KR101428977B1 - microfluidic analysis device - Google Patents

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KR101428977B1
KR101428977B1 KR1020130068213A KR20130068213A KR101428977B1 KR 101428977 B1 KR101428977 B1 KR 101428977B1 KR 1020130068213 A KR1020130068213 A KR 1020130068213A KR 20130068213 A KR20130068213 A KR 20130068213A KR 101428977 B1 KR101428977 B1 KR 101428977B1
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KR1020130068213A
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이중환
백문철
구수진
세르게이 알렉산드러브
이기창
김성락
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케이맥(주)
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Abstract

The present invention relates to a microfluidic analysis device that is capable of performing immunoassay by using a body fluid. More specifically, the microfluidic analysis device includes an inlet zone where a labeled ligand is stored and a fluid sample is injected; a reaction zone that is capable of reacting with at least one fixed target ligand or a zygote; and a waste zone. The microfluidic analysis device according to the present invention allows whole blood to be moved from the inlet zone to the waste zone by using a capillary phenomenon, and no sample remains in the reaction zone. In an analysis method for the microfluidic analysis device, the fluid is moved by the average of Laplace pressure difference between the inlet zone and the waste zone. A pressure gradient is calculated with a distance between the inlet zone and the waste zone. The amount of the ligand remaining without participating in the reaction can be checked accurately when no fluid sample remains in the reaction zone. Presence of particles present on a surface other than the reaction zone allows a signal-to-noise ratio to increase and signal distortion to decrease.

Description

미세유체 분석장치{microfluidic analysis device}≪ RTI ID = 0.0 > microfluidic <

본 발명은 체액을 이용한 면역어세이(immunoassay)를 수행할 수 있는 미세유체 분석장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a microfluidic analysis apparatus capable of performing an immunoassay using a body fluid.

최근들어 진단테스트의 단순화에 관한 연구노력은 지속적으로 증가되고 있다. 지금까지 많은 다양한 방법과 장치들에 대한 장점과 단점이 제시되고 있는데, 그중에서 면역분석법(immunoassay)은 유망한 방법 중의 하나이다. 면역분석법은 분석대상물(analyte)과 반응할 수 있는 리간드를 이용하는 것으로, 반응 후 감지신호를 제공할 수 있어야 한다. 일례로, 항원-항체반응이 있으며, 반응신호를 감지할 수 있도록 표지된 항체 및 타겟 항원이 결합된 항원-항체 컨쥬게이트의 신호를 검출하는 검출영역에 다른 제2항체를 고정시키고, 상기 항원-항체 컨쥬게이트와 고정된 제2항체 결합한 후 이를 검출하는 것이다. 상기 언급된 면역분석용 플랫폼은 복수개의 구멍으로 이루어진 경우와 미세채널로 이루어진 것이 알려져 있고, 이들은 유리 또는 플라스틱재질로 이루어져 있다. In recent years, efforts to simplify diagnostic tests have continued to increase. So far, the advantages and disadvantages of many different methods and devices have been suggested, among which immunoassay is one of the promising methods. Immunoassays use a ligand capable of reacting with the analyte and must be able to provide a detection signal after the reaction. For example, there is an antigen-antibody reaction, in which a second antibody is immobilized on a detection region that detects a signal of the labeled antibody and the antigen-antibody conjugate conjugated with the target antigen so as to be able to detect a reaction signal, Antibody conjugate to the immobilized second antibody and then detecting it. It is known that the above-mentioned platform for immunoassay comprises a plurality of holes and a microchannel, which are made of glass or plastic.

잘못된 신호 검출은 진단의 정확도를 낮추는 원인이 되므로 상기 고정된 2차 항체가 결합된 컨쥬게이트를 검출하는 단계는 매우 중요하다. 따라서 종래의 진단키트 또는 진단칩에서는 혈액을 이용하는 경우 전혈을 직접 사용하기보다는 세포 크기가 큰 백혈구와 적혈구를 뺀 나머지 혈장을 이용하여 진단분석에 사용하였다. 세포 크기가 큰 백혈구나 적혈구를 포함하는 경우, 빛과 형광신호 둘다 차단, 반사 및 편향 등으로 노이즈 비율이 증가하게 되어 신호 검출이 쉽지 않다. 따라서 분리된 혈액을 사용하거나 분리하는 필터 단계등의 추가적 단계를 포함해야 하는 불편함이 있을 뿐만 아니라 많은 양의 혈액 또는 추가적인 용매를 이용하여 반응에 참여하지 않은 시료를 제거하기 위한 세척단계가 필요하다. Detection of a false conjugation of the conjugated secondary antibody is very important because false signal detection causes the accuracy of diagnosis to be lowered. Therefore, in the conventional diagnostic kits or diagnostic chips, when blood is used, white blood cells having a large cell size and plasma other than red blood cells are used for diagnostic analysis. When the cell size includes large white blood cells or red blood cells, both the light and the fluorescence signal are blocked, reflected and deflected, and the noise ratio is increased, so that signal detection is not easy. Thus, not only is there an inconvenience of including additional steps such as a filter step to use or separate the separated blood, but also a washing step is required to remove samples not participating in the reaction using a large amount of blood or an additional solvent .

이에 본 발명은 전혈을 이용하는 것을 특징으로 검출부에 시료가 남아있지 않고, 폐기부로 모두 제거될수 있도록하여 신호-대-잡음 비를 증가 시킬 수 있는 미세유체 분석장체를 제공하고자 한다.
Accordingly, the present invention provides a microfluidic analytical instrument capable of increasing the signal-to-noise ratio by eliminating all of the sample in the detection portion and removing it from the waste portion.

대한민국 공개특허공보 KR 2012-0054926Korean Patent Publication No. 2002-0054926 대한민국 공개특허공보 KR 2012-0122209Korea Patent Publication No. KR 2012-0122209

본 발명의 목적은 체액을 이용한 면역어세이(immunoassay)를 수행할 수 있는 미세유체 분석장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a microfluidic analysis apparatus capable of performing immunoassay using body fluids.

보다 상세하게는 혈구 세포와 같이 크기가 큰 세포를 포함하는 경우 노이즈 비율이 증가하여 정확한 검출이 쉽지 않아 혈액을 분리하여 혈장을 이용한 면역어세이(immunoassay)를 수행하는데, 본 발명은 혈장을 분리하지 않고 전혈을 그대로 이용할 수 있는 미세유체 분석장치를 제공하는 것이다.
More specifically, when a cell having a large size such as a blood cell is included, it is difficult to accurately detect it due to an increase in the noise ratio. Thus, the blood is separated and immunoassay using plasma is performed. And the whole blood can be used as it is.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부 기판 및 하부기판을 포함하고, 시료 내 타켓 반응물과 결합하여 이동할 수 있는 제 1리간드를 포함하는 주입부; 상기 타켓 반응물과 결합할 수 있는 고정화된 제 2리간드를 포함하는 반응부 및; 상기 반응부를 통과한 시료를 모으는 폐기부;를 포함하며, 상기 주입부,반응부 및 폐기부는 유체가 흐르는 채널이 형성된 미세유체 분석장치일 수 있다. In order to accomplish the above object, the present invention provides an injection apparatus including an injection unit including an upper substrate and a lower substrate, the injection unit including a first ligand capable of moving in combination with a target reaction product in a sample; A reaction unit including an immobilized second ligand capable of binding with the target reactant; And a waste part collecting the sample having passed through the reaction part, wherein the injection part, the reaction part and the waste part may be a microfluidic analysis device having a channel through which a fluid flows.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 상부기판과 상기 하부기판은 이격되며, 이격거리가 상기 주입부 방향에서 상기 폐기부 방향으로 일정하게 감소하는 미세유체 분석장치일 수 있다.In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the upper substrate and the lower substrate may be spaced apart from each other, and the separation distance may be uniformly reduced in the direction of the injection unit from the direction of the waste.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 상부기판과 상기 하부기판은 0도 초과 내지 1.5도 미만의 각을 이루는 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the upper substrate and the lower substrate may be a microfluidic analyzer having an angle greater than 0 degrees and less than 1.5 degrees.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상부기판과 하부기판의 이격거리가 1회 변곡하여 일정하게 감소하는 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the microfluidic analysis apparatus may be a microfluidic analysis apparatus in which the separation distance between the upper substrate and the lower substrate is reduced once and then uniformly decreased.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치는 상기 주입부에서 상기 폐기부로 이동되는 유체를 일정기간 머무르게 하는 정체부;를 더 포함하는 미세유체 분석장치일 수 있다. The microfluidic analysis apparatus according to the present invention may further include a static portion for allowing the fluid moving from the injection portion to the waste portion to stay for a predetermined period.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치는 상기 주입부의 모든 유체가 상기 폐기부로 이동되는 미세유체 분석장치일 수 있다. The microfluidic analysis apparatus according to the present invention may be a microfluidic analysis apparatus in which all the fluid in the injection unit moves to the waste part.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 상부기판 및 상기 하부기판은 직사각형 형태로써, 두께는 0.5 내지 5mm이고, 길이는 20 내지 150mm이며, 넓이는 10 내지 60mm인 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluid analysis apparatus according to the present invention, the upper substrate and the lower substrate may have a rectangular shape, and may be a microfluid analyzer having a thickness of 0.5 to 5 mm, a length of 20 to 150 mm, and a width of 10 to 60 mm .

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 상부기판 및 상기 하부기판의 재질은 폴리머, 금속 및 유리(glass)중에서 선택된 어느 하나인 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the material of the upper substrate and the lower substrate may be any one selected from a polymer, metal, and glass.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 제 1리간드가 타겟 특이적 형광물질이 라벨된 제 1항체인 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the first ligand may be a microfluidic analysis apparatus, which is a first antibody labeled with a target specific fluorescent substance.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 제 2리간드가 하부기판에 고정된 타겟 특이적 형광물질이 라벨된 제 2항체인 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the second ligand may be a microfluidic analysis apparatus, which is a second antibody labeled with a target specific fluorescent substance immobilized on a lower substrate.

본 발명에 따른 미체유체 분석장치에 있어서, 상기 폐기부의 채널은 원형 또는 선형의 홈으로 이루어진 미세유체 분석 장치일 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the channel of the waste section may be a microfluidic analysis apparatus having a circular or linear groove.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 상부기판 또는 상기 하부기판은 소수성물질 또는 친수성물질로 코팅된 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluid analysis apparatus according to the present invention, the upper substrate or the lower substrate may be a microfluidic analysis apparatus coated with a hydrophobic substance or a hydrophilic substance.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 시료가 친수성인 경우 상기 상부 기판 또는 상기 하부기판의 상기 주입부는 상기 소수성 물질이 코팅되며, 상기 폐기부는 상기 친수성 물질이 코팅되는 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluid analysis apparatus according to the present invention, when the sample is hydrophilic, the injection section of the upper substrate or the lower substrate may be coated with the hydrophobic substance, and the waste section may be a microfluid analysis device coated with the hydrophilic substance .

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 시료가 소수성인 경우 상기 상부기판 또는 상기 하부기판의 상기 주입부는 상기 친수성 물질이 코팅되며, 상기 폐기부는 상기 소수성 물질이 코팅되는 미세유체 분석장치일 수 있다. In the microfluid analysis apparatus according to the present invention, when the sample is hydrophobic, the injection portion of the upper substrate or the lower substrate may be coated with the hydrophilic material, and the waste portion may be a microfluidic analysis device coated with the hydrophobic material .

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 소수성 물질은 3개 이상의 알킬기를 포함하는 하이드록시 카본(hydroxyl carbon), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 소수성 잉크 중에서 선택되는 어느 하나인 미세유체 분석 장치일 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the hydrophobic substance may be any one selected from the group consisting of hydroxyl carbon, polytetrafluoroethylene, and hydrophobic inks containing three or more alkyl groups, Lt; / RTI >

본 발명에 따른 미세 유체 분석장치에 있어서, 상기 친수성 물질은 산화 티타늄(titanium oxide), 산화 알루미늄(aluminum oxide), 산화 크롬(chromium oxide) 코팅, 플라즈마(plasma) 및 테슬라 방전에 의한 산화 처리막 중에서 선택되는 어느 하나인 미세유체의 분석 장치일 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the hydrophilic material may be at least one selected from the group consisting of titanium oxide, aluminum oxide, chromium oxide coating, plasma, It may be an apparatus for analyzing microfluid, which is selected.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 시료는 체액인 미세유체의 분석장치일 수 있다.
In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the sample may be a microfluidic analysis apparatus which is a bodily fluid.

본 발명은 전혈을 이용하여 미세유체를 분석하는 장치에 관한 것으로, 본 발명은 혈액을 분리하지 않고 직접 전혈을 사용하며, 검출단계에서 반응에 참여하지 않은 시료를 제거 하기위해 세척하거나 분리하는 단계를 필요로 하지 않는 매우 편리하고 간단한 진단분석이 가능할 뿐만 아니라, 신호-대-잡음 비를 증가시킬 수 있고, 신호검출의 한계가 매우 낮아 검출의 민감도가 높은 미세유체 분석장치를 제공한다. The present invention relates to an apparatus for analyzing microfluidic fluids using whole blood. The present invention relates to an apparatus for analyzing microfluidic fluids by using whole blood without separating blood, and a step of washing or separating It is possible to provide a microfluidic analysis apparatus which is capable of not only a very convenient and simple diagnosis analysis but also a signal-to-noise ratio can be increased and signal detection limit is very low and sensitivity of detection is high.

또한, 소량의 시료량으로도 검출이 가능하므로, 진단검사의 비용이 절감되고, 간단하고 편리한 진단 검사가 가능한 분석 장치이므로 해당산업분야에 있어서 매우 유용하게 적용될 수 있다.
In addition, since it is possible to detect even a small amount of sample, the cost of the diagnostic test can be reduced, and the analyzer can perform a simple and convenient diagnostic test.

도 1은 미세유체 분석장치의 모식도이다.
도 2는 반응부 내의 채널 구조로 두 기판사이의 기울기를 나타내고 있는 모식도이다.
도 3은 주입부의 모식도이고, (a) 복수의 채널이 형성된 주입부의 모식도이며, (b) 이중 채널이 형성된 주입부의 모식도이다.
도 4는(a) 폐기부에 채널이 형성되지 않은 평평한 구조를 나타낸 모식도이고, (b) 선형 채널이 형성된 폐기부를 나타낸 모식도이며, (c) 원형 채널이 형성된 폐기부를 나타낸 모식도이다.
[부호의 설명]
1: 주입부(inlet zone)
2: 반응부(reaction zone)
3: 폐기부(waste zone)
1 is a schematic diagram of a microfluidic analysis apparatus.
2 is a schematic view showing a slope between two substrates in a channel structure in a reaction part.
3 is a schematic view of an injection unit, (a) a schematic view of an injection unit in which a plurality of channels are formed, and (b) a schematic view of an injection unit in which a dual channel is formed;
FIG. 4 is a schematic view showing a flat structure in which (a) a channel is not formed in a waste part, (b) a schematic view showing a waste part formed with a linear channel, and (c) a waste part formed with a circular channel.
[Description of Symbols]
1: inlet zone
2: reaction zone
3: waste zone

본 발명은 전혈을 이용하는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석장치에 관한 것이다. 본 발명은 상부 기판 및 하부기판을 포함하고, 시료 내 타켓 반응물과 결합하여 이동할 수 있는 제 1리간드를 포함하는 주입부; 상기 타켓 반응물과 결합할 수 있는 고정화된 제 2리간드를 포함하는 반응부 및; 상기 반응부를 통과한 시료를 모으는 폐기부;를 포함하며, 상기 주입부,반응부 및 폐기부는 유체가 흐르는 채널이 형성된 미세유체 분석장치일 수 있다. The present invention relates to a microfluidic analysis apparatus using whole blood. The present invention provides an apparatus comprising: an injector comprising an upper substrate and a lower substrate, the injector including a first ligand capable of moving in combination with a target reactant in the sample; A reaction unit including an immobilized second ligand capable of binding with the target reactant; And a waste part collecting the sample having passed through the reaction part, wherein the injection part, the reaction part and the waste part may be a microfluidic analysis device having a channel through which a fluid flows.

또한 본 발명에 따른 일 예는 상기 하부기판과 상부기판은 이격되어 있고, 상기 주입부에서 폐기부 방향으로 연속적으로 일정하게 감소하는 각도로 이격될 수 있으며, 이격거리가 상기 주입부 방향에서 상기 폐기부 방향으로 일정하게 감소할 수 있다. In addition, the lower substrate and the upper substrate may be spaced apart from each other at an angle that is constantly decreasing continuously from the injection unit toward the waste part, And can be reduced constantly in the negative direction.

따라서, 폐기부에서의 상부기판과 하부기판 사이의 수직 거리가 주입부에서의 하부기판과 상부기판 사이의 수직 거리보다 짧을 수 있다. Thus, the vertical distance between the upper substrate and the lower substrate in the waste portion may be shorter than the vertical distance between the lower substrate and the upper substrate in the implant.

상기 상부기판과 하부기판 사이의 이격정도에 따라 모세관력이 달라지고, 상기 모세관력에 의해 시료인 미세유체의 유속이 달라지게 된다.The capillary force varies depending on the degree of separation between the upper substrate and the lower substrate, and the flow rate of the microfluid, which is a sample, varies depending on the capillary force.

따라서, 이격정도를 조절함으로써 유속의 조절을 통해 반응이 일어나는 충분한 시간을 부여할 수 있다.Therefore, by controlling the degree of separation, it is possible to give sufficient time for the reaction to take place by controlling the flow rate.

또한, 상기 연속적으로 감소하는 이격거리는 제 1,2리간드와 반응하는 지점까지는 유체의 유속을 느리게 하고, 폐기부의 유체의 유속을 빠르게 할 수 있도록 조절될 수 있다.In addition, the continuously decreasing spacing can be adjusted to slow the flow rate of the fluid up to the point where it reacts with the first and second ligands, and to increase the flow rate of the fluid in the waste section.

즉, 본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상부기판과 하부기판의 이격거리는 이격거리가 1회 변곡하여 일정하게 감소하는 미체유체 분석장치 일 수 있다.That is, in the microfluid analysis apparatus according to the present invention, the separation distance between the upper substrate and the lower substrate may be a microfluidic analysis apparatus in which the separation distance is reduced once and then uniformly decreased.

상기와 같이 본 발명에 따른 상부 기판과 하부기판은 서로 이격되며, 이격각도는 주입부 및 반응부에서 시료내 타켓반응물과 제 1리간드 및 제2리간드가 반응하는데 충분한 시간을 부여하는 모든 조건을 포함한다.As described above, the upper substrate and the lower substrate according to the present invention are spaced apart from each other, and the spacing angle includes all the conditions for giving sufficient time for the first and second ligands to react with the target reactant in the sample in the injection unit and the reaction unit do.

즉, 반응각도가 너무 작으면 유속의 제어가 불가능하며, 반응각도가 너무 큰 경우 시료내 타켓반응물과 제1,2리간드의 반응시간을 충분하게 부여하지 못하게 된다.That is, if the reaction angle is too small, it is impossible to control the flow rate, and if the reaction angle is too large, the reaction time between the target reactant and the first and second ligands in the sample will not be sufficiently given.

비 제한적인 일 실시예로서, 본 발명에 따른 미세유체 분석장치의 상부기판과 하부기판은 0도 초과 내지 1.5도 미만의 각을 이룰 수 있으나 이에 제한되는것은 아니다.As one non-limiting example, the upper substrate and the lower substrate of the microfluidic analysis apparatus according to the present invention may have an angle of more than 0 degrees and less than 1.5 degrees, but are not limited thereto.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치는 주입부에서 폐기부로 이동되는 유체를 일정기간 머무르게 하는 정체부를 더 포함할 수 있다.The microfluidic analysis apparatus according to the present invention may further include a stagnant portion for keeping the fluid moving from the injection portion to the waste portion for a predetermined period of time.

상기 정체부는 주입부에서 폐기부로 이동되는 유체를 일정시간동안 머무르게 하여 유체의 이동속도를 지연시키며 반응시간을 충분히 부여하는 역할을 하는 모든 조건을 포함한다. The stagnation part includes all the conditions for delaying the moving speed of the fluid by allowing the fluid moving from the injection part to the waste part to stay for a predetermined time and giving sufficient reaction time.

비 제한적인 일 실시예로써, 상기 정체부는 채널의 분리를 통해 일정 부분을 채운후에 다시 유체의 모세관력이 작용하는 형태와 3차원적인 구조를 통해 유체를 정지시키는 방법, 채널의 폭의 변화를 통한 유속의 정체방법 등 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. As a non-limiting embodiment, the stagnant portion may be formed by a method in which the capillary force acts on the fluid after filling a certain portion through separation of the channel, a method of stopping the fluid through the three-dimensional structure, Flow velocity, flow rate, and the like.

본 발명에 따른 상기 상부기판 또는 하부기판의 형태는 시료내 타켓 반응물이 제 1리간드 및 제 2리간드와 반응 할 수 있는 모든 조건을 포함한다.The shape of the upper or lower substrate according to the present invention includes all conditions under which the target reactant in the sample can react with the first ligand and the second ligand.

비 제한적인 일 실시예로서, 본 발명에 따른 상기 상부기판 또는 하부기판은 직사각형 형태로서, 두께는 0.5 내지 5mm이고, 길이는 20 내지 150mm이며, 넓이는 10 내지 60mm인 것이 바람직하지만, 이에 제한되지 않으며 사용목적 및 유체시료의 양에 따라 자유롭게 변형가능하다. As a non-limiting example, the upper or lower substrate according to the present invention may have a rectangular shape with a thickness of 0.5 to 5 mm, a length of 20 to 150 mm and a width of 10 to 60 mm, And can be freely deformed according to the purpose of use and the amount of fluid sample.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치는 주입부로 분주되는 시료내 타켓물질을 포함하는 모든유체가 폐기부로 이동되는 미체유체 분석장치 일 수 있다.The microfluidic analysis apparatus according to the present invention may be a microfluidic analysis apparatus in which all fluids including a target material in a sample to be dispensed into an injection section are moved to a waste section.

따라서, 본 발명에 의하면 반응부에 시료가 남아있지 않고, 페기부로 모두 제거될 수 있도록 하여 신호-대-잡음 비를 증가시킬 수 있는 효과가 있다. Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the signal-to-noise ratio by allowing the sample to remain in the reaction part and to be removed from the reaction part.

이하, 본 발명에 따른 주입부;반응부 및 ;폐기부의 구성에 대하여 설명하나, 하기 설명은 본 발명에 따른 일례를 설명하는 것으로써, 하기 설명에 의해 본 발명의 기술적 사상은 제한되지 않는다. Hereinafter, the structure of the injector, the reaction unit, and the waste unit according to the present invention will be described. However, the following description explains one example according to the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited by the following description.

1. 주입부(inlet zone)1. Inlet zone

주입부는 유체시료를 분주하는 영역이고, 유체 시료의 방울이 주입부로부터 반응부인 모세관 공간으로 빠르게 이동할 수 있는 것이 특징이며, 주입부에는 라벨된 제1리간드가 포함되어 있다.The injector is a region where the fluid sample is dispensed, and is characterized in that the droplet of the fluid sample can be rapidly moved from the injection portion to the capillary space, which is the reaction portion, and the injected portion includes the labeled first ligand.

상기 라벨은 형광입자 또는 마그네틱 입자 등이 포함될 수 있으며, 상기 제1리간드는 단백질 또는 펩티드, DNA, RNA, 또는 PNA 등에서 선택된 어느 하나이며 이에 한정하지 않는다. The label may include fluorescent particles or magnetic particles, and the first ligand may be selected from proteins, peptides, DNA, RNA, PNA, and the like, but is not limited thereto.

바람직하게는 상기 단백질 또는 펩티드가 항체, 효소 및 호르몬 중에서 선택된 어느 하나이고, DNA, RNA 또는 PNA는 프라이머 또는 프로브로써 합성된 것이 사용될 수 있다. 상기 바람직한 형광물질은 FAM, JOE, TET, HEX, VIC, DABCYL, TAMRA, ROX , BHQ 중에서 선택된 어느 하나이다.Preferably, the protein or peptide is selected from the group consisting of an antibody, an enzyme and a hormone, and DNA, RNA or PNA synthesized by a primer or a probe may be used. The preferred fluorescent material is any one selected from FAM, JOE, TET, HEX, VIC, DABCYL, TAMRA, ROX, and BHQ.

주입부는 유체시료가 반응부로 이동해야 하므로 모세관력이 감소될 수 있는 물질로 코팅될 수 있다.  The injection part can be coated with a material whose capillary force can be reduced since the fluid sample must move to the reaction part.

비 제한적인 일례로써, 소수성 코팅물질로써는 3개 이상의 알킬기를 포함하는 하이드록시 카본(hydroxyl carbon), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 소수성 잉크 등이 있으며, 친수성 코팅물질로써는 산화 티타늄(titanium oxide), 산화 알루미늄(aluminum oxide), 산화 크롬(chromium oxide) 코팅, 플라즈마(plasma) 및 테슬라 방전에 의한 산화 처리막 등이 있으나, 이에 제한되는것은 아니다. As a non-limiting example, hydrophobic coating materials include hydroxyl carbon, polytetrafluoroethylene, and hydrophobic inks containing three or more alkyl groups. Hydrophilic coating materials include titanium oxide, But are not limited to, aluminum oxide, chromium oxide coating, plasma, and oxidized film by Tesla discharge.

상기 코팅 물질은 주입부에서 반응부로 유체가 이동하는 속도 및 모세관력을 조절하기 위한 것으로써, 시료물질의 성질을 고려하여 친수성 및 소수성 물질의 코팅여부가 결정될 수 있다. The coating material is used to control the rate at which the fluid moves from the injection part to the reaction part and the capillary force. Thus, the hydrophilic property and the hydrophobic property may be determined in consideration of the properties of the sample material.

따라서, 시료 물질이 친수성 물질일 경우 주입부에서의 유속 및 모세관력을 감소시키기 위하여 소수성 물질이 코팅될 수 있으며, 시료물질이 소수성일 경우 주입부에서의 유속 및 모세관력을 감소시키기 위하여 친수성 물질이 코팅될 수 있다.Therefore, when the sample material is a hydrophilic material, a hydrophobic material may be coated to reduce the flow rate and capillary force at the injection part. When the sample material is hydrophobic, a hydrophilic material may be added to reduce the flow rate and capillary force at the injection part. Can be coated.

비 제한적인 일례로써 상기 시료물질이 체액인 경우 주입부에서의 코팅물질은 소수성 코팅물질로써 3개 이상의 알킬기를 포함하는 하이드록시 카본(hydroxyl carbon), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 소수성 잉크 등에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다. As a non-limiting example, when the sample material is a bodily fluid, the coating material in the injection portion may be selected from the group consisting of hydroxyl carbon, polytetrafluoroethylene, hydrophobic ink, etc. containing three or more alkyl groups as a hydrophobic coating material Lt; / RTI >

본 발명에 따른 상기 하부기판은 도 3에서 볼 수 있듯이 주입부가 0.1mm 내지 4mm 깊이의 하나 또는 복수 개 홈으로 이루어진 것이 특징이다.As shown in FIG. 3, the lower substrate according to the present invention includes one or a plurality of grooves having a depth of 0.1 mm to 4 mm.

2. 반응부(reaction zone)2. Reaction zone

반응부는 주입부와 폐기부 사이의 모세관 공간으로 보다 상세하게는 하부기판과 상부기판의 이격에 의해 형성된 미세 채널이다.The reaction part is a capillary space between the injection part and the waste part, more specifically, a fine channel formed by the separation of the lower substrate and the upper substrate.

또한, 반응부의 미세 채널 깊이는 0.1㎛ 내지 4㎛ 인 것이 바람직하며, 상기 반응부 내부에서 흐르는 미세유체 시료의 유속 및 모세관력을 조절할 수 있도록 하부기판 또는 상부기판의 내표면이 친수성 및 소수성 물질로 코팅될 수 있다. It is preferable that the depth of the microchannel of the reaction part is 0.1 탆 to 4 탆. In order to control the flow rate and the capillary force of the microfluidic sample flowing in the reaction part, the inner surface of the lower substrate or the upper substrate is made hydrophilic and hydrophobic Can be coated.

상기 소수성 물질은 물과 쉽게 결합하지 않는 분자 또는 분자속의 작용기를 포함하는 물질을 의미하며, 상기 친수성 물질은 물 분자와 쉽게 결합되는 성질을 띄는 물질을 의미한다.The hydrophobic substance means a substance which does not easily bind to water or a substance containing a functional group in the molecule, and the hydrophilic substance means a substance which is easily bound to water molecules.

비 제한적인 일례로써, 소수성 코팅물질로써는 3개 이상의 알킬기를 포함하는 하이드록시 카본(hydroxyl carbon), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 소수성 잉크 등이 있으며, 친수성 코팅물질로써는 산화 티타늄(titanium oxide), 산화 알루미늄(aluminum oxide), 산화 크롬(chromium oxide) 코팅, 플라즈마(plasma) 및 테슬라 방전에 의한 산화 처리막 등이 있으나, 이에 제한되는것은 아니다. As a non-limiting example, hydrophobic coating materials include hydroxyl carbon, polytetrafluoroethylene, and hydrophobic inks containing three or more alkyl groups. Hydrophilic coating materials include titanium oxide, But are not limited to, aluminum oxide, chromium oxide coating, plasma, and oxidized film by Tesla discharge.

상기 반응부에서는 시료물질과 제2리간드의 반응시간을 충분히 부여하기 위하여 시료물질의 특성에 따라 친수성 및 소수성 물질의 코팅여부가 달라질 수 있다. In the reaction part, in order to sufficiently give a reaction time between the sample material and the second ligand, the hydrophilic and hydrophobic materials may be coated depending on the characteristics of the sample material.

비 제한적인 일례로써, 상기 시료물질이 체액인 경우 소수성 물질을 코팅하여 반응 시간 및 모세관련을 감소시켜 반응에 충분한 시간을 부여하게 할 수 있다. As a non-limiting example, when the sample material is a bodily fluid, it may be coated with a hydrophobic substance to reduce the reaction time and the capillary-related relation, thereby giving sufficient time for the reaction.

또한, 상기 하부기판과 상부기판은 주입부 방향로부터 폐기부 방향으로 연속적으로 일정하게 감소하는 각도로 이격되어 있어 주입부의 이격 간격이 폐기부의 이격 간격보다 크다. Also, the lower substrate and the upper substrate are spaced apart from each other by an angle which is constantly decreasing continuously from the direction of the injection part to the direction of the waste part, so that the spacing of the injecting part is larger than the spacing of the waste part.

또한 상기 반응부는 내부에 미세유체 시료를 전자기적이나 광학적으로 검출 할 수 있는 형광입자 또는 마그네틱 입자 등의 라벨링 성분이 결합된 제2 리간드가 고정화되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 형광물질 또는 마그네틱 입자 등의 라벨링 성분이 결합된 제2리간드는 단백질 또는 펩티드, DNA, RNA, 또는 PNA 등에서 선택된 어느 하나이며 이에 한정하지 않는다. The reaction unit is characterized in that a second ligand, to which a labeling component such as fluorescent particles or magnetic particles capable of electronically or optically detecting the microfluidic sample, is bound, is immobilized in the reaction unit. The second ligand to which the labeling component such as the fluorescent substance or the magnetic particle is bound is selected from a protein or a peptide, DNA, RNA, or PNA, but is not limited thereto.

상기 단백질 또는 펩티드는 항체, 효소 또는 호르몬 등의 길항제 중에서 선택될 수 있다. DNA, RNA 또는 PNA는 프라이머 또는 프로브(Probe)로서 합성된 것을 사용할 수도 있다. The protein or peptide may be selected from antagonists such as antibodies, enzymes or hormones. DNA, RNA or PNA synthesized as a primer or a probe may be used.

3. 폐기부(waste zone)3. Waste zone

폐기부는 반응부에서 반응 후 반응물이 모아지는 영역이고 상기 두 기판사이의 모세관 공간은 모세관력을 증가 시킬 수 있는 물질을 코팅할 수 있으며, 상기 모세관력을 증가 시킬 수 있는 물질은 소수성 코팅물질로써는 3개 이상의 알킬기를 포함하는 하이드록시 카본(hydroxyl carbon), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 소수성 잉크 등이 있으며, 친수성 코팅물질로써는 산화 티타늄(titanium oxide), 산화 알루미늄(aluminum oxide), 산화 크롬(chromium oxide) 코팅, 플라즈마(plasma) 및 테슬라 방전에 의한 산화 처리막 등이 있으나, 이에 제한되는것은 아니다. The capillary space between the two substrates may coat a material capable of increasing the capillary force, and the material capable of increasing the capillary force may be a hydrophobic coating material. Hydroxyl carbon, polytetrafluoroethylene, hydrophobic ink and the like containing at least one alkyl group may be used. Examples of the hydrophilic coating material include titanium oxide, aluminum oxide, chromium oxide oxide coating, a plasma, and an oxidation treatment film by a Tesla discharge, but the present invention is not limited thereto.

상기 코팅 물질은 폐기부에서 유체가 이동하는 속도 및 모세관력을 조절하기 위한 것으로써, 시료물질의 성질을 고려하여 친수성 및 소수성 물질의 코팅여부가 결정될 수 있다. The coating material is used to control the speed at which the fluid moves in the waste part and the capillary force, so that the hydrophilic and hydrophobic materials may be coated or coated in consideration of the properties of the sample material.

따라서, 시료 물질이 친수성 물질일 경우 폐기부에서의 유속 및 모세관력을 증가시키기 위하여 친수성 물질이 코팅될 수 있으며, 시료물질이 소수성일 경우 주입부에서의 유속 및 모세관력을 증가시키기 위하여 소수성 물질이 코팅될 수 있다.Therefore, when the sample material is a hydrophilic material, a hydrophilic material may be coated to increase the flow rate and capillary force at the waste part. If the sample material is hydrophobic, a hydrophobic substance may be added to increase the flow rate and capillary force at the injection part. Can be coated.

비 제한적인 일례로써 상기 시료물질이 체액인 경우 폐기부에서의 코팅물질은 친수성 코팅물질로써 산화 티타늄(titanium oxide), 산화 알루미늄(aluminum oxide), 산화 크롬(chromium oxide) 코팅, 플라즈마(plasma) 및 테슬라 방전에 의한 산화 처리막 등 중 선택되는 어느 하나일 수 있다. As a non-limiting example, if the sample material is a bodily fluid, the coating material in the waste portion may be a titanium oxide, an aluminum oxide, a chromium oxide coating, a plasma, An oxide film formed by a Tesla discharge, or the like.

상기 폐기부는 도 4에서 도시된바와 같이 채널이 형성되지 않은 평평한 구조일 수도 있고, 선형패턴구조로 이루어진 채널이 형성될 수도 있으며, 상기 채널은 원형 구조로 이루어질 수도 있다. As shown in FIG. 4, the waste portion may have a flat structure without a channel, a channel with a linear pattern structure, or a circular structure.

상기 선형 및 원형채널의 규격은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 모든 형태를 포함하며, 비제한적인 일 예로써, 상기 선형패턴구조의 채널의 경우 채널사이의 이격거리는 100㎛ 내지 5mm이고, 원형구조로 패터닝 되는 경우 원형의 직경은 100㎛ 내지 3mm 이며, 각각의 원형 패턴 사이의 이격 거리는 300㎛ 내지 8mm인 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. The standard of the linear and circular channels includes all the shapes for achieving the object of the present invention. As a non-limiting example, in the case of the linear patterned channel, the separation distance between channels is 100 탆 to 5 mm, The diameter of the circular shape is 100 mu m to 3 mm, and the separation distance between the circular patterns is preferably 300 mu m to 8 mm, but is not limited thereto.

또한, 상기 선형 또는 원형채널 구조롤 패터닝 하는 깊이는 표면장력에 의해 유체가 기판으로 흐르지 않게 하는 모든 조건을 포함하며, 비 제한적인 일 예로써, 상기 채널의 패터닝(patterning) 깊이는 최소 50㎛이상인 것이 바람직하다. 50㎛ 미만의 깊이로 패터닝(patterning)하는 경우 표면장력에 의해 유체가 흐르는 원인이 되므로 바람직하지 않다.In addition, the linear or circular channel structure roll patterning depth includes all conditions that prevent fluid from flowing to the substrate due to surface tension, and as a non-limiting example, the patterning depth of the channel is at least 50 탆 . When patterning is performed at a depth of less than 50 탆, the fluid tends to flow due to the surface tension, which is not preferable.

4. 정체부(static zone)4. Static zone

정체부는 주입부 방향에서 폐기부 방향으로 유체가 이동시에 일정 영역에 유체를 머무르게 하여 이 시간동안 유체의 이동속도가 지연되는 구조를 가지는 모든 형태를 포함한다. The stagnation part includes all the structures having a structure in which the moving speed of the fluid is delayed during a certain period of time when the fluid moves from the direction of the injection part to the direction of the waste part.

즉, 본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 정체부는 유체의 이동속도를 지연시켜 반응에 충분한 시간을 부여하기 위한 것이다.That is, in the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the stagnant portion delays the moving speed of the fluid to give sufficient time for the reaction.

이에, 정체부의 목적을 달성하기 위하여 모세관력을 감소 시킬 수 있는 물질을 코팅할 수 있으며, 상기 모세관력을 감소 시킬 수 있는 물질은 소수성 코팅물질로써는 알킬기 3개 이상의 하이드록시 카본(hydroxyl carbon), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 소수성 잉크 등이 있으며, 친수성 코팅물질로써는 산화 티타늄(titanium oxide), 산화 알루미늄(aluminum oxide), 산화 크롬(chromium oxide) 코팅, 플라즈마(plasma) 및 테슬라 방전에 의한 산화 처리막 등이 있으나, 이에 제한되는것은 아니다. In order to attain the object of the stagnation part, a material capable of reducing the capillary force may be coated, and the material capable of reducing the capillary force may be a hydrophobic coating material such as three or more of alkyl groups such as hydroxyl carbon, And hydrophobic coating materials such as titanium oxide, aluminum oxide, chromium oxide coating, plasma, and oxidation treatment by Tesla discharge. Examples of the hydrophilic coating material include titanium oxide, aluminum oxide, chromium oxide coating, Films, and the like, but are not limited thereto.

본 발명은 상기 설명한 바와 같이, 상부 기판 및 하부기판을 포함하고, 시료 내 타켓 반응물과 결합하여 이동할 수 있는 제 1리간드를 포함하는 주입부; 상기 타켓 반응물과 결합할 수 있는 고정화된 제 2리간드를 포함하는 반응부 및; 상기 반응부를 통과한 시료를 모으는 폐기부;를 포함하며, 상기 주입부,반응부 및 폐기부는 유체가 흐르는 채널이 형성된 미세유체 분석장치일 수 있다. As described above, the present invention provides an injection apparatus including an injection unit including an upper substrate and a lower substrate, the injection unit including a first ligand capable of moving in combination with a target reaction product in a sample; A reaction unit including an immobilized second ligand capable of binding with the target reactant; And a waste part collecting the sample having passed through the reaction part, wherein the injection part, the reaction part and the waste part may be a microfluidic analysis device having a channel through which a fluid flows.

또한, 본 발명에 따른 미세유체 분석 장치는 시료 내 Further, in the microfluidic analysis apparatus according to the present invention,

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 주입부에는 라벨된 제 1리간드를 포함하고 있으며, 상기 반응부에는 고정화된 제 2리간드를 포함하고 있으며, 신호를 감지하는 장소이다. 본 발명에서 유속은 라플라스 압력(Laplace pressure)을 이용하는 것이 특징이다. 라플라스 압력은 액체와 기체사이의 인터페이스의 표면장력에 의해 발생하는 것으로, 기포 또는 물방울의 내부 또는 외부의 압력차이를 의미한다. 모세관 내에서 발생하는 모세관력(force, F)은 하기 [수학식 1]로 나타낼 수 있으며,In the microfluid analysis apparatus according to the present invention, the injection unit includes a labeled first ligand, and the reaction unit includes a second ligand immobilized thereon, and is a place for sensing a signal. In the present invention, the flow velocity is characterized by using Laplace pressure. The Laplacian pressure is generated by the surface tension of the interface between the liquid and the gas, which means the pressure difference inside or outside the bubble or droplet. The capillary force (force, F) generated in the capillary can be expressed by the following equation (1)

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112013052921377-pat00001
Figure 112013052921377-pat00001

상기 수학식 1에서 FC는 채널 표면의 모세관력이고, FL은 라플라스 압력에 의해 발생한 힘이다.  In Equation (1), FC is the capillary force of the channel surface, and FL is the force generated by the Laplace pressure.

또한, 남아 있는 메니스커스 모세관력(Fc1)은 하기 [수학식 2]로 나타난다.In addition, the remaining meniscus capillary force Fc1 is expressed by the following equation (2).

상기 메니스커스(meniscus)는 모세관 현상에 의해 모세관 속의 액면이 이루는 공면을 말하는 것으로, 액체의 성질에 따라 액면이 오목해지거나 볼록해진다.The meniscus refers to the coplanar surface formed by the liquid surface in the capillary due to the capillary phenomenon, and the liquid surface becomes concave or convex depending on the properties of the liquid.

[수학식 2] &Quot; (2) "

Figure 112013052921377-pat00002
Figure 112013052921377-pat00002

상기 수학식 2에서 r1은 채널 반경이고, 은 표면 장력이다.In Equation (2), r1 is the channel radius and silver is the surface tension.

메니스커스에서 하기 [수학식 3]의 압력(P1)에 대한 값을 얻을 수 있다. The value for the pressure P1 in the following equation (3) can be obtained in the meniscus.

[수학식 3] &Quot; (3) "

Figure 112013052921377-pat00003
Figure 112013052921377-pat00003

상기 [수학식 3]에서 S1은 작은 메니스커스의 면적이며, 모세관력의 방향은 유체흐름의 반대방향이며, 라플라스 힘의 방향은 유체흐름과 같은 방향이므로, 서로 다른 방향이다. 따라서 모세관력은 하기 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다. Where S1 is the area of the small meniscus, the direction of the capillary force is in the opposite direction of the fluid flow, and the direction of the Laplace force is in the same direction as the fluid flow, and therefore in different directions. Therefore, the capillary force can be expressed by the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112013052921377-pat00004
Figure 112013052921377-pat00004

따라서, 남아있는 더 작게 나타나는 모세관력인 메니스커스는 하기 [수학식 5]와 같이 나타낼수 있다.Thus, the remaining smaller capillary force meniscus can be expressed as: " (5) "

[수학식 5] &Quot; (5) "

Figure 112013052921377-pat00005
Figure 112013052921377-pat00005

라플라스에 의한 오목표면에서 발생하는 압력(P)은 하기 [수학식 6]과 같다.The pressure (P) generated on the concave surface by the Laplace is expressed by the following equation (6).

[수학식 6] &Quot; (6) "

Figure 112013052921377-pat00006
Figure 112013052921377-pat00006

상기 P는 유체 인터페이스를 가로지르는 압력차이고, 은 표면장력이며, R은 메니스커스 반경이다.Where P is the pressure differential across the fluid interface, is the surface tension, and R is the meniscus radius.

도 2에서 왼쪽에 나타낸 메니스커스의 압력(P1)은 하기 [수학식 7]로 나타낼 수 있으며, 오른쪽의 작은 메니스커스의 압력(P2)은 하기 식(8)로 나타낼 수 있다. 2, the pressure P1 of the meniscus shown on the left side can be expressed by the following equation (7), and the pressure P2 of the small meniscus on the right side can be expressed by the following equation (8).

[수학식 7] &Quot; (7) "

Figure 112013052921377-pat00007
Figure 112013052921377-pat00007

[수학식 8] &Quot; (8) "

Figure 112013052921377-pat00008
Figure 112013052921377-pat00008

파스칼의 압력법칙에 따르는 전체 방울에서의 총 압력(P)은 상기 P1과 P2를 더한 하기 수학식 9로 나타낼수 있다. The total pressure P in the entire droplet according to the Pascal's pressure law can be expressed by the following equation (9), which is obtained by adding P1 and P2.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112013052921377-pat00009
Figure 112013052921377-pat00009

이동체(미세유체)의 왼쪽과 오른쪽의 끝단에서 행동하는 힘은 하기 [수학식 10]으로 나타낼수 있다. The force acting at the left and right ends of the moving body (microfluid) can be expressed by the following equation (10).

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure 112013052921377-pat00010
Figure 112013052921377-pat00011
.
Figure 112013052921377-pat00010
And
Figure 112013052921377-pat00011
.

따라서 상기 [수학식 1] 내지 [수학식 10]으로부터 하기 [수학식 11] 내지 [수학식 13]이 유도된다.Therefore, the following equations (11) to (13) are derived from the equations (1) to (10).

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure 112013052921377-pat00012
Figure 112013052921377-pat00012

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure 112013052921377-pat00013
Figure 112013052921377-pat00013

[수학식 13]&Quot; (13) "

F = P2S1 - P1S2F = P2S1 - P1S2

채널 중심축과 채널벽 사이의 각도를 기울기 각도를 라고 했을 때, 상기 힘(F)는 하기 [수학식 14]로 나타낼 수 있다. When the angle between the channel central axis and the channel wall is the tilting angle, the force F can be expressed by the following equation (14).

[수학식 14]&Quot; (14) "

Figure 112013052921377-pat00014
Figure 112013052921377-pat00014

따라서 R1이 R2보다 더 크기 때문에 힘이 채널의 좁은방향으로 미세 유체를 밀어 왼쪽(주입부쪽)에서 오른쪽(반응부쪽)으로 이동하는 것이다.Therefore, since R1 is larger than R2, the force pushes the microfluid in the narrow direction of the channel and moves from the left side (injection side) to the right side (reaction side).

본 발명에서 사용될 수 있는 미세유체는 체액이며, 상기 체액은 혈액, 뇨, 눈물, 점액 및 침 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 보다 바람직한 체액은 혈액이며, 상기 혈액은 전혈, 혈장, 적혈구 및 백혈구 중에서 선택된 어느 하나인 것이고, 가장 바람직한 시료는 전혈이다. The microfluidic fluid that can be used in the present invention is a body fluid, and the body fluid may be any one selected from blood, urine, tears, mucus, and needle. More preferably, the body fluid is blood, and the blood is any one selected from whole blood, plasma, red blood cells, and white blood cells, and the most preferable sample is whole blood.

본 발명에 따른 미세유치 분석장치에 있어서, 상기 상부기판 및 상기 상부기판은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 모든 재질을 포함한다.In the microanalysis analyzing apparatus according to the present invention, the upper substrate and the upper substrate include all materials for achieving the object of the present invention.

비제한적인 일 실시예로써, 본 발명에 따른 상부 및 하부 기판의 재질은 폴리머, 금속 또는 유리(glass)중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하지만 이에 한정하지 않는다. As a non-limiting example, the material of the upper and lower substrates according to the present invention is preferably made of any one selected from a polymer, metal, or glass, but is not limited thereto.

상기 폴리머는 폴리메텔메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에스테르(Polyester), 염소 함유 폴리머, 아크릴 폴리머, 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene) 등의 중합체 중에서 선택된 것이 더 바람직하고, 상기 금속은 알루미늄, 양극 산화 알루미늄 및 스틸 중에서 선택된 것이 더 바람직하다. The polymer may be selected from the group consisting of polymethylmethacrylate, polycarbonate, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyester, chlorine-containing polymers, acrylic polymers, polytetrafluoroethylene More preferably selected from polymers such as polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene and the like, and the metal is more preferably selected from aluminum, anodized aluminum and steel.

또한, 장치의 구성성분은 상기한 물질 이외에 표면에너지를 얻기 위해 상기 폴리머에 코팅을 하거나, 도금 또는 패턴도금 또는 화학물질을 처리하는 것이 가능하다. In addition to the above-mentioned materials, the constituent components of the apparatus can be coated on the polymer, plated or patterned, or treated with chemicals to obtain surface energy.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치에 있어서, 상기 모세관력을 형성하기 위하여, 상부기판 또는 하부기판이 친수성 또는 소수성 물질로 코팅될 수 있다. In the microfluidic analysis apparatus according to the present invention, the upper substrate or the lower substrate may be coated with a hydrophilic or hydrophobic material to form the capillary force.

상기 코팅되는 친수성 물질 또는 소수성 물질은 모세관력의 증가 또는 감소를 위한것으로써, 본 발명에 따른 측정시료가 친수성인 경우 상기 상부 기판 또는 상기 하부기판의 상기 주입부는 상기 소수성 물질이 코팅되며, 상기 폐기부는 상기 친수성 물질이 코팅되는 미세유체 분석장치 일 수 있다. The hydrophilic material or the hydrophobic material to be coated is for increasing or decreasing the capillary force. When the measurement sample according to the present invention is hydrophilic, the injection part of the upper substrate or the lower substrate is coated with the hydrophobic material, May be a microfluidic analyzer in which the hydrophilic material is coated.

또한, 본 발명에 따른 측정시료가 소수성인 경우 상기 상부기판 또는 상기 하부기판의 상기 주입부는 상기 친수성 물질이 코팅되며, 상기 폐기부는 상기 소수성 물질이 코팅되는 미세유체 분석장치 일 수 있다. In addition, when the measurement sample according to the present invention is hydrophobic, the injection portion of the upper substrate or the lower substrate may be coated with the hydrophilic material, and the waste portion may be a microfluidic analysis device coated with the hydrophobic material.

본 발명에 따른 미세유체 분석장치는 전혈을 혈액 자체로서 분리하지 않고 직접 사용할 수 있으므로 매우 편리하게 검사할 수 있다. The microfluidic analysis apparatus according to the present invention can be used conveniently without separating the whole blood as the blood itself, so that it can be very conveniently examined.

또한, 본 발명의 미세유체 분석장치는 반응 후, 반응부(reaction zone)로부터 분석 대상물(analyte)을 세척하는 단계를 필요로 하지 않는 효과가 있다. In addition, the microfluidic analysis apparatus of the present invention does not require a step of washing the analyte from the reaction zone after the reaction.

본 발명의 미세유체 분석장치는 두 개의 기판 사이에 모세관 공간(capillary space)을 포함하며, 모세관 공간은 표면장력(surface tension) 또는 마이크로 채널의 기울기 형태에 따라 결정되어지는데, 적어도 한쪽의 기판에 만들어지게 된다.The microfluidic analysis apparatus of the present invention includes a capillary space between two substrates, and the capillary space is determined by the surface tension or the slope of the microchannel. The capillary space is formed on at least one of the substrates .

상기 모세관 공간은 하나의 기판 표면에 패터닝한 친수성 및 소수성 지역을 포함하는 것으로 표면장력에 의해 형성되는 것이 특징이다.The capillary space includes hydrophilic and hydrophobic regions patterned on one substrate surface and is formed by surface tension.

본 발명의 장치는 유체가 모세관력(capillary force)에 의해 이동하는 것이 특징이며, 모세관 압은 (1)기판 표면의 친수성 및/또는 소수성 특성, (2)모세관 공간의 길이와 면평방면적(square area) 및 (3)두 기판 사이의 각도(angle)에 의해 조절된다. 기판의 뒤틀림각(tilt angle)또는 마이크로채널의 기울기는 주입부와 폐기부에서 모세관압력 차이를 제공한다. 주입부에서 모세관 공간의 높이가 폐기부에서의 높이보다 높으므로 주입부의 모세관 압력이 폐기부의 모세관 압력보다 낮으며 유체흐름의 방향이 주입부에서 폐기부로 흘러가는 것이다.The apparatus of the present invention is characterized in that the fluid is moved by a capillary force and the capillary pressure is selected from the group consisting of (1) hydrophilic and / or hydrophobic characteristics of the substrate surface, (2) area and (3) the angle between the two substrates. The tilt angle of the substrate or the slope of the microchannel provides a capillary pressure differential at the injection and discard sections. Since the height of the capillary space in the injection part is higher than the height in the waste part, the capillary pressure of the injection part is lower than the capillary pressure of the waste part and the direction of the fluid flow flows from the injection part to the waste part.

면역분석법(immunoassay)는 항원과 항체 간의 고도의 특이성을 이용하여 불순물이 많은 생체시료로부터 목적하는 미량의 물질을 측정하는 분석법이므로, 본 발명의 바람직한 일례는 항원-항체 결합반응이다. Immunoassay is an assay method for measuring a desired small amount of a substance from a biological sample containing a large amount of impurities by using a high degree of specificity between an antigen and an antibody. Thus, a preferred example of the present invention is an antigen-antibody binding reaction.

Claims (17)

상부 기판 및 하부기판을 포함하고,
시료 내 타켓 반응물과 결합하여 이동할 수 있는 제 1리간드를 포함하는 주입부;
상기 타켓 반응물과 결합할 수 있는 고정화된 제 2리간드를 포함하는 반응부 및;
상기 반응부를 통과한 시료를 모으는 폐기부;를 포함하며,
상기 주입부,상기 반응부 및 상기 폐기부는 유체가 흐르는 채널이 형성된 미세유체 분석장치.
An upper substrate and a lower substrate,
An injector including a first ligand capable of moving in association with a target reactant in a sample;
A reaction unit including an immobilized second ligand capable of binding with the target reactant;
And a waste part collecting the sample having passed through the reaction part,
Wherein the injection unit, the reaction unit, and the waste unit have a channel through which a fluid flows.
제 1항에 있어서,
상기 상부기판과 상기 하부기판은 이격되며, 이격거리가 상기 주입부 방향에서 상기 폐기부 방향으로 일정하게 감소하는 미세유체 분석장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper substrate and the lower substrate are spaced apart from each other and the spacing distance is reduced uniformly in the direction of the discard portion from the direction of the injection portion.
제 1항에 있어서,
상기 상부기판과 상기 하부기판은 0도 초과 내지 1.5도 미만의 각을 이루는 미세유체 분석장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper substrate and the lower substrate form an angle of more than 0 degrees and less than 1.5 degrees.
제 2항에 있어서,
상기 이격거리가 1회 변곡하여 일정하게 감소하는 미세유체 분석장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the spacing distance is reduced by one time and decreased uniformly.
제 2항에 있어서,
상기 주입부에서 상기 폐기부로 이동되는 유체를 일정기간 머무르게 하는 정체부;를 더 포함하는 미세유체 분석장치.
3. The method of claim 2,
And a stagnant part for allowing the fluid moving from the injection part to the waste part to stay for a predetermined period.
제 2항에 있어서,
상기 주입부의 모든 유체가 상기 폐기부로 이동되는 미세유체 분석장치.
3. The method of claim 2,
Wherein all the fluids in the injection section are moved to the waste section.
제 2항에 있어서,
상기 상부기판 및 상기 하부기판은 직사각형 형태로써, 두께는 0.5mm 내지 5mm이고, 길이는 20mm 내지 150mm이며, 넓이는 10mm 내지 60mm인 미세유체 분석장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the upper substrate and the lower substrate have a rectangular shape with a thickness of 0.5 mm to 5 mm, a length of 20 mm to 150 mm, and a width of 10 mm to 60 mm.
제 2항에 있어서,
상기 상부기판 및 상기 하부기판의 재질은 폴리머, 금속 및 유리(glass)중에서 선택된 어느 하나인 미세유체 분석장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the upper substrate and the lower substrate are made of a material selected from the group consisting of a polymer, a metal, and glass.
제 1항에 있어서,
상기 제 1리간드가 타겟 특이적 형광물질이 라벨된 제 1항체인 미세유체 분석장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first ligand is a first antibody labeled with a target specific fluorescent substance.
제 1항에 있어서,
상기 제 2리간드가 하부기판에 고정된 타겟 특이적 형광물질이 라벨된 제 2항체인 미세유체 분석장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second ligand is a second antibody labeled with a target specific fluorescent substance immobilized on a lower substrate.
제 1항에 있어서,
상기 폐기부의 채널은 원형 또는 선형의 홈으로 이루어진 미세유체 분석 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the channel of the waste part comprises a circular or linear groove.
제 1항에 있어서,
상기 상부기판 또는 상기 하부기판은 소수성물질 또는 친수성물질로 코팅된 미세유체 분석장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper substrate or the lower substrate is coated with a hydrophobic substance or a hydrophilic substance.
제 12항에 있어서,
상기 시료가 친수성인 경우 상기 상부 기판 또는 상기 하부기판의 상기 주입부는 상기 소수성 물질이 코팅되며, 상기 폐기부는 상기 친수성 물질이 코팅되는 미세유체 분석장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the injection unit of the upper substrate or the lower substrate is coated with the hydrophobic substance when the sample is hydrophilic and the hydrophilic substance is coated with the waste unit.
제 12항에 있어서,
상기 시료가 소수성인 경우 상기 상부기판 또는 상기 하부기판의 상기 주입부는 상기 친수성 물질이 코팅되며, 상기 폐기부는 상기 소수성 물질이 코팅되는 미세유체 분석장치.
13. The method of claim 12,
Wherein when the sample is hydrophobic, the injection portion of the upper substrate or the lower substrate is coated with the hydrophilic material, and the waste portion is coated with the hydrophobic material.
제 12항에 있어서,
상기 소수성 물질은 3개 이상의 알킬기를 포함하는 하이드록시 카본(hydroxyl carbon), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 소수성 잉크 중에서 선택되는 어느 하나인 미세유체 분석 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the hydrophobic substance is any one selected from the group consisting of hydroxyl carbon, polytetrafluoroethylene, and hydrophobic inks containing three or more alkyl groups.
제 12항에 있어서,
상기 친수성 물질은 산화 티타늄(titanium oxide), 산화 알루미늄(aluminum oxide), 산화 크롬(chromium oxide) 코팅, 플라즈마(plasma) 및 테슬라 방전에 의한 산화 처리막 중에서 선택되는 어느 하나인 미세유체의 분석 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the hydrophilic material is one selected from the group consisting of titanium oxide, aluminum oxide, chromium oxide coating, plasma, and oxidation treatment film by Tesla discharge.
제 1항에 있어서,
상기 시료는 체액인 미세유체의 분석장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sample is a bodily fluid.
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