KR101375752B1

KR101375752B1 - 미세 유체 유닛, 미세 유체 디스크, 디스크형 미세 유체 시스템, 및 생화학 검사 방법

Info

Publication number: KR101375752B1
Application number: KR1020130005102A
Authority: KR
Inventors: 김동성; 박상민; 김형우; 라문우; 박성제
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2014-03-18
Also published as: US9126159B2; US20140199776A1

Abstract

미세 유체 디스크는, 중심축을 기준으로 자체 회전하는 디스크형 본체, 상기 디스크형 본체의 중심축과 테두리 사이에 위치하며, 상기 디스크형 본체의 표면으로부터 함몰 형성되어 상측에 개구부 및 상기 개구부의 일 영역을 차단하는 차단판을 포함하는 수용 용기, 상기 수용 용기의 하측에 연통되어 있으며, 상기 수용 용기의 내부로부터 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 주입 채널, 상기 주입 채널과 연통되며, 한 번 이상 절곡되어 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 혼합 채널, 상기 혼합 채널과 상기 디스크형 본체의 테두리 사이에 위치하며, 상기 혼합 채널과 일 부분이 연통된 반응 용기, 및 상기 반응 용기의 타 부분과 연통된 배출 용기를 포함한다.

Description

미세 유체 유닛, 미세 유체 디스크, 디스크형 미세 유체 시스템, 및 생화학 검사 방법{MICROFLUIDIC UNIT, MICROFLUIDIC DISC, MICROFLUIDIC DISC SYSTEM, AND METHOD FOR BIOCHEMICAL ASSAYS}

본 발명은 미세 유체 유닛, 미세 유체 디스크, 디스크형 미세 유체 시스템, 및 생화학 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세 유체를 취급하는 미세 유체 유닛, 미세 유체 디스크, 디스크형 미세 유체 시스템, 및 생화학 검사 방법에 관한 것이다.

일반적으로 혈장(plasma) 및 혈청(serum) 등과 같은 검체를 이용한 생화학 검사(biochemical assay)는 목적에 맞는 장비 혹은 장치를 통해서 이루어진다. 기본적으로 적절한 양의 검체와 생화학 검사용 시약을 혼합하고 반응을 유도한 후, 자외선 혹은 가시광선 영역의 특정 파장에 대한 혼합액의 광도(photometric) 또는 색도(colorimetric)를 측정한다. 이를 통해 혈장 내에 존재하는 이온, 단백질 등과 같은 특정 생화학 물질에 대한 정량 분석이 이루어진다.

이러한 일련의 과정들은 전용 장비를 통해 수행되어 정밀 검사가 가능하다는 장점이 있지만, 검체 내 생화학 물질을 확인하기 위해 다량의 혈액이 사용되는 문제점이 있었다.

또한, 전용 장비의 운영 효율에 의하여 다수의 혈장등과 같은 다수의 검체에 대한 획일화된 검사엔 유리하나, 특정 혈장등과 같은 특정 검체에 대한 다양한 생화학 검사에 대해서는 그 효율이 좋지 못하다는 단점이 있었다.

본 발명의 일 실시예는, 소량의 검체가 이용되는 동시에 검체에 대한 다양한 생화학 검사를 수행하는 미세 유체 유닛, 미세 유체 디스크, 디스크형 미세 유체 시스템, 및 생화학 검사 방법을 제공하고자 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면은 중심축을 기준으로 자체 회전하는 디스크형 본체, 상기 디스크형 본체의 중심축과 테두리 사이에 위치하며, 상기 디스크형 본체의 표면으로부터 함몰 형성되어 상측에 개구부 및 상기 개구부의 일 영역을 차단하는 차단판을 포함하는 수용 용기, 상기 수용 용기의 하측에 연통되어 있으며, 상기 수용 용기의 내부로부터 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 주입 채널, 상기 주입 채널과 연통되며, 한 번 이상 절곡되어 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 혼합 채널, 상기 혼합 채널과 상기 디스크형 본체의 테두리 사이에 위치하며, 상기 혼합 채널과 일 부분이 연통된 반응 용기, 및 상기 반응 용기의 타 부분과 연통된 배출 용기를 포함하는 미세 유체 디스크를 제공한다.

상기 차단판은 상기 개구부의 전체 영역 중 상기 디스크형 본체의 상기 테두리 측에 위치할 수 있다.

상기 차단판은 상기 개구부의 전체 영역 중 1/3 영역 내지 2/3 영역을 차단할 수 있다.

상기 개구부는 미세 유체가 주입되는 주입구일 수 있다.

상기 배출 용기와 연결된 공기 배출구를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 측면은 상측에 개구부 및 상기 개구부의 일 영역을 차단하는 차단판을 포함하는 수용 용기, 상기 수용 용기의 하측에 연통되어 있으며, 상기 수용 용기의 내부로부터 외측으로 연장된 주입 채널, 상기 주입 채널과 연통되며, 한 번 이상 절곡 연장된 혼합 채널, 상기 혼합 채널과 일 부분이 연통된 반응 용기, 및 상기 반응 용기의 타 부분과 연통된 배출 용기를 포함하는 미세 유체 유닛을 제공한다.

또한, 본 발명의 제3 측면은 상기 미세 유체 디스크를 포함하는 디스크형 미세 유체 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 제4 측면은 상기 디스크형 미세 유체 시스템을 제공하는 단계, 상기 개구부를 통해 상기 수용 용기에 검체 및 시약을 주입하는 단계, 상기 디스크형 본체를 설정된 회전 각속도로 회전시켜 상기 수용 용기에 주입된 상기 검체 및 시약을 상기 혼합 채널을 통해 혼합시켜 상기 반응 용기에 혼합물로 위치시키는 단계, 상기 반응 용기에 위치하는 상기 혼합물을 분석하는 단계를 포함하는 생화학 검사 방법을 제공한다.

상기 혼합물을 분석하는 단계는, 상기 검체 및 상기 시약이 반응되도록, 설정된 시간이 지난 후 상기 혼합물의 광도 또는 색도를 측정하여 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 측면은 중심축을 기준으로 회전 방향을 따라 자체 회전하는 디스크형 본체, 상기 중심축과 이웃하여 상기 디스크형 본체에 형성되어 있으며, 외부로부터 미세 유체가 주입되는 주입구, 상기 중심축과 설정된 거리를 유지하면서 상기 주입구로부터 상기 회전 방향을 따라 연장되어 있으며, 상기 미세 유체가 통하는 분배 채널, 상기 분배 채널로부터 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장되어 있으며, 상기 미세 유체를 설정된 부피만큼 수용하는 계량 용기, 상기 계량 용기의 단부와 연결되어 있으며, 상기 디스크형 본체의 회전각속도에 대응하여 열리고 닫음이 조절되는 미세 밸브, 상기 분배 채널의 단부와 연결되어 있으며, 상기 미세 유체를 수용하는 폐수 용기, 상기 미세 밸브와 연결되어 상기 분배 채널과 상기 디스크형 본체의 테두리 사이에 위치하여 상기 미세 밸브를 통과한 상기 미세 유체를 수용하며, 상기 디스크형 본체의 표면으로부터 함몰 형성되어 상측에 개구부 및 상기 개구부의 일 영역을 차단하는 차단판을 포함하는 수용 용기, 상기 수용 용기의 하측에 연통되어 있으며, 상기 수용 용기의 내부로부터 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 주입 채널, 상기 주입 채널과 연통되며, 한 번 이상 절곡되어 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 혼합 채널, 상기 혼합 채널과 상기 디스크형 본체의 테두리 사이에 위치하며, 상기 혼합 채널과 일 부분이 연통된 반응 용기, 및 상기 반응 용기의 타 부분과 연통된 배출 용기를 포함하는 미세 유체 디스크를 제공한다.

상기 수용 용기와 연결된 상기 미세 밸브의 단부는 부채꼴 형상을 가질 수 있다.

상기 미세 밸브는, 상기 디스크형 본체가 제1 회전 각속도로 회전하면 닫히며, 상기 디스크형 본체가 상기 제1 회전각속도 대비 더 빠른 제2 회전각속도로 회전하면 열릴 수 있다.

상기 폐수 용기 및 상기 배출 용기 각각에 연결된 공기 배출구를 더 포함할 수 있다.

상기 계량 용기는 복수개이며, 상기 복수개의 계량 용기 각각은 설정된 간격을 따라 상호 이격되어 상기 분배 채널로부터 연장되어 있을 수 있다.

또한, 본 발명의 제6 측면은 상기 미세 유체 디스크를 포함하는 디스크형 미세 유체 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 제7 측면은 상기 디스크형 미세 유체 시스템을 제공하는 단계, 상기 주입구에 검체를 주입하는 단계, 상기 검체가 상기 주입구로부터 상기 분배 채널을 거쳐 상기 계량 용기에만 위치하도록, 상기 디스크형 본체를 제1 회전각속도로 회전시켜 상기 검체를 계량하는 단계, 상기 디스크형 본체를 상기 제1 회전각속도 대비 더 빠른 제2 회전각속도로 회전시켜 상기 미세 밸브를 열어 계량된 상기 검체를 상기 수용 용기로 수용하는 단계, 상기 개구부를 통해 상기 수용 용기에 시약을 주입하는 단계, 상기 디스크형 본체를 설정된 제3 회전 각속도로 회전시켜 상기 수용 용기에 주입된 상기 검체 및 시약을 상기 혼합 채널을 통해 혼합시켜 상기 반응 용기에 혼합물로 위치시키는 단계, 및 상기 반응 용기에 위치하는 상기 혼합물을 분석하는 단계를 포함하는 생화학 검사 방법을 제공한다.

상술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 소량의 검체가 이용되는 동시에 검체에 대한 다양한 생화학 검사를 수행하는 미세 유체 유닛, 미세 유체 디스크, 디스크형 미세 유체 시스템, 및 생화학 검사 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크에 형성된 미세 유체 유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 확인한 실험예를 설명하기 위한 사진이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템을 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템은 미세 유체를 취급하는 동시에 미세 유체의 유동 상태를 확인하며, 미세 유체 디스크(100), 구동부(200), 센서(300), 제어부(400), 조명부(500), 거울(600), 촬영부(700), 및 측정부(800)를 포함한다.

미세 유체 디스크(100)는 후술할 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크 또는 후술할 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크일 수 있으며, 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크 및 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크에 대해서는 후술한다.

구동부(200)는 미세 유체 디스크(100)를 지지하며, 모터(moter) 등의 구동 수단을 포함하여 미세 유체 디스크(100)를 회전시킨다.

센서(300)는 미세 유체 디스크(100)와 이웃하여 위치하며, 미세 유체 디스크(100)의 회전수를 센싱하는 역할을 한다.

제어부(400)는 센서(300) 및 구동부(200)와 연결되어 있으며, 미세 유체 디스크(100)의 회전수를 센싱한 센서(300)로부터 신호를 받아 구동부(200)에 의한 미세 유체 디스크(100)의 회전을 조절하는 역할을 한다. 제어부(400)에 의해 미세 유체 디스크(100)의 회전각속도가 조절될 수 있다. 제어부(400)는 도시하지 않은 디스플레이 디바이스에 연결될 수 있으며, 제어부(400)에 의해 제어되는 제어 정보 또는 측정부(800)에 의해 전송되는 분석 정보 등이 디스플레이 디바이스에 디스플레이될 수 있다.

조명부(500)는 제어부(400)와 연결되어 있으며, 미세 유체 디스크(100)의 회전수와 동기되어 섬광 형태로 조명을 거울(600)로 비춘다.

거울(600)은 미세 유체 디스크(100)의 하측에 위치하며, 조명부(500)로부터 조사된 조명을 미세 유체 디스크(100) 방향으로 반사한다.

촬영부(700)는 거울(600)과 대응하여 미세 유체 디스크(100)의 상측에 위치하며, 미세 유체 디스크(100)의 회전수와 동기되어 조명을 이용해 시간당 미세 유체 디스크(100) 내부를 촬영한다.

측정부(800)는 미세 유체 디스크(100) 내부를 통하는 미세 유체의 광도 또는 색도 등을 측정하여 정량적 분석을 하고, 그 분석 결과를 제어부(400)로 전송한다. 측정부(800)에 의해 측정된 분석 결과는 생화학 검사 결과로서 이용될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크(100)를 설명한다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크에 형성된 미세 유체 유닛을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 미세 유체 디스크(100)는 디스크형 본체(101), 수용 용기(110), 주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140), 공기 배출구(150)를 포함한다.

디스크형 본체(101)는 원형의 디스크 형태를 가지며 중심축(C)을 기준으로 회전 방향(RD)을 따라 자체 회전한다. 디스크형 본체(101)는 구동부(200)에 의해 회전이 구동될 수 있으며, 제어부(400)에 의해 회전각속도가 제어될 수 있다.

디스크형 본체(101)에는 수용 용기(110), 주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140), 공기 배출구(150)가 형성되어 있으며, 수용 용기(110), 주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140), 공기 배출구(150)는 포토리소그래피(photolithography), 정밀 미세 가공 등의 맴스(MEMS) 기술 또는 양각 등의 반대 형상을 가진 금형 인서트를 이용한 사출성형(injection molding), 핫 엠보싱(hot embossing), UV 몰딩(UV molding), 주조 등의 생산 방법을 통해 디스크형 본체(101)에 음각으로 형성될 수 있다. 디스크형 본체(101)는 금속 재료, 세라믹 재료 또는 COC(cyclic olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate), PS(polystyrene), PC(polycarbonate), PDMS(polydimethylsiloxane), Teflon(Polytetrafluoroethylene), PVC(polyvinylchloride) 등의 고분자 재료로 형성될 수 있다. 수용 용기(110), 주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140), 공기 배출구(150)는 미세 유체가 유동되는 하나의 미세 유체 유닛으로서 기능하며, 복수의 미세 유체 유닛은 디스크형 본체(101)의 테두리(OL)를 따라 복수개가 배치될 수 있다.

또한, 다른 실시예에 따른 수용 용기(110), 주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140), 공기 배출구(150)를 포함하는 미세 유체 유닛은 디스크형 본체에만 한정되지 않고, 다양한 구동력을 구현하는 구동 본체에 형성될 수 있다. 여기서, 구동력이란, 물리적인 힘을 의미하며, 물리적인 힘은 일반적인 미세 유체 유닛에 가할 수 있는 압력, 중력, 전자기력뿐만 아니라 미세 유체 유닛의 회전으로 인한 원심력 및 코리올리 힘을 포함한다.

수용 용기(110)는 디스크형 본체(101)의 내부에 형성되어 있으며, 외부로부터 주입되는 미세 유체를 수용하는 공간이다. 수용 용기(110)는 디스크형 본체(101)의 중심축(C)과 테두리(OL) 사이에 위치하고 있다. 수용 용기(110)는 디스크형 본체(101)의 표면으로부터 함몰 형성되어 미세 유체가 수용되는 수용 공간을 형성하며, 수용 공간의 상측에 위치하는 개구부(111) 및 차단판(112)을 포함한다.

개구부(111)는 미세 유체가 주입되는 주입구이며, 개구부(111)를 통해 외부로부터 미세 유체가 주입되어 수용 공간에 미세 유체가 수용된다.

차단판(112)은 수용 용기(110)의 상측에 위치하고 있으며, 개구부(111)의 전체 영역 중 일 영역을 차단하고 있다. 차단판(112)은 개구부(111)의 전체 영역 중 디스크형 본체(101)의 테두리(OL) 측에 위치하고 있다. 구체적으로, 차단판(112)은 미세 유체가 주입되는 주입구인 개구부(111) 대비 디스크형 본체(101)의 중심축(C)으로부터 먼 곳에 위치하고 있으며, 차단판(112)에 의해 일부가 차단된 개구부(111)는 차단판(112) 대비 디스크형 본체(101)의 중심축(C)과 가까운 곳에 위치하고 있다. 차단판(112)은 개구부(111)의 전체 영역 중 주입 채널(113)과 가까운 곳에 위치하고 있다. 구체적으로, 차단판(112)은 미세 유체가 주입되는 주입구인 개구부(111)와 이웃하여 주입 채널(113)과 가까운 곳에 위치하고 있으며, 차단판(112)에 의해 일부가 차단된 개구부(111)는 차단판(112) 대비 주입 채널(113)과 먼 곳에 위치하고 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 차단판(112)은 개구부(111)의 전체 영역 중 1/3 영역 내지 2/3 영역 또는 수십 분의 일 내지 수 분의 일 비율만을 차단할 수 있다.

수용 용기(110)는 개구부(111)를 통해 외부로부터 주입되는 미세 유체인 검체 및 시약을 수용할 수 있다. 이때, 검체 및 시약은 피펫(pipet), 카트리지(cartridge), 공압 펌프(pneumatic pump) 등을 이용하여 일정한 압력으로 개구부(111)를 통해 수용 용기(110)로 주입될 수 있다. 또한, 검체 및 시약은 수용 용기(110)와 연통된 또 다른 미세 유체 유닛을 통해서 수용 용기(110)로 주입될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에서 수용 용기(110)의 횡단면은 원형을 가지나, 본 발명의 다른 실시예에서 수용 용기의 횡단면은 삼각형 또는 사각형을 포함한 여러 가지 다각형 및 타원형 등의 형상을 가질 수 있다.

주입 채널(113)은 수용 용기(110)의 하측에 연통되어 있으며 수용 용기(110)의 내부로부터 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장되어 있다. 주입 채널(113)은 수용 용기(110)에 수용된 미세 유체인 검체 및 시약이 이송되는 통로이다.

혼합 채널(120)은 주입 채널(113)과 연통되며, 한 번 이상 절곡되어 디스크형 본체(101)의 테두리(OL) 방향으로 연장되어 있다. 혼합 채널(120)은 주입 채널(113)과 연결되어 있으며, 수용 용기(110)로부터 주입 채널(113)을 통과한 검체 및 시약을 혼합한다. 혼합 채널(120)은 그 경로가 구불구불하게 형성되어 주입 채널(113)을 통과한 검체 및 시약을 다음 단계로 이송할 뿐만 아니라 검체 및 시약을 서로 혼합 한다.

본 발명의 제2 실시예에서 혼합 채널(120)의 종단면은 사각형을 가지나, 본 발명의 다른 실시예에서 혼합 채널의 종단면은 삼각형 등의 다각형 또는 원형 등의 형상을 가질 수 있다.

반응 용기(130)는 혼합 채널(120)과 디스크형 본체(101)의 테두리(OL) 사이에 위치하며, 혼합 채널(120)과 일 부분이 연통되어 있다. 반응 용기(130)는 혼합 채널(120)의 단부에 연결되어 있으며, 혼합 채널(120)을 통과한 검체 및 시약의 혼합물을 수용한다.

본 발명의 제2 실시예에서 반응 용기(130)의 횡단면은 원형을 가지나, 본 발명의 다른 실시예에서 반응 용기(130)의 횡단면은 삼각형 또는 사각형을 포함한 여러 가지 다각형 및 타원형 등의 형상을 가질 수 있다.

배출 용기(140)는 반응 용기(130)의 타 부분과 연통되어 있다. 배출 용기(140)는 반응 용기(130)에서 혼합 채널(120)과 이웃하여 연결되어 있으며, 반응 용기(130)에서 초과 수용된 혼합물을 수용한다.

본 발명의 제2 실시예에서 배출 용기(140)는 반응 용기(130)의 상측에 연결되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서 배출 용기(140)는 반응 용기(130)의 하측 또는 중간측에 연결될 수 있다.

공기 배출구(150)는 배출 용기(140)와 연결되어 있다. 공기 배출구(150)는 미세 유체 유닛에 미체 유체인 검체 또는 시약이 공급될 때, 미세 유체 유닛을 구성하는 상술한 각 용기 및 채널을 차지하고 있는 공기가 빠져나가는 통로이다. 공기 배출구(150)는 상술한 채널 및 용기에서 검체 및 시약의 유동이 원활하게 이루어질 수 있도록 채널 혹은 용기에 존재하는 공기가 검체 및 시약의 유동 시에 자연스럽게 빠져나갈 수 있도록 한다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 설명한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 생화학 검사 방법은 상술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템를 이용해 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 나타낸 도면이다.

우선, 상술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템을 제공한다.

다음, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 개구부(111)를 통해 수용 용기(110)에 검체(S) 및 생화학 검사용 시약(R)을 주입한다.

구체적으로, 검체/시약(SR)은 주사기(syringe), 피펫(pipet)과 같은 장치를 이용하여 개구부(111)를 통해 수용 용기(110) 내부의 수용 공간으로 주입되거나, 자동 분배기 등을 이용하여 방울(droplet) 형태로 개구부(111)를 통해 수용 용기(110) 내부의 수용 공간으로 주입된다.

다음, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 디스크형 본체(101)를 설정된 회전 각속도로 회전시킨다.

구체적으로, 디스크형 본체(101)를 설정된 회전 각속도로 회전시켜 수용 용기(110)에 주입된 검체/시약(SR)을 혼합 채널(120)을 통해 혼합시켜 반응 용기(130)에 혼합물(M)로 위치시킨다. 디스크형 본체(101)가 중심축(C)을 기준으로 회전 방향(RD)을 따라 설정된 회전각속도로 회전함에 따라서 유발되는 원심력에 의하여 수용 용기(110)에 주입된 검체/시약(SR)은 중심축에서 먼 방향으로 쏠리게 된다. 이 때 수용 용기(110) 상단에 위치한 검체/시약(SR)은 쏠림 현상에 의하여 수용 용기(110)의 외부로 범람되려고 하지만 수용 용기(110)의 상측에 위치하는 차단판(112)에 의해 검체/시약(SR)의 유동 범람이 차단된다. 수용 용기(110) 하단에 위치한 검체/시약(SR)은 쏠림 현상에 의하여 수용 용기(110)에 연결된 주입 채널(113)을 통하여 배출된다.

즉, 외부로부터 압력 또는 전자기력을 가하거나, 중심축을 기준으로 미세 유체 유닛이 자체 회전하여 원심력을 유도함으로써 수용 용기(110) 내부에 수용된 검체/시약(SR)이 수용 용기(110)에 연결된 주입 채널(113)을 통하여 혼합 채널(120)으로 주입 된다. 수용 용기(110)에서 주입 채널(113)을 통해 혼합 채널(120)으로 주입된 검체/시약(SR)은 혼합 채널(120)을 통과하면서 서로 혼합된다. 혼합된 검체/시약(SR)의 혼합물(M)은 혼합 채널(120) 단부에 연결된 반응 용기(130)에 수용된다.

나아가, 혼합 채널(120)의 구불구불한 경로 중에서 모퉁이 채널에서는 검체와 시약의 유동이 빠르게 지나가면서 3차원의 교반 현상이 발생하여 검체/시약(SR)의 혼합이 유도된다. 또한, 혼합물(M)이 혼합 채널(120) 단부에 연결된 반응 용기(130)에 수용 될 때, 검체/시약(SR)이 혼합 채널(131)에서 반응 용기(132)로 분주되면서 기 수용된 혼합물(M)과 분주되는 검체/시약(SR)이 서로 충돌하면서 검체/시약(SR)의 혼합이 향상된다. 또한, 디스크형 본체(101)가 중심축을 기준으로 회전 방향을 따라 설정된 회전각속도로 회전함으로써, 상술한 용기 및 채널로 구성되는 미세 유체 유닛에 유발되는 원심력과 코리올리 힘에 의하여, 혼합 채널(120)의 구불구불한 경로 중에서 원주방향으로 나열된 채널에서는 검체/시약(SR)의 유동 단면에 대한 난류가 형성되어 검체/시약(SR)의 혼합이 극대화된다.

다음, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 반응 용기(130)에 위치하는 혼합물(M)을 분석한다.

구체적으로, 혼합 채널(120)에서 분주되는 혼합물(M)은 반응 용기(130) 내부의 수용 공간 중에서 혼합 채널(120)에 먼 곳부터 수용된다. 따라서 반응 용기(130)의 수용 공간 대비 초과 수용된 초과 혼합물(O)은 자연스럽게 반응 용기(130)에 연결되어 있는 배출 용기(140)로 이송되고, 이송된 초과 혼합물(O)은 배출 용기(140) 내부의 수용 공간에 수용된다.

또한, 반응 용기(130)에 수용된 혼합물(M)은 일정 시간이 지나 서로 반응하여 분석이 가능한 상태가 된다. 이때, 디스크형 본체(101)를 정지시킨 상태에서 반응 용기(130)에 수용된 반응된 혼합물(M)에 대해서 광도 또는 색도를 측정하여 생화학 물질에 대한 정량적 분석을 한다. 즉, 검체/시약(SR)이 혼합된 혼합물(M)이 반응되도록, 설정된 시간이 지난 후 혼합물(M)의 광도 또는 색도를 측정하여 생화학 검사를 수행한다.

이상과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템과 이를 이용한 본 발명의 제3 실시예에 따른 생화학 검사 방법은 차단판(112)을 이용해 미세 유체인 검체/시약(SR)의 범람을 차단하고, 동시에 수용 용기(110)에 연결된 혼합 채널(120)을 통해 검체/시약(SR)을 혼합함으로써, 수용 용기(110)와 연결된 반응 용기(130)로 검체/시약(SR)의 혼합물(M)을 수용시켜 반응시킬 수 있다. 즉, 미세 유체에 대한 생화학 검사를 수행할 수 있다.

즉, 개구부(111)를 통해 수용 용기(110)의 내부로 검체/시약(SR)을 원활하게 주입할 수 있을 뿐만 아니라, 원심력에 의한 검체/시약(SR)의 쏠림 현상에 의한 미세 유체의 유동 범람을 차단한다. 이는 전체적인 생화학 검사를 위한 시간 및 비용이 절감되는 요인으로서 작용된다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 설명한다.

이하, 제2 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제2 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제4 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 본 발명의 제2 실시예와 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크(100)는 디스크형 본체(101), 주입구(161), 분배 채널(162), 계량 용기(163), 미세 밸브(164), 폐수 용기(165), 수용 용기(110), 주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140), 공기 배출구(150)를 포함한다. 디스크형 본체(101)에는 다양한 기계 화학적 공법에 의해 주입구(161), 분배 채널(162), 계량 용기(163), 미세 밸브(164), 폐수 용기(165), 수용 용기(110), 주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140), 공기 배출구(150)가 형성될 수 있다.

주입구(161)는 중심축(C)과 이웃하여 디스크형 본체(101)에 형성되어 있으며, 외부로부터 미세 유체인 검체가 주입되는 통로이다. 검체는 피펫(pipet), 카트리지(cartridge), 공압 펌프(pneumatic pump) 등을 이용하여 일정한 압력으로 주입구(161)로 주입된다.

분배 채널(162)은 중심축(C)과 설정된 거리를 유지하면서 주입구(161)로부터 회전 방향(RD)을 따라 연장되어 있으며, 검체가 통하는 통로이다. 상세하게, 분배 채널(162)은 주입구(161)와 연결되어 있으며, 디스크형 본체(101)의 내부에서 중심축(C)을 기준으로 일정 거리를 유지하면서 원주 방향(circumferential direction)으로 배치된다. 분배 채널(162)은 주입구(161)로부터 공급되는 검체가 수용되고 이송되는 통로이다.

계량 용기(163)는 분배 채널(162)로부터 디스크형 본체(101)의 테두리 방향으로 연장되어 있으며, 분배 채널(162)을 통하는 검체를 설정된 부피만큼 수용한다. 상세하게, 계량 용기(163)는 분배 채널(162)에 대해 수직으로 연결되어 있으며, 중심축(C)을 기준으로 방사 방향(radial direction)으로 배치된다. 분배 채널(162)을 통해 이송된 검체는 계량 용기(163)에 수용되어 계량 용기(163)의 부피만큼 계량된다. 계량 용기(163)는 복수개이며, 복수개의 계량 용기(163) 각각은 설정된 간격을 따라 상호 이격되어 분배 채널(162)로부터 디스크형 본체(101)의 테두리 방향으로 연장되어 있다.

미세 밸브(164)는 계량 용기(163)의 단부와 연결되어 계량 용기(163)와 수용 용기(110) 사이를 연결하고 있으며, 디스크형 본체(101)의 회전각속도에 대응하여 열고 닫음이 조절된다. 미세 밸브(164)는 계량 용기(163)와 수용 용기(110)사이에 배치되어, 계량 용기(163)에 의한 검체 계량 시에는 검체의 이동을 제한하고 계량된 검체의 이송 시에는 검체의 이동을 허용한다.

상세하게, 미세 밸브(164)는 계량 용기(163)와 수용 용기(110) 사이를 연결하여 디스크형 본체(101)의 회전각속도에 따라 열고 닫음이 조절되는데, 디스크형 본체(101)의 회전에 따른 원심력에 의해 미세 밸브(164) 주위에 형성되는 제1 압력과 미세 밸브(164) 내부의 표면장력에 의해 형성되는 제2 압력 간의 차이로 인해 미세 밸브(164)의 열고 닫음이 조절된다. 일례로, 제1 압력이 제2 압력보다 큰 경우 미세 밸브(164)는 열려 미세 밸브(164)를 통해 계량 용기(163)로부터 수용 용기(110)로 검체가 이동하며, 제2 압력이 제1 압력보다 큰 경우 미세 밸브(164)는 닫혀 미세 밸브(164)를 통해 계량 용기(163)로부터 수용 용기(110)로 검체가 이동하지 않는다.

제1 압력은 디스크형 본체(101)의 회전각속도에 비례하기 때문에, 디스크형 본체(101)의 회전각속도를 조절하여 검체의 계량 시 제2 압력이 제1 압력 대비 크도록 조절하고, 검체의 계량 이후 제1 압력이 제2 압력 대비 크도록 조절함으로써, 디스크형 본체(101)의 회전각속도를 조절하여 검체의 계량 및 계량 이후 각각에 대응하여 미세 밸브(164)의 열고 닫음이 조절된다. 일례로, 미세 밸브(164)는 디스크형 본체(101)가 제1 회전 각속도로 회전하면 닫히며, 디스크형 본체(101)가 제1 회전 각속도 대비 더 빠른 제2 회전각속도로 회전하면 열릴 수 있다.

즉, 미세 밸브(164)의 열고 닫음은 디스크형 본체(101)의 회전각속도에 따라 조절된다. 수용 용기(110)와 연결된 미세 밸브(164)의 단부는 부채꼴 형상을 가지며, 이로 인해 미세 밸브(164)를 통과하는 검체의 유동이 끊기는 것이 방지된다.

폐수 용기(165)는 분배 채널(162)의 단부와 연결되어 있으며, 분배 채널(162)을 통과한 검체를 수용한다. 상세하게, 폐수 용기(165)는 주입구(161)에서 가장 먼 분배 채널(162)의 단부에 연결되어 있으며, 검체 계량 시 분배 채널(162)을 통해 이송되어 배출될 검체를 수용한다. 폐수 용기(165)에는 또 다른 공기 배출구가 연결될 수 있으며, 이 또 다른 공기 배출구는 폐수 용기(165)에 검체가 공급될 때, 폐수 용기(165) 내부를 차지하고 있는 공기가 빠져나가는 통로일 수 있다.

수용 용기(110)는 미세 밸브(164)와 연결되어 분배 채널(162)과 디스크형 본체(101)의 테두리 사이에 위치하며, 미세 밸브(164)를 통과한 검체를 수용한다. 수용 용기(110)는 수용 공간을 형성하며, 수용 공간의 상측에 위치하는 개구부(111) 및 차단판(112)을 포함한다.

주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140), 공기 배출구(150) 각각은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 유체 디스크에서 상술하였다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 설명한다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법은 상술한 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템를 이용해 수행할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 나타낸 도면이다.

우선, 상술한 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템을 제공한다.

다음, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 주입구(161)에 검체(S)를 주입한다.

구체적으로, 검체(S)는 주입구(161)를 통하여 분배 채널(162)로 공급되며, 이어서 계량 용기(163)에 공급된다. 이 과정에서 계량 용기(163)와 연결된 미세 밸브(164)에 의하여 계량 용기(163) 내부에 공급된 검체(S)는 수용 용기(110)로의 이동이 제한된다.

다음, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 디스크형 본체(101)를 제1 회전각속도로 회전시켜 검체(S)를 계량한다.

구체적으로, 디스크형 본체(101)가 회전 방향을 따라 회전함에 따라서 유발되는 원심력에 의하여 분배 채널(162)에 주입된 검체(S)는 분배 채널(162)을 따라 이송되어 폐수 용기(165)에 수용된다. 이 과정에서 분배 채널(162)과 수직으로 연결된 계량 용기(163)의 구조적인 영향으로 인해, 분배 채널(162)과 계량 용기(163)의 연결면에서 원심력에 의한 닥터-블레이드 효과가 유발됨으로써, 분배 채널(162) 내부에 공급된 검체(S)와 계량 용기(163) 내부에 공급된 검체(S)의 연결이 끊어지기 때문에, 자동으로 계량 용기(163)에는 수용 가능한 부피만큼의 검체(S)가 계량된다. 더불어, 이 과정에서 계량 용기(163)에 공급된 검체(S)는 미세 밸브(164)에 의하여 여전히 수용 용기(110)로의 이송이 제한된다. 그 결과, 분배 채널(162)에 공급된 검체(S)는 폐수 용기(165)로 배출되어 폐수 용기(165)에 폐수물(W)로서 수용되고, 계량 용기(163)에만 검체(S)가 남아있는 상태가 된다.

다음, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 디스크형 본체(101)를 제1 회전각속도 대비 더 빠른 제2 회전각속도로 회전시켜 미세 밸브(164)를 열어 계량된 검체(S)를 수용 용기(110)로 수용한다.

구체적으로, 디스크형 본체(101)를 미세 검체 계량 시의 회전각속도인 제1 회전각속도 보다 더 빠른 제1 회전각속도에서 회전시킴으로써, 계량 용기(163)에서 계량된 검체(S)가 미세 밸브(164)를 통과하여 수용 용기(110)로 이송될 수 있도록 한다. 그 결과, 계량 용기(163)에서 계량된 검체(S)는 수용 용기(110)로 이송 및 수용된다. 이 과정에서 수용 용기(110)와 연결된 미세 밸브(164)의 단부가 부채꼴 형태로 형성되어 있음으로서, 미세 밸브(164)를 통과하는 검체(S)의 유동이 끊어지지 않고 원활하게 수용 용기(110)로 이송된다. 수용 용기(110)에 수용된 검체(S)는 수용 용기(110)와 연결된 또 다른 디스크형 미세 검체 시스템으로 이동되거나, 또는 수용 용기(110)와 연결된 또 다른 채널 또는 용기로 이동되어 미세 검체에 대한 미세 유동 테스트가 수행될 수 있다. 한편, 미세 밸브(164)가 막대형일 경우, 미세 밸브(164)를 통과하는 검체(S)는 원심력에 의해 그 유동이 끊어지게 되어 일부 검체(S)가 계량 용기(163)에 남을 수 있다.

다음, 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 개구부(111)를 통해 수용 용기(110)에 생화학 검사용 시약(R)을 주입한다.

구체적으로, 디스크형 본체(101)를 정지시킨 상태에서, 주사기(syringe), 피펫(pipet)과 같은 장치를 이용하여 개구부(111)를 통해 수용 용기(110) 내부의 수용 공간으로 생화학 검사용 시약(R)을 주입하거나, 자동 분배기 등을 이용하여 방울(droplet) 형태로 개구부(111)를 통해 수용 용기(110) 내부의 수용 공간으로 시약(R)을 주입한다.

다음, 도 8의 (e)에 도시된 바와 같이, 디스크형 본체(101)를 설정된 제3 회전 각속도로 회전시킨다.

즉, 외부로부터 압력 또는 전자기력을 가하거나, 중심축을 기준으로 디스크형 본체(101)가 자체 회전하여 미세 유체 유닛에 원심력을 유도함으로써 수용 용기(110) 내부에 수용된 검체/시약(SR)이 수용 용기(110)에 연결된 주입 채널(113)을 통하여 혼합 채널(120)으로 주입 된다. 수용 용기(110)에서 주입 채널(113)을 통해 혼합 채널(120)으로 주입된 검체/시약(SR)은 혼합 채널(120)을 통과하면서 서로 혼합된다. 혼합된 검체/시약(SR)의 혼합물(M)은 혼합 채널(120) 단부에 연결된 반응 용기(130)에 수용된다.

다음, 도 8의 (f)에 도시된 바와 같이, 반응 용기(130)에 위치하는 혼합물(M)을 분석한다.

이하, 도 9를 참조하여 상술한 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템을 이용한 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 확인한 실험예를 설명한다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법을 확인한 실험예를 설명하기 위한 사진이다.

도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 주입구(161)를 통해 주입된 검체(S)는 분배 채널(162)과 계량 용기(163)에 공급되며, 이 과정에서 계량 용기(163)에 공급된 검체(S)는 미세 밸브(164)에 의하여 이송이 제한됨을 확인하였다. 디스크형 본체의 회전으로 유발되는 원심력에 의하여 분배 채널(162)에 공급된 검체(S)는 배출되어 폐수 용기(165)에 수용된다. 동시에 계량 용기(163)에 공급된 검체(S)는 분배 채널(162)에 공급된 검체(S)와 분리되어 계량 용기(163)에 수용된 부피만큼 계량 되어 남아 있는다. 이 과정에서 계량 용기(163)에 계량된 검체(S)는 미세 밸브(164)에 의하여 이송이 제한됨을 확인하였다. 디스크형 본체(101)를 미세 유체 계량 시의 회전각속도보다 더 빠른 회전각속도에서 회전시킴으로써, 계량 용기(163)에서 계량된 검체(S)가 미세 밸브(164)를 통과하여 수용 용기(110)로 이송 및 수용됨을 확인하였다.

도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 시약은 수용 용기(110) 상측면에 배치된 개구부(111)를 통해 수용 용기(110) 내부에 주입하였다. 이 과정에서 중력에 의하여 검체/시약(SR) 내부에 형성된 압력 차가 미비하여 검체(S) 및 시약(R)은 수용 용기(110)에 연결된 주입 채널(113)로 배출되지 않는 것을 확인하였다. 디스크형 본체의 회전으로 유발되는 원심력에 의하여 수용 용기(110) 내부에 주입된 검체/시약(SR)은 중심축(C)에서 먼 방향으로 쏠리게 된다. 이 때 수용 용기(110) 상단에 위치한 검체/시약(SR)은 쏠림 현상에 의하여 수용 용기(110)의 외부로 범람되려고 하지만 수용 용기(110) 상측에 위치하는 차단판(112)에 의해 유동 범람이 차단됨을 확인하였다. 수용 용기(110) 상단에 위치한 검체/시약(SR)은 차단판(112)에 의해 수용 용기(110) 외부로의 범람이 지속적으로 차단되고, 동시에 수용 용기(110) 하단에 위치한 검체/시약(SR)은 쏠림 현상에 의하여 주입 채널(113)을 통하여 혼합 채널(120)으로 주입됨을 확인하였다.

도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 수용 용기(110) 내부의 수용 공간에 위치한 검체/시약(SR)은 디스크형 본체의 회전으로 유발되는 원심력에 의하여 주입 채널(113)를 통해 혼합 채널(120)으로 주입되고, 주입된 검체/시약(SR)은 서로 혼합되어 그 혼합물(M)이 반응 용기(130) 내부의 수용 공간에 수용됨을 확인하였다. 반응 용기(130) 내부의 수용 공간을 초과하여 수용된 초과 혼합물(O)은 자연스럽게 반응 용기(130)의 상측에서 미세 유체 기판 본체(103)의 중심축(C)에 가까운 곳으로부터 연결되어 있는 배출 용기(140)로 이송되고, 이송된 초과 혼합물(O)은 배출 용기(140) 내부의 수용 공간에 수용됨을 확인하였다. 반응 용기(130) 내부의 수용 공간에 수용된 혼합물(M)은 일정 시간이 지나면서 서로 반응하여, 광도 혹은 색도를 확인할 수 있는 상태가 됨을 확인하였다.

이상과 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템 및 이를 이용한 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법은 미량의 검체(S)를 계량하기 위한 닥터-블레이드 효과를 이용하여 주입구(161)를 통해 주입된 검체(S)를 목표로 하는 부피만큼 계량 용기(163)을 이용해 계량하고, 수용 용기(110)에서 계량된 검체(S)에 시약(R)을 주입한 후, 혼합 채널(120)에서 검체(S) 및 시약(R)을 혼합한 후, 반응 용기(130)에서 혼합물(M)을 반응시켜 반응된 혼합물(M)의 광도 또는 색도를 측정함으로써, 생화학 물질에 대한 정량적 분석을 수행할 수 있다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템 및 이를 이용한 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법은 정확하고 효율적으로 미량의 검체(S)를 계량하고, 생화학 검사용 시약(R)을 원활하게 주입할 수 있을 뿐만 아니라, 미세 유체의 쏠림 현상에 의한 검체/시약(SR)의 유동 범람을 차단함과 동시에 검체/시약(SR)의 효과적인 혼합을 유도하고, 혼합물(M)을 수용하고 반응시켜 광도 또는 색도 측정을 통한 생화학 물질에 대한 정량적 분석을 수행할 수 있다. 이는, 검체 내 생화학 물질을 확인하기 위해 소량의 혈액이 사용되는 요인 및 특정 혈장 등과 같은 특정 검체에 대한 다양한 생화학 검사에 대한 효율이 향상되는 요인으로서 작용된다.

요컨대, 검체 내 생화학 물질을 확인하기 위해 소량의 혈액을 사용하는 동시에, 특정 검체에 대한 다양한 생화학 검사에 대한 효율이 향상되는 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크형 미세 유체 시스템 및 이를 이용한 본 발명의 제5 실시예에 따른 생화학 검사 방법이 제공된다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

디스크형 본체(101), 수용 용기(110), 주입 채널(113), 혼합 채널(120), 반응 용기(130), 배출 용기(140)

Claims

중심축을 기준으로 자체 회전하는 디스크형 본체;
상기 디스크형 본체의 중심축과 테두리 사이에 위치하며, 상기 디스크형 본체의 표면으로부터 함몰 형성되어 상측에 개구부 및 상기 개구부의 일 영역을 차단하는 차단판을 포함하는 수용 용기;
상기 수용 용기의 하측에 연통되어 있으며, 상기 수용 용기의 내부로부터 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 주입 채널;
상기 주입 채널과 연통되며, 한 번 이상 절곡되어 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 혼합 채널;
상기 혼합 채널과 상기 디스크형 본체의 테두리 사이에 위치하며, 상기 혼합 채널과 일 부분이 연통된 반응 용기; 및
상기 반응 용기의 타 부분과 연통된 배출 용기
를 포함하는 미세 유체 디스크.
제1항에서,
상기 차단판은 상기 개구부의 전체 영역 중 상기 디스크형 본체의 상기 테두리 측에 위치하는 미세 유체 디스크.
제2항에서,
상기 차단판은 상기 개구부의 전체 영역 중 1/3 영역 내지 2/3 영역을 차단하는 미세 유체 디스크.
제1항에서,
상기 개구부는 미세 유체가 주입되는 주입구인 미세 유체 디스크.
제1항에서,
상기 배출 용기와 연결된 공기 배출구를 더 포함하는 미세 유체 디스크.
상측에 개구부 및 상기 개구부의 일 영역을 차단하는 차단판을 포함하는 수용 용기;
상기 수용 용기의 하측에 연통되어 있으며, 상기 수용 용기의 내부로부터 외측으로 연장된 주입 채널;
상기 주입 채널과 연통되며, 한 번 이상 절곡 연장된 혼합 채널;
상기 혼합 채널과 일 부분이 연통된 반응 용기; 및
상기 반응 용기의 타 부분과 연통된 배출 용기
를 포함하는 미세 유체 유닛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 디스크형 미세 유체 시스템.
제7항에 따른 디스크형 미세 유체 시스템을 제공하는 단계;
상기 개구부를 통해 상기 수용 용기에 검체 및 시약을 주입하는 단계;
상기 디스크형 본체를 설정된 회전 각속도로 회전시켜 상기 수용 용기에 주입된 상기 검체 및 시약을 상기 혼합 채널을 통해 혼합시켜 상기 반응 용기에 혼합물로 위치시키는 단계;
상기 반응 용기에 위치하는 상기 혼합물을 분석하는 단계
를 포함하는 생화학 검사 방법.
제8항에서,
상기 혼합물을 분석하는 단계는, 상기 검체 및 상기 시약이 반응되도록, 설정된 시간이 지난 후 상기 혼합물의 광도 또는 색도를 측정하여 수행하는 생화학 검사 방법.
중심축을 기준으로 회전 방향을 따라 자체 회전하는 디스크형 본체;
상기 중심축과 이웃하여 상기 디스크형 본체에 형성되어 있으며, 외부로부터 미세 유체가 주입되는 주입구;
상기 중심축과 설정된 거리를 유지하면서 상기 주입구로부터 상기 회전 방향을 따라 연장되어 있으며, 상기 미세 유체가 통하는 분배 채널;
상기 분배 채널로부터 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장되어 있으며, 상기 미세 유체를 설정된 부피만큼 수용하는 계량 용기;
상기 계량 용기의 단부와 연결되어 있으며, 상기 디스크형 본체의 회전각속도에 대응하여 열리고 닫음이 조절되는 미세 밸브;
상기 분배 채널의 단부와 연결되어 있으며, 상기 미세 유체를 수용하는 폐수 용기;
상기 미세 밸브와 연결되어 상기 분배 채널과 상기 디스크형 본체의 테두리 사이에 위치하여 상기 미세 밸브를 통과한 상기 미세 유체를 수용하며, 상기 디스크형 본체의 표면으로부터 함몰 형성되어 상측에 개구부 및 상기 개구부의 일 영역을 차단하는 차단판을 포함하는 수용 용기;
상기 수용 용기의 하측에 연통되어 있으며, 상기 수용 용기의 내부로부터 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 주입 채널;
상기 주입 채널과 연통되며, 한 번 이상 절곡되어 상기 디스크형 본체의 테두리 방향으로 연장된 혼합 채널;
상기 혼합 채널과 상기 디스크형 본체의 테두리 사이에 위치하며, 상기 혼합 채널과 일 부분이 연통된 반응 용기; 및
상기 반응 용기의 타 부분과 연통된 배출 용기
를 포함하는 미세 유체 디스크.
제10항에서,
상기 수용 용기와 연결된 상기 미세 밸브의 단부는 부채꼴 형상을 가지는 미세 유체 디스크.
제10항에서,
상기 미세 밸브는,
상기 디스크형 본체가 제1 회전 각속도로 회전하면 닫히며, 상기 디스크형 본체가 상기 제1 회전각속도 대비 더 빠른 제2 회전각속도로 회전하면 열리는 미세 유체 디스크.
제10항에서,
상기 폐수 용기 및 상기 배출 용기 각각에 연결된 공기 배출구를 더 포함하는 미세 유체 디스크.
제10항에서,
상기 계량 용기는 복수개이며,
상기 복수개의 계량 용기 각각은 설정된 간격을 따라 상호 이격되어 상기 분배 채널로부터 연장되어 있는 미세 유체 디스크.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 미세 유체 디스크를 포함하는 디스크형 미세 유체 시스템.
제15항에 따른 디스크형 미세 유체 시스템을 제공하는 단계;
상기 주입구에 검체를 주입하는 단계;
상기 검체가 상기 주입구로부터 상기 분배 채널을 거쳐 상기 계량 용기에만 위치하도록, 상기 디스크형 본체를 제1 회전각속도로 회전시켜 상기 검체를 계량하는 단계;
상기 디스크형 본체를 상기 제1 회전각속도 대비 더 빠른 제2 회전각속도로 회전시켜 상기 미세 밸브를 열어 계량된 상기 검체를 상기 수용 용기로 수용하는 단계;
상기 개구부를 통해 상기 수용 용기에 시약을 주입하는 단계;
상기 디스크형 본체를 설정된 제3 회전 각속도로 회전시켜 상기 수용 용기에 주입된 상기 검체 및 시약을 상기 혼합 채널을 통해 혼합시켜 상기 반응 용기에 혼합물로 위치시키는 단계; 및
상기 반응 용기에 위치하는 상기 혼합물을 분석하는 단계
를 포함하는 생화학 검사 방법.
제16항에서,
상기 혼합물을 분석하는 단계는, 상기 검체 및 상기 시약이 반응되도록, 설정된 시간이 지난 후 상기 혼합물의 광도 또는 색도를 측정하여 수행하는 생화학 검사 방법.