WO2021215755A1

WO2021215755A1 - 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치

Info

Publication number: WO2021215755A1
Application number: PCT/KR2021/004846
Authority: WO
Inventors: 박한오; 김종갑
Original assignee: (주)바이오니아
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2021-10-28
Also published as: US20230168266A1; EP4122602A1; JP7362947B2; CN115397558A; EP4122602A4; JP2023522361A

Abstract

본 발명은 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티웰플레이트에 수작업으로 많은 시료를 넣을 때 발생할 수 있는 교차오염과 잘못된 웰에 시료를 주입하거나, 중복하여 주입함으로써 발생하는 진단오류를 방지하고, 시료가 주입된 웰의 정보를 간편하게 기록하고 추적할 수 있는 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치에 관한 것이다. 본 발명은 멀티웰플레이트에 다수개의 샘플을 주입하여 풀링검사 등에 효율적으로 사용할 수 있는 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치에 관한 것이다.

Description

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치

본 발명은 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교차오염 방지와 진단오류를 방지하면서 멀티웰플레이트의 웰에 시료를 주입할 수 있을 뿐만 아니라, 시료가 주입된 웰의 정보를 간편하게 기록하고 추적할 수 있는 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치에 관한 것이다.

COVID-19의 전세계적인 유행으로 SARS-CoV-2에 대한 분자진단 검사수요가 폭증하고 있다. 분자진단을 위해서는 임상시료로부터 핵산을 추출하는 핵산추출단계와 추출된 핵산을 증폭하여 정성, 정량 분석하는 실시간 PCR단계를 거쳐 병원균의 감염여부를 판단할 수 있다.

종합효소연쇄반응(PCR)은 1985년 Kary Mullis에 의해 발명된 이후 특정 DNA를 빠르고 쉽게 증폭할 수 있어 분자생물학과 분자진단 등에 광범위하게 사용되고 있다.

PCR/RTPCR을 이용하면 생체시료 내에 특정한 DNA/RNA가 존재하는지의 여부를 고민감도로 확인할 수 있어 바이러스 등 병원성 미생물 감염을 진단하는데 많이 이용되고 있을 뿐만 아니라, qPCR(정량적 PCR, quantitative PCR, real-time PCR)등의 방법으로 병원체의 수를 정확하게 정량할 수 있어, HIV, HCV, HBV 바이러스 등의 치료효과를 모니터링하는데 유용하다.

COVID-19가 전세계적으로 대유행하고 있는 데, 높은 민감도를 가진 분자진단법으로만 무증상 감염자나 초기 감염자들을 정확하게 진단할 수 있기 때문에, 대량으로 분자진단검사를 수행할 수 있는 기술이 절실히 필요한 상황이다.

대량검사를 위해서는 여러 개의 검체들을 모아서 하나의 용액을 만들어서 검사를 하는 풀링검사법이 사용되어 왔다. HIV, HBV, HCV 등의 고위험군 바이러스를 검출하는 혈액스크리닝 검사를 위해서는 6개의 시료를 하나로 합쳐서 검사하는 검사법등이 사용되어 왔다. COVID-19 대량검사를 위해서 이러한 풀링 검사법이 제안되고 있다. 그러나 대량의 검체를 풀링하는 과정은 각각의 임상검체정보를 정확히 기록하고 각 풀링된 시험군간 교차오염을 방지하여야 하므로, 수작업으로 하면 많은 에러를 발생시킬 수 있다. 풀링을 위한 고가의 자동화 액체분주장비가 상용화되어 있으나 이를 여러개 사용해야 많은 수의 시료들을 동시에 처리할 수 있어서 현실적으로 면적을 크게 차지하는 고가의 자동화 장비를 사용하여 신속하게 많은 시료들을 처리하는 데는 한계가 있다.

대량으로 검사하는 전자동 시스템들이 개발되어 있으나, 이러한 시스템들은 장비가 매우 복잡하고, 가격이 고가이며, 풀링 기능을 제공하지 않고 있기 때문에 시급하게 필요한 전세계의 검사수요를 충족시키지 못하고 있다.

핵산추출단계는 보통 0.2ml~1ml의 임상시료를 사용하여 여기에 추출시약용액을 약 1ml 정도 추가하여 추출하기 때문에, 최대 2ml의 용액을 담을 수 있어야 한다. 많은 수의 시료들로부터 짧은 시간에 핵산을 추출하기 위해서는 가능한 범위에서 많은 시료들을 처리하는 멀티웰플레이트를 사용해야 한다. 그러므로 가장 많은 시료에서 동시에 추출할 수 있는 보편적인 방법은 웰당 2ml 용액을 담을 수 있는 깊은 96-웰 플레이트를 사용한다. 대량 검사를 위해, 깊은 96-웰 플레이트를 사용하여 핵산을 추출하는 장비들이 여러 회사에서 개발되어 출시되어 있다. Thermo Fisher사에서 개발한 King Fisher 핵산자동추출기, Roche사에서 출시된 MagNA Pure 96 장비와 바이오니아사에서 출시한 ExiPrep 96 Lite 등이 있다.

이때 96-웰 핵산자동추출기를 사용하기 위해서는 96-웰 플레이트에 시료를 넣어주는 단계가 반드시 필요하다. 그런데 분자진단은 보통 반응용액 중에 100개 이하의 타겟 핵산을 검출할 수 있는 고감도의 검출한계를 가지고 양성으로 판정하기 때문에 오염으로 인한 위양성에 매우 민감하다. 예를 들어 10^8/ml 되는 양성시료용액이 1nl 만 주변의 음성 웰에 오염이 되어도 위양성으로 판정을 할 수 있다. 그러므로 96-웰 플레이트를 사용하여 핵산을 추출하는 데 있어서, 인접한 웰에 미세한 방울이 오염되지 않게 시료를 주입하는 것은 매우 중요하다.

또한, 96개의 시료를 하나하나 각각의 웰에 주입을 하는 일을 반복적으로 수행하다 보면 실수로 엉뚱한 웰에 시료를 주입하여 잘못된 결과를 낼 수 있는 문제점이 있다. 특히 풀링을 할 경우 풀링하는 검체수를 일일이 세면서 작업을 하다 보면 실수로 엉뚱한 웰에 시료를 넣는 실수를 하기 쉽다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 자동으로 시료를 96-웰 플레이트에 주입하는 장비들이 개발되어 있으나 장비가격이 고가이고 swap 검체와 같이 면봉들이 시료수집용기에 담겨 있는 시료를 처리하는 데 있어서 오동작을 하기 쉬운 문제점을 가지고 있다.

[선행기술문헌]

(특허문헌 1) 한국 등록특허공보 제10-0637030호(2006.10.16.)

(비특허문헌 1) NS Sahajpal, The Journal of Molecular Diagnostics, July 29, 2020.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개별검사 또는 풀링검사를 수행하기 위해, 핵산추출용 멀티웰플레이트에 수작업으로 많은 시료를 넣을 때 발생할 수 있는 실수로서, 잘못된 웰에 시료를 주입하거나, 중복하여 주입함으로써 발생하는 진단오류를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 시료가 주입된 웰의 정보를 간편하게 기록하고 추적할 수 있는 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 핵산추출용 멀티웰플레이트에 수작업으로 시료들을 넣을 때 발생할 수 있는 실수로서, 시료를 주입하기 위한 웰과 인접한 웰에 시료를 떨어뜨려 교차오염을 발생시킬 수 있는 오류를 방지할 수 있는 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 본체(100); 상기 본체(100)의 상부에 홈 형상으로 형성되어 멀티웰플레이트(200)가 삽입되어 장착되는 멀티웰플레이트장착부(110); 상기 멀티웰플레이트장착부(110)를 포함하는 본체(100)의 상부면에 위치되며, 선택되는 위치에 상하 방향으로 관통되어 선택되는 하나의 웰에 시료를 주입할 수 있도록 형성되는 주입구(121)를 포함하는 보호판넬(120); 상기 주입구(121)가 선택되는 웰에 위치되도록 상기 보호판넬(120)을 이동시키는 보호판넬이동부(130); 및 상기 주입구(121)가 위치한 멀티웰플레이트(200)의 웰의 위치정보를 측정하는 위치측정부; 시료의 바코드 정보를 획득하는 바코드센서(106); 및, 웰의 위치정보와 시료의 바코드 정보를 기록 및 통신하고, 상기 보호판넬이동부(130)를 제어하는 회로기판(103);을 포함한다.

상기 멀티웰플레이트장착부(110)는 상기 보호판넬(120)과 상기 멀티웰플레이트(220)가 이격되는 높이를 가지도록 형성될 수 있다.

상기 주입구(121)는 하부가 상부보다 직경이 작게 형성되며, 상기 주입구(121)의 하부에 중공된 형상의 오염방지판(122)이 구비될 수 있다.

상기 보호판넬이동부는 제1보호판넬이동부를 포함하며, 상기 제1보호판넬이동부는, 상기 본체(100)의 모서리에 결합되는 Y축고정대(131), 상기 Y축고정대(131)를 Y축 방향으로 연결하는 Y축부(132), 상기 Y축부(132)를 따라 Y축 방향으로 이동되는 Y축슬라이드(133), 상기 Y축슬라이드(133)에 X축 방향으로 양단이 결합되는 X축부(134), 및 상기 X축부(134)를 따라 이동되되 보호판넬(120)의 상부면과 결합되는 X축슬라이드(135)를 포함할 수 있다.

상기 보호판넬이동부는 제2보호판넬이동부를 포함하며, 상기 제2보호판넬이동부는, 상기 본체(100)의 모서리에 결합되는 Y축고정대(131-1), 상기 Y축고정대(131-1)를 Y축 방향으로 연결하는 Y축스크류(139-1), 상기 Y축스크류(139-1)를 따라 Y축 방향으로 이동되는 Y축슬라이드(133-1), 상기 Y축슬라이드(133-1)에 X축 방향으로 양단이 결합되는 X축스크류(139-2), 및 상기 X축스크류(139-2)를 따라 이동되되, 상기 보호판넬(120)의 상부면과 결합되는 X축슬라이드(135-1)를 포함할 수 있다.

상기 제2보호판넬이동부는 상기 Y축스크류(139-1)와 X축스크류(139-2)를 동작시키는 모터(139-3)를 더 포함할 수 있다.

상기 위치측정부는, 상기 보호판넬(120)에 다수 구비되는 영구자석(124)과, 상기 본체(100)에 형성되어 상기 영구자석(124)을 감지하는 자성센서(105)를 포함할 수 있다.

상기 위치측정부는, 상기 자성센서(105) 상에 형성되되, 상기 보호판넬(120)의 이동 길이에 대응하는 길이를 가지도록 형성되는 순철봉(104)을 더 포함할 수 있다.

상기 위치측정부는, 상기 Y축슬라이드(133-1) 및 X축슬라이드(135-1)에 적어도 하나 이상 구비되는 영구자석(124)과, 상기 본체(100)에 형성되어 상기 영구자석(124)을 감지하는 자성센서(105)를 포함할 수 있다.

상기 위치측정부는, Y축슬라이드 블럭(140)에 한 개 이상 구비되는 영구자석(124)과, 상기 영구자석(124)을 감지하는 자성센서(105)를 포함할 수 있다.

상기 보호판넬이동부는, 한 개 이상의 Y축스크류(139-1)와, 상기 한 개 이상의 Y축스크류(139-1)를 동시에 동작하도록 연결하는 Y축구동부(141)를 더 포함할 수 있다.

상기 Y축구동부(141)는, 한 개 이상의 영구자석(124)과, 상기 영구자석(124)을 감지하는 자성센서(105)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 진단오류를 방지할 수 있으므로, 대량으로 많은 검사를 진단오류의 위험 없이 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 작업자가 수행한 모든 시료주입작업을 추적하여 관리할 수 있으므로, 진단의 정확성을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 사시도로 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치의 본체 내부에 장착된 순철봉과 센서 등을 보여주는 사시도

도 5는 본 발명에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 개념도로 나타낸 도면

도 6 내지 도 11은 본 발명에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 사시도로 나타낸 다른 도면

도 12 내지 도 13은 본 발명에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 부분사시도로 나타낸 도면

도 14 내지 도 15는 본 발명에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 부분사시도로 나타낸 다른 도면

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 크게 본체(100), 멀티웰플레이트장착부(110), 보호판넬(120), 보호판넬이동부(130), 위치측정부, 바코드센서(106) 및 회로기판(103)을 포함하여 이루어진다.

본체(100)는 상하 방향으로 나누어져 결합이 가능한 본체상판(101)과 본체하판(102)으로 이루어질 수 있다.

멀티웰플레이트장착부(110)는 멀티웰플레이트(200)가 본체(100)에 삽입되어 위치되는 구성으로서, 본체(100)에 멀티웰플레이트(200)의 형상에 대응하는 홈 형상으로 형성됨으로써, 멀티웰플레이트(200)가 안착되어 위치된다.

보호판넬(120)은 멀티웰플레이트장착부(110)를 포함하는 본체(100)의 상부면에 위치되며, 선택되는 위치에 상하 방향으로 관통되어 형성됨으로써, 시료를 주입할 수 있는 주입구(121)를 포함한다. 이때 주입구(121)는 보호판넬(120)의 중심에 형성되는 것이 바람직하나, 한정하지 않는다. 아울러, 보호판넬(120)은 본체(100)의 상부면을 따라 이동 가능하게 형성됨으로써, 시료를 주입하기 위한 주입구(121)를 선택되는 웰 상에 위치시킬 수 있으며, 그 나머지 웰은 보호판넬(120)을 통해 가림으로써, 시료를 주입하는 과정에서의 교차오염을 방지할 수 있다.

보호판넬이동부(130)는 보호판넬(120)과 결합되어 보호판넬(120)의 수평 방향으로의 이동이 가능하도록 형성된다. 이를 통해 보호판넬(120)을 수평 방향으로 이동시킴으로써, 주입구(121)가 원하는 웰 상에 위치되도록 한다.

위치측정부는 자성센서(105)로 이루어져 웰의 위치 정보를 획득할 수 있으며, 바코드센서(106)는 검체 시료의 바코드 정보를 획득할 수 있다. 회로기판(103)은 웰의 위치정보와 검체시료의 바코드 정보를 인식하여 이를 컴퓨터 등의 저장수단에 기록하며, 이를 위해 회로기판(103)은 통신수단을 포함하여 이루어진다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 위치측정부가 웰의 위치정보를 통한 주입구(121)의 위치를 실시간으로 입력함과 동시에, 바코드센서(106)를 통해 검체 시료의 바코드 정보를 실시간으로 입력함으로써, 입력된 기록을 통해 오류를 방지하고, 발생된 오류를 추적할 수 있다.

이를 통해 수많은 검체 시료를 작업자가 반복해서 주입하는 과정에 있어서, 작업자가 다른 웰에 중복해서 검체 시료를 넣는 등의 진단오류 발생을 방지할 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 웰의 위치정보와 시료의 바코드 정보를 실시간으로 입력하여 기록함으로써, 작업자의 오동작을 방지할 수 있고, 발생된 오류를 추적할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 좀 더 상세하게 설명한다.

보호판넬(120)은 상술된 바와 같이, 멀티웰플레이트(200)의 상부에 위치되어 수평 방향으로 이동되되, 멀티웰플레이트(200)로부터 상부 방향으로 이격되어 위치된다. 즉, 보호판넬(120)이 선택되는 웰로 주입구(121)를 위치시키기 위해 수평 방향으로 이동 시, 멀티웰플레이트(200) 상부의 시료가 보호판넬(120)에 접촉되어 묻을 수 있다. 이는 시료에 의한 다른 웰의 오염을 유발할 수 있다.

이를 위해, 멀티웰플레이트장착부(110)는 멀티웰플레이트(200)가 안착 시, 보호판넬(120)과 이격되도록 높이를 가진다. 즉, 멀티웰플레이트장착부(110)는 보호판넬(120)과 멀티웰플레이트(200)가 이격되도록 형성됨으로써, 보호판넬(120)의 하부면에 시료가 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

이때 멀티웰플레이트장착부(100)는 보호판넬(120)과 멀티웰플레이트(200)가 1mm~5mm의 간격으로 이격되도록 형성되는 것이 바람직하나, 선택되는 웰로의 원활한 시료의 주입이 가능함과 함께, 시료와의 접촉을 방지할 수 있다면 한정하지 않고 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.

아울러, 보호판넬(120)은 상부면에 작업자가 이동시킬 수 있도록 형성되는 판넬손잡이(123)를 더 포함할 수 있다.

주입구(121)는 하부가 상부의 직경보다 작게 형성되며, 하부에 중공된 형상의 오염방지판(122)이 구비된다. 오염방지판(122)은 시료를 흡수할 수 있는 재질로 형성된다.

즉, 멀티웰플레이트(200)의 웰에 피펫으로 시료를 주입할 경우, 피펫이 외부에서 묻은 시료가 주입구(121)의 홈에 묻어 다른 웰을 오염시킴에 따른 교차오염을 발생시킬 수 있다. 이를 위해 주입구(121)의 하부에 오염방지판(122)을 구비하여 오염 시 오염방지판(122)을 교체함으로써, 교차오염을 방지할 수 있다.

이때, 오염방지판(122)의 중공은 웰의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 시료가 다른 웰로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 더욱 바람직하게는 주입구(121)의 직경은 웰의 직경보다 크게 형성하여 시료의 주입이 용이하도록 함과 함께, 오염방지판(122)의 교체가 용이하도록 오염방지판(122)의 중공은 웰의 직경보다 작게 함으로써, 상술된 바와 같이 다른 웰로 시료가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이때 오염방지판(122)은 사각형, 오각형 등의 다각형 형상으로도 형성 가능하나, 중공된 도넛 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 보호판넬이동부(130)는, 본체(100)의 모서리에 결합되는 Y축고정대(131), Y축고정대(131)를 Y축 방향으로 연결하는 Y축부(132), Y축부(132)를 따라 Y축 방향으로 이동되는 Y축슬라이드(133), Y축슬라이드(133)에 X축 방향으로 양단이 결합되는 X축부(134), X축부(134)를 따라 이동되되 보호판넬(120)과 결합되는 X축슬라이드(135)를 포함하여 이루어지는 제1보호판넬이동부를 포함할 수 있다.

즉, 제1보호판넬이동부는 X축슬라이드(135)가 X축부(134)를 따라 이동되어 주입구(121)의 X축 방향으로의 위치를 제어하도록 함과 함께, Y축슬라이드(133)가 Y축부(132)를 따라 이동되어 주입구(121)의 Y축 방향으로의 위치를 제어하도록 할 수 있다.

아울러, 멀티웰플레이트(200)의 각각의 웰의 정위치에 멈출수 있도록 Y축부(132)와 X축부(134)에는 일정 간격으로 홈으로 형성되는 축홈(137)이 형성되며, 볼풀린저(138)로 정위치에서의 정지를 쉽게 할 수 있다. 이러한 구성을 통해 멀티웰플레이트(200)의 모든 웰의 위치와 보호판넬(120)의 주입구(121)를 수작업으로 쉽게 정렬시킬 수 있다.

아울러, 도 6 내지 도 15를 참조하면, 보호판넬이동부는 자동화로 이루어지는 제2보호판넬이동부를 더 포함할 수 있다.

제2보호판넬이동부는, 본체(100)의 모서리에 결합되는 Y축고정대(131-1), 상기 Y축고정대(131-1)를 Y축 방향으로 연결하는 Y축스크류(139-1), Y축스크류(139-1)를 따라 Y축 방향으로 이동하는 Y축슬라이드(133-1), 상기 Y축슬라이드(133-1)에 X축 방향으로 양단이 결합되는 X축스크류(139-2), X축스크류(139-2)를 따라 이동되되 보호판넬(120)의 상부면과 결합되는 X축슬라이드(135-1), 및 Y축스크류(139-1)와 X축스크류(139-2)가 동작하도록 동력을 공급하는 모터(139-3)를 포함하여 이루어진다.

Y축스크류(139-1)는 Y축슬라이드(133-1)와 맞물리도록 결합되고, 양단이 Y축고정대(131-1)에 Y축 방향으로 축 회전 가능하게 결합되며, 축 회전을 통해 Y축슬라이드(133-1)를 Y축 방향으로 이동 가능하게 형성된다.

Y축스크류(139-1)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있으며, 한 개 이상의 Y축스크류(139-1)는 Y축구동부(141)를 통해 동시에 동작 가능하게 형성된다. Y축구동부(141)는 타이밍 벨트로 이루어질 수 있다.

X축스크류(139-2)는 X축슬라이드(135-1)와 맞물리도록 결합되고, 양단이 Y축슬라이드(133-1)에 X축 방향으로 축 회전 가능하게 결합되며, 축 회전을 통해 X축슬라이드(135-1)와 X축 방향으로 이동 가능하게 형성된다.

모터(139-3)는 본체하부 또는 Y축슬라이드(133-1) 상부에 위치 할 수 있으며, 기어 또는 타이밍 벨트 등의 연결요소를 통해 Y축스크류(139-1) 및 X축스크류(139-2)와 연결될 수 있다.

상술된 바와 같이, 자동화를 위해 모터(139-3)로 Y축슬라이드(133-1)와 X축슬라이드(135-1)의 이동 시, 작업자가 동작하는 동작에 비해 정밀한 위치의 제어가 가능한 장점이 있다.

위치측정부는 보호판넬(120)에 다수 구비되는 영구자석(124)과, 영구자석(124)을 감지하는 자성센서(105)를 포함하여 이루어진다.

영구자석(124)은 정확한 위치정보 파악을 위해 보호판넬(120)의 중심으로부터 X축 방향과 Y축 방향인 십자 방향으로 다수 배열되어 구비되는 것이 바람직하다. 자성센서(105)는 본체(100)를 상하 방향으로 이루는 본체상판(101)과 본체하판(102) 사이에 구비될 수 있다. 특히 자성센서(105)는 본체상판(101)과 본체하판(102) 사이의 회로기판(103) 상부에 구비되는 것이 바람직하다.

아울러, 자성센서(105)는 회로기판(103) 상에 형성되되, 멀티웰플레이트(200)를 이루는 웰의 행과 열에 대응하여 구비되는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 위치측정부는 자성센서(105)가 보호판넬(120)에 구비되는 영구자석(124)을 인지하여 보호판넬(120)의 이동에 따른 주입구(121)와 웰의 위치 정보를 측정할 수 있다.

아울러, 위치측정부는 자성센서(105)가 길이 방향 중심에 위치하도록 형성되되, 웰의 행과 열로 일정 길이를 가지도록 형성되는 순철봉(104)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 보호판넬(120)은 모든 웰로 이동이 가능하므로, 이의 위치를 측정하기 위해서는 각각의 웰마다 대응하는 자성센서(105)를 포함해야 한다. 예를 들어 96-웰플레이트일 경우, 자성센서(105)는 96개가 필요하며, 이는 비용 및 공간이용성에 불리하다.

이를 위해 본 발명의 위치정보센서는 순철봉(104)을 포함함으로써, 자성센서(105)의 구비를 절약할 수 있다. 순철봉(104)은 자석에 의해 자화가 쉽게 되며, 이를 통해 영구자석(124)이 순철봉(104)의 상부에 위치하게 되면, 어느 위치에 있더라도 X축 방향과 Y축 방향으로의 위치를 측정할 수 있다.

아울러, 순철봉(104)은 보호판넬(120)의 이동에 따른 자화를 통해 위치를 측정할 수 있으므로, 순철봉(104)은 보호판넬(120)이 이동하는 길이에 대응한 길이를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 보호판넬이동부는 자동화로 이루어지는 제2보호판넬이동부로 이루어질 경우, Y축슬라이드(133-1), X축슬라이드(135-1)를 모터(139-3)에 의해 각축의 스크류의 회전수를 계수하여 주입구의 위치를 파악할 수 있으므로 이를 통해 상기의 자석센서의 수를 1-2개로 축소할 수도 있다.

위치측정부는 Y축슬라이드 블록(140) 및 Y축구동부(141) 내에 구비되는 한 개 이상의 영구자석(124), 상기 영구자석(124)을 감지하는 자성센서(105)를 포함하여 이루어진다.

영구자석(124)은 정확한 위치정보 파악을 위해 기어 또는 타이밍 풀리의 내부에 배열되어 구비되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 자성센서(105)는 기어 또는 타이밍 풀리에 인접하여 구비될 수 있다.

Y축슬라이드(133-1) 및 X축슬라이드(135-1)는 영구자석(124)을 더 구비할 수 있으며, 본체상판(101)은 영구자석(124)을 감지하는 자성센서(105)를 더 구비할 수 있다.

상술된 바와 같이, 위치측정부는 자성센서(105)가 Y축슬라이드 블록(140), Y축구동부(141), Y축슬라이드(133-1) 및 X축슬라이드(135-1)에 구비된 영구자석(124)을 인지하여 보호판넬(120)의 이동에 따른 주입구(121), 웰의 위치 정보를 측정할 수 있다. 또한 전원 인가시 보호판넬(120)이 동일한 위치로 이동하도록 설정 가능하다.

상술된 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 자성센서(105)가 배열되어 부착된 회로기판(103)에 바코드센서(106)가 장착되어 본체하판(102)에 의해 밀착 조립되고, 바코드센서(106)의 리더와 전원단자만 노출되어 있도록 하였다. 상기 회로기판은 X축, Y축 모터를 제어하는 회로와 무선통신을 하는 회로를 가지고 있다.

이로서 회로기판(103)에서는 멀티웰플레이트(200)를 멀티웰플레이트장착부(110)에 삽입하고 보호판넬(120)을 덮으면, 자성센서(105)들이 현위치를 인식하게 되고, 이와 반대로 보호판넬(120)을 들어서 뒤로 제치면 자성센서(105)에서 들어오는 신호가 없어지게 된다.

그리고 일정시간 간격으로 자성센서(105)의 X축 방향-Y축 방향의 위치정보를 항상 취하여 보호판넬(120)이 이동한 이력을 기록 추적할 수 있다. 한편 바코드센서(106)에 시료용기에 부착된 시료정보를 연속적으로 읽어 들일 수 있다.

이렇게 시간의 축상에서 기록된 주입구(121) 위치정보와 바코드정보를 비교하면 실험자들이 멀티웰플레이트(200)에 주입한 모든 정보를 간편하게 입력을 할 수 있고 실험자의 모든 주입과정을 추적할 수 있다.

이러한 정보는 본체의 회로기판(103)에 기록을 하고 외부 컴퓨터로 유선 또는 무선으로 전송 기록할 수 있다. 이로서 본 발명의 두 번째 목적인 모든 주입과정에서 시료정보를 간편하게 주입하고 작업자의 모든 과정을 추적할 수 있는 목적을 달성할 수 있다.

상술된 방식은 X축 방향-Y축 방향 이동을 X축 방향, Y축 방향에 위치제어가 가능한 리니어 모터나 서보모터, 스테핑 모터를 이용해 스크류나 타이밍 벨트를 이용하여 웰 간격 자동으로 이송을 하는 것을 포함하고 있다. 이러한 자동이동 방식의 한 예로 도 6과 같이 X 축을 스크류로 만들고 기어를 이용하여 상기 스크류와 모터를 연결하여 X축 방향으로 일정간격 이송을 하고, Y축에 복수의 스크류를 만들고, 상기 복수의 스크류는 모터 및 타이밍 벨트를 이용하여 동시에 동작하도록 설치하여 X, Y 운동을 자동으로 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 테블릿PC 등을 이용하여 제어할 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 블루투스 등의 무선통신을 통해 연동될 수 있으며, 케이블 등을 연결할 수 있는 잭을 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치는 자동화로 이루어지는 경우, 상술된 테블릿PC 등의 외부컴퓨터를 이용하여 풀링검사를 수행하기 접합하도록 풀링기능을 포함할 수 있다. 이때 풀링검사는 외부컴퓨터를 통해 풀링검사 샘플수를 설정하여 제어할 수 있다.

일 예로서, 풀링검사 샘플수를 5로 지정한 경우, 최초 시료의 바코드를 바코드센서에 인식한 후, 5번째 시료의 바코드가 바코드센서에 인식될 때까지 주입구를 포함한 보호판넬은 이동하지 않고 최초의 선택되는 웰(W1)에서 정지상태를 유지한다. 그 다음 6번째 시료의 바코드가 바코드센서에 인식한 경우, 보호판넬은 이동하여 선택되는 두 번째 웰(W2)에 주입구가 위치하게 된다. 이에 따라 10번째 시료의 바코드를 바코드센서에 인식할 때까지 주입구의 위치는 두 번째 웰(W2)에 고정되며, 11번째 시료의 바코드를 바코드센서에 인식하게 되면 선택되는 세 번째 웰(W3)의 위치로 이동하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치를 이용하여 검체시료를 주입하는 방법에 대해 설명한다.

1. 멀티웰플레이트 투입 및 세포용해 용액주입

보호판넬(120)을 열고 멀티웰플레이트(200)를 빈 멀티웰플레이트장착부(110)에 삽입하여 위치시킨다. 이때 멀티웰플레이트(200)의 방향이 뒤바꾸지 않도록 멀티웰플레이트(200)의 모서리가 깍인 부분과 장착부에 모서리가 깍인 부위에 맞게 넣어야 삽입이 가능하다. 멀티웰플레이트(200)가 장착되고 나면, 8채널 피펫으로 200 ul의 세포용해용액을 12번 반복하여 투입한다.

2. 보호판넬 덮기 및 오염방지판 장착

보호판넬(120)을 덮고 주입구(121)에 오염방지판(122)을 올려 놓는다.

3. 시료주입

판넬손잡이(123)를 이용하여 주입구을 A1 위치로 이용하여 위치시킨 후 피펫에 팁을 끼우고 시료튜브에 부착된 바코드를 인식시키고, 시료튜브를 열어서 일정량, 예를 들면 400 ul의 시료용액을 팁표면에 시료용액이 많이 묻지 않게 피펫으로 취하여 주입구홈의 오염방지판에 닿지 않게 주의하면서 주입을 한 후 팁을 폐기통에 버리고, 시료튜브의 뚜껑을 닫고 원위치로 옮기고 새로운 팁을 꼽는다. 이를 반복적으로 수행하여 96개의 시료를 멀티웰플레이트에 주입한다. 10분간 60도에서 방치하여 시료가 용해된 후에 판넬손잡이로 보호판넬을 뒤로 제치고 마그네틱 비드용액을 8채널 피펫으로 12번 넣어준 후에 멀티웰플레이트를 꺼내서 핵산자동추출기에 추출키트와 같이 장착하여 핵산을 추출한다.

[부호의 설명]

100: 본체

101: 본체상판

102: 본체하판

103: 회로기판

104: 순철봉

105: 자성센서

106: 바코드센서

110: 멀티웰플레이트장착부

120: 보호판넬

121: 주입구

122: 오염방지판

123: 판넬손잡이

124: 영구자석

130: 보호판넬이동부

131: Y축고정대

132: Y축부

133: Y축슬라이드

134: X축부

135: X축슬라이드

137: 축홈

138: 볼풀런저

131-1: Y축고정대

133-1: Y축슬라이드

135-1: X축슬라이드

139-1: Y축스크류

139-2: X축스크류

139-3: 모터

140: Y축슬라이드 블록

141: Y축구동부

142: 전원

Claims

본체;

상기 본체의 상부에 홈 형상으로 형성되어 멀티웰플레이트가 삽입되어 장착되는 멀티웰플레이트장착부;

상기 멀티웰플레이트장착부를 포함하는 본체의 상부면에 위치되며, 선택되는 위치에 상하 방향으로 관통되어 선택되는 하나의 웰에 시료를 주입할 수 있도록 형성되는 주입구를 포함하는 보호판넬;

상기 주입구가 선택되는 웰에 위치되도록 상기 보호판넬을 이동시키는 보호판넬이동부;

상기 주입구가 위치한 멀티웰플레이트의 웰의 위치정보를 측정하는 위치측정부;

시료의 바코드 정보를 획득하는 바코드센서; 및,

웰의 위치정보와 시료의 바코드 정보를 기록 및 통신하고, 상기 보호판넬이동부를 제어하는 회로기판;을 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제1항에 있어서,

상기 멀티웰플레이트장착부는 상기 보호판넬과 멀티웰플레이트가 이격되는 높이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제1항에 있어서,

상기 주입구는 하부가 상부보다 직경이 작게 형성되며,

상기 주입구의 하부에 중공된 형상의 오염방지판이 구비되는 것을 특징으로 하는, 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제1항에 있어서,

상기 보호판넬이동부는 제1보호판넬이동부를 포함하며,

상기 제1보호판넬이동부는,

상기 본체의 모서리에 결합되는 Y축고정대,

상기 Y축고정대를 Y축 방향으로 연결하는 Y축부,

상기 Y축부를 따라 Y축 방향으로 이동되는 Y축슬라이드,

상기 Y축슬라이드에 X축 방향으로 양단이 결합되는 X축부, 및

상기 X축부를 따라 이동되되 상기 보호판넬의 상부면과 결합되는 X축슬라이드를 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제1항에 있어서,

상기 보호판넬이동부는 제2보호판넬이동부를 포함하며,

상기 제2보호판넬이동부는,

상기 본체의 모서리에 결합되는 Y축고정대,

상기 Y축고정대를 Y축 방향으로 연결하는 Y축스크류,

상기 Y축스크류를 따라 Y축 방향으로 이동되는 Y축슬라이드,

상기 Y축슬라이드에 X축 방향으로 양단이 결합되는 X축스크류, 및

상기 X축스크류를 따라 이동되되, 상기 보호판넬의 상부면과 결합되는 X축슬라이드를 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제5항에 있어서,

상기 제2보호판넬이동부는 상기 Y축스크류와 X축스크류를 동작시키는 모터를 더 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제1항에 있어서,

상기 위치측정부는,

상기 보호판넬에 다수 구비되는 영구자석과, 상기 본체에 형성되어 상기 영구자석을 감지하는 자성센서를 포함하는,

추적이 가능한 추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제7항에 있어서,

상기 위치측정부는,

상기 자성센서 상에 형성되되, 상기 보호판넬의 이동 길이에 대응하는 길이를 가지도록 형성되는 순철봉을 더 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제5항에 있어서,

상기 위치측정부는,

상기 Y축슬라이드 및 X축슬라이드에 적어도 하나 이상 구비되는 영구자석과, 상기 본체에 형성되어 상기 영구자석을 감지하는 자성센서를 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제9항에 있어서,

상기 위치측정부는,

Y축슬라이드 블럭에 한 개 이상 구비되는 영구자석과, 상기 영구자석을 감지하는 자성센서를 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제5항에 있어서,

상기 보호판넬이동부는,

한 개 이상의 Y축스크류와, 상기 한 개 이상의 Y축스크류를 동시에 동작하도록 연결하는 Y축구동부를 더 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.
제11항에 있어서,

상기 Y축구동부는,

한 개 이상의 영구자석과, 상기 영구자석을 감지하는 자성센서를 포함하는,

추적이 가능한 멀티웰플레이트용 정밀시료주입장치.