KR101440997B1

KR101440997B1 - 샘플 전처리ｐｃｒ검출 통합 마이크로칩 및 이를 이용한 분석 방법

Info

Publication number: KR101440997B1
Application number: KR1020130039334A
Authority: KR
Inventors: 서태석; 김용태
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-09-17

Abstract

본 발명은 유전자 분석 기술에 관한 것으로서, 특히 샘플 전처리 공정과 PCR 공정과 모세관 전기영동과 같은 검출 공정을 통합하여 수행할 수 있는 마이크로 장치 및 이를 이용한 분석 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼; 및 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격된 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩이 제공된다.

Description

샘플 전처리ＰＣＲ검출 통합 마이크로칩 및 이를 이용한 분석 방법 {INTEGRATED SAMPLE PRETREATMENTPOLYMERASE CHAIN REACTIONDETECTION MICROCHIP AND ANALYZING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 유전자 분석 기술에 관한 것으로서, 특히 샘플 전처리 공정과 PCR 공정과 모세관 전기영동, 마이크로어레이, 면역크로마토그래피 스트립과 같은 검출 공정을 통합하여 수행할 수 있는 마이크로 장치 및 이를 이용한 분석 방법에 관한 것이다.

지난 20여년 동안 유전자, 단백질체, 세포 연구 분야에서, LOC(Lab-on-a-chip) 기술은 우수한 성능(짧은 분석 시간, 적은 샘플 및 전력 소비, 높은 통합성, 높은 처리량, 휴대성)을 보여주었다. 예를 들어, 샘플 정제, 핵산 증폭 및 증폭물 분리와 같은 여러 분석 단계가 미세유체 장치에서 가능하게 된다. DNA 분석의 최근 연구는 각 기능 유닛을 샘플인앤서아웃(sample-in-answer-out) 능력을 갖는 단일 웨이퍼에 결합함으로써 μTAS(micro-total analysis system)을 실현하는 방향으로 이루어지고 있다. 이들 중 PCR(Polymerase Chain Reaction)과 μCE(microcapillary electrophoresis)의 통합은 민감도(sensitivity), 속도 및 특이도(specificity) 면에서 우수한 성능을 보여주고 있다.

비록 종래의 PCR-CE 통합 마이크로 장치가 유전자 분석에 있어서 우수한 성능을 보여주고 있지만, 통합이 진행됨에 따라서 칩 제조 공정이 더욱 복잡해지고 제조 비용도 올라가며, 마이크로채널에서 유체 이동을 제어하기 위한 마이크로밸브와 마이크로펌프로서 공압 펌프와 솔레노이드 밸브와 같은 상대적으로 큰 외부 구동기를 필요로 한다는 점에서 개선할 부분이 여전히 있다.

본 발명의 목적은 구조가 간단하고 제조가 용이한 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩 및 이를 이용한 분석방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면,

서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼; 및 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격된 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면,

서로 분리된 샘플 주입 채널부와, 혼합 채널부와, PCR 칵테일 제공 채널부와, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼; 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판; 및 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 추가 이동 챔버가 형성된 추가 슬라이드판를 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 샘플 주입 채널부와 통하는 배출홀과, 상기 혼합 채널부와 통하는 유입홀 및 배출홀과, 상기 PCR 칵테일 제공 채널부와 통하는 배출홀과, 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 혼합 채널부와 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며, 상기 샘플 주입 채널부와 통하는 배출홀과 상기 혼합 채널부와 통하는 유입홀과 상기 PCR 칵테일 제공 채널부와 통하는 배출홀은 상기 추가 이동 챔버의 위치에 따라 상기 추가 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되고, 상기 샘플 주입 채널부에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버가 마련되며, 상기 혼합 채널부에는 상기 혼합 채널부와 통하는 유입홀 쪽에 위치하는 임시 저장 챔버와, 상기 혼합 채널부와 통하는 배출홀 쪽에 위치하는 혼합부가 형성되는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼; 및 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며, 상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버와, PCR 칵테일 주입 챔버와, 임시 저장 챔버와, 혼합부가 상기 배출홀 쪽으로 가면서 차례대로 배치되도록 형성되고, 상기 PCR 칵테일 주입 챔버에는 PCR 주입 채널과 폐기 채널이 연결되는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼; 및 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며, 상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버와, 다수의 개별 포획 구조물이 구비된 샘플 혼합 챔버가 배출홀 쪽으로 가면서 차례대로 배치되도록 형성되는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩이 제공된다.

상기 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩은 상기 채널 웨이퍼의 타면에 결합된 RTD 웨이퍼를 더 포함하며, 상기 RTD 웨이퍼는 상기 마이크로 채널과 분리되어서 위치하는 저항 온도 감지기를 구비할 수 있다.

상기 검출 영역은 서로 분리된 제1 채널과 제2 채널을 구비하는 샘플 주입 채널부를 포함하며, 상기 제1 채널과 상기 제2 채널은 상기 이동 챔버의 위치에 따라서 서로 연결될 수 있다.

상기 검출 영역은 상기 제2 채널과 연결되고 검출을 수행하는 검출부를 구비하며, 상기 검출부는 CE 채널과, 면역 크로마토그래피 스트립(immunochromatographic strip)과, 마이크로어레이 중 어느 하나일 수 있다.

상기 혼합부는 통로가 단계별로 여러 개로 분기되었다가 다시 단계별로 줄어서 하나로 모인 형태일 수 있다.

상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버가 마련될 수 있다.

상기 표적 물질 포획 수단은 실리카 계열 비드일 수 있다.

상기 이동 챔버 내에는 동결 건조된 PCR 칵테일이 수용될 수 있다.

상기 채널 웨이퍼는 유리 또는 플라스틱 재질일 수 있다.

상기 채널 웨이퍼와 상기 슬라이드판 사이에는 소수성 표면처리가 될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼와, 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판과, 상기 마이크로 채널과 분리되어서 위치하는 저항 온도 감지기를 구비하는 상기 채널 웨이퍼의 타면에 결합된 RTD 웨이퍼를 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격된 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 이용한 분석 방법으로서, 상기 이동 챔버가 상기 배출홀 및 상기 유입홀과 통하도록 위치한 상태에서 상기 배출 채널에 진공을 가하여 상기 이동 챔버를 샘플로 채우는 샘플 로딩 단계; 상기 슬라이드판을 슬라이드 이동시켜서 상기 이동 챔버를 상기 저항 온도 감지기에 대응하여 위치시키는 이동챔버 제1 이동 단계; 상기 샘플에 대한 PCR을 수행하는 PCR 수행 단계; 상기 슬라이드판을 슬라이드 이동시켜서 상기 이동 챔버를 상기 검출 영역에 대응하여 위치시키는 이동챔버 제2 이동 단계; 및 상기 샘플에 대한 검출을 수행하는 검출 수행 단계를 포함하는 분석 방법이 제공된다.

상기 검출 영역은 서로 분리된 제1 채널과 제2 채널을 구비하는 샘플 주입 채널부를 포함하며, 상기 제2 이동 단계에서는 상기 이동 챔버가 상기 제1 채널과 상기 제2 채널을 연결하도록 위치할 수 있다.

상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버가 마련되며, 상기 샘플 로딩 단계에서는 상기 표적 물질 추출 챔버를 통한 샘플의 전처리가 함께 이루어질 수 있다.

상기 PCR 수행 단계는 상기 샘플의 온도를 상기 저항 온도 감지기로 검출하고 상기 샘플을 히터를 이용하여 가열함으로써 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼와, 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며, 상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버와, 다수의 개별 포획 구조물이 구비된 샘플 혼합 챔버가 배출홀 쪽으로 가면서 차례대로 배치되도록 형성되는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 이용한 분석 방법으로서, 상기 배출홀을 통해 진공을 가하여 샘플을 상기 표적 물질 추출 챔버에 채운 후 인큐베이팅 하는 단계와, 상기 배출홀을 통해 진공을 가하여 용리버퍼액이 상기 표적 물질 추출 챔버를 지나서 표적 물질 용리액이 상기 개별 포획 구조물에 포획되도록 하는 단계와, 상기 배출홀을 통해 진공을 가하여 PCR 칵테일을 상기 샘플 혼합 챔버로 이동시키는 단계를 포함하는 분석 방법이 제공된다.

상기 분석 방법은 상기 개별 포획 구조물에 포획된 표적 물질 용리액의 농도를 광섬유를 이용하여 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 분석 방법은 상기 PCR 칵테일을 상기 샘플 혼합 챔버로 이동시킨 후에 상기 샘플 혼합 챔버에 음압(acoustic force)를 가하여 상기 샘플 혼합 챔버 내의 물질을 혼합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩에 구비되는 서로 분리된 유체 채널과, 배출 채널과, 검출 영역이 슬라이드 이동하는 슬라이드판에 형성된 이동 챔버에 의해 연결될 수 있으므로, 구조가 간단하고 제조가 용이하며, 분석 작업도 비교적 간단하게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 DNA 추출 챔버와 그 주변부를 포함하는 영역에 대한 종단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 이용한 분석 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 방법에서 주요 단계에 대응하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩의 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11는 본 발명의 제5 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 개략적으로 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩의 분해 사시도이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩(100)은 채널 웨이퍼(110)와, RTD 웨이퍼(120)와, 슬라이드판(130)을 포함한다. 채널 웨이퍼(110)와 RTD 웨이퍼(120)는 접착되어 고정되고, 슬라이드판(130)은 채널 웨이퍼(110) 상에 슬라이드 이동이 가능하게 결합된다.

채널 웨이퍼(110)에는 마이크로 채널의 미세 패턴이 형성되어 있다. 이러한 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼(110)는 통상적인 마이크로칩 제조 방법에 의해 제조가 가능하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 채널 웨이퍼(110)는 유리 재질이며, 채널 웨이퍼(110)에 형성된 채널은 대체로 140㎛의 폭과 100㎛의 깊이를 갖는 것으로 설명한다. 채널 웨이퍼(110)는 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다.

채널 웨이퍼(110)에는 유입 채널(111)과, 배출 채널(115)과, 검출 영역(117)이 형성된다. 유입 채널(111)은 대체로 일직선으로 연장되며, 채널 웨이퍼(110)에 형성된 유입홀(110a)과 배출홀(110b) 사이를 연결한다. 유입홀(110a)은 도시되지는 않았으나 외부의 샘플 저장부와 연결된다. 유입 채널(111) 상에는 유입홀(110a)과 배출홀(110b)의 사이에 위치하는 분석대상인 표적 물질(본 실시예에서는 DNA)의 추출 챔버인 DNA 추출 챔버(113)가 마련된다. DNA 추출 챔버(113)는 유입 채널(111)보다 넓은 폭과 깊은 깊이를 갖는다. DNA 추출 챔버(113)는 DNA 포획 수단인 다수의 글라스비드(glassbead)(114)로 채워진다. 유입 채널(111)은 DNA 추출 챔버(113)를 사이에 두고 각각 유입홀(110a)과 배출홀(110b) 쪽으로 연장되는 제1 채널부(111a)와 제2 채널부(111b)를 구비한다. 도 3에는 DNA 추출 챔버(113)와 그 주변을 포함하는 유입 채널(111)이 종단면도로서 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 제1 채널부(111a)의 깊이는 글라스비드(114)가 통과할 수 있도록 형성되고, 제2 채널부(111b)의 깊이는 글라스비드(114)가 통과할 수 없도록 형성된다. 그에 따라, 글라스비드(114)가 제1 채널부(111a)를 통해 용이하게 공급되고, 제2 채널부(111b)를 통해 빠져나가는 것이 방지된다. 본 실시예에서는 DNA 포획 수단으로 글라스비드가 사용되는 것으로 설명하지만, 다른 종류의 실리카 계열의 비드가 사용될 수 있다.

배출 채널(115)은 대체로 일직선으로 연장되며, 채널 웨이퍼(110)에 형성된 유입홀(110c)과 배출홀(110d) 사이를 연결한다. 배출 채널(115)은 유입 채널(111)의 연장선을 따라서 연장되어 있으며, 유입홀(110c)이 배출홀(110d)보다 유입 채널(111) 쪽에 가깝게 위치한다. 본 실시예에서는 유입 채널(111)과 연결된 배출홀(110b)과 배출 채널(115)과 연결된 유입홀(110c)이 약 4mm의 간격으로 이격된 것으로 설명한다.

검출 영역(117)은 배출 채널(115)을 사이에 두고 유입 채널(111)의 반대측에 위치한다. 검출 영역(117)에서는 통상적인 모세관 전기영동(Capillary Electrophoresis)이 수행된다. 검출 영역(117)은 샘플 주입 채널부(118)과 검출부인 CE 채널(119c)를 구비한다. 샘플 주입 채널부(118)는 서로 분리된 제1 채널(119a)과 제2 채널(119b)를 구비한다. 제1 채널(119a)에는 외부와 통하는 제1 통공(119a1)이 마련되고 제2 채널(119b)에는 외부와 통하는 제2 통공(119b1)이 마련된다. CE 채널(119c)는 모세관 전기영동을 수행하며 제2 채널(119b)와 연결된다.

RTD 웨이퍼(120)에는 4점의 Ti/Pt 전극이 패턴된 저항 온도 감지기(RTD:Resistance Temperature Detector)(122)가 구비된다. 저항 온도 감지기(122)는 PCR 수행시에 온도를 측정한다. 본 실시예에서 RTD 웨이퍼(120)는 유리 재질인 것으로 설명한다. RTD 웨이퍼(120)는 채널 웨이퍼(110)에 열접착된다. 저항 온도 감지기(122)는 RTD 웨이퍼(120)와 채널 웨이퍼(110)가 결합된 상태에서 유입 채널(111), 배출 채널(115) 및 검출 영역(117)과 이격되어서 위치한다.

슬라이드판(130)은 채널 웨이퍼(110)의 일면(RTD 웨이퍼(120)가 접합되는 면의 반대면)에 슬라이드 이동가능하게 결합된다. 슬라이드판(130)에는 채널 웨이퍼(110)와 접하여 형성되는 이동 챔버(131)가 마련된다. 이동 챔버(131)의 크기는 그 내부에 유입 채널(111)의 배출홀(110b)과 배출 채널(115)의 유입홀(110c)이 동시에 포함되고, 제1 통공(119a1)과 제2 통공(119b1)이 동시에 포함되는 범위 내에서 적절히 결정된다. 슬라이드판(130)과 채널 웨이퍼(110)가 서로 접하는 표면은 소수성(hydrophobic) 표면 처리가 되어서 친수성(hydrophilic)인 PCR 칵테일이 외부로 누설되지 않도록 한다.

이제 도 4를 참조하여, 도 1 내지 도 3을 통해 설명된 구성을 갖는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩(100)을 이용한 분석 방법을 상세히 설명한다. 도 4를 참조하면, 분석 방법은 샘플로딩 단계(S11)와, 이동 챔버 제1 이동 단계(S12)와, PCR 수행 단계(S13)와, 이동 챔버 제2 이동 단계(S14)와, 검출 수행 단계(S15)를 포함한다.

샘플로딩 단계(S11)에서는 DNA와 PCR 칵테일이 섞인 샘플이 이동 챔버(131)에 채워진다. 도 5에는 샘플로딩 단계(S11)가 완료된 후의 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩의 상태가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 이동 챔버(131)가 유입 채널(111)의 배출홀(110b)과 배출 채널(115)의 유입홀(110c)을 내부에 포함하도록 위치해 있으며, 이동 챔버(131)는 DNA와 PCR 칵테일이 섞인 샘플(S)로 채워져 있다.

샘플로딩 단계(S11)의 과정을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 글라스비드(114)가 DNA 추출 챔버(113)에 채워진다. 다음, 분석대상물(DNA)을 함유하는 용액(lysate)를 유입 채널(111)의 유입홀(110a)과 연결된 샘플 저장부(미도시)에 넣고 유입 채널(111)의 배출홀(110b)에 진공을 가하면 DNA 함유 용액이 DNA 추출 챔버(113)에 채워진다. 이때, 슬라이드판(130)은 배출홀(110b)을 막지않도록 위치한다. 다음, 세척버퍼액이 동일한 방식으로 DNA 추출 챔버(113)로 제공되어서 DNA를 제외한 나머지 성분이 세척된다. 다음, 이동 챔버(131) 내에 유입 채널(111)의 배출홀(110b)과 배출 채널(115)의 유입홀(110c)이 포함되도록 슬라이드판(130)을 슬라이드이동시킨다. 다음, 용리버퍼액인 PCR 칵테일을 샘플 저장부(미도시)에 넣고 제4 통공(110d)에 진공을 가하여 DNA와 PCR 칵테일이 섞인 샘플(S)로 이동 챔버(131)를 채운다. 샘플로딩 단계(S11) 후에는 이동 챔버 제1 이동 단계(S12)가 수행된다.

샘플 로딩 단계(S11)는 상기와 같은 방식과는 다르게 수행될 수도 있다. 다른 방식으로서, 동결 건조된 PCR 칵테일이 이동 챔버(131)에 수용되고, 용리버퍼액으로서 물이 사용된다. 이 경우, DNA가 녹아 있는 물이 이동 챔버(131)로 이동하여 동결 건조된 PCR 칵테일을 완전히 녹이게 된다. 용리버퍼액으로 PCR 칵테일을 사용하는 경우에는 DNA 추출 챔버(113)에서 효소가 흡착될 수도 있기 때문에 이동 챔버(131)에 동결 건조된 PCR 칵테일이 구비되는 경우 공정 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.

이동 챔버 제1 이동 단계(S12)에서는 이동 챔버(131)가 저항 온도 감지기(122)가 위치하는 곳으로 이동한다. 이는 슬라이드판(130)을 슬라이드이동시킴으로써 이루어진다. 그에 따라 이동 챔버(131) 내에 수용된 샘플(S)이 도 6에 도시된 바와 같이 저항 온도 감지기(122)가 위치하는 PCR 수행 영역에 위치하게 된다. 이동 챔버 제1 이동 단계(S12) 후에는 PCR 수행 단계(S13)가 수행된다.

PCR 수행 단계(S13)에서는 이동 챔버(131)에 수용된 샘플(S)에 대한 PCR이 수행된다. PCR 수행은 히터를 이용하여 샘플(S)을 가열함으로써 수행된다. 본 실시예에서는 PCR 수행 시에 사용되는 히터로 필름 히터(film heater)가 사용되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 형태의 히터(예를 들면, 마이크로패터닝 히터(micropatterning heater))가 사용될 수 있다. PCR 수행 단계(S13) 후에는 이동 챔버 제2 이동 단계(S14)가 수행된다.

이동 챔버 제2 이동 단계(S14)에서는 이동 챔버(131)가 제1 통공(119a1)과 제2 통공(119b1)을 포함하도록 이동한다. 이는 슬라이드판(130)을 슬라이드이동시킴으로써 이루어진다. 그에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 검출 영역(117)의 샘플 주입 채널부(118)의 분리된 제1 채널(119a)과 제2 채널(119b)이 이동 챔버(131)를 통해 연결된다. 이동 챔버 제2 이동 단계(S14) 후에는 검출 수행 단계(S15)가 수행된다.

검출 수행 단계(S15)에서는 이동 챔버(131)에 수용된 샘플(S)에 대한 CE가 수행된다.

상기 실시예에서와는 달리 다른 실시예에서는 DNA 추출 챔버(113)와 DNA 추출 챔버(113)에 수용된 글라스비드(114)가 구비되지 않을 수도 있다. 이 경우, 샘플 저장부에 DNA와 PCR 칵테일이 섞인 샘플이 바로 제공되어서 PCR과 CE가 차례대로 수행될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 8을 참조하면, 마이크로칩(200)의 유입 채널(211)은 서로 분리된 샘플 주입 채널부(212)와, 혼합 채널부(213)와, PCR 칵테일 제공 채널부(214)를 구비한다. 또한, 마이크로칩(200)은 슬라이드 이동가능하며 샘플 주입 채널부(212)와, 혼합 채널부(213)와, PCR 칵테일 제공 채널부(214)를 연결시킬 수 있는 추가 이동 챔버(250)를 포함한다. 추가 이동 챔버(250)는 추가 슬라이드판(미도시)에 형성된다. 샘플 주입 채널부(212)는 도 1에 도시된 유입 채널(111)과 동일한 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 혼합 채널부(213)는 배출 채널(115)과 샘플 주입 채널부(212)의 사이에 위치한다. 혼합 채널부(213) 상에는 샘플 주입 채널부(212) 쪽에 위치하는 임시 저장 챔버(213a)와, 배출 채널(115) 쪽에 위치하는 혼합부(213b)가 마련된다. 혼합부(213b)는 통로가 단계별로 여러 개로 분기되었다가 다시 단계별로 줄어서 하나로 모인 형태이다. 도 8에 도시된 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩(200)의 나머지 구성은 도 1에 도시된 제1 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이제 도 8을 참조하여 마이크로칩(200)을 이용한 분석과정을 설명한다. 먼저, 글라스비드(212b)를 DNA 추출 챔버(212a)에 채운다. 다음, 샘플을 샘플 저장부(미도시)에 넣고 샘플 주입 채널부(212)의 배출홀(212c)에 진공을 가하여 샘플을 DNA 추출 챔버(212a)에 채운다. 다음, 동일한 방식으로 세척버퍼액을 이용하여 DNA 이외의 물질을 세척한다. 다음, 추가 이동 챔버(250)가 샘플 주입 채널부(212)의 배출홀(212c)과, 혼합 채널부(213)의 유입홀(213c)과, PCR 칵테일 제공 채널부(214)의 배출홀(214a)을 동시에 포함하도록 위치시킨다. 다음, 샘플 저장부(미도시)에 용리버퍼액을 넣고, PCR 칵테일 제공 채널부(214)의 유입홀(214b)와 연결된 저장부(미도시)에 PCR 칵테일을 넣는다. 다음, 혼합 채널부(213)의 배출홀(213d)을 통해 진공을 가하면 DNA와 PCR 칵테일이 분리된 상태로 임시 저장 챔버(213a)에 수용된다. 다음, 추가 이동 챔버(250)를 현위치에서 제거하고 이동 챔버(131)가 혼합 채널부(213)의 배출홀(213d)과 배출 채널(115)의 유입홀(110c)을 동시에 포함하도록 위치시킨다. 다음, 배출 채널(115)의 배출홀(110d)을 통해 진공을 가하면 임시 저장 챔버(213a)에 수용된 DNA와 PCR 칵테일이 혼합부(213b)를 거쳐 이동 챔버(131)에 수용된다. DNA와 PCR 칵테일은 혼합부(213b)를 거치면서 서로 혼합된 샘플을 형성한다. 이후, 도 4를 통해 설명한 바와 같은 방식으로 PCR과 CE가 수행된다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 9를 참조하면, 마이크로칩(300)의 유입 채널(311)에는 유입홀(110a)로부터 배출홀(110b) 쪽 방향으로 차례대로 배치되는 DNA 추출 챔버(311a)와, PCR 칵테일 주입 챔버(311b)와, 임시 저장 챔버(311c)와, 혼합부(311d)가 구비된다. DNA 추출 챔버(311a)와, 임시 저장 챔버(311c)와, 혼합부(311d)의 구성은 도 8에 도시된 실시예의 것과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. PCR 칵테일 주입 챔버(311b)에는 PCR 칵테일 주입 채널(311e)과 폐기 채널(311f)이 연결된다. 도 9에 도시된 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩(300)의 나머지 구성은 도 8에 도시된 제2 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이제 도 9를 참조하여 마이크로칩(300)을 이용한 분석과정을 설명한다. 먼저, 글라스비드(311g)를 DNA 추출 챔버(311a)에 채운다. 다음, 샘플을 샘플 저장부(미도시)에 넣고 폐기 채널(311f) 측에서 진공을 가하여 샘플을 DNA 추출 챔버(311a)에 채운다. 다음, 동일한 방식으로 세척버퍼액을 이용하여 DNA 이외의 물질을 세척한다. 다음, PCR 주입 채널(311e)과 연결된 PCR 칵테일 저장부(미도시)에 PCR 칵테일을 넣고 폐기 채널(311f) 측에서 진공을 가하여 PCR 칵테일로 PCR 주입 챔버(311b)를 채운 후, 폐기 채널(311f)을 막는다. 다음, 샘플 저장부(미도시)에 용리버퍼액을 넣고 배출홀(110b)에 진공을 가하면, DNA와 PCR 칵테일이 분리된 상태로 임시 저장 챔버(311c)에 수용된다. 다음 이동 챔버(131)가 유입 채널(311)의 배출홀(110b)과 배출 채널(115)의 유입홀(110c)을 동시에 포함하도록 위치시킨다. 다음, 배출 채널(115)의 배출홀(110d)을 통해 진공을 가하면 임시 저장 챔버(311c)에 수용된 DNA와 PCR 칵테일이 혼합부(311d)를 거쳐 이동 챔버(131)에 수용된다. DNA와 PCR 칵테일은 혼합부(311d)를 거치면서 서로 혼합된 샘플을 형성한다. 이후, 도 4를 통해 설명한 바와 같은 방식으로 PCR과 CE가 수행된다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 10을 참조하면, 마이크로칩(400)의 유입 채널(411)에는 유입홀(110a)로부터 배출홀(110b) 쪽 방향으로 차례대로 배치되는 DNA 추출 챔버(411a)와, 샘플 혼합 챔버(411b)가 구비된다. DNA 추출 챔버(411a)의 구성은 도 9에 도시된 실시예의 것과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 샘플 혼합 챔버(411b) 내에는 개별 DNA 포획 구조물(411c)이 다수 개(도면에서는 하나만 도시됨) 구비된다. 도 10에 도시된 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩(400)의 나머지 구성은 도 9에 도시된 제3 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이제 도 10을 참조하여 마이크로칩(400)을 이용한 분석과정을 설명한다. 먼저, 글라스비드(411d)를 DNA 추출 챔버(411a)에 채운다. 다음, 샘플을 샘플 저장부(미도시)에 넣고 배출홀(110b)를 통해 진공을 가하여 샘플을 DNA 추출 챔버(411a)에 채운 후 충분히 인큐베이팅한다. 다음, 유입홀(110a)를 통해 진공을 가하여 DNA 추출 챔버(411a)에서 추출된 DNA 이외의 물질을 제거한다. 다음, 동일한 방식으로 세척버퍼액을 이용해 몇 차례 세척한다. 다음, 용리버퍼액을 샘플 저장부(미도시)에 넣고 배출홀(110b)을 통해 진공을 가하여 DNA 용액이 DNA 포획 구조물(411c)에 포획되도록 한다. 이때, 광섬유를 이용하여 모인 DNA의 양을 측정하여 주입된 정확한 DNA의 양을 계산할 수 있다. 다음, 샘플 저장부(미도시)에 PCR 칵테일을 넣고 배출홀(110b)을 통해 진공을 가하여 PCR 칵테일을 샘플 혼합 챔버(411b)로 이동시킨다. 다음, 음압(acoustic force)을 샘플 혼합 챔버(411b)에 가하여 샘플 혼합 챔버(411b) 내의 물질을 완전히 혼합한다. 다음 이동 챔버(131)가 유입 채널(411)의 배출홀(110b)과 배출 채널(115)의 유입홀(110c)을 동시에 포함하도록 위치시킨다. 다음, 배출 채널(115)의 배출홀(110d)을 통해 진공을 가하면 샘플 혼합 챔버(411b)에 수용된 DNA와 PCR 칵테일의 혼합 샘플이 이동하여 이동 챔버(131)에 수용된다. 이후, 도 4를 통해 설명한 바와 같은 방식으로 PCR과 CE가 수행된다.

상기한 실시예들에서는 검출이 CE에 의해 수행되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 도 11과 도 12에는 다른 방식으로 검출이 수행되는 실시예가 도시되어 있다.

도 11을 참조하면, 마이크로칩(500)의 검출 영역(517)은 CE 채널(도 1의 119) 대신에 면역크로마토그래피 스트립(immunochromatographic strip)(519c)을 구비한다. 그 외의 구성은 도 1에 도시된 것과 통일하다. 면역크로마토그래피 스트립(immunochromatographic strip)(519c)는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 구성으로 이루어진다.

도 12를 참조하면, 마이크로칩(600)의 검출 영역(617)은 CE 채널(도 1의 119) 대신에 마이크로어레이(microarray)(619c)를 구비한다. 그 외의 구성은 도 1에 도시된 것과 동일하다. 마이크로어레이(microarray)(619c)는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 구성으로 이루어진다.

이상 실시예들을 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예들은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : PCR - 모세관 전기영동 통합 마이크로칩
110 : 채널 웨이퍼 111 : 유입 채널
113 : DNA 추출 챔버 114 : 글라스비드
115 : 배출 채널 117 : 검출 영역
120 : RTD 웨이퍼 122 : RTD
130 : 슬라이드판 131 : 이동 챔버

Claims

서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼; 및
상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며,
상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며,
상기 검출 영역은 서로 분리된 제1 채널과 제2 채널을 구비하는 샘플 주입 채널부를 포함하며, 상기 제1 채널과 상기 제2 채널은 상기 이동 챔버의 위치에 따라서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
서로 분리된 샘플 주입 채널부와, 혼합 채널부와, PCR 칵테일 제공 채널부와, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼;
상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판; 및
상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 추가 이동 챔버가 형성된 추가 슬라이드판를 포함하며,
상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 샘플 주입 채널부와 통하는 배출홀과, 상기 혼합 채널부와 통하는 유입홀 및 배출홀과, 상기 PCR 칵테일 제공 채널부와 통하는 배출홀과, 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고,
상기 혼합 채널부와 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며,
상기 샘플 주입 채널부와 통하는 배출홀과 상기 혼합 채널부와 통하는 유입홀과 상기 PCR 칵테일 제공 채널부와 통하는 배출홀은 상기 추가 이동 챔버의 위치에 따라 상기 추가 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되고,
상기 샘플 주입 채널부에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버가 마련되며,
상기 혼합 채널부에는 상기 혼합 채널부와 통하는 유입홀 쪽에 위치하는 임시 저장 챔버와, 상기 혼합 채널부와 통하는 배출홀 쪽에 위치하는 혼합부가 형성되는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼; 및
상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며,
상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며,
상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버와, PCR 칵테일 주입 챔버와, 임시 저장 챔버와, 혼합부가 상기 배출홀 쪽으로 가면서 차례대로 배치되도록 형성되고,
상기 PCR 칵테일 주입 챔버에는 PCR 주입 채널과 폐기 채널이 연결되는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼; 및
상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며,
상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며,
상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버와, 다수의 개별 포획 구조물이 구비된 샘플 혼합 챔버가 배출홀 쪽으로 가면서 차례대로 배치되도록 형성되는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 채널 웨이퍼의 타면에 결합된 RTD 웨이퍼를 더 포함하며, 상기 RTD 웨이퍼는 상기 마이크로 채널과 분리되어서 위치하는 저항 온도 감지기를 구비하는 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 검출 영역은 서로 분리된 제1 채널과 제2 채널을 구비하는 샘플 주입 채널부를 포함하며, 상기 제1 채널과 상기 제2 채널은 상기 이동 챔버의 위치에 따라서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 6에 있어서,
상기 검출 영역은 상기 제2 채널과 연결되고 검출을 수행하는 검출부를 구비하며, 상기 검출부는 CE 채널과, 면역 크로마토그래피 스트립(immunochromatographic strip)과, 마이크로어레이 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 혼합부는 통로가 단계별로 여러 개로 분기되었다가 다시 단계별로 줄어서 하나로 모인 형태인 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 1에 있어서,
상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버가 마련되는 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 9에 있어서,
상기 표적 물질 포획 수단은 실리카 계열 비드인 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 이동 챔버 내에는 동결 건조된 PCR 칵테일이 수용된 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 채널 웨이퍼는 유리 또는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 채널 웨이퍼와 상기 슬라이드판 사이에는 소수성 표면처리가 된 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩.
삭제
서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼와, 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판과, 상기 마이크로 채널과 분리되어서 위치하는 저항 온도 감지기를 구비하는 상기 채널 웨이퍼의 타면에 결합된 RTD 웨이퍼를 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격된 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 이용한 분석 방법으로서,
상기 이동 챔버가 상기 배출홀 및 상기 유입홀과 통하도록 위치한 상태에서 상기 배출 채널에 진공을 가하여 상기 이동 챔버를 샘플로 채우는 샘플 로딩 단계;
상기 슬라이드판을 슬라이드 이동시켜서 상기 이동 챔버를 상기 저항 온도 감지기에 대응하여 위치시키는 이동챔버 제1 이동 단계;
상기 샘플에 대한 PCR을 수행하는 PCR 수행 단계;
상기 슬라이드판을 슬라이드 이동시켜서 상기 이동 챔버를 상기 검출 영역에 대응하여 위치시키는 이동챔버 제2 이동 단계; 및
상기 샘플에 대한 검출을 수행하는 검출 수행 단계를 포함하며,
상기 검출 영역은 서로 분리된 제1 채널과 제2 채널을 구비하는 샘플 주입 채널부를 포함하며,
상기 제2 이동 단계에서는 상기 이동 챔버가 상기 제1 채널과 상기 제2 채널을 연결하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼와, 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판과, 상기 마이크로 채널과 분리되어서 위치하는 저항 온도 감지기를 구비하는 상기 채널 웨이퍼의 타면에 결합된 RTD 웨이퍼를 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격된 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 이용한 분석 방법으로서,
상기 이동 챔버가 상기 배출홀 및 상기 유입홀과 통하도록 위치한 상태에서 상기 배출 채널에 진공을 가하여 상기 이동 챔버를 샘플로 채우는 샘플 로딩 단계;
상기 슬라이드판을 슬라이드 이동시켜서 상기 이동 챔버를 상기 저항 온도 감지기에 대응하여 위치시키는 이동챔버 제1 이동 단계;
상기 샘플에 대한 PCR을 수행하는 PCR 수행 단계;
상기 슬라이드판을 슬라이드 이동시켜서 상기 이동 챔버를 상기 검출 영역에 대응하여 위치시키는 이동챔버 제2 이동 단계; 및
상기 샘플에 대한 검출을 수행하는 검출 수행 단계를 포함하며,
상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버가 마련되며,
상기 샘플 로딩 단계에서는 상기 표적 물질 추출 챔버를 통한 샘플의 전처리가 함께 이루어지는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼와, 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판과, 상기 마이크로 채널과 분리되어서 위치하는 저항 온도 감지기를 구비하는 상기 채널 웨이퍼의 타면에 결합된 RTD 웨이퍼를 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격된 것을 특징으로 하는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 이용한 분석 방법으로서,
상기 이동 챔버가 상기 배출홀 및 상기 유입홀과 통하도록 위치한 상태에서 상기 배출 채널에 진공을 가하여 상기 이동 챔버를 샘플로 채우는 샘플 로딩 단계;
상기 슬라이드판을 슬라이드 이동시켜서 상기 이동 챔버를 상기 저항 온도 감지기에 대응하여 위치시키는 이동챔버 제1 이동 단계;
상기 샘플에 대한 PCR을 수행하는 PCR 수행 단계;
상기 슬라이드판을 슬라이드 이동시켜서 상기 이동 챔버를 상기 검출 영역에 대응하여 위치시키는 이동챔버 제2 이동 단계; 및
상기 샘플에 대한 검출을 수행하는 검출 수행 단계를 포함하며,
상기 PCR 수행 단계는 상기 샘플의 온도를 상기 저항 온도 감지기로 검출하고 상기 샘플을 히터를 이용하여 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
서로 분리된 유입 채널과, 배출 채널과, 검출 영역을 구비하는 마이크로 채널이 형성된 채널 웨이퍼와, 상기 채널 웨이퍼의 일면에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되고 상기 채널 웨이퍼의 일면과 통하는 이동 챔버가 형성된 슬라이드판을 포함하며, 상기 채널 웨이퍼의 일면에는 상기 유입 채널과 통하는 배출홀과 상기 배출 채널과 통하는 유입홀이 형성되고, 상기 배출홀과 상기 유입홀은 상기 이동 챔버의 위치에 따라 상기 이동 챔버에 함께 연결되도록 이격되며, 상기 유입 채널에는 표적 물질 포획 수단이 채워진 표적 물질 추출 챔버와, 다수의 개별 포획 구조물이 구비된 샘플 혼합 챔버가 배출홀 쪽으로 가면서 차례대로 배치되도록 형성되는 샘플 전처리 - PCR - 검출 통합 마이크로칩을 이용한 분석 방법으로서,
상기 배출홀을 통해 진공을 가하여 샘플을 상기 표적 물질 추출 챔버에 채운 후 인큐베이팅 하는 단계와,
상기 배출홀을 통해 진공을 가하여 용리버퍼액이 상기 표적 물질 추출 챔버를 지나서 표적 물질 용리액이 상기 개별 포획 구조물에 포획되도록 하는 단계와,
상기 배출홀을 통해 진공을 가하여 PCR 칵테일을 상기 샘플 혼합 챔버로 이동시키는 단계를 포함하는 분석 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 개별 포획 구조물에 포획된 표적 물질 용리액의 농도를 광섬유를 이용하여 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 PCR 칵테일을 상기 샘플 혼합 챔버로 이동시킨 후에 상기 샘플 혼합 챔버에 음압(acoustic force)를 가하여 상기 샘플 혼합 챔버 내의 물질을 혼합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석 방법.