KR101150407B1 - 미세입자 포획을 위한 미세소자 및 미세입자의 포획방법 - Google Patents

미세입자 포획을 위한 미세소자 및 미세입자의 포획방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세입자 포획을 위한 미세소자에 관한 것으로서, 미세입자가 포함된 미세유체를 내부에 수용하는 챔버; 상기 챔버 내부에 전기장을 생성시키는 전기장생성부; 및 상기 챔버 내에 위치하며, 미세채널을 형성하는 미세구조물을 포함하고, 상기 미세채널에 의해 상기 전기장의 구배가 발생되어, 상기 미세입자가 상기 미세채널을 향해 이동하여 포획되는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 쉽고 간편하면서 빠른 속도로 미세입자를 특정 위치에 포획할 수 있으며, 나아가 서로 다른 두 개 이상의 미세입자가 미세채널을 사이에 두고 포획되도록 하여 이들 간의 상호작용을 광학적 또는 전자적으로 감지하여 용이하게 관찰할 수 있다.

Description

미세입자 포획을 위한 미세소자 및 미세입자의 포획방법{MICRO DEVICE FOR TRAPPING MICROPARTICLE AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 미세입자 포획을 위한 미세소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세채널을 사이에 두고 빠르고 간편하게 미세입자의 포획이 가능하도록 하여 미세입자 간의 상호작용을 관찰하고 이를 분석할 수 있는 미세입자 포획을 위한 미세소자 및 미세입자의 포획방법에 관한 것이다.
바이오칩은 극미량의 시료를 사용하여 동시 분석 또는 초고속 분석이 가능하도록 하는 기술로써 유전자 발현양상, 유전자 결함, 단백질 분포 등의 생물학적 정보를 얻거나 생화학적 동정 및 반응속도 또는 정보처리 속도를 높이는 도구나 장치를 말한다. 바이오칩의 잠재적 응용분야는 크게 제약/의료, 환경/에너지, 식품/농축수산, 정보/전자, 엔터테인먼트 등으로 나누어 볼 수 있다. 바이오칩은 크게 마이크로어레이칩(microarray chip)과 마이크로플루이딕스 칩(microfluidics chip)의 두 가지로 나눌 수 있다.
마이크로플루이딕스 칩은 미세유동 기술을 응용하여 극소량의 유체의 위치나 이동을 제어하고 분석함으로써, 미량의 분석 대상물질을 흘려보내면서 칩에 집적되 어 있는 각종 생물분자 혹은 센서와 반응하는 양상을 분석할 수 있는 바이오칩으로, 최근에는 이를 기반으로 분석물질의 분리, 합성, 정량분석 등이 하나의 칩 상에서 가능한 랩온어칩(lab-on-a-chip)이 개발되고 있다.
한편 최근 주목받고 있는 세포칩의 경우, 기존 바이오칩이 대부분 기판 위에 항체나 단백질 리간드를 이용한 물질 분석에 기반을 둔 반면, 세포 자체를 사용함으로써 화학적, 생물학적 활성의 변화, 반응 메커니즘, 이물질에 대한 반응을 측정할 수 있다. 그렇기 때문에 세포칩은 신약 개발, 환경 모니터링 등을 위한 바이오칩으로써 큰 관심을 끌고 있으며, 전세계적으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 선두 연구그룹으로 Whitehead Institute의 Sabatini 팀으로써 2001년 'Transfected-Cell Microarrays'에 대한 연구결과를 발표한 바 있다[J. Ziauddin and D. M. Sabatini, Nature 411:107-110 (2001)]. 최근에는 많은 수의 미세 기둥과 미세유체 구동을 이용하여 단일 세포를 어레이로 만들고 서로 다른 세포 간의 퓨전(fusion)을 관찰한 사례가 있다 [A.M. Skelly et al., Nature Methods 6:147-152 (2009)]. 그러나 상기와 같은 기존의 세포칩의 경우, 매우 복잡한 제조 공정과정이 필요하거나, 복잡한 유체구동 기술이 요구된다는 한계가 있다. 또한 세포 간 상호작용을 관찰함과 동시에 물질전달 과정을 광학적 또는 전자적으로 감지하는데는 어려움이 있다.
상술한 바와 같이, 기존의 세포칩을 이용하여 두 개 이상의 세포를 포획하여 세포간 상호작용(예를 들면, 세포간 신호전달 또는 물질전달)을 단일 세포 레벨에서 관찰하기 위해서는 비싼 장비와 매우 복잡한 시스템 구조와 복잡하고 세밀한 유 체구동 기술이 필요하다. 또한 단일 세포 레벨에서 서로 다른 종류의 세포들을 하나씩 짝을 지어 서로 간의 물질 전달을 관찰하고, 그 물질을 다양한 광학 감지 기술 또는 전자 센서 기술을 이용하여 분석하는 것은 더욱 어렵다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 과제는 미세입자를 손쉽게 포획할 수 있으며 동시에 미세채널을 사이에 두고 한 쌍의 미세입자를 간편하게 포획하여 이들 간의 상호작용을 손쉽게 관찰할 수 있는 미세입자 포획을 위한 미세소자를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두번째 과제는 상술한 미세소자를 이용하여 미세입자를 포획하는 미세입자의 포획방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫번째 과제를 달성하기 위하여,
미세입자가 포함된 미세유체를 내부에 수용하는 챔버;
상기 챔버 내부에 전기장을 생성시키는 전기장생성부; 및
상기 챔버 내에 위치하며, 미세채널을 형성하는 미세구조물을 포함하고,
상기 미세채널에 의해 상기 전기장의 구배가 발생되어, 상기 미세입자가 상기 미세채널을 향해 이동하여 포획되는 것을 특징으로 하는 미세입자 포획을 위한 미세소자를 제공한다.
여기서, 상기 전기장생성부는 상기 챔버 내에 배치되는 하나 이상의 전극 및 상기 전극에 전압을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 챔버에는 상기 미세유체를 주입하기 위한 주입부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 챔버 내부에는 상기 챔버를 제1 챔버 및 제2 챔버로 분리하는 격벽이 구비되고, 상기 격벽은 상기 미세채널이 형성된 상기 미세구조물 상에 위치하여, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버가 상기 미세채널에 의해 연통될 수 있다.
또한, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버에는 상기 미세유체를 주입하기 위한 주입부가 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 미세입자는 상기 미세채널의 일단 또는 양단에 포획될 수 있다.
또한, 상기 미세채널의 양단에 포획된 미세입자 간의 상호작용이 광학적 또는 전자적으로 감지될 수 있다.
또한, 상기 전극은 전도성 물질로 제조될 수 있다.
또한, 상기 미세채널의 폭은 상기 미세입자의 외경보다 작은 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔버 및 상기 미세구조물은 실리콘, 유리 또는 고분자물질로 제조될 수 있다.
또한, 상기 미세입자는 세포, 고분자입자, 금속나노입자, 반도체나노입자, 생체분자, 또는 약물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 미세유체 및 상기 미세입자 중 적어도 하나는 전기동역학적 원리에 의해 이동하여 상기 미세입자가 포획되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 두번째 과제를 달성하기 위하여,
미세채널이 형성된 미세구조물이 내부에 배치된 챔버에 미세입자가 포함된 미세유체를 주입하는 단계;
상기 챔버에 전기장을 생성시키는 단계; 및
상기 미세채널에 상기 미세입자가 포획되는 단계;를 포함하는 미세입자의 포획방법을 제공한다.
여기서, 상기 미세입자가 포획되는 단계는, 상기 미세유체 및 상기 미세입자 중 적어도 하나가 전기동역학적 원리에 의해 이동하여 포획되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미세입자는 상기 미세채널의 양단에 포획되고, 상기 미세채널 양단에 포획된 미세입자 사이의 상호작용을 관찰하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 미세입자 포획을 위한 미세소자를 이용하면, 쉽고 간편하면서 빠른 속도로 미세입자를 특정 위치에 포획할 수 있으며, 나아가 서로 다른 두 개 이상의 미세입자가 미세채널을 사이에 두고 포획되도록 하여 이들 간의 상호작용을 광학적 또는 전자적으로 감지하여 용이하게 관찰할 수 있다. 또한, 한번에 많은 수의 미세입자를 포획하여 어레이화 함으로써 초고속으로 미세입자를 분석할 수 있고, 유체구동장치나 이를 제어하기 위한 복잡한 장비가 요구되지 않으며, 단순한 제작 공정과 소자의 소형화로 인해 경제적이면서도 성능이 우수한 미세입자 분석장치를 구축할 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 미세입자 포획을 위한 미세소자의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 포획을 위한 미세소자의 실제 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 명세서 상에서 "미세입자" 란, 세포, 고분자 입자, 금속나노입자, 반도체나노입자, 단백질 또는 DNA 등의 생체분자, 또는 약물이 될 수 있으며, 생물 또는 무생물 미세입자를 포괄하여 지칭한다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세입자 포획을 위한 미세소자는 상기 미세입자가 포함된 미세유체가 존재하는 하나 이상의 챔버(10), 상기 챔버 내부에 전기장을 생성시키는 전기장생성부(20), 및 상기 챔버 내에 위치하며 미세채널(31)을 형성하는 미세구조물(30)을 포함하여 이루어진다.
전기장생성부(20)는 챔버 내에 배치되는 하나 이상의 전극(22) 및 이 전극에 전압을 인가하는 전원부(21)를 포함할 수 있다.
챔버(10)에는 미세유체를 주입하기 위한 주입부(11)가 구비될 수 있다.
챔버(10)는 실리콘, 유리 및 PDMS(polydimethylsiloxane), PMMA(polymethylmethacrylate) 등의 고분자 물질 중 어느 하나의 재질로 제조될 수 있으며, 상기 챔버(10)로 주입되는 미세유체는 세포, 고분자 입자, 금속나노입자, 반도체나노입자, 단백질 또는 DNA 등의 생체분자, 약물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 챔버(10)는 그 내부를 광학적으로 용이하게 관찰할 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있다.
상기 전원부(21)는 상기 미세입자 포획을 위한 미세소자에 전압을 인가한다.
상기 전원부(21)를 통해 전압이 인가되면 상기 챔버(10) 및 상기 미세구조물(30)에 의해 형성된 미세채널(31)에 전기장(60)이 형성된다.
전기장이 형성될 때, 상기 미세구조물(30)에 의해 그 형태가 변형될 수 있으며, 이로 인해 전기장의 구배가 형성되고, 이러한 전기장 구배에 의해 미세입자가 상기 미세채널(31)을 향해 이동하여 미세채널(31)에 자발적으로 포획되게 된다.
이러한 현상은 도 3에 도시된 바와 같이, 전기장 해석 결과를 통해 확인할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 전원부(21)를 이용하여 전압을 인가하였을 때 상기 챔버(10) 및 상기 미세구조물(30)에 의해 전기장 구배가 결정되며, 본 실시예에서는 상기 미세구조물(30) 내의 전기장이 그 외부보다 더 강하게 형성되는 것을 확인할 수 있다.
상기 전원부(21)는 교류 전압원 또는 직류 전압원일 수 있으며, 교류 전압원을 사용하는 경우 주파수의 전압 크기 뿐만 아니라 신호의 모양 및 오프셋(offset) 전압도 조절할 수 있다.
전원부(21)로부터 인가되는 전류를 상기 챔버(10) 및 상기 미세구조물(30) 내로 도통시키기 위해 하나 이상의 전극(22)이 구비될 수 있다.
상기 전극(22)은 금, 은, 알루미늄, 구리, 백금 및 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 광식각공정(photolithography), 스퍼 터링(sputtering), 열증발증착(thermal evaporation) 등에 의해 제조될 수 있다. 전극의 제조 공정에 관한 일 실시예는 후술하기로 한다.
미세구조물(30)에 형성된 미세채널(31)은, 미세채널의 일단 또는 양단에 미세입자가 포획될 수 있도록 그 폭이 미세입자(40)의 외경보다 작은 것이 바람직하며, 미세구조물은 실리콘, 유리 및 PDMS, PMMA 등의 고분자 물질 중 어느 하나로 제조될 수 있다.
상기 전원부(21)에 의해 인가된 전압에 의해 형성된 상기 전기장(60)에 노출되는 미세입자 및/또는 미세유체는 전기동역학적 원리에 의해 특정 방향으로 이동하고, 상기 전기동역학적 원리는 전기영동, 유전영동 및 전기삼투 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이 때, 전기영동(electrophoresis)란 전하(charge)를 띤 물질이 쿨롱힘에 의해 이동하는 현산으로써 음(-)의 전하를 갖는 물질은 (-) 전압이 인가된 부분으로부터 먼 방향으로 힘을 받게 되고, 양(+)의 전하를 갖는 물질은 (-) 전압이 인가된 부분의 방향으로 힘을 받게 된다.
또한, 전기삼투(electro-osmosis)란 불균일한 전기장 내에서 유체 내부의 이온들이 전극 표면과 액체 계면에 얇은 전기 이중층(electric double layer)을 형성하게 되고, 전압에 의해 형성된 정접 전기장(tangential electric field)의 영향으로 전극 표면을 따라 유체가 이동하는 현상이다.
특히, 미세유체는 이러한 미세입자들이 증류수, 세포 배양용 배지, PBS 버퍼 등 다양한 액체 방울 속에 존재하도록 제조된 것이며, 상기 챔버(10)의 미세채 널(31)에 위치하는 액체 방울 내부에서 상기 미세입자들의 이동이 일어나게 된다.
상기 전기장(60)에 노출되는 미세입자(40)는 유전영동에 의해 미세구조물(30)에 형성된 미세채널(31) 방향으로 이동하여 미세채널의 일단 또는 양단에 포획될 수 있는데, 이 때 상기 미세채널(31) 내부의 전기장 세기가 그 외부의 전기장 세기보다 강할 경우, 미세입자(40)는 양의 유전영동에 의해 미세채널(31) 방향으로 이동하여 포획되며, 상기 미세채널(31) 내부의 전기장 세기가 그 외부의 전기장 세기보다 약할 경우, 미세입자(40)는 음의 유전영동에 의해 미세채널(31) 방향으로 이동하여 포획된다.
유전영동(DEP; dielectrophoresis)이란, 불균일한 전기장 내에서 유전체가 전자기 유도현상에 의해 전기 쌍극자(electric dipole)를 띄고, 이것에 의해 힘을 받아 움직이는 현상이다. 이러한 입자의 이동은 입자와 입자 주변의 액체 간의 유전율(permittivity) 차이에 의해 그 방향이 결정되고, 입자의 크기(반지름의 세제곱에 비례) 및 전기장 구배(전기장 제곱의 구배에 비례)의 크기가 그 이동 속도에 영향을 미치게 된다.
유전영동에는 전기장이 약한 방향으로 미세 입자들이 움직이는 음(negative)의 유전영동과 전기장이 강한 방향으로 미세 입자들이 움직이는 양(positive)의 유전영동이 있다. 이러한 유전영동의 성질은 유체의 종류, 미세입자 및 분자의 종류, 교류전압 신호의 주파수 등에 의해 변화될 수 있다.
일반적인 경우, 미세입자는 양의 유전영동에 의해 움직이게 되는데, 만약 미세입자 주변의 매질의 전도도가 더 높을 경우 음의 유전영동이 발생할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 미세채널(31) 내부의 전기장(60)의 세기가 그 외부보다 더 강하게 형성된 경우를 설명하였으며, 이 때 상기 챔버(10)에 존재하는 상기 미세입자(40)는 양의 유전영동력(70)에 의해 상기 미세채널(31) 방향으로 이동하게 된다.
한편, 챔버(10) 내부에는 상기 챔버를 제1 챔버(10a) 및 제2 챔버(10b)로 분리하는 격벽(12)이 구비될 수 있다. 이 격벽은 챔버(10) 또는 미세구조물(30)과 동일한 물질, 예컨대 실리콘, 유리, 또는 고분자 물질로 제조될 수 있다.
이 격벽(12)은 미세채널이 형성된 미세구조물(30) 상에 위치하여 상기 챔버를 제1 챔버 및 제2 챔버로 구획하는 동시에, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버가 상기 미세채널(31)에 의해 연통될 수 있다.
또한, 제1 챔버 및 제2 챔버에는 각각 미세유체를 주입하기 위한 주입부(11a, 11b)가 구비되어, 제1 챔버 및 제2 챔버에 서로 동일한 또는 서로 상이한 미세입자가 포함된 미세유체를 주입할 수 있다.
미세채널(31)의 양단에 미세입자가 포획되었을 경우 미세채널(31) 내부를 통하여 상기 포획된 한쌍의 미세입자(41) 간의 상호작용(예를들면, 신호전달 또는 물질전달 )(80)이 원활히 일어나고, 이는 광학적 또는 전자적으로 감지될 수 있다. 또한 미세입자 간 상호작용에 의한 미세입자의 변형도 쉽게 관찰될 수 있다.
광학적 감지는 라만(raman) 산란, 형광(fluorescence) 등을 이용하여 실행될 수 있으며, 전자적 감지는 미세채널(31) 주위에 또는 그 내부에 감지용 전극(미도시)을 집적시킴으로써 구현될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 미세입자 포획을 위한 미세소자는 미세입자를 손쉽게 포획할 수 있을 뿐 아니라, 미세채널을 사이에 두고 포획된 한쌍의 미세입자 간의 상호작용을 보다 용이하게 관찰할 수 있는 이점이 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 세포 포획을 위한 미세소자의 제조방법의 한 가지 예를 도시한 도이다.
먼저 전기장생성부를 구성하는 상기 전극(22)을 제작하기 위해, 양의 감광층(positive photoresist)(121)을 유리 기판(131)에 코팅한 후, 전극 패턴 모양의 마스크(111)를 이용하여 UV(100)를 조사한다. 현상(development)과정을 거친 후 스퍼터링을 이용하여 금 필름(140)을 증착하고, 감광층을 제거하여 전극 패턴을 완성한다.
다음으로 격벽(12)을 가지는 챔버(10) 및 미세채널(31)이 형성된 미세구조물(30)을 제작하기 위하여 투스텝 포토리소그래피 (two-step photolithography) 방법을 이용한다. 첫째로, 음의 감광층(negative photoresist)(122)을 실리콘 기판(132) 상에 코팅한 후, 상기 챔버(10) 모양의 패턴을 지닌 마스크(112)를 통해 UV를 조사한다. 현상 과정을 거친 후, 두 번째 감광층(123)을 코팅하고, 상기 미세구조물(30)의 형태를 제작하기 위한 마스크(113)를 이용하여 UV를 조사하고 현상한다. 그 후 미경화된 PDMS(150)를 기판 상에 부어서 오븐에 넣어 경화시킨다. 완성된 PDMS 몰드를 떼어내어 미세유체 주입구(11)를 뚫은 후, 앞서 제작한 전극(22) 패턴이 있는 유리 기판 상에 붙인다. 마지막으로 포획하고자 하는 미세입자(예를 들면 세포)가 포함된 미세유체를 주입하고 전압을 인가하여 상기 미세채 널(31)에 미세입자가 포획되도록 한다.
본 발명에 따른 미세소자를 이용한 미세입자의 포획방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(10)에 미세입자가 포함된 미세유체를 주입하는 단계(S10), 상기 전기장생성부(20)를 통해 상기 챔버 내에 전기장(60)을 생성시키는 단계(S20), 상기 미세채널(31)에 미세입자가 포획되는 단계(S30)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 챔버(10)의 내부에는 상술한 바와 같이 미세채널(31)이 형성된 미세구조물(30)이 배치되어 있다.
상기 미세입자는 고분자 입자, 금속나노입자, 반도체나노입자, 단백질 또는 DNA 등의 생체분자, 또는 약물일 수 있으며, 상기 미세유체는 유전영동, 전기영동, 전기삼투 중 하나 이상의 원리에 의해 이동하고, 상기 미세유체에 포함된 미세입자는 유전영동에 의해 미세채널을 향하여 이동됨으로써 포획된다.
한편, 상기 포획된 미세입자(41)를 관찰하는 단계(S40)를 더 포함할 수 있다. 이 단계에서 미세입자 간의 상호작용이나 미세유체 내부의 약물에 의한 포획된 세포의 변형을 관찰하고 이를 분석할 수 있다.
포획된 미세입자(41), 특히 세포 간의 상호작용에 관한 예로써, 인간의 뇌를 구성하는 성상세포(astrocyte)와 뇌의 혈관 내벽을 구성하는 내피세포(endothelial cell) 간의 상호작용이 있다. 이 세포들은 TGF(transforming groeth factor)-β 또는 FGF(fibroblast growth factor)와 같은 물질을 분비하며, 여러 가지 분자적 레벨의 메커니즘(mechanism)을 통하여 상호 물질 교환이 이루어진다. 이러한 물질 교환은 결과적으로 혈관 내피세포의 물질 투과도(permeability)를 억제하여 약물이 혈관을 통해 뇌로 침투하는 것을 막아준다고 알려져 있다. 이러한 성상세포와 내피세포의 상호작용 및 분석 실험은 실제 뇌에서 일어나는 세포 간의 커뮤니케이션(communication)을 연구하고 이를 이용한 약물전달실험을 수행하기 위한 최상의 모델이 될 수 있다.
본 발명에 따른 장치 및 방법을 이용하면, 미세유체 내부에 존재하는 약물 등의 미세입자(40)가 포획된 미세입자(41), 특히 세포에 미치는 영향도 알아볼 수 있다. 예를 들어, 간세포를 상기와 같은 방법으로 상기 미세구조물에 형성된 미세채널에 포획한 후, 간독성(hepatotoxicity) 평가를 위한 테스트용 약물을 상기 미세유체에 특정 농도로 희석하여 주입하여, 상기 포획된 간세포의 상태를 관찰함으로써 상기 테스트용 약물이 간세포에 어떤 영향을 미칠지 예상할 수 있다. 이러한 방법은 수많은 약물 중에 가장 우수한 성능의 약물을 선별하기 위한 약물 개발과정에 사용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 미세입자 포획을 위한 미세소자 및 미세입자 포획방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미세입자 포획을 위한 미세소자의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세입자 포획을 위한 미세소자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 미세채널 주변에서 전기장의 구배를 살펴본 수치해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전극, 챔버 및 미세구조물의 제조과정을 단계적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 미세입자의 포획방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.

Claims (15)

  1. 미세입자가 포함된 미세유체를 내부에 수용하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 전기장을 생성시키는 전기장생성부;
    상기 챔버 내에 위치하며, 미세채널을 형성하는 미세구조물; 및
    상기 미세채널이 형성된 상기 미세구조물 상에 위치하며 상기 챔버를 제1 챔버 및 제2 챔버로 분리하는 격벽;을 포함하고
    상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버는 상기 미세채널에 의해 연통되고,
    상기 미세채널의 폭은 상기 미세입자의 외경보다 작고,
    상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버에는 상기 미세유체를 주입하기 위한 주입부가 구비되고,
    상기 미세채널에 의해 상기 전기장의 구배가 발생되어, 상기 미세입자가 상기 미세채널을 향해 이동하여 상기 미세채널의 일단 또는 양단에 포획되는 것을 특징으로 하는 미세입자 포획을 위한 미세소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기장생성부는 상기 챔버 내에 배치되는 하나 이상의 전극 및 상기 전극에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 포획을 위한 미세소자.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미세채널의 양단에 포획된 미세입자 간의 상호작용이 광학적 또는 전자적으로 감지되는 것을 특징으로 하는 미세입자 포획을 위한 미세소자.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 전극은 전도성 물질로 제조되는 것을 특징으로 하는 미세입자 포획을 위한 미세소자.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 및 상기 미세구조물은 실리콘, 유리 또는 고분자물질로 제조되는 것을 특징으로 하는 미세입자 포획을 위한 미세소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 미세입자는 세포, 고분자입자, 금속나노입자, 반도체나노입자, 생체분자, 또는 약물인 것을 특징으로 하는 미세입자 포획을 위한 미세소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 미세유체 및 상기 미세입자 중 적어도 하나는 전기동역학적 원리에 의해 이동하여 상기 미세입자가 포획되는 것을 특징으로 하는 미세입자 포획을 위한 미세소자.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    미세입자가 포함된 미세유체를 내부에 수용하는 챔버, 상기 챔버 내부에 전기장을 생성시키는 전기장생성부, 상기 챔버 내에 위치하며 미세채널을 형성하는 미세구조물, 및 상기 미세채널이 형성된 상기 미세구조물 상에 위치하며 상기 챔버를 제1 챔버 및 제2 챔버로 분리하는 격벽을 포함하는 미세소자의 제1 챔버 및 제2 챔버 중 적어도 하나의 챔버에 미세입자가 포함된 미세유체를 주입하는 단계;
    상기 제1 챔버 및 제2 챔버에 전기장을 생성시키는 단계; 및
    상기 미세채널의 일단 또는 양단에 상기 미세입자를 포획하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버는 상기 미세채널에 의해 연통되고,
    상기 미세채널의 폭은 상기 미세입자의 외경보다 작고,
    상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버에는 상기 미세유체를 주입하기 위한 주입부가 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 미세입자의 포획방법.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제13항에 있어서,
    상기 미세입자를 포획하는 단계는,
    상기 미세유체 및 상기 미세입자 중 적어도 하나가 전기동역학적 원리에 의해 이동하여 포획되는 것을 특징으로 하는 미세입자의 포획방법.
  15. 삭제
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