KR20230035367A

KR20230035367A - 샘플 처리용 카트리지

Info

Publication number: KR20230035367A
Application number: KR1020237004267A
Authority: KR
Inventors: 김재영
Original assignee: 주식회사 씨젠
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-03-13
Also published as: WO2022025668A1

Abstract

본 발명은 샘플 처리용 카트리지에 관한 것으로서, 복수개의 챔버를 포함하며, 상기 복수개의 챔버 중 적어도 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버는 샘플이 수용되는 샘플공간 및 폐용액이 투입되는 덤프공간으로 물리적으로 분할된 내부공간을 포함하는 샘플 처리용 카트리지를 제공한다. 본 발명의 카트리지는 한정된 카트리지 공간 내에서 충분한 용적의 덤프공간을 확보할 수 있고, 샘플 또는 폐용액의 유출 및 그로 인한 오염을 방지할 수 있다.

Description

샘플 처리용 카트리지

본 발명은 샘플 처리용 카트리지에 관한 것이다.

현대인의 건강에 대한 관심이 높아지고, 기대 수명이 연장되면서, 병원균의 정확한 분석 및 환자의 유전자 분석 등 핵산 기반의 체외 분자 진단에 대한 중요성이 높아지고 있으며, 그 수요가 증가하고 있는 실정이다.

핵산 기반의 분자진단은 검체 샘플로부터 핵산을 추출 한 후, 추출된 핵산 중 타겟 핵산의 존재 유부를 확인하는 방식으로 이루어진다. 샘플로부터 핵산을 추출하는 샘플 처리 공정은 샘플과 각종 시약의 순차적 혼합, 핵산을 제외한 잔여물을 제거하는 과정을 포함한다. 이와 같은 샘플 처리 공정은 소량의 용액을 정교하게 처리하여야 하므로 대부분 실험자에 의하여 수동으로 진행되거나, 정교한 컨트롤이 가능한 Liquid handling 장비에 의하여 이루어졌다. 기존의 Liquid handling 장비는 장치 자체의 비용이 높고, 전문 인력이 필요한 문제점이 있다. 또한 대량의 샘플을 동시에 처리하는 시스템이므로 시간당 샘플 발생수가 적은 경우 샘플 채취에서 검사 결과가 확정까지 오랜 시간이 소요되므로, 처리해야 할 샘플의 수가 적은 지역 병원, 의원 등에서 사용하기에는 부적절하다.

POC 시스템은 샘플의 채취 즉시 샘플 처리 프로세스를 진행할 수 있게 디자인 되므로, 지역 의료 현장에서 강점을 가진다. 기존의 분자진단용 샘플 처리 POC 시스템에는 챔버들 사이에 유로를 형성하고, 이를 제어하여 샘플을 처리하는 방식이 있다. 이러한 방식은 전통적인 피펫 방식에 비하여 처리하는 용액의 용량이 부정확하거나 다양한 샘플 처리 방식에 대한 카트리지의 범용성이 떨어지는 문제가 있다.

이에 또다른 POC 시스템으로서, 샘플 처리용 챔버로 카트리지를 구성하고, 챔버 간 액체 이동은 피펫 모듈 및 카트리지를 운영하는 장치에 형성되어 피펫 모듈을 상하, 좌우로 이동시키는 이동 모듈에 의해 수행하는 방식이 있다. 상기 카트리지의 챔버들에는 핵산 추출을 위한 각종 시약이 마련되며, 피펫 모듈 및 이동 모듈에 의해 샘플 처리 반응을 위한 액체 이동이 수행된다. 이 때 시약 또는 샘플에 의해 POC 시스템이 오염되지 않도록 각종 용액의 누수를 방지하는 것이 필수적이다. 특히, 샘플 처리 반응 시 생성되는 잔여물을 제거하는 과정에서 오염이 발생되지 않게 하는 것이 중요하다. 기존 POC 시스템에서는 카트리지의 부피 내지는 크기를 고려할 때 이러한 잔여물을 수거하기 위한 덤프를 공간적으로 충분히 확보하기 어려워 장치 작동 중 또는 카트리지 운반, 폐기 과정에서 협소한 덤프로부터 잔여물이 누수되며 오염이 발생하는 문제가 있었다. 그리고, 카트리지에 샘플을 주입한 후 샘플 처리 장치에 카트리지를 장착하는 과정에서 사용자의 부주의에 의해 샘플이 유출되거나 샘플이 오염되는 문제가 있었다.

즉, POC 카트리지가 감염병 진단을 위해 사용되며 상기 샘플은 병원균을 포함할 수 있는데, POC 장치는 특성상 지역 의료 현장에서 사용될 가능성이 높으므로 본 카트리지를 다루는 인력은 질병검사 전문의료기관 또는 임상 실험실의 연구원과 같이 체외진단 검사를 전문으로 처리하는 숙련된 인력이 아닐 가능성이 높다. 따라서, POC 카트리지를 이용하여 동일한 병원균에 대한 검사를 동일한 샘플 처리 장치에서 반복 수행할 경우, 본 카트리지를 다루는 인력의 낮은 숙련도로 인해 양성 샘플에 의한 샘플 처리 장치의 오염이 발생할 가능성이 높고, 이는 오염 이후 동일 병원균에 대한 다른 샘플의 검사에서 위양성(false positive) 결과가 나타나는 원인이 될 수 있다.

따라서, 한정된 공간 내에서 충분한 용적의 덤프공간을 확보할 수 있고 샘플의 유출 및 오염의 방지가 가능한 카트리지의 개발이 필요하다.

전술한 배경에서, 본 발명자들은 샘플 처리 반응 시 생성되는 잔여물이 수거되는 충분한 용적의 덤프를 구비하며 덤프로 인한 부피 증가를 최소화할 수 있는 카트리지를 개발하고자 노력하였다. 또한 주입된 샘플의 유출 또는 오염되는 것을 예방할 수 있는 카트리지를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 샘플이 수용되는 샘플공간 및 상기 샘플공간과 물리적으로 분리되며 폐용액이 투입되는 덤프공간이 하나의 챔버에 형성되며 샘플공간이 상기 챔버의 상부에 위치되는 카트리지를 개발하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 복수개의 챔버를 포함하며, 상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버는 샘플이 수용되는 샘플공간 및 폐용액 수집을 위한 덤프공간으로 물리적으로 분할된 내부공간을 포함하는 샘플 처리용 카트리지를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 복수개의 챔버를 포함하며, 상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버의 내부공간은 샘플이 수용되는 샘플공간을 포함하고 상기 샘플챔버에는 상기 샘플공간과 연통되는 샘플주입구 및 샘플흡입구가 형성되는 샘플 처리용 카트리지를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 복수개의 챔버를 포함하며, 상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버는, 상측이 개구되며 상기 샘플챔버의 내부공간을 형성하는 용기부, 상기 용기부의 상측에 결합되며 상기 샘플챔버의 상면을 형성하는 커버부, 및 상기 커버부의 하측에 위치하고, 오목하게 파이며 상기 커버부와의 사이에서 샘플이 수용되는 샘플공간을 형성하는 베이스부를 포함하는 샘플 처리용 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 구현예, 청구범위 및 도면에 의하여 보다 명확하게 된다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하며, 본 발명은 복수개의 챔버를 포함하며, 상기 복수개의 챔버 중 적어도 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버는 샘플이 수용되는 샘플공간 및 폐용액 수집을 위한 덤프공간으로 물리적으로 분할된 내부공간을 포함하는 샘플 처리용 카트리지를 제공한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 복수개의 챔버를 포함하며, 상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버의 내부공간은 샘플이 수용되는 샘플공간을 포함하고 상기 샘플챔버에는 상기 샘플공간과 연통되는 샘플주입구 및 샘플흡입구가 형성되는 샘플 처리용 카트리지를 제공한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 복수개의 챔버를 포함하며, 상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버는, 상측이 개구되며 상기 샘플챔버의 내부공간을 형성하는 용기부, 상기 용기부의 상측에 결합되며 상기 샘플챔버의 상면을 형성하는 커버부, 상기 커버부의 하측에 위치하고, 오목하게 파이며 상기 커버부와의 사이에서 샘플이 수용되는 샘플공간을 형성하는 베이스부를 포함하는 샘플 처리용 카트리지를 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 처리용 카트리지는 샘플 처리에 필요한 모든 시약을 카트리지에 포함할 수 있으므로, 간단한 구조를 가지면서도 어세이에 필요한 샘플 처리 과정을 단일 카트리지 내에서 자동으로 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 처리용 카트리지는 샘플이 수용되는 샘플공간 및 상기 샘플공간과 물리적으로 분리되며 폐용액 수집을 위한 덤프공간을 하나의 챔버 내에 형성하고 샘플공간이 상기 챔버의 상부에 위치한다. 이로서 전체적인 길이 및 부피의 증가를 최소화할 수 있다.

또한 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 처리용 카트리지는 샘플공간에 샘플을 주입하기 위한 샘플주입구 및 주입된 샘플을 흡입하기 위한 샘플흡입구가 분리되어 제공된다. 이로서 샘플 주입 시 및 흡입 시에 샘플의 유출 및 오염을 예방할 수 있다.

또한 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 처리용 카트리지는 덤프공간에 흡수수단이 제공된다. 이로서 수거된 폐용액의 누수를 방지하고 카트리지 및 샘플 처리 장치의 오염을 예방할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따라 카트리지의 추출 챔버를 직선 형상으로 배치하는 경우, 카트리지 내 불필요한 공간을 최소화 하여 카트리지의 소형화가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 카트리지의 샘플챔버의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 카트리지의 샘플챔버의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 카트리지의 샘플챔버의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 카트리지의 샘플챔버의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 카트리지의 샘플챔버의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 카트리지의 평면도이다.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 복수개의 챔버를 포함하며, 상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버는 샘플이 수용되는 샘플공간 및 폐용액 수집을 위한 덤프공간으로 물리적으로 분할된 내부공간을 포함하는 샘플 처리용 카트리지를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 샘플 처리용 카트리지의 샘플챔버이다.

본 명세서에서 용어 샘플은 생물학적 샘플 (예를 들어, 세포, 조직 및 생물학적 소스에서 나온 유체) 및 비생물학적 샘플 (예를 들어, 음식, 물 및 토양)을 포함할 수 있다. 상기 생물학적 샘플은 바이러스, 세균, 조직, 세포, 혈액 (예를 들어 전혈, 혈장 및 혈청), 림프, 골수액, 타액, 객담(sputum), 스왑(swab), 흡인액(aspiration), 젖, 소변, 분변, 안구액, 정액, 뇌 추출물, 척수액, 관절액, 흉선액, 기관지 세척액, 복수 및 양막액일 수 있다.

샘플 처리(processing)란 일차적으로 상기 샘플로부터 분석대상 물질을 분리하여 검출 반응이 가능한 상태의 물질을 수득하는 일련의 과정을 의미한다. 상기 샘플 처리란 검출 반응이 가능한 상태의 물질로부터 타겟 분석물질을 검출하는 과정을 추가로 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 상기 분석대상 물질은 예를 들어 핵산일 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 샘플 처리는 핵산 추출 과정일 수 있다.

도 1 및 도 6을 참고하여 살펴보면, 본 발명에 따른 샘플 처리용 카트리지(100)는, 복수개의 챔버(150)를 포함한다.

각 챔버(150)는 샘플로부터 검출 대상 물질을 추출하는 공정에 필요한 물질을 저장하고, 추출을 위한 물리적, 화학적 공정이 진행되는 공간이다. 상기 검출 대상 물질은 예를 들어 핵산일 수 있다.

본 발명의 카트리지(100)에 포함되는 챔버(150)의 개수는 샘플 처리 방식에 따라 상이하게 구성될 수 있다. 챔버의 개수는 특별히 제한되지 아니하나 예를 들어, 5개, 6개, 7개 또는 8개 이상일 수 있으며, 20개, 15개, 14개, 13개, 12개 이하일 수 있다.

카트리지(100)는 샘플 처리 장치(미도시)에 의해 작동되며 목적하는 반응이 진행될 수 있다. 카트리지(100)는 샘플 처리 장치에 수용되며 샘플 처리 장치에 포함된 이동 모듈, 열전달 모듈 등 여러 파트와 상호작용될 수 있다.

카트리지 내 챔버들의 배치는 길이방향으로 직선 배치, 원형배치, 격자형, 방사형 또는 무정형 배치일 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 복수개의 챔버(150)는 길이방향으로 직선 배치되어 있을 수 있다. 복수개의 챔버(150)는 카트리지(100)의 길이방향으로 직선 배치될 수 있다. 카트리지(100)의 길이방향은 카트리지(100)가 샘플 처리 장치에 삽입되는 방향일 수 있다.

챔버(150) 각각은 하부로 테이퍼 진 실린더 형상 또는 다각형 기둥 형상을 포함하나 이에 제한되지 않고 다른 형상일 수 있다. 각 챔버는 3000 마이크로리터 이하, 2000 마이크로리터 이하, 1000 마이크로리터 이하, 800 마이크로리터 이하, 700 마이크로리터 이하, 500 마이크로리터 이하, 400 마이크로리터 이하, 300 마이크로리터 이하, 200 마이크로리터 이하 또는 100 마이크로리터 이하의 용액을 수용할 수 있도록 형성될 수 있다. 챔버는 PC(폴리카보네이트), ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체), 나일론 또는 이들 중 둘 이상의 합성 재질로 제조될 수 있다.

복수개의 챔버(150)는 샘플챔버, 홀딩챔버, 핵산 반응 챔버 등을 포함할 수 있다.

홀딩챔버는 자성입자, 파쇄용액, 세척용액, 용리용액 등 샘플 처리 반응에 필요한 물질을 각각 담아두기 위한 챔버이다. 상기 핵산 반응 챔버는 추출된 핵산을 수용하여 반응시키는 챔버를 말한다.

각 챔버(150) 사이에서 용액은 피펫 모듈 및 이동 모듈에 의해 이송될 수 있다. 카트리지가 샘플 처리 장치에 수용된 후 피펫 모듈은 샘플 처리 장치에 포함된 이동 모듈에 의해 복수개의 챔버(150) 사이를 이동하며 용액을 이송시킬 수 있다. 피펫 모듈은 카트리지(100)에 구비될 수 있다.

또한, 복수개의 챔버(150) 중 적어도 어느 하나는 샘플챔버(110)이다. 복수개의 챔버(150)가 길이방향으로 직선 배치되는 경우, 샘플챔버(110)는 카트리지(100)의 길이방향으로 복수개의 챔버(150) 중 처음 또는 마지막에 배치될 수 있다. 샘플챔버(110)는 복수개의 챔버(150) 중 처음에 배치될 수 있으며, 샘플챔버(110)는 복수개의 챔버(150) 중 마지막으로 샘플 처리 장치에 수용될 수 있다. 샘플챔버(110)는 직육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 그에 따라 샘플챔버(110)의 내부공간 역시 직육면체 형상일 수 있다. 하지만, 샘플챔버(110) 및 그 내부공간의 형태는 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다.

샘플챔버(110)는 샘플을 수용하는 챔버이다. 본 발명의 일 구현예에 따르면 샘플챔버(110)의 내부공간은 샘플이 수용되는 샘플공간(111) 및 상기 샘플공간과 물리적으로 분리되며 폐용액 수집을 위한 덤프공간(112)으로 분할될 수 있다. 이로서, 샘플챔버(110)에는 샘플뿐만 아니라 폐용액이 수용될 수 있다. 상기 폐용액은 샘플 처리 반응 시 생성되는 잔여물일 수 있다.

샘플공간(111)은 샘플챔버(110)의 상면에 형성되는 샘플주입구(131) 및 샘플흡입구(132)와 연통되며, 덤프공간(112)은 샘플챔버(110)의 상면에 형성되는 투입구(133)와 연통된다. 샘플주입구(131)를 통해 샘플공간(111)으로 샘플이 주입되며, 피펫 모듈은 샘플흡입구(132)를 통해 샘플공간(111)으로 주입된 샘플을 흡입한다. 샘플 처리 장치의 이동 모듈은 샘플을 흡입한 피펫 모듈을 이동시키고 피펫 모듈이 다른 챔버로 샘플을 주입하며 샘플의 이송이 수행된다. 잔여물 등 폐용액은 피펫 모듈에 의해 흡입되어 투입구(133)를 통해 덤프공간(112)으로 투입된다.

덤프공간(112)에 수용된 폐용액이 누수되며 다른 챔버를 오염시키는 것이 방지되도록, 샘플챔버(110)는 다른 챔버들보다 큰 용적의 내부공간을 가질 수 있다. 예를 들어, 샘플챔버(110)는 5000 마이크로리터 이상의 용액을 수용할 수 있도록 형성될 수 있다. 샘플챔버(110)는 다른 챔버와 비교할 때 동일 또는 유사한 폭을 가지고 동일 또는 그보다 작은 높이를 가질 수 있지만, 보다 큰 용적의 내부공간을 가지기 위하여 카트리지(100)의 길이방향으로 보다 긴 길이를 가질 수 있다. 샘플공간(111)은 덤프공간(112)에 비해 샘플챔버(110)의 내부공간에서 작은 용적을 차지할 수 있다. 예를 들어 샘플공간(111)은 500 마이크로리터 이하의 용액을 수용할 수 있게 형성되고 샘플챔버(110)의 내부공간 중 나머지 공간이 덤프공간(112)일 수 있다.

즉, 덤프공간(112)이 각종 폐용액을 수용할 수 있는 충분한 용적을 가지도록 샘플챔버(110)가 수용되고, 샘플 처리 장치 내에서 카트리지(100)가 작동되는 도중에 폐용액이 덤프공간(112)에서 유출되는 등의 사고가 예방될 수 있다. 또한, 외부충격에 의해 폐용액이 누수되는 사고가 예방될 수 있다. 또한, 발생된 폐용액이 카트리지(100)가 폐기될 때 함께 폐기되게 되어 사후처리도 간편하다.

또한, 샘플공간(111) 및 덤프공간(112)이 하나의 샘플챔버(110) 내에 형성됨에 따라 카트리지(100)의 길이 및 부피 증가를 최소화할 수 있다. 카트리지(100)에 형성되는 복수개의 챔버(150)가 샘플공간을 형성하는 챔버와 덤프공간을 형성하는 챔버를 별개로 포함하지 않고 하나의 샘플챔버(110) 내부에 샘플공간(111) 및 덤프공간(112)이 형성되므로, 필요한 챔버(150)의 개수를 저감하면서 카트리지(100)에 덤프공간(112)을 구비할 수 있게 된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 덤프공간(112)에는 폐용액을 흡수하는 흡수수단(113)이 마련될 수 있다. 흡수수단(113)은 덤프공간(112)으로 투입된 폐용액을 흡수한다. 흡수수단(113)은 예를 들어 흡습성 수지일 수 있으며, 흡수수단(113)에 의해 폐용액이 흡수됨에 따라 덤프공간(112)에서의 폐용액 누수 방지 효과가 증대되며, 카트리지(100) 폐기 시 폐용액 누수에 의한 오염이 예방될 수 있다.

이상과 같이, 샘플챔버(110)의 내부공간이 샘플공간(111) 및 덤프공간(112)을 포함함에 따라 부피 증가를 최소화하면서 카트리지(100)에 덤프공간(112)을 구비할 수 있다. 또한, 샘플챔버(110)가 다른 챔버들보다 큰 용적을 가지고 덤프공간(112)에 흡수수단(113)이 마련됨에 따라 덤프공간(112)으로 투입된 폐용액의 누수와 그로 인한 다른 챔버 및 샘플 처리 장치 등의 오염이 예방되게 된다.

상기 샘플공간(111)과 덤프공간(112)은 물리적으로 분리되어 있을 수 있다. 즉, 샘플챔버(110)의 내부공간은 물리적 구조체에 의하여 샘플공간(111) 및 덤프공간(112)으로 구획될 수 있다. 이로서 샘플공간(111)은 샘플챔버(110)의 내부공간에서 덤프공간(112)으로부터 공간적으로 분리될 수 있다. 샘플공간(111)과 덤프공간(112)이 물리적으로 분리된다 함은, 샘플공간(111)으로 주입된 샘플이 샘플챔버(110)의 내부공간에서 덤프공간(112)으로 이동될 수 없으며, 덤프공간(112)으로 투입된 폐용액이 샘플챔버(110)의 내부공간에서 샘플공간(111)으로 이동될 수 없음을 의미한다. 샘플공간(111)과 덤프공간(112) 간의 물리적 구획은 베이스부(140)에 의해 이루어질 수 있다.

샘플챔버(110)의 내부공간의 상부는, 샘플공간(111)의 상부 및 덤프공간(112)의 상부를 포함한다. 다시 말해, 샘플공간(111)의 적어도 일부 및 덤프공간(112)의 적어도 일부는 샘플챔버(110)의 내부공간의 상부에 포함된다. 샘플공간(111)은 샘플챔버(110)의 내부공간에서 상측에 위치할 수 있으며, 덤프공간(112)은 그 나머지 공간이되 덤프공간(112)의 적어도 일부는 샘플챔버(110)의 내부공간 상부를 차지한다. 샘플챔버(110)의 내부공간의 상부에 포함되는 샘플공간(111)의 상부 및 덤프공간(112)의 상부는 서로 측방향에 위치할 수 있다. 샘플공간(111)의 상부 및 덤프공간(112)의 상부는 카트리지(100)의 길이방향으로 배치될 수 있다. 샘플챔버(110)의 내부공간의 상부에 포함되는 샘플공간(111)의 상부가 샘플주입구(131) 및 샘플흡입구(132)와 연통되며, 샘플챔버(110)의 내부공간의 상부에 포함되는 덤프공간(112)의 상부가 투입구(133)와 연통된다.

샘플공간(111)은 샘플챔버(110)의 바닥면으로부터 이격되게 위치할 수 있다. 다시 말해, 샘플챔버(110)의 내부공간의 하부는 덤프공간(112)만을 포함할 수 있으며, 샘플공간(111)은 샘플챔버(110)의 내부공간의 하부에 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 샘플공간(111)과 샘플챔버(110)의 바닥면 사이에는 덤프공간(112)의 적어도 일부가 위치할 수 있다. 샘플공간(111)이 샘플챔버(110)의 바닥면으로부터 이격되고 샘플공간(111)과 샘플챔버(110)의 바닥면 사이에 덤프공간(112)의 적어도 일부가 위치함으로써, 덤프공간(112)으로 투입되는 폐용액은 샘플챔버(110)의 내부공간의 하부에서부터 채워지게 된다.

샘플챔버(110)의 상면에는, 샘플공간(111)과 연통되는 개구 및 덤프공간(112)과 연통되는 개구가 형성된다. 각 개구는 외부공간과 내부공간을 연통시키도록 샘플챔버(110)의 상면을 상하로 관통하게 형성된다. 샘플공간(111)과 연통되는 개구는 샘플주입구(131) 및 샘플흡입구(132)를 포함하며, 덤프공간(112)과 연통되는 개구는 투입구(133)를 포함한다. 각 개구가 샘플챔버(110)의 상면에 형성됨으로써, 샘플공간(111)과 연통되는 개구는 샘플챔버(110)의 내부공간의 상부에 포함되는 샘플공간(111)의 상부와 연통되고, 덤프공간(112)과 연통되는 개구는 샘플챔버(110)의 내부공간의 상부에 포함되는 덤프공간(112)의 상부와 연통된다.

각 개구를 개폐하는 개폐수단 또는 각 개구를 밀봉하는 밀봉수단이 제공될 수 있다(도 4 및 도 5 참조). 샘플주입구(131)는 개폐수단에 의해 개폐될 수 있다. 개폐수단은 예를 들어 개구에 인입, 인출되는 마개(410)일 수 있으며, 또는 개구를 덮거나 개방시키게 샘플챔버(110)의 상면에서 탈부착 가능하게 구비되는 시트(510)일 수 있으며, 또는 슬라이딩 이동되며 개구를 개폐하는 슬라이딩부재일 수 있다. 사용자는 개폐수단를 열고 샘플을 샘플주입구(131)를 통해 샘플공간(111)으로 주입하고 다시 개폐수단을 닫을 수 있다. 이로서, 샘플 주입 후 카트리지를 이동시키거나 샘플 처리 장치에 장착하는 과정에서 샘플주입구(131)를 통해 샘플공간(111)에서 샘플이 유출되거나 샘플공간(111)의 샘플이 오염되는 것을 예방할 수 있다. 샘플흡입구(132) 및 투입구(133)는 밀봉수단에 의해 밀봉될 수 있다. 밀봉수단은 예를 들어 금속 박막 또는 플라스틱 필름일 수 있다. 따라서 샘플흡입구(132)를 통해 샘플공간(111)이 오염되는 것을 예방할 수 있다. 피펫 모듈이 카트리지(100)의 상측에서 하측으로 이동됨에 따라 피펫팁이 밀봉수단을 파손시키고 샘플을 흡입하거나 폐용액을 투입할 수 있다. 이와 같이, 개폐수단이 구비된 샘플주입구(131) 및 밀봉수단이 구비된 샘플흡입구(132)가 샘플챔버(110)의 상면에 형성되며, 이로서 카트리지 내부로 샘플이 주입된 후 카트리지가 샘플 처리 장치의 내부에 장착되고 샘플 처리 과정이 시작될 때까지 샘플을 포함하는 샘플챔버(110)는 밀봉 상태로 유지될 수 있다.

샘플공간(111)은 샘플주입구(131)에서 샘플흡입구(132)를 향하는 방향으로 갈수록 하측으로 경사지게 형성될 수 있다. 샘플주입구(131)를 통해 샘플공간(111)으로 주입된 샘플은 샘플흡입구(132)의 하측에 고이게 되고, 따라서 피펫 모듈에 의한 샘플의 흡입이 용이해진다.

도 2 내지 도 3을 참고하여 살펴본다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 샘플챔버(110)는 용기부(120), 커버부(130) 및 베이스부(140)를 포함할 수 있다. 용기부(120), 커버부(130) 및 베이스부(140)는 모두 일체로 형성되거나 각각 별개로 형성될 수 있으며, 또는 어느 두 개가 일체로 형성되고 다른 하나와 결합될 수도 있다. 용기부(120), 커버부(130) 및 베이스부(140) 중 적어도 일부의 결합은 예를 들어 초음파 접합에 의해 이루어질 수 있다.

용기부(120)는 상측이 개구되며 샘플챔버(110)의 내부공간을 형성한다. 용기부(120)는 다른 복수개의 챔버(150)들과 길이방향으로 연결되게 형성될 수 있다. 용기부(120)는 직육면체 형태로 형성될 수 있으며, 다만 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다.

커버부(130)는 용기부(120)의 상측에 결합되며 샘플챔버(110)의 상면을 형성한다. 커버부(130)는 사각판 형태로 형성될 수 있으며, 커버부(130)는 용기부(120)의 개구보다 넓은 폭 및 길이를 가질 수 있다. 샘플챔버(110)의 상면에 형성되는 샘플주입구(131), 샘플흡입구(132) 및 투입구(133)는 커버부(130)에 구비될 수 있으며, 각각 커버부(130)를 상하로 관통하며 샘플공간(111) 또는 덤프공간(112)과 연통된다. 샘플주입구(131)는 원형의 형태를 가질 수 있고 샘플흡입구(132) 및 투입구(133)는 사각형의 형태를 가질 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

베이스부(140)는 커버부(130)의 하측에 위치한다. 베이스부(140)는 커버부(130)의 하측에 위치하며 커버부(130)와의 사이에서 샘플이 수용되는 샘플공간(111)을 형성한다. 용기부(120)의 상면에는 개구와 인접한 부위에서 함몰되는 안착부가 폭방향 양측에서 길이방향을 따라 길게 형성되고, 베이스부(140)에는 폭방향 양측으로 연장되는 지지부가 형성된다. 상기 지지부가 상기 안착부에 안착될 수 있다. 그리고, 커버부(130)가 베이스부(140)의 지지부의 상면에 지지되며 베이스부(140)가 커버부(130)와 용기부(120)의 사이에서 고정될 수 있다. 베이스부(140)의 지지부가 용기부(120)의 안착부에 안착된 상태에서 접합되고, 그 후 커버부(130)가 베이스부(140)의 상면에 지지되고 접합되며 서로 결합될 수 있다.

커버부(130)의 하측에 위치하는 베이스부(140)의 상면이 오목하게 형성됨으로써, 커버부(130)와 베이스부(140)의 사이에 샘플공간(111)이 형성된다. 샘플공간(111)은 커버부(130)의 하면과 베이스부(140)의 상면 사이에 위치한다. 따라서, 샘플공간(111)의 적어도 일부는 샘플챔버(110)의 내부공간에서 상측에 위치하며, 샘플챔버(110)의 내부공간의 상부는 샘플공간(111)의 상부를 포함하게 된다. 베이스부(140)는 샘플챔버(110)의 바닥면으로부터 상측으로 이격된다. 커버부(130)에서 샘플공간(111)과 연통되게 형성되는 샘플주입구(131) 및 샘플흡입구(132)는, 커버부(130)의 베이스부(140)와 상하로 중첩되는 부위에 형성되게 된다.

샘플공간(111)은 샘플주입구(131)에서 샘플흡입구(132)를 향하는 방향으로 갈수록 하측으로 경사지게 형성될 수 있다. 즉 베이스부(140)의 상면은 샘플주입구(131)에서 샘플흡입구(132)를 향하는 방향으로 갈수록 오목한 깊이가 깊어지게 형성된다. 또한 베이스부(140)는 베이스부(140)의 상면 중 샘플흡입구(132)에 대향하는 부분이 가장 하측으로 깊게 형성될 수 있다. 다시 말해, 샘플공간(111)은 샘플주입구(131)에서 샘플흡입구(132)를 향하는 방향으로 갈수록 하측으로 경사지게 형성되며, 샘플흡입구(132)의 아래를 최심부로 하여 상측으로 경사지게 형성될 수 있다. 이로서 샘플주입구(131)를 통해 샘플공간(111)으로 주입된 샘플은 샘플흡입구(132)의 하측에 고이게 되고, 따라서 피펫 모듈에 의한 샘플의 흡입이 용이해진다.

샘플주입구(131) 및 샘플흡입구(132)는 커버부(130)에서 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 샘플주입구(131)와 샘플흡입구(132)는 서로 연속하게 배치되어 투입구(133)는 샘플주입구(131)와 샘플흡입구(132)의 사이에 위치하지 않을 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 샘플주입구(131) 및 샘플흡입구(132)는 카트리지(100)의 길이방향으로 배치될 수 있다. 카트리지(100)의 길이방향을 따라, 샘플주입구(131), 샘플흡입구(132) 그리고 투입구(133) 순으로 배치될 수 있다. 즉, 샘플공간(111)은 카트리지(100)의 길이방향 일측으로 갈수록 깊어지게 형성될 수 있다. 그에 따라, 샘플공간(111)으로 주입된 샘플은 샘플흡입구(132)의 하측에 고이게 되고, 피펫 모듈에 의한 샘플의 흡입이 용이해진다.

샘플챔버(110)의 내부공간 중 샘플공간(111) 이외의 공간은 폐용액이 투입되는 덤프공간(112)을 포함한다. 샘플공간(111) 및 덤프공간(112)은 베이스부(140)에 의해 공간적으로 분리된다. 베이스부(140)가 샘플챔버(110)의 바닥면으로부터 이격됨으로써 덤프공간(112)의 적어도 일부는 샘플공간(111)과 샘플챔버(110)의 바닥면 사이에 위치된다. 전술한 바와 같이 베이스부(140)는 커버부(130)의 하측에 위치하는데, 베이스부(140)는 커버부(130)의 하면 중 일부에 지지되며, 커버부(130)의 하면 중 나머지는 덤프공간(112)의 경계를 형성할 수 있다. 즉, 샘플챔버(110)의 내부공간의 상부는 덤프공간(112)의 상부를 포함할 수 있다. 커버부(130)에서 덤프공간(112)과 연통되게 형성되는 투입구(133)는 커버부(130)의 베이스부(140)와 상하로 중첩되지 않는 부위에 형성되게 된다.

한편, 도 4 및 도 5를 참고하여 살펴보면, 커버부(130)에 형성되는 샘플주입구(131), 샘플흡입구(132) 또는 투입구(133)를 개폐하는 개폐수단 또는 이들을 밀봉하는 밀봉수단이 구비될 수 있다. 샘플주입구(131)는 개폐수단에 의해 개폐될 수 있다. 개폐수단은 예를 들어 개구에 인입, 인출되는 마개(410)일 수 있으며, 또는 개구를 덮거나 개방시키게 커버부(130)의 상면에서 탈부착 가능하게 구비되는 시트(510)일 수 있으며, 또는 슬라이딩 이동되며 개구를 개폐하는 슬라이딩부재일 수 있다. 마개(410)는 커버부(130)와 일체로 형성될 수 있다. 시트(510)는 일단이 커버부(130)의 상면에 탈부착되며 개구를 덮는 부위이고 타단이 파지부일 수 있다. 슬라이딩부재는 커버부(130)의 상면에서 카트리지(100)의 길이방향 또는 폭방향으로 슬라이딩될 수 있게 구비될 수 있다. 샘플흡입구(132) 및 투입구(133)는 밀봉수단에 의해 밀봉될 수 있다. 밀봉수단은 예를 들어 금속 박막 또는 플라스틱 필름일 수 있다.

본 출원은 2020년 7월 31일에 제출된 대한민국 특허출원 제10-2020-0096295호에 대하여 우선권을 주장하며, 상기 특허출원의 개시 사항은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.

100: 샘플 처리용 카트리지 110: 샘플챔버
111: 샘플공간 112: 덤프공간
113: 흡수수단 120: 용기부
130: 커버부 131: 샘플주입구
132: 샘플흡입구 133: 투입구
140: 베이스부 150: 챔버
410: 마개 510: 시트

Claims

복수개의 챔버를 포함하며,
상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버는 샘플이 수용되는 샘플공간 및 폐용액 수집을 위한 덤프공간으로 물리적으로 분할된 내부공간을 포함하는 샘플 처리용 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 챔버는 길이방향으로 직선 배치되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 2 항에 있어서,
상기 샘플챔버는, 상기 길이방향으로 상기 복수개의 챔버들 중 처음 또는 마지막에 배치되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 덤프공간에는 상기 폐용액을 흡수하는 흡수수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 내부공간의 상부는 상기 샘플공간의 상부 및 상기 덤프공간의 상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 5 항에 있어서,
상기 샘플공간은 상기 샘플챔버의 바닥면으로부터 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 6 항에 있어서,
상기 샘플공간과 상기 샘플챔버의 바닥면 사이에는 상기 덤프공간의 적어도 일부가 위치하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 1 항에 있어서,
상기 샘플챔버의 상면에는, 상기 샘플공간과 연통되는 개구 및 상기 덤프공간과 연통되는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 8 항에 있어서,
상기 개구를 개폐하는 개폐수단 또는 밀봉하는 밀봉수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 9 항에 있어서,
상기 밀봉수단은 금속 박막 또는 플라스틱 필름인 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 8 항에 있어서,
상기 샘플공간과 연통되는 개구는 샘플주입구 및 샘플흡입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 11 항에 있어서,
상기 샘플공간은 상기 샘플주입구에서 상기 샘플흡입구를 향하는 방향으로 갈수록 하측으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
복수개의 챔버를 포함하며,
상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서, 상기 샘플챔버의 내부공간은 샘플이 수용되는 샘플공간을 포함하고 상기 샘플챔버에는 상기 샘플공간과 연통되는 샘플주입구 및 샘플흡입구가 형성되는 샘플 처리용 카트리지.
제 13 항에 있어서,
상기 복수개의 챔버는 길이방향으로 직선 배치되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 14 항에 있어서,
상기 샘플챔버는, 상기 길이방향으로 상기 복수개의 챔버들 중 처음 또는 마지막에 배치되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 13 항에 있어서,
상기 내부공간의 상부는 상기 샘플공간의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 13 항에 있어서,
상기 샘플주입구 및 샘플흡입구는 상기 샘플챔버의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 13 항에 있어서,
상기 샘플주입구를 개폐하는 개폐수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 13 항에 있어서,
상기 샘플흡입구를 밀봉하는 밀봉수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 19 항에 있어서,
상기 밀봉수단은 금속 박막 또는 플라스틱 필름인 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 13 항에 있어서,
상기 샘플공간은 상기 샘플주입구에서 상기 샘플흡입구를 향하는 방향으로 갈수록 하측으로 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
복수개의 챔버를 포함하며,
상기 복수개의 챔버 중 어느 하나는 샘플챔버로서,
상기 샘플챔버는,
상측이 개구되며 상기 샘플챔버의 내부공간을 형성하는 용기부;
상기 용기부의 상측에 결합되며 상기 샘플챔버의 상면을 형성하는 커버부; 및
상기 커버부의 하측에 위치하고, 오목하게 파이며 상기 커버부와의 사이에서 샘플이 수용되는 샘플공간을 형성하는 베이스부;
를 포함하는 샘플 처리용 카트리지.
제 22 항에 있어서,
상기 복수개의 챔버는 길이방향으로 직선 배치되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 22 항에 있어서,
상기 커버부에는 상기 샘플공간과 연통되는 샘플주입구 및 샘플흡입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 22 항에 있어서,
상기 내부공간 중 상기 샘플공간 이외의 공간은 폐용액이 투입되는 덤프공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 25 항에 있어서,
상기 베이스부는 상기 커버부의 하면 중 일부에 지지되며, 상기 커버부의 하면 중 나머지는 상기 덤프공간의 경계를 형성하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.
제 26 항에 있어서,
상기 커버부는 상기 덤프공간과 연통되는 투입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 처리용 카트리지.