KR101053772B1 - Forming module for manufacturing microfluidic chip mold, method for manufacturing microfluidic chip mold using the same and microfluidic chip mold manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈, 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 2개의 기판 사이에 자외선에 의해서 경화되는 폴리머 용액을 주입하고 자외선을 마이크로 플루이딕 채널 형태를 가지는 포토 마스크 필름을 통하여 상기 폴리머 용액에 선택적으로 조사함으로써, 보다 용이한 공정으로 보다 신속하게 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조할 수 있는, 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈, 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 관한 것이다.
The present invention relates to a molding module for manufacturing a microfluidic chip mold, a method for manufacturing a microfluidic chip mold using the same, and a microfluidic chip mold manufactured thereby, and more particularly, to ultraviolet light between two substrates. By injecting the polymer solution cured by the selective and selectively irradiating the polymer solution through a photo mask film having a microfluidic channel form, it is possible to produce a microfluidic chip mold more quickly in an easier process, The present invention relates to a molding module for manufacturing a microfluidic chip mold, a method for manufacturing a microfluidic chip mold using the same, and a microfluidic chip mold manufactured thereby.
마이크로 플루이딕 칩(micro fluidic chip)이란, 그 안에 형성되어 있는 미세 채널로 미량의 분석 대상 물질을 흘려보내면서, 칩 내에 존재하는 각종 물질을 분석할 수 있는 칩을 의미한다. The micro fluidic chip refers to a chip capable of analyzing various substances present in the chip while flowing a small amount of analyte into the microchannel formed therein.
이러한 마이크로 플루이딕 칩은 랩온어칩(Lab-on-a-chip, LOC : 칩 위의 실험실이라는 의미)이라고 하여, 작은 칩 내에서 분석 대상 물질을 한번에 분석할 수 있는 칩의 형태로 개발되고 있다. 또한 이러한 마이크로 플루이딕 칩은 물질의 분석, 분리, 및 합성 등을 위하여 사용되고 있으며, 점차로 그 사용 분야가 확대되고 있는 실정이다. Such microfluidic chips are called lab-on-a-chip (LOC: lab on chip) and are being developed in the form of chips that can analyze analytes at once in a small chip. . In addition, the microfluidic chip is used for analyzing, separating, and synthesizing materials, and its use is gradually expanding.
구체적으로, 마이크로미터 크기의 채널이나 챔버 등의 구조물을 갖는 마이크로 플루이딕 칩은 화학이나 생물 분야의 기초 과학 연구, 병원에서의 질병 진단이나 야외의 환경 모니터링 등의 다양한 분야에 활용되고 있다. 더욱이 최근에는 마이크로 플루이딕 칩의 구조물 내에 세포를 배양하거나 화학 반응을 일으키거나 또는 다양한 형상의 마이크로 입자를 제조하는 등의 다양한 분야에 적용하고자 하는 연구도 활발하게 진행되고 있는 실정이다. Specifically, the microfluidic chip having a structure such as a channel or a chamber having a micrometer size is used in various fields such as basic science research in chemistry and biology, disease diagnosis in a hospital, and outdoor environmental monitoring. In recent years, researches are being actively conducted to apply them to various fields such as culturing cells in a structure of a microfluidic chip, generating a chemical reaction, or preparing micro particles having various shapes.
한편, 마이크로미터 크기의 채널이나 구조물을 갖는 마이크로 플루이딕 칩을 제조하기 위한 몰드(이하, "마이크로 플루이딕 칩 몰드"라고 지칭함)는 사진식각(photolithography) 공정에 의해서 제조되는 것이 일반적이다. Meanwhile, a mold for manufacturing a microfluidic chip having a channel or a structure having a micrometer size (hereinafter, referred to as a "microfluidic chip mold") is generally manufactured by a photolithography process.
그러나, 사진식각 공정을 사용하여 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하는 경우에는, 마이크로미터 두께의 미세한 광감제 코팅을 하기 위한 스핀 코팅기(spin coaters), 및 사진식각을 위한 포토마스크가 장착된 자외선 경화장치인 얼라이너(aligner) 등과 같은 매우 고가의 장비가 필요할 뿐만 아니라 제조 공정의 제어가 복잡하다는 문제점이 있다. However, in the case of manufacturing a microfluidic chip mold using a photolithography process, an ultraviolet curing apparatus equipped with spin coaters for microscopic photoresist coating and a photomask for photolithography is used. Not only very expensive equipment such as an aligner is required, but also complicated control of the manufacturing process.
즉, 마이크로 플루이딕 칩의 중요성과 활용 범위가 광범위하게 넓어지고 있음에도 불구하고 이러한 칩을 제조하기 위한 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 제조 방법은 고가의 장비와 복잡한 여러 단계의 과정을 거쳐야하는 사진식각 공정에 의존하고 있어서 현실적인 제약과 한계성이 있다는 문제가 발생한다. In other words, despite the widespread use and widespread use of microfluidic chips, microfluidic chip molds for manufacturing such chips are required for photolithography processes that require expensive equipment and complex multi-step processes. There is a problem that there are realistic constraints and limitations.
따라서 본 발명자들은 상술된 문제점들을 고려하여, 고가의 장비를 사용하지 않고 특별한 시설이 갖추어지지 않은 일반 실험실이나 작업실 공간에서 보다 용이한 공정으로 보다 신속하게 제조가 가능한, 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈, 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 발명하기에 이르렀다.
Therefore, in view of the above-described problems, the present inventors have prepared a microfluidic chip mold, which can be manufactured more quickly by an easier process in a general laboratory or a work room space without using expensive equipment and without special facilities. The invention has led to the invention of a molding module, a method for manufacturing a microfluidic chip mold using the same, and a microfluidic chip mold manufactured thereby.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 2개의 기판 사이에 자외선에 의해서 경화되는 폴리머 용액을 주입하고 자외선을 마이크로 플루이딕 채널 형태를 가지는 포토 마스크 필름을 통하여 상기 폴리머 용액에 선택적으로 조사함으로써, 보다 용이한 공정으로 보다 신속하게 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조할 수 있는 성형 모듈을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention is to inject a polymer solution that is cured by ultraviolet light between two substrates and the ultraviolet light through a photo mask film having a microfluidic channel form By selectively irradiating the polymer solution, it is to provide a molding module that can produce a microfluidic chip mold more quickly in an easier process.
또한 본 발명의 목적은, 다양한 형태의 마이크로 플루이딕 채널이 인쇄된 포토 마스크 필름을 사용함으로써 다양한 형태의 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조할 수 있는 성형 모듈을 제공하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a molding module capable of manufacturing various types of microfluidic chip mold by using a photo mask film printed with various types of microfluidic channels.
또한 본 발명의 목적은, 2개의 기판의 두께, 테두리부의 두께를 조절함으로써 마이크로 구조물의 높이를 보다 용이하게 제어할 수 있는 성형 모듈을 제공하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a molding module that can more easily control the height of the microstructure by adjusting the thickness of the two substrates, the thickness of the edge portion.
또한 본 발명의 목적은, 상기 성형 모듈을 이용하여, 고가의 장비나 특별한 시설 없이 일반 작업실에서 보다 용이하게 보다 신속한 방법으로 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제공하는 것이다.
It is also an object of the present invention, a method of manufacturing a microfluidic chip mold by using the molding module in a more convenient and faster method in a general workshop without expensive equipment or special facilities, and the microfluidic chip mold produced thereby To provide.
본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈은, 일정한 패턴이 인쇄된 포토 마스크 필름; 상기 포토 마스크 필름의 하부에 배치되는 제1 기판; 상기 제1 기판의 하부에 배치되며, 자외선 경화 폴리머 용액이 수용될 수 있는 테두리부; 및 상기 테두리부의 하부에 배치되는 제2 기판;을 포함하는 것을 특징으로 한다. The molding module for manufacturing a microfluidic chip mold according to the present invention includes a photo mask film printed with a predetermined pattern; A first substrate disposed under the photo mask film; An edge portion disposed under the first substrate and accommodating an ultraviolet curable polymer solution; And a second substrate disposed below the edge portion.
바람직하게는, 상기 일정한 패턴은 마이크로 플루이딕 채널 형태이며, 상기 일정한 패턴은 투명하고, 그 주변은 불투명하도록 인쇄되거나 자외선이 차단되도록 코팅되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the pattern is in the form of a microfluidic channel, the pattern is transparent, characterized in that the surroundings are printed to be opaque or coated to block ultraviolet rays.
바람직하게는, 상기 제1 기판의 하면에는 상기 제1 기판과 자외선 경화 폴리머 사이의 접착력 강화를 위해 코팅막이 제공되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the lower surface of the first substrate is characterized in that the coating film is provided to enhance the adhesion between the first substrate and the ultraviolet curable polymer.
바람직하게는, 상기 테두리부 및 상기 제2 기판 사이에는 플라스틱 필름이 더 제공되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the plastic film is further provided between the edge portion and the second substrate.
바람직하게는, 상기 플라스틱 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the plastic film is selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinylchloride, polyethylene terephthalate and mixtures thereof.
바람직하게는, 상기 플라스틱 필름의 두께는 10 내지 500 ㎛의 범위 내인 것을 특징으로 한다. Preferably, the thickness of the plastic film is characterized in that in the range of 10 to 500 ㎛.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 기판은 유리, 플라스틱, 금속 및 실리콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the first and second substrates are selected from the group consisting of glass, plastic, metal and silicon.
바람직하게는, 상기 테두리부는 사각형, 다각형, 원형 및 타원형 중 어느 하나의 형태를 가지며 일정한 높이 범위 내로 돌출된 형태인 것을 특징으로 한다. Preferably, the rim has a shape of any one of a rectangle, a polygon, a circle, and an oval, and is characterized in that it protrudes within a certain height range.
바람직하게는, 상기 테두리부에는 상기 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하기 위한 주입구 및 공기의 유출입을 위한 공기 배출구가 제공되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the edge portion is provided with an inlet for injecting the ultraviolet curable polymer solution and an air outlet for the inlet and outlet of air.
바람직하게는, 상기 자외선 경화 폴리머 용액은 아크릴레이트 기능기 및 메타크릴레이트 기능기를 포함하는 폴리머 및 광경화 개시제(photoinitiator)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the UV curable polymer solution is characterized in that it comprises a polymer comprising a acrylate functional group and a methacrylate functional group and a photoinitiator (photoinitiator).
바람직하게는, 상기 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. Preferably, the polymer is characterized in that any one or more of polyethylene glycol methyl ether acrylate, polyethylene glycol diacrylate and hydroxy ethyl methacrylate.
바람직하게는, 상기 광경화 개시제는 상기 자외선 경화 폴리머 용액에 대하여 1 내지 3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the photocuring initiator is characterized in that it comprises 1 to 3% by weight based on the ultraviolet curable polymer solution.
바람직하게는, 상기 광경화 개시제는 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논(2-Hydroxy-2-Methyl Propiophenone), 모노아실 포스핀 옥사이드(monoacyl phosphine oxides, MAPO), 및 비스아실 포스핀 옥사이드(bisacyl phosphine oxides, BAPO) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. Preferably, the photocuring initiator is 2-hydroxy-2-methyl propiophenone, monoacyl phosphine oxides (MAPO), and bisacyl phosphine oxide (bisacyl phosphine oxides, BAPO) is characterized in that any one or more.
또한 본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법은, (a) 상술된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈 내로 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하는 단계; 및 (b) 상기 성형 모듈 상부에서 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the method of manufacturing a microfluidic chip mold according to the present invention comprises the steps of: (a) injecting an ultraviolet curable polymer solution into a molding module for producing the microfluidic chip mold described above; And (b) irradiating ultraviolet rays from the upper part of the molding module.
바람직하게는, (c) 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 계면 활성제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, (c) further comprises applying a surfactant to the prepared microfluidic chip mold.
또한 본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드는 상술된 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the microfluidic chip mold according to the present invention is characterized in that it is produced by the above-described manufacturing method.
본 발명에 따르면, 사진 식각 공정을 위한 고가의 장비와 청정 제조 시설이 갖추어지지 않은 일반적인 작업실에서 2개의 기판, 자외선 경화 폴리머 용액, 마이크로 플루이딕 칩 형태가 인쇄된 포토 마스크 필름 및 자외선 램프를 이용하여 매우 짧은 시간 내에 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조할 수 있고, 그로 인해 마이크로 플루이딕 칩을 사용한 시료의 분석 및 미세 입자의 제조 등의 분야에서 다양하게 활용할 수 있게 된다. According to the present invention, two substrates, an ultraviolet curing polymer solution, a photomask film printed with a microfluidic chip, and an ultraviolet lamp are used in a typical work room without expensive equipment for a photolithography process and a clean manufacturing facility. Microfluidic chip molds can be manufactured in a very short time, and thus, they can be used in various fields such as analysis of samples using microfluidic chips and production of fine particles.
또한 본 발명에 따르면, 다양한 형태의 마이크로 플루이딕 채널이 인쇄된 포토 마스크 필름을 사용함으로써 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 미세 구조물의 형태, 즉 넓이와 모양 등을 제어할 수 있으며, 2개의 기판 사이에 배치되는 테두리부의 두께를 조절함으로써 미세 구조물의 높이를 제어할 수 있다는 효과가 발생한다. In addition, according to the present invention, by using a photo mask film printed with various types of microfluidic channels, it is possible to control the shape of the microstructure of the microfluidic chip mold, that is, its width and shape, and to arrange the two substrates. The effect of controlling the height of the microstructure occurs by adjusting the thickness of the edge portion.
또한 본 발명에 따르면, 사용되는 자외선 경화 폴리머의 종류를 조절함으로써, 마이크로 플루이딕 칩 몰드 구조물의 물리적 및 화학적 성질을 제어할 수 있다는 효과가 발생한다. In addition, according to the present invention, by controlling the type of ultraviolet curing polymer used, the effect that the physical and chemical properties of the microfluidic chip mold structure can be controlled.
또한 본 발명에 따르면, PDMS 등과 같은 폴리머 용액을 사용하여 마이크로 플루이딕 칩을 제조하는 경우, 마이크로 플루이딕 칩 몰드가 일회 사용후에 폐기되는 것이 아니라 수 차례 연속적으로 사용이 가능하기 때문에 효율적이고 경제적이다.
In addition, according to the present invention, when manufacturing a microfluidic chip using a polymer solution such as PDMS, the microfluidic chip mold is efficient and economical because it can be used several times consecutively rather than discarded after one use.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈(100)을 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 1의 (a)는 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈(100)의 구성도이며, 도 1의 (b)는 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈(100)의 단면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 성형 모듈(100) 내로 경화 폴리머 용액을 주입하는 과정을 나타낸 도면으로서, 도 2의 (a)는 성형 모듈(100)이 조립된 상태의 모습을 나타내는 도면이며, 도 2의 (b)는 성형 모듈(100)의 주입구(31)에 경화 폴리머 용액이 주입된 상태를 나타낸 도면이며, 도 2의 (c)는 주입구(31)에 주입된 경화 폴리머 용액이 모세관 현상에 의해 테두리부(30) 내부로 유입되는 상태를 나타낸 도면이며, 도 2의 (d)는 자외선 경화 폴리머 용액의 주입이 완료된 상태를 나타낸 도면이며,
도 3의 (a)는 본 발명에 따른 성형 모듈(100)에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 단면도이며, 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 성형 모듈(100)에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 성형 모듈(100)에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 표면에 계면활성제를 코팅하는 과정을 나타낸 개념도이며,
도 5는 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 사용하여 마이크로 플루이딕 칩을 제조하는 과정을 나타내는 개념도이며,
도 6은 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드와 마이크로 플루이딕 칩의 제조 및 실시예를 나타내는 사진으로서,
도 6의 (a)는 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 제조 사진이며,
도 6의 (b)는 상기 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 사용하여 제조한 PDMS 마이크로 플루이딕 칩의 제조 사진이며,
도 6의 (c)는 상기 제조된 PDMS 마이크로 플루이딕 칩을 사용하여 두 가지의 다른 종류의 용액(붉은 색 염료와 푸른 색 염색로 염색한 용액)을 마이크로 플루이딕 칩에 주입하여 미세유체 흐름의 조작을 시행하는 사진이다.1 is a view schematically showing a
2 is a view showing a process of injecting a cured polymer solution into the
Figure 3 (a) is a cross-sectional view of the microfluidic chip mold manufactured by the
4 is a conceptual diagram illustrating a process of coating a surfactant on a surface of a microfluidic chip mold manufactured by the
5 is a conceptual diagram illustrating a process of manufacturing a microfluidic chip using a microfluidic chip mold manufactured according to the present invention.
FIG. 6 is a photograph showing a preparation and an embodiment of a microfluidic chip mold and a microfluidic chip manufactured according to the present invention.
Figure 6 (a) is a photograph of the manufacturing of the microfluidic chip mold manufactured according to the present invention,
Figure 6 (b) is a photograph of the PDMS microfluidic chip manufactured using the prepared microfluidic chip mold,
FIG. 6 (c) shows microfluidic flow by injecting two different kinds of solutions (red dye and blue dye) into the microfluidic chip using the prepared PDMS microfluidic chip. It is photograph to perform operation.
이하, 본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈, 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, a molding module for manufacturing a microfluidic chip mold according to the present invention, a method for manufacturing a microfluidic chip mold using the same, and a preferred embodiment of the microfluidic chip mold manufactured thereby will be described with reference to the accompanying drawings. . In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
<실시예> <Examples>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈(100)을 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 1의 (a)는 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈(100)의 구성도이며, 도 1의 (b)는 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈(100)의 단면도이다. 1 is a view schematically showing a
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈(100)은 포토 마스크 필름(10), 제1 기판(20), 테두리부(30) 및 제2 기판(40)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 모듈(100)은 코팅막(50) 및 플라스틱 필름(60)을 더 포함할 수 있음을 유의한다.
Referring to FIG. 1, the
포토 마스크 필름(10)은 일정한 패턴이 인쇄된 얇은 필름이다. 이러한 일정한 패턴은 미세한 마이크로 플루이딕 채널 형태를 가지도록 인쇄된다.The
포토 마스크 필름(10)은 투명부(11) 및 불투명부(12)를 포함하는데, 투명부(11)는 미세한 마이크로 플루이딕 채널 형태 부분이며, 불투명부(12)는 상기 채널 형태의 주변부를 의미한다. 한편, 불투명부(12)는 포토 마스크 필름(10) 제조시 불투명하도록 인쇄되거나 자외선이 차단되도록 코팅됨으로써 형성된다. 이러한 포토 마스크 필름(10)의 투명부(11) 및 불투명부(12)에 의하여, 후술되는 바와 같이 자외선이 상기 일정한 패턴을 통해서만 선택적으로 투과되게 된다.The
한편, 본 발명에 따른 성형 모듈(100)을 이용하여 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 평면상의 구조는 포토 마스크 필름(10)에 인쇄된 투명부(11)의 형상과 동일하다. 따라서, 다양한 형태의 마이크로 플루이딕 채널이 인쇄된 포토 마스크 필름(10)을 사용함으로써 다양한 형태(즉, 평면상의 구조)를 가지는 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조할 수 있게 된다.
On the other hand, the planar structure of the microfluidic chip mold manufactured using the
제1 기판(20)은 포토 마스크 필름(10)의 하부에 배치된다. The
이때, 제1 기판(20)은 투명성 유리(슬라이드 글라스 및 커버 글라스 포함), 플라스틱, 금속 및 실리콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하며, 투명성 유리 기판을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 이러한 제1 기판(20)은 자외선이 투과될 수 있는 재질이면 그 종류가 특별히 제한되지 않음을 유의한다. In this case, the
또한 제1 기판(20)은 약 100㎛ 내지 약 3cm 범위 내의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 제1 기판(20)의 두께가 상기 범위보다 얇은 경우에는 제조 비용이 증가하게 되어 성형 모듈 제조시 경제성이 저하되며, 제1 기판(20)의 두께가 상기 범위보다 두꺼운 경우에는 자외선의 투과되는 양이 감소되어 자외선 경화 폴리머 용액의 경화를 원할하게 수행할 수 없기 때문이다.
In addition, the
테두리부(30)는 제1 기판(20)의 하부에 배치되는 것으로서, 자외선 경화 폴리머 용액이 수용될 수 있도록 일정한 형태로 돌출된 형상을 가진다. The
이러한 테두리부(30)는 사각형, 다각형, 원형 및 타원형 중 어느 하나의 형태를 가지나, 테두리부(30)는 그 내부에 자외선 경화 폴리머 용액을 수용할 수 있는 한 그 형상은 특별히 제한되지 않음을 유의한다. Note that the
한편, 테두리부(30)에는 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하기 위한 주입구(31) 및 공기의 유출입을 위한 공기 배출구(32)가 제공된다. 한편, 이러한 주입구(31) 및 공기 배출구(32)에 대해서는 후술하기로 한다. On the other hand, the
이러한 테두리부(30)는 플라스틱, 또는 금속으로 제조되며, 약 50㎛ 내지 약 2cm 범위의 높이를 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 테두리부(30)의 높이를 조절함에 따라 마이크로 구조물의 높이를 보다 용이하게 제어할 수 있게 된다.
The
제2 기판(40)은 테두리부(30)의 하부에 배치된다. The
이때, 제2 기판(40)은 투명성 유리(슬라이드 글라스 및 커버 글라스 포함), 플라스틱, 금속 및 실리콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하며, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아님을 유의한다.
In this case, the
선택적으로, 코팅막(50)이 제1 기판(20)의 하면에 배치될 수 있다.Optionally, the
이러한 코팅막(50)은 후술되는 바와 같이, 자외선에 의해 경화된 폴리머와 제1 기판(20) 사이의 접착력을 강화시키는 역할을 수행한다. 이러한 코팅막(50)으로 인해, 최종적으로 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 미세 구조물을 형성하거나 사용하는 경우, 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있게 되며, 반복 사용 회수를 증가시킬 수 있게 된다.
As described below, the
선택적으로, 플라스틱 필름(60)이 테두리부(30)와 제2 기판(40) 사이에 배치될 수 있다. Optionally, a
이러한 플라스틱 필름(60)은 후술되는 바와 같이, 자외선에 의해 경화된 폴리머의 이형을 용이하게 하는 역할을 수행한다. This
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 모듈(100)에서 플라스틱 필름(60)을 사용하지 않고 제2 기판(40)만 사용하는 것도 가능하나, 자외선에 의해 경화된 폴리머를 제2 기판(40)으로부터 분리하는 과정에서 자외선에 의해 경화된 폴리머와 제2 기판(40)과의 접착력으로 인하여 이형이 어려울뿐만 아니라 이형 과정에서 미세 구조물의 손상이 발생할 수 있게 된다. That is, in the
따라서, 플라스틱 필름(60)을 테두리부(30)와 제2 기판(40) 사이에 배치함으로써, 자외선 경화 후에 제2 기판(40)을 분리하기가 용이하게 되고, 자외선에 의해 경화된 폴리머와 플라스틱 필름(60) 사이의 낮은 접착력으로 인해 플라스틱 필름(9)을 분리하기 용이할 뿐만 아니라 이형 과정에서 미세 구조물의 손상을 방지할 수 있게 된다. Therefore, by arranging the
이러한 플라스틱 필름(60)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하며, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아님을 유의한다. 또한 플라스틱 필름(60)의 두께는 10 내지 500 ㎛의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
The
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a microfluidic chip mold according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.
도 2는 본 발명에 따른 성형 모듈(100) 내로 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하는 과정을 나타낸 도면으로서, 도 2의 (a)는 성형 모듈(100)이 조립된 상태의 모습을 나타내는 도면이며, 도 2의 (b)는 성형 모듈(100)의 주입구(31)에 경화 폴리머 용액이 주입된 상태를 나타낸 도면이며, 도 2의 (c)는 주입구(31)에 주입된 경화 폴리머 용액이 모세관 현상에 의해 테두리부(30) 내부로 유입되는 상태를 나타낸 도면이며, 도 2의 (d)는 자외선 경화 폴리머 용액의 주입이 완료된 상태를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a process of injecting a UV cured polymer solution into the
도 3의 (a)는 본 발명에 따른 성형 모듈(100)에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 단면도이며, 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 성형 모듈(100)에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 사시도이다. Figure 3 (a) is a cross-sectional view of the microfluidic chip mold manufactured by the
도 4는 본 발명에 따른 성형 모듈(100)에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 표면에 계면활성제를 코팅하는 과정을 나타낸 개념도이다. 4 is a conceptual diagram illustrating a process of coating a surfactant on the surface of the microfluidic chip mold manufactured by the
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법은 (a) 상술된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈 내로 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하는 단계; 및 (b) 상기 성형 모듈 상부에서 자외선을 조사하는 단계를 포함한다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법은 (c) 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 계면 활성제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. Microfluidic chip mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of (a) injecting a UV cured polymer solution into the molding module for manufacturing the above-mentioned microfluidic chip mold; And (b) irradiating ultraviolet rays from the upper part of the molding module. In addition, the method of manufacturing a microfluidic chip mold according to an embodiment of the present invention may further include (c) applying a surfactant to the prepared microfluidic chip mold.
이하, 상기 단계들을 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, the steps will be described in detail.
(a) 상술된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈 내로 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하는 단계(a) injecting an ultraviolet curable polymer solution into a forming module for making the microfluidic chip mold described above
도 2를 참조하면, 자외선 경화 폴리머 용액을 성형 모듈(100)에 주입하는 과정이 도시되어 있다. 우선, 성형 모듈(100)의 주입구(31)에 자외선 경화 폴리머 용액을 피펫으로 천천히 소량을 떨어뜨린다. 그러면, 주입된 자외선 경화 폴리머 용액은 성형 모듈(100)의 테두리부(30) 내로 모세관 현상에 의하여 천천히 유입되게 된다. 이 과정에서, 성형 모듈(100) 내부에 존재하던 공기는 반대편 공기 배출구(32)를 통하여 외부로 배출되게 된다.Referring to FIG. 2, a process of injecting an ultraviolet curing polymer solution into the
이와 같이, 모세관 현상에 의해서 자외선 경화 폴리머 용액을 성형 모듈(100) 내부로 유입시키기 때문에 주입된 자외선 경화 폴리머 용액 내부에 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하는 과정이 매우 단순하고 편리하다는 장점을 가지게 된다. As such, since the ultraviolet curable polymer solution is introduced into the
이때, 주입되는 자외선 경화 폴리머 용액은 아크릴레이트 기능기 및 메타크릴레이트 기능기를 포함하는 폴리머 및 광경화 개시제(photoinitiator)를 포함한다. 여기서, 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하며, 광경화 개시제는 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논(2-Hydroxy-2-Methyl Propiophenone), 모노아실 포스핀 옥사이드(monoacyl phosphine oxides, MAPO), 및 비스아실 포스핀 옥사이드(bisacyl phosphine oxides, BAPO) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. 또한 바람직하게는, 상기 광경화 개시제는 상기 자외선 경화 폴리머 용액에 대하여 1 내지 3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In this case, the injected UV cured polymer solution includes a polymer including an acrylate functional group and a methacrylate functional group and a photoinitiator. Here, the polymer is characterized in that any one or more of polyethylene glycol methyl ether acrylate, polyethylene glycol diacrylate and hydroxy ethyl methacrylate, the photocuring initiator is 2-hydroxy-2-methyl propiophenone (2- Hydroxy-2-Methyl Propiophenone), monoacyl phosphine oxides (MAPO), and bisacyl phosphine oxides (bisacyl phosphine oxides, BAPO) is characterized in that any one or more. Also preferably, the photocuring initiator is characterized in that it comprises 1 to 3% by weight based on the ultraviolet curable polymer solution.
(b) 상기 성형 모듈 상부에서 자외선을 조사하는 단계(b) irradiating ultraviolet rays from the upper part of the molding module
상기 (a) 단계 이후에, 성형 모듈(100) 상부에서 자외선 램프를 통하여 자외선을 조사함으로써 테두리부(30) 내에 위치하는 폴리머 용액을 경화시키는 단계를 수행한다. After the step (a), the step of curing the polymer solution located in the
이때, 성형 모듈의 포토 마스크 필름(10)의 투명부(11) 및 불투명부(12)에 의하여, 자외선이 일정한 패턴을 통해서만 선택적으로 투과되게 되며, 그로 인해 폴리머 용액이 일정한 패턴을 가지도록 선택적으로 경화되게 된다. At this time, by the
자외선을 조사하여 수초 내지 수분 동안 경화 반응을 수행한 후, 코팅막(50)을 포함하는 제1 기판(20)만을 남겨두고 나머지 구성 요소들을 해체한다.After performing a curing reaction for several seconds to several minutes by irradiating ultraviolet rays, the remaining components are dismantled, leaving only the
그러면, 도 3에 도시된 바와 같이, 일정한 마이크로 플루이딕 채널의 형상을 가진 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 획득할 수 있게 된다.
Then, as shown in FIG. 3, it is possible to obtain a microfluidic chip mold having a shape of a constant microfluidic channel.
(c) 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 계면 활성제를 도포하는 단계(c) applying a surfactant to the prepared microfluidic chip mold
상기 (c) 단계는 본 발명에 따른 성형 모듈(100)에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 표면에 계면활성제(SDS, Triton-X, CTAB 등)(70)를 도포하여 표면을 코팅하는 단계이다.Step (c) is a step of coating the surface by applying a surfactant (SDS, Triton-X, CTAB, etc.) 70 on the surface of the microfluidic chip mold manufactured by the
이러한 코팅으로 인해, PDMS와 같은 폴리머 용액을 사용한 마이크로 플루이딕 칩의 제조 과정에서 본 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 미세 구조물에서의 PDMS 등의 폴리머의 경화반응이 잘 진행되도록 하며 마이크로 플루이딕 칩 레플리카의 이형 분리가 보다 쉽게 될 수 있다.
Due to this coating, the curing reaction of the polymer such as PDMS in the microstructure of the microfluidic chip mold is well progressed during the manufacturing of the microfluidic chip using a polymer solution such as PDMS and release of the microfluidic chip replica. Separation can be made easier.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 사용하여 마이크로 플루이딕 칩을 제조하는 과정을 나타내는 개념도이며, 도 6은 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 사용하여 제조한 마이크로 플루이딕 칩의 실시예로서, 마이크로 플루이딕 칩을 사용하여 마이크로 입자를 제조하는 과정에 대한 모식도이다. 5 is a conceptual diagram illustrating a process of manufacturing a microfluidic chip using a microfluidic chip mold manufactured according to the present invention, and FIG. 6 is a microfluid manufactured using the microfluidic chip mold manufactured according to the present invention. As an embodiment of the fluidic chip, it is a schematic diagram of a process for producing microparticles using the microfluidic chip.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 이용하여 마이크로 플루이딕 칩을 제조하는 과정이 도시되어 있다.5, a process of manufacturing a microfluidic chip using a microfluidic chip mold manufactured according to the present invention is shown.
우선, 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 PDMS와 같은 폴리머 용액(즉, 프리폴리머와 경화제의 혼합용액)(81)을 도포하고 일정 시간동안 경화시킨다. 그 후, PDMS 마이크로 플루이딕 칩 레플리카(82)를 마이크로 플루이딕 칩 몰드로부터 이형시킨다. 그 후, 이형된 레플리카(82)에 일정한 위치에 구멍(83)을 뚫는다. 그리고 마이크로 플루이딕 채널이 새겨진 부분에 플라즈마 처리를 약 30초 간 한 후에 슬라이드 글라스(84) 위에 올려서 붙인다. 그 후, PDMS 마이크로 플루이딕 칩의 시료 주입을 위한 연결관(85)들을 이미 뚫어놓은 구멍에 연결하고 이러한 연결 부위를 본딩하여 마이크로 플루이딕 칩을 제조하게 된다. First, a polymer solution (ie, a mixed solution of prepolymer and curing agent) 81 such as PDMS is applied to a microfluidic chip mold and cured for a predetermined time. Thereafter, the PDMS
도 6을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드, 상기 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 사용하여 제조한 PDMS 마이크로 플루이딕 칩, 그리고 상기 제조된 PDMS 마이크로 플루이딕 칩에서 두 가지 다른 용액을 주입하여 미세유체의 조작을 하는 것을 나타내는 사진들이다. Referring to FIG. 6, a microfluidic chip mold manufactured according to the present invention, a PDMS microfluidic chip manufactured using the prepared microfluidic chip mold, and two different types of PDMS microfluidic chips prepared above. These pictures show the manipulation of microfluidics by injecting a solution.
구체적으로 살펴보면, 도 6의 (a)는 도 1 내지 3에 기재된 과정에 의한 마이크로 플루이딕 칩의 제조의 방법에 따라서 제조된 폴리에틸렌글리콜메틸에테르아크릴레이트(Polyethylene glycol methylether acrylate) 폴리머 재료의 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 사진이며, (b)는 본 발명의 도 4 내지 5의 과정을 통해 제조한 PDMS 마이크로 플루이딕 칩의 제조 사진이며, 그리고 (c)는 상기 제조한 PDMS 마이크로 플루이딕 칩의 일반적인 사용예의 하나에 속하는 마이크로 채널 내에 유체를 주입하여 유체의 흐름을 제어하고 분석 등의 조작을 수행하는 과정의 단계를 나타내는 사진이다.
Specifically, (a) of FIG. 6 shows a microfluidic material of a polyethylene glycol methylether acrylate polymer material prepared according to the method of manufacturing a microfluidic chip by the process described in FIGS. 1 to 3. It is a photograph of the chip mold, (b) is a photograph of the PDMS microfluidic chip manufactured through the process of Figures 4 to 5 of the present invention, and (c) is a general use example of the PDMS microfluidic chip prepared above It is a picture showing the steps of the process of controlling the flow of fluid and performing an operation such as analysis by injecting a fluid into a microchannel belonging to one.
이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드 및 PDMS 등의 폴리머 용액을 사용하여 여러 차례 반복적으로 마이크로 플루이딕 칩을 제조할 수 있게 되며, 그로 인해 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 사용 효율이 향상되며 응용 범위도 넓어지게 된다.
As such, the microfluidic chip may be repeatedly manufactured many times using a polymer solution such as the microfluidic chip mold and PDMS prepared according to the present invention, thereby improving the use efficiency of the microfluidic chip mold. And wider range of applications.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
As mentioned above, although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, and the following claims are not limited to the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. It can be easily understood by those skilled in the art that can be modified and modified.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
10 : 포토 마스크 필름
11 : 투명부
12 : 불투명부
20 : 제1 기판
30 : 테두리부
31 : 주입구
32 : 공기 배출구
40 : 제2 기판
50 : 코팅막
60 : 플라스틱 필름
70 : 계면활성제
81 : 폴리머 용액
82 : PDMS 마이크로 플루이딕 칩 레플리카
83 : 구멍
84 : 슬라이드 글라스
85 : 연결관
100 : 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈<Description of Major Symbols in Drawing>
10: photo mask film
11: transparent part
12: opacity
20: first substrate
30: border
31: injection hole
32: air outlet
40: second substrate
50: coating film
60: plastic film
70: surfactant
81: polymer solution
82: PDMS Micro Fluidic Chip Replica
83: hole
84: slide glass
85 connector
100: molding module for manufacturing a microfluidic chip mold
Claims (16)
상기 포토 마스크 필름의 하부에 배치되는 제1 기판;
상기 제1 기판의 하부에 배치되며, 자외선 경화 폴리머 용액이 수용될 수 있는 테두리부; 및
상기 테두리부의 하부에 배치되는 제2 기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
A photo mask film printed with a constant pattern;
A first substrate disposed under the photo mask film;
An edge portion disposed under the first substrate and accommodating an ultraviolet curable polymer solution; And
And a second substrate disposed under the edge portion of the edge portion, wherein the molding module for manufacturing the microfluidic chip mold.
상기 일정한 패턴은 마이크로 플루이딕 채널 형태이며,
상기 일정한 패턴은 투명하고, 그 주변은 불투명하도록 인쇄되거나 자외선이 차단되도록 코팅되는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 1,
The constant pattern is in the form of a microfluidic channel,
The constant pattern is transparent, the periphery is characterized in that it is printed to be opaque or coated to block ultraviolet rays,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 제1 기판의 하면에는 상기 제1 기판과 자외선 경화 폴리머 사이의 접착력 강화를 위해 코팅막이 제공되는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 2,
The lower surface of the first substrate, characterized in that the coating film is provided to enhance the adhesion between the first substrate and the ultraviolet curable polymer,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 테두리부 및 상기 제2 기판 사이에는 플라스틱 필름이 더 제공되는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 2,
The plastic film is further provided between the edge portion and the second substrate,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 플라스틱 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 4, wherein
The plastic film is selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate and mixtures thereof,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 플라스틱 필름의 두께는 10 내지 500 ㎛의 범위 내인 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 5,
The thickness of the plastic film is characterized in that in the range of 10 to 500 ㎛,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 제1 및 제2 기판은 유리, 플라스틱, 금속 및 실리콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 2,
Wherein said first and second substrates are selected from the group consisting of glass, plastic, metal and silicon,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 테두리부는 사각형, 다각형, 원형 및 타원형 중 어느 하나의 형태를 가지며 일정한 높이 범위 내로 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 2,
The edge portion has a shape of any one of a rectangle, a polygon, a circle and an oval and is characterized in that it protrudes within a certain height range,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 테두리부에는 상기 자외선 경화 폴리머 용액을 주입하기 위한 주입구 및 공기의 유출입을 위한 공기 배출구가 제공되는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 8,
The edge portion is provided with an inlet for injecting the ultraviolet curable polymer solution and an air outlet for the inlet and outlet of air,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 자외선 경화 폴리머 용액은 아크릴레이트 기능기 및 메타크릴레이트 기능기를 포함하는 폴리머 및 광경화 개시제(photoinitiator)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 1,
The ultraviolet curable polymer solution is characterized in that it comprises a photoinitiator and a polymer comprising an acrylate functional group and methacrylate functional group,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 폴리머는 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 하이드록시 에틸 메타크릴레이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 10,
Wherein said polymer is at least one of polyethylene glycol methyl ether acrylate, polyethylene glycol diacrylate, and hydroxy ethyl methacrylate,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 광경화 개시제는 상기 자외선 경화 폴리머 용액에 대하여 1 내지 3 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 10,
The photocuring initiator is characterized in that it comprises 1 to 3% by weight relative to the ultraviolet curing polymer solution,
Molding module for making microfluidic chip molds.
상기 광경화 개시제는 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논(2-Hydroxy-2-Methyl Propiophenone), 모노아실 포스핀 옥사이드(monoacyl phosphine oxides, MAPO), 및 비스아실 포스핀 옥사이드(bisacyl phosphine oxides, BAPO) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈.
The method of claim 12,
The photocuring initiators include 2-hydroxy-2-methyl propiophenone, monoacyl phosphine oxides (MAPO), and bisacyl phosphine oxides. , BAPO), characterized in that
Molding module for making microfluidic chip molds.
(b) 상기 성형 모듈 상부에서 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법.
(a) injecting an ultraviolet curable polymer solution into the forming module according to any one of claims 1 to 13; And
(b) irradiating ultraviolet rays from the upper part of the molding module,
Microfluidic chip mold manufacturing method.
(c) 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 계면 활성제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법.
The method of claim 14,
(c) further comprising applying a surfactant to the prepared microfluidic chip mold,
Microfluidic chip mold manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100096029A KR101053772B1 (en) | 2010-10-01 | 2010-10-01 | Forming module for manufacturing microfluidic chip mold, method for manufacturing microfluidic chip mold using the same and microfluidic chip mold manufactured by the same |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104923324A (en) * | 2015-07-03 | 2015-09-23 | 南京理工大学 | Preparation method for PDMS microfluidic chip based on photosensitive resin curing molding |
| CN106115614A (en) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 深圳市国赛生物技术有限公司 | The manufacture method of a kind of micro-fluidic chip and micro-fluidic chip |
| KR20180012377A (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-06 | 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 | Manufacturing method for microfluidic chip using photomask to laser beam machining |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100568581B1 (en) * | 2003-04-14 | 2006-04-07 | 주식회사 미뉴타텍 | Composition for mold used in forming micropattern, and mold prepared therefrom |
| KR100680729B1 (en) * | 1999-12-15 | 2007-02-12 | 시바 스페셜티 케미칼스 홀딩 인크. | Oxime ester photoinitiators, a photopolymerizable composition comprising the same and a photopolymerization method using the same |
| KR100773588B1 (en) * | 2006-06-29 | 2007-11-05 | 한국과학기술원 | Method of forming polymer pattern and metal film pattern, metal pattern, microshutter, microlens array stamper, plastic mold using thereof |
-
2010
- 2010-10-01 KR KR1020100096029A patent/KR101053772B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100680729B1 (en) * | 1999-12-15 | 2007-02-12 | 시바 스페셜티 케미칼스 홀딩 인크. | Oxime ester photoinitiators, a photopolymerizable composition comprising the same and a photopolymerization method using the same |
| KR100568581B1 (en) * | 2003-04-14 | 2006-04-07 | 주식회사 미뉴타텍 | Composition for mold used in forming micropattern, and mold prepared therefrom |
| KR100773588B1 (en) * | 2006-06-29 | 2007-11-05 | 한국과학기술원 | Method of forming polymer pattern and metal film pattern, metal pattern, microshutter, microlens array stamper, plastic mold using thereof |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104923324A (en) * | 2015-07-03 | 2015-09-23 | 南京理工大学 | Preparation method for PDMS microfluidic chip based on photosensitive resin curing molding |
| KR20180012377A (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-06 | 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 | Manufacturing method for microfluidic chip using photomask to laser beam machining |
| KR101856500B1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-06-21 | 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 | Manufacturing method for microfluidic chip using photomask to laser beam machining |
| CN106115614A (en) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 深圳市国赛生物技术有限公司 | The manufacture method of a kind of micro-fluidic chip and micro-fluidic chip |
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