KR101792122B1 - System For Sequential Delivery of Multiple Reagents Through Fiber Based Microfluidic Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유 기반 미세유체소자를 위한 다종 유체이송 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 다종의 유체를 필요에 따라 섬유 기반 미세유체소자를 통해 이동시켜 목적하는 다단계의 화학적 반응을 손쉽게 구현할 수 있는 섬유 기반 미세유체소자를 위한 다종 유체이송 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 시료패드, 섬유 기반의 미세유체소자, 흡습패드, 상기 구성의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 샘플층 및 검출층을 포함하는 다종 유체이송 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multifunctional fluid delivery system for a fiber-based microfluidic device, and more particularly, to a fiber-based microfluidic device capable of easily carrying out a desired multistage chemical reaction by moving various fluids through a fiber- To a multiple fluid transfer system for a fluid device. And more particularly to a multi-species fluid delivery system including a sample pad, a fiber-based microfluidic device, a hygroscopic pad, a sample layer to enable movement or repositioning of the configuration, and a detection layer.

Description

섬유 기반 미세유체소자를 위한 다종 유체 이송 시스템 {System For Sequential Delivery of Multiple Reagents Through Fiber Based Microfluidic Device}[0001] The present invention relates to a fiber-based microfluidic device,

본 발명은 섬유 기반 미세유체소자를 위한 다종 유체이송 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 다종의 유체를 필요에 따라 섬유 기반 미세유체소자를 통해 이동시켜 목적하는 다단계의 화학적 반응을 손쉽게 구현할 수 있는 섬유 기반 미세유체소자를 위한 다종 유체이송 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 시료패드, 섬유 기반의 미세유체소자, 흡습패드, 상기 구성의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 샘플층 및 검출층을 포함하는 다종 유체이송 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multifunctional fluid delivery system for a fiber-based microfluidic device, and more particularly, to a fiber-based microfluidic device capable of easily carrying out a desired multistage chemical reaction by moving various fluids through a fiber- To a multiple fluid transfer system for a fluid device. And more particularly to a multi-species fluid delivery system including a sample pad, a fiber-based microfluidic device, a hygroscopic pad, a sample layer to enable movement or repositioning of the configuration, and a detection layer.

랩온어칩(lab-on-a-chip)기술은 마이크로 혹은 나노미터 단위의 미세채널 내에서 소량의 액상시료를 다루어 실험실에서 수행하는 기존의 실험들을 반도체 소자크기만큼 작은 미세유체칩 내에서 수행가능하게 개발하는 기술 분야이다. 기존의 미세유체칩은 실리콘, 유리 혹은 플라스틱을 이용하여 제작되었지만 최근에는 셀룰로오스(cellulose) 기반의 종이를 이용한 미세유체공학 기술이 발전하고 있다. Lab-on-a-chip technology handles small quantities of liquid samples in microchannel or microchannel units, allowing existing experiments in the laboratory to be performed in microfluidic chips as small as semiconductor devices It is a technology field that develops. Conventional microfluidic chips have been fabricated using silicon, glass or plastic, but recently microfluidic technology using cellulose based paper has been developed.

종이는 기존에 사용하던 재료보다 값이 싸고, 처분에 용이하며, 모세관현상으로 인한 유체의 흐름이 구현가능하기 때문에 펌프와 같은 외부의 장치가 필요 없이 작동이 가능하다는 장점이 있다. 종이 기반 미세유체공학의 초기 논문들은 모세관현상을 이용하여 액상의 시료를 종기기반 미세유체소자에 로딩하여 포도당(glucose), 단백질 (Martinez et al., Angew. Chem., Int. Ed. 45:1318, 2007), 케톤(ketone), 아질산염(nitrite) (Martinez et al., Lab Chip. 10:2499, 2010)을 포함하는 다양한 타겟 검출에 적용 가능하다는 것을 보여주었다. Paper is cheaper than conventional materials, easy to dispose of, and has the advantage of being able to operate without the need for an external device such as a pump because fluid flow due to capillary phenomenon can be realized. Early papers on paper-based microfluidics have used capillary phenomena to load a liquid sample into a vesicle-based microfluidic device and to use it as a source of glucose, protein (Martinez et al., Angew. Chem., Int. , 2007), ketones, nitrite (Martinez et al., Lab Chip. 10: 2499, 2010).

그러나, 이러한 검출법들은 시료와 발색시약이 만나는 한번의 과정으로만 이루어지기 때문에 다단계의 화학 반응을 필요로 하는 검출법을 적용하기 위해서는 다단계 반응의 수만큼 과정을 진행해야 한다는 문제가 있어, 적합하지 않다. However, since these detection methods consist of only a single step in which a sample and a coloring reagent meet, there is a problem in that a detection process requiring a multistage chemical reaction must be performed in accordance with the number of multi-step reactions, which is not suitable.

따라서, 검출에 필요한 다종의 유체를 순차적으로 특정 구간에 도달시켜 다단계의 화학반응을 구현한 연구들이 진행되었다. 대표적인 예로, 각각의 유체가 흘러가는 유체채널의 길이를 서로 다르게 하여 각 유체가 검출부에 도달하는 시간을 조절하였다. 이 방법으로 다단계의 화학적 반응을 통해 보다 높은 감도로 HCG(human chorionic gonadotropin) (Fu et al., Anal. Chem., 83:7941, 2011; Apilux et al., Lab Chip., 13:126, 2013) 및 열대말라리아열 원충(Plasmodiumfalciparum) histidinerich protein2 (Fu et al., Anal. Chem., 84: 4574, 2012)등의 타겟 물질들을 검출한 사례들이 있다. 그러나, 상기 기술들은 각 시료가 검출부에 도달하는 시간 혹은 검출부를 지나는 시료의 량을 조절하기 위해 유체채널을 새로 디자인하고, 그 디자인을 반영한 섬유 기반 미세유체소자를 새로 제작해야 한다는 단점이 있다.Therefore, researches have been carried out to realize a multi-step chemical reaction by sequentially reaching a certain section of various fluids necessary for detection. As a representative example, the lengths of the fluid channels through which each fluid flows are made different from each other to control the time at which each fluid reaches the detection portion. In this way, human chorionic gonadotropin (HC) (Fu et al., Anal. Chem., 83: 7941, 2011; Apilux et al., Lab Chip. And Plasmodium falciparum histidinerich protein 2 (Fu et al., Anal. Chem., 84: 4574, 2012). However, these techniques are disadvantageous in that a fluid channel is newly designed to adjust the time at which each sample reaches the detection part or the amount of the sample passing through the detection part, and a new fiber-based microfluidic device reflecting the design is required.

이에, 본 발명자들은 섬유 기반 미세유체소자에 의한 다종 유체이송 장치를 새로 제작하지 않아도 다양한 다단계의 검출에 적용 가능한 장치를 개발하고자 예의 노력한 결과, 시료패드 및 흡습패드의 개수 및 이의 이동 또는 위치변경에 의하여 다종의 유체 시료를 원하는 순간에, 원하는 시간 동안 전달하여 다양한 종류의 다단계의 화학적 검출이 한번에 가능한 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made intensive efforts to develop a device applicable to various multi-step detection without newly fabricating a multi-type fluid transfer device using a fiber-based microfluidic device. As a result, the number of sample pads and moisture absorption pads, Accordingly, it has been confirmed that various types of multi-step chemical detection can be performed at one time by delivering various kinds of fluid samples at desired moments for a desired time, and the present invention has been completed.

본 배경기술 부분에 기재된 상기 정보는 오직 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이며, 이에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어 이미 알려진 선행기술을 형성하는 정보를 포함하지 않을 수 있다.
The information described in the Background section is intended only to improve the understanding of the background of the present invention and thus does not include information forming a prior art already known to those skilled in the art .

본 발명의 목적은 시료패드, 섬유 기반의 미세유체소자, 흡습패드, 상기 구성의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 샘플층 및 검출층을 포함하는 섬유 기반 미세유체소자에 의한 다종 유체이송 시스템을 제공하는데 있다.
It is an object of the present invention to provide a multifunctional fluid delivery system by a fiber-based microfluidic device including a sample pad, a fiber-based microfluidic device, a hygroscopic pad, a sample layer enabling the movement or position change of the configuration, .

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 한 종 이상의 유체를 비축할 수 있는 하나 이상의 시료패드;In order to achieve the above object, the present invention provides a fluid treatment device comprising: (a) at least one sample pad capable of reserving one or more fluids;

(b) 상기 시료패드로부터 상기 유체가 이동되는 섬유 기반의 미세유체소자;(b) a fiber-based microfluidic device through which the fluid moves from the sample pad;

(c) 상기 미세유체소자를 통해 이동된 시료가 배출되는 흡습패드; (c) a moisture absorption pad through which the sample moved through the microfluidic device is discharged;

(d) 상기 시료패드 및/또는 흡습패드의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 샘플층; 및(d) a sample layer for allowing movement or positional change of the sample pad and / or the moisture absorption pad; And

(e) 상기 미세유체소자를 포함하고 미세유체소자의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 검출층을 포함하는 다종 유체이송 시스템을 제공한다.
(e) a detection layer that includes the microfluidic device and enables movement or repositioning of the microfluidic device.

본 발명에 따르면, 다종의 시료 및 시약을 반복적으로 번갈아 가며 전달시키거나, 필요에 따라 복잡한 조합과 순서로 전달시켜 다양한 다단계의 다양한 화학 반응을 구현할 수 있다.According to the present invention, various kinds of reagents and reagents can be alternately repeatedly delivered, or complex combinations and orders can be transmitted as necessary, thereby realizing a variety of various multi-step chemical reactions.

구체적으로, 시료를 비축하고 있는 시료패드와 시료를 흡습할 수 있는 흡습패드가 쌍을 이루어 섬유 기반 미세유체소자를 통해 전달되며, 이를 통해 다수의 시료패드들은 검사 등을 진행하기 위한 화학 반응에 필요한 서로 다른 종류의 유체를 비축할 수 있고, 시료패드의 위치를 단순한 동작으로 교체하여 섬유 기반 미세유체소자에 유체를 원하는 순서에 따라 전달시킬 수도 있다. Specifically, a sample pad reserving a sample and a hygroscopic pad capable of absorbing a sample are paired and transmitted through a fiber-based microfluidic device, whereby a plurality of sample pads are required for a chemical reaction Different types of fluids can be reserved and the fluid can be delivered to the fiber based microfluidic device in a desired sequence by replacing the position of the sample pad with a simple operation.

또한, 시료패드의 위치를 목적하는 원하는 순간에 실험자가 바꿀 수 있고, 유체가 전달되는 시간 및 전달되는 유체의 양 또한 시료패드가 종이미세유체 소자와 접촉하는 시간에 비례하기 때문에 실험자의 요구에 따라 자유롭게 조절할 수 있다는 이점이 있다. 다종의 시료 및 시약을 반복적으로 번갈아 가며 전달시키거나, 필요에 따라 더욱 복잡한 조합과 순서로 전달시켜 다양한 화학적 반응을 구현하는데 적용될 수 있다.
In addition, since the position of the sample pad can be changed at a desired instant, the amount of fluid delivered and the amount of fluid delivered are also proportional to the contact time of the sample pad with the paper microfluidic device, It has the advantage of being freely adjustable. It can be applied to transfer various samples and reagents repeatedly alternately, or to transmit various complex combinations and orders as necessary to implement various chemical reactions.

도 1은 다종 유체이송 장치의 구성을 나타낸 것이다 [(A): 다종 유체이송 장치의 분해도; (B): 조립된 다종 유체이송 장치의 구도; (C): 시료패드(100), 섬유 기반 미세유체소자(150), 흡습패드(110)의 접촉을 나타내는 단면도].
도 2는 다종 유체이송 장치의 시료패드(100)에 피펫으로 액상 시료를 로딩하는 과정을 나타낸 것이다.
도 3은 다종 유체이송 장치 내의 시료패드(100)에 비축된 색소가 섬유 기반 미세유체소자(나이트로셀룰로오스 스트립(NC, nitrocellulose strip), 150)를 통해 이동하는 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 다종 유체이송 장치를 사용하여 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립, 150)에 빨강 색소를 전달 후, 파랑색소를 전달시키기 위해 다종 유체이송 장치의 샘플층을 반시계 방향으로 돌려 파랑색소가 비축된 시료패드(100)를 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립. 150)과 정렬시키는 과정을 나타낸 것이다.
도 5는 다종 유체이송 장치를 사용하여 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립, 150)에 빨강, 파랑, 노랑 색소를 순차적으로 전달시키는 과정을 나타낸 것이다 [(A): 실험자가 다종 유체이송 장치를 사용하여 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립, 150)에 빨강 색소를 전달하는 과정; (B): 파랑 색소를 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립, 150)에 전달하기 위해 실험자가 다종 유체이송 장치의 상위판을 반시계방향으로 돌리는 과정; (C): 노랑 색소를 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립, 150)에 전달하기 위해 실험자가 다종 유체이송 장치의 상위판을 반시계방향으로 돌리는 과정; (D): 다종 유체이송 장치를 사용하여 빨강 색소가 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립, 150)에 전달되는 과정을 상면에서 관찰한 사진; (E): 다종 유체이송 장치를 사용하여 파랑 색소가 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립, 150)에 전달되는 과정을 상면에서 관찰한 사진; (F): 다종 유체이송 장치를 사용하여 노랑 색소가 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립, 150)에 전달되는 과정을 상면에서 관찰한 사진].
도 6은 항체, 금 나노입자, 신호증폭제를 사용하여 미생물을 고감도로 검출하기 위한 다단계의 과정을 나타낸 것이다.
도 7은 다종 유체이송 장치를 사용하여 고감도로 미생물을 검출하는 과정을 나타낸 것이다 [(A): 흡습패드(110), 시료패드(100) 및 미생물 검출에 필요한 다종의 시약을 건조된 상태로 포함하는 패드들의 배열; (B): 106CFU/mL농도의 쥐티푸스균(Salmonella typhimurium)을 로딩한 후, 포획된 박테리아에 응집된 금 나노입자로 인해 나타난 검출신호; (C): 신호증폭제의 전달로 인해 증폭된 세기의 검출 신호].
도 8은 다종 유체이송 장치를 사용하여 관찰한 농도별 미생물 검출신호의 세기를 신호증폭 전과 후로 비교한 데이터를 나타낸 것이다[(A): 신호증폭전의 금 나노입자만으로 나타난 신호의 세기 신호증폭후의 신호세기를 미생물의 농도별로 관찰한 사진; (B): 신호의 세기를 정량화하여 비교한 도표].
도 9는 다종 유체이송 장치를 사용하여 ELISA 과정을 나타낸 것이다. 각 과정을 상면에서 관찰한 다종 유체이송 장치의 사진과, 각 과정에서 진행되는 sandwich immunoassay의 scheme을 나타내는 그림이다. [(A): E. coli O157:H7균이 포함된 sample을 섬유기반 미세유체소자(NC 스트립)에 전달하는 과정. 흡습패드, 시료패드 및 미생물 검출에 필요한 다종의 시약을 공급하는 패드들의 배열 표시; (B): 항-E. coil IgG-HRP를 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립)에 전달하는 과정; (C): 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립)에 워시 버퍼를 전달하는 과정;(D): 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립)에 3,3'-diaminobenzidine (DAB)를 전달하는 과정; (E): E. coil 농도별 검출 결과를 비교한 사진].
도 10은 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립)이 고정되어 있는 다종 유체이송 장치의 도면을 나타낸 것이다.
도 11은 섬유 기반 미세유체소자(NC 스트립)의 이동에 의한 다종 유체이송 장치의 도면을 나타낸 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows the configuration of a multi-component fluid transfer device. [(A): Exploded view of a multi-component fluid transfer device; (B) is a schematic diagram of an assembled multi-fluid transfer device; (C): a sectional view showing the contact of the sample pad 100, the fiber-based microfluidic device 150, and the moisture absorption pad 110).
FIG. 2 shows a process of loading a liquid sample with a pipette onto a sample pad 100 of a multi-species fluid transfer apparatus.
FIG. 3 shows a process in which the pigment stored in the sample pad 100 in the multi-type fluid transfer device moves through a fiber-based microfluidic device (a nitrocellulose strip (NC) 150).
FIG. 4 shows that a red pigment is transferred to a fiber-based microfluidic device (NC strip 150) using a multi-species fluid transfer device, and then the sample layer of the multi-fluid transfer device is turned counterclockwise to transfer the blue dye, (NC strip 150) of a sample-based pad (100) to a fiber-based microfluidic device (NC strip (150)).
5 shows the process of sequentially delivering red, blue, and yellow pigments to a fiber-based microfluidic device (NC strip 150) using a multi-component fluid transfer device [(A) Thereby transferring red pigment to the fiber-based microfluidic device (NC strip, 150); (B): a process in which the experimenter rotates the upper plate of the multi-fluid transfer device counterclockwise to transfer the blue dye to the fiber-based microfluidic device (NC strip, 150); (C): a process in which the experimenter rotates the upper plate of the multi-fluid transfer device counterclockwise to transfer the yellow dye to the fiber-based microfluidic device (NC strip, 150); (D): a photograph of a process of transferring a red dye to a fiber-based microfluidic device (NC strip 150) using a multi-fluid transfer device; (E) is a photograph of a process of transferring a blue dye to a fiber-based microfluidic device (NC strip 150) using a multi-fluid transfer device; (F): photographs of yellow pigment transferred to a fiber-based microfluidic device (NC strip 150) using a multi-fluid transfer device.
FIG. 6 shows a multi-step process for highly sensitive detection of microorganisms using antibodies, gold nanoparticles, and signal amplifiers.
7 shows a process of detecting microorganisms with high sensitivity using a multi-species fluid transfer device. [Fig. 7] (A): The hygroscopic pad 110, the sample pad 100 and various kinds of reagents necessary for microbial detection are contained in a dried state An array of pads; (B): a detection signal due to gold nanoparticles aggregated in captured bacteria after loading Salmonella typhimurium at a concentration of 10 6 CFU / mL; (C): detection signal of amplified intensity due to transmission of signal amplifying agent].
8 shows data obtained by comparing the intensities of the microbe detection signals at different concentrations observed before and after signal amplification using the multi-species fluid transfer device. [(A): Signal intensity after signal amplification Photographs showing the intensity by microbial concentration; (B): a graph comparing the quantities of signals with each other.
Figure 9 shows an ELISA procedure using a multiple fluid transfer device. The photographs of the multi-species fluid transfer device observed from the top of each process and the scheme of the sandwich immunoassay conducted in each process are shown. [(A): The process of delivering a sample containing E. coli O157: H7 to a fiber-based microfluidic device (NC strip). A hygienic pad, a sample pad, and an array of pads that supply various reagents necessary for microbial detection; (B): the process of delivering anti- E. coli IgG-HRP to a fiber-based microfluidic device (NC strip); (C): transferring a wash buffer to a fiber-based microfluidic device (NC strip); (D) transferring 3,3'-diaminobenzidine (DAB) to a fiber-based microfluidic device (NC strip); (E): A comparison of detection results by E. coil concentration].
Fig. 10 shows a view of a multi-fluid transfer device to which a fiber-based microfluidic device (NC strip) is fixed.
Fig. 11 shows a view of a multi-fluid transfer device by movement of a fiber-based microfluidic device (NC strip).

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.

본 발명은 (a) 한 종 이상의 유체를 비축할 수 있는 하나 이상의 시료패드; (b) 상기 시료패드로부터 상기 유체가 이동되는 섬유 기반의 미세유체소자; (c) 상기 미세유체소자를 통해 이동된 시료가 배출되는 흡습패드; (d) 상기 시료패드 및/또는 흡습패드의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 샘플층; 및 (e) 상기 미세유체소자를 포함하고 미세유체소자의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 검출층을 포함하는 다종 유체이송 시스템에 관한 것이다.(A) one or more sample pads capable of reserving one or more fluids; (b) a fiber-based microfluidic device through which the fluid moves from the sample pad; (c) a moisture absorption pad through which the sample moved through the microfluidic device is discharged; (d) a sample layer for allowing movement or positional change of the sample pad and / or the moisture absorption pad; And (e) a detection layer containing the microfluidic device and enabling movement or repositioning of the microfluidic device.

상기 시료패드는 한 종 이상의 유체를 비축할 수 있고, 하나 이상 포함된다. 하나의 실시예에서, 상기 한 종 이상의 시료패드는 각각 분석완충액상의 시료를 포함하거나, 시료 중 불순물을 걸러내고, 검출에 필요한 시약을 포함한 용액을 건조된 상태로 저장하여 포함할 수 있다. 건조된 상태로 저장된 시약 포함하는 시료패드에는 분석완충액만을 로딩하여 반응 진행할 수 있다. 경우에 따라서, 일부 시료패드에는 액상상태의 시료를 포함하고, 다른 시료패드에는 건조된 상태의 반응 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 1종 이상 예를 들어, 3개 이상의 시료패드를 포함함으로써, 하나의 장치를 이용하여 다종의 유체공급을 용이하게 함으로써 다단계 화학반응을 쉽게 구현가능하게 하였다. 시료(유해균)는 시료패드에 로딩하고, 나머지 시료패드에는 건조된 시료 예를 들어 건조된 금나노입자와 건조된 신호증폭제를 포함함으로써, 완충액 (PBS)를 로딩하여 반응을 진행하였다.The sample pad may reserve one or more fluids and may contain one or more fluids. In one embodiment, the above-mentioned one or more sample pads may include a sample on the analysis buffer, respectively, or may include a solution containing the reagent necessary for detection to store impurities in the sample and store them in a dried state. The sample pad containing the reagent stored in the dried state can be reacted by loading only the assay buffer solution. Depending on the case, some of the sample pads may include a sample in a liquid state, and the other sample pads may include a dried reaction material. According to one embodiment of the present invention, by including at least one kind of sample pad, for example, three or more sample pads, it is possible to easily realize multistage chemical reaction by facilitating supply of various kinds of fluids using one apparatus. The sample (noxious bacteria) was loaded on the sample pad, and the remaining sample pad was loaded with a buffer (PBS) containing the dried sample, for example, the dried gold nanoparticles and the dried signal amplifying agent.

상기 시료패드로부터 유체가 섬유 기반의 미세유체소자로 이동한다. 상기 섬유 기반의 미세유체소자는 미세유체소자의 소재가 섬유 재질이어서 유체 흐름을 발생시키기 위해 펌프나 외부 전력을 필요로 하지 않고 이동시킬 수 있는 다공성 형태라면 제한되지 않고 임의의 종류를 포함할 수 있으나, 예를 들어 종이, 니트로셀룰로오스, 나일론, 폴리에테르 설폰, 폴리에틸렌 및 용융 실리카로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 제작된 것일 수 있다. Fluid from the sample pad moves to the fiber-based microfluidic device. The fiber-based microfluidic device may include any type of microfluidic device, as long as the material of the microfluidic device is a fibrous material and is porous in order to generate a fluid flow without a pump or external power, For example, paper, nitrocellulose, nylon, polyethersulfone, polyethylene, and fused silica.

상기 흡습패드는 미세유체소자를 통해 이동된 시료가 배출되며, 상기 흡습패드를 통해 유체를 회수할 수 있다. 상기 흡습패드는 시료패드와 동일한 수로 포함될 수 있다. In the hygroscopic pad, the sample moved through the microfluidic device is discharged, and the fluid can be recovered through the hygroscopic pad. The moisture absorption pad may be included in the same number as the sample pad.

상기 샘플층은 시료패드 및/또는 흡습패드의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 한다. 이동 또는 위치 변경의 형태에는 시료패드의 시료를 미세유체소자에 전달시키기 위해 가능한 모든 형태를 제한없이 포함할 수 있으며, 예를 들어 시료패드 및/또는 흡습패드의 배치에 따라 목적하는 각도로 시계 또는 반시계 방향으로 돌려 회전시키는 형태로 이동 또는 위치 변경할 수 있다. 이 때, 시료패드 및/또는 흡습패드 사이의 배치 각도는 바람직하게는 15ㅀ내지 165ㅀ일 수 있으며, 포함되는 시료패드의 수에 따라 임의 조절 가능하다. 샘플층의 회전은 시료패드 및/또는 흡습패드가 배치되는 최소 각도 15ㅀ에서 시계 또는 반시계 방향으로 165ㅀ로 가능하며, 반응을 위해 접촉되어야 하는 시료패드 및 흡습패드의 배치에 따라 조절될 수 있다.The sample layer enables movement or repositioning of the sample pad and / or the moisture absorption pad. The type of movement or position change may include, without limitation, all possible forms for transferring the sample of the sample pad to the microfluidic device. For example, the position of the sample pad and / It can be moved or rotated in a counterclockwise rotation manner. At this time, the arrangement angle between the sample pad and / or the hygroscopic pad may be preferably 15 to 165 °, and may be arbitrarily adjusted according to the number of the sample pads included. The rotation of the sample layer can be adjusted to 165 시계 in clockwise or counterclockwise direction at a minimum angle of 15 되는 at which the sample pad and / or the absorbent pad is disposed and can be adjusted according to the arrangement of the sample pad and the moisture absorbing pad have.

상기 검출층은 미세유체소자를 포함하고 미세유체소자의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 한다. 상기 검출층에서는 예를 들어 목적하는 표적 검출여부에 따른 반응 결과 예를 들어 신호가 출력될 수 있다.The detection layer includes a microfluidic device and enables movement or positional change of the microfluidic device. In the detection layer, for example, a signal may be output as a result of a reaction depending on whether the target is detected or not.

본 발명에 따른 다종 유체이송 시스템은 시료패드(100)와 흡습패드(110)가 섬유 기반 미세유체소자(150)의 양쪽 끝에 위치하게 되어, 시료패드(100)에 비축되어있는 유체를 시료패드에서 미세유체소자(150), 흡습패드(110)로 순차적으로 이송 가능한 것을 확인하였다. The sample pad 100 and the hygroscopic pad 110 are positioned at both ends of the fiber-based microfluidic device 150 so that the fluid stored in the sample pad 100 is transferred to the sample pad 100 The microfluidic device 150, and the hygroscopic pad 110 sequentially.

또한, 두번째 시료패드(100)에 비축된 유체를 미세유체소자(150)에 전달시킬 경우, 시료패드(100) 및/또는 흡습패드(110)는 15ㅀ내지 165ㅀ로 배치되고 (포함된 시료패드의 수에 따라 각도 변경), 샘플층을 시계 또는 반시계방향으로 15 내지 165ㅀ(배치된 패드들 사이의 각도에 따라 회전 각도 달라짐) 회전시켜 두번째 시료패드(100)와 두번째 흡습패드(110)를 섬유 기반 미세유체소자의 각 끝부분에 정렬시켜 전달 가능하도록 제작하였다.When the fluid stored in the second sample pad 100 is transferred to the microfluidic device 150, the sample pad 100 and / or the hygroscopic pad 110 are arranged at a distance of 15 to 165 mm The sample layer is rotated clockwise or counterclockwise in the range of 15 to 165 ㅀ (depending on the angle between the arranged pads) to form the second sample pad 100 and the second moisture absorption pad 110 ) Were arranged so that they could be aligned and delivered to the respective ends of the fiber-based microfluidic device.

본 발명의 일 양태에서는 S. typhimurium 항체 (캡쳐 시약)가 도포된 섬유 기반 미세유체소자(예를 들어, NC 스트립), 건조된 금 나노입자-S. typhimurium 항체 복합체, 신호증폭제를 포함하는 시료패드(100) 및 세 개의 흡습패드(110)로 구성된 다종 유체이송 장치를 이용하여 순차적으로 시료를 전달하여 식중독 유발균인 쥐티푸스균 박테리아(S. typhimurium)를 검출하였다. 복수의 반응을 개별적으로 수행하여야 하는 종래와 달리, 본 발명에 따른 시스템을 통하여 다종의 유체 전달을 쉽고 간단하게 수행할 수 있음을 확인하였다.In one aspect of the present invention, S. a sample pad 100 containing a dried gold nanoparticle- S. typhimurium antibody complex, a signal amplifying agent, and three moisture-absorbing polymers , such as a fiber-based microfluidic device (e.g., NC strip) coated with a typhimurium antibody (capture reagent) Pad 110 to sequentially deliver the sample to detect S. typhimurium , a food poisoning bacteria. It has been confirmed that a plurality of reactions can be individually and independently carried out through a system according to the present invention.

또한, 본 발명의 다른 양태에서는 항-E. coil O517 항체가 도포된 NC 스트립, 시료패드에는 검출하고자 하는 유해균(E. coli), IgG-HRP 항체, 워시 버퍼, 발색반응을 일으킬 수 있는 DAB를 각각 넣고, 4개의 흡습패드(110)를 포함하는 다종 유체이송 장치를 이용하여, 순차적으로 시료를 전달하여 ELISA를 수행할 수 있음을 확인하였다.In another embodiment of the present invention, the NC strip coated with the anti- E. coli O517 antibody, the E. coli to be detected, the IgG-HRP antibody, the wash buffer, the DAB capable of causing the color reaction, , And it was confirmed that ELISA can be performed by sequentially transferring samples using a multi-type fluid transfer device including four hygroscopic pads 110.

본 발명에 있어서, 시료를 비축하고 있는 시료패드(100)와, 시료를 흡습할 수 있는 흡습패드(110)가 쌍을 이루어 스트립 형태의 섬유 기반 미세유체소자(150)의 양쪽 끝에 접촉하므로 시료가 전달되게 되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, since the sample pad 100 storing the sample and the hygroscopic pad 110 capable of absorbing the sample are in contact with both ends of the strip-shaped fiber-based microfluidic device 150 in pairs, Is transmitted.

또한, 다수의 시료패드들은 각각 검사에 필요한 서로 다른 유체를 비축할 수 있고, 시료패드(100)의 위치를 단순한 회전 동작으로 교체하여 섬유 기반 미세유체소자(150)에 유체를 원하는 순서에 따라 전달시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. In addition, the plurality of sample pads can reserve different fluids required for inspection, and the position of the sample pad 100 can be replaced with a simple rotation operation to transmit fluids to the fiber-based microfluidic device 150 in a desired order .

본 발명에 있어서, 섬유 기반 미세유체소자는 예를 들어 나이트로셀룰로오스 스트립(nitrocellulose strip: NC 스트립)인 것을 특징으로 하며, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the fiber-based microfluidic device is, for example, a nitrocellulose strip (NC strip), but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 시료패드(100) 및 흡습패드(110)의 장착 가능한 개수는 장치의 크기, 장치 내 패드간의 간격, 각도 및 굵기 조절을 통하여 무한대로 늘릴 수 있는 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직한 시료패드(100)의 개수는 2~5개인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the number of mountable sample pads 100 and the moisture absorption pad 110 can be increased infinitely by adjusting the size of the apparatus, the interval between the pads in the apparatus, the angle and the thickness, The number of the pads 100 is 2 to 5.

본 발명에 있어서 샘플층은 시료패드(100) 및/또는 흡습패드(110)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 검출층은 미세유체소자를 포함하는 것을 의미하나, 이에 한정되지 않는다.In the present invention, the sample layer is characterized by including a sample pad 100 and / or a hygroscopic pad 110, and the detection layer includes, but is not limited to, a microfluidic device.

본 발명에 있어서, 샘플층 및/또는 검출층의 이동은 1 ~ 360ㅀ의 회전을 의미할 수 있으며, 샘플층 및/또는 검출층의 회전은 한쪽 방향 또는 양쪽, 또는 반시계 또는 시계 방향으로 가능하며, 다종의 시료 및 시약을 반복적으로 번갈아 가며 전달시키거나, 필요에 따라 더욱 복잡한 조합과 순서로 전달 가능한 것을 특징으로 한다. In the present invention, the movement of the sample layer and / or the detection layer may mean a rotation of 1 to 360 degrees and the rotation of the sample layer and / or detection layer may be in one direction or both, or in a counterclockwise or clockwise direction , And it is characterized in that a plurality of samples and reagents are alternately repeatedly delivered or can be delivered in a more complicated combination and order as required.

본 발명에 있어서, 하나 이상의 유체는 순차적으로 시료패드(100)에서 미세유체소자를 지나 흡습패드(110)를 향해 이동하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the at least one fluid is sequentially moved from the sample pad 100 to the moisture absorption pad 110 through the microfluidic device.

본 발명에 있어서, 샘플층 및/또는 검출층의 회전을 통해 시료패드(100)와 흡습패드(110)의 위치가 상기 미세유체소자의 양 말단과 맞물려 유체가 공급되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the positions of the sample pad 100 and the hygroscopic pad 110 are interlocked with both ends of the microfluidic device through rotation of the sample layer and / or the detection layer, and the fluid is supplied.

본 발명에 있어서, 시료패드(100) 및 흡습패드(110)와 미세유체소자가 접촉되는 면적은 최소 미세유체소자의 유체흐름 진향 방향의 단면적보다 넓은 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 시료패드(100) 및 흡습패드(110)와 미세유체소자가 접촉되는 면적을 통과하는 유량이, 미세유체소자의 단면적 유량보다 높은 조건을 만족시키는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the contact area between the sample pad 100 and the moisture absorption pad 110 and the microfluidic device is larger than the cross-sectional area of the minimal microfluidic device in the fluid flow direction. The flow rate passing through the area where the sample pad 100 and the hygroscopic pad 110 are in contact with the microfluidic device satisfies a condition that is higher than the cross sectional flow rate of the microfluidic device.

본 발명에 있어서, 시료패드(100)와 흡습패드(110)는 폴리프로필렌(polypropylene), 셀룰로오스(cellulose) 및 유리 섬유(glass fiber)로 구성된 군에서 선택된 소재로 제작된 다공성 물질 또는 섬유조직인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the sample pad 100 and the moisture absorption pad 110 are porous materials or fibrous structures made of a material selected from the group consisting of polypropylene, cellulose, and glass fiber .

본 발명에 있어서, 흡습패드(110)는 모세관력으로 섬유 기반 미세유체소자, 예를 들어 NC 스트립(nitrocellulose strip, 미세유체소자)에서 유체를 흡수하여 유체의 이송을 지속시키는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the hygroscopic pad 110 absorbs fluid from a fiber-based microfluidic device, for example, a nitrocellulose strip (microfluidic device) with capillary force, thereby continuing the transfer of the fluid.

본 발명에 있어서, 다종 유체 이송 시스템은 시료패드(100) 및 흡습패드(110)를 포함하는 샘플층과 미세유체소자를 포함하는 검출층이 포개어져 회전 가능한 형태의 검출키트, 시료패드(100)와 흡습패드(110)가 일렬로 나열되어 미세유체소자가 좌우로 이동 가능한 형태의 검출키트, 및 각각 회전 가능한 시료패드(100)와 흡습패드(110) 사이에 고정된 미세유체소자를 포함하는 형태의 검출키트인 것을 특징으로 하며, 한 종류의 검출 키트로 한정된 것은 아니다.
In the present invention, the multi-species fluid delivery system includes a detection kit in which a detection layer including a sample pad 100 and a moisture absorption pad 110 and a detection layer including a microfluidic device are stacked and rotatable, a sample pad 100, And a microfluidic device which is fixed between the sample pad 100 and the hygroscopic pad 110 which are respectively rotatable, and a microfluidic device, And it is not limited to one type of detection kit.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예에는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

실시예 1: 다종 유체이송 장치의 제작Example 1: Fabrication of multi-type fluid transfer device

도 1은 다종 유체이송 장치의 도면을 나타낸 것으로, 다종 유체이송 장치의 샘플층(120)에는 시료패드(100)와 흡습패드(110)를 고정할 수 있는 공간이 있고, 샘플층(120)의 바닥부분에는 막(130)이 부착되어 있다. 검출층(140)은 섬유 기반 미세유체소자(150)를 고정시킨다. 샘플층(120)과 검출층(140)은 아크릴소재를 레이저커터로 가공하였다.FIG. 1 is a view showing a multi-type fluid transfer apparatus in which a sample layer 120 of a multi-type fluid transfer device has a space for fixing the sample pad 100 and the moisture absorption pad 110, A film 130 is attached to the bottom portion. The detection layer 140 fixes the fiber-based microfluidic device 150. The sample layer 120 and the detection layer 140 were processed with a laser cutter of acrylic material.

도 1A를 참조하면, 다종 유체이송 장치의 샘플층(120)에는 시료패드(100)와 흡습패드(110)를 고정할 수 있는 공간이 있고, 샘플층(120)의 바닥부분에는 막(130)이 부착되어 있다. 검출층(140)은 섬유 기반 미세유체소자(150)를 고정시킨다. 샘플층(120)과 검출층(140)은 아크릴소재를 레이저커터로 가공하였다.Referring to FIG. 1A, a sample layer 120 of the multi-type fluid transfer device has a space for fixing the sample pad 100 and the moisture absorption pad 110, and a film 130 is formed on the bottom portion of the sample layer 120. Respectively. The detection layer 140 fixes the fiber-based microfluidic device 150. The sample layer 120 and the detection layer 140 were processed with a laser cutter of acrylic material.

막(130)에는 시료패드(100)와 흡습패드(110)의 일부분이 검출층(140)에 위치한 섬유 기반 미세유체소자(150)와 직접적으로 접촉할 수 있도록 구멍이 있다. 막(130)은 OHP(overhead projector) 필름으로 제작되었고, 레이저커터를 사용하여 구멍을 뚫었다. The membrane 130 is perforated so that the sample pad 100 and a portion of the moisture absorption pad 110 can directly contact the fiber-based microfluidic device 150 located in the detection layer 140. The film 130 was made of an overhead projector (OHP) film and punched using a laser cutter.

도 1B를 참조하면, 다종 유체이송 장치의 샘플층(120)과 검출층(140)은 포개어 완성되고, 유체 전달시에는 도 1C에서 나타낸 바와 같이 시료패드(100a)와 흡습패드(110a)가 섬유 기반 미세유체소자(150)의 양쪽 끝에 위치하게 되어 시료패드(100a)에 비축되어있는 유체를 미세유체소자(150)에 전달시킬 수 있게 되고, 흡습패드(110a)가 유체를 흡습하여 유체의 이동을 지속시킬 수 있다. 두 번째 시료패드(100b)에 비축된 유체를 미세유체소자(150)에 전달시킬 시에는 다종 유체이송 장치의 샘플층을 반시계 방향으로 60ㅀ(검출층을 기준으로)회전시켜 두 번째 시료패드(100b)와 두 번째 흡습패드(110b)를 섬유 기반 미세유체소자의 각 끝부분에 정렬시킨다. 세 번째 시료패드 (100c)에 비축된 유체를 미세유체소자(150)에 전달시킬 시에도 마찬가지로 다종 유체이송 장치의 샘플층을 추가적으로 반시계 방향으로 60ㅀ(검출층을 기준으로)회전시켜 세 번째 시료패드(100c)와 세 번째 흡습패드(110c)를 섬유 기반 미세유체소자의 각 끝부분에 정렬시킨다.
1B, the sample layer 120 and the detection layer 140 of the multi-species fluid transfer device are superimposed on each other, and at the time of transferring the fluid, the sample pad 100a and the moisture absorption pad 110a, Based microfluidic device 150 so that the fluid stored in the sample pad 100a can be transferred to the microfluidic device 150 and the hygroscopic pad 110a absorbs the fluid, Lt; / RTI > When the fluid stored in the second sample pad 100b is transferred to the microfluidic device 150, the sample layer of the multi-fluid transfer device is rotated counterclockwise by 60 degrees (based on the detection layer) (100b) and a second hygroscopic pad (110b) to each end of the fiber-based microfluidic device. Similarly, when the fluid stored in the third sample pad 100c is transferred to the microfluidic device 150, the sample layer of the multi-fluid transfer device is further rotated counterclockwise by 60 degrees (based on the detection layer) The sample pad 100c and the third hygroscopic pad 110c are aligned at each end of the fiber-based microfluidic device.

실시예 2: 다종 유체이송 장치를 이용한 세 가지 식용색소의 순차적 전달Example 2: Sequential delivery of three food colors using a multi-fluid transfer device

본 발명에 따른 다종 유체이송 장치를 이용하여 섬유 기반 미세유체소자에 세 가지 식용 색소를 순차적으로 전달시켰다. 도 2에 나타낸 바와 같이 색소는 피펫을 이용하여 섬유 기반의 시료패드(100)에 로딩시켰고, 검출층에는 나이트로섬유 기반의 스트립(NC 스트립, 미세유체소자)이 장착되어 있다. Three types of food colorants were sequentially delivered to the fiber-based microfluidic device using the multi-type fluid transfer device according to the present invention. As shown in FIG. 2, the dye was loaded onto a fiber-based sample pad 100 using a pipette, and a nitro-fiber-based strip (NC strip, microfluidic device) was mounted on the detection layer.

색소를 섬유 기반 미세유체소자에 전달 시에는 도 3에 나타낸 바와 같이 빨강색 색소를 비축하는 시료패드(100)가 검출층에 위치한 NC 스트립(미세유체소자)과 접촉하여 모세관현상으로 인한 색소의 전달이 시작된다. 빨강색 색소가 NC 스트립(미세유체소자)을 통해 흘러가는 동안 파랑색과 노랑색 색소를 각각의 시료패드(100)에 로딩시켰다. 파랑색 색소를 NC 스트립(미세유체소자)에 전달하기 위해 도 4에 나타낸 바와 같이 다종 유체이송 장치의 샘플층을 반시계 방향으로 돌려 파랑색 색소를 비축하고 있는 시료패드(100)와 흡습패드(110)를 검출층에 위치한 NC 스트립(미세유체소자)의 양쪽 끝에 정렬시켰다. When the dye is transferred to the fiber-based microfluidic device, as shown in FIG. 3, the sample pad 100 for storing the red dye contacts the NC strip (microfluidic device) located in the detection layer and the transfer of the dye due to capillary phenomenon Lt; / RTI > Blue and yellow pigments were loaded on each sample pad 100 while the red dye was flowing through the NC strip (microfluidic device). As shown in FIG. 4, in order to transmit the blue pigment to the NC strip (microfluidic device), the sample pad 100 and the moisture absorption pad 110) were aligned at both ends of an NC strip (microfluidic device) located in the detection layer.

회전과정은 도 5A과 5B에 나타낸 바와 같이 실험자의 한손으로는 검출층을 고정시키고, 다른 한손으로는 샘플층을 반시계방향으로 돌려 진행되었다. NC 스트립(미세유체소자)에 먼저 NC 스트립(미세유체소자)에 도달했던 빨강색 색소 (도 5A, 도 5D)는 파랑색 색소로 인해 대체되었다 (도 5B, 도 5E). 마지막으로 노랑색 색소를 전달시키기 위해 도 5C 에 나타낸 바와 같이 샘플층(120)을 반시계 방향으로 더 돌려 노랑색 색소가 비축되어있는 시료패드(100)와 흡습패드를 NC 스트립(미세유체소자)의 양쪽 끝에 정렬시켰다 (도 5F).
The spinning process was carried out by fixing the detection layer with one hand of the experimenter and turning the sample layer counterclockwise with the other hand as shown in Figs. 5A and 5B. The red pigment (Fig. 5A, Fig. 5D) which first reached the NC strip (microfluidic device) in the NC strip (microfluidic device) was replaced by blue pigment (Fig. 5B, Fig. 5E). Finally, as shown in FIG. 5C, the sample layer 120 is further rotated in a counterclockwise direction to transfer the yellow dye, and the sample pad 100 having the yellow dye reserved therein and the moisture absorption pad are placed on both sides of the NC strip (microfluidic device) (Fig. 5F).

실시예 3: 다종 유체이송 장치를 이용한 고감도 미생물 검출법Example 3: Detection of highly sensitive microorganisms using a multiple fluid transfer device

본 발명에 따른 다종 유체이송 장치를 이용하여 식중독 유발균인 쥐티푸스균(Salmonella typhimurium, S. typhimurium)박테리아를 검출하였다. 올바른 검출을 위해서는 도6에 나타낸 바와 같이 먼저 박테리아가 포함된 액상 시료를 NC 스트립(미세유체소자)에 전달하여 박테리아가 스트립을 통해 흘러갈 수 있게 하고, 미리 고정되어있는 S. typhimurium 항체 (캡쳐 시약)에 포획시킨다. 그 후, 금 나노입자-S. typhimurium 항체 복합체를 스트립에 전달시켜 포획된 박테리아 표면에 응집되면, 금 나노입자 (라벨용 시약)의 응집으로 인해 가시적으로 확인 할 수 있는 붉은 신호가 나타난다. 그 후, 신호증폭제 용액을 스트립에 전달시키면 증폭제에 있는 금 이온들이 금 나노입자표면에 붙게 되고, 증대된 크기의 금 나노입자가 반사시키는 파장대가 바뀌어 짙은 파랑색으로 바뀐다. 신호증폭제는 금 나노입자만으로는 판별 불가능한, 불분명한 신호를 증폭시켜 검출한계를 낮추는 역할을 한다. The bacteria of Salmonella typhimurium (S. typhimurium ) , which is a food poisoning causing microorganism, was detected by using the multi-fluid transfer device according to the present invention. For proper detection, first, a liquid sample containing bacteria is transferred to an NC strip (microfluidic device) to allow bacteria to flow through the strip, and a pre-fixed S. typhimurium antibody (capture reagent ). The gold nanoparticle- S. typhimurium antibody complex is then transferred to the strip to aggregate on the captured bacterial surface, resulting in a red signal that can be visually confirmed by aggregation of gold nanoparticles (reagent for labeling). Then, when the signal amplifier solution is transferred to the strip, the gold ions in the amplifying agent adhere to the surface of the gold nanoparticles, and the wavelength band reflected by the increased size of the gold nanoparticles is changed to a deep blue color. Signal amplifiers are responsible for amplifying undetectable, undefined signals with gold nanoparticles alone, thereby lowering the detection limit.

위와 같은 다단계 검출법을 다종 유체이송 장치에서 수행하기 위해 시료를 비축할 수 있는 시료패드(100), 건조된 흡습패드(110) 금 나노입자가 포함된 패드, 그리고 건조된 신호증폭제가 포함된 패드를 다종 유체이송 장치의 샘플층에 장착시켰다 (도 7A). 건조된 금 나노입자가 포함된 패드는 금 나노입자-S. typhimurium 항체 복합체가 포함된 인산완충용액(PBS, phosphate buffered saline)을 패드에 로딩하고 데시케이터에 보관하여 건조시켜 제작했다. 건조된 신호증폭제가 포함된 패드도 액상의 신호증폭제 용액을 패드에 로딩하고 데시케이터에 보관하여 건조시켜 제작하였다. NC 스트립(미세유체소자)의 가운데부분에는 두 가지의 항체를 선형으로 도포하여 제작된 테스트라인과 컨트롤라인이 있다. 테스트 라인에 S. typhimurium 항체를 도포하여 건조시켰고, 박테리아가 존재하면 이 부분에서 붉은색 선이 나타난다 (도 7B). 컨트롤라인에는 mouse 항체를 도포하여 건조시켰고, 이 부분은 흘러가는 금 나노입자-S. typhimurium 항체 복합체를 포획하여 붉은색 선을 나타내며, 디바이스의 작동 여부를 표시한다.In order to perform the multistage detection method as described above in a multi-type fluid transfer device, a sample pad 100 capable of reserving a sample, a pad including dried moisture absorption pad 110 gold nanoparticles, and a pad including a dried signal amplification agent And mounted on a sample layer of a multiple fluid transfer device (Figure 7A). The pad containing the dried gold nanoparticles was prepared by loading the gold nanoparticle-phosphate buffered saline (PBS) containing the S. typhimurium antibody complex on a pad, drying it in a desiccator and drying it. The pad containing the dried signal amplifying agent was also prepared by loading the liquid signal amplifier solution onto the pad, storing it in a desiccator, and drying it. In the middle of the NC strip (microfluidic device) there is a test line and a control line made by linearly applying two antibodies. The test line is coated with S. typhimurium antibody and dried, and a red line appears at this portion when the bacteria are present (Fig. 7B). The control line was coated with a mouse antibody and dried, which captured red gold nanoparticle- S. typhimurium antibody complex and displayed a red line indicating whether the device was working.

검출과정에는 세 개의 단계가 있다. 첫 번째로, 액상 시료 150 μL를 시료패드(100)에 로딩하고, 시료가 NC 스트립(미세유체소자)을 통해 10분간 흐르는 동안 PBS 37.5 μL를 건조된 금 나노입자가 포함된 패드에 로딩하고 PBS 40 μL를 건조된 신호증폭제가 포함된 패드에 로딩하여 건조된 시약들을 수화시킨다 (도 7A). 두 번째로, 다종 유체이송 장치의 샘플층을 시계반대방향으로 돌려 금 나노입자가 포함된 패드를 NC 스트립(미세유체소자)과 정렬시킨다. 첫 번째 단계에서 미리 로딩한 PBS는 건조된 금 나노입자를 수화시켰으므로 금 노입자들은 NC 스트립(미세유체소자)을 통해 흐르게 되고, 포획된 박테리아에 응집되어 테스트라인에서 붉은 신호를 나타낸다 (도 7B). 포획된 박테리아에 응집되지 않은 금 나노입자들은 컨트롤라인에 응집되어 붉은 신호를 낸다. 10분후, 마지막 단계로 다종 유체이송 장치의 샘플층을 반 시계반향으로 돌려 신호증폭제가 포함된 패드를 NC 스트립(미세유체소자)과 정렬시킨다. 첫 번째 단계에서 미리 로딩한 PBS는 건조된 신호증폭제를 액화시켰으므로 신호증폭제는 NC 스트립(미세유체소자)을 통해 흐르게 되고, 테스트라인과 컨트롤라인의 신호강도를 증폭시킨다 (도 7C). There are three steps in the detection process. First, 150 μL of the liquid sample was loaded into the sample pad 100 and 37.5 μL of PBS was loaded onto the pad containing the dried gold nanoparticles while the sample was flowing through the NC strip (microfluidic device) for 10 minutes, and PBS 40 μL is loaded onto the pad containing the dried signal ampli fi er to hydrate the dried reagents (FIG. 7A). Second, rotate the sample layer of the multi-fluid transfer device counterclockwise to align the pad containing the gold nanoparticles with the NC strip (microfluidic device). In the first step, the preloaded PBS hydrates the dried gold nanoparticles so that the gold nanoparticles flow through the NC strip (microfluidic device) and aggregate in the captured bacteria to give a red signal in the test line (Figure 7B ). Gold nanoparticles that are not agglomerated in captured bacteria aggregate in the control line to give a red signal. After 10 minutes, finally, turn the sample layer of the multi-fluid transfer device counterclockwise to align the pad containing the signal amplifier with the NC strip (microfluidic device). In the first step, the preloaded PBS liquefied the dried signal amplifiers so that the signal amplifiers flow through the NC strip (microfluidic device) and amplify the signal strength of the test and control lines (FIG. 7C).

테스트라인에서 나타나는 금 나노입자 신호의 세기는 시료에 포함된 박테리아의 농도에 비례한다 (도 8A). 금 나노입자의 신호는 106 CFU/mL부터 가시적으로 판별 가능하지만, 증폭된 신호는 104 CFU/mL부터 가시적으로 판별 가능하다. 박테리아 농도별로 발생하는 신호의 세기를 정량화해 보면, 신호증폭제 사용 전과 후의 차이가 102 CFU/mL부터 나타나는 것을 확인할 수 있다 (도 8B). 이는 다단계 검출법을 통해 식중독균의 검출한계를 100배 이상 낮출 수 있음을 의미하며, 다종 유체이송 장치는 이러한 다단계 검출에 필요한 다종의 유체 전달을 쉽고 간단하게 수행할 수 있게 한다.
The intensity of the gold nanoparticle signal in the test line is proportional to the concentration of bacteria in the sample (FIG. 8A). The signals of gold nanoparticles can be discriminated visually from 10 6 CFU / mL, but the amplified signals can be discriminated visually from 10 4 CFU / mL. Quantifying the signal intensity by bacterial concentration shows that the difference between before and after the use of the signal amplifying agent is from 10 2 CFU / mL (FIG. 8B). This means that the detection limit of food poisoning bacteria can be lowered more than 100 times by the multistage detection method, and the multi-type fluid transfer device makes it possible to carry out various kinds of fluid transfer required for such multistage detection easily and simply.

실시예 4: 다종 유체이송 장치를 이용한 ELISA 방법Example 4: ELISA method using multi-type fluid transfer device

본 발명의 다종 유체이송 장치를 이용하여 항원-항체반응을 확인하는 대표적 분석 방법인 효소면역 측정법, ELISA（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)를 수행하였다. 본 발명의 다종 유체이송 장치를 이용하여 기존에 알려져 있는 다양한 다단계 검출 방법에 적용 가능하다는 것을 확인하였다.Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA), a representative analytical method for confirming the antigen-antibody reaction using the multi-type fluid transfer device of the present invention, was performed. It is confirmed that the present invention can be applied to various multistage detection methods known in the art by using the multi-type fluid transfer device of the present invention.

도 9에 나타난 바와 같이, 다종 유체이송 장치의 상위에 시료패드(100)와 흡습패드(110)가 각각 4개씩 장착되도록 사이 간격 및 각도를 45ㅀ 조절을 통하여 장치 내 배치하였으며, 하위에는 NC 스트립(미세유체소자)을 장착하였다.As shown in FIG. 9, the spacing and angle between the sample pad 100 and the moisture absorption pad 110 were set in the apparatus by adjusting the interval and the angle of 45 ㅀ so that the sample pad 100 and the moisture absorption pad 110 were installed on the upper part of the multi- (Microfluidic device).

샘플 패드에 검출하고자 하는 유해균(E. coli)를 넣고, 다른 시료 패드에는 IgG-HRP 항체를, 또 다른 시료 패드에 각각 워시버퍼, 발색반응을 일으킬 수 있는 DAB를 미리 로딩한다(도 9(A)). NC 스트립(미세유체소자)의 가운데에 테스트라인에 항-E. coil O517 항체를 도포하여 건조시켰다. 유해균이 포함된 샘플패드와 NC 스트립(미세유체소자) 패드의 끝이 연결된 상태를 10분간 유지하여 샘플이 NC 스트립(미세유체소자)을 타고 흘러서 반대편 흡습패드(110)로 전달되도록 한다. 샘플층(120)을 시계 반대방향으로 45ㅀ도 회전 시켜, 항-E. coil IgG-HRP를 NC 스트립(미세유체소자)으로 전달하게 되면 포획된 E. coil의 표면에 붙게 된다(도 9(B). 샘플층(120)을 추가적으로 시계 반대방향으로 45ㅀ도 회전시켜, wash buffer를 NC 스트립(미세유체소자)에서 흡습패드(110)로 전달함으로써 NC 스트립(미세유체소자) 전체에 흩어져 있는 비특이적으로 결합된 HRP 효소를 제거하여, NC 스트립(미세유체소자)의 테스트 라인 내에만 HRP 효소가 존재하도록 한다(도 9(C)). 샘플층(120)을 추가적으로 시계 반대방향으로 45ㅀ도 회전시켜, 발색 반응을 일으킬 수 있는 DAB를 시료패드 (100)에서 NC 스트립(미세유체소자), 흡습패드(110)로 전달하여, NC 스트립(미세유체소자) 내에서 포획된 E. coil에 응집된 항-E. coil IgG-HRP가 DAB를 갈색 precipitate으로 convert하여 신호가 나타난다(도 9(D)). 또한, E. coil의 농도별로 테스트 해본 결과, 도 9(e)와 같이 105 CFU/mL부터 가시적으로 판별 가능한 것을 확인하였다.
 E. coli to be detected is put into a sample pad, and a wash buffer and a DAB capable of causing a color reaction are loaded in advance on other sample pads to the IgG-HRP antibody and on another sample pad, respectively (Fig. 9 )). An anti- E. coli O517 antibody was applied to the test line in the middle of the NC strip (microfluidic device) and dried. The state where the end of the NC pad (microfluidic device) pad is connected to the sample pad containing the harmful bacteria is maintained for 10 minutes so that the sample flows through the NC strip (microfluidic device) and is transferred to the opposite moisture absorption pad 110. When the sample layer 120 is rotated counterclockwise by 45 degrees and the anti- E. coli IgG-HRP is transferred to the NC strip (microfluidic device), it is adhered to the surface of the captured E. coil (FIG. 9 B). The sample layer 120 is further rotated counterclockwise by 45 degrees to transfer the wash buffer from the NC strip (microfluidic device) to the hygroscopic pad 110 so that the NC strip (microfluidic device) The non-specifically bound HRP enzyme is removed so that the HRP enzyme is present only in the test line of the NC strip (microfluidic device) (Figure 9C). The sample layer 120 is additionally rotated counterclockwise by 45 degrees DAB which can cause color development reaction is transferred from the sample pad 100 to the NC strip (microfluidic device) and the moisture absorption pad 110 to coagulate the E. coli captured in the NC strip (microfluidic device) anti - E. coil IgG-HRP is a signal shown by a brown precipitate to convert the DAB (FIG. 9 (D)). In addition, it was confirmed that the possible outcomes done testing various concentrations of E. coil, Fig. 9 (e) and as 10 5 CFU / mL from visually determined.

실시예 5: NC 스트립(미세유체소자)이 고정되어 있는 다종 유체 이송 시스템Example 5: Multi-fluid transfer system with fixed NC strip (microfluidic device)

본 발명의 다종 유체 이송 시스템은 샘플층에 시료패드(100) 및 흡습패드(110)가 장착되어 있고 검출층에 섬유 기반 미세유체소자가 장착되어 있는 다종 유체이송 장치 뿐 아니라, 도 10에 나타난 바와 같이 회전 가능한 샘플층과 검출층에 각각 시료패드(100)와 흡습패드(110)가 있으며, 중간에 나이트로섬유 기반의 NC 스트립(미세유체소자)이 고정되어 있는 형태의 다종 유체이송 장치도 가능하다.The multifunctional fluid delivery system of the present invention can be used not only as a multi-fluid transfer device in which a sample pad 100 and a moisture absorption pad 110 are mounted on a sample layer and a fiber-based microfluidic device is mounted on the detection layer, A multi-type fluid transfer device in which a sample pad 100 and a moisture absorption pad 110 are provided on the sample layer and the detection layer which are rotatable together and a nitro-fiber-based NC strip (microfluidic device) is fixed in the middle Do.

피펫을 이용하여 섬유 기반의 시료패드(100)에 색소를 로딩시킨 후, 흡습패드(110)와 시료패드(100)를 회전시켜 NC 스트립(미세유체소자)의 양끝과 맞물리도록 정렬한다. 시료패드(100)와 NC 스트립(미세유체소자), 흡습패드(110)의 모세관 현상에 의하여 시료패드(100) 내 포함되어 있던 색소가 시료패드(100)에서 NC 스트립(미세유체소자)을 지나 흡습패드로 순차적으로 전달된다.
After the pigment is loaded on the fiber-based sample pad 100 using a pipette, the moisture absorption pad 110 and the sample pad 100 are rotated to align with both ends of the NC strip (microfluidic device). The pigment contained in the sample pad 100 is passed through the NC strip (microfluidic device) in the sample pad 100 by the capillary phenomenon of the sample pad 100, NC strip (microfluidic device) and hygroscopic pad 110 And is sequentially transferred to the hygroscopic pad.

실시예 6: NC 스트립(미세유체소자)의 이동에 의한 다종 유체 이송 시스템Example 6: Multi-fluid transfer system by movement of NC strip (microfluidic device)

본 발명의 다종 유체 이송 시스템은, 도 11에 나타난 바와 같이 시료패드(100)와 흡습패드(110)는 고정되어 있고, 나이트로섬유 기반의 스트립(NC 스트립, 미세유체소자)이 좌우로 이동하며 다종의 유체를 원하는 시간에 원하는 양만큼 전달 가능한 형태의 장치도 가능하다. 샘플층 및 검출층에는 피펫을 이용하여 섬유 기반의 시료패드(100)에 로딩시키고, 중간에 나이트섬유 기반의 스트립(NC 스트립, 미세유체소자)이 장착되어 있다. NC 스트립(미세유체소자)의 이동 방향은 한 방향에 국한되지 않으며 좌우로 이동 가능하다. 11, the sample pad 100 and the moisture absorption pad 110 are fixed, and a nitro fiber-based strip (NC strip, microfluidic device) is moved to the left and right It is also possible to use a device capable of delivering a desired amount of fluid at a desired time. The sample layer and the detection layer are loaded onto a fiber-based sample pad 100 using a pipette, and are equipped with an intermediate fiber-based strip (NC strip, microfluidic device). The moving direction of the NC strip (microfluidic device) is not limited to one direction but is movable left and right.

색소를 섬유 기반 미세유체소자에 전달 시에는 도3에 나타난 바와 같이 빨강색 색소를 비축하는 시료패드(100)와 흡습패드(110)가 중간에 위치한 NC 스트립(미세유체소자)과 접촉하여 모세관현상으로 인한 색소의 전달이 시작된다. 노랑색 색소를 또는 파랑색 색소를 전달하기 위해 NC 스트립(미세유체소자)을 이동시켜 색소가 비축되어 있는 시료패드(100) 및 흡습패드(110)의 양끝과 맞물리게 정렬하여 색소를 전달하였다.
When the dye is transferred to the fiber-based microfluidic device, as shown in FIG. 3, the sample pad 100 for storing the red pigment and the moisture absorption pad 110 are brought into contact with the NC strip (microfluidic device) The transfer of the pigment is started. The NC strips (microfluidic devices) were moved in order to transfer yellow pigment or blue pigment, and the pigment was aligned by engaging both ends of the sample pad 100 and the hygroscopic pad 110 in which the pigment was stored.

이상으로, 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments, It will be obvious. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

100: 시료패드
110: 흡습패드
120: 샘플층
130: 막
140: 검출층
150: 섬유 기반 미세유체소자100: Sample pad
110: Moisture absorption pad
120: sample layer
130:
140: detection layer
150: Fiber-based microfluidic device

Claims (8)

다음을 포함하는 다종 유체이송 시스템:
(a) 한 종 이상의 유체를 비축할 수 있는 하나 이상의 시료패드;
(b) 상기 시료패드로부터 상기 유체가 이동되는 섬유 기반의 미세유체소자;
(c) 상기 미세유체소자를 통해 이동된 시료가 배출되는 흡습패드;
(d) 상기 시료패드 및 흡습패드의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 샘플층; 및
(e) 상기 미세유체소자를 포함하고 미세유체소자의 이동 또는 위치 변경이 가능하도록 하는 검출층.
Multi-fluid transfer system comprising:
(a) one or more sample pads capable of reserving more than one species of fluid;
(b) a fiber-based microfluidic device through which the fluid moves from the sample pad;
(c) a moisture absorption pad through which the sample moved through the microfluidic device is discharged;
(d) a sample layer for allowing movement or positional change of the sample pad and the moisture absorption pad; And
(e) a detection layer including the microfluidic device and enabling movement or positional change of the microfluidic device.
제1항에 있어서, 상기 시료패드 및 흡습패드의 이동 또는 위치 변경에 의해 하나 이상의 유체가 순차적으로 시료패드에서 미세유체소자를 지나 흡습패드를 향해 이동하는 것을 특징으로 하는 다종 유체이송 시스템.
The multi-species fluid transfer system according to claim 1, wherein one or more fluids sequentially move from the sample pad to the hygroscopic pad through the microfluidic device by movement or repositioning of the sample pad and the hygroscopic pad.
제1항에 있어서, 상기 미세유체소자의 양 말단 또는 일부분과 시료패드와 흡습패드가 맞물려 유체가 공급되는 것을 특징으로 하는 다종 유체이송 시스템.
The multi-species fluid transfer system according to claim 1, wherein both ends or a part of the microfluidic device are in fluid communication with the sample pad and the moisture absorption pad.
제1항에 있어서, 상기 샘플층 또는 검출층의 회전에 의해 시료패드 및 흡습패드가 이동 또는 시료패드 및 흡습패드의 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는 다종 유체이송 시스템.
The multi-species fluid transferring system according to claim 1, wherein the rotation of the sample layer or the detection layer changes the position of the sample pad and the moisture absorption pad, or the position of the sample pad and the moisture absorption pad.
제1항에 있어서, 상기 시료패드와 흡습패드 각각은 다공성 물질 또는 섬유로 구성된 것을 특징으로 하는 다종 유체이송 시스템.
The multi-species fluid delivery system according to claim 1, wherein each of the sample pad and the moisture absorption pad is made of a porous material or fiber.
제5항에 있어서, 상기 다공성 물질 또는 섬유는 폴리프로필렌(polypropylene), 셀룰로오스(cellulose) 및 유리 섬유(glass fiber)로 구성된 군에서 선택된 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 유체이송 시스템.
6. The multiple fluid delivery system of claim 5, wherein the porous material or fiber comprises a material selected from the group consisting of polypropylene, cellulose, and glass fiber.
제1항에 있어서, 상기 시료패드 및 흡습패드와 미세유체소자가 접촉되는 면적은 미세유체소자에서 유체가 진행하는 방향의 단면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 다종 유체이송 시스템.
The multi-species fluid transfer system according to claim 1, wherein an area of contact between the sample pad and the hygroscopic pad and the microfluidic device is larger than a cross-sectional area of the microfluidic device in a direction in which the fluid advances.
제1항에 있어서, 상기 흡습패드는 모세관력으로 유체를 흡수하여 유체의 이송을 지속시키는 것을 특징으로 하는 다종 유체이송 시스템.The multi-species fluid delivery system of claim 1, wherein the hygroscopic pad absorbs fluid with capillary force to sustain fluid delivery.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190097606A (en) * 2018-02-12 2019-08-21 한국과학기술연구원 Compact multi molecular diagnosis apparatus

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102088277B1 (en) * 2018-04-27 2020-03-13 주식회사 유니언스진 3D paper based Microfluidic device for Thioredoxin detection by Enzyme linked immunosorbent assay
KR102037757B1 (en) * 2018-06-11 2019-10-29 충남대학교산학협력단 Acceleration Method of Local Flow Rate for Microfluidic Chip Based on Lateral Flow
US11291997B2 (en) * 2018-08-02 2022-04-05 Colorado State University Research Foundation Rotary manifold for paper-based immunoassays

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120145937A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-14 Richman Bruce A Rotary valve for sample handling in fluid analysis

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120145937A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-14 Richman Bruce A Rotary valve for sample handling in fluid analysis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Enzyme-linked immuno-strip biosensor to detect Escherichia coli O157H7(S.J. Park, Ultramicroscopy, 2008)*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190097606A (en) * 2018-02-12 2019-08-21 한국과학기술연구원 Compact multi molecular diagnosis apparatus
KR102043036B1 (en) 2018-02-12 2019-11-11 한국과학기술연구원 Compact multi molecular diagnosis apparatus

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