KR101740015B1 - 세포의 분리 검출이 가능한 바이오 칩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는, 자성 입자가 특이적으로 부착된 세포를 포함하는 시료가 유동되는 시료관, 상기 시료관의 일부에 의해 경계가 둘러싸이는 자석, 상기 시료관 및 상기 자석이 배치되는 플레이트를 포함하며, 상기 시료관은 자석의 중심으로부터의 거리가 점차 감소하도록 상기 자석의 경계를 둘러싸는 포집 채널부를 포함하고, 포집 채널부는 세포가 포집되도록 상기 시료관 표면으로부터 돌출되어 형성되며 상기 자석으로부터의 거리가 각각 상이한 복수의 돌기를 포함하는 바이오 칩에 관한 것으로, 간편하게 질병을 진단할 수 있도록 세포의 분리 검출이 가능한 바이오 칩을 제공한다.

Description

세포의 분리 검출이 가능한 바이오 칩 {BIO-CHIP FOR SEPERATING AND DETECTING CELLS}
본 발명은 세포의 분리 검출이 가능한 바이오 칩에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 간편하게 질병의 진단이 가능한 바이오 칩에 관한 것이다.
의학에 있어서는 질병의 치료에 못지 않게 질병의 정확한 진단 역시 중요하다. 정확한 질병의 진단이 뒷받침되어야 그에 따른 질병의 관리 및 치료가 가능하기 때문이다. 특히 인체의 내부에서 발생되는 질병의 경우 질병 부위의 정확한 관찰이 어렵기 때문에 이를 진단하기 위한 진단 장비의 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.
과거, 엑스레이(X-ray) 촬영으로부터 시작되어 온 인체 내부를 진단하기 위한 방법으로는, 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 및 자기 공명 영상법 (Magnetic Resonance Imaging, MRI)과 같은 대형 진단 장비들을 이용한 진단 방법들이 개발되어 왔다. 이로부터 시작되어 최근에는 간단한 진단 키트를 이용하여 보다 간편하게 질병을 진단할 수 있는 방법을 개발하고자 하는 추세이다.
본 발명은, 간편하게 질병을 진단할 수 있도록 세포의 분리 검출이 가능한 바이오 칩을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩은, 자성 입자가 특이적으로 부착된 세포를 포함하는 시료가 유동되는 시료관, 상기 시료관의 일부에 의해 경계가 둘러싸이는 자석, 상기 시료관 및 상기 자석이 배치되는 플레이트를 포함하며, 상기 시료관은 자석의 중심으로부터의 거리가 점차 감소되도록 상기 자석의 경계를 둘러싸는 포집 채널부를 포함하고, 포집 채널부는 세포가 포집되도록 상기 시료관 표면으로부터 돌출되어 형성되며 상기 자석으로부터의 거리가 각각 상이한 복수의 돌기를 포함한다.
포집 채널부는 나선형으로 배치되어 상기 자석의 경계를 복수 회에 걸쳐 둘러싸면서 하나의 유로를 형성할 수 있다.
시료관은 시료가 흐르는 방향과 교차하는 방향으로 돌출되는 복수의 기둥이 형성되어 상기 포집 채널부에 유입되는 상기 시료의 불순물을 제거하는 여과 채널부를 더 포함할 수 있다.
여과 채널부는 서로 연결되어 하나의 유로를 형성하는 복수의 미세 여과 채널을 포함할 수 있다.
복수의 상기 기둥은 0 초과 100 μm 이하의 폭을 가질 수 있다.
여과 채널부는 0 초과 800 μm 이하의 폭을 가지며, 포집 채널부는 0 초과 250 μm 이하의 폭을 가질 수 있다.
플레이트는 시료관 및 상기 자석 하부에 배치되는 제1 플레이트 및 제1 플레이트와 대향되도록 상기 시료관 및 상기 자석 상부에 배치되는 제2 플레이트를 포함할 수 있다.
시료관은 시료관의 일 단부에 형성되어 상기 시료가 유입되는 인렛 및 시료관의 타 단부에 형성되어, 상기 시료관을 관통한 상기 시료가 외부로 배출되는 아웃렛을 포함할 수 있으며, 이때 아웃렛은 상기 자석의 중심에 배치될 수 있다.
세포는 표면 단백질 발현량에 따라 자성 입자의 부착 개수가 서로 다른 전이성 암세포 및 비전이성 암세포를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 자석과의 거리 차에 따른 자력의 세기가 다름을 이용하여, 자성 입자가 서로 다르게 부착된 세포를 한 번에 분리 포집하여 검출할 수 있는 바이오 칩을 제공할 수 있다. 따라서, 질병을 보다 간편하고 빠르게 진단할 수 있게 되어, 환자에 대해 보다 신속하고 정확한 치료를 제공할 수 있으며, 질병의 조기 진단을 가능하게 하여 치료율을 증가시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료관 및 자석의 배치를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 하측부(B)에서 세포가 포집되는 모습을 확대한 도면이다.
도 4는 도 2의 좌측부(L), 우측부(R), 상측부(T) 및 하측부(B)을 각각 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 좌측부(L)에서 전이성 암세포와 비전이성 암세포를 각각 모사한 녹색 형광 세포 및 적색 형광 세포가 자력의 세기에 따라 분리 포집된 모습을 촬영한 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 좌측부(L), 우측부(R), 상측부 (T) 및 하측부(B)에서 전이성 암세포와 비전이성 암세포를 각각 모사한 녹색 형광 세포 및 적색 형광 세포가 자력의 세기에 따라 분리 포집된 모습을 촬영한 현미경 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩(100)이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩(100)은 시료관(110), 자석(120) 및 플레이트(130)를 포함한다.
시료관(110)은 시료가 유입되어 유동된 후 외부로 배출되는 경로를 형성하며, 시료의 유동을 위해 내부가 비어있는 가늘고 긴 관(pipe) 형상으로 형성된다.
시료관(110)의 일 단부에는 시료가 유입될 수 있도록 인렛(116)(inlet)이 형성되며, 시료관(110)의 타 단부에는 본 실시예의 시료가 시료관(110)을 따라 유동된 후 외부로 배출되기 위한 아웃렛(outlet, 118)이 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 시료관(110)에는 자성 입자가 특이적으로 부착된 세포를 포함하는 시료가 유입된다. 자성 입자가 부착된 세포는 자기장 범위 내에서 자력의 영향을 받을 수 있다.
이때, 일 예로, 본 실시예에 따른 세포는 표면 단백질 발현량에 따라 자성 입자의 부착 개수가 서로 다른 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하자면, 본 실시예에 따른 세포는 암세포의 세포막에 존재하는 표면 단백질(Ep-CAM)에 상피 세포 접착 분자 항체(Anti-Ep-CAM)가 표면에 처리된 나노 미터 단위의 크기를 가지는 자성 입자가 특이적으로 부착된 암세포일 수 있다.
이때, 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)는 표면 단백질 발현량이 서로 다르기 때문에, 표면 단백질 발현량에 따라 세포막에 부착되는 자성 입자의 개수 역시 서로 다를 수 있다. 따라서 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)가 동일한 자기장에 놓인다 할지라도, 부착된 자성 입자의 개수가 서로 다르기 때문에 각각의 세포에 작용하는 자력의 크기 역시 서로 다를 수 있다.
따라서, 자력의 세기를 변화시키면 자성 입자의 개수가 서로 다르게 부착된 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)는 서로 분리될 수 있다.
본 실시예에 따른 바이오 칩(100)은 자성 입자가 부착된 세포를 포집하기 위하여 자력을 제공하는 자석(120)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 자석(120)은 일 예로, 이후 설명하는 플레이트(130)와 나란한 방향으로 자른 단면이 원형의 둘레를 가지는 링(ring) 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 시료가 유동되는 시료관(110)의 일부는 자석(120)으로부터의 거리가 점차 감소되도록 자석(120)의 경계를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 시료관(110)의 형상과 자석(120)의 배치에 대해서는 이후 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 자석(120)의 단면이 링 형상으로 형성되는 것은 일 예에 불과하며, 원형으로 형성되거나, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형과 같은 다각형 형상으로 형성되거나, 다각형의 링 형상으로 형성되거나, 불규칙한 형상의 폐 루프(closed loop) 또는 면으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면 전술한 것과 같이, 시료관(110)의 타 단부에는 본 실시예의 시료가 시료관(110)을 따라 유동된 후 외부로 배출되기 위한 아웃렛(118)이 형성되며, 이때 아웃렛(118)은 본 실시예에 따른 자석(120)의 중심에 배치될 수 있다. 따라서, 이후 설명하는 것과 같이 자석(120)의 경계를 둘러싸도록 배치된 시료관(110) 내부를 유동하면서, 자석(120)의 중심으로부터의 거리에 따른 자력의 세기 차이에 의해 세포의 분리 및 포집이 이루어질 수 있으며, 자력의 세기가 상대적으로 약한 자석(120)의 중심부에서 포집이 이루어지고 잔류하는 시료가 시료관(110)의 외부로 배출될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 바이오 칩(100)은 시료관(110) 및 자석(120)이 배치되는 플레이트(130)를 포함한다. 플레이트(130)는 시료관(110) 및 자석(120)을 외부 환경으로부터 보호하여 파손을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 플레이트(130)는 제1 플레이트(132) 및 제2 플레이트(134)를 포함할 수 있다. 제1 플레이트(132)는 시료관(110)의 상부에 배치되며, 제2 플레이트(134)는 제1 플레이트(132)와 대향되도록 시료관(110)의 하부에 배치될 수 있다.
이때, 본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 것과 같이 제1 플레이트(132)에는 인렛(116) 및 아웃렛(118)에 대응되는 위치가 개방되어 시료가 유입될 수 있도록 홀(hole)이 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 자석(120)은 도 1에 도시된 것과 같이 제2 플레이트(134)의 상부에서 제1 플레이트(132)와는 별개로 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 플레이트(132)의 상부 또는 제1 플레이트(132)와 제2 플레이트(134) 사이에 시료관(110)과 함께 배치되거나, 제2 플레이트(134)의 하부에 배치되어도 무방하다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라, 시료관(110)의 형상 및 자석(120)의 배치에 따라 세포의 분리 및 포집이 어떻게 이루어지는 지에 대하여 구체적으로 설명하고자 한다. 이와 관련하여, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료관(110)의 형상 및 자석(120)의 배치가 도시되어 있는 평면도이다.
도 2에 도시되어 있는 것과 같이 본 실시예에 따른 시료관(110)은 기능 및 배치 위치에 따라 포집 채널부(112) 및 여과 채널부(114)로 구분될 수 있다.
포집 채널부(112)는 본 실시예에 따른 시료관(110)의 일부로, 자성 입자가 특이적으로 부착된 세포가 포집되는 복수의 돌기(113)가 형성되는 부분이다. 복수의 돌기(113)는 시료관(110)의 표면으로부터 자석(120), 특히 자석(120)의 중심부를 향하여 돌출되며, 자석(120)으로부터의 거리가 상이하도록 배치되어 거리에 따라 서로 다른 크기의 자력의 영향을 받는 세포들이 각각 포집될 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 포집 채널부(112)의 폭은 0 초과 250 μm 이하로 형성될 수 있으며, 포집 채널부(112)의 표면에 형성되는 돌기(113)는 일 예로, 길이 400 μm, 폭 100 μm 및 높이 80 μm의 사각 기둥(115) 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 포집 채널부(112)의 폭 및 돌기(113)의 형상 및 구체적인 치수는 포집되는 세포의 크기 및 다양한 시료의 특성을 고려하여 얼마든지 변형하여 설계 가능하다.
도 3에는 도 2의 하측부(B)에서 세포가 분리 포집되는 모습을 확대하여 개략적으로 도시되어 있다. 도 3에 도시된 것과 같이 본 실시예에 따르면, 포집 채널부(112)는 나선형으로 배치되어 자석(120)의 경계를 복수 회에 걸쳐 둘러싸면서 하나의 유로를 형성하면서, 포집 채널부(112)에 배치되는 시료관(110) 각각의 위치에서마다 자석(120)의 중심으로부터의 거리가 상이하게 변화될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하자면, 도 3에 도시된 것과 같이, 시료관(110)에서 유동되는 시료의 유동 방향에 따라 가장 바깥쪽에 배치되는 시료관(110)에서 자석(120)의 중심부에 가깝게 배치되는 시료관(110)으로 갈수록, 그리고 시계 반대 방향으로 회전하여 자석(120)의 중심을 향하는 나선형으로 형성되어 좌측에서 우측으로 감에 따라 자석(120)의 중심부를 향해 보다 가까이 갈수록 자석(120)이 미치는 자력의 크기가 점차 증가하게 된다.
그러므로 도 3에 도시된 것과 같이 세포막 표면에 자성 입자가 상대적으로 많이 부착된 비전이성 암세포(a)의 경우에는, 세포막 표면에 자성 입자가 상대적으로 적게 부착된 전이성 암세포(b)에 비하여 자력의 세기가 작게 영향을 미치는 구간에서도 쉽게 포집될 수 있다. 반대로 전이성 암세포(b)의 경우에는 상대적으로 자력의 영향을 덜 받기 때문에 시료관(110)을 따라 계속 유동되다가, 점차 자력의 세기가 증가되어 상대적으로 자력의 세기가 크게 영향을 미치는 구간에서 포집되기 시작한다.
이때, 전술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 포집 채널부(112)는 세포의 포집을 위해 자석(120)의 중심부를 향해 돌출되는 복수의 돌기(113)가 형성될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 시료관(110) 내부를 따라 유동하던 시료에서, 자성 입자가 부착된 세포들이 시료관(110) 표면에 형성된 돌기(113) 내부로 포집될 수 있다.
첨부된 도면들에는, 본 실시예에 따른 시료관(110)이 자석(120)의 경계를 둘러싸는 방향이 시계 반대 방향으로 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 시계 방향으로 회전하면서 자석(120)의 중심을 향하여 자석(120)의 경계를 둘러싸도록 배치되어도 무방하다.
도 2에 도시된 것과 같이, 포집 채널부(112)에 해당하는 시료관(110)은 다시 좌측부(Left, L), 우측부(Right, R), 상측부(Top, T) 및 하측부 (Bottom, B)로 가상 구획될 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 바이오 칩(100)의 실물에서, 포집 채널부(112)에 해당하는 시료관(110)의 좌측부(L), 우측부(R), 상측부(T) 및 하측부(B)를 촬영한 현미경 사진이며, 각 부분에서의 시료의 흐름을 화살표로 표시하였다. 도 4와 같이, 포집 채널부(112)의 각 부분은 복수 회에 걸쳐 자석(120)을 감싸도록 형성되며, 포집 채널부(112)의 표면으로부터 자석(120)의 중심을 향하여 돌출되는 복수의 돌기(113)가 형성됨을 관찰할 수 있다.
한편, 도 5는 도 2의 좌측부(L)에서 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)를 각각 모사한 녹색 형광 세포 및 적색 형광 세포가 자력의 세기에 따라 분리 포집된 모습을 촬영한 현미경 사진이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 좌측부(L), 우측부(R), 상측부(T) 및 하측부(B)에서 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)를 각각 모사한 녹색 형광 세포 및 적색 형광 세포가 자력의 세기에 따라 분리 포집된 모습을 촬영하여 합성한 현미경 사진이다.
보다 구체적으로 설명하자면, 도 5 및 도 6에는 녹색 형광 필터에 의해 촬영되는 녹색 형광 세포 입자와 적색 형광 필터에 의해 촬영되는 적색 형광 세포 입자가 구분되어 있다.
녹색 형광 필터에 의해 촬영되는 녹색 형광 세포 입자는 비전이성 암세포(a)를 모사한 것으로, 5μm의 직경을 가지는 구 형상의 세포이다. 이는 100 nm의 직경을 가지는 자성 나노 입자가 비전이성 암세포(a)의 세포막에 발현된 표면 단백질과 모두 결합했을 때 발생되는 것과 동일한 자력의 세기를 가진다.
적색 형광 필터에 의해 촬영되는 적색 형광 세포 입자는 전이성 암세포(b)를 모사한 것으로, 1μm의 직경을 가지는 구 형상의 세포이다. 이는 이는 100 nm의 직경을 가지는 자성 나노 입자가 전이성 암세포(b)의 세포막에 발현된 표면 단백질과 모두 결합했을 때 발생되는 것과 동일한 자력의 세기를 가진다.
이때 본 실시예에 따른 포집 채널부(112)의 폭(W1)은 0 초과 250 μm 이하로 형성될 수 있기 때문에, 자성 입자가 부착된 세포라 하더라도 원활하게 포집 채널부(112)를 통과할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 자성 입자가 상대적으로 많이 부착된 녹색 형광 필터에 의해 촬영되는 비전이성 암세포(a)는 자석(120)에 보다 먼 거리에 배치되어 있는 돌기(113)에 포집되며, 반대로 자성 입자가 상대적으로 적게 부착된 전이성 암세포(b)는 자석(120)의 중심으로부터 보다 가까운 거리에 배치되어 있는 돌기(113)에 포집된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩(100)은 세포의 특성에 따라 각각의 세포막에 부착되는 자성 입자의 수가 서로 상이한 세포들을 자력을 이용하여 분리 포집할 수 있다.
특히, 암이라는 질병과 관련하여, 암은 현재까지 그 발생 원인이 명확하지 않으며, 치료 방법 역시 뚜렷하지 않다. 다만, 조기에 발견할수록 다른 부위로의 전이 확률이 낮으며, 완치 가능성이 높아 조기 진단이 중요한 질병이다. 따라서 보다 간편한 방법으로 암을 진단할 수 있는 장치가 필요한 실정이다.
이때, 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)는 세포막의 표면 단백질 발현량이 서로 상이하며, 이에 따라 각각의 세포에 부착되는 자성 입자의 수를 달리할 수 있다. 따라서, 본 실시예와 같이 거리에 따라 각각의 세포에 미치는 자력의 세기가 상이한 바이오 칩(100)에 의해 간편한 방법으로 비전이성 암세포(a)인지 혹은 전이성 암세포(b)인지 여부가 판단될 수 있다.
따라서 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 바이오 칩(100)에 의하면 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)를 하나의 바이오 칩(100)을 이용하여 동시에 분리 포집할 수 있어, 질병의 신속한 진단에 보다 유리하다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 비전이성 암세포(a) 및 전이성 암세포(b)에 한정되지 않고, 세포막에 특이적으로 부착되는 자성 입자의 수를 달리할 수 있는 복수의 세포군을 포함하는 시료라면 본 발명의 바이오 칩(100)에 의해 얼마든지 분리 포집될 수 있을 것이다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따르면 시료관(110) 중 인렛(116)에 유입되어 포집 채널부(112)에 이르기 이전의 위치에 여과 채널부(114)가 더 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 여과 채널부(114)는 포집 채널부(112)에 유입될 시료에 포함되어 있는 불순물을 여과하기 위한 시료관(110)의 일부로, 포집 채널부(112)에 유입되기 이전의 시료가 통과할 수 있는 위치에 형성된다.
본 실시예에 따른 여과 채널부(114)에는, 시료가 흐르는 방향과 교차하는 방향으로 시료관(110) 표면으로부터 시료관(110) 내부를 향해 돌출되어 포집 채널부(112)에 유입되는 시료로부터 불순물을 제거하는 복수의 기둥(115)이 형성될 수 있다.
일 예로, 본 실시예에 따른 복수의 기둥(115)은 제2 플레이트(134)로부터 시료관(110) 내부를 향해 돌출되도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 시료관(110) 내부를 유동하는 시료로부터 불순물을 제거할 수 있다면, 시료의 유동 방향과 교차하는 어느 방향이던 본 발명의 실시 범위에 포함될 수 있을 것이다.
이때 본 실시예에 따른 여과 채널부(114)의 폭(W2)은 0 초과 800 μm 이하일 수 있으며, 여과 채널부(114)에 형성되는 복수의 기둥(115) 각각의 폭은 0 초과 100 μm 이하일 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 복수의 기둥(115)은 여과 채널부(114) 내에 복수의 열로 배치되어 보다 효과적으로 불순물을 여과할 수 있으며, 복수의 기둥(115)이 여과 채널부(114) 내에 복수의 열로 배치된다 하더라도 여과 채널부(114)의 폭(W2)이 충분히 넓어 자성 입자가 부착된 세포들은 기둥(115)들 사이를 통과하여 포집 채널부(112)로 원활하게 전달될 수 있을 것이다.
한편, 본 실시예에 따른 여과 채널부(114)는 서로 연결되어 하나의 유로를 형성하는 복수의 미세 여과 채널(114a)을 포함할 수 있다. 본 실시예의 미세 여과 채널(114a)은 시료관(110)의 인렛(116)으로부터 자석(120)으로까지의 거리가 점차 가까워짐에 따라, 시료관(110)의 일부가 사각 형상의 단부를 가지는 지그재그(zigzag) 형태로 꺾어져 배치되어, 여과 채널부(114)의 경로를 보다 증가시킬 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이 본 실시예에 따르면, 복수의 미세 여과 채널(114a) 각각마다 복수의 기둥(115)이 형성되어, 여과 채널부(114)를 통과하는 시료로부터 불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩(100)에 대해 설명하였다. 본 발명에 따르면, 자석(120)과의 거리 차에 따른 자력의 세기가 다름을 이용하여, 자성 입자가 서로 다르게 부착된 세포를 한 번에 분리 포집하여 검출할 수 있는 바이오 칩(100)을 제공할 수 있다. 따라서, 질병을 보다 간편하고 빠르게 진단할 수 있게 되어, 환자에 대해 보다 신속하고 정확한 치료를 제공할 수 있으며, 질병의 조기 진단을 가능하게 하여 치료율을 증가시킬 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 바이오 칩 110: 시료관
112: 포집 채널부 113: 돌기
114: 여과 채널부 114a: 미세 여과 채널
115: 기둥 116: 인렛
118: 아웃렛 120: 자석
130: 플레이트 132: 제1 플레이트
134: 제2 플레이트 W1: 포집 채널부의 폭
W2: 여과 채널부의 폭 a: 비전이성 암세포
b: 전이성 암세포

Claims (10)

  1. 자성 입자가 특이적으로 부착된 세포를 포함하는 시료가 유동되는 시료관;
    상기 시료관의 일부에 의해 경계가 둘러싸이는 자석;
    상기 시료관 및 상기 자석이 배치되는 플레이트를 포함하며,
    상기 시료관은,
    상기 자석의 중심으로부터의 거리가 점차 감소되도록 상기 자석의 경계를 둘러싸는 포집 채널부를 포함하고,
    상기 포집 채널부는,
    상기 세포가 포집되도록 상기 시료관 표면으로부터 돌출되어 형성되며 상기 자석으로부터의 거리가 각각 상이한 복수의 돌기를 포함하며, 나선형으로 배치되어 상기 자석의 경계를 복수 회에 걸쳐 둘러싸면서 하나의 유로를 형성하는, 바이오 칩.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시료관은,
    상기 시료가 흐르는 방향과 교차하는 방향으로 돌출되는 복수의 기둥이 형성되어 상기 포집 채널부에 유입되는 상기 시료의 불순물을 제거하는 여과 채널부를 더 포함하는, 바이오 칩.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 여과 채널부는,
    서로 연결되어 하나의 유로를 형성하는 복수의 미세 여과 채널을 포함하는, 바이오 칩.
  5. 제3항에 있어서,
    복수의 상기 기둥은 0 초과 100 μm 이하의 폭을 가지는, 바이오 칩.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 여과 채널부는 0 초과 800 μm 이하의 폭을 가지며,
    상기 포집 채널부는 0 초과 250 μm 이하의 폭을 가지는, 바이오 칩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 시료관 및 상기 자석 하부에 배치되는 제1 플레이트; 및
    상기 제1 플레이트와 대향되도록 상기 시료관 및 상기 자석 상부에 배치되는 제2 플레이트를 포함하는, 바이오 칩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시료관은,
    상기 시료관의 일 단부에 형성되어 상기 시료가 유입되는 인렛; 및
    상기 시료관의 타 단부에 형성되어, 상기 시료관을 관통한 상기 시료가 외부로 배출되는 아웃렛을 포함하는, 바이오 칩.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 아웃렛은 상기 자석의 중심에 배치되는, 바이오 칩.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세포는,
    표면 단백질 발현량에 따라 자성 입자의 부착 개수가 서로 다른 전이성 암세포 및 비전이성 암세포를 포함하는, 바이오 칩.
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