KR20030089167A

KR20030089167A - 액체 분배 및 처리 시스템

Info

Publication number: KR20030089167A
Application number: KR1020020027248A
Authority: KR
Inventors: 장기영
Original assignee: (주)바이오넥스
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-11-21
Also published as: JP2003344431A; US20030215361A1

Abstract

본 발명은 소정의 절차(protocol)에 따라 생물학적 물질 및/또는 핵산 등을 함유하는 다양한 액체들을 자동적으로 소정의 용기로 또는 이로부터 전달, 이동 및 처리하기 위한 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 액체 분배 및 처리 시스템은, 복수의 직립 포스트(11)들과, 이에 수직방향으로 소정의 간격을 갖고 이격 고정되는 복수 쌍의 슬라이더 레일(13)들과, 마이크로웰 판(15)을 각각 수납하고 양 측면이 상기 일방향 슬라이더 레일(13a)에 부착되어 수평으로 이동가능한 복수의 랙(12)들을 구비한 랙 저장 장치(10)와; 상기 랙 저장 장치(10)의 적어도 일 측면에 인접하게 위치되어 상기 랙(12)을 전후 방향으로 수평 이동시키기 위한 랙 이동 장치(20)와; 상기 랙(12)의 이동 방향에 대해 상기 랙 저장 장치(10)의 전방 또는 후방에 위치하고 상기 마이크로웰 판(15)의 웰 내로 또는 이로부터 액체를 분배 또는 흡입하기 위한 적어도 1열의 파이펫 수단(32)과 이를 지지하기 위한 프레임(34)을 구비한 적어도 하나의 파이펫 장치(30)와; 상기 랙 저장 장치(10)로부터 전방 또는 후방으로 수평 이동된 소정의 상기 랙(12)의 마이크로웰 판(15)에 대해 상기 파이펫 장치(30)를 수직 방향으로만 이동시키기 위한 파이펫 이동 장치(40)와; 소정의 절차에 따라 상기 각각의 장치들의 이송 및 구동과 상기 마이크로웰 판(15)의 웰로 흡입 및 분배되는 액체의 양을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하고 있다.

이러한 구성에 의하면, 복수의 마이크로웰 판 및 복수의 랙 등의 배치에 필요한 평면 공간의 대폭적인 절감이 가능하게 되고, 복수의 랙의 이동이 안정되고 정확히 수행될 수 있으며, 액체의 분배 및 처리 작업의 효율이 현저히 향상된다.

Description

액체 분배 및 처리 시스템{LIQUID DISPENSING AND HANDLING SYSTEM}

본 발명은 소정의 절차(protocol)에 따라 생물학적 물질 등을 함유하는 다양한 액체들을 자동적으로 소정의 용기로 또는 이로부터 전달, 이동 및 처리하기 위한 시스템에 관한 것이다.

현재, 다양한 액체들을 자동적으로 소정의 용기로 또는 이로부터 전달 및 이동시키는 통상의 프로그램이 가능한 자동 액체 처리기(automatic liquid handler)는 여러 종류의 액체(liquid)를 여러 군데의 마이크로웰 판(microwell plate) 또는 튜브(tube)와 같은 용기로 전달하거나 이들 용기들 사이에서 원하는 양의 액체를 이동시키도록 구성되어 있다. 일반적으로, 이러한 장치들은 그 바닥면에 수평으로 마이크로웰 판 또는 튜브 등이 나열되어 있고 그 위에서 3축으로 이동할 수 있는아암(arm)에 액체 등을 취급 및 조작(handle)할 수 있는 파이펫 수단(pipetter)이 부착되어 있어서 이들 액체 등을 마이크로웰 판 내의 소정의 마이크로웰 또는 소정의 튜브로 전달 또는 이동시킨다.

이러한 용도로 제작된 장치로는, 베크만 코울터사(Beckman Coulter)의 Biomek 2000 workstation, 미국 매사추세츠주 보스톤 소재의 퍼킨 엘머 라이프 사이언스사(Perkin Elmer Life Science)의 MultiprobeⅡ, 미국 네바다주 르노 소재의 해밀턴(Hamilton)사의 MicroLab 2200 MPH, 독일 맨하임 소재의 로체(Roche)사의 MagNaPure LC, 스위스 홈브레히티콘 소재의 테칸(Tecan)사의 GENESIS 등이 제작 시판되고 있다.

이러한 종래의 액체 분배 및 처리 시스템(liquid dispenser or handler)은 다음과 같은 문제점을 갖는다. 기본적으로, 다수 개의 마이크로웰 판(microwell plate)이 바닥면에 수평으로 나열되어 배치되므로 이들의 배치를 위한 넓은 공간이 필요하게 된다. 또한, 모터에 의해 전후, 좌우 및 수직의 3축으로 이동하여야 하는 아암 및 파이펫 수단이 넓은 공간을 커버(cover)함과 동시에 정밀하게 이동하기 위해서는 아암 및 파이펫 수단을 지지하고 이동시키기 위한 기계 역학적으로 견고한 시스템에 구축되어야 한다. 따라서, 시스템의 제조 비용이 많이 들게 된다.

한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 액체 처리의 속도를 향상시키면서 액체 분배를 위한 파이펫 수단 등에 필요한 공간을 줄이기 위한 파이펫 스테이션 장치(pipette station apparatus)가 인사이트 제노믹스사(Incyte Genomics, Inc.)의 미국 특허 제6,325,114호에 개시되어 있다.

상기 특허에 의하면, 상대적으로 제한된 좁은 공간에서 상대적으로 많은 개수의 마이크로웰 판을 처리하기 위해서 액체 분배를 위한 파이펫 수단의 좌우에 상기 판을 수납하기 위한 선반(shelf)들을 수직으로 적층하고, 선반들을 공압식으로 구동(pneumatically driven)시키는 장치를 제안하고 있다. 더욱이, 이들 선반들은 상기 장치의 후방판에 외팔보(cantilever) 형태로 지지되어 상기 후방판에 수평 방향으로 형성된 긴 슬롯(slot)을 따라 파이펫 수단의 수직 방향 아래의 위치로 수평 이동되도록 구성되어 있다.

그러나, 상기 특허에 개시된 파이펫 스테이션 장치는 마이크로웰 판을 수납하기 위한 선반들이 외팔보 형태로 지지되고 공압 수단에 의해 구동되므로, 이 선반들이 소정 위치로 이동할 때 그 이동이 불안정하게 되어 마이크로웰 판 내의 웰에 보유된 액체들이 이동시 쏟아질 수도 있고 이동시 소정의 정확한 위치에 위치하지 않을 수도 있다. 또한, 상기 장치의 구성상, 액체 분배 작업을 수행하기 위해서 양쪽에서 수직 적층된 선반들이 파이펫 수단을 향해 중앙으로 이동하여야 하므로, 액체 처리의 효율이 상대적으로 낮게 된다. 더욱이, 선반이 공압식으로 구동되므로 구동 압축기로부터의 소음이 필연적으로 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 극복하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 처리하고자 하는 액체들을 보유하고 있는 마이크로웰 판의 배치에 필요한 공간을 최소화함과 동시에 이 액체들을 보유한 마이크로웰 판을 보다 안정적으로 이동시킬 수 있는 액체 분배 및 처리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 처리하고자 하는 액체를 보유한 또는 액체가 분배될 마이크로웰 판을 상기 판의 전후의 일 방향 또는 양 방향에 배치된 액체 분배 및 처리 장치들로 수평 이동시킬 수 있도록 구성하여 액체 처리의 효율성을 향상시킨 액체 분배 및 처리 시스템을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 액체 분배 및 처리 시스템의 사시도.

도2는 도1의 액체 분배 및 처리 시스템의 평면도.

도3은 본 발명에 의한 액체 분배 및 처리 시스템의 랙 저장 장치의 측면도.

도4는 본 발명에 의한 액체 분배 및 처리 시스템에 사용되는 일 형태의 슬라이더 레일의 사시도.

도5는 본 발명에 의한 액체 분배 및 처리 시스템의 파이펫 장치의 정면도.

도6은 본 발명에 의한 액체 처리 장치의 일 예인 자성 바아 조립체의 사시도.

도7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 액체 분배 및 처리 시스템의 사시도.

도8은 도7에 도시된 액체 분배 및 처리 시스템의 평면도.

도9는 도7에 도시된 액체 분배 및 처리 시스템의 정면도.

도10은 본 발명의 제2 실시예에 따라 랙을 양 방향으로 이동시키기 위해 측면에 복수의 구멍이 형성된 랙을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 랙 저장 장치

11: 직립 포스트

12: 랙

13a, 13b: 슬라이더 레일

15: 마이크로웰 판

20: 랙 이동 장치

30: 파이펫 장치

40: 파이펫 이동 장치

60: 자성 바아 조립체

70: 자성 바아 조립체 이동 장치

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 의하면, 그 사이에 소정의 공간을 두고서 서로 대향하는 복수의 직립 포스트들과, 상기 직립 포스트들의 대향 내부면에 수직 방향으로 소정의 간격만큼 클램프 수단에 의해 고정된 복수 쌍의 일방향 슬라이더 레일들과, 상기 액체들을 담기 위한 복수의 웰들이 형성된 마이크로웰 판이 각각 끼워지고 양 측면이 상기 일방향 슬라이더 레일에 부착되어 상기 공간 내에 배열되며 수평으로 이동가능한 복수의 랙들을 구비한 랙 저장 장치와; 상기 랙 저장 장치의 적어도 일 측면에 인접하게 위치되고, 상기 랙을 전후 방향으로 수평 이동시키기 위한 랙 이동 장치와; 상기 랙의 이동 방향에 대해 상기 랙 저장 장치의 전방 또는 후방에 위치하고, 상기 마이크로웰 판의 웰 배치 형상에 부합되게 구성되어 상기 웰에 또는 이로부터 액체를 분배 또는 흡입하기 위한 적어도 1열의 파이펫 수단과 상기 파이펫 수단을 견고하게 지지하기 위한 프레임을 구비한 적어도 하나의 파이펫 장치와; 상기 랙 저장 장치로부터 전방 또는 후방으로 수평 이동된 소정의 상기 랙의 마이크로웰 판에 대해 상기 파이펫 장치를 수직 방향으로만 이동시키기 위한 파이펫 이동 장치와; 소정의 절차에 따라 상기 각각의 장치들의 이송 및 구동과 상기 마이크로웰 판의 웰로 흡입 및 분배되는 액체의 양을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는 액체 분배 및 처리 시스템이 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 그 사이에 소정의 공간을 두고서 서로 대향하는 복수의 직립 포스트들과, 상기 직립 포스트들의 대향 내부면에 수직 방향으로 소정의 간격만큼 클램프 수단에 의해 고정된 복수 쌍의 양방향 슬라이더 레일들과, 상기 액체들을 담기 위한 복수의 웰들이 형성된 마이크로웰 판이 각각 끼워지고 양 측면이 상기 양방향 슬라이더 레일에 부착되어 상기 공간 내에 배열되며 수평으로 이동가능한 복수의 랙들을 구비한 랙 저장 장치와; 상기 랙 저장 장치의 적어도 일 측면에 인접하게 위치되고, 상기 랙을 전후 방향으로 수평 이동시키기 위한 랙 이동 장치와; 상기 랙의 이동 방향에 대해 상기 랙 저장 장치의 전방 또는 후방에 위치하고, 상기 마이크로웰 판의 웰 내로 또는 이로부터 액체를 분배 또는 흡입하기 위한 적어도 1열의 파이펫 수단과 상기 파이펫 수단을 견고하게 지지하기 위한 프레임을 구비한 적어도 하나의 파이펫 장치와; 상기 랙 저장 장치로부터 전방 또는 후방으로 수평 이동된 소정의 상기 랙의 마이크로웰 판에 대해 상기 파이펫 장치를 수직 방향으로만 이동시키기 위한 파이펫 이동 장치와; 상기 파이펫 장치와 대향되는 후방 또는 전방의 일 측에 위치하며, 상기 액체들로부터 생물학적 물질들을 분리 및 정제하기 위한 소정의 순서에 따라 상기 액체 내에 함유된 자성 물질들을 이동시키는 액체 처리 장치와; 상기 액체 처리 장치를 상기 마이크로웰 판에 대해 수직 방향으로만 이동시키는 액체 처리 장치 이동 장치와; 소정의 절차 및 순서에 따라 상기 각각의 장치들의 이송 및 구동과 상기 마이크로웰 판의 웰로 흡입 및 분배되는 액체의 양을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는 액체 분배 및 처리 시스템이 제공된다.

첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예들에 의한 액체 분배 및 처리 시스템에 대해 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 액체 분배 및 처리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 사시도이다. 도2는 도1에 도시된 상기 액체 분배 및 처리 시스템의 평면도이다. 이 액체 분배 및 처리 시스템은 정해진 소정의 절차(protocol)에 따라 생물학적 물질 및/또는 핵산 등을 함유하는 다양한 액체들을 자동적으로 소정 용기로 전달 및 이동시키기 위한 것이다.

도1 및 도2에 의하면, 본 발명의 액체 분배 및 처리 시스템은, 다양한 액체들을 보유한 또는 수용할 마이크로웰 판(15)을 수납, 지지하는 랙(12)을 구비한 랙 저장 장치(10)와, 상기 랙 저장 장치(10)에 수납되어 있는 랙(12)을 소정의 처리 위치로 이동시키기 위한 랙 이동 장치(20)와, 소정의 위치로 이동된 랙(12) 상의 마이크로웰 판(15) 내의 웰로 또는 이로부터 다양한 액체를 분배 및 흡입하기 위한 파이펫 장치(30)와, 상기 파이펫 장치(30)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 파이펫 이동 장치(40)와, 그리고 소정의 절차에 따라 상기 각 장치들의 이송 및 구동과 처리될 액체의 양 등을 제어하기 위한 제어 장치를 포함한다.

이하에서, 본 발명의 액체 분배 및 처리 시스템의 주요 구성 장치들에 대해 상세히 설명한다. 도3은 랙 저장 장치(10)의 측면도이다. 도1, 도2 및 도3을 참조하면, 랙 저장 장치(10)는 생물학적 물질 또는 핵산 등을 함유하고 있는 액체들을 담고 있는 또는 이를 수용할 마이크로웰 판(15) 등을 수납하는 복수의 랙(12;rack)과, 이 랙(12)의 크기에 부합하게 수직하게 직립 설치되는 복수의 포스트(11; post)와, 상기 랙(12)의 일 측면에 부착되고 이어서 상기 포스트(11)에 소정의 수직 거리만큼 이격되어 부착되는 한 쌍의 슬라이더 레일(13a, slider rail)을 포함한다.

상기 포스트(11)는 통상 랙의 평면 형상에 부합되는 직사각형의 4개의 꼭지점에 해당되는 4개의 지점에 수직하게 설치되는 것이 바람직하다. 물론, 이 포스트(11)는 복수의 랙(12)을 지지할 수 있도록 소정의 강성을 가지고 본 발명의 액체 분배 및 처리 시스템의 각 장치들을 지지하기 위해 본 시스템의 하부에 설치되는 견고한 바닥판(19)에 고정 설치된다. 상기 슬라이더 레일(13a)은 그 전방 및 후방 단부가 한 쌍의 전후방향 포스트(11)에 고정 부착된다. 나머지 2개의 포스트(11)에도 다른 나머지 하나의 슬라이더 레일(13a)의 단부들이 부착된다. 이와 같이 설치된 대향하는 2개의 슬라이더 레일(13a)의 내향 측면에 랙(12)이 나사 또는 접착제 등의 임의의 고정 수단에 의해 고정 설치된다. 상기 랙(12)은 랙의 이동시 마이크로웰 판(15)의 흔들림 등을 방지하기 위해 랙(12) 위에 수납되는 마이크로웰 판(15)의 각각의 웰(well)을 하나씩 수납하여 보호할 수 있도록 상기 각각의 웰의 형상에 대응하는 복수의 개별 수납 홈 또는 구멍을 갖는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 랙(12)의 양 측면에 각각의 슬라이더 레일(13a)이 부착되고, 이 슬라이더 레일(13a)의 외측면은 다시 직립 포스트(11)에 부착되게 된다. 이와 같이 랙(12)이 부착된 슬라이더 레일(13a)을 각각 2개의 해당 직립 포스트(11)에 부착할 때에는 랙(12)의 상면에 마이크로웰 판(15)을 수납할 때 그 작업이 원활히 이루어 질 수 있도록 랙 및 마이크로웰 판의 높이 등을 고려하여 소정의 수직 거리만큼 서로 이격되도록 각각의 랙 및 슬라이더 레일을 직립 포스트에 부착한다. 물론, 설치되는 랙(12)의 수평이 보장되어야 하는 것은 당연하다.

한편, 상기 랙(12)에는 후크(16; hook)가 더 설치된다. 도3에 잘 도시된 바와 같이, 이 후크(16)는 랙(12)으로부터 슬라이더 레일(13a)을 향해 측방향으로 직립 포스트(11)의 밖으로 돌출되도록 설치된다. 이 후크(16)는 후술하는 랙 이동 장치(20)가 랙(12)을 전후 방향으로 이동시키는 데에 사용되는 요소이다. 이 후크(16)는 랙(12)의 일 측면에만 설치될 수도 있고, 필요하다면 양 측면에 설치될 수도 있다.

도4는 본 발명에 사용되는 특정 형태의 슬라이더 레일(13; 13a, 13b)을 개략적으로 도시하고 있다. 도4에 의하면, 슬라이더 레일(13)은 일방향으로만 활주할 수 있는 일방향 슬라이더 레일(13a)이거나 또는 전후 양방향으로 활주할 수 있는 양방향 슬라이더 레일(13b)이다. 일방향 슬라이더 레일(13a)은 랙 저장 장치(10)의 전방 또는 후방의 한 쪽 위치에서만 액체를 분배 및 처리하고자 하는 경우에 사용되고, 양방향 슬라이더 레일(13b)은 랙 저장 장치(10)의 전후 양 방향에서 액체의 분배 및 처리 작업을 수행하고자 하는 경우에 사용된다. 이 슬라이더 레일(13)의 구성은 잘 알려진 것이므로, 상세한 설명은 생략한다.

다시 도1, 도2 및 도3을 참조하여, 소정의 절차에 따라 랙(12)을 전후 방향으로 이동시키기 위한 랙 이동 장치(20)에 대해 살펴본다. 랙 이동 장치(20)는 랙 저장 장치(10)의 일 측면에, 또는 필요하다면 양 측면에 설치될 수도 있다. 랙 이동 장치(20)는 각각의 랙(12)에 부착된 전술한 후크(16)를 잡거나 걸기 위한 파지부(grasping portion)를 갖는 아암과, 이 아암을 견고하게 고정 지지하는 지지부와, 이 지지부를 수직 방향 및 전후 방향으로 이동시키기 위한 구동 수단(25)을 포함한다. 바람직하게는, 이 구동 수단(25)은 모터이고, 더욱 바람직하게는 스테핑 모터(stepping motor)이다. 물론, 동일한 작용을 하는 다른 소정의 수단이 사용될 수도 있다.

또한, 도1 및 도2에는 파이펫 장치(pipetting device; 30)가 도시되어 있는데, 이 파이펫 장치(30)는 랙(12)의 이동 방향으로 전방에 위치하고 있다. 또한, 상기 파이펫 장치(30)는 상기 랙(12) 상에 수납된 마이크로웰 판(15)의 웰 속으로 액체를 분배(dispense)하거나 또는 이로부터 액체를 흡입(aspirate)하기 위한 적어도 1열의 파이펫 수단(32; pipetter)과 이들을 고정 지지하고 있는 프레임(34; frame)을 포함한다. 이러한 파이펫 장치(30)의 구성은 도5에 가장 잘 도시되어 있다. 이 파이펫 장치(30)는 1열의 복수의 파이펫 수단(32)을 구비하거나 또는 마이크로웰 판(15)의 웰들의 개수 및 간격 등에 부합되는 소정의 형상으로 배치된 복수 열의 파이펫 수단(32)을 구비할 수 있다. 즉, 웰의 배치 형상에 따라 상기 파이펫 장치(30)의 구성은 적절히 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명의 파이펫 장치(30)는 96개의 웰을 구비하거나 384개의 웰을 구비한 마이크로웰 판(15)에도 쉽게 적용될 수 있다.

파이펫 이동 장치(40)는 파이펫 장치(30)를 수직방향으로 안내하기 위한 레일(48)과, 이를 따라 파이펫 장치(30)를 이동시키기 위한 모터 등의 구동 수단(45)으로 구성된다. 따라서, 도1, 도2 및 도5에 의하면, 파이펫 장치(30)는 소정의 절차에 따라 모터(45)에 의해 구동되어 레일(48)을 따라 활주식으로 수직방향으로 이동된다는 것을 알 수 있다.

선택적으로, 파이펫 장치(30) 외에도, 상기 액체 내에 함유된 생물학적 물질 또는 핵산 등을 분리 및 정제하는 데에 사용하기 위한 추가 처리 장치가 상기 파이펫 장치(30)와 동일한 방향에 나란히 배치될 수 있다. 도6에는, 이러한 처리 장치의 예로서 상기 생물학적 물질 또는 핵산 등을 분리 및 정제하기 위해 상기 생물학적 물질 등으로부터 소정의 성분을 추출하여 이를 동일한 마이크로웰 판(15)의 다른 웰로 또는 다른 마이크로웰 판(15)의 웰 등으로 이동시키기 위해 사용되는 자성 바아 조립체(60)가 도시되어 있다.

도6을 참조하면, 자성 바아 조립체(60)는 상기 액체 내의 생물학적 물질 등을 픽업(pick up) 또는 운반하기 위해 사용되는 자석과 같은 복수의 자성 바아(62)와, 마이크로웰 판(15)의 웰의 소정 배열 형상에 부합되게 상기 자성 바아(62)가 일체로 성형되어 이를 지지하는 프레임(64)과, 이 자성 바아(62)를 마이크로웰 판(15)의 웰로 안내하고 이 자성 바아의 이동시 액체 내의 자성 물질이 불필요하게 부착되는 것을 방지하기 위한 중공 원통 형상의 자성 바아 보호구(66)와, 상기 보호구가 일체로 형성되어 이를 지지하는 보호구 프레임(68)을 포함한다. 자성 바아 조립체 이동 장치(70)는 자성 바아 조립체(60)를 소정의 절차, 예컨대 자성 바아 보호구(66) 및 프레임(68)을 먼저 웰 내로 이동시킨 후 이어서 자성 바아(62) 및 프레임(64)을 이동시키는 방법으로 상기 자성 바아 조립체(60)를 수직 방향으로 이동시키도록 작동된다. 이러한 이동 장치(70)는 공지되어 있으며, 안내 레일(73)과 모터(75) 등의 수단으로 구성되어 있음을 쉽게 알 수 있다.

상기의 모든 장치(10, 20, 30, 40, 60, 70)들은 (도시되지 않은) 본 발명의 제어 장치에 의해 소정의 절차(protocol)에 따라 제어된다. 즉, 상기 장치들의 소정 방향 및 소정 위치로의 이송 및 구동을 제어하고, 또한 상기 마이크로웰 판(15)의 웰에 대해 흡입 및 분배되는 액체의 양 등을 제어한다. 이러한 제어 장치로는 통상의 개인용 컴퓨터가 사용될 수 있고, 상기 소정의 절차를 구성하는 프로그램(program)이 내장된 칩(chip)이 사용될 수 있다.

이제, 도7 내지 도10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 액체 분배 및 처리 시스템을 설명한다. 본 실시예서는 제1 실시예에서와 동일한 구성 요소에는 동일한 도면부호를 사용한다.

도7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 액체 분배 및 처리 시스템의 사시도이고, 도8 및 도9는 도7에 도시된 액체 분배 및 처리 시스템의 평면도 및 정면도이다. 도7 내지 도9에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 액체 분배 및 처리 시스템은 제1 실시예에 도시된 액체 분배 및 처리 시스템과 유사하다. 즉, 제1 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 액체 분배 및 처리 시스템은 랙 저장 장치(10), 랙 이동 장치(20), 파이펫 장치(30), 파이펫 이동 장치(40) 및 제어 장치를 포함하고 있고, 아울러 마이크로웰 판(15)에 보유된 액체 내에 함유된 생물학적 물질 또는 핵산 등을 분리 및 정제하기 위한 추가 장치로서 자성 바아 조립체(60)도 포함하고 있다. 본 실시예에서, 이 자성 바아 조립체(60)는 상기 파이펫 장치(30)와 반대방향, 즉 랙(12)의 이동 방향에 대해 반대 방향에 위치되어 있다. 예컨대, 파이펫 장치(30)가 랙 이동 방향에 대해 랙 저장 장치(10)의 전방에 배치되어 있다면, 자성 바아 조립체(60)는 랙 저장 장치(10)의 후방에 배치된다는 것이다. 물론, 그 반대의 경우도 당연히 가능하다. 이와 같이 파이펫 장치(30)와 자성 바아 조립체(60)를 랙 저장 장치(10)에 대해 서로 다른 방향에 배치함으로써, 서로 다른 랙(12) 상에 위치한 마이크로웰 판(15)의 웰 내의 액체들의 동시 처리가 가능하게 될 수 있다는 것을 당업자는 쉽게 알 수 있을 것이다.

이하에서는, 제1 실시예와 다른 제2 실시예의 구성에 대해서만 설명한다. 랙 저장 장치(10)의 전후 방향에 각각 파이펫 장치(30) 및 자성 바아 조립체(60)를 설치하여 독립적으로 마이크로웰 판(15)의 웰들 내의 액체를 처리하기 위해서는, 각각의 랙(12)을 상호 대향하는 방향으로 이동시킬 수 있어야 하므로, 제1 실시예에 사용된 일방향 슬라이더 레일(13a) 대신에 양방향 슬라이더 레일(13b)이 사용되어야 한다. 이 양방향 슬라이더 레일(13b)은 도4에 도시된 것과 유사하며, 도4의 활주 방향뿐만 아니라 이에 대향하는 방향으로도 활주될 수 있는 형태의 것이다. 또한, 랙(12)의 하부면에 부착되어 랙(12)의 측면 방향으로 외향 돌출된 후크(16)는 직립 포스트(11)보다 더 외향 돌출되어야 하므로, 그 설치 위치에 따라 랙(12)의 전방 또는 후방 방향 중의 어느 한 방향으로만 이동하게 되는 단점이 있다. 따라서, 랙(12)을 전후 양 방향으로 이동시키기 위해서는 다른 형태의 수단이 필요하게 된다. 이를 위해, 랙(12)의 양 대향 측면에는 랙(12)의 이동방향을 따라 소정의 간격으로 구멍(23)이 복수개 형성된다. 바람직하게는, 랙(12)의 측면에 직접구멍(23)을 형성하지 않고, 랙(12)의 전방 또는 후방으로 일체 형성된 로드(rod)에 소정의 간격으로 복수의 구멍(23)을 형성한다(도10 참조). 또한, 이 구멍(23)과 상호 작용하여 랙(12)을 전후 양 방향으로 이동시키기 위해 상기 랙 이동 수단(20)은 후크(16)를 잡거나 걸기 위한 파지부(21a) 대신에 상기 구멍(23)에 삽입되어 랙(12)을 이동시킬 수 있는 삽입봉을 구비한 아암을 구비한다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 의한 랙 이동 장치(20)는 상기 아암의 삽입봉을 상기 구멍(23)으로 진입 및/또는 후퇴시킬 수 있는 선형 액추에이터(linear actuator)를 더 구비한다. 이러한 구성을 가짐으로써, 제2 실시예에 의한 액체 분배 및 처리 시스템의 랙 이동 장치(20)는 랙 저장 장치(10)에 대해 랙(12)을 전후 양 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

비록 본 발명이 전술한 본 발명의 양호한 실시예들을 참조하여 설명되었으나, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 본 발명에 대한 다양한 변형 및 수정은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 액체 분배 및 처리 시스템은 다음과 같은 장점을 갖는다.

복수의 마이크로웰 판들이 복수의 랙 및 슬라이더 레일과 직립 포스트를 통해 수직 방향으로 배치되므로, 그 배치에 필요한 공간의 대폭적인 절감이 가능하게 된다. 또한, 슬라이더 레일과 함께 랙의 후크 또는 구멍들을 이용하고 아울러 공압 수단이 아닌 모터 등과 같은 구동 수단을 이용함으로써, 랙의 이동이 안정되고 정확히 수행될 수 있다. 아울러, 마이크로웰 판을 수납한 랙을 전후 방향 중 일방향 또는 양방향으로 선택적으로 이동시킬 수 있고 그 방향으로 파이펫 장치 및 자성 바아 조립체 등의 액체 처리 장치를 선택적으로 설치하여 이용할 수 있으므로, 액체의 분배 및 처리 작업을 동시에 효율적으로 수행할 수 있게 된다. 또한, 종래의 3축 이동 수단 대신에 1축 이동 수단 또는 2축 이동 수단을 이용할 수 있으므로, 그 구조가 간단하게 되어 제작 비용이 절감될 뿐만 아니라 작업의 정확성 더욱 향상될 수 있다.

Claims

소정의 절차에 따라 생물학적 물질 등을 함유하는 다양한 액체들을 자동적으로 소정 용기로 전달 및 이동시키고 상기 액체들로부터 생물학적 물질들을 분리 및 정제하기 위한 시스템에 있어서,

그 사이에 소정의 공간을 두고서 서로 대향하는 복수의 직립 포스트(11)들과, 상기 직립 포스트들의 대향 내부면에 수직 방향으로 소정의 간격만큼 클램프 수단(clamp)에 의해 고정된 복수 쌍의 일방향 슬라이더 레일(13a)들과, 상기 액체들을 담기 위한 복수의 웰들이 형성된 마이크로웰 판(15)이 각각 끼워지고 양 측면이 상기 일방향 슬라이더 레일(13a)에 부착되어 상기 공간 내에 배열되며 수평으로 이동가능한 복수의 랙(12)들을 구비한 랙 저장 장치(10)와;

상기 랙 저장 장치(10)의 적어도 일 측면에 인접하게 위치되고, 상기 랙(12)을 전후 방향으로 수평 이동시키기 위한 랙 이동 장치(20)와;

상기 랙(12)의 이동 방향에 대해 상기 랙 저장 장치(10)의 전방 또는 후방에 위치하고, 상기 마이크로웰 판(15)의 웰 배치 형상에 부합되게 구성되어 상기 웰에 또는 이로부터 액체를 분배 또는 흡입하기 위한 적어도 1열의 파이펫 수단(32)과 상기 파이펫 수단(32)을 견고하게 지지하기 위한 프레임(34)을 구비한 적어도 하나의 파이펫 장치(30)와;

상기 랙 저장 장치(10)로부터 전방 또는 후방으로 수평 이동된 소정의 상기 랙(12)의 마이크로웰 판(15)에 대해 상기 파이펫 장치(30)를 수직 방향으로만 이동시키기 위한 파이펫 이동 장치(40)와;

소정의 절차에 따라 상기 각각의 장치들의 이송 및 구동과 상기 마이크로웰 판(15)의 웰로 흡입 및 분배되는 액체의 양을 제어하기 위한 제어 장치를

포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
소정의 절차에 따라 생물학적 물질 등을 함유하는 다양한 액체들을 자동적으로 소정 용기로 전달 및 이동시키고, 상기 액체들로부터 생물학적 물질들을 분리 및 정제하기 위한 시스템에 있어서,

그 사이에 소정의 공간을 두고서 서로 대향하는 복수의 직립 포스트(11)들과, 상기 직립 포스트들의 대향 내부면에 수직 방향으로 소정의 간격만큼 클램프 수단(clamp)에 의해 고정된 복수 쌍의 양방향 슬라이더 레일(13b)들과, 상기 액체들을 담기 위한 복수의 웰들이 형성된 마이크로웰 판(15)이 각각 끼워지고 양 측면이 상기 양방향 슬라이더 레일에 부착되어 상기 공간 내에 배열되며 수평으로 이동가능한 복수의 랙(12)들을 구비한 랙 저장 장치(10)와;

상기 랙 저장 장치(10)의 적어도 일 측면에 인접하게 위치되고, 상기 랙 (12)을 전후 방향으로 수평 이동시키기 위한 랙 이동 장치(20)와;

상기 랙(12)의 이동 방향에 대해 상기 랙 저장 장치(10)의 전방 또는 후방에 위치하고, 상기 마이크로웰 판(15)의 웰 내로 또는 이로부터 액체를 분배 또는 흡입하기 위한 적어도 1열의 파이펫 수단(32)과 상기 파이펫 수단(32)을 견고하게 지지하기 위한 프레임(34)을 구비한 적어도 하나의 파이펫 장치(30)와;

상기 랙 저장 장치(10)로부터 전방 또는 후방으로 수평 이동된 소정의 상기 랙(12)의 마이크로웰 판(15)에 대해 상기 파이펫 장치(30)를 수직 방향으로만 이동시키기 위한 파이펫 이동 장치(40)와;

상기 파이펫 장치(30)와 대향되는 후방 또는 전방의 일 측에 위치하며, 상기 액체들로부터 생물학적 물질들을 분리 및 정제하기 위한 소정의 순서에 따라 상기 액체 내에 함유된 자성 물질들을 이동시키는 액체 처리 장치(60)와;

상기 액체 처리 장치(60)를 상기 마이크로웰 판(15)에 대해 수직 방향으로만 이동시키는 액체 처리 장치 이동 장치(70)와;

소정의 절차 및 순서에 따라 상기 각각의 장치들의 이송 및 구동과 상기 마이크로웰 판(15)의 웰로 흡입 및 분배되는 액체의 양을 제어하기 위한 제어 장치를

포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 랙 이동 장치(20)는 상기 랙(12)의 적어도 일 측면으로부터 상기 슬라이더 레일(13a)의 외측면보다 더 돌출되게 형성된 후크(16)들을 잡거나 걸기 위한 파지부(21a)를 갖는 아암(28a)과, 상기 아암(28a)을 수직 방향 및 전후 방향으로 이동시키기 위한 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항에 있어서, 상기 랙 이동 장치(20)는 상기 랙(12)의 적어도 일 측면에 전후 방향으로 소정의 간격으로 형성된 복수의 구멍(23)들에 삽입될 수 있는 삽입봉(21b)을 갖는 아암(28b)과, 상기 삽입봉(21b)이 상기 구멍(23)들에 대해 삽입되거나 후퇴될 수 있도록 일 방향으로 작동되는 선형 액추에이터(27))와, 상기 아암(28b)과 선형 액추에이터(27)를 수직 방향 및 전후 방향으로 이동시키기 위한 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기 파이펫 장치(30)가 설치된 전방 또는 후방에 나란히 위치하며, 상기 액체들로부터 생물학적 물질들을 분리 및 정제하기 위한 소정의 순서에 따라 상기 액체 내에 함유된 자성 물질들을 이동시키는 복수의 자성 바아(62)와 상기 자성 바아(62)들을 상기 마이크로웰 판(15)의 웰 형상에 부합되게 배열하여 지지하는 프레임(61)을 갖는 자성 바아 조립체(60)와; 상기 자성 바아 조립체(60)를 상기 마이크로웰 판(15)에 대해 수직 방향으로만 이동시키는 자성 바아 조립체 이동 장치(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 분배 및 처리 시스템.
제2항에 있어서, 상기 액체 처리 장치는 복수의 자성 바아(62)와, 상기 자성 바아(62)들을 상기 마이크로웰 판(15)의 웰 형상에 부합되게 배열하여 지지하는 프레임(64)과, 상기 자성 바아(62)에 대응하여 각각 보호 안내하기 위한 복수의 자성 바아 보호구(66)와, 상기 보호구(66)를 지지하기 위한 프레임(68)을 구비하는 자성 바아 조립체(60)인 것을 특징으로 하는 액체 분배 및 처리 시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 구동 수단은 상기 아암(28a 또는 28b)을 전후 방향 및 수직 방향으로 각각 구동하기 위한 모터(25)인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 장치는 개인용 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 소정의 절차를 구성하는 프로그램이 내장된 칩인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파이펫 이동 장치(40)는 모터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 시스템.