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KR101005924B1 - 핵산 추출 장치 - Google Patents

핵산 추출 장치 Download PDF

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KR101005924B1
KR101005924B1 KR1020080061902A KR20080061902A KR101005924B1 KR 101005924 B1 KR101005924 B1 KR 101005924B1 KR 1020080061902 A KR1020080061902 A KR 1020080061902A KR 20080061902 A KR20080061902 A KR 20080061902A KR 101005924 B1 KR101005924 B1 KR 101005924B1
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tube
extracting
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hydrogel
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임근배
권호택
강지민
정진화
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 핵산 추출 장치에 관한 것으로서, 핵산을 보다 용이하게 추출할 수 있도록, 관 형상으로 이루어지며, 일측에 개방된 배출구를 갖는 튜브와, 상기 튜브 내에 설치되며 추출대상 물질을 제외한 불순물을 필터링하는 하이드로겔 지지체를 포함할 수 있다.
핵산, 단백질, 원심분리, 하이드로겔, 아가로스겔

Description

핵산 추출 장치{NUCLEIC ACID EXTRACTION APPARATUS}
본 발명은 핵산 추출 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 지지체로서 하이드로겔 컬럼을 사용하는 핵산 추출 장치에 관한 것이다.
최근 인간 유전체 연구 결과를 바탕으로 유전자 수준에서 질병의 원인을 해석함에 따라, 인간의 질병을 치유하거나 예방하고자 하는 목적으로 생체 시료의 조작 및 생화학적 분석에 대한 요구가 점차 증가하고 있다. 또한 질병의 진단 외에도 신약개발, 바이러스나 박테리아 감염 여부의 사전 검사 및 법의학 등의 다양한 분야에서 생체 시료나 세포가 포함된 시료로부터 핵산을 추출, 분석하는 기술이 요구된다.
핵산 추출 시 낮은 순도의 핵산은 써던 블롯팅(southern blotting)과 같은 교잡(hybridization) 반응, 효소 반응과 같은 화학반응을 억제하거나 방해시키며, 핵산 오염 물질은 실험하고자 하는 핵산을 분해하고, 핵산 정량 시 오류를 범하게 한다. 이런 오염 물질로는 지방과 같은 저분자 물질, 효소 저해제뿐만 아니라 단백질과 같은 효소, 다당체 및 폴리뉴클레오티드 등이 있다.
분자 생물학 방법의 응용에 적합한 높은 순도의 핵산을 얻기 위해서 상기 문 제를 해결하기 위한 많은 방법들이 개발되었다.
세포로부터 핵산을 추출하기 위한 방법으로 세포를 포함하는 시료를 SDS나 프로테이나아제(proteinase) K로 처리하여 가용화한 후 페놀로 단백질을 변성 제거하여 핵산을 정제하는 방법이 있다. 하지만 페놀 추출법은 많은 단계들을 포함하여 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라, 핵산 추출 효율은 작업자의 노련성에 따라 크게 좌우된다.
최근에는 이러한 문제를 줄이기 위해 컬럼을 이용한 키트가 핵산 추출의 기본이 되고 있다. 이는 핵산과 특이적으로 결합하는 실리카나 유리섬유를 이용한 방법으로, 세포를 카오트로픽 시약(chaotropic reagent)으로 처리하여 세포를 용해시키고, 물분자와 핵산 사이의 구조적 상호작용의 원리를 이용하여 핵산 분자를 단백질 및 기타 세포내 물질로부터 정제하는 방법이다.
유리섬유나 실리카 막은 단백질, 세포 대사 물질들과 결합 비율이 낮으므로 상대적으로 높은 농도의 핵산을 얻을 수 있다. 이 방법은 페놀법과 비교하면 간편하지만, PCR등의 효소 반응을 강하게 저해시키는 카오트로픽 시약이나 에탄올을 이용하기 때문에 이들 물질을 완전히 제거해야 하며, 이 때문에 조작이 번잡하게 되어 시간이 걸리는 단점이 있다.
최근 필터를 사용하여 핵산을 직접 정제하는 방법이 국제 공개 WO 00/21973호에 개시되었다. 이 방법에서는 시료를 필터에 통과시켜 세포를 필터에 흡착시킨 후 필터에 흡착된 세포를 용해시키고 필터로 여과시킨 후 필터에 흡착된 핵산을 세정, 용출시킨다. 그러나 세포를 필터에 흡착시킨 후 핵산을 용출시키기 위해서는 세포의 종류에 따라 필터를 선택해야만 한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 보다 안정적이고 용이하게 핵산을 추출할 수 있는 추출 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치는 관 형상으로 이루어지며, 일측에 개방된 배출구를 갖는 튜브와, 상기 튜브 내에 설치되며 추출대상 물질을 제외한 불순물을 필터링하는 하이드로겔 지지체를 포함할 수 있다.
일측이 막힌 관 형태로 이루어지며 상기 튜브가 삽입되고 상기 배출구와 연통된 하우징을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 하이드로겔 지지체는 아가로스겔로 이루어질 수 있으며, 상기 아가로스겔은 1wt% 내지 2wt%의 아가로스를 포함할 수 있다. 또한, 아가로스겔은 0.5wt% 내지 5wt%의 아가로스를 포함할 수 있다.
상기 하이드로겔 지지체는 상면에 상기 튜브의 길이 방향으로 이어진 주입 홈이 형성될 수 있으며, 상기 주입홈은 상기 하이드로겔 지지체의 중심에 위치할 수 있다. 또한, 상기 튜브의 외주에는 상기 하이드로겔 지지체와 맞닿은 복수 개의 감압 홀이 형성될 수 있다. 또한, 상기 하이드로겔 지지체는 상기 튜브의 내측면과 밀착될 수 있으며, 상기 하이드로겔 지지체는 회전체 형상으로 이루어질 수 있다.
또한 핵산 추출 장치는 세포에서 핵산을 추출하기 위한 것으로서, 세포는 생 체 시료로 이루어지거나, 세포는 동물 시료, 식물 시료, 또는 미생물 시료로 이루질 수 있으며, 세포는 혈액, 혈청, 혈장, 골수, 뇨, 분변, 객담, 세포 천자액, 조직 및 조직 유래 물질을 포함하는 인체 유래 세포로 이루어질 수 있다.
상기 핵산 추출 장치는 원심분리기에 설치될 수 있으며, 상기 핵산은 DNA일 수 있다. 또한, 핵산은 DNA 칩 또는 유전체 검사에 사용되는 핵산일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 하이드로겔 지지체를 필터로 사용하여 불순물 없이 보다 용이하게 핵산을 추출할 수 있다.가
또한, 하이드로겔 지지체로서 아가로스겔을 사용하여 순수한 핵산을 얻을 수 있다.
또한, 하이드로겔 지지체에 주입 홈을 형성하여 핵산 회수 효율이 향상된다.
또한, 튜브에 감압 홀을 형성하여 핵산의 손상을 줄이면서 보다 용이하게 추출할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면 본 발명의 일 실시예에 따른 핵산 추출 장치는 외형을 이루는 하우징(12)과 하우징(12)의 내부에 끼워져 설치된 튜브(14), 튜브(14)의 내부에 설치된 하이드로겔 지지체(16), 및 튜브(14)를 밀폐하는 덮개(13)를 포함한다.
하우징(12)은 내부에 공간을 갖는 원통형의 관으로 이루어지며, 하부가 막혀 있다. 그리고 하우징(12)의 하단은 추출된 핵산 또는 핵산이 모일 수 있도록 아래로 갈수록 내경이 감소한다.
튜브(14)는 하우징의 내부로 끼워져 설치되는데, 내측에 세포 추출액을 수용할 수 있도록 공간이 형성된다. 튜브(14)의 하단에는 핵산이 하우징으로 이동할 수 있도록 아래를 향하여 개방된 배출구(24)가 형성된다. 배출구(24)는 단백질 등을 제외한 핵산만 빠져나올 수 있도록 다른 부분보다 내경이 작도록 형성된다.
튜브(14)에는 하이드로겔(hydrogel) 지지체(16)가 설치되는데, 하이드로겔 지지체(16)는 튜브(14)의 내부형상과 대응되는 형상으로 이루어지는데, 대략 회전체 형상의 기둥으로 이루어진다.
본 실시예에서 하이드로겔 지지체(16)는 제작이 용이하고 인체에 무해한 아가로스겔(agarose gel)로 이루어진다. 본 실시예에서는 아가로스겔이 적용된 것으로 예시하고 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 하이드로겔이 적용될 수 있다.
하이드로겔 지지체(16)는 1.0% 내지 2.0%의 농도의 아가로스를 포함하며, 부 피는 300㎕ 내지 600㎕로 이루어질 수 있다.
원심 분리 방법을 적용함에 있어서, 하이드로겔 컬럼(16)에서 아가로스의 농도가 1.0% 보다 작으면 원심 분리 과정에서 하이드로겔 컬럼(16)이 쉽게 부서지는 문제가 있으며, 아가로스의 농도가 2.0% 보다 크면 공극이 작아서 핵산이 제대로 추출되지 못하는 문제가 발생한다.
압력이나 전기적인 방법을 이용할 경우 하이드로겔 컬럼(16)은 0.5% 내지 5.0%의 아가로스를 포함할 수 있다. 압력을 이용하여 핵산을 추출할 경우에는 높은 압력에도 하이드로겔 컬럼(16)이 부서지지 아니하여야 하므로, 아가로스를 5.0% 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 아가로스를 5.0%보다 많이 포함할 경우에는 기공이 작아져서 핵산이 하이드로겔 컬럼(16)을 빠져나가지 못하는 문제가 있다.
또한, 전기적인 방법을 이용할 경우에는 기공이 상대적으로 큰 것이 유리하므로 0.5% 이상의 아가로스를 포함하는 것이 바람직하다. 하이드로겔 컬럼(16)이 0.5%보다 작게 아가로스를 포함할 경우에는 기공이 너무 커지는 문제가 있으며, 하이드로겔 컬럼(16)이 압력으로 부서지거나, 이물질이 아가로스겔 컬럼을 통해서 이탈되는 문제가 발생한다.
하이드로겔은 수분을 함유할 수 있는 고분자 재료로 화학적, 물리적 결합에 의해 분자들이 서로 연결되어 3차원 망상구조를 가진다. 또한, 친수성 작용기 및 모세관과 삼투압 현상에 의해 수분을 함유한다. 이에 따라 하이드로겔은 공기투과성과 삼출액 흡수성이 우수할 뿐만 아니라 혈액, 체액 및 생체 조직에 대하여 친화성을 가진다.
하이드로겔 지지체(16)는 친수성이면서 3차원 망상구조를 가져서 원심분리 과정에서 핵산 필터로서 작용을 한다. 즉, 원심분리과정에서 세포 추출액에 포함된 핵산은 크기가 작고 친수성이기 때문에 하이드로겔 지지체(16)에 형성된 기공을 통과하여 배출구(24)로 배출될 수 있지만, 크기가 상대적으로 크고 소수성인 단백질 등의 불순물은 하이드로겔 지지체(16)를 통과하지 못하고 튜브(14)에 머무르게 된다.
아래에서 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 이용하여 핵산을 추출하는 과정을 보다 자세히 설명한다.
먼저 세포 추출액을 제조하는데, 세포 추출액이란 세포를 파괴하여 얻어지는 세포의 구성 성분을 포함하는 혼합물을 말한다.
세포는 생체 시료로 이루어질 수 있으며, 동물 시료, 식물 시료 또는 미생물 시료로 이루어질 수도 있다. 또한, 세포는 혈액, 혈청, 혈장, 골수, 뇨, 분변, 객담, 세포 천자액, 조직 및 조직 유래 물질을 포함하는 인체 유래 세포로 이루어질 수 있다.
세포 추출액은 세포가 담긴 용기에 용해 버퍼(lysis buffer)를 첨가하여 제조될 수 있는데, 용해 버퍼는 상용화된 제품 등 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 용해 버퍼 외에 단백질 가수분해 효소인 프로테이나아제 K(proteinase K)나 리보 DNA 분해효소인 RN아제(RNase)를 더 첨가할 수도 있다.
다음으로 튜브(14)에 하이드로겔 지지체(16)를 형성하는데, 하이드로겔 지지체(16)는 2%의 아가로스를 포함하는 아가로스겔로 이루어진다. 다만, 아가로스의 농도는 시료의 점성이나 농도에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다.
증류수에 아가로스를 첨가한 후, 혼합액을 가열하여 아가로스를 완전히 녹인다. 이 후, 튜브에 아가로스 수용액을 주입한 후 상온에서 충분히 방치하여 컬럼 형태의 하이드로겔 지지체(16)를 형성한다.
세포 추출액을 하이드로겔 지지체(16)가 형성된 튜브(14)에 넣은 후 원심분리를 실시하는데, 원심분리는 마이크로 원심 분리기에서 2000rpm으로 5분씩 3회 이루어진다.
원심분리 과정에서 DNA는 하이드로겔 지지체(16)을 통과하여 배출구(24)를 통해서 하우징(12)으로 빠져나가고 단백질 등의 이물질은 하이드로겔을 통과하지 못하고 잔류한다.
본 실시예에서는 원심분리를 이용하여 핵산을 추출하는 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서 하이드로겔 지지체(16)를 필터로 이용하여 압력이나 전기적인 방법으로 핵산을 추출할 수도 있다.
이와 같이 검출된 핵산은 유전체 검사에 사용될 수 있으며, DNA 칩 검사에도 사용될 수 있다.
하우징(12)으로 DNA를 회수하여 전기영동으로 결과를 확인하여 도 2에 나타내었다.
도 2는 본 발명의 핵산 추출 장치를 이용하여 분리한 MC3T3 조골세포(osteoblast)의 게놈 DNA를 전기영동으로 확인한 사진이다. 도 2에서 레인 M은 표준 DNA 마커이며, 레인 1 및 레인 2는 본 발명의 방법으로 수득한 MC 3T3 osteoblast의 genomic DNA의 전기 영동 결과이다.
도 3은 본 발명의 핵산 추출 장치를 이용하여 분리한 MC3T3 조골세포(osteoblast)의 게놈 DNA의 순도를 확인하기 위하여 PCR(Polymerase Chain Reaction) 결과를 나타내는 사진이다.
도 3에서 레인 M은 표준 DNA 마커이며, 레인 1은 본 발명의 방법으로 수득한 MC 3T3 조골세포의 게놈 DNA에서 G3PDH(Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)를 증폭한 후의 전기 영동 결과를 나타낸다. 레인 2와 3은 상용화된 게놈 DNA 추출 장치를 이용하여 조골세포의 게놈 DNA를 추출한 후 G3PDH를 증폭한 후의 전기 영동 결과를 나타낸다.
본 실시예에서는 핵산으로서 DNA를 적용한 것을 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, RNA 등 다양한 종류의 핵산 분리에 본 발명이 적용될 수 있다.
임상검체로부터 아가로스겔 지지체를 이용하여 DNA 추출 가능성 및 적정 겔 농도를 측정하기 위한 실험을 하였다.
결과물에 혼재할 수 있는 PCR 반응 억제제(inhibitor)의 영향을 최대한 배제하기 위해, DNA를 이용하는 검사들 중 교잡반응(hybridization) 과정을 포함하는 검사를 선택하였다.
인체 유두종 바이러스(human papilloma virus; HPV) DNA 칩(chip) 검사가 시행된 서비컬 스왑(cervical swab) 검체들 중 선별하여 아가로스겔(agarose gel) 지지체를 이용한 핵산 추출 장치를 이용하여 DNA 추출을 시행하고 결과물에 대해 HPV DNA chip 검사를 시행하였다. 민감도 추정을 위해 일반 PCR 검사 후 전기영동 판독을 병행하였다. 검체는 HPV-58로서 프로테이나아제 K(Proteinase K) 20㎕와 HPV 검사용 검체 400㎕, 용해 버퍼 200㎕를 아가로스겔 지지체가 삽입된 튜브에 넣고 2000 RPM / 200 RCF로 5분간 3회 원심분리를 실시하였다. 아가로스겔 지지체는 0.3㎖의 부피를 갖는 지지체와 0.6㎖ 부피를 갖는 지지체 두 가지를 사용하였다.
일반 PCR 검사 후 결과를 전기영동으로 판독하는 경우 0.3 ㎖ 및 0.6 ㎖ 칼럼 모두 agarose gel 농도 2 %에서만 결과 판독이 가능하였다. 한편, DNA copy 수가 낮아도 결과를 얻을 수 있는 DNA chip 검사에서는 0.3㎖ 지지체에서 아가로스 겔 농도 1%, 1.5%, 2%에서, 0.6㎖ 지지체에서는 2% 농도에서 정확한 HPV 아형 결과를 얻을 수 있었다.
본 실험 결과에 따르면 2% 아가로스겔을 이용할 경우 0.3㎖ 및 0.6㎖ 지지체 모두 HPV 아형정보를 얻기 위한 일반 PCR검사와 DNA chip 검사가 가능한 것을 알 수 있다.
아래의 [표 1]은 각 레인의 실험 조건을 나타낸다.
0.3㎖ 0.6㎖
검체 번호 1 2 3 4 5 6
아가로스 농도 1.0% 1.5% 2.0% 1.0% 1.5% 2.0%
아가로스
기공 크기		 150nm 500nm 150nm 500nm
전기영동 결과 - - + - - +
HPV DNA Chip Pos(58) Pos(58) Pos(58) Fail Fail Pos(58)
도 4는 PCR 후 전기 영동 결과는 나타내는 사진이고, 도 5는 DNA 칩 검사 결과를 나타낸 사진이다.
도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 일반 PCR 검사 후 결과를 전기영동으로 판독하는 경우 0.3 ㎖ 및 0.6 ㎖ 칼럼 모두 아가로스겔 농도 2 %에서만 결과 판독이 가능하였다. 한편, DNA copy 수가 낮아도 결과를 얻을 수 있는 DNA chip 검사에서는 0.3㎖ 지지체에서 아가로스 겔 농도 1%, 1.5%, 2%에서, 0.6㎖ 지지체에서는 2% 농도에서 정확한 HPV 아형 결과를 얻을 수 있었다.
본 실험 결과에 따르면 2% 아가로스겔을 이용할 경우 0.3㎖ 및 0.6㎖ 지지체 모두 HPV 아형정보를 얻기 위한 일반 PCR검사와 DNA chip 검사가 가능한 것을 알 수 있다.
현재까지 통용되고 있는 핵산 추출 방법과 비교하여 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치의 핵산 추출 효율을 판정하기 위하여 실험을 실시하였다.
핵산 추출 상태로 보관되어 있던 임상 검체의 핵산 추출물에 대해, 현재 통용되고 있는 핵산 추출 장치와 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 이용하여 각각 핵산 추출을 한 후 핵산 농도를 측정하여 회수율을 비교하였다.
검체로서는 HPV-18을 사용하였으며, 프로테이나아제 K 20㎕, DNA 추출 검체 200㎕, 용해 버퍼 200㎕를 넣고 2000rpm. 200rcf로 15분간 원심분리를 실시하였다. 아가로스겔은 2.0% 농도로 0.3㎖ 및 0.6㎖ 부피를 갖는 하이드로겔 지지체로 실험하였다. 검사에 사용된 DNA 추출물의 DNA산 농도 65㎍/㎖를 기준으로 현재 통용되는 핵산 추출방법으로는 14㎍/㎖, 약 21.5%의 회수율을 보였고, 2%의 아가로스겔 0.3 ㎖ 및 0.6 ㎖ 컬럼으로는 각각 19㎍/㎖ 및 10㎍/㎖, 약 29.2%와 15.4%의 회수율을 보였다. 따라서 본 실시예에서 현재까지 통용되고 있는 핵산 추출 장치와 비 교하여 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치의 효율은 임상적용이 가능한 범위에 속하는 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치는 생체 시료의 DNA를 추출함에 있어서 특히 유리하다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치는 원통형 하우징(12)과 하우징(12)의 내부에 끼워져 설치된 튜브(14)와 튜브(14)에 설치된 하이드로겔 지지체(17) 및 튜브(14)를 밀폐하는 덮개(19)를 포함한다.
본 실시예에 따른 하이드로겔 지지체(17)의 내측에는 주입 홈(18)이 형성되어 있다. 주입 홈(18)은 하이드로겔 지지체(17)의 중앙에 형성되며, 원통형으로 이루어질 수 있다. 이러한 주입 홈(18)은 세포 추출액을 수용할 수 있으며, 배출구(24)와 세포 추출액의 거리를 감소시켜서 핵산 회수 효율이 향상된다. 하이드로겔 지지체(17)에는 복수 개의 미세한 기공(pore)이 형성되는데, 이 기공들을 통해서 원심분리 과정에서 핵산이 배출구(24)로 빠져나간다. 따라서 세포 추출액과 배출구 사이의 거리가 감소되면 핵산이 보다 용이하게 하이드로겔 지지체(17)를 통과할 수 있으므로 핵산 회수 효율이 향상된다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 핵산 추출 장치는 원통형 하우징(12)과 하우징(12)의 내부에 끼워져 설치된 튜브(14)와 튜브(14)에 설치된 하이드로겔 지지체(17) 및 튜브를 밀폐하는 덮개(19)를 포함한다.
하이드로겔 지지체(17)가 위치하는 튜브(14)의 외주에는 복수 개의 감압 홀(15)이 형성되는데, 감압 홀(15)은 원심력에 의하여 발생하는 압력을 감소시키는 역할을 한다. 또한, 하이드로겔 컬럼(17)에는 주입 홈(18)이 형성되고, 감압 홀(15)은 주입 홈의 옆쪽에 형성된다. 이에 따라 주입 홈(18)에 위치하는 핵산이 감압 홀(15)을 통해서 하우징(12)으로 배출될 수 있으므로 핵산의 회수 효율이 더욱 향상된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 핵산 추출 장치를 이용하여 분리한 MC3T3 조골세포(osteoblast)의 게놈 핵산을 전기영동으로 확인한 사진이다.
도 3은 본 발명의 핵산 추출 장치를 이용하여 분리한 MC3T3 조골세포(osteoblast) 게놈 핵산의 PCR(Polymerase Chain Reaction) 결과를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 이용하여 추출한 HPV 세포 핵산의 PCR 후 전기 영동 결과는 나타내는 사진이다.
도 5는 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 이용하여 추출한 HPV 세포 핵산의 핵산 칩 검사 결과를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 핵산 추출 장치를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12: 하우징 13: 덮개
14: 튜브 15: 감압 홀
16: 하이드로겔 지지체 18: 주입 홈
24: 배출구

Claims (17)

  1. 관 형상으로 이루어지며, 일측에 개방된 배출구를 갖는 튜브; 및
    상기 튜브 내에 설치되며 추출대상 물질을 제외한 불순물을 필터링하는 하이드로겔 지지체;
    를 포함하고,
    상기 하이드로겔 지지체에는 상기 튜브의 길이 방향으로 이어진 주입 홈이 형성되며,
    상기 튜브의 외주에는 상기 주입 홈의 옆에 상기 하이드로겔 지지체와 맞닿는 복수 개의 감압 홀이 형성된 핵산 추출 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    일측이 막힌 관 형태로 이루어지며 상기 튜브가 삽입되고 상기 배출구와 연통된 하우징을 더 포함하는 핵산 추출 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하이드로겔 지지체는 아가로스겔로 이루어진 핵산 추출 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 아가로스겔은 1wt% 내지 2wt%의 아가로스를 포함하는 핵산 추출 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 아가로스겔은 0.5wt% 내지 5wt%의 아가로스를 포함하는 핵산 추출 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 주입 홈은 상기 하이드로겔 지지체의 중앙에 형성된 핵산 추출 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 하이드로겔 지지체는 상기 튜브의 내측면과 밀착된 핵산 추출 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 하이드로겔 지지체는 회전체 형상으로 이루어진 핵산 추출 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 핵산 추출 장치는 원심분리기에 적용되는 핵산 추출 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    세포에서 핵산을 추출하기 위한 핵산 추출 장치에 관한 것으로서,
    상기 세포는 생체 시료인 핵산 추출 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    세포에서 핵산을 추출하기 위한 핵산 추출 장치에 관한 것으로서,
    상기 세포는 동물 시료, 식물 시료, 또는 미생물 시료로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어진 핵산 추출 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    세포에서 핵산을 추출하기 위한 핵산 추출 장치에 관한 것으로서,
    상기 세포는 혈액, 혈청, 혈장, 골수, 뇨, 분변, 객담, 세포 천자액, 조직 및 조직 유래 물질을 포함하는 인체 유래 세포인 핵산 추출 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 핵산은 DNA인 핵산 추출 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    DNA 칩 검사에 사용되는 핵산을 추출하기 위한 핵산 추출 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    유전체 검사에 사용되는 핵산을 추출하기 위한 핵산 추출 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012159063A2 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Blood Cell Strorage, Inc. Gravity flow fluidic device for nucleic acid extraction

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101069115B1 (ko) * 2010-04-02 2011-09-30 주식회사 인트론바이오테크놀로지 생물학적 시료로부터의 생화학적 물질의 추출용 칼럼
US20110262989A1 (en) 2010-04-21 2011-10-27 Nanomr, Inc. Isolating a target analyte from a body fluid
US9476812B2 (en) 2010-04-21 2016-10-25 Dna Electronics, Inc. Methods for isolating a target analyte from a heterogeneous sample
CN103748208A (zh) 2011-07-01 2014-04-23 恰根有限公司 生物分子分离中的过滤器模块
CA2863121A1 (en) 2011-12-30 2013-07-04 Abbott Molecular Inc. Microorganism nucleic acid purification from host samples
CN104822357B (zh) 2012-09-18 2018-04-03 珠海丽珠圣美医疗诊断技术有限公司 旋转洗脱管
US10000557B2 (en) 2012-12-19 2018-06-19 Dnae Group Holdings Limited Methods for raising antibodies
US9995742B2 (en) 2012-12-19 2018-06-12 Dnae Group Holdings Limited Sample entry
US9551704B2 (en) 2012-12-19 2017-01-24 Dna Electronics, Inc. Target detection
US9599610B2 (en) 2012-12-19 2017-03-21 Dnae Group Holdings Limited Target capture system
US9434940B2 (en) 2012-12-19 2016-09-06 Dna Electronics, Inc. Methods for universal target capture
KR102078831B1 (ko) 2013-03-12 2020-04-03 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 터치 스크린 패널을 구비한 플렉서블 표시장치
CN103146569B (zh) * 2013-03-12 2013-12-25 刘泽文 硅珠法提取dna用的离心管结构
CN104130941B (zh) * 2013-05-03 2015-11-25 常熟市雷号医疗器械有限公司 分离提取dna用的离心套管结构
KR101507234B1 (ko) 2013-07-17 2015-03-31 로레알 생분자 추출기 및 생분자 추출방법
DE102014216016A1 (de) * 2014-08-13 2016-02-18 Axagarius Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Aufreinigung von Nukleinsäuren
WO2016073824A1 (en) * 2014-11-07 2016-05-12 The Johns Hopkins University Chaotrope- and volatile-free method for purifying nucleic acids from plasma
CN104593252B (zh) * 2015-01-12 2017-02-22 国家纳米科学中心 基于移液器枪头的集样品预处理和扩增于一体的核酸分析系统及其应用
WO2017201046A1 (en) * 2016-05-17 2017-11-23 Integrated Nano-Technologies, Inc. Filtration column assembly for diagnostic assay system
CN106367323A (zh) * 2016-09-13 2017-02-01 东北农业大学 一种产粘液细菌的持续发酵装置
JPWO2019181106A1 (ja) * 2018-03-19 2020-12-03 株式会社村田製作所 濾過装置
CN112469810B (zh) 2018-07-03 2024-10-11 株式会社村田制作所 过滤回收装置以及过滤回收方法
US11344880B2 (en) * 2018-11-30 2022-05-31 Hans-Werner Heinrich Centrifuge tube separation system, and methods of use
CN112226338B (zh) * 2020-10-20 2021-08-24 广州吉源生物科技有限公司 一种核酸提取纯化装置
WO2023139272A1 (en) * 2022-01-24 2023-07-27 Scipio Bioscience Gelation device with piston

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4750982A (en) 1985-03-21 1988-06-14 Lifecodes Corp. Process and apparatus for purifying and concentrating DNA from crude mixtures containing DNA
KR19990082777A (ko) * 1998-04-02 1999-11-25 이경일 유리미세섬유칼럼과이를이용한플라스미드ｄｎａ제조및정제방법
US6277648B1 (en) 1991-12-02 2001-08-21 Qiagen Gmbh Process and a device for the isolation of cell components such as nucleic acids from natural sources
US20040072375A1 (en) * 2002-07-15 2004-04-15 Gjerde Douglas T. Low dead volume extraction column device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6120985A (en) * 1997-10-31 2000-09-19 Bbi Bioseq, Inc. Pressure-enhanced extraction and purification
JP2002516663A (ja) 1998-04-02 2002-06-11 リー キュンジル ガラス微細繊維コラムとこれを利用したプラスミドＤＮＡ製造および精製方法（ＧｌａｓｓｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒｃｏｌｕｍｎａｎｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｌａｓｍｉｄＤＮＡｕｓｉｎｇｔｈｅｓａｍｅ）
EP1301591A4 (en) * 2000-07-13 2004-05-26 Invitrogen Corp METHOD AND COMPOSITIONS FOR QUICK PROTEIN AND PEPTIDE EXTRACTION AND INSULATION USING LYSIS MATRIZE
JP3396218B2 (ja) 2001-05-21 2003-04-14 オリンパス光学工業株式会社 核酸検出方法
US7229595B2 (en) * 2001-06-15 2007-06-12 Molecular Devices Corporation Filtration column devices and methods of filtering therewith
US7682818B2 (en) * 2003-03-28 2010-03-23 Fujifilm Corporation Apparatus for separating and purifying nucleic acid and method for separating and purifying nucleic acid
WO2005037988A2 (en) * 2003-10-20 2005-04-28 Fuji Photo Film Co., Ltd. Nucleic acid-adsorbing porous membrane for separating and purifying nucleic acid and apparatus for separating and purifying nucleic acid
US7240572B2 (en) * 2004-02-18 2007-07-10 Millipore Corporation Vacuum assisted affinity chromatography device and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4750982A (en) 1985-03-21 1988-06-14 Lifecodes Corp. Process and apparatus for purifying and concentrating DNA from crude mixtures containing DNA
US6277648B1 (en) 1991-12-02 2001-08-21 Qiagen Gmbh Process and a device for the isolation of cell components such as nucleic acids from natural sources
KR19990082777A (ko) * 1998-04-02 1999-11-25 이경일 유리미세섬유칼럼과이를이용한플라스미드ｄｎａ제조및정제방법
US20040072375A1 (en) * 2002-07-15 2004-04-15 Gjerde Douglas T. Low dead volume extraction column device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012159063A2 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Blood Cell Strorage, Inc. Gravity flow fluidic device for nucleic acid extraction
WO2012159063A3 (en) * 2011-05-19 2013-03-21 Blood Cell Strorage, Inc. Gravity flow fluidic device for nucleic acid extraction
US8629264B2 (en) 2011-05-19 2014-01-14 Blood Cell Storage, Inc. Gravity flow fluidic device for nucleic acid extraction

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