KR101835073B1 - Fluidic PCR chip comprising heating block of repetitively disposed heater unit and PCR apparatus comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 듀얼 히터가 반복 배치된 열 블록을 포함하는 플루이딕 PCR 칩 및 이를 포함하는 PCR 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 소형화 및 구조의 단순화가 가능하여 사용이 편리하고, 짧은 시간 내에 반응을 완료하여 신뢰성 있는 결과를 도출할 수 있기 때문에 개선된 PCR을 수행할 수 있게 된다.The present invention relates to a fl uidic-type PCR chip including a heat block in which a dual heater is repeatedly arranged, and a PCR apparatus including the fl uidic chip. The present invention provides a fl uidic- Can be completed and a reliable result can be obtained, so that an improved PCR can be performed.

Description

히터 유닛이 반복 배치된 열 블록을 포함하는 플루이딕 ＰＣＲ 칩 및 이를 포함하는 ＰＣＲ 장치{Fluidic PCR chip comprising heating block of repetitively disposed heater unit and PCR apparatus comprising the same}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a Fluidic PCR chip including a heat block in which a heater unit is repeatedly arranged, and a PCR apparatus including the same.

본 발명은 표적 샘플 내에 존재하는 핵산 증폭 반응에 사용되는 PCR(Polymerase Chain Reaction) 칩 및 이를 포함하는 PCR 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a PCR (Polymerase Chain Reaction) chip used in a nucleic acid amplification reaction existing in a target sample and a PCR apparatus containing the same.

중합효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction, 이하 PCR)은 핵산을 포함하는 샘플 용액을 반복적으로 가열 및 냉각하여 핵산의 특정 염기 서열을 갖는 부위를 연쇄적으로 복제하여 그 특정 염기 서열 부위를 갖는 핵산을 기하급수적으로 증폭하는 기술로써, 생명과학, 유전공학 및 의료 분야 등에서 널리 사용되고 있다. 일반적으로, PCR은 아래와 같은 방식으로 수행될 수 있다. 1) 이중 가닥의 DNA를 포함하는 샘플 용액을 특정 온도, 예를 들어 약 95℃로 가열하여 상기 이중 가닥의 DNA를 단일 가닥의 DNA로 분리하는 변성 단계(denaturing step), 2) 상기 변성 단계 이후 상기 샘플 용액에 증폭하고자 하는 특정 염기 서열과 상보적인 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide) 프라이머를 제공하고, 상기 분리된 단일 가닥의 DNA와 함께 특정 온도, 예를 들어 55℃로 냉각하여 상기 단일 가닥의 DNA의 특정 염기 서열에 상기 프라이머를 결합시켜 부분적인 DNA-프라이머 복합체를 형성하는 어닐링 단계(annealing step), 및 3) 상기 어닐링 단계 이후 상기 샘플 용액을 DNA 중합효소의 활성온도, 예를 들어 72℃로 유지하여 DNA 중합효소(polymerase)에 의해 상기 부분적인 DNA-프라이머 복합체의 프라이머를 기초로 이중 가닥의 DNA를 형성하는 연장(또는 증폭, 이하 같다) 단계(extension step)를 수행하고, 이를 수차례 반복함으로써 상기 특정 염기 서열을 갖는 DNA를 기하급수적으로 증폭할 수 있다. Polymerase Chain Reaction (hereinafter referred to as PCR) is a method of repeatedly heating and cooling a sample solution containing a nucleic acid to successively replicate a region having a specific nucleotide sequence of the nucleic acid, It is widely used in life sciences, genetic engineering and medical fields. Generally, PCR can be performed in the following manner. 1) a denaturing step of separating the double-stranded DNA into a single strand DNA by heating a sample solution containing double-stranded DNA at a specific temperature, for example, about 95 ° C, 2) The oligonucleotide primer having a sequence complementary to a specific nucleotide sequence to be amplified is provided in the sample solution, and the oligonucleotide primer is annealed together with the isolated single strand DNA at a specific temperature, for example, An annealing step of binding the primer to a specific nucleotide sequence of DNA to form a partial DNA-primer complex, and 3) annealing the sample solution at a DNA polymerase activity temperature of, for example, 72 DEG C Primer complexes to form double-stranded DNA on the basis of the primers of said partial DNA-primer complexes by DNA polymerase The DNA having the specific nucleotide sequence can be exponentially amplified by performing an extension step and repeating this step several times.

PCR 장치라 함은 이와 같은 PCR을 구현하기 위한 수단 및 장치 등을 모두 포함하는 개념으로 통칭될 수 있으며, 현재 다양한 PCR 장치가 개발되고 있다. 상기 PCR 장치는 향후 개선 방향으로서, PCR을 정확하게 수행하여 신뢰성 있는 결과를 도출시키고, 가능한 짧은 시간 내에 전체 반응을 종료시켜야 하며, PCR 결과를 기초로 하는 다른 의료 진단 장치와 용이하게 연계될 수 있도록 가능한 소형화 및 구조의 단순화가 이루어져야 한다. 또한, 상기 PCR 장치가 적시적소에 사용될 수 있도록 휴대용으로도 활용될 수 있어야 하고, 사용 방법이 가능한 쉽도록 구현되어야 한다. 이와 같은 필요성에 착안하여, 본 발명자는 종래 PCR 장치에 비해 그 기능성 및 효율성이 크게 향상된 PCR 칩 및 이를 포함하는 PCR 장치를 고안하였다.The PCR apparatus can be collectively referred to as a concept including all means and devices for implementing such PCR, and various PCR apparatuses are currently being developed. As a future improvement, the PCR apparatus should accurately perform PCR to obtain a reliable result, terminate the entire reaction in a shortest possible time, and be capable of easily linking with other medical diagnostic apparatuses based on PCR results Miniaturization and simplification of the structure must be made. In addition, the PCR device should be portable so that it can be used at the right time, and should be implemented in a way that is easy to use. In view of such necessity, the present inventors have devised a PCR chip and a PCR apparatus including the PCR chip, the functionality and efficiency being greatly improved as compared with the conventional PCR apparatus.

본 발명은 소형화 및 구조의 단순화가 가능하고, 짧은 시간 내에 PCR을 수행하여 신뢰성 있는 결과를 도출할 수 있는 PCR 칩 및 이를 포함하는 PCR 장치를 제공하고자 한다.The present invention provides a PCR chip and a PCR apparatus including the same, which can miniaturize and simplify the structure, and can achieve reliable results by performing PCR within a short time.

본 발명의 일 구체예는 1 이상의 히터를 구비하는 히터 군, 상기 히터 군을 2 이상 구비하고 상기 2 이상의 히터 군은 상호 열 교환이 일어나지 않도록 이격 배치된 히터 유닛이 2 이상 반복 배치된 열 블록; 상기 열 블록에 구비된 히터들에 전력을 공급하도록 연결된 전극을 구비하는 전극부; 및 상기 열 블록과 열 교환이 가능하도록 상기 열 블록 상에 배치되고, 상기 열 블록에 구비된 히터들의 상측 대응 부분들을 길이 방향으로 통과하도록 연장 배치된 1 이상의 반응 채널을 구비하는 핵산 증폭 반응부를 포함하는 표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR(Polymerase Chain Reaction) 칩을 제공한다.One embodiment of the present invention is a heat block comprising at least two heaters, at least two heater groups, and at least two heaters, the heat blocks being spaced apart from each other such that mutual heat exchange does not occur; An electrode unit having an electrode connected to supply electric power to the heaters provided in the column block; And a nucleic acid amplification reaction unit disposed on the thermal block so as to allow heat exchange with the thermal block and having at least one reaction channel extending in a longitudinal direction so as to correspond to upper portions of the heaters provided in the thermal block A PCR (Polymerase Chain Reaction) chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample is provided.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 열 블록은 2개 내지 4개의 히터 군을 구비할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thermal block may include two to four heater groups.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 열 블록은 2개의 히터 군을 구비하고, 상기 제1 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 어닐링/연장 단계 온도를 유지하거나, 또는 상기 제1 히터 군은 PCR 어닐링/연장 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the thermal block includes two heater groups, wherein the first heater group maintains the PCR denaturation step temperature and the second heater group maintains the PCR annealing / Or the first heater group may maintain the PCR annealing / extension step temperature and the second heater group may maintain the PCR denaturation step temperature.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 열 블록은 3개의 히터 군을 구비하고, 상기 제1 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 어닐링 단계 온도를 유지하고 상기 제3 히터 군은 PCR 연장 단계 온도를 유지하거나, 또는 상기 제1 히터 군은 PCR 연장 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 어닐링 단계 온도를 유지하고 상기 제3 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thermal block includes three heater groups, wherein the first heater group maintains the PCR denaturation temperature, the second heater group maintains the PCR annealing temperature, The heater group maintains the PCR extension step temperature, or the first heater group maintains the PCR extension step temperature, the second heater group maintains the PCR annealing step temperature, and the third heater group maintains the PCR denaturation step temperature .

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 핵산 증폭 반응부는 상기 1 이상의 반응 채널의 양 말단에 각각 유입부 및 유출부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nucleic acid amplification reaction unit may include an inlet and an outlet respectively at both ends of the at least one reaction channel.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 1 이상의 반응 채널은 상기 히터 유닛 중 최선 배치된 히터의 상측 대응 부분과 최후 배치된 히터의 상측 대응 부분을 직선 길이 방향으로 통과하도록 연장 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the at least one reaction channel may be extended so as to pass the upper corresponding portion of the heater disposed at the best position among the heater units and the upper corresponding portion of the heater disposed at the last disposed position.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 핵산 증폭 반응부는 상기 열 블록 상에 배치된 제1 판, 상기 제1 판 상에 배치되고 상기 1 이상의 반응 채널을 구비하는 제2 판, 및 상기 제2 판 상에 배치되고 상기 1 이상의 반응 채널의 양 말단에 각각 유입부 및 유출부를 구비하는 제3 판을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the nucleic acid amplification reaction unit includes a first plate disposed on the column block, a second plate disposed on the first plate and having the at least one reaction channel, And a third plate disposed on both ends of the at least one reaction channel and each having an inlet and an outlet.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제1 판 및 제3 판은 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane, PDMS), 사이클로올레핀코폴리머(cycle olefin copolymer, COC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetharcylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리프로필렌카보네이트(polypropylene carbonate, PPC), 폴리에테르설폰(polyether sulfone, PES), 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 및 그의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는 재질을 포함하고, 상기 제2 판은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 코폴리머(cycloolefin copolymer, COC), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether, PPE), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리테트라프로오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate, PBT), 불소화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylenepropylene, FEP), 퍼플로로알콕시알칸(perfluoralkoxyalkane, PFA), 및 그의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는 열 가소성 수지 또는 열 경화성 수지 재질을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first plate and the third plate are made of polydimethylsiloxane (PDMS), cycle olefin copolymer (COC), polymethylmethacrylate (PMMA) , Polycarbonate (PC), polypropylene carbonate (PPC), polyether sulfone (PES), and polyethylene terephthalate (PET), and combinations thereof. And the second plate is made of a material selected from the group consisting of polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC), polyamide (PA), polyethylene polyethylene, PE), polypropylene (PP), polyphenylene ether (PPE), polystyrene (PS), polyoxymethylene (POM) , Polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylchloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polybutyleneterephthalate A thermoplastic resin or a thermosetting resin material selected from the group consisting of fluorinated polyolefin, polybutylene terephthalate (PBT), fluorinated ethylenepropylene (FEP), perfluoralkoxyalkane (PFA), and combinations thereof.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 핵산 증폭 반응부는 광 투과성 재질일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nucleic acid amplification reaction unit may be a light transmitting material.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 열 블록 및 상기 핵산 증폭 반응부는 광 투과성 재질일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the heat block and the nucleic acid amplification reaction unit may be a light transmitting material.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 열 블록에 구비된 히터는 광 투과성 발열 소자를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heater provided in the thermal block may include a light-transmitting heat generating element.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 광 투과성 발열 소자는 산화물 반도체 물질 또는 상기 산화물 반도체 물질에 In, Sb, Al, Ga, C 및 Sn로 구성된 군으로부터 선택된 불순물이 첨가된 물질을 포함하는 도전성 나노 입자, 인듐 주석 산화물, 전도성 고분자 물질, 탄소 나노 튜브, 및 그래핀(graphene)이 포함된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the light-transmitting heat generating element includes a conductive nano-crystal material including a material to which an impurity selected from the group consisting of In, Sb, Al, Ga, C, and Sn is added to the oxide semiconductor material or the oxide semiconductor material. Particles, indium tin oxide, conductive high molecular materials, carbon nanotubes, and graphene.

본 발명의 다른 일 구체예는 상기 PCR 칩; 상기 PCR 칩의 전극부에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부; 및 상기 1 이상의 반응 채널 내에서 유동하는 유체의 유량 및 유속을 제어하기 위해 양압 또는 음압을 제공하도록 배치된 펌프를 포함하는 PCR 장치를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the PCR chip, A power supply unit for supplying power to the electrode unit of the PCR chip; And a pump arranged to provide a positive or negative pressure to control the flow rate and flow rate of the fluid flowing in the at least one reaction channel.

본 발명의 다른 일 구체예는 상기 핵산 증폭 반응부는 광 투과성 재질이고, 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터 사이에 광원이 배치된 것인 상기 PCR 칩; 상기 PCR 칩의 전극부에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부; 상기 1 이상의 반응 채널 내에서 유동하는 유체의 유량 및 유속을 제어하기 위해 양압 또는 음압을 제공하도록 배치된 펌프; 및 상기 광원으로부터 방출되는 광을 검출하기 위한 광 검출부를 포함하는 PCR 장치를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the nucleic acid amplification reaction unit is a light-transmitting material, and a light source is disposed between the first heater and the second heater. A power supply unit for supplying power to the electrode unit of the PCR chip; A pump arranged to provide positive or negative pressure to control the flow rate and flow rate of fluid flowing in the at least one reaction channel; And a photodetector for detecting light emitted from the light source.

본 발명의 다른 일 구체예는 상기 열 블록 및 상기 핵산 증폭 반응부는 광 투과성 재질인 것인 상기 PCR 칩; 상기 PCR 칩의 전극부에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부; 상기 1 이상의 반응 채널 내에서 유동하는 유체의 유량 및 유속을 제어하기 위해 양압 또는 음압을 제공하도록 배치된 펌프; 상기 PCR 칩에 광을 제공하도록 배치된 광 제공부; 및 상기 PCR 칩으로부터 방출되는 광을 수용하도록 배치된 광 검출부를 포함하는 PCR 장치를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the thermal block and the nucleic acid amplification reaction unit are light-transmitting materials. A power supply unit for supplying power to the electrode unit of the PCR chip; A pump arranged to provide positive or negative pressure to control the flow rate and flow rate of fluid flowing in the at least one reaction channel; An optical supplier arranged to provide light to the PCR chip; And a photodetector portion arranged to receive light emitted from the PCR chip.

본 발명에 따른 PCR 칩 및 이를 포함하는 PCR 장치를 제공함으로써, 소형화 및 구조의 단순화가 가능하여 사용이 편리하고, 짧은 시간 내에 반응을 완료하여 신뢰성 있는 결과를 도출할 수 있기 때문에 개선된 PCR을 수행할 수 있게 된다.By providing the PCR chip according to the present invention and the PCR device including the PCR chip, it is possible to simplify the structure and simplify the structure, and it is easy to use, and the reaction can be completed within a short time, .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 열 블록의 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 핵산 증폭 반응부의 세부 구조를 도시한다.
도 4는 도 2에 따른 PCR 칩, 전력 공급부 및 펌프를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치를 도시한다.
도 5는 광 투과성 재질의 핵산 증폭 반응부 및 제1 히터 및 제2 히터 사이에 광원이 배치된 열 블록을 구비하는 도 2에 따른 PCR 칩, 전력 공급부, 펌프 및 광 검출부를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치를 도시한다.
도 6은 광 투과성 재질의 열 블록 및 핵산 증폭 반응부를 구비하는 도 2에 따른 PCR 칩, 전력 공급부, 펌프, 광 제공부 및 광 검출부를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치를 도시한다.1 shows a structure of a thermal block of a PCR chip according to an embodiment of the present invention.
2 shows a structure of a PCR chip according to an embodiment of the present invention.
3 shows a detailed structure of a nucleic acid amplification reaction unit of a PCR chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a PCR device according to an embodiment of the present invention, including a PCR chip, a power supply, and a pump according to FIG.
FIG. 5 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention including a PCR chip, a power supply, a pump, and a photodetector according to FIG. 2 having a nucleic acid amplification reaction unit of a light-transmitting material and a thermal block in which a light source is disposed between a first heater and a second heater. 1 shows a PCR device according to one embodiment.
6 shows a PCR apparatus according to an embodiment of the present invention including a PCR chip, a power supply, a pump, an optical detector and an optical detector according to FIG. 2 having a heat block of a light transmitting material and a nucleic acid amplification reaction unit .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 이하 설명은 본 발명의 일 실시예들을 용이하게 이해하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 보호범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is merely for a better understanding of embodiments of the present invention and is not intended to limit the scope of protection of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩은 특정 염기 서열을 갖는 핵산을 증폭하는 PCR을 수행하기 위한 장치로서, 본 명세세에서 설명되는 구성요소 이외에도 PCR을 수행하기 위해 일반적으로 요구되는 다른 구성요소를 포함할 수 있으며, 이는 종래 기술 중 이미 개시되거나 또는 자명한 범위 내에서 이해될 수 있다.
A PCR chip according to an embodiment of the present invention is an apparatus for performing PCR to amplify a nucleic acid having a specific base sequence and includes other components generally required for performing PCR in addition to the components described in the present specification Which may be understood within the scope of the prior art, or may be understood within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 열 블록(100)의 구조를 도시한다.FIG. 1 shows the structure of a thermal block 100 of a PCR chip according to an embodiment of the present invention.

상기 열 블록(100)은 PCR을 수행하기 위해 표적 샘플에 특정 온도로 열을 공급하도록 구현된 모듈으로서, 이하 상세하게 설명될 핵산 증폭 반응부의 하단 면에 접착 배치되어, 상기 핵산 증폭 반응부, 특히 1 이상의 반응 채널 내에 존재하는 표적 샘플 용액에 열을 공급하여 PCR을 수행하도록 한다. 상기 열 블록(100)은 기판을 기반으로 한다. 상기 기판은 상기 기판 내에 배치된 히터의 가열 및 온도 유지로 인해 그 물리적 및/또는 화학적 성질이 변하지 않고, 상기 기판 내에 이격 배치된 2 이상의 히터 사이에서 상호 열 교환이 일어나지 않도록 하는 모든 재질로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판은 플라스틱, 유리, 실리콘 등의 재질로서, 투명 또는 반투명하게 구현될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩이 실시간(real-time) PCR 용도로 사용될 경우 투명 재질로 구현되는 것이 바람직하다. 상기 열 블록(100)은 전체적으로 평면 형상을 구비할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 열 블록(100)은 1 이상의 히터를 구비하는 히터 군, 상기 히터 군을 2 이상 구비하고 상기 2 이상의 히터 군은 상호 열 교환이 일어나지 않도록 이격 배치된 히터 유닛이 2 이상 반복 배치된다.The thermal block 100 is a module implemented to supply heat to a target sample at a specific temperature in order to perform PCR. The thermal block 100 is adhered to a lower surface of a nucleic acid amplification reaction unit, which will be described in detail below, The PCR is performed by supplying heat to the target sample solution present in at least one reaction channel. The thermal block 100 is based on a substrate. The substrate is implemented with any material that does not change its physical and / or chemical properties due to heating and temperature maintenance of the heater disposed within the substrate and does not cause mutual heat exchange between two or more heaters spaced apart within the substrate . For example, the substrate may be made of plastic, glass, silicon or the like and may be transparent or semitransparent. However, when the PCR chip according to an embodiment of the present invention is used for real-time PCR, . The thermal block 100 may have a generally planar shape, but is not limited thereto. A thermal block 100 of a PCR chip according to an embodiment of the present invention includes a heater group having at least one heater, at least two heater groups, and the at least two heater groups are spaced apart from each other Two or more units are repeatedly arranged.

상기 히터(111, 112, 121, 122, 131, 132)는 발열 소자로서, 그 내부에 열선(도시되지 않음)이 배치될 수 있다. 상기 열선은 일정 온도를 유지하도록 다양한 열원과 구동가능하게 연결될 수 있고, 상기 열선의 온도를 모니터링하기 위한 다양한 온도 센서와 구동가능하게 연결될 수 있다. 상기 열선은 상기 히터의 내부 온도를 전체적으로 일정하게 유지하기 위해 상기 히터의 표면 중심점을 기준으로 상하 및/또는 좌우 방향으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 히터는 그 내부에 박막 히터(thin film heater, 도시되지 않음)가 배치될 수도 있다. 상기 박막 히터는 상기 히터의 내부 온도를 전체적으로 일정하게 유지하기 위해 상기 히터 표면의 중심점을 기준으로 상하 및/또는 좌우 방향으로 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 히터는 발열 소자로서, 동일한 면적에 대한 고른 열 분포 및 신속한 열 전달을 위한 그 자체로 금속 재질, 예를 들어 크롬, 알루미늄, 구리, 철, 은 등일 수 있다. 또한, 상기 히터는 광 투과성 발열 소자, 예를 들어 산화물 반도체 물질 또는 상기 산화물 반도체 물질에 In, Sb, Al, Ga, C 및 Sn로 구성된 군으로부터 선택된 불순물이 첨가된 물질을 포함하는 도전성 나노 입자, 인듐 주석 산화물, 전도성 고분자 물질, 탄소 나노 튜브, 및 그래핀(graphene)이 포함된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 만약 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩이 실시간(real-time) PCR 용도로 사용될 경우 상기 히터는 광 투과성 발열 소자인 것이 바람직하다. The heaters 111, 112, 121, 122, 131, and 132 are heating elements, and heat wires (not shown) may be disposed therein. The hot wire may be drivably connected to various heat sources to maintain a constant temperature, and may be drivably connected to various temperature sensors for monitoring the temperature of the hot wire. The heating line may be arranged to be symmetrical in the up and down and / or the left and right directions with respect to the surface center point of the heater in order to maintain the internal temperature of the heater as a whole. Also, a thin film heater (not shown) may be disposed inside the heater. The thin film heater may be disposed at regular intervals in the up and down and / or the left and right directions with respect to the center point of the surface of the heater in order to maintain the internal temperature of the heater as a whole. The heater may also be a heating element, a metal material itself, such as chromium, aluminum, copper, iron, silver, etc., for even heat distribution and rapid heat transfer to the same area. The heater may be a light-transmitting heat generating element, for example, an oxide semiconductor material or a conductive nanoparticle including a substance to which an impurity selected from the group consisting of In, Sb, Al, Ga, C and Sn is added to the oxide semiconductor material, And at least one selected from the group consisting of indium tin oxide, conductive high molecular materials, carbon nanotubes, and graphene. If the PCR chip according to an embodiment of the present invention is used for real-time PCR, the heater is preferably a light-transmitting heating element.

상기 히터 군(110, 120, 130)은 상기 1 이상의 히터를 포함하는 단위로서, PCR 수행을 위한 변성 단계, 어닐링 단계 및/또는 연장 단계를 수행하기 위한 온도를 유지하는 영역이다. 상기 히터 군은 상기 열 블록(100)에 2 이상 배치되고, 상기 2 이상의 히터 군은 상호 열 교환이 일어나지 않도록 이격 배치된다. 상기 히터 군은 상기 열 블록(100)에 2개 내지 4개 포함될 수 있다. 즉, 상기 열 블록은 2개의 히터 군을 구비하고, 상기 제1 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 어닐링/연장 단계 온도를 유지하거나, 또는 상기 제1 히터 군은 PCR 어닐링/연장 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지할 수 있다. 또한, 상기 열 블록은 3개의 히터 군을 구비하고, 상기 제1 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 어닐링 단계 온도를 유지하고 상기 제3 히터 군은 PCR 연장 단계 온도를 유지하거나, 또는 상기 제1 히터 군은 PCR 어닐링 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 연장 단계 온도를 유지하고 상기 제3 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하거나, 또는 상기 제1 히터 군은 PCR 연장 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하고 상기 제3 히터 군은 PCR 어닐링 단계 온도를 유지할 수 있다. 바람직하게는 상기 히터 군은 상기 열 블록(100)에 3회 배치되어 PCR 수행을 위한 3 단계, 즉 변성 단계, 어닐링 단계 및 연장 단계를 수행하기 위한 온도를 각각 유지할 수 있고, 더 바람직하게는 상기 히터 군은 상기 열 블록(100)에 2회 배치되어 PCR 수행을 위한 2 단계, 즉 변성 단계 및 어닐링/연장 단계를 수행하기 위한 온도를 각각 유지할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 히터 군은 상기 열 블록(100)에 2회 배치되어 PCR 수행을 위한 2 단계, 즉 변성 단계 및 어닐링/연장 단계를 수행할 경우 PCR 수행을 위한 3 단계, 즉 변성 단계, 어닐링 단계 및 연장 단계를 수행하는 것보다 반응 시간을 단축시킬 수 있고, 히터의 수를 줄임으로써 구조를 단순화시키는 이점이 있다. 이 경우 PCR 수행을 위한 3 단계에 있어서, 변성 단계를 수행하기 위한 온도는 85℃ 내지 105℃, 바람직하게는 95℃이고, 어닐링 단계를 수행하기 위한 온도는 40℃ 내지 60℃, 바람직하게는 50℃이고, 연장 단계를 수행하기 위한 온도는 50℃ 내지 80℃, 바람직하게는 72℃이고, PCR 수행을 위한 2 단계에 있어서, 변성 단계를 수행하기 위한 온도는 85℃ 내지 105℃, 바람직하게는 95℃이고, 어닐링/연장 단계를 수행하기 위한 온도는 50℃ 내지 80℃, 바람직하게는 72℃이다. 다만, 상기 PCR 수행을 위한 특정된 온도 및 온도 범위는 PCR을 수행함에 있어서 실현 가능한 범위 내에서 조절 가능하다. 한편, 상기 히터 군은 온도 완충 역할을 수행하는 히터를 더 포함할 수 있다.The heaters 110, 120, and 130 are units that include the one or more heaters, and maintain the temperatures for performing the denaturation step, the annealing step, and / or the extension step for performing the PCR. At least two heaters are disposed in the heat block 100, and the two or more heaters are spaced apart from each other such that mutual heat exchange does not occur. The heater group may include two to four heaters in the heat block 100. That is, the heat block includes two heater groups, the first heater group maintains the PCR denaturation step temperature, the second heater group maintains the PCR annealing / extension step temperature, or the first heater group The PCR annealing / extension step temperature can be maintained and the second heater group can maintain the PCR denaturation step temperature. The heat block includes three heater groups, the first heater group maintains the PCR denaturation temperature, the second heater group maintains the PCR annealing temperature, and the third heater group maintains the PCR extension temperature , Or the first heater group maintains the PCR annealing step temperature, the second heater group maintains the PCR extension step temperature, the third heater group maintains the PCR denaturation step temperature, or the first heater group Group can maintain the PCR extension step temperature, the second heater group can maintain the PCR denaturation step temperature, and the third heater group can maintain the PCR annealing step temperature. Preferably, the heater group is disposed three times in the thermal block 100 to maintain the temperature for performing PCR in three stages, i.e., the denaturation step, the annealing step and the extension step, The heater group may be disposed twice in the thermal block 100 to maintain the temperature for performing PCR in two stages, i.e., the denaturation step and the annealing / extension step, but is not limited thereto. When the heater group is disposed in the thermal block 100 twice and performs two steps for performing the PCR, that is, the denaturation step and the annealing / extending step, there are three steps for performing the PCR, namely, the denaturation step, the annealing step, It is possible to shorten the reaction time and simplify the structure by reducing the number of heaters. In this case, in the third step for carrying out PCR, the temperature for carrying out the denaturation step is 85 ° C to 105 ° C, preferably 95 ° C, and the temperature for carrying out the annealing step is 40 ° C to 60 ° C, preferably 50 ° C., and the temperature for carrying out the extension step is 50 ° C. to 80 ° C., preferably 72 ° C. In the second step for carrying out the PCR, the temperature for carrying out the denaturation step is 85 ° C. to 105 ° C., 95 < 0 > C, and the temperature for carrying out the annealing / lengthening step is from 50 [deg.] C to 80 [deg.] C, preferably 72 [deg.] C. However, the specified temperature and temperature range for performing the PCR can be adjusted within a range that can be realized in performing PCR. The heater group may further include a heater for performing a temperature buffering function.

상기 히터 유닛(10, 20)은 상기 1 이상의 히터를 포함하는 상기 2 이상의 히터 군을 포함하는 단위로서, PCR 수행을 위한 변성 단계, 어닐링 단계 및/또는 연장 단계를 포함하는 1 순환이 완료되는 영역이다. 상기 히터 유닛은 상기 열 블록(100)에 2 이상 반복 배치된다. 바람직하게는 상기 히터 유닛은 상기 열 블록(100)에 10회, 20회, 30회 또는 40회로 반복 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
The heater unit (10, 20) is a unit including the at least two heater groups including the at least one heater, and includes a denaturation step for performing PCR, an annealing step and / to be. The heater unit is repeatedly disposed in the heat block 100 at least two times. Preferably, the heater unit may be repeatedly disposed in the heat block 100 10 times, 20 times, 30 times, or 40 times, but the present invention is not limited thereto.

도 1a에 따르면, 상기 열 블록(100)은 반복 배치된 히터 유닛(10, 20), 그에 각각 포함된 2개의 히터 군(110, 120), 및 그에 각각 포함된 1개의 히터(111, 121)를 구비함으로써, PCR 수행을 위한 2 단계 온도, 즉 변성 단계의 1 온도 및 어닐링/연장 단계의 1 온도를 순차적으로 반복 제공한다. 예를 들어, 제1 히터(111)는 85℃ 내지 105℃ 범위 중 1 온도, 바람직하게는 95℃를 유지하여 상기 제1 히터 군(110)은 변성 단계를 수행하기 위한 온도를 제공하고, 제2 히터(121)는 50℃ 내지 80℃ 범위 중 1 온도, 바람직하게는 72℃를 유지하여 상기 제2 히터 군(120)은 어닐링/연장 단계를 수행하기 위한 온도를 제공함으로써, 상기 열 블록(100)은 제1 히터 유닛(10) 및 제2 히터 유닛(20)에서 PCR 수행을 위한 2 단계 온도를 순차적으로 반복 제공한다.1A, the thermal block 100 includes heater units 10 and 20, two heaters 110 and 120 respectively included therein, and one heater 111 and 121, respectively, Thereby sequentially providing a two-step temperature for performing the PCR, that is, one temperature of the denaturation step and one temperature of the annealing / extending step. For example, the first heater 111 maintains a temperature of 85 ° C to 105 ° C, preferably at 95 ° C, so that the first heater group 110 provides a temperature for performing the denaturation step, 2 heaters 121 are maintained at a temperature of 50 ° C to 80 ° C, preferably at 72 ° C, so that the second heater group 120 provides a temperature for performing the annealing / 100 sequentially provides a second-stage temperature for PCR execution in the first heater unit 10 and the second heater unit 20 in sequence.

도 1b에 따르면, 상기 열 블록(100)은 반복 배치된 히터 유닛(10, 20), 그에 각각 포함된 2개의 히터 군(110, 120), 및 그에 각각 포함된 2개의 히터(111, 112, 121, 122)를 구비함으로써, PCR 수행을 위한 2 단계 온도, 즉 변성 단계의 2 온도 및 어닐링/연장 단계의 2 온도를 순차적으로 반복 제공한다. 예를 들어, 제1 히터(111)는 85℃ 내지 105℃ 범위 중 1 온도, 제2 히터(112)는 85℃ 내지 105℃ 범위 중 상기 제1 히터(111)의 온도와 동일한 또는 상이한 1 온도를 유지하여 상기 제1 히터 군(110)은 변성 단계를 수행하기 위한 온도를 제공하고, 제3 히터(121)는 50℃ 내지 80℃ 범위 중 1 온도, 제4 히터(122)는 50℃ 내지 80℃ 범위 중 상기 제3 히터(121)의 온도와 동일한 또는 상이한 1 온도를 유지하여 상기 제2 히터 군(120)은 어닐링/연장 단계를 수행하기 위한 온도를 제공함으로써, 상기 열 블록(100)은 제1 히터 유닛(10) 및 제2 히터 유닛(20)에서 PCR 수행을 위한 2 단계 온도를 순차적으로 반복 제공한다.1B, the thermal block 100 includes heater units 10 and 20 which are repeatedly arranged, two heater groups 110 and 120 respectively included therein, and two heaters 111, 112, 121, and 122 to sequentially provide two temperatures for performing PCR, that is, two temperatures of the denaturation step and two annealing / lengthening steps. For example, the temperature of the first heater 111 is set to a temperature of 85 ° C to 105 ° C, and the temperature of the second heater 112 is set to be equal to or different from the temperature of the first heater 111 in the range of 85 ° C to 105 ° C. The third heater 121 provides a temperature of 1 to 50 ° C to 80 ° C, the fourth heater 122 provides a temperature of 50 ° C to 80 ° C, The second heater group 120 maintains a temperature equal to or different from the temperature of the third heater 121 in the range of 80 ° C to provide the temperature for performing the annealing / The temperature of the second heater unit 10 and the temperature of the second heater unit 20 are sequentially repeated.

도 1c에 따르면, 상기 열 블록(100)은 반복 배치된 히터 유닛(10, 20), 그에 각각 포함된 3개의 히터 군(110, 120, 130), 및 그에 각각 포함된 1개의 히터(111, 121, 131)를 구비함으로써, PCR 수행을 위한 3 단계 온도, 즉 변성 단계의 1 온도, 어닐링 단계의 1 온도, 및 연장 단계의 1 온도를 순차적으로 반복 제공한다. 예를 들어, 제1 히터(111)는 85℃ 내지 105℃ 범위 중 1 온도, 바람직하게는 95℃를 유지하여 상기 제1 히터 군(110)은 변성 단계를 수행하기 위한 온도를 제공하고, 제2 히터(121)는 40℃ 내지 60℃ 범위 중 1 온도, 바람직하게는 50℃를 유지하여 상기 제2 히터 군(120)은 어닐링 단계를 수행하기 위한 온도를 제공하고, 제3 히터(131)는 50℃ 내지 80℃ 범위 중 1 온도, 바람직하게는 72℃를 유지하여 상기 제3 히터 군(130)은 연장 단계를 수행하기 위한 온도를 제공함으로써, 상기 열 블록(100)은 제1 히터 유닛(10) 및 제2 히터 유닛(20)에서 PCR 수행을 위한 3 단계 온도를 순차적으로 반복 제공한다.1C, the thermal block 100 includes heater units 10 and 20 repeatedly arranged, three heater groups 110, 120 and 130 respectively included therein, and one heater 111, 121, and 131, thereby providing a three-step temperature for PCR execution, that is, one temperature of the denaturation step, one temperature of the annealing step, and one temperature of the extension step. For example, the first heater 111 maintains a temperature of 85 ° C to 105 ° C, preferably at 95 ° C, so that the first heater group 110 provides a temperature for performing the denaturation step, The second heater 121 maintains a temperature of 40 ° C to 60 ° C at 1 temperature, preferably 50 ° C, so that the second heater group 120 provides a temperature for performing the annealing step, The heat block 100 is maintained at a temperature of 50 ° C to 80 ° C, preferably at 72 ° C, so that the third heater group 130 provides a temperature for performing the extension step, And the three-stage temperature for performing the PCR in the first heater unit 10 and the second heater unit 20 in sequence.

도 1d에 따르면, 반복 배치된 히터 유닛(10, 20), 그에 각각 포함된 3개의 히터 군(110, 120, 130), 및 그에 각각 포함된 2개의 히터(111, 112, 121, 122, 131, 132)를 구비함으로써, PCR 수행을 위한 3 단계 온도, 즉 변성 단계의 2 온도, 어닐링 단계의 2 온도, 및 연장 단계의 2 온도를 순차적으로 반복 제공한다. 예를 들어, 제1 히터(111)는 85℃ 내지 105℃ 범위 중 1 온도, 제2 히터(112)는 85℃ 내지 105℃ 범위 중 상기 제1 히터(111)의 온도와 동일한 또는 상이한 1 온도를 유지하여 상기 제1 히터 군(110)은 변성 단계를 수행하기 위한 온도를 제공하고, 제3 히터(121)는 40℃ 내지 60℃ 범위 중 1 온도, 제4 히터(122)는 40℃ 내지 60℃ 범위 중 상기 제3 히터(121)의 온도와 동일한 또는 상이한 1 온도를 유지하여 제2 히터 군(120)은 어닐링 단계를 수행하기 위한 온도를 제공하고, 제5 히터(131)는 50℃ 내지 80℃ 범위 중 1 온도, 제6 히터(132)는 50℃ 내지 80℃ 범위 중 상기 제5 히터(131)의 온도와 동일한 또는 상이한 1 온도를 유지하여 상기 제3 히터 군(130)은 연장 단계를 수행하기 위한 온도를 제공함으로써, 상기 열 블록(100)은 제1 히터 유닛(10) 및 제2 히터 유닛(20)에서 PCR 수행을 위한 3 단계 온도를 순차적으로 반복 제공한다.1D, repeatedly arranged heater units 10 and 20, three heater groups 110, 120 and 130 respectively included in them, and two heaters 111, 112, 121, 122 and 131 , 132), thereby providing a three-step temperature for PCR execution, that is, two temperatures of the denaturation step, two temperatures of the annealing step, and two temperatures of the extension step, in sequence. For example, the temperature of the first heater 111 is set to a temperature of 85 ° C to 105 ° C, and the temperature of the second heater 112 is set to be equal to or different from the temperature of the first heater 111 in the range of 85 ° C to 105 ° C. The third heater 121 provides a temperature of 1 to 40 deg. C to 60 deg. C, the fourth heater 122 provides a temperature of 40 deg. C to 60 deg. C, The second heater group 120 provides a temperature for performing the annealing step while maintaining a temperature equal to or different from the temperature of the third heater 121 in the range of 60 ° C, The third heater group 130 is maintained at a temperature of 1 to 80 ° C, and the sixth heater 132 maintains the same temperature as the temperature of the fifth heater 131 in the range of 50 ° C to 80 ° C, The thermal block 100 can be operated in three stages for PCR in the first heater unit 10 and the second heater unit 20, And the system temperature is repeatedly provided in sequence.

도 1a 내지 도 1d와 같이, 일정 온도를 유지하는 2 이상의 히터를 반복 배치함으로써 온도 변화율을 크게 개선할 수 있다. 예를 들어, 종래 하나의 히터만을 채택하는 단일 히터 방식에 의하면, 온도 변화율이 초당 3℃ 내지 7℃ 범위 내에서 이루어지는데 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 반복 히터 배치 방식에 의하면, 상기 히터들 간의 온도 변화율이 초당 20℃ 내지 40℃ 범위 내에서 이루어져 반응 시간을 크게 단축할 수 있다. 상기 히터들은 상호 열 교환이 일어나지 않도록 이격 배치되어 있고, 그 결과, 미세한 온도 변화에 의해서도 큰 영향을 받을 수 있는 핵산 증폭 반응에 있어서, 상기 변성 단계, 어닐링 단계 및 연장 단계(또는 상기 변성 단계 및 어닐링/변성 단계)의 정확한 온도 제어가 가능하고, 상기 히터들로부터 열을 공급받는 부위에서만 원하는 온도 또는 온도 범위를 유지하는 것이 가능하다. 또한, 상기 열 블록(100)에는 상기 히터 유닛이 2 이상 반복 배치되어 있고, 상기 히터 유닛(10, 20)의 반복 배치 수는 PCR을 수행하고자 하는 사용자 또는 표적 샘플의 종류에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩(1)을 순환 주기 10회로 하는 PCR에 적용하고자 하는 경우 상기 히터 유닛을 10회 반복 배치할 수 있다. 즉, PCR을 수행하고자 하는 사용자 또는 표적 샘플의 종류에 따라 PCR 순환 주기를 고려하여 상기 히터 유닛을 10회, 20회, 30회, 40회, 50회 등으로 반복 배치할 수 있고, 이는 특별히 제한되는 것은 아니다. 한편, 상기 히터 유닛을 미리 결정된 PCR 순환 주기의 절반의 수로 반복 배치할 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩(1)을 순환 주기를 20회로 하는 PCR에 적용하고자 하는 경우 상기 히터 유닛을 10회 반복 배치할 수 있다. 이 경우 표적 샘플 용액은 이하 상세하게 설명될 핵산 증폭 반응부(300) 내에 배치된 반응 채널(303) 내에서 유입부(304)로부터 유출부(305) 방향으로 PCR 순환 주기를 10회 반복 실행하되, 뒤이어 반대로 유출부(305)로부터 유입부(304) 방향으로 PCR 순환 주기를 10회 반복 실행할 수 있다.
As shown in Figs. 1A to 1D, by repeatedly arranging two or more heaters that maintain a constant temperature, the rate of temperature change can be greatly improved. For example, according to the conventional single heater method adopting only one heater, the rate of temperature change is within the range of 3 ° C. to 7 ° C. per second, whereas according to the repetition heater arrangement method according to the embodiment of the present invention, The temperature change rate between the electrodes is within the range of 20 ° C to 40 ° C per second, so that the reaction time can be greatly shortened. In the nucleic acid amplification reaction in which the heaters are spaced apart from each other so that mutual heat exchange does not occur and as a result, they can be greatly affected even by a minute temperature change, the denaturation step, the annealing step and the extension step (or the denaturation step and annealing / Denaturation step), and it is possible to maintain a desired temperature or a temperature range only at a position where heat is supplied from the heaters. The number of repeated placement of the heater units 10 and 20 may vary depending on the type of the user or the target sample to be PCR-processed . For example, in a case where the PCR chip 1 according to an embodiment of the present invention is applied to PCR in which the cycle is 10 cycles, the heater unit can be repeatedly arranged 10 times. That is, the heater unit can be repeatedly arranged 10 times, 20 times, 30 times, 40 times, 50 times, etc. in consideration of the PCR cycle period depending on the type of the user or the target sample to be subjected to PCR, It is not. On the other hand, the heater unit may be repeatedly arranged with a half number of a predetermined PCR cycle period. For example, in a case where the PCR chip 1 according to an embodiment of the present invention is applied to PCR in which the circulation cycle is 20 cycles, the heater unit can be repeatedly arranged 10 times. In this case, the target sample solution is repeatedly subjected to PCR cycles 10 times in the direction from the inflow part 304 to the outflow part 305 in the reaction channel 303 disposed in the nucleic acid amplification part 300 to be described in detail below , And thereafter, the PCR circulation cycle may be repeated 10 times in the direction from the outlet 305 to the inlet 304.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩(1)의 구조를 도시한다. 구체적으로, 도 2의 상단은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 측 방향 단면도를 도시하고, 도 2의 하단은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 상 방향 평면도를 도시한다.2 shows the structure of the PCR chip 1 according to an embodiment of the present invention. Specifically, the top of FIG. 2 shows a cross-sectional side view of the PCR chip according to an embodiment of the present invention, and the bottom of FIG. 2 shows an upward plan view of the PCR chip according to an embodiment of the present invention.

도 2에 따르면, 상기 열 블록(100)은 10회 반복 배치된 히터 유닛을 포함하고, 상기 히터 유닛은 제1 히터 군 및 제2 히터 군을 포함하며, 상기 제1 히터 군 및 제2 히터 군은 각각 1개의 히터, 즉 제1 히터(110) 및 제2 히터(120)를 포함한다. 도 2에 따른 히터, 히터 군, 히터 유닛 및 열 블록에 관해서는 상기 설명된 것과 같다.Referring to FIG. 2, the thermal block 100 includes a heater unit disposed repeatedly 10 times, the heater unit including a first heater group and a second heater group, and the first heater group and the second heater group I.e., a first heater 110 and a second heater 120, respectively. The heater, the heater group, the heater unit and the heat block according to Fig. 2 are as described above.

상기 전극부(200)는 전력 공급부(도시되지 않음)로부터 전력을 공급받아 상기 열 블록(100)이 발열되도록 전력을 공급하는 모듈로서, 상기 열 블록(100)에 구비된 히터들에 전력을 공급하도록 연결된 전극(210, 220)을 포함한다. 도 2에 따르면, 상기 열 블록(100)의 상기 제1 전극(210)은 상기 제1 히터(110)에 전력을 공급하도록 연결되고, 상기 제2 전극(220)은 상기 제2 히터(120)에 전력을 공급하도록 연결되어 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 전극부(200)는 상기 열 블록(100)의 외부에 구동가능하게 배치될 수도 있다. 만약 상기 제1 히터(110)가 PCR 변성 단계 온도, 예를 들어 85℃ 내지 105℃를 유지하고 상기 제2 히터(120)가 PCR 어닐링/연장 단계 온도, 예를 들어 50℃ 내지 80℃를 유지하는 경우 상기 제1 전극(210)은 전력 공급부로부터 PCR 변성 단계 온도 유지를 위한 전력을 공급받고, 상기 제2 전극(220)은 전력 공급부로부터 PCR 어닐링/연장 단계 온도 유지를 위한 전력을 공급받을 수 있다. 상기 제1 전극(210) 및 상기 제2 전극(220)은 상기 열 블록(100)에 반복 배치된 제1 히터(110) 및 2 이상의 제2 히터(120)에 각각 연결될 수 있다(도 2 참조). 상기 제1 전극(210) 및 상기 제2 전극(220)은 금, 은, 구리 등 전도성 재질일 수 있고, 특별히 제한되는 것은 아니다.The electrode unit 200 is a module that receives electric power from a power supply unit (not shown) and supplies electric power to the heat block 100 to generate heat, and supplies power to the heaters provided in the heat block 100 And electrodes 210 and 220 connected to each other. 2, the first electrode 210 of the thermal block 100 is connected to supply power to the first heater 110, the second electrode 220 is connected to the second heater 120, The electrode block 200 may be disposed outside the column block 100. The electrode block 200 may be disposed outside the column block 100. [ If the temperature of the first heater 110 is maintained at a PCR denaturation temperature, for example, 85 ° C to 105 ° C, and the temperature of the second heater 120 is maintained at a PCR annealing / The first electrode 210 is supplied with power for maintaining the PCR denaturation step temperature from the power supply unit and the second electrode 220 is supplied with power for maintaining the PCR annealing / have. The first electrode 210 and the second electrode 220 may be respectively connected to the first heater 110 and the second heater 120 repeatedly disposed in the thermal block 100 ). The first electrode 210 and the second electrode 220 may be made of a conductive material such as gold, silver, or copper, and are not particularly limited.

상기 핵산 증폭 반응부(300)는 상기 열 블록(100)으로부터 열을 공급받아 표적 샘플 내에 존재하는 핵산이 증폭하여 PCR이 수행되는 모듈이다. 상기 표적 샘플은 액체 형태의 용액이 바람직하며, 상기 표적 샘플은 핵산, 예를 들어 이중 가닥 DNA, 증폭하고자 하는 특정 염기 서열과 상보적인 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드 프라이머, DNA 중합효소, 삼인산화데옥시리보뉴클레오티드(deoxyribonucleotide triphosphates, dNTP), PCR 반응 완충액 (PCR reaction buffer)를 포함할 수 있다. 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 상기 열 블록(100)과 열 교환이 가능하도록 상기 열 블록(100) 상에 접착 배치되어 상기 제1 히터(110) 및 상기 제2 히터(120)로부터 열을 공급받는다. 또한, 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301) 및 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)을 길이 방향으로 통과하도록 연장 배치된 1 이상의 반응 채널(303)을 구비한다. 도 2의 상단에 따르면, 상기 반응 채널(303)은 상기 열 블록(100)에 배치된 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301)과 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)이 유체 소통가능하게 연결되어 길이 방향으로 통과하도록 연장되어 있다. 상기 반응 채널(303)의 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301)은 표적 샘플 내에 존재하는 핵산의 PCR 변성 반응이 일어나는 영역이고, 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)은 표적 샘플 내에 존재하는 핵산의 PCR 어닐링/연장 반응이 일어나는 영역일 수 있다. 즉, 상기 반응 채널(303)을 유동하는 표적 샘플 용액이 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301) 및 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)을 연이어 통과하면서 PCR이 수행될 수 있다. 또한, 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 상기 1 이상의 반응 채널(303)의 양 말단에 각각 유입부(304) 및 유출부(305)를 포함할 수 있다. 상기 유입부(304) 및 상기 유출부(305)는 표적 샘플이 본 발명의 일 실시예 따른 PCR 칩(1)에 유입되거나 및/또는 배출되는 부분으로서, 그 순서는 제한되지 않는다. 또한, 도 2의 하단에 따르면, 상기 반응 채널(303)은 상기 핵산 증폭 반응부(300)에 5개가 배치되어 있지만, 이는 제한되지 않고 다양한 수로 배치될 수 있다. 한편, 도 2의 하단과 같이, 상기 1 이상의 반응 채널(303)은 상기 히터 유닛 중 최선 배치된 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301)과 최후 배치된 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)을 직선 길이 방향으로 통과하도록 연장 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 유입부(304)를 통해 유입된 표적 샘플 용액은 상기 반응 채널(303)을 길이 방향으로 통과하면서 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301) 및 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)에서 각각 PCR 변성 단계 및 PCR 어닐링/연장 단계를 반복 수행하며 상기 유출부를 통해 외부로 배출될 수 있다. 한편, 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 전체적으로 평면 형상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 광 투과성 재질로 구현될 수 있고, 만약 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩(1)이 실시간(real-time) PCR 용도로 사용될 경우 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 광 투과성 재질로 구현되는 것이 바람직하다.
The nucleic acid amplification reaction unit 300 is a module that receives the heat from the column block 100 and amplifies the nucleic acid present in the target sample and performs PCR. The target sample is preferably a liquid form solution, and the target sample may be a nucleic acid, for example, a double stranded DNA, an oligonucleotide primer having a sequence complementary to the specific nucleotide sequence to be amplified, a DNA polymerase, Deoxyribonucleotide triphosphates (dNTPs), and PCR reaction buffers. The nucleic acid amplification reaction unit 300 is adhered and arranged on the thermal block 100 so as to be capable of heat exchange with the thermal block 100 to generate heat from the first heater 110 and the second heater 120 It is supplied. The nucleic acid amplification reaction unit 300 includes a nucleic acid amplification reaction unit 300 and a nucleic acid amplification reaction unit 300. The nucleic acid amplification reaction unit 300 includes a nucleic acid amplification unit 300, Or more of the reaction channel 303. 2, the reaction channel 303 is formed on the upper side corresponding portion 301 of the first heater 110 disposed on the thermal block 100 and the upper side corresponding portion 301 of the second heater 120 302 are fluidly connected to extend in a longitudinal direction. The upper side corresponding portion 301 of the first heater 110 of the reaction channel 303 is a region where the PCR denatured reaction of the nucleic acid existing in the target sample takes place and the upper side corresponding portion 302 of the second heater 120 ) May be the region where the PCR annealing / extension reaction of the nucleic acid present in the target sample takes place. That is, while the target sample solution flowing through the reaction channel 303 passes through the upper side corresponding portion 301 of the first heater 110 and the upper side corresponding portion 302 of the second heater 120, . The nucleic acid amplification reaction unit 300 may include an inlet 304 and an outlet 305 at both ends of the at least one reaction channel 303. The inflow portion 304 and the outflow portion 305 are portions in which a target sample is introduced into and / or discharged from the PCR chip 1 according to an embodiment of the present invention, the order of which is not limited. 2, five reaction channels 303 are arranged in the nucleic acid amplification unit 300, but the number of the reaction channels 303 can be variously set. 2, the one or more reaction channels 303 may be disposed on the upper side corresponding portion 301 of the first heater 110 disposed at the best position among the heater units and on the upper side of the second heater 120 disposed last It is preferable to extend and extend so as to pass the corresponding portion 302 in the straight length direction. The target sample solution flowing through the inlet 304 passes through the reaction channel 303 in the longitudinal direction and flows into the upper portion 301 of the first heater 110 and the upper portion 301 of the second heater 120 The PCR denaturation step and the PCR annealing / extension step are repeatedly performed in the upper-side corresponding part 302, respectively, and may be discharged to the outside through the outflow part. Meanwhile, the nucleic acid amplification unit 300 may have a planar shape as a whole, but is not limited thereto. If the PCR chip 1 according to an embodiment of the present invention is used for real-time PCR, the nucleic acid amplification reaction unit 300 may be implemented with a light- The portion 300 is preferably formed of a light transmitting material.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 핵산 증폭 반응부의 세부 구조를 도시한다. 3 shows a detailed structure of a nucleic acid amplification reaction unit of a PCR chip according to an embodiment of the present invention.

도 3에 따르면, 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 상기 열 블록(100) 상에 배치되는 제1 판(310), 상기 제1 판(310) 상에 배치되고 상기 1 이상의 반응 채널(303)을 구비하는 제2 판(320), 및 상기 제2 판(320) 상에 배치되고 상기 1 이상의 반응 채널(303)의 양 말단에 각각 유입부(304) 및 유출부(305)를 구비하는 제3 판(330)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 핵산 증폭 반응부(300)를 박막 형상의 적층 구조로 구현함으로써, 제조 방식이 간단하고, 비용을 크게 낮출 수 있으며, 상기 열 블록(100)과 열 교환이 매우 용이하다. 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 이하 상세하게 설명될 재질로 구현될 수 있지만, 전체적으로 플라스틱 재질의 박막 형상으로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 광 투과성 재질로 구현될 수 있고, 만약 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩(1)이 실시간(real-time) PCR 용도로 사용될 경우 상기 핵산 증폭 반응부(300)는 광 투과성 재질로 구현되는 것이 바람직하다. 3, the nucleic acid amplification reaction unit 300 includes a first plate 310 disposed on the column block 100, a second plate 310 disposed on the first plate 310 and having one or more reaction channels 303, And a second plate 320 disposed on the second plate 320 and having an inlet 304 and an outlet 305 at both ends of the at least one reaction channel 303, 3 < / RTI > As described above, the nucleic acid amplification reaction unit 300 is realized in a laminated structure of a thin film shape, so that the manufacturing method is simple, the cost can be greatly reduced, and the heat exchange with the heat block 100 is very easy. The nucleic acid amplification unit 300 may be implemented as a thin film of a plastic material as a whole. If the PCR chip 1 according to an embodiment of the present invention is used for real-time PCR, the nucleic acid amplification reaction unit 300 may be implemented with a light- The portion 300 is preferably formed of a light transmitting material.

상기 제1 판(310)은 상기 열 블록(100) 상에 배치되어 상기 열 블록(100)으로부터 열을 공급받는다. 상기 제1 판(310)은 다양한 재질로 구현될 수 있으나, 바람직하게는 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane, PDMS), 사이클로올레핀코폴리머(cycle olefin copolymer, COC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetharcylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리프로필렌카보네이트(polypropylene carbonate, PPC), 폴리에테르설폰(polyether sulfone, PES), 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 및 그의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는 재질일 수 있다. 또한, 상기 제1 판(310)의 상단 면은 친수성 물질(도시되지 않음)이 처리될 수 있고, 이는 PCR을 원활하게 수행할 수 있도록 한다. 상기 친수성 물질의 처리에 의해 상기 제1 판(310) 상에 친수성 물질을 포함하는 단일 층이 형성될 수 있다. 상기 친수성 물질은 다양한 물질일 수 있으나, 바람직하게는 카르복시기(-COOH), 아민기(-NH2), 히드록시기(-OH), 및 술폰기(-SH)로 구성된 군으로부터 선택되는 것일 수 있고, 상기 친수성 물질의 처리는 당 업계에 공지된 방법에 따라 수행할 수 있다.The first plate 310 is disposed on the column block 100 and receives heat from the column block 100. The first plate 310 may be made of various materials, but preferably includes polydimethylsiloxane (PDMS), cycle olefin copolymer (COC), polymethylmethacrylate (PMMA) ), Polycarbonate (PC), polypropylene carbonate (PPC), polyether sulfone (PES), and polyethylene terephthalate (PET), and combinations thereof. Or the like. In addition, the top surface of the first plate 310 may be treated with a hydrophilic material (not shown), which allows the PCR to be performed smoothly. A single layer containing a hydrophilic material may be formed on the first plate 310 by the treatment of the hydrophilic material. The hydrophilic material may be a variety of materials but is preferably selected from the group consisting of a carboxyl group (-COOH), an amine group (-NH2), a hydroxyl group (-OH), and a sulfone group (-SH) The treatment of the hydrophilic material can be carried out according to methods known in the art.

상기 제2 판(320)은 상기 제1 판(310) 상에 배치된다. 상기 제2 판(320)은 1 이상의 반응 채널(303)을 포함한다. 상기 1 이상의 반응 채널(303)은 상기 제3 판(330)에 형성된 유입부(304) 및 유출부(305)에 대응되는 부분과 연결된다. 따라서, 상기 1 이상의 반응 채널(303)에 증폭하고자 하는 표적 샘플 용액이 도입된 후 PCR 반응이 진행된다. 또한, 상기 1 이상의 반응 채널(303)은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩의 사용 목적 및 범위에 따라 2 이상 존재할 수 있고, 도 1에 따르면, 5개의 반응 채널(303)이 예시되고 있다. 또한, 상기 제2 판(320)은 다양한 재질로 구현될 수 있으나, 바람직하게는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 코폴리머(cycloolefin copolymer, COC), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether, PPE), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리테트라프로오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate, PBT), 불소화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylenepropylene, FEP), 퍼플로로알콕시알칸(perfluoralkoxyalkane, PFA), 및 그의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는 열 가소성 수지 또는 열 경화성 수지 재질일 수 있다. 또한, 상기 제2 판(320)의 두께는 다양할 수 있으나, 0.01 ㎛ 내지 5 mm에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 반응 채널(303)의 폭과 길이는 다양할 수 있으나, 바람직하게는 상기 반응 채널(303)의 폭은 0.001 mm 내지 10 mm에서 선택되고, 상기 반응 채널(303)의 길이는 1 mm 내지 100 mm에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 제2 판(320)의 내벽은 DNA, 단백질(protein) 흡착을 방지하기 위해 실란(silane) 계열, 보바인 시럼 알부민(Bovine Serum Albumin, BSA) 등의 물질로 코팅할 수 있고, 상기 물질의 처리는 당업계에 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다.The second plate 320 is disposed on the first plate 310. The second plate 320 includes at least one reaction channel 303. The at least one reaction channel 303 is connected to a portion corresponding to the inflow portion 304 and the outflow portion 305 formed in the third plate 330. Therefore, the target sample solution to be amplified is introduced into the at least one reaction channel 303, and the PCR reaction proceeds. In addition, the at least one reaction channel 303 may exist in two or more depending on the purpose and range of use of the PCR chip according to an embodiment of the present invention, and according to FIG. 1, five reaction channels 303 are illustrated . The second plate 320 may be made of a variety of materials, but preferably includes polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC) Polypropylene (PP), polyphenylene ether (PPE), polystyrene (PS), polyoxymethylene (POM), polyetherimide (POM) , Polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylchloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polybutyleneterephthalate , PBT), fluorinated ethylenepropylene (FEP), perfluoralkoxyalkane (PFA), and combinations thereof. It is chosen or a thermoplastic resin may be a thermosetting resin material. In addition, the thickness of the second plate 320 may vary, but may be selected from 0.01 탆 to 5 mm. The width and length of the reaction channel 303 may vary but preferably the width of the reaction channel 303 is selected from 0.001 mm to 10 mm and the length of the reaction channel 303 is 1 mm To 100 mm. The inner wall of the second plate 320 may be coated with a material such as silane series or bovine serum albumin (BSA) to prevent adsorption of DNA and protein, The treatment of the material can be carried out according to methods known in the art.

상기 제3 판(330)은 상기 제2 판(320) 상에 배치된다. 상기 제3 판(330)은 상기 제2 판(320)에 형성된 1 이상의 반응 채널(303) 상의 일 영역에 형성된 유입부(304) 및 다른 일 영역에 형성된 유출부(305)를 구비한다. 상기 유입부(304)는 증폭하고자 하는 핵산을 포함하는 표적 샘플 용액이 유입되는 부분이다. 상기 유출부(305)는 PCR이 종료된 후 상기 표적 샘플 용액이 배출되는 부분이다. 따라서, 상기 제3 판(330)은 상기 제2 판(320)에 형성된 1 이상의 반응 채널(303)을 커버하되, 상기 유입부(304) 및 상기 유출부(305)는 상기 1 이상의 반응 채널(303)의 유입부 및 유출부 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 제3 판(330)은 다양한 재질로 구현될 수 있지만, 바람직하게는 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane, PDMS), 사이클로올레핀코폴리머(cycle olefin copolymer, COC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetharcylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리프로필렌카보네이트(polypropylene carbonate, PPC), 폴리에테르설폰(polyether sulfone, PES), 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 및 그의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는 재질일 수 있다. 또한, 상기 유입부(304)는 다양한 크기를 구비할 수 있으나, 바람직하게는 지름 0.001 mm 내지 10 mm에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 유출부(305)는 다양한 크기를 구비할 수 있으나, 바람직하게는 지름 0.001 mm 내지 10 mm에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 유입부(304) 및 관통 개구 유출부(305)는 별도의 커버 수단(도시되지 않음)을 구비하여, 상기 1 이상의 반응 채널(303) 내에서 표적 샘플 용액에 대한 PCR이 진행될 때 표적 샘플 용액이 누출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 커버 수단은 다양한 형상, 크기 또는 재질로서 구현될 수 있다. 또한, 상기 제3 판(330)의 두께는 다양할 수 있으나, 바람직하게는 0.001 mm 내지 10 mm에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 유입부(304) 및 유출부(305)는 2 이상 존재할 수 있다.The third plate 330 is disposed on the second plate 320. The third plate 330 includes an inlet 304 formed in one region of one or more reaction channels 303 formed in the second plate 320 and an outlet 305 formed in another region. The inlet 304 is a portion into which a target sample solution containing a nucleic acid to be amplified flows. The outflow portion 305 is a portion where the target sample solution is discharged after the PCR is completed. The third plate 330 covers at least one reaction channel 303 formed in the second plate 320 and the inlet 304 and the outlet 305 are connected to the at least one reaction channel 303, respectively. The third plate 330 may be formed of a variety of materials. Preferably, the third plate 330 may be made of polydimethylsiloxane (PDMS), cycle olefin copolymer (COC), polymethylmethacrylate , PMMA), polycarbonate (PC), polypropylene carbonate (PPC), polyether sulfone (PES), and polyethylene terephthalate (PET) And the like. In addition, the inflow portion 304 may have various sizes, but may preferably be selected from 0.001 mm to 10 mm in diameter. In addition, the outflow portion 305 may have various sizes, but may preferably be selected from 0.001 mm to 10 mm in diameter. In addition, the inlet 304 and the through-outlet outlet 305 may have separate cover means (not shown) so that when the PCR for the target sample solution proceeds in the one or more reaction channels 303, It is possible to prevent the sample solution from leaking. The cover means may be embodied in various shapes, sizes or materials. Also, the thickness of the third plate 330 may vary, but may be selected preferably from 0.001 mm to 10 mm. In addition, two or more of the inflow portion 304 and the outflow portion 305 may exist.

상기 핵산 증폭 반응부(300)는 기계적 가공을 통해 상기 유입부(304) 및 상기 유출부(305)를 형성하여 상기 제3 판(330)을 제공하는 단계; 상기 제3 판(330)의 하부 면과 대응되는 크기를 갖는 판재에 상기 제3 판(330)의 유입부(304)와 대응되는 부분으로부터 상기 제3 판(330)의 유출부(305)에 대응되는 부분까지 기계적 가공을 통해 1 이상의 반응 채널(303)을 형성하여 제2 판(320)을 제공하는 단계; 상기 제2 판(320)의 하부 면과 대응되는 크기를 갖는 판재의 상부 면에 표면 처리 가공을 통해 친수성 물질(도시되지 않음)로 구현된 표면을 형성하여 제1 판(310)을 제공하는 단계; 및 상기 제3 판(330)의 하부 면을 상기 제2 판(320)의 상부 면에 접합 공정을 통해 접합하고, 상기 제2 판(320)의 하부 면을 상기 제1 판(310)의 상부 면에 접합 공정을 통해 접합하는 단계를 포함하는 방법에 의해 쉽게 제조될 수 있다.The nucleic acid amplification reaction unit 300 may include mechanical processing to form the inlet 304 and the outlet 305 to provide the third plate 330; A portion of the third plate 330 corresponding to the inlet portion 304 of the third plate 330 is connected to the outlet portion 305 of the third plate 330 Forming at least one reaction channel (303) through mechanical processing to a corresponding portion to provide a second plate (320); Providing a first plate 310 by forming a surface embodied with a hydrophilic material (not shown) through surface treatment on the upper surface of the plate having a size corresponding to the lower surface of the second plate 320 ; And the lower surface of the third plate 330 is joined to the upper surface of the second plate 320 through a joining process and the lower surface of the second plate 320 is joined to the upper surface of the first plate 310 And a step of joining to the surface through a bonding step.

상기 제3 판(330)의 유입부(304) 및 유출부(305), 및 상기 제2 판(320)의 1 이상의 반응 채널(303)은 사출성형, 핫-엠보싱(hot-embossing), 캐스팅(casting), 및 레이저 어블레이션(laser ablation)으로 구성된 군으로부터 선택되는 가공 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 판(310) 표면의 친수성 물질은 산소 및 아르곤 플라즈마 처리, 코로나 방전 처리, 및 계면 활성제 도포로 구성된 군으로부터 선택되는 방법에 의해 처리될 수 있고 당 업계에 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다. 또한, 상기 제3 판(330)의 하부 면과 상기 제2 판(320)의 상부 면, 및 상기 제2 판(320)의 하부 면과 상기 제1 판(310)의 상부 면은 열 접합, 초음파 융착, 용매 접합 공정에 의해 접착될 수 있고 당 업계에 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 제3 판(330)과 제2 판(320) 사이 및 상기 제2 판(320)과 제1 판(310) 사이에는 양면 접착제 또는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지(도시되지 않음)가 처리될 수 있다.
The inlet 304 and the outlet 305 of the third plate 330 and the one or more reaction channels 303 of the second plate 320 may be formed by injection molding, hot-embossing, casting, and laser ablation. < RTI ID = 0.0 > [0040] < / RTI > In addition, the hydrophilic material on the surface of the first plate 310 may be treated by a method selected from the group consisting of oxygen and argon plasma treatment, corona discharge treatment, and surfactant application and is performed according to methods known in the art . The lower surface of the third plate 330 and the upper surface of the second plate 320 and the lower surface of the second plate 320 and the upper surface of the first plate 310 are thermally joined, Ultrasonic welding, solvent bonding, and may be performed according to methods known in the art. A double-sided adhesive or a thermoplastic resin or a thermosetting resin (not shown) may be disposed between the third plate 330 and the second plate 320 and between the second plate 320 and the first plate 310 .

도 4는 도 2에 따른 PCR 칩, 전력 공급부 및 펌프를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치를 도시한다.FIG. 4 illustrates a PCR device according to an embodiment of the present invention, including a PCR chip, a power supply, and a pump according to FIG.

도 4에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치는 도 2에 따른 PCR 칩(1)(도 3에 따른 핵산 증폭 반응부를 포함할 수 있음), 전력 공급부(400) 및 펌프(500)를 포함한다. 상기 PCR 칩(1) 및 이에 포함된 구성요소에 관해서는 이미 설명된 것과 같다.4, a PCR apparatus according to an embodiment of the present invention includes a PCR chip 1 (which may include a nucleic acid amplification reaction unit according to FIG. 3), a power supply unit 400, and a pump 500 according to FIG. . The PCR chip 1 and its constituent elements are the same as those already described.

상기 전력 공급부(400)는 상기 PCR 칩(1)의 전극부(200)에 전력을 공급하기 위한 모듈로서, 상기 전극부(200)의 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)과 각각 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 PCR 칩(1)이 PCR 수행을 위해 상기 PCR 장치에 장착되면, 상기 전력 공급부(400)의 제1 전력 포트(도시되지 않음)는 상기 PCR 칩의 제1 전극(210)과 전기적으로 연결되고, 상기 전력 공급부(400)의 제2 전력 포트(도시되지 않음)는 상기 PCR 칩의 제2 전극(220)과 전기적으로 연결된다. 뒤이어, PCR 수행을 위한 사용자 지시가 있는 경우 상기 전력 공급부(400)는 상기 제1 전극(210) 및 상기 제2 전극(220)에 각각 전력을 공급하여 상기 PCR 칩의 제1 히터(110) 및 제2 히터(120)를 신속히 가열할 수 있고, 각 히터들(110, 120)이 미리 결정된 온도에 도달하게 되면 전력 공급량을 제어하여 상기 미리 결정된 온도를 유지하도록 한다. 예를 들어, 상기 미리 결정된 온도는 상기 제1 히터(110)에서는 PCR 변성 단계 온도(85℃ 내지 105℃, 바람직하게는 95℃) 및 상기 제2 히터(120)에서는 PCR 어닐링/연장 단계 온도(50℃ 내지 80℃, 바람직하게는 72℃)이거나, 또는 상기 제1 히터(110)에서는 PCR 어닐링/연장 단계 온도(50℃ 내지 80℃, 바람직하게는 72℃) 및 상기 제2 히터(120)에서는 PCR 변성 단계 온도(85℃ 내지 105℃, 바람직하게는 95℃)일 수 있다.The power supply unit 400 is a module for supplying power to the electrode unit 200 of the PCR chip 1 and includes a first electrode 210 and a second electrode 220 of the electrode unit 200, Can be connected. For example, when the PCR chip 1 is mounted on the PCR device for PCR, a first power port (not shown) of the power supply 400 is connected to the first electrode 210 of the PCR chip, And a second power port (not shown) of the power supply unit 400 is electrically connected to the second electrode 220 of the PCR chip. The power supply unit 400 supplies power to the first electrode 210 and the second electrode 220 to supply power to the first heater 110 and the second heater 220 of the PCR chip, The second heater 120 can be rapidly heated and the power supply amount is controlled to maintain the predetermined temperature when each of the heaters 110 and 120 reaches a predetermined temperature. For example, the predetermined temperature may be a PCR denaturation temperature (85 ° C. to 105 ° C., preferably 95 ° C.) in the first heater 110 and a PCR annealing / extension temperature (in the second heater 120) 50 ° C to 80 ° C, preferably 72 ° C), or the PCR annealing / extension step temperature (50 ° C to 80 ° C, preferably 72 ° C) and the second heater 120 in the first heater 110, The PCR denaturation step temperature (85 ° C to 105 ° C, preferably 95 ° C).

상기 펌프(500)는 상기 PCR 칩(1)의 핵산 증폭 반응부(303)의 1 이상의 반응 채널(303) 내에서 유동하는 유체의 유량 및 유속을 제어하기 위한 모듈로서, 양압 펌프 또는 음압 펌프일 수 있고, 예를 들어 실린지(syringe) 펌프일 수 있다. 상기 펌프(500)는 상기 반응 채널(300)의 일 부분에 구동가능하게 배치될 수 있으나, 바람직하게는 상기 반응 채널(300)의 양 말단에 형성된 유입부(304) 및/또는 유출부(305)에 연결 배치된다. 상기 펌프(500)가 상기 유입부(304) 및/또는 유출부(305)에 연결 배치된 경우 펌프 역할을 수행할 뿐만 아니라 상기 유입부(304) 및/또는 유출부(305)를 통해 표적 샘플 용액이 새어 나오는 것을 방지하는 마개 역할을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 반응 채널(303) 내에서 유동하는 유체, 즉 표적 샘플 용액의 유량 및 유속을 일 방향으로 제어하고자 하는 경우 상기 펌프(500)는 상기 유입부(304) 및 상기 유출부(305) 중 어느 하나에만 연결 배치되고, 남은 하나에는 일반적인 마개가 밀봉 연결될 수 있고, 상기 반응 채널(303) 내에서 유동하는 유체, 즉 표적 샘플 용액의 유량 및 유속을 양 방향으로 제어하고자 하는 경우에는 상기 펌프(500)는 상기 유입부(304) 및 상기 유출부(305) 모두에 연결 배치될 수 있다.The pump 500 is a module for controlling the flow rate and the flow rate of the fluid flowing in the at least one reaction channel 303 of the nucleic acid amplification unit 303 of the PCR chip 1, For example, a syringe pump. The pump 500 may be drivably disposed on a portion of the reaction channel 300 but preferably includes an inlet 304 and / or an outlet 305 formed at both ends of the reaction channel 300. ). The pump 500 serves not only as a pump when the pump 500 is connected to the inlet 304 and / or the outlet 305, but also serves as a pump through the inlet 304 and / It may also act as a stopper to prevent solution from escaping. In order to control the flow rate and the flow rate of the fluid flowing in the reaction channel 303, that is, the target sample solution in one direction, the pump 500 may be provided between the inlet 304 and the outlet 305 In order to control both the flow rate and the flow rate of the fluid flowing in the reaction channel 303, that is, the target sample solution in both directions, the pump 500 may be connected to both the inlet 304 and the outlet 305.

상기 PCR 칩(1), 상기 전력 공급부(400) 및 상기 펌프(500)를 포함하는 PCR 장치 내에서 표적 샘플 용액의 PCR은 일 실시예로서, 아래와 같은 단계를 통해 수행될 수 있다.PCR of the target sample solution in the PCR apparatus including the PCR chip 1, the power supply unit 400, and the pump 500 can be performed through the following steps as one embodiment.

1. 원하는 이중 가닥 표적 DNA, 증폭하고자 하는 특정 염기 서열과 상보적인 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드 프라이머, DNA 중합효소, 삼인산화데옥시리보뉴클레오티드(deoxyribonucleotide triphosphates, dNTP), PCR 반응 완충액(PCR reaction buffer)를 포함하는 표적 샘플 용액을 준비한다.1. The desired double-stranded target DNA, an oligonucleotide primer having a sequence complementary to the specific nucleotide sequence to be amplified, DNA polymerase, deoxyribonucleotide triphosphates (dNTP), PCR reaction buffer Prepare the target sample solution containing.

2. 상기 표적 샘플 용액을 도 2에 따른 PCR 칩(1)에 도입한다. 이 경우 상기 표적 샘플 용액은 상기 유입부(304)를 통해 핵산 증폭 반응부(300) 내부의 반응 채널(303)에 배치된다.2. The target sample solution is introduced into the PCR chip 1 shown in Fig. In this case, the target sample solution is placed in the reaction channel 303 inside the nucleic acid amplification reaction unit 300 through the inlet 304.

3. 상기 PCR 칩(1)의 전극부(200), 구체적으로 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)이 상기 전력 공급부(400)과 각각 연결되도록 상기 PCR 칩(1)을 상기 PCR 장치에 장착하고, 상기 PCR 칩(1)의 상기 유입부(304) 및 상기 유출부(305)를 펌프(500)와 밀봉 연결한다. 3. The PCR chip 1 is connected to the power supply unit 400 such that the electrode unit 200 of the PCR chip 1, specifically, the first electrode 210 and the second electrode 220 are connected to the power supply unit 400, And the inflow part 304 and the outflow part 305 of the PCR chip 1 are hermetically connected to the pump 500.

4. 상기 전력 공급부(400)에 전력 공급 지시를 하여 상기 제1 전극(210) 및 상기 제2 전극(220)을 통해 상기 제1 히터(110) 및 상기 제2 히터(120)를 발열시키고, 특정 온도, 예를 들어 제1 히터(110)의 경우 PCR 변성 단계 온도(95℃) 및 제2 히터(120)의 경우 PCR 어닐링/연장 단계 온도(72℃)를 유지한다.4. The first heater 210 and the second heater 220 heat the first heater 110 and the second heater 120 through the first electrode 210 and the second electrode 220, The PCR denaturation step temperature (95 캜) in the case of the first heater 110 and the PCR annealing / elongating step temperature 72 캜 in the case of the second heater 120 are maintained.

5. 상기 유입부(304)와 연결된 펌프(500)에 의해 양압이 제공되거나 또는 상기 유출부(305)와 연결된 펌프(500)에 의해 음압이 제공되면 상기 표적 샘플 용액은 상기 반응 채널(303) 내부에서 수평 방향으로 유동하도록 한다. 이 경우 상기 표적 샘플 용액의 유량 및 유속은 상기 펌프(500)에 의해 제공되는 양압 또는 음압의 세기를 조절하여 제어될 수 있다.
5. If a positive pressure is provided by the pump 500 connected to the inlet 304 or a negative pressure is provided by the pump 500 connected to the outlet 305, So as to flow in the horizontal direction from the inside. In this case, the flow rate and the flow rate of the target sample solution can be controlled by controlling the intensity of the positive pressure or the negative pressure provided by the pump 500.

상기 단계들을 수행함으로써, 상기 표적 샘플 용액은 상기 반응 채널(303)의 유입부(304) 말단으로부터 유출부(305) 말단까지 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301) 및 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)을 길이 방향으로 이동하면서 PCR을 수행한다. 도 2에 따른 PCR 칩(1)을 가정하면, 상기 표적 샘플 용액은 상기 제1 히터(110) 및 상기 제2 히터(120)를 포함하는 히터 유닛이 10회 반복 배치된 열 블록(100)으로부터 열을 공급받아 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301)에서 PCR 변성 단계 및 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)에서 PCR 어닐링/연장 단계를 거치면서 10회 PCR 순환 주기를 완료하게 된다. 뒤이어, 선택적으로, 상기 표적 샘플 용액은 상기 반응 채널(303)의 유출부(305) 말단으로부터 유입부(304) 말단까지 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301) 및 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)을 길이 방향으로 역 이동하면서 PCR을 재수행할 수 있다.
By performing the above steps, the target sample solution is transferred from the inlet end 304 of the reaction channel 303 to the outlet end 305 of the first heater 110, PCR is performed while moving the upper corresponding portion 302 of the heater 120 in the longitudinal direction. Assuming the PCR chip 1 according to FIG. 2, the target sample solution may be obtained from the thermal block 100 in which the heater unit including the first heater 110 and the second heater 120 are repeatedly arranged 10 times 10 PCR cycles are performed while the PCR is performed at the upper portion 301 corresponding to the first heater 110 and the PCR annealing / extension is performed at the upper portion 302 corresponding to the second heater 120, Cycle. Optionally, the target sample solution may include an upper portion 301 of the first heater 110 and a second portion 302 of the second heater 310, from the end of the outlet 305 of the reaction channel 303 to the end of the inlet 304, It is possible to re-execute the PCR while moving the upper-side corresponding portion 302 of the memory 120 backward in the longitudinal direction.

도 5는 광 투과성 재질의 핵산 증폭 반응부 및 제1 히터 및 제2 히터 사이에 광원이 배치된 열 블록을 구비하는 도 2에 따른 PCR 칩, 전력 공급부, 펌프 및 광 검출부를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치를 도시한다.FIG. 5 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention including a PCR chip, a power supply, a pump, and a photodetector according to FIG. 2 having a nucleic acid amplification reaction unit of a light-transmitting material and a thermal block in which a light source is disposed between a first heater and a second heater. 1 shows a PCR device according to one embodiment.

도 5에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치는 광 투과성 재질의 핵산 증폭 반응부 및 제1 히터 및 제2 히터 사이에 광원이 배치된 열 블록을 구비하는 도 2에 따른 PCR 칩(1)(도 2에 따른 핵산 증폭 반응부를 포함할 수 있음), 전력 공급부(400), 펌프(500) 및 광 검출부(600)를 포함한다. 상기 전력 공급부(400) 및 상기 펌프(500)에 관해서는 이미 설명된 것과 같다. 5, a PCR apparatus according to an embodiment of the present invention includes a nucleic acid amplification reaction unit of a light-transmitting material and a PCR chip (FIG. 2) having a heat block in which a light source is disposed between a first heater and a second heater 1) (which may include a nucleic acid amplification reaction unit according to FIG. 2), a power supply unit 400, a pump 500, and a photodetector unit 600. The power supply unit 400 and the pump 500 are as described above.

도 5에 따른 PCR 칩(1)은 핵산 증폭 반응부(300)가 광 투과성 재질로 구현되고, 열 블록(100)의 제1 히터(110) 및 제2 히터(120) 사이에 광원(150)이 배치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 PCR 장치는 상기 광원(150)으로부터 방출되는 광을 검출하기 위한 광 검출부(600)를 더 포함한다. 따라서, 도 5에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치는 PCR 수행시 핵산 증폭 과정을 실시간(real-time)으로 측정 및 분석할 수 있다. 이 경우 상기 표적 샘플 용액은 별도의 형광 물질이 더 첨가될 수 있고, 이는 PCR 산물의 생성에 따라 특정 파장의 광에 의해 발광함으로써 측정 및 분석 가능한 광 신호를 유발하게 된다. 상기 광원(150)은 상기 제1 히터(110) 및 제2 히터(120) 사이의 이격 공간에 배치되고, 동일한 광을 방출할 수 있다. 상기 광원(150)은 상기 광원(150)으로부터 방출되는 광을 포집하는 렌즈(도시되지 않음) 및 특정 파장 대의 광을 여과하는 광 필터(도시되지 않음)와 구동가능하게 연결 배치될 수 있다. 5, the nucleic acid amplification reaction unit 300 is implemented with a light-transmitting material, and the light source 150 is disposed between the first heater 110 and the second heater 120 of the thermal block 100, Is disposed. In addition, the PCR apparatus further includes a photodetector 600 for detecting light emitted from the light source 150. Accordingly, the PCR apparatus according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 5 can measure and analyze the nucleic acid amplification process in a real-time manner during PCR. In this case, a separate fluorescent material may be added to the target sample solution, which causes an optical signal that can be measured and analyzed by emitting light with a specific wavelength depending on the generation of the PCR product. The light source 150 may be disposed in a space between the first heater 110 and the second heater 120 to emit the same light. The light source 150 may be operatively connected to a lens (not shown) for collecting light emitted from the light source 150 and an optical filter (not shown) for filtering light of a specific wavelength band.

도 5에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치에 의해 핵산 증폭 반응이 실시간(real-time)으로 측정되는 단계를 확인할 수 있다. 예를 들어, 표적 샘플 용액은 상기 반응 채널(303) 내에서 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301) 및 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)을 연이어 통과하면서 PCR 변성 단계 및 PCR 어닐링/연장 단계를 수행하는데, 이 경우 표적 샘플 용액은 상기 제1 히터(110)와 상기 제2 히터(120) 사이, 및 상기 제1 히터(110)와 상기 제2 히터(120)를 포함하는 히터 유닛 사이에서 상기 광원(150)의 상측 대응 부분을 통과하게 된다. 표적 샘플 용액이 상기 광원(150)의 상측 대응 부분을 통과할 때 유체 제어를 통해 상기 표적 샘플 용액의 유속을 느리게 하거나 잠시 정지 상태로 유지한 후 상기 광원(150)으로부터 광을 방출시키고, 상기 방출된 광은 상기 광 투명한 핵산 증폭 반응부(300), 구체적으로 상기 반응 채널(330)을 통과하고, 상기 반응 채널(330) 내의 핵산 증폭에 의해 발생하는 광 신호를 상기 광 검출부(600)가 측정 및 분석할 수 있다. 따라서, PCR 각 순환 주기가 진행되는 동안 상기 반응 채널(303) 내에서 (형광 물질이 결합된) 핵산의 증폭에 의한 반응 결과를 실시간(real-time)으로 모니터링함으로써 표적 핵산의 양을 실시간(real-time)으로 측정 및 분석할 수 있다.
Referring to FIG. 5, it can be seen that a nucleic acid amplification reaction is measured in real time by a PCR apparatus according to an embodiment of the present invention. For example, the target sample solution is passed through the reaction channel 303 in succession to the upper side corresponding portion 301 of the first heater 110 and the upper side corresponding portion 302 of the second heater 120, The target sample solution is transferred between the first heater 110 and the second heater 120 and between the first heater 110 and the second heater 120 (step < RTI ID = 0.0 > And the heater unit including the light source 150 and the heater unit. When the target sample solution passes through the upper corresponding portion of the light source 150, the flow rate of the target sample solution is slowed or temporarily held in a stopped state through fluid control, and then light is emitted from the light source 150, The light passes through the optically transparent nucleic acid amplification unit 300, specifically, the reaction channel 330, and the optical signal generated by the amplification of the nucleic acid in the reaction channel 330 is measured by the optical detection unit 600 And analysis. Therefore, by monitoring the reaction result by amplification of the nucleic acid (the fluorescent material is bound) in the reaction channel 303 in real-time during the course of each PCR cycle, the amount of the target nucleic acid can be measured in real time time can be measured and analyzed.

도 6은 광 투과성 재질의 열 블록 및 핵산 증폭 반응부를 구비하는 도 1에 따른 PCR 칩, 전력 공급부, 펌프, 광 제공부 및 광 검출부를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치를 도시한다.6 shows a PCR apparatus according to an embodiment of the present invention including a PCR chip, a power supply, a pump, an optical detector and an optical detector according to FIG. 1 having a heat block of a light transmitting material and a nucleic acid amplification reaction unit .

도 6에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치는 광 투과성 재질의 열 블록(100) 및 핵산 증폭 반응부(300)를 구비하는 도 2에 따른 PCR 칩(1)(도 2에 따른 핵산 증폭 반응부를 포함할 수 있음), 전력 공급부(400), 펌프(500), 광 제공부(700), 및 광 검출부(800)를 포함한다. 상기 전력 공급부(400) 및 상기 펌프(500)는 이미 설명된 바와 같다.6, a PCR apparatus according to an embodiment of the present invention includes a PCR chip 1 (see FIG. 2) having a heat block 100 of a light-transmitting material and a nucleic acid amplification reaction unit 300 A power supply unit 400, a pump 500, a light providing unit 700, and a photodetector unit 800. The power supply unit 400 may include a light source, The power supply 400 and the pump 500 have already been described.

도 6에 따른 PCR 칩(1)은 열 블록(100) 및 핵산 증폭 반응부(300)가 광 투과성 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 PCR 장치는 상기 PCR 칩(1)에 광을 제공하도록 배치된 광 제공부(700) 및 상기 PCR 칩(1)으로부터 방출되는 광을 수용하도록 배치된 광 검출부(800)를 더 포함한다. 따라서, 도 5에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치는 PCR 수행시 핵산 증폭 과정을 실시간(real-time)으로 측정 및 분석할 수 있다. 이 경우 상기 표적 샘플 용액은 별도의 형광 물질이 더 첨가될 수 있고, 이는 PCR 산물의 생성에 따라 특정 파장의 광에 의해 발광함으로써 측정 및 분석 가능한 광 신호를 유발하게 된다.The PCR chip 1 according to FIG. 6 is characterized in that the thermal block 100 and the nucleic acid amplification reaction unit 300 are implemented with a light-transmitting material. The PCR apparatus further includes an optical detector 700 disposed to provide light to the PCR chip 1 and a photodetector 800 arranged to receive light emitted from the PCR chip 1 . Accordingly, the PCR apparatus according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 5 can measure and analyze the nucleic acid amplification process in a real-time manner during PCR. In this case, a separate fluorescent material may be added to the target sample solution, which causes an optical signal that can be measured and analyzed by emitting light with a specific wavelength depending on the generation of the PCR product.

실시간(real-time) PCR에 있어서, PCR 산물을 실시간(real-time)으로 정확하게 모니터링하기 위해서는 상기 광 신호의 센싱 효율을 가능한 높힐 필요가 있다. 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)은 전체적으로 광 투과성을 갖기 때문에 광원으로부터 유래된 여기 광을 대부분 그대로 투과시켜 상기 광 신호의 센싱 효율을 높힐 수 있다. 그러나, 상기 여기 광의 일부는 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100) 상에서 반사되거나 또는 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)을 통과한 후 반사되어 광 신호의 노이즈(noise)로서 작용할 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)의 하부 면에 흡광 물질을 처리하여 흡광층(도시되지 않음)을 형성하여 센싱 효율을 더욱 높힐 수 있다. 상기 흡광 물질은 예를 들어, 운모(mica)일 수 있으나, 광을 흡수하는 성질을 갖는 물질이라면 제한되지 않는다. 따라서, 광원으로부터 유래된 광의 일부를 상기 흡광층이 흡수하여, 광 신호의 노이즈로 작용하는 반사 광의 발생을 최대한 억제할 수 있다. 또한, 대안적으로, 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)의 상부 면에 광 반사 방지 물질을 처리하여 광 반사 방지층(도시되지 않음)을 형성하여 센싱 효율을 더욱 높힐 수 있다. 상기 광 반사 방지 물질은 예를 들어, MgF2와 같은 불화물, SiO2, Al2O3와 같은 산화물일 수 있으나, 광 반사를 방지할 수 있는 성질을 갖는 물질이라면 제한되지 않는다. 또한, 더 바람직하게는, 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)의 하부 면에 흡광 물질을 처리하고, 동시에 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)의 상부 면에 광 반사 방지 물질을 처리하여 센싱 효율을 더욱 높힐 수 있다. 즉, 효과적인 실시간(real-time) PCR의 모니터링을 위하여 상기 노이즈 대비 광 신호 비율은 가능한 최대값을 가져야 하고, 상기 노이즈 대비 광 신호 비율은 상기 PCR 칩으로부터 여기 광의 반사율이 낮을수록 향상될 수 있다. 예를 들어, 일반적인 금속성 재질의 기존 히터들의 여기 광의 반사율은 약 20 % 내지 80 %이지만, 상기 흡광층 또는 광 반사 방지층을 포함하는 광 투과성 재질의 열 블록(100)을 사용하는 경우 광 반사율을 0.2% 내지 4% 이내로 줄일 수 있고, 상기 흡광층 및 광 반사 방지층을 포함하는 광 투과성 재질의 열 블록(100)을 사용하는 경우 광 반사율을 0.2% 이하로 줄일 수 있다.In the real-time PCR, it is necessary to increase the sensing efficiency of the optical signal as much as possible in order to accurately monitor the PCR product in real-time. Since the heat block 100 of the light transmitting material has light transmittance as a whole, most of the excitation light derived from the light source can be transmitted as it is, thereby enhancing the sensing efficiency of the optical signal. However, a part of the excitation light may be reflected on the heat block 100 of the light transmissive material or may be reflected after passing through the heat block 100 of the light transmissive material to act as noise of the optical signal. Therefore, preferably, the light absorbing material is processed on the lower surface of the heat block 100 of the light transmitting material to form a light absorbing layer (not shown), thereby further enhancing the sensing efficiency. The light absorbing substance may be, for example, mica, but is not limited as long as it is a substance having a property of absorbing light. Therefore, the light absorbing layer absorbs a part of the light derived from the light source, and the generation of the reflected light acting as noise of the optical signal can be suppressed as much as possible. Alternatively, a light reflection preventing material (not shown) may be formed on the upper surface of the heat block 100 to increase the sensing efficiency. The light reflection preventing material may be, for example, a fluoride such as MgF 2, an oxide such as SiO 2 or Al 2 O 3, but it is not limited as long as it is a material capable of preventing reflection of light. Further, more preferably, the light absorbing material is processed on the lower surface of the heat block 100 of the light transmitting material, and the light reflection preventing material is treated on the upper surface of the heat block 100 of the light transmitting material, The efficiency can be further increased. That is, in order to monitor an effective real-time PCR, the ratio of the optical signal to the noise should be as high as possible, and the ratio of the optical signal to the noise can be improved as the reflectance of excitation light from the PCR chip is low. For example, the reflectance of the excitation light of conventional heaters of a typical metallic material is about 20% to 80%, but when the heat block 100 of a light transmitting material including the light absorbing layer or the light reflection preventing layer is used, % To 4%, and when the heat block 100 made of a light transmitting material including the light absorbing layer and the light reflection preventing layer is used, the light reflectance can be reduced to 0.2% or less.

상기 광 제공부(700)는 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)에 광을 제공하기 위한 모듈이고, 상기 광 검출부(800)는 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)으로부터 방출되는 광을 수용하여 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)에서 수행되는 PCR 진행 과정을 측정하기 위한 모듈이다. 상기 광 제공부(700)로부터 광이 방출되고, 상기 방출된 광은 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1), 구체적으로 상기 반응 채널(330)을 통과하거나 반사하고, 이 경우 상기 반응 채널(330) 내의 핵산 증폭에 의해 발생하는 광 신호를 상기 광 검출부(800)가 측정 및 분석한다. 따라서, 도 5에 따른 PCR 장치에 따르면, 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)에서 상기 PCR의 각 순환 주기가 진행되는 동안 상기 반응 채널(330) 내에서 (형광 물질이 결합된) 핵산의 증폭에 의한 반응 결과를 실시간(real-time)으로 모니터링함으로써 표적 핵산의 증폭 여부 및 증폭 정도를 실시간(real-time)으로 측정 및 분석할 수 있다. 또한, 상기 광 제공부(700) 및 광 검출부(800)는 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)을 중심으로 위 또는 아래에 모두 배치되거나 각각 배치될 수 있다. 다만, 상기 광 제공부(700) 및 광 검출부(800)의 배치는 PCR 장치의 최적 구현을 위해 다른 모듈과의 배치 관계를 고려하여 다양할 수 있으며, 바람직하게는 도 5에 따라, 상기 광 제공부(700) 및 광 검출부(800)은 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)의 상부에 배치될 수 있다.The light providing part 700 is a module for providing light to the PCR chip 1 of the light transmitting material and the light detecting part 800 receives light emitted from the PCR chip 1 of the light transmitting material And measuring the progress of the PCR performed in the light-transmissive material of the PCR chip (1). Light is emitted from the light supplier 700 and the emitted light passes through or reflects the light transmitting polymer chip 1, specifically, the reaction channel 330. In this case, the reaction channel 330 The optical detecting unit 800 measures and analyzes the optical signal generated by the amplification of the nucleic acid in the optical detector 800. Therefore, according to the PCR device of FIG. 5, in the PCR chip 1 of the light-permeable material, amplification (nucleic acid conjugated with a fluorescent substance) of the nucleic acid in the reaction channel 330 during each cycle of the PCR The amplification of the target nucleic acid and the degree of amplification can be measured and analyzed in real-time by monitoring the reaction result by real-time. In addition, the optical distributor 700 and the optical detector 800 may be disposed on the top or bottom of the heat block 100, or may be disposed on the heat block 100. However, the arrangement of the optical coupler 700 and the optical detector 800 may be varied in consideration of the arrangement relationship with the other modules in order to optimally implement the PCR apparatus. Preferably, according to FIG. 5, The study 700 and the photodetector 800 may be disposed on top of the heat block 100 of the light transmissive material.

상기 광 제공부(700)는 LED(Light Emitting Diode) 광원 또는 레이저 광원, 상기 광원으로부터 방출되는 광에서 미리 결정된 파장을 갖는 광을 선택하는 제1 광 여과기, 및 상기 제1 광 여과기로부터 방출되는 광을 포집하는 제1 광 렌즈를 포함하고, 상기 광원과 상기 제1 광 여과기 사이에 빛을 퍼지게 하도록 배치된 제1 비구면 렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 광원은 광을 방출할 수 있는 모든 광원을 포함하며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, LED(Light Emitting Diode) 광원 또는 레이저 광원을 포함한다. 상기 제1 광 여과기는 다양한 파장대를 갖는 입사광 중 특정 파장의 광을 선택하여 방출하는 것으로, 미리 결정된 상기 광원에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광 여과기는 상기 광원으로부터 방출되는 광 중 500 nm 이하 파장대의 광만을 통과시킬 수 있다. 상기 제1 광 렌즈는 그 입사광을 포집하여 그 방출광의 강도를 증가시키는 역할을 수행하는 것으로, 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)을 통해 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)에 조사되는 광의 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 광 제공부은 상기 광원과 상기 제1 광 여과기 사이에 빛을 퍼지게 하도록 배치된 제1 비구면 렌즈를 더 포함한다. 상기 제1 비구면 렌즈의 배치 방향을 조정함으로써, 상기 광원으로부터 방출되는 광 범위를 확장하여 측정 가능한 영역에 도달하게 한다.The light providing unit 700 may include a light emitting diode (LED) light source or a laser light source, a first light filter for selecting light having a predetermined wavelength from the light emitted from the light source, And a first aspheric lens disposed to diffuse the light between the light source and the first optical filter. The light source includes all light sources capable of emitting light, and according to an embodiment of the present invention, includes a light emitting diode (LED) light source or a laser light source. The first optical filter selectively emits light of a specific wavelength among incident light having various wavelength ranges and may be variously selected according to the predetermined light source. For example, the first optical filter can pass only light having a wavelength of 500 nm or less among the light emitted from the light source. The first optical lens collects the incident light and increases the intensity of the emitted light. The intensity of the light emitted to the PCR chip 1 of the light transmitting material through the heat block 100 of the light- Can be increased. The light providing portion may further include a first aspherical lens disposed to spread light between the light source and the first optical filter. By adjusting the arrangement direction of the first aspherical lens, the light range emitted from the light source is expanded to reach the measurable area.

상기 광 검출부(800)는 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)으로부터 방출되는 광을 포집하는 제2 광 렌즈, 상기 제2 광 렌즈로부터 방출되는 광에서 미리 결정된 파장을 갖는 광을 선택하는 제2 광 여과기, 및 상기 제2 광 여과기로부터 방출되는 광으로부터 광 신호를 검출하는 광 분석기를 포함하고, 상기 제2 광 여과기와 상기 광 분석기 사이에 상기 제2 광 여과기로부터 방출되는 광을 집적하도록 배치된 제2 비구면 렌즈를 더 포함하며, 상기 제2 비구면 렌즈와 상기 광 분석기 사이에 상기 제2 비구면 렌즈로부터 방출되는 광의 노이즈(noise)를 제거하고 상기 제2 비구면 렌즈로부터 방출되는 광을 증폭하도록 배치된 광다이오드 집적소자(photodiode integrated circuit, PDIC)(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 광 렌즈는 그 입사광을 포집하여 그 방출광의 강도를 증가시키는 역할을 수행하는 것으로, 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)을 통해 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩으로부터 방출되는 광의 강도를 증가시켜 광 신호 검출을 용이하게 한다. 상기 제2 광 여과기는 다양한 파장대를 갖는 입사광 중 특정 파장의 광을 선택하여 방출하는 것으로, 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)을 통해 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)으로부터 방출되는 미리 결정된 광의 파장에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 광 여과기는 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100)을 통해 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)으로부터 방출되는 미리 결정된 광 중 500 nm 이하 파장대의 광만을 통과시킬 수 있다. 상기 광 분석기는 상기 제2 광 여과기로부터 방출되는 광으로부터 광 신호를 검출하는 모듈로서, 표적 샘플 용액으로부터 발현 형광된 광을 전기 신호로 전환하여 정성 및 정략적인 측정이 가능하도록 한다. 또한, 상기 광 검출부(800)는 상기 제2 광 여과기와 상기 광 분석기 사이에 상기 제2 광 여과기로부터 방출되는 광을 집적하도록 배치된 제2 비구면 렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 비구면 렌즈의 배치 방향을 조정함으로써, 상기 제2 광 여과기로부터 방출되는 광 범위를 확장하여 측정 가능한 영역에 도달하게 한다. 또한, 상기 광 검출부(800)는 상기 제2 비구면 렌즈와 상기 광 분석기 사이에 상기 제2 비구면 렌즈로부터 방출되는 광의 노이즈(noise)를 제거하고, 상기 제2 비구면 렌즈로부터 방출되는 광을 증폭하도록 배치된 광다이오드 집적소자(photodiode integrated circuit, PDIC)를 더 포함할 수 있다. 상기 광다이오드 집적소자를 사용함으로써, 상기 PCR 장치의 소형화가 더욱 가능하고, 노이즈를 최소화하여 신뢰 가능한 광 신호를 측정할 수 있다.The photodetector 800 includes a second optical lens for collecting light emitted from the light-transmissive PCR chip 1, a second optical lens for selecting light having a predetermined wavelength in the light emitted from the second optical lens, And a light analyzer for detecting an optical signal from light emitted from the second light filter, wherein the light analyzer is arranged to collect light emitted from the second light filter between the second light filter and the light analyzer Further comprising a second aspherical lens and configured to remove noise of light emitted from the second aspherical lens between the second aspherical lens and the optical analyzer and to amplify light emitted from the second aspherical lens, And may further include a photodiode integrated circuit (PDIC) (not shown). The second optical lens collects the incident light and increases the intensity of the emitted light. The intensity of light emitted from the light transmitting polymer chip is increased through the heat block 100 of the light transmitting material Thereby facilitating optical signal detection. The second optical filter selectively emits light of a specific wavelength among incident light having various wavelength ranges, and is configured to emit light of a predetermined wavelength emitted from the light-transmissive material PCR chip 1 through the light- And can be variously selected depending on the wavelength of light. For example, the second optical filter can pass only the light having a wavelength range of 500 nm or less of the predetermined light emitted from the light-transmissive material of the PCR chip 1 through the heat block 100 of the light transmitting material . The optical analyzer is a module for detecting an optical signal from light emitted from the second optical filter. The optical analyzer converts the light emitted from the target sample solution into an electrical signal to enable qualitative and quantitative measurement. The optical detector 800 may further include a second aspherical lens disposed between the second optical filter and the optical analyzer so as to collect light emitted from the second optical filter. By adjusting the arrangement direction of the second aspherical lens, the light range emitted from the second optical filter is expanded to reach the measurable area. In addition, the optical detector 800 may be arranged to remove noise of light emitted from the second aspherical lens between the second aspherical lens and the optical analyzer, and to amplify light emitted from the second aspherical lens And a photodiode integrated circuit (PDIC). By using the photodiode integrated device, it is possible to miniaturize the PCR apparatus further, to minimize noise and to measure a reliable optical signal.

상기 PCR 장치는 상기 광 제공부(700)로부터 방출된 광이 광 검출부(800)까지 도달할 수 있도록 광의 진행 방향을 조절하고, 미리 결정된 파장을 갖는 광을 분리하기 위한 하나 이상의 이색성 필터(750a, 750b)를 더 포함한다. 상기 이색성 필터(dichroic filter)(750a, 750b)는 광을 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 선택적으로 조절된 각도로 반사시키는 모듈이다. 도 5에 따르면, 이색성 필터(750a)는 광 제공부(700)으로부터 방출되는 광의 광축에 대하여 약 45도 각도로 경사지게 배치되고, 상기 광을 그 파장에 따라 선택적으로 단파장 성분을 투과시키고 장파장 성분을 직각으로 반사시켜 상기 광 투과성 재질의 열 블록(100) 상에 배치된 상기 광 투과성 재질의 PCR 칩(1)에 도달하게 한다. 또한, 이색성 필터(750b)는 상기 PCR 칩(1) 및 광 투과성 재질의 열 블록(100)으로부터 반사된 광의 광축에 대하여 약 45도 각도로 경사지게 배치되고, 상기 광을 그 파장에 따라 선택적으로 단파장 성분을 투과시키고 장파장 성분을 직각으로 반사시켜 상기 광 검출부(800)에 도달하게 한다. 상기 광 검출부(800)에 도달한 광은 광 분석기에서 전기 신호로 전환되어 핵산 증폭 여부 및 증폭 정도를 나타내게 된다.The PCR apparatus further includes at least one dichroic filter 750a for separating light having a predetermined wavelength and controlling the traveling direction of the light so that the light emitted from the optical distributor 700 can reach the optical detector 800 , And 750b. The dichroic filters 750a and 750b are modules that selectively transmit or selectively reflect light according to wavelengths. 5, the dichroic filter 750a is disposed at an angle of about 45 degrees with respect to the optical axis of the light emitted from the light supplier 700, and selectively transmits the short wavelength component according to the wavelength of the light, To reach the PCR chip 1 of the light transmissive material disposed on the heat block 100 of the light transmitting material. The dichroic filter 750b is disposed at an angle of about 45 degrees with respect to the optical axis of the light reflected from the PCR chip 1 and the heat block 100 made of a light transmissive material, Transmit a short wavelength component and reflect the long wavelength component at a right angle to reach the optical detector 800. The light reaching the photodetector 800 is converted into an electrical signal by the optical analyzer to indicate the amplification and amplification of the nucleic acid.

도 6에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 장치에 의해 핵산 증폭 반응이 실시간(real-time)으로 측정되는 단계를 확인할 수 있다. 예를 들어, 표적 샘플 용액은 상기 반응 채널(303) 내에서 상기 제1 히터(110)의 상측 대응 부분(301) 및 상기 제2 히터(120)의 상측 대응 부분(302)을 연이어 통과하면서 PCR 변성 단계 및 PCR 어닐링/연장 단계를 수행한다. 이 경우 표적 샘플 용액이 상기 반응 채널(303) 내의 임의의 위치를 통과할 때 유체 제어를 통해 상기 표적 샘플 용액의 유속을 느리게 하거나 잠시 정지 상태로 유지한 후 상기 광 제공부(700)로부터 상기 반응 채널(303) 내의 임의의 위치에 광을 제공하고, 상기 반응 채널(303) 내에서 표적 핵산의 증폭 반응에 의해 방출되는 광을 상기 광 검출부(800)가 수용하여 광 신호를 측정 및 분석할 수 있다. 도 6에 따르면, 상기 광 제공부(700) 및 상기 광 검출부(800)는 한 쌍으로 배치되어 있지만, 상기 반응 채널(303) 내의 임의의 위치에서 발생하는 복수의 광 신호를 측정 및 분석하기 위하여 적절한 위치에 여러 쌍으로 배치될 수 있다. 따라서, PCR 각 순환 주기가 진행되는 동안 상기 반응 채널(303) 내에서 (형광 물질이 결합된) 핵산의 증폭에 의한 반응 결과를 실시간(real-time)으로 모니터링함으로써 표적 핵산의 양을 실시간(real-time)으로 측정 및 분석할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be confirmed that the nucleic acid amplification reaction is measured in real-time by the PCR apparatus according to an embodiment of the present invention. For example, the target sample solution is passed through the reaction channel 303 in succession to the upper side corresponding portion 301 of the first heater 110 and the upper side corresponding portion 302 of the second heater 120, Denaturation step and PCR annealing / extension step. In this case, when the target sample solution passes through an arbitrary position in the reaction channel 303, the flow rate of the target sample solution is slowed or temporarily held in a stopped state through fluid control, The optical detector 800 can receive light emitted from the amplification reaction of the target nucleic acid in the reaction channel 303 and can measure and analyze the optical signal have. 6, in order to measure and analyze a plurality of optical signals generated at an arbitrary position in the reaction channel 303, the optical detector 700 and the optical detector 800 are disposed in pairs, They can be placed in multiple pairs at appropriate locations. Therefore, by monitoring the reaction result by amplification of the nucleic acid (the fluorescent material is bound) in the reaction channel 303 in real-time during the course of each PCR cycle, the amount of the target nucleic acid can be measured in real time time can be measured and analyzed.

Claims (15)

1 이상의 히터를 구비하여 PCR(Polymerase Chain Reaction) 수행을 위한 변성 단계, 어닐링 단계 및 연장 단계 중 어느 하나의 단계를 수행하기 위한 온도를 유지하는 히터 군, 상기 히터 군을 2 이상 구비하고 상기 2 이상의 히터 군은 상호 열 교환이 일어나지 않도록 이격 배치된 히터 유닛이 2 이상 반복 배치된 열 블록 ― 상기 2 이상의 히터 유닛 각각에서 상기 PCR 수행을 위한 변성 단계, 어닐링 단계 및 연장 단계를 포함하는 1 순환이 완료됨 ―;
상기 열 블록에 구비된 히터들에 전력을 공급하도록 연결된 전극을 구비하는 전극부; 및
상기 열 블록과 열 교환이 가능하도록 상기 열 블록 상에 배치되고, 상기 열 블록에 구비된 히터들의 상측 대응 부분들을 길이 방향으로 통과하도록 연장 배치된 1 이상의 반응 채널을 구비하는 핵산 증폭 반응부;
를 포함하고,
상기 핵산 증폭 반응부는, 상기 2 이상의 히터 유닛을 포함하는 상기 열 블록 상에 배치되는 제1 판, 상기 제1 판 상에 배치되고 상기 1 이상의 반응 채널을 구비하는 제2 판, 및 상기 제2 판 상에 배치되고 상기 1 이상의 반응 채널의 양 말단에 각각 유입부 및 유출부를 구비하는 제3 판을 포함하며,
상기 1 이상의 반응 채널 내에서 상기 유입부로부터 상기 유출부 방향으로 미리 결정된 PCR 순환 주기의 절반을 반복 실행하고, 그 후에 상기 유출부로부터 상기 유입부 방향으로 상기 미리 결정된 PCR 순환 주기의 절반을 반복 실행함으로써, 상기 열 블록에서 반복 배치되는 상기 히터 유닛의 개수를 상기 미리 결정된 PCR 순환 주기의 절반으로 구현할 수 있는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.A heater group having one or more heaters for maintaining a temperature for performing any one of a denaturation step, an annealing step and an extension step for performing PCR (Polymerase Chain Reaction); and a heater group having at least two heater groups, The heater group is a heat block in which two or more heater units are repeatedly arranged so that mutual heat exchange does not occur; a one cycle including a denaturation step, an annealing step and an extension step for performing the PCR in each of the two or more heater units is completed -;
An electrode unit having an electrode connected to supply electric power to the heaters provided in the column block; And
A nucleic acid amplification reaction unit disposed on the thermal block to allow heat exchange with the thermal block and having at least one reaction channel extending in a longitudinal direction to correspond to upper portions of the heaters provided in the thermal block;
Lt; / RTI >
The nucleic acid amplification reaction unit may include a first plate disposed on the column block including the at least two heater units, a second plate disposed on the first plate and having the at least one reaction channel, And a third plate disposed on both ends of said at least one reaction channel and having an inlet and an outlet respectively,
Repeating a half of a predetermined PCR cycle period from the inlet to the outlet within the at least one reaction channel and then repeating the half of the predetermined PCR cycle from the outlet to the inlet The number of the heater units repeatedly arranged in the thermal block can be reduced to half of the predetermined PCR cycle period,
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 제 1 항에 있어서,
상기 열 블록은 2개 내지 4개의 히터 군을 구비하는 것을 특징으로 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.The method according to claim 1,
Characterized in that the thermal block comprises two to four heater groups.
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 제 1 항에 있어서,
상기 열 블록은 2개의 히터 군을 구비하고, 상기 제1 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 어닐링/연장 단계 온도를 유지하거나, 또는 상기 제1 히터 군은 PCR 어닐링/연장 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.The method according to claim 1,
Wherein the thermal block comprises two heater groups, wherein the first heater group maintains the PCR denaturation temperature and the second heater group maintains the PCR annealing / extension temperature, or the first heater group is PCR annealed / ≪ / RTI > extension step temperature and the second heater group maintains the PCR denaturation step temperature.
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 제 1 항에 있어서,
상기 열 블록은 3개의 히터 군을 구비하고, 상기 제1 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 어닐링 단계 온도를 유지하고 상기 제3 히터 군은 PCR 연장 단계 온도를 유지하거나, 또는 상기 제1 히터 군은 PCR 어닐링 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 연장 단계 온도를 유지하고 상기 제3 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하거나, 또는 상기 제1 히터 군은 PCR 연장 단계 온도를 유지하고 상기 제2 히터 군은 PCR 변성 단계 온도를 유지하고 상기 제3 히터 군은 PCR 어닐링 단계 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.The method according to claim 1,
Wherein the thermal block includes three heater groups, wherein the first heater group maintains the PCR denaturation temperature, the second heater group maintains the PCR annealing temperature, and the third heater group maintains the PCR extension temperature Or the first heater group maintains the PCR annealing step temperature, the second heater group maintains the PCR extension step temperature, the third heater group maintains the PCR denaturation step temperature, or the first heater group Characterized in that the PCR extension step temperature is maintained and the second heater group maintains the PCR denaturation step temperature and the third heater group maintains the PCR annealing step temperature.
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 1 이상의 반응 채널은 상기 히터 유닛 중 최선 배치된 히터의 상측 대응 부분과 최후 배치된 히터의 상측 대응 부분을 직선 길이 방향으로 통과하도록 연장 배치되는 것을 특징으로 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.The method according to claim 1,
Characterized in that the at least one reaction channel is extended so as to pass in a straight-line direction the upper-side corresponding portion of the heater arranged at the best of the heater units and the upper-
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 판 및 제3 판은 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane, PDMS), 사이클로올레핀코폴리머(cycle olefin copolymer, COC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetharcylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리프로필렌카보네이트(polypropylene carbonate, PPC), 폴리에테르설폰(polyether sulfone, PES), 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 및 그의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는 재질을 포함하고, 상기 제2 판은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 코폴리머(cycloolefin copolymer, COC), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether, PPE), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리테트라프로오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate, PBT), 불소화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylenepropylene, FEP), 퍼플로로알콕시알칸(perfluoralkoxyalkane, PFA), 및 그의 조합물로 구성된 군으로부터 선택되는 열 가소성 수지 또는 열 경화성 수지 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.The method according to claim 1,
The first and third plates may be formed of a material selected from the group consisting of polydimethylsiloxane (PDMS), cycle olefin copolymer (COC), polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC) A material selected from the group consisting of polypropylene carbonate (PPC), polyether sulfone (PES), and polyethylene terephthalate (PET), and combinations thereof, (PMMA), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC), polyamide (PA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyphenylene ether (PPE), polystyrene (PS), polyoxymethylene (POM), polyether ether ketone etherketone, PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylchloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polybutyleneterephthalate (PBT), fluorinated ethylene Characterized in that it comprises a thermoplastic resin or a thermosetting resin material selected from the group consisting of fluorinated ethylenepropylene (FEP), perfluoralkoxyalkane (PFA), and combinations thereof.
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 제 1 항에 있어서,
상기 핵산 증폭 반응부는 광 투과성 재질인 것을 특징으로 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.The method according to claim 1,
Wherein the nucleic acid amplification reaction unit is a light-transmitting material.
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 제 1 항에 있어서,
상기 열 블록 및 상기 핵산 증폭 반응부는 광 투과성 재질인 것을 특징을 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.The method according to claim 1,
Wherein the heat block and the nucleic acid amplification reaction unit are light-
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 제 10 항에 있어서,
상기 열 블록에 구비된 히터는 광 투과성 발열 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.11. The method of claim 10,
Wherein the heater provided in the thermal block includes a light-transmitting heat generating element.
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 제 11 항에 있어서,
상기 광 투과성 발열 소자는 산화물 반도체 물질 또는 상기 산화물 반도체 물질에 In, Sb, Al, Ga, C 및 Sn로 구성된 군으로부터 선택된 불순물이 첨가된 물질을 포함하는 도전성 나노 입자, 인듐 주석 산화물, 전도성 고분자 물질, 탄소 나노 튜브, 및 그래핀(graphene)이 포함된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
표적 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 PCR 칩.12. The method of claim 11,
Wherein the light-transmitting heat generating element comprises an oxide semiconductor material or a conductive nanoparticle including a substance to which an impurity selected from the group consisting of In, Sb, Al, Ga, C and Sn is added to the oxide semiconductor material, indium tin oxide, , A carbon nanotube, and a graphene.
A PCR chip for performing a nucleic acid amplification reaction of a target sample. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항, 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 PCR 칩;
상기 PCR 칩의 전극부에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부; 및
상기 1 이상의 반응 채널 내에서 유동하는 유체의 유량 및 유속을 제어하기 위해 양압 또는 음압을 제공하도록 배치된 펌프;
를 포함하는,
PCR 장치.A PCR chip according to any one of claims 1 to 4, 6, 8 to 12;
A power supply unit for supplying power to the electrode unit of the PCR chip; And
A pump arranged to provide positive or negative pressure to control the flow rate and flow rate of fluid flowing in the at least one reaction channel;
/ RTI >
PCR device. 제 9 항에 따른 것으로서, 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터 사이에 광원이 배치된 것인 PCR 칩;
상기 PCR 칩의 전극부에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부;
상기 1 이상의 반응 채널 내에서 유동하는 유체의 유량 및 유속을 제어하기 위해 양압 또는 음압을 제공하도록 배치된 펌프; 및
상기 광원으로부터 방출되는 광을 검출하기 위한 광 검출부;
를 포함하는,
PCR 장치.A PCR chip according to claim 9, wherein a light source is disposed between the first heater and the second heater;
A power supply unit for supplying power to the electrode unit of the PCR chip;
A pump arranged to provide positive or negative pressure to control the flow rate and flow rate of fluid flowing in the at least one reaction channel; And
A light detecting unit for detecting light emitted from the light source;
/ RTI >
PCR device. 제 10 항에 따른 PCR 칩;
상기 PCR 칩의 전극부에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부;
상기 1 이상의 반응 채널 내에서 유동하는 유체의 유량 및 유속을 제어하기 위해 양압 또는 음압을 제공하도록 배치된 펌프;
상기 PCR 칩에 광을 제공하도록 배치된 광 제공부; 및
상기 PCR 칩으로부터 방출되는 광을 수용하도록 배치된 광 검출부;
를 포함하는,
PCR 장치.A PCR chip according to claim 10;
A power supply unit for supplying power to the electrode unit of the PCR chip;
A pump arranged to provide positive or negative pressure to control the flow rate and flow rate of fluid flowing in the at least one reaction channel;
An optical supplier arranged to provide light to the PCR chip; And
A photodetector arranged to receive light emitted from the PCR chip;
/ RTI >
PCR device.
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