WO2023287080A1 - 채집 검체 추출용 카트리지 시스템 및 채집 검체 추출 방법 - Google Patents

채집 검체 추출용 카트리지 시스템 및 채집 검체 추출 방법 Download PDF

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WO2023287080A1
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buffer solution
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accommodating
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김경남
임세학
류종인
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(주)마이크로디지탈
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    • G01N2035/00564—Handling or washing solid phase elements, e.g. beads

Definitions

  • the present invention relates to a cartridge system for extracting a collected sample and a method for extracting a collected sample, and more specifically, to a DNA or RNA sample collected through a cotton swab or other collecting unit that can be quickly and accurately analyzed through a series of automated processes. It relates to a cartridge system for extracting a collected sample and a method for extracting a collected sample.
  • Molecular diagnosis is a diagnostic method that enables early diagnosis and efficient treatment of a disease by directly analyzing the gene (DNA or RNA) of a sample, which is a target material, to determine whether or not a disease is infected, nucleotide sequence mutation, or mutation.
  • Real-time polymerase chain reaction generally uses a probe that makes a specific complementary bond with a gene to be detected, to which a fluorescence molecule is bound.
  • a qualitative/quantitative analysis of a target gene is performed by analyzing the wavelength of such a fluorescent substance using an analyzer.
  • the molecular diagnosis method pre-treats the target substance on the cotton swab or collection part through real-time polymerase chain reaction, etc., and then analyzes the pre-treated substance, that is, a buffer solution.
  • a buffer solution a substance that is, a buffer solution.
  • the idea of the present invention is to solve these problems, and extracts the collected specimen by automating and integrating a series of processes of extracting the collected specimen into a buffer solution from a cotton swab or a collection unit in a cartridge method to apply molecular diagnostics.
  • Efficiency can be increased, the time and cost required for sample extraction can be significantly reduced, and the pretreatment process of sample extraction can be performed with high precision, uniformity, and reliability regardless of the operator's skill level or working environment. It can fundamentally prevent sample contamination or leakage during the process, and it can be applied to the on-site rapid diagnosis kit to quickly obtain test results within minutes or hours even in the field.
  • these tasks are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
  • a cartridge system for extracting a collected sample according to the spirit of the present invention for solving the above problems includes a cartridge body; a dehydration tip accommodating portion formed in the cartridge body and accommodating a dehydration tip so that the collection member from which the sample is collected is accommodated; a spin cover accommodating portion formed on the cartridge body and accommodating the spin cover so that the spin head of the robot device can mount the spin cover; It is formed on the cartridge body, and the spin head of the robot device is coupled to the dewatering tip while the spin cover is attached to the collection member is immersed in the buffer solution, and then the spin head is rotated to dehydrate the collection member.
  • a buffer chamber unit accommodating the buffer solution so that the specimen can be accommodated in the buffer solution from a member; and a dispensing tip accommodating portion formed in the cartridge body and accommodating the dispensing tip so that the pump head of the robot device can suck in the buffer solution including the sample by mounting the dispensing tip.
  • the dehydration tip may include a dehydration tip body in which a collecting member accommodating area is formed so that a portion of the collecting member can be accommodated; a segmented groove formed in the inlet of the dehydration tip body so that a portion of the collecting member can be broken and segmented; an intermediate narrow portion formed below the dehydration tip body so that the collecting member can be temporarily clamped in the middle; and a dehydration slot formed below the middle narrow portion to dehydrate and extract the buffer solution including the specimen from the collecting member by centrifugal force when the spin head is rotated after the collecting member is completely inserted. part; may include.
  • the spin cover may include a spin cover body having a head fastening portion formed to be fastened with the spin head; and a pressurizing front end portion pressurizing the collecting member inserted into the inlet of the dehydrating tip body and temporarily fixed to the intermediate narrow portion to be completely inserted into the dehydrating slot portion when fastened with the dehydrating tip; can include
  • the buffer chamber portion which accommodates the buffer solution so that the collection member can be immersed below the level of the buffer solution, and is formed with a first diameter
  • a dewatering part formed with a second diameter larger than the first diameter so that the collecting member can be rotated and dehydrated by rising above the water level of the buffer solution
  • a guiding inclined portion formed with a guiding inclined surface having a diameter continuously changing from the first diameter to the second diameter so that the dehydrated buffer solution can be guided toward the buffer solution accommodating part.
  • a filter tip accommodating portion accommodating the filter tip to stir the buffer solution may further include.
  • the filter tip has an inlet portion into which the tip of the dispensing tip is inserted, an accommodating portion accommodating the buffer solution therein, and a discharge portion through which the buffer solution is discharged.
  • a formed filter tip body a plurality of beads installed in the accommodating part so that the buffer solution can be stirred; and a mesh filter installed between the receiving part and the discharge part.
  • the filter tip may further include a temporary sealing member for temporarily sealing the outlet.
  • the tip portion formed in a pointed shape to break or remove the temporary sealing member may further include.
  • the pump head is engaged with the filter tip to accommodate the final solution collection tube so that the buffer solution including the sample can be injected into the final solution collection tube.
  • It may further include a; tube receiving portion.
  • a collection sample extraction method for solving the above problems includes: (a) accommodating the collection member from which the sample is collected into the dehydration tip receiving portion of the cartridge body; (b) mounting the spin cover on the spin head of the robot device; and (c) the spin head of the robot device is combined with the dehydration tip while the spin cover is attached to immerse the collection member in the buffer solution of the buffer chamber, and the spin head is rotated to dehydrate the sample. It may include; being accommodated in the buffer solution.
  • the step (a) may include (a-1) inserting a portion of the collecting member into the dehydration tip accommodated in the dehydration tip accommodating portion; and (a-2) bending and segmenting a portion of the collecting member so that the collecting member is temporarily fitted and fixed to the middle narrow portion of the dewatering tip.
  • the step (c) may include: (c-1) pressurizing the collecting member up to the dewatering slot portion of the dehydration tip using the pressurized tip of the spin head and completely inserting the collecting member; (c-2) immersing the collecting member below the level of the buffer solution in the buffer chamber; and (c-3) raising the collecting member above the level of the buffer solution in the buffer chamber part, rotating and dehydrating the sample so that the sample is accommodated in the buffer solution.
  • the pump head of the robot device is equipped with a dispensing tip to suck the buffer solution in which the sample is accommodated; (e) when the dispensing tip dispenses the buffer solution containing the sample to the filter tip, the spin head is engaged with the filter tip to stir the buffer solution while rotating the filter tip; and (f) injecting the buffer solution containing the sample into a final solution collection tube.
  • the step (f) may include (f-1) destroying or removing the temporary sealing member temporarily sealed at the discharge portion of the filter tip using the tip; and (f-2) injecting the buffer solution into the final solution collection tube when the temporary sealing member is damaged or removed as the pump head is fastened to the filter tip.
  • a series of processes of extracting a collected sample from a collecting member such as a cotton swab into a buffer solution in order to apply the molecular diagnosis method are automated and integrated in a cartridge method, and the collected sample
  • a collecting member such as a cotton swab into a buffer solution
  • the collected sample It is possible to increase the extraction efficiency of collected samples, greatly reduce the time and cost required for extraction of collected samples, and regardless of the operator's skill level or working environment, it is a very precise, uniform and highly reliable pretreatment process for collected samples. can be performed, and sample contamination or leakage can be fundamentally prevented during the process, and test results can be obtained quickly within minutes or hours even in the field by applying to the rapid on-site diagnostic kit, and all pretreatment processes can be performed. After finishing, all parts are discarded or incinerated at once to have a very hygienic effect.
  • the scope of the present invention is not limited by these effects.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a cartridge system for extracting a collected sample according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the cartridge system for extracting a collected sample of FIG. 1;
  • 3 to 23 are cross-sectional views illustrating the process of extracting a collected sample in the cartridge system for extracting a collected sample of FIG. 1 in stages.
  • 24 is a flowchart illustrating a method for extracting a collected sample according to some embodiments of the present invention.
  • step (a) of the sample extraction method of FIG. 24 is a flowchart illustrating step (a) of the sample extraction method of FIG. 24 in more detail.
  • 26 is a flowchart illustrating step (c) of the sample extraction method of FIG. 24 in more detail.
  • step (f) of the sample extraction method of FIG. 24 is a flowchart illustrating step (f) of the sample extraction method of FIG. 24 in more detail.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a cartridge system 100 for extracting a collected sample according to some embodiments of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the cartridge system 100 for extracting a collected sample of FIG. 1
  • FIGS. 3 to 23 are cross-sectional views showing a collected sample extraction process of the cartridge system 100 for extracting a collected sample of FIG. 1 step by step.
  • the cartridge system 100 for collecting and extracting samples is largely formed on the cartridge body 10 and the cartridge body 10.
  • the dewatering tip accommodating part 11, the spin cover accommodating part 12, the buffer chamber part 13, the dispensing tip accommodating part 14, the filter tip accommodating part 15, the tip part 16, and the collection tube accommodating part ( 17) may be included.
  • the cartridge body 10 can be detachably mounted inside an inspection station or inspection equipment (not shown) installed at a site, and the above-described dehydration
  • the tip accommodating part 11, the spin cover accommodating part 12, the buffer chamber part 13, the dispensing tip accommodating part 14, the filter tip accommodating part 15, the tip part 16 and the It may be a synthetic resin material having sufficient strength and durability to support the collection tube accommodating portion 17 or an integral structure made of a metal material.
  • the shape, type, material, design, etc. of the cartridge body 10 is not necessarily limited thereto, and can be modified or changed as much as possible according to the standard, inspection environment, or required specifications of equipment that can be mounted thereon. there is.
  • the dehydration tip accommodating portion 11 is formed in the cartridge body 10, and the collection member 1 of FIG. ) It may be a part where the dewatering tip 20 is accommodated so that it can be accommodated.
  • the collection member 1 may include various collections capable of collecting specimens, and may include, for example, a swab.
  • a swab a case of a cotton swab as an example of the collecting member 1 will be described, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
  • the spin cover accommodating portion 12 is formed in the cartridge body 10, and the spin head SH of FIG. 7 of the robot device It may be a part where the spin cover 30 is accommodated so that the spin cover 30 can be mounted.
  • the buffer chamber part 13 is formed in the cartridge body 10, and the spin head SH of the robot device
  • the collecting member 1 is immersed in the buffer solution 2 by being combined with the dewatering tip 20 with the spin cover 30 attached, and then the spin head SH is rotated to dehydrate the collecting member.
  • It may be a part that accommodates the buffer solution (2) so that the sample is discharged from (1) into the buffer solution (2).
  • the dispensing tip accommodating portion 14 is formed in the cartridge body 10, and the pump head PH of FIG. 14 of the robot device It may be a part where the dispensing tip 40 is accommodated so that the buffer solution 2 including the sample can be sucked by mounting the dispensing tip 40.
  • the filter tip accommodating portion 15 is formed in the cartridge body 10 and stores the buffer solution 2 including the sample.
  • the spin head SH is engaged with the filter tip 50 to rotate the filter tip 50, for example, forward rotation and reverse rotation. It may be a part accommodating the filter tip 50 so as to stir the buffer solution 2 while rotating repeatedly.
  • the tip 16 is formed on the cartridge body 10 and can damage or remove the temporary sealing member 54. It may be a part formed in a pointed shape so as to be.
  • the collection tube accommodating portion 17 is formed in the cartridge body 10, and the pump head PH is the filter tip 50. ) to accommodate the final solution collection tube 60 so that the buffer solution 2 including the sample can be injected into the final solution collection tube 60.
  • the buffer solution 2 including the sample may be injected into the final solution collection tube 60 .
  • the dewatering tip accommodating part 11 and the spin cover accommodating part are located at the front end of the upper surface of the cartridge body 10. (12), the buffer chamber part 13, the dispensing tip accommodating part 14, the filter tip accommodating part 15, the tip part 16, and the collection tube accommodating part 17 in order to the rear end. can be arranged in a row.
  • this arrangement sequence is exemplary, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
  • the spin head (SH) and the pump head (PH) extract the sample collected from the collecting member 1 while intermittently moving from the front end to the rear end of the cartridge body 10 to obtain the final solution collection tube.
  • a series of collection sample extraction process of dispensing the buffer solution 2 containing the sample inside is sequentially performed within the cartridge system 100 for only one collection sample extraction according to some embodiments of the present invention. enough can be done.
  • 3 to 23 are cross-sectional views showing a collected sample extraction process of the cartridge system 100 for extracting a collected sample of FIG. 1 step by step.
  • the extraction process of the cartridge system 100 for extracting a collected sample will be described in more detail.
  • the collection member 1 samples can be collected.
  • a portion of the collecting member 1 may be bent and segmented so that the collecting member 1 may be temporarily fitted and fixed to the middle narrow portion 23 .
  • the dehydration tip 20 includes the dehydration tip body 21 in which the collecting member accommodating area is formed so that a part of the collecting member 1 can be accommodated; A segmented groove 22 formed at the inlet of the dehydration tip body 21 so that a portion of the collecting member 1 can be bent and segmented, and the collecting member 1 can be temporarily fitted in the middle so that it can be fixed After the middle narrow portion 23 formed below the dehydration tip body 21 and the collecting member 1 are completely inserted, the collecting member 1 is rotated using the spin head SH by centrifugal force. ) may include a dehydration slot 24 formed below the middle narrow portion 23 so that the buffer solution 2 including the sample can be dehydrated and extracted.
  • the collecting member 1 may be temporarily fitted and fixed to the middle narrow width portion 23 in a state in which a portion of the collecting member 1 is segmented using the segmented groove portion 22 .
  • the spin head SH of the robot device may mount the spin cover 30 accommodated in the spin cover accommodating part 12 .
  • the spin cover 30 is coupled with the spin cover body 31 having a head fastening part formed to be fastened with the spin head SH, and the spin cover body 21 when fastened with the spin spin tip 20.
  • a pressure tip 32 that presses the collecting member 1 so that the collecting member 1 inserted into the inlet of and temporarily fixed to the middle narrow portion 23 can be completely inserted into the dewatering slot 24 can include
  • the spin head (SH) is aligned above the dewatering tip 20, and then, as shown in (b) of FIG. 8, the spin head ( The collecting member 1 may be pressurized up to the dewatering slot 24 by using the pressurizing front end 32 of the SH) so as to be completely inserted.
  • the spin head SH is aligned above the dehydration tip (20)
  • the buffer chamber part (13) accommodating the buffer solution (2) move upwards
  • the spin head SH is lowered to insert the dewatering tip 20 into the buffer chamber part 13, and thus the buffer chamber part 13
  • the collecting member 1 may be sufficiently immersed below the level of the buffer solution 2 of
  • the buffer chamber part 13 is the buffer solution (so that the collecting member 1 can be sufficiently immersed below the water level of the buffer solution 2). 2), and the buffer solution accommodating portion 131 formed to have a first diameter D1, and the collecting member 1 sufficiently rise above the water level of the buffer solution 2 to be rotated and dehydrated.
  • the dewatering part 132 having a second diameter D2 larger than the first diameter D1 and the first diameter so that the dehydrated buffer solution 2 can be guided toward the buffer solution receiving part 131. It may include a guide inclined portion 133 on which a guide inclined surface (F) whose diameter continuously changes from (D1) to the second diameter (D2) is formed.
  • the collecting member 1 is sufficiently raised above the level of the buffer solution 2 in the buffer chamber 13, and FIG. 11 (b) ) and FIG. 12, the buffer solution 2 can be sufficiently dehydrated by repeatedly rotating the spin head SH in forward (clockwise) and reverse (counterclockwise) rotations. Accordingly, the sample collected by the collecting member 1 can be accommodated in the buffer solution 2 .
  • the spin head SH of the robot device is moved from the buffer chamber part 13 to the spin-drying tip accommodating part 11, so that the spin-drying tip
  • the spin-drying tip 20 and the spin cover 30 are temporarily stored in the accommodating part 11 so that they can be discarded
  • the spin head SH is the spin cover It can be removed from (30) by lifting it with a separate device such as a clamp or finger arm.
  • the pump head PH of the robot device mounts the dispensing tip 40, and then, as shown in FIG. 15, the dispensing tip 40 moving to the buffer chamber part 13, sucking the buffer solution 2 containing the sample, moving the dispensing tip 40 to the filter tip receiving part 15 as shown in FIG. 16,
  • the dispensing tip 40 may dispense the buffer solution 2 containing the sample to the filter tip 50.
  • the filter tip 50 has an inlet portion 51a into which the tip of the dispensing tip 40 is inserted, and the buffer solution 2 therein.
  • a filter tip body 51 having a receiving portion 51b for accommodating the filter tip body 51 having a discharge portion 51c through which the buffer solution 2 is discharged, and the buffer solution 2 can be stirred.
  • a temporary sealing member 54 may be included.
  • the buffer solution 2 is It can be accommodated in the accommodating part 51b of the filter tip 50 without leaking downward through the discharge part 51c.
  • the pump head PH of the robot device transfers the dispensing tip 40 to the dispensing tip accommodating part 14 so that the dispensing tip 40 can be discarded.
  • the dispensing tip 40 may be temporarily stored in the dispensing tip accommodating part 14 by moving to .
  • the spin head SH of the robot device is engaged with the filter tip 50, and as shown in (b) of FIG. 18, the The spin head SH may raise the filter tip 50 to be sufficiently separated from the filter tip receiving part 15 .
  • the spin head SH causes the filter tip 50 to rotate forward (clockwise) and reverse (counterclockwise), and while repeating this, the buffer solution 2 ) can be sufficiently stirred using the beads 52.
  • the pump The head (PH) may be lowered and engaged with the filter tip (50).
  • a temporary seal temporarily sealed to the discharge portion 51c of the filter tip 50 using the pointed end 16 of the cartridge body 10 Member 54 may be damaged or removed.
  • the filter tip 50 It is possible to damage or remove the temporary sealing member 54 by lowering and compressing the tip 16.
  • the suction pressure of the pump head PH may be adjusted or maintained so that the buffer solution 2 contained in the filter tip 50 does not leak downward.
  • the pump head (PH) moves the filter tip 50 to the collection tube accommodating part 17, and the pump head (PH) pressurizes the buffer solution.
  • (2) may be injected into the final solution collection tube (60).
  • the pump head PH moves the filter tip 50 to the filter tip accommodating part 15 so that the filter tip 50 can be discarded.
  • the filter tip 50 may be temporarily stored in the filter tip accommodating part 15 .
  • a series of pretreatment processes of immersing the sample collected from the collecting member 1 in the buffer solution 2, dehydrating, stirring, and extracting the collected sample is a cartridge system for extracting a collected sample. (100), it can be performed automatically and very quickly, and it can be very hygienic by discarding or incinerating all parts at once after completing the pretreatment process.
  • 24 is a flowchart illustrating a method for extracting a collected sample according to some embodiments of the present invention.
  • the collection sample extraction method includes (a) placing the collection member 1 from which the sample is collected into the dehydration tip receiving portion of the cartridge body 10 ( 11), (b) the spin head SH of the robot device mounts the spin cover 30, and (c) the spin head SH of the robot device mounts the spin cover 30 ) is attached to the dehydration tip 20, the collecting member 1 is immersed in the buffer solution 2 of the buffer chamber 13, and the spin head SH rotates to dehydrate the A step of accommodating a sample in the buffer solution (2), (d) a step of sucking the buffer solution (2) in which the sample is accommodated by attaching a dispensing tip (40) to the pump head (PH) of the robot device; (e) When the dispensing tip 40 dispenses the buffer solution 2 containing the sample to the filter tip 50, the spin head SH is fastened to the filter tip 50, and the filter tip ( 50) while rotating, for example, forward rotation and reverse rotation repeatedly, and stirring the buffer solution (2);
  • step (a) of the sample extraction method of FIG. 24 is a flowchart illustrating step (a) of the sample extraction method of FIG. 24 in more detail.
  • step (a) inserting a portion of the collecting member 1 into the dehydration tip 20 accommodated in the dehydration tip accommodating part 11 and (a-2) bending and segmenting a portion of the collecting member 1 so that the collecting member 1 is temporarily fitted and fixed to the middle narrow portion 23 of the dewatering tip 20.
  • 26 is a flowchart illustrating step (c) of the sample extraction method of FIG. 24 in more detail.
  • step (c) the collecting member 1 is removed from the dewatering tip 20 by using the pressurizing tip 32 of the spin head SH.
  • (c-2) immersing the collecting member (1) below the water level of the buffer solution (2) in the buffer chamber (13); and (c-3) raising the collecting member (1) above the level of the buffer solution (2) in the buffer chamber part (13) and rotating and dehydrating the sample so that the sample is accommodated in the buffer solution (2).
  • step (f) of the sample extraction method of FIG. 24 is a flowchart illustrating step (f) of the sample extraction method of FIG. 24 in more detail.
  • the buffer solution (2) It may include the step of injecting into the final solution collection tube (60).

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Abstract

본 발명은 면봉이나 기타 채집부를 통해서 채취된 DNA 또는 RNA 샘플을 자동화된 일련의 공정을 통해 신속하고 정확하게 분석할 수 있게 하는 채집 검체 추출용 카트리지 시스템 및 채집 검체 추출 방법에 관한 것으로서, 카트리지 몸체; 검체가 채집된 채집 부재가 수용될 수 있도록 탈수팁이 수용되는 탈수팁 수용부; 로봇 장치의 스핀 헤드가 스핀 커버를 장착할 수 있도록 상기 스핀 커버가 수용되는 스핀 커버 수용부; 스핀 헤드가 회전되어 탈수되어 채집 부재로부터 상기 검체가 버퍼 용액에 수용될 수 있도록 상기 버퍼 용액을 수용하는 버퍼 챔버부; 및 로봇 장치의 펌프 헤드가 분주팁을 장착하여 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액을 흡입할 수 있도록 상기 분주팁이 수용되는 분주팁 수용부;를 포함할 수 있다.

Description

채집 검체 추출용 카트리지 시스템 및 채집 검체 추출 방법
본 발명은 채집 검체 추출용 카트리지 시스템 및 채집 검체 추출 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 면봉이나 기타 채집부를 통해서 채취된 DNA 또는 RNA 샘플을 자동화된 일련의 공정을 통해 신속하고 정확하게 분석할 수 있게 하는 채집 검체 추출용 카트리지 시스템 및 채집 검체 추출 방법에 관한 것이다.
분자 진단이란, 대상 물질인 샘플의 유전자(DNA 또는 RNA)를 직접 분석하여 질병의 감염 여부, 염기 서열 변이 또는 돌연 변이 등을 밝혀내어, 질병의 조기 진단과 효율적인 치료를 가능하게 하는 진단 방법이다.
최근에는 질병의 감염 확인, 유전자 검사, 약물 유전학 검사 등 다양한 의학 분야에서 분자 진단법이 사용되고 있다.
이러한, 분자 진단법에는 다양한 검출 방법이 개발되어왔는데, 실시간 중합 효소 연쇄반응(realtime polymerase chain reaction) 등은 그 방법의 신속성, 편리함 및 검출의 민감성 등의 측면에서 최근에 보편적으로 널리 활용되는 추세이다. 실시간 중합 효소 연쇄반응은 일반적으로 검출 대상 물질 유전자와 특이적 상보 결합을 이루는 프로브(probe)를 사용하는데, 이러한 프로브에는 형광 물질(fluorescence molecule)이 결합되어 있다. 실시간 중합 효소 연쇄반응에서는 분석기기를 이용하여 이러한 형광 물질의 파장을 분석함으로써 대상 유전자에 대한 정성적/정량적인 분석이 이루어진다.
한편, 분자 진단법은 실시간 중합 효소 연쇄반응 등을 통해 면봉이나 채집부에 묻은 대상 물질을 전처리한 후 전처리된 물질, 즉 버퍼 용액을 대상으로 분석하게 되는데, 종래 기술에 따르면 분자 진단 과정에서 요구되는 다양한 과정을 수행하는 각각의 구성들로 인해 분자 진단용 장비의 크기가 크고, 구조가 복잡해지며, 전처리 과정에 소요되는 비용과 시간이 많이 낭비되고, 이러한 일련의 과정을 자동화하기 어려웠었던 문제점들이 있었다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 분자 진단법을 적용하기 위하여 채집된 검체를 면봉이나 채집부로부터 버퍼 용액으로 추출하는 일련의 과정을 카트리지 방식으로 자동화 및 일체화하여 채집된 검체의 추출 효율을 높일 수 있고, 검체 추출에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있으며, 작업자의 숙련도나 작업 환경과는 상관없이 매우 정밀하고 균일하며 신뢰도가 높은 채집된 검체 추출의 전처리 공정을 수행할 수 있으며, 공정 중에 검체가 오염되거나 누출되는 것을 원천적으로 방지할 수 있고, 현장 현시 신속 진단 키트에도 적용하여 현장에서도 수분 또는 수시간 이내에 검사 결과를 신속하게 얻을 수 있으며, 전처리 과정을 모두 마친 이후에 모든 부품들을 한꺼번에 폐기 또는 소각하여 매우 위생적일 수 있게 하는 채집 검체 추출용 카트리지 시스템 및 채집 검체 추출 방법을 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 채집 검체 추출용 카트리지 시스템은, 카트리지 몸체; 상기 카트리지 몸체에 형성되고, 검체가 채집된 채집 부재가 수용될 수 있도록 탈수팁이 수용되는 탈수팁 수용부; 상기 카트리지 몸체에 형성되고, 로봇 장치의 스핀 헤드가 스핀 커버를 장착할 수 있도록 상기 스핀 커버가 수용되는 스핀 커버 수용부; 상기 카트리지 몸체에 형성되고, 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드가 상기 스핀 커버를 장착한 상태로 상기 탈수팁과 결합되어 상기 채집 부재가 버퍼 용액에 침지된 다음, 상기 스핀 헤드가 회전되어 탈수되어 상기 채집 부재로부터 상기 검체가 상기 버퍼 용액에 수용될 수 있도록 상기 버퍼 용액을 수용하는 버퍼 챔버부; 및 상기 카트리지 몸체에 형성되고, 로봇 장치의 펌프 헤드가 분주팁을 장착하여 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액을 흡입할 수 있도록 상기 분주팁이 수용되는 분주팁 수용부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 탈수팁은, 상기 채집 부재의 일부분이 수용될 수 있도록 채집 부재 수용 영역이 형성되는 탈수팁 몸체; 상기 채집 부재의 일부분을 꺽어서 분절시킬 수 있도록 상기 탈수팁 몸체의 입구부에 형성되는 분절 홈부; 상기 채집 부재가 중간에 임시 끼임 고정될 수 있도록 상기 탈수팁 몸체의 하방에 형성되는 중간 협폭부; 및 상기 채집 부재가 완전 삽입된 다음, 상기 스핀 헤드를 이용한 회전시, 원심력에 의해 상기 채집 부재로부터 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액이 탈수되어 추출될 수 있도록 상기 중간 협폭부의 하방에 형성되는 탈수 슬롯부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 스핀 커버는, 상기 스핀 헤드와 체결되도록 헤드 체결부가 형성되는 스핀 커버 몸체; 및 상기 탈수팁과의 체결시 상기 탈수팁 몸체의 입구에 삽입되어 상기 중간 협폭부에 임시 고정된 상기 채집 부재를 상기 탈수 슬롯부까지 완전 삽입될 수 있도록 상기 채집 부재를 가압하는 가압 선단부; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 버퍼 챔버부는, 상기 채집 부재가 상기 버퍼 용액의 수위 아래로 침지될 수 있도록 상기 버퍼 용액을 수용하고, 제 1 직경으로 형성되는 버퍼 용액 수용부; 상기 채집 부재가 상기 버퍼 용액의 수위 위로 상승하여 회전 및 탈수될 수 있도록 상기 제 1 직경 보다 큰 제 2 직경으로 형성되는 탈수부; 및 탈수된 상기 버퍼 용액이 상기 버퍼 용액 수용부 방향으로 안내될 수 있도록 상기 제 1 직경에서 상기 제 2 직경까지 연속적으로 직경이 변화되는 안내 경사면이 형성되는 안내 경사부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카트리지 몸체에 형성되고, 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액을 흡입한 상기 분주팁이 필터팁에 분주하면 상기 스핀 헤드가 상기 필터팁과 체결되어 상기 필터팁을 회전시키면서 상기 버퍼 용액을 교반할 수 있도록 상기 필터팁을 수용하는 필터팁 수용부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 필터팁은, 상방에 상기 분주팁의 선단이 삽입되는 입구부가 형성되고, 내부에 상기 버퍼 용액을 수용하는 수용부가 형성되며, 하방에 상기 버퍼 용액이 배출되는 배출부가 형성되는 필터팁 몸체; 상기 버퍼 용액이 교반될 수 있도록 상기 수용부에 설치되는 복수개의 비드; 및 상기 수용부와 상기 배출부 사이에 설치되는 메쉬 필터;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 필터팁은, 상기 배출부를 임시 밀봉하는 임시 밀봉 부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카트리지 몸체에 형성되고, 상기 임시 밀봉 부재를 파손 또는 제거시킬 수 있도록 뾰족한 형상으로 형성되는 첨단부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 카트리지 몸체에 형성되고, 상기 펌프 헤드가 상기 필터팁과 체결되어 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액을 최종 용액 수집 튜브에 주입할 수 있도록 상기 최종 용액 수집 튜브를 수용하는 수집 튜브 수용부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 채집 검체 추출 방법은, (a) 검체가 채집된 채집 부재를 카트리지 몸체의 탈수팁 수용부에 수용하는 단계; (b) 로봇 장치의 스핀 헤드가 스핀 커버를 장착하는 단계; 및 (c) 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드가 상기 스핀 커버를 장착한 상태로 상기 탈수팁과 결합되어 상기 채집 부재를 버퍼 챔버부의 버퍼 용액에 침지시키고, 상기 스핀 헤드가 회전되어 탈수시켜 상기 검체가 상기 버퍼 용액에 수용되는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (a) 단계는, (a-1) 상기 채집 부재의 일부분을 상기 탈수팁 수용부에 수용되는 탈수팁에 삽입하는 단계; 및 (a-2) 상기 채집 부재의 일부분을 꺽어서 분절시켜서 상기 채집 부재가 상기 탈수팁의 중간 협폭부에 임시 끼임 고정시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 스핀 헤드의 가압 선단부를 이용하여 상기 채집 부재를 상기 탈수팁의 탈수 슬롯부까지 가압하여 완전히 삽입시키는 단계; (c-2) 상기 버퍼 챔버부의 상기 버퍼 용액의 수위 아래로 상기 채집 부재를 침지시키는 단계; 및 (c-3) 상기 버퍼 챔버부의 상기 버퍼 용액의 수위 위로 상기 채집 부재를 상승시켜서 회전 및 탈수하여 상기 검체가 상기 버퍼 용액에 수용되는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, (d) 로봇 장치의 펌프 헤드가 분주팁을 장착하여 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액을 흡입하는 단계; (e) 상기 분주팁이 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액을 필터팁에 분주하면, 상기 스핀 헤드가 상기 필터팁과 체결되어 상기 필터팁을 회전시키면서 상기 버퍼 용액을 교반하는 단계; 및 (f) 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액을 최종 용액 수집 튜브에 주입하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (f) 단계는, (f-1) 첨단부를 이용하여 상기 필터팁의 배출부에 임시 밀봉된 임시 밀봉 부재를 파손 또는 제거하는 단계; 및 (f-2) 상기 펌프 헤드가 상기 필터팁과 체결되어 상기 임시 밀봉 부재가 파손 또는 제거되면, 상기 버퍼 용액을 상기 최종 용액 수집 튜브에 주입하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 분자 진단법을 적용하기 위하여 채집된 검체를 면봉과 같은 채집 부재로부터 버퍼 용액으로 추출하는 일련의 과정을 카트리지 방식으로 자동화 및 일체화하여 채집된 검체의 추출 효율을 높일 수 있고, 채집된 검체의 추출에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있으며, 작업자의 숙련도나 작업 환경과는 상관없이 매우 정밀하고 균일하며 신뢰도가 높은 채집된 검체의 전처리 공정을 수행할 수 있으며, 공정 중에 검체가 오염되거나 누출되는 것을 원천적으로 방지할 수 있고, 현장 현시 신속 진단 키트에도 적용하여 현장에서도 수분 또는 수시간 이내에 검사 결과를 신속하게 얻을 수 있으며, 전처리 과정을 모두 마친 이후에 모든 부품들을 한꺼번에 폐기 또는 소각하여 매우 위생적일 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 채집 검체 추출용 카트리지 시스템을 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 채집 검체 추출용 카트리지 시스템을 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 23은 도 1의 채집 검체 추출용 카트리지 시스템의 채집 검체 추출 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 24는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 채집 검체 추출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 25는 도 24의 채집 검체 추출 방법의 (a) 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 26은 도 24의 채집 검체 추출 방법의 (c) 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 27은 도 24의 채집 검체 추출 방법의 (f) 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 채집 검체 추출용 카트리지 시스템(100)을 나타내는 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 채집 검체 추출용 카트리지 시스템(100)을 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 3 내지 도 23은 도 1의 채집 검체 추출용 카트리지 시스템(100)의 채집 검체 추출 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 채집 검체 추출용 카트리지 시스템(100)은, 크게, 카트리지 몸체(10)와 상기 카트리지 몸체(10)에 형성되는 탈수팁 수용부(11), 스핀 커버 수용부(12), 버퍼 챔버부(13), 분주팁 수용부(14), 필터팁 수용부(15), 첨단부(16) 및 수집 튜브 수용부(17)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지 몸체(10)는, 검사소나 현장 현시에 설치된 검사 장비(미도시)의 내부에 착탈이 가능하게 장착될 수 있는 것으로서, 상술된 상기 탈수팁 수용부(11), 상기 스핀 커버 수용부(12), 상기 버퍼 챔버부(13), 상기 분주팁 수용부(14), 상기 필터팁 수용부(15), 상기 첨단부(16) 및 상기 수집 튜브 수용부(17)를 지지할 수 있도록 충분한 강도와 내구성을 갖는 합성 수지 재질이거나 또는 금속 재질로 이루어지는 일체형 구조체일 수 있다.
그러나, 상기 카트리지 몸체(10)의 형상이나, 종류나, 재질이나 디자인 등은 이에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 장착될 수 있는 장비의 규격이나 검사 환경이나 요구되는 스팩 등에 따라 얼마든지 수정되거나 변경될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탈수팁 수용부(11)는, 상기 카트리지 몸체(10)에 형성되는 것으로서, 검체가 채집된 도 4의 채집 부재(1)가 수용될 수 있도록 탈수팁(20)이 수용되는 부분일 수 있다.
채집 부재(1)는 검체를 채집할 수 있는 다양한 체집체를 포함할 수 있고, 예를 들어 면봉(swab)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 채집 부재(1)의 일예로서 면봉인 경우에 대하여 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 커버 수용부(12)는, 상기 카트리지 몸체(10)에 형성되는 것으로서, 로봇 장치의 도 7의 스핀 헤드(SH)가 스핀 커버(30)를 장착할 수 있도록 상기 스핀 커버(30)가 수용되는 부분일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼 챔버부(13)는, 상기 카트리지 몸체(10)에 형성되는 것으로서, 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 스핀 커버(30)를 장착한 상태로 상기 탈수팁(20)과 결합되어 상기 채집 부재(1)가 버퍼 용액(2)에 침지된 다음, 상기 스핀 헤드(SH)가 회전되어 탈수되어 상기 채집 부재(1)로부터 상기 검체가 상기 버퍼 용액(2)으로 배출되어 수용될 수 있도록 상기 버퍼 용액(2)을 수용하는 부분일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 분주팁 수용부(14)는, 상기 카트리지 몸체(10)에 형성되는 것으로서, 로봇 장치의 도 14의 펌프 헤드(PH)가 분주팁(40)을 장착하여 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액(2)을 흡입할 수 있도록 상기 분주팁(40)이 수용되는 부분일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 필터팁 수용부(15)는, 상기 카트리지 몸체(10)에 형성되는 것으로서, 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액(2)을 흡입한 상기 분주팁(40)이 필터팁(50)에 분주하면 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 필터팁(50)과 체결되어 상기 필터팁(50)을 회전시키면서, 예를 들어 정회전 및 역회전으로 반복하여 회전시키면서, 상기 버퍼 용액(2)을 교반할 수 있도록 상기 필터 팁(50)을 수용하는 부분일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 첨단부(16)는, 상기 카트리지 몸체(10)에 형성되는 것으로서, 상기 임시 밀봉 부재(54)를 파손 또는 제거시킬 수 있도록 뾰족한 형상으로 형성되는 부분일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수집 튜브 수용부(17)는, 상기 카트리지 몸체(10)에 형성되고, 상기 펌프 헤드(PH)가 상기 필터팁(50)과 체결되어 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액(2)을 최종 용액 수집 튜브(60)에 주입할 수 있도록 상기 최종 용액 수집 튜브(60)를 수용하는 부분일 수 있다. 예를 들어, 상기 임시 밀봉 부재(54)가 파손 또는 제거된 후에, 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액(2)이 최종 용액 수집 튜브(60)에 주입될 수 있다.
여기서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 채집된 검체를 추출하는 전처리 과정의 순서에 따라 상기 카트리지 몸체(10)의 상면의 선단에는 상기 탈수팁 수용부(11), 상기 스핀 커버 수용부(12), 상기 버퍼 챔버부(13), 상기 분주팁 수용부(14), 상기 필터팁 수용부(15), 상기 첨단부(16) 및 상기 수집 튜브 수용부(17)의 순서로 후단까지 일렬 배치될 수 있다. 그러나 이러한 배치 순서는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상술된 검사 장비에 설치된 상기로봇 장치의 상기 스핀 헤드(SH) 및 상기 펌프 헤드(PH)의 이동 거리를 최소화할 수 있다. 즉, 상기 스핀 헤드(SH) 및 상기 펌프 헤드(PH)는 상기 카트리지 몸체(10)의 선단에서부터 후단까지 간헐적으로 이동되면서 상기 채집 부재(1)로부터 채집된 상기 검체를 추출하여 상기 최종 용액 수집 튜브(60) 내부에 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액(2)으로 분주하는 일련의 채집 검체 추출 과정이 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단 1개의 채집 검체 추출용 카트리지 시스템(100) 내에서 순차적으로 충분히 수행될 수 있다.
그러므로, 분자 진단법을 적용하기 위하여 상기 채집 부재(1)로부터 채집된 상기 검체를 상기 버퍼 용액(2)으로 추출하는 일련의 과정을 카트리지 방식으로 자동화 및 일체화하여 채집된 상기 검체의 추출 효율을 높일 수 있고, 상기 검체의 추출에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있으며, 작업자의 숙련도나 작업 환경과는 상관없이 매우 정밀하고 균일하며 신뢰도가 높은 상기 검체의 전처리 공정을 수행할 수 있으며, 공정 중에 상기 검체가 오염되거나 누출되는 것을 원천적으로 방지할 수 있고, 현장 현시 신속 진단 키트에도 적용하여 현장에서도 수분 또는 수시간 이내에 검사 결과를 신속하게 얻을 수 있다.
도 3 내지 도 23은 도 1의 채집 검체 추출용 카트리지 시스템(100)의 채집 검체 추출 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 3 내지 도 23에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 채집 검체 추출용 카트리지 시스템(100)의 추출 과정을 보다 상세하게 설명하면, 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 채집 부재(1)로서 면봉을 이용하여 인체로부터 검체를 채취하기 위해서, 예컨대, 비강 스왑(Nasal Swap), 비인두 스왑(Nasopharyngeal Swap), 인후 스왑(Throat Swap) 등 다양한 방식으로 상기 채집 부재(1)에 검체를 채집할 수 있다.
이어서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 검체가 채집된 채집 부재(1)의 일부분을 상기 카트리지 몸체(10)의 상기 탈수팁 수용부(11)에 수용된 탈수팁(20)의 탈수팁 몸체(21)의 채집 부재 수용 영역에 삽입할 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 채집 부재(1)의 일부분을 꺽어서 분절시켜서 상기 채집 부재(1)가 중간 협폭부(23)에 임시 끼임 고정시킬 수 있다.
여기서, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 탈수팁(20)은, 상기 채집 부재(1)의 일부분이 수용될 수 있도록 상기 채집 부재 수용 영역이 형성되는 상기 탈수팁 몸체(21)와, 상기 채집 부재(1)의 일부분을 꺽어서 분절시킬 수 있도록 상기 탈수팁 몸체(21)의 입구부에 형성되는 분절 홈부(22)와, 상기 채집 부재(1)가 중간에 임시 끼임 고정될 수 있도록 상기 탈수팁 몸체(21)의 하방에 형성되는 중간 협폭부(23) 및 상기 채집 부재(1)가 완전 삽입된 다음, 상기 스핀 헤드(SH)를 이용한 회전시, 원심력에 의해 상기 채집 부재(1)로부터 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액(2)이 탈수되어 추출될 수 있도록 상기 중간 협폭부(23)의 하방에 형성되는 탈수 슬롯부(24)를 포함할 수 있다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 채집 부재(1)는 상기 분절 홈부(22)를 이용하여 그 일부분이 분절된 상태로 상기 중간 협폭부(23)에 임시 끼임 고정될 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 스핀 커버 수용부(12)에 수용된 상기 스핀 커버(30)를 장착할 수 있다.
여기서, 예컨대, 상기 스핀 커버(30)는, 상기 스핀 헤드(SH)와 체결되도록 헤드 체결부가 형성되는 스핀 커버 몸체(31) 및 상기 탈수팁(20)과의 체결시 상기 탈수팁 몸체(21)의 입구에 삽입되어 상기 중간 협폭부(23)에 임시 고정된 상기 채집 부재(1)를 상기 탈수 슬롯부(24)까지 완전 삽입될 수 있도록 상기 채집 부재(1)를 가압하는 가압 선단부(32)를 포함할 수 있다.
이어서, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 탈수팁(20)의 상방에 정렬된 다음, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)의 상기 가압 선단부(32)를 이용하여 상기 채집 부재(1)를 상기 탈수 슬롯부(24)까지 가압하여 완전히 삽입시킬 수 있다.
이어서, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 탈수팁(20)의 상방에 정렬된 다음, 상기 버퍼 용액(2)을 수용하는 상기 버퍼 챔버부(13) 상측으로 이동한다. 이어서, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 하강되어 상기 버퍼 챔버부(13) 내로 상기 탈수팁(20)을 삽입하고, 이에 따라 상기 버퍼 챔버부(13)의 상기 버퍼 용액(2)의 수위 아래로 상기 채집 부재(1)를 충분히 침지시킬 수 있다.
이 때, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼 챔버부(13)는, 상기 채집 부재(1)가 상기 버퍼 용액(2)의 수위 아래로 충분히 침지될 수 있도록 상기 버퍼 용액(2)을 수용하고, 제 1 직경(D1)으로 형성되는 버퍼 용액 수용부(131)와, 상기 채집 부재(1)가 상기 버퍼 용액(2)의 수위 위로 충분히 상승하여 회전 및 탈수될 수 있도록 상기 제 1 직경(D1) 보다 큰 제 2 직경(D2)으로 형성되는 탈수부(132) 및 탈수된 상기 버퍼 용액(2)이 상기 버퍼 용액 수용부(131) 방향으로 안내될 수 있도록 상기 제 1 직경(D1)에서 상기 제 2 직경(D2)까지 연속적으로 직경이 변화되는 안내 경사면(F)이 형성되는 안내 경사부(133)를 포함할 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 상승된 상태에서, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 하강되어 상기 버퍼 챔버부(13)의 상기 버퍼 용액(2)의 수위 아래로 상기 채집 부재(1)를 충분히 침지시키는 일련의 과정을 1회 수행하거나 다수회 반복할 수 있다.
이 때, 예컨대, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼 챔버부(13)의 상기 버퍼 용액(2)의 수위 위로 상기 채집 부재(1)를 충분히 상승시키고, 도 11의 (b) 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)를 정회전(시계 방향) 및 역회전(반시계 방향)으로 반복하여 회전시켜서 상기 버퍼 용액(2)을 충분히 탈수할 수 있다. 이에 따라, 채집 부재(1)에 채집된 상기 검체를 상기 버퍼 용액(2)에 수용시킬 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드(SH)를 상기 버퍼 챔버부(13)에서 상기 탈수팁 수용부(11)로 이동시켜, 상기 탈수팁 수용부(11)에 상기 탈수팁(20)과 상기 스핀 커버(30)를 폐기할 수 있도록 임시 보관시키고, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 스핀 커버(30)로부터 클램프나 핑거암 등의 별도 장치로 상승시켜 탈거될 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 장치의 상기 펌프 헤드(PH)가 상기 분주팁(40)을 장착한 다음, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 분주팁(40)을 상기 버퍼 챔버부(13)로 이동시키고, 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액(2)을 흡입하고, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 분주팁(40)을 필터팁 수용부(15)로 이동시키고, 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액(2)을 상기 분주팁(40)이 필터팁(50)에 분주할 수 있다.
여기서, 예컨대, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 필터 팁(50)은, 상방에 상기 분주팁(40)의 선단이 삽입되는 입구부(51a)가 형성되고, 내부에 상기 버퍼 용액(2)을 수용하는 수용부(51b)가 형성되며, 하방에 상기 버퍼 용액(2)이 배출되는 배출부(51c)가 형성되는 필터팁 몸체(51)와, 상기 버퍼 용액(2)이 교반될 수 있도록 상기 수용부(51b)에 설치되는 복수개의 비드(52)와, 상기 수용부(51b)와 상기 배출부(51c) 사이에 설치되는 메쉬 필터(53) 및 상기 배출부(51c)를 임시 밀봉하는 임시 밀봉 부재(54)를 포함할 수 있다.
따라서, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 임시 밀봉 부재(54)에 의해 상기 버퍼 용액(2)을 상기 분주팁(40)이 상기 필터팁(50)에 분주하더라도 상기 버퍼 용액(2)은 상기 배출부(51c)의 하방으로 누출되지 않고, 상기 필터팁(50)의 상기 수용부(51b)에 수용될 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 분주팁(40)이 폐기될 수 있도록, 상기 로봇 장치의 상기 펌프 헤드(PH)가 상기 분주팁(40)을 상기 분주팁 수용부(14)로 이동시켜서 상기 분주팁(40)을 상기 분주팁 수용부(14)에 임시 보관할 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 18의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 필터팁(50)과 체결되고, 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 필터팁(50)을 상기 필터팁 수용부(15)로부터 충분히 이격될 수 있게 상승시킬 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 필터팁(50)을 정회전(시계 방향) 및 역회전(반시계 방향)시키고, 이를 반복하면서 상기 버퍼 용액(2)을 비드(52)를 이용하여 충분히 교반할 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 20의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 스핀 헤드(SH)가 상승하여 상기 필터팁(50)으로부터 탈착된 다음, 도 20의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 펌프 헤드(PH)가 하강하여 상기 필터팁(50)과 체결될 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지 몸체(10)에 뾰족하게 형성된 상기 첨단부(16)를 이용하여 상기 필터팁(50)의 상기 배출부(51c)에 임시 밀봉된 임시 밀봉 부재(54)를 파손 또는 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 펌프 헤드(PH)가 상기 필터팁(50)을 상승시켜 상기 필터팁 수용부(15)로부터 배출하고, 상기 첨단부(16) 상측에 이동한 후에, 상기 필터팁(50)을 하강시켜 상기 첨단부(16)에 압착하여 임시 밀봉 부재(54)를 파손 또는 제거할 수 있다.
이 때, 상기 필터 팁(50)에 수용된 상기 버퍼 용액(2)이 하방으로 누출되지 않도록 상기 펌프 헤드(PH)의 흡입 압력을 조절 또는 유지할 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 펌프 헤드(PH)가 상기 필터팁(50)을 수집 튜브 수용부(17)로 이동시키고, 상기 펌프 헤드(PH)가 가압하여, 상기 버퍼 용액(2)을 상기 최종 용액 수집 튜브(60)에 주입할 수 있다.
이어서, 예컨대, 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 필터팁(50)이 폐기될 수 있도록, 상기 펌프 헤드(PH)는 상기 필터팁(50)을 상기 필터팁 수용부(15)로 이동시켜서 상기 필터팁(50)을 상기 필터팁 수용부(15)에 임시 보관할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 상기 채집 부재(1)로부터 채집된 상기 검체를 상기 버퍼 용액(2)에 침지하고, 탈수하며, 교반하고, 추출하는 일련의 전처리 과정을 하나의 채집 검체 추출용 카트리지 시스템(100) 안에서 자동으로 매우 신속하게 수행할 수 있고, 전처리 과정을 모두 마친 이후에 모든 부품들을 한꺼번에 폐기 또는 소각하여 매우 위생적일 수 있다.
그러나, 이러한 일련의 채집 검체 추출 과정은 도면에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 해당 분야에 종사하는 당업자에 의해 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변경이 가능하다.
도 24는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 채집 검체 추출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 24에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 채집 검체 추출 방법은, (a) 검체가 채집된 채집 부재(1)를 카트리지 몸체(10)의 탈수팁 수용부(11)에 수용하는 단계와, (b) 로봇 장치의 스핀 헤드(SH)가 스핀 커버(30)를 장착하는 단계와, (c) 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 스핀 커버(30)를 장착한 상태로 상기 탈수팁(20)과 결합되어 상기 채집 부재(1)를 버퍼 챔버부(13)의 버퍼 용액(2)에 침지시키고, 상기 스핀 헤드(SH)가 회전되어 탈수시켜 상기 검체가 상기 버퍼 용액(2)에 수용되는 단계와, (d) 로봇 장치의 펌프 헤드(PH)가 분주팁(40)을 장착하여 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액(2)을 흡입하는 단계와, (e) 상기 분주팁(40)이 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액(2)을 필터팁(50)에 분주하면, 상기 스핀 헤드(SH)가 상기 필터팁(50)과 체결되어 상기 필터팁(50)을 회전시키면서, 예를 들어 정회전 및 역회전으로 반복하여 회전시키면서, 상기 버퍼 용액(2)을 교반하는 단계와, (f) 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액(2)을 최종 용액 수집 튜브(60)에 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
도 25는 도 24의 채집 검체 추출 방법의 (a) 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 25에 도시된 바와 같이, 상기 (a) 단계는, (a-1) 상기 채집 부재(1)의 일부분을 상기 탈수팁 수용부(11)에 수용되는 탈수팁(20)에 삽입하는 단계 및 (a-2) 상기 채집 부재(1)의 일부분을 꺽어서 분절시켜서 상기 채집 부재(1)가 상기 탈수팁(20)의 중간 협폭부(23)에 임시 끼임 고정시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 26은 도 24의 채집 검체 추출 방법의 (c) 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 26에 도시된 바와 같이, 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 스핀 헤드(SH)의 가압 선단부(32)를 이용하여 상기 채집 부재(1)를 상기 탈수팁(20)의 탈수 슬롯부(24)까지 가압하여 완전히 삽입시키는 단계와, (c-2) 상기 버퍼 챔버부(13)의 상기 버퍼 용액(2)의 수위 아래로 상기 채집 부재(1)를 침지시키는 단계 및 (c-3) 상기 버퍼 챔버부(13)의 상기 버퍼 용액(2)의 수위 위로 상기 채집 부재(1)를 상승시켜서 회전 및 탈수하여 상기 검체가 상기 버퍼 용액(2)에 수용되는 단계를 포함할 수 있다.
도 27은 도 24의 채집 검체 추출 방법의 (f) 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 27에 도시된 바와 같이, 상기 (f) 단계는, (f-1) 첨단부(16)를 이용하여 상기 필터팁(50)의 배출부(51c)에 임시 밀봉된 임시 밀봉 부재(54)를 파손 또는 제거하는 단계 및 (f-2) 상기 펌프 헤드(PH)가 상기 필터팁(50)과 체결되어 상기 임시 밀봉 부재(54)가 파손 또는 제거되면, 상기 버퍼 용액(2)을 상기 최종 용액 수집 튜브(60)에 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 카트리지 몸체;
    상기 카트리지 몸체에 형성되고, 검체가 채집된 채집 부재가 수용될 수 있도록 탈수팁이 수용되는 탈수팁 수용부;
    상기 카트리지 몸체에 형성되고, 로봇 장치의 스핀 헤드가 스핀 커버를 장착할 수 있도록 상기 스핀 커버가 수용되는 스핀 커버 수용부;
    상기 카트리지 몸체에 형성되고, 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드가 상기 스핀 커버를 장착한 상태로 상기 탈수팁과 결합되어 상기 채집 부재가 버퍼 용액에 침지된 다음, 상기 스핀 헤드가 회전되어 탈수되어 상기 채집 부재로부터 상기 검체가 상기 버퍼 용액에 수용될 수 있도록 상기 버퍼 용액을 수용하는 버퍼 챔버부; 및
    상기 카트리지 몸체에 형성되고, 로봇 장치의 펌프 헤드가 분주팁을 장착하여 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액을 흡입할 수 있도록 상기 분주팁이 수용되는 분주팁 수용부;
    를 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탈수팁은,
    상기 채집 부재의 일부분이 수용될 수 있도록 채집 부재 수용 영역이 형성되는 탈수팁 몸체;
    상기 채집 부재의 일부분을 꺽어서 분절시킬 수 있도록 상기 탈수팁 몸체의 입구부에 형성되는 분절 홈부;
    상기 채집 부재가 중간에 임시 끼임 고정될 수 있도록 상기 탈수팁 몸체의 하방에 형성되는 중간 협폭부; 및
    상기 채집 부재가 완전 삽입된 다음, 상기 스핀 헤드를 이용한 회전시, 원심력에 의해 상기 채집 부재로부터 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액이 탈수되어 추출될 수 있도록 상기 중간 협폭부의 하방에 형성되는 탈수 슬롯부;
    를 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스핀 커버는,
    상기 스핀 헤드와 체결되도록 헤드 체결부가 형성되는 스핀 커버 몸체; 및
    상기 탈수팁과의 체결시 상기 탈수팁 몸체의 입구에 삽입되어 상기 중간 협폭부에 임시 고정된 상기 채집 부재를 상기 탈수 슬롯부까지 완전 삽입될 수 있도록 상기 채집 부재를 가압하는 가압 선단부;
    를 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼 챔버부는,
    상기 채집 부재가 상기 버퍼 용액의 수위 아래로 침지될 수 있도록 상기 버퍼 용액을 수용하고, 제 1 직경으로 형성되는 버퍼 용액 수용부;
    상기 채집 부재가 상기 버퍼 용액의 수위 위로 상승하여 회전 및 탈수될 수 있도록 상기 제 1 직경 보다 큰 제 2 직경으로 형성되는 탈수부; 및
    탈수된 상기 버퍼 용액이 상기 버퍼 용액 수용부 방향으로 안내될 수 있도록 상기 제 1 직경에서 상기 제 2 직경까지 연속적으로 직경이 변화되는 안내 경사면이 형성되는 안내 경사부;
    를 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지 몸체에 형성되고, 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액을 흡입한 상기 분주팁이 필터팁에 분주하면 상기 스핀 헤드가 상기 필터팁과 체결되어 상기 필터팁을 회전시키면서 상기 버퍼 용액을 교반할 수 있도록 상기 필터팁을 수용하는 필터팁 수용부;
    를 더 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 필터팁은,
    상방에 상기 분주팁의 선단이 삽입되는 입구부가 형성되고, 내부에 상기 버퍼 용액을 수용하는 수용부가 형성되며, 하방에 상기 버퍼 용액이 배출되는 배출부가 형성되는 필터팁 몸체;
    상기 버퍼 용액이 교반될 수 있도록 상기 수용부에 설치되는 복수개의 비드; 및
    상기 수용부와 상기 배출부 사이에 설치되는 메쉬 필터;
    를 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 필터팁은,
    상기 배출부를 임시 밀봉하는 임시 밀봉 부재;
    를 더 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 카트리지 몸체에 형성되고, 상기 임시 밀봉 부재를 파손 또는 제거시킬 수 있도록 뾰족한 형상으로 형성되는 첨단부;
    를 더 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지 몸체에 형성되고, 상기 펌프 헤드가 상기 필터팁과 체결되어 상기 검체를 포함한 상기 버퍼 용액을 최종 용액 수집 튜브에 주입할 수 있도록 상기 최종 용액 수집 튜브를 수용하는 수집 튜브 수용부;
    를 더 포함하는, 채집 검체 추출용 카트리지 시스템.
  10. (a) 검체가 채집된 채집 부재를 카트리지 몸체의 탈수팁 수용부에 수용하는 단계;
    (b) 로봇 장치의 스핀 헤드가 스핀 커버를 장착하는 단계; 및
    (c) 상기 로봇 장치의 상기 스핀 헤드가 상기 스핀 커버를 장착한 상태로 상기 탈수팁과 결합되어 상기 채집 부재를 버퍼 챔버부의 버퍼 용액에 침지시키고, 상기 스핀 헤드가 회전되어 탈수시켜 상기 검체가 상기 버퍼 용액에 수용되는 단계;
    를 포함하는, 채집 검체 추출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a-1) 상기 채집 부재의 일부분을 상기 탈수팁 수용부에 수용되는 탈수팁에 삽입하는 단계; 및
    (a-2) 상기 채집 부재의 일부분을 꺽어서 분절시켜서 상기 채집 부재가 상기 탈수팁의 중간 협폭부에 임시 끼임 고정시키는 단계;
    를 포함하고, 채집 검체 추출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c-1) 상기 스핀 헤드의 가압 선단부를 이용하여 상기 채집 부재를 상기 탈수팁의 탈수 슬롯부까지 가압하여 완전히 삽입시키는 단계;
    (c-2) 상기 버퍼 챔버부의 상기 버퍼 용액의 수위 아래로 상기 채집 부재를 침지시키는 단계; 및
    (c-3) 상기 버퍼 챔버부의 상기 버퍼 용액의 수위 위로 상기 채집 부재를 상승시켜서 회전 및 탈수하여 상기 검체가 상기 버퍼 용액에 수용되는 단계;
    를 포함하는, 채집 검체 추출 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    (d) 로봇 장치의 펌프 헤드가 분주팁을 장착하여 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액을 흡입하는 단계;
    (e) 상기 분주팁이 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액을 필터팁에 분주하면, 상기 스핀 헤드가 상기 필터팁과 체결되어 상기 필터팁을 회전시키면서 상기 버퍼 용액을 교반하는 단계; 및
    (f) 상기 검체가 수용된 상기 버퍼 용액을 최종 용액 수집 튜브에 주입하는 단계;
    를 더 포함하는, 채집 검체 추출 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f-1) 첨단부를 이용하여 상기 필터팁의 배출부에 임시 밀봉된 임시 밀봉 부재를 파손 또는 제거하는 단계; 및
    (f-2) 상기 펌프 헤드가 상기 필터팁과 체결되어 상기 임시 밀봉 부재가 파손 또는 제거되면, 상기 버퍼 용액을 상기 최종 용액 수집 튜브에 주입하는 단계;
    를 더 포함하는, 채집 검체 추출 방법.
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