KR101614333B1 - 미세유체 혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 2 종 이상의 용액을 이용하여 다른 혼합비율과 일정한 부피를 가지는 혼합용액을 손쉽게 얻을 수 있도록, 상하로 적층 하며 내부에 시료를 수용 및 혼합하기 위한 혼합공간을 형성하도록 된 상부몸체(2)와 하부몸체(3)를 포함하고, 제1시료 및 제2시료들이 상기 혼합공간으로 각각 유도되는 제1유도로(4) 및 제2유도로(5)들과 상기 제1유도로(4) 및 제2유도로(5)들 중에서 일 유도로를 통해 상기 혼합공간으로 공기압을 공급하도록 된 통기공(6)이 형성되고 상기 혼합공간에서 외부로 혼합용액을 배출하도록 된 배출통로(7)가 구비된 미세유체 혼합장치에 있어서; 상기한 상부몸체(2)에는, 2종의 시료를 각각 투입하는 상기 제1시료투입구(8) 및 제2시료투입구(9)들이 서로 사이 간격을 가지면서 각각 배치됨과 동시에, 상기 제1시료투입구(8) 및 제2시료투입구(9)들 중에서 제1시료투입구(8)가 연결된 상기 제1유도로(4)와 연통하여 제1시료가 수용됨과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제1 시료 수용 부(10)가 구비되고; 상기 하부몸체(3)에는, 상기 제1시료투입구(8) 및 제2 시료투입구(9)들 중에서 제2시료투입구(9)가 연결된 상기 제2유도로(5)와 연통하여 제2시료를 수용함과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제2 시료 수용 부(11)가 구비된 미세유체 혼합장치를 제공한다.

Description

미세유체 혼합장치{A mixer of microfluidic}

본 발명은, 2 종 이상의 용액을 미세유체공학을 기반으로 혼합하도록 된 미세유체 혼합장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 2 종 이상의 용액을 이용하여 다른 혼합비율과 일정한 부피를 가지는 혼합용액을 손쉽게 얻을 수 있도록 된 미세유체 혼합장치에 관한 것이다,

1990년 이후, 미세유체 반응 시스템(microfluidic reaction system)을 사용하여 화학물질, 나노 소재, 재료 합성, 바이오 물질 분석 등 다양한 연구분야에 활용하고 있다.

이러한, 미세유체 반응 시스템은, 소량의 시료를 사용하여 반응시간의 단축, 빠른 물질 및 열 전달, 확산 거리 최소화, 부 반응(side reaction)의 최소화 등 다양한 장점을 바탕으로 기존의 벌크(bulk) 공정이 가지는 단점을 극복하는 대안의 제시되고 있으며, 기존의 실험실 수준의 스케일보다 부피가 작고 정교한 반응기를 이용하여 반응 공간의 효율성 확대, 부피에 대한 면적 비 증가, 정교한 실험 변수의 조절 등 다양한 이점을 가진다.

이에 따라, 유기, 무기 합성, 나노 재료 합성, 단백질, DNA 반응을 통한 분석 시스템 개발 등 다양한 분야에 사용되고 있는 실정이다.

근자에는, 합성수지 재질을 바탕으로 기계적 가공 또는 사출을 통하여 다양한 형태의 미세유체 반응기를 제공하고 있으며, 내 화학 안정성, 높은 투과성, 저렴한 가격, 대량 생산의 장점을 바탕으로 다양한 분야에 적용 가능한 미세유체 반응기들이 제안되고 있다.

상기와 같은, 미세유체공학을 토대로 미세 채널을 통해 유체를 흘러보내 다양하고 복잡한 시험을 수행하는 실험용 초정밀 기기 중의 하나로, 바이오 칩(biochip) 또는 랩 온 어 칩(Lap-On-a-Chip: LOC) 등이 있으며, 최근에는, 높은 감도의 진단기기를 개발하는 것에 바이오 기술과 센서 제조기술이 크기를 줄이고 측정시간을 현저히 감소시키는 것에 많은 기여를 하고 있다.

이러한 미세유체공학을 기반으로 생체시료를 측정하고 진단하는 것에 있어, 센서 기술의 발전과 더불어 시료에 포함된 측정성분을 더욱 빠르고, 정확하게 검출 및 분석하기 위해서는 생체시료의 전 처리가 보다 중요하다.

상기에서 생체시료의 전처리 단계는, 보편적으로 분리, 희석, 농축, 정제로 구분될 수 있으며, 상기에서 농축과 정제는, 정밀 분석기기 또는 연구용 전 처리로 활용되는 기술이며, 체외진단 의료기기 분야에서는 분리와 희석이 주요 전처리 기술로 활용된다.

이와 같은, 체외진단 의료기기 분야에서, 상용 전 혈 기반 생체 시료의 전 처리에서 요구되는 단위조작은, 크게 혈구 분리를 통한 혈청 추출 단계와, 전 혈 또는 혈청의 희석을 위한 혼합 단계와, 다중 처리를 위한 정확한 부피로 다수의 부피를 가지게 나누는 기능의 정량 분주 단계가 있다.

최근, 인간의 유전자나 단백질 및 세포 등 나노 단위의 생체분자 거동을 직접적으로 확인하고 조작할 수 있는 나노-바이오 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

특히, 나노-바이오 기술은 질병을 진단, 분석하고 신약 개발을 위한 임상 검사를 빠르고 간단하게 수행할 수 있는 나노 바이오 칩으로 구체화되어 빠르게 우리 일상과 의료현장으로 다가오고 있다.

이러한, 나노-바이오 기술을 가능하게 하는 새로운 도구(tool)라고 할 수 있는 나노 바이오 칩은 나노 단위의 생체 시료의 분석을 통해 DNA, 단백질 및 세포 등의 반응 메커니즘을 직접 분석함으로써 빠르고 정확하게 미세 생체분자의 현상을 파악할 수 있다는 장점이 있다.

상기에서, 나노 바이오 칩을 효율적으로 구현할 수 있는 핵심 기본 기술로 제시될 수 있는 것이 "마이크로-나노 플루이딕 바이오 칩" 구현 기술이라고 할 수 있다.

상기 마이크로-나노 플루이딕 바이오 칩은 분석하고자 하는 생체 시료를 글라스(glass)나 폴리머(polymer) 고형체에 고정시키고 검사 시료와의 반응을 유도하는 과정을 거쳐 질병 진단 및 생물학적 검사를 수행한다.

즉, 시료의 희석, 샘플의 전처리 및 고정, 시료 및 배양액의 주입 등 일련의 과정들이 하나의 마이크로 칩에 구현된 나노 스케일의 볼륨을 갖는 멤브레인 또는 채널 내에서 수행된다.

이와 같은, 바이오 칩들 중 하나로, 한국특허등록 제10-0968524호(명칭: 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩)이 있으며, 상기 바이오 칩은, 공보에 기재된 바와 같이, 상하 적층 된 상부 및 하부기판, 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 개재된 중간 기판을 포함하며, 이때 상기 하부 기판은 그 상면에, 시료를 수용 및 분리하기 위한 시료 패드, 시료 분석용 시약을 함유하는 시약 패드, 시료 흡수를 위한 흡수 패드, 또는 이들의 조합을 포함하고, 미세유체 채널 형성용 하부 채널 구성부가 형성되어 있으며; 상기 중간 기판은 미세유체 채널 형성용 상부 채널 구성 부, 및 하부 기판상에 위치되는 상기 패드들을 고정하기 위한 고정판을 포함하고; 상기 상부 기판은, 중간 기판을 관통하여 하부 기판상의 시료 패드에 시료를 공급하기 위한 시료 투입구, 채널로부터의 시료 분석결과를 도시하는 투시 창 및 하부 기판상의 흡수 패드의 유체 흐름을 조절하도록 중간 및 상부 기판을 관통하여 유체 연통되는 벤트 홀을 포함하도록 구성되어, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오 칩으로서, 상기 상부 및 하부 채널 구성 부가, 접합되어 미세유체 채널을 형성하고, 이때 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리 부가 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노 틈새 형태를 갖도록 형상화된 것으로 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 미세유체를 혼합하는 장치들은, 단일 시료와 단일 항목에 대한 결과를 도출하는 것을 추구하도록 된 것으로, 다양한 항목을 도출하고자 할 때에는 반복되는 시료의 투입을 위해, 시료를 반복해서 채취해야만 하는 불편한 문제점이 있으며, 시료가 혈액일 경우, 환자에게 고통을 수반하는 문제점들이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 2 종 이상의 용액을 이용하여 다른 혼합비율과 일정한 부피를 가지는 혼합용액을 손쉽게 얻도록 함으로써, 특히 현장에서 생체시료(혈액)의 진단을 다양한 형태로 할 수 있도록 하여 유용하게 적용할 수 있도록 된 미세유체 혼합장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세유체 혼합장치는, 제1시료 및 제2시료들이 혼합공간으로 각각 유도되는 제1유도로 및 제2유도로들과 상기 제1유도로 및 제2유도로들 중에서 일 유도로에는 상기 혼합공간으로 공기압을 공급하도록 된 통기공이 형성되고 상기 혼합공간에서 외부로 혼합용액을 배출하도록 된 배출통로가 구비된 미세유체 혼합장치에 있어서; 상부에는, 2종의 시료를 각각 투입하는 상기 제1시료투입구 및 제2시료투입구들이 서로 사이 간격을 가지면서 각각 배치됨과 동시에, 상기 제1시료투입구 및 제2시료투입구들 중에서 제1시료투입구가 연결된 상기 제1유도로와 연통하여 제1시료가 수용됨과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제1 시료 수용 부가 구비되고; 하부에는, 상기 제1시료투입구 및 제2 시료투입구들 중에서 제2시료투입구가 연결된 상기 제2유도로와 연통하여 제2시료를 수용함과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제2 시료 수용 부가 구비되며 상기 제2 시료 수용 부와 외부를 연통하여 혼합된 용액을 외부로 배출하도록 된 상기 배출통로가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기한 제1 시료 수용 부는, 일 측 부위가 상기 제1유도로와 연통하여 제1시료가 공급되며, 서로 사이 간격을 가지면서 직립하여 배치된 한 쌍의 격벽으로 이루어져, 양측 면과 상부 면을 제외한 타 면들이 상기 제2 시료 수용 부와 연통하고 제1시료를 상기 혼합공간상으로 정량 투입할 수 있도록 된 공간을 구성하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 제2유도로는, 상기 하부몸체에 구성되며, 상기 제2유도로와 접하는 상기 제2 시료 수용 부의 접촉 면은 5~80각도를 가지는 곡면을 가진 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 제1시료투입구 및 제2시료투입구와 상기 제1유도로와 제2유도로 및 상기 제1 시료 수용 부 및 제2 시료 수용 부에서 제1시료 및 제2시료가 이송 및 혼합 및 배출을 위한 시료의 이동통로와 멈춤 구간에서 표면의 접촉 각이 서로 다르게 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 접촉 각은, 상기 상부몸체 및 상기 하부몸체를 구성하는 재료의 자체가 가지는 표면특성, 별도의 표면처리 또는 미세 구조로 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 접촉 각은, 상기 상부몸체 및 상기 하부몸체의 표면을 소재 자체의 특성 조절 또는 고분자 코팅을 통하여 0도에서 160도 범위에서 선택되는 수치의 값으로 조절하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 제1 시료 수용 부의 공간면적과 상기 제2 시료 수용 부의 공간면적은, 0.001 : 0.999 ~ 0.3 : 0.7의 비율 범위로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 제1유도로와 상기 제1 시료 수용 부와 제2유도로와 상기 제2 시료 수용 부는 다수 개의 쌍들이 서로 병렬로 배치되고; 상기 제1시료투입구와 연통함과 아울러 상기 제1유도로들과 연통하여 제1시료를 분할하여 투입하도록 된 제1 분기 통로와, 상기 제2시료투입구와 연통함과 아울러 상기 제2유도로들과 연통하여 제2시료를 분할하여 투입하도록 된 제2 분기 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 제1 시료 수용 부의 제1시료 수용 공간들은 각각 개별적인 크기를 가짐과 아울러, 상기 제2 시료 수용 부의 공간 면적과의 합의 크기는 동일하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 미세유체 혼합장치는, 2 종 이상의 시료를 상기 제1 시료 수용 부 및 제2 시료 수용 부로 이루어진 혼합공간에서 선택된 소정 비율로 혼합하여 혼합용액을 얻을 수 있음은 물론, 상기 제1 분기 통로 및 제2 분기 통로를 통해 분기 된 제1시료 및 제2시료를 혼합비율은 다르고 부피는 일정한 혼합용액들을 동시에 얻을 수 있어 다양한 진단에 유용하게 적용할 수 있는 효과를 가진다.

도 1 및 도 2는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치를 보인 개략 단면 예시도.
도 3 내지, 도 7은, 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치의 사용상태를 보인 개략 단면 예시도.
도 8은, 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치를 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지, 도 7은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치(1)는, 제1시료 및 제2시료들이 혼합공간으로 각각 유도되는 제1유도로(4) 및 제2유도로(5)들과 상기 제1유도로(4) 및 제2유도로(5)들 중에서 일 유도로를 통해 상기 혼합 공간으로 공기압을 공급하도록 된 통기공(6)이 형성되고, 상기 혼합공간에서 외부로 혼합용액을 배출하도록 된 배출통로(7)가 구비된다.
즉, 2종의 제1시료 및 제2시료를 상기 제1유도로(4) 및 제2유도로(5)를 통해 상기 혼합공간으로 주입하여 혼합하고, 상기 통기공(6)을 통해 대기압을 인가하여 상기 배출통로(7)의 진공 압력을 소거하여 혼합된 혼합용액을 상기 배출통로(7)를 통해 배출하게 된다.

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이와 같은, 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치(1)에서, 상기한 제1유도로(4) 및 제2유도로(5)들과 상기 통기공(6)과 상기 배출통로(7)는. 상하로 적층 하여 결합하며 내부에 시료를 수용 및 혼합하기 위한 혼합공간을 형성하도록 된 상부몸체(2)와 하부몸체(3)에 각각 구비될 수도 있다.
즉, 상기 상부몸체(2) 및 하부몸체(3)가 결합하여 상기 혼합공간을 구성함으로써, 상기 혼합공간에서, 시료들이 혼합되어 혼합용액을 형성하게 된다.

이와 더불어, 상기에서, 상부몸체(2)와 하부몸체(3)가 단일의 몸체로 이루어질 수도 있다.

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상기와 같은 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치(1)에서, 상부에는, 2종의 시료를 각각 투입하는 상기 제1시료투입구(8) 및 제2시료투입구(9)들이 서로 사이 간격을 가지면서 각각 배치됨과 동시에, 상기 제1시료투입구(8) 및 제2시료투입구(9)들 중에서 제1시료투입구(8)가 연결된 상기 제1유도로(4)와 연통하여 제1시료가 수용됨과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제1 시료 수용 부(10)가 구비된다.

즉, 상기 제1시료투입구(8)를 통해 투입된 제1시료는 상기 제1유도로(4)를 통해 상기 제1 시료 수용 부(10)에 수용되며, 이와는 별도로, 제2시료는 상기 제2시료투입구(9)를 통해 투입된다.

상기에서, 상술한 상부몸체(2)에 상기 제1시료투입구(8) 및 제2시료투입구(9)와 상기 제1시료투입구(8)가 연결된 상기 제1유도로(4)와 연통하여 제1시료가 수용됨과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제1 시료 수용 부(10)가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 하부에는, 상기 제1시료투입구(8) 및 제2시료투입구(9)들 중에서 제2시료투입구(9)가 연결된 상기 제2유도로(5)와 연통하여 제2시료가 수용됨과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제2 시료 수용 부(11)가 구비된다.

이에 따라, 상기 제2시료투입구(9)를 통해 투입된 제2시료는 상기 하부몸체(3)에 구비된 상기 제2유도로(5)를 통해 상기 제2 시료 수용 부(11)로 유도되어 수용되며, 상기 제1 시료 수용 부(10)와 상기 제2 시료 수용 부(11)에 수용된 제1시료 및 제2시료는, 서로 확산을 통해 혼합된다.

상기에서, 상술한 하부몸체(3)에 상기 제1시료투입구(8) 및 제2시료투입구(9)들 중에서 제2시료투입구(9)가 연결된 상기 제2유도로(5)와 연통하여 제2시료가 수용됨과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제2 시료 수용 부(11)가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 하부에는, 상기 배출통로(7)가 상기 제2 시료 수용 부(11)에 연통하게 구성되어 상기 제2 시료 수용 부(11)와 외부를 연통하도록 구비됨으로써, 제1시료 및 제2시료가 혼합된 혼합용액을 외부로 배출하도록 구성된다.

이때, 상기 배출통로(7)에 형성된 진공압력은, 상기 통기공(6)을 통해 인가된 공기압을 통해 상쇄되어 혼합용액의 배출이 용이하게 이루어진다.

상기에서, 상기 통기공(6)은, 상기 제1유도로(4) 및 제2유도로(5)와, 상기 제1 시료 수용 부(10) 및 상기 제2 시료 수용 부(11)의 경계선상에 선택되어 위치되는 것이 바람직하며, 상기 제1유도로(4)와 상기 제1 시료 수용 부의 경계선상에 배치되는 것이 가장 바람직하다.

즉, 혼합용액을 배출할 때, 미혼합되는 유도로 상에 위치된 시료들이 혼합용액과 더불어 배출되는 것이 방지함으로써, 정확한 혼합비율을 가지는 정량의 혼합용액을 얻을 수 있다.

이와 같이 이루어진 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치(1)에서, 상기한 제1 시료 수용 부(10)는, 일 측 부위가 상기 제1유도로(4)와 연통하여 제1시료가 공급되며, 서로 사이 간격을 가지면서 직립하여 배치된 한 쌍의 격벽(12)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제1 시료 수용 부(10)는, 상기 격벽(12)들의 사이 공간으로 이루어지며, 상기 격벽(12)의 양측 면과 상부 면을 제외한 타 면들이 상기 제2 시료 수용 부(11)와 연통하여 제1시료를 상기 제2 시료 수용 부(11)로 확산을 통한 혼합이 이루어지게 된다.

이에 따라, 제1시료를 상기 혼합공간상으로 정량투입할 수 있게 된다.

이때, 상기에서, 상기 제1 시료 수용 부(10)의 공간면적을 조절함으로써, 제1 시료와 제2시료의 혼합비를 설정하여 혼합용액을 얻을 수 있다.

따라서, 다양한 혼합비율을 가지는 혼합용액을 각각 획득할 수 있어 다양한 진단검사에 적용하여 사용할 수 있다.

상기에서, 상기한 제1 시료 수용 부(10)의 공간면적과 상기 제2 시료 수용 부(11)의 공간면적은, 0.001 : 0.999 ~ 0.3 : 0.7의 비율 범위로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어진 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치(1)에서, 상기한 제2유도로(5)는, 하부에 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제2유도로(5)는 하부의 표면에 형성된 홈으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 상부와의 연결배치를 통해 상부가 폐쇄되도록 구성되는 것이 가장 바람직하다.

상기에서, 상기 제2유도로(5)와 접하는 상기 제2 시료 수용 부(11)의 접촉 면은 대략 5~80도 각도를 가지는 경사면으로 이루어지는 것이 바람직하며, 50도 각도로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

이에 따라, 상기 제2유도로(5)를 통해 주입되는 제2시료가 상기 경사면을 타고 상기 제2 시료 수용 부(11)의 전 면적에 걸쳐 용이하게 확산하여 수용됨에 따라, 정량주입이 원활하게 이루어진다.

그리고, 상기와 같이 이루어진 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치(1)에서, 상기한 제1시료투입구(8) 및 제2시료투입구(9)와 상기 제1유도로(4)와 제2유도로(5) 및 상기 제1 시료 수용 부(10) 및 제2 시료 수용 부(11)에서, 제1시료 및 제2시료가 이송 및 혼합 및 배출을 위한 시료의 이동로의 표면에 대한 시료와의 접촉 각을 서로 다르게 구성하여 시료의 이동과 멈춤 특성을 조절할 수 있도록 되는 것이 바람직하다.

상기에서. 상기한 접촉 각은, 상기 상부 및 상기 하부를 구성하는 재료의 자체가 가지는 표면특성으로 통해 이루어지거나, 혹은, 상기 상부 및 상기 하부의 표면을 고분자 코팅하여 0도에서 160도 범위에서 선택되는 수치의 값으로 조절하도록 되는 것이 바람직하다.

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또한, 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치(1)에서, 상기한 제1유도로(4)와 상기 제1 시료 수용 부(10)와 제2유도로(5)와 상기 제2 시료 수용 부(11)는, 도 8에서 도시된 바와 같이, 다수 개의 쌍들이 서로 병렬로 배치될 수 있다.

즉, 동시에 다양한 혼합비율을 가지는 혼합용액을 얻을 수 있어, 다양한 진단 시험을 빠르게 진행할 수 있다.

상기에서, 상기 제1시료투입구(8)와 연통함과 아울러 상기 제1유도로(4)들과 연통하여 제1시료를 분할하여 투입하도록 된 제1 분기 통로(13)와, 상기 제2시료투입구(9)와 연통함과 아울러 상기 제2유도로(5)들과 연통하여 제2시료를 분할하여 투입하도록 된 제2 분기 통로(14)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 하나의 시료투입구를 통해 주입되는 시료를 분기하여 병렬배치 된 유도로로 시료들을 공급하여 주입할 수 있도록 되어, 동시에 시료들을 혼합공간들에 정량 주입할 후 있게 된다.

상기에서, 상기한 제1 시료 수용 부(10)의 제1 시료 수용 공간들은 각각 개별적인 크기를 가짐과 아울러, 상기 제2 시료 수용 부(11)의 공간 면적과의 합의 크기는 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 얻어지는 혼합용액은 정량으로 이루어짐과 동시에 그 혼합비는 서로 다른 혼합비를 가지게 된다.

따라서, 하나의 시료를 다양한 혼합비율로 다중 샘플링할 수 있다.

즉, 최종 시료의 사용목적에 따라 다양한 혼합용액을 빠르게 얻을 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지, 도 7은 본 실시 예에 이한 미세유체 혼합장치의 사용상태를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 미세유체 혼합장치(1)를 이용하여 2종의 제1시료 및 제2시료를 혼합하여 혼합용액을 얻고자 할 경우에는, 먼저, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 제1시료투입구(8)를 통해 제1시료를 투입하면, 상기 제1시료투입구(8)를 통해 공급되는 제1시료는 상기 제1시료투입구(8)와 연통 된 제1 분기 통로(13)를 통해 상기 제1유도로(4)를 경유하여, 상기 제1 시료 수용 부(10)에 수용된다.

상기와 같이, 제1 시료 수용 부(10)에 제1시료가 수용되면, 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 제2시료투입구(9)를 통해 제2시료를 투입하여, 상기 제2시료를 상기 제2 분기 통로(14) 및 상기 제2유도로(5)를 경유하여 상기 제2 시료 수용 부(11)로 주입한다.

이때, 상기 배출통로(7)에는 진공압력이 형성되며, 상기 제1 시료 수용 부(10)와 제2 시료 수용 부(11)의 공간 면적의 합으로 이루어진 혼합공간에서, 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 제1시료 및 제2시료는 확산을 통해 혼합되어 혼합용액을 형성하게 된다.

그리고, 상기와 같이 혼합공간에서 혼합용액이 형성되면, 도 6에서 도시된 바와 같이, 상기 통기공(6)에서 대기압에 의해 공기가 주입되어 상기 혼합용액을 상기 배출통로(7)로 이송시켜 상기 배출통로(7)의 진공압력을 상쇄하게 된다.

이와 같이, 상기 배출통로(7)의 진공압력이 소거되면 지속적인 공기의 유입에 의해 혼합용액이 혼합공간에서 상기 배출통로(7)를 통해 외부로 배출되며, 배출되는 혼합용액은 별도의 용기 및 검사장치로 이송되어 각종 진단시험에 사용된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 미세유체 혼합장치(1)는, 2종 이상의 시료를 상기 제1 시료 수용 부(10) 및 제2 시료 수용 부(11)로 이루어진 혼합공간에서 선택된 소정 비율로 혼합하여 혼합용액을 얻을 수 있음은 물론, 상기 제1 분기 통로(13) 및 제2 분기 통로914)를 통해 분기 된 제1시료 및 제2시료를 혼합비율은 다르고 부피는 일정한 혼합용액들을 동시에 얻을 수 있어 다양한 진단에 유용하게 적용할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 미세유체 혼합장치 2 : 상부몸체
3 : 하부몸체 4 : 제1유도로
5 : 제2유도로 6 : 통기공
7 : 배출통로 8 : 제1시료투입구
9 : 제2시료투입구 10 : 제1 시료 수용 부
11 : 제2 시료 수용 부 12 : 격벽
13 : 제1 분기 통로 14 : 제2 분기 통로

Claims (9)

1. 제1시료 및 제2시료들이 혼합공간으로 각각 유도되는 제1유도로 및 제2유도로들과 상기 제1유도로 및 제2유도로들 중에서 일 유도로에는 상기 혼합공간으로 공기압을 공급하도록 된 통기공이 형성되고 상기 혼합공간에서 외부로 혼합용액을 배출하도록 된 배출통로가 구비된 미세유체 혼합장치에 있어서;
   상부에는,
   2종의 시료를 각각 투입하는 제1시료투입구 및 제2시료투입구들이 서로 사이 간격을 가지면서 각각 배치됨과 동시에, 상기 제1시료투입구 및 제2시료투입구들 중에서 제1시료투입구가 연결된 상기 제1유도로와 연통하여 제1시료가 수용됨과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제1 시료 수용 부가 구비되고;
   하부에는,
   상기 제1시료투입구 및 제2 시료투입구들 중에서 제2시료투입구가 연결된 상기 제2유도로와 연통하여 제2시료를 수용함과 아울러 상기 혼합공간의 일부를 구성하는 제2 시료 수용 부가 구비되며 상기 제2 시료 수용 부와 외부를 연통하여 혼합된 용액을 외부로 배출하도록 된 상기 배출통로가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.
   
2. 제 1항에 있어서;
   상기한 제1 시료 수용 부는,
   일 측 부위가 상기 제1유도로와 연통하여 제1시료가 공급되며, 서로 사이 간격을 가지면서 직립하여 배치된 한 쌍의 격벽의 내부로 이루어져,
   양측 면과 상부 면을 제외한 타 면들이 상기 제2 시료 수용 부와 연통하고 제1시료를 상기 혼합공간상으로 정량투입할 수 있도록 된 공간을 구성하도록 된 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.
   
3. 제 1항에 있어서;
   상기 제2유도로와 접하는 상기 제2 시료 수용 부의 접촉 면은, 5 ~ 80도 각도를 가지는 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.
   
4. 제 1항에 있어서;
   상기한 제1시료투입구 및 제2시료투입구와 상기 제1유도로와 제2유도로 및 상기 제1 시료 수용 부 및 제2 시료 수용 부에서,
   제1시료 및 제2시료가 이송 및 혼합 및 배출을 위한 시료의 이동로의 표면에 대한 시료와의 접촉 각을 서로 다르게 구성하여 시료의 이동과 멈춤 특성을 조절할 수 있도록 되는 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.
   
5. 제 4항에 있어서;
   상기한 접촉 각은,
   상부 및 하부를 구성하는 재료의 자체가 가지는 표면특성으로 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.
   
6. 제 4항에 있어서;
   상기한 접촉 각은,
   상기 상부 및 상기 하부의 표면을 고분자 코팅하여 0도에서 160도 범위에서 선택되는 수치의 값으로 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.
   
7. 제 1항에 있어서;
   상기한 제1 시료 수용 부의 공간면적과 상기 제2 시료 수용 부의 공간면적은, 0.001 : 0.999 ~ 0.3 : 0.7의 비율 범위로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.
   
8. 제 1항에 있어서;
   상기한 제1유도로와 상기 제1 시료 수용 부와 제2유도로와 상기 제2 시료 수용 부는, 다수 개의 쌍들이 서로 병렬로 배치되고;
   상기 제1시료투입구와 연통함과 아울러 상기 제1유도로들과 연통하여 제1시료를 분할하여 투입하도록 된 제1 분기 통로와, 상기 제2시료투입구와 연통함과 아울러 상기 제2유도로들과 연통하여 제2시료를 분할하여 투입하도록 된 제2 분기 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.
   
9. 제 8항에 있어서;
   상기한 제1 시료 수용 부의 제1시료 수용 공간들은,
   각각 개별적인 크기를 가짐과 아울러;
   상기 제2 시료 수용 부의 공간 면적과의 합의 크기는,
   동일하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세유체 혼합장치.

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