 담보할 수 있는데, 기존의 유전체 증폭 모듈의 경우 중력의 영향을 비교적 덜 받는 수용부에 보다 많은 추출액이 주입되는 문제가 발생하였다.

이에, 본 발명자들은 종래 유전체 증폭 모듈의 문제점을 해결하고자 본 발명을 착안하여 완성하기에 이르렀다.

한국등록특허문헌 제10-2346703호 (2021.12.29.) 한국등록특허문헌 제10-2416335호 (2022.06.29.) 한국등록특허문헌 제10-2293717호 (2021.08.19.) 한국등록특허문헌 제10-2375252호 (2022.03.11.) 한국등록특허문헌 제10-2362853호 (2022.02.09.)

본 발명에 따르면, 유전체 추출에 필요한 시약들이 수용된 내측 챔버가 외측 챔버와 별도로 구비되고, 내측 챔버의 상부와 하부가 밀봉됨에 따라, 종래의 유전체 추출 장치에서 단일 챔버에 수용된 시약이 외부로 유출되는 문제를 해결한 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 제품의 생산 및 유통 과정 중에 발생하는 진동에 의해 내측 챔버가 상하로 이동함으로써, 커버 및 외측 챔버에 형성된 돌출 부재들에 의해 내측 챔버의 상부 개구와 하부 개구를 실링하는 밀봉 부재가 천공되는 것을 방지하기 위한 안전 클립을 포함하는 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 이중 챔버 사이의 공간을 통해 발생하는 모세관 현상에 의해 시약 간의 교차 오염 문제를 특유의 내측 챔버 설계(하부 내측 챔버)를 통해 해결한 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 모세관 현상을 방지하기 위한 구조에서, 시약들이 외부로 유출되는 것을 방지하고자 특유의 내측 챔버 설계(상부 내측 챔버)를 통해 해결한 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 외측 챔버 저면에 형성된 제1 돌출 부재의 구성으로 인해, 적은 힘으로도 밀봉 부재를 찢을 수 있고, 천공된 부분이 확장되어, 내측 챔버 내부에 수용된 시약이 외부로 원활히 유출되는 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 시약들이 배출되는 배출공 주변에 경사진 부분이 형성되어, 배출공을 통해 시약들이 원활히 배출되는 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 외측 챔버와 베이스 플레이트 사이에 이중 구조의 플로우 커버 - 패드가 배치됨으로써, 종래 1개의 패드만이 배치되는 유전체 추출 장치 대비, 제조의 편의성이 향상되고 의도치 않게 유로가 좁아지는 문제가 해결된 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 베이스 플레이트 - 플로우 커버 - 패드 - 외측 챔버 간의 견고한 결합이 달성됨으로써, 시약들이 이동하는 과정에서 중간에서 유출되는 현상 없이 밀폐된 유로들이 형성된 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 유전체 추출과 증폭에 필요한 비드들이 수용된 비드 챔버 역시 외측 챔버 - 비드 챔버의 이중 챔버 구조를 가짐으로써 수분에 취약한 비드의 성능을 오랜 시간 유지하는 것이 가능한 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 비드 챔버가 개방되더라도, 비드 챔버의 상부에 위치되는 제습부에 의해 비드의 성능이 유지되는 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 전처리 완료된 추출액이 투입됨에 따라 수용부 내부에 잔류하는 공기의 배출이 용이하게 이루어짐으로써, 충분한 용량의 추출액이 투입될 수 있는 증폭 모듈이 적용된 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 증폭 모듈이 복수개의 수용부를 가지고, 각 수용부에는 서로 다른 유전체 증폭을 위한 프라이머 및 프로브들이 저장되어 있어서, 한번의 유전체 추출을 통해 여러 종류의 질병 진단이 가능한 유전체 추출 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 복수의 추출액 이동 통로가 서로 동일한 용적(부피)를 가져서 모든 수용부에 동시에 추출액이 주입되고, 또한 동일한 양의 추출액이 주입되는 것이 가능한 유전체 증폭 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 유입구와 인접한 부분에 추출액 이동 통로보다 폭이 넓고 깊이가 깊은 분기 공간이 형성되어, 분기 공간에 추출액이 채워지고 난 후 동시에 각 추출액 이동 통로를 따라 추출액이 주입되는 것이 가능한 유전체 증폭 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 유입구와 인접한 제1 단부에 분기 공간이 형성되고, 제1 단부와 멀리 떨어진 제2 단부에 수용부가 구비되어, 증폭 과정에서 각 수용부 내의 증폭 산물이 히팅 온도에 의해 이동 통로로 밀려나거나 다른 수용부로 역류하는 현상을 방지하는 것이 가능한 유전체 증폭 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 기체 이동 통로의 수용부의 연결 지점에는, 다른 부분보다 폭이 크고 깊은 공간이 형성되어, 기포가 생성되더라도 수용부에 영향을 주지 않아 검출 정확도가 향상되는 유전체 증폭 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 기체 이동 통로의 폭과 깊이가 최소로 구비되어, 기체 이동 통로를 통해 배출되는 추출액을 최소화한 유전체 증폭 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전술한 유전체 추출 장치를 이용한 유전체 추출 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 바디, 상기 바디에 형성되고 추출액이 유입되는 유입구, 상기 유입구와 연결되어 유입되는 추출액이 수용되는 복수의 수용부, 상기 유입구와 연통하는 제1 분기 공간, 상기 분기 공간으로부터 분기되면서 상기 유입구와 상기 복수의 수용부를 서로 연결하는 복수의 추출액 이동 통로, 상기 바디에 형성되고 기체가 배출되는 배출구 및 상기 배출구와 상기 복수의 수용부를 서로 연결하는 복수의 기체 이동 통로를 포함하는, 증폭 모듈을 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 분기 공간은, 상기 유입구와 연결되면서 상기 바디를 관통하는 제1 관통부 및 상기 제1 관통부와 상기 복수의 추출액 이동 통로 사이에 형성되고, 상기 바디의 일면에 함몰된 제1 함몰부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 분기 공간의 폭과 깊이 중 하나 이상은 상기 추출액 이동 통로의 폭과 깊이보다 넓거나 깊을 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 복수의 추출액 이동 통로의 부피는 서로 동일할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 분기 공간은 상기 증폭 모듈의 너비 방향 제1 단부에 형성되고, 상기 복수의 수용부는 상기 증폭 모듈의 너비 방향으로 상기 제1 단부와 반대인 제2 단부에 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 배출구와 상기 복수의 기체 이동 통로 사이에 형성된 제2 분기 공간을 더 포함하고, 상기 제2 분기 공간은, 상기 배출구와 연결되면서 상기 바디를 관통하는 제2 관통부 및 상기 제2 관통부와 상기 복수의 기체 이동 통로 사이에 형성되고, 상기 바디의 타면에 함몰된 제2 함몰부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 함몰부와 상기 제2 함몰부는 상기 바디의 너비 방향으로 일부 중첩된 부분을 가지며 상기 바디에 함몰 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 바디의 일면과 상기 일면의 반대면에 부착되어, 상기 복수의 수용부, 상기 제1 분기 공간, 상기 제2 분기 공간, 상기 추출액 이동 통로 및 상기 기체 이동 통로를 외부 공간으로부터 실링하는 실링 부재를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 함몰부 및 상기 실링 부재 사이의 공간과, 상기 제2 함몰부 및 상기 실링 부재 사이의 공간은 서로 연통하지 않는 독립된 공간일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 기체 이동 통로는 상기 수용부의 상부에 연결되며, 연결 지점에는 다른 부분보다 폭이 크고 깊은 공간이 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 기체 이동 통로의 폭과 깊이 중 하나 이상은, 상기 추출액 이동 통로의 폭과 깊이보다 좁거나 낮을 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 기체 이동 통로는, 제1 폭과 제1 깊이를 갖는 제1 기체 이동 통로, 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭과 상기 제1 깊이를 갖는 제2 기체 이동 통로 및 상기 제2 폭보다 큰 제3 폭과, 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 제3 기체 이동 통로의 하나 이상의 조합을 통해 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 기체 이동 통로에는 다수의 기둥이 돌출 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 복수의 수용부에 연결된 기체 이동 통로들은 모두 동일한 용적을 가질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 복수의 수용부의 어느 하나의 수용부에는 제1 목표 물질을 증폭하기 위한 프로브 및 프라이머가 저장되어 있고, 다른 하나의 수용부에는 상기 제1 목표 물질과 다른 제2 목표 물질을 증폭하기 위한 프로브 및 프라이머가 저장되어 있을 수 있다.

본 발명에 따른 유전체 추출 장치는, 유전체 추출에 필요한 시약들이 수용된 내측 챔버가 외측 챔버와 별도로 구비되고, 내측 챔버의 상부와 하부가 밀봉됨에 따라, 종래의 유전체 추출 장치에서 단일 챔버에 수용된 시약이 외부로 유출되는 문제가 해결된다.

또한, 제품의 생산 및 유통 과정 중에 발생하는 진동에 의해 내측 챔버가 상하로 이동함으로써, 커버 및 외측 챔버에 형성된 돌출 부재들에 의해 내측 챔버의 상부 개구와 하부 개구를 실링하는 밀봉 부재가 천공되는 것이 방지된다.

또한, 이중 챔버 사이의 공간을 통해 발생하는 모세관 현상에 의해 시약 간의 교차 오염 문제가 해결된다.

또한, 모세관 현상을 방지하기 위한 구조에서, 시약들이 외부로 유출되는 것을 방지된다.

또한, 외측 챔버 저면에 형성된 제1 돌출 부재의 구성으로 인해, 적은 힘으로도 밀봉 부재를 찢을 수 있고, 천공된 부분이 확장되어, 내측 챔버 내부에 수용된 시약이 외부로 원활히 유출된다.

또한, 시약들이 배출되는 배출공 주변에 경사진 부분이 형성되어, 배출공을 통해 시약들이 원활히 배출된다.

또한, 외측 챔버와 베이스 플레이트 사이에 이중 구조의 플로우 커버 - 패드가 배치됨으로써, 종래 1개의 패드만이 배치되는 유전체 추출 장치 대비, 제조의 편의성이 향상되고 의도치 않게 유로가 좁아지는 문제가 해결된다.

또한, 베이스 플레이트 - 플로우 커버 - 패드 - 외측 챔버 간의 견고한 결합이 달성됨으로써, 시약들이 이동하는 과정에서 중간에서 유출되는 현상 없이 밀폐된 유로들이 형성된다.

또한, 유전체 추출과 증폭에 필요한 비드들이 수용된 비드 챔버 역시 외측 챔버 - 비드 챔버의 이중 챔버 구조를 가짐으로써 수분에 취약한 비드의 성능을 오랜 시간 유지하는 것이 가능하다.

또한, 비드 챔버가 개방되더라도, 비드 챔버의 상부에 위치되는 제습부에 의해 비드의 성능이 유지된다.

또한, 전처리 완료된 추출액이 투입됨에 따라 수용부 내부에 잔류하는 공기의 배출이 용이하게 이루어짐으로써, 충분한 용량의 추출액이 증폭 모듈에 투입된다.

또한, 증폭 모듈이 복수개의 수용부를 가지고, 각 수용부에는 서로 다른 유전체 증폭을 위한 프라이머 및 프로브들이 저장되어 있어서, 한번의 유전체 추출을 통해 여러 종류의 질병 진단이 가능하다.

또한, 복수의 추출액 이동 통로가 서로 동일한 용적(부피)를 가져서 모든 수용부에 동시에 추출액이 주입되고, 또한 동일한 양의 추출액이 주입되는 것이 가능하다.

또한, 유입구와 인접한 부분에 추출액 이동 통로보다 폭이 넓고 깊이가 깊은 분기 공간이 형성되어, 분기 공간에 추출액이 채워지고 난 후 동시에 각 추출액 이동 통로를 따라 추출액이 주입되는 것이 가능하다.

또한, 유입구와 인접한 제1 단부에 분기 공간이 형성되고, 제1 단부와 멀리 떨어진 제2 단부에 수용부가 구비되어, 증폭 과정에서 각 수용부 내의 증폭 산물이 히팅 온도에 의해 이동 통로로 밀려나거나 다른 수용부로 역류하는 현상을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 기체 이동 통로의 수용부의 연결 지점에는, 다른 부분보다 폭이 크고 깊은 공간이 형성되어, 기포가 생성되더라도 수용부에 영향을 주지 않아 검출 정확도가 향상된다.

또한, 기체 이동 통로의 폭과 깊이가 최소로 구비되어, 기체 이동 통로를 통해 배출되는 추출액을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유전체 추출 장치의 전체적인 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 유전체 추출 장치를 다른 측면에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1의 분해 사시도이다.
도 4는 외측 챔버와 내측 챔버의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 내측 챔버와 안전 클립의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 외측 챔버의 평면도이다.
도 7은 내측 챔버와 외측 챔버의 결합 관계를 설명하기 위한 일 단면도이다.
도 8은 외측 챔버 저면에 형성된 제2 돌출 부재를 설명하기 위한 확대 도면이다.
도 9는 내측 챔버를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 커버를 보다 구체적으로 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 11은 베이스 플레이트와 외측 챔버 사이에 배치되는 플로우 커버와 패드를 보다 구체적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 12는 피스톤의 구성들을 구체적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 13은 플로우 커버의 저면 사시도이다.
도 14는 베이스 플레이트를 보다 구체적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 유전체 추출 장치를 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 유전체 추출 장치를 구체적으로 설명하기 위한 다른 단면도이다.
도 17 내지 20은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증폭 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 21 내지 23은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증폭 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 24 내지 26은 본 발명의 제3 실시예에 따른 증폭 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 27 내지 29는 본 발명의 제4 실시예에 따른 증폭 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 비드 챔버의 평면도이다.
도 31 및 32는 비드 챔버의 구성을 보다 구체적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 33은 도 31의 비드 챔버의 횡단면도이다.
도 34는 도 31의 비드 챔버의 종단면도로서, 외측 챔버와 결합된 구조를 설명하기 위한 도면이다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유전체 추출 장치(1000)는 외측 챔버(100), 내측 챔버(200), 커버(300), 베이스 플레이트(400), 안전 클립(500), 증폭 모듈(600), 피스톤(700), 구동부(800) 및 비드 챔버(900)를 포함한다.

외측 챔버(100)는 외측 챔버 격벽에 의해 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)으로 구획된다. 즉, 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)는 서로 독립적인 공간일 수 있다.

복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)은 상부가 개방되고, 하부는 폐쇄된 형태로 구비될 수 있다. 한편, 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105)의 저면에는 외측 챔버(100)의 중앙부로부터 제1 거리만큼 이격되면서 원주 방향을 따라 형성되는 제1 배출공(121, 122, 123, 124, 125)들이 관통 형성되고, 나머지 제1 공간(106, 107)의 저면에는 외측 챔버(100)의 중앙부로부터 제2 거리만큼 이격되면서 원주 방향을 따라 형성되는 제2 배출공(126, 127)들이 관통 형성된다. 또한, 제1 공간(106, 107) 사이의 공간의 저면에는 증폭 모듈(600)과 연통하는 배출공(128, 129)들이 관통 형성된다. 여기에서, 제1 거리는 제2 거리보다 짧을 수 있으나, 다른 실시예에서는 제1 거리가 제2 거리보다 더 길수도 있다.

복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105)에는 후술하는 내측 챔버(200)에 저장된 시약들이 투입되고, 나머지 복수의 제1 공간(106, 107)에는 비드 챔버(900)에 저장된 비드들이 투입된다.

복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)의 중심부에는 피스톤(700)이 삽입되는 피스톤 삽입부(108)가 상하 관통 형성된다. 피스톤 삽입부(108)에 피스톤(700)이 삽입되고, 진단 기기의 구동부(미도시)가 피스톤(700)에 결합되어 피스톤(700)을 승강시킴으로써 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)의 시약(유체)가 피스톤(700) 내부의 유체 수용부(701)로 출입하는 것이 가능하다. 보다 구체적인 내용은 후술한다.

도 4를 참조하면, 외측 챔버(100)의 외면 상부(100a)는 외면 하부(100b)의 상부에 연결되면서, 중앙부를 향해 함몰 형성된다. 안전 클립(500)은 외측 챔버(100)의 외면 상부(100a)에 결합되며, 외면 상부(100a)와 외면 하부(100b)의 경계가 안전 클립(500)의 단턱 역할을 수행함으로써, 안전 클립(500)이 외면 상부(100a)에 결합된 후 그 결합 위치가 유지될 수 있다. 안전 클립(500)은 외측 챔버(100)의 외면 상부(100a) 둘레를 적어도 일부 둘러싸는 길이를 가지며 연장되는 외측 챔버 결합부(510) 및 외측 챔버 결합부(510) 일측에 형성된 손잡이(520)를 포함한다.

안전 클립(500)이 외측 챔버(100)에 결합됨에 따라, 커버(300)가 외측 챔버(100)에 결합된 내측 챔버(200)를 가압하여 내측 챔버(200)의 상부 개구와 하부 개구가 개방되는 것이 방지될 수 있다. 사용자는 손잡이(520)를 파지하여 안전 클립(500)을 외측 챔버(100)로부터 제거한 이후 추출 과정을 시작하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 안전 클립(500)이 외측 챔버(100)에 결합되어 있을 때에는 내측 챔버(200)의 시약이 외측 챔버(100)로 투입되지 않으며, 안전 클립(500)이 외측 챔버(100)로부터 제거되어야만 내측 챔버(200)의 시약이 외측 챔버(100)로 투입되는 것이 가능하다.

도 3 내지 5를 참조하여, 안전 클립(500) 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

안전 클립(500)은 외측 챔버 결합부(510), 손잡이(520), 상부 연장부(530) 및 측부 연장부(540)를 포함한다.

외측 챔버 결합부(510)는 외측 챔버(100)의 외면(구체적으로, 외면 상부(100a)) 둘레를 적어도 일부 둘러싸면서 외측 챔버(100)에 결합된다. 보다 구체적으로, 외측 챔버 결합부(510)는 외측 챔버(100)의 4개의 외면을 둘러싸도록 외측 챔버(100)에 결합되되, 외측 챔버 결합부(510)의 연장 말단은 서로 이격되도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 안전 클립(500)이 외측 챔버(100)에 결합될 때, 외측 챔버 결합부(510)의 연장 말단이 외측 챔버(100)의 어느 하나의 외면에 걸리어서, 사용자가 안전 클립(500)을 파지하고 일 방향으로 외력을 인가하여야 안전 클립(500)이 외측 챔버(100)로부터 분리될 수 있다.

손잡이(520)는 외측 챔버 결합부(510)로부터 외측을 향해 연장되는 부분으로, 안전 클립(500)을 외측 챔버(100)로부터 분리시키기 위해 사용자에 의해 파지되는 부분이다.

상부 연장부(530)는 외측 챔버 결합부(510)의 일측에서 상측을 향해 연장되며, 측부 연장부(540)는 상부 연장부(530)로부터 외측 챔버(100) 중앙을 향해 연장된다.

본 발명의 실시예에 따른 안전 클립(500)은, 측부 연장부(540)의 상면에 커버 지지 부재(541)가 돌출 형성되고, 측부 연장부(540)의 연장 말단에는 내측 챔버 결합부(542)가 돌출 형성되는 것이 특징이다.

커버 지지 부재(541)는, 안전 클립(500)이 외측 챔버(100)에 결합될 때 커버(300)의 저면에 형성된 돌출 부재(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)가 내측 챔버(200)의 복수의 제2 공간(201, 202, 203, 204, 205)의 상부 개구를 실링하는 제1 밀봉 부재(S1)와 비드 챔버(900)의 상부 개구를 실링하는 제3 밀봉 부재(S3)를 찢지 못하도록(천공하지 못하도록) 하는 역할을 수행한다.

커버 지지 부재(541)가 측부 연장부(540)의 상면으로부터 상측을 향해 돌출 형성됨에 따라, 도 15에 도시된 것처럼 안전 클립(500)이 외측 챔버(100) 및 내측 챔버(200)에 결합될 때, 돌출 부재(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)와 제1 밀봉 부재(S1), 제3 밀봉 부재(S3) 간의 접촉이 차단된다. 따라서, 안전 클립(500)이 외측 챔버(100) 및 내측 챔버(200)에 결합되어 있을 때는 내측 챔버(200)와 비드 챔버(900)의 천공이 방지됨에 따라, 내측 챔버(200)에 수용되어 있는 시약과 비드 챔버(900)에 수용되어 있는 비드들이 외측 챔버(100)로 유출되는 현상이 방지될 수 있다.

내측 챔버 결합부(542)는, 안전 클립(500)이 외측 챔버(100)에 결합될 때, 내측 챔버(200)의 고정부(230)에 결합되는 부분이다. 내측 챔버 결합부(542)가 고정부(230)에 결합되면, 내측 챔버(200)의 저면이 외측 챔버(100)의 저면으로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치되고, 따라서 복수의 제2 공간(201, 202, 203, 204, 205)의 하부 개구를 실링하는 제2 실링 부재(S2)가 외측 챔버(100) 저면에 형성된 돌출 부재(111, 112, 113, 114, 115)에 의해 찢어지는 것이 방지된다(도 15 참조).

첨부된 도면에서는, 내측 챔버 결합부(542)가 결합 돌기의 형태로, 고정부(230)가 상기 결합 돌기와 결합하는 결합 홈의 형태로 도시되나, 다른 실시예에서는 내측 챔버 결합부(542)가 결합 홈의 형태로, 그리고 고정부(230)가 상기 결합 홈과 결합하는 결합 돌기의 형태로 구비될 수도 있다.

외측 챔버(100)(보다 구체적으로는, 외측 챔버 격벽)에는 내측 챔버(200)의 고정부(230)가 안착되는 공간을 제공하는 안착부(109)가 함몰 형성된다. 내측 챔버(200)는 안전 클립(100)과의 결합 구조를 통해 외측 챔버(100)의 저면으로부터 소정 거리 이격된 위치에 고정되나, 내측 챔버(200)의 고정부(230)가 안착부(109)에 안착 지지됨에 따라 고정력이 더욱 향상될 수 있다.

도 7을 참조하면, 외측 챔버(100)의 내벽 상측에는 삽입 공간(130)이 함몰 형성되고, 상기 삽입 공간(130)에 내측 챔버(200)의 결합 후크(240)가 결합될 수 있다. 삽입 공간(130)의 상측에는 스토퍼(131)가 외측 챔버(100) 내측을 향해 돌출 형성된다. 따라서, 커버(300)에 의해 내측 챔버(200)가 가압되지 않을때는 내측 챔버(200)의 결합 후크(240)가 스토퍼(131) 상에 위치하나, 커버(300)에 의해 내측 챔버(200)가 가압되면 결합 후크(240)가 스토퍼(131)를 지나 삽입 공간(130)에 삽입될 수 있게 된다.

도 15를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 외측 챔버 - 내측 챔버 결합 관계를 설명한다. 도 7에서, 내측 챔버(200)에 형성된 결합 후크(240) 대신, 내측 챔버(200)의 외벽으로부터 외측을 향해 돌출되는 걸림 돌기(250)가 마련되며, 걸림 돌기(250)가 외측 챔버(100) 내벽에 형성된 스토퍼(131)에 걸리어 내측 챔버(200)의 하방으로의 이동이 일부 제한된다. 안전 클립(500)이 외측 챔버(100)로부터 제거되고, 커버(300)에 의해 내측 챔버(200)가 가압되면 걸림 돌기(250)가 스토퍼(131)를 지나 삽입 공간(130)에 삽입되며, 이에 따라 외측 챔버(100)에 형성된 돌출 부재에 의해 내측 챔버(200) 복수의 제2 공간을 실링하는 제2 밀봉 부재(S2)가 천공된다.

내측 챔버(200)는 내측 챔버 격벽에 의해 복수의 제2 공간(201, 202, 203, 204, 205)로 구획된다. 즉, 복수의 제2 공간(201, 202, 203, 204, 205)는 서로 독립적인 공간일 수 있다.

복수의 제2 공간(201, 202, 203, 204, 205)의 상부와 하부는 개방되어 있으며(즉, 복수의 제2 공간은 상부 개구와 하부 개구를 가짐), 상부는 제1 밀봉 부재(S1)에 의해 밀봉되고, 하부는 제2 밀봉 부재(S2)에 의해 밀봉된다. 제1 밀봉 부재(S1)와 제2 밀봉 부재(S2)는 일 예로 필름(film)일 수 있으며, 이에 제한되지 않고 유체가 통과하지 않는 임의의 재질로 제조된 필름이 적용될 수 있다.

복수의 제2 공간(201, 202, 203, 204, 205)에는 각기 다른 시약이 투입되며, 먼저, 제2 밀봉 부재(S2)가 복수의 제2 공간 하부를 밀봉한 후 시약이 투입되고, 제1 밀봉 부재(S1)가 복수의 제2 공간 상부를 밀봉함으로써 내측 챔버(200)에의 시약 투입이 완료될 수 있다.

도 4를 참조하면, 내측 챔버(200)는 상부 내측 챔버(210)와 하부 내측 챔버(220)를 포함한다.

상부 내측 챔버(210)는 일체로 형성되고, 외측 챔버(100)와 결합 시, 외측 챔버(100)의 내벽에 밀착되도록 구성된다.

하부 내측 챔버(220)는 상부 내측 챔버(210)와 연결되면서, 외측 챔버(100)와 결합 시, 외측 챔버(100)의 내벽으로부터 이격되도록(반경 방향 내측을 향하도록) 굽어진 부분을 포함한다.

본 발명에서는 내측 챔버 - 외측 챔버로 이루어진 이중 챔버 구조를 사용하기 때문에, 구동 시 내측 챔버(200)의 시약 간의 교차 오염 위험 문제가 있을 수 있다. 교차 오염은 내측 챔버 - 외측 챔버 사이의 미세 공간을 통해 모세관 현상이 발생하여 이루어질 수 있는데, 본 발명에서는 상기 교차 오염 문제를 방지하고자, 내측 챔버(200)가 외측 챔버(100)의 내벽으로부터 충분히 이격되도록 굽어진 구조를 채택하여 모세관 현상을 방지하였다.

또한, 모세관 현상 방지를 위한 외측 챔버(100)와 내측 챔버(200)의 이격 설계에 의해, 이격된 부분을 통해 시약이 외부로 유출되는 것을 방지하고자, 상부 내측 챔버(210)가 외측 챔버(100)의 내벽에 밀착되도록 구성하였다.

한편, 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105) 저면에는 내측 챔버(200)의 제2 밀봉 부재(S2)를 찢음으로써, 내측 챔버(200)에 수용된 시약이 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105)으로 유출되도록 하는 제1 돌출 부재(111, 112, 113, 114, 115)들이 돌출 형성된다.

각각의 제1 돌출 부재(111, 112, 113, 114, 115)는 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105)과 일대일 대응되도록 배치될 수 있으며, 예를 들어 도면 부호 111에 해당하는 제1 돌출 부재는 도면 부호 101에 해당하는 제1 공간 상부를 실링하는 제2 밀봉 부재(S2)를 찢고, 도면 부호 115에 해당하는 제1 돌출 부재는 도면 부호 105에 해당하는 제1 공간 상부를 실링하는 제2 밀봉 부재(S2)를 찢게 된다.

제1 돌출 부재(111, 112, 113, 114, 115)는 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105) 저면으로부터 제1 높이(h1)만큼 돌출되는 돌출부(111a, 112a, 113a, 114a, 115a)와, 돌출부(111a, 112a, 113a, 114a, 115a)로부터 연장되며 상기 저면으로부터 제1 높이(h1)보다 낮은 제2 높이(h2)만큼 돌출되는 날개부(111b, 112b, 113b, 114b, 115b)를 포함한다. 여기에서, 날개부(111b, 112b, 113b, 114b, 115b)는 돌출부(111a, 112a, 113a, 114a, 115a)로부터 좌우 양방향으로 연장된 구조일 수 있다.

돌출부는 제2 밀봉 부재(S2)를 천공하는 역할을 수행하고, 날개부는 제2 밀봉 부재(S2)의 천공 부분을 확장하는 역할을 수행한다. 본 발명에서, 돌출부의 높이가 날개부보다 더 높기 때문에, 내측 챔버(200)의 하부를 밀봉하는 제2 밀봉 부재(S2)와 돌출부 간 점 접촉(point-contanct)이 이루어지고, 점 접촉을 통해 제2 밀봉 부재(S2)가 찢겨질 때 압력이 최소화되는 효과를 갖게 된다. 따라서, 보다 적은 힘으로도 제2 밀봉 부재(S2)를 찢을 수 있다.

돌출 부재(111, 112, 113, 114, 115)에 의해 제2 밀봉 부재(S2)가 찢기면, 내측 챔버(200)의 복수의 제2 공간(201, 202, 203, 204, 205)에 저장되어 있는 시약들이 외측 챔버(100)의 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105)으로 유출된다. 그리고, 유출된 시약들이 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105)의 저면에 형성된 제1 배출공(121, 122, 123, 124, 125)들을 통해 배출된다. 제1 배출공(121, 122, 123, 124, 125)으로의 시약 유출이 용이하도록, 제1 배출공(121, 122, 123, 124, 125)의 주변에는 제1 배출공(121, 122, 123, 124, 125)을 향해 하측으로 경사진 부분이 존재한다. 상기 경사진 부분은 3도 내지 10도의 각도를 가질 수 있으며, 이를 통해 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105)으로 유출된 시약들이 제1 배출공(121, 122, 123, 124, 125)으로 빠져나가는 과정이 용이하게 이루어질 수 있다.

커버(300)는 외측 챔버(100)의 상부에 결합되어, 외측 챔버(100)와 내측 챔버(200)의 상부를 커버하도록 구성된다.

도 10을 참조하면, 커버(300)는 커버 바디(301) 및 덮개(302)를 포함한다.

커버 바디(301)에는 피스톤 삽입부(108)과 정렬되는 제1 삽입공(307)과, 검체가 투입되는 제1 검체 투입공(309)이 관통 형성되며, 커버 바디(301)의 저면에는 제1 밀봉 부재(S1)를 찢는 제2 돌출 부재(311, 312, 313, 314, 315)와 제3 밀봉 부재(S3)를 찢는 제3 돌출 부재(316, 317)가 돌출 형성된다.

제2 돌출 부재(311, 312, 313, 314, 315)는 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)과 일대일 대응되도록 배치될 수 있으며, 제3 돌출 부재(316, 317)는 복수의 제3 공간(910, 920)과 일대일 대응되도록 배치될 수 있다. 예를 들어 도면 부호 311에 해당하는 제2 돌출 부재는 도면 부호 101에 해당하는 제1 공간 상부를 실링하는 제1 밀봉 부재(S1)를 찢고, 도면 부호 315에 해당하는 제2 돌출 부재는 도면 부호 105에 해당하는 제1 공간 상부를 실링하는 제1 밀봉 부재(S1)를 찢게 된다.

커버 바디(301)의 저면에는 제1 삽입공(307) 주위를 따라 이격 부재(320)가 형성된다. 이격 부재(320)는 안전 클립(500)이 외측 챔버(100)에 결합된 상태에서, 제1 돌출 부재와 제1 밀봉 부재가 서로 이격되도록 하는 부분이다. 즉, 이격 부재(320)가 커버 지지 부재(541)에 의해 지지됨에 따라, 커버(300)가 내측 챔버(100)로부터 소정 거리 이격되는 것이다.

덮개(302)는 커버 바디(301)의 일측에 힌지 회전 가능하도록 연결된다. 덮개(302)의 중앙부에는 제1 삽입공(307)과 정렬되는 제2 삽입공(308)이 관통 형성된다.

커버(300)가 외측 챔버(100)에 결합된 상태에서, 안전 클립(500)을 외측 챔버(100)로부터 분리한 후, 커버(300)를 아래를 향해 가압하면, 외측 챔버(100)에 결합되어 있는 내측 챔버(200)가 외측 챔버(100)의 내벽을 따라 하강하게 된다. 외측 챔버(100)의 저면에는 제1 돌출 부재(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117)가 형성되어 있고, 커버(300)의 저면에는 제2 돌출 부재(311, 312, 313, 314, 315)와 제3 돌출 부재(316, 317)가 형성되는 바, 돌출 부재들에 의해 내측 챔버(200)의 상부와 하부 개구를 밀봉하는 제1 밀봉 부재(S1) 및 제2 밀봉 부재(S2), 그리고 비드 챔버(900)의 상부 개구를 밀봉하는 제3 밀봉 부재(S3)가 찢어지게 된다. 따라서, 내측 챔버(200)에 수용되어 있던 시약들이 외측 챔버(100)의 복수의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105)으로 유출되며, 내측 챔버(200)의 상부 개구를 밀봉하는 제2 밀봉 부재(S2)가 찢어짐으로써 시약들이 제1 공간으로 충분히 배출될 수 있도록 에어 벤트(air vent) 역할을 수행하게 된다.

베이스 플레이트(400)는 외측 챔버(100)의 하부에 결합되며, 시약들이 외측 챔버(100)의 제1 공간(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)과, 피스톤(700)의 유체 수용부 사이를 이동하는 경로를 가이드하는 복수의 유로를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 베이스 플레이트(400)에는 액체가 이동할 수 있는 액체 유로와 공기가 이동할 수 있는 공기 유로가 존재할 수 있으며, 외측 챔버(100)와 베이스 플레이트(400) 사이에는 외측 챔버(100)와 결합 시 액체의 누수 방지를 위하여 베이스 플레이트(400) 상면에 배치되는 플로우 커버(410)와 패드(420)를 더 포함할 수 있다. 베이스 플레이트(400) - 플로우 커버(410) - 패드(420)가 결합되면 베이스 플레이트(400)의 액체 유로와 공기 유로가 플로우 커버(410) 및 패드(420)에 의해 상면이 막혀 공간을 형성하여 완벽한 유로가 완성된다.

액체 유로는 플로우 커버(410), 패드(420) 및 외측 챔버(100)와 연결되어 검체 및 시약이 이동, 혼합될 수 있는 공간을 제공한다.

공기 유로는 증폭 모듈(600)과 피스톤(700)의 진공 제어 부위를 연결하여, 증폭 모듈(600)로 추출된 유전체가 이동할 때 발생할 수 있는 진공을 제어하고, 유전체 증폭 시 발생할 수 있는 증폭 산물이 오염되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

베이스 플레이트(400)의 상부에는 복수개의 유로(401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408, 409)가 형성된다. 각각의 유로는 서로 교차하지 않으며, 하부 바디(400)의 중심부에서 외곽부로 연장되도록 형성된다. 여기에서, 액체 유로는 도면 부호 401 내지 408에 해당하는 구성이며, 공기 유로는 도면 부호 409에 해당하는 구성이다.

도 14를 참조하면, 복수의 유로 중 일부의 유로는 일단이 동일한 원주상에 배치되고, 타단 또한 서로 동일한 원주상에 배치될 수 있다.

베이스 플레이트(400)의 중심부에는 피스톤(700)을 회전시키는 피스톤 구동부(800)가 결합될 수 있도록 피스톤 구동부 삽입공(400a)이 관통 형성된다.

베이스 플레이트(400) 상부의 안착 공간에는 플로우 커버(410)가 놓여진다. 플로우 커버(410)는 예를 들어, 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 베이스 플레이트(400) 상부에 안착된 상태로 초음파 융착되어 베이스 플레이트(400)와 일체로 구비될 수 있다.

플로우 커버(410)는 피스톤 구동부 삽입공(400a)과 정렬되는 제1 관통공(410a)을 가지며, 제1 관통공(410a)으로부터 제1 거리 떨어진 제1 원주 상으로 복수의 제1 플로우 커버 홀(411a, 412a, 413a, 414a, 415a, 416a, 417a, 418a)이 관통 형성되고, 제1 관통공(410a)으로부터 제2 거리 떨어진 제2 원주 상으로 복수의 제2 플로우 커버 홀(411b, 412b, 413b, 414b, 415b)이 관통 형성되며, 제1 관통공(410a)으로부터 제3 거리 떨어진 제3 원주 상으로 복수의 제3 플로우 커버 홀(416b, 417b, 418b)이 관통 형성되고, 공기 유로(409)의 일단과 타단에 연통하는 제4 플로우 커버 홀(419a, 419b)이 관통 형성된다. 여기에서, 제1 플로우 커버 홀은 하부 바디(400)에 형성된 유로의 내측 일단과 정렬되고, 제2 플로우 커버 홀과 제3 플로우 커버 홀은 유로의 외측 타단과 정렬되며, 제4 플로우 커버 홀은 공기 유로의 일단 및 타단과 연통된다. 상기 제2 거리는 제1 거리보다는 길고 제3 거리보다 짧을 수 있다.

도 11을 참조하면, 제1 관통공(410a)의 외주 상으로 상하부를 향해 돌출되는 제1 결합 돌기(410b)가 더 형성될 수 있다.

또한, 플로우 커버(410)의 저면에는 베이스 플레이트(400)의 복수의 유로 가장자리를 따라 결합하는 용융 돌기(410c)가 돌출 형성될 수 있다(도 12 참조). 플로우 커버(410)가 베이스 플레이트(400) 상면에 설치된 후 초음파 융착을 수행하는 경우, 용융 돌기(410c)는 용융되어 베이스 플레이트(400)와 일체화된다. 이를 통해, 베이스 플레이트(400) - 플로우 커버(410) 간의 밀착 결합이 가능하다.

플로우 커버(410) 상부에는 패드(420)가 놓여진다. 패드(420)는 예를 들어, 실리콘 재질로 제조될 수 있으나, 소정의 탄성력을 갖는 재질이면 특별히 이에 제한되지 않고 적용될 수 있다.

플로우 커버(410)에는 복수의 제2 결합 돌기(410d)가 상면으로부터 돌출 형성되고, 제2 결합 돌기(410d)가 패드(420)의 결합 홈(420c)들에 결합됨으로써 플로우 커버(410) - 패드(420) 간 견고한 결합이 이루어진다. 또한, 플로우 커버(410)의 제1 결합 돌기(410b) 역시 패드(420)의 제2 관통공(420a)에 삽입 결함됨으로써 양 구성 간의 견고한 결합을 이룰 수 있다.

패드(420)는 제1 관통공(410a)과 정렬되는 제2 관통공(420a)을 가지며, 제2 관통공(420a)으로부터 제1 거리 떨어진 제1 원주 상으로 복수의 제1 패드 홀(421a, 422a, 423a, 424a, 425a, 426a, 427a, 428a)이 관통 형성되고, 제2 관통공(420a)으로부터 제2 거리 떨어진 제2 원주 상으로 복수의 제2 패드 홀(421b, 422b, 423b, 424b, 425b)이 관통 형성되며, 제2 관통공(420a)으로부터 제3 거리 떨어진 제3 원주 상으로 복수의 제3 패드 홀(426b, 427b, 428b)이 관통 형성되고, 공기 유로(409)의 일단과 타단에 연통하는 제4 패드 홀(429a, 429b)이 관통 형성된다. 여기에서, 제1 패드 홀은 제1 플로우 커버 홀과 정렬되고, 제2 패드 홀은 제2 플로우 커버 홀과 정렬되며, 제3 패드 홀은 제3 플로우 커버 홀과 정렬되고, 제4 패드 홀은 제4 플로우 커버 홀과 정렬된다.

패드(420)의 상면에는 복수의 제2 패드 홀(421b, 422b, 423b, 424b, 425b), 복수의 제3 패드 홀(426b, 427b, 428b), 그리고 공기 유로의 타단과 연통하는 제4 패드 홀(429b)이 형성된 부분으로부터 돌출되되, 상측을 향할수록 좁아지는 돌출부가 더 형성된다. 돌출부 형성을 통해 패드(420)가 외측 챔버(100)와 베이스 플레이트(400) 사이에 밀착 배치되더라도 패드 홀들의 직경이 의도된 바와 다르게 감소하는 문제점이 해결될 수 있다.

증폭 모듈(600)은 외측 챔버(100)에 결합되어, 전처리가 완료된 검체를 수용하도록 구성된다. 검체의 전처리가 완료되었다는 것은, 검체에 포함된 DNA, RNA 등의 유전체가 시약 내에 용출(lysis)되었다는 의미이다. 본 발명에 따른 유전체 추출 장치(1000)가 진단 기기(미도시)에 결합되면, 증폭 모듈(600)에 수용된 유전체의 증폭 과정(PCR 등)이 이루어질 수 있다.

도 1 및 2를 참조하면, 증폭 모듈(600)은 수직한 방향으로 외측 챔버(100)에 결합된다. 다시 말하면, 증폭 모듈(600)의 수용부(630)의 상부(631)가 하부(632)보다 지면으로부터 더 멀어지도록 외측 챔버(100)에 결합된다.

도 17 내지 29를 참조하면, 증폭 모듈(600)은 바디(610), 유입구(621), 배출구(622), 수용부(630), 기체 이동 통로(640) 및 추출액 이동 통로(650)를 포함한다.

바디(610)는 증폭 모듈(600)의 외형을 이루는 부분이고, 바디(610)의 제1 단부(613)에는 외측 챔버(100)의 배출공(128, 129)에 결합하는 유입구(621)와 배출구(622)가 형성된다.

유입구(621)는 배출공(129)에 결합하여 배출공(128)으로부터 배출되는 추출액이 수용부(630)로 투입되기 위한 입구 역할을 수행하고, 배출구(622)는 배출공(128)에 결합하여 추출액이 증폭 모듈(600)로 투입됨에 따라 내부의 공기가 추출 장치(1000)의 공기 유로로 배출되기 위한 출구 역할을 수행한다.

즉, 증폭 모듈(600)이 추출 장치(1000)에 결합된 상태에서, 유입구(621)는 액체 유로(408)와 연통하고, 배출구(622)는 공기 유로(409)와 연통된다.

바디(610) 제2 단부(614), 유입구(621)와 배출구(622)보다 추출 장치(1000)와 멀리 떨어진 위치에는 유입구(621)를 통해 유입된 추출액을 수용하는 공간인 수용부(630)가 형성된다.

일 예에서, 수용부(630)는 바디(610)의 일면과, 상기 일면의 반대면을 모두 관통하는 형태로 제조될 수 있으나, 다른 예에서는 일면만을 관통하고 반대면은 관통하지 않는 형태로 제조될 수도 있다. 상기 두 실시예 모두 개방된 부분이 실링 부재(S4, S5)에 의해 실링된다는 점은 동일하다. 따라서, 수용부(630)에는 기체 이동 통로(640)와 추출액 이동 통로(650)를 통해서만 추출액과 공기가 투입되거나 배출된다.

본 발명의 실시예에 따른 수용부(630)는 하나의 증폭 모듈(600) 내에 1개 이상 구비될 수 있다. 도 17 내지 23에는 3개의 수용부가 구비된 증폭 모듈, 도 24 내지 29에는 4개의 수용부가 구비된 증폭 모듈이 도시된다.

수용부(630)는 대략 사다리꼴 형태를 가질 수 있으며, 보다 구체적으로 가장자리가 라운드 처리된 사다리꼴 형태를 갖는 것이 바람직하다.

여기에서, 사다리꼴 형태란 기체 이동 통로(640)와 추출액 이동 통로(650)로부터 멀어질수록 그 폭이 좁아지는 형태를 의미한다. 수용부(630)가 상기 형상을 가짐으로써, 추출액 이동 통로(650)를 통해 추출액이 주입되더라도 기포(bubble)가 발생하는 문제가 해결된다. 기포가 증폭 모듈(600), 특히 수용부(630) 내에 잔류한다면, 증폭 과정 이후 형광 검출 과정에서 분석 정확도가 낮은 문제가 발생하므로, 상기 수용부(630)의 형상을 통해 문제점을 해결하는 것이 가능하다. 본 발명에서, 증폭 과정은 등온 증폭 과정(Lamp) 및 실시간 핵산 증폭 반응(Real time Polymerase Chain Reaction)을 포함할 수 있으나, 유전체를 증폭하는 과정이면 특별히 이에 제한되지는 않는다.

수용부(630) 내에는 유전체 증폭에 필요한 프라이머 및 프로브 등이 저장되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 증폭 모듈(600)은 1개 이상의 수용부(630)가 구비되되, 각 수용부(630)에는 서로 다른 물질을 타겟으로 한 프라이머 및 프로브가 구비될 수 있다. 따라서, 하나의 샘플에서 추출된 유전체에서, 여러 종류의 바이러스/질병 검출을 동시에 수행할 수 있다. 일 예로, 하나의 수용부(630)에서는 코로나 바이러스 증폭을 위한 프라이머 및 프로브가 구비되고, 다른 수용부(630)에는 인플루엔자 바이러스 증폭을 위한 프라이머 및 프로브가 구비될 수 있으며, 하나의 증폭 모듈(600)에서 한 번의 증폭 과정으로 서로 다른 바이러스/질병을 동시에 검출하는 것이 가능하다.

기체 이동 통로(640)는 바디(610)의 일면(611)에 형성되고, 배출구(622)와 수용부(630)의 상부(631)를 연결하도록 구성된다. 이와 반대로, 추출액 이동 통로(650)는 상기 일면(611)과 반대되는 반대면(612)에 형성되고, 유입구(621)와 수용부(630)의 하부(632)를 연결하도록 구성된다.

먼저, 도 20, 23, 26 및 29를 참조하여 추출액 이동 통로(650)를 설명한다. 전술한 것처럼, 추출액 이동 통로(650)는 유전체 추출 장치(1000)에서 전처리된 추출액이 이동하는 통로 역할을 수행한다.

본 발명의 실시예에서, 추출액 이동 통로(650)의 개수는 수용부(630)와 개수와 동일하다. 다시 말하면, 도 20과 같이 3개의 수용부(630)가 구비된 증폭 모듈(600)의 경우 3개의 추출액 이동 통로(650)가 구비되고, 도 29와 같이 4개의 수용부(630)가 구비된 증폭 모듈(600)의 경우 4개의 추출액 이동 통로(650)가 구비된다.

각 추출액 이동 통로(650)는, 통로의 부피가 모두 동일하도록 구성된다. 예를 들어, 각 추출액 이동 통로(650)가 모두 동일한 길이, 폭 및 깊이를 가질 수 있으며, 깊이, 폭 및 깊이 중 어느 하나 이상이 다르더라도 각 통로의 용적(부피)이 동일하도록 구성된다. 따라서, 추출액 이동 통로(650)를 따라 전개된 추출액이 동시에 수용부(630)에 도달하도록 하여 모든 수용부(630)에 추출액이 채워질 수 있다.

한편, 추출액 이동 통로(650)를 통해 추출액이 전개되는 과정에서 기포가 발생하는 현상을 최소화하기 위해, 추출액 이동 통로(650)는 각진 부분 없이 통로의 연결 부분들이 곡선 형태로 구비되어 기포 발생을 최소화한다.

추출액 이동 통로(650)와 유입구(621) 사이에는 제1 분기 공간(660)이 형성된다. 제1 분기 공간(660)은 유입구(621)와 추출액 이동 통로(650)가 서로 연통되도록 한다.

도 20을 참조하면, 제1 분기 공간(660)은 제1 관통부(661) 및 제1 함몰부(662)를 포함한다.

제1 관통부(661)는 유입구(621)와 연결되면서 바디(610)를 관통하는 구성이고, 제1 함몰부(662)는 제1 관통부(661)와 추출액 이동 통로(650) 사이에 형성되고 바디(610)를 관통하지는 않고, 일면(611)에 함몰 형성된 구성이다. 후술하겠지만, 바디(610)의 반대면(612)에도 제2 함몰부(672)가 형성되는데, 제1 함몰부(662)와 제2 함몰부(672)는 너비 방향으로 일부가 중첩되는 위치에 형성된다. 다만, 제1 함몰부(662)와 실링 부재 사이의 공간, 그리고 제2 함몰부(672)와 실링 부재 사이의 공간은 서로 연통되지 않는 독립된 공간이 되도록 일부가 중첩된다. 제1 함몰부(662)와 제2 함몰부(672)가 바디(600)를 관통하도록 구성할 경우, 유입구(621)를 통해 추출액 이동 통로(650)로 전개되는 추출액이 기체 이동 통로(640)로도 전개될 수 있으며, 반대로 수용부(630)에서 배출구(622)를 향해 배출되는 공기가 추출액 이동 통로(650)로도 전개되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 제1 함몰부(662)와 제2 함몰부(672)를 관통 구성이 아닌, 함몰 구성으로 구성하였다. 한편, 너비 방향으로 서로 중첩되지 않는 제1 관통부와 제2 관통부는 관통 구성으로 형성하여도 간섭 문제가 발생하지 않는다.

각각의 추출액 이동 통로(650)는 제1 함몰부(662)로부터 시작하여 수용부(630)까지 한 번 이상 굽어지면서 연장된다.

제1 관통부(661)와 제1 함몰부(662)의 폭과 깊이는 추출액 이동 통로(650)의 폭과 깊이보다 크다. 따라서, 추출액 이동 통로(650)와 제1 관통부(661), 그리고 제1 함몰부(662)가 동일한 길이를 갖는다고 가정했을 때, 제1 관통부(661)와 제1 함몰부(662)의 용적(부피)는 추출액 이동 통로(650)보다 크다.

즉, 유입구(621)를 통해 주입된 추출액의 전개 속도는 추출액 이동 통로(650) 대비 제1 분기 공간(660)에서 더 느리고, 일종의 정체 현상이 발생한다. 제1 분기 공간(660)에 추출액이 모두 충진된 이후, 추출액 이동 통로(650)로 추출액이 전개될 수 있으며, 제1 분기 공간(660)이 구비되지 않은 경우 대비 동시에 각각의 추출액 이동 통로(650)로 추출액이 전개될 수 있다는 장점을 갖는다(제1 분기 공간이 없는 증폭 모듈의 경우 중력에 의해 가장 아래에 위치한 추출액 이동 통로에 먼저 추출액이 주입됨).

한편, 제1 분기 공간(660)은 증폭 모듈(600)의 너비 방향 제1 단부(613)에 형성되고, 수용부(630)는 제1 단부(613)와 반대인 제2 단부(614)에 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 수용부(630)와 제1 분기 공간(660)은 너비 방향에서 멀리 떨어진 것이 바람직하다.

수용부(630)에 추출액이 투입 및 수용되고, 여기에 히팅 장치/냉각 장치가 근접 또는 접촉하여 증폭 반응이 이루어진다. 증폭 과정에서, 각 수용부(630) 내의 증폭 산물이 히팅 온도에 의해 이동 통로(640, 650)로 밀려나거나 다른 수용부(630)로 역류하는 현상을 미연에 방지하기 위해, 제1 분기 공간(660)과, 후술할 제2 분기 공간(670)은 유입구(621)와 배출구(622)에 인접한 제1 단부(613)에 위치시켰다.

기체 이동 통로(640)는 수용부(630) 내의 기체(예를 들어, 공기)가 이동하는 통로 역할을 수행한다. 증폭 모듈(600)의 유로는 유전체 추출 장치(1000)의 유로와 연결되고, 전반적으로 폐쇄(closed) 유로의 성격을 갖는다. 수용부(630)는 추출액이 주입되기 이전에 공기로 충진된 상태이기 때문에, 추출액이 주입된다면 그에 걸맞는 용량의 공기가 외부로 배출되어야 한다. 본 발명에서는, 기체 이동 통로(640)를 통해 증폭 모듈(600) 내부의 공기가 배출구(622)를 거쳐 공기 유로(409)로 배출됨으로써, 추출액이 주입됨에 따라 발생하는 수용부(630) 내의 과도한 압력 상승을 방지하고, 공기가 내부에 잔류함으로 인해 발생하는 기포 문제를 해결하였다. 기체 이동 통로(640) 역시 수용부(630)와 마찬가지로 각진 부분 없이 통로의 연결 부분들이 곡선 형태로 구비되어 기포 발생을 최소화하는 것이 바람직하다.

기체는 추출액과 같은 액체보다는 가벼우며, 본 발명에서는 복수의 기체 이동 통로(640)는 수용부(630)의 상부(631) 말단에 연결된다. 기체 이동 통로(640)의 수용부(630) 연결 지점에는 다른 기체 이동 통로(640)의 일부보다 폭이 크고 깊은 기포 수용부(633)가 위치한다. 추출액이 주입됨에 따라 내부에 기포가 발생하더라도 폭이 크고 깊은 기포 수용부(633)(643)에 기포가 수용되고, 따라서 기포가 수용부(630)에 영향을 주지 않는다.

도 25는 수용부(630)가 4개 구비된 증폭 모듈의 제1 실시예를 도시하며, 도 28은 수용부(630)가 4개 구비된 증폭 모듈의 제2 실시예를 도시한다.

2개의 실시예 모두 기체 이동 통로(640)의 폭과 깊이가 최소화된 것이 특징이어서, 기체 이동 통로(640)로의 액체 유입은 최소화하고 공기만 통과하는 것이 가능하다.

제1 실시예에 따른 증폭 모듈(600)의 기체 이동 통로(640)는 제1 폭과 제1 깊이를 갖는 제1 기체 이동 통로(641), 제1 폭보다 큰 제2 폭과 제1 깊이를 갖는 제2 기체 이동 통로(642) 및 제2 폭보다 큰 제3 폭과 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 제3 기체 이동 통로(643)의 조합을 통해 구성된다. 구체적으로, 제1 실시예에 따른 증폭 모듈(600)은 각 기체 이동 통로(640)의 부피가 모두 동일하도록 구성된다.

한편, 제1 실시예에 따른 증폭 모듈(600)의 기체 이동 통로(640) 중 가장 폭이 좁고 깊이가 낮은 제1 기체 이동 통로(641)는, 폭이 0.135mm 내지 0.165mm, 보다 구체적으로 0.14mm 내지 0.16mm, 더욱 구체적으로 0.145mm 내지 0.155mm, 바람직하게는 0.15mm이고, 깊이는 0.045mm 내지 0.055mm, 보다 구체적으로 0.0475mm 내지 0.0525mm, 바람직하게는 0.05mm일 수 있다.

또한, 제2 실시예에 따른 증폭 모듈(600)의 기체 이동 통로(640)는 그 길이 방향을 따라 폭과 깊이가 일정할 수 있는데, 그 폭은 0.45mm 내지 0.55mm, 보다 구체적으로 0.475mm 내지 0.525mm, 더욱 구체적으로 0.49mm 내지 0.51mm, 바람직하게는 0.5mm이고, 깊이는 0.045mm 내지 0.055mm, 보다 구체적으로 0.0475mm 내지 0.0575mm, 더욱 구체적으로 0.049mm 내지 0.051mm, 바람직하게는 0.05mm일 수 있다. 또한, 제2 실시예에 따른 증폭 모듈(600)의 기체 이동 통로(640)에는 레이저 패턴 가공법을 통해 형성된 다수의 기둥(r)이 돌출 형태로 구비된다. 따라서, 기체 이동 통로(640)의 폭과 깊이가 더욱 최소화되어 액체 유입은 최소화하고 공기만 통과할 수 있다. 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 실시예에 따른 증폭 모듈(600) 역시 각 기체 이동 통로(640)의 부피가 모두 동일하도록 구성된다.

본 발명의 실시예에서, 기체 이동 통로(640)의 개수는 수용부(630)와 개수와 동일하다. 다시 말하면, 도 19 및 22와 같이 3개의 수용부(630)가 구비된 증폭 모듈(600)의 경우 3개의 기체 이동 통로(640)가 구비되고, 도 25 및 28과 같이 4개의 수용부(630)가 구비된 증폭 모듈(600)의 경우 4개의 기체 이동 통로(640)가 구비된다.

피스톤(700)은 외측 챔버(100)의 피스톤 삽입부(108)에 삽입되어 승강 이동에 따라 외측 챔버(100)에 수용된 시약을 흡입하거나, 외측 챔버(100) 또는 증폭 모듈(600)로 흡입된 시약을 배출하도록 구성된다.

도 3 및 12를 참조하면, 피스톤(700)은 상부 피스톤(710) 및 하부 피스톤(720)을 포함한다.

상부 피스톤(710)은 상부가 개방되어 있으며, 흡입된 유체들이 수용되는 유체 수용부(701)가 내부에 형성된다. 상부 피스톤(710) 내부에는 밀착부(711)가 설치된다. 밀착부(711)의 외면은 상부 피스톤(710)의 내면과 밀착되어 밀착부(711)의 외면과 상부 피스톤(710)의 내면 사이의 공간을 통해서는 유체의 출입이 불가능하다. 밀착부(711)의 중앙에는 진단 기기의 구동부(미도시)가 결합되는 구동부 설치부(711a)가 함몰 형성된다. 진단 기기의 구동부(미도시)는 구동부 설치부(711a)에 결합되어, 밀착부(711)를 상부 피스톤(710) 내부에서 승강시킴으로써 유체 수용부(701)로 유체를 흡입하거나, 유체 수용부(701)에 수용된 유체를 외부로 배출시키게 된다.

상부 피스톤(710)의 저면에는 하부 피스톤(720)과 맞물리는 결합구조가 형성될 수 있으며, 하부 피스톤(720)의 액체 포트와 연결되는 제1 홀(712) 및 하부 피스톤(720)의 필터 포트와 연결되는 제2 홀(713)이 관통 형성된다. 제2 홀(713)은 지지구조체 및 필터의 이탈을 방지할 수 있도록 필터 포트의 필터 안착 공간보다 작은 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

하부 피스톤(720)은 상부 피스톤(710)의 저면에 형성된 결합구조에 맞물려 고정된다.

하부 피스톤(720)은 원판 형태의 몸체(721)와, 몸체(721)의 중심에서 외부로 돌출되도록 형성되는 샤프트(722)와, 몸체(721)의 중심에서 동일한 거리 떨어져 배치되는 액체 포트(723) 및 필터 포트(724)를 포함할 수 있다.

액체 포트(723)는 검체 및 시약을 피스톤(700) 내부로 흡입, 혼합 및 배출할 때 이용되고, 필터 포트(724)는 유전체 포집 필터를 세척하거나 유전체 포집 필터에서 유전체를 분리할 때 이용할 수 있다.

또한, 하부 피스톤(720) 몸체(721)의 외주에는 중심 방향으로 리세스된 홈이 형성될 수 있다. 이 홈은 추출 장치 내부에서 액체 이동시 발생할 수 있는 진공을 제거하는 역할을 수행한다.

액체 포트(723)와 필터 포트(724)는 동일 원주 상에서 서로 일정 각도 떨어져 배치된다. 에를 들어, 필터 포트(724)와 액체 포트(723)의 두 개의 포트는 18도 내지 36도만큼 서로 떨어져 배치될 수 있으며, 보다 구체적으로 두 포트는 22.5도 간격을 이루도록 배치될 수 있다. 16회로 분할하여 한바퀴 회전을 수행하는 스텝 모터를 이용할 경우 1번의 구동에 의해 액체 포트(723)와 필터 포트(724)의 위치를 변경할 수 있다.

하부 피스톤(720)의 필터 포트(724)는 필터 안착 공간(725)을 포함할 수 있으며, 필터 안착 공간(725)에는 필터 및 지지구조체가 배치될 수 있다. 유전체 포집을 위한 필터는 다양한 입도를 갖는 글래스 파이버 필터 또는 몰드 픽스쳐(Mold Fixture)가 사용될 수 있으며, 지지구조체는 유전체 포집을 위한 필터를 고정시키는 역할을 수행한다.

지지구조체는 유체 배출 시 필터의 이탈을 방지하고 일정한 압력을 유지할 수 있도록 일정한 입도를 가진 다공성 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

구동부(800)는 진단 기기의 구동부(미도시)와 연결되어 피스톤(700)을 일정 각도로 회전시키는 매개체 역할을 수행한다.

구동부(800)는 일면의 중앙부에 샤프트(722)와 맞물리도록 형성되는 결합홈과, 타면에 진단 기기의 구동부(미도시)와 맞물리도록 형성되는 구동홈을 포함할 수 있다.

구동부(800)는 피스톤(700)과 결합하여 유전체 추출 단계에서 필요한 다양한 화학적 반응을 하나의 장치 내부에서 수행할 수 있도록 적절한 외측 챔버(100)의 제1 배출공 위치로 액체 포트(723)와 필터 포트(724)를 위치시킨다.

액체 포트(723)와 필터 포트(724)는 일정 각도 이격되어 있으며, 구동부(800)는 유전체 추출 시 상기 포트들을 각 단계에 적합한 위치로 회전시킨다.

비드 챔버(900)는 제1 비드 챔버(910), 제2 비드 챔버(920) 및 제습 챔버(930)를 포함하며, 이들은 제1 비드 챔버 격벽(901)과 제2 비드 챔버(902)에 의해 구획된다. 제1 비드 챔버(910)는 외측 챔버(100)의 제1 공간(106)에 삽입되고, 제2 비드 챔버(920)는 외측 챔버(100)의 제1 공간(107)에 삽입된다.

내측 챔버(200)와 마찬가지로, 비드 챔버(900)의 상부 개구 역시 제3 밀봉 부재(S3)에 의해 밀봉되어 있으며, 제3 밀봉 부재(S3)는 커버(300)가 외측 챔버(100)에 결합될 때, 커버(300)의 저면에 형성된 제3 돌출 부재(316, 317)들에 의해 천공된다. 제3 돌출 부재(316, 317)에 의해 비드 챔버(900)의 상부 개구가 개방됨으로써, 이후 제1 비드 챔버(910)와 제2 비드 챔버(920) 내로 유체가 투입되더라도 이에 대응하는 양의 공기가 천공된 부분을 통해 배출되는 것이 가능하다.

비드 챔버(900)의 하부 개구는 별도로 밀봉 부재에 의해 밀봉되지 않고 개방된 형태로 구비된다. 비드 챔버(900)에는 건조 비드(보다 구체적으로는, 동결 건조 비드)들이 저장되는데, 건조 비드는 수분에 취약한 특성을 갖는다. 본 발명에 따른 유전체 추출 장치에서는, 비드 챔버(900)의 하부 개구, 외측 챔버(100)의 제1 공간, 플로우 커버(410), 패드(420), 베이스 플레이트(400)의 유로, 증폭 모듈(600)의 유로가 서로 연통되되, 외기에 노출되지 않는 폐쇄된(closed) 형태의 유로를 이룸으로써, 비드 챔버(900) 내부로의 수분 유입이 최소화된다.

제1 비드 챔버(910)에는 유전체 추출에 필요한 여러 개의 건조 비드(b1)가 저장될 수 있으며, 제2 비드 챔버(920)에는 유전체 증폭에 필요한 여러 개의 건조 비드(b2)가 저장될 수 있다.

제1 비드 챔버(910)의 상부 개구에는 건조 비드(b1)가 외부로 배출되지 않고 내부에 유지되도록 구성된 제1 비드 홀더(911)가 설치되고, 제습 챔버(930)에는 제1 비드 챔버(910) 내부 공간의 제습을 위한 제1 제습부(912)가 설치된다. 여기에서, 유전체 증폭에 필요한 건조 비드는 예를 들어, 캡슐(capsule) 형태로 구비될 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.

제2 비드 챔버(920)의 상부 개구에는 건조 비드(b2)가 외부로 배출되지 않고 내부에 유지되도록 구성된 제2 비드 홀더(921)가 설치되고, 제2 비드 홀더(921) 상부에는 제2 비드 챔버(920) 내부를 제습하는 제2 제습부(922)가 설치된다. 제3 밀봉 부재(S3)는 제2 비드 챔버(920)가, 제습 챔버(930) 및 제1 비드 챔버(910)와 서로 연통되지 않도록 밀봉하지만, 제1 비드 챔버(910)와 제습 챔버(930)는 서로 연통되도록 밀봉하게 된다. 도 30 및 31을 참조하여, 이를 구체적으로 설명한다.

상기한 효과는 제1 비드 챔버 격벽(901)과 제2 비드 챔버 격벽(902)의 높이 차이 구성을 통해 달성된다. 도 30 및 31을 참조하면, 제2 비드 챔버(920)와 제습 챔버(930)를 구획하는 제2 비드 챔버 격벽(902)은, 제1 비드 챔버(910)와 제습 챔버(930)를 구획하는 제1 비드 챔버 격벽(901)보다 높은 높이를 갖는다.

다시 말하면, 제2 비드 챔버 격벽(902)의 상부는, 제2 비드 챔버(920)를 이루는 외측 격벽의 상부와 동일한 높이까지 연장되고, 제1 비드 챔버 격벽(901)의 상부는, 제1 비드 챔버(910)를 이루는 외측 격벽의 상부보다 낮은 높이까지 연장된다.

따라서, 제3 밀봉 부재(S3)에 의해 비드 챔버(900)의 상부 개구가 밀봉되더라도, 제1 비드 챔버 격벽(901)과 제3 밀봉 부재(S3) 사이의 공간을 통해, 제1 비드 챔버(910)와 제습 챔버(930)가 서로 연통될 수 있다. 따라서, 제1 비드 챔버(910)는 제습 챔버(930) 내부에 설치된 제2 제습부(912)에 의해 제습된다.

제1 비드 챔버(910)의 하부 개구(912)(즉, 제1 비드 챔버의 배출구)와, 제2 비드 챔버(920)의 하부 개구(922)(즉, 제2 비드 챔버의 배출구)는, 비드 챔버(900)로부터 베이스 플레이트(400)를 향할수록 좁아지는 배출 통로(911, 921)의 말단에 형성된다.

배출 통로(911, 921) 내부에 건조 비드들이 수용될 수 있으며, 배출 통로(911, 921) 상부에 비드 홀더들이 설치되어 배출 통로(911, 921)에 수용된 비드들의 외부 유출을 방지할 수 잇다.

배출 통로(911, 921)는 베이스 플레이트(400)를 향할수록 좁아지는 이른바 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 그리고, 배출 통로(911, 921)의 말단에 위치하는 하부 개구(912, 922)의 직경은 건조 비드들의 직경보다 작게 구비되어, 하부 개구(912, 922)를 통해서는 비드들이 외부로 배출되지 못한다. 유체가 하부 개구(912, 922)를 통해 배출 통로(911, 921) 내부로 유입되고, 유입된 유체가 건조 비드들을 녹이고, 유체의 형태를 통해서만 하부 개구(912, 922)를 통해 외부(피스톤의 유체 수용부 또는 증폭 모듈)로 배출될 수 있다.

여기에서, 유전체 증폭에 필요한 건조 비드들이 저장된 제1 비드 챔버(910)의 배출 통로(911)는, 제2 비드 챔버(920)의 배출 통로(921)보다 더 넓은 직경을 가지며 베이스 플레이트(400)를 향할수록 좁아질 수 있다.

증폭 모듈(600)을 향해 전처리된 추출액이 투입되기 이전에, 마지막 유체가 투입되는 구성이 제1 비드 챔버(910)에 해당한다. 제1 비드 챔버(910)에 투입된 유체가 제1 비드 챔버(910)내에 최대한 잔류하지 않고, 증폭 모듈(600)의 수용부(630)에 투입되어야만 정확한 검출 결과를 획득하는 것이 가능하므로, 본 발명에서는 제1 비드 챔버(910)의 배출 통로(911)가 제2 비드 챔버(920)의 배출 통로(921)보다 더 넓은 직경을 가지며 좁아지게 형성함으로써, 제1 비드 챔버(910) 내에서의 유체 잔류량을 최소화하였다.

또한, 본 발명에 따른 비드 챔버(900)는 제1 비드 챔버(910)와 제2 비드 챔버(920)의 외측 격벽의 저면으로부터 연장되는 제1 걸림 돌기(903, 904)를 갖는다. 도 32 및 34에 도시된 바와 같이, 제1 걸림 돌기(903, 904)는 베이스 플레이트(400)를 향해 연장되다가 외측을 향해 돌출된 구조로 형성될 수 있다.

비드 챔버(900)와 결합하는 외측 챔버(100)에는, 복수의 제1 공간을 구획하는 외측 챔버 격벽의 일측에 제2 걸림 돌기(109)가 형성되고, 비드 챔버(900)를 베이스 플레이트(400) 방향으로 힘을 주면 제1 걸림 돌기(903, 904)가 제2 걸림 돌기(109)를 지나 서로가 결합됨으로써, 양 구성 간의 견고한 결합이 이루어질 수 있다. 제1 걸림 돌기(903, 904)가 제2 걸림 돌기(109)와 결합되는 경우, 비드 챔버(900)의 외측 챔버(100)에 대한 상대 위치가 고정된다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 추출 방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, (a) 외측 챔버의 복수의 제1 공간의 상부 개구를 통해 내측 챔버가 외측 챔버와 결합된다. 여기에서, 내측 챔버의 고정부는 안전 클립의 내측 챔버 결합부와 결합된 상태에서 외측 챔버에 결합되는 것이 바람직하다.

다음, (b) 커버가 외측 챔버에 결합되고, (c) 안전 클립이 외측 챔버로부터 제거된다.

다음, (d) 커버가 가압되어 커버의 저면에 형성된 제1 돌출 부재에 의해 내측 챔버의 상부 개구를 밀봉하는 제1 밀봉 부재가 찢기고, 외측 챔버의 복수의 제1 공간의 저면에 형성된 제2 돌출 부재에 의해 내측 챔버의 하부 개구를 밀봉하는 제2 밀봉 부재가 찢어져서, 내측 챔버에 수용된 시약들이 복수의 제1 공간으로 유출되고, (e) 구동부의 구동에 의해, 복수의 제1 공간으로 유출된 시약들이 상부 피스톤 내부의 유체 수용부로 흡입 및 혼합된 후, 혼합된 시약들이 증폭 모듈로 배출된다.

상기 (e) 단계는 복수의 단계로 이루어질 수 있다. 이하에서는, (e) 단계를 보다 구체적으로 후술한다.

먼저, (e1) 커버의 검체 투입공을 통해 분석 대상 검체가 상기 외측 챔버의 복수의 제1 공간 중 어느 하나의 제1 공간에 투입된다.

다음, (e2) 외측 챔버의 피스톤 수용부에 설치된 피스톤이 회전하여, 피스톤의 액체 포트와 분석 대상 검체가 투입된 상기 어느 하나의 제1 공간의 저면에 형성된 제1 배출공이 연통된다.

다음, (e3) 상기 피스톤 내부 공간에 설치된 밀착부가 상승하여 상기 어느 하나의 제1 공간에 수용된 분석 대상 검체가 상기 외측 챔버 내부의 유체 수용부로 흡입된다.

다음, (e4) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 액체 포트와 다른 하나의 제1 공간의 저면에 형성된 제1 배출공이 연통된다.

다음, (e5) 밀착부가 상승하여 상기 다른 하나의 제1 공간에 수용된 제1 시약이 외측 챔버 내부의 유체 수용부로 흡입됨으로써, 분석 대상 검체와 제1 시약이 유체 수용부 내에서 혼합된다.

다음, (e6) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 액체 포트와 또 다른 하나의 제1 공간의 저면에 형성된 제1 배출공이 연통된다.

다음, (e7) 밀착부가 상승하여 상기 또 다른 하나의 제1 공간에 수용된 제2시약이 외측 챔버 내부의 유체 수용부로 흡입됨으로써, 분석 대상 검체와 상기 제1 시약 및 상기 제2 시약이 혼합된다.

다음, (e8) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 필터 포트와 상기 또 다른 하나의 제1 공간의 저면에 형성된 제1 배출공이 연통된다.

다음, (e9) 밀착부가 하강하여 유체 수용부에 수용된 혼합액이 필터 포트에 설치된 유전체 포집 필터를 통과하여 상기 또 다른 하나의 제1 공간으로 배출된다.

다음, (e10) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 액체 포트와 제1 시약과 제2 시약과 다른 시약들이 수용된 제1 공간의 저면에 형성된 제1 배출공이 연통된다.

다음, (e11) 밀착부가 상승하여 다른 시약들이 유체 수용부 내로 흡입 및 혼합된다.

다음, (e12) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 필터 포트와 다른 시약들이 수용된 제1 공간의 저면에 형성된 제1 배출공이 연통된다.

다음, (e13) 밀착부가 하강하여 유체 수용부에 수용된 혼합액이 유전체 포집 필터를 통과하여 다른 시약들이 수용된 제1 공간으로 배출된다.

다음, (e14) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 액체 포트와 용리액이 수용된 제1 공간의 저면에 형성된 제1 배출공이 연통된다.

다음, (e15) 밀착부가 상승하여 용리액이 유체 수용부 내로 흡입된다.

다음, (e16) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 필터 포트와 유전체 증폭에 필요한 비드들이 수용된 제1 공간의 저면에 형성된 제2 배출공이 연통된다.

다음, (e17) 밀착부가 하강하여, 유체 수용부에 수용된 용리액이 유전체 포집 필터를 통과하여 유전체 증폭에 필요한 비드들이 수용된 제1 공간으로 배출되는 단계로서, 유전체 포집 필터에 포집된 유전체가 유전체 포집 필터로부터 분리되어 상기 제1 공간으로 함께 배출된다.

다음, (e18) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 액체 포트와 유전체가 수용된 제1 공간의 저면에 형성된 제2 배출공이 연통된다.

다음, (e19) 밀착부가 상승하여 유전체를 포함하는 추출액이 유체 수용부 내로 흡입된다.

다음, (e20) 피스톤이 회전하여, 피스톤의 액체 포트와 증폭 모듈이 연통된다.

다음, (e21) 밀착부가 하강하여, 유체 수용부에 수용된 유전체를 포함하는 추출액이 상기 증폭 모듈로 배출된다.

다음, (e22) 추출액이 증폭 모듈의 추출액 이동 통로를 통해 증폭 모듈의 수용부로 투입된다.

다음, (e23) 수용부의 잔류하는 공기가 증폭 모듈의 기체 이동 통로를 통해 증폭 모듈 외부로 배출된다.

다음, (e24) 증폭 장치가 수용부에 소정 온도 이상의 열을 인가하여 상기 유전체의 증폭이 이루어진다.

다음, (e25) 상기 유전체의 증폭 산물의 형광 강도에 기초하여, 분석 대상 검체에 대한 질병 감염 여부가 판단된다.

이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

S1: 제1 밀봉 부재
S2: 제2 밀봉 부재
S3: 제3 밀봉 부재
S4, S5: 실링 부재
100: 외측 챔버
100a: 외면 상부
100b: 외면 하부
101, 102, 103, 104, 105, 106, 107: 제1 공간
108: 피스톤 삽입부
109: 안착부111, 112, 113, 114, 115: 제1 돌출 부재
111a, 112a, 113a, 114a, 115a: 돌출부
111b, 112b, 113b, 114b, 115b: 날개부
119: 제2 걸림 돌기
121, 122, 123, 124, 125: 제1 배출공
126, 127, 129: 제2 배출공
128: 공기 배출공
130: 삽입 공간
131: 스토퍼
200: 내측 챔버
201, 202, 203, 204, 205: 제2 공간
210: 상부 내측 챔버
220: 하부 내측 챔버
230: 고정부
300: 커버
301: 커버 바디
302: 덮개
307: 제1 삽입공
308: 제2 삽입공
311, 312, 313, 314, 315: 제2 돌출 부재
316, 317: 제3 돌출 부재
320: 이격 부재
400: 베이스 플레이트
400a: 피스톤 구동부 삽입공
401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408: 액체 유로
409: 공기 유로
410: 플로우 커버
410a: 제1 관통공
410b: 제1 결합 돌기
410c: 용융 돌기
410d: 제2 결합 돌기
411a, 412a, 413a, 414a, 415a, 416a, 417a, 418a: 제1 플로우 커버 홀
411b, 412b, 413b, 414b, 415b: 제2 플로우 커버 홀
416b, 417b, 418b: 제3 플로우 커버 홀
419a, 419b: 제4 플로우 커버 홀
420: 패드
420a: 제2 관통공
421a, 422a, 423a, 424a, 425a, 426a, 427a, 428a: 제1 패드 홀
421b, 422b, 423b, 424b, 425b: 제2 패드 홀
426b, 427b, 428b: 제3 패드 홀
429a, 429b: 제4 패드 홀
420c: 결합 홈
500: 안전 클립
510: 외측 챔버 결합부
520: 손잡이
530: 상부 연장부
540: 측부 연장부
541: 커버 지지 부재
542: 내측 챔버 결합부
600: 증폭 모듈
610: 바디
611: 일면
612: 반대면
613: 제1 단부
614: 제2 단부
621: 유입구
622: 배출구
630: 수용부
631: 상부
632: 하부
633: 기포 수용부
640: 기체 이동 통로
641: 제1 기체 이동 통로
642: 제2 기체 이동 통로
643: 제3 기체 이동 통로
650: 추출액 이동 통로
660: 제1 분기 공간
661: 제1 관통부
662: 제1 함몰부
670: 제2 분기 공간
671: 제2 관통부
672: 제2 함몰부
700: 피스톤
701: 유체 수용부
710: 상부 피스톤
711: 밀착부
711a: 구동부 설치부
712: 제1 홀
713: 제2 홀
720: 하부 피스톤
721: 몸체
722: 샤프트
723: 액체 포트
724: 필터 포트
800: 구동부
900: 비드 챔버
910: 제1 비드 챔버
911: 제1 비드 홀더
912: 제1 제습부
920: 제2 비드 챔버
921: 제2 비드 홀더
922: 제2 제습부
930: 제습 챔버
1000: 유전체 추출 장치

Claims (15)

1. 바디;
   상기 바디에 형성되고 추출액이 유입되는 유입구;
   상기 유입구와 연결되어 유입되는 추출액이 수용되는 복수의 수용부;
   상기 유입구와 연통하는 제1 분기 공간;
   상기 분기 공간으로부터 분기되면서 상기 유입구와 상기 복수의 수용부를 서로 연결하는 복수의 추출액 이동 통로;
   상기 바디에 형성되고 기체가 배출되는 배출구; 및
   상기 배출구와 상기 복수의 수용부를 서로 연결하는 복수의 기체 이동 통로;를 포함하는,
   증폭 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 분기 공간은,
   상기 유입구와 연결되면서 상기 바디를 관통하는 제1 관통부; 및
   상기 제1 관통부와 상기 복수의 추출액 이동 통로 사이에 형성되고, 상기 바디의 일면에 함몰된 제1 함몰부;를 포함하는,
   증폭 모듈.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 분기 공간의 폭과 깊이 중 하나 이상은 상기 추출액 이동 통로의 폭과 깊이보다 넓거나 깊은,
   증폭 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 추출액 이동 통로의 부피는 서로 동일한,
   증폭 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 분기 공간은 상기 증폭 모듈의 너비 방향 제1 단부에 형성되고,
   상기 복수의 수용부는 상기 증폭 모듈의 너비 방향으로 상기 제1 단부와 반대인 제2 단부에 형성되는,
   증폭 모듈.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 배출구와 상기 복수의 기체 이동 통로 사이에 형성된 제2 분기 공간을 더 포함하고,
   상기 제2 분기 공간은,
   상기 배출구와 연결되면서 상기 바디를 관통하는 제2 관통부; 및
   상기 제2 관통부와 상기 복수의 기체 이동 통로 사이에 형성되고, 상기 바디의 타면에 함몰된 제2 함몰부;를 포함하는,
   증폭 모듈.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 함몰부와 상기 제2 함몰부는 상기 바디의 너비 방향으로 일부 중첩된 부분을 가지며 상기 바디에 함몰 형성된,
   증폭 모듈.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 바디의 일면과 상기 일면의 반대면에 부착되어, 상기 복수의 수용부, 상기 제1 분기 공간, 상기 제2 분기 공간, 상기 추출액 이동 통로 및 상기 기체 이동 통로를 외부 공간으로부터 실링하는 실링 부재를 더 포함하는,
   증폭 모듈.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 함몰부 및 상기 실링 부재 사이의 공간과, 상기 제2 함몰부 및 상기 실링 부재 사이의 공간은 서로 연통하지 않는 독립된 공간인,
   증폭 모듈.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 기체 이동 통로는 상기 수용부의 상부에 연결되며, 연결 지점에는 다른 부분보다 폭이 크고 깊은 공간이 형성된,
    증폭 모듈.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 기체 이동 통로의 폭과 깊이 중 하나 이상은, 상기 추출액 이동 통로의 폭과 깊이보다 좁거나 낮은,
    증폭 모듈.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 기체 이동 통로는,
    제1 폭과 제1 깊이를 갖는 제1 기체 이동 통로;
    상기 제1 폭보다 큰 제2 폭과 상기 제1 깊이를 갖는 제2 기체 이동 통로; 및
    상기 제2 폭보다 큰 제3 폭과, 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 제3 기체 이동 통로;의 하나 이상의 조합을 통해 형성되는,
    증폭 모듈.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 기체 이동 통로에는 다수의 기둥이 돌출 형성된,
    증폭 모듈,
    
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 복수의 수용부에 연결된 기체 이동 통로들은 모두 동일한 용적을 갖는,
    증폭 모듈,
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수용부의 어느 하나의 수용부에는 제1 목표 물질을 증폭하기 위한 프로브 및 프라이머가 저장되어 있고, 다른 하나의 수용부에는 상기 제1 목표 물질과 다른 제2 목표 물질을 증폭하기 위한 프로브 및 프라이머가 저장되어 있는,
    증폭 모듈,

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