KR100762015B1 - 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로구동되는 극미세 피펫 장치 - Google Patents

분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로구동되는 극미세 피펫 장치 Download PDF

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김영호
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Abstract

본 발명은 단일세포를 대상으로 시료를 흡입, 채취하거나 단일세포에 외부물질을 토출, 주입하는 것과 같이 극미량의 시료를 정교하게 흡입, 토출 (피펫팅) 하는 전기삼투압류 구동 극미세피펫장치의 핵심 부품인 전기전도 결합부를 분리가능하도록 하여 교체가능하도록 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치에 관한 것이다.
본 발명은 전방에 설치되며 극미세 시료의 유출입이 가능한 제 1 모세관; 상기 제 1 모세관의 후방에 동일축선상에 설치되는 제 2 모세관; 상기 제 1,2 모세관 사이에 동일축선상에 설치되며 중앙에 전기전도부가 설치되는 전기전도성 관과, 상기 전기전도성 관의 양단부와 상기 제 1,2 모세관을 각각 결합시켜 서로 연통되도록 하며 분리가능한 조인트부와, 상기 전기전도성 관의 주위를 감싸는 전극과, 상기 전극 주위를 감싸는 완충용액 보존용 부재로 이루어지는 전기전도 결합부; 상기 제 2 모세관의 단부와 결합되어 상기 제 2 모세관으로 완충용액을 유출하거나 상기 제 2 모세관으로부터 완충용액을 유입하도록 하는 완충용액 저장조; 상기 완충용액 저장조에 설치되는 완충용액 전극; 각각의 상기 전극과 연결되어 전원을 공급하는 전원부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전기전도 결합부가 갖추어야할 모든 요건을 만족시키면서 모세관이나 피펫팁이 형성된 모세관을 필요에 따라 간편하게 교체할 수 있게 됨에 따라 전기전도 결합부를 분리가능하도록 함으로써 피펫장치를 원활하게 사용할 수 있으 며, 전기전도 결합부를 분리하여 반영구적으로 재사용이 가능하도록 함으로써 피펫장치의 수명을 연장할 수 있고 모세관의 파손에 따른 장치 전체를 교체하지 않아도 되므로 매우 실용적, 경제적 가치가 높고 그 활용도가 매우 높은 효과가 있다.
분리형, 전기전도 결합부, 교체가능, 재사용, 전기삼투압류 구동 극미세 피펫

Description

분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치{Replaceable electro-conductive coupler for electro-osmotic flow driven ultra small volume pipetting device}
도 1은 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 제작된 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치의 사진.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 제 1 모세관(피펫팁) 20: 제 2 모세관(EOF 발생용 모세관)
30: 전기전도 결합부 31: 전기전도부
32: 전기전도성 관 33: 조인트부
34: 슬리브 35: 전극
36: 완충용액 보존용 부재 40: 완충용액 저장조
50: 완충용액 전극 60: 전원부
본 발명은 단일세포를 대상으로 시료를 흡입, 채취하거나 단일세포에 외부물질을 토출, 주입하는 것과 같이 극미량의 시료를 정교하게 흡입, 토출(피펫팅)하는 전기삼투압류 구동 극미세 피펫장치의 핵심 부품인 전기전도 결합부를 분리가능하도록 하여 교체가능하도록 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치에 관한 것이다.
단일세포에서의 핵치환과 같이 극미량의 물질을 정교하게 흡입, 토출하는 데 사용되는 극미세 피펫장치는 범용의 피펫과는 다른 특수한 기술을 요구한다. 공기압 또는 유압을 이용하여 극미세 피펫팁에서의 흡입, 토출을 조절하는 경우, 구동기구와 피펫팁의 크기차가 현저하여 그 조절이 수월하지 않다. 많은 경우에 구동기구와 피펫팁 사이에서 공기가 포집되어 쉽게 수축, 팽창함으로써 정교한 흡입, 토출에 어려움을 겪는다. 특히 세포액과 같이 시료의 점도가 높을 경우 이러한 문제는 더욱 가중된다. 공압이나 유압방식 대신에 전기삼투압류 (electro-osmotic flow: EOF)를 구동력으로 사용할 경우 구동장치와 피펫팁의 크기가 유사해져 상기의 문제를 해결할 수 있다. 전기삼투압류는 모세관 내벽의 표면에서 발생하는 유체의 움직임으로서 pH, 전도도 등이 적정하게 조절된 용액을 모세관에 채우고 모세관의 양 끝에 고전압을 가함으로써 얻어진다. 전기삼투압류는 주어진 조건에서 가해지는 전장의 세기와 방향에 따라 그 세기와 방향이 결정되기 때문에 피펫의 구동력 을 편리하게 조절할 수 있다.
EOF 발생용 모세관을 흐르는 전류를 유체 밖으로 흘려 내보내는 것은 특히 중요한 기술요소인데 미국특허공개공보 US2003/0138358호(발명의 명칭: Method and device for microdosing the smallest amounts of liquid for biopolymer arrays)에서는 이를 간과하고 전극을 유체 내에 설치하였다. 이 경우, 전극에서 전기화학반응에 따라 기체가 발생하는데, 이 기체는 피펫팁의 역압력(back-pressure)에 의해 쉽게 수축, 팽창하여 전기삼투압류가 피펫팁으로 전달되는 것을 방해하게 되는 심각한 문제점을 갖고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인이 출원한 특허출원번호 제 10-2005-0025267호(발명의 명칭: 전기전도성 관을 이용한 전기삼투압류 구동 극미세 피펫 장치)에서는 전기전도성이 좋은 Nafion 관을 사용하여 전류를 외부에 설치된 전극으로 방류(shunt)시킴으로써 이 문제를 해결한 바 있다. 상기 발명에서는 내피온(Nafion)관의 자발적 수축에 의한 높은 기밀도 확보를 추구했고 Nafion관이 역압력에 의해 팽창하는 것을 막기 위해 추가로 보강용 관을 피복한 바 있다.
전기삼투압에 의해 구동되는 극미세 피펫기술의 핵심요소는 전기삼투압류(EOF: Electro-osmotic Flow) 발생용 모세관과 피펫팁의 결합부이다. 이 결합부는 두 부품의 결합에 있어 1) 피펫팁에서 발생하는 강력한 역압력에 저항하여 누수가 발생하지 않도록 기밀도가 충분히 좋아야하며 2) EOF 발생용 모세관을 흐르는 전류를 외부로 흘려낼 수 있도록 전기전도체 역할을 수행해야 한다. 모세관의 결합에서와 같이 아주 작은 구조물을 결합하면서 누수를 방지하기 위해서는 결합구조의 설계에 주의를 기울여야 한다.
전기삼투압류 구동 극미세 피펫장치는 구동력이 모세관 내벽에서 발생하기 때문에 구동장치와 피펫팁이 크기가 잘 일치하여 극미세 피펫팁의 강한 역압력에도 불구하고 구동이 잘 이루어지며, 전원장치의 전압의 세기 및 전장의 방향을 조정하여 동작시키기 때문에 조작이 매우 용이한 장점이 있다. 그러나 구동용 모세관과 피펫팁이 영구적으로 결합시키는 전기전도 결합부의 경우, 부주의한 사용에 의해 쉽게 막힐 수 있고 날카로운 피펫팁 역시 잘 부서지는데 이렇게 모세관이 막히거나 부러지는 일이 발생했을 때 장치 전체를 포기해야 하는 문제점이 있다.
EOF 발생용 모세관과 피펫팁의 결합부의 설계에 있어서 또 하나의 중요한 고려사항은 모세관 또는 피펫팁의 교체가능성이다. 직경이 수백 ㎛ 이하인 모세관과 특히 병목을 가진 피펫팁은 아무리 주의를 기울여도 쉽게 막힐 수 있다. 또한 끝이 매우 날카로운 피펫팁은 잘 부서지기 쉽다. 결합부에 의해 영구적으로 결합된 두 부품 중 하나만 막히거나 부서져도 해당 피펫장치는 사용이 불가능해진다. 따라서 상기의 피펫장치의 수명은 매우 짧고 따라서 활용도가 낮게 된다.
이러한 문제점을 근본적으로 해결하기 위하여 교체가능한 전기전도 결합부가 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 EOF 발생용 모세관과 피펫팁이 영구적으로 결합되는 종래의 결합방식을 개선하여 필요에 따라 이들 부품을 분리하여 자유자재로 교체가능하도록 하여 부품의 잦은 고장에도 불구하고 피펫장치를 원활히 사용할 수 있도록 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 부품의 교체를 가능하도록 함으로써 극미세 피펫장치의 수명을 연장할 수 있고, 필요한 부품을 교체하도록 함으로써 경제적인 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전방에 설치되며 극미세 시료의 유출입이 가능한 제 1 모세관; 상기 제 1 모세관의 후방에 동일축선상에 설치되는 제 2 모세관; 상기 제 1,2 모세관 사이에 동일축선상에 설치되며 중앙에 전기전도부가 설치되는 전기전도성 관과, 상기 전기전도성 관의 양단부와 상기 제 1,2 모세관을 각각 결합시켜 서로 연통되도록 하며 분리가능한 조인트부와, 상기 전기전도성 관의 주위를 감싸는 전극과, 상기 전극 주위를 감싸는 완충용액 보존용 부재로 이루어지는 전기전도 결합부; 상기 제 2 모세관의 단부와 결합되어 상기 제 2 모세관으로 완충용액을 유출하거나 상기 제 2 모세관으로부터 완충용액을 유입하도록 하는 완충용액 저장조; 상기 완충용액 저장조에 설치되는 완충용액 전극; 각각의 상기 전극과 연결되어 전원을 공급하는 전원부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 조인트부와 제 1,2 모세관과의 결합은 슬리브에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 상기 전기전도부는 상기 전기전도성 관을 천공하고 이 구멍에 액상 내피온 (Nafion)을 주입시켜 고열로 성형되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 내피온(Nafion) 성형시 상기 전기전도성 관과 내경과 같은 강선을 상기 전기전도성 관에 삽입하여 성형되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 내피온(Nafion) 성형시 시린지 펌프에 의해 펌핑된 내피온(Nafion)을 모세관을 통해 주입되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 상기 전기전도성 관은 테플론, 폴리 파라 페닐렌, 폴리벤즈이미다졸, 폴리퀴녹스알린, 폴리옥사졸, 폴리이미드, 폴리 페닐렌 옥사이드, 폴리티아디아졸, 폴리 페닐렌 설파이드, 폴리에스테르, 폴리 4-하이드록시벤조에이트로부터 선택되는 수지로 된 내열성 관인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제 1 모세관의 전방 단부는 테이퍼진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
전기삼투구동 극미세 피펫장치의 구동원리는 본 출원인이 출원한 특허출원번호 제 10-2005-0025267호(발명의 명칭: 전기전도성 관을 이용한 전기삼투압류 구동 극미세 피펫 장치)에 자세히 기재되어 있으므로 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류 로 구동되는 극미세 피펫 장치를 나타낸 단면도이며, 도 2는 본 발명에 의한 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치를 나타낸 실물사진이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치는 전방에 설치되며 극미세 시료의 유출입이 가능한 제 1 모세관(10); 상기 제 1 모세관(10)의 후방에 동일축선상에 설치되는 제 2 모세관(20); 상기 제 1,2 모세관(10,20) 사이에 동일축선상에 설치되며 중앙에 전기전도부(31)가 설치되는 전기전도성 관(32)과, 상기 전기전도성 관(32)의 양단부에 각각 연결하며 분리가능한 조인트부(33)와, 상기 전기전도성 관(32)의 주위를 감싸는 전극(35)과, 상기 전극(35) 주위를 감싸는 완충용액 보존용 부재(36)로 이루어지는 전기전도 결합부(30); 상기 제 2 모세관(20)의 단부와 결합되어 상기 제 2 모세관(20)으로 완충용액을 유출하거나 상기 제 2 모세관(20)으로부터 완충용액을 유입하도록 하는 완충용액 저장조(40); 상기 완충용액 저장조(40)에 설치되는 완충용액 전극(50); 각각의 상기 전극(35,50)과 연결되어 전원을 공급하는 전원부(60); 를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 모세관(피펫팁)(10)은 극미세 시료의 유출입이 가능하며 극미세 피펫 장치의 전방에 설치된다. 상기 제 1 모세관(10)의 전방 단부는 테이퍼진 팁(11)이 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 제 1 모세관(10)의 전방 단부가 테이퍼져 병목구조로 되게 되면 시료 유입시에 피펫팁(3)에서의 막힘을 방지할 수 있게 된다.
상기 제 2 모세관(전기삼투압류 발생용 모세관)(20)은 상기 제 1 모세관(10)의 후방에 동일축선상에 설치되며 통전에 의해 완충용액이 유출입됨으로써 상기 제 1 모세관(10)으로의 극미세 시료의 유출입이 가능하도록 하는 역할을 한다. 상기 제 2 모세관(20)은 직경이 동일하며 본 발명에서는 약 370 ㎛를 사용하였다.
상기 제 1 모세관(10)과 상기 제 2 모세관(20)은 상용 용융실리카 모세관을 잘라 사용한다.
상기 전기전도 결합부(30)는 상기 제 1,2 모세관(10,20) 사이에 설치되며 상기 제 1,2 모세관(10,20)과 분리가능하다. 상기 전기전도 결합부(30)는 전기전도성 관(32)과 조인트부(33)와 전극(35) 및 완충용액 보존용 부재(36)가 구비된다.
상기 전기전도 결합부(30)는 1) 피연결부품의 분리 및 조립이 용이하고, 2) 피펫팁에서 발생하는 고도의 역압력에 대항하여 수축, 팽창하지 않고 누수가 일어나지 않아야 하며, 3) EOF 발생용 모세관을 흐르는 전류를 외부에 설치된 전극으로 충분히 잘 흘려낼 수 있어야 한다.
상기 전기전도성 관(32)은 튜브 형태로 되고 재질은 플라스틱이며, 상기 제 1,2 모세관(10,20) 사이에 동일축선상에 설치되며 중앙에 전기전도부(31)가 설치되게 된다. 상기 전기전도성 관(32)의 내경은 약 1/16 inch이다.
상기 전기전도부(31)는 상기 전기전도성 관(32)의 중앙을 천공하고 이 구멍에 전기전도성이 좋은 액상 내피온 (Nafion)을 주입시켜 고열로 성형된다. 상기 전기전도부(31)의 직경은 약 400 ㎛정도이다. Nafion 성형물(cast)은 고열로 성형할 경우 상기 전기전도성 관(32)에 강력하게 접착될 뿐 아니라 자체구조도 경화되어 높은 압력에도 기밀을 유지하게 된다. 필요에 따라 Nafion 성형물(cast) 주변부를 에폭시 접착제로 추가 보강해주고, 특허출원번호 제 10-2005-0025267호에서 사용된 Nafion 관으로 피복할 수 있다.
이때, 내피온(Nafion) 성형시 상기 전기전도성 관과 내경과 같은 강선을 상기 전기전도성 관에 삽입하여 성형되는 것이 바람직하다. 또한, 내피온(Nafion) 성형시 시린지 펌프에 의해 펌핑된 내피온(Nafion)을 모세관을 통해 천공된 정확한 위치로 주입되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 전기전도부(31)는 액상 내피온을 주입시켜 고열로 성형하기 때문에 상기 전기전도성 관(32)이 고열에 의해 변형되지 않도록 하기 위하여 테플론, 폴리 파라 페닐렌, 폴리벤즈이미다졸, 폴리퀴녹스알린, 폴리옥사졸, 폴리이미드, 폴리 페닐렌 옥사이드, 폴리티아디아졸, 폴리 페닐렌 설파이드, 폴리에스테르, 폴리 4-하이드록시벤조에이트로부터 선택되는 수지로 된 내열성 관을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 조인트부(33)는 상기 전기전도성 관(32)의 양단부와 상기 제 1,2 모세관(10,20)을 각각 결합시켜 서로 연통되도록 하며 분리가능하다. 상기 조인트부(33)는 상기 제 1,2 모세관(10,20)이 상기 전기전도성 관(32)보다 직경이 작으므로 테이퍼지게 형성된다. 이와 같이 본 발명은 구동용 모세관과 피펫팁이 영구적으로 결합시키는 전기전도 결합부가 구비된 종래의 피펫장치와는 달리 상기 조인트부(33)에 의해 분리가능하도록 결합됨으로써 사소한 부주의로 피펫팁이 막히거나 부러지는 일이 발생했을 때 장치 전체를 포기하지 않고 이러한 부품을 교체하여 제조가 상대적으로 어려운 전기전도 결합부는 계속 사용할 수 있도록 함으로써 피펫 장치의 수명을 연장할 수 있으며, 매우 경제적인 장점이 있다.
상기 조인트부(33)와 제 1,2 모세관(10,20)과의 결합은 슬리브(34)에 의해 결합되는 것이 바람직하다. 상기 슬리브(34)는 상기 조인트부(33)와 상기 제 1,2 모세관(10,20)들과의 연결부의 기밀을 유지시켜주는 역할을 한다.
상기 전극(35)은 상기 전기전도부 주위를 감싸도록 상기 전기전도성 관(32)을 감싸며 나선형으로 감기게 되며, 재질은 백금선을 사용한다. 상기 전극(35)의 외주연에는 완충용액 보존용 부재(36)가 감싸게 된다.
상기 완충용액 보존용 부재(36)는 상기 전극(35) 주위를 감싸며 완충용액을 보존하기 위한 스펀지와 같이 함수율이 높은 재료를 사용하게 된다.
상기 완충용액 저장조(40)는 상기 제 2 모세관(20)의 단부와 결합되어 상기 제 2 모세관(20)으로 완충용액을 유출하거나 상기 제 2 모세관(20)으로부터 완충용액을 유입하도록 하는 역할을 한다. 상기 완충용액 저장조(40)에는 완충용액 전극(50)이 설치되며 상기 전극(35)과 상기 완충용액 전극(50) 사이에 통전시키게 되면 상기 제 2 모세관(20)으로 완충용액이 유출입되게 됨에 따라 상기 제 1 모세관(10)을 통하여 극미세 시료의 유출입을 할 수 있게 된다.
상기 전원부(60)는 각각의 상기 전극(35,50)과 연결되어 전원을 공급하게 된다.
[실시예] 본 발명의 교체형 전기전도 결합부의 제작 및 적용 실험
다음의 재료, 실험방법, 그리고 조건으로 극미세 피펫장치를 제작하고, 동작 시켜 그 실효성을 입증하였다.
전기삼투압류 발생용 모세관(20)은 내경 75 ㎛, 길이 1 m인 용융실리카 모세관(미국 Polymicro Technologies사 제품, TSP075375)을 0.1 N NaOH로 한시간 이상 채워 두어 모세관 내벽 표면을 충분히 알칼리화한 후 사용하였다. 상기 제 1 모세관(10)은 내경이 8 ㎛인 모세관을 Sutter사의 laser-puller (model number: P-2000)로 가공하여 팁을 형성하였다.
결합부 중앙의 전기전도성 관(32)으로는 미국 Upchurch Scientific 사의 테플론 관(외경 1/16 인치, 내경 0.020 인치)을 약 7.0 cm 길이로 잘라 사용하였다. 절단된 관의 중앙부의 벽에 직경 0.4 mm의 드릴비트를 사용하여 0.5 - 0.7 mm 정도의 구멍을 뚫었다. 드릴비트가 휘지 않도록 천공부위의 곡면부를 날카로운 칼로 잘라내었다. 이 관을 페트리디쉬 위에 고정한 후 직경 0.5 mm의 스텐레스 스틸 봉으로 관의 내경을 관통시켰다. 천공부위를 현미경으로 관찰하면서 미국 Aldrich사의 액상 Nafion (Calalog No. 27470-4, 5 wt % solution in a mixture of lower aliphatic alcohols and water)을 천공부위에 조금씩 흘려 넣었다. 100 ㎕용량의 미세시린지(Hamilton사)와 시린지 펌프(Kd Scientific사)를 사용하여 이 조작을 편리하게 정확하게 수행하였다. 일단 소량의 Nafion이 구멍 내에 가해지면 고온풍기(heat gun)와 casting부의 거리를 적당히 조절하여 70 - 80 oC에서 용매인 에탄올을 휘발시켰다. 이후 고온풍기를 근접시켜 약 150 oC에서 Nafion이 고온 성형되도록 하였다. 이때 Nafion이 짙은 갈색을 띤다. 이 조작을 계속 반복하여 Nafion 성형 물(cast)이 전기전도성 관(32) 표면위로 살짝 돌출하도록 하였다. 에폭시 접착제로 Nafion 성형물(cast) 주위와 전기전도성 관(32)을 함께 도포한 후 5시간 이상 건조시켰다. 에폭시가 완전히 굳은 후 삽입된 봉을 조심스럽게 제거하였다. 내경 1.2 mm인 Nafion 관 (Permapure co. USA, TT-050-803)을 2- 2.5 cm 정도로 잘라 100% 에탄올 내에서 충분히 팽창하게 한 후 Nafion 성형물에 피복하였다.
미국 Upchurch사의 조인트부(reducing joint)(33) (part number: P-770)를 사용하여 상기 EOF 발생용 모세관(20)과 제 1 모세관(10)을 전기전도부(31)가 설치된 전기전도성 관(32)의 양 끝에 연결하였다. 이때 모세관의 결합이 용이하도록 전용 플라스틱 슬리브(34) (미국 Upchurch사, part number: F-185)를 사용하였다. Nafion 성형물 주위를 직경 0.1 mm의 백금선 전극(35)으로 7회 감아주고 그 위를 감싸도록 스펀지를 적절한 모양으로 절단하여 부착시켰다. 이와 같이 완성된 피펫장치의 모습은 도 2의 사진과 같다.
상기와 같이 제작된 복수의 교체형 전기전도결합부를 본 출원인이 출원한 특허출원번호 제 10-2005-0025267호(발명의 명칭: 전기전도성 관을 이용한 전기삼투압류 구동 극미세 피펫 장치)에 기술된 바와 같은 실험방법을 적용하여 시험한 결과, 극미세 피펫장치가 잘 작동하는 것을 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전기전도 결합부가 갖추어야할 모든 요건을 만족시키면서 모세관이나 피펫팁이 형성된 모세관을 필요에 따라 간편하게 교체할 수 있게 됨에 따라 전기전도 결합부를 분리가능하도록 함으로써 피펫장치를 원활하게 사용할 수 있으며, 전기전도 결합부를 분리하여 반영구적으로 재사용이 가능하도록 함으로써 피펫장치의 수명을 연장할 수 있고 모세관의 파손에 따른 장치 전체를 교체하지 않아도 되므로 매우 실용적, 경제적 가치가 높고 그 활용도가 매우 높은 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 전방에 설치되며 극미세 시료의 유출입이 가능한 제 1 모세관;
    상기 제 1 모세관의 후방에 동일축선상에 설치되는 제 2 모세관;
    상기 제 1,2 모세관 사이에 동일축선상에 설치되며 중앙에 전기전도부가 설치되는 전기전도성 관과,
    상기 전기전도성 관의 양단부와 상기 제 1,2 모세관을 각각 결합시켜 서로 연통되도록 하며 분리가능한 조인트부와,
    상기 전기전도성 관의 주위를 감싸는 전극과,
    상기 전극 주위를 감싸는 완충용액 보존용 부재로 이루어지는 전기전도 결합부;
    상기 제 2 모세관의 단부와 결합되어 상기 제 2 모세관으로 완충용액을 유출하거나 상기 제 2 모세관으로부터 완충용액을 유입하도록 하는 완충용액 저장조;
    상기 완충용액 저장조에 설치되는 완충용액 전극;
    각각의 상기 전극과 연결되어 전원을 공급하는 전원부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조인트부와 제 1,2 모세관과의 결합은 슬리브에 의해 결합되는 것을 특 징으로 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전기전도부는 상기 전기전도성 관을 천공하고 이 구멍에 액상 내피온 (Nafion)을 주입시켜 고열로 성형되는 것을 특징으로 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    내피온(Nafion) 성형시 상기 전기전도성 관과 내경과 같은 강선을 상기 전기전도성 관에 삽입하여 성형되는 것을 특징으로 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    내피온(Nafion) 성형시 시린지 펌프에 의해 펌핑된 내피온(Nafion)을 모세관을 통해 주입되는 것을 특징으로 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치.
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 전기전도성 관은 테플론, 폴리 파라 페닐렌, 폴리벤즈이미다졸, 폴리퀴 녹스알린, 폴리옥사졸, 폴리이미드, 폴리 페닐렌 옥사이드, 폴리티아디아졸, 폴리 페닐렌 설파이드, 폴리에스테르, 폴리 4-하이드록시벤조에이트로부터 선택되는 수지로 된 내열성 관인 것을 특징으로 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치.
  7. 제 1항 내지 제 4 항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 모세관의 전방 단부는 테이퍼진 것을 특징으로 하는 분리가능한 전기전도 결합부가 구비된 전기삼투압류로 구동되는 극미세 피펫 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105705241A (zh) * 2013-11-07 2016-06-22 吉尔松有限合伙公司 具有便于夹持毛细管-活塞组件的活塞的设计的容积式移液系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3581275B1 (en) * 2016-06-15 2022-08-10 Hamilton Company Pipette tip coupling device and pipette tip assembly

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6287520B1 (en) 1996-06-28 2001-09-11 Caliper Technologies Corp. Electropipettor and compensation means for electrophoretic bias
KR20040005465A (ko) * 2002-07-10 2004-01-16 주식회사 옵트론-텍 모세관 전기영동 마이크로 칩을 위한 다기능 시료주입장치.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6287520B1 (en) 1996-06-28 2001-09-11 Caliper Technologies Corp. Electropipettor and compensation means for electrophoretic bias
JP2003075407A (ja) 1996-06-28 2003-03-12 Caliper Technologies Corp 電子ピペッタおよび電気泳動バイアスのための補償手段
KR20040005465A (ko) * 2002-07-10 2004-01-16 주식회사 옵트론-텍 모세관 전기영동 마이크로 칩을 위한 다기능 시료주입장치.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105705241A (zh) * 2013-11-07 2016-06-22 吉尔松有限合伙公司 具有便于夹持毛细管-活塞组件的活塞的设计的容积式移液系统

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