KR102077643B1 - Apparatus for Separating Particles of Sample with Meniscuss and Method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입자 분리 장치로서, 특히, 메니스커스 곡면을 갖는 시료를 기판상에서 이동시켜 입자를 분리하는 장치를 개시한다. 본 발명의 입자 분리 장치는 베이스부; 및 상기 베이스부의 일면에 형성되며, 분리하고자 하는 입자들이 포함된 시료로부터 분리되는 적어도 일부의 입자들을 저장하기 위한 제1 그룹의 슬롯들이 마련된 슬롯부; 를 포함한다.The present invention discloses a device for separating particles by moving a sample having a meniscus curved surface on a substrate, particularly as a particle separation device. The particle separation device of the present invention comprises a base portion; And a slot unit formed on one surface of the base unit and provided with a first group of slots for storing at least some particles separated from a sample containing particles to be separated. It includes.
Description
본 발명은 입자 분리 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 시료 내 원하는 입자들을 분리하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a particle separation device and method. More particularly, it relates to a device for separating desired particles in a sample.
분자(Molecule)는 물질의 성질을 갖는 가장 작은 입자이고, 생물학적 유체 내에서 엑소좀은 여러 종류의 세포들로부터 분비되는 막 구조의 작은 입자이다. 엑소좀(exosome)은 막 구조의 작은 소낭으로, 직경은 대략 30~100nm인 것으로 보고되어 있다. Molecules are the smallest particles with the properties of a substance, and in biological fluids, exosomes are small particles of a membrane structure that are secreted from various types of cells. Exosomes (exosomes) are small vesicles of a membrane structure, and are reported to be approximately 30-100 nm in diameter.
엑소좀은 다낭체라고 불리는 세포 내 특정 구획에서 기원하며 세포밖으로 방출 분비되고, 다낭체와 원형질막의 융합이 일어나면, 그러한 소낭들이 세포밖 환경으로 방출되는데 이를 엑소좀이라고 한다. 엑소좀은 정상 상태 및 병적 상태 이 두가지 모든 상태하에서 다수의 다른 세포 유형으로부터 분리되어 방출된다고 알려져 있다. 엑소좀에는 여러가지 RNA가 포함되어 있으며, 이것의 존재 유무 및 존재량을 검출하여 질병을 진단하는 방법에 대하여 연구가 활발하다. 그러나, 엑소좀을 이용하여 정확한 진단을 하기 위해서는 질환을 갖는 사람 체내에 존재하는 정확한 엑소좀의 함량을 아는 것이 중요하다.Exosomes originate from specific compartments in cells called polycysts and are released and secreted out of the cells, and when fusion of the polycysts and the plasma membrane occurs, such vesicles are released into the extracellular environment, which are called exosomes. It is known that exosomes are released separately from a number of different cell types under both conditions, normal and pathological. Exosomes contain various RNAs, and studies on how to diagnose the disease by detecting the presence or absence and presence of the RNA are active. However, in order to make an accurate diagnosis using exosomes, it is important to know the exact amount of exosomes present in a human body having a disease.
종래의 엑소좀을 분리 및 정제하기 위한 기술로서 엑소좀 단리 시약, 기공 크기의 2개의 필터를 사용하는 엑소 미르, 엑소퀵 및 초원심 분리와 같은 방법이 존재하지만, 현재의 기법은 상당한 시간과 비용 및 전문화된 연구 설비를 요구하는 한계가 있다. Conventional techniques for isolating and purifying exosomes include methods such as exosome isolation reagent, exomir using two filters of pore size, exoquick and ultracentrifugation, but the current technique is a considerable time and cost. And there are limitations that require specialized research facilities.
또한, 종래의 엑소좀 측정 방법은 항체와 항원의 특이적인 면역 반응을 이용한 정량 방법등이 있으나, 번거롭고, 미세소포 및 엑소좀에만 적용이 가능한 한계가 있다.In addition, the conventional methods for measuring exosomes include quantitative methods using specific immune responses of antibodies and antigens, but are cumbersome and have limitations that can be applied only to microvesicles and exosomes.
따라서, 복잡한 엑소좀 정량 방법의 문제를 해결하고, 특정 엑소좀을 분리하여 진단 방법의 정확도를 높일 수 있는 기술 개발이 요구된다. Therefore, there is a need to develop a technology that solves the problem of a complex exosome quantification method and improves the accuracy of a diagnostic method by separating a specific exosome.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 입자 분리 장치를 개시한다. 특히, 메니스커스 곡면을 갖는 시료 내에서 입자를 분리하는 장치를 개시한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and discloses a particle separation device. In particular, a device for separating particles in a sample having a meniscus curved surface is disclosed.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 입자 분리 장치는 베이스부; 및 상기 베이스부의 일면에 형성되며, 분리하고자 하는 입자들이 포함된 시료로부터 분리되는 적어도 일부의 입자들을 저장하기 위한 제1 그룹의 슬롯들이 마련된 슬롯부; 를 포함한다.The present invention has been devised to achieve the above object, the particle separation device of the present invention comprises a base portion; And a slot unit formed on one surface of the base unit and provided with a first group of slots for storing at least some particles separated from a sample containing particles to be separated. It includes.
본 발명에서 상기 슬롯부는 상기 제1 그룹의 슬롯들과는 깊이 또는 폭이 다른 제2 그룹의 슬롯들을 더 포함할 수 있다.In the present invention, the slot unit may further include a second group of slots having a different depth or width from the slots of the first group.
본 발명에서 입자 분리 장치는 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들이 형성된 면과의 사이에 상기 시료를 소정의 형상으로 위치시킨 상태에서 기 설정된 각도로 드래깅을 통해서 상기 시료로부터 적어도 일부의 입자들을 분리하기 위한 드래깅부; 를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the particle separation device is at least partially from the sample through dragging at a predetermined angle in a state where the sample is positioned in a predetermined shape between the first group of slots and the surface on which the second group of slots is formed. Dragging unit for separating the particles of the; It may further include.
본 발명에서 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들의 깊이 또는 폭은 상기 분리하고자 하는 입자들의 크기에 따라 미리 설정되고, 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들은 상기 미리 설정된 크기를 가지는 입자들을 구분하여 저장할 수 있다.In the present invention, the depth or width of the slots of the first group and the slots of the second group is preset according to the size of the particles to be separated, and the slots of the first group and the slots of the second group are Particles having the predetermined size may be classified and stored.
본 발명에서 상기 슬롯부는 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들의 깊이 또는 폭을 고려하여 마련되는 적어도 제1 포토 레지스트 패턴 및 제2 포토 레지스트 패턴을 포함하는 서로 다른 마스크 패턴을 상기 베이스부 위에 도포하고, 상기 도포된 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 베이스부를 에칭하여 형성될 수 있다.In the present invention, the slot part may include different mask patterns including at least a first photoresist pattern and a second photoresist pattern provided in consideration of the depth or width of the first group of slots and the second group of slots. It may be formed by applying on the base portion and etching the base portion using the applied mask pattern as an etch mask.
본 발명에서 상기 시료에 포함된 상기 입자들을 크기에 따라 정렬하고, 상기 크기에 따라 정렬된 입자들을 상기 시료 내에서 홀딩하는 정렬 보조부; 를 더 포함하고, 상기 드래깅부는 정렬된 상태로 홀딩된 입자들을 포함하는 상기 시료를 드래깅하여 상기 입자들을 분리할 수 있다.In the present invention, the alignment aid for aligning the particles included in the sample according to size and holding particles aligned according to the size in the sample; Further comprising, the dragging unit may separate the particles by dragging the sample containing the particles held in an aligned state.
본 발명에서 입자 분리 장치는 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들에 저장된 상기 입자들을 추출하는 추출부; 를 더 포함하고, 상기 추출부는 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들에 저장된 입자들을 상기 시료와 분리하여 추출할 수 있다.In the present invention, the particle separation device includes an extraction unit for extracting the particles stored in the first group of slots and the second group of slots; Further comprising, the extraction unit may be extracted by separating the particles stored in the slots of the first group and the slots of the second group from the sample.
본 발명에서 상기 정렬 보조부는 상기 시료가 위치하는 상기 드래깅부의 타면에서 형성되고, 상기 드래깅부에 체결되는 적어도 2이상의 전극을 통하여 상기 시료 내에 전계를 형성하는 전원부; 를 더 포함하고, 상기 형성된 전계의 방향에 따라 상기 입자들의 크기를 정렬할 수 있다.In the present invention, the alignment auxiliary unit is formed on the other surface of the dragging unit where the sample is located, and a power supply unit that forms an electric field in the sample through at least two or more electrodes fastened to the dragging unit; Further comprising, it is possible to arrange the size of the particles according to the direction of the formed electric field.
본 발명에서 상기 정렬 보조부는 상기 시료에 포함된 입자들의 서로 다른 전하 특성에 따라 선택적으로 상기 입자들을 투과시키는 상기 전극의 일단에 연결되는 이온 선택성 투과막; 을 더 포함하고, 상기 투과된 입자들은 상기 전극을 통하여 상기 시료 내에 형성된 전계에 따라 분극될 수 있다.In the present invention, the alignment auxiliary unit is an ion selective permeable membrane connected to one end of the electrode selectively transmitting the particles according to different charge characteristics of the particles included in the sample; Further comprising, the transmitted particles may be polarized according to the electric field formed in the sample through the electrode.
본 발명에서 상기 입자들은 서로 다른 크기를 가지는 적어도 하나의 단백질 및 RNA를 포함하는 소포로서 엑소좀이고, 상기 시료는 적어도 하나의 이온화된 입자들을 포함하는 전해 시료로 마련될 수 있다.In the present invention, the particles are exosomes as vesicles containing at least one protein and RNA having different sizes, and the sample may be prepared as an electrolytic sample including at least one ionized particle.
본 발명에서 상기 시료는 상기 드래깅부가 드래깅되는 방향의 반대측에서 상기 드래깅부에 인접하게 형성되는 제1 테일 및 상기 슬롯부에 인접하게 형성되는 제2 테일을 포함하고, 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일 사이에서 상기 시료의 표면은 상기 드래깅부가 드래깅되는 방향으로 오목하게 구부러지는 메니스커스 곡면으로 형성될 수 있다.In the present invention, the sample includes a first tail formed adjacent to the dragging portion and a second tail formed adjacent to the slot portion on the opposite side of the direction in which the dragging portion is dragged, and the first tail and the second The surface of the sample between the tails may be formed by a meniscus curved surface that is concavely bent in the direction in which the dragging portion is dragged.
본 발명에서 상기 메니스커스 곡면, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 길이, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 두께 및 상기 제1 테일 및 제2 테일에 포함된 상기 시료의 부피는 상기 베이스부, 상기 슬롯부 및 상기 드래깅부의 친수성, 상기 기 설정된 각도 및 상기 시료 내에 포함된 입자 사이의 인력에 따라 다르게 형성될 수 있다.In the present invention, the meniscus curved surface, the length of the first tail and the second tail, the thickness of the first tail and the second tail, and the volume of the sample included in the first tail and the second tail are the base portion , It may be formed differently according to the hydrophilicity of the slot portion and the dragging portion, the predetermined angle and the attraction force between the particles contained in the sample.
본 발명에서 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들은 상기 슬롯부의 적어도 일부분에서 그룹 별로 형성되고, 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에 포함된 시료 내의 상기 입자들은 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에서 멀어질수록 크기가 점차 증가할 수 있다.In the present invention, the slots of the first group and the slots of the second group are formed for each group in at least a portion of the slot part, and the particles in the sample included in the first tail and the second tail are the first tail And as the distance from the second tail increases, the size may gradually increase.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 입자 분리 방법은 베이스부의 일면에 형성되어, 분리하고자 하는 입자들이 포함된 시료로부터 분리되는 적어도 일부의 입자들을 저장하기 위한 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제1 그룹의 슬롯들과는 깊이 또는 폭이 다른 제2 그룹의 슬롯들이 마련되는 슬롯부의 적어도 일측에 상기 시료를 위치시키는 단계; 상기 시료를 소정의 형상으로 위치시킨 상태에서 기 설정된 각도로 드래깅을 통해서 상기 시료로부터 적어도 일부의 입자들을 분리하기 위한 드래깅부를 정렬하는 단계; 및 상기 정렬된 드래깅부를 상기 슬롯부상에서 드래그하여 상기 시료에 포함된 입자들을 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들에 저장하여 분리하는 단계; 를 포함한다.In addition, in order to achieve the above object, the particle separation method of the present invention is formed on one surface of the base portion, the first group of slots for storing at least some of the particles separated from the sample containing the particles to be separated and the agent Positioning the sample on at least one side of a slot portion in which a second group of slots having different depths or widths from one group of slots is provided; Aligning the dragging unit for separating at least some of the particles from the sample through dragging at a predetermined angle in a state where the sample is positioned in a predetermined shape; And dragging the aligned dragging portion on the slot portion to separate and store particles included in the sample in the slots of the first group and the slots of the second group. It includes.
본 발명에서 상기 입자 분리 방법은 상기 시료에 포함된 상기 입자들을 크기에 따라 정렬하고, 상기 크기에 따라 정렬된 입자들을 상기 시료 내에서 홀딩하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 드래깅부는 정렬된 상태로 홀딩된 입자들을 포함하는 상기 시료를 드래깅하여 상기 입자들을 분리할 수 있다.In the present invention, the method for separating particles comprises sorting the particles included in the sample according to size and holding particles aligned according to the size in the sample; Further comprising, the dragging unit may separate the particles by dragging the sample containing the particles held in an aligned state.
본 발명에서 상기 홀딩하는 단계는 상기 시료가 위치하는 상기 드래깅부의 타면에서 형성되고, 상기 드래깅부에 체결되는 적어도 2이상의 전극을 통하여 상기 시료 내에 전계를 형성하는 단계; 및 상기 전극의 일단에 연결되는 이온 선택성 투과막을 통하여 상기 시료에 포함된 입자들의 서로 다른 전하 특성에 따라 선택적으로 상기 입자들을 투과시키는 단계; 를 더 포함하고, 상기 투과된 입자들을 상기 전극을 통하여 상기 시료 내에 형성된 전계에 따라 분극시켜 상기 입자들의 크기에 따라 정렬할 수 있다.In the present invention, the holding step includes forming an electric field in the sample through at least two or more electrodes formed on the other surface of the dragging portion where the sample is located and fastened to the dragging portion; And selectively transmitting the particles according to different charge characteristics of the particles included in the sample through an ion-selective permeable membrane connected to one end of the electrode. Further comprising, it may be arranged according to the size of the particles by polarizing the transmitted particles according to the electric field formed in the sample through the electrode.
본 발명에서 상기 시료는 상기 드래깅부가 드래깅되는 방향의 반대측에서 상기 드래깅부에 인접하게 형성되는 제1 테일 및 상기 슬롯부에 인접하게 형성되는 제2 테일을 포함하고, 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일 사이에서 상기 시료의 표면은 상기 드래깅부가 드래깅되는 방향으로 오목하게 구부러지는 메니스커스 곡면으로 형성될 수 있다.In the present invention, the sample includes a first tail formed adjacent to the dragging portion and a second tail formed adjacent to the slot portion on the opposite side of the direction in which the dragging portion is dragged, and the first tail and the second The surface of the sample between the tails may be formed by a meniscus curved surface that is concavely bent in the direction in which the dragging portion is dragged.
본 발명에서 상기 메니스커스 곡면, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 길이, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 두께 및 상기 제1 테일 및 제2 테일에 포함된 상기 시료의 부피는 상기 베이스부, 상기 슬롯부 및 상기 드래깅부의 친수성, 상기 기 설정된 각도 및 상기 시료 내에 포함된 입자 사이의 인력에 따라 다르게 형성되고, 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에 포함된 시료 내의 상기 입자들은 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에서 멀어질수록 크기가 점차 증가하도록 마련될 수 있다.In the present invention, the meniscus curved surface, the length of the first tail and the second tail, the thickness of the first tail and the second tail, and the volume of the sample included in the first tail and the second tail are the base portion , The hydrophilicity of the slot portion and the dragging portion, the predetermined angle and formed differently according to the attraction force between the particles contained in the sample, the particles in the sample included in the first tail and the second tail are the first The size may be gradually increased as the distance from the tail and the second tail increases.
본 발명에서 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들의 깊이 또는 폭은 상기 분리하고자 하는 입자들의 크기에 따라 미리 설정되고, 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들은 상기 미리 설정된 크기를 가지는 입자들을 구분하여 저장하며, 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들은 상기 슬롯부의 적어도 일부분에서 그룹 별로 형성될 수 있다.In the present invention, the depth or width of the slots of the first group and the slots of the second group is preset according to the size of the particles to be separated, and the slots of the first group and the slots of the second group are The particles having the predetermined size are separately stored, and the slots of the first group and the slots of the second group may be formed for each group in at least a portion of the slot portion.
본 발명에서 상기 슬롯부는 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들의 깊이 또는 폭을 고려하여 마련되는 적어도 제1 포토 레지스트 패턴 및 제2 포토 레지스트 패턴을 포함하는 서로 다른 마스크 패턴을 상기 베이스부 위에 도포하고, 상기 도포된 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 베이스부를 에칭하여 형성될 수 있다.In the present invention, the slot unit may include different mask patterns including at least a first photoresist pattern and a second photoresist pattern provided in consideration of the depth or width of the first group of slots and the second group of slots. It may be formed by applying on the base portion and etching the base portion using the applied mask pattern as an etch mask.
본 발명에 따르면, 목표 입자를 시료에서 분리할 수 있다.According to the present invention, target particles can be separated from the sample.
특히, 메니스커스 곡면을 가지는 시료 내 입자를 기판사이에서 드래깅하여 입자를 손쉽게 분리할 수 있다.In particular, particles in a sample having a meniscus curved surface can be easily separated by dragging between the substrates.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 분리 장치의 블록도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 분리 장치의 동작 준비 상태를 나타낸다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 분리 장치의 상세한 구성을 나타낸다.
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정렬 보조부의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 입자 분리 장치를 이용하여 분리된 입자들의 상태를 나타낸다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 정렬 보조부의 구성을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 분리 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 7의 실시 예에서 홀딩하는 단계의 확대 흐름도이다.1 is a block diagram of a particle separation device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the operation preparation state of the particle separation device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a detailed configuration of the particle separation device according to an embodiment of the present invention.
4 shows a configuration of an alignment assistant according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the state of the particles separated using the particle separation device of the present invention.
6 shows a configuration of an alignment assistant according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a particle separation method according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged flow chart of the holding step in the embodiment of FIG. 7.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numbers and redundant description thereof will be omitted.
또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof may be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 용어를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하에서 설명하는 각 단계는 하나 또는 여러 개의 소프트웨어 모듈로도 구비가 되거나 또는 각 기능을 담당하는 하드웨어로도 구현이 가능하며, 소프트웨어와 하드웨어가 복합된 형태로도 가능하다. 각 용어의 구체적인 의미와 예시는 각 도면의 순서에 따라 이하 설명 한다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 입자 분리 장치(10)의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the terms. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Each of the steps described below may be provided with one or several software modules or may be implemented with hardware in charge of each function, or a combination of software and hardware. The specific meaning and examples of each term will be described below in the order of each drawing. Hereinafter, the configuration of the
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 분리 장치(10)의 블록도이다. 도 2를 참조하여 입자 분리 장치(10)의 구성을 설명한다.1 is a block diagram of a
본 발명의 입자 분리 장치(10)는 베이스부(100), 드래깅부(200), 정렬 보조부(300) 및 추출부(400)를 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 입자 분리 장치(10)는 두개의 기판(플레이트) 사이에 위치하는 입자들을 포함하는 시료를 드래깅부(200)을 이용하여 베이스부(100)상에서 이동시켜 분리하고자 하는 입자들을 분리할 수 있다. 본 발명의 입자 분리 장치(10)가 분리하고자 하는 입자는 크기를 가지는 입자로서, 물질의 성질을 갖는 가장 작은 입자인 분자(Molecule) 및 생물학적 유체 내에서 RNA와 각종 단백질이 내재된 엑소좀(Exosome)을 포함한다. 본 발명의 입자 분리 장치(10)는 세포간 신호 전달을 목적으로 특별히 분비되는 것으로 알려진 직경이 대략 30~100nm엑소좀을 크기 별로 분리하여 분리함으로서 원하는 엑소좀만을 추출할 수 있다. 도 3을 참조하여 설명한다.The
베이스부(100)는 슬롯부(110)를 포함한다. 예를 들어, 베이스부(100)는 적어도 일면에 슬롯부(110)를 형성하여 분리하고자 하는 입자들을 저장하는 적어도 제1 그룹의 슬롯들 및 제2 그룹의 슬롯들을 상면에 배치되게 한다. 베이스부(100)는 슬롯부(110)의 하면에 배치되어 슬롯부(110)를 지탱할 수 있다. 본 발명의 베이스부(100)는 글래스 웨이퍼(Glass Wafer) 또는 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer), 실리콘 게르마늄 또는 실리콘-게르마늄 소재로 마련될 수 있다. The
또한 본 발명의 베이스부(100)은 벌크 웨이퍼 또는 에피택셜층으로 제공될 수 있고, SOI 기판, 갈륨-비소 기판 등으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)을 포함하는 저장부재들을 마련하기에 앞서 클리닝 과정을 포함할 수 있다. 베이스부(100)은 미세 가공에 사용되는 습식 에칭제로서, Buffered Oxide Etch(BOE)를 이용하여 이산화 규소 또는 질화규소의 박막을 에칭하기 위한 과정을 통하여 형성되거나, 피라 니아(Piranha) 에칭 기법을 이용하여 황산 및 과산화수소의 혼합물로 베이스부상의 유기 잔류 물을 제거하는 추가 과정을 포함하여 생성될 수 있다. 본 발명의 베이스부(100) 및 슬롯부(120)는 상기 Piranha 에칭 과정을 거쳐 클리닝 됨으로서, 베이스부의 표면이 하이드록실화 되어 보다 높은 친수성을 가질 수 있다. 후술하는 바와 같이 본 발명의 베이스부(100) 및 드래깅부(200)의 친수성은 베이스부(100) 및 드래깅부(200) 사이에 위치하는 시료의 메니스커스 곡면의 형상을 결정하고, 입자를 분리하는데 있어 영향을 미치는 중요한 구성이다.In addition, the
슬롯부(110)는 분리하고자 하는 입자들을 저장하는 적어도 하나의 저장부재들로서 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)이 표면에 형성되어 입자들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 슬롯부(110)의 저장 부재들은 깊이 또는 폭에 따라 적어도 제1 그룹의 슬롯들(120)과 제2 그룹의 슬롯들(140)을 포함하고, 상기 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)은 상기 베이스부의 상면에 형성된 슬롯부(110)에서 그룹 별로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)의 깊이 또는 폭은 분리하고자 하는 입자들의 크기에 따라 미리 설정되고, 상기 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 상기 제2 그룹의 슬롯들(140)은 미리 설정된 크기를 가지는 입자들을 구분하여 저장할 수 있다. 본 발명의 슬롯부(110)은 전술한 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)외에 다른 규격을 가지는 입자들을 분리하기 위한 슬롯들을 더 포함할 수 있음은 물론이다.The
또한, 본 발명의 슬롯부(110)의 적어도 일부분에 형성된 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)은 포토리소 그래피 공정을 통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)은 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)의 깊이 또는 폭을 고려하여 마련되는 적어도 제1 포토 레지스트 패턴(162, 164 및 168) 및 제2 포토 레지스트 패턴(172, 174 및 178)을 포함하는 서로 다른 마스크 패턴을 상기 베이스부(100) 위에 도포하고, 상기 도포된 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 베이스부(100)를 에칭하여 형성될 수 있다. 본 발명에서 식각 마스크는 목적하는 패턴 용도에 따라 다양한 물질로 마련될 수 있고, 텅스텐 또는 알루미늄과 같은 금속, 폴리 실리콘과 같은 반도체 및 도전성 금속 질화물 등으로 이루어질 수 있다.Also, the first group of
본 발명의 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)을 형성하기 위한 제1 포토 레지스트 패턴(162, 164 및 168) 및 제2 포토 레지스트 패턴(172, 174 및 178)은 포토 리소그래피 공정을 통해 형성할 수 있고, 예를 들어, 이머젼 리소그래피(Immersion Lithography) 또는 EUV(Extreme Ultraviolet) 리소 그래피 기술을 사용할 수 있다. 이머전 리소 그래피 기술은 렌즈와 피노광체의 사이에 고굴절률의 유체를 채워서 개구수를 증가시킴으로서 분해능을 개선시키는 기술이다. 본 발명의 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140) 은 제1 포토 레지스트 패턴(162, 164 및 168) 및 제2 포토 레지스트 패턴(172, 174 및 178)을 식각 마스크로 하여 베이스부(100)를 식각하여 형성될 수 있고, 여기에서 식각 공정은 건식 식각, 습식 식각 또는 반응성 이온 식각 방법(Reactive Ion Etch, RIE)을 포함한다. 예를 들어, 식각 마스크가 탄소 함유막으로 이루어지는 경우 산소 및 아르곤의 혼합 가스를 이용하는 플라즈마 식각 공정이 수행될 수 있다. 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)을 형성함에 있어 제1 포토 레지스트 패턴(162, 164 및 168) 및 제2 포토 레지스트 패턴(172, 174 및 178)은 식각 공정 이후 제거될 수 있다. 본 발명의 슬롯부(110)에 형성된 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)을 형성시에 반응성 이온 식각 방법(RIE)을 사용하는 경우, 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)의 깊이 및 폭에 따라 서로 다른 정도의 식각 기술을 사용할 수 있다.
드래깅부(200)는 상기 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 상기 제2 그룹의 슬롯들(140)이 형성된 면과의 사이에 상기 시료를 소정의 형상으로 위치시킨 상태에서 기 설정된 각도로 드래깅을 통해서 상기 시료로부터 적어도 일부의 입자들을 분리한다. 예를 들어, 드래깅부(200)은 상기 슬롯부(110)위에서 비스듬히 선 상태로 적어도 일단이 슬롯부(110)에 접촉하거나 소정의 간격으로 근접하고, 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)의 벌어진 공간에 입자들(542, 544)을 포함하는 시료를 위치시켜서, 위치된 시료를 슬롯부(100)위에서 이동시킬 수 있다. 본 발명의 드래깅부(200)는 후술하는 바와 같이 내부에 전극이 관통하여 체결되는 체결부를 더 포함할 수 있다.The dragging
본 발명에서 슬롯부(110) 및 드래깅부(200) 사이에 위치하는 시료는 적어도 하나의 이온화된 입자들을 포함하는 전해 시료를 포함하고, 시료에 포함된 입자들은 서로 다른 크기를 가지는 적어도 하나의 단백질 및 RNA를 포함하는 소포로서 엑소좀을 포함한다. In the present invention, the sample located between the
예를 들어, 상기 슬롯부(110)의 상면 및 드래깅부(200)의 아래에 위치하는 시료는 드래깅부(200)가 이동하는 방향의 반대측에서 상기 드래깅부(200)에 인접하게 형성되는 제1 테일(520) 및 상기 슬롯부(110)에 인접하게 형성되는 제2 테일(540)을 포함하고, 제1 테일(520) 및 상기 제2 테일(540) 사이에서 상기 시료의 표면은 상기 드래깅부(200)이 이동하는 방향으로 오목하게 구부러지는 메니스커스 곡면(560)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 드래깅부(200)는 상기 슬롯부(110)와 기 설정된 각도로 이격되어 드래깅 되므로, 입자 분리 장치(10)는 드래깅부(200) 및 슬롯부(110)의 상면과의 사이에 예각 또는 둔각으로 마련되는 공간을 포함할 수 있다. For example, the sample located on the upper surface of the
본 발명에서 분리하고자 하는 입자들이 포함된 시료는 드래깅부(200) 및 슬롯부(110)사이에서 예각으로 좁게 형성되는 공간(슬롯부의 상면과 드래깅부의 하면)에 위치하여 드래깅부(200)가 둔각으로 형성되는 공간방향으로 드래깅됨에 따라 입자들이 분리될 수도 있지만, 드래깅부(200) 및 슬롯부(110)사이에서 둔각으로 넓게 형성되는 공간(슬롯부의 상면과 드래깅부의 상면)에 위치하여 드래깅부(200)가 예각으로 형성되는 좁은 공간 방향으로 드래깅됨에 따라 입자들이 분리될 수도 있다. 즉, 후술하는 바와 같이 본 발명의 시료가 드래깅부(200) 및 베이스부(100)사이에 위치하는 방향에 따라 드래깅부(200)가 베이스부(100)의 상면에서 드래깅되는 방향은 달라질 수 있고, 또한, 시료의 제1테일(520) 및 제2 테일(540)사이에 형성되는 메니스커스 곡면(560) 역시 서로 다르게 형성될 수 있다.In the present invention, the sample containing the particles to be separated is located in a space formed narrowly at an acute angle between the dragging
본 발명에서 상기 메니스커스 곡면, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 길이, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 두께 및 상기 제1 테일 및 제2 테일에 포함된 상기 시료의 부피는 상기 베이스부 및 드래깅부의 친수성, 상기 기 설정된 각도 및 상기 시료 내에 포함된 입자 사이의 인력에 따라 다르게 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 메니스커스 곡면(560)은 베이스부(100) 및 드래깅부(200)의 친수성, 베이스부(100) 및 드래깅부(200)의 접촉되는 부분의 높이, 드래깅부(200)가 베이스부(100)의 상면에서 위치하는 각도 및 드래깅 되는 각도, 베이스부(100) 및 드래깅부(200)사이에 위치하는 시료의 부피에 따라 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)사이에 위치하는 시료에서 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)은 슬롯부(110) 및 드래깅부(220)에 인접한 좁은 높이의 좁은 면적으로 형성되는 부분으로서 시료 내의 크기가 작은 입자들(5440)만이 위치할 수 있다.In the present invention, the meniscus curved surface, the length of the first tail and the second tail, the thickness of the first tail and the second tail, and the volume of the sample included in the first tail and the second tail are the base portion And the hydrophilicity of the dragging part, the predetermined angle, and the attraction force between particles contained in the sample. In addition, the meniscus curved
예를 들어, 본 발명의 시료에 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)사이에서 형성되는 메니스커스 곡면 형상은 시료 내 입자들의 인력, 용매의 표면 장력, 베이스부(100), 슬롯부(110) 및 드래깅부(200) 표면의 친수성(Hydrophilicity)에 따라 서로 다르게 형성될 수 있다. 본 발명의 입자 분리 장치(10)는 슬롯부(110) 및 드래깅부(200) 사이에서 시료의 형상을 메니스커스 곡면으로 유지하여 효과적으로 입자를 분리할 수 있다. 메니스커스 곡면 형상은 베이스부(100) 및 드래깅부(200)의 접촉되는 부분의 높이에 따라 서로 다른 메니스커스 곡면으로 형성될 수 있음은 물론이다.For example, the meniscus curved shape formed between the
또한, 본 발명의 입자 분리 장치(10)는 메니스커스 형상을 조절하기 위하여 베이스부(100), 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)의 친수성 정도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 베이스부(100), 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)는 고온에서 이온화된 플라즈마 가스 또는 열을 포함한 에칭수단을 이용하여 표면에 Functional Group이 형성될 수 있고, 이를 통하여 표면을 하이드록실화(-oh) 하여 친수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 베이스부(100), 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)는 구조적인 측면에서 마이크로/나노 공정을 통하여 표면을 매끄럽게 하거나 인위적으로 굴곡지게 하여 친수성을 조절할 수 있으며, 기타 화학적인 방법을 통하여 베이스부(100), 슬롯부(110) 및 드래깅부(200) 표면의 친수성을 향상할 수 있다. 도 4를 참조하여 설명한다.In addition, the
정렬 보조부(300)는 시료에 포함된 상기 입자들을 크기에 따라 정렬하고, 상기 크기에 따라 정렬된 입자들을 상기 시료 내에서 홀딩한다. 예를 들어, 정렬 보조부(300)는 전기 영동(Electrophoresis), 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization) 및 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave)를 통하여 드래깅부(200)를 베이스부(100) 상면의 슬롯부(110)상에서 이동시키기에 앞서 시료 내의 입자들을 정렬하여 홀딩할 수 있다. 정렬 보조부(300)는 드래깅부(200)의 이동 전에 시료 내의 입자들을 정렬하여 홀딩함으로서 드래깅부(200)의 이동에 따라 시료가 이동 시에 입자들의 크기에 따라 순차적으로 분리가 이루어지게 할 수 있다. The
본 발명의 정렬 보조부(300)는 시료가 위치하는 드래깅부의 타측에서 형성되고, 상기 드래깅부에 체결되는 적어도 2이상의 전극을 통하여 상기 시료 내에 전계를 형성하는 전원부(320)를 더 포함하고, 전원부(320)에 의하여 형성된 전계의 방향에 따라 상기 입자들의 크기를 정렬할 수 있다. 예를 들어, 정렬 보조부(300)는 슬롯부(110)와 인접한 드래깅부(200)의 타면에서 슬롯부(110) 및 상기 드래깅부(200)사이에 위치하는 시료 내에 전극을 연결하기 위하여 드래깅부(200)내에 포함된 체결부를 통하여 시료 내에 전계를 형성할 수 있다. 본 발명의 정렬 보조부(300)는 시료 내에 전계를 형성하고, 서로 다른 전기 친화도를 가지는 시료 내 입자들의 성질을 이용하여 시료가 이동하기에 앞서 미리 시료 내 입자들을 정렬 상태로 유지할 수 있다. Alignment
또한, 정렬 보조부(300)는 전원부(320)에 더하여 시료에 포함된 입자들의 서로 다른 전하 특성에 따라 선택적으로 상기 입자들을 투과시키는 상기 전극의 일단에 연결되는 이온 선택성 투과막(340)을 더 포함하고, 투과된 입자들은 상기 전극을 통하여 상기 시료 내에 형성된 전계에 따라 분극되게 할 수 있다. 본 발명의 이온 선택성 투과막(340)은 나피온(Napion)으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 이온 선택성 투과막은 적어도 하나의 나노 투과막을 포함하고, 입자의 서로 다른 전하 특성을 고려하여 나노 투과막 근처에서 이온 공핍 영역을 형성함으로서 전하를 띠는 이온화된 입자들만을 배출할 수 있다.In addition, the
보다 상세하게는 이온 선택성 투과막(340)은 전해 시료 내에서 이온 전도성과 일치하지 않는 양이온에 대하여 우세하게 거동함으로서 이온 농도 구배가 이온 선택성 투과막 양쪽에서 생성되게 한다. 이온 선택성 투과막(340)에 의한 이온 농도 분극(ICP)이 이온 선택성 투과막 근처에서 유발되면 양이온과 음이온의 농도는 모두 접합면의 양극측에서 감소하고, 음극측에서 증가하여, 이온 결핍 또는 과다 현상이 나타나고, 이러한 현상을 통하여 이온 공핍 영역을 형성할 수 있다. 이온 선택성 투과막(340)이 형성하는 과다 또는 결핍되는 이온화된 영역은 전하를 띠는 입자, 세포, 다른 작은 콜로이드에도 적용되어 이온 화된 입자들이 과다한 영역, 이온화된 입자들이 결핍되는 영역을 형성할 수 있고, 이는 본 발명의 이온화된 입자들을 포함하는 시료를 이동시켜서 입자들을 분리하는 입자 분리 장치(10)에도 적용될 수 있다. 본 발명의 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)사이에 위치하는 시료 내의 입자들은 상기 시료 내에서 자가 응집(Self-Assembled)되어 결정화(Crystalization)될 수 있다. 또한, 제1 테일 및 상기 제2 테일에 포함된 시료 내의 상기 입자들은 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에서 멀어질수록 크기가 점차 증가하도록 마련될 수 있다.More specifically, the ion-selective
추출부(400)는 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)에 저장된 상기 입자들을 추출한다. 예를 들어, 추출부(400)는 상기 저장 부재들에 저장되어 있는 분리된 입자들을 상기 시료와 분리하여 추출하기 위하여 Negative Pressure나 기타 다른 공지의 방법들을 사용할 수 있다. 또한, 추출부(400)는 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)에 저장된 입자들을 추출하기 위하여 입자들이 저장된 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)위에 PDMS 막을 형성하고, 형성된 PDMS 막을 기반으로 입자들을 추출할 수 있다.The
도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 분리 장치(10)의 정렬 상태를 나타낸다. 2 shows an alignment state of the
본 발명의 슬롯부(110)상에서 드래깅부(200)를 드래깅 하여 시료를 이동하기에 앞서, 슬롯부(110)와 드래깅부(200)를 정렬할 필요가 있다. 예를 들어, 드래깅부(200)의 슬롯부(110)상 접촉 각도 등을 고려하여 슬롯부(110)와 드래깅부(200)사이에 위치하는 메니스커스 곡면을 갖는 시료의 형상을 조절할 수 있다. 본 발명에서 시료는 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)을 포함하는 메니스커스 곡면 형상으로 이루어지고, 메니스커스 곡면의 형상은 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)의 기 설정된 각도, 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)의 친수성, 시료의 표면 장력, 시료 내 입자들의 인력에 의해 다르게 설정될 수 있음은 전술한 바와 같다. 또한, 시료의 메니스커스 곡면(560)은 시료가 슬롯부(110)의 상면 및 드래깅부(200) 아래에 위치하는 경우 또는 슬롯부(110)의 상면 및 드래깅부(200)의 상면에 위치하는 경우에 따라 서로 다르게 형성될 수 있음은 전술한 바와 같다. Before moving the sample by dragging the
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 분리 장치의 상세한 구성을 나타낸다.Figure 3 shows a detailed configuration of the particle separation device according to an embodiment of the present invention.
베이스부(100)는 상면에 입자들을 저장하기 위한 적어도 하나의 슬롯들을 포함하는 슬롯부(110)를 포함한다. 슬롯부(110)는 분리하고자 하는 입자들을 저장하는 적어도 하나의 슬롯들을 포함한다. 예를 들어, 본 발명에서 슬롯부(110)는 적어도 일부분에 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)을 포함한다. 제1 그룹의 슬롯들(120)의 깊이(122), 폭(124), 제1 슬롯 간격(126)과 제2 그룹의 슬롯들(140)의 깊이(142), 폭(144), 제2 슬롯 간격(146) 및 제1 그룹의 슬롯들과 제2 그룹의 슬롯들 사이의 제3 슬롯 간격(150)은 분리하고자 하는 입자들의 크기 및 종류와 드래깅부(200)의 이동 속도에 따라 다르게 마련될 수 있다. The
본 발명에서 제1그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)을 형성하기 위하여 소정의 포토 레지스트 패턴들(162, 164, 168, 172, 174 및 178)을 활용하여 베이스부(100)를 에칭하여 형성하는 구체적인 방법은 전술한 바와 같으므로 생략한다.In the present invention, to form the first group of
본 발명의 슬롯부(100) 및 드래깅부(200)사이에 위치하는 시료는 베이스부(100) 상에서 이동 되기에 앞서 메니스커스 형상으로 위치될 수 있다. 본 발명의 메니스커스 형상으로 위치하는 시료는 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)을 포함하고, 제1 테일(520) 및 제2테일(540)에는 크기가 작은 입자들이 위치할 수 있다. 본 발명에서 시료의 메니스커스 형상은 시료 내 용매의 친수성, 시료 내 입자들의 입자간 인력, 베이스부(100), 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)의 친수성 정도에 따라 정해질 수 있다. The sample located between the
또한, 본 발명의 입자 분리 장치(10)는 커피 스테인 효과(커피 링 효과)를 이용하여 입자들을 분리할 수 있다. 예를 들어, 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)에 위치하는 시료는 내부 입자 및 용매의 인력, 액체가 고체와 접촉하는 접촉각 등으로 인하여 둥글게 모자 모양으로 형성될 수 있고, 이때 시료 내의 입자들은 자발 고착(Spinn-ring) 상태로 마련될 수 있다. 액체가 모자 모양으로 둥글게 형성하기 위해서는 미리 설정된 임계점을 만족하여야 하고, 임계점은 액체, 기판 및 공기의 계면 에너지와 액체 방울의 접촉각에 의해서만 결정된다. 액체가 둥글게 위치하는 경우, 가운데와 가장 자리의 증발량을 크게 달라지고, 가장자리의 접촉 면적이 커서 증발량이 더 크게 발생되므로, 내부 액체의 유동은 가장 자리로 액체를 공급하게 되며, 내부의 입자들은 증발량이 큰 부분으로 유동하는 현상을 나타낼 수 있다.In addition, the
예를 들어 슬롯부(110) 및 드래깅부(200) 사이에서 메니스커스 곡면 형상으로 위치한 시료 내의 입자들은 커피 스테인 효과에 따라 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)내에 주로 위치할 수 있다. 이때 입자들의 크기, 질량 및 액체의 표면 장력에 따라 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)의 좁은 부분에는 크기가 작은 입자들이 주로 위치할 수 있다. 따라서, 드래깅부(200)의 이동 방향측면에는 크기가 큰 입자들이 주로 위치하게 되며, 이렇게 정렬된 입자들을 포함하는 시료를 슬롯부(110) 상에서 이동하면, 크기가 큰 입자들은 제2 그룹의 슬롯들(140)을 통과하여 제1 그룹의 슬롯들(120)에 저장되고, 크기가 작은 입자들(544)은 제2 그룹의 슬롯들(140)에 저장되게 된다. For example, particles in a sample located in a meniscus curved shape between the
본 발명의 입자 분리 장치(10)는 시료 내의 입자들의 크기에 따른 정렬 상태를 더욱 향상하기 위하여 정렬 보조부(300)를 더 포함할 수 있고, 정렬 보조부(300)가 시료 내의 입자들을 홀딩하여 정렬하는 구체적인 방법은 전술한 바와 같으므로 생략한다.The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정렬 보조부(300)의 구성을 나타낸다.Figure 4 shows the configuration of the
본 발명의 정렬 보조부(300)는 시료에 포함된 상기 입자들을 크기에 따라 정렬하고, 상기 크기에 따라 정렬된 입자들을 상기 시료 내에서 홀딩한다. 예를 들어, 정렬 보조부(300)는 전원부(320) 및 이온 선택성 투과막(340)을 더 포함하고, 시료 내에 포함된 입자들(542, 544)를 서로 다른 크기로 정렬하여 홀딩한다. 예를 들어, 본 발명에서 상기 이온 선택성 투과막(340)을 나피온으로 마련될 수 있음은 전술한 바와 같고, 전원부(320)의 전원을 시료 내에 공급하기 위한 전극이 드래깅부(200)내에 체결되기 위한 체결부가 드래깅부(200)내에 더 포함될 수 있음은 전술한 바와 같다.The
도 5는 본 발명의 입자 분리 장치를 이용하여 분리된 입자들의 상태를 나타낸다.Figure 5 shows the state of the particles separated using the particle separation device of the present invention.
본 발명의 입자 분리 장치(10)는 슬롯부(110) 및 드래깅부(200) 사이에 위치하는 분리하고자 하는 입자들(543, 544)을 포함하는 시료를, 상기 슬롯부(110)상에서 이동시켜서 입자들을 분리할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 입자 분리 장치(10)는 드래깅부(200)을 드래깅하고, 제1 슬롯들(120) 및 제2 슬롯들(140)에 저장되지 못한 입자들을 처리하기 위하여 클리닝 과정을 더 포함할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 정렬 보조부(300)의 구성을 나타낸다.6 shows a configuration of the
본 발명의 정렬 보조부(300)는 시료에 포함된 상기 입자들을 크기에 따라 정렬하고, 상기 크기에 따라 정렬된 입자들을 상기 시료 내에서 홀딩하기 위하여 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave)를 발생하는 탄성파 발생부(360)를 더 포함할 수 있고, 탄성파 발생부(360)에서 발생된 표면 탄성파를 이용하여 시료 내에 포함된 입자들을 크기에 따라 정렬할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 정렬 보조부(300)는 탄성파 발생부(360)에서 발생된 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave)를 시료 내에 전달하기 위하여 탄성파 연결부를 시료 방향에 위치하는 드래깅부(200) 일면에서 더 포함하고, 탄성파 연결부를 통하여 탄성파 발생부에서 발생된 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave)를 시료 내에 전달할 수 있다.The alignment
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 분리 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of a particle separation method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 입자 분리 방법은 입자 분리 장치(10)가 시계열적으로 수행하는 하기의 단계들을 포함한다.The particle separation method of the present invention includes the following steps that the
S100에서, 입자 분리 장치(10)는 베이스부의 일면에 형성되어, 분리하고자 하는 입자들이 포함된 시료로부터 분리되는 적어도 일부의 입자들을 저장하기 위한 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 상기 제1 그룹의 슬롯들과는 깊이 또는 폭이 다른 제2 그룹의 슬롯들(140)이 마련되는 슬롯부(110)의 적어도 일측에 상기 시료를 위치시킨다. 입자 분리 장치(10)가 드래깅부(200)을 사용하여 이동시킬 시료를 슬롯부(100)상에서 위치시키는데 별다른 제한이 있는 것은 아니지만, 제1 그룹의 슬롯들 (120) 및 제2 그룹의 슬롯들 (140)이 위치하지 않는 슬롯부(110)의 적어도 일면에 위치시킬 수 있다. In S100, the
본 발명에서 시료는 드래깅부(200)가 이동하는 방향의 반대측에서 상기 드래깅부(200)에 인접하게 형성되는 제1 테일(520) 및 상기 슬롯부(110)에 인접하게 형성되는 제2 테일(540)을 포함하고, 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일 사이에서 상기 시료의 표면은 상기 드래깅부가 이동하는 방향으로 오목하게 구부러지는 메니스커스 곡면으로 형성될 수 있음은 전술한 바와 같으므로 생략한다. In the present invention, the sample is a
또한, 본 발명의 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)은 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)의 깊이 또는 폭에 따라 상기 슬롯부(110)의 적어도 일부분에서 그룹 별로 그룹핑되어 형성될 수 있다. 베이스부(100)의 상면에 위치하는 슬롯부(110)에 형성된 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 상기 제2 그룹의 슬롯들(140)의 깊이 또는 폭을 고려하여 마련되는 적어도 제1 포토 레지스트 패턴 및 제2 포토 레지스트 패턴을 포함하는 서로 다른 마스크 패턴을 상기 베이스부 위에 도포하고, 상기 도포된 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 베이스부(100)를 에칭하여 형성되될 수 있음은 전술한 바와 같다. In addition, the first group of
S200에서, 입자 분리 장치(10)는 시료를 소정의 형상으로 위치시킨 상태에서 기 설정된 각도로 드래깅을 통해서 상기 시료로부터 적어도 일부의 입자들을 분리하기 위한 드래깅부(200)를 정렬한다. 예를 들어, 입자 분리 장치(10)는 슬롯부(110)와 드래깅부(200) 사이의 시료가 입자를 분리하기에 적합한 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)을 포함하는 메니스커스 형상을 가지도록 하기 위해 드래깅부(200)을 슬롯부(110) 상에서 정렬할 수 있다. 이때 드래깅부(200)가 위치되는 기 설정되는 각도는 입자들의 크기, 시료의 친수성, 시료 내 입자들의 인력, 베이스부(100), 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)의 친수성, 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)의 길이 및 메니스커스 곡면의 곡률을 고려하여 설정될 수 있다.In S200, the
본 발명에서 메니스커스 곡면(560), 상기 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)의 길이, 상기 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)의 두께 및 상기 제1 테일(520) 및 제2 테일(540)에 포함된 상기 시료의 부피는 상기 베이스부(100), 슬롯부(110) 및 드래깅부(200)의 친수성, 상기 기 설정된 각도 및 상기 시료 내에 포함된 입자 사이의 인력에 따라 다르게 형성되고, 상기 제1 테일(520) 및 상기 제2 테일(540)에 포함된 시료 내의 상기 입자들은 상기 제1 테일(520) 및 상기 제2 테일(540)에서 멀어질수록 크기가 점차 증가할 수 있음은 전술한 바와 같다.In the present invention, the meniscus curved
S300에서, 정렬 보조부(300)는 시료에 포함된 상기 입자들을 크기에 따라 정렬하고, 상기 크기에 따라 정렬된 입자들을 상기 시료 내에서 홀딩한다. 예를 들어, 정렬 보조부(300)는 전계를 형성하여 이온화된 입자들을 정렬하는 전기 영동, 이온 농도 분극에 의한 입자들을 분리하는 Ion Concentration Polarization 및 Surface Acoustic Wave를 포함하여 시료 내 포함된 입자들을 크기에 따라 정렬하여 홀딩할 수 있다.In S300, the
S400에서, 입자 분리 장치(10)는 정렬된 드래깅부를 상기 슬롯부상에서 드래그하여 상기 시료에 포함된 입자들을 상기 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140)에 저장하여 분리한다. 예를 들어 입자 분리 장치(10)는 정렬된 드래깅부(200)를 슬롯부 (100) 상에서 드래그하여 시료를 제1 그룹의 슬롯들(120) 및 제2 그룹의 슬롯들(140) 위로 이동시키고, 이때 미리 설정된 크기의 입자들은 해당 그룹의 슬롯들에 분리하여 저장될 수 있다.In S400, the
도 7은 도 6의 실시 예에서 홀딩하는 단계의 확대 흐름도이다.7 is an enlarged flow diagram of the holding step in the embodiment of FIG. 6.
S320에서, 정렬 보조부(300)에 포함된 전원부(320)는 시료가 위치하는 드래깅부(200)의 타측에서 형성되고, 상기 드래깅부(200)에 체결되는 적어도 2이상의 전극을 통하여 상기 시료 내에 전계를 형성한다. 본 발명에서 시료 내에 전계를 형성하기 위한 전원을 공급하기 위하여 드래깅부(200)내에 형성된 체결부에 체결되는 전극을 결합시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.In S320, the
S340에서, 이온 선택성 투과막(340)은 전극의 일단에 연결되는 이온 선택성 투과막을 통하여 상기 시료에 포함된 입자들의 서로 다른 전하 특성에 따라 선택적으로 상기 입자들을 투과시킨다. 예를 들어, 본 발명의 정렬 보조부(300)는 투과된 입자들을 상기 전극을 통하여 상기 시료 내에 형성된 전계에 따라 분극시켜 상기 입자들의 크기에 따라 정렬할 수 있다.In S340, the ion selective
상기 설명된 본 발명의 일 실시예의 방법의 전체 또는 일부는, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 기록 매체의 형태(또는 컴퓨터 프로그램 제품)로 구현될 수 있다. 여기에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.All or part of the method of one embodiment of the present invention described above may be embodied in the form of a computer-executable recording medium (or computer program product), such as a program module executed by a computer. Here, the computer-readable medium may include a computer storage medium (eg, memory, hard disk, magnetic / optical medium, solid-state drive (SSD), or the like). Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법의 전체 또는 일부는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하며, 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다.In addition, all or part of the method according to an embodiment of the present invention includes instructions executable by a computer, and the computer program includes programmable machine instructions processed by a processor, and is a high-level programming language. Language), object-oriented programming language, assembly language, or machine language.
본 명세서에서의 부(means) 또는 모듈(Module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다. 다시 말해, 부(means) 또는 모듈(Module)은 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다. Means or modules in this specification may mean hardware capable of performing functions and operations according to each name described in the specification, and computer program code capable of performing specific functions and operations It may mean or an electronic recording medium on which computer program code capable of performing a specific function and operation is mounted, for example, a processor or a microprocessor. In other words, a means or module may mean a functional and / or structural combination of hardware for performing the technical idea of the present invention and / or software for driving the hardware.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.Accordingly, a method according to an embodiment of the present invention may be implemented by executing a computer program as described above by a computing device. The computing device may include at least a portion of a processor, a memory, a storage device, a high-speed interface connected to the memory and a high-speed expansion port, and a low-speed interface connected to the low-speed bus and the storage device. Each of these components is connected to each other using various buses, and may be mounted on a common motherboard or mounted in other suitable ways.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain the scope of the technical spirit of the present invention. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (20)
상기 베이스부의 일면에 형성되며, 분리하고자 하는 입자들이 포함된 시료로부터 분리되는 적어도 일부의 입자들을 저장하기 위한 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제1 그룹의 슬롯들과는 깊이 또는 폭이 다른 제2 그룹의 슬롯들이 마련된 슬롯부; 및
상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들이 형성된 면과의 사이에 상기 시료를 소정의 형상으로 위치시킨 상태에서 기 설정된 각도로 드래깅을 통해서 상기 시료로부터 적어도 일부의 입자들을 분리하기 위한 드래깅부를 포함하며,
상기 시료는 상기 드래깅부가 드래깅되는 방향의 반대측에서 상기 드래깅부에 인접하게 형성되는 제1 테일 및 상기 슬롯부에 인접하게 형성되는 제2 테일을 포함하고, 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일 사이에서 상기 시료의 표면은 상기 드래깅부가 드래깅되는 방향으로 오목하게 구부러지는 메니스커스 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.Base portion;
The first group of slots for storing at least some of the particles formed on one surface of the base portion and separated from the sample containing the particles to be separated, and the second group of different depths or widths from the slots of the first group A slot portion provided with slots; And
For separating at least some of the particles from the sample through dragging at a predetermined angle in a state where the sample is positioned in a predetermined shape between the slots of the first group and the slots of the second group. It includes a dragging part,
The sample includes a first tail formed adjacent to the dragging portion and a second tail formed adjacent to the slot portion on the opposite side of the direction in which the dragging portion is dragged, and between the first tail and the second tail. Particle separation apparatus characterized in that the surface of the sample is formed of a meniscus curved surface that is concavely bent in the direction in which the dragging portion is dragged.
상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들의 깊이 또는 폭은 상기 분리하고자 하는 입자들의 크기에 따라 미리 설정되고, 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들은 상기 미리 설정된 크기를 가지는 입자들을 구분하여 저장하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.According to claim 1,
The depth or width of the slots of the first group and the slots of the second group is preset according to the size of the particles to be separated, and the slots of the first group and the slots of the second group are preset Particle separation device characterized in that to store the particles having a size.
상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들의 깊이 또는 폭을 고려하여 마련되는 적어도 제1 포토 레지스트 패턴 및 제2 포토 레지스트 패턴을 포함하는 서로 다른 마스크 패턴을 상기 베이스부 위에 도포하고,
상기 도포된 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 베이스부를 에칭하여 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.According to claim 4, The slot portion
Different mask patterns including at least a first photoresist pattern and a second photoresist pattern provided in consideration of the depth or width of the slots of the first group and the slots of the second group are coated on the base portion,
Particle separation apparatus characterized by being formed by etching the base portion using the applied mask pattern as an etching mask.
상기 시료에 포함된 상기 입자들을 크기에 따라 정렬하고, 상기 크기에 따라 정렬된 입자들을 상기 시료 내에서 홀딩하는 정렬 보조부; 를 더 포함하고,
상기 드래깅부는 정렬된 상태로 홀딩된 입자들을 포함하는 상기 시료를 드래깅하여 상기 입자들을 분리하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치. According to claim 1,
An alignment aid for aligning the particles included in the sample according to a size and holding the particles aligned according to the size in the sample; Further comprising,
The dragging unit is a particle separation device, characterized in that by dragging the sample containing the particles held in an aligned state to separate the particles.
상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들에 저장된 상기 입자들을 추출하는 추출부; 를 더 포함하고,
상기 추출부는 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들에 저장된 입자들을 상기 시료와 분리하여 추출하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.According to claim 1,
An extraction unit for extracting the particles stored in the first group of slots and the second group of slots; Further comprising,
The extracting unit extracts the particles stored in the slots of the first group and the slots of the second group separately from the sample.
상기 시료가 위치하는 상기 드래깅부의 타면에서 형성되고, 상기 드래깅부에 체결되는 적어도 2이상의 전극을 통하여 상기 시료 내에 전계를 형성하는 전원부; 를 더 포함하고,
상기 형성된 전계의 방향에 따라 상기 입자들의 크기를 정렬하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.According to claim 6, The alignment aid
A power supply unit formed on the other surface of the dragging unit where the sample is located, and forming an electric field in the sample through at least two or more electrodes fastened to the dragging unit; Further comprising,
Particle separation device characterized in that to align the size of the particles according to the direction of the formed electric field.
상기 시료에 포함된 입자들의 서로 다른 전하 특성에 따라 선택적으로 상기 입자들을 투과시키는 상기 전극의 일단에 연결되는 이온 선택성 투과막; 을 더 포함하고,
상기 투과된 입자들은 상기 전극을 통하여 상기 시료 내에 형성된 전계에 따라 분극되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.According to claim 8, The alignment aid
An ion selective permeable membrane connected to one end of the electrode selectively transmitting the particles according to different charge characteristics of the particles included in the sample; Further comprising,
Particle separation device characterized in that the transmitted particles are polarized according to the electric field formed in the sample through the electrode.
상기 입자들은 서로 다른 크기를 가지는 적어도 하나의 단백질 및 RNA를 포함하는 소포로서 엑소좀이고,
상기 시료는 적어도 하나의 이온화된 입자들을 포함하는 전해 시료로 마련되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.The method of claim 6,
The particles are exosomes as vesicles containing at least one protein and RNA having different sizes,
The sample is a particle separation device, characterized in that provided as an electrolytic sample comprising at least one ionized particles.
상기 메니스커스 곡면, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 길이, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 두께 및 상기 제1 테일 및 제2 테일에 포함된 상기 시료의 부피는
상기 베이스부, 상기 슬롯부 및 상기 드래깅부의 친수성, 상기 기 설정된 각도 및 상기 시료 내에 포함된 입자 사이의 인력에 따라 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.According to claim 1,
The meniscus curved surface, the length of the first tail and the second tail, the thickness of the first tail and the second tail, and the volume of the sample included in the first tail and the second tail are
Particle separation device characterized in that the base portion, the slot portion and the dragging portion is formed differently according to the attraction between the hydrophilicity, the predetermined angle and the particles contained in the sample.
상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들은 상기 슬롯부의 적어도 일부분에서 그룹 별로 형성되고,
상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에 포함된 시료 내의 상기 입자들은 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에서 멀어질수록 크기가 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 장치.According to claim 1,
The slots of the first group and the slots of the second group are formed for each group in at least a portion of the slot part,
Particle separation apparatus characterized in that the particles in the sample included in the first tail and the second tail gradually increase in size as they move away from the first tail and the second tail.
상기 시료를 소정의 형상으로 위치시킨 상태에서 기 설정된 각도로 드래깅을 통해서 상기 시료로부터 적어도 일부의 입자들을 분리하기 위한 드래깅부를 정렬하는 단계; 및
상기 정렬된 드래깅부를 상기 슬롯부상에서 드래그하여 상기 시료에 포함된 입자들을 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들에 저장하여 분리하는 단계; 를 포함하며,
상기 시료는 상기 드래깅부가 드래깅되는 방향의 반대측에서 상기 드래깅부에 인접하게 형성되는 제1 테일 및 상기 슬롯부에 인접하게 형성되는 제2 테일을 포함하고, 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일 사이에서 상기 시료의 표면은 상기 드래깅부가 드래깅되는 방향으로 오목하게 구부러지는 메니스커스 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 방법.A first group of slots for storing at least a part of particles separated from a sample containing particles to be separated, formed on one surface of the base part, and a second group of slots having a different depth or width from the slots of the first group Placing the sample on at least one side of a slot portion in which the particles are provided;
Aligning the dragging unit for separating at least some of the particles from the sample through dragging at a predetermined angle in a state where the sample is positioned in a predetermined shape; And
Dragging the aligned dragging portion on the slot portion to separate and store particles included in the sample in the first group of slots and the second group of slots; It includes,
The sample includes a first tail formed adjacent to the dragging portion and a second tail formed adjacent to the slot portion on the opposite side of the direction in which the dragging portion is dragged, and between the first tail and the second tail. Particle separation method characterized in that the surface of the sample is formed by a meniscus curved surface that is concavely bent in the direction in which the dragging portion is dragged.
상기 시료에 포함된 상기 입자들을 크기에 따라 정렬하고, 상기 크기에 따라 정렬된 입자들을 상기 시료 내에서 홀딩하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 드래깅부는 정렬된 상태로 홀딩된 입자들을 포함하는 상기 시료를 드래깅하여 상기 입자들을 분리하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 방법. The method of claim 14,
Aligning the particles included in the sample according to size, and holding particles aligned according to the size in the sample; Further comprising,
The dragging unit is a particle separation method characterized in that by dragging the sample containing the particles held in an aligned state to separate the particles.
상기 시료가 위치하는 상기 드래깅부의 타면에서 형성되고, 상기 드래깅부에 체결되는 적어도 2이상의 전극을 통하여 상기 시료 내에 전계를 형성하는 단계; 및
상기 전극의 일단에 연결되는 이온 선택성 투과막을 통하여 상기 시료에 포함된 입자들의 서로 다른 전하 특성에 따라 선택적으로 상기 입자들을 투과시키는 단계; 를 더 포함하고,
상기 투과된 입자들을 상기 전극을 통하여 상기 시료 내에 형성된 전계에 따라 분극시켜 상기 입자들의 크기에 따라 정렬하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 방법.The method of claim 15, wherein the holding step
Forming an electric field in the sample through at least two or more electrodes formed on the other surface of the dragging portion where the sample is located, and fastened to the dragging portion; And
Selectively transmitting the particles according to different charge characteristics of the particles included in the sample through an ion-selective permeable membrane connected to one end of the electrode; Further comprising,
Particle separation method characterized in that the transmitted particles are polarized according to the electric field formed in the sample through the electrode to be aligned according to the size of the particles.
상기 메니스커스 곡면, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 길이, 상기 제1 테일 및 제2 테일의 두께 및 상기 제1 테일 및 제2 테일에 포함된 상기 시료의 부피는 상기 베이스부, 상기 슬롯부 및 상기 드래깅부의 친수성, 상기 기 설정된 각도 및 상기 시료 내에 포함된 입자 사이의 인력에 따라 다르게 형성되고,
상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에 포함된 시료 내의 상기 입자들은 상기 제1 테일 및 상기 제2 테일에서 멀어질수록 크기가 점차 증가하는 것을 특징으로 하는 입자 분리 방법.The method of claim 14,
The meniscus curved surface, the length of the first tail and the second tail, the thickness of the first tail and the second tail, and the volume of the sample included in the first tail and the second tail are the base portion, the slot It is formed differently according to the hydrophilicity of the part and the dragging part, the predetermined angle and the attraction force between particles contained in the sample,
Particle separation method characterized in that the particles in the sample included in the first tail and the second tail gradually increase in size as they move away from the first tail and the second tail.
상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들의 깊이 또는 폭은 상기 분리하고자 하는 입자들의 크기에 따라 미리 설정되고, 상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들은 상기 미리 설정된 크기를 가지는 입자들을 구분하여 저장하며,
상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들은 상기 슬롯부의 적어도 일부분에서 그룹 별로 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 방법. The method of claim 14,
The depth or width of the slots of the first group and the slots of the second group is preset according to the size of the particles to be separated, and the slots of the first group and the slots of the second group are preset The particles with size are stored separately.
The method of claim 1, wherein the first group of slots and the second group of slots are formed for each group in at least a portion of the slot.
상기 제1 그룹의 슬롯들 및 상기 제2 그룹의 슬롯들의 깊이 또는 폭을 고려하여 마련되는 적어도 제1 포토 레지스트 패턴 및 제2 포토 레지스트 패턴을 포함하는 서로 다른 마스크 패턴을 상기 베이스부 위에 도포하고,
상기 도포된 마스크 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 베이스부를 에칭하여 형성되는 것을 특징으로 하는 입자 분리 방법.The method of claim 19, wherein the slot portion
Different mask patterns including at least a first photoresist pattern and a second photoresist pattern provided in consideration of the depth or width of the slots of the first group and the slots of the second group are coated on the base portion,
Particle separation method characterized in that it is formed by etching the base portion using the applied mask pattern as an etch mask.
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KR1020180016168A KR102077643B1 (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Apparatus for Separating Particles of Sample with Meniscuss and Method thereof |
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KR1020180016168A KR102077643B1 (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Apparatus for Separating Particles of Sample with Meniscuss and Method thereof |
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KR1020180016168A KR102077643B1 (en) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | Apparatus for Separating Particles of Sample with Meniscuss and Method thereof |
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JP2016168025A (en) | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 国立大学法人名古屋大学 | Chip for particulate separation, system for particulate separation using the chip for particulate separation, and particulate separation method and particulate extraction method using the system for particulate separation |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2716263B1 (en) * | 1994-02-11 | 1997-01-17 | Pasteur Institut | Method for aligning macromolecules by passing a meniscus and applications in a method for highlighting, separating and / or assaying a macromolecule in a sample. |
KR101738117B1 (en) | 2014-02-27 | 2017-05-19 | 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 | Methods and compositions for isolating exosomes |
-
2018
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014226065A (en) | 2013-05-21 | 2014-12-08 | 国立大学法人名古屋大学 | Microchannel chip for isolating fine particle, advection accumulation unit, system for isolating fine particle, and method for isolating fine particle |
JP2016168025A (en) | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 国立大学法人名古屋大学 | Chip for particulate separation, system for particulate separation using the chip for particulate separation, and particulate separation method and particulate extraction method using the system for particulate separation |
KR101718491B1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-04-05 | 주식회사 큐리오시스 | Liquid patterning apparatus |
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