전자동 디지털 PCR 검출 시스템 ZY/VD-200 시리즈

디지털 PCR은 강력하지만 고가이고 전용 소모품에 묶여 있으며 낮은 처리량에 제한되는 경우가 많았습니다. Yuanzan은 완전히 다른 기술 계보로 이를 바꿉니다.

• 낮은 비용 장벽：표준 팁 규모의 소모품을 사용해 기존 dPCR 워크플로우 대비 샘플당 소모품 비용을 20-40배 낮출 수 있습니다.
• 높은 샘플 처리량：48샘플 런 포맷으로 dPCR을 일회성 전문 검사에서 실험실 일상 일정으로 편입할 수 있습니다.
• 개방형 플랫폼：전용 칩, 묶음 시약, 강제 서비스 계약이 없습니다.

• 비용 부담에서 일상 활용으로——샘플당 소모품 비용이 20-40배 낮아지면 절대정량의 경제적 장벽이 크게 줄어듭니다.
• 전문 장비에서 일상 도구로——48샘플 처리량과 walk-away 자동화를 통해 dPCR은 일상 실험실에서 실용적인 도구가 됩니다.
• 폐쇄형 생태계에서 개방형 플랫폼으로——워크플로우는 전용 칩, 묶음 시약, 강제 서비스 계약을 피합니다.
• 취약한 유로에서 견고한 채널로——밀리미터 규모 채널은 복잡한 임상 시료에서도 물리적으로 막힘에 더 강합니다.

디지털 PCR은 오랫동안 강력하지만 비용이 높고 전용 소모품에 묶이며 처리량이 제한되는 프리미엄 기술이었습니다. Yuanzan은 이 구조를 근본적으로 바꿉니다.

• 0.01% 검출 민감도
• ≥95% 샘플당 유효 액적
• 48 런당 최대 샘플 수

특허 번호：ZL2021113351171 · ZL2021113351133 · ZL2021227610374 · ZL2021100379520

전자동 미세액적 생성

표준 피펫 팁으로 나노리터 규모의 액적을 생성하는 세계 최초의 매크로플루이딕 마이크로드롭릿 기술입니다. 소모품 비용을 근본적으로 낮추면서 운용 안정성을 높입니다. 특허 포트폴리오 확보(CN: 2021113351171, 2021113351133, 2021227610374, 2021100379520).

핵심 기술 혁신

기존 디지털 PCR은 100 μm 미만의 미세유체 채널이 필요해 제조 비용이 높았습니다. 당사는 이 한계를 돌파하여 표준 피펫 팁(직경 >0.3 mm)으로 나노리터 규모 액적을 생성하는 매크로플루이딕 마이크로드롭릿 기술을 구현했습니다. 이 패러다임 전환은 디지털 PCR의 비용 효율성을 새롭게 정의합니다.

기술적 장점

• 소모품 제조 비용 대폭 절감
• 액체 취급 처리량 향상
• 장비 및 액적 생성 안정성 향상
• 대규모 병렬 액적 생성 구조 구현 용이
• 매크로플루이딕 기술과 자동화의 통합으로 낮은 소모품 비용과 완전 자동 워크플로우를 제공합니다

자가 조립 액적 어레이

독자적인 계면활성제 화학을 통해 액적은 반응 플레이트 표면에서 자발적으로 질서 있는 배열을 형성하고, 고온 열순환 중에도 구조적 안정성을 유지합니다.

기술 원리

독자적인 계면활성제 조성을 활용하여 생성된 액적은 고온 열순환 조건에서도 융합 없이 높은 안정성을 유지합니다. 정밀하게 설계된 액적 밀도는 오일상보다 높아 중력 기반 자기조립을 가능하게 합니다. 수많은 액적이 PCR 반응 용기 바닥에 자발적으로 배열되어 균일하고 고밀도인 액적 어레이를 형성합니다.

응용 가치

개별 액적의 공간적 분리는 PCR 용기 전체에서 균일하고 독립적인 반응을 보장하는 데 중요합니다. 이 자기조립 액적 어레이 구조는 in-situ PCR 증폭과 in-situ 형광 검출을 가능하게 하며, 실시간 형광 PCR에서 단일 액적 모니터링의 기반을 제공합니다.

대규모 실시간 액적 형광 모니터링

수십만 개 개별 액적에서 발생하는 형광 증폭 신호를 실시간으로 동시에 추적하여 위양성 아티팩트를 줄이고 Poisson 통계에 의존하지 않는 진정한 절대정량을 구현합니다.

기술적 돌파구

자기조립 액적 어레이 플랫폼을 기반으로 당사 R&D 팀은 독자적인 광신호 수집 경로, 고급 이미징 모듈, 대규모 액적 궤적 추적 알고리즘을 개발했습니다. 통합 시스템은 PCR 열순환 전 과정에서 각 액적의 형광 신호를 연속적으로 실시간 모니터링할 수 있게 합니다.

응용 가치

• 임상 디지털 PCR 애플리케이션에서 위양성 아티팩트 감소
• 고농도 시료의 기존 디지털 PCR 정량에서 Poisson 분포 한계 극복
• 양성 액적 내 copy number 직접 계수로 진정한 절대정량 구현
• 표준 디지털 PCR로는 어려웠던 용융곡선 분석을 통해 새로운 응용 가능성을 엽니다

Macro-FDG 액적 생성은 음향 전달, 능동 반동, 적응형 임피던스 보상, 파형 기반 Weber 수 제어를 결합합니다. 이 메커니즘은 액적 형성을 안정화하고 디지털 PCR 이미징에 적합한 고밀도 균일 어레이를 형성합니다.

• 음향 결합：거의 강체에 가까운 압력파가 구동 오일을 마이크로초 수준의 지연으로 전달되어 노즐에 빠르고 반복 가능한 구동 신호를 제공합니다.
• 능동 반동：역방향 음향파가 액적 절단을 더 깔끔하게 만들고 위성 액적을 줄여 각 분할 단위의 균일성을 높입니다.
• 가변 임피던스 보상：적응형 주파수 및 전압 제어가 액적 생성 중 유체 부하가 변해도 제팅 상태를 안정적으로 유지합니다.
• Weber 수 제어：파형 제어로 dV/dt를 조절하여 액적 크기를 안정적으로 유지하고 팁 형상의 미세한 차이에 대한 민감도를 낮춥니다.

Macro-FDG는 기존 dPCR 시스템의 단순한 개선이 아닙니다. 표준 크기 팁을 기반으로 한 능동 음향 제팅 원리를 사용합니다.

• 채널 / 노즐：마이크로웰 마이크로웰(pL) · 미세유체 미세채널(<0.1 mm) · Macro-FDG 표준 팁(0.3-0.6 mm)
• 액적 생성：마이크로웰 수동 분할 · 미세유체 교차부 오일 전단 · Macro-FDG 능동 음향 제팅 + 반동
• 샘플 처리량：마이크로웰 16/run · 미세유체 8-24/run · Macro-FDG 48/run
• 런당 소모품 비용：마이크로웰 ~$15-30 · 미세유체 ~$10-20 · Macro-FDG ~$0.50
• 확장성：마이크로웰 고정형 칩 설계 · 미세유체 복잡한 미세가공 · Macro-FDG 선형 확장, 단순 제조

임상 진단과 연구 분야에 폭넓게 적용됩니다

임상 응용

유전자 검사는 환자별 분자 수준 차이를 확인하고 암 치료와 관련된 드라이버 유전자 변이 분석을 지원하여 표적치료의 안전성과 효과를 높입니다.

• 암 유전자 검사
• 바이러스 부하 검출
• 산전 검사

기존 의료의 한계

기존 치료 접근법은 폐암, 대장암, 위암 등 여러 암종에서 뚜렷한 한계를 보입니다. 유전자 검사는 환자별 차이를 분자 수준에서 파악하고 암 치료와 관련된 드라이버 유전자 변이 분석을 지원하여 표적치료의 안전성과 유효성을 크게 높일 수 있습니다.

디지털 PCR 검출의 장점

중합효소 연쇄반응(PCR)은 특정 표적 서열을 체외에서 빠르게 증폭하는 대표적인 분자진단 기술입니다. 3세대 디지털 PCR은 시료를 다수의 미세 반응 챔버로 분할해 단일 카피 증폭과 형광 계수를 수행하며, 핵산을 단일분자 수준의 해상도로 정량합니다. 기존 qPCR과 비교해 정량 정확도, 민감도, 억제물질 내성이 우수하며 바이러스 부하 검출과 산전 검사 등 임상 응용에서 강점을 보입니다.

우리가 해결하는 과제

디지털 PCR의 연구 및 임상 도입은 주로 두 가지 장벽에 부딪힙니다. 하나는 장비와 소모품 비용이고, 다른 하나는 많은 상용 시스템이 실시간 모니터링이 아닌 종말점 검출에 의존한다는 점입니다. 이는 임상 assay 개발을 제한합니다. 당사의 자기조립 액적 어레이 dPCR은 복잡하고 고가의 전용 소모품 의존도를 낮추면서 대규모 실시간 형광 모니터링을 구현합니다. 이를 통해 디지털 PCR은 임상 유전자 검사 시장에서 더 경제적이고 실용적인 선택지가 됩니다.

비임상 응용

연구실, 식품 안전 검사, 법과학 조사에서 더 신뢰성 높은 분자 검출 방법을 제공합니다.

• 분자생물학 연구
• 유전자변형 식품 검사
• 범죄 수사 및 법의학 감정

분자생물학 실험실의 유전자 분석

PCR은 연구 현장에서 일상적으로 사용되는 핵심 기술이며, PCR 장비가 없는 분자생물학 실험실은 상상하기 어렵습니다. 디지털 PCR은 기존 PCR 대비 여러 장점이 있지만 사용 경험과 소모품 비용 측면에서 도입 장벽이 있었습니다. 당사의 차세대 디지털 PCR 제품은 기존 qPCR과 유사한 익숙한 워크플로우를 제공하도록 설계되었습니다. 장비와 소모품 비용이 낮아지면 다양한 규모의 실험실에서 dPCR 도입이 현실적인 선택이 될 수 있습니다.

유전자변형 식품 검사

유전자변형 식품에 대한 사회적 관심은 계속 높아지고 있습니다. 현재 상용 제품의 GMO 함량을 분자 수준에서 정량할 때 실시간 qPCR이 널리 사용됩니다. 그러나 복잡한 식품 원료나 사료 원료에서는 표적 DNA가 극히 적은 경우가 많아 검출과 정량에 제약이 있습니다. 연구에 따르면 디지털 PCR은 저농도 검출에서 더 높은 반복성과 억제물질 내성을 제공하여 유전자변형 식품 검사에 더 신뢰성 높은 방법을 제공합니다.

범죄 수사

범죄 수사와 법의학 감정에서 PCR 기술은 유전공학과 법과학의 발전에 힘입어 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 수사는 분자 증거의 시대로 진입하고 있습니다. 디지털 PCR은 혈흔, 정액반, 모발, 조직 조각, 미량 잔존 세포 등 법과학 시료를 분자 수준에서 확인할 수 있어 기존 혈청학적 방법보다 신뢰성이 높습니다. 또한 높은 증폭 효율과 간섭 내성을 바탕으로 장기간 노출된 극미량 시료도 분석할 수 있어 개인 식별을 지원합니다.

설치와 교육부터 유지보수, assay 최적화, 맞춤형 리포트까지 당사의 지원 체계가 구매 후 장비 운용을 실질적으로 뒷받침합니다.

• 정기 고객 방문 및 피드백 프로그램
• 신속한 고객 서비스 체계
• 효율적인 유지보수 및 예비 부품 네트워크
• 24시간 기술 지원 핫라인
• 공장 엔지니어의 설치 및 교육
• 특정 키트 맞춤형 assay 최적화
• 소프트웨어 맞춤화 서비스
• 맞춤형 리포트 형식 설계

아래는 애프터서비스 범위의 개요입니다. 구체적인 서비스 내용은 제품별로 다를 수 있습니다. 자세한 내용은 문의해 주세요.