KR101410216B1 - A fabrication method of a thin chip replica and a microfluidic chip manufactured with the thin chip replica - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 칩 레플리카 제조방법 및 이에 의해 제조된 박막 칩 레플리카를 사용한 마이크로 플루이딕 칩의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 플루이딕 칩 몰드 상부에 경화형 폴리머 용액을 주입하고 미세틈을 갖는 블레이드를 사용하여 일정 두께를 갖는 박막 경화형 폴리머 용액의 도포와 경화반응 및 이형 과정을 통하여 박막 칩 레플리카를 제조하고, 이에 의해 제조된 박막 칩 레플리카의 하부와 상부에 평면 기판을 부착하는 과정에 의해서 마이크로 플루이딕 칩을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 박막 칩 레플리카를 갖는 마이크로 플루이딕 칩은 특정 아미노산이나 단백질 등을 분석함으로써 질병진단이나 식품분석 및 생화학 분야의 다양하게 활용될 수 있으며, 마이크로 플루이딕 칩 내에서의 조직세포 배양 및 배양한 조직세포를 통한 의학적 또는 생물학적 실험조작이 가능하다.
The present invention relates to a method of manufacturing a thin film chip replica, and a method of manufacturing a microfluidic chip using the thin film chip replica manufactured thereby. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a microfluidic chip by injecting a curable polymer solution onto a microfluidic chip mold, A thin film chip replica is manufactured through application of a thin film hardening type polymer solution having a certain thickness, a curing reaction and a release process using a blade, and a flat substrate is attached to the lower and upper portions of the thin film chip replica, To a method for manufacturing a fluydick chip.
The microfluidic chip having the thin film chip replicas according to the present invention can be used in a variety of fields such as disease diagnosis, food analysis and biochemistry by analyzing specific amino acids or proteins. In addition, the microfluidic chip can be cultured in a microfluidic chip, It is possible to manipulate medical or biological experiments through a tissue cell.

Description

박막 칩 레플리카 제조방법 및 이를 사용하여 제조된 마이크로 플루이딕 칩 {A fabrication method of a thin chip replica and a microfluidic chip manufactured with the thin chip replica}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a thin film chip replica manufacturing method and a microfluidic chip fabricated using the same,

본 발명은 박막 칩 레플리카(replica) 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 박막 칩 레플리카를 사용한 마이크로 플루이딕 칩에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film chip replica manufacturing method and a microfluidic chip using the thin film chip replica manufactured by the method.

최근 초고속 질병진단이나 고효율 바이오분석 등에 활용하기 위한 마이크로 플루이딕 칩(micro-fluidic chip)의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 일반적인 실험실 환경에서 다양한 실험도구를 사용하여 많은 양의 시료용액과 반응용액을 사용하여 수행하던 여러 가지 종류의 실험조작을 작은 슬라이드 글라스 크기보다 더 작고 내부에 마이크로미터 크기의 다양한 구조물을 갖는 칩을 사용하여 수행하자는 개념에서 진행되고 있는 랩온어칩(lab-on-a-chip)의 활발한 개발이 마이크로 플루이딕 칩의 넓은 활용범위와 앞으로의 가능성을 보여준다. 또한 마이크로 플루이딕 칩을 사용한 마이크로타스(μTAS: micro-total analytical system) 분야의 활발한 연구개발은 다양한 종류의 생화학물질을 소형화된 분석칩을 통하여 빠르고 효율적으로 분석하는 데에 활용할 수 있다.Recently, micro-fluidic chip has been actively developed for use in high-speed disease diagnosis and high-efficiency bioanalysis. In a typical laboratory environment, various types of experimental manipulations using a large number of sample solutions and reaction solutions using a variety of experimental tools were used, with chips smaller in size than a small slide glass size and having micrometer-sized structures inside The ongoing development of a lab-on-a-chip concept based on the concept of performing microfluidic chips demonstrates the wide range of applications and future possibilities of microfluidic chips. Active research and development in the field of micro-total analytical system (μTAS) using microfluidic chips can be used to quickly and efficiently analyze various types of biochemical materials through miniaturized analysis chips.

마이크로 플루이딕 칩은 화학시료 또는 생화학시료의 분석에 사용될 수 있고, 마이크로챔버 내에서 조직세포의 배양과 배양한 조직세포를 사용한 약물시험 등을 수행할 수 있고, 마이크로채널을 통한 서로 다른 두 가지 이상의 용액의 혼합과 화학반응에 의한 합성과 기능성 재료의 제조 등에도 사용될 수 있다. 특히, 마이크로 플루이딕 칩의 주요 구성성분인 마이크로채널과 마이크로챔버 내의 용액의 부피가 나노리터(nanoliter) 이하 수준의 극히 미량이기 때문에 독성이 큰 용액을 사용한 분석을 수행할 경우나 단일 세포 내의 물질의 분석 등과 같이 분석시료의 부피가 극히 미량일 경우에 마이크로 플루이딕 칩을 사용한 조작과 분석은 매우 유용하다. 또한 마이크로 플루이딕 칩을 사용한 합성이나 분석 등의 조작에서는 필요로하는 시료용액이나 반응용액의 양이 미량일 뿐만 아니라 배출되는 폐용액의 양도 미량이기 때문에 환경 친화적이다.The microfluidic chip can be used for the analysis of chemical samples or biochemical samples, and it is possible to perform the culture of tissue cells in the microchambers and the drug test using the cultured tissue cells, and the two or more different microchannels It can also be used for mixing of solutions and synthesis by chemical reaction and for the production of functional materials. Particularly, since the volume of solution in microchannels and microchambers, which are the main constituents of microfluidic chips, is extremely small at the level below nanoliter, it is difficult to perform analysis using a toxic solution, Manipulation and analysis using a microfluidic chip is very useful when the volume of an analytical sample is extremely small, such as an analysis. In addition, the amount of sample solution or reaction solution required for synthesis and analysis using microfluidic chips is very small and the amount of discharged waste solution is very small, which is environmentally friendly.

일반적으로 마이크로 플루이딕 칩을 제조하기 위한 방법으로는 실리콘 웨이퍼나 유리판 등과 같은 단단한 세라믹 소재 기판에 식각공정 등을 통하여 마이크로미터 크기의 구조물을 형성시키고 평면 기판을 덮어서 접착시키는 과정에 의해서 제조하는 방법, 또는 유연한 소재인 폴리디메틸실록세인(polydimethylene siloxane, PDMS) 등과 같은 고분자 소재를 사용하여 소프트리소그라피(soft-lithography) 공정 등에 의해서 제조하는 방법 등을 사용한다. 이 중 유리판을 사용하여 박막 칩 레플리카나 마이크로 플루이딕 칩을 제조하는 방법에 관해서는 대한민국 등록특허 10-0788458 등에서 제시하고 있다. 그러나 단단한 소재인 실리콘 웨이퍼나 유리판 등을 사용하여 제조한 마이크로 플루이딕 칩의 경우에 마이크로 구조물이 있는 판과 평면 판 사이의 접착이 어려울 뿐만 아니라 제조과정이나 사용 중에 미세틈새가 발생하여 이로 인한 누수가 발생하기 쉽고 세라믹 재질이어서 외부 충격에 취약한 단점이 있다. Generally, a method for manufacturing a microfluidic chip includes a method of forming a micrometer-scale structure on a hard ceramic substrate such as a silicon wafer or a glass plate through an etching process, Or a soft material such as polydimethylsiloxane (PDMS), which is a flexible material, by a soft-lithography process or the like. Among them, a method of manufacturing a thin film chip replica or a microfluidic chip using a glass plate is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0788458. However, in the case of a microfluidic chip manufactured by using a hard material such as a silicon wafer or a glass plate, adhesion between a plate having a microstructure and a flat plate is difficult, and a minute gap is generated during the manufacturing process or use. It is easily generated and is a ceramic material, which is vulnerable to external impact.

또한 대한민국 공개특허 10-2011-0038201 등에는 폴리디메틸실록세인(PDMS) 등과 같은 약한 실리콘 고무 소재를 사용하여 마이크로 구조물이 있는 마이크로 플루이딕 본체를 수 밀리미터 이상으로 두껍게 제조하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 이 경우에는 외부에서 가해지는 물리적인 힘이나 마이크로채널이나 마이크로챔버 등과 같은 내부 마이크로 구조물에서 발생하는 내부 유체의 압력이나 기체의 압력 등에 의한 마이크로 구조물의 변형과 마이크로 플루이딕 칩의 각 구성성분의 연결부에서의 탈착과 파괴가 발생하기 쉬운 단점이 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0038201 discloses a method of manufacturing a microfluidic body having a microstructure thicker than a few millimeters by using a weak silicon rubber material such as polydimethylsiloxane (PDMS) or the like. However, in this case, the microstructure deformation due to the external force or the internal fluid pressure or gas pressure generated in the internal microstructure such as the microchannel or the microchamber, and the connection of each component of the microfluidic chip Detachment and breakage are likely to occur.

대한민국 등록특허 10-0788458 (2007년 12월 24일)Korean Registered Patent No. 10-0788458 (December 24, 2007) 대한민국 공개특허 10-2011-0038201 (2011년 04월 14일)Korean Patent Publication No. 10-2011-0038201 (April 14, 2011)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 마이크로 플루이딕 칩의 주요 구성성분인 박막 칩 레플리카의 두께를 마이크로미터 단위의 얇은 막으로 제조하는 방법을 제공한다. 또한 상부와 하부에 투명하면서도 견고한 플라스틱의 고정용 플라스틱 기판을 배치한 마이크로 플루이딕 칩을 제공한다. 이로서 유연한 폴리머 소재나 단단한 세라믹 소재 중의 한 가지로만 만든 마이크로 플루이딕 칩에 비하여 내구성이 강하고, 다양한 크기와 모양으로 제조가 가능하며, 외부 충격이나 물리적인 힘에 잘 견디는 마이크로 플루이딕 칩을 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method of manufacturing a thin film chip replica, which is a major constituent of a microfluidic chip, with a thin film in micrometers. Also provided is a microfluidic chip in which a plastic substrate for fixing is fixed on the upper part and the lower part and is made of transparent plastic. This provides a microfluidic chip that is durable, manufacturable in various sizes and shapes, and able to withstand external impacts and physical forces, compared to a microfluidic chip made only of one of flexible polymer materials or rigid ceramic materials have.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일정한 두께로 제조 가능한 박막 칩 레플리카의 제조방법과, 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩에 관한 발명이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a manufacturing method of a thin film chip replica which can be manufactured with a constant thickness and a microfluidic chip using the same.

본 발명의 일 양태는,According to an aspect of the present invention,

a) 시료용액 주입구 패턴, 반응용액 주입구 패턴, 마이크로채널 패턴, 마이크로챔버 패턴 및 용액배출구 패턴을 포함하는 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 경화형 폴리머 용액을 이용한 레플리케이션 단계;a) a step of applying a curable polymer solution to a microfluidic chip mold including a sample solution inlet pattern, a reaction solution inlet pattern, a microchannel pattern, a microchamber pattern and a solution outlet pattern;

b) 상기 경화형 폴리머 용액을 경화하여, 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드로부터 레플리카를 이형하는 단계;b) curing the curable polymer solution to release the replica from the microfluidic chip mold;

c) 상기 레플리카에 시료주입구, 반응용액주입구 및 용액배출구 부위의 구멍 형성 단계;c) forming holes in the replica at a sample inlet, a reaction solution inlet, and a solution outlet;

를 포함하는 박막 칩 레플리카 제조방법에 관한 것이다.To a method of manufacturing a thin film chip replica.

본 발명의 다른 양태는, 상기 c)단계의 레플리카에 평면기판을 접착하는 단계를 더 포함하는 박막 칩 레플리카 제조방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a thin film chip replica, further comprising the step of adhering a flat substrate to the replica of step c).

본 발명의 또 다른 양태는 상기 방법으로 제조된 박막 칩 레플리카를 포함하는 마이크로 플루이딕 칩에 관한 발명으로서, 마이크로 플루이딕 칩은 상기 박막 칩 레플리카의 상부, 하부 또는 상부 및 하부에 고정틀을 더 포함하는 조립식 마이크로 플루이딕 칩인 마이크로 플루이딕 칩에 관한 발명이다.Another aspect of the present invention is directed to a microfluidic chip comprising a thin film chip replica manufactured by the above method, wherein the microfluidic chip further comprises a fixture at the top, bottom, top, and bottom of the thin film chip replica This invention relates to a microfluidic chip, which is a prefabricated microfluidic chip.

본 발명의 또 다른 양태는,In another aspect of the present invention,

튜브 연결용 고정홈 및 수나사 주입관을 포함하는 상부고정틀;An upper fixture including a tube fixing groove and a male screw injection tube;

상기 상부고정틀의 하부에 위치하는 박막 칩 레플리카;A thin film chip replica positioned below the upper fixture;

상기 박막 칩 레플리카 하부에 배치되어 박막 칩 레플리카의 형태를 유지시키는 평면기판;A flat substrate disposed under the thin film chip replica to maintain the shape of the thin film chip replica;

상기 평면기판 하부에 배치되며, 나사홈을 포함하는 하부고정틀;A lower fixture disposed below the flat substrate and including a screw groove;

상기 상부고정틀의 상기 수나사 주입관에 주입되고 상기 하부고정틀의 상기 나사홈에 의해 고정되는 수나사;A male screw inserted into the male screw injection tube of the upper fixture and fixed by the screw groove of the lower fixture;

를 포함하는 마이크로 플루이딕 칩에 관한 발명이다.The present invention relates to a microfluidic chip.

이하 본 발명에서 제시하는 박막 칩 레플리카의 제조방법과 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film chip replica and a microfluidic chip using the method will be described in detail.

먼저 첫 번째로 a)단계는 시료용액 주입구 패턴, 반응용액 주입구 패턴, 마이크로채널 패턴, 마이크로챔버 패턴 및 용액배출구 패턴을 포함하는 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 경화형 폴리머 용액을 이용하여 레플리케이션(플라스틱 레플리케이션)을 진행한다. Firstly, the first step a) is a step of applying the cured polymer solution to the microfluidic chip mold including the sample solution inlet pattern, the reaction solution inlet pattern, the microchannel pattern, the microchamber pattern and the solution outlet pattern ).

본 발명에 이용되는 마이크로 플루이딕 칩 몰드는 마이크로시스템 디바이스들을 사출성형, 핫 엠보싱, 캐스팅, 레이저 마이크로머시닝 등과 같은 공정을 이용하여 쉽게 대량생산할 수 있는 재료를 이용하여 제조하는 것이 좋다. 바람직하게는 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutylene terephtalate, PBT), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리페닐렌에테르(polyphenylenether, PPE), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리술폰(polysulfone, PSU), 액정폴리머(liquid crystal polymer, LCP), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리락타이드(polylactide), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 시클로올레핀 공중합체(cycloolefin copolymer, COC), 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(polyethyleneglycoldiacrylate) 등을 사용하는 것이 좋다.The microfluidic chip mold used in the present invention may be fabricated using a material that can be easily mass produced using processes such as injection molding, hot embossing, casting, laser micromachining, and the like. Preferred are polyamide (PA), polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polymethylmethacrylate (PMMA) Polymers such as polyoxymethylene (POM), polypropylene (PP), polyphenylenether (PPE), polystyrene (PS), polysulfone (PSU), liquid crystal polymer , Polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), polylactide, polydimethylsiloxane (PDMS), cycloolefin copolymer (COC), polyethylene glycol di Acrylate (polyethyleneglycoldiacrylate) is preferably used.

본 발명에 사용되는 마이크로 플루이딕 칩 몰드는 초소형 장비를 이용한 톱질, 절삭, 밀링 등과 같은 작업을 수행하는 마이크로머시닝 공정을 거치거나, 실리콘 그 자체를 이용하는 실리콘 마이크로머시닝, 식각공정(lithography)을 이용하여 제조될 수 있고, 바람직하게는 식각공정을 이용하여 제조하는 것이 좋다. 상기 식각공정은 실리콘 위에 옥사이드(oxide) 또는 나이트라이드(nitride)와 같은 박막을 증착하고 감광제(photoresist)를 코팅하고 자외선을 조사하여 원하는 패턴을 얻는 방식으로 몰드를 제조할 수 있다. The microfluidic chip mold used in the present invention can be manufactured by a micromachining process for performing operations such as sawing, cutting, and milling using micro devices, or by using silicon micro-machining or lithography using silicon itself And it is preferable to use the etching process. The etching process may be performed by depositing a thin film such as oxide or nitride on silicon, coating a photoresist, and irradiating ultraviolet rays to obtain a desired pattern.

본 발명에 사용되는 경화형 폴리머 용액은 고분자 수지와 경화개시제를 혼합하여 제조할 수 있다. 경화형 폴리머 용액은 실리콘 고분자 또는 아크릴계 고분자를 이용하는 것이 좋다. 상기 실리콘 고분자는 주쇄를 형성하는 구조가 폴리실록산(polysiloxane), 폴리실란(polysilane), 폴리카르보실란(polycarbosilane), 폴리실라잔(polysilazane) 등을 이루고 있는 것이 좋으며, 여기에 측쇄로 수소, 에틸, 프로필, 부틸, 페닐 등이 포함될 수 있으며, 바람직하게는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 을 사용하는 것이 좋다. 또한 상기 아크릴계 고분자로 바람직하게는 아크릴레이트(acrylate) 또는 메타아크릴레이트(methacrylate) 등의 작용기를 갖는 아크릴 고분자를 사용하는 것이 좋다.The curable polymer solution used in the present invention can be prepared by mixing a polymer resin and a curing initiator. The curable polymer solution is preferably a silicon polymer or an acrylic polymer. The silicon polymer preferably has a structure in which the main chain is formed of polysiloxane, polysilane, polycarbosilane, polysilazane, etc., and hydrogen, ethyl, propyl , Butyl, phenyl, and the like, preferably polydimethylsiloxane (PDMS). As the acrylic polymer, it is preferable to use an acrylic polymer having a functional group such as acrylate or methacrylate.

상기 중합개시제는 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 종류에 한정하지 않으며 바람직하게는 광경화개시제 또는 열중합개시제를 사용하는 것이 좋다.The polymerization initiator is not limited to the kind within the range not impairing the object of the present invention, and it is preferable to use a photo-curing initiator or a thermal polymerization initiator.

상기 광경화개시제는 아크릴계 고분자 전구체(프리폴리머)와 함께 사용할 수 있는 것을 첨가하는 것이 좋다. 바람직하게는 2-히드록시-2-메틸프로피오페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone), 2,6-디-(p-아지도벤잘)-4-메틸시클로헥사논(2,6-di-(p-azidobenzal)-4-methylcyclohexanone), 및 2,6-디-(p-아지도벤잘)-시클로헥사논(2,6-di-(p-azidobenzal)-4-cyclohexanone) 등의 비스아지드 화합물, 벤조페논(benzophenone), 메틸-o-벤조일벤조에이트(methyl-o-benzoylbenzoate), 4,4-비스(디에틸아미노벤조페논)(4,4'-bis(dimethylaminobenzophenon)), 4,4-디클로로벤조페논(4,4-dichlorobenzophenon), 4-벤조일-4'-메틸디페닐케톤(4-benzoyl-4'-methyldiphenylketone), 디벤질케톤(dibenzylketone), 2,2'-디에톡시아세토페논,(2,2'-diethoxy acetophenone), 1-페닐-1,2-부탄디온-2-(o-에톡시칼보닐)옥심(1-phenyl-butandione-2-(o-ethoxycarbonyl)oxime), 1,3-디페닐-프로판디온-2-(o-에톡시칼보닐)옥심(1,3-diphenyl-propandione-2-(o-ethoxycarbonyl)oxime), 1-페닐-3-에톡시-프로판디온-2-(o-벤질)옥심(1-phenyl-3-ethoxy-propandione-2-(o-benzyl)oxime), N-페닐글리시딜(N-phenylglycidyl), 3-페닐-5-이소옥사졸론(3-phenyl-5-isoxazolone), 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(1-hydroxycyclohexylphenylketone), 2-메틸-(4-(메틸시오)페닐)-2-모폴리노-1-프로파논(2-methyl-(4-methylthio)phenyl-2-morpholino-1-propanone), 나프탈렌술포닐클로라이드(naphthalenesulfonylchloride), 퀴노린술포닐클로라이드(quinolinesulfonylchloride), N-페닐티오아크리돈(N-phenylthioacridone), 4,4'-아조비스이소부티로니트릴(4,4'-azobisisobutyronitile), 디페닐디술파이드(diphenyl야sulfide), 벤즈티아졸디술파이드(benzthiazoledisulfide), 트리페닐포스핀(triphenylphosphine), 캄포퀴논(camphorquinone), 카본테트라브로마이드(carbontetrabromide), 트리브로페닐술폰(tribromophenylsulfone), 벤조일퍼옥사이드(benzoylperoxide), 디메틸메틸하이드로젠실록산(dimethylmethylhydrogensiloxane), 디멕톡시페닐아세토페논(dymethoxy phenyl acetophenone), 디큐밀퍼옥시드(dicumylperoxide) 등을 사용할 수 있다.The photocuring initiator is preferably added in combination with an acrylic polymer precursor (prepolymer). Preferably 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2,6-di- (p-azabenzal) -4-methylcyclohexanone (2,6-di - (p-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone, and 2,6-di- (p-azidobenzal) -4-cyclohexanone. Azide compounds, benzophenone, methyl-o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylaminobenzophenon), 4 4,4-dichlorobenzophenon, 4-benzoyl-4'-methyldiphenylketone, dibenzylketone, 2,2'-diethoxy Butanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime (1-phenyl-1,2-butanedione) ), 1,3-diphenyl-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl- -Propanedione-2- (o-benzyl) oxime (1-phenyl-3 3-phenyl-5-isoxazolone, 1-hydroxy-5-isoxazolone, N-phenylglycidyl, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl- (4- (methylthio) phenyl) -2 -morpholino-1-propanone, 1-propanone, naphthalenesulfonylchloride, quinolinesulfonylchloride, N-phenylthioacridone, 4,4'-azobisisobutyronitrile (4,4'- '-azobisisobutyronitile, diphenyl sulfide, benzthiazoledisulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, carbontetrabromide, tribophenylsulfone (also referred to as " tribromophenylsulfone, benzoylperoxide, dimethylmethylhydrogensiloxane, dimethoxyphenylacetone, Dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide and the like.

상기 열경화개시제는 α-아미노알킬페논 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 옥심에스테르 화합물, 아미노기를 갖는 벤조페논 화합물 또는 아미노기를 갖는 벤조산 에스테르 화합물이 바람직하다. 구체적으로는 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴리노프로판-1-온(2-methyl-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropane-1-one), 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-몰포린-4-일-페닐)-부탄-1-온(2-dimethylamino-2-(4-methylbenzyl)-1-(4-morpholine-4-yl-phenyl)-butane-1-one), 2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스핀옥사이드(2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphineoxide), 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide), 비스(2,6-디메톡시벤조일)-(2,4,4-트리메틸펜틸)-포스핀옥사이드(bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylphentyl)-phosphineoxide), 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심(1-phenyl-1,2-propanedione-2-(o-ethoxycarbonyl)oxime), 1,2-옥탄디올(1,2-octanediol), 1-[4-(페닐티오)-2-(o-벤조일옥심)](1[4-(phenylthio)-2-(o-benzoyloxime), 1-페닐-1,2-부타디온-2-(o-메톡시카르보닐)옥심(1-phenyl-1,2-butadione-2-(o-methoxycarbonyl)oxime), 1,3-디페닐프로판트리온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심(1,3-diphenylpropanetrion-2-(o-ethoxycarbonyl), 에탄온(ethanone), 1-(o-아세틸옥심)(1-(o-acetyloxime)), 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논(4,4-bis(dimethylamino)benzophenone), p-디메틸아미노벤조산 에틸(p-dimethylaminobenzoicacid ethyl), 2-에틸헥실-p-디메틸아미노벤조에이트(2-ethylhexyl-p-aminobenzoate) 등을 사용하는 것이 좋다.The thermosetting initiator is preferably an? -Aminoalkylphenone compound, an acylphosphine oxide compound, an oxime ester compound, a benzophenone compound having an amino group, or a benzoate compound having an amino group. Specifically, 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1- 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- (4-methylphenyl) 4-morpholine-4-yl-phenyl) -butane-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) - (2,4,4-trimethylpentyl) -phosphine oxide , 6-dimethoxybenzoyl- (2,4,4-trimethylpentyl) -phosphineoxide, 1-phenyl-1,2-propanedion- 2- (o- ethoxycarbonyl) oxime, propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime), 1,2-octanediol, 1- [4- (phenylthio) -2- phenyl-1,2-butadione-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, methoxycarb onyl) oxime), 1,3-diphenylpropanetrityl-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, ethanone, 1- (o-acetyloxime), 4,4-bis (dimethylamino) benzophenone, p-dimethylaminobenzoic acid ethyl, , 2-ethylhexyl-p-aminobenzoate, and the like.

상기 경화형 폴리머 용액에 첨가되는 염료는 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 종류에 관계없이 사용할 수 있다.The dyes added to the curable polymer solution can be used regardless of the kind within the scope of not impairing the object of the present invention.

본 발명에 사용되는 경화형 폴리머 용액은 폴리실록산계 실리콘 고분자 또는 아크릴계 고분자 90 내지 99.9 중량% 및 광경화개시제 0.1 내지 10 중량%를 포함하여 제조하는 것이 좋다.The curable polymer solution used in the present invention is preferably prepared by containing 90 to 99.9% by weight of polysiloxane-based silicone polymer or acrylic polymer and 0.1 to 10% by weight of a photocuring initiator.

본 발명에서 상기 플라스틱 레플리케이션은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 종류에 한정하지 않으며, 바람직하게는 캐스팅법, 핫엠보싱법, 사출성형 중 어느 하나의 방법을 이용하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 블레이드를 사용한 캐스팅법을 이용하는 것이 제조되는 박막 칩 레플리카의 두께를 일정하게 형성할 수 있어 바람직하다.In the present invention, the plastic replica is not limited to the type within which the object of the present invention can be achieved, and it is preferable to use any one of casting method, hot embossing method and injection molding method. More preferably, a casting method using a blade is preferably used since the thickness of the thin film chip replica to be manufactured can be made uniform.

상기 캐스팅법에 사용되는 블레이드는 날부분에 일정크기의 홈을 가지는 것이 좋다. 상기 홈을 포함하는 블레이드의 형태는 요(凹)자인 것이 박막 칩 레플리카의 두께를 일정하게 형성할 수 있어 좋으며, 상기 홈의 길이는 제조되는 박막 칩 레플리카의 크기에 따라 자유롭게 가감이 가능하다. 상기 블레이드와 마이크로 플루이딕 칩 몰드 사이의 간격은 100 내지 3000㎛ 범위에서 조절하여 제조되는 박막 칩 레플리카의 두께를 조절하는 것이 좋다. It is preferable that the blade used in the casting method has a groove of a certain size in the blade portion. The shape of the blade including the groove may be a concave shape so that the thickness of the thin film chip replica can be made constant and the length of the groove can be freely adjusted according to the size of the thin film chip replica to be manufactured. The thickness of the thin film chip replicas prepared by controlling the gap between the blade and the microfluidic chip mold in the range of 100 to 3000 mu m is preferably adjusted.

상기 캐스팅법으로 바람직하게는 상기 경화형 폴리머 용액을 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드 상부에 도포한 후, 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드가 고정되고 상기 블레이드가 일축 방향으로 이동하거나, 또는 상기 블레이드를 고정한 후 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드가 일축 방향으로 이동하여 상기 경화형 폴리머 용액을 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드 상부에 효과적으로 도포할 수 있다.The casting method preferably applies the curable polymer solution to the upper portion of the microfluidic chip mold. After the microfluidic chip mold is fixed and the blade moves in the uniaxial direction or the blade is fixed, The fluoride chip mold moves in the uniaxial direction so that the curable polymer solution can be effectively applied to the upper portion of the microfluidic chip mold.

다음으로 상기 b)단계에서 상기 경화형 폴리머 용액을 경화하여, 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드로부터 경화된 레플리카를 이형한다. 상기 경화반응은 열을 가하거나 자외선을 조사하여 경화반응을 진행하는 것이 좋다. 상기 열경화반응의 경우 10 내지 200℃의 온도에서 10분 내지 70 시간 반응하는 것이 좋다. 상기 자외선경화하는 경우 200 내지 400nm 범위의 파장을 갖는 자외선을 5초 내지 30분 동안 조사하여 진행하는 것이 좋다. 열경화반응 시 온도가 10℃ 미만인 경우, 경화반응이 지연되며, 200℃를 초과하는 경우 고열에 의한 열분해반응이 발생하게 된다. 상기 열경화반응 시 10분 미만인 경우, 경화가 충분히 일어나지 않게 되며, 70시간을 초과하는 경우, 장시간의 열처리에 따른 비용적인 문제가 발생하게 된다. 상기 자외선경화 시 5초 미만으로 조사하는 경우 경화가 충분히 일어나지 않게 되며, 30분 이상 조사하는 경우 자외선 조사에 의한 광분해반응이 발생하게 된다. 상기 경화반응이 끝난 박막 칩 레플리카는 제조된 마이크로 플루이딕 칩이 원활하게 실험 및 진단기능을 수행할 수 있도록 두께가 일정하게 유지되는 것이 좋다. 바람직하게는 상기 박막 칩 레플라카의 두께편차는 -5㎛ 내지 5㎛인 것이 좋다. 여기서 두께편차는 경화된 박막 칩 레플리카의 최고점과 최저점의 차이를 의미한다.(두께편차에 대한 의미를 기재하였습니다. 확인 부탁드립니다.)Next, in step b), the cured polymer solution is cured to release the cured replicas from the microfluidic chip mold. The curing reaction may be carried out by applying heat or irradiating ultraviolet rays. In the case of the thermosetting reaction, the reaction is preferably carried out at a temperature of 10 to 200 ° C for 10 minutes to 70 hours. When the ultraviolet curing is performed, it is preferable to irradiate ultraviolet rays having a wavelength ranging from 200 to 400 nm for 5 seconds to 30 minutes. When the temperature is lower than 10 ° C, the curing reaction is delayed. When the temperature exceeds 200 ° C, a pyrolysis reaction occurs due to high temperature. If the heat curing reaction is less than 10 minutes, curing will not occur sufficiently, and if it exceeds 70 hours, there will be a cost problem due to a long heat treatment. When the ultraviolet curing is performed for less than 5 seconds, the curing is not sufficiently performed. When the ultraviolet curing is performed for 30 minutes or more, photolysis reaction by ultraviolet irradiation occurs. It is preferable that the thickness of the thin film chip replicas after the curing reaction is maintained to be constant so that the microfluidic chip can smoothly perform an experiment and a diagnostic function. Preferably, the thickness deviation of the thin film chip reflector is in the range of -5 탆 to 5 탆. Here, the thickness deviation means the difference between the highest point and the lowest point of the cured thin film chip replicas. (The meaning of thickness deviation is described.

상기 경화반응이 끝나면, 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드로부터 경화된 레플리카를 이형한다. 상기 박막 칩 레플리카가 유연한 실리콘 재질로 제조된 경우, 이형과정에서 박막 칩 레플리카에 변형이 일어날 수 있으므로 주의하여 이형하는 것이 좋다.When the curing reaction is completed, the cured replica is released from the microfluidic chip mold. When the thin film chip replica is made of a flexible silicon material, it is preferable to release the thin film chip replica because the thin film chip replica may be deformed during the releasing process.

상기 c)단계는 상기 경화된 레플리카에 시료주입구, 반응용액주입구 및 용액배출구 부위에 구멍을 형성하는 단계이다. 상기 시료주입구, 반응용액주입구, 용액배출구는 음각으로 형성될 수 있으며, 박막 칩 레플리카의 상부와 하부가 개방된 구멍을 형성하는 것이 좋다. 또한 상기 단계에서는 지름이 50 내지 5000㎛인 금속 또는 플라스틱 재질의 관을 사용하여 누르거나 예리한 날을 가지는 칼을 사용하여 구멍을 형성할 수 있다.The step c) is a step of forming holes in the cured replica at the sample inlet, the reaction solution inlet, and the solution outlet. The sample inlet, the reaction solution inlet, and the solution outlet may be formed at an obtuse angle, and the upper and lower portions of the thin film chip replicator may be formed with openings. Also, in the above step, a metal or plastic tube having a diameter of 50 to 5000 mu m may be used to press or a hole having a sharp blade may be used to form the hole.

또한 본 발명에서는 상기 c)단계가 끝난 후, 상기 박막 칩 레플리카에 평면기판을 접착하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 평면기판은 판상의 세라믹 또는 고분자 재질로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유리나 석영, 이산화규소 등과 같이 실리카계 세라믹 재료로 구성된 평면 기판 또는 아크릴계, 우레탄계, 올레핀계, 실리콘계 고분자 재료로 구성된 평면 기판을 사용하는 것이 좋다. The method may further include bonding the flat substrate to the thin film chip replica after the step c). The planar substrate may be formed of a plate-shaped ceramic or a polymer material. Preferably, the planar substrate is a flat substrate composed of a silica-based ceramic material such as glass, quartz or silicon dioxide, or a planar substrate made of an acrylic, urethane, .

상기 박막 칩 레플리카를 상기 평면 기판에 접착할 때에는 상기 박막 칩 레플리카 고유의 점착성질을 이용하여 접착하거나 상기 박막 칩 레플리카와 상기 평면기판의 상호 접촉면에 플라즈마, 자외선-오존웰딩 처리를 10초 내지 40분 동안 수행한 후에 상호 접촉시켜 접착을 시키는 방법 또는 라미네이팅, 힛 앤 프레셔, 레이저웰딩 또는 울트라소닉웰딩 중 어느 하나의 방법으로 접착시키는 것이 좋다.When the thin film chip replica is adhered to the flat substrate, the thin film chip replica is adhered using the adhesive property inherent to the thin film chip replica, or the plasma, ultraviolet-ozone welding treatment is performed for 10 to 40 minutes The adhesive may be adhered to each other by a method such as laminating, heat and pressure, laser welding or ultrasonic welding.

상기 제조방법을 통해 제조된 박막 칩 레플리카는 상기 평면 기판 위에 접착시킨 형태 그대로 사용하거나, 상기 박막 칩 레플리카의 상부, 하부 또는 상부 및 하부에 고정틀을 포함하여 본 발명에서 원하는 외부 충격 또는 물리적인 힘을 견디는 마이크로 플루이딕 칩을 제조할 수 있다. 더욱 바람직하게는,The thin film chip replicas manufactured through the above manufacturing method may be used in the form adhered on the flat substrate, or may include a fixing frame at the upper, lower, upper, and lower portions of the thin film chip replica, A microfluidic chip can be manufactured. More preferably,

튜브 연결용 고정홈 및 수나사 주입관을 포함하는 상부고정틀;An upper fixture including a tube fixing groove and a male screw injection tube;

상기 상부고정틀의 하부에 위치하는 박막 칩 레플리카;A thin film chip replica positioned below the upper fixture;

상기 박막 칩 레플리카 하부에 배치되어 박막 칩 레플리카의 형태를 유지시키는 평면기판;A flat substrate disposed under the thin film chip replica to maintain the shape of the thin film chip replica;

상기 평면기판 하부에 배치되며, 나사홈을 포함하는 하부고정틀;A lower fixture disposed below the flat substrate and including a screw groove;

상기 상부고정틀의 상기 수나사 주입관에 주입되고 상기 하부고정틀의 상기 나사홈에 의해 고정되는 수나사;A male screw inserted into the male screw injection tube of the upper fixture and fixed by the screw groove of the lower fixture;

를 포함하는 조립식 마이크로 플루이딕 칩인 것이 좋다. The microfluidic chip is a prefabricated microfluidic chip.

또한 이 경우 상기 박막 칩 레플리카를 포함한 마이크로 플루이딕 칩의 구성 성분 중 하나 또는 그 이상의 교체가 필요할 경우, 상기 수나사를 조작하여 조립된 마이크로 플루이딕 칩을 해체하고 새로운 구성성분으로 대체하여 조립함으로써 재조립 및 재사용이 가능하다는 장점을 가지고 있다.In this case, when it is necessary to replace one or more of the constituent components of the microfluidic chip including the thin-film chip replica, the microfluidic chip assembled by manipulating the male screw is disassembled and replaced with a new constituent, And can be reused.

상기 상부고정틀은 시료주입튜브가 연결되는 시료주입튜브 연결용 고정홈, 반응용액주입튜브가 연결되는 반응용액주입튜브 연결용 고정홈 및 용액배출튜브가 연결된 용액배출튜브 연결홈을 포함하며, 여기에 다수의 수나사 주입관을 가지는 구조로 이루어질 수 있다. 상기 상부 고정틀은 평면기판과 접착된 박막 칩 레플리카의 상부에 위치하는 것이 좋으며, 400 내지 800nm 범위의 가시광선에서 대부분의 빛을 투과시키는 투명한 재질, 또는 광학신호 검출 부위가 투명한 재질로 되어 있고, 이외의 부분이 불투명한 재질로 되어 있는 것이 좋으며, 바람직하게는 투명, 불투명 또는 이들의 혼합물로 이루어진 수지조성물로 제조되는 것이 좋다. The upper fixture includes a fixing groove for connecting the sample injection tube to which the sample injection tube is connected, a fixing groove for connecting the reaction solution injection tube to which the reaction solution injection tube is connected, and a solution discharge tube connection groove to which the solution discharge tube is connected, And may have a structure having a plurality of male screw injection tubes. The upper fixture is preferably located on the top of the thin film chip replica bonded to the flat substrate. The upper fixture is made of a transparent material that transmits most of the light in visible light in the range of 400 to 800 nm, Is preferably made of an opaque material, and preferably made of a resin composition made of transparent, opaque or a mixture thereof.

상기 수지조성물로 바람직하게는 폴리아미드, 폴리아크릴, 폴리메틸메타아크릴레이트, 에폭시, 폴리스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리카보네이트 등의 고분자수지 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하거나, 고분자 복합소재로서 상기 고분자수지 중의 하나 또는 둘 이상에 카본블랙, 실리카, 이산화규소 등의 실리카계 무기입자 등을 혼합하여 제조한 것을 사용하는 것이 좋다.The resin composition preferably contains one or more of a polymer resin such as polyamide, polyacryl, polymethylmethacrylate, epoxy, polystyrene, polyoxymethylene, polyethylene, polypropylene and polycarbonate, It is preferable to use a material prepared by mixing silica-based inorganic particles such as carbon black, silica, and silicon dioxide with one or two or more of the above-mentioned polymeric resins.

상기 시료주입튜브 연결용 고정홈, 시양주입튜브 연결용 고정홈 및 용액배출튜브 연결용 고정홈은 상부에서 연결되는 각각의 튜브 연결부를 연결하여 고정시키는 기능을 하는 것으로서, 내벽에 암나사산을 가져 연결이 용이하고, 상기 상부고정틀의 상하를 관통하는 구조로 되어있어 상부에 배치되는 각각의 튜브 연결부로부터 실험자가 원하는 반응용액 또는 용액을 상기 박막 칩 레플리카로 용이하게 전달하는 기능을 하게 된다.The fixing groove for connecting the sample injection tube, the fixing groove for connecting the inlet tube and the solution discharge tube, and the fixing groove for connecting the solution discharge tube have a function of connecting and fixing the respective tube connection parts connected from the upper side, And has a structure that passes through upper and lower portions of the upper fixture so that the experimenter easily transfers the desired reaction solution or solution to the thin chip chip replicas from the tube connection portions disposed at the upper portion.

상기 하부 고정틀은 상기 상부 고정틀과 동일 또는 상이한 고분자수지로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 상기 수지조성물, 상기 고분자 복합소재, 또는 이들의 혼합물, 또는 석영이나 유리, 이산화규소 등과 같은 실리카계 무기물재료로 된 것을 사용하는 것이 좋다.The lower fixture may be made of a polymer resin which is the same as or different from the upper fixture. Preferably, the lower fixture is made of the resin composition, the polymer composite material or a mixture thereof, or a silica-based inorganic material such as quartz, glass, .

또한 상기 하부 고정틀은 나사홈과 평면기판 안착홈을 가지고 있는 것이 좋다. 상기 나사홈은 상기 상부고정틀을 통과한 수나사를 받아들여 상부고정틀과 하부고정틀을 단단히 고정하는 역할을 하게 되며, 상기 평면기판 안착홈은 하부고정틀의 상부 표면에 음각의 홈으로 형성되어 상기 평면기판의 위치를 정할 수 있다.It is also preferable that the lower fixture has a screw groove and a flat substrate mounting groove. The screw groove has a function of receiving the male screw passed through the upper fixing frame and firmly fixing the upper fixing frame and the lower fixing frame. The flat board mounting groove is formed as a recessed groove on the upper surface of the lower fixing frame, You can set the location.

상기 수나사는 금속 또는 고분자수지를 포함하는 재질로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 상기 상부고정틀의 수나사 주입관으로 주입된 후에 상기 하부고정틀의 나사홈에 주입되어 고정됨으로써 상기 조립식 마이크로 플루이딕 칩의 조립 또는 분리에 사용될 수 있다.The male screw may be made of a material including a metal or a polymer resin. The male screw may be injected into the male screw hole of the upper fixture and then injected into the screw groove of the lower fixture to fix the assembly micro- Lt; / RTI >

본 발명에 따른 박막 칩 레플리카 제조방법으로 제조된 박막 칩 레플리카 및 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩은 제조공정이 매우 단순하며, 제조되는 박막 칩 레플리카의 두께 조절이 용이하다. 또한 평면기판에 접착한 박막 칩 레플리카의 상부, 하부 또는 상부 및 하부에 고정틀을 설치하고 용액 주입 또는 배출용 튜브를 설치하여 시료 또는 용액을 쉽게 마이크로 플루이딕 칩 내부로 투입하면서, 물리적인 힘 또는 충격에 구조가 변형되는 문제점을 해결할 수 있다. 또한 제조방법이 간단하고 고가의 장비가 필요하지 않으며, 일반 작업공간에서 저렴한 비용으로 대량생산이 가능하다. 그리고 조립과 분리가 가능하여 구성성분의 조합 및 교체가 용이하고 사용목적에 따라 다양하게 제조하는 것이 용이하다. The thin film chip replicas manufactured by the thin film chip replica manufacturing method according to the present invention and the microfluidic chips using the same are very simple to manufacture and the thickness of the thin chip chip replicas manufactured can be easily adjusted. In addition, a fixture is provided on the upper, lower, upper, and lower portions of the thin film chip replicas adhered to the flat substrate, and a tube for injecting or discharging a solution is provided to easily inject the sample or solution into the microfluidic chip, It is possible to solve the problem that the structure is deformed. In addition, the manufacturing method is simple and expensive equipment is not required, and mass production is possible at a low cost in a general work space. And can be assembled and separated, so that it is easy to combine and replace components and to manufacture variously according to the purpose of use.

도 1 및 도 2은 본 발명의 일예에 따른 박막 칩 레플리카의 제조방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3는 본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 칩의 구성성분의 조립형태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 칩의 구성성분이 조립된 사시도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 박막 칩 레플리카의 제조 및 실시예를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 마이크로 플루이딕 칩을 이용하여 실험하는 것을 나타낸다.
도 7는 본 발명에 따른 마이크로 플루이딕 칩을 제조한 사진을 나타낸다.
도 8은 마이크로 플루이딕 칩을 이용한 실시예를 사진으로 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 상하부 고정틀이 포함된 마이크로 플루이딕 칩 제조 실시예를 나타낸 사진이다.
1 and 2 schematically show a method of manufacturing a thin film chip replica according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing an assembly form of constituent components of a microfluidic chip according to the present invention. FIG.
4 is a perspective view illustrating a microfluidic chip according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 shows the manufacture and the embodiment of the thin film chip replicas manufactured according to the present invention.
Figure 6 shows an experiment using a microfluidic chip fabricated according to the present invention.
7 is a photograph showing a microfluidic chip according to the present invention.
Fig. 8 is a photograph showing an embodiment using a microfluidic chip.
9 is a photograph showing an embodiment of manufacturing a microfluidic chip including upper and lower fixtures according to the present invention.

이하, 첨부된 도면과 실시예을 통하여 본 발명의 박막 칩 레플리카 제조방법 및 이를 사용하여 제조된 마이크로 플루이딕 칩을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 도면의 설명과 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 설명 및 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 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 method of manufacturing a thin film chip replica of the present invention and a microfluidic chip manufactured using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments. The description and the examples of these drawings are for the purpose of describing the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by these descriptions and examples. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

박막 칩 레플리카의 제조과정Manufacturing process of thin film chip replica

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 칩 레플리카 제조과정을 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 1의 (a)는 시료용액 주입구 패턴(12), 반응용액 주입구 패턴(13), 마이크로채널 패턴(14), 마이크로챔버 패턴(15) 및 용액배출구 패턴(16) 등이 양각으로 형성된 마이크로 플루이딕 칩 패턴(11)을 가지는 마이크로 플루이딕 칩 몰드(10)를 나타낸 것이다. 몰드가 준비되면 (b)와 같이 블레이드 미세홈(21)을 가지는 요(凹)자형 블레이드(20)을 마이크로 플루이딕 칩 몰드 상부에 배치시킨다. 이때, 상기 미세 홈을 갖는 블레이드의 홈 하단 끝과 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드(10) 상부 표면에 일정한 간격을 가지도록 유지한다. 1 (a) and 1 (b) illustrate a process of manufacturing a thin film chip replica according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows a sample solution inlet pattern 12, a reaction solution inlet pattern 13, A microfluidic chip mold 10 having a microfluidic chip pattern 11 in which a microchannel pattern 14, a microchamber pattern 15 and a solution discharge port pattern 16 are formed in an embossed shape. When the mold is prepared, a concave-shaped blade 20 having blade fine grooves 21 as shown in (b) is placed on top of the microfluidic chip mold. At this time, the lower end of the groove of the blade having the fine grooves and the upper surface of the microfluidic chip mold 10 are kept at a predetermined interval.

블레이드에 배치가 끝나면 (c)와 같이 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 상부에 경화형 폴리머 용액(30)을 상기 미세 틈을 갖는 블레이드 가까이에 주입한다. 그리고 (d), (e)와 같이 블레이드를 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 한쪽 끝부분에서 반대쪽 끝부분의 방향으로 이동시킴으로서 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 상부에 도포한다. 이때 도포되는 경화형 폴리머 용액의 박막 두께는 상기 블레이드 미세홈의 중앙부 하단 끝과 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드 상부 표면 사이의 거리에 의해 결정되며, 상기 블레이드 미세홈 하단 끝과 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드 상부 표면 사이의 거리를 조절하는 것에 의해 다양한 두께의 경화형 폴리머 박막(31)을 만들 수 있다. After the placement on the blade, a curable polymer solution (30) is injected into the microfluidic chip mold near the blade having the fine gap as shown in (c). Then, the blade is applied to the top of the microfluidic chip mold by moving the blade in the direction of the opposite end from one end of the microfluidic chip mold as shown in (d) and (e). The thin film thickness of the applied curable polymer solution is determined by the distance between the lower end of the central portion of the blade fine groove and the upper surface of the microfluidic chip mold, and the lower end of the blade fine groove and the upper surface of the microfluidic chip mold The cured polymer thin film 31 having various thicknesses can be formed.

경화형 폴리머 박막이 제조되면 도 2의 (f)와 같이 상기 경화형 폴리머 박막(31)을 일정시간 동안 열경화반응하거나 자외선을 조사하여 광경화반응을 진행시킨다. 이때 경화반응이 진행되는 정도에 따라 상기 경화형 폴리머 박막(31)이 반고체 및 고체의 형태로 변형을 하게 되어서 다음 단계의 이형을 용이하게 한다. 도 2의 (g)는 경화형 폴리머 박막을 경화반응하여 형성된 박막 칩 레플리카(40)를 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드(10)로부터 이형시키는 도면이다.When the cured polymer thin film is prepared, the curing type polymer thin film 31 is thermally cured or irradiated with ultraviolet rays for a predetermined time as shown in (f) of FIG. At this time, the curing type polymer thin film 31 is deformed into a semi-solid and a solid depending on the extent of the curing reaction, thereby facilitating the release of the next step. FIG. 2 (g) is a diagram showing a thin film chip replica 40 formed by curing reaction of the cured polymer thin film, from the microfluidic chip mold 10.

(h)는 마이크로 플루이딕 칩 몰드로부터 완전히 이형된 박막 칩 레플리카로서 마이크로챔버(41) 등의 구조물이 음각으로 형성된 박막 칩 레플리카(40)를 얻는다.(h) is a thin film chip replica which is completely released from the microfluidic chip mold, and a thin chip replica 40 in which a structure such as the micro chamber 41 is formed at an engraved angle is obtained.

이형이 끝나면 (i)와 같이 박막 칩 레플리카(40)의 시료주입구(42), 반응용액주입구(43), 용액배출구(47) 부위에 구멍을 뚫어서 최종적으로 마이크로채널(44)과 마이크로챔버(41)를 가지는 박막 칩 레플리카의 제조를 완성한다.When the mold is completed, holes are drilled in the sample inlet 42, the reaction solution inlet 43, and the solution outlet 47 of the thin film chip replica 40 as shown in (i), and finally the microchamber 44 and the microchamber 41 ) Is completed in the production of the thin film chip replica.

박막 칩 레플리카를 포함하는 조립식 마이크로 플루이딕 칩Prefabricated microfluidic chip with thin-film chip replicas

도 3 내지 도 4는 본 발명의 박막 칩 레플리카의 상부 및 하부에 구조물로 고정틀을 설치한 조립식 마이크로 플루이딕 칩의 제조과정을 나타낸다.FIGS. 3 to 4 show a manufacturing process of an assembled microfluidic chip in which a fixing frame is provided as a structure on the top and bottom of the thin film chip replica of the present invention.

도 3는 조립식 마이크로 플루이딕 칩(100)의 각 구성성분 및 구성성분의 조립 전 상태를 나타낸다. 튜브 연결용 고정홈이 시료주입튜브 연결용 고정홈(61), 반응용액주입튜브 연결용 고정홈(62), 용액배출튜브 연결용 고정홈(63)으로 구성되어 있으며, 여기에 수나사 주입관(65)이 있는 상부고정틀(60), 상기 상부고정틀(60)의 하부에 배치되는 박막 칩 레플리카(40), 상기 박막 칩 레플리카의 하부에 배치되는 평면기판(50), 상기 평면기판의 하부에 배치되며 나사홈(71) 및 평면기판 안착홈(72)를 가지는 하부고정틀(70), 상기 수나사 주입관에 주입되고 하부고정틀의 나사홈에 고정되는 수나사(89)를 포함하여 조립된다.Fig. 3 shows the constituent components and constituent components of the assembled microfluidic chip 100 before assembly. The fixing groove for tube connection is composed of a fixing groove 61 for connecting the sample injection tube, a fixing groove 62 for connecting the reaction solution injection tube, and a fixing groove 63 for connection to the solution discharge tube, A thin film chip replica 40 disposed at a lower portion of the upper fixture 60; a flat substrate 50 disposed at a lower portion of the thin film chip replica; And a lower fixing frame 70 having a screw groove 71 and a flat board mounting groove 72 and a male screw 89 which is inserted into the male screw injection tube and fixed to the screw groove of the lower fixing frame.

상기 상부고정틀은 시료주입튜브 연결용 고정홈(61), 반응용액주입튜브 연결용 고정홈(62), 용액배출튜브 연결용 고정홈(63) 및 다수의 수나사 주입관(65)을 갖는 구조로 되어 있다. 또한 상부고정틀(60)은 가시광선 영역에서 대부분의 빛을 투과시키는 투명하고 견고한 플라스틱 재질로 제조함으로써 마이크로 플루이딕 칩의 마이크로채널(44)이나 마이크로챔버(41) 내부를 쉽게 관찰할 수 있으며 시료분석시의 형광이나 색깔의 변화 등을 쉽게 검출할 수 있다.The upper fixture has a fixing groove 61 for connecting the sample injection tube, a fixing groove 62 for connecting the reaction solution injection tube, a fixing groove 63 for connecting the solution discharge tube, and a plurality of male injection pipes 65 . In addition, the upper fixture 60 is made of a transparent and rigid plastic material that transmits most of the light in the visible light region, so that the inside of the microchannel 44 or the microchamber 41 of the microfluidic chip can be easily observed. It is possible to easily detect changes in fluorescence and color of a city.

상기 시료주입튜브 연결용 고정홈(61), 상기 반응용액주입튜브 연결용 고정홈(62), 및 상기 용액배출튜브 연결용 고정홈(63)은 상부에서 연결되는 각각의 튜브 연결부(81,82,83)를 연결하여 고정시키는 기능을 하는 것으로서, 암나사산이 내벽에 있어서 연결이 용이하고, 상하로 관통하는 구조로 되어 있어서 상부에 배치되는 상기 각각의 튜브 연결부(81,82,83)로부터 용액을 하부에 전달하는 기능을 한다.The fixing groove 61 for connecting the sample injection tube, the fixing groove 62 for connecting the reaction solution injection tube, and the fixing groove 63 for connecting the solution discharge tube are connected to the tube connection portions 81 and 82 And 83 are connected and fixed to each other. The female threaded part has a structure in which the female threaded part is easily connected to the inner wall and penetrates the upper and lower parts, thereby allowing the solution from the respective tube connecting parts 81, To the lower part.

상기 하부고정틀(70)은 편평한 고체상의 세라믹이나 플라스틱 또는 금속 재질로 된 것으로서, 내벽에 나사홈(71)을 가지고 있는 상기 나사홈(71)을 가지고 있어서 상기 수나사(89)가 주입되어 고정되도록 한다.The lower fixture 70 is made of a flat solid ceramic, plastic, or metal material, and has the screw groove 71 having a screw groove 71 on its inner wall, so that the male screw 89 is injected and fixed .

상기 평면기판 안착홈(72)은 상기 하부고정틀(70)의 상부 표면에 음각의 홈의 형태로 형성되는 것으로서, 상기 평면기판(50)이 놓여질 때에 특정 위치에 안착되도록 위치를 정해주는 역할을 한다.The flat substrate mounting groove 72 is formed in the shape of a depressed groove on the upper surface of the lower fixture 70 and functions to position the flat substrate 50 such that it is seated at a specific position when the flat substrate 50 is placed .

상기 수나사(89)는 금속이나 플라스틱 재질로 된 것으로서 상기 상부고정틀(60)의 상기 수나사 주입관(65)으로 주입된 후에 상기 하부고정틀(70)의 상기 나사홈(71)에 주입되어 고정됨으로써 상기 조립식 마이크로 플루이딕 칩(100)의 조립 또는 분리에 사용된다.The male screw 89 is made of a metal or plastic material and is injected into the male screw injection pipe 65 of the upper fixing frame 60 and then injected into the screw groove 71 of the lower fixing frame 70, And is used for assembling or separating the assembled microfluidic chip 100.

도 4는 상기 도 3에 나타난 구성성분이 조립된 형태를 나타낸 사시도이다. 본 발명의 박막 칩 레플리카를 갖는 조립식 마이크로 플루이딕 칩(100)의 구성성분의 하나 또는 그 이상의 교체가 필요할 시에 상기 수나사(89)를 조작하여 조립된 마이크로 플루이딕 칩을 해체하고 새로운 구성성분을 주입하여 조립하는 과정에 의해서 재조립 및 재사용이 가능하다.FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the constituent components shown in FIG. 3 are assembled. When replacing one or more components of the assembled microfluidic chip 100 having the thin film chip replicas of the present invention, the microfluidic chip assembled by manipulating the male screw 89 is disassembled and a new component It is possible to reassemble and reuse by injecting and assembling.

이하 본 발명에서 제시한 제조방법으로 제조한 박막 칩 레플리카와 이를 포함하는 마이크로 플루이딕 칩을 제조하는 과정을 실시예를 통해 상세하게 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 실시를 돕기 위한 하나의 예시일 뿐 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a process for manufacturing a thin film chip replica and a microfluidic chip including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

(실시예 1)(Example 1)

상기 방법으로 제조한 박막 칩 레플리카의 제조과정 및 박막 칩 레플리카를 가지는 마이크로 플루이딕 칩의 기능을 확인하기 위해 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. A microfluidic chip was fabricated to confirm the function of the microfluidic chip having the thin film chip replicas and the manufacturing process of the thin chip chip replicas manufactured by the above method.

먼저 마이크로 플루이딕 칩 몰드는 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(polyethyleneglycoldiacrylate, 평균분자량 258, Sigma-Aldrich 사) 용액 96.9 중량%, 광경화 개시제인 2-히드록시-2-메틸프로피오페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone, Sigma-Aldrich 사) 3중량%, 및 적색 염료(Rhodamin B, Sigma-Aldrich 사) 0.1중량%를 혼합하여 마이크로 플루이딕 칩 몰드용 자외선 경화형 폴리머 용액을 제조하였다.First, the microfluidic chip mold was prepared by mixing 96.9% by weight of a solution of polyethylene glycol diacrylate (average molecular weight 258, Sigma-Aldrich), 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (manufactured by Sigma-Aldrich) and 0.1 wt% of a red dye (Rhodamin B, Sigma-Aldrich) were mixed to prepare a UV curable polymer solution for a microfluidic chip mold.

이때 첨가하는 소량의 적색 염료는 제조되는 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 구조물의 관찰을 용이하게 하기 위하여 단순히 색깔을 띠게 하기 위한 목적으로 사용되었다. A small amount of the red dye added at this time was used for simply coloring the microfluidic chip mold in order to facilitate observation of the structure of the microfluidic chip mold to be produced.

유리판 위에 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드용 자외선 경화형 폴리머 용액을 150 ㎛ 두께로 도포하고 그 상부에 마이크로 플루이딕 칩 형상의 투명한 창을 갖는 마이크로텍사에서 제조한 플라스틱 필름 재질의 포토마스크를 배치하고, 그 상부에서 최대 자외선 방출파장이 360nm이고 200 내지 400nm 파장 범위의 자외선을 방출하는 자외선램프로부터 방출되는 자외선을 10초 동안 조사하여 상기 포토마스크의 상기 마이크로 플루이딕 칩 형상 부분으로만 자외선이 조사되어 하부에 배치된 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드용 자외선 경화형 폴리머 용액이 선택적으로 경화되어 고형화 되도록 하였다. 그리고 상기 포토마스크를 제거하고 자외선이 조사되지 않은 부분의 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드용 자외선 경화형 폴리머 용액을 제거하고 최종적으로 양각 마이크로 플루이딕 칩 형상 구조물을 갖는 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하였다. 이와 같이 제조한 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 사진을 도 5의 (가)에 나타내었다.A UV curable polymer solution for the microfluidic chip mold was applied on a glass plate to a thickness of 150 mu m and a photomask made of a plastic film material manufactured by Microtek Inc. having a transparent window in the form of a microfluidic chip was disposed thereon, Ultraviolet rays emitted from an ultraviolet lamp emitting ultraviolet rays having a maximum ultraviolet ray emission wavelength of 360 nm and a wavelength range of 200 to 400 nm are irradiated for 10 seconds to irradiate ultraviolet rays only to the microfluidic chip- The ultraviolet curable polymer solution for the microfluidic chip mold was selectively cured to solidify. Then, the photomask was removed, and the solution of the ultraviolet curable polymer for the microfluidic chip mold in the part not irradiated with ultraviolet light was removed to finally produce a microfluidic chip mold having a relief microfluidic chip structure. A photograph of the microfluidic chip mold thus produced is shown in Fig. 5 (a).

상기와 같이 제조한 높이 150㎛ 양각 마이크로 플루이딕 칩 형상 구조물을 갖는 마이크로 플루이딕 칩 몰드 상부에 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane, PDMS) 폴리머 전구체 용액(상품명: Sylgard 184 A, Dow Corning 사) 93 중량%와 경화제 용액(상품명: Sylgard 184 B, Dow Corning 사) 7 중량%를 혼합한 용액을 홈의 깊이가 320㎛이고 길이가 6cm인 블레이드를 사용하여 320㎛ 두께로 박막 도포하고, 핫플레이트(hotplate) 가열판 위에서 85 ℃에서 15분 동안 경화반응을 진행시켰다. 이후 도 5의 (가)의 사진과 같이 경화된 폴리디메틸실록세인 박막 칩 레플리카를 마이크로 플루이딕 칩 몰드의 한쪽 끝으로부터 올려서 이형분리시켰다. 이형분리 과정 후에 시료주입구, 반응용액주입구 및 용액배출구 부위에 구멍을 뚫어서 최종적으로 제조한 본 발명의 박막 칩 레플리카를 도 5의 (나)에 나타내었다. 이때, 제조한 폴리디메틸실록세인 박막 칩 레플리카의 두께는 320 ㎛ 이고, 특히 마이크로채널과 마이크로챔버 부분의 상부 두께는 170㎛이었다. 상기와 같이 제조된 박막 칩 레플리카를 상기 폴리디메틸실록세인 박막 칩 레플리카의 고유한 점착성질을 이용하여 유리 평면기판에 접착하여 도 3의 (다)와 같이 기본적인 형태의 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다.93% by weight of a polydimethylsiloxane (PDMS) polymer precursor solution (trade name: Sylgard 184 A, manufactured by Dow Corning) was applied to the top of a microfluidic chip mold having a 150 μm high relief microfluidic chip structure, And 7% by weight of a curing agent solution (trade name: Sylgard 184 B, Dow Corning) was applied to a thickness of 320 μm using a blade having a groove depth of 320 μm and a length of 6 cm, The curing reaction was carried out on a hot plate at 85 DEG C for 15 minutes. Thereafter, the cured polydimethylsiloxane thin film chip replica was peeled off from one end of the microfluidic chip mold as shown in FIG. 5 (a). FIG. 5 (b) shows a thin film chip replica of the present invention finally prepared by punching holes at the sample inlet, the reaction solution inlet and the solution outlet after the separation process. At this time, the thickness of the polydimethylsiloxane thin film chip replica was 320 탆, and the upper thickness of the microchannel and the microchamber portion was 170 탆. The thin film chip replicas prepared as described above were adhered to a glass flat substrate using the inherent adhesive property of the polydimethylsiloxane thin film chip replica to produce a basic microfluidic chip as shown in FIG. 3 (C).

제조된 박막 칩 레플리카를 가지는 마이크로 플루이딕 칩의 동작을 확인하기 위해 시료주입구 및 반응용액주입구에 붉은색의 잉크용액을 한 방울씩 떨어뜨려 잉크의 이동방향을 확인하였고 이를 도 4에 나타내었다.In order to confirm the operation of the microfluidic chip having the thin film chip replicas manufactured, the red ink solution was dropped by one drop at the sample inlet and the reaction solution inlet, and the direction of movement of the ink was confirmed, as shown in FIG.

도 4의 (나)는 시료주입구 및 반응용액주입구에 붉은색의 잉크용액을 한방울씩 떨어뜨린 것을 보여주고 있다. 그 뒤 (다)와 같이 평면기판의 표면이 친수성인 것에 기인한 모세관현상에 의해 상기 붉은색의 잉크가 시료주입구 및 반응용액주입구로부터 마이크로채널을 통해 이송되는 과정을 확인할 수 있었다. 10 초 뒤에 붉은색잉크는 마이크로채널과 마이크로챔버를 통해 용액배출구까지 도달하였으며 이를 도면 4의 (라)를 통해 나타내었다. 상기 실시예와 같이 본 발명의 방법으로 제조된 마이크로 플루이딕 칩은 충분한 기능을 하고 있음을 확인하였다.FIG. 4 (B) shows a drop of the red ink solution dropwise at the sample inlet and the reaction solution inlet. As a result of the capillary phenomenon caused by the hydrophilic surface of the flat substrate, the red ink was transferred from the sample inlet and the reaction solution inlet through the microchannel. After 10 seconds, the red ink reached the solution outlet through the microchannel and the micro chamber, which is shown in Fig. 4 (d). It was confirmed that the microfluidic chip prepared by the method of the present invention has a sufficient function as in the above embodiment.

(실시예 2)(Example 2)

본 발명의 방법으로 조립식 마이크로 플루이딕 칩의 기능을 확인하기 위해 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. 먼저 조립식 마이크로 플루이딕 칩에 들어가는 박막 칩 레플리카의 제조방법 및 과정은 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였으며, 상기 박막 칩 레플리카는 하부에 평면기판을 접착하였다. A microfluidic chip was prepared to confirm the function of the assembled microfluidic chip by the method of the present invention. First, a manufacturing method and a procedure of a thin film chip replica for a prefabricated microfluidic chip were fabricated in the same manner as in Example 1, and the thin film chip replica was bonded to a flat substrate at the bottom.

상기 박막 칩 레플리카의 상부와 하부에 고정틀을 설치하기 위해 아크릴계 투명 플라스틱 판을 사용한 밀링 가공하여 상하부 고정틀을 제조하였다. 그 뒤 수나사를 이용하여 상부고정틀의 수나사 주입관에 주입하여 상부고정틀과 하부고정틀을 고정하여 조립식 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. 제조된 조립식 마이크로 플루이딕 칩에 시료주입 튜브과 용액배출 튜브가 연결된 것을 도 7과 도 9에 나타내었다.The upper and lower fixtures were manufactured by milling using an acrylic transparent plastic plate in order to provide a fixture on top and bottom of the thin film chip replica. Then, a male screw was used to inject into the male thread injection tube of the upper fixture to fix the upper fixture and the lower fixture to fabricate the assembled microfluidic chip. 7 and 9 show the connection of the sample injection tube and the solution discharge tube to the manufactured assembled microfluidic chip.

제조된 조립식 마이크로 플루이딕 칩은 실시예 1과 동일한 붉은색잉크를 이용하여 시료주입 튜브를 통해 붉은색잉크를 주입하여 잉크의 이동방향을 확인하였고 이를 도 8에 나타내었다.The fabricated microfluidic chip was injected with red ink through the sample injection tube using the same red ink as in Example 1 to confirm the movement direction of the ink, which is shown in FIG.

도 8의 (나)와 같이 시료주입 튜브를 통해 주입된 붉은색잉크는 마이크로채널과 마이크로챔버에 이송되는 것을 확인할 수 있었다. 이를 도 8의 (다)와 (라)에 나타내었다. 상기 실시예 2와 같이 본 발명의 박막 칩 레플리카를 갖는 조립식 마이크로 플루이딕 칩이 일반적인 마이크로 플루이딕 칩으로서의 기능을 충분히 갖고 있는 것을 붉은색 잉크가 주입되고 마이크로채널과 마이크로챔버로 이송되는 과정을 통해서 확인할 수 있었다. 특히, 상부 플라스틱 기판이 단단하면서 투명하기 때문에 붉은색 잉크의 선명한 색깔을 관찰할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 박막 칩 레플리카를 갖는 조립식 마이크로 플루이딕 칩을 특정 분석물질의 분석과정에서 색깔의 변화나 형광방출 등을 통한 검출이 가능함을 알 수 있었다.As shown in FIG. 8 (B), red ink injected through the sample injection tube was transferred to the microchannel and the microchamber. This is shown in Fig. 8 (C) and (D). The assembled microfluidic chip having the thin film chip replicas of the present invention has a sufficient function as a general microfluidic chip as in the case of the second embodiment as shown in FIG. I could. Particularly, since the upper plastic substrate is hard and transparent, a clear color of the red ink can be observed. As a result, the assembled microfluidic chip having the thin film chip replica of the present invention can be used for color change Fluorescence emission and the like can be detected.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims. And equivalents should also be considered to be within the scope of the present invention.

10 : 마이크로 플루이딕 칩 몰드
11 : 마이크로 플루이딕 칩 패턴
12 : 시료용액 주입구 패턴
13 : 반응용액 주입구 패턴
14 : 마이크로채널 패턴
15 : 마이크로챔버 패턴
16 : 용액배출구 패턴
20 : 요(凹)자형 블레이드
21 : 블레이드 미세홈
30 : 경화형 폴리머 용액
31 : 경화형 폴리머 박막
40 : 박막 칩 레플리카
41 : 마이크로챔버
42 : 시료주입구
43 : 반응용액주입구
44 : 마이크로채널
47 : 용액배출구
50 : 평면기판
60 : 상부고정틀
61 : 시료주입튜브 연결용 고정홈
62 : 반응용액주입튜브 연결용 고정홈
63 : 용액배출튜브 연결용 고정홈
65 : 수나사 주입관
70 : 하부고정틀
71 : 나사홈
72 : 평면기판 안착홈
81 : 시료주입튜브 연결부
82 : 반응용액주입튜브 연결부
83 : 용액배출튜브 연결부
85 : 시료주입 튜브
86 : 반응용액주입튜브
87 : 용액배출튜브
89 : 수나사
100 : 조립식 마이크로 플루이딕 칩
10: Microfluidic chip mold
11: Microfluidic chip pattern
12: sample solution inlet pattern
13: Reaction solution inlet pattern
14: Microchannel pattern
15: Micro chamber pattern
16: Solution outlet pattern
20: concave blade
21: blade fine groove
30: Curable polymer solution
31: Curable polymer thin film
40: thin film chip replica
41: Micro chamber
42: Sample inlet
43: reaction solution inlet
44: Microchannel
47: solution outlet
50: plane substrate
60: Upper fixture
61: Fixing groove for connecting the sample injection tube
62: Fixing groove for connecting the reaction solution injection tube
63: Fixing groove for connecting solution discharge tube
65: Male thread injection tube
70: Lower fixture
71: screw groove
72: flat substrate seating groove
81: Sample injection tube connection
82: Reaction solution injection tube connection
83: solution outlet tube connection
85: sample injection tube
86: Reaction solution injection tube
87: solution discharge tube
89: Male thread
100: Prefabricated microfluidic chip

Claims (16)

a) 시료용액 주입구 패턴, 반응용액 주입구 패턴, 마이크로채널 패턴, 마이크로챔버 패턴 및 용액배출구 패턴을 포함하는 마이크로 플루이딕 칩 몰드에 고분자 수지와 경화개시제의 혼합물을 이용한 레플리케이션 단계;
b) 상기 혼합물을 경화하여, 상기 마이크로 플루이딕 칩 몰드로부터 레플리카를 이형하는 단계;
c) 상기 레플리카에 시료주입구, 반응용액주입구 및 용액배출구 부위의 구멍 형성 단계;
를 포함하는 박막 칩 레플리카 제조방법.
a) a replicating step of using a mixture of a polymer resin and a curing initiator in a microfluidic chip mold including a sample solution inlet pattern, a reaction solution inlet pattern, a microchannel pattern, a microchamber pattern and a solution outlet pattern;
b) curing the mixture to release the replica from the microfluidic chip mold;
c) forming holes in the replica at a sample inlet, a reaction solution inlet, and a solution outlet;
Wherein the thin film chip replica is manufactured by a method comprising the steps of:
제 1항에 있어서,
d) 상기 c)단계의 레플리카에 평면기판을 접착하는 단계;를 더 포함하는 박막 칩 레플리카 제조방법.
The method according to claim 1,
d) bonding the flat substrate to the replica of step c).
제 1항에 있어서,
상기 레플리케이션은 캐스팅법, 핫엠보싱법 또는 사출성형 중 어느 하나의 방법을 이용하는 것인 박막 칩 레플리카 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the replica uses a casting method, a hot embossing method, or an injection molding method.
제 3항에 있어서,
상기 레플리케이션은 캐스팅법을 이용하며, 상기 캐스팅법은 블레이드와 마이크로 플루이딕 칩 몰드 사이의 간격을 100 내지 3000 ㎛로 조절하는 것인 박막 칩 레플리카 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the casting method uses a casting method and the gap between the blade and the microfluidic chip mold is adjusted to 100 to 3,000 탆.
제 1항에 있어서,
상기 혼합물은 폴리실록산계 고분자 또는 아크릴계 고분자 90 내지 99.9 중량% 및 경화개시제 0.1 내지 10 중량%를 포함하는 것인 박막 칩 레플리카 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the mixture comprises 90 to 99.9% by weight of a polysiloxane-based polymer or acrylic polymer and 0.1 to 10% by weight of a curing initiator.
제 1항에 있어서,
상기 경화반응은 열 경화 또는 자외선 경화하는 것인 박막 칩 레플리카 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the curing reaction is thermosetting or ultraviolet curing.
제1항에 있어서,
상기 c)단계는 상기 레플리카의 상부와 하부가 개방된 구멍을 형성하는 것인 박막 칩 레플리카 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (c) forms an opening in which the top and bottom of the replica are open.
제 1항에 있어서,
상기 경화된 레플리카의 두께편차는 -5㎛ 내지 +5㎛인 박막 칩 레플리카 제조방법.
The method according to claim 1,
And the thickness variation of the cured replica is -5 mu m to +5 mu m.
제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 방법으로 제조한 박막 칩 레플리카를 포함하는 마이크로 플루이딕 칩.A microfluidic chip comprising a thin film chip replica produced by the method of any one of claims 1 to 8. 제 9항에 있어서,
상기 마이크로 플루이딕 칩은 상기 박막 칩 레플리카의 상부, 하부 또는 상부 및 하부에 고정틀을 더 포함하는 조립식 마이크로 플루이딕 칩인 마이크로 플루이딕 칩.
10. The method of claim 9,
The microfluidic chip is an assembled microfluidic chip, which further comprises a fixture on top, bottom, top and bottom of the thin film chip replica.
제 10항에 있어서,
튜브 연결용 고정홈 및 수나사 주입관을 포함하는 상부고정틀;
상기 상부고정틀의 하부에 위치하는 박막 칩 레플리카;
상기 박막 칩 레플리카 하부에 배치되어 박막 칩 레플리카의 형태를 유지시키는 평면기판;
상기 평면기판 하부에 배치되며, 나사홈을 포함하는 하부고정틀;
상기 상부고정틀의 상기 수나사 주입관에 주입되고 상기 하부고정틀의 상기 나사홈에 의해 고정되는 수나사;
를 포함하는 마이크로 플루이딕 칩.
11. The method of claim 10,
An upper fixture including a tube fixing groove and a male screw injection tube;
A thin film chip replica positioned below the upper fixture;
A flat substrate disposed under the thin film chip replica to maintain the shape of the thin film chip replica;
A lower fixture disposed below the flat substrate and including a screw groove;
A male screw inserted into the male screw injection tube of the upper fixture and fixed by the screw groove of the lower fixture;
And a microfluidic chip.
제 11항에 있어서,
상기 튜브 연결용 고정홈은 시료주입튜브가 연결된 시료주입튜브 연결용 고정홈, 반응용액주입튜브가 연결된 반응용액주입튜브 연결용 고정홈 및 용액배출튜브가 연결된 용액배출튜브 연결홈을 포함하는 마이크로 플루이딕 칩.
12. The method of claim 11,
The fixing groove for tube connection includes a fixing groove for connecting a sample injection tube to which a sample injection tube is connected, a fixing groove for connecting a reaction solution injection tube to which a reaction solution injection tube is connected, and a solution discharge tube connection groove to which a solution discharge tube is connected. Dick Chip.
제 12항에 있어서,
상기 시료주입튜브 연결용 고정홈, 상기 반응용액주입튜브 연결용 고정홈 및 상기 용액배출튜브 연결용 고정홈은 내벽에 암나사산을 가지며, 상기 고정홈들은 상기 상부고정틀의 상부면과 수직으로 상기 상부고정틀을 관통하는 구조를 가지는 마이크로 플루이딕 칩.
13. The method of claim 12,
Wherein the fixing groove for connecting the sample injection tube, the fixing groove for connecting the reaction solution injection tube, and the fixing groove for connecting the solution discharge tube have female threads on the inner wall, and the fixing grooves are perpendicular to the upper surface of the upper fixing frame, A microfluidic chip having a structure penetrating a fixed frame.
제 11항에 있어서,
상기 하부고정틀은 나사홈과 평면기판 안착홈을 포함하며 상기 나사홈은 상기 상부고정틀의 수나사 주입관을 통과한 수나사가 주입되어 고정되는 것인 마이크로 플루이딕 칩.
12. The method of claim 11,
Wherein the lower fixture includes a screw groove and a flat substrate mounting groove, and the screw groove is fixed by injecting a male screw passed through the male screw injection tube of the upper fixture.
제 14항에 있어서,
상기 평면기판 안착홈은 상기 하부고정틀의 상부 표면에 음각의 홈으로 형성되어 상기 평면기판의 위치를 정할 수 있는 것인 마이크로 플루이딕 칩.
15. The method of claim 14,
Wherein the flat substrate mounting groove is formed as a recessed groove on an upper surface of the lower fixing frame to define a position of the flat substrate.
제 11항에 있어서,
상기 수나사는 금속 또는 고분자 수지를 포함하며, 상기 수나사 주입관으로 주입된 후에 상기 하부고정틀의 상기 나사홈에 주입되어 고정하는 것인 마이크로 플루이딕 칩.
12. The method of claim 11,
Wherein the male screw includes a metal or a polymer resin and is injected into the screw groove of the lower fixture after being injected into the male screw injection tube and fixed.
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