KR100912540B1 - Chip of micro-channel network for increasing washing effect - Google Patents

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본 발명은 액상 시료에 대한 분석을 수행하는 미세 채널 구조의 칩을 세척함에 있어 그 효과를 극대화하기 위한 미세 채널의 구조에 관한 것으로, 액상 시료가 흐르는 적어도 하나의 액상 이동 채널과 기질이 흐르는 기질 이동 채널이 주도관에 병렬적으로 연결된 미세 채널 구조를 가지는 칩에 있어서, 세척액이 흐르는 세척액 이동 채널이 상기 기질 이동 채널 상에 연결되도록 하여 액상 시료의 잔존물이 최종 기질에 영향을 주지 않도록 세척액이 흐르는 채널의 구조에 관한 것이다. The invention here as the three chips of the microchannel structure for performing an analysis of the liquid sample to be related to the structure of the micro-channels in order to maximize the effect of the liquid sample flows, at least one liquid flow channel and the substrate moves the substrate is flowing in the chip having a microchannel structure, the channel is connected to a lead pipe in parallel, wash liquid is flowing wash liquid flow channel is flowing through the channel washing fluid so that the residue of the liquid sample to be coupled on the substrate flow channel affect the final substrate the structure of the present invention relates.
세척액, 미세 채널, LOC(Lab-on-a-chip) Wash liquid, a microchannel, LOC (Lab-on-a-chip)

Description

세척 효과를 개선하기 위한 미세 채널을 형성하는 칩{CHIP OF MICRO-CHANNEL NETWORK FOR INCREASING WASHING EFFECT} Chip forming the micro-channel to improve the cleaning effect {CHIP OF MICRO-CHANNEL NETWORK FOR INCREASING WASHING EFFECT}

본 발명은 액상 시료에 대한 분석을 수행하는 미세 채널 구조의 칩을 세척함에 있어 그 효과를 극대화하기 위한 미세 채널의 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상 시료, 세척액 및 최종 기질이 순차적으로 흐르는 미세 채널에서 액상 시료의 잔존물이 최종 기질에 영향을 주지 않도록 세척액이 흐르는 채널의 구조를 개선하는 기술에 관한 것이다. The invention here as the three chips of the microchannel structure for performing an analysis of the liquid sample to be related to the structure of the micro-channels in order to maximize the effect, and more particularly to fine the liquid samples, cleaning solution and a final substrate flowing sequentially the remnants of the sample liquid in the channel to a technology for improving the structure of a channel flowing a washing fluid so as not to affect the final substrate.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 :2006-S-007-02 과제명 : IT원천기술개발]. The present invention has been derived from a research undertaken as a part of information communication and telecommunications research Institute IT core technology development program of project management No.: 2006-S-007-02 Project Title: Development IT source technologies.

최근 MEMS(micro-electro mechanical system) 공정 및 미세 가공(micromachining) 기술을 이용하여 수십 ㎛ 이상의 크기로 각종 다양한 기능을 갖는 구조물들을 칩 위에 구현하는 LOC(Lab-on-a-chip)에 대한 연구가 활발하다. Recent studies on MEMS (micro-electro mechanical system) process and the fine processing (micromachining) LOC (Lab-on-a-chip) for implementing the structure having a variety of different features into more than several tens of ㎛ size using a technique on a chip It is actively. 이러한 LOC(Lab-on-a-chip)는 고속으로 자동 분석을 수행하기 위해 고안된 초소형 분석 장치 혹은 넓은 의미로 그 분야을 말한다. The LOC (Lab-on-a-chip) says that bunyaeul in tiny analytical devices or the wider sense are designed to perform automated analysis of high speed.

LOC(Lab-on-a-chip)를 이용한 분리 분석은 극소량의 시료만으로도 실험이 수행될 수 있다는 점에서 다량의 시료 채취가 곤란한 의료, 진단 분야와 생물학적인 응용분야에 효율적으로 이용될 수 있는 장점이 있다. LOC (Lab-on-a-chip) a separate analysis of the benefits that can be effectively used in the medical and diagnostic fields and biological applications is difficult, a large amount of sampling in that it can be tested is carried out only very small amounts of sample using there is. 이에 따라, DNA와 단백질에 대한 연구에서 세포를 다루는 예까지 많은 적용 예들이 최근에 보고되고 있고, 현장에서의 실시간 분석을 위한 각종 화학 물질 및 생리 분자에 관한 분석용 연구에도 활발하게 적용되고 있다. In this way, and many applications have been reported in recent years to the example deals with cells in research on DNA and protein, it has been actively applied to the analysis of study for the description of the chemical and physiological molecule for real-time analysis in the field.

이러한 LOC(Lab-on-a-chip)는 다양한 미세 채널 구조를 채택하여 이를 통하여 분석 대상이 되는 유체를 수송한다. The LOC (Lab-on-a-chip) is transporting a fluid through which the analyte by employing a variety of micro-channel structure. 따라서, 채널 구조의 최적화는 제작상의 용이성과 비용뿐만 아니라 분석 결과의 질적인 수준과도 직접 연관되는 중요한 부분이다. Therefore, optimization of the channel structure is an important part, as well as ease of production and on the costs directly related to the quality level of analysis. 이러한 미세 채널 구조를 채택하는 LOC(Lab-on-a-chip)를 이용하여 피 등의 유체에 포함된 특정 물질을 면역학적인 방법으로 감지하는 경우, 특정 위치로 대상 시료를 이송시키고 최종적으로 세척과 그에 따르는 기질의 주입 등의 과정이 따른다. When using a LOC (Lab-on-a-chip) that employs such a fine channel structure for detecting a specific substance contained in the fluid such as blood by immunological methods, and transfer the target sample to a specific location and finally washed with follow the course of the injection of substrate, etc. according thereto. 하지만, 액상 시료를 처리하고 세척을 하는 경우에도 채널의 구조적인 문제로 인해 잔존 액상 시료를 완전하게 제거할 수 없는 문제가 있다. However, even if the process liquid sample, washed, there is a problem that can not be completely removed and the remaining liquid sample due to the structural problems of the channel.

이에 따라, 미세 구조를 포함하는 LOC(Lab-on-a-chip)에서 세척효과를 개선할 수 있는 기술적 수단이 필요하게 되었고, 특히 부가적인 첨가물이나 복잡한 구조 변경을 하지 않고 간단하게 세척 효과를 개선할 수 있는 수단이 필요하게 되었다. In this way, it was a need for a technical means for improving the cleaning effect in a LOC (Lab-on-a-chip) that includes the microstructures, in particular additional improve the cleaning effect simply without additives or complex structural changes this means that you can become necessary.

따라서, 본 발명은 미세 구조를 포함하는 LOC(Lab-on-a-chip)에 있어서 새로운 채널 구조를 이용해 액상 시료가 잔존하지 않도록 하는 기술을 제공한다. Thus, the present invention provides a technology that prevents using the new channel structure according to LOC (Lab-on-a-chip) that includes a microstructure liquid sample is not remaining.

상기와 같은 필요를 충족시키기 위해, 본 발명의 세척 효과를 개선하기 위한 미세 채널을 형성하는 칩은 액상 시료가 흐르는 적어도 하나의 액상 이동 채널과 기질이 흐르는 기질 이동 채널이 주도관에 병렬적으로 연결된 미세 채널 구조를 가지는 칩에 있어서, 세척액이 흐르는 세척액 이동 채널이 상기 기질 이동 채널 상에 연결되는 것을 특징으로 한다. To meet the need described above, the chip forming the micro-channel to improve the cleaning effect of the present invention is a liquid sample, at least one liquid flow channel and the substrate is flowing substrate flow channel is connected to a lead pipe in parallel flow in the chip having a microchannel structure, characterized in that the cleaning fluid flow channel flowing a washing liquid which is connected on the flow channel substrate.

특히, 상기 세척액 이동 채널은 상기 기질 이동 채널과 상기 주도관이 연결되는 교차지점에 인접한 상기 기질 이동 채널 상에 연결되는 것을 특징으로 한다. In particular, the wash liquid flow channel is characterized in that connected on the substrate adjacent to the flow channel cross-point to which the driven tube and the flow channel substrate connection.

한편, 본 발명의 세척 효과를 개선하기 위한 미세 채널을 형성하는 칩은 적어도 2 개 이상 이동 채널이 병렬적으로 연결된 미채 채널 구조를 포함하는 LOC(Lab-on-a-chip)에 있어서, 세척액이 흐르는 세척액 이동 채널이 상기 이동 채널 중 적어도 하나에 연결되는 것을 특징으로 한다. On the other hand, in the LOC (Lab-on-a-chip) to the chip forming the micro-channel to improve the cleaning effect of the present invention comprises a camouflage channel structure in which at least two flow channel connected in parallel, wash liquid is flowing cleaning fluid flow channel and being connected to at least one of the flow channel.

이때, 상기 세척액 이동 채널이 연결되는 상기 이동 채널은 기질이 흐르는 채널인 것을 특징으로 한다. At this time, the mobile channel on which the cleaning fluid flow channel connection is characterized in that the substrate is flowing through the channel.

이에 따라, 본원발명에 의한 세척 효과를 개선하기 위한 미세 채널을 형성하는 칩은 여러 종류의 액상 시료 및 기질을 단독 혹은 조합으로 사용하는 경우에도 기존의 세척액을 그대로 이용하여 채널의 구조 변경을 통해 세척 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the chip forming the micro-channel to improve the cleaning effect by the present invention is washed through a structural change of the channel by directly using the existing washing liquid even when using various kinds of liquid sample and the substrate alone or in combination there is an effect that it is possible to maximize the effect. 특히, 기존의 채널 구조에서 발생한 오염을 제거하여 특징적 신호를 검출할 수 있는 효과가 있다. In particular, there is an effect capable of detecting the characteristic signal by removing the contamination occurred in the conventional channel structure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. With reference to the accompanying drawings, the preferred embodiments in which parties may easily carry out the present invention one of ordinary skill in the art will be described in detail. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. However, if it is determined that in the following description of the detail of the operation principle of a preferred embodiment of the present invention is a detailed description of known functions or constructions may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. In addition, the same reference numerals to portions that a similar function and operation throughout the drawings.

도 1 은 종래 미세 구조를 포함하는 LOC(Lab-on-a-chip)의 채널 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a channel structure of a LOC (Lab-on-a-chip) including a conventional microstructure.

도 1에 의한 미세 구조를 포함하는 LOC(Lab-on-a-chip)는 2 개의 액상 시료가 흐르는 두 개의 액상 이동 채널(10, 11)과 최종 세척액이 흐르는 세척액 이동 채널(12), 기질이 유입되는 기질 이동 채널(13) 그리고 액상 시료, 세척액 및 기질은 주도관(14)을 통해 흘러 배출구(15)로 배출되는 구조로 이루어져 있다. FIG LOC (Lab-on-a-chip) that includes a microstructure according to the first is the two liquid samples, two liquid flow channel (10, 11) and a mobile end-wash liquid cleaning solution to flow channel 12, the substrate flowing moving the substrate from entering the channel 13 and the sample liquid, washing liquid, and the substrate consists of a structure that is discharged to the flow outlet 15 through the lead pipe 14. 도 1 은 LOC(Lab-on-a-chip)의 전체 구조가 아니라 단지 주도관(14)에 적어도 두 개의 채널이 병렬로 연결되어 액상 시료, 세척액 혹은 기질이 흐르는 구조를 나타낸다. Figure 1 is a LOC (Lab-on-a-chip) and not the entire structure is at least two channels connected in parallel to only lead tube 14 of the sample liquid, washing liquid or the substrate structure is flowing.

두 개의 액상 이동 채널(10, 11)을 통해 먼저 액상 시료가 유입되어 주도관(14)을 통해 배출구(15)로 배출된다. First, through the two liquid flow channel (10, 11) a liquid sample is introduced is discharged to the discharge port 15 through the lead pipe 14. 이 과정에서 주도관(14)은 물론 주도관(14)과 세척액 이동 채널(12)이 교차하는 지점 혹은 주도관(14)과 기질 이동 채널(13)이 교차하는 지점에 액상 시료의 일부가 잔존하게 된다. Lead pipe 14 as well as the driven tube 14 and the cleaning liquid flow channel 12 is a portion of the liquid sample remaining in the intersecting branch or a lead pipe 14 and the substrate transfer channel 13 intersects the point in the process It is.

이후에 세척액을 이용해 주도관(14) 등을 세척하게 되는데, 이러한 과정에서 세척액은 세척액 이동 채널(12)을 통해 흘러 주도관(14)을 통해 배출구(15)로 배출된다. Using the washing liquid after washing there is a lead pipe 14, etc., in this process, wash liquid is discharged to the discharge port 15 through the lead passes through the cleaning liquid flow channel 12, conduit 14. 하지만, 이러한 세척을 통해 주도관(14)에 잔존하는 액상 시료 등은 제거될 수 있지만, 주도관(14)과 기질 이동 채널(13)의 교차 지점에 잔존하는 잔존 액상 시료(20)는 제거되지 않는다. However, the liquid sample and the like, but can be removed, the remaining liquid sample 20 remaining at the intersection of the main pipe 14 and the substrate flow channel 13 remaining in the leading conduit 14 via this washing is not removed no.

따라서, 최종 세척이 이루어진 후에 기질을 주입하면, 교차 지점에 잔존하는 잔존 액상 시료(20) 등이 기질과 섞여 배출구를 통해 배출되어 반응지점에서 반응을 하기 때문에 특이적 신호를 검출할 수 없다. Therefore, when injected into the substrate after the final wash made, it is not possible to detect a specific signal is due to the remaining liquid sample 20, such as remaining in a point of intersection with the substrate a mixture discharged through the outlet to the reaction at the reaction point.

따라서, 본 발명은 도 2 와 같은 새로운 채널 구조를 이용해 잔존 액상 시료(20)를 제거하고자 한다. Accordingly, the invention is intended to remove the remaining liquid sample (20) with a new channel structure as shown in FIG 2.

도 2 는 본 발명에 의해 세척 효과를 개선하기 위한 미세 채널의 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a view showing a structure of a micro-channel to improve the cleaning effect by the present invention.

도 2는 LOC(Lab-on-a-chip)에 있어서 채널 구조를 중심으로 도시된 것으로 도 1 에서 설명한 바와 같이 2 개의 액상 시료가 흐르는 두 개의 액상 이동 채널(10, 11)과 최종 세척액이 흐르는 세척액 이동 채널(12), 기질이 유입되는 기질 이동 채널(13) 그리고 액상 시료, 세척액 및 기질은 주도관(14)을 통해 흘러 배출구(15)로 배출되는 구조로 이루어져 있다. Figure 2 is a LOC (Lab-on-a-chip) in flowing the two liquid flow channel (10, 11) and the final washing liquid flowing the two liquid samples, as also described in the first to have been shown around the channel structure in cleaning fluid flow channel 12, the flow channel substrate is a substrate inlet 13 and the liquid sample, washing solution and the substrate is constructed in a structure to be discharged to the flow outlet 15 through the lead pipe 14. 도 2 또한 LOC(Lab-on-a-chip)의 전체 구조가 아니라 단지 주도관(14)에 적어도 두 개의 채널이 병렬로 연결되어 액상 시료, 세척액 혹은 기질이 흐르는 구조를 나타낸다. Figure 2 also shows a LOC (Lab-on-a-chip) and not the entire structure is at least two channels connected in parallel to only lead tube 14 of the sample liquid, washing liquid or the substrate structure is flowing.

본 발명에 있어서, 세척액 이동 채널(12)은 도 1 과 달리 주도관(14)에 연결되는 것이 아니라, 기질 이동 채널(13)에 연결된다. In the present invention, the wash liquid flow channel 12 is connected to, the substrate flow channel 13 instead of being connected to a lead pipe 14, unlike FIG. 특히, 기질 이동 채널(13)과 주도관(16)이 교차하는 지점에 근접한 기질 이동 채널(13) 상에 연결된다. In particular, it is connected to the flow channel substrate 13 and the lead pipe flow channel substrate 13, close to the point at which 16 intersect.

따라서, 액상 시료가 주도관(14)을 통해 흘러 배출구(15)로 배출된 후에 기질 이동 채널(13)과 교차하는 지점에 잔존하는 잔존 액상 시료는 세척액 이동 채널(12)을 통해 흐르는 세척액에 의해 완전히 세척된다. Thus, the liquid sample remaining liquid sample remaining in the point that intersects with the substrate moving channel 13 after discharged to the flow outlet 15 through the lead pipe 14 by the wash liquid flows through the cleaning liquid flow channel 12 It is thoroughly cleaned. 그 결과 기질 이동 채널(13)을 통해 기질이 반응지점으로 흘러 가는 경우에도 기질이 오염될 염려가 없다. As a result, even if the substrate through the substrate transfer channel (13) going to flow into the reaction point there is no fear of the substrate is polluted.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다. The present invention described above is not limited by the embodiments described above and the accompanying drawings, conventional in that art to which the invention pertains are possible various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention it has the knowledge to those skilled in the art will be apparent.

도 1 은 종래 미세 구조를 포함하는 LOC(Lab-on-a-chip)의 채널 구조를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a channel structure of a LOC (Lab-on-a-chip) including a conventional microstructure.

도 2 는 본 발명에 의해 세척 효과를 개선하기 위한 미세 채널의 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a view showing a structure of a micro-channel to improve the cleaning effect by the present invention.

Claims (4)

  1. 액상 시료가 흐르는 적어도 하나의 액상 이동 채널과 기질이 흐르는 기질 이동 채널이 주도관에 병렬적으로 연결된 미세 채널 구조를 가지는 칩에 있어서, In the liquid sample is at least one liquid flow channel and the flow channel substrate is a substrate chip having a microchannel structure are connected in parallel to the driven tube flow flows,
    세척액이 흐르는 세척액 이동 채널이 상기 기질 이동 채널 상에 연결되는 것을 특징으로 하는 세척 효과를 개선하는 미세 채널을 형성하는 칩. Cleaning solution moving wash liquid flowing channel a chip forming the micro-channel to improve the cleaning effect, characterized in that connected on the flow channel substrate.
  2. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 세척액 이동 채널은 상기 기질 이동 채널과 상기 주도관이 연결되는 교차지점으로부터 기설정된 거리만큼 이격되어 상기 기질 이동 채널의 측벽에 연결되는 것을 특징으로 하는 세척 효과를 개선하는 미세 채널을 형성하는 칩. The wash liquid flow channel has a chip forming the micro-channel to improve the cleaning effect, characterized in that spaced apart by a distance predetermined from the cross point at which the driven tube and the substrate flow channel connections that are connected to the side wall of the substrate flow channel.
  3. 적어도 2 개 이상 이동 채널이 병렬적으로 연결된 미채 채널 구조를 포함하는 LOC(Lab-on-a-chip)에 있어서, In the LOC (Lab-on-a-chip) to the at least two flow channel comprises a channel structure camouflage connected in parallel,
    세척액이 흐르는 세척액 이동 채널이 상기 이동 채널 중 적어도 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 세척 효과를 개선하는 미세 채널을 형성하는 칩. Cleaning solution moving wash liquid flowing channel a chip forming the micro-channel to improve the cleaning effect, characterized in that connected to at least one of the flow channel.
  4. 제 3 항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 세척액 이동 채널이 연결되는 상기 이동 채널은 기질이 흐르는 채널인 것을 특징으로 하는 세척 효과를 개선하는 미세 채널을 형성하는 칩. The mobile channel chip forming the micro-channel to improve the cleaning effect, characterized in that the substrate is flowing channel to which the cleaning fluid flow channel connection.
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