KR101902789B1

KR101902789B1 - 식품 내 유해균 검출용 유전자칩

Info

Publication number: KR101902789B1
Application number: KR1020170176723A
Authority: KR
Inventors: 김병일; 김봉석; 이민아; 임원래
Original assignee: 티엔에스(주)
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-10-01
Anticipated expiration: 2037-12-21

Abstract

식품 내 유해균 검출용 유전자칩이 개시된다. 본 발명의 구체예들에 따른 유전자칩은 하나의 칩 내에 검체를 농축시키고 핵산을 추출하는 농축챔버와, 분리된 핵산을 PCR을 통해 증폭시키고 판독할 수 있도록 하는 증폭 및 진단챔버를 형성함으로써, 하나의 칩에서 검체의 농축, 핵산 추출, PCR 증폭 및 진단이 모두 이루어질 수 있도록 한다. 이에 따라 전문 인력이 없는 현장에서도 신속하게 식품의 유해균 존재 여부를 확인할 수 있어 식중독 사고를 예방할 수 있다.

Description

식품 내 유해균 검출용 유전자칩{GENE CHIP FOR DETECTING HAZARDOUS MICROBES IN FOOD}

본 발명은 유전자칩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식품 내 유해균을 검출하기 위한 유전자칩에 관한 것이다.

근래 들어 농축산물 원료 및 가공식품의 수출입 자유화에 따른 국제간의 교류 확대, 식생활 패턴 변화에 의한 단체 급식 증가, 가공식품/냉동식품/냉장식품/즉석식품 등의 소비 증가에 따라 식품 위생 및 관리 미숙으로 발생되는 식중독 사고가 빈번이 일어나고 있다. 따라서 식품과 같은 시료에서 유해균(예컨대 식중독 균)의 존재를 신속하게 확인할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

종래 식품으로부터 유해균을 확인하는 방식은 주로 균배양방식이 이용되어 왔다. 선택적 배지에서 시료를 배양한 후에 유해균으로 추측되는 균을 분리한 후에 생화학적이나 면역학적 방법으로 이를 확인하는 방식이다. 하지만 이러한 종래 방식은 세균의 배양 및 확인에 장시간이 소모되어 한계가 있다. 이에 따라 최근에는 중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction; PCR)을 이용한 유해균 검출 키트(kit)들이 연구개발되기 시작하였다. PCR 방법을 이용한 검출 키트들은 높은 정확성, 간편성, 신속성으로 인해 각종 분야에서 널리 활용되고 있다.

한편 분자진단에 사용되는 현장진단용 유전자칩은 대부분 내부에 미세유체를 이송시키기 위한 미세채널이 형성되어 있다. 그리고 미세채널의 일부 구간에서 미세유체를 전진 방향으로 이송시키거나 이송을 차단시키기 위해 밸브 장치를 추가적으로 장착하는 경우가 있다. 하지만 이러한 시스템의 경우 각 밸브 장치마다 밸브의 구동을 위한 별도의 구동장치(예컨대 모터)가 요구되므로, 전체 시스템을 복잡하게 만들 뿐더러 제조 비용의 상승과 같은 단점이 보고되고 있다.

특허문헌 1: 한국등록특허 제10-1799153호(2017.11.13 등록)

본 발명은 식품 내 유해균 검출을 위하여 검체의 농축, 핵산 추출, PCR 증폭 및 진단이 하나의 칩에서 모두 이루어질 수 있는 유전자칩을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 식품으로부터 수득된 검체가 주입되는 주입부; 검체를 농축시키고 검체로부터 핵산을 분리시켜 핵산추출물을 생성하는 농축챔버; 핵산추출시약을 내장하고 농축챔버로 공급하는 제1 시약공급부; 핵산추출물을 PCR(Polymerase Chain Reaction)을 통해 증폭시키고 판독하는 증폭 및 진단챔버; PCR 시료를 내장하고 증폭 및 진단챔버로 공급하는 제2 시약공급부; 주입부와 농축챔버 사이에 형성되어 검체를 이송시키되 전단에는 채널이 미형성된 구간인 제1 단절구간이 형성되어 유체의 수평방향으로의 진행을 막는 제1 이동채널; 제1 시약공급부와 농축챔버 사이에 형성되되 제1 이동채널과 합쳐지는 제2 이동채널; 농축챔버와 증폭 및 진단챔버 사이에 형성되어 핵산추출물을 이송시키되 후단에는 채널이 미형성된 구간인 제2 단절구간이 형성되어 유체의 수평방향으로의 진행을 막고, 전단에는 채널이 미형성된 구간인 제3 단절구간이 형성되어 유체의 수평방향으로의 진행을 막는 제3 이동채널; 제2 시약공급부와 증폭 및 진단챔버 사이에 형성되되 제3 이동채널과 합쳐지는 제4 이동채널; 제1 단절구간 및 제2 단절구간에 각각 배치되어 제1 이동채널의 전단과 농축챔버의 후단을 연통시켜 제1 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 유체에 제공하고, 농축챔버의 전단과 제3 이동채널의 후단을 연통시켜 제2 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 유체에 제공하는 제1 밸브부재; 제3 단절구간에 배치되어 제3 이동채널의 전단과 증폭 및 진단챔버의 후단을 연통시켜 제3 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 유체에 제공하는 제2 밸브부재; 및 제2 밸브부재를 상부에서 가압하거나 가압 해제하여 제3 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 개폐시키는 가압부재를 포함하는 유전자칩이 제공될 수 있다.

또한, 상기 유전자칩은 농축챔버로부터 검체를 이송하여 외부로 배출시키는 제5 이동채널; 및 증폭 및 진단챔버로부터 판독이 완료된 핵산추출물을 외부로 배출시키는 제6 이동채널을 더 포함할 수 있다.

또한, 제6 이동채널의 후단에는 채널이 미형성된 구간인 제4 단절구간이 형성되어 유체의 수평방향으로의 진행을 막고, 상기 제2 밸브부재는 제3 단절구간뿐 아니라 제4 단절구간에도 배치되어 증폭 및 진단챔버의 전단과 제6 이동채널의 후단을 연통시켜 제4 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 유체에 제공할 수 있다.

또한, 상기 유전자칩은 제1 시약공급부와 연통되도록 형성되는 제1 제어포트; 제2 시약공급부와 연통되도록 형성되는 제2 제어포트; 제5 이동채널의 전단과 연통되도록 형성되어 제5 이동채널로부터 이송된 검체를 외부로 배출시키는 제1 배출부; 및 제6 이동채널의 전단과 연통되도록 형성되어 제6 이동채널로부터 이송된 핵산추출물을 외부로 배출시키는 제2 배출부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 유전자칩과, 유전자칩의 적어도 일면에 열 접촉하도록 배치되는 열원부; 및 유전자칩의 증폭 및 진단챔버 내부의 PCR 증폭 산물로부터 발생하는 광신호를 검출하도록 배치되는 광 검출부를 포함하는 검출장치가 추가적으로 제공될 수 있다.

본 발명의 구체예들에 따른 유전자칩은 하나의 칩 내에 검체를 농축시키고 핵산을 추출하는 농축챔버와, 분리된 핵산을 PCR을 통해 증폭시키고 판독할 수 있도록 하는 증폭 및 진단챔버를 형성함으로써, 하나의 칩에서 검체의 농축, 핵산 추출, PCR 증폭 및 진단이 모두 이루어질 수 있도록 한다. 이에 따라 전문 인력이 없는 현장에서도 신속하게 식품의 유해균 존재 여부를 확인할 수 있어 식중독 사고를 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 유전자칩의 사시도이다.
도 2는 도 1의 유전자칩의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 유전자칩을 정면에서 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 유전자칩에서 밸브부재를 추가하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 표시된 V-V에 따른 단면을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 각 부재의 두께나 크기 등은 설명의 편의 등을 위해 과장, 생략, 개략적으로 도시될 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 위치관계나 방향은 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 첨부된 도면을 기준으로 한다.

본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 공간에 대한 설명이나 위치관계에 대한 설명은 본 발명을 이루는 구성요소들 간의 상대적인 위치를 의미한다. 또한 특별히 언급하지 않는 한, 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이의 공간에는 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서 하나의 구성요소의 "상부에" 또는 "위에" 다른 구성요소가 위치함을 언급하는 경우, 하나의 구성요소의 바로 위에 다른 구성요소가 위치하는 경우 뿐만 아니라, 하나의 구성요소와 다른 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 위치하는 경우까지를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 유전자칩의 사시도이고, 도 2는 도 1의 유전자칩의 분리 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 유전자칩(100)은 필름 형태로 형성될 수 있다. 유전자칩(100)내부에는 복수의 반응챔버 및 복수의 채널이 형성된다. 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다. 유전자칩(100)은 하부 기재인 베이스 기재(10)와 상부 기재인 커버 기재(20) 사이에 삽입된 형태로 형성될 수 있다. 베이스 기재(10)와 커버 기재(20)는 동일하거나 상이한 플라스틱 재질로 형성될 수 있으며, 특정 소재로 한정되지 않는다.

베이스 기재(10)는 유전자칩(100)이 상부에 장착될 수 있도록 상부면이 소정 정도 인입된 형태로 형성될 수 있다. 베이스 기재(10)의 상부면 중앙 부분(R1)에는 금속 기판이 배치될 수 있다. 금속 기판은 유전자칩(100)이 열원 상에 놓여졌을 때, 열원으로부터 발생하는 열을 유전자칩(100)에 전달하여 검체 농축, 핵산 추출, 핵산 증폭 등을 수행할 수 있도록 한다. 한편 열원은 특정되지 않으며 통상적으로 사용되는 히터 등이 이용될 수 있다.

커버 기재(20)는 베이스 기재(10)와 상호 결합(접합) 된다. 커버 기재(20)는 베이스기재(10)의 중앙 부분(R1)과 상응하는 부분에 개구부(20a)가 형성된다. 따라서 유전자칩(100)이 장착되었을 때, 유전자칩(100)의 일부분이 개구부(20a)에 노출될 수 있다. 도 1,2에서는 개구부(20a)를 사각형으로 도시하고 있으나, 개구부(20a)는 유전자칩(100)의 농축챔버, 증폭 및 진단챔버를 시각적으로 노출시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.

커버 기재(20)에는 복수의 포트가 형성된다. 구체적으로는 검체가 주입되는 주입포트(21), 유전자칩(100) 내부의 유체 흐름 방향을 제어하는 제1 제어포트(22) 및 제2 제어포트(23), 검체 배출을 위한 제1 배출포트(24), 판독이 완료된 시료 배출을 위한 제2 배출포트(25)가 형성될 수 있다. 도 1을 기준으로 주입포트(21), 제1 제어포트(22) 및 제2 제어포트(23)는 커버 기재(20)의 좌측에 마련되고, 제1 배출포트(24) 및 제2 배출포트(25)는 커버 기재(20)의 우측에 마련되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 각 포트들은 커버 기재(20)의 상부면에 상방향으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 각 포트들과 유전자칩(100)의 연결 상태에 대해서는 후술하기로 한다.

유전자칩(100)은 플라스틱 필름을 포함하는 하부 필름(100c)과, 플라스틱 필름을 포함하는 상부 필름(100a)과, 하부 필름(100c)과 상부 필름(100a) 사이에 게재되며 플라스틱 필름을 포함하는 중간 필름(100b)이 상하 방향으로 적층되어 형성될 수 있다. 이 때, 상기 플라스틱 필름을 예시하면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄, 폴리비닐리덴플루오라이드, 나일론, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리비닐클로라이드(PVE), 폴리에테르 설폰(PES) 등이 있다. 하부 필름(100c), 중간 필름(100b), 상부 필름(100a)은 모두 동일하거나 상이한 플라스틱 필름을 포함할 수 있으며, 세 필름 중 두 개가 동일한 플라스틱 필름을 포함하고 다른 하나는 상이한 플라스틱 필름을 포함할 수도 있다. 나아가 동일한 플라스틱 필름을 포함하더라도, 경우에 따라 개별 물성은 차이가 있을 수도 있다.

중간 필름(100b)에는 농축챔버, 증폭 및 진단챔버, 채널이 형성된다. 농축챔버는 주입된 검체를 농축시키고 나아가 핵산을 분리시키는 기능을 한다. 증폭 및 진단챔버는 분리된 핵산을 PCR(polymerase chain reaction)을 통해 증폭시키고 판독하는 기능을 한다. 여기에서 '검체'는 검출될 샘플 내 분자 또는 기타물질을 의미하며 구체적으로는 식품으로부터 수득될 수 있다. 여기에서 "PCR 증폭" 또는 "PCR을 통한 증폭" 등의 표현은 중합효소 연쇄반응(PCR)을 이용하여 핵산을 증폭시키는 방법을 의미한다. PCR의 증폭방법의 기술 원리 및 세부 기술적 사항은 당업계에 알려져 있다. 채널은 유전자칩(100) 내의 유체(검체, 시료 등)를 이송시킨다. 농축챔버, 증폭 및 진단챔버, 채널에 대해서는 다른 도면을 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다.

농축챔버, 증폭 및 진단챔버, 채널의 형성은 통상적인 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 레이저 컷팅, 컷팅 플로팅 가공법, 컷팅 프린팅법, 선반 가공법 등이 있으며, 이들 각각의 기술 원리 및 세부 기술적 사항은 당업계에 알려져 있다.

중간 필름(100b)의 상하부에 각각 상부 필름(100a)과 하부 필름(100c)이 결합함으로써, 중간 필름(100b)의 두께가 실질적으로 유체의 흐름 공간(유로)의 높이를 형성한다. 각 필름들의 결합은 통상의 결합 부재를 이용한 기계적 결합방식에 의해 이루어질 수 있고, 접착제를 이용하는 방식에 의해 이루어질 수도 있다. 이 때, 접착제는 각 필름들을 상호 접합시켜 바이오 샘플의 흐름 공간을 형성하는데 충분한 접착성을 가지면 충분하고, 특정 종류의 접착제로 한정되지 않는다. 접착제의 종류를 예시하면, 고무계 접착제, 아크릴 수지계 접착제, 실리콘계 접착제, 광학계 접착제, 가열성 접착제 등이 있다. 또한 접착제의 형태를 예시하면, 감압 접착 테이프, 열 활성 접착 테이프, 화학적 활성 접착 테이프, 광 활성 접착 테이프 등이 있다.

상부 필름(100a)에는 다양한 종류의 홀이 형성될 수 있다. 예를 들어, 커버 기재(20)의 주입포트(21)와 연통되는 홀(도 2에서 부호 a로 표기함), 커버 기재(20)의 제1 제어포트(22), 제2 제어포트(23)와 각각 연통되는 홀(도 2에서 각각 부호 b,c로 표기함), 커버 기재(20)의 제1 배출포트(24), 제2 배출포트(25)와 각각 연통되는 홀(도 2에서 각각 부호 d,e로 표기함)이 있다. 즉, 커버 기재(20)의 주입포트(21)로 도입된 검체는 유전자칩(100)의 상부 필름(100a)의 홀(a)을 거쳐 중간 필름(100b)에 형성된 채널로 흐를 수 있다. 농축 및 핵산 추출이 완료된 검체는 중간 필름(100b)에 형성된 채널에서 상부 필름(100a)의 홀(d)을 거쳐 커버 기재(20)의 제1 배출포트(24)로 배출될 수 있다. 또한 증폭 및 판독이 완료된 시료는 마찬가지로 중간 필름(100b)에 형성된 채널에서 상부 필름(100a)의 홀(e)을 거쳐 커버 기재(20)이 제2 배출포트(25)로 배출될 수 있다. 나아가 상부 필름(100a)의 중앙 부분에는 중간 필름(100b)에 형성된 채널의 형태에 따라서 복수의 홀(도 2에서 부호 f로 표기함)이 추가적으로 형성될 수 있는데, 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 구체적으로 후술한다.

하부 필름(100c), 중간 필름(100b), 상부 필름(100a)에는 각각 1 이상의 지그홀(도 2에서 부호 g로 표기함)이 형성될 수 있다. 지그홀(g)은 하부 필름(100c), 중간 필름(100b), 상부 필름(100a)이 접합되었을 때, 서로 포개지는 위치가 되도록 각 필름에 형성될 수 있다. 일 구체예에 있어서 도 2에 도시된 바와 같이 지그홀(g)은 각 필름의 중앙 부분의 테두리를 따라 형성될 수 있다. 도 2에서 지그홀(g)은 각 필름의 중앙 부분을 기준으로 두 쌍이 서로 마주보도록 장슬릿(slit) 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 지그홀(g)은 유전자칩(100)을 열원 또는 판독 장치의 스테이지에 고정시키기 위한 것이다. 일 구체예에 있어서 소정 두께를 갖는 고정부재(미도시)가 지그홀(g)에 삽입됨으로써 유전자칩(100)이 측방향으로 흔들리지 않고 임의의 위치 또는 공간에 고정될 수 있다. 한편, 상술한 홀(f), 지그홀(g)의 형성은 통상적인 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 펀칭, 레이저 컷팅, 컷팅 플로팅 가공법, 컷팅 프린팅법, 선반 가공법 등이 있으며, 이들 각각의 기술 원리 및 세부 기술적 사항은 당업계에 알려져 있다.

유전자칩(100)은 제1 밸브부재(180)와, 제2 밸브부재(190)를 더 포함할 수 있다. 제1 밸브부재(180)는 농축챔버의 유입 부분과 유출 부분에 각각 배치된다. 제1 밸브부재(180)는 검체 내지 핵산추출시약을 전진 방향으로 이송시키거나 전진 방향으로의 이송을 차단함으로써 검체 및 핵산추출시약을 농축챔버 영역에 포집시킬 수 있다. 따라서 검체가 농축챔버 내에서 소정 시간 머무르면서 농축되고 핵산추출시약이 농축챔버 내로 유입되면서 검체로부터 핵산 추출이 이루어질 수 있다. 각각의 제1 밸브부재(180) 상부에는 제1 밸브커버(181)가 부착된다.

제2 밸브부재(190)는 증폭 및 진단챔버의 유입 부분과 유출 부분에 각각 배치된다. 제2 밸브부재(190)는 핵산추출물 내지 PCR 시료를 전진 방향으로 이송시키거나 전진 방향으로의 이송을 차단함으로써 핵산추출물 및 PCR 시료를 증폭 및 진단챔버 영역에 포집시킬 수 있다. 따라서 핵산추출물 및 PCR 시료가 증폭 및 진단챔버 내에서 소정 시간 머무르면서 핵산 증폭 및 판독될 수 있다. 각각의 제2 밸브부재(190) 상부에는 제2 밸브커버(191)가 부착된다. 한편 제1 밸브부재(180), 제2 밸브부재(190)의 세부적인 구성요소들에 대해서는 다른 도면을 참조하여 구체적으로 후술하도록 한다.

유전자칩은 제1 챔버부재(121)와, 제2 챔버부재(141)를 더 포함할 수 있다. 제1 챔버부재(121)는 농축챔버의 상부에 배치된다. 제1 챔버부재(121)는 필터 소재로 형성된다. 보다 구체적으로 제1 챔버부재(121)는 멤브레인 소재로 형성되되 농축챔버의 내측으로 삽입 가능하도록 형성됨으로써 농축챔버에 포집된 검체로부터 유해균(예컨대 식중독 균인 E.coli)을 포집한다. 제1 챔버부재(121)의 상부에는 제1 챔버커버(122)가 부착된다. 제1 챔버커버(122)는 농축챔버에 포집된 검체에 외부 이물질들이 들어가지 않도록 농축챔버를 밀폐시킨다. 도 2에서는 제1 챔버부재(121)를 원형으로, 제1 챔버커버(122)를 사각형으로 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 한편 제1 챔버커버(122)는 광투과성 소재로 형성됨으로써 외부에서 농축챔버를 확인할 수 있도록 시인성을 높일 수 있다.

제2 챔버부재(141)는 증폭 및 진단챔버의 상부에 배치된다. 제2 챔버부재(141)는 증폭 및 진단챔버로부터 핵산추출물을 포집시키고 판독이 완료되면 전진 방향으로 이송시키기 위한 유로를 제공하는 기능을 한다. 제2 챔버부재(141)의 상부에는 제2 챔버커버(142)가 부착된다. 제2 챔버커버(142)는 증폭 및 진단챔버에 포집된 핵산추출물 등에 외부 이물질들이 들어가지 않도록 농축챔버를 밀폐시킨다. 한편 제2 챔버커버(142)는 광투과성 소재로 형성됨으로써 외부에서 PCR 시료에 포함된 형광물질을 확인할 수 있도록 하며, 외부에 배치되는 광 검출부를 통해 PCR 증폭 산물로부터 발생하는 광신호가 검출될 수 있도록 한다.

이상의 구성요소들을 포함하는 유전자칩(100)은 하나의 칩 내에 검체를 농축시키고 핵산을 추출하는 농축챔버와, 분리된 핵산을 PCR을 통해 증폭시키고 판독할 수 있도록 하는 증폭 및 진단챔버를 형성함으로써, 하나의 칩에서 검체의 농축, 핵산 추출, PCR 증폭 및 진단이 모두 이루어질 수 있도록 한다. 이에 따라 전문 인력이 없는 현장에서도 신속하게 식품의 유해균 존재 여부를 확인할 수 있어 식중독 사고를 예방할 수 있다.

이하에서는 유전자칩(100)을 구성하는 챔버 및 채널에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 유전자칩(100)을 정면에서 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 유전자칩(100)은 주입부(110), 농축챔버(120), 제1 시약공급부(130), 증폭 및 진단챔버(140), 제2 시약공급부(150), 제1 배출부(160), 제2 배출부(170)를 포함한다. 상기 나열한 각 구성요소들 사이에는 채널(도 3에서 부호 1 내지 6으로 표기함)이 형성되고, 채널을 통해 유체(검체, 시약 등)가 각 구성요소들로 이동될 수 있다.

주입부(110)에는 식품으로부터 수득된 검체가 주입된다. 구체적으로는 커버기재(20, 도 1 참고)에 형성된 주입포트(21, 도 1 참고)에 검체가 담긴 시린지 펌프(syringe pump)를 연결하고 검체를 주입포트(21)로 주입하면, 검체가 주입부(110)를 통해 주입될 수 있다. 검체는 상술하였듯 식품으로부터 수득될 수 있으며, 주입부(110)에 주입되기 전 검체 균질화 처리 등을 거칠 수 있다. 주입부(110)로 주입된 검체는 제1 이동채널(1)을 통해 농축챔버(120)로 이동될 수 있다.

농축챔버(120)는 미세유로를 갖도록 형성되어 있으며 농축챔버(120)에는 상술한 제1 챔버부재(121)가 삽입되어 있다. 농축챔버(120)로 이동된 검체는 일정 시간동안 농축챔버(120)에 포집된 상태로 있으면서 외부 열원에 의해 농축된다. 이 때 검체의 적어도 일부는 필터 기능을 하는 제1 챔버부재(121)에 부착된다. 농축이 완료되면 제1 시약공급부(130)로부터 핵산추출시약이 제2 이동채널(2)을 통해 농축챔버(120)로 공급되고, 농축챔버(120)에 포집된 검체는 제5 이동채널(5)을 통해 제1 배출부(160)로 배출된다. 농축챔버(120)로 도입된 핵산추출시약은 열원 존재 하에서(예컨대 70~80℃ 온도 범위로 가열됨) 제1 챔버부재(121)에 부착된 검체와 반응하여 검체로부터 핵산이 추출될 수 있다. 제1 시약공급부(130)는 유전자칩(100)의 일측에 마련될 수 있으며 내부에 기 정해진 양의 핵산추출시약이 내장되어 있다. 이는 핵산추출시약을 미리 내장함으로써 유전자칩(100)의 현장진단에서의 활용성을 높이기 위함이다. 핵산추출시약은 통상적으로 사용되는 용해 완충액(lysis buffer)을 사용할 수 있다.

증폭 및 진단챔버(140)는 농축챔버(120)의 아래에 위치하고 있으며, 핵산추출물은 제3 이동채널(3)을 통해 농축챔버(120)로부터 증폭 및 진단챔버(140)로 이동된다. 핵산추출물이 증폭 및 진단챔버(140)에 포집되면, PCR을 통한 핵산 증폭 단계가 시작되며 이 때 제2 시약공급부(150)로부터 PCR 시약이 제4 이동채널(4)을 통해 증폭 및 진단챔버(140)로 공급된다. 여기에서 PCR 시약은 반응 버퍼, dNTPs, Taq 중합효소 및 프라이머 등을 포함할 수 있으며, 통상적인 PCR 시약은 당업계에 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 제2 시약공급부(150)는 유전자칩(100)의 일측에 마련될 수 있으며 내부에 기 정해진 양의 PCR 시약이 내장되어 있다. 이는 PCR 시약을 미리 내장함으로써 유전자칩(100)의 현장진단에서의 활용성을 높이기 위함이다.

한편, PCR을 통한 핵산 증폭 단계는 시료(핵산추출물) 및 PCR 시약을 특정 온도(약 95℃)로 가열하여 이중 가닥의 DNA를 단일 가닥의 DNA로 분리하는 변성 단계(denaturing step)와, 특정 염기 서열과 상보적 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드 프라이머를 제공하고 분리된 단일 가닥의 DNA와 함께 특정 온도(약 55℃)로 냉각하여 단일 가닥의 DNA의 특정 염기 서열에 프라이머를 결합시켜 부분적인 DNA-프라이머 복합체를 형성하는 어닐링 단계(annealing step)와, 시료 및 PCR 시약을 DNA 중합효소의 활성온도(예컨대 72℃)로 유지함으로써 DNA 중합효소에 의해 부분적인 DNA-프라이머 복합체의 프라이머를 기초로 이중 가닥의 DNA를 형성하는 연장(연신, 증폭) 단계(extension step)를 포함한다.

증폭 및 진단챔버(140)에서 증폭이 완료되면 외부에 위치한 광학모듈에 의해 유전자 분석이 행해진다. 광학모듈은 증폭 및 진단챔버(140)에 포집된 시료 등(분석물 검출을 위해 형광물질과 같은 표지물질이 포함됨)을 향해 광(예컨대 레이저)을 출사하기 위한 광원과, 반사광을 수신하여 상기 시료 등에 포함되는 형광신호를 검출하여 영상 처리를 위한 디지털 신호로 변환하는 CCD 카메라 등을 포함한다. 이와 같은 광학 모듈의 기술 원리 및 세부 기술적 사항은 당업계에 알려져 있는 바 구체적인 설명은 생략한다. 한편, 상술하였듯 제2 챔버 커버(142)가 광투과성을 갖는 소재로 형성되므로 이러한 광학 모듈을 사용하여 유전자를 분석하는 데에 아무런 장애가 되지 않는다. 판독이 완료된 시료는 제6 이동채널(6)을 통해 제2 배출부(170)로 배출된다.

유전자칩(100)에 형성된 채널과 유체 이송에 대해 부연 설명한다. 제1 이동채널(1)은 주입부(110)와 농축챔버(120)를 연결한다. 제2 이동채널(2)은 제1 시약공급부(130)와 농축챔버(120)를 연결한다. 이 때, 제2 이동채널(2)은 제1 이동채널(1)과 중간에서 합쳐지도록 형성될 수 있다. 제3 이동채널(3)은 농축챔버(120)와 증폭 및 진단챔버(140)를 연결한다. 제4 이동채널(4)은 제2 시약공급부(140)와 증폭 및 진단챔버(140)를 연결한다. 이 때, 제4 이동채널(4)은 제3 이동채널(3)과 중간에서 합쳐지도록 형성될 수 있다. 제5 이동채널(5)은 농축챔버(120)와 제1 배출부(160)를 연결한다. 제6 이동채널(6)은 증폭 및 진단챔버(150)와 제2 배출부(170)를 연결한다. 채널들은 도 3에 도시된 형태로 한정되지 않는다. 예를 들어 채널들은 직선 패턴, 곡선 패턴(나선형, 서펜틴형, 지그재그형 등) 또는 무작위 패턴 등으로 형성될 수 있다.

한편, 제1 이동채널(1)에는 제1 단절 구간(미표기)이 존재한다. 제1 이동채널(1)과 제2 이동채널(2)이 중간에서 합쳐지는 경우에는 농축챔버(120)의 후단에 근접하게 제1 단절 구간(도 3의 120a 부근)이 존재한다. 여기에서 '후단'은 유체의 이송 방향을 기준으로 기재된 것으로, 유체의 전진 방향과는 반대되는 방향쪽 단부를 의미한다. 또한 제3 이동채널(3)에는 농축챔버(120)의 전단에 근접하게 제2 단절 구간(미표기)이, 그리고 증폭 및 진단챔버(140)의 후단과 근접하게 제3 단절 구간(미표기)이 존재한다. 여기에서 '전단'은 유체의 전진 방향쪽 단부를 의미한다. 마지막으로 제6 이동채널(6)에는 증폭 및 진단챔버(140)의 전단과 근접하게 제4 단절 구간(미표기)이 존재한다. 이들 단절 구간들은 채널이 중간에서 단절된 구간을 의미한다. 단절 구간에는 채널이 형성되지 않은 바, 유전자칩(100)의 두께에 상응하는 차단벽이 존재한다. 그리고 상기 차단벽은 유체의 이동을 소정 압력 범위 내에서 차단한다.

이 때, 각 단절 구간에는 밸브 부재가 배치된다. 구체적으로 제1,2 단절 구간에는 제1 밸브부재(180)가 배치되고, 제3,4 단절 구간에는 제2 밸브부재(190)가 배치된다. 제1 밸브부재(180) 및 제2 밸브부재(190)는 각 단절 구간에 대해 유체의 우회 유로를 형성함으로써 유체의 이동을 제어하게 된다.

한편, 유전자칩(100) 내부에서의 유체 이동 및 유체의 이동 속도(유속)의 제어는 커버기재(20)에 마련된 각 포트들을 통해 이루어질 수 있다. 이들 포트들은 압력조절장치(미도시)와 각각 연결될 수 있다. 유전자칩(100) 내부의 유체를 기준으로 전진 방향측 유로의 압력이 후진 방향측 유로의 압력보다 작은 경우에는 유체가 전진 방향으로 이동한다. 압력 차이가 클수록 유체는 빠르게 이동할 것이다. 반대의 경우에는 유체가 후진 방향으로 이동할 것이다. 따라서 각 포트들에 연결되는 압력조절장치를 통해 유전자칩(100) 내부의 유체 이동 및 유속이 제어될 수 있다. 예를 들어 검체의 이동은 다른 포트들이 폐쇄된 상태에서 주입포트(21) 및 제1 배출포트(24)에 연결되는 압력조절장치를 통해 이루어질 수 있다. 마찬가지로 핵산추출시약의 이동은 다른 포트들이 폐쇄된 상태에서 제1 제어포트(22) 및 제1 배출포트(24)에 연결되는 압력조절장치를 통해 이루어질 수 있고, PCR 시약의 이동은 다른 포트들이 폐쇄된 상태에서 제2 제어포트(23) 및 제2 배출포트(25)에 연결되는 압력조절장치를 통해 이루어질 수 있다. 또한 핵산추출물의 증폭 및 진단챔버(140)로의 이동은 다른 포트들이 폐쇄된 상태에서 주입포트(21) 또는 제1 제어포트(22)와 제2 배출포트(25)에 연결되는 압력조절장치를 통해 이루어질 수 있을 것이다. 상술한 압력조절장치는 통상의 에어공급기능 및 에어흡입기능을 갖는 장치를 이용할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

이하, 밸브부재에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 4는 도 3의 유전자칩에서 밸브부재를 추가하여 도시한 도면이다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 제1 밸브부재(180)에는 한 쌍의 제1 홀(미표기)이 형성된다. 그리고 제1 밸브커버(181)가 제1 밸브부재(180)의 상부에 접합된다. 예컨대 접착제를 이용할 수 있다. 이에 따라 제1 밸브커버(181)에 의해 제1 홀의 상부가 가려진다. 제1 밸브부재(180)는 유전자칩(100)에 부착되므로 제1 홀의 하부도 가려진다. 따라서 제1 홀은 유체의 우회 유로로 기능하며, 제1 밸브부재(180)의 두께가 유로의 높이를 형성한다.

제2 밸브부재(190)에는 제2 홀(미표기)이 형성된다. 그리고 제2 밸브커버(191)가 제2 밸브부재(190)의 상부에 접합된다. 예컨대 접착제를 이용할 수 있다. 이에 따라 제2 밸브커버(191)에 의해 제2 홀의 상부가 가려진다. 제2 밸브부재(190)는 유전자칩(100)에 부착되므로 제2 홀의 하부도 가려진다. 따라서 제2 홀은 유체의 우회 유로로 기능하며, 제2 밸브부재(190)의 두께가 유로의 높이를 형성한다.

한편, 챔버 부재(150)는 도 2에 도시된 것처럼 하부 기판, 중간 기판, 상부 기판(이상, 부호 미표기)이 상하 방향으로 적층되어 형성될 수 있다. 챔버 부재(150)의 각 기판에는 증폭 및 진단챔버(h) 상에 놓여져 증폭 및 진단챔버(h)를 노출시키는 상대적으로 큰 직경을 갖는 홀(a)과, 상기 홀(a)에서 제3 매개채널(i)의 전단 방향으로 소정 간격 이격되어 형성되며 상기 홀(a)보다 작은 직경을 갖는 홀(b)이 형성된다. 이 때, 챔버 부재(150)의 하부 기판 및 중간 기판에서는 홀(a)와 홀(b)가 서로 독립적으로 형성되어 있는 반면, 챔버 부재(150)의 상부 기판에서의 홀(a)와 홀(b)는 서로 연통되도록 형성된다.

제2 챔버 부재(141)는 도 2에 도시된 것처럼 하부 기판, 중간 기판, 상부 기판(이상, 부호 미표기)이 상하 방향으로 적층되어 형성될 수 있다. 제2 챔버 부재(141)의 각 기판에는 증폭 및 진단챔버(140) 상에 놓여져 증폭 및 진단챔버(140)를 노출시키는 상대적으로 큰 직경을 갖는 홀(a)과, 상기 홀(a)에서 전단 방향으로 소정 간격 이격되어 형성되며 상기 홀(a)보다 작은 직경을 갖는 홀(b)이 형성된다. 이 때, 제2 챔버 부재(141)의 하부 기판 및 중간 기판에서는 홀(a)와 홀(b)가 서로 독립적으로 형성되어 있는 반면, 챔버 부재(150)의 상부 기판에서의 홀(a)와 홀(b)는 서로 연통되도록 형성된다. 제2 챔버 커버(142)는 제2 챔버 부재(141)의 상부에 접합된다(예컨대 접착제를 이용함). 이에 따라 제2 챔버 커버(142)에 의해 홀(a)와 홀(b)의 상부가 가려진다. 제2 챔버 부재(141)는 유전자칩(100)에 부착되므로, 홀(a)와 홀 (b)의 하부도 가려진다. 따라서 홀(a) 및 홀(b)는 유체의 유로로 기능하며, 제2 챔버 부재(141)의 상부 기판의 두께가 실질적으로 상기 흐름 공간의 높이를 형성하게 된다. 이에 따라, 증폭 및 진단챔버(140)에 채워진 바이오 샘플은 제2 챔버 부재(141)의 홀(a)를 따라 수직 방향으로 상승하며 이송되며, 다시 제2 챔버 부재(141)의 상부 기판의 홀(a) 및 홀(b)에 의해 형성되는 유로를 따라 전단 방향으로 평행 이송되며, 다시 제2 챔버 부재(141)의 홀(b)를 따라 수직 방향으로 하강하며 이송됨으로써 제6 이동채널(6)을 통해 제2 배출부(170)로 이동될 수 있다.

도 5는 도 4에 표시된 V-V에 따른 단면을 도시한 도면이다. 도 5에서는 제1 밸브 부재(180)를 통한 유체의 이송을 도시한다.

도 5를 참조하면, 제1 밸브부재(180)에는 한 쌍의 제1 홀(도 5에서 부호 180a로 표기함)이 형성될 수 있다. 상술하였듯 제1 밸브부재(180)는 제1,2 단절구간에 각각 배치된다. 제1 밸브부재(180)는 단절구간(도 5에서 D1로 표기함)을 모두 덮을 수 있는 크기로 형성된다. 이 때, 제1 밸브부재(180)의 제1 홀(180a)은 단절 구간(D1)의 길이보다 소정 정도 긴 길이를 갖도록 형성되고, 단절 구간(D1)이 제1 홀(130a)의 중앙 부분에 오도록 형성된다. 따라서 제1 홀(130a)의 양측 단부는 챔버 및/또는 채널과 연통된다.

유전자칩(100) 내부의 유체는 단절 구간(D1)에 형성된 차단벽에 의해 수평방향으로의 이송이 차단된다. 이 때, 농축챔버(120)는 검체의 농축 및 핵산추출을 위해 외부 열원에 의해 가열되고, 검체나 핵산추출시약은 유체이므로 가열에 의해 유체 플럭추에이션(fluctuation)이 발생할 수 있다. 즉 유체가 소정 범위에서 요동을 일으키게 되는 바, 검체의 농축 및 핵산추출이 진행되는 동안 농축챔버(120)에 포집되어 있어야 하는 유체들이 농축챔버(120)를 이탈할 수 있다. 이를 막기 위해 본 발명에서는 농축챔버(120)의 전단과 후단에 근접하도록 단절구간(D1)을 형성함으로써, 단절구간(D1)에 해당하는 차단벽에 의해 유체의 수평방향으로의 이송을 막도록 하였다. 본 발명의 발명자들은 단절 구간에 해당하는 차단벽을 형성하는 것만으로도 농축챔버(120)에 가해지는 가열 범위에서 발생하는 유체 플럭추에이션에 의한 유체의 이탈을 막을 수 있다는 결과를 도출할 수 있었다. 따라서 모터 등의 밸브 구동을 위한 복잡한 구조가 아니라 상대적으로 간단한 구조적 개선을 통해 유체 제어가 가능할 뿐더러, 유전자칩의 제조 비용 등도 낮출 수 있다는 장점이 있다.

한편, 유체는 전진할 수 있어야 한다. 따라서 제1 밸브부재(180)를 통해 우회 유로를 형성시킴으로써 유체를 인위적으로 이송시킬 수 있다. 예컨대 도 5에서는 제1 밸브부재(180)를 통해 형성된 우회 유로를 화살표로 표시하고 있다. 또한 제1 밸브부재(180)에서 제1 홀(180a)을 한 쌍으로 형성한 이유는 유체의 이탈을 보다 안정적으로 차단하기 위함이다. 제1 홀(180a)이 하나만 형성되는 경우에는 미량의 유체가 유체 플럭추에이션에 의해 가압되어 우회 유로를 통해 이탈될 가능성이 존재하기 때문이다. 그러나 본 발명에서와 같이 제1 홀(180a)을 한 쌍으로 형성하는 경우에는 별도의 추가적인 압력이 주어지지 않는 한, 유체가 단절구간(D1)을 모두 넘어설 수는 없으며 유체가 단절구간(D1)을 넘어서게 하기 위해서는 상술한 압력조절장치를 사용하여 채널 내부의 압력을 조절해야만 한다.

한편, 도면에 구체적으로 도시되지는 않았으나 제2 밸브부재(190)에는 제2 홀이 형성된다. 제2 홀은 제1 밸브부재(180)에서처럼 한 쌍이 형성되지 않아도 무방하다. 상술하였듯 제2 밸브부재(190)는 제3,4 단절구간에 각각 배치된다. 제2 밸브부재(190)는 단절구간(D2)을 모두 덮을 수 있는 크기로 형성된다. 이 때, 제2 밸브부재(190)의 제2 홀은 단절구간(D2)의 길이보다 소정 정도 긴 길이를 갖도록 형성되고, 단절구간(D2)이 제2 홀의 중앙 부분에 오도록 형성된다. 따라서 제2 홀의 양측 단부는 챔버 및/또는 채널과 연통됨으로써 우회 유로로 기능한다. 한편, 제2 밸브부재(190)는 제1 밸브부재(180)와는 달리 제2 밸브부재(190)를 상부에서 가압하는 가압부재(미도시)가 추가적으로 마련된다. 상기 가압부재는 제2 홀의 양 단부 중 어느 하나와 상응하도록 위치하며, 상하로 구동 가능하도록 설치되되 하단에는 볼지그가 부착될 수 있다. 따라서 가압부재가 하강하면 상기 볼지그가 제2 밸브커버(191)를 가압하여 제2 홀에 의해 형성된 유로가 막힌다. 볼지그가 상승하면 유로가 개방됨은 물론이다.

이와 같이 별도의 가압부재를 추가적으로 마련하는 이유는 증폭 및 진단 챔버(140)에서의 가열 온도가 농축챔버(120)에서의 가열 온도보다 높기 때문이다. 농축챔버(120)에서는 가열 온도가 상대적으로 낮고, 유체 플럭추에이션 정도가 낮다. 따라서 단절구간(D1)에 차단벽을 형성하는 것 만으로도 유체가 농축챔버(120)로부터 이탈하는 것을 대부분 막을 수 있다. 그러나 증폭 및 진단 챔버(140)에서는 가열 온도가 농축챔버(120)보다 크고, 유체 플럭추에이션 정도가 보다 크므로 차단벽만으로는 유체가 증폭 및 진단챔버(140)를 이탈하는 것을 완전히 막기 어렵다. 따라서 별도의 가압부재를 마련하여 제2 홀에 의해 형성되는 우회 유로를 개방 또는 폐쇄한다. 또한 별도의 가압부재가 있으므로 제1 밸브부재(180)와 같이 제2 홀을 한 쌍 이상으로 형성할 필요는 없다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구체예들에 따른 유전자칩은 하나의 칩 내에 검체를 농축시키고 핵산을 추출하는 농축챔버와, 분리된 핵산을 PCR을 통해 증폭시키고 판독할 수 있도록 하는 증폭 및 진단챔버를 형성함으로써, 하나의 칩에서 검체의 농축, 핵산 추출, PCR 증폭 및 진단이 모두 이루어질 수 있도록 한다. 이에 따라 전문 인력이 없는 현장에서도 신속하게 식품의 유해균 존재 여부를 확인할 수 있어 식중독 사고를 예방할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 유전자칩을 포함하는 검출장치를 추가적으로 제공할 수 있다. 상기 검출장치는 본 발명에 따른 유전자칩과, 열원부와, 광 검출부를 포함한다. 열원부는 유전자칩의 적어도 일면에 열 접촉하도록 배치되며, 광 검출부는 유전자칩의 증폭 및 진단챔버 내부의 PCR 증폭 산물로부터 발생하는 광신호를 검출한다. 열원부는 특정되지 않으며, 예컨대 구리 가열 블록, 박막 히터, 적외선 장치, 할로겐 램프, 마이크로웨이브, 백금 레지스터 또는 유도 가열장치를 채용할 수 있다. 광 검출부는 상술한 광학모듈과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있으므로 중복 설명은 생략한다.

이상, 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.

100: 유전자칩 110: 주입부
120: 농축챔버 121: 제1 챔버부재
130: 제1 시약공급부 140: 증폭 및 진단챔버
141: 제2 챔버부재 150: 제2 시약공급부
160: 제1 배출부 170: 제2 배출부
180: 제1 밸브부재 190: 제2 밸브부재
10: 베이스 기재 20: 커버 기재

Claims

식품으로부터 수득된 검체가 주입되는 주입부;
검체를 농축시키고 검체로부터 핵산을 분리시켜 핵산추출물을 생성하는 농축챔버;
핵산추출시약을 내장하고 농축챔버로 공급하는 제1 시약공급부;
핵산추출물을 PCR(Polymerase Chain Reaction)을 통해 증폭시키고 판독하는 증폭 및 진단챔버;
PCR 시료를 내장하고 증폭 및 진단챔버로 공급하는 제2 시약공급부;
주입부와 농축챔버 사이에 형성되어 검체를 이송시키되 전단에는 채널이 미형성된 구간인 제1 단절구간이 형성되어 유체의 수평방향으로의 진행을 막는 제1 이동채널;
제1 시약공급부와 농축챔버 사이에 형성되되 제1 이동채널과 합쳐지는 제2 이동채널;
농축챔버와 증폭 및 진단챔버 사이에 형성되어 핵산추출물을 이송시키되 후단에는 채널이 미형성된 구간인 제2 단절구간이 형성되어 유체의 수평방향으로의 진행을 막고, 전단에는 채널이 미형성된 구간인 제3 단절구간이 형성되어 유체의 수평방향으로의 진행을 막는 제3 이동채널;
제2 시약공급부와 증폭 및 진단챔버 사이에 형성되되 제3 이동채널과 합쳐지는 제4 이동채널;
제1 단절구간 및 제2 단절구간에 각각 배치되어 제1 이동채널의 전단과 농축챔버의 후단을 연통시켜 제1 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 유체에 제공하고, 농축챔버의 전단과 제3 이동채널의 후단을 연통시켜 제2 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 유체에 제공하는 제1 밸브부재;
제3 단절구간에 배치되어 제3 이동채널의 전단과 증폭 및 진단챔버의 후단을 연통시켜 제3 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 유체에 제공하는 제2 밸브부재; 및
제2 밸브부재를 상부에서 가압하거나 가압 해제하여 제3 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 개폐시키는 가압부재를 포함하는 유전자칩.
청구항 1에 있어서,
농축챔버로부터 검체를 이송하여 외부로 배출시키는 제5 이동채널; 및
증폭 및 진단챔버로부터 판독이 완료된 핵산추출물을 외부로 배출시키는 제6 이동채널을 더 포함하는 유전자칩.
청구항 2에 있어서,
제6 이동채널의 후단에는 채널이 미형성된 구간인 제4 단절구간이 형성되어 유체의 수평방향으로의 진행을 막고,
상기 제2 밸브부재는 제3 단절구간뿐 아니라 제4 단절구간에도 배치되어 증폭 및 진단챔버의 전단과 제6 이동채널의 후단을 연통시켜 제4 단절구간의 상부에 형성되는 우회 유로를 유체에 제공하는 유전자칩.
청구항 3에 있어서,
제1 시약공급부와 연통되도록 형성되는 제1 제어포트;
제2 시약공급부와 연통되도록 형성되는 제2 제어포트;
제5 이동채널의 전단과 연통되도록 형성되어 제5 이동채널로부터 이송된 검체를 외부로 배출시키는 제1 배출부; 및
제6 이동채널의 전단과 연통되도록 형성되어 제6 이동채널로부터 이송된 핵산추출물을 외부로 배출시키는 제2 배출부를 더 포함하는 유전자칩.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 유전자칩;
유전자칩의 적어도 일면에 열 접촉하도록 배치되는 열원부; 및
유전자칩의 증폭 및 진단챔버 내부의 PCR 증폭 산물로부터 발생하는 광신호를 검출하도록 배치되는 광 검출부를 포함하는 검출장치.