KR20070099752A - Device for delaying capillary flow and method for delaying capillary flow using the same - Google Patents

Device for delaying capillary flow and method for delaying capillary flow using the same Download PDF

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Abstract

A device for delaying a capillary flow and a method for delaying the capillary flow using the same are provided to adjust the delay time of capillary flow by adjusting the pattern shape and ratio of material having different chemical attraction from water in a part of a micro channel. In a device for delaying a capillary flow, hydrophilic surfaces(30) and hydrophobic surface(40) are repeatedly and alternately arranged in a micro channel(10) by patterning hydrophobic materials in a part of the micro channel. The hydrophilic micro channel is made of plastic, glass, silicon, metal, and the like. The hydrophobic materials are patterned by a method of photo-depositing self-assembled monolayer with a mask, a method of depositing plasma, a method of transferring hydrophobic ink with a printer, or a method of micro contact printing. The pressure of fluid is adjusted by adjusting the ratio of hydrophobic materials in the hydrophobic channel, and the whole flow speed is lowered by inducing the pressure close to zero.

Description

모세관 유동 지연 디바이스 및 이를 이용한 모세관 유동 지연방법 {Device for Delaying Capillary Flow and Method for Delaying Capillary Flow Using the Same}Device for Delaying Capillary Flow and Method for Delaying Capillary Flow Using the Same

도 1은 소수성 패턴이 형성되어 있는 모세관 유동 지연 디바이스를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a capillary flow retardation device in which a hydrophobic pattern is formed.

도 2는 본 발명에 따른 모세관 유동 지연 디바이스에서의 압력 변화를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the pressure change in the capillary flow retardation device according to the present invention.

도 3은 소수성 패턴이 삽입된 마이크로 채널의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the microchannel in which the hydrophobic pattern is inserted.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 소수성 패턴의 모식도이다.4 is a schematic diagram of a hydrophobic pattern according to Example 1 of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 미세 유체소자의 개략도이다.5 is a schematic diagram of a microfluidic device according to Embodiment 1 of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 소수성 패턴의 제작방법을 나타낸 그림이다.6 is a view showing a method of manufacturing a hydrophobic pattern according to Example 1 of the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 모세관 유동 지연 디바이스에서, 소수성 패턴의 형상에 따라 모세관 유동의 지연시간을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the delay time of capillary flow according to the shape of the hydrophobic pattern in the capillary flow delay device according to the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 모세관 유동의 변화 모습을 나타낸 그림이다. 8 is a view showing a change in capillary flow according to Example 1 of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 미세 유체소자를 나타낸 그림이다.9 is a view showing a microfluidic device according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 미세 유체소자의 소수성 패턴에 대한 광학 현미경 사진이다. 10 is an optical micrograph of the hydrophobic pattern of the microfluidic device according to Example 2 of the present invention.

도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 모세관 유동의 변화 모습을 나타낸 그림이다.11 is a view showing a change in capillary flow according to the second embodiment of the present invention.

본 발명은 모세관 유동 지연 디바이스 및 이를 이용한 모세관 유동 지연방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 마이크로 채널 일부에 물과의 친화력이 다른 물질을 반복적으로 패터닝함으로써, 소수성 표면과 친수성 표면이 반복적으로 배열된 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스 및 이를 이용한 모세관 유동 지연방법에 관한 것이다. The present invention relates to a capillary flow retardation device and a capillary flow retardation method using the same. More specifically, the hydrophobic surface and the hydrophilic surface are repeatedly arranged by repeatedly patterning a material having different affinity with water in a part of the microchannel. It relates to a capillary flow delay device and a capillary flow delay method using the same.

마이크로 채널 내에서 미세 유동의 제어는 다양한 미세 유체역학 시스템에서 필수적인 요소이며, 현재 기계적인 펌프 및 밸브, 전기 삼투현상, 전기화학적 방법 등 다양한 방법이 연구되고 있다. 특히, David J. Beebe 등은 소수성 SAM(self-assembled monolayer)을 포토패터닝(photopatterning) 등의 방법을 통해 마이크로 채널 내에 패터닝함으로써 유동의 흐름을 제어할 수 있는 방법을 제시하였고(Zhao, B. et al., Science, 1023(291), 2001), M.A. Burns 등은 마이크로 채널의 일면에 소수성 물질을 패터닝하여 유동을 정지시키고, 나노리터 수준의 유체를 미터링할 수 있는 방법을 제시하였다(Handique, K. et al., Anal. Chem., 4100(72), 2000). 또한, 대한민국특허 공개번호 2004-013731호에는, 친수성 재료의 모세관 관벽에 소수성 물질 패턴을 부분적으로 형성시켜, 유체의 속력을 국부적으로 조절할 수 있는 유체 제어소자에 대하여 개시되어 있다. Control of microfluidic flow in microchannels is an essential element in various microfluidic systems, and various methods such as mechanical pumps and valves, electroosmotic and electrochemical methods are currently being studied. In particular, David J. Beebe et al. Proposed a method to control the flow of flow by patterning hydrophobic self-assembled monolayers (SAMs) into microchannels through photopatterning (Zhao, B. et. al ., Science , 1023 (291), 2001), MA Burns, et al ., proposed a method for patterning hydrophobic materials on one side of microchannels to stop flow and meter nanoliter fluids (Handique, K). et al., Anal.Chem., 4100 (72), 2000). In addition, Korean Patent Publication No. 2004-013731 discloses a fluid control element capable of locally regulating the speed of a fluid by partially forming a hydrophobic material pattern on a capillary tube wall of a hydrophilic material.

그러나, 상기 연구들은 마이크로 채널의 표면에 다양한 표면 에너지를 적절히 패터닝하여 유동을 제어하는 방법을 제시했다는 점에서 의미가 있으나, 소수성 패턴에 의해 정지된 유동이 재개되기 위해서는 외부에서 인위적인 압력이 가해져야 하는 등의 추가적인 조작이 필요하다는 문제점이 있다.However, the above studies are meaningful in that they suggest a method of controlling the flow by appropriately patterning various surface energies on the surface of the microchannel, but external pressure must be applied to resume the flow stopped by the hydrophobic pattern. There is a problem that additional operation such as is required.

또한, 일본특허출원 공개번호 평10-311827호에는 제1, 2의 친수성 영역 사이에 소수성 영역이 구비되어, 혈액을 시약으로 이동시켜 반응시키기 위한 실험기구(test tool)가 개시되어 있으나, 상기 특허는 모세관 유동을 다양하게 제어하기 곤란하다는 문제점이 있다. Further, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-311827 discloses a test tool provided with a hydrophobic region between the first and second hydrophilic regions to move blood to a reagent for reaction. There is a problem that it is difficult to control a variety of capillary flow.

한편, 미국특허 6,271,040호에는 소수성 물질에 의해 모세관 유동을 지연하는 방법이 개시되어있으나, 상기 특허에 따르면, 샘플에 있는 단백질이 소수성 표면에 흡착되면서 표면이 친수성으로 바뀌게 되며, 이때, 단백질이 소수성 표면에 흡착되는 정도나 표면의 소수성 정도에 의해 시료의 반응시간이 결정되게 된다. 그러나, 상기 방법은 유체 내에 소수성 표면을 친수성으로 변화시키기 위한 단백질 등의 시료가 반드시 포함되어야만 한다는 문제점이 있다. On the other hand, US Patent 6,271,040 discloses a method for delaying capillary flow by a hydrophobic material, but according to the patent, the protein in the sample is adsorbed on the hydrophobic surface, the surface is changed to hydrophilic, wherein the protein is hydrophobic surface The reaction time of the sample is determined by the degree of adsorption and the degree of hydrophobicity of the surface. However, the above method has a problem in that a sample such as a protein for changing the hydrophobic surface to be hydrophilic must be included in the fluid.

이에, 당업계에서는 종래 모세관 유동 제어방법보다 간편하고, 자유롭게 모세관 유동 지연시간을 조절할 수 있는, 모세관 유동 지연방법의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다. Therefore, in the art, there is an urgent need for the development of a capillary flow delay method, which is simpler than the conventional capillary flow control method and which can freely adjust the capillary flow delay time.

이에 본 발명자들은 모세관 유동 지연시간을 자유롭고, 편리하게 조절할 수 있는 모세관 유동 제어방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made intensive efforts to develop a capillary flow control method capable of freely and conveniently adjusting the capillary flow delay time, and thus, the present invention has been completed.

결국, 본 발명의 주된 목적은 모세관 유동의 지연시간을 간편하고, 자유롭게 조절할 수 있는 모세관 유동 지연 디바이스(device) 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.After all, the main object of the present invention is to provide a capillary flow retardation device and a method of manufacturing the same, which can easily and freely adjust the delay time of capillary flow.

본 발명의 다른 목적은, 상기 모세관 유동 지연 디바이스를 이용하여 제조된 미세 유체소자를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a microfluidic device manufactured using the capillary flow retardation device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1구현예로 친수성 재질의 마이크로 채널 중앙부에, 친수성 표면과 소수성 표면이 교대로 배열되도록, 소수성 물질이 반복적으로 패터닝되어 있는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스(device)를 제공한다. In order to achieve the above object, in the first embodiment, the hydrophobic material is repeatedly patterned such that the hydrophilic surface and the hydrophobic surface are alternately arranged at the center of the microchannel of the hydrophilic material. Provide (device).

본 발명의 제1구현예에 있어서, 상기 친수성 재질의 마이크로 채널은 유리 또는 PMMA(polymethymethacrylate)인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 소수성 물질은 PDMS(polydimethylsiloxane)인 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 가상의 벽면을 형성하기 위하여, 상기 마이크로 채널의 외곽부에 소수성 물질이 추가적으로 패터닝되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다. In the first embodiment of the present invention, the hydrophilic material microchannel may be characterized in that the glass or polymethymethacrylate (PMMA), the hydrophobic material may be characterized in that the PDMS (polydimethylsiloxane). In addition, in order to form a virtual wall surface, the hydrophobic material may be additionally patterned on the outer portion of the microchannel.

본 발명은 또한, 친수성 재질의 마이크로 채널 중앙부에, 친수성 표면과 소수성 표면이 교대로 배열되도록, 소수성 물질을 반복적으로 패터닝하는 단계를 포함하는 본 발명의 제1구현예에 따른 모세관 유동 지연 디바이스(device)의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a capillary flow retardation device according to a first embodiment of the present invention comprising the step of repeatedly patterning a hydrophobic material such that the hydrophilic surface and the hydrophobic surface are alternately arranged at the center of the microchannel of the hydrophilic material. It provides a method of manufacturing).

본 발명의 제1구현예에 있어서, 모세관 유동 지연시간을 다양하게 조절하기 위하여, 상기 소수성 물질의 패터닝 비율을 변화시키는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 소수성 물질의 패터닝 방법은 광증착 방법, 플라즈마 증착 방법, 인쇄기를 이용한 잉크의 전사 방법 및 마이크로 컨택 프린팅법으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the first embodiment of the present invention, in order to variously control the capillary flow delay time, it is characterized in that the patterning ratio of the hydrophobic material may be changed, the patterning method of the hydrophobic material is a light deposition method, plasma deposition It can be characterized in that it is selected from the group consisting of a method, a transfer method of the ink using a printer, and a micro contact printing method.

본 발명은 또한, 제2구현예로, 소수성 재질의 마이크로 채널 중앙부에, 친수성 표면과 소수성 표면이 교대로 배열되도록, 친수성 물질이 반복적으로 패터닝되어 있는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스(device)를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a capillary flow retardation device characterized in that a hydrophilic material is repeatedly patterned so that a hydrophilic surface and a hydrophobic surface are alternately arranged at a central portion of a microchannel of a hydrophobic material. to provide.

본 발명의 제2구현예에 있어서, 가상의 벽면을 형성하기 위하여, 상기 마이크로 채널의 외곽부에 친수성 물질이 추가적으로 패터닝되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다. In a second embodiment of the present invention, in order to form a virtual wall surface, it may be characterized in that the hydrophilic material is additionally patterned on the outer portion of the micro-channel.

본 발명은 또한, 소수성 재질의 마이크로 채널 중앙부에, 친수성 표면과 소 수성 표면이 교대로 배열되도록, 친수성 물질을 반복적으로 패터닝하는 단계를 포함하는 본 발명의 제2구현예에 따른 모세관 유동 지연 디바이스(device)의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a capillary flow retardation device according to a second embodiment of the present invention comprising the step of repeatedly patterning a hydrophilic material such that the hydrophilic surface and the hydrophobic surface are alternately arranged at the center of the microchannel of the hydrophobic material. It provides a method for manufacturing a device).

본 발명의 제2구현예에 있어서, 모세관 유동 지연시간을 다양하게 조절하기 위하여, 상기 친수성 물질의 패터닝 비율을 변화시키는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 친수성 물질의 패터닝 방법은 광증착 방법, 플라즈마 증착 방법, 인쇄기를 이용한 잉크의 전사 방법 및 마이크로 컨택 프린팅법으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다. According to a second embodiment of the present invention, in order to variously control the capillary flow delay time, the patterning ratio of the hydrophilic material may be changed, and the patterning method of the hydrophilic material may be a photodeposition method or a plasma deposition method. It can be characterized in that it is selected from the group consisting of a method, a transfer method of the ink using a printer, and a micro contact printing method.

본 발명의 제1구현예 및 제2구현예에 따른 모세관 유동 지연 디바이스에 있어서, 상기 패터닝 모양이 유체의 흐름 방향으로 배열되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 패터닝 모양이 유체의 흐름과 수직 방향으로 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 마이크로 채널의 재질은 폴리머, 유리, 석영, 실리콘, 금속, 세라믹 및 다공성 멤브레인 등으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the capillary flow delay device according to the first and second embodiments of the present invention, the patterning shape may be arranged in the flow direction of the fluid, wherein the patterning shape is in a direction perpendicular to the flow of the fluid. It may be characterized as being arranged. In addition, the material of the microchannel may be selected from the group consisting of polymer, glass, quartz, silicon, metal, ceramic, porous membrane and the like.

본 발명은 또한, 제1구현예 또는 제2구현예에 따른 모세관 유동 지연 디바이스를 이용하는 것을 특징으로 하는 모세관 유동을 지연시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for delaying capillary flow, using the capillary flow delay device according to the first or second embodiment.

본 발명은 또한, 상기 제1구현예에 따른 모세관 유동 지연 디바이스에 친수성 또는 소수성 커버 기판이 부착되어 있고, 상기 모세관 유동 지연 디바이스와 친수성 또는 소수성 커버 기판 사이의 마이크로 채널의 깊이를 조절하는 스페이서가 장착되어 있는 미세 유체소자를 제공한다 The present invention also has a hydrophilic or hydrophobic cover substrate attached to the capillary flow delay device according to the first embodiment, and a spacer for adjusting the depth of the microchannel between the capillary flow delay device and the hydrophilic or hydrophobic cover substrate. Provides a Microfluidic Device

본 발명은 또한, 상기 상기 제2구현예에 따른 모세관 유동 지연 디바이스에 친수성 또는 소수성 커버 기판이 부착되어 있고, 상기 모세관 유동 지연 디바이스와 친수성 또는 소수성 커버 기판 사이의 마이크로 채널의 깊이를 조절하는 스페이서가 장착되어 있는 미세 유체소자를 제공한다.The present invention also has a hydrophilic or hydrophobic cover substrate attached to the capillary flow delay device according to the second embodiment, and a spacer for controlling the depth of the microchannel between the capillary flow delay device and the hydrophilic or hydrophobic cover substrate is provided. Provided is a microfluidic device mounted.

본 발명에 있어서, 상기 친수성 커버 기판의 재질은 폴리머, 유리, 석영, 실리콘, 금속, 세라믹 및 다공성 멤브레인 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the material of the hydrophilic cover substrate may be any one or more selected from the group consisting of polymer, glass, quartz, silicon, metal, ceramic, porous membrane and the like.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 모세관 유동 지연 디바이스는, 마이크로 채널 일부에 물과의 친화력이 다른 물질을 패터닝하여, 친수성 표면과, 소수성 표면이 반복적으로 배열되게 함으로써 제조할 수 있다. 이하, 친수성 마이크로 채널에 소수성 물질을 패터닝하여 모세관 유동 지연 디바이스를 제조하는 방법만을 예시하였으나, 마이크로 채널이 소수성이고, 패터닝되는 물질이 친수성인 경우에도 적용될 수 있음은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다. The capillary flow retardation device of the present invention can be manufactured by patterning a material having a different affinity with water on a part of the microchannel so that the hydrophilic surface and the hydrophobic surface are repeatedly arranged. Hereinafter, although only a method of manufacturing a capillary flow retardation device by patterning a hydrophobic material in a hydrophilic microchannel, it can be applied to the case where the microchannel is hydrophobic and the material to be patterned is hydrophilic. Will be self-evident.

도 1은 친수성의 마이크로 채널 일부분(10)에 소수성 물질(30)을 반복적으로 패터닝함으로써 채널 내에 소수성 표면(30)과 친수성 표면(40)이 반복적으로 배열된 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스를 나타내는 것이다. 1 shows a capillary flow retardation device characterized in that the hydrophobic surface 30 and the hydrophilic surface 40 are repeatedly arranged in the channel by repeatedly patterning the hydrophobic material 30 in the hydrophilic microchannel portion 10. will be.

상기 친수성의 마이크로 채널은 플라스틱, 유리, 실리콘, 금속 등의 다양한 재료가 가능하다. 한편, 소수성 물질의 패터닝 방법으로는 SAM(self-assembled monolayer)을 마스크를 이용하여 광증착하는 방법, 소수성 물질의 플라즈마 증착, 인쇄기를 이용한 소수성 잉크의 전사, 또는 마이크로 컨택 프린팅에 의한 소수성 물질의 패터닝 등의 다양한 방법이 가능하다.The hydrophilic microchannels can be a variety of materials such as plastic, glass, silicon, metal, and the like. On the other hand, as a method of patterning the hydrophobic material, a method of photodepositing a SAM (self-assembled monolayer) using a mask, plasma deposition of the hydrophobic material, transfer of the hydrophobic ink using a printing machine, or patterning of the hydrophobic material by micro contact printing Various methods are possible.

일반적으로 친수성 표면으로 이루어진 마이크로 채널에 유체가 유입되면, 표면 장력에 의해 유체 내부에는 양의 압력이 발생하고 자연적으로 모세관 유동이 발생한다. 그러나, 친수성 채널의 일부분에, 도 1과 같이, 소수성 물질을 패터닝하게 되면, 유체 내의 압력이 낮아지게 된다. 이때, 소수성 물질이 채널의 둘레에서 차지하는 비율에 따라, 유체 내의 압력은 0에 근접할 수 있으며, 특정 비율 이상으로 소수성 물질이 차지할 경우, 유체 내의 압력은 음(-)이 되어 유동이 정지하게 된다. 따라서, 친수성 채널에서 소수성 물질의 패턴이 차지하는 비율을 조절함으로써, 유체 내의 압력을 조절할 수 있으며, 0보다 크면서 0에 근접한 압력을 유도하면, 전체적인 유동의 속도를 줄일 수 있다. In general, when a fluid enters a microchannel consisting of a hydrophilic surface, positive pressure is generated inside the fluid due to surface tension, and capillary flow occurs naturally. However, patterning the hydrophobic material in a portion of the hydrophilic channel, as shown in FIG. 1, lowers the pressure in the fluid. At this time, depending on the ratio of the hydrophobic material occupies the circumference of the channel, the pressure in the fluid may be close to zero, if the hydrophobic material occupies more than a certain ratio, the pressure in the fluid becomes negative (-) to stop the flow . Thus, by controlling the proportion of the pattern of hydrophobic material in the hydrophilic channel, the pressure in the fluid can be controlled, and inducing a pressure close to zero but greater than zero can reduce the speed of the overall flow.

도 2는, 도 1과 같이, 제조된 마이크로 채널에 유체가 이동하는 경우, 모세관 유동 내의 압력변화를 나타낸 그래프이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 친수성 채널을 이동하는 유체는 양의 압력이 있지만, 소수성 물질의 패턴을 만나게 되면 유체 내의 압력은 0에 가깝게 감소한다. 그러나, 유체 내의 압력이 여전히 양(+)압이기 때문에 유동의 속도는 현저히 감소하지만 멈추지는 않으며, 일정시간 이후 소수성 물질의 패턴을 통과하면 이전의 압력으로 회복하여 유동의 속도 또한 소수성 물질의 패턴 이전으로 돌아간다.FIG. 2 is a graph showing the pressure change in the capillary flow when the fluid moves in the manufactured microchannel as shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the fluid moving through the hydrophilic channel has a positive pressure, but when it encounters a pattern of hydrophobic material, the pressure in the fluid decreases to near zero. However, since the pressure in the fluid is still positive, the velocity of the flow decreases significantly but does not stop.If it passes through the pattern of hydrophobic material after a certain time, it recovers to the previous pressure and the velocity of the flow also moves before the pattern of hydrophobic material. Return to

상기와 같은 현상은 액체-기체-고체 계면에서의 에너지의 변화로 설명될 수 있다. 시스템의 계면 에너지는 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. This phenomenon can be explained by the change of energy at the liquid-gas-solid interface. The interfacial energy of the system can be expressed as Equation 1 below.

Figure 112006023791024-PAT00001
Figure 112006023791024-PAT00001

상기 수학식 1에서, Asl, Asa, Ala는 고체-액체, 고체-기체, 액체-기체 계면의 넓이이고,γsl, γsa, γla는 그에 상응하는 단위 면적당 표면 에너지를 나타낸다. In Equation 1, A sl , A sa , and A la are the area of a solid-liquid, solid-gas, and liquid-gas interface, and γ sl , γ sa , γ la represent surface energy per unit area corresponding thereto.

채널 표면이 여러 종류의 물질로 이루어졌을 경우, 앞의 수학식 1을 변형하면 다음 수학식 2와 같다.When the channel surface is made of various kinds of materials, the equation (1) is modified to the following equation (2).

Figure 112006023791024-PAT00002
Figure 112006023791024-PAT00002

상기 수학식 2에서, Si는 i번째 고체 면을 의미한다. i번 째 고체면에서 액체의 평형 접촉각을 θsi라고 했을 때, Young의 공식에 의해, 다음의 수학식 3을 얻을 수 있다. In Equation 2, S i means the i-th solid surface. When the equilibrium contact angle of the liquid at the i-th solid surface is θ si , the following equation (3) can be obtained by Young's formula.

Figure 112006023791024-PAT00003
Figure 112006023791024-PAT00003

따라서, 유체 내의 압력은 다음 수학식 4와 같다.Therefore, the pressure in the fluid is as follows.

Figure 112006023791024-PAT00004
Figure 112006023791024-PAT00004

상기, 수학식 4에서, V은 유입된 유체의 부피를 나타낸다. In Equation 4, V | represents the volume of the introduced fluid.

수학식 1 내지 수학식 3을 이용하여 표현된 수학식 4는 여러 종류의 물질로 이루어진 마이크로 채널에서 모세관 유동의 내부 압력을 표현하는 식이 된다. 상기 수학식 4에 의하면, i번째 채널 표면의 특정 부분을 소수성 물질로 제작할 경우 cosθsi가 음수가 됨으로써, 유동 내부의 압력이 감소하게 된다. 따라서, 채널 표면에 적절히 소수성 물질을 패터닝한다면, 모세관 유동을 제어할 수 있다.Equation 4 expressed using Equations 1 to 3 represents an internal pressure of capillary flow in a microchannel composed of various kinds of materials. According to Equation 4, when a particular portion of the surface of the i-th channel is made of a hydrophobic material, cosθ si becomes negative, thereby reducing the pressure in the flow. Thus, if the hydrophobic material is properly patterned on the channel surface, capillary flow can be controlled.

상기와 같은 모세관 유동 지연방법은 화학적, 생물학적 반응에서 반응시간을 확보하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 랩온어칩 등의 미세 유체역학 시스템에서, 항원-항체 반응이나, 효소에 의한 반응을 유도할 때, 반응효율을 높이기 위해서 일정한 반응시간이 필요하게 되는데, 본 발명은 이와 같은 반응시간 확보에 이용될 수 있다.The capillary flow delay method as described above may be used to secure reaction time in chemical and biological reactions. For example, in a microfluidics system such as Lab-on-a-Chip, when inducing an antigen-antibody reaction or an enzyme reaction, a constant reaction time is required to increase the reaction efficiency. It can be used to secure.

도 3은 본 발명에 의해 구현되는 다양한 형태의 마이크로 채널의 단면 형상을 나타낸 것이다. 도 3(a) 및 (b)는 채널이 형성된 기판(12)에 평평한 기판(11)을 접합하여 마이크로 채널을 형성한 것이다. 상기와 같은 경우, 도 3(a)와 같이, 평평한 기판(11)에 소수성 패턴(30)을 삽입할 수 있고, 도 3(b)와 같이, 마이크로 채널의 내부에 소수성 패턴(30)을 삽입할 수 있으며, 평평한 기판과 마이크로 채널 내부 모두에 소수성 패턴을 삽입할 수 있다. 3 illustrates a cross-sectional shape of various types of microchannels implemented by the present invention. 3 (a) and 3 (b) form a microchannel by bonding a flat substrate 11 to a substrate 12 on which a channel is formed. In the above case, as shown in FIG. 3A, the hydrophobic pattern 30 may be inserted into the flat substrate 11, and as shown in FIG. 3B, the hydrophobic pattern 30 is inserted into the microchannel. Hydrophobic patterns can be inserted both on the flat substrate and inside the microchannel.

한편, 도 3(c)는 마이크로 채널의 벽면(15)을 위(14), 아래 기판(13)과 분리하여 제작한 후, 적층함으로써 마이크로 채널을 형성한 것으로, 상기와 같은 경우, 위 아래 기판에 선택적으로 소수성 패턴(30)을 삽입할 수 있다. On the other hand, Figure 3 (c) is a microchannel formed by separating the wall surface 15 of the microchannel from the upper 14, the lower substrate 13, and then laminated, in this case, the upper and lower substrates Optionally, the hydrophobic pattern 30 can be inserted.

도 3(d)는 도 3(a), (b) 및 (c)와는 달리, 마이크로 채널의 벽면이 없는 경우로, 위(17), 아래 기판(16) 중 하나 또는 두 기판 모두에 채널 형태의 소수성 패턴(30)을 삽입하여 유체가 친수성의 표면으로만 흐르게 하는 방법으로, 상기와 같은 경우, 채널 형태의 소수성 패턴은 가상의 벽 역할을 하게 된다. 도 3 (d)는 친수성 기판(16)에 소수성 패턴(30)을 삽입한 후, 소수성의 기판(17)을 덮어 마이크로 채널을 제작한 경우이고, 도 3(e)는 위(19), 아래 기판(18)에 채널 형태의 소수성 패턴(30)을 제작하고, 하나의 기판에만 유동 지연을 위한 소수성 패턴(30)을 삽 입한 경우이다. 또한, 도 3(f)는 위(19) 아래 기판(18) 모두에 채널 형태의 소수성 패턴과 유동 지연을 위한 소수성 패턴이 삽입된 경우이다. 도 3에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 모세관 유동 지연 디바이스는, 소기하는 지연시간 및 응용 방법에 따라 다양하게 변형될 수 있다.3 (d) is a case where there is no wall of the microchannel, unlike FIGS. 3 (a), (b) and (c), and the channel form is formed on one or both of the upper 17 and the lower 16 substrates. By inserting the hydrophobic pattern 30 of the fluid so that the fluid flows only on the hydrophilic surface, in this case, the channel-type hydrophobic pattern serves as a virtual wall. 3 (d) illustrates a case in which a microchannel is formed by inserting the hydrophobic pattern 30 into the hydrophilic substrate 16 and then covering the hydrophobic substrate 17. FIG. This is a case where a hydrophobic pattern 30 having a channel shape is manufactured on the substrate 18, and a hydrophobic pattern 30 for delaying flow is inserted into only one substrate. In addition, FIG. 3 (f) illustrates a case in which channel-type hydrophobic patterns and hydrophobic patterns for flow retardation are inserted into both the upper and lower substrates 18. As shown in FIG. 3, the capillary flow delay device of the present invention may be variously modified according to the desired delay time and application method.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예 1: 소수성 패턴의 형상에 따른 모세관 유동 지연 관찰Example 1 Observation of Capillary Flow Delay According to Shape of Hydrophobic Pattern

소수성 패턴의 형상에 따라 모세관 유동의 지연시간을 관찰하였다. 도 4는 모세관 유동의 지연을 위한 소수성 패턴(210)의 모습이다. 전체 채널(230) 폭을 w0, 소수성 패턴과 소수성 패턴 사이의 간격을 w1, 소수성 패턴 사이에 있는 친수성 패턴의 개수를 n, 소수성 패턴의 채널 방향 길이를 L이라고 했을 때, 모세관 유동의 지연시간은 (w1×n)/ w0에 반비례하게 된다. 즉, 전체 채널 폭에서 소수성 패턴이 차지하는 비율에 비례하여 모세관 유동의 지연시간은 늘어나게 된다. 본 실시예에서는 w0는 1mm, n은 5로 고정한 후, w1과 L에 따라 모세관 유동의 지연시간을 관찰하였다.The delay time of the capillary flow was observed according to the shape of the hydrophobic pattern. 4 shows the hydrophobic pattern 210 for retardation of capillary flow. Delay in capillary flow when the width of the entire channel 230 is w 0 , the spacing between the hydrophobic pattern and the hydrophobic pattern is w 1 , the number of hydrophilic patterns between the hydrophobic patterns is n, and the channel direction length of the hydrophobic pattern is L. The time is inversely proportional to (w 1 × n) / w 0 . That is, the delay time of the capillary flow increases in proportion to the ratio of the hydrophobic pattern to the total channel width. In this example, after w 0 was fixed at 1 mm and n was 5, the delay time of capillary flow was observed according to w 1 and L.

도 5는 모세관 유동의 지연을 위해 소수성 물질이 패턴된 미세 유체소자(100)의 개략도이다. 친수성의 기판(110)에 소수성의 물질(150)을 도 3과 같이 패터닝하고, 마이크로 채널의 윗면으로 아래 기판에 비해 상대적으로 소수성을 가지는 기판(120)을 접합하였다. 이때, 접착제로 이루어진 스페이서(140)를 이용하여 위, 아래 기판 사이의 공간을 확보하여 마이크로 채널의 깊이를 조절하였다. 본 발명의 마이크로 채널은 소수성 패턴(150)에 의해 가상의 벽면을 만듦으로써, 입구(130)에서 주입된 유체가 친수성 표면에 의한 표면 장력에 의해 정해진 경로를 따라 이동할 수 있도록 하였다.5 is a schematic diagram of a microfluidic device 100 patterned with a hydrophobic material for retardation of capillary flow. The hydrophobic material 150 was patterned on the hydrophilic substrate 110 as shown in FIG. 3, and the substrate 120 having relatively hydrophobicity was bonded to the upper surface of the microchannel compared to the lower substrate. At this time, by using a spacer 140 made of an adhesive to secure a space between the upper and lower substrates to control the depth of the micro channel. The microchannel of the present invention creates a virtual wall surface by the hydrophobic pattern 150, so that the fluid injected at the inlet 130 can move along a path defined by the surface tension by the hydrophilic surface.

도 6은 소수성 물질을 패터닝하는 방법을 나타낸 것이다. 클로로포름에 녹여진 PDMS(Polydimethylsoloxane)(210)를 유리 기판(200) 위에 붓고, 4500rpm에서 30초간 스핀 코팅한 후, 코팅된 유리 기판 위에, 양각의 패턴이 형성된 PDMS 스탬프(220)를 붙여, PDMS 스탬프에 클로로포름에 녹여진 PDMS를 전사시켰다. 이 스탬프를 유리 기판(230) 위에 접합한 후, 스탬프(220)를 제거하고 70℃에서 약 10분간 경화시켜, 소수성 물질의 패턴(210)을 완성시켰다. 완성된 기판에 대해 도 5와 같이 50μm 두께의 스페이서(3M 접착제)를 이용하여 PMMA 기판을 접합하였다.6 illustrates a method of patterning hydrophobic material. Polydimethylsoloxane (PDMS) 210 dissolved in chloroform was poured onto the glass substrate 200, spin-coated at 4500 rpm for 30 seconds, and then the PDMS stamp 220 having an embossed pattern was formed on the coated glass substrate. PDMS dissolved in chloroform was transcribed. After the stamp was bonded onto the glass substrate 230, the stamp 220 was removed and cured at 70 ° C. for about 10 minutes to complete the pattern 210 of hydrophobic material. The PMMA substrate was bonded to the completed substrate using a 50 μm thick spacer (3M adhesive) as shown in FIG. 5.

도 5에 기재된 방법과 같이 제작된 미세 유체소자의 입구(130)에 10㎕의 증류수를 떨어뜨려 소수성 패턴(160)에서의 지연시간을 측정하였다. 도 7은 측정된 지연시간을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프의 가로축은 전체 채널 폭에서 소수성 패턴이 차지하는 비율을 나타낸 것이고, 세로축은 소수성 패턴에 의한 지연시간을 나타낸 것이다. 상기 그래프에서 알 수 있듯이, w1이 감소함에 따라, 즉, 전체 채널 폭에서 소수성 패턴이 차지하는 비율이 증가함에 따라 모세관 유동의 지연시간은 증가하며, 소수성 패턴의 채널 방향 길이가 증가함에 따라 모세관 유동의 지연시간이 증가하는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 의해 제시된 소수성 물질의 반복적인 패터닝을 통하여 자연적인 모세관 유동의 지연시간을 조절할 수 있음을 확인할 수 있었다.10 μl of distilled water was dropped into the inlet 130 of the microfluidic device manufactured as described in FIG. 5 to measure the delay time in the hydrophobic pattern 160. 7 is a graph showing the measured delay time. The horizontal axis of the graph represents the ratio of the hydrophobic pattern to the total channel width, and the vertical axis represents the delay time due to the hydrophobic pattern. As can be seen from the graph, the delay time of the capillary flow increases as w 1 decreases, that is, as the proportion of the hydrophobic pattern in the total channel width increases, and as the channel length of the hydrophobic pattern increases, It can be seen that the delay time increases. Therefore, it was confirmed that the repetitive patterning of the hydrophobic material presented by the present invention can control the delay time of the natural capillary flow.

도 8은 w1이 75μm, L이 500μm 일 때의 모세관 유동의 모습이며, 점선은 소수성 패턴에 의해 형성된 채널을 나타낸 것이다. 도 7(a)와 같이 빠르게 유입된 유체는 도 7(b)와 같이 소수성 패턴을 만나게 되면 속도가 급격히 감소한다. 상술한 바와 같이, 소수성 패턴의 형상에 따라 일정 시간이 경과되면, 모세관 유동은 도 7(c)와 같이 소수성 패턴의 말단에 도달하고 다시 도 7(a)와 같은 유동을 다시 시작하게 된다. 도 7(d)는 모세관 유동으로 유체가 채워진 본 실시예의 미세 유체소자의 모습이다.8 is a view showing capillary flow when w 1 is 75 μm and L is 500 μm, and a dotted line shows a channel formed by a hydrophobic pattern. As shown in FIG. 7 (a), the fluid rapidly flows when it meets the hydrophobic pattern as shown in FIG. 7 (b). As described above, when a predetermined time elapses according to the shape of the hydrophobic pattern, the capillary flow reaches the end of the hydrophobic pattern as shown in FIG. 7 (c) and resumes the flow as shown in FIG. 7 (a). Figure 7 (d) is a view of the microfluidic device of the present embodiment filled with fluid by capillary flow.

실시예 2: 소수성 패턴이 포함된 모세관 유동 지연 디바이스의 제조Example 2: Preparation of Capillary Flow Delay Devices with Hydrophobic Pattern

도 3(a)와 같은 방법으로 소수성 패턴이 포함된 마이크로 채널을 제작하였다. 평평한 PMMA 기판 위에 실시예 1과 같은 방법을 이용하여 소수성 물질을 패터닝하였다. 이 경우, 소수성 물질은 톨루엔에 PDMS를 녹인 것으로 PDMS와 톨루엔의 질량비가 1:25인 것을 사용하였다. 도 9는 본 발명의 미세유체소자의 모습을 나타 낸 것으로, 가상으로 표시된 회색 패턴(310)과 같이 양각이 형성된 PDMS 스탬프를 이용하여 액상의 PDMS를 PMMA 기판 위에 패터닝한 후, 70℃에서 약 10분간 경화시켰다. 도 10은 본 발명에 따른 미세 유체소자의 소수성 패턴을 광학 현미경으로 관찰한 것이다. 도 10에 나타난 바와 같이, 친수성 기판(330) 위에 패턴된 소수성 물질(310)을 확연히 구분할 수 있었다. 마이크로 채널이 형성된 PMMA는 UV-LIGA 방법으로 제작된 금속 형틀을 이용하여 사출 성형을 통해 제작하였으며, 소수성 패턴이 포함된 PMMA 기판과 마이크로 채널이 형성된 PMMA 기판을 UV 접착제를 이용하여 접합하였다. A microchannel including a hydrophobic pattern was manufactured in the same manner as in FIG. 3 (a). The hydrophobic material was patterned on the flat PMMA substrate using the same method as in Example 1. In this case, as the hydrophobic material, PDMS was dissolved in toluene, and a mass ratio of PDMS and toluene was 1:25. Figure 9 shows the state of the microfluidic device of the present invention, after patterning the liquid PDMS on the PMMA substrate using a PDMS stamp embossed, such as a gray pattern 310 is virtually displayed, at about 10 ℃ 70 Cured for minutes. 10 is an optical microscope to observe the hydrophobic pattern of the microfluidic device according to the present invention. As shown in FIG. 10, the hydrophobic material 310 patterned on the hydrophilic substrate 330 could be clearly distinguished. The microchannel formed PMMA was produced by injection molding using a metal mold made by the UV-LIGA method, and the PMMA substrate including the hydrophobic pattern and the PMMA substrate formed with the microchannel were bonded using a UV adhesive.

상기 방법으로, 제작된 미세 유체소자의 입구에 10㎕의 증류수를 떨어뜨리면, 도 11(a)와 같이 표면 장력에 의해 모세관 유동이 발생함을 알 수 있었다. 그 결과, 도 11(a)에서 도 11(b)까지 유체가 이동하는 시간은 약 1.5초이지만, 도 11(b)에서 도 11(c)까지 유체가 이동하는 시간은 약 4.5초이다. 따라서, 비슷한 두 거리를 이동하는 동안, 소수성 패턴에 의해 유동이 더 지연되는 것을 확인할 수 있었다.In the above method, when 10 μl of distilled water was dropped at the inlet of the manufactured microfluidic device, it was found that capillary flow occurred due to the surface tension as shown in FIG. As a result, the time that the fluid moves from Fig. 11 (a) to Fig. 11 (b) is about 1.5 seconds, while the time the fluid moves from Fig. 11 (b) to Fig. 11 (c) is about 4.5 seconds. Therefore, it was confirmed that the flow was further delayed by the hydrophobic pattern while traveling two similar distances.

이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위가 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail a specific part of the content of the present invention, for those of ordinary skill in the art, such a specific description is only a preferred embodiment, which is not limited by the scope of the present invention Will be obvious. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

이상 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 마이크로 채널 일부에 물과의 친화력이 다른 물질의 패턴 형상 및 비율을 조절하여, 모세관 유동의 지연시간을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스(device)의 제조방법 및 모세관 유동 지연 디바이스 그리고, 이를 이용하여 제조된 미세 유체소자를 제공하는 효과가 있다. As described in detail above, according to the present invention, a capillary flow retardation device, characterized in that it is possible to control the delay time of capillary flow by adjusting the pattern shape and the ratio of materials having different affinity with water in a part of the microchannel ( device) and a capillary flow delay device, and a microfluidic device manufactured using the same.

본 발명의 모세관 유동 지연 디바이스에 의하면, 모세관 유동의 지연시간을 조절할 수 있으므로, 이를 응용하여 화학적, 생물학적 반응에서 필요한 반응시간을 확보할 수 있다.According to the capillary flow delay device of the present invention, it is possible to adjust the delay time of the capillary flow, it can be applied to ensure the reaction time required in chemical and biological reactions.

Claims (19)

친수성 재질의 마이크로 채널 중앙부에, 친수성 표면과 소수성 표면이 교대로 배열되도록, 소수성 물질이 반복적으로 패터닝되어 있는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스(device).A capillary flow retardation device characterized in that the hydrophobic material is repeatedly patterned so that the hydrophilic surface and the hydrophobic surface are alternately arranged at the center of the microchannel of the hydrophilic material. 제1항에 있어서, 상기 친수성 재질의 마이크로 채널은 유리 또는 PMMA(polymethylmethacrylate)인 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스. 2. The capillary flow retardation device of claim 1, wherein the hydrophilic microchannel is glass or polymethylmethacrylate (PMMA). 제1항에 있어서, 상기 소수성 물질은 PDMS(polydimethylsiloxane)인 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스.The device of claim 1, wherein the hydrophobic material is polydimethylsiloxane (PDMS). 제1항에 있어서, 가상의 벽면을 형성하기 위하여, 상기 마이크로 채널의 외곽부에 소수성 물질이 추가적으로 패터닝되어 있는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스.2. The capillary flow retardation device of claim 1, wherein hydrophobic material is additionally patterned on the periphery of the microchannel to form a virtual wall. 소수성 재질의 마이크로 채널 중앙부에, 친수성 표면과 소수성 표면이 교대로 배열되도록, 친수성 물질이 반복적으로 패터닝되어 있는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스(device).A capillary flow retardation device characterized in that the hydrophilic material is repeatedly patterned so that the hydrophilic surface and the hydrophobic surface are alternately arranged at the center of the microchannel of the hydrophobic material. 제5항에 있어서, 가상의 벽면을 형성하기 위하여, 상기 마이크로 채널의 외곽부에 친수성 물질이 추가적으로 패터닝되어 있는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스.6. The capillary flow retardation device of claim 5, wherein a hydrophilic material is additionally patterned on the periphery of the microchannel to form a virtual wall surface. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 패터닝 모양이 유체의 흐름 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스.6. The capillary flow retardation device of claim 1 or 5, wherein the patterning shape is arranged in the flow direction of the fluid. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 패터닝 모양이 유체의 흐름과 수직 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스.6. The capillary flow retardation device of claim 1 or 5, wherein the patterning shape is arranged in a direction perpendicular to the flow of the fluid. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 마이크로 채널의 재질은 폴리머, 유리, 석영, 실리콘, 금속, 세라믹 및 다공성 멤브레인 등으로 구성된 군에서 선택되는 것 을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스.6. The capillary flow retardation device of claim 1 or 5, wherein the microchannel material is selected from the group consisting of polymer, glass, quartz, silicon, metal, ceramic, porous membrane, and the like. 제1항 또는 제5항의 모세관 유동 지연 디바이스를 이용하는 것을 특징으로 하는 모세관 유동을 지연시키는 방법.A method for delaying capillary flow, comprising using the capillary flow delay device of claim 1. 친수성 재질의 마이크로 채널 중앙부에, 친수성 표면과 소수성 표면이 교대로 배열되도록, 소수성 물질을 반복적으로 패터닝하는 단계를 포함하는 모세관 유동 지연 디바이스(device)의 제조방법.And repeating patterning the hydrophobic material such that the hydrophilic surface and the hydrophobic surface are alternately arranged at the center of the microchannel of the hydrophilic material. 제11항에 있어서, 모세관 유동 지연시간을 다양하게 조절하기 위하여, 상기 소수성 물질의 패터닝 비율을 변화시키는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스(device)의 제조방법. 12. The method of claim 11, wherein the patterning ratio of the hydrophobic material is varied to vary the capillary flow delay time. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 소수성 물질의 패터닝 방법은 광증착 방법, 플라즈마 증착 방법, 인쇄기를 이용한 잉크의 전사 방법 및 마이크로 컨택 프린팅법으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 11 or 12, wherein the method for patterning the hydrophobic material is selected from the group consisting of a light deposition method, a plasma deposition method, an ink transfer method using a printer, and a micro contact printing method. 소수성 재질의 마이크로 채널 중앙부에, 친수성 표면과 소수성 표면이 교대로 배열되도록, 친수성 물질을 반복적으로 패터닝하는 단계를 포함하는 모세관 유동 지연 디바이스(device)의 제조방법.And repeating patterning the hydrophilic material such that the hydrophilic surface and the hydrophobic surface are alternately arranged at the center of the microchannel of the hydrophobic material. 제14항에 있어서, 모세관 유동 지연시간을 다양하게 조절하기 위하여, 상기 친수성 물질의 패터닝 비율을 변화시키는 것을 특징으로 하는 모세관 유동 지연 디바이스(device)의 제조방법. 15. The method of claim 14, wherein the patterning ratio of the hydrophilic material is varied to vary the capillary flow delay time. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 친수성 물질의 패터닝 방법은 광증착 방법, 플라즈마 증착 방법, 인쇄기를 이용한 잉크의 전사 방법 및 마이크로 컨택 프린팅법으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.16. The method of claim 14 or 15, wherein the method of patterning the hydrophilic material is selected from the group consisting of a light deposition method, a plasma deposition method, a transfer method of ink using a printing press, and a micro contact printing method. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 모세관 유동 지연 디바이스에 친수성 또는 소수성 커버 기판이 부착되어 있고, 상기 모세관 유동 지연 디바이스와 친수성 또는 소수성 커버 기판 사이의 마이크로 채널의 깊이를 조절하는 스페이서가 장착 되어 있는 미세 유체소자.The capillary flow retardation device of any one of claims 1 to 4 is attached with a hydrophilic or hydrophobic cover substrate, and a spacer for controlling the depth of the microchannel between the capillary flow retardation device and the hydrophilic or hydrophobic cover substrate is mounted. Microfluidic elements. 제5항 또는 제6항의 모세관 유동 지연 디바이스에 친수성 또는 소수성 커버 기판이 부착되어 있고, 상기 모세관 유동 지연 디바이스와 친수성 또는 소수성 커버 기판 사이의 마이크로 채널의 깊이를 조절하는 스페이서가 장착되어 있는 미세 유체소자.A microfluidic device having a hydrophilic or hydrophobic cover substrate attached to the capillary flow delay device of claim 5 or 6, and a spacer for controlling the depth of the microchannel between the capillary flow delay device and the hydrophilic or hydrophobic cover substrate. . 제18항에 있어서, 상기 친수성 커버 기판의 재질은 폴리머, 유리, 석영, 실리콘, 금속, 세라믹 및 다공성 멤브레인 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 미세 유체소자.19. The microfluidic device of claim 18, wherein the hydrophilic cover substrate is made of at least one selected from the group consisting of polymer, glass, quartz, silicon, metal, ceramic, porous membrane, and the like.
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