KR102258937B1 - Apparatus for extracting nucleic acid and drive control method of the apparatus - Google Patents
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Abstract
본 기재의 핵산 추출 장치는, 복수의 웰을 구비한 카트리지가 수용되도록 제1 방향으로 연장된 수용 슬롯을 포함하고 제2 방향으로 미끄럼 구동될 수 있는 카트리지 수용부, 상기 카트리지 수용부의 상부에서 상기 제1 방향으로 미끄럼 구동될 수 있으며, 길이방향으로 세워져 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 미끄럼 구동될 수 있는 마그넷 로드와 상기 마그넷 로드에 대응하는 하부에 상기 마그넷 로드를 수용할 수 있는 내부 공간을 가지며 상기 제3 방향으로 미끄럼 구동될 수 있는 교반 로드를 포함하는 추출 작용부, 상기 마그넷 로드와 교반 로드에 서로 독립적으로 상기 제3 방향으로의 구동력을 제공하는 구동부, 및 상기 구동부와 신호적으로 연결되어 상기 마그넷 로드와 교반 로드의 승강 움직임을 제어하고, 상기 교반 로드의 구동에 따른 부하의 변화를 감지하여 상기 교반 로드의 제3 방향으로의 높이의 기준을 조정할 수 있는 제어부를 포함한다.The nucleic acid extracting apparatus of the present disclosure includes a cartridge receiving part that includes a receiving slot extending in a first direction to accommodate a cartridge having a plurality of wells and can be slidably driven in a second direction, and the cartridge receiving part is located above the cartridge receiving part. A magnet rod that can be slidably driven in one direction and can be slidably driven in a third direction perpendicular to the first and second directions by standing in the longitudinal direction and the magnet rod in a lower portion corresponding to the magnet rod. An extraction acting portion including a stirring rod having an internal space capable of being slidably driven in the third direction, a driving unit providing a driving force in the third direction independently of each other to the magnet rod and the stirring rod, and the driving unit A control unit that is signally connected to and controls the lifting movement of the magnet rod and the stirring rod, and detects a change in the load according to the driving of the stirring rod to adjust the standard of the height in the third direction of the stirring rod. include
Description
본 발명은 핵산 추출 장치 및 이의 구동 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핵산 추출에 사용되는 카트리지가 장착되는 장치를 소형화하여 이동 가능하게 구성함으로써 현장에서 즉시 핵산을 추출할 수 있는 핵산 추출 장치와 이의 구동 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nucleic acid extraction apparatus and a driving control method thereof, and more particularly, to a nucleic acid extraction apparatus capable of immediately extracting nucleic acids in the field by miniaturizing and moving a device on which a cartridge used for nucleic acid extraction is mounted, and It relates to a driving control method thereof.
최근 마그넷 비드(Magnetic Beads)를 바이오 분야에 적용한 연구가 많이 시도되고 있는데, 이러한 연구는 DNA나 RNA와 같은 핵산 및 단백질 정제에서부터 질병의 관찰을 위해 이용되고 있으며, 질병의 직접적인 치료를 위해 이용되고 있기도 하다.Recently, many studies of applying magnetic beads to the bio field have been attempted. These studies are being used for the observation of diseases from purification of nucleic acids and proteins such as DNA or RNA, and are also used for direct treatment of diseases. Do.
마그넷 비드를 이용하여 핵산을 추출하는 장치는, 카오트로픽 염(chaotropic salt)을 이용하여 표면에 실리카(silica)가 코팅된 마그넷 비드에 핵산이 부착되게 한 후에 외부 자기장을 이용하여 핵산이 부착된 마그넷 비드를 원하는 위치로 이동하거나 정제하고 마그넷 비드로부터 핵산을 분리함으로써 핵산을 추출한다.An apparatus for extracting nucleic acids using a magnet bead uses a chaotropic salt to attach the nucleic acid to a magnet bead coated with silica on the surface, and then uses an external magnetic field to attach the nucleic acid to the magnet. The nucleic acid is extracted by moving the bead to a desired location or purifying it and isolating the nucleic acid from the magnetic bead.
이러한 핵산 추출 장치는 마그넷 비드에 핵산을 부착하고 분리하기 위한 마그넷 로드, 교반 로드, 카트리지를 포함하는데, 추출하고자 하는 핵산이 포함된 핵산 샘플이나 마그넷 비드는 카트리지에 구비된 복수 개의 웰에 수용된다. 핵산은 핵산 샘플에 물리적, 화학적 작용을 가하여 추출할 수 있는데, 핵산 샘플에서 추출된 핵산을 자성을 갖는 마그넷 비드에 핵산이 부착되는 성질을 이용하여 이동 및 세척함으로써 정제된 핵산을 채집할 수 있게 된다.The nucleic acid extraction apparatus includes a magnet rod, a stirring rod, and a cartridge for attaching and separating nucleic acids to and from magnet beads, and a nucleic acid sample or magnet bead containing a nucleic acid to be extracted is accommodated in a plurality of wells provided in the cartridge. Nucleic acid can be extracted by applying physical and chemical action to a nucleic acid sample. Purified nucleic acid can be collected by moving and washing the extracted nucleic acid from the nucleic acid sample using the property of attaching the nucleic acid to a magnetic bead. .
마그넷 비드를 이용하여 핵산을 추출하는 장치의 크기는 장치에 장착 되는 카트리지의 크기에 크게 영향을 받는다. 한번에 대량의 핵산을 추출하기 위하여 카트리지를 다단으로 구성하게 되면 이러한 카트리지를 장착하는 추출장치의 크 기도 대형화 될 수 밖에 없다. 하지만, 구제역이나 조류독감과 같은 질병이 발발한 지역에서 즉각적인 조사가 필요한 상황에는 현장에서 즉시 핵산 분석이 이루어질 수 있도록 이동이 용이한 소형화된 장치가 요구된다.The size of a device for extracting nucleic acids using a magnet bead is greatly affected by the size of a cartridge installed in the device. If the cartridge is configured in multiple stages to extract a large amount of nucleic acid at once, the size of the extraction device equipped with such a cartridge is inevitably enlarged. However, in situations where an immediate investigation is required in an area where diseases such as foot-and-mouth disease or bird flu have occurred, a compact device that is easy to move is required so that nucleic acid analysis can be performed immediately on the spot.
또한 핵산 추출 장치에서 교반 작용을 담당하는 교반 로드는 높은 진동수로 상하 왕복운동을 반복하는 과정에서 기준 위치가 최초 설정 시와 달라지는 경우가 있다. 이를 수동적으로 바로잡기 위해서는 장치의 외부에서 별도의 수단을 마련하여 보정 또는 재설정하는 방법이 있으나, 이는 전문적인 인력이 추가적으로 필요하고 시간이 오래 걸리므로 작업이 번거로워지는 문제가 있다.In addition, the reference position of the stirring rod responsible for the stirring action in the nucleic acid extraction device may be different from the initial setting in the process of repeating up and down reciprocating motion at high frequency. In order to manually correct this, there is a method of correcting or resetting by providing a separate means outside the device, but this requires additional professional personnel and takes a long time, so the operation becomes cumbersome.
따라서 장치를 소형화하기 위하여 이를 구성하는 부품을 보다 컴팩트하게 구성하여 작동될 수 있는 구조가 요구되며, 또한 장치의 작동이 반복되면서 발생되는 기준 위치의 편차를 쉽게 보정 또는 재설정할 수 있는 수단이 필요하다.Therefore, in order to miniaturize the device, a structure that can be operated by composing the components constituting the device more compactly is required, and a means for easily correcting or resetting the deviation of the reference position that occurs while the operation of the device is repeated is required. .
본 발명의 일 측면은 소형화된 장치 내의 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 구성품을 결속하고 구동시킬 수 있는 핵산 추출 장치를 제공하고자 한다.One aspect of the present invention is to provide a nucleic acid extraction device capable of binding and driving components so that the space in the miniaturized device can be efficiently utilized.
본 발명의 다른 일 측면은 작동이 반복되면서 발생할 수 있는 기준 위치의 편차를 쉽게 자동으로 보정하여 재설정할 수 있는 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법을 제공하고자 한다.Another aspect of the present invention is to provide a method for controlling the operation of a nucleic acid extraction apparatus that can easily and automatically correct and reset a deviation of a reference position that may occur while the operation is repeated.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and may be variously expanded within the scope of the technical idea included in the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치는, 복수의 웰을 구비한 카트리지가 수용되도록 제1 방향으로 연장된 수용 슬롯을 포함하고 제2 방향으로 미끄럼 구동될 수 있는 카트리지 수용부, 상기 카트리지 수용부의 상부에서 상기 제1 방향으로 미끄럼 구동될 수 있으며, 길이방향으로 세워져 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 미끄럼 구동될 수 있는 마그넷 로드와 상기 마그넷 로드에 대응하는 하부에 상기 마그넷 로드를 수용할 수 있는 내부 공간을 가지며 상기 제3 방향으로 미끄럼 구동될 수 있는 교반 로드를 포함하는 추출 작용부, 상기 마그넷 로드와 교반 로드에 서로 독립적으로 상기 제3 방향으로의 구동력을 제공하는 구동부, 및 상기 구동부와 신호적으로 연결되어 상기 마그넷 로드와 교반 로드의 승강 움직임을 제어하고, 상기 교반 로드의 구동에 따른 부하의 변화를 감지하여 상기 교반 로드의 제3 방향으로의 높이의 기준을 조정할 수 있는 제어부를 포함한다.Nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention, a cartridge receiving unit that includes a receiving slot extending in a first direction to accommodate a cartridge having a plurality of wells and can be slidably driven in a second direction, the cartridge receiving unit A magnet rod that can be slidably driven in the first direction from an upper portion of the unit, and which can be slidably driven in a third direction perpendicular to the first and second directions by being erected in the longitudinal direction, and a lower portion corresponding to the magnet rod. An extraction action part having an inner space capable of accommodating the magnet rod and including a stirring rod that can be slidably driven in the third direction, providing a driving force in the third direction to the magnet rod and the stirring rod independently of each other The driving unit and the driving unit are signally connected to control the lifting and lowering movements of the magnet rod and the stirring rod, and by detecting a change in the load according to the driving of the stirring rod, the reference of the height of the stirring rod in the third direction It includes an adjustable control unit.
상기 제어부는 상기 구동부를 제어하여, 상기 교반 로드를 하강시켜 미리 설정된 기준 바닥면에 접촉시키고, 상기 기준 바닥면 접촉 후에도 상기 교반 로드를 하방으로 더 구동시키며, 상기 기준 바닥면 접촉 전의 일반 구동시 부하 값보다 미리 설정된 범위만큼 더 부가된 초과 부하가 감지되면 상기 교반 로드의 구동을 멈추고, 상기 교반 로드를 상승시키며 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점에서의 제3 방향 높이를 기준으로 영점을 설정할 수 있다.The control unit controls the driving unit to lower the stirring rod to contact a preset reference floor surface, further drive the stirring rod downward even after contacting the reference floor surface, and load during normal driving before contacting the reference floor surface When an excess load added by a preset range more than the value is detected, the driving of the stirring rod is stopped, the stirring rod is raised, and a zero point is set based on the height in the third direction at the time when the normal driving load value is reached again. can
상기 미리 설정된 기준 바닥면은 상기 카트리지의 내부 바닥면 또는 상기 수용 슬롯의 내부 바닥면일 수 있다.The preset reference bottom surface may be an inner bottom surface of the cartridge or an inner bottom surface of the receiving slot.
상기 더 부가된 초과 부하는 상기 일반 구동시 부하 값보다 20 내지 100%의 범위에 속하는 값만큼 더 부가된 것일 수 있다.The additionally added excess load may be further added by a value in the range of 20 to 100% of the load value during normal driving.
상기 제어부는 상기 설정된 영점을 기준으로 상기 교반 로드의 상기 제3 방향으로의 구동 범위를 재설정할 수 있다.The control unit may reset the driving range in the third direction of the stirring rod based on the set zero point.
상기 제어부는, 상기 하강하는 교반 로드가 기준 바닥면에 접촉한 최초 시점과 상승하는 교반 로드에 의해 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점을 비교하여 미리 설정된 오차를 넘는 경우 경고신호로 알려줄 수 있다.The control unit compares the initial point in time at which the descending stirring rod contacts the reference floor surface and the time at which the normal driving load value is reached again by the rising stirring rod, and when a preset error is exceeded, a warning signal may be used. .
상기 구동부는 상기 마그넷 로드의 승강 움직임을 제어하는 마그넷 로드 구동부와 상기 교반 로드의 승강 움직임을 제어하는 교반 로드 구동부를 포함하고, 상기 마그넷 로드 구동부와 교반 로드 구동부 각각은, 회전 구동력을 발생시키는 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터에 동력 전달부를 통해 연결되면서 회전 동력을 전달받아 상기 마그넷 로드 또는 상기 교반 로드에 직선 왕복 구동력을 제공하는 엑추에이터를 포함하며, 상기 스테핑 모터와 상기 엑추에이터는 상기 동력 전달부를 기준으로 서로 같은 쪽에 위치하도록 구성될 수 있다.The driving unit includes a magnet rod driving unit for controlling the lifting movement of the magnet rod and a stirring rod driving unit for controlling the lifting movement of the stirring rod, each of the magnet rod driving unit and the stirring rod driving unit is a stepping motor for generating a rotational driving force and an actuator connected to the stepping motor through a power transmission unit and receiving rotational power to provide a linear reciprocating driving force to the magnet rod or the stirring rod, wherein the stepping motor and the actuator are the same as each other based on the power transmission unit It may be configured to be located on the side.
상기 스테핑 모터와 상기 엑추에이터는 상기 동력 전달부를 기준으로 하부에 위치하도록 구성될 수 있다.The stepping motor and the actuator may be configured to be positioned below the power transmission unit.
상기 동력 전달부는 상기 스테핑 모터와 상기 엑추에이터의 구동축에 각각 장착되는 풀리들과 상기 풀리들을 연결하는 타이밍 벨트를 포함할 수 있다.The power transmission unit may include pulleys respectively mounted on drive shafts of the stepping motor and the actuator, and a timing belt connecting the pulleys.
상기 스테핑 모터의 풀리 직경과 상기 엑추에이터의 풀리 직경의 비는 1:2~3이 될 수 있다.A ratio of a diameter of a pulley of the stepping motor to a diameter of a pulley of the actuator may be 1:2 to 3.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법은, 교반 로드를 하강시켜 미리 설정된 기준 바닥면에 접촉시키는 단계, 상기 기준 바닥면 접촉 후에도 상기 교반 로드를 하방으로 더 구동시키는 단계, 상기 기준 바닥면 접촉 전의 일반 구동시 부하 값보다 미리 설정된 범위만큼 더 부가된 초과 부하가 감지되면 상기 교반 로드의 구동을 멈추는 단계, 및 상기 교반 로드를 상승시키며 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점에서의 제3 방향 높이를 기준으로 영점을 설정하는 단계를 포함한다.The driving control method of the nucleic acid extraction apparatus according to another embodiment of the present invention comprises the steps of lowering the stirring rod to contact a preset reference bottom surface, further driving the stirring rod downward even after contacting the reference bottom surface; Stopping the driving of the stirring rod when an excess load added by a preset range more than the load value during normal driving before contacting the reference floor is sensed, and raising the stirring rod and reaching the load value during normal operation again and setting a zero point based on the height in the third direction.
상기 더 부가된 초과 부하는 상기 일반 구동시 부하 값보다 20 내지 100%의 범위에 속하는 값만큼 더 부가된 것일 수 있다.The additionally added excess load may be further added by a value in the range of 20 to 100% of the load value during normal driving.
상기 설정된 영점을 기준으로 상기 교반 로드의 구동 범위를 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include resetting the driving range of the stirring rod based on the set zero point.
상기 하강하는 교반 로드가 기준 바닥면에 접촉한 최초 시점과 상승하는 교반 로드에 의해 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점을 비교하여 미리 설정된 오차를 넘는 경우 경고신호로 알려주는 단계를 더 포함할 수 있다.Comparing the initial point of contact of the descending stirring rod with the reference floor surface and the time of re-arriving the load value during normal driving by the rising stirring rod, the method further comprising the step of notifying a warning signal when a preset error is exceeded can
상기 핵산 추출 장치는 복수의 웰을 구비한 카트리지가 수용될 수 있는 수용 슬롯을 포함하고, 상기 미리 설정된 기준 바닥면에 접촉시키는 단계는, 상기 카트리지의 내부 바닥면 또는 상기 수용 슬롯의 내부 바닥면을 기준 바닥면으로 접촉시키는 것을 포함할 수 있다.The nucleic acid extraction device includes a receiving slot in which a cartridge having a plurality of wells can be accommodated, and the step of contacting the preset reference bottom surface includes the inner bottom surface of the cartridge or the inner bottom surface of the accommodation slot. It may include contacting the reference floor surface.
상기 핵산 추출 장치는 상기 교반 로드의 승강 움직임을 제어하는 교반 로드 구동부를 포함하고, 상기 교반 로드 구동부는, 회전 구동력을 발생시키는 스테핑 모터와 상기 회전 동력을 전달받아 상기 교반 로드에 왕복 직선 구동력을 제공하는 엑추에이터를 포함하며, 상기 교반 로드를 구동시키거나 구동을 멈추는 단계는 상기 스테핑 모터를 구동시키거나 멈추는 것을 포함할 수 있다.The nucleic acid extracting device includes a stirring rod driving unit for controlling the lifting movement of the stirring rod, and the stirring rod driving unit receives the stepping motor and the rotational power for generating a rotational driving force to provide a reciprocating linear driving force to the stirring rod and an actuator to do, and the step of driving or stopping the driving of the stirring rod may include driving or stopping the stepping motor.
본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치에 의하면, 구성품의 결속을 콤팩트하게 구성하여 구동할 수 있는 디자인을 적용함으로써 장치 내의 공간을 효율적으로 활용하여 소형화 할 수 있으며, 이러한 장치를 현장으로 이동시켜 현장에서 즉시 핵산을 추출하는 게 가능하도록 할 수 있다.According to the nucleic acid extraction device according to an embodiment of the present invention, by applying a design that can be driven by compactly configuring the binding of components, it is possible to efficiently utilize the space in the device to make it compact, and to move the device to the field. It may make it possible to extract nucleic acids immediately in situ.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법에 의하면, 작동이 반복되면서 발생할 수 있는 기준 위치의 편차를 쉽게 자동으로 보정하여 재설정할 수 있는 효과가 있다.According to the driving control method of the nucleic acid extraction apparatus according to another embodiment of the present invention, there is an effect that can be easily and automatically corrected and reset the deviation of the reference position that may occur while the operation is repeated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치에 장착될 수 있는 카트리지를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치의 마그넷 로드가 승강하는 모습을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 후면에서 도시한 배면도로서, 모터와 동력 전달부의 결합형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치의 제어부와 이에 연결되는 구동부를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치에서 z축 위치 보정시 교반 로드 구동부를 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치에서 z축 위치 보정시 교반 로드 구동부의 스테핑 모터를 구동함에 따른 부하 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치가 하우징에 수용된 상태를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a cartridge that can be mounted in the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view showing a nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a state in which the magnet rod of the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention is lifted.
5 is a rear view showing the nucleic acid extracting apparatus according to an embodiment of the present invention from the rear, showing the coupling form of the motor and the power transmission unit.
6 is a block diagram illustrating a control unit and a driving unit connected thereto of a nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of controlling the stirring rod driving unit when correcting the z-axis position in the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating a load change according to driving the stepping motor of the stirring rod driving unit when the z-axis position is corrected in the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a perspective view illustrating a state in which the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention is accommodated in the housing.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a person skilled in the art to which the present invention pertains will be described in detail so that it can be easily implemented. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.
DNA와 RNA와 같은 핵산은 유전정보를 발현하여 단백질분자를 합성하는데 중요한 역할을 하기 때문에 핵산의 효과적인 추출에 대한 필요성이 강조되고 있다. 이에 따라 핵산의 효과적인 추출 방법으로 마그넷 비드(Magnetic Beads)를 바이오 분야에 적용한 연구가 많이 시도되고 있다.Since nucleic acids such as DNA and RNA play an important role in synthesizing protein molecules by expressing genetic information, the need for effective extraction of nucleic acids is emphasized. Accordingly, many studies have been attempted to apply magnetic beads to the bio field as an effective method for extracting nucleic acids.
마그넷 비드를 이용한 핵산 추출은 카오트로픽 염(chaotropic salt)을 이용하여 표면에 실리카(silica)가 코팅된 마그넷 비드에 핵산이 부착되게 한 후에 외부 자기장으로 핵산이 부착된 마그넷 비드를 원하는 위치로 이동하거나 정제하고 마그넷 비드에서 핵산을 분리함으로써 이루어진다.Nucleic acid extraction using a magnet bead is carried out by using a chaotropic salt to attach a nucleic acid to a magnet bead coated with silica on the surface, and then move the magnet bead to which the nucleic acid is attached to a desired position with an external magnetic field, or This is accomplished by purification and isolation of the nucleic acids from magnetic beads.
용해 완충액이 수용된 공간에 핵산 샘플을 주입하고 물리적, 화학적 작용을 가하면 핵산을 둘러싼 세포벽이 깨지게 되는데, 핵산을 둘러싼 세포벽을 깨 트림으로써 핵산을 추출할 수 있다. 핵산은 음전하를 띄고 마그넷 비드에 코팅된 실 리카도 음전하를 띠고 있으나 핵산은 카오트로픽 염 존재하에서 양이온 브릿지(positive ion bridge)를 형성함으로써 음전하의 실리카와 결합할 수 있다. 이러한 성질을 이용하여 마그넷 비드에 추출된 핵산을 부착시킨 뒤 핵산이 부착된 마그넷 비드를 자성체에 의하여 다른 공간으로 이동하고 세척할 수 있다. 핵산에 남아있는 이물질을 제거한 뒤 마그넷 비드에 부착된 핵산을 분리하면 정제된 핵산을 얻을 수 있다.When a nucleic acid sample is injected into a space containing a lysis buffer and a physical or chemical action is applied, the cell wall surrounding the nucleic acid is broken. By breaking the cell wall surrounding the nucleic acid, the nucleic acid can be extracted. Nucleic acids are negatively charged and silica coated on magnet beads is also negatively charged, but nucleic acids can bind to negatively charged silica by forming a positive ion bridge in the presence of a chaotropic salt. After attaching the extracted nucleic acid to the magnet bead using this property, the magnet bead to which the nucleic acid is attached can be moved to another space by a magnetic material and washed. Purified nucleic acid can be obtained by separating the nucleic acid attached to the magnet bead after removing the foreign material remaining in the nucleic acid.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치에 장착될 수 있는 카트리지를 도시한 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing a nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a cartridge that can be mounted in the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치(1)는 웰을 구비한 카트리지(100)를 수용하는 카트리지 수용부(I), 상하로 구동되는 마그넷 로드(10)와 이를 수용하며 상하로 구동되는 교반 로드(20)을 구비하여 핵산 추출 작용을 수행하는 추출 작용부(II), 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)에 구동력을 제공하는 구동부, 및 이들의 승강 움직임을 제어하는 제어부를 포함한다.Referring to Figure 1, the nucleic
도 2에 도시된 바와 같이, 카트리지(100)에는 복수의 웰이 구비되는 바, 일측 단부에 제1 웰(112), 타측 단부에 제2 웰(116)이 위치하고, 제1 웰(112)과 제2 웰(116)의 사이에 중간 웰(114)이 배치된다. 제1 웰(112)과 제2 웰(116)은 각각 단일 웰로 이루어지고, 중간 웰(114)은 복수의 웰로 이루어질 수 있으며, 제1 웰(112), 중간 웰(114), 및 제2 웰(116)이 이 순서로 일렬로 배열되어 단일체를 구성할 수 있다. 그리고 핵산 추출 과정에서 제1 웰(112)은 용해 완충액(lysis buffer)을 마련하여 주입되는 핵산 샘플을 수용하고, 중간 웰(114)은 세척액과 마그넷 비드 등을 복수 웰에 각각 구분하여 수용하며, 제2 웰(116)은 추출된 핵산을 수용하는 용도로 기능할 수 있다.2, the
다시 도 1을 참조하면, 카트리지 수용부(I)는 카트리지(100)를 수용할 수 있도록 수용 슬롯(30)을 포함한다. 수용 슬롯(30)은 각각 제1 방향(x축 방향)으로 연장되며 서로 간격을 두고 제2 방향(y축 방향)으로 이격되어 위치하는 제1 슬롯(32)과 제2 슬롯(34)을 포함할 수 있다. 그리고 카트리지(100)가 수용 슬롯(30)에 장착될 때, 제1 슬롯(32)에는 카트리지(100)의 제1 웰(112)이 대응되어 수용되고 제2 슬롯(34)에는 카트리지(100)의 제2 웰(116)이 대응되어 수용될 수 있으며, 중간 웰(114)은 제1 슬롯(32)과 제2 슬롯(34)의 사이의 공간에 위치할 수 있다. 따라서 단일의 카트리지(100)는 y축 방향으로 웰들(112, 114, 116)이 정렬하도록 카트리지 수용부(I)에 장착될 수 있으며, 복수의 카트리지(100)가 마련되는 경우 x축 방향을 따라 서로 인접하여 거치될 수 있다. 그리고 제1 웰(112)의 하부와 제2 웰(116)의 하부는 중간 웰(114)로부터 이격될 수 있으며, 이로써 카트리지(100)가 수용 슬롯(30)에 장착될 때 제1 웰(112) 및 제2 웰(116)의 하부가 수용 슬롯(30)과 간섭되지 않도록 할 수 있다. Referring back to Figure 1, the cartridge receiving portion (I) includes a receiving
한편, 수용 슬롯(30)에는 온도 조절부가 구비될 수 있다. 즉, 수용 슬롯(30)을 구성하는 제1 슬롯(32)과 제2 슬롯(34) 각각을 둘러싸는 히팅 블록으로 이루어진 온도 조절부가 개별적으로 구비될 수 있다. 이로써 제1 웰(112)을 가열하기 위해서는 제1 슬롯(32)의 온도 조절부를 가동시키고, 제2 웰(116)을 가열하기 위해서는 제2 슬롯(34)의 온도 조절부를 가동시킬 수 있다. On the other hand, the receiving
제1 웰(112)을 가열하게 되면 제1 웰(112)에 주입된 핵산 샘플을 활성 또는 비활성화 시킬 수 있어 핵산 추출 과정에서 발생하는 오염이나 감염을 막을 수 있으며, 용해 완충액이 활성화될 수 있는 온도로 제1 웰(112)을 가열하면서 교반작업을 하게 되면 세포벽을 쉽게 깨트릴 수 있어 핵산이 추출되는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한 제2 웰(116)에서 핵산을 마그넷 비드에서 분리하는 과정에서 핵산의 농도가 높아 핵산끼리 엉기는 현상이 발생할 때, 제2 슬롯(34)의 온도 조절부를 가동하여 제2 웰(116)에 적당한 온도를 맞춰주면, 핵산끼리 엉기는 현상을 줄일 수 있으므로 마그넷 비드에서 핵산이 분리되는 효율을 향상시킬 수 있다.When the
제2 슬롯(34)에 인접한 후방에는 증발 챔버(50)가 구비될 수 있다. 즉, 제2 슬롯(34)을 기준으로 증발 챔버(50)는 제1 슬롯(32)의 반대 쪽에 위치하게 되므로, 제1 슬롯(32), 제2 슬롯(34), 및 증발 챔버(50)는 이 순서로 배치될 수 있다. 그리고 증발 챔버(50)는 이를 둘러싸는 히팅 블록으로 이루어진 온도 조절부를 구비할 수 있다.An
이렇게 구비된 증발 챔버(50)는 핵산에 묻어 있는 에탄올을 제거할 수 있다. 즉, 제1 웰(112)에서 핵산 샘플에서 핵산을 추출한 후, 이 핵산에 남아 있는 불순물을 제거하기 위하여 세척액이 수용된 중간 웰(114)로 핵산을 이송하여 세척할 수 있다. 중간 웰(114)의 세척액에는 에탄올이 함유되어 있어서, 핵산에 남아 있는 세포벽이나 이물질을 녹이고 탈리시키면서 핵산을 세척하게 된다. 세척과정이 완료되면 세척액에 함유되어 있던 에탄올이 핵산에 묻어 있을 수 있는데, 핵산을 제2 웰(116)로 이송하고 보관하기 전에 증발 챔버(50)에서 이를 제거하는 것이다. The
외측면에 핵산이 부착된 교반 로드(20)가 증발 챔버(50)에 인입된 상태에서 온도 조절부에 의하여 증발 챔버(50)의 내부 온도를 조절하면 핵산에 묻어 있는 에탄올을 기화시킬 수 있다. 증발 챔버(50) 내부의 온도는 에타올의 기화 온도인 섭씨 70도 내지 80도의 범위에서 제어될 수 있다.When the inner temperature of the
이와 같이 제1 슬롯(32), 제2 슬롯(34), 및 증발 챔버(50)는 모두 온도 조절부를 구비하고 있으나, 효율적인 전력 소비를 고려하여 추출 작업이 진행되는 과정에 맞춰 각각 독립적으로 제어될 수 있다. 그러나 제1 슬롯(32)과 제2 슬롯(34)에는 복수의 카트리지(100)가 장착될 수 있으므로 이들을 통합하여 각 슬롯(32, 34)에서 온도제어가 될 수 있다. 이를 위해 제1 슬롯(32)과 제2 슬롯(34)을 각각 하나의 히팅 블록으로 구성하고 각각 하나씩의 온도센서를 설치하여 각 슬롯(32, 34)별로 일괄 제어할 수 있다. 또한, 제1 슬롯(32), 제2 슬롯(34), 및 증발 챔버(50)에서 발생한 열이 장치 내부의 다른 부분에서 핵산 추출 과정에 영향을 미치지 않도록, 각각의 외측면은 단열되어 이들 각각에서 발생된 열이 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.In this way, the
본 실시예에 따른 핵산 추출 장치(1)는 수용 슬롯(30)과 증발 챔버(50)의 상부를 덮도록 팔레트(40)가 설치될 수 있다. 팔레트(40)는 대략 직사각 형상을 갖는 플레이트의 좌우로 한 쌍의 지지대(45)가 하방으로 연장하도록 형성될 수 있으며, 이러한 지지대(45)는 팔레트(40)가 장치(1)의 카트리지 수용부(I)에 안착될 때 팔레트(40)의 네 모서리를 떠받혀 지지할 수 있다.In the nucleic
카트리지(100)는 팔레트(40)의 플레이트 하부면에 형성된 레일을 따라 슬라이딩 방식으로 삽입되어 장착될 수 있으며, 상기 플레이트에는 카트리지(100)의 웰(112, 114, 116) 영역에 대응하는 장공의 제1 관통홀(401)과 증발 챔버(50)에 대응하는 제2 관통홀(402)이 형성될 수 있다. 이 때, 제2 관통홀(402)에는 교반 로드(20)를 구성하는 스트립이 마련될 수 있으며, 팔레트(40) 장치(1) 내에 장착이 완료된 후에 교반 로드 홀더(21)를 하강시켜 상기 스트립과 결합되도록 할 수 있다. 따라서 팔레트(40)는 카트리지와 교반 로드의 어댑터의 기능을 할 수 있다.The
한편, 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치(1)는 전체 장치의 받침이 되는 베이스(98) 상에 소정의 간격을 두고 이격되어 견고하게 고정되는 플로어(90)를 포함할 수 있다. 플로어(90)는 긴 직사각형 평판 형태를 가질 수 있으며, 플로어(90)의 하부와 베이스(98)의 상부로 규정되는 저부 공간에는 배터리, 제어회로, 또는 전원회로 등이 설치될 수 있다. 플로어(90) 상에는 카트리지 수용부(I)를 구성하는 수용 슬롯(30) 및 증발 챔버(50)가 제1 리니어 가이드(91)를 따라 안내되면서 미끄럼 구동 가능하게 설치되며, 또한 추출 작용부(II)가 구비되는 무빙 프레임(87)이 위치하여 제2 리니어 가이드(92)를 따라 안내되면서 카트리지 수용부(I)와 간섭되지 않도록 y축 방향으로 미끄럼 구동될 수 있다. On the other hand, the nucleic
이하에서 추출 작용부(II)의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the extraction operation part (II) will be described in more detail.
도 1을 참조하면, 추출 작용부(II)는 마그넷 로드(10)와 이에 대응하는 하부에 교반 로드(20)를 포함한다. 마그넷 로드(10)는 길이방향으로 세워져 그 중심축 방향, 즉 제3 방향(z축 방향)을 따라 직선 왕복운동 할 수 있으며, 교반 로드(20)는 하부가 폐쇄되고 상부가 개방된 중공의 형태로 이루어져 마그넷 로드(10)가 교반 로드(20)의 개방된 부분으로 인입되거나 인출될 수 있다. 교반 로드(20)는 그 내부 공간으로 인입된 마그넷 로드(10)의 자속을 통과시킬 수 있으면서 자화되지 않는 재질로 이루어질 수 있으며, 일례로 합성수지재로 이루어질 수 있다. 이러한 교반 로드(20)가 웰(112, 114, 116)에 인입된 상태에서 상하 왕복운동 하는 횟수, 시간, 및 속도는 각 웰(112, 114, 116)에서 진행되는 추출 작업 과정에 따라 달라진다. 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)는 무빙 프레임(87)에 설치되어 이와 함께 카트리지 수용부(I)의 상부에서 y축 방향으로 미끄럼 구동될 수 있다. Referring to Figure 1, the extraction action (II) includes a magnet rod (10) and a corresponding stirring rod (20) in the lower portion. The
또한 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)는 무빙 프레임(87)에 설치된 한 쌍의 제3 리니어 가이드(88)를 따라 수직 방향(z축 방향)으로 안내될 수 있다. 즉, 무빙 프레임(87)의 일측면에 마그넷 로드 홀더(11)와 교반 로드 홀더(21)가 z축 방향으로 미끄럼 구동되도록 설치되며, 마그넷 로드 홀더(11)에는 복수의 마그넷 로드(10)가 x축 방향을 따라 균일한 간격을 형성하며 배열되어 고정되고, 교반 로드 홀더(21)에는 복수의 교반 로드(20)가 x축 방향을 따라 균일한 간격을 형성하며 배열되어 고정될 수 있다. 각각의 마그넷 로드(10)는 영구자석이나 전자석 등과 같은 자석으로 된 원기둥 형상의 로드(rod)로 이루어질 수 있으며, 교반 로드(20)의 내부 공간으로 인입 또는 인출될 수 있도록 그 횡단면 직경은 중공의 원통 형상으로 이루어진 교반 로드(20)의 횡단면 내경보다 더 작게 형성될 수 있다. 교반 로드(20)는 마그넷 로드(10)의 개수에 대응하는 수만큼 형성될 수 있으며, 교반 로드 홀더(21)와 마그넷 로드 홀더(11)는 y축 방향으로의 움직임에 있어서는 무빙 프레임(87)의 구동에 의해 함께 움직이지만, z축 방향으로의 움직임에 있어서는 서로 독립적으로 구동될 수 있다.In addition, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치의 마그넷 로드가 승강하는 모습을 도시한 사시도이다.Figure 3 is a side view showing a nucleic acid extracting apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view showing a state in which the magnet rod of the nucleic acid extracting apparatus according to an embodiment of the present invention is elevated.
도 3과 도 4를 참조하여, 핵산 추출 과정을 설명하면서 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치(1)의 작동 과정을 이하에 상세히 설명한다.3 and 4, the operation process of the nucleic
수용 슬롯(30)이 구비된 슬라이드 패널(86)이 y축 방향 전방으로 이동하면 장치(1)의 외부에서 카트리지(100)를 마련하여 카트리지 수용부(I)에 장착할 수 있다. 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치(1)는 하우징(80, 도 9 참조)에 의해 커버되어 있고, 슬라이드 패널(86)은 하우징에 형성된 도어 패널(85, 도 9 참조)에 결합되어 있으므로, 도어 패널(85)이 열리면서 슬라이드 패널(86)과 이에 구비된 수용 슬롯(30)은 외부로 인출될 수 있다.When the
카트리지(100)가 끼워진 팔레트(40)가 장착된 후 카트리지 수용부(I)가 장치(1)의 내부로 복귀하면, 무빙 프레임(87)을 y축 방향으로 이동시켜 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)가 중간 웰(114)의 상부에 대응하도록 위치시킬 수 있다. 그리고 나서 마그넷 로드 홀더(11)와 교반 로드 홀더(21)를 z축 방향으로 하강시켜 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)가 마그넷 비드가 수용된 중간 웰(114)에 진입하도록 할 수 있다. 마그넷 로드(10)가 마그넷 비드를 자력 흡착하면, 마그넷 비드는 교반 로드(20)의 표면에 부착된다. When the cartridge receiving part (I) returns to the inside of the device (1) after the pallet (40) fitted with the cartridge (100) is mounted, the moving frame (87) is moved in the y-axis direction to be stirred with the magnet rod (10) The
마그넷 로드(10)가 교반 로드(20) 내에 수용된 상태로, 무빙 프레임(87)을 y축 방향으로 이동시켜 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)가 핵산 샘플이 주입된 제1 웰(112)의 상부에 대응하도록 위치시킬 수 있다. 그리고 나서 마그넷 로드 홀더(11)를 z축 방향으로 상승시켜 마그넷 로드(10)를 교반 로드(20)와 제1 웰(112)로부터 인출하면, 교반 로드(20) 표면에 자력 부착되어 있던 마그넷 비드의 흡착력이 해제되어 마그넷 비드가 핵산 샘플에 침전될 수 있다. 제1 웰(112)에 진입한 상태로 있던 교반 로드(20)은 상하로 왕복 구동되어 핵산 샘플을 교반할 수 있으며, 이에 따라 핵산 샘플의 세포벽이 깨지며 추출된 핵산이 마그넷 비드에 원활하게 부착될 수 있다. 교반작업이 완료되면, 마그넷 로드 홀더(11)를 z축 방향으로 하강시켜 제1 웰(112)에 진입한 상태의 교반 로드(20)의 내부로 다시 마그넷 로드(10)를 진입시킬 수 있다. 그러면, 추출된 핵산이 부착된 마그넷 비드가 교반 로드(20)의 표면에 자력 흡착된다.In a state in which the
마그넷 로드(10)가 교반 로드(20) 내에 수용된 상태로, 무빙 프레임(87)을 y축 방향으로 이동시켜 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)가 세척액이 수용된 중간 웰(114)의 상부에 위치시킬 수 있다. 마그넷 로드 홀더(11)를 z축 방향으로 상승시켜 마그넷 로드(10)를 교반 로드(20)와 중간 웰(114)로부터 퇴피 상승시키면, 교반 로드(20) 표면에 자력 흡착되어 있던 마그넷 비드가 세척액에 침전될 수 있다. 중간 웰(114)에 진입한 상태로 있던 교반 로드(20)는 상하로 이동하며 세척액 내의 마그넷 비드를 교반하고, 이에 따라 마그넷 비드에 부착된 핵산에 남아 있던 불순물은 세척액에 의해 세척될 수 있다. 세척과정이 완료되면, 중간 웰(114)에 진입한 상태의 교반 로드(20) 내부로 다시 마그넷 로드(10)를 진입시킬 수 있다. 그러면, 세척된 핵산이 부착된 마그넷 비드가 교반 로드(20)의 표면에 자력 흡착된다. In a state in which the
마그넷 로드(10)가 교반 로드(20) 내에 수용된 상태로, 무빙 프레임(87)을 y축 방향으로 이동시켜 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)가 제2 웰(116)의 상부에 대응하도록 위치시킬 수 있다. 마그넷 로드 홀더(11)를 z축 방향으로 상승시켜 마그넷 로드(10)를 교반 로드(20)와 제2 웰(116)로부터 퇴피 상승시키면, 교반 로드(20) 표면에 흡착되어 있던 마그넷 비드가 제2 웰(116)에 침전될 수 있다. 제2 웰(116)에 진입한 상태로 있던 교반 로드(20)는 상하로 이동하여 핵산이 마그넷 비드에서 분리될 수 있도록 교반할 수 있다. 제2 웰(116)에 진입한 상태로 있던 교반 로드(20) 내부로 다시 마그넷 로드(10)가 진입하면 핵산이 분리된 마그넷 비드가 교반 로드(20)의 표면에 부착된다. In a state in which the
무빙 프레임(87)을 y축 방향으로 이동시켜 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)가 함께 중간 웰(114)의 상부에 대응하도록 위치시킬 수 있다. 마그넷 로드 홀더(11)를 z축 방향으로 상승시켜 마그넷 로드(10)를 교반 로드(20)와 중간 웰(114)로부터 퇴피 상승시키면, 교반 로드(20) 표면에 흡착되어 있던 마그넷 비드가 중간 웰(114)에 침전될 수 있다. 이 상태에서 교반 로드(20)도 퇴피 상승하면, 마그넷 비드는 중간 웰(114)에 남게 된다.By moving the moving
이와 같이 핵산 추출 과정에서 무빙 프레임(87)은 y축 방향으로 미끄럼 구동되면서 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)의 y축 방향 위치를 제어할 수 있다. 그리고 무빙 프레임(87)에 설치된 마그넷 로드 홀더(11)와 교반 로드 홀더(21)는 z축 방향으로 미끄럼 구동되면서 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)를 승강시켜 카트리지(100)의 웰(112, 114, 116) 내부에 인입 또는 인출시킬 수 있으며, 또한 웰(112, 114, 116) 내부에서의 교반작업 수행을 위하여 교반 로드(20)를 상하로 왕복운동 시킬 수 있다. As described above, in the nucleic acid extraction process, the moving
이렇게 핵산 추출과정이 완료되면 제2 웰(116)에는 추출된 핵산만 수용된 상태가 된다. 카트리지는 추출과정에서 하나의 유닛으로 거동할 수 있고, 일단 핵산의 추출이 이루어진 뒤에는, 상기 핵산이 수용된 제2 웰(116)만을 분리해내어, 추출된 핵산을 보관하거나 이용하도록 할 수 있다.When the nucleic acid extraction process is completed in this way, only the extracted nucleic acid is accommodated in the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 후면에서 도시한 배면도로서, 모터와 동력 전달부의 결합형태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치의 제어부와 이에 연결되는 구동부를 도시한 블록도이다.5 is a rear view of the nucleic acid extracting apparatus according to an embodiment of the present invention, which is a view showing a coupling form of a motor and a power transmission unit, and FIG. 6 is a nucleic acid extracting apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram illustrating a control unit and a driving unit connected thereto.
상기한 바와 같은 구동을 위하여, 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치(1)는, 무빙 프레임(87), 슬라이드 패널(86), 교반 로드(20), 및 마그넷 로드(10)를 움직이는 동력을 제공하는 구동부와 그 움직임을 제어하는 제어부(300)를 포함한다. 즉, 구동부는 그 대상에 따라 무빙 프레임 구동부(570), 슬라이드 패널 구동부(560), 마그넷 로드 구동부(510), 및 교반 로드 구동부(520)로 구비될 수 있다.For the operation as described above, the nucleic
마그넷 로드 구동부(510)는 제1 모터(881)와 회전 동력을 직선 왕복운동으로 변환하여 마그넷 로드(10)에 제공하는 제1 엑추에이터(891)를 포함한다. 이 때 제1 엑추에이터(891)는 동력 전달부를 통해 제1 모터(881)와 연결될 수 있으며, 동력 전달부는 제1 모터(881)와 제1 엑추에이터(891)의 구동축에 각각 장착되는 풀리(851, 861)들과 이들을 연결하는 타이밍 벨트(871)를 포함할 수 있다. The magnet
마찬가지로 교반 로드 구동부(520)는 회전 구동력을 발생시키는 제2 모터(882)와 회전 운동을 직선 왕복운동으로 변환한 직선 구동력을 교반 로드(20)에 제공하는 제2 엑추에이터(892)를 포함한다. 이 때 제2 엑추에이터(892)는 동력 전달부를 통해 제2 모터(882)와 연결될 수 있으며, 동력 전달부는 제2 모터(882)와 제2 엑추에이터(892)의 구동축에 각각 장착되는 풀리(852, 862)들과 이들을 연결하는 타이밍 벨트(872)를 포함할 수 있다.Similarly, the stirring
제1 모터(881)와 제2 모터(882)는 스테핑 모터(stepping motor)로 이루어질 수 있으며, 제1, 제2 엑추에이터(891, 892)는 선형 액추에이터로 스테핑 모터(881, 882) 구동축의 회전 운동을 각각 제1, 제2 액추에이터(891, 892)의 피스톤 로드의 직선 운동으로 변환할 수 있다. 그리고 타이밍 벨트(871, 872)는 탄성을 가질 수 있다.The
따라서 제1 엑추에이터(891)는 마그넷 로드 홀더(11)와 결합되어 z축 방향에 따른 직선 왕복운동을 제공하며, 결과적으로 마그넷 로드(10)를 수직방향으로 승강시킬 수 있다. 또한 제2 엑추에이터(892)는 교반 로드 홀더(21)와 결합되어 z축 방향에 따른 직선 왕복운동을 제공하며, 결과적으로 교반 로드(20)를 수직방향으로 승강시킬 수 있다.Therefore, the
교반 로드 구동부(520)와 마그넷 로드 구동부(510)는 무빙 프레임(87)에 고정 설치되는데, 이 때, 스테핑 모터(881, 882)와 엑추에이터(891, 892)를 연결해주는 동력 전달부를 기준으로 스테핑 모터(881, 882)와 엑추에이터(891, 892)는 서로 같은 쪽에 위치하도록 구성된다. 즉, 동력 전달부는 스테핑 모터(881, 882)와 엑추에이터(891, 892)의 구동축에 각각 장착되는 풀리(851, 852, 861, 862)들과 이들을 연결하는 타이밍 벨트(871, 872)를 포함하며, 이러한 동력 전달부를 기준으로 스테핑 모터(881, 882)와 엑추에이터(891, 892)는 그 하부에 위치하도록 구성된다. The stirring
여기서 스테핑 모터(881, 882)의 구동축에 연결되는 풀리(851, 852)는 구동 풀리가 되고, 엑추에이터(891, 892)의 구동축에 연결되는 풀리(861, 862)는 종동 풀리가 된다. 스테핑 모터(881, 882)의 구동 풀리(851, 852) 직경과 엑추에이터(891, 892)의 종동 풀리(861, 862) 직경의 비는 1:1 내지 3의 범위에 속할 수 있다. 구동 풀리가 종동 풀리보다 직경이 더 클 때(즉, 직경 비가 1:1 보다 작을 때)에는 스테핑 모터의 회전에 따른 엑추에이터의 왕복 운동을 정밀하게 제어하기 어려운, 일례로 교반 로드의 최하단에서의 위치 제어를 약 500㎛ 내외로 하기 어려운 문제가 있고, 종동 풀리가 구동 풀리보다 3배를 초과하여 클 때(즉, 직경 비가 1:3보다 클 때)에는 구동 풀리와 연결된 스테핑 모터에 걸리는 부하가 과도하게 커지는 문제가 있다. 도면에 도시한 풀리는 그 직경비에 비례한 크기로 도시한 것은 아니다.Here, the
한편, 엑추에이터의 피치가 클수록 스테핑 모터의 회전에 따른 이송 속도가 증가하지만 피치가 큰 엑추에이터는 이송 공차가 커서 세밀하게 위치제어를 하기가 어렵고 높이 보정을 위한 교반 로드(20)의 최하단의 정밀한 위치 제어가 용이하지 않다. 따라서 엑추에이터의 피치는 가능한 작은 것을 사용하고, 그에 따라 감소된 속도는 풀리의 직경비를 조정하여 가속함으로써 보다 정밀한 위치제어를 가능하게 할 수 있다. On the other hand, as the pitch of the actuator increases, the feed speed according to the rotation of the stepping motor increases, but the actuator with a large pitch has a large feed tolerance, making it difficult to precisely position control, and precise position control of the bottom of the stirring
이와 같이 풀리(851, 852, 861, 862)와 타이밍 벨트(871, 872)로 이루어지는 동력 전달부를 기준으로 스테핑 모터(881, 882)와 엑추에이터(891, 892)를 같은 쪽에 위치시키고 풀리의 직경비를 조정하여 가속을 제어함으로써 교반 로드(20)의 최하단 위치 제어까지 용이하게 달성할 수 있다. 또한 타이밍 벨트(871, 872)의 탄성 때문에 높이 보정시(영점 조정시) 인가되는 부하에 의해 주요 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 스테핑 모터와 엑추에이터가 직결 형태로 이루어지는 경우엔 장비의 높이가 크게 증가될 수 밖에 없고, 높이 보정 시 결속 구조의 파손을 쉽게 유발할 수도 있다.As described above, the stepping
슬라이드 패널 구동부(560)는 회전 구동력을 생성하는 제3 모터(883), 회전 구동력을 왕복 직선 구동력을 변환하여 슬라이드 패널(86)을 미끄럼 구동시키는 제1 볼 스크류(95), y축 방향으로의 미끄럼 구동을 안내하는 제1 리니어 가이드(91)를 포함할 수 있다. 또한 무빙 프레임 구동부(570)는 회전 구동력을 생성하는 제4 모터(884), 회전 구동력을 왕복 직선 구동력을 변환하여 무빙 프레임(87)을 미끄럼 구동시키는 제2 볼 스크류(96), y축 방향으로의 미끄럼 구동을 안내하는 제2 리니어 가이드(92)를 포함할 수 있다. The slide
슬라이드 패널(86)은 제1 볼 스크류(95)에 나사 결합되어 제3 모터(883)의 구동에 따라 왕복 직선 운동할 수 있으며, 무빙 프레임(87)은 제2 볼 스크류(96)에 나사 결합되어 제4 모터(884)의 구동에 따라 왕복 직선 운동할 수 있다. 제1 볼 스크류(95), 제1 리니어 가이드(91), 제2 볼 스크류(96), 및 제2 리니어 가이드(92)는 플로어(90) 상에 고정될 수 있으며, 슬라이드 패널(86)과 무빙 프레임(87)이 각각 y축 방향으로 미끄럼 구동되더라도 서로 간섭되지 않도록 배치될 수 있다.The
한편, 제어부는 상기 각 구동부와 신호적으로 연결되어 핵산 추출 과정에 따른 각 구동부의 움직임을 제어하는 신호를 전달하면서 각 과정을 진행할 수 있다.Meanwhile, the control unit may be signally connected to each of the driving units to perform each process while transmitting a signal for controlling the movement of each driving unit according to the nucleic acid extraction process.
제어부(300)는 무빙 프레임 구동부(570)와 연결되어 무빙 프레임(87)의 y축 방향에 따른 직선 왕복운동을 제어할 수 있다. 무빙 프레임(87)은 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)가 이에 결속되어 함께 움직이므로 제어부(300)는 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)의 y축 방향에 따른 움직임을 제어할 수 있다. 즉, 핵산 추출 과정의 각 단계에 따라서 마그넷 로드(10)와 교반 로드(20)를 카트리지(100)의 제1 웰(112), 중간 웰(114) 또는 제2 웰(116)의 상부에 대응하도록 위치시키거나 증발 챔버(50)의 상부에 위치시킬 수 있다.The
제어부(300)는 슬라이드 패널 구동부(560)와 연결되어 슬라이드 패널(86)의 y축 방향에 따른 직선 왕복운동을 제어할 수 있다. 슬라이드 패널(86)은 카트리지 수용부(I)가 그 위에 고정되어 함께 움직이므로 제어부(300)는 카트리지 수용부(I)의 y축 방향에 따른 움직임을 제어할 수 있다. 즉, 카트리지(100)를 카트리지 수용부(I)에 장착시킬 수 있도록 카트리지 수용부(I)를 장치의 전방으로 인출시키고 카트리지(100)를 장착한 후에는 이를 다시 복귀시켜 핵산 추출 과정을 준비할 수 있다.The
또한 제어부(300)는 교반 로드 구동부(520)와 연결되어 교반 로드 홀더(21)의 z축 방향에 따른 직선 왕복운동을 제어할 수 있다. 교반 로드 홀더(21)에는 교반 로드(20)가 결합되어 함께 움직이므로 제어부(300)는 교반 로드(20)의 z축 방향에 따른 움직임을 제어할 수 있다. 즉, 핵산 추출 과정 중에 교반 로드(20)를 카트리지(100)의 제1 웰(112), 중간 웰(114) 또는 제2 웰(116) 내부로 인입시키거나 인출시킬 수 있으며, 증발 챔버(50)의 내부로 인입시키거나 인출시킬 수 있다.In addition, the
아울러 제어부(300)는 마그넷 로드 구동부(510)와 연결되어 마그넷 로드 홀더(11)의 z축 방향에 따른 직선 왕복운동을 제어할 수 있다. 마그넷 로드 홀더(11)에는 마그넷 로드(10)가 결합되어 함께 움직이므로 제어부(300)는 마그넷 로드(10)의 z축 방향에 따른 움직임을 제어할 수 있다. 즉, 핵산 추출 과정 중에 카트리지(100)의 웰들(112, 114, 116) 또는 증발 챔버(50)에 인입되어 있는 교반 로드(20)의 내부 공간에 마그넷 로드(10)를 인입시키거나 이로부터 인출시킬 수 있으며, 교반 로드(20)의 내부 공간에 마그넷 로드(10)를 인입한 상태에서 교반 로드(20)와 함께 이를 카트리지(100)의 웰들(112, 114, 116) 또는 증발 챔버(50)에 인입시킬 수 있고, 교반 로드(20)을 카트리지(100)의 웰들(112, 114, 116) 또는 증발 챔버(50) 내부에 남겨둔 채 마그넷 로드(10)만을 이들로부터 인출시킬 수도 있다. 따라서 마그넷 로드(10)는 교반 로드(20)와는 독립적으로 핵산 추출 과정의 각 단계에 따라 구동 제어될 수 있다.In addition, the
한편, 제어부(300)는 교반 로드 구동부(520)를 제어하여 교반 로드(20)의 z축 위치 보정을 수행할 수 있다.On the other hand, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치에서 z축 위치 보정시 교반 로드 구동부를 제어하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치에서 z축 위치 보정시 교반 로드 구동부의 스테핑 모터를 구동함에 따른 부하 변화를 나타낸 그래프이다.7 is a flowchart illustrating a method of controlling the stirring rod driving unit when correcting the z-axis position in the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a z-axis in the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the load change due to driving the stepping motor of the stirring rod driving unit during position correction.
교반 로드(20)의 z축 위치 보정을 수행하기 위하여, 먼저 교반 로드(20)를 하강시켜 미리 설정된 기준 바닥면에 접촉시킨다(S110). In order to perform the z-axis position correction of the stirring
즉, 제어부(300)는 교반 로드 구동부(520)의 제2 모터(882)를 구동시켜 교반 로드(20)를 하강시킬 수 있다. 이 때 기준 바닥면은 카트리지 수용부(I)에 장착된 카트리지(100)의 각 웰(112, 114, 116)의 내부 바닥면이 될 수 있으며, 또는 카트리지 수용부(I)의 내부 바닥면, 증발 챔버(50)의 내부 바닥면이 될 수도 있다. 선택적으로, 금속으로 만들어진 카트리지 형상의 구조물을 카트리지 수용부(I)에 장착하고 이의 내부 바닥면을 기준으로 영점을 맞추는 것도 가능하다.That is, the
그리고 기준 바닥면 접촉 후에도 제2 모터(882)를 더 구동시킨다(S120). And even after the reference floor contact, the
이 때 제2 모터(882)에 걸리는 전기적 부하는 교반 로드(20)가 카트리지(100)의 각 웰(112, 114, 116) 내부 공간(또는 카트리지 수용부(I)의 내부 공간, 증발 챔버(50)의 내부 공간)을 지날 때 걸리는, 즉 상기 기준 바닥면의 접촉 전의 일반 구동시 부하 값을 초과하여 상승하게 된다.At this time, the electrical load applied to the
그리고 제2 모터(882)에 걸리는 전기적 부하가 상기 일반 구동시 부하 값의 소정의 비율만큼 더 부가된 초과 부하 값으로 감지되면 제2 모터(882)의 구동을 멈춘다(S130). Then, when the electric load applied to the
상기 초과 부하 값은 장치 또는 카트리지의 조건에 따라 20 내지 100%의 범위에 속하는 값을 미리 설정할 수 있다. 즉, 기본 부하의 120 내지 200% 값 중에서 설정된 값이 감지되면 제어부(300)는 제2 모터(882)의 구동을 멈추게 할 수 있다. The overload value may be preset to a value in the range of 20 to 100% according to the conditions of the device or cartridge. That is, when a set value among 120 to 200% of the basic load is sensed, the
그리고 교반 로드(20)를 다시 상승시키면서 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점에서의 z축 방향 높이를 기준으로 영점을 설정한다(S140). Then, while raising the stirring
즉, 제어부(300)는 제2 모터(882)를 교반 로드(20)가 하강할 때와는 반대 방향으로 회전하도록 구동시켜 교반 로드(20)를 상승시킬 수 있다. 제2 모터(882)에 걸리는 전기적 부하가 차츰 감소하여 일반 구동시 부하 값에 이르게 되고, 그 시점에서의 z축 방향 높이를 기준으로 영점을 설정하면 된다. 그러면 이와 같이 z축 방향의 영점을 설정하고 나서 이를 기준으로 교반 로드(20)의 구동 범위를 재설정할 수 있다.That is, the
예를 들어, 카트리지의 내부 바닥면을 기준으로 영점 조정할 시 그 높이를 기준으로 실제 교반 로드가 상기 내부 바닥면보다 500㎛만큼 상부에서 작동되어야 하기 때문에 영점 기준 내부 바닥면을 -500㎛로 설정하고 나머지 상하운동의 거리도 바닥면을 기준으로 모두 조정할 수 있다. 다른 예로, 카트리지 없이 수용 슬롯(30)의 내부 바닥면을 기준으로 할 시, 미리 계측된 카트리지 바닥의 두께+500㎛ 만큼 차감한 상부 위치가 교반 로드의 작동 시 최저 위치가 되도록 프로그램 할 수 있다. 영점조정 후 맞춰진 상하 위치는 모두 제어부의 프로그램 상에 적용되어 자동으로 적용될 수 있다.For example, when adjusting the zero point based on the inner bottom surface of the cartridge, the actual stirring rod must be operated 500 μm higher than the inner bottom surface based on the height, so set the zero point internal bottom surface to -500 μm and the rest The distance of up and down movement can also be adjusted based on the floor surface. As another example, when based on the inner bottom surface of the receiving
또한, 하강하는 교반 로드(20)가 기준 바닥면에 접촉한 최초 시점과 상승하는 교반 로드(20)에 의해 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점을 비교하여 미리 설정된 오차를 넘는 경우 경고신호로 알려줄 수 있다. 일례로 최초 접촉시점과 재도달 시점의 높이 오차가 100㎛ 이상 될 때 경고신호를 보낼 수 있다. 이런 경우는 단순히 온도 등의 외부 환경이나 장시간 사용에 따른 베어링의 공차 증가로 인한 편차가 아니라 기계적인 흠결로 인하여 오류가 발생한 것으로 인식할 수 있고, 이 때에는 전문적인 수리 의뢰를 검토할 수 있다.In addition, by comparing the initial point of contact of the
핵산 추출 과정에서 교반 로드(20)는 매우 빠른 속도로 카트리지(100) 내부의 용액 속을 상하 왕복운동 하게 되는데, 이 때 영점이 맞지 않으면 교반 로드(20)가 카트리지(100)의 내부 바닥면에 부딪히면서 핵산이 충격에 의해 파손될 우려가 있다. 또는 이를 회피하기 위하여 교반 로드(20)를 카트리지(100)의 내부 바닥면으로부터 멀리 떨어뜨려 움직이도록 하면, 교반 로드(20) 내에 수용된 마그넷 로드(10)가 카트리지(100) 내부 바닥면과 멀어지고 자력이 약해져서 바닥에 존재하는 핵산을 추출할 수 없는 문제가 있다.During the nucleic acid extraction process, the stirring
따라서 상기한 바와 같은 방법으로 z축 보정을 수행함으로써 장치(1)의 사용에 따라 z축의 영점이 틀어지는 현상이 발생하더라도 별도의 부가 장비를 이용하여 조정할 필요 없이 자동으로 조정할 수 있다.Therefore, by performing the z-axis correction in the manner described above, even if a phenomenon in which the zero point of the z-axis is shifted according to the use of the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치가 하우징에 수용된 상태를 도시한 사시도이다.9 is a perspective view illustrating a state in which the nucleic acid extraction apparatus according to an embodiment of the present invention is accommodated in the housing.
본 실시예에 따른 핵산 추출 장치(1)는 하우징(80)에 수용되어 사용될 수 있으며, 하우징(80)은 대략 직육면체의 외관을 가질 수 있다. 핵산 추출 장치(1)의 베이스(98)와 그 상부에 설치되는 상기에 설명한 구성들은 하우징(80)에 의해 보호될 수 있다.The nucleic
하우징(80)은, 직육면체의 상부면과 양측면을 규정하는 메인 하우징(81)과, 직육면체의 전방면을 규정하는 프론트 하우징(82) 및 도어 패널(85)과, 직육면체의 후면을 규정하는 리어 하우징(84)을 포함한다.The
메인 하우징(81)의 양측면에는 각각 측면 패널(811)이 설치된다. 측면 패널(811)을 메인 하우징(81)으로부터 분리하면, 메인 하우징(81)의 내부가 노출되고, 이에 따라 메인 하우징(81)의 내부를 쉽게 들여다보고 점검할 수 있다.
프론트 하우징(82)은 장치의 전방 상부에 마련될 수 있다. 프론트 하우징(82)에는 디스플레이 윈도우(83)가 설치되고, 디스플레이 윈도우(83) 이면에는 디스플레이(미도시)가 설치될 수 있다. 이에 따라 사용자는, 정면에서, 디스플레이 윈도우(83)를 통해 장치의 상태를 확인할 수 있다. 상기 디스플레이 윈도우(83)에는 터치패널이 설치될 수 있고, 사용자는, 터치 동작으로 장치를 제어할 수 있다.The
장치의 전방 하부로서, 상기 프론트 하우징(82) 또는 디스플레이 윈도우(83)의 하부에는 도어 패널(85)이 구비될 수 있다. 도어패널(85)의 후방에는 슬라이드 패널(86)이 연결된다. 슬라이드 패널(86)은 도어 패널(85)의 이면 하부에 교차되도록 고정 연결될 수 있다. 도어 패널(85)은 닫힌 상태에서 장치의 전방을 폐쇄한다. 도어 패널(85)을 전방으로 인출하면, 슬라이드 패널(86)이 함께 인출된다. 사용자는 인출된 슬라이드 패널(86) 상부에 설치된 수용슬롯(30)에 카트리지(100)를 거치할 수 있다.As the lower front of the device, a
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to implement various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It is natural to fall within the scope of the invention.
1: 핵산 추출 장치
10: 마그넷 로드 11: 마그넷 로드 홀더
20: 교반 로드 21: 교반 로드 홀더
30: 수용 슬롯 32: 제1 슬롯
34: 제2 슬롯 40: 팔레트
50: 증발 챔버 80: 하우징
86: 슬라이드 패널 87: 무빙 프레임
88: 제3 리니어 가이드 90: 플로어
91: 제1 리니어 가이드 92: 제2 리니어 가이드
98: 베이스
100: 카트리지 112: 제1 웰
114: 중간 웰 116: 제2 웰
300: 제어부
510: 마그넷 로드 구동부 520: 교반 로드 구동부
560: 슬라이드 패널 구동부 570: 무빙 프레임 구동부
851, 852, 861, 862: 풀리 871, 872: 타이밍 벨트
881, 882, 883, 884: 모터 891, 892: 엑추에이터1: Nucleic acid extraction device
10: magnet rod 11: magnet rod holder
20: stirring rod 21: stirring rod holder
30: receiving slot 32: first slot
34: second slot 40: pallet
50: evaporation chamber 80: housing
86: slide panel 87: moving frame
88: third linear guide 90: floor
91: first linear guide 92: second linear guide
98: bass
100: cartridge 112: first well
114: middle well 116: second well
300: control unit
510: magnet rod driving unit 520: stirring rod driving unit
560: slide panel driving unit 570: moving frame driving unit
851, 852, 861, 862:
881, 882, 883, 884:
Claims (16)
상기 카트리지 수용부의 상부에서 상기 제1 방향으로 미끄럼 구동될 수 있으며, 길이방향으로 세워져 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 미끄럼 구동될 수 있는 마그넷 로드와 상기 마그넷 로드에 대응하는 하부에 상기 마그넷 로드를 수용할 수 있는 내부 공간을 가지며 상기 제3 방향으로 미끄럼 구동될 수 있는 교반 로드를 포함하는 추출 작용부;
상기 마그넷 로드와 교반 로드에 서로 독립적으로 상기 제3 방향으로의 구동력을 제공하는 구동부; 및
상기 구동부와 신호적으로 연결되어 상기 마그넷 로드와 교반 로드의 승강 움직임을 제어하고, 상기 교반 로드의 구동에 따른 부하의 변화를 감지하여 상기 교반 로드의 제3 방향에 따른 높이의 기준을 조정할 수 있는 제어부
를 포함하고,
상기 제어부는 상기 구동부를 제어하여,
상기 교반 로드를 하강시켜 미리 설정된 기준 바닥면에 접촉시키고,
상기 기준 바닥면 접촉 후에도 상기 교반 로드를 하방으로 더 구동시키며,
상기 기준 바닥면 접촉 전의 일반 구동시 부하 값보다 미리 설정된 범위만큼 더 부가된 초과 부하가 감지되면 상기 교반 로드의 구동을 멈추고,
상기 교반 로드를 상승시키며 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점에서의 제3 방향 높이를 기준으로 영점을 설정할 수 있는, 핵산 추출 장치.a cartridge receiving portion including a receiving slot extending in a first direction to receive a cartridge having a plurality of wells and being slidable in a second direction;
A magnet rod that can be slidably driven in the first direction from an upper portion of the cartridge receiving part, and which can be slidably driven in a third direction perpendicular to the first and second directions by standing in the longitudinal direction and corresponding to the magnet rod an extraction operation unit having an inner space capable of accommodating the magnet rod at a lower portion and including a stirring rod that can be slidably driven in the third direction;
a driving unit for providing a driving force in the third direction independently of each other to the magnet rod and the stirring rod; and
It is signally connected to the driving unit to control the lifting movement of the magnet rod and the stirring rod, and to detect a change in the load according to the driving of the stirring rod to adjust the standard of the height in the third direction of the stirring rod control
Including,
The control unit controls the driving unit,
Lowering the stirring rod to contact a preset reference bottom surface,
Further driving the stirring rod downward even after contacting the reference bottom surface,
When an excess load added by a preset range more than the load value during normal driving before contacting the reference floor is detected, the driving of the stirring rod is stopped,
A nucleic acid extracting apparatus capable of setting a zero point based on the height in the third direction when the stirring rod is raised and the load value is reached again during the normal operation.
상기 미리 설정된 기준 바닥면은 상기 카트리지의 내부 바닥면 또는 상기 수용 슬롯의 내부 바닥면인, 핵산 추출 장치.The method of claim 1,
The preset reference bottom surface is the inner bottom surface of the cartridge or the inner bottom surface of the receiving slot, the nucleic acid extraction device.
상기 더 부가된 초과 부하는 상기 일반 구동시 부하 값보다 20 내지 100%의 범위에 속하는 값만큼 더 부가된, 핵산 추출 장치.The method of claim 1,
The added excess load is further added by a value that falls within the range of 20 to 100% of the load value during normal operation, nucleic acid extraction apparatus.
상기 제어부는 상기 설정된 영점을 기준으로 상기 교반 로드의 상기 제3 방향으로의 구동 범위를 재설정할 수 있는, 핵산 추출 장치.The method of claim 1,
The control unit may reset the driving range in the third direction of the stirring rod based on the set zero point, nucleic acid extraction device.
상기 제어부는, 상기 하강하는 교반 로드가 기준 바닥면에 접촉한 최초 시점과 상승하는 교반 로드에 의해 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점을 비교하여 미리 설정된 오차를 넘는 경우 경고신호로 발생시키는, 핵산 추출 장치.The method of claim 1,
The control unit compares the initial point in time when the descending stirring rod contacts the reference floor surface and the point in time at which the normal driving load value is reached again by the rising stirring rod. When the preset error is exceeded, a warning signal is generated. Nucleic acid extraction device.
상기 구동부는 상기 마그넷 로드의 승강 움직임을 제어하는 마그넷 로드 구동부와 상기 교반 로드의 승강 움직임을 제어하는 교반 로드 구동부를 포함하고,
상기 마그넷 로드 구동부와 교반 로드 구동부 각각은, 회전 구동력을 발생시키는 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터에 동력 전달부를 통해 연결되면서 회전 동력을 전달받아 상기 마그넷 로드 또는 상기 교반 로드에 직선 왕복 구동력을 제공하는 엑추에이터를 포함하며,
상기 스테핑 모터와 상기 엑추에이터는 상기 동력 전달부를 기준으로 서로 같은 쪽에 위치하도록 구성된, 핵산 추출 장치.The method of claim 1,
The driving unit includes a magnet rod driving unit for controlling the lifting movement of the magnet rod and a stirring rod driving unit for controlling the lifting movement of the stirring rod,
Each of the magnet rod driving unit and the stirring rod driving unit is connected to a stepping motor generating a rotational driving force and a power transmission unit to the stepping motor while receiving rotational power, and an actuator providing a linear reciprocating driving force to the magnet rod or the stirring rod. includes,
The stepping motor and the actuator are configured to be located on the same side with respect to the power transmission unit, the nucleic acid extraction device.
상기 스테핑 모터와 상기 엑추에이터는 상기 동력 전달부를 기준으로 하부에 위치하도록 구성된, 핵산 추출 장치.The method of claim 7,
The stepping motor and the actuator are configured to be located below the power transmission unit relative to the, nucleic acid extraction device.
상기 동력 전달부는 상기 스테핑 모터와 상기 엑추에이터의 구동축에 각각 장착되는 풀리들과 상기 풀리들을 연결하는 타이밍 벨트를 포함하는, 핵산 추출 장치.The method of claim 7,
The power transmission unit includes pulleys respectively mounted on the drive shafts of the stepping motor and the actuator, and a timing belt connecting the pulleys.
상기 스테핑 모터의 풀리 직경과 상기 엑추에이터의 풀리 직경의 비는 1:1~3인, 핵산 추출 장치.The method of claim 9,
The ratio of the diameter of the pulley of the stepping motor to the diameter of the pulley of the actuator is 1:1 to 3, a nucleic acid extraction device.
교반 로드를 하강시켜 미리 설정된 기준 바닥면에 접촉시키는 단계;
상기 기준 바닥면 접촉 후에도 상기 교반 로드를 하방으로 더 구동시키는 단계;
상기 기준 바닥면 접촉 전의 일반 구동시 부하 값보다 미리 설정된 범위만큼 더 부가된 초과 부하가 감지되면 상기 교반 로드의 구동을 멈추는 단계; 및
상기 교반 로드를 상승시키며 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점에서의 제3 방향 높이를 기준으로 영점을 설정하는 단계
를 포함하는 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법.A method of controlling the operation of a nucleic acid extraction device, comprising:
Lowering the stirring rod to contact a preset reference bottom surface;
further driving the stirring rod downward even after contacting the reference bottom surface;
stopping the driving of the stirring rod when an excess load added more than a preset range is detected during normal driving before contacting the reference floor; and
Raising the stirring rod and setting a zero point based on the height in the third direction at the time when the normal driving load value is reached again
A driving control method of a nucleic acid extraction device comprising a.
상기 더 부가된 초과 부하는 상기 일반 구동시 부하 값보다 20 내지 100%의 범위에 속하는 값만큼 더 부가된, 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법.The method of claim 11,
The additionally added excess load is further added by a value in the range of 20 to 100% than the normal driving load value, the driving control method of the nucleic acid extraction device.
상기 설정된 영점을 기준으로 상기 교반 로드의 구동 범위를 재설정하는 단계를 더 포함하는 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법.The method of claim 11,
The driving control method of the nucleic acid extraction device further comprising the step of resetting the driving range of the stirring rod based on the set zero point.
상기 하강하는 교반 로드가 기준 바닥면에 접촉한 최초 시점과 상승하는 교반 로드에 의해 상기 일반 구동시 부하 값에 재도달하는 시점을 비교하여 미리 설정된 오차를 넘는 경우 경고신호로 알려주는 단계를 더 포함하는 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법.The method of claim 11,
Comparing the first time when the descending stirring rod contacts the reference floor surface and the time when the normal driving load value is reached again by the rising stirring rod, the step of notifying as a warning signal when a preset error is exceeded A method for controlling driving of a nucleic acid extraction device.
상기 핵산 추출 장치는 복수의 웰을 구비한 카트리지가 수용될 수 있는 수용 슬롯을 포함하고,
미리 설정된 기준 바닥면에 접촉시키는 단계는,
상기 카트리지의 내부 바닥면 또는 상기 수용 슬롯의 내부 바닥면을 기준 바닥면으로 접촉시키는 것을 포함하는, 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법.The method of claim 11,
The nucleic acid extraction device includes a receiving slot in which a cartridge having a plurality of wells can be accommodated,
The step of contacting the preset reference floor surface is,
Including contacting the inner bottom surface of the cartridge or the inner bottom surface of the receiving slot with a reference bottom surface, the driving control method of the nucleic acid extraction device.
상기 핵산 추출 장치는 상기 교반 로드의 승강 움직임을 제어하는 교반 로드 구동부를 포함하고,
상기 교반 로드 구동부는, 회전 구동력을 발생시키는 스테핑 모터와 상기 회전 동력을 전달받아 상기 교반 로드에 왕복 직선 구동력을 제공하는 엑추에이터를 포함하며,
상기 교반 로드를 구동시키거나 구동을 멈추는 단계는 상기 스테핑 모터를 구동시키거나 멈추는 것을 포함하는, 핵산 추출 장치의 구동 제어 방법.The method of claim 11,
The nucleic acid extraction device includes a stirring rod driving unit for controlling the lifting movement of the stirring rod,
The stirring rod driving unit includes a stepping motor generating a rotational driving force and an actuator receiving the rotational power to provide a reciprocating linear driving force to the stirring rod,
Driving or stopping the driving of the stirring rod comprises driving or stopping the stepping motor, driving control method of a nucleic acid extraction device.
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