KR102515270B1 - Apparatus for analyzing cell characteristics using bio-chip - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 바이오 칩을 이용한 세포 분석 장치에 관한 것으로, 구체적으로 세포 계수, 세포 특성 분석 등이 효율적으로 실행되도록 구성된 바이오 칩을 이용한 세포 분석 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a cell analysis device using a biochip, and more specifically, to a cell analysis device using a biochip configured to efficiently perform cell counting, cell characterization, and the like.
일반적으로 바이오 칩(bio-chip)은 DNA, 단백질, 세포 등의 생체물질을 플라스틱 또는 유리 같은 기판 위에 어레이나 다른 다양한 형태로 배열하고, 이것과 결합 또는 반응하는 물질의 존재 유무를 확인하는 칩을 의미한다. 최근 생명 공학의 비약적인 발전에 의해 면역 진단 또는 분자 진단 기법 등이 다양하게 제시되고 있어, 다양한 종류의 세포, 유전 정보 또는 단백질 정보를 동시 다발적으로 처리할 수 있는 작업이 중요해졌고, 이러한 필요성에 따라 바이오 칩(biochip) 관련 기술이 빠르게 발전하고 있다.In general, a bio-chip is a chip that arranges biomaterials such as DNA, proteins, and cells in an array or other various forms on a substrate such as plastic or glass, and checks the presence or absence of substances that bind or react with them. it means. Recently, as various immunodiagnostic or molecular diagnostic techniques have been proposed due to the rapid development of biotechnology, it has become important to simultaneously process various types of cell, genetic information, or protein information. Biochip-related technologies are developing rapidly.
한편, 유세포분석기(flow cytometer)는 유액 상태의 입자나 세포가 일정 감지지점(sensing point)을 통과할 때 각각의 입자나 세포를 신속하게 측정하여 세포의 크기, 세포 내부 조성 정도, 세포 기능 인지 등 세포가 갖는 여러 특징을 동시에 측정하고, 경우에 따라 특정 세포를 선택하여 분리(sorting)할 수 있는 장비이다. 일반적으로, 유세포분석기는 측정하고자 하는 세포 집단의 세포를 각각 하나씩 측정하여 분석하는 특징을 가진다. 유세포분석기를 이용하여 유액상태의 입자나 세포를 감지하기 위해서는 일정 파장을 띄는 형광이 표지된 항체 같은 형광 염색소의 표지가 필요하다. 또한, 형광을 감지하는 방법으로 LED 또는 레이저 광원을 이용한다. 예를 들어, 형광이 표시된 세포에 대해 특정 파장의 광원을 조사하면, 해당 세포로부터 그 광원보다 에너지가 낮은 준위의 빛이 발생될 수 있다. 예를 들어, 488nm 청색광 조사시 FITC가 표시된 세포로부터는 520nm 녹색광이 발생된다.On the other hand, a flow cytometer quickly measures each particle or cell when a particle or cell in a fluid state passes through a certain sensing point, and measures the size of the cell, the degree of composition inside the cell, and the recognition of cell function. It is a device that can simultaneously measure various characteristics of cells and, in some cases, select and sort specific cells. In general, a flow cytometer has a feature of measuring and analyzing cells of a cell population to be measured one by one. In order to detect particles or cells in a fluid state using a flow cytometer, labeling of a fluorescent dye such as an antibody labeled with fluorescence having a certain wavelength is required. In addition, as a method of detecting fluorescence, an LED or laser light source is used. For example, when a light source having a specific wavelength is irradiated to a cell displaying fluorescence, light of a level lower in energy than that of the light source may be generated from the cell. For example, when irradiated with 488 nm blue light, 520 nm green light is generated from FITC-labeled cells.
종래의 유세포분석기는, 다양한 파장의 레이저 또는 LED 발광부와 이를 세포에 광을 조사한 뒤 전방 산란을 측정하는 수광부와 측방 산란을 측정하는 다양한 파장의 수광부등과 같이 복잡한 광학계 또는 세포 특징감지 및 분석 부품을 사용하기 때문에, 해당 분석기 제조와 유지에 많은 비용과 노력이 필요하다. 따라서, 유세포 분석기는 소규모 업체나 연구소에서 기존의 유세포분석기를 이용하여 생명공학 관련 업무나 연구활동을 수행하기에 많은 부담이 따른다.A conventional flow cytometer has a complex optical system or cell feature detection and analysis parts, such as a laser or LED emitter of various wavelengths, a light receiver that measures forward scattering after irradiating light to cells, and a light receiver of various wavelengths that measures side scatter. Since it uses, a lot of cost and effort are required to manufacture and maintain the analyzer. Therefore, the flow cytometer is burdensome for small companies or research institutes to perform biotechnology-related work or research activities using the existing flow cytometer.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 세포 계수, 세포 특성 분석 등이 효율적으로 실행되도록 구성된 바이오 칩을 이용한 세포 분석 장치를 제공한다. 특히, 본 개시의 실시예들 중 일부는, 측정 대상인 세포 샘플에 대해 조사된 광에 의해 발생되는 측방 산란과 전방 산란을 이용하여 정밀한 세포 분석이 가능한 바이오 칩을 이용한 세포 분석 장치를 제공한다.Embodiments disclosed herein provide a cell analysis device using a biochip configured to efficiently perform cell counting, cell characterization, and the like. In particular, some of the embodiments of the present disclosure provide a cell analysis device using a biochip capable of precise cell analysis using side scattering and forward scattering generated by light irradiated on a cell sample to be measured.
본 개시는 장치 및 방법을 포함한 다양한 방식으로 구현될 수 있다.The present disclosure may be implemented in a variety of ways, including apparatus and methods.
본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 이용한 세포 분석 장치로서,샘플을 수용하도록 구성된 샘플 챔버, 샘플 챔버 및 시스액 공급 채널과 연결되며, 샘플 챔버와 연결된 채널(유로) 에서 나오는 세포와 시스액 공급 채널(유로)을 통해 공급되는 시스액이 혼합되도록 구성된 유체역학적 결합 영역, 및 결합 영역에서 혼합된 샘플 및 시스액이 배출되도록 구성된 바이오 칩 출구를 포함하는 바이오 칩, 바이오 칩의 측면으로부터 샘플 챔버, 유체역학적 결합 영역, 및 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나를 향해 레이저광을 조사하는 하나 이상의 레이저 광원 및 레이저광의 조사에 의해 샘플 챔버, 유체역학적 결합 영역, 및 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나로부터 발생되는 산란광을 촬영하는 하나 이상의 포토 센서를 포함한다.A cell analysis device using a biochip according to an embodiment of the present disclosure, comprising: a sample chamber configured to receive a sample, cells connected to the sample chamber and a cis fluid supply channel, and cells and cis fluid coming out of a channel (flow path) connected to the sample chamber A biochip including a hydrodynamic binding region configured to mix cis fluid supplied through a supply channel (flow path), and a biochip outlet configured to discharge the sample and cis fluid mixed in the coupling region, and a sample chamber from a side of the biochip , the hydrodynamic coupling region, and at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling region, and the biochip exit channel by irradiation of one or more laser light sources and the laser beam irradiating the laser light toward at least one of the biochip exit channel, which is generated from at least one of the It includes one or more photosensors that capture scattered light.
일 실시예에 따르면, 바이오 칩은, 시스액 공급 채널에 연결되며, 시스액을 수용하도록 구성된 시스액 챔버를 더 포함한다.According to one embodiment, the biochip further includes a cis fluid chamber connected to the cis fluid supply channel and configured to receive cis fluid.
일 실시예에 따르면, 바이오 칩의 상면을 향해 광을 조사하는 LED 광원 및 바이오 칩의 하면에 위치한 이미지센서를 더 포함한다.According to an embodiment, an LED light source radiating light toward an upper surface of the bio-chip and an image sensor disposed on a lower surface of the bio-chip are further included.
일 실시예에 따르면, 바이오 칩 및 LED 광원 사이에 위치하며, 광의 조사 범위를 한정하도록 구성된 핀 홀을 더 포함한다.According to an embodiment, a pin hole disposed between the bio chip and the LED light source and configured to limit a light irradiation range is further included.
일 실시예에 따르면, 하나 이상의 레이저 광원에 의해 바이오 칩의 상면에 발생되는 측방 산란광을 감지하는 하나 이상의 수광 소자를 더 포함한다.According to an embodiment, one or more light-receiving elements for detecting side-scattered light generated on the upper surface of the biochip by one or more laser light sources are further included.
일 실시예에 따르면, 이미지 센서는, 하나 이상의 레이저 광원에 의해 바이오 칩의 하면에 발생되는 측방 산란광 또는 형광을 감지하거나, LED 광원에서 조사된 광에 의해 바이오 칩의 하면에 생성되는 암시야 이미지 또는 명시야 또는 흡광 이미지를 감지하도록 구성된다.According to one embodiment, the image sensor detects side-scattered light or fluorescence generated on the lower surface of the biochip by one or more laser light sources, or detects a dark field image or fluorescence generated on the lower surface of the biochip by light irradiated from an LED light source. configured to detect brightfield or absorption images.
본 개시의 다른 실시예에 따른 바이오 칩을 이용한 세포 분석 방법으로서, 샘플을 수용하도록 구성된 샘플 챔버, 시스액을 수용하도록 구성된 시스액 챔버, 샘플 챔버 및 시스액 챔버와 연결되며, 샘플 챔버 및 시스액 챔버로부터 각각 이동되는 채널(유로) 및 시스액이 혼합 되도록 구성된 유체역학적 결합 영역, 및 유체역학적 결합 영역에서 혼합된 샘플 및 시스액이 배출되도록 구성된 바이오 칩 출구(outlet)를 포함하는 바이오 칩을 준비하는 단계, 하나 이상의 레이저 광원에 의해, 바이오 칩의 측면으로부터 샘플 챔버, 유체역학적 결합 영역, 및 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나를 향해 레이저광을 조사하는 단계 및 하나 이상의 포토 센서에 의해, 하나 이상의 레이저 광원의 조사에 의해 샘플 챔버, 유체역학적 결합 영역, 및 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나로부터 발생되는 산란광을 촬영하는 단계를 포함한다.A cell analysis method using a biochip according to another embodiment of the present disclosure, comprising: a sample chamber configured to accommodate a sample, a cis fluid chamber configured to accommodate a cis fluid, and connected to the sample chamber and the cis fluid chamber, the sample chamber and the cis fluid Prepare a biochip including a channel (flow path) moving from the chamber, a hydrodynamic binding area configured to mix the cis fluid, and a biochip outlet configured to discharge the sample and cis fluid mixed in the hydrodynamic coupling area irradiating a laser light from the side surface of the biochip toward at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling area, and the exit channel of the biochip by means of one or more laser light sources; and by one or more photo sensors, one or more laser beams. and photographing scattered light generated from at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling region, and the exit channel of the biochip by irradiation of a light source.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 세포 분석 장치는 비교적 간단한 구성과 기능의 바이오 칩과 세포 감지 센서를 이용하여 세포 분석이 가능하도록 최적화된 구조를 갖는다.According to various embodiments of the present disclosure, a cell analysis device has a structure optimized to enable cell analysis using a biochip having a relatively simple configuration and function and a cell detection sensor.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 바이오 칩을 이용한 세포 분석 장치는 분석 대상인 세포 샘플에 대한 광조사에 의해 발생하는 전방 산란과 측방 산란을 이용하여 세포 샘플의 다양한 특징들을 선택적으로 또는 종합적으로 분석할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a cell analysis device using a biochip selectively or comprehensively analyzes various characteristics of a cell sample by using forward scattering and side scattering generated by light irradiation on the cell sample to be analyzed. can do.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 세포 분석 장치 내에 복잡한 광학계를 설치하지 않고도, 레이저 광원을 통한 형광 발광 작용을 바이오 칩에 밀접하게 배치된 이미지 센서 및 광센서를 이용하여 효율적으로 감지할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, fluorescence emission through a laser light source can be efficiently detected by using an image sensor and an optical sensor closely disposed on a biochip without installing a complicated optical system in a cell analysis device. .
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 이용한 세포 분석 장치의 예시를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 광원에 의한 세포의 이미지를 촬영 및 분석하는 세포 분석 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 레이저광에 의해 세포로부터 발생한 측방 산란을 감지하는 세포 분석 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 세포 분석 장치에서 설치된 바이오 칩을 향해 레이저광을 조사했을 때, 바이오 칩 내에 다양한 형광색소 또는 형광물질이 염색된 세포로부터 여기 또는 산란되는 형광의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 이용한 세포 분석 방법을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of a cell analysis device using a biochip according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a diagram illustrating a cell analysis device for capturing and analyzing images of cells by an LED light source according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a diagram illustrating a cell analysis device for detecting side scatter generated from cells by laser light according to an embodiment of the present disclosure.
4 shows a spectrum of fluorescence excited or scattered from cells stained with various fluorescent dyes or fluorescent substances in the biochip when laser light is irradiated toward the biochip installed in the cell analysis device according to an embodiment of the present disclosure. it is a drawing
5 is a diagram illustrating a cell analysis method using a biochip according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, specific details for the implementation of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description, if there is a risk of unnecessarily obscuring the gist of the present disclosure, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.In the accompanying drawings, identical or corresponding elements are given the same reference numerals. In addition, in the description of the following embodiments, overlapping descriptions of the same or corresponding components may be omitted. However, omission of a description of a component does not intend that such component is not included in any embodiment.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.Advantages and features of the disclosed embodiments, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the following embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the present disclosure complete, and those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs It is provided only to fully inform the person of the scope of the invention.
본개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in the present disclosure will be briefly described, and the disclosed embodiments will be described in detail. The terms used in this specification have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present disclosure, but they may vary according to the intention of a person skilled in the related field, a precedent, or the emergence of new technology. In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the invention. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the terms and the general content of the present disclosure, not simply the names of the terms.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Expressions in the singular number in this specification include plural expressions unless the context clearly dictates that they are singular. Also, plural expressions include singular expressions unless the context clearly specifies that they are plural. When it is said that a certain part "includes" a certain component throughout the specification, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 개시에서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의"상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.In the present disclosure, an upper part of a figure may be referred to as a “top” or “upper side” of the configuration shown in the figure, and a lower part thereof may be referred to as a “lower” or “lower side”. In addition, the portion between the upper and lower portions or the upper and lower portions of the illustrated configuration in the drawings may be referred to as “side” or “side”. Relative terms such as “upper” and “upper” may be used to describe relationships between components shown in the drawings, and the present disclosure is not limited by such terms.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"의 기재는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.Reference to "A and/or B" herein means A, or B, or A and B.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 이용한 세포 분석 장치(100)의 예시를 나타내는 도면이다. 세포 분석 장치(100)는, 바이오 칩을 이용하여 세포의 계수 또는 세포의 특성을 분석하기 위한 장치일 수 있다. 도시된 바와 같이, 세포 분석 장치(100)는, 유액 상태의 세포 샘플을 수용하도록 구성된 바이오 칩(110), 바이오 칩(110)을 향해 레이저광을 조사하는 하나 이상의 레이저 광원(122, 124, 126), 및 바이오 칩(110)에서 레이저광의 조사에 의해 발생된 산란광을 촬영하는 하나 이상의 포토 센서(132, 134, 136)를 포함할 수 있다. 여기서, 포토 센서(132, 134, 136)는 이미지 센서를 포함할 수 있다.1 is a diagram showing an example of a
바이오 칩(110)은 유액 상태의 세포 또는 생체 입자가 하나 이상의 감지 영역(sensing point)를 통과하도록 구성된 바이오 칩일 수 있다. 또한, 바이오 칩(110)은 세포 분석을 위한 미세 유체 제어를 실행하도록, 샘플 챔버, 시스액 챔버 등을 하나 이상의 미세 채널로 연결된 구성을 포함하는 마이크로칩 또는 MEMS 또는 BioMEMS 기술을 이용하여 구현된 바이오 칩 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
도 1에 도시된 바와 같이, 바이오 칩(110)은, 분석 대상인 샘플(예를 들어, 세포, 단백질 등과 같은 생체 물질, 생체물질을 모사 또는 매개를 위한 미세 입자(micro bead) 등)을 수용하는 샘플 챔버(112), 샘플 챔버(112)와 연결되며 시스액(sheath liquid)과 혼합된 샘플이 존재하는 유체역학적 결합 영역(114), 및 유체역학적 결합 영역(114)으로부터 샘플 및 시스액이 배출되는 바이오 칩 출구채널(116)을 포함할 수 있다. 샘플 챔버(112)에 샘플이 투입되면, 샘플 챔버(112)에 가해지는 일정한 압력에 의해 샘플이 샘플 챔버(112)와 연결된 채널을 따라 유체역학적 결합 영역(114)으로 배출될 수 있다. 시스액은 바이오 칩(110)의 내부 또는 외부에 설치되는 시스액 챔버 또는 시스액 탱크로부터 시스액 주입구로 공급되며, 시스액 주입구와 연결된 채널에 의해 유체역학적 결합 영역(114)으로 투입될 수 있다. 이러한 구성에 따라, 결합 영역(114)에서는 샘플 챔버(112)로부터 배출되는 세포 또는 샘플 하나 하나가 시스액에 의해 둘러싸여져 배출될 수 있다. 결합 영역(114)에서 혼합된 샘플과 시스액은 바이오 칩 출구채널(116)에서 배출될 수 있다.As shown in FIG. 1, the
샘플 챔버(112)는, 샘플을 수용하기 위한 구성으로, 바이오 칩(110)의 두께 보다 작은 두께를 갖는 전체적으로 대략 직사각형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 샘플 챔버(112)의 일 측은, 샘플이 공급되는 샘플 주입구(113)에 미세 채널을 통해 연결될 수 있다. 샘플 주입구(113)를 통해, 파이펫과 같은 별도 시료 공급 장치를 이용하여 샘플이 주입될 수 있다. 또한, 샘플 주입구(113)에는 제1 펌프(미도시)가 연결되거나 장착될 수 있다. 제1 펌프는, 예를 들어 공기압을 발생시켜서 샘플 주입구(113)에 공급함으로써 샘플 챔버(112) 내의 샘플이 외부로 배출 또는 이동하도록 유도할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 샘플 주입구(113)를 통해 샘플 챔버(112)에 공급된 샘플은, 제1 펌프에 의해 샘플 챔버(112)로부터 유체역학적 결합 영역(114)을 향해 효과적으로 배출될 수 있다. 예를 들어, 제1 펌프는 MEMS 기술을 이용하여 구현된 마이크로 펌프(micro-pump) 또는 압전 펌프(piezoelectric pump)일 수 있다. 이와 같이 압전 펌프로 제1 펌프를 구현하는 경우, 샘플 챔버(112)에 대한 공기압 발생 가능한 구성을 바이오 칩(110)과 별도로 구성할 필요 없이 바이오 칩(110) 내에 구성할 수 있다.The
시스액 주입구(115)는 시스액을 주입하기 위한 개구를 포함할 수 있다. 시스액 주입구(115)를 통해 시스액이 주입되면, 해당 시스액은 미세 채널(즉, 시스액 공급 채널)을 통해 유체역학적 결합 영역(114)으로 배출될 수 있다. 이와 같이 유체역학적 결합 영역(114)으로 배출된 시스액은, 샘플 챔버(112)로부터 배출된 샘플과 유체역학적 결합 영역(114)에서 혼합될 수 있다. 즉, 시스액은 샘플 챔버(112)으로부터 배출된 샘플 하나 하나를 감싸도록 결합 영역(114)에서 샘플들과 혼합될 수 있다. 또한, 유체역학적 결합 영역(114)에서 혼합된 샘플 및 시스액은 바이오 칩 출구채널(116)을 통해 바이오 칩(110)의 외부로 배출될 수 있다.The cis
일 실시예에 따라, 바이오 칩(110)의 외부에 시스액 챔버 및 제2 펌프가 설치될 수 있다. 예를 들어, 시스액 챔버는 바이오 칩(110)과 별도로 제작 또는 제공되어 바이오 칩(110)의 외부에서 시스액 주입구(115)와 시스액을 공급하기 위한 채널 또는 통로를 통해 연결될 수 있다. 다른 예에서, 시스액 챔버는 바이오 칩(110) 내부에 형성될 수도 있다. 이 경우, 시스액 챔버는 바이오 칩(110) 보다 작은 두께를 갖는 대략 다각형 또는 원형을 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 펌프는 시스액 챔버의 일 측에 연결될 수 있다. 제2 펌프는 공기압을 생성하여 시스액 챔버의 시스액을 시스액 주입구(115)로 공급할 수 있다. 예컨대, 제2 펌프는 MEMS 기술을 이용하여 구현된 마이크로 펌프 또는 압전 펌프일 수 있다. 이와 같이 압전 펌프로 제2 펌프를 구현하는 경우, 시스액 챔버에 대한 공기압 발생 가능한 구성을 바이오 칩(110)과 별도로 구성할 필요 없이 바이오 칩(110) 내에 구성할 수 있다.According to an embodiment, a cis fluid chamber and a second pump may be installed outside the
추가적으로, 유체역학적 결합 영역(114)을 향해 음향 진동을 발생시키도록 구성된 음향 진동 소자가 더 배치될 수 있다. 음향 진동 소자는 샘플과 시스액의 결합을 유도하기 위한 진동 또는 음파를 생성할 수 있다. 샘플 챔버(112) 및 시스액 챔버 각각으로부터 유체역학적 결합 영역(114)으로 공급된 샘플과 시스액은 음향 진동에 의해 효과적으로 상호 충돌 및 배열이 반복되면서 바이오 칩 출구채널(116)을 통해 샘플 하나 하나는 시스액에 의해 감싸져서 일렬로 배열된 상태에서 배출될 수 있다. 예를 들어, 음향 진동 소자는 MEMS기술을 이용하여 구현된 압전 진동 소자 또는 음향 스피커를 포함할 수 있다. 이상 구성에 따르면, 유체역학적 결합 영역(114)으로 공급된 샘플과 시스액은 음향 진동 소자에 의해 생성된 음향 진동에 의해 상호 충돌하여 혼합되고, 그 중 샘플(또는 샘플 내의 세포 등)은 시스액 내에서 일렬로 정렬되어 바이오 칩 출구채널(116)을 통해 배출될 수 있다. 이와 같이 일렬로 정렬되어 바이오 칩 출구채널(116)을 통해 배출된 샘플들은 별도 설치된 광원과 포토센서, 수광소자 또는 이미지 센서 등에 의해 해당 샘플들의 계수, 특성 분석 등을 위해 감지될 수 있다.Additionally, an acoustic vibration element configured to generate acoustic vibration toward the
레이저 광원(122, 124, 126)은, 샘플 챔버(112)의 측면을 향해 단면광을 조사하기 위한 제1 레이저 광원(122), 유체역학적 결합 영역(114)의 측면을 향해 레이저광을 조사하기 위한 제2레이저 광원(124) 및 바이오 칩 출구채널(116)의 측면을 향해 레이저광을 조사하기 위한 제3 레이저 광원(126) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 1에서는 레이저 광원(122, 124, 126)이 3개의 광원을 포함하는 것으로 도시되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 레이저 광원(122, 124, 126)은, 세포 분석 장치(100)의 설계 요구사항에 따라, 1개 또는 2개의 광원을 포함할 수도 있다.The
제1 레이저 광원(122)은, 샘플 챔버(112)의 측면을 향해 미리 정해진 단면 형상(예를 들어, 가늘고 긴 직사각형)을 갖는 레이저 단면광을 조사할 수 있다. 단면광은 샘플 챔버(112)의샘플에 조사될 때 전방 산란을 발생시킬 수 있다. 여기서, 샘플은 사전에 형광 물질로 염색된 샘플일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 레이저 광원(122)은 488nm 파장을 가지는 단면광을 생성할 수 있다.The first
제2 레이저 광원(124)은 유체역학적 결합 영역(114)의 측면 또는 샘플 챔버(112) 및 유체역학적 결합 영역(114) 사이의 채널의 측면을 향해 레이저광을 조사할 수 있다. 제2 레이저 광원(124)은 유체역학적 결합 영역(114)에 존재하는 샘플 및 시스액에 레이저광을 조사하여 샘플 및 시스액 중 적어도 하나로부터 전방 산란광 및 측방 산란광을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제2 레이저 광원(124)은 488nm 파장을 가지는 포인트 형태의 레이저광 또는 단면광 레이저일 수 있다. 제2 레이저 광원(124)으로 단면광 레이저를 사용할 경우(이하 도 2를 참조하여 설명하는) 이미지센서에 의해 형광 또는 형광으로 염색된 샘플을 용이하게 검출할 수 있다.The second
제3 레이저 광원(126)은 바이오 칩 출구채널(116)의 측면을 향해 레이저 광을 조사할 수 있다. 제3 레이저 광원(126)은 바이오 칩 출구채널(116)을 통해 일렬로 배열된 상태로 이동하는 샘플 및 시스액을 향해 레이저광을 조사하여 이로부터 전방 산란광 및 측방 산란광을 발생시킬 수 있다. 또한, 제3 레이저 광원(126)은, 제2 레이저 광원(124)의 레이저광 조사에 의해 검출되지 않는 형광 물질을 검출하기 위해, 제2 레이저 광원(124)과는 다른 파장을 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 제3 레이저 광원(126)은 638nm 파장을 가지는 포인트 형태의 레이저광 단면광 레이저일수 있다.The third
포토 센서(132, 134, 136)는 레이저 광원(122, 124, 126)에 의해 발생된 광의 산란을 감지하기 위한 구성일 수 있다. 포토 센서(132, 134, 136)는 포토다이오드, SiPM(Silicon Photo Multiplier), MPPC (Multi Pixel Photon Counter), 이미지 센서, CMOS센서 등으로 구현될 수 있다.The
포토 센서(132, 134, 136)는 샘플 챔버(112)에 조사된 단면광에 의해 발생되는 전방 산란광을 감지하기 위한 제1 포토 센서(132)를 포함할 수 있다. 또한, 포토 센서(132, 134, 136)는 샘플 챔버(112) 및 유체역학적 결합 영역(114) 사이의 채널에서 샘플의 상태 또는 유체역학적 결합 영역(114)에서 샘플 및 시스액의 결합 상태를 감지하거나 샘플 및/또는 시스액에 조사된 레이저광에 의해 발생되는 전방 산란을 감지하기 위한 제2 포토 센서(134)를 포함할 수 있다. 포토 센서(132, 134, 136)는 바이오 칩 출구채널(116)을 통해 일렬로 배열되어 배출되는 혼합된 샘플 및 시스액을 감지하거나 샘플 및/또는 시스액에 조사된 레이저광에 의해 발생되는 전방 산란을 감지하기 위한 제3 포토 센서(136)를 포함할 수 있다.The
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 LED 광원에 의한 세포의 이미지를 촬영 및 분석하는 세포 분석 장치(200)를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 세포 분석 장치(200)는 바이오 칩(210)의 상면을 향해 광을 조사하기 위한 LED 광원(220), LED 광원(220)에서 조사된 빛의 가간섭성 및 조도 등을 조절하기 위한 핀 홀(230) 및 LED 광원(220)에서 바이오 칩(210)을 향해 조사된 빛에 의해 생성되는 세포의 이미지를 감지하기 위해, 바이오 칩(210)의 하면에 배치된 이미지 센서(240)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바이오 칩(210)은 도 1에 도시된 바이오 칩(110)과 동일한 구성을 포함할 수 있다.2 is a diagram illustrating a
LED 광원(220)은, 바이오 칩(210)의 상면에 위치하여 바이오 칩(210)을 향해 LED 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, LED 광원은 UV(자외선) 광원, 가시광선을 발생시키는 광원 또는 적외선을 발생시키는 광원일 수 있다. LED 광원(220)에서 바이오 칩(210)을 향해 조사된 광은 바이오 칩(210)에 포함된 세포 또는 유액 상태의 세포의 암시야 또는 명시야 이미지, 그림자 이미지 또는 흡광 이미지를 발생시키거나, 형광, 전방 산란광 및/또는 측방 산란광을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 그림자 이미지 또는 전방 산란광은 바이오 칩(210)의 하면에 구성된 이미지 센서(240)에서 감지될 수 있다. 한편, 측방 산란광은 도 1에 도시된 바와 같은 하나 이상의 포토 센서에 의해 감지될 수 있다.The LED
핀 홀(230)은 바이오 칩(210)과 LED 광원(220) 사이에 위치하며, LED 광원(220)에서 조사되는 빛의 가간섭성, 조도, 범위 등을 조절하도록 구성될 수 있다. 핀 홀(230)의 구멍은 nm~㎛ 단위의 크기를 갖는 미세 구멍일 수 있다. 예를 들어, 핀 홀(230)은 암시야 이미지 촬영 시 사용하며, 명시야 이미지 촬영시에는 LED 광원(220)으로부터 분리되거나 LED 광원(220)의 측면으로 이동시킬 수 있다.The
이미지 센서(240)는 바이오 칩(210)의 하면과 가까운 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(240)는, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서 또는 CCD(Charge Coupled Device)센서로 구현될 수 있다. 이미지 센서(240)는, LED 광원(220)에 의해발생한세포의 그림자 이미지 또는 산란광을 감지하거나, 도 1에 도시된 레이저 광원에 의해 발생한 측방 산란광을 감지할 수 있다.The
도 2는, 세포 분석 장치(200) 내부에 바이오 칩(210)의 상측 및 하측에 각각 LED 광원(220) 및 이미지 센서(240)가 배치된 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바이오 칩(210)의 일 측에는 도 1에 도시된 것과 같은 하나 이상의 레이저 광원이 설치되고, 이와 대향하는 바이오 칩(210)의 타 측에는 하나 이상의 포토센서가 설치될 수 있다.2 illustrates that the
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 레이저광 의해 세포로부터 발생한 측방 산란광을 감지하는 세포 분석 장치(300)를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 세포 분석 장치(300)는, 바이오 칩(210)의 상 측에 배치되며, 레이저 광원에 의해 바이오 칩(210)에 포함된 세포로부터 발생한 측방 산란광을 감지하는 하나 이상의 수광 소자(310, 320, 330)를 포함할 수 있다. 이 경우, 레이저 광원은 바이오 칩(210)의 측면에 배치되어 바이오 칩(210)의 측면을 향해 단면광 또는 포인트 형태의 레이저광을 조사할 수 있다. 하나 이상의 수광 소자(310, 320, 330)는, 레이저 광원이 바이오 칩(210)의 측면을 향해 레이저광을 조사하는 경우 바이오 칩(210)의 상면으로부터 생성되는 측방 산란광을 감지할 수 있도록 바이오 칩(210)의 상 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 바이오 칩(210)은 도 1에 도시된 바이오 칩(110)과 동일한 구성을 포함할 수 있다.FIG. 3 is a diagram illustrating a
이미지 센서(240)는 바이오 칩(210)의 하면과 가까운 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(240)는, CMOS 이미지 센서로 구현될 수 있다. 이미지 센서(240)는, LED 광원에 의해 발생한 세포의 그림자 이미지 또는 레이저 광원에 의해 발생한 세포의 측방 산란광을 감지할 수 있다.The
도 3에는 수광 소자(310, 320, 330)를3개로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 임의의 개수의 수광 소자를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수광 소자(310, 320, 330)는, 높은 감지 성능을 갖는 PMT(photomultiplier), MPPC(multi-pixel photon counter), SiPM(silicon Photo Multiplier)등과 같은 광센서를 이용하여, 이미지 센서 보다 샘플을 정밀하게 관측할 수 있다.Although FIG. 3 shows three light receiving
또한, 도 3에는, 세포 분석 장치(300) 내부에 바이오 칩(210)의 상측 및 하측에 각각 수광 소자(310, 320, 330) 및 이미지 센서(240)가 배치된 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바이오 칩(210)의 일 측에는 도 1에 도시된 것과 같은 하나 이상의 레이저 광원이 설치되고, 이와 대향하는 바이오 칩(210)의 타 측에는 하나 이상의 포토센서가 설치될 수 있다.In addition, although FIG. 3 shows that the
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 세포 분석 장치에서 설치된 바이오 칩을 향해 레이저광을 조사했을 때, 바이오 칩 내에 다양한 형광 색소 또는 형광 물질이 염색된 세포로부터 여기 또는 산란되는 형광의 스펙트럼(400)을 나타내는 도면이다.4 is a spectrum of fluorescence excited or scattered from cells stained with various fluorescent dyes or fluorescent substances in the biochip when laser light is irradiated toward the biochip installed in the cell analysis device according to an embodiment of the present disclosure (400 ) is a drawing showing.
도시된 바와 같이, 다양한 형광 색소에 의해 염색된 세포는 상이한 파장의 레이저광을 조사함에 따라 검출되는 형광이 다르게 나타날 수 있다. 예를 들어, FITC(S410)로 염색된 세포는,488 nm 파장(청색광)의 레이저광이 조사될 때,520nm 파장(녹색광)의 형광이 여기되어 발생된다. 또한, PerCP 또는 PerCPCy5.5(S420)로 염색된 세포는,4 88 nm 파장의 레이저광 및 638 nm 파장의 레이저광 모두에 대해 빨간색의 형광이 여기되어 발생된다. 또한, DAPI(S430)로 염색된 세포는 488nm 파장의 레이저광을 대신하여 355nm UV 레이저 또는 365nm LED의 광원으로 조사될 때, 청색광인 450nm 부근의 형광이 여기되어 발생된다.As shown, cells stained with various fluorescent dyes may have different fluorescence detected as they are irradiated with laser light of different wavelengths. For example, when cells stained with FITC (S410) are irradiated with a laser light having a wavelength of 488 nm (blue light), fluorescence of a wavelength of 520 nm (green light) is excited and generated. In addition, cells stained with PerCP or PerCPCy5.5 (S420) are excited by both 88 nm laser light and 638 nm laser light, and red fluorescence is generated. In addition, when the cells stained with DAPI (S430) are irradiated with a 355nm UV laser or a 365nm LED light source instead of a 488nm wavelength laser light, fluorescence around 450nm, which is blue light, is excited and generated.
예를 들어, 도 1을 참조하여 설명된 레이저 광원(122, 124, 126)을 바이오 칩(110)에 포함된 다양한 형광 색소로 염색된 세포들에 조사하는 경우, 그래프(S410)는488nm의 파장을 갖는 단면광 레이저 광원인 제1 레이저 광원(122)에 의해 발생되는 형광의 세기 또는 스펙트럼 분포를 나타낼 수 있다. 이와 같이 FITC(S410)에 의해 염색된 세포로부터 발생되는 형광의 감지 결과는, 헤모사이토미터(hemocytometer)로 세포수를 산정하기 위해 사용될 수 있거나 세포의 특징을 추출하는데 사용될 수 있다. 한편, 그래프(S420)는488 nm 또는 638 nm의 파장을 갖는 레이저 광원(122, 124, 126)에 의해 발생되는 형광의 세기 또는 스펙트럼 분포를 나타낼 수 있다. 또한, 그래프(S430)는 355nm 또는 365 nm 파장을 갖는 레이저 광원(122, 124, 126)에 의해 발생되는 형광의 세기 또는 스펙트럼 분포를 나타낼 수 있다.For example, when cells stained with various fluorescent dyes included in the
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 이용한 세포 분석 방법(500)을 나타내는 도면이다. 바이오 칩을 이용한 세포 분석 방법(500)은 샘플 챔버, 유체역학적 결합 영역 및 바이오 칩 출구채널을 포함하는 바이오 칩을 준비하는 단계(S510)로 시작될 수 있다. 바이오 칩에 샘플을 주입하면, 샘플 챔버로 배출된 후, 유체역학적 결합 영역에서 샘플과 시스액이 혼합될 수 있다. 혼합 또는 결합된 샘플과 시스액은 바이오 칩 출구채널로 배출될 수 있다.5 is a diagram illustrating a
다음으로, 레이저 광원에 의해, 바이오 칩의 측면으로부터 샘플 챔버, 유체역학적 결합 영역, 및 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나를 향해 레이저광을 조사할 수 있다(S520). 일 실시예에서, 도 1을 참조하면, 제1 레이저 광원은 샘플 챔버를 향해 레이저광을 조사할 수 있다. 샘플 챔버에 조사된 레이저 광은 단면광이며, 샘플의 세포수를 카운팅할 수 있다. 그 다음, 샘플은 유체역학적 결합 영역으로 배출될 수 있고, 유체역학적 결합 영역에서 시스액과 결합될 수 있다. 제2 레이저 광원은 유체역학적 결합 영역을 향해 레이저광을 조사할 수 있다. 유체역학적 결합 영역에 조사된 광은 측방 산란과 전방 산란을 발생시킬 수 있다. 그 다음, 결합된 샘플과 시스액은 바이오 칩 출구채널로 배출될 수 있다. 제3 레이저 광원은 바이오 칩 출구채널을 향해 레이저광을 조사할 수 있다. 바이오 칩 출구채널에 조사된 광은 측방 산란과 전방 산란을 발생시킬 수 있다.Next, laser light may be radiated from the side of the biochip toward at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling region, and the biochip exit channel by a laser light source (S520). In one embodiment, referring to FIG. 1 , the first laser light source may radiate laser light toward the sample chamber. Laser light irradiated to the sample chamber is cross-sectional light, and the number of cells in the sample can be counted. The sample can then be discharged into the hydrodynamic binding area and combined with the cis fluid in the hydrodynamic binding area. The second laser light source may radiate laser light toward the hydrodynamic coupling area. Light irradiated to the hydrodynamic coupling region may cause side scattering and forward scattering. Then, the combined sample and cis fluid can be discharged through the biochip outlet channel. The third laser light source may radiate laser light toward the exit channel of the biochip. Light irradiated to the exit channel of the biochip may cause side scattering and forward scattering.
마지막으로, 포토 센서에 의해, 레이저 광원의 조사에 의해 샘플 챔버, 유체역학적 결합 영역, 및 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나로부터 발생되는 산란광을 촬영할 수 있다(S530). 제1 레이저 광원에 의해 샘플 챔버 내의 샘플로부터 발생한 전방 산란은 제1 포토 센서에서 감지할 수 있다. 다음으로, 제2 레이저 광원에 의해 유체역학적 결합 영역에서 발생한 전방 산란은 제2 포토 센서에 의해 감지할 수 있다. 또한, 제2 포토 센서는 결합 영역의 샘플과 시스액의 혼합 상태를 감지할 수 있다. 마지막으로, 제3 레이저 광원에 의해 바이오 칩 출구채널에서 발생한 전방 산란은 제3 포토 센서에서 감지하고, 제3 포토 센서는 바이오 칩 출구채널 내의 샘플의 배열 상태 또는 흐름과 같은 샘플 특성을 감지할 수 있다.Finally, scattered light generated from at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling area, and the exit channel of the biochip may be captured by irradiation of a laser light source by the photo sensor (S530). Forward scattering generated from the sample in the sample chamber by the first laser light source may be detected by the first photo sensor. Next, forward scattering generated in the hydrodynamic coupling area by the second laser light source can be detected by the second photo sensor. In addition, the second photo sensor may detect a mixed state of the sample and the cis solution in the binding region. Finally, the forward scattering generated in the exit channel of the biochip by the third laser light source is detected by the third photo sensor, and the third photo sensor can detect sample characteristics such as arrangement state or flow of the samples in the exit channel of the biochip. there is.
본 개시의 앞선 설명은 당업자들이 본 개시를 행하거나 이용하는 것을 가능하게 하기 위해 제공된다. 본 개시의 다양한 수정예들이 당업자들에게 쉽게 자명할 것이고, 본 명세서의 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 취지 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형예들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 설명된 예들에 제한되도록 의도된 것이 아니고, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위가 부여되도록 의도된다.The previous description of the present disclosure is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications of this disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied in various modifications without departing from the spirit or scope of the disclosure. Thus, this disclosure is not intended to be limited to the examples set forth herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
비록 본 주제가 구조적 특징들 및/또는 방법론적 작용들에 특정한 언어로 설명되었으나. 첨부된 청구항들에서 정의된 주제가 위에서 설명된 특정 특징들 또는 작용들로 반드시 제한되는 것은 아님이 이해될 것이다. 오히려, 위에서 설명된 특정 특징들 및 작용들은 청구항들을 구현하는 예시 적인 형태로서 설명된다. Although this subject matter has been described in language specific to structural features and/or methodological acts. It will be understood that subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts described above. Rather, the specific features and acts described above are described as example forms of implementing the claims.
본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속 하는 것으로 생각되어야 한다.Although the present disclosure has been described in relation to some embodiments in this specification, various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present disclosure that can be understood by those skilled in the art. Also, such modifications and variations are intended to fall within the scope of the claims appended hereto.
100: 세포 분석 장치
110: 바이오 칩
112: 샘플 챔버
114: 결합 영역
116: 바이오 칩 출구채널
122: 제1 레이저 광원
124: 제2 레이저 광원
126: 제3 레이저 광원
132: 제1 포토 센서
134: 제2 포토 센서
136: 제3 포토 센서100: cell analysis device
110: bio chip
112: sample chamber
114: bonding area
116: biochip exit channel
122: first laser light source
124: second laser light source
126 Third laser light source
132: first photo sensor
134: second photo sensor
136: third photo sensor
Claims (7)
샘플을 수용하도록 구성된 샘플 챔버, 상기 샘플 챔버 및 시스액 공급 채널과 연결되며, 상기 샘플 챔버의 출구로부터 배출되는 상기 샘플 및 상기 시스액 공급 채널을 통해 공급되는 시스액이 혼합되도록 구성된 유체역학적 결합 영역, 및 상기 유체역학적 결합 영역에서 혼합된 상기 샘플 및 상기 시스액이 배출되도록 구성된 바이오 칩 출구채널을 포함하는 바이오 칩;
상기 바이오 칩의 측면으로부터 상기 샘플 챔버, 상기 유체역학적 결합 영역, 및 상기 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나를 향해 레이저광을 조사하는 하나 이상의 레이저 광원;
상기 레이저광의 조사에 의해 상기 샘플 챔버, 상기 유체역학적 결합 영역, 및 상기 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나로부터 발생되는 산란광을 촬영하는 하나 이상의 포토 센서;
상기 바이오 칩의 상면을 향해 광을 조사하는 LED 광원;
상기 바이오 칩의 하면에 위치한 이미지센서; 및
상기 바이오 칩 및 상기 LED 광원 사이에 위치하며, 상기 광의 조사 범위를 한정하도록 구성된 핀 홀을
포함하는, 세포 분석 장치.
As a cell analysis device using a biochip,
A sample chamber configured to receive a sample, a hydrodynamic coupling region connected to the sample chamber and the cis fluid supply channel, configured to mix the sample discharged from the outlet of the sample chamber and the cis fluid supplied through the cis fluid supply channel a biochip including a biochip outlet channel configured to discharge the sample and the cis fluid mixed in the hydrodynamic coupling region;
at least one laser light source radiating laser light from a side surface of the biochip toward at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling region, and the biochip outlet channel;
at least one photo sensor for photographing scattered light generated from at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling region, and the exit channel of the biochip by irradiation of the laser light;
an LED light source radiating light toward an upper surface of the biochip;
an image sensor located on a lower surface of the biochip; and
A pin hole located between the biochip and the LED light source and configured to limit the irradiation range of the light
Including, cell analysis device.
상기 바이오 칩은,
상기 시스액 공급 채널에 연결되며, 시스액을 수용하도록 구성된 시스액 챔버;
를 더 포함하는, 세포 분석 장치.
According to claim 1,
The biochip,
a cis fluid chamber connected to the cis fluid supply channel and configured to receive cis fluid;
Further comprising a, cell analysis device.
상기 하나 이상의 레이저 광원에 의해 상기 바이오 칩의 상면에 발생되는 측방 산란광을 감지하는 하나 이상의 수광 소자
를 더 포함하는, 세포 분석 장치.
According to claim 1,
One or more light-receiving elements sensing side-scattered light generated on the upper surface of the biochip by the one or more laser light sources
Further comprising a, cell analysis device.
상기 이미지 센서는, 상기 하나 이상의 레이저 광원에 의해 상기 바이오 칩의 하면에 발생되는 측방 산란광 또는 형광을 감지하거나, 상기 LED 광원에서 조사된 광에 의해 상기 바이오 칩의 하면에 생성되는 암시야 이미지 또는 명시야 또는 흡광이미지를 감지하도록 구성된, 세포 분석 장치.
According to claim 1,
The image sensor detects side-scattered light or fluorescence generated on the lower surface of the bio-chip by the one or more laser light sources, or dark-field image or light generated on the lower surface of the bio-chip by light emitted from the LED light source. A cell analysis device configured to detect a field of view or absorbance image.
샘플을 수용하도록 구성된 샘플 챔버, 시스액을 수용하도록 구성된 시스액 챔버, 상기 샘플 챔버 및 상기 시스액 챔버와 연결되며, 상기 샘플 챔버 및 상기 시스액 챔버로부터 각각 배출되는 샘플 및 시스액이 혼합되도록 구성된 유체역학적 결합 영역, 및 상기 유체역학적 결합 영역에서 혼합된 샘플 및 시스액이 배출되도록 구성된 바이오 칩 출구채널을 포함하는 바이오 칩을 준비하는 단계;
하나 이상의 레이저 광원에 의해, 상기 바이오 칩의 측면으로부터 상기 샘플 챔버, 상기 유체역학적 결합 영역, 및 상기 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나를 향해 레이저광을 조사하는 단계; 및
하나 이상의 포토 센서에 의해, 상기 하나 이상의 레이저 광원의 조사에 의해 상기 샘플 챔버, 상기 유체역학적 결합 영역, 및 상기 바이오 칩 출구채널 중 적어도 하나로부터 발생되는 산란광을 촬영하는 단계;
LED 광원, 및 상기 바이오 칩 및 상기 LED 광원 사이에 위치하여 상기 LED 광원의 조사 범위를 한정하도록 구성된 핀 홀에 의해, 상기 바이오 칩의 상면을 향해 광을 조사하는 단계; 및
상기 바이오 칩의 하면에 위치한 이미지센서에 의해, 상기 하나 이상의 레이저 광원에 의해 상기 바이오 칩의 하면에 발생되는 측방 산란광 또는 형광을 감지하거나, 상기 LED 광원에서 조사된 광에 의해 상기 바이오 칩의 하면에 생성되는 암시야 이미지 또는 명시야 또는 흡광 이미지를 감지하는 단계
를 포함하는, 세포 분석 방법.
As a cell analysis method using a biochip,
A sample chamber configured to receive a sample, a cis fluid chamber configured to receive a cis fluid, connected to the sample chamber and the cis fluid chamber, and configured to mix the sample and the cis fluid discharged from the sample chamber and the cis fluid chamber, respectively preparing a biochip including a hydrodynamic coupling region and a biochip outlet channel configured to discharge the sample and cis fluid mixed in the hydrodynamic coupling region;
irradiating a laser light from a side surface of the biochip toward at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling region, and the biochip outlet channel by one or more laser light sources; and
photographing scattered light generated from at least one of the sample chamber, the hydrodynamic coupling region, and the exit channel of the biochip by irradiation of the at least one laser light source by one or more photo sensors;
irradiating light toward an upper surface of the bio-chip using an LED light source and a pin hole disposed between the bio-chip and the LED light source and configured to limit an irradiation range of the LED light source; and
Side-scattered light or fluorescence generated on the lower surface of the bio-chip by the one or more laser light sources is sensed by an image sensor located on the lower surface of the bio-chip, or light emitted from the LED light source is applied to the lower surface of the bio-chip. detecting the resulting darkfield image or brightfield or absorption image;
Including, cell analysis method.
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