[go: up one dir, main page]

WO2017065585A1 - Method for selectively treating biological sample - Google Patents

Method for selectively treating biological sample Download PDF

Info

Publication number
WO2017065585A1
WO2017065585A1 PCT/KR2016/011609 KR2016011609W WO2017065585A1 WO 2017065585 A1 WO2017065585 A1 WO 2017065585A1 KR 2016011609 W KR2016011609 W KR 2016011609W WO 2017065585 A1 WO2017065585 A1 WO 2017065585A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sample
target sample
substrate
biological samples
biological
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2016/011609
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
권성훈
김성식
정유신
이충원
김진현
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SNU R&DB Foundation
Original Assignee
Seoul National University R&DB Foundation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seoul National University R&DB Foundation filed Critical Seoul National University R&DB Foundation
Publication of WO2017065585A1 publication Critical patent/WO2017065585A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a method for selectively treating a biological sample, and more particularly, to select a desired target sample from a biological sample and to selectively process and recover a biological sample without contamination of other biological samples. It is about.
  • tissue As an example of a biological sample, tissue consists of a very large number of cells and not all of them have the same DNA or RNA. Therefore, in order to accurately determine which tissues, for example, cancerous tissues have abnormalities, a technique for separating cells one by one and analyzing them as single cells is required.
  • Single cell analysis is divided into cell observation method and DNA / RNA / protein analysis method, where the cell observation method is different from DNA / RNA / protein analysis method that separates analyte from the beginning for analysis.
  • the target cells selected for analysis are separated later, in which case there is a risk of damage or contamination of the target cells.
  • microfluidics device in US Patent Publication No. 2013-0295602
  • a technology related to Fluorescence-activated cell sorting (FACS) is disclosed in US Patent Publication No. 2008-0124726.
  • FACS Fluorescence-activated cell sorting
  • micropipetting may be included, but only cells floating in a liquid state can be analyzed one by one.
  • providing a substrate on which biological samples are disposed Selecting at least one target sample of the biological samples by reading the type and location of the biological samples; Spatially separating the target sample from the remaining biological samples by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; Introducing a biochemical reagent into said compartmentalized region; And performing a biochemical reaction between the biochemical reaction reagent and the target sample.
  • a method comprising providing a substrate on which biological samples are disposed; Observing the biological samples and selecting at least one target sample of the biological samples; Spatially separating the target sample from the remaining biological samples by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; Introducing the biochemical reaction reagent into the compartmentalized region; Pretreating the target sample through a biochemical reaction between the biochemical reaction reagent and the target sample; And analyzing the target sample on the substrate or recovering and analyzing the sample from the substrate.
  • a method comprising providing a substrate on which biological samples are disposed; Selecting at least one target sample of the biological samples by reading the type and location of the biological samples; Forming a microwell in which the target sample is located by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; Introducing a lysis solution into the microwell to dissolve the sample of interest; Preparing a library of nucleic acid molecules for sequencing by pretreating nucleic acid molecules derived from the target sample by the lysis with a biochemical reagent; Recovering the library of nucleic acid molecules from the substrate; And sequencing the recovered library of nucleic acid molecules.
  • a stage comprising a substrate on which biological samples are placed; An imaging processor for observing the biological samples and selecting at least one target sample; A microwell manufacturing unit for forming a microwell by stacking a barrier structure to surround a region around the selected target sample; And a biochemical treatment unit for biochemical reaction of the target sample in the microwell.
  • FIG. 1 is a process flow diagram showing an embodiment of a method for selectively processing a target sample in a biological sample.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a process for forming a barrier structure for screening and analyzing a target sample in a biological sample.
  • FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of a substrate on which a barrier structure corresponding to C of FIG. 2 exists.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of introducing a biochemical reaction reagent onto a substrate on which a barrier structure is formed.
  • FIG. 5 is an example of a specific application of the method for selectively treating a biological sample shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a view showing an embodiment of a selective treatment apparatus for a biological sample.
  • FIG. 1 is a process flow diagram showing an embodiment of a method for selectively processing a target sample in a biological sample.
  • step 110 a substrate on which biological samples are disposed is provided.
  • the biological sample may or may not be fixed on the substrate.
  • the biological sample may be at least one selected from the group consisting of tissues, blood, cells, DNA, RNA, proteins, exosomes, metabolites, and biopsy specimens, unless otherwise specified.
  • the tissue may be, for example, solid tissue, and the cell may be, for example, suspension cells or smeared cells.
  • the substrate is not particularly limited so long as it provides a surface for supporting the biological sample, but in a crowd consisting of slide glass, microbeads, nanoparticles, nanostructures, capillaries, microfluidic supports, pore structures, sponge structures, and dendrimers It may be one or more selected.
  • the substrate may typically be slide glass.
  • the substrate may be made of glass, silicon or a polymer material.
  • the substrate may be a functionalized substrate modified with one or more selected from the group consisting of DNA, RNA, proteins, antibodies, chemicals.
  • it may be a microarray substrate or a supercapacity sequencing substrate in which biological samples such as DNA or protein are integrated.
  • At least one target sample of the biological samples is selected by reading the type and location of the biological samples.
  • the location of the biological samples can be read, for example, through image observation, fluorescence signals or coordinate information.
  • the biological sample is not limited as long as it is a staining technique that can obtain information of the biological sample. It can be dyed by one dyeing technique to provide image information.
  • the step of screening the subject sample may be performed by obtaining positional information of the biological samples in a manner that is directly observed through an optical microscope or an electron microscope or in an automated manner using separate software. For example, after the image of the biological sample is obtained, the sample may be divided into several or dozens of groups using clustering or classification techniques in an automated manner, and then the sample may be automatically or manually selected.
  • a barrier structure is formed to enclose a periphery of the target sample to partition the region in which the target sample is located to spatially separate the target sample from the remaining biological samples.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a process for forming a barrier structure for screening and analyzing a target sample in a biological sample.
  • FIG. 2A schematically illustrates an image of a biological sample 220 disposed on a substrate 210, for example, a plurality of cells
  • FIG. 2B illustrates an example sample 220 selected on a substrate. Single cells are shown.
  • FIG. 2C a barrier structure 230 surrounding the periphery of the target sample 220 is formed.
  • the barrier structure 230 is introduced to overcome the problem of damaging the target sample in any way while separating the target specimen from the substrate and not damaging the target sample. Referring to FIG. 2D, the barrier structure 230, for example, prevents the biochemical reaction reagent 270 from flowing out of the partitioned region 260 in which the target sample 220 is located on the substrate 210. Block the effect of reagent 270 on other samples.
  • the barrier structure 230 may be made of a material that is physically or chemically protected with respect to the biochemical reaction reagent 270.
  • the barrier structure 230 may be made of at least one material selected from the group consisting of polymer resin, wax, metal, metal oxide, and glass.
  • forming the barrier structure may include applying a curable material entirely on the substrate, curing with light or heat, and then removing the uncured residual curable material.
  • forming the barrier structure may include dispensing the curable material along the shape of the barrier structure and curing with light or heat.
  • forming the barrier structure may include providing a curable material through a microfludic chip or through a microfluidic chamber. When the microfluidic technology is used to provide a curable material, the height of the barrier structure may be limited, the curable material may be uniformly provided for the entire substrate, and the consumption of the curable material may be reduced.
  • the curable material may include unsaturated monomers, non-limiting examples of unsaturated monomers include ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, curable epoxy (product name NOA), polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, Polyurethane acrylates and combinations thereof.
  • unsaturated monomers include ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, curable epoxy (product name NOA), polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, Polyurethane acrylates and combinations thereof.
  • the above-described polyethylene diacrylate has a structure having acrylate functional groups at both ends of polyethylene glycol, so that free radical polymerization can be crosslinked into a three-dimensional structure.
  • the curable material may include any form of medium that can change from a liquid to a solid.
  • the curable material may further include an initiator and may cause free radical polymerization by an external energy source.
  • the initiator may be an azo compound or a peroxide.
  • the curable material may further include a suitable crosslinking agent, and examples thereof include N, N'-methylenebisacrylamide, methylenebismethacrylamide and ethylene glycol dimethacrylate.
  • Suitable energy sources for the curing reaction may include, without limitation, heat, ultraviolet light, visible light, infrared rays and electron beams.
  • the curable material may be a material that bonds to the substrate simultaneously with curing. For example, during hardening, the material forms a bond with the glass, which allows the barrier structure to be more strongly secured to the substrate.
  • the curable material may penetrate into a biological sample and be cured.
  • a basic dissolving reagent or proteinase may be mixed with a general curable material so that the curable material may penetrate between or inside tissues and then be cured by an external energy source.
  • a process of pretreating the biological sample may be included before supplying the curable material.
  • a chemical reaction that creates pores in the cell membrane can increase the permeability of the curable material.
  • the curable material may be provided after leaving only the cell nucleus in a biological sample through a biochemical reaction that dissolves the cell membrane but does not dissolve the nuclear membrane.
  • the method for forming the barrier structure may be performed by various patterning processes, and for example, may be formed by a lithography method, an inkjet printing method, or a 3D printing method.
  • a lithography method for example, an inkjet printing method, or a 3D printing method.
  • general optical lithography may be used, or maskless ligthography and laser scanning using a digital mirror device (DMD) may be used.
  • DMD digital mirror device
  • the lithography method for forming the barrier structure may be a method of performing a lithography in a large area without a lens between a mask and a substrate, and may be a method of sequentially performing lithography on various regions at high resolution using a lens.
  • the barrier structure is sequentially formed using one or several kinds of fixed masks, thereby eliminating the need to change the mask every time the sample is changed.
  • the method of sequentially performing a lithography on a biological sample using the lens may further include an optimization algorithm for forming a barrier structure on a desired sample region using one or several kinds of fixed masks.
  • the method may further include an optimization algorithm for forming a barrier structure on a desired target sample region using a digital mirror device (DMD).
  • DMD digital mirror device
  • Lithography using the one or several kinds of fixed masks may further include a method of controlling the size and resolution of the barrier structure by adjusting the magnification of the lens.
  • the method for forming the barrier structure may be a method of forming a barrier structure structured by an optical lithography method using a mask in which a patterned pattern is engraved.
  • the standardized pattern may be a lattice masking pattern. This method does not form the barrier structure only around the selected target sample, but the standardized barrier structure may be formed to include the target sample, and the barrier structure forming process is simpler than the maskless lithography.
  • the barrier structure may be formed by supplying a hydrophilic coating or a hydrophobic coating.
  • a hydrophobic coating agent may be provided around the target sample to form a barrier structure such that an aqueous solution may be supplied only to the inside of the barrier structure.
  • the area partitioned by the barrier structure may be outside or inside the closed curve created by the barrier structure.
  • the target sample may be positioned outside the circle, and the target sample may be positioned inside the circle.
  • the barrier structure may have a microwell shape.
  • the region partitioned by the barrier structure may be inside or outside the microwell.
  • the microwells may have a width within a well of 1 ⁇ m to 1 mm, and the shape of the wells may be circular, polygonal, or amorphous.
  • the method for forming the barrier structure may be a method of placing or assembling an already formed structure on a substrate.
  • a barrier structure may be formed by assembling a microwell structure or micro particles on a substrate.
  • One or more partitioned regions may exist on the substrate, and in the case of a plurality of partitioned regions, their sizes may be the same or different.
  • the size of the compartmentalized region may be determined according to the number of target samples of interest, and one or more target samples may be present in the compartmentalized region, for example, types of target samples and Depending on the size may be dozens or hundreds or more in the partitioned area. Also, for example, if the subject sample is a cell, the compartmentalized region may be sized to receive one cell or even smaller than one cell. That is, the compartmentalized region may be present on a portion of one cell.
  • FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of a substrate on which a barrier structure corresponding to C of FIG. 2 exists.
  • the barrier structure 320 is formed surrounding the specific single cell 310, so that only one cell in the partitioned region 330 is formed.
  • the other cells present and external suggest a form that is spatially separated from the subject sample.
  • the biological sample can be later analyzed at the single cell level.
  • the biological sample may be cultured after the barrier structure is formed. For example, by forming a barrier structure selectively around cells having a desired phenotype and then culturing the cells, the cells can be cultured by separating the cells with other phenotypes.
  • step 140 a biochemical reagent is introduced into the compartmentalized region.
  • the biochemical reagent 270 is introduced into the partitioned region 260 in which the selected target sample 225 is located.
  • the biochemical reaction reagent may be introduced using a microdispensing method.
  • the microdispensing is a technique for introducing a liquid medium of less than 1 microliter, or less than 0.1 microliter. Preferred examples of the microdispensing include inkjet printing. If necessary, the introduction of the biochemical reagent may be performed by pipetting of 0.1 microliter or more.
  • the biochemical reagent may also be supplied after assembling the microfluidic chip or microfluidic chamber onto a substrate. Feeding biochemical reagents using microfluidic technology can reduce reagent consumption and prevent reagent evaporation. If you want to provide two or more types of biochemical reagents sequentially, it can be easily provided by reassembling a larger microfluidic chamber.
  • the biochemical reagents include a lysis solution, a reagent for PCR reaction, a reagent for whole genome amplification and a reagent for whole transcriptome amplification, reverse transcription, and reverse transcription PCR.
  • RT PCR in vitro transcription, rolling circle amplifciation, bisulfite treatment, DNA extraction, RNA extraction, protein extraction, genome editing, accessible Reagents required for various biochemical reactions, such as permeabilization, cell in situ sequencing, can be used alone or in combination.
  • a basic dissolution reagent or proteinase may be used as the lysis solution.
  • a basic dissolution reagent or proteinase Proteinase
  • the biochemical reagent is a library preparation reaction for massively parallel sequencing including, for example, transposase, ligase, fragmentation, etc. It may be a reagent for.
  • the biochemical reaction reagent may be injected only within the area partitioned by the barrier structure, and if necessary, may be injected in addition to the area partitioned by the barrier structure as well as the partitioned area.
  • the target sample may be precisely determined. Analysis may be possible. For example, the DNA of a cell is a very heavy polymer that tends to spread and remain in place rather than beyond the barrier structure, even when biochemical reactions proceed.
  • the biochemical reagent Before introducing the biochemical reagent, the biochemical reagent may be introduced after covering the hydrogel on the biological sample in which the barrier structure is formed in order to minimize the diffusion of the biochemical material.
  • agarose may be introduced onto a biological sample on which a barrier structure is formed, and then hardened to form a hydrogel, and biochemical reaction reagents may be introduced thereon.
  • the biochemical reagent may be introduced by soaking the biochemical reagent in the hydrogel and then covering the hydrogel on the biological sample.
  • the biochemical reaction reagent may be used to inject a reagent for reacting a biomaterial on a DNA microarray substrate, a high capacity sequencing plate, or a flow cell for ultra high capacity sequencing.
  • the biochemical reagent may be a decrosslink reagent that releases the crosslink of the curable curable material to form a barrier structure.
  • the barrier structure covers the area where the sample is located, all the biological samples around the area where the barrier structure is present are dissolved and removed, and then the decrosslink reagent is supplied to expose the sample and further biochemical reaction is performed.
  • step 150 the target sample is pretreated through the biochemical reaction of the biochemical reaction reagent and the target sample. These biochemical reactions result in amplification of nucleic acid molecules derived from a target sample, for example.
  • the biochemical reaction may include a reaction in which different kinds of oligonucleotides are ligated and inserted into an existing reactant to tag the reactants of different microwells. .
  • the tagging method also includes beads, microparticles, hydrogels, droplets, or core-shell particles having different types of oligonucleotides attached thereto. It may include a method of injecting.
  • the tagging method may also include a method of assembling a microarray substrate to which oligonucleotides are attached and a substrate on which biological samples are placed.
  • the biochemical reaction may also include pretreatment reactions for ELISA, aptamer binding, mass spectroscopy.
  • the biochemical reaction may be further promoted by applying a physical force such as stirring, vibration, or ultrasonic waves to the partitioned region.
  • a physical force such as stirring, vibration, or ultrasonic waves
  • a drying prevention treatment process such as anti-humidity maintenance and sealing with oil in the pre-treatment process can prevent the drying of the biochemical reaction reagents.
  • step 160 the target sample is recovered from the substrate.
  • the process of recovering the target sample from the substrate may be performed by one or more methods selected from the group consisting of micro pipetting, ultrasound, light pressure, laser, stamping, pulling, and absorption and hybridization using microbeads.
  • one or more target samples may be grouped, pooled and recovered after indexing, and the target samples in each compartment may be recovered using a microfluidic pipe.
  • a biochemical reaction may be performed on a sample of a desired type by forming a barrier structure only on a sample of a desired type in a biological sample having various types of samples, and then pooling the sample.
  • a barrier structure is formed only around cancer cells in a tissue mixed with normal cells and cancer cells, only the information about the cancer cells can be obtained by pooling without the need for barcode tagging.
  • Selective treatment method of a biological sample disclosed herein can be screened while observing a desired target sample from the biological sample through imaging and the like, and can be pretreated without being contaminated with other biological samples, and easily removes the desired target sample from the substrate without damage. It can be recovered.
  • a method for selectively analyzing a biological sample on a substrate by analyzing the target sample obtained by the above-described method of steps 110 to 150 on the substrate as it is or recovered from the substrate Is provided.
  • One embodiment of a method for selectively analyzing a biological sample may be performed as follows. First, a substrate on which biological samples are disposed is provided. Next, the biological samples are observed to select at least one target sample from the biological samples. Subsequently, a barrier structure is formed to surround the target sample to partition the region in which the target sample is located to form a microwell in which the target sample is located. And a lysis solution is introduced into the microwell to dissolve the target sample. Next, the nucleic acid molecules derived from the target sample by the lysis are pretreated with a biochemical reagent to prepare a library of the nucleic acid molecules for sequencing. The library of nucleic acid molecules is then recovered from the substrate. The biological samples on the substrate can then be selectively analyzed by sequencing the recovered library of nucleic acid molecules.
  • the sequencing may be performed by a massively parallel sequencing technique such as Next Generation Sequencing, which is very efficient.
  • optical and electromagnetic signals sequentially generated according to the type of the nucleotide sequence may be provided together with the location information.
  • the ultra-high-capacity sequencing method analyzes hundreds of thousands of sequences at the same time, so that the analysis throughput is very high-throughput compared to the conventional sequencing method (statistics for the sequencing of the sample to be analyzed) Resources may be provided.
  • FIG. 5 is an example of a specific application of the method for selectively treating a biological sample shown in FIG. 1. Referring to FIG. 5, the method for selectively treating a biological sample according to the technology disclosed herein may be performed in the following order.
  • At least one target sample of the biological samples is selected by observing a substrate on which cells, which are a kind of biological sample, are disposed.
  • a UV curable polymer is applied thereon and irradiated with a UV lamp through a digital mirror device (DMD) around a selected sample through an imaging device (not shown). Photocuring the curable material using.
  • a barrier structure is formed to surround the object sample so as to exist in the microwell in which the object sample is located.
  • a library of nucleic acid molecules derived from the target sample is obtained by introducing a biochemical reaction reagent such as a lysis solution into the microwell using an inkjet dispenser and pretreating the target sample.
  • the obtained library of nucleic acid molecules is recovered and sequenced using a massively capacity sequencing machine.
  • the selective treatment method or analysis method of the biological sample as described above it is possible to determine exactly which side or abnormality the tissue (especially cancer tissue) has.
  • cancer tissues extracted from cancer patients may be coated on glass, and then stained with a commonly used staining reagent (eg, giemsa), and the desired cells may be selected and collected while observing under a microscope, for sequencing.
  • a commonly used staining reagent eg, giemsa
  • an apparatus for use in a method for selectively treating a biological sample is provided.
  • 6 is a view showing an embodiment of a selective treatment apparatus for a biological sample.
  • the apparatus 600 for selectively processing a target sample among biological samples includes a stage 610 on which a substrate on which biological samples are disposed is mounted; An imaging processor 620 for observing the biological samples and selecting at least one target sample; A microwell manufacturing unit 630 for forming a barrier structure to surround a region around the selected target sample; And a biochemical treatment unit 640 for biochemical reaction of the target sample in the microwell.
  • the stage 610 may include a mount for mounting a substrate, and is preferably an electric stage for precise manipulation.
  • the imaging processor 620 may include an imaging device for reading the type and position of a target sample on a substrate, and specific examples thereof include an optical microscope or an electron microscope for observation.
  • the microwell manufacturing unit 630 may include, for example, a lithography system, an inkjet printing system, or a 3D printing system.
  • the microwell manufacturing unit 630 may include a photofluidic maskless lithography system.
  • the microwell manufacturing unit 630 may include a UV light source, a digital mirror device, a lens, and the like.
  • the biochemical treatment unit 540 may include a storage means and a supply means of a biochemical reaction reagent.
  • the biochemical processor 540 may include a reaction promoting device for applying a physical force such as stirring, vibration, or ultrasonic waves to the partitioned reaction space in which the target sample is located, such as a microwell.
  • the biochemical processor 540 may include a temperature control device for controlling the reaction temperature.
  • the above-described selective processing apparatus of the biological sample may further include an extraction apparatus for extracting a target sample pretreated with a biochemical reaction reagent and / or a sequencing apparatus for sequencing the sample extracted by the extraction apparatus, if necessary.
  • the sequencing equipment is not specified as long as it is a sequencing equipment that is commonly used, but it may be desirable to use a massively parallel sequencing sequencing in consideration of the analysis efficiency of sequencing.
  • Selective processing apparatus for a biological sample can be applied to a variety of applications because it can be analyzed up to a single cell level. That is, the present invention may be applied to a bio analyzer or a gene diagnostic equipment for selectively analyzing a desired biological sample.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Hematology (AREA)

Abstract

A method for selectively treating a biological sample is provided, the method comprising the steps of: providing a substrate on which biological samples are arranged; decoding types and locations of the biological samples and then selecting at least one sample to be tested among the biological samples; forming a barrier structure to surround the periphery of the sample to be tested and thus partitioning an area in which the sample to be tested is located, thereby spatially separating the sample to be tested from the remaining biological samples; introducing a biochemical reaction reagent within the partitioned area; and performing a biochemical reaction between the biochemical reaction reagent and the sample to be tested.

Description

생체 시료의 선별적 처리방법Selective treatment method of biological sample

본 명세서에 개시된 기술은 생체 시료의 선별적 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생체 시료 중 원하는 대상 시료를 선별해내고 다른 생체 시료의 오염없이 전처리 및 회수가 용이한 생체 시료의 선별적 처리방법에 관한 것이다.The technology disclosed herein relates to a method for selectively treating a biological sample, and more particularly, to select a desired target sample from a biological sample and to selectively process and recover a biological sample without contamination of other biological samples. It is about.

생체 시료의 일례로서, 조직은 매우 많은 수의 세포로 이루어져 있고 그 세포들이 모두 같은 DNA나 RNA를 가지고 있는 것은 아니다. 따라서 조직, 일례로 암 조직이 어떤 변이나 이상을 갖는지를 정확하게 판단하기 위해 세포를 하나씩 분리하여 단일세포로 분석하는 기술이 필요하다. As an example of a biological sample, tissue consists of a very large number of cells and not all of them have the same DNA or RNA. Therefore, in order to accurately determine which tissues, for example, cancerous tissues have abnormalities, a technique for separating cells one by one and analyzing them as single cells is required.

단일세포 분석 방식은 세포 관찰방식과, DNA/RNA/단백질 분석방식으로 구분되며, 여기서 세포 관찰방식은 분석을 위해 처음부터 분석대상을 분리해내는 DNA/RNA/단백질 분석방식과는 달리 현미경으로 세포를 관찰 도중 분석이 필요한 것으로 선별된 타겟 세포를 추후 분리하게 되는데, 이 경우 타겟 세포에 손상 혹은 오염의 우려가 있다. 또한 한꺼번에 여러 세포를 분리하기 어렵고 미량으로 고순도 분석이 어렵다는 단점이 있다.Single cell analysis is divided into cell observation method and DNA / RNA / protein analysis method, where the cell observation method is different from DNA / RNA / protein analysis method that separates analyte from the beginning for analysis. During the observation, the target cells selected for analysis are separated later, in which case there is a risk of damage or contamination of the target cells. In addition, there is a disadvantage that it is difficult to separate several cells at once and difficult to analyze high purity at a small amount.

상기 단일세포 분석의 상용화된 기술들로는, 서스펜드 세포(suspend cell) 상태에서 세포를 하나씩 분리하는 방법과, 고체조직 상에서 미세절제(microdissection)을 이용하여 분리하는 방법 등을 들 수 있다. Commercially available techniques of single cell analysis include a method of separating cells one by one in a suspended cell state, and a method of separating cells using microdissection on solid tissues.

전자의 경우, 관련 기술로서 미국공개특허 제2013-0295602호에 마이크로유체(microfluidics) 디바이스를 개시하고 있고, 미국공개특허 제2008-0124726호에 FACS (Fluorescence-activated cell sorting) 관련 기술을 개시하고 있으며, 이밖에 마이크로피펫팅(micropipetting)을 포함할 수 있는데, 액체 상태에서 부유하는 세포들만 하나씩 분석가능한 단점이 있다. In the former case, a microfluidics device is disclosed in US Patent Publication No. 2013-0295602, and a technology related to Fluorescence-activated cell sorting (FACS) is disclosed in US Patent Publication No. 2008-0124726. In addition, micropipetting may be included, but only cells floating in a liquid state can be analyzed one by one.

후자의 경우, 레이저 미세절제(laser microdissection)가 있으며, 주로 고체 상태의 세포를 레이저를 이용하여 분리하기 때문에 세포에 손상이 전해질 수 있고 하나의 세포만 분리하기에는 정확도가 떨어질 뿐 아니라 자동화하기 어렵고 한꺼번에 여러 세포를 분리하기 힘든 단점이 있다. 특히, 목적 시료를 분리하여 개별 실험 튜브로 옮기는 방식에 해당하므로 해당 목적 시료가 오염되는 문제점을 갖는다.In the latter case, there is a laser microdissection, which mainly involves the separation of solid-state cells with a laser, which can lead to damage to the cells, less accuracy in separating only one cell, and is difficult to automate and multiple at once. There is a disadvantage in that it is difficult to separate the cells. In particular, there is a problem that the target sample is contaminated because it corresponds to a method of separating the target sample and moving to the individual test tube.

본 명세서에 개시된 기술의 일 측면에 의하면, 생체 시료들이 배치된 기판을 제공하는 단계; 상기 생체 시료들의 종류 및 위치를 판독하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계; 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 영역을 구획화함으로써 상기 대상 시료를 나머지 생체 시료들로부터 공간적으로 분리시키는 단계; 상기 구획화된 영역 내에 생화학 반응시약을 도입하는 단계; 및 상기 생화학 반응시약과 상기 대상 시료의 생화학 반응을 수행하는 단계를 포함하는 생체 시료의 선별적 처리 방법이 제공된다.According to one aspect of the technology disclosed herein, providing a substrate on which biological samples are disposed; Selecting at least one target sample of the biological samples by reading the type and location of the biological samples; Spatially separating the target sample from the remaining biological samples by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; Introducing a biochemical reagent into said compartmentalized region; And performing a biochemical reaction between the biochemical reaction reagent and the target sample.

본 명세서에 개시된 기술의 다른 측면에 의하면, 생체 시료들이 배치된 기판을 제공하는 단계; 상기 생체 시료들을 관찰하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계; 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 영역을 구획화함으로써 상기 대상 시료를 나머지 생체 시료들로부터 공간적으로 분리시키는 단계; 상기 구획화된 영역 내에 상기 생화학 반응시약을 도입하는 단계; 상기 생화학 반응시약과 상기 대상 시료의 생화학 반응을 통해 상기 대상 시료를 전처리하는 단계; 및 상기 대상 시료를 상기 기판 상에서 분석하거나 상기 기판으로부터 회수하여 분석하는 단계를 포함하는 생체 시료의 선별적 분석방법이 제공된다.According to another aspect of the technology disclosed herein, there is provided a method comprising providing a substrate on which biological samples are disposed; Observing the biological samples and selecting at least one target sample of the biological samples; Spatially separating the target sample from the remaining biological samples by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; Introducing the biochemical reaction reagent into the compartmentalized region; Pretreating the target sample through a biochemical reaction between the biochemical reaction reagent and the target sample; And analyzing the target sample on the substrate or recovering and analyzing the sample from the substrate.

본 명세서에 개시된 기술의 또 다른 측면에 의하면, 생체 시료들이 배치된 기판을 제공하는 단계; 상기 생체 시료들의 종류 및 위치를 판독하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계; 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 영역을 구획화함으로써 상기 대상 시료가 위치한 마이크로웰을 형성하는 단계; 상기 마이크로웰 내에 라이시스 용액을 도입하여 상기 대상 시료를 용해시키는 단계; 상기 용해에 의해 상기 대상 시료로부터 유래된 핵산 분자들을 생화학 반응시약으로 전처리하여 시퀀싱을 위한 상기 핵산 분자들의 라이브러리를 준비하는 단계; 상기 핵산 분자들의 라이브러리를 상기 기판으로부터 회수하는 단계; 및 회수된 상기 핵산분자들의 라이브러리를 시퀀싱하는 단계를 포함하는 생체 시료의 선별적 분석방법이 제공된다.According to another aspect of the technology disclosed herein, there is provided a method comprising providing a substrate on which biological samples are disposed; Selecting at least one target sample of the biological samples by reading the type and location of the biological samples; Forming a microwell in which the target sample is located by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; Introducing a lysis solution into the microwell to dissolve the sample of interest; Preparing a library of nucleic acid molecules for sequencing by pretreating nucleic acid molecules derived from the target sample by the lysis with a biochemical reagent; Recovering the library of nucleic acid molecules from the substrate; And sequencing the recovered library of nucleic acid molecules.

본 명세서에 개시된 기술의 또 다른 측면에 의하면, 생체 시료들이 배치된 기판을 장착한 스테이지; 상기 생체 시료들을 관찰하고 적어도 하나의 대상 시료를 선별하기 위한 이미징 처리부; 상기 선별된 대상 시료가 위치한 영역 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 쌓음으로써 마이크로웰을 형성하기 위한 마이크로웰 제조부; 및 상기 마이크로웰 내의 상기 대상 시료의 생화학 반응을 위한 생화학적 처리부를 포함하는 생체 시료의 선별적 처리장치가 제공된다.According to another aspect of the technology disclosed herein, a stage comprising a substrate on which biological samples are placed; An imaging processor for observing the biological samples and selecting at least one target sample; A microwell manufacturing unit for forming a microwell by stacking a barrier structure to surround a region around the selected target sample; And a biochemical treatment unit for biochemical reaction of the target sample in the microwell.

도 1은 생체 시료 중 대상 시료를 선택적으로 처리하는 방법의 일 구현예를 나타낸 공정흐름도이다. 1 is a process flow diagram showing an embodiment of a method for selectively processing a target sample in a biological sample.

도 2는 생체 시료 중 대상 시료의 선별 및 그 분석을 위한 배리어 구조물 형성 공정의 일 구현예를 나타낸 개략도이다. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a process for forming a barrier structure for screening and analyzing a target sample in a biological sample.

도 3은 도 2의 C에 해당하는 배리어 구조물이 존재하는 기판의 부분확대 단면도를 나타낸다.3 is a partially enlarged cross-sectional view of a substrate on which a barrier structure corresponding to C of FIG. 2 exists.

도 4는 배리어 구조물이 형성된 기판 위에 생화학 반응 시약을 도입하는 과정의 일 구현예를 나타낸다. 4 illustrates an embodiment of introducing a biochemical reaction reagent onto a substrate on which a barrier structure is formed.

도 5는 도 1에서 나타낸 생체 시료의 선별적 처리방법의 구체적 적용 예시도이다. FIG. 5 is an example of a specific application of the method for selectively treating a biological sample shown in FIG. 1.

도 6은 생체 시료의 선별적 처리장치의 일 구현예를 나타낸 도면이다.6 is a view showing an embodiment of a selective treatment apparatus for a biological sample.

이하, 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 기술의 구현예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 다음에 소개되는 구현예들은 당업자에게 개시된 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 개시된 기술은 이하 설명된 구현예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의, 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 구성요소가 다른 구성요소 위에 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 바로 위에 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided as examples to sufficiently convey the spirit disclosed to those skilled in the art. Thus, the disclosed technology is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals denote like elements throughout the specification. The overall description has been made at the point of view of an observer, and when one component is on another component, this includes not only the case where the component is directly above the other component but also another component in the middle.

도 1은 생체 시료 중 대상 시료를 선택적으로 처리하는 방법의 일 구현예를 나타낸 공정흐름도이다. 도 1을 참조하면, 단계 110에서 생체 시료들이 배치된 기판이 제공된다. 1 is a process flow diagram showing an embodiment of a method for selectively processing a target sample in a biological sample. Referring to FIG. 1, in step 110, a substrate on which biological samples are disposed is provided.

상기 생체 시료는 상기 기판 위에 고정되거나 고정되지 않을 수 있다. 상기 생체 시료는 달리 특정되지 않는 한, 조직, 혈액, 세포, DNA, RNA, 단백질, 엑소좀, 대사체(metabolite) 및 생검 검사물(biopsy specimen)로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 조직은 일례로 고형 조직(solid tissue)일 수 있고, 상기 세포는 일례로 서스펜션(suspension) 세포, 혹은 스미어드(smeared) 세포일 수 있다.The biological sample may or may not be fixed on the substrate. The biological sample may be at least one selected from the group consisting of tissues, blood, cells, DNA, RNA, proteins, exosomes, metabolites, and biopsy specimens, unless otherwise specified. The tissue may be, for example, solid tissue, and the cell may be, for example, suspension cells or smeared cells.

상기 기판은 상기 생체 시료를 지지하기 위한 표면을 제공하는 것이라면 특별히 제한되지 않지만, 슬라이드 글래스, 마이크로 비드, 나노입자, 나노 구조체, 모세관, 미세유체 지지체, 공극 구조체, 스폰지 구조체, 및 덴드리머로 이루어진 군중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 기판은 통상 슬라이드 글래스일 수 있다.The substrate is not particularly limited so long as it provides a surface for supporting the biological sample, but in a crowd consisting of slide glass, microbeads, nanoparticles, nanostructures, capillaries, microfluidic supports, pore structures, sponge structures, and dendrimers It may be one or more selected. The substrate may typically be slide glass.

상기 기판은 유리, 실리콘 또는 고분자 재질로 이루어질 수 있다. The substrate may be made of glass, silicon or a polymer material.

일 구현예에서, 상기 기판은 DNA, RNA, 단백질, 항체, 화학물질로 이루어진 군중에서 선택되는 1종 이상으로 개질(modification)된 기능화(functionalize)된 기판일 수 있다. 예를 들어, DNA나 단백질 등의 생체 시료가 집적된 마이크로어레이 기판, 초대용량 염기서열 분석 기판일 수 있다.In one embodiment, the substrate may be a functionalized substrate modified with one or more selected from the group consisting of DNA, RNA, proteins, antibodies, chemicals. For example, it may be a microarray substrate or a supercapacity sequencing substrate in which biological samples such as DNA or protein are integrated.

단계 120에서, 상기 생체 시료들의 종류 및 위치를 판독하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별한다.In operation 120, at least one target sample of the biological samples is selected by reading the type and location of the biological samples.

상기 생체 시료들의 위치는 예를 들어 이미지 관찰, 형광 신호 또는 좌표 정보를 통해 판독될 수 있다. 상기 생체시료는 생체시료의 정보를 얻을수 있는 염색기법이라면 제한되지 않지만 Giemsa stain, hematoxylin and eosin stain (H&E), Fluorescence in situ hybridization (FISH), Immuno Fluorescence (IF), immunohistochemistry (IHC) 로 이루어진 군중에서 하나의 염색기법으로 염색되어 이미지 정보를 제공할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 상기 대상 시료를 선별하는 단계는 광학 현미경 또는 전자 현미경을 통해 직접 눈으로 관찰하는 방식 또는 별도 소프트웨어를 이용한 자동화된 방식으로 상기 생체 시료들의 위치 정보를 얻음으로써 수행할 수 있다. 일례로 상기 생체시료의 이미지를 얻은 뒤 자동화된 방식으로 클러스터링(clustering) 또는 분류(classification)기법을 이용해 대상시료를 수 또는 수십 개의 군으로 나눈 뒤 대상시료를 자동 또는 수동으로 선별할 수 있다.The location of the biological samples can be read, for example, through image observation, fluorescence signals or coordinate information. The biological sample is not limited as long as it is a staining technique that can obtain information of the biological sample. It can be dyed by one dyeing technique to provide image information. In some embodiments, the step of screening the subject sample may be performed by obtaining positional information of the biological samples in a manner that is directly observed through an optical microscope or an electron microscope or in an automated manner using separate software. For example, after the image of the biological sample is obtained, the sample may be divided into several or dozens of groups using clustering or classification techniques in an automated manner, and then the sample may be automatically or manually selected.

단계 130에서, 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 영역을 구획화함으로써 상기 대상 시료를 나머지 생체 시료들로부터 공간적으로 분리시킨다.In operation 130, a barrier structure is formed to enclose a periphery of the target sample to partition the region in which the target sample is located to spatially separate the target sample from the remaining biological samples.

도 2는 생체 시료 중 대상 시료의 선별 및 그 분석을 위한 배리어 구조물 형성 공정의 일 구현예를 나타낸 개략도이다. 도 2를 참조하면, A, B, C, D 각 그림별로 좌측 평면도에서 점선 표시된 절단선의 측단면도를 우측 도면으로 병기한다. 구체적으로, 도 2의 A는 기판(210) 위에 배치된 생체 시료(220), 일례로 복수개의 세포들의 이미지를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2의 B는 기판 위에서 선별된 대상 시료(220), 일례로 단일 세포를 도시한 것이다. 도 2의 C에서 대상 시료(220)의 주변을 둘러 싼 배리어 구조물(230)이 형성된다. 배리어 구조물(230)은 종래에 기판에서 대상 시료(target specimen)를 분리해내면서 어떠한 방식으로든지 대상 시료에 손상을 주었던 문제점을 극복하고 대상 시료에 손상을 주지 않도록 도입된 것이다. 도 2의 D를 참조하면, 배리어 구조물(230)은 일례로 기판(210)에서 생화학 반응 시약(270)이 대상 시료(220)가 위치한 구획화된 영역(260)의 외부로 유출되지 않도록 하여 생화학 반응 시약(270)이 다른 시료에 미치는 영향을 차단한다. 배리어 구조물(230)은 생화학 반응 시약(270)에 대해 물리적 또는 화학적으로 보호되는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 배리어 구조물(230)은 고분자 수지, 왁스, 금속, 금속 산화물 및 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재질로 이루어질 수 있다.2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a process for forming a barrier structure for screening and analyzing a target sample in a biological sample. Referring to FIG. 2, side cross-sectional views of cut lines indicated by dotted lines in the left plan view of each of A, B, C, and D pictures are written together in the right view. Specifically, FIG. 2A schematically illustrates an image of a biological sample 220 disposed on a substrate 210, for example, a plurality of cells, and FIG. 2B illustrates an example sample 220 selected on a substrate. Single cells are shown. In FIG. 2C, a barrier structure 230 surrounding the periphery of the target sample 220 is formed. The barrier structure 230 is introduced to overcome the problem of damaging the target sample in any way while separating the target specimen from the substrate and not damaging the target sample. Referring to FIG. 2D, the barrier structure 230, for example, prevents the biochemical reaction reagent 270 from flowing out of the partitioned region 260 in which the target sample 220 is located on the substrate 210. Block the effect of reagent 270 on other samples. The barrier structure 230 may be made of a material that is physically or chemically protected with respect to the biochemical reaction reagent 270. For example, the barrier structure 230 may be made of at least one material selected from the group consisting of polymer resin, wax, metal, metal oxide, and glass.

일 구현예에서, 상기 배리어 구조물을 형성하는 단계는 경화성 물질을 상기 기판 위에 전체적으로 도포하고 빛 또는 열로 경화한 뒤 경화되지 않은 잔여 경화성 물질을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서 상기 배리어 구조물을 형성하는 단계는 경화성 물질을 배리어 구조물의 모양을 따라 투여(dispensing)한 뒤 빛 또는 열로 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 구현 예에서 상기 배리어 구조물을 형성하는 단계는 경화성 물질을 미세유체 칩(microfludic chip)을 통해 제공하거나 미세유체 챔버(chamber)를 통해 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 미세유체기술을 사용하여 경화성 물질을 제공하는 경우 배리어 구조물의 높이를 제한할 수 있고, 전 기판에 대해 경화성 물질을 균일하게 제공할 수 있고, 경화성 물질의 소모량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.In one embodiment, forming the barrier structure may include applying a curable material entirely on the substrate, curing with light or heat, and then removing the uncured residual curable material. In another embodiment, forming the barrier structure may include dispensing the curable material along the shape of the barrier structure and curing with light or heat. In another embodiment, forming the barrier structure may include providing a curable material through a microfludic chip or through a microfluidic chamber. When the microfluidic technology is used to provide a curable material, the height of the barrier structure may be limited, the curable material may be uniformly provided for the entire substrate, and the consumption of the curable material may be reduced.

상기 경화성 물질은 불포화 단량체를 포함할 수 있으며, 상기 불포화 단량체의 비제한적인 예들은 에톡시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 경화형 에폭시(제품명 NOA), 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트 및 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 상술한 폴리에틸렌 디아크릴레이트는 폴리에틸렌 글리콜 양 말단에 아크릴레이트 작용기를 갖는 구조를 가지므로 자유라디칼 중합이 일어날 경우 3차원 구조로 가교될 수 있다. 기타, 경화성 물질은 액체에서 고체로 변할 수 있는 어떠한 형태의 매질도 포함할 수 있다. The curable material may include unsaturated monomers, non-limiting examples of unsaturated monomers include ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, curable epoxy (product name NOA), polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, Polyurethane acrylates and combinations thereof. For example, the above-described polyethylene diacrylate has a structure having acrylate functional groups at both ends of polyethylene glycol, so that free radical polymerization can be crosslinked into a three-dimensional structure. In addition, the curable material may include any form of medium that can change from a liquid to a solid.

상기 경화성 물질은 개시제를 더 포함할 수 있으며, 외부의 에너지원에 의해 자유라디칼 중합을 유발할 수 있다. 개시제는 아조계 화합물 또는 과산화물이 될 수 있다. 경화성 물질은 적절한 가교제를 더 포함할 수 있으며, 예를 들면 N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드, 메틸렌비스메타크릴아마이드 및 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 경화반응에 적절한 에너지원은 열, 자외선, 가시광선, 적외선 및 전자빔을 제한 없이 포함할 수 있다. The curable material may further include an initiator and may cause free radical polymerization by an external energy source. The initiator may be an azo compound or a peroxide. The curable material may further include a suitable crosslinking agent, and examples thereof include N, N'-methylenebisacrylamide, methylenebismethacrylamide and ethylene glycol dimethacrylate. Suitable energy sources for the curing reaction may include, without limitation, heat, ultraviolet light, visible light, infrared rays and electron beams.

상기 경화성 물질은 경화와 동시에 기판과 본딩(bonding)하는 물질일 수 있다. 예를 들어 경화과정에서 상기 물질이 유리와 결합을 형성함으로써 배리어 구조물이 더 강력하게 기판에 고정될 수 있다.The curable material may be a material that bonds to the substrate simultaneously with curing. For example, during hardening, the material forms a bond with the glass, which allows the barrier structure to be more strongly secured to the substrate.

상기 경화성 물질은 생체시료에 침투하여 경화될 수 있다. 일례로 일반 경화성 물질에 염기성 용해시약이나 프로틴에이즈(Proteinase)를 섞어 경화성 물질이 조직 사이나 내부를 침투할 수 있고, 그 후 외부의 에너지원에 의해 경화될 수 있다. The curable material may penetrate into a biological sample and be cured. For example, a basic dissolving reagent or proteinase may be mixed with a general curable material so that the curable material may penetrate between or inside tissues and then be cured by an external energy source.

상기 경화성 물질의 생체시료에 대한 침투성을 높이기 위해 경화성 물질을 제공(supply)하기 이전에 생체시료를 전처리 하는 과정이 포함될 수 있다. 예를 들어 세포막에 구멍(pore)이 생기는 화학반응을 통해 경화성 물질의 침투성을 높일수 있다. 또 다른 일례로 세포막을 용해(lysis)하지만 핵막은 용해하지 않는 생화학 반응을 통해 생체시료에서 세포 핵만을 남긴뒤 상기 경화성 물질을 제공할 수 있다.In order to increase the permeability of the curable material to the biological sample, a process of pretreating the biological sample may be included before supplying the curable material. For example, a chemical reaction that creates pores in the cell membrane can increase the permeability of the curable material. As another example, the curable material may be provided after leaving only the cell nucleus in a biological sample through a biochemical reaction that dissolves the cell membrane but does not dissolve the nuclear membrane.

상기 배리어 구조물을 형성하기 위한 방식은 다양한 패터닝 공정에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어 리소그래피 방식, 잉크젯 프린팅 방식 또는 3D 프린팅 방식으로 형성할 수 있다. 구체적으로 상기 배리어 구조물을 형성하기 위해 일례로 일반적인 광 리소그래피를 이용하거나, 디지털 미러 디바이스(DMD)를 이용한 무마스크 리소그래피(Maskless Ligthography), 레이저 스캐닝을 이용할 수 있다. The method for forming the barrier structure may be performed by various patterning processes, and for example, may be formed by a lithography method, an inkjet printing method, or a 3D printing method. Specifically, in order to form the barrier structure, general optical lithography may be used, or maskless ligthography and laser scanning using a digital mirror device (DMD) may be used.

상기 배리어 구조물을 형성하기 위한 리소그래피 방식은 마스크와 기판 사이에 렌즈 없이 대면적으로 리소그래피를 수행하는 방식일 수 있으며, 렌즈를 이용해 고해상도로 여러 영역에 대해 순차적으로 리소그래피를 수행하는 방식일 수 있다. 특히 렌즈를 이용하는 리소그래피의 경우 생체 시료가 바뀌어 대상영역이 바뀌게 되더라도 하나 또는 여러 종류의 고정 마스크를 이용해 순차적으로 배리어 구조물을 형성함으로써 시료가 바뀔 때마다 마스크를 일일이 바꾸어주어야 할 필요성이 사라진다.The lithography method for forming the barrier structure may be a method of performing a lithography in a large area without a lens between a mask and a substrate, and may be a method of sequentially performing lithography on various regions at high resolution using a lens. In particular, in the case of a lithography using a lens, even if the biological sample is changed and the target region is changed, the barrier structure is sequentially formed using one or several kinds of fixed masks, thereby eliminating the need to change the mask every time the sample is changed.

상기 렌즈를 이용해 생체시료에 순차적으로 리소그래피를 수행하는 방식은 하나 또는 여러 종류의 고정 마스크를 이용해 원하는 대상시료 영역에 배리어 구조물을 형성하기 위한 최적화 알고리즘을 더 포함할 수 있다. 또한 디지털 미러 디바이스(DMD)를 이용해 원하는 대상시료 영역에 배리어 구조물을 형성하기 위한 최적화 알고리즘을 더 포함할 수 있다.The method of sequentially performing a lithography on a biological sample using the lens may further include an optimization algorithm for forming a barrier structure on a desired sample region using one or several kinds of fixed masks. The method may further include an optimization algorithm for forming a barrier structure on a desired target sample region using a digital mirror device (DMD).

상기 하나 또는 여러 종류의 고정마스크를 이용한 리소그래피는 렌즈의 배율을 조절함으로써 배리어 구조물의 크기와 해상도를 조절하는 방식을 더 포함할 수 있다.Lithography using the one or several kinds of fixed masks may further include a method of controlling the size and resolution of the barrier structure by adjusting the magnification of the lens.

광 리소그래피를 방식의 일례로 상기 배리어 구조물을 형성하기 위한 방식은 정형화된 패턴이 새겨진 마스크(mask)를 이용한 광 리소그래피 방식으로 정형화된 배리어 구조물을 형성하는 방법일 수 있다. 일례로 상기 정형화된 패턴은 격자모양의 마스킹 패턴일 수 있다. 이 방식은 선별된 대상시료 주변에만 배리어 구조물을 형성하진 않지만 정형화된 배리어 구조물이 대상시료를 포함하도록 형성될 수 있으며, 무마스크 리소그래피에 비해 배리어 구조물 형성과정이 간단하다.As an example of optical lithography, the method for forming the barrier structure may be a method of forming a barrier structure structured by an optical lithography method using a mask in which a patterned pattern is engraved. For example, the standardized pattern may be a lattice masking pattern. This method does not form the barrier structure only around the selected target sample, but the standardized barrier structure may be formed to include the target sample, and the barrier structure forming process is simpler than the maskless lithography.

상기 배리어 구조물을 형성하는 방식은 친수성 코팅제 또는 소수성 코팅제를 공급하는 방식일 수 있다. 바람직한 일례로 대상 시료의 주변에 소수성 코팅제를 제공하여 배리어 구조물을 형성한 뒤 배리어 구조물의 내부에만 수용액이 공급될 수 있도록 할 수 있다. The barrier structure may be formed by supplying a hydrophilic coating or a hydrophobic coating. In a preferred embodiment, a hydrophobic coating agent may be provided around the target sample to form a barrier structure such that an aqueous solution may be supplied only to the inside of the barrier structure.

상기 배리어 구조물에 의해 상기 구획화된 영역은 배리어 구조물이 만들어낸 폐곡선의 외부 또는 내부일 수 있다. 일례로 생화학 시료를 원형으로 덮는 배리어 구조물을 형성하여 원의 외부에 대상시료가 위치하도록 할 수 있으며, 원의 내부에 대상시료가 위치하도록 할 수 있다.The area partitioned by the barrier structure may be outside or inside the closed curve created by the barrier structure. For example, by forming a barrier structure covering the biochemical sample in a circular shape, the target sample may be positioned outside the circle, and the target sample may be positioned inside the circle.

상기 배리어 구조물은 마이크로웰(microwell) 형태를 가질 수 있다. 이때 배리어 구조물에 의해 구획화된 영역은 마이크로웰 내부 또는 외부일 수 있다. 상기 마이크로웰은 웰 내부의 너비가 1um 내지 1mm 범위 내일 수 있고, 웰의 모양은 원형, 다각형 혹은 무정형일 수 있다.The barrier structure may have a microwell shape. In this case, the region partitioned by the barrier structure may be inside or outside the microwell. The microwells may have a width within a well of 1 μm to 1 mm, and the shape of the wells may be circular, polygonal, or amorphous.

상기 배리어 구조물을 형성하기 위한 방식은 이미 형성된 구조물을 기판 위에 올려놓거나 어셈블(assemble)하는 방식일 수 있다. 일례로 마이크로웰 형태의 구조물이나 마이크로 파티클을 기판 위에 어셈블하여 배리어 구조물을 형성할 수 있다.The method for forming the barrier structure may be a method of placing or assembling an already formed structure on a substrate. For example, a barrier structure may be formed by assembling a microwell structure or micro particles on a substrate.

상기 구획화된 영역들은 상기 기판 위에 하나 혹은 복수 개 존재할 수 있으며, 복수 개 존재할 경우 그 크기가 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 구획화된 영역의 크기는 관심있는 대상 시료의 개수에 따라 정해질 수 있으며, 상기 구획화된 영역 내에 상기 대상 시료가 1개 존재하거나, 2개 이상 다수 존재할 수 있으며, 예를 들어 대상 시료의 종류 및 크기에 따라 상기 구획화된 영역 내에 수십 개 혹은 수백 개 이상 존재할 수도 있다. 또한 예를 들어, 대상 시료가 세포일 경우 상기 구획화된 영역은 세포를 1개를 수용하는 크기이거나, 심지어 세포 1개 미만의 크기를 가질 수도 있다. 즉 하나의 세포의 일부분 위에 상기 구획화된 영역이 존재할 수도 있다.One or more partitioned regions may exist on the substrate, and in the case of a plurality of partitioned regions, their sizes may be the same or different. The size of the compartmentalized region may be determined according to the number of target samples of interest, and one or more target samples may be present in the compartmentalized region, for example, types of target samples and Depending on the size may be dozens or hundreds or more in the partitioned area. Also, for example, if the subject sample is a cell, the compartmentalized region may be sized to receive one cell or even smaller than one cell. That is, the compartmentalized region may be present on a portion of one cell.

도 3은 도 2의 C에 해당하는 배리어 구조물이 존재하는 기판의 부분확대 단면도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 대상 시료로서 특정 단일세포(310)를 선별한 경우 배리어 구조물(320)이 특정 단일세포(310) 주변을 둘러싸며 형성됨으로써, 구획화된 영역(330) 내에 하나의 세포만이 존재하고 외부의 다른 세포들은 대상 시료로부터 공간적으로 분리되는 형태를 제시한다. 그리하여 이러한 상태에서 추후 생체 시료를 단일세포 레벨로 분석해낼 수 있다.3 is a partially enlarged cross-sectional view of a substrate on which a barrier structure corresponding to C of FIG. 2 exists. Referring to FIG. 3, when a specific single cell 310 is selected as a target sample, the barrier structure 320 is formed surrounding the specific single cell 310, so that only one cell in the partitioned region 330 is formed. The other cells present and external suggest a form that is spatially separated from the subject sample. Thus, in this state, the biological sample can be later analyzed at the single cell level.

상기 배리어 구조물의 형성과정은 생체시료에 악영향을 크게 끼치지 않으므로 배리어 구조물의 형성 후 생체시료를 배양할 수 있다. 일례로 원하는 표현형(phenotype)을 가진 세포 주변에만 선별적으로 배리어 구조물을 형성한 뒤 세포를 배양함으로써 다른 표현형을 가진 세포와 분리하여 세포를 배양할 수 있다.Since the formation of the barrier structure does not significantly affect the biological sample, the biological sample may be cultured after the barrier structure is formed. For example, by forming a barrier structure selectively around cells having a desired phenotype and then culturing the cells, the cells can be cultured by separating the cells with other phenotypes.

단계 140에서, 상기 구획화된 영역 내에 생화학 반응시약을 도입한다. In step 140, a biochemical reagent is introduced into the compartmentalized region.

도 2의 D를 참조하면, 선별된 대상 시료(225)가 위치한 구획화된 영역(260) 내로 생화학 반응시약(270)이 도입된다. 상기 생화학 반응시약의 도입은 마이크로디스펜싱 방법을 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 마이크로디스펜싱(Microdispensing)은 1 마이크로리터 미만, 혹은 0.1 마이크로리터 미만의 액상 매질을 투입하는 기술이다. 상기 마이크로디스펜싱의 바람직한 예로 잉크젯 프린팅을 들 수 있다. 필요에 따라서는 상기 생화학 반응시약의 도입은 0.1 마이크로리터 이상의 대용량 피펫팅에 의해 수행될 수 있다. Referring to FIG. 2D, the biochemical reagent 270 is introduced into the partitioned region 260 in which the selected target sample 225 is located. The biochemical reaction reagent may be introduced using a microdispensing method. The microdispensing is a technique for introducing a liquid medium of less than 1 microliter, or less than 0.1 microliter. Preferred examples of the microdispensing include inkjet printing. If necessary, the introduction of the biochemical reagent may be performed by pipetting of 0.1 microliter or more.

상기 생화학 반응시약은 또한 미세유체칩이나 미세유체 챔버를 기판위에 어셈블 한 뒤 공급될 수 있다. 미세유체 기술을 이용하여 생화학 시약을 공급할 경우 시약의 소모를 줄일 수 있고, 시약의 증발을 막을 수 있다. 두 종류 이상의 생화학 반응시약을 순차적으로 제공하고 싶은 경우 더 큰 미세유체 챔버를 새로 어샘블함으로써 쉽게 제공할 수 있다.The biochemical reagent may also be supplied after assembling the microfluidic chip or microfluidic chamber onto a substrate. Feeding biochemical reagents using microfluidic technology can reduce reagent consumption and prevent reagent evaporation. If you want to provide two or more types of biochemical reagents sequentially, it can be easily provided by reassembling a larger microfluidic chamber.

상기 생화학 반응시약은 라이시스 용액(lysis solution), PCR 반응용 시약, 전장유전체증폭 반응(whole genome amplification)용 시약 및 전사체 증폭 반응(whole transcriptome amplification)용 시약, 역전사(Reverse transcription), 역전사 PCR(RT PCR), 시험관내 전사(in vitro transcription), 회전환 증폭(Rolling circle amplifciation), 중아황산염 처리(bisulfite treatment), DNA추출, RNA추출, 단백질 추출, 유전체 편집(Genome editing), 퍼미어블아이제이션(permeabilization), 세포 인-시츄 시퀀싱(in situ sequencing) 등 여러 생화학 반응에 필요한 시약을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. The biochemical reagents include a lysis solution, a reagent for PCR reaction, a reagent for whole genome amplification and a reagent for whole transcriptome amplification, reverse transcription, and reverse transcription PCR. (RT PCR), in vitro transcription, rolling circle amplifciation, bisulfite treatment, DNA extraction, RNA extraction, protein extraction, genome editing, accessible Reagents required for various biochemical reactions, such as permeabilization, cell in situ sequencing, can be used alone or in combination.

상기 라이시스 용액으로는, 일례로 염기성 용해시약 혹은 프로티네이즈 (Proteinase) 등을 사용할 수 있다.As the lysis solution, for example, a basic dissolution reagent or proteinase (Proteinase) may be used.

이때 기타의 생화학 반응 시약을 도입하기 이전에 먼저 라이시스 용액(lysis solution)을 사용한 다음 목적에 맞는 기타의 생화학 반응시약을 도입하거나 라이시스 용액과 기타의 생화학 반응시약을 함께 상기 구획화된 영역 내에 도입할 수도 있다.At this time, before introducing other biochemical reaction reagents, use a lysis solution and then introduce other biochemical reaction reagents according to the purpose or introduce the lysis solution and other biochemical reaction reagents together into the compartment. You may.

상기 생화학 반응시약은 예를 들어 트랜스포사제(transposase), 리가제(ligase), 절편화제(fragmentase) 등을 포함하는 초대용량 염기서열 분석(Massively parallel sequencing)을 위한 라이브러리 준비(Library preparation) 반응을 위한 시약일 수 있다.The biochemical reagent is a library preparation reaction for massively parallel sequencing including, for example, transposase, ligase, fragmentation, etc. It may be a reagent for.

상기 생화학 반응 시약은 상기 배리어 구조물에 의해 구획화된 영역 내에만 주입될 수 있고, 필요에 따라서는 상기 배리어 구조물에 의해 구획화된 영역뿐 아니라 상기 구획화된 영역 외에도 주입될 수 있다.The biochemical reaction reagent may be injected only within the area partitioned by the barrier structure, and if necessary, may be injected in addition to the area partitioned by the barrier structure as well as the partitioned area.

도 4는 배리어 구조물이 형성된 기판 위에 생화학 반응 시약을 도입하는 과정의 일 구현예를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 생화학 반응시약이 구획화된 영역 내 뿐만 아니라 구획화된 영역 밖의 영역에 주입되더라도 배리어 구조물에 의한 확산(diffusion) 방지 등의 효과로 반응 결과물이 서로 섞이지만 않으면 추후 대상 시료에 대한 정확한 분석이 가능할 수 있다. 일례로 세포의 DNA는 아주 무거운 고분자물질의 일종으로 생화학 반응이 진행되더라도 확산되어 배리어 구조물을 넘어가기 보다는 자리에 유지하려는 경향이 크다.4 illustrates an embodiment of introducing a biochemical reaction reagent onto a substrate on which a barrier structure is formed. Referring to FIG. 4, even if the biochemical reaction reagents are injected not only in the compartmentalized region but also in the region outside the compartmentalized region, if the reaction results are not mixed with each other due to the effect of preventing diffusion by the barrier structure, the target sample may be precisely determined. Analysis may be possible. For example, the DNA of a cell is a very heavy polymer that tends to spread and remain in place rather than beyond the barrier structure, even when biochemical reactions proceed.

상기 생화학 시약을 도입하기 이전에 상기 생화학 물질의 확산을 최소화하기 위해 배리어 구조물이 형성된 생체시료 위에 하이드로젤(hydrogel)을 덮은 뒤 생화학 시약을 도입할 수 있다. 일례로 배리어 구조물이 형성된 생체시료 위에 아가로즈(agarose)를 도입한뒤 굳혀 하이드로젤을 만든 뒤 그 위에 생화학 반응 시약을 도입할 수 있다. 또 다른 일 예로 생화학 반응시약을 하이드로젤에 적신 뒤 하이드로 젤을 생체시료 위에 덮음으로써 생화학 반응시약을 도입할 수 있다.Before introducing the biochemical reagent, the biochemical reagent may be introduced after covering the hydrogel on the biological sample in which the barrier structure is formed in order to minimize the diffusion of the biochemical material. For example, agarose may be introduced onto a biological sample on which a barrier structure is formed, and then hardened to form a hydrogel, and biochemical reaction reagents may be introduced thereon. As another example, the biochemical reagent may be introduced by soaking the biochemical reagent in the hydrogel and then covering the hydrogel on the biological sample.

상기 생화학 반응 시약은 DNA 마이크로어레이 기판, 초대용량 염기서열 분석기판 혹은 초대용량 염기서열분석용 플로우 셀(flow cell) 위에 있는 바이오 물질을 반응시키기 위한 시약 주입을 위해 사용될 수도 있다The biochemical reaction reagent may be used to inject a reagent for reacting a biomaterial on a DNA microarray substrate, a high capacity sequencing plate, or a flow cell for ultra high capacity sequencing.

상기 생화학 반응시약은 배리어 구조물을 형성하기 위해 경화된 경화성 물질의 교차결합(crosslink)을 풀어내는 디크로스링크(decrosslink) 시약일 수 있다. 일례로 배리어 구조물이 대상시료가 위치한 영역을 덮고 있는 경우 배리어 구조물이 존재하는 영역 주변부의 생체시료를 모두 용해(lysis) 하여 제거한 뒤 디크로스링크 시약을 공급하여 대상시료를 노출시킨뒤 생화학 반응을 더 수행할 수 있다The biochemical reagent may be a decrosslink reagent that releases the crosslink of the curable curable material to form a barrier structure. For example, when the barrier structure covers the area where the sample is located, all the biological samples around the area where the barrier structure is present are dissolved and removed, and then the decrosslink reagent is supplied to expose the sample and further biochemical reaction is performed. Can carry out

단계 150에서, 상기 생화학 반응시약과 상기 대상 시료의 생화학 반응을 통해 상기 대상 시료를 전처리한다. 이들 생화학 반응에 의해 일례로 대상 시료로부터 유래된 핵산 분자를 증폭하게 된다. In step 150, the target sample is pretreated through the biochemical reaction of the biochemical reaction reagent and the target sample. These biochemical reactions result in amplification of nucleic acid molecules derived from a target sample, for example.

상기 생화학 반응은 서로 다른 마이크로웰의 반응물을 태깅(tagging) 하기 위해 서로 다른 종류의 올리고뉴클레오타이드들(oligonucleotides)을 주입하여 기존 반응물에 라이게이션(ligation), 삽입(insertion) 시키는 반응을 포함할 수 있다. 상기 태깅 방법은 또한 서로 다른 종류의 올리고뉴클리오타이드들이 붙어있는 비드(bead), 마이크로파티클(microparticle), 하이드로젤(hydrogel), 드랍렛(droplet) 또는 코어-쉘 입자(core shell particle) 등을 주입하는 방법을 포함할 수 있다. 상기 태깅 방법은 또한 올리고뉴클리오타이드들이 붙어있는 마이크로어래이(microarray)기판과 생체 시료들이 배치된 기판을 어셈블(assemble)하는 방법을 포함할 수 있다. 상기 생화학 반응은 또한 ELISA, 앱타머 바인딩(aptamer binding), 질량 분광법(mass spectroscopy)을 위한 전처리 반응을 포함할 수 있다.The biochemical reaction may include a reaction in which different kinds of oligonucleotides are ligated and inserted into an existing reactant to tag the reactants of different microwells. . The tagging method also includes beads, microparticles, hydrogels, droplets, or core-shell particles having different types of oligonucleotides attached thereto. It may include a method of injecting. The tagging method may also include a method of assembling a microarray substrate to which oligonucleotides are attached and a substrate on which biological samples are placed. The biochemical reaction may also include pretreatment reactions for ELISA, aptamer binding, mass spectroscopy.

일 구현예에서 상기 구획화된 영역에 교반, 진동 또는 초음파 등의 물리적 힘을 인가하여 상기 생화학 반응을 더욱 촉진시킬 수 있다. 또한 목적에 따라 적절한 생화학 반응을 유도하기 위해 온도의 조절과정이 필요할 수 있다. 한편, 상기 전처리하는 과정에서 항습 유지 및 오일을 이용한 실링 처리 등과 같은 건조방지 처리 과정을 추가하면 상기 생화학 반응시약의 건조를 방지할 수 있어 바람직하다. In one embodiment, the biochemical reaction may be further promoted by applying a physical force such as stirring, vibration, or ultrasonic waves to the partitioned region. In addition, depending on the purpose, it may be necessary to control the temperature to induce an appropriate biochemical reaction. On the other hand, it is preferable to add a drying prevention treatment process, such as anti-humidity maintenance and sealing with oil in the pre-treatment process can prevent the drying of the biochemical reaction reagents.

단계 160에서, 상기 대상 시료를 상기 기판으로부터 회수한다. In step 160, the target sample is recovered from the substrate.

상기 대상 시료를 상기 기판으로부터 회수하는 과정은 마이크로 피펫팅, 초음파, 광압, 레이저, 스탬핑, 풀링, 및 흡수 및 마이크로 비드를 이용한 혼성화 방식으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 방법으로 수행될 수 있다. 회수 방식의 구체적인 예로서, 1개 이상의 대상 시료를 그룹화하여 인덱싱 후 풀링하여 회수할 수 있고, 각 구획의 대상 시료를 미세 유체관을 이용하여 회수할 수 있다.The process of recovering the target sample from the substrate may be performed by one or more methods selected from the group consisting of micro pipetting, ultrasound, light pressure, laser, stamping, pulling, and absorption and hybridization using microbeads. As a specific example of the recovery method, one or more target samples may be grouped, pooled and recovered after indexing, and the target samples in each compartment may be recovered using a microfluidic pipe.

회수 방식의 또 다른 바람직한 예로 여러 타입의 시료가 존재하는 생체시료에서 원하는 타입의 시료에만 배리어 구조물을 형성하여 시료를 선별한 뒤 풀링(pooling)하여 원하는 타입의 시료에 대한 생화학 반응을 수행할 수 있다. 예를들어 정상세포와 암세포가 섞여있는 조직에서 암세포 주변에만 배리어 구조물을 형성한다면 바코드 태깅(barcode tagging)과정이 필요없이 풀링하여 암세포에 대한 정보만을 얻을 수 있다.As another preferable example of a recovery method, a biochemical reaction may be performed on a sample of a desired type by forming a barrier structure only on a sample of a desired type in a biological sample having various types of samples, and then pooling the sample. . For example, if a barrier structure is formed only around cancer cells in a tissue mixed with normal cells and cancer cells, only the information about the cancer cells can be obtained by pooling without the need for barcode tagging.

본 명세서에 개시된 생체 시료의 선별적 처리방법은 생체 시료 중에서 원하는 대상 시료를 이미징 등을 통해 관찰하면서 선별하고 다른 생체 시료에 오염되지 않고 전처리할 수 있으며 손상없이 원하는 대상 시료를 용이하게 기판으로부터 분리하여 회수할 수 있다.Selective treatment method of a biological sample disclosed herein can be screened while observing a desired target sample from the biological sample through imaging and the like, and can be pretreated without being contaminated with other biological samples, and easily removes the desired target sample from the substrate without damage. It can be recovered.

본 명세서에 개시된 기술의 다른 측면에 의하면, 상술한 단계 110 내지 단계 150의 방법으로 얻은 대상 시료를 상기 기판 위에서 그대로 분석하거나 상기 기판으로부터 회수하여 분석함으로써 기판 상의 생체 시료를 선별적으로 분석하는 방법이 제공된다.According to another aspect of the technology disclosed herein, a method for selectively analyzing a biological sample on a substrate by analyzing the target sample obtained by the above-described method of steps 110 to 150 on the substrate as it is or recovered from the substrate Is provided.

생체 시료를 선별적으로 분석하는 방법의 일 구현예는 다음과 같이 수행될 수 있다. 먼저 생체 시료들이 배치된 기판을 제공한다. 다음 상기 생체 시료들을 관찰하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별한다. 이어서 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 영역을 구획화함으로써 상기 대상 시료가 위치한 마이크로웰을 형성한다. 그리고 상기 마이크로웰 내에 라이시스 용액을 도입하여 상기 대상 시료를 용해시킨다. 다음 상기 용해에 의해 상기 대상 시료로부터 유래된 핵산 분자들을 생화학 반응시약으로 전처리하여 시퀀싱을 위한 상기 핵산 분자들의 라이브러리를 준비한다. 이어서 상기 핵산 분자들의 라이브러리를 상기 기판으로부터 회수한다. 이후 회수된 상기 핵산분자들의 라이브러리를 시퀀싱함으로써 기판 상의 생체 시료를 선별적으로 분석할 수 있다.One embodiment of a method for selectively analyzing a biological sample may be performed as follows. First, a substrate on which biological samples are disposed is provided. Next, the biological samples are observed to select at least one target sample from the biological samples. Subsequently, a barrier structure is formed to surround the target sample to partition the region in which the target sample is located to form a microwell in which the target sample is located. And a lysis solution is introduced into the microwell to dissolve the target sample. Next, the nucleic acid molecules derived from the target sample by the lysis are pretreated with a biochemical reagent to prepare a library of the nucleic acid molecules for sequencing. The library of nucleic acid molecules is then recovered from the substrate. The biological samples on the substrate can then be selectively analyzed by sequencing the recovered library of nucleic acid molecules.

바람직하게는 상기 시퀀싱은 분석 효율이 매우 높은 차세대 염기서열 분석(Next Generation Sequencing) 기술과 같은 초대용량 시퀀싱(Massively parallel sequencing) 기술에 의해 수행될 수 있다.Preferably, the sequencing may be performed by a massively parallel sequencing technique such as Next Generation Sequencing, which is very efficient.

시퀀싱을 수행함으로써 염기서열의 종류에 따라 순차적으로 발생하는 광학적, 전자기적 시그널을 위치 정보와 함께 제공받을 수 있다. 초대용량 염기서열 분석법을 이용하면 한번에 동시에 수십만 개 이상의 서열을 분석하게 되므로 기존의 전통적인 염기서열 분석방법에 비해 분석처리량이 매우 높으며(high-throughput), 이를 통해 분석하고자 하는 표본의 염기서열에 대한 통계자료를 제공받을 수 있다.By performing the sequencing, optical and electromagnetic signals sequentially generated according to the type of the nucleotide sequence may be provided together with the location information. The ultra-high-capacity sequencing method analyzes hundreds of thousands of sequences at the same time, so that the analysis throughput is very high-throughput compared to the conventional sequencing method (statistics for the sequencing of the sample to be analyzed) Resources may be provided.

도 5는 도 1에서 나타낸 생체 시료의 선별적 처리방법의 구체적 적용 예시도이다. 도 5를 참조하면, 본 명세서에 개시된 기술에 따른 생체 시료의 선별적 처리방법은 다음과 같은 순서로 이루어질 수 있다.FIG. 5 is an example of a specific application of the method for selectively treating a biological sample shown in FIG. 1. Referring to FIG. 5, the method for selectively treating a biological sample according to the technology disclosed herein may be performed in the following order.

도 5의 (a)를 참조하면, 생체 시료의 일종인 세포가 배치된 기판을 관찰하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별한다. 그 위에 UV 경화성 폴리머를 도포하며, 이미징 장치(미도시)를 통해 선별된 대상 시료 주변으로 디지털 미러 디바이스(DMD)를 통해 UV램프를 조사하여 광유체적 무마스크 리소그래피(Optifluidic Maskless Lithography) 혹은 일반적인 광 리소그래피를 이용하여 경화성 물질을 광경화한다. 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 마이크로웰 내에 존재하도록 한다. 도 5의 (c)를 참조하면, 잉크젯 디스펜서를 이용하여 라이시스 용액 등 생화학 반응시약을 상기 마이크로웰 내로 도입하여 상기 대상 시료를 전처리를 함으로써 상기 대상 시료로부터 유래된 핵산 분자들의 라이브러리를 얻는다. 도 5의 (d)를 참조하면, 얻어진 핵산 분자들의 라이브러리를 회수하여 초대용량 염기서열 분석장비(Massively parallel sequencing machine)를 이용하여 시퀀싱한다.Referring to FIG. 5A, at least one target sample of the biological samples is selected by observing a substrate on which cells, which are a kind of biological sample, are disposed. A UV curable polymer is applied thereon and irradiated with a UV lamp through a digital mirror device (DMD) around a selected sample through an imaging device (not shown). Photocuring the curable material using. Referring to FIG. 5B, a barrier structure is formed to surround the object sample so as to exist in the microwell in which the object sample is located. Referring to FIG. 5C, a library of nucleic acid molecules derived from the target sample is obtained by introducing a biochemical reaction reagent such as a lysis solution into the microwell using an inkjet dispenser and pretreating the target sample. Referring to FIG. 5 (d), the obtained library of nucleic acid molecules is recovered and sequenced using a massively capacity sequencing machine.

상술한 바와 같은 생체 시료의 선별적 처리 방법 또는 분석 방법에 따르면, 조직 (특히 암조직)이 어떤 변이나 이상을 가지고 있는지 정확하게 판단할 수 있다.According to the selective treatment method or analysis method of the biological sample as described above, it is possible to determine exactly which side or abnormality the tissue (especially cancer tissue) has.

예를 들어 암환자로부터 추출한 암 조직을 글래스에 도포한 후 통상 사용하는 염색 시약(일례로 giemsa)을 염색하여 현미경으로 관찰하면서 원하는 세포를 선별하여 회수하여 염기서열 분석을 할 수 있다.For example, cancer tissues extracted from cancer patients may be coated on glass, and then stained with a commonly used staining reagent (eg, giemsa), and the desired cells may be selected and collected while observing under a microscope, for sequencing.

레이저 미세절단 기술과 비교하면, 레이저를 사용하지 않으므로 생체 시료를 손상시키지 않고, 생화학적 반응을 위해 생체 시료를 다른 반응 공간으로 옮기는 과정이 필요없기 때문에 오염의 문제가 적어진다. 또한 공정의 특성상 자동화가 쉽기 때문에 상용 제품화가 용이하다. Compared with the laser microcutting technique, since the laser is not used, the problem of contamination is lessened because it does not damage the biological sample and does not need to move the biological sample to another reaction space for the biochemical reaction. In addition, due to the nature of the process, automation is easy, so commercialization is easy.

특히 마이크로 스케일의 반응 공간에서 생체 시료에 대한 생화학 반응이 일어나기 때문에 매우 적은 양의 시약만 사용해도 되며 대량분석이 용이한 장점이 있다. In particular, since a biochemical reaction on a biological sample occurs in a micro-scale reaction space, only a small amount of reagent may be used, and there is an advantage in that mass analysis is easy.

본 명세서에 개시된 기술의 또 다른 측면에 의하면, 생체 시료의 선별적 처리방법에 사용되는 장치가 제공된다. 도 6은 생체 시료의 선별적 처리장치의 일 구현예를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 생체 시료 중 대상 시료의 선별적 처리장치(600)는 생체 시료들이 배치된 기판을 장착한 스테이지(610); 상기 생체 시료들을 관찰하고 적어도 하나의 대상 시료를 선별하기 위한 이미징 처리부(620); 상기 선별된 대상 시료가 위치한 영역 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하기 위한 마이크로웰 제조부(630); 및 상기 마이크로웰 내의 상기 대상 시료의 생화학 반응을 위한 생화학적 처리부(640)를 포함한다.According to another aspect of the technology disclosed herein, an apparatus for use in a method for selectively treating a biological sample is provided. 6 is a view showing an embodiment of a selective treatment apparatus for a biological sample. Referring to FIG. 6, the apparatus 600 for selectively processing a target sample among biological samples includes a stage 610 on which a substrate on which biological samples are disposed is mounted; An imaging processor 620 for observing the biological samples and selecting at least one target sample; A microwell manufacturing unit 630 for forming a barrier structure to surround a region around the selected target sample; And a biochemical treatment unit 640 for biochemical reaction of the target sample in the microwell.

스테이지(610)는 기판을 장착하기 위한 마운트를 포함할 수 있으며, 정밀한 조작을 위해 전동 스테이지인 것이 바람직하다.The stage 610 may include a mount for mounting a substrate, and is preferably an electric stage for precise manipulation.

이미징 처리부(620)는 기판 상의 대상 시료의 종류 및 위치 판독을 위한 이미징 장치를 포함할 수 있고, 구체적인 예로 관찰을 위한 광학 현미경 또는 전자 현미경 등을 들 수 있다. The imaging processor 620 may include an imaging device for reading the type and position of a target sample on a substrate, and specific examples thereof include an optical microscope or an electron microscope for observation.

마이크로웰 제조부(630)는 구체적인 예로, 리소그래피 시스템, 잉크젯 프린팅 시스템 혹은 3D 프린팅 시스템을 포함할 수 있다. 일례로 마이크로웰 제조부(630)는 광유체적 무마스크 리소그래피 시스템을 구비할 수 있다. 이를 위해 상기 마이크로웰 제조부(630)는 UV 광원, 디지털 미러 디바이스, 렌즈 등을 구비할 수 있다.The microwell manufacturing unit 630 may include, for example, a lithography system, an inkjet printing system, or a 3D printing system. For example, the microwell manufacturing unit 630 may include a photofluidic maskless lithography system. To this end, the microwell manufacturing unit 630 may include a UV light source, a digital mirror device, a lens, and the like.

생화학적 처리부(540)는 생화학 반응시약의 저장 수단 및 공급 수단 등을 구비할 수 있다. 일 구현예에서, 생화학적 처리부(540)는 마이크로웰과 같이 대상 시료가 위치한 구획화된 반응 공간에 교반, 진동 또는 초음파 등의 물리적 힘을 인가하기 위한 반응촉진 장치를 포함할 수 있다. 또는 일 구현예에서, 생화학적 처리부(540)는 반응 온도 조절을 위한 온도 제어장치를 포함할 수 있다.The biochemical treatment unit 540 may include a storage means and a supply means of a biochemical reaction reagent. In one embodiment, the biochemical processor 540 may include a reaction promoting device for applying a physical force such as stirring, vibration, or ultrasonic waves to the partitioned reaction space in which the target sample is located, such as a microwell. Alternatively, in one embodiment, the biochemical processor 540 may include a temperature control device for controlling the reaction temperature.

상술한 생체 시료의 선별적 처리장치는 필요에 따라 생화학 반응 시약으로 전처리된 대상 시료를 추출하기 위한 추출장치 및/또는 상기 추출장치로 추출된 시료를 시퀀싱하기 위한 염기서열 분석장비를 더 포함할 수 있다. 상기 염기서열 분석 장비는 통상 사용하는 염기서열 분석장비라면 특정하지 않으나, 시퀀싱의 분석 효율을 고려할 때 초대용량 염기서열 분석장비(Massively parallel sequencing sequencing)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. The above-described selective processing apparatus of the biological sample may further include an extraction apparatus for extracting a target sample pretreated with a biochemical reaction reagent and / or a sequencing apparatus for sequencing the sample extracted by the extraction apparatus, if necessary. have. The sequencing equipment is not specified as long as it is a sequencing equipment that is commonly used, but it may be desirable to use a massively parallel sequencing sequencing in consideration of the analysis efficiency of sequencing.

본 명세서에 개시된 기술의 일 구현예에 따른 생체 시료의 선별적 처리장치는 단일세포 수준까지 분석이 가능하므로 다양하게 응용될 수 있다. 즉, 원하는 생체 시료를 선별적으로 분석하기 위한 바이오 분석기기나, 유전자 진단용 장비 등에 적용될 수 있다. Selective processing apparatus for a biological sample according to an embodiment of the present disclosure can be applied to a variety of applications because it can be analyzed up to a single cell level. That is, the present invention may be applied to a bio analyzer or a gene diagnostic equipment for selectively analyzing a desired biological sample.

이상에서 본 명세서에 개시된 기술의 구현예들에 대해 상세히 기술하였지만, 해당 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에 개시된 기술을 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the embodiments of the technology disclosed in detail above have been described in detail, those of ordinary skill in the art may modify the technology disclosed herein without departing from the spirit and scope of the technology disclosed herein. It will be understood that it can be carried out by.

Claims (17)

생체 시료들이 배치된 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate on which biological samples are disposed; 상기 생체 시료들의 종류 및 위치를 판독하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계;Selecting at least one target sample of the biological samples by reading the type and location of the biological samples; 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 영역을 구획화함으로써 상기 대상 시료를 나머지 생체 시료들로부터 공간적으로 분리시키는 단계;Spatially separating the target sample from the remaining biological samples by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; 상기 구획화된 영역 내에 생화학 반응시약을 도입하는 단계; 및Introducing a biochemical reagent into said compartmentalized region; And 상기 생화학 반응시약과 상기 대상 시료의 생화학 반응을 수행하는 단계를 포함하는 생체 시료의 선별적 처리 방법.Selective treatment method of a biological sample comprising the step of performing a biochemical reaction of the biochemical reaction reagent and the target sample. 제1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 생체 시료는 조직, 혈액, 세포, DNA, RNA, 단백질, 엑소좀, 대사체(metabolite) 및 생검 검사물(biopsy specimen)로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상인 생체 시료의 선별적 처리방법. The biological sample is selected from the group consisting of tissue, blood, cells, DNA, RNA, protein, exosomes, metabolites (metabolite) and biopsy specimen (bipsy specimen) selective treatment method of a biological sample. 제1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 대상 시료를 선별하는 단계는 광학 현미경 또는 전자 현미경을 통해 직접 눈으로 관찰하는 방식 또는 별도 소프트웨어를 이용한 자동화된 방식으로 상기 생체 시료들의 위치 정보를 얻음으로써 수행하는 생체 시료의 선별적 처리방법.Selecting the target sample is a method of selectively processing a biological sample is performed by obtaining the position information of the biological sample in a direct observation via an optical microscope or an electron microscope or in an automated manner using a separate software. 제1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 생체 시료들의 위치를 판독하는 단계는 이미지 관찰, 형광 신호 또는 좌표 정보를 통해 수행되는 생체 시료의 선별적 분석방법.The step of reading the position of the biological sample is a selective analysis method of the biological sample is performed through image observation, fluorescence signal or coordinate information. 제1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 구획화된 영역은 마이크로웰 형태를 갖는 생체 시료의 선별적 처리방법. Wherein said partitioned region has a microwell shape. 제1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 배리어 구조물은 상기 생화학 반응 시약이 상기 대상 시료가 위치한 상기 구획화된 영역 외부로 유출되지 않도록 물리적 또는 화학적으로 보호되는 재질로 이루어진 생체 시료의 선별적 처리방법.And the barrier structure is made of a material that is physically or chemically protected so that the biochemical reaction reagent does not flow out of the compartmentalized region where the target sample is located. 제6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 배리어 구조물은 고분자 수지, 왁스, 금속, 금속 산화물 및 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재질로 이루어진 생체 시료의 선별적 처리방법. The barrier structure is a selective treatment method of a biological sample consisting of at least one material selected from the group consisting of polymer resin, wax, metal, metal oxide and glass. 제1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배리어 구조물의 형성은 리소그래피 방식, 잉크젯 프린팅, 및 3D 프린팅 방식으로 이루어진 군 중에서 선택되는 방식에 의해 이루어지는 생체 시료의 선별적 분석방법.The barrier structure is formed by a method selected from the group consisting of a lithography method, inkjet printing, and a 3D printing method. 제1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 배리어 구조물을 형성하는 단계는 경화성 물질을 상기 기판 위에 도포하고 빛 또는 열로 경화하는 단계를 포함하는 생체 시료의 선별적 처리방법.Forming the barrier structure comprises applying a curable material onto the substrate and curing with light or heat. 제1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 대상 시료를 상기 기판으로부터 회수하는 단계를 더 포함하는 생체 시료의 선별적 처리방법. And recovering the target sample from the substrate. 제1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 생화학 반응시약의 도입은 마이크로디스펜싱 방법을 이용하여 수행되는 생체 시료의 선별적 처리방법.Introduction of the biochemical reagent is a selective treatment method of a biological sample is carried out using a microdispensing method. 제1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 생화학 반응시약은 라이시스 용액(lysis solution), PCR 반응용 시약, 전장유전체증폭 반응(whole genome amplification)용 시약 및 전사체 증폭 반응(whole transcriptome amplification)용 시약으로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상인 생체 시료의 선별적 처리방법.The biochemical reaction reagent is at least one selected from the group consisting of a lysis solution, a reagent for PCR reaction, a reagent for whole genome amplification, and a reagent for whole transcriptome amplification. Selective treatment of biological samples. 제10 항에 있어서, The method of claim 10, 상기 대상 시료를 상기 기판으로부터 회수하는 단계는 마이크로 피펫팅, 초음파, 광압, 레이저, 스탬핑, 풀링 및 흡수로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 방법으로 수행되는 생체 시료의 선별적 처리방법.The step of recovering the target sample from the substrate is a selective processing method of a biological sample is performed by at least one method selected from the group consisting of micro pipetting, ultrasonic waves, light pressure, laser, stamping, pooling and absorption. 생체 시료들이 배치된 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate on which biological samples are disposed; 상기 생체 시료들을 관찰하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계;Observing the biological samples and selecting at least one target sample of the biological samples; 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 영역을 구획화함으로써 상기 대상 시료를 나머지 생체 시료들로부터 공간적으로 분리시키는 단계; Spatially separating the target sample from the remaining biological samples by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; 상기 구획화된 영역 내에 상기 생화학 반응시약을 도입하는 단계;Introducing the biochemical reaction reagent into the compartmentalized region; 상기 생화학 반응시약과 상기 대상 시료의 생화학 반응을 통해 상기 대상 시료를 전처리하는 단계; 및Pretreating the target sample through a biochemical reaction between the biochemical reaction reagent and the target sample; And 상기 대상 시료를 상기 기판 상에서 분석하거나 상기 기판으로부터 회수하여 분석하는 단계를 포함하는 생체 시료의 선별적 분석방법.Selective analysis method of the biological sample comprising the step of analyzing the target sample on the substrate or recovered from the substrate. 생체 시료들이 배치된 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate on which biological samples are disposed; 상기 생체 시료들을 관찰하여 상기 생체 시료들 중 적어도 하나의 대상 시료를 선별하는 단계;Observing the biological samples and selecting at least one target sample of the biological samples; 상기 대상 시료의 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 형성하여 상기 대상 시료가 위치한 영역을 구획화함으로써 상기 대상 시료가 위치한 마이크로웰을 형성하는 단계;Forming a microwell in which the target sample is located by forming a barrier structure to surround the target sample and partitioning an area in which the target sample is located; 상기 마이크로웰 내에 라이시스 용액을 도입하여 상기 대상 시료를 용해시키는 단계;Introducing a lysis solution into the microwell to dissolve the sample of interest; 상기 용해에 의해 상기 대상 시료로부터 유래된 핵산 분자들을 생화학 반응시약으로 전처리하여 시퀀싱을 위한 상기 핵산 분자들의 라이브러리를 준비하는 단계; Preparing a library of nucleic acid molecules for sequencing by pretreating nucleic acid molecules derived from the target sample by the lysis with a biochemical reagent; 상기 핵산 분자들의 라이브러리를 상기 기판으로부터 회수하는 단계; 및 Recovering the library of nucleic acid molecules from the substrate; And 회수된 상기 핵산분자들의 라이브러리를 시퀀싱하는 단계를 포함하는 생체 시료의 선별적 분석방법. And sequencing the recovered library of nucleic acid molecules. 생체 시료들이 배치된 기판을 장착한 스테이지; A stage having a substrate on which biological samples are disposed; 상기 생체 시료들을 관찰하고 적어도 하나의 대상 시료를 선별하기 위한 이미징 처리부;An imaging processor for observing the biological samples and selecting at least one target sample; 상기 선별된 대상 시료가 위치한 영역 주변을 둘러싸도록 배리어 구조물을 쌓음으로써 마이크로웰을 형성하기 위한 마이크로웰 제조부; 및 A microwell manufacturing unit for forming a microwell by stacking a barrier structure to surround a region around the selected target sample; And 상기 마이크로웰 내의 상기 대상 시료의 생화학 반응을 위한 생화학적 처리부를 포함하는 생체 시료의 선별적 처리장치. And a biochemical treatment unit for biochemical reaction of the target sample in the microwell. 제16 항에 있어서, The method of claim 16, 상기 생화학적 처리부는 교반, 진동 및 초음파로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 물리적 힘을 인가하기 위한 반응촉진 장치를 더 포함하는 생체 시료의 선별적 처리장치.The biochemical treatment unit further comprises a reaction promoting device for applying any one of the physical force selected from the group consisting of agitation, vibration and ultrasound.
PCT/KR2016/011609 2015-10-16 2016-10-17 Method for selectively treating biological sample Ceased WO2017065585A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150144436A KR101672654B1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Selective treating method for biospecimen
KR10-2015-0144436 2015-10-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017065585A1 true WO2017065585A1 (en) 2017-04-20

Family

ID=57530217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/011609 Ceased WO2017065585A1 (en) 2015-10-16 2016-10-17 Method for selectively treating biological sample

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101672654B1 (en)
WO (1) WO2017065585A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018208135A2 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 서울대학교산학협력단 Method for separating, acquiring, analyzing, and recovering cells and cell products by using microstructure
KR102097566B1 (en) * 2018-03-27 2020-04-06 서울대학교산학협력단 Method and apparatus for selecting and separating of biospecimen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100968640B1 (en) * 2007-10-06 2010-07-06 재단법인서울대학교산학협력재단 Single Cell Signal Analysis
KR20110035212A (en) * 2009-09-30 2011-04-06 서울대학교산학협력단 Fluorescent mammalian cell for single cell signal analysis and preparation method thereof
KR20140091640A (en) * 2013-01-12 2014-07-22 인제대학교 산학협력단 Single cell trap, rotating device, and single cell trap, rotating process using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100968640B1 (en) * 2007-10-06 2010-07-06 재단법인서울대학교산학협력재단 Single Cell Signal Analysis
KR20110035212A (en) * 2009-09-30 2011-04-06 서울대학교산학협력단 Fluorescent mammalian cell for single cell signal analysis and preparation method thereof
KR20140091640A (en) * 2013-01-12 2014-07-22 인제대학교 산학협력단 Single cell trap, rotating device, and single cell trap, rotating process using the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KIM, JUN HOE: "Microwell-based Quantitative Gene Expression Analysis for Single- Cell Applications", DOCTORATE THESIS, 2013, pages 1 - 112 *
KO, JAE GYEONG: "High-Throughput Single- Cell RT-qPCR in a Volume-Adjustable Microwell Array", MASTER'S THESIS, 2014, pages 1 - 55 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101672654B1 (en) 2016-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12065640B2 (en) Microfluidic device for extracting, isolating, and analyzing DNA from cells
US20090298717A1 (en) Micro-particle array analysis system, micro-particle array kit, and chemical analysis method
US11426729B2 (en) Systems and methods for whole cell analysis
JP2012504956A (en) Cell sorting device
EP2440330A1 (en) Picowell capture devices for analysing single cells or other particles
CN107407691A (en) Device and system for the molecular bar code of unicellular amplifying nucleic acid target
US20170362563A1 (en) Method and device for separation of particles and cells using gradient magnetic ratcheting
US20050214737A1 (en) Transparent filtered capillaries
CN110713922A (en) Real-time monitoring of single cells or activities of single cells
KR101831531B1 (en) Method for selective analysis of biospecimen
Chen et al. μCB-seq: microfluidic cell barcoding and sequencing for high-resolution imaging and sequencing of single cells
US10174313B2 (en) Methods and devices for micro-isolation, extraction, and/or analysis of microscale components in an array
WO2017065585A1 (en) Method for selectively treating biological sample
JP4887298B2 (en) Micropatterned plates with micropallets for addressable biochemical analysis
WO2019094633A1 (en) Methods and systems for separating biological particles
CN115161198B (en) High-capture-rate single-cell marking device based on microporous microfluidic chip and application
KR20140047140A (en) Array printing
US20200009561A1 (en) Tools and methods for isolation and analysis of individual components from a biological sample
CN119161969B (en) A microfluidic chip for spatial transcriptome sequencing of tissue cell nuclei
Zhang Microfluidic tools for connecting single-cell optical and gene expression phenotype
Xu Assembly of ordered microsphere arrays: Platforms for microarrays

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16855802

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16855802

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1