KR101444512B1 - 바이오 칩 및 바이오 칩의 배양액 교체방법 - Google Patents

바이오 칩 및 바이오 칩의 배양액 교체방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바이오 칩은 배양액이 수용되는 다수의 홈이 형성되는 기판 부재; 및 상기 배양액이 상기 홈의 위쪽으로 솟아오를 수 있도록 상기 홈에 삽입되는 다수의 삽입 기둥, 및 상기 삽입 기둥이 상기 홈에 삽입된 상태에서 상기 홈과 연결되는 관통 구멍이 형성되는 보조 부재;를 포함할 수 있다.

Description

바이오 칩 및 바이오 칩의 배양액 교체방법{Bio-chip and replacement method of culture medium}
본 발명은 바이오 칩 및 바이오 칩의 배양액 교체방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배양액의 교체가 용이한 바이오 칩 및 바이오 칩의 배양액 교체방법에 관한 것이다.
최근 인간의 각종 질병을 빠르게 진단하기 위한 바이오 의료장치 및 바이오 기술의 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 기존에 병원이나 연구소에서 장기간에 걸쳐 특정 질병에 대한 검사를 수행하던 것을 단시간에 검사 결과를 보여 줄 수 있는 실험장치 및 기구에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.
한편, 신약개발 및 신약에 대한 안정성 실험을 위해서는 실험대상물(예를 들어, 세포를 포함하는 생체물질)의 배양이 필수적이다. 일반적으로 생체물질의 배양은 배양액이 저장된 배양기 또는 배양 접시에서 이루어진다.
여기서, 배양 접시의 배양액은 소정 시간이 지나면 변질되거나 또는 생체물질과 더 이상 반응하지 않다. 따라서, 생체물질의 원활한 배양을 위해서는 일정 주기마다 배양액을 교체하거나 또는 생체물질을 새로운 배양 접시로 옮겨주어야 한다.
위와 같은 배양액 교체방식에서, 후자는 생체물질만을 채집하여 옮기는 방식이므로, 배양액을 제거하고 새로운 배양액을 주입해야 하는 전자에 비해 상대적으로 작업이 용이하다.
그러나 후자는 생체물질을 핀셋 등과 같은 기구를 이용하여 옮기는 과정에서 생체물질이 훼손되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 생체물질의 배양액을 용이하게 교체할 수 있는 바이오 칩 및 바이오 칩의 배양액 교체방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오 칩은 배양액이 수용되는 다수의 홈이 형성되는 기판 부재; 및 상기 배양액이 상기 홈의 위쪽으로 솟아오를 수 있도록 상기 홈에 삽입되는 다수의 삽입 기둥, 및 상기 삽입 기둥이 상기 홈에 삽입된 상태에서 상기 홈과 연결되는 관통 구멍이 형성되는 보조 부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩에서 상기 홈의 바닥면은 친수성 물질로 코팅될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩에서 상기 보조 부재는 소수성 물질로 코팅될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩에서 상기 삽입 기둥은 상기 홈과 연결되는 구멍이 형성된 원통 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩에서 상기 삽입 기둥의 단면 형상은 상기 홈의 단면 형상과 동일할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩에서 상기 삽입 기둥은 소수성 물질로 코팅될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩에서 상기 삽입 기둥의 끝은 경사면을 가질 수 있다.
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법은 제1배양액(구 배양액)이 수용되는 제1홈이 형성되는 제1바이오 칩과 제2배양액(신 배양액)이 수용되는 제2홈이 형성되는 제2바이오 칩을 준비하는 단계; 제1배양액이 제1바이오 칩의 표면 위로 솟아오를 수 있도록, 제1홈의 유효 체적을 감소시키는 단계; 제1배양액 속에 포함된 생체 물질이 제1배양액의 표면으로 표출될 수 있도록 제1바이오 칩을 상하 반전시키는 단계; 제1배양액과 제2배양액이 접촉할 수 있도록 제1바이오 칩과 제2바이오 칩을 근접시키는 단계; 및 배양액들의 접촉에 의해 생체 물질이 제2배양액으로 이동하면, 제1바이오 칩과 제2바이오 칩을 분리시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법에서 상기 제1홈의 유효 체적을 감소시키는 단계는, 제1홈에 삽입되는 삽입 부재 및 상기 삽입 부재가 상기 제1홈에 삽입된 상태에서 상기 제1홈과 연결되는 관통 구멍을 갖는 보조 부재를 제1바이오 칩에 포개는 단계일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법은 제2바이오 칩의 제2배양액이 제2바이오 칩의 표면 위로 솟아오를 수 있도록, 제2홈의 유효 체적을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법에서 상기 제2홈의 유효 체적을 감소시키는 단계는, 제2홈에 삽입되는 삽입 부재 및 상기 삽입 부재가 상기 제2홈에 삽입된 상태에서 상기 제2홈과 연결되는 관통 구멍을 보조 부재를 제2바이오 칩에 포개는 단계일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법은 제1배양액(구 배양액)이 수용되는 제1홈이 형성되는 제1바이오 칩과 제2배양액(신 배양액)이 수용되는 제2홈이 형성되는 제2바이오 칩을 준비하는 단계; 제2배양액이 제2바이오 칩의 표면 위로 솟아오를 수 있도록, 제2홈에 끼워지는 삽입 기둥을 갖는 보조 부재를 제2바이오 칩에 결합시키는 단계; 제1배양액 속에 포함된 생체 물질이 제1배양액의 표면으로 표출될 수 있도록 제1바이오 칩을 상하 반전시키는 단계; 제1배양액과 제2배양액이 접촉할 수 있도록 제1바이오 칩과 제2바이오 칩을 근접시키는 단계; 및 배양액들의 접촉에 의해 생체 물질이 제2배양액으로 이동하면, 제1바이오 칩과 제2바이오 칩을 분리시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명은 구 배양액 속에 포함된 생체 물질을 훼손하지 않고 용이하게 신 배양액으로 옮길 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 바이오 칩의 사시도이고,
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 바이오 칩의 사시도이고,
도 4는 도 3에 도시된 바이오 칩의 결합 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 바이오 칩의 사시도이고,
도 6은 도 5에 도시된 바이오 칩의 결합 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법을 나타낸 도면이고,
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법을 나타낸 도면이다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
참고로, 본 발명에서 사용되는 기판은 특별히 제한되지 않으며, 예를 실리콘, 유리, 금속 또는 폴리머로 제조될 수 있다.
상기 폴리머의 종류는 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(polypropylene), 싸이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic olefin copolymer), 폴리노르보넨(polynorbonene), 스틸렌-부타디엔 코폴리머(SBC), 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene)일 수 있다.
또한, 상기 기판의 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 기판은 포토 레지스트 공정, 에칭 공정, 사출 성형 공정 등을 통해 제조될 수 있다.
아울러, 본 명세서에서 언급되는 기판에 수용되는 생체 물질은 세포를 포함하는 다양한 물질을 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 예를 들면, 생체 물질은 RNA, DNA 등의 핵산 배열, 펩타이드, 단백질, 지방질, 유기 또는 무기 화학분자, 바이러스 입자, 원핵 세포, 세포 소기관 등일 수 있다. 또한, 생체 물질은 인간 세포에 한정되지 않고 다양한 동물 또는 식물의 세포를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명은 생체 물질의 배양이 원활하게 이루어질 질 수 있도록 배양액의 교체가 용이한 바이오 칩 및 바이오 칩의 배양액 교체방법을 제공할 수 있다.
일반적으로, 생체 물질의 배양액 교체는 구 배양액 속에 포함된 생체 물질을 개별적으로 채집하여 신 배양액으로 옮기는 방식으로 이루어진다.
그러나 이러한 방식은 생체 물질을 채집하는데 상당히 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 생체 물질의 채집과정에서 생체 물질이 훼손되는 문제가 있다.
또한, 생체 물질의 채집 순서에 따라 생체 물질의 배양액 교체시간이 크게 달라질 수 있으므로, 동일한 바이오 칩에서 배양된 생체 물질이라도 상이한 실험결과를 초래할 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 인식하고 해소하기 위한 것으로서, 배양액 간의 접촉을 통해 생체 물질을 이동시킴으로써 동일한 바이오 칩에 수용된 생체 물질의 배양액을 동시에 교체할 수 있는 바이오 칩과 배양액 교체방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 바이오 칩의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 바이오 칩의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 바이오 칩의 결합 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 바이오 칩의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 바이오 칩의 결합 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법을 나타낸 도면이고, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 바이오 칩(100)은 기판 부재(110)와 간격 유지 부재(120)를 포함할 수 있다.
기판 부재(110)는 대체로 직사각형의 얇은 판재일 수 있다. 그러나 기판 부재(110)의 단면 형상은 직사각형에 한정되지 않고 정사각형 또는 원형도 가능할 수 있다.
기판 부재(110)는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 플라스틱 재질의 기판 부재(110)는 사출 성형을 통한 대량 생산이 가능하므로, 유리 재질의 바이오 칩보다 제작 단가를 낮출 수 있다. 아울러, 플라스틱 재질의 기판 부재(110)는 유리 재질의 바이오 칩보다 상대적으로 가볍고 상대적으로 취성(脆性)이 낮으므로, 취급이 용이할 뿐만 아니라 취급 부주의로 인한 파손발생률을 낮출 수 있다.
그러나 기판 부재(110)는 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 싸이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic olefin copolymer), 폴리노르보넨(polynorbonene), 스틸렌-부타디엔 코폴리머(SBC), 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene)으로 이루어질 수 있다.
기판 부재(110)의 일면에는 다수의 홈(112)이 형성될 수 있다.
홈(112)은 기판 부재(110)의 제1길이 방향(도 1 기준으로 X축 방향)과 제2길이 방향(도 1 기준으로 Y축 방향)을 따라 다열로 형성될 수 있다. 또한, 홈(112)은 기판 부재(110)의 두께 방향(도 1 기준으로 Z축 방향)으로 소정의 깊이를 가질 수 있다. 이와 같이 형성된 홈(112)은 액상의 배양액과 생체 물질을 수용할 수 있다.
한편, 도 1에서는 홈(112)의 단면이 원형인 것으로 도시되어 있으나, 홈(112)의 단면 형상은 실험 대상물의 종류 및 실험 종류에 따라 변형될 수 있다. 예를 들어, 홈(112)은 사각형 또는 다각형의 단면 형상을 가질 수 있다.
홈(112)은 바닥면(1122)과 측면(1124)을 가질 수 있다.
바닥면(1122)은 친수성 물질로 코팅될 수 있다. 친수성 물질로 코팅된 바닥면(1122)은 생체 물질 또는 배양액과의 친화력이 우수하므로, 외부 충격에 대한 생체 물질 또는 배양액의 안정성을 향상시킬 수 있다.
이와 달리 측면(1124)은 홈(112)에 수용된 배양액 또는 생체 물질이 물방울 형상으로 뭉쳐질 수 있도록 소수성 물질로 코팅될 수 있다. 소수성 물질로 코팅된 측면(1124)은 생체 물질 또는 배양액과의 친화력이 약하므로, 생체 물질 또는 배양액이 넓게 퍼지지 않게 할 수 있다.
이러한 홈(112)의 구조는 생체 물질 또는 배양액을 반구 형상으로 유지시키므로, 생체 물질 또는 배양액의 증발현상을 경감시키고 스캔 검사에 의한 검사신뢰성을 향상시킬 수 있다.
홈(112)은 생체 물질 및 배양액을 수용할 수 있다. 여기서, 배양액은 위로 볼록한 반구 형상으로 형성될 수 있으며, 기판 부재(110)의 표면 위로 돌출될 수 있다.
간격 유지 부재(120)는 기판 부재(110)의 일면에 형성될 수 있다. 간격 유지 부재(120)는 기판 부재(110)의 일면으로부터 돌출되는 돌기 형상일 수 있다.
간격 유지 부재(120)는 기판 부재(110)에 비대칭 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 간격 유지 부재(120)는 기판 부재(110)의 제1길이방향의 이등분선(D1-D1)에 대해 비대칭 형태로 형성되나, 또는 기판 부재(110)의 제2길이방향의 이등분선(D2-D2)에 대해 비대칭 형태로 형성될 수 있다.
간격 유지 부재(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 다른 형상을 갖는 2개의 부분(122, 124)으로 이루어질 수 있다. 제1부분(122)은 끝이 볼록한 기둥형상일 수 있고, 제2부분(124)은 끝이 오목한 형상일 수 있다. 이와 같이 형성된 제1부분(122)과 제2부분(124)은 기판 부재(110)에서 서로 대칭 형태로 배치될 수 있다. 참고로, 도 2에서 제1부분(122)과 제2부분(124)은 선분 D1-D1을 기준으로 대칭일 수 있다.
이와 같이 형성된 간격 유지 부재(120)는 2개의 바이오 칩들이 마주보는 형태로 포개질 때 홈(112)과 홈(112) 사이의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있다.
부연 설명하면, 간격 유지 부재(120)는 제1바이오 칩의 제1배양액과 제2바이오 칩의 제2배양액이 접촉이 국한된 범위에서 이루어지게 할 수 있으며, 배양액들의 접촉을 통해 생체 물질만이 이동되게 할 수 있다.
다음에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제2실시 예 및 제3실시 예에 따른 바이오 칩을 설명한다.
제2실시 예에 따른 바이오 칩(100)은 보조 부재(130)를 더 포함한 점에서 제1실시 예와 구별될 수 있다.
바이오 칩(100)의 홈(112)에는 별도의 실험기구를 통해 정량의 배양액이 수용될 수 있다. 여기서, 정량의 배양액은 기판 부재(110)의 표면 위로 돌출될 수 있는 충분한 양일 수 있으나, 실험종류에 따라 기판 부재(110)의 표면 위로 돌출될 수 없는 양일 수 있다.
본 실시 예는 이러한 점을 감안한 것으로서, 홈(112)의 체적을 감소시킬 수 있는 보조 부재(130)를 더 포함할 수 있다.
보조 부재(130)는 기판 부재(110)와 동일한 단면 형상을 가질 수 있다. 그러나 필요에 따라 보조 부재(130)가 기판 부재(110)보다 크거나 또는 작은 단면 형상을 가질 수 있다.
보조 부재(130)는 소수성 물질로 코팅될 수 있다. 이는 배양액 또는 생체 물질이 보조 부재(130)에 달라붙는 현상을 최소화할 수 있다.
보조 부재(130)는 기판 부재(110)의 홈(112)에 삽입될 수 있는 삽입 기둥(132)과 홈(112)과 연결되는 관통 구멍(134)을 포함할 수 있다.
삽입 기둥(132)은 기판 부재(110)와 보조 부재(130)의 결합 상태에서 홈(112)에 삽입될 수 있는 형상일 수 있다. 예를 들어, 삽입 기둥(132)은 단면이 반원인 기둥 형상일 수 있다. 그러나 삽입 기둥(132)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니고, 홈(112)의 체적을 감소시킬 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능할 수 있다.
관통 구멍(134)은 기판 부재(110)와 보조 부재(130)의 결합 상태에서 홈(112)과 연결될 수 있다. 즉, 관통 구멍(134)은 도 4에 도시된 바와 같이 홈(112)의 배양액(310)이 보조 부재(130)의 표면 위로 볼록하게 솟아오를 수 있도록 개방된 형상일 수 있다.
이와 같이 구성된 바이오 칩(100)은 보조 부재(130)에 의해 홈(112)의 체적이 감소하므로, 배양액(310)이 기판 부재(110) 또는 보조 부재(130)의 표면 위로 볼록하게 돌출되기 쉽다.
따라서, 본 실시 예에 따르면 배양액의 접촉을 통한 생체 물질의 배양액 교체가 용이하게 이루어질 수 있다(참고로, 이를 이용한 배양액 교체방법은 도 8 내지 도 10을 참조하여 후에 설명한다). 참고로, 미 설명된 도면부호 330은 생체 물질이다.
제3실시 예에 따른 바이오 칩(100)은 보조 부재(130)의 형상에 있어서 제2실시 예와 구별될 수 있다.
보조 부재(130)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 대체로 원통 형상의 삽입 기둥(132)을 포함할 수 있다.
삽입 기둥(132)은 홈(112)과 대체로 동일 또는 유사한 단면형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 삽입 기둥(132)의 단면 형상은 홈(112)과 동일한 지름을 갖는 원일 수 있다.
삽입 기둥(132)은 보조 부재(130)의 두께 방향(도 1 기준으로 Z축 방향)으로 연결되는 구멍(1322)을 가질 수 있다. 또한, 삽입 기둥(132)의 끝에는 도 6에 도시된 바와 같이 경사면(1324)이 형성될 수 있다.
구멍(1322)은 기판 부재(110)와 보조 부재(130)의 결합상태에서 홈(112)과 연결될 수 있다. 구멍(1322)은 홈(112)과 유사한 단면 형상을 가질 수 있으며, 홈(112)보다 작은 단면적을 가질 수 있다. 따라서, 삽입 기둥(132)이 홈(112)에 삽입되면, 홈(112)의 유효 체적은 홈(112)과 구멍(1322)의 단면 차이만큼 감소될 수 있다.
이와 같이 구성된 바이오 칩(100)은 삽입 기둥(132)이 배양액(310)을 홈(112)의 중심 쪽으로 모아주므로, 배양액(310)을 반구 형상으로 용이하게 형성할 수 있고 생체 물질(330)을 홈(112)의 중심으로 모으기 쉽다.
다음에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체방법을 설명한다.
제1실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체 방법은 제1바이오 칩 및 제2바이오 칩의 준비 단계, 제1바이오 칩의 반전 단계, 제1바이오 칩과 제2바이오 칩의 접합 및 분리 단계를 포함할 수 있다.
(제1바이오 칩 및 제1바이오 칩의 준비 단계)
본 단계는 제1배양액(310)과 생체 물질(330)을 구비한 제1바이오 칩(100)과 제2배양액(320)을 수용한 제2바이오 칩을 준비하는 단계일 수 있다. 부연 설명하면, 본 단계는 배양액의 교체가 필요한 제1바이오 칩(100)과 새 배양액이 수용된 제2바이오 칩(200)을 준비하는 단계일 수 있다.
제1바이오 칩(100)은 생체 물질(330)은 포함할 수 있으며, 제1배양액(310)의 교체가 필요한 칩일 수 있다.
제1바이오 칩(100)은 제1배양액(310)과 생체 물질(330)을 수용할 수 있는 다수의 홈을 구비할 수 있다. 제1바이오 칩(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바이오 칩의 형상과 동일 또는 유사할 수 있다.
제2바이오 칩(200)은 생체 물질(330)을 포함하고 있지 않으며, 새 배양액인 제2배양액(320)을 포함한 칩일 수 있다. 제2바이오 칩(200)은 제1바이오 칩(100)과 동일한 형상일 수 있다.
(제1바이오 칩의 반전 단계)
본 단계는 생체 물질(330)이 수용된 제1바이오 칩(100)을 상하 반전시키는 단계일 수 있다. 부연 설명하면, 본 단계는 제1배양액(310)에 포함된 생체 물질(330)이 제1배양액(310)으로부터 빠져나올 수 있도록, 제1바이오 칩(100)을 상하 반전시키는 단계일 수 있다.
일반적으로 제1배양액(310)에 포함된 생체 물질(330)은 제1배양액(310)에 비해 상대적으로 질량이 크므로, 홈(112)의 바닥에 가라앉아 있을 수 있다.
그런데 제1바이오 칩(100)을 상하 반전시키면, 생체 물질(330)이 중력방향으로 움직임에 따라 제1배양액(310)의 표층으로 이동할 수 있다. 그리고 소정 시간이 경과하면, 도시되지 않았으나 제1배양액(310)으로부터 빠져나올 수 있다.
본 발명은 바로 이러한 점을 이용하여 제1배양액(310)의 생체 물질(330)을 별도의 기구 없이 제2배양액(320)으로 옮길 수 있다.
(제1바이오 칩과 제2바이오 칩의 접합 및 분리 단계)
본 단계는 상하 반전 상태의 제1바이오 칩(100)과 제2바이오 칩(200)을 접합하는 단계일 수 있다.
제1바이오 칩(100)의 상하 반전을 통해 제1배양액(310)의 생체 물질(330)이 어느 정도 중력방향으로 이동하면, 제1바이오 칩(100)과 제2바이오 칩(200)을 접합할 수 있다.
여기서, 제1바이오 칩(100)과 제2바이오 칩(200)의 접합은 물리적으로 이들 2개의 바이오 칩을 접합시키는 것이 아니라 제1배양액(310)과 제2배양액(320)이 접촉될 수 있도록 이들 2개의 바이오 칩을 근접시키는 것을 의미할 수 있다.
한편, 제1배양액(310)과 제2배양액(320)이 접촉하면, 배양액들의 혼합이 최소화 되도록 짧은 시간 동안 (1초 이네) 접촉시킨 후 분리시킬 수 있다. 이때, 생체 물질(330)은 중력에 의해 바이오 칩(100, 200)의 분리과정에서 아래쪽에 위치한 바이오 칩(200)의 제2배양액(320)으로 이동할 수 있다.
이와 같은 단계로 이루어지는 배양액 교체방법은 별도의 기구를 필요로 하지 않으므로, 교체 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 배양액 교체 방법은 제1바이오 칩(100)에 수용된 생체 물질(330)이 동시에 제2바이오 칩(200)으로 옮겨질 수 있으므로, 배양액 교체작업이 신속하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
한편, 제1배양액(310)의 생체물질이 제2배양액(320)으로 더욱 잘 이동할 수 있도록, 제1바이오 칩(100)을 진동시킬 수 있다.
다음에서는 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체방법을 설명한다.
제2실시 예에 따른 바이오 칩의 배양액 교체방법은 보조 부재(130)를 사용한다는 점에서 제1실시 예와 구별될 수 있다.
바이오 칩은 생체 물질의 배양이 원활하게 이루어질 수 있도록 충분한 양의 배양액을 저장할 수 있다. 이 경우 전술된 제1실시 예와 같이 배양액이 바이오 칩의 표면 위로 볼록하게 돌출되어 배양액 간의 접촉이 이루어질 수 있다.
그러나 경우에 따라 배양액이 바이오 칩의 홈을 완전히 채울 정도로 저장되지 않거나 홈이 상당한 깊이를 가질 수 있다. 이 경우 바이오 칩을 상하 반전시켜도 배양액이 홈의 바깥쪽으로 볼록하게 돌출되기 어려우므로, 제1실시 예를 통해 배양액 교체가 이루어지지 않을 수 있다.
본 배양액 교체방법은 이러한 점을 해소하기 위한 것이다.
본 배양액 교체방법은 제1바이오 칩 및 제2바이오 칩의 준비 단계, 보조 부재의 삽입 단계, 제1바이오 칩의 반전 단계, 제1바이오 칩과 제2바이오 칩의 접합 및 분리 단계를 포함할 수 있다. 참고로, 보조 부재의 삽입 단계를 제외한 다른 단계는 제1실시 예와 동일하므로, 이들 단계에 대한 상세한 설명은 생략한다.
(보조 부재의 삽입 단계)
본 단계는 제1배양액(310)과 생체 물질(330)이 수용된 제1바이오 칩(100)과 보조 부재(130)를 결합하는 단계일 수 있다.
보조 부재(130)는 도 3 또는 도 5에 도시된 형상을 가질 수 있으며, 홈(112)의 유효 체적을 감소시킬 수 있다. 즉, 보조 부재(130)는 홈(112)에 삽입되는 삽입 기둥(132)을 포함할 수 있다.
따라서, 제1바이오 칩(100)과 보조 부재(130)가 결합하면, 홈(112)에 저장된 제1배양액(310)은 보조 부재(130)의 표면 위로 볼록하게 돌출형성될 수 있다.
제1배양액(310)이 볼록하게 형성되면, 제1바이오 칩(100)의 상하 반전 단계 및 제1바이오 칩(100)과 제2바이오 칩(200)의 접합 및 분리 단계를 수행하여 생체 물질의 제1바이오 칩(100)으로부터 제2바이오 칩(200)으로 옮길 수 있다.
한편, 보조 부재(130)는 도 9에 도시된 바와 같이 제2배양액(320)이 저장된 제2바이오 칩(200)에 장착되거나 또는 제1바이오 칩(100)과 제2바이오 칩(200)에 모두 장착될 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
100 제1바이오 칩 200 제2바이오 칩
110 기판 부재 112 홈
1122 바닥면 1124 측면
120 간격 유지 부재
122 제1부분 124 제2부분
130 보조 부재
132 삽입 기둥 1322 구멍
1324 경사면
134 관통 구멍
310 제1배양액 320 제2배양액
330 생체 물질 또는 세포

Claims (20)

  1. 삭제
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  6. 배양액이 수용되는 다수의 홈이 형성되는 기판 부재; 및
    상기 배양액이 상기 홈의 위쪽으로 솟아오를 수 있도록 상기 홈에 삽입되는 다수의 삽입 기둥, 및 상기 삽입 기둥이 상기 홈에 삽입된 상태에서 상기 홈과 연결되는 관통 구멍이 형성되는 보조 부재;
    를 포함하는 바이오 칩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 홈의 바닥면은 친수성 물질로 코팅되는 바이오 칩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 보조 부재는 소수성 물질로 코팅되는 바이오 칩.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 삽입 기둥은 상기 홈과 연결되는 구멍이 형성된 원통 형상인 바이오 칩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 삽입 기둥의 단면 형상은 상기 홈의 단면 형상과 동일한 바이오 칩.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 삽입 기둥은 소수성 물질로 코팅되는 바이오 칩.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 삽입 기둥의 끝은 경사면을 갖는 바이오 칩.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제1배양액(구 배양액)이 수용되는 제1홈이 형성되는 제1바이오 칩과 제2배양액(신 배양액)이 수용되는 제2홈이 형성되는 제2바이오 칩을 준비하는 단계;
    제1배양액이 제1바이오 칩의 표면 위로 솟아오를 수 있도록, 제1홈의 유효 체적을 감소시키는 단계;
    제1배양액 속에 포함된 생체 물질이 제1배양액의 표면으로 표출될 수 있도록 제1바이오 칩을 상하 반전시키는 단계;
    제1배양액과 제2배양액이 접촉할 수 있도록 제1바이오 칩과 제2바이오 칩을 근접시키는 단계; 및
    배양액들의 접촉에 의해 생체 물질이 제2배양액으로 이동하면, 제1바이오 칩과 제2바이오 칩을 분리시키는 단계;
    를 포함하는 바이오 칩의 배양액 교체 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1홈의 유효 체적을 감소시키는 단계는,
    제1홈에 삽입되는 삽입 부재 및 상기 삽입 부재가 상기 제1홈에 삽입된 상태에서 상기 제1홈과 연결되는 관통 구멍을 갖는 보조 부재를 제1바이오 칩에 포개는 단계인 바이오 칩의 배양액 교체 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    제2바이오 칩의 제2배양액이 제2바이오 칩의 표면 위로 솟아오를 수 있도록, 제2홈의 유효 체적을 감소시키는 단계를 더 포함하는 바이오 칩의 배양액 교체 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2홈의 유효 체적을 감소시키는 단계는,
    제2홈에 삽입되는 삽입 부재 및 상기 삽입 부재가 상기 제2홈에 삽입된 상태에서 상기 제2홈과 연결되는 관통 구멍을 갖는 보조 부재를 제2바이오 칩에 포개는 단계인 바이오 칩의 배양액 교체 방법.
  20. 제1배양액(구 배양액)이 수용되는 제1홈이 형성되는 제1바이오 칩과 제2배양액(신 배양액)이 수용되는 제2홈이 형성되는 제2바이오 칩을 준비하는 단계;
    제2배양액이 제2바이오 칩의 표면 위로 솟아오를 수 있도록, 제2홈에 끼워지는 삽입 기둥을 갖는 보조 부재를 제2바이오 칩에 결합시키는 단계;
    제1배양액 속에 포함된 생체 물질이 제1배양액의 표면으로 표출될 수 있도록 제1바이오 칩을 상하 반전시키는 단계;
    제1배양액과 제2배양액이 접촉할 수 있도록 제1바이오 칩과 제2바이오 칩을 근접시키는 단계; 및
    배양액들의 접촉에 의해 생체 물질이 제2배양액으로 이동하면, 제1바이오 칩과 제2바이오 칩을 분리시키는 단계;
    를 포함하는 바이오 칩의 배양액 교체 방법.
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