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질병진단용 유체제어칩에 있어서, 수직방향으로 이동 가능하도록 이루어지는 상판; 상기 상판의 하부에 미리 정해진 일정 간격을 두고 이격되어 배치되고 회전 가능하도록 이루어지는 하판; 유체를 수용하기 위해 상기 상판에 형성되는 복수의 상부챔버; 유체가 수용되고 상기 상기 상판의 하강에 의해 상기 상부챔버가 내측으로 삽입될 수 있도록 각각의 상기 상부챔버에 대응하여 상기 하판에 형성되는 복수의 하부챔버; 상기 하판을 회전 가능하게 지지하는 회전축; 상기 상판과 상기 하판 및 상기 회전축 사이의 간격을 유지하기 위해 상기 하판과 상기 회전축 사이에 배치되는 스프링을 포함하여 이루어지는 간격유지부; 각각의 상기 상부챔버 및 상기 하부챔버에 수용된 유체의 온도조절을 위한 온도조절부; 광검출을 위한 빛을 조사하는 광원부; 상기 광원부로부터 조사된 광을 검출하기 위한 광검출부; 상기 상부챔버에 수용된 유체 내의 자성물질을 수집하기 위해 상기 상판의 상부에 형성되는 마그네틱 로드(magnetic rod); 단부에 영구자석을 삽입할 수 있도록 속이 빈 돔(dome)이 형성되어 상기 마그네틱 로드의 하부에 배치되는 팁; 상기 상판과 상기 하판 및 상기 마그네틱 로드의 이동을 위한 동력을 전달하는 구동부; 및 상기 질병진단용 유체제어칩의 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 1항에 있어서, 상기 상부챔버 및 상기 하부챔버는, 상기 상판 및 상기 하판에 각각의 상기 상부챔버 및 상기 하부챔버가 수용되는 수용홈을 각각 형성하고, 상기 수용홈에 상기 상부챔버 및 상기 하부챔버가 각각 결합되도록 구성됨으로써, 각각의 상기 상부챔버 및 상기 하부챔버가 상기 상판 및 상기 하판으로부터 분리, 결합이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 2항에 있어서, 상기 유체제어칩은, 각각의 상기 수용홈 주변을 덮도록 형성되는 보강재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 1항에 있어서, 상기 상부챔버는 상하 양단이 개방된 중공형 실린더의 형태로 형성되고, 상기 하부챔버는 상단만 개방된 형태로 형성되며, 미리 정해진 비율에 따라 상기 상부챔버와 상기 하부챔버의 직경을 형성하는 것에 의해, 상기 상판의 상하이동과 표면장력에 의해 유체가 상기 상부챔버로부터 상기 하부챔버로 남김없이 완전하게 이동될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 4항에 있어서, 상기 상부챔버 및 상기 하부챔버는, 상기 상부챔버의 내경을 DT라 하고, 상기 하부챔버의 내경을 DB라 할 때, 상기 상부챔버와 상기 하부챔버의 직경비율 DT/(DB - DT)가 1
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제 1항에 있어서, 상기 온도조절부는, 상기 상판의 일측에 배치되는 리드히터(Lid Heater); 및 상기 하판의 상기 리드히터에 대응되는 위치의 하부에 미리 정해진 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 상기 하부챔버가 내측에 수용되도록 속이 빈 원통형 실린더의 형태로 형성되고, 측면에는 상기 광원부로부터 조사된 광이 입사될 수 있도록 관통공이 형성되며, 하부에는 히트싱크가 구비되는 열전히터(Thermoelectric Heater Unit ; THU)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 6항에 있어서, 상기 온도조절부는, 상기 열전히터(THU)와 상기 히트싱크 및 상기 리드히터의 온도를 각각 측정하고 모니터링하기 위한 복수의 온도센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 6항에 있어서, 상기 광원부는, LED를 포함하는 광원과 여기필터(excitation filter) 및 집광렌즈(lens)가 원통형의 케이스 내에 각각 구비되어 일체로 형성되고, 상기 열전히터(THU)의 측면에 배치되어 상기 열전히터(THU)의 내측에 수용된 상기 하부챔버 내의 유체에 검출을 위한 광을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 8항에 있어서, 상기 광검출부는, 상기 광원부로부터 조사되어 상기 열전히터(THU)의 내측에 수용된 상기 하부챔버 내의 유체를 통과한 광을 검출하기 위해 상기 리드히터의 상단에 각각 배치되는 방출필터(emission filter) 및 광전자 증배관(photomultiplier tube ; PMT)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 1항에 있어서, 상기 구동부는, 상기 상판의 상부에 연결되는 지지축을 통하여 상기 상판의 상하운동을 위한 동력을 전달하는 제 1 스텝모터; 상기 회전축에 연결되어 상기 하판의 회전운동을 위한 동력을 전달하는 제 2 스텝모터; 및 상기 마그네틱 로드의 상하이동을 위한 동력을 전달하는 제 3 스텝모터를 포함하여 구성됨으로써, 상기 상판과 상기 마그네틱 로드의 수직운동 및 상기 하판의 회전운동이 각각 독립적으로 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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제 6항에 있어서, 상기 질병진단용 유체제어칩은, 상기 상부챔버 및 상기 하부챔버에 유체를 각각 주입하고, 상기 상판의 상하이동 및 상기 하판의 회전동작에 의해 상기 상부챔버와 상기 하부챔버를 정렬시킨 다음, 상기 상부챔버와 상기 하부챔버가 접촉되도록 상기 상판을 하강시켜 상기 상부챔버의 유체를 상기 하부챔버에 전달하고, 상기 상판의 상하이동을 반복하여 각각의 유체를 혼합하며, 그 후, 상기 상판을 더욱 하강시켜 혼합유체가 수용된 상기 하부챔버가 상기 열전히터에 삽입되도록 하여 온도제어 및 광검출이 수행되고, 다시 상기 상판을 상승시키면 상기 스프링에 의해 상기 하판이 원위치로 복귀되도록 구성됨으로써, 바이러스 샘플에서 RNA를 분리하는 검체 준비과정부터 실시간 역전사 PCR(real-time reverse transcription polymerase chain reaction ; rRT-PCR) 까지의 처리과정이 단일의 칩을 통해 자동으로 수행될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 유체제어칩
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질병진단 시스템에 있어서, PCR(Polymerase Chain Reaction)을 포함하는 진단검사를 위한 처리가 수행되는 검진부; 및 상기 검진부의 검진결과에 근거하여 질병의 유무를 판단하는 처리가 수행되는 분석부를 포함하여 구성되고, 상기 검진부는, 청구항 1항 내지 청구항 11항 중 어느 한 항에 기재된 질병진단용 유체제어칩을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이용한 질병진단 시스템
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청구항 1항 내지 청구항 11항 중 어느 한 항에 기재된 질병진단용 유체제어칩을 이용한 질병진단방법에 있어서, 상기 유체제어칩의 상판 및 하판에 상부챔버 및 하부챔버를 각각 삽입하고, 바이러스 샘플, 용해액(lysis buffer), 자기비드(magnetic beads), 세척액(wash buffer) 및 용출액(elution buffer)을 포함하는 PCR 진단을 위한 유체들을 각각의 챔버에 피펫팅(pipetting)하는 처리가 수행되는 준비단계; 미리 정해진 시간 동안 상기 상판의 상하 이동을 반복하여 바이러스 샘플이 수용된 제 1 상부챔버를 용해액이 수용된 제 1 하부챔버와 접촉시키고 상기 바이러스 샘플을 용해시키는 처리가 수행되는 용해단계; 상기 상판의 상하 이동과 상기 하판의 회전에 의해 각각의 챔버를 정렬시킨 후, 상기 상판을 하강시켜 용해된 상기 바이러스 샘플이 수용된 상기 제 1 하부챔버와 자기비드가 수용된 제 2 상부챔버를 미리 정해진 시간 동안 접촉시키는 것에 의해 용해된 상기 바이러스 샘플에 존재하는 바이러스 RNA와 상기 자기비드를 결합시키켜 RNA-비드 복합체를 형성하는 처리가 수행되는 결합단계; 상기 유체제어칩의 팁을 상기 RNA-비드 복합체가 수용된 상기 제 1 하부챔버와 미리 정해진 시간 동안 접촉시키는 것에 의해 상기 팁에 상기 RNA-비드 복합체를 수집하는 처리가 수행되는 수집단계; 상기 RNA-비드 복합체가 수집된 상기 팁을 세척액이 수용된 제 2 하부챔버로 이동시켜 상기 팁에 수집된 상기 RNA-비드 복합체를 세척하고, RNA의 순도를 높이기 위해 미리 정해진 설정에 따라 서로 다른 챔버에서 세척과정을 반복하는 처리가 수행되는 세척단계; RNA의 용출을 위해 상기 팁을 용출액이 수용된 제 3 하부챔버로 이동시키고, 상기 하판을 회전시켜 상기 제 3 하부챔버를 상기 유체제어칩의 리드히터 및 열전히터(THU)와 정렬시킨 다음, 상기 상판을 하강시켜 상기 제 3 하부챔버를 상기 열전히터(THU)와 접촉시킨 후 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 온도로 유지하여 상기 바이러스 RNA를 용출시키는 처리가 수행되는 용출단계; 상기 바이러스 RNA가 용출된 상기 제 3 하부챔버를 PCR 진단용 시약이 수용된 제 3 상부챔버와 접촉시켜 상기 제 3 하부챔버에 상기 시약을 혼합하는 처리가 수행되는 시약혼합단계; 및 상기 하판을 회전시켜 시약이 혼합된 상기 제 3 하부챔버를 상기 리드히터 및 상기 열전히터(THU)와 각각 정렬시키고, 상기 상판을 하강시켜 상기 제 3 하부챔버를 상기 열전히터(THU)와 밀착되도록 하고 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 온도로 유지하여 상보적(complementary) DNA(cDNA)를 합성한 후, 미리 정해진 시간, 온도 및 열주기(thermal cycle)로 초기 DNA 변성(denaturation)을 가지는 DNA 증폭을 행하는 실시간 역전사 PCR(rRT-PCR) 처리가 수행되는 검진단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단방법
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