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시료 내 포함된 타켓 핵산을 검출하는 핵산검출장치에서,하나 이상의 고흡수성 폴리머 (super absorbent polymer, SAP) 입자; 및상기 고흡수성 폴리머 입자의 내부에 구비되는 내부에 핵산증폭용 버퍼액;을 포함하고,상기 고흡수성 폴리머 입자는 상기 시료를 흡수하여 상기 고흡수성 폴리머 입자 내부에서 타겟 핵산이 증폭되는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자를 수납하고, 상기 고흡수성 폴리머 입자에서 핵산이 증폭할 수 있는 열적 환경을 제공하는 열제어 챔버를 더 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 흡수능 또는 방수능을 구비하고,상기 흡수능 또는 방수능은 온도, 염농도, pH 중 어느 하나 이상에 의하여 제어되는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 평균직경이 50 ㎛ 내지 5 mm인 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제4항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 평균직경이 100 ㎛ 내지 500 ㎛인 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 구형으로 구비되며,완구율 (aspect ratio)이 0
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 몸체부를 형성하는 제1 폴리머와, 상기 몸체부를 감싸도록 표면부에 구비되는 제2 폴리머로 이루어지고,상기 표면부의 수분 방출속도는 상기 몸체부의 수분 방출속도보다 늦게 구비되는 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 몸체부와 상기 몸체부를 감싸도록 구비되는 표면부를 포함하고,상기 몸체부와 상기 표면부에는 각각 기공을 구비하며, 상기 몸체부의 기공의 크기는 10 nm 내지 200 nm이고, 상기 표면부의 기공의 크기는 상기 몸체부의 기공의 크기보다 더 작게 구비되는 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 전분(starch)에 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 아크릴산(acrylic acid), 아크릴아미드(acrylamide) 또는 메타크릴레이트(methacrylate)의 모노머를 공중합시킨 전분계 고분자; 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)에 상기의 모노머를 공중합시킨 셀룰로오스계 고분자; 및 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol)-메타아크릴산(methacrylic acid) 블록공중합체, 스티렌(stryene)-무수말레인산(maleic anhydride) 공중합체, 폴리아크릴아미드계(polyacryl amide) 또는 폴리옥시에틸렌계(polyoxyethylene)를 포함하는 합성수지계 고분자;로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 내부에 고저항성 나노물질을 더 포함하고,상기 나노물질은 나노입자, 나노파이버, 나노와이어, 나노로드, 나노튜브 및 나노플레이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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11
제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 복수의 타켓 핵산을 동시에 검출이 가능하도록 구비되고,상기 고흡수성 폴리머 입자는 디스크형, 구형, 다면체, 기둥형태, 플레이트형태, 및 별모양 중 어느 하나 이상인 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 복수의 타켓 핵산을 동시에 검출이 가능하도록 구비되고,상기 고흡수성 폴리머 입자는 내부에 상기 타켓 핵산이 코드화된 영역을 더 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자를 수납하고, 상기 고흡수성 폴리머 입자에서 핵산이 증폭할 수 있는 열적 환경을 제공하는 열제어 챔버를 더 포함하고,상기 열제어 챔버는 상기 고흡수성 폴리머 입자로 직접적으로 전류를 인가하는 전원부가 구비되고, 상기 고흡수성 폴리머 입자는 전류의 인가에 의하여 써멀 PCR 사이클 (thermal PCR cycle)을 수행하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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14
제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자를 수납하고, 상기 고흡수성 폴리머 입자에서 핵산이 증폭할 수 있는 열적 환경을 제공하는 열제어 챔버를 더 포함하고,상기 열제어 챔버 내에는 미네랄 오일을 더 포함하고,상기 미네랄 오일은 상기 열제어 챔버 내에서 상기 고흡수성 폴리머 입자에 흡수된 수분이 열적 환경에 따라 외부에 배출되는 것을 방지하며 상기 고흡수성 폴리머 입자의 열전달 효율을 향상시키는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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15
제1항에 있어서,상기 증폭된 핵산을 전기적, 광학적, 및 기계적 특성의 변화 중 어느 하나 이상으로 센싱하는 센싱부를 더 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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16
제15항에 있어서,상기 센싱부가 전기적으로 센싱하는 경우, 상기 고흡수성 폴리머 입자는 내부에 타겟 핵산이 증폭되면서 입자 내부의 전기적 특성이 변화된 것을 검출하는 것을 포함하고,상기 센싱부가 광학적으로 센싱하는 경우, 상기 고흡수성 폴리머 입자 내부에 타겟 핵산이 증폭되면서 입자 내부의 광학적 특성이 변화된 것을 검출하는 것을 포함하고,상기 센싱부가 기계적 특성의 변화로 센싱하는 경우, 상기 고흡수성 폴리머 입자 내부에 타겟 핵산이 증폭되면서 입자 내부의 질량이 증가하여 센서의 고유진동 주파수 특성이 변화된 것을 검출하는 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자를 수납하고, 상기 고흡수성 폴리머 입자에서 핵산이 증폭할 수 있는 열적 환경을 제공하는 열제어 챔버를 더 포함하고,상기 열제어 챔버는 온도를 측정하는 온도센서와,상기 열제어 챔버를 가열 또는 냉각시키는 열제어 부재를 더 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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18
제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 표면에 코팅부를 더 포함하고,상기 코팅부는 다가 양이온을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 표면에 코팅부를 더 포함하고,상기 코팅부는 양(+)이온을 포함하고,전기적으로 음(-)의 특성을 갖는 핵산 물질이 상기 코팅부와 전기적 상호작용 (electrostatic interaction)에 의하여 부착되는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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20
제19항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자의 표면에 부착된 핵산 물질은 상기 고흡수성 폴리머 입자의 흡수능에 의하여 내부로 흡수되는 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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21
제1항에 있어서,상기 핵산증폭용 버퍼액은 회전환 증폭용, LAMP (Loop-mediated isothermal amplification)용, 및 PCR 버퍼용 중 적어도 어느 하나 이상인 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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22
제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자에 주입되는 핵산증폭용 버퍼액은 각각의 고흡수성 폴리머 입자마다 서로 다른 프로브 (probe)를 포함하도록 주입되고, 여러 개의 타켓 핵산을 동시에 검출하는 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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23
제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 타겟 핵산을 포함하는 샘플이 일정량 흡수됨에 따라 상기 고흡수성 폴리머 입자의 부피가 증가되고, 증가된 부피에 의하여 상기 고흡수성 폴리머 입자는 전극과 접촉하며, 내부로 전류가 인가되어 써멀 PCR 사이클 (thermal PCR cycle)이 수행되는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자를 수납하고, 상기 고흡수성 폴리머 입자에서 핵산이 증폭할 수 있는 열적 환경을 제공하는 열제어 챔버를 더 포함하고,상기 고흡수성 폴리머 입자를 수납하는 열제어 챔버는, 타겟 핵산을 포함한 시료가 추가로 주입되는 과정에서, 상기 고흡수성 폴리머 입자가 상기 열제어 챔버 내에서 균일하게 흡수되도록 되는 구조로 구비되고, 상기 타켓 핵산이 상기 고흡수성 폴리머 입자 내에서 증폭이 되면, 상기 고흡수성 폴리머 입자의 물리적특성 변화, 전기적특성 변화, 및 광학적특성 변화 중 어느 하나에 의하여 상기 타겟 핵산을 검출하는 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출장치
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제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 고흡수성 폴리머를 포함하는 핵산검출장치를 이용하여 핵산을 검출하는 핵산검출방법으로,핵산증폭용 버퍼액을 고흡습성 폴리머 입자에 흡수시키는 단계; 및타켓 핵산을 포함하는 샘플을 상기 고흡수성 폴리머 입자에 흡수시키는 단계;를 포함하고,상기 고흡수성 폴리머 입자의 내부에는 고저항성 나노물질을 더 포함하고,상기 샘플이 상기 고흡수성 폴리머 입자에 흡수됨에 따라 상기 고흡수성 폴리머 입자의 부피가 증가되고, 증가된 부피에 의하여 상기 고흡수성 폴리머 입자는 전극과 접촉하여 상기 고흡수성 폴리머 입자의 내부에 구비된 고저항성 나노물질로 전류가 인가되어 발열되고,상기 타켓 핵산은 제1 온도조건에서 특이적으로 증폭되는 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출방법
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제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 고흡수성 폴리머를 포함하는 핵산검출장치를 이용하여 핵산을 검출하는 핵산검출방법으로,핵산증폭용 버퍼액을 고흡습성 폴리머 입자에 흡수시키는 단계; 및타켓 핵산을 포함하는 샘플을 상기 고흡수성 폴리머 입자가 구비된 챔버 내에 첨가하는 단계;를 포함하고, 상기 고흡수성 폴리머 입자는 상기 시료를 흡수하여 상기 고흡수성 폴리머 입자 내부에서 타겟 핵산이 증폭되는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출방법
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제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 고흡수성 폴리머를 포함하는 핵산검출장치를 이용하여 핵산을 검출하는 핵산검출방법으로,핵산증폭용 버퍼액을 고흡습성 폴리머 입자에 흡수시키는 단계; 및타켓 핵산을 포함하는 샘플을 상기 고흡수성 폴리머 입자가 구비된 챔버 내에 첨가하는 단계;를 포함하고,상기 고흡수성 폴리머 입자가 구비된 상기 챔버 내에는 미네랄 오일을 더 포함하고,상기 미네랄 오일은 상기 챔버 내에서 상기 고흡수성 폴리머에 흡수된 수분이 열적 환경에 따라 외부에 배출되는 것을 방지하며, 상기 고흡수성 폴리머 입자의 열전달 효율을 향상시키고,외부 열제어 부재를 통해 열적 싸이클 또는 특정한 온도를 일정하게 인가함으로 상기 타켓 핵산은 특이적으로 증폭되는 것을 포함하는 고흡수성 폴리머를 이용한 핵산검출방법
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마스크용 핵산검출장치에 있어서,상기 마스크의 일면에는 하나 이상의 고흡수성 폴리머 (super absorbent polymer, SAP) 입자를 포함하고,상기 고흡수성 폴리머 입자의 내부에는 핵산증폭용 버퍼액을 포함하며,상기 고흡수성 폴리머 입자는 상기 마스크의 날숨 통과부에 대응하는 위치에 구비되어 날숨에 포함된 바이러스, 엑소좀, DNA, RNA, 및 VOCs 중 어느 하나 이상을 포집하는 마스크용 핵산검출장치
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제 28항에 있어서,상기 마스크용 핵산검출장치는 상기 고흡수성 폴리머 입자의 온도를 하강시키는 온도하강부를 더 포함하고,상기 온도하강부는 상기 고흡수성 폴리머 입자의 온도를 낮추어 호기에 포함된 수분이 상기 고흡수성 폴리머 입자의 표면에서 수분으로 응축되도록 하여, 상기 고흡수성 폴리머 입자의 내부로 흡수되는 것을 포함하는 마스크용 핵산검출장치
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제28항에 있어서,상기 고흡수성 폴리머 입자는 표면에 코팅부를 더 포함하고,상기 코팅부는 양(+)이온을 포함하고,호기에 포함되며 전기적으로 음(-)의 특성을 갖는 세포외 소포체 (Extracellular vesicles) 및 바이러스 중 어느 하나 이상은 상기 코팅부와 전기적 상호작용(electrostatic interaction)에 의하여 결합되는 마스크용 핵산검출장치
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제28항에 있어서,상기 세포외 소포체 막 또는 바이러스 막은 전기적 처리부, 열적 처리부 및 화학적 처리부 중 어느 하나 이상에 의하여 용해되고,용해된 세포외 소포체 또는 바이러스의 내부에 존재하는 핵산은 상기 고흡수성 폴리머 입자의 내부로 흡수되는 것을 포함하는 마스크용 핵산검출장치
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