KR100864635B1

KR100864635B1 - 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩

Info

Publication number: KR100864635B1
Application number: KR1020070048075A
Authority: KR
Inventors: 이지훈; 서희상; 김영택
Original assignee: (주)엘에스티코리아
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2008-10-27
Also published as: WO2008143415A1

Abstract

본 발명은 투명 재질로 형성되는 제1 패널(10)과 제2 패널(30)로 이루어지며, 상기 제1 패널(10)은 시약을 주입하기 위하여 형성된 시약주입부(11)와, 시료를 주입하기 위하여 형성된 시료주입부(13)와, 상기 시약주입부(11)로부터 연장 형성된 시약 채널(15)과, 상기 시료주입부(13)로부터 연장되며 시약 채널(15)과 소정의 각도를 이루도록 형성된 시료 채널(17)과, 상기 시약 채널(15)과 시료 채널(17)이 만나는 부분에 형성되는 혼합 챔버(19)와, 상기 시약 채널(15) 및 시료 채널(17)과 소정의 각도를 가지며 혼합 챔버(19)로부터 연장 형성되는 혼합 채널(21)과, 상기 혼합 채널(21) 말단에 형성되는 검출부(14)를 구비하며; 상기 제2 패널(30)에는 상기 시약주입부(11)로 연결되는 관통 구멍인 시약주입공(31)이 형성되고, 시료주입부(13)로 연결되는 관통 구멍인 시료주입공(33)이 형성되고, 검출부(14)로 연결되는 관통 구멍인 배출공(35)이 형성되며; 상기 혼합 챔버(19)의 폭은 시약 채널(15)이나 시료 채널(17)의 폭보다 넓게 형성되는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1)에 관한 것으로,

가공하기 어려운 모세관과 같은 구성을 구비하지 않고도 균일하고 신속하게 시료와 시약이 혼합되며, 시약과 시료가 반응할 때 발생하는 빛을 더욱 정밀하게 측정하여 시료의 농도를 정밀하게 측정할 수 있으며, 재현성도 확실하게 이루어지는 효과가 있다.

Description

혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩{Lab-on-a-chip comprising a mixing chamber}

본 발명은 랩온어칩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시료와 시약이 유입되는 채널이 서로 만나는 부분에 혼합 챔버를 구비하여 혼합 챔버에서 시료와 시약을 균일하고 신속하게 혼합되도록 하는 랩온어칩에 관한 것이다.

랩온어칩(Lab-on-a-chip)은 반도체 제작 공정에서 사용되는 사진석판인쇄(Photolithography) 기술과 같은 미세 가공(Micromachining) 기술을 이용하여 유리, 실리콘 또는 플라스틱으로 된 수 ㎠ 크기의 기판 위에 여러 가지 장치들을 집적시킨 화학 마이크로 프로세서로서, 이를 이용하면 고속, 고효율, 저비용의 자동화된 실험이 가능하다(문헌 [Kovacs, Anal. Chem. 68 (1996) 407A-412A] 참조).

도 1은 종래 기술에 의한 랩온어칩을 도시한 평면도로서, 도 1에 도시한 바와 같이 종래 기술에 의한 랩온어칩(100)은 투명 판재 내부에 시료와 효소 혼합물(시약)의 혼합을 유도하는 미세 채널(131)로 이루어지는 발광 구역(130)을 구비한다.

도 1에 도시한 랩온어칩(100)은 효소 혼합물(시약)을 주입하는 시약주입부(121)와, 측정하려는 시료를 주입하는 시료주입부(123)와, 상기 시약주입부(121)로부터 소정의 폭으로 연장 형성되는 시약 채널(125)과, 상기 시료주입부(123)로부터 소정의 폭으로 연장 형성되며 소정 범위에서 상기 시약 채널(125)과 평행하게 형성되는 시료 채널(127)과, 상기 시약 채널(125)과 시료 채널(127)이 서로 만나 형성되는 혼합 채널의 하류에 형성되는 발광 구역(130)을 구비하며, 상기 발광 구역(130)의 하류로 혼합 채널(141)이 연장되며, 상기 혼합 채널(141)의 말단에 혼합액 배출부(143)가 형성된다.

상기 발광 구역(130)은 시약 채널(125)이나 시료 채널(127)의 폭보다 작은 폭을 가지는 모세관이 좌우로 왕복하면서 형성된 미세 채널(131)로 이루어진다. 상기 발광 구역(130)을 이루는 미세 채널(131)은 전체 길이가 다른 채널(125, 127 및 141) 보다 길기 때문에 당해 발광 구역(130)에서 오래 머물면서 왕성한 발광 기능을 일으키게 되는 것으로 공개 공보(특허공개 제10-2006-102794호)에 기재되어 있다. 도 1에서 미설명 부호 110은 랩온어칩(100)을 구성하는 패널을 도시한 것이다.

도 2는 종래 다른 기술에 의한 랩온어칩을 도시한 평면도로서, 도 2에 도시한 바와 같이 종래 다른 기술에 의한 랩온어칩(200)은 반응 용액을 주입하기 위한 시약주입부(221)와, 측정하려는 시료를 주입하는 시료주입부(223)와, 상기 시약주입부(221)로부터 소정의 폭으로 연장 형성되는 시약 채널(225)과, 상기 시료주입부(223)로부터 소정의 폭으로 연장 형성되는 시료 채널(227)과, 상기 시약 채널(225)과 시료 채널(227)이 서로 만나 형성되는 혼합 채널의 하류에 형성되는 컬럼반응기(230)로 이루어지며,

상기 컬럼반응기(230)의 반응 채널(231)을 미세관으로 굴곡지게 형성함으로써 시료 용액과 반응 용액의 혼합 및 반응이 신속하고 고효율로 이루질 수 있도록 하고 있다. 도 2에서 미설명 부호 210은 채널이 형성되는 패널을 도시한 것이고, 251은 완충 용액 용기를 도시한 것이고, 253은 반응액 배출부를 도시한 것이고, 241은 완충 용액 배출기로 연결되는 채널을 도시한 것이다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 랩온어칩(100, 200)은 자연적인 층류(Laminar flow) 효과와 반응물들의 선천적인 확산 계수와 같은 확산에 의한 혼합원리를 바탕으로 개발되었으며, 이와 같은 원리를 이용하여 반응물들을 혼합하기 위하여 좁고 긴 미세관을 구비하여야 한다. 즉, 시약(또는 반응 용액)과 시료를 혼합하고, 혼합할 때 발생하는 발광을 검출하기 위하여 수직 방향으로 수회 반복되어 형성되는 미세 채널(131)을 형성하거나, 수회 굴곡 되는 미세관으로 형성되는 반응 채널(231)을 구비하여야 하므로, 제작하기가 상당히 어렵고, 따라서 제작하는데 많은 시간이 소요되고, 시료와 시약(또는 반응 용액)이 충분하고 균일하게 혼합될 수 있는 공간이 마련되지 않아 신속하게 혼합되지 않는 문제점이 있었으며, 시료나 시약(또는 반응 용액)의 흐름 방향과 혼합 용액의 흐름 방향이 같은 방향으로 형성되어 혼합 메카니즘이 용이하게 형성되지 않는(따라서 모세관으로 이루어지는 미세 채널이나 반응 채널을 형성하여야만 하는)문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 가공하기 어려운 모세관과 같은 구성을 구비하지 않고도 균일하고 신속하게 시료와 시약이 혼합되며, 시약과 시료가 반응할 때 발생하는 빛을 측정하여 시료의 농도를 정밀하게 측정할 수 있으며, 재현성도 확실하게 이루어지는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩을 제공하는데 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩은 투명 재질로 형성되는 제1 패널과 제2 패널로 이루어지며, 상기 제1 패널은 시약을 주입하기 위하여 형성된 시약주입부와, 시료를 주입하기 위하여 형성된 시료주입부와, 상기 시약주입부로부터 연장 형성된 시약 채널과, 상기 시료주입부로부터 연장 형성된 시료 채널과, 상기 시약 채널과 시료 채널이 만나는 부분에 형성되어 시약과 시료가 혼합되는 혼합 챔버와, 상기 시약 채널 및 시료 채널과 소정의 각도를 가지며 혼합 챔버로부터 연장 형성되는 혼합 채널과, 상기 혼합 채널 말단에 형성되는 검출부를 구비하며; 상기 제2 패널에는 상기 시약주입부로 연결되는 관통 구멍인 시약주입공이 형성되고, 시료주입부로 연결되는 관통 구멍인 시료주입공이 형성되고, 검출부로 연결되는 관통 구멍인 배출공이 형성되며; 상기 혼합 챔버의 폭은 시약 채널이나 시료 채널의 폭보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하며,

상기에 있어서, 시약 채널과 시료 채널이 이루는 각은 180°보다 작으며, 상기 혼합 채널은 시약 채널과 시료 채널 사이로 형성되고, 혼합 채널과 시약 채널이 이루는 각과 혼합 채널과 시료 채널이 이루는 각은 90°보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기에서 혼합 채널이나 혼합 챔버의 폭은 시약 채널이나 시료 채널의 폭보다 큰 것을 특징으로 한다.

상기 혼합 채널이나 혼합 챔버의 폭은 시약 채널의 폭과 시료 채널의 폭을 합한 값과 같거나 큰 것을 특징으로 한다.

상기 혼합 채널이나 혼합 챔버의 폭은 300∼900㎛ 범위로 형성되고, 시약 채널과 시료 채널은 150∼450㎛ 범위로 형성되는 것을 특징으로 하며,

상기 시약 채널과 시료 채널로 유입되는 시료와 시약은 분당 200∼760㎕ 범위인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 시약 채널과 시료 채널로 유입되는 시료와 시약의 유동 속도는 0.15∼1.7㎧ 범위로 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩에 대하여 상세히 설명한다. 상세한 설명에 있어서 종래 기술과 동일한 내용에 대해서는 그 기재를 생략하며, 동일한 작용을 하는 구성에 대해서는 동일한 명칭을 사용한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1)을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따르는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1)을 이루는 제1 패널(10)을 도시한 개략적인 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따르는 랩온어칩(1)의 사용 상태도이다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩(1)은 투명 재질로 형성되는 제2 패널(30)과 제1 패널(10)로 이루어진다. 상기 제1 패널(10)은 시료와 반응하여 발광하는 시약을 주입하기 위하여 형성된 시약주입부(11)와, 상기 시약주입부(11)로부터 소정의 폭으로 연장 형성되는 시약 채널(15)과, 시료를 주입하기 위하여 형성된 시료주입부(13)와, 상기 시료주입부(13)로부터 소정의 폭으로 연장되며 상기 시약 채널(15)과 소정의 각도를 이루는 시료 채널(17)을 구비한다. 그리고 상기 시약 채널(15) 및 시료 채널(17)이 만나는 부분에 형성되는 혼합 챔버(19)를 포함한다. 상기 혼합 챔버(19)의 평면 형상은 다양한 형태로 형성하는 것이 가능하며, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 도 4에 도시한 바와 같이 5각형으로 형성하였다.

상기 혼합 챔버(19)로 연장되는 시약 채널(15)과 시료 채널(17)이 이루는 각은 180°보다 작게 형성되며, 약 120°를 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 혼합 챔버(19)는 도 4에 도시한 바와 같이 상기 시약 채널(15)과 시료 채널(17)이 만나는 부분에서 하향 연장되어 형성된다. 상기에서 혼합 챔버(19)의 폭(L1)은 상기 시약 채널(15)이나 시료 채널(17)의 폭(L2)보다 크게 형성하는 것이 바람직하며, 혼합 챔버(19)의 폭(L1)을 시약 채널(15)과 시료 채널(17)의 폭(L2)을 합한 값과 같거나 크게 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 혼합 챔버(19)의 폭(L1)을 넓게 형성함으로써 양방향에서 시약 채널(15)과 시료 채널(17)을 통하여 유입되는 시약과 시료가 충분하게 혼합될 수 있는 공간을 제공하게 되는 것이다.

그리고 상기 제1 패널(10)은 상기 혼합 챔버(19)와 반대 방향으로 형성되는, 즉 상기 시약 채널(15)과 시료 채널(17) 사이로 형성되는 혼합 채널(21)을 더 포함하여 구성된다. 상기 혼합 채널(21)의 폭은 상기 시약 채널(15)이나 시료 채널(17)의 폭(L2)보다 넓게 형성하는 것이 바람직하며, 시약 채널(15)과 시료 채널(17)의 폭(L2)을 합한 값과 같거나 크게 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 혼합 채널(21)을 충분하게 넓게 형성함으로써, 혼합 챔버(19)에서 혼합된 시료와 시약의 혼합액이 낮은 유동 속도로 혼합 채널을 통하여 유동하게 되고, 충분한 시간을 가지고 검출부(14)에 도달하게 되어 혼합 용액에서 방출되는 빛을 충분하게 관찰, 검출할 수 있게 된다.

상기에서 혼합 채널(21)과 시약 채널(15)이 이루는 각과 혼합 채널(21)과 시료 채널(17)이 이루는 각(θ)은 90°보다 작게 형성하는 것이 바람직하며, 약 60°로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 각도를 이루는 혼합 채널(21)을 구비함으로써, 시약 채널(15)과 시료 채널(17)을 흐르는 시약이나 시료의 유동 방향과 혼합 채널(21)을 흐르는 혼합액의 유동 방향이 반대로 형성되어 혼합 챔버(19)에서 시료와 시약이 효과적으로 혼합하게 된다.

상기 제2 패널(30)에는 시약주입부(11)로 연결되는 관통 구멍인 시약주입공(31)이 형성되고, 시료주입부(13)로 연결되는 관통 구멍인 시료주입공(33)이 형성되며, 검출부(14)로 연결되는 관통 구멍인 배출공(35)이 형성된다.

본 발명의 실시 예에 따르는 랩온어칩(1)에 있어서 상기 제1 패널(10)과 제2 패널(30)은 쿼즈웨이퍼(Quartz Wafer)를 사용하여 제조하였으며, 상기 시약주입부(11), 시료주입부(13), 검출부(14), 시약 채널(15), 시료 채널(17), 혼합 챔버(19) 및 혼합 채널(21)은 사진석판인쇄(Photolithography) 기술과 습식 화학 식각(Wet Chemical-Etching) 과정을 통하여 형성하였다.

상기 제2 패널(30)과 제1 패널(10)을 상하로 적층되도록 하여 접합함으로써 상기 시약 채널(15), 시료 채널(17), 혼합 채널(21)은 제2 패널(30)과 제1 패널(10) 사이에서 유로로 형성되고, 혼합 챔버(19)도 시약과 시료의 혼합이 이루어지는 공간으로 형성된다.

상기 제2 패널(30)과 제1 패널(10)로 이루어지는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1)의 사용 예를 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이 시약주입관(55)을 통하여 시약주입공(31)에 시약주입수단(51)을 연결하고, 시료주입관(57)을 통하여 시료주입공(33)에 시료주입수단(53)을 연결하며, 배출공(35)에 시료와 시약의 혼합액이 배출되는 배출관(59)을 연결한다. 그리고 상기 랩온어칩(1)의 하부로 소정 간격 이격하여 광검출 수단(63)을 설치하고, 상기 광검출 수단(63)을 신호선(61)을 통하여 분석시스템(60)인 마이컴에 연결하여 광검출 수단(63)으로부터 검출된 광 검출 자료를 저장 분석할 수 있도록 한다. 그리고 상기 랩온어칩(1)과 광검출 수단(63)을 광차단상자(70) 내에 설치함으로써 랩온어칩(1)에서 방출된 빛을 확실하게 검출할 수 있도록 한다.

상기에서 광검출 수단(63)의 예로서 광전자 배증관(Photomultiplier tube)을 들 수 있으며, 시약주입수단(51)과 시료주입수단(53)의 예로서 주사기 펌프를 들 수 있다.

실시 예 1

도 5와 같이 설치된 본 발명에 따르는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1)을 이용하여 1-아미노피린(1-Aminopyrene)을 정량화하는 실험을 하였다. 1-아미노피린을 정량화하기 위하여 1,1'-oxalyldiimidazole(ODI) 화학 발광법을 이용하였다(미국특허 US7,141,677B2 특허공보 참조). ODI화학 발광법 물질과 1-아미노피린과 과산화수소수 혼합물을 두 개의 주사기에 주입하였다. 그리고 주사기 펌프를 이용하여 각각 분당 약 200㎕의 속도로 랩온어칩(1)의 시약주입공(31)과 시료주입공(33)을 통하여 주입하였다. 상기 물질들은 각각 시약 채널(15)와 시료 채널(17)을 통하여 혼합 챔버(19)로 유입되어 혼합 챔버(19) 내에서 빠르게 혼합된 후 혼합 채널(21)을 경유하여 검출부(14)에 도달하고, 검출부(14)에 도달된 혼합물은 도 6에 도시한 바와 같이 강한 빛을 발하였다. 이 빛의 세기는 광전자 배증관을 통하여 측정하였으며, 그 결과를 마이컴(60)에 저장하고 분석하였다. 도 5에서 시약주입관(55)과 시료주입관(57)으로 외경이 0.8㎜이고 내경이 0.25㎜인 PEEK 튜브를 사용하였다.

아래 표는 다양한 1-아미노피린의 농도에 대하여 측정한 화학 발광의 세기를 나타낸 것이다.

표 1.

몰(10^-8Mole)	5.00	3.75	2.50	1.250	0.42
상대적인 빛의 세기	1.28	1.03	0.72	0.37	0.12
표준편차	0.05	0.05	0.03	0.01	0.01

도 7은 표 1에서 얻어진 결과를 도시한 검량선 그래프이다.

상기의 실험에서 시약 채널(15)과 시료 채널(17)의 폭(L2)은 150∼450㎛ 범위로 깊이는 약 50㎛으로 형성하였으며, 혼합 챔버(19)와 혼합 채널(21)의 폭(L1)은 300∼900㎛ 범위로 깊이는 약 50㎛으로 형성하였으며, 검출부의 반경은 약1.0㎜로 깊이는 약50㎛으로 형성하고 혼합 채널(21)의 길이는 10㎜로 하여 실험을 하였다.

그리고 시약 채널(15)과 시료 채널(17)을 통하여 유입되는 시약과 시료는 분당 약200㎕의 속도로 유입되도록 하였다. 실험 결과 상기와 같은 치수 범위를 가지는 랩온어칩(1)에 있어서 시약과 시료의 유입 속도가 분당 약200㎕ 이상이 되는 경우에 혼합 챔버(19)에서의 혼합이 균일하고 신속하게 이루어졌다. 그러므로 혼합 챔버(19)에서 시약과 시료가 신속하고 균일하게 혼합되도록 하기 위해서는 시약 채널(15)과 시료 채널(17)에서 유동하는 시약과 시료의 유동 속도를 0.15∼1.7㎧ 범위로 하는 것이 바람직하며, 0.4∼0.6㎧ 범위로 하는 것이 더욱더 바람직하다.

실시 예 2

도 8에 도시한 바와 같이 본 발명의 랩온어칩(1)을 설치하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩(1)에 대하여 재현성 실험을 하였으며, 도 9와 같은 결과를 얻었다.

도 8에서 52는 용매주입수단을, 54a는 용매주입관을, 54b는 시약주입관을, 56은 용매와 시료를 선택적으로 주입관을 통하여 랩온어칩(1)에 주입시키기 위한 밸브를, 57a는 시료와 용매가 선택적으로 주입되는 주입관을, C는 폐 시료 또는 용매를 수거하기 위한 폐수용기를, 58은 밸브(56)와 폐수용기(C) 사이에 연결되는 폐수수거관을 도시한 것이다.

도 8과 같이 설치된 상태에서 주사기펌프인 시약주입수단(51)과 용매주입수단(52) 그리고 시료주입수단(53)으로부터 일정한 속도로 시약, 용매 및 시료가 랩온어칩(1)으로 주입된다. 이때, 밸브(56)에 의하여 시료와 용매는 선택적으로 랩온어칩(1)으로 주입된다. 시료 또는 용매와 시약이 랩온어칩(1)으로 주입될 때, 시료가 주입되기 전에는 화학발광이 관찰되지 않았으며, 시료가 랩온어칩(1)에 주입되었을 때, 도 9에 도시한 바와 같은 신속하게 화학 발광이 관찰되었다.

도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 같은 농도의 시료가 주입되었을 때, 동일한 세기의 빛을 검출되었다.

따라서 본 발명에 따르는 랩온어칩(1)을 이용하는 경우 정확한 농도를 측정하는 것이 가능하였으며, 재현성 실험 결과에서 알 수 있는 바와 같이 측정된 결과도 신뢰할 수 있음을 알 수 있다. 본 발명에 따르는 랩온어칩(1)을 사용하여 시료의 농도 측정 실험을 실시한 결과 0.3나노몰의 농도도 정확하게 측정할 수 있었다.

상기에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경, 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따르는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩은 시약 채널(15)이나 시료 채널(17)의 폭보다 넓게 형성되며, 시약 채널(15)과 시료 채널(17)을 통하여 유입되는 시료와 시약이 혼합되는 혼합 챔버(19)를 구비함으로써 가공하기 어려운 모세관과 같은 구성을 구비하지 않고도 균일하고 신속하게 시료와 시약이 혼합되며, 시약 채널(15)과 시료 채널(17)의 각도를 180°보다 작게 형성하고, 혼합 채널(21)과 시약 채널(15) 및 혼합 채널(21)과 시료 채널(17)이 이루는 각도를 90°보다 작게 형성하고, 혼합 채널(21)의 폭을 충분히 넓게 형성함으로써 혼합이 더욱 확실하게 이루어지며, 시약과 시료가 반응할 때 발생하는 빛을 더욱 정밀하게 측정하여 시료의 농도를 정밀하게 측정할 수 있으며, 재현성도 확실하게 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 발광 검출 랩온어칩을 도시한 평면도이다.

도 2는 종래 다른 기술에 의한 발광 검출 랩온어칩을 도시한 평면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩을 도시한 개략적인 평면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩의 제1 패널을 도시한 개략적인 평면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩의 사용 예를 개략적으로 도시한 것이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩에 의한 발광 상태 사진이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩을 이용한 농도 검출 결과를 도시한 검량선 그래프이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩의 재현성을 확인하기 위한 설치 상태를 도시한 것이다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 랩온어칩을 이용한 재현성 실험 결과를 도시한 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 랩온어칩 10 : 제1 패널

11 : 시약주입부 13 : 시료주입부

14 : 검출부 15 : 시약 채널

17 : 시료 채널 19 : 혼합 챔버

21 : 혼합 채널 30 : 제2 패널

31 : 시약주입공 33 : 시료주입공

35 : 배출공 51 : 시약주입수단

53 : 시료주입수단 55 : 시약주입관

57 : 시료주입관 59 : 배출관

60 : 분석시스템 61 : 신호선

63 : 광검출수단 70 : 광차단상자

Claims

투명 재질로 형성되는 제1 패널(10)과 제2 패널(30)로 이루어지는 랩온어칩(1)에 있어서, 상기 제1 패널(10)은 시약을 주입하기 위하여 형성된 시약주입부(11)와, 시료를 주입하기 위하여 형성된 시료주입부(13)와, 상기 시약주입부(11)로부터 소정의 폭으로 연장 형성된 시약 채널(15)과, 상기 시료주입부(13)로부터 소정의 폭으로 연장 형성된 시료 채널(17)과, 상기 시약 채널(15)과 시료 채널(17)이 만나는 부분에 형성되어 시약과 시료가 혼합되는 혼합 챔버(19)와, 상기 시약 채널(15) 및 시료 채널(17)과 소정의 각도를 가지며 혼합 챔버(19)로부터 연장 형성되는 혼합 채널(21)과, 상기 혼합 채널(21) 말단에 형성되는 검출부(14)를 구비하며; 상기 제2 패널(30)에는 시약주입부(11)로 연결되는 관통 구멍인 시약주입공(31)이 형성되고, 시료주입부(13)로 연결되는 관통 구멍인 시료주입공(33)이 형성되고, 검출부(14)로 연결되는 관통 구멍인 배출공(35)이 형성되며; 상기 혼합 챔버(19)의 폭은 시약 채널(15)이나 시료 채널(17)의 폭보다 넓게 형성되며; 상기 시약 채널(15)과 시료 채널(17)이 이루는 각은 180°보다 작으며, 상기 혼합 채널(21)은 시약 채널(15)과 시료 채널(17) 사이로 형성되고, 혼합 채널(21)과 시약 채널(15)이 이루는 각과 혼합 채널(21)과 시료 채널(17)이 이루는 각은 90°보다 작은 것을 특징으로 하는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1).
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제1 항에 있어서, 상기 혼합 채널(21)이나 혼합 챔버(19)의 폭은 시약 채널(15)이나 시료 채널(17)의 폭(L2)보다 큰 것을 특징으로 하는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1).
제3 항에 있어서, 상기 혼합 채널(21)이나 혼합 챔버(19)의 폭은 시약 채널(15)의 폭과 시료 채널(17)의 폭을 합한 값과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1).
제4 항에 있어서, 상기 혼합 채널(21)이나 혼합 챔버(19)의 폭(L1)은 300∼900㎛ 범위로 형성되고, 시약 채널(15)과 시료 채널(17)은 150∼450㎛ 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1).
제5 항에 있어서, 상기 시약 채널(15)과 시료 채널(17)로 유입되는 시료와 시약은 분당 200∼760㎕ 범위인 것을 특징으로 하는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1).
제5 항에 있어서, 상기 시약 채널(15)과 시료 채널(17)로 유입되는 시료와 시약의 유동 속도는 0.15∼1.7㎧ 범위로 하는 것을 특징으로 하는 혼합 챔버를 구비하는 랩온어칩(1).