KR101191233B1 - bio chip and system for detecting bio materials - Google Patents
bio chip and system for detecting bio materials Download PDFInfo
- Publication number
- KR101191233B1 KR101191233B1 KR1020090027378A KR20090027378A KR101191233B1 KR 101191233 B1 KR101191233 B1 KR 101191233B1 KR 1020090027378 A KR1020090027378 A KR 1020090027378A KR 20090027378 A KR20090027378 A KR 20090027378A KR 101191233 B1 KR101191233 B1 KR 101191233B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sample
- reaction
- unit
- biological sample
- biochip
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
- G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
- G01N2035/00158—Elements containing microarrays, i.e. "biochip"
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Abstract
바이오 칩 및 바이오 물질 검출 시스템이 제공된다. 바이오 칩은 생체 시료가 주입되는 생체 시료 주입부, 생체 시료 주입부와 이격되고, 생체 시료와 반응하는 반응 시료가 주입되는 반응 시료 주입부, 유체 채널들을 통해 생체 시료 주입부 및 반응 시료 주입부와 연결되며, 생체 시료와 반응 시료가 혼합 및 반응되는 밀폐된 공간인 시료 반응부 및 생체 시료 및 반응 시료를 배출시키는 시료 배출부를 포함한다. Biochips and biomaterial detection systems are provided. The biochip may include a biological sample injection unit into which a biological sample is injected, a biological sample injection unit spaced apart from the biological sample injection unit, a reaction sample injection unit into which a reaction sample reacting with the biological sample is injected, and a biological sample injection unit and a reaction sample injection unit through fluid channels; It is connected, and includes a sample reaction unit which is a closed space where the biological sample and the reaction sample is mixed and reacted, and a sample discharge unit for discharging the biological sample and the reaction sample.
바이오 칩, 생체 시료, 반응 시료 Biochips, biological samples, reaction samples
Description
본 발명은 바이오 칩 및 바이오 물질 검출 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분석 대상인 생체 시료와, 반응 시료 간의 혼합을 통해 바이오 물질을 검출할 수 있는 바이오 칩 및 바이오 물질 검출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a biochip and a biomaterial detection system, and more particularly, to a biochip and a biomaterial detection system capable of detecting a biomaterial through mixing between a biological sample to be analyzed and a reaction sample.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-014-01, 과제명: 가정용 고감도 배뇨분석 센서 모듈].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT growth engine technology development project of the Ministry of Knowledge Economy and the Ministry of Information and Communication Research and Development. [Task management number: 2008-S-014-01, Assignment name: Household high sensitivity urination analysis sensor module] .
근육의 대사 과정에서 발생하여 소변으로 배출되는 크레아티닌은, 신장의 기능 이상에 대한 표지 물질일 뿐만 아니라, 평상시 매우 일정한 총량이 일 단위로 배출되어 배뇨 내 다른 물질 분석에 대한 참고값을 제공한다. 크레아티닌은 근육량과 그 사용정도에 영향을 받으며, 소변 내 크레아티닌의 농도를 검출하여, 신장염, 근육량 증가 질환(예를 들어, 거인증, 말단비대층), 요로 폐색 및 근위축 등을 진단할 수 있다. Creatinine, which occurs during muscle metabolism and is excreted in the urine, is not only a label for dysfunction of the kidneys, but also a very constant total daily discharge per day, providing a reference for analysis of other substances in urination. Creatinine is affected by muscle mass and its level of use, and by detecting the concentration of creatinine in urine, diagnosing nephritis, muscle mass-increasing diseases (eg, hypertrophy, acromegaly), urinary tract obstruction and muscular atrophy .
소변 내의 크레아티닌(creatinine)의 검출 방법으로는, 화학적 검출, 효소 반응, 면역학적 검출 방법 등이 이용되고 있다. 이 중, 화학적 검출 방법으로서, 피크르산(picric acid)을 이용한 자페 방법(Jaffe method)이 이용되고 있다. 그런데, 피크르산을 이용한 크레아티닌의 검출 방법은, 건조시 폭발성을 갖는 피크르산을 이용함에 따라, 크레아티닌의 검출에 어려움이 있다.As a detection method of creatinine in urine, chemical detection, an enzyme reaction, an immunological detection method, etc. are used. Among these, the Jaffe method using picric acid is used as a chemical detection method. By the way, the detection method of creatinine using picric acid has difficulty in detecting creatinine by using picric acid which has explosive properties during drying.
본원 발명이 해결하고자 하는 과제는 보다 안전하게 바이오 물질을 분석할 수 있는 바이오 칩을 제공하는데 있다. The problem to be solved by the present invention is to provide a biochip that can analyze biomaterials more safely.
본원 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 보다 안전하게 바이오 물질을 분석할 수 있는 바이오 물질 검출 시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a biomaterial detection system capable of analyzing biomaterials more safely.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩은 생체 시료가 주입되는 생체 시료 주입부, 생체 시료 주입부와 이격되고, 생체 시료와 반응하는 반응 시료가 주입되는 반응 시료 주입부, 유체 채널들을 통해 생체 시료 주입부 및 반응 시료 주입부와 연결되며, 생체 시료와 반응 시료가 혼합 및 반응되는 밀폐된 공간인 시료 반응부 및 생체 시료 및 반응 시료를 배출시키는 시료 배출부를 포함한다. In order to achieve the above object, a biochip according to an embodiment of the present invention is a biological sample injection unit into which a biological sample is injected, a biological sample injection unit spaced apart from the reaction sample, and a reaction sample into which the reaction sample reacts with the biological sample is injected. It is connected to the biological sample injector and the reaction sample injector through the injection unit, the fluid channels, and includes a sample reaction unit which is a closed space where the biological sample and the reaction sample are mixed and reacted, and a sample discharge unit for discharging the biological sample and the reaction sample. do.
상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 물질 검출 시스템은 생체 시료가 주입되는 생체 시료 주입부, 생체 시료 주입부와 이격되고, 생체 시료와 반응하는 반응 시료가 주입되는 반응 시료 주입부, 유체 채널들을 통해 생체 시료 주입부 및 반응 시료 주입부와 연결되며, 생 체 시료와 반응 시료가 혼합 및 반응되는 밀폐된 공간인 시료 반응부 및 생체 시료 및 반응 시료를 배출시키는 시료 배출부를 포함하는 바이오 칩, 시료 반응부에 입사광을 제공하는 광원부, 시료 반응부를 통과한 상기 입사광을 수광하여, 광학적 신호의 변화를 검출하는 검출부를 포함한다. In order to achieve the above object, a biomaterial detection system according to an embodiment of the present invention is a biological sample injection unit into which a biological sample is injected, a biological sample injection unit is spaced apart, and a reaction sample reacting with the biological sample is injected It is connected to the biological sample injector and the reaction sample injector through the reaction sample injector, the fluid channels, and discharges the sample reaction unit and the biological sample and the reaction sample, which are enclosed spaces where the biological sample and the reaction sample are mixed and reacted. A biochip including a sample discharge unit, a light source unit providing incident light to the sample reaction unit, and a detection unit receiving the incident light passing through the sample reaction unit and detecting a change in the optical signal.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 바이오 칩 및 바이오 물질 검출 시스템에 따르면, 밀폐된 공간 내에서 시료들이 공급 및 반응할 수 있으므로, 피크르산 시료와 같이, 위험성 약액을 이용한 바이오 물질 검출시, 보다 안전하게 바이오 물질을 검출할 수 있다. According to the biochip and biomaterial detection system of the present invention, since samples can be supplied and reacted in a confined space, biomaterials can be detected more safely when detecting biomaterials using dangerous chemicals, such as picric acid samples. .
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the terms 'comprises' and / or 'comprising' mean that the stated element, step, operation and / or element does not imply the presence of one or more other elements, steps, operations and / Or additions.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.In addition, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views, which are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Thus, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific types of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 바이오 칩에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a biochip according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 나타내는 개략 구성도이다.1 is a schematic block diagram showing a biochip according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 바이오 칩(100)은 반응 시료 주입부(110), 생체 시료 주입부(120), 시료 반응부(130) 및 시료 배출부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the
상세히 설명하면, 바이오 칩(100)은 특정 바이오 물질과 반응하는 반응 시료와, 분석하고자 하는 생체 시료를 각각 개별적으로 공급할 수 있는 반응 시료 주입부(110) 및 생체 시료 주입부(120)를 구비한다. 반응 시료 주입부(110)로 주입되는 반응 시료는, 생체 시료 내의 특정 바이오 물질과 반응하는 약액일 수 있다. 예를 들어 반응 시료는 폭발성을 갖는 물질일 수 있다. 생체 시료 주입부(120)로 주 입되는 생체 시료는 생체로부터 얻어진 물질로서, 특정 기질을 나타내는 다양한 종류의 바이오 물질들을 포함한다. 생체 시료는, 예를 들어, 혈액, 혈청, 혈장, 간질액, 세척물, 땀, 소변 또는 타액과 같은 체액일 수 있다. In detail, the
반응 시료 주입부(110)와 생체 시료 주입부(120) 각각은, 시료 반응부(130)와 연결되어 있으며, 시료 반응부(130)에서 생체 시료와 반응 시료가 혼합 및 반응될 수 있다. 그리고, 시료 반응부(130)는 밀폐된 공간으로 이루어져 있어, 밀폐된 공간 내에서 생체 시료와 반응 시료가 혼합 및 반응될 수 있다. Each of the reaction
또한, 생체 시료 주입부(120)는 혼합된 시료를 외부로 배출시킬 수 있는 시료 배출부(140)와 연결될 수 있다. 즉, 생체 시료 주입부(120)에서 혼합 및 반응된 생체 시료와 반응 시료가 시료 배출부(140)를 통해 외부로 배출될 수 있다. In addition, the biological
이와 같은 바이오 칩(100)은, 반응 시료 주입부(110), 생체 시료 주입부(120), 및 시료 배출부(140)들을 제외하고, 외부로부터 격리될 수 있다. 그러므로, 특정 바이오 물질의 검출시, 생체 시료 및 반응 시료들을 안전하게 취급할 수 있으며, 생체 시료 및 반응 시료들이 오염되거나, 생체 시료 또는 반응 시료들의 특성이 변형되는 것을 방지할 수 있다. Such a
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩에 대해 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, a biochip according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 나타낸다.2 is a plan view of a biochip according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of a biochip according to an embodiment of the present invention. 4 illustrates a biochip according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 바이오 칩(100)은 반응 시료 주입부(110), 생체 시료 주입부(120), 시료 반응부(130), 신호 검출부(135) 및 시료 배출부(140)들을 포함한다. 2 to 4, the
보다 상세히 설명하면, 반응 시료 주입부(110)는 제 1 유체 채널(151)을 통해 시료 반응부(130)와 연결될 수 있으며, 생체 시료 주입부(120)는 제 2 유체 채널(152)들 통해 시료 반응부(130)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 반응 시료와 생체 시료가 각각, 제 1 또는 제 2 유체 채널들(151, 152)을 통해, 시료 반응부(130)로 공급될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 유체 채널들(151, 152)은 외부와 격리된 통로로서, 생체 시료 및 반응 시료들의 특성이 변화되거나 오염되는 것을 방지할 수 있다. In more detail, the
한편, 제 1 및 제 2 유체 채널들(151, 152)은 합류 채널(153)을 통해 시료 반응부(130)와 연결될 수도 있다. 즉, 서로 분리된 제 1 및 제 2 유체 채널들(151, 152)의 일측들이 합류 채널(153)과 연결될 수 있으며, 합류 채널(153)은 시료 반응부(130)로 연결된다. 즉, 제 1 및 제 2 유체 채널(151, 152)은 합류 채널(153)로부터 분기되어 있다. Meanwhile, the first and
또한, 제 1 유체 채널(151)에는 제 1 세척액 주입부(162)가 연결될 수 있으며, 생체 시료의 분석 후, 제 1 유체 채널(151)로 세척액이 주입될 수 있다. 상세히 설명하면, 시료 반응부(130)로 생체 시료가 공급될 때, 제 1 유체 채널(151)과 제 2 유체 채널(152)이 합류하는 지점에서, 제 2 유체 채널(152)의 생체 시료가 제 1 유체 채널(151)로 역류할 수 있다. 이에 따라, 생체 시료의 분석 후, 제 1 유체 채널(151)에 역류된 생체 시료를 제거하기 위해, 제 1 유체 채널(151)에 제 1 세척액 주입부(162)가 연결될 수 있다. In addition, the first washing
또한, 생체 시료가 흐르는 제 2 유체 채널(152)에도 제 2 세척액 주입부(164)가 연결될 수 있으며, 생체 시료의 분석 후 제 2 유체 채널(152)로 세척액이 주입될 수 있다. 즉, 제 2 세척액 주입부(164)를 통해 세척액을 공급함으로써, 생체 시료의 분석이 끝난 후, 바이오 칩(100) 내에 잔류하는 생체 시료를 제거할 수 있다. In addition, the second washing
반응 시료 주입부(110)와 시료 반응부(130) 사이에는, 일정량의 반응 시료를 저장할 수 있는 반응 시료 저장부(115)가 형성될 수 있다. 반응 시료 저장부(115)는 외부로부터 격리된 공간일 수 있으며, 제 1 유체 채널(151) 및 합류 채널(153)을 통해 시료 반응부(130)와 연결될 수 있다. 즉, 반응 시료 저장부(115)에서 시료 반응부(130)로, 반응 시료, 예를 들어, 피크르산 시료가 공급될 수 있다. Between the
또한, 생체 시료 주입부(120)와 시료 반응부(130) 사이에는 일정량의 생체 시료를 저장할 수 있는 생체 시료 저장부(125)가 형성될 수 있다. 생체 시료 저장부(125)는 외부로부터 격리된 공간일 수 있으며, 생체 시료 저장부(125)가 제 2 유체 채널(152) 및 합류 채널(153)들을 통해 시료 반응부(130)와 연결될 수 있다. 즉, 생체 시료 저장부(125)에서 시료 반응부(130)로 생체 시료, 예를 들어, 소변이 공급될 수 있다. In addition, a biological
한편, 생체 시료 주입부(120)와 시료 반응부(130) 사이에 생체 시료 저장부(125)가 형성된 경우, 생체 시료 주입부(120)와 생체 시료 저장부(125) 사이에 제 2 세척액 주입부(164)가 연결될 수 있다. 또한, 다양한 종류의 반응 시료를 이용하여 바이오 물질을 분석할 경우, 반응 시료 주입부(110)와 반응 시료 저장부(115) 사이에도 세척액 주입부(미도시)가 연결될 수도 있다. Meanwhile, when the biological
시료 반응부(130)는, 일측에 합류 채널(153)이 연결되며, 타측에 제 3 유체 채널(154)이 연결될 수 있다. 시료 반응부(130)에서는, 반응 시료 저장부(115) 및 생체 시료 저장부(125)에서 공급된 생체 시료와 반응 시료가 혼합 및 반응한다. 예를 들어, 시료 반응부(130)에서 혼합된 시료들은 생체 시료 내의 특정 바이오 물질, 예를 들어, 크레아티닌에 따라, 광학적 특성이 차이가 발생할 수 있다. 그리고, 합류 채널(153)을 통해 공급된 생체 시료 및 반응 시료들은, 시료 반응부(130)에서 혼합 및 반응된 후, 제 3 유체 채널(154)을 통해 배출될 수 있다. The
신호 검출부(135)는, 제 3 유체 채널(154)을 통해 시료 반응부(130)로부터 혼합된 시료를 제공 받으며, 시료 반응부(130)에서 혼합된 시료들의 광학적 특성 변화가 검출될 수 있다. The
이러한 신호 검출부(135)는 바이오 칩(100) 내에 선택적으로 형성될 수 있으며, 신호 검출부(135)가 형성되지 않은 경우, 혼합된 시료들의 광학적 특성 변화가 시료 반응부(130)에서 검출될 수 있다. 그리고, 시료 반응부(130)는 제 3 유체 채널(154)을 통해 직접 시료 배출부(140)와 연결될 수 있다. The
이와 같이, 반응 시료 주입부(110), 생체 시료 주입부(120), 시료 반응부(130), 신호 검출부(135), 시료 배출부(140), 유체 채널들(151, 152, 153, 154) 및 세척액 주입부들(162, 164)을 포함하는 바이오 칩(100)은, 제 1 및 제 2 플레이 트들(100a, 100b)의 접합에 의해 형성될 수 있다. 즉, 생체 시료의 분석이 외부와 격리된 바이오 칩(100) 내에서 이루어질 수 있다.As such, the
상세히 설명하면, 제 1 및 제 2 플레이트들(100a, 100b)은 빛이 투과될 수 있는 투명한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 플레이트들(100a, 100b)은 플라스틱, 유리, 또는 실리콘 기판일 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 플레이트들(100a, 100b)은 PDMS(polydimethylsiloxane), PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), COC(cyclic olefin copolymer), PA(polyamide), PE(polyethylene), PP(polypropylene), PPE(polyphenylene ether), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), PEEK(polyetheretherketone), PTFE(polytetrafluoroethylene), PVC(polyvinylchloride), PVDF(polyvinylidene fluoride), PBT(polybutyleneterephthalate), FEP(fluorinated ethylenepropylene), PFA(perfluoralkoxyalkane) 등의 폴리머로 이루어질 수 있다. In detail, the first and
반응 시료 저장부(115), 생체 시료 저장부(125), 시료 반응부(130) 및 신호 검출부(135)들 각각은, 제 1 및 제 2 플레이트들(100a, 100b)이 소정 간격 이격되어 형성된 공간 내에 형성될 수 있다. 구체적으로, 제 1 플레이트(100a)는, 반응 시료 저장부(115), 생체 시료 저장부(125), 시료 반응부(130) 및 신호 검출부(135)들 각각에 해당하는 영역들에 리세스된 부분(101)들을 갖는다. Each of the reaction
리세스된 부분(101)들을 갖는 제 1 플레이트(100a)는 포토 리소그래피, 전자빔 리소그래피 또는 임프린트 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 제 1 플레이트(100a)의 형성 방법에 대해 간단히 설명하면, 실리콘 기판을 준비하고, 사진 및 식각 공정을 수행하여, 양각의 몰드(mold)를 형성한다. 이후, 몰드에 폴리머 물질(예를 들어, PDMS)을 채우고, 폴리머 물질을 경화시켜 제조할 수 있다. The
그리고, 제 1 플레이트(100a) 상에는, 제 1 플레이트(100a)의 상면으로부터 소정 간격(h) 이격되어 제 2 플레이트(100b)가 접합될 수 있다. 제 2 플레이트(100b)는 평탄한 표면을 가지며, 소정 영역들에 홀(hole)들이 형성될 수 있다. 즉, 반응 시료 주입부(110), 생체 시료 주입부(120), 시료 배출부(140) 및 세척액 주입부들(162, 164)이 형성되는 영역들 각각에 제 2 플레이트(100b)를 관통하는 홀이 형성될 수 있다. In addition, the
또한, 서로 소정 간격(h) 이격된 제 1 플레이트(100a)의 상면과 제 2 플레이트(100b)의 하면에 의해 유체 채널들(151, 152, 153, 154)이 형성될 수 있다. 이 때, 제 1 및 제 2 플레이트들(100a, 100b) 사이의 간격(h)은 모세관력이 충분히 작용할 수 있도록 조절될 수 있다. 이에 따라, 시료들이 모세관 힘에 의해 유체 채널들(151, 152, 153, 154)을 통과할 수 있다. 또한, 제 1 플레이트(100a)의 상면과 제 2 플레이트(100b)의 하면에는 시료들이 원활히 이동될 수 있도록 친수성 표면 처리될 수 있다. In addition, the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩(100)은, 밀폐된 공간 내에서 시료들이 공급 및 반응할 수 있으므로, 피크르산 시료와 같이, 유해성 약액을 이용한 바이오 물질 검출시, 보다 안전하게 바이오 물질을 검출할 수 있다. As such, the
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 물질 검출 시스템에 대해 설명한다. Hereinafter, a biomaterial detection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 물질 검출 시스템을 나타낸다. 5 illustrates a biomaterial detection system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 바이오 물질 검출 시스템은, 바이오 칩(100), 광원부(200) 및 검출부(300)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the biomaterial detection system includes a
바이오 칩은, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 반응 시료 주입부(110), 생체 시료 주입부(120), 시료 반응부(130), 신호 검출부(135) 및 시료 배출부(140)를 포함한다. 바이오 칩으로 각각 공급된 생체 시료와 반응 시료는 시료 반응부(130)에서 혼합 및 반응할 수 있으며, 혼합 및 반응된 시료는 생체 시료 내의 바이오 물질에 따라 광학적 특성이 변화될 수 있다. 예를 들어, 생체 시료로서 배뇨를 공급하고, 반응 시료로서 피크르산 시료를 공급한 경우, 배뇨 내의 크레아티닌과 피크르산이 반응하여 붉은색으로 변화될 수 있다. 그리고, 혼합 및 반응된 시료는 시료 반응부(130)에서 신호 검출부(135)로 이동된다. 또한, 신호 검출부(135)에서 혼합 및 반응된 시료의 광학적 특성을 검출한 뒤, 제 1 또는 제 2 세척액 주입부(162, 164)를 통해 세척액을 공급하여, 바이오 칩 내의 생체 시료 및 반응 시료를 제거할 수 있다. As described with reference to FIGS. 2 to 4, the biochip has a
광원부(200)는, 혼합 및 반응된 시료의 광학적 특성을 검출하기 위해, 바이오 칩의 신호 검출부(135)로 특정 파장의 입사광을 조사한다. 예를 들어, 배뇨 내 크레아티닌을 검출하기 위해, 약 515nm 내지 525nm의 파장을 갖는 입사광이 조사될 수 있다. 광원부(200)로는, 예를 들어, 다색광(polychromatic light)을 출력하는 제논 램프(Xenon lamp), 특정 파장의 단색 광원을 출력하는 레이저 다이오드(laser diode) 및 백색 광원 또는 발광 다이오드(LED)가 이용될 수 있다. The
검출부(300)는, 바이오 칩의 신호 검출부(135)를 통과한 입사광을 검출하여, 혼합 및 반응된 시료의 광학적 특성, 즉, 흡광도를 측정한다. 검출부(300)는 광 감지 소자, 예를 들어, 광 센서를 이용하여, 혼합 및 반응된 시료의 흡광도를 측정할 수 있다. 이러한 검출부(300)로는 UV 스펙트로미터(spectrometer)가 사용될 수 있다. UV 스펙트로미터는 넓은 파장 대역을 갖는 빛의 흡광도를 검출할 수 있다. 그리고, 검출부(300)에서는 반응된 시료의 흡광도 변화를 분석하여, 생체 시료 내 특정 바이오 물질의 농도를 정량화할 수 있다. The
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 이용한 생체 시료 검출 과정을 나타낸다. 도 6a는 생체 시료 및 반응 시료가 주입된 바이오 칩을 나타내며, 도 6b는 생체 시료 및 반응 시료가 혼합 및 반응되어, 시료 반응부에서 신호 검출부로 이동한 바이오 칩을 나타낸다. 6A and 6B illustrate a biological sample detection process using a biochip according to an embodiment of the present invention. 6A illustrates a biochip in which a biological sample and a reaction sample are injected, and FIG. 6B illustrates a biochip in which the biological sample and the reaction sample are mixed and reacted and moved from the sample reaction unit to the signal detection unit.
도 6a에서, 크레아티닌을 100 mg/ml의 농도로 물에 녹여 생체 시료로 주입하였으며, 0.25N의 NaOH를 포함한 1.17%의 피크르산을 반응 시료로 주입하였다. 그리고, 도 6b에 나타난 바와 같이, 생체 시료와 반응 시료의 혼합 및 반응에 따라 발색의 변화를 확인할 수 있다. 그러므로, 생체 시료와 반응 시료의 혼합 및 반응에 따라, 흡광도가 변화할 수 있으며, 흡광도 변화를 정량화하여 생체 시료 내 크레아티닌의 농도를 검출할 수 있다. In FIG. 6A, creatinine was dissolved in water at a concentration of 100 mg / ml and injected into a biological sample, and 1.17% picric acid including 0.25 N NaOH was injected into the reaction sample. And, as shown in Figure 6b, it is possible to confirm the change in color according to the mixing and reaction of the biological sample and the reaction sample. Therefore, according to the mixing and reaction of the biological sample and the reaction sample, the absorbance may change, and the concentration of the creatinine in the biological sample may be detected by quantifying the change in absorbance.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩과, 일반적 기술에 따른 시험관 각각에서, 생체 시료와 반응 시료의 반응에 따른 흡광도 변화를 나타내는 그래프이다. FIG. 7 is a graph showing absorbance changes according to reactions of a biological sample and a reaction sample in each of the biochip and the test tube according to the general technique.
도 7을 참조하면, 크레아티닌이 존재하지 않는 생체 시료와 피크르산 시료를 반응시켜 측정한 흡광도를 노이즈(noise)로 나타내었으며, 시험관과 바이오 칩에서 각각, 동일한 농도와 양의 크레아티닌 및 피크르산 시료를 반응시켜 측정한 흡광도를 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)로 나타내었다. 즉, 종래에 시험관에서 생체 시료와 반응 시료를 반응시켜 측정한 흡광도와, 본 발명의 바이오 칩에서 생체 시료와 반응 시료를 반응시켜 측정한 흡광도 간에 차이가 없음을 확인할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩에서, 정확하고 안전하게 생체 시료를 분석할 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 7, absorbance measured by reacting a biological sample without creatinine and a picric acid sample was represented by noise, and the same concentration and amount of creatinine and picric acid samples were reacted in a test tube and a biochip, respectively. The absorbance measured is expressed as a signal to noise ratio. That is, it can be seen that there is no difference between the absorbance measured by reacting a biological sample and a reaction sample in a test tube in the past, and the absorbance measured by reacting a biological sample and a reaction sample in a biochip of the present invention. Therefore, in the biochip according to an embodiment of the present invention, it can be seen that the biological sample can be analyzed accurately and safely.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 나타내는 개략 구성도이다.1 is a schematic block diagram showing a biochip according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩의 평면도이다. 2 is a plan view of a biochip according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a biochip according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 나타낸다.4 illustrates a biochip according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 물질 검출 시스템을 나타낸다. 5 illustrates a biomaterial detection system according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩을 이용한 생체 시료 검출 과정을 나타낸다.6A and 6B illustrate a biological sample detection process using a biochip according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩과, 일반적 기술에 따른 시험관 각각에서, 생체 시료와 반응 시료의 반응에 따른 흡광도 변화를 나타내는 그래프이다. FIG. 7 is a graph showing absorbance changes according to reactions of a biological sample and a reaction sample in each of the biochip and the test tube according to the general technique.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명> DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
100: 바이오 칩 110: 반응 시료 주입부100: biochip 110: reaction sample injection unit
120: 생체 시료 주입부 130: 시료 반응부120: biological sample injection unit 130: sample reaction unit
135: 신호 검출부 140: 시료 배출부 135: signal detection unit 140: sample discharge unit
151, 152, 153, 154: 유체 채널 162, 164: 세척액 주입부151, 152, 153, 154:
Claims (19)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080123221 | 2008-12-05 | ||
KR20080123221 | 2008-12-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100065031A KR20100065031A (en) | 2010-06-15 |
KR101191233B1 true KR101191233B1 (en) | 2012-10-16 |
Family
ID=42364539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090027378A KR101191233B1 (en) | 2008-12-05 | 2009-03-31 | bio chip and system for detecting bio materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101191233B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102256775B1 (en) * | 2016-09-29 | 2021-05-27 | (주)바이오니아 | Apparatus of treating biological sample |
DE102016222035A1 (en) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Robert Bosch Gmbh | Microfluidic device and method for analyzing samples |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100339379B1 (en) | 1999-10-29 | 2002-06-03 | 구자홍 | biochip and apparatus and method for measuring biomaterial of the same |
-
2009
- 2009-03-31 KR KR1020090027378A patent/KR101191233B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100339379B1 (en) | 1999-10-29 | 2002-06-03 | 구자홍 | biochip and apparatus and method for measuring biomaterial of the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100065031A (en) | 2010-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101226957B1 (en) | Disposable diagnostic kit | |
US10775369B2 (en) | Fluidic systems for analyses | |
AU746051B2 (en) | Analyzer | |
JP5580186B2 (en) | Fluid delivery system and method | |
EP2226623B1 (en) | Flow cell | |
EP2950096B1 (en) | Sensing device, and sensing system and sensing method using the same | |
KR100968524B1 (en) | Micoro-nano fluidic biochip for assaying biomass | |
JP6676611B2 (en) | Microfluidic chip, method for manufacturing the same, and analyzer using the same | |
WO2012081361A1 (en) | Analysis apparatus and analysis method | |
JP2007017354A (en) | Chemical reaction detecting system | |
US9079179B2 (en) | Microfluidic device comprising sensor | |
US9417178B2 (en) | Microchip | |
KR20100063316A (en) | Apparatus for detecting bio materials and method for detecting bio materials by using the apparatus | |
JP5736230B2 (en) | Microchip | |
KR101191233B1 (en) | bio chip and system for detecting bio materials | |
KR102385657B1 (en) | Diagnostic apparatus and method of analysis using the same | |
KR20150059413A (en) | Test method of sample and microfluidic device | |
JP2009121912A (en) | Microchip | |
KR20120056442A (en) | A microfluidic chip for analysis of biological fluid | |
US20090291025A1 (en) | Microchip And Method Of Using The Same | |
JP4471687B2 (en) | Biochemical analysis method and biochemical analyzer | |
US8603415B2 (en) | Microchip | |
JP5177533B2 (en) | Microchip | |
US20220226813A1 (en) | Microfluidic chip and manufacturing method therefor | |
KR102431519B1 (en) | Cell chip wih concentration gradients including nano structure, manufacturing method thereof and apparatus for image analysis using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150828 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161004 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |