JP6866978B2 - 回転式ディスクシステムを活用した重金属の定性及び定量分析デバイス及び分析方法 - Google Patents

回転式ディスクシステムを活用した重金属の定性及び定量分析デバイス及び分析方法 Download PDF

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Description

本願は、２０１７年１１月２０日付の大韓民国特許出願１０−２０１７−０１５４３９５号及び２０１８年５月１０日付の大韓民国特許出願１０−２０１８−００５３６３８号に基づいた優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたあらゆる内容は、本明細書の一部として含まれる。
本発明は、重金属の定性及び定量分析デバイス及び方法に係り、より具体的には、回転式ディスクシステムを活用した重金属試料の定性及び定量分析デバイス及び分析方法に関する。
一般的に、最も普遍的に施行する重金属検出法は、誘導結合プラズマ質量分析や原子吸光・放出光度計など分光学的分析である。質量及び分光学的基盤の重金属検出法は、正確であり、検出限界が高いが、高価であり、熟練された分析技術が必要であって、迅速、簡単に現場で重金属分析を行いにくい。
高価の質量及び分光学基盤の重金属分析装備の代替のための経済的であり、安価の発色基盤の重金属分析システムの開発が要求され、現場で便利に適用することができる小型化された分析システムの開発が要求される。また、多重重金属の同時検出遂行を通じる分析時間を短縮させながらも、重金属の定性分析だけではなく、定量分析遂行可能なシステムの開発が要求される。また、定量分析においても、より測定の正確度を高めうる方案が要求される。
本発明による回転式プラットフォーム及び前記回転式プラットフォーム上に放射対称に配される複数個の微細流体構造物を含む定性及び定量分析デバイスにおいて、前記複数個の微細流体構造物のそれぞれは、重金属を含む流体試料が注入される試料注入部；前記試料が検出部に移動することができる通路であり、前記試料注入部と前記検出部との一端部を連結する微細流体流路（ｓｉｐｈｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ）；前記試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物が塗布された検出部；及び前記発色反応の展開距離の測定のためのスケール；を含み、前記複数個の微細流体構造物のそれぞれは、互いに異なる試料を収容し、前記デバイスの回転が制御されることにより、前記試料が前記試料注入部から前記微細流体流路に移動した後、前記検出部に移動し、前記検出部での重金属の発色反応を通じる定性分析及び前記発色反応の展開距離の測定を通じる定量分析が可能であり、前記検出部は、互いに濃度が異なる有機リガンドでコーティングされた複数個の区間を含むものである。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記検出部は、前記流体試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物がコーティングされて、前記流体試料が展開される展開領域を含み、前記展開領域と前記微細流体流路を連結するリザーブ領域とを含み、前記展開領域は、前記リザーブ領域に最も隣接した第１区間を含み、前記第１区間は、最も高い濃度の有機リガンドでコーティングされたものである。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記展開領域は、互いに濃度が異なる有機リガンドでコーティングされたｎ個の区間を含み、前記リザーブ領域からｉ番目に位置した区間にコーティングされた有機リガンドの濃度は、前記リザーブ領域からｉ−１番目に位置した区間にコーティングされた有機リガンドの濃度よりも低く、ｉは、１からｎまでの自然数であり得る。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記試料注入部は、前記試料を収容することができる空間及び前記試料が注入される開口部を含みうる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記デバイスの回転の制御は、前記試料注入部に注入された試料が、前記微細流体流路に移動するように、前記デバイスが１次で回転してから停止し、前記微細流体流路に移動した試料が、前記リザーブ領域に移動するように、前記デバイスが２次で回転し、前記リザーブ領域に移動した試料が、前記検出部上で展開されるように、前記デバイスが停止する方式からなりうる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記微細流体流路は、"Ｕ"字状の管からなる部分を含み、前記１次回転以後及び２次回転以前に、前記微細流体流路の内部に前記試料を収容することができる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記１次回転は、３０００ＲＰＭで１０秒間なされ、前記２次回転は、５０００ＲＰＭで５秒間なされうる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記回転式プラットフォームは、円形ディスクであり、直径が１２〜２０ｃｍであり得る。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記試料に含まれる重金属は、Ｆｅ２＋、Ｚｎ２＋、Ｈｇ２＋、Ｃｒ６＋、Ｎｉ２＋、またはＣｕ２＋であり得る。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記検出部にあらかじめ塗布される有機物は、ジメチルグリオキシム（Ｄｉｍｅｔｈｙｌｇｌｙｏｘｉｍｅ）、バソフェナントロリン（Ｂａｔｈｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、ジチオオキサミド（Ｄｉｔｈｉｏｏｘａｍｉｄｅ）、ジチゾン（Ｄｉｔｈｉｚｏｎｅ）、ジフェニルカルバジド（Ｄｉｐｈｅｎｙｌｃａｒｂａｚｉｄｅ）、または１−２−ピリジルアゾ−２−ナフトール（１−（２−Ｐｙｒｉｄｙｌａｚｏ）−２−ｎａｐｈｔｈｏｌ）を含みうる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスを利用した重金属を含む流体試料の分析方法において、前記試料注入部に前記試料を注入する段階（ステップＳ１）；前記デバイスの回転を制御する段階（ステップＳ２）；及び前記検出部に展開された試料の定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）；を含みうる。
また、本発明による重金属を含む流体試料の分析方法において、前記試料注入部に前記試料を注入する段階（ステップＳ１）は、前記複数個の微細流体構造物のそれぞれに異なる種類の重金属を含む流体試料をそれぞれ注入する段階または前記複数個の微細流体構造物のそれぞれに同じ種類の濃度を異ならせる重金属を含む流体試料をそれぞれ注入する段階を含みうる。
また、本発明による重金属を含む流体試料の分析方法において、前記デバイスの回転を制御する段階（ステップＳ２）は、前記試料注入部に注入された試料が、前記微細流体流路に移動するように、前記デバイスを１次で回転してから停止する段階（ステップＳ２−１）；前記微細流体流路に移動した試料が、前記リザーブ領域に流入されるように、前記デバイスを２次で回転する段階（ステップＳ２−２）；及び前記デバイスの回転を停止して、前記リザーブ領域に流入された試料が前記検出部上で展開される段階（ステップＳ２−３）；を含みうる。
また、本発明による重金属を含む流体試料の分析方法において、試料の定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）は、前記検出部に展開された前記試料の重金属の発色反応を通じる定性分析（ステップＳ３−１）及び前記発色反応の展開距離の測定を通じる定量分析（ステップＳ３−２）のうち少なくとも１つを行う段階を含みうる。
本発明の一実施例による定性及び定量分析デバイス１、１'及びそれを利用した試料の分析方法２によれば、自動化された流体制御及び回転力と毛細管力との調節を通じる重金属検出限界の増加が可能である。回転力制御を通じる重金属イオン検出限界の向上が可能である。すなわち、回転制御による遠心力と毛細管力との調節を通じる発色反応時間調節及び発色領域を調節して検出限界の向上が可能である。
また、本発明の一実施例による定性及び定量分析デバイス１、１'及びそれを利用した試料の分析方法２によれば、複数個の重金属に対する定性分析と定量分析とを１つのデバイス１、１'で行うことができる。このような本発明によれば、経済的であり、迅速な多重重金属の定性／定量分析が可能である。従来の高価の分光あるいは質量分析基盤重金属検出器に比べて、経済的であり、分析に必要な時間も短縮させることができる。また、定性分析のための構成と定量分析のための構成とが１つの小型化されたデバイス１、１'で統合されて、重金属の定性／定量分析が必要な現場で迅速かつ便利に応用される。
また、流路（微細流体流路）及び検出部が、１つのデバイスにいずれもパターニングされており、定性及び定量分析デバイス１、１'の製作が簡便である。
また、検出部の全体にわたって同じ濃度の有機リガンドでコーティングするものではなく、検出部に濃度勾配を置いて、有機リガンドでコーティングすることにより、流体試料に含まれた重金属の定量分析においても、測定の正確度をより高めうる。
本発明の一実施例による定性及び定量分析デバイスを図示する。 図１Ａの定性及び定量分析デバイスの微細流体構造物を図示する。 図１Ａの定性及び定量分析デバイスの微細流体構造物を図示する。 本発明のさらに他の実施例による定性及び定量分析デバイスを図示する。 図２Ａの定性及び定量分析デバイスの微細流体構造物を図示する。 図１Ａによる定性及び定量分析デバイスの微細流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。 図２Ａによる定性及び定量分析デバイスの微細流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。 図２Ａによる定性及び定量分析デバイスの微細流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。 図２Ａによる定性及び定量分析デバイスの微細流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。 図２Ａによる定性及び定量分析デバイスの微細流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。 重金属イオンと有機錯化剤との発色反応の例示を示す。 本発明による定性及び定量分析デバイスを用いて重金属に対する同時定性分析の一例示を示す。 本発明による定性及び定量分析デバイスを用いて重金属に対する定量分析の一例示を示す。 本発明による定性及び定量分析デバイスを用いて重金属に対する定量分析の一例示を示す。 本発明による定性及び定量分析デバイスを利用した試料の分析方法のフローチャートを図示する。 本発明による定性及び定量分析デバイスを含み、それを回転させる定性及び定量分析システムを図示する。
本発明による回転式プラットフォーム及び前記回転式プラットフォーム上に放射対称に配される複数個の微細流体構造物を含む定性及び定量分析デバイスにおいて、前記複数個の微細流体構造物のそれぞれは、重金属を含む流体試料が注入される試料注入部；前記試料が検出部に移動することができる通路であり、前記試料注入部と前記検出部との一端部を連結する微細流体流路；前記試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物が塗布された検出部；及び前記発色反応の展開距離の測定のためのスケール；を含み、前記複数個の微細流体構造物のそれぞれは、互いに異なる試料を収容し、前記デバイスの回転が制御されることにより、前記試料が前記試料注入部から前記微細流体流路に移動した後、前記検出部に移動し、前記検出部での重金属の発色反応を通じる定性分析及び前記発色反応の展開距離の測定を通じる定量分析が可能であり、前記検出部は、互いに濃度が異なる有機リガンドでコーティングされた複数個の区間を含むものである。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記検出部は、前記流体試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物がコーティングされて、前記流体試料が展開される展開領域を含み、前記展開領域と前記微細流体流路を連結するリザーブ領域とを含み、前記展開領域は、前記リザーブ領域に最も隣接した第１区間を含み、前記第１区間は、最も高い濃度の有機リガンドでコーティングされたものである。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記展開領域は、互いに濃度が異なる有機リガンドでコーティングされたｎ個の区間を含み、前記リザーブ領域からｉ番目に位置した区間にコーティングされた有機リガンドの濃度は、前記リザーブ領域からｉ−１番目に位置した区間にコーティングされた有機リガンドの濃度よりも低く、ｉは、１からｎまでの自然数であり得る。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記試料注入部は、前記試料を収容することができる空間及び前記試料が注入される開口部を含みうる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記デバイスの回転の制御は、前記試料注入部に注入された試料が、前記微細流体流路に移動するように、前記デバイスが１次で回転してから停止し、前記微細流体流路に移動した試料が、前記リザーブ領域に移動するように、前記デバイスが２次で回転し、前記リザーブ領域に移動した試料が、前記検出部上で展開されるように、前記デバイスが停止する方式からなりうる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記微細流体流路は、"Ｕ"字状の管からなる部分を含み、前記１次回転以後及び２次回転以前に、前記微細流体流路の内部に前記試料を収容することができる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記１次回転は、２０００〜４０００ＲＰＭ未満に５〜２０秒間なされ、前記２次回転は、４０００〜６０００ＲＰＭで３〜１０秒間なされうる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記回転式プラットフォームは、円形ディスクであり、直径が１２〜２０ｃｍであり得る。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記試料に含まれる重金属は、Ｆｅ２＋、Ｚｎ２＋、Ｈｇ２＋、Ｃｒ６＋、Ｎｉ２＋、またはＣｕ２＋であり得る。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスにおいて、前記検出部にあらかじめ塗布される有機物は、ジメチルグリオキシム、バソフェナントロリン、ジチオオキサミド、ジチゾン、ジフェニルカルバジド、または１−２−ピリジルアゾ−２−ナフトールを含みうる。
また、本発明による定性及び定量分析デバイスを利用した重金属を含む流体試料の分析方法において、前記試料注入部に前記試料を注入する段階（ステップＳ１）；前記デバイスの回転を制御する段階（ステップＳ２）；及び前記検出部に展開された試料の定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）；を含みうる。
また、本発明による重金属を含む流体試料の分析方法において、前記試料注入部に前記試料を注入する段階（ステップＳ１）は、前記複数個の微細流体構造物のそれぞれに異なる種類の重金属を含む流体試料をそれぞれ注入する段階または前記複数個の微細流体構造物のそれぞれに同じ種類の濃度を異ならせる重金属を含む流体試料をそれぞれ注入する段階を含みうる。
また、本発明による重金属を含む流体試料の分析方法において、前記デバイスの回転を制御する段階（ステップＳ２）は、前記試料注入部に注入された試料が、前記微細流体流路に移動するように、前記デバイスを１次で回転してから停止する段階（ステップＳ２−１）；前記微細流体流路に移動した試料が、前記リザーブ領域に流入されるように、前記デバイスを２次で回転する段階（ステップＳ２−２）；及び前記デバイスの回転を停止して、前記リザーブ領域に流入された試料が前記検出部上で展開される段階（ステップＳ２−３）；を含みうる。
また、本発明による重金属を含む流体試料の分析方法において、試料の定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）は、前記検出部に展開された前記試料の重金属の発色反応を通じる定性分析（ステップＳ３−１）及び前記発色反応の展開距離の測定を通じる定量分析（ステップＳ３−２）のうち少なくとも１つを行う段階を含みうる。
以下、本発明による回転式ディスクシステムを活用した重金属の定性及び定量分析デバイス及び方法を詳しく説明する。添付図面は、本発明の例示的な形態を図示したものであって、これは、本発明をより詳しく説明するために提供されるものであり、これにより、本発明の技術的な範囲が限定されるものではない。
また、図面符号に関係なく同一または対応する構成要素は、同じ参照番号を付与し、これについての重複説明は省略し、説明の便宜上、示された各構成部材の大きさ及び形状は、誇張または縮小されうる。
図１Ａは、本発明の一実施例による定性及び定量分析デバイス１を図示し、及び図１Ｂは、図１Ａの回転式ディスクシステムの微細流体構造物２０を図示する。
まず、図１Ａを参照すれば、定性及び定量分析デバイス１は、回転式プラットフォーム１０及び回転式プラットフォーム１０に備えられる複数個の微細流体構造物２０を含む。回転式プラットフォーム１０は、例えば、円形ディスクであり、サイズは、例えば、一実施態様として、直径が１２〜２０ｃｍであり、他の実施態様として、直径が１２ｃｍ未満であり得る。
回転式プラットフォーム１０は、複数個の微細流体構造物２０を含む。複数個の微細流体構造物２０は、回転式プラットフォーム１０に放射対称に位置する。例えば、複数個の微細流体構造物２０は、２個、４個、６個、８個、１０個または１２個などからなりうる。図１Ａでは、６個の微細流体構造物２０が回転式プラットフォーム１０に配された場合を図示する。
図１Ｂを参照すれば、複数個の微細流体構造物２０のそれぞれの微細流体構造物２０を図示する。微細流体構造物２０は、上層部（ｔｏｐ ｌａｙｅｒ、図３参照）と流体試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物が塗布された検出部１２０、下層部（ｂｏｔｔｏｍ ｌａｙｅｒ、図３参照）からなっており、上層部は、重金属を含む流体試料が注入される試料注入部１００、流体試料が検出部に移動することができる通路である微細流体流路１１０、検出部１２０が挿入される部分、及び発色反応展開距離測定のためのスケール１３０を含む。下層部は、パターニングされていない減圧粘着層からなっている。
複数個の微細流体構造物２０のそれぞれの微細流体構造物２０は、互いに異なる重金属を含む流体試料を収容することができる。流体試料に含まれる重金属としては、例えば、Ｆｅ２＋、Ｚｎ２＋、Ｈｇ２＋、Ｃｒ６＋、Ｎｉ２＋、またはＣｕ２＋などを含みうる。
試料注入部１００は、重金属を含む流体試料を収容することができる空間があり、前記空間に流体試料が注入される開口部１００ａを含む。試料注入部１００と第１検出部１２０との一端部は、微細流体流路１１０に連結される。また、試料注入部１００は、塞ぎ部１００ｂを含み、開口部１００ａを通じて試料を注入する時、注入される試料が直ちに微細流体流路１１０に流れることを防止するように、チャネルの段差を用いて試料注入部１００の内部空間に閉じ込める役割を果たす。試料注入部１００のうちから、試料注入部の後端部１００ｃ、すなわち、試料注入部１００と微細流体流路１１０とが連結される場所の付近は、例えば、流線状をしており、試料注入部１００に注入された流体試料が微細流体流路１１０に移動する時、抵抗を最大限少なく受けるようにして、試料注入部１００に注入された流体試料が残らずに微細流体流路１１０に移動するようにした。
微細流体流路１１０のチャネルの幅（ｗｉｄｔｈ）は、１ｍｍであり、深さ（ｄｅｐｔｈ）は、１００μｍであり得る。微細流体流路１１０は、例えば、"Ｕ"字状の管からなる部分を含みうる。後述するように、定性及び定量分析デバイス１の１次回転以後及び２次回転以前に、重金属を含む流体試料は、微細流体流路１１０の親水性（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙ）によって流体試料が移動する通路であるチャネルに沿って移動し、結果的に、微細流体流路１１０のチャネルに流体試料が収容される。
検出部１２０は、多孔性親水性材質からなったものであり、例えば、紙、ニトロセルロース、木綿、シリカ（Ｓｉｌｉｃａ）系のゾルゲルマトリックス（ｓｏｌ−ｇｅｌ ｍａｔｒｉｘ）などを使用し、望ましくは、紙を使用することができる。
また、検出部１２０は、互いに濃度が異なる有機物でコーティングされた複数個の区間を含む。
まず、検出部１２０は、流体試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物（有機リガンド）がコーティングされて、流体試料が展開される展開領域１２０ａと微細流体流路１１０と展開領域１２０ａとを連結するリザーブ領域１２０ｂとで構成される。リザーブ領域１２０ｂには、有機物がコーティングされていてもよく、コーティングされていなくてもよい。微細流体流路１１０は、検出部１２０のリザーブ領域１２０ｂの側面に連結されている。回転式プラットフォーム１０の１次回転時に試料注入部１００から微細流体流路１１０に移動した流体試料は、回転式プラットフォーム１０の２次回転時に微細流体流路１１０から微細流体流路１１０に連結された検出部１２０のリザーブ領域１２０ｂに移動し、この際、回転による遠心力で検出部１２０の展開領域１２０ａには展開されず、リザーブ領域１２０ｂに留まる。回転式プラットフォーム１０の２次回転が止まれば、流体試料がリザーブ領域１２０ｂから展開領域１２０ａに展開される。これに関するさらに詳細な説明は、図８と関連して後述することを参照する。
一方、検出部１２０の展開領域１２０ａは、同じ濃度の有機リガンドでコーティングされるものではなく、図１Ｂに示したように、検出部１２０の展開領域１２０ａに濃度勾配を置いて、互いに濃度が異なる複数個（ｎ個、ここで、ｎは、２以上の自然数）の区間別に異なる濃度の有機リガンドでコーティングした。区間の個数（ｎ）は、例えば、２以上１０個以下であり、または、例えば、５または６個であり得る。
より具体的に、リザーブ領域１２０ｂに最も隣接した第１区間１２０ａ１は、最も高い濃度の有機リガンドでコーティングされ、その次に隣接した第２区間１２０ａ２は、第１区間１２０ａ１にコーティングされた有機リガンドの濃度よりも低い濃度でコーティングされ、その次の区間である第３区間１２０ａ３は、第２区間１２０ａ２にコーティングされた有機リガンドの濃度よりも低い濃度でコーティングされ、その次の区間も、同様の方法でさらに低い濃度の有機リガンドでコーティングされて、リザーブ領域１２０ｂに最も遠く離れた第ｎ区間１２０ａｎは、最も低い濃度の有機リガンドでコーティングされる。すなわち、リザーブ領域１２０ｂからｉ番目の区間１２０ａｉにコーティングされた有機リガンドの濃度は、ｉ−１番目の区間１２０ａｉ−１にコーティングされた有機リガンドの濃度よりも低い。ここで、ｉは、１からｎまでの自然数である。
リザーブ領域１２０ｂに最も遠く離れた第ｎ区間１２０ａｎからリザーブ領域１２０ｂに最も隣接した第１区間１２０ａ１に行くほど展開される流体試料の量が多くなるが、本発明によれば、リザーブ領域１２０ｂに最も遠く離れた第ｎ区間１２０ａｎからリザーブ領域１２０ｂに最も隣接した第１区間１２０ａ１に行くほど、コーティングされた有機リガンドの濃度が高くなるようにした。展開領域１２０ａにコーティングされた有機リガンドと流体試料内の重金属とが反応（発色反応）する速度よりも検出部１２０で流体試料が展開される速度が速くなることを防止することにより、流体試料に含まれた重金属の定量分析においても、測定の正確度をより高めうる。
例えば、Ｚｎ２＋を検出するために、有機物として、ＰＡＮ（１−（２−Ｐｙｒｉｄｙｌａｚｏ）−２−ｎａｐｈｔｈｏｌ）が検出部１２０の展開領域１２０ａにコーティングされ、このような展開領域１２０ａの区間の個数が５個である場合に、第１区間１２０ａ１、第２区間１２０ａ２、第３区間１２０ａ３、第４区間１２０ａ４、第５区間１２０ａ５のそれぞれにコーティングされた有機リガンドの濃度は、それぞれ５０、３５、２０、５、１ｍＭであり得る。
また、例えば、Ｆｅ２＋を検出するために、有機物として、Ｂｐｈｅｎ（Ｂａｔｈｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）が検出部１２０の展開領域１２０ａにコーティングされ、このような展開領域１２０ａの区間の個数が５個である場合に、第１区間１２０ａ１、第２区間１２０ａ２、第３区間１２０ａ３、第４区間１２０ａ４、第５区間１２０ａ５のそれぞれにコーティングされた有機リガンドの濃度は、それぞれ１０、５、１、０．５、０．１ｍＭであり得る。
また、例えば、Ｎｉ２＋を検出するために、有機物として、ＤＭＧ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌｇｌｙｏｘｉｍｅ）が検出部１２０の展開領域１２０ａにコーティングされ、このような展開領域１２０ａの区間の個数が５個である場合に、第１区間１２０ａ１、第２区間１２０ａ２、第３区間１２０ａ３、第４区間１２０ａ４、第５区間１２０ａ５のそれぞれにコーティングされた有機リガンドの濃度は、それぞれ５０、１０、５、１、０．５ｍＭであり得る。
また、例えば、Ｃｕ２＋を検出するために、有機物として、ＤＴＯ（Ｄｉｔｈｉｏｏｘａｍｉｄｅ）が検出部１２０の展開領域１２０ａにコーティングされ、このような展開領域１２０ａの区間の個数が５個である場合に、第１区間１２０ａ１、第２区間１２０ａ２、第３区間１２０ａ３、第４区間１２０ａ４、第５区間１２０ａ５のそれぞれにコーティングされた有機リガンドの濃度は、それぞれ１０、８、６、４、２ｍＭであり得る。
また、例えば、Ｃｒ６＋を検出するために、有機物として、１％ Ｈ２ＳＯ４が添加されたＤＣＢ（Ｄｉｐｈｅｎｙｌｃａｒｂａｚｉｄｅ）が検出部１２０の展開領域１２０ａにコーティングされ、このような展開領域１２０ａの区間の個数が５個である場合に、第１区間１２０ａ１、第２区間１２０ａ２、第３区間１２０ａ３、第４区間１２０ａ４、第５区間１２０ａ５のそれぞれにコーティングされた有機リガンドの濃度は、それぞれ２０、１０、５、２、１ｍＭであり得る。
また、例えば、Ｈｇ２＋を検出するために、有機物として、ＤＴＺ（Ｄｉｔｈｉｚｏｎｅ）が検出部１２０の展開領域１２０ａにコーティングされ、このような展開領域１２０ａの区間の個数が５個である場合に、第１区間１２０ａ１、第２区間１２０ａ２、第３区間１２０ａ３、第４区間１２０ａ４、第５区間１２０ａ５のそれぞれにコーティングされた有機リガンドの濃度は、それぞれ５０、２５、１０、５、１ｍＭであり得る。
スケール１３０は、検出部１２０の付近に検出部１２０と平行に位置する。スケール１３０は、例えば、ミリメートル（ｍｍ）単位でスケールされたものである。または、スケール１３０にｍｍのような長さ単位以外にも、ｐｐｍ、ｐｐｂのような濃度単位に換算されてスケールされたものである。スケール１３０に濃度単位に換算されて表記されたものである場合、当該重金属の展開長さをカリブレーションカーブ（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ、図６参照）に代入することで得られる濃度単位に換算して表記されるものである。
図１Ｃは、図１Ｂの回転式ディスクシステムの微細流体構造物２０の例示的な寸法を図示する。微細流体構造物２０の例示的な寸法は、図１Ｃに示されたものに限定されず、本発明に具現される多様な環境によって変形、変更して具現可能である。
図２Ａは、本発明の他の実施例による定性及び定量分析デバイス１'を図示し、及び図２Ｂは、図２Ａの回転式ディスクシステムの微細流体構造物２０'を図示する。図２Ａの定性及び定量分析デバイス１'は、図１Ａの定性及び定量分析デバイス１と同様に、回転式プラットフォーム１０及び回転式プラットフォーム１０に備えられる複数個の微細流体構造物２０'を含む。回転式プラットフォーム１０の回転式プラットフォーム１０の上層部は、重金属を含む流体試料が注入される試料注入部１００及び流体試料が検出部に移動することができる通路である微細流体流路１１０を含む。下層部は、検出部１２０'が挿入される部分（図４Ｄ参照）及び発色反応展開距離測定のためのスケール１３０を含む。
一方、図２Ａの定性及び定量分析デバイス１'は、図１Ａの定性及び定量分析デバイス１とは異なって、空気循環チャネル１４０を含む。空気循環チャネル１４０は、試料注入部１００と検出部１２０'との他端部の間を連結する。それにより、試料注入部１００−微細流体流路１１０−検出部１２０'−空気循環チャネル１４０−試料注入部１００に循環されるように連結される。空気循環チャネル１４０を導入することにより、検出部１２０'の流体試料の蒸発速度が増加する一方、検出部１２０'の湿気結び現象が防止される。一方、試料注入部１００を基準に空気循環チャネル１４０は、円形ディスク状の回転式プラットフォーム１０の中央部側に位置し、微細流体流路１１０は、回転式プラットフォーム１０の縁部側に位置するので、回転式プラットフォーム１０が回転する時、遠心力によって試料注入部１００の試料が微細流体流路１１０に移動し、空気循環チャネル１４０には移動しない。追加的に、もしもの移動可能性を備えて、試料注入部１００と空気循環チャネル１４０とが連結された地点に約１ｍｍの厚さ及び直径が約０．８ｍｍ程度である穴を開けて、空気圧によるキャピラリー弁（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｖａｌｖｅ）を形成することにより、試料注入部１００から空気循環チャネル１４０への移動を防止することができる。
図２Ａの定性及び定量分析デバイス１'の検出部１２０'は、図１Ａ及び図１Ｂの定性及び定量分析デバイス１でのように有機リガンドの濃度が区間別に異なるようになっていない。
また、図２Ａの定性及び定量分析デバイス１'では、検出部１２０'の全体が流体試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物でコーティングされて流体試料が展開され、検出部１２０'と別個に設けられたリザーブ領域１５０を含む。検出部１２０'の一端部は、リザーブ領域１５０内に収容されている。リザーブ領域１５０は、流体試料を内部に収容できるように、図４Ａの回転式プラットフォーム１０の上層部の下面と下層部の上面のそれぞれに凹状にパターニングされた領域である。回転式プラットフォーム１０の１次回転時に微細流体流路１１０に収容された流体試料が回転式プラットフォーム１０の２次回転時に微細流体流路１１０からリザーブ領域１５０に移動し、この際、回転による遠心力で検出部１２０'には展開されず、リザーブ領域１５０に留ま（すなわち、閉じ込められ）る。回転式プラットフォーム１０の２次回転が止まれば、リザーブ領域１５０から検出部１２０'に流体試料が移動して検出部１２０'で展開される。これに関するさらに詳細な説明は、図８と関連して後述することを参照する。
図２Ａの定性及び定量分析デバイス１'では、検出部１２０'の一端部がリザーブ領域１５０内に収容されている一方、試料が回転式プラットフォーム１０の上層部に位置した微細流体流路１１０から回転式プラットフォーム１０の下層部に挿入された検出部１２０'の一端部に、すなわち、下向きに流体試料が注入される。一方、図１Ａ及び図１Ｂでは、検出部１２０が回転式プラットフォーム１０の上層部に位置して、試料が微細流体流路１１０を通じて検出部１２０の側面に注入される。図２Ａの定性及び定量分析デバイス１'及び図２Ｂの微細流体構造物２０'に関する説明で、図１Ａの定性及び定量分析デバイス１及び図１Ｂの微細流体構造物２０と重複される構成要素に関するその他の説明は、図１Ａ及び図１Ｂに関する説明を参照する。
図３は、図１Ａの微細流体構造物２０を含む回転式プラットフォーム１０の各層に関して図示する。微細流体構造物２０を含む回転式プラットフォーム１０は、大きく２種の層で構成することができる。上層部には、試料注入部１００、微細流体流路１１０、検出部１２０が挿入される空間が設けられた部分、及びスケール１３０が設けられている。上層部の厚さは、例えば、１．０ｍｍであり、上層部の材質としては、例えば、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）またはポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）などを含みうる。上層部の内部には、試料注入部１００、微細流体流路１１０が備えられており、試料注入部１００及び微細流体流路１１０は、マイクロミリング（ｍｉｃｒｏ−ｍｉｌｌｉｎｇ）を利用したパターニング工程を通じて生成されうる。上層部のうちから検出部１２０が位置する部分は、検出部１２０が挿入されるように、検出部１２０の形状と一致するように、上層部の下面が凹部に備えられていることもあるなど多様に変形、変更が可能である。また、このような凹部の高さも、本発明が実際具現される環境によって多様に変形、変更が可能である。下層部は、パターニングされておらず、上層部と接合されるようになった減圧粘着層（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ）であり、材質としては、例えば、ポリオレフィン（Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）系などを含みうる。
図４Ａから図４Ｄは、図２Ａの微細流体構造物２０'を含む回転式プラットフォーム１０の各層に関して図示する。図４Ａに示したように、微細流体構造物２０'を含む回転式プラットフォーム１０は、大きく３種の層で構成され、それぞれは、試料注入部１００及び微細流体流路１１０が位置する上層部（図４Ｂ参照）、検出部が挿入される下層部（図４Ｄ参照）、上層部と下層部とを接合することができるＰＳＡ層部（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ）（図４Ｃ参照）である。上層部及び下層部の材質は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などを含む。上層部の内部には、試料注入部１００、微細流体流路１１０が備えられており、試料注入部１００及び微細流体流路１１０は、マイクロミリングを利用したパターニング工程を通じて生成されうる。上層部のうちから検出部１２０'が位置する部分は、検出部１２０'が挿入されるように、検出部１２０'の形状と一致するように、上層部の下面が凹部に備えられているなど多様に変形、変更が可能である。また、このような凹部の高さも、本発明が実際具現される環境によって多様に変形、変更が可能である。微細流体流路１１０の内部（すなわち、チャネル）には、重金属を含む流体試料を収容できるように、親水性物質がコーティングされている。下層部には、検出部１２０'が挿入される空間が設けられるように、検出部１２０'の形状と一致するように、上層部の下面が凹部に備えられている。また、下層部には、スケール１３０がパターニングされている。また、ＰＳＡ層部は、上層部と下層部とを接合させる役割を行う粘着層であって、例えば、アクリル（ａｃｒｙｌ）系の両面粘着テープで製作することができる。転式プラットフォーム１０のサイズに対応する粘着成分を有する材質のテープや板などで、上層部の試料注入部１００と微細流体流路１１０とに対応する領域及び下層部の検出部１２０'に対応する領域をカッティング（ｃｕｔｔｉｎｇ）などで除去して、図４Ｃに示したように製作することができる。一方、下層部の検出部１２０'の試料の展開及びスケールを確認できるように、上層部及びＰＳＡ層部は、透明な材質からなっている。しかし、本発明は、前述したものに限定されず、スケール１３０が上層部にパターニングされているなど、多様な変形、変更が可能である。
本発明の定性及び定量分析デバイス１、１'によれば、定性及び定量分析デバイス１の回転を制御して、重金属を含む流体試料が試料注入部１００から微細流体流路１１０に移動した後、検出部１２０、１２０'に移動することができる。例えば、試料注入部１００に重金属を含む流体試料が注入された後、定性及び定量分析デバイス１、１'が３０００ＲＰＭで１０秒間１次で回転してから停止されれば、重金属を含む流体試料が微細流体流路１１０に移動する。再び、定性及び定量分析デバイス１、１'が５０００ＲＰＭで５秒間２次で回転すれば、上層部の微細流体流路１１０にあった重金属を含む流体試料が遠心力によって下層部に挿入されているリザーブ領域１２０ｂ、１５０に注入され、定性及び定量分析デバイス１、１'の回転を止めれば、重金属を含む流体試料が毛細管力によって検出部１２０、１２０'上で展開される。
検出部１２０、１２０'上に展開された重金属を含む流体試料は、検出部１２０、１２０'にあらかじめ塗布された試薬と反応して、当該重金属に関する色相を示す。検出部１２０、１２０'にあらかじめ塗布される有機物としては、例えば、有機錯化剤を使用し、一実施態様として、下記の表１のように、重金属イオンと有機錯化剤との反応リストのような有機錯化剤を使用することができる。
Figure 0006866978
図５は、表１による重金属イオンと有機錯化剤との発色反応を示す。図５の例示で、有機錯化剤として、ＰＡＮ（１−（２−Ｐｙｒｉｄｙｌａｚｏ）−２−ｎａｐｈｔｈｏｌ）、Ｂｐｈｅｎ（Ｂａｔｈｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、ＤＭＧ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌｇｌｙｏｘｉｍｅ）、ＤＴＯ（Ｄｉｔｈｉｏｏｘａｍｉｄｅ）、ＤＣＢ（Ｄｉｐｈｅｎｙｌｃａｒｂａｚｉｄｅ）、及びＤＴＺ（Ｄｉｔｈｉｚｏｎｅ）を使用し、Ｃｒ６＋の場合、ＤＣＢに１％ Ｈ２ＳＯ４を添加して、ＤＣＢのＣｒ６＋イオン反応選択性及び発色反応を向上させるようにした。
このような、本発明による定性及び定量分析デバイス１、１'を用いてＦｅ２＋、Ｚｎ２＋、Ｈｇ２＋、Ｃｒ６＋、Ｎｉ２＋、またはＣｕ２＋などの複数個の重金属に対して、２５ｐｐｍのレベルまで同時に定性分析が１５分内に可能である。
検出部１２０、１２０'上の発色反応による色相で流体試料に含まれた重金属に対して定性分析ができ、例えば、発色反応による色相を肉眼で見て、当該流体試料に含まれた重金属の種類を識別することができる。図６は、６個の重金属（１００ｐｐｍ）に対する同時定性分析の一例示であって、図２Ａの定性及び定量分析デバイス１'を用いて６個の重金属に対して同時定性分析を行った場合を示す。
また、検出部１２０、１２０'上の重金属を含む流体試料の展開された程度を図１Ｂ及び図２Ｂのスケール１３０を用いて定量分析ができる。図６及び図５の例示を参照すれば、複数個の微細流体構造物２０のそれぞれの検出部１２０'上に重金属を含む流体試料の展開された程度が、それぞれ異なることが分かる。それをそれぞれのスケール１３０を用いて重金属を含む流体試料が展開された程度を測定することもできる。スケール１３０を用いて検出部１２０、１２０'上の当該流体試料の展開距離を測定する一方、前述した定性分析で当該流体試料に含まれた重金属の種類を見つけ出して、当該重金属に対するカリブレーションカーブ（例えば、図７Ａ及び図７Ｂ参照）に展開距離を代入して、当該重金属の定量分析ができる。図７Ａは、図２Ａの定性及び定量分析デバイス１'を用いてＣｒ６＋を定量分析する場合を図示し、図７Ｂは、Ｆｅ２＋を定量分析する場合を図示する。例えば、図７Ａに記載された１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍの数字は、いずれもＣｒ６＋の定量分析の結果である。これは、６個の検出部１２０上のＣｒ６＋に該当する紫色の展開程度をスケール１３０を測定した後、Ｃｒ６＋のカリブレーションカーブに代入して、カリブレーションカーブのｙ軸上の展開程度に該当するｘ軸上の濃度を得る方式で定量分析を行うことができる。図７ＢのＦｅ２＋の場合、同じ方式で定量分析を行うことができる。この際、Ｃｒ６＋の場合には、定性分析の検出下限（ｌｉｍｉｔ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）が１ｐｐｍであり、定量分析の定量下限（ｌｉｍｉｔ ｏｆ ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が５ｐｐｍである。また、Ｆｅ２＋の場合には、定性分析の検出下限が２５ｐｐｍであり、定量分析の定量下限が５０ｐｐｍである。
以下、図８を参照して、本発明の一実施例による定性及び定量分析デバイス１、１'を用いて重金属を含む流体試料に対する試料の分析方法２を説明する。本発明の一実施例による試料の分析方法２での各段階は、次の通りである。
段階１：定性及び定量分析デバイス１、１'の試料注入部１００に流体試料を注入する段階（ステップＳ１）
段階２：定性及び定量分析デバイス１、１'の回転を制御する段階（ステップＳ２）
段階３：定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）
段階１：定性及び定量分析デバイス１、１'の試料注入部１００に流体試料を注入する段階（ステップＳ１）
定性及び定量分析デバイス１、１'の複数個の微細流体構造物２０のそれぞれの試料注入部１００に流体試料をそれぞれ注入する。例えば、流体試料を約４０マイクロリットルずつ注入することができる。しかし、本発明は、前述したものに限定されず、本発明が具現される多様な環境によって注入量を多様に調節することができる。複数個の微細流体構造物２０、２０'のそれぞれに異なる種類の重金属を含む流体試料をそれぞれ注入して（ステップＳ１−１）、後述するように、定性分析及び／または定量分析を行うこともでき、複数個の微細流体構造物２０、２０'のそれぞれに同じ種類や濃度を異ならせる重金属を含む流体試料をそれぞれ注入して（ステップＳ１−２）、後述するように、定性分析及び／または定量分析を行うこともできる。
段階２：定性及び定量分析デバイス１、１'の回転を制御する段階（ステップＳ２）
定性及び定量分析デバイス１、１'を回転させる定性及び定量分析システム３、例えば、図９に示したような回転式定性及び定量分析システム３上に装着した後、定性及び定量分析デバイス１、１'を回転させる。本段階（ステップＳ２）は、次のような細部的な段階を含む。
段階２−１：微細流体構造物２０、２０'の上層部に位置した試料注入部１００に注入された重金属を含む流体試料が、微細流体流路１１０に移動するように、定性及び定量分析デバイス１、１'を２０００〜４０００ＲＰＭ未満に５〜２０秒間１次で回転してから停止する（ステップＳ２−１）。
段階２−２：段階２−１で微細流体流路１１０に移動した重金属を含む流体試料が、微細流体構造物２０、２０'のリザーブ領域１５０に流入されるように、定性及び定量分析デバイス１、１'を４０００〜６０００ＲＰＭで３〜１０秒間２次で回転する（ステップＳ２−２）。
段階２−３：定性及び定量分析デバイス１、１'の回転を停止して、重金属を含む流体試料が毛細管力によってリザーブ領域１５０から検出部１２０の展開領域１２０ａ／検出部１２０'の一端部に移動して、検出部１２０、１２０'上で展開させる（ステップＳ２−３）。
段階３：定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）
検出部１２０、１２０'上で展開された流体試料に対して検出部１２０、１２０'上での発色反応を肉眼で分析する方式などで定性分析を行うこともでき（ステップＳ３−１）、検出部１２０、１２０'上で展開された流体試料の展開程度をスケール１３０を用いて測定した後、当該重金属のカリブレーションカーブに代入する方式などで定量分析を行うこともでき（ステップＳ３−２）、定性分析と定量分析いずれもを行うこともできる（ステップＳ３−１及びステップＳ３−２）。これに関連した例示は、図６は、図７Ａ及び図７Ｂと関連して前述したことを参照する。
まとめれば、本発明の一実施例による定性及び定量分析デバイス１、１'は、回転式プラットフォーム１０（例えば、円形ディスク）上に複数個の種類（例えば、６種）の重金属を検出することができる同じ構造を有するそれぞれの微細流体構造物２０が回転式プラットフォーム１０の回転方向に沿って放射対称に配されており、それぞれの微細流体構造物２０は、重金属と発色反応を起こしうる有機物が塗布された検出部１２０、１２０'を含む。
本発明の一実施例による定性及び定量分析デバイス１、１'及びそれを利用した試料の分析方法２によれば、定性及び定量分析デバイス１、１'の回転時に発生する遠心力を用いて重金属が含まれた流体を検出部１２０、１２０'に移動させ、発色反応を通じて定性分析を行うこともでき、回転が止めた時の紙の毛細管力による流体展開を通じて発色領域の長さを定性及び定量分析デバイス１、１'にパターニングされたスケール１３０で確認して定量分析を行うこともできる。自動化された流体制御及び回転力と毛細管力との調節を通じる重金属検出限界の増加が可能である。回転力制御を通じる重金属イオン検出限界の向上が可能である。すなわち、回転制御による遠心力と毛細管力との調節を通じる発色反応時間調節及び発色領域を調節して検出限界の向上が可能である。具体的には、検出部上で、毛細管力による重金属含む試料の展開速度が重金属と有機錯化剤とが反応する速度に比べて早くなれば、重金属含む試料が十分に有機錯化剤と発色反応できず、検出部の全体に展開される状況が発生する。濃度が高い重金属試料の場合には、発色が表われるので、検出に問題にならないが、定量性が落ちる可能性がある。濃度が低い重金属試料の場合には、検出部の有機錯化剤と十分に反応ができず、発色が起こらず、検出感度及び限界が落ちる可能性がある。しかし、本発明によれば、遠心力は、毛細管力と逆方向に作用するために、それを加えて毛細管力による溶液展開速度を制御し、それを通じて発色反応が検出部上で十分になされるようにして、検出限界を高める。
また、本発明の一実施例による定性及び定量分析デバイス１、１'及びそれを利用した試料の分析方法２によれば、経済的であり、迅速な多重重金属の定性／定量分析が可能であり、従来の高価の分光あるいは質量分析基盤重金属検出器に比べて、経済的であり、分析に必要な時間も短縮させ、重金属の定性／定量分析が必要な現場で迅速かつ便利に応用される。
前述した本発明の技術的構成は、当業者が、本発明のその技術的思想や必須的な特徴を変更せずとも、他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるであろう。したがって、前述した実施例は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないということを理解しなければならない。また、本発明の範囲は、前記の詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって表われる。また、特許請求の範囲の意味及び範囲、そして、その等価概念から導出されるあらゆる変更または変形された形態が、本発明の範囲に含まれると解釈されねばならない。
１、１'：定性及び定量分析デバイス
２：試料分析方法
３：定性及び定量分析システム
１０：回転式プラットフォーム
２０、２０'：微細流体構造物
１００：試料注入部
１１０：微細流体流路
１２０、１２０'：検出部
１３０：スケール

Claims (13)

  1. 回転式プラットフォーム及び
    前記回転式プラットフォーム上に放射対称に配される複数個の微細流体構造物
    を含む
    定性及び定量分析デバイスにおいて、
    前記複数個の微細流体構造物のそれぞれは、
    重金属を含む流体試料を収容することができる空間を含み、前記空間に流体試料が注入される開口部を含む試料注入部と、
    前記流体試料が検出部に移動することができる通路であり、
    前記試料注入部と前記検出部との一端部を連結する微細流体流路を含む上層部と、
    前記流体試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物が塗布された検出部と、
    前記発色反応の展開距離の測定のためのスケールと、
    を含み、
    前記複数個の微細流体構造物のそれぞれは、
    互いに異なる試料を収容し、
    前記回転式プラットフォームは、前記試料注入部、前記微細流体流路、前記検出部が挿入される部分、及び前記スケールがパターニングされた上層部と、パターニングされていない減圧粘着層からなる下層部で構成され、
    前記定性及び定量分析デバイスの回転が制御されることにより、前記流体試料が前記試料注入部から前記微細流体流路に移動した後、前記検出部に移動し、
    前記検出部での重金属の発色反応を通じる定性分析及び前記発色反応の展開距離の測定を通じる定量分析が可能であり、
    前記検出部は、互いに濃度が異なる有機物でコーティングされた複数個の区間を含む
    定性及び定量分析デバイス。
  2. 前記回転式プラットフォームは、
    円形ディスクであり、
    直径が１２〜２０ｃｍである
    請求項１に記載の定性及び定量分析デバイス。
  3. 前記流体試料に含まれる重金属は、Ｆｅ２＋、Ｚｎ２＋、Ｈｇ２＋、Ｃｒ６＋、Ｎｉ２＋、またはＣｕ２＋である
    請求項１または２に記載の定性及び定量分析デバイス。
  4. 前記検出部にあらかじめ塗布される有機物は、
    ジメチルグリオキシム、バソフェナントロリン、ジチオオキサミド、ジチゾン、ジフェニルカルバジド、または１−２−ピリジルアゾ−２−ナフトールを含む
    請求項３に記載の定性及び定量分析デバイス。
  5. 前記検出部は、
    前記流体試料の重金属と発色反応を起こしうる有機物がコーティングされて、
    前記流体試料が展開される展開領域を含み、
    前記展開領域と前記微細流体流路を連結するリザーブ領域と
    を含み、
    前記展開領域は、前記リザーブ領域に最も隣接した第１区間を含み、
    前記第１区間は、最も高い濃度の有機物でコーティングされた
    請求項１から４のいずれか１項に記載の定性及び定量分析デバイス。
  6. 前記展開領域は、互いに濃度が異なる有機物でコーティングされたｎ個の区間を含み、
    前記リザーブ領域からｉ番目に位置した区間にコーティングされた有機物の濃度は、
    前記リザーブ領域からｉ−１番目に位置した区間にコーティングされた有機物の濃度よりも低く、
    ｉは、１からｎまでの自然数である
    請求項５に記載の定性及び定量分析デバイス。
  7. 前記定性及び定量分析デバイスの回転の制御は、
    前記試料注入部に注入された試料が、前記微細流体流路に移動するように、前記定性及び定量分析デバイスが１次回転してから停止し、
    前記微細流体流路に移動した試料が、前記リザーブ領域に移動するように、前記定性及び定量分析デバイスが２次回転し、
    前記リザーブ領域に移動した試料が、前記検出部上で展開されるように、前記定性及び定量分析デバイスが停止する方式からなる
    請求項５または６に記載の定性及び定量分析デバイス。
  8. 前記微細流体流路は、"Ｕ"字状の管からなる部分を含み、
    前記１次回転以後及び２次回転以前に、前記微細流体流路の内部に前記流体試料を収容することができる
    請求項７に記載の定性及び定量分析デバイス。
  9. 前記１次回転は、２０００〜４０００ＲＰＭ未満に５〜２０秒間なされ、
    前記２次回転は、４０００〜６０００ＲＰＭで３〜１０秒間なされる
    請求項７または８に記載の定性及び定量分析デバイス。
  10. 請求項５から９のいずれか１項に記載の定性及び定量分析デバイスを利用した
    重金属を含む流体試料の分析方法において、
    前記試料注入部に前記試料を注入する段階（ステップＳ１）と、
    前記定性及び定量分析デバイスの回転を制御する段階（ステップＳ２）と、
    前記検出部に展開された試料の定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）と、
    を含み、
    前記定性及び定量分析デバイスの回転を制御する段階（ステップＳ２）は、
    前記試料注入部に注入された試料が、前記微細流体流路に移動するように、前記定性及び定量分析デバイスを１次回転してから停止する段階（ステップＳ２−１）と、
    前記微細流体流路に移動した試料が、前記リザーブ領域に流入されるように、前記定性及び定量分析デバイスを２次回転する段階（ステップＳ２−２）と、
    前記定性及び定量分析デバイスの回転を停止して、前記リザーブ領域に流入された試料が前記検出部上で展開される段階（ステップＳ２−３）と、
    を含む
    試料の分析方法。
  11. 請求項１から９のいずれか１項に記載の定性及び定量分析デバイスを利用した
    重金属を含む流体試料の分析方法において、
    前記試料注入部に前記流体試料を注入する段階（ステップＳ１）と、
    前記定性及び定量分析デバイスの回転を制御する段階（ステップＳ２）と、
    前記検出部に展開された試料の定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）と、
    を含む
    試料の分析方法。
  12. 前記試料注入部に前記流体試料を注入する段階（ステップＳ１）は、
    前記複数個の微細流体構造物のそれぞれに異なる種類の重金属を含む流体試料をそれぞれ注入する段階
    または
    前記複数個の微細流体構造物のそれぞれに同じ種類の濃度を異ならせる重金属を含む流体試料をそれぞれ注入する段階
    を含む
    請求項１０または１１に記載の試料の分析方法。
  13. 試料の定性及び定量分析のうち少なくとも１つを行う段階（ステップＳ３）は、
    前記検出部に展開された前記流体試料の重金属の発色反応を通じる定性分析（ステップＳ３−１）及び
    前記発色反応の展開距離の測定を通じる定量分析（ステップＳ３−２）のうち少なくとも１つを行う段階を含む
    請求項１０から１２のいずれか１項に記載の試料の分析方法。
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GB201806931D0 (en) * 2018-04-27 2018-06-13 Radisens Diagnostics Ltd An improved point-of-care diagnostic assay cartridge
KR102412368B1 (ko) 2018-08-30 2022-06-23 주식회사 엘지화학 회전식 플랫폼으로 구현되는 다중 중금속 정성 및 정량 분석 디바이스
KR102226449B1 (ko) * 2019-08-12 2021-03-10 서울여자대학교 산학협력단 이온 각인 고분자 기반의 중금속 이온 검출 방법 및 검출 센서
CN115069316B (zh) * 2022-06-21 2023-08-04 扬州大学 一种能同时检测多种体液的芯片
CN116399861B (zh) * 2023-06-07 2023-10-03 中南大学 一种应用于重金属离子同步检测的装置及方法

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5075215A (en) 1984-06-11 1991-12-24 Dreyer William J Use of daylight fluorescent pigments for tagging biological molecules
JP3469585B2 (ja) * 1997-05-23 2003-11-25 ガメラ バイオサイエンス コーポレイション ミクロ流体工学システムでの流動運動を駆動するために向心的加速を使用するための装置および方法
US6723500B2 (en) 2001-12-05 2004-04-20 Lifescan, Inc. Test strips having reaction zones and channels defined by a thermally transferred hydrophobic barrier
JP4052840B2 (ja) * 2002-01-25 2008-02-27 松下電器産業株式会社 試料分析用ディスク
US20050059165A9 (en) * 2002-01-31 2005-03-17 Davis James O. Universal sample collection and testing system
GB2386331A (en) 2002-03-07 2003-09-17 Surescreen Diagnostics Ltd Deposition of a chemical solution on a test device using a printer
US6821786B2 (en) * 2002-04-25 2004-11-23 Future Data Inc. Diagnostic test for elemental imbalances
JP4143342B2 (ja) * 2002-06-19 2008-09-03 キヤノン株式会社 トナー
JP2004069397A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Nec Corp 分析チップおよび分析装置
EP2026072B1 (en) * 2003-05-02 2013-10-30 Access Bio, Inc. Cromatographic assay system
US8003061B2 (en) * 2004-05-06 2011-08-23 Akers Biosciences, Inc. Test strip card
TWI243705B (en) * 2004-12-22 2005-11-21 Ind Tech Res Inst Fluid analytical device
JP2007052647A (ja) 2005-08-18 2007-03-01 Sanden Corp 情報端末
JP4802925B2 (ja) 2005-08-19 2011-10-26 パナソニック株式会社 分析用デバイス、およびこれを使用する分析装置
DE102005048236A1 (de) 2005-10-07 2007-04-12 Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Volumenanteile der Phasen in einer Suspension
US7723120B2 (en) 2005-10-26 2010-05-25 General Electric Company Optical sensor array system and method for parallel processing of chemical and biochemical information
MY152491A (en) 2005-10-26 2014-10-15 Gen Electric Methods and systems for delivery of fluidic samples to sensor arrays
WO2007052647A1 (ja) 2005-11-01 2007-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 試料液分析用ディスクおよび混合試料液の分析方法
JP2007278741A (ja) * 2006-04-04 2007-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 試料液分析用ディスクならびに試料液の分析方法
EP1916524A1 (de) 2006-09-27 2008-04-30 Roche Diagnostics GmbH Rotierbares Testelement
CN101261270B (zh) 2007-03-09 2012-11-07 中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所 一种免疫层析多重检测试纸盘及免疫层析多重检测方法
US8191715B2 (en) 2007-04-02 2012-06-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Centrifugal force-based microfluidic device and microfluidic system including the same
KR100846516B1 (ko) 2007-04-02 2008-07-17 삼성전자주식회사 원심력 기반의 미세유동장치 및 이를 포함하는미세유동시스템
DK2239583T3 (da) 2008-01-21 2021-01-18 Nexus Dx Inc Tyndfilmslagdelt centrifugeindretning og analysefremgangsmåde til anvendelse deraf
CN101748204B (zh) * 2008-12-08 2012-07-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于微流控的核酸杂交平台及杂交分析方法
KR20110064572A (ko) * 2009-12-08 2011-06-15 삼성전자주식회사 2종 이상의 표적 물질을 분석하는 방법 및 이를 이용한 미세유동 구조물, 미세유동 장치
NO332016B1 (no) 2009-12-29 2012-05-21 Stiftelsen Sintef Prøvebehandlingskassett og fremgangsmåte for å behandle og/eller analysere en prøve under sentrifugalkraft
KR20120080765A (ko) 2011-01-10 2012-07-18 삼성전자주식회사 미세유동장치 및 이를 이용한 검체검사방법
KR101256474B1 (ko) * 2011-06-15 2013-04-23 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 미세유동 소자와 그 제조 방법 및 이를 이용한 검체 검출 장치 및 방법
JP6403572B2 (ja) 2011-09-08 2018-10-10 ネクサス・ディーエックス・インコーポレイテッドＮｅｘｕｓ Ｄｘ， Ｉｎｃ． マルチレベル分析物アッセイ
KR101257700B1 (ko) 2011-12-05 2013-04-24 삼성전자주식회사 미세유동장치 및 이를 포함하는 미세유동시스템
JP2013156070A (ja) 2012-01-27 2013-08-15 Soka Univ 検出容器およびそれを使用する試料検出方法
KR101325725B1 (ko) 2012-03-21 2013-11-08 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 수질 분석장치, 및 이를 이용한 수질 분석방법
US9063091B2 (en) 2012-04-06 2015-06-23 Ixensor Inc. Test strips and method for reading test strips
KR20140008976A (ko) 2012-07-11 2014-01-22 삼성전자주식회사 미세유동구조물, 이를 포함하는 미세유동장치 및 그 제어방법
US20140017806A1 (en) 2012-07-11 2014-01-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Microfluidic structure, microfluidic device having the same and method of controlling the microfluidic device
BR112015007673A2 (pt) * 2012-10-08 2017-07-04 Univ Colorado State Res Found equipamentos para análise quantitativa à base de capilaridade de analito dissolvido em líquido
KR101375752B1 (ko) 2013-01-16 2014-03-18 포항공과대학교 산학협력단 미세 유체 유닛, 미세 유체 디스크, 디스크형 미세 유체 시스템, 및 생화학 검사 방법
KR20150027939A (ko) 2013-09-04 2015-03-13 삼성전자주식회사 미세유동장치
KR20150101307A (ko) * 2014-02-26 2015-09-03 삼성전자주식회사 미세유동장치
US9933359B2 (en) 2014-06-23 2018-04-03 Xerox Corporation Vendor exclusivity security feature for paper-based diagnostic solution
TWI550274B (zh) 2014-08-20 2016-09-21 紹興普施康生物科技有限公司 微流體檢驗裝置及其運作方法
CN104360068A (zh) * 2014-11-16 2015-02-18 中国海洋大学 一种对虾白斑症病毒半定量快速检测试纸及其制备方法
CN104593255B (zh) * 2015-02-06 2017-02-22 大连医科大学附属第二医院 一种即时检测egfr突变的微流控芯片
KR101730033B1 (ko) 2015-04-03 2017-04-27 한양대학교 에리카산학협력단 비색법을 이용한 종이 pH 센서 및 이의 제조방법
CN104749363A (zh) 2015-04-04 2015-07-01 吉林双正医疗科技有限公司 幽门螺杆菌尿素酶抗体IgM、IgG联合检测装置及制法
KR20170012687A (ko) * 2015-07-22 2017-02-03 성균관대학교산학협력단 미세유체 소자
KR101738764B1 (ko) 2015-08-25 2017-05-22 한국과학기술원 고속 발색 기반 병원균 검출용 마이크로 디바이스
KR101749600B1 (ko) * 2015-09-04 2017-06-22 서울대학교 산학협력단 샘플 농축 장치 및 이를 이용하여 농축된 샘플 추출 방법
EP3173149A1 (en) 2015-11-26 2017-05-31 Roche Diagnostics GmbH Determining a quantity of an analyte in a blood sample
WO2017108115A1 (en) 2015-12-22 2017-06-29 Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - Device for detecting neurotoxins and process for manufacture thereof
US9757728B2 (en) 2016-01-26 2017-09-12 Lidong Qin Microfluidic aliquoting for single-cell isolation
CN107192709A (zh) * 2016-03-15 2017-09-22 成都理工大学 一种重金属镍离子快速检测试纸及其检测方法
EP3231513B1 (en) * 2016-04-14 2022-03-02 Roche Diagnostics GmbH Cartridge and optical measurement of an analyte with said cartridge
KR102118446B1 (ko) 2016-08-18 2020-06-03 손원일 알러지 진단 시약의 농도가 변화되는 알러지 진단 부착 패드
KR102140371B1 (ko) 2017-11-20 2020-07-31 주식회사 엘지화학 회전식 디스크 시스템을 활용한 중금속 정성 및 정량 분석 디바이스 및 분석 방법

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