KR101690455B1 - 표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법 - Google Patents

표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법 Download PDF

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유영은
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Abstract

본 발명은 표적세포 포획용 필터에 관한 것으로, 서로 다른 유동저항을 가지는 2개의 서브유로를 형성하여 포획된 표적세포의 파괴를 방지할 수 있는 표적세포 포획용 필터를 이용한 표적세포 회수방법인 것을 특징으로 한다.

Description

표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법{FILTERS FOR CAPTURING TARGET CELLS AND COLLECTING METHOD OF USING THE SAME}
본 발명은 표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 유동저항을 가지는 2개의 서브유로를 가지도록 형성되어, 어느 하나의 서브유로에 표적세포 포획시 다른 하나의 서브유로로 시료의 바이패스를 용이하게 시킬 수 있어 포획된 표적세포의 파괴를 방지할 수 있는 표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법에 관한 것이다.
암은 조기 발견이 중요하기 때문에, 빠르고 간편하며 정확한 검사 방법을 찾기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.
최근에는 혈액 내에 포함되어 있는 순환 종양 세포(circulating tumor cell; CTC)를 혈액으로부터 포획하여 암을 진단하는 방법이 제안되고 있다. 그러나 CTC는 109개의 세포 중에서 1 개가 발견될 정도로 그 양이 매우 적기 때문에 포획하기가 매우 어렵다.
예를 들어, 유방암의 경우에는 혈액 약 7.5㎖ 중에 약 5개 미만의 CTC가 발견되며, 대장암의 경우에는 혈액 약 7.5㎖ 중에 약 3개 미만의 CTC가 발견될 수 있다.
따라서, 정확한 암 진단을 위해서는 희소한 CTC를 소실없이 포획하는 것이 중요하다. 뿐만 아니라, CTC는 쉽게 사멸되기 때문에 세포에 악영향을 미치는 환경을 최소화하면서 포획이 이루어져야 한다.
CTC의 포획은 예를 들어 혈액 내의 적혈구와 백혈구를 흘려보내고 CTC만을 걸러내는 필터를 이용할 수 있다.
그러한 필터는 통상적으로 혈액이 흐를 수 있는 미세 유로 내에 기둥 형태의 다수의 복잡한 패턴들이 형성된 구조를 갖는다.
그러면 비교적 크기가 작은 적혈구와 백혈구는 패턴들 사이를 지나갈 수 있지만, 크기가 큰 CTC는 패턴들 사이에 포획될 수 있다.
그러나, 이러한 구조의 필터에서는 포획된 CTC에 의해 유로가 폐색될 수 있다.
일단 폐색이 발생하게 되면, CTC에 전단응력이 작용되어 CTC가 손상될 수도 있으며, CTC와 함께 백혈구들이 포획되어 분석 효율이 저하되고 분석 시간이 증가하게 될 수 있다.
1. 공개특허 제10-2012-0096012호(2012.08.29.) "유로 디바이스 및 그것을 포함하는 샘플 처리 장치" 2. 공개특허 제10-2013-0135111호(2013.12.10.) "다-채널 액체 분배 장치, 이를 포함하는 핵산 추출 장치, 및 이를 이용한 핵산 추출 방법" 3. 논문 Sung Yang, Akif Undar and Jeffrey D. Zahn, 2006, A microfluidic device for continuous, real time blood plasma separation, Lab Chip, 6, p. 871-880.
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 필터 상에 포획되는 표적세포가 시료 내 다른 성분들의 유동에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있는 표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법을 제공함에 있다.
또한, 표적세포가 포획되는 서브유로 외에 시료의 유동을 바이패스할 수 있는 서브유로를 구비하여 포획된 표적세포의 파괴를 방지할 수 있는 표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법을 제공함에 있다.
상기 과제는, 본 발명에 따라, 표적세포를 포함하는 시료가 통과가능하도록 형성된 메인유로; 및, 상기 메인유로를 통과한 시료가 분배되도록 형성되며, 상기 표적세포가 통과할 수 없는 크기로 마련되고, 서로 다른 유동저항을 가지도록 형성되는 제1서브유로와 제2서브유로;를 포함하는 표적세포 포획용 필터에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 제1서브유로와 상기 제2서브유로는 폭 또는 길이가 서로 다르게 형성될 수 있다.
또한, 어느 하나의 서브유로에 표적세포 포획시, 상기 어느 하나의 서브유로의 유동저항은 다른 하나의 유동저항보다 크도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 메인유로의 하류측 단부는 곡면을 가지는 곡면부로 형성되고, 상기 제1서브유로는 상기 곡면부와 연결되어 시료를 외측으로 배출하도록 형성되며, 상기 제2서브유로는 상기 곡면부가 형성되지 않은 부분과 연결되어 시료를 외측으로 배출하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 메인유로의 하류측 단부는 곡면을 가지는 곡면부를 포함하며, 상기 제1서브유로와 상기 제2서브유로는 상기 곡면부와 연결되어 시료를 외측으로 배출하도록 형성될 수 있다.
또한, 평면방향을 따라 시료가 통과하도록 마련되는 경우, 상기 곡면부는 반원형일 수 있다.
또한, 두께방향을 따라 시료가 통과하도록 마련되는 경우, 상기 곡면부는 반구형일 수 있다.
또한, 상기 메인유로와 상기 제1서브유로와 제2서브유로를 포함하는 필터 단위체는 일 방향으로 배열형성된다.
여기서, 이웃하는 필터 단위체 사이에 관통형성되어 표적세포가 통과가능한 바이패스 유로를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 표적세포 포획용 필터를 이용한 표적세포 회수방법은, 표적세포를 포함하는 시료가 투입되어 통과가능하도록 형성된 메인유로와, 상기 메인유로를 통과한 시료가 분배되도록 형성되며, 상기 표적세포가 통과할 수 없는 크기로 마련되고, 서로 다른 유동저항을 가지도록 형성되는 제1서브유로와 제2서브유로;를 포함하는 표적세포 포획용 필터를 준비하는 단계; 상기 시료를 상기 메인유로로 투입하여 상기 제1서브유로 또는 상기 제2서브유로 중 상대적으로 유동저항이 작은 서브유로로 상기 시료가 유도되어 통과되도록 하여 상기 표적세포를 포획하는 단계; 및, 포획된 표적세포를 회수하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 표적세포가 상대적으로 유동저항이 작은 서브유로의 입구에서 포획시, 상기 표적세포가 포획된 서브유로의 유동저항은 상승하고, 상기 시료의 유동방향은 표적세포가 포획되지 않은 서브유로 측으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 표적세포는 상기 제1서브유로와 상기 제2서브유로 중 상기 표적세포가 포획되지 않은 서브유로 측으로 형성되는 유동방향을 따라 상기 표적세포는 이동하게 되며, 상기 표적세포는 상기 제1서브유로와 상기 제2서브유로의 사이를 왕복운동을 하면서 상기 제1서브유로와 상기 제2서브유로의 중간지점에서 포획될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 표적세포 포획용 필터를 이용한 표적세포 회수방법은, 표적세포를 포함하는 시료가 투입되어 통과가능하도록 형성된 메인유로와, 상기 메인유로를 통과한 시료가 분배되도록 형성되며, 상기 표적세포가 통과할 수 없는 크기로 마련되고, 서로 다른 유동저항을 가지도록 형성되는 제1서브유로와 제2서브유로를 포함하는 필터 단위체가 일 방향으로 배열형성되고, 이웃하는 두 필터 단위체 사이에는 표적세포가 통과 가능한 바이패스 유로가 형성되지 않은 다수의 제1표적세포 포획용 필터와, 상기 메인유로와, 상기 메인유로를 통과한 시료가 분배되는 상기 제1서브유로와 제2서브유로를 포함하는 필터 단위체가 일 방향으로 배열형성되고, 이웃하는 두 필터 단위체 사이에는 표적세포가 통과 가능한 바이패스 유로가 형성된 제2표적세포 포획용 필터를 준비하는 단계; 상기 다수의 제1표적세포 포획용 필터를 상기 시료가 연속적으로 통과하도록 배치하고, 상기 제2표적세포 포획용 필터를 상기 시료가 마지막으로 통과하도록 배치하는 단계; 상기 시료를 배치된 제1표적세포 포획용 필터 및 제2표적세포 포획용 필터에 연속적으로 통과하도록 하면서 표적세포를 포획하는 단계; 및, 포획된 표적세포를 회수하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 표적세포 회수시, 상기 시료의 통과방향의 역방향으로 유체를 주입하여 회수하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 필터 상에 포획되는 표적세포가 시료 내 다른 성분들의 유동에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있는 표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법이 제공된다.
또한, 표적세포가 포획되는 서브유로 외에 시료의 유동을 바이패스할 수 있는 서브유로를 구비하여 포획된 표적세포의 파괴를 방지할 수 있는 표적세포 포획용 필터 및 이를 이용한 표적세포 회수방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 개략도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 작동상태도,
도 4는 도 3의 Ｉ-Ｉ'을 따라 절단한 단면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 개략도,
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도,
도 7 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 작동상태도이다.
도 12는 본 발명에 의한 표적세포 포획용 필터를 이용한 표적세포 회수방법에 따른 작동상태도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 표적세포 포획용 필터에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 표적세포 포획용 필터(10)는 평면방향으로 혈액이 통과하도록 마련되며, 메인유로(11)와 제1서브유로(12) 및 제2서브유로(13)를 포함하여 일정 높이를 가지도록 형성된다.
도시된 바는 유로가 형성된 부분이 도시되어 있고, 상부 및 하부에 각 유로를 커버하는 커버부(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 메인유로(11)는 표적세포(도 3의 a)를 포함하는 시료가 투입되는 부분이고, 투입되는 시료의 하류측 단부에는 시료가 통과하는 방향을 따라 점차 그 폭이 좁아지는 형상의 곡면을 가지는 곡면부(A)가 형성된다. 도시된 바는 반원형의 곡면부(A)가 도시되어 있다.
상기 곡면부(A)를 통해 표적세포(a)를 포함하는 시료의 흐름 및 스월 등이 가능한 공간이 제공되어 혈액의 유동성이 향상되며, 표적세포(a)의 포획율도 향상된다.
상기 제1서브유로(12)와 상기 제2서브유로(13)는 상기 메인유로(11)로부터 분기되어 형성된다.
상기 제1서브유로(12)와 상기 제2서브유로(13) 중 적어도 어느 하나는 곡면부(A)와 연결되도록 형성된다. 본 실시예에서는 상기 제1서브유로(12)는 메인유로(11)의 곡면부(A)로부터 연결되어 통과한 시료를 외측으로 배출하도록 형성되고, 상기 제2서브유로(13)는 메인유로(11)의 곡면부(A)가 형성되지 않은 부분과 연결되어 통과한 혈액을 외측으로 배출하도록 형성된다.
한편, 제1서브유로(12)와 제2서브유로(13) 모두 곡면부(A)와 연결되도록 형성된 것은 후술하는 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터(도 6 참조)에서와 같은 형태로 형성된다.
상기 제1서브유로(12)와 상기 제2서브유로(13)의 폭(직경)은 표적세포(a)가 통과하지 못하는 크기로 형성된다.
가령, 상기 표적세포(a)가 암세포이고, 상기 표적세포(a)를 포함하는 시료가 혈액일 수 있다. 여기서, 통상적으로 혈액에서 혈소판의 크기는 지름이 대략 1.5㎛ ~ 3.0㎛, 적혈구의 크기는 지름이 대략 6㎛ ~ 8㎛ 범위이고, 백혈구의 크기는 지름이 대략 10㎛ ~ 13㎛범위인데, 암세포의 평균 크기는 16㎛이상이다.
이에 따라, 제1서브유로(12)와 제2서브유로(13)의 폭은 16㎛ 미만으로 형성되어, 표적세포(a)인 암세포 외의 나머지 혈액 성분들은 모두 각 서브유로를 통과할 수 있다.
또한, 상기 제1서브유로(12)와 상기 제2서브유로(13)는 유동저항이 서로 다르게 형성된다. 이를 위해, 제1서브유로(12)와 제2서브유로(13)의 폭 또는 길이가 서로 다르게 형성될 수 있다.
도시된 바는 제1서브유로(12)의 폭(w1)과 제2서브유로(13)의 폭(w2)는 동일하고, 제2서브유로(13)의 길이가 제1서브유로(12)의 길이보다 길게 형성되어 있다. 즉, 제1서브유로(12)의 유동저항이 제2서브유로(13)의 유동저항보다 작게 형성되어 있다.
또한, 제1서브유로(12)에 표적세포(a)가 포획되는 경우, 즉 제1서브유로(12)의 입구단에 걸려 혈액의 흐름에 의해 눌려진 상태인 경우, 제1서브유로(12)의 유동저항은 제2서브유로(13)의 유동저항보다 크도록 형성된다.
이는, 제1서브유로(12)와 제2서브유로(13)의 두께가 동일한 조건 및 통상적인 표적세포(a)의 크기를 적용하면 산술적으로 계산하여 형성할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 작동상태도이고, 도 4는 도 3의 Ｉ-Ｉ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 메인유로(11)를 통해 표적세포(a)를 포함하는 시료가 투입되면 제1서브유로(12)의 유동저항이 제2서브유로(13)의 유동저항보다 작게 형성되어 있으므로, 제1서브유로(12)를 통해 시료의 대부분이 통과하게 된다.
이때, 도 3에서와 같이, 혈액 중의 표적세포(a)가 제1서브유로(12)의 입구를 막게 되면, 도 4에서와 같이, 표적세포(a)에 의해 제1서브유로(12) 전체가 막히지는 않으므로, 막히지 않는 부분(12')으로는 시료가 통과 가능하게 되어 제1서브유로(12)의 유속이 매우 빠르게 증가하게 되며 유동저항 또한 상승하게 된다.
즉, 상승된 유동저항이 제2서브유로(13)의 유동저항보다 커지게 되면, 메인유로(11)로 투입된 혈액들의 대부분은 제2서브유로(13)로 자연스럽게 유도되어 흐르게 된다.
결과적으로, 제2서브유로(13)로 대부분의 유동이 발생하게 됨으로써, 제1서브유로(12)의 입구단에서 포획된 표적세포(a)를 향해 가하는 힘이 상대적으로 현저하게 줄어들어 표적세포(a)가 후행하여 흐르는 혈액의 유동에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터에 대하여 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터는 혈액의 투입되는 방향이 변경된다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 개략도이고, 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터는 혈액이 두께방향으로 통과하도록 마련되는 평판 형태로서, 메인유로(21)와 메인유로(21)로부터 연결되는 제1서브유로(22)와 제2서브유로(23)를 포함하는 다수의 단위체가 배열형성된다.
상기 메인유로(21)는 표적세포(a)를 포함하는 시료가 투입되는 부분으로서, 시료가 통과하여 배출되는 부분인 하류측 즉, 제1서브유로(22)와 제2서브유로(23)의 입구단에는 곡면을 가지는 곡면부(A)로 형성된다. 본 실시예에서는 곡면부(A)가 반구형으로 형성된다.
상기 제1서브유로(22)와 상기 제2서브유로(23)는 메인유로(21)의 곡면부(A)와 연결되도록 형성되며, 곡면부(A)와 연결되어 통과한 시료를 외측으로 배출하도록 형성된다.
제1서브유로(22)와 제2서브유로(23)의 폭(직경)은 제1실시예에서와 같이 표적세포(a)가 통과하지 못하는 크기로 형성된다.
이때, 제1서브유로(22)와 제2서브유로(23)는 유동저항이 서로 다르게 형성되도록 폭 또는 길이가 서로 다를 수 있다. 본 실시예에서는 제1서브유로(22)와 제2서브유로(23)의 폭은 동일하고, 제1서브유로(22)의 길이가 제2서브유로(23)의 길이보다 작게 형성되어, 제1서브유로(22)의 유동저항이 제2서브유로(23)의 유동저항보다 작다.
지금부터는 상술한 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 작동상태에 대하여 설명한다. 도 7 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 작동상태도이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 메인유로(21)로 표적세포를 포함하는 시료가 투입되면 상대적으로 유동저항이 작은 제1서브유로(22)로 대부분의 시료가 유도되어 통과하게 된다. 이때, 도 8에서와 같이, 시료 속의 표적세포(a)가 제1서브유로(22)의 입구에 걸리면 제1서브유로(22)의 유동저항이 상승하게 된다.
그리고, 상승한 제1서브유로(22)의 유동저항이 제2서브유로(23)의 유동저항보다 커지게 되면, 시료의 유동방향은 상대적으로 유동저항이 작은 제2서브유로(23) 측으로 변하게 된다.
또한, 제1서브유로(22) 측으로 향하던 시료도 제2서브유로(23) 측으로 유동방향이 변하게 되면, 도 9에서와 같이, 표적세포(a)도 유동을 따라 이동하게 되어 제2서브유로(23)를 막게 되며, 표적세포(a)에 의해 제2서브유로(23)의 유동저항이 상승하면 시료의 유동방향은 제1서브유로(22) 측으로 형성된다.
그리고, 도 10에서와 같이, 제1서브유로(22) 측으로 형성되는 시료의 유동에 의해 표적세포(a)가 제1서브유로(22) 측으로 이동하게 되면, 다시 제2서브유로(23) 측으로 시료의 유동이 형성된다.
이와 같이, 표적세포(a)는 제1서브유로(22)와 제2서브유로(23) 측으로 진자운동을 하는 것처럼 왕복운동을 하게 되다가, 도 11에서와 같이, 제1서브유로(22)와 제2서브유로(23)의 중간지점 정도에서 위치하게 된다.
즉, 표적세포(a)는 2개의 유로 사이를 왕복운동을 하면서 포획가능하게 됨으로써, 후행하는 시료의 힘에 의해 파괴되지 않을 수 있다.
아울러, 제1서브유로(22)의 입구 또는 제2서브유로(23)의 입구에 위치하게 되더라도 다른 하나의 서브유로로 시료가 바이패스되도록 유도됨으로써 후행하는 시료의 유동에 따른 힘에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 표적세포 포획용 필터를 이용한 표적세포 회수방법은, 도 12를 참조하면, 제1서브유로(22) 및 제2서브유로(23)를 향해 시료의 주입방향과 역방향으로 유체를 주입하여 포획된 표적세포(a)를 회수할 수 있다.
도시된 바는 제2서브유로(23)의 입구에 포획된 표적세포(a)를 도시하고 있으며, 제1서브유로(22)의 입구에서 표적세포(a)가 포획된 경우 및 제1서브유로(22)와 제2서브유로(23)의 중간지점에서 표적세포(a)가 포획된 경우에도 같은 방법을 이용하여 표적세포(a)를 회수할 수 있다.
상술한 바와 같은 방법을 이용함으로써, 종래 필터에 포획된 표적세포 회수시, 강제로 필터로부터 이탈시키다가 표적세포가 파괴되는 것을 방지하여 표적세포(a)의 회수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3실시예에 따른 표적세포 포획용 필터에 대하여 설명한다. 도 13 및 도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 표적세포 포획용 필터의 사시도이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 표적세포 포획용 필터는 상술한 각 실시예에서의 메인유로(11)와 제1서브유로(12) 및 제2서브유로(13)를 포함하는 필터 단위체(A)가 일 방향으로 배열형성된다. 도시된 바는 제1실시예에서의 메인유로(11)와 제1서브유로(12) 및 제2서브유로(13)가 도시되어 있다.
또한, 도 14를 참조하면, 이웃하는 두 필터 단위체(A)의 사이에는 바이패스 유로(14)가 형성될 수 있다. 상기 바이패스 유로(14)의 직경은 표적세포(a)가 통과할 수 있는 정도의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 표적세포 포획용 필터를 이용하여 표적세포 회수시 작동상태도이다. 설명의 편의상 도 14의 표적세포 포획용 필터를 제1표적세포 포획용 필터로, 도 13의 표적세포 포획용 필터를 제2표적세포 포획용 필터로 명명하여 설명한다.
도 15를 참조하면, 제1표적세포 포획용 필터(10A)를 다수 개 준비하여 표적세포를 포함하는 시료가 연속적으로 통과하도록 배치하고, 제2표적세포 포획용 필터(10B)를 준비하여 마지막에 표적세포를 포함하는 시료가 통과하도록 배치한다.
최초에 배치된 제1표적세포 포획용 필터(10A)를 통해 표적세포를 포함하는 시료를 주입하면, 주입된 시료 중 일부는 제1표적세포 포획용 필터(10A)의 제1서브유로(12) 및 제2서브유로(13)를 통해서 통과하면서 표적세포가 일부 포획되고, 주입된 시료 중 일부는 바이패스 유로(14)를 통해서 통과되어 그 다음 제1표적세포 포획용 필터(10A)로 이동한다.
그리고, 다음에 배치된 제1표적세포 포획용 필터(10A)를 통해서도 일부의 시료에 포함된 표적세포는 제1서브유로(12)와 제2서브유로(13)를 통해서 포획되고, 일부의 시료는 바이패스 유로(14)를 통해서 그 다음 제1표적세포 포획용 필터(10A)로 이동한다.
상술한 바와 같은 방법으로 연속적으로 다수 개의 제1표적세포 포획용 필터(10A)를 통과하면서 점차 표적세포는 포획된다.
그리고, 마지막에 배치된 제2표적세포 포획용 필터(10B)를 통과하면서는 바이패스 유로(14)가 없으므로 최종적으로 시료에 포함된 표적세포를 포획할 수 있다.
즉, 다수 개의 표적세포 포획용 필터를 연속적으로 통과하게 함으로써, 시료에 포함된 실질적으로 거의 모든 표적세포를 포획함으로써, 표적세포의 포획율이 현저하게 향상되며 이에 따라 표적세포 회수율도 현저하게 향상될 수 있다.
표적세포 회수는 상술한 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 역방향으로 유체를 주입하여 흐르도록 함으로써 포획된 표적세포를 회수할 수 있다.
상술한 바는 제1실시예와 같은 형상의 표적세포 포획용 필터에 대하여 설명한 것이며, 제2실시예와 같은 형상의 표적세포 포획용 필터에서도 동일한 방법으로 시료가 연속적으로 통과하도록 배치하여 표적세포를 포획 및 회수할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
10, 20 : 표적세포 포획용 필터 11, 21 : 메인유로
12, 22 : 제1서브유로 13, 23 : 제2서브유로

Claims (14)

  1. 표적세포를 포함하는 시료가 통과가능하도록 형성된 메인유로;와 상기 메인유로로부터 분기되며, 상기 표적세포가 통과할 수 없는 크기로 마련되고, 서로 다른 유동저항을 가지도록 길이가 서로 다르게 형성되는 제1서브유로와 제2서브유로;를 포함하는 필터 단위체가 일 방향으로 배열형성되며, 상기 필터 단위체 사이에는 표적세포가 통과가능한 바이패스 유로가 관통형성된, 다수의 제1표적세포 포획용 필터, 및
    표적세포를 포함하는 시료가 통과가능하도록 형성된 메인유로;와 상기 메인유로로부터 분기되며, 상기 표적세포가 통과할 수 없는 크기로 마련되고, 서로 다른 유동저항을 가지도록 길이가 서로 다르게 형성되는 제1서브유로와 제2서브유로;를 포함하는 필터 단위체가 일 방향으로 배열형성되며, 시료가 마지막으로 통과하도록 상기 다수의 제1표적세포 포획용 필터 다음에 배치되되, 상기 필터 단위체 사이에는 표적세포가 통과가능한 바이패스 유로가 형성되지 않은 제2표적세포 포획용 필터를 포함하며,
    상기 메인유로의 시료는 상대적으로 작은 유동저항을 가지는 서브유로로 유동방향이 유도되며,
    상기 표적세포가 상대적으로 유동저항이 작은 서브유로의 입구에서 포획시, 상기 표적세포가 포획된 서브유로의 유동저항은 상승하여, 상기 시료의 유동방향은 표적세포가 포획되지 않은 서브유로 측으로 유도되고,
    시료가 상기 메인유로를 통해 통과하다가 상기 제1표적세포 포획용 필터의 제1서브유로와 제2서브유로에 표적세포가 포획되는 경우 상기 시료의 흐름은 상기 제1표적세포 포획용 필터의 바이패스 유로를 통과하도록 유도되며, 상기 제2표적세포 포획용 필터는 시료에 포함된 표적세포를 최종적으로 포획하도록 마련된, 표적세포 포획용 필터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    평면방향을 따라 시료가 통과하는 경우,
    상기 메인유로의 하류측 단부는 곡면을 가지는 곡면부로 형성되고,
    상기 제1서브유로와 상기 제2서브유로 중 적어도 어느 하나는 상기 곡면부와 연결되는 표적세포 포획용 필터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 곡면부는 반원형인 표적세포 포획용 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    두께방향을 따라 시료가 통과하는 경우에는,
    상기 메인유로의 하류측 단부는 곡면을 가지는 곡면부로 형성되고,
    상기 제1서브유로와 상기 제2서브유로는 상기 곡면부와 연결되도록 형성되는 표적세포 포획용 필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 곡면부는 반구형인 표적세포 포획용 필터.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 표적세포를 포함하는 시료가 투입되어 통과가능하도록 형성된 메인유로와, 상기 메인유로로부터 분기되며, 상기 표적세포가 통과할 수 없는 크기로 마련되고, 서로 다른 유동저항을 가지도록 길이가 서로 다르게 형성되는 제1서브유로와 제2서브유로를 포함하는 필터 단위체가 일 방향으로 배열형성되고, 이웃하는 두 필터 단위체 사이에는 표적세포가 통과 가능한 바이패스 유로가 형성된 다수의 제1표적세포 포획용 필터와,
    상기 메인유로와 상기 제1서브유로 및 상기 제2서브유로를 포함하는 필터 단위체가 일 방향으로 배열형성되고, 이웃하는 두 필터 단위체 사이에는 표적세포가 통과 가능한 바이패스 유로가 형성되지 않은 제2표적세포 포획용 필터를 준비하는 단계;
    상기 다수의 제1표적세포 포획용 필터를 상기 시료가 연속적으로 통과하도록 배치하고, 상기 제2표적세포 포획용 필터를 상기 시료가 마지막으로 통과하도록 배치하는 단계;
    상기 시료를 배치된 제1표적세포 포획용 필터 및 제2표적세포 포획용 필터에 연속적으로 통과하도록 하되, 각 표적세포 포획용 필터의 제1서브유로 또는 제2서브유로 중 상대적으로 유동저항이 작은 서브유로로 시료가 유도되어 통과되도록 하여 표적세포를 포획하는 단계; 및,
    포획된 표적세포를 회수하는 단계;를 포함하며,
    상기 표적세포가 상대적으로 유동저항이 작은 서브유로의 입구에서 포획시, 상기 표적세포가 포획된 서브유로의 유동저항은 상승하여, 상기 시료의 유동방향은 표적세포가 포획되지 않은 서브유로 측으로 유도되고,
    시료가 상기 메인유로를 통해 통과하다가 상기 제1표적세포 포획용 필터의 제1서브유로와 제2서브유로에 표적세포가 포획되는 경우 상기 시료의 흐름은 상기 제1표적세포 포획용 필터의 바이패스 유로를 통과하도록 유도되며, 시료에 포함된 표적세포를 상기 제2표적세포 포획용 필터에 의해 최종적으로 포획하는 것을 특징으로 하는 표적세포 포획용 필터를 이용한 표적세포 회수방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표적세포 회수시, 상기 시료의 통과방향의 역방향으로 유체를 주입하여 회수하는 표적세포 포획용 필터를 이용한 표적세포 회수방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009109232A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Josho Gakuen 固液分離機能を有する装置及びその製造方法
KR20110115476A (ko) * 2010-04-15 2011-10-21 주식회사 싸이토젠 미세유체장치 및 이것을 이용한 타깃의 분리방법
KR20120096012A (ko) 2009-12-02 2012-08-29 도꾸리쯔교세이호징 가가꾸 기쥬쯔 신꼬 기꼬 유로 디바이스 및 그것을 포함하는 샘플 처리 장치
KR20130000968A (ko) * 2011-06-24 2013-01-03 삼성전자주식회사 수력학 필터 유닛, 이를 포함하는 수력학 필터 및 이들을 사용하여 표적 물질을 필터링하는 방법
KR20130135111A (ko) 2012-05-30 2013-12-10 나노바이오시스 주식회사 다-채널 액체 분배 장치, 이를 포함하는 핵산 추출 장치, 및 이를 이용한 핵산 추출 방법
KR20150143031A (ko) * 2014-06-13 2015-12-23 한국과학기술원 폴리머 층을 구비하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물 및 이를 이용한 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치와 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009109232A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Josho Gakuen 固液分離機能を有する装置及びその製造方法
KR20120096012A (ko) 2009-12-02 2012-08-29 도꾸리쯔교세이호징 가가꾸 기쥬쯔 신꼬 기꼬 유로 디바이스 및 그것을 포함하는 샘플 처리 장치
KR20110115476A (ko) * 2010-04-15 2011-10-21 주식회사 싸이토젠 미세유체장치 및 이것을 이용한 타깃의 분리방법
KR20130000968A (ko) * 2011-06-24 2013-01-03 삼성전자주식회사 수력학 필터 유닛, 이를 포함하는 수력학 필터 및 이들을 사용하여 표적 물질을 필터링하는 방법
KR20130135111A (ko) 2012-05-30 2013-12-10 나노바이오시스 주식회사 다-채널 액체 분배 장치, 이를 포함하는 핵산 추출 장치, 및 이를 이용한 핵산 추출 방법
KR20150143031A (ko) * 2014-06-13 2015-12-23 한국과학기술원 폴리머 층을 구비하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물 및 이를 이용한 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치와 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
3. 논문 Sung Yang, Akif Undar and Jeffrey D. Zahn, 2006, A microfluidic device for continuous, real time blood plasma separation, Lab Chip, 6, p. 871-880.

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