KR20240052014A - High-throughput isothermal amplification method using an automated molecular diagnostic system - Google Patents
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Abstract
본 개시는 자동화 분자진단 시스템을 이용한 고처리량(High throughput) 등온 증폭 방법에 관한 것이다. 본 개시에 따른 방법은 짧은 시간 내에 대량의 샘플로부터 타겟 핵산을 신속하게 검출할 수 있으므로, 대량의 샘플의 분자진단이 필요한 대형 병원, 수탁 검사 기관, 연구소 등에서 유용하게 적용될 수 있다.The present disclosure relates to a high throughput isothermal amplification method using an automated molecular diagnostic system. Since the method according to the present disclosure can quickly detect target nucleic acids from a large number of samples in a short period of time, it can be usefully applied in large hospitals, contract testing organizations, research institutes, etc. that require molecular diagnosis of large amounts of samples.
Description
본 개시는 자동화 분자진단 시스템을 이용한 고처리량(High throughput) 등온 증폭 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a high throughput isothermal amplification method using an automated molecular diagnostic system.
핵산 증폭 기술은 분자생물학 및 생명공학 분야에서 주로 사용되는 기술로 샘플 내에 존재하는 소량의 타겟 핵산을 검출하고 분석할 수 있는 방법이다. 핵산 증폭을 위해 PCR(Polymerase chain reaction) 기술이 가장 흔히 사용되며, 이는 이중 가닥 DNA를 단일 가닥 DNA로 변성시킨 후, 여기에 프라이머를 어닐링시키고, 어닐링된 프라이머를 중합효소에 의해 연장시키는 일련의 과정을 반복한다. Nucleic acid amplification technology is a technology mainly used in the fields of molecular biology and biotechnology and is a method of detecting and analyzing a small amount of target nucleic acid present in a sample. PCR (Polymerase chain reaction) technology is most commonly used to amplify nucleic acids, which is a series of processes in which double-stranded DNA is denatured into single-stranded DNA, primers are annealed to it, and the annealed primers are extended by polymerase. Repeat.
형광물질을 이용한 실시간 PCR 방법은 PCR 과정 중에 핵산 증폭에 따른 형광 세기의 증가를 검출하는 방법이다. 실시간 PCR 방법은 타겟마다 상이한 형광 염료를 사용함으로써 멀티플렉스 검출이 가능한 장점이 있으나, 고가의 장비가 필요하고 검출까지 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.The real-time PCR method using a fluorescent substance is a method of detecting an increase in fluorescence intensity due to nucleic acid amplification during the PCR process. The real-time PCR method has the advantage of enabling multiplex detection by using different fluorescent dyes for each target, but has the disadvantage of requiring expensive equipment and taking a long time to detect.
PCR 방법의 대안으로서, 고가의 실시간 PCR 장비가 필요 없으며 PCR에 비해 더 빠른 시간 내에 타겟 핵산을 검출할 수 있는 등온증폭법(Isothermal amplification method)이 개발되었다. 등온증폭법의 예로는 rolling circle amplification(RCA, M. M. Ali, F. Li, Z. Zhang, K. Zhang, D.-K. Kang, J. A. Ankrum, X. C. Le and W. Zhao, Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 3324-3341.), loop-mediated isothermal amplification(LAMP, Y. Mori, H. Kanda and T. Notomi, J. Infect. Chemother., 2013, 19, 404-411), recombinase polymerase amplification(RPA, J. Li, J. Macdonald and F. von Stetten, Analyst, 2018, 144, 31-67), nucleic acid sequence based amplification(NASBA, A. Borst, J. Verhoef, E. Boel and A. C. Fluit, Clin. Lab., 2002, 48, 487-492), strand displacement amplication(SDA, B. J. Toley, I. Covelli, Y. Belousov, S. Ramachandran, E. Kline, N. Scarr, N. Vermeulen, W. Mahoney, B. R. Lutz and P. Yager, Analyst, 2015, 140, 7540-7549), helicase dependent amplification (HAD, M. Vincent, Y. Xu and H. Kong, EMBO Rep., 2004, 5, 795-800), transcription mediated amplification (TMA, L. Comanor, Am. J. Gastroenterol., 2001, 96, 2968-2972) 등이 있다. As an alternative to the PCR method, an isothermal amplification method has been developed that does not require expensive real-time PCR equipment and can detect target nucleic acids in a faster time than PCR. Examples of isothermal amplification methods include rolling circle amplification (RCA, M. M. Ali, F. Li, Z. Zhang, K. Zhang, D.-K. Kang, J. A. Ankrum, X. C. Le and W. Zhao, Chem. Soc. Rev. , 2014, 43, 3324-3341.), loop-mediated isothermal amplification (LAMP, Y. Mori, H. Kanda and T. Notomi, J. Infect. Chemother., 2013, 19, 404-411), recombinase polymerase amplification (RPA, J. Li, J. Macdonald and F. von Stetten, Analyst, 2018, 144, 31-67), nucleic acid sequence based amplification (NASBA, A. Borst, J. Verhoef, E. Boel and A. C. Fluit, Clin. Lab., 2002, 48, 487-492), strand displacement amplication (SDA, B. J. Toley, I. Covelli, Y. Belousov, S. Ramachandran, E. Kline, N. Scarr, N. Vermeulen, W. Mahoney , B. R. Lutz and P. Yager, Analyst, 2015, 140, 7540-7549), helicase dependent amplification (HAD, M. Vincent, Y. Xu and H. Kong, EMBO Rep., 2004, 5, 795-800), transcription mediated amplification (TMA, L. Comanor, Am. J. Gastroenterol., 2001, 96, 2968-2972), etc.
상기 등온증폭법 중에서 LAMP 방법이 가장 널리 사용되고 있다. LAMP는 2000년에 Notomi et al(T. Notomi, H. Okayama, H. Masubuchi, T. Yonekawa, K. Watanabe, N. Amino and T. Hase, Nucleic Acids Res., 2000, 28, E63)에 의해 처음으로 개발된 후 Nagamine et al(K. Nagamine, T. Hase and T. Notomi, Mol. Cell. Probes, 2002, 16, 223-229)에 의해 증폭 가속화를 위한 추가의 프라이머를 사용하는 것으로 최적화되었다.Among the isothermal amplification methods, the LAMP method is the most widely used. LAMP was discovered in 2000 by Notomi et al (T. Notomi, H. Okayama, H. Masubuchi, T. Yonekawa, K. Watanabe, N. Amino and T. Hase, Nucleic Acids Res., 2000, 28, E63). It was first developed and then optimized by Nagamine et al (K. Nagamine, T. Hase and T. Notomi, Mol. Cell. Probes, 2002, 16, 223-229) by using additional primers to accelerate amplification. .
LAMP의 표준 검출 방법은 마그네슘 피로포스페이트의 침전에 의한 탁도 측정법(Y. Mori, K. Nagamine, N. Tomita and T. Notomi, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2001, 289, 150-154)이며, 그 외 방법으로서 겔 전기 영동, 칼슘에 대한 금속 지시자, 비색 LAMP, 콜로이드-결정 기질에 대한 커피-링 효과, LAMP 마그네틱 비드 응집체의 페이퍼 기반 신속 검출, 멜팅 및 어닐링 곡선 분석, SYBR green과 같은 인터컬레이팅 형광 염료, 피로포스페이트 전환을 통한 생물발광 또는 전기화학발광 등이 있다. 최근에는 동화 프로브(Assimilating probe)를 사용하여 타겟 핵산 증폭 서열에 특이적인 형광을 검출하는 방법(PCT/US2011/041540)이 개발되었다.The standard detection method for LAMP is turbidity measurement by precipitation of magnesium pyrophosphate (Y. Mori, K. Nagamine, N. Tomita and T. Notomi, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2001, 289, 150-154). , Other methods include gel electrophoresis, metal indicators for calcium, colorimetric LAMP, Coffee-Ring effect on colloidal-crystal matrices, paper-based rapid detection of LAMP magnetic bead aggregates, melting and annealing curve analysis, and interferometers such as SYBR green. These include collating fluorescent dyes, bioluminescence through pyrophosphate conversion, or electrochemiluminescence. Recently, a method for detecting fluorescence specific to a target nucleic acid amplification sequence using an assimilating probe (PCT/US2011/041540) was developed.
일반적으로, LAMP 방법과 같은 등온 증폭 방법은 짧은 시간내(주로 1시간 이내)에 한 온도에서 유전자를 증폭할 수 있어, 실시간 PCR에 비해 고가의 장비가 필요하지 않아 현장 신속진단에 적용되어 왔다.In general, isothermal amplification methods such as the LAMP method can amplify genes at one temperature within a short period of time (usually within 1 hour) and do not require expensive equipment compared to real-time PCR, so they have been applied for rapid on-site diagnosis.
하지만, 이러한 등온 증폭 방법을 이용한 현장 신속진단은 최근 발생한 코로나 팬데믹과 같이 대량의 샘플의 분석이 필요한 상황에서는 실시간 PCR 방법에 비해 불리하다.However, rapid on-site diagnosis using this isothermal amplification method is disadvantageous compared to the real-time PCR method in situations that require analysis of large quantities of samples, such as the recent coronavirus pandemic.
본 발명자들은 종래 실시간 PCR에 의한 분자진단을 대체하기 위한 방법으로서 짧은 시간 내에 대량의 샘플을 처리할 수 있는 자동화 분자진단 시스템을 이용한 고처리량 등온 증폭 방법을 개발하였다. The present inventors developed a high-throughput isothermal amplification method using an automated molecular diagnosis system that can process a large amount of samples in a short time as a method to replace the conventional molecular diagnosis by real-time PCR.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 인용문헌 및 특허 문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 문헌 및 특허의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Numerous references and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited documents and patents are incorporated herein by reference in their entirety to more clearly explain the content of the present invention and the level of technical field to which the present invention pertains.
본 발명자들은 종래 실시간 PCR에 의한 분자진단을 대체하기 위한 고처리량 등온 증폭 방법을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 직접 용해(direct lysis)를 적용하고, 반응 용기로서 96-웰 플레이트를 사용하며, 또한 액체 분주 모듈을 포함하는 샘플 준비 장치를 포함하는 자동화 분자진단 시스템을 사용함으로써 짧은 시간 내에 대량의 샘플로부터 타겟 핵산을 검출할 수 있음을 확인하였다. The present inventors attempted to develop a high-throughput isothermal amplification method to replace conventional molecular diagnosis by real-time PCR. As a result, the present inventors applied direct lysis, used a 96-well plate as a reaction vessel, and used an automated molecular diagnostic system including a sample preparation device including a liquid dispensing module, thereby achieving It was confirmed that target nucleic acid can be detected from a large number of samples.
따라서, 본 개시의 목적은 자동화 분자진단 시스템을 이용한 고처리량(High throughput) 등온 증폭 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present disclosure is to provide a high throughput isothermal amplification method using an automated molecular diagnostic system.
일 양태에 따르면, 다음 단계를 포함하는 자동화 분자진단 시스템을 이용한 고처리량(High throughput) 등온 증폭 방법이 제공된다:According to one aspect, a high throughput isothermal amplification method using an automated molecular diagnostic system is provided comprising the following steps:
(a) 대상체로부터 채취된 샘플을 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치에 장착하는 단계; 상기 자동화 분자진단 시스템은 샘플 준비 장치, 반응 용기 이송 장치 및 샘플 분석 장치를 포함하고, 상기 샘플 준비 장치는 그 안에 장착된 직접 용해 버퍼(direct lysis buffer) 및 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 (isothermal amplification) 시약을 포함하고; (a) mounting a sample collected from a subject into a sample preparation device within an automated molecular diagnosis system; The automated molecular diagnosis system includes a sample preparation device, a reaction vessel transfer device, and a sample analysis device, and the sample preparation device includes a direct lysis buffer installed therein and an isothermal amplification for detecting target nucleic acid. Contains reagents;
(b) 상기 샘플 준비 장치에서, (b) in the sample preparation device,
(b-1) 상기 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합하는 단계;(b-1) mixing the sample directly with the lysis buffer;
(b-2) 상기 혼합물을 15℃ 내지 35℃에서 3분 내지 5분간 인큐베이션(incubation)하여 용해물(lysate)을 수득하는 단계; 및(b-2) incubating the mixture at 15°C to 35°C for 3 to 5 minutes to obtain a lysate; and
(b-3) 상기 용해물을 반응 용기에서 등온 증폭 시약과 혼합하여 샘플 준비를 완료하는 단계; (b-3) mixing the lysate with an isothermal amplification reagent in a reaction vessel to complete sample preparation;
상기 샘플 준비 장치는, 샘플, 직접 용해 버퍼 및 등온 증폭 시약을 반응 용기에 수용시키기 위한 액체 분주 모듈(liquid handling module)을 포함하며, 상기 액체 분주 모듈은 8개 내지 96개의 피펫팅 채널(pipetting channel)을 포함하고;The sample preparation device includes a liquid handling module for receiving the sample, direct lysis buffer, and isothermal amplification reagent into a reaction vessel, wherein the liquid handling module has 8 to 96 pipetting channels. ) and;
(c) 상기 혼합물이 포함된 반응 용기를 반응 용기 이송 장치의 도움으로 샘플 분석 장치로 이동시키는 단계; (c) moving the reaction vessel containing the mixture to a sample analysis device with the help of a reaction vessel transfer device;
(d) 상기 샘플 분석 장치에서, (d) in the sample analysis device,
(d-1) 상기 반응 용기 내의 혼합물을 50℃ 내지 75℃로부터 선택된 어느 온도에서 10분 내지 20분간 반응시켜 샘플 내의 타겟 핵산을 증폭하는 단계; (d-1) reacting the mixture in the reaction vessel at a temperature selected from 50°C to 75°C for 10 to 20 minutes to amplify the target nucleic acid in the sample;
(d-2) 증폭된 산물을 검출하는 단계.(d-2) Detecting the amplified product.
상기 단계 (b) 내지 (d)는 자동화 분자진단 시스템 내의 제어 모듈에 의해 자동으로 수행된다.Steps (b) to (d) are automatically performed by a control module within the automated molecular diagnosis system.
일 구현예에서, 상기 대상체로부터 유래된 샘플은 도말물(swab), 타액, 또는 이들의 혼합물이다. In one embodiment, the sample derived from the subject is a swab, saliva, or a mixture thereof.
일 구현예에서, 상기 도말물은 비인두 도말물(nasopharyngeal swab), 전비강 도말물(nostril swab), 구인두 도말물(oropharyngeal swab), 구강 도말물(oral swab), 침 도말물(saliva swab), 생식기 도말물(genital swab), 직장 도말물(rectal swab) 또는 이들 중 둘 이상의 혼합 도말물이다.In one embodiment, the swab is a nasopharyngeal swab, a nostril swab, an oropharyngeal swab, an oral swab, or a saliva swab. , genital swab, rectal swab, or a mixture of two or more of these.
일 구현예에서, 상기 샘플 준비 장치 및 샘플 분석 장치 각각은 개별적으로 동작되는 stand-alone 장치이다. In one embodiment, the sample preparation device and the sample analysis device are each individually operated stand-alone devices.
일 구현예에서, 상기 샘플 분석 장치 및/또는 상기 반응 용기 이송 장치 중 적어도 하나의 장치는 공간적으로 폐쇄(enclosed)되는 폐쇄 구조물(enclosure)의 내부에 위치한다. In one embodiment, at least one of the sample analysis device and/or the reaction vessel transport device is located inside a spatially enclosed enclosure.
일 구현예에서, 상기 샘플 준비 장치 및 상기 폐쇄 구조물은 반응 용기가 이송되는 확정 통로(defined passage)를 형성하고, 상기 반응 용기 이송 장치는 상기 확정 통로를 이용하여 상기 반응 용기를 이송시킨다. In one embodiment, the sample preparation device and the closed structure form a defined passage through which the reaction vessel is transported, and the reaction vessel transfer device uses the defined passage to transport the reaction vessel.
일 구현예에서, 상기 샘플 준비 장치는 상기 샘플 분석 장치의 위 또는 아래에 위치한다.In one embodiment, the sample preparation device is located above or below the sample analysis device.
일 구현예에서, 상기 반응 용기는 96-웰 플레이트이다. In one embodiment, the reaction vessel is a 96-well plate.
일 구현예에서, 상기 자동화 분자진단 시스템은 상기 반응 용기의 상부면을 실링(sealing)하기 위한 자동 용기 실러(automated container sealer)를 추가적으로 더 포함한다.In one embodiment, the automated molecular diagnosis system additionally includes an automated container sealer for sealing the upper surface of the reaction vessel.
일 구현예에서, 상기 자동 용기 실러는 상기 샘플 준비 장치에 위치한다.In one embodiment, the automatic vessel sealer is located in the sample preparation device.
일 구현예에서, 상기 자동 용기 실러는 상기 폐쇄 구조물에 위치한다.In one embodiment, the automatic container sealer is located in the closure structure.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산은 바이러스 핵산이다. In one embodiment, the target nucleic acid is a viral nucleic acid.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산은 RNA 바이러스 핵산이다.In one embodiment, the target nucleic acid is an RNA viral nucleic acid.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산은 SARS-CoV-2의 핵산이다. In one embodiment, the target nucleic acid is a nucleic acid of SARS-CoV-2.
일 구현예에서, 상기 SARS-CoV-2의 핵산은 E 유전자, N 유전자, RdRP 유전자, S 유전자 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. In one embodiment, the nucleic acid of SARS-CoV-2 is selected from the group consisting of the E gene, N gene, RdRP gene, S gene, and combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약은 형광 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 및 퀀처 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드를 포함한다. In one embodiment, the isothermal amplification reagent for detecting a target nucleic acid includes an oligonucleotide containing a fluorescent molecule and an oligonucleotide containing a quencher molecule.
일 구현예에서, 상기 등온 증폭 시약은 내부대조군을 증폭 및 검출하기 위한 올리고뉴클레오타이드를 추가적으로 포함한다. In one embodiment, the isothermal amplification reagent additionally includes oligonucleotides for amplifying and detecting an internal control.
일 구현예에서, 상기 내부대조군은 RNase P이다.In one embodiment, the internal control is RNase P.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약은 복수의 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약이다. In one embodiment, the isothermal amplification reagent for detecting a target nucleic acid is an isothermal amplification reagent for detecting a plurality of target nucleic acids.
일 구현예에서, 상기 복수의 타겟 핵산은 2 내지 5개이다.In one embodiment, the plurality of target nucleic acids is 2 to 5.
일 구현예에서, 상기 방법은 상기 단계 (c) 이전에 반응 용기를 반응 용기 이송 장치의 도움으로 자동 용기 실러로 이동시키고 상기 반응 용기의 상부면을 실링하는 단계를 추가로 포함한다. In one embodiment, the method further comprises the step of moving the reaction vessel to an automatic vessel sealer with the aid of a reaction vessel transfer device and sealing the upper surface of the reaction vessel prior to step (c).
일 구현예에서, 상기 반응 용기에 상부면의 실링은 열 또는 접착제에 의해 수행된다. In one embodiment, sealing the top surface of the reaction vessel is performed by heat or adhesive.
일 구현예에서, 상기 단계 (d-1)의 온도는 60℃ 내지 65℃로부터 선택된 어느 온도이다. In one embodiment, the temperature of step (d-1) is any temperature selected from 60°C to 65°C.
일 구현예에서, 상기 단계 (d-2)는 단계 (d-1)를 수행하는 동안 일정 시간 간격마다 실시된다.In one embodiment, step (d-2) is performed at regular time intervals while performing step (d-1).
일 구현예에서, 상기 방법은 96개의 샘플당 18분 내지 60분이 소요된다. In one embodiment, the method takes 18 to 60 minutes per 96 samples.
일 구현예에서, 상기 단계 (b)는 96개의 샘플당 7분 내지 36분이 소요된다.In one embodiment, step (b) takes between 7 and 36 minutes per 96 samples.
일 구현예에서, 상기 단계 (b-1)은 96개의 샘플당 6분 내지 13분이 소요된다.In one embodiment, step (b-1) takes 6 to 13 minutes per 96 samples.
일 구현예에서, 상기 단계 (b-2)은 96개의 샘플당 5분이 소요된다.In one embodiment, step (b-2) takes 5 minutes per 96 samples.
일 구현예에서, 상기 단계 (b-3)은 96개의 샘플당 1분 내지 18분이 소요된다.In one embodiment, step (b-3) takes between 1 and 18 minutes per 96 samples.
일 구현예에서, 상기 단계 (c)는 96개의 샘플당 1분 내지 4분이 소요된다. In one embodiment, step (c) takes between 1 and 4 minutes per 96 samples.
일 구현예에서, 상기 단계 (d)는 96개의 샘플당 15분 내지 20분이 소요된다. In one embodiment, step (d) takes 15 to 20 minutes per 96 samples.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다: The features and advantages of the present invention are summarized as follows:
(a) 본 발명의 방법은 18분 내지 60분 내에 96개의 샘플로부터 타겟 핵산을 검출할 수 있으므로, 대량의 샘플의 분자진단이 필요한 대형 병원, 수탁 검사 기관, 연구소 등에서 유용하게 적용될 수 있다.(a) Since the method of the present invention can detect target nucleic acids from 96 samples within 18 to 60 minutes, it can be usefully applied in large hospitals, contract testing organizations, research institutes, etc. that require molecular diagnosis of large quantities of samples.
(b) 본 발명의 방법은 직접 용해(direct lysis)와 등온 증폭을 조합함으로써 샘플로부터 타겟 핵산 추출시 정제 과정을 생략하고도 높은 민감도를 유지할 수 있다.(b) By combining direct lysis and isothermal amplification, the method of the present invention can maintain high sensitivity even while omitting the purification process when extracting target nucleic acid from a sample.
(c) 본 발명의 방법은 96-웰 플레이트를 수용할 수 있는 시스템을 사용함으로써 96개의 샘플을 동시에 처리할 수 있다. (c) The method of the present invention can process 96 samples simultaneously by using a system capable of accommodating a 96-well plate.
(d) 본 발명의 방법은 8개 내지 96개의 피펫팅 채널을 갖는 액체 분주 모듈을 포함하는 시스템을 사용함으로써 반응에 필요한 액체를 분주하는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있고 작업자의 개입 및 이에 따른 오류 발생 위험을 방지할 수 있다. (d) The method of the present invention can shorten the time required to dispense the liquid required for the reaction by using a system including a liquid dispensing module with 8 to 96 pipetting channels and reduces operator intervention and resulting errors. The risk of occurrence can be prevented.
(e) 본 발명의 방법은 자동화 분자진단 시스템 내의 제어 모듈에 의해 자동으로 수행되므로 검사의 재현성 및 작업자의 피로도를 개선할 수 있다. (e) Since the method of the present invention is automatically performed by a control module within an automated molecular diagnosis system, test reproducibility and operator fatigue can be improved.
도 1은 본 개시내용에 따른 일체형 시스템을 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 개시내용에 따른 일체형 시스템을 나타내는 우측면도이다.
도 3은 일 구현예에 따른 일체형 시스템의 작동적인 연결을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 개시내용의 일체형 시스템을 나타내는 내부 정면도이다.
도 5는 일 구현예에 따른 stand-alone 샘플 준비 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 일 구현예에 따른 폐쇄 구조물을 나타내는 사시도이다.
도 7은 일 구현예에 따른 폐쇄 구조물의 제2 개구부의 동작 상태를 나타내기 위한 예시도이다.
도 8은 일 구현예에 따른 일체형 시스템의 일체형 시스템의 폐쇄 구조물을 나타내는 내부 사시도이다.
도 9는 일 구현예에 따른 반응 용기 이송 장치를 나타내는 사시도이다.
도 10은 일 구현예에 따른 반응 용기 이송 장치의 승강 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 11은 LAMP(Loop-mediated isothermal amplification) 방법의 일 예를 도식적으로 보여준다.
도 12는 동화 프로브(Assimilating probe)를 이용한 타겟 핵산 검출 방법의 일 예를 도식적으로 보여준다.
도 13은 실시예 1-2에서 제조한 형광 염료를 포함하는 RT-LAMP 시약(1)을 이용한 본 개시에 따른 자동화 분자진단 시스템에 의한 고처리량 등온 증폭 결과를 나타낸다.
도 14는 실시예 1-2에서 제조한 동화 프로브를 포함하는 RT-LAMP 시약(2)를 이용한 본 개시에 따른 자동화 분자진단 시스템에 의한 고처리량 등온 증폭 결과를 나타낸다.1 is a front view showing an integrated system according to the present disclosure.
2 is a right side view showing an integrated system according to the present disclosure.
Figure 3 is an exemplary diagram showing the operational connection of an integrated system according to one implementation.
4 is an internal front view showing the integrated system of the present disclosure.
Figure 5 is a perspective view showing a stand-alone sample preparation device according to one embodiment.
Figure 6 is a perspective view showing a closed structure according to one embodiment.
Figure 7 is an exemplary diagram showing an operating state of a second opening of a closed structure according to an embodiment.
8 is an internal perspective view showing a closed structure of an integrated system of an integrated system according to one implementation.
Figure 9 is a perspective view showing a reaction vessel transfer device according to one embodiment.
Figure 10 is a perspective view showing the lifting module of the reaction vessel transfer device according to one embodiment.
Figure 11 schematically shows an example of a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) method.
Figure 12 schematically shows an example of a method for detecting a target nucleic acid using an assimilating probe.
Figure 13 shows the results of high-throughput isothermal amplification by the automated molecular diagnosis system according to the present disclosure using the RT-LAMP reagent (1) containing the fluorescent dye prepared in Example 1-2.
Figure 14 shows the results of high-throughput isothermal amplification by the automated molecular diagnosis system according to the present disclosure using the RT-LAMP reagent (2) containing the assimilated probe prepared in Example 1-2.
발명의 실시를 위한 최선의 형태 Best mode for carrying out the invention
본 발명은 다음 단계를 포함하는 자동화 분자진단 시스템을 이용한 고처리량(High throughput) 등온 증폭 방법을 제공한다:The present invention provides a high throughput isothermal amplification method using an automated molecular diagnostic system comprising the following steps:
(a) 대상체로부터 채취된 샘플을 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치에 장착하는 단계; 상기 자동화 분자진단 시스템은 샘플 준비 장치, 반응 용기 이송 장치 및 샘플 분석 장치를 포함하고, 상기 샘플 준비 장치는 그 안에 장착된 직접 용해 버퍼(direct lysis buffer) 및 타겟 핵산 검출용 등온 증폭(isothermal amplification) 시약을 포함하고; (a) mounting a sample collected from a subject into a sample preparation device within an automated molecular diagnosis system; The automated molecular diagnosis system includes a sample preparation device, a reaction vessel transfer device, and a sample analysis device, and the sample preparation device includes a direct lysis buffer installed therein and an isothermal amplification for detecting target nucleic acid. Contains reagents;
(b) 상기 샘플 준비 장치에서, (b) in the sample preparation device,
(b-1) 상기 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합하는 단계;(b-1) mixing the sample directly with the lysis buffer;
(b-2) 상기 혼합물을 15℃ 내지 35℃에서 3분 내지 5분간 인큐베이션하여 용해물을 수득하는 단계; 및(b-2) incubating the mixture at 15°C to 35°C for 3 to 5 minutes to obtain a lysate; and
(b-3) 상기 용해물을 반응 용기에서 등온 증폭 시약과 혼합하여 샘플 준비를 완료하는 단계; (b-3) mixing the lysate with an isothermal amplification reagent in a reaction vessel to complete sample preparation;
상기 샘플 준비 장치는, 샘플, 직접 용해 버퍼 및 등온 증폭 시약을 반응 용기에 수용시키기 위한 액체 분주 모듈(liquid handling module)을 포함하며, 상기 액체 분주 모듈은 8개 내지 96개의 피펫팅 채널(pipetting channel)을 포함하고;The sample preparation device includes a liquid handling module for receiving the sample, direct lysis buffer, and isothermal amplification reagent into a reaction vessel, wherein the liquid handling module has 8 to 96 pipetting channels. ) and;
(c) 상기 혼합물이 포함된 반응 용기를 반응 용기 이송 장치의 도움으로 샘플 분석 장치로 이동시키는 단계; (c) moving the reaction vessel containing the mixture to a sample analysis device with the help of a reaction vessel transfer device;
(d) 상기 샘플 분석 장치에서, (d) in the sample analysis device,
(d-1) 상기 반응 용기 내의 혼합물을 50℃ 내지 75℃로부터 선택된 어느 온도에서 10분 내지 20분간 반응시켜 샘플 내의 타겟 핵산을 증폭하는 단계; (d-1) reacting the mixture in the reaction vessel at a temperature selected from 50°C to 75°C for 10 to 20 minutes to amplify the target nucleic acid in the sample;
(d-2) 증폭된 산물을 검출하는 단계.(d-2) Detecting the amplified product.
상기 단계 (b) 내지 (d)는 자동화 분자진단 시스템 내의 제어 모듈에 의해 자동으로 수행된다.Steps (b) to (d) are automatically performed by a control module within the automated molecular diagnosis system.
이하에서 각 단계에 따라 본 발명을 보다 상세하게 설명한다:Below, the present invention is explained in more detail according to each step:
단계 (a): 샘플을 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치에 장착Step (a): Mount the sample on the sample preparation device within the automated molecular diagnostic system
본 개시의 단계 (a)에서는, 대상체로부터 채취된 샘플을 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치에 장착한다. 여기서, 상기 자동화 분자진단 시스템은 샘플 준비 장치, 반응 용기 이송 장치 및 샘플 분석 장치를 포함하고, 상기 샘플 준비 장치는 그 안에 장착된 직접 용해 버퍼 및 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 (isothermal amplification) 시약을 포함한다. In step (a) of the present disclosure, a sample collected from a subject is mounted on a sample preparation device within an automated molecular diagnosis system. Here, the automated molecular diagnosis system includes a sample preparation device, a reaction vessel transfer device, and a sample analysis device, and the sample preparation device includes a direct lysis buffer installed therein and an isothermal amplification reagent for detecting target nucleic acid. do.
본 명세서에서 사용되는 용어 "대상체(subject)"는 본 개시의 방법을 이용하여 검출하고자 하는 타겟 핵산(예컨대, 특정 병원체)을 포함하고 있을 것으로 의심되는 개체를 의미한다. 상기 대상체의 예는 비제한적으로 개, 고양이, 설치류, 영장류, 인간 등의 포유동물을 들 수 있으며, 특히 인간이다.As used herein, the term “subject” refers to an individual suspected of containing a target nucleic acid (eg, a specific pathogen) to be detected using the method of the present disclosure. Examples of the subject include, but are not limited to, mammals such as dogs, cats, rodents, primates, and humans, especially humans.
본 명세서에서 사용되는 용어 "샘플"은 검출하고자 하는 핵산을 포함하거나 포함하고 있을 것으로 의심되는 임의의 분석 물질을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 샘플은 생물학적 샘플(예컨대, 세포, 조직 및 체액) 및 비생물학적 샘플(예컨대, 음식물, 물 및 토양)을 포함하며, 상기 생물학적 샘플은 예컨대, 바이러스, 세균, 조직, 세포, 혈액(전혈, 혈장 및 혈청 포함), 림프, 골수액, 타액, 객담(sputum), 도말물(swab), 흡인액(aspiration), 우유, 소변, 분변, 안구액, 정액, 뇌 추출물, 척수액, 관절액, 흉선액, 기관지 세척액, 복수 또는 양막액일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. As used herein, the term “sample” may refer to any analyte that contains or is suspected of containing nucleic acids to be detected. For example, the samples include biological samples (e.g., cells, tissues, and body fluids) and non-biological samples (e.g., food, water, and soil), and the biological samples include, for example, viruses, bacteria, tissues, cells, blood (whole blood). , including plasma and serum), lymph, bone marrow fluid, saliva, sputum, swab, aspiration, milk, urine, feces, ocular fluid, semen, brain extract, spinal fluid, joint fluid, thymus It may be fluid, bronchial lavage fluid, ascites, or amniotic fluid, but is not limited thereto.
상기 샘플은 본원에서 '검체'와 상호교환적으로 사용될 수 있다.The sample may be used interchangeably with 'specimen' herein.
일 구현예에서, 상기 샘플은 대상체, 특히 포유동물, 보다 특히 인간으로부터 얻을 수 있으며, 예를 들어, 도말물(swab), 타액(saliva), 객담(sputum), 흡인액(aspiration), 기관지폐포세척(bronchoalveolar lavage; BAL), 가글(gargle) 또는 혈액일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the sample may be obtained from a subject, particularly a mammal, more particularly a human, for example a swab, saliva, sputum, aspiration, bronchoalveolar tissue. It may be bronchoalveolar lavage (BAL), gargle, or blood, but is not limited thereto.
특정 구현예에 있어서, 상기 대상체로부터 유래된 샘플은 도말물(swab), 타액, 또는 이들의 혼합물이다. In certain embodiments, the sample derived from the subject is a swab, saliva, or a mixture thereof.
일 구현예에 있어서, 상기 도말물은 비인두 도말물(nasopharyngeal swab), 전비강 도말물(nostril swab), 구인두 도말물(oropharyngeal swab), 구강 도말물(oral swab), 침 도말물(saliva swab), 생식기 도말물(genital swab), 직장 도말물(rectal swab) 또는 이들 중 둘 이상의 혼합 도말물이다.In one embodiment, the swab is nasopharyngeal swab, nostril swab, oropharyngeal swab, oral swab, or saliva swab. ), genital swab, rectal swab, or a mixture of two or more of these.
본 명세서에서 사용되는 용어 "핵산", "핵산 서열" 또는 "핵산 분자"는 단일-가닥 형태 또는 이중-가닥 형태의 디옥시리보뉴클레오타이드 또는 리보뉴클레오타이드 폴리머를 의미하며, 상기 뉴클레오타이드는 자연(naturally occurring) 뉴클레오타이드와 동일한 방식으로 기능(function)할 수 있는 자연 뉴클레오타이드의 유도체, 비-자연 뉴클레오타이드 또는 변형 뉴클레오타이드를 포함할 수 있다.As used herein, the term “nucleic acid,” “nucleic acid sequence,” or “nucleic acid molecule” refers to a deoxyribonucleotide or ribonucleotide polymer in single-stranded or double-stranded form, wherein the nucleotides are naturally occurring nucleotides and It may include derivatives of natural nucleotides, non-natural nucleotides or modified nucleotides that can function in the same way.
본 명세서에서 사용되는 용어 "타겟 핵산", "타겟 핵산 서열" 또는 "타겟 서열"은 검출하고자 하는 핵산 서열을 의미한다. 상기 타겟 핵산 서열은 본 발명의 방법에 사용되는 등온 증폭 시약에 포함된 일부 프라이머 또는 프로브와 혼성화될 수 있다. As used herein, the term “target nucleic acid”, “target nucleic acid sequence” or “target sequence” refers to the nucleic acid sequence to be detected. The target nucleic acid sequence may hybridize with some primers or probes included in the isothermal amplification reagent used in the method of the present invention.
일 구현예에서, 타겟 핵산은 인간, 동물, 식물 또는 미생물의 핵산일 수 있다. 미생물은 진균(Fungi), 원생동물(protozoa), 세균(bacteria), 바이러스(virus) 또는 조류(Algae) 등 일 수 있다.In one embodiment, the target nucleic acid can be a human, animal, plant, or microbial nucleic acid. Microorganisms may be fungi, protozoa, bacteria, viruses, or algae.
일 구현예에서, 타겟 핵산은 바이러스 핵산일 수 있으며, 구체적으로, 상기 타겟 핵산은 RNA 바이러스 핵산일 수 있다. In one embodiment, the target nucleic acid may be a viral nucleic acid, and specifically, the target nucleic acid may be an RNA viral nucleic acid.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산은 호흡기 바이러스 핵산일 수 있다. 예컨대, 인플루엔자 바이러스 핵산, 호흡기 세포융합 바이러스(respiratory syncytial virus; RSV) 핵산, 아데노바이러스 핵산, 엔테로바이러스 핵산, 파라인플루엔자 바이러스(parainfluenza virus) 핵산, 메타뉴모바이러스(metapneumovirus; MPV) 핵산, 보카바이러스 핵산, 라이노바이러스 핵산 및/또는 코로나바이러스 핵산 등을 포함할 수 있다. In one embodiment, the target nucleic acid may be a respiratory virus nucleic acid. For example, influenza virus nucleic acid, respiratory syncytial virus (RSV) nucleic acid, adenovirus nucleic acid, enterovirus nucleic acid, parainfluenza virus nucleic acid, metapneumovirus (MPV) nucleic acid, bocavirus nucleic acid, It may include rhinovirus nucleic acid and/or coronavirus nucleic acid.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산은 SARS-CoV-2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) 바이러스 핵산일 수 있다.In one embodiment, the target nucleic acid may be a SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) virus nucleic acid.
일 구현예에서, 상기 SARS-CoV-2 바이러스의 핵산은 E 유전자, N 유전자, RdRP 유전자, S 유전자 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. In one embodiment, the nucleic acid of the SARS-CoV-2 virus may be selected from the group consisting of the E gene, N gene, RdRP gene, S gene, and combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 샘플은 대상체로부터 다양한 샘플 채취 장치(sample collection device)를 이용하여 얻을 수 있다. In one embodiment, the sample can be obtained from the subject using various sample collection devices.
본원에서 사용된 용어 "샘플 채취 장치"는 샘플을 채취하고 채취된 샘플을 유지하는 데 필요한 수단, 도구 등을 포괄하기 위해 사용된다. As used herein, the term “sampling device” is used to encompass means, tools, etc. necessary to collect a sample and maintain the collected sample.
일 구현예에서, 샘플 채취 장치는 샘플을 수용할 수 있는 용기를 포함한다. In one embodiment, the sampling device includes a container capable of receiving a sample.
다른 구현예에서, 샘플 채취 장치는 수송 배지(transport medium)를 포함한다. 상기 수송 배지는 샘플의 온전성(sample integrity), 예컨대, 바이러스 또는 박테리아의 세포 온전성(cell integrity)을 유지할 수 있는 보존용 수송 배지를 지칭한다. 상기 수송 배지는 식염수, 예컨대 PBS(phosphate buffered saline) 또는 노말 식염수(normal saline) 기반이거나, 또는 균형 염(balanced salt) 용액, 예컨대 HBSS(Hank's Balanced Salt Solution) 기반일 수 있다. In another embodiment, the sample collection device includes a transport medium. The transport medium refers to a transport medium for preservation that can maintain sample integrity, such as cell integrity of viruses or bacteria. The transport medium may be based on a saline solution, such as phosphate buffered saline (PBS) or normal saline, or based on a balanced salt solution, such as Hank's Balanced Salt Solution (HBSS).
일 구현예에 있어서, 상기 수송 배지는 불활성화(inactivating) 수송 배지가 아니다. 즉, 상기 수송 배지는 유기체, 예컨대 바이러스를 불활성화시키는 물질, 즉 검체 용해용 물질(material for lysis)을 포함하지 않는다. 본 개시에서 용어 "용해용 물질(material for lysis)"은 화학적 세포 용해 방식으로 검체(즉, 세포)를 용해하기 위해 사용되는 성분을 의미하며, 예컨대, 카오트로픽 물질 등을 포함할 수 있다. 상기 카오트로픽 물질의 예로는 구아니디늄 또는 구아니딘 또는 유사한 화학물질을 포함하나 이에 제한되지 않는다. In one embodiment, the transport medium is not an inactivating transport medium. That is, the transport medium does not contain a material that inactivates organisms, such as viruses, that is, a material for lysis. In the present disclosure, the term “material for lysis” refers to a component used to dissolve a specimen (i.e., cells) by chemical cell lysis and may include, for example, a chaotropic material. Examples of such chaotropic substances include, but are not limited to, guanidinium or guanidine or similar chemicals.
상기 수송 배지의 예로는 시판 중인 Copan 유니버설 수송 배지(universal transport medium; UTM), 바이러스 수송 배지(viral transport medium; VTM) 또는 Noble Biosciences, Inc의 CTM(Clinical Virus Transport Medium)을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. Examples of such transport media include, but are not limited to, the commercially available Copan universal transport medium (UTM), viral transport medium (VTM), or Clinical Virus Transport Medium (CTM) from Noble Biosciences, Inc. No.
일 구현예에 있어서, 상기 수송 배지는 액체 배지(liquid medium)일 수 있다.In one embodiment, the transport medium may be a liquid medium.
일 구현예에 있어서, 상기 샘플 채취 장치는 샘플 채취 스왑 도구를 추가적으로 포함할 수 있다. In one embodiment, the sample collection device may additionally include a sample collection swab tool.
상기 대상체로부터 채취된 샘플은 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치에 장착된다. 상기 자동화 분자진단 시스템"은 샘플 준비 장치, 반응 용기 이송 장치 및 샘플 분석 장치를 포함한다. The sample collected from the subject is mounted on a sample preparation device within an automated molecular diagnosis system. The “automated molecular diagnosis system” includes a sample preparation device, a reaction vessel transfer device, and a sample analysis device.
본원에서 "자동화 분자진단 시스템"은 분자진단, 특히 등온 증폭(예컨대, LAMP)을 위해 샘플을 준비하고 분석하는 과정이 작업자의 개입 없이 자동으로 수행될 수 있는 복수의 장치들을 포함하는 시스템을 가리키기 위해 사용된다. As used herein, “automated molecular diagnostic system” refers to a system including a plurality of devices in which the process of preparing and analyzing samples for molecular diagnosis, especially isothermal amplification (e.g., LAMP), can be performed automatically without operator intervention. It is used for.
일 구현예에서, 상기 자동화 분자진단 시스템은 당업계에 널리 공지된 바와 같은 개별적으로 샘플 준비, 샘플 분석 등을 수행할 수 없는 완전 자동화 시스템(Full automation system)이다. 상업적으로 이용가능한 완전 자동화 시스템의 예는 Roche사의 Cobas 6800/Cobas 8800, Hologic사의 Panther/Panther Fusion, Abbott사의 Alinity, Qiagen사의 QIAsymphony 등을 들 수 있다.In one embodiment, the automated molecular diagnosis system is a fully automated system that cannot individually perform sample preparation, sample analysis, etc., as is widely known in the art. Examples of commercially available fully automated systems include Roche's Cobas 6800/Cobas 8800, Hologic's Panther/Panther Fusion, Abbott's Alinity, and Qiagen's QIAsymphony.
특정 구현예에서, 본원의 자동화 분자진단 시스템은 일체형 시스템(all in one system)이다. 본원에서는 상세한 설명의 전반에 걸쳐 자동화 분자진단 시스템을 일체형 시스템에 기반하여 설명하나 당업자라면 일체형 시스템 외에도 전술한 완전 자동화 시스템이 적용될 수 있음을 인식할 것이다. In certain embodiments, our automated molecular diagnostic system is an all in one system. Herein, the automated molecular diagnosis system is described based on an integrated system throughout the detailed description, but those skilled in the art will recognize that the fully automated system described above can be applied in addition to the integrated system.
샘플 준비 장치 및 샘플 분석 장치는 stand-alone 장치로 인허가된 상태로 일체형 시스템에 적용될 수 있다. 대안적으로, 일체형 시스템으로의 적용을 위해 일부 하우징 등의 변경을 수행하고, 이에 대한 부분 인허가를 진행할 수 있다.The sample preparation device and sample analysis device can be applied as an integrated system while being licensed as a stand-alone device. Alternatively, for application as an integrated system, some changes to the housing, etc. can be made and partial approval for this can be obtained.
따라서, 샘플 준비 장치 및 샘플 분석 장치는 stand-alone 장치로 인허가된 시약을 그대로 사용할 수 있다.Therefore, the sample preparation device and sample analysis device are stand-alone devices and approved reagents can be used as is.
일 구현예에 있어서, 일체형 시스템은 각각 동작되는 샘플 준비 장치와 샘플 분석 장치를 작동적으로 연결(operatively connecting)하기 위한 하나 이상의 하나 이상의 개구부(passthrough cavity)와 반응 용기 이송 장치(reaction vessel transfer device)를 포함한다.In one embodiment, the integrated system includes one or more passthrough cavities and a reaction vessel transfer device for operatively connecting a sample preparation device and a sample analysis device, respectively. Includes.
본원에서 사용된 용어 "샘플 준비 장치(sample preparation device)"는 분석물(analyte)을 포함하거나 포함할 것으로 추정되는 분석 샘플을 준비하기 위하여 사용되는 장치를 나타낸다. 일 구현예에서, 샘플 준비 장치는 개별적으로 동작되는 stand-alone 장치이다. As used herein, the term “sample preparation device” refers to a device used to prepare an analytical sample that contains or is presumed to contain an analyte. In one embodiment, the sample preparation device is a stand-alone device that is individually operated.
본원에서, 샘플 준비 장치는 그 안에 장착된 직접 용해 버퍼 및 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약을 포함한다. Herein, the sample preparation device includes a direct lysis buffer loaded therein and an isothermal amplification reagent for detecting target nucleic acids.
샘플 준비 장치는 샘플을 분석 장치에 적용하기 위한 최적 상태로 처리하며, 이를 마이크로 로봇을 이용하여 자동으로 수행한다. 본 개시에서의 샘플 준비 과정은 샘플(예컨대, 검체)로부터 핵산 추출, 등온 증폭 시약의 제작 및 추출된 핵산과 등온 증폭 시약의 조합을 포함한다. The sample preparation device processes the sample to an optimal state for application to the analysis device, and performs this automatically using a microrobot. The sample preparation process in the present disclosure includes extracting nucleic acids from a sample (e.g., specimen), preparing an isothermal amplification reagent, and combining the extracted nucleic acids with the isothermal amplification reagent.
일 구현예에서, 샘플 준비 장치는 하우징을 포함하며, 샘플 준비 장치는 별도의 육면체(hexahedron) 형태의 폐쇄 구조물(enclosure) 내에 위치할 수 있다.In one embodiment, the sample preparation device includes a housing, and the sample preparation device may be located within a separate hexahedron-shaped enclosure.
샘플 준비 장치는 내부의 반응 용기를 샘플 분석 장치에게 제공할 수 있다. The sample preparation device may provide an internal reaction vessel to the sample analysis device.
일 구현예에서, 샘플 준비 장치는 하우징에 하나 이상으로 형성된 개구부를 통해 내부의 반응 용기를 샘플 분석 장치에게 제공할 수 있다.In one embodiment, the sample preparation device may provide the internal reaction vessel to the sample analysis device through one or more openings formed in the housing.
다른 구현예에서, 샘플 준비 장치는 내부의 반응 용기를 샘플 분석 장치에게 제공하기 위하여, 하우징에 하나 이상의 개구부를 형성할 수 있다.In another embodiment, the sample preparation device may form one or more openings in the housing to provide an internal reaction vessel to the sample analysis device.
다른 구현예에서, 샘플 준비 장치가 폐쇄 구조물 내부에 위치하고, 샘플 분석 장치가 폐쇄 구조물의 외부에 위치하는 경우, 폐쇄 구조물은 샘플 준비 장치의 반응 용기를 샘플 분석 장치에게 제공하기 위하여 하나 이상의 개구부가 형성될 수 있다.In another embodiment, where the sample preparation device is located inside the closed structure and the sample analysis device is located outside the closed structure, the closed structure has one or more openings to provide the reaction vessel of the sample preparation device to the sample analysis device. It can be.
일 구현예에서, 샘플 준비 장치는 핵산 추출 모듈(nucleic acid extraction module)을 포함한다. In one embodiment, the sample preparation device includes a nucleic acid extraction module.
상기 핵산 추출 모듈은 샘플(예를 들어, 수송 배지를 포함하는 샘플)의 분취물(aliquot)을 직접 용해 버퍼(예를 들어, 샘플 준비 장치에 장착된 버퍼)의 분취물과 혼합하고, 상기 혼합물을 인큐베이션하는 과정을 수행할 수 있다.The nucleic acid extraction module directly mixes an aliquot of a sample (e.g., a sample containing transport medium) with an aliquot of a lysis buffer (e.g., a buffer mounted on a sample preparation device), and the mixture The incubation process can be performed.
또한, 샘플 준비 장치는 상기 인큐베이션된 혼합물을 등온 증폭 시약의 분취물과 혼합하는 과정을 수행할 수 있다.Additionally, the sample preparation device may perform a process of mixing the incubated mixture with an aliquot of the isothermal amplification reagent.
샘플 준비 장치에서 샘플의 준비 과정은 샘플 준비 장치를 제어하기 위한 제어 기기(미도시)를 통해 구현되며, 각 샘플의 준비 과정의 동작은 제어 기기가 각 구성요소에 대한 제어를 수행하여 이루어진다.In the sample preparation device, the sample preparation process is implemented through a control device (not shown) for controlling the sample preparation device, and the operation of each sample preparation process is achieved by the control device controlling each component.
제어 기기는 샘플 준비 장치에 임베디드 되도록 구성될 수 있고, 별도의 장치로 구비되어 샘플 준비 장치와 네트워크를 통해 연결될 수 있다.The control device may be configured to be embedded in the sample preparation device, or may be provided as a separate device and connected to the sample preparation device through a network.
본 발명에 따른 제어 기기는 소프트웨어 제어형이다. 샘플 준비 장치의 제어 방법은 소프트웨어(software)로 제어될 수 있다. 소프트웨어 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 프로세서 상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로써 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다.The control device according to the present invention is software controlled. The control method of the sample preparation device may be controlled by software. Methods implemented as software or algorithms may be stored on a computer-readable recording medium as computer-readable codes or program instructions executable on a processor.
여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD, Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독 가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.Here, computer-readable recording media include magnetic storage media (e.g., ROM (read-only memory), RAM (random access memory), floppy disk, hard disk, etc.) and optical read media (e.g., CD-ROM). , DVD (Digital Versatile Disc), etc. The computer-readable recording medium is distributed among networked computer systems, so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. The media may be readable by a computer, stored in memory, and executed by a processor.
본 발명에 따른 샘플 준비 장치는 자동화된 액체 취급 장치(automated liquid handling device)이다. 자동화된 액체 취급 장치는 화학적 또는 생화학적 실험실의 자동화를 위해 지정된 컨테이너로부터 원하는 양의 시약, 샘플 또는 다른 액체를 자동적 및 프로그램으로 흡입 및/또는 분배할 수 있다. 자동화된 액체 취급 장치의 다양한 구성은 당업자에게 공지되어 있다.The sample preparation device according to the invention is an automated liquid handling device. An automated liquid handling device can automatically and programmatically aspirate and/or dispense desired quantities of reagents, samples or other liquids from designated containers for automation of a chemical or biochemical laboratory. Various configurations of automated liquid handling devices are known to those skilled in the art.
샘플 준비 장치의 모든 구성요소는 통합된 장치로서 설계되고 시스템 하우징 내에 위치된다.All components of the sample preparation device are designed as an integrated device and located within the system housing.
일 구현예에서, 샘플 준비 장치는 Hamilton사의 "Microlab VANTAGE", "Microlab STAR", "Microlab NIMBUS" 또는 "Microlab Prep" 등의 제품을 사용할 수 있다 (https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/platforms 참조).In one embodiment, the sample preparation device may use a product such as “Microlab VANTAGE”, “Microlab STAR”, “Microlab NIMBUS”, or “Microlab Prep” from Hamilton (https://www.hamiltoncompany.com/automated- (see liquid-handling/platforms).
본원에서 사용된 용어 "샘플 분석 장치(sample analysis device)"는 샘플을 등온 증폭, 특히 LAMP에 적용하기 위하여 사용되는 장치를 의미한다.As used herein, the term “sample analysis device” refers to a device used to subject a sample to isothermal amplification, particularly LAMP.
본원에서, 샘플 분석은 샘플 내의 타겟 핵산의 존재를 검출하는 것을 포함한다.As used herein, sample analysis includes detecting the presence of a target nucleic acid in a sample.
샘플 분석 장치는 관심 뉴클레오타이드 서열을 갖는 타겟 핵산을 증폭하고, 증폭된 핵산을 검출하는 기기를 의미할 수 있다.A sample analysis device may refer to a device that amplifies a target nucleic acid having a nucleotide sequence of interest and detects the amplified nucleic acid.
샘플 분석 장치는 핵산 증폭 기기 및 핵산 검출 기기를 포함할 수 있다. 상기 핵산 검출 기기는 광원 및 광 검출기를 포함하는 광학 기기를 포함할 수 있다.The sample analysis device may include a nucleic acid amplification device and a nucleic acid detection device. The nucleic acid detection device may include an optical device including a light source and a light detector.
또한, 샘플 분석 장치는 샘플의 온도를 등온으로 유지시킬 수 있는 온도 제어 기기를 포함할 수 있다. Additionally, the sample analysis device may include a temperature control device capable of maintaining the temperature of the sample at isotherm.
상기 샘플 분석 장치는 등온 증폭 장치(예컨대, LAMP 장치)이거나 또는 시판 중인 실시간 PCR 장치, 예컨대 써멀 사이클러(thermal cycler)일 수 있다. 샘플 분석 장치가 실시간 PCR 장치인 경우, 상기 샘플 분석 장치는 미리 정해진 온도를 유지하도록, 즉 등온 조건을 달성하도록 설정될 수 있다. The sample analysis device may be an isothermal amplification device (eg, a LAMP device) or a commercially available real-time PCR device, such as a thermal cycler. If the sample analysis device is a real-time PCR device, the sample analysis device may be set to maintain a predetermined temperature, i.e., to achieve isothermal conditions.
상기 샘플 분석 장치에서, 타겟 핵산은 종래 공지된 등온 증폭 방법(예컨대, LAMP 방법) 및 이의 변형에 의해 증폭될 수 있다. In the sample analysis device, the target nucleic acid can be amplified by a conventionally known isothermal amplification method (eg, LAMP method) or a modification thereof.
한편, 본 발명의 샘플 분석 장치에 포함되는 핵산 검출 기기는 핵산 증폭 기기를 통해 증폭된 샘플 내의 타겟 핵산을 검출하기 위한 장치이다. Meanwhile, the nucleic acid detection device included in the sample analysis device of the present invention is a device for detecting target nucleic acids in a sample amplified through a nucleic acid amplification device.
일 구현예에서, 상기 핵산 검출 기기는 타겟 핵산의 존재시에 형광 물질로부터 방출되는 방출광(emission light)을 검출하는 광학 모듈(optical module)을 포함한다.In one embodiment, the nucleic acid detection device includes an optical module that detects emission light emitted from a fluorescent material in the presence of a target nucleic acid.
광학 모듈은 핵산 증폭 기기에서 수행된 증폭 반응을 실시간으로 분석(또는 모니터링)하는 광학 장치(optics mechanism)이다. 일 구현예로, 광학 모듈은 복수로 구비되는 광원, 광학 필터, 볼록 렌즈, 빔 스플리터, 광 검출기 등의 구성요소로 이루어질 수 있으며, 광학 모듈에서 진행되는 핵산 증폭 반응에서 발생되는 형광을 실시간으로 검출할 수 있다.The optical module is an optical mechanism that analyzes (or monitors) the amplification reaction performed in the nucleic acid amplification device in real time. In one embodiment, the optical module may be composed of a plurality of components such as a light source, an optical filter, a convex lens, a beam splitter, and an optical detector, and detects fluorescence generated from the nucleic acid amplification reaction occurring in the optical module in real time. can do.
일 구현예에서, 샘플 분석 장치는 실시간 검출 장치이다. In one implementation, the sample analysis device is a real-time detection device.
일 구현예에서, 샘플 분석 장치는 실시간 핵산 검출 장치이다. In one embodiment, the sample analysis device is a real-time nucleic acid detection device.
일 구현예에서, 샘플 분석 장치는 실시간 등온 증폭 장치이다.In one embodiment, the sample analysis device is a real-time isothermal amplification device.
일 구현예에서, 샘플 분석 장치는 실시간 PCR 장치이다.In one embodiment, the sample analysis device is a real-time PCR device.
일 구현예에서, 샘플 분석 장치는 LAMP 장치, 특히 실시간 LAMP 장치이다.In one embodiment, the sample analysis device is a LAMP device, particularly a real-time LAMP device.
본원에서 샘플 분석 장치는 개별적으로 동작되는 stand-alone 장치이다. The sample analysis device herein is a stand-alone device that is operated individually.
일 구현예에서, 샘플 분석 장치는 하우징을 포함하며, 샘플 분석 장치는 별도의 육면체(hexahedron) 형태의 폐쇄 구조물(enclosure) 내에 위치할 수 있다.In one embodiment, the sample analysis device includes a housing, and the sample analysis device may be located within a separate hexahedron-shaped enclosure.
샘플 분석 장치는 샘플 준비 장치로부터 샘플을 포함하는 반응 용기를 수신할 수 있다.A sample analysis device can receive a reaction vessel containing a sample from a sample preparation device.
샘플 분석 장치는 샘플 준비 장치로부터 반응 용기를 직접 수신하지 않으며, 반응 용기 이송 장치로부터 이송되는 반응 용기를 수신할 수 있다.The sample analysis device does not directly receive the reaction vessel from the sample preparation device, but may receive the reaction vessel transferred from the reaction vessel transfer device.
본원에서 사용된 용어 "폐쇄 구조물(enclosure)"은 외부와 환경적/공간적으로 분리될 수 있는 하나 이상의 닫힌 공간으로 형성된 하우징 형태의 구조물이다.As used herein, the term “enclosure” is a housing-type structure formed of one or more closed spaces that can be environmentally/spatially separated from the outside.
일 구현예에서, 폐쇄 구조물은 육면체(hexahedron) 형상으로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the closed structure may have a hexahedron shape.
다른 구현예에서, 폐쇄 구조물은 복수의 육면체가 연결된 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 내부는 하나의 공간으로 연결되거나, 복수의 공간으로 분리될 수 있다.In another embodiment, the closed structure may have a shape in which a plurality of hexahedrons are connected. At this time, the interior may be connected into one space or divided into multiple spaces.
일 구현예에서, 폐쇄 구조물의 외부에 샘플 준비 장치가 위치하며, 내부에 샘플 분석 장치가 위치하는 경우, 반응 용기 이송 모듈은 폐쇄 구조물의 내부에 위치할 수 있다.In one embodiment, when the sample preparation device is located outside the closed structure and the sample analysis device is located inside the closed structure, the reaction vessel transfer module may be located inside the closed structure.
다른 구현예에서, 폐쇄 구조물의 외부에 샘플 분석 장치가 위치하며, 내부에 샘플 준비 장치가 위치하는 경우, 반응 용기 이송 모듈은 폐쇄 구조물의 외부에 위치할 수 있다.In other embodiments, where the sample analysis device is located outside the closed structure and the sample preparation device is located inside, the reaction vessel transfer module may be located outside the closed structure.
또 다른 구현예에서, 폐쇄 구조물의 내부에 샘플 준비 장치와 샘플 분석 장치가 위치하는 경우, 반응 용기 이송 모듈은 폐쇄 구조물의 내부에 위치할 수 있다.In another embodiment, when the sample preparation device and the sample analysis device are located inside the closed structure, the reaction vessel transfer module may be located inside the closed structure.
폐쇄 구조물에는 자동 용기 실러(automated container sealer)가 위치할 수 있다.An automated container sealer may be located in the closed structure.
폐쇄 구조물은 샘플 준비 장치 및/또는 샘플 분석 장치가 내부에 위치하는 경우, 각각의 장치들이 stand-alone 장치로 동작하는 환경을 구현하기 위해 내부에 환경 조절 수단을 포함할 수 있다.When a sample preparation device and/or a sample analysis device are located inside the closed structure, the closed structure may include environmental control means therein to implement an environment in which each device operates as a stand-alone device.
환경 조절 수단은 폐쇄 구조물 내부의 온도, 습도, 오염 등을 조절하기 위한 것으로, 온열 장치, 냉각 장치, 습도 조절 장치, 팬, 필터 등으로 이루어질 수 있다.The environmental control means is intended to control temperature, humidity, contamination, etc. inside the closed structure and may include a heating device, a cooling device, a humidity control device, a fan, a filter, etc.
본원에서 사용된 용어 "개구부(passthrough cavity)"는 환경적/공간적으로 분리된 샘플 준비 장치와 샘플 분석 장치를 연결하기 위한 구성이다. 개구부는 인접하게 위치한 샘플 준비 장치와 샘플 분석 장치를 상호 공간적으로 연결하도록, 샘플 준비 장치로 준비된 반응 용기가 샘플 분석 장치 또는 폐쇄 구조물 내의 샘플 분석 장치로 이동되는 통로(passage)이다. As used herein, the term “passthrough cavity” is a configuration for connecting an environmentally/spatially separated sample preparation device and a sample analysis device. The opening is a passage through which the reaction vessel prepared by the sample preparation device is moved to the sample analysis device or the sample analysis device within the closed structure so as to spatially connect the adjacent sample preparation device and the sample analysis device.
일 구현예에서, 개구부는 샘플 준비 장치에 형성된 제1 개구부(1st passthrough cavity)와 폐쇄 구조물에 포함된 제2 개구부(2nd passthrough cavity)로 구성될 수 있다.In one embodiment, the opening may be comprised of a first opening (1st passthrough cavity) formed in the sample preparation device and a second opening (2nd passthrough cavity) included in the closed structure.
다른 구현예에서, 제1 개구부 및/또는 제2 개구부는 상호 공간적으로 연결된 상태를 차단할 수 있는 개폐 장치(door device)를 포함할 수 있다. 개폐 장치는 제1 개구부에 포함될 수 있으며, 제2 개구부에 포함될 수도 있다. 또는 제1 개구부 및 제2 개구부에 모두 포함될 수 있다.In another implementation, the first opening and/or the second opening may include a door device capable of blocking a state in which they are spatially connected to each other. The opening and closing device may be included in the first opening and may be included in the second opening. Alternatively, it may be included in both the first opening and the second opening.
개구부는 샘플 준비 장치에서 준비된 반응 용기가 샘플 분석 장치 또는 폐쇄 구조물 내의 샘플 분석 장치로 이동되는 경우에 개방되고, 이동이 완료된 이후 폐쇄되도록 동작될 수 있다.The opening may be operated to open when the reaction vessel prepared in the sample preparation device is moved to the sample analysis device or to the sample analysis device within the closed structure, and to be closed after the movement is completed.
제1 개구부는 샘플 준비 장치의 하부에 형성되며, 바람직하게는 샘플 준비 장치의 덱(deck)에 형성될 수 있다. 샘플 준비 장치의 덱에 형성된 제1 개구부는 하부에 위치하여 샘플 분석 장치 또는 폐쇄 구조물 내에 위치하는 샘플 분석 장치로 반응 용기를 제공할 수 있다.The first opening is formed in the lower part of the sample preparation device, and may preferably be formed in the deck of the sample preparation device. The first opening formed in the deck of the sample preparation device may be located at the bottom to provide a reaction vessel to the sample analysis device or to the sample analysis device located in the closed structure.
제2 개구부는 샘플 준비 장치의 제1 개구부에서 이동되는 반응 용기가 진입할 수 있도록 폐쇄 구조물의 상부면, 측면 또는 저면에 형성될 수 있다.The second opening may be formed in the top, side, or bottom of the closed structure to allow entry of a reaction vessel that is moved in the first opening of the sample preparation device.
또한, 폐쇄 구조물에는 제1 개구부로부터 제2 개구부를 통해 반응 용기를 이송시키기 위한 반응 용기 이송 장치가 포함될 수 있다.Additionally, the closed structure may include a reaction vessel transfer device for transferring the reaction vessel from the first opening through the second opening.
본원에서 사용된 용어 "반응 용기 이송 장치"는 일체형 시스템에서 사용되는 반응 용기를 샘플 준비 장치에서 샘플 분석 장치 또는 폐쇄 구조물 내의 샘플 분석 장치로 이동시키고, 폐쇄 구조물 내의 각 구성요소에 이송 및 장착할 수 있는 장치이다.As used herein, the term "reaction vessel transfer device" refers to the ability to move a reaction vessel used in an integrated system from a sample preparation device to a sample analysis device or a sample analysis device within a closed structure, and to be transported and mounted on each component within the closed structure. It is a device that has
일 구현예에서, 반응 용기를 샘플 준비 장치에서 샘플 분석 장치에 이동시키기 위한 반응 용기 이송 장치는 적어도 하나 이상의 로봇 모듈을 포함할 수 있다. In one embodiment, a reaction vessel transfer device for moving a reaction vessel from a sample preparation device to a sample analysis device may include at least one robot module.
일 구현예에서, 로봇 모듈은 승강 모듈(lift module)을 포함한다. 승강 모듈은 반응 용기를 상하로 이동시키기 위한 로봇 모듈이며, 샘플 준비 장치의 반응 용기를 폐쇄 구조물 내로 이동시킬 수 있다.In one implementation, the robotic module includes a lift module. The lifting module is a robot module for moving the reaction vessel up and down, and can move the reaction vessel of the sample preparation device into a closed structure.
다른 구현예에서, 로봇 모듈은 크레인 모듈(crane module)을 포함한다. 크레인 모듈은 폐쇄 구조물 내로 이동된 반응 용기를 폐쇄 구조물 내에서 이송하고 이를 구성요소에 장착할 수 있다.In another implementation, the robot module includes a crane module. The crane module can transport the reaction vessel moved into the closed structure within the closed structure and mount it on the component.
또 다른 구현예에서, 로봇 모듈은 로봇 암(robot arms)을 포함한다. 로봇 암은 하나 이상의 관절 운동을 통해 반응 용기를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.In another implementation, the robotic module includes robot arms. The robot arm can move the reaction vessel to a desired location through one or more joint movements.
로봇 모듈은 상/하, 전/후, 좌우 방향으로 동작될 수 있으나, 일 구현예에서, 승강 모듈은 상/하 및 좌/우 방향으로 동작되고, 크레인 모듈은 상/하, 전/후 및 좌/우 방향으로 동작되고, 회전될 수 있다. The robot module may operate in the up/down, forward/backward, and left/right directions, but in one embodiment, the lifting module operates in the up/down and left/right directions, and the crane module operates in the up/down, forward/backward, and left/right directions. It operates in left/right directions and can be rotated.
본원에서 사용된 용어 "용기(vessel)"는 샘플 준비 장치 및 샘플 분석 장치에서 사용되는 물질을 수용하는 공간을 말한다. 물질은 일반적으로 용액을 포함한다. 본 명세서에서 샘플 준비 장치 및 샘플 분석 장치에서 사용되는 물질을 수용하는 공간은 "container" 또는 "carrier"로 사용될 수 있다. "vessel", "container" 및 "carrier"를 특별히 구분하지 않는다. 다만, 사용되는 장치, 형태 또는 내부 수용 물질 등에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.As used herein, the term “vessel” refers to a space containing materials used in a sample preparation device and sample analysis device. The substance generally contains a solution. In this specification, a space containing materials used in a sample preparation device and a sample analysis device may be used as a “container” or “carrier.” There is no special distinction between “vessel”, “container”, and “carrier”. However, it can be used selectively depending on the device used, its form, or the material contained within.
본원에서 사용된 용어 "반응 용기"는 타겟 핵산의 증폭을 위해 샘플(등온 증폭 시약과 혼합된 샘플)이 함유된 용기를 지칭한다. As used herein, the term “reaction vessel” refers to a vessel containing a sample (sample mixed with an isothermal amplification reagent) for amplification of a target nucleic acid.
본원에서 반응 용기는 96-웰 플레이트를 의미하며, 이는 샘플 준비 장치 및 샘플 분석 장치에서 사용된다. 본원에서 96-웰 플레이트는 96개의 샘플(대조군 포함)을 하나의 반응으로, 즉 동시에 처리할 수 있다. Reaction vessel herein refers to a 96-well plate, which is used in sample preparation devices and sample analysis devices. The 96-well plate herein can process 96 samples (including controls) in one reaction, i.e. simultaneously.
도 1은 일 구현예에 따른 일체형 시스템을 나타내는 정면도이며, 도 2는 일 구현예에 따른 일체형 시스템을 나타내는 우측면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일 구현예에서, 일체형 시스템(all in one system, 1000)은 샘플 준비 장치(sample preparation device, 1100)와 폐쇄 구조물(enclosure, 1300)을 포함한다.FIG. 1 is a front view showing an integrated system according to an embodiment, and FIG. 2 is a right side view showing an integrated system according to an embodiment. 1 and 2, in one implementation, an all in one system (1000) includes a sample preparation device (1100) and an enclosure (1300).
일 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)의 상부에 위치하도록 구성될 수 있다. 다른 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)의 측면에 위치하도록 구성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)의 후면에 위치하도록 구성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)의 전면에 위치하도록 구성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)의 내부에 위치하도록 구성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)의 하부에 위치하도록 구성될 수 있다.In one implementation,
폐쇄 구조물(1300)은 육면체 형상의 닫힌 공간이다.The
폐쇄 구조물(1300)은 샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(sample analysis device, 1200), 반응 용기 이송 장치(reaction vessel transfer device, 1400) 중 적어도 하나 이상의 장치를 수용할 수 있다.The
일 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)은 하나 이상의 샘플 분석 장치(1200) 및 반응 용기 이송 장치(1400)를 수용할 수 있다. 다른 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)은 하나 이상의 샘플 분석 장치(1200)를 수용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)은 반응 용기 이송 장치(1400)를 수용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)은 샘플 준비 장치(1100) 및 반응 용기 이송 장치(1400)를 수용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)은 샘플 준비 장치(1100)를 수용할 수 있다.In one implementation, the
폐쇄 구조물(1300)은 내부에 수용되는 하나 이상의 장치와 외부에 위치하는 장치들 사이의 작동적인 연결을 제공할 수 있다.
일 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)은 단일 공간을 폐쇄된다. 폐쇄 구조물(1300)이 단일 공간으로 폐쇄되는 경우, 샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(sample analysis device, 1200), 반응 용기 이송 장치(reaction vessel transfer device, 1400) 중 적어도 하나 이상의 장치는 하나의 공간에 위치할 수 있다.In one implementation,
다른 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)은 복수의 공간을 폐쇄한다. 폐쇄 구조물(1300)이 복수의 공간으로 폐쇄되는 경우, 샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(sample analysis device, 1200), 반응 용기 이송 장치(reaction vessel transfer device, 1400) 중 적어도 하나 이상의 장치는 복수의 공간 중 어느 하나의 공간에 위치하거나, 복수의 공간 중 어느 둘 이상의 공간에 위치할 수 있다. 예를 들어, 단일 공간을 가지는 폐쇄 구조물(1300)에는 샘플 분석 장치(1200) 및 반응 용기 이송 장치(1400)가 같은 공간 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 복수의 공간을 가지는 폐쇄 구조물(1300)에는 샘플 분석 장치(1200) 및 반응 용기 이송 장치(1400)는 서로 다른 공간에 위치할 수 있다.In another implementation,
일 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)의 내부에 샘플 분석 장치(1200) 및 반응 용기 이송 장치(1400)가 위치할 수 있다. 이때, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)의 외부에 위치한다.In one embodiment, the
폐쇄 구조물(1300)은 샘플 준비 장치(1100)로부터 샘플 분석 장치(1200)에게 제공될 반응 용기(1500)를 이송하기 위한 반응 용기 이송 장치(1400)가 이동되는 확정 통로(defined passage)인 제2 개구부(2nd passthrough cavity, 1310)가 형성된다.The
폐쇄 구조물(1300)의 제2 개구부(1310)는 반응 용기(1500)가 이송되는 확정 통로(passage)이며, 반응 용기 이송 장치(1400)는 샘플 준비 장치(1100)의 제1 개구부(1130)로부터 폐쇄 구조물(1300)의 제2 개구부(1310)를 통해 샘플 분석 장치(1200)에 반응 용기(1500)를 제공할 수 있다.The
폐쇄 구조물(1300)의 제2 개구부(1310)의 위치는 폐쇄 구조물(1300)의 외측면 중에서 어느 하나의 면에 위치될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 폐쇄 구조물(1300)이 육면체의 형상인 경우, 제2 개구부(1310)는 폐쇄 구조물(1300)의 상부면에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The
반응 용기 이송 장치(1400)는 샘플 준비 장치(1100)의 제1 개구부(1st passthrough cavity, 1130)로부터 폐쇄 구조물(1300)의 제2 개구부(1310) 사이에 형성되는 경로를 통해 반응 용기(1500)를 이송하도록 프로그래밍 될 수 있다.The reaction
따라서, 반응 용기 이송 장치(1400)가 반응 용기(1500)를 이동시킬 수 있는 범위 내의 거리에 각각의 개구부가 위치하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that each opening is located at a distance within a range within which the reaction
폐쇄 구조물(1300)은 육면체 형태의 캐비닛(cabinet), 락커(locker), 상자(box/case) 등의 형상으로 구현될 수 있다. 폐쇄 구조물(1300)은 전/후/좌/우/상/하면이 폐쇄되며, 적어도 하나의 폐쇄 구조물 문(door, 1320)이 구비되는 형태이다. 폐쇄 구조물 문(1320)은 사용자가 내부에 위치하는 장치 및 구성요소들에 접근할 수 있도록 전/후, 좌/우 등에 설치된다.The
폐쇄 구조물(1300)은 밀폐(seal)되지 않으며, 환기구(air vent, 1370)가 형성될 수 있다.The
폐쇄 구조물(1300)은 샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(1200) 및/또는 반응 용기 이송 장치(1400) 중 적어도 하나 이상이 위치될 수 있다.The
또한, 폐쇄 구조물(1300)에는 반응 용기(1500)의 상부면 주입구를 실링(sealing)하기 위한 자동 용기 실러(automated container sealer, 1700)가 위치할 수 있다.Additionally, an automated container sealer (1700) for sealing the upper surface inlet of the reaction vessel (1500) may be located in the closed structure (1300).
또한, 폐쇄 구조물(1300)에는 샘플 준비 장치(1100)에서 분석 샘플의 준비를 위해 사용된 다양한 용액을 회수하기 위한 용액 회수함(liquid waste collection bin, 1330)이 위치할 수 있다.Additionally, a liquid
또한, 폐쇄 구조물(1300)에는 샘플 분석 장치(1200)에서 분석의 수행이 완료된 반응 용기(1500)를 회수하기 위한 반응 용기 회수함(reaction vessel retrieval container, 1360)이 위치할 수 있다.Additionally, a reaction vessel retrieval container 1360 may be located in the
일 구현예에서, 반응 용기 회수함은 폐쇄 구조물(1300)의 내부에 위치할 수 있다. 다른 구현예에서, 반응 용기 회수함은 폐쇄 구조물(1300)의 외부에 위치할 수 있다. In one implementation, the reaction vessel recovery bin can be located inside the
외부에 위치하는 반응 용기 회수함은 폐쇄 구조물(1300)의 내부와 외부를 연결하는 회수 개구부(retrieval passthrough cavity, 1340)를 통해 반응 용기(1500)가 내부에서 외부로 이송됨에 반응 용기(1500)를 회수할 수 있다. The reaction vessel recovery box located on the outside transports the
반응 용기(1500)의 이동을 위해 폐쇄 구조물(1300)의 내부와 외부를 연결하는 회수 개구부(1340)에는 컨베이어(conveyor, 1350)가 설치되어 상호 연결될 수 있다. 반응 용기 이송 장치(1400)가 폐쇄 구조물(1300)의 내측 컨베이어(1350)에 반응 용기(1500)를 내려 놓으면, 반응 용기(1500)는 컨베이어(1350)에 의해 이동하고, 폐쇄 구조물(1300)의 외부에 위치한 반응 용기 회수함에 수용될 수 있다.In order to move the
일 구현예에서, 컨베이어(1350)는 내부보다 외부의 위치가 낮은 경사면을 형성한다. 컨베이어(1350)는 경사면에 롤러가 구비됨으로써, 반응 용기(1500)를 폐쇄 구조물(1300)의 외부로 배출할 수 있다. 외부로 배출되는 반응 용기(1500)는 반응 용기 회수함에 수용될 수 있다.In one implementation, the conveyor 1350 forms an inclined surface where the outside is lower than the inside. The conveyor 1350 is provided with rollers on an inclined surface, so that the
다른 구현예에서, 컨베이어(1350)는 동력으로 구동될 수 있다. 동력은 컨베이어(1350)에 포함된 밸트 등을 회전시킴으로써, 컨베이어(1350)에 올려지는 반응 용기(1500)를 폐쇄 구조물(1300)의 외부로 배출할 수 있다. 외부로 배출되는 반응 용기(1500)는 반응 용기 회수함에 수용될 수 있다.In other implementations, conveyor 1350 may be powered. Power can be used to rotate the belt included in the conveyor 1350, thereby discharging the
반응 용기 회수함은 사용자에 의해 내부에 수용된 하나 이상의 반응 용기(1500)가 비워질 수 있다.The reaction vessel recovery box may have one or
폐쇄 구조물(1300)의 내부와 외부가 컨베이어(1350)에 의해 연결되는 회수 개구부(1340)는 개폐 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 개폐 모듈은 반응 용기(1500)가 반응 용기 회수함으로 이동되는 경우에 열릴 수 있으며, 그 외의 경우에는 닫혀 있는 것이 바람직하다. 개폐 모듈은 외부의 오염으로부터 폐쇄 구조물(1300)의 내부를 보호할 수 있다.The
일 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)은 완전 밀폐되지 않으며, 환기가 가능하도록 구현되어 있다. 이를 위해 폐쇄 구조물(1300)에는 환경 조절 수단을 포함하고 있으며, 환경 조절 수단은 환기구, 배기구, 팬, 온도 조절 수단, 습도 조절 수단, 공기 필터 등이 포함될 수 있다.In one implementation, the
본 발명의 도 6 및 도 8에서는 폐쇄 구조물(1300) 내의 공기 순환을 위한 환기구(air vent, 1370) 또는 배기구(exhaust vent, 1370), 및/또는 내부의 공기를 배출하기 위한 팬(fan, 1380)이 하나 이상 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.In Figures 6 and 8 of the present invention, an air vent (1370) or an exhaust vent (1370) for air circulation within the
도 3은 일 구현예에 따른 일체형 시스템의 작동적인 연결을 나타내는 예시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)의 상부에 위치한다. Figure 3 is an exemplary diagram showing the operational connection of an integrated system according to one implementation. As shown in Figure 3,
샘플 준비 장치(1100)는 분석 샘플의 준비를 위해 단독으로 설치되어 동작될 수 있으며, 일 구현예에 따라, 폐쇄 구조물(1300)과 작동적으로 연결되어 일체형 시스템(1000)으로 사용될 수 있다.The
일 구현예에 따라, 샘플 준비 장치(1100)가 폐쇄 구조물(1300)과 결합되어, 일체형 시스템(1000)으로 사용되는 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 폐쇄 구조물(1300)에 구비되는 승강 모듈(1410)이 내부로 이동할 수 있도록 제1 개구부(1130)를 형성할 수 있다(도 5 참조). 제1 개구부(1130)는 비어 있는 공간이며, 반응 용기(1500)가 승강 모듈(1410)에 의해 이동되는 확정 통로(defined passage)이다.According to one embodiment, when the
승강 모듈(1410)이 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동되는 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 분석 샘플을 수용하는 반응 용기(reaction vessel, 1500) 또는 반응 용기(1500)를 수용하는 플레이트(plate, 미도시)를 승강 모듈(1410)에 장착한다. 승강 모듈(1410)은 장착된 반응 용기(1500) 또는 플레이트를 폐쇄 구조물(1300)의 내부로 이동시킨다.When the
일 구현예에 따라, 샘플 준비 장치(1100)가 폐쇄 구조물(1300)의 상부에 위치하는 경우, 샘플 준비 장치(1100)와 폐쇄 구조물(1300)은 결합 장치(coupling mechanism, 미도시)를 통해 결합될 수 있다.According to one embodiment, when the
일 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100) 및 샘플 분석 장치(1200) 중 적어도 어느 하나 이상의 장치가 폐쇄 구조물(1300)과 작동적으로 연결되어 일체형 시스템(1000)으로 사용되는 경우, 샘플 준비 장치(1100) 및 샘플 분석 장치(1200)는 stand-alone 장치로 사용되던 전원 모듈을 그대로 사용한다.In one embodiment, when at least one of the
일 구현예에서, stand-alone 샘플 준비 장치(1100) 및 stand-alone 샘플 분석 장치(1200) 중 적어도 어느 하나 이상이 폐쇄 구조물(1300)과 작동적으로 연결되어 일체형 시스템(1000)으로 사용되는 경우, stand-alone 샘플 준비 장치(1100) 및 stand-alone 샘플 분석 장치(1200)는 이미 상용화된 장치 및/또는 기 인허가 받은 장치이다.In one embodiment, when at least one of the stand-alone
이에 따라, 폐쇄 구조물(1300)과 작동적으로 연결되어 일체형 시스템(1000)으로 사용하여도 별도의 인허가가 필요 없거나, 부분 수정이 있을 수 있다.Accordingly, even if it is operatively connected to the
도 4는 일 구현예의 일체형 시스템을 나타내는 내부 정면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 폐쇄 구조물(1300)의 하부에 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)가 위치한다.Figure 4 is an internal front view showing an integrated system of one implementation. As shown in FIG. 4, sample analysis devices 1200-a and 1200-b are located below the
폐쇄 구조물(1300)을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. The
도 8은 일 구현예에 따른 일체형 시스템의 폐쇄 구조물을 나타내는 내부 사시도이다.8 is an internal perspective view showing a closed structure of an integrated system according to one implementation.
일 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300)는 샘플 준비 장치(1100)에서 준비된 반응 용기(1500)를 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)에게 제공하기 위한 반응 용기 이송 장치(1400)를 포함한다.In one embodiment, the
반응 용기 이송 장치(1400)는 로봇 모듈이며, 특히 승강 모듈(lift module, 1410)과 크레인 모듈(crane module, 1430)로 구성되어 있다.The reaction
일 구현예에서, 반응 용기 이송 장치(1400)는 승강 모듈(1410) 및 크레인 모듈(1430)을 포함하여 구성된다.In one implementation, the reaction
다른 구현예에서, 반응 용기 이송 장치(1400)는 승강 모듈(1410)을 포함하여 구성된다.In another implementation, the reaction
또 다른 구현예에서, 반응 용기 이송 장치(1400)는 크레인 모듈(1430)을 포함하여 구성된다.In another embodiment, the reaction
또 다른 구현예에서, 반응 용기 이송 장치(1400)는 로봇 암(미도시)을 포함하여 구성된다.In another implementation, the reaction
또 다른 구현예에서, 반응 용기 이송 장치(1400)는 반응 용기(1500)를 이송할 수 있는 기계적인 장치를 포함할 수 있다.In another embodiment, the reaction
일 구현예에서, 승강 모듈(1410)과 크레인 모듈(1430)은 폐쇄 구조물(1300)의 내측에 위치할 수 있다.In one implementation, the
폐쇄 구조물(1300)에 포함되는 승강 모듈(1410) 및 크레인 모듈(1430)은 로봇 모듈이다. 로봇 모듈은 일체형 시스템(1000)에 포함된 제어 모듈(미도시)의 제어에 의해 반응 용기(1500)를 이동시킨다.The
폐쇄 구조물(1300)에는 반응 용기(1500)의 주입구를 실링(sealing)하기 위한 자동 용기 실러(automated container sealer, 1700)가 위치할 수 있다.An automated container sealer (1700) for sealing the inlet of the reaction vessel (1500) may be located in the closed structure (1300).
폐쇄 구조물(1300)에는 반응 용기(1500)에 수용된 분석 샘플을 분석하기 위한 적어도 하나 이상의 샘플 분석 장치(sample analysis device, 1200-a, 1200-b)가 위치할 수 있다.At least one sample analysis device (sample analysis device, 1200-a, 1200-b) for analyzing an analysis sample accommodated in the
폐쇄 구조물(1300)에는 샘플 준비 장치(1100)에서 분석 샘플의 준비를 위해 사용된 다양한 용액을 회수하기 위한 용액 회수함(liquid waste collection bin, 1330)이 위치할 수 있다.A liquid
폐쇄 구조물(1300)에는 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)에서 분석의 수행이 완료된 반응 용기(1500)를 회수하기 위한 반응 용기 회수함(reaction vessel retrieval container, 1360)이 위치할 수 있다.A reaction vessel retrieval container 1360 may be located in the
폐쇄 구조물(1300)은 일체형 시스템(1000)에 작동적으로 연결되는 복수의 장치로부터 데이터를 송신 및/또는 수신하는 제어 모듈(control module, 미도시)을 포함한다.
일 구현예에서, 제어 모듈은 샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(1200), 반응 용기 이송 장치(1400) 및/또는 자동 용기 실러(1700) 중 적어도 어느 하나 이상의 장치와 작동적으로 연결되기 위하여 통신 채널이 연결될 수 있다. 예를 들어, 통신 채널은 무선 및/또는 유선으로 연결될 수 있다.In one embodiment, the control module is operatively connected to at least one of a
일 구현예에서, 제어 모듈은 샘플 준비 장치(1100)에서 분석 샘플의 준비가 완료된 신호를 통신 채널을 이용하여 수신할 수 있다.In one implementation, the control module may receive a signal that the analysis sample is ready from the
또한, 샘플 준비 장치(1100)의 반응 용기(1500)를 샘플 분석 장치(1200)로 이동시키는 제어 신호를 통신 채널을 이용하여 반응 용기 이송 장치(1400)에 제공할 수 있다.Additionally, a control signal for moving the
또한, 제어 모듈은 샘플 분석 장치(1200)에서 분석 샘플에 대한 분석이 완료된 신호를 통신 채널을 이용하여 수신할 수 있다.Additionally, the control module may receive a signal from the
또한, 제어 모듈은 샘플 분석 장치(1200)의 반응 용기(1500)를 반응 용기 회수함으로 이동시키는 제어 신호를 통신 채널을 이용하여 반응 용기 이송 장치(1400)에 제공할 수 있다.Additionally, the control module may provide a control signal for moving the
폐쇄 구조물(1300)은 반응 용기(1500)를 수신하기 위해 샘플 준비 장치(1100)로 이동하는 승강 모듈(1410)이 통과되는 제2 개구부(2nd passthrough cavity, 1310)가 상부면에 형성된다. The
일 구현예에 따라, 제2 개구부(1310)는 도 6 및 도 7을 참조하여 다음과 같이 설명할 수 있다. 도 6은 일 구현예에 따른 폐쇄 구조물을 나타내는 사시도이다. 도 7은 일 구현예에 따른 폐쇄 구조물의 제2 개구부의 동작 상태를 나타내기 위한 예시도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 개구부(1310)는 폐쇄 구조물(1300)의 상부면에 형성된다.According to one implementation, the
제2 개구부(1310)는 승강 모듈(1410)에 포함되는 수직 동작 가이드(vertical motion guide, 1413)와 반응 용기 렉(analytical sample vessel rack, 1416)이 통과될 수 있는 크기로 형성된다.The
제2 개구부(1310)는 샘플 준비 장치(1100)의 덱(1110)에 형성된 제1 개구부(1130)와 수직으로 연결되도록 형성된다. The
일 구현예에서, 제2 개구부(1310)는 폐쇄 구조물(1300)의 상부면에서 우측면에 형성되고, 제1 개구부(1130)는 덱(1110)의 평면에서 우측면에 형성된다. 다른 구현예에서, 제2 개구부(1310)는 폐쇄 구조물(1300)의 상부면에서 좌측면에 형성될 수 있고, 제1 개구부(1130)는 덱(1110)의 평면에서 좌측면에 형성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 제2 개구부(1310)는 폐쇄 구조물(1300)의 상부면에서 상측면에 형성될 수 있고, 제1 개구부(1130)는 덱(1110)의 평면에서 상측면에 형성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 제2 개구부(1310)는 폐쇄 구조물(1300)의 상부면에서 하측면에 형성될 수 있고, 제1 개구부(1130)는 덱(1110)의 평면에서 하측면에 형성될 수 있다.In one embodiment, the
일 구현예에서, 제2 개구부(1310)는 폐쇄 구조물(1300) 내측에 위치하는 승강 모듈(1410)의 일부가 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동하기 위한 통로이다(도 6 참조).In one implementation, the
다른 구현예에서, 제2 개구부(1310)는 폐쇄 구조물(1300) 내측의 승강 모듈(1410)의 일부가 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동하기 위한 열려진 통로이며, 승강 모듈(1410)의 일부가 샘플 준비 장치(1100)로 이동하지 않는 경우에는 제2 개구부(1310)에 구비된 개폐 모듈(open/close module, 1311)을 통해 열려진 제2 개구부(1310)를 닫을 수 있다(도 7 참조).In another embodiment, the
개폐 모듈(1311)은 폐쇄 구조물(1300) 외부의 오염물질을 차단하기 위하여 구비된다.The opening/
일 구현예에서, 개폐 모듈(1311)은 힌지(hinge) 방식으로 구현되어, 폐쇄 구조물(1300)의 상부면의 상측 또는 하측으로 개폐될 수 있다. 다른 구현예에서, 개폐 모듈(1311)은 슬라이딩(sliding) 방식으로 구현되어, 폐쇄 구조물(1300)의 상부면에서 이동되는 형태로 개폐될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 개폐 모듈(1311)은 힌지 방식 또는 슬라이딩 방식 이외의 방식으로 제2 개구부(1310)를 열고 닫을 수 있는 형태인 경우, 어떠한 것을 사용할 수 있다.In one implementation, the opening and
도 7의 (a)에서와 같이, 승강 모듈(1410)이 폐쇄 구조물(1300)의 내측에 위치할 때, 제2 개구부(1310)의 개폐 모듈(1311)은 닫힌다. As shown in (a) of FIG. 7, when the
도 7의 (b)에서와 같이, 승강 모듈(1410)이 샘플 준비 장치(1100)로 이동할 때 제2 개구부(1310)의 개폐 모듈(1311)은 열린다. 그리고, 제2 개구부(1310)의 개폐 모듈(1311)은 승강 모듈(1410)이 폐쇄 구조물(1300) 내로 이동한 후 닫힌다.As shown in (b) of FIG. 7, when the
일 구현예에 따라, 승강 모듈(1410)은 도 9 및 도 10을 참조하여 다음과 같이 설명할 수 있다. 도 9는 일 구현예에 따른 반응 용기 이송 장치를 나타내는 사시도이고, 도 10은 일 구현예에 따른 반응 용기 이송 장치의 승강 모듈을 나타내는 사시도이다. According to one implementation, the
승강 모듈(1410)은 샘플 준비 장치(1100)에서 반응 용기(1500)를 수신할 수 있는 구성이다. 승강 모듈(1410)은 샘플 준비 장치(1100)로부터 분석 샘플을 수신하기 위해, 폐쇄 구조물(1300)의 상부에 있는 샘플 준비 장치(1100)로 상승할 수 있는 엘리베이터(elevator)의 동작 형태를 나타낸다.The
승강 모듈(1410)은 폐쇄 구조물(1300)의 내부에서 고정된 기둥 형태의 수직 고정 가이드(vertical fixed guide, 1411)를 포함한다. 수직 고정 가이드(1411)는 상/하로 이동되는 고정 가이드 커넥터(1412)를 포함한다. 승강 모듈(1410)은 수직 고정 가이드(1411)의 고정 가이드 커넥터(1412)에 결합되는 수직 동작 가이드(vertical motion guide, 1413)를 포함한다.The
수직 동작 가이드(1413)는 상/하로 이동되는 동작 가이드 커넥터(motion guide connector, 1414)를 포함한다. 수직 동작 가이드(1413)는 동작 가이드 커넥터(1414)에 결합되는 렉 가이드(rack guide, 1415)를 포함한다.The
승강 모듈(1410)은 렉 가이드(1415)의 상부에서 반응 용기를 수신하는 반응 용기 렉(analytical sample vessel rack, 1416)을 포함한다.The
승강 모듈(1410)은 수직 동작 가이드(1413)를 상/하 방향으로 이동시키기 위한 동력을 제공하는 구동장치(actuator, 1417)를 포함한다.The
수직 고정 가이드(1411)는 폐쇄 구조물(1300) 내부의 상부, 하부 및/또는 측면 중 적어도 어느 하나 이상에 결합되어 고정된다. 수직 고정 가이드(1411)는 고정 가이드 커넥터(1412)와 결합된다. 수직 고정 가이드(1414)는 결합된 고정 가이드 커넥터(1412)를 상/하 방향으로 이동시킬 수 있다.The
수직 고정 가이드(1411)는 고정 가이드 커넥터(1412)를 상/하 방향으로 이동시키기 위해 구동장치(1417)에서 제공되는 동력을 사용할 수 있다.The vertical
수직 고정 가이드(1411)의 크기는 폐쇄 구조물(1300)의 내부 높이보다 같거나 작다. 수직 고정 가이드(1411)는 고정 가이드 커넥터(1412)를 상부로 이동시킴에 따라 고정 가이드 커넥터(1412)에 결합된 수직 동작 가이드(1413)가 제2 개구부(1310)을 지나 샘플 준비 장치(1100)로 이동될 수 있다.The size of the
수직 고정 가이드(1411)에 결합된 고정 가이드 커넥터(1412)는 수직 동작 가이드(1413)를 결합한다. 고정 가이드 커넥터(1412)는 수직 고정 가이드(1411)에서 제공하는 상/하 움직임에 따라 수직 동작 가이드(1413)를 이동시킨다.The fixed
수직 동작 가이드(1413)는 수직 고정 가이드(1411)의 구동에 따라 상/하 방향으로 이동될 수 있다. The
일 구현예에서, 수직 동작 가이드(1413)는 동작 가이드 커넥터(1414)와 결합된다. 수직 동작 가이드(1413)는 결합된 동작 가이드 커넥터(1414)를 상/하 방향으로 이동시킬 수 있다.In one implementation,
수직 동작 가이드(1413)는 동작 가이드 커넥터(1414)를 상/하 방향으로 이동시키기 위해 구동 장치(1417)에서 제공되는 동력을 사용할 수 있다.The
다른 구현예에서, 수직 동작 가이드(1413)는 동작 가이드 커넥터(1414)를 이동시키지 않으며, 고정된 형태로 결합될 수 있다. In another implementation, the
일 구현예에서, 수직 동작 가이드(1413)에 결합되어 상/하 움직임을 제공받는 동작 가이드 커넥터(1414)는 렉 가이드(1415)와 결합될 수 있다. In one implementation, the
동작 가이드 커넥터(1414)의 상부에는 렉 가이드(1415)가 결합되어 있으며, 수직 고정 가이드(1411)가 수직 동작 가이드(1413)를 상부로 이동시키고, 수직 동작 가이드(1413)가 렉 가이드(1415)를 상부로 이동시키는 경우, 렉 가이드(1415)는 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동된다.A
다른 구현예에서, 동작 가이드 커넥터(1414)는 렉 가이드(1415)와 결합될 수 있다.In another implementation, the
수직 고정 가이드(1411)가 고정 가이드 커넥터(1412)를 상부로 이동시키면, 수직 동작 가이드(1413) 및 동작 가이드 커넥터(1414)의 움직임에 의해 렉 가이드(1415)가 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동될 수 있다.When the vertical
수직 동작 가이드(1413)는 렉 가이드(1415)를 상/하 방향으로 이동시키기 위해 구동 장치(1417) 또는 별도의 구동장치(미도시)에서 제공되는 동력을 사용한다.The
렉 가이드(1415)는 동작 가이드 커넥터(1414)에 결합되며, 반응 용기(1500)를 거치할 수 있는 반응 용기 렉(1416)이 상부에 위치할 수 있다. The
반응 용기 렉(1416)은 샘플 준비 장치(1100) 내에서 분석 샘플이 수용된 반응 용기(1500)가 위치하는 공간이다. 반응 용기 렉(1416)은 거치대의 다른 표현으로는 받침대(pedestal), 크래들(cradle), 홀더(holder) 등의 이름으로 사용될 수 있다.The
반응 용기 렉(1416)은 렉 가이드(1415)와 함께 동작 가이드 커넥터(1414)의 움직임에 의해 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동되고, 반응 용기(1500)를 수신할 수 있다.The
렉 가이드(1415)는 상부에 연결된 반응 용기 렉(1416)의 수평 방향으로의 연장 이동(extension movement)을 수행한다. The
승강 모듈(1410)의 수직 고정 가이드(1411)는 구동 장치(1417)에서 제공되는 동력을 사용하여 고정 가이드 커넥터(1412)를 상/하 방향으로 이동시킨다. 고정 가이드 커넥터(1412)의 일부는 수직 고정 가이드(1411)에 결합되어 있으며, 다른 일부는 수직 동작 가이드(1413)에 결합되어 있다.The vertical
수직 동작 가이드(1413)는 결합된 고정 가이드 커넥터(1412)의 상부 이동에 따라 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동할 수 있다. 또한, 수직 동작 가이드(1413)은 타측에 결합된 동작 가이드 커넥터(1414)를 상/하 방향으로 이동시킬 수 있다. 수직 동작 가이드(1413)의 동작에 의해 상측으로 이동하는 동작 가이드 커넥터(1414)는 상부에 연결된 렉 가이드(1415)를 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동시킬 수 있다.The
렉 가이드(1415)가 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동되면, 렉 가이드(1415)는 상부에 위치한 반응 용기 렉(1416)을 소정 거리 수평 연장 이동시킬 수 있다.When the
샘플 준비 장치(1100)에 구비되는 이송 모듈(미도시)은 준비된 반응 용기(1500)를 집어 올려 이동시키고, 수평 연장 이동된 반응 용기 렉(1416)의 상부에 내려 놓음으로써, 반응 용기(1500)가 폐쇄 구조물(1300)로 이동될 수 있도록 한다.The transfer module (not shown) provided in the
렉 가이드(1415)는 반응 용기 렉(1416)의 상부에 반응 용기(1500)가 장착되는 경우, 수평 연장 이동된 반응 용기 렉(1416)을 다시 원래의 위치로 수평 이동시킨다.When the
수직 고정 가이드(1411) 및/또는 수직 동작 가이드(1413)는 반응 용기(1500)가 폐쇄 구조물(1300)로 이동될 준비가 완료된 경우, 결합된 고정 가이드 커넥터(1412) 및/또는 동작 가이드 커넥터(1414)를 하부로 이동시킨다. 반응 용기(1500)는 폐쇄 구조물(1300)의 내부로 이동된다.When the
반응 용기 렉(1416)은 상부에 장착되는 반응 용기(1500)에 대응하는 결합 가이드(미도시)를 포함한다. 결합 가이드는 반응 용기(1500)가 이동 중에서 반응 용기 렉(1416)으로부터 이탈되지 않도록 한다.The
일 구현예에서, 구동 장치(1417)는 반응 용기 렉(1416)의 수평 이동을 위한 동력을 제공할 수 있다.In one implementation,
다른 구현예에서, 반응 용기 렉(1416)의 수평 이동을 위해서 렉 가이드(1415)는 다른 구동 장치의 동력을 제공받을 수 있다.In another implementation, the
구동 장치(1417)는 폐쇄 구조물(1300) 내의 승강 모듈(1410)을 움직이는 동력을 제공할 수 있다. 구동 장치(1417)는 하나 이상으로 구비되며, 하나 이상의 장소에 위치할 수 있다.The
일 구현예에서, 구동 장치(1417)는 유압 모터를 사용할 수 있다. 다른 구현예에서, 구동 장치(1417)는 전기 모터를 사용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 구동 장치(1417)는 유압 모터와 전기 모터를 혼용하여 사용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 구동 장치(1417)는 유압 모터 및 전기 모터를 제외한 동력을 생성할 수 있는 장치를 사용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 구동 장치(1417)는 유압 모터, 전기 모터 및 동력을 생성할 수 있는 장치를 사용할 수 있다.In one implementation,
구동 장치(1417)는 하나 이상으로 구비되며, 폐쇄 구조물(1300) 내의 승강 모듈(1410), 크레인 모듈(1430) 및/또는 반응 용기 렉(1416) 중 적어도 어느 하나 이상에 동력을 제공할 수 있다.One or
크레인 모듈(1430)은 승강 모듈(1410)이 샘플 준비 장치(1100)로부터 수신한 반응 용기(1500)를 폐쇄 구조물(1300)의 각 구성요소로 이동하기 위한 동작을 수행한다. The
일 구현예에서, 크레인 모듈(1430)은 폐쇄 구조물(1300) 내의 상부에 수평 고정 가이드, 수평 동작 가이드, 그리퍼 리프트, 그리퍼 회전 모듈 및 그리퍼를 포함하며, 각각의 가이드 및 그리퍼 회전 모듈(gripper rotation module)에 의해 그리퍼는 X, Y, Z 축 방향으로 이동 및 회전 이동을 할 수 있다. 다른 구현예에서, 크레인 모듈(1430)은 폐쇄 구조물(1300) 내의 상부에 수평 고정 가이드(horizontal fixed guide), 고정 가이드 커넥터(guide connector), 수평 동작 가이드(horizontal motion guide), 그리퍼 리프트(gripper lift), 그리퍼 이동 가이드(gripper motion guide) 및 그리퍼(gripper)를 포함하며, 각각의 가이드 및 그리퍼 리프트에 의해 그리퍼는 X, Y, Z 축으로 이동할 수 있다. In one implementation, the
수평 고정 가이드는 고정 가이드 커넥터에 의해 수평 동작 가이드와 결합되어 있다. The horizontal fixed guide is coupled to the horizontal motion guide by a fixed guide connector.
수평 고정 가이드는 하나 이상의 이동 가능한 레일 형태로 제공될 수 있다. 수평 동작 가이드는 레일 형태의 수평 고정 가이드와 고정 가이드 커넥터를 통해 결합되어 X 축 방향으로 이동된다.The horizontal fixed guide may be provided in the form of one or more movable rails. The horizontal motion guide is moved in the X-axis direction by being combined with a horizontal fixed guide in the form of a rail and a fixed guide connector.
수평 고정 가이드는 수평 동작 가이드를 안정적으로 이동시키기 위해 두 개의 레일 형태로 구비되며, 수평 동작 가이드는 두 개의 레일에 연결되어 X 축 방향으로 이동될 수 있다. 수평 고정 가이드의 두 개의 레일 중에서 어느 하나의 레일은 결합된 수평 동작 가이드를 X 축 방향으로 이동시킬 수 있다. The horizontal fixed guide is provided in the form of two rails to stably move the horizontal motion guide, and the horizontal motion guide is connected to the two rails and can be moved in the X-axis direction. Among the two rails of the horizontal fixed guide, any one rail can move the combined horizontal motion guide in the X-axis direction.
일 구현예에서, 수평 고정 가이드가 수평 동작 가이드를 이동시키는 동력은 구동 장치(1417)에서 제공할 수 있다. 다른 구현예에서, 수평 고정 가이드가 수평 동작 가이드를 이동시키는 동력은 별도로 구비되는 구동 장치(미도시)에서 제공될 수 있다.In one implementation, power for the horizontal fixed guide to move the horizontal motion guide may be provided by the
수평 동작 가이드는 그리퍼 리프트와 결합되어 있다. The horizontal motion guide is combined with a gripper lift.
수평 동작 가이드는 레일 형태로 구비된다. 그리퍼 리프트는 레일 형태의 수평 동작 가이드에 결합되어 Y 축 방향으로 이동된다. 레일 형태의 움직임을 제공하는 수평 동작 가이드는 결합된 그리퍼 리프트를 Y 축 방향으로 이동시킬 수 있다.The horizontal motion guide is provided in the form of a rail. The gripper lift is coupled to a horizontal motion guide in the form of a rail and moves in the Y-axis direction. A horizontal motion guide providing rail-type movement can move the combined gripper lift in the Y-axis direction.
일 구현예에서, 수평 동작 가이드가 그리퍼 리프트를 이동시키는 동력은 구동 장치에서 제공할 수 있다.In one embodiment, the power for the horizontal motion guide to move the gripper lift may be provided by a drive device.
다른 구현예에서, 수평 동작 가이드가 그리퍼 리프트를 이동시키는 동력은 별도로 구비되는 구동 장치(미도시)에서 제공될 수 있다.In another implementation, power for the horizontal motion guide to move the gripper lift may be provided by a separately provided driving device (not shown).
그리퍼 리프트는 그리퍼 이동 가이드(gripper motion guide)에 연결되어 그리퍼와 결합되어 있다. 그리퍼 이동 가이드는 상/하 방향으로 이동되는 그리퍼 리프트에 결합되어 Z 축 방향으로 이동된다. 그리퍼 리스트는 결합된 그리퍼를 Z 축 방향으로 이동시킬 수 있다.The gripper lift is connected to a gripper motion guide and coupled to the gripper. The gripper movement guide is coupled to a gripper lift that moves in the up/down direction and moves in the Z-axis direction. The gripper list can move the combined gripper in the Z-axis direction.
그리퍼 리프트은 두 가지 모듈이 결합된 형태이다.The gripper lift is a combination of two modules.
하나는 수평 동작 가이드에 결합되어, Y 축으로 이동되는 고정 모듈이다. 다른 하나는 그리퍼 이동 가이드와 결합되어, 그리퍼를 상/하 방향으로 이동시키는 이동 모듈이다. 그리퍼 이동 가이드는 그리퍼가 결합되어 있으며, 그리퍼 리프트의 상/하 방향으로 제공되는 움직임에 의해 그리퍼가 Z 축 방향으로 이동된다.One is a fixed module that is coupled to a horizontal motion guide and moves in the Y axis. The other is a movement module that is combined with the gripper movement guide and moves the gripper in the up/down direction. The gripper movement guide is coupled with the gripper, and the gripper is moved in the Z-axis direction by the movement provided in the up and down directions of the gripper lift.
그리퍼는 그리퍼 리프트의 동작에 의해 반응 용기(1500)의 위치까지 이동되어 반응 용기(1500)를 집어 올릴 수 있다. 그리퍼는 압력 센서 등을 이용하여 반응 용기(1500)를 집는 압력을 감지하여, 반응 용기(1500)가 파손되지 않도록 용기를 잡을 수 있다. The gripper can be moved to the position of the
일 구현예에서, 그리퍼는 집어 올린 반응 용기(1500)를 회전시킬 수 있다.In one implementation, the gripper can rotate the picked
그리퍼 리프트에 결합된 그리퍼 이동 가이드는 그리퍼 및 그리퍼 회전 모듈과 결합되어 있다. 그리퍼 회전 모듈은 그리퍼를 회전 이동시킬 수 있다. 그리퍼 회전 모듈은 회전 모터로 이루어진다.The gripper movement guide coupled to the gripper lift is coupled with the gripper and the gripper rotation module. The gripper rotation module can rotate the gripper. The gripper rotation module consists of a rotation motor.
일 구현예에서, 그리퍼 회전 모듈은 그리퍼를 90도의 회전각으로 회전시킬 수 있다. 다른 구현예에서, 그리퍼 회전 모듈은 모든 회전각으로 그리퍼를 회전시킬 수 있다.In one implementation, the gripper rotation module can rotate the gripper through a rotation angle of 90 degrees. In another implementation, the gripper rotation module can rotate the gripper to any rotation angle.
승강 모듈(1410) 및/또는 크레인 모듈(1430)에서 사용되는 하나 이상의 구동 장치는 다양한 구동력을 사용하여 동작될 수 있다.One or more drive devices used in the
일 구현예에서, 구동 장치 중 적어도 어느 하나 이상은 유압 모터를 사용할 수 있다. 다른 구현예에서, 구동 장치 중 적어도 어느 이상은 전기 모터를 사용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 구동 장치 중 적어도 어느 하나 이상은 유압 모터와 전기 모터를 혼용하여 사용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 구동 장치 중 적어도 어느 하나 이상은 유압 모터 및 전기 모터를 제외한 동력을 생성할 수 있는 장치를 사용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 구동 장치 중 적어도 어느 하나 이상은 유압 모터, 전기 모터 및 동력을 생성할 수 있는 장치를 사용할 수 있다.In one embodiment, at least one of the driving devices may use a hydraulic motor. In other implementations, at least some of the drive devices may use electric motors. In another embodiment, at least one of the driving devices may be a combination of a hydraulic motor and an electric motor. In another embodiment, at least one of the driving devices may use a device capable of generating power other than a hydraulic motor and an electric motor. In another embodiment, at least one of the driving devices may use a hydraulic motor, an electric motor, or a device capable of generating power.
크레인 모듈(1430)은 반응 용기(1500)를 이동시키기 위하여 그리퍼를 승강 모듈(1410)의 반응 용기 렉(1416)의 상부 위치까지 이동시킬 수 있다. 크레인 모듈(1430)은 반응 용기 렉(1416)의 상부에 위치한 그리퍼를 내려 보낸 후 반응 용기(1500)를 집어 올릴 수 있다. The
일 구현예에서, 크레인 모듈(1430)이 그리퍼를 반응 용기 렉(1416)의 상부로 이동시키는 동작은 미리 저장된 위치 좌표에 의해 이동한다. In one implementation, the
일체형 시스템(1000)은 크레인 모듈(1430)이 폐쇄 구조물(1300) 내에서 이동할 수 있는 모든 위치를 좌표 정보로 저장한다. 크레인 모듈(1430)은 이동될 위치의 좌표 정보에 따라 이동을 수행할 수 있다.The
다른 구현예에서, 크레인 모듈(1430)이 그리퍼를 반응 용기 렉(1416)의 상부로 이동시키는 동작은 미리 저장된 위치 좌표에 의해 이동하고, 추가로 폐쇄 구조물(1300) 내에 구비되는 위치 센서 모듈(미도시)에 의해 정위치에 정지할 수 있도록 한다. 위치 센서 모듈은 광 신호를 기반으로 그리퍼와 반응 용기 렉(1416)이 상호 신호를 송수신하여 정해진 위치에 그리퍼가 멈출 수 있도록 한다.In another implementation, the operation of the
위치 센서 모듈은 그리퍼가 반응 용기(1500)를 이동시키는 구성요소인 반응 용기 렉(1416), 자동 용기 실러(1700), 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b), 반응 용기 회수함 또는 컨베이어(1350) 등에 구비될 수 있다.The position sensor module is a
폐쇄 구조물(1300) 내에 포함되는 반응 용기 이송 장치(1400) 중에서 승강 모듈(1410)과 크레인 모듈(1430)은 반응 용기(1500)를 이동하기 위한 동력을 제공받는다.Among the reaction
승강 모듈(1410)은 수직 고정 가이드(1411), 수직 동작 가이드(1413) 및/또는 렉 가이드(1415)에서 동력을 제공받는다.The
크레인 모듈(1430)은 수평 고정 가이드, 수평 동작 가이드, 그리퍼 리프트 및/또는 그리퍼에서 동력을 제공받는다.
승강 모듈(1410) 및 크레인 모듈(1430)에서 동력을 제공받는 각 구성요소들은 다음의 구동 방식을 통해 동작을 수행할 수 있다.Each component that receives power from the
일 구현예에서, 승강 모듈(1410) 및/또는 크레인 모듈(1430)은 벨트 방식(belt type)의 움직임을 제공하여 반응 용기(1500)를 이동시킬 수 있다. 다른 구현예에서, 승강 모듈(1410) 및/또는 크레인 모듈(1430)은 체인 방식(chain type)의 움직임을 제공하여 반응 용기(1500)를 이동시킬 수 있다. 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1410) 및/또는 크레인 모듈(1430)은 스크류 방식(screw type) 또는 잭-스크류 방식(jackscrew type)의 움직임을 제공하여 반응 용기(1500)를 이동시킬 수 있다. 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1410) 및/또는 크레인 모듈(1430)은 실린더 방식(cylinder type)의 움직임을 제공하여 반응 용기(1500)를 이동시킬 수 있다. 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1410) 및/또는 크레인 모듈(1430)은 호이스트 방식(hoist type)의 움직임을 제공하여 반응 용기(1500)를 이동시킬 수 있다. 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1410) 및/또는 크레인 모듈(1430)은 상기에 기재된 방식 이외의 구동 방식을 통해 반응 용기(1500)를 이동시킬 수 있다.In one implementation, the
크레인 모듈(1430)은 반응 용기 렉(1416)에서 집어 올린 반응 용기(1500)가 자동 용기 실러(1700)에 장착되도록 이동시킬 수 있다. 자동 용기 실러(1700)은 반응 용기(1500)의 상부면을 자동으로 실링하기 위한 장치이다. The
자동 용기 실러(automated container sealer, 1700)는 분석 샘플이 수용된 반응 용기(1500)의 주입구를 실링(sealing)할 수 있으며, 다음과 같이 구현될 수 있다.An automated container sealer (1700) can seal the inlet of the reaction vessel (1500) containing the analysis sample, and can be implemented as follows.
일 구현예에서, 반응 용기(1500)는 멀티 웰 플레이트이며, 하부가 폐쇄된 복수의 웰이 형성된 멀티 웰 플레이트 각각에 분석 샘플이 수용된다. In one embodiment, the
자동 용기 실러(1700)는 멀티 웰 플레이트인 반응 용기(1500)의 상부면을 실링(sealing)하여 분석 샘플의 혼합 및 외부로부터의 오염을 방지할 수 있다. The
다른 구현예에서, 반응 용기(1500)는 멀티 웰 플레이트의 각 웰에 삽입되는 튜브 형태의 용기이다. 멀티 웰 플레이트의 각 웰에 복수개로 연결된 또는 개별적으로 분리된 튜브들이 삽입될 수 있다.In another embodiment, the
자동 용기 실러(1700)는 멀티 웰 플레이트의 각 웰에 삽입되는 하나 이상의 반응 용기(1500)의 상부면을 실링하여 분석 샘플의 혼합 및 외부로부터의 오염을 방지할 수 있다.The
자동 용기 실러(1700)는 투명 필름을 사용하여 반응 용기(1500)의 주입구를 열 접착할 수 있다. 또는 접착제에 의한 접착을 할 수 있다.The
일 구현예에서, 자동 용기 실러(1700)는 Hamilton사의 Plate Sealer 제품을 사용할 수 있다(https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/small-devices/hamilton-plate-sealer 참조).In one embodiment, the
자동 용기 실러(1700)는 폐쇄 구조물(1300) 내에서 다양하게 위치할 수 있다.The
일 구현예에서, 자동 용기 실러(1700)는 제1 샘플 분석 장치(1220-a) 및 제2 샘플 분석 장치(1220-b)의 사이에 위치할 수 있다. In one implementation, the
자동 용기 실러(1700)가 제1 샘플 분석 장치(1220-a) 및 제2 샘플 분석 장치(1220-b)의 사이에 위치하는 경우, 반응 용기(1500)는 90도 수평 회전하여 자동 용기 실러(1700)에 장착될 수 있다.When the
반응 용기(1500)의 90도 수평 회전은 그리퍼 회전 모듈에 의해 수행될 수 있다.A 90-degree horizontal rotation of the
크레인 모듈(1430)은 반응 용기(1500)를 자동 용기 실러(1700)에 장착하기 위해, 그리퍼 회전 모듈을 이용하여 반응 용기(1500)를 90도 수평 회전시킨다.In order to mount the
다른 구현예에서, 자동 용기 실러(1700)는 폐쇄 구조물(1300)의 내측 다른 장소에 위치하도록 구현될 수 있다.In other implementations, the
또 다른 구현예에서, 자동 용기 실러(1700)는 샘플 준비 장치(1100)에 위치하도록 구현될 수 있다.In another implementation, the
크레인 모듈(1430)은 자동 용기 실러(1700)에서 실링된 반응 용기(1500)를 복수의 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b) 중 어느 하나에 장착되도록 이동시킬 수 있다. 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b)는 반응 용기(1500) 내에 수용된 하나 이상의 분석 샘플을 자동으로 분석하기 위한 장치이다. The
일 구현예에 따른 샘플 분석 장치(1200)는 stand-alone 장치이다. 즉, 샘플 분석 장치(1200)는 분석 샘플의 분석을 위해 단독으로 설치되어 동작될 수 있다.The
샘플 분석 장치(1200)는 반응 용기(1500) 내에 수용된 하나 이상의 분석 샘플을 자동으로 분석하기 위한 장치이다.The
일 구현예에 따라, 샘플 분석 장치(1200)는 샘플 준비 장치(1100) 및/또는 폐쇄 구조물(1300)과 작동적으로 연결되어 일체형 시스템(1100)으로 사용될 수 있다.According to one implementation, the
샘플 분석 장치(1200)는 핵산을 증폭하기 위한 핵산 증폭기(nucleic acid amplifier) 및/또는 증폭된 핵산을 검출하기 위한 광학 모듈(optical module)을 포함할 수 있다.The
일 구현예에서, 샘플 분석 장치(1200)는 핵산 증폭기 및 광학 모듈을 포함한다.In one implementation,
다른 구현예에서, 샘플 분석 장치(1200)는 핵산 증폭기를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 샘플 분석 장치(1200)는 광학 모듈을 포함한다.In another implementation,
일 구현예에서, 하나의 샘플 분석 장치(1200)가 작동적으로 연결되어 일체형 시스템(1000)에 적용될 수 있다. 다른 구현예에서, 복수의 샘플 분석 장치(1200)가 작동적으로 연결되어 일체형 시스템(1000)에 적용될 수 있다.In one implementation, one
샘플 분석 장치(1200)에는 샘플 준비 장치(1100)에서 준비된 분석 샘플을 수용하는 반응 용기(1500)가 장착될 수 있다.The
일 구현예에서, 샘플 분석 장치(1200)는 자동 용기 실러(1700)에 의해 상면이 실링된 반응 용기(1500)가 장착될 수 있다. 이를 위해 반응 용기(1500)는 샘플 준비 장치(1100)에서 자동 용기 실러(1700)로 이동되어, 상부면의 실링이 완료된 이후, 샘플 분석 장치(1200)에 장착될 수 있다.In one embodiment, the
샘플 분석 장치(1200)에는 반응 용기(1500)가 수용되는 샘플 홀더(sample holder)가 구비된다.The
샘플 분석 장치(1200)는 샘플 홀더 및 샘플 홀더에 수용되는 반응 용기(1500)를 보호하기 위한 덮개가 구비될 수 있다. 일 구현예에서, 샘플 분석 장치(1200)는 반응 용기(1500)를 수용하기 이전에 덮개가 개방된다. 다른 구현예에서, 샘플 분석 장치(1200)는 반응 용기(1500)가 수용된 이후에 덮개가 닫힌다.The
샘플 분석 장치(1200)가 stand-alone 장치로 동작되는 경우에 덮개는 사용자의 명령 입력에 의해 개방되거나 닫힐 수 있다.When the
일체형 시스템(1000)으로 작동적으로 연결되는 경우, 샘플 분석 장치(1200)는 일체형 시스템(1000)의 제어 모듈에 의해 덮개가 개방되거나, 닫힐 수 있다.When operatively connected to the
일 구현예에서, 반응 용기(1500)는 분석하고자 하는 복수의 분석 샘플을 복수의 웰 각각에 포함하는 증폭용 멀티 웰 플레이트의 형태로 구비될 수 있다. 이 경우, 샘플 홀더는 하나의 증폭용 멀티 웰 플레이트를 수용할 수 있다. 웰 플레이트는 n X m 개(n 및 m은 2 이상의 자연수)의 웰들을 포함한다. 본 개시내용에서 웰 플레이트는 8 X 12의 96웰을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
다른 구현예에서, 반응 용기는 독립된 반응 용기가 하나 이상 구비될 수 있다. 이 경우, 샘플 홀더는 각각의 반응 용기를 하나 이상 수용할 수 있다.In another embodiment, the reaction vessel may be equipped with one or more independent reaction vessels. In this case, the sample holder can accommodate one or more respective reaction vessels.
또 다른 구현예에서, 반응 용기는 둘 이상의 샘플 용기가 연결된 스트립 튜브의 형태로 구비될 수 있다. 이 경우, 샘플 홀더는 스트립 튜브 형태의 반응 용기를 하나 이상 수용할 수 있다.In another embodiment, the reaction vessel may be provided in the form of a strip tube in which two or more sample vessels are connected. In this case, the sample holder can accommodate one or more reaction vessels in the form of a strip tube.
일 구현예에서, 자동 용기 실러(1700)에서 실링된 반응 용기(1500)를 수신하는 샘플 분석 장치(1200)는 폐쇄 구조물(1300) 내에 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있다. 즉, 도 4를 참조하면, 폐쇄 구조물(1300)의 내부에는 두 개의 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)가 구비될 수 있다.In one embodiment, at least one
일 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300) 내에 샘플 분석 장치가 두 개로 구성된 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 분석을 위한 분석 샘플을 순차적으로 준비한다. 샘플 준비 장치(1100)에서 제1 반응 용기가 준비되는 경우, 폐쇄 구조물(1300) 내의 어느 하나의 샘플 분석 장치가 제1 반응 용기의 분석을 수행하도록 제1 반응 용기를 이동시킨다.In one embodiment, when two sample analysis devices are configured within the
샘플 준비 장치(1100)에서 제2 반응 용기가 준비되는 경우, 폐쇄 구조물(1300) 내의 다른 하나의 샘플 분석 장치가 제2 반응 용기의 분석을 수행하도록 제2 반응 용기를 이동시킨다.When the second reaction vessel is prepared in the
다른 구현예에서, 폐쇄 구조물(1300) 내에 샘플 분석 장치가 두 개로 구성된 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 분석을 위한 분석 샘플을 동시 또는 순차적으로 준비한다. 샘플 준비 장치(1100)에서 제1 반응 용기와 제2 반응 용기가 준비된 경우, 각각의 반응 용기(1500)를 순차적으로 폐쇄 구조물(1300)로 이동하되, 제1 반응 용기가 어느 하나의 샘플 분석 장치(1200-a)에 장착되면, 제2 반응 용기가 다른 하나의 샘플 분석 장치(1200-b)에 장착된다.In another embodiment, when two sample analysis devices are configured within the
도 5는 일 구현예에 따른 stand-alone 샘플 준비 장치를 나타내는 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플 준비 장치(1100)는 stand-alone 장치이다. 즉, 샘플 준비 장치(1100)는 분석 샘플의 준비를 위해 단독으로 설치되어 동작될 수 있다.Figure 5 is a perspective view showing a stand-alone sample preparation device according to one embodiment. As shown in FIG. 5, the
일 구현예에 따라, 샘플 준비 장치(1100)는 샘플 분석 장치(1200) 및/또는 폐쇄 구조물(1300)과 작동적으로 연결되어 일체형 시스템(1000)으로 사용될 수 있다.According to one implementation, the
샘플 준비 장치(1100)는 분석물로부터 핵산을 추출하는 핵산 추출 모듈(nucleic acid extraction module) 및/또는 액체 분주 모듈(liquid handling module)을 포함할 수 있다. The
일 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 핵산 추출 모듈 및 액체 분주 모듈을 포함한다.In one implementation,
다른 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 핵산 추출 모듈을 포함한다.In another implementation,
또 다른 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 액체 분주 모듈을 포함한다.In another implementation,
본 개시내용에서 stand-alone 샘플 준비 장치(1100)에 포함되는 핵산 추출 모듈 및/또는 액체 분주 모듈은 변형되지 않고 일체형 시스템(1000)에 작동적으로 연결될 수 있다.In the present disclosure, the nucleic acid extraction module and/or liquid dispensing module included in the stand-alone
또한, stand-alone 샘플 준비 장치(1100)가 일체형 시스템(1000)에 작동적으로 연결되는 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 기 사용하던 튜브 형태의 시약 용기를 사용할 수 있다. Additionally, when the stand-alone
일 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)가 일체형 시스템(1000)으로 사용되는 경우, 샘플 준비 장치(1100)에 형성된 제1 개구부(1130)는 반응 용기 이송 장치(1400)에 의해 반응 용기(1500)가 이송되는 확정 통로(defined passage)로 사용될 수 있다.In one embodiment, when the
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(1130)는 샘플 준비 장치(1100)의 저면에 형성되어 있으나, 샘플 준비 장치(1100)의 종류에 따라 제1 개구부(1130)는 측면(전/후/좌/우 포함)에 형성되거나, 상부면에 기 형성되어 있을 수 있다.As shown in FIG. 5, the
다른 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)가 일체형 시스템(1000)으로 사용되는 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 반응 용기 이송 장치(1400)에 의해 반응 용기가 이송될 수 있는 확정 통로인 제1 개구부(1130)를 형성할 수 있다.In another embodiment, when the
샘플 준비 장치(1100)의 제1 개구부는 상부면, 저면 또는 측면(전/후/좌/우 포함) 중 어느 하나에 형성될 수 있다.The first opening of the
제1 개구부(1130)는 반응 용기(1500)와 반응 용기를 이송하는 반응 용기 이송 장치(1400)가 이동될 수 있는 크기로 형성되어 있다.The
일 구현예에서, 일체형 시스템(1000)에 사용되는 샘플 분석 장치(1200)가 하나로 구비되는 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 분석 샘플의 준비를 하나씩 순차적으로 준비하여 샘플 분석 장치(1200)에서 분석이 완료된 이후, 준비된 분석 샘플을 제공할 수 있다.In one embodiment, when the
다른 구현예에서, 일체형 시스템(1000)에 사용되는 샘플 분석 장치(1200)가 복수로 구비되는 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 각각의 샘플 분석 장치에 제공할 각각의 분석 샘플을 순차적으로 준비하고, 준비된 분석 샘플을 어느 하나의 샘플 분석 장치에 제공한다. 이후, 샘플 준비 장치에서 준비되는 다음의 분석 샘플은 다른 하나의 샘플 분석 장치에 제공할 수 있다.In another implementation, when a plurality of
다른 구현예에서, 일체형 시스템(1000)에 사용되는 샘플 분석 장치(1200)가 복수로 구비되는 경우, 샘플 준비 장치(1100)는 각각의 샘플 분석 장치에 제공할 각각의 분석 샘플을 샘플 분석 장치의 수와 같거나 이보다 적게 준비한다. 이후, 준비된 복수의 분석 샘플을 대응하는 각각의 샘플 분석 장치에 제공할 수 있다.In another implementation, when a plurality of
샘플 준비 장치(1100)는 분석 샘플을 준비하기 위한 다양한 종류의 기구 및 용기를 거치할 수 있는 덱(deck, 1110)을 포함한다. 덱(1110)은 샘플 준비 장치(1100)에 포함되는 구성요소들이 장착 및 고정될 수 있는 형태로 이루어진다.The
일 구현예에서, 덱(1110)은 가이드를 제공하며, 가이드는 샘플 준비 장치(1100)의 구성요소들이 슬라이딩 방식으로 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 삽입되어 덱(1110)의 상부에 위치하도록 한다.In one implementation, the
가이드는 덱(1110)의 일 구현예이며, 다른 구현예의 형태로 제공될 수 있다. The guide is one implementation of the
일 구현예에서, 덱(1110) 상에 위치한 하나 이상의 구성요소는 각각의 구성요소의 하부에 형성된 돌기 및/또는 홈 등에 의해 샘플 준비 장치(1100)의 동작 중에 고정될 수 있다.In one implementation, one or more components located on the
샘플 준비 장치(1100)에는 덱(1110)에서 연장되는 평면의 로딩 트레이(loading tray, 1120)가 포함될 수 있다. 로딩 트레이(1120)는 샘플 준비 장치(1100)에 장착되는 구성요소들이 용이하게 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동될 수 있도록 덱(1110)과 연장되어 설치된다. 로딩 트레이(1120)는 덱(1110)의 가이드와 연장 또는 연결되는 가이드가 형성되어 있다. 덱(1110)의 가이드와 로딩 트레이(1120)의 가이드에 의해 샘플 준비 장치(1100)에 장착되는 구성요소들이 용이하게 이동되어 장착될 수 있다.
일 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100)는 액체의 분주를 위한 피펫 암(pipette arms)과 피펫 암에 연결된 하나 이상의 피펫팅 채널(pipetting channel)을 포함하는 피펫 모듈(pipette module, 미도시)이 구비된다. 피펫 모듈은 샘플 준비 장치(1100) 내부의 상부 측에 구성된다.In one embodiment, the
또한, 샘플 준비 장치(1100)에서 반응 용기를 포함하여, 샘플 준비를 위해 사용되는 다양한 용기 등을 이송하기 위한 이송 모듈(transport module, 미도시)이 샘플 준비 장치(1100) 내부의 일측에 구성된다.In addition, a transport module (not shown) for transporting various containers used for sample preparation, including the reaction vessel, is configured on one side of the
다른 구현예에서, 이송 모듈은 피펫 모듈과 함께 샘플 준비 장치(1100) 내부의 상부 측에 구성된다.In another implementation, the transfer module is configured on the upper side inside the
또 다른 구현예에서, 이송 모듈은 피펫 모듈의 피펫팅 채널과 피펫팅 채널에 결합되는 그리퍼(gripper, 미도시)에 의해 구현된다.In another embodiment, the transport module is implemented by a pipetting channel of the pipette module and a gripper (not shown) coupled to the pipetting channel.
샘플 준비 장치(1100)의 덱(1110)에 위치하는 각 구성요소는 분석 샘플의 준비를 위해 정해진 위치에 배치되어 있다. Each component located on the
덱(1110)은 제1 개구부(1130)가 형성된다. 제1 개구부(1130)는 샘플 준비 장치(1100)에서 준비된 반응 용기(1500)를 수신하기 위한 반응 용기 이송 장치(1400)가 이동되는 공간이다. 제1 개구부(1300)는 반응 용기 이송 장치(1400)가 반응 용기(1500)를 수신하여 이동될 수 있는 크기로 형성된다.The
일 구현예에서, 덱(1110)에 위치하는 각 구성요소는 다음과 같이 설명될 수 있다. 다음에서 설명되는 구성요소들은 일반적으로 샘플 준비 장치(1100)에 포함되어 분석 샘플을 준비하기 위해 사용되고 있으나, 개별적으로 동작되는 stand-alone 장치의 종류에 따라 어느 하나 이상의 구성요소가 포함되지 않을 수도 있다. 또는 별도의 장치로 사용될 수 있다. In one implementation, each component located on
샘플 준비 장치(1100)의 모든 구성요소는 통합된 장치로서 설계된다. 샘플 준비 장치(1100)는 검체의 핵산을 추출하는 핵산 추출 모듈과 증폭 반응 셋업(예를 들어, PCR 셋업)을 위한 다양한 구성요소를 포함한다.All components of
일 구현예에 따른 샘플 준비 장치(1100)의 내부는 피펫 팁 어댑터(pipette tip adapter), 용기 캐리어(container carrier), 핵산 추출 모듈(nucleic acid extraction module), 멀티 웰 플레이트 어댑터(multi-well plate adapter), 스캐너(scanner), 회수 용액 주입구(waste liquid inlet), 이송 모듈(transfer module) 및 피펫 모듈(pipette moduel) 등을 포함할 수 있다. The interior of the
피펫 팁 어댑터는 피펫팅 채널에 결합되는 하나 이상의 피펫 팁을 수용한다. 피펫 팁은 피펫팅 채널에 결합되어 용기에 수용된 검체 또는 시약 등의 용액을 흡입(aspirate) 및 분주(dispense)할 수 있다.A pipette tip adapter accommodates one or more pipette tips coupled to a pipetting channel. The pipette tip is coupled to the pipetting channel and can aspirate and dispense solutions such as samples or reagents contained in the container.
피펫 팁 어댑터에 수용되는 하나 이상의 피펫 팁은 용기의 크기, 분주되는 용액의 양(volume) 등의 준비 작업 환경에 따라 크기 및 분주량이 서로 다른 종류로 구비될 수 있다.One or more pipette tips accommodated in the pipette tip adapter may be provided in different sizes and dispensing amounts depending on the preparation environment, such as the size of the container and the volume of the solution to be dispensed.
일 구현예에서, 샘플 준비 장치의 피펫 팁 어댑터는 1㎖, 500㎕, 300㎕, 250㎕, 200㎕, 150㎕, 100㎕ 및/또는 50㎕ 등의 다양한 용량의 팁을 수용할 수 있도록 복수 개로 구비될 수 있다. 또한, 다양한 용량의 팁 중 어느 하나 이상의 팁은 피어싱 팁(piercing tip)일 수 있다.In one embodiment, the pipette tip adapter of the sample preparation device is plural to accommodate tips of various volumes, such as 1 mL, 500 μL, 300 μL, 250 μL, 200 μL, 150 μL, 100 μL, and/or 50 μL. It can be provided as a dog. Additionally, one or more tips among tips with various capacities may be a piercing tip.
각각의 피펫 팁 어댑터는 하나 이상의 피펫 팁을 수용할 수 있으며, 피펫 모듈이 피펫팅 채널을 피펫 팁 어댑터의 상부에 위치시킨 후, 피펫 팁 방향으로 이동시켜서 피펫팅 채널이 피펫 팁을 결합할 수 있도록 한다.Each pipette tip adapter can accommodate one or more pipette tips, and the pipette module places the pipetting channel on the top of the pipette tip adapter and then moves it in the direction of the pipette tip so that the pipetting channel can couple the pipette tip. do.
피펫 팁 어댑터의 개수 및 피펫 팁 어댑터에 수용되는 피펫 팁의 각 용량 및 크기 등은 본 개시내용의 다양한 실시예에 따라 변형 또는 변경되어 사용할 수 있다.The number of pipette tip adapters and the capacity and size of each pipette tip accommodated in the pipette tip adapter may be modified or changed according to various embodiments of the present disclosure.
용기 캐리어는 샘플 준비 장치에서 사용되는 다양한 종류의 용액을 수용하는 다양한 용기를 포함하고 있다. 샘플 준비 장치는 핵산 추출 모듈을 이용하여 추출된 핵산을 포함하는 분석 샘플을 제조할 수 있다. 샘플 준비 장치의 동작에는 다양한 종류의 용기가 사용되는데, 용기 캐리어는 그 중에서 웰 플레이트를 제외한 용기들이 삽입될 수 있다.The vessel carrier contains various vessels that hold various types of solutions used in the sample preparation device. The sample preparation device can prepare an analysis sample containing extracted nucleic acids using a nucleic acid extraction module. Various types of containers are used in the operation of the sample preparation device, and containers other than the well plate can be inserted into the container carrier.
용기 캐리어는 삽입되는 용기의 용량 및/또는 크기에 따라 각각의 용기가 용이하게 삽입 및 고정될 수 있도록 다양한 형태로 구비될 수 있다.The container carrier may be provided in various forms so that each container can be easily inserted and fixed depending on the capacity and/or size of the inserted container.
일 구현예에서, 삽입되는 용기는 검체를 수용하는 용기, 추출 시약이 수용된 용기 및 반응 시약을 수용하는 용기 등을 포함한다. 용기 캐리어는 용기를 일렬 또는 병렬로 삽입할 수 있다.In one embodiment, the inserted container includes a container accommodating a sample, a container accommodating an extraction reagent, and a container accommodating a reaction reagent. The container carrier can insert containers in series or in parallel.
멀티 웰 플레이트 어댑터는 검출이 수행될 검체를 수용하는 반응 용기가 위치할 수 있는 구조물이며, 반응 용기는 샘플 분석 장치의 샘플 홀더에 장착될 수 있다.A multi-well plate adapter is a structure in which a reaction vessel accommodating a sample on which detection is to be performed can be located, and the reaction vessel can be mounted on a sample holder of a sample analysis device.
멀티 웰 플레이트 어댑터는 반응 용기(멀티 웰 플레이트)를 적재할 수 있으며, 검출을 위한 검체는 멀티 웰 플레이트 어댑터에 위치하는 반응 용기(멀티 웰 플레이트)에 분주될 수 있다. 멀티 웰 플레이트 어댑터는 샘플 준비 장치에 사용되는 멀티 웰 플레이트가 2개 이상 적재될 수 있다. 일 구현예에서 용어 "멀티 웰 플레이트"는 반응 용기 어댑터로 사용될 수 있다.The multi-well plate adapter can load a reaction vessel (multi-well plate), and samples for detection can be dispensed into the reaction vessel (multi-well plate) located in the multi-well plate adapter. The multi-well plate adapter can load two or more multi-well plates used in a sample preparation device. In one embodiment, the term “multi-well plate” may be used as a reaction vessel adapter.
이때, 멀티 웰 플레이트 어댑터에 구비된 복수의 멀티 웰 플레이트 중 어느 하나는 출발 위치로 이동되어, 분석 샘플을 준비하기 위한 작업에 사용될 수 있다. 멀티 웰 플레이트는 이송 모듈에 의해 출발 위치로 이동된다.At this time, one of the plurality of multi-well plates provided in the multi-well plate adapter can be moved to the starting position and used for preparing the analysis sample. The multi-well plate is moved to the starting position by the transfer module.
고정 프레임에는 다양한 용기가 직접 또는 어댑터 등을 통해 장착될 수 있다. 용기는 분석 샘플 또는 추출 시약 등을 수용할 수 있다. 용기는 캡(cap)이 장착되어 있으며, 캡은 피펫 팁에 의해 관통가능한 것(pierceable cap)일 수 있다. 캡의 관통되는 부분은 고무, 실리콘, 플라스틱 등의 소재로 제작될 수 있다.Various containers can be mounted on the fixed frame directly or through adapters, etc. The container may accommodate an analysis sample or extraction reagent. The container is equipped with a cap, and the cap may be a pierceable cap by a pipette tip. The penetrating part of the cap may be made of materials such as rubber, silicone, and plastic.
피펫 팁은 하강 동작에 의해 캡의 상부를 천공하고, 용액의 흡입 또는 분주를 수행한 후 다시 상부로 이동한다. 피펫 팁이 용기로부터 상부로 이동할 때, 캡의 천공된 부분에 삽입된 피펫 팁에 의해 용기가 함께 상부로 함께 들어올려질 수 있기 때문에 용기가 고정되어야 할 필요가 있다. 고정 프레임은 관통가능한 캡을 사용하는 용기가 피펫 팁에 의해 움직이지 않도록 용기를 고정할 수 있다. The pipette tip pierces the upper part of the cap by a downward motion, performs suction or dispensing of the solution, and then moves back to the upper part. When the pipette tip moves upward from the container, the container needs to be secured because the container can be lifted upward together by the pipette tip inserted into the perforated portion of the cap. The holding frame can secure a vessel using a pierceable cap such that the vessel is not moved by the pipette tip.
제1 개구부(1130)는 반응 용기 이송 장치(1400)가 반응 용기(1500)를 수신하기 위해 샘플 준비 장치(1100)로 이동되는 확정 통로이다.The
일 구현예에서, 제1 개구부(1130)는 비어 있는 공간이다. 반응 용기 이송 모듈(1400)은 샘플 준비 장치(1100)의 하부에서 샘플 준비 장치(1100)의 내부로 이동된다. 따라서, 비어 있는 공간인 제1 개구부(1130)는 샘플 준비 장치(1100)의 하부면인 덱(1110)에 형성되어 있거나, 형성되는 것이 바람직하다.In one implementation, the
다른 구현예에서, 제1 개구부(1130)는 개폐 모듈(open/close module, 미도시)을 포함한다. 개폐 모듈은 제1 개구부(1130)인 반응 용기 이송 장치(1400)가 진입하는 개방된 공간을 차단하기 위해 구비된다. 반응 용기 이송 장치(1400)는 샘플 준비 장치(1100)에서 준비된 반응 용기를 수신하기 위해 샘플 준비 장치(1100)로 이동된다. 샘플 준비 장치(1100)는 반응 용기 이송 장치(1400)가 이동하지 않는 시간에 개방된 공간을 폐쇄하기 위한 개폐 모듈을 이용하여 제1 개구부(1130)를 차단할 수 있다.In another implementation, the
폐기물부는 회수 용액 주입구(waste liquid inlet) 및/또는 피펫 팁 회수부(waste pipette tip collecting unit)를 포함한다. 회수 용액 주입구는 분석 샘플의 준비를 위해 사용된 용액이 폐기되도록 수거될 수 있으며, 피펫 팁 회수부는 분석 샘플의 준비를 위해 사용된 피펫 팁이 폐기되도록 수거될 수 있다. The waste portion includes a waste liquid inlet and/or a waste pipette tip collecting unit. The recovery solution inlet may collect the solution used for the preparation of the analysis sample to be discarded, and the pipette tip recovery part may collect the pipette tip used for the preparation of the analysis sample to be discarded.
일 구현예에서, 회수 용액 주입구는 별도로 위치하는 용액 회수함(liquid waste collection bin, 미도시)과 연결된다. 샘플 준비 장치(1100)의 폐기 용액은 회수 용액 주입구를 통해 용액 회수함에 수용될 수 있도록 이동된다.In one embodiment, the recovery solution inlet is connected to a separately located liquid waste collection bin (not shown). The waste solution of the
또한, 피펫 팁 회수부를 통해 수거되는 피펫 팁은 폐기물 컨테이너로 이동되어 보관될 수 있다. 일 구현예에서, 폐기물 컨테이너는 샘플 준비 장치(1100)의 덱(1110)에 위치할 수 있다. 다른 구현예에서, 폐기물 컨테이너는 샘플 준비 장치(1100)의 저면에 위치할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 폐기물 컨테이너는 샘플 준비 장치(1100)의 외부에 위치할 수 있다.Additionally, pipette tips collected through the pipette tip recovery unit may be moved to a waste container and stored. In one implementation, a waste container may be located on
폐기물 컨테이너가 덱(1110)에 위치하는 경우, 폐기물 컨테이너는 분석 샘플이 준비되는 영역과 파티션 등으로 분리될 수 있다.When the waste container is located on the
이송 모듈은 샘플 준비 장치(1100) 내에서 반응 용기 등을 이동시키기 위한 집게(gripper) 형태의 기계 장치이다. 이송 모듈은 샘플 준비 장치(1100)의 제어 기기에 의해 동작된다.The transfer module is a mechanical device in the form of grippers for moving a reaction vessel, etc. within the
일 구현예에서, 이송 모듈은 샘플 준비 장치(1100)의 내측 후면에 위치한다. 이송 모듈은 반응 용기 등을 상하, 좌우, 전후 및 회전 이동시킬 수 있도록 구성된다.In one implementation, the transfer module is located on the inner rear of
다른 구현예에서, 이송 모듈은 샘플 준비 장치(1100)의 내측 상부에 위치한다. 이송 모듈은 피펫 모듈과 같은 동작 형태를 통해 반응 용기 등을 상하, 좌우, 전후 및 회전 이동시킬 수 있도록 구성된다. In another implementation, the transfer module is located on the top inside of
또 다른 구현예에서, 이송 모듈은 피펫 모듈의 피펫팅 채널 중 적어도 2개의 피펫팅 채널에 결합되는 그리퍼를 이용하여 반응 용기 등을 상하, 좌우, 전후 및 회전 이동시킬 수 있도록 구성된다.In another embodiment, the transfer module is configured to move the reaction vessel up and down, left and right, forward and backward, and rotationally, using a gripper coupled to at least two pipetting channels among the pipetting channels of the pipette module.
이송 모듈은 반응 용기, 시약 용기, 어댑터, 카트리지, 멀티 웰 플레이트 등의 분석 샘플의 준비에 필요한 구성요소를 샘플 준비 장치(1100) 내에서 이동시킬 수 있다.The transfer module can move components necessary for preparation of analysis samples, such as reaction vessels, reagent vessels, adapters, cartridges, and multi-well plates, within the
일 구현예에서, 이송 모듈은 분석 샘플의 셋업이 완료된 반응 용기를 반응 용기 이송 장치(1400)로 이동시킬 수 있다. 반응 용기 이송 장치(1400)는 준비가 완료된 반응 용기를 수신하기 위해 샘플 준비 장치(1100)의 제1 개구부(1130)를 통해 이동된다. 이송 모듈은 반응 용기 이송 장치(1400)에 반응 용기를 이동시키며, 반응 용기 이송 장치(1400)는 제1 개구부(1130)를 통해 샘플 준비 장치(1100)의 외부로 반응 용기를 이동시킬 수 있다.In one implementation, the transfer module may move the reaction vessel in which the analysis sample has been set up to the reaction
스캐너는 검체, 시약, 반응액 등에 표시되는 식별 코드(identifying code)를 확인(reading)할 수 있다. 식별 코드는 바코드(barcode), 매트릭스 코드(matrix code) 등의 정보를 포함하는 표시이다. 스캐너는 식별 코드를 인식하여 용기에 수용된 용액의 종류 및 용액의 용량 등의 정보를 제공받을 수 있다.The scanner can read identifying codes displayed on samples, reagents, reaction solutions, etc. An identification code is a mark containing information such as a barcode or matrix code. The scanner can recognize the identification code and receive information such as the type of solution contained in the container and the volume of the solution.
일 구현예에서, 스캐너는 복수개로 구비될 수 있으며 필요에 따라 어느 하나의 스캐너로 구성될 수 있다. 또한, 스캐너는 바코드 스캐너 및/또는 2D 스캐너로 구성될 수 있다. 이러한 구성은 반응 용기 등에 표기된 서로 다른 종류의 식별 코드를 인식할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.In one implementation, a plurality of scanners may be provided, and any one scanner may be configured as needed. Additionally, the scanner may be configured as a barcode scanner and/or a 2D scanner. This configuration is preferably provided to recognize different types of identification codes displayed on reaction vessels, etc.
일 구현예에서, 스캐너는 1D 및/또는 2D 바코드를 인식할 수 있다. 스캐너는 용기의 측면에 인쇄 또는 부착된 식별 코드를 인식하여 용기에 수용된 용액의 종류 및/또는 용액의 용량 등의 정보를 수득할 수 있다. 용기는 샘플 준비 장치에서 사용되는 반응 용기, 시약 용기, 검체 용기 등을 포함한다. 스캐너는 덱(1110)에 삽입되는 용기의 식별 코드를 인식할 수 있다. 스캐너는 덱(1110)에 삽입되는 적어도 하나 이상의 용기 식별 코드를 순차적으로 인식할 수 있다. 스캐너는 용기 또는 용기를 수용한 캐리어가 덱(1110)에 결합되는 위치까지 이동하여 용기 측면의 식별 코드를 인식할 수 있다.In one implementation, the scanner is capable of recognizing 1D and/or 2D barcodes. The scanner can obtain information such as the type and/or volume of the solution contained in the container by recognizing the identification code printed or attached to the side of the container. Containers include reaction vessels, reagent vessels, sample vessels, etc. used in sample preparation devices. The scanner can recognize the identification code of the container inserted into the
다른 구현예에서, 스캐너는 2D 바코드 스캐너(미도시)이다. 매트릭스(2차원) 코드를 인식할 수 있으며, 용기의 저면에 인쇄 또는 부착된 식별 코드를 인식할 수 있다. 용기는 반응 용기, 시약 용기, 검체 용기 등의 샘플 준비 장치에서 사용되는 용기를 포함한다.In another implementation, the scanner is a 2D barcode scanner (not shown). Matrix (2D) codes can be recognized, and identification codes printed or attached to the bottom of the container can be recognized. Containers include containers used in sample preparation devices, such as reaction containers, reagent containers, and specimen containers.
이에 따라, 각각의 웰에서 저면의 전부 또는 일부에 개구부를 가지도록 형성된 플레이트가 스캐너에 장착되면, 스캐너는 플레이트에 삽입된 용기의 저면에 인쇄 또는 부착된 식별코드를 인식할 수 있다. 스캐너는 플레이트에 복수 개로 삽입된 용기의 코드를 한 번에 인식할 수 있다.Accordingly, when a plate formed to have an opening in all or part of the bottom of each well is mounted on the scanner, the scanner can recognize the identification code printed or attached to the bottom of the container inserted into the plate. The scanner can recognize the codes of multiple containers inserted into the plate at once.
일 구현예에서, 스캐너에서 용기가 장착되는 평면은 투명한 소재로 되어 있다. 스캐너는 투명한 소재를 투과하는 광신호 등을 이용하여 용기 저면의 식별 코드를 인식할 수 있다. 또한, 스캐너는 용기의 하부를 촬영함에 따라 용기의 식별 코드를 인식할 수 있다. 스캐너는 멀티 웰 플레이트에 삽입된 용기의 저면에 위치한 식별 코드를 인식할 수 있도록 멀티 웰 플레이트가 거치될 수 있는 형태이다.In one embodiment, the plane on which the vessel is mounted in the scanner is made of a transparent material. The scanner can recognize the identification code on the bottom of the container using an optical signal that passes through a transparent material. Additionally, the scanner can recognize the identification code of the container by photographing the bottom of the container. The scanner is designed to accommodate a multi-well plate so that it can recognize the identification code located on the bottom of the container inserted into the multi-well plate.
일 구현예에 따른 2D 스캐너는 Hamilton사의 "easyCode Carrier" 제품을 사용할 수 있다(https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/small-devices/easycode-carrier 참조).The 2D scanner according to one embodiment may use Hamilton's "easyCode Carrier" product (see https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/small-devices/easycode-carrier).
피펫 모듈은 도면에 도시되지 않았으나, 샘플 준비 장치(1100)의 내측 상부에 위치한다. 용액 분획기인 피펫 모듈(pipette module)은 피펫 암(pipette arm)과 피펫팅 채널(pipetting channel)을 포함하며, 피펫팅 채널은 제어 기기에 의해 자동으로 상하, 좌우, 전후로 이동할 수 있다. Although not shown in the drawing, the pipette module is located on the upper inner side of the
피펫 암은 독립적으로 또는 종속적으로 이동하는 피펫팅 채널을 하나 이상 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 피펫팅 채널의 말단에는 피펫 팁(pipette tip) 또는 니들(needle)이 결합되어 용액의 흡입(aspirate) 및 분주(dispense)에 사용될 수 있다.The pipette arm may include one or more independently or dependently moving pipetting channels. In one embodiment, a pipette tip or needle is coupled to the end of the pipetting channel and can be used to aspirate and dispense a solution.
다른 구현예에서, 피펫팅 채널의 말단에는 그리퍼(gripper)가 결합될 수 있으며, 그리퍼에 의해 반응 용기 등의 샘플 준비 장치(1100)에서 사용되는 용기(반응 용기 포함) 등을 이동시킬 수 있는 이송 모듈로 사용될 수 있다.In another embodiment, a gripper may be coupled to the end of the pipetting channel, and the gripper may be used to move containers (including reaction containers) used in the
피펫 암은 하나 이상 포함된 피펫팅 채널을 분획용 피펫 팁(pipette tip)으로 이동하는 행위, 피펫팅 채널에 분획용 피펫 팁을 고정시키는 행위, 피펫팅 채널이 고정된 피펫 팁을 일정한 장소로 이동시키는 행위, 일정한 깊이로 분획용 피펫 팁을 용기에 삽입하는 행위 등을 수행할 수 있다. The pipette arm moves one or more pipetting channels to a pipette tip for fractionation, fixes the pipette tip for fractionation to the pipetting channel, and moves the pipette tip with the pipetting channel fixed to a certain location. Actions such as inserting a pipette tip for fractionation into a container at a certain depth can be performed.
피펫 암은 샘플 준비 장치(1100) 내측 상부에 위치하고, 피펫팅 채널은 피펫 암에 의해 샘플 준비 장치(1100) 내에서 동작된다. 하나 이상의 피펫팅 채널은 피펫 팁 어댑터에 삽입된 피펫 팁을 피펫팅 채널의 단부에 결합한다.The pipette arm is located at the top inside the
피펫 암은 피펫팅 채널이 분주하고자 하는 용액이 수용된 용기의 상부에 위치하도록 이동시킬 수 있다. 피펫팅 채널은 이동된 위치에서 용기 방향으로 하강하여 피펫 팁에 용액을 수용시키고, 다시 상승하도록 위치한다. 피펫팅 채널은 피펫 암에 의해 분주될 다른 용기의 상부로 이동하고, 하강하여 피펫 팁에 수용된 용액을 분주한 이후 다시 상승함으로써 분주를 종료할 수 있다.The pipette arm can be moved so that the pipetting channel is positioned at the top of the container containing the solution to be dispensed. The pipetting channel is positioned to descend toward the container from the moved position to accommodate the solution in the pipette tip, and then rise again. The pipetting channel may move to the top of another container to be dispensed by the pipette arm, descend to dispense the solution contained in the pipette tip, and then rise again to end dispensing.
복수의 피펫팅 채널은 동시에 동작될 수 있으며, 피펫팅 채널의 개수에 따라 동시에 분주할 수 있는 용기의 개수가 결정될 수 있다.A plurality of pipetting channels can be operated simultaneously, and the number of containers that can be dispensed simultaneously can be determined depending on the number of pipetting channels.
피펫 암과 피펫팅 채널은 분주가 완료된 이후, 단부에 결합된 피펫 팁을 제거할 수 있다. 결합된 피펫 팁은 폐기물부에 위치하는 피펫 팁 회수부에서 제거되고, 폐기물 컨테이너에 폐기될 수 있다.After dispensing of the pipette arm and pipetting channel is completed, the pipette tip coupled to the end can be removed. The combined pipette tip can be removed from the pipette tip recovery unit located in the waste unit and disposed of in a waste container.
일 구현예에서, 샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(1200) 및/또는 반응 용기 이송 장치(1400) 중 적어도 어느 하나 이상의 장치가 폐쇄 구조물(1300)과 작동적으로 연결되기 위해서는 각각의 장치가 정확하게 위치하여야 한다. 이를 위해 폐쇄 구조물(1300)과 각 장치에는 위치 결정 수단을 포함하고 있다.In one embodiment, in order for at least one of the
샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(1200) 및/또는 반응 용기 이송 장치(1400)는 외부 변형이 이루어지지 않도록 하여 폐쇄 구조물(1300)과 결합되어야 하기 때문에 각각의 장치들의 위치 결정 수단은 각 장치에 기 형성된 구성요소를 사용하는 것이 바람직하다. Since the
샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(1200) 및/또는 반응 용기 이송 장치(1400) 중 적어도 어느 하나 이상은 공간적으로 폐쇄되어 있으며, 공간적으로 폐쇄하기 위한 구성으로 폐쇄 구조물(1300)이 사용되고 있다.At least one of the
샘플 준비 장치(1100), 샘플 분석 장치(1200) 및/또는 반응 용기 이송 장치(1400) 중 적어도 어느 하나 이상을 작동적으로 연결하기 위해서 폐쇄 구조물(1300) 내부에 적어도 어느 하나 이상이 위치되도록 구성된다.At least one of the
샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)는 폐쇄 구조물(1300)에 위치할 수 있다. 이때, 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)에는 폐쇄 구조물(1300)의 외부에 위치하는 샘플 준비 장치(1100)에서 분석 샘플이 수용된 반응 용기(1500)가 반응 용기 이송 장치(1400)를 통해 이동될 수 있다.Sample analysis devices 1200-a and 1200-b may be located in the
특히, 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)에는 반응 용기 이송 장치(1400) 중에서 크레인 모듈(1430)이 반응 용기(1500)를 제공한다. 크레인 모듈(1430)은 로봇 모듈로 지정된 위치로 이동하여 반응 용기(1500)를 들어올리고, 지정된 장소에 반응 용기(1500)를 내려 놓을 수 있다.In particular, the
만약, 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)의 위치가 정해진 위치에서 조금이라도 벗어나는 경우에는 반응 용기(1500)가 정확한 위치에 놓일 수 없기 때문에 적절한 분석이 진행될 수 없다. 따라서, 샘플 분석 장치(1200-a, 1200-b)는 폐쇄 구조물(1300) 내에서 정해진 위치에 정확하게 위치 또는 결합되어야 한다. 이를 위해 폐쇄 구조물(1300)은 위치 결정(positioning) 수단을 제공하고 있다.If the positions of the sample analysis devices 1200-a and 1200-b deviate even slightly from the designated positions, appropriate analysis cannot proceed because the
위치 결정 수단은 샘플 분석 장치(1200)와 폐쇄 구조물(1300)에 위치할 수 있다.Positioning means may be located in the
일 구현예에서, 샘플 분석 장치(1200)의 제1 위치 결정 수단은 하부에 위치하는 고정 수단이 될 수 있다. 또한, 폐쇄 구조물(1300)의 제2 위치 결정 수단은 샘플 분석 장치(1200)가 위치되는 장소에 형성된 구조물일 수 있다.In one implementation, the first positioning means of the
제1 위치 결정 수단과 제2 위치 결정 수단은 상호 결합될 수 있는 형상으로 이루어질 수 있다. The first positioning means and the second positioning means may be formed in a shape that can be coupled to each other.
일 구현예에 따라, 제1 위치 결정 수단과 제2 위치 결정 수단은 상호 별도의 체결 수단가 없더라도, 샘플 분석 장치(1200)는 폐쇄 구조물(1300)의 정확한 위치에 고정될 수 있다.According to one embodiment, even if the first positioning means and the second positioning means do not have separate fastening means, the
다른 구현예에 따라, 제1 위치 결정 수단과 제2 위치 결정 수단은 상호 체결 수단(미도시)를 구비하여 샘플 분석 장치(1200)가 폐쇄 구조물(1300)의 정확한 위치에 고정되는 경우, 체결 수단으로 각각의 위치 결정 수단들을 체결할 수 있다.According to another embodiment, the first positioning means and the second positioning means are provided with a mutually fastening means (not shown), so that when the
상기에서 샘플 분석 장치(1200)와 폐쇄 구조물(1300) 사이의 위치 결정 수단에 대해 설명하였으나, 일 구현예에 따른 반응 용기 이송 장치(1400), 자동 용기 실러(1700) 등의 폐쇄 구조물(1300)의 내부에 위치하는 각각의 장치에서도 폐쇄 구조물과 매칭하는 위치 결정 수단이 형성되어 있는 것이 바람직하다.Although the positioning means between the
일체형 시스템은 샘플 준비 장치, 샘플 분석 장치 및/또는 반응 용기 이송 장치 중 적어도 하나의 장치를 공간적으로 폐쇄되는 페쇄 구조물 내부에 위치시킬 수 있다.The integrated system can position at least one of a sample preparation device, a sample analysis device, and/or a reaction vessel transport device within a spatially closed, enclosed structure.
일 구현예와 같이, 일체형 시스템은 샘플 분석 장치를 폐쇄 구조물의 내부에 구비하고, 샘플 준비 장치를 폐쇄 구조물의 상부에 위치하도록 구성한다.In one embodiment, the integrated system is configured to have a sample analysis device inside the closed structure and a sample preparation device located on top of the closed structure.
일체형 시스템은 제어 모듈(control module)을 포함한다. 제어 모듈은 샘플 준비 장치가 분석 샘플(analysis sample)을 준비하도록 제어한다. 제어 모듈은 폐쇄 구조물이 준비된 분석 샘플을 분석하도록 제어한다.The integrated system includes a control module. The control module controls the sample preparation device to prepare an analysis sample. The control module controls the closed structure to analyze the prepared analysis sample.
일체형 시스템의 제어 모듈이 샘플 준비 장치 및 폐쇄 구조물을 제어하여 분석 샘플의 준비 및 분석을 수행하는 방법은 다음과 같다.How the control module of the integrated system controls the sample preparation device and the closure structure to perform preparation and analysis of the analysis sample is as follows.
제어 모듈은 샘플 준비 장치 내에 구비된 반응 용기에 분석 샘플(analysis sample)이 준비되도록 샘플 준비 장치를 제어한다.The control module controls the sample preparation device so that an analysis sample is prepared in a reaction vessel provided in the sample preparation device.
샘플 준비 장치는 분석 샘플이 준비될 수 있도록 검체, 핵산 추출 시약, 증폭 반응 시약 등의 용액이 준비되어 있으며, 내부의 구성요소를 이용하여 분석 샘플을 준비한다. The sample preparation device prepares solutions such as specimens, nucleic acid extraction reagents, and amplification reaction reagents to prepare analysis samples, and prepares analysis samples using internal components.
샘플 준비 장치는 검체(specimen) 및 시약(reagent) 중 적어도 어느 하나 이상의 분주를 수행하여 상기 분석 샘플을 제조하는 과정; 상기 분석 샘플을 상기 반응 용기에 수용시키는 과정; 또는 병원체를 포함할 것으로 예상되는 상기 검체로부터 핵산을 추출하는 과정 중 적어도 어느 하나 이상의 준비를 수행할 수 있다.The sample preparation device includes: preparing the analysis sample by dispensing at least one of a specimen and a reagent; A process of accommodating the analysis sample into the reaction vessel; Alternatively, at least one preparation may be performed during the process of extracting nucleic acid from the specimen expected to contain pathogens.
제어 모듈은 샘플 준비 장치에서 준비된 반응 용기가 폐쇄 구조물로 이동되도록 폐쇄 구조물 내의 승강 모듈을 제어한다.The control module controls the lifting module within the closed structure to move the reaction vessel prepared in the sample preparation device into the closed structure.
상기 단계에서, 승강 모듈은 폐쇄 구조물에 형성된 제2 개구부 및 샘플 준비 장치의 덱에 형성된 제1 개구부 통해 샘플 준비 장치의 내부로 이동한다. 샘플 준비 장치는 이동된 승강 모듈에 반응 용기를 장착한다.In this step, the lifting module moves into the interior of the sample preparation device through a second opening formed in the closure structure and a first opening formed in the deck of the sample preparation device. The sample preparation device mounts the reaction vessel on a moved elevating module.
제어 모듈은 승강 모듈에 반응 용기가 장착되면, 승강 모듈이 폐쇄 구조물로 이동하도록 제어한다.When the reaction vessel is mounted on the lifting module, the control module controls the lifting module to move to the closed structure.
제1 개구부는 반응 용기가 이송될 수 있는 확정 통로(defined passage)이다. The first opening is a defined passage through which the reaction vessel can be transported.
일 구현예에서, 폐쇄 구조물은 분석 샘플을 분석하기 위한 샘플 분석 장치를 복수 개로 구비할 수 있다.In one embodiment, the closed structure may be provided with a plurality of sample analysis devices for analyzing an analysis sample.
제어 모듈은 복수 개로 구비되는 샘플 분석 장치를 이용하여 분석할 분석 샘플을 동시 또는 순차적으로 준비될 수 있도록 샘플 준비 장치를 제어한다.The control module controls the sample preparation device so that analysis samples to be analyzed can be prepared simultaneously or sequentially using a plurality of sample analysis devices.
제어 모듈은 샘플 준비 장치에서 동시 또는 순차적으로 준비되는 분석 샘플을 수용하는 반응 용기를 승강 모듈이 폐쇄 구조물로 이동할 수 있도록 승강 모듈을 제어한다.The control module controls the elevating module so that the elevating module moves the reaction vessel containing the analyte samples that are prepared simultaneously or sequentially in the sample preparation device into the closed structure.
상기 단계에서, 승강 모듈이 반응 용기를 수신하기 위해 샘플 준비 장치로 이동된 경우, 제어 모듈은 승강 모듈은 반응 용기를 용이하게 수신하도록 수평 방향으로 연장 이동(extension movement)하도록 승강 모듈을 제어한다.In the above step, when the lifting module is moved to the sample preparation device to receive the reaction vessel, the control module controls the lifting module to extend movement in the horizontal direction to easily receive the reaction vessel.
제어 모듈은 폐쇄 구조물로 이동된 반응 용기가 분석이 수행되는 위치로 이동되도록 크레인 모듈을 제어한다.The control module controls the crane module so that the reaction vessel moved to the closed structure is moved to the location where analysis is performed.
크레인 모듈은 폐쇄 구조물에 이동된 반응 용기를 상하/좌우/전후 방향으로 이동시키기 위한 이동 동작을 수행할 수 있다. 크레인 모듈은 반응 용기를 수평 회전시키기 위한 회전 동작을 수행할 수 있다.The crane module can perform movement operations to move the reaction vessel moved to the closed structure in the up/down/left/right/forward/backward directions. The crane module may perform a rotation operation to horizontally rotate the reaction vessel.
일 구현예에서, 자동 용기 실러는 폐쇄 구조물 내에 포함된다. In one embodiment, the automatic container sealer is contained within the closure structure.
폐쇄 구조물 내에 자동 용기 실러가 구비되는 경우, 제어 모듈은 샘플 준비 장치에서 이동된 반응 용기를 자동 용기 실러에 이동되도록 크레인 모듈을 제어한다. 자동 용기 실러는 반응 용기의 상면을 실링할 수 있다.When an automatic vessel sealer is provided in the closed structure, the control module controls the crane module to move the reaction vessel moved from the sample preparation device to the automatic vessel sealer. An automatic vessel sealer can seal the top of a reaction vessel.
제어 모듈은 자동 용기 실러에서 실링된 반응 용기가 분석 샘플의 분석이 수행되는 위치로 이동되도록 크레인 모듈을 제어한다. 분석이 수행되는 위치는 샘플 분석 장치이다.The control module controls the crane module so that the reaction vessel sealed in the automatic vessel sealer is moved to the location where analysis of the analysis sample is performed. The location where the analysis is performed is the sample analysis device.
다른 구현예에서, 자동 용기 실러는 샘플 준비 장치 내에 포함될 수 있다.In another embodiment, an automatic vessel sealer may be included within the sample preparation device.
샘플 준비 장치 내에 자동 용기 실러가 구비되는 경우, 제어 모듈은 샘플 준비 장치에서 준비가 완료된 반응 용기를 자동 용기 실러에 이동한다. 제어 모듈은 이동된 반응 용기의 상면이 실링되도록 자동 용기 실러를 제어한다.If an automatic vessel sealer is provided in the sample preparation device, the control module moves the prepared reaction vessel from the sample preparation device to the automatic vessel sealer. The control module controls the automatic vessel sealer to seal the upper surface of the moved reaction vessel.
샘플 준비 장치 내에 자동 용기 실러가 구비되는 경우, 승강 모듈은 실링이 완료된 반응 용기를 수신할 수 있다.If an automatic vessel sealer is provided in the sample preparation device, the lifting module can receive a reaction vessel that has been sealed.
일 구현예에서, 샘플 분석 장치가 복수 개로 구비되고, 샘플 준비 장치에서 복수 개의 반응 용기가 순차적으로 수신된 경우, 제어 모듈은 순차적으로 이동되는 분석샘플 용기를 각각 샘플 분석 장치에 이동되도록 크레인 모듈을 제어한다.In one embodiment, when a plurality of sample analysis devices are provided and a plurality of reaction vessels are sequentially received from the sample preparation device, the control module operates a crane module to move the sequentially moved analysis sample containers to each sample analysis device. Control.
제어 모듈은 폐쇄 구조물 내의 반응 용기에 수용된 분석 샘플이 분석되도록 폐쇄 구조물을 제어한다.The control module controls the closed structure so that the analysis sample contained in the reaction vessel within the closed structure is analyzed.
상기 단계에서, 반응 용기는 크레인 모듈에 의해 샘플 분석 장치로 이동될 수 있다. 샘플 분석 장치는 이동된 반응 용기의 분석 샘플을 분석하고 결과를 생성한다.In this step, the reaction vessel can be moved to the sample analysis device by a crane module. The sample analysis device analyzes the analysis sample of the moved reaction vessel and generates a result.
상기 단계에서, 제어 모듈이 분석 샘플의 분석이 수행되도록 폐쇄 구조물을 제어하는 폐쇄 구조물은 샘플 분석 장치(sample analysis device)이다.In this step, the closed structure is a sample analysis device, in which the control module controls the closed structure such that analysis of the analysis sample is performed.
샘플 분석 장치는 등온 증폭, 특히 LAMP를 수행하는 과정; 또는 반응 결과에 대한 분석을 수행하는 과정 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다.The sample analysis device is a process that performs isothermal amplification, especially LAMP; Alternatively, at least one of the processes of analyzing reaction results may be performed.
샘플 분석 장치는 분석이 수행되는 위치에 구비된다.A sample analysis device is provided at the location where analysis is performed.
샘플 분석 장치는 써멀 사이클러(thermal cycler) 및 광학 모듈(optics module)을 포함한다. 샘플 분석 장치에서 중합효소 연쇄 반응을 수행하는 과정은 써멀 사이클러를 이용하며, 반응 결과를 측정하기 위한 과정은 광학 모듈을 이용한다.The sample analysis device includes a thermal cycler and an optics module. The process of performing a polymerase chain reaction in a sample analysis device uses a thermal cycler, and the process of measuring the reaction results uses an optical module.
샘플 분석 장치는 분석 샘플의 분석을 위해 덮개(cover)가 구비될 수 있다. 제어 모듈은 반응 용기가 이동될 샘플 분석 장치의 덮개가 개방(open)되도록 샘플 분석 장치에 제어 신호를 제공할 수 있다. 이후, 크레인 모듈이 샘플 분석 장치에 반응 용기를 제공한 경우, 제어 모듈은 샘플 분석 장치의 덮개가 닫힐(close) 수 있는 제어 신호를 제공할 수 있다.The sample analysis device may be equipped with a cover for analysis of the analysis sample. The control module may provide a control signal to the sample analysis device to open a cover of the sample analysis device to which the reaction vessel is to be moved. Thereafter, when the crane module provides a reaction vessel to the sample analysis device, the control module may provide a control signal to close the cover of the sample analysis device.
제어 모듈은 분석이 완료된 반응 용기를 분석이 수행되는 위치에서 제거되도록 크레인 모듈을 제어한다.The control module controls the crane module to remove the reaction vessel on which analysis has been completed from the location where analysis is performed.
상기 단계에서, 제어 모듈은 분석이 완료된 반응 용기가 반응 용기 회수함으로 이동될 수 있도록 크레인 모듈을 제어한다.In this step, the control module controls the crane module so that the reaction vessel for which analysis has been completed can be moved to the reaction vessel recovery box.
일 양태에 따르면, 본 발명은 메모리, 상기 메모리에 엑세스 하도록 구성된 적어도 하나 이상의 프로세서 및 상기 메모리에 저장되고 상기 프로세서에 의해 실행되도록 구성된 하나 이상의 프로그램 코드는, 자동화 분자진단 시스템이 프로세서에 의해 실행될 때, 샘플 준비 장치, 샘플 분석 장치, 반응 용기 이송 장치 및 폐쇄 구조물을 포함하며, 상기 샘플 준비 장치 및 상기 폐쇄 구조물이 작동적으로 연결되기 위한 각각의 개구부를 포함하되, 상기 폐쇄 구조물에 위치하는 승강 모듈이 상기 개구부를 통해 상기 샘플 준비 장치로 이동하여 반응 용기(reaction vessel)를 샘플 분석 장치로 이동될 수 있도록 하는 시스템은 제어 모듈로 하여금, 제어 모듈이, 분석 샘플이 수용된 반응 용기가 샘플 준비 장치에서 샘플 분석 장치로 이송되도록 반응 용기 이송 장치를 제어하는 단계; 상기 샘플 준비 장치 및 상기 샘플 분석 장치는 stand-alone 장치이며; 상기 제어 모듈이, 상기 분석 샘플의 분석이 완료된 상기 반응 용기가 상기 샘플 분석 장치에서 제거되도록 상기 반응 용기 이송 장치를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 샘플 분석 장치 및/또는 상기 반응 용기 이송 장치 중 적어도 하나의 장치는 공간적으로 폐쇄(enclosed)되는 폐쇄 구조물(enclosure)의 내부에 위치하며, 상기 샘플 준비 장치 및 상기 폐쇄 구조물은 상기 반응 용기가 이송되는 확정 통로(defined passage)가 형성되며, 상기 반응 용기 이송 장치는 상기 확정 통로를 이용하여 상기 반응 용기를 이송시키는 것을 수행하도록 하는 명령어를 포함한다.According to one aspect, the present invention includes a memory, at least one processor configured to access the memory, and one or more program codes stored in the memory and configured to be executed by the processor, when the automated molecular diagnosis system is executed by the processor, A sample preparation device, a sample analysis device, a reaction vessel transfer device, and an enclosure, each comprising an opening for operably connecting the sample preparation device and the enclosure, wherein an elevating module is located in the enclosure. A system that allows a reaction vessel to be moved to the sample analysis device by moving to the sample preparation device through the opening causes a control module to move the reaction vessel containing the analysis sample from the sample preparation device to the sample analysis device. controlling the reaction vessel transfer device to be transferred to the analysis device; The sample preparation device and the sample analysis device are stand-alone devices; The control module includes controlling the reaction vessel transfer device so that the reaction vessel in which analysis of the analysis sample has been completed is removed from the sample analysis device, wherein at least one of the sample analysis device and/or the reaction vessel transfer device One device is located inside a spatially enclosed enclosure, wherein the sample preparation device and the enclosure define a defined passage through which the reaction vessel is transported, the reaction vessel The transfer device includes instructions to perform transfer of the reaction vessel using the confirmed passage.
상기 본 발명의 일 양태에 기재되는 각 구성요소는 전술한 내용과 중복되므로 그 기재를 생략한다.Since each component described in the above-described aspect of the present invention overlaps with the above-described content, its description is omitted.
일 양태에 따르면, 본 발명은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는 명령어들을 저장하는 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 저장매체에 있어서, 상기 명령어들은 샘플 준비 장치, 샘플 분석 장치, 반응 용기 이송 장치 및 폐쇄 구조물을 포함하며, 상기 샘플 준비 장치 및 폐쇄 구조물이 작동적으로 연결되기 위한 각각의 개구부를 포함하되, 상기 폐쇄 구조물에 위치하는 승강 모듈이 상기 개구부를 통해 상기 샘플 준비 장치로 이동하여 반응 용기(reaction vessel)를 상기 샘플 분석 장치로 이동될 수 있도록 하는 일체형 시스템이 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 자동화 분자진단 시스템의 제어 모듈로 하여금, 제어 모듈이, 분석 샘플이 수용된 반응 용기가 샘플 준비 장치에서 샘플 분석 장치로 이송되도록 반응 용기 이송 장치를 제어하는 단계; 상기 샘플 준비 장치 및 상기 샘플 분석 장치는 stand-alone 장치이며; 상기 제어 모듈이, 상기 분석 샘플의 분석이 완료된 상기 반응 용기가 상기 샘플 분석 장치에서 제거되도록 상기 반응 용기 이송 장치를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 샘플 분석 장치 및/또는 상기 반응 용기 이송 장치 중 적어도 하나의 장치는 공간적으로 폐쇄(enclosed)되는 폐쇄 구조물(enclosure)의 내부에 위치하며, 상기 샘플 준비 장치 및 상기 폐쇄 구조물은 상기 반응 용기가 이송되는 확정 통로(defined passage)가 형성되며, 상기 반응 용기 이송 장치는 상기 확정 통로를 이용하여 상기 반응 용기를 이송시키는 것을 수행하도록 한다.According to one aspect, the present invention provides a non-transitory computer-readable storage medium that, when executed by one or more processors, stores instructions performed by the one or more processors, wherein the instructions include a sample preparation device, a sample analysis device, and a reaction device. Comprising a vessel transfer device and a closure structure, each opening for operatively connecting the sample preparation device and the closure structure, wherein an elevating module located in the closure structure moves into the sample preparation device through the opening. When the integrated system that allows a reaction vessel to be moved to the sample analysis device is executed by the one or more processors, the control module of the automated molecular diagnosis system is configured to perform a reaction in which the analysis sample is received. controlling the reaction vessel transfer device to transfer the vessel from the sample preparation device to the sample analysis device; The sample preparation device and the sample analysis device are stand-alone devices; The control module includes controlling the reaction vessel transfer device so that the reaction vessel in which analysis of the analysis sample has been completed is removed from the sample analysis device, wherein at least one of the sample analysis device and/or the reaction vessel transfer device One device is located inside a spatially enclosed enclosure, wherein the sample preparation device and the enclosure define a defined passage through which the reaction vessel is transported, the reaction vessel The transfer device is configured to transfer the reaction vessel using the confirmed passage.
상기 본 발명의 일 양태에 기재되는 각 구성요소는 전술한 내용과 중복되므로 그 기재를 생략한다.Since each component described in the above-described aspect of the present invention overlaps with the above-described content, its description is omitted.
단계 (b): 샘플 준비 장치에서 샘플 준비를 완료Step (b): Complete sample preparation in the sample preparation device
본 개시의 단계 (b)는 샘플 준비 장치에서, (b-1) 상기 단계 (a)에서 장착된 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합하고, (b-2) 상기 혼합물을 15℃ 내지 35℃에서 3분 내지 5분간 인큐베이션하여 용해물을 수득한 다음, (b-3) 상기 수득한 용해물을 등온 증폭 시약과 혼합하여 샘플 준비를 완료한다. Step (b) of the present disclosure includes, in a sample preparation device, (b-1) mixing the sample mounted in step (a) directly with a lysis buffer, and (b-2) mixing the mixture at 15°C to 35°C for 3 hours. After incubating for 1 to 5 minutes to obtain a lysate, (b-3) the obtained lysate is mixed with an isothermal amplification reagent to complete sample preparation.
단계 (b)는 단계 (a)에서 상술한 상기 자동화 분자진단 시스템에 의해 수행된다. 따라서, 단계 (a) 및 단계 (b) 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.Step (b) is performed by the automated molecular diagnostic system described above in step (a). Accordingly, the description of common content between steps (a) and (b) is omitted to avoid excessive complexity of the specification.
본 개시내용에 따르면, 상기 샘플 준비 장치는 샘플, 직접 용해 버퍼 및 등온 증폭 시약을 반응 용기에 수용시키기 위한 액체 분주 모듈(liquid handling module)을 포함한다. According to the present disclosure, the sample preparation device includes a liquid handling module for receiving sample, direct lysis buffer, and isothermal amplification reagents into a reaction vessel.
본 개시에 따른 방법은 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합한 다음, 별도의 핵산을 정제하는 단계 없이, 3분 내지 5분간 인큐베이션하고 등온 증폭 반응을 바로 수행할 수 있어, 샘플로부터 핵산을 추출하고 정제하는 단계가 필요한 종래 등온 증폭 반응에 비해 신속하다는 장점이 있다. The method according to the present disclosure allows the sample to be directly mixed with the lysis buffer, then incubated for 3 to 5 minutes without a separate nucleic acid purification step, and an isothermal amplification reaction can be performed immediately, thereby extracting and purifying nucleic acids from the sample. It has the advantage of being faster than conventional isothermal amplification reactions that require steps.
(b-1) 샘플과 직접 용해 버퍼와의 혼합(b-1) Mixing the sample with lysis buffer directly
샘플은 직접 용해 버퍼와 혼합된다.Samples are directly mixed with lysis buffer.
본원에서 사용되는 용어 "직접 용해 버퍼(direct lysis buffer)"는 핵산을 포함하고 있는 다양한 샘플로부터 바로 핵산이 추출될 수 있도록 작용하거나 그러한 활성을 갖는 조성물을 의미한다. 구체적으로, 대상체로부터 추출된 샘플이 상기 직접 용해 버퍼와 접촉되면, 샘플 내에 존재하는 유기체, 예컨대, 동물이나 식물의 세포, 효모, 박테리아, 바이러스 등의 병원체의 조직이 파괴됨으로써 그 내부에 포함되어 있는 타겟 핵산이 용출된 용해물이 생성될 수 있다.As used herein, the term “direct lysis buffer” refers to a composition that acts or has the activity to enable nucleic acids to be extracted directly from various samples containing nucleic acids. Specifically, when a sample extracted from a subject is directly contacted with the lysis buffer, the tissues of organisms present in the sample, such as animal or plant cells, yeast, bacteria, viruses, etc., are destroyed, thereby destroying the tissue contained therein. A lysate in which the target nucleic acid is eluted may be generated.
본 발명의 하나의 특징은 샘플로부터 복잡한 핵산 추출 및 정제 과정을 수행하지 않고 직접 용해 버퍼를 사용하여 간단하게 핵산 증폭 반응을 수행할 수 있을 정도의 핵산을 수득하는 것이다.One feature of the present invention is to obtain nucleic acids sufficient to perform a simple nucleic acid amplification reaction directly using a lysis buffer without performing complex nucleic acid extraction and purification processes from the sample.
종래의 핵산 추출 방법은 유기체의 용해(Lysis), 핵산의 기질에의 결합(binding), 핵산의 세척(wash), 핵산의 정제(Purification) 및 용리(Elution)를 필요로 한다. 구체적으로, 상기 종래의 핵산 추출 방법에 따르면, 채취한 샘플을 용해 버퍼에서 인큐베이션하여 세포벽 및 세포막 등을 파괴함으로써 핵산을 노출시킨 후, 노출된 핵산을 멤브레인이나 비드 등 특정 구조물에 결합시킨다. 이후, 단계별 버퍼를 이용하여 구조물로부터 핵산을 분리함으로써 순수한 핵산을 수득한다. 이와 같이, 종래의 핵산 추출 방법은 각 단계별 장치, 시약 및 도구가 필요하고, 샘플을 이동하면서 각 과정을 실시함에 따라 많은 시간과 비용이 소모된다. 예를 들어, 기존의 PCR 분자진단의 경우 핵산 추출 및 핵산 증폭을 위한 모듈이 각각 구비되어 있으며, 핵산 추출을 위한 시약 및 피펫 등의 도구가 추가로 필요하다.Conventional nucleic acid extraction methods require lysis of the organism, binding of the nucleic acid to the substrate, washing of the nucleic acid, and purification and elution of the nucleic acid. Specifically, according to the conventional nucleic acid extraction method, the collected sample is incubated in a lysis buffer to destroy the cell wall and cell membrane to expose the nucleic acid, and then the exposed nucleic acid is bound to a specific structure such as a membrane or bead. Afterwards, pure nucleic acid is obtained by separating the nucleic acid from the structure using a step-by-step buffer. As such, the conventional nucleic acid extraction method requires equipment, reagents, and tools for each step, and a lot of time and money is consumed as each process is performed while moving the sample. For example, in the case of existing PCR molecular diagnosis, modules for nucleic acid extraction and nucleic acid amplification are provided, and additional tools such as reagents and pipettes for nucleic acid extraction are required.
이러한 종래의 방법으로 핵산을 추출하는 경우, 고순도의 핵산을 추출하는 것이 가능하지만, 추출하는 과정에 오랜 시간이 소요되고 절차가 다소 복잡하여, 긴급한 상황이나 대규모 진단이 필요한 상황에서 적합하지 못한 실정이다.When extracting nucleic acids using this conventional method, it is possible to extract highly pure nucleic acids, but the extraction process takes a long time and the procedure is somewhat complicated, making it unsuitable for urgent situations or situations requiring large-scale diagnosis. .
이에 반해, 본 개시내용에 따른 방법에서 사용되는 직접 용해 버퍼는 수송 배지를 버리거나 다른 버퍼로 교환할 필요 없이 샘플 내의 세포로부터 핵산의 직접 추출을 가능하게 한다. 따라서, 복잡한 핵산 정제 과정을 거치지 않고도 샘플을 바로 핵산 증폭 단계에 투입될 수 있게 함으로써 시간과 비용을 절감할 수 있게 한다.In contrast, the direct lysis buffer used in the method according to the present disclosure allows direct extraction of nucleic acids from cells in the sample without the need to discard the transport medium or exchange it for another buffer. Therefore, it is possible to save time and cost by allowing the sample to be directly input into the nucleic acid amplification step without going through a complicated nucleic acid purification process.
본 개시내용의 단계(b-1)에서 샘플과 혼합되는 직접 용해 버퍼는 종래 공지된 버퍼일 수 있으며, 이는 상업적으로 이용가능한 버퍼거나 in-house에서 제조된 버퍼일 수 있다.The direct lysis buffer mixed with the sample in step (b-1) of the present disclosure may be a conventionally known buffer, and may be a commercially available buffer or a buffer prepared in-house.
일 구현예에서, 직접 용해 버퍼는 버퍼 성분 및 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.In one embodiment, the direct dissolution buffer may include a buffer component and a nonionic surfactant.
상기 버퍼 성분의 예는 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄(줄여서 트리스) 및 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄의 산 염(예컨대, Tris-HCl)을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.Examples of such buffer components include, but are not limited to, tris(hydroxymethyl)aminomethane (Tris for short) and acid salts of tris(hydroxymethyl)aminomethane (e.g., Tris-HCl).
상기 비이온성 계면활성제의 예는 폴리에틸렌 글리콜 기반 비이온성 계면활성제, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜 옥틸페닐 에테르(Triton x-100로서 상업적으로 이용가능함)를 포함한다. 적합한 비이온성 계면활성제의 추가적인 예는 폴리소르베이트 계면활성제, 예컨대 폴리옥시에틸렌 (20) 소르비탄 모노라우레이트(폴리소르베이트 20 또는 Tween® 20으로서 상업적으로 이용가능함)를 포함한다.Examples of such nonionic surfactants include polyethylene glycol based nonionic surfactants such as polyethylene glycol octylphenyl ether (commercially available as Triton x-100). Additional examples of suitable nonionic surfactants include polysorbate surfactants, such as polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (commercially available as
상업적으로 이용가능한 직접 용해 버퍼는 Swab:Direct™ Extraction Kit(Cat. No. 9799140107; Genesystem), KGIC™ DRX solution(Cat. No. KGIC DRX02-15ML; KGIC), Asan Easy Test COVID-19 Ag에 포함된 버퍼(Asan pharm. Co. Ltd), STANDARD Q COVID-19 AG test에 포함된 버퍼(SD Biosensor), CellAmp Direct Lysis set (Cat. No. 3738A), Luna Cell Ready Lysis Module(Cat. No. E3032S; NEB), XpressAmp Direct Amplification Reagent(Cat. No. A8882; Promega) 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.Commercially available direct lysis buffers are included in the Swab:Direct™ Extraction Kit (Cat. No. 9799140107; Genesystem), KGIC™ DRX solution (Cat. No. KGIC DRX02-15ML; KGIC), and Asan Easy Test COVID-19 Ag. buffer (Asan pharm. Co. Ltd), buffer included in the STANDARD Q COVID-19 AG test (SD Biosensor), CellAmp Direct Lysis set (Cat. No. 3738A), Luna Cell Ready Lysis Module (Cat. No. E3032S) ; NEB), XpressAmp Direct Amplification Reagent (Cat. No. A8882; Promega), etc., but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 직접 용해 버퍼는 0.1~1.5 %(v/v)의 Triton X-100을 포함하는, pH 6.0~7.0의 30~500 mM Tris일 수 있고, 구체적으로, 0.8~1.2 %(v/v)의 Triton X-100을 포함하는, pH 6.5의 300~500 mM Tris일 수 있으며, 더욱 구체적으로, 1 %(v/v)의 Triton X-100을 포함하는, pH 6.5의 400 mM Tris일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment, the direct lysis buffer may be 30-500 mM Tris at pH 6.0-7.0, containing 0.1-1.5% (v/v) of Triton X-100, specifically, 0.8-1.2% ( v/v) of Triton It may be Tris, but is not limited thereto.
다른 구현예에서, 상기 직접 용해 버퍼는 우레아(urea); 1가 양이온을 포함하는 제1염; 2가 양이온을 포함하는 제2염; 및 포스페이트계 버퍼를 포함할 수 있으며, 상기 제1염은 LiCl, NaCl, KCl, Kl, NaBr, NaNO3, KNO3 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있고, 상기 제2염은 MgCl2, CaCl2, NiCl2, CaCO3, MgBr2, CaSO4, MgSO4 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있으며, 상기 포스페이트계 버퍼는 포스페이트 버퍼, PBS(phosphate buffered saline), DPBS(Dulbecco's phosphate buffered saline), NaH2 PO4, Na2HPO4, KH2PO4, K2HPO4, K3PO4 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.In another embodiment, the direct lysis buffer is urea; Monovalent salts containing monovalent cations; A secondary salt containing a divalent cation; and a phosphate-based buffer, wherein the first salt may be any one selected from the group consisting of LiCl, NaCl, KCl, Kl, NaBr, NaNO 3 , KNO 3 and combinations thereof, and the second salt is It may be any one selected from the group consisting of MgCl 2 , CaCl 2 , NiCl 2 , CaCO 3 , MgBr 2 , CaSO 4 , MgSO 4 and combinations thereof, and the phosphate-based buffer may be phosphate buffer, PBS (phosphate buffered saline), It may be any one selected from the group consisting of DPBS (Dulbecco's phosphate buffered saline), NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , K 3 PO 4 , and combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 단계 (b-1)에서, 상기 단계 (a)에서 장착된 샘플(수송 배지 포함)과 상기 직접 용해 버퍼는 각각 2 ㎕ 내지 1,000㎕, 2 ㎕ 내지 900㎕, 2 ㎕ 내지 800㎕, 2 ㎕ 내지 700㎕, 2 ㎕ 내지 600㎕, 2 ㎕ 내지 500㎕, 2 ㎕ 내지 400㎕, 2 ㎕ 내지 300㎕, 2 ㎕ 내지 200㎕, 2 ㎕ 내지 100㎕가, 2 ㎕ 내지 50㎕가 서로 혼합될 수 있고, 구체적으로 5 ㎕ 내지 300㎕, 5㎕ 내지 200㎕ 또는 5㎕ 내지 100㎕가 서로 혼합될 수 있으며, 보다 구체적으로, 20 ㎕ 내지 300㎕, 20㎕ 내지 200㎕ 또는 20㎕ 내지 100㎕가 서로 혼합될 수 있으며, 보다 더 구체적으로, 30㎕ 내지 70㎕가 서로 혼합될 수 있다. 일 특정 구현예에서, 상기 샘플의 양은 50 ㎕이고, 상기 직접 용해 버퍼의 양은 50 ㎕이다. In one embodiment, in step (b-1), the sample (including transport medium) mounted in step (a) and the direct lysis buffer are respectively 2 μl to 1,000 μl, 2 μl to 900 μl, and 2 μl to 2 μl. 800 μl, 2 μl to 700 μl, 2 μl to 600 μl, 2 μl to 500 μl, 2 μl to 400 μl, 2 μl to 300 μl, 2 μl to 200 μl, 2 μl to 100 μl, 2 μl to 5 0 ㎕ may be mixed with each other, specifically 5 ㎕ to 300 ㎕, 5 ㎕ to 200 ㎕ or 5 ㎕ to 100 ㎕ may be mixed with each other, more specifically, 20 ㎕ to 300 ㎕, 20 ㎕ to 200 ㎕ or 20 μl to 100 μl may be mixed with each other, and more specifically, 30 μl to 70 μl may be mixed with each other. In one specific embodiment, the amount of sample is 50 μl and the amount of direct lysis buffer is 50 μl.
일 구현예에서, 상기 단계 (b-1)에서의 샘플과 직접 용해 버퍼의 혼합은 이하 설명할 단계 (b-3)에서의 반응 용기와 별개의 용기에서 수행된다. In one embodiment, the mixing of the sample and direct lysis buffer in step (b-1) is performed in a vessel separate from the reaction vessel in step (b-3), which will be described below.
상기 단계 (b-1)에서 사용되는 용기는 단계 (b-3)에서의 반응 용기와 동일한 종류이거나 상이한 종류일 수 있다. 상기 단계 (b-1)에서 사용되는 용기가 단계 (b-3)에서의 반응 용기와 동일하거나 상이한 종류라는 것은 상기 단계 (b-1)에서 사용되는 용기가 상기 단계 (b-3)에서의 반응 용기와 비교하여 동일하거나 상이한 개수 및 배치의 웰을 갖는다는 것을 의미한다. The vessel used in step (b-1) may be the same type or a different type from the reaction vessel in step (b-3). This means that the vessel used in step (b-1) is the same or different type from the reaction vessel in step (b-3). It means having the same or different number and arrangement of wells compared to the reaction vessel.
상기 단계 (b-1)에서 사용되는 용기는 분석하고자 하는 복수의 샘플 및 직접 용해 버퍼를 수용할 수 있는 복수의 웰을 갖는 웰 플레이트의 형태로 구비될 수 있다. 상기 웰 플레이트는 n X m 개(n 및 m은 2 이상의 자연수)의 웰들을 포함한다. 웰 플레이트는 n X m 개의 웰들이 행, 열로 배열된 직사각형 형태일 수 있다. 예를 들어, 4 X 4의 16웰들을 나타낸다. The container used in step (b-1) may be provided in the form of a well plate having a plurality of wells that can directly accommodate a plurality of samples to be analyzed and a lysis buffer. The well plate includes n The well plate may have a rectangular shape with n x m wells arranged in rows and columns. For example, it represents 16 wells of 4
웰 플레이트의 다양한 예시는 다음과 같다. Various examples of well plates include:
웰 플레이트는 2 X 2의 4웰, 3 X 3의 9웰, 4 X 4의 16웰, 5 X 5의 25웰, 6 X 6의 36웰, 7 X 7의 49웰, 또는 8 X 8의 64웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 4의 8웰, 3 X 6의 18웰, 4 X 8의 32웰, 5 X 10의 50웰, 6 X 12의 72웰, 7 X 14의 98웰, 또는 8 X 16의 128웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 6의 12웰, 3 X 9의 27웰, 4 X 12의 48웰, 5 X 15의 75웰, 6 X 18의 108웰, 7 X 21의 147웰, 또는 8 X 24의 192웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 8의 16웰, 3 X 12의 36웰, 4 X 16의 64웰, 5 X 20의 100웰, 6 X 24의 144웰, 7 X 28의 196웰, 또는 8 X 32의 256웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 8 X 12의 96웰, 12 X 16의 192웰, 또는 16 X 24의 384웰 등을 포함할 수 있다.Well plates can be 4 wells of 2 It may include 64 wells, etc. Additionally, well plates can be 8 wells of 2 x 4, 18 wells of 3 x 6, 32 wells of 4 It may include 16 128 wells. Additionally, the well plate can be 12 wells of 2 x 6, 27 wells of 3 x 9, 48 wells of 4 It may include 24 192 wells, etc. Additionally, the well plate can be 16 wells of 2 x 8, 36 wells of 3 x 12, 64 wells of 4 It may include 32 256 wells. Additionally, the well plate may include 96 wells of 8 x 12, 192 wells of 12 x 16, or 384 wells of 16 x 24.
일 구현예에서, 단계 (b-1)에서 사용되는 용기는 상기 단계 (b-3)에서 사용되는 용기와 비교하여 동일하거나 더 많은 웰을 갖는 플레이트일 수 있다. 일 예로서, 상기 단계 (b-3)에서 사용되는 용기가 96-웰 플레이트인 경우, 상기 단계 (b-1)에서 사용되는 용기는 96-웰 플레이트이거나 192-웰 플레이트 또는 384-웰 플레이트일 수 있다.In one embodiment, the vessel used in step (b-1) may be a plate with the same or more wells compared to the vessel used in step (b-3). As an example, if the vessel used in step (b-3) is a 96-well plate, the vessel used in step (b-1) may be a 96-well plate, a 192-well plate, or a 384-well plate. You can.
상기 단계 (b-1)에서의 혼합은 8 내지 96개의 피펫팅 채널을 갖는 액체 분주 모듈에 의해 수행된다. The mixing in step (b-1) is performed by a liquid dispensing module having 8 to 96 pipetting channels.
(b-2) 혼합물의 인큐베이션(b-2) Incubation of mixture
본 개시내용의 단계 (b-2)에서는 상기 혼합물을 15℃ 내지 35℃에서 3분 내지 5분간 인큐베이션하여 용해물을 수득한다. In step (b-2) of the present disclosure, the mixture is incubated at 15°C to 35°C for 3 to 5 minutes to obtain a lysate.
상기 혼합물의 인큐베이션 온도는 당업자에 의한 용해물 수득 수율 등의 시험 결과에 따라 조정될 수 있으며, 15℃ 내지 35℃중 선택된 어느 하나의 온도, 15℃내지 25℃중 선택된 어느 하나의 온도, 15℃ 내지 20℃ 중 선택된 어느 하나의 온도, 20℃ 내지 30℃ 중 선택된 어느 하나의 온도, 또는 25℃ 내지 30℃ 중 선택된 어느 하나의 온도일 수 있거나, 구체적으로 실온일 수 있다. The incubation temperature of the mixture can be adjusted according to test results such as lysate yield by those skilled in the art, and can be any temperature selected from 15°C to 35°C, any temperature selected from 15°C to 25°C, and 15°C to 25°C. It may be any temperature selected from 20°C, any temperature selected from 20°C to 30°C, or any temperature selected from 25°C to 30°C, or specifically, it may be room temperature.
상기 혼합물의 인큐베이션 시간은 당업자에 의한 용해물 수득 수율 등의 시험 결과에 따라 조정될 수 있으며, 3분 내지 5분 중 선택된 어느 하나의 시간일 수 있거나, 구체적으로 5분일 수 있다.The incubation time of the mixture may be adjusted according to test results such as lysate yield by those skilled in the art, and may be any time selected from 3 to 5 minutes, or specifically 5 minutes.
상기 단계 (b-2)의 인큐베이션 동안 샘플이 직접 용해 버퍼와 접촉되어 샘플 내에 포함된 유기체, 예컨대 병원체가 파괴됨으로써 타겟 핵산이 용출된 용해물이 생성된다. During the incubation in step (b-2), the sample is directly contacted with the lysis buffer to destroy organisms, such as pathogens, contained in the sample, thereby producing a lysate in which the target nucleic acid has been eluted.
일 구현예에서, 단계 (b-2)의 인큐베이션은 전술한 단계 (b-1)을 완료한 후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계 (b-1)에서 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합한 후에, 단계 (b-2)에서 상기 혼합물을 인큐베이션할 수 있다. In one embodiment, the incubation of step (b-2) may be performed after completing step (b-1) described above. For example, the sample can be directly mixed with the lysis buffer in step (b-1) and then incubated the mixture in step (b-2).
다른 구현예에서, 단계 (b-2)의 인큐베이션은 전술한 단계 (b-1)의 과정 동안 및/또는 후술한 단계 (b-3)의 과정 동안에 수행될 수 있다. 이는 특히 샘플이 복수 개이고 피펫팅 채널의 개수가 샘플의 개수보다 적어서 한 번에 전체 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합할 수 없는 경우에 적용된다. 예를 들어, n개의 샘플 중, 1번째 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합한 후 2번째 내지 n번째 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합할 때까지 시간의 간격이 존재한다. 또한, n번째 샘플을 직접 용해 버퍼를 혼합한 후, 다음 단계인 단계 (b-3)에서 1 내지 n-1번째 샘플의 용해물을 등온 증폭 시약과 혼합할 때까지 시간의 간격이 존재한다. 이 시간의 간격이 본 개시내용의 단계 (b-2)에서 요구하는 3분 내지 5분에 해당하는 경우, 각 샘플은 상기 간격 동안 인큐베이션된 것으로 간주되어 별도의 인큐베이션을 두지 않을 수 있다. 예컨대, 1번째 샘플과 직접 용해 버퍼를 혼합한 다음, 1번째 샘플의 인큐베이션은 나머지 2 내지 n개의 샘플과 직접 용해 버퍼를 혼합하는데 소요되는 시간 동안 실시될 수 있고, n번째 샘플과 직접 용해 버퍼를 혼합한 다음, n번째 샘플의 인큐베이션은 다음 단계인 단계 (b-3)에서 1번째 내지 n-1번째 샘플의 용해물과 등온 증폭 시약과 혼합하는데 소요되는 시간 동안 실시될 수 있다. In another embodiment, the incubation of step (b-2) may be performed during step (b-1) described above and/or during step (b-3) described below. This especially applies when there are multiple samples and the number of pipetting channels is less than the number of samples so that the entire sample cannot be directly mixed with the lysis buffer at once. For example, among n samples, there is a time interval after the first sample is directly mixed with the dissolution buffer until the second to nth samples are directly mixed with the dissolution buffer. In addition, after directly mixing the lysis buffer for the n-th sample, there is a time interval until the lysates of the 1st to n-1th samples are mixed with the isothermal amplification reagent in the next step (b-3). If this time interval corresponds to the 3 to 5 minutes required in step (b-2) of the present disclosure, each sample may be considered to have been incubated during the interval and no separate incubation may be performed. For example, after mixing the 1st sample with the direct lysis buffer, incubation of the 1st sample can be carried out for the time it takes to mix the remaining 2 to n samples with the direct lysis buffer, and then mix the nth sample with the direct lysis buffer. After mixing, incubation of the n-th sample may be performed for the time required to mix the lysate of the 1st to n-1th samples with the isothermal amplification reagent in the next step (b-3).
(b-3) 용해물과 등온 증폭 시약의 혼합(b-3) Mixing of lysate and isothermal amplification reagent
본 개시내용의 단계 (b-3)에서는 상기 용해물을 반응 용기에서 등온 증폭 시약과 혼합하여 샘플 준비를 완료한다. In step (b-3) of the present disclosure, sample preparation is completed by mixing the lysate with an isothermal amplification reagent in a reaction vessel.
본 단계에서는 샘플로부터 수득된 용해물을 등온 증폭 시약과 혼합하여 등온 증폭 반응을 준비한다. In this step, an isothermal amplification reaction is prepared by mixing the lysate obtained from the sample with an isothermal amplification reagent.
본 개시에 따른 방법은 다양한 등온증폭법에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, rolling circle amplication(RCA, M. M. Ali, F. Li, Z. Zhang, K. Zhang, D.-K. Kang, J. A. Ankrum, X. C. Le and W. Zhao, Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 3324-3341.), loop-mediated isothermal amplication(LAMP, Y. Mori, H. Kanda and T. Notomi, J. Infect. Chemother., 2013, 19, 404-411), recombinase polymerase amplication(RPA, J. Li, J. Macdonald and F. von Stetten, Analyst, 2018, 144, 31-67), nucleic acid sequence based amplication(NASBA, A. Borst, J. Verhoef, E. Boel and A. C. Fluit, Clin. Lab., 2002, 48, 487-492), strand displacement amplication(SDA, B. J. Toley, I. Covelli, Y. Belousov, S. Ramachandran, E. Kline, N. Scarr, N. Vermeulen, W. Mahoney, B. R. Lutz and P. Yager, Analyst, 2015, 140, 7540-7549), helicase dependent amplication (HAD, M. Vincent, Y. Xu and H. Kong, EMBO Rep., 2004, 5, 795-800), transcriptionmediated amplication (TMA, L. Comanor, Am. J. Gastroenterol., 2001, 96, 2968-2972) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The method according to the present disclosure can be performed by various isothermal amplification methods. For example, rolling circle amplication (RCA, M. M. Ali, F. Li, Z. Zhang, K. Zhang, D.-K. Kang, J. A. Ankrum, X. C. Le and W. Zhao, Chem. Soc. Rev., 2014, 43 , 3324-3341.), loop-mediated isothermal amplication (LAMP, Y. Mori, H. Kanda and T. Notomi, J. Infect. Chemother., 2013, 19, 404-411), recombinase polymerase amplication (RPA, J Li, J. Macdonald and F. von Stetten, Analyst, 2018, 144, 31-67), nucleic acid sequence based amplication (NASBA, A. Borst, J. Verhoef, E. Boel and A. C. Fluit, Clin. Lab. , 2002, 48, 487-492), strand displacement amplication (SDA, B. J. Toley, I. Covelli, Y. Belousov, S. Ramachandran, E. Kline, N. Scarr, N. Vermeulen, W. Mahoney, B. R. Lutz and P. Yager, Analyst, 2015, 140, 7540-7549), helicase dependent amplication (HAD, M. Vincent, Y. Xu and H. Kong, EMBO Rep., 2004, 5, 795-800), transcriptionmediated amplication (TMA) , L. Comanor, Am. J. Gastroenterol., 2001, 96, 2968-2972), etc., but are not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 등온 증폭 반응은 LAMP(Loop-mediated isothermal amplification)일 수 있다. In one embodiment, the isothermal amplification reaction may be LAMP (Loop-mediated isothermal amplification).
본원에서는 상세한 설명의 전반에 걸쳐 등온 증폭 반응의 예로서 LAMP를 위주로 설명하나 당업자라면 LAMP 외에도 다양한 등온 증폭 반응이 적용될 수 있음을 인식할 것이다. Throughout the detailed description herein, LAMP is mainly described as an example of an isothermal amplification reaction, but those skilled in the art will recognize that various isothermal amplification reactions in addition to LAMP can be applied.
일 구현예에서, 타겟 핵산이 RNA인 경우, 상기 등온 증폭 반응은 역전사 반응 단계를 포함할 수 있다. 이의 상세한 내용은 Joseph Sambrook, 등, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(2001); 및 Noonan, K. F. 등, Nucleic Acids Res. 16:10366 (1988)에 개시되어 있다.In one embodiment, when the target nucleic acid is RNA, the isothermal amplification reaction may include a reverse transcription reaction step. For further details, see Joseph Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (2001); and Noonan, K. F. et al., Nucleic Acids Res. 16:10366 (1988).
역전사 반응(Reverse Transcription)은 역전사 효소를 이용한 역전사 반응에 의해 RNA로부터 cDNA를 합성하는 반응이다.Reverse transcription is a reaction that synthesizes cDNA from RNA by reverse transcription using reverse transcriptase.
본 명세서에서 용어 "역전사 효소"는 RNA-의존적 DNA 중합효소라고도 불리며, RNA를 주형으로 하여 상보적인 DNA를 합성하는 효소를 의미한다. As used herein, the term “reverse transcriptase” is also called RNA-dependent DNA polymerase and refers to an enzyme that synthesizes complementary DNA using RNA as a template.
본 개시내용에서 역전사 효소는 다양한 소스로부터 기원한 역전사 효소를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 조류 골수아세포증바이러스-유래 역전사 효소(Avian Myeloblastosis Virus-derived Reverse Transcriptase; AMV RTase), 쥐류 백혈병 바이러스-유래 역전사 효소(Murine Leukemia Virus-derived Reverse Transcriptase; MuLV RTase) 및 라우스-관련 바이러스 2 역전사효소(Rous-Associated Virus 2 Reverse Transcriptase; RAV-2 RTase)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The reverse transcriptase in the present disclosure may use reverse transcriptase enzymes originating from a variety of sources, for example, Avian Myeloblastosis Virus-derived Reverse Transcriptase (AMV RTase), Murine Leukemia Virus-derived Reverse transcriptase (Murine Leukemia Virus-derived Reverse Transcriptase; MuLV RTase) and Rous-Associated Virus 2 Reverse Transcriptase (RAV-2 RTase) may be used, but are not limited to these.
역전사 효소는 RNA 주형으로부터 cDNA를 합성하기 위하여 프라이머(primer)를 필요로 한다. 역전사 반응에서 사용되는 프라이머는 크게 세 종류의 프라이머가 있다: (i) mRNA의 poly A tail에 어닐링되어 3'-말단에서부터 cDNA를 합성하는 oligo dT 프라이머, (ii) 6~9 nt 크기의 무작위 뉴클레오타이드로 만들어져 RNA 모든 영역에서 합성을 시작는 랜덤 프라이머(random primer) 및 (iii) 타겟 cDNA만을 합성하는 타겟 특이적 프라이머(target specific primer)이다. Reverse transcriptase requires a primer to synthesize cDNA from an RNA template. There are three main types of primers used in reverse transcription reactions: (i) oligo dT primers that anneal to the poly A tail of mRNA and synthesize cDNA from the 3'-end, (ii) random nucleotides of 6 to 9 nt in size. (iii) a random primer that initiates synthesis in all regions of RNA and (iii) a target specific primer that synthesizes only the target cDNA.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약은 역전사 반응용 시약을 포함할 수 있다.In one embodiment, the isothermal amplification reagent for detecting the target nucleic acid may include a reagent for reverse transcription reaction.
일 구현예에서, 상기 역전사 반응용 시약은 역전사 중합효소 및/또는 역전사 프라이머를 포함할 수 있다.In one embodiment, the reagent for reverse transcription reaction may include reverse transcription polymerase and/or reverse transcription primer.
일 구현예에서, 상기 역전사 프라이머는 올리고 dT-프라이머, 랜덤 프라이머 또는 타겟 특이적 프라이머일 수 있다. In one embodiment, the reverse transcription primer may be an oligo dT-primer, a random primer, or a target-specific primer.
일 구현예에서, 상기 역전사 프라이머는 타겟 특이적 프라이머일 수 있다. In one embodiment, the reverse transcription primer may be a target-specific primer.
일 구현예에서, 상기 타겟 특이적 프라이머는 역전사 반응에서 cDNA를 합성하는데 이용되고, 이어서 타겟 핵산 서열 증폭 반응에서 다른 프라이머와 프라이머 쌍 또는 프라이머 세트를 이루어 상기 수득된 cDNA의 증폭용 프라이머 쌍으로 이용될 수 있다. In one embodiment, the target-specific primer is used to synthesize cDNA in a reverse transcription reaction, and then forms a primer pair or primer set with another primer in a target nucleic acid sequence amplification reaction to be used as a primer pair for amplification of the obtained cDNA. You can.
본 개시에서, 상기 역전사 반응용 시약은 버퍼, dNTPs(deoxyribonucleotide triphosphates)와 같은 역전사 반응을 실시하는데 필요한 시약들을 선택적으로 포함할 수 있다. 특정 반응에서 사용되는 시약의 최적량은 본 개시사항의 이점을 알고 있는 당업자에 의해서 용이하게 결정될 수 있다. 상기 역전사 반응용 조성물의 구성성분들은 개별 용기 내에 존재하거나 복수의 구성성분들이 하나의 용기 내에 존재할 수 있다.In the present disclosure, the reagent for the reverse transcription reaction may optionally include reagents necessary for performing the reverse transcription reaction, such as buffer and dNTPs (deoxyribonucleotide triphosphates). The optimal amount of reagent to be used in a particular reaction can be readily determined by one skilled in the art having the benefit of the present disclosure. The components of the composition for reverse transcription reaction may be present in individual containers or a plurality of components may be present in one container.
일 구현예에서, 상기 등온 증폭 반응은 RT-LAMP(Loop-mediated isothermal amplification)일 수 있다. In one embodiment, the isothermal amplification reaction may be RT-LAMP (Loop-mediated isothermal amplification).
일 구현예에서, 상기 등온 증폭 시약은 LAMP 시약일 수 있으며, 특정 구현예에 따르면, RT-LAMP 시약일 수 있다. In one embodiment, the isothermal amplification reagent may be a LAMP reagent, and according to a specific embodiment, it may be an RT-LAMP reagent.
고리-매개 등온 증폭(Loop-Mediated Isothermal Amplification; LAMP)은 등온조건에서 높은 민감도와 특이성으로 타겟 핵산을 증폭할 수 있는 핵산 증폭 방법이다(Notomi, T. et al. 2000. Loop-Mediated Isothermal Amplification of DNA. Nucleic Acids Res 28, E63). LAMP 방법은 가닥 치환(strand displacement) 활성을 갖는 DNA 중합효소 및 타겟 핵산의 여러 부위에서 특이적으로 고안된 최소 4개 내지 6개의 프라이머 세트를 사용한다. Loop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP) is a nucleic acid amplification method that can amplify target nucleic acids with high sensitivity and specificity under isothermal conditions (Notomi, T. et al. 2000. Loop-Mediated Isothermal Amplification of DNA. Nucleic Acids Res 28, E63). The LAMP method uses a DNA polymerase with strand displacement activity and a set of at least 4 to 6 primers specifically designed at various sites of the target nucleic acid.
본원에서 사용된 용어 "프라이머"는 증폭 반응에 사용되는 단일 가닥의 올리고뉴클레오타이드로 중합효소를 이용한 핵산 증폭 또는 합성 반응에서 그 3' 말단에 뉴클레오타이드가 공유결합에 의해 추가되어 연장되는 핵산 분자를 지칭한다.As used herein, the term "primer" refers to a single-stranded oligonucleotide used in an amplification reaction and refers to a nucleic acid molecule that is extended by adding nucleotides to its 3' end by covalent bond in a nucleic acid amplification or synthesis reaction using a polymerase. .
LAMP 반응을 위해서는 필수적으로 4종의 프라이머(F3, B3, FIP, BIP)가 필요하며, 반응 속도를 향상시키기 위해 2종의 프라이머(LF, LB)를 추가적으로 사용할 수 있다. 도 11을 참조하여 설명하면, 상기 4종의 프라이머는 외부(outer) 프라이머 2종과 내부(inner) 프라이머 2종으로 구성되며, 외부 프라이머는 정방향 외부(forward outer, F3) 프라이머와 역방향 외부(backward outer, B3) 프라이머 2종으로 구성되고 반응의 비순환기(non-cyclic step) 동안 DNA 이중 가닥을 풀어주는 역할을 한다. 내부 프라이머는 정방향 내부 프라이머(forward inner primer, FIP)와 역방향 내부 프라이머(backward inner primer, BIP) 2종으로 구성되고 LAMP 반응에 필수적인 고리(loop)를 만들 수 있도록 정방향 및 역방향 염기서열에 해당하는 뉴클레오타이드로 구성된다. 추가 2종의 프라이머는 정방향 고리(forward loop, LoopF) 프라이머와 역방향 고리(backward loop, LoopB) 프라이머 2종으로 구성되며 내부(inner) 프라이머가 결합하지 않는 염기서열에 부착하여 LAMP 반응을 가속화시킨다.Four types of primers (F3, B3, FIP, BIP) are required for the LAMP reaction, and two additional primers (LF, LB) can be used to improve the reaction speed. As explained with reference to FIG. 11, the four types of primers consist of two types of outer primers and two types of inner primers, and the outer primers include a forward outer (F3) primer and a reverse outer (backward) primer. outer, B3) It consists of two types of primers and plays a role in unwinding DNA double strands during the non-cyclic step of the reaction. The internal primer consists of two types, the forward inner primer (FIP) and the reverse inner primer (BIP), and nucleotides corresponding to the forward and reverse base sequences to create the loop essential for the LAMP reaction. It consists of The additional two types of primers are composed of a forward loop (LoopF) primer and a backward loop (LoopB) primer, and accelerate the LAMP reaction by attaching to a base sequence that the inner primer does not bind to.
LAMP에 사용되는 프라이머 세트는 타겟 핵산 상의 6개의 구분되는 영역(F3, F2, F1, B1c, B2c 및 B3)에 대하여 디자인되며, F3 및 B3는 두 개의 바깥쪽 프라이머로 증폭되는 산물의 크기를 결정하며, FIP 및 BIP는 두 개의 안쪽 프라이머로 FIP는 F1c 서열 및 F2 서열로 구성되고, BIP는 B1c 및 B2 서열로 구성되는 하이브리드 프라이머이다.Primer sets used in LAMP are designed for six distinct regions (F3, F2, F1, B1c, B2c, and B3) on the target nucleic acid, with F3 and B3 being the two outer primers that determine the size of the amplified product. FIP and BIP are two inner primers. FIP is composed of F1c sequence and F2 sequence, and BIP is a hybrid primer composed of B1c and B2 sequence.
LAMP 반응은 크게 개시 구조 생산 단계 및 사이클링 증폭 단계를 포함하며, PCR과 달리 단일 가닥으로 변성시키는 단계를 포함하지 않는다. 개시 구조 생산단계에서 FIP의 F2가 F2c 영역에 결합하여 신장을 개시한다. BIP도 이와 마찬가지로 진행된다. F3 프라이머는 F3c 영역에 결합하여 가닥 치환 방식으로 DNA 합성을 시작하여, FIP에서 신장된 DNA 가닥이 교체되면서 방출된다. 이렇게 방출된 단일 가닥은 F1/F1c 결합을 통해 그 5'말단에 고리를 형성하게 되고, BIP 및 B3 프라이머도 동일한 방식으로 합성 반응이 진행되어, 덤벨 모양의 양 말단에 고리가 형성된 단일 가닥 핵산 분자가 형성된다. 이어 F1 영역의 3' 말단으로부터 DNA 합성이 시작되며, 사이클링 단계가 진행된다.The LAMP reaction largely includes an initiating structure production step and a cycling amplification step, and unlike PCR, it does not include a step of denaturing it into a single strand. In the initiation structure production stage, F2 of FIP binds to the F2c region to initiate elongation. BIP proceeds in the same way. The F3 primer binds to the F3c region and initiates DNA synthesis by strand displacement, and is released as the extended DNA strand is replaced in the FIP. The single strand released in this way forms a ring at its 5' end through F1/F1c bond, and the synthesis reaction proceeds in the same way for BIP and B3 primers, resulting in a dumbbell-shaped single-stranded nucleic acid molecule with rings formed at both ends. is formed. Next, DNA synthesis begins from the 3' end of the F1 region, and the cycling step proceeds.
가속 프라이머인 LB 또는 LF 프라이머는 상술한 덤벨 구조의 단일 가닥 부위에 결합하며 B1 및 B2 사이의 고리 또는 F1 및 F2 사이의 고리에 결합한다. LB 또는 LF 프라이머를 사용하며 DNA 합성이 시작되는 origin이 증가하여 결국 반응 속도가 빨라지는 효과를 가져온다. LAMP 반응에서는 그 과정에서 통상 6개의 고리가 형성되며, 두 개의 고리만이 합성 기원으로 사용되나, LB 및 LF 프라이머를 사용하는 경우에는 6개의 모든 고리가 합성 기원으로 사용되어, 소정의 시간 동안 합성되는 DNA 양이 증가하게 된다.The LB or LF primer, which is an acceleration primer, binds to the single-stranded region of the dumbbell structure described above and binds to the loop between B1 and B2 or the loop between F1 and F2. Using LB or LF primers increases the origin where DNA synthesis begins, ultimately resulting in faster reaction speed. In the LAMP reaction, six rings are usually formed in the process, and only two rings are used as the origin of synthesis, but when LB and LF primers are used, all six rings are used as the origin of synthesis, allowing synthesis for a predetermined time. The amount of DNA produced increases.
각 F3 프라이머, B3 프라이머, FIP 프라이머, BIP 프라이머, Loop F 프라이머 (LF), 및 Loop B (LB) 프라이머의 특징 및 기능에 대한 보다 상세한 설명은 Notomi et al(T. Notomi, H. Okayama, H. Masubuchi, T. Yonekawa, K. Watanabe, N. Amino and T. Hase, Nucleic Acids Res., 2000, 28, E63) 및 Nagamine et al(K. Nagamine, T. Hase and T. Notomi, Mol. Cell. Probes, 2002, 16, 223-229)을 참조할 수 있다. A more detailed description of the characteristics and functions of each F3 primer, B3 primer, FIP primer, BIP primer, Loop F primer (LF), and Loop B (LB) primer is given in Notomi et al (T. Notomi, H. Okayama, H. Masubuchi, T. Yonekawa, K. Watanabe, N. Amino and T. Hase, Nucleic Acids Res., 2000, 28, E63) and Nagamine et al (K. Nagamine, T. Hase and T. Notomi, Mol. Cell. Probes, 2002, 16, 223-229).
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산 검출용 RT-LAMP 시약은 타겟 핵산을 증폭하기 위한 4개 내지 6개의 프라이머 세트를 포함할 수 있다.In one embodiment, the RT-LAMP reagent for detecting target nucleic acid may include a set of 4 to 6 primers for amplifying the target nucleic acid.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산 검출용 RT-LAMP 시약은 타겟 핵산을 증폭하기 위한 6개의 프라이머 세트, F3 프라이머, B3 프라이머, FIP 프라이머, BIP 프라이머, Loop F 프라이머 (LF), 및 Loop B (LB)프라이머를 포함할 수 있다. In one embodiment, the RT-LAMP reagent for detecting the target nucleic acid includes a set of six primers for amplifying the target nucleic acid, F3 primer, B3 primer, FIP primer, BIP primer, Loop F primer (LF), and Loop B (LB) ) May include primers.
일 구현예에서, 상기 프라이머의 적합한 길이는 다수의 요소, 예컨대, 온도, 응용분야, 프라이머의 소스(source) 및 최종 증폭 산물의 길이 등을 고려하여 결정될 수 있다. 예컨대, 프라이머의 길이는 최소 10 뉴클레오타이드일 수 있으며, F3와 B3의 경우 최소 15 뉴클레오타이드, FIP와 BIP의 경우 최소 30 뉴클레오타이드, LF와 LB의 경우 최소 15 뉴클레오타이드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the appropriate length of the primer may be determined by considering a number of factors, such as temperature, application field, primer source, and length of the final amplification product. For example, the length of the primer may be at least 10 nucleotides, at least 15 nucleotides for F3 and B3, at least 30 nucleotides for FIP and BIP, and at least 15 nucleotides for LF and LB, but is not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 프라이머 세트는 LAMP 반응의 특징 및 프라이머의 특징을 고려하여, 시중의 프라이머 디자인 소프트웨어, 예컨대, Primer Explorer V5 (Fujitsu, Japan), LAVA (LAMP Assay Versatile Analysis) 및 LAMP Designer (PREMIER Biosoft)와 같은 다양한 디자인 소프트웨어를 사용하여 디자인될 수 있다.In one embodiment, the primer set is prepared using commercially available primer design software, such as Primer Explorer V5 (Fujitsu, Japan), LAVA (LAMP Assay Versatile Analysis), and LAMP Designer (PREMIER), taking into account the characteristics of the LAMP reaction and the characteristics of the primers. It can be designed using various design software such as Biosoft.
일 구현예에서, 상기 RT-LAMP 시약은 역전사 효소, DNA 중합효소, dNTPs, 버퍼 및/또는 마그네슘 등을 추가적으로 포함할 수 있다.In one embodiment, the RT-LAMP reagent may additionally include reverse transcriptase, DNA polymerase, dNTPs, buffer, and/or magnesium.
일 구현예에서, 상기 RT-LAMP 시약에 포함될 수 있는 DNA 중합효소는 호열성 미생물 유래의 중합효소로서, 특히 5'->3' 엑소뉴클레아제 기능이 결여된 중합효소를 포함할 수 있다. 예컨대, Bacillus stearothermophilus(Bst) DNA 중합효소, Thermus thermophilus(Tth) DNA 중합효소, Thermusaquaticus(Taq) DNA 중합효소, Thermococcuslitoralis DNA 중합효소; Pyrococcusfuriosus(Pfu) DNA 중합효소, 및 Bacillus caldotenax DNA 중합효소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. In one embodiment, the DNA polymerase that may be included in the RT-LAMP reagent is a polymerase derived from thermophilic microorganisms, and may particularly include a polymerase that lacks the 5'->3' exonuclease function. For example, Bacillus stearothermophilus (Bst) DNA polymerase, Thermus thermophilus (Tth) DNA polymerase, Thermusaquaticus (Taq) DNA polymerase, Thermococcus litoralis DNA polymerase; It may include, but is not limited to, Pyrococcus furiosus (Pfu) DNA polymerase, and Bacillus caldotenax DNA polymerase.
일 구현예에서, DNA 중합효소는 Bst DNA 중합효소일 수 있으나, (i) 가닥 치환(strand displacement) 활성을 가지고, (ii) 반응 산물인 중합체가 고리구조를 형성할 수 있는 열역학적 활동성이 유지되는 온도 (예컨대, 50℃ 내지 75℃ 사이)에서 중합반응을 일으킬 수 있는 두 가지 주요 요건을 만족할 경우 Bst DNA 중합효소에 한정되지 않는다. 또한, RT-LAMP 반응을 위해 기존의 LAMP 반응에서 주로 사용되어진 Bst DNA 중합효소보다 빠른 증폭 능력과 강력한 역전사효소 활성을 가지고 있는 GspSSD DNA 중합효소 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment, the DNA polymerase may be Bst DNA polymerase, but (i) has strand displacement activity, and (ii) the polymer as a reaction product maintains thermodynamic activity to form a ring structure. It is not limited to Bst DNA polymerase if it satisfies two main requirements for polymerization to occur at a temperature (e.g., between 50°C and 75°C). In addition, for the RT-LAMP reaction, GspSSD DNA polymerase, which has a faster amplification ability and stronger reverse transcriptase activity than the Bst DNA polymerase mainly used in the existing LAMP reaction, can be used, but is not limited to this.
일 구현예에서, 상기 RT-LAMP 시약은 dNTPs 대신 뉴클레오타이드 유사체(analog)를 추가적으로 포함할 수 있다. 뉴클레오타이드 유사체는 변형되거나 또는 자연에서 발견되지 않는 것으로 주형 유도된 DNA 합성 과정에서 천연의 뉴클레오타이드와 함께 또는 단독으로 중합될 수 있는 것이다.In one embodiment, the RT-LAMP reagent may additionally include nucleotide analogs (analogs) instead of dNTPs. Nucleotide analogs are modified or not found in nature and can be polymerized alone or together with natural nucleotides during template-guided DNA synthesis.
일 구현예에서, 상기 RT-LAMP 시약에 포함될 수 있는 버퍼는 소디움 포스페이트 버퍼, 포타슘 포스페이트 버퍼, Tris-HCl 버퍼 또는 Tricine 버퍼 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, buffers that may be included in the RT-LAMP reagent include, but are not limited to, sodium phosphate buffer, potassium phosphate buffer, Tris-HCl buffer, or Tricine buffer.
일 구현예에서, 상기 RT-LAMP 시약에 포함될 수 있는 마그네슘은 마그네슘 아세테이트, 마그네슘 클로라이드 또는 마그네슘 설페이트와 같은 염의 형태일 수 있다. In one embodiment, the magnesium that may be included in the RT-LAMP reagent may be in the form of a salt such as magnesium acetate, magnesium chloride, or magnesium sulfate.
본 개시내용의 단계 (b-3)에서 사용되는 반응 용기는 용해물과 등온 증폭 시약(예컨대, RT-LAMP 시약)을 수용할 수 있는 복수의 웰을 갖는 웰 플레이트의 형태로 구비될 수 있다. 상기 웰 플레이트는 n X m 개(n 및 m은 2 이상의 자연수)의 웰들을 포함한다. 웰 플레이트는 n X m 개의 웰들이 행, 열로 배열된 직사각형 형태일 수 있다. 예를 들어, 4 X 4의 16웰들을 나타낸다. The reaction vessel used in step (b-3) of the present disclosure may be provided in the form of a well plate having a plurality of wells capable of accommodating lysate and isothermal amplification reagent (eg, RT-LAMP reagent). The well plate includes n The well plate may have a rectangular shape with n x m wells arranged in rows and columns. For example, it represents 16 wells of 4
웰 플레이트의 다양한 예시는 다음과 같다. Various examples of well plates include:
웰 플레이트는 2 X 2의 4웰, 3 X 3의 9웰, 4 X 4의 16웰, 5 X 5의 25웰, 6 X 6의 36웰, 7 X 7의 49웰, 또는 8 X 8의 64웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 4의 8웰, 3 X 6의 18웰, 4 X 8의 32웰, 5 X 10의 50웰, 6 X 12의 72웰, 7 X 14의 98웰, 또는 8 X 16의 128웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 6의 12웰, 3 X 9의 27웰, 4 X 12의 48웰, 5 X 15의 75웰, 6 X 18의 108웰, 7 X 21의 147웰, 또는 8 X 24의 192웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 8의 16웰, 3 X 12의 36웰, 4 X 16의 64웰, 5 X 20의 100웰, 6 X 24의 144웰, 7 X 28의 196웰, 또는 8 X 32의 256웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 8 X 12의 96웰, 12 X 16의 192웰, 또는 16 X 24의 384웰 등을 포함할 수 있다.Well plates can be 4 wells of 2 It may include 64 wells, etc. Additionally, well plates can be 8 wells of 2 x 4, 18 wells of 3 x 6, 32 wells of 4 It may include 16 128 wells. Additionally, the well plate can be 12 wells of 2 x 6, 27 wells of 3 x 9, 48 wells of 4 It may include 24 192 wells, etc. Additionally, the well plate can be 16 wells of 2 x 8, 36 wells of 3 x 12, 64 wells of 4 It may include 32 256 wells. Additionally, the well plate may include 96 wells of 8 x 12, 192 wells of 12 x 16, or 384 wells of 16 x 24.
일 구현예에서, 상기 반응 용기는 96-웰 플레이트이다. In one embodiment, the reaction vessel is a 96-well plate.
상기 단계 (b-3)에서의 혼합은 8 내지 96개의 피펫팅 채널을 갖는 액체 분주 모듈에 의해 수행된다.The mixing in step (b-3) is performed by a liquid dispensing module having 8 to 96 pipetting channels.
일 구현예에서, 상기 액체 분주 모듈은 8개의 피펫팅 채널을 포함한다. In one embodiment, the liquid dispensing module includes eight pipetting channels.
다른 구현예에서, 상기 액체 분주 모듈은 96개의 피펫팅 채널을 포함한다. In another embodiment, the liquid dispensing module includes 96 pipetting channels.
또 다른 구현예에서, 상기 액체 분주 모듈은 8개의 피펫팅 채널 및 96개의 피펫팅 채널을 포함한다. In another embodiment, the liquid dispensing module includes 8 pipetting channels and 96 pipetting channels.
본원에서 사용될 수 있는 8개의 피펫팅 채널은 그 간격이 조절될 수 있는 채널인 반면, 96개의 피펫팅 채널은 그 간격이 96-웰 플레이트에 맞춰져 있어 조절이 불가능한 채널일 수 있다. 이러한 96개의 피펫팅 채널은 피펫팅 채널 헤드로 지칭될 수 있다. 상기 96개의 피펫팅 채널은 당업계에서 널리 사용되는 8 X 12의 96-웰 플레이트의 전체 웰을 동시에 처리하기 위해 8 X 12로 배열된 채널을 가질 수 있다. The 8 pipetting channels that can be used herein may be channels whose spacing can be adjusted, while the 96 pipetting channels may be channels whose spacing cannot be adjusted because the spacing is adjusted to a 96-well plate. These 96 pipetting channels may be referred to as pipetting channel heads. The 96 pipetting channels may have channels arranged in an 8
본 개시에 따른 방법은 복수 개의 샘플(예컨대, 96개의 샘플)을 처리할 수 있는 고처리량 등온 증폭 방법이다. 이는 멀티-피펫팅 채널(예컨대, 8개 내지 96개의 피펫팅 채널)을 포함하는 액체 분주 모듈에 의해 달성될 수 있다. The method according to the present disclosure is a high-throughput isothermal amplification method capable of processing a plurality of samples (eg, 96 samples). This can be achieved by a liquid dispensing module comprising multi-pipetting channels (e.g., 8 to 96 pipetting channels).
단계 (c): 반응 용기의 샘플 분석 장치로의 이동Step (c): Transfer of reaction vessel to sample analysis device
단계 (c)에서, 단계 (b)에서 제조된 혼합물이 포함된 반응 용기가 상술한 반응 용기 이송 장치의 도움으로 샘플 분석 장치로 이동된다. In step (c), the reaction vessel containing the mixture prepared in step (b) is moved to the sample analysis device with the help of the reaction vessel transfer device described above.
상기 반응 용기 이송 장치 및 이에 의한 반응 용기의 이동은 전술한 단계 (b)에서의 설명을 참조한다. For the reaction vessel transfer device and movement of the reaction vessel thereby, refer to the description in step (b) described above.
일 구현예에서, 상기 단계 (c) 이전에 반응 용기를 반응 용기 이송 장치의 도움으로 자동 용기 실러로 이동시키고 상기 반응 용기의 상부면을 실링하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. In one embodiment, the step (c) may further include moving the reaction vessel to an automatic vessel sealer with the help of a reaction vessel transfer device and sealing the upper surface of the reaction vessel.
일 구현예에서, 상기 반응 용기에 상부면의 실링은 열 또는 접착제에 의해 수행될 수 있다.In one embodiment, sealing the upper surface of the reaction vessel may be performed by heat or adhesive.
일 구현예에서, 상기 실링은 상기 단계 (a)에서 상술한 자동 용기 실러에 의해 수행될 수 있다.In one embodiment, the sealing may be performed by the automatic container sealer described above in step (a).
단계 (d): 등온 증폭 반응 및 타겟 핵산의 검출Step (d): Isothermal amplification reaction and detection of target nucleic acid
단계 (d)에서, 상기 샘플 분석 장치에서, (d-1) 상기 반응 용기 내의 혼합물을 50 내지 75℃로부터 선택된 어느 온도에서 10분 내지 20분간 반응시켜 샘플 내의 타겟 핵산을 증폭하고; (d-2) 증폭된 산물을 검출한다. In step (d), in the sample analysis device, (d-1) reacting the mixture in the reaction vessel at a temperature selected from 50 to 75°C for 10 to 20 minutes to amplify the target nucleic acid in the sample; (d-2) Detect the amplified product.
전술한 단계 (d)는 (d-1) 등온 증폭 반응을 수행하고, (d-2) 등온 증폭 반응으로부터의 증폭 산물을 검출하는 과정이다. The above-described step (d) is a process of (d-1) performing an isothermal amplification reaction and (d-2) detecting the amplification product from the isothermal amplification reaction.
일 구현예에서, 상기 단계 (d)는 (d-1) LAMP 반응을 수행하고 (d-2) LAMP 반응으로부터의 증폭 산물을 검출하는 과정이다. In one embodiment, step (d) is a process of (d-1) performing a LAMP reaction and (d-2) detecting an amplification product from the LAMP reaction.
상기 단계 (d)는 샘플 분석 장치에서 수행되며, 상기 샘플 분석 장치의 구체적인 설명은 단계 (a)의 개시를 참조한다. The step (d) is performed in a sample analysis device, and a specific description of the sample analysis device refers to the disclosure of step (a).
상기 단계 (d-1)을 위한 온도는 DNA 중합효소 활성에 적합한 온도로서, 이는 반응에 사용되는 효소, 타겟 핵산을 고려하여 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다. The temperature for step (d-1) is a temperature suitable for DNA polymerase activity, which can be easily determined by a person skilled in the art considering the enzyme and target nucleic acid used in the reaction.
일 구현예에서, 단계 (d-1)을 위한 온도는 50℃내지 70℃로부터 선택된 어느 온도, 50℃내지 65℃로부터 선택된 어느 온도, 55℃내지 75℃로부터 선택된 어느 온도, 55℃내지 70℃로부터 선택된 어느 온도, 55℃내지 65℃로부터 선택된 어느 온도, 60℃ 내지 75℃로부터 선택된 어느 온도, 60℃내지 70℃로부터 선택된 어느 온도 또는 60℃내지 65℃로부터 선택된 어느 온도이다. 특정 구현예에서, 단계 (d-1)을 위한 온도는 60℃, 61℃ 또는 62℃이며, 보다 특정 구현예에서 62℃이다. In one embodiment, the temperature for step (d-1) is any temperature selected from 50°C to 70°C, any temperature selected from 50°C to 65°C, any temperature selected from 55°C to 75°C, 55°C to 70°C. Any temperature selected from, any temperature selected from 55°C to 65°C, any temperature selected from 60°C to 75°C, any temperature selected from 60°C to 70°C, or any temperature selected from 60°C to 65°C. In certain embodiments, the temperature for step (d-1) is 60°C, 61°C or 62°C, and in more particular embodiments 62°C.
본 개시내용의 단계 (d-1)을 위한 시간은 등온 증폭 반응, 예컨대, LAMP 반응에 의해 타겟 핵산의 유의한 증폭이 관찰되기에 충분한 시간을 지칭하며, 이는 반응의 민감도, 샘플에 포함될 것으로 예상되는 타겟 핵산의 양 등을 고려하여 조정될 수 있다. 일 예로서, 단계 (d-1)을 위한 시간은 민감도를 높이기 위해 증가될 수 있다. The time for step (d-1) of the present disclosure refers to a sufficient time for significant amplification of the target nucleic acid to be observed by an isothermal amplification reaction, such as a LAMP reaction, which determines the sensitivity of the reaction and is expected to be included in the sample. It can be adjusted considering the amount of target nucleic acid, etc. As an example, the time for step (d-1) can be increased to increase sensitivity.
일 구현예에서, 단계 (d-1)을 위한 시간은 10 내지 20분으로부터 선택된 어느 시간, 12 내지 20분으로부터 선택된 어느 시간, 15 내지 20분으로부터 선택된 어느 시간 또는 12분 내지 18분으로부터 선택된 어느 시간이다. 특정 구현예에서 단계 (d-1)을 위한 시간은 15분 또는 20분이며, 보다 특정 구현예에서 20분이다. In one embodiment, the time for step (d-1) is any time selected from 10 to 20 minutes, any time selected from 12 to 20 minutes, any time selected from 15 to 20 minutes, or any time selected from 12 to 18 minutes. It's time. In certain embodiments the time for step (d-1) is 15 minutes or 20 minutes, in more
일 구현예에서, 단계 (d-2)는 핵산 검출 기기에 의해 증폭된 산물을 검출할 수 있다. In one embodiment, step (d-2) may detect the amplified product by a nucleic acid detection instrument.
일 구현예에서, 단계 (d-2)는 종점(end-point) 방식으로 수행되거나 실시간(real-time) 방식으로 수행될 수 있다.In one implementation, step (d-2) may be performed in an end-point manner or may be performed in real-time manner.
일 구현예에서, 상기 단계 (d-2)는 단계 (d-1)를 수행하는 동안 일정 시간 간격마다 실시될 수 있으며, 예컨대, 상기 단계 (d-2)는 단계 (d-1)를 수행하는 동안 30초, 1분, 1분 30초, 2분, 3분, 4분 또는 5분마다 실시될 수 있다.In one embodiment, step (d-2) may be performed at regular time intervals while performing step (d-1), for example, step (d-2) is performed while performing step (d-1). This can be done every 30 seconds, 1 minute, 1 minute 30 seconds, 2 minutes, 3 minutes, 4 minutes, or 5 minutes.
일 구현예에서, 상기 증폭 산물의 검출은 SYBR Green I을 이용한 형광 측정, 페놀 레드와 같은 지시약의 색상 변화, 탁색도, 침전물 생성, DNA laddering, 모세관 전기영동, DNA 칩, 겔 전기영동, 방사성 측정, 또는 인광 측정을 통해 수행될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment, detection of the amplification product is performed by fluorescence measurement using SYBR Green I, color change of an indicator such as phenol red, turbidity, precipitate production, DNA laddering, capillary electrophoresis, DNA chip, gel electrophoresis, and radioactivity measurement. , or may be performed through phosphorescence measurement, but is not limited to this.
일 구현예에서, 증폭된 산물은 DNA 합성에 따른 반응 용기 내의 혼합물의 색변화로 검출될 수 있다. 이 경우, RT-LAMP 시약은 적절한 지시 시약(indicator)를 포함할 수 있으며, 예컨대, RT-LAMP 시약 중 마그네슘 이온 농도에 반응하여 색이 변하는 염료로서 HNB(hydroxy naphthol blue)를 사용할 수 있다. 또한, 양성 및/또는 음성 대조군 샘플의 증폭된 산물과 비교하여 타겟 핵산의 정량 또는 정성 분석할 수 있다. In one embodiment, the amplified product can be detected by a color change in the mixture in the reaction vessel following DNA synthesis. In this case, the RT-LAMP reagent may include an appropriate indicator, for example, HNB (hydroxy naphthol blue) can be used as a dye that changes color in response to the magnesium ion concentration in the RT-LAMP reagent. Additionally, the target nucleic acid can be quantitatively or qualitatively analyzed by comparison with the amplified product of positive and/or negative control samples.
일 구현예에서, RT-LAMP 반응 중 형광염료 등을 실시간으로 검출할 수 있는 핵산 검출 기기를 이용하여 별도의 전기영동(electrophoresis)이나 반응 후의 SYBR Green I 추가 없이 실시간으로 등온 증폭을 확인하고, annealing peak를 통해서 타겟 핵산의 증폭 여부를 확인할 수도 있다.In one embodiment, isothermal amplification is confirmed in real time without separate electrophoresis or addition of SYBR Green I after the reaction using a nucleic acid detection device that can detect fluorescent dyes, etc. in real time during the RT-LAMP reaction, and annealing. It is also possible to check whether the target nucleic acid is amplified through peak.
일 구현예에서, 상기 증폭된 산물은 직접적 또는 간접적 방법에 의해 검출될 수 있다. 직접적 방법에서는 검출가능하게 표지된 프라이머(또는 프로브)가 사용될 수 있으며, 타겟 핵산에 특이적 결합 후 표지된 프라이머를 통해 방출되는 신호를 통해 타겟 핵산의 증폭여부가 검출되며, 실시간 검출이 가능하다. 간접적 검출방법에서는 증폭된 타겟 핵산에 결합할 수 있는 표지된 프로브가 사용될 수 있다. 본원에서 검출가능하게 표지된 것의 의미는 분광학적, 광학적, 광화학적, 생화학적, 효소적, 전기적 및/또는 면역화학적 방법과 같은 임의의 적절한 방법을 이용하여 검출가능한 신호를 방출할 수 있는 물질로 표지된 물질을 의미한다. 이러한 물질은 예를 들면 형광 모이어티, 화학발광 모이어티, 생발광 모이어티, 자성입자, 효소, 기질, 방사능 및 발색단 물질을 포함할 수 있다. In one embodiment, the amplified product can be detected by direct or indirect methods. In the direct method, a detectably labeled primer (or probe) can be used, and the amplification of the target nucleic acid is detected through a signal emitted through the labeled primer after specific binding to the target nucleic acid, enabling real-time detection. In an indirect detection method, a labeled probe capable of binding to an amplified target nucleic acid can be used. As used herein, detectably labeled means a substance capable of emitting a detectable signal using any suitable method, such as spectroscopic, optical, photochemical, biochemical, enzymatic, electrical and/or immunochemical methods. This means a labeled substance. Such materials may include, for example, fluorescent moieties, chemiluminescent moieties, bioluminescent moieties, magnetic particles, enzymes, substrates, radioactive and chromophore substances.
일 구현예에서, 검출을 위한 표지(label)는 형광 표지, 발광 표지, 화학발광 표지, 전기화학적 표지 및 금속 표지를 포함할 수 있다. 상기 표지는 인터컬레이팅 염료(intercalating dye)와 같이 표지 자체로 사용될 수 있다. 또는 단일 표지 또는 공여체 분자(donor molecule) 및 수용체 분자(acceptor molecule)를 포함하는 상호작용적인 이중 표지가 하나 이상의 올리고뉴클레오타이드에 결합된 형태로 사용될 수 있다. In one embodiment, labels for detection may include fluorescent labels, luminescent labels, chemiluminescent labels, electrochemical labels, and metal labels. The label may be used as a label itself, such as an intercalating dye. Alternatively, a single label or an interactive dual label comprising a donor molecule and an acceptor molecule may be used in the form of one or more oligonucleotides.
상기 단일 표지는 형광 표지, 발광 표지, 화학발광 표지 또는 전기화학적 표지 및 금속 표지를 포함할 수 있다. 상기 단일 표지는 이중 가닥 또는 단일 가닥 상에 존재하는지에 따라 서로 다른 시그널(예컨대, 다른 시그널 세기)을 제공한다. The single label may include a fluorescent label, a luminescent label, a chemiluminescent label, an electrochemical label, and a metal label. The single label provides different signals (eg, different signal intensities) depending on whether it is present on a double strand or a single strand.
구체적인 구현예에서, 상기 단일 표지는 형광 표지일 수 있다. In specific embodiments, the single label may be a fluorescent label.
상기 단일표지는 다양한 방법에 의해 올리고뉴클레오티드에 연결될 수 있다. 예를 들어, 표지는 탄소 원자들을 포함하는 스페어서(spacer)를 통해 프라이머(또는 프로브)에 연결된다(예컨대, 3-carbon spacer, 6-carbon spacer 또는 12-carbon spacer).The single label can be linked to an oligonucleotide by various methods. For example, a label is linked to a primer (or probe) through a spacer containing carbon atoms (e.g., 3-carbon spacer, 6-carbon spacer, or 12-carbon spacer).
상호작용적 표지 시스템은 공여체 분자(리포터 분자) 및 수용체 분자(퀀처 분자) 사이에 에너지가 비-방사능적(non-radioactively)으로 전달되는 시그널 발생 시스템을 포함한다.Interactive labeling systems include signal generation systems in which energy is transferred non-radioactively between a donor molecule (reporter molecule) and an acceptor molecule (quencher molecule).
상기 상호작용적 표지 시스템의 대표적 예로서, FRET(fluorescence resonance energy transfer) 표지 시스템은 형광 리포터 분자(공여체 분자) 및 퀀처 분자(수용체 분자)를 포함한다. FRET에서 에너지 공여체는 형광성이나, 에너지 수용체는 형광성 또는 비-형광성일 수 있다. 상호작용적 표지 시스템의 다른 형태에서, 에너지 공여체는 비-형광성, 예컨대, 크로모포어(chromophore)이고 에너지 수용체는 형광성이다. 상호작용적 표지 시스템의 또 다른 형태에서, 에너지 공여체는 발광성(luminescent), 예컨대, 생물발광성, 화학발광성 또는 전기화학발광성이며 수용체는 형광성이다.As a representative example of the interactive labeling system, a fluorescence resonance energy transfer (FRET) labeling system includes a fluorescent reporter molecule (donor molecule) and a quencher molecule (acceptor molecule). In FRET, the energy donor is fluorescent, but the energy acceptor may be fluorescent or non-fluorescent. In another type of interactive labeling system, the energy donor is non-fluorescent, such as a chromophore, and the energy acceptor is fluorescent. In another type of interactive labeling system, the energy donor is luminescent, such as bioluminescent, chemiluminescent, or electrochemiluminescent, and the acceptor is fluorescent.
상호작용적 이중 표지는 접촉-매개 퀀칭(contact-mediated quenching)에 기반하여 검출 가능한 시그널을 제공하는 표지 쌍을 포함한다(Salvatore et al., Nucleic Acids Research, 2002 (30) no.21 e122 and Johansson et al., J. AM. CHEM. SOC 2002 (124) pp 6950-6956). 상기 상호작용적 표지 시스템은 최소 2개 분자(예를 들어, 염료) 간의 상호작용에 의한 시그널 변화를 포함하는 모든 또는 어떠한 케이스를 포함한다.Interactive dual labeling involves a pair of labels that provide a detectable signal based on contact-mediated quenching (Salvatore et al., Nucleic Acids Research, 2002 (30) no.21 e122 and Johansson et al., J. AM. SOC 2002 (124) pp 6950-6956. The interactive labeling system includes all or any cases involving signal changes due to interaction between at least two molecules (eg, dyes).
단일 표지 또는 이중 표지로 유용한 리포터 분자 및 퀀처 분자는 당업계에 알려진 어떠한 분자도 포함할 수 있다. 그 예로는 다음과 같다: Cy2TM (506), YO-PROTM-1 (509), YOYOTM-1 (509), Calcein (517), FITC (518), FluorXTM (519), AlexaTM (520), Rhodamine 110 (520), Oregon GreenTM 500 (522), Oregon GreenTM 488 (524), RiboGreenTM (525), Rhodamine GreenTM (527), Rhodamine 123 (529), Magnesium GreenTM(531), Calcium GreenTM (533), TO-PROTM-1 (533), TOTO1 (533), JOE (548), BODIPY530/550 (550), Dil (565), BODIPY TMR (568), BODIPY558/568 (568), BODIPY564/570 (570), Cy3TM (570), AlexaTM 546 (570), TRITC (572), Magnesium OrangeTM (575), Phycoerythrin R&B (575), Rhodamine Phalloidin (575), Calcium OrangeTM(576), Pyronin Y (580), Rhodamine B (580), TAMRA (582), Rhodamine RedTM (590), Cy3.5TM (596), ROX (608), Calcium CrimsonTM (615), AlexaTM 594 (615), Texas Red(615), Nile Red (628), YO-PROTM-3 (631), YOYOTM-3 (631), R-phycocyanin (642), C-Phycocyanin (648), TO-PROTM-3 (660), TOTO3 (660), DiD DilC(5) (665), Cy5TM (670), Thiadicarbocyanine (671), Cy5.5 (694), HEX (556), TET (536), Biosearch Blue (447), CAL Fluor Gold 540 (544), CAL Fluor Orange 560 (559), CAL Fluor Red 590 (591), CAL Fluor Red 610 (610), CAL Fluor Red 635 (637), FAM (520), Fluorescein (520), Fluorescein-C3 (520), Pulsar 650 (566), Quasar 570 (667), Quasar 670 (705) 및 Quasar 705 (610). 괄호의 숫자는 나노미터 단위로 표시한 최대 발광 파장이다. Reporter and quencher molecules useful as single or dual labels may include any molecules known in the art. Examples include: Cy2 TM (506), YO-PRO TM -1 (509), YOYO TM -1 (509), Calcein (517), FITC (518), FluorX TM (519), Alexa TM ( 520), Rhodamine 110 (520), Oregon Green TM 500 (522), Oregon Green TM 488 (524), RiboGreen TM (525), Rhodamine Green TM (527), Rhodamine 123 (529), Magnesium Green TM (531) , Calcium Green TM (533), TO-PRO TM -1 (533), TOTO1 (533), JOE (548), BODIPY530/550 (550), Dil (565), BODIPY TMR (568), BODIPY558/568 ( 568), BODIPY564/570 (570), Cy3 TM (570), Alexa TM 546 (570), TRITC (572), Magnesium Orange TM (575), Phycoerythrin R&B (575), Rhodamine Phalloidin (575), Calcium Orange TM (576), Pyronin Y (580), Rhodamine B (580), TAMRA (582), Rhodamine Red TM (590), Cy3.5 TM (596), ROX (608), Calcium Crimson TM (615), Alexa TM 594 (615), Texas Red (615), Nile Red (628), YO-PRO TM -3 (631), YOYO TM -3 (631), R-phycocyanin (642), C-Phycocyanin (648), TO -PRO TM -3 (660), TOTO3 (660), DiD DilC (5) (665), Cy5 TM (670), Thiadicarbocyanine (671), Cy5.5 (694), HEX (556), TET (536) , Biosearch Blue (447), CAL Fluor Gold 540 (544), CAL Fluor Orange 560 (559), CAL Fluor Red 590 (591), CAL Fluor Red 610 (610), CAL Fluor Red 635 (637), FAM (520) ), Fluorescein (520), Fluorescein-C3 (520), Pulsar 650 (566), Quasar 570 (667), Quasar 670 (705) and Quasar 705 (610). The number in parentheses is the maximum emission wavelength expressed in nanometers.
적합한 리포터-퀀처 쌍은 다음과 같이 많은 문헌에 개시되어 있다: Pesce 등, editors, Fluorescence Spectroscopy (Marcel Dekker, New York, 1971); White 등, Fluorescence Analysis: A Practical Approach (Marcel Dekker, New York, 1970); Berlman, Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules, 2nd Edition (Academic Press, New York, 1971); Griffiths, Color AND Constitution of Organic Molecules (Academic Press, New York, 1976); Bishop, editor, Indicators (Pergamon Press, Oxford, 1972); Haugland, Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals (Molecular Probes, Eugene, 1992); Pringsheim, Fluorescence and Phosphorescence (Interscience Publishers, New York, 1949); Haugland, R. P., Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals, 6th Edition (Molecular Probes, Eugene, Oreg., 1996) 미국 특허 번호 제3,996,345호 및 제4,351,760호. Suitable reporter-quencher pairs are described in many publications: Pesce et al., editors, Fluorescence Spectroscopy (Marcel Dekker, New York, 1971); White et al., Fluorescence Analysis: A Practical Approach (Marcel Dekker, New York, 1970); Berlman, Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules, 2nd Edition (Academic Press, New York, 1971); Griffiths, Color AND Constitution of Organic Molecules (Academic Press, New York, 1976); Bishop, editor, indicators (Pergamon Press, Oxford, 1972); Haugland, Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals (Molecular Probes, Eugene, 1992); Pringsheim, Fluorescence and Phosphorescence (Interscience Publishers, New York, 1949); Haugland, R. P., Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals, 6th Edition (Molecular Probes, Eugene, Oreg., 1996) U.S. Patent Nos. 3,996,345 and 4,351,760.
리포터 분자 및 퀀처 분자는 각각 형광성일 수 있다. 또한, 리포터 분자는 형광성이나 퀀처 분자는 비-형광성일 수 있다. 예를 들어, 광범위 파장 또는 특정 파장의 형광을 퀀칭 할 수 있는 비-형광성 다크 퀀처를 본 개시에서 이용할 수 있다. 퀀처 분자가 형광성일 경우, 형광성 퀀처 분자의 시그널 변화로부터 타겟 핵산 서열을 검출할 수 있다.The reporter molecule and quencher molecule can each be fluorescent. Additionally, the reporter molecule may be fluorescent but the quencher molecule may be non-fluorescent. For example, non-fluorescent dark quenchers that can quench fluorescence of a broad range of wavelengths or specific wavelengths can be used in the present disclosure. If the quencher molecule is fluorescent, the target nucleic acid sequence can be detected from the signal change of the fluorescent quencher molecule.
리포터 분자 및 퀀처 분자는 종래 방법들에 따라 올리고뉴클레오타이드에 연결될 수 있다. 예를 들어, 리포터 분자 및 퀀처 분자는 최소 3개의 탄소 원자를 포함하는 스페이서(예컨대, 3-탄소 스페이서, 6-탄소 스페이서, 9-탄소 스페이서 또는 12-탄소 스페이서)를 통해 프로브에 연결될 수 있다.Reporter molecules and quencher molecules can be linked to oligonucleotides according to conventional methods. For example, the reporter molecule and the quencher molecule can be linked to the probe through a spacer containing at least 3 carbon atoms (e.g., a 3-carbon spacer, a 6-carbon spacer, a 9-carbon spacer, or a 12-carbon spacer).
일 구현예에서, LAMP 반응에 의한 핵산 증폭 서열 특이적으로 형광을 검출하기 위한 기술들이 이용될 수 있다. 예컨대, 핵산 증폭 서열 특이적으로 설계된 두 가닥의 프로브로서 FRET(Fluorescence Resonance Energy Transfer) 원리를 이용하여 실시간 측정하는 동화 프로브 방법(WO 2011/163425 A1)이 이용될 수 있으며, 상기 두 가닥의 프로브 중 한 가닥에는 5'말단에 리포터 분자가 부착되고, 다른 한쪽 가닥에는 3' 말단에 퀀처 분자가 부착되어 있다. 구체적으로, 도 12를 참조하여 설명하면, 동화 프로브는 6개의 LAMP 프라이머 중 loop primer 중 하나를 5'말단에 리포터 분자를 부착시킨 프로브로서 디자인하고, 이에 상보적인 서열을 일부를 디자인하여 3' 말단에 퀀처를 부착시킨 나머지 프로브를 디자인하여 총 7종의 올리고뉴클레오타이드(즉, 6개의 프라이머 및 퀀처를 부착시킨 나머지 프로브)를 이용한다. In one embodiment, techniques for detecting fluorescence specifically for nucleic acid amplification sequences by LAMP reaction can be used. For example, the assimilation probe method (WO 2011/163425 A1), which measures in real time using the FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) principle, can be used as a two-stranded probe specifically designed for the nucleic acid amplification sequence, and among the two stranded probes A reporter molecule is attached to the 5' end of one strand, and a quencher molecule is attached to the 3' end of the other strand. Specifically, referring to Figure 12, the assimilation probe is designed as a probe with a reporter molecule attached to the 5' end of one of the loop primers among the six LAMP primers, and a portion of the complementary sequence is designed to be attached to the 3' end. The remaining probes to which the quencher is attached are designed and a total of 7 types of oligonucleotides (i.e., 6 primers and the remaining probe to which the quencher is attached) are used.
또한, 동화 프로브와 유사한 프로브를 사용하는 형광 검출법으로 형광 프로브(fluorophore-labeled primer/probe)와 퀀처 프로브(quencher-labeled probe)를 상보적인 서열을 갖도록 설계하여 한 쌍의 프로브를 사용하는 방법(WO 2013/065574 A1) 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, a fluorescence detection method using a probe similar to an assimilation probe is a method of using a pair of probes by designing a fluorophore-labeled primer/probe and a quencher-labeled probe to have complementary sequences (WO 2013/065574 A1), etc. may be used, but are not limited thereto.
일 구현예에서, 상기 증폭된 산물의 검출은 형광을 측정하여 실시될 수 있다.In one embodiment, detection of the amplified product can be performed by measuring fluorescence.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약은 형광 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 및 퀀처 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드를 포함할 수 있다.In one embodiment, the isothermal amplification reagent for detecting the target nucleic acid may include an oligonucleotide containing a fluorescent molecule and an oligonucleotide containing a quencher molecule.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산 검출용 RT-LAMP 시약은 형광 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 및 퀀처 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드를 포함할 수 있다.In one embodiment, the RT-LAMP reagent for detecting the target nucleic acid may include an oligonucleotide containing a fluorescent molecule and an oligonucleotide containing a quencher molecule.
일 구현예에서, RT-LAMP 시약에 포함되어 있는 6개의 LAMP 프라이머 중 하나가 상기 형광 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 또는 퀀처 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드로 사용될 수 있으며, 예컨대, FIP, BIP, LF 또는 LB가 형광 분자 또는 퀀처 분자로 표지되어, 상기 형광 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드 또는 퀀처 분자를 포함하는 올리고뉴클레오타이드로서 디자인될 수 있다. In one embodiment, one of the six LAMP primers included in the RT-LAMP reagent can be used as an oligonucleotide containing the fluorescent molecule or an oligonucleotide containing a quencher molecule, such as FIP, BIP, LF or LB. can be labeled with a fluorescent molecule or a quencher molecule and designed as an oligonucleotide containing the fluorescent molecule or an oligonucleotide containing a quencher molecule.
일 구현예에서, 상기 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약은 복수의 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약일 수 있으며, 예컨대, 상기 복수의 타겟 핵산은 2 내지 5개일 수 있으며, 구체적으로 2개 내지 4개, 보다 구체적으로 3개일 수 있다. In one embodiment, the isothermal amplification reagent for detecting target nucleic acids may be an isothermal amplification reagent for detecting a plurality of target nucleic acids. For example, the plurality of target nucleic acids may be 2 to 5, specifically 2 to 4, More specifically, there may be three.
일 구현예에서, 상기 복수의 타겟 핵산 검출용 등온 증폭 시약은 하나의 반응 용기 안에서 복수의 타겟 핵산을 검출할 수 있는 등온 증폭 시약을 의미한다. In one embodiment, the isothermal amplification reagent for detecting a plurality of target nucleic acids refers to an isothermal amplification reagent capable of detecting a plurality of target nucleic acids in one reaction vessel.
본 발명의 방법의 처리량Throughput of the method of the invention
본 발명의 방법은 자동화 분자진단 시스템에 의해 대량의 샘플을 빠른 시간 내에 처리할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 8개 내지 96개의 피펫팅 채널을 포함하는 액체 분주 모듈의 도움으로, 그리고 반응 용기로서 96-웰 플레이트와 같은 대용량 용기를 사용함으로써 고처리량을 달성할 수 있다. The method of the present invention can process a large amount of samples in a short time using an automated molecular diagnosis system. Additionally, the method of the present invention can achieve high throughput with the help of a liquid dispensing module comprising 8 to 96 pipetting channels and by using a large capacity vessel such as a 96-well plate as a reaction vessel.
본 발명의 방법은 다음과 같은 처리량을 갖는 것을 특징으로 한다:The method of the invention is characterized by having the following throughput:
본 발명의 방법에 의하면, 96개의 샘플당 총 18분 내지 60분이 소요될 수 있다. 상기 소요되는 시간은 샘플을 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치에 장착한 이후부터 증폭 산물의 검출이 완료될 때까지의 시간을 의미한다. 즉, 상기 시간은 본 발명의 방법의 단계 (b)부터 단계 (d)의 완료시까지 소요되는 시간을 의미한다. 상기 소요되는 시간은 96개 전체의 샘플에 대해 본 발명의 방법을 적용했을 때 소요되는 시간을 의미하는 것이며, 샘플이 96개 미만인 경우에 상기 소요되는 시간은 단축될 수 있다. The method of the present invention may take a total of 18 to 60 minutes per 96 samples. The time required refers to the time from when the sample is mounted on the sample preparation device in the automated molecular diagnostic system until detection of the amplification product is completed. In other words, the time refers to the time required from step (b) to completion of step (d) of the method of the present invention. The time required refers to the time required when the method of the present invention is applied to all 96 samples, and when the number of samples is less than 96, the time required can be shortened.
본원에서 단계 (b)부터 단계 (d)까지의 과정은 하나의 라운드로 지칭될 수 있으며, 따라서, 상기 소요되는 시간은 하나의 라운드당 소요되는 시간을 지칭한다. Herein, the process from step (b) to step (d) may be referred to as one round, and therefore, the time required refers to the time required for one round.
다시 말하면, 본 발명의 방법은 하나의 라운드당 총 18분 내지 60분이 소요될 수 있다. In other words, the method of the present invention may take a total of 18 to 60 minutes per round.
본 발명의 방법의 총 소요 시간은 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치, 반응 용기 이송 장치 및 샘플 분석 장치의 성능, 샘플 준비 장치 내의 액체 분주 모듈의 성능, 액체 분주 모듈에 포함된 피펫팅 채널의 개수, 직접 용해 버퍼가 용기에 미리 분주되어 있는지 여부, 등온 증폭 시약이 용기에 미리 분주되어 있는지 여부 등에 따라 18분 내지 60분 범위에서 달라질 수 있다. The total time required for the method of the present invention depends on the performance of the sample preparation device, reaction vessel transfer device, and sample analysis device in the automated molecular diagnosis system, the performance of the liquid dispensing module in the sample preparation device, and the number of pipetting channels included in the liquid dispensing module. , may vary from 18 to 60 minutes depending on whether the direct lysis buffer is pre-dispensed into the container, whether the isothermal amplification reagent is pre-dispensed into the container, etc.
예를 들어, 본 발명의 방법의 총 소요 시간은 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치, 반응 용기 이송 장치 및 샘플 분석 장치의 성능, 또는 샘플 준비 장치 내의 액체 분주 모듈의 성능이 우수할수록 감소될 수 있고, 액체 분주 모듈에 포함된 피펫팅 채널의 개수가 많을수록 감소될 수 있으며, 직접 용해 버퍼가 용기에 미리 분주되어 있는 경우(예를 들어, 직접 용해 버퍼가 각 웰에 분주된 상업적인 제품을 사용하는 경우) 감소될 수 있고, 등온 증폭 시약이 용기에 미리 분주되어 있는 경우(예를 들어, RT-LAMP 시약이 각 웰에 분주된 상업적인 제품을 사용하는 경우) 감소될 수 있다. For example, the total time required for the method of the present invention can be reduced as the performance of the sample preparation device, reaction vessel transfer device, and sample analysis device in the automated molecular diagnostic system, or the performance of the liquid dispensing module in the sample preparation device is better, , can be reduced as the number of pipetting channels included in the liquid dispensing module increases, and if direct lysis buffer is pre-dispensed into the vessel (e.g., when using a commercial product in which direct lysis buffer is dispensed into each well) ) can be reduced, and can be reduced if the isothermal amplification reagent is pre-dispensed into the vessel (e.g., when using a commercial product in which the RT-LAMP reagent is dispensed into each well).
본 발명의 방법의 총 소요 시간은 18분 내지 60분, 20분 내지 60분, 25분 내지 60분, 30분 내지 60분, 35분 내지 60분, 40분 내지 60분, 45분 내지 60분, 50분 내지 60분, 55분 내지 60분, 18분 내지 55분, 18분 내지 50분, 18분 내지 45분, 18분 내지 40분, 18분 내지 35분, 18분 내지 30분, 18분 내지 25분, 18분 내지 20분, 20분 내지 55분, 20분 내지 50분, 20분 내지 45분, 20분 내지 40분, 20분 내지 35분, 20분 내지 30분, 20분 내지 25분, 25분 내지 55분, 25분 내지 50분, 25분 내지 45분, 25분 내지 40분, 25분 내지 35분, 25분 내지 30분, 30분 내지 55분, 30분 내지 50분, 30분 내지 45분, 30분 내지 40분, 30분 내지 35분, 35분 내지 55분, 35분 내지 50분, 35분 내지 45분, 35분 내지 40분, 40분 내지 55분, 45분 내지 50분, 또는 50분 내지 55분일 수 있다. The total time required for the method of the present invention is 18 minutes to 60 minutes, 20 minutes to 60 minutes, 25 minutes to 60 minutes, 30 minutes to 60 minutes, 35 minutes to 60 minutes, 40 minutes to 60 minutes, and 45 minutes to 60 minutes. , 50 minutes to 60 minutes, 55 minutes to 60 minutes, 18 minutes to 55 minutes, 18 minutes to 50 minutes, 18 minutes to 45 minutes, 18 minutes to 40 minutes, 18 minutes to 35 minutes, 18 minutes to 30 minutes, 18 minutes to 25 minutes, 18 minutes to 20 minutes, 20 minutes to 55 minutes, 20 minutes to 50 minutes, 20 minutes to 45 minutes, 20 minutes to 40 minutes, 20 minutes to 35 minutes, 20 minutes to 30 minutes, 20 minutes to 25 minutes, 25 minutes to 55 minutes, 25 minutes to 50 minutes, 25 minutes to 45 minutes, 25 minutes to 40 minutes, 25 minutes to 35 minutes, 25 minutes to 30 minutes, 30 minutes to 55 minutes, 30 minutes to 50 minutes , 30 to 45 minutes, 30 to 40 minutes, 30 to 35 minutes, 35 to 55 minutes, 35 to 50 minutes, 35 to 45 minutes, 35 to 40 minutes, 40 to 55 minutes, 45 It may be from 50 minutes to 50 minutes, or from 50 minutes to 55 minutes.
본 발명의 방법에서, 단계 (b)는 96개의 샘플당 7분 내지 36분이 소요될 수 있다. 즉, 본 발명의 방법의 한 라운드당 단계 (b)는 7분 내지 36분이 소요된다. 상기 시간은 단계 (b-1), (b-2) 및 (b-3)을 완료하는 데 소요되는 시간을 의미한다. In the method of the invention, step (b) may take between 7 and 36 minutes per 96 samples. That is, step (b) takes 7 to 36 minutes per round of the method of the present invention. The time refers to the time required to complete steps (b-1), (b-2) and (b-3).
상기 단계 (b)의 총 소요 시간은 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치의 성능, 샘플 준비 장치 내의 액체 분주 모듈의 성능, 액체 분주 모듈에 포함된 피펫팅 채널의 개수, 직접 용해 버퍼가 용기에 미리 분주되어 있는지 여부, 등온 증폭 시약이 용기에 미리 분주되어 있는지 여부 등에 따라 7분 내지 36분 범위에서 달라질 수 있다. The total time required for step (b) is determined by the performance of the sample preparation device in the automated molecular diagnosis system, the performance of the liquid dispensing module in the sample preparation device, the number of pipetting channels included in the liquid dispensing module, and the number of pipetting channels included in the liquid dispensing module. Depending on whether or not the isothermal amplification reagent is dispensed in advance in the container, the time may vary from 7 minutes to 36 minutes.
상기 단계 (b)의 총 소요 시간은 7분 내지 36분, 10분 내지 36분, 15분 내지 36분, 20분 내지 36분, 25분 내지 36분, 30분 내지 36분, 35분 내지 36분, 7분 내지 35분, 7분 내지 30분, 7분 내지 25분, 7분 내지 20분, 7분 내지 15분, 7분 내지 10분, 10분 내지 35분, 10분 내지 30분, 10분 내지 25분, 10분 내지 20분, 10분 내지 15분, 15분 내지 35분, 15분 내지 30분, 15분 내지 25분, 15분 내지 20분, 20분 내지 35분, 또는 25분 내지 30분일 수 있다. The total time required for step (b) is 7 minutes to 36 minutes, 10 minutes to 36 minutes, 15 minutes to 36 minutes, 20 minutes to 36 minutes, 25 minutes to 36 minutes, 30 minutes to 36 minutes, and 35 minutes to 36 minutes. minutes, 7 minutes to 35 minutes, 7 minutes to 30 minutes, 7 minutes to 25 minutes, 7 minutes to 20 minutes, 7 minutes to 15 minutes, 7 minutes to 10 minutes, 10 minutes to 35 minutes, 10 minutes to 30 minutes, 10 to 25 minutes, 10 to 20 minutes, 10 to 15 minutes, 15 to 35 minutes, 15 to 30 minutes, 15 to 25 minutes, 15 to 20 minutes, 20 to 35 minutes, or 25 minutes. It can be from minutes to 30 minutes.
본 발명의 방법에서, 단계 (b-1)은 96개의 샘플당 6분 내지 13분이 소요될 수 있다. 즉, 본 발명의 방법의 한 라운드당 단계 (b-1)은 6분 내지 13분이 소요된다. 상기 시간은 용기의 각 웰에 직접 용해 버퍼를 분주한 후 각 웰에 샘플을 분주하는 데 소요되는 시간을 의미한다. In the method of the present invention, step (b-1) may take 6 to 13 minutes per 96 samples. That is, step (b-1) per round of the method of the present invention takes 6 to 13 minutes. The time refers to the time required to dispense the sample into each well after directly dispensing the lysis buffer into each well of the container.
상기 단계 (b-1)의 총 소요 시간은 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치의 성능, 샘플 준비 장치 내의 액체 분주 모듈의 성능, 액체 분주 모듈에 포함된 피펫팅 채널의 개수, 직접 용해 버퍼가 용기에 미리 분주되어 있는지 여부 등에 따라 6분 내지 13분 범위에서 달라질 수 있다. The total time required for step (b-1) is determined by the performance of the sample preparation device in the automated molecular diagnostic system, the performance of the liquid dispensing module in the sample preparation device, the number of pipetting channels included in the liquid dispensing module, and the number of pipetting channels included in the liquid dispensing module. Depending on whether or not it is pre-divided, the time may vary from 6 to 13 minutes.
상기 단계 (b-1)의 총 소요 시간은 6분 내지 13분, 7분 내지 13분, 8분 내지 13분, 9분 내지 13분, 10분 내지 13분, 11분 내지 13분, 12분 내지 13분, 6분 내지 12분, 6분 내지 11분, 6분 내지 10분, 6분 내지 9분, 6분 내지 8분, 6분 내지 7분, 7분 내지 12분, 7분 내지 11분, 7분 내지 10분, 7분 내지 9분, 7분 내지 8분, 8분 내지 12분, 8분 내지 11분, 8분 내지 10분, 8분 내지 9분, 9분 내지 12분, 9분 내지 11분, 9분 내지 10분, 10분 내지 12분, 10분 내지 11분일 수 있다. The total time required for step (b-1) is 6 minutes to 13 minutes, 7 minutes to 13 minutes, 8 minutes to 13 minutes, 9 minutes to 13 minutes, 10 minutes to 13 minutes, 11 minutes to 13 minutes, and 12 minutes. to 13 minutes, 6 minutes to 12 minutes, 6 minutes to 11 minutes, 6 minutes to 10 minutes, 6 minutes to 9 minutes, 6 minutes to 8 minutes, 6 minutes to 7 minutes, 7 minutes to 12 minutes, 7 minutes to 11 minutes, 7 minutes to 10 minutes, 7 minutes to 9 minutes, 7 minutes to 8 minutes, 8 minutes to 12 minutes, 8 minutes to 11 minutes, 8 minutes to 10 minutes, 8 minutes to 9 minutes, 9 minutes to 12 minutes, It may be 9 minutes to 11 minutes, 9 minutes to 10 minutes, 10 minutes to 12 minutes, or 10 minutes to 11 minutes.
본 발명의 방법에서, 단계 (b-2)는 96개의 샘플당 3분 내지 5분이 소요될 수 있다. 즉, 본 발명의 방법의 한 라운드당 단계 (b-2)는 3분 내지 5분이 소요된다. 상기 시간은 샘플과 직접 용해 버퍼의 혼합물이 인큐베이션되는 시간을 의미한다. In the method of the present invention, step (b-2) may take 3 to 5 minutes per 96 samples. That is, step (b-2) per round of the method of the present invention takes 3 to 5 minutes. The time refers to the time during which the mixture of sample and direct lysis buffer is incubated.
상기 단계 (b-2)의 총 소요 시간은 다른 단계와 중복될 수 있다. 예를 들어, 단계 (b-2)의 3분 내지 5분은 단계 (b-3)에서 lysate와 등온 증폭 시약을 혼합하는 동안 함께 수행될 수 있다. The total time required for step (b-2) may overlap with other steps. For example, 3 to 5 minutes of step (b-2) may be performed simultaneously while mixing the lysate and the isothermal amplification reagent in step (b-3).
상기 단계 (b-2)의 총 소요 시간은 3분 내지 5분, 3분 내지 4분, 또는 4분 내지 5분일 수 있다. The total time required for step (b-2) may be 3 minutes to 5 minutes, 3 minutes to 4 minutes, or 4 minutes to 5 minutes.
본 발명의 방법에서, 단계 (b-3)은 96개의 샘플당 1분 내지 18분이 소요될 수 있다. 즉, 본 발명의 방법의 한 라운드당 단계 (b-3)은 1분 내지 18분이 소요된다. 상기 시간은 lysate를 반응 용기에 분주한 다음, 등온 증폭 시약을 분주하는 데 소요되는 시간을 의미한다. In the method of the present invention, step (b-3) may take from 1 minute to 18 minutes per 96 samples. That is, step (b-3) per round of the method of the present invention takes 1 to 18 minutes. The time refers to the time required to dispense the lysate into the reaction vessel and then dispense the isothermal amplification reagent.
상기 단계 (b-3)의 총 소요 시간은 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치의 성능, 샘플 준비 장치 내의 액체 분주 모듈의 성능, 액체 분주 모듈에 포함된 피펫팅 채널의 개수, 등온 증폭 시약이 용기에 미리 분주되어 있는지 여부 등에 따라 1분 내지 18분 범위에서 달라질 수 있다. The total time required for step (b-3) is determined by the performance of the sample preparation device in the automated molecular diagnosis system, the performance of the liquid dispensing module in the sample preparation device, the number of pipetting channels included in the liquid dispensing module, and the isothermal amplification reagent in the container. It may vary from 1 minute to 18 minutes depending on whether it is pre-divided or not.
상기 단계 (b-3)의 총 소요 시간은 1분 내지 18분, 1분 내지 15분, 1분 내지 10분, 1분 내지 5분, 5분 내지 18분, 5분 내지 15분, 5분 내지 10분, 10분 내지 18분, 10분 내지 15분, 또는 15분 내지 18분일 수 있다. The total time of step (b-3) is 1 minute to 18 minutes, 1 minute to 15 minutes, 1 minute to 10 minutes, 1 minute to 5 minutes, 5 minutes to 18 minutes, 5 minutes to 15 minutes, 5 minutes. It may be from 10 minutes to 10 minutes, from 10 minutes to 18 minutes, from 10 minutes to 15 minutes, or from 15 minutes to 18 minutes.
본 발명의 방법에서, 단계 (c)는 96개의 샘플당 1분 내지 4분이 소요될 수 있다. 즉, 본 발명의 방법의 한 라운드당 단계 (c)는 1분 내지 4분이 소요된다. 상기 시간은 반응 용기를 샘플 준비 장치로부터 샘플 분석 장치로 이동시키고, 선택적으로 자동 용기 실러를 사용하여 반응 용기를 실링하는 데 소요되는 시간을 의미한다. In the method of the present invention, step (c) may take 1 to 4 minutes per 96 samples. That is, step (c) takes 1 to 4 minutes per round of the method of the present invention. The time refers to the time required to move the reaction vessel from the sample preparation device to the sample analysis device and, optionally, seal the reaction vessel using an automatic vessel sealer.
상기 단계 (c)의 총 소요 시간은 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 이송 장치의 성능, 및 선택적으로 자동 용기 실러의 실링 속도 등에 따라 1분 내지 4분 범위에서 달라질 수 있다. The total time required for step (c) may vary in the range of 1 to 4 minutes depending on the performance of the sample transfer device in the automated molecular diagnosis system and, optionally, the sealing speed of the automatic container sealer.
상기 단계 (c)의 총 소요 시간은 1분 내지 4분, 1분 내지 3분, 1분 내지 2분, 2분 내지 4분, 2분 내지 3분, 또는 3분 내지 4분일 수 있다. The total time required for step (c) may be 1 minute to 4 minutes, 1 minute to 3 minutes, 1 minute to 2 minutes, 2 minutes to 4 minutes, 2 minutes to 3 minutes, or 3 minutes to 4 minutes.
본 발명의 방법에서, 단계 (d)는 96개의 샘플당 10분 내지 20분이 소요될 수 있다. 즉, 본 발명의 방법의 한 라운드당 단계 (d)는 10분 내지 20분이 소요된다. 상기 시간은 샘플 분석 장치에서 등온 증폭을 실시하는 데 소요되는 시간을 의미한다. In the method of the present invention, step (d) may take 10 to 20 minutes per 96 samples. That is, step (d) takes 10 to 20 minutes per round of the method of the present invention. The time refers to the time required to perform isothermal amplification in the sample analysis device.
상기 단계 (d)의 총 소요 시간은 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 분석 장치의 성능 등에 따라 10분 내지 20분 범위에서 달라질 수 있다. The total time required for step (d) may vary in the range of 10 to 20 minutes depending on the performance of the sample analysis device in the automated molecular diagnosis system.
상기 단계 (c)의 총 소요 시간은 10분 내지 20분, 10분 내지 17분, 10분 내지 15분, 10분 내지 13분, 13분 내지 20분, 13분 내지 17분, 15분 내지 20분, 또는 15분 내지 17분일 수 있다.The total time required for step (c) is 10 minutes to 20 minutes, 10 minutes to 17 minutes, 10 minutes to 15 minutes, 10 minutes to 13 minutes, 13 minutes to 20 minutes, 13 minutes to 17 minutes, and 15 minutes to 20 minutes. minutes, or 15 to 17 minutes.
발명의 실시를 위한 형태Forms for practicing the invention
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 첨부된 청구항에 제시된 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and it is clear to those skilled in the art that the scope of the present invention as set forth in the appended claims is not limited by these examples. something to do.
실시예 Example
실시예 1: 자동화 분자진단 시스템을 이용한 고처리량 등온 증폭 Example 1: High-throughput isothermal amplification using an automated molecular diagnostic system
본 개시에 따라, 자동화 분자진단 시스템을 이용하여 고처리량 등온 증폭 반응을 수행할 수 있는지 확인하였다. According to the present disclosure, it was confirmed whether a high-throughput isothermal amplification reaction can be performed using an automated molecular diagnostic system.
이를 위하여, 하기로 구성된 자동화 분자진단 시스템을 이용하여 RT-LAMP를 수행하였다:For this purpose, RT-LAMP was performed using an automated molecular diagnostic system configured as follows:
(i) 액체 분주 모듈을 포함하는 샘플 준비 장치, (i) a sample preparation device comprising a liquid dispensing module,
(ii) 반응 용기 이송 장치, (ii) reaction vessel transfer device,
(iii) 자동 용기 실러, 및(iii) automatic container sealer, and
(iv) 핵산 증폭 기기 및 핵산 검출 기기를 포함하는 샘플 분석 장치.(iv) A sample analysis device including a nucleic acid amplification device and a nucleic acid detection device.
상기 자동화 분자진단 시스템 내의 액체 분주 모듈은 8개의 피펫팅 채널을 포함한다. The liquid dispensing module in the automated molecular diagnosis system includes eight pipetting channels.
상기 샘플 준비 장치에 하기 실시예 1-1에서 준비한 샘플, 직접 용해 버퍼(Swab:DirectTM Extraction Kit, Cat. No. 9799140107) 및 실시예 1-2에서 준비한 타겟 핵산 검출용 RT-LAMP 시약을 미리 장착하였다. The sample prepared in Example 1-1 below, the direct lysis buffer (Swab: Direct TM Extraction Kit, Cat. No. 9799140107), and the RT-LAMP reagent for target nucleic acid detection prepared in Example 1-2 were previously added to the sample preparation device. It was installed.
1-1. 샘플의 준비1-1. Preparation of samples
타겟 핵산으로, RNA로 구성이 되어 있는 박테리오파지 MS2 (ATCC: 15597-B1) 게놈의 유전자를 사용하였으며, 104 PFU/μL의 농도로 준비된 박테리오파지 MS2를 검체 수송배지(Transport media, Copan Universal Transport medium, Cat. No. 3C047N)를 이용하여 10배씩 연속 희석하고, 총 3가지 농도(농도 1: 4×103 PFU/μL, 농도 2: 4×102 PFU/μL, 농도 3: 4×101 PFU/μL)의 박테리오파지 MS2 샘플을 각각 3개씩 준비하였다. 상기 준비된 3가지 농도의 박테리오파지 MS2 샘플 9개 및 증류수를 포함하는 음성 대조군 샘플 3개를 자동화 분자진단 시스템 내 샘플 준비 장치에 직접 용해 버퍼 및 RT-LAMP 시약과 함께 장착시켰다.As a target nucleic acid, the gene of the bacteriophage MS2 (ATCC: 15597-B1) genome, which consists of RNA, was used, and bacteriophage MS2 prepared at a concentration of 10 4 PFU/μL was transferred to the specimen transport medium (Transport media, Copan Universal Transport medium, Serially diluted 10-fold using Cat. No. 3C047N), a total of 3 concentrations (concentration 1: 4×10 3 PFU/μL, concentration 2: 4×10 2 PFU/μL, concentration 3: 4×10 1 PFU). /μL) of bacteriophage MS2 samples were prepared three times each. Nine bacteriophage MS2 samples of the three concentrations prepared above and three negative control samples containing distilled water were directly loaded into the sample preparation device in the automated molecular diagnosis system along with lysis buffer and RT-LAMP reagent.
1-2. RT-LAMP 시약의 제조1-2. Preparation of RT-LAMP reagents
(1) 형광 염료를 포함하는 RT-LAMP 시약의 제조(1) Preparation of RT-LAMP reagent containing fluorescent dye
박테리오파지 MS2 타겟 핵산을 RT-LAMP 반응을 통해 증폭하기 위하여, 총 6종의 프라이머 세트(F3, B3, FIP, BIP, LF 및 LB)를 하기 표 1과 같이 준비하였다. To amplify the bacteriophage MS2 target nucleic acid through RT-LAMP reaction, a total of six primer sets (F3, B3, FIP, BIP, LF and LB) were prepared as shown in Table 1 below.
이어서, F3 (서열번호 : 1) 4 pmole, B3 (서열번호 : 2) 4 pmole, FIP (서열번호 : 3) 32 pmole, BIP (서열번호 : 4) 각각 32 pmole, LF (서열번호 : 5) 8 pmole, LB (서열번호 : 6) 8 pmole, WarmStart® RTx Reverse Transcriptase (NEB, Cat. No. M0380L) 4 μL, Bst 2.0 WarmStart® DNA polymerase (NEB, Cat. No. M0538L) 8 μL, 10 mM dNTP Mix 28 μL, 100 mM MgSO4 12 μL, 10X Isothermal Amplification Buffer (NEB, B0537S) 15 μL 및 8X Evagreen 25μL 를 포함하여 최종 150μL의 RT-LAMP 시약 (1)을 제조하였다.Subsequently, F3 (SEQ ID NO: 1) 4 pmole, B3 (SEQ ID NO: 2) 4 pmole, FIP (SEQ ID NO: 3) 32 pmole, BIP (SEQ ID NO: 4) 32 pmole, LF (SEQ ID NO: 5) 8 pmole, LB (SEQ ID NO: 6) 8 pmole, WarmStart ® RTx Reverse Transcriptase (NEB, Cat. No. M0380L) 4 μL, Bst 2.0 WarmStart ® DNA polymerase (NEB, Cat. No. M0538L) 8 μL, 10 mM A final volume of 150 μL of RT-LAMP reagent (1) was prepared, including 28 μL of dNTP Mix, 12 μL of 100 mM MgSO 4 , 15 μL of 10X Isothermal Amplification Buffer (NEB, B0537S), and 25 μL of 8X Evagreen.
(2) 동화 프로브를 포함하는 RT-LAMP 시약의 제조(2) Preparation of RT-LAMP reagent containing assimilated probe
박테리오파지 MS2 타겟 핵산을 RT-LAMP 반응을 통해 증폭하기 위하여, 상기 표 1의 프라이머 세트(F3, B3, FIP, BIP, LF 및 LB) 및 동화 프로브(LB-동화프로브 및 퀀칭 올리고)를 하기 표 2와 같이 준비하였다. To amplify the bacteriophage MS2 target nucleic acid through RT-LAMP reaction, the primer sets (F3, B3, FIP, BIP, LF and LB) and assimilation probes (LB-assimilation probe and quenching oligo) shown in Table 1 are as shown in Table 2 below. Prepared as follows.
이어서, F3 (서열번호 : 1) 4 pmole, B3 (서열번호 : 2) 4 pmole, FIP (서열번호 : 3) 32 pmole, BIP (서열번호 : 4) 각각 32 pmole, LF (서열번호 : 5) 10 pmole, LB (서열번호 : 6) 4 pmole, LB-동화 프로브 (서열번호 : 7) 6 pmole, 퀀칭 올리고 (서열번호 : 8) 8 pmole, WarmStart® RTx Reverse Transcriptase (NEB, Cat. No. M0380L) 4 μL, Bst 2.0 WarmStart® DNA polymerase (NEB, Cat. No. M0538L) 8 μL, 10 mM dNTP Mix 28 μL, 100 mM MgSO4 12 μL, 및 10X Isothermal Amplification Buffer (NEB, B0537S) 15 μL를 포함하여 최종 150 μL의 RT-LAMP 시약 (2)를 제조하였다.Subsequently, F3 (SEQ ID NO: 1) 4 pmole, B3 (SEQ ID NO: 2) 4 pmole, FIP (SEQ ID NO: 3) 32 pmole, BIP (SEQ ID NO: 4) 32 pmole, LF (SEQ ID NO: 5) 10 pmole, LB (SEQ ID NO: 6) 4 pmole, LB-assimilation probe (SEQ ID NO: 7) 6 pmole, quenching oligo (SEQ ID NO: 8) 8 pmole, WarmStart ® RTx Reverse Transcriptase (NEB, Cat. No. M0380L ) Contains 4 μL, Bst 2.0 WarmStart ® DNA polymerase (NEB, Cat. No. M0538L) 8 μL, 10 mM dNTP Mix 28 μL, 100 mM MgSO 4 12 μL, and 10X Isothermal Amplification Buffer (NEB, B0537S) 15 μL A final volume of 150 μL of RT-LAMP reagent (2) was prepared.
이후, 하기 프로토콜에 따라, 자동화 분자진단 시스템을 이용하여 RT-LAMP를 실시하였다.Afterwards, RT-LAMP was performed using an automated molecular diagnosis system according to the following protocol.
<프로토콜><Protocol>
1.샘플 준비 장치에서, 1. In the sample preparation device,
1-1. 상기 농도 1 내지 3의 검체 수송 배지에 희석된 박테리오파지 MS2 샘플 50μL와 직접 용해 버퍼 50μL의 혼합1-1. Mixing 50 μL of the bacteriophage MS2 sample diluted in the sample transport medium at the concentration 1 to 3 above and 50 μL of the direct lysis buffer.
1-2. 실온에서 5분간 인큐베이션1-2. Incubate for 5 minutes at room temperature
1-3. 96-웰 플레이트 반응 용기에 상기 1-2의 혼합물 5μL와 RT-LAMP 시약 (1) 또는 (2) 15μL의 혼합1-3.
2. 반응 용기 이송 장치의 도움으로 상기 1-3의 RT-LAMP 반응 혼합물을 포함하는 반응 용기를 자동 용기 실러로 이동2. Move the reaction vessel containing the RT-LAMP reaction mixture of 1-3 above to the automatic vessel sealer with the help of a reaction vessel transfer device.
3. 자동 용기 실러를 이용하여 상기 2의 혼합물을 포함하는 반응용기 상부면의 실링3. Sealing the upper surface of the reaction vessel containing the mixture of 2 above using an automatic vessel sealer.
4. 반응 용기 이송 장치의 도움으로 상기 실링된 반응 용기를 샘플 분석 장치로 이동4. Move the sealed reaction vessel to the sample analysis device with the help of a reaction vessel transfer device.
5. 샘플 분석 장치에서, 5. In the sample analysis device,
5-1. 상기 혼합물을 62℃에서 20분 동안 RT-LAMP 반응5-1. The mixture was subjected to RT-LAMP reaction at 62°C for 20 minutes.
5-2. 60초 마다 증폭된 산물을 검출5-2. Detect amplified product every 60 seconds
그 결과, 도 13 및 도 14에 나타난 바와 같이, 본 개시에 따른 자동화 분자진단 시스템을 이용한 고처리량 등온 증폭방법에 의해 42분만에 타겟 핵산 서열을 특이적으로 등온 증폭하여 검출할 수 있음을 확인하였다.As a result, as shown in Figures 13 and 14, it was confirmed that the target nucleic acid sequence could be specifically isothermally amplified and detected in 42 minutes by the high-throughput isothermal amplification method using the automated molecular diagnostic system according to the present disclosure. .
Claims (34)
(a) 대상체로부터 채취된 샘플을 자동화 분자진단 시스템 내의 샘플 준비 장치에 장착하는 단계; 상기 자동화 분자진단 시스템은 샘플 준비 장치, 반응 용기 이송 장치 및 샘플 분석 장치를 포함하고, 상기 샘플 준비 장치는 그 안에 장착된 직접 용해 버퍼(direct lysis buffer) 및 타겟 핵산 검출용 등온 증폭(isothermal amplification) 시약을 포함하고;
(b) 상기 샘플 준비 장치에서,
(b-1) 상기 샘플을 직접 용해 버퍼와 혼합하는 단계;
(b-2) 상기 혼합물을 15℃ 내지 35℃에서 3분 내지 5분간 인큐베이션(incubation)하여 용해물(lysate)을 수득하는 단계; 및
(b-3) 상기 용해물을 반응 용기에서 등온 증폭 시약과 혼합하여 샘플 준비를 완료하는 단계;
상기 샘플 준비 장치는, 샘플, 직접 용해 버퍼 및 등온 증폭 시약을 반응 용기에 수용시키기 위한 액체 분주 모듈(liquid handling module)을 포함하며, 상기 액체 분주 모듈은 8개 내지 96개의 피펫팅 채널(pipetting channel)을 포함하고;
(c) 상기 혼합물이 포함된 반응 용기를 반응 용기 이송 장치의 도움으로 샘플 분석 장치로 이동시키는 단계;
(d) 상기 샘플 분석 장치에서,
(d-1) 상기 반응 용기 내의 혼합물을 50℃ 내지 75℃로부터 선택된 어느 온도에서 10분 내지 20분간 반응시켜 샘플 내의 타겟 핵산을 증폭하는 단계;
(d-2) 증폭된 산물을 검출하는 단계.
상기 단계 (b) 내지 (d)는 자동화 분자진단 시스템 내의 제어 모듈에 의해 자동으로 수행된다.High throughput isothermal amplification method using an automated molecular diagnostic system comprising the following steps:
(a) mounting a sample collected from a subject into a sample preparation device within an automated molecular diagnosis system; The automated molecular diagnosis system includes a sample preparation device, a reaction vessel transfer device, and a sample analysis device, and the sample preparation device includes a direct lysis buffer installed therein and an isothermal amplification for detecting target nucleic acid. Contains reagents;
(b) in the sample preparation device,
(b-1) mixing the sample directly with the lysis buffer;
(b-2) incubating the mixture at 15°C to 35°C for 3 to 5 minutes to obtain a lysate; and
(b-3) mixing the lysate with an isothermal amplification reagent in a reaction vessel to complete sample preparation;
The sample preparation device includes a liquid handling module for receiving the sample, direct lysis buffer, and isothermal amplification reagent into a reaction vessel, wherein the liquid handling module has 8 to 96 pipetting channels. ) and;
(c) moving the reaction vessel containing the mixture to a sample analysis device with the help of a reaction vessel transfer device;
(d) in the sample analysis device,
(d-1) reacting the mixture in the reaction vessel at a temperature selected from 50°C to 75°C for 10 to 20 minutes to amplify the target nucleic acid in the sample;
(d-2) Detecting the amplified product.
Steps (b) to (d) are automatically performed by a control module within the automated molecular diagnosis system.
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