WO2019147013A1 - 생물학적 물질의 추출 장치 - Google Patents

생물학적 물질의 추출 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2019147013A1
WO2019147013A1 PCT/KR2019/000955 KR2019000955W WO2019147013A1 WO 2019147013 A1 WO2019147013 A1 WO 2019147013A1 KR 2019000955 W KR2019000955 W KR 2019000955W WO 2019147013 A1 WO2019147013 A1 WO 2019147013A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tube
cassette
magnet
supporting
support
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/000955
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박은용
Original Assignee
박은용
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박은용 filed Critical 박은용
Priority to US16/962,205 priority Critical patent/US11965155B2/en
Publication of WO2019147013A1 publication Critical patent/WO2019147013A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0289—Apparatus for withdrawing or distributing predetermined quantities of fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0098—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor involving analyte bound to insoluble magnetic carrier, e.g. using magnetic separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/09—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle
    • B01F27/092—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle occupying substantially the whole interior space of the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/116—Stirrers shaped as cylinders, balls or rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
    • B01F27/2122—Hollow shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
    • B01F27/213—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts characterised by the connection with the drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/25—Mixers with both stirrer and drive unit submerged in the material being mixed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/805—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis wherein the stirrers or the receptacles are moved in order to bring them into operative position; Means for fixing the receptacle
    • B01F27/806—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis wherein the stirrers or the receptacles are moved in order to bring them into operative position; Means for fixing the receptacle with vertical displacement of the stirrer, e.g. in combination with means for pivoting the stirrer about a vertical axis in order to co-operate with different receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/44—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with stirrers performing an oscillatory, vibratory or shaking movement
    • B01F31/445—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with stirrers performing an oscillatory, vibratory or shaking movement performing an oscillatory movement about an axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/70—Drives therefor, e.g. crank mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/50—Movable or transportable mixing devices or plants
    • B01F33/501—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use
    • B01F33/5013—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use movable by mechanical means, e.g. hoisting systems, grippers or lift trucks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/81—Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles
    • B01F33/813—Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles mixing simultaneously in two or more mixing receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32—Driving arrangements
    • B01F35/325—Driving reciprocating or oscillating stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6806—Preparing nucleic acids for analysis, e.g. for polymerase chain reaction [PCR] assay
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/026—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having blocks or racks of reaction cells or cuvettes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F2035/99—Heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2204—Mixing chemical components in generals in order to improve chemical treatment or reactions, independently from the specific application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/23—Mixing of laboratory samples e.g. in preparation of analysing or testing properties of materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/44—Mixing of ingredients for microbiology, enzymology, in vitro culture or genetic manipulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F35/92—Heating or cooling systems for heating the outside of the receptacle, e.g. heated jackets or burners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0657—Pipetting powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0668—Trapping microscopic beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/043—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces magnetic forces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/1003—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
    • C12N15/1006—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers
    • C12N15/1013—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers by using magnetic beads
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00534—Mixing by a special element, e.g. stirrer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00564—Handling or washing solid phase elements, e.g. beads

Definitions

  • the present invention relates to a biological sample extracting apparatus, and more particularly, to a technique for separating or purifying a nucleic acid or a biological substance from blood or cells or various biological samples.
  • PCR polymerase chain reaction
  • Such materials include silica, glass fibers, anion exchange resins, and modified magnetic beads. These materials have the advantage of not using harmful organic solvents and minimizing the physical and biochemical degradation of the nucleic acid during the separation process. In addition, the affixed nucleic acid is less affected by the enzyme that degrades the nucleic acid.
  • the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to improve extraction efficiency by rotating a tube contained in a solution used for extracting biological materials,
  • the present invention relates to a biological material extracting apparatus.
  • a biological material extracting apparatus comprising: a cassette seating part on which a cassette having a plurality of cells is seated; A cassette transfer part for transferring the cassette seating part; A tube support positioned above the cassette seating part and supporting a tube inserted into a cell formed in the cassette; A tube lifting unit for lifting up and down the tube supporting unit; A magnet support portion positioned above the tube support portion and supporting a magnet inserted into the tube supported by the tube support portion; A magnet lifting unit for lifting up and down the magnet supporting unit; And a tube rotating part for rotating the tube when the tube supporting part is lowered and the tube is inserted into a cell formed in the cassette.
  • the tube rotation part may include: a first motor for generating a rotational power; A pinion gear interlocked with a rotation axis of the first motor; And a first tight contact portion closely attached to a side surface of the tube and having a rack gear engaged with the pinion gear at a predetermined point.
  • the rotary support may further include a rotatable supporter for tightly supporting the tube on the opposite side of the first tight contact portion when the first tight contact portion of the tube rotatable portion is in close contact with the tube, motor; A support block interlocked with a rotation axis of the second motor; And a second contact portion extending from the rotation center of the support block in parallel with the rotation axis direction of the support block.
  • the biological material extracting apparatus can solve the problem that the operator is exposed to dangerous materials at the time of manual operation since the process of compounding the solution, cleaning and moving the bead are all performed automatically.
  • the present invention has an advantage that the mechanism for rotating the tube is very simple. In other words, it suffices that one of the tube rotating parts including the first tightening part as the driving means to be engaged with the tube for rotating the tube is sufficient. Since this tube rotating part only contacts when rotation of the tube is necessary, no configuration for rotating the tube is required to be connected or coupled with the tube. In other words, since there is no configuration to be connected or coupled for tube rotation, there is no need to use a dedicated tube, and various types of tubes of different sizes can be used without using a separate adapter.
  • the tubes are exchanged for each extraction operation in a disposable manner. If the auxiliary mechanism for rotating the tube is to be connected or coupled with the tube every time the extraction operation is performed, the operation setting process is very troublesome and takes a long time I can not help it. However, in the present invention, since there is no need to connect or attach any auxiliary mechanism to the tube, the initial setting operation is very fast and the tube rotation part for rotating the tube is also very simple, so that the manufacturing cost of the extraction device can be lowered have.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a biological material extraction apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the apparatus shown in Fig. 1 with the main body removed.
  • Fig. 1 is a perspective view showing the internal structure of the apparatus shown in Fig. 1 with the main body removed.
  • Fig. 3 is a view showing a state in which the tube is lowered in the apparatus shown in Fig. 1; Fig.
  • FIG. 4 is a view for explaining an operating process of the apparatus shown in Fig.
  • Fig. 5 is a conceptual view for explaining a mechanism in which the tube rotates in a state in which the tube is in close contact with the first adherend and the second adherend in the apparatus shown in Fig. 1.
  • Fig. 5 is a conceptual view for explaining a mechanism in which the tube rotates in a state in which the tube is in close contact with the first adherend and the second adherend in the apparatus shown in Fig. 1.
  • FIG. 6 is a view for explaining a state in which another form of the second contact portion is applied in the apparatus shown in Fig.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a biological material extraction apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a tube support in the apparatus shown in Fig.
  • FIG. 9 is a view for explaining a state in which the tube supporting portion is mounted on the tube rotation portion in the apparatus shown in Fig.
  • 10 to 14 are conceptual diagrams for explaining a biological material extraction apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • Heating block 71 Cassette
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a biological material extracting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the internal structure of the apparatus shown in FIG. 1 with the body removed.
  • a biological material extracting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a main body 11, A tube supporting portion 31, a tube elevating portion 33, a magnet supporting portion 21, a magnet 22, a magnet elevating portion 23, a tube rotating portion (not shown), a cassette transfer portion 62, a heating block 63, 40 and a rotatable support 50.
  • the main body 11 having a predetermined internal space mounts other structures of the apparatus, and a lid 12 is provided on the front side. Therefore, when the lid 12 is opened and the cassette seating portion 61 is pulled out, the cassette 71 can be mounted and the tube 32 can be attached to the tube supporting portion 31.
  • the cassette seating portion 61 is provided so as to be movable forward and backward from the bottom of the main body 11.
  • a cassette 71 having a plurality of cells is seated on the cassette seating portion 61.
  • Each cell of the cassette 71 contains a solution 73 in which a sample (for example, blood), metallic (or magnetic) beads 72 made of a metal, and a binder are mixed.
  • the cassette transfer portion 62 is provided to transfer the cassette seating portion 61 back and forth.
  • the cassette transfer part 62 includes a motor and a pinion gear mounted on a motor shaft. On the bottom surface of the cassette seating part 61, So that the cassette seating portion 61 can be moved in the forward and backward directions according to the rotational power of the motor.
  • a heating block 63 for supplying heat to the solution 73 contained in the cassette 71 is provided on the upper part of the cassette seating part 61. More specifically, the heating block 63 is provided on the inner side of the cassette seating portion 61, that is, on the rear side of the main body 11. The heating block may be installed below the cassette seating portion 61.
  • the tube support 31 and the magnet support 21 are provided to support the tube 32 and the magnet 22, respectively.
  • the tube 32 and the magnet 22 are set in parallel so that mixing and cleaning of a plurality of sets of cells at the same time can be performed at the same time.
  • the tube supporting portion 31 is located at the upper portion of the cassette seating portion 61 and has a plurality of through holes through which the tube 32 is mounted in the vertical direction.
  • the manner in which the tube 32 is mounted on the tube support 31 may vary.
  • the tube 32 is designed to have a diameter slightly smaller than the diameter of the through-hole, but a stopping protrusion is formed around a certain upper point of the tube 32 so that the tube 32 is held by the tube supporting portion 31 .
  • the tube 32 is mounted on the upper portion larger than the diameter of the through hole, .
  • the tube 32 must be free to rotate (referring to the rotation of the tube 32) while being mounted on the tube support 31.
  • the tube supporting portion 31 and the plurality of tubes 32 immobilized thereon can be vertically moved up and down according to the operation of the tube lifting portion 33.
  • the magnet support portion 21 is disposed on the upper portion of the tube support portion 31 and the magnets 22 are respectively installed at the positions corresponding to the tubes 32 that are mounted on the lower tube support portion 31.
  • the magnet 22 may also be detachably attached to the magnet supporting portion 21.
  • the magnet supporting portion 21 and the magnet 22 can be raised and lowered at the same time in accordance with the operation of the magnet elevating portion 23 because a certain point of the magnet supporting portion 21 is interlocked with the magnet elevating portion 23.
  • the tube rotating part 40 is provided for vigorously mixing the solution 73 by rotating the tube 32 when the tube 32 is inserted into the cell formed in the cassette 71.
  • the tube rotation portion 40 includes a first motor 41, a pinion gear 42, a first contact portion 43, and a rack gear 44.
  • the first motor 41 for generating a rotational power is disposed such that the direction of the rotational axis is parallel to the longitudinal direction of the tube 32 and the pinion gear 42 is mounted on the rotational axis of the first motor 41.
  • the first tight contact portion 43 is in close contact with the side surface of the tube 32 and a rack gear 44 is formed on one side of the first tight contact portion 43 to be engaged with the pinion gear 42 . Accordingly, when the first motor 41 rotates, the entire first contact portion 43 is transferred in the longitudinal direction by the rack gear 44 interlocked with the pinion gear 42.
  • the first motor 41 may be a stepping motor in which the rotational direction is changed at predetermined time intervals. Therefore, the first contact portion 43 is reciprocated in the longitudinal direction by the reciprocating rotational motion of the first motor 41.
  • a guide rail (not shown) for supporting the first contact portion 43 and guiding the movement direction should be provided in the body 11.
  • the configuration of the guide rail may be variously changed depending on the design of the guide rail, and the description of the guide rail is omitted in the present embodiment.
  • the first tight contact portion 43 of the tube rotating portion 40 is for rotating the tubes 32 by reciprocating in a state of being in tight contact with the side surfaces of the tubes 32 mounted side by side on the tube supporting portion 31 .
  • the adhesion may be weak and the proper rotation may not be achieved.
  • the tube 32 is configured to move up and down in the vertical direction perpendicular to the longitudinal direction of the first contact portion 43, the first contact portion 43 should not always be in close contact with the tube 32.
  • the first abutment 43 is located on the side of the tube 32, And maintain the state of being separated.
  • the tube 32 is not disturbed by the contact with the first contact portion 43 when the tube 32 moves up and down.
  • the rotary support portion 50 includes a second motor 51, a support block 52, and a second contact portion 53.
  • the second motor 51 for generating the rotational power is disposed so that the direction of the rotation axis is perpendicular to the longitudinal direction of the tube 32 and the disk-shaped support block 52 is mounted on the rotation axis of the second motor 51 .
  • a second contact part (53) is provided outside the rotation center of the support block (52) so as to extend parallel to the rotation axis direction of the support block (52).
  • the second tight contact portion 53 is provided to closely contact the tubes 32 on opposite sides of the tubes 32 to which the first tight contact portions 43 closely contact. 2, the support block 52 is rotated by the power of the second motor 51 to move the second tight contact portion 53 away from the tube 32. If the support block 52 rotates in the opposite direction, The tube 32 is sandwiched between the first contact portion 43 and the second contact portion 53 when the second contact portion 53 is brought into close contact with the opposite side of the tube 32 ). At this time, when the second tight contact portion 53 is closely attached to the tube 32, the first tight contact portion 43 and the second tight contact portion 53 are designed to be located at the same height. Thus, the first tight contact portion 43 and the second tight contact portion 53 of the same height can stably press both sides of the tube 32.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing a state in which the second tightly contacted portion 53 is in tight contact with the tube 32 in a state where the tube supporting portion 31 is lowered and the tube 32 is inserted into the cell of the cassette 71. On the other hand, to be.
  • FIG. 4 is a view for explaining a process of extracting a biological material using the extraction apparatus shown in FIGS. 1 to 3.
  • the cassette 71 containing the solution 73 is prepared.
  • the solution 73 contained in the cassette 71 may be a mixture of the sample, the bead 72, a binder and the like.
  • the lid 12 provided on the front surface of the main body 11 of the extraction apparatus is opened and the cassette seating portion 61 is pulled out and then the cassette 71 is mounted on the cassette seating portion 61. Then, the cassette seating portion 61 is pushed into the main body 11.
  • the draw-out and pull-in of the cassette seating portion 61 may be performed automatically by the cassette transfer portion 62.
  • a tube 32 is provided in the tube supporting portion 31.
  • the tube supporting portion 31 may also be connected to the tube elevating portion 33 so as to be drawn out to the outside when the lid 12 of the main body 11 is opened.
  • the tube supporting portion 31 is detachably coupled to the tube supporting portion 31 and the tube elevating portion 33 so that the tube supporting portion 31 is not provided with the tube 32, The entire tube 31 may be replaced and installed in the tube elevating portion 33.
  • the first cell of the cassette 71 is located below the tube 32.
  • the tube supporting portion 31 and the tube 32 are lowered together by the operation of the tube elevating portion 33, the tube 32 is contained in the solution 73 as shown in FIG. 4 (b).
  • the second motor 51 rotates the support block 52 at the time when the tube 32 is to be moved up and down, (32).
  • the second motor 51 again operates the support block 52 to move the second contact portion 53 as shown in Figs. 3, 4 (b) and 5 (b) So as to be brought into close contact with the tube 32.
  • the first abutting portion 43 must push the tubes 32 with a high frictional force and the second abutting portion 53 should be able to freely rotate the tubes 32 while supporting the tubes 32 It is preferable that the surface of the first abutting portion 43 that is in contact with the tube 32 is coated with a material having high frictional force such as rubber or silicon and the abutting portion 53 is in contact with the tube 32 It is preferable that a slippery material is coated on the surface. If the friction at the contact surface between the second contact portion 53 and the tube 32 is large, the rotation of the tube 32 may be hindered, so that the tube 32 is slid through the slippery contact surface of the second contact portion 53 So that it can freely rotate.
  • the second tight contact portion 53 has a function of preventing the tube 32 from horizontally moving together when the first tight contact portion 43 horizontally moves the tube 32 against the first tight contact portion 43,
  • a second contact portion 53 ' may also be fabricated in the form shown in FIG. In other words, if the tube holding groove 54 'is formed concave at the position where the tube 32 is closely attached to the second contact portion 53', the tube 32 is seated in the tube holding groove 54 ' And can be rotated while being stably supported.
  • the beads 72 contained in the solution 73 oscillate together to form a mixture for biological material extraction and washing .
  • the magnet lifting portion 23 is operated to lower the magnet supporting portion 21 and the magnet 22 together,
  • the magnet 22 enters the tube 32 as shown in Fig. 4 (c).
  • the beads 72 contained in the solution 73 adhere to the lower end of the tube 32 by the magnetic force of the magnet 22.
  • the tube elevating portion 33 and the magnet elevating portion 23 simultaneously elevate the tube supporting portion 31 and the magnet supporting portion 21 as shown in FIG. Therefore, even if the magnets 22 are raised together with the magnets 22 positioned in the tube 32 and exposed to the outside of the solution 73, the beads 72 still remain attached to the lower end of the tube 32.
  • the cassette transfer unit 62 is operated to move the cassette seating unit 61 and the cassette 71 horizontally. That is, as shown in FIG. 4E, the second cell of the cassette 71 is positioned at the lower end of the tube 32. In Fig. 4, the tube 32 and the magnet 22 appear to have moved, but substantially the cassette 71 is transported. As a matter of course, the position of the cassette 71 may be fixed and the tube elevating portion 33 and the magnet elevating portion 23 may be designed so as to be capable of horizontally moving.
  • the tube elevating portion 33 and the magnet elevating portion 23 are operated simultaneously again to move the tube 32 and the magnet 22 ).
  • the lower end of the tube 32 to which the bead 72 is attached is immersed in the solution 73 contained in the next cell of the cassette 71.
  • the tube 32 maintains its position and the magnet 22 ascends. As a result, the magnetic force applied to the bead 72 is extinguished, so that the beads 72 adhered to the lower end of the tube 32 fall and sink into the solution 73.
  • the above-described process can be repeated. That is, by the operation of the first motor 41, the first tight contact portion 43 rotates the tubes 32 to perform mixing and washing again in the solution 73 of the next cell, and again the magnet 22 is returned to the tube 32 And the beads 72 are attached to the lower end of the tube 32. The beads 72 are sequentially transferred to the next cell as shown in FIG. 4 (f), and the mixing and washing are repeated.
  • the tube supporting portion 31 and the magnet supporting portion 21 are provided with the plurality of tubes 32 and the magnets 22, it is possible to simultaneously perform mixing and cleaning of a plurality of sets of cells in the cassette 71.
  • the extraction processes using the above-described pivoting device can be automatically performed by a separately installed control program.
  • the biological material extraction apparatus automatically performs the process of mixing the solution 73, cleaning, and moving the bead 72, Can be solved.
  • the present invention has an advantage that the mechanism for rotating the tube 32 is very simple. In other words, it suffices that the tube rotation part 40 including the first contact part 43 as the driving means interlocked with the tube 32 for rotating the tube 32 is sufficient. Any configuration for rotating the tube 32 need not be connected to or coupled to the tube 32 since such tube rotation portion 40 only contacts when rotation of the tube 32 is required. In other words, since there is no configuration to be connected or coupled for rotation of the tube 32, there is no need to use a dedicated tube, and various types of tubes having different sizes can be used without using a separate adapter.
  • the tube 32 is exchanged for each extraction operation in a disposable manner. If the auxiliary mechanism for rotating the tube is to be connected or coupled with the tube every time the extraction operation is performed, It will take a long time. However, in the present invention, since it is not necessary to connect or attach any auxiliary mechanism to the tube 32, the initial setting operation is very fast and the configuration of the tube rotation part 40 for rotating the tube 32 is very simple, There is an advantage in that the manufacturing cost of the device can be lowered.
  • FIGS. 1 to 6 the configuration and operation of the biological material extraction apparatus have been described.
  • the apparatus shown in FIGS. 1 to 6 shows an example of stirring the solution by rotating the tube. That is, since the idea of the present invention is that the solution can be stirred by the tube rotation method, various modifications other than the examples shown in Figs. 1 to 6 can be derived.
  • a biological material extraction apparatus to which a tube rotation mechanism of another type is applied will be described.
  • FIG. 7 is a conceptual view for explaining a biological material extracting apparatus according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view for explaining a tube support in the apparatus shown in FIG. 7,
  • FIG. 9 is a cross- In which the tube supporting part is mounted on the tube rotating part.
  • the biological material extraction apparatus includes a cassette seating unit 170, a cassette transfer unit 180, a tube support unit 130, a tube rotation unit 150, A magnet 121, a magnet 122, and a magnet lifting unit 123.
  • the apparatus shown in Fig. 7 may further include a body, a cover, and the like, but is not shown in the drawings.
  • the cassette seating part 170 is configured to support the cassette 190 having a plurality of cells and a heating block for supplying heat to the solution 73 contained in the cassette 190 is integrally formed with the cassette seating part 170 Lt; / RTI > Also, the cassette seating portion 170 is horizontally movably installed by the cassette transfer portion 180.
  • the operation of the cassette feed motor 181 and the cassette feed screw 182 causes the cassette mount 170 to move in the direction And the like. That is, when one side of the cassette receiving portion 170 is interlocked with the cassette feeding screw 182 and the cassette feeding screw 182 rotates by the operation of the cassette feeding motor 181, the cassette receiving portion 170 and the seat
  • the cassettes 190 are horizontally movable together.
  • the tube support 130 is provided to support the tube 140.
  • 8 (a) is a perspective view showing a tube supporting part 130 in a state where the tube 140 is mounted
  • FIG. 8 (b) is a schematic sectional view of the tube supporting part 130.
  • FIG. 8 (a) can support a maximum of four tubes 140
  • FIG. 8 (b) shows the ability to support ten tubes 140, which is the length of the tube support 130 It is only possible to change the design sufficiently according to whether or not it is expanded, and the basic configuration is the same.
  • the tube support 130 includes an upper support 131 and a lower support 135.
  • An upper hole 132 is formed in the upper support part 131 so that the magnet 122 can enter the upper part of the tube 140.
  • An upper step 133 is formed on the bottom surface around the upper hole 132 .
  • a lower hole 136 through which the tube 140 passes is formed in the lower support portion 135.
  • the upper hole 132 of the upper support part 131 and the lower hole 136 of the lower support part 135 are formed at positions corresponding to each other when the upper support part 131 and the lower support part 135 are engaged.
  • the upper supporting portion 131 is formed with a fitting protrusion 134 protruding downward from both sides of the upper supporting portion 131.
  • the fitting protrusion 134 of the upper supporting portion 131 is fitted to the lower supporting portion 135, (Not shown).
  • the tube 140 applied in the present embodiment is formed with a latching protrusion 141 in the form of protruding the upper periphery.
  • the tube 140 of this type is mounted on the tube supporting part 130, the lower supporting part 135 and the lower supporting part 135 are separated from each other, (140).
  • the upper supporting portion 131 and the lower supporting portion 135 are firmly fixed by inserting and fixing the fitting protrusion 134 of the upper supporting portion 131 into the fitting hole 137 of the lower supporting portion 135,
  • the lower end of the latching jaw 141 is hooked around the lower hole 136 of the lower holding portion 135 and does not fall downward. Since the upper portion of the latching jaw 141 of the tube 140 is caught by the upper jaw 133 of the upper support portion 131, the tube 140 can not be moved upwards even if an upward force is applied from below the tube 140 .
  • the tube rotating part 150 supports the tube 140 and more specifically supports the tube supporting part 130 on which the tube 140 is mounted while pressing the entire tube supporting part 130 and the tube 140 upward and downward Or rotate (revolve) each of the tubes 140.
  • FIG. 9 (a) is a conceptual view of the tube supporting part 130 mounted on the tube rotating part 150
  • FIG. 9 (b) is a conceptual view as seen from above. 7 and 9,
  • the tube rotation part 150 includes a base part 151, a first tight contact part 153, a second tight contact part 155, an extension part 156, an elastic member 157, And includes a first motor 158 and a tube lift 160, 161.
  • the base portion 151 is formed to have a length corresponding to the direction in which the tubes 140 are arranged in the tube support portion 130 and is provided to support other configurations of the tube rotation portion 150.
  • One side of the base portion 151 is interlocked with the tube lifting screw 161 of the tube lifting portions 160 and 161.
  • a guide 152 is provided on a lower side of the base 151 and a first tight contact 153 is installed horizontally on the guide 152.
  • the first tight contact portion 153 is provided to rotate (rotate) the tube 140 by closely contacting the tube 140 and moving horizontally.
  • One side of the first tight contact portion 153 is made of a flat but highly frictional material and is in close contact with the tube 140 and a rack gear 154 is formed on the other side of the first tight contact portion 153. Accordingly, when the first motor 158 is operated and the pinion gear 159 rotates, the first tight contact portion 153 can move horizontally by interlocking the pinion gear 159 and the rack gear 154.
  • the second tight contact portion 155 is provided parallel to the first tight contact portion 153 with a predetermined distance therebetween.
  • the second tight contact portion 155 is connected to the base portion 151 by the extended portion 156. More specifically, the extension portions 156 connect to each other at both ends of the base portion 151 and the second abutting portion 155, respectively. Therefore, the space between the extended portions 156 is exposed, and the magnet 122 can enter and exit the space.
  • the extended portion 156 and the base portion 151 are connected to each other through the elastic member 157.
  • the extended portion 156 and the base portion 151 are connected to each other via the elastic member 157.
  • the elastic member (157) provides an elastic force such that the second contact portion (155) exerts a force toward the first contact portion (153).
  • the tube lifting parts 160 and 161 are provided for lifting the tube rotating part 150 and the tube supporting part 130 up and down.
  • the tube lifting portions 160 and 161 include a tube lifting motor 160 and a tube lifting screw 161. That is, one point of the base 151 is interlocked with the tube lifting screw 161.
  • the tube lifting screw 161 is rotated by the operation of the tube lifting motor 160, the base 151 is lifted up and down, The first tight contact part 153, the second tight contact part 155, and the tube support part 130 connected to the part 151 are vertically moved up and down.
  • the magnet supporting portion 121 is provided for supporting the magnets 122 installed corresponding to the positions of the tubes 140 and the magnet supporting portion 121 is movable up and down in association with the magnet elevating portion 123.
  • the magnet lifting unit 123 includes a magnet lifting motor 124 and a magnet lifting screw 125. When the magnet lifting screw 125 is interlocked with the magnet lifting unit 121, (121) moves up and down.
  • the cassette 190 containing the solution 73 is prepared.
  • the upper support 131 and the lower support 135 of the tube support 130 are separated and then the tube 140 is inserted into the lower hole 136 of the lower support 135, (134) is inserted into the fitting hole (137) of the lower holding portion (135) to prepare a tube set.
  • the lower portion of the locking protrusion 141 protruding from the upper portion of the tube 140 is hooked around the lower hole 136 of the lower retaining portion 135 so as not to fall downward and the upper portion of the locking protrusion 141 is connected to the upper supporting portion
  • the upper jaw 133 is prevented from being raised upward.
  • the open upper portion of the tube 140 is exposed through the upper hole 132 of the upper support portion 131.
  • a set of tubes with the tube 140 coupled to the tube support 130 may be prepared in a prepackaged state.
  • the tube set is then advanced over the cassette 190 so that the bottom of the tube 140 is inserted into the first cell of the cassette 190.
  • the cover of the main body is opened and the cassette 190 is seated on the cassette seating portion 170.
  • the cassette 190 When the cassette 190 is attached to the cassette seating part 170, the cassette 190 is advanced in the direction corresponding to the longitudinal direction of the tube supporting part 130 so that the tube supporting part 130 seated on the cassette 190 So as to be naturally coupled to the tube rotating part 150.
  • the tube rotating portion 150 is lowered downward. Further, the distance between the second tight contact portion 155 and the first tight contact portion 153 is slightly smaller than the outer diameter of the tube 140.
  • the elastic force of the elastic member 157 The tube 140 is brought into close contact with the second tight contact portion 155 and the first tight contact portion 153.
  • the upper support portion 131 and the lower support portion 135 of the tube support portion 130 are positioned above and below the first tight contact portion 153 and the second tight contact portion 155, respectively, Both sides of the tube 140 seated on the tube supporting portion 130 are pressed by the first tight contact portion 153 and the second tight contact portion 155.
  • the extraction device starts the extraction process.
  • the tube 140 is inserted into the first cell of the cassette 190 and the tube 140 is sandwiched between the tight contact portions 153 and 155 of the tube rotating portion 150.
  • the pinion gear 159 is rotated and power is transmitted to the rack gear 154 linked to the pinion gear 159 so that the first tight contact portion 153 reciprocates horizontally.
  • the tubes 140 are sandwiched between the first tight contact portion 153 and the second tight contact portion 155, when the first tight contact portion 153 moves horizontally, the frictional force of the first tight contact portion 153
  • the tube 140 rotates (rotates).
  • the second contact portion 155 firmly supports the tube 140 on the opposite side.
  • the first contact portion 153 must rotate the tubes 140 with a high frictional force and the second contact portion 155 should allow the tubes 140 to rotate freely while supporting the tubes 140.
  • the surface of the first contact portion 153 that is in contact with the tube 140 is coated with a material having high frictional force such as rubber or silicone and that the contact with the tube 140 at the second contact portion 155 It is preferable that a slippery material is coated on the surface.
  • the beads 72 contained in the solution 73 oscillate together to perform mixing and cleaning for biological material extraction .
  • the solution (73) located in a specific cell overflows into neighboring cells, possibly contaminating the solution (73) of the other cell. That is, since the tube 140 is inserted into the solution 73 of the stirring cell, the water level is also increased accordingly, and the solution 73 may oscillate along with the vigorous rotation of the tube 140, .
  • the tube support 130 when the solution 140 is rotated to stir the solution 73, the tube support 130 is coupled to the upper portion of the tube 140, and the lower support 135 of the tube support 130 The open top of the cell is covered and sealed. Therefore, even if the solution 73 swings to over the upper part of the cell, the lower part 130 completely blocks the opened upper part of the cell, so that the solution of the cell overflows into neighboring cells, There is a number.
  • the cassette 190 is pushed into the cassette seating portion 170 after placing a tube set (a set in which the tube 140 is coupled to the tube supporting portion 130) in the first cell of the cassette 190
  • a tube set a set in which the tube 140 is coupled to the tube supporting portion 130
  • the cassette 190 is overflowed in the process of entering the cassette 190.
  • the lower holding portion 135 of the tube supporting portion 130 closes the open end of the upper part of the cell, the problem of contamination of other cells due to overflow of the solution during the mounting process can also be solved.
  • the magnet lifting portion 123 When the solution 73 is stirred in accordance with the rotation of the tube 140 in the first cell, the magnet lifting portion 123 is operated to lower the magnet supporting portion 121 and the magnet 122 together, The magnet 122 enters the tube 140. When the magnet 122 reaches the bottom of the tube 140, the beads 72 contained in the solution 73 adhere to the lower end of the tube 140 by the magnetic force of the magnet 122. Thereafter, the tube lifting motor 160 and the magnet lifting motor 124 simultaneously operate to lift the tube 140 and the magnet 122 at the same time. Therefore, even if the magnets 122 are raised together with the magnets 122 positioned inside the tube 140 and exposed to the outside of the solution 73, the bead 72 still remains attached to the lower end of the tube 140.
  • the cassette transfer unit 180 is operated to horizontally move the cassette seating unit 170 and the cassette 190 to position the second cell of the cassette 190 at the lower end of the tube 140.
  • the tube 140 and the magnet 122 are lowered at the same time when the tube 140 attached with the bead 72 is located at the next cell position of the cassette 190.
  • the tube 140 is moved to the solution 73 So that only the magnet 122 is lifted while maintaining the immersed state.
  • the magnetic force applied to the bead 72 is extinguished and the beads 72 adhered to the lower end of the tube 140 fall and sink into the solution 73 contained in the second cell of the cassette 190.
  • the beads 72 repeatedly perform mixing and washing while sequentially moving each cell of the cassette 190 by repeating the above-described process.
  • 10 is a conceptual diagram for explaining a biological material extraction apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 10 includes a magnet support 221, a magnet 222, a tube support 230, and a tube rotation part 250.
  • 10 includes a magnet elevating portion for elevating and lowering the magnet supporting portion 221, a tube elevating portion for elevating and lowering the tube supporting portion 230, a cassette transfer portion for horizontally moving the cassette 290, a heating block But it is not shown separately.
  • the magnet lifting portion, the tube lifting portion, and the cassette transfer portion will be sufficiently inferable through the preceding examples described with reference to Figs. That is, the principle that the horizontal movement or the vertical movement by the cylinder drive system or the screw drive system can be applied to this example.
  • the tube rotating part 250 shown in Fig. 10 differs from the preceding examples only in that it rotates the tubes 240 by the operation of the crank 252 and the connecting rod 253.
  • the tube rotating part 250 includes a first tight contact part 251, a second tight contact part 254, a crank 252, and a connecting rod 253.
  • the first tight contact portion 251 and the second tight contact portion 254 closely contact both sides of the tube 240 and one side of each of the tight contact portions 251 and 254 is connected to one side of the connecting rod 253. Further, the other side of the connecting rod 253 is connected to the crank 252, and receives power according to the operation of the crank 252.
  • the crank 252 rotates to transmit the reciprocating power to the connecting rod 253, so that the tight contact portions 251 and 254 reciprocate horizontally, so that the tube 240 positioned between the tight contact portions 251 and 254 ) Is rotated (rotated).
  • the tight contact portions 251 and 254 are supported by separate guides so that they can move horizontally only in a certain area.
  • 11 is a conceptual diagram for explaining a biological material extraction apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 11 includes a magnet support portion 321, a magnet 322, a tube support portion 330, and a tube rotation portion 350.
  • the magnet supporting portion 321, the tube supporting portion 330, and the cassette 390 may be horizontally moved and lifted as in the previous embodiment. Only the configuration of the tube rotation part 350 for rotating the tube 340 is different.
  • the tube rotating portion 350 includes a first contact portion 351, a second contact portion 354, and an electromagnet 352.
  • the first contact portion 351 and the second contact portion 354 are in close contact with both sides of the tube 340.
  • Permanent magnets are provided on one side of each of the contact portions 351 and 354, And an electromagnet 352 is installed. Therefore, when the polarity of the electromagnet 352 is sequentially changed by the operation of the control unit (not shown), the contact units 351 and 354 are pushed or pulled in accordance with the polarity of the permanent magnet installed in the contact units 351 and 354, 351, and 354 can be horizontally movable. Accordingly, it is possible to rotate the tube 340 in accordance with the horizontal movement of the tight contact portions 351 and 354.
  • 12 is a conceptual diagram for explaining a biological material extraction apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 12 includes a magnet support portion 421, a magnet 422, a tube support portion 430, and a tube rotation portion 450.
  • the magnet supporting portion 421, the tube supporting portion 430, and the cassette 490 may be horizontally moved and lifted as in the previous embodiment. Only the configuration of the tube rotation part 450 for rotating the tube 440 is different.
  • the tube rotating part 450 includes a belt 451 and a belt driving motor 452.
  • One side of the belt 451 is interlocked with the belt driving motor 452, and the tubes 440 are located inside the other side. Both sides of the belt 451 where the tube 440 is located apply force from the outside of the belt 451 to the inside of the belt 451 so that the belt 451 and the tube 440 can be more tightly contacted, (Not shown) may be additionally provided.
  • the tubes 440 tightly attached to the belt 451 from inside the belt 451 are collectively rotatable.
  • 13 is a conceptual diagram for explaining a biological material extraction apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 13 includes a magnet support portion 521, a magnet 522, a tube support portion 530, and a tube rotation portion 550.
  • the magnet supporting portion 521, the tube supporting portion 530 and the cassette 590 may be horizontally moved and lifted as in the previous embodiment. Only the configuration of the tube rotation part 550 for rotating the tube 540 is different.
  • the tube rotating part 550 includes a first tightening screw 551, a second tightening screw 554, and a tightening screw driving motor 552.
  • the first tightening screw 551 and the second tightening screw 554 have threads formed thereon, and both sides of the tube 540 are closely attached to the respective projecting teeth. Therefore, when the tightening screws 551 and 554 are rotated by the operation of the tightening screw drive motor 552, the tubes 540 closely attached between the corrugations of the respective threads rotate.
  • 14 is a conceptual diagram for explaining a biological material extraction apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 14 includes a magnet support portion 621, a magnet 622, a tube support portion 630, and a tube rotation portion 650.
  • the magnet supporting portion 621, the tube supporting portion 630 and the cassette 690 may be horizontally moved and lifted as in the previous embodiment. Only the configuration of the tube rotation part 650 for rotating the tube 640 is different.
  • the tube rotation section 650 includes a tube rotation motor 651 and a tube cover 652. [ The tube rotation motor 651 and the tube cover 652 are applied to the individual tubes 640. After the tube cover 652 is inserted into the open upper portion of the tube 640, When the rotary motor 651 is operated, the individual tubes 640 can rotate and stir the solution.
  • the present invention enables the tubes to rotate (rotate) to vigorously mix the solution, thereby effectively extracting the biological material. Also, various examples of rotating the tubes have been illustrated and described with reference to the drawings, and various rotation mechanisms may be applied thereto.

Abstract

본 발명은 생물학적 물질 추출 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 생물학적 물질의 추출을 위해 사용되는 용액에 담겨지는 튜브를 회전시켜 용액을 직접적으로 섞어줄 수 있도록 하며, 각 단계에서 교반이 이루어지고 있는 셀을 밀봉하여 교반에 의한 셀 간의 오염을 원천 차단하고 추출 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

생물학적 물질의 추출 장치
본 발명은 생물학적 시료 추출 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 혈액이나 세포 또는 다양한 생물학적 시료로부터 핵산이나 생물학적 물질을 분리 또는 정제하기 위한 기술에 대한 것이다.
혈액이나 다른 다양한 생물학적 시료로부터 핵산을 분리, 정제하는 것은 생물학, 생화학, 분자의학, 법의학, 진단의학 등과 같은 많은 분야에서 중요한 출발점이 된다. 최근 들어서 DNA증폭을 위한 다양한 중합 효소 연소반응(PCR)은 생물학적 연구와 진단 분야에서 빈번하고 필수적인 단계로서 생물학적 시료로부터 핵산의 분리를 필요로 하도록 하였다.
핵산의 분리를 위한 종래의 방법들은 페놀과 클로로포름과 같은 유해한 유기용매를 사용하였었다. 하지만, 페놀과 클로로포름은 유해한 화학적 용매이기 때문에 작업자에게 좋지 못한 영향을 줄 수 있다.
최근에는 핵산과 결합하는 성질을 가진 물질을 사용하는 방법들이 제시되었다. 이러한 물질로는, 실리카, 유리섬유, 음이온 교환수지, 변형된 자성비드 등이 있다. 이러한 물질들은 유해한 유기용매를 사용하지 않는다는 것과 분리과정에서 핵산이 물리적, 생화학적으로 분해되는 것을 최소화한다는 장점이 있다. 뿐만 아니라 고착된 핵산은 핵산을 분해하는 효소에 덜 영향을 받는다.
하지만, 이러한 방법들은 여전히 고체물질을 다른 용기로 옮기기 위해 작업자가 일일이 손으로 피펫(Pipette)을 사용하여 옮겨야 한다. 이러한 작업은 만약 핵산을 분리해야 하는 시작물질로 감염된 혈액이나 박테리아를 사용 한다면 감염된 바이러스와 박테리아로부터 잠재된 바이러스와 세균에 작업자가 노출되는 문제가 있다.
이를 위해 대한민국 등록특허 제10-1282841호(2013.07.01. '핵산 또는 생물학적 물질을 분리하기 위한 장치 및 방법', 이하 '종래기술'이라고 함)와 같이 시료로부터 생물학적 물질을 분리하는 과정이 자동으로 수행되는 장치가 개발된 바 있다.
하지만 종래기술에서는 시료를 섞어 주기 위해 진동을 발생시키는 랙구동원을 이용하고 있어서, 시료의 격렬한 혼합을 기대하기는 어렵다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 생물학적 물질의 추출을 위해 사용되는 용액에 담겨지는 튜브를 회전시켜, 용액을 직접적으로 섞어줄 수 있도록 함으로써 추출 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 생물학적 물질 추출 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 생물학적 물질 추출 장치는, 복수의 셀을 갖는 카세트가 안착되는 카세트안착부; 상기 카세트안착부를 이송시키는 카세트이송부; 상기 카세트안착부 상부에 위치하며, 상기 카세트에 형성된 셀에 삽입되는 튜브를 지지하는 튜브지지부; 상기 튜브지지부를 상하 승강시키는 튜브승강부; 상기 튜브지지부 상부에 위치하며, 상기 튜브지지부에 지지된 튜브에 삽입되는 자석을 지지하는 자석지지부; 상기 자석지지부를 상하 승강시키는 자석승강부; 및 상기 튜브지지부가 하강하여 상기 튜브가 상기 카세트에 형성된 셀에 삽입되었을 시, 상기 튜브를 회전시키는 튜브회전부;를 포함한다.
여기서, 상기 튜브회전부는, 회전동력을 발생시키는 제1모터; 상기 제1모터의 회전축과 연동되는 피니언기어; 및 상기 튜브의 측면에 밀착되며 일정 지점에 상기 피니언기어와 톱니 결합되는 랙기어가 형성된 제1밀착부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 튜브회전부의 제1밀착부가 상기 튜브에 밀착될 시, 상기 제1밀착부의 반대쪽에서 상기 튜브를 밀착 지지하는 회전식지지부;를 더 포함하되, 상기 회전식지지부는, 회전동력을 발생시키는 제2모터; 상기 제2모터의 회전축과 연동되는 지지블록; 및 상기 지지블록의 회전 중심 바깥쪽에서 상기 지지블록의 회전축 방향과 평행하게 연장 형성되는 제2밀착부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 생물학적 물질 추출 장치는 용액의 배합, 세척과 비드의 이동 과정이 모두 자동으로 수행되기 때문에, 수작업 시 작업자가 위험 물질에 노출되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한 복수의 튜브와 자석을 이용하여 여러 세트의 작업을 동시에 진행할 수 있기 때문에, 추출 속도를 크게 향상시킬 수 있다.
더불어 튜브회전부와 회전식지지부를 통해 용액에 담긴 튜브를 회전(자전)시키는 방식으로 용액을 교반하는 것이기 때문에, 간단한 구성으로도 용액의 격렬한 혼합을 기대할 수 있다.
특히 본 발명에서는 튜브를 회전시키기 위한 매커니즘이 매우 단순하다는 장점이 있다. 즉 튜브를 회전시키기 위해 튜브에 연동되는 구동수단으로 제1밀착부를 포함하는 튜브회전부 하나면 충분하다. 이러한 튜브회전부는 튜브의 회전이 필요할 시에만 접촉하면 되기 때문에, 튜브를 회전시키기 위한 어떠한 구성도 튜브와 연결되거나 결합될 필요가 없다. 즉 튜브 회전을 위해 연결되거나 결합해야 할 구성이 없으므로, 전용 튜브를 사용할 필요도 없고 크기가 다른 다양한 형태의 튜브들도 별도의 어댑터를 이용하지 아니하고 사용 가능하다.
즉, 튜브는 일회용으로 추출 작업마다 교환해 주는 것이 일반적인데, 만약 튜브를 회전시키기 위한 보조기구가 추출 작업을 실시할 때마다 튜브와 연결 또는 결합되어야 한다면, 작업 세팅 과정이 매우 번거롭고 시간도 오래 걸릴 수 밖에 없다. 하지만 본 발명에서는 튜브에 어떠한 보조기구를 연결하거나 결합시킬 필요가 없어서 초기 세팅 작업이 매우 신속하며, 튜브를 회전시키기 위한 튜브회전부의 구성도 매우 단순하기 때문에 추출 장치의 제작 단가도 낮출 수 있다는 이점이 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 사시도.
도2는 도1에 도시된 장치에서 본체를 제거하고 내부 구성을 도시한 사시도.
도3은 도1에 도시된 장치에서 튜브가 하강한 상태를 도시한 도면.
도4는 도1에 도시된 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 도면.
도5는 도1에 도시된 장치에서 튜브가 제1밀착부 및 제2밀착부에 밀착된 상태에서 회전하는 매커니즘을 설명하기 위한 개념도.
도6은 도1에 도시된 장치에서 다른 형태의 제2밀착부가 적용된 모습을 설명하기 위한 도면.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 개념도.
도8은 도7에 도시된 장치에서 튜브지지부를 설명하기 위한 도면.
도9는 도7에 도시된 장치에서 튜브지지부가 튜브회전부에 장착된 상태를 설명하기 위한 도면.
도10 내지 도14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 개념도.
<부호의 설명>
11 : 본체 12 : 덮개
21 : 자석지지부 22 : 자석
23 : 자석승강부 31 : 튜브지지부
32 : 튜브 33 : 튜브승강부
40 : 튜브회전부 41 : 제1모터
42 : 피니언기어 43 : 제1밀착부
44 : 랙기어 50 : 회전식지지부
51 : 제2모터 52 : 지지블록
53,53' : 제2밀착부 54' : 튜브지지홈
61 : 카세트안착부
62 : 카세트이송부
63 : 히팅블록 71 : 카세트
72 : 비드 73 : 용액
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도2는 도1에 도시된 장치에서 본체를 제거하고 내부 구성을 도시한 사시도이다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치(이하 설명의 편의를 위해 '추출 장치' 또는 '장치'라고 표현토록 함)는 본체(11), 카세트안착부(61), 카세트이송부(62), 히팅블록(63), 튜브지지부(31), 튜브승강부(33), 자석지지부(21), 자석(22), 자석승강부(23), 튜브회전부(40) 및 회전식지지부(50)를 포함한다.
소정의 내부 공간을 갖는 본체(11)는 장치의 다른 구성들을 실장하며, 전면에 덮개(12)가 마련되어 있다. 따라서 덮개(12)를 열어 카세트안착부(61)가 인출되면 카세트(71)를 장착시키고, 튜브지지부(31)에 튜브(32)를 장착시킬 수 있다.
카세트안착부(61)는 본체(11)의 바닥에서 전후방 이동 가능하게 설치된다. 이러한 카세트안착부(61)의 상부에는 복수의 셀을 갖는 카세트(71)가 안착된다. 카세트(71)의 각 셀에는 시료(예를 들면 혈액)와 금속재질의 금속성(또는 자성) 비드(72)와 바인더 등이 혼합된 용액(73)이 담겨져 있다.
카세트이송부(62)는 카세트안착부(61)를 전후방 이송 시키기 위해 마련된다. 카세트안착부(61)를 이송시키기 위한 매커니즘은 다양하게 적용될 수 있으나, 본 실시예에서는 카세트이송부(62)가 모터와 모터축에 장착된 피니언기어를 포함하고, 카세트안착부(61) 저면에는 랙기어가 형성되어 있어서, 모터의 회전 동력에 따라 카세트안착부(61)가 전후 방향으로 이송 가능토록 하였다.
카세트안착부(61)의 상부에는 카세트(71)에 담겨진 용액(73)에 열을 공급하기 위한 히팅블록(63)이 마련되어 있다. 보다 구체적으로 히팅블록(63)은 카세트안착부(61)의 안쪽, 즉 본체(11)의 배면쪽에 설치되어 있다. 실시하기에 따라 히팅블록은 카세트안착부(61)의 아래쪽에 설치되는 것도 가능하다.
튜브지지부(31) 및 자석지지부(21)는 각각 튜브(32)와 자석(22)을 지지하기 위해 마련된다. 튜브(32)와 자석(22)은 나란하게 복수개 세팅되어 있어서 한번에 다수 세트의 셀들에 대한 배합과 세척을 동시 수행할 수 있다.
먼저 튜브지지부(31)는 카세트안착부(61)의 상부에 위치하며, 상하 방향으로 튜브(32)가 거치되는 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 튜브(32)가 튜브지지부(31)에 거치되는 방식은 다양할 수 있다. 예컨대 튜브(32)의 직경이 관통홀의 직경보다 약간 작도록 설계되되, 튜브(32)의 상부 일정 지점 둘레에 걸림턱이 형성되어 걸림턱에 의해 튜브(32)가 튜브지지부(31)에 거치 될 수 있다. 또는 튜브(32)의 아래쪽은 직경이 작고 위쪽은 직경이 크게 형성됨으로써, 튜브지지부(31)의 관통홀 위쪽에서 튜브(32)를 삽입하면 관통홀의 직경보다 큰 윗 부분에서 튜브(32)가 거치될 수도 있다. 어느 방식이 되더라도 튜브(32)는 튜브지지부(31)에 거치된 상태에서 자유회전(튜브(32)의 자전을 말함)이 가능한 상태여야 한다.
한편 튜브지지부(31)의 일정 지점은 튜브승강부(33)와 연동되어 있다. 따라서 튜브승강부(33)의 작동에 따라 튜브지지부(31)와 여기에 거치된 복수의 튜브(32)가 동시에 상하 방향으로 승강 가능하다.
자석지지부(21)는 튜브지지부(31)의 상부에 위치하며, 아래쪽 튜브지지부(31)에 거치된 튜브(32)에 대응하는 지점에 각각 자석(22)이 설치되어 있다. 자석(22) 역시 자석지지부(21)에 착탈 가능하게 설치될 수도 있다. 또한 자석지지부(21)의 일정 지점은 자석승강부(23)와 연동되어 있어서, 자석승강부(23)의 작동에 따라 자석지지부(21)와 자석(22)이 동시에 상하 방향으로 승강 가능하다.
튜브회전부(40)는 튜브(32)가 카세트(71)에 형성된 셀에 삽입되었을 시, 튜브(32)를 회전시켜 용액(73)을 격렬하게 혼합시키기 위해 마련된다. 이러한 튜브회전부(40)는 제1모터(41), 피니언기어(42), 제1밀착부(43) 및 랙기어(44)를 포함한다.
회전 동력을 발생시키는 제1모터(41)는 회전축의 방향이 튜브(32)의 길이 방향과 평행하게 배치되며, 제1모터(41)의 회전축에는 피니언기어(42)가 장착되어 있다. 또한 기다란 막대 형태의 제1밀착부(43)는 튜브(32)의 측면에 밀착되어 있으며, 제1밀착부(43)의 일측에는 피니언기어(42)와 톱니 결합되는 랙기어(44)가 형성되어 있다. 따라서 제1모터(41)가 회전하게 되면 피니언기어(42)에 연동된 랙기어(44)에 의해 제1밀착부(43) 전체가 길이 방향으로 이송된다. 이때 제1모터(41)는 일정 시간 간격으로 회전 방향이 변환되는 스테핑모터가 적용될 수 있다. 따라서 제1모터(41)의 왕복 회전 운동에 의해 제1밀착부(43)는 길이 방향으로 왕복 이송된다.
여기서 제1밀착부(43)가 길이 방향으로 왕복 이송되기 위해서는, 제1밀착부(43)를 지지하고 이동 방향을 안내하는 가이드레일(미도시)이 본체(11) 내에 마련되어 있어야 한다. 하지만 가이드레일의 구성은 주지관용 기술로 설계하기에 따라 다양하게 형태 변경이 가능하며, 본 실시예에서는 도시 및 구체적인 설명을 생략토록 한다.
튜브회전부(40)의 제1밀착부(43)는 튜브지지부(31)에 나란하게 거치된 튜브(32)들의 측면에 밀착된 상태로 왕복 운동함으로써 튜브(32)들을 회전(자전)시키기 위한 것이다. 하지만 튜브(32)의 한쪽 측면에서만 제1밀착부(43)가 밀착된 상태에서는 밀착력이 약하기 때문에 올바른 회전이 이루어지지 않을 수도 있다. 더군다나 튜브(32)는 제1밀착부(43)의 길이 방향과 수직하게 상하 방향 승강 이동하는 구성이기 때문에, 제1밀착부(43)가 튜브(32)에 항상 밀착되어 있어서는 안된다. 즉 튜브(32)와 제1밀착부(43)를 위에서 바라본 개념도인 도5의 (a)를 잠시 참조하면, 제1밀착부(43)는 튜브(32) 측면에 위치하되, 초기 위치에서는 미세하게 떨어져 있는 상태를 유지한다. 그래야만 튜브(32)가 상하 이동할 시 제1밀착부(43)와의 접촉에 의해 방해를 받지 아니한다.
반면 튜브(32)의 회전이 필요할 시에는 튜브(32)와 제1밀착부(43)가 긴밀하게 접촉되어야 하며, 이를 위해 도5의 (b)와 같이 회전식지지부(50)가 제1밀착부(43)의 반대쪽에서 튜브(32)를 밀어서 지지함으로써 제1밀착부(43)와 튜브(32)의 밀착력이 상승되게 한다. 이러한 회전식지지부(50)는 제2모터(51), 지지블록(52), 제2밀착부(53)를 포함한다.
회전동력을 발생시키는 제2모터(51)는 회전축의 방향이 튜브(32)의 길이 방향과 수직하게 배치되며, 제2모터(51)의 회전축에는 원판 형상의 지지블록(52)이 장착되어 있다. 또한 지지블록(52)의 회전 중심 바깥쪽에는 지지블록(52)의 회전축 방향과 평행하게 연장되도록 제2밀착부(53)가 마련되어 있다.
제2밀착부(53)는 제1밀착부(43)가 밀착된 튜브(32)들의 반대쪽에서 튜브(32)들을 밀착시키기 위해 마련된다. 즉 도2에서는 제2모터(51)의 동력으로 지지블록(52)이 회전하여 제2밀착부(53)가 튜브(32)로부터 멀어진 상태인데, 만약 지지블록(52)이 반대쪽으로 회전하여 제2밀착부(53)가 튜브(32)의 반대쪽에 밀착되면 튜브(32)는 제1밀착부(43)와 제2밀착부(53) 사이에 끼이게 된다(도5의 (b) 함께 참조). 이때 제2밀착부(53)가 튜브(32)에 밀착될 시, 제1밀착부(43)와 제2밀착부(53)는 서로 동일 높이에 위치하도록 설계된다. 이를 통해 동일 높이의 제1밀착부(43)와 제2밀착부(53)가 튜브(32)의 양측을 안정적으로 가압할 수 있다.
따라서 이 상태에서 제1모터(41)가 작동하여 제1밀착부(43)가 수평 이동하게 되면, 도5의 (c) 및 (d)를 통해 확인할 수 있듯이 튜브(32)는 제2밀착부(53)에 지지된 상태로 제1밀착부(43)의 이동에 따라 회전하게 된다. 한편 도3은 튜브지지부(31)가 하강하여 튜브(32)가 카세트(71)의 셀에 삽입된 상태에서 제2밀착부(53)가 튜브(32)에 밀착된 상태를 도시한 개략적인 사시도이다.
이상 설명한 본 발명의 실시예에 따른 추출 장치를 이용하여 생물학적 물질을 추출하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도4는 도1 내지 도3에 도시된 추출 장치를 이용하여 생물학적 물질을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 즉 도2 및 도3을 기준으로 지지블록(52)의 위치에서 카세트(71)와 튜브(32)를 바라본 상태를 개념적으로 도시한 것이다.
먼저 용액(73)이 담긴 카세트(71)를 준비한다. 카세트(71)에 담겨지는 용액(73)은 시료와 비드(72) 및 바인더 등이 혼합된 것일 수 있다. 이후 추출 장치의 본체(11) 전면에 마련된 덮개(12)를 열고 카세트안착부(61)를 인출시킨 후 카세트안착부(61) 위에 카세트(71)를 장착시킨다. 이후 카세트안착부(61)를 본체(11) 내에 밀어 넣는다. 물론 카세트안착부(61)의 인출과 인입은 카세트이송부(62)에 의해 자동으로 수행될 수도 있다.
또한 튜브지지부(31)에 튜브(32)를 설치한다. 튜브지지부(31) 역시 본체(11)의 덮개(12)가 개방되었을 시 외부로 인출 가능하게 튜브승강부(33)에 연결되어 있을 수 있다. 실시하기에 따라 튜브지지부(31)와 튜브승강부(33)과 착탈 가능하게 결합되어 있어서, 고정된 튜브지지부(31)에 튜브(32)를 설치하는 것이 아니라, 튜브(32)가 설치된 튜브지지부(31) 전체를 교체하여 튜브승강부(33)에 설치할 수도 있다.
튜브(32) 및 카세트(71)의 설치를 마치면 덮개(12)를 닫고 본체(11)에 별도로 마련된 명령입력부를 통해 추출 시작 명령을 입력한다.
도4의 (a)를 참조하면, 카세트(71)의 첫 번째 셀이 튜브(32)의 아래쪽에 위치한 것을 확인할 수 있다. 이후 튜브승강부(33)가 작동하여 튜브지지부(31) 및 튜브(32)가 함께 하강하면, 도4의 (b)와 같이 튜브(32)가 용액(73)에 담기게 된다.
여기서 튜브(32)의 양측이 모두 밀착부들(43,53)에 의해 밀착된 상태라면 튜브(32)의 상하 이동이 원활하지 않을 수 있다. 따라서 튜브(32)가 상하 이동해야 하는 시점에서는 제2모터(51)가 지지블록(52)을 회전시켜 제2밀착부(53)가 도2 및 도5의 (a)에 도시된 바와 같이 튜브(32)로부터 이격된 상태가 되도록 한다. 이후 튜브(32)가 하강하면 비로소 제2모터(51)가 다시 지지블록(52)을 작동시켜 도3, 도4의 (b) 및 도5의 (b)와 같이 제2밀착부(53)가 튜브(32)에 밀착되도록 한다.
이후 제1모터(41)가 작동하면 피니언기어(42)에 연동된 랙기어(44)에 동력이 전달됨으로써 제1밀착부(43)가 수평 왕복 이동을 하게 된다. 이때 튜브(32)들은 제1밀착부(43)와 제2밀착부(53) 사이에 끼인 상태이기 때문에, 제1밀착부(43)가 수평 이동하게 되면, 제1밀착부(43)의 마찰력에 의해 튜브(32)가 회전(자전)하게 된다. 튜브(32)가 회전할 시, 제2밀착부(53)는 튜브(32)를 견고하게 지지하게 된다. 도5의 (c) 및 (d)를 참조하면, 피니언기어(42)의 회전에 따라 제1밀착부(43)가 수평 왕복 이동을 하게 되고, 이에 따라 튜브(32)가 제2밀착부(53)에 지지된 상태로 회전(자전)하는 모습을 확인할 수 있다.
여기서 제1밀착부(43)는 높은 마찰력으로 튜브(32)들을 밀어 회전시켜야 하고, 제2밀착부(53)는 튜브(32)들을 지지한 상태에서 튜브(32)들이 자유롭게 회전할 수 있도록 해야 하기 때문에, 제1밀착부(43)에서 튜브(32)와 접촉되는 면에는 고무나 실리콘 등 마찰력이 높은 물질이 코팅되어 있는 것이 바람직하고, 제2밀착부(53)에서 튜브(32)와 접촉되는 면에는 미끄러운 재질이 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 만약 제2밀착부(53)와 튜브(32)의 접촉면에서 마찰이 크면 튜브(32)의 제자리 회전이 방해될 수 있으므로, 제2밀착부(53)의 미끄러운 접촉면을 통해 튜브(32)가 제자리에서 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 것이다.
한편 제2밀착부(53)는 튜브(32)를 제1밀착부(43) 측으로 밀착시키되, 제1밀착부(43)가 수평 이동할 시 튜브(32)가 함께 수평 이동하는 것을 방지토록 하는 기능도 수행하는데, 이를 위해 도6에 도시된 형태로 제2밀착부(53')가 제작될 수도 있다. 즉 제2밀착부(53')에서 튜브(32)가 밀착되는 지점에 오목하게 튜브지지홈(54')을 형성시키면, 튜브(32)가 튜브지지홈(54')에 안착된 상태로 더욱 안정적으로 지지를 받으면서 회전할 수 있다.
제1모터(41)가 일정시간 동안 왕복 회전하면서 용액(73)에 담긴 튜브(32)들이 회전하면 용액(73)에 담긴 비드(72)들이 함께 요동치면서 생물학적 물질 추출을 위한 배합과 세척이 이루어진다.
첫 번째 셀에서 튜브(32)의 회전에 따라 용액(73)의 교반이 이루어지고 나면, 자석승강부(23)가 작동하여 자석지지부(21) 및 자석(22)이 함께 하강하게 되고, 이에 따라 도4의 (c)와 같이 자석(22)이 튜브(32) 내에 진입한다. 자석(22)이 튜브(32)의 바닥까지 진입하면, 용액(73)에 포함된 비드(72)들이 자석(22)의 자기력에 의해 튜브(32)의 하단에 달라 붙는다. 이후에는 튜브승강부(33)와 자석승강부(23)가 도4의 (d)와 같이 튜브지지부(31)와 자석지지부(21)를 동시에 상승시킨다. 따라서 자석(22)이 튜브(32) 내에 위치한 상태에서 함께 상승하여 용액(73) 바깥으로 노출되더라도, 튜브(32)의 하단에는 여전히 비드(72)가 달라 붙은 상태를 유지하게 된다.
이후 카세트이송부(62)가 작동하여 카세트안착부(61) 및 카세트(71)를 수평 이동 시킨다. 즉 도4의 (e)와 같이 카세트(71)의 두 번째 셀이 튜브(32)의 하단에 위치토록 하는 것이다. 도4에서는 튜브(32)와 자석(22)이 이동한 것처럼 보이지만, 실질적으로는 카세트(71)가 이송된다. 물론 실시하기에 따라 카세트(71)의 위치는 고정되고 튜브승강부(33)와 자석승강부(23)가 수평 이동까지 가능하도록 설계될 수도 있다.
카세트(71)의 다음 셀 위치에 비드(72)가 부착된 튜브(32)가 위치하면, 튜브승강부(33)와 자석승강부(23)가 다시 동시에 작동함으로써 튜브(32)와 자석(22)이 하강하게 된다. 따라서 비드(72)가 부착된 튜브(32)의 하단이 카세트(71)의 다음 셀에 담겨진 용액(73)에 담그어진다. 다음 셀의 용액(73)에서 튜브(32)의 하단이 담그어지면 튜브(32)는 위치를 유지하고 자석(22)은 상승한다. 이에 따라 비드(72)에 가해지던 자기력이 소멸됨으로써 튜브(32) 하단에 부착된 비드(72)들이 떨어져 용액(73)에 가라앉게 된다.
이후에는 앞서 설명한 과정을 반복 수행할 수 있다. 즉 제1모터(41)의 작동으로 제1밀착부(43)가 튜브(32)들을 회전시킴으로써 다음 셀의 용액(73)에서 배합과 세척이 다시 수행되고, 다시 자석(22)이 튜브(32)에 진입하여 튜브(32) 하단에 비드(72)들이 부착되도록 하며, 도4의 (f)에 도시된 바와 같이 그 다음 셀로 순차적으로 옮겨가며 배합과 세척을 반복하게 된다.
튜브지지부(31)와 자석지지부(21)에는 복수의 튜브(32)와 자석(22)이 설치되어 있기 때문에, 카세트(71)에서 복수 세트의 셀들에 대한 배합과 세척을 동시 수행할 수 있다. 이상 설명한 추축 장치를 이용한 추출 과정들은 별도 탑재된 제어 프로그램에 의해 자동으로 이루어질 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 생물학적 물질 추출 장치는 용액(73)의 배합, 세척과 비드(72)의 이동 과정이 모두 자동으로 수행되기 때문에, 수작업 시 작업자가 위험 물질에 노출되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한 복수의 튜브(32)와 자석(22)을 이용하여 여러 세트의 작업을 동시에 진행할 수 있기 때문에, 추출 속도를 크게 향상시킬 수 있다.
더불어 튜브회전부(40)와 회전식지지부(50)를 통해 용액(73)에 담긴 튜브(32)를 회전(자전)시키는 방식으로 용액(73)을 교반하는 것이기 때문에, 간단한 구성으로도 용액(73)의 격렬한 혼합을 기대할 수 있다.
특히 본 발명에서는 튜브(32)를 회전시키기 위한 매커니즘이 매우 단순하다는 장점이 있다. 즉 튜브(32)를 회전시키기 위해 튜브(32)에 연동되는 구동수단으로 제1밀착부(43)를 포함하는 튜브회전부(40) 하나면 충분하다. 이러한 튜브회전부(40)는 튜브(32)의 회전이 필요할 시에만 접촉하면 되기 때문에, 튜브(32)를 회전시키기 위한 어떠한 구성도 튜브(32)와 연결되거나 결합될 필요가 없다. 즉 튜브(32) 회전을 위해 연결되거나 결합해야 할 구성이 없으므로, 전용 튜브를 사용할 필요도 없고 크기가 다른 다양한 형태의 튜브들도 별도의 어댑터를 이용하지 아니하고 사용 가능하다.
즉, 튜브(32)는 일회용으로 추출 작업마다 교환해 주는 것이 일반적인데, 만약 튜브를 회전시키기 위한 보조기구가 추출 작업을 실시할 때마다 튜브와 연결 또는 결합되어야 한다면, 작업 세팅 과정이 매우 번거롭고 시간도 오래 걸릴 수 밖에 없다. 하지만 본 발명에서는 튜브(32)에 어떠한 보조기구를 연결하거나 결합시킬 필요가 없어서 초기 세팅 작업이 매우 신속하며, 튜브(32)를 회전시키기 위한 튜브회전부(40)의 구성도 매우 단순하기 때문에 추출 장치의 제작 단가도 낮출 수 있다는 이점이 있다.
이상, 도1 내지 도6을 통해 생물학적 물질 추출 장치의 구성 및 작동 과정에 대하여 살펴보았는데, 도1 내지 도6에 도시된 장치는 튜브를 회전시키는 방식으로 용액을 교반하는 하나의 예시를 나타낸 것이다. 즉 본 발명의 사상은 튜브 회전 방식으로 용액을 교반할 수 있도록 한다는 데에 있기 때문에, 도1 내지 도6에 도시된 예시 외에도 다양한 변형 예가 도출될 수 있다. 이하에서는 다른 방식의 튜브 회전 매커니즘이 적용된 생물학적 물질 추출 장치에 대하여 설명토록 한다.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 개념도이고, 도8은 도7에 도시된 장치에서 튜브지지부를 설명하기 위한 도면이며, 도9는 도7에 도시된 장치에서 튜브지지부가 튜브회전부에 장착된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도7 내지 도9에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치는 카세트안착부(170), 카세트이송부(180), 튜브지지부(130), 튜브회전부(150), 자석지지부(121), 자석(122) 및 자석승강부(123)를 포함한다. 물론 도7에 도시된 장치에서도 본체 및 덮개 등의 구성이 더 포함될 수 있으나 도면에서는 생략하였다.
카세트안착부(170)는 복수의 셀을 갖는 카세트(190)를 지지하기 위한 구성이며, 카세트(190)에 담겨진 용액(73)에 열을 공급하는 히팅블록이 카세트안착부(170)에 일체로 마련되어 있다. 또한 카세트안착부(170)는 카세트이송부(180)에 의해 수평 이동 가능하게 설치된다. 카세트안착부(170)를 이송시키는 카세트이송부(180)는 다양한 방식으로 설계될 수 있으나, 본 실시예에서는 카세트이송모터(181)와 카세트이송스크류(182)의 작동으로 카세트안착부(170)가 이송되는 방식을 도시하였다. 즉, 카세트안착부(170)의 일측이 카세트이송스크류(182)에 연동되어 있어서, 카세트이송모터(181)의 동작으로 카세트이송스크류(182)가 회전하면, 카세트안착부(170)와 이에 안착된 카세트(190)가 함께 수평 이동 가능하다.
튜브지지부(130)는 튜브(140)를 지지하기 위해 마련된다. 도8의 (a)는 튜브(140)가 장착된 상태의 튜브지지부(130)를 도시한 사시도이고, 도8의 (b)는 튜브지지부(130)의 개략적인 단면도이다. 도8의 (a)는 최대 4개의 튜브(140)를 지지할 수 있고, 도8의 (b)는 10개의 튜브(140)를 지지할 수 있는 것을 도시하였는데, 이는 튜브지지부(130)의 길이 확장 여부에 따라 충분히 설계 변경 가능한 것에 불과하며, 기본적인 구성은 동일하다.
도8에 도시된 바와 같이 튜브지지부(130)는 상부지지부(131) 및 하부지지부(135)를 포함한다. 상부지지부(131)에는 튜브(140)의 개방된 상부에 자석(122)이 진입할 수 있도록 상부홀(132)이 형성되어 있으며, 상부홀(132) 둘레의 저면에는 상부턱(133)이 형성되어 있다. 또한 하부지지부(135)에는 튜브(140)가 관통하는 하부홀(136)이 형성되어 있다.
상부지지부(131)의 상부홀(132)과 하부지지부(135)의 하부홀(136)은 상부지지부(131)와 하부지지부(135)가 결합하였을 시 서로 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한 상부지지부(131)의 양쪽에는 아랫 방향으로 돌출된 형태로 끼움돌기(134)가 형성되어 있고, 하부지지부(135)의 양쪽에는 상부지지부(131)의 끼움돌기(134)가 끼움되는 끼움홀(137)이 형성되어 있다.
한편 본 실시예에서 적용되는 튜브(140)는 상부 둘레가 바깥으로 돌출된 형태로 걸림턱(141)이 형성되어 있다. 이러한 형태의 튜브(140)를 튜브지지부(130)에 장착할 시에는, 먼저 상부지지부(131)와 하부지지부(135)를 분리해 놓은 상태에서 하부지지부(135)의 하부홀(136)에 튜브(140)를 삽입한다. 이후 상부지지부(131)의 끼움돌기(134)를 하부지지부(135)의 끼움홀(137)에 삽입하여 고정시키면, 상부지지부(131)와 하부지지부(135)가 견고하게 고정되고, 튜브(140)의 걸림턱(141) 하단은 하부지지부(135)의 하부홀(136) 둘레에 걸려 아래쪽으로 빠지지 않게 된다. 또한 튜브(140)의 걸림턱(141) 상부는 상부지지부(131)의 상부턱(133)에 걸리기 때문에, 튜브(140) 아래쪽에서 위로 향하는 힘이 작용하더라도 튜브(140)가 위쪽으로 올라가진 못한다.
튜브회전부(150)는 튜브(140)를 지지하면서, 더욱 구체적으로는 튜브(140)가 장착된 튜브지지부(130)를 지지하면서 추출 과정에 따라 튜브지지부(130)와 튜브(140) 전체를 상하 승강시키거나, 각각의 튜브(140)들을 회전(자전) 시키기 위해 마련된다.
도9의 (a)는 튜브지지부(130)가 튜브회전부(150)에 장착된 상태를 측면에서 바라본 개념도이고, 도9의 (b)는 위에서 바라본 개념도이다. 도7 및 도9에 도시된 바와 같이 튜브회전부(150)는 베이스부(151), 제1밀착부(153), 제2밀착부(155), 연장부(156), 탄성부재(157), 제1모터(158) 및 튜브승강부(160,161)를 포함한다.
베이스부(151)는 튜브(140)들이 튜브지지부(130)에 배열된 방향에 대응하는 길이로 형성되며, 튜브회전부(150)의 다른 구성들을 지지하기 위해 마련된다. 또한 베이스부(151)의 일측은 튜브승강부(160,161)의 튜브승강스크류(161)에 연동되어 있다. 또한 베이스부(151)의 하부 일측에는 가이드(152)가 마련되어 있으며, 가이드(152)에 제1밀착부(153)가 수평 이동 가능하게 설치된다.
제1밀착부(153)는 튜브(140)와 밀착하여 수평이동함으로써 튜브(140)를 회전(자전)시키기 위해 마련된다. 이러한 제1밀착부(153)의 일측은 평탄하지만 마찰이 높은 재질로 되어 있어서 튜브(140)에 밀착되며, 제1밀착부(153)의 타측에는 랙기어(154)가 형성되어 있다. 따라서 제1모터(158)가 작동하여 피니언기어(159)가 회전하면, 피니언기어(159)와 랙기어(154)의 연동에 의해 제1밀착부(153)가 수평 이동 가능하다.
제2밀착부(155)는 제1밀착부(153)와 소정 거리를 두고 평행하게 설치되며, 제1밀착부(153)가 튜브(140)에 밀착될 시, 튜브(140)의 반대쪽을 밀착 지지한다. 이러한 제2밀착부(155)는 연장부(156)에 의해 베이스부(151)와 연결된다. 보다 구체적으로 연장부(156)는 베이스부(151) 및 제2밀착부(155)의 양쪽 끝에서 각각 서로를 연결한다. 따라서 양쪽 연장부(156) 사이는 노출된 상태가 되어, 그 공간으로 자석(122)이 진출입 할 수 있다.
또한 연장부(156)와 베이스부(151)가 연결되는 부분은 일정 각도 회전 가능한 상태로 연결되어 있되, 연장부(156)와 베이스부(151)는 탄성부재(157)를 통해 연결된다. 탄성부재(157)는 제2밀착부(155)가 제1밀착부(153)를 향해 힘을 가하도록 탄성력을 제공한다.
튜브승강부(160,161)는 튜브회전부(150) 및 튜브지지부(130)를 상하 승강시키기 위해 마련된다. 이러한 튜브승강부(160,161)는 튜브승강모터(160) 및 튜브승강스크류(161)를 포함한다. 즉 베이스부(151)의 일 지점이 튜브승강스크류(161)와 연동되어 있어서, 튜브승강모터(160)의 작동으로 튜브승강스크류(161)가 회전하면 베이스부(151)가 상하 승강하면서, 베이스부(151)에 연결된 제1밀착부(153), 제2밀착부(155), 튜브지지부(130) 전체가 상하 승강하게 된다.
자석지지부(121)는 각 튜브(140)의 위치에 대응하여 설치되는 자석(122)들을 지지하기 위해 마련되며, 자석지지부(121)는 자석승강부(123)와 연동되어 상하 이동 가능하다. 자석승강부(123)는 자석승강모터(124) 및 자석승강스크류(125)를 포함하며, 자석승강스크류(125)에 자석지지부(121)가 연동됨으로써 자석승강모터(124)의 작동으로 자석지지부(121)가 승강하게 된다.
이하에서는 도7 내지 도9에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 이용하여 생물학적 물질을 추출하는 과정을 설명토록 한다.
먼저 용액(73)이 담긴 카세트(190)를 준비한다. 이후 튜브지지부(130)의 상부지지부(131)와 하부지지부(135)를 분리한 후 하부지지부(135)의 하부홀(136)에 튜브(140)를 끼워 넣고, 상부지지부(131)의 끼움돌기(134)를 하부지지부(135)의 끼움홀(137)에 끼워 넣어 튜브 세트를 준비한다. 이에 따라 튜브(140) 상부 둘레에 돌출된 걸림턱(141)의 하부는 하부지지부(135)의 하부홀(136) 둘레에 걸려 아래쪽으로 빠지지 않게 되고, 걸림턱(141)의 상부는 상부지지부(131)의 상부턱(133)에 걸려 위쪽으로도 올라가지 않게 된다. 또한 튜브(140)의 개방된 상부는 상부지지부(131)의 상부홀(132)을 통해 노출된 상태이다. 실시하기에 따라 튜뷰지지부(130)에 튜브(140)가 결합된 상태의 튜브 세트가 미리 포장된 상태로 준비될 수도 있다.
이후 카세트(190)의 첫 번째 셀에 튜브(140)의 하부가 삽입되도록 튜브 세트를 카세트(190) 위에서 진입시킨다. 이렇게 튜브 세트까지 안착된 상태의 카세트(190)가 준비되면, 본체의 덮개를 열고 카세트안착부(170)에 카세트(190)를 안착시킨다.
여기서 카세트안착부(170)에 카세트(190)를 안칙시킬 때에는 튜브지지부(130)의 길이 방향에 대응하는 방향으로 카세트(190)를 진입시킴으로써, 카세트(190)에 안착된 튜브지지부(130)가 튜브회전부(150)에 자연스럽게 결합되도록 한다.
즉, 카세트(190)를 카세트안착부(170)에 진입시킬 시, 튜브회전부(150)는 아래쪽으로 하강한 상태이다. 또한 제2밀착부(155)와 제1밀착부(153)의 사이 간격은 튜브(140)의 외경보다 약간 작은 상태를 유지하고 있다. 이 상태에서 카세트(190)를 카세트안착부(170)로 밀어 넣으면, 카세트(190)의 첫 번째 셀에 안착된 튜브지지부(130)의 한족 끝이 튜브회전부(150)의 제1밀착부(153)와 제2밀착부(155) 사이 공간으로 진입하게 된다.
이렇게 제1밀착부(153)와 제2밀착부(155) 사이의 공간, 즉 튜브(140)의 외경보다 작은 틈새공간으로 튜브지지부(130)가 끝까지 진입하고 나면, 탄성부재(157)의 탄성력에 의해 제2밀착부(155)와 제1밀착부(153)의 사이에 튜브(140)가 밀착되게 된다. 따라서 도9의 (a)와 같이 튜브지지부(130)의 상부지지부(131)와 하부지지부(135)는 각각 제1밀착부(153)와 제2밀착부(155)의 상하에 위치하게 되고, 튜브지지부(130)에 안착된 튜브(140)의 양쪽면은 제1밀착부(153)와 제2밀착부(155)에 의해 가압된다.
이후 별도의 조작 명령을 입력하면 추출 장치가 추출 공정을 시작한다. 먼저 카세트(190)의 첫 번째 셀에는 튜브(140)가 삽입된 상태이고, 튜브(140)는 튜브회전부(150)의 밀착부(153,155) 사이에 끼워진 상태인데, 이 상태에서 제1모터(158)가 작동하면서 피니언기어(159)가 회전하게 되면, 피니언기어(159)에 연동된 랙기어(154)에 동력이 전달됨으로써 제1밀착부(153)가 수평 왕복 이동을 하게 된다. 이때 튜브(140)들은 제1밀착부(153)와 제2밀착부(155) 사이에 끼인 상태이기 때문에, 제1밀착부(153)가 수평 이동하게 되면, 제1밀착부(153)의 마찰력에 의해 튜브(140)가 회전(자전)하게 된다. 튜브(140)가 회전할 시, 제2밀착부(155)는 튜브(140)를 반대쪽에서 견고하게 지지하게 된다.
여기서 제1밀착부(153)는 높은 마찰력으로 튜브(140)들을 회전시켜야 하고, 제2밀착부(155)는 튜브(140)들을 지지한 상태에서 튜브(140)들이 자유롭게 회전할 수 있도록 해야 하기 때문에, 제1밀착부(153)에서 튜브(140)와 접촉되는 면에는 고무나 실리콘 등의 마찰력이 높은 물질이 코팅되어 있는 것이 바람직하고, 제2밀착부(155)에서 튜브(140)와 접촉되는 면에는 미끄러운 재질이 코팅되어 있는 것이 바람직하다.
제1모터(158)가 일정시간 동안 왕복 회전하면서 용액(73)에 담긴 튜브(140)들이 회전하면 용액(73)에 담긴 비드(72)들이 함께 요동치면서 생물학적 물질 추출을 위한 배합과 세척이 이루어진다. 이때 용액(73)을 교반하는 과정에서 특정 셀에 위치한 용액(73)이 이웃하는 셀로 넘쳐, 타 셀의 용액(73)을 오염시킬 가능성이 있다. 즉 교반이 이루어지는 셀의 용액(73)에는 튜브(140)가 삽입된 상태이기 때문에 그만큼 수위도 높아진 상태이고, 튜브(140)의 격렬한 회전에 따라 용액(73)이 요동치면서 셀 상단부를 통해 넘칠 가능성이 있는 것이다.
하지만 본 발명에서는 튜브(140)를 회전시켜 용액(73)을 교반할 시 튜브(140)의 상부에는 튜브지지부(130)가 결합된 상태이고, 튜브지지부(130)의 하부지지부(135)가 해당 셀의 개방된 상부를 덮어 밀폐시킨 상태이다. 따라서 용액(73)이 요동치면서 셀의 상부로 넘치려 하더라도 하부지지부(130)가 셀의 개방된 상부를 완전히 막고 있기 때문에, 해당 셀의 용액이 이웃하는 셀로 넘쳐 용액이 오염되는 현상을 완전히 차단시킬 수가 있다.
또한 앞선 설명에서 카세트(190)의 첫 번째 셀에 튜브 세트(튜브지지부(130)에 튜브(140)가 결합된 세트)를 안착시킨 후 카세트(190)를 카세트안착부(170)에 밀어 넣는다고 하였는데, 이 경우에도 튜브(140)가 삽입된 첫 번째 셀은 수위가 높아진 상태이기 때문에, 카세트(190)를 진입시키는 과정에서 넘칠 가능성이 높다. 하지만 이 상태에서도 튜브지지부(130)의 하부지지부(135)가 셀 상부의 개방단부를 밀폐시킨 상태이기 때문에, 장착 과정에서 용액이 넘쳐 타 셀을 오염시키는 문제점도 해결할 수가 있다.
첫 번째 셀에서 튜브(140)의 회전에 따라 용액(73)의 교반이 이루어지고 나면, 자석승강부(123)가 작동하여 자석지지부(121) 및 자석(122)이 함께 하강하게 되고, 이에 따라 자석(122)이 튜브(140) 내에 진입한다. 자석(122)이 튜브(140)의 바닥까지 진입하면, 용액(73)에 포함된 비드(72)들이 자석(122)의 자기력에 의해 튜브(140)의 하단에 달라 붙는다. 이후에는 튜브승강모터(160)와 자석승강모터(124)가 동시에 작동하여 튜브(140)와 자석(122)을 동시에 상승시킨다. 따라서 자석(122)이 튜브(140) 내에 위치한 상태에서 함께 상승하여 용액(73) 바깥으로 노출되더라도, 튜브(140)의 하단에는 여전히 비드(72)가 달라 붙은 상태를 유지하게 된다.
이후 카세트이송부(180)가 작동하여 카세트안착부(170) 및 카세트(190)를 수평 이동 시켜 튜브(140)의 하단에 카세트(190)의 두 번째 셀이 위치토록 한다. 카세트(190)의 다음 셀 위치에 비드(72)가 부착된 튜브(140)가 위치하면, 튜브(140)와 자석(122)이 동시에 하강하게 되고, 이후 튜브(140)는 용액(73)에 담그어진 상태를 유지한 채로 자석(122)만 상승하게 된다. 이에 따라 비드(72)에 가해지던 자기력이 소멸되어 튜브(140) 하단에 부착된 비드(72)들이 떨어져 카세트(190)의 두 번째 셀에 담긴 용액(73)에 가라앉게 된다.
이후에는 앞서 설명한 과정을 반복 수행함으로써, 비드(72)들이 카세트(190)의 각각의 셀을 순차적으로 이동하면서 배합과 세척을 반복하게 된다.
도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도10에 도시된 추출 장치는 자석지지부(221), 자석(222), 튜브지지부(230) 및 튜브회전부(250)를 포함한다. 또한 도10에 도시된 추출 장치는 자석지지부(221)를 승강 시키기 위한 자석승강부, 튜브지지부(230)를 승강시키기 위한 튜브승강부, 카세트(290)를 수평 이동 시키기 위한 카세트이송부, 히팅블록 등의 구성을 더 포함할 수 있으나 별도로 도시하지는 않았다. 다만 자석승강부, 튜브승강부 및 카세트이송부는 도1 내지 도9를 통해 설명한 앞선 예시들을 통해 충분히 유추 가능할 것이다. 즉 실린더 구동 방식 또는 스크류 구동 방식에 의해 수평 이동 또는 승강 가능한 원리가 본 예시에도 적용될 수 있다.
도10에 도시된 튜브회전부(250)는 크랭크(252) 및 커넥팅로드(253)의 작동으로 튜브(240)들을 회전시킨다는 점만 앞선 예시들과 다르다. 즉 튜브회전부(250)는 제1밀착부(251), 제2밀착부(254), 크랭크(252) 및 커넥팅로드(253)를 포함한다.
제1밀착부(251) 및 제2밀착부(254)는 튜브(240)의 양쪽을 밀착하고 있으며, 각각의 밀착부(251,254) 일측은 각각 커넥팅로드(253)의 일측에 연결되어 있다. 또한 커넥팅로드(253)의 타측은 크랭크(252)에 연결되어 있어서, 크랭크(252)의 동작에 따라 동력을 전달 받는다.
본 실시예에서는 크랭크(252)가 회전하면서 커넥팅로드(253)에 왕복 동력을 전달하게 되고, 이에 따라 밀착부(251,254) 들이 수평으로 왕복 이동함으로써, 밀착부(251,254)들 사이에 위치한 튜브(240)가 회전(자전)되도록 하는 원리를 적용하였다. 도면에는 도시하지 않았지만, 밀착부(251,254)들은 별도의 가이드에 지지되어 일정 구역에서만 수평 이동 가능하게 된다.
도11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도11에 도시된 추출 장치는 자석지지부(321), 자석(322), 튜브지지부(330) 및 튜브회전부(350)를 포함한다. 도11에 도시된 예시에서도 앞선 실시예와 같이 자석지지부(321), 튜브지지부(330) 및 카세트(390)를 수평이동 및 승강시키기 위한 구성들을 더 포함할 수 있다. 다만 튜브(340)를 회전시키기 위한 튜브회전부(350)의 구성만 다르다.
튜브회전부(350)는 제1밀착부(351), 제2밀착부(354) 및 전자석(352)을 포함한다. 제1밀착부(351) 및 제2밀착부(354)는 튜브(340)의 양측을 밀착하고 있으며, 각 밀착부(351,354)의 일측에는 영구자석이 설치되어 있고, 영구자석이 설치된 위치에 인접하여 전자석(352)이 설치된다. 따라서 제어부(미도시)의 작동으로 전자석(352)의 극성이 순차적으로 바뀌면, 밀착부(351,354)에 설치된 영구자석의 극성과의 상성에 따라 밀착부(351,354)를 밀거나 당김으로써, 밀착부(351,354) 전체가 수평 이동 가능하게 할 수 있다. 따라서 밀착부(351,354) 들의 수평 이동에 따라 튜브(340)를 회전 시키는 것이 가능하다.
도12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도12에 도시된 추출 장치는 자석지지부(421), 자석(422), 튜브지지부(430) 및 튜브회전부(450)를 포함한다. 도12에 도시된 예시에서도 앞선 실시예와 같이 자석지지부(421), 튜브지지부(430) 및 카세트(490)를 수평이동 및 승강시키기 위한 구성들을 더 포함할 수 있다. 다만 튜브(440)를 회전시키기 위한 튜브회전부(450)의 구성만 다르다.
튜브회전부(450)는 벨트(451) 및 벨트구동모터(452)를 포함한다. 벨트(451)의 일측은 벨트구동모터(452)에 연동되어 있고, 타측의 안쪽에는 튜브(440)들이 위치하게 된다. 튜브(440)가 위치한 곳의 벨트(451) 양쪽은 벨트(451)와 튜브(440)가 더욱 강하게 밀착될 수 있도록 벨트(451) 바깥에서 안쪽으로 힘을 가하되, 벨트(451)의 회전에는 영향을 주지 않는 밀착수단(미도시)이 추가 설치될 수 있다.
이에 따라 벨트구동모터(452)가 작동하여 벨트(451)가 회전하면, 벨트(451) 안쪽에서 벨트(451)에 밀착된 튜브(440)들이 일괄적으로 회전 가능하게 된다.
도13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도13에 도시된 추출 장치는 자석지지부(521), 자석(522), 튜브지지부(530) 및 튜브회전부(550)를 포함한다. 도13에 도시된 예시에서도 앞선 실시예와 같이 자석지지부(521), 튜브지지부(530) 및 카세트(590)를 수평이동 및 승강시키기 위한 구성들을 더 포함할 수 있다. 다만 튜브(540)를 회전시키기 위한 튜브회전부(550)의 구성만 다르다.
튜브회전부(550)는 제1밀착스크류(551), 제2밀착스크류(554) 및 밀착스크류구동모터(552)를 포함한다. 제1밀착스크류(551) 및 제2밀착스크류(554)에는 각각 나사산이 형성되어 있으며, 각 나사산의 골에 튜브(540)의 양측이 밀착된다. 따라서 밀착스크류구동모터(552)의 작동으로 밀착스크류(551,554)들이 회전하면, 각 나사산의 골 사이에 밀착된 튜브(540)들이 회전하게 된다.
도14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 생물학적 물질 추출 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도14에 도시된 추출 장치는 자석지지부(621), 자석(622), 튜브지지부(630) 및 튜브회전부(650)를 포함한다. 도14에 도시된 예시에서도 앞선 실시예와 같이 자석지지부(621), 튜브지지부(630) 및 카세트(690)를 수평이동 및 승강시키기 위한 구성들을 더 포함할 수 있다. 다만 튜브(640)를 회전시키기 위한 튜브회전부(650)의 구성만 다르다.
튜브회전부(650)는 튜브회전모터(651) 및 튜브덮개(652)를 포함한다. 튜브회전모터(651) 및 튜브덮개(652)는 개별 튜브(640)마다 적용되며, 튜브(640)의 개방된 상부에 튜브덮개(652)가 꼬옥 끼워진 후, 튜브덮개(652)와 연동된 튜브회전모터(651)가 작동하면, 개별 튜브(640)들이 회전하면서 용액을 교반해 줄 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 튜브들을 회전(자전) 시켜 용액을 격렬하게 혼합시킬 수 있도록 함으로써, 생물학적 물질을 효과적으로 추출할 수 있도록 하고 있다. 또한 튜브들을 회전시키는 다양한 예시들을 도면을 통해 살펴보고 설명하였으며, 이 외에도 다양한 회전 매커니즘들이 적용될 수도 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 복수의 셀을 갖는 카세트가 안착되는 카세트안착부;
    상기 카세트안착부를 이송시키는 카세트이송부;
    상기 카세트안착부 상부에 위치하며, 상기 카세트에 형성된 셀에 삽입되는 튜브를 지지하는 튜브지지부;
    상기 튜브지지부를 상하 승강시키는 튜브승강부;
    상기 튜브지지부 상부에 위치하며, 상기 튜브지지부에 지지된 튜브에 삽입되는 자석을 지지하는 자석지지부;
    상기 자석지지부를 상하 승강시키는 자석승강부; 및
    상기 튜브지지부가 하강하여 상기 튜브가 상기 카세트에 형성된 셀에 삽입되었을 시, 상기 튜브를 회전시키는 튜브회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 물질의 추출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜브회전부는,
    회전동력을 발생시키는 제1모터;
    상기 제1모터의 회전축과 연동되는 피니언기어; 및
    상기 튜브의 측면에 밀착되며 일정 지점에 상기 피니언기어와 톱니 결합되는 랙기어가 형성된 제1밀착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 물질의 추출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 튜브회전부의 제1밀착부가 상기 튜브에 밀착될 시, 상기 제1밀착부의 반대쪽에서 상기 튜브를 밀착 지지하는 회전식지지부;를 더 포함하되,
    상기 회전식지지부는,
    회전동력을 발생시키는 제2모터;
    상기 제2모터의 회전축과 연동되는 지지블록; 및
    상기 지지블록의 회전 중심 바깥쪽에서 상기 지지블록의 회전축 방향과 평행하게 연장 형성되는 제2밀착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 물질의 추출 장치.
PCT/KR2019/000955 2018-01-24 2019-01-23 생물학적 물질의 추출 장치 WO2019147013A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/962,205 US11965155B2 (en) 2018-01-24 2019-01-23 Biological material extraction apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0008886 2018-01-24
KR1020180008886A KR101865615B1 (ko) 2018-01-24 2018-01-24 생물학적 물질의 추출 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019147013A1 true WO2019147013A1 (ko) 2019-08-01

Family

ID=62600463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/000955 WO2019147013A1 (ko) 2018-01-24 2019-01-23 생물학적 물질의 추출 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11965155B2 (ko)
KR (1) KR101865615B1 (ko)
WO (1) WO2019147013A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101865615B1 (ko) * 2018-01-24 2018-06-08 박은용 생물학적 물질의 추출 장치
KR102339508B1 (ko) * 2020-07-01 2021-12-14 박은용 핵산의 추출 및 유전자 증폭이 가능한 등온증폭장치
CN113730936B (zh) * 2021-08-11 2022-09-02 山东华馨香料有限公司 一种天然香料提纯装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025135B1 (ko) * 2008-04-09 2011-03-31 (주)바이오니아 자동정제장치, 멀티 웰 플레이트 키트 및 생물학적 시료로부터 핵산을 추출하는 방법
KR20110131804A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 삼성테크윈 주식회사 자성입자 분리장치
KR101420094B1 (ko) * 2010-10-27 2014-07-17 (주)바이오니아 다양한 생체시료분석을 위한 전자동실시간정량증폭장비, 다양한 생체시료분석을 위한 자동정제 및 반응준비 장치, 전자동 핵산정제 및 실시간 정량 유전자증폭 방법, 전자동 핵산정제방법, 실시간정량ｐｃｒ을 이용한 병원균의 전자동 생균수검사방법, 정량면역ｐｃｒ을 이용한 전자동 항원농도획득방법 및 타겟항원에 라벨링된 부착용 타겟핵산의 정제방법
KR101653302B1 (ko) * 2014-02-26 2016-09-01 (주)한울티피씨 핵산추출장치
KR101813870B1 (ko) * 2016-04-08 2018-01-03 주식회사 수젠텍 분자진단 자동분석장치
KR101865615B1 (ko) * 2018-01-24 2018-06-08 박은용 생물학적 물질의 추출 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101817671B1 (ko) * 2016-04-22 2018-01-12 (주)어핀텍 추출물 분리 및 정제장치
TWM534751U (zh) * 2016-07-12 2017-01-01 台灣圓點奈米技術股份有限公司 核酸萃取裝置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025135B1 (ko) * 2008-04-09 2011-03-31 (주)바이오니아 자동정제장치, 멀티 웰 플레이트 키트 및 생물학적 시료로부터 핵산을 추출하는 방법
KR20110131804A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 삼성테크윈 주식회사 자성입자 분리장치
KR101420094B1 (ko) * 2010-10-27 2014-07-17 (주)바이오니아 다양한 생체시료분석을 위한 전자동실시간정량증폭장비, 다양한 생체시료분석을 위한 자동정제 및 반응준비 장치, 전자동 핵산정제 및 실시간 정량 유전자증폭 방법, 전자동 핵산정제방법, 실시간정량ｐｃｒ을 이용한 병원균의 전자동 생균수검사방법, 정량면역ｐｃｒ을 이용한 전자동 항원농도획득방법 및 타겟항원에 라벨링된 부착용 타겟핵산의 정제방법
KR101653302B1 (ko) * 2014-02-26 2016-09-01 (주)한울티피씨 핵산추출장치
KR101813870B1 (ko) * 2016-04-08 2018-01-03 주식회사 수젠텍 분자진단 자동분석장치
KR101865615B1 (ko) * 2018-01-24 2018-06-08 박은용 생물학적 물질의 추출 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US11965155B2 (en) 2024-04-23
KR101865615B1 (ko) 2018-06-08
US20210071166A1 (en) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019147013A1 (ko) 생물학적 물질의 추출 장치
KR20190001797A (ko) 자동화된 핵산 분리 장치
WO2017111230A1 (ko) 리프트형 주사기 투입기를 이용한 니들 자동 분리수거장치
EP2017007A2 (en) Chemical analysis device
WO2018236014A1 (ko) 라벨기용 채혈관 자동 공급장치
GB2421570A (en) Automatic pipetting and analyzing device
WO2016105069A1 (ko) 핵산 추출 장치 및 그 동작 방법
US20230250418A1 (en) Three-degree-of-freedom library preparation cassette and method using the same
WO2016167515A1 (ko) 액상검체 도말 처리장치
CN109662893B (zh) 药物注射装置及配药设备
CN216890976U (zh) 一种全自动核酸提取仪
CN113265328A (zh) 一种集成式全自动核酸检测设备
WO2023041042A1 (zh) 核酸提取检测设备及核酸提取检测方法
WO2021112545A1 (ko) 생물반응교반기
WO2015056876A1 (ko) 자동 세포 도말 시스템 및 그 제어방법
CN110923124B (zh) 用于磁珠法提取纯化核酸的仪器
CN211912810U (zh) 生化反应器及其搅拌装置
WO2017007278A1 (ko) 자동 세포 배양기 및 그 배양기의 동작 방법
CN115178315A (zh) 一种全自动高通量工作站整合装置
WO2010123205A2 (ko) 항온 교반장치 및 항온 교반장치를 이용한 교반방법
WO2022080970A1 (en) Solution mixing device and solution mixing method
WO2020106058A1 (ko) 핵종 분리 장치
WO2018062889A1 (ko) 생물학적 시료 처리장치
CN218994907U (zh) 核酸质谱前处理系统
CN213474693U (zh) 一种反应管自动取放装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19744447

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19744447

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1