KR20190031873A - Automatic system of Gene extract for point-of-care testing - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a DNA extraction system and a DNA extraction method using the same wherein the DNA extraction system extracting DNA from blood includes an extractor provided with a mesh structure coated with a chemical reagent to which the DNA can inosculate. The extraction method comprises the steps of: preparing extracted blood; exposing chromosomes of the blood and destructing proteins and RNA; inputting an extractor provided with a mesh structure into the blood, of which proteins and RNA are destructed, and aggregating DNA; washing the extractor in which the DNA are aggregated; and separating the DNA from the washed extractor in which the DNA are aggregated. According to the present invention, the DNA extraction system using the mesh structure can extract a large quantity of the DNA conveniently and economically.

Description

현장검사용 전자동 유전자 검출시스템{Automatic system of Gene extract for point-of-care testing}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002]

본 발명은 유전자 검출시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검체로부터 DNA 유전자물질을 추출하여 증폭시키고, 마이크로칩 기반의 모세관 전기영동장치를 이용하여 특이 유전자를 분리하고, 분리된 이미지로부터 결과를 판독하는 일련의 과정을 일체화된 하나의 장치시스템을 통해 현장에서 신속하게 수행할 수 있도록 구성된 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gene detection system, and more particularly, to a gene detection system that extracts and amplifies DNA genetic material from a specimen, separates a specific gene using a microchip-based capillary electrophoresis apparatus, And more particularly, to an automatic gene detection system for on-site inspection configured to perform a series of processes quickly in the field through a single integrated device system.

현재 감염성 질환의 검사방법으로는 미생물학적 검사와 면역학적 검사 및 분자생물학적 검사에 의한 방법등 크게 3가지로 분류되며, 이중 미생물학적 검사방법은, 검체의 배양을 통해서 바이러스 등의 존재유무를 확인하는데 이때, 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 배양환경에 따라 확인이 불가능한 경우도 있어 긴급을 요하는 검사에 적용하기는 곤란한 문제가 있다.Currently, infectious diseases can be classified into three categories: microbiological tests, immunological tests, and molecular biologic tests. Microbiological test methods are used to confirm the presence of viruses In this case, not only it takes much time, but also it is impossible to confirm according to the culture environment, so that it is difficult to apply it to an urgent test.

또한, 면역학적 검사는, 감염체의 항체와 같은 간접 인자의 존재유무를 확인하는 것으로, 대표적인 측면유동검사법의 경우 검사 방법이 간단하고 사용이 용이한 장점이 있으나 새로운 감염체가 나타나면 새로운 항체를 개발해야 하므로, 감염초기에는 검출 능력이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 분자생물학적 검사는, 감염체의 유전물질과 같은 직접 인자의 존재유무를 확인하는 것으로 조기진단이 가능한 검사법이며, 면역학적 진단에 비해 검출 능력이 뛰어나고, 새로운 감염체에 대한 신속한 진단 시약 개발이 가능하지만, 검사자 또는 오염에 의한 거짓 양성 결과가 도출되는 위험이 있다.In addition, the immunological test confirms the presence or absence of an indirect factor such as an antibody of an infectious agent. In the case of a representative lateral flow test, the test method is simple and easy to use. However, when a new infectious agent appears, Therefore, there is a disadvantage that the detection ability is low at the initial stage of infection. In addition, the molecular biological test confirms the presence or absence of a direct factor such as the genetic material of the infecting material, and is an early diagnosis method. It has excellent detection ability compared to the immunological diagnosis and the development of a rapid diagnostic reagent for a new infectious agent There is, however, the risk of false positives resulting from tester or pollution.

이에 따라, 최근에는 WHO에서 감염성 질환 진단을 위한 현장검사(Point-of-care testing)의 필요성을 역설하고 있고, 대략 10여 년 전부터 분자생물학적 방법을 이용한 현장 검사용 시스템은 꾸준히 개발이 진행되고 있다.In recent years, the WHO has emphasized the need for point-of-care testing for the diagnosis of infectious diseases, and a system for on-site testing using molecular biology has been developed steadily for about 10 years .

더욱이, 일반적으로 검체로부터 유전물질의 추출, 유전자증폭 반응, 증폭 유무의 진단 등으로 이루어지는 일체의 분자진단 절차를 하나의 시스템에서 이루어지도록 하는 랩온어칩(Lab-on-a chip, LOC) 기술의 출현에 따라, 기존의 유전자 진단법의 단점을 극복하고 현장진단이 가능한 고효율, 고감도의 시스템에 대한 연구진행이 더욱 활발히 진행되고 있다.Furthermore, in general, a lab-on-a-chip (LOC) technology that allows a single system to perform all molecular diagnostic procedures including extraction of genetic material from a sample, gene amplification reaction, As a result, studies on a highly efficient and highly sensitive system capable of overcoming the disadvantages of existing gene diagnosis methods and conducting field diagnosis have been progressed more actively.

이와 같은 연구결과물로, 한국공개특허 제10-2014-0095342호에 공개된 핵산 분석용 미세유체 시스템, 한국공개특허 제10-2015-0012879호에 공개된 센서 스트립 카트리지 및 이를 이용한 생체 정보 측정장치, 한국등록특허 제10-1767978호에 공개된 분자진단 현장검사 장치용 스트립센서모듈 등이 있다.As a result of such research, a microfluidic system for nucleic acid analysis disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0095342, a sensor strip cartridge disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0012879, a biometric information measuring apparatus using the sensor strip cartridge, And a strip sensor module for a molecular diagnostic field inspection device disclosed in Korean Patent No. 10-1767978.

그러나, 이와 같은 종래의 분자진단 현장검사 장치의 경우, 일반적으로 DNA칩 및 측정장치 구성이 복잡하여 제품제조 단가비용이 높아 1회 테스트 사용비용도 높은 단점이 있고, PCR생성물의 결과를 확인하기 위해서는 별도의 측정장치로 옮겨야 하므로 옮기는 과정에서의 오염에 의한 측정신뢰도가 낮아지는 단점이 있으며, 유전자 추출, 증폭, 분리, 판독이 하나의 시스템내에서 이루어지지 않아 초기 판정은 어느 정도 가능하지만 최종 결과를 얻기까지 통상 90분 정도의 많은 시간이 소요되어 현장검사에 적합하지 않은 단점이 있다.However, in the case of such a conventional molecular diagnostic field inspection apparatus, since the construction of a DNA chip and a measuring apparatus is generally complicated, the manufacturing cost of a product is high, and thus there is a disadvantage that the cost of a test use is high. In order to confirm the result of a PCR product Since there is a disadvantage in that the measurement reliability is lowered due to contamination in the transferring process due to transferring to a separate measuring device and initial determination is possible because gene extraction, amplification, separation and reading are not performed in one system, It takes a long time of 90 minutes until it is obtained and it is not suitable for on-site inspection.

더욱이, 현재 현장검사용으로 Real time PCR이 많이 개발되고 있으나, 우리나라의 경우 현실상 기술적인 면에서 선진국가와 차이가 나고 고가 장비와 시약으로 인하여 후발주자로서의 한계에 직면하고 있다. In addition, real-time PCR has been developed for the on-site inspection. However, in Korea, the technology differs from the developed country in reality, and it is faced with limitations as a late buyer due to expensive equipment and reagents.

한국공개특허 제10-2014-0095342호Korean Patent Publication No. 10-2014-0095342 한국공개특허 제10-2015-0012879호Korean Patent Publication No. 10-2015-0012879 한국등록특허 제10-1767978호Korean Patent No. 10-1767978

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 일체화된 하나의 장치시스템을 통해 검체로부터 DNA 유전자물질을 추출하여 증폭시키고, 마이크로칩 기반의 모세관 전기영동장치를 이용하여 다수개의 특이 유전자를 한번에 분리하고, 분리된 이미지로부터 결과를 판독하는 일련의 과정을 현장에서 신속하게 수행할 수 있도록 구성된 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to extract and amplify a DNA genetic material from a specimen through a single integrated device system and to perform amplification using a microchip-based capillary electrophoresis apparatus The present invention also provides an automatic gene detection system for on-site inspection, which is capable of performing a series of processes for isolating a specific gene at a time and reading the result from the separated image on the spot.

상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템은, 채취된 검체로부터 추출된 DNA 시료를 이용하여 유전자를 검출하는 유전자 검출시스템에 있어서,In order to solve the above problems, an automatic gene detection system for field testing according to the present invention is a gene detection system for detecting a gene using a DNA sample extracted from a collected specimen,

추출된 DNA 시료를, 원하는 DNA구역에 대해 증폭시키고, 증폭된 시료를 겔용액내에서 인가된 전압에 따라 이동시켜 분리되도록 하며, 분리된 시료영상을 분석 및 판독하는 과정을 연속으로 처리하는 일체화된 유전자 검출수단(100)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The extracted DNA sample is amplified for the desired DNA region, the amplified sample is moved according to the voltage applied in the gel solution to be separated, and the integrated sample image is continuously analyzed and read. And a gene detecting means (100).

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에서,Further, in the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

상기 유전자 검출수단(100)은, The gene detecting means (100)

다수개의 추출된 DNA를 각각 원하는 DNA구역에 대해 증폭합성하는 유전자증폭부(10);A gene amplification unit 10 for amplifying and synthesizing a plurality of extracted DNAs with respect to a desired DNA region;

상기 유전자증폭부(10)에 연속하도록 결합하되, 겔용액 투입부와 연통되도록 구비되어, 인가된 전압에 의해 증폭된 시료의 단백질이나 핵산이 겔용액내에서 분리되거나 단백질의 분자량을 측정할 수 있도록 구비된 선형 전기영동부(20); 및 So that the protein or the nucleic acid of the sample amplified by the applied voltage can be isolated in the gel solution or can be measured for the molecular weight of the protein by being connected to the gene amplification part 10 so as to be connected to the gel solution input part A linear electrophoresis unit 20; And

상기 선형 전기영동부(20)로부터 분리된 다수개의 선형이미지를 기준마커와 비교하여 분석 및 판독하는 분석판독부(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And an analysis reading unit (30) for comparing and analyzing a plurality of linear images separated from the linear electrophoresis unit (20) with reference markers.

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에서,Further, in the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

상기 유전자증폭부(10)는, The gene amplification unit (10)

다수개의 프레임 씰챔버가 평면상에서 인접이격되어 구비되고, 씰챔버 하부에 열전소자 등을 이용한 열전달체를 배치하여 가해진 열에 의해 PCR이 수행되는 것을 특징으로 한다.A plurality of frame seal chambers are disposed adjacent to each other on a plane, and a heat transfer body using a thermoelectric element or the like is disposed under the seal chamber to perform PCR by the applied heat.

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에서,Further, in the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

상기 열전달체는,The heat-

열전소자를 구비하여 펠티어효과에 의해 열을 설정된 온도로 상승시켜 유지하거나 낮추어 PCR을 수행하도록 하거나,또는 면상발열체인 것을 특징으로 한다.A thermoelectric element is provided and the heat is elevated to a predetermined temperature by the Peltier effect and held or lowered to perform PCR, or is a surface heating element.

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에서,Further, in the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

상기 선형 전기영동부(20)는, The linear electrophoresis unit (20)

마이크로칩 기반의 미세 모세관을 사출식으로 다수개 형성한 것이며, 각각의 모세관은 상기 겔용액 투입부 및 상기 유전자증폭부(10)의 각 프레임 씰챔버와 연통되도록 동일면상에서 구비되는 것을 특징으로 한다.The micro capillary tubes are formed on the same surface so as to communicate with the gel solution input part and the frame seal chambers of the gene amplification part 10, respectively.

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에서,Further, in the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

상기 선형 전기영동부(20)는, The linear electrophoresis unit (20)

측정하고자 하는 유전자를 구비한 시료 및 겔용액이 구비된 모세관으로 형성된 사이즈마커(size marker)가 측면에 더 구비되어 검체의 증폭된 시료와 동일한 조건하에서 비교분리되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.A sample having a gene to be measured and a size marker formed of a capillary having a gel solution are further provided on the side surface and are compared and separated under the same conditions as the amplified sample of the sample.

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에서,Further, in the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

상기 겔용액은 폴리아크릴아마이드겔(polyacrylamide gel)이나 아가로스겔(agarose gel)인 것을 특징으로 한다.The gel solution is characterized by being a polyacrylamide gel or an agarose gel.

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에서,Further, in the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

상기 분석판독부(30)는, The analysis reading section (30)

상기 선형 전기영동부(20)로부터 분리되어 측정된 다수개의 선형이미지를 촬영하여 내부 분석프로그램을 통해 기준마커와 비교하여 분석 및 판독하는 것이며, 상기 분석판독부(30)에서 분석된 결과값은 구비된 디스플레이장치나 또는 별도의 플레이수단에 나타나는 것을 특징으로 한다.A plurality of linear images measured and separated from the linear electrophoresis unit 20 are photographed and analyzed and compared with a reference marker through an internal analysis program. Display device or a separate playing means.

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템에서,Further, in the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

상기 유전자 검출수단(100)은, 유전자증폭부(10), 선형 전기영동부(20), 및 분석판독부(30)를 일체로 또는 별개로 구비하되 연속적으로 수행가능하도록 구비함으로써, 증폭소요시간, 전기영동소요시간 및 분석판독까지의 시간을 절감시키는 것을 특징으로 한다.The gene detecting means 100 includes the gene amplification unit 10, the linear electrophoresis unit 20 and the analysis read unit 30 integrally or separately, but can be continuously performed, The time required for electrophoresis and the time required for reading the analysis are reduced.

또한, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템은,In addition, the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention,

채취된 검체로부터 추출된 DNA 시료를 이용하여 유전자를 검출하는 유전자 검출시스템에 있어서,A gene detection system for detecting a gene using a DNA sample extracted from a collected sample,

추출된 DNA 시료를, 원하는 DNA구역에 대해 증폭시키고, 증폭된 시료를 겔용액내에서 인가된 전압에 따라 이동시켜 분리되도록 하는 과정을 연속으로 처리하는 일체화된 유전자 검출수단을 포함하여 구성되며, Amplifying the extracted DNA sample with respect to a desired DNA region, and moving the amplified sample according to a voltage applied in the gel solution to separate the amplified sample.

상기 유전자 검출수단은, 다수개의 추출된 DNA를 각각 원하는 DNA구역에 대해 증폭합성하는 유전자증폭부와, 상기 유전자증폭부에 연속하도록 결합하되, 겔용액 투입부와 연통되도록 구비되어, 인가된 전압에 의해 증폭된 시료의 단백질이나 핵산을 겔용액내에서 분리키도록 구비된 선형 전기영동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The gene detection means comprises a gene amplification unit for amplifying and synthesizing a plurality of extracted DNAs with respect to a desired DNA region, and a gene amplification unit connected to the gene amplification unit so as to be connected to the gel solution input unit, And a linear electrophoresis unit configured to separate the protein or nucleic acid of the sample amplified in the gel solution.

본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템은, 일체화된 하나의 장치시스템을 통해 검체로부터 추출된 DNA 유전자물질을 증폭시키고, 마이크로칩 기반의 모세관 전기영동장치를 이용하여 다수개의 특이 유전자를 한번에 분리하고, 분리된 이미지로부터 결과를 판독하는 일련의 과정을 현장에서 15분~20분내의 빠른 시간내에 신속하게 수행하되 오염방지 염려없이 검사결과를 도출하는 효과가 있다.The automatic gene detection system for on-site inspection according to the present invention amplifies a DNA genetic material extracted from a specimen through an integrated unit system and separates a plurality of specific genes at a time using a microchip-based capillary electrophoresis apparatus And the result of reading the result from the separated image is quickly performed within 15 to 20 minutes in the field, but the test result is obtained without fear of contamination prevention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템의 공정 과정을 구성도로 간략하게 보여주는 도면,
도 2는 도 1의 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템(100)의 각 구성부의 특징을 일 예시로 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a process of an automatic gene detection system for field inspection according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a diagram showing, by way of example, the features of each constituent part of the automatic motion-detecting gene detection system 100 for field inspection of Fig. 1; Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an automatic gene detection system for field inspection according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템의 공정 과정을 구성도로 간략하게 보여주는 도면, 도 2는 도 1의 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템(100)의 각 구성부의 특징을 일 예시로 나타내는 도면이다.
FIG. 1 is a schematic view showing a process of an automatic gene detection system for field inspection according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing the structure of each component of the automatic gene detection system 100 for field testing As an example.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템은, 채취된 검체로부터 추출된 DNA 시료를, 원하는 DNA구역에 대해 증폭시키고, 증폭된 시료를 겔용액내에서 인가된 전압에 따라 이동시켜 분리되도록 하며, 분리된 시료영상을 촬영하여 분석 및 판독하는 과정을 연속으로 처리하는 일체화된 유전자 검출수단(100)으로 구성된다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the automatic gene detection system for field inspection according to the present invention is characterized in that a DNA sample extracted from the collected specimen is amplified for a desired DNA region, and the amplified specimen is analyzed in a gel solution And an integrated gene detecting means 100 for continuously capturing and analyzing and analyzing a separated sample image so as to be moved and separated according to an applied voltage.

여기서, 유전자 검출수단(100)은, 다수개의 추출된 DNA를 각각 원하는 DNA구역에 대해 증폭합성하는 유전자증폭부(10), 유전자증폭부(10)에 연속하도록 결합하되, 겔용액 투입부와 연통되도록 구비되어, 겔용액내에서 증폭된 시료의 단백질이나 핵산을 분리하거나 단백질의 분자량을 측정할 수 있도록 구비된 선형 전기영동부(20), 및 분리된 다수개의 선형이미지를 기준마커와 비교하여 분석 및 판독하는 분석판독부(30)를 포함하여 구성된다. 이때, 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템은 일예로, 유전자증폭부(10)와 전기영동부(20)가 끼워져 연통되는 카세트형으로 구비될 수 있으며, 분석판독부(30)는 이 두 구성요소를 내포하거나 중간부에서 끼워지도록 구비될 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 구비될 수 있음은 물론이다.
Here, the gene detecting means 100 includes a gene amplifying unit 10 for amplifying and synthesizing a plurality of extracted DNAs with respect to a desired DNA region, and a gene amplifying unit 10 connected to the gene amplifying unit 10, A linear electrophoresis unit 20 for separating the protein or nucleic acid of the sample amplified in the gel solution or measuring the molecular weight of the protein, and an analyzer 20 for comparing and analyzing a plurality of separated linear images with reference markers, And an analysis reading unit 30 for reading out the image data. For example, the automatic gene detection system for field inspection may be provided in a cassette type in which the gene amplifying unit 10 and the electrophoresis unit 20 are inserted and connected to each other, and the analysis reading unit 30 includes the two components Or be fitted in the intermediate portion. Of course, the present invention is not limited thereto and may be provided in various forms.

우선, 검체로부터 유전자를 추출해내는 방법으로는 통상적인 것을 이용할 수 있으며, DNA를 보다 효율적으로 추출해내기 위하여, 혈액으로부터 DNA를 추출하는 시스템에 DNA가 접합할 수 있는 시약이 코팅처리된 메시구조체를 구비한 추출기를 구성할 수 있다.First, as a method for extracting a gene from a specimen, a conventional one can be used. In order to extract DNA more efficiently, a system for extracting DNA from blood is provided with a mesh structure coated with a reagent capable of DNA binding One extractor can be constructed.

또한, 검체로부터 추출된 혈액의 염색체를 노출시키고 단백질과 RNA를 파괴시키는 단계; 단백질과 RNA가 파괴된 혈액내에 메시구조체를 구비한 추출기를 투입하고 DNA를 응집하는 단계; DNA가 응집된 추출기를 워싱하는 단계; 및 워싱된 DNA가 응집된 추출기로부터 DNA를 분리하는 단계;를 포함하여 구성된 DNA 추출방법을 이용할 수 있음은 물론이다.
Exposing the chromosome of the blood extracted from the specimen and destroying the protein and RNA; Introducing an extractor having a mesh structure into blood in which protein and RNA are broken, and aggregating DNA; Washing the extractor with the DNA aggregated; And separating the DNA from the extractor in which the washed DNA is aggregated.

유전자증폭부(10)는, 다수개의 추출된 DNA를 각각 원하는 DNA구역에 대해 증폭합성하기 위한 것으로, 튜브형이 아닌 다수개의 프레임 씰챔버가 평면상에서 인접이격되어 구비되고, 씰챔버 하부에 열전소자 등을 이용한 열전달체를 배치하여 가해진 열에 의해 PCR이 수행되되 증폭시간을 대폭 절감시키게 한다. 이는 튜브형이 아닌 챔버형이므로 표면적이 넓어 PCR반응속도를 증가시키게 될 뿐만 아니라, PCR시간도 절감시키게 되는 것이다. 또한, 각 프레임 씰챔버내에는 증폭될 추출 DNA시료가 투입된다. The gene amplification unit 10 is for amplifying and synthesizing a plurality of extracted DNAs with respect to a desired DNA region, and is composed of a plurality of frame seal chambers which are not in a tubular shape but are spaced apart from each other in a plane, And the PCR is performed by the applied heat, thereby greatly reducing the amplification time. This is not a tubular type but a chamber type, so the surface area is widened to increase the PCR reaction speed and also to reduce the PCR time. Also, in each frame seal chamber, an extracted DNA sample to be amplified is injected.

이때, 열전달체는 열전소자를 구비하여 펠티어효과에 의해 인가된 전원에 의해 열을 설정된 온도로 상승시켜 유지하거나 낮추어, PCR을 수행하는 과정에서 PCR사이클에 맞추어 적합한 온도를 제공할 수 있다. 이와 같은 열전달체로 열전소자만에 제한되는 것은 아니며, 다양한 면상발열체가 적용될 수 있음은 물론이며, 방열수단을 더 구비하여 온도를 낮추거나 조절할 수 있다.
At this time, the heat transfer element has a thermoelectric element, and the temperature is raised to a predetermined temperature by the power source applied by the Peltier effect, and the temperature is maintained or lowered to provide a suitable temperature according to the PCR cycle in the course of performing the PCR. The heat transfer member is not limited to a thermoelectric element, and various surface heat emission elements may be applied. Further, a heat dissipation means may be further provided to lower or control the temperature.

선형 전기영동부(20)는, 유전자증폭부(10)에 연속하도록 결합하되, 겔용액 투입부와 연통되도록 구비되어, 겔용액내에서 증폭된 시료의 단백질이나 핵산을 분리하거나 단백질의 분자량을 측정할 수 있도록 구비된 것으로, 마이크로칩 기반의 미세 모세관을 사출식으로 다수개 형성한 것으로, 각각의 모세관은 겔용액 투입부 및 유전자증폭부(10)의 각 프레임 씰챔버와 연통되도록 동일면상에서 구비된다. 또한, referencefmf 위하여 측정하고자 하는 유전자를 구비한 시료 및 겔용액이 구비된 동일한 크기의 모세관으로 형성된 사이즈마커(size marker)가 측면에 구비되어 검체의 증폭된 시료와 동일한 조건하에서 분리될 수 있도록 한다.The linear electrophoresis section 20 is connected to the gene amplification section 10 so as to be connected to the gel solution input section and is capable of separating the protein or nucleic acid of the amplified sample in the gel solution or measuring the molecular weight of the protein A plurality of microchip tubes based on a microchip are formed on the same surface so as to communicate with the respective frame seal chambers of the gel solution injecting unit and the gene amplifying unit 10. [ Also, a size marker formed by a capillary of the same size equipped with a sample having a gene to be measured for referencefmf and a gel solution is provided on the side surface so that the sample can be separated under the same conditions as the amplified sample of the sample.

이와 같이 사이즈마커를 측면에 구비하고 검체시료와 동시에 분리되도록 함으로써, 외부 환경요인 및 분리과정상에 조건변이에 따른 분석차이가 발생하지 않게 되어 보다 더 정밀한 분석 및 판독이 가능하게 된다.By providing the size marker on the side surface and separating the sample together with the specimen sample in this way, there is no difference in analysis due to external environmental factors, separation and normal condition variation, and more accurate analysis and reading becomes possible.

여기서, 지지체인 겔용액으로 폴리아크릴아마이드겔(polyacrylamide gel)이나 아가로스겔(agarose gel)이 사용될 있으며, 겔에는 대류방지, 시료의 보호, 분자체 등의 기능이 있음은 물론이다. Here, a polyacrylamide gel or an agarose gel is used as the gel solution, and the gel has functions of preventing convection, protecting the sample, and molecular sieving.

준비된 겔용액을 겔용액 투입부를 통해 또는 분주기를 이용하여 또는 투입작동버튼의 활성화를 통해 전기영동부(20)의 모세관에 주입한다. 그런 다음 각 검체의 증폭된 시료를 각각의 모세관과 연통되도록 연결시킨 후, 직류전압을 인가하면 하전입자가 이동하면서, 샘플 단백질이 하전입자별로 그리고 분자량별로 분리되며 이동된다. 이는 하전입자 종류에 따라 이동됨과 동시에 분자량에 따라 이동속도가 다르기 때문에 성분들이 분리되게 되는 것이다. 이때, 마이크로칩 기반의 모세관구조에 따른 모세관현상에 의해 겔용액 및 유전자가 빠르게 전진이동하는 등 이동속도가 빠르고, 그에 따라 빠르게 이동확산되므로 단시간내에 분석이 가능함은 물론이다.
The prepared gel solution is injected into the capillary of the electrophoresis portion 20 through the gel solution injecting portion or by using a dispenser or by activating the injection operation button. Then, the amplified sample of each sample is connected to each capillary tube, and then DC voltage is applied. Then, the sample protein is separated and transferred according to the charge amount and the molecular weight while the charged particle moves. This is because they are moved according to the type of charged particles and the components are separated because the moving speed is different according to the molecular weight. In this case, the gel solution and the gene are rapidly moved forward due to the capillary phenomenon due to the capillary structure based on the microchip, and therefore the analysis is possible within a short time since the moving speed is fast and the probe is rapidly moved and diffused.

분석판독부(30)는, 선형 전기영동부(20)로부터 분리되어 측정된 다수개의 선형이미지를 촬영하여 내부 분석프로그램을 통해 기준마커와 비교하여 분석 및 판독하는 것으로서, 분석판독부에서 분석된 결과값은 구비된 디스플레이장치나 또는 별도의 플레이수단에 나타내지도록 구비될 수 있다.
The analysis reading unit 30 is for analyzing and reading a plurality of linear images separated from the linear electrophoresis unit 20 and measuring them, comparing the measured linear images with reference markers through an internal analysis program, May be provided as shown in a display device or a separate playing means.

이와 같이, 유전자증폭부(10)와 전기영동부(20) 및 분석판독부(30)를 일체화시킴으로써, PCR이 수행된 이후 샘플을 전기영동 패드로 자동 투입이 가능하고 PCR과 단백질 분리를 동시에 수행할 수 있으므로, PCR증폭물질을 이동시키는 번거로움이나 이동과정에서의 오염방지가 가능하게 된다. 또한, 유전자증폭부터 분석판독까지 소요시간이 대폭 절감되므로, 시각을 다투는 오염현장이나 확산이 빨라 이를 방지하고자 하는 현장 및 저렴한 가격으로 인하여 농축산물을 검시학자 하는 업체 및 연구소, 지자체 등지에서 비교적 간편하고 즉각적인 검사가 가능하게 된다.
By integrating the gene amplification unit 10 with the electrophoresis unit 20 and the analysis read unit 30, the sample can be automatically injected into the electrophoresis pad after the PCR is performed, and PCR and protein separation can be simultaneously performed Therefore, it is possible to avoid the inconvenience of moving the PCR amplification substance and to prevent the contamination during the migration process. In addition, since the time required from gene amplification to analytical reading is greatly reduced, it is relatively easy to conduct researches, research institutes, local governments, Immediate inspection is possible.

본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 유전자 검출수단(100) 10:유전자증폭부
20:전기영동부 30:분석판독부100: gene detection means (100) 10: gene amplification unit
20: electrophoresis section 30: analysis reading section

Claims (10)

채취된 검체로부터 추출된 DNA 시료를 이용하여 유전자를 검출하는 유전자 검출시스템에 있어서,
추출된 DNA 시료를, 원하는 DNA구역에 대해 증폭시키고, 증폭된 시료를 겔용액내에서 인가된 전압에 따라 이동시켜 분리되도록 하며, 분리된 시료영상을 분석 및 판독하는 과정을 연속으로 처리하는 일체화된 유전자 검출수단(100)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
A gene detection system for detecting a gene using a DNA sample extracted from a collected sample,
The extracted DNA sample is amplified for the desired DNA region, the amplified sample is moved according to the voltage applied in the gel solution to be separated, and the integrated sample image is continuously analyzed and read. And a gene detecting means (100).
제 1항에 있어서, 상기 유전자 검출수단(100)은,
다수개의 추출된 DNA를 각각 원하는 DNA구역에 대해 증폭합성하는 유전자증폭부(10);
상기 유전자증폭부(10)에 연속하도록 결합하되, 겔용액 투입부와 연통되도록 구비되어, 인가된 전압에 의해 증폭된 시료의 단백질이나 핵산이 겔용액내에서 분리되거나 단백질의 분자량을 측정할 수 있도록 구비된 선형 전기영동부(20); 및
상기 선형 전기영동부(20)로부터 분리된 다수개의 선형이미지를 기준마커와 비교하여 분석 및 판독하는 분석판독부(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
The method according to claim 1, wherein the gene detecting means (100)
A gene amplification unit 10 for amplifying and synthesizing a plurality of extracted DNAs with respect to a desired DNA region;
So that the protein or the nucleic acid of the sample amplified by the applied voltage can be isolated in the gel solution or can be measured for the molecular weight of the protein by being connected to the gene amplification part 10 so as to be connected to the gel solution input part A linear electrophoresis unit 20; And
And an analysis reading unit (30) for comparing and analyzing a plurality of linear images separated from the linear electrophoresis unit (20) with reference markers.
제 2항에 있어서, 상기 유전자증폭부(10)는,
다수개의 프레임 씰챔버가 평면상에서 인접이격되어 구비되고, 씰챔버 하부에 열전소자 등을 이용한 열전달체를 배치하여 가해진 열에 의해 PCR이 수행되는 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
3. The apparatus according to claim 2, wherein the gene amplifier (10)
Wherein a plurality of frame seal chambers are disposed adjacent to each other on a plane, and a heat transfer body using a thermoelectric element or the like is disposed under the seal chamber, and PCR is performed by the applied heat.
제 3항에 있어서, 상기 열전달체는,
열전소자를 구비하여 펠티어효과에 의해 열을 설정된 온도로 상승시켜 유지하거나 낮추어 PCR을 수행하도록 하거나,또는 면상발열체인 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
The heat exchanger according to claim 3,
Characterized in that it is provided with a thermoelectric element and the heat is elevated to a predetermined temperature by the Peltier effect to maintain or lower the temperature to carry out PCR or a surface heating element.
제 2항에 있어서, 상기 선형 전기영동부(20)는,
마이크로칩 기반의 미세 모세관을 사출식으로 다수개 형성한 것이며, 각각의 모세관은 상기 겔용액 투입부 및 상기 유전자증폭부(10)의 각 프레임 씰챔버와 연통되도록 동일면상에서 구비되는 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
The electrophoresis apparatus according to claim 2, wherein the linear electrophoresis unit (20)
Wherein a plurality of micro-capillary tubes based on microchips are formed by injection molding, and each capillary tube is provided on the same surface so as to communicate with each of the gel-solution introducing section and each frame seal chamber of the gene amplifying section (10) Automatic Genetic Detection System for Inspection.
제 5항에 있어서, 상기 선형 전기영동부(20)는,
측정하고자 하는 유전자를 구비한 시료 및 겔용액이 구비된 모세관으로 형성된 사이즈마커(size marker)가 측면에 더 구비되어 검체의 증폭된 시료와 동일한 조건하에서 비교분리되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
6. The electrophoresis apparatus according to claim 5, wherein the linear electrophoresis unit (20)
A size marker formed by a capillary having a sample to be measured and a gel solution is further provided on a side surface of the sample to be compared and separated under the same conditions as the amplified sample of the sample. Fully automatic gene detection system.
제 5항에 있어서, 상기 겔용액은 폴리아크릴아마이드겔(polyacrylamide gel)이나 아가로스겔(agarose gel)인 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
6. The system according to claim 5, wherein the gel solution is a polyacrylamide gel or an agarose gel.
제 2항에 있어서, 상기 분석판독부(30)는,
상기 선형 전기영동부(20)로부터 분리되어 측정된 다수개의 선형이미지를 촬영하여 내부 분석프로그램을 통해 기준마커와 비교하여 분석 및 판독하는 것이며, 상기 분석판독부(30)에서 분석된 결과값은 구비된 디스플레이장치나 또는 별도의 플레이수단에 나타나는 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
3. The apparatus according to claim 2, wherein the analysis reading section (30)
A plurality of linear images measured and separated from the linear electrophoresis unit 20 are photographed and analyzed and compared with a reference marker through an internal analysis program. Characterized in that it is displayed on a display device or a separate playing means.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전자 검출수단(100)은, 유전자증폭부(10), 선형 전기영동부(20), 및 분석판독부(30)를 일체로 또는 별개로 구비하되 연속적으로 수행가능하도록 구비함으로써, 증폭소요시간, 전기영동소요시간 및 분석판독까지의 시간을 절감시키는 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The gene detecting means 100 includes the gene amplification unit 10, the linear electrophoresis unit 20 and the analysis read unit 30 integrally or separately, but can be continuously performed, Wherein the time required for electrophoresis and the time required for analysis are reduced.
채취된 검체로부터 추출된 DNA 시료를 이용하여 유전자를 검출하는 유전자 검출시스템에 있어서,
추출된 DNA 시료를, 원하는 DNA구역에 대해 증폭시키고, 증폭된 시료를 겔용액내에서 인가된 전압에 따라 이동시켜 분리되도록 하는 과정을 연속으로 처리하는 일체화된 유전자 검출수단을 포함하여 구성되며,
상기 유전자 검출수단은, 다수개의 추출된 DNA를 각각 원하는 DNA구역에 대해 증폭합성하는 유전자증폭부와, 상기 유전자증폭부에 연속하도록 결합하되, 겔용액 투입부와 연통되도록 구비되어, 인가된 전압에 의해 증폭된 시료의 단백질이나 핵산을 겔용액내에서 분리키도록 구비된 선형 전기영동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 현장검사용 전자동 유전자 검출시스템.A gene detection system for detecting a gene using a DNA sample extracted from a collected sample,
Amplifying the extracted DNA sample with respect to a desired DNA region, and moving the amplified sample according to a voltage applied in the gel solution to separate the amplified sample.
The gene detection means comprises a gene amplification unit for amplifying and synthesizing a plurality of extracted DNAs with respect to a desired DNA region, and a gene amplification unit connected to the gene amplification unit so as to be connected to the gel solution input unit, And a linear electrophoresis unit for separating the protein or nucleic acid of the sample amplified in the gel solution.
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