KR102326826B1 - 애널라이트 검사 장치 및 이를 이용한 애널라이트 검사 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 애널라이트 검사 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 일측이 개구되고, 샘플이 수용될 수 있는 메인 공간이 형성되는 바디; 및 상기 메인 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽을 포함하며, 상기 바디의 상기 메인 공간에 삽입되어 왕복 이동 가능하게 제공되는 피스톤을 포함하는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 애널라이트 검사 장치 및 애널라이트 검사 방법에 대한 발명이다.
일반적으로, 인체 또는 동물의 신체로부터 채취되는 샘플을 실험실에서 정제하여 소정의 검사를 실시하는 경우가 있다. 이러한 경우에 일반적으로 샘플에 대하여 소정의 장치를 이용하여 화학적, 물리적 방법을 통해 전처리, 정제 등의 처리가 수행되고, 이렇게 정제된 샘플을 애널라이트(analyte)로서 최종 수집하여 소정의 검사를 실시할 수 있다. 이러한 애널라이트 검사 장치 및 방법과, 세포, 단백질, 핵산 등 다양한 생체 성분을 검출하는 애널라이트 검사 시스템의 일례로서 핵산의 정제 장치, 방법 및 정제된 핵산의 검사 시스템을 들 수 있다.
핵산의 정제와 검출 기술은 유전공학, 분자생물학에서 널리 사용되는 필수적인 기술로 생명공학 연구, 의료, 산업적 목적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 이러한 기술은 특히 미생물 감염 검출, 바이오마커 검출, 유전자 서열 검출, 돌연변이 유전자 검출 등 매우 다양한 분야에 활용되어 왔으며 유전자를 기반으로 한 진단에 필수적인 요소이다. 핵산의 정제는 전통적으로 초음파, 열, 단백질 가수 분해 효소(proteinase), 알콜(alcohols), 특수 시약 등을 활용한 화학 물리적 방법을 통해 생체물질을 용해시킨 뒤 양전하를 띠는 이온교환수지 또는 자성입자에 핵산을 선택적으로 결합시킴으로써 이루어진다. 이 과정에서 연구자는 용해 (lysis), 결합 (binding), 세정 (washing), 용리 (elution)의 각 단계별로 용액을 교환해 주어야 하는데, 핵산 정제는 샘플의 수에 따라 수작업 또는 자동화된 로봇을 이용하여 수행해야 한다. 또한 정제된 핵산은 일반적으로 검출을 위한 별도의 검출 용기인 튜브 또는 웰 플레이트로 이송된 후 해당 용기에서 핵산 증폭 반응을 위해 효소 반응액과 혼합되어야 한다. 해당 검출 용기는 다시 핵산 증폭 등의 반응과 검출을 위한 장비로 이송되어야 비로소 핵산의 정제와 검출이 완료될 수 있다. 이러한 과정에는 다수의 복잡한 피펫팅과, 서로 다른 반응액의 순차적 혼합 및 교반, 이송이 필수적으로 수반된다. 진단 목적의 핵산 정제와 검출의 경우 이러한 방법들은 검사실에서 수행되는 것이 일반적으로 많은 시간과 노동력을 필요로 한다. 특히 샘플의 수가 많을 경우 자동화 로봇을 이용해서 해당 과정을 수행하게 되는데 이때 많은 공간과 비용투자가 필수적이다. 또한 일정 수의 샘플이 준비되었을 때 장비를 가동하게 되므로 소수의 샘플에 대한 검사시간이 지연되는 단점이 있다. 이러한 검사 시스템은 특히 신속한 진단 결과를 요구하는 의료 현장에는 적용이 불가능하다.
특히, 이러한 검사실 기반의 진단 방식은 COVID-19를 위시한 판데믹 등 광범위한 감염성 질환의 검사 및 확산을 제어하는데 그 한계를 보이고 있기에 비전문 인력들이 현장에서 즉시 검사를 수행하고 결과를 획득하는 현장검사(point-of-care-testing, POCT)와 이를 가능케 할 장비의 필요성이 대두되고 있다.
샘플을 정제하여 애널라이트로서 정량 수집하기 위한 애널라이트 검사 장치는, 현장검사(point-of-care testing, POCT)를 위해, 정제 과정에 소요되는 인력이 최소화되어야 하고, 정제를 위한 소정의 용액이 충진되어야 하며, 크기가 작아 이동성이 확보되어야 한다. 또한, 생체 물질에 의한 오염을 방지하기 위해 일회성이 확보되어야 하는 바, 저가의 장치로서 구현될 필요가 있으나, 아직까지 이러한 조건들을 완벽히 충족하는 애널라이트 검사 장치, 이를 이용한 방법에 대한 연구는 미진한 실정이다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 샘플의 애널라이트를 정제하고, 정제된 애널라이트를 하나의 장치를 통하여 검사할 수 있는 애널라이트 검사 장치를 제공하고자 한다.
또한, 장치가 소형화되고, 비용이 적게 들어 경제적으로 샘플의 검사를 수행할 수 있는 애널라이트 검사 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일측이 개구되고, 샘플이 수용될 수 있는 메인 공간이 형성되는 바디; 및 상기 메인 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽을 포함하며, 상기 바디의 상기 메인 공간에 삽입되어 왕복 이동 가능하게 제공되는 피스톤을 포함하는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디 및 상기 피스톤을 지지하는 베이스를 포함하고, 상기 베이스에는, 상기 메인 공간과 연통할 수 있으며, 상기 샘플이 유동하기 위한 통로를 제공하는 교환 유로가 형성된, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 애널라이트 상기 메인 공간은 상기 하나 이상의 격벽에 의해 구분되는 복수 개의 격실을 포함하고, 상기 복수 개의 격실 중 적어도 하나는 상기 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있는 용액이 충진되기 위해 마련되는, 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 베이스는, 상기 교환 유로가 형성된 제1 베이스부; 상기 제1 베이스부와 분리 가능하게 결합되는 제2 베이스부; 및 상기 샘플이 함유된 용액을 흡수할 수 있는 패드부를 포함하고, 상기 제1 베이스부와 상기 제2 베이스부 사이에는, 상기 패드부가 배치될 수 있는 유동 챔버가 형성되며, 상기 패드부는, 상기 용액을 흡수함으로써 상기 용액이 상기 유동 챔버의 용량을 초과하여 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있는 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 베이스부에는, 일측이 상기 유동 챔버와 연통하고, 타측이 외부와 연통하는 토출구가 형성되며, 상기 교환 유로는, 일측이 상기 메인 공간와 연통하고, 타측이 상기 유동 챔버와 연통하도록 구성되고, 상기 교환 유로에는, 상기 교환 유로의 적어도 일부를 따라 연장되되, 상기 교환 유로 보다 큰 폭을 가지는 확장 유로가 제공되며, 상기 메인 공간에 수용된 샘플은, 상기 토출구에 가해지는 압력차에 의해 상기 메인 공간으로부터 상기 교환 유로로 유동하는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디에는 상기 애널라이트가 상기 교환 유로로 유동하기 위한 교환구 및 상기 메인 공간을 외부에 대하여 노출하기 위한 개방구가 형성되며, 상기 교환구와 상기 개방구는, 상기 격벽에 의해 구획된 메인 공간을 통해 서로 연통할 수 있는 위치에 형성되는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디에는, 상기 피스톤이 삽입되는 단부의 반대측 단부로부터 돌출 형성되는 돌출부가 구비되며, 상기 돌출부의 내측에는 상기 피스톤의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 삽입 공간이 형성되는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디에는, 상기 돌출부로부터 소정 거리 이격된 위치에 제공되며, 상기 메인 공간과 상기 바디의 외측을 연통시킬 수 있는 블로우백부가 형성된, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 블로우백부는, 상기 메인 공간의 유체가 배출되는 통로를 제공하는 블로우백 입구; 상기 메인 공간으로 유체가 유입되는 통로를 제공하는 블로우백 출구; 및 상기 피스톤이 이동하는 방향으로 연장 형성되며, 상기 블로우백 입구와 상기 블로우백 출구를 연통시키는 브릿지부를 포함하는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디에는 상기 메인 공간에서 상기 용액과 반응하여 소정의 처리를 거친 상기 애널라이트가 상기 바디로부터 배출되기 위한 배출구가 형성되며, 상기 배출구는, 상기 돌출부로부터 소정 거리 이격되고, 상기 블로우백부와 대향하는 위치에 형성된, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 피스톤은, 상기 삽입 공간의 내측으로 이동함으로써, 상기 삽입 공간과 상기 메인 공간을 차단하고, 상기 메인 공간 내부의 기체가 블로우백하여 상기 메인 공간에 수용된 애널라이트를 상기 배출구로 밀어낼 수 있는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 피스톤은, 중심 기둥; 및 상기 중심 기둥의 일측 단부로부터 돌출 형성된 피스톤 헤드를 더 포함하고, 상기 피스톤 헤드는 상기 중심 기둥의 이동에 따라 상기 삽입 공간에 선택적으로 삽입되는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 격벽은 복수 개로 제공되며, 복수 개의 상기 격벽은 상기 중심 기둥의 둘레면으로부터 방사형으로 연장 형성되며 상기 중심 기둥이 이동하는 방향을 따라 서로 이격 배치되는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 피스톤은, 상기 피스톤 헤드가 상기 삽입 공간에 삽입되었을 때, 상기 돌출부의 내주면과 상기 피스톤 헤드 사이를 밀폐시킴으로써, 상기 삽입 공간과 상기 메인 공간을 차단할 수 있는 헤드 실링 부재; 및 상기 격벽과 상기 바디 사이로 상기 용액이 새는 것을 방지하기 위해 상기 격벽의 외주면에 마련되는 격벽 실링 부재를 더 포함하는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디에는 상기 돌출부로부터 소정 거리 이격된 위치에 제공되며, 상기 메인 공간과 상기 바디의 외측을 연통시킬 수 있는 블로우백부가 형성되고, 상기 피스톤 헤드에는 상기 피스톤 헤드의 외주면으로부터 인입 형성된 헤드 홈이 형성되며, 상기 헤드 실링 부재는 상기 헤드 홈에 개재되고, 상기 헤드 홈은, 상기 피스톤 헤드의 적어도 일부가 상기 삽입 공간에 삽입되더라도, 상기 삽입 공간, 상기 메인 공간, 상기 블로우백부가 연통할 수 있도록, 상기 피스톤 헤드의 일측 단부로부터 소정 거리 이격된 위치에 형성되는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 복수 개의 상기 격실은 제1 격실, 제2 격실, 제3 격실 및 제4 격실을 포함하고, 상기 제1 격실은 복수 개의 상기 격실 중 상기 바디의 상기 피스톤이 삽입되는 단부에 가장 가깝게 형성되며, 상기 제2 격실은 상기 하나 이상의 격벽 중 하나를 사이에 두고 상기 제1 격실과 인접하게 형성되고, 상기 제3 격실은 상기 하나 이상의 격벽 중 하나를 사이에 두고 상기 제2 격실과 인접하게 형성되며, 상기 제4 격실은 복수 개의 상기 격실 중 상기 바디의 상기 피스톤이 삽입되는 단부에 가장 먼 위치에 제공되는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 격실 내에는 용해/결합 버퍼(Lysis/binding Buffer), 자성 물질 및 내부 대조 물질(internal control material) 중 적어도 일부가 충진되고, 상기 제2 격실 내에는 상기 자성 물질에 결합된 상기 애널라이트의 적어도 일부가 세정이 진행되도록 하는 용액이 충진되고, 상기 제3 격실 내에는 상기 자성 물질에 결합된 상기 애널라이트의 적어도 일부가 상기 자성 물질로부터 용리되도록 하는 용액이 충진되고, 상기 제2 격실 내에 충진되는 용액은 세정 버퍼(Washing Buffer)를 포함하며, 상기 제3 격실 내에 충진되는 용액은 용리 버퍼(Elution Buffer)를 포함하는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 확장 유로 내에는 상기 자성 물질 및 내부 대조 물질(internal control material) 중 하나가 기 투입되어 고정된, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 메인 공간으로 주입되는 용액은 용해/결합 버퍼(Lysis/binding Buffer), 생체의 샘플이 함유된 용액 및 환경 유래의 샘플이 함유된 용액 중 하나 이상을 포함하는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 애널라이트는 핵산, 단백질, 소낭, 지질, 탄수화물, 세포, 조직 및 이들로부터 분리될 수 있는 물질 중 하나 이상을 포함하는, 애널라이트 검사 장치가 제공될 수 있다.
또한, 바디에 형성된 메인 공간에 샘플 또는 이를 함유하는 용액을 주입하는 샘플 주입 단계; 상기 메인 공간에 주입된 상기 샘플에 포함된 애널라이트를 정제시키는 애널라이트 정제 단계; 및 상기 정제된 애널라이트를 상기 메인 공간으로부터 배출시켜 검사 챔버에 공급할 수 있는 애널라이트 배출 단계를 포함하는, 애널라이트 검사 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 애널라이트 정제 단계는, 용해 용액을 통하여 상기 메인 공간에 주입된 샘플을 용해하여 애널라이트를 추출하고, 상기 애널라이트를 자성 물질 및 내부 대조 물질 중 하나 이상과 결합시키는 애널라이트 용해 단계; 세정 용액을 통하여 상기 애널라이트를 세정할 수 있는 애널라이트 세정 단계; 및 용리 용액을 통하여 상기 세정된 애널라이트를 상기 자성 물질로부터 용리할 수 있는 애널라이트 용리 단계를 포함하는, 애널라이트 검사 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디에는 상기 메인 공간과 상기 바디의 외측을 연통시킬 수 있는 블로우백부가 형성되며, 상기 애널라이트 배출 단계는, 상기 블로우백부를 통하여 상기 메인 공간 내의 기체를 블로우백시킴으로써, 상기 애널라이트 정제 단계를 통해 정제된 애널라이트를 배출하는, 애널라이트 검사 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 샘플 또는 이를 함유하는 용액은, 상기 메인 공간에 상기 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있는 용액이 충진되어 있는 경우 생체 또는 환경 유래의 샘플 및 이를 함유하는 용액 중 하나 이상을 포함하고, 상기 메인 공간에 상기 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있는 용액이 충진되어 있지 않은 경우 생체 또는 환경 유래의 샘플 및 이를 함유하는 용액 중 하나 이상과 상기 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있는 용액을 포함하는, 애널라이트 검사 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 세정 용액은, 세정 버퍼(Washing Buffer), 알코올(alcohol) 및 정제수(Distilled water) 중 하나 이상을 포함하는, 애널라이트 검사 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 용리 용액은, 용리 버퍼(Elution Buffer), 킬레이트 시약(chelating agent) 및 정제수(Distilled water) 중 하나 이상을 포함하는, 애널라이트 검사 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 애널라이트 용해 단계는, 제1 격실과 교환 유로가 연통하는 동안 자력을 이용해 애널라이트를 상기 교환 유로에 고정하여 상기 용액으로부터 분리시키는 제1 분리 단계를 포함하고, 상기 애널라이트 세정 단계는, 제2 격실과 교환 유로가 연통하는 동안 자력을 이용해 세정된 애널라이트를 상기 교환 유로에 고정하여 상기 세정 용액으로부터 분리하는 2차 분리 단계를 포함하고, 상기 애널라이트 용리 단계는, 상기 애널라이트를 배출하기 전 제3 격실의 용리 용액의 자성 물질을 분리하는 제3 분리 단계를 포함하는, 애널라이트 검사 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 샘플의 애널라이트를 정제하고, 정제된 애널라이트를 하나의 장치를 통하여 검사할 수 있는 효과가 있다.
또한, 장치가 소형화되고, 비용이 적게 들어 경제적으로 샘플의 검사를 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 애널라이트 검사 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3의 B를 확대한 확대도이다.
도 5는 도 1의 애널라이트 검사 장치에서 블로우백이 발생되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 B를 확대한 확대도이다.
도 7은 도 5의 C를 확대한 확대도이다.
도 8은 도 1의 베이스의 분해 사시도이다.
도 9는 도 1의 제1 베이스의 저면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 애널라이트 검사 장치를 이용하여 애널라이트를 검사하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3의 B를 확대한 확대도이다.
도 5는 도 1의 애널라이트 검사 장치에서 블로우백이 발생되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 B를 확대한 확대도이다.
도 7은 도 5의 C를 확대한 확대도이다.
도 8은 도 1의 베이스의 분해 사시도이다.
도 9는 도 1의 제1 베이스의 저면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 애널라이트 검사 장치를 이용하여 애널라이트를 검사하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '유입', '공급', '유동', '결합'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 유입, 공급, 유동, 결합될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 상부, 측면, 저면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 애널라이트 검사 장치(1)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 애널라이트 검사 장치(1)는 생체 또는 환경 유래의 샘플을 정제하여 소정의 검사를 실시하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 생체 또는 환경 유래의 샘플은 인체, 동물 또는 식물의 샘플일 수 있다. 이러한 애널라이트 검사 장치(1)는 케이스(100), 바디(200), 피스톤(300) 및 베이스(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 애널라이트 검사 장치(1)의 케이스(100), 바디(200), 피스톤(300) 및 베이스(400)는 플라스틱, 고무, 세라믹, 무기 화합물, 금속 중 어느 하나의 물질 또는 그 조합으로 구성될 수 있다.
또한, 케이스(100), 바디(200), 피스톤(300), 및 베이스(400)는 블로 몰딩(Blow molding), 압축 성형(Compression molding), 압출 성형(Extrusion molding), 사출 성형(Injection molding), 라미네이팅(Laminating), 반응 사출 성형(Reaction injection molding), 매트릭스 성형(Matrix molding), 회전 성형(Rotational molding), 스핀 캐스팅(Spin casting), 전환 성형(Transfer molding), 열성형(Thermoforming), 3D 프린팅(3D printing) 등의 공정을 통해 제조될 수 있다. 이러한, 케이스(100), 바디(200), 피스톤(300) 및 베이스(400)는 기 설비된 자동화 시설에 의해 대량 생산되는 것이 가능하며, 일례로 일회용으로 생산될 수 있다. 또한, 각각 별개로 제조되어 조립됨으로써 하나의 애널라이트 검사 장치(1)를 구성할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 케이스(100)는 바디(200), 피스톤(300) 및 베이스(400)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 이러한 케이스(100)는 베이스(400)에 지지될 수 있다. 또한, 케이스(100)는 케이스 커버부(110) 및 덮개부(120)를 포함할 수 있다.
케이스 커버부(110)는 바디(200), 피스톤(300) 및 베이스(400)의 적어도 일부를 수용할 수 있으며, 베이스(400)에 지지될 수 있다. 이러한 케이스 커버부(110)의 일면에는 덮개부(120)와 맞물릴 수 있는 맞물림구(111)가 형성될 수 있다.
덮개부(120)는 케이스 커버부(110)의 맞물림구(111)에 맞물릴 수 있으며, 후술할 바디(200)의 주입구(230)를 개폐할 수 있다. 다시 말해, 덮개부(120)가 맞물림구(111)로부터 분리되면 주입구(230)는 개방되며, 덮개부(120)가 맞물림구(111)와 맞물리면 주입구(230)는 폐쇄된다. 이러한 덮개부(120)는 애널라이트 검사 장치(1)의 미사용 시에는 주입구(230)를 밀폐시켜서 외부의 이물질이 바디(200)의 후술할 메인 공간(210)에 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 덮개부(120)는 샘플이 주입구(230)를 통해 메인 공간(210)으로 주입된 이후에는 다시 맞물림구(111)에 맞물려 주입구(230)를 밀폐시킬 수 있다. 이로써, 덮개부(120)는 외부의 이물질이 애널라이트 처리 전은 물론 처리 과정이 진행되는 중에도 메인 공간(210)으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
바디(200)는 샘플(sample) 또는 이를 함유한 용액이 투입될 수 있도록 내부에 메인 공간(210)이 형성될 수 있다. 또한, 바디(200)의 일측 단부는 피스톤(300)이 삽입될 수 있도록 개구되며, 메인 공간(210)은 일측이 외부를 향해 개방될 수 있다. 예를 들어, 바디(200)는 내부에 중공을 가지는 원기둥 형상일 수 있다. 또한, 메인 공간(210)은 피스톤(300)이 메인 공간(210)에 삽입되어 왕복 운동 가능하도록 피스톤(300)에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
한편, 메인 공간(210)에 투입되는 샘플은 일례로 세포, 바이러스, 조직, 엑소좀(exosome), 단백질, 핵산, 항원, 항체 중 일부 혹은 전부를 포함하는 액상, 고상, 혹은 그 혼합물로 이루어질 수 있다. 더 자세한 예시로, 메인 공간(210)에 투입되는 샘플은 생체 또는 환경으로부터 채취한 시료일 수 있으며 이 경우, 애널라이트 검사 장치(1)를 이용하여 샘플 내에 존재하는 세포 내 핵산의 정제가 이루어질 수 있다.
또한, 바디(200)의 메인 공간(210)은 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214)을 포함할 수 있다. 이러한 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214) 중 적어도 하나에는 샘플을 정제하여 애널라이트로 처리할 수 있는 용액이 충진될 수 있다. 예를 들어, 용액은 자성 물질을 함유한 용액일 수 있다.
한편, 이러한 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214)은 후술할 피스톤(300)의 하나 이상의 격벽(330)에 의해 구획될 수 있으며, 제1 격실(211), 제2 격실(212), 제3 격실(213) 및 제4 격실(214)을 포함할 수 있다. 이러한 제1 격실(211), 제2 격실(212), 제3 격실(213) 및 제4 격실(214)에는 서로 다른 용액들이 충진될 수 있다. 다만, 본 명세서에서 메인 공간(210)은 네 개의 격실로 구획되는 것으로 서술하였으나, 이는 예시에 불과하고, 메인 공간(210)은 두 개, 세 개의 격실로 구획되는 것도 가능하며, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 격실(211)은 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214) 중 바디(200)의 개구된 일측 단부에 가장 가깝게 형성될 수 있다. 이러한 제1 격실(211)은 샘플의 검사를 위하여 주입구(230)를 통해 용해 용액과 샘플 또는 이를 함유한 용액을 함께 주입받을 수 있다. 예를 들어, 용해 용액은 애널라이트의 적어도 일부와 자성 물질을 결합시키는 용액을 의미하며, 애널라이트는 샘플에 함유된 생체 물질이 용해되었을 때 생체 물질 내에 존재하는 물질을 의미한다. 더 자세한 예시로, 제1 격실(211)로 주입되는 용해 용액은 용해/결합 버퍼(Lysis/binding Buffer)를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 자성 미세 입자(Magnetic nano/micro particles), 염(salts; ex. Tris-HCl), 킬레이트 시약(chelating agent; ex. Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)), 계면활성제/세정제(detergent; ex. Sodium dodecyl sulfate (SDS), Triton X-100), 환원제(reductant; ex. Dithiothreitol (DTT)), Chaotropic agent (ex. Guanidine thiocyanate), 효소(enzyme; ex. Proteinase K) 및 정제수(Distilled water) 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
다만, 이는 예시에 불과하고, 용해 용액은 제1 격실(211)에 미리 충진되어 있을 수도 있으며, 샘플 또는 이를 함유하는 용액만 주입구(230)를 통하여 주입될 수도 있다.
또한, 애널라이트 검사 장치(1)를 통해 수집되는 애널라이트는 핵산, 단백질, 엑소좀(Exosome 등), 지질, 탄수화물, 세포(혈액세포, 면역세포, 종양세포, 병원성 미생물 등) 등으로 샘플에 함유된 생체물질 그 자체 또는 그로부터 물리적 방법 및 화학적 방법 중 하나 이상으로 분리될 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 또한, 애널라이트 검사 장치(1)를 이용하여 샘플 내에 존재하는 세포 내 핵산의 정제가 이루어지는 경우, 애널라이트 검사 장치(1)를 통해 수집되는 애널라이트는 정제된 핵산을 포함할 수 있다.
제2 격실(212)은 하나 이상의 격벽(330) 중 하나를 사이에 두고 제1 격실(211)과 인접하게 형성될 수 있다. 이러한 제2 격실(212)은 제1 격실(211)과 제3 격실(213) 사이의 공간일 수 있다. 또한, 제2 격실(212) 내에는 자성 물질에 결합한 애널라이트의 적어도 일부를 세정하는 세정 용액이 충진될 수 있다. 예를 들어, 제2 격실(212) 내에 충진되는 세정 용액은 세정 버퍼(Washing Buffer)를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 Diethyl pyrocarbonate(DEPC), Sodium citrate tribasic dehydrate, 알코올(alcohol; ex. Ethanol, 2-propanol) 및 정제수(Distilled water) 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 이러한 세정 용액은 제1 격실(211)에 샘플 및 용액이 주입되기 전에 미리 제2 격실(212)에 충진되어 있을 수 있다.
제3 격실(213)은 하나 이상의 격벽(330) 중 하나를 사이에 두고 제2 격실(212)과 인접하게 형성될 수 있다. 이러한 제3 격실(213)은 제2 격실(212)과 제4 격실(214) 사이의 공간일 수 있다. 또한, 제3 격실(213) 내에는 자성 물질에 결합한 애널라이트의 적어도 일부를 자성 물질로부터 용리하는 용리 용액이 충진될 수 있다. 예를 들어, 제3 격실(213) 내에 충진되는 용리 용액은 용리 버퍼(Elution Buffer)를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 염(salts; ex. Tris-HCl), 킬레이트 시약 (chelating agent; ex. Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)), Diethyl pyrocarbonate(DEPC) 및 정제수(Distilled water) 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 이러한 용리 용액은 제1 격실(211)에 샘플 및 용액이 주입되기 전에 제3 격실(213)에 미리 충진되어 있을 수 있다.
제4 격실(214)은 하나 이상의 격벽(330) 중 하나를 사이에 두고 제3 격실(213)과 인접하게 형성될 수 있다. 이러한 제4 격실(214)은 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214) 중 바디(200)의 개구된 일측 단부로부터 가장 먼 위치에 제공될 수 있다.
한편, 바디(200)에는 돌출부(220)가 구비될 수 있다. 이러한 돌출부(220)는 바디(200)의 피스톤(300)이 삽입되는 측의 반대측 단부로부터 돌출 형성될 수 있다. 예를 들어, 바디(200) 및 돌출부(220)는 내부가 빈 중공 형상을 가질 수 있다. 또한, 돌출부(220)의 내측 폭은 바디(200)의 내측 폭보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(220)의 내측 폭은 후술할 피스톤 헤드(320)의 두께보다 클 수 있다. 따라서, 피스톤 헤드(320)가 돌출부(220)의 내측에 삽입되었을 때, 피스톤 헤드(320)는 돌출부(220)의 내주면과 소정 거리 이격되어 있을 수 있다.
이러한 돌출부(220)에는 피스톤 헤드(320)가 삽입될 수 있는 삽입 공간(221)이 형성될 수 있다. 이러한 삽입 공간(221)은 바디(200)의 메인 공간(210)과 연통할 수 있다. 다시 말해, 삽입 공간(221)은 바디(200)의 제4 격실(214)과 연통할 수 있다. 이러한 삽입 공간(221)은 피스톤 헤드(320) 및 후술할 헤드 실링 부재(352)에 의해 메인 공간(210)과 차단될 수 있다. 헤드 실링 부재(352)가 삽입 공간(221)과 메인 공간(210)을 차단하는 구성에 대해서는 후반부에서 구체적으로 설명하도록 한다.
한편, 바디(200)에는 메인 공간(210)과 바디(200)의 외부를 연통시킬 수 있는 주입구(230)가 형성될 수 있다. 이러한 주입구(230)를 통하여 샘플 및 자성 물질을 함유한 용액은 외부로부터 메인 공간(210)으로 주입될 수 있다. 또한, 주입구(230)는 피스톤(300)이 메인 공간(210) 내에서 일 방향으로 이동됨에 따라 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214)들과 순차적으로 연통할 수 있다. 예를 들어, 피스톤(300)이 바디(200)에 대하여 소정 거리 이동하여 제1 격실(211)이 주입구(230)와 연통하는 위치에 배치되면, 주입구(230)를 통하여 제1 격실(211)은 외부로부터 용액 및 샘플 또는 이를 함유한 용액을 주입받을 수 있다.
이러한 주입구(230)는 덮개부(120)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 다시 말해, 주입구(230)는 덮개부(120)가 케이스 커버부(110)의 맞물림구(111)로부터 이탈되면 외부에 대하여 개방되며, 덮개부(120)가 맞물림구(111)에 맞물리면 외부에 대하여 폐쇄될 수 있다. 또한, 주입구(230)는 일부가 상면이 넓고 아래로 갈수록 좁아지는 형상으로 구비될 수 있으며, 일례로 깔때기 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 사상이 이러한 주입구(230)의 형상에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 주입구(230)는 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214) 중 적어도 하나의 격실과 연통하였을 때, 이러한 격실을 통해 교환구(260)와 연통할 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 일례로, 주입구(230)는 후술할 교환구(260)와 대향하도록 형성될 수 있다. 다른 예로, 주입구(230)는 교환구(260)와 동일 선상에 형성될 수 있다. 또 다른 예로, 이러한 주입구(230)는, 피스톤 헤드(320)에 가장 인접한 격벽(330)이 블로우백 출구(243) 및 배출구(250)의 개방상태를 유지하는 범위 내에서 피스톤(300)이 메인 공간(210)에 가장 깊이 삽입되었을 때, 제1 격실(211)에 주입구(230)와 교환구(260)가 동시에 연통할 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 다만, 이는 일례에 불과하고, 교환구(260)가 주입구(230)와 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214) 중 어느 하나에 대하여 동시에 연통할 수 없는 위치에 형성되는 것도 가능하다.
한편, 바디(200)에는 블로우백부(240)가 형성될 수 있다. 이러한 블로우백부(240)는 바디(200)의 피스톤(300)이 삽입되는 측의 반대측 단부에 제공될 수 있으며, 양단부가 메인 공간(210)과 연통할 수 있다. 이러한 블로우백부(240)는 바디(200)의 일면에 형성될 수 있다. 다시 말해, 블로우백부(240)는 바디(200)의 상면에 형성될 수 있으나, 본 발명의 사상이 이로써 한정되는 것은 아니고, 바디(200)의 측면 또는 저면에 형성되는 것도 가능하다. 이러한 블로우백부(240)는 피스톤(300)이 돌출부(220)를 향해 전진할 때, 제4 격실(214)에 존재하는 공기 등의 기체를 블로우백부(240)를 통해 블로우백(blowback)시킬 수 있다. 이처럼, 제4 격실(214)에 존재하는 기체가 블로우백하여 제3 격실(213)로 유동함으로써, 제3 격실(213)에 존재하는 정제 완료된 애널라이트가 후술할 배출구(250)를 통해 후술할 공급 유로(413)로 유동할 수 있다.
도 4를 참조하면, 블로우백부(240)는 블로우백 입구(241), 브릿지(242), 및 블로우백 출구(243)를 포함할 수 있다. 블로우백 입구(241)와 블로우백 출구(243)는 메인 공간(210)에 일단이 연통하도록 형성되며, 브릿지(242)를 통하여 블로우백 입구(241)와 블로우백 출구(243)의 타단은 연통할 수 있다. 또한, 브릿지(242)는 상면이 개구된 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 브릿지(242)의 개구된 부분은 케이스(100)에 의해 외부와 차단될 수 있다. 이처럼, 블로우백부(240)는 블로우백 입구(241), 브릿지(242), 및 블로우백 출구(243)에 의해 'U'자 형 채널로서 형성될 수 있다.
이러한 블로우백 입구(241)는 블로우백 출구(243)보다 메인 공간(210)의 돌출부(220) 측에 더 가깝게 형성될 수 있다. 이에 따라, 피스톤(300)이 제4 격실(214)을 좁히는 방향으로 이동되면 제4 격실(214)에 있던 공기 등의 기체가 압력에 의해 블로우백 입구(241)로 유입되어 브릿지(242), 블로우백 출구(243)를 통과한 후 제4 격실(214)과 인접한 제3 격실(213)로 유입될 수 있다. 이처럼, 제3 격실(213)로 유입된 기체의 압력에 의해 제3 격실(213)에 수용된 애널라이트는 배출구(250)를 통해 밀려나며, 공급 유로(413)로 유동할 수 있다. 이러한 배출구(250)를 통해 배출된 애널라이트는 공급 유로(413)를 통하여 후술할 검사 챔버(412)에 수용될 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여, 제4 격실(214)에 있던 공기 등의 기체가 블로우백하는 과정을 보다 구체적으로 설명한다. 먼저, 피스톤(300)이 돌출부(220)를 향하여 일 방향(예를 들어, 도 5(a)의 우측)으로 이동하면 제4 격실(214)에 있던 기체는 블로우백부(240) 및 삽입 공간(221)으로 유동한다. 이 경우 블로우백부(240)의 블로우백 출구(243)는 제3 격실(213)과 연통하고, 블로우백 입구(241)는 제4 격실(214)과 연통한다(도 5(a) 참조).
또한, 제4 격실(214) 내의 기체는 블로우백부(240) 뿐만 아니라 피스톤 헤드(320)와 돌출부(220) 내측 사이의 공간을 통하여 삽입 공간(221)으로 계속해서 유동할 수 있다(도 6 참조). 이 경우 배출구(250)의 적어도 일부는 제3 격실(213)과 연통할 수 있다(도 7 참조). 이처럼, 피스톤(300)이 삽입 공간(221)에 삽입되더라도 제4 격실(214) 내의 기체가 삽입 공간(221) 및 블로우백부(240)로 분산되어 유동함으로써, 블로우백부(240)로 유동하는 기체의 압력은 제3 격실(213)의 애널라이트를 배출구(250)로 밀어낼 수 있는 임계 압력보다 낮을 수 있다. 따라서, 피스톤(300)이 이동하여 배출구(250)의 일부와 제3 격실(213)이 연통하기 시작할 때에도 메인 공간(210)의 기체는 블로우백하지 않으며, 메인 공간(210) 내부의 용액은 배출구(250) 및 공급 유로(413)로 유동하지 않을 수 있다.
이후, 피스톤(300)이 돌출부(220)의 삽입 공간(221)을 향하여 더 이동하여 헤드 실링 부재(352)가 돌출부(220)의 내주면과 피스톤 헤드(320) 사이를 실링함으로써, 삽입 공간(221)과 제4 격실(214)은 차단될 수 있다. 이때, 제4 격실(214) 내의 기체는 삽입 공간(221)으로 유동하지 않고 블로우백부(240)를 통해 블로우백하기 시작하여 제3 격실(213)로 유입된다. 또한, 피스톤(300)은 점점 더 메인 공간(210)의 내측으로 삽입됨으로써 제3 격실(213) 내의 애널라이트 및 용액을 배출구(250)로 밀어낼 수 있다. 다시 말해, 피스톤(300)이 삽입 공간(221)을 향하여 더 이동하여 배출구(250)의 소정 범위 이상이 제3 격실(213)과 연통하였을 때, 메인 공간(210)의 기체는 블로우백하기 시작하며, 용액은 배출구(250)를 통해 공급 유로(413)로 유동할 수 있다(도 5(b) 참조).
이처럼, 배출구(250)의 일부가 메인 공간(210)과 연통하기 시작하더라도, 삽입 공간(221)과 제4 격실(214)이 완전히 차단되기 전에는 블로우백이 시작되지 않으며, 배출구(250)로 애널라이트가 유동하지 않을 수 있다. 또한, 삽입 공간(221)과 제4 격실(214)이 차단되고, 배출구(250)의 소정 범위 이상이 메인 공간(210)과 연통할 때, 애널라이트는 배출구(250)로 유동할 수 있다. 이 경우 공급 유로(413)로 유동하는 애널라이트 및 용액은 연속적으로 흐를 수 있으며, 액체 조각이 형성되는 것이 방지될 수 있다.
여기서 액체 조각이 형성되는 과정에 대하여 간략하게 설명하면, 일례로 배출구(250) 중 극히 작은 면적만 개방되어 메인 공간(210)과 연통할 경우, 극 소량의 애널라이트 및 용액이 공급 유로(413)로 유동하게 된다. 이때, 용액의 점성 및 공급 유로(413)에 잔류하는 공기 등의 요인에 의해 공급 유로(413)를 유동하는 용액이 불연속적으로 유동함으로써, 액체 조각이 형성될 수 있다. 이러한 액체 조각은 검사 챔버(412)에 공급되었을 때, 불완전한 반응을 일으키거나, 검사 결과의 정확성을 낮출 수 있다. 다만, 상기의 블로우백부(240)에 의하면 공급 유로(413) 내측에 액체 조각이 형성되지 않고, 애널라이트 및 용액이 연속적으로 공급 유로(413)를 따라 유동하여 검사 챔버(412)에 공급될 수 있다.
한편, 블로우백부(240)로 인해, 사용자는 피스톤(300)을 가압하는 정도를 조절하여 블로우백부(240)를 통해 블로우백하는 기체의 양을 미세하게 조절할 수 있다. 이처럼, 블로우백하는 기체의 양을 조절함으로써 배출구(250)를 통해 배출되는 애널라이트의 양을 미세하게 조절할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따르면 피스톤(300)의 가압 정도를 미세 조절함으로써 공급 유로(413)로 유동하는 애널라이트의 양을 미세하게 제어하는 것이 가능하므로, 본 실시예에 따른 애널라이트 검사 장치(1)는 애널라이트의 정량 분배가 매우 중요한 검사를 실시할 경우에 특히 유용하게 이용될 수 있다.
한편, 바디(200)에는 메인 공간(210)에서 용액과 반응하여 소정의 처리를 거친 샘플이 애널라이트로서 바디(200)의 메인 공간(210)으로부터 배출될 수 있는 배출구(250)가 형성될 수 있다. 이러한 배출구(250)는 바디(200)의 피스톤(300)이 삽입되는 측의 반대측 단부에 위치할 수 있으며, 블로우백부(240)에 대향하는 위치에 형성될 수 있다. 다만, 이는 일례에 불과하고, 배출구(250)는 블로우백부(240)와 대향하지 않는 위치에 형성되는 것도 가능하다. 또한, 배출구(250)는 중력의 영향으로 인해 애널라이트가 용이하게 배출될 수 있도록 메인 공간(210)의 저면에 형성될 수 있다. 이는 일례에 불과하고, 메인 공간(210)의 측면 또는 상면에 형성되는 것도 가능하다.
또한, 배출구(250)는 베이스(400)의 공급 유로(413)와 연통할 수 있으며, 배출구(250)를 통해서 배출되는 애널라이트는 공급 유로(413)를 통하여 검사 챔버(412)로 유동할 수 있다.
한편, 바디(200)에는 메인 공간(210)의 용액 및 샘플이 유입되거나 배출될 수 있는 교환구(260) 및 메인 공간(210)을 외부에 대하여 노출시키는 개방구(270)가 더 형성될 수 있다.
교환구(260)는 교환 유로(411)와 연통할 수 있다. 예를 들어, 메인 공간(210)의 용액 및 샘플 또는 이를 함유하는 용액은 교환구(260)를 거쳐 교환 유로(411)로 유동할 수 있다. 더 자세한 예시로, 실린더(미도시)에 압력차가 발생하면 교환 유로(411)의 제2 연통구(411b)에 가해지는 가압량 또는 감압량에 비례하여 개방구(270)의 공기가 메인 공간(210)으로 들어오거나 나갈 수 있다. 이로 인해, 용액 및 샘플은 교환구(260)를 거쳐 메인 공간(210)으로부터 교환 유로(411)로 유동할 수 있으며, 교환 유로(411)로부터 메인 공간(210)으로 유동할 수 있다.
또한, 교환구(260)는 주입구(230) 또는 개방구(270)에 대향하는 위치에 형성될 수 있으며, 주입구(230) 또는 개방구(270)와 동일 선상에 형성될 수 있다. 또한, 교환구(260)는 적어도 제1 격실(211)에 주입구(230)와 개방구(270) 중 적어도 하나와 동시에 연통할 수 있는 범위 내의 위치에 형성될 수 있다. 이러한 교환구(260)는 피스톤(300)이 메인 공간(210) 내에서 일 방향으로 이동됨에 따라 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214)들과 순차적으로 연통할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 실린더는 메인 공간(210)이 교환 유로(411)와 용액 및 샘플을 교환하는데 필요한 압력차를 가하기 위하여 제공될 수 있다. 또한, 실린더는 내부 공간의 압력이 변할 수 있도록 구성되며 일례로, 실린더는 주사기일 수 있다. 따라서, 실린더 내의 압력 변화에 따라 용액과 샘플 또는 이를 함유한 용액은 메인 공간(210)과 교환 유로(411) 중 어느 하나에서 다른 하나로 유동할 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고 애널라이트 검사 장치(1)는 시린지 펌프(Syringe Pump)와 연결될 수도 있다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 피스톤(300)은 바디(200)에 형성된 개구를 통해 메인 공간(210)에 삽입될 수 있도록 제공되며, 메인 공간(210) 내에서 왕복 이동 가능하게 제공된다. 또한, 피스톤(300)은 중심 기둥(310), 피스톤 헤드(320), 격벽(330), 피스톤 파지부(340) 및 실링 부재(350)를 포함할 수 있다.
중심 기둥(310)은 바디(200)의 메인 공간(210)에 삽입될 수 있으며, 피스톤 헤드(320), 격벽(330) 및 피스톤 파지부(340)를 연결할 수 있다. 이러한 중심 기둥(310)은 원기둥 형상으로 제공될 수 있으며, 그 두께는 위치에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 또한, 중심 기둥(310)은 피스톤 파지부(340)와 격벽(330)을 연결하는 부분과 복수의 격벽(330)들 사이를 연결하는 부분의 두께가 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 피스톤 파지부(340)와 격벽(330)을 연결하는 부분의 두께보다 복수의 격벽(330)을 연결하는 부분의 두께가 얇게 형성될 수 있다. 이는 중심 기둥(310)이 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214)의 공간을 최소한으로 차지하기 위한 것이다. 다만, 이는 일례에 불과하며, 중심 기둥(310)이 전체적으로 동일한 두께로 구비되거나, 피스톤 파지부(340)와 격벽(330)을 연결하는 부분의 두께보다 복수의 격벽(330) 사이를 연결하는 부분의 두께가 더 두껍게 형성되는 것도 가능하다.
피스톤 헤드(320)는 복수 개의 격벽(330) 중 중심 기둥(310)의 끝단에 연결된 격벽(330)으로부터 돌출 형성될 수 있다. 이러한 피스톤 헤드(320)는 피스톤(300)이 바디(200)의 내측으로 삽입되면, 돌출부(220)의 삽입 공간(221)에 삽입될 수 있다. 또한, 피스톤 헤드(320)의 두께는 중심 기둥(310) 중 복수의 격벽(330) 사이 부분의 두께보다 크게 형성될 수 있으며, 돌출부(220)의 내측 폭 보다 작게 형성될 수 있다. 따라서, 피스톤 헤드(320)가 삽입 공간(221)에 삽입되었을 때, 피스톤 헤드(320)의 외주면은 돌출부(220)의 내주면과 소정 거리 이격될 수 있으며, 이러한 소정 거리 이격된 공간을 통하여 제4 격실(214)의 기체는 삽입 공간(221)으로 유동할 수 있다. 즉, 피스톤 헤드(320)에 의해 제4 격실(214) 내의 기체는 블로우백할 수 있다. 또한, 피스톤 헤드(320)의 길이(중심기둥(310)으로부터 돌출된 길이)를 통하여 블로우백이 시작되는 시점은 조절될 수 있다.
또한, 피스톤 헤드(320)에는 헤드 실링 부재(352)가 삽입될 수 있는 헤드 홈(321)이 형성될 수 있다. 이러한 헤드 홈(321)은 피스톤 헤드(320)의 외주면으로부터 인입 형성될 수 있다. 또한, 헤드 홈(321)은 헤드 실링 부재(352)가 끼워질 수 있도록 소정의 폭을 가질 수 있다.
하나 이상의 격벽(330)은 메인 공간(210)을 구획할 수 있다. 이러한 격벽(330)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 격벽(330)은 중심 기둥(310)의 둘레면으로부터 방사형으로 연장 형성될 수 있다. 또한, 복수 개의 격벽(330)은 중심 기둥(310)이 이동하는 방향을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 이러한 격벽(330)은 디스크 형상으로 제공될 수 있으며, 격벽(330)의 직경은 바디(200)의 내측 폭보다 작거나 같을 수 있다. 본 명세서에서 격벽(330)은 네 개로 제공되는 것으로 서술하였지만, 이는 예시에 불과하고, 네 개가 아닌 임의의 개수로 제공되는 것도 가능하다.
또한, 격벽(330)에는 격벽 실링 부재(351)가 삽입될 수 있는 격벽 홈(331)이 형성될 수 있다. 이러한 격벽 홈(331)은 격벽(330)의 외주면으로부터 인입 형성될 수 있다. 또한, 격벽 홈(331)은 격벽 실링 부재(351)가 삽입될 수 있도록 소정의 폭을 가질 수 있다.
피스톤 파지부(340)는 중심 기둥(310)의 단부에 연결되며, 사용자에 의해 피스톤(300)이 파지되는 부분을 제공할 수 있다. 이러한 피스톤 파지부(340)는 디스크 형상으로 구비될 수 있으며, 중심 기둥(310)에 대한 플랜지 형상으로 제공될 수 있다.
실링 부재(350)는 피스톤(300)과 바디(200)의 내측면 사이의 갭을 실링할 수 있다. 예를 들어, 실링 부재(350)는 고무 등의 재질로 이루어진 오링(O-ring)일 수 있다. 이러한 실링 부재(350)는 격벽 실링 부재(351) 및 헤드 실링 부재(352)를 포함할 수 있다.
격벽 실링 부재(351)는 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214)에 수용된 물질이 해당 격실로부터 누출되는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해, 격벽 실링 부재(351)는 복수 개의 격실(211, 212, 213, 214)에 수용된 서로 다른 물질이 섞이는 것을 방지할 수 있다. 이러한 격벽 실링 부재(351)는 바디(200)의 내주면에 접촉되도록 격벽 홈(331)에 배치될 수 있다. 또한, 격벽 실링 부재(351)에 의해 격벽(330)과 바디(200)의 내주면 사이의 갭이 실링될 수 있다. 이러한 격벽 실링 부재(351)는 격벽(330)의 격벽 홈(331)에 끼워짐으로써, 격벽(330)으로부터 이탈되지 않고 격벽(330)과 바디(200)의 내주면 사이의 갭을 막을 수 있다.
헤드 실링 부재(352)는 삽입 공간(221)과 메인 공간(210)을 차단할 수 있다. 다시 말해, 헤드 실링 부재(352)는 삽입 공간(221)과 제4 격실(214)을 차단할 수 있다. 이러한 헤드 실링 부재(352)는 돌출부(220)의 내주면에 접촉되도록 헤드 홈(321)에 배치될 수 있다. 또한, 헤드 실링 부재(352)에 의해 피스톤 헤드(320)와 돌출부(220)의 내주면 사이의 갭이 실링될 수 있다. 헤드 실링 부재(352)는 피스톤 헤드(320)의 헤드 홈(321)에 끼워짐으로써, 피스톤 헤드(320)로부터 이탈되지 않고, 피스톤 헤드(320)와 돌출부(220)의 내주면 사이의 갭을 막을 수 있다.
도 3, 도 8 및 도 9를 참조하면, 베이스(400)는 케이스(100), 바디(200), 피스톤(300)을 지지할 수 있다. 또한, 베이스(400)는 애널라이트 및 용액이 유동하기 위한 유로를 제공할 수 있으며, 애널라이트가 효소와 반응하여 검사가 이루어지는 공간을 제공할 수 있다. 베이스(400)는 메인 공간(210) 내에 수용된 샘플이 이송되어 애널라이트의 분리 반응을 유도하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 베이스(400)에서 발생되는 애널라이트의 분리 반응은 샘플과 자성 물질의 접촉을 유도하고 베이스(400)에 자기장을 인가하여 자성 물질의 수집함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 베이스(400)는 제1 베이스부(410), 제2 베이스부(420) 및 패드부(430)를 포함할 수 있다.
제1 베이스부(410)는 제2 베이스부(420)의 하측에서 제2 베이스부(420)를 지지할 수 있다. 이러한 제1 베이스부(410) 및 제2 베이스부(420)는 서로 분리 가능하게 결합한다. 또한, 제1 베이스부(410) 및 제2 베이스부(420) 각각에는 패드부(430)를 지지하기 홈이 형성될 수 있다. 한편, 제1 베이스부(410) 및 제2 베이스부(420)는 서로 결합하였을 때, 패드부(430)가 배치되기 위한 유동 챔버(440)를 형성할 수 있다.
패드부(430)는 유동 챔버(440) 내부의 용액이 외부로 누출되지 않도록 흡수할 수 있다. 예를 들어, 패드부(430)는 애널라이트 및 용액이 교환 유로(411)와 유동 챔버(440)의 허용범위(임계 용량)를 초과하여 유동할 때, 허용범위를 초과한 애널라이트 및 용액을 흡수하여 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 패드부(430)는 제1 베이스부(410) 및 제2 베이스부(420)에 형성된 홈에 지지될 수 있으며, 유동 챔버(440) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 패드부(430)는 솜과 같은 섬유질로 구성될 수 있다. 따라서, 유동 챔버(440) 내에서 유동하는 용액은 패드부(430)를 거치면서 바디(200)의 외부로 노출되지 않는다.
한편, 제1 베이스부(410)에는 교환 유로(411), 검사 챔버(412), 공급 유로(413) 및 토출구(414)가 제공될 수 있다.
교환 유로(411)는 바디(200)의 메인 공간(210)과 실린더 사이에 용액 및 애널라이트가 유동하기 위한 통로를 제공할 수 있다. 이러한 교환 유로(411)의 일측에는 교환구(260)와 연통하기 위한 제1 연통구(411a)가 구비될 수 있으며, 교환 유로(411)는 제1 연통구(411a)를 통하여 메인 공간(210)과 연통할 수 있다. 또한, 교환 유로(411)의 타측에는 유동 챔버(440)와 연통하기 위한 제2 연통구(411b)가 구비될 수 있으며, 제2 연통구(411b)를 통하여 유동 챔버(440)와 연통할 수 있다.
예를 들어, 교환구(260)로부터 배출된 용액 및 애널라이트는 실린더가 가하는 압력차에 따라 교환 유로(411)의 내부를 유동할 수 있다. 또한, 교환 유로(411)에서 자기 분리를 통해 애널라이트와 분리된 용액은 교환구(260)를 통하여 다시 메인 공간(210)으로 유입되거나 유동 챔버(440)로 유동할 수 있다. 이처럼, 교환 유로(411)가 메인 공간(210)과 유동 챔버(440) 및 실린더를 연결함으로써 메인 공간(210) 내부의 용액 및 애널라이트는 자유롭게 교환 유로(411)로 유동하였다가, 메인 공간(210) 또는 유동 챔버(440)로 유동할 수 있다.
또한, 교환 유로(411)에는 확장 유로(411c)가 형성될 수 있다. 이러한 확장 유로(411c)에는 검사에 필요한 내부 대조 물질(internal control material)이 미리 주입되어 고정될 수 있다. 예를 들어, 확장 유로(411c)는 교환 유로(411)의 적어도 일부를 따라 연장되되, 교환 유로보다 큰 폭을 가질 수 있다. 또한, 확장 유로(411c)의 하방에는 자성 물질에 자기력을 가할 수 있는 자석이 배치될 수 있으며, 교환 유로(411) 내의 자성 물질과 결합된 애널라이트는 자석으로부터 발생되는 자기력에 의해 확장 유로(411c)에 고정될 수 있다. 이로 인해, 주입되는 샘플의 구성에 대한 다양성을 제공할 수 있다.
이하에서는, 교환 유로(411)를 통하여 애널라이트를 용액으로부터 분리하는 자기 분리 과정을 설명한다. 먼저 실린더를 감압하면 제1 격실(211)에 수용된 용액 및 애널라이트는 교환구(260)를 통하여 교환 유로(411)로 유동한다. 이후, 외부로부터 자기장을 인가할 경우 자성 물질에 결합한 애널라이트는 교환 유로(411) 내부에 고정되어 유동하는 용액으로부터 분리된다. 이러한 애널라이트가 분리된 용액은 제1 격실(211)로 돌아가거나 유동 챔버(440)로 유동할 수 있다.
또한, 자성입자와 결합한 애널라이트가 교환 유로(411) 내에 잔류한 상태에서 사용자가 교환구(260)와 제2 격실(212)이 연통하도록 피스톤(300)을 이동시키고 실린더를 감압한 뒤 자기장의 인가를 중지할 경우, 애널라이트는 제2 격실(212)에 충진되어 있던 용액에 다시 현탁될 수 있다.
한편, 제1 격실(211)에 충진된 용액의 일부를 교환 유로(411)에 잔류시킨 상태에서 피스톤(300)을 이동할 경우, 제2 격실(212)에 충진된 용액과 제1 격실(211)의 용액 중 일부 또는 전체가 혼합될 수도 있다.
검사 챔버(412)는 정제된 애널라이트와 효소가 반응하여 검사가 이루어지는 공간을 제공할 수 있다. 이러한 검사 챔버(412)는 공급 유로(413)를 통하여 정제된 애널라이트를 공급받을 수 있다. 또한, 검사 챔버(412)에는 정제된 애널라이트와 반응할 수 있는 효소가 제공될 수 있다. 이러한 효소는 애널라이트가 검사 챔버(412)에 공급되기 전에 미리 제공될 수 있다. 한편, 검사 챔버(412)는 일측이 공급 유로(413)와 연결될 수 있으며, 타측이 배출 유로와 연결될 수 있다. 예를 들어, 공급 유로(413)를 통하여 검사 챔버(412)에 애널라이트 및 용액이 공급되면 검사 챔버(412) 내부의 기체는 배출 유로를 통하여 배출될 수 있다.
공급 유로(413)는 애널라이트 및 용액이 바디(200)의 배출구(250)에서 검사 챔버(412)로 유동하기 위한 통로를 제공할 수 있다. 이러한 공급 유로(413)의 일측에는 배출구(250)로부터 용액 및 애널라이트가 유입되기 위한 유입구(413a)가 형성될 수 있다. 따라서, 공급 유로(413)의 일측은 유입구(413a)를 통하여 배출구(250)와 연통할 수 있으며, 공급 유로(413)의 타측은 검사 챔버(412)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 피스톤(300)이 삽입 공간(221)으로 삽입되면 제3 격실(213)에는 블로우백이 발생한다. 이러한 블로우백에 의해 제3 격실(213)로부터 배출구(250)를 통하여 애널라이트 및 용액은 공급 유로(413)로 유입될 수 있다.
토출구(414)는 메인 공간(210) 내에 수용된 용액 및 애널라이트가 교환 유로(411)로 유동하는 과정에서 교환 유로(411) 내부에 잔류하는 공기를 외부로 토출하기 위하여 구비될 수 있다. 예를 들어, 토출구와 연동하는 실린더를 감압할 경우, 교환 유로(411) 내부의 공기가 실린더로 토출되며 메인 공간(210)의 용액을 교환 유로(411) 또는 유동 챔버(440)로 유동시킬 수 있다. 다른 예시로, 실린더를 가압할 경우, 교환 유로(411)의 용액을 메인 공간(210)으로 유동시킬 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 애널라이트 검사 장치(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
사용자는 생체 또는 환경 유래의 샘플에 여러 가지 검사를 실시하기 위하여 애널라이트 검사 장치(1)를 사용할 수 있다. 먼저, 생체 또는 환경 유래의 샘플을 채취한 후 자성 물질을 함유한 용액을 섞는다. 이때, 샘플이 용액에 투입되면 샘플에 함유된 생체 물질이 용해되어, 생체 물질 내에 있던 애널라이트의 적어도 일부가 자성 물질과 결합할 수 있다. 이처럼, 자성 물질과 결합된 애널라이트가 함유된 용액을 주입구(230)를 통하여 메인 공간(210)의 제1 격실(211)에 주입할 수 있다. 이후, 피스톤(300)을 이동하여 제1 격실(211)이 개방구(270) 및 교환구(260)와 연통하도록 위치할 수 있다.
제1 격실(211)이 교환구(260)와 연통하면 실린더의 감압을 통해 용액 및 애널라이트를 제1 격실(211)과 교환 유로(411) 사이에 유동시킬 수 있다. 이때, 외부로부터 자기장을 인가하여 자성 물질에 결합한 애널라이트를 교환 유로(411)에
고정시킬 수 있다. 또한, 애널라이트가 분리된 용액을 제1 격실(211) 또는 유동 챔버(440)로 유동시킬 수 있다.
이후, 피스톤(300)은 제2 격실(212)이 교환구(260)와 연통하도록 바디(200)의 외측으로 이동할 수 있다. 이때, 제2 격실(212)에는 애널라이트의 세정을 위한 용액이 미리 충진되어 있을 수 있다.
제2 격실(212)이 교환구(260)와 연통하면 실린더의 감압을 통하여 제2 격실(212)에 수용된 세정 용액을 교환 유로(411)에 유동시켜 자성 물질에 결합한 애널라이트를 세정할 수 있다. 이때. 외부로부터 자기장을 인가하여 세정된 애널라이트를 교환 유로(411)에 고정시킬 수 있다. 이후, 자기장이 해제되면 애널라이트를 함유한 세정 용액을 제2 격실(212) 또는 유동 챔버(440)로 유동시킬 수 있다.
또한, 피스톤(300)은 제3 격실(213)이 교환구(260)와 연통하도록 바디(200)의 외측으로 이동할 수 있다. 이때, 제3 격실(213)에는 애널라이트를 자성 물질로부터 용리하기 위한 용리 용액이 미리 충진되어 있을 수 있다.
제3 격실(213)이 교환구(260)와 연통하면 실린더의 감압을 통하여 제3 격실(213)에 수용된 용리 용액을 교환 유로(411)에 유동시켜 애널라이트를 자성 물질로부터 용리할 수 있다. 이때. 외부로부터 자기장을 인가하여 용도를 다한 자성 물질을 고정하고 애널라이트를 함유한 용리 용액을 제3 격실(213) 또는 유동 챔버(440)로 유동시킬 수 있다.
이후, 피스톤(300)은 바디(200)의 내측으로 이동하여 블로우백을 통해 애널라이트 및 용액을 배출구(250) 및 공급 유로(413)를 순차적으로 거쳐서 검사 챔버(412)에 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 애널라이트 검사 장치(1)는 소정의 샘플의 애널라이트를 용이하게 정제할 수 있으며, 이처럼 정제된 애널라이트를 균일하게 복수의 검사 챔버(412)에 주입할 수 있는 효과가 있다.
또한, 샘플의 애널라이트를 정제함과 동시에 이를 검사에 이용할 수 있어서 장치의 크기를 최소화하며, 검사 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 애널라이트 검사 장치(1)를 이용하여 애널라이트를 검사하는 애널라이트 검사 방법(S10)에 대하여 설명한다.
애널라이트 검사 방법(S10)에서는 애널라이트 검사 장치(1)를 사용하여 생체 또는 환경 유래의 샘플을 정제하여 샘플에 포함된 애널라이트의 소정의 검사를 수행할 수 있다. 이러한 애널라이트 검사 방법(S10)은 샘플 주입 단계(S100), 애널라이트 정제 단계(S200), 애널라이트 배출 단계(S300)를 포함할 수 있다.
샘플 주입 단계(S100)에서는 생체 또는 환경 유래의 샘플 및 자성 물질을 함유하는 용액을 주입구(230)를 통하여 메인 공간(210)에 주입할 수 있다. 이러한 샘플 주입 단계(S100)에서는 샘플 및 용액을 주입하기 전에 제1 격실(211)이 주입구(230)와 연통할 수 있도록 피스톤(300)을 이동시킨다. 피스톤(300)의 위치가 조정되면, 용액 및 샘플 또는 이를 함유한 용액을 제1 격실(211)에 주입할 수 있다. 이러한 샘플 주입 단계(S100)에서 샘플과 함께 투입되는 용액은 용해/결합 버퍼(Lysis/binding Buffer) 및 자성 미세 입자(Magnetic nano/micro particles) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 염(salts; ex. Tris-HCl), 킬레이트 시약(chelating agent; ex. Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)), 계면활성제/세정제(detergent; ex. Sodium dodecyl sulfate (SDS), Triton X-100), 환원제(reductant; ex. Dithiothreitol (DTT)), Chaotropic agent (ex. Guanidine thiocyanate), 효소(enzyme; ex. Proteinase K) 및 정제수(Distilled water) 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
용해/결합 버퍼 및 자성 물질이 미리 충진된 애널라이트 검사 장치(1)의 경우, 별도의 용액 혼합 없이 생체 또는 환경 유래의 샘플 또는 이를 함유하는 용액을 즉시 주입할 수 있다. 또한, 용해/결합 버퍼 및 자성 물질이 미리 충진되지 않은 경우, 생체 또는 환경 유래의 샘플 또는 이를 함유하는 용액과 용해/결합 버퍼 및 자성 물질을 함께 주입할 수도 있다.
애널라이트 정제 단계(S200)에서는 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있다. 이러한 애널라이트 정제 단계(S200)는 애널라이트 용해 단계(S210), 애널라이트 세정 단계(S220) 및 애널라이트 용리 단계(S230)를 포함할 수 있다.
애널라이트 용해 단계(S210)에서는 샘플을 용해하여 애널라이트를 추출하고 이를 자성 물질에 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 애널라이트 용해 단계(S210)에서는 용해 용액과 메인 공간(210)에 주입된 샘플을 혼합함으로써 애널라이트를 추출할 수 있다. 추출된 애널라이트와 용해 용액에 함유된 자성 물질을 접촉시킴으로써 애널라이트와 자성 물질을 결합시킬 수 있다. 또한, 추출된 애널라이트는 실린더에 의해 유동하는 동안 내부 대조 물질과 접촉함으로써 내부 대조 물질과 결합될 수 있다. 이러한 애널라이트 용해 단계(S210)는 1차 피스톤 이동 단계(S211), 1차 용액 유동 단계(S212) 및 1차 분리 단계(S213)를 포함할 수 있다.
1차 피스톤 이동 단계(S221)에서는 제1 격실(211)과 교환구(260)가 연통하도록 피스톤(300)을 이동할 수 있다.
1차 용액 유동 단계(S222)에서는 실린더를 구동하여 제1 격실(211)의 용액을 교환 유로(411)로 유동시킬 수 있다.
1차 분리 단계(S213)에서는 자기장을 인가하여 자성 물질과 결합한 애널라이트를 용액으로부터 분리할 수 있다. 이 경우 교환 유로(411) 내부에는 자성 물질과 결합된 애널라이트만 잔류할 수 있다.
애널라이트 세정 단계(S220)에서는 자성 물질과 결합한 애널라이트를 세정할 수 있다. 이러한 애널라이트 세정 단계(S220)는 2차 피스톤 이동 단계(S221), 2차 용액 유동 단계(S222) 및 2차 분리 단계(S223)를 포함할 수 있다.
2차 피스톤 이동 단계(S221)에서는 제2 격실(212)과 교환구(260)가 연통하도록 피스톤(300)을 이동할 수 있다.
2차 용액 유동 단계(S222)에서는 실린더를 구동하여 제2 격실(212)의 용액을 교환 유로(411)로 유동시킬 수 있다. 또한, 제2 격실(212) 내에 충진된 세정 용액은 교환 유로(411)로 이동한 후 교환 유로(411) 내에 잔류하는 애널라이트와 혼합된다. 세정 용액과 애널라이트가 혼합된 혼합액은 실린더 구동에 의해 제2 격실(212)과 교환 유로를 유동하며, 이러한 현탁 과정을 통하여 애널라이트는 세정될 수 있다. 이때, 제2 격실(212)에 충진된 세정 용액은 세정 버퍼(Washing Buffer)를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 Diethyl pyrocarbonate(DEPC), Sodium citrate tribasic dehydrate, 알코올(alcohol; ex. Ethanol, 2-propanol) 및 정제수(Distilled water) 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
2차 분리 단계(S223)에서는 자기장을 인가하여 자성 물질과 결합한 애널라이트를 세정 용액으로부터 분리할 수 있다. 또한, 애널라이트와 분리된 세정 용액은 다시 제2 격실(212)로 유동할 수 있다. 이 경우 교환 유로(411)내부에는 자성 물질과 결합한 애널라이트만 잔류할 수 있다.
애널라이트 용리 단계(S230)에서는 세정된 애널라이트를 자성 물질로부터 용리할 수 있다. 이러한 애널라이트 용리 단계(S230)는 3차 피스톤 이동 단계(S231), 3차 용액 유동 단계(S232) 및 3차 분리 단계(S233)를 포함할 수 있다.
3차 피스톤 이동 단계(S351)에서는 제3 격실(213)과 교환구(260)가 연통하도록 피스톤(300)을 이동할 수 있다.
3차 용액 유동 단계(S232)에서는 실린더를 구동하여 제3 격실(213)의 용액을 교환 유로(411)로 유동시킬 수 있다. 또한, 제3 격실(213) 내에 충진된 용리 용액은 교환 유로(411)로 이동한 후 교환 유로(411) 내에 남아있는 애널라이트와 혼합된다. 용리 용액과 애널라이트가 혼합된 혼합액은 실린더 구동에 의해 제3 격실(213)과 교환 유로(411)를 유동하며, 이러한 현탁 과정을 통하여 애널라이트는 자성 물질로부터 용리될 수 있다. 이때, 제3 격실(213) 내에 충진된 용리 용액은 용리 버퍼(Elution Buffer)를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 염(salts; ex. Tris-HCl), 킬레이트 시약 (chelating agent; ex. Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)), Diethyl pyrocarbonate(DEPC) 및 정제수(Distilled water) 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
3차 분리 단계(S233)에서는 자기장을 인가하여 용도를 다한 자성 물질을 용리된 애널라이트를 함유한 용리 용액으로부터 분리할 수 있다. 또한, 애널라이트를 함유한 용리 용액은 다시 제3 격실(213)로 유동할 수 있다. 이 경우 교환 유로(411)내부에는 자성 물질만 잔류할 수 있다.
애널라이트 배출 단계(S300)에서는 정제된 애널라이트를 배출함으로써, 검사 챔버(412)에 애널라이트를 공급할 수 있다. 이러한 애널라이트 배출 단계(S300)에서는 피스톤(300)을 바디(200)의 내측으로 삽입시켜 제4 격실(214) 내의 기체를 블로우백시킴으로써, 제3 격실(213) 내의 용액 및 애널라이트를 배출구(250)로 배출할 수 있다. 이 경우 배출구(250)를 통해 배출된 용액 및 애널라이트는 공급 유로(413)를 따라 검사 챔버(412)로 유동할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 애널라이트 검사 장치 100: 케이스
110: 케이스 커버부 111: 맞물림구
120: 덮개부 200: 바디
210: 메인 공간 211: 제1 격실
212: 제2 격실 213: 제3 격실
214: 제4 격실 220: 돌출부
221: 삽입 공간 230: 주입구
240: 블로우백부 241: 블로우벽 입구
242: 브릿지 243: 블로우백 출구
250: 배출구 260: 교환구
270: 개방구 300: 피스톤
310: 중심 기둥 320: 피스톤 헤드
321: 헤드 홈 330: 격벽
331: 격벽 홈 340: 피스톤 파지부
350: 실링 부재 351: 격벽 실링 부재
352: 헤드 실링 부재
400: 베이스 410: 제1 베이스부
411: 교환 유로 411a: 제1 연통구
411b: 제2 연통구 411c: 확장 유로
412: 검사 챙버
413: 공급 유로 413a: 유입구
414: 토출구 420: 제2 베이스부
430: 패드부 440: 유동 챔버
110: 케이스 커버부 111: 맞물림구
120: 덮개부 200: 바디
210: 메인 공간 211: 제1 격실
212: 제2 격실 213: 제3 격실
214: 제4 격실 220: 돌출부
221: 삽입 공간 230: 주입구
240: 블로우백부 241: 블로우벽 입구
242: 브릿지 243: 블로우백 출구
250: 배출구 260: 교환구
270: 개방구 300: 피스톤
310: 중심 기둥 320: 피스톤 헤드
321: 헤드 홈 330: 격벽
331: 격벽 홈 340: 피스톤 파지부
350: 실링 부재 351: 격벽 실링 부재
352: 헤드 실링 부재
400: 베이스 410: 제1 베이스부
411: 교환 유로 411a: 제1 연통구
411b: 제2 연통구 411c: 확장 유로
412: 검사 챙버
413: 공급 유로 413a: 유입구
414: 토출구 420: 제2 베이스부
430: 패드부 440: 유동 챔버
Claims (27)
- 일측이 개구되고, 샘플이 수용될 수 있는 메인 공간이 형성되는 바디;
상기 메인 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽을 포함하며, 상기 바디의 상기 메인 공간에 삽입되어 왕복 이동 가능하게 제공되는 피스톤; 및
상기 바디 및 상기 피스톤을 지지하는 베이스를 포함하고,
상기 메인 공간은 상기 하나 이상의 격벽에 의해 구분되는 복수 개의 격실을 포함하며,
상기 베이스에는,
상기 샘플이 유동하기 위한 통로를 제공하며, 상기 피스톤의 위치에 따라 상기 복수 개의 격실 중 어느 하나와 연통할 수 있는 교환 유로가 형성되는,
애널라이트 검사 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수 개의 격실 중 적어도 하나는 상기 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있는 용액이 충진되기 위해 마련되는,
애널라이트 검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 베이스는,
상기 교환 유로가 형성된 제1 베이스부;
상기 제1 베이스부와 분리 가능하게 결합되는 제2 베이스부; 및
상기 샘플이 함유된 용액을 흡수할 수 있는 패드부를 포함하고,
상기 제1 베이스부와 상기 제2 베이스부 사이에는, 상기 패드부가 배치될 수 있는 유동 챔버가 형성되며,
상기 패드부는,
상기 용액을 흡수함으로써 상기 용액이 상기 유동 챔버의 용량을 초과하여 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있는,
애널라이트 검사 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제1 베이스부에는, 일측이 상기 유동 챔버와 연통하고, 타측이 외부와 연통하는 토출구가 형성되며,
상기 교환 유로는, 일측이 상기 메인 공간와 연통하고, 타측이 상기 유동 챔버와 연통하도록 구성되고,
상기 교환 유로에는, 상기 교환 유로의 적어도 일부를 따라 연장되되, 상기 교환 유로 보다 큰 폭을 가지는 확장 유로가 제공되며,
상기 메인 공간에 수용된 샘플은, 상기 토출구에 가해지는 압력차에 의해 상기 메인 공간으로부터 상기 교환 유로로 유동하는,
애널라이트 검사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 바디에는 상기 애널라이트가 상기 교환 유로로 유동하기 위한 교환구 및 상기 메인 공간을 외부에 대하여 노출하기 위한 개방구가 형성되며,
상기 교환구와 상기 개방구는, 상기 격벽에 의해 구획된 메인 공간을 통해 서로 연통할 수 있는 위치에 형성되는,
애널라이트 검사 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 바디에는, 상기 피스톤이 삽입되는 단부의 반대측 단부로부터 돌출 형성되는 돌출부가 구비되며,
상기 돌출부의 내측에는 상기 피스톤의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 삽입 공간이 형성되는,
애널라이트 검사 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 바디에는, 상기 돌출부로부터 소정 거리 이격된 위치에 제공되며, 상기 메인 공간과 상기 바디의 외측을 연통시킬 수 있는 블로우백부가 형성된,
애널라이트 검사 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 블로우백부는,
상기 메인 공간의 유체가 배출되는 통로를 제공하는 블로우백 입구;
상기 메인 공간으로 유체가 유입되는 통로를 제공하는 블로우백 출구; 및
상기 피스톤이 이동하는 방향으로 연장 형성되며, 상기 블로우백 입구와 상기 블로우백 출구를 연통시키는 브릿지부를 포함하는,
애널라이트 검사 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 바디에는 상기 메인 공간에서 상기 용액과 반응하여 소정의 처리를 거친 상기 애널라이트가 상기 바디로부터 배출되기 위한 배출구가 형성되며,
상기 배출구는, 상기 돌출부로부터 소정 거리 이격되고, 상기 블로우백부와 대향하는 위치에 형성된,
애널라이트 검사 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 피스톤은,
상기 삽입 공간의 내측으로 이동함으로써, 상기 삽입 공간과 상기 메인 공간을 차단하고, 상기 메인 공간 내부의 기체가 블로우백하여 상기 메인 공간에 수용된 애널라이트를 상기 배출구로 밀어낼 수 있는,
애널라이트 검사 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 피스톤은, 중심 기둥; 및 상기 중심 기둥의 일측 단부로부터 돌출 형성된 피스톤 헤드를 더 포함하고,
상기 피스톤 헤드는 상기 중심 기둥의 이동에 따라 상기 삽입 공간에 선택적으로 삽입되는,
애널라이트 검사 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 하나 이상의 격벽은 복수 개로 제공되며, 복수 개의 상기 격벽은 상기 중심 기둥의 둘레면으로부터 방사형으로 연장 형성되며 상기 중심 기둥이 이동하는 방향을 따라 서로 이격 배치되는,
애널라이트 검사 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 피스톤은,
상기 피스톤 헤드가 상기 삽입 공간에 삽입되었을 때, 상기 돌출부의 내주면과 상기 피스톤 헤드 사이를 밀폐시킴으로써, 상기 삽입 공간과 상기 메인 공간을 차단할 수 있는 헤드 실링 부재; 및
상기 격벽과 상기 바디 사이로 상기 용액이 새는 것을 방지하기 위해 상기 격벽의 외주면에 마련되는 격벽 실링 부재를 더 포함하는,
애널라이트 검사 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 바디에는 상기 돌출부로부터 소정 거리 이격된 위치에 제공되며, 상기 메인 공간과 상기 바디의 외측을 연통시킬 수 있는 블로우백부가 형성되고,
상기 피스톤 헤드에는 상기 피스톤 헤드의 외주면으로부터 인입 형성된 헤드 홈이 형성되며,
상기 헤드 실링 부재는 상기 헤드 홈에 개재되고,
상기 헤드 홈은,
상기 피스톤 헤드의 적어도 일부가 상기 삽입 공간에 삽입되더라도, 상기 삽입 공간, 상기 메인 공간, 상기 블로우백부가 연통할 수 있도록, 상기 피스톤 헤드의 일측 단부로부터 소정 거리 이격된 위치에 형성되는,
애널라이트 검사 장치. - 제 3 항에 있어서,
복수 개의 상기 격실은 제1 격실, 제2 격실, 제3 격실 및 제4 격실을 포함하고,
상기 제1 격실은 복수 개의 상기 격실 중 상기 바디의 상기 피스톤이 삽입되는 단부에 가장 가깝게 형성되며,
상기 제2 격실은 상기 하나 이상의 격벽 중 하나를 사이에 두고 상기 제1 격실과 인접하게 형성되고,
상기 제3 격실은 상기 하나 이상의 격벽 중 하나를 사이에 두고 상기 제2 격실과 인접하게 형성되며,
상기 제4 격실은 복수 개의 상기 격실 중 상기 바디의 상기 피스톤이 삽입되는 단부에 가장 먼 위치에 제공되는,
애널라이트 검사 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제1 격실 내에는 용해/결합 버퍼(Lysis/binding Buffer), 자성 물질 및 내부 대조 물질(internal control material) 중 적어도 일부가 충진되고,
상기 제2 격실 내에는 상기 자성 물질에 결합된 상기 애널라이트의 적어도 일부가 세정이 진행되도록 하는 용액이 충진되고,
상기 제3 격실 내에는 상기 자성 물질에 결합된 상기 애널라이트의 적어도 일부가 상기 자성 물질로부터 용리되도록 하는 용액이 충진되고,
상기 제2 격실 내에 충진되는 용액은 세정 버퍼(Washing Buffer)를 포함하며,
상기 제3 격실 내에 충진되는 용액은 용리 버퍼(Elution Buffer)를 포함하는,
애널라이트 검사 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 확장 유로 내에는 자성 물질 및 내부 대조 물질(internal control material) 중 하나가 기 투입되어 고정된,
애널라이트 검사 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 메인 공간으로 주입되는 용액은 용해/결합 버퍼(Lysis/binding Buffer), 생체의 샘플이 함유된 용액 및 환경 유래의 샘플이 함유된 용액 중 하나 이상을 포함하는,
애널라이트 검사 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 애널라이트는 핵산, 단백질, 소낭, 지질, 탄수화물, 세포, 조직 및 이들로부터 분리될 수 있는 물질 중 하나 이상을 포함하는,
애널라이트 검사 장치. - 메인 공간이 형성된 바디를 포함하는 애널라이트 검사 장치를 이용한 애널라이트 검사 방법에 있어서,
상기 메인 공간에 샘플 또는 이를 함유하는 용액을 주입하는 샘플 주입 단계;
상기 메인 공간에 주입된 상기 샘플에 포함된 애널라이트를 정제시키는 애널라이트 정제 단계; 및
상기 정제된 애널라이트를 상기 메인 공간으로부터 배출시켜 검사 챔버에 공급할 수 있는 애널라이트 배출 단계를 포함하고,
상기 애널라이트 검사 장치는,
상기 메인 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽을 포함하는 피스톤; 및 상기 바디와 상기 피스톤을 지지하는 베이스를 포함하며,
상기 메인 공간은 상기 하나 이상의 격벽에 의해 구분되는 복수 개의 격실을 포함하며,
상기 베이스에는,
상기 샘플이 유동하기 위한 통로를 제공하며, 상기 피스톤의 위치에 따라 상기 복수 개의 격실 중 어느 하나와 연통할 수 있는 교환 유로가 형성되는,
애널라이트 검사 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 애널라이트 정제 단계는,
용해 용액을 통하여 상기 메인 공간에 주입된 샘플을 용해하여 애널라이트를 추출하고, 상기 애널라이트를 자성 물질 및 내부 대조 물질 중 하나 이상과 결합시키는 애널라이트 용해 단계;
세정 용액을 통하여 상기 애널라이트를 세정할 수 있는 애널라이트 세정 단계; 및
용리 용액을 통하여 상기 세정된 애널라이트를 상기 자성 물질로부터 용리할 수 있는 애널라이트 용리 단계를 포함하는,
애널라이트 검사 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 바디에는 상기 메인 공간과 상기 바디의 외측을 연통시킬 수 있는 블로우백부가 형성되며,
상기 애널라이트 배출 단계는,
상기 블로우백부를 통하여 상기 메인 공간 내의 기체를 블로우백시킴으로써, 상기 애널라이트 정제 단계를 통해 정제된 애널라이트를 배출하는,
애널라이트 검사 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 샘플 또는 이를 함유하는 용액은,
상기 메인 공간에 상기 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있는 용액이 충진되어 있는 경우 생체 또는 환경 유래의 샘플 및 이를 함유하는 용액 중 하나 이상을 포함하고,
상기 메인 공간에 상기 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있는 용액이 충진되어 있지 않은 경우 생체 또는 환경 유래의 샘플 및 이를 함유하는 용액 중 하나 이상과 상기 샘플 내의 애널라이트를 정제할 수 있는 용액을 포함하는,
애널라이트 검사 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 세정 용액은, 세정 버퍼(Washing Buffer), 알코올(alcohol) 및 정제수(Distilled water) 중 하나 이상을 포함하는,
애널라이트 검사 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 용리 용액은, 용리 버퍼(Elution Buffer), 킬레이트 시약(chelating agent) 및 정제수(Distilled water) 중 하나 이상을 포함하는,
애널라이트 검사 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 애널라이트 용해 단계는,
제1 격실과 교환 유로가 연통하는 동안 자력을 이용해 애널라이트를 상기 교환 유로에 고정하여 상기 용액으로부터 분리시키는 제1 분리 단계를 포함하고,
상기 애널라이트 세정 단계는,
제2 격실과 교환 유로가 연통하는 동안 자력을 이용해 세정된 애널라이트를 상기 교환 유로에 고정하여 상기 세정 용액으로부터 분리하는 2차 분리 단계를 포함하고,
상기 애널라이트 용리 단계는,
상기 애널라이트를 배출하기 전 제3 격실의 용리 용액의 자성 물질을 분리하는 제3 분리 단계를 포함하는,
애널라이트 검사 방법.
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| KR102326826B1 (ko) * | 2021-01-14 | 2021-11-16 | (주)얼라인드제네틱스 | 애널라이트 검사 장치 및 이를 이용한 애널라이트 검사 방법 |
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