WO2019132406A1 - 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법 - Google Patents

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WO2019132406A1
WO2019132406A1 PCT/KR2018/016309 KR2018016309W WO2019132406A1 WO 2019132406 A1 WO2019132406 A1 WO 2019132406A1 KR 2018016309 W KR2018016309 W KR 2018016309W WO 2019132406 A1 WO2019132406 A1 WO 2019132406A1
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reagent
nucleic acid
driving
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조영식
이효근
박해준
이선영
임관훈
김인애
김재영
박효림
김동헌
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에스디 바이오센서 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a nucleic acid extraction method, and more particularly, to a nucleic acid extraction method using a cartridge capable of separating and purifying a nucleic acid from a sample to amplify the nucleic acid.
  • nucleic acid from samples containing biological samples or cells are required in various fields such as development of new drugs, pre-examination for viruses or bacterial infections, and forensic medicine.
  • the conventional nucleic acid extracting apparatus requires each apparatus for each pretreatment process (concentration and purification), and it takes a long time since one pretreatment process must be performed and then moved to another apparatus.
  • the present invention aims to provide a more efficient nucleic acid extraction method.
  • a nucleic acid extracting method using a cartridge comprising the steps of: (a) inserting a nucleic acid extracting device into a rotation control module coupled to a control rod module disposed in an inner space of a piston upper body, (B) driving the rotation control module and the control rod module, sequentially sucking samples and reagents from a plurality of chambers separated from each other in the cartridge into the inner space, (C) driving the rotation control module and the control rod module to suck the reagent in the master mix bead chamber of the cartridge into the piston upper body inner space, and then discharging the mixed reagent to the nucleic acid amplification module .
  • the mixed solution is discharged through a nucleic acid collecting filter.
  • the step (b) includes driving the rotation adjusting module to overlap the liquid port of the piston lower body with the sample chamber port of the cartridge, and driving the control rod module to move the sample in the sample chamber to the upper Into the internal space of the body.
  • the rotation regulating module is driven to overlap the liquid port of the piston lower body with the first reagent chamber port of the cartridge, and the control rod module is driven to suck the first reagent into the upper body internal space Followed by mixing with the sample.
  • the rotation regulating module is driven to overlap the liquid port of the piston lower body with the second reagent chamber port of the cartridge, and the control rod module is driven to suck the second reagent into the upper body internal space Followed by mixing.
  • the rotation control module is driven to overlap the filter port of the piston lower body with the second reagent chamber port of the cartridge, and driving the control rod module to discharge the mixed liquid to the second chamber port .
  • the step (b) further includes the steps of sequentially sucking, mixing, and discharging the reagents and reagents of different kinds.
  • the last inhaled reagent is discharged into the master mix bead chamber of the cartridge.
  • the step (c) may include driving the rotation adjusting module to overlap the filter port of the piston lower body with the master mix bead chamber port of the cartridge, driving the control rod module, And discharging a reagent to the master mix bead chamber port.
  • the rotation control module is driven to overlap the liquid port of the piston lower body with the master mix bead chamber port of the cartridge, and the control rod module is driven to transfer the reagent in the master mix bead chamber to the upper body And then moving the reagent in the space inside the piston upper body to the amplification module.
  • nucleic acid extraction method using a cartridge it is possible to sequentially process a plurality of samples in one cartridge using a cartridge having a structure different from the conventional one. This makes it possible to reduce nucleic acid extraction time and simplify the structure of the device.
  • the nucleic acid extracting method using the cartridge according to an embodiment of the present invention since the used waste liquid can be discharged to the reagent chamber in the cartridge, the nucleic acid extracting process can be efficiently performed.
  • FIG. 1 is a flowchart of a nucleic acid extraction method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a cartridge used in the present invention
  • FIG 3 is a bottom perspective view of a cartridge used in the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded view of the cartridge shown in Fig.
  • FIG. 1 is a flowchart of a nucleic acid extraction method according to an embodiment of the present invention.
  • the nucleic acid extraction method includes a step (S110) in which a sample is sucked into a piston inner space, a step (S210 to S280) in which reagents are sucked, mixed and discharged, (S310 to S320), and the like.
  • a nucleic acid extraction method using a cartridge according to an embodiment of the present invention is performed through the following steps.
  • step S110 the sample placed in the chamber of the cartridge is sucked into the inner space of the piston upper body 310 by driving the piston control rod module.
  • a step may be added in which the cartridge is loaded into the nucleic acid extracting apparatus after the sample and the reagents are injected into each chamber of the cartridge before the step of sucking the sample into the piston inner space.
  • the driving rod of the nucleic acid extracting apparatus is connected to the control rod module and the rotation control module.
  • the rotation adjusting module rotates the piston at a predetermined angle to overlap the liquid port of the piston lower body with the first reagent chamber port, Moves to the upper part of the piston and sucks the first reagent. Thereafter, the rotation control module rotates the piston at a predetermined angle to overlap the liquid port of the piston lower body with the second reagent chamber port, and when the control rod module moves to the upper part of the piston, the second reagent is sucked.
  • the rotation control module again rotates the piston by a predetermined angle to overlap the filter port of the piston lower body with the second reagent chamber port, the control rod module moves to the lower portion of the piston, and the sample and reagent mixture is discharged into the second reagent chamber (S220).
  • the filter port of the piston bottom body is equipped with a nucleic acid collection filter to capture the nucleic acid that is released when the sample and reagent mixture is discharged.
  • the rotation regulating module rotates the piston again by a predetermined angle to superpose the liquid port of the piston lower body with the third reagent chamber port, and when the control rod module moves to the upper portion of the piston, the third reagent is sucked (S230).
  • control rod module moves up and down to mix reagents in the internal space.
  • the rotation control module again rotates the piston at a predetermined angle to superimpose the filter port of the piston lower body with the third reagent chamber port, moves the control rod module to the lower portion of the piston, and discharges the reagent to the third reagent chamber (S240).
  • the rotation control module rotates the piston again by a predetermined angle to overlap the liquid port of the piston lower body with the fourth reagent chamber port.
  • the control rod module moves to the upper portion of the piston, the fourth reagent is sucked (S250).
  • control rod module moves up and down to mix reagents in the internal space.
  • the rotation control module again rotates the piston by a predetermined angle to overlap the filter port of the piston lower body with the fourth reagent chamber port, the control rod module moves to the lower portion of the piston, and the reagent is discharged to the fourth reagent chamber (S260).
  • control rod module moves up and down to mix reagents in the internal space.
  • the fifth reagent may be an elution reagent that elutes the nucleic acid captured in the nucleic acid collection filter.
  • the rotation control module again rotates the piston by a predetermined angle to superimpose the filter port of the piston lower body with the master mix bead chamber port, the control rod module moves to the lower portion of the piston, and the reagent is discharged to the master mix bead chamber (S280).
  • the fifth reagent is discharged and the nucleic acid collected in the nucleic acid collecting filter is transferred into the master mix bead chamber.
  • the rotation control module rotates the piston at a predetermined angle again to superpose the liquid port of the lower piston body with the master mix bead chamber port.
  • the control rod module moves to the upper part of the piston, the reagent in the master mix bead chamber is sucked, And the reagents in the internal space are mixed (S310).
  • the rotation control module again rotates the piston by a predetermined angle to superpose the liquid port of the piston lower body with the amplification module liquid port, and moves the control rod module to the lower portion of the piston and moves the reagent to the amplification module (S320).
  • Fig. 2 is a perspective view of the cartridge used in the present invention
  • Fig. 3 is a bottom perspective view of the cartridge used in the present invention
  • Fig. 4 is an exploded view of the cartridge shown in Fig.
  • the nucleic acid extracting cartridge may include a first body 100, a second body 200, a piston 300, a nucleic acid amplification module 400, and the like.
  • the first body 100 may be used for storing a plurality of reagents.
  • a plurality of chambers 110 may be formed in the first body 100 to form compartments separated from each other.
  • each chamber 110 different reagents or samples are disposed, and each chamber 110 forms a separate space so that the reagents do not mix with each other.
  • the second body 200 includes a path through which the reagent or sample stored in the first body 100 moves.
  • the second body 200 may have a liquid flow path through which liquid can flow and an air flow path through which air can flow, and the second body 200 may include a first body 100, And may include a pad 220 disposed on the top surface to prevent the leakage of the liquid during the coupling.
  • the pad 220 and the cartridge second body 200 are coupled to each other, the liquid path and the air path of the cartridge second body 200 are closed by the pad 220 to form a space to complete the complete path 210 .
  • the liquid channel is connected to the first body 100 to provide a space in which the sample and the reagent can move and mix.
  • the air flow path connects the amplification module and the vacuum control region of the piston 300 to control the vacuum that may be generated when the extracted nucleic acid moves to the amplification module, thereby preventing the nucleic acid amplification product from being contaminated.
  • the pad 220 may be formed with a plurality of holes passing through the pad 220 vertically. Through the holes, the liquid and air flow path under the cartridge are connected to the plurality of reagent chambers 110 located in the cartridge first body 100.
  • the central portion of the pad 220 is engaged with the bottom surface of the piston lower body 320 in close contact with each other.
  • the holes formed in the center portion of the pad 220 overlap with the filter port or the liquid port of the piston lower body 320 when the piston rotates.
  • a plurality of flow paths 210 may be formed on the upper portion of the second body 200.
  • Each of the flow paths 210 does not intersect with each other and extends from the center of the second body 200 to the outer frame. Some of the flow paths may be disposed on the same circumference at one end and on the same circumference as the other ends.
  • the pad 220 may be coupled to the upper portion of the second body 200.
  • the upper part of the second body 200 may have a seating part 201 recessed toward the lower end and the pad 220 may be engaged with the seating part 201 above the second body 200.
  • the pads 220 can be tightly attached to the upper surface of the second body 200 to seal the flow paths 210.
  • the pad 220 may be made of rubber or synthetic resin having elasticity so that the pad 220 can be more strongly adhered to the second body 200.
  • the pad 220 may be formed with a plurality of holes passing through the pad 220 vertically.
  • the holes are arranged to overlap with the end portions of the flow paths 210 up and down.
  • the holes formed in the pads 220 may be connected to each other through the flow path 210 in pairs.
  • the pad 220 may have a plurality of holes 221 disposed on the same circumference C1 and a plurality of holes 221 disposed on the same circumference C2.
  • the piston 300 may include a piston upper body 310 and a piston lower body 320.
  • the upper body 310 of the piston 300 may have an internal space in which reagents and samples can be mixed, and a piston 300 control rod module that moves up and down may be disposed in the internal space.
  • the piston control rod module may include an engaging portion 301 coupled to a driving portion of the nucleic acid extracting device and a tightly coupled portion 302 moving up and down in close contact with the piston inner space.
  • the piston lower body 320 is combined with the piston upper body 310 to form a single body.
  • the piston lower body 320 may be engaged with the rotation adjusting module 330.
  • the piston upper body 310 is inserted into a hole formed in a central portion of the first body 100 and the shaft 324 of the piston lower body 320 is inserted into a hole formed in a central portion of the second body 200 .
  • the shaft 324 of the piston lower body 320 is engaged and fixed with the rotation adjusting module 330 coupled to the lower end of the second body 200.
  • the nucleic acid amplification module 400 may be coupled to the first body 100 or the second body 200.
  • An internal flow path 210 may be formed in the nucleic acid amplification module 400 and one end of the internal flow path 210 may be formed to overlap with at least one of the flow paths 210 formed in the second body 200 .
  • a fixing member 410 covering the nucleic acid amplification module 400 and coupling the first body 100 and the second body 200 to prevent the nucleic acid amplification module 400 from being separated is not Can exist.
  • the first body 100 may include a plurality of reagent chambers 110, and each of the chambers 110 is formed to be isolated from each other.
  • each chamber 110 At the lower end of each chamber 110, a port that overlaps one end of the flow path 210 or the holes formed in the pad 220 is formed.
  • the ports may be formed to have different radii depending on the use of the chamber 110.
  • Each reagent chamber 110 contains a single reagent chamber liquid port. Each reagent chamber liquid port is connected to the liquid flow path under the cartridge through the liquid port connection hole of the rubber pad 220.
  • a separate sample chamber and master mix bead chamber 111 are coupled to the sample chamber port and the master mix bead chamber port, respectively.
  • sample chamber ports are arranged on the same circumference, and the master mix bead chamber port can be arranged on another circumference.
  • the sample chamber may contain multiple dry beads for sample extraction, and the master mix bead chamber may contain multiple dry beads for nucleic acid amplification.
  • the sample chamber and the master mix bead chamber are connected to the sample chamber port and the master mix bead chamber port, respectively, and each port is connected to the hole formed in the pad and the channel of the cartridge second body 200 to form a structure in which liquid can move do.
  • nucleic acid extraction method using a cartridge it is possible to sequentially process a plurality of samples in one cartridge by using a cartridge having a structure different from the conventional one. This makes it possible to reduce nucleic acid extraction time and simplify the structure of the device.
  • the nucleic acid extracting method using the cartridge according to an embodiment of the present invention since the used waste liquid can be discharged to the reagent chamber in the cartridge, the nucleic acid extracting process can be efficiently performed.

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Abstract

본 발명은 (a) 피스톤 상부바디 내부공간에 배치되는 제어봉 모듈과 피스톤 하부바디에 결합되는 회전 조절 모듈에 핵산 추출 장치의 구동부가 연결되는 단계와, (b) 회전 조절 모듈 및 제어봉 모듈을 구동시켜, 카트리지의 서로 분리된 복수의 챔버로부터 상기 내부공간으로 샘플 및 시약들을 순차적으로 흡입하고, 상기 내부공간의 혼합액을 카트리지의 챔버로 배출시키는 단계와, (c) 회전 조절 모듈 및 제어봉 모듈을 구동시켜, 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버 내부의 시약을 피스톤 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 혼합된 시약을 핵산 증폭 모듈로 배출시키는 단계를 포함하는 핵산 추출 방법을 제공한다.

Description

카트리지를 이용한 핵산 추출 방법
본 발명은 핵산 추출 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 핵산을 증폭시키기 위하여 샘플에서 핵산을 분리, 정제할 수 있는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법에 관한 것이다.
현대에는 생명공학 기술의 발전에 따라 유전자 수준에서 질병의 원인을 해석하는 것이 가능해졌다. 그에 따라 인간의 질병을 치유하거나 예방하기 위한 생체 시료의 조작 및 생화학적 분석에 대한 요구가 점차 증가하고 있다.
아울러, 질병의 진단 외에도 신약개발, 바이러스나 박테리아 감염 여부의 사전 검사 및 법의학 등의 다양한 분야에서 생체 시료나 세포가 포함된 시료로부터 핵산을 추출, 분석하는 기술이 요구된다.
종래의 핵산 추출장치는 전처리 과정(농축, 정제) 별로 각각의 장치가 필요하며, 하나의 전처리과정이 끝난 후 다른 장치로 이동시켜야 하므로 긴 시간을 필요로 한다. 또한, 이와 같이 종래의 핵산 추출 장치를 이용한 핵산을 추출 방법에 서는 추출과정에서 혼합 및 반응이 완료된 폐액들을 분리된 폐액 챔버로 배출시켜야 하므로 공간 활용이 비효율적이라는 문제가 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 보다 효율적인 핵산 추출 방법에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 보다 효율적인 방식의 핵산 추출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법은 (a) 피스톤 상부바디 내부공간에 배치되는 제어봉 모듈과 피스톤 하부바디에 결합되는 회전 조절 모듈에 핵산 추출 장치의 구동부가 연결되는 단계와, (b) 회전 조절 모듈 및 제어봉 모듈을 구동시켜, 카트리지의 서로 분리된 복수의 챔버로부터 상기 내부공간으로 샘플 및 시약들을 순차적으로 흡입하고, 상기 내부공간의 혼합액을 카트리지의 챔버로 배출시키는 단계와, (c) 회전 조절 모듈 및 제어봉 모듈을 구동시켜, 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버 내부의 시약을 피스톤 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 혼합된 시약을 핵산 증폭 모듈로 배출시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b)단계에서 혼합액은 핵산 포집 필터를 거쳐서 배출된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b)단계는 상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트와 카트리지의 샘플 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 샘플 챔버 내의 샘플을 상부바디 내부공간으로 흡입하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트와 카트리지의 제1 시약 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 제1 시약을 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 샘플과 혼합시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트와 카트리지의 제2 시약 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 제2 시약을 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 혼합시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 필터 포트와 카트리지의 제2 시약 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 혼합액을 제2 챔버 포트로 배출시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b)단계는 상기 시약들과 다른 종류의 시약들을 순차적으로 흡입, 혼합, 배출시키는 단계들을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마지막으로 흡입한 시약은 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버로 배출된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (c)단계는 상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 필터 포트와 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 상기 마지막으로 흡입한 시약을 마스터 믹스 비드 챔버 포트로 배출시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트와 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 마스터 믹스 비드 챔버 내부의 시약을 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 혼합시키는 단계 및 상기 피스톤 상부바디 내부공간의 시약을 증폭 모듈로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법에 따르면 종래와 다른 구조의 카트리지를 이용하여 복수의 시료를 하나의 카트리지 내에서 순차적으로 처리하는 것이 가능하다. 이를 통해 핵산 추출 시간을 줄이고 장치의 구조를 단순화 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법에 따르면 카트리지 내의 시약 챔버에 사용이 끝난 폐액을 배출할 수 있으므로 핵산 추출 공정을 효율적으로 진행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 방법의 순서도.
도 2는 본 발명에 사용되는 카트리지의 사시도.
도 3은 본 발명에 사용되는 카트리지의 저면 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 카트리지의 분해도.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 방법의 순서도이다.
도 1을 참조하면, 핵산 추출 방법은 샘플이 피스톤 내부공간으로 흡입되는 단계(S110)와, 시약들이 흡입, 혼합, 배출되는 단계(S210 내지 S280)와, 추출된 핵산이 증폭모듈로 이동하는 단계(S310 내지 S320)등을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법은 아래의 단계를 거쳐 진행된다.
샘플이 피스톤 내부공간으로 흡입되는 단계(S110)에서는 카트리지의 챔버에 배치된 샘플이 피스톤 제어봉 모듈의 구동에 의해 피스톤 상부바디(310) 내부공간으로 흡입된다.
샘플이 피스톤 내부공간으로 흡입되는 단계 전에 카트리지의 각 챔버에 샘플과, 시약들이 주입된 후 카트리지가 핵산 추출 장치에 장착되는 단계가 추가될 수 있다.
카트리지가 핵산 추출 장치에 장착된 후 제어봉 모듈과 회전 조절 모듈에는 핵산 추출 장치의 구동부가 연결된다.
제1 시약 및 제2 시약이 피스톤 내부공간으로 흡입된 후 혼합되는 단계(S210)에서는 회전 조절 모듈이 피스톤을 일정 각도 회전시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트를 제1 시약 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤 상부로 이동하며 제1 시약을 흡입한다. 그 후 다시 회전 조절 모듈이 피스톤을 일정 각도 회전시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트를 제2 시약 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤 상부로 이동하면 제2 시약을 흡입한다.
그 후 제어봉 모듈이 상하로 이동하며 내부공간의 샘플과 시약들을 혼합한다.
그 후 회전 조절 모듈이 다시 피스톤을 일정 각도 회전 시켜 피스톤 하부바디의 필터 포트를 제2 시약 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤의 하부로 이동하며 샘플 및 시약 혼합액을 제2 시약 챔버로 배출시킨다(S220).
피스톤 하부바디의 필터 포트에는 핵산 포집 필터가 장착되어 샘플 및 시약 혼합물이 배출될 때 배출되는 핵산을 포집할 수 있다.
회전 조절 모듈이 피스톤을 다시 일정 각도 회전시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트를 제3 시약 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤 상부로 이동하면 제3 시약을 흡입한다(S230).
그 후 제어봉 모듈이 상하로 이동하며 내부공간의 시약을 혼합한다.
회전 조절 모듈이 다시 피스톤을 일정 각도 회전 시켜 피스톤 하부바디의 필터 포트를 제3 시약 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤의 하부로 이동하며 시약을 제3 시약 챔버로 배출시킨다(S240).
회전 조절 모듈이 피스톤을 다시 일정 각도 회전시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트를 제4 시약 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤 상부로 이동하면 제4 시약을 흡입한다(S250).
그 후 제어봉 모듈이 상하로 이동하며 내부공간의 시약을 혼합한다.
회전 조절 모듈이 다시 피스톤을 일정 각도 회전 시켜 피스톤 하부바디의 필터 포트를 제4 시약 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤의 하부로 이동하며 시약을 제4 시약 챔버로 배출시킨다(S260).
회전 조절 모듈이 피스톤을 다시 일정 각도 회전시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트를 제5 시약 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤 상부로 이동하면 제5 시약을 흡입한다(S270).
그 후 제어봉 모듈이 상하로 이동하며 내부공간의 시약을 혼합한다.
제5 시약은 핵산 포집 필터에 포집된 핵산을 용출시키는 용출시약일 수 있다.
회전 조절 모듈이 다시 피스톤을 일정 각도 회전 시켜 피스톤 하부바디의 필터 포트를 마스터 믹스 비드 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤의 하부로 이동하며 시약을 마스터 믹스 비드 챔버로 배출시킨다(S280).
제5 시약이 배출되며 핵산 포집 필터에 포집되어 있던 핵산을 마스터 믹스 비드 챔버 내부로 이동시킨다.
회전 조절 모듈이 피스톤을 다시 일정 각도 회전시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트를 마스터 믹스 비드 챔버 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤 상부로 이동하면 마스터 믹스 비드 챔버 내부의 시약을 흡입한 후 제어봉 모듈이 상하로 이동하며 내부공간의 시약을 혼합한다(S310).
회전 조절 모듈이 다시 피스톤을 일정 각도 회전 시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트를 증폭모듈 액체 포트와 중첩시키고, 제어봉 모듈이 피스톤의 하부로 이동하며 시약을 증폭모듈로 이동시킨다(S320).
이하에서는 카트리지의 구조를 도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 사용되는 카트리지의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 사용되는 카트리지의 저면 사시도, 도 4는 도 2에 도시된 카트리지의 분해도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 핵산 추출용 카트리지는 크게 제1 바디(100)와, 제2 바디(200)와, 피스톤(300)과, 핵산 증폭 모듈(400) 등을 포함할 수 있다.
제1 바디(100)는 복수개의 시약들을 저장하는 용도로 사용될 수 있다.
도시된 바에 따르면, 제1 바디(100)에는 서로 분리된 격실을 형성하는 복수개의 챔버(110)들이 형성될 수 있다. 각각의 챔버(110)에는 서로 다른 시약 또는 샘플이 배치되며 시약들이 서로 섞이지 않도록 각 챔버(110)는 독립된 공간을 형성한다.
제2 바디(200)는 제1 바디(100)에 저장된 시약 또는 샘플이 이동하는 경로를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 바디(200)에는 액체가 이동할 수 있는 액체 유로와 공기가 이동할 수 있는 공기 유로가 존재할 수 있으며, 제2 바디(200)는 제1 바디(100)와 결합 시 액체의 누수 방지를 위하여 상면에 배치되는 패드(220)를 포함할 수 있다. 패드(220)와 카트리지 제2 바디(200)가 결합되면 카트리지 제2 바디(200)의 액체 유로와 공기 유로가 패드(220)에 의해 윗면이 막혀 공간을 형성하여 완벽한 유로(210)가 완성된다.
액체 유로는 제1 바디(100)와 연결되어 샘플 및 시약이 이동, 혼합할 수 있는 공간을 제공한다.
공기 유로는 증폭 모듈과 피스톤(300)의 진공 제어 부위를 연결하여, 추출된 핵산이 증폭 모듈로 이동할 때 발생할 수 있는 진공을 제어하고, 핵산 증폭 산물이 오염되는 것을 방지하는 역할을 한다.
패드(220)에는 패드(220)를 상하로 관통하는 복수개의 홀들이 형성될 수 있다. 홀들을 통해 카트리지 하부의 액체 및 공기 유로가 카트리지 제1 바디(100)에 위치한 다수의 시약 챔버(110)와 연결된다.
패드(220)의 중앙부는 피스톤 하부바디(320)의 바닥면과 밀착하도록 결합된다.
패드(220)의 중앙부에 형성된 홀들은 피스톤이 회전할 때 피스톤 하부바디(320)의 필터포트 또는 액체포트와 중첩된다.
보다 구체적으로, 제2 바디(200)의 상부에는 복수개의 유로(210)가 형성될 수 있다. 각각의 유로(210)는 서로 교차하지 않으며 제2 바디(200)의 중심부에서 외곽부로 연장되도록 형성된다. 도시된 바에 따르면 일부 유로들은 일단이 동일한 원주상에 배치되고 타단 또한 서로 동일한 원주상에 배치될 수 있다.
제2 바디(200)의 상부에는 패드(220)가 결합될 수 있다.
제2 바디(200)의 상부에는 하단을 향해 움푹 들어간 안착부(201)가 형성될 수 있고 패드(220)는 제2 바디(200) 상부의 안착부(201)에 맞물려 결합될 수 있다.
패드(220)가 제2 바디(200)의 상면에 밀착되면서 유로(210)들을 밀폐시킬 수 있다. 패드(220)가 제2 바디(200)에 보다 강하게 밀착될 수 있도록 상기 패드(220)는 탄성을 가진 고무 또는 합성수지로 형성될 수 있다.
패드(220)에는 패드(220)를 상하로 관통하는 복수개의 홀들이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홀들은 유로(210)들의 끝부분과 상하로 오버랩 되도록 배치된다. 다시 말해, 패드(220)에 형성되는 홀들은 한 쌍씩 짝을 이루어 유로(210)를 통해 연결될 수 있다.
패드(220)에는 중심부 동일 원주(C1) 상에 배치되는 복수의 홀(221)들과 외곽부 동일 원주(C2) 상에 배치되는 복수의 홀(221)들을 구비할 수 있다.
피스톤(300)은 피스톤 상부바디(310)와 피스톤 하부바디(320)로 이루어질 수 있다.
피스톤(300)의 상부바디(310)에는 시약과 샘플이 섞일 수 있는 내부공간이 형성되고 상기 내부공간에는 상하로 이동하는 피스톤(300) 제어봉 모듈이 배치될 수 있다.
피스톤 제어봉 모듈은 핵산 추출 장치의 구동부와 결합되는 결합부(301)와 피스톤 내부공간에 밀착하여 상하로 이동하는 밀착부(302)를 포함할 수 있다.
피스톤 하부바디(320)는 피스톤 상부바디(310)와 결합하여 하나의 몸체를 이룬다.
피스톤 하부바디(320)는 회전 조절 모듈(330)와 결합될 수 있다.
도시된 바에 따르면, 피스톤 상부바디(310)는 제1 바디(100)의 중앙부에 형성된 홀에 삽입되고 피스톤 하부바디(320)의 샤프트(324)는 제2 바디(200)의 중앙부에 형성된 홀에 삽입된다.
상기 피스톤 하부바디(320)의 샤프트(324)는 제2 바디(200) 하단에 결합되는 회전 조절 모듈(330)와 맞물려 고정된다.
핵산 증폭 모듈(400)은 제1 바디(100) 또는 제2 바디(200)와 결합될 수 있다.
핵산 증폭 모듈(400)의 내부에는 내부유로(210)가 형성될 수 있으며 내부유로(210)의 일단은 제2 바디(200)에 형성되는 유로(210)들 중 적어도 어느 하나와 오버랩되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 핵산 증폭 모듈(400)이 임의로 분리되지 않도록 핵산 증폭 모듈(400)을 덮으며 제1 바디(100) 및 제2 바디(200)를 결합시키는 고정부재(410)가 존재할 수 있다.
제1 바디(100)는 다수개의 시약 챔버(110)를 포함할 수 있으며 각각의 챔버(110)들은 서로 격리되도록 형성된다.
각각의 챔버(110) 하단에는 유로(210)의 일단 또는 패드(220)에 형성된 홀들과 오버랩되는 포트가 형성된다. 포트는 챔버(110)의 용도에 따라 서로 다른 반경을 갖도록 형성될 수 있다.
각 시약 챔버(110)는 단일 시약 챔버 액체 포트를 포함하고 있다. 각 시약 챔버 액체 포트는 고무 패드(220)의 액체 포트 연결 구멍을 통하여 카트리지 하부의 액체 유로와 연결된다. 샘플 챔버 포트와 마스터 믹스 비드 챔버 포트에는 각각 별도의 샘플 챔버와 마스터 믹스 비드 챔버(111)가 결합된다.
샘플 챔버 포트끼리는 동일 원주 상에 배치되고, 마스터 믹스 비드 챔버 포트는 다른 원주 상에 배치될 수 있다.
샘플 챔버에는 샘플 추출에 필요한 여러 개의 건조 비드가 포함될 수 있고, 마스터 믹스 비드 챔버에는 핵산 증폭에 필요한 여러 개의 건조 비드가 포함될 수 있다.
샘플 챔버 및 마스터 믹스 비드 챔버는 각각 샘플 챔버 포트와 마스터 믹스 비드 챔버 포트와 연결되고, 각 포트는 패드에 형성된 홀과 카트리지 제2 바디(200)의 유로와 연결되여 액체가 이동할 수 있는 구조를 형성한다.
상기에서 설명한 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법에 따르면 종래와 다른 구조의 카트리지를 이용하여 복수의 시료를 하나의 카트리지 내에서 순차적으로 처리하는 것이 가능하다. 이를 통해 핵산 추출 시간을 줄이고 장치의 구조를 단순화 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법에 따르면 카트리지 내의 시약 챔버에 사용이 끝난 폐액을 배출할 수 있으므로 핵산 추출 공정을 효율적으로 진행할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

  1. (a) 피스톤 상부바디 내부공간에 배치되는 제어봉 모듈과 피스톤 하부바디에 결합되는 회전 조절 모듈에 핵산 추출 장치의 구동부가 연결되는 단계;
    (b) 회전 조절 모듈 및 제어봉 모듈을 구동시켜, 카트리지의 서로 분리된 복수의 챔버로부터 상기 내부공간으로 샘플 및 시약들을 순차적으로 흡입하고, 상기 내부공간의 혼합액을 카트리지의 챔버로 배출시키는 단계; 및
    (c) 회전 조절 모듈 및 제어봉 모듈을 구동시켜, 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버 내부의 시약을 피스톤 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 혼합된 시약을 핵산 증폭 모듈로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 혼합액은 핵산 포집 필터를 거쳐서 배출되는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트와 카트리지의 샘플 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 샘플 챔버 내의 샘플을 상부바디 내부공간으로 흡입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트와 카트리지의 제1 시약 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 제1 시약을 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 샘플과 혼합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트와 카트리지의 제2 시약 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 제2 시약을 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 혼합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 필터 포트와 카트리지의 제2 시약 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 혼합액을 제2 챔버 포트로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (b)단계는 상기 시약들과 다른 종류의 시약들을 순차적으로 흡입, 혼합, 배출시키는 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    마지막으로 흡입한 시약은 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버로 배출되는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (c)단계는,
    상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 필터 포트와 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 상기 마지막으로 흡입한 시약을 마스터 믹스 비드 챔버 포트로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회전 조절 모듈을 구동시켜 피스톤 하부바디의 액체 포트와 카트리지의 마스터 믹스 비드 챔버 포트를 중첩시키고, 상기 제어봉 모듈을 구동시켜 마스터 믹스 비드 챔버 내부의 시약을 상부바디 내부공간으로 흡입한 후 혼합시키는 단계; 및
    상기 피스톤 상부바디 내부공간의 시약을 증폭 모듈로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법.
PCT/KR2018/016309 2017-12-28 2018-12-20 카트리지를 이용한 핵산 추출 방법 WO2019132406A1 (ko)

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