KR20110090394A - 마이크로어레이 반응 장치 및 이를 이용하는 방법 - Google Patents

마이크로어레이 반응 장치 및 이를 이용하는 방법 Download PDF

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이묘용
남궁각
이우창
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Abstract

마이크로어레이 반응 장치 및 이를 이용하는 방법이 개시된다. 마이크로어레이 반응에 있어서 탁월한 성능을 발휘할 수 있는 마이크로어레이 반응 장치를 제공함으로써 효율적으로 마이크로어레이 반응을 수행할 수 있다.

Description

마이크로어레이 반응 장치 및 이를 이용하는 방법{Microarray reaction device and method for using the same}
마이크로어레이 반응 장치 및 이를 이용하는 방법에 관한 것이다.
마이크로어레이를 이용하여 표적 생물질 또는 생분자를 검출 또는 분석하는 방법은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 방법은 예를 들어, 인체 유전자 기능분석 연구, 암을 포함한 질병 관련 유전자 검사, 및 약물유전체학 등에서 활용된다. 마이크로어레이는 표적 생물질 또는 생분자와 상보적으로 결합할 수 있는 프로브 물질이 포함된 장치로서, 원하는 표적 생물질 또는 생분자의 검출 및 분석에 탁월한 기능을 발휘하고 있다. 마이크로어레이를 이용함으로써 원하는 정보를 얻기 위해서는 표적 생물질 또는 생분자를 포함하는 시료를 마이크로어레이에 반응시키는 과정을 효과적으로 수행할 수 있어야 한다.
따라서, 상기 마이크로어레이 반응을 효율적으로 수행하기 위한 반응 장치가 제안되고 있다. 예를 들어, 상기 마이크로어레이 반응 장치는 마이크로어레이에 포함되어 있는 프로브에 표적 생물질 또는 생분자를 결합시키는 단계, 상기 프로브와 결합된 표적 생물질 또는 생분자에 라벨을 결합시키는 단계, 또는 상기 결합 단계 후 반응에 관여한 유체를 세척하는 단계 등을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 일련의 단계들이 마이크로어레이 반응 장치에 의해 수행됨으로써 반응 시약을 소량으로 사용하여 비용을 최소화할 수 있고, 자동화된 제어 장치에 의하여 시약 및 시료의 이동을 쉽게 제어할 수 있기 때문에 인간에 의한 작업보다 편리하다. 따라서, 상기 마이크로어레이 반응 장치에 의해 다양한 표적 생물질 또는 생분자 검출 또는 분석 반응을 효율적으로 수행하기 위한 연구가 진행되고 있다.
마이크로어레이 반응에 있어서 탁월한 성능을 발휘할 수 있는 마이크로어레이 반응 장치 및 이를 이용하는 방법을 제공한다.
일 측면에 따르면, 유체 용기; 마이크로어레이 장착부를 포함하는 반응 챔버; 상기 유체 용기와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제1 채널; 상기 반응 챔버와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제2 채널; 상기 제1 채널의 다른 말단이 연결된 제1 관통 개구부 및 상기 제2 채널의 다른 말단이 연결된 제2 관통 개구부가 노출된 제1 표면을 갖는 제1 지지체, 및 상기 제1 표면에 대응하도록 연결된 제2 표면에 노출된 제3 관통 개구부를 제2 지지체를 포함하고, 상기 제1 지지체 또는 제2 지지체는 슬라이딩 이동이 가능하게 배치된 밸브; 상기 제3 관통 개구부에 유체 소통 가능하게 연결된 저장 챔버; 및 상기 저장 챔버 내로 양압 또는 음압을 제공하도록 작동가능하게 배치된 펌프를 포함하는 마이크로어레이 반응 장치를 제공한다.
상기 마이크로어레이는 표적 물질과 상보적으로 결합할 수 있는 프로브가 기판 상에 고정된 장치를 포함한다. 상기 표적 물질은 검출하고자 하는 모든 생물질(biomaterial)을 포함한다. 상기 생물질은 예를 들어, 핵산, 펩티드, 단백질, 당, 바이러스, 세포, 및 세포소기관을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 생물질은 생물로부터 유래되거나 합성, 또는 반합성되는 물질을 포함한다. 상기 프로브는 상기 표적 물질과 상보적으로 결합할 수 있는 물질을 포함한다. 상기 프로브는 적어도 하나 이상의 생물질 단위체를 포함한다. 상기 생물질은 DNA, RNA, 뉴클레오티드, 뉴클레오시드, 단백질, 폴리펩티드, 펩티드, 아미노산, 탄수화물, 효소, 항체, 항원, 수용체, 바이러스, 기질, 리간드 또는 멤브레인, 및 그의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 기판은 상기 표적 물질과 결합할 수 있는 프로브가 결합될 수 있는 물질, 예를 들어, 실리콘, 유리, 금속, 플라스틱, 또는 세라믹 재질을 갖는 물질일 수 있다. 상기 기판은 예를 들면, 실리콘 재질인 경우 산화막(SiO2)에 의해 처리될 수 있다. 상기 기판의 표면은 상기 프로브와 상기 산화막과의 결합을 위하여 다양한 물질로 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 처리되는 물질은 다양한 종류의 링커(linker), 아민기, 카르복실기, 에폭시기, 설퍼기, 알데히드기, 활성화된 에스테르, 및 말레이미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질을 포함할 수 있다. 상기 기판은 평면, 비드(bead), 또는 구 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 마이크로어레이 반응은 마이크로어레이를 사용하여 표적 물질을 검출 또는 분석하는 반응을 포함한다. 상기 마이크로어레이는 생물학적 또는 생화학적 반응과 같은 다양한 반응에 사용될 수 있다. 상기 반응은 예를 들어, 표적 핵산을 존재를 검출하는 경우 이미 알려진 표적 핵산과 상보적 서열을 갖는 핵산 프로브가 기판 상에 고정된 마이크로어레이를 제공하고, 상기 마이크로어레이에 검출가능한 라벨(예를 들어, 형광 물질)로 표지된 표적 핵산을 포함하는 시료를 도입한 후, 상기 핵산 프로브와 상기 표적 핵산과의 혼성화가 수행된다. 상기 반응은 상기 혼성화 단계 후 세척 단계를 거쳐 혼성화 반응이 일어나지 않은 물질을 제거하는 단계, 및 상기 혼성화된 결과물의 형광 물질에 여기광을 조사하여 그로부터 발광되는 형광을 마이크로어레이 스캔 시스템에 의해 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마이크로어레이 반응 장치는 상기 마이크로어레이 반응을 수행하고, 그에 따른 결과를 검출 및 분석하기 위한 장치를 포함한다. 상기 마이크로어레이 반응 장치는 적어도 마이크로어레이 반응이 일어나는 반응 챔버, 상기 마이크로어레이 반응에 필요한 유체(액체 또는 기체)를 포함하거나 또는 임시로 저장하기 위한 유체 용기, 및 상기 반응 챔버와 상기 유체 용기를 유체 소통 가능하게 연결하는 채널을 포함한다. 상기 반응 챔버는 마이크로어레이가 장착될 수 있는 마이크로 어레이 장착부를 포함한다. 또한 상기 마이크로어레이 반응 장치는 상기 반응 챔버, 상기 유체 용기 및 상기 채널 사이를 이동하는 유체 흐름을 제어하기 위한 밸브를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 마이크로어레이 반응 장치는 유체를 흐르게 하는 구동력을 제공하기 위한 펌프를 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 마이크로어레이 반응 장치는 상기 마이크로어레이 반응을 위한 상기 표적 물질과 상기 프로브 간의 상보적인 결합 단계, 상기 표적 물질 또는 상기 표적 물질과 결합한 프로브에 라벨을 표지하는 단계, 상기 결합 단계 및/또는 라벨 표지 단계 후 유체를 세척하는 단계, 또는 상기 마이크로어레이 표면을 건조하는 단계를 수행할 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 유체 용기를 포함한다. 상기 유체 용기는 상기 마이크로어레이 반응을 위한 액체 또는 기체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유체 용기는 물, 증류수, 버퍼, 세척 용액, 염색 용액, 또는 냉각 및 건조용 질소 기체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 유체 용기는 어떠한 유체도 포함하지 않은 빈 용기일 수 있다. 상기 빈 유체 용기는 예를 들어, 상기 마이크로어레이 반응 후 폐기되어야 할 유체를 저장하거나 사용된 세척 용액을 저장하는데 사용될 수 있다. 또한, 상기 빈 유체 용기는 상기 폐기 유체 및/또는 세척 용액을 상기 마이크로어레이 반응 장치의 외부로 배출하도록 배치된 유출부를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 마이크로어레이 장착부를 포함하는 반응 챔버를 포함한다. 마이크로어레이는 상기 마이크로어레이 장착부에 장착될 수 있다. 또한, 상기 반응 챔버는 상기 마이크로어레이 장착부에 장착된 마이크로어레이 반응을 위한 공간을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 액체 또는 기체는 상기 마이크로어레이와 상기 공간에서 상기 마이크로어레이 반응의 검출 및/또는 측정을 위한 물리적, 화학적, 생물학적 또는 생화학적 반응을 일으킬 수 있다. 또한, 상기 반응 챔버는 샘플 용액의 유출입을 위한 샘플 투입구; 상기 반응 챔버를 덮는 커버 및 상기 커버의 잠금 장치; 상기 반응 챔버의 온도를 조절하기 위한 가열기, 냉각기 또는 그의 조합; 및 상기 가열기, 냉각기 또는 그의 조합을 제어하기 위한 온도 제어 장치를 더 포함하는 것으로서, 이들은 상기 반응 챔버에 작동가능하게 배치될 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 상기 유체 용기와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제1 채널을 포함한다. 또한, 일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 상기 반응 챔버와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제2 채널을 포함한다. 상기 채널은 액체 또는 기체의 흐름이 허용되는 모두 구조물을 포함한다. 상기 제1 채널은 상기 유체 용기와 유체 소통 가능하게 연결되고, 상기 제2 채널은 상기 반응 챔버와 유체 소통 가능하게 연결된다. 상기 제1 채널의 일 말단은 상기 유체 용기와 연결되고, 다른 말단은 상기 밸브의 제1 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결되고, 상기 제2 채널의 일 말단은 상기 반응 챔버와 연결되고, 다른 말단은 상기 밸브의 제2 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결된다. 또한, 상기 제1 채널은 2개 이상일 수 있고, 2개 이상의 유체 용기 및 상기 밸브의 2개 이상의 제1 관통 개구부와 각각 연결될 수 있고, 상기 제2 채널은 2개 이상일 수 있고, 2개 이상의 반응 챔버와 상기 밸브의 2개 이상의 제2 관통 개구부와 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 채널은 상기 제2 채널을 통과하는 유체의 양을 조절하기 위한 유체 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 유체 센서는 상기 제2 채널을 통과하는 유체의 양 및 위치를 측정 및 제어하는 것이고, 상기 측정 및 제어를 위해 상기 제2 채널의 내부에 배치되거나 상기 제2 채널에 작동가능하도록 배치될 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 밸브를 포함한다. 상기 밸브는 제1 지지체 및 제2 지지체를 포함한다. 상기 제1 지지체는 상기 제1 채널의 다른 말단이 연결된 제1 관통 개구부 및 상기 제2 채널의 다른 말단이 연결된 제2 관통 개구부가 노출된 제1 표면을 갖는다. 상기 제2 지지체는 상기 제1 표면에 대응하도록 연결된 제2 표면에 노출된 제3 관통 개구부를 갖는다. 상기 제1 지지체 또는 제2 지지체는 슬라이딩 이동이 가능하게 배치된다.
상기 제1 지지체는 상기 유체 용기와 유체 소통 가능하게 연결된 제1 채널과 유체 소통 가능하게 연결된 제1 관통 개구부 및 상기 반응 챔버와 유체 소통 가능하게 연결된 제2 채널과 유체 소통 가능하게 연결된 제2 관통 개구부를 포함한다. 상기 제1 지지체는 상기 제1 관통 개구부 및 상기 제2 관통 개구부가 노출된 제1 표면을 갖는다. 상기 제2 지지체는 상기 제1 표면에 대응하도록 연결된 제2 표면에 노출되고, 상기 저장 챔버에 유체 소통 가능하게 연결된 제3 관통 개구부를 포함한다. 또한, 상기 제1 지지체 또는 제2 지지체는 슬라이딩 이동이 가능하게 배치될 수 있다. 상기 대응하도록 연결된다 함은 제1 지지체와 제2 지지체 사이에 유체가 누출되지 않도록 제1 표면과 제2 표면이 맞닿아서 연결 또는 배치된 것을 말한다. 상기 슬라이딩 이동이라 함은 상기 제1 표면과 제2 표면이 대응하도록 연결된 상태로 상기 제1 지지체 또는 제2 지지체가 상기 제1 표면 또는 제2 표면을 따라 이동하는 것을 말한다. 따라서, 상기 제2 표면에 노출된 제3 관통 개구부는 상기 제1 지지체 또는 제2 지지체의 슬라이딩 이동에 의해 상기 제1 표면에 노출된 상기 제1 관통 개구부 또는 제2 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 따라서, 상기 밸브는 제1 지지체 또는 제2 지지체의 슬라이딩 이동에 의해, 상기 제1 관통 개구부와 상기 제3 관통 개구부가 대응하도록 배치되어, 상기 유체 용기와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 상기 반응 챔버와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 차단하거나, 또는 상기 제2 관통 개구부와 상기 제3 관통 개구부가 대응하도록 배치되어, 상기 반응 챔버와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 상기 유체 용기와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 차단할 수 있다.
또한, 상기 제1 지지체는 상기 제1 채널 및 제2 채널과 연결된 외면 및 상기 제1 관통 개구부 및 제2 관통 개구부가 노출된 내면을 갖는 링 형상을 가질 수 있다. 이 경우 상기 내면은 상기 제1 표면과 동일하다. 상기 제2 지지체는 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 원기둥 형상을 가질 수 있다. 이 경우 상기 원기둥 형상을 갖는 제2 지지체의 겉 표면의 일부는 상기 제2 표면과 동일하다. 예를 들어, 상기 제1 지지체의 제1 표면, 예를 들어 상기 링 형상을 갖는 제1 지지체의 내면에 대응하도록 연결된 제2 표면은 원기둥 형상의 겉 표면의 일 부분의 표면일 수 있다. 이 경우 상기 제1 지지체 또는 제2 지지체의 슬라이딩 이동은 상기 제1 지지체의 내면 또는 상기 제2 지지체의 원기둥 형상의 겉 표면을 따라 이동하는 것을 말하고, 이러한 상기 슬라이딩 이동에 의해 상기 밸브는 상기 제1 관통 개구부와 상기 제3 관통 개구부가 대응하도록 배치되어, 상기 유체 용기와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 상기 반응 챔버와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 차단하거나, 또는 상기 제2 관통 개구부와 상기 제3 관통 개구부가 대응하도록 배치되어, 상기 반응 챔버와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 상기 유체 용기와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 차단할 수 있다. 이 경우 상기 제3 관통 개구부는 일 말단을 통과하는 유체 흐름 방향이 다른 말단을 통과하는 유체 흐름 방향에 실질적으로 수직이 되도록 상기 제2 지지체 내에 배치될 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 상기 제3 관통 개구부에 유체 소통 가능하게 연결된 저장 챔버를 포함한다. 상기 저장 챔버는 상기 밸브의 제3 관통 개구부를 통해 상기 유체 용기 또는 반응 챔버로부터 유입된 유체를 저장할 수 있다. 상기 저장 챔버는 상기 제3 관통 개구부와 채널을 통해 연결되거나 또는 직접 연결될 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 상기 저장 챔버 내로 양압 또는 음압을 제공하도록 작동가능하게 배치된 펌프를 포함한다. 상기 펌프는 상기 저장 챔버 내로 양압 또는 음압을 제공함으로써 상기 반응 장치 내 유체 흐름의 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 유체 용기로부터 상기 반응 챔버로 유체를 이동시키는 경우 상기 밸브 제어에 의해 상기 제1 채널과 상기 제3 관통 개구부를 유체 소통 가능하게 연결하고, 상기 펌프에 의해 상기 저장 챔버에 음압이 제공되면 상기 유체 용기에 포함된 유체는 상기 저장 챔버로 이동할 수 있고, 상기 저장 챔버로부터 상기 반응 챔버로 유체를 이동시키는 경우 상기 밸브 제어에 의해 상기 제2 채널과 상기 제3 관통 개구부를 유체 소통 가능하게 연결하고, 상기 펌프에 의해 상기 저장 챔버에 양압이 제공되면 상기 저장 챔버에 포함된 유체는 상기 반응 챔버로 이동할 수 있다. 상기 펌프는 상기 저장 챔버 내로 양압 또는 음압을 제공하도록 작동가능한 것으로서, 예를 들어 시린지 펌프일 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 2 이상의 유체 용기, 2 이상의 제1 채널 및 2 이상의 제1 관통 개구부를 포함하고, 상기 2 이상의 제1 관통 개구부는 각각 하나의 제1 채널을 통해 하나의 유체 용기와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있고, 2 이상의 반응 챔버, 2 이상의 제2 채널 및 2 이상의 제2 관통 개구부를 포함하고, 상기 제2 이상의 제2 관통 개구부는 각각 하나의 제2 채널을 통해 하나의 반응 챔버와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 따라서, 상기 2 이상의 유체 용기는 상기 마이크로어레이 반응을 위한 액체 또는 기체가 각각 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 2 이상의 유체 용기는 각각 물, 증류수, 버퍼, 세척 용액, 염색 용액, 또는 냉각 및 건조용 질소 기체를 포함할 수 있고, 상기 2 이상의 유체 용기는 각각 상기 2 이상의 제1 채널을 통해 각각 상기 2 이상의 제1 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 상기 2 이상의 반응 챔버는 동일한 또는 상이한 마이크로어레이를 수용할 수 있고, 상기 마이크로어레이 반응 장치는 적어도 하나 이상의 마이크로어레이 반응을 수행할 수 있고, 상기 2 이상의 반응 챔버는 각각 상기 2 이상의 제2 채널을 통해 각각 상기 2 이상의 제2 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치는 상기 반응 장치 내 유체 흐름의 제어 또는 상기 마이크로어레이 반응을 위한 적절한 환경을 제공하기 위한 신호 제어 모듈을 포함한다. 상기 신호 제어 모듈은 상기 반응 장치에 작동가능하게 배치되거나 연결될 수 있다. 따라서, 상기 신호 제어 모듈은 예를 들어 제1 지지체 또는 제2 지지체의 슬라이딩 이동 여부, 펌프의 양압 또는 음압 제공 여부, 유체 센서의 모니터링, 샘플 용액의 유출입을 위한 샘플 투입구의 개폐, 상기 반응 챔버를 덮는 커버의 개폐, 상기 커버의 잠금 장치, 상기 반응 챔버의 온도를 조절하기 위한 가열기, 냉각기 또는 그의 조합의 구동, 및 상기 가열기, 냉각기 또는 그의 조합을 제어하기 위한 온도 제어 장치의 구동을 제어할 수 있다.
다른 일 측면에 따르면, 상기 마이크로어레이 반응 장치를 제공하는 단계; 상기 제1 유체 용기에 마이크로어레이 반응을 위한 유체를 도입하고, 상기 제1 반응 챔버의 마이크로어레이 장착부에 마이크로어레이를 장착하는 단계; 상기 제1 지지체 또는 상기 제2 지지체를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부를 상기 제1 지지체 표면의 제1 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결하는 단계; 상기 저장 챔버 내부로 음압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 제1 유체 용기 내 유체를 상기 저장 챔버에 전달하는 단계; 상기 제1 지지체 또는 상기 제2 지지체를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부를 상기 제1 지지체 표면의 제2 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결하는 단계; 및 상기 저장 챔버 내부로 양압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 저장 챔버 내 유체를 상기 제1 반응 챔버로 전달하는 단계를 포함하는 마이크로어레이를 이용한 분석 방법을 제공한다.
상기 방법은 일 측면에 따른 마이크로어레이 반응 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 마이크로어레이 반응 장치에 관한 사항은 상기 설명된 바와 같다.
상기 방법은 상기 제1 유체 용기에 마이크로어레이 반응을 위한 유체를 도입하고, 상기 제1 반응 챔버의 마이크로어레이 장착부에 마이크로어레이를 장착하는 단계를 포함한다. 상기 제1 유체 용기, 상기 마이크로어레이 반응 및 이를 위한 유체, 상기 반응 제1 반응 챔버 및 이에 포함된 마이크로어레이 장착부에 관한 사항은 상기 설명된 바와 같다. 상기 제1 유체 용기는 2 이상일 수 있고, 상기 2 이상의 유체 용기는 마이크로어레이 반응을 위한 다양한 유체를 각각 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 반응 챔버는 2 이상일 수 있고, 상기 2 이상의 반응 챔버는 2 이상의 동일 또는 다른 마이크로어레이를 각각 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제1 지지체 또는 상기 제2 지지체를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부를 상기 제1 지지체 표면의 제1 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결하는 단계를 포함한다. 이 경우 상기 제1 유체 용기와 상기 저장 챔버는 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.
상기 방법은 상기 저장 챔버 내부로 음압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 제1 유체 용기 내 유체를 상기 저장 챔버에 전달하는 단계를 포함한다. 이 경우 상기 제1 유체 용기에 포함된 유체는 상기 저장 챔버로 이동할 수 있다.
상기 방법은 상기 제1 지지체 또는 상기 제2 지지체를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부를 상기 제1 지지체 표면의 제2 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결하는 단계를 포함한다. 이 경우 상기 반응 챔버와 상기 저장 챔버는 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.
상기 방법은 상기 저장 챔버 내부로 양압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 저장 챔버 내 유체를 상기 제1 반응 챔버로 전달하는 단계를 포함한다. 이 경우 상기 저장 챔버에 포함된 유체는 상기 반응 챔버로 이동할 수 있다. 따라서, 상기 반응 챔버로 이동된 유체는 상기 반응 챔버에서 마이크로어레이 반응을 수행할 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이를 이용한 분석 방법은 상기 저장 챔버 내에 음압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 제1 반응 챔버 내 유체를 상기 저장 챔버에 재전달하는 단계를 더 포함한다. 이 경우 상기 반응 챔버에 포함된 유체는 상기 저장 챔버로 재이동할 수 있다. 따라서, 상기 반응 챔버에서 마이크로어레이 반응을 수행한 유체는 상기 반응 챔버로부터 제거될 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이를 이용한 분석 방법은 상기 마이크로어레이 반응 장치는 2 이상의 유체 용기를 포함하고, 상기 제1 지지체 또는 상기 제2 지지체를 슬라이드 이동하여 상기 제3 채널의 일 말단을 상기 제1 지지체 표면의 제1 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결하고, 상기 저장 챔버 내에 양압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 저장 챔버 내에 재전달된 유체를 상기 제2 유체 용기에 전달하는 단계를 더 포함한다. 이 경우 상기 저장 챔버에 포함된 유체는 상기 제2 유체 챔버로 이동할 수 있다. 상기 제2 유체 용기는 폐기 챔버일 수 있고, 상기 폐기 챔버는 상기 반응 챔버에서의 마이크로어레이 반응에 사용되어 폐기될 유체를 저장할 수 있다. 또한, 상기 제2 유체 용기는 상기 마이크로어레이 반응에 사용된 기체를 배출하도록 배치된 배출구와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 마이크로어레이 반응 장치는 하나 이상의 유체 용기와 반응 챔버 사이의 액체 또는 기체 흐름을 하나의 밸브, 저장 챔버 및 펌프에 의해 양 방향 제어할 수 있다.
일 측면에 따른 마이크로어레이를 이용한 분석 방법은 상기 저장 챔버 내에 음압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 제1 반응 챔버 내 유체를 상기 반응 챔버로부터 빼낸 후, 상기 저장 챔버 내에 양압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 반응 챔버로부터 빼내어진 유체를 상기 반응 챔버로 재전달하는 단계를 더 포함한다. 이 경우 상기 제2 채널은 상기 제2 채널을 통과하는 유체의 양을 조절하기 위한 유체 센서를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 반응 챔버에 포함된 유체의 유입 및/또는 유출에 의해 상기 유체는 혼합(mixing) 또는 교반(agitation)될 수 있다. 이 경우 상기 펌프에 의해 제공되는 양압 또는 음압의 정도를 제어하여 상기 유체의 유입 및/또는 유출되는 양을 제어할 수 있다. 또한, 상기 유체 센서는 상기 유체의 유입 및/또는 유출되는 양 및 위치를 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 반응 챔버로부터 유출되는 유체는 상기 제2 채널, 상기 제2 관통 개구부 또는 상기 저장 챔버까지 도달할 수 있다. 또한, 상기 반응 챔버에 포함된 유체의 유입 및/또는 유출 단계는 반복될 수 있다.
마이크로어레이 반응에 있어서 탁월한 성능을 발휘할 수 있는 마이크로어레이 반응 장치를 제공함으로써 마이크로어레이 반응을 효율적으로 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2b는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 밸브 및 상기 밸브의 구동 방식을 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 밸브 및 상기 밸브의 구동 방식을 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 밸브를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 저장 챔버 및 펌프를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 유체 센서를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7b는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 유체 용기에서 저장 챔버로 이동하거나 상기 저장 챔버에서 반응 챔버로 이동하는 유체의 흐름을 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 반응 챔버에서 저장 챔버로 이동하는 유체의 흐름을 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 저장 챔버에서 유체 용기로 이동하는 유체의 흐름을 나타낸다.
도 10은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 반응 챔버에 포함된 유체의 유입/유출을 나타낸다.
이하, 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치를 나타낸다.
상기 마이크로어레이 반응 장치(1)는 유체 용기(10); 마이크로어레이 장착부(200)를 포함하는 반응 챔버(20); 상기 유체 용기와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제1 채널(30); 상기 반응 챔버와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제2 채널(40); 상기 제1 채널의 다른 말단이 연결된 제1 관통 개구부(511) 및 상기 제2 채널의 다른 말단이 연결된 제2 관통 개구부(512)가 노출된 제1 표면(515)을 갖는 제1 지지체(510), 및 상기 제1 표면에 대응하도록 연결된 제2 표면(525)에 노출된 제3 관통 개구부(513)를 갖는 제2 지지체(520)를 포함하고, 상기 제1 지지체 또는 제2 지지체는 슬라이딩 이동이 가능하게 배치된 밸브(50); 상기 제3 관통 개구부에 유체 소통 가능하게 연결된 저장 챔버(60); 및 상기 저장 챔버 내로 양압 또는 음압을 제공하도록 작동가능하게 배치된 펌프(70)를 포함한다.
상기 유체 용기(10)는 상기 마이크로어레이 반응을 위한 액체 또는 기체(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유체 용기는 물, 증류수, 버퍼, 세척 용액, 염색 용액, 또는 냉각 및 건조용 질소 기체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 유체 용기는 어떠한 유체도 포함하지 않은 빈 용기일 수 있다. 또한, 상기 빈 유체 용기는 상기 폐기 유체 및/또는 세척 용액을 상기 마이크로어레이 반응 장치의 외부로 배출하도록 배치된 유출부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.
상기 반응 챔버(20)는 마이크로어레이가 장착되는 마이크로어레이 장착부(200)를 포함한다. 또한, 상기 반응 챔버(20)는 상기 마이크로어레이 장착부(200)에 장착된 마이크로어레이 반응을 위한 공간(도시되지 않음)을 포함한다. 또한, 상기 반응 챔버는 샘플 용액의 유출입을 위한 샘플 투입구(도시되지 않음); 상기 반응 챔버를 덮는 커버(도시되지 않음) 및 상기 커버의 잠금 장치(도시되지 않음); 상기 반응 챔버의 온도를 조절하기 위한 가열기(도시되지 않음), 냉각기(도시되지 않음) 또는 그의 조합(도시되지 않음); 및 상기 가열기, 냉각기 또는 그의 조합을 제어하기 위한 온도 제어 장치(도시되지 않음)를 더 포함하고, 이들은 상기 반응 챔버(20)에 작동가능하게 배치될 수 있다.
상기 마이크로어레이 반응 장치(1)는 상기 유체 용기(10)와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제1 채널(30)을 포함하고, 상기 반응 챔버(20)와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제2 채널(40)을 포함한다. 상기 제1 채널(30)의 일 말단은 상기 유체 용기(10)와 연결되고, 다른 말단은 상기 밸브(50)의 제1 관통 개구부(511)와 유체 소통 가능하게 연결되고, 상기 제2 채널(40)의 일 말단은 상기 반응 챔버(20)와 연결되고, 다른 말단은 상기 밸브(50)의 제2 관통 개구부(512)와 유체 소통 가능하게 연결된다.
상기 밸브(50)는 제1 지지체(510) 및 제2 지지체(520)를 포함한다. 상기 제1 지지체(510)는 상기 제1 채널의 다른 말단이 연결된 제1 관통 개구부(511) 및 상기 제2 채널(40)의 다른 말단이 연결된 제2 관통 개구부(510)가 노출된 제1 표면(515)을 갖는다. 상기 제2 지지체(520)는 상기 제1 표면(515)에 대응하도록 연결된 제2 표면(525)에 노출된 제3 관통 개구부(513)를 갖는다. 상기 제1 지지체(510) 또는 제2 지지체(520)는 슬라이딩 이동이 가능하게 배치된다. 상기 대응하도록 연결된다 함은 제1 지지체(510)와 제2 지지체(520) 사이에 유체가 누출되지 않도록 제1 표면(515)과 제2 표면(525)이 맞닿아서 연결 또는 배치된 것을 말한다. 상기 슬라이딩 이동이라 함은 상기 제1 표면(515)과 제2 표면(525)이 대응하도록 연결된 상태로 상기 제1 지지체(510) 또는 제2 지지체(520)가 상기 제1 표면(515) 또는 제2 표면(525)을 따라 이동하는 것을 말한다.
상기 저장 챔버(60)는 상기 제3 관통 개구부(513)에 유체 소통 가능하게 연결된다. 상기 저장 챔버(60)는 상기 밸브(50)의 제3 관통 개구부(513)를 통해 상기 유체 용기(10) 또는 반응 챔버(20)로부터 유입된 유체를 저장할 수 있다. 상기 저장 챔버(60)는 상기 제3 관통 개구부(513)와 채널을 통해 연결되거나 또는 직접 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.
상기 펌프(70)는 상기 저장 챔버(60) 내로 양압 또는 음압을 제공하도록 작동가능하게 배치된다. 상기 펌프(70)는 상기 저장 챔버(60) 내로 양압 또는 음압을 제공함으로써 상기 마이크로어레이 반응 장치(1) 내 유체 흐름의 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 유체 용기(10)로부터 상기 반응 챔버(20)로 유체를 이동시키는 경우 상기 밸브 제어에 의해 상기 제1 채널(30)과 상기 제3 관통 개구부(513)를 유체 소통 가능하게 연결하고, 상기 펌프(70)에 의해 상기 저장 챔버(60)에 음압이 제공되면 상기 유체 용기(10)에 포함된 유체는 상기 저장 챔버(60)로 이동할 수 있고, 상기 저장 챔버(60)로부터 상기 반응 챔버(20)로 유체를 이동시키는 경우 상기 밸브 제어에 의해 상기 제2 채널(40)과 상기 제3 관통 개구부(513)를 유체 소통 가능하게 연결하고, 상기 펌프(70)에 의해 상기 저장 챔버(60)에 양압이 제공되면 상기 저장 챔버(60)에 포함된 유체는 상기 반응 챔버(20)로 이동할 수 있다. 상기 펌프(70)는 시린지 펌프일 수 있다.
도 2a 내지 도 2b는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 밸브 및 상기 밸브의 구동 방식을 나타낸다.
상기 밸브(50)는 제1 지지체(510) 및 제2 지지체(520)를 포함한다.
도 2a는 상기 제2 지지체(520)의 슬라이딩 이동(속빈 화살표)에 의해 유체 소통 가능하게 연결된 제1 채널(30)과 저장 챔버(60)를 나타낸다.
상기 제2 지지체(520)의 제2 표면(525)에 노출된 제3 관통 개구부(513)는 상기 제2 지지체(520)의 슬라이딩 이동(속빈 화살표)에 의해 상기 제1 지지체(510)의 제1 표면(515)에 노출된 상기 제1 관통 개구부(511)와 유체 소통 가능하게 연결된다. 따라서, 상기 제1 관통 개구부(511)와 상기 제3 관통 개구부(515)는 대응되도록 배치되어, 상기 제1 관통 개구부(511)는 제1 채널(30)을 통한 상기 유체 용기(도시되지 않음)와 상기 저장 챔버(60)의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 제2 채널(40)을 통한 상기 반응 챔버(도시되지 않음)와 상기 저장 챔버(60)의 유체 소통을 차단한다.
도 2b는 상기 제2 지지체(520)의 슬라이딩 이동(속빈 화살표)에 의해 유체 소통 가능하게 연결된 제2 채널(40)과 저장 챔버(60)를 나타낸다.
상기 제2 지지체(520)의 제2 표면(525)에 노출된 제3 관통 개구부(513)는 상기 제2 지지체(520)의 슬라이딩 이동(속빈 화살표)에 의해 상기 제1 지지체(510)의 제1 표면(515)에 노출된 상기 제2 관통 개구부(512)와 유체 소통 가능하게 연결된다. 따라서, 상기 제2 관통 개구부(512)와 상기 제3 관통 개구부(515)는 대응되도록 배치되어, 상기 제2 관통 개구부(512)는 제2 채널(40)을 통한 상기 반응 챔버(도시되지 않음)와 상기 저장 챔버(60)의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 제1 채널(30)을 통한 상기 유체 용기(도시되지 않음)와 상기 저장 챔버(60)의 유체 소통을 차단한다.
도 3은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 밸브 및 상기 밸브의 구동 방식을 나타낸다.
상기 밸브(50)는 제1 지지체(510) 및 제2 지지체(520)를 포함한다.
상기 제1 지지체(510)는 상기 제1 채널(30) 및 제2 채널(40)과 연결된 외면(550) 및 상기 제1 관통 개구부(511) 및 제2 관통 개구부(512)가 노출된 내면(560)을 갖는 링 형상을 갖는다. 상기 제2 지지체(520)는 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 원기둥 형상을 갖는다. 이 경우 상기 제1 지지체(510) 또는 제2 지지체(520)의 슬라이딩 이동은 상기 제1 지지체(510)의 내면(560) 또는 상기 제2 지지체의 원기둥 형상의 겉 표면을 따라 이동하는 것이다. 상기 제2 지지체(520)의 슬라이딩 이동에 의해 상기 제1 관통 개구부(511)와 상기 제3 관통 개구부(513)가 대응되도록 배치되어, 상기 제1 채널(30)을 통한 유체 용기(도시되지 않음)와 상기 저장 챔버(60)의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 상기 제2 채널(40)을 통한 반응 챔버(도시되지 않음)와 상기 저장 챔버(60)의 유체 소통을 차단하거나, 또는 상기 제2 관통 개구부(512)와 상기 제3 관통 개구부(513)가 대응되도록 배치되어, 상기 제2 채널(40)을 통한 반응 챔버(도시되지 않음)와 상기 저장 챔버(60)의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 상기 제1 채널(30)을 통한 상기 유체 용기(도시되지 않음)와 상기 저장 챔버(60)의 유체 소통을 차단할 수 있다. 도 3에 따르면, 상기 제3 관통 개구부(513)는 일 말단을 통과하는 유체 흐름 방향(a 라인)이 다른 말단을 통과하는 유체 흐름 방향(a' 라인)에 실질적으로 수직이 되도록 상기 제2 지지체(520) 내에 배치된다.
도 4는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 밸브를 나타낸다.
상기 마이크로어레이 반응 장치는 2 이상의 유체 용기(도시되지 않음), 2 이상의 제1 채널(30) 및 2 이상의 제1 관통 개구부(511)를 포함한다. 상기 2 이상의 제1 관통 개구부(511)는 각각 하나의 제1 채널(30)을 통해 하나의 유체 용기(도시되지 않음)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있고, 2 이상의 반응 챔버(도시되지 않음), 2 이상의 제2 채널(40) 및 2 이상의 제2 관통 개구부(512)를 포함하고, 상기 제2 이상의 제2 관통 개구부(512)는 각각 하나의 제2 채널(40)을 통해 하나의 반응 챔버(도시되지 않음)와 유체 소통 가능하게 연결된다. 따라서, 상기 2 이상의 유체 용기(도시되지 않음)는 상기 마이크로어레이 반응을 위한 액체 또는 기체가 각각 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 2 이상의 유체 용기(도시되지 않음)는 각각 물, 증류수, 버퍼, 세척 용액, 염색 용액, 또는 냉각 및 건조용 질소 기체를 포함할 수 있고, 상기 2 이상의 유체 용기(도시되지 않음)는 각각 상기 2 이상의 제1 채널(30)을 통해 각각 상기 2 이상의 제1 관통 개구부(511)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 상기 2 이상의 반응 챔버(도시되지 않음)는 동일한 또는 상이한 마이크로어레이(도시되지 않음)를 수용할 수 있고, 상기 마이크로어레이 반응 장치는 적어도 하나 이상의 마이크로어레이 반응을 수행할 수 있고, 상기 2 이상의 반응 챔버(도시되지 않음)는 각각 상기 2 이상의 제2 채널(40)을 통해 각각 상기 2 이상의 제2 관통 개구부(512)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 저장 챔버 및 펌프를 나타낸다.
상기 저장 챔버(60)는 상기 제3 관통 개구부(513)에 유체 소통 가능하게 연결된다. 상기 저장 챔버(60)는 상기 밸브(50)의 제3 관통 개구부(513)를 통해 유체 용기(도시되지 않음) 또는 반응 챔버(도시되지 않음)로부터 유입된 유체를 저장할 수 있다. 상기 펌프(70)는 상기 저장 챔버(60) 내로 양압 또는 음압을 제공하도록 작동가능하게 배치된다. 상기 펌프(70)는 상기 저장 챔버(60) 내로 양압 또는 음압을 제공함으로써 상기 마이크로어레이 반응 장치(1) 내 유체 흐름의 구동력을 제공할 수 있다. 도 5에 따르면, 상기 펌프(70)는 시린지 펌프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 유체 센서를 나타낸다.
상기 밸브(50)의 제2 관통 개구부(512)와 연결된 제2 채널(40)은 상기 제2 채널(40)을 통과하는 유체의 양을 조절하기 위한 유체 센서(400)를 더 포함한다. 상기 유체 센서(400)는 상기 제2 채널(40)을 통과하는 유체의 양 및 위치를 측정 및 제어하는 것이고, 상기 측정 및 제어를 위해 상기 제2 채널(40)의 내부에 배치되거나 상기 제2 채널(40)에 작동가능하도록 배치된다.
도 7a 내지 도 7b는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 유체 용기에서 저장 챔버로 이동하거나 상기 저장 챔버에서 반응 챔버로 이동하는 유체의 흐름을 나타낸다.
일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치(1)는 상기 설명한 바와 같다. 상기 마이크로어레이 반응 장치(1)를 제공하고, 상기 제1 유체 용기(10)에 마이크로어레이 반응을 위한 유체를 도입하고, 상기 제1 반응 챔버(20)의 마이크로어레이 장착부(도시되지 않음)에 마이크로어레이를 장착한다.
도 7a는 상기 유체 용기(10)에서 상지 저장 챔버(60)로 이동하는 유체의 흐름을 나타낸다. 제1 지지체(510) 또는 제2 지지체(520)를 슬라이딩 이동하여 제3 관통 개구부(513)를 제1 관통 개구부(511)와 유체 소통 가능하게 연결한다. 저장 챔버(60) 내부로 음압이 제공되도록 펌프(70)를 작동하여 상기 제1 유체 용기(10) 내 유체를 상기 저장 챔버(60)에 전달한다.
도 7b는 상기 저장 챔버(60)에서 상기 제1 반응 챔버(20)로 이동하는 유체의 흐름을 나타낸다. 제1 지지체(510) 또는 상기 제2 지지체(520)를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부(513)를 제2 관통 개구부(512)와 유체 소통 가능하게 연결한다. 상기 저장 챔버(60) 내부로 양압이 제공되도록 상기 펌프(70)를 작동하여 상기 저장 챔버(60) 내 유체를 상기 제1 반응 챔버(20)로 전달한다.
도 8은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 반응 챔버에서 저장 챔버로 이동하는 유체의 흐름을 나타낸다.
상기 제1 지지체(510) 또는 제2 지지체(520)를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부(513)를 제2 관통 개구부(512)와 유체 소통 가능하게 연결한다. 상기 저장 챔버(60) 내부로 음압이 제공되도록 상기 펌프(70)를 작동하여 상기 제1 반응 챔버(20) 내 유체를 상기 저장 챔버(60)로 전달한다. 따라서, 상기 제1 반응 챔버(20)에서 마이크로어레이 반응을 수행한 유체는 상기 제1 반응 챔버(20)로부터 제거될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 저장 챔버에서 유체 용기로 이동하는 유체의 흐름을 나타낸다.
상기 마이크로어레이 반응 장치(1)는 2 이상의 유체 용기(10, 10')를 포함한다. 제1 지지체(510) 또는 제2 지지체(520)를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부(513)를 제1 관통 개구부(511)와 유체 소통 가능하게 연결한다. 상기 저장 챔버(60) 내부로 양압이 제공되도록 상기 펌프(70)를 작동하여 상기 저장 챔버(60) 내 유체를 상기 제2 유체 용기(10')로 전달한다. 이 경우 상기 제2 유체 용기(10')는 폐기 챔버일 수 있고, 상기 폐기 챔버는 상기 제1 반응 챔버(20)에서의 마이크로어레이 반응에 사용되어 폐기될 유체를 저장할 수 있다. 또한, 상기 제2 유체 용기(10')는 상기 마이크로어레이 반응에 사용된 기체를 배출하도록 배치된 배출구(도시되지 않음)와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 마이크로어레이 반응 장치(1)는 하나 이상의 유체 용기(10, 10')와 반응 챔버(20) 사이의 액체 또는 기체 흐름을 하나의 밸브, 저장 챔버 및 펌프에 의해 양 방향 제어할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 마이크로어레이 반응 장치의 반응 챔버에 포함된 유체의 유입/유출을 나타낸다.
상기 제1 지지체(510) 또는 제2 지지체(520)를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부(513)를 상기 제2 관통 개구부(512)와 유체 소통 가능하게 연결한다. 상기 저장 챔버(60) 내에 음압(X' 방향)이 제공되도록 상기 펌프(70)를 작동하여 상기 제1 반응 챔버(20) 내 유체를 상기 제1 반응 챔버(20)로부터 빼낸 후, 상기 저장 챔버(60) 내에 양압(X 방향)이 제공되도록 상기 펌프(70)를 작동하여 상기 제1 반응 챔버(20)로부터 빼내어진 유체를 상기 제1 반응 챔버(20)로 재전달한다. 이 경우 상기 제1 반응 챔버(20)에 포함된 유체의 유입(Z 방향) 및/또는 유출(Z' 방향)에 의해 상기 유체는 혼합(mixing) 또는 교반(agitation)될 수 있다. 이 경우 상기 펌프(70)에 의해 제공되는 양압(X 방향) 또는 음압(X' 방향)의 정도를 제어하여 상기 유체의 유입(Z 방향) 및/또는 유출(Z' 방향)되는 양을 제어할 수 있다. 또한, 제2 채널에 배치된 유체 센서(도시되지 않음)는 상기 유체의 유입 및/또는 유출되는 양 및 위치를 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 제1 반응 챔버로(20)부터 유출되는 유체는 상기 제2 채널(도시되지 않음), 상기 제2 관통 개구부(512) 또는 상기 저장 챔버(60)까지 도달할 수 있다. 또한, 상기 제1 반응 챔버(20)에 포함된 유체의 유입 및/또는 유출 단계는 반복될 수 있다.

Claims (17)

  1. 유체 용기;
    마이크로어레이 장착부를 포함하는 반응 챔버;
    상기 유체 용기와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제1 채널;
    상기 반응 챔버와 유체 소통 가능하게 연결된 일 말단을 갖는 제2 채널;
    상기 제1 채널의 다른 말단이 연결된 제1 관통 개구부 및 상기 제2 채널의 다른 말단이 연결된 제2 관통 개구부가 노출된 제1 표면을 갖는 제1 지지체, 및 상기 제1 표면에 대응하도록 연결된 제2 표면에 노출된 제3 관통 개구부를 갖는 제2 지지체를 포함하고, 상기 제1 지지체 또는 제2 지지체는 슬라이딩 이동이 가능하게 배치된 밸브;
    상기 제3 관통 개구부에 유체 소통 가능하게 연결된 저장 챔버; 및
    상기 저장 챔버 내로 양압 또는 음압을 제공하도록 작동가능하게 배치된 펌프를 포함하는 마이크로어레이 반응 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유체 용기는 마이크로어레이 반응을 위한 액체 또는 기체를 포함하는 것인 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로어레이 장착부는 핵산 프로브 또는 폴리펩티드 프로브가 기판에 배치된 마이크로어레이가 장착되는 것인 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반응 챔버는 상기 마이크로어레이 장착부에 장착되는 마이크로어레이 반응 공간을 포함하는 것인 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 밸브는 제1 지지체 또는 제2 지지체의 슬라이딩 이동에 의해, 상기 제1 관통 개구부와 상기 제3 관통 개구부가 대응하도록 배치되어, 상기 유체 용기와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 상기 반응 챔버와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 차단하거나, 또는 상기 제2 관통 개구부와 상기 제3 관통 개구부가 대응하도록 배치되어, 상기 반응 챔버와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 가능하게 연결하되, 상기 유체 용기와 상기 저장 챔버의 유체 소통을 차단하는 것인 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 지지체는 상기 제1 채널 및 제2 채널과 연결된 외면 및 상기 제1 관통 개구부 및 제2 관통 개구부가 노출된 내면을 갖는 링(ring) 형상을 갖는 것인 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 지지체는 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 원기둥 형상을 갖고, 상기 제3 관통 개구부는 일 말단을 통과하는 유체 흐름 방향이 다른 말단을 통과하는 유체 흐름 방향에 실질적으로 수직이 되도록 상기 제2 지지체 내에 배치된 것인 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반응 장치는 2 이상의 유체 용기, 2 이상의 제1 채널 및 2 이상의 제1 관통 개구부를 포함하고, 상기 2 이상의 제1 관통 개구부는 각각 하나의 제1 채널을 통해 하나의 유체 용기와 유체 소통 가능하게 연결된 것인 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 반응 장치는 2 이상의 반응 챔버, 2 이상의 제2 채널 및 2 이상의 제2 관통 개구부를 포함하고, 상기 제2 이상의 제2 관통 개구부는 각각 하나의 제2 채널을 통해 하나의 반응 챔버와 유체 소통 가능하게 연결된 것인 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 펌프는 시린지 펌프인 것인 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 채널은 상기 제2 채널을 통과하는 유체의 양을 조절하기 위한 유체 센서를 더 포함하는 것인 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 반응 챔버는 샘플 용액의 유출입을 위한 샘플 투입구; 상기 반응 챔버를 덮는 커버 및 상기 커버의 잠금 장치; 상기 반응 챔버의 온도를 조절하기 위한 가열기, 냉각기 또는 그의 조합; 및 상기 가열기, 냉각기 또는 그의 조합을 제어하기 위한 온도 제어 장치를 더 포함하는 것으로서, 이들은 상기 반응 챔버에 작동가능하게 배치된 것인 장치.
  13. 제1항에 따른 마이크로어레이 반응 장치를 제공하는 단계;
    상기 제1 유체 용기에 마이크로어레이 반응을 위한 유체를 도입하고, 상기 제1 반응 챔버의 마이크로어레이 장착부에 마이크로어레이를 장착하는 단계;
    상기 제1 지지체 또는 상기 제2 지지체를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부를 상기 제1 지지체 표면의 제1 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결하는 단계;
    상기 저장 챔버 내부로 음압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 제1 유체 용기 내 유체를 상기 저장 챔버에 전달하는 단계;
    상기 제1 지지체 또는 상기 제2 지지체를 슬라이딩 이동하여 상기 제3 관통 개구부를 상기 제1 지지체 표면의 제2 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결하는 단계; 및
    상기 저장 챔버 내부로 양압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 저장 챔버 내 유체를 상기 제1 반응 챔버로 전달하는 단계를 포함하는 마이크로어레이를 이용한 분석 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 방법은 상기 저장 챔버 내에 음압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 제1 반응 챔버 내 유체를 상기 저장 챔버에 재전달하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 방법은 상기 마이크로어레이 반응 장치는 2 이상의 유체 용기를 포함하고, 상기 제1 지지체 또는 상기 제2 지지체를 슬라이드 이동하여 상기 제3 채널의 일 말단을 상기 제1 지지체 표면의 제1 관통 개구부와 유체 소통 가능하게 연결하고, 상기 저장 챔버 내에 양압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 저장 챔버 내에 재전달된 유체를 상기 제2 유체 용기에 전달하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 방법은 상기 저장 챔버 내에 음압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 제1 반응 챔버 내 유체를 상기 반응 챔버로부터 빼낸 후, 상기 저장 챔버 내에 양압이 제공되도록 상기 펌프를 작동하여 상기 반응 챔버로부터 빼내어진 유체를 상기 반응 챔버로 재전달하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 제17항에 따른 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
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