WO2023054848A1 - 분자진단 시스템의 샘플 처리 및 분석 방법 - Google Patents

분자진단 시스템의 샘플 처리 및 분석 방법 Download PDF

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WO2023054848A1
WO2023054848A1 PCT/KR2022/009047 KR2022009047W WO2023054848A1 WO 2023054848 A1 WO2023054848 A1 WO 2023054848A1 KR 2022009047 W KR2022009047 W KR 2022009047W WO 2023054848 A1 WO2023054848 A1 WO 2023054848A1
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sample
analysis
unit
container
sample preparation
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PCT/KR2022/009047
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English (en)
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Inventor
박상종
Original Assignee
주식회사 씨젠
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    • 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
    • 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
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for processing and analyzing a sample in an analyzable state in a molecular diagnostic system.
  • Nucleic acid amplification is an essential process for a wide range of methods in molecular biology, and various amplification methods have been proposed. For example, Miller, H. I. et al. (WO 89/06700) amplify a nucleic acid sequence comprising hybridizing a promoter/primer sequence to target single-stranded DNA ("ssDNA”) and then transcribing many RNA copies of the sequence. method is initiated.
  • Other known nucleic acid amplification methods include transcription-based amplification systems (Kwoh, D. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 86:1173 (1989); and Gingeras T.R. et al., WO 88 /10315).
  • PCR polymerase chain reaction
  • PCR-based techniques are widely used in scientific applications or methods in biological and medical research fields as well as amplification of target DNA sequences, such as reverse transcriptase PCR (RT-PCR), differential display PCR (DD-PCR), PCR cloning of known or unknown genes by CDNA, rapid amplification of cDNA ends (RACE), random priming PCR (AP-PCR), multiplex PCR, SNP genome typing, and PCR-based genomic analysis (McPherson and Moller, 2000). PCR. BIOS Scientific Publishers, Springer-Verlag New York Berlin Heidelberg, NY).
  • the aforementioned PCR-based techniques determine the presence or absence of a target nucleic acid in a sample by amplifying and detecting the target nucleic acid of interest.
  • the target nucleic acid is associated with a specific disease (eg, when the target nucleic acid is derived from a specific pathogen)
  • the presence of the target nucleic acid can help diagnose a disease risk in a subject.
  • thermocycling mechanism for amplifying the nucleic acid and an optical mechanism for detecting the amplified nucleic acid are required.
  • the thermal cycle mechanism was performed in a thermal cycler and the optical mechanism was performed in an electrophoresis device, but with the development of a RT-PCR device capable of performing real-time PCR, It was possible to perform amplification and detection of nucleic acids in
  • PCR-based techniques use oligonucleotides (e.g., primers and/or probes), labels, DNA polymerases, dNTPs, Mg ions and buffers that specifically hybridize to a target nucleic acid to amplify and detect the target nucleic acid of interest. It requires the use of reagents for detecting target nucleic acids, including A preparation process for preparing a sample for nucleic acid amplification and detection using these target nucleic acid detection reagents is required, and this preparation process is performed in a liquid handling device.
  • the sample prepared for nucleic acid amplification and detection is moved from the liquid handling device to the RT-PCR device by the user performing the experiment, and then the target nucleic acid included in the sample is amplified and detected.
  • the present inventors have developed a molecular diagnosis system that can secure user convenience and safety while maintaining the independence of each device by utilizing existing molecular diagnosis devices, and the molecular diagnosis system can process and analyze samples in one step Efforts were made to establish a process.
  • the present inventors have developed a sample processing and analysis process for a molecular diagnosis system in which the reaction vessel is stably moved between the analysis device and the fluid processing device without compromising the independence of the analysis device and the fluid processing device using a transfer device.
  • an object of the present invention is to provide a method for processing and analyzing a sample in a molecular diagnostic system.
  • the present invention provides a method for processing and analyzing a sample in a molecular diagnostic system including the following.
  • the molecular diagnosis system includes a sample preparation unit, a sample analysis unit and a transfer device; The sample preparation unit, the sample analysis unit and the transfer device are closed; The sample preparation unit and the sample analysis unit are aligned so that the reaction vessel can be transferred from the sample preparation unit to the sample analysis unit by the transfer device;
  • the second local opening of the sample preparation part is located on the lower surface or side of the sample preparation part;
  • the first local opening of the sample analysis unit is located on a top or side surface of the sample analysis unit;
  • the first local opening of the sample analysis unit is a gate-type opening, which is opened during the transfer step of step (b), and during the sample preparation and sample analysis steps (a) and (c). Closed.
  • the reaction vessel is moved between the sample analysis unit and the sample preparation unit through two locally opened local openings, and a gated local opening is provided so that the sample analysis unit and the sample The possibility of contamination inside the preparation unit can be minimized.
  • prior contamination of the reaction vessel can be prevented by controlling the operation of the ventilator according to the movement path of the reaction vessel.
  • the sample processing step can be monitored and the reaction vessel can be transferred safely and in a timely manner.
  • FIG. 1 is a front view showing a molecular diagnosis system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a right side view showing a molecular diagnostic system according to the present invention.
  • FIG 3 is an exemplary view showing a coupling relationship of a molecular diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is an internal front view showing the molecular diagnosis system of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a sample preparation unit of a molecular diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a sample analysis unit of a molecular diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a device for opening and closing a first local opening of a sample analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an internal perspective view illustrating a sample analysis unit of a molecular diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating an elevation module of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a crane module of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a rotation configuration of a crane module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating an automatic container sealer of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a sample analysis device of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating a solution collection box and an analysis sample container collection box of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is an exemplary diagram illustrating an operation of a lift module according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a first exemplary diagram illustrating a horizontal extension movement operation of a lift module in a sample analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a second exemplary diagram illustrating a horizontal extension movement operation of a lift module in a sample analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a perspective view illustrating horizontal extension movement of a lift module in a sample analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is an exemplary diagram illustrating transfer of an analysis sample container, which is a reaction container, in a lift module by a crane module according to an embodiment of the present invention.
  • 20 is an exemplary view showing that a crane module mounts an analysis sample container to an automatic container sealer according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is an exemplary view illustrating that a crane module mounts an analysis sample container to a sample analysis device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is an exemplary diagram illustrating loading of an analysis sample container into an analysis sample container collection box by a crane module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 23 is an exemplary view showing that an assay sample container is collected in an assay sample container collection box according to another embodiment of the present invention.
  • 24 is a plan view illustrating a position where an analysis sample container is moved by a crane module in a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a perspective view illustrating a position where an analysis sample container is moved by a crane module within a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • 26 is a plan view illustrating the arrangement of a sealing device in a sample analyzer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a layout view showing that components of a sample preparation unit are located on a deck according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a flowchart illustrating an operating method of a molecular diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • 29 illustrates the inside of a sample analysis unit in which a ventilator according to an embodiment of the present invention is disposed.
  • first, second, A, B, (a), (b), (i, (ii) can be used.
  • terms refer to the components is to distinguish it from other components, and the term does not limit the nature, sequence, order, etc. of the corresponding component.
  • the components may be directly connected or connected to the other components, but that another component may be "connected”, “coupled” or “connected” between each component. .
  • the present inventors have developed a molecular diagnosis system that can secure user convenience and safety while maintaining the independence of each device by utilizing existing molecular diagnosis devices, and the molecular diagnosis system can process and analyze samples in one step Efforts were made to establish a process.
  • the present inventors have developed a sample processing and analysis process for a molecular diagnosis system in which the reaction vessel is stably moved between the analysis device and the fluid processing device without compromising the independence of the analysis device and the fluid processing device using a transfer device.
  • the present invention relates to a method for processing and analyzing a sample in a molecular diagnostic system.
  • Molecular diagnosis refers to obtaining desired information by applying molecular biological techniques for analyzing genetic information contained in samples or biological markers contained in proteins to medical tests.
  • a biological label refers to a target analyte, and may be, for example, a target nucleic acid sequence or an amino acid sequence.
  • the desired information may be information about the presence, absence or amount of the biological marker.
  • a molecular diagnosis system means a device that can be used for such molecular diagnosis.
  • the molecular diagnosis system includes a sample preparation unit for preparing an analysis sample that contains or is expected to contain an analyte, amplifies nucleic acid having a specific nucleotide sequence in the prepared analysis sample, and detects the amplified nucleic acid. It includes a sample analysis unit that does.
  • the molecular diagnostic system is characterized in that it includes at least one local opening for operatively connecting the sample preparation unit and the sample analysis unit and a transfer device.
  • sample means a substance that contains or is suspected to contain an analyte.
  • Biological samples include viruses, bacteria, tissues, cells, blood (including whole blood, plasma and serum), lymph, bone marrow fluid, sputum, swabs, aspiration, bronchial lavage fluid, bronchoalveolar lavage fluid, nasal lavage fluid, milk, urine, feces, eye fluid, saliva, semen, brain extract, spinal fluid (SCF), joint fluid, appendix, spleen and tonsil tissue extracts, amniotic fluid, and ascites.
  • samples can include naturally occurring and synthetic nucleic acid molecules isolated from biological sources.
  • sample may include materials used for preservation, processing, detection, etc. of the sample.
  • sample may include, but is not limited to, additional substances such as reagents for amplification, reagents for detection, preservatives, water, deionized water, saline, pH buffer, acidic solution, and basic solution.
  • raw sample may be used herein to refer to a sample prior to being used in a device that processes the sample for analysis.
  • raw sample may be used to indicate a sample before being processed in a sample preparation unit for sample preparation.
  • analysis sample may be used to denote intermediates containing an analyte that are prepared during the various stages of processing a sample for analysis.
  • the analysis sample may be used to indicate samples made during processing and analysis in the sample preparation unit and the sample analysis unit. In particular, it may be used to indicate a sample to be analyzed in the sample analysis unit.
  • samples are an object to be analyzed, and may mean something collected from food, soil, air, water, or living organisms.
  • samples include saliva, blood, urine, stool, and the like.
  • the sample container containing the sample may include a sample collection composition for sample collection and/or a sample transport medium.
  • the specimen transport medium performs inactivation by lysis of infectious pathogens and stabilization of nucleic acid substances released from disrupted pathogens.
  • the term “specimen” may be used interchangeably with the term “sample”.
  • An analyte refers to a substance to be analyzed.
  • the analysis may mean, for example, obtaining information about the presence, content, concentration, sequence, activity or characteristics of an analyte in a sample.
  • Analytes can include a variety of substances (eg, biological substances and non-biological substances such as compounds).
  • the analyte may include biological substances such as nucleic acid molecules (eg, DNA and RNA), proteins, peptides, carbohydrates, lipids, amino acids, biological compounds, hormones, antibodies, antigens, metabolites, and cells. there is.
  • the analyte may be a nucleic acid molecule.
  • nucleic acid can be extracted from the sample through a nucleic acid extraction process known in the art (see: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press (2001)).
  • the nucleic acid extraction process may vary depending on the type of specimen.
  • a reverse transcription process may be additionally performed to synthesize cDNA (Reference: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press (2001)).
  • One or more types of analytes may be included in the sample, and a plurality of analysis samples for detection may be prepared for their detection.
  • the sample preparation unit of the molecular diagnosis system of the present invention prepares a sample for analysis.
  • the sample preparation unit may include a sample preparation device and a housing in which the sample preparation device is installed.
  • the sample preparation unit may be made of a sample preparation device.
  • the sample preparation unit may include a housing and a sample preparation device inside the housing.
  • the sample preparation unit may provide an internal reaction vessel to the sample analysis unit.
  • a second local opening is formed in the sample preparation section to provide the reaction vessel inside the sample preparation section to the sample analysis section.
  • the second local opening may be formed in the housing of the sample preparation device or sample preparation unit.
  • the sample preparation unit prepares or pre-processes the sample in a state in which the sample analysis device can proceed with the process for identification.
  • the sample preparation device is, for example, an extraction device that separates nucleic acids or polypeptides from a sample or the sample analysis device and the separated nucleic acids or polypeptides so that a target analysis can be performed. It may be a setup device that mixes reagents necessary for the analysis. At least one of the target substances handled by the extraction device or the setup device may be a liquid sample. In addition, at least one of the reagents used in the extraction device and the setup device may be a liquid substance.
  • the sample preparation device of the present invention may be a fluid handling device.
  • the sample preparation device of the present invention provides a reaction vessel containing a sample that can be analyzed in a sample analysis device.
  • the preparation device of the present invention may be a type of device including a housing.
  • one or more openings may be formed in the housing of the preparation device to take the reaction vessel therein to the outside.
  • the sample analysis unit analyzes the analysis sample received in the reaction container transferred from the sample preparation unit. Specifically, the sample analysis unit analyzes the sample and provides information about the presence or amount of the analyte in the sample.
  • the sample analysis unit includes an analysis device. Specifically, the sample analysis unit analyzes devices for identifying genetic information (e.g., nucleic acid amplification devices, sequencing devices, DNA chip systems) and/or analyzes devices for identifying amino acid sequence information (e.g., antibody-based analyzers). ) may be included.
  • the sample analysis unit may also include an automatic container sealer.
  • the transfer device may include a lift module and a crane module.
  • the elevating module operates to move the reaction vessel into the sample analysis unit
  • the crane module operates to move the reaction vessel moved into the sample analysis unit to the inside of the sample analysis unit.
  • the reaction vessel can be moved from the sample preparation unit to the inside of the sample analysis unit by the transfer device. To this end, local openings are formed in the sample preparation unit and the sample analysis unit.
  • the sample analysis unit may include a sample analysis device and a housing in which the sample analysis device is installed.
  • the sample analysis unit may be a sample analysis device.
  • the sample analysis unit may include one or more sample analysis devices used to analyze the analysis sample therein.
  • sample preparation device is a device that prepares an analysis sample that contains or is expected to contain an analyte.
  • the sample preparation unit may be a sample preparation device.
  • the sample preparation unit may include a sample preparation device.
  • the sample preparation device automatically prepares a detection-sample used for detecting an analyte (eg, a target nucleotide sequence) using a microrobot
  • the sample preparation process for detection in the present invention includes the steps of extracting nucleic acid from a sample, preparing a reaction solution for amplification (eg, PCR (polymerase chain reaction) reaction solution), and preparing a reaction solution for extracting and amplifying nucleic acids in which they are combined. do.
  • nucleic acid extraction from the specimen may be performed using a separate device.
  • nucleic acid extraction when an analyte to be analyzed herein is nucleic acid, nucleic acid may be extracted from a specimen using a nucleic acid extraction module (3041).
  • the preparation work to be performed in the sample preparation device is the preparation work of a nucleic acid extract
  • the act of fractionating the sample in the container containing the sample the act of dispensing the cell lysis solution to the fractionated sample, and the act of heating are prohibited.
  • a series of actions for isolation and purification of nucleic acids should be performed, and finally, an action to collect the separated nucleic acids should be performed.
  • the preparation of the nucleic acid extract may be performed through a nucleic acid extraction module included in the sample preparation device.
  • the process of extracting nucleic acids from a specimen is often a magnetic bead-based method using magnetic beads capable of binding to and eluting the bound nucleic acids. It is being used. Magnetic bead-based automated nucleic acid extraction methods can be divided into a liquid transfer method and a bead transfer method according to the type of process for eluting nucleic acids bound to magnetic beads.
  • the sample preparation device may prepare a reaction mixture for nucleic acid amplification.
  • the sample preparation device may simultaneously perform the preparation of the nucleic acid extract and the preparation of the reaction solution for nucleic acid amplification.
  • the sample preparation device performs a process of preparing an analysis sample, including extracting nucleic acids from a specimen, preparing a reaction solution for amplification, and preparing an analysis sample in which they are mixed.
  • the preparation process of the analysis sample in the sample preparation device is implemented through a control device (not shown) for controlling the sample preparation device, and the operation of each analysis sample preparation process is performed by the control device controlling each component. .
  • the control device may be configured to be embedded in the sample preparation device, and may be provided as a separate device and connected to the sample preparation device through a network.
  • the control device is of software control type.
  • the control method of the sample preparation device may be controlled by software.
  • Methods implemented in software or algorithms may be stored on a computer-readable recording medium as computer-readable codes or program instructions executable on a processor.
  • a computer-readable recording medium may be distributed among computer systems connected through a network, and computer-readable codes may be stored and executed in a distributed manner.
  • the medium may be readable by a computer, stored in a memory, and executed by a processor.
  • the sample preparation device is an automated liquid handling device.
  • An automated fluid handling device can automatically and programmatically aspirate and/or dispense a desired amount of reagent, assay sample, or other liquid from a designated container for automation of a chemical or biochemical laboratory.
  • Various configurations of automated fluid handling devices are known to those skilled in the art.
  • All components of the sample preparation device are designed as an integrated device and are located within the system housing.
  • products such as Hamilton's "Microlab Vantage”, “Microlab STAR”, “Microlab NIMBUS” or “Microlab Prep” may be used as the sample preparation device (https://www.hamiltoncompany.com See /automated-liquid-handling/platforms).
  • sample analysis device refers to a device used for qualitative or quantitative analysis of an analyte.
  • sample analysis device and “analysis device” have the same meaning and may be used interchangeably.
  • Sample analysis involves detecting the presence of an analyte and determining its content.
  • a sample analysis device may refer to a device that amplifies nucleic acid having a specific nucleotide sequence and detects the amplified nucleic acid.
  • a sample analysis device may include optics including a light source and a light detector.
  • the sample analysis device may include a device capable of heating or cooling the analysis sample through temperature control.
  • the sample analysis device may include a thermal cycler that performs a nucleic acid amplification reaction through temperature control.
  • a sample analysis device may include a nucleic acid amplifier capable of amplifying nucleic acids.
  • nucleic acids can be amplified in a variety of ways.
  • LCR ligase chain reaction
  • LCR gap filling LCR
  • Q-beta Qbeta replicase amplification
  • a thermal cycler which is a nucleic acid amplification device that can be included in the sample analysis device of the present invention, is usefully used for a polymerase chain reaction (PCR)-based nucleic acid amplification reaction.
  • PCR polymerase chain reaction
  • Various nucleic acid amplification methods based on polymerase chain reaction (PCR) are known. For example, quantitative PCR, digital PCR, asymmetric PCR, reverse transcriptase PCR (RT-PCR), differential display PCR (DDPCR), nested PCR, random priming PCR (AP-PCR), multiplex PCR, SNP genome typing PCR, and the like.
  • the sample analysis device includes a denaturing step, an annealing step, extension (or amplification) step (extension step) can be performed.
  • the denaturation step is a step of separating the double-stranded DNA into single-stranded DNA by heating a solution containing a sample and a reagent containing the double-stranded DNA as a template nucleic acid to a specific temperature, for example, about 95°C.
  • a specific temperature for example, about 95°C.
  • an oligonucleotide primer having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the nucleic acid to be amplified is provided, and the separated single-stranded DNA is cooled to a specific temperature, for example, 60° C.
  • This is a step of forming a partial DNA-primer complex by binding a primer to a specific nucleotide sequence of.
  • the solution is maintained at a specific temperature, for example, 72 ° C., and double-stranded DNA is formed based on the primers of the partial DNA-primer complex by DNA polymerase. do.
  • the sample analysis device of the present invention can exponentially amplify DNA having the specific nucleotide sequence by repeating the above three steps, for example, 10 to 50 times.
  • the sample analysis device of the present invention may simultaneously perform the annealing step and the extension step.
  • the sample analysis device may complete the first cycle by performing two steps consisting of a denaturation step and an annealing/extension step.
  • a nucleic acid detecting device included in the sample analysis device of the present invention is a device for detecting a target nucleic acid in an analysis sample in which a polymerase chain reaction (PCR) has been performed through a nucleic acid amplification device, and the target nucleic acid and an optical module for detecting emission light emitted from the fluorescent material in the device.
  • PCR polymerase chain reaction
  • the optical module is an optics mechanism that analyzes (or monitors) an amplification reaction performed in a nucleic acid amplification device in real time.
  • the optical module may include a plurality of components such as a light source, an optical filter, a convex lens, a beam splitter, and an optical detector, and detects fluorescence generated from a nucleic acid amplification reaction in the optical module in real time. can do.
  • the sample analysis device is a real-time detection device.
  • the sample analysis device is a real-time nucleic acid detection device.
  • the sample analysis device is a real-time PCR device.
  • the sample analysis device is provided in the sample analysis unit.
  • the molecular diagnostic system of the present invention also includes a transfer device.
  • the transfer device transfers the reaction vessel.
  • reaction vessel refers to a space containing substances used in a sample preparation device and a sample analysis device. Substances generally include solutions.
  • the reaction vessel of the present invention may be used as a “sample vessel” or “analytical sample vessel” or “vessel” containing an analytical sample.
  • a space accommodating substances used in the preparation device and the analysis device may be used as a “container” or “carrier”.
  • a vessel, a container, and a carrier are not particularly distinguished. However, it may be selectively used depending on the device used, the shape, or the internally contained material.
  • the reaction vessel refers to a vessel used for nucleic acid extraction performed in a sample preparation device, composition of a reaction solution for amplification, and setup of an amplification reaction (eg, PCR setup). That is, a sample, one or more extraction reagents, one or more compositions for a reaction solution, an analysis sample in which the extracted nucleic acid and the reaction solution are mixed (master mix), etc. are accommodated in a container, and the analysis sample to be subjected to the reaction through the sample analysis device The silver may be dispensed and received in an assay sample container.
  • the reaction vessel includes a tube, a tube strip, and the like.
  • the reaction vessel may include a cartridge, a well plate, and the like.
  • the reaction vessel may have various sizes depending on the materials to be accommodated, and various means for storing or containing the reaction vessel may be prepared according to the reaction vessel of various sizes.
  • a means for containing the reaction vessel may include a carrier, a rack, an adapter, and the like, and one or more reaction vessels may be inserted and stored in each means.
  • the reaction vessel may include a cap (cap). In another embodiment of the present invention, the reaction vessel may be sealed using a film or the like.
  • analytical sample vessel is a reaction vessel that can be accommodated in a sample holder.
  • the assay sample container accommodates a predetermined volume of an assay sample comprising a target nucleic acid or a predetermined volume of an assay sample that does not contain a target nucleic acid, and is accommodated in a sample holder for reaction (eg, amplification) or detection (eg, fluorescence signal).
  • the analysis sample container refers to a reaction container used for being accommodated in a sample holder of an analysis device among the reaction containers, and all analysis sample containers are included in the reaction container.
  • analysis sample containers of various materials and shapes may be used depending on the shape of the reaction region.
  • An analytical sample container is inserted into a well formed in the reaction zone so that a reaction cycle of heating and cooling can be performed. That is, "analysis sample container” refers to a closed space in which a reaction is performed.
  • An assay sample container includes one or more sample receiving spaces.
  • the sample accommodating space of an assay sample container refers to a unit capable of accommodating an assay sample (eg, an analyte or a reaction mixture).
  • an assay sample eg, an analyte or a reaction mixture.
  • Each of a test tube, an amplification tube, a strip tube, a well plate, and a multi-well PCR plate is one embodiment of an assay sample container including one or more sample receiving spaces.
  • one or more assay sample vessels may be mounted in a sample holder.
  • one or more assay sample containers are accommodated in a multi-well plate (hereinafter referred to as 'well plate').
  • a well plate containing one or more assay sample vessels may be mounted on a sample holder.
  • an assay sample container is a well plate capable of containing an assay sample in one or more wells.
  • a well plate containing assay samples in one or more wells may be mounted on a sample holder.
  • reaction mixture' used in the present invention may refer to a solution mixed with an analyte to facilitate detection of the analyte.
  • the reaction solution may be composed of one or more reaction reagents for amplification.
  • the transfer device of the present invention is a device capable of moving a reaction vessel used in a molecular diagnosis system from a sample preparation unit to a sample analysis unit, and transporting and mounting it to each component in the sample analysis unit.
  • the transfer device in order to move the reaction vessel from the sample preparation unit to the sample analysis unit, includes a lift module, and the reaction vessel moved to the sample analysis unit is moved to another component in the sample analysis unit. It includes a crane module for transport and mounting to the furnace.
  • the transfer device can be operated in up/down, forward/backward, and left/right directions, but in one embodiment of the present invention, the lift module is operated in up/down and left/right directions, and the crane module is operated in up/down, forward/backward directions. It can be operated in /back and left/right directions.
  • the transfer device transfers the reaction vessel or the like between the sample preparation unit and the sample analysis unit.
  • the sample analysis unit includes a first local opening
  • the sample preparation unit includes a second local opening.
  • the first local opening is locally located in the sample analysis unit.
  • the second local opening is located locally in the sample preparation unit.
  • To be locally located means to be located only in one part of the whole.
  • the molecular diagnosis system of the present invention forms a local opening locally in the sample analysis unit and the sample preparation unit, and during the method of processing and analyzing the sample in the molecular diagnosis system of the present invention, there is a gap between the sample analysis unit and the sample preparation unit. It is characterized in that the transfer of the reaction vessel or the like is carried out only through the local opening.
  • the degree of closure of the sample analysis unit and the sample preparation unit to the outside can be maximized.
  • exchange of undesired substances and energy accompanying the transfer of a target substance, such as a reaction container, between the sample analysis unit and the sample preparation unit can be minimized.
  • the sample preparation unit, the sample analysis unit and the transfer device are closed.
  • the closure refers to blocking the exchange of matter or energy with the outside.
  • the matter or energy may be a gas, sound, heat or light.
  • the material may be a reaction vessel, a sample, and a reagent that are entered and exited while the molecular diagnostic system is operating.
  • the closure includes not only a sealed closure that completely blocks the exchange of materials or energy with the outside, but also a substantial closure that allows the exchange of materials or energy with the outside to be made in a controlled state.
  • the closing may be implemented by having a housing.
  • that the sample preparation unit is closed may mean that the sample preparation unit includes a housing, and devices included in the sample preparation unit are located within the sample preparation unit housing.
  • the fact that the sample preparation unit is closed may mean that the devices included in the sample preparation unit form their own housing.
  • a material transfer passage such as an opening may be provided in the housing.
  • the housing may be provided with a device for exchanging air and heat, such as a fan, a slit, or a heat exchanger.
  • the sample preparation unit may include a sample preparation unit housing.
  • the sample analysis unit may include a sample analysis unit housing.
  • the transfer device may be located within the housing of the sample preparation unit and/or the sample analysis unit.
  • the opening is a configuration for connecting the sample preparation unit and the sample analysis unit, which are environmentally/spatially separated.
  • the opening is a passage that spatially connects the sample preparation unit and the sample analysis unit located adjacent to each other so that the reaction vessel prepared in the sample preparation unit can move to the sample analysis unit.
  • the opening may include a first local opening included in the sample analysis unit and a second local opening included in the sample preparation unit.
  • the first local opening is a gated opening.
  • the gate-type opening is not constantly open, but is selectively opened when necessary.
  • the necessary time point may be during the transfer step of step (b) of the method of the present invention, which will be described later.
  • the first local opening of the sample analysis unit of the present invention may be opened during the transfer step and closed during the sample preparation step and the sample analysis step.
  • the gated opening includes a door device.
  • the second local opening of the sample preparation unit may be a gate-type or non-gate-type opening.
  • the second local opening of the sample preparation unit is a non-gate type opening and may be located on the lower surface of the sample preparation unit.
  • the first local opening is located on the top or side of the sample analysis unit, and the second local opening is located on the bottom or side of the sample preparation unit.
  • the first local opening and the second local opening can be disposed close to each other, and exposure of the reaction vessel to the outside can be minimized during transport of the reaction vessel by the transfer module.
  • a connecting member connecting the first local opening and the second local opening may be positioned between the first local opening and the second local opening.
  • the second local opening may be formed in the lower portion of the sample preparation unit.
  • the second local opening may be located at a lower portion to provide a reaction vessel to the sample analysis unit.
  • the first local opening may be formed on an upper surface of the sample analysis unit to receive the reaction vessel moved from the second local opening of the sample preparation unit.
  • the first local opening and the second local opening may be located close to each other and face each other.
  • the gate-type second local opening closes the sample preparation unit from the outside to minimize unnecessary material and energy exchange.
  • the sample preparation unit may include a deck.
  • the fluid handling device of the sample preparation unit and the reaction vessel may be located on the deck.
  • Reagent vessels and sample vessels may also be located on the deck.
  • the deck may be a bottom surface of the fluid handling device housing.
  • a reaction container, a reagent container, and/or a sample container are predetermined. should be in position A space in which a reaction container, a reagent container, and/or a sample container can be located may be provided on the deck.
  • the second local opening may be formed in the deck.
  • the second local opening formed in the deck may be positioned at a lower portion to provide a reaction container to the sample analysis unit.
  • FIG. 1 is a front view showing a molecular diagnosis system according to the present invention
  • FIG. 2 is a right side view showing a molecular diagnosis system according to the present invention.
  • the molecular diagnosis system 1000 includes a sample preparation unit 1100 and a sample analysis unit 1200 .
  • the sample analysis unit 1200 may be positioned below the sample preparation unit 1100 .
  • the sample analysis unit 1200 may be positioned on the side of the sample preparation unit 1100.
  • the sample analysis unit 1200 may be positioned at the rear of the sample preparation unit 1100 .
  • the sample analysis unit 1200 may be positioned in front of the sample preparation unit 1100.
  • the sample analysis unit 1200 may be positioned above the sample preparation unit 1100 .
  • the sample preparation unit 1100 may include a sample preparation device.
  • a sample preparation device according to the present invention is a fluid handling device.
  • the sample analysis unit 1200 analyzes analysis samples such as a sample analysis device, a sealing device, a liquid waste collection bin, and a first analytical sample vessel retrieval container. It may contain components for A transfer device 1300 may be located inside the sample preparation unit.
  • the sample analysis unit 1200 may include a housing in the form of a cabinet, locker, or box/case.
  • the sample analysis unit 1200 may be formed of a table with front/rear/left/right and lower portions closed and at least one door.
  • the sample analysis unit 1200 may be formed in the form of a cabinet having at least one door.
  • the molecular diagnosis system 1000 additionally includes one or more monitors 1700 capable of monitoring the operating state of the molecular diagnosis system.
  • the molecular diagnosis system 1000 includes an input device 1400 that can receive commands from a user on the upper surface of the sample analysis unit 1200 .
  • the molecular diagnosis system 1000 each includes a monitor 1700 for monitoring an operating state and an input device 1400 for inputting commands.
  • the molecular diagnosis system 1000 may include a touch screen monitor (not shown) capable of monitoring an operating state and receiving a touch input of a command.
  • the molecular diagnosis system 1000 may selectively include at least one of the monitor 1700 and/or the input device 1400 as needed.
  • the monitor 1700 or the input device 1400 may be located remotely, and may be remotely used by a user by being connected through at least one of wired and wireless communication networks.
  • a signal light tower (1500) included in the molecular diagnosis system 1000 is a warning light for visually indicating an operating state of the molecular diagnosis system 1000 to a user.
  • the status indicator 1500 may display normal operation, warning, operation stop, etc. so that the user can identify the operation state.
  • the status indicator light 1500 may use color to indicate each operating state of the molecular diagnosis system 1000, and may be displayed in text form if necessary. Alternatively, the status indicator 1500 may be displayed using both color and text.
  • the molecular diagnosis system 1000 may further include a speaker capable of outputting at least one of voice or sound indicating an operating state.
  • the sample analysis unit 1200 may include components for sample analysis therein. At least one door is installed in the sample analysis unit 1200 for maintenance of components. Doors are installed in the front/back, left/right, etc. so that users can access each component.
  • FIG. 3 is an exemplary view showing a coupling relationship of a molecular diagnostic system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3 , the sample preparation unit 1100 is located above the sample analysis unit 1200 .
  • the sample preparation unit 1100 includes a fluid handling device.
  • the fluid processing device may be installed and operated independently to prepare an analysis sample, and may be used as the molecular diagnosis system 1000 in combination with the sample analysis unit 1200 according to an embodiment of the present invention.
  • the sample preparation unit 1100 when the sample preparation unit 1100 is combined with the sample analysis unit 1200 and used as the molecular diagnosis system 1000, the sample preparation unit 1100 is the sample analysis unit 1200
  • a second local opening 1110-9 may be formed so that the elevation module 1330 provided therein can move inside. (See FIG. 5 )
  • the second local opening 1110 - 9 is an empty space and is a passage through which the analysis sample container 1600 is moved by the lifting module 1330 .
  • the sample preparation unit 1100 removes an analytical sample vessel (not shown) or an analysis sample vessel accommodating an analysis sample.
  • a receiving plate (not shown) is mounted on the lifting module 1330.
  • the lifting module 1330 moves the mounted analysis sample container or plate into the sample analysis unit 1200 .
  • the sample preparation unit 1100 when the sample preparation unit 1100 is located above the sample analysis unit 1200, the sample preparation unit 1100 and the sample analysis unit 1200 are coupled with a coupling mechanism (not shown). ) can be combined.
  • FIG. 4 is an internal front view showing the molecular diagnosis system of the present invention. As shown in FIG. 4 , the sample analysis unit 1200 is located under the sample preparation unit 1100 .
  • the sample analysis unit 1200 will be described with reference to FIGS. 8, 24 and 25 as follows.
  • 8 is an internal perspective view illustrating a sample analysis unit of a molecular diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • 24 is a plan view illustrating a position where an analysis sample container is moved by a crane module in a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a perspective view illustrating a position where an analysis sample container is moved by a crane module within a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • the sample analysis unit 1200 includes a lift module 1330 for receiving the analysis sample container 1600 prepared in the sample preparation unit 1100.
  • the sample analyzing unit 1200 includes a crane module 1340 for moving the analysis sample container 1600 received by the lifting module 1330 to each component inside the sample analyzing unit 1200.
  • the lift module 1330 and the crane module 1340 included in the sample analyzer 1200 are the transfer device 1300 .
  • the transfer device 1300 moves the analysis sample container 1600 under the control of a control module (not shown) included in the molecular diagnosis system 1000 .
  • the sample analysis unit 1200 may include a sealing device 1210 for sealing the inlet of the analysis sample container 1600 .
  • the sealing device 1210 may be an automated container sealer.
  • the sealing device 1210 may be located within the sample analysis unit 1200 . In one embodiment, the sealing device may be located within the sample preparation unit 1100.
  • the sample analysis unit 1200 includes one or more sample analysis devices 1220-a and 1220-b for analyzing the analysis sample contained in the analysis sample container.
  • the sample analysis unit 1200 includes a liquid waste collection bin 1250 for recovering various solutions used for preparing the analysis sample in the sample preparation unit 1100 .
  • the sample analyzer 1200 includes a first analytical sample vessel retrieval container (1st analytical sample vessel retrieval container) for recovering the analysis sample vessel 1600 after completion of the analysis in the sample analysis devices 1220-a and 1220-b. not shown).
  • the sample analysis unit 1200 includes a control module (not shown) that controls the operation of the molecular diagnosis system 1000 .
  • the sample analysis unit 1200 has a first local opening (2nd passthrough cavity, 1270) formed on the upper surface through which the lift module 1330, which moves to the sample preparation unit 1100 to receive the analysis sample container 1600, passes. do.
  • the first local opening 1270 can be described as follows with reference to FIGS. 6 and 7 .
  • 6 is a perspective view showing a sample analysis unit of a molecular diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • 7 is a perspective view illustrating an opening and closing device of a first local opening of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • the first local opening 1270 is formed on the upper surface of the sample analyzing unit 1200 .
  • the first local opening 1270 is formed to a size through which a vertical motion guide 1332 included in the elevation module 1340 and an analytical sample vessel rack 1333 can pass.
  • the first local opening 1270 is formed to be vertically connected to the second local opening 1110-9 formed in the deck 1110 of the sample preparation unit 1100. (See FIGS. 5 and 27)
  • the first local opening 1270 is formed on the right side of the upper surface of the sample analysis unit 1200, and the second local opening 1110-9 is on the right side in the plane of the deck 1110. is formed
  • the first local opening 1270 may be formed on the left side of the upper surface of the sample analysis unit 1200, and the second local opening 1110-9 is formed on the plane of the deck 1110. can be formed on the left side of
  • the first local opening 1270 may be formed on the top side of the sample analysis unit 1200, and the second local opening 1110-9 may be formed on the deck 1110. It may be formed on the upper side in a plane.
  • the first local opening 1270 may be formed on the lower side of the upper surface of the sample analysis unit 1200, and the second local opening 1110-9 is formed on the deck 1110. It may be formed on the lower side in a plane.
  • the first local opening 1270 is a passage through which the elevation module 1330 in the sample analysis unit 1200 moves into the sample preparation unit 1100 . (See Fig. 6)
  • the first local opening 1270 is a passage through which the elevation module 1330 in the sample analysis unit 1200 moves into the sample preparation unit 1100 .
  • the first local opening 1270 is a gate-type opening, and when the lifting module 1330 does not move to the sample preparation unit 1100, an open/close module provided in the first local opening 1270 (open/close module, The first local opening 1270 opened through 1271 may be closed. (See Fig. 7)
  • the opening/closing module 1271 is provided to block contaminants outside the sample analysis unit 1200 .
  • the opening/closing module 1271 is implemented in a hinge manner and can be opened and closed to the upper side or lower side of the upper surface of the sample analyzing unit 1200 .
  • the opening/closing module 1271 is implemented in a sliding manner and can be opened and closed in a moving manner on the upper surface of the sample analyzer 1200 .
  • the opening/closing module 1271 may be any type capable of opening and closing the first local opening 1270 in a manner other than a hinge type or a sliding type.
  • the opening/closing module 1271 of the first local opening 1270 is opened. Then, the opening/closing module 1271 of the first local opening 1270 is closed after the lifting module 1330 moves into the sample analyzing unit 1200 .
  • the lifting module 1330 can be described as follows with reference to FIG. 9 .
  • 9 is a perspective view illustrating an elevation module of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • the elevation module 1330 is a component capable of receiving the analysis sample container 1600 in the sample preparation unit 1100 .
  • the lifting module 1330 represents an operation form of an elevator that can ascend to the sample preparation unit 1100 at the top of the sample analysis unit 1200 in order to receive analysis samples from the sample preparation unit 1100. .
  • the elevation module 1330 includes a column-shaped vertical fixed guide 1331 fixed inside the sample analyzer 1200 .
  • the vertical fixed guide 1331 includes a guide connector 1334 that moves up/down.
  • the elevating module 1330 includes a vertical motion guide 1332 coupled to the guide connector 1334 of the vertical fixed guide 1331 .
  • the vertical motion guide 1332 includes a rack guide 1336 that moves up/down.
  • the elevating module 1330 includes an analytical sample vessel rack 1333 that receives an analytical sample vessel at the top of the rack guide 1336 .
  • the lifting module 1330 includes an actuator 1335 that provides power to move the vertical motion guide 1332 in up/down directions.
  • the vertical fixing guide 1331 is coupled to and fixed to at least one of the upper, lower, and/or side surfaces of the sample analysis unit 1200 .
  • the vertical fixing guide 1331 may move the guide connector 1334 in up/down directions.
  • the vertical fixing guide 1331 uses power provided from the driving device 1335 to move the guide connector 1334 in the up/down direction.
  • the size of the vertical fixing guide 1331 is equal to or smaller than the inner height of the sample analysis unit 1200 .
  • the vertical motion guide 1332 coupled to the guide connector 1334 passes through the first local opening 1270 to the sample preparation unit 1100. can be moved
  • the guide connector 1334 couples the vertical fixed guide 1331 and the vertical motion guide 1332 .
  • the guide connector 1334 moves the vertical motion guide 1332 according to the up/down movement provided by the vertical fixed guide 1331 .
  • the vertical motion guide 1332 may move in an up/down direction according to the driving of the vertical fixing guide 1331 .
  • the vertical motion guide 1332 is combined with the rack guide 1336 in a fixed form.
  • a rack guide 1336 is coupled to the top of the vertical motion guide 1332, and when the vertical fixed guide 1331 moves the vertical motion guide 1332 upward, the rack guide 1335 is the sample preparation unit 1100 ) is moved into the interior of
  • the vertical motion guide 1332 is combined with the rack guide 1331 capable of moving in up/down directions.
  • the vertical fixing guide 1331 may move the rack guide 1336 in up/down directions.
  • the rack guide 1336 is moved to the sample preparation unit 1100 or to the sample analysis unit 1200 by movement of the vertical fixing guide 1331 and the vertical motion guide 1332 .
  • the vertical motion guide 1332 uses power provided from a driving device 1335 or a separate driving device (not shown) to move the rack guide 1336 in up/down directions.
  • the rack guide 1336 is coupled to the vertical motion guide 1332, and an analysis sample container rack 1333 capable of holding the analysis sample container 1600 may be positioned thereon.
  • the analysis sample container rack 1333 is a space in which an analysis sample container containing an analysis sample is located in the sample preparation unit 1100 .
  • the analysis sample container rack 1333 may be used as a name such as a pedestal, a cradle, or a holder as other expressions of a cradle.
  • the analysis sample container rack 1333 may be moved into the sample preparation unit 1100 by the vertical motion guide 1332 together with the rack guide 1336 and may receive the analysis sample container 1600 .
  • the rack guide 1336 performs horizontal extension movement of the analysis sample container rack 1333 connected thereto.
  • the extended movement of the assay sample container rack 1333 can be described with reference to FIGS. 15 to 18 .
  • 15 is an exemplary diagram illustrating an operation of a lift module according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a first exemplary diagram illustrating a horizontal extension movement operation of a lift module in a sample analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a second exemplary diagram illustrating a horizontal extension movement operation of a lift module in a sample analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • 18 is a perspective view illustrating horizontal extension movement of a lift module in a sample analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • the vertical fixing guide 1331 of the lifting module 1330 moves the guide connector 1334 in an up/down direction using power provided from a driving device 1335.
  • a part of the guide connector 1334 is coupled to the vertical fixed guide 1331, and the other part is coupled to the vertical motion guide 1332.
  • the vertical motion guide 1332 may move into the sample preparation unit 1100 according to the upper movement of the coupled guide connector 1334 . At this time, the rack guide 1336 connected to the top of the vertical motion guide 1332 is also moved and moved into the sample preparation unit 1100. (See Fig. 16)
  • the rack guide 1336 When the rack guide 1336 is moved into the sample preparation unit 1100, the rack guide 1336 may horizontally extend and move the upper analysis sample container rack 1333 a predetermined distance. (See FIG. 15 (b), FIG. 17 and FIG. 18 (a))
  • a transport module (not shown) provided in the fluid handling device of the sample preparation unit 1100 picks up and moves the prepared analysis sample container 1600 and puts it down on the upper part of the horizontally extended and moved analysis sample container rack 1333. , allowing the analysis sample container 1600 to be moved to the sample analysis unit 1200.
  • the rack guide 1336 horizontally moves the horizontally extended and moved analysis sample container rack 1333 back to its original position. (See FIG. 18 (b))
  • the vertical fixed guide 1331 moves the coupled guide connector 1334 downward.
  • the analysis sample container 1600 is moved into the sample analysis unit 1200 .
  • the analysis sample container rack 1333 includes a coupling guide (not shown) corresponding to the analysis sample container 1600 mounted thereon.
  • the coupling guide prevents the analysis sample container 1600 from being separated from the assay sample container rack 1333 during movement.
  • the driving device 1335 may provide power for horizontal movement of the analysis sample container rack 1333.
  • the rack guide 1336 in order to horizontally move the analysis sample container rack 1333, may receive power from another driving device.
  • the driving device 1335 may provide power to move the lifting module 1330 in the sample analyzer 1200 .
  • the driving device 1335 may use a hydraulic motor.
  • drive unit 1335 may use an electric motor.
  • the driving device 1335 may use a combination of a hydraulic motor and an electric motor.
  • the driving device 1335 may use a device capable of generating power other than a hydraulic motor and an electric motor.
  • drive device 1335 may use a hydraulic motor, an electric motor, and a device capable of generating power.
  • One or more driving devices 1335 are provided, and provide power to at least one of the lifting module 1330, the crane module 1340, and/or the analysis sample container rack 1333 in the sample analysis unit 1200. can
  • the crane module 1340 can be described as follows with reference to FIGS. 10, 11 and 19 to 21.
  • 10 is a perspective view showing a crane module of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is a perspective view showing a rotation configuration of a crane module according to another embodiment of the present invention.
  • 19 is an exemplary diagram illustrating transfer of an analysis sample container in a lifting module by a crane module according to an embodiment of the present invention.
  • 20 is an exemplary view showing that a crane module mounts an analysis sample container to an automatic container sealer according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is an exemplary view illustrating that a crane module mounts an analysis sample container to a sample analysis device according to an embodiment of the present invention.
  • 22 is an exemplary diagram illustrating loading of an analysis sample container into an analysis sample container recovery box by a crane module according to an embodiment of the present invention.
  • the crane module 1340 transfers the analysis sample container 1600 received from the sample preparation unit 1100 by the lifting module 1330 to each component of the sample analysis unit 1200. perform an action to move.
  • the crane module 1340 includes a horizontal fixed guide (1341), a horizontal motion guide (1342), and a gripper lift at the top of the sample analysis unit 1200. , 1343) and a gripper 1344, and the gripper 1344 can move in the X, Y, and Z axes by the respective guides 1341 and 1342 and the gripper lift 1343.
  • the crane module 1340 includes a horizontal fixed guide 1341, a horizontal motion guide 1342, a gripper lift 1343, a gripper rotation module 1345 and It includes a gripper 1344, and the gripper 1344 can move and rotate in the X, Y, and Z axis directions by each of the guides 1341 and 1342 and the gripper rotation module 1345. .
  • the horizontal fixed guide 1341 is coupled with the horizontal motion guide 1342.
  • the horizontal fixed guide 1341 may be provided in the form of one or more movable rails.
  • the horizontal motion guide 1342 is coupled to the horizontal fixed guide 1341 in the form of a rail and moves in the X-axis direction.
  • the horizontal fixed guide 1341 is provided in the form of two rails to stably couple and move the horizontal motion guide 1342, and the horizontal motion guide 1342 can be connected to the two rails and moved in the X-axis direction. there is. One of the two rails of the horizontal fixed guide 1341 may move the combined horizontal motion guide 1342 in the X-axis direction.
  • the driving device 1346 may provide power for the horizontal fixed guide 1341 to move the horizontal motion guide 1342 .
  • power for the horizontal fixed guide 1341 to move the horizontal motion guide 1342 may be provided by a separately provided driving device (not shown).
  • the horizontal motion guide 1342 is coupled with the gripper lift 1343.
  • the horizontal motion guide 1342 is provided in the form of a rail.
  • the gripper lift 1343 is coupled to the rail-shaped horizontal motion guide 1342 and moves in the Y-axis direction.
  • the horizontal motion guide 1342 providing a rail-like motion may move the coupled gripper lift 1343 in the Y-axis direction.
  • power for the horizontal motion guide 1342 to move the gripper lift 1343 may be provided by the driving device 1347 .
  • power for the horizontal motion guide 1342 to move the gripper lift 1343 may be provided by a separately provided driving device (not shown).
  • the gripper lift 1343 is coupled with the gripper 1344.
  • the gripper 1344 is coupled to the gripper lift 1343 moving in the up/down direction and moves in the Z-axis direction.
  • the gripper list 1343 may move the coupled gripper 1344 in the Z-axis direction.
  • the gripper lift 1343 is a combination of two modules.
  • One is a fixed module that is coupled to the horizontal motion guide 1342 and moves in the Y axis.
  • the other is a guide connector module (1349, see FIG. 11) coupled to the fixing module and moved in the up/down direction by the fixing module.
  • the gripper 1344 is coupled to the guide connector module, and the gripper 1344 is moved in the Z-axis direction by the guide connector module moving in the up/down direction.
  • the gripper 1344 may be moved to the position of the analysis sample container 1600 by the operation of the gripper lift 1343 and pick up the analysis sample container 1600 .
  • the gripper 1343 may sense the pressure of gripping the analysis sample container 1600 using a pressure sensor or the like to hold the container so that the analysis sample container 1600 is not damaged.
  • the gripper 1343 can rotate the picked assay sample container 1600.
  • the guide connector module 1349 of the gripper lift 1343 is coupled with the gripper 1344 and the gripper rotation module 1345 .
  • the gripper rotation module 1345 may rotate and move the gripper 1344 as shown in (a) to (b) of FIG. 11 .
  • the gripper rotation module 1345 is composed of a rotation motor.
  • the gripper rotation module 1345 can rotate the gripper 1344 through a rotation angle of 90 degrees.
  • the gripper rotation module 1345 can rotate the gripper 1344 through any angle of rotation.
  • the driving devices 1346, 1347, and 1348 used in the lifting module 1330 and/or the crane module 1340 may be operated using various driving forces.
  • At least one or more of the driving devices 1346 , 1347 , and 1348 may use a hydraulic motor.
  • At least one of the driving devices 1346, 1347, and 1348 may use an electric motor.
  • At least one or more of the driving devices 1346 , 1347 , and 1348 may use a hydraulic motor and an electric motor in combination.
  • At least one or more of the driving devices 1346 , 1347 , and 1348 may use a device capable of generating power other than a hydraulic motor and an electric motor.
  • At least one or more of the driving devices 1346 , 1347 , and 1348 may use a hydraulic motor, an electric motor, and a device capable of generating power.
  • the crane module 1340 may move the gripper 1344 to an upper position of the assay sample container rack 1333 of the lifting module 1330 to move the assay sample container 1600. .
  • the crane module 1340 may lower the gripper 1344 located on the upper portion of the analysis sample container rack 1333 and then pick up the analysis sample container 1600 .
  • an operation of the crane module 1340 to move the gripper 1344 to the top of the analysis sample container rack 1333 is moved according to pre-stored position coordinates.
  • the molecular diagnosis system 1000 stores all positions where the crane module 1340 can move within the sample analyzer 1200 as coordinate information.
  • the crane module 1340 may move according to coordinate information of a location to be moved.
  • the operation of the crane module 1340 moving the gripper 1344 to the top of the analysis sample container rack 1333 is moved by pre-stored position coordinates, and additionally the sample analysis unit 1200
  • a position sensor module (not shown) provided inside allows it to stop in place.
  • the position sensor module allows the gripper 1344 to stop at a predetermined position by transmitting and receiving signals between the gripper 1344 and the analysis sample container rack 1333 based on an optical signal.
  • the position sensor module includes an analysis sample container rack 1333, which is a component through which the gripper 1344 moves the analysis sample container 1600, an automatic container sealer 1210, sample analysis devices 1220-a and 1220-b, and 1 analysis sample container collection box 1260, etc. may be provided.
  • the lift module 1330 and the crane module 1340 receive power for moving the analysis sample container 1600.
  • the elevating module 1330 receives power from the vertical fixed guide 1331 , the vertical motion guide 1332 and/or the rack guide 1336 .
  • the crane module 1340 receives power from a horizontal fixed guide 1341 , a horizontal motion guide 1342 , a gripper lift 1343 and/or a gripper 1344 .
  • Each component receiving power from the lift module 1330 and the crane module 1340 may perform an operation through the following driving method.
  • the lift module 1330 and/or the crane module 1340 may move the assay sample container 1600 by providing a belt type of movement.
  • the lift module 1330 and/or the crane module 1340 may provide a chain type of motion to move the assay sample container 1600.
  • the lift module 1330 and/or the crane module 1340 provide a screw type or jackscrew type of motion to lift the assay sample container 1600. can be moved
  • the lift module 1330 and/or the crane module 1340 may move the assay sample container 1600 by providing a cylinder type of movement.
  • the lift module 1330 and/or the crane module 1340 may move the assay sample container 1600 by providing a hoist type of motion.
  • the lifting module 1330 and/or the crane module 1340 may move the analysis sample container 1600 through a driving method other than the method described above.
  • the lifting module 1330 and/or the crane module 1340 may move the analysis sample container 1600 through a driving method other than the method described above.
  • the crane module 1340 may move the analysis sample container 1600 picked up from the analysis sample container rack 1333 to be mounted on the automatic container sealer 1210, which is the sealing device of the present invention.
  • the automatic container sealer 1210 is a device for automatically sealing the upper surface of the analysis sample container 1600.
  • the automatic container sealer 1210 will be described with reference to FIG. 12 as follows.
  • an automated container sealer 1210 may seal an inlet of an analysis sample container containing an analysis sample, and may be implemented in the following embodiments.
  • the assay sample container 1600 is a multi-well plate, and assay samples are accommodated in each multi-well plate having a plurality of closed wells.
  • the automatic container sealer 1210 may seal the upper surface of the assay sample container 1600, which is a multi-well plate, to prevent mixing of the assay sample and contamination from the outside.
  • the assay sample container is a tubular container inserted into each well of a multi-well plate.
  • a plurality of connected or individually separated tubes may be inserted into each well of the multi-well plate.
  • the automatic container sealer 1210 may seal the upper surface of one or more assay sample containers inserted into each well of the multi-well plate to prevent mixing of assay samples and contamination from the outside.
  • the automatic container sealer 1210 may heat-bond the inlet of the analysis sample container using a transparent film. Alternatively, adhesion by an adhesive may be performed.
  • the automatic container sealer 1210 may use Hamilton's Plate Sealer product (https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/small-devices/hamilton-plate-sealer reference).
  • the automatic container sealer 1210 may be located in the sample preparation unit 1100 or in the sample analysis unit 1200 in the molecular diagnosis system 1000 .
  • the automatic container sealer 1210 may be variously positioned within the sample analysis unit 1200 .
  • an automatic container sealer 1210 may be arranged as shown in FIG. 26 .
  • 26 is a plan view illustrating the arrangement of an automatic container sealer within a sample analysis unit according to another embodiment of the present invention.
  • the automatic container sealer 1210 may be positioned between a first sample analysis device 1220-a and a second sample analysis device 1220-b.
  • the analysis sample container 1600 is horizontally rotated by 90 degrees so that the automatic container sealer (1210).
  • a 90 degree horizontal rotation of the assay sample container 1600 may be performed by the gripper rotation module 1345 of FIG. 11 .
  • the crane module 1340 horizontally rotates the assay sample container 1600 by 90 degrees using the gripper rotation module 1345 to mount the assay sample container 1600 on the automatic container sealer 1210.
  • the automatic container sealer 1210 may be implemented to be positioned in front of the sample analysis devices 1220-a and 1220-b, as shown in FIGS. 24 and 25 .
  • the automatic container sealer 1210 When the automatic container sealer 1210 is located in front of the sample analysis devices 1220-a and 1220-b, the analysis sample container 1600 is moved by the analysis sample container rack 1333 of the lifting module 1330, the automatic container sealer ( 1210), the sample analysis devices 1220-a and 1220-b, and the first analysis sample container recovery box 1260 have the same orientation.
  • the gripper 1344 of the crane module 1340 may mount the analysis sample container 1600 to each component through a moving motion without rotation.
  • the crane module 1340 mounts the analysis sample container 1600 sealed in the automatic container sealer 1210 to any one of a plurality of sample analysis devices 1220-a and 1220-b. can be moved
  • the sample analysis devices 1220-a and 1220-b are devices for automatically analyzing one or more analysis samples contained in the analysis sample container 1600.
  • the sample analysis device 1220 may be described as follows with reference to FIG. 13 .
  • 13 is a perspective view illustrating a sample analysis device of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • At least one sample analysis device 1220 receiving the analysis sample container 1600 sealed by the automatic container sealer 1210 may be provided in the sample analysis unit 1200 . That is, referring to FIG. 4 , two sample analysis devices 1220-a and 1220-b may be provided inside the sample analysis unit 1200.
  • the sample preparation unit 1100 sequentially prepares samples for analysis.
  • any one sample analysis device in the sample analysis unit 1200 moves the first analysis sample container to perform analysis of the first analysis sample container.
  • another sample analysis device in the sample analysis unit 1200 moves the second analysis sample container to perform analysis of the second analysis sample container.
  • the sample preparation unit 1100 simultaneously or sequentially prepares samples for analysis.
  • the respective analysis sample containers are sequentially moved to the sample analysis unit, and the first analysis sample container is one of the sample analysis devices 1200 ), the second analysis sample container is mounted to another sample analysis device 1200.
  • the sample analysis device 1220 includes a sample holder (not shown) in which the analysis sample container 1600 is accommodated.
  • the sample analysis device 1220 may include a cover for protecting the sample holder and the analysis sample container accommodated in the sample holder.
  • the crane module 1340 mounts the analysis sample container to the sample analysis device 1220, if the cover of the sample analysis device 1220 is closed, the sample analysis device receives a control signal from the system control module to open the cover, A cover of the sample analysis device 1220 may be opened.
  • the assay sample container 1600 may be provided in the form of a multi-well plate for amplification including a plurality of assay samples to be analyzed in each of a plurality of wells.
  • the sample holder can accommodate one multi-well plate for amplification.
  • the well plate includes n ⁇ m wells (n and m are natural numbers of 2 or greater).
  • the well plate may have a rectangular shape in which n X m wells are arranged in rows and columns. For example, 4 X 4 16 wells are shown.
  • a well plate having n X m wells may be mounted on the sample holder 4100 .
  • Well plates are 2 x 2 4 wells, 3 x 3 9 wells, 4 x 4 16 wells, 5 x 5 25 wells, 6 x 6 36 wells, 7 x 7 49 wells, or 8 x 8 wells. 64 wells and the like.
  • the well plate may be 2 X 4 8 wells, 3 X 6 18 wells, 4 X 8 32 wells, 5 X 10 50 wells, 6 X 12 72 wells, 7 X 14 98 wells, or 8 X 10 wells. 16 of 128 wells, etc.
  • the well plate is 2 X 6 wells of 12 wells, 3 X 9 wells of 27 wells, 4 X 12 wells of 48 wells, 5 X 15 wells of 75 wells, 6 X 18 wells of 108 wells, 7 X 21 wells of 147 wells, or 8 X 24 of 192 wells, etc.
  • the well plate may be 2 X 8 16 wells, 3 X 12 36 wells, 4 X 16 64 wells, 5 X 20 100 wells, 6 X 24 144 wells, 7 X 28 196 wells, or 8 X 28 wells. 32 of 256 wells, etc.
  • the well plate may include 96 wells of 8 X 12, 192 wells of 12 X 16, or 384 wells of 16 X 24.
  • the assay sample container may include one or more independent assay sample containers.
  • the sample holder can accommodate one or more containers of each assay sample.
  • the assay sample container may be provided in the form of a strip tube in which two or more sample containers are connected.
  • the sample holder may accommodate one or more assay sample containers in the form of strip tubes.
  • the crane module 1340 collects the first analysis sample container 1600, which has been analyzed in any one of the plurality of sample analysis devices 1220-a and 1220-b ( 1260) can be moved.
  • the first analysis sample container collection box 1260 will be described with reference to FIG. 14 as follows.
  • 14 is a perspective view illustrating a solution collection box and an analysis sample container collection box of a sample analysis unit according to an embodiment of the present invention.
  • a liquid waste collection bin 1250 and a first analytical sample vessel retrieval container 1260 are located inside the sample analysis unit 1200 .
  • the solution collection box 1250 is a container for collecting solutions such as various reagents that remain after being used for preparing an analysis sample in the sample preparation unit 1100 .
  • the solution collection box 1250 is located inside the sample analysis unit 1200, and the sample preparation unit 1100 has an inlet through which a solution is injected.
  • the solution collection box 1250 and the inlet are interconnected by an induction pipe such as a pipe capable of moving the solution.
  • the solution collection container 1250 includes a sensor that detects any one or more of the volume or weight of the waste solution accommodated therein.
  • the sensor generates a signal that can generate an alarm if one or more of the threshold capacity or threshold weight is exceeded.
  • the signal may be input to a control module (not shown) of the molecular diagnosis system 1000 .
  • the first analysis sample container collection box 1260 is a container for collecting the analysis sample container 1600 after analysis in the sample analysis device 1220 is completed.
  • the first analysis sample container collection box 1260 is located inside the sample analysis unit 1200 and may accommodate the analysis sample container 1600 moved by the crane module 1340 .
  • the first analysis sample container collection box 1260 includes a sensor that detects any one or more of the quantity or weight of the analysis sample container 1600 accommodated therein.
  • the sensor generates a signal that can generate an alarm if one or more of the threshold quantity or threshold weight is exceeded.
  • the signal may be input to a control module (not shown) of the molecular diagnosis system 1000 .
  • the solution collection box 1250 and the first analysis sample container collection box 1260 may be emptied of solutions and analysis sample containers stored therein by a user.
  • the first analysis sample container collection box 1260 is located inside the sample analysis unit 1200 .
  • the second analysis sample container collection box 1261 is located outside the sample analysis unit 1200 .
  • the second assay sample container recovery bin 1261 can be described with reference to FIG. 23 .
  • 23 is an exemplary view showing that an assay sample container is collected in an assay sample container collection box according to another embodiment of the present invention.
  • the second analysis sample container collection box 1261 is located outside the sample analysis unit 1200 .
  • the second analysis sample container collection box 1261 is interconnected with the inside of the sample analysis unit 1200 and a conveyor 1262 .
  • the conveyor 1262 is installed in a passthrough cavity (not shown) interconnecting the inside and outside of the sample analysis unit 1200 .
  • the analysis sample container 1600 which has been analyzed in the sample analysis device 1220 of the sample analysis unit 1200, is moved to the conveyor 1262 by the crane module 1340.
  • the analysis sample container 1600 is moved by the conveyor 1262 and is located outside the sample analysis unit 1200 for second analysis. It can be accommodated in the sample container collection box 1261.
  • the conveyor 1262 forms an inclined surface where the outer position is lower than the inner position.
  • the conveyor 1262 may discharge the analysis sample container 1600 to the outside of the sample analysis unit 1200 by having a roller on an inclined surface.
  • the analysis sample container 1600 discharged to the outside may be accommodated in the second analysis sample container collection box 1261 .
  • conveyor 1262 may be powered. Power may rotate a belt included in the conveyor 1262 to discharge the analysis sample container 1600 placed on the conveyor 1262 to the outside of the sample analysis unit 1200 .
  • the analysis sample container 1600 discharged to the outside may be accommodated in the second analysis sample container collection box 1261 .
  • the second analysis sample container collection box 1261 may empty the analysis sample container 1600 accommodated therein by a user.
  • An opening through which the inside and outside of the sample analyzer 1200 are connected by the conveyor 1262 may include an opening/closing module (not shown).
  • the opening/closing module may be opened when the analysis sample container 1600 is moved to the second analysis sample container collection box 1261, and is preferably closed in other cases.
  • the opening/closing module may protect the sample analysis unit 1200 from external contamination.
  • the sample preparation unit 1100 is a sample preparation device for preparing an analysis sample.
  • the sample preparation unit 1100 may be described as follows with reference to FIG. 5 .
  • 5 is a perspective view showing a sample preparation unit of a molecular diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
  • the sample preparation unit 1100 includes a deck 1110 capable of holding various types of instruments and containers for preparing an analysis sample.
  • the deck 1110 is formed in a form in which components included in the sample preparation unit 1100 can be mounted and fixed.
  • the deck 1110 provides a guide, and the guide is inserted into the sample preparation unit 1100 in a sliding manner so that the components of the sample preparation unit 1100 are placed on top of the deck 1110. to position
  • the guide is one embodiment of the deck 1110, and may be provided in the form of other embodiments.
  • one or more components located on the deck 1110 may be fixed during operation of the sample preparation unit 1100 by protrusions and/or grooves formed on the bottom of each component.
  • the sample preparation unit 1100 includes a flat loading tray 1111 extending from the deck 1110.
  • the loading tray 1111 is installed to extend with the deck 1110 so that components mounted on the sample preparation unit 1100 can be easily moved into the sample preparation unit 1100.
  • the loading tray 1111 is formed with a guide extending or connected to the guide of the deck 1110. Components mounted on the sample preparation unit 1100 can be easily moved by the guide of the deck 1110 and the guide of the loading tray 1111 .
  • the fluid handling device of the sample preparation unit 1100 includes a pipette arm for dispensing liquid and a pipette module including one or more pipetting channels connected to the pipette arm ( A pipette module (not shown) is provided.
  • the pipette module is configured on the upper side inside the sample preparation unit 1100.
  • the fluid handling device may include a transport module (not shown) for transporting various containers used for sample preparation, including analysis sample containers, and the transport module may include a sample preparation unit 1100 ) is configured on one side of the interior.
  • the transfer module is configured on the upper side of the sample preparation unit 1100 together with the pipette module.
  • the transfer module is implemented by a pipetting channel of the pipette module and a gripper (not shown) coupled to the pipetting channel.
  • Each component located on the deck 1110 of the sample preparation unit 1100 is arranged in a predetermined position for preparing an analysis sample.
  • the deck 1110 is formed with second local openings 1110-9.
  • the second local opening 1110 - 9 is a space in which the elevation module 1330 moved from the sample analyzer 1200 is moved.
  • the second local opening 1110 - 9 is formed to vertically correspond to the first local opening 1270 of the sample analyzing unit 1200 .
  • the second local opening 1110 - 9 is formed to a size that allows the vertical motion guide 1332 of the lifting module 1330 and the analysis sample container rack 1333 to be moved.
  • each component located on the deck 1110 can be described with reference to FIG. 27 .
  • 27 is a layout view showing that components of a sample preparation unit are located on a deck according to an embodiment of the present invention.
  • the sample preparation unit 1100 includes a nucleic acid extraction module for extracting nucleic acid from a specimen and various components for amplification reaction setup (eg, PCR setup).
  • a pipette tip adapter may include a multi-well plate adapter, a scanner, a waste liquid inlet, a transfer module, a pipette module, and the like.
  • a pipette tip adapter accommodates one or more pipette tips coupled to a pipetting channel.
  • the pipette tip may be coupled to the pipetting channel to aspirate and dispense a solution such as a sample or a reagent contained in the container.
  • the pipette tip adapter may be located in the pipette tip adapter mounting units 1110-1 and 1110-7.
  • One or more pipette tips accommodated in the pipette tip adapter may have different sizes and dispensing amounts depending on preparation work environments such as the size of a container and the volume of a solution to be dispensed.
  • the pipette tip adapter of the sample preparation device can accommodate tips of various capacities such as 1 ml, 500 ⁇ l, 300 ⁇ l, 250 ⁇ l, 200 ⁇ l, 150 ⁇ l, 100 ⁇ l and/or 50 ⁇ l. It may be provided in a plurality so as to be able to. Also, any one or more of the tips having various capacities may be a piercing tip.
  • Each pipette tip adapter can accommodate one or more pipette tips, and the pipette module positions the pipetting channel on top of the pipette tip adapter and moves it toward the pipette tip so that the pipetting channel can engage the pipette tip. do.
  • the number of pipette tip adapters and the capacity and size of each pipette tip accommodated in the pipette tip adapter may be modified or changed according to various embodiments of the present invention.
  • the container carrier includes various containers for accommodating various types of solutions used in the sample preparation device.
  • the sample preparation device may prepare an analysis sample including nucleic acids extracted using the nucleic acid extraction module.
  • Various types of containers are used for the operation of the sample preparation device, and containers other than the well plate may be inserted into the container carrier.
  • the container carrier may be located in the sample/reagent dispensing unit 1110-2.
  • the container carrier may be provided in various forms so that each container can be easily inserted and fixed according to the capacity and/or size of the container to be inserted.
  • the container to be inserted includes a container for accommodating a sample, a container for accommodating an extraction reagent, and a container for accommodating a reaction reagent.
  • the container carrier can insert containers in a row or in parallel.
  • the container carrier may have an opening formed on a side thereof to expose an identification code printed or attached to the container. Accordingly, a scanner located on the deck 1110 may recognize the exposed identification code.
  • the nucleic acid extraction module automatically prepares a detection sample used to detect a target nucleotide sequence within the sample preparation device.
  • the nucleic acid extraction module may be located in the nucleic acid extraction arrangement unit 1110-6.
  • a cartridge or the like for nucleic acid extraction may be located in the extraction cartridge disposing unit 1110-3.
  • the process of preparing a sample for detection includes extraction of nucleic acid from a specimen, preparation of a reaction solution for amplification, and preparation of a detection sample in which they are combined.
  • the specimen may be nucleic acid obtained through a nucleic acid extraction process in advance.
  • a magnetic bead-based method using magnetic beads capable of binding to and eluting the bound nucleic acid is often used.
  • the magnetic bead-based automated nucleic acid extraction method may use a liquid transfer method or a bead transfer method depending on the type of process for eluting nucleic acids bound to the magnetic beads.
  • the multi-well plate adapter is a structure in which an analysis sample container accommodating a sample to be detected can be positioned, and the analysis sample container can be mounted on a sample holder of a sample analysis device.
  • the multi-well plate adapter may be located in the multi-well plate disposing unit 1110-5.
  • the multi-well plate adapter may load an assay sample container (multi-well plate), and a sample for detection may be dispensed into the assay sample container (multi-well plate) located in the multi-well plate adapter.
  • a sample for detection may be dispensed into the assay sample container (multi-well plate) located in the multi-well plate adapter.
  • two or more multi-well plates used in the sample preparation device may be loaded.
  • the term “multi-well plate” may be used as an assay sample container adapter.
  • any one of the plurality of multi-well plates provided in the multi-well plate adapter may be moved to the starting position (1110-4) and used for preparing an analysis sample.
  • the multi-well plate is moved to the starting position (1110-4) by the transfer module.
  • the vessel may contain an assay sample or extraction reagent or the like.
  • the container is equipped with a cap, and the cap may be a pierceable cap by a pipette tip.
  • the penetrating portion of the cap may be made of a material such as silver rubber, silicon, or plastic.
  • the pipette tip perforates the upper part of the cap by a downward movement, sucks or dispenses the solution, and then moves to the upper part again.
  • the vessel needs to be secured because the vessel can be lifted together upwards by the pipette tip inserted into the perforated portion of the cap.
  • the fixing frame arranging unit 1110 - 8 may fix the container using the pierceable cap so that the pipette tip does not move the container.
  • the second local opening 1110-9 is a space where the elevation module 1330 provided in the sample analysis unit 1200 is moved to the sample preparation unit 1100 to receive the analysis sample container (see FIG. 5). .
  • the second local opening 1110-9 is an empty space.
  • the lifting module 1330 is moved into the sample preparation unit 1100 through the upper portion of the sample analysis unit 1200 located below the sample preparation unit 1100 . Therefore, it is preferable that the second local opening 1110-9, which is an empty space, is formed on the deck 1110, which is the lower surface of the sample preparation unit 1100.
  • the second local opening 1110-9 includes an open/close module (not shown).
  • the opening/closing module is provided to block the open space into which the elevation module 1330 enters.
  • the lifting module 1330 is moved from the sample analysis unit 1200 to the sample preparation unit to receive the analysis sample container prepared in the sample preparation unit 1100 .
  • the sample preparation unit 1100 may block the second local opening 1110-9 by using an opening/closing module for closing the open space when the lift module 1330 does not move.
  • the waste inlet arrangement unit 1110-10 includes a waste liquid inlet and/or a waste pipette tip collecting unit.
  • the recovery solution inlet may be collected so that the solution used for preparing the analysis sample is discarded, and the pipette tip collection unit may be collected such that the pipette tip used for preparation of the analysis sample is discarded.
  • the recovery solution inlet is connected to a liquid waste collection bin 1250 provided in the sample analysis unit 1200 .
  • the waste solution of the sample preparation unit 1100 is moved to be accommodated in the solution recovery box 1250 through the recovery solution inlet.
  • the pipette tips collected through the pipette tip recovery unit are moved to the sample preparation unit 1100, the sample analysis unit 1200, or a waste container located between the sample preparation unit 1100 and the sample analysis unit 1200 and stored therein. It can be.
  • a container in which pipette tips are collected and an area in which an analysis sample is prepared may be separated by a partition or the like.
  • the transfer module is a mechanical device in the form of a gripper for moving an analysis sample container or the like within the sample preparation unit 1100.
  • the transfer module is operated by the control device of the molecular diagnosis system 1000.
  • the transport module located in the transport module placement unit 1110-11 is located on the rear side of the sample preparation unit 1100.
  • the transfer module is configured to move up and down, left and right, back and forth, and rotationally, such as an analysis sample container.
  • the transfer module is located at the top of the sample preparation unit 1100 inside.
  • the transfer module is configured to move the analysis sample container up and down, left and right, inverted and rotated through the same operation as the pipette module.
  • the transport module is configured to move the analysis sample container up and down, left and right, back and forth, and rotationally using a gripper coupled to at least two pipetting channels of the pipette module. .
  • the transfer module may move components necessary for preparing an analysis sample, such as an analysis sample container, a reagent container, an adapter, a cartridge, and a multi-well plate, within the sample preparation unit 1100 .
  • the transfer module may move the analysis sample container in which the analysis sample is set up to the analysis sample container rack 1333 of the lifting module 1330 .
  • the lifting module 1330 is moved from the sample analysis unit 1200 to the sample preparation unit 1100 to receive the analysis sample container for which setup is completed.
  • the transfer module moves the analysis sample container to the analysis sample container rack 1333 connected to the lifting module 1330, and the lifting module 1330 moves the analysis sample container placed on the analysis sample container rack 1333 to the sample analysis unit 1200. ) can be moved into
  • a scanner located in the scanner placement unit 1110-12 can read an identifying code displayed on a sample, reagent, or reaction solution.
  • the identification code is a mark containing information such as a barcode or matrix code.
  • the scanner may recognize the identification code and receive information such as the type and capacity of the solution contained in the container.
  • a plurality of scanners may be provided, and any one scanner may be configured as needed. Also, the scanner may be configured as a barcode scanner and/or a 2D scanner. This configuration is preferably provided to recognize different types of identification codes marked on the analysis sample container or the like.
  • the scanner located in the scanner placement unit 1110-12 can recognize ID and/or 2D barcodes.
  • the scanner may obtain information such as the type and/or volume of the solution contained in the container by recognizing an identification code printed or attached to the side of the container.
  • the container includes an analysis sample container, a reagent container, a sample container, and the like used in the sample preparation device.
  • the scanner may recognize the identification code of the container inserted into the deck 1110.
  • the scanner may sequentially recognize at least one container identification code inserted into the deck 1110.
  • the scanner may move to a position where the container or the carrier accommodating the container is coupled to the deck 1110 and recognize the identification code on the side of the container.
  • the scanner is a 2D barcode scanner (not shown).
  • a matrix (two-dimensional) code can be recognized, and an identification code printed or attached to the bottom of the container can be recognized.
  • the container includes a container used in a sample preparation device such as an analysis sample container, a reagent container, and a specimen container.
  • the scanner can recognize an identification code printed or attached to the bottom surface of a container inserted into the plate.
  • the scanner can recognize the code of a plurality of containers inserted into the plate at once.
  • the plane on which the container is mounted in the scanner is made of a transparent material.
  • the scanner can recognize the identification code on the bottom of the container by using an optical signal passing through a transparent material.
  • the scanner may recognize the identification code of the container as the lower part of the container is photographed.
  • the scanner is a type in which a multi-well plate can be mounted so that an identification code located on a lower surface of a container inserted into the multi-well plate can be recognized.
  • the 2D scanner according to one embodiment of the present invention may use Hamilton's "easyCode Carrier” product (see https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/small-devices/easycode-carrier).
  • a pipette module which is a solution fractionator, includes a pipette arm and a pipetting channel, and the pipetting channel can move up and down, left and right, and forward and backward automatically by a control device.
  • a pipette arm may include one or more independently or dependently moving pipetting channels.
  • a pipette tip or a needle is coupled to an end of the pipetting channel to be used for aspirating and dispensing a solution.
  • a gripper may be coupled to an end of the pipetting channel, and a container (including an analysis sample container) used in the sample preparation unit 1100, such as an analysis sample container, may be moved by the gripper. It can be used as a transport module with
  • the pipette arm moves one or more pipetting channels to the pipette tip for fractionation, fixes the pipette tip for fractionation to the pipetting channel, and moves the pipette tip with the pipetting channel fixed to a fixed position. It is possible to perform an act of inserting a pipette tip for fractionation into a container at a certain depth, and the like.
  • the pipette arm is located on the upper side inside the sample preparation unit 1100, and the pipetting channel is operated within the sample preparation unit 1100 by the pipette arm.
  • One or more pipetting channels couple a pipette tip inserted into a pipette tip adapter to an end of the pipetting channel.
  • the pipette arm may be moved so that the pipetting channel is positioned above the container containing the solution to be dispensed.
  • the pipetting channel is positioned so that it descends in the direction of the container from the moved position to accommodate the solution in the pipette tip, and rises again.
  • the pipetting channel moves to the top of another container to be dispensed by the pipette arm, descends to dispense the solution accommodated in the pipette tip, and then ascends again to end the dispensing.
  • a plurality of pipetting channels may be simultaneously operated, and the number of containers capable of simultaneously dispensing may be determined according to the number of pipetting channels.
  • the pipette tip coupled to the end of the pipette arm and the pipetting channel may be removed.
  • the combined pipette tip may be removed from the pipette tip collection unit located in the waste inlet disposing unit 1110-10 and disposed of in a waste container.
  • FIG. 28 is a flowchart illustrating an operating method of a molecular diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
  • the molecular diagnosis system described in FIGS. 1 to 27 is composed of a sample preparation unit, which is a sample preparation device, and a sample analysis unit including a sample analysis device. do.
  • a sample preparation device and a sample analysis device included in the molecular diagnosis system may be operated as separate devices.
  • the molecular diagnosis system includes a sample analysis device inside the sample analysis unit, and the sample preparation unit is positioned above the sample analysis unit.
  • the molecular diagnostic system includes a system control module.
  • the system control module controls the sample preparation unit to prepare an analysis sample.
  • the system control module controls the sample analysis unit to analyze the prepared analysis sample.
  • a method of preparing and analyzing an analysis sample by controlling the sample preparation unit and the sample analysis unit by the system control module of the molecular diagnosis system is as follows.
  • the system control module controls the sample preparation unit to prepare an analysis sample in an analysis sample container provided in the sample preparation unit (S110).
  • solutions such as a specimen, a nucleic acid extraction reagent, and an amplification reaction reagent are prepared so that the analysis sample can be prepared, and the analysis sample is prepared using internal components.
  • the sample preparation unit for controlling the preparation of the analysis sample by the system control module is a sample preparation device.
  • preparing the analysis sample by dispensing at least one of a sample and a reagent; accommodating the analysis sample in the analysis sample container; Alternatively, at least one of the processes of extracting nucleic acids from the sample expected to contain pathogens may be prepared.
  • the system control module controls the lifting module in the sample analysis unit to move the analysis sample container prepared in the sample preparation unit to the sample analysis unit (S120).
  • step S120 the lifting module moves into the sample preparation unit through the first local opening formed in the sample analysis unit and the second local opening formed in the deck of the sample preparation unit.
  • the sample preparation unit mounts the analysis sample container on the moved lift module.
  • the system control module controls the elevation module to move to the sample analysis unit.
  • the sample analysis unit may include a plurality of sample analysis devices for analyzing the analysis sample.
  • the system control module controls the sample preparation unit to simultaneously or sequentially prepare analysis samples to be analyzed using a plurality of sample analysis devices.
  • the system control module controls the elevation module to move the analysis sample container accommodating analysis samples prepared simultaneously or sequentially in the sample preparation unit to the sample analysis unit.
  • step S120 when the elevating module is moved to the sample preparation unit to receive the analysis sample container, the system control module controls the elevating module to extend horizontally to easily receive the assay sample container. do.
  • the system control module controls the crane module so that the analysis sample container moved to the sample analysis unit is moved to a location where analysis is performed (S130).
  • the crane module may perform a movement operation for moving the analysis sample container moved to the sample analysis unit in up/down/left/right/backward directions.
  • the crane module may perform a rotational motion for horizontally rotating the analysis sample container.
  • the automatic container sealer is incorporated within the sample analysis unit.
  • the system control module controls the crane module to move the analysis sample container moved from the sample preparation unit to the automatic container sealer.
  • An automatic vessel sealer may seal the top surface of an assay sample vessel.
  • the system control module controls the crane module to move the sealed assay sample container in the automatic container sealer to a position where analysis of the assay sample is performed.
  • the location where the analysis is performed is the sample analysis device.
  • an automatic container sealer may be included within the sample preparation unit.
  • the system control module moves the analysis sample container prepared in the sample preparation unit to the automatic container sealer.
  • the system control module controls the automatic container sealer to seal the upper surface of the moved assay sample container.
  • the lifting module may receive the sealed analysis sample container in step S120.
  • the system control module when a plurality of sample analysis devices are provided and a plurality of analysis sample containers are sequentially received by the sample preparation unit, sequentially moves the analysis sample containers to the sample analysis device, respectively. Controls the crane module to move.
  • the system control module controls the sample analysis unit to analyze the analysis sample accommodated in the analysis sample container in the sample analysis unit (S140).
  • the analysis sample container may be moved to the sample analysis device by the crane module.
  • the sample analysis device analyzes the assay sample in the moved assay sample container and generates a result.
  • step S140 the sample analysis unit that controls the sample analysis unit so that the system control module performs analysis of the analysis sample is a sample analysis device.
  • the sample analysis device may include a process of performing a polymerase chain reaction; Alternatively, at least one or more of the processes of performing analysis on the reaction result may be performed.
  • a sample analysis device is provided at the location where the analysis is performed.
  • the sample analysis device includes a thermal cycler and an optics module.
  • the process of performing the polymerase chain reaction in the sample analysis device uses a thermal cycler, and the process of measuring the reaction result uses an optical module.
  • the sample analysis device may include a cover for analysis of the analysis sample.
  • the system control module may provide a control signal to the sample analysis device to open a lid of the sample analysis device to which the analysis sample container is to be moved. Subsequently, when the crane module provides the analysis sample container to the sample analysis device, the system control module may provide a control signal to close the cover of the sample analysis device.
  • the system control module controls the crane module to remove the analysis sample container where the analysis is completed from the location where the analysis is performed (S150).
  • step S150 the system control module controls the crane module to move the analysis sample container to the first analysis sample container collection box or the second analysis sample container collection box.
  • the present invention provides a method for processing and analyzing a sample in a molecular diagnostic system comprising the following steps.
  • the molecular diagnosis system includes a sample preparation unit, a sample analysis unit, and a transfer device; The sample preparation unit, the sample analysis unit and the transfer device are closed; The sample preparation unit and the sample analysis unit are aligned so that the reaction vessel can be transferred from the sample preparation unit to the sample analysis unit by the transfer device; (b) transferring the reaction vessel from the sample preparation unit to the sample analysis unit by a transfer device through a passage formed by the first local opening of the sample analysis unit and the second local opening of the sample preparation unit; and (c) amplifying and analyzing the analysis sample accommodated in the reaction vessel in the sample analysis unit; the second local opening of the sample preparation part is located on the lower surface or side of the sample preparation part; The first local opening of the sample analysis unit is located on a top or side surface of the sample analysis unit; The first local opening of the sample analysis unit is a gate-type opening, which is opened during the
  • an analysis sample is prepared in a reaction vessel.
  • the analysis sample preparation is performed through the molecular diagnostic system of the present invention.
  • the molecular diagnosis system includes a sample preparation unit, a sample analysis unit, and a transfer device;
  • the sample preparation unit, the sample analysis unit and the transfer device are closed; It is characterized in that the sample preparation unit and the sample analysis unit are aligned so that the reaction vessel can be transferred from the sample preparation unit to the sample analysis unit by the transfer device.
  • the analysis sample preparation is performed using a fluid handling device of the sample preparation unit.
  • the preparation of the analysis sample may include extracting a nucleic acid sample from a specimen.
  • the preparation of the analysis sample may include mixing the extracted nucleic acid with a reaction reagent for analysis in order to analyze the extracted nucleic acid.
  • Nucleic acid extraction may include disrupting cells included in a sample and separating nucleic acids from the lysate. Disruption of cells to expose active ingredients such as nucleic acids may be performed by physical or chemical processing methods such as heat treatment, ultrasonic treatment, acid or base treatment, and the like.
  • the nucleic acid extraction may be performed through a nucleic acid extraction process known in the art (see: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press (2001)
  • the nucleic acid extraction process may vary depending on the type of specimen.
  • Reaction solutions or reagents for analyzing extracted nucleic acids may include buffers, stabilizers, enzymes, salts, nucleic acid fragments, dNTPs, probes for detection, optical labels, and polymer beads and resins for support or separation. there is.
  • the step (a) preparing the analysis sample includes extracting a nucleic acid sample from the specimen by the fluid processing device and preparing an analysis sample including the extracted nucleic acid and a reaction solution. can do.
  • the sample preparation unit includes a sample container containing a sample, a reagent container containing a reagent used for extraction and/or the above-described reaction solution, and a reaction container in which a mixture of nucleic acid extracted from the sample and the reaction solution will be accommodated. can be located.
  • the vessels must be placed in a defined location within the sample preparation unit so that the fluid handling device can process the correct solutions in a predetermined sequence.
  • the deck 1110 of the sample preparation unit is configured to arrange each component in a predetermined position.
  • the sample preparation unit may include a fluid handling device and a deck in which the reaction vessel, the reagent vessel, and the sample vessel are located.
  • the preparing step (a) may include preparing a positive control reaction mixture.
  • the positive control reaction mixture is used to confirm that the assay reaction was performed normally.
  • the positive control reaction mixture is a reaction solution or mixture of reagents for analyzing nucleic acid extracted from a sample that is the same as a target analyte to be detected (positive control material).
  • the positive control reaction mixture is simultaneously reacted under the same conditions as the assay sample.
  • the positive control container is a container containing the positive control substance.
  • the positive control container contains a high concentration of the positive control substance. If the positive control material is contaminated with the analysis sample, normal analysis is impossible. Therefore, the possibility of contamination can be minimized by using a positive control container with a pierceable cap attached in the molecular diagnostic system.
  • the pierceable cap is a stopper for a liquid sample storage container capable of preventing evaporation or contamination of a solution while allowing a pipette to enter the storage container in a state in which the stopper is fastened without the need to open and close the stopper.
  • the reagent vessel includes a positive control vessel to which a pierceable cap is attached, and the analysis sample preparation step of step (a) is performed in the fluid handling device.
  • the analysis sample preparation step of step (a) is performed in the fluid handling device. may include preparing a positive control reaction mixture in the reaction vessel by penetrating the pierceable cap of the positive control vessel.
  • (b) transfer step Transferring the reaction vessel from the sample preparation unit to the sample analysis unit by a transfer device through a passage formed by the first local opening of the sample analysis unit and the second local opening of the sample preparation unit.
  • the reaction vessel to be transported is the reaction vessel provided by the sample preparation unit in the preparation step (a).
  • the reaction vessel is not limited thereto, but may be, for example, an analysis sample vessel that is a reaction vessel that can be accommodated in a sample analysis device of a sample analysis unit.
  • the assay sample container may be a reaction container accommodating a predetermined volume of an assay sample containing a target nucleic acid or a predetermined volume of an assay sample not containing a target nucleic acid.
  • the local opening refers to an opening formed limited to only one part of the whole.
  • the first local opening is locally located in the sample analysis unit.
  • the second local opening is located locally in the sample preparation unit.
  • the method of the present invention uses a molecular diagnostic system in which a first local opening is formed in the sample analysis unit and a second local opening is formed in the sample preparation unit, and the transfer of the reaction vessel is performed between the first local opening in the sample analysis unit and the sample preparation unit. It is characterized in that it is made by the transfer device through the passage formed by the second local opening.
  • the second local opening of the sample preparation part is located on the lower surface or side of the sample preparation part;
  • the first local opening of the sample analysis unit is located on a top surface or side of the sample analysis unit.
  • the second local opening may be located on a lower surface of the sample preparation unit, and the first local opening may be located on an upper surface of the sample analyzing unit.
  • the arrangement of the local openings is suitable when the sample analysis unit is located below the sample preparation unit and is arranged vertically.
  • the second local opening may be located on the side of the sample preparation unit, and the first local opening may be located on the side of the sample analysis unit.
  • the arrangement of the local opening is suitable when the sample analysis unit and the sample preparation unit are arranged side by side and left and right.
  • the first local opening and the second local opening may be disposed on the side of the sample analysis unit and the side of the sample preparation unit to face each other.
  • the first local opening and the second local opening may be disposed on the side and rear surfaces of the sample analysis unit and the side and rear surfaces of the sample preparation unit, respectively.
  • the degree of closure of the sample analysis unit and the sample preparation unit to the outside can be maximized.
  • unintended exchange of materials and energy accompanying the transfer of a target material such as a reaction vessel between the sample analysis unit and the sample preparation unit can be minimized.
  • the structure of the transfer device can be simplified.
  • the first local opening of the sample analysis unit is a gate-type opening.
  • the gate-type opening is the same as described in the detailed description of the molecular diagnostic system.
  • the first local opening, which is the gated opening is opened during the transfer step of step (b) and closed during the sample preparation and sample analysis steps (a) and (c). Accordingly, undesired exchange of materials and energy between the sample analysis unit and the external environment can be minimized.
  • a sealing device may be further included in the sample preparation unit or the sample analysis unit.
  • the sealing device seals the reaction vessel, particularly the inlet of the analysis sample vessel. After the sample preparation unit injects the analysis sample into the analysis sample container, the sample analysis unit seals the analysis sample container before analyzing the analysis sample. Through this, evaporation and contamination of the analysis sample are prevented.
  • the sealing device may be an automated container sealer.
  • the reaction container containing the analysis sample is transferred to the sealing device in the sample preparation unit by the fluid handling device, and the sealed reaction container It may include the step of transferring to the sample analysis unit by the transfer device.
  • the reaction vessel can be moved to the sealing device by means of the fluid handling device.
  • Transferring the reaction vessel containing the analysis sample to the sealing device in the sample preparation unit by the fluid handling device may be transferring the reaction vessel to the sample analyzing unit using a gripper channel of the fluid handling device.
  • the gripper channel is a means for moving a solid object such as a reaction vessel in the fluid handling device.
  • the gripper channel may be a gripper coupled to a pipetting channel of a pipette module of the fluid handling device.
  • the sealed reaction vessel is transferred to the sample analysis unit by the transfer device.
  • the sealed reaction vessel is transferred to the transfer device by means of the fluid handling device.
  • the reaction vessel containing the analysis sample is transferred to the sample analysis unit by the lifting module of the transfer device, and the crane of the transfer device
  • the sample may be transferred to a sealing device of the sample analysis unit by the module, and the reaction vessel sealed in the sealing device may be transferred to the analysis device of the sample analysis unit by a crane module of the transfer device.
  • the reaction container When the sealing device is located in the sample analysis unit, the reaction container may be moved to the sealing device by the transfer device. Specifically, the reaction vessel containing the analysis sample is transferred to the lift module of the transfer device by the fluid handling device within the sample preparation unit, and the lift module moves the reaction vessel from the sample preparation unit into the sample analysis unit.
  • the reaction vessel moved into the sample analyzer is transported from the lifting module to the sealing device by the crane module of the transfer device, and sealed.
  • the sealed reaction vessel is again transported to the sample analysis device by the crane module.
  • the transfer step (b) may include the following steps (b1) to (b3).
  • step (b1) positioning the transfer device at a position capable of accommodating the reaction vessel when the analysis sample preparation step of step (a) is completed; (b2) mounting the reaction vessel to a transfer device by the fluid handling device; and (b3) transferring the mounted reaction vessel to the sample analysis unit through a passage formed by the first local opening of the sample analysis unit and the second local opening of the sample preparation unit.
  • step (b1) positioning the transfer device in a position where the reaction vessel can be accommodated when the analysis sample preparation step of step (a) is completed.
  • the transfer device When the reaction vessel containing the analysis sample is prepared by the fluid handling device, the transfer device is moved to a position capable of accommodating the reaction vessel.
  • the transfer device moving to the reaction container accommodation position is an elevation module.
  • the first local opening which is a gate type opening of the sample analyzing unit, must be opened.
  • the lift module In order to minimize the opening time of the first local opening, the lift module is located in a contracted state in the sample analysis unit, and when the reaction vessel is ready to be transported, it moves to a position where the reaction vessel can be accommodated.
  • the step (b1) may include the following step (b10).
  • step (b10) the transfer device detecting the completion signal of the preparation step recorded after the analysis sample preparation step of step (a) is completed, and moving the transfer device.
  • step (b10) the same method as in step (b10) may be used as a method for allowing the transfer module to know that the preparation of the reaction vessel to be transferred to the sample preparation unit to the sample analysis unit has been completed.
  • the fluid handling device of the sample preparation unit records prearranged information (preparation step completion signal) indicating that the preparation of the reaction vessel has been completed in a specific storage means.
  • the storage means is a storage means accessible to both the fluid handling device and the delivery device.
  • the storage means may be, for example, a memory, a processor, or a hard disk connected to the fluid processing device and the transfer device by wire or wirelessly.
  • the prearranged information may be creation or deletion of a file or folder of a specific format or name, recording of specific information in a file, or deletion of the record.
  • the transfer device periodically refers to a location where the previously agreed upon information is to be provided, and detects and moves when the previously agreed upon information is provided.
  • the fluid handling device mounts the reaction vessel on the transfer device.
  • the mounting may be that the gripper channel of the fluid handling device mounts the reaction container to the analysis sample container rack of the lifting module.
  • step (b2) the fluid handling device must be able to detect whether the lifting module, which is a transfer device, has reached a position capable of accommodating the reaction vessel.
  • the step (b2) may include the following step (b20).
  • the transfer preparation completion signal which is prearranged information indicating that the reaction vessel is ready to be received, is recorded in a specific storage means.
  • the storage means is as described in step (b10).
  • the storage means for recording the transfer preparation completion signal and the preparation step completion signal, the recording location, and the format of the signals may be different from each other.
  • the transfer device includes a position sensor, and in the step (b2), the position sensor detects that the transfer device is located in a position capable of accommodating the reaction container; and recording a transfer preparation completion record by the detection of the sensor.
  • the fluid handling device After recording the preparation step completion signal in step (b10), the fluid handling device periodically refers to the location where the transfer preparation signal is to be provided, detects it when the transfer preparation signal is provided, and moves the reaction vessel to the analysis sample of the lifting module. Mount on the container rack.
  • the transport device transfers the mounted reaction vessel to the sample analyzer.
  • the transfer is performed through a movement path formed by the first local opening and the second local opening.
  • the signal propagation scheme described above is a unique scheme of the present invention. According to the method of the present invention including the above method, even when the fluid handling device and the transfer device of the sample preparation unit are not controlled by the same controller or control software, the reaction vessel can be prepared, transferred, and analyzed normally.
  • the sample analyzer may include a sample analyzer, and the transfer step of step (b) may include the following steps (b4) to (b6).
  • the sample analysis unit may include a sample analysis device.
  • the sample analysis device is as described in the detailed description of the molecular diagnosis system.
  • the transfer step (b) of the method of the present invention may be a step of mounting the reaction vessel prepared in the sample preparation unit to a sample analysis device in the sample analysis unit. To this end, when the transfer device transfers the reaction vessel to the sample analysis unit and reaches a position to be mounted on the sample analysis device, the sample analysis device prepares to receive the reaction vessel.
  • Accommodating the reaction vessel is to position the reaction vessel in the reaction vessel accommodating part of the sample analysis device so that the sample analysis device can perform the analysis.
  • Preparation to accommodate the reaction vessel thus refers to an act of allowing the transfer device to position the reaction vessel in the reaction vessel receiving portion of the sample analysis device.
  • Preparation for accommodating the reaction container of a specific sample analysis device may be different depending on the structure of the sample analysis device.
  • opening the lid of the sample analysis device to expose the reaction vessel accommodating portion may be preparation for receiving the reaction vessel.
  • exposing the reaction vessel accommodating part by operating the reaction vessel accommodating unit transfer device may be preparation for accommodating the reaction vessel.
  • the transfer device mounts the reaction vessel to the sample analysis device. As shown in FIG. 21 , the mounting may be performed by moving the reaction vessel to a predetermined position of the sample analysis device by a crane module of the transfer device.
  • the step (b5) may include the following step (b50). (b50) preparing to receive the reaction vessel by detecting a delivery preparation completion signal recorded in the transfer device at a position where the reaction vessel can be transferred to the sample analysis device;
  • a transfer ready signal which is prearranged information indicating that the reaction vessel is ready to be transferred, is transmitted to a specific storage means.
  • record in The storage means is a storage means accessible to both the sample analysis device and the transfer device.
  • the storage means may be, for example, a memory, a processor, or a hard disk connected to the fluid processing device and the transfer device by wire or wirelessly.
  • the prearranged information may be creation or deletion of a file or folder of a specific format or name, recording of specific information in a file, or deletion of the record.
  • the sample analysis device periodically refers to the location where the ready-to-delivery signal is to be provided, and when the ready-to-transfer signal is provided, it detects this and prepares to receive the reaction container.
  • step (b6) the transfer device should be able to detect whether the sample analyzer is ready to receive the reaction vessel.
  • the step (b6) may include the following step (b60). (b60) mounting the reaction vessel in the sample analysis device after the transfer device detects the recorded reception preparation completion signal when the sample analysis device is in a state capable of receiving the reaction container;
  • an acceptance readiness signal which is prearranged information indicating that the reaction container is ready to be received, is transmitted to a specific storage means. Record.
  • the storage means is as described in step (b50). However, the storage means for recording the transmission preparation completion signal and the reception preparation completion signal, the recording location, and the format of the signals may be different from each other.
  • step (c) the analysis sample is analyzed using the reaction container transferred to the sample analysis unit.
  • the analysis is performed by the sample analysis device of the sample analysis unit.
  • the analysis may mean, for example, obtaining information about the presence, content, concentration, sequence, activity or properties of an analyte in a sample.
  • Analytes can include a variety of substances (eg, biological substances and non-biological substances such as compounds).
  • the analyte may include biological substances such as nucleic acid molecules (eg, DNA and RNA), proteins, peptides, carbohydrates, lipids, amino acids, biological compounds, hormones, antibodies, antigens, metabolites, and cells. there is.
  • the analyte may be a nucleic acid molecule.
  • the sample analysis device of the present invention may be a target nucleic acid detection device.
  • the target nucleic acid detection device allows a nucleic acid reaction in the sample to proceed, and detects the target nucleic acid through this.
  • a nucleic acid reaction refers to a series of physical and chemical reactions that generate signals depending on the presence or amount of nucleic acids of a specific sequence in a sample.
  • the nucleic acid reaction may be a reaction including binding of a nucleic acid of a specific sequence in a sample with another nucleic acid or material, or replication, cleavage, or degradation of a nucleic acid of a specific sequence in the sample.
  • the nucleic acid reaction may be a reaction involving a nucleic acid amplification reaction.
  • the nucleic acid amplification reaction may include amplification of a target nucleic acid.
  • the nucleic acid amplification reaction may be a reaction that specifically amplifies a target nucleic acid.
  • the nucleic acid reaction may be a signal-generating reaction, which is a reaction capable of generating a signal depending on the presence/absence or amount of a target nucleic acid in a sample.
  • This signal-generating reaction may be a genetic analysis process such as PCR, real-time PCR, or microarray.
  • Various methods are known for generating an optical signal indicative of the presence of a target nucleic acid using a nucleic acid reaction.
  • Representative examples include: TaqMan TM probe method (US Pat. No. 5,210,015), molecular beacon method (Tyagi et al., Nature Biotechnology v.14 MARCH 1996), Scorpion method (Whitcombe et al., Nature Biotechnology 17:804). -807 (1999)), Sunrise (or Amplifluor) method (Nazarenko et al., 2516-2521 Nucleic Acids Research, 25(12):2516-2521 (1997), and US Pat. No. 6,117,635), Lux method (U.S. Patent No.
  • hybridization probe Bosset PS, et al., Clin Chem 2000, 46, 147-148
  • PTOCE PTO cleavage and extension
  • PCE-SH PTO Cleavage and Extension-Dependent Signaling Oligonucleotide Hybridization
  • PCE-NH PTO Cleavage and Extension-Dependent Non-Hybridization
  • PCT/KR2013/ 012312 PCT/KR2013/ 012312
  • CER method WO 2011/037306
  • the target analyte detection device may be a nucleic acid detection device, and may detect a signal generated depending on the presence of a target nucleic acid.
  • the nucleic acid detection device may amplify and detect a signal accompanied by nucleic acid amplification.
  • the nucleic acid detection device may amplify and detect a signal without accompanying nucleic acid amplification.
  • Signal detection is preferably accompanied by nucleic acid amplification.
  • a sample analysis device may include a nucleic acid amplification device.
  • a nucleic acid amplification device refers to a device capable of performing a nucleic acid amplification reaction for amplifying nucleic acids having a specific nucleotide sequence.
  • the sample analysis unit may include a ventilation apparatus for forming an air-out flow.
  • the sample analysis unit may include a ventilation device.
  • 29 illustrates the inside of the sample analysis unit 1200 in which the ventilator 1280 according to an embodiment of the present invention is disposed.
  • the ventilator 1280 controls the internal environment of the sample analysis unit 1200 .
  • the ventilation device may be a ventilation fan.
  • the sample analysis unit 1200 may include one or more ventilation devices. 29 shows that four ventilation fans 1280-a, 1280-b, 1280-c, and 1280-d are disposed as ventilation devices. All of the four ventilation fans may be configured to be turned on or off by a single power source. Alternatively, the four ventilation fans may be configured to selectively operate only some of the ventilation fans according to changes in the internal environment.
  • a duct for guiding air discharged by the ventilation fan may be additionally configured. In this way, it is possible to prevent the air discharged by the ventilation fan from approaching the preparation device located on the top of the closed structure.
  • the ventilator may be operated while performing the step (c).
  • the ventilation device may not operate while performing the transfer step of step (b) and/or the sample preparation step of step (a).
  • the sample analysis device generates a lot of heat during operation. Since the ventilation device has an effect of discharging heat generated from the sample analysis device inside the sample analysis unit, the ventilation device must be operated while performing step (c) of operating the sample analysis device.
  • the ventilation device when power is applied to the sample analysis device and is in a standby state during the entire process of processing and analyzing samples in the molecular diagnosis system, the ventilation device must also operate during the entire process of operating the molecular diagnosis system.
  • the ventilation device inside the sample analysis unit should be stopped to prevent contamination.
  • the contamination includes both contamination of the sample analysis unit by substances in the reaction vessel and contamination of the reaction vessel by substances in the air in the sample analysis unit.
  • the ventilator may not operate while performing the transfer step of step (b).
  • the ventilator may not be operated from when the reaction container is brought into the sample analyzer by the transfer device until analysis by the sample analyzer starts.
  • the reaction vessel may be an unsealed reaction vessel.
  • the method of the present invention may add a step of discarding the reaction vessel when the analysis step of step (c) is completed.
  • the method may further include a step of discarding the reaction vessel by a crane module of the transfer device after the step (c) is performed.
  • 22 is an exemplary view showing that the crane module loads the analysis-completed reaction vessel into an analysis sample container collection box according to an embodiment of the present invention.
  • 23 is an exemplary view showing that the reaction vessel is collected in an analysis sample container collection box according to another embodiment of the present invention.
  • the discarding step may include moving the reaction vessel to the sample container collection boxes 1260 and 1261 .
  • the sample container collection box may be located outside the sample analysis unit. In this case, it is possible to prevent the sample analysis unit from being contaminated by materials leaked from the discarded reaction vessel.
  • the sample preparation unit may be irradiated with UV while the molecular diagnosis system is in an inoperative state and/or while performing step (c).
  • the UV irradiation is for sterilization in the sample preparation unit.
  • the UV irradiation of the present invention can be carried out in particular during step (c).
  • the first local opening of the sample analysis unit is a gated opening, and the first local opening is closed during step (c). Therefore, even if UV irradiation is performed in the sample preparation unit during the step (c), the UV does not affect the sample analysis unit where analysis of the analysis sample is in progress.

Abstract

본 발명은 복수의 장치를 포함하는 분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 방법에 관한 기술이다. 본 발명의 처리 및 분석 방법에 의하면, 국부적으로 개방된 2개의 로컬개구를 통하여 샘플분석부와 샘플준비부 사이에 반응용기가 이동하며, 게이트형 로컬개구를 구비하여 샘플분석부와 샘플준비부 내부의 오염 발생 가능성을 최소화할 수 있다.

Description

분자진단 시스템의 샘플 처리 및 분석 방법
본 발명은 분자진단 시스템에서 샘플을 분석가능한 상태로 처리하고 분석하는 방법에 관한 것이다.
핵산 증폭은 분자 생물학에서 광범위한 방법을 위한 필수적인 과정으로서 다양한 증폭 방법이 제시되었다. 예를 들어, Miller, H. I. 등(WO 89/06700)은 프로모터/프라이머 서열을 타겟 단일가닥 DNA("ssDNA")에 혼성화시킨 다음, 상기 서열의 많은 RNA 카피를 전사하는 과정을 포함하는 핵산 서열 증폭 방법을 개시하고 있다. 다른 공지의 핵산 증폭 방법들은 전사-기반 증폭 시스템을 포함한다(Kwoh, D. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 86:1173(1989); 및 Gingeras T.R. et al., WO 88/10315).
중합효소 연쇄반응(이하,"PCR"로 지칭함)으로 공지된 가장 많이 이용되는 핵산 증폭 방법은 이중가닥 DNA의 변성, DNA 주형으로의 올리고뉴클레오타이드 프라이머 어닐링 및 DNA 중합효소에 의한 프라이머 연장의 반복된 사이클 과정을 포함한다(Mullis 등, 미국 특허 제4,683,195호, 제4,683,202호 및 제4,800,159호; Saiki 등, (1985) Science 230, 1350-1354).
PCR-기반 기술들은 타겟 DNA 서열의 증폭뿐만 아니라 생물학 및 의학 연구 분야에서 과학적 응용 또는 방법에 널리 이용되고 있으며, 예컨대, 역전사 효소 PCR(RT-PCR), 분별 디스플레이 PCR(DD-PCR), PCR에 의한 공지 또는 미지의 유전자의 클로닝, cDNA 말단의 고속 증폭(RACE), 임의적 프라이밍 PCR(AP-PCR), 멀티플렉스 PCR, SNP 지놈 타이핑, 및 PCR-기반 지놈 분석이 있다(McPherson and Moller, 2000) PCR. BIOS Scientific Publishers, Springer-Verlag New York Berlin Heidelberg, NY).
전술한 PCR 기반 기술들은 관심있는 타겟 핵산을 증폭하고 이를 검출함으로써 샘플 내에 타겟 핵산의 존재 여부를 결정한다. 특히, 타겟 핵산이 특정 질병과 연관이 있는 경우(예를 들어, 타겟 핵산이 특정 병원균으로부터 유래된 경우), 상기 타겟 핵산의 존재는 대상에서의 질병 위험성을 진단하는데 도움을 줄 수 있다.
이러한 타겟 핵산을 증폭하고 검출함으로써 샘플 내에 타겟 핵산의 존재 여부를 확인하기 위해서는 핵산을 증폭하기 위한 열순환 메커니즘과 증폭된 핵산을 검출하기 위한 광학 메커니즘이 필요하다. 종래에는 열순환 메커니즘을 써멀 사이클러에서 수행하였으며, 광학 메커니즘을 전기영동 장치에서 수행하였지만, 실시간 중합효소연쇄반응(Real-time PCR)을 수행할 수 있는 RT-PCR 장치가 개발되면서, 하나의 장치에서 핵산의 증폭과 검출을 수행할 수 있도록 하였다.
또한, PCR 기반 기술들은 관심있는 타겟 핵산을 증폭 및 검출하기 위해 타겟 핵산에 특이적으로 혼성화하는 올리고뉴클레오타이드(예컨대, 프라이머 및/또는 프로브), 표지, DNA 중합효소, dNTP, Mg 이온 및 버퍼 등을 포함하는 타겟 핵산 검출용 시약의 사용을 필요로 한다. 이러한 타겟 핵산 검출용 시약들을 이용하여 핵산 증폭 및 검출을 하기 위한 샘플을 준비하는 준비과정이 필요하며, 이러한 준비과정은 액체 처리 장치(liquid handling device)에서 수행하고 있다.
따라서, 핵산 증폭 및 검출을 위한 준비과정이 수행된 샘플은 실험을 진행하는 사용자가 액체 취급 장치에서 RT-PCR 장치로 이동시킨 후, 샘플에 포함된 타겟 핵산을 증폭하고 검출하도록 한다.
그러나, 상기 준비된 샘플을 사용자가 직접 RT-PCR 장치로 이동하는 것은 이동 도중 샘플의 오염 또는 샘플에 의한 사용자의 오염이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 또한 사용자가 준비장치에서 샘플의 전처리가 진행되는 동안 준비장치로부터 샘플을 이동시키기 위하여 대기하여야 하는 문제점이 있다. 검출을 위한 효소 등이 포함된 샘플은 즉시 RT-PCR 장치에서 검출을 위한 반응을 진행하여야 하며, 상온에 방치되는 경우 효소에 의한 비특이적인 반응이 진행될 수 있기 때문이다.
이러한 점을 극복하기 위한 새로운 분석 방법 및 시스템이 필요하다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 인용문헌 및 특허 문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 문헌 및 특허의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 기존의 분자진단용 장치들을 활용하여 각 장치들의 독립성을 유지하면서 사용자의 편의성 및 안전성을 확보할 수 있는 분자진단 시스템을 개발하고, 상기 분자진단 시스템이 원스텝으로 샘플을 처리하고 분석할 수 있는 프로세스를 구축하기 위하여 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 분석장치 및 유체처리장치의 독립성을 해치지 않으면서, 이송장치를 이용하여 이들 간의 반응용기의 이동이 안정적으로 이루어지는, 분자진단용 시스템을 위한 샘플 처리 및 분석 프로세스를 개발하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 하기의 실시예, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명은 본 발명의 일 구현예에 따라, 다음을 포함하는 분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 방법을 제공한다.
(a) 상기 분자진단 시스템의 샘플준비부의 유체 처리 장치(liquid handling device)를 이용하여 반용용기에 분석 샘플을 준비하는 단계;
상기 분자진단시스템은 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치를 포함하며; 상기 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치는 폐쇄되어 (enclosed) 있으며; 상기 샘플준비부 및 샘플분석부는 반응용기가 상기 이송장치에 의하여 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송될 수 있도록 정렬되어 있으며;
(b) 샘플분석부의 제1로컬개구(local opening) 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치에 의하여 상기 반응용기를 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송하는 단계; 및
(c) 샘플분석부 내의 반응용기에 수용된 분석샘플을 증폭 및 분석하는 단계로서;
상기 샘플준비부의 제2로컬개구는 상기 샘플준비부의 하면 또는 측면에 위치되며; 상기 샘플분석부의 제1로컬개구는 상기 샘플분석부의 상면 또는 측면에 위치되며;
상기 샘플분석부의 제1로컬개구는 게이트형 개구(gate-type opening) 이며, 상기 단계 (b)의 이송단계 진행 중에 열리고, 상기 단계 (a) 및 단계 (c)의 샘플 준비 및 샘플 분석 진행 중에 닫힌다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다.
(1) 본 발명의 처리 및 분석 방법에 의하면, 국부적으로 개방된 2개의 로컬개구를 통하여 샘플분석부와 샘플준비부 사이에 반응용기가 이동하며, 게이트형 로컬개구를 구비하여 샘플분석부와 샘플준비부 내부의 오염 발생 가능성을 최소화할 수 있다.
(2) 본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 의하면, 반응용기의 이동 경로에 따라 환기장치의 작동을 제어하여 반응용기의 사전 오염을 방지할 수 있다.
(3) 본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 의하면, 유체 처리 장치와 이송장치 사이에 직접적인 상호 제어 권한이 없어도 샘플 처리의 단계를 모니터링 하고, 적시에 안전하게 반응용기를 이송할 수 있다.
(4) 본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 의하면, 샘플 분석 장치와 이송장치 사이에 직접적인 상호 제어 권한의 부여 없어도 반응용기 이송 상황을 모니터링 하고, 적시에 안전하게 반응용기를 이송할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분자진단 시스템을 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분자진단 시스템을 나타내는 우측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 결합 관계를 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 분자진단 시스템을 나타내는 내부 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 샘플준비부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 샘플분석부를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 제1로컬개구 개폐 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 샘플분석부를 나타내는 내부 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 승강 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 크레인 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 구현예에 따른 크레인 모듈의 회전 구성을 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 자동 용기 실러를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 샘플 분석 장치를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 용액 회수함 및 분석 샘플 용기 회수함을 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 구현예에 따른 승강 모듈의 동작을 나타내는 예시도이다.
도 16은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부에서 승강 모듈의 수평 연장 이동 동작을 나타내는 제1 예시도이다.
도 17은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부에서 승강 모듈의 수평 연장 이동 동작을 나타내는 제2 예시도이다.
도 18은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부에서 승강 모듈의 수평 연장 이동을 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 승강 모듈에서 반응용기인 분석 샘플 용기를 이송하는 것을 나타내는 예시도이다.
도 20은 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 분석 샘플 용기를 자동 용기 실러에 장착하는 것을 나타내는 예시도이다.
도 21은 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 분석 샘플 용기를 샘플 분석 장치에 장착하는 것을 나타내는 예시도이다.
도 22는 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 분석 샘플 용기를 분석 샘플 용기 회수함에 적재하는 것을 나타내는 예시도이다.
도 23은 본 발명의 다른 구현예에 따라 분석 샘플 용기가 분석 샘플 용기 회수함에 수거되는 것을 나타내는 예시도이다.
도 24는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부 내에서 크레인 모듈에 의해 분석 샘플 용기가 이동되는 위치를 나타내는 평면도이다.
도 25는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부 내에서 크레인 모듈에 의해 분석 샘플 용기가 이동되는 위치를 나타내는 사시도이다.
도 26은 본 발명의 다른 구현예에 따른 샘플분석부 내에서 밀봉장치의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 27은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플준비부의 구성요소들이 덱에 위치하는 것을 나타내는 배치도이다.
도 28은 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 동작 방법을 나타내기 위한 순서도이다.
도 29는 본 발명의 일 구현예에 따른 환기장치를 배치한 샘플분석부의 내부를 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하는 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b), (i, (ii 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명자들은 기존의 분자진단용 장치들을 활용하여 각 장치들의 독립성을 유지하면서 사용자의 편의성 및 안전성을 확보할 수 있는 분자진단 시스템을 개발하고, 상기 분자진단 시스템이 원스텝으로 샘플을 처리하고 분석할 수 있는 프로세스를 구축하기 위하여 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 분석장치 및 유체처리장치의 독립성을 해치지 않으면서, 이송장치를 이용하여 이들 간의 반응용기의 이동이 안정적으로 이루어지는, 분자진단용 시스템을 위한 샘플 처리 및 분석 프로세스를 개발하였다.
본 발명은 분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 방법에 관한 것이다.
분자진단이란 샘플에 포함된 유전정보 또는 단백질에 포함된 생물학적 표지를 분석하는 분자생물학적 기술을 의학적 테스트에 적용하여 목적하는 정보를 습득하는 것을 의미한다. 생물학적 표지는 타겟 분석물질을 의미하며, 예를 들어, 타겟 핵산 서열 또는 아미노산 서열일 수 있다. 목적하는 정보는 상기 생물학적 표지의 존재, 부존재 또는 그 양에 관한 정보일 수 있다.
분자진단 시스템은 이러한 분자진단에 사용될 수 있는 장치를 의미한다. 분자진단 시스템은 분석물(analyte)을 포함하거나 포함할 것으로 추정되는 분석 샘플(analysis sample)을 준비하는 샘플 준비부와 준비된 분석 샘플 내에서 특정 뉴클레오타이드 서열을 갖는 핵산을 증폭하고, 증폭된 핵산을 검출하는 샘플 분석부를 포함한다. 분자진단 시스템은 상기 샘플 준비부와 샘플 분석부를 작동적으로 연결(operatively connecting)하기 위한 하나 이상의 로컬개구부와 이송장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본원에서 사용된 용어 “샘플(sample)”은 분석물(analyte)를 포함하거나 포함할 것으로 추정되는 물질을 의미한다.
생물학적 샘플은 바이러스, 세균, 조직, 세포, 혈액(전혈, 혈장 및 혈청 포함), 림프, 골수액, 객담(sputum), 도말(swab), 흡인물(aspiration), 기관지 세척액, 기관지 페포 세척액, 비강 세척액, 우유, 소변, 대변, 안구액, 타액, 정액, 뇌 추출물, 척수액(SCF), 관절액, 충수, 비장 및 편도 조직 추출물, 양수 및 복수를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 샘플은 생물학적 공급원으로부터 단리된 자연발생 핵산 분자 및 합성 핵산 분자를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 용어 “샘플”은 샘플의 보존, 처리, 검출 등에 사용되는 물질을 포함할 수 있다. “샘플”은 증폭용 시약, 검출용 시약, 보존제, 물, 탈 이온수, 식염수, pH 완충액, 산성용액, 염기성 용액과 같은 추가 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본원에서 용어 “원시 샘플(raw sample)”은 분석을 위하여 샘플을 처리하는 장치에서 사용되기 전의 샘플을 나타내기 위하여 사용될 수 있다.
본원에서 용어 “원시 샘플 (raw sample)”은 샘플 준비를 위한 샘플준비부에서 처리되기 전의 샘플을 나타내기 위하여 사용될 수 있다.
본원에서 용어 “분석 샘플(analysis sample)”은 분석을 위하여 샘플을 처리하는 여러 단계의 과정에서 제조되는 분석물을 포함하는 중간물들을 나타내기 위하여 사용될 수 있다.
분석샘플은 샘플준비부 및 샘플분석부에서 처리 및 분석되는 과정에 만들어지는 샘플들을 나타내기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 샘플분석부에서 분석되는 샘플을 나타내기 위하여 사용될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 “검체(specimen)”는 분석하고자 하는 대상으로, 음식, 토양, 공기, 물이나 생물에서 채취된 것을 의미할 수 있다. 일반적으로 검체는 타액(sputum), 혈액(blood), 소변(urine), 대변(stool) 등을 포함한다. 검체를 포함하는 검체 용기에는 검체의 채취를 위한 검체 채취용 조성물 및/또는 검체 운반용 미디움을 포함할 수 있다. 검체 운반용 미디움은 감염 병원체의 파쇄(lysis)에 의한 비활성화 기능과 파쇄된 병원체로부터 방출된 핵산 물질의 안정화 기능을 수행한다. 용어 “검체”는 용어 “샘플”과 혼용할 수 있다.
분석물(analyte)은 분석 대상이 되는 물질을 말한다. 상기 분석은 예를 들어, 샘플 내 분석물의 존부, 함량, 농도, 서열, 활성 또는 특성에 대한 정보를 수득하는 것을 의미할 수 있다. 분석물은 다양한 물질(예를 들어, 생물학적 물질 및 화합물과 같은 비생물학적 물질)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 분석물은 핵산 분자(예를 들어, DNA 및 RNA), 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 지질, 아미노산, 생물학적 화합물, 호르몬, 항체, 항원, 대사물질 및 세포와 같은 생물학적 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 분석물은 핵산 분자일 수 있다.
본원에서 분석 대상의 분석물이 핵산분자인 경우, 본 기술분야에서 공지된 핵산 추출(nucleic acid extraction) 과정을 거쳐 검체로부터 핵산을 추출할 수 있다 (참조: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)). 핵산추출 과정은 검체의 종류에 따라 달라질 수 있다. 또한, 추출된 핵산이 RNA인 경우, cDNA를 합성하기 위한 역전사(reverse transcription) 과정을 추가로 거칠 수 있다 (참조: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)).
하나 이상의 종류의 분석물(analyte)이 샘플에 포함될 수 있으며, 이들의 검출을 위하여 복수의 검출용 분석 샘플이 준비될 수 있다.
본 발명의 분자진단 시스템의 샘플준비부는 분석 샘플을 준비한다. 샘플준비부는 샘플 준비 장치 및 샘플 준비 장치가 설치된 하우징을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플준비부는 샘플 준비 장치로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 샘플준비부는 하우징 및 상기 하우징의 내부에 샘플 준비 장치를 포함할 수 있다.
샘플준비부는 내부의 반응용기를 샘플분석부에 제공할 수 있다. 샘플준비부 내부의 반응용기를 샘플분석부에 제공하기 위하여, 샘플준비부에는 제2로컬개구가 형성된다. 상기 제2로컬개구는 샘플 준비 장치 또는 샘플준비부의 하우징에 형성될 수 있다.
샘플준비부에서는 샘플 분석 장치가 식별을 위한 프로세스를 진행할 수 있는 상태로 샘플을 준비 또는 전처리한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플 준비 장치는 예를 들어 시료로부터 핵산 또는 폴리펩타이드를 분리하는 추출장치 또는 상기 샘플 분석 장치가 목적한 분석을 수행할 수 있도록 상기 분리된 핵산 또는 폴리펩타이드와 상기 분석에 필요한 시약 등을 혼합하는 setup 장치일 수 있다. 상기 추출장치 또는 상기 setup 장치에서 다루는 대상 물질 중 적어도 하나는 상기 샘플은 액상의 샘플일 수 있다. 또한 상기 추출장치 및 setup장치에 사용되는 시약들 중 적어도 하나는 액상의 물질일 수 있다. 따라서, 본 발명의 샘플 준비 장치는 유체 처리 장치일 수 있다.
본 발명의 샘플 준비 장치는 샘플 분석 장치에서 분석 가능한 샘플을 포함하는 반응용기를 제공한다.
본 발명의 준비장치는 하우징을 포함하는 형태의 장치일 수 있다. 또한 상기 준비장치의 하우징에는 내부의 반응용기를 외부로 반출할 수 있는 하나 이상의 개구부가 형성될 수 있다.
샘플분석부에서는 샘플준비부에서 전달된 반응용기에 수용된 분석 샘플을 분석한다. 구체적으로 상기 샘플분석부는 샘플을 분석하여 샘플 내 분석물의 존재 또는 그 양에 관한 정보를 제공한다. 상기 샘플분석부는 분석장치를 포함한다. 구체적으로 상기 샘플분석부는 유전정보를 식별하는 분석장치(예를 들어, 핵산증폭장치, 씨퀀싱장치, DNA 칩 system) 및/또는 아미노산 서열 정보를 식별하는 분석장치(예를 들어, 항체 기반 분석장치)를 포함할 수 있다.
샘플분석부는 또한 자동용기실러를 포함할 수 있다.
본 발명에서 이송장치는 승강 모듈과 크레인 모듈을 포함하여 사용될 수 있다. 승강모듈은 반응용기를 샘플분석부의 내부로 이동하기 위해 동작되며, 크레인 모듈은 샘플분석부 내부로 이동된 반응용기를 샘플분석부 내부에서 이동하기 위하여 동작한다.
이송장치에 의하여 반응용기는 샘플준비부에서 샘플분석부 내부로 이동할 수 있다. 이를 위하여, 샘플준비부 및 샘플분석부에 로컬개구가 형성된다.
샘플분석부는 샘플 분석 장치(sample analysis device) 및 상기 샘플 분석 장치가 설치된 하우징을 포함할 수 있다. 또는 샘플분석부는 샘플 분석 장치일 수 있다.
샘플분석부는 분석 샘플을 분석하기 위해 사용되는 하나 이상의 샘플 분석 장치들을 내부에 구비할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 “샘플 준비 장치(sample preparation device)”는 분석물(analyte)를 포함하거나 포함할 것으로 추정되는 분석 샘플(analysis sample)을 준비하는 장치이다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플준비부는 샘플 준비 장치일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 샘플준비부는 샘플 준비 장치를 포함할 수 있다.
샘플 준비 장치는 분석물(analyte)의 (예를 들어, 표적 핵산 서열(target nucleotide sequence)) 검출에 사용되는 검출용 샘플(detection-sample) 준비 과정을 마이크로 로봇을 이용하여 자동으로 수행하는 것으로, 본 발명에서의 검출용 샘플 준비 과정은 검체로부터 핵산 추출, 증폭용 반응액(예를 들어, PCR(polymerase chain reaction)용 반응액) 제작 및 이들이 결합된 핵산 추출 및 증폭용 반응액 제작 과정을 포함한다.
샘플 준비 장치가 핵산 추출 모듈을 포함하지 않는 경우, 검체로부터의 핵산 추출은 별도의 장치를 이용하여 실시될 수 있다.
핵산 추출(nucleic acid extraction)은 본원에서 분석될 분석물이 핵산인 경우에 핵산 추출 모듈(nucleic acid extraction module, 3041)을 사용하여 검체로부터 핵산을 추출될 수 있다.
즉, 샘플 준비 장치에서 실행하고자 하는 준비 작업이 핵산 추출물의 준비 작업인 경우, 검체가 수용된 용기에서 검체를 분획하는 행위, 분획된 검체에 세포 용해용 용액을 분주하는 행위, 가열 행위 등의 행위를 시작으로 핵산의 분리 및 정제를 위한 일련의 행위를 거쳐 최종적으로 분리된 핵산을 수집하는 행위를 진행하여야 한다. 핵산 추출물의 준비 작업은 샘플 준비 장치에 포함되는 핵산 추출 모듈(nucleic acid extraction module)을 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 검체에서 핵산을 추출하는 과정은 핵산에 결합하고 결합된 핵산을 용출할 수 있는 자성 비드(magnetic bead)를 이용하는 자성 비드 기반-방법(magnetic bead-based method)이 자주 사용되고 있다. 자성 비드 기반 자동화 핵산 추출 방법은 자성 비드에 결합된 핵산을 용출시키는 공정의 타입에 따라 반응액 이송(Liquid Transfer) 방식과 비드 이송(Bead Transfer) 방식으로 나눌 수 있다.
또한, 샘플 준비 장치는 핵산 증폭용 반응액(reaction mixture) 준비 작업을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 샘플 준비 장치는 핵산 추출물 준비 작업 및 핵산 증폭용 반응액 준비 작업을 동시에 수행할 수 있다.
샘플 준비 장치는 검체에서의 핵산 추출, 증폭용 반응액 제작 및 이들이 혼합된 분석 샘플의 제작을 포함하는 분석 샘플의 준비 과정을 수행한다. 샘플 준비 장치에서 분석 샘플의 준비 과정은 샘플 준비 장치를 제어하기 위한 제어 기기(미도시)를 통해 구현되며, 각 분석 샘플의 준비 과정의 동작은 제어 기기가 각 구성요소에 대한 제어를 수행하여 이루어진다.
제어 기기는 샘플 준비 장치에 임베디드 되도록 구성될 수 있고, 별도의 장치로 구비되어 샘플 준비 장치와 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 제어 기기는 소프트웨어 제어형이다. 샘플 준비 장치의 제어 방법은 소프트웨어(software)로 제어될 수 있다. 소프트웨어 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 프로세서 상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다.
여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD, Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독 가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 샘플 준비 장치는 자동화된 유체 처리 장치(automated liquid handling device)이다. 자동화된 유체 처리 장치는 화학적 또는 생화학적 실험실의 자동화를 위해 지정된 컨테이너로부터 원하는 양의 시약, 분석 샘플 또는 다른 액체를 자동적 및 프로그램으로 흡입 및/또는 분배할 수 있다. 자동화된 유체 처리 장치의 다양한 구성은 당업자에게 공지되어 있다.
샘플 준비 장치의 모든 구성요소는 통합된 장치로서 설계되고 시스템 하우징 내에 위치된다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플 준비 장치는 Hamilton사의 “Microlab Vantage", "Microlab STAR", "Microlab NIMBUS" 또는 “Microlab Prep” 등의 제품을 사용할 수 있다 (https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/platforms 참조).
본원에서 사용된 용어 “샘플 분석 장치(sample analysis device)”는 분석물(analyte)의 정성적 또는 정량적 분석을 위하여 사용되는 장치를 의미한다. 본원에서 용어 “샘플 분석 장치”와 “분석 장치”는 동일한 의미이며, 혼용될 수 있다.
샘플 분석은 분석물의 존재를 검출하는 것, 함량을 측정하는 것을 포함한다.
샘플 분석 장치는 특정 뉴클레오타이드 서열을 갖는 핵산을 증폭하고, 증폭된 핵산을 검출하는 기기를 의미할 수 있다.
샘플 분석 장치는 광원 및 광 검출기를 포함하는 광학 기기를 포함할 수 있다.
샘플 분석 장치는 온도 제어를 통하여 분석 샘플을 히팅하거나 쿨링할 수 있는 기기를 포함할 수 있다.
샘플 분석 장치는 온도 제어를 통하여 핵산 증폭 반응을 수행하는 써멀 사이클러(thermal cycler)를 포함할 수 있다.
샘플 분석 장치는 핵산을 증폭할 수 있는 핵산 증폭기를 포함할 수 있다.
샘플 분석 장치에서 핵산은 다양한 방법으로 증폭될 수 있다. 예를 들어, 리가아제 연쇄 반응(ligase chain reaction; LCR, 참조 Wiedmann M, 등, "Ligase chain reaction(LCR)- overview and applications." PCR Methods and Applications 1994 Feb;3(4):S51-64), 갭 필링 LCR(gap filling LCR; GLCR, 참조 WO 90/01069, 유럽 특허 제439182호 및 WO 93/00447), Q-베타 리플리카제 증폭(Qbeta replicase amplification; Q-beta, 참조 Cahill P, 등, Clin Chem., 37(9): 1482-5(1991), 미국 특허 제5556751호), 가닥 치환 증폭(strand displacement amplification; SDA, 참조 G T Walker 등, Nucleic Acids Res. 20(7):16911696(1992), 유럽 특허 제497272호), 핵산 서열-기반 증폭(nucleic acid sequence-based amplification; NASBA, 참조 Compton, J. Nature 350(6313):912(1991)), 전사 매개 증폭(Transcription-Mediated Amplification; TMA, 참조 Hofmann WP 등, J Clin Virol. 32(4):289-93(2005); 미국 특허 제5888779호) 또는 롤링 서클 증폭(Rolling Circle Amplification; RCA, 참조 Hutchison C.A. 등, Proc. Natl Acad. Sci. USA. 102:1733217336(2005))에 의해 실시된다.
본 발명의 샘플 분석 장치에 포함될 수 있는 핵산 증폭 기기인 써멀 사이클러는 PCR(polymerase chain reaction) 기반의 핵산 증폭 반응에 유용하게 이용된다. PCR(polymerase chain reaction)을 기반으로 하는 다양한 핵산 증폭 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 정량 PCR (quantitative PCR), digital PCR, 비대칭 PCR (asymmetric PCR), 역전사 효소 PCR (RT-PCR), 분별 디스플레이 PCR (Differential Display PCR: DDPCR), 중첩 (nested PCR) 임의적 프라이밍 PCR(AP-PCR), 멀티플렉스 PCR, SNP 지놈 타이핑 PCR 등을 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 핵산 증폭 기기인 써멀 사이클러는 특정 뉴클레오타이드 서열을 갖는 DNA(deoxyribonucleic acid)를 증폭하기 위해 샘플 분석 장치는 변성 단계(denaturing step), 어닐링 단계(annealing step), 연장(혹은 증폭) 단계(extension step)를 실시할 수 있다.
변성 단계는 주형 핵산인 이중 가닥의 DNA를 포함하는 시료 및 시약을 포함하는 용액을 특정 온도, 예를 들어 약 95℃로 가열하여 이중 가닥의 DNA를 단일 가닥의 DNA로 분리하는 단계이다. 어닐링 단계는 증폭하고자 하는 핵산의 뉴클레오타이드 서열과 상보적인 뉴클레오타이드 서열을 갖는 올리고뉴클레오타이드(oligonucleotide) 프라이머를 제공하고, 분리된 단일 가닥의 DNA와 함께 특정 온도, 예를 들어 60℃로 냉각하여 단일 가닥의 DNA의 특정 뉴클레오타이드 서열에 프라이머를 결합시켜 부분적인 DNA-프라이머 복합체를 형성하는 단계이다. 연장 단계는, 어닐링 단계 이후 상기 용액을 특정 온도, 예를 들어 72℃로 유지하여 DNA 중합효소(polymerase)에 의해 부분적인 DNA-프라이머 복합체의 프라이머를 기초로 이중 가닥의 DNA를 형성하는 단계를 수행한다.
일 구현예로, 본 발명의 샘플 분석 장치는 전술한 3 단계들을 예를 들어 10회 내지 50회로 반복함으로써 상기 특정 뉴클레오타이드 서열을 갖는 DNA를 기하급수적으로 증폭할 수 있다.
다른 구현예로, 본 발명의 샘플 분석 장치는 어닐링 단계와 연장 단계를 동시에 수행할 수 있다. 이 경우 샘플 분석 장치는 변성 단계와 어닐링/연장 단계로 구성된 2 단계들을 수행함으로써, 제1 순환을 완성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 샘플 분석 장치에 포함되는 핵산 검출 장치(nucleic acid detecting device)는 핵산 증폭 기기를 통해 중합효소 연쇄 반응(PCR)이 수행된 분석 샘플에서 타겟 핵산을 검출하기 위한 장치이며, 타겟 핵산 내의 형광 물질에서 방출되는 방출광(emission light)을 검출하는 광학 모듈(optical module)을 포함한다.
광학 모듈은 핵산 증폭 기기에서 수행된 증폭 반응을 실시간으로 분석(또는 모니터링)하는 광학 장치(optics mechanism)이다. 일 구현예로, 광학 모듈은 복수로 구비되는 광원, 광학 필터, 볼록 렌즈, 빔 스플리터, 광 검출기 등의 구성요소로 이루어질 수 있으며, 광학 모듈에서 진행되는 핵산 증폭 반응에서 발생되는 형광을 실시간으로 검출할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 샘플 분석 장치는 실시간 검출 장치이다. 일 구현예에 따르면, 샘플 분석 장치는 실시간 핵산 검출 장치이다. 일 구현예에 따르면, 샘플 분석 장치는 실시간 PCR 장치이다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플 분석 장치는 샘플분석부에 구비된다.
본 발명의 분자진단 시스템은 또한 이송장치를 포함한다. 상기 이송장치는 반응용기를 이송한다.
본원에서 사용된 용어 “반응용기(reaction vessel)”는 샘플 준비 장치 및 샘플 분석 장치에서 사용되는 물질을 수용하는 공간을 말한다. 물질은 일반적으로 용액을 포함한다. 본 발명의 반응용기는 분석 샘플을 포함하는 “샘플 용기”(sample vessel) 또는 “분석 샘플 용기”(analytical sample vessel) 또는 “용기”(vessel)로 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 준비장치 및 분석장치에서 사용되는 물질을 수용하는 공간은 “컨테이너(container)” 또는 “캐리어(carrier)”로 사용될 수 있다. 본 명세서에서 용기(vessel)와 컨테이너(container) 및 캐리어(carrier)를 특별히 구분하지 않는다. 다만, 사용되는 장치, 형태 또는 내부 수용 물질 등에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.
또한, 반응용기는 샘플 준비 장치에서 수행하는 핵산 추출, 증폭용 반응액 조성 및 증폭 반응 셋업(예를 들어, PCR 셋업)을 위해 사용하는 용기를 말한다. 즉, 검체, 하나 이상의 추출 시약, 반응액을 위한 하나 이상의 조성물, 추출된 핵산과 반응액을 혼합한 분석 샘플(master mix) 등은 컨테이너에 수용되고, 샘플 분석 장치를 통해 반응이 수행될 분석 샘플은 분석 샘플 용기에 분주되어 수용될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서 반응용기는 튜브(tube), 튜브 스트립(tube strip) 등을 포함한다. 본 발명의 다른 구현예에서 반응용기는 카트리지(cartridge), 웰 플레이트(well plate) 등을 포함할 수 있다. 반응용기는 수용되는 물질에 따라 다양한 크기를 사용할 수 있으며, 다양한 크기의 반응용기에 따라 반응용기를 보관하거나 담을 수 있는 수단도 다양하게 준비될 수 있다. 반응용기를 담는 수단은 캐리어(carrier), 랙(rack), 어댑터(adapter) 등이 있을 수 있으며, 각각의 수단에는 하나 이상의 반응용기가 삽입되어 보관될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 반응용기는 캡(cap)을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에서, 반응용기는 필름 등을 이용하여 실링할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 “분석 샘플 용기(analytical sample vessel)”는 샘플 홀더에 수용될 수 있는 반응용기(reaction vessel)이다. 분석 샘플 용기는 타겟 핵산을 포함하는 소정 용량의 분석 샘플 또는 타겟 핵산을 포함하지 않은 소정 용량의 분석 샘플을 수용하고, 샘플 홀더에 수용되어 반응(예를 들어, 증폭) 또는 검출(예를 들어, 형광 신호)에 사용될 수 있다. 분석 샘플 용기는 상기 반응용기 중 분석장치의 샘플 홀더에 수용되는 용도로 사용되는 반응용기를 지칭하는 것으로 모든 분석 샘플 용기는 반응용기에 포함된다.
본 명세서에서 설명되는 분석 샘플 용기는 분석 샘플을 수용할 수 있는 튜브를 실시예로 설명하였으나, 반응 영역의 형태에 따라 다양한 소재 및 형태의 분석 샘플 용기를 사용할 수 있다. 분석 샘플 용기는 반응 영역에 형성된 웰에 삽입되어 가열과 냉각의 반응 사이클이 수행될 수 있도록 한다. 즉, “분석 샘플 용기”는 반응이 수행되는 닫힌 공간(closed space)을 말한다.
분석 샘플 용기는 하나 또는 둘 이상의 샘플 수용 공간을 포함한다. 분석 샘플 용기의 샘플 수용 공간은 분석 샘플(예를 들어, 분석물 또는 반응 혼합물)을 수용할 수 있는 단위체(unit)를 말한다. 테스트 튜브, 증폭용 튜브, 스트립 튜브, 웰 플레이트, 멀티 웰 플레이트(multi well PCR plate) 각각은 하나 또는 둘 이상의 샘플 수용 공간을 포함하는 분석 샘플 용기의 일 구현예이다.
본 발명의 일 구현예에서 하나 이상의 분석 샘플 용기는 샘플 홀더에 장착될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서 하나 이상의 분석 샘플 용기는 멀티 웰 플레이트(이하, '웰 플레이트'라 함)에 수용된다. 하나 이상의 분석 샘플 용기를 수용한 웰 플레이트는 샘플 홀더에 장착될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서 분석 샘플 용기는 하나 이상의 웰에 분석 샘플을 수용할 수 있는 웰 플레이트이다. 하나 이상의 웰에 분석 샘플을 수용한 웰 플레이트는 샘플 홀더에 장착될 수 있다.
상기 분석 샘플 용기의 구현 예들은 본 발명에서 실시하고자 하는 바람직한 구현예 중에서 일부의 구현예를 설명한 것이다. 따라서 분석 샘플 용기는 이외의 다른 구현예에 따라 다양하게 실시될 수 있는 것은 자명하다.
본 발명에서 사용되는 용어 '반응액(reaction mixture)'은 분석물의 검출을 용이하게 하도록 분석물과 함께 혼합되는 용액을 의미할 수 있다. 반응액은 하나 이상의 증폭용 반응 시약을 포함하여 조성될 수 있다.
본 발명의 이송장치는 분자진단 시스템에서 사용되는 반응용기를 샘플준비부에서 샘플분석부로 이동시키고, 샘플분석부 내의 각 구성요소에 이송 및 장착할 수 있는 장치이다.
본 발명의 일 구현예에서, 반응용기를 샘플준비부에서 샘플분석부로 이동시키기 위하여 이송장치는 승강 모듈(lift module)을 포함하고, 샘플분석부에 이동된 반응용기를 샘플분석부 내의 다른 구성요소로의 이송 및 장착하기 위하여 크레인모듈(crane module)을 포함한다.
이송장치는 상/하, 전/후, 좌우 방향으로 동작될 수 있으나, 본 발명의 일 구현예에서, 승강 모듈은 상/하 및 좌/우 방향으로 동작되고, 크레인 모듈은 상/하, 전/후 및 좌/우 방향으로 동작될 수 있다.
이송장치는 상기 샘플준비부와 샘플분석부 사이에 반응용기 등을 이송한다. 이를 위하여 상기 샘플분석부에는 제1로컬개구를 포함하며, 상기 샘플준비부는 제2로컬개구를 포함한다.
상기 제1로컬개구는 샘플분석부에 국부적으로(locally) 위치한다. 상기 제2로컬개구는 상기 샘플준비부에 국부적으로(locally) 위치한다. 국부적으로 위치한다는 것은 전체의 어느 한 부분에만 한정되어 위치하는 것을 의미한다.
본 발명의 분자진단 시스템은 샘플분석부와 샘플준비부에 국부적으로 로컬개구를 형성하고, 본 발명의 분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 방법을 수행하는 동안 샘플분석부와 샘플준비부 사이에 이루어지는 반응용기 등의 이송을 상기 로컬개구를 통하여만 수행하는 것을 특징으로 한다.
이로서 샘플분석부와 샘플준비부가 외부에 대한 폐쇄 정도를 최대화 할 수 있다. 또한, 샘플분석부와 샘플준비부 사이에 반응용기 등 목적한 물질을 이송할 때 수반되는 목적하지 아니한 물질 및 에너지의 교환을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치는 폐쇄되어 있다.
상기 폐쇄는 외부와의 물질 또는 에너지의 교류를 막는 것을 의미한다. 상기 물질 또는 에너지는 기체, 소리, 열 또는 빛일 수 있다. 또한 상기 물질은 분자진단 시스템이 작동하면서 출입하는 반응용기, 샘플, 시약 일 수 있다.
본 발명에서 폐쇄는 외부와의 물질 또는 에너지의 교류를 전적으로 막는 밀봉 폐쇄 뿐만 아니라, 외부와의 물질 또는 에너지의 교류가 컨트롤된 상태에서 이루어지도록 하는 실질적인 폐쇄를 포함한다.
상기 폐쇄는 하우징이 구비되는 것으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 샘플준비부가 폐쇄되어 있다는 것은 샘플준비부는 하우징을 포함하며, 상기 샘플준비부에 포함되는 장치들은 상기 샘플준비부 하우징 내에 위치하는 것일 수 있다. 또는 상기 샘플준비부가 폐쇄되어 있다는 것은 상기 샘플준비부에 포함되는 장치들이 자체 하우징을 형성하고 있는 것일 수 있다. 상기 실질적인 폐쇄를 위하여 상기 하우징에는 개구와 같은 물질 이동 통로가 구비될 수 있다. 상기 실질적인 폐쇄를 위하여 상기 하우징에는 팬, 슬릿, 열교환장치와 같은 공기 및 열을 교류하는 장치가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플준비부는 샘플준비부 하우징을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플분석부는 샘플분석부 하우징을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 이송장치는 상기 샘플준비부 및/또는 샘플분석부의 하우징 내에 위치할 수 있다.
개구부는 환경적/공간적으로 분리된 샘플준비부와 샘플분석부를 연결하기 위한 구성이다. 개구부는 인접하게 위치한 샘플준비부와 샘플분석부를 상호 공간적으로 연결하여, 샘플준비부에서 준비된 반응용기가 샘플분석부로 이동할 수 있게 하는 통로(passage)이다.
본 발명의 일 구현예에서, 개구부는 샘플분석부에 포함된 제1로컬개구와 샘플준비부에 포함된 제2로컬개구로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 제1로컬개구는 게이트형 개구이다. 상기 게이트형 개구는 상시적으로 개방되어 있지 않고, 필요한 시점에 선택적으로 개방된다. 상기 필요한 시점은 후술할 본 발명 방법의 단계 (b)의 이송단계 진행 중일 수 있다. 일예로 본 발명의 샘플분석부의 제1로컬 개구는 이송단계 진행 중에 열리고, 샘플 준비 단계 및 샘플 분석 단계 진행 중에 닫힐 수 있다. 게이트형 개구는 개폐 장치(door device)를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플준비부의 제2로컬개구는 게이트형(gate-type) 또는 비게이트형(non-gate-type)의 개구일 수 있다. 구체적으로 상기 샘플준비부의 제2로컬개구는 비게이트형 개구이며, 상기 샘플준비부의 하면에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1로컬개구는 샘플분석부의 상면 또는 측면에 위치되며, 상기 제2로컬개구는 샘플준비부의 하면 또는 측면에 위치된다. 이로서, 상기 제1로컬개구와 제2로컬개구가 근접하여 배치될 수 있으며, 이송모듈에 의한 반응용기 이송시 반응용기가 외부로 노출되는 것을 최소화 할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1로컬개구와 제2로컬개구를 연결하는 연결부재가 제1로컬개구와 제2로컬개구 사이에 위치할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 제2로컬개구는 샘플준비부의 하부에 형성될 수 있다. 제2로컬개구는 하부에 위치하여 샘플분석부로 반응용기를 제공할 수 있다.
제1로컬개구는 샘플준비부의 제2로컬개구에서 이동되는 반응용기를 수신할 수 있도록 샘플분석부의 상부면에 형성될 수 있다.
제1로컬개구가 샘플분석부의 상면에 위치하며, 제2로컬개구가 하면에 위치하는 경우, 상기 제1로컬개구 및 제2로컬개구가 서로 근접하여 마주보게 위치할 수 있다. 게이트형의 제2로컬개구는 샘플준비부를 외부로부터 폐쇄시켜 불필요한 물질 및 에너지의 교환을 최소화한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플준비부는 덱을 포함할 수 있다. 상기 덱에는 샘플준비부의 유체 처리 장치 및 상기 반응용기가 위치할 수 있다. 상기 덱에는 또한 시약 용기 및 샘플 용기가 위치할 수 있다. 상기 덱은 상기 유체 처리 장치 하우징의 바닥면일 수 있다. 상기 유체 처리 장치가 검체에서의 핵산 추출, 증폭용 반응액 제작 및 이들이 혼합된 분석 샘플의 제작을 포함하는 분석 샘플의 준비 과정을 수행하기 위하여는 반응용기, 시약용기 및/또는 샘플용기가 미리 정해진 위치에 있어야 한다. 상기 덱에는 반응용기, 시약용기 및/또는 샘플용기가 위치할 수 있는 공간이 제공될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 덱에 상기 제2로컬개구가 형성될 수 있다. 상기 덱에 형성된 제2로컬개구는 하부에 위치하여 샘플분석부로 반응용기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분자진단 시스템을 나타내는 정면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 분자진단 시스템을 나타내는 우측면도이다. 도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이, 분자진단 시스템(1000)은 샘플준비부(1100)와 샘플분석부(1200)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플준비부(1100)의 하부에 샘플분석부(1200)가 위치하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 샘플준비부(1100)의 측면에 샘플분석부(1200)가 위치하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 샘플준비부(1100)의 후면에 샘플분석부(1200)가 위치하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 샘플준비부(1100)의 전면에 샘플분석부(1200)가 위치하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 샘플준비부(1100)의 상부에 샘플분석부(1200)가 위치하도록 구성될 수 있다.
샘플준비부(1100)는 샘플 준비 장치(sample preparation device)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 샘플 준비 장치는 유체 처리 장치이다. 샘플분석부(1200)는 샘플 분석 장치(sample analysis device), 밀봉장치, 용액 회수함(liquid waste collection bin), 제1 분석 샘플 용기 회수함(1st analytical sample vessel retrieval container)등의 분석 샘플을 분석하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다. 상기 샘플준비부 내부에 이송장치(1300)가 위치할 수 있다.
샘플분석부(1200)는 캐비닛(cabinet), 락커(locker), 상자(box/case) 등의 형태의 하우징을 포함할 수 있다.
샘플분석부(1200)는 전/후/좌/우 및 하부가 폐쇄되며, 적어도 하나 이상의 문(door)이 구비되는 테이블로 이루어질 수 있다.
샘플분석부(1200)는 적어도 하나 이상의 문이 구비되는 캐비닛 형태로 이루어질 수 있다.
분자진단 시스템(1000)은 추가적으로 분자진단 시스템의 동작 상태를 모니터링 할 수 있는 하나 이상의 모니터(monitor, 1700)를 포함한다. 분자진단 시스템(1000)은 샘플분석부(1200)의 상부면에 사용자로부터 명령을 입력 받을 수 있는 입력 장치(input device, 1400)를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에서, 분자진단 시스템(1000)은 동작 상태를 모니터링 하는 모니터(1700)와 명령을 입력할 수 있는 입력 장치(1400)를 각각 포함한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 분자진단 시스템(1000)은 동작 상태의 모니터링과 명령의 터치 입력이 가능한 터치 스크린 모니터(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 분자진단 시스템(1000)은 모니터(1700) 및/또는 입력 장치(1400) 중 적어도 어느 하나 이상은 필요에 따라 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 경우, 모니터(1700) 또는 입력 장치(1400)는 원격에 위치할 수 있으며, 유선 및 무선 중 적어도 어느 하나의 통신망을 통해 연결되어 원격에서 사용자가 사용할 수 있다.
분자진단 시스템(1000)에 포함되는 상태 표시등(signal light tower, 1500)은 분자진단 시스템(1000)의 동작 상태를 사용자에게 시각적으로 나타내기 위한 경고등이다.
본 발명의 일 구현예에서, 상태 표시등(1500)은 정상 동작, 경고, 동작 중지 등을 사용자가 동작 상태를 식별할 수 있도록 표시할 수 있다. 상태 표시등(1500)은 분자진단 시스템(1000)의 각 동작 상태를 표시하기 위해 색상을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 텍스트 형태로 표시될 수 있다. 또는 상태 표시등(1500)은 색상 및 텍스트를 모두 사용하여 표시되도록 할 수 있다.
분자진단 시스템(1000)은 동작 상태를 나타낼 수 있는 음성 또는 음향 중 적어도 어느 하나 이상을 출력할 수 있는 스피커를 더 포함할 수 있다.
샘플분석부(1200)는 내부에 샘플 분석을 위한 구성요소들을 포함할 수 있다. 샘플분석부(1200)는 구성요소들의 유지보수를 위해 적어도 하나 이상의 도어가 설치되어 있다. 도어는 사용자가 각 구성요소들에 접근할 수 있도록 전/후, 좌/우 등에 설치된다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 결합 관계를 나타내는 예시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 샘플준비부(1100)는 샘플분석부(1200)의 상부에 위치한다.
샘플준비부(1100)는 유체 처리 장치를 포함한다. 유체 처리 장치는 분석 샘플의 준비를 위해 단독으로 설치되어 동작될 수 있으며, 본 발명의 일 구현예에 따라, 샘플분석부(1200)와 결합되어 분자진단 시스템(1000)으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 샘플준비부(1100)가 샘플분석부(1200)와 결합되어, 분자진단 시스템(1000)으로 사용되는 경우, 샘플준비부(1100)는 샘플분석부(1200)에 구비되는 승강 모듈(1330)이 내부로 이동할 수 있도록 제2로컬개구(1110-9)를 형성할 수 있다. (도 5 참조) 제2로컬개구(1110-9)는 비어 있는 공간이며, 분석 샘플 용기(1600)가 승강 모듈(1330)에 의해 이동되는 통로(passage)이다.
이송장치의 승강 모듈(1330)이 샘플준비부(1100)의 내부로 이동되는 경우, 샘플준비부(1100)는 분석 샘플을 수용하는 분석 샘플 용기(analytical sample vessel, 미도시) 또는 분석 샘플 용기를 수용하는 플레이트(plate, 미도시)를 승강 모듈(1330)에 장착한다. 승강 모듈(1330)은 장착된 분석 샘플 용기 또는 플레이트를 샘플분석부(1200)의 내부로 이동시킨다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 샘플준비부(1100)가 샘플분석부(1200)의 상부에 위치하는 경우, 샘플준비부(1100)와 샘플분석부(1200)는 결합 장치(coupling mechanism, 미도시)를 통해 결합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 분자진단 시스템을 나타내는 내부 정면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 샘플준비부(1100)의 하부에 샘플분석부(1200)가 위치한다.
샘플분석부(1200)를 도 8, 도 24 및 도 25를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 샘플분석부를 나타내는 내부 사시도이다. 도 24는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부 내에서 크레인 모듈에 의해 분석 샘플 용기가 이동되는 위치를 나타내는 평면도이다. 도 25는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부 내에서 크레인 모듈에 의해 분석 샘플 용기가 이동되는 위치를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플분석부(1200)는 샘플준비부(1100)에서 준비된 분석 샘플 용기(1600)를 수신하기 위한 승강 모듈(lift module, 1330)을 포함한다.
샘플분석부(1200)는 승강 모듈(1330)이 수신한 분석 샘플 용기(1600)를 샘플분석부(1200)의 내부의 각 구성요소에 이동하기 위한 크레인 모듈(crane module, 1340)을 포함한다.
샘플분석부(1200)에 포함되는 승강 모듈(1330) 및 크레인 모듈(1340)은 이송장치(1300)이다. 이송장치(1300)은 분자진단 시스템(1000)에 포함된 제어 모듈(미도시)의 제어에 의해 분석 샘플 용기(1600)를 이동시킨다.
샘플분석부(1200)는 분석 샘플 용기(1600)의 주입구를 실링(sealing)하기 위한 밀봉장치(1210)를 포함할 수 있다. 상기 밀봉장치(1210)는 자동 용기 실러(automated container sealer)일 수 있다. 상기 밀봉장치(1210)는 샘플분석부(1200) 내에 위치할 수 있다. 일 구현예에서 상기 밀봉장치는 샘플준비부(1100) 내에 위치할 수 있다.
샘플분석부(1200)는 분석 샘플 용기에 수용된 분석 샘플을 분석하기 위한 적어도 하나 이상의 샘플 분석 장치(sample analysis device, 1220-a, 1220-b)를 포함한다.
샘플분석부(1200)는 샘플준비부(1100)에서 분석 샘플의 준비를 위해 사용된 다양한 용액을 회수하기 위한 용액 회수함(liquid waste collection bin, 1250)을 포함한다.
샘플분석부(1200)는 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b)에서 분석의 수행이 완료된 분석 샘플 용기(1600)를 회수하기 위한 제1 분석 샘플 용기 회수함(1st analytical sample vessel retrieval container, 미도시)를 포함한다.
샘플분석부(1200)는 분자진단 시스템(1000)의 동작을 제어하는 제어 모듈(control module, 미도시)을 포함한다.
샘플분석부(1200)는 분석 샘플 용기(1600)를 수신하기 위해 샘플준비부(1100)로 이동하는 승강 모듈(1330)이 통과되는 제1로컬개구(2nd passthrough cavity, 1270)가 상부면에 형성된다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 제1로컬개구(1270)는 도 6 및 도 7을 참조하여 다음과 같이 설명할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 샘플분석부를 나타내는 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 제1로컬개구의 개폐 장치를 나타내는 사시도이다. 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 제1로컬개구(1270)는 샘플분석부(1200)의 상부면에 형성된다.
제1로컬개구(1270)는 승강 모듈(1340)에 포함되는 수직 동작 가이드(vertical motion guide, 1332)와 분석 샘플 용기 렉(analytical sample vessel rack, 1333)이 통과될 수 있는 크기로 형성된다.
제1로컬개구(1270)는 샘플준비부(1100)의 덱(1110)에 형성된 제2로컬개구(1110-9)와 수직으로 연결되도록 형성된다. (도 5 및 도 27 참조)
본 발명의 일 구현예에서, 제1로컬개구(1270)는 샘플분석부(1200)의 상부면에서 우측면에 형성되고, 제2로컬개구(1110-9)는 덱(1110)의 평면에서 우측면에 형성된다.
본 발명의 다른 구현예에서, 제1로컬개구(1270)는 샘플분석부(1200)의 상부면에서 좌측면에 형성될 수 있고, 제2로컬개구(1110-9)는 덱(1110)의 평면에서 좌측면에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 제1로컬개구(1270)는 샘플분석부(1200)의 상부면에서 상측면에 형성될 수 있고, 제2로컬개구(1110-9)는 덱(1110)의 평면에서 상측면에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 제1로컬개구(1270)는 샘플분석부(1200)의 상부면에서 하측면에 형성될 수 있고, 제2로컬개구(1110-9)는 덱(1110)의 평면에서 하측면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 제1로컬개구(1270)는 샘플분석부(1200) 내의 승강 모듈(1330)이 샘플준비부(1100)의 내부로 이동하기 위한 통로이다. (도 6 참조)
본 발명의 다른 구현예에서, 제1로컬개구(1270)는 샘플분석부(1200) 내의 승강 모듈(1330)이 샘플준비부(1100)의 내부로 이동하기 위한 통로이다. 상기 제1로컬개구(1270)는 게이트형 개구이며, 승강 모듈(1330)이 샘플준비부(1100)로 이동하지 않는 경우에는 제1로컬개구(1270)에 구비된 개폐 모듈(open/close module, 1271)을 통해 열려진 제1로컬개구(1270)를 닫을 수 있다. (도 7 참조)
개폐 모듈(1271)은 샘플분석부(1200) 외부의 오염물질을 차단하기 위하여 구비된다.
본 발명의 일 구현예에서, 개폐 모듈(1271)은 힌지(hinge) 방식으로 구현되어, 샘플분석부(1200)의 상부면의 상측 또는 하측으로 개폐될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 개폐 모듈(1271)은 슬라이딩(sliding) 방식으로 구현되어, 샘플분석부(1200)의 상부면에서 이동되는 형태로 개폐될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 개폐 모듈(1271)은 힌지 방식 또는 슬라이딩 방식 이외의 방식으로 제1로컬개구(1270)를 열고 닫을 수 있는 형태인 경우, 어떠한 것을 사용할 수 있다.
도 7의 (a)에서와 같이, 승강 모듈(1330)이 샘플분석부(1200) 내에 위치할 때, 제1로컬개구(1270)의 개폐 모듈(1271)은 닫힌다.
도 7의 (b)에서와 같이, 승강 모듈(1330)이 샘플준비부(1100)로 이동할 때 제1로컬개구(1270)의 개폐 모듈(1271)은 열린다. 그리고, 제1로컬개구(1270)의 개폐 모듈(1271)은 승강 모듈(1330)이 샘플분석부(1200) 내로 이동한 후 닫힌다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 승강 모듈(1330)은 도 9를 참조하여 다음과 같이 설명할 수 있다. 도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 승강 모듈을 나타내는 사시도이다.
승강 모듈(1330)은 샘플준비부(1100)에서 분석 샘플 용기(1600)를 수신할 수 있는 구성이다. 승강 모듈(1330)은 샘플준비부(1100)로부터 분석 샘플을 수신하기 위해, 샘플분석부(1200)의 상부에 있는 샘플준비부(1100)로 상승할 수 있는 엘리베이터(elevator)의 동작 형태를 나타낸다.
승강 모듈(1330)은 샘플분석부(1200)의 내부에서 고정된 기둥 형태의 수직 고정 가이드(vertical fixed guide, 1331)를 포함한다. 수직 고정 가이드(1331)는 상/하로 이동되는 가이드 커넥터(1334)를 포함한다. 승강 모듈(1330)은 수직 고정 가이드(1331)의 가이드 커넥터(1334)에 결합되는 수직 동작 가이드(vertical motion guide, 1332)를 포함한다.
수직 동작 가이드(1332)는 상/하로 이동되는 렉 가이드(rack guide, 1336)를 포함한다.
승강 모듈(1330)은 렉 가이드(1336)의 상부에서 분석 샘플 용기를 수신하는 분석 샘플 용기 렉(analytical sample vessel rack, 1333)을 포함한다.
승강 모듈(1330)은 수직 동작 가이드(1332)를 상/하 방향으로 이동시키기 위한 동력을 제공하는 구동장치(actuator, 1335)를 포함한다.
수직 고정 가이드(1331)는 샘플분석부(1200) 내부의 상부, 하부 및/또는 측면 중 적어도 어느 하나 이상에 결합되어 고정된다. 수직 고정 가이드(1331)는 가이드 커넥터(1334)를 상/하 방향으로 이동시킬 수 있다.
수직 고정 가이드(1331)는 가이드 커넥터(1334)를 상/하 방향으로 이동시키기 위해 구동장치(1335)에서 제공되는 동력을 사용한다.
수직 고정 가이드(1331)의 크기는 샘플분석부(1200)의 내부 높이보다 같거나 작다. 수직 고정 가이드(1331)는 가이드 커넥터(1334)를 상부로 이동시킴에 따라 가이드 커넥터(1334)에 결합된 수직 동작 가이드(1332)가 제1로컬개구(1270)을 지나 샘플준비부(1100)로 이동될 수 있다.
가이드 커넥터(1334)는 수직 고정 가이드(1331)와 수직 동작 가이드(1332)를 결합한다. 가이드 커넥터(1334)는 수직 고정 가이드(1331)에서 제공하는 상/하 움직임에 따라 수직 동작 가이드(1332)를 이동시킨다.
수직 동작 가이드(1332)는 수직 고정 가이드(1331)의 구동에 따라 상/하 방향으로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 수직 동작 가이드(1332)는 렉 가이드(1336)와 고정 형태로 결합된다.
수직 동작 가이드(1332)의 상부에는 렉 가이드(1336)가 결합되어 있으며, 수직 고정 가이드(1331)가 수직 동작 가이드(1332)를 상부로 이동시키는 경우, 렉 가이드(1335)은 샘플준비부(1100)의 내부로 이동된다.
본 발명의 다른 구현예에서, 수직 동작 가이드(1332)는 상/하 방향으로 이동시킬 수 있는 렉 가이드(1331)와 결합된다.
수직 고정 가이드(1331)는 렉 가이드(1336)를 상/하 방향으로 이동시킬 수 있다. 렉 가이드(1336)는 수직 고정 가이드(1331) 및 수직 동작 가이드(1332)의 움직임에 의해 샘플준비부(1100)로 이동되거나, 샘플분석부(1200)로 이동된다.
수직 동작 가이드(1332)는 렉 가이드(1336)를 상/하 방향으로 이동시키기 위해 구동장치(1335) 또는 별도의 구동장치(미도시)에서 제공되는 동력을 사용한다.
렉 가이드(1336)는 수직 동작 가이드(1332)에 결합되며, 분석 샘플 용기(1600)를 거치할 수 있는 분석 샘플 용기 렉(1333)이 상부에 위치할 수 있다.
분석 샘플 용기 렉(1333)은 샘플준비부(1100) 내에서 분석 샘플이 수용된 분석 샘플 용기가 위치하는 공간이다. 분석 샘플 용기 렉(1333)은 거치대의 다른 표현으로는 받침대(pedestal), 크래들(cradle), 홀더(holder) 등의 이름으로 사용될 수 있다.
분석 샘플 용기 렉(1333)은 렉 가이드(1336)와 함께 수직 동작 가이드(1332)에 의해 샘플준비부(1100)의 내부로 이동되고, 분석 샘플 용기(1600)를 수신할 수 있다.
렉 가이드(1336)는 상부에 연결된 분석 샘플 용기 렉(1333)의 수평 방향으로의 연장 이동(extension movement)을 수행한다.
분석 샘플 용기 렉(1333)의 연장 이동은 도 15 내지 18을 참조하여 설명될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 구현예에 따른 승강 모듈의 동작을 나타내는 예시도이다. 도 16은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부에서 승강 모듈의 수평 연장 이동 동작을 나타내는 제1 예시도이다. 도 17은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부에서 승강 모듈의 수평 연장 이동 동작을 나타내는 제2 예시도이다. 도 18은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부에서 승강 모듈의 수평 연장 이동을 나타내는 사시도이다.
도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 승강 모듈(1330)의 수직 고정 가이드(1331)는 구동장치(1335)에서 제공되는 동력을 사용하여 가이드 커넥터(1334)를 상/하 방향으로 이동시킨다. 가이드 커넥터(1334)의 일부는 수직 고정 가이드(1331)에 결합되어 있으며, 다른 일부는 수직 동작 가이드(1332)에 결합되어 있다.
수직 동작 가이드(1332)는 결합된 가이드 커넥터(1334)의 상부 이동에 따라 샘플준비부(1100)의 내부로 이동할 수 있다. 이때, 수직 동작 가이드(1332)의 상부에 연결된 렉 가이드(1336)도 함께 이동되어 샘플준비부(1100)의 내부로 이동된다. (도 16 참조)
렉 가이드(1336)가 샘플준비부(1100)의 내부로 이동되면, 렉 가이드(1336)는 상부에 위치한 분석 샘플 용기 렉(1333)을 소정 거리 수평 연장 이동시킬 수 있다. (도 15의 (b), 도 17 및 도 18 (a) 참조)
샘플준비부(1100)의 유체 처리 장치에 구비되는 이송 모듈(미도시)은 준비된 분석 샘플 용기(1600)를 집어 올려 이동시키고, 수평 연장 이동된 분석 샘플 용기 렉(1333)의 상부에 내려 놓음으로써, 분석 샘플 용기(1600)가 샘플분석부(1200)로 이동될 수 있도록 한다.
렉 가이드(1336)는 분석 샘플 용기 렉(1333)의 상부에 분석 샘플 용기(1600)가 장착되는 경우, 수평 연장 이동된 분석 샘플 용기 렉(1333)을 다시 원래의 위치로 수평 이동시킨다. (도 18의 (b) 참조)
수직 고정 가이드(1331)는 분석 샘플 용기(1600)가 샘플분석부(1200)로 이동될 준비가 완료된 경우, 결합된 가이드 커넥터(1334)를 하부로 이동시킨다. 분석 샘플 용기(1600)는 샘플분석부(1200)의 내부로 이동된다.
분석 샘플 용기 렉(1333)은 상부에 장착되는 분석 샘플 용기(1600)에 대응하는 결합 가이드(미도시)를 포함한다. 결합 가이드는 분석 샘플 용기(1600)가 이동 중에서 분석 샘플 용기 렉(1333)으로부터 이탈되지 않도록 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 구동장치(1335)는 분석 샘플 용기 렉(1333)의 수평 이동을 위한 동력을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 분석 샘플 용기 렉(1333)의 수평 이동을 위해서 렉 가이드(1336)는 다른 구동장치의 동력을 제공받을 수 있다.
구동장치(1335)는 샘플분석부(1200) 내의 승강 모듈(1330)을 움직이는 동력을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 구동장치(1335)는 유압 모터를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 구동장치(1335)는 전기 모터를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 구동장치(1335)는 유압 모터와 전기 모터를 혼용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 구동장치(1335)는 유압 모터 및 전기 모터를 제외한 동력을 생성할 수 있는 장치를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 구동장치(1335)는 유압 모터, 전기 모터 및 동력을 생성할 수 있는 장치를 사용할 수 있다.
구동장치(1335)는 하나 이상으로 구비되며, 샘플분석부(1200) 내의 승강 모듈(1330), 크레인 모듈(1340) 및/또는 분석 샘플 용기 렉(1333) 중 적어도 어느 하나 이상에 동력을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 크레인 모듈(1340)은 도 10, 도 11 및 도 19 내지 21을 참조하여 다음과 같이 설명할 수 있다. 도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 크레인 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 11은 본 발명의 다른 구현예에 따른 크레인 모듈의 회전 구성을 나타내는 사시도이다. 도 19는 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 승강 모듈에서 분석 샘플 용기를 이송하는 것을 나타내는 예시도이다. 도 20은 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 분석 샘플 용기를 자동 용기 실러에 장착하는 것을 나타내는 예시도이다. 도 21은 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 분석 샘플 용기를 샘플 분석 장치에 장착하는 것을 나타내는 예시도이다. 도 22은 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 분석 샘플 용기를 분석 샘플 용기 회수함에 적재하는 것을 나타내는 예시도이다.
도 10 및 도 19에 도시된 바와 같이, 크레인 모듈(1340)은 승강 모듈(1330)이 샘플준비부(1100)로부터 수신한 분석 샘플 용기(1600)를 샘플분석부(1200)의 각 구성요소로 이동하기 위한 동작을 수행한다.
본 발명의 일 구현예에서, 크레인 모듈(1340)은 샘플분석부(1200) 내의 상부에 수평 고정 가이드(horizontal fixed guide, 1341), 수평 동작 가이드(horizontal motion guide, 1342), 그리퍼 리프트(gripper lift, 1343) 및 그리퍼(1344)를 포함하며, 각각의 가이드(1341, 1342) 및 그리퍼 리프트(1343)에 의해 그리퍼(1344)는 X, Y, Z 축으로 이동할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 크레인 모듈(1340)은 샘플분석부(1200) 내의 상부에 수평 고정 가이드(1341), 수평 동작 가이드(1342), 그리퍼 리프트(1343), 그리퍼 회전 모듈(1345) 및 그리퍼(1344)를 포함하며, 각각의 가이드(1341, 1342) 및 그리퍼 회전 모듈(gripper rotation module, 1345)에 의해 그리퍼(1344)는 X, Y, Z 축 방향으로 이동 및 회전 이동을 할 수 있다.
수평 고정 가이드(1341)는 수평 동작 가이드(1342)와 결합되어 있다.
수평 고정 가이드(1341)는 하나 이상의 이동 가능한 레일 형태로 제공될 수 있다. 수평 동작 가이드(1342)는 레일 형태의 수평 고정 가이드(1341)에 결합되어 X 축 방향으로 이동된다.
수평 고정 가이드(1341)는 수평 동작 가이드(1342)를 안정적으로 결합하고, 이동시키기 위해 두 개의 레일 형태로 구비되며, 수평 동작 가이드(1342)는 두 개의 레일에 연결되어 X 축 방향으로 이동될 수 있다. 수평 고정 가이드(1341)의 두 개의 레일 중에서 어느 하나의 레일은 결합된 수평 동작 가이드(1342)를 X 축 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 수평 고정 가이드(1341)가 수평 동작 가이드(1342)를 이동시키는 동력은 구동장치(1346)에서 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 수평 고정 가이드(1341)가 수평 동작 가이드(1342)를 이동시키는 동력은 별도로 구비되는 구동장치(미도시)에서 제공될 수 있다.
수평 동작 가이드(1342)는 그리퍼 리프트(1343)와 결합되어 있다.
수평 동작 가이드(1342)는 레일 형태로 구비된다. 그리퍼 리프트(1343)는 레일 형태의 수평 동작 가이드(1342)에 결합되어 Y 축 방향으로 이동된다. 레일 형태의 움직임을 제공하는 수평 동작 가이드(1342)는 결합된 그리퍼 리프트(1343)를 Y 축 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 수평 동작 가이드(1342)가 그리퍼 리프트(1343)를 이동시키는 동력은 구동장치(1347)에서 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 수평 동작 가이드(1342)가 그리퍼 리프트(1343)를 이동시키는 동력은 별도로 구비되는 구동장치(미도시)에서 제공될 수 있다.
그리퍼 리프트(1343)는 그리퍼(1344)와 결합되어 있다. 그리퍼(1344)는 상/하 방향으로 이동되는 그리퍼 리프트(1343)에 결합되어 Z 축 방향으로 이동된다. 그리퍼 리스트(1343)는 결합된 그리퍼(1344)를 Z 축 방향으로 이동시킬 수 있다.
그리퍼 리프트(1343)은 두 가지 모듈이 결합된 형태이다.
하나는 수평 동작 가이드(1342)에 결합되어, Y 축으로 이동되는 고정 모듈이다. 다른 하나는 고정 모듈에 결합되어, 고정 모듈에 의해 상/하 방향으로 이동되는 가이드 커넥터 모듈(1349, 도 11 참조) 이다. 가이드 커넥터 모듈은 그리퍼(1344)가 결합되어 있으며, 상/하 방향으로 이동되는 가이드 커넥터 모듈에 의해 그리퍼(1344)가 Z 축 방향으로 이동된다.
그리퍼(1344)는 그리퍼 리프트(1343)의 동작에 의해 분석 샘플 용기(1600)의 위치까지 이동되어 분석 샘플 용기(1600)를 집어 올릴 수 있다. 그리퍼(1343)는 압력 센서 등을 이용하여 분석 샘플 용기(1600)를 집는 압력을 감지하여, 분석 샘플 용기(1600)가 파손되지 않도록 용기를 잡을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 그리퍼(1343)는 집어 올린 분석 샘플 용기(1600)를 회전시킬 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 그리퍼 리프트(1343)의 가이드 커넥터 모듈(1349)은 그리퍼(1344) 및 그리퍼 회전 모듈(1345)과 결합되어 있다. 그리퍼 회전 모듈(1345)은 도 11의 (a)에서 (b)와 같이, 그리퍼(1344)를 회전 이동시킬 수 있다. 그리퍼 회전 모듈(1345)은 회전 모터로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서, 그리퍼 회전 모듈(1345)은 그리퍼(1344)를 90도의 회전각으로 회전시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 그리퍼 회전 모듈(1345)은 모든 회전각으로 그리퍼(1344)를 회전시킬 수 있다.
승강 모듈(1330) 및/또는 크레인 모듈(1340)에서 사용되는 구동장치(1346, 1347, 1348)는 다양한 구동력을 사용하여 동작될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 구동장치(1346, 1347, 1348) 중 적어도 어느 하나 이상은 유압 모터를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 구동장치(1346, 1347, 1348) 중 적어도 어느 이상은 전기 모터를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 구동장치(1346, 1347, 1348) 중 적어도 어느 하나 이상은 유압 모터와 전기 모터를 혼용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 구동장치(1346, 1347, 1348) 중 적어도 어느 하나 이상은 유압 모터 및 전기 모터를 제외한 동력을 생성할 수 있는 장치를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 구동장치(1346, 1347, 1348) 중 적어도 어느 하나 이상은 유압 모터, 전기 모터 및 동력을 생성할 수 있는 장치를 사용할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 크레인 모듈(1340)은 분석 샘플 용기(1600)를 이동시키기 위하여 그리퍼(1344)를 승강 모듈(1330)의 분석 샘플 용기 렉(1333)의 상부 위치까지 이동시킬 수 있다. 크레인 모듈(1340)은 분석 샘플 용기 렉(1333)의 상부에 위치한 그리퍼(1344)를 내려 보낸 후, 분석 샘플 용기(1600)를 집어 올릴 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 크레인 모듈(1340)이 그리퍼(1344)를 분석 샘플 용기 렉(1333)의 상부로 이동시키는 동작은 미리 저장된 위치 좌표에 의해 이동한다.
분자진단 시스템(1000)은 크레인 모듈(1340)이 샘플분석부(1200) 내에서 이동할 수 있는 모든 위치를 좌표 정보로 저장한다. 크레인 모듈(1340)은 이동될 위치의 좌표 정보에 따라 이동을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 크레인 모듈(1340)이 그리퍼(1344)를 분석 샘플 용기 렉(1333)의 상부로 이동시키는 동작은 미리 저장된 위치 좌표에 의해 이동하고, 추가로 샘플분석부(1200) 내에 구비되는 위치 센서 모듈(미도시)에 의해 정위치에 정지할 수 있도록 한다. 위치 센서 모듈은 광 신호를 기반으로 그리퍼(1344)와 분석 샘플 용기 렉(1333)이 상호 신호를 송수신하여 정해진 위치에 그리퍼(1344)가 멈출 수 있도록 한다.
위치 센서 모듈은 그리퍼(1344)가 분석 샘플 용기(1600)를 이동시키는 구성요소인 분석 샘플 용기 렉(1333), 자동 용기 실러(1210), 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b), 제1 분석 샘플 용기 회수함(1260) 등에 구비될 수 있다.
샘플분석부(1200) 내에 포함되는 이송장치(1300) 중에서 승강 모듈(1330)과 크레인 모듈(1340)은 분석 샘플 용기(1600)를 이동하기 위한 동력을 제공받는다.
승강 모듈(1330)은 수직 고정 가이드(1331), 수직 동작 가이드(1332) 및/또는 렉 가이드(1336)에서 동력을 제공받는다.
크레인 모듈(1340)은 수평 고정 가이드(1341), 수평 동작 가이드(1342), 그리퍼 리프트(1343) 및/또는 그리퍼(1344)에서 동력을 제공받는다.
승강 모듈(1330) 및 크레인 모듈(1340)에서 동력을 제공받는 각 구성요소들은 다음의 구동 방식을 통해 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 승강 모듈(1330) 및/또는 크레인 모듈(1340)은 벨트 방식(belt type)의 움직임을 제공하여 분석 샘플 용기(1600)를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 승강 모듈(1330) 및/또는 크레인 모듈(1340)은 체인 방식(chain type)의 움직임을 제공하여 분석 샘플 용기(1600)를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1330) 및/또는 크레인 모듈(1340)은 스크류 방식(screw type) 또는 잭-스크류 방식(jackscrew type)의 움직임을 제공하여 분석 샘플 용기(1600)를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1330) 및/또는 크레인 모듈(1340)은 실린더 방식(cylinder type)의 움직임을 제공하여 분석 샘플 용기(1600)를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1330) 및/또는 크레인 모듈(1340)은 호이스트 방식(hoist type)의 움직임을 제공하여 분석 샘플 용기(1600)를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1330) 및/또는 크레인 모듈(1340)은 상기에 기재된 방식 이외의 구동 방식을 통해 분석 샘플 용기(1600)를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 승강 모듈(1330) 및/또는 크레인 모듈(1340)은 상기에 기재된 방식 이외의 구동 방식을 통해 분석 샘플 용기(1600)를 이동시킬 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 크레인 모듈(1340)은 분석 샘플 용기 렉(1333)에서 집어 올린 분석 샘플 용기(1600)가 본 발명의 밀봉장치인 자동 용기 실러(1210)에 장착되도록 이동시킬 수 있다. 자동 용기 실러(1210)는 분석 샘플 용기(1600)의 상부면을 자동으로 실링하기 위한 장치이다.
자동 용기 실러(1210)는 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 12은 본 발명의 일 구현예에 따른 밀봉장치인 자동 용기 실러를 나타내는 사시도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 자동 용기 실러(automated container sealer, 1210)는 분석 샘플이 수용된 분석 샘플 용기의 주입구를 실링(sealing)할 수 있으며, 다음과 같은 실시예로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 분석 샘플 용기(1600)는 멀티 웰 플레이트이며, 하부가 폐쇄된 복수의 웰이 형성된 멀티 웰 플레이트 각각에 분석 샘플이 수용된다.
자동 용기 실러(1210)는 멀티 웰 플레이트인 분석 샘플 용기(1600)의 상부면을 실링(sealing)하여 분석 샘플의 혼합 및 외부로부터의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 분석 샘플 용기는 멀티 웰 플레이트의 각 웰에 삽입되는 튜브 형태의 용기이다. 멀티 웰 플레이트의 각 웰에 복수개로 연결된 또는 개별적으로 분리된 튜브들이 삽입될 수 있다.
자동 용기 실러(1210)는 멀티 웰 플레이트의 각 웰에 삽입되는 하나 이상의 분석 샘플 용기의 상부면을 실링하여 분석 샘플의 혼합 및 외부로부터의 오염을 방지할 수 있다.
자동 용기 실러(1210)는 투명 필름을 사용하여 분석 샘플 용기의 주입구를 열 접착할 수 있다. 또는 접착제에 의한 접착을 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 자동 용기 실러(1210)는 Hamilton사의 Plate Sealer 제품을 사용할 수 있다 (https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/small-devices/hamilton-plate-sealer 참조).
자동 용기 실러(1210)는 분자진단 시스템(1000)에서 샘플준비부(1100) 내에 위치할 수 있으며, 또는 샘플분석부(1200) 내에 위치할 수 있다.
자동 용기 실러(1210)는 샘플분석부(1200) 내에서 다양하게 위치할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 자동 용기 실러(1210)는 도 26에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 도 26은 본 발명의 다른 구현예에 따른 샘플분석부 내에서 자동 용기 실러의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 26에 도시된 바와 같이, 자동 용기 실러(1210)는 제1 샘플 분석 장치(1220-a) 및 제2 샘플 분석 장치(1220-b)의 사이에 위치할 수 있다.
자동 용기 실러(1210)가 제1 샘플 분석 장치(1220-a) 및 제2 샘플 분석 장치(1220-b)의 사이에 위치하는 경우, 분석 샘플 용기(1600)는 90도 수평 회전하여 자동 용기 실러(1210)에 장착될 수 있다.
분석 샘플 용기(1600)의 90도 수평 회전은 도 11의 그리퍼 회전 모듈(1345)에 의해 수행될 수 있다.
크레인 모듈(1340)은 분석 샘플 용기(1600)를 자동 용기 실러(1210)에 장착하기 위해, 그리퍼 회전 모듈(1345)을 이용하여 분석 샘플 용기(1600)를 90도 수평 회전시킨다.
본 발명의 다른 구현예에서, 자동 용기 실러(1210)는 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b)의 앞에 위치하도록 구현될 수 있다.
자동 용기 실러(1210)가 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b)의 앞에 위치하는 경우, 분석 샘플 용기(1600)는 승강 모듈(1330)의 분석 샘플 용기 렉(1333), 자동 용기 실러(1210), 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b) 및 제1 분석 샘플 용기 회수함(1260)에 장착되기 위한 방향은 모두 동일하다.
즉, 크레인 모듈(1340)의 그리퍼(1344)는 회전 없이 이동하는 동작을 통해 분석 샘플 용기(1600)를 각 구성요소에 장착할 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 크레인 모듈(1340)은 자동 용기 실러(1210)에서 실링된 분석 샘플 용기(1600)를 복수의 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b) 중 어느 하나에 장착되도록 이동시킬 수 있다. 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b)는 분석 샘플 용기(1600) 내에 수용된 하나 이상의 분석 샘플을 자동으로 분석하기 위한 장치이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 분석 장치(1220)는 도 13을 참조하여 다음과 같이 설명될 수 있다. 도 13은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 샘플 분석 장치를 나타내는 사시도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 자동 용기 실러(1210)에서 실링된 분석 샘플 용기(1600)를 수신하는 샘플 분석 장치(1220)는 샘플분석부(1200) 내에 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있다. 즉, 도 4를 참조하면, 샘플분석부(1200)의 내부에는 두 개의 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b)가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플분석부(1200) 내에 샘플 분석 장치가 두 개로 구성된 경우, 샘플준비부(1100)는 분석을 위한 분석 샘플을 순차적으로 준비한다. 샘플준비부(1100)에서 제1 분석 샘플 용기가 준비되는 경우, 샘플분석부(1200) 내의 어느 하나의 샘플 분석 장치가 제1 분석 샘플 용기의 분석을 수행하도록 제1 분석 샘플 용기를 이동시킨다.
샘플준비부(1100)에서 제2 분석 샘플 용기가 준비되는 경우, 샘플분석부(1200) 내의 다른 하나의 샘플 분석 장치가 제2 분석 샘플 용기의 분석을 수행하도록 제2 분석 샘플 용기를 이동시킨다.
본 발명의 다른 구현예에서, 샘플분석부(1200) 내에 샘플 분석 장치가 두 개로 구성된 경우, 샘플준비부(1100)는 분석을 위한 분석 샘플을 동시 또는 순차적으로 준비한다. 샘플준비부(1100)에서 제1 분석 샘플 용기와 제2 분석 샘플 용기가 준비된 경우, 각각의 분석 샘플 용기를 순차적으로 샘플분석부로 이동하되, 제1 분석 샘플 용기가 어느 하나의 샘플 분석 장치(1200)에 장착되면, 제2 분석 샘플 용기가 다른 하나의 샘플 분석 장치(1200)에 장착된다.
샘플 분석 장치(1220)에는 분석 샘플 용기(1600)가 수용되는 샘플 홀더(sample holder, 미도시)가 구비된다.
샘플 분석 장치(1220)는 샘플 홀더 및 샘플 홀더에 수용되는 분석 샘플 용기를 보호하기 위한 덮개가 구비될 수 있다. 크레인 모듈(1340)이 분석 샘플 용기를 샘플 분석 장치(1220)에 장착할 때, 샘플 분석 장치(1220)의 덮개가 닫혀졌다면, 샘플 분석 장치는 시스템 제어 모듈로부터 덮개를 개방하는 제어신호를 수신하여 샘플 분석 장치(1220)의 덮개를 열 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 분석 샘플 용기(1600)는 분석하고자 하는 복수의 분석 샘플을 복수의 웰 각각에 포함하는 증폭용 멀티 웰 플레이트의 형태로 구비될 수 있다. 이 경우, 샘플 홀더는 하나의 증폭용 멀티 웰 플레이트를 수용할 수 있다. 필요에 따라 웰 플레이트는 n X m 개(n 및 m은 2 이상의 자연수)의 웰들을 포함한다. 웰 플레이트는 n X m 개의 웰들이 행, 열로 배열된 직사각형 형태일 수 있다. 예를 들어, 4 X 4의 16웰들을 나타낸다. n X m 개의 웰을 가지는 웰 플레이트는 샘플 홀더(4100)에 장착될 수 있다.
웰 플레이트의 다양한 예시는 다음과 같다.
웰 플레이트는 2 X 2의 4웰, 3 X 3의 9웰, 4 X 4의 16웰, 5 X 5의 25웰, 6 X 6의 36웰, 7 X 7의 49웰, 또는 8 X 8의 64웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 4의 8웰, 3 X 6의 18웰, 4 X 8의 32웰, 5 X 10의 50웰, 6 X 12의 72웰, 7 X 14의 98웰, 또는 8 X 16의 128웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 6의 12웰, 3 X 9의 27웰, 4 X 12의 48웰, 5 X 15의 75웰, 6 X 18의 108웰, 7 X 21의 147웰, 또는 8 X 24의 192웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 2 X 8의 16웰, 3 X 12의 36웰, 4 X 16의 64웰, 5 X 20의 100웰, 6 X 24의 144웰, 7 X 28의 196웰, 또는 8 X 32의 256웰 등을 포함할 수 있다. 또한, 웰 플레이트는 8 X 12의 96웰, 12 X 16의 192웰, 또는 16 X 24의 384웰 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 분석 샘플 용기는 독립된 분석 샘플 용기가 하나 이상 구비될 수 있다. 이 경우, 샘플 홀더는 각각의 분석 샘플 용기를 하나 이상 수용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 분석 샘플 용기는 둘 이상의 샘플 용기가 연결된 스트립 튜브의 형태로 구비될 수 있다. 이 경우, 샘플 홀더는 스트립 튜브 형태의 분석 샘플 용기를 하나 이상 수용할 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 크레인 모듈(1340)은 복수의 샘플 분석 장치(1220-a, 1220-b) 중 어느 하나에서 분석이 완료된 분석 샘플 용기(1600)를 제1 분석 샘플 용기 회수함(1260)에 이동시킬 수 있다. 제1 분석 샘플 용기 회수함(1260)은 도 14를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 14는 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플분석부의 용액 회수함 및 분석 샘플 용기 회수함을 나타내는 사시도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 샘플분석부(1200)의 내부에는 용액 회수함(liquid waste collection bin, 1250) 및 제1 분석 샘플 용기 회수함(1st analytical sample vessel retrieval container, 1260)이 위치한다.
용액 회수함(1250)은 샘플준비부(1100)에서 분석 샘플의 준비를 위해 사용되고 남은 각종 시약 등의 용액을 수거하기 위한 용기이다. 용액 회수함(1250)은 샘플분석부(1200)의 내부에 위치하고 있으며, 샘플준비부(1100)는 용액이 주입되는 입구가 위치하고 있다. 용액 회수함(1250)과 입구는 용액을 이동시킬 수 있는 파이프 등의 유도관으로 상호 연결되어 있다.
용액 회수함(1250)은 내부에 수용되는 폐 용액의 용량 또는 무게 중 어느 하나 이상을 감지하는 센서를 포함한다. 센서는 임계 용량 또는 임계 무게 중 어느 하나 이상을 초과하는 경우, 알람을 발생할 수 있는 신호를 생성한다. 신호는 분자진단 시스템(1000)의 제어 모듈(미도시)에 입력될 수 있다.
제1 분석 샘플 용기 회수함(1260)은 샘플 분석 장치(1220)에서 분석이 완료된 분석 샘플 용기(1600)를 수거하기 위한 용기이다. 제1 분석 샘플 용기 회수함(1260)은 샘플분석부(1200)의 내부에 위치하고 있으며, 크레인 모듈(1340)에 의해 이동되는 분석 샘플 용기(1600)를 수용할 수 있다.
제1 분석 샘플 용기 회수함(1260)은 내부에 수용되는 분석 샘플 용기(1600)의 수량 또는 무게 중 어느 하나 이상을 감지하는 센서를 포함한다. 센서는 임계 수량 또는 임계 무게 중 어느 하나 이상을 초과하는 경우, 알람을 발생할 수 있는 신호를 생성한다. 신호는 분자진단 시스템(1000)의 제어 모듈(미도시)에 입력될 수 있다.
용액 회수함(1250) 및 제1 분석 샘플 용기 회수함(1260)은 사용자에 의해 내부에 수용된 용액 및 분석 샘플 용기가 비워질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 제1 분석 샘플 용기 회수함(1260)은 샘플분석부(1200)의 내부에 위치한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)은 샘플분석부(1200)의 외부에 위치한다.
제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)은 도 23을 참조하여 설명할 수 있다. 도 23은 본 발명의 다른 구현예에 따라 분석 샘플 용기가 분석 샘플 용기 회수함에 수거되는 것을 나타내는 예시도이다.
제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)은 샘플분석부(1200)의 외부에 위치한다. 제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)은 샘플분석부(1200)의 내부와 컨베이어(conveyor, 1262)와 상호 연결된다. 컨베이어(1262)는 샘플분석부(1200)의 내부와 외부를 상호 연결하는 개구부(passthrough cavity, 미도시)에 설치되어 있다.
샘플분석부(1200)의 샘플 분석 장치(1220)에서 분석이 완료된 분석 샘플 용기(1600)는 크레인 모듈(1340)에 의해 컨베이어(1262)로 이동된다. 크레인 모듈(1340)이 분석 샘플 용기(1600)를 컨베이어(1262)에 내려 놓으면, 분석 샘플 용기(1600)는 컨베이어(1262)에 의해 이동하고, 샘플분석부(1200)의 외부에 위치한 제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)에 수용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 컨베이어(1262)는 내부 보다 외부의 위치가 낮은 경사면을 형성한다. 컨베이어(1262)는 경사면에 롤러가 구비됨으로써, 분석 샘플 용기(1600)를 샘플분석부(1200)의 외부로 배출할 수 있다. 외부로 배출되는 분석 샘플 용기(1600)는 제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)에 수용될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 컨베이어(1262)는 동력으로 구동될 수 있다. 동력은 컨베이어(1262)에 포함된 밸트 등을 회전시킴으로써, 컨베이어(1262)에 올려지는 분석 샘플 용기(1600)를 샘플분석부(1200)의 외부로 배출할 수 있다. 외부로 배출되는 분석 샘플 용기(1600)는 제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)에 수용될 수 있다.
제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)은 사용자에 의해 내부에 수용된 분석 샘플 용기(1600)가 비워질 수 있다.
샘플분석부(1200)의 내부와 외부가 컨베이어(1262)에 의해 연결되는 개구부는 개폐 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 개폐 모듈은 분석 샘플 용기(1600)가 제2 분석 샘플 용기 회수함(1261)로 이동되는 경우에 열릴 수 있으며, 그 외의 경우에는 닫혀 있는 것이 바람직하다. 개폐 모듈은 외부의 오염으로부터 샘플분석부(1200)를 보호할 수 있다.
샘플준비부(1100)는 분석 샘플을 준비하기 위한 샘플 준비 장치이다. 샘플준비부(1100)는 도 5를 참조하여 다음과 같이 설명할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 샘플준비부를 나타내는 사시도이다.
샘플준비부(1100)는 분석 샘플을 준비하기 위한 다양한 종류의 기구 및 용기를 거치할 수 있는 덱(deck, 1110)을 포함한다. 덱(1110)은 샘플준비부(1100)에 포함되는 구성요소들이 장착 및 고정될 수 있는 형태로 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에서 덱(1110)은 가이드를 제공하며, 가이드는 샘플준비부(1100)의 구성요소들이 슬라이딩 방식으로 샘플준비부(1100)의 내부로 삽입되어 덱(1110)의 상부에 위치하도록 한다.
상기 가이드는 덱(1110)의 일 실시예이며, 다른 실시예의 형태로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서 덱(1110) 상에 위치한 하나 이상의 구성요소는 각각 구성요소의 하부에 형성된 돌기 및/또는 홈 등에 의해 샘플준비부(1100)의 동작 중에 고정될 수 있다.
샘플준비부(1100)에는 덱(1110)에서 연장되는 평면의 로딩 트레이(loading tray, 1111)가 포함된다. 로딩 트레이(1111)는 샘플준비부(1100)에 장착되는 구성요소들이 용이하게 샘플준비부(1100)의 내부로 이동될 수 있도록 덱(1110)과 연장되어 설치된다. 로딩 트레이(1111)는 덱(1110)의 가이드와 연장 또는 연결되는 가이드가 형성되어 있다. 덱(1110)의 가이드와 로딩 트레이(1111)의 가이드에 의해 샘플준비부(1100)에 장착되는 구성요소들이 용이하게 이동될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플준비부(1100)의 유체 처리 장치는 액체의 분주를 위한 피펫 암(pipette arms)과 피펫 암에 연결된 하나 이상의 피펫팅 채널(pipetting channel)을 포함하는 피펫 모듈(pipette module, 미도시)이 구비된다. 피펫 모듈은 샘플준비부(1100) 내부의 상부 측에 구성된다.
또한, 유체 처리 장치는 분석 샘플 용기를 포함하여, 샘플 준비를 위해 사용되는 다양한 용기 등을 이송하기 위한 이송 모듈(transport module, 미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 이송 모듈은 샘플준비부(1100) 내부의 일측에 구성된다.
본 발명의 다른 구현예에서, 이송 모듈은 피펫 모듈과 함께 샘플준비부(1100) 내부의 상부 측에 구성된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 이송 모듈은 피펫 모듈의 피펫팅 채널과 피펫팅 채널에 결합되는 그리퍼(gripper, 미도시)에 의해 구현된다.
샘플준비부(1100)의 덱(1110)에 위치하는 각 구성요소는 분석 샘플의 준비를 위해 정해진 위치에 배치되어 있다.
덱(1110)은 제2로컬개구(1110-9)가 형성된다. 제2로컬개구(1110-9)는 샘플분석부(1200)로부터 이동되는 승강 모듈(1330)이 이동되는 공간이다. 제2로컬개구(1110-9)는 샘플분석부(1200)의 제1로컬개구(1270)와 수직으로 대응하도록 형성된다. 제2로컬개구(1110-9)는 승강 모듈(1330)의 수직 동작 가이드(1332) 및 분석 샘플 용기 렉(1333)이 이동될 수 있는 크기로 형성된다.
본 발명의 일 구현예에서, 덱(1110)에 위치하는 각 구성요소는 도 27을 참조하여 설명될 수 있다. 도 27은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플준비부의 구성요소들이 덱에 위치하는 것을 나타내는 배치도이다.
샘플준비부(1100)의 모든 구성요소는 통합된 장치로서 설계되고 샘플분석부(1200)의 상부에 위치된다. 샘플준비부(1100)는 검체의 핵산을 추출하는 핵산 추출 모듈과 증폭 반응 셋업(예를 들어, PCR 셋업)을 위한 다양한 구성요소를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 샘플준비부(1100)의 내부는 도면에 도시되지 않았으나, 피펫 팁 어댑터(pipette tip adapter), 용기 캐리어(container carrier), 핵산 추출 모듈(nucleic acid extraction module), 멀티 웰 플레이트 어댑터(multi-well plate adapter), 스캐너(scanner), 회수 용액 주입구(waste liquid inlet), 이송 모듈(transfer module) 및 피펫 모듈(pipette moduel) 등을 포함할 수 있다.
1) 피펫 팁 어댑터는 피펫팅 채널에 결합되는 하나 이상의 피펫 팁을 수용하고 있다. 피펫 팁은 피펫팅 채널에 결합되어 용기에 수용된 검체 또는 시약 등의 용액을 흡입(aspirate) 및 분주(dispense)할 수 있다. 피펫 팁 어댑터는 피펫 팁 어댑터 배치부(1110-1, 1110-7)에 위치할 수 있다.
피펫 팁 어댑터에 수용되는 하나 이상의 피펫 팁은 용기의 크기, 분주되는 용액의 양(volume) 등의 준비 작업 환경에 따라 크기 및 분주 량이 서로 다른 종류로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플 준비 장치의 피펫 팁 어댑터는 1㎖, 500㎕, 300㎕, 250㎕, 200㎕, 150㎕, 100㎕ 및/또는 50㎕ 등의 다양한 용량의 팁을 수용할 수 있도록 복수개로 구비될 수 있다. 또한, 다양한 용량의 팁 중 어느 하나 이상의 팁은 piercing tip 일 수 있다.
각각의 피펫 팁 어댑터는 하나 이상의 피펫 팁을 수용할 수 있으며, 피펫 모듈이 피펫팅 채널을 피펫 팁 어댑터의 상부에 위치시킨 후, 피펫 팁 방향으로 이동시켜서 피펫팅 채널이 피펫 팁을 결합할 수 있도록 한다.
피펫 팁 어댑터의 개수 및 피펫 팁 어댑터에 수용되는 피펫 팁의 각 용량 및 크기 등은 본 발명의 다양한 실시예에 따라 변형 또는 변경되어 사용할 수 있다.
2) 용기 캐리어는 샘플 준비 장치에서 사용되는 다양한 종류의 용액을 수용하는 다양한 용기를 포함하고 있다. 샘플 준비 장치는 핵산 추출 모듈을 이용하여 추출된 핵산을 포함하는 분석 샘플을 제조할 수 있다. 샘플 준비 장치의 동작에는 다양한 종류의 용기가 사용되는데, 용기 캐리어는 그 중에서 웰 플레이트를 제외한 용기들이 삽입될 수 있다. 용기 캐리어는 검체/시약 배치부(1110-2)에 위치할 수 있다.
용기 캐리어는 삽입되는 용기의 용량 및/또는 크기에 따라 각각의 용기가 용이하게 삽입 및 고정될 수 있도록 다양한 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 삽입되는 용기는 검체를 수용하는 용기, 추출 시약이 수용된 용기 및 반응 시약을 수용하는 용기 등을 포함한다. 용기 캐리어는 용기를 일렬 또는 병렬로 삽입할 수 있다.
용기 캐리어는 용기에 인쇄 또는 부착된 식별 코드가 노출될 수 있도록 측면에 개구부가 형성될 수 있다. 이에 따라 덱(1110)에 위치하는 스캐너가 노출된 식별 코드를 인식할 수 있다.
3) 핵산 추출 모듈은 표적 핵산 서열(target nucleotide sequence) 검출에 사용되는 검출용 샘플(detection sample) 준비 과정을 샘플 준비 장치 내에서 자동을 수행한다. 핵산 추출 모듈은 핵산 추출 배치부(1110-6)에 위치할 수 있다. 핵산 추출을 위한 카트리지 등은 추출 카트리지 배치부(1110-3)에 위치할 수 있다.
본 발명에서 검출용 샘플 준비 과정은 검체로부터 핵산 추출, 증폭용 반응액 제작 및 이들이 결합된 검출용 샘플(detection sample) 제작 과정을 포함한다.
만약, 샘플 준비 장치 내에 핵산 추출 모듈을 포함하지 않는 경우, 검체는 핵산 추출 과정을 사전에 거쳐 수득한 핵산일 수 있다.
다른 구현예에서, 핵산 추출은 핵산에 결합하고 결합된 핵산을 용출할 수 있는 자성 비드(magnetic bead)를 이용하는 자성 비드 기반-방법(magnetic bead-based method)이 자주 사용되고 있다. 자성 비드 기반 자동화 핵산 추출 방법은 자성 비드에 결합된 핵산을 용출시키는 공정의 타입에 따라 반응액 이송(liquid transfer) 방식 또는 비드 이송(bead transfer) 방식을 사용할 수 있다.
4) 멀티 웰 플레이트 어댑터는 검출이 수행될 검체를 수용하는 분석 샘플 용기가 위치할 수 있는 구조물이며, 분석 샘플 용기는 샘플 분석 장치의 샘플 홀더에 장착될 수 있다. 멀티 웰 플레이트 어댑터는 멀티 웰 플레이트 배치부(1110-5)에 위치할 수 있다.
멀티 웰 플레이트 어댑터는 분석 샘플 용기(멀티 웰 플레이트)를 적재할 수 있으며, 검출을 위한 검체는 멀티 웰 플레이트 어댑터에 위치하는 분석 샘플 용기(멀티 웰 플레이트)에 분주될 수 있다. 멀티 웰 플레이트 어댑터는 샘플 준비 장치에 사용되는 멀티 웰 플레이트가 2개 이상 적재될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서 용어 “멀티 웰 플레이트”는 분석 샘플 용기 어댑터로 사용될 수 있다.
이때, 멀티 웰 플레이트 어댑터에 구비된 복수의 멀티 웰 플레이트 중 어느 하나는 starting position(1110-4)로 이동되어, 분석 샘플을 준비하기 위한 작업에 사용될 수 있다. 멀티 웰 플레이트는 이송 모듈에 의해 starting position(1110-4)으로 이동된다.
5) 고정 프레임 배치부(1110-8)에는 다양한 용기가 직접 또는 어댑터 등을 통해 장착될 수 있다. 용기는 분석 샘플 또는 추출 시약 등을 수용할 수 있다. 용기는 캡(cap)이 장착되어 있으며, 캡은 피펫 팁에 의해 관통 가능한 것(pierceable cap)일 수 있다. 캡의 관통되는 부분은 은 고무, 실리콘, 플라스틱 등의 소재로 제작될 수 있다.
피펫 팁은 하강 동작에 의해 캡의 상부를 천공하고, 용액의 흡입 또는 분주를 수행한 후 다시 상부로 이동한다. 피펫 팁이 용기로부터 상부로 이동할 때, 캡의 천공된 부분에 삽입된 피펫 팁에 의해 용기가 함께 상부로 함께 들어올려질 수 있기 때문에 용기가 고정되어야 할 필요가 있다. 고정 프레임 배치부(1110-8)는 pierceable cap을 사용하는 용기가 피펫 팁에 의해 움직이지 않도록 용기를 고정할 수 있다.
6) 제2로컬개구(1110-9)는 샘플분석부(1200)에 구비된 승강 모듈(1330)이 분석 샘플 용기를 수신하기 위해 샘플준비부(1100)로 이동되는 공간이다(도 5 참조).
본 발명의 일 구현예에서, 제2로컬개구(1110-9)는 비어 있는 공간이다. 승강 모듈(1330)은 샘플준비부(1100)의 하부에 위치한 샘플분석부(1200)의 상부를 통해 샘플준비부(1100)의 내부로 이동된다. 따라서, 비어 있는 공간인 제2로컬개구(1110-9)는 샘플준비부(1100)의 하부면인 덱(1110)에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예에서, 제2로컬개구(1110-9)는 개폐 모듈(open/close module, 미도시)을 포함한다. 개폐 모듈은 승강 모듈(1330)이 진입하는 개방된 공간을 차단하기 위해 구비된다. 승강 모듈(1330)은 샘플준비부(1100)에서 준비된 분석 샘플 용기를 수신하기 위해 샘플분석부(1200)로부터 샘플준비부로 이동된다. 샘플준비부(1100)는 승강 모듈(1330)이 이동하지 않는 시간에 개방된 공간을 폐쇄하기 위한 개폐 모듈을 이용하여 제2로컬개구(1110-9)를 차단할 수 있다.
7) 폐기물 입구 배치부(1110-10)는 회수 용액 주입구(waste liquid inlet) 및/또는 피펫 팁 회수부(waste pipette tip collecting unit)를 포함한다. 회수 용액 주입구는 분석 샘플의 준비를 위해 사용된 용액이 폐기되도록 수거될 수 있으며, 피펫 팁 회수부는 분석 샘플의 준비를 위해 사용된 피펫 팁이 폐기되도록 수거될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 회수 용액 주입구는 샘플분석부(1200)에 구비되는 용액 회수함(liquid waste collection bin, 1250)과 연결된다. 샘플준비부(1100)의 폐기 용액은 회수 용액 주입구를 통해 용액 회수함(1250)에 수용될 수 있도록 이동된다.
또한, 피펫 팁 회수부를 통해 수거되는 피펫 팁은 샘플준비부(1100), 샘플분석부(1200) 또는 샘플준비부(1100)와 샘플분석부(1200)의 사이에 위치하는 폐기물 컨테이너로 이동되어 보관될 수 있다.
폐기물 컨테이너는 피펫 팁이 수거되는 컨테이너와 분석 샘플이 준비되는 영역이 파티션 등으로 분리될 수 있다.
8) 이송 모듈은 샘플준비부(1100) 내에서 분석 샘플 용기 등을 이동시키기 위한 집게(gripper) 형태의 기계 장치이다. 이송 모듈은 분자진단 시스템(1000)의 제어 기기에 의해 동작된다.
본 발명의 일 구현예에서, 이송모듈 배치부(1110-11)에 위치하는 이송 모듈은 샘플준비부(1100) 내부의 후면에 위치한다. 이송 모듈은 분석 샘플 용기 등을 상하, 좌우, 전후 및 회전 이동시킬 수 있도록 구성된다.
본 발명의 다른 구현예에서, 이송 모듈은 샘플준비부(1100) 내부의 상부에 위치한다. 이송 모듈은 피펫 모듈과 같은 동작 형태를 통해 분석 샘플 용기 등을 상하, 좌우, 전호 및 회전 이동시킬 수 있도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 이송 모듈은 피펫 모듈의 피펫팅 채널 중 적어도 2개의 피펫팅 채널에 결합되는 그리퍼를 이용하여 분석 샘플 용기 등을 상하, 좌우, 전후 및 회전 이동시킬 수 있도록 구성된다.
이송 모듈은 분석 샘플 용기, 시약 용기, 어댑터, 카트리지, 멀티 웰 플레이트 등의 분석 샘플의 준비에 필요한 구성요소를 샘플준비부(1100) 내에서 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 이송 모듈은 분석 샘플의 셋업이 완료된 분석 샘플 용기를 승강 모듈(1330)의 분석 샘플 용기 렉(1333)에 이동시킬 수 있다. 승강 모듈(1330)은 셋업이 완료된 분석 샘플 용기를 수신하기 위해 샘플분석부(1200)로부터 샘플준비부(1100)로 이동된다. 이송 모듈은 승강 모듈(1330)에 연결된 분석 샘플 용기 렉(1333)에 분석 샘플 용기를 이동시키며, 승강 모듈(1330)은 분석 샘플 용기 렉(1333)에 올려진 분석 샘플 용기를 샘플분석부(1200) 내로 이동시킬 수 있다.
9) 스캐너 배치부(1110-12)에 위치하는 스캐너는 검체, 시약, 반응액 등에 표시되는 식별 코드(identifying code)를 확인(reading)할 수 있다. 식별 코드는 바코드(barcode), 매트릭스 코드(matrix code) 등의 정보를 포함하는 표시이다. 스캐너는 식별 코드를 인식하여 용기에 수용된 용액의 종류 및 용액의 용량 등의 정보를 제공받을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 스캐너는 복수개로 구비될 수 있으며 필요에 따라 어느 하나의 스캐너로 구성되리 수 있다. 또한, 스캐너는 바코드 스캐너 및/또는 2D 스캐너로 구성될 수 있다. 이러한 구성은 분석 샘플 용기 등에 표기된 서로 다른 종류의 식별 코드를 인식할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에서, 스캐너 배치부(1110-12)에 위치하는 스캐너는 1D 및/또는 2D 바코드를 인식할 수 있다. 스캐너는 용기의 측면에 인쇄 또는 부착된 식별 코드를 인식하여 용기에 수용된 용액의 종류 및/또는 용액의 용량 등의 정보를 수득할 수 있다. 용기는 샘플 준비 장치에서 사용되는 분석 샘플 용기, 시약 용기, 검체 용기 등을 포함한다. 스캐너는 덱(1110)에 삽입되는 용기의 식별 코드를 인식할 수 있다. 스캐너는 덱(1110)에 삽입되는 적어도 하나 이상의 용기 식별 코드를 순차적으로 인식할 수 있다. 스캐너는 용기 또는 용기를 수용한 캐리어가 덱(1110)에 결합되는 위치까지 이동하여 용기 측면의 식별 코드를 인식할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 스캐너는 2D 바코드 스캐너(미도시)이다. 매트릭스(2차원) 코드를 인식할 수 있으며, 용기의 저면에 인쇄 또는 부착된 식별 코드를 인식할 수 있다. 용기는 분석 샘플 용기, 시약 용기, 검체 용기 등의 샘플 준비 장치에서 사용되는 용기를 포함한다.
이에 따라, 각각의 웰에서 저면의 전부 또는 일부에 개구부를 가지도록 형성된 플레이트가 스캐너에 장착되면, 스캐너는 플레이트에 삽입된 용기의 저면에 인쇄 또는 부착된 식별코드를 인식할 수 있다. 스캐너는 플레이트에 복수 개로 삽입된 용기의 코드를 한 번에 인식할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 스캐너에서 용기가 장착되는 평면은 투명한 소재로 되어 있다. 스캐너는 투명한 소재를 투과하는 광신호 등을 이용하여 용기 저면의 식별 코드를 인식할 수 있다. 또한, 스캐너는 용기의 하부를 촬영함에 따라 용기의 식별 코드를 인식할 수 있다. 스캐너는 멀티 웰 플레이트에 삽입된 용기의 저면에 위치한 식별 코드를 인식할 수 있도록 멀티 웰 플레이트가 거치될 수 있는 형태이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 2D 스캐너는 Hamilton사의 "easyCode Carrier" 제품을 사용할 수 있다 (https://www.hamiltoncompany.com/automated-liquid-handling/small-devices/easycode-carrier 참조).
10) 피펫 모듈은 도면에 도시되지 않았으나, 유체 처리 장치에 포함되며, 샘플준비부(1100) 내부의 상부에 위치한다. 용액 분획기인 피펫 모듈(pipette module)은 피펫 암(pipette arm)과 피펫팅 채널(pipetting channel)을 포함하며, 피펫팅 채널은 제어 기기에 의해 자동으로 상하, 좌우, 전후로 이동할 수 있다.
피펫 암은 독립적으로 또는 종속적으로 이동하는 피펫팅 채널을 하나 이상 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 피펫팅 채널의 말단에는 피펫 팁(pipette tip) 또는 니들(needle)이 결합되어 용액의 흡입(aspirate) 및 분주(dispense)에 사용될 수 있다.
다른 구현예에서, 피펫팅 채널의 말단에는 그리퍼(gripper)가 결합될 수 있으며, 그리퍼에 의해 분석 샘플 용기 등의 샘플준비부(1100)에서 사용되는 용기(분석 샘플 용기 포함) 등을 이동시킬 수 있는 이송 모듈로 사용될 수 있다.
피펫 암은 하나 이상 포함된 피펫팅 채널을 분획용 피펫 팁(pipette tip)으로 이동하는 행위, 피펫팅 채널에 분획용 피펫 팁을 고정시키는 행위, 피펫팅 채널이 고정된 피펫 팁을 일정한 장소로 이동시키는 행위, 일정한 깊이로 분획용 피펫 팁을 용기에 삽입하는 행위 등을 수행할 수 있다.
피펫 암은 샘플준비부(1100) 내부에서 상부 측에 위치하고, 피펫팅 채널은 피펫 암에 의해 샘플준비부(1100) 내에서 동작된다. 하나 이상의 피펫팅 채널은 피펫 팁 어댑터에 삽입된 피펫 팁을 피펫팅 채널의 단부에 결합한다.
피펫 암은 피펫팅 채널이 분주하고자 하는 용액이 수용된 용기의 상부에 위치하도록 이동시킬 수 있다. 피펫팅 채널은 이동된 위치에서 용기 방향으로 하강하여 피펫 팁에 용액을 수용시키고, 다시 상승하도록 위치한다. 피펫팅 채널은 피펫 암에 의해 분주될 다른 용기의 상부로 이동하고, 하강하여 피펫 팁에 수용된 용액을 분주한 이후 다시 상승함으로써 분주를 종료할 수 있다.
복수의 피펫팅 채널은 동시에 동작될 수 있으며, 피펫팅 채널의 개수에 따라 동시에 분주할 수 있는 용기의 개수가 결정될 수 있다.
피펫 암과 피펫팅 채널은 분주가 완료된 이후, 단부에 결합된 피펫 팁을 제거할 수 있다. 결합된 피펫 팁은 폐기물 입구 배치부(1110-10)에 위치하는 피펫 팁 회수부에서 제거되고, 폐기물 컨테이너에 폐기될 수 있다.
도 28은 본 발명의 일 구현예에 따른 분자진단 시스템의 동작 방법을 나타내기 위한 순서도이다. 도 28에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 27에서와 같이 설명된 분자진단 시스템은 샘플 준비 장치(sample preparation device)인 샘플준비부와 샘플 분석 장치(sample analysis device)를 포함하는 샘플분석부로 구성된다. 분자진단 시스템에 포함되는 샘플 준비 장치와 샘플 분석 장치는 각각 개별 장치로 동작될 수 있다.
본 발명의 일 구현예와 같이, 분자진단 시스템은 샘플 분석 장치를 샘플분석부의 내부에 구비하고, 샘플준비부를 샘플분석부의 상부에 위치하도록 구성한다.
분자진단 시스템은 시스템 제어 모듈(system control module)을 포함한다. 시스템 제어 모듈은 샘플준비부가 분석 샘플(analysis sample)을 준비하도록 제어한다. 시스템 제어 모듈은 샘플분석부가 준비된 분석 샘플을 분석하도록 제어한다.
분자진단 시스템의 시스템 제어 모듈이 샘플준비부 및 샘플분석부를 제어하여 분석 샘플의 준비 및 분석을 수행하는 방법은 다음과 같다.
시스템 제어 모듈은 샘플준비부 내에 구비된 분석 샘플 용기에 분석 샘플(analysis sample)이 준비되도록 샘플준비부를 제어한다(S110).
샘플준비부는 분석 샘플이 준비될 수 있도록 검체, 핵산 추출 시약, 증폭 반응 시약 등의 용액이 준비되어 있으며, 내부의 구성요소를 이용하여 분석 샘플을 준비한다.
S110 단계에서, 시스템 제어 모듈이 분석 샘플이 준비되도록 제어하는 샘플준비부는 샘플 준비 장치(sample preparation device)이다.
샘플준비부는 검체(specimen) 및 시약(reagent) 중 적어도 어느 하나 이상의 분주를 수행하여 상기 분석 샘플을 제조하는 과정; 상기 분석 샘플을 상기 분석 샘플 용기에 수용시키는 과정; 또는 병원체를 포함할 것으로 예상되는 상기 검체로부터 핵산을 추출하는 과정 중 적어도 어느 하나 이상의 준비를 수행할 수 있다.
시스템 제어 모듈은 샘플준비부에서 준비된 분석 샘플 용기가 샘플분석부로 이동되도록 샘플분석부 내의 승강 모듈을 제어한다(S120).
S120 단계에서, 승강 모듈은 샘플분석부에 형성된 제1로컬개구 및 샘플준비부의 덱에 형성된 제2로컬개구를 통해 샘플준비부의 내부로 이동한다. 샘플준비부는 이동된 승강 모듈에 분석 샘플 용기를 장착한다.
시스템 제어 모듈은 승강 모듈에 분석 샘플 용기가 장착되면, 승강 모듈이 샘플분석부로 이동하도록 제어한다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플분석부는 분석 샘플을 분석하기 위한 샘플 분석 장치를 복수 개로 구비할 수 있다.
시스템 제어 모듈은 복수 개로 구비되는 샘플 분석 장치를 이용하여 분석할 분석 샘플을 동시 또는 순차적으로 준비될 수 있도록 샘플준비부를 제어한다.
시스템 제어 모듈은 샘플준비부에서 동시 또는 순차적으로 준비되는 분석 샘플을 수용하는 분석 샘플 용기를 승강 모듈이 샘플분석부로 이동할 수 있도록 승강 모듈을 제어한다.
S120 단계에서, 승강 모듈이 분석 샘플 용기를 수신하기 위해 샘플준비부로 이동된 경우, 시스템 제어 모듈은 승강 모듈은 분석 샘플 용기를 용이하게 수신하도록 수평 방향으로 연장 이동(extension movement)하도록 승강 모듈을 제어한다.
시스템 제어 모듈은 샘플분석부로 이동된 분석 샘플 용기가 분석이 수행되는 위치로 이동되도록 크레인 모듈을 제어한다(S130).
크레인 모듈은 샘플분석부에 이동된 분석 샘플 용기를 상하/좌우/전후 방향으로 이동시키기 위한 이동 동작을 수행할 수 있다. 크레인 모듈은 분석 샘플 용기를 수평 회전시키기 위한 회전 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 자동 용기 실러는 샘플분석부 내에 포함된다.
샘플분석부 내에 자동 용기 실러가 구비되는 경우, 시스템 제어 모듈은 샘플준비부에서 이동된 분석 샘플 용기를 자동 용기 실러에 이동되도록 크레인 모듈을 제어한다. 자동 용기 실러는 분석 샘플 용기의 상면을 실링할 수 있다.
시스템 제어 모듈은 자동 용기 실러에서 실링된 분석 샘플 용기가 분석 샘플의 분석이 수행되는 위치로 이동되도록 크레인 모듈을 제어한다. 분석이 수행되는 위치는 샘플 분석 장치이다.
본 발명의 다른 구현예에서, 자동 용기 실러는 샘플준비부 내에 포함될 수 있다.
샘플준비부 내에 자동 용기 실러가 구비되는 경우, 시스템 제어 모듈은 샘플준비부에서 준비가 완료된 분석 샘플 용기를 자동 용기 실러에 이동한다. 시스템 제어 모듈은 이동된 분석 샘플 용기의 상면이 실링되도록 자동 용기 실러를 제어한다.
샘플준비부 내에 자동 용기 실러가 구비되는 경우, S120 단계에서 승강 모듈은 실링이 완료된 분석 샘플 용기를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 샘플 분석 장치가 복수 개로 구비되고, 샘플준비부에서 복수 개의 분석 샘플 용기가 순차적으로 수신된 경우, 시스템 제어 모듈은 순차적으로 이동되는 분석샘플 용기를 각각 샘플 분석 장치에 이동되도록 크레인 모듈을 제어한다.
시스템 제어 모듈은 샘플분석부 내의 분석 샘플 용기에 수용된 분석 샘플이 분석되도록 샘플분석부를 제어한다(S140).
S140 단계에서, 분석 샘플 용기는 크레인 모듈에 의해 샘플 분석 장치로 이동될 수 있다. 샘플 분석 장치는 이동된 분석 샘플 용기의 분석 샘플을 분석하고 결과를 생성한다.
S140 단계에서, 시스템 제어 모듈이 분석 샘플의 분석이 수행되도록 샘플분석부를 제어하는 샘플분석부는 샘플 분석 장치(sample analysis device)이다.
샘플 분석 장치는 중합효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction)을 수행하는 과정; 또는 반응 결과에 대한 분석을 수행하는 과정 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다.
샘플 분석 장치는 분석이 수행되는 위치에 구비된다.
샘플 분석 장치는 써멀 사이클러(thermal cycler) 및 광학 모듈(optics module)을 포함한다. 샘플 분석 장치에서 중합효소 연쇄 반응을 수행하는 과정은 써멀 사이클러를 이용하며, 반응 결과를 측정하기 위한 과정은 광학 모듈을 이용한다.
샘플 분석 장치는 분석 샘플의 분석을 위해 덮개(cover)가 구비될 수 있다. 시스템 제어 모듈은 분석 샘플 용기가 이동될 샘플 분석 장치의 덮개가 개방(open)되도록 샘플 분석 장치에 제어신호를 제공할 수 있다. 이후, 크레인 모듈이 샘플 분석 장치에 분석 샘플 용기를 제공한 경우, 시스템 제어 모듈은 샘플 분석 장치의 덮개가 닫힐(close) 수 있는 제어신호를 제공할 수 있다.
시스템 제어 모듈은 분석이 완료된 분석 샘플 용기를 분석이 수행되는 위치에서 제거되도록 크레인 모듈을 제어한다(S150).
S150 단계에서, 시스템 제어 모듈은 분석이 완료된 분석 샘플 용기가 제1 분석 샘플 용기 회수함 또는 제2 분석 샘플 용기 회수함으로 이동될 수 있도록 크레인 모듈을 제어한다.
분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 방법
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 방법을 제공한다.
(a) 상기 분자진단 시스템의 샘플준비부의 유체 처리 장치(liquid handling device)를 이용하여 반용용기에 분석 샘플을 준비하는 단계; 상기 분자진단 시스템은 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치를 포함하며; 상기 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치는 폐쇄되어 (enclosed) 있으며; 상기 샘플준비부 및 샘플분석부는 반응용기가 상기 이송장치에 의하여 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송될 수 있도록 정렬되어 있으며; (b) 샘플분석부의 제1로컬개구 (local opening) 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치에 의하여 상기 반응용기를 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송하는 단계; 및 (c) 샘플분석부 내의 반응용기에 수용된 분석샘플을 증폭 및 분석하는 단계로서; 상기 샘플준비부의 제2로컬개구는 상기 샘플준비부의 하면 또는 측면에 위치되며; 상기 샘플분석부의 제1로컬개구는 상기 샘플분석부의 상면 또는 측면에 위치되며; 상기 샘플분석부의 제1로컬개구는 게이트형 개구(gate-type opening) 이며, 상기 단계 (b)의 이송단계 진행 중에 열리고, 상기 단계 (a) 및 단계 (c)의 샘플 준비 및 샘플 분석 진행 중에 닫힌다.
이하 상기 샘플을 처리 및 분석하는 방법을 단계별로 상술한다.
상기 본 발명의 일 양태에 기재되는 각 구성요소 중 상기 도 1 내지 도 28의 분자진단 시스템에 대해 설명과 중복되는 것은 그 기재를 생략한다.
(a) 준비단계; 상기 분자진단 시스템의 샘플준비부의 유체 처리 장치(liquid handling device)를 이용하여 반용용기에 분석 샘플을 준비하는 단계.
(a) 준비단계에서는 반응용기에 분석 샘플을 준비한다.
상기 분석 샘플 준비는 본 발명의 분자진단 시스템을 통하여 수행된다. 상기 분자진단 시스템은 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치를 포함하며; 상기 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치는 폐쇄되어 (enclosed) 있으며; 상기 샘플준비부 및 샘플분석부는 반응용기가 상기 이송장치에 의하여 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송될 수 있도록 정렬되어 있는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 분석 샘플 준비는 샘플준비부의 유체 처리 장치를 이용하여 수행된다.
상기 분석 샘플 준비는 검체로부터 핵산 샘플을 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 분석 샘플 준비는 추출된 핵산을 분석하기 위하여, 추출된 핵산과 분석을 위한 반응 시약을 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 핵산 추출은 검체에 포함된 세포를 파쇄하는 단계 및 상기 파쇄물로부터 핵산을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 핵산 등 유효성분을 노출시키기 위한 세포의 파쇄는 예를 들어, 열처리, 초음파 처리, 산, 염기 처리 등 물리적, 화학적 가공 방법에 의하여 수행될 수 있다. 상기 핵산 추출은 본 기술분야에서 공지된 핵산 추출(nucleic acid extraction) 과정을 거칠 수 있다(참조: Sambrook, J. et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001). 상기 핵산 추출 과정은 검체의 종류에 따라 달라질 수 있다.
추출된 핵산을 분석하기 위한 반응 용액 또는 시약은 버퍼, 안정화제, 효소(enzyme), 염, 핵산단편, dNTP, 검출용 프로브, 광학표지, 및 지지 또는 분리용 폴리머 비드, 레진 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (a) 분석 샘플 준비단계는 상기 유체 처리 장치가 검체로부터 핵산 샘플을 추출하는 단계 및 상기 추출된 핵산 및 반응용액을 포함하는 분석 샘플을 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
준비단계 수행을 위하여 상기 샘플준비부에는 검체가 담긴 샘플 용기, 추출에 사용되는 시약 및/또는 전술한 반응용액이 담긴 시약 용기 및 검체로부터 추출된 핵산 및 반응용액을 혼합한 혼합물이 수용될 반응용기가 위치할 수 있다.
유체 처리 장치가 정해진 순서에 따라 정확한 용액을 처리할 수 있도록 상기 용기들은 샘플준비부 내의 정해진 위치에 배치되어야 한다. 이를 위하여 도 27에서 보는 바와 같이, 샘플준비부의 덱(1110)은 각 구성요소들을 정해진 위치에 배치할 수 있도록 구성된다. 따라서 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플준비부는 유체 처리 장치 및 상기 반응용기, 시약용기 및 샘플 용기가 위치하는 덱을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (a) 준비단계는 양성대조군 반응 혼합물을 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
양성대조군 반응 혼합물은 분석반응이 정상적으로 수행되었음을 확인하기 위한 것이다. 양성대조군 반응 혼합물은 검체에서 검출하고자 하는 타겟 분석물과 동일한 물질(양성대조군 물질)을 추출된 핵산을 분석하기 위한 반응 용액 또는 시약의 혼합물이다. 분석의 유효성을 입증하기 위하여 양성대조군 반응 혼합물을 분석샘플과 동일한 조건으로 동시에 반응 시킨다.
양성대조군 용기는 상기 양성대조군 물질이 담긴 용기이다. 일반적으로 양성대조군 용기에는 고농도의 양성대조군 물질이 수용되어 있다. 상기 양성대조군 물질이 분석샘플에 오염되면, 정상적인 분석이 불가능 하다. 따라서, 분자진단 시스템에서 피어서블 캡이 부착된 양성대조군 용기를 사용하여 오염가능성을 최소화 할 수 있다. 상기 피어서블 캡은 마개를 열고 닫을 필요 없이, 마개가 체결된 상태에서 피펫이 저장용기 내부로 진입할 수 있으면서도, 용액의 증발 내지 오염을 방지할 수 있는 액체시료 저장용기의 마개이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 시약용기는 피어서블 캡(pierceable cap)이 부착된 양성대조군 용기(positive control vessel)를 포함하며, 상기 단계 (a)의 분석 샘플 준비 단계는 상기 유체 처리 장치가 상기 양성대조군 용기의 피어서블 캡을 관통하여 상기 반응용기에 양성대조군 반응 혼합물을 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
(b) 이송단계; 샘플분석부의 제1로컬개구 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치에 의하여 상기 반응용기를 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송하는 단계.
(b) 이송단계에서는 상기 반응용기를 이송한다.
이송되는 반응용기는 상기 (a) 준비단계에서 샘플준비부에서 제공된 반응용기이다. 상기 반응용기는 이에 제한되지 아니하나, 예를 들어, 샘플분석부의 샘플 분석 장치에 수용될 수 있는 반응용기인 분석 샘플 용기일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 분석 샘플 용기는 타겟 핵산을 포함하는 소정 용량의 분석 샘플 또는 타겟 핵산을 포함하지 않은 소정 용량의 분석 샘플을 수용하고 있는 반응용기 일 수 있다.
로컬개구는 전체의 어느 한 부분에만 한정되어 형성된 개구를 말한다. 상기 제1로컬개구는 샘플분석부에 국부적으로(locally) 위치한다. 상기 제2로컬개구는 상기 샘플준비부에 국부적으로(locally) 위치한다.
본 발명의 방법은 샘플분석부에 제1로컬개구가 형성되며, 샘플준비부에 제2로컬개구가 형성된 분자진단 시스템을 이용하며, 반응용기의 이송이 샘플분석부의 제1로컬개구 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 샘플준비부의 제2로컬개구는 상기 샘플준비부의 하면 또는 측면에 위치되며; 상기 샘플 분석부의 제1로컬개구는 상기 샘플분석부의 상면 또는 측면에 위치한다. 구체적으로 일 구현예에 따르면, 상기 제2로컬개구가 상기 샘플준비부의 하면에 위치하며, 상기 제1로컬개구는 상기 샘플분석부의 상면에 위치할 수 있다. 이러한 로컬개구의 배치는 샘플분석부가 샘플준비부의 아래에 위치하여 상하 배치된 경우에 적합하다.
다른 일 구현예에 따르면, 상기 제2로컬개구가 상기 샘플준비부의 측면에 위치하며, 상기 제1로컬개구는 상기 샘플분석부의 측면에 위치할 수 있다. 이러한 로컬개구의 배치는 샘플분석부와 샘플준비부가 나란히 위치하여 좌우 배치된 경우에 적합하다. 구체적으로 상기 샘플분석부와 샘플준비부가 나란히 위치하는 경우, 일 구현예에 따르면, 상기 제1로컬개구 및 제2로컬개구는 서로 마주보도록 샘플분석부의 측면 및 샘플준비부의 측면에 각각 배치될 수 있다. 또는 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제1로컬개구 및 제2로컬개구는 샘플분석부의 측후면 및 샘플준비부의 측후면에 각각 배치될 수 있다.
이로서 샘플분석부와 샘플준비부가 외부에 대한 폐쇄 정도를 최대화할 수 있다. 또한 샘플분석부와 샘플준비부 사이에 반응용기 등 목적한 물질을 이송할 때 수반되는 의도하지 아니한 물질 및 에너지의 교환을 최소화할 수 있다. 또한 이송장치의 구조를 단순화할 수 있다.
상기 샘플분석부의 제1로컬개구는 게이트형 개구(gate-type opening)이다. 상기 게이트형 개구에 관하여는 분자진단 시스템에 관한 상세한 설명에서 설명한 바와 같다. 상기 게이트형 개구인 제1로컬개구는 상기 단계 (b)의 이송단계 진행 중에 열리고, 상기 단계 (a) 및 단계 (c)의 샘플 준비 및 샘플 분석 진행 중에 닫힌다. 이로서 샘플분석부와 외부환경 사이에 목적하지 아니한 물질 및 에너지의 교환을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플준비부 또는 상기 샘플분석부 내에 밀봉장치를 추가로 포함할 수 있다. 상기 밀봉장치는 반응용기, 특히 분석 샘플 용기의 주입구를 실링(sealing)한다. 샘플준비부에서 분석 샘플 용기에 분석 샘플을 주입한 후, 샘플분석부에서 분석샘플을 분석하기 전 분석 샘플 용기를 실링한다. 이를 통하여 분석샘플의 증발 및 오염을 방지한다. 일 구현예에 따르면, 상기 밀봉장치는 자동 용기 실러(automated container sealer)일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)의 이송단계는 상기 분석샘플을 포함하는 상기 반응용기가 상기 유체 처리 장치에 의하여 상기 샘플준비부 내의 상기 밀봉장치로 이송되며, 밀봉된 반응용기가 상기 이송장치에 의하여 샘플분석부로 이송되는 단계를 포함할 수 있다.
밀봉장치가 샘플준비부 내에 위치하는 경우, 반응용기는 유체 처리 장치에 의하여 밀봉장치로 이동할 수 있다.
상기 분석샘플을 포함하는 상기 반응용기가 상기 유체 처리 장치에 의하여 상기 샘플준비부 내의 상기 밀봉장치로 이송되는 것은 상기 반응용기가 상기 유체 처리 장치의 그리퍼 채널를 이용하여 샘플분석부로 이송되는 것일 수 있다.
상기 그리퍼 채널은 상기 유체 처리 장치에서 반응용기 등 고형의 물체를 이동하기 위한 수단이다. 일 구현예에서, 그리퍼 채널은 상기 유체 처리 장치의 피펫 모듈의 피펫팅 채널에 그리퍼가 결합된 것일 수 있다.
밀봉된 반응용기는 이송장치에 의하여 샘플분석부로 이송된다. 밀봉된 반응용기는 유체 처리 장치에 의하여, 이송장치에 전달된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 상기 단계 (b)의 이송단계는 상기 분석샘플을 포함하는 상기 반응용기가 상기 이송장치의 승강모듈에 의하여 상기 샘플분석부로 이송되고, 상기 이송장치의 크레인 모듈에 의하여 샘플분석부의 밀봉장치로 이송되며, 상기 밀봉장치에서 밀봉된 상기 반응용기는 상기 이송장치의 크레인 모듈에 의하여 상기 샘플분석부의 분석장치로 이송되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 밀봉장치가 샘플분석부 내에 위치하는 경우, 반응용기는 이송장치에 의하여 밀봉장치로 이동할 수 있다. 구체적으로 분석샘플을 포함하는 반응용기는 샘플준비부 내에서 유체 처리 장치에 의하여 이송장치의 승강모듈로 전달되고, 상기 승강모듈이 상기 반응용기를 샘플준비부로부터 샘플분석부 내로 이동시킨다.
샘플분석부 내로 이동된 반응용기는 이송장치의 크레인 모듈에 의하여 승강 모듈로부터 밀봉장치로 이송되어 밀봉이 이루어진다. 밀봉이 완료된 반응용기는 다시 크레인 모듈에 의하여 샘플 분석 장치로 이송된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (b) 이송단계는 다음의 (b1) 내지 (b3) 단계를 포함할 수 있다.
(b1) 상기 단계 (a)의 분석 샘플 준비 단계가 완료되면, 상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 위치하는 단계; (b2) 상기 유체 처리 장치가 상기 반응용기를 이송장치에 장착하는 단계; 및 (b3) 샘플분석부의 제1로컬개구 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치가 상기 장착된 반응용기를 샘플분석부로 이송하는 단계;
(b1) 상기 단계 (a)의 분석 샘플 준비 단계가 완료되면, 상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 위치하는 단계
유체 처리 장치에 의하여 분석 샘플이 담긴 반응용기가 준비되면, 이송장치는 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치로 이동하여 위치한다. 상기 반응용기 수용위치로 이동하는 이송장치는 승강모듈이다. 도 17에 나타난 바와 같이, 승강모듈이 샘플준비부 내로 연장하여 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치로 이동하면, 샘플분석부의 게이트형 개구인 제1로컬개구를 개방하여야 한다. 제1로컬개구의 개방시간을 최소화 하기 위하여, 상기 승강모듈은 샘플분석부 내에 수축된 상태로 위치하며, 반응용기가 이송될 준비가 완료되면 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치로 이동한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (b1) 단계는 다음의 (b10) 단계를 포함할 수 있다.
(b10) 상기 단계 (a)의 분석 샘플 준비 단계가 완료되어 기록된 준비단계완료 신호를 상기 이송장치가 감지하고, 상기 이송장치가 이동하는 단계.
본 발명의 방법은 샘플준비부가 샘플분석부로 이송할 반응용기의 준비가 완료된 것을 이송모듈이 알도록 하는 방법으로 상기 (b10) 단계와 같은 방법을 사용할 수 있다.
샘플준비부의 유체 처리 장치는 반응용기 준비가 완료되면 반응용기 준비가 완료되었음을 의미하는 미리 약속된 정보(준비단계완료 신호)를 특정 저장수단에 기록한다. 상기 저장수단은 유체 처리 장치와 이송장치가 모두 접근할 수 있는 저장수단이다. 상기 저장수단은 예를 들어 유체 처리 장치 및 이송장치가 유선 또는 무선으로 연결된 메모리, 프로세서, 하드디스크일 수 있다. 상기 미리 약속된 정보는 특정 형식 또는 이름의 파일 또는 폴더의 생성 또는 삭제, 파일 내 특정 정보의 기록 또는 상기 기록의 삭제일 수 있다.
이송장치는 상기 미리 약속된 정보가 제공될 위치를 주기적으로 참조하다가 상기 미리 약속된 정보가 제공되면 이를 감지하고 이동한다.
(b2) 상기 유체 처리 장치가 상기 반응용기를 이송장치에 장착하는 단계
상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 도달하면, 상기 유체 처리 장치는 상기 반응용기를 이송장치에 장착한다.
상기 장착은 구체적으로 유체 처리 장치의 그리퍼 채널이 상기 반응용기를 승강모듈의 분석 샘플 용기 렉에 장착시키는 것일 수 있다.
(b2) 단계에서도 이송장치인 승강모듈이 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 도달하였는지 여부를 유체 처리 장치가 감지할 수 있어야 한다.
이를 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b2)는 다음의 (b20) 단계를 포함할 수 있다.
(b20) 상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 위치하여 기록된 이송준비완료 신호를 상기 유체 처리 장치가 감지하여 상기 반응용기를 이송장치에 장착하는 단계.
상기 (b10) 단계와 유사하게, 이송장치는 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 도달하면 반응용기를 받을 준비가 완료되었음을 의미하는 미리 약속된 정보인 이송준비완료 신호를 특정 저장수단에 기록한다. 상기 저장수단은 (b10) 단계에서 설명한 바와 같다. 다만, 이송준비완료 신호와 준비단계완료 신호를 기록하는 저장수단, 기록위치 및 신호의 형식은 서로 상이할 수 있다.
상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 위치한 것은 위치감지 센서에 의하여 인식될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 이송장치는 위치감지 센서를 포함하며, 상기 단계 (b2)는 상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 위치한 것을 상기 위치감지 센서가 감지하고, 상기 센서의 감지에 의하여 이송준비완료 기록이 기록되는 단계를 포함할 수 있다.
유체 처리 장치는 상기 (b10) 단계의 준비단계완료 신호를 기록한 후부터 상기 이송준비완료 신호가 제공될 위치를 주기적으로 참조하다가 상기 이송준비완료 신호가 제공되면 이를 감지하고 반응용기를 승강모듈의 분석 샘플 용기 렉에 장착한다.
(b3) 샘플분석부의 제1로컬개구 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치가 상기 장착된 반응용기를 샘플분석부로 이송하는 단계
상기 (b1) 및 (b2) 단계를 통하여 유체 처리 장치에 의하여 이송장치의 승강모듈에 반응용기가 장착되면, 이송장치는 상기 장착된 반응용기를 샘플분석부로 이송한다. 상기 이송은 제1로컬개구 및 제2로컬개구에 의해 형성된 이동경로를 통하여 이루어진다.
상기 설명한 신호 전달 방식은 본 발명의 독특한 방식이다. 상기 방식을 포함하는 본 발명의 방법에 의하면, 샘플준비부의 유체 처리 장치와 이송장치가 동일한 컨트롤러 또는 제어 소프트웨어에 의하여 제어되지 않는 경우에도 반응용기의 준비, 이송 및 분석을 정상적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면,
상기 샘플분석부는 샘플 분석 장치를 포함하며, 상기 단계 (b)의 이송단계는 다음의 (b4) 내지 (b6) 단계를 포함할 수 있다.
(b4) 샘플분석부의 제1로컬개구(local opening) 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치에 의하여 상기 반응용기를 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송하는 단계;
(b5) 상기 이송장치가 상기 반응용기를 샘플 분석 장치에 전달할 수 있는 위치에 위치하면 상기 샘플 분석 장치가 반응용기 수용 준비를 하는 단계; 및
(b6) 상기 이송장치가 상기 반응용기를 상기 샘플 분석 장치에 장착하는 단계.
샘플분석부는 샘플 분석 장치를 포함할 수 있다. 상기 샘플 분석 장치는 분자진단 시스템에 관한 상세한 설명에서 설명한 바와 같다.
본 발명 방법의 (b) 이송단계는 샘플준비부에서 준비된 반응용기를 샘플분석부 내의 샘플 분석 장치에 장착하는 단계일 수 있다. 이를 위하여 이송장치가 반응용기를 샘플분석부로 이송하여 샘플 분석 장치에 장착할 위치에 도달하면 상기 샘플 분석 장치는 상기 반응용기를 수용할 수 있는 준비를 한다.
반응용기 수용은 상기 샘플 분석 장치가 분석을 수행할 수 있도록 반응용기를 샘플 분석 장치의 반응용기 수용부에 위치시키는 것이다. 반응용기를 수용할 수 있는 준비는 따라서 이송장치가 반응용기를 샘플 분석 장치의 반응용기 수용부에 위치시킬 수 있도록 하는 행위를 말한다.
구체적인 샘플 분석 장치의 반응용기 수용 준비는 샘플 분석 장치의 구조에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 13의 일 구현예에 따른 샘플 분석 장치의 경우, 샘플 분석 장치의 뚜껑을 개방하여 반응용기 수용부를 노출시키는 것이 반응용기 수용 준비일 수 있다. 반응용기 수용부가 슬라이딩 서랍 방식으로 노출되는 방식의 샘플 분석 장치의 경우, 반응용기 수용부 이송장치가 작동하여 반응용기 수용부를 노출시키는 것이 반응용기 수용 준비일 수 있다.
반응용기 수용 준비가 완료되면, 상기 이송장치가 상기 반응용기를 상기 샘플 분석 장치에 장착한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 장착은 이송장치의 크레인 모듈이 반응용기를 샘플 분석 장치의 소정의 위치에 이동시키는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b5)는 다음의 (b50) 단계를 포함할 수 있다. (b50) 상기 이송장치가 상기 반응용기를 샘플 분석 장치에 전달할 수 있는 위치에 위치하여 기록된 전달준비완료 신호를 상기 샘플 분석 장치가 감지하여 상기 반응용기 수용 준비를 하는 단계.
이송장치가 상기 반응용기를 샘플 분석 장치에 전달할 수 있는 위치에 도달하여 반응용기를 전달할 준비가 완료되면, 반응용기를 전달할 준비가 완료되었음을 의미하는 미리 약속된 정보인 전달준비완료 신호를 특정 저장수단에 기록한다. 상기 저장수단은 샘플 분석 장치와 이송장치가 모두 접근할 수 있는 저장수단이다. 상기 저장수단은 예를 들어 유체 처리 장치 및 이송장치가 유선 또는 무선으로 연결된 메모리, 프로세서, 하드디스크일 수 있다. 상기 미리 약속된 정보는 특정 형식 또는 이름의 파일 또는 폴더의 생성 또는 삭제, 파일 내 특정 정보의 기록 또는 상기 기록의 삭제일 수 있다.
샘플 분석 장치는 상기 전달준비완료 신호가 제공될 위치를 주기적으로 참조하다가 상기 전달준비완료 신호가 제공되면 이를 감지하여 반응용기 수용 준비를 한다.
(b6) 단계에서도 상기 샘플 분석 장치가 반응용기를 수용할 준비를 완료하였는지 여부를 이송장치가 감지할 수 있어야 한다.
이를 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b6)는 다음의 (b60) 단계를 포함할 수 있다. (b60) 상기 샘플 분석 장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 상태가 되어 기록된 수용준비완료 신호를 상기 이송장치가 감지하여 상기 반응용기를 상기 샘플 분석 장치에 장착하는 단계.
상기 (b50) 단계와 유사하게, 샘플 분석 장치는 상기 반응용기를 수용할 수 있는 상태가 되면, 반응용기를 수용할 준비가 완료되었음을 의미하는 미리 약속된 정보인 수용준비완료 신호를 특정 저장수단에 기록한다. 상기 저장수단은 (b50) 단계에서 설명한 바와 같다. 다만 전달준비완료 신호와 수용준비완료 신호를 기록하는 저장수단, 기록위치 및 신호의 형식은 서로 상이할 수 있다.
(c) 분석단계; 샘플분석부 내의 반응용기에 수용된 분석샘플을 분석하는 단계.
(c) 단계에서는 샘플분석부로 이송된 반응용기를 이용하여 분석샘플을 분석 한다. 상기 분석은 샘플분석부의 샘플 분석 장치에 의하여 수행 된다.
상기 분석은 예를 들어, 샘플 내 분석물질의 존부, 함량, 농도, 서열, 활성 또는 특성에 대한 정보를 수득하는 것을 의미할 수 있다. 분석물질은 다양한 물질(예를 들어, 생물학적 물질 및 화합물과 같은 비생물학적 물질)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 분석물질은 핵산 분자(예를들어, DNA 및 RNA), 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 지질, 아미노산, 생물학적 화합물, 호르몬, 항체, 항원, 대사물질 및 세포와 같은 생물학적 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 분석물질은 핵산 분자일 수 있다.
본 발명의 샘플 분석 장치는 타깃 핵산 검출 장치일 수 있다. 타깃 핵산 검출 장치는 샘플 내 핵산 반응이 진행되도록 하며, 이를 통하여 타깃 핵산을 검출한다.
핵산 반응은 샘플 내 특정 서열의 핵산의 존재여부 또는 그 양에 의존적으로 신호를 발생시키는 일련의 물리적, 화학적 반응을 의미한다. 상기 핵산 반응은 샘플 내 특정 서열의 핵산과 다른 핵산 또는 물질과의 결합, 상기 샘플 내 특정 서열의 핵산의 복제, 절단 또는 분해를 포함하는 반응일 수 있다. 상기 핵산 반응은 핵산 증폭 반응을 수반하는 반응일 수 있다. 상기 핵산 증폭 반응은 타겟 핵산의 증폭을 포함할 수 있다. 상기 핵산 증폭 반응은 타겟 핵산을 특이적으로 증폭하는 반응일 수 있다.
상기 핵산 반응은 샘플 내 타겟 핵산의 존재/부존재 또는 양에 의존적으로 신호를 발생시킬 수 있는 반응인 신호-발생 반응일 수 있다. 이러한 신호-발생 반응은 PCR, 실시간 PCR, 마이크로어레이와 같은 유전적 분석 과정일 수 있다.
핵산 반응을 이용하여 타겟 핵산의 존재를 나타내는 광학적 신호를 발생시키는 다양한 방법이 알려져 있다. 대표적인 예는 다음을 포함한다: TaqManTM 프로브 방법(미국특허 제5,210,015호), 분자 비콘 방법(Tyagi 등, Nature Biotechnology v.14 MARCH 1996), 스콜피온(Scorpion) 방법(Whitcombe 등, Nature Biotechnology 17:804-807(1999)), 선라이즈(Sunrise 또는 Amplifluor) 방법(Nazarenko 등, 2516-2521 Nucleic Acids Research, 25(12):2516-2521(1997), 및 미국특허 제6,117,635호), 럭스(Lux) 방법(미국특허 제7,537,886호), CPT(Duck P, 등. Biotechniques, 9:142-148(1990)), LNA 방법 (미국특허 제6,977,295호), 플렉서(Plexor) 방법(Sherrill CB, 등, Journal of the American Chemical Society, 126:4550-4556(2004)), HybeaconsTM (D. J. French, et al., Molecular and Cellular Probes (2001) 13, 363-374 및 미국특허 제7,348,141호), 이중표지된 자가-퀀칭된 프로브(Dual-labeled, self-quenched probe; 미국특허 제5,876,930호), 혼성화 프로브(Bernard PS, et al., Clin Chem 2000, 46, 147-148), PTOCE(PTO cleavage and extension) 방법(WO 2012/096523), PCE-SH(PTO Cleavage and Extension-Dependent Signaling Oligonucleotide Hybridization) 방법(WO 2013/115442), PCE-NH(PTO Cleavage and Extension-Dependent Non-Hybridization) 방법(PCT/KR2013/012312) 및 CER 방법(WO 2011/037306).
본 발명의 일 구현예에 따른 타깃 분석물 검출장치는 핵산 검출 장치일수 있으며, 타깃 핵산 존재에 의존적으로 발생하는 신호를 검출할 수 있다. 핵산 검출장치는 핵산 증폭을 동반하여 신호를 증폭하여 검출할 수 있다. 또는 핵산 검출장치는 핵산 증폭을 동반하지 않고, 신호를 증폭하여 검출하는 것도 가능하다. 바람직하게는 핵산 증폭을 동반하여 신호를 검출한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 분석 장치는 핵산 증폭 장치를 포함할 수 있다. 핵산 증폭 장치는 특정 뉴클레오타이드 서열을 갖는 핵산을 증폭하는 핵산 증폭 반응을 수행할 수 있는 기기를 의미한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플분석부는 배기(air-out flow)를 형성하는 환기장치(ventilation apparatus)를 포함할 수 있다.
샘플분석부는 그 내부에서 샘플 분석 장치에 의한 핵산 반응이 진행되므로 많은 열이 발생한다. 샘플분석부 내부의 온도를 제어하기 위하여 샘플분석부는 환기장치를 포함할 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 구현예에 따른 환기장치(1280)를 배치한 샘플분석부(1200)의 내부를 도시한 것이다. 상기 환기장치(1280)는 상기 샘플분석부(1200)의 내부 환경을 조절한다. 일 구현예에 따르면, 상기 환기장치는 환풍팬일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 샘플분석부(1200)에는 1 이상의 환기장치가 포함될 수 있다. 도 29는 4개의 환풍팬(1280-a, 1280-b, 1280-c, 1280-d)이 환기장치로 배치된 것을 도시하고 있다. 상기 4개의 환풍팬은 하나의 전원에 의하여 전체가 켜지거나, 꺼지도록 구성될 수 있다. 택일적으로 상기 4개의 환풍팬은 내부 환경의 변화에 따라, 일부 환풍팬만 선택적으로 가동하도록 구성될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 환풍팬에 의하여 배출되는 공기를 가이드 하는 덕트가 추가로 구성될 수 있다. 이로서 환풍팬에 의하여 배출되는 공기가 폐쇄구조물 상부에 위치하는 준비장치에 접근하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 환기장치는 상기 단계 (c)를 수행하는 동안 작동될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 환기장치는 상기 단계 (b)의 이송단계 및/또는 상기 단계 (a)의 샘플준비단계를 수행하는 동안 작동되지 아니할 수 있다.
샘플 분석 장치는 동작과정에서 많은 열을 발생시킨다. 상기 환기장치는 샘플분석부 내부의 샘플 분석 장치에서 발생되는 열을 배출하는 효과가 있으므로, 샘플 분석 장치가 작동하는 단계 (c)를 수행하는 동안에는 상기 환기장치가 작동이 되어야 한다.
택일적으로, 분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 전과정에서 샘플 분석 장치에 전원이 인가되어 대기상태로 있는 경우에는 분자진단 시스템이 작동하는 전과정에서 상기 환기장치도 작동되어야 한다.
그러나, 반응용기가 샘플분석부로 이동되는 동안에는 샘플분석부 내부의 환기장치를 정지하여 오염을 방지하여야 한다. 상기 오염은 반응용기 내의 물질에 의한 샘플분석부의 오염 및 샘플분석부 내의 공기 중의 물질에 의한 반응용기의 오염을 모두 포함한다.
따라서 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 환기장치는 상기 단계 (b)의 이송단계를 수행하는 동안 작동되지 않을 수 있다. 또는 상기 환기장치는 이송장치에 의하여 반응용기가 샘플분석부 내로 반입될 때부터 샘플 분석 장치에 의한 분석이 시작될 때까지 작동되지 않을 수 있다. 이 경우 상기 반응용기는 밀봉되지 않은 반응용기일 수 있다.
한편, 본 발명의 방법은 상기 단계 (c)의 분석단계가 종료되면 반응용기를 폐기하는 단계를 추가할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 방법은 상기 단계 (c)가 수행된 이후, 상기 이송장치의 크레인 모듈에 의하여 상기 반응용기를 폐기하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 구현예에 따른 크레인 모듈이 분석이 종료된 반응용기를 분석 샘플 용기 회수함에 적재하는 것을 나타내는 예시도이다. 도 23은 본 발명의 다른 구현예에 따라 반응용기가 분석 샘플 용기 회수함에 수거되는 것을 나타내는 예시도이다.
도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 폐기 단계는 샘플 용기 회수함(1260, 1261)으로 반응용기를 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 도 23과 같이, 샘플 용기 회수함은 샘플분석부 외부에 위치할 수 있다. 이러한 경우 폐기된 반응용기로부터 유출된 물질에 의하여 샘플분석부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플준비부는 분자진단 시스템이 비동작 상태를 유지하는 동안 및/또는 단계 (c)를 수행하는 동안 UV 조사가 이루어질 수 있다.
상기 UV 조사는 샘플준비부 내의 멸균을 위한 것이다. 본 발명의 UV 조사는 특히 단계 (c)를 수행하는 동안 이루어질 수 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 샘플분석부의 제1로컬개구는 게이트형 개구이며, 상기 제1로컬개구는 단계 (c)를 수행하는 동안에는 닫히는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 단계 (c)를 수행하는 동안 샘플준비부 내에서 UV 조사가 수행되어도, 상기 UV가 분석샘플의 분석이 진행되고 있는 샘플분석부에 영향을 미치지 않는다.
본 명세서에서의 발명의 설명은 바람직한 실시예를 설명하는 것으로, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상의 실시예에 대한 다양한 변경과 수정이 가능하고, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 다양한 변경과 수정을 모두 포함한다.
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본 특허출원은 2021년 09월 30일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2021-0130221호에 대해 미국 특허법 119(a)조 (35 U.S.C § 119(a))에 따라 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하며 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (21)

  1. 다음의 단계를 포함하는 분자진단 시스템에서 샘플을 처리 및 분석하는 방법:
    (a) 상기 분자진단 시스템의 샘플준비부의 유체 처리 장치(liquid handling device)를 이용하여 반용용기에 분석 샘플을 준비하는 단계; 상기 분자진단 시스템은 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치를 포함하며; 상기 샘플준비부, 샘플분석부 및 이송장치는 폐쇄되어 있으며; 상기 샘플준비부 및 샘플분석부는 반응용기가 상기 이송장치에 의하여 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송될 수 있도록 정렬되어 있으며;
    (b) 샘플분석부의 제1로컬개구 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치에 의하여 상기 반응용기를 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송하는 단계; 및
    (c) 샘플분석부 내의 반응용기에 수용된 분석샘플을 증폭 및 분석하는 단계로서;
    상기 샘플준비부의 제2로컬개구는 상기 샘플준비부의 하면 또는 측면에 위치되며; 상기 샘플분석부의 제1로컬개구는 상기 샘플분석부의 상면 또는 측면에 위치되며; 상기 샘플분석부의 제1로컬개구는 게이트형 개구(gate-type opening) 이며, 상기 단계 (b)의 이송단계 진행 중에 열리고, 상기 단계 (a) 및 단계 (c)의 샘플 준비 및 샘플 분석 진행 중에 닫힌다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샘플준비부는 분자진단 시스템이 비동작 상태를 유지하는 동안 및/또는 단계 (c)를 수행하는 동안 UV 조사가 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 샘플준비부의 제2로컬개구는 게이트형(gate-type) 또는 비게이트형(non-gate-type)의 개구인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 샘플준비부의 제2로컬개구는 비게이트형 개구이며, 상기 샘플준비부의 하면에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 샘플분석부는 배기(air-out flow)를 형성하는 환기장치(ventilation apparatus)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 환기장치는 상기 단계 (c)를 수행하는 동안 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 환기장치는 상기 단계 (b)의 이송단계 및/또는 상기 단계 (a)의 샘플준비단계를 수행하는 동안 작동되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 시스템은 상기 샘플준비부 또는 상기 샘플분석부 내에 밀봉장치(sealing device)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단계 (b)의 이송단계는 상기 분석샘플을 포함하는 상기 반응용기가 상기 유체 처리 장치를 통하여 상기 샘플준비부 내의 상기 밀봉장치로 이송되며, 밀봉된 반응용기가 상기 이송장치에 의하여 샘플분석부로 이송되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 단계 (b)의 이송단계는 상기 분석샘플을 포함하는 상기 반응용기가 상기 이송장치의 승강모듈에 의하여 상기 샘플분석부로 이송되고, 상기 이송장치의 크레인 모듈에 의하여 샘플분석부의 밀봉장치로 이송되며, 상기 밀봉장치에서 밀봉된 상기 반응용기는 상기 이송장치의 크레인 모듈에 의하여 상기 샘플분석부의 샘플 분석 장치로 이송되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 샘플준비부는 유체 처리 장치 및 상기 반응용기, 시약용기 및 샘플용기가 위치하는 덱을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)의 분석 샘플 준비 단계는 상기 유체 처리 장치가 검체로부터 핵산 샘플을 추출하는 단계 및 상기 추출된 핵산 및 반응시약을 포함하는 분석샘플을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 시약용기는 피어서블 캡(pierceable cap)이 부착된 양성대조군 용기(positive control vessel)를 포함하며, 상기 단계 (a)의 분석 샘플 준비 단계는 상기 유체 처리 장치가 상기 양성대조군 용기의 피어서블 캡을 관통하여 상기 반응용기에 양성대조군 반응 혼합물을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 단계 (c)가 수행된 이후, 상기 이송장치의 크레인 모듈에 의하여 상기 반응용기를 폐기하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 단계 (b)의 이송단계는
    (b1) 상기 단계 (a)의 분석 샘플 준비 단계가 완료되면, 상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 위치하는 단계;
    (b2) 상기 유체 처리 장치가 상기 반응용기를 이송장치에 장착하는 단계; 및
    (b3) 샘플분석부의 제1로컬개구 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치가 상기 장착된 반응용기를 샘플분석부로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 단계 (b1)는
    (b10) 상기 단계 (a)의 분석 샘플 준비 단계가 완료되어 기록된 준비단계완료 신호를 상기 이송장치가 감지하고, 상기 이송장치가 이동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 단계 (b2)는
    (b20) 상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 위치하여 기록된 이송준비완료 신호를 상기 유체 처리 장치가 감지하여 상기 반응용기를 이송장치에 장착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 이송장치는 위치감지 센서를 포함하며,
    상기 단계 (b2)는 상기 이송장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 위치에 위치한 것을 상기 위치감지 센서가 감지하고, 상기 센서의 감지에 의하여 이송준비완료 기록이 기록되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 샘플분석부는 샘플 분석 장치를 포함하며, 상기 단계 (b)의 이송단계는
    (b4) 샘플분석부의 제1로컬개구(local opening) 및 샘플준비부의 제2로컬개구에 의해 형성된 통로를 통하여 이송장치에 의하여 상기 반응용기를 샘플준비부로부터 샘플분석부로 이송하는 단계;
    (b5) 상기 이송장치가 상기 반응용기를 샘플 분석 장치에 전달할 수 있는 위치에 위치하면 상기 샘플 분석 장치가 반응용기 수용 준비를 하는 단계; 및
    (b6) 상기 이송장치가 상기 반응용기를 상기 샘플 분석 장치에 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 단계 (b5)는
    (b50) 상기 이송장치가 상기 반응용기를 샘플 분석 장치에 전달할 수 있는 위치에 위치하여 기록된 전달준비완료 신호를 상기 샘플 분석 장치가 감지하여 상기 반응용기 수용 준비를 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 단계 (b6)은
    (b60) 상기 샘플 분석 장치가 상기 반응용기를 수용할 수 있는 상태가 되어 기록된 수용준비완료 신호를 상기 이송장치가 감지하여 상기 반응용기를 상기 샘플 분석 장치에 장착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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